JP6255268B2 - 大開口数で撮像するための多重反射素子を有する反射屈折光学系 - Google Patents
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Description
L0は、第1のミラー504及び第2のミラー502によって形成される反射屈折群の目標全長である。なお、全長は、物体から像までの距離である。
t0は、物体面から第2のミラー502の頂点までの距離である。なお、第2のミラー502の物体面は、光学系全体の物体面OPと同一ではない。従って、「物体面」は、ミラー自体の物体面を表す。
t1は、第1のミラー504と第2のミラー502との間の距離である。
t2は、第2のミラー504の頂点から像面までの距離である。なお、「像面」は、ミラー自体の像面を表す。
以下の数値例1及び2に対応するデータは、それぞれ、図1に示す反射屈折光学系10及び図6に示す反射屈折光学系20を表す。ここで、数値例においては、参照符号「i」(i=1,2,3・・・)は、物体面OPから像面IPに至るまでの光学系の面の順序を示す。これを前提として、「半径」データRiは、(i番目の平面における)i番目の曲率半径に対応し、厚さTiは、i番目の面と(i+1)番目の面との間の軸上距離(又は空間)を示し、参照符号ndi及びVdiは、それぞれ、フラウンホファーd線に関するi番目の光学素子の材料の屈折率及びアッベ数を示す。ndi及びVdiに関してデータを含まない面番号は、その面番号が空気の空間であることを示す。半径R=1.00E+18(1E+Xは、1×10+Xと同等である)は、ほぼ無限の半径、即ち、平坦な面を示す。更に、各数値例において、物体Oは、第1の光学面の物体側及び物体面OPに配置され、且つ、光軸AXとほぼ位置合わせされている、即ち、物体Oは、光学系と軸方向に位置合わせされていると想定する。物体空間は、ほぼテレセントリックであると考えることができるように、開口絞りSTOは、物体Oから相対的に大きく離間した場所に配置されていると想定する。詳細には、物体空間テレセントリック光学系(即ち、効果的に無限遠にある射出瞳を有する光学系)を形成するために、開口絞りSTOは、光学系の前焦点に配置されていると考えられる。この点に関して、物体面OPから少なくとも100,000mmの距離をおいて射出瞳が配置される場合、その射出瞳は、効果的に無限遠にあるものとする。数値例において、物体Oは、多重反射光学素子の屈折率と一致する屈折率を有する液体に浸漬されていると考えられる。非球面が存在する場合、その非球面は、面番号の隣に星印(「*」)を付すことによって示される。
Claims (13)
- 物体の中間像を形成する第1の反射屈折群と、前記中間像に基づいて前記物体の像を形成する第2の反射屈折群及びレンズ群と、を備え、
前記第1の反射屈折群は、物体側面及び像側面を有する単一の固体レンズからなり、
前記レンズ群は、視野レンズ群及び屈折群を含み、
前記物体側面は、光軸側から周辺側に向けて順に入射面と物体側反射面とを含み、
前記像側面は、光軸側から周辺側に向けて順に射出面と像側反射面とを含み、
前記物体からの光束は、前記入射面から前記固体レンズの内部に入射し、前記像側反射面及び前記物体側反射面により4回以上反射されて、前記射出面から射出されており、
前記第1の反射屈折群は、正の屈折力を有し、外向きペッツヴァル湾曲を発生させ、
前記第2の反射屈折群は、正の屈折力を有し、外向きペッツヴァル湾曲を発生させ、補正過多の軸上色収差を発生させ、
前記視野レンズ群は、正の屈折力を有し、内向きペッツヴァル湾曲を発生させ、補正過多の軸上色収差を発生させ、
前記屈折群は、正の屈折力を有し、外向きペッツヴァル湾曲を発生させ、補正不足の軸上色収差を発生させることを特徴とする反射屈折光学系。 - 前記第1の反射屈折群と前記第2の反射屈折群との間には、屈折率が1よりも大きい物質が配置されていることを特徴とする請求項1記載の反射屈折光学系。
- 前記入射面に入射した光束は、前記射出面を通って射出する前に、前記像側反射面で第1の反射を受け、前記物体側反射面で第2の反射を受け、前記像側反射面で第3の反射を受け、且つ、前記物体側反射面で第4の反射を受け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。
- 前記入射面に入射した光束は、前記射出面を通って射出する前に、前記像側反射面で第1の反射を受け、前記物体側反射面で第2の反射を受け、前記像側反射面で第3の反射を受け、前記物体側反射面で第4の反射を受け、前記像側反射面で第5の反射を受け、且つ、前記物体側反射面で第6の反射を受け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。
- 前記入射面に入射した光束は、前記射出面を通って射出する前に、前記像側反射面で第1の反射を受け、前記物体側反射面で第2の反射を受け、前記像側反射面で第3の反射を受け、前記物体側反射面で第4の反射を受け、前記像側反射面で第5の反射を受け、前記物体側反射面で第6の反射を受け、前記像側反射面で第7の反射を受け、且つ、前記物体側反射面で第8の反射を受け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。
- 前記像側反射面は、前記射出面から前記固体レンズの縁部まで続く連続した位相プロファイルを有し、
前記像側反射面及び前記物体側反射面のそれぞれは、反射膜を含むことを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載の反射屈折光学系。 - 前記第2の反射屈折群は、前記像側に位置する第1のミラーと、前記物体側に位置する第2のミラーとを含み、
前記第1のミラーは、前記光軸に沿った中心を有する射出瞳を備える凹面反射面を含み、
前記第2のミラーは、前記光軸に沿った中心を有する入射瞳を備える凸面反射面を含むことを特徴とする請求項1乃至9のうちいずれか1項に記載の反射屈折光学系。 - 前記第1のミラーは、前記像側面を前記凹面反射面として有する第1のマンジャンミラーであり、
前記第2のミラーは、前記像側面を前記凸面反射面として有する第2のマンジャンミラーであることを特徴とする請求項10に記載の反射屈折光学系。 - 前記第1の反射屈折群は、物体面に配置された物体の第1の中間像を第1の中間像面に形成し、
前記第2の反射屈折群及び前記レンズ群は、前記第1の中間像に基づいて、前記物体の最終像を像面に形成し、
前記第2の反射屈折群は、少なくとも1つのマンジャンミラーを含み、且つ、第3の光学群は、複数のレンズを含むことを特徴とする請求項1乃至11のうちいずれか1項に記載の反射屈折光学系。 - 前記第1の反射屈折群は、物体面に配置された物体の第1の中間像を第1の中間像面に形成し、
前記第2の反射屈折群及び前記視野レンズ群は、前記第1の中間像に基づいて、第2の中間像を第2の中間像面に形成し、
前記屈折群は、前記第2の中間像を拡大し、且つ、前記拡大された第2の中間像に基づいて、前記物体の最終像を像面に形成し、
前記第2の反射屈折群は、少なくとも1つのマンジャンミラーを含み、且つ、前記視野レンズ群及び前記屈折群のそれぞれは、複数のレンズを含むことを特徴とする請求項1乃至11のうちいずれか1項に記載の反射屈折光学系。
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