ИНСТРУМЕНТ С МНОЖЕСТВОМ ОПТИЧЕСКИХ КАНАЛОВ

20
1. Инструмент (100) с множеством оптических каналов, имеющий поле зрения, которое является общим для указанных оптических каналов, оптические каналы расположены параллельно, каждый между оптическим входом (Е) инструмента, общим для указанных оптических каналов, и матричным фотодетектором (14), тоже общим для оптических каналов, с участком (14а, 14b,…) указанного матричного фотодетектора, выделенным для каждого оптического канала инструмента отдельно от каждого другого оптического канала,
при этом указанный инструмент (100) содержит многоканальный монолитный оптический компонент (1), который образован участком материала, прозрачного для используемого излучения, причем указанный участок заключен между двумя сторонами компонента, каждая из которых обращена в сторону, противоположную другой стороне, таким образом, что излучение, падающее на одну из двух сторон, проходит через указанный участок между двумя сторонами и выходит через другую сторону,
1
1
при этом первая из двух сторон компонента (1) образована первой преломляющей поверхностью (S), которая имеет оптическую ось (А),
2
2
1
1
другая сторона компонента (1), называемая второй стороной, содержит множество вторых преломляющих поверхностей (S), которые расположены рядом друг с другом без перекрывания на указанной второй стороне, при этом каждая вторая преломляющая поверхность имеет другую оптическую ось (А), отделенную от каждой другой второй преломляющей поверхности, при этом оптическая ось по меньшей мере одной из вторых преломляющих поверхностей смещена относительно оптической оси (А) первой преломляющей поверхности (S),
2
1
вторые преломляющие поверхности (S) распределены на второй стороне компонента (1) таким образом, что световой луч, проходящий через первую преломляющую поверхность (S), выходит из компонента через не более чем одну из вторых преломляющих поверхностей, при этом каждая вторая преломляющая поверхность образует с соответствующим участком первой преломляющей поверхности оптический канал пропускания, который отделен от каждой другой второй преломляющей поверхности,
1
2
при этом соответствующие значения кривизны первой преломляющей поверхности (S) и каждой второй преломляющей поверхности (S) компонента (1) являются ненулевыми по меньшей мере в одной соответствующей точке каждой из первой и вторых преломляющих поверхностей, поэтому каждая из первой и вторых преломляющих поверхностей изменяет индивидуально схождение пучка излучения, проходящего через указанную первую или вторую преломляющую поверхность в соответствующей точке с ненулевой кривизной,
2
2
1
1
при этом каждый оптический канал оптического компонента (1), в котором оптическая ось (А) второй преломляющей поверхности (S) смещена относительно оптической оси (А) первой преломляющей поверхности (S), показывает ненулевую силу призматического отклонения, которая является эффективной для пучка излучения, пропускаемого этим оптическим каналом между двумя сторонами компонента, и значение и/или ориентация указанной силы призматического отклонения различны по меньшей мере для двух оптических каналов компонента,
при этом многоканальный монолитный оптический компонент (1) расположен таким образом, что каждый оптический канал пропускания указанного компонента выделен для одного из оптических каналов инструмента (100),
инструмент (100) также содержит объектив (20) и модуль (10) детектирования с множеством оптических каналов (1а, 1b,…), при этом объектив содержит по меньшей мере одну линзу (21-23), общую для всех оптических каналов модуля детектирования, при этом модуль детектирования содержит оптический компонент (1) и матричный фотодетектор (14) и связан с объективом таким образом, что указанный оптический компонент находится в выходном зрачке объектива, и таким образом, что сцена, находящаяся в поле зрения инструмента, отображается через объектив и оптический компонент для каждого оптического канала на матричном фотодетекторе.
1
2
2. Инструмент (100) по п. 1, в котором соответствующие значения кривизны первой преломляющей поверхности (S) и каждой второй преломляющей поверхности (S) монолитного оптического компонента (1) являются такими, что отдельно для каждого оптического канала компонент имеет ненулевую оптическую силу, которая является эффективной для пучка излучения, пропускаемого указанным оптическим каналом между двумя сторонами компонента.
1
2
3. Инструмент (100) по п. 1 или 2, в котором по меньшей мере одна поверхность из первой преломляющей поверхности (S) и вторых преломляющих поверхностей (S) монолитного оптического компонента (1) является несвязанной поверхностью, то есть не имеет оси симметрии вращения и не имеет центра симметрии.
2
2
1
1
4. Инструмент (100) по любому из предыдущих пунктов, в котором два из оптических каналов оптического компонента (1), в которых соответствующие оптические оси (А) вторых преломляющих поверхностей (S) смещены симметрично относительно оптической оси (А) первой преломляющей поверхности (S), имеют равную оптическую силу, а сила призматического отклонения является равной по абсолютной величине, но ориентирована симметрично относительно указанной оптической оси первой преломляющей поверхности.
2
5. Инструмент (100) по любому из предыдущих пунктов, в котором вторые преломляющие поверхности (S) монолитного оптического компонента (1) расположены рядом друг с другом на второй стороне компонента, образуя матрицу 2×2, 2×3, 3×3, 3×4 или 4×4.
6. Инструмент (100) по любому из предыдущих пунктов, также содержащий по меньшей мере один из следующих элементов:
1
1
ограничитель (15) углового поля, выполненный с возможностью фильтровать световые лучи, проходящие через монолитный оптический компонент (1), в зависимости от их наклона по отношению к оптической оси (А) первой преломляющей поверхности (S) указанного компонента таким образом, чтобы наклоны световых лучей, падающих на указанный оптический компонент, были выборочно меньше порогового значения наклона, определенного ограничителем углового поля,
по меньшей мере один набор разделительных стенок (19), расположенных между монолитным оптическим компонентом (1) и матричным фотодетектором (14), чтобы изолировать излучение, пропускаемое разными оптическими каналами (1а, 1b,…); и
маску (15’) с отверстиями, при этом указанная маска имеет одно отверстие на каждый оптический канал (1а, 1b,…), чтобы ограничивать поперечное сечение указанного оптического канала и/или чтобы закрывать зоны монолитного оптического компонента (1), которые не используются для функции инструмента (100) по формированию изображения, и/или чтобы исключить паразитные изображения, образованные излучением, не прошедшим через полезные зоны монолитного оптического компонента, и/или чтобы определить соответствующие зрачки оптических каналов инструмента.
2
7. Инструмент (100) по любому из пп. 1-6, в котором по меньшей мере две из вторых преломляющих поверхностей (S) монолитного оптического компонента несут на себе соответствующие спектральные фильтры, по одному фильтру на каждую вторую преломляющую поверхность, при этом указанные фильтры имеют спектральные характеристики фильтрации, различающиеся между двумя из указанных вторых преломляющих поверхностей.
8. Инструмент (100) по любому из пп. 1-6, в котором каждый из оптических каналов указанного инструмента содержит по меньшей мере один фильтр (13а, 13b,…) в дополнение к соответствующему участку (14а, 14b,…) матричного фотодетектора (14) и к соответствующему каналу монолитного оптического компонента (1), при этом указанный фильтр определяет спектральную полосу пропускания указанного оптического канала инструмента, которая отличается от спектральной полосы пропускания по меньшей мере одного из других оптических каналов инструмента.
2
9. Инструмент (100) по п. 8, в котором две из вторых преломляющих поверхностей (S), связанных с разными фильтрами (13а, 13b,…) в соответствующих оптических каналах, имеют разную кривизну, чтобы компенсировать эффективный продольный хроматизм между двумя длинами волны излучения, каждая из которых пропускается раздельно через один из указанных фильтров.
10. Инструмент (100) по любому из предыдущих пунктов, также содержащий комбинацию криостата и холодильной машины, при этом внутри криостата матричный фотодетектор (14) расположен на опоре (16), связанной термически с холодильной машиной, а многоканальный монолитный оптический компонент (1) окружен сбоку экраном (17), который входит в термический контакт с опорой матричного фотодетектора.
11. Инструмент (100) по любому из предыдущих пунктов, который образует устройство получения многоспектральных изображений, или часть спектрометра, или часть системы получения трехмерных изображений.