JP2013015718A - Catadioptric system and imaging device having the same - Google Patents

Catadioptric system and imaging device having the same Download PDF

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Masayuki Suzuki
雅之 鈴木
Kazuhiko Kajiyama
和彦 梶山
Yuji Katashiba
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catadioptric system in which various aberrations are satisfactorily corrected over a wide wavelength range, and which has high optical performance in a wide observation area.SOLUTION: The catadioptric system includes a first imaging optical system that has a catadioptric part for collecting a light flux from an object and a second imaging optical system that receives the light flux from the first imaging optical system to form an intermediate image and has a refraction part for focusing the intermediate image on an image plane. In the catadioptric system, the first imaging optical system has first and second optical elements using rear surface reflection. The second imaging optical system has a twenty-first lens group having a positive refractive power, an aperture stop, and a twenty-second lens group having a positive refractive power. The first optical element, the second optical element and the twenty-second lens group are configured appropriately.

Description

本発明は試料(物体)を拡大し、観察する際に好適な反射屈折光学系及びそれを有する撮像装置に関するものである。   The present invention relates to a catadioptric optical system suitable for enlarging and observing a sample (object) and an imaging apparatus having the same.

現在の病理検査では、光学顕微鏡を用いて病理標本(試料)を直接、人の目で観察している。近年、病理標本を画像データとして取り込み、ディスプレイ上で観察するバーチャル顕微鏡と呼ばれるものが利用されている。バーチャル顕微鏡では病理標本の画像データをディスプレイ上で観察できるため、複数人で同時に観察することができる。またこのバーチャル顕微鏡を用いると画像データを遠方の病理医と共有して診断を仰ぐこともできるなど多くの利点がある。しかし、この方法は病理標本を撮像して画像データとして取り込むためには時間がかかるという問題があった。   In the current pathological examination, a pathological specimen (sample) is directly observed with the human eye using an optical microscope. In recent years, a so-called virtual microscope that takes a pathological specimen as image data and observes it on a display has been used. In a virtual microscope, image data of a pathological specimen can be observed on a display, so that a plurality of persons can observe it simultaneously. In addition, the use of this virtual microscope has many advantages such as sharing image data with a distant pathologist for diagnosis. However, this method has a problem that it takes time to capture a pathological specimen and capture it as image data.

時間がかかる原因の1つとして、大きな撮像範囲の病理標本を顕微鏡の狭い撮像領域を用いて画像データとして取り込まねばならないことが挙げられる。顕微鏡の撮像領域が狭い場合、複数回撮像して、もしくはスキャンしながら撮像してそれらを繋げることで一枚の画像とする必要がある。従来より撮像回数を少なくして画像データを取り込む時間を短縮するために、広い撮像領域を持った光学系(撮像光学系)が求められている。この他、病理標本を観察する上で、広い撮像領域が求められていると同時に可視領域(広い波長域)での高い解像力を持った光学系が要望されている。   One of the causes of time consuming is that a pathological specimen in a large imaging range must be captured as image data using a narrow imaging region of a microscope. When the imaging area of the microscope is small, it is necessary to capture a plurality of times or to capture a single image by connecting the images while scanning. 2. Description of the Related Art In order to reduce the number of times of image pickup and reduce the time for capturing image data, an optical system (image pickup optical system) having a wide image pickup area is required. In addition, in observing a pathological specimen, a wide imaging region is required, and at the same time, an optical system having high resolution in the visible region (wide wavelength region) is desired.

屈折光学系より成り可視光全域に渡って収差を良好に低減した生体細胞などの観察に好適な顕微鏡対物レンズが知られている(特許文献1)。また集積回路やフォトマスクに存在する欠陥を検査するため反射屈折光学系を用いて紫外の広波長帯域に渡って高い解像力を有した超広帯域紫外顕微鏡映像システムが知られている(特許文献2)。また、広い領域に微細なパターンを露光して半導体素子を製造するのに好適な反射屈折光学系が知られている(特許文献3)。   A microscope objective lens suitable for observation of a living cell or the like that is composed of a refractive optical system and has excellent aberration reduction over the entire visible light region is known (Patent Document 1). Also, an ultra-wideband ultraviolet microscope imaging system having a high resolving power over a wide ultraviolet wavelength band using a catadioptric optical system for inspecting defects present in an integrated circuit or a photomask is known (Patent Document 2). . Further, a catadioptric optical system suitable for manufacturing a semiconductor element by exposing a fine pattern over a wide area is known (Patent Document 3).

特公昭60-034737Shoko 60-034737 特表2007−514179Special table 2007-514179 特WO00/039623Special WO00 / 039623

一般に、バーチャル顕微鏡用の撮像光学系では広い視野領域にわたり、色収差、球面収差、コマ収差、非点収差等の諸収差が良好に補正され高い光学性能を有することが求められている。   In general, an imaging optical system for a virtual microscope is required to have high optical performance by satisfactorily correcting various aberrations such as chromatic aberration, spherical aberration, coma aberration, and astigmatism over a wide field of view.

特許文献1に開示されている顕微鏡対物レンズは、可視光全域に渡って諸収差を良好に低減しているが、観察領域の大きさが必ずしも十分でない。また、特許文献2に開示されている広帯域顕微鏡カタディオプトリック結像系は広波長帯域に渡って収差を良好に低減し、高い解像力を持っているものの視野領域の大きさが必ずしも十分でない。また、特許文献3に開示されている反射屈折結像光学系は広い領域に渡って、高い解像力を持っているが収差が良好に補正されている波長域の広さが必ずしも十分でない。   Although the microscope objective lens disclosed in Patent Document 1 reduces various aberrations well over the entire visible light region, the size of the observation region is not always sufficient. Moreover, although the wide-band microscope catadioptric imaging system disclosed in Patent Document 2 reduces aberrations well over a wide wavelength band and has high resolution, the size of the field of view is not always sufficient. Further, the catadioptric imaging optical system disclosed in Patent Document 3 has high resolution over a wide area, but the width of the wavelength range in which aberrations are well corrected is not necessarily sufficient.

試料を拡大して観察するため、観察領域が大きく、かつ広い波長範囲にわたり高い光学性能を得るには使用する光学材料を適切に選択しつつ非球面形状の光学面を用いるのが有効である。しかしながら単に光学材料を選択しつつ非球面形状の光学面を用いても、広い波長域に渡って諸収差を良好に補正し、かつ広い観察領域に渡って高い光学性能を得るのは難しい。特に反射屈折光学系において、広い波長域で、かつ広い観察領域において高い光学性能を得るには反射屈折をする光学材料を適切に選択しつつ非球面形状の光学面を光学系中の適切なる位置に設けることが重要である。   In order to observe a sample in an enlarged manner, it is effective to use an aspherical optical surface while appropriately selecting an optical material to be used in order to obtain a high optical performance over a wide wavelength range with a large observation region. However, even if an aspherical optical surface is used while simply selecting an optical material, it is difficult to satisfactorily correct various aberrations over a wide wavelength range and to obtain high optical performance over a wide observation region. In particular, in a catadioptric optical system, in order to obtain high optical performance in a wide wavelength region and in a wide observation region, an aspherical optical surface is appropriately positioned in the optical system while appropriately selecting an optical material that performs catadioptric refraction. It is important to provide

本発明は、広い波長域に渡って諸収差を良好に補正し、かつ広い観察領域において高い光学性能を有する反射屈折光学系及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide a catadioptric optical system that corrects various aberrations well over a wide wavelength range and has high optical performance in a wide observation region, and an imaging apparatus having the same.

本発明の反射屈折光学系は、 物体からの光束を集光する反射屈折部を含む第1結像光学系と、前記第1結像光学系からの光束を受けて中間像を形成するとともに、前記中間像を像面に結像させる屈折部を含む第2結像光学系とを有する反射屈折光学系であって、
前記第1結像光学系は、光軸周辺を光透過部とし、前記光透過部よりも外周側の部分のうち物体側の面に反射部を設け裏面反射部とした第1の光学素子と、光軸周辺を光透過部とし、前記光透過部よりも外周側の部分のうち像側の面に反射部を設け裏面反射部とした第2の光学素子とを有し、前記第1の光学素子と前記第2の光学素子とは互いの裏面反射部が対向するように配置されており、
前記第2結像光学系は物体側から像面側へ順に、正の屈折力の第21レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第22レンズ群を有しており、
前記物体からの光束は、順に前記第1の光学素子の光透過部、前記第2の光学素子の裏面反射部、前記第1の光学素子の裏面反射部、前記第2の光学素子の光透過部を介して前記第2結像光学系に出射しており、
前記第1の光学素子の裏面反射部と前記第2の光学素子の裏面反射部とは非球面形状であり、
前記第1の光学素子と前記第2の光学素子の材料は同じであり、該材料のアッベ数と屈折率を各々νdM、NdM、前記第22レンズ群に含まれる焦点距離が最も短い正レンズの材料のアッベ数と屈折率を各々νd22p、Nd22p、前記第22レンズ群に含まれる焦点距離が最も短い負レンズの材料のアッベ数と屈折率を各々νd22n、Nd22nとするとき、
νd22n<νd22p<νdM
NdM<Nd22p
NdM<Nd22n
なる条件式を満足することを特徴としている。
The catadioptric optical system of the present invention includes a first imaging optical system including a catadioptric unit that collects a light beam from an object, and forms an intermediate image by receiving the light beam from the first imaging optical system. A catadioptric optical system having a second imaging optical system including a refracting unit that forms the intermediate image on an image plane,
The first imaging optical system includes a first optical element having a light transmission portion around the optical axis, a reflection portion provided on the object side surface of the outer peripheral portion of the light transmission portion, and a back reflection portion. A second optical element having a light transmission portion around the optical axis, a reflection portion provided on the image side surface of the outer peripheral portion of the light transmission portion, and a back reflection portion. The optical element and the second optical element are arranged so that the back surface reflection portions of each other face each other,
The second imaging optical system includes, in order from the object side to the image surface side, a 21st lens group having a positive refractive power, an aperture stop, and a 22nd lens group having a positive refractive power.
The light beam from the object is sequentially transmitted through the light transmission part of the first optical element, the back surface reflection part of the second optical element, the back surface reflection part of the first optical element, and the light transmission of the second optical element. Exits to the second imaging optical system through a section,
The back surface reflecting portion of the first optical element and the back surface reflecting portion of the second optical element are aspherical,
The materials of the first optical element and the second optical element are the same, the Abbe number and refractive index of the material are νdM and NdM, respectively, and the positive lens with the shortest focal length included in the twenty-second lens group is used. When the Abbe number and refractive index of the material are νd22p and Nd22p, respectively, and the Abbe number and refractive index of the negative lens material having the shortest focal length included in the 22nd lens group are νd22n and Nd22n, respectively.
νd22n <νd22p <νdM
NdM <Nd22p
NdM <Nd22n
It satisfies the following conditional expression.

本発明によれば、広い波長域に渡って諸収差を良好に補正し、かつ広い観察領域において高い光学性能を有する反射屈折光学系が得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain a catadioptric optical system that satisfactorily corrects various aberrations over a wide wavelength region and has high optical performance in a wide observation region.

本実施例の撮像装置の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the imaging device of a present Example. 実施例1の反射屈折光学系の要部概略図である。1 is a schematic diagram of a main part of a catadioptric optical system of Example 1. FIG. 実施例1の反射屈折光学系の横収差図である。2 is a lateral aberration diagram of the catadioptric optical system of Example 1. FIG. 実施例2の反射屈折光学系の要部概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a main part of a catadioptric optical system of Example 2. 実施例2の反射屈折光学系の横収差図である。6 is a lateral aberration diagram of the catadioptric optical system of Example 2. FIG. 実施例3の反射屈折光学系の要部概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a main part of a catadioptric optical system of Example 3. 実施例3の反射屈折光学系の横収差図である。6 is a lateral aberration diagram of the catadioptric optical system of Example 3. FIG. 実施例4の反射屈折光学系の要部概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a main part of a catadioptric optical system of Example 4. 実施例4の反射屈折光学系の横収差図である。6 is a lateral aberration diagram of the catadioptric optical system of Example 4. FIG.

以下、本発明の反射屈折光学系及びそれを有する撮像装置について説明する。本発明の撮像装置1000は、光源手段101と、光源手段101からの光束で物体103を照明する照明光学系102と、物体103を結像する反射屈折光学系104を有している。更に反射屈折光学系104によって結像された物体像を光電変換する撮像素子105と、撮像素子105からのデータより画像情報を生成する画像処理系106と画像処理系106で生成した画像データを表示する表示手段107とを有する。この他、画像処理系106で処理された画像情報を記憶する記憶手段110を有する。   Hereinafter, the catadioptric optical system of the present invention and an image pickup apparatus having the same will be described. The imaging apparatus 1000 of the present invention includes a light source unit 101, an illumination optical system 102 that illuminates an object 103 with a light beam from the light source unit 101, and a catadioptric optical system 104 that forms an image of the object 103. Further, an image sensor 105 that photoelectrically converts an object image formed by the catadioptric optical system 104, an image processing system 106 that generates image information from data from the image sensor 105, and image data generated by the image processing system 106 are displayed. Display means 107. In addition, a storage unit 110 that stores image information processed by the image processing system 106 is provided.

本発明の反射屈折光学系104は、物体からの光束を集光する反射屈折部を含む第1結像光学系G1と、第1結像光学系G1からの光束を受けて中間像IMを形成するとともに、中間像IMを像面に結像させる屈折部を含む第2結像光学系G2を有する。また、本発明の反射屈折光学系104は物体103面上で直径3mm以上の視野領域を撮像する。   The catadioptric optical system 104 of the present invention receives the first imaging optical system G1 including a catadioptric unit that collects the light beam from the object and the light beam from the first imaging optical system G1, and forms an intermediate image IM. And a second imaging optical system G2 including a refracting unit that forms an intermediate image IM on the image plane. Further, the catadioptric optical system 104 of the present invention images a visual field region having a diameter of 3 mm or more on the surface of the object 103.

図1は本発明の撮像装置の要部概略図である。図2は本発明の反射屈折光学系の実施例1の要部概略図である。図3は本発明の実施例1の反射屈折光学系の横収差図である。図4、図5は本発明の反射屈折光学系の実施例2の要部概略図と横収差図である。図6、図7は本発明の反射屈折光学系の実施例3の要部概略図と横収差図である。図8、図9は本発明の反射屈折光学系の実施例4の要部概略図と横収差図である。   FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of an imaging apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 1 of the catadioptric optical system of the present invention. FIG. 3 is a lateral aberration diagram of the catadioptric optical system of Example 1 of the present invention. FIGS. 4 and 5 are a schematic diagram and a lateral aberration diagram of the essential portions of Embodiment 2 of the catadioptric optical system of the present invention. FIGS. 6 and 7 are a schematic diagram and a lateral aberration diagram of the essential portions of Embodiment 3 of the catadioptric optical system of the present invention. FIGS. 8 and 9 are a schematic diagram and a lateral aberration diagram of the essential portions of Embodiment 4 of the catadioptric optical system of the present invention.

以下、図1を参照して、本発明の反射屈折光学系104を有する撮像装置1000の構成について説明する。撮像装置1000は、光源手段101からの光を照明光学系102によって集光して試料としての物体103を均一に照明する。このとき使用する光は可視光(例えば、波長400nm〜波長700nmであり、少なくとも波長486nm〜波長656nmの領域の光を含む)が用いられる。結像光学系は物体103の像を撮像素子105上に結像する反射部と屈折部を有する反射屈折光学系104より成っている。   Hereinafter, with reference to FIG. 1, the structure of the imaging device 1000 having the catadioptric optical system 104 of the present invention will be described. The imaging apparatus 1000 collects the light from the light source unit 101 by the illumination optical system 102 and uniformly illuminates the object 103 as a sample. The light used at this time is visible light (for example, light having a wavelength of 400 nm to 700 nm, including at least light in a wavelength range of 486 nm to 656 nm). The imaging optical system includes a catadioptric optical system 104 having a reflecting part and a refracting part for forming an image of the object 103 on the image sensor 105.

撮像素子105で取得したデータ(画像情報)は、画像処理系106によって画像データを生成し、生成した画像データを表示手段107などに表示する。この他、記憶手段110に記憶している。画像処理系106では反射屈折光学系104で補正しきれなかった収差を補正したり、または、撮像位置の異なった画像データを繋げて一枚の画像データに合成したりするなど用途に応じた処理が行われる。   Data (image information) acquired by the image sensor 105 is generated by the image processing system 106, and the generated image data is displayed on the display means 107 or the like. In addition, it is stored in the storage means 110. The image processing system 106 corrects aberrations that could not be corrected by the catadioptric optical system 104, or connected image data at different imaging positions to combine them into a single piece of image data. Is done.

図2、図4、図6、図8のレンズ断面図を用いて本発明の反射屈折光学系104の構成について説明する。図2、図4、図6、図8において、104は反射屈折光学系、103は試料としての物体面である。105は撮像素子であり、像面に配置されている。ASは開口絞り、IMは中間像である。AXは反射屈折光学系104の光軸である。   The configuration of the catadioptric optical system 104 of the present invention will be described with reference to the lens cross-sectional views of FIGS. 2, 4, 6 and 8. 2, 4, 6, and 8, 104 is a catadioptric optical system, and 103 is an object surface as a sample. Reference numeral 105 denotes an image sensor, which is disposed on the image plane. AS is an aperture stop, and IM is an intermediate image. AX is the optical axis of the catadioptric optical system 104.

反射屈折光学系104は物体103からの光束を集束光に変換する反射面を含む第1結像光学系G1を有する。更に第1結像光学系G1からの集束光を受けて、所定面に中間像IMを形成し、その中間像IMを撮像素子105に結像する屈折面と開口絞りASと遮光部SHを含む第2結像光学系G2を有する。   The catadioptric optical system 104 includes a first imaging optical system G1 including a reflective surface that converts a light beam from the object 103 into focused light. Further, it receives the focused light from the first imaging optical system G1, forms an intermediate image IM on a predetermined surface, and includes a refractive surface that forms the intermediate image IM on the image sensor 105, an aperture stop AS, and a light shielding portion SH. A second imaging optical system G2 is included.

第1結像光学系G1は、物体側から順に第1の光学素子(マンジャンミラー)M1、第2の光学素子(マンジャンミラー)M2を有している。第2結像光学系G2は、物体側から順に第21レンズ群G21、開口絞りAS、第22レンズ群G22を有している。   The first imaging optical system G1 includes a first optical element (Mangin mirror) M1 and a second optical element (Mangin mirror) M2 in order from the object side. The second imaging optical system G2 includes a twenty-first lens group G21, an aperture stop AS, and a twenty-second lens group G22 in order from the object side.

ここで開口絞りASを第1結像光学系G1側に設けても良い。レンズ断面図では物体面103から像面105に至る軸上光束と軸外光束が模式的に示されている。第1結像光学系G1の第1の光学素子M1は、物体103側の面が凸形状で、光軸周辺が正の屈折力の光透過部M1T、周辺部(外周側)のうち物体側の面M1aに反射膜を施し、裏面反射部としている。第2の光学素子M2は物体側に凹面を向けたメニスカス形状である。   Here, the aperture stop AS may be provided on the first imaging optical system G1 side. In the lens cross-sectional view, an on-axis light beam and an off-axis light beam from the object plane 103 to the image plane 105 are schematically shown. The first optical element M1 of the first imaging optical system G1 has a convex surface on the object 103 side, a light transmitting portion M1T having a positive refractive power around the optical axis, and the object side of the peripheral portion (outer peripheral side). The surface M1a is provided with a reflective film to form a back surface reflecting portion. The second optical element M2 has a meniscus shape with a concave surface facing the object side.

そして光軸周辺が負の屈折力の光透過部M2T、周辺部のうち像側の面M2bに反射膜を施し、裏面反射部としている。第1の光学素子M1と第2の光学素子M2は互いに裏面反射部M1a、M2bが対向するように配置されている。第2結像光学系G2は物体103からの光束のうち光軸近傍の光束を遮光し、撮像素子105に入射するのを防止する遮光板SHが開口絞りAS又はその近傍に配置されている。   Then, a light transmissive portion M2T having a negative refractive power is provided around the optical axis, and a reflective film is applied to the image-side surface M2b of the peripheral portion to form a back surface reflective portion. The first optical element M1 and the second optical element M2 are arranged so that the back surface reflecting portions M1a and M2b face each other. In the second imaging optical system G2, a light shielding plate SH that shields a light beam near the optical axis among light beams from the object 103 and prevents the light from entering the image sensor 105 is disposed at or near the aperture stop AS.

反射屈折光学系104では、照明光学系102からの光束で照明され、物体103から出射した光束は第1の光学素子M1の中央透過部M1Tを通過する。その後、第2の光学素子M2の屈折面M2aに入射し、その後裏面反射部M2bで反射し、屈折面M2aを通過して第1の光学素子M1の屈折面M1bに入射する。その後、第1の光学素子M1の裏面反射部M1aで反射する。   In the catadioptric optical system 104, the light beam emitted from the illumination optical system 102 and emitted from the object 103 passes through the central transmission part M1T of the first optical element M1. Thereafter, the light enters the refracting surface M2a of the second optical element M2, is then reflected by the back surface reflecting portion M2b, passes through the refracting surface M2a, and enters the refracting surface M1b of the first optical element M1. Then, it reflects with the back surface reflection part M1a of the 1st optical element M1.

そして屈折面M1bを通過し、第2の光学素子M2の中央透過部M2Tを通過し、第2結像光学系G2側へ出射している。また、第1結像光学系G1の第1、第2の光学素子M1、M2の光学材料に、同一の光学材料を用いることによって、第1結像光学系G1で発生する2次スペクトルを低減し、色収差を良好に補正している。   Then, it passes through the refractive surface M1b, passes through the central transmission part M2T of the second optical element M2, and exits toward the second imaging optical system G2. Further, by using the same optical material as the optical material of the first and second optical elements M1 and M2 of the first imaging optical system G1, the secondary spectrum generated in the first imaging optical system G1 is reduced. The chromatic aberration is corrected well.

ここで、第1結像光学系G1に含まれる第1の光学素子M1の裏面反射部M1aと第2の光学素子M2の裏面反射部M2bはいずれも非球面形状より成っている。これにより、色収差の発生を抑えつつ、球面収差やコマ収差等を良好に補正している。また高NA(口径比)でも、可視の広波長帯域に渡って諸収差を良好に低減している。尚、非球面形状は裏面反射面M1a、M2bのいずれか一方の面であっても良い。   Here, both the back surface reflection part M1a of the first optical element M1 and the back surface reflection part M2b of the second optical element M2 included in the first imaging optical system G1 are formed of an aspherical shape. As a result, spherical aberration, coma and the like are favorably corrected while suppressing the occurrence of chromatic aberration. Further, even with a high NA (aperture ratio), various aberrations are satisfactorily reduced over a wide visible wavelength band. Note that the aspheric shape may be one of the rear surface reflecting surfaces M1a and M2b.

また、第1の光学素子M1の裏面反射部M1aと第2の光学素子M2の裏面反射部M2bは、いずれも正の屈折力の反射面としている。これにより、第2結像光学系G2のレンズの正の屈折力を強くして光学系全長を短くしたときのペッツバール和の増大を軽減している。これはペッツバール和への効き方が反射面と屈折面で反対となるためである。第2結像光学系G2は、第1結像光学系G1からの集束光を受けて所定面上に中間像を形成する。そして、中間像IMからの光を集光する正の屈折力の第21レンズ群(レンズ群)G21と、開口絞りASと正の屈折力の第22レンズ群(レンズ群)G22を有する。   In addition, the back surface reflecting portion M1a of the first optical element M1 and the back surface reflecting portion M2b of the second optical element M2 are both reflecting surfaces having positive refractive power. As a result, the increase in Petzval sum when the positive refractive power of the lens of the second imaging optical system G2 is increased to shorten the total length of the optical system is reduced. This is because the effect on the Petzval sum is opposite between the reflecting surface and the refracting surface. The second imaging optical system G2 receives the focused light from the first imaging optical system G1, and forms an intermediate image on a predetermined surface. It has a 21st lens group (lens group) G21 having a positive refractive power for condensing light from the intermediate image IM, and an 22nd lens group (lens group) G22 having an aperture stop AS and a positive refractive power.

そして、撮像素子105上に物体103を拡大結像している。遮光部SHは、物体103からの光が、第1の光学素子M1、及び、第2の光学素子M2で反射されることなく、第1、第2の光学素子M1、M2の中心透過部M1T、M2Tを通過して直接、撮像素子105に到達することを防いでいる。   The object 103 is enlarged and imaged on the image sensor 105. The light-shielding part SH does not reflect the light from the object 103 by the first optical element M1 and the second optical element M2, and the central transmission part M1T of the first and second optical elements M1 and M2. , And reaching the image sensor 105 directly through M2T.

第22レンズ群G22はレンズ(レンズ成分)L1乃至レンズ(レンズ成分)L8より又はレンズL1乃至レンズL9より構成されている。   The twenty-second lens group G22 includes lenses (lens components) L1 to L8 (lens components) L8 or lenses L1 to L9.

本実施例において、第1の光学素子M1と第2の光学素子M2の材料は同じであり、材料のアッベ数と屈折率を各々νdM、NdMとする。第22レンズ群G22に含まれる焦点距離が最も短い正レンズ(レンズA)の材料のアッベ数と屈折率を各々νd22p、Nd22pとする。第22レンズ群G22に含まれる焦点距離が最も短い負レンズ(レンズB)の材料のアッベ数と屈折率を各々νd22n、Nd22nとする。このとき、
νd22n<νd22p<νdM ・・・(1)
NdM<Nd22p ・・・(2)
NdM<Nd22n ・・・(3)
なる条件式を満足している。
In the present embodiment, the materials of the first optical element M1 and the second optical element M2 are the same, and the Abbe number and refractive index of the materials are νdM and NdM, respectively. The Abbe number and refractive index of the material of the positive lens (lens A) having the shortest focal length included in the 22nd lens group G22 are denoted by νd22p and Nd22p, respectively. The Abbe number and refractive index of the material of the negative lens (lens B) with the shortest focal length included in the 22nd lens group G22 are denoted by νd22n and Nd22n, respectively. At this time,
νd22n <νd22p <νdM (1)
NdM <Nd22p (2)
NdM <Nd22n (3)
The following conditional expression is satisfied.

条件式(1)は主に軸上色収差を補正するためのものである。条件式(1)の左の不等号が成り立たない場合には、軸上色収差が残存し良好な光学性能を得るのが難しくなる。右の不等号が成り立たない場合には、第1結像光学系G1で発生する2次スペクトルが大きくなるため、それを第2結像光学系G2で良好に補正するのが難しくなる。   Conditional expression (1) is mainly for correcting axial chromatic aberration. If the left inequality sign in conditional expression (1) does not hold, axial chromatic aberration remains, making it difficult to obtain good optical performance. When the right inequality sign does not hold, the secondary spectrum generated in the first imaging optical system G1 becomes large, and it is difficult to correct it well by the second imaging optical system G2.

条件式(2)と条件式(3)は主に第2結像光学系のレンズAとレンズBでの球面収差の発生量を小さくするための条件である。条件式(2)、(3)が成り立たないと、球面収差の補正が難しくなるとともに、像面湾曲の補正も難しくなる。   Conditional expression (2) and conditional expression (3) are conditions for reducing the amount of spherical aberration generated mainly in the lenses A and B of the second imaging optical system. If conditional expressions (2) and (3) do not hold, it will be difficult to correct spherical aberration, and it will also be difficult to correct field curvature.

各実施例ではレンズAよりもレンズBの方が像側に配置されている。これにより、正レンズAで光束を絞ったあとに負レンズBを配置するので負レンズBの有効径を小さくでき、負レンズBのパワーの絶対値を大きくすることができる。それによって負レンズBで軸外光束を大きく発散させることができ、観察視野を拡大するのが容易となる。   In each embodiment, the lens B is disposed closer to the image side than the lens A. Accordingly, since the negative lens B is arranged after the light beam is focused by the positive lens A, the effective diameter of the negative lens B can be reduced, and the absolute value of the power of the negative lens B can be increased. Accordingly, the off-axis light beam can be greatly diverged by the negative lens B, and the observation field of view can be easily enlarged.

第2結像光学系G2は、レンズ中心からレンズ周辺にいくに従って曲率半径の絶対値が小さくなる非球面形状の凹面を含む負の屈折力の非球面レンズ(光学素子)(負レンズB)を有する。   The second imaging optical system G2 includes an aspheric lens (optical element) (negative lens B) having a negative refractive power including an aspheric concave surface in which the absolute value of the radius of curvature decreases from the lens center to the lens periphery. Have.

各実施例において第4レンズL4の像側の面が非球面形状である。また第4レンズL4は負レンズBに相当している。第2結像光学系G2に、光軸からの距離が大きくなるにつれて曲率半径の絶対値が小さくなるような凹面形状の非球面を含むことにより、軸外光線を光軸から離れる方向に大きく変位させることが容易になり、観察視野の拡大を容易にしている。   In each embodiment, the image-side surface of the fourth lens L4 has an aspherical shape. The fourth lens L4 corresponds to the negative lens B. The second imaging optical system G2 includes a concave aspherical surface whose absolute value of the radius of curvature decreases as the distance from the optical axis increases, so that off-axis rays are greatly displaced away from the optical axis. This makes it easy to enlarge the observation field of view.

また、凹面形状の非球面レンズが開口絞りASよりも像側の第22レンズ群G22の中に少なくとも1つあるように構成している。これによって、軸外光線を光軸から離れる方向に大きく変位させることが容易となり、観察視野の拡大を容易にしている。またこれにより、レンズ外形やレンズ全長のコンパクト化を容易にしている。   Further, at least one concave aspheric lens is provided in the 22nd lens group G22 on the image side of the aperture stop AS. This facilitates large displacement of off-axis rays in the direction away from the optical axis, and facilitates expansion of the observation field. This also facilitates downsizing of the lens outer shape and the entire lens length.

各実施例において、第1の光学素子M1と第2の光学素子M2の材料の屈折率とアッベ数を各々νdM、NdMとする。このとき、
−0.001<(NdM−1.5)/νdM<0.002 ・・・(4)
なる条件式を満足している。
In each embodiment, the refractive indexes and Abbe numbers of the materials of the first optical element M1 and the second optical element M2 are νdM and NdM, respectively. At this time,
−0.001 <(NdM−1.5) / νdM <0.002 (4)
The following conditional expression is satisfied.

条件式(4)は、第1結像光学系G1で発生する色収差を軽減するためのものである。条件式(4)の下限値を下回ると、適切なる光学材料が少なくなる。また条件式(4)の上限値を上回ると残存する色収差が大きくなるので、好ましくない。   Conditional expression (4) is for reducing chromatic aberration occurring in the first imaging optical system G1. If the lower limit value of conditional expression (4) is not reached, suitable optical materials are reduced. If the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, the remaining chromatic aberration increases, which is not preferable.

各実施例の反射屈折光学系では、第1結像光学系G1を構成する2つの光学素子M1、M2の光学材料に、同一の光学材料を用いている。このことによって、第1結像光学系G1で発生する2次スペクトルの値を低減し、色収差を良好に補正するのを容易にしている。   In the catadioptric optical system of each embodiment, the same optical material is used as the optical material of the two optical elements M1 and M2 constituting the first imaging optical system G1. As a result, the value of the secondary spectrum generated in the first imaging optical system G1 is reduced, and it is easy to satisfactorily correct chromatic aberration.

各実施例において、更に好ましくは次の諸条件のうち1以上を満足するのが良い。第2の光学素子M2の材料の部分分散比をθgFM2とする。第22レンズ群G22に含まれる焦点距離が最も短い正レンズ(レンズA)の材料の部分分散比をθgF22とする。第1結像光学系G1と第2結像光学系G2の焦点距離を各々f1、f2とする。第21レンズ群G21と第22レンズ群G22の焦点距離を各々fG21、fG22とする。このとき、以下の諸条件のうち1以上を満足するのが良い。   In each embodiment, it is more preferable to satisfy one or more of the following conditions. Let the partial dispersion ratio of the material of the second optical element M2 be θgFM2. Let θgF22 be the partial dispersion ratio of the material of the positive lens (lens A) with the shortest focal length included in the twenty-second lens group G22. The focal lengths of the first imaging optical system G1 and the second imaging optical system G2 are f1 and f2, respectively. The focal lengths of the 21st lens group G21 and the 22nd lens group G22 are fG21 and fG22, respectively. At this time, it is preferable to satisfy one or more of the following conditions.

|θgF22−θgFM2|≦0.03 ・・・(5)
0.005<|f1/f2|<0.800 ・・・(6)
0.005<|fG21/f2|<0.500 ・・・(7)
0.01<|fG22/f2|<1.80 ・・・(8)
0.1<fG21/fG22<0.8 ・・・(9)
ここで、本実施例で用いている光学素子(レンズ)の材料の部分分散比とアッベ数は次のとおりである。フラウンフォーファ線のg線(435.8nm)、F線(486.1nm)、d線(587.6nm)、C線(656.3nm)に対する屈折率をそれぞれNg、NF、Nd、NCとする。アッベ数νd、g線とF線に関する部分分散比θgFは次のとおりである。
| ΘgF22−θgFM2 | ≦ 0.03 (5)
0.005 <| f1 / f2 | <0.800 (6)
0.005 <| fG21 / f2 | <0.500 (7)
0.01 <| fG22 / f2 | <1.80 (8)
0.1 <fG21 / fG22 <0.8 (9)
Here, the partial dispersion ratio and the Abbe number of the material of the optical element (lens) used in this example are as follows. The refractive indexes of the Fraunhofer line for g-line (435.8 nm), F-line (486.1 nm), d-line (587.6 nm), and C-line (656.3 nm) are Ng, NF, Nd, and NC, respectively. To do. The partial dispersion ratio θgF for the Abbe number νd, g-line and F-line is as follows.

νd=(Nd−1)/(NF−NC)
θgF=(Ng−NF)/(NF−NC)
条件式(5)は波長486nm〜656nmの範囲をカバーする可視領域全域に亘って、第1結像光学系G1で発生する色収差を第2結像光学系G2で補正するためのものである。条件式(5)を満足することによって、可視領域全体に亘って、分解能を損なうことなく物体の色情報を得るのを容易にしている。条件式(5)の範囲を逸脱すると色収差の2次スペクトルが大きくなるため、好ましくない。
νd = (Nd−1) / (NF−NC)
θgF = (Ng−NF) / (NF−NC)
Conditional expression (5) is for correcting the chromatic aberration generated in the first imaging optical system G1 by the second imaging optical system G2 over the entire visible region covering the wavelength range of 486 nm to 656 nm. Satisfying conditional expression (5) facilitates obtaining color information of an object over the entire visible region without losing resolution. Deviating from the range of conditional expression (5) is not preferable because the secondary spectrum of chromatic aberration increases.

各実施例の反射屈折光学系は、物体103上の観察視野領域をφ3mm以上としている。視野領域がこれ以下であると、試料全体を分割撮像する場合の撮像回数が増えて、撮像全体に掛かる時間が長くなるため好ましくない。視野領域をφ3mm以上とすることにより、分割撮像の分割数が少なくなるので撮像時間の短縮が容易となる。更に、視野領域がφ10mm以上であれば更に好ましく、試料の一括撮像が可能になるので、撮像時間の大幅な短縮が容易になる。   In the catadioptric optical system of each embodiment, the observation visual field region on the object 103 is set to φ3 mm or more. If the field of view is less than this, the number of times of imaging when the entire sample is divided and imaged increases, and the time taken for the entire imaging becomes long. By setting the field of view to φ3 mm or more, the number of division imaging is reduced, so that the imaging time can be easily reduced. Further, it is more preferable that the visual field area is φ10 mm or more, and batch imaging of the sample becomes possible, so that the imaging time can be greatly shortened.

条件式(6)は第1結像光学系G1と第2結像光学系G2の焦点距離の比に関する。条件式(6)の上限値を超えて第1結像光学系G1の焦点距離が長くなりすぎると瞳の中抜けが増大し像の劣化をまねくか、又はG1のサイズが大きくなりすぎるため好ましくない。また、条件式(6)の下限値を超えて第1結像光学系G1の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎると色収差と像面湾曲の補正が困難になるため好ましくない。   Conditional expression (6) relates to the ratio of the focal lengths of the first imaging optical system G1 and the second imaging optical system G2. If the upper limit of conditional expression (6) is exceeded and the focal length of the first image-forming optical system G1 becomes too long, pupil dropout increases and image degradation occurs, or the size of G1 becomes too large. Absent. If the absolute value of the focal length of the first imaging optical system G1 is too small beyond the lower limit value of conditional expression (6), it is difficult to correct chromatic aberration and curvature of field, which is not preferable.

条件式(7)は第21レンズ群G21と第2結像光学系G2の焦点距離の比に関する。条件式(7)の上限値を超えて第21レンズ群G21の焦点距離が長くなりすぎると光学系の全長が長くなりすぎるため好ましくない。また、条件式(7)の下限値を超えて第21レンズ群G21の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎると、第21レンズ群内のレンズ配置のスペースが狭くなりレンズが配置できない可能性があるため好ましくない。   Conditional expression (7) relates to the ratio of the focal lengths of the 21st lens group G21 and the second imaging optical system G2. If the upper limit of conditional expression (7) is exceeded and the focal length of the 21st lens group G21 becomes too long, the total length of the optical system becomes too long, which is not preferable. If the absolute value of the focal length of the twenty-first lens group G21 is too small beyond the lower limit value of conditional expression (7), the lens arrangement space in the twenty-first lens group becomes narrow, and the lens may not be arranged. This is not preferable.

条件式(8)は第22レンズ群G22と第2結像光学系G2の焦点距離の比に関する。条件式(8)の上限値を超えて第22レンズ群G22の焦点距離が長くなりすぎると光学系の全長が長くなりすぎるため好ましくない。また、条件式(8)の下限値を超えて第22レンズ群G22の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎると、第21レンズ群G21内のレンズ配置のスペースが狭くなりレンズが配置できない可能性があるため好ましくない。   Conditional expression (8) relates to the ratio of the focal lengths of the 22nd lens group G22 and the second imaging optical system G2. If the upper limit of conditional expression (8) is exceeded and the focal length of the 22nd lens group G22 becomes too long, the total length of the optical system becomes too long, which is not preferable. Further, if the absolute value of the focal length of the 22nd lens group G22 becomes too small beyond the lower limit value of the conditional expression (8), the lens arrangement space in the 21st lens group G21 may become too narrow to arrange the lens. This is not preferable.

条件式(9)は第21レンズ群G21と第22レンズ群G22の焦点距離の比に関する。 条件式(9)の上限値を超えて第21レンズ群G21の焦点距離が第22レンズ群G22の焦点距離に比べて長くなりすぎると、光学系の倍率が小さくなりすぎ、所望の倍率(例えば4〜12倍)に納めることが難しくなる。条件式(9)の下限値を超えて第21レンズ群G21の焦点距離が第22レンズ群G22の焦点距離に比べて短くなりすぎると、光学系の倍率が大きくなりすぎ、所望の倍率(例えば4〜12倍)に納めることが難しくなる。   Conditional expression (9) relates to the ratio of the focal lengths of the 21st lens group G21 and the 22nd lens group G22. If the upper limit of conditional expression (9) is exceeded and the focal length of the twenty-first lens group G21 becomes too long compared to the focal length of the twenty-second lens group G22, the magnification of the optical system becomes too small and a desired magnification (for example, 4 to 12 times). If the lower limit of conditional expression (9) is exceeded and the focal length of the twenty-first lens group G21 becomes too short compared to the focal length of the twenty-second lens group G22, the magnification of the optical system becomes too large, and a desired magnification (for example, 4 to 12 times).

第2結像光学系は、レンズ中心からレンズ周辺にいくに従って曲率半径の絶対値が小さくなる非球面形状の凹面を含む負の屈折力の非球面レンズを有する非球面レンズの焦点距離をfL4、非球面レンズの物体側と像側の面の近軸曲率半径を各々RL41、RL42、第22レンズ群G22の焦点距離をfG22とする。このとき、
RL41/RL42<−1.0 ・・・(10)
−1.0<fL4/fG22<−0.1 ・・・(11)
なる条件式を満足している。
The second imaging optical system sets the focal length of an aspherical lens having an aspherical lens having a negative refractive power including an aspherical concave surface in which the absolute value of the radius of curvature decreases from the lens center to the lens periphery, fL4, The paraxial radii of curvature of the object-side and image-side surfaces of the aspheric lens are RL41 and RL42, respectively, and the focal length of the 22nd lens group G22 is fG22. At this time,
RL41 / RL42 <−1.0 (10)
−1.0 <fL4 / fG22 <−0.1 (11)
The following conditional expression is satisfied.

条件式(10)は非球面レンズのレンズ形状を規定する。条件式(10)を満足することにより非球面レンズの物体側(第一面側)の面の曲率半径よりも像側(第二面側)の面の曲率半径を小さくしている。これにより非球面レンズの像側の屈折面から射出する軸外光線を大きくはねあげることができ、観察視野の拡大を図っている。   Conditional expression (10) defines the lens shape of the aspherical lens. By satisfying conditional expression (10), the radius of curvature of the image side (second surface side) surface is made smaller than the radius of curvature of the object side (first surface side) surface of the aspherical lens. As a result, off-axis rays emitted from the refracting surface on the image side of the aspherical lens can be greatly repelled, and the observation field is expanded.

条件式(11)は非球面レンズのパワー(屈折力)を規定する。条件式(11)を満足することにより、非球面レンズのパワーを大きくすることが容易となり、非球面レンズから射出する軸外光線を大きくはねあげることができ、観察視野の拡大を図っている。条件式(11)の下限値を下回ると非球面レンズのパワーが小さすぎて観察視野の拡大が難しくなる。また、条件式(11)の上限値を上回ると非球面レンズのパワーが大きすぎて収差補正が難しくなる。更に好ましくは条件式(10)、(11)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。   Conditional expression (11) defines the power (refractive power) of the aspherical lens. By satisfying conditional expression (11), it becomes easy to increase the power of the aspherical lens, the off-axis rays emitted from the aspherical lens can be greatly repelled, and the viewing field is expanded. . If the lower limit of conditional expression (11) is not reached, the power of the aspherical lens is too small, and it becomes difficult to expand the observation field. If the upper limit of conditional expression (11) is exceeded, the power of the aspherical lens will be too great, making it difficult to correct aberrations. More preferably, the numerical ranges of conditional expressions (10) and (11) are set as follows.

−10.00<RL41/RL42<−1.05 ・・・(10a)
−0.8<fL4/fG22<−0.2 ・・・(11a)
以上のように各実施例によれば、高NAで可視光全域に亘って収差を低減した、広い視野領域を有する反射屈折光学系が得られる。
−10.00 <RL41 / RL42 <−1.05 (10a)
−0.8 <fL4 / fG22 <−0.2 (11a)
As described above, according to each embodiment, it is possible to obtain a catadioptric optical system having a wide field region with high NA and reduced aberration over the entire visible light region.

次に各実施例の反射屈折光学系について説明する。
[実施例1]
実施例1において第1結像光学系G1は、第1の光学素子(マンジャンミラー)M1及び第2の光学素子(マンジャンミラー)M2を有している。第2結像光学系G2は、第21レンズ群G21、第22レンズ群G22、及び、開口絞りASを有している。第22レンズ群G22は、レンズ(光学素子)L1乃至L8を有している。第2結像光学系G2には3種類以上の光学材料よりなるレンズを使用している。
Next, the catadioptric optical system of each example is described.
[Example 1]
In the first embodiment, the first imaging optical system G1 includes a first optical element (Mangin mirror) M1 and a second optical element (Mangin mirror) M2. The second imaging optical system G2 includes a twenty-first lens group G21, a twenty-second lens group G22, and an aperture stop AS. The twenty-second lens group G22 includes lenses (optical elements) L1 to L8. The second imaging optical system G2 uses a lens made of three or more kinds of optical materials.

開口絞りASよりも像側にある第22レンズ群G22の物体側から数えて第4番目の第4レンズL4には非球面が用いられている。この第4レンズL4は、両凹形状の負レンズ(レンズB)であり、像側の凹面(表1の第30面)が非球面形状となっている。この非球面は、光軸を含む断面内で光軸からの距離が大きくなるにつれて曲率半径の絶対値が小さくなるような形状をしている。この非球面によって、軸外の光束を光軸から離れる方向に変位させることが容易となり、観察視野の拡大を容易にしている。   An aspherical surface is used for the fourth fourth lens L4 counted from the object side of the 22nd lens group G22 located on the image side of the aperture stop AS. The fourth lens L4 is a biconcave negative lens (lens B), and the image-side concave surface (the 30th surface in Table 1) has an aspherical shape. This aspherical surface is shaped such that the absolute value of the radius of curvature decreases as the distance from the optical axis increases within the cross section including the optical axis. This aspherical surface makes it easy to displace the off-axis light beam in the direction away from the optical axis, thereby facilitating the expansion of the observation field.

これは、レンズ全長の短縮化や、この非球面よりも物体側のレンズ径のコンパクト化にも寄与している。更に第4レンズL4が両凹形状であることや、その前後のレンズに比べて光線有効径の小さな場所に配置されていることも、軸外の光束を光軸から離れる方向に変位させることを一層容易にし、観察視野の拡大を容易にしている。   This also contributes to shortening the total lens length and reducing the lens diameter on the object side of the aspherical surface. Furthermore, the fact that the fourth lens L4 has a biconcave shape and that the fourth lens L4 is disposed at a place where the effective beam diameter is smaller than the front and rear lenses also displaces the off-axis light beam in the direction away from the optical axis. This makes it easier to enlarge the observation field of view.

本実施例の第4レンズL4の像側の非球面は、近軸曲率半径の球面に対する非球面のサグ量は有効径端で1.2mmである。   In the aspherical surface on the image side of the fourth lens L4 of the present embodiment, the sag amount of the aspherical surface with respect to the spherical surface having the paraxial radius of curvature is 1.2 mm at the effective diameter end.

本実施例において、第4レンズL4の両面の近軸曲率半径の比はRL41/RL42=−2.128となり、条件式(10)を満たしている。また、第4レンズL4の焦点距離をfL4、第22レンズ群G22の焦点距離fG22の比はfL4/fG22=−0.522となり条件式(11)を満たす。本実施例において、開口絞りASより像側にある正レンズのうち最も焦点距離の短い正レンズAは両凸形状の第2レンズL2である。第2レンズL2の材料の部分分散比θgF22は0.548である。   In the present embodiment, the ratio of paraxial radii of curvature of both surfaces of the fourth lens L4 is RL41 / RL42 = −2.128, which satisfies the conditional expression (10). The ratio of the focal length fL4 of the fourth lens L4 and the focal length fG22 of the twenty-second lens group G22 is fL4 / fG22 = −0.522, which satisfies the conditional expression (11). In the present embodiment, the positive lens A having the shortest focal length among the positive lenses located on the image side from the aperture stop AS is the biconvex second lens L2. The partial dispersion ratio θgF22 of the material of the second lens L2 is 0.548.

一方、第2の光学素子M2の材料の部分分散比θgFM2は0.530である。そのため|θgF22−θgFM2|=0.018となり、条件式(5)を満たす。このため、2次スペクトルを小さくすることが容易である。   On the other hand, the partial dispersion ratio θgFM2 of the material of the second optical element M2 is 0.530. Therefore, | θgF22−θgFM2 | = 0.018, which satisfies the conditional expression (5). For this reason, it is easy to reduce the secondary spectrum.

実施例1の反射屈折光学系104において、物体側の開口数は0.7であって、倍率は4倍、物体103での物体高Yは10.6mm、観察視野領域はφ(直径)21.2mmである。観察視野領域はφ3mm以上を満たしており、且つφ10mm以上も満たしている。一方、像面105での像高Y’は42.4mm、像面サイズは直径φ84.8mmである。物体側、像側とも、ほぼテレセントリックであり、瞳の中抜けの割合が面積比で2割以下と抑えられている。また、可視域の波長486nm〜656nmの範囲をカバーする白色光での波面収差が50mλrms以下に抑えられている。   In the catadioptric optical system 104 of Example 1, the numerical aperture on the object side is 0.7, the magnification is 4 times, the object height Y at the object 103 is 10.6 mm, and the observation field area is φ (diameter) 21. .2 mm. The observation visual field region satisfies φ3 mm or more and also satisfies φ10 mm or more. On the other hand, the image height Y ′ at the image plane 105 is 42.4 mm, and the image plane size is a diameter φ84.8 mm. Both the object side and the image side are almost telecentric, and the ratio of the void in the pupil is suppressed to 20% or less in terms of the area ratio. Further, the wavefront aberration in white light covering the visible wavelength range of 486 nm to 656 nm is suppressed to 50 mλrms or less.

図3は実施例1の像面(撮像素子面)における横収差を示しており、軸上、軸外とも、可視域の広い波長帯域で収差が良好に補正されている。また、第1、第2の光学素子M1、M2の光学材料に関する条件式(4)の値は、−0.0002であり、条件式(4)の範囲内である。   FIG. 3 shows lateral aberrations on the image plane (imaging device surface) of Example 1, and the aberrations are well corrected in a wide wavelength band in the visible range both on and off the axis. The value of conditional expression (4) regarding the optical materials of the first and second optical elements M1 and M2 is −0.0002, which is within the range of conditional expression (4).

[実施例2]
実施例2の反射屈折光学系について説明する。特に述べない部分については実施例1と同様である。
[Example 2]
The catadioptric optical system of Example 2 will be described. Portions that are not particularly described are the same as those in the first embodiment.

反射屈折光学系104を構成する第1、第2結像光学系G1、G2、第2結像光学系G2を構成する第21レンズ群G21、第22レンズ群G22の構成及び光学作用は実施例1と略同じである。開口絞りASよりも像側にある第22レンズ群G22の第4レンズL4には非球面が用いられている。この第4レンズL4は、両凹形状の負レンズ(レンズB)であり、像側の凹面(数値実施例2の第31面)が非球面形状となっている。   The first and second imaging optical systems G1 and G2 constituting the catadioptric optical system 104, and the configurations and optical functions of the 21st lens group G21 and the 22nd lens group G22 constituting the second imaging optical system G2 are examples. It is almost the same as 1. An aspherical surface is used for the fourth lens L4 of the twenty-second lens group G22 located on the image side of the aperture stop AS. The fourth lens L4 is a biconcave negative lens (lens B), and the image-side concave surface (the 31st surface of Numerical Example 2) has an aspherical shape.

この非球面は、光軸を含む断面内で光軸からの距離が大きくなるにつれて曲率半径の絶対値が小さくなるような形状をしている。第4レンズL4はその前後のレンズに比べて光線有効径の小さな場所に配置されている。   This aspherical surface is shaped such that the absolute value of the radius of curvature decreases as the distance from the optical axis increases within the cross section including the optical axis. The fourth lens L4 is disposed at a location where the effective beam diameter is smaller than the front and rear lenses.

本実施例の第4レンズL4の像側の非球面は、近軸曲率半径の球面に対する非球面のサグ量は有効径端で0.11mmである。本実施例において、条件式(10)の値はRL41/RL42=−8.081となるため条件式(10)を満たす。また、条件式(11)のfL4/fG22の値は−0.402となるため条件式(11)を満たす。   In the aspherical surface on the image side of the fourth lens L4 of the present embodiment, the sag amount of the aspherical surface with respect to the spherical surface having the paraxial radius of curvature is 0.11 mm at the effective diameter end. In this embodiment, the value of conditional expression (10) is RL41 / RL42 = −8.081, which satisfies conditional expression (10). Moreover, since the value of fL4 / fG22 in the conditional expression (11) is −0.402, the conditional expression (11) is satisfied.

本実施例において、第22レンズ群G22の中で最も焦点距離の短い正レンズAは両凸形状の第3レンズL3である。第3レンズL3の材料の部分分散比θgF22は0.546であり、一方、第2の光学素子M2の材料の部分分散比θgFM2も0.546である。そのため|θgF22−θgFM2|=0.000となり、条件式(5)を満たす。   In the present embodiment, the positive lens A having the shortest focal length in the 22nd lens group G22 is a biconvex third lens L3. The partial dispersion ratio θgF22 of the material of the third lens L3 is 0.546, while the partial dispersion ratio θgFM2 of the material of the second optical element M2 is also 0.546. Therefore, | θgF22−θgFM2 | = 0.000, which satisfies the conditional expression (5).

この実施例2の反射屈折光学系104において、物体側の開口数は0.7であって、倍率は4倍、物体103での物体高Yは10.6mm、観察視野領域はφ21.2mmである。観察視野領域はφ3mm以上を満たしており、且つφ10mm以上も満たしている。一方、像面105での像高Y’は42.4mm、像面サイズはφ84.8mmである。物体側、像側とも、ほぼテレセントリックであり、瞳の中抜けの割合が面積比で2割以下と抑えられている。また、可視域の波長486nm〜656nmの範囲をカバーする白色光での波面収差が60mλrms以下に抑えられている。   In the catadioptric optical system 104 of Example 2, the numerical aperture on the object side is 0.7, the magnification is 4 times, the object height Y at the object 103 is 10.6 mm, and the observation field area is φ21.2 mm. is there. The observation visual field region satisfies φ3 mm or more and also satisfies φ10 mm or more. On the other hand, the image height Y ′ on the image plane 105 is 42.4 mm, and the image plane size is φ84.8 mm. Both the object side and the image side are almost telecentric, and the ratio of the void in the pupil is suppressed to 20% or less in terms of the area ratio. Further, the wavefront aberration in white light covering the visible wavelength range of 486 nm to 656 nm is suppressed to 60 mλrms or less.

図5は実施例2の像面(撮像素子面)における横収差を示しており、軸上、軸外とも、可視域の広い波長帯域で収差が良好に補正されている。また、第1、第2の光学素子M1、M2の光学材料に関する条件式(4)の値は、+0.0003であり、条件式(4)の範囲内である。   FIG. 5 shows lateral aberrations on the image surface (imaging device surface) of Example 2, and aberrations are well corrected in a wide wavelength band in the visible range both on and off the axis. The value of conditional expression (4) regarding the optical materials of the first and second optical elements M1 and M2 is +0.0003, which is within the range of conditional expression (4).

[実施例3]
実施例3の反射屈折光学系について説明する。特に述べない部分については実施例1と同様である。
[Example 3]
The catadioptric optical system of Example 3 will be described. Portions that are not particularly described are the same as those in the first embodiment.

反射屈折光学系104を構成する第1、第2結像光学系G1、G2、第2結像光学系G2を構成する第21レンズ群G21、第22レンズ群G22の構成及び光学作用は実施例1と略同じである。開口絞りASよりも像側にある第22レンズ群G22の第4レンズL4には非球面が用いられている。この第4レンズL4は、両凹形状の負レンズ(レンズB)であり、像側の凹面(数値実施例3の第31面)が非球面形状となっている。   The first and second imaging optical systems G1 and G2 constituting the catadioptric optical system 104, and the configurations and optical functions of the 21st lens group G21 and the 22nd lens group G22 constituting the second imaging optical system G2 are examples. It is almost the same as 1. An aspherical surface is used for the fourth lens L4 of the twenty-second lens group G22 located on the image side of the aperture stop AS. The fourth lens L4 is a biconcave negative lens (lens B), and the image-side concave surface (the 31st surface of Numerical Example 3) has an aspherical shape.

この非球面は、光軸を含む断面内で光軸からの距離が大きくなるにつれて曲率半径の絶対値が小さくなるような形状をしている。第4レンズL4はその前後のレンズに比べて光線有効径の小さな場所に配置されている。   This aspherical surface is shaped such that the absolute value of the radius of curvature decreases as the distance from the optical axis increases within the cross section including the optical axis. The fourth lens L4 is disposed at a location where the effective beam diameter is smaller than the front and rear lenses.

本実施例の第4レンズL4の像側の非球面は、近軸曲率半径の球面に対する非球面のサグ量は有効径端で0.87mmである。本実施例において、条件式(10)の値はRL41/RL42=−4.402となるため条件式(10)を満たす。また、条件式(11)のfL4/fG22の値は−0.387となるため条件式(11)を満たす。   In the aspherical surface on the image side of the fourth lens L4 of the present embodiment, the sag amount of the aspherical surface with respect to the spherical surface having the paraxial curvature radius is 0.87 mm at the effective diameter end. In this embodiment, the value of conditional expression (10) is RL41 / RL42 = −4.402, which satisfies conditional expression (10). Further, since the value of fL4 / fG22 in the conditional expression (11) is −0.387, the conditional expression (11) is satisfied.

本実施例において、第22レンズ群G22の中で最も焦点距離の短い正レンズAは両凸形状の第3レンズL3である。第3レンズL3の材料の部分分散比θgF22は0.546であり、一方、第2の光学素子M2の材料の部分分散比θgFM2も0.546である。そのため|θgF22−θgFM2|=0.000となり、条件式(5)を満たす。   In the present embodiment, the positive lens A having the shortest focal length in the 22nd lens group G22 is a biconvex third lens L3. The partial dispersion ratio θgF22 of the material of the third lens L3 is 0.546, while the partial dispersion ratio θgFM2 of the material of the second optical element M2 is also 0.546. Therefore, | θgF22−θgFM2 | = 0.000, which satisfies the conditional expression (5).

この実施例3の反射屈折光学系104において、物体側の開口数は0.7であって、倍率は5.9倍、物体103での物体高Yは10.6mm、観察視野領域はφ21.2mmである。観察視野領域はφ3mm以上を満たしており、且つφ10mm以上も満たしている。一方、像面105での像高Y’は62.5mm、像面サイズは直径φ125mmである。物体側、像側とも、ほぼテレセントリックであり、瞳の中抜けの割合が面積比で2割以下と抑えられている。また、可視域の波長486nm〜656nmの範囲をカバーする白色光での波面収差が60mλrms以下に抑えられている。   In the catadioptric optical system 104 of Example 3, the numerical aperture on the object side is 0.7, the magnification is 5.9 times, the object height Y at the object 103 is 10.6 mm, and the observation field area is φ21. 2 mm. The observation visual field region satisfies φ3 mm or more and also satisfies φ10 mm or more. On the other hand, the image height Y ′ on the image plane 105 is 62.5 mm, and the image plane size is a diameter φ125 mm. Both the object side and the image side are almost telecentric, and the ratio of the void in the pupil is suppressed to 20% or less in terms of the area ratio. Further, the wavefront aberration in white light covering the visible wavelength range of 486 nm to 656 nm is suppressed to 60 mλrms or less.

図7は実施例3の像面(撮像素子面)における横収差を示しており、軸上、軸外とも、可視域の広い波長帯域で収差が良好に補正されている。また、第1、第2の光学素子M1、M2の光学材料に関する条件式(4)の値は、+0.0003であり、条件式(4)の範囲内である。   FIG. 7 shows lateral aberrations on the image plane (imaging device surface) of Example 3, and the aberrations are corrected well in a wide wavelength band in the visible range both on and off the axis. The value of conditional expression (4) regarding the optical materials of the first and second optical elements M1 and M2 is +0.0003, which is within the range of conditional expression (4).

[実施例4]
実施例4の反射屈折光学系104について説明する。特に述べない部分については実施例1と同様である。
[Example 4]
The catadioptric optical system 104 of Example 4 will be described. Portions that are not particularly described are the same as those in the first embodiment.

反射屈折光学系104を構成する第1、第2結像光学系G1、G2、第2結像光学系G2を構成する第21レンズ群G21、第22レンズ群G22の構成及び光学作用は実施例1と略同じである。本実施例において第22レンズ群G22は、レンズL1乃至L9で構成されている点が異なっている。   The first and second imaging optical systems G1 and G2 constituting the catadioptric optical system 104, and the configurations and optical functions of the 21st lens group G21 and the 22nd lens group G22 constituting the second imaging optical system G2 are examples. It is almost the same as 1. In the present embodiment, the twenty-second lens group G22 is different in that it is composed of lenses L1 to L9.

開口絞りASよりも像側にある第22レンズ群G22の第4レンズL4には非球面が用いられている。この第4レンズL4は、両凹形状の負レンズ(レンズB)であり、像側の凹面(数値実施例4の第33面)が非球面形状となっている。この非球面は、光軸を含む断面内で光軸からの距離が大きくなるにつれて曲率半径の絶対値が小さくなるような形状をしている。第4レンズL4はその前後のレンズに比べて光線有効径の小さな場所に配置されている。本実施例の第4レンズL4の像側の非球面は、近軸曲率半径の球面に対する非球面のサグ量は有効径端で2.06mmである。   An aspherical surface is used for the fourth lens L4 of the twenty-second lens group G22 located on the image side of the aperture stop AS. The fourth lens L4 is a biconcave negative lens (lens B), and the image-side concave surface (the 33rd surface of Numerical Example 4) has an aspherical shape. This aspherical surface is shaped such that the absolute value of the radius of curvature decreases as the distance from the optical axis increases within the cross section including the optical axis. The fourth lens L4 is disposed at a location where the effective beam diameter is smaller than the front and rear lenses. In the aspherical surface on the image side of the fourth lens L4 of the present embodiment, the sag amount of the aspherical surface with respect to the spherical surface having the paraxial radius of curvature is 2.06 mm at the effective diameter end.

本実施例において、条件式(10)の値はRL41/RL42=−1.175となるため条件式(10)を満たす。また、条件式(11)のfL4/fG22の値は−0.463となるため条件式(11)を満たす。本実施例において、第22レンズ群G22の中で最も焦点距離の短い正レンズAは両凸形状の正レンズL3である。第3レンズL3の材料の部分分散比θgF22は0.560であり、一方、第2の光学素子M2の材料の部分分散比θgFM2は0.546である。そのため|θgF22−θgFM2|=0.014となり、条件式(5)を満たす。   In this embodiment, the value of conditional expression (10) is RL41 / RL42 = −1.175, which satisfies conditional expression (10). Further, since the value of fL4 / fG22 in the conditional expression (11) is −0.463, the conditional expression (11) is satisfied. In the present embodiment, the positive lens A having the shortest focal length in the twenty-second lens group G22 is a biconvex positive lens L3. The partial dispersion ratio θgF22 of the material of the third lens L3 is 0.560, while the partial dispersion ratio θgFM2 of the material of the second optical element M2 is 0.546. Therefore, | θgF22−θgFM2 | = 0.014, which satisfies the conditional expression (5).

この実施例4の反射屈折光学系104において、物体側の開口数は0.7であって、倍率は11.9倍、物体103での物体高Yは10.6mm、観察視野領域はφ21.2mmである。観察視野領域はφ3mm以上を満たしており、且つφ10mm以上も満たしている。一方、像面105での像高Y’は126mm、像面サイズは直径φ252mmである。物体側、像側とも、ほぼテレセントリックであり、瞳の中抜けの割合が面積比で2割以下と抑えられている。また、可視域の波長486nm〜656nmの範囲をカバーする白色光での波面収差が40mλrms以下に抑えられている。   In the catadioptric optical system 104 of Example 4, the numerical aperture on the object side is 0.7, the magnification is 11.9 times, the object height Y at the object 103 is 10.6 mm, and the observation field area is φ21. 2 mm. The observation visual field region satisfies φ3 mm or more and also satisfies φ10 mm or more. On the other hand, the image height Y ′ on the image plane 105 is 126 mm, and the image plane size is a diameter φ252 mm. Both the object side and the image side are almost telecentric, and the ratio of the void in the pupil is suppressed to 20% or less in terms of the area ratio. Further, the wavefront aberration in white light covering the visible wavelength range of 486 nm to 656 nm is suppressed to 40 mλrms or less.

図9は実施例4の像面(撮像素子面)における横収差を示しており、軸上、軸外とも、可視域の広い波長帯域で収差が良好に補正されている。また、第1、第2の光学素子M1、M2の光学材料に関する条件式(4)の値は、+0.0003であり、条件式(4)の範囲内である。   FIG. 9 shows lateral aberrations on the image plane (imaging element surface) of Example 4, and the aberrations are well corrected in a wide wavelength band on the axis and off the axis. The value of conditional expression (4) regarding the optical materials of the first and second optical elements M1 and M2 is +0.0003, which is within the range of conditional expression (4).

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明を開口絞りASが第1、第2の光学素子M1、M2の間に配置された反射屈折光学系に適用してもよい。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist. For example, the present invention may be applied to a catadioptric optical system in which the aperture stop AS is disposed between the first and second optical elements M1 and M2.

また、例えば第2結像光学系に実際の開口絞りが配置されていない光学系であっても、主光線が第2結像光学系内で光軸を横切るような構成の光学系であれば、主光線と光軸との交点を開口絞り位置とみなして本発明を適用することができる。また、本発明は大画面をスキャンする撮像装置にもスキャンしない撮像装置にも適用可能である。   Further, for example, even in an optical system in which an actual aperture stop is not disposed in the second imaging optical system, as long as the optical system is configured so that the chief ray crosses the optical axis in the second imaging optical system. The present invention can be applied by regarding the intersection of the principal ray and the optical axis as the aperture stop position. Further, the present invention can be applied to an imaging apparatus that scans a large screen and an imaging apparatus that does not scan.

以下、各実施例の数値実施例を示す。面番号は物体面(試料面)から像面まで数えた光学面の順である。rは第i番目の光学面の曲率半径である。dは第i番目と第i+1番目の間隔である(符号は物体側から像面側へ測ったときを(光が進行するときを)正、逆方向を負としている)。Nd、νdは波長587.6nmに対する材料の屈折率とアッベ数をそれぞれ示している。   Hereinafter, numerical examples of the respective examples will be shown. The surface number is the order of the optical surfaces counted from the object surface (sample surface) to the image surface. r is the radius of curvature of the i-th optical surface. d is the i-th and (i + 1) -th interval (the sign is positive when measured from the object side to the image plane side (when light travels) and negative in the reverse direction). Nd and νd indicate the refractive index and Abbe number of the material for a wavelength of 587.6 nm, respectively.

非球面の形状は、以下の式に示す一般的な非球面の式で表される。以下の式において、Zは光軸方向の座標、cは曲率(曲率半径rの逆数)、hは光軸からの高さ、kは円錐係数、A、B、C、D、E、F、G、H、J・・・は各々、4次、6次、8次、10次、12次、14次、16次、18次、20次、・・・の非球面係数である。   The shape of the aspheric surface is represented by a general aspherical expression shown in the following expression. In the following formula, Z is the coordinate in the optical axis direction, c is the curvature (the reciprocal of the radius of curvature r), h is the height from the optical axis, k is the cone coefficient, A, B, C, D, E, F, G, H, J... Are aspherical coefficients of 4th order, 6th order, 8th order, 10th order, 12th order, 14th order, 16th order, 18th order, 20th order,.

「E−X」は「10-X」を意味する。前述した各条件式と数値実施例との関係を表1に示す。 EX ” means “10 −X ”. Table 1 shows the relationship between the above-described conditional expressions and numerical examples.


[数値実施例1]

面番号 r d Nd νd
物体面 ∞ 13.39
1 736.61 24.08 1.4875 70.2
2 -9661.75 97.67
3 -118.31 9.38 1.4875 70.2
4 -170.29 -9.38 1.4875 70.2 反射面
5 -118.31 -97.67
6 -9661.75 -24.08 1.4875 70.2
7 736.61 24.08 1.4875 70.2 反射面
8 -9661.75 97.67
9 -118.31 9.38 1.4875 70.2
10 -170.29 10.00
11 -458.41 5.89 1.6425 58.4
12 -119.83 3.29
13 -54.79 5.00 1.6477 33.8
14 -998.82 11.55 1.6204 60.3
15 -54.52 0.73
16 79.77 7.04 1.6204 60.3
17 483.74 34.05
18 59.02 11.53 1.7620 40.1
19 109.31 0.50
20 65.70 20.52 1.4875 70.4
21 -118.81 24.84
22 ∞ 20.00 開口絞り
23 -49.26 33.31 1.8052 25.4
24 -79.27 0.50
25 122.53 26.67 1.6385 55.4
26 -86.46 0.50
27 57.90 15.51 1.4875 70.4
28 78.67 17.39
29 -124.44 5.74 1.5673 42.9
30 58.49 15.64
31 -147.56 8.96 1.7570 47.8
32 -75.81 11.90
33 -59.72 8.10 1.6034 38.0
34 272.55 9.12
35 -178.62 19.27 1.7205 34.7
36 -68.40 0.50
37 1362.89 16.90 1.5111 60.5
38 -142.77 10.50

(非球面係数)
面番号
1,7 k= 0.00E+00 A= 6.72E-09 B= 6.14E-14 C= 2.27E-17 D=-9.74E-22
E= 1.18E-25 F=-5.31E-30 G= 2.75E-34 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
4,10 k= 0.00E+00 A= 5.58E-09 B= 2.43E-13 C= 9.28E-18 D= 1.61E-22
E= 2.65E-26 F=-9.34E-31 G= 5.28E-35 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
17 k= 0.00E+00 A= 6.69E-07 B=-6.19E-11 C= 3.77E-14 D=-1.71E-16
E= 1.20E-19 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
19 k= 0.00E+00 A= 9.53E-07 B= 2.89E-10 C= 2.54E-14 D=-5.14E-18
E= 5.40E-21 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
26 k= 0.00E+00 A= 4.94E-07 B= 1.25E-11 C= 2.56E-15 D=-9.15E-19
E= 1.58E-22 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
30 k= 0.00E+00 A= 1.32E-06 B= 1.83E-10 C=-1.01E-13 D=-2.77E-18
E=-2.19E-21 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
38 k= 0.00E+00 A=-6.34E-07 B= 9.02E-12 C=-3.52E-14 D= 9.31E-18
E=-1.34E-21 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00

[Numerical Example 1]

Surface number r d Nd νd
Object plane ∞ 13.39
1 736.61 24.08 1.4875 70.2
2 -9661.75 97.67
3 -118.31 9.38 1.4875 70.2
4 -170.29 -9.38 1.4875 70.2 Reflecting surface
5 -118.31 -97.67
6 -9661.75 -24.08 1.4875 70.2
7 736.61 24.08 1.4875 70.2 Reflecting surface
8 -9661.75 97.67
9 -118.31 9.38 1.4875 70.2
10 -170.29 10.00
11 -458.41 5.89 1.6425 58.4
12 -119.83 3.29
13 -54.79 5.00 1.6477 33.8
14 -998.82 11.55 1.6204 60.3
15 -54.52 0.73
16 79.77 7.04 1.6204 60.3
17 483.74 34.05
18 59.02 11.53 1.7620 40.1
19 109.31 0.50
20 65.70 20.52 1.4875 70.4
21 -118.81 24.84
22 ∞ 20.00 Aperture stop
23 -49.26 33.31 1.8052 25.4
24 -79.27 0.50
25 122.53 26.67 1.6385 55.4
26 -86.46 0.50
27 57.90 15.51 1.4875 70.4
28 78.67 17.39
29 -124.44 5.74 1.5673 42.9
30 58.49 15.64
31 -147.56 8.96 1.7570 47.8
32 -75.81 11.90
33 -59.72 8.10 1.6034 38.0
34 272.55 9.12
35 -178.62 19.27 1.7205 34.7
36 -68.40 0.50
37 1362.89 16.90 1.5111 60.5
38 -142.77 10.50

(Aspheric coefficient)
Face number
1,7 k = 0.00E + 00 A = 6.72E-09 B = 6.14E-14 C = 2.27E-17 D = -9.74E-22
E = 1.18E-25 F = -5.31E-30 G = 2.75E-34 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
4,10 k = 0.00E + 00 A = 5.58E-09 B = 2.43E-13 C = 9.28E-18 D = 1.61E-22
E = 2.65E-26 F = -9.34E-31 G = 5.28E-35 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
17 k = 0.00E + 00 A = 6.69E-07 B = -6.19E-11 C = 3.77E-14 D = -1.71E-16
E = 1.20E-19 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
19 k = 0.00E + 00 A = 9.53E-07 B = 2.89E-10 C = 2.54E-14 D = -5.14E-18
E = 5.40E-21 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
26 k = 0.00E + 00 A = 4.94E-07 B = 1.25E-11 C = 2.56E-15 D = -9.15E-19
E = 1.58E-22 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
30 k = 0.00E + 00 A = 1.32E-06 B = 1.83E-10 C = -1.01E-13 D = -2.77E-18
E = -2.19E-21 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
38 k = 0.00E + 00 A = -6.34E-07 B = 9.02E-12 C = -3.52E-14 D = 9.31E-18
E = -1.34E-21 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00

[数値実施例2]
面番号 r d Nd νd
物体面 ∞ 13.39
1 914.69 10.00 1.5182 58.9
2 -3746.87 108.16
3 -119.33 10.30 1.5182 58.9
4 -171.61 -10.30 1.5182 58.9 反射面
5 -119.33 -108.16
6 -3746.87 -10.00 1.5182 58.9
7 914.69 10.00 1.5182 58.9 反射面
8 -3746.87 108.16
9 -119.33 10.30 1.5182 58.9
10 -171.61 10.50
11 -166.20 6.28 1.6031 60.6
12 -78.85 2.58
13 -59.36 5.00 1.6989 30.1
14 165.70 8.66 1.5831 59.4
15 -60.59 12.89
16 91.17 32.10 1.7440 44.8
17 32606.75 20.79
18 64.72 23.38 1.7440 44.8
19 -93.02 13.04 1.6989 30.1
20 924.91 8.49
21 -124.32 5.86 1.7200 50.2
22 -106.70 24.20
23 ∞ 38.00 開口絞り
24 286.56 12.00 1.7200 50.2
25 -348.88 0.50
26 482.47 15.14 1.7618 26.5
27 -133.69 4.39
28 69.00 21.22 1.6230 58.2
29 -674.14 3.68
30 -351.10 5.00 1.6989 30.1
31 43.45 52.65
32 -48.16 5.00 1.5174 52.4
33 122.81 2.31
34 138.39 17.97 1.7200 50.2
35 -156.35 0.50
36 149.52 8.70 1.7440 44.8
37 301.27 19.30
38 245.18 18.02 1.7440 44.8
39 -537.83 10.00

(非球面係数)
面番号
1,7 k= 0.00E+00 A= 7.23E-09 B= 2.58E-13 C= 4.55E-18 D=-3.30E-23
E= 1.43E-25 F=-1.32E-29 G= 6.00E-34 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
4,10 k= 0.00E+00 A= 4.67E-09 B= 2.22E-13 C= 9.16E-18 D= 2.18E-22
E= 1.80E-26 F=-1.31E-31 G= 2.63E-35 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
17 k= 0.00E+00 A= 4.59E-07 B= 5.81E-11 C= 4.24E-15 D= 5.46E-18
E=-2.20E-21 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
20 k= 0.00E+00 A= 1.16E-06 B= 2.27E-10 C= 7.60E-14 D=-1.40E-17
E= 1.70E-20 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
27 k= 0.00E+00 A= 2.36E-07 B=-7.77E-12 C=-6.93E-16 D= 3.97E-19
E=-1.99E-23 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
31 k= 0.00E+00 A=-1.17E-08 B= 2.80E-11 C= 1.26E-13 D=-8.64E-17
E= 9.63E-20 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
32 k= 0.00E+00 A= 9.61E-07 B= 3.85E-10 C= 2.59E-13 D=-4.59E-17
E= 7.72E-20 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
[Numerical Example 2]
Surface number r d Nd νd
Object plane ∞ 13.39
1 914.69 10.00 1.5182 58.9
2 -3746.87 108.16
3 -119.33 10.30 1.5182 58.9
4 -171.61 -10.30 1.5182 58.9 Reflecting surface
5 -119.33 -108.16
6 -3746.87 -10.00 1.5182 58.9
7 914.69 10.00 1.5182 58.9 Reflecting surface
8 -3746.87 108.16
9 -119.33 10.30 1.5182 58.9
10 -171.61 10.50
11 -166.20 6.28 1.6031 60.6
12 -78.85 2.58
13 -59.36 5.00 1.6989 30.1
14 165.70 8.66 1.5831 59.4
15 -60.59 12.89
16 91.17 32.10 1.7440 44.8
17 32606.75 20.79
18 64.72 23.38 1.7440 44.8
19 -93.02 13.04 1.6989 30.1
20 924.91 8.49
21 -124.32 5.86 1.7200 50.2
22 -106.70 24.20
23 ∞ 38.00 Aperture stop
24 286.56 12.00 1.7200 50.2
25 -348.88 0.50
26 482.47 15.14 1.7618 26.5
27 -133.69 4.39
28 69.00 21.22 1.6230 58.2
29 -674.14 3.68
30 -351.10 5.00 1.6989 30.1
31 43.45 52.65
32 -48.16 5.00 1.5174 52.4
33 122.81 2.31
34 138.39 17.97 1.7200 50.2
35 -156.35 0.50
36 149.52 8.70 1.7440 44.8
37 301.27 19.30
38 245.18 18.02 1.7440 44.8
39 -537.83 10.00

(Aspheric coefficient)
Face number
1,7 k = 0.00E + 00 A = 7.23E-09 B = 2.58E-13 C = 4.55E-18 D = -3.30E-23
E = 1.43E-25 F = -1.32E-29 G = 6.00E-34 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
4,10 k = 0.00E + 00 A = 4.67E-09 B = 2.22E-13 C = 9.16E-18 D = 2.18E-22
E = 1.80E-26 F = -1.31E-31 G = 2.63E-35 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
17 k = 0.00E + 00 A = 4.59E-07 B = 5.81E-11 C = 4.24E-15 D = 5.46E-18
E = -2.20E-21 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
20 k = 0.00E + 00 A = 1.16E-06 B = 2.27E-10 C = 7.60E-14 D = -1.40E-17
E = 1.70E-20 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
27 k = 0.00E + 00 A = 2.36E-07 B = -7.77E-12 C = -6.93E-16 D = 3.97E-19
E = -1.99E-23 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
31 k = 0.00E + 00 A = -1.17E-08 B = 2.80E-11 C = 1.26E-13 D = -8.64E-17
E = 9.63E-20 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
32 k = 0.00E + 00 A = 9.61E-07 B = 3.85E-10 C = 2.59E-13 D = -4.59E-17
E = 7.72E-20 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00

[数値実施例3]
面番号 r d Nd νd
物体面 ∞ 13.39
1 894.62 10.00 1.5182 58.9
2 -3308.82 107.32
3 -121.36 10.05 1.5182 58.9
4 -171.86 -10.05 1.5182 58.9 反射面
5 -121.36 -107.32
6 -3308.82 -10.00 1.5182 58.9
7 894.62 10.00 1.5182 58.9 反射面
8 -3308.82 107.32
9 -121.36 10.05 1.5182 58.9
10 -171.86 10.50
11 -149.75 6.17 1.6031 60.6
12 -72.32 2.52
13 -57.02 5.00 1.6989 30.1
14 221.17 8.36 1.5831 59.4
15 -61.63 7.69
16 84.63 23.57 1.7440 44.8
17 1668.62 20.73
18 63.81 22.15 1.7440 44.8
19 -82.25 14.70 1.6989 30.1
20 -10648.41 1.10
21 66.41 7.06 1.7200 50.2
22 66.75 28.00
23 ∞ 35.87 開口絞り
24 224.09 14.11 1.7200 50.2
25 -304.53 0.50
26 18489.00 28.22 1.7618 26.5
27 -137.85 9.00
28 78.13 23.03 1.6230 58.2
29 -431.72 7.18
30 -245.67 5.00 1.6989 30.1
31 55.81 54.58
32 -56.99 5.00 1.5174 52.4
33 157.80 5.26
34 216.64 15.80 1.7200 50.2
35 -256.66 30.52
36 203.73 26.28 1.7440 44.8
37 448.63 14.60
38 769.29 16.73 1.7440 44.8
39 -262.77 10.00

(非球面係数)
面番号
1,7 k= 0.00E+00 A= 6.23E-09 B= 1.93E-13 C= 1.31E-17 D=-1.14E-21
E= 2.38E-25 F=-1.87E-29 G= 7.29E-34 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
4,10 k= 0.00E+00 A= 4.61E-09 B= 2.16E-13 C= 9.13E-18 D= 1.60E-22
E= 2.52E-26 F=-6.70E-31 G= 4.31E-35 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
17 k= 0.00E+00 A= 6.04E-07 B= 7.98E-11 C=-4.25E-14 D= 2.72E-17
E=-2.20E-21 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
20 k= 0.00E+00 A= 1.22E-06 B= 2.94E-10 C= 9.95E-14 D=-2.62E-17
E= 2.70E-20 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
27 k= 0.00E+00 A= 1.45E-07 B= 1.45E-11 C=-2.48E-15 D= 4.29E-19
E=-1.62E-23 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
31 k= 0.00E+00 A= 4.76E-07 B= 7.53E-11 C= 7.80E-14 D=-1.11E-18
E= 2.06E-20 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
32 k= 0.00E+00 A= 6.64E-07 B= 2.24E-10 C= 7.37E-14 D= 1.27E-17
E= 8.86E-21 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
[Numerical Example 3]
Surface number r d Nd νd
Object plane ∞ 13.39
1 894.62 10.00 1.5182 58.9
2 -3308.82 107.32
3 -121.36 10.05 1.5182 58.9
4 -171.86 -10.05 1.5182 58.9 Reflecting surface
5 -121.36 -107.32
6 -3308.82 -10.00 1.5182 58.9
7 894.62 10.00 1.5182 58.9 Reflecting surface
8 -3308.82 107.32
9 -121.36 10.05 1.5182 58.9
10 -171.86 10.50
11 -149.75 6.17 1.6031 60.6
12 -72.32 2.52
13 -57.02 5.00 1.6989 30.1
14 221.17 8.36 1.5831 59.4
15 -61.63 7.69
16 84.63 23.57 1.7440 44.8
17 1668.62 20.73
18 63.81 22.15 1.7440 44.8
19 -82.25 14.70 1.6989 30.1
20 -10648.41 1.10
21 66.41 7.06 1.7200 50.2
22 66.75 28.00
23 ∞ 35.87 Aperture stop
24 224.09 14.11 1.7200 50.2
25 -304.53 0.50
26 18489.00 28.22 1.7618 26.5
27 -137.85 9.00
28 78.13 23.03 1.6230 58.2
29 -431.72 7.18
30 -245.67 5.00 1.6989 30.1
31 55.81 54.58
32 -56.99 5.00 1.5 174 52.4
33 157.80 5.26
34 216.64 15.80 1.7200 50.2
35 -256.66 30.52
36 203.73 26.28 1.7440 44.8
37 448.63 14.60
38 769.29 16.73 1.7440 44.8
39 -262.77 10.00

(Aspheric coefficient)
Face number
1,7 k = 0.00E + 00 A = 6.23E-09 B = 1.93E-13 C = 1.31E-17 D = -1.14E-21
E = 2.38E-25 F = -1.87E-29 G = 7.29E-34 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
4,10 k = 0.00E + 00 A = 4.61E-09 B = 2.16E-13 C = 9.13E-18 D = 1.60E-22
E = 2.52E-26 F = -6.70E-31 G = 4.31E-35 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
17 k = 0.00E + 00 A = 6.04E-07 B = 7.98E-11 C = -4.25E-14 D = 2.72E-17
E = -2.20E-21 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
20 k = 0.00E + 00 A = 1.22E-06 B = 2.94E-10 C = 9.95E-14 D = -2.62E-17
E = 2.70E-20 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
27 k = 0.00E + 00 A = 1.45E-07 B = 1.45E-11 C = -2.48E-15 D = 4.29E-19
E = -1.62E-23 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
31 k = 0.00E + 00 A = 4.76E-07 B = 7.53E-11 C = 7.80E-14 D = -1.11E-18
E = 2.06E-20 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
32 k = 0.00E + 00 A = 6.64E-07 B = 2.24E-10 C = 7.37E-14 D = 1.27E-17
E = 8.86E-21 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00

[数値実施例4]

面番号 r d Nd νd
物体面 ∞ 12.74
1 929.59 16.68 1.5182 58.9
2 -2124.78 105.79
3 -125.51 10.27 1.5182 58.9
4 -175.80 -10.27 1.5182 58.9 反射面
5 -125.51 -105.79
6 -2124.78 -16.68 1.5182 58.9
7 929.59 16.68 1.5182 58.9 反射面
8 -2124.78 105.79
9 -125.51 10.27 1.5182 58.9
10 -175.80 10.50
11 1132.81 6.49 1.6031 60.6
12 -93.83 2.23
13 -86.97 5.00 1.6989 30.1
14 116.48 14.08 1.5831 59.4
15 -94.65 0.50
16 76.10 6.68 1.7440 44.8
17 148.42 19.33
18 81.92 19.77 1.7440 44.8
19 -73.01 11.74 1.6989 30.1
20 286.30 0.50
21 65.24 6.10 1.7200 50.2
22 69.87 10.09
23 5605.17 13.63 1.7200 50.2
24 -105.76 28.00
25 ∞ 38.01 開口絞り
26 -113.02 21.78 1.7618 26.5
27 -100.45 0.50
28 153.22 40.00 1.5955 39.2
29 667.82 11.46
30 124.30 40.00 1.7000 48.1
31 -1047.78 23.04
32 -194.89 5.00 1.7552 27.5
33 165.93 98.96
34 -128.49 15.38 1.4875 70.2
35 181.46 3.72
36 203.94 40.00 1.6700 47.2
37 -262.34 55.81
38 -118.99 16.84 1.6364 35.4
39 -2492.75 26.40
40 -394.11 24.00 1.6935 50.8
41 -190.32 0.50
42 300.72 45.50 1.5145 54.7
43 -764.68 92.99

(非球面係数)
面番号
1,7 k= 0.00E+00 A= 3.08E-09 B= 1.51E-13 C= 7.83E-18 D= 2.63E-22
E=-2.42E-26 F= 3.68E-30 G=-8.49E-35 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
4,10 k= 0.00E+00 A= 3.40E-09 B= 1.53E-13 C= 6.19E-18 D= 6.03E-23
E= 2.34E-26 F=-1.01E-30 G= 4.55E-35 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
17 k= 0.00E+00 A= 4.12E-07 B= 3.61E-11 C=-3.90E-14 D= 1.45E-16
E=-1.06E-19 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
20 k= 0.00E+00 A= 1.15E-06 B= 1.65E-10 C= 2.22E-14 D=-6.04E-18
E= 6.59E-21 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
27 k= 0.00E+00 A=-2.21E-08 B=-3.09E-12 C= 2.81E-16 D=-5.93E-20
E= 1.77E-23 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
33 k= 0.00E+00 A= 6.23E-07 B= 3.54E-11 C= 3.83E-16 D= 1.41E-18
E=-3.34E-22 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
34 k= 0.00E+00 A= 2.15E-07 B= 2.13E-11 C= 1.25E-15 D= 1.92E-20
E=-2.21E-23 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
[Numerical Example 4]

Surface number r d Nd νd
Object plane ∞ 12.74
1 929.59 16.68 1.5182 58.9
2 -2124.78 105.79
3 -125.51 10.27 1.5182 58.9
4 -175.80 -10.27 1.5182 58.9 Reflecting surface
5 -125.51 -105.79
6 -2124.78 -16.68 1.5182 58.9
7 929.59 16.68 1.5182 58.9 Reflecting surface
8 -2124.78 105.79
9 -125.51 10.27 1.5182 58.9
10 -175.80 10.50
11 1132.81 6.49 1.6031 60.6
12 -93.83 2.23
13 -86.97 5.00 1.6989 30.1
14 116.48 14.08 1.5831 59.4
15 -94.65 0.50
16 76.10 6.68 1.7440 44.8
17 148.42 19.33
18 81.92 19.77 1.7440 44.8
19 -73.01 11.74 1.6989 30.1
20 286.30 0.50
21 65.24 6.10 1.7200 50.2
22 69.87 10.09
23 5605.17 13.63 1.7200 50.2
24 -105.76 28.00
25 ∞ 38.01 Aperture stop
26 -113.02 21.78 1.7618 26.5
27 -100.45 0.50
28 153.22 40.00 1.5955 39.2
29 667.82 11.46
30 124.30 40.00 1.7000 48.1
31 -1047.78 23.04
32 -194.89 5.00 1.7552 27.5
33 165.93 98.96
34 -128.49 15.38 1.4875 70.2
35 181.46 3.72
36 203.94 40.00 1.6700 47.2
37 -262.34 55.81
38 -118.99 16.84 1.6364 35.4
39 -2492.75 26.40
40 -394.11 24.00 1.6935 50.8
41 -190.32 0.50
42 300.72 45.50 1.5145 54.7
43 -764.68 92.99

(Aspheric coefficient)
Face number
1,7 k = 0.00E + 00 A = 3.08E-09 B = 1.51E-13 C = 7.83E-18 D = 2.63E-22
E = -2.42E-26 F = 3.68E-30 G = -8.49E-35 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
4,10 k = 0.00E + 00 A = 3.40E-09 B = 1.53E-13 C = 6.19E-18 D = 6.03E-23
E = 2.34E-26 F = -1.01E-30 G = 4.55E-35 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
17 k = 0.00E + 00 A = 4.12E-07 B = 3.61E-11 C = -3.90E-14 D = 1.45E-16
E = -1.06E-19 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
20 k = 0.00E + 00 A = 1.15E-06 B = 1.65E-10 C = 2.22E-14 D = -6.04E-18
E = 6.59E-21 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
27 k = 0.00E + 00 A = -2.21E-08 B = -3.09E-12 C = 2.81E-16 D = -5.93E-20
E = 1.77E-23 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
33 k = 0.00E + 00 A = 6.23E-07 B = 3.54E-11 C = 3.83E-16 D = 1.41E-18
E = -3.34E-22 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00
34 k = 0.00E + 00 A = 2.15E-07 B = 2.13E-11 C = 1.25E-15 D = 1.92E-20
E = -2.21E-23 F = 0.00E + 00 G = 0.00E + 00 H = 0.00E + 00 J = 0.00E + 00


101 光源 102 照明光学系 103 試料 104 反射屈折光学系
105 撮像素子 AS 開口絞り G1 第1結像光学系
G2 第2結像光学系 G21、G22 レンズ群 L1〜L9 レンズ
M1 第1の光学素子 M2 第2の光学素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Light source 102 Illumination optical system 103 Sample 104 Catadioptric optical system 105 Imaging element AS Aperture stop G1 First imaging optical system G2 Second imaging optical system G21, G22 Lens group L1 to L9 Lens M1 First optical element M2 First 2 optical elements

Claims (6)

物体からの光束を集光する反射屈折部を含む第1結像光学系と、前記第1結像光学系からの光束を受けて中間像を形成するとともに、前記中間像を像面に結像させる屈折部を含む第2結像光学系とを有する反射屈折光学系であって、
前記第1結像光学系は、光軸周辺を光透過部とし、前記光透過部よりも外周側の部分のうち物体側の面に反射部を設け裏面反射部とした第1の光学素子と、光軸周辺を光透過部とし、前記光透過部よりも外周側の部分のうち像側の面に反射部を設け裏面反射部とした第2の光学素子とを有し、前記第1の光学素子と前記第2の光学素子とは互いの裏面反射部が対向するように配置されており、
前記第2結像光学系は物体側から像面側へ順に、正の屈折力の第21レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第22レンズ群を有しており、
前記物体からの光束は、順に前記第1の光学素子の光透過部、前記第2の光学素子の裏面反射部、前記第1の光学素子の裏面反射部、前記第2の光学素子の光透過部を介して前記第2結像光学系に出射しており、
前記第1の光学素子の裏面反射部と前記第2の光学素子の裏面反射部とは非球面形状であり、
前記第1の光学素子と前記第2の光学素子の材料は同じであり、該材料のアッベ数と屈折率を各々νdM、NdM、前記第22レンズ群に含まれる焦点距離が最も短い正レンズの材料のアッベ数と屈折率を各々νd22p、Nd22p、前記第22レンズ群に含まれる焦点距離が最も短い負レンズの材料のアッベ数と屈折率を各々νd22n、Nd22nとするとき、
νd22n<νd22p<νdM
NdM<Nd22p
NdM<Nd22n
なる条件式を満足することを特徴とする反射屈折光学系。
A first imaging optical system including a catadioptric unit that collects a light beam from an object and an intermediate image formed by receiving the light beam from the first imaging optical system, and forming the intermediate image on an image plane A catadioptric optical system having a second imaging optical system including a refractive part to be
The first imaging optical system includes a first optical element having a light transmission portion around the optical axis, a reflection portion provided on the object side surface of the outer peripheral portion of the light transmission portion, and a back reflection portion. A second optical element having a light transmission portion around the optical axis, a reflection portion provided on the image side surface of the outer peripheral portion of the light transmission portion, and a back reflection portion. The optical element and the second optical element are arranged so that the back surface reflection portions of each other face each other,
The second imaging optical system includes, in order from the object side to the image surface side, a 21st lens group having a positive refractive power, an aperture stop, and a 22nd lens group having a positive refractive power.
The light beam from the object is sequentially transmitted through the light transmission part of the first optical element, the back surface reflection part of the second optical element, the back surface reflection part of the first optical element, and the light transmission of the second optical element. Exits to the second imaging optical system through a section,
The back surface reflecting portion of the first optical element and the back surface reflecting portion of the second optical element are aspherical,
The materials of the first optical element and the second optical element are the same, the Abbe number and refractive index of the material are νdM and NdM, respectively, and the positive lens with the shortest focal length included in the twenty-second lens group is used. When the Abbe number and refractive index of the material are νd22p and Nd22p, respectively, and the Abbe number and refractive index of the negative lens material having the shortest focal length included in the 22nd lens group are νd22n and Nd22n, respectively.
νd22n <νd22p <νdM
NdM <Nd22p
NdM <Nd22n
A catadioptric optical system satisfying the following conditional expression:
前記正レンズよりも前記負レンズの方が像側に配置されていることを特徴とする請求項1の反射屈折光学系。   2. The catadioptric optical system according to claim 1, wherein the negative lens is disposed closer to the image side than the positive lens. −0.001<(NdM−1.5)/νdM<0.002
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1又は2の反射屈折光学系。
−0.001 <(NdM−1.5) / νdM <0.002.
The catadioptric optical system according to claim 1 or 2, wherein the following conditional expression is satisfied.
前記第1結像光学系と前記第2結像光学系の焦点距離を各々f1、f2、前記第21レンズ群と前記第22レンズ群の焦点距離を各々fG21、fG22とするとき、
0.005<|f1/f2|<0.800
0.005<|fG21/f2|<0.500
0.01<|fG22/f2|<1.80
0.1<fG21/fG22<0.8
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項の反射屈折光学系。
When the focal lengths of the first imaging optical system and the second imaging optical system are f1 and f2, respectively, and the focal lengths of the 21st lens group and the 22nd lens group are fG21 and fG22, respectively.
0.005 <| f1 / f2 | <0.800
0.005 <| fG21 / f2 | <0.500
0.01 <| fG22 / f2 | <1.80
0.1 <fG21 / fG22 <0.8
The catadioptric optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
前記第1の光学素子は物体側の面が凸でメニスカス形状であり、前記第2の光学素子は物体側の面が凹でメニスカス形状であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の反射屈折光学系。   The first optical element has a meniscus shape with a convex object side surface, and the second optical element has a meniscus shape with a concave object side surface. The catadioptric optical system according to item 1. 光源手段と、前記光源手段からの光束で物体を照明する照明光学系と、前記物体を結像する請求項1乃至5のいずれか1項の反射屈折光学系と該反射屈折光学系によって結像された物体像を光電変換する撮像素子と、該撮像素子からのデータより画像情報を生成する画像処理系とを有することを特徴とする撮像装置。   6. A light source means, an illumination optical system that illuminates an object with a light beam from the light source means, a catadioptric optical system according to claim 1, and an image formed by the catadioptric optical system. An image pickup apparatus, comprising: an image pickup device that photoelectrically converts a captured object image; and an image processing system that generates image information from data from the image pickup device.
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CN115598819A (en) * 2022-10-17 2023-01-13 佛山迈奥光学科技有限公司(Cn) High-resolution large-view-field immersion liquid microobjective

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015036706A (en) * 2013-08-12 2015-02-23 キヤノン株式会社 Imaging device
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