JP5479224B2 - 反射屈折光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

反射屈折光学系及びそれを有する撮像装置 Download PDF

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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。
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。
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。また、撮像する病理標本、及び、撮像素子の光軸方向の位置誤差に因る画像データへの悪影響（倍率変化など）を低減するためには、両側（物体側と像側）がテレセントリックである光学系が要望されている。
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での高い解像力を持った光学系が要望されている。高い解像力を持った光学系は病理診断の用途に限らず様々な分野で要望されている。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）。
特公昭６０−０３４７３７号公報 特表２００１−５１７８０６号公報 特開２００２−０８２２８５号公報
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に開示されている超広帯域紫外顕微鏡映像システムは、紫外の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光学系は広い領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光学系の全長が長い。光学系の全長が長いと装置が大型化してしまい、装置を設置したりや操作したりする上で不便である。
本発明は、両側のテレセントリック性が良く、広い波長域に渡って諸収差を良好に補正した広い撮像領域に渡って高い解像力を持つ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。
本発明の反射屈折光学系は、物体からの光束を集光して該物体の中間像を形成する第１結像光学系と、前記中間像を像面に結像する第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、物体側から像側に向かう光束の光路に沿って、物体側の面に設けられた裏面反射部と光軸周辺に設けられた透過部とを含む第１の光学素子と、像側の面に設けられた裏面反射部と光軸周辺に設けられた透過部とを含む第２の光学素子と、を有し、前記物体からの光束は、前記第１の光学素子の透過部、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の光学素子の透過部、を順に通過した後に前記第２結像光学系側に出射しており、前記第２結像光学系は物体側から順に、正の屈折力の前群と、開口絞りと、後群と、を有し、前記開口絞りと前記像面との間に配置された複数のレンズ面のうち連続する４つのレンズ面における合成屈折力が負となり、かつ該負の合成屈折力の最大値をφ４ｎ＿ｍａｘ、前記物体における視野領域の最大物高をＹｍａｘ、とするとき、
−０．５２ ＜ φ４ｎ＿ｍａｘ・Ｙｍａｘ ＜ −０．１４
なる条件を満たすことを特徴としている。
本発明によれば両側のテレセントリック性が良く、広い波長域に渡って諸収差を良好に補正した広い撮像領域に渡って高い解像力を持つ反射屈折光学系が得られる。
本実施例の撮像装置の実施例１の概略断面図である。 本発明の反射屈折光学系の構成を説明するための概略図である。 実施例１の反射屈折光学系の要部概略図である。 実施例１の反射屈折光学系の収差図である。 実施例２の反射屈折光学系の要部概略図である。 実施例２の反射屈折光学系の収差図である。 実施例３の反射屈折光学系の要部概略図である。 実施例３の反射屈折光学系の収差図である。 実施例４の反射屈折光学系の要部概略図である。 実施例４の反射屈折光学系の収差図である。 実施例５の反射屈折光学系の要部概略図である。 実施例５の反射屈折光学系の収差図である。
本発明の反射屈折光学系は、物体１０３からの光束を集光して物体の中間像ＩＭを形成する反射屈折部を含む第１結像光学系Ｇ１と、中間像ＩＭを像面１０５に結像させる屈折部を含む第２結像光学系Ｇ２を有する。本発明の撮像装置は、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とを有する。
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光路断面図である。図３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４は本発明の反射屈折光学系の実施例１の収差図である。図５は本発明の反射屈折光学系の実施例２の要部概略図である。図６は本発明の反射屈折光学系の実施例２の収差図である。図７は本発明の反射屈折光学系の実施例３の要部概略図である。図８は本発明の反射屈折光学系の実施例３の収差図である。図９は本発明の反射屈折光学系の実施例４の要部概略図である。図１０は本発明の反射屈折光学系の実施例４の収差図である。図１１は本発明の反射屈折光学系の実施例５の要部概略図である。図１２は本発明の反射屈折光学系の実施例５の収差図である。
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。ここで図１は、本発明の撮像装置１０００の概略断面図である。撮像装置１０００は、光源（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（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）が用いられる。結像光学系１０４は試料（物体）１０３の像を撮像素子１０５上に結像する反射屈折光学系より成っている。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ディスプレイ（表示手段）１０７などに表示する。画像処理系１０６では結像光学系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。
図２は、本発明の反射屈折光学系１０４の構成を説明するための概略図である。図２において、１０４は反射屈折光学系、１０３は物体面（試料）、１０５は像面（撮像素子）である。ＡＸは反射屈折光学系１０４の光軸である。反射屈折光学系１０４は試料（物体）１０３からの光束を集光し、所定面に中間像ＩＭを形成する反射面を含む第１結像光学系（反射屈折部）Ｇ１を有する。更に中間像ＩＭを撮像素子（像面）１０５に結像する屈折面と開口絞りＡＳを含む第２結像光学系（屈折部）Ｇ２を有する。
第一結像光学系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、及び、レンズ群（フィールドレンズ）Ｇ１１を有している。第二結像光学系Ｇ２は、物体側から順にレンズ群Ｇ２１、開口絞りＡＳ、レンズ群Ｇ２２〜レンズＧ２４を有している。レンズ群Ｇ２１は前群、レンズ群Ｇ２２〜レンズＧ２４は後群を構成している。図２は、物体面１０３から像面１０５に至る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、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。レンズ群Ｇ１１は正の屈折力を有する。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の結像光学系Ｇ２は試料（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。
図２に示す反射屈折光学系１０４では、照明光学系１０２からの光束で照明され、試料１０３から出射した光束は第１の光学素子（マンジャンミラー）Ｍ１の中央透過部Ｍ１Ｔを通過する。その後、第２の光学素子（マンジャンミラー）Ｍ２の屈折面Ｍ２ａに入射し、その後裏面Ｍ２ｂで反射し、反射面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Ｍ１ａで反射する。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結像光学系側へ出射する。その後レンズ群Ｇ１１を通過して試料１０３の中間像ＩＭを形成する。
本実施例において、第一結像光学系Ｇ１の構成はこれに限定されるものではない。例えば、マンジャンミラーより成る第１、第２の光学素子Ｍ１、Ｍ２の替わりに、中心部に透過部を有する表面反射ミラーとレンズとの組み合わせで構成しても構わないし、また、レンズ群Ｇ１１を配置せずに中間像ＩＭを形成する構成としても構わない。
中間像ＩＭからの発散光束は、正の屈折力のレンズ群Ｇ２１を通過し、開口絞りＡＳで瞳が形成される。そして、開口絞りＡＳを通過した光は、順に、正の屈折力のレンズ群Ｇ２２、負の屈折力のレンズ群Ｇ２３、正の屈折力のレンズ群Ｇ２４を通過し、像面１０５に入射する。そして像面１０５上に試料を拡大結像する。撮像素子１０５に結像された試料１０３の像は画像処理系１０６によって処理されて表示手段１０７に表示される。
ここで、本実施例の反射屈折光学系１０４は、開口絞りＡＳと像面１０５との間に、負の屈折力のレンズ群Ｇ２３を配置している。軸外光束の光軸ＡＸに対する角度が小さいと、大きな拡大倍率を達成するためには、光学系全長（物体面から像面までの距離）を長くする必要がある。しかしながら、本実施例の反射屈折光学系１０４では、軸外光束は強い負の屈折力のレンズ群Ｇ２３により光軸ＡＸから離れる向きに大きく偏向され、光軸ＡＸに対して大きな角度を持つことができる。このため、短い光学系全長で大きな拡大倍率を達成することができる。更に、本実施例の反射屈折光学系１０４は、像面１０５の直前に正の屈折力のレンズ群Ｇ２４を配置している。これにより、レンズ群Ｇ２３で大きく偏向された光束を光軸ＡＸに平行な向きに戻すことができ、像面１０５側をテレセントリックにしている。
各実施例において第２結像光学系Ｇ２は物体側より順に正の屈折力の前群Ｇ２１、開口絞りＡＳ、後群（Ｇ２２〜Ｇ２４）を有している。そして開口絞りＡＳと像側１０５の間に配置された複数のレンズ面のうち連続する４つのレンズ面における合成屈折力が負となり、かつこのときの負の合成屈折力の最大値をφ4n_maxとする。物体における視野領域の最大物高をYmaxとする。このとき、
−0.52 ＜ φ4n_max・Ymax ＜ −0.14 ・・・（１）
を満たす。
条件式（１）の上限値を超えると、反射屈折光学系の視野領域の大きさに対して負の屈折力が小さくなり過ぎるため、軸外光束を光軸ＡＸから離れる向きに大きく偏向させることが困難となる。よって、短い光学系全長で大きな拡大倍率を達成することが困難となる。
一方、下限値を越えると、各レンズ面の負の屈折力が大きくなり過ぎ、各レンズ面で生じる収差量が大きくなり過ぎるため、反射屈折光学系の諸収差を低減することが困難となる。更に好ましくは条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−0.515 ＜ φ4n_max・Ymax ＜ −0.140 ・・・（１ａ）
各実施例において更に好ましくは次の条件のうち１つ以上を満足するのが良い。開口絞りＡＳと像面１０５との間に配置された負の屈折力のレンズ面の合計の負の屈折力をφn_sum、物体１０３における視野領域の最大物高をYmaxとする。このとき、
-0.58 ＜ φn_sum・Ymax ＜ −0.17 ・・・（２）
を満たすのが良い。
条件式（２）の上限値を超えると、光学系の視野領域の大きさに対して負の屈折力が小さくなり過ぎるため、軸外光束を光軸ＡＸから離れる向きに大きく偏向させることが困難となる。よって、短い光学系全長で大きな拡大倍率を達成することが困難となる。
一方、下限値を超えると、各レンズ面の負の屈折力が大きくなり過ぎ、光学系の諸収差を低減することが困難となる。また、各レンズ面の負の屈折力を小さく抑えるために、負の屈折力のレンズ面数を増やした場合には、加工するレンズ面数の増加により製造が困難となる。また配置するレンズ枚数の増加により光学系全長を短くすることが困難となるため、好ましくない。更に好ましくは条件式（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
-0.580 ＜ φn_sum・Ymax ＜ −0.175 ・・・（２ａ）
また、像面１０５の直前の２枚のレンズにおける合成屈折力φＬ２は正であるのがよい。これによれば、開口絞りＡＳと像面１０５との間に配置された強い負の屈折力のレンズ群Ｇ２３で大きく偏向された軸外光束を、光軸ＡＸと平行な向きに戻すことができ、像面１０５側をテレセントリックにすることが容易になる。逆に、合成屈折力φＬ２が負であると、第二結像光学系Ｇ２の光路中に像面１０５における視野領域より大きい有効径のレンズが必要となり、光学系が大型化してしまうため、好ましくない。
また、第一結像光学系Ｇ１に、正の屈折力のレンズ形状のマンジャンミラーより成る第１の光学素子と、負の屈折力のメニスカス形状のマンジャンミラーより成る第２の光学素子を含んでいるのが良い。ここで、負の屈折力のメニスカス形状のマンジャンミラーの屈折面に強い発散作用を持たせることによって以下に示す光学効果を得ることができる。
・正レンズ作用の第１の光学素子Ｍ１の中心透過部Ｍ１Ｔを有効径と比較して相対的に小さくすることができる
・反射屈折光学系である第一結像光学系Ｇ１と屈折光学系である第二結像光学系Ｇ２の軸上色収差を相殺することができるため、第二結像光学系Ｇ２のレンズの正の屈折力を強くすることができ、光学系全長を短縮することが容易になる
各実施例において物体１０３の視野領域が直径３ｍｍ以上であり、これによって広い観察視野を得ている。以下に本発明の各実施例の反射屈折光学系の構成について説明する。
［実施例１］
図３は本発明の反射屈折光学系の実施例１の要部断面図である。図３において、１０４Ａ（他の実施例においては１０４Ｂ乃至１０４Ｄ）は反射屈折光学系、１０３は試料（物体面）、１０５は撮像素子（像面）、ＡＳは開口絞り、ＩＭは中間像である。また、Ｇ１は反射屈折部である第一結像光学系、Ｇ２は屈折部である第二結像光学系である。第一結像光学系Ｇ１は、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、及び、レンズ群Ｇ１１を構成している。第二結像光学系Ｇ２は、レンズ群Ｇ２１〜Ｇ２４、及び、開口絞りＡＳを有している。
図３に示す反射屈折光学系１０４Ａでは、照明光学系１０２からの光束で照明され試料１０３から出射した光束は第１の光学素子（マンジャンミラー）Ｍ１の中心透過部Ｍ１Ｔを通過する。その後、第２の光学素子（マンジャンミラー）Ｍ２の屈折面Ｍ２ａに入射し、その後裏面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Ｍ１ａで反射する。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を通過する。
更にレンズ群Ｇ１１（レンズＬ１）を通過して試料１０３の中間像ＩＭを形成している。ここで、第一結像光学系Ｇ１に含まれる第１の光学素子Ｍ１の裏面Ｍ１ａと第２の光学素子Ｍ２の裏面Ｍ２ｂはいずれも非球面形状としている。これにより、色収差を出すことなく球面収差を良好に補正することができ、高ＮＡでも、可視の広波長帯域に渡って光学系の諸収差を低減している。また、第１の光学素子Ｍ１の裏面Ｍ１ａと第２の光学素子Ｍ２の裏面Ｍ２ｂは、いずれも正の屈折力としている。これにより、第二結像光学系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てもペッツバール和が増大しないようにしている。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。
中間像ＩＭからの光は、順に、正の屈折力のレンズ群Ｇ２１（レンズＬ２〜Ｌ６）、開口絞りＡＳを通過する。更に正の屈折力のレンズ群Ｇ２２（レンズＬ７〜Ｌ９）、強い負の屈折力のレンズ群Ｇ２３（レンズＬ１０〜Ｌ１２）、正の屈折力のレンズ群Ｇ２４（レンズＬ１３〜Ｌ１４）を通過する。そして撮像素子１０５上に試料１０３を拡大結像している。ここで、第二結像光学系Ｇ２は、開口絞りＡＳと強い負の屈折力群のレンズ群Ｇ２３との間に、正の屈折力のレンズ群Ｇ２２を配置し、開口絞りＡＳと像面１０５との間を、正、負、正の屈折力のレンズ群構成としている。
これにより、開口絞りＡＳの直後の正の屈折力のレンズ群Ｇ２２で光束を収斂させることができるため、その後の強い負の屈折力のレンズ群Ｇ２３では光束の発散を抑えたまま、軸外光束を光軸ＡＸから離れる向きに大きく偏向している。これによって、短い光学系全長で大きな拡大倍率を容易に達成している。
さらに、遮光部ＳＨは開口絞りＡＳとレンズＬ７との間に配置されている。そして試料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、各光学素子Ｍ１、Ｍ２の中心透過部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。
この実施例１の反射屈折光学系１０４Ａにおいて、物体側の開口数ＮＡは０．７、視野領域はφ２１．２ｍｍである。また、開口絞りＡＳと撮像素子１０５との間に配置された連続する４つのレンズ面のうち、合成屈折力が負の最大値となるレンズ面は次のとおりである。各レンズの試料１０３側の面をＲ１面、撮像素子１０５側をＲ２面として、レンズＬ９のＲ２面（像側の面）（Ｌ９Ｒ２）からレンズＬ１１のＲ１面（物体側の面）（Ｌ１１Ｒ１）である。開口絞りＡＳと撮像素子１０５との間に強い負の合成屈折力を有する連続する４つのレンズ面Ｌ９Ｒ２から面Ｌ１１Ｒ１を配置したことにより、５００ｍｍという短い光学系全長で４倍の拡大倍率が達成できている。
更に、撮像素子１０５の直前に正屈折力のレンズ群Ｇ２４を配置したことにより、物体側、像側ともテレセントリックに構成できている。瞳の中抜けの割合は面積比で２割以下に抑えられている。また、実施例１は６５６．３ｎｍ、５８７．６ｎｍ、４８６．１ｎｍ、４３５．８ｎｍの各波長において収差は良好に抑えられており、白色光での波面収差最悪値は９０ｍλｒｍｓ以下に抑えられている。試料１０３は直径３ｍｍ以上〜直径３０ｍｍ以下である。
［実施例２］
図５は本発明の反射屈折光学系１０４Ｂの実施例２の要部断面図である。図５において図３と同じ部材には同符号を付している。実施例２の構成は実施例１と略同じである。実施例２は実施例１に比べて試料１０３からの光束が第２の光学素子Ｍ２を通過するまでは同じである。実施例２は光束が第２の光学素子Ｍ２の中央透過部Ｍ２Ｔを通過後、レンズ群Ｇ１１（Ｌ１〜Ｌ３）を通過して試料１０３の中間像ＩＭを形成する。中間像ＩＭからの光は、順に、正の屈折力のレンズ群Ｇ２１（レンズＬ４〜Ｌ７）、開口絞りＡＳ、正の屈折力のレンズ群Ｇ２２（レンズＬ８〜Ｌ１０）を通過する。更に強い負の屈折力のレンズ群Ｇ２３（レンズＬ１１〜Ｌ１２）、正の屈折力のレンズ群Ｇ２４（レンズＬ１３〜Ｌ１５）を通過する。そして、撮像素子１０５上に試料１０３を拡大結像している。
さらに、遮光部ＳＨは開口絞りＡＳとレンズＬ８との間に配置されている。そして試料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、各光学素子Ｍ１、Ｍ２の中心透過部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。
この実施例２の反射屈折光学系１０４Ｂにおいて、物体側の開口数ＮＡは０．７、視野領域はφ２１．２ｍｍである。また、開口絞りＡＳと撮像素子１０５との間に配置された連続する４つのレンズ面のうち、合成屈折力が負の最大値となるレンズ面は、レンズＬ１１のＲ１面（物体側の面）からレンズＬ１２のＲ２面（像側の面）（Ｌ１２Ｒ２）である。
開口絞りＡＳと撮像素子１０５との間に強い負の合成屈折力を有する連続する４つのレンズ面Ｌ１１Ｒ１から面Ｌ１２Ｒ２を配置したことにより、５５０ｍｍという短い光学系全長で４倍の拡大倍率を達成できている。更に、撮像素子１０５の直前に正の屈折力のレンズ群Ｇ２４を配置したことにより、物体側、像側ともテレセントリックに構成できている。瞳の中抜けの割合は面積比で２割以下と抑えられている。実施例２は各波長において収差は良好に抑えられており、白色光での波面収差最悪値は６０ｍλｒｍｓ以下に抑えられている。
［実施例３］
図７は本発明の反射屈折光学系１０４Ｃの実施例３の要部断面図である。図７において図３と同じ部材には同符号を付している。実施例３の構成は実施例１と略同じである。実施例３は実施例１に比べて第２結像光学系Ｇ２がレンズ群Ｇ２１〜Ｇ２５より成っている点が異なっている。ここでレンズ群Ｇ２１は前群、レンズ群Ｇ２２〜レンズ群Ｇ２５は後群である。
実施例３は実施例１に比べて試料１０３からの光束が第２の光学素子Ｍ２を通過するまでは同じである。実施例３は光束が第２の光学素子Ｍ２の中央透過部Ｍ２Ｔを通過後、レンズＬ１〜Ｌ２を通過して、レンズＬ３内部に試料１０３の中間像ＩＭを形成している。中間像ＩＭからの光は、順に、正の屈折力のレンズ群Ｇ２１（レンズＬ４〜Ｌ７）、開口絞りＡＳ、強い負の屈折力のレンズ群Ｇ２２（レンズＬ８〜Ｌ１０）、正の屈折力のレンズ群Ｇ２３（レンズＬ１１〜Ｌ１２）を通過する。更に強い負の屈折力のレンズ群Ｇ２４（レンズＬ１３）、正の屈折力のレンズ群Ｇ２５（レンズＬ１４〜Ｌ１５）を通過する。そして、撮像素子１０５上に試料１０３を拡大結像している。
ここで、第二結像光学系Ｇ２は、開口絞りＡＳと強い負の屈折力のレンズ群Ｇ２４との間に、強い負の屈折力のレンズ群Ｇ２２、及び、正の屈折力のレンズ群Ｇ２３を配置している。更に開口絞りＡＳと像面１０５との間を、負、正、負、正の屈折力のレンズ群という群構成としている。これにより、開口絞りＡＳの直後の負の屈折力のレンズ群Ｇ２２で発散された光束を、その後の正の屈折力のレンズ群Ｇ２３で収斂させることができる。更に、開口絞りＡＳから撮像素子１０５との間に２つの強い負の屈折力群Ｇ２２、及び、負の屈折力のレンズ群Ｇ２４を配置することで、軸外光束を光軸ＡＸから離れる向きに大きく偏向することができる。よって、短い光学系全長で大きな拡大倍率を達成するのに適している。また、開口絞りＡＳと像面１０５との間の負の屈折力を２つのレンズ群で分担することで、各負の屈折力のレンズ群の屈折力が小さく抑えられ、光学系の収差を容易に低減している。さらに、遮光部ＳＨはレンズＬ９のＲ２面上に配置されており、試料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、各光学素子Ｍ１、Ｍ２の中心透過部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。
この実施例３の反射屈折光学系１０４Ｃにおいて、物体側の開口数ＮＡは０．７、視野領域はφ２１．２ｍｍである。また、開口絞りＡＳと撮像素子１０５との間に配置された連続する４つのレンズ面のうち、合成屈折力が負の最大値となるレンズ面は、レンズＬ９のＲ１面（物体側の面）（Ｌ９Ｒ１）からレンズＬ１０のＲ２面（像側の面）（Ｌ１０Ｒ２）である。開口絞りＡＳと撮像素子１０５との間に強い負の合成屈折力を有する連続する４つのレンズ面Ｌ９Ｒ１から面Ｌ１０Ｒ２を配置したことにより、５００ｍｍという短い光学系全長で４倍の拡大倍率が達成できている。
更に、撮像素子１０５の直前に正の屈折力のレンズ群Ｇ２５を配置したことにより、物体側、像側ともテレセントリックに構成できている。瞳の中抜けの割合は面積比で２割以下と抑えられている。実施例３は各波長において収差は良好に抑えられており、白色光での波面収差最悪値は７０ｍλｒｍｓ以下に抑えられている。
［実施例４］
図９は本発明の反射屈折光学系１０４Ｄの実施例４の要部断面図である。図９において図３と同じ部材には同符号を付している。実施例４の構成は実施例１と略同じである。実施例４は実施例１に比べて試料１０３からの光束が第２の光学素子Ｍ２を通過するまでは同じである。実施例４は光束が第２の光学素子Ｍ２の中央透過部Ｍ２Ｔを通過後、レンズＬ１〜Ｌ２を通過して、レンズＬ３内部に試料１０３の中間像ＩＭを形成している。中間像ＩＭからの光は、順に、正の屈折力のレンズ群Ｇ２１（レンズＬ４〜Ｌ７）、開口絞りＡＳ、正の屈折力のレンズ群Ｇ２２（レンズＬ８〜Ｌ１０）を通過する。また強い負の屈折力のレンズ群Ｇ２３（レンズＬ１１〜Ｌ１７）、正の屈折力のレンズ群Ｇ２４（レンズＬ１８〜Ｌ１９）を通過する。そして撮像素子１０５上に試料１０３を拡大結像している。
さらに、遮光部ＳＨはレンズＬ８のＲ２面上に配置されており、試料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、各光学素子Ｍ１、Ｍ２の中心透過部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。
この実施例４の反射屈折光学系１０４Ｄにおいて、物体側の開口数ＮＡは０．７、視野領域はφ７ｍｍである。また、開口絞りＡＳと撮像素子１０５との間に配置された連続する４つのレンズ面のうち、合成屈折力が負の最大値となるレンズ面は、レンズＬ１４のＲ１面（物体側の面）（Ｌ１４Ｒ１）からレンズＬ１５のＲ２面（像側の面）（Ｌ１５Ｒ２）である。開口絞りＡＳと撮像素子１０５との間に強い負の合成屈折力を有する連続する４つのレンズ面Ｌ１４Ｒ１から面Ｌ１５Ｒ２を配置したことにより、５００ｍｍという短い光学系全長で１２倍の拡大倍率が達成できている。更に、撮像素子１０５の直前に正の屈折力のレンズ群Ｇ２４を配置したことにより、物体側、像側ともテレセントリックに構成できている。瞳の中抜けの割合は面積比で２割以下と抑えられている。実施例２は各波長において収差は良好に抑えられており、白色光での波面収差最悪値は３０ｍλｒｍｓ以下に抑えられている。
［実施例５］
図１１は本発明の反射屈折光学系１０４Ｅの実施例５の要部断面図である。図１１において図３と同じ部材には同符号を付している。実施例５の構成は実施例１と略同じである。実施例５は実施例１に比べて第２結像光学系Ｇ２がレンズ群Ｇ２１〜Ｇ２５より成っている点が異なっている。ここでレンズ群Ｇ２１は前群、レンズ群Ｇ２２〜レンズ群Ｇ２５は後群である。
実施例５は実施例１に比べて試料１０３からの光束が第２の光学素子Ｍ２を通過するまでは同じである。実施例５は光束が第２の光学素子Ｍ２の中央透過部Ｍ２Ｔを通過後、レンズＬ１内部に試料１０３の中間像ＩＭを形成している。中間像ＩＭからの光は、順に、正の屈折力のレンズ群Ｇ２１（レンズＬ２〜Ｌ８）、開口絞りＡＳ、強い負の屈折力のレンズ群Ｇ２２（レンズＬ９）、正の屈折力のレンズ群Ｇ２３（レンズＬ１０〜Ｌ１１）を通過する。更に強い負の屈折力のレンズ群Ｇ２４（レンズＬ１２〜Ｌ１３）、正の屈折力のレンズ群Ｇ２５（レンズＬ１４〜Ｌ１５）を通過する。そして、撮像素子１０５上に試料１０３を拡大結像している。
ここで、第二結像光学系Ｇ２は、開口絞りＡＳと強い負の屈折力のレンズ群Ｇ２４との間に、強い負の屈折力のレンズ群Ｇ２２、及び、正の屈折力のレンズ群Ｇ２３を配置している。更に開口絞りＡＳと像面１０５との間を、負、正、負、正の屈折力のレンズ群という群構成としている。これにより、開口絞りＡＳの直後の負の屈折力のレンズ群Ｇ２２で発散された光束を、その後の正の屈折力のレンズ群Ｇ２３で収斂させることができる。更に、開口絞りＡＳから撮像素子１０５との間に２つの強い負の屈折力群Ｇ２２、及び、負の屈折力のレンズ群Ｇ２４を配置することで、軸外光束を光軸ＡＸから離れる向きに大きく偏向することができる。よって、短い光学系全長で大きな拡大倍率を達成するのに適している。また、開口絞りＡＳと像面１０５との間の負の屈折力を２つのレンズ群で分担することで、各負の屈折力のレンズ群の屈折力が小さく抑えられ、光学系の収差を容易に低減している。
さらに、遮光部ＳＨはレンズＬ９のＲ２面上に配置されており、試料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、各光学素子Ｍ１、Ｍ２の中心透過部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。
この実施例５の反射屈折光学系１０４Ｅにおいて、物体側の開口数ＮＡは０．７、視野領域はφ２８．２ｍｍである。また、開口絞りＡＳと撮像素子１０５との間に配置された連続する４つのレンズ面のうち、合成屈折力が負の最大値となるレンズ面は、レンズＬ１２のＲ１面（物体側の面）（Ｌ１２Ｒ１）からレンズＬ１３のＲ２面（像側の面）（Ｌ１３Ｒ２）である。開口絞りＡＳと撮像素子１０５との間に強い負の合成屈折力を有する連続する４つのレンズ面Ｌ１２Ｒ１から面Ｌ１３Ｒ２を配置したことにより、５００ｍｍという短い光学系全長で６倍の拡大倍率が達成できている。
更に、撮像素子１０５の直前に正の屈折力のレンズ群Ｇ２５を配置したことにより、物体側、像側ともテレセントリックに構成できている。瞳の中抜けの割合は面積比で２割以下と抑えられている。実施例５は各波長において収差は良好に抑えられており、白色光での波面収差最悪値は４０ｍλｒｍｓ以下に抑えられている。
［比較例］
特許文献２の第１実施例では、視野サイズがφ１ｍｍ（Ymax=0.5mm）であり、φ4n_max・Ymax＝-0.013となっている。これは条件式（１）の上限値を超えている。そのため、視野サイズの割に光学系全長（物体面から像面までの距離）が９００ｍｍ以上と長くなってしまっている。また、特許文献３の第１実施例では、視野サイズがφ１４．２ｍｍ（Ymax=7.1mm）であり、φ4n_max・Ymax＝-0.138となっている。これは条件式（１）の上限値を超えている。そのため、視野サイズの割に光学系全長が１０００ｍｍ程度と長くなってしまっている。よって、本発明の条件式（１）を満たさないと、光学系全長が長くなってしまい、装置が大型化してしまうため好ましくない。
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。
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。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。
「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６に示す。
（数値実施例１）
φn_sum・Ymax＝−0.494
φ4n_max・Ymax＝−0.359
φL2＝0.0089

面番号 r d Nd νd
物体面 13.39
1 874.70 28.03 1.49 70.24
2 -4231.60 105.76
3 -124.98 10.01 1.52 52.43
4 -176.51 -10.01 1.52 52.43
5 -124.98 -105.76
6 -4231.60 -28.03 1.49 70.24
7 874.70 28.03 1.49 70.24
8 -4231.60 105.76
9 -124.98 10.01 1.52 52.43
10 -176.51 0.53
11 90.32 6.36 1.61 56.82
12 1324.70 4.10
13 -63.40 5.04 1.58 40.75
14 1018.95 7.44 1.62 60.29
15 -62.32 4.95
16 80.73 8.87 1.59 61.14
17 376.22 23.62
18 63.15 12.68 1.62 60.29
19 727.65 10.30
20 -103.75 8.15 1.76 27.51
21 -73.26 30.86
22 0.00 43.00
23 -420.24 15.20 1.72 47.93
24 -95.89 0.50
25 116.97 19.45 1.76 47.82
26 -221.60 0.84
27 64.76 7.55 1.76 27.51
28 67.36 14.95
29 -401.04 5.00 1.74 32.26
30 55.13 37.49
31 -60.79 23.10 1.76 27.51
32 -64.39 6.57
33 -48.86 6.63 1.67 32.10
34 -132.64 3.67
35 -111.24 14.71 1.74 44.79
36 -62.94 0.50
37 305.88 10.23 1.74 44.79
38 -1718.15 10.50
像面 0.00
(非球面係数)
面番号
1,7 k= 0.00E+00 A= 5.55E-09 B=-4.47E-14 C= 3.25E-17 D=-2.55E-21
E= 2.23E-25 F=-1.00E-29 G= 2.56E-34 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
4,10 k= 0.00E+00 A= 4.16E-09 B= 1.72E-13 C= 6.20E-18 D= 1.32E-22
E= 1.45E-26 F=-4.69E-31 G= 2.88E-35 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
17 k= 0.00E+00 A= 9.51E-07 B= 8.27E-12 C= 1.98E-14 D= 6.51E-19
E= 1.29E-20 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
19 k= 0.00E+00 A= 1.03E-06 B= 2.12E-10 C= 7.08E-15 D=-8.54E-18
E= 3.59E-21 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
26 k= 0.00E+00 A= 2.19E-07 B=-1.80E-11 C= 4.12E-15 D=-9.97E-19
E= 1.19E-22 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
30 k= 0.00E+00 A= 1.84E-07 B= 5.70E-11 C=-5.40E-14 D= 5.15E-17
E=-1.60E-20 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
38 k= 0.00E+00 A=-3.33E-07 B=-2.49E-11 C= 2.47E-14 D=-8.17E-18
E= 9.83E-22 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00

（数値実施例２）
φn_sum・Ymax＝−0.329
φ4n_max・Ymax＝−0.510
φL2＝0.0066

面番号 r d Nd νd
物体面 13.39
1 914.69 10.00 1.52 58.90
2 -3746.87 108.16
3 -119.33 10.30 1.52 58.90
4 -171.61 -10.30 1.52 58.90
5 -119.33 -108.16
6 -3746.87 -10.00 1.52 58.90
7 914.69 10.00 1.52 58.90
8 -3746.87 108.16
9 -119.33 10.30 1.52 58.90
10 -171.61 10.50
11 -166.20 6.28 1.60 60.64
12 -78.85 2.58
13 -59.36 5.00 1.70 30.13
14 165.70 8.66 1.58 59.37
15 -60.59 12.89
16 91.17 32.10 1.74 44.79
17 32606.75 20.79
18 64.72 23.38 1.74 44.79
19 -93.02 13.04 1.70 30.13
20 924.91 8.49
21 -124.32 5.86 1.72 50.23
22 -106.70 32.20
23 0.00 30.00
24 286.56 12.00 1.72 50.23
25 -348.88 0.50
26 482.47 15.14 1.76 26.52
27 -133.69 4.39
28 69.00 21.22 1.62 58.17
29 -674.14 3.68
30 -351.10 5.00 1.70 30.13
31 43.45 52.65
32 -48.16 5.00 1.52 52.43
33 122.81 2.31
34 138.39 17.97 1.72 50.23
35 -156.35 0.50
36 149.52 8.70 1.74 44.79
37 301.27 19.30
38 245.18 18.02 1.74 44.79
39 -537.83 10.00
像面 0.00
(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
（数値実施例３）
φn_sum・Ymax＝−0.405
φ4n_max・Ymax＝−0.270
φL2＝0.0028

面番号 r d Nd νd
物体面 13.39
1 586.79 30.00 1.44 94.95
2 -3739.09 84.78
3 -120.61 8.81 1.52 64.14
4 -168.63 -8.81 1.52 64.14
5 -120.61 -84.78
6 -3739.09 -30.00 1.44 94.95
7 586.79 30.00 1.44 94.95
8 -3739.09 84.78
9 -120.61 8.81 1.52 64.14
10 -168.63 10.50
11 -77.11 5.00 1.60 39.24
12 266.92 2.71
13 -723.40 9.66 1.72 46.02
14 -29.36 5.00 1.70 30.13
15 -143.84 0.50
16 79.04 7.96 1.74 44.79
17 -391.94 16.42
18 144.85 12.47 1.64 60.08
19 -86.52 0.50
20 136.18 5.00 1.74 44.79
21 156.95 47.11
22 122.64 16.20 1.52 64.14
23 -71.07 3.00
24 0.00 -2.50
25 102.71 11.64 1.74 32.26
26 -347.95 0.50
27 126.81 5.00 1.67 38.15
28 57.67 15.23
29 -75.67 5.00 1.75 35.33
30 104.26 22.30
31 1754.93 19.83 1.76 40.10
32 -82.11 0.50
33 77.24 24.41 1.62 60.29
34 -854.55 23.42
35 -443.76 11.23 1.74 32.26
36 73.05 43.96
37 590.09 7.43 1.72 34.71
38 371.26 11.91
39 184.27 10.63 1.76 27.51
40 -7014.76 10.50
像面 0
(非球面係数)
面番号
1,7 k= 0.00E+00 A= 9.45E-09 B= 2.42E-13 C= 1.77E-17 D=-4.42E-22
E= 1.35E-25 F=-9.87E-30 G= 4.63E-34 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
4,10 k= 0.00E+00 A= 7.09E-09 B= 3.80E-13 C= 1.50E-17 D= 1.07E-21
E=-3.64E-26 F= 5.80E-30 G=-1.18E-34 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
17 k= 0.00E+00 A= 1.09E-06 B=-9.09E-11 C= 1.29E-13 D=-4.46E-17
E=-1.02E-19 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
21 k= 0.00E+00 A= 9.93E-07 B= 4.54E-10 C= 2.40E-13 D=-4.60E-17
E= 1.35E-19 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
22 k= 0.00E+00 A=-3.59E-07 B= 1.92E-11 C=-3.34E-15 D= 4.34E-18
E=-3.88E-21 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
35 k= 0.00E+00 A=-1.20E-06 B= 1.22E-10 C= 8.36E-14 D=-2.85E-17
E= 2.65E-21 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
37 k= 0.00E+00 A= 1.08E-06 B=-1.09E-10 C= 5.30E-16 D= 4.22E-18
E=-7.17E-22 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
（数値実施例４）
φn_sum・Ymax＝−0.176
φ4n_max・Ymax＝−0.141
φL2＝0.0083

面番号 r d Nd νd
物体面 15.82
1 901.94 22.89 1.52 58.90
2 -3197.73 93.13
3 -144.83 11.11 1.52 58.90
4 -181.87 -11.11 1.52 58.90
5 -144.83 -93.13
6 -3197.73 -22.89 1.52 58.90
7 901.94 22.89 1.52 58.90
8 -3197.73 93.13
9 -144.83 11.11 1.52 58.90
10 -181.87 10.18
11 -120.00 6.14 1.74 44.79
12 -85.45 3.34
13 -49.88 5.25 1.64 34.47
14 32.06 7.75 1.74 44.79
15 -239.70 0.50
16 46.16 8.68 1.72 43.71
17 -96.38 15.77
18 42.98 9.77 1.76 47.82
19 -116.10 1.65
20 -116.10 5.55 1.80 29.84
21 -69.89 7.93
22 -30.23 5.55 1.53 48.84
23 523.21 2.32
24 0.00 1.00
25 -2496.38 13.59 1.73 40.51
26 -56.33 4.23
27 -135.33 7.65 1.60 60.64
28 -54.37 26.11
29 58.55 18.80 1.76 47.82
30 -329.61 9.89
31 -80.12 5.00 1.72 34.71
32 171.07 12.67
33 -637.02 6.27 1.74 32.26
34 -112.67 9.87
35 -603.68 5.10 1.61 44.27
36 121.23 8.84
37 -51.43 5.00 1.76 27.51
38 750.98 8.79
39 -27.80 5.00 1.60 60.64
40 -667.36 9.36
41 -295.65 8.02 1.58 59.37
42 -118.89 5.79
43 -73.00 11.77 1.74 44.79
44 -52.55 0.50
45 99.25 16.98 1.60 39.24
46 -5527.02 10.12
47 195.00 13.78 1.74 32.26
48 511.43 42.54
像面 0
(非球面係数)
面番号
1,7 k= 0.00E+00 A= 1.68E-09 B=-2.27E-14 C= 6.48E-18 D= 2.22E-22
E=-6.17E-26 F= 6.45E-30 G=-2.24E-34 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
4,10 k= 0.00E+00 A= 3.18E-09 B= 1.33E-13 C= 4.64E-18 D= 7.74E-23
E= 1.31E-26 F=-5.87E-31 G= 3.00E-35 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
17 k= 0.00E+00 A= 6.33E-06 B= 3.98E-09 C= 3.09E-11 D=-2.89E-13
E= 4.86E-21 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
21 k= 0.00E+00 A= 1.58E-06 B= 4.93E-10 C=-1.65E-13 D=-4.51E-15
E= 1.59E-19 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
26 k= 0.00E+00 A= 8.11E-07 B=-2.29E-11 C=-2.76E-13 D= 2.90E-16
E=-1.03E-18 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
32 k= 0.00E+00 A= 1.97E-06 B=-7.11E-10 C=-3.06E-13 D=-7.13E-17
E=-4.75E-20 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
48 k= 0.00E+00 A= 1.55E-07 B= 8.66E-12 C= 1.67E-15 D=-5.06E-19
E= 7.51E-23 F= 0.00E+00 G= 0.00E+00 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
（数値実施例５）
φn_sum・Ymax＝−0.576
φ4n_max・Ymax＝−0.347
φL2＝0.0083

面番号 r d Nd νd
物体面 3.00
1 783.74 28.01 1.49 70.24
2 -797.06 81.57
3 -102.12 7.77 1.52 64.14
4 -140.83 -7.77 1.52 64.14
5 -102.12 -81.57
6 -797.06 -28.01 1.49 70.24
7 783.74 28.01 1.49 70.24
8 -797.06 81.57
9 -102.12 7.77 1.52 64.14
10 -140.83 3.49
11 -154.32 7.05 1.64 55.38
12 -72.36 0.50
13 63.71 17.64 1.44 94.95
14 -50.65 5.00 1.67 38.15
15 531.40 7.25
16 134.93 13.56 1.70 48.52
17 -176.29 0.50
18 54.79 12.36 1.60 65.44
19 118.83 14.42
20 234.49 11.45 1.75 35.28
21 -144.57 3.61
22 99.73 17.43 1.60 65.44
23 -54.76 5.00 1.67 38.15
24 -392.90 1.00
25 0.00 3.84
26 -82.47 5.00 1.61 43.71
27 106.23 26.38
28 -475.21 23.33 1.72 43.69
29 -65.34 0.50
30 136.04 26.85 1.49 70.24
31 -132.13 44.13
32 -86.09 5.00 1.74 32.26
33 175.53 29.93
34 -56.65 5.00 1.49 70.24
35 -1735.21 11.41
36 -183.59 29.63 1.76 40.10
37 -85.12 6.37
38 456.98 31.46 1.68 50.72
39 -468.94 10.50
像面 0
(非球面係数)
面番号
1,7 k= 0.00E+00 A= 1.67E-09 B= 3.09E-13 C= 3.96E-17 D= 3.63E-21
E=-9.72E-25 F= 1.54E-28 G=-7.54E-33 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
4,10 k= 0.00E+00 A= 7.26E-09 B= 4.06E-13 C= 2.43E-17 D= 2.13E-22
E= 1.53E-25 F=-8.73E-30 G= 6.74E-34 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
13 k= 0.00E+00 A=-6.61E-07 B= 3.61E-10 C=-1.77E-12 D= 4.28E-15
E=-6.07E-18 F= 4.64E-21 G=-1.49E-24 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
19 k= 0.00E+00 A= 1.06E-06 B= 1.26E-10 C=-3.89E-14 D= 1.21E-16
E=-1.34E-19 F= 8.62E-23 G=-2.47E-26 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
20 k= 0.00E+00 A=-2.24E-07 B=-2.10E-10 C= 7.61E-14 D= 2.93E-17
E=-6.10E-20 F= 4.21E-23 G=-1.52E-26 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
22 k= 0.00E+00 A=-3.39E-07 B= 1.40E-10 C=-1.22E-13 D= 1.12E-16
E=-2.82E-19 F= 2.37E-22 G=-7.09E-26 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
27 k= 0.00E+00 A=-8.37E-07 B= 4.38E-10 C=-6.29E-13 D= 8.80E-16
E=-9.05E-19 F= 5.49E-22 G=-1.47E-25 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
28 k= 0.00E+00 A=-5.75E-07 B= 6.56E-11 C=-8.58E-15 D= 2.98E-18
E=-1.39E-21 F= 1.53E-25 G=-2.07E-29 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
31 k= 0.00E+00 A=-2.68E-07 B= 3.68E-11 C= 1.85E-15 D= 1.56E-19
E=-3.12E-22 F= 4.81E-26 G=-1.39E-30 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
32 k= 0.00E+00 A=-1.11E-06 B= 1.65E-10 C= 1.46E-15 D=-1.61E-17
E= 3.66E-21 F=-2.08E-24 G= 4.09E-28 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
35 k= 0.00E+00 A=-7.37E-07 B= 2.14E-10 C=-5.75E-14 D= 1.31E-17
E=-2.37E-21 F= 2.68E-25 G=-1.43E-29 H= 0.00E+00 J= 0.00E+00
39 k= 0.00E+00 A=-2.14E-07 B= 3.18E-11 C=-8.94E-15 D= 1.60E-18
E=-1.62E-22 F= 8.95E-27 G=-2.10E-31 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、 ＩＭ 中間像、 Ｍ１ 第１の光学素子、 Ｍ２ 第２の光学素子、 Ｇ１ 第１結像光学系、 Ｇ２ 第２結像光学系

Claims (6)

  1. 物体からの光束を集光して該物体の中間像を形成する第１結像光学系と、前記中間像を像面に結像する第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、物体側から像側に向かう光束の光路に沿って、物体側の面に設けられた裏面反射部と光軸周辺に設けられた透過部とを含む第１の光学素子と、像側の面に設けられた裏面反射部と光軸周辺に設けられた透過部とを含む第２の光学素子と、を有し、
    前記物体からの光束は、前記第１の光学素子の透過部、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の光学素子の透過部、を順に通過した後に前記第２結像光学系側に出射しており、
    前記第２結像光学系は物体側から順に、正の屈折力の前群と、開口絞りと、後群と、を有し、前記開口絞りと前記像面との間に配置された複数のレンズ面のうち連続する４つのレンズ面における合成屈折力が負となり、かつ該負の合成屈折力の最大値をφ４ｎ＿ｍａｘ、前記物体における視野領域の最大物高をＹｍａｘ、とするとき、
    −０．５２ ＜ φ４ｎ＿ｍａｘ・Ｙｍａｘ ＜ −０．１４
    なる条件を満たすことを特徴とする反射屈折光学系。
  2. 前記開口絞りと前記像面との間に配置された負の屈折力のレンズ面の合計の負の屈折力をφｎ＿ｓｕｍ、前記物体における視野領域の最大物高をＹｍａｘ、とするとき、
    −０．５８ ＜ φｎ＿ｓｕｍ・Ｙｍａｘ ＜ −０．１７
    なる条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載の反射屈折光学系。
  3. 前記像面に最も近い２枚のレンズの合成屈折力は正であることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射屈折光学系。
  4. 前記第１の光学素子の物体側の面は凸形状であり、かつ前記透過部は正の屈折力を有し、前記第２の光学素子は物体側に凹面を向けたメニスカス形状であり、かつ前記透過部は負の屈折力を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の反射屈折光学系。
  5. 前記物体における視野領域が直径３ｍｍ以上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。
  6. 光源手段と、前記光源手段からの光束により前記物体を照明する照明光学系と、前記物体の像を形成する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の反射屈折光学系と、前記反射屈折光学系により形成された前記物体の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。
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