(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁放射線を受けるように位置付けられたセグメント化ウィンドウであり、当該セグメント化ウィンドウは、少なくとも、第１の材料から形成された第１のセグメントと、第２の材料から形成された第２のセグメントとを含み、前記第１のセグメントは、前記電磁放射線のうち第１のスペクトル帯域を光路に沿って透過させるように構成され、前記第２のセグメントは、前記電磁放射線のうち第２のスペクトル帯域を前記光路に沿って透過させるように構成される、セグメント化ウィンドウと、
前記光路に沿って位置付けられ、前記第１のスペクトル帯域と前記第２のスペクトル帯域とを空間的に分離するように構成された光デマルチプレクサと、
前記セグメント化ウィンドウと前記光デマルチプレクサとの間に置かれ、前記セグメント化ウィンドウから前記光デマルチプレクサへと前記電磁放射線を導くように位置付けられたフォアオプティクスと、
を有し、
前記セグメント化ウィンドウは円形であり、前記第１のセグメントは、前記第２のセグメントを取り囲む円環として整形されている、
広帯域光学システム。
【請求項２】
前記光デマルチプレクサは、前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうち一方を透過させ、前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうち他方を反射するように構成された分波ミラーを含む、請求項１に記載の広帯域光学システム。
【請求項３】
前記分波ミラーは、中心開口を持つ環状ミラーであり、該環状ミラーは、前記第１のスペクトル帯域を反射するとともに、前記中心開口を通して前記第２のスペクトル帯域を透過させるように位置付けられる、請求項２に記載の広帯域光学システム。
【請求項４】
前記分波ミラーは、前記セグメント化ウィンドウの前記第２のセグメントと実質的に位置合わせして前記光路に沿って位置付けられたピックオフミラーであり、該ピックオフミラーは、前記第２のスペクトル帯域を反射するように構成される、請求項２に記載の広帯域光学システム。
【請求項５】
前記フォアオプティクスは、実際の射出瞳を画成するように構成された非暗化望遠鏡であり、前記光デマルチプレクサは、前記実際の射出瞳に位置付けられる、請求項１に記載の広帯域光学システム。
【請求項６】
前記フォアオプティクスは、実際の入射瞳を画成するように構成された非暗化望遠鏡であり、前記セグメント化ウィンドウは、前記実際の入射瞳に位置付けられる、請求項１に記載の広帯域光学システム。
【請求項７】
前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域は合わせて０．４マイクロメートルから１４マイクロメートルまでのスペクトル範囲にわたる、請求項１に記載の広帯域光学システム。
【請求項８】
前記第１のスペクトル帯域は、長波長赤外スペクトル及び中波長赤外スペクトルを含み、前記第２のスペクトル帯域は、短波長赤外スペクトル、近赤外スペクトル、及び可視スペクトルを含む、請求項７に記載の広帯域光学システム。
【請求項９】
広帯域電磁放射線を収集する方法であって、
環状にセグメント化されたウィンドウにて電磁放射線を受け、前記環状にセグメント化されたウィンドウは、少なくとも、第１の材料から形成された第１のセグメントと、第２の材料から形成された第２のセグメントとを含み、
前記電磁放射線のうち第１のスペクトル帯域を、前記第１のセグメントを通じて光路に沿って透過させ、前記第１のセグメントは、前記第２のセグメントを取り囲む円環として整形されており、
前記電磁放射線のうち第２のスペクトル帯域を、前記第２のセグメントを通じて前記光路に沿って透過させ、
前記第１のスペクトル帯域と前記第２のスペクトル帯域とを空間的に分波する、
ことを有する方法。
【請求項１０】
前記電磁放射線を受けることは、０．４マイクロメートルから１４マイクロメートルまでのスペクトル範囲にわたる電磁放射線を受けることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のスペクトル帯域を透過させることは、長波長赤外スペクトル及び中波長赤外スペクトルを透過させることを含み、前記第２のスペクトル帯域を透過させることは、短波長赤外スペクトル、近赤外スペクトル、及び可視スペクトルを透過させることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のスペクトル帯域と前記第２のスペクトル帯域とを空間的に分波することは、前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうち一方を透過させ、前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうち他方を反射することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のスペクトル帯域と前記第２のスペクトル帯域とを空間的に分波することは、
環状ミラーの中心開口を通して前記第２のスペクトル帯域を透過させ、且つ
前記環状ミラーの表面で前記第１のスペクトル帯域を反射する
ことを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のスペクトル帯域と前記第２のスペクトル帯域とを空間的に分波することは、前記環状にセグメント化されたウィンドウの前記第２のセグメントと実質的に位置合わせして前記光路に沿って位置付けられたピックオフミラーにて、前記第２のスペクトル帯域を反射することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
第１の撮像アセンブリにて第１の撮像光路に沿って前記第１のスペクトル帯域を受けて、前記第１のスペクトル帯域を第１の光受信器上に集光し、且つ
第２の撮像アセンブリにて第２の撮像光路に沿って前記第２のスペクトル帯域を受けて、前記第２のスペクトル帯域を第２の光受信器上に集光する、
ことを更に有する請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
光路に沿って位置付けられ、入射瞳と実際の射出瞳とを画成するように構成された、中心非暗化望遠鏡と、
電磁放射線を受けるように前記入射瞳に位置付けられた、環状にセグメント化されたウィンドウであり、当該環状にセグメント化されたウィンドウは、第１の材料から形成された外側リングと、第２の材料から形成された中心部とを有し、前記外側リングは、前記電磁放射線のうち第１のスペクトル帯域を前記光路に沿って透過させるように構成され、前記中心部は、前記電磁放射線のうち第２のスペクトル帯域を前記光路に沿って透過させるように構成される、環状にセグメント化されたウィンドウと、
前記実際の射出瞳にて前記光路に沿って位置付けられた光デマルチプレクサであり、前記第１のスペクトル帯域と前記第２のスペクトル帯域とを空間的に分離するように構成された光デマルチプレクサと、
第１のフォーカシング光学系及び第１の光受信器を含む第１の撮像アセンブリであり、前記第１のフォーカシング光学系が、前記光デマルチプレクサから前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうちの一方を受けて、前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうちの該一方を前記第１の光受信器上に集光するように位置付けられる、第１の撮像アセンブリと、
を有する広帯域撮像システム。
【請求項１７】
前記光デマルチプレクサは、中心開口を持つ環状ミラーであり、該環状ミラーは、前記第１のスペクトル帯域を反射するとともに、前記中心開口を通して前記第２のスペクトル帯域を透過させるように位置付けられる、請求項１６に記載の撮像システム。
【請求項１８】
当該撮像システムは更に、第２のフォーカシング光学系及び第２の光受信器を含む第２の撮像アセンブリを有し、前記第２のフォーカシング光学系が、前記光デマルチプレクサから前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうちの他方を受けて、前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうちの該他方を前記第２の光受信器に集光するように位置付けられる、請求項１６に記載の撮像システム。
【請求項１９】
前記第１のフォーカシング光学系は、前記光デマルチプレクサからの第１の撮像光路に沿った前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうちの前記一方を収集するように位置付けられ、前記第１のフォーカシング光学系は、第１のＦ値を持ち、前記第２のフォーカシング光学系は、前記光デマルチプレクサからの第２の撮像光路に沿った前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうちの前記他方を収集するように位置付けられ、前記第２のフォーカシング光学系は、第２のＦ値を持つ、請求項１８に記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
過酷な環境条件にさらされる光学システムは、典型的に、システムの繊細な光学素子（例えば、ミラー又はレンズ）を環境条件から保護するのに適した耐久性の透明な窓（ウィンドウ）を含んでいる。環境条件への曝露は、システム性能に対する様々な望ましくない影響の中でもとりわけ、光学素子のミスアライメントをもたらし得る。光学システムのいっそう繊細な光学素子の保護を提供する一方で、広いスペクトル範囲に対して透明な光学窓用の材料の入手可能性は非常に限られている。従って、典型的な広帯域光学システム設計は、スペクトルカバレッジとシステム性能との間での妥協を必要としている。
【発明の概要】
【０００２】
態様及び実施形態は、概して、単一のウィンドウ光学アセンブリで広いスペクトル範囲の電磁放射線を収集する広帯域光学システム及び方法に向けられる。以下で更に詳細に説明するように、ここに記載される広帯域光学システムの例は、２つ以上のスペクトル帯域の電磁放射線を受けるように構成されたセグメント化されたウィンドウを含み得る。特に、空間性能及びシステム保護を妥協することなく広いスペクトルカバレッジを提供するように、セグメント化されたウィンドウの各セグメントが、電磁スペクトルのうちのサブセットに対して最適化され得る。
【０００３】
セグメント化されたウィンドウ（セグメント化ウィンドウ）の各セグメントによって受けられた電磁放射線が、共通の光路に沿って透過され、光デマルチプレクサによって空間的に分波され得る。従って、ここに説明される様々な態様及び実施形態はまた、典型的な光学システムの性能を低下させる挿入損失及び背景熱流束を回避する。ここに説明される広帯域光学システム及び広帯域光収集方法の様々な他の利益及び利点が、以下にて図面を参照して記述される。
【０００４】
一態様によれば、広帯域光学システムが提供される。一例において、当該広帯域光学システムは、電磁放射線を受けるように位置付けられたセグメント化ウィンドウであり、当該セグメント化ウィンドウは、少なくとも、第１の材料から形成された第１のセグメントと、第２の材料から形成された第２のセグメントとを含み、前記第１のセグメントは、前記電磁放射線のうち第１のスペクトル帯域を光路に沿って透過させるように構成され、前記第２のセグメントは、前記電磁放射線のうち第２のスペクトル帯域を前記光路に沿って透過させるように構成される、セグメント化ウィンドウと、前記光路に沿って位置付けられ、前記第１のスペクトル帯域と前記第２のスペクトル帯域とを空間的に分離するように構成された光デマルチプレクサと、前記セグメント化ウィンドウと前記光デマルチプレクサとの間に置かれ、前記セグメント化ウィンドウから前記光デマルチプレクサへと前記電磁放射線を導くように位置付けられたフォアオプティクスと、を有する。
【０００５】
様々な例によれば、前記セグメント化ウィンドウは円形であり、前記第１のセグメントは、前記第２のセグメントを取り囲む円環（アニュラス）として整形される。一部の例において、前記光デマルチプレクサは、前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうち一方を透過させ、前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうち他方を反射するように構成された分波ミラーを含む。少なくとも１つの例において、前記分波ミラーは、中心開口を持つ環状ミラーであり、該環状ミラーは、前記第１のスペクトル帯域を反射するとともに、前記中心開口を通して前記第２のスペクトル帯域を透過させるように位置付けられる。他の一例において、前記分波ミラーは、前記セグメント化ウィンドウの前記第２のセグメントと実質的に位置合わせして前記光路に沿って位置付けられたピックオフミラーであり、該ピックオフミラーは、前記第２のスペクトル帯域を反射するように構成される。
【０００６】
様々な例において、前記フォアオプティクスは、実際の射出瞳を画成するように構成された非暗化望遠鏡であり、前記光デマルチプレクサは、前記実際の射出瞳に位置付けられる。一部の例において、前記フォアオプティクスは、実際の入射瞳を画成するように構成された非暗化望遠鏡であり、前記セグメント化ウィンドウは、前記実際の入射瞳に位置付けられる。様々な例によれば、前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域は合わせて０．４マイクロメートルから１４マイクロメートルまでのスペクトル範囲にわたる。少なくとも１つの例によれば、前記第１のスペクトル帯域は、長波長赤外スペクトル及び中波長赤外スペクトルを含み、前記第２のスペクトル帯域は、短波長赤外スペクトル、近赤外スペクトル、及び可視スペクトルを含む。
【０００７】
一態様によれば、広帯域電磁放射線を収集する方法が提供される。一例において、当該方法は、環状にセグメント化されたウィンドウにて電磁放射線を受け、前記環状にセグメント化されたウィンドウは、少なくとも、第１の材料から形成された第１のセグメントと、第２の材料から形成された第２のセグメントとを含み、前記電磁放射線のうち第１のスペクトル帯域を、前記第１のセグメントを通じて光路に沿って透過させ、前記第１のセグメントは、前記第２のセグメントを取り囲む円環として整形されており、前記電磁放射線のうち第２のスペクトル帯域を、前記第２のセグメントを通じて前記光路に沿って透過させ、前記第１のスペクトル帯域と前記第２のスペクトル帯域とを空間的に分波することを有する。
【０００８】
様々な例において、前記電磁放射線を受けることは、０．４マイクロメートルから１４マイクロメートルまでのスペクトル範囲にわたる電磁放射線を受けることを含む。少なくとも１つの例において、前記第１のスペクトル帯域を透過させることは、長波長赤外スペクトル及び中波長赤外スペクトルを透過させることを含み、前記第２のスペクトル帯域を透過させることは、短波長赤外スペクトル、近赤外スペクトル、及び可視スペクトルを透過させることを含む。
【０００９】
様々な例によれば、前記第１のスペクトル帯域と前記第２のスペクトル帯域とを空間的に分波することは、前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうち一方を透過させ、前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうち他方を反射することを含む。少なくとも１つの例において、前記第１のスペクトル帯域と前記第２のスペクトル帯域とを空間的に分波することは、環状ミラーの中心開口を通して前記第２のスペクトル帯域を透過させ、且つ前記環状ミラーの表面で前記第１のスペクトル帯域を反射することを含む。他の一例において、前記第１のスペクトル帯域と前記第２のスペクトル帯域とを空間的に分波することは、前記環状にセグメント化されたウィンドウの前記第２のセグメントと実質的に位置合わせして前記光路に沿って位置付けられたピックオフミラーにて、前記第２のスペクトル帯域を反射することを含む。
【００１０】
特定の例において、当該方法は更に、第１の撮像アセンブリにて第１の撮像光路に沿って前記第１のスペクトル帯域を受けて、前記第１のスペクトル帯域を第１の光受信器上に集光し、且つ第２の撮像アセンブリにて第２の撮像光路に沿って前記第２のスペクトル帯域を受けて、前記第２のスペクトル帯域を第２の光受信器上に集光することを有する。
【００１１】
他の一態様によれば、広帯域撮像システムが提供される。一例において、当該広帯域撮像システムは、光路に沿って位置付けられ、入射瞳と実際の射出瞳とを画成するように構成された、中心非暗化望遠鏡と、電磁放射線を受けるように前記入射瞳に位置付けられた、環状にセグメント化されたウィンドウであり、当該環状にセグメント化されたウィンドウは、第１の材料から形成された外側リングと、第２の材料から形成された中心部とを有し、前記外側リングは、前記電磁放射線のうち第１のスペクトル帯域を前記光路に沿って透過させるように構成され、前記中心部は、前記電磁放射線のうち第２のスペクトル帯域を前記光路に沿って透過させるように構成される、環状にセグメント化されたウィンドウと、前記実際の射出瞳にて前記光路に沿って位置付けられた光デマルチプレクサであり、前記第１のスペクトル帯域と前記第２のスペクトル帯域とを空間的に分離するように構成された光デマルチプレクサと、第１のフォーカシング光学系及び第１の光受信器を含む第１の撮像アセンブリであり、前記第１のフォーカシング光学系が、前記光デマルチプレクサから前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうちの一方を受けて、前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうちの該一方を前記第１の光受信器上に集光するように位置付けられる、第１の撮像アセンブリと、を含む。
【００１２】
様々な例において、前記光デマルチプレクサは、中心開口を持つ環状ミラーであり、該環状ミラーは、前記第１のスペクトル帯域を反射するとともに、前記中心開口を通して前記第２のスペクトル帯域を透過させるように位置付けられる。一部の例において当該広帯域撮像システムは更に、第２のフォーカシング光学系及び第２の光受信器を含む第２の撮像アセンブリを有し、前記第２のフォーカシング光学系が、前記光デマルチプレクサから前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうちの他方を受けて、前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうちの該他方を前記第２の光受信器に集光するように位置付けられる。更なる一例において、前記第１のフォーカシング光学系は、前記光デマルチプレクサからの第１の撮像光路に沿った前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうちの前記一方を収集するように位置付けられ、前記第１のフォーカシング光学系は、第１のＦ値を持ち、前記第２のフォーカシング光学系は、前記光デマルチプレクサからの第２の撮像光路に沿った前記第１のスペクトル帯域及び前記第２のスペクトル帯域のうちの前記他方を収集するように位置付けられ、前記第２のフォーカシング光学系は、第２のＦ値を持つ。
【００１３】
これら例示的な態様及び実施形態の更なる他の態様、実施形態、及び利点が、以下にて詳細に説明される。ここに開示される実施形態は、ここに開示される原理のうちの少なくとも１つと一貫したやり方で他の実施形態と組み合わされることができ、“実施形態”、“一部の実施形態”、“代替実施形態”、“様々な実施形態”、“一実施形態”、又はこれらに類するものへの言及は、必ずしも相互に排他的なものではなく、記載される特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれ得ることを指し示すことを意図したものである。ここにこれらの用語が複数現れることは、必ずしも全てが同じ実施形態に言及しているわけではない。ここに記載される様々な態様及び実施形態は、記載される方法又は機能のいずれかを実行する手段を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
以下、縮尺通りに描くことは意図していない添付の図面を参照して、少なくとも１つの実施形態の様々な態様を説明する。図面は、様々な態様及び実施形態の例示及び更なる理解を提供するために含められており、本明細書に組み込まれてその一部を構成するが、本発明の限定を規定するものとして意図したものではない。図面において、様々な図に示される同じ又は略同じ構成要素は各々、似通った参照符号によって表される。明瞭さの目的のため、全ての図で全ての構成要素にラベルを付すことはしていない場合がある。
【図１】ここに説明される様々な例に従った広帯域光学システムの光学構成である。
【図２】ここに説明される様々な例に従ったセグメント化ウィンドウの形状図である。
【図３】ここに説明される様々な例に従った、図１に例示した広帯域光学システムのセグメント化ウィンドウの環状の形状のセグメントの表面に入射する電磁放射線の図である。
【図４】ここに説明される様々な例に従った、図１に例示した広帯域光学システムの光デマルチプレクサの表面に入射する電磁放射線の図である。
【図５】ここに説明される様々な例に従った、図１に例示した広帯域光学システムのセグメント化ウィンドウの中心部のセグメントの表面に入射する電磁放射線の図である。
【図６】ここに説明される様々な例に従った、図１に例示した広帯域光学システムの光デマルチプレクサの一例の中心開口を通って透過される電磁放射線の図である。
【図７】ここに説明される様々な例に従った広帯域光学システムの他の光学構成である。
【図８】ここに説明される様々な例に従った、図１に例示した広帯域光学システムの光受信器に導かれる電磁放射線のレイトレース図である。
【図９】ここに説明される様々な例に従った、図１に例示した広帯域光学システムの他の光受信器に導かれる電磁放射線のレイトレース図である。
【図１０】ここに説明される様々な例に従った、広帯域電磁放射線を収集するためのプロセスフローである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
態様及び実施形態は、概して、単一のウィンドウ光学アセンブリで広いスペクトル範囲の電磁放射線を収集する広帯域光学システム及び方法に向けられる。広帯域光学システムの例は、複数のスペクトル帯域の電磁放射線をセグメント化ウィンドウの対応するセグメントで受けるように構成されたセグメント化ウィンドウを含み得る。特に、セグメント化ウィンドウの各セグメントが、電磁スペクトルのうちの特定のサブセットに対して最適化された材料から形成され得る。セグメント化ウィンドウのこれらセグメントは、組み合わされるときに、集合的に広いスペクトルカバレッジを提供するように構成される。
【００１６】
航空機プラットフォーム、宇宙系プラットフォーム、海洋プラットフォーム、又は他のビークル（乗り物）系プラットフォーム用に設計された光学システムは、当該光学システムの動作中に極端な圧力、温度、及び方向のある力を経験し得る。これらの環境条件は、曝露される光学素子に対して望ましくない影響を有し得る。従って、開口が開いた光学システムは、一般に、これらの撮像用途には適さない。典型的なウィンドウ設計は、繊細な光学コンポーネントのためのある程度の保護を提供するが、典型的な構成は、スペクトルカバレッジとシステム性能との間での妥協を必要とする。例えば、一部の構成は、繊細なコンポーネントをシールドする透明なウィンドウを含むが、システムのスペクトルカバレッジを制限してしまう。特に、ウィンドウは、ウィンドウ材料のスペクトル透過特性によって制限される。他の構成は、複数のウィンドウ及び付随するフォアオプティクスアセンブリを含み、関連する光学システムに大きさ、重量、及び複雑さを追加してしまう。
【００１７】
従って、ここに記載される光学システムの例は、光学システムの他のコンポーネントを保護する一方で、広いスペクトル範囲の電磁放射線の収集をも可能にするセグメント化ウィンドウを含む。特定の一例において、セグメント化ウィンドウは、電磁放射線のうち第１のスペクトル帯域に対して透過性の第１の材料から形成された外側リングと、電磁放射線のうち第２の部分に対して透過性の第２の材料から形成された中心部とを含む。従って、光学システムの大きさ、重量、電力消費、及び／又はコストへの有意な追加なく、ウィンドウ全体で広いスペクトルカバレッジを提供してブロードバンド又はマルチバンドの撮像処理を可能にするように、第１の材料及び第２の材料が選択され得る。
【００１８】
理解されるべきことには、ここに説明される方法及び装置の実施形態は、適用において、以下の記載に説明され又は添付図面に図示される構成の詳細及び構成要素の配置に限定されるものではない。これらのシステム及び方法は、他の実施形態での実装が可能であり、また、様々なやり方で実施あるいは実行されることが可能である。具体的な実装の例が、単に例示の目的でここに提供されるが、限定することを意図したものではない。また、ここで使用される言葉遣い及び用語は、記述目的でのものであり、限定するものとして見なされるべきでない。“含む”、“有する”、“持つ”、“含有する”、“伴う”及びこれらの変形のここでの使用は、その後に挙げられる品目及びそれらの均等物並びに更なる品目を含む意味である。“又は”への言及は、“又は”を用いて記載される項目が、記載される項目のうちの、単一の、１つよりも多くの、及び全ての、の何れかを指し示し得るように、包含的なものとして解釈され得る。前方及び後方、左及び右、頂部及び底部、上側及び下側、並びに縦及び横への如何なる言及も、説明の便宜上のものであり、本システム及び本方法やそれらのコンポーネントを何らかの１つの位置的又は空間的な向きに限定するものではない。
【００１９】
図１を参照するに、ここに説明される様々な例に従った広帯域光学システム１００の光学構成が示されている。一部の例において、広帯域光学システム１００は空挺用途向けに構成され得るが、特定の他の例において、システム１００は、宇宙系プラットフォーム、海洋プラットフォーム、及び光撮像処理の性能に影響を及ぼし得る環境条件を経験するその他のビークル系プラットフォーム向けに構成され得る。
【００２０】
図１に例示するように、広帯域光学システム（“光学システム”）１００は、セグメント化されたウィンドウ（セグメント化ウィンドウ）１０２、フォアオプティクス１０４、及び光デマルチプレクサ１０６を含み得る。特定の例において、広帯域光学システム１００は、１つ以上の撮像コンポーネントを更に含んでいてもよく、且つ／或いは、１つ以上の撮像コンポーネントを含んだ撮像システム内に統合されてもよい。例えば、光学システム１００は更に、フォーカシング光学系及び光受信器を有する１つ以上の撮像アセンブリを含み得る。図１に示した例において、光学システム１００は、第１のフォーカシング光学系１１２及び第１の光受信器１１４を含んだ第１の撮像アセンブリ１０８と、第２のフォーカシング光学系１１６及び第２の光受信器１１８を含んだ第２の撮像アセンブリ１１０とを含んでいる。従って、特定の実装において、広帯域光学システム１００は、ブロードバンド又はマルチバンドの撮像処理又は分光処理を実行し得る。
【００２１】
セグメント化ウィンドウ１０２は、電磁放射線を受けて該電磁放射線を光路１２０に沿ってフォアオプティクス１０４の方向に導くように位置付けられる。特に、セグメント化ウィンドウ１０２は、フォアオプティクス１０４によって画成される光学システム１００の実際の入射瞳に位置付けられ得る。セグメント化ウィンドウ１０２の各セグメントが、受けた電磁スペクトルのうちの特定のスペクトル帯域に対して最適化された材料から形成され得る。すなわち、セグメント化ウィンドウ１０２の各セグメントは、受けた電磁放射線のうち所望のスペクトル帯域を透過させる材料から形成され得る。一例において、各セグメントが、異なるスペクトル帯域に対して最適化された材料から形成されるが、特定の例において、それらのスペクトル帯域のうちの１つ以上が完全に又は部分的に重なり合っていてもよい。様々な例において、セグメント化ウィンドウ１０２は、例えば空挺プラットフォームに一般に関連するものなどの広帯域ハイパースペクトル画像アプリケーション向けに広いスペクトルカバレッジを提供するように構成される。例えば、セグメント化ウィンドウ１０２は、０．４マイクロメートルから１４．０マイクロメートルまでのスペクトル範囲にわたる電磁放射線を受けて透過させ得る。セグメント化ウィンドウ１０２のそれぞれのセグメントによって透過される各スペクトル帯域は、この範囲の中のスペクトル帯域を含むことができ、例えば、長波長赤外スペクトル、中波長赤外スペクトル、短波長赤外スペクトル、近赤外スペクトル、及び可視スペクトルのうちの１つ以上などを含み得る。
【００２２】
図１に示すように、特定の例において、セグメント化ウィンドウ１０２は、第１のセグメント１２２及び第２のセグメント１２４を含む。第１のセグメント１２２及び第２のセグメント１２４の各々が、電磁放射線を受け、該電磁放射線のうちそれぞれのスペクトル帯域を、光路１２０に沿ってフォアオプティクス１０４の方向に透過させる。図１は、第１のスペクトル帯域をフォアオプティクス１０４へと透過させる第１のセグメント１２２と、第２のスペクトル帯域をフォアオプティクス１０４へと透過させる第２のセグメント１２４とを示している。しかしながら、特定の他の例において、セグメント化ウィンドウ１０２は、図示した２つのセグメント１２２、１２４に限定されず、代わりに３つ以上のセグメントを有していてもよい。理解されることには、セグメント化ウィンドウ１０２内のセグメントの数は、光学システム１００の特定の用途に合わせて適応されることができ、光学システム１００の意図した撮像処理に基づいて設計され得る。各セグメントは、接着剤又は他の好適な接着用コンパウンドを用いて、他のセグメントに接着され得る。特定の他の例において、セグメントは、セグメント化ウィンドウ１０２用の支持構造（例えば、フレーム、ブラケットなど）によってこれらセグメント上に加えられる圧力によって定位置に保持されてもよい。
【００２３】
図２を参照するに、図１に示したセグメント化ウィンドウ１０２の形状図が示されている。図示のように、一例において、セグメント化ウィンドウ１０２は円形の外形を有し、第１のセグメント１２２は、第２のセグメント１２４を取り囲む円環（例えば、外側リング）として整形される。一例において、第１のセグメント１２２は、長波長赤外スペクトル及び中波長赤外スペクトルに対して透過性であり、第２のセグメント１２４は、短波長赤外スペクトル、近赤外スペクトル、及び可視スペクトルに対して透過性である。例えば、第１のセグメント１２２は、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）から形成され、第２のセグメント１２４は、例えばニュージャージー州ニュートンのＴｈｏｒｌａｂｓ（登録商標）によって提供されるＩｎｆｒａｓｉｌ（登録商標）及びＳｕｐｒａｓｉｌ（登録商標）などの、光学石英又は溶融シリカ材料から形成され得る。セグメント化ウィンドウの１つ以上のセグメントに使用され得る材料の様々な他の例は、数例挙げると、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、合成ダイヤモンド、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、臭化カリウム（ＫＢｒ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、及びフッ化バリウム（ＢａＦ２）を含む。
【００２４】
図２には円環として整形された第１のセグメント１２２と、該円環内の中心部として整形された第２のセグメント１２４とを含むものとして示しているが、様々な他の例において、セグメント化ウィンドウ１０２は、図示した例におけるものとは異なる形状を持つ１つ以上のセグメントを有していてもよい。例えば、一実装において、セグメント化ウィンドウ１０２は、直線的な外形を有し得るとともに、直線的な外形の第１の長方形部分として整形された第１のセグメントと、該直線的な外形の残りの部分として整形された第２のセグメントとを有し得る。他の一実装において、セグメント化ウィンドウ１０２は、直線的な外形を有し得るとともに、“市松模様”パターンに配置された複数のセグメントを含み得る。更なる他の一例において、セグメント化ウィンドウ１０２は円形の形状を有し、第１のセクタ（例えば、その円形の形状の円周と２つの半径の間の領域）として画成された第１のセグメントと、その円形の形状の残りの領域として画成された第２のセグメントとを有し得る。更なるセクタとして様々な更なるセグメントが追加されてもよい。従って、図２はセグメント化ウィンドウ１０２の１つの取り得る構成を示しているが、様々な他の構成も本開示の範囲内である。
【００２５】
再び図１を参照するに、セグメント化ウィンドウ１０２、特に、セグメント化ウィンドウ１０２の各セグメントにて受けた電磁放射線は、共通の光路１２０に沿ってフォアオプティクス１０４へと透過される。様々な例において、フォアオプティクス１０４は、電磁放射線（例えば、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域）をコリメートして光デマルチプレクサ１０６へと導くミラー、レンズ、又はミラーとレンズの構成を含む。少なくとも１つの例において、フォアオプティクス１０４は、実際の入射瞳と実際の射出瞳とを画成するように構成され得る。図示の例において、セグメント化ウィンドウ１０２は実際の入射瞳に位置付けられ、光デマルチプレクサ１０６は実際の射出瞳に位置付けられている。このような一例において、セグメント化ウィンドウ１０２を実際の入射瞳に配置し、光デマルチプレクサ１０６を実際の射出瞳に配置することは、第１のスペクトル帯域と第２のスペクトル帯域とが、セグメント化ウィンドウ１０２又は光デマルチプレクサ１０６でのケラレなしで、広帯域光学システム１００の視野全体にわたって分離されることを保証する。
【００２６】
一例において、フォアオプティクス１０４は、全てが反射光学素子である構成からなる中心が暗くされない（centrally  unobscured；中心非暗化）望遠鏡である。例えば、図１において、フォアオプティクス１０４は、一次ミラー１２６及び二次ミラー１２８を含んだ中心非暗化望遠鏡として示されている。図１において、第１のセグメント１２２から透過された電磁放射線（例えば、第１のスペクトル帯域）及び第２のセグメント１２４から透過された電磁放射線（例えば、第２のスペクトル帯域）が、一次ミラー１２６で受けられる。一次ミラー１２６は、電磁放射線を光路１２０に沿って二次ミラー１２８の方向へと導く。二次ミラー１２８は、一次ミラー１２６によって導かれた電磁放射線を受け、電磁放射線を光路１２０に沿って光デマルチプレクサ１０６の方向へと導くように位置付けられる。理解されることには、図１は、図示の目的で中心非暗化望遠鏡の１つの例示的な構成を示しており、様々な他の例において、中心非暗化望遠鏡は更なる光学素子（例えば、ミラー及び／又はレンズ）を含んでいてもよく、また、異なるように構成されてもよい。更に理解されることには、様々な他の例において、フォアオプティクス１０４の構成は、セグメント化ウィンドウ１０２の具体的構成に依存し得る。例えば、図示した中心非暗化望遠鏡は、セグメント化ウィンドウ１０２の中心部から暗くされない電磁放射線を収集するという利益をもたらす。ここに説明されるような他のセグメント化ウィンドウ構成に基づいて、同様の調整がフォアオプティクス１０４に対して為され得る。
【００２７】
図１を参照するに、光デマルチプレクサ１０６は、光路１２０に沿って位置付けられるとともに、第１のスペクトル帯域と第２のスペクトル帯域とを空間的に分離するように構成される。図１において、光デマルチプレクサ１０６は、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域のうち一方を透過させ、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域のうち他方を反射するように、光路１２０に配置された分波（デマルチプレックス）ミラーである。第１のセグメント１２２が第２のセグメント１２４を取り囲む円環として整形される例において、分波ミラーは、中心開口（例えば、開口１３０）を持つ環状ミラーとし得る。図１に示すように、分波ミラーは、セグメント化ウィンドウ１０２の第２のセグメント１２４から受けるスペクトル帯域（すなわち、第２のスペクトル帯域）を、中心開口１３０を通して透過させるとともに、セグメント化ウィンドウ１０２の第１のセグメント１２２から受けるスペクトル帯域（例えば、第１のスペクトル帯域）を反射するように位置付けられ得る。
【００２８】
図３を参照するに、図１に例示したセグメント化ウィンドウ１０２の第１のセグメント１２２（例えば、円環状セグメント）の表面に入射する電磁放射線の図が示されている。特に、図３は、電磁放射線のうちの第１のスペクトル帯域が第１のセグメント１２２の表面上に形成するパターン（例えば、パターン３００）を示している。図４は、図１に例示した光デマルチプレクサ１０６の一例の表面に入射する電磁放射線の図を示している。特に、図４は、光デマルチプレクサ１０６が環状ミラーである一例を示しており、電磁放射線が環状ミラーの反射面で受けられている。すなわち、図４は、第１のセグメント１２２が円環として整形されているときに、電磁放射線のうちの第１のスペクトル帯域が環状ミラーの反射面上に形成するパターン（例えば、パターン４００）を示している。図１に例示したように、また、更に後述するように、光デマルチプレクサ１０６は、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域を、空間的に分離された撮像光路に沿って導くように位置付けられ得る。一例において、光デマルチプレクサ１０６は、この分離を達成するために、光路１２０に対してある角度（例えば、４５度の角度）で位置付けられる。図４に例示した光デマルチプレクサ１０６は、光路１２０に対する光デマルチプレクサ１０６の傾き（すなわち、角度）の一例を示すために楕円形状を有している。
【００２９】
図５を参照するに、図１に例示したセグメント化ウィンドウ１０２の第２のセグメント１２４（例えば、中心部）の表面に入射する電磁放射線の図が示されている。特に、図５は、電磁放射線のうちの第２のスペクトル帯域が第２のセグメント１２４の表面上に形成するパターン（例えば、パターン５００）を示している。図６は、図１に例示した光デマルチプレクサ１０６の一例を透過させられる電磁放射線の図を示している。特に、図６は、光デマルチプレクサ１０６が中心開口１３０を持つ環状ミラーである一例を示しており、電磁放射線が中心開口１３０を透過している。図１に例示したように、また、更に後述するように、光デマルチプレクサ１０６は、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域を、空間的に分離された撮像光路に沿って導くように位置付けられ得る。一例において、光デマルチプレクサ１０６は、この分離を達成するために、光路１２０に対してある角度（例えば、４５度の角度）で位置付けられる。図６に例示した光デマルチプレクサ１０６は、光路１２０に対する光デマルチプレクサ１０６の傾き（すなわち、角度）の一例を示すために楕円形状を有している。
【００３０】
図３、図４、図５、及び図６に示したように、フォアオプティクス１０４は、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域をセグメント化ウィンドウ１０２から光デマルチプレクサ１０６へと導くときに、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域の空間プロファイルを維持し、それ故に、光デマルチプレクサ１０６は、第１のスペクトル帯域と第２のスペクトル帯域とを分離するように電磁放射線を空間的に分波し得る。様々な例において、電磁放射線が光路１２０に沿って光デマルチプレクサ１０６へと伝播するときに最小のビーム発散を達成するように、フォアオプティクス１０４の光学処方が選択される。
【００３１】
特定の他の例において、光デマルチプレクサ１０６は、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域のうち一方を反射し、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域のうち他方を透過させるように、光路１２０内に位置付けられたピックオフミラーである。図７は、光デマルチプレクサ１０６がピックオフミラー７００である光学システム１００の一例を示している。ウィンドウ１０２の第１のセグメント１２２が第２のセグメント１２４を取り囲む円環として整形される例において、ピックオフミラー７００は、セグメント化ウィンドウ１０２の第１のセグメント１２２から受けるスペクトル帯域（すなわち、第１のスペクトル帯域）を透過させ、セグメント化ウィンドウ１０２の第２のセグメント１２４から受けるスペクトル帯域（すなわち、第２のスペクトル帯域）を反射するように位置付けられ得る。特に、ピックオフミラー７００は、セグメント化ウィンドウ１０２の第２のセグメントと実質的に位置合わせして光路に沿って位置付けられ得る。
【００３２】
受けた電磁放射線を空間的に分波することにより、光学システム１００は、さもなければ光学システム１００の性能を低下させ得る挿入損失及び追加の背景熱流束を回避する。しかしながら、特定の他の例において、光デマルチプレクサ１０６は、受けた電磁放射線を、受けたスペクトル帯域（例えば、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域）の（１つ以上の）波長に基づいてスペクトル的に分波するように構成されたダイクロイックビームスプリッタであってもよい。
【００３３】
再び図１を参照するに、様々な例において、光デマルチプレクサ１０６は、電磁放射線の空間的に分離されたスペクトル帯域を１つ以上の撮像アセンブリへと導くように構成される。一例において、光デマルチプレクサ１０６は、第１のスペクトル帯域を第１の撮像光路１３２に沿って第１の撮像アセンブリ１０８へと導くとともに、第２のスペクトル帯域を第２の撮像光路１３４に沿って第２の撮像アセンブリ１１０へと導くように構成される。セグメント化ウィンドウ１０２が３つ以上のセグメントを含む一例において、光学システム１００は、各セグメント（及び関連するスペクトル帯域）に対応する撮像アセンブリを含むことができ、光デマルチプレクサ１０６は、その関連するスペクトル帯域を対応する撮像光路に沿って導き得る。
【００３４】
様々な例において、各撮像アセンブリ１０８、１１０は、フォーカシング光学系及び光受信器を含み得る。図１において、光学システム１００は、第１のフォーカシング光学系１１２及び第１の光受信器１１４を含む第１の撮像アセンブリ１０８と、第２のフォーカシング光学系１１６及び第２の光受信器１１８を含む第２の撮像アセンブリ１１０とを含むものとして示されている。第１の撮像アセンブリ１０８は、第１の撮像光路１３２に沿って位置付けられ、第２の撮像アセンブリ１１０は、第２の撮像光路１３４に沿って位置付けられる。フォーカシング光学系１１２、１１６の各々は、１つ以上のミラー、レンズ、又はミラーとレンズの構成を含み得る。図１は、第１のフォーカシング光学系１１２及び第２のフォーカシング光学系１１６の各々を、一連のレンズを含むものとして示している。フォーカシング光学系１１２、１１６は、光デマルチプレクサ１０６から電磁放射線のうちのあるスペクトル帯域を受けて、そのスペクトル帯域を対応する光受信器１１４、１１８上に集光するように、それぞれの撮像光路内に位置付けられる。図１に示すように、第１のフォーカシング光学系１１２は、光デマルチプレクサ１０６から第１のスペクトル帯域を受け、第１のスペクトル帯域を第１の光受信器１１４へと導く。同様に、第２のフォーカシング光学系１１６は、光デマルチプレクサから第２のスペクトル帯域を受け、第２のスペクトル帯域を第２の光受信器１１８へと導く。
【００３５】
様々な例において、光受信器１１４、１１８の各々は、電磁スペクトル内の波長又は電磁放射線のサブセットに対して感度を持つ任意の好適な検出器を含み得る。例えば、各光受信器１１４、１１８は、光学システム１００の焦点面に位置付けられた撮像アレイを含み得る。一例において、第１の光受信器１１４及び第２の光受信器１１８の各々は、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）又は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサなどの焦点面（フォーカルプレーン）アレイである。各光受信器１１４、１１８は、受けたスペクトル帯域を収集する複数の光検出器（例えば、ピクセル）を含み得る。受けたスペクトル帯域の光束に基づいて、各光受信器１１４、１１８が１つ以上の画像を生成し得る。
【００３６】
説明したように、特定の例において、光学システム１００は、第１のフォーカシング光学系１１２を備えた第１の撮像アセンブリ１０８と、第２のフォーカシング光学系１１６を備えた第２の撮像アセンブリ１１０とを含み得る。従って、特定の例において、各撮像アセンブリ１０８、１１０が異なるＦ値を持つことができる。特に、各撮像アセンブリ１０８、１１０のＦ値は、受けるスペクトル帯域の波長の違いにかかわらずに各撮像アセンブリ１０８、１１０がほぼ同じ空間分解能（例えば、回折効果）を持つように調節され得る。例えば、第２のセグメント１２４よりも大きい第１のセグメント１２２（例えば、円環形状）の開口の結果として、第１のフォーカシング光学系１１２は、第２の撮像アセンブリ１１０のフォーカシング光学系１１６よりも速いＦ値を有し得る。このような構成は、例えば、長波長赤外スペクトル及び中波長赤外スペクトルに存在し得るものであるいっそう高次の光学回折に対処し得る。また、このような配置は、影響を受けにくいスペクトル帯域（例えば、長波長赤外スペクトル及び中波長赤外スペクトル）に関して、より高い望遠鏡波面誤差を許容する。一例において、第１の光受信器１１４は、ｆ／１．０の長波長赤外スペクトル及び中波長赤外スペクトルセンサを含むことができ、第２の光受信器１１８は、ｆ／２．５の短波長赤外スペクトル、近赤外スペクトル、及び可視スペクトルセンサを含むことができる。
【００３７】
図１では、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域が光デマルチプレクサ１０６によって専用の撮像システム（例えば、第１の撮像システム１０８及び第２の撮像システム１１０）に導かれるとして示しているが、他の様々な例において、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域は、共有撮像システムの異なる部分に導かれてもよい。例えば、第１組のフォーカシング光学系が、第２のスペクトル帯域を光受信器の第１の領域上に集光し、第２のフォーカシング光学系が、第１のスペクトル帯域をその光受信器の第２の領域上に集光し得る。ここでは撮像アセンブリとして説明しているが、様々な他の例において、撮像アセンブリが分光計アセンブリで置き換えられてもよい。
【００３８】
図８を参照するに、セグメント化ウィンドウ１０２で受けられて光路１２０及び第１の撮像光路１３２に沿って第１の撮像アセンブリ１０８の第１の光受信器１１４へと導かれる電磁放射線のうちの第１のスペクトル帯域のレイトレース図が示されている。図示のように、第１のスペクトル帯域は、第１のセグメント１２２を、光路１２０に沿ってフォアオプティクス一次ミラー１２６の方向に透過させられる。フォアオプティクス一次ミラー１２６は、第１のスペクトル帯域を光路１２０に沿ってフォアオプティクス二次ミラー１２８の方向に導く。フォアオプティクス二次ミラー１２８は、フォアオプティクス一次ミラー１２６からの第１のスペクトル帯域を受け、第１のスペクトル帯域を光路１２０に沿って光デマルチプレクサ１０６（例えば、例示の環状ミラー）の方向に導く。第１のスペクトル帯域は、光デマルチプレクサ１０６によって受けられ、第１の撮像光路１３２に沿って第１の光受信器１１４の方向に反射される。
【００３９】
図８と同様に、図９は、セグメント化ウィンドウ１０２で受けられて光路１２０及び第２の撮像光路１３４に沿って第２の撮像アセンブリ１１０の第２の光受信器１１８へと導かれる電磁放射線のうちの第２のスペクトル帯域のレイトレース図を示している。図示のように、第２のスペクトル帯域は、第２のセグメント１２４を、光路１２０に沿ってフォアオプティクス一次ミラー１２６の方向に透過させられる。フォアオプティクス一次ミラー１２６は、第２のスペクトル帯域を光路１２０に沿ってフォアオプティクス二次ミラー１２８の方向に導く。フォアオプティクス二次ミラー１２８は、フォアオプティクス一次ミラー１２６からの第２のスペクトル帯域を受け、第２のスペクトル帯域を光路１２０に沿って光デマルチプレクサ１０６（例えば、例示の環状ミラー）の方向に導く。第２のスペクトル帯域は、光デマルチプレクサ１０６によって受けられ、第２の光受信器１１８上へと透過させられる。図８及び図９には示していないが、上述のように、特定の例において、フォーカシング光学系（例えば、第１のフォーカシング光学系１１２及び第２のフォーカシング光学系１１６）が、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域を受けて、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトルをそれぞれの光受信器１１４、１１８上に集光してもよい。
【００４０】
図１−図９を参照して上述したように、幾つかの例は、ブロードバンド又はマルチバンドの電磁放射線を収集するプロセスを実行する。一部の例において、これらのプロセスは、例えば図１−図９を参照して上述した光学システムなどの広帯域光学システムを動作させることによって実行される。そのようなプロセス１０００の一例を図１０に示す。プロセス１０００は、電磁放射線を受光するアクトと、電磁放射線のうち少なくとも第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域を透過させるアクトと、第１のスペクトル帯域と第２のスペクトル帯域とを空間的に分波するアクトと、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域を集光するアクトと、１つ以上の画像の生成するアクトとを含み得る。図１０のプロセス１０００を、図１に例示した光学システム１００を引き続き参照して説明する。
【００４１】
アクト１００２にて、プロセス１０００は、セグメント化ウィンドウ１０２にて電磁放射線を受光することを含むことができ、セグメント化ウィンドウ１０２は、少なくとも、第１の材料から形成された第１のセグメント１２２と、第２の材料から形成された第２のセグメント１２４とを含む。プロセス１０００は、次いで、電磁放射線のうち第１のスペクトル帯域を第１のセグメント１２２を通して光路１２０に沿って透過させるとともに、電磁放射線のうち第２のスペクトル帯域を第２のセグメント１２４を通して光路１２０に沿って透過させることとを含み得る（アクト１００４及びアクト１００６）。少なくとも図１を参照して上述したように、数多くの例において、第１のセグメント１２２は、第２のセグメント１２４を取り囲む円環として整形されている。第１のセグメント１２２は、長波長赤外スペクトル及び中波長赤外スペクトルに対して透過性であるとすることができ、第２のセグメント１２４は、短波長赤外スペクトル、近赤外スペクトル、可視スペクトルに対して透過性であるとすることができる。
【００４２】
様々な例において、プロセス１０００は、フォアオプティクス１０４にて光路１２０に沿って電磁放射線（例えば、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域）を受光することを含む。これまた上述したように、フォアオプティクス１０４は、電磁放射線をコリメートして導くミラー、レンズ、又はミラーとレンズの構成を含む。従って、様々な例において、プロセス１０００は、フォアオプティクス１０４を用いて、電磁放射線をセグメント化ウィンドウ１０２から光デマルチプレクサ１０６へと導くことを含み得る。特に、フォアオプティクス１０４を用いて第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域を光デマルチプレクサ１０６へと導くアクトは、光デマルチプレクサ１０６における電磁放射線のビーム発散を最小化するように、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域の空間プロファイルを維持するための１つ以上のアクトを含み得る。
【００４３】
アクト１００８にて、プロセス１０００は、第１のスペクトル帯域と第２のスペクトル帯域とを空間的に分波することを含み得る。第１及び第２のスペクトル帯域を空間的に分波することは、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域のうち一方を透過させ、第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域のうち他方を反射することを含み得る。例えば、アクト１００８は、環状ミラー１０６の中心開口１３０を通して第２のスペクトル帯域を透過させるとともに、環状ミラー１０６の表面で第１のスペクトル帯域を反射することを含み得る。しかしながら、特定の他の例において、アクト１００８は、セグメント化ウィンドウ１０２の第２のセグメント１２４と実質的に位置合わせして光路１２０に沿って位置付けられたピックオフミラー７００（図７に示す）で第２のスペクトル帯域を反射することを含んでいてもよい。
【００４４】
アクト１０１０にて、プロセス１０００は、第１の撮像アセンブリ１０８にて第１の撮像光路１３２に沿った第１のスペクトル帯域を受光し、第１のスペクトル帯域を第１の光受信器１１４上に集光することを含み得る。同様に、アクト１０１４が、第２の撮像アセンブリ１１０にて第２の撮像光路１３４に沿った第２のスペクトル帯域を受光し、第２のスペクトル帯域を第２の光受信器１１８上に集光することを含み得る。第１のスペクトル帯域及び第２のスペクトル帯域を受光して集光するための様々なアクトは、図１に例示したフォーカシング光学系１１２及びフォーカシング光学系１１６によって実行され得る。第１の光受信器１１４で第１のスペクトル帯域を受光したことに応答して、プロセス１０００は、受光した第１のスペクトル帯域に基づいて画像を生成するアクト１０１２を含み得る。同様に、第２の光受信器１１８で第２のスペクトル帯域を受光したことに応答して、プロセス１０００は、受光した第２のスペクトル帯域に基づいて画像を生成するアクト１０１６を含み得る。図１０には明示的に示していないが、プロセス１０００は、例えば図１−図９を参照して上述したものなどの様々な追加のアクトを含み得る。
【００４５】
従って、様々な態様及び実施形態は、単一のセグメント化ウィンドウ光学アセンブリで広いスペクトル範囲の電磁放射線を収集する広帯域光学システム及び方法に関する。特に、セグメント化ウィンドウの各セグメントが、電磁スペクトルのうちの特定のサブセットに対して最適化された材料から形成され得る。集合的にセグメント化ウィンドウの各セグメントが広いスペクトルカバレッジを提供しながら、光学システムのより敏感なコンポーネント（例えば、ミラー及び／又はレンズ）の保護も行うように構成される。
【００４６】
少なくとも１つの例の幾つかの態様を上述したが、理解されるべきことには、当業者には様々な改変、変更、及び改良が容易に浮かぶであろう。そのような改変、変更、及び改良は、この開示の一部であることが意図され、また、本発明の範囲内であることが意図される。従って、以上の説明及び図面は単に例によるものであり、本発明の範囲は、添付の請求項及びそれらに均等なものを適正に解釈したものから決定されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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