JPH0130125B2 - - Google Patents

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JPH0130125B2
JPH0130125B2 JP53014851A JP1485178A JPH0130125B2 JP H0130125 B2 JPH0130125 B2 JP H0130125B2 JP 53014851 A JP53014851 A JP 53014851A JP 1485178 A JP1485178 A JP 1485178A JP H0130125 B2 JPH0130125 B2 JP H0130125B2
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JP
Japan
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optical system
mirror
convex
meniscus
concave
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Application number
JP53014851A
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Japanese (ja)
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JPS53100230A (en
Inventor
Ofunaa Abe
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Applied Biosystems Inc
Original Assignee
Perkin Elmer Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Perkin Elmer Corp filed Critical Perkin Elmer Corp
Publication of JPS53100230A publication Critical patent/JPS53100230A/en
Publication of JPH0130125B2 publication Critical patent/JPH0130125B2/ja
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
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    • G02B17/0836Catadioptric systems using more than three curved mirrors
    • G02B17/0844Catadioptric systems using more than three curved mirrors off-axis or unobscured systems in which all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
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    • G02B17/0804Catadioptric systems using two curved mirrors
    • G02B17/0812Catadioptric systems using two curved mirrors off-axis or unobscured systems in which all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70225Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70275Multiple projection paths, e.g. array of projection systems, microlens projection systems or tandem projection systems

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は物体の像を倍率1倍で形成する光学
系、さらに詳細には大きいスペクトル帯域を有す
るこのような系に関する。本発明の概念により形
成された光学系は多数の可能な用途のうちとくに
集積回路製造の際のホトレジストを被覆した半導
体ウエハの露出を行うために使用される。 本発明は本出願人による1973年7月24日公告の
特許第3748015号に示される形式の環帯投影系と
密接に関係する。この特許は高い解像力をもつて
倍率1倍で物体の像の細部を顕微鏡的精度で形成
する反射光学系を開示し、その特徴は凸および凹
の球面ミラーの曲率中心が1点に一致することで
ある。ミラーは系内で少なくとも3回の反射を生
ずるように配置され、系内で上記の点に軸上共役
点を有し、かつ曲率中心を含む面内に軸から離れ
た倍率1倍の2つの共役面積を得るように配置さ
れ、系の軸はこの共役面に垂直で前記共役点を通
る軸である。この光学系は多くの特徴および利点
を有するけれど、本発明はその改善を目的とす
る。 他の関連特許は1974年6月28日公告の米国特許
第3821763号、1976年4月20日公告の米国特許第
3951546号および1973年3月9日の米国特願第
339860号の追加である1974年12月19日の米国特願
第534465号である。 所望の結果を得るため、本発明によりその1つ
の方式として受像面を物体の光像に対して写真的
に露出する装置内で使用する新規の改善された環
帯視野光学系が得られる。この光学系は光軸に沿
つてほぼ同心に配置された少なくとも1つの凸面
ミラーおよび凹面ミラーを含む。系はこの軸に垂
直の共役面を形成するように配置され、この共役
面に関しこの系は倍率1倍である。さらにこの系
は少なくとも1組の対称的に配置されたほほぼ同
心のメニスカスを含み、その凸面の半径は凹面の
半径より大きく、その厚さは凸面半径と凹面半径
の差より大きい。 本発明の1つの態様によれば色補正装置がミラ
ーと物体および像位置の間に挿入され、この装置
はその1つの方式によればミラーの光軸に対し垂
直に支持されるほぼ平行平面の板である。とくに
平行平面板の1つの面は非球面に形成され、また
は板はミラー光軸に垂直に支持されるメニスカス
要素である。 本発明のもう1つの態様によれば凹面および凸
面ミラーは短い半径の長さの約2%より小さい曲
率中心間の距離をもつて支持され、他の態様によ
ればミラーは凹面ミラーから3回の反射および凸
面ミラーから2回の反射があるように配置され
る。 本発明の1つの方式によれば受像面を物体の光
像に写真的に露出する装置に使用するための新規
かつ改善された環帯視野光学系が得られ、この系
はそれぞれ光軸および光軸に対しほぼ垂直の共役
面を有する単位光学系を含む第1および第2の半
分を含み、この共役面に関し系の倍率は1倍であ
る。これら2つの半分は背中合せの関係で配置さ
れるので、共役面は光学系の少なくとも1つの側
で重なつて中間像位置を形成し、光学系の他の側
に離れた物体および像の位置を得る手段が設けら
れる。本発明の1つの態様によれば光学系の各半
分はほぼ同心のメニスカス要素を含み、その凸面
の半径は凹面の半径より大きく、その厚さは凸面
半径と凹面半径の差より大きく、かつもう1つの
態様により少なくとも1つの色補正要素が系内に
備えられる。 1つの実施方式によれば各単位光学系は凹の球
面ミラーおよび凹面ミラーに面する凸の球面ミラ
ーを有し、これらのミラーはその曲率中心がほぼ
一致するように支持される。物体の像が第2の位
置で実像であるように物体の位置を決定する手段
が設けられ、その際上記凸面ミラーは初め凹面ミ
ラーから凸面ミラーへ反射される物体位置からの
光線を凹面ミラーへ反射するように配置され、そ
れによつて物体位置からの光線は第2の位置に結
像する前に少なくとも2回凹面ミラーで、少なく
とも1回凸面ミラーで反射される。メニスカスの
同心性の差から生ずる小さい収差はミラーの組の
同心性の小さい差を導入することによつて補償さ
れる。すなわち光学系の各半分で凹面および凸面
ミラーは小さい曲率半径の長さの約2%より小さ
い曲率中心間の距離をもつて支持される。 またとくに色補正要素はミラーの光軸に対し垂
直に支持される平行平面板である。本発明の1つ
の方式によれば平行平面色補正板は中間像位置に
支持され、他の方式によれば色補正板は系の各半
分に支持される。 本発明の実施方式によれば光学系の2つの半分
は同軸に背中合せの関係に配置されるので、共役
面は系の両側で重なり、1つの側に中間像位置
を、他の側に物体と像の重なる位置を形成する。
反射ミラーのような手段が物体および像位置を離
すために設けられ、実際の装置でこれらの位置に
近づくことを可能にする。 他の実施方式によれば光学系の2つの半分は同
軸に背中合せの関係に配置され、光学系の1つの
側に中間像位置が形成され、他の側に物体と像の
離れた位置が形成される。この目的で中間像は系
の少なくとも1つの半分内で他の共役面から軸方
向に離される。1つの実施方式によれば2つのミ
ラー成分から中間像への距離は少なくとも1つの
半分で他の共役位置への距離より大きく、それに
よつて物体と像の位置は互いに離される。さらに
他の実施方式によれば2つのミラー成分から中間
像への距離は少なくとも1つの半分で他の共役位
置への距離より小さく、それによつて交さした物
体面と像面が形成される。この場合反射装置が物
体位置と像位置の間に挿入され、物理的にこれら
の位置に近づくことを可能にする。 合成系内の像面彎曲除去(すなわち平らな像
面)のための必要条件は各面の屈折力をその屈折
率で割つた商の算術和がゼロであることであり、
その際反射面の屈折率はこの計算では負であると
定義する。本発明による光学系の主要成分である
メニスカス屈折要素は上記和の色による変化を生
ずるので、その和がほぼゼロでも色による合成系
の像面彎曲の変化が発生する。本発明により焦点
位置は光学系の環帯視野内の像面彎曲の色による
変化を補償する軸上色収差の導入によつて広いス
ペクトル帯域にわたつて1定にされる。 次に本発明を図面により説明する。 第1図に示す本発明の実施例によれば全体的に
10で示す新規かつ改善された光学系は系内で3
回の反射を得るように配置された2つの球面ミラ
ーすなわち凸面ミラー12および凹面ミラー14
を有する。ミラーはその曲率中心が系の軸SAに
沿つて、点OおよびIに中心を有する軸から離れ
た共役面を有するように配置される。点Oおよび
Iはそれぞれ参照軸SAから反対方向に距離Hの
点である。特許第3748015号明細書の第2図に示
す光学系の場合、凹面ミラーは物体Oの像をIに
形成する。凸面ミラーは点Iの虚像をO点に形成
し、この像は凹面ミラーによつてIに再結像され
る。この特許の光学系で達成される補正された環
帯の幅はこの設計に固有の5次の非点収差によつ
て制限されることが指摘される。高次非点収差は
この系の主光線の球面収差に基く。 光軸と平行の主光線の球面収差を減少または除
去するため、メニスカス要素を使用しうることは
明らかである。メニスカス要素がミラーと同心で
あれば、共役点が共通の曲率中心にある場合、メ
ニスカス要素は像面彎曲以外の3次収差を導入し
ない。 第1図に示すように1組のメニスカス要素16
が主光線の球面収差を減少するために対称的に配
置される。メニスカス要素はミラー12の表面と
メニスカス要素16の凸面が同じ球面の1部を形
成するように、凸面ミラー12の至近に配置する
場合も主光線の球面収差減少のために有効である
ことが注意される。補正された環帯の幅が1けた
増大する結果、高次非点収差が著しく減少される
ことは明らかである。 合成系で像面彎曲のない、すなわち平らな像面
を得るための必要条件は各面の屈折力を屈折率で
割つた商の算術和がほぼゼロになることであり、
その際反射面の屈折率はこの計算では負であると
定義する。メニスカス要素の屈折率は像を形成す
る光線の波長によつて変化するので、光学系にこ
の要素を挿入することにより波長による像面彎曲
の変化が生ずる。そのため第9図に示すように軸
からの距離の函数および像を形成する光線の波長
の函数として焦点位置が変化する。環帯視野光学
系の場合、軸からの距離による変化は視野を軸か
らの距離が1定である環帯へ制限することによつ
て有効に除去される。このような系内の波長によ
る像面彎曲の変化は波長による焦点位置の変化に
なり、これは反対符号の色収差の導入によつて補
償することができる。これを実現するため本発明
により屈折メニスカスは凹面の曲率半径と厚さの
和より小さい凸面の曲率半径を有することによつ
て正確な同心性から離れる。すなわちその厚さは
凸面と凹面の半径の差より大きい。 次にこの系の機能を説明する。 屈折力が負であるほぼ同心のメニスカスによつ
て導入された波長による像面彎曲の変化は背面焦
点距離が長波長に対する場合より短波長に対して
大きいような変化である。曲率中心に共役点を有
する同心メニスカスは軸上色収差を導入しない。
曲率中心の近くに共役点を有するメニスカスもほ
ぼ同様である。このようなメニスカスへ正レンズ
を付加することにより、像面彎曲の波長による変
化(メニスカスによる)に基く焦点の波長による
変化を補償するために必要な方向の軸上色収差が
導入される。これはメニスカスの凸面の半径をそ
の凹面の半径と厚さの和より小さくすることによ
つて達成される。その際このメニスカスは凹面半
径と厚さの和に等しい凸面半径を有する仮想同心
メニスカスレンズと、凹面半径が仮想メニスカス
の凸面半径であり、かつ凸面半径が実際のメニス
カスの凸面半径である厚さゼロの正メニスカスレ
ンズの2つのレンズと等価である。 凹面半径R1、凸面半径R2、厚さtおよび屈折
率Nのほぼ同心のメニスカスにおいて: R2>R1 tR2−R1+(H2/2N2)(1/R1−1/R2
(1) であれば、軸上色収差は半径Hの環帯内で像面彎
曲の波長による変化に基く焦点変化を補償する。 パラメータが(1)式をほぼ満足する1組のメニス
カスを前記米国特許第3748015号記載のタイプの
光学系へ後述の改善とともに導入することにより
広いスペクトル帯域にわたつて高次非点収差の減
少が達成されることが明らかになつた。 合成系はメニスカスをその厚さが(1)式で与えら
れる値より大きいように変化することによつて著
しく改善することができる。それによつて環帯視
野系の焦点は第1図に18で示す適当な厚さの平
行平面板の導入によつて補償しうると同様に変化
する。付加要素によつて与えられる大きい自由度
によりさらに大きい補正度が可能になる。 平行平面板を次の2つの方法のいずれかにより
変化することによりさらに改善が達成される: (1) 平行平面板の1つの面を非球面にする。 (2) 平行平面をメニスカス要素を形成するように
曲げる。 最高の補正度はメニスカスの厚さが(1)式によつ
て与えられる値より大きく、かつ上記2つの方法
の1つにより変化した平行平面板を使用すること
によつて色補正を行う系により達成される。メニ
スカス要素16が同心性からはずれることに基く
小さい収差はミラー12と14が同心性から少し
ずれることによつて補償される。すなわち凹面ミ
ラー14および凸面ミラー12は小さい半径の長
さの約2%より小さい曲率中心間の距離で支持さ
れる。 第1表は第1図の環帯視野光学系の構成データ
の例を示す。周知のように正符号は表面が物体に
対し凸であることおよび距離が左から右へ測定さ
れていることを示し、負号は表面が物体に対し凹
であり、距離が右から左へ測定されることを示
す。
The present invention relates to an optical system for forming an image of an object with a magnification of 1, and more particularly to such a system with a large spectral band. Optical systems formed in accordance with the concepts of the present invention are used to expose photoresist-coated semiconductor wafers during integrated circuit manufacturing, among many other possible applications. The present invention is closely related to annular projection systems of the type shown in Patent No. 3,748,015, issued July 24, 1973 by the applicant. This patent discloses a reflective optical system that has high resolution and forms the details of an image of an object with microscopic precision at 1x magnification, and is characterized by the fact that the centers of curvature of convex and concave spherical mirrors coincide at one point. It is. The mirror is arranged in such a way that it causes at least three reflections in the system, and has an on-axis conjugate point in the system at the above point, and two off-axis magnifications of 1x in the plane containing the center of curvature. They are arranged to obtain a conjugate area, and the axis of the system is an axis perpendicular to this conjugate plane and passing through the conjugate point. Although this optical system has many features and advantages, the present invention aims to improve it. Other related patents are U.S. Patent No. 3821763, published June 28, 1974, and U.S. Patent No.
No. 3951546 and U.S. Patent Application No. 9 March 1973
This is US Patent Application No. 534465, dated December 19, 1974, which is an addition to No. 339860. To achieve the desired results, the present invention provides a new and improved annular field optical system for use in an apparatus in which an image receiving surface is photographically exposed to a light image of an object. The optical system includes at least one convex mirror and a concave mirror arranged substantially concentrically along the optical axis. The system is arranged so as to form a conjugate plane perpendicular to this axis, about which the system has a magnification of 1. Additionally, the system includes at least one set of symmetrically arranged, substantially concentric meniscuses, the convex radius of which is greater than the concave radius, and the thickness of which is greater than the difference between the convex and concave radii. According to one aspect of the invention, a color correction device is inserted between the mirror and the object and image position, the device being arranged in a substantially parallel plane supported perpendicularly to the optical axis of the mirror. It is a board. In particular, one surface of the plane-parallel plate is formed aspherically, or the plate is a meniscus element supported perpendicular to the mirror optical axis. According to another aspect of the invention, the concave and convex mirrors are supported with a distance between the centers of curvature that is less than about 2% of the length of the short radius, and according to another aspect, the mirrors are arranged three times from the concave mirror. and two reflections from the convex mirror. One aspect of the present invention provides a new and improved annular field optical system for use in apparatus that photographically exposes an image receiving surface to a light image of an object, the system having an optical axis and an optical axis, respectively. The first and second halves include a unit optical system having a conjugate plane approximately perpendicular to the axis, about which the magnification of the system is 1x. These two halves are placed in back-to-back relationship so that the conjugate planes overlap on at least one side of the optical system to form an intermediate image position and provide distant object and image positions on the other side of the optical system. There are means to obtain it. According to one aspect of the invention, each half of the optical system includes a substantially concentric meniscus element, the convex radius of which is greater than the concave radius, the thickness of which is greater than the difference between the convex radius and the concave radius, and According to one aspect, at least one color correction element is provided within the system. According to one implementation, each unit optical system has a concave spherical mirror and a convex spherical mirror facing the concave mirror, and these mirrors are supported so that their centers of curvature substantially coincide. Means are provided for determining the position of the object such that the image of the object is a real image in a second position, wherein the convex mirror directs a ray from the object position, which is initially reflected from the concave mirror to the convex mirror, to the concave mirror. The light rays from the object location are reflectively arranged so that the light rays from the object location are reflected at least twice on the concave mirror and at least once on the convex mirror before being imaged to the second location. Small aberrations resulting from differences in the concentricity of the meniscus are compensated for by introducing small differences in the concentricity of the mirror sets. That is, in each half of the optical system, concave and convex mirrors are supported with a distance between their centers of curvature that is less than about 2% of the length of the small radius of curvature. In particular, the color correction element is a plane-parallel plate supported perpendicular to the optical axis of the mirror. According to one version of the invention, a parallel plane color correction plate is supported at an intermediate image position, and according to another version, a color correction plate is supported in each half of the system. According to the mode of implementation of the invention, the two halves of the optical system are arranged coaxially and back-to-back, so that the conjugate planes overlap on both sides of the system, with intermediate image positions on one side and objects on the other side. Form a position where the images overlap.
Means such as reflective mirrors are provided to separate the object and image positions, allowing access to these positions with the actual device. According to another implementation, the two halves of the optical system are placed coaxially in back-to-back relationship, forming an intermediate image position on one side of the optical system and a remote position of the object and image on the other side. be done. For this purpose, the intermediate image is axially separated from the other conjugate plane in at least one half of the system. According to one implementation, the distances from the two mirror components to the intermediate image are in at least one half greater than the distances to the other conjugate positions, so that the object and image positions are separated from each other. According to a further embodiment, the distances from the two mirror components to the intermediate image are at least half smaller than the distances to the other conjugate positions, so that intersecting object and image planes are formed. In this case a reflection device is inserted between the object position and the image position, making it possible to physically approach these positions. A necessary condition for eliminating field curvature (i.e., a flat field) in a composite system is that the arithmetic sum of the refractive power of each surface divided by its refractive index is zero;
At this time, the refractive index of the reflective surface is defined as negative in this calculation. Since the meniscus refractive element, which is a main component of the optical system according to the present invention, causes a change depending on the color of the above-mentioned sum, the curvature of field of the composite system changes depending on the color even if the sum is approximately zero. According to the invention, the focal position is made constant over a wide spectral band by the introduction of axial chromatic aberration that compensates for chromatic variations in field curvature within the annular field of the optical system. Next, the present invention will be explained with reference to the drawings. According to an embodiment of the invention shown in FIG. 1, a new and improved optical system, generally designated 10, has three
Two spherical mirrors, a convex mirror 12 and a concave mirror 14, arranged to obtain a reflection of
has. The mirror is arranged such that its center of curvature has a conjugate plane along the axis SA of the system, away from the axis centered at points O and I. Points O and I are each at a distance H in opposite directions from the reference axis SA. In the case of the optical system shown in FIG. 2 of Japanese Patent No. 3748015, a concave mirror forms an image of an object O at I. The convex mirror forms a virtual image of point I at point O, and this image is reimaged onto I by the concave mirror. It is pointed out that the corrected annulus width achieved with the optical system of this patent is limited by the fifth order astigmatism inherent in this design. Higher-order astigmatism is based on the spherical aberration of the principal ray of this system. It is clear that meniscus elements can be used to reduce or eliminate the spherical aberration of the chief ray parallel to the optical axis. If the meniscus element is concentric with the mirror, the meniscus element will not introduce third-order aberrations other than field curvature if the conjugate point is at a common center of curvature. A set of meniscus elements 16 as shown in FIG.
are arranged symmetrically to reduce the spherical aberration of the chief ray. Note that the meniscus element is also effective for reducing the spherical aberration of the principal ray when it is placed very close to the convex mirror 12 so that the surface of the mirror 12 and the convex surface of the meniscus element 16 form part of the same spherical surface. be done. It is clear that an order of magnitude increase in the width of the corrected annulus results in a significant reduction in higher order astigmatism. The necessary condition for obtaining a flat image surface with no field curvature in a composite system is that the arithmetic sum of the quotients of the refractive power divided by the refractive index of each surface is approximately zero.
At this time, the refractive index of the reflective surface is defined as negative in this calculation. Since the refractive index of the meniscus element changes with the wavelength of the light beam forming the image, inserting this element into the optical system causes a change in the field curvature with wavelength. Therefore, as shown in FIG. 9, the focal position changes as a function of the distance from the axis and as a function of the wavelength of the light beam forming the image. In the case of annular field optics, variation with distance from the axis is effectively eliminated by restricting the field of view to an annular zone whose distance from the axis is constant. A change in field curvature with wavelength in such a system results in a change in focal position with wavelength, which can be compensated for by introducing chromatic aberration of the opposite sign. To achieve this, according to the invention, the refractive meniscus departs from exact concentricity by having a radius of curvature of the convex surface that is smaller than the radius of curvature of the concave surface plus the thickness. That is, its thickness is greater than the difference between the radii of the convex and concave surfaces. Next, the function of this system will be explained. The change in field curvature with wavelength introduced by a nearly concentric meniscus of negative refractive power is such that the back focal length changes more for short wavelengths than for long wavelengths. A concentric meniscus with a conjugate point at the center of curvature does not introduce longitudinal chromatic aberration.
The same is true for a meniscus that has a conjugate point near the center of curvature. The addition of a positive lens to such a meniscus introduces axial chromatic aberration in the direction necessary to compensate for wavelength variations in focus due to wavelength variations in field curvature (due to the meniscus). This is accomplished by making the radius of the convex side of the meniscus smaller than the radius of its concave side plus its thickness. This meniscus then consists of a virtual concentric meniscus lens with a convex radius equal to the sum of the concave radius and the thickness, and a zero thickness where the concave radius is the convex radius of the virtual meniscus and the convex radius is the convex radius of the actual meniscus. is equivalent to two positive meniscus lenses. In a nearly concentric meniscus of concave radius R 1 , convex radius R 2 , thickness t and refractive index N: R 2 >R 1 tR 2 −R 1 +(H 2 /2N 2 )(1/R 1 −1/ R2 )
If (1), the axial chromatic aberration compensates for the change in focus due to the change in field curvature with wavelength within the ring zone of radius H. By introducing a set of menisci whose parameters substantially satisfy equation (1) into the optical system of the type described in the above-mentioned U.S. Pat. No. 3,748,015, along with the improvements described below, higher-order astigmatism can be reduced over a wide spectral band. It became clear that this could be achieved. The synthetic system can be significantly improved by changing the meniscus such that its thickness is greater than the value given by equation (1). The focal point of the annular viewing system is thereby changed in a similar manner, which can be compensated for by the introduction of a plane-parallel plate of appropriate thickness, indicated at 18 in FIG. The greater degree of freedom afforded by the additional elements allows even greater degrees of correction. Further improvements are achieved by modifying the plane-parallel plate in one of two ways: (1) Making one surface of the plane-parallel plate aspheric. (2) Bending parallel planes to form a meniscus element. The highest degree of correction is obtained by a system in which the meniscus thickness is greater than the value given by equation (1) and in which color correction is performed by using a parallel plane plate modified by one of the two methods mentioned above. achieved. Small aberrations due to the out-of-concentricity of the meniscus element 16 are compensated for by the small out-of-concentricity of the mirrors 12 and 14. That is, concave mirror 14 and convex mirror 12 are supported with a distance between their centers of curvature that is less than about 2% of the length of the small radius. Table 1 shows an example of configuration data of the annular viewing optical system shown in FIG. As is well known, a positive sign indicates that the surface is convex to the object and the distance is measured from left to right, and a negative sign indicates that the surface is concave to the object and the distance is measured from right to left. Indicates that the

【表】 第2表は種々の環帯半径におけるRMS波面収
差を2800Å〜5461Åのスペクトル範囲にわたつて
第1表の環帯視野光学系に関して計算した性能表
である。使用しうる環帯の幅は性能が使用に適当
である上の半径と下の半径の値の差である。
RMS波面収差が0.07より小さい系は通常“回折
が制限された”または“口径が制限された”系と
称される。走査系のためにはRMS波面収差は環
帯の両端で0.09または0.1の大きさでよい。
[Table] Table 2 is a performance table in which RMS wavefront aberrations at various annular radii are calculated for the annular viewing optical system in Table 1 over the spectral range of 2800 Å to 5461 Å. The width of the usable annulus is the difference between the values of the upper and lower radii whose performance is suitable for use.
Systems with RMS wavefront aberrations less than 0.07 are commonly referred to as "diffraction limited" or "aperture limited" systems. For scanning systems, the RMS wavefront aberration may be as large as 0.09 or 0.1 at each end of the annulus.

【表】 前述のように本発明の環帯視野光学系は少なく
とも1つの凸面および凹面ミラーを有し、これら
のミラーは光軸に沿つてほぼ同心に配置され、光
軸に対し垂直の共役面を形成し、この共役面に関
して系の倍率は1倍である。第1図は凸面および
凹面ミラーの1つの適当な配置を示し、他の適当
な配置は前記特許第3748015号明細書に記載され
る。本発明の第8図に示す配置によれば凸面ミラ
ー12lおよび凹面ミラー14lが光軸SAに沿
つてほぼ同心に配置され、系内で全部で5回の反
射が利用され、その3回は凹面ミラー14lか
ら、2回は凸面ミラー12lからの反射である。
この実施例によれば凸面ミラー12lの半径が凹
面ミラー14lの半径の2/3であれば、反射面の
屈折力の算術和はゼロである。第1図で説明した
と同様に第8図の系は前記機能を有するメニスカ
ス要素16lおよび色補正板18lを有する。 前記形式の環帯視野光学系は通常走査モードで
使用されることが指摘される。この日的のため物
体と像の配位が同じであり、これらの物理的支持
体を走査のため光学系に対して動かす間互いに固
定的関係に維持することができ、それによつて走
査運動の精度に対する要求が小さくなることがと
くに望ましい。光学系に3つの平面ミラーを付加
してこれを達成する配置は前記米国特許第
3951546号明細書に示される。この効果を達成す
るもう1つの手段は第2図に示され、この場合そ
れぞれ第1図に示す形式の2つの光学系10およ
び10′が背中合せの関係で配置され、物体面と
像面が重なる。このように光学系10は2つの球
面ミラー12および14、1組のメニスカス要素
16および色補正板18を含み、対称的光学系1
0′は2つの球面ミラー12′および14′、1組
のメニスカス要素16′および色補正板18′を含
む。実際の装置に要求される物体と最終像の物理
的分離は第2図に破線で示すように、実際の物体
および像をそれぞれO′およびI′に動かす反射ミラ
ー20および20′の付加によつて達成される。
この配置の場合反射ミラーの間の距離は走査用ス
ペースを得るために十分でなければならない。も
ちろん物体と像の相対的関係を維持する反射ミラ
ーの他の配置も本発明の範囲内であることは明ら
かである。 第2図の光学系によれば22で示す中間像は第
1図の光学系10によつて形成されるので、高度
に補正される。この配置において各半分10およ
び10′は縦軸に関して対称であり、それゆえ反
転しうる。多くの用途に対して中間像の高度の補
正は要求されないので、系は各半分が対称的であ
る要求を除去することによつて簡単化することが
できる。それゆえ第3図に示すように、系または
少なくともその屈折成分を全体として対称的に維
持し、それによつて補償メニスカスおよび補正板
の数をそれぞれ2つに減少することができる。こ
のように光学系の1つの半分10aは2つの球面
ミラー12および14、中間像22の側に配置さ
れた1つのメニスカス要素16aおよび1つの色
補正板18aよりなり、これらすべての要素は光
軸SAに関して対称的(メニスカス要素16aお
よび色補正板18aは半分除去した形である。以
下同じ。)に配置される。10a′で示す光学系の
他の半分は2つの球面ミラー12′および14′、
中間像22側に配置されたメニスカス要素16
a′および色補正板18a′よりなり、これらすべて
の要素は光軸SAに関して対称的に配置される。
前述した同じ理由から実際の物体および最終像を
それぞれO′およびI′へ動かすため、光学系の各半
分は第3図に破線で示す反射ミラー20および2
0′を備える。 次に第4図によれば22で示す中間像を有する
系は第3図の2つの色補正板18および18a′を
第4図に18bで示す同じ形の1つの要素にする
ことによつてさらに簡単化される。中間像22の
位置またはその至近位置に1つの色補正板18b
を配置することによつて対称性が維持される。さ
らに第3図の反射ミラー20および20′も2つ
のミラー要素12b,14bおよび12b′,14
b′の少なくとも1つの共役距離を不等にすること
によつて除去することができる。すなわち2つの
ミラー成分への中間像からの距離は物体および
(または)像からの距離より大きくされ、それに
よつて最終像Iは物体Oから離れる。この系の場
合中間像位置の色補正板18bは完全に平行平面
でもよい。 真の無焦点系の場合、倍率はすべての共役位置
に関して同じである。しかしこの望ましい特徴
は、実際の系が一般にすべての視野位置に対して
真に無焦点に留まらないので、実際の適用時には
達成されない。第4図の1倍倍率系でたとえば物
体Oと像Iをいつしよに縦方向に1mm動かせば、
4mmの半径方向環帯の倍率は1倍から±0.00032
変化する。走査中のトラツキングスミアの原因と
なるこの変化は色補正板18bの面の1つを非球
面にすることによつて±0.00001まで低下するこ
とができる。 第4図光学系の1変化が第5図に示され、この
場合補正メニスカスは系の中間像側から物体−像
側へ動かされる。第5図の実施方式によれば系の
1つの半分は2つの球面ミラー12b,14bお
よび物体−像側に系の軸SAに関して対称に配置
されたメニスカス要素16cを含み、系の他の半
分は2つの球面ミラー12b′,14b′および物体
−像側に系の軸SAに関して対称に配置されたメ
ニスカス要素16c′を含む。1つの色補正板18
bは中間像の位置またはその至近に系の軸SAに
関して対称的に配置される。第4図の例のように
この板の1つの面は非球面化される。さらに第4
図の例のように2つのミラー成分への中間像から
の距離は物体および像からの距離より大きくさ
れ、それによつて最終像Iは走査目的のため物体
Iから離れる。 第3表は第5図の環帯視野光学系の構成データ
を示す例である。
[Table] As mentioned above, the annular field optical system of the present invention has at least one convex and one concave mirror, these mirrors are arranged substantially concentrically along the optical axis, and have a conjugate plane perpendicular to the optical axis. , and the magnification of the system is 1 with respect to this conjugate plane. FIG. 1 shows one suitable arrangement of convex and concave mirrors; other suitable arrangements are described in the aforementioned Patent No. 3,748,015. According to the arrangement shown in FIG. 8 of the present invention, the convex mirror 12l and the concave mirror 14l are arranged substantially concentrically along the optical axis SA, and a total of five reflections are utilized in the system, three of which are reflected by the concave mirror. It is reflected twice from the mirror 14l and twice from the convex mirror 12l.
According to this embodiment, if the radius of the convex mirror 12l is 2/3 of the radius of the concave mirror 14l, the arithmetic sum of the refractive powers of the reflective surfaces is zero. Similar to that described with reference to FIG. 1, the system of FIG. 8 includes a meniscus element 16l and a color correction plate 18l having the functions described above. It is pointed out that annular field optics of the type described above are normally used in scanning mode. Because of this orientation, the orientation of object and image is the same and their physical supports can be maintained in a fixed relationship to each other while moving relative to the optical system for scanning, thereby controlling the scanning motion. It is particularly desirable that the requirements for accuracy be reduced. An arrangement for achieving this by adding three plane mirrors to the optical system is disclosed in the above-mentioned U.S. Patent No.
It is shown in specification No. 3951546. Another means of achieving this effect is shown in FIG. 2, in which two optical systems 10 and 10', each of the type shown in FIG. . The optical system 10 thus includes two spherical mirrors 12 and 14, a set of meniscus elements 16 and a color correction plate 18, and the symmetric optical system 1
0' includes two spherical mirrors 12' and 14', a set of meniscus elements 16' and a color correction plate 18'. The physical separation of the object and the final image required in the actual device is achieved by the addition of reflective mirrors 20 and 20', which move the actual object and image to O' and I', respectively, as shown in dashed lines in FIG. will be achieved.
In this arrangement the distance between the reflecting mirrors must be sufficient to provide scanning space. Of course, other arrangements of reflective mirrors that maintain relative object-image relationship are clearly within the scope of the invention. According to the optical system of FIG. 2, the intermediate image shown at 22 is formed by the optical system 10 of FIG. 1 and is therefore highly corrected. In this arrangement each half 10 and 10' is symmetrical about the longitudinal axis and can therefore be reversed. Since a high degree of correction of the intermediate image is not required for many applications, the system can be simplified by removing the requirement that each half be symmetrical. As shown in FIG. 3, it is therefore possible to maintain the system, or at least its refractive component, as a whole symmetrically, thereby reducing the number of compensation menisci and corrector plates to two each. One half of the optical system 10a thus consists of two spherical mirrors 12 and 14, one meniscus element 16a arranged on the side of the intermediate image 22 and one color correction plate 18a, all of which are connected to the optical axis. They are arranged symmetrically with respect to SA (the meniscus element 16a and the color correction plate 18a are half removed; the same applies hereinafter). The other half of the optical system, designated 10a', includes two spherical mirrors 12' and 14';
Meniscus element 16 arranged on the intermediate image 22 side
a' and color correction plate 18a', and all these elements are arranged symmetrically with respect to the optical axis SA.
In order to move the actual object and the final image to O' and I', respectively, for the same reasons mentioned above, each half of the optical system is equipped with reflective mirrors 20 and 2, shown in dashed lines in FIG.
0'. According to FIG. 4, a system having an intermediate image indicated at 22 can then be obtained by converting the two color correction plates 18 and 18a' of FIG. 3 into one element of the same shape, indicated at 18b in FIG. further simplified. One color correction plate 18b at the position of the intermediate image 22 or a position close to it.
Symmetry is maintained by placing . Further, the reflecting mirrors 20 and 20' in FIG. 3 also include two mirror elements 12b, 14b and 12b', 14
It can be removed by making at least one conjugate distance of b' unequal. That is, the distances from the intermediate image to the two mirror components are made greater than the distances from the object and/or image, so that the final image I is separated from the object O. In this system, the color correction plate 18b at the intermediate image position may be a completely parallel plane. For a true afocal system, the magnification is the same for all conjugate positions. However, this desirable feature is not achieved in practical applications because practical systems generally do not remain truly afocal for all viewing positions. For example, if we move object O and image I by 1 mm in the vertical direction using the 1x magnification system in Figure 4, we get
The magnification of the 4mm radial ring is 1x to ±0.00032
Change. This variation, which causes tracking smear during scanning, can be reduced to ±0.00001 by making one of the surfaces of color correction plate 18b aspherical. One variation of the FIG. 4 optical system is shown in FIG. 5, in which the correction meniscus is moved from the intermediate image side of the system to the object-image side. According to the embodiment of FIG. 5, one half of the system comprises two spherical mirrors 12b, 14b and a meniscus element 16c arranged symmetrically with respect to the axis SA of the system on the object-image side, and the other half of the system It comprises two spherical mirrors 12b', 14b' and a meniscus element 16c' arranged symmetrically with respect to the system axis SA on the object-image side. one color correction plate 18
b is located symmetrically with respect to the axis SA of the system at or in the vicinity of the intermediate image. As in the example of FIG. 4, one surface of this plate is aspheric. Furthermore, the fourth
As in the illustrated example, the distances from the intermediate image to the two mirror components are made greater than the distances from the object and the image, so that the final image I is separated from the object I for scanning purposes. Table 3 is an example showing the configuration data of the annular viewing optical system shown in FIG.

【表】 第4表は種々の環帯半径におけるRMS波面収
差で表わした広いスペクトル帯域(2800Å〜5461
Å)にわたる第3表の環帯視野光学系の計算した
性能表である。使用しうる環帯の幅は性能が使用
に適当である上下半径の値の差である。
[Table] Table 4 shows a wide spectral band (2800 Å to 5461 Å) expressed by RMS wavefront aberration at various annular radii.
3 is a calculated performance table of the annular viewing optical system of Table 3 over the range of . The width of the annulus that can be used is the difference in the values of the upper and lower radii whose performance is suitable for use.

【表】 中間像22から2ミラー成分12d−14dお
よび12d′−14d′への距離が物体Oおよび最終
像Iからの距離より小さい光学系が第6図に示さ
れる。第6図の実施例で系の1つの半分は2つの
球面ミラー12d,14dおよび中間像側に系の
軸SAに関し対称的に配置されたメニスカス要素
16aを含み、系の他の半分は2つの球面ミラー
12d′,14d′および中間像側に系の軸SAに関
し対称的に配置されたメニスカス要素16a′を含
む。1つの色補正板18bが中間像22の位置ま
たはその至近に配置される。第2および3図の系
のように平行反射面が2つの交さした共役点Oお
よびIの間に導入され、走査のためこれらに近づ
くことを可能にする。しかし第6図の実施例では
2つの反射面は平行平面板20dの前面および背
面であり、この板の厚さは反射面の間の分離を決
定した第2および3図の装置の場合の考慮と異な
り機械的考慮によつて決定される。このように第
6図の実施例では板20dの前面および背面は物
体OをO′へ、最終像IをI′へ偏向するために役立
ち、それによつて走査のために必要な物体と像の
間の空間が得られる。 交さした物体面と像面を利用する本発明のもう
1つの実施方式が第7図に示され、この場合第6
図の中間像位置に示す1つだけの色補正板18b
の代りに2つの離れた色補正板18eおよび18
e′が系の物体−像側に配置される。この実施例で
はほぼ平行平面の板がメニスカス要素を形成する
ように曲げられる。第7図の系のその他は第6図
と同様である。すなわち系の1つの半分は2つの
球面ミラー12d,14dおよび中間像側に配置
されたメニスカス要素16aを含み、系の他の半
分は2つの球面ミラー12d′,14d′および同様
中間像側に配置されたメニスカス要素16a′を含
む。第6図の例に関連して述べたように、ミラー
前面および背面を有する板20dは物体Oを
O′へ、最終像IをI′へ移動するために役立ち、実
際装置に要求される物体と像の物理的分離が達成
される。 第5表は第7図の環帯視野光学系の構成データ
を示す例である。
An optical system in which the distance from intermediate image 22 to two mirror components 12d-14d and 12d'-14d' is smaller than the distance from object O and final image I is shown in FIG. In the embodiment of FIG. 6, one half of the system includes two spherical mirrors 12d, 14d and a meniscus element 16a arranged symmetrically with respect to the axis SA of the system on the intermediate image side, and the other half of the system includes two It includes spherical mirrors 12d', 14d' and a meniscus element 16a' arranged symmetrically with respect to the system axis SA on the intermediate image side. One color correction plate 18b is placed at or near the intermediate image 22. As in the systems of Figures 2 and 3, a parallel reflective surface is introduced between the two intersecting conjugate points O and I, making it possible to approach them for scanning. However, in the embodiment of FIG. 6, the two reflective surfaces are the front and back surfaces of a plane-parallel plate 20d, the thickness of which is determined by the considerations for the apparatus of FIGS. 2 and 3 that determine the separation between the reflective surfaces. is determined by mechanical considerations. Thus, in the embodiment of FIG. 6, the front and back surfaces of the plate 20d serve to deflect the object O to O' and the final image I to I', thereby providing the necessary object and image separation for scanning. You get the space in between. Another implementation of the invention that utilizes intersecting object and image planes is shown in FIG.
Only one color correction plate 18b shown at the intermediate image position in the figure
two separate color correction plates 18e and 18 instead of
e' is placed on the object-image side of the system. In this embodiment, substantially parallel plane plates are bent to form meniscus elements. The rest of the system in FIG. 7 is the same as in FIG. That is, one half of the system includes two spherical mirrors 12d, 14d and a meniscus element 16a arranged on the intermediate image side, and the other half of the system contains two spherical mirrors 12d', 14d' and likewise arranged on the intermediate image side. including a meniscus element 16a'. As mentioned in connection with the example of FIG. 6, the plate 20d with the mirror front and rear surfaces
O', which serves to move the final image I to I', achieving the physical separation of object and image required in a practical device. Table 5 is an example showing the configuration data of the annular viewing optical system shown in FIG.

【表】 第6表は種々の環帯半径におけるRMS波面収
差で表わした広いスペクトル帯域(2800Å〜5461
Å)にわたる第5表の環帯視野光学系の計算した
性能表である。使用しうる環帯の幅は性能が使用
に適当である上下半径の差である。
[Table] Table 6 shows a wide spectral band (2800 Å to 5461 Å) expressed by RMS wavefront aberration at various annular radii.
5 is a calculated performance table of the annular viewing optical system of Table 5 over the range of . The width of the annulus that can be used is the difference between the upper and lower radii whose performance is suitable for use.

【表】 第7および5図の装置の場合、屈折またはメニ
スカス要素18e,18e′,16cおよび16
c′はその間の光学系の部分のシールのための窓と
して使用しうることが指摘される。 第10図は本発明のさらにもう1つの実施例を
示す。この実施例は前面および背面に反射ミラー
を有するミラー板20dを除去したほかは第7図
実施例に類似している。これは2つのミラー要素
12b,14bおよび12b′,14b′の少なくと
も1つの共役距離を不等にすることによつて実現
される。すなわち2つのミラー要素に対する中間
像距離は物体および(または)像距離より大きく
され、それによつて最終像Iは物体Oから離れ
る。このように第10図の系の1半10fは2つ
の球面ミラー12bおよび14b、系の中間像側
のメニスカス要素16aならびに物体−像側の色
補正板18eを含む。系の他半10f′は2つの球
面ミラー13b′および14b′、系の中間像側のメ
ニスカス要素16a′ならびに物体−像側の色補正
板18e′を含む。第7図実施例のよううに色補正
要素はメニスカスである。メニスカス要素18e
および18e′は平行平面板のベンデイングが改善
され、その機能はメニスカス要素16aおよび1
6a′により生じた補正不足の縦の色収差を、屈折
要素のペツツバル和の色による変化に基くオフア
クシス像の過補正した焦点差を補償するために必
要な値まで、補正することである。これらの要素
はすべて光軸SAに沿つて対称的に配置される。 第7表は第10図の環帯視野光学系の構成デー
タの1例を示す。
Table: For the devices of FIGS. 7 and 5, refractive or meniscus elements 18e, 18e', 16c and 16
It is pointed out that c' can be used as a window for sealing parts of the optical system between them. FIG. 10 shows yet another embodiment of the invention. This embodiment is similar to the embodiment shown in FIG. 7, except that the mirror plate 20d having reflective mirrors on the front and back surfaces is removed. This is achieved by making the conjugate distances of at least one of the two mirror elements 12b, 14b and 12b', 14b' unequal. That is, the intermediate image distance for the two mirror elements is made larger than the object and/or image distance, so that the final image I is separated from the object O. Thus, one half 10f of the system of FIG. 10 includes two spherical mirrors 12b and 14b, a meniscus element 16a on the intermediate image side of the system, and a color correction plate 18e on the object-image side. The other half of the system 10f' includes two spherical mirrors 13b' and 14b', a meniscus element 16a' on the intermediate image side of the system, and a color correction plate 18e' on the object-image side. As in the embodiment of FIG. 7, the color correction element is a meniscus. Meniscus element 18e
and 18e' have improved bending of parallel plane plates, and their function is that of meniscus elements 16a and 1.
The purpose is to correct the undercorrected longitudinal chromatic aberration caused by 6a' to the value necessary to compensate for the overcorrected focal difference of the off-axis image based on the Petzval sum color variation of the refractive element. All these elements are arranged symmetrically along the optical axis SA. Table 7 shows an example of the configuration data of the annular viewing optical system shown in FIG.

【表】 第7表に規定した系は240〜365nmのスペクト
ル帯域において物体および像の両方における開口
数0.17で使用するために設計された。このスペク
トル帯域の場合ペツツバル和の波長による変化に
基く焦点変化は軸から100mmの距離で過補正方向
に0.017mmであり、すなわち240nmの光線のバツ
クフオーカスは365nmの光線のバツクフオーカ
スより長い。補正不足の縦の色収差は0.074mmな
ので、ペツツバル和の色による差に基く軸から
100mmにおける焦点の色による差はほぼ補正され
る。ほぼ同心のメニスカス16aおよび16
a′(第7表の表面No.6、7、8および9)の厚さ
は非点収差の色による変化を開口数0.17で使用す
る系で小さく保持するために必要な式(1)により要
求される5.30mmより著しく大きい、本発明の他の
例におけるように、これに基く付加的縦の色収差
補正不足は色補正要素18e,18e′(第7表の
表面No.1、2および13、14)により所望量に補
正される、要素18eおよび18e′の凹面および
凸面の半径はベンドした平行平面板と考えられな
いほど大きく異なる。そのペツツバル和の色によ
る変化に対する貢献はメニスカス16aおよび1
6a′によつて達成される量の同じ方向に約0.4で
ある。これらの要素は非点収差の色による変化に
対しメニスカス16aおよび16a′により達成さ
れる非点収差の色による残留変化と反対方向に少
し役立つ。色補正要素の主機能はメニスカス16
aおよび16a′の補正不足の縦の色収差の減少で
ある。2組のメニスカス要素の機能の分離は他の
例におけるほど完全ではないけれど、光学系内の
その組合せ効果は同じであり、すなわち制限され
たオフアクシス視野の中心における焦点の色によ
る変化は縦の色収差に基く焦点の同じおよび反対
の変化を有することによつて補償される。このよ
うに本発明の実施例は等価の形をとることかでき
る。ほぼ同心のメニスカスと色補正の要素の機能
分離は概念的に便利であり、制限されたオフアク
シス視野内で同じ形式の色補正を達成する同等の
手段は当業者には明らかである。 他の例と同様に凸面ミラー12bおよび12
b′は凹面ミラー14bおよび14b′に対し対称的
に、物体Oから光軸と平行の光路が系の中心点2
2および最終像Iで平行であるように配置され
る。すなわちこの可逆光学系では物体Oから軸と
平行の光線は系を対称的に通過する。その際凹面
ミラーおよび凸面ミラーはぼ同心である。凸面ミ
ラーの曲率中心はそれぞれもつとも近い凹面ミラ
ーの曲率中心から3.07mm離れている。同心からの
離れはこのように短い(凸面の)半径の1.2%で
ある。第1〜8図および第10図に示す線に沿つ
て構成しうる系の数は無数にあるので、凹面ミラ
ーと凸面ミラーの中心間の距離に正確な制限を確
定することはできない。しかしこれらの系でこの
距離は凸面ミラーの半径の3%を越えないことが
明らかになつた。第8表は拡大したスペクトル帯
域にわたる第7表の環帯視野光学系の計算した性
能表である。系は240〜365nmのスペクトル帯域
のために設計されたけれど、波長単位で測定した
補正の程度は546nmで同等以上に優れている。
これはペツツバル和の色による変化および縦の色
収差補正の両方が単一材料の屈折率の波長による
変化の結果として生ずることによる。
TABLE The system defined in Table 7 was designed for use with a numerical aperture of 0.17 in both object and image in the spectral band 240-365 nm. For this spectral band, the change in focus due to the variation of the Petzval sum with wavelength is 0.017 mm in the overcorrection direction at a distance of 100 mm from the axis, ie the back focus of the 240 nm ray is longer than the back focus of the 365 nm ray. The undercorrected vertical chromatic aberration is 0.074 mm, so from the axis based on the difference due to Pettuval sum color.
Differences due to focus color at 100mm are almost corrected. Almost concentric menisci 16a and 16
The thickness of a' (Surface Nos. 6, 7, 8 and 9 in Table 7) is determined by equation (1), which is necessary to keep the color-related change in astigmatism small in a system using a numerical aperture of 0.17. Significantly larger than the required 5.30 mm, as in other examples of the invention, the additional longitudinal chromatic aberration undercorrection based on this is due to color correction elements 18e, 18e' (surfaces No. 1, 2 and 13 of Table 7). , 14), the radii of the concave and convex surfaces of elements 18e and 18e' are so different that they cannot be considered as bent parallel plane plates. Its contribution to the color variation of the Pettuval sum is meniscus 16a and 1
approximately 0.4 in the same direction of the amount achieved by 6a'. These elements contribute slightly to the chromatic variation of astigmatism in the opposite direction to the residual chromatic variation of astigmatism achieved by menisci 16a and 16a'. The main function of the color correction element is the meniscus 16
This is a reduction in the undercorrected longitudinal chromatic aberrations of a and 16a'. Although the functional separation of the two sets of meniscus elements is not as perfect as in other examples, their combined effect in the optical system is the same, i.e. the chromatic change in focus at the center of the restricted off-axis field of view is Compensated by having equal and opposite changes in focus due to chromatic aberration. Thus, embodiments of the invention may take equivalent forms. The functional separation of the nearly concentric meniscus and color correction elements is conceptually convenient, and equivalent means of achieving the same type of color correction within a limited off-axis field of view will be apparent to those skilled in the art. Convex mirrors 12b and 12 as in other examples
b' is symmetrical with respect to the concave mirrors 14b and 14b', and the optical path parallel to the optical axis from the object O is the center point 2 of the system.
2 and the final image I. That is, in this reversible optical system, light rays parallel to the axis from the object O pass through the system symmetrically. In this case, the concave mirror and the convex mirror are approximately concentric. The centers of curvature of each convex mirror are 3.07 mm apart from the center of curvature of the nearest concave mirror. The distance from the concentricity is 1.2% of this short (convex) radius. Because there are an infinite number of systems that can be constructed along the lines shown in FIGS. 1-8 and 10, no precise limit can be established on the distance between the centers of the concave and convex mirrors. However, it has been found that in these systems this distance does not exceed 3% of the radius of the convex mirror. Table 8 is a calculated performance table of the annular field optics of Table 7 over an expanded spectral band. Although the system was designed for the 240-365 nm spectral band, the degree of correction measured in wavelength units is comparable or better at 546 nm.
This is because both the chromatic variation of the Petzval sum and the longitudinal chromatic aberration correction occur as a result of the wavelength variation of the refractive index of a single material.

【表】 第10a図はオフアクシス視野を制限する1手
段の例を示す。この系は第10図の実施例に適用
するために示されるけど、図示の本発明の他の実
施例に対し同様適用可能である。第10a図に示
すように半径Hの湾曲スリツト30を有するマス
ク28はその曲率中心が光軸SAおよび第10図
に示す物体面O内に配置され、それによつて像は
物体面のスリツト30を通して露光される部分に
制限される。物体面のこの部分は像面I内の同様
に湾曲した表面へ点対点で結像する。これは物体
および像のスリツト内またはスリツトの像内にあ
るすべての部分は光軸SAからほぼ同じ距離Hに
あり、この距離で系が補正されることによる。マ
スク28は像面Iに備えることができ、またマス
クは各面に備え、もしくはマスクは像面Iにその
像があるように配置することができる。さらに系
はホトレジスト被覆した半導体ウエハを走査モー
ドで露光するために使用する場合、透明スライド
のような物体がスリツト30を通して矢印32の
方向に動かされ、スリツトによつて露出される物
体の部分のほぼ1倍の倍率の像がIに形成され、
矢印34によつて示す方向にIを過ぎて動く。そ
の結果ウエハを像点Iに配置し、透明スライドと
同期的に動かすと、ウエハはその全面にわたつて
像に露出される。 本発明により空間的関係を大きい精度をもつて
再現しなければならず、かつ広い環帯および広い
スペクトル帯域の両方にわたつて補正しうる用途
に使用するための新規かつ改善された光学系が得
られることが明らかである。
Table 10a shows an example of one means of limiting the off-axis field of view. Although this system is shown for application to the embodiment of FIG. 10, it is equally applicable to other embodiments of the invention illustrated. A mask 28 having a curved slit 30 of radius H as shown in FIG. 10a is arranged with its center of curvature in the optical axis SA and in the object plane O shown in FIG. limited to the exposed area. This portion of the object plane images point-to-point onto a similarly curved surface in image plane I. This is because all parts of the object and image within the slit or within the image of the slit are at approximately the same distance H from the optical axis SA, and the system is corrected at this distance. A mask 28 can be provided in the image plane I, a mask can be provided in each side, or a mask can be arranged so that its image is in the image plane I. Additionally, when the system is used to expose a photoresist-coated semiconductor wafer in a scanning mode, an object such as a transparent slide is moved through the slit 30 in the direction of arrow 32 so that approximately the portion of the object exposed by the slit is An image with a magnification of 1x is formed on I,
Moving past I in the direction indicated by arrow 34. As a result, when the wafer is placed at image point I and moved synchronously with the transparent slide, the wafer is exposed to the image over its entire surface. The present invention provides a new and improved optical system for use in applications where spatial relationships must be reproduced with great accuracy and can be corrected over both a wide annulus and a wide spectral band. It is clear that

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の概念を示す光学系、第2図は
第1図の光学系を背中合せにした複式光学系、第
3図は第2図の系の物体−像側を簡単化した光学
系、第4図は第3図の2つの色補正要素を1つに
した光学系、第5図〜第7図は本発明による光学
系の他の実施例、第8図は第1図に類似するもう
1つの実施例をそれぞれ断面で示し、第9図は焦
点位置を波長と光軸からの距離の函数として示す
グラフである。第10図は第7図に類似する光学
系のさらにもう1つの実施例を示し、第10a図
は視野を制限するマスクの実施例の図である。 12,14……球面ミラー、16……メニスカ
ス要素、18……色補正板、O……物体、I……
像。
Figure 1 is an optical system showing the concept of the present invention, Figure 2 is a compound optical system in which the optical system in Figure 1 is placed back to back, and Figure 3 is an optical system that simplifies the object-image side of the system in Figure 2. 4 shows an optical system in which the two color correction elements shown in FIG. 3 are combined into one; FIGS. 5 to 7 show other embodiments of the optical system according to the present invention; Another similar embodiment is shown in cross section, and FIG. 9 is a graph showing the focal point position as a function of wavelength and distance from the optical axis. FIG. 10 shows yet another embodiment of an optical system similar to FIG. 7, and FIG. 10a is a diagram of an embodiment of a mask limiting the field of view. 12, 14... Spherical mirror, 16... Meniscus element, 18... Color correction plate, O... Object, I...
image.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 光軸に沿つてほぼ同心に配置された少なくと
も1つの凸面ミラーおよび凹面ミラーならびに屈
折要素を有し、凸面ミラーが最初凹面ミラーから
凸面ミラーへ反射された物体位置からの光を凹面
ミラーへ反射するように配置され、それによつて
物体位置からの光が第2位置へ結像する前に凹面
ミラーで2回、凸面ミラーで少なくとも1回反射
される、スペクトル帯域の広い、制限されたオフ
アクシス視野光学系において、制限されたオフア
クシス視野が環帯視野であり、光学系がペツツバ
ル和がほぼゼロであるように構成および配置さ
れ、屈折要素が色の変化に基くペツツバル和の変
化の効果を、環帯視野における焦点の位置がほぼ
一定に留まるように、反対方向の縦の色収差を導
入することによつて補正する装置を有し、この装
置が凹面ミラーと物体または最終像もしくは中間
像位置の間に配置した凸および凹のメニスカス面
がほぼ同心の少なくとも1組のメニスカス要素で
あり、この1組の要素は中間像点を含み光軸に垂
直の平面または光軸を含みこの平面に垂直の平面
に対し対称的に配置され、それぞれメニスカス要
素の凸面の半径が凹面の半径より大きく、かつそ
の軸方向厚さがその凸面および凹面の半径の差よ
り大きいことを特徴とするオフアクシス視野光学
系。 2 屈折要素が1つの光学材料からなる特許請求
の範囲第1項記載のの光学系。 3 環帯視野内の色による像湾曲の変化を反対方
向の縦の色収差導入によつて補正する装置が1組
の対称的に配置したほぼ同心のメニスカス要素お
よび色補正要素からなり、それぞれメニスカスの
凸面の半径が凹面の半径より大きく、かつその軸
方向厚さがその凸面および凹面の半径の差より大
きい特許請求の範囲第1項記載の光学系。 4 すべての屈折要素が単一の光学材料からなる
特許請求の範囲第3項記載の光学系。 5 凹面ミラーから3回の反射、凸面ミラーから
2回の反射があるようにミラーが配置されている
特許請求の範囲第1項記載の光学系。 6 色の変化に基くペツツバル和の変化の効果を
補正する装置が凸面ミラーと物体または最終像も
しくは中間像位置の間に配置した凸および凹のメ
ニスカス面がほぼ同心の少なくとも1組のメニス
カス要素からなり、この1組の要素は中間像点を
含み光軸に垂直の平面または光軸を含みこの平面
に垂直の平面に対し対称的に配置され、それぞれ
メニスカス要素の凸面の半径が凹面の半径より大
きく、かつその軸方向厚さがその凸面および凹面
の半径の差より大きく、系の環帯半径とほぼ同心
のメニスカスレンズの特性の間の関係が式: R2>R1 およびtR2−R1+(H2/2N2)(1/R1
1/R2) 〔ここにH=系の環帯半径、 R1=メニスカスレンズの凹面半径、 R2=メニスカスレンズの凸面半径、 t=メニスカスレンズの厚さ、 N=メニスカスレンズの屈折率である。〕によ
つて決定される特許請求の範囲第1項または第5
項記載の光学系。 7 色の変化に基くペツツバル和の変化の効果を
補正する装置が凸面ミラーと物体または最終像も
しくは中間像位置の間に配置した凸および凹のメ
ニスカス面がほぼ同心の少なくとも1組のメニス
カス要素および色補正要素からなり、この1組の
要素は中間像点を含み光軸に垂直の平面または光
軸を含みこの平面に垂直の平面に対し対称的に配
置され、それぞれメニスカス要素の凸面の半径が
凹面の半径より大きく、かつその軸方向厚さがそ
の凸面および凹面の半径の差より大きく、系の環
帯半径とほぼ同心のメニスカスレンズの特性の間
の関係が式: R2>R1 およびtR2−R1+(H2/2N2)(1/R1
1/R2) 〔ここにH=系の環帯半径、 R1=メニスカスレンズの凹面半径、 R2=メニスカスレンズの凸面半径、 t=メニスカスレンズの厚さ、 N=メニスカスレンズの屈折率である。〕によ
つて決定される特許請求の範囲第1項または第5
項記載の光学系。 8 色補正要素がミラーの光軸と直角にマウント
したほぼ平行平面の板である特許請求の範囲第7
項記載の光学系。 9 色補正要素が非球面を有する板である特許請
求の範囲第7項記載の光学系。 10 色補正要素がミラーの光軸に対し直角にマ
ウントした弱いメニスカス要素である特許請求の
範囲第7項記載の光学系。 11 色補正要素がミラーと物体および像位置の
間に挿入されている特許請求の範囲第7項記載の
光学系。 12 色補正要素がメニスカス要素とミラーの間
に挿入されている特許請求の範囲第7項記載の光
学系。 13 下記の構成データ: 【表】 を有する特許請求の範囲第10項記載の光学系。 14 光学系が第1の半分および第2の半分から
なり、各半分がそれぞれ1つの光軸および光軸に
対し垂直の共役面を有する光学系を有し、第1の
半分と第2の半分が、共役面が光学系の少なくと
も1つの側で重なるように背中合せの関係で同軸
に配置され、かつ光学系の他の側で物体と最終像
の位置を離す手段を備えている特許請求の範囲第
1項記載の光学系。 15 色の変化によるペツツバル和の変化の効果
を補正する装置が第1半分および第2半分に対称
的に配置したほぼ同心のメニスカス要素を含み、
その凸面半径が凹面半径より大きく、その厚さが
凸面および凹面半径の差より大きい特許請求の範
囲第14項記載の光学系。 16 第1半分および第2半分がそれぞれさらに
色補正要素を有する特許請求の範囲第15項記載
の光学系。 17 色補正要素が光軸に対しほぼ垂直に支持し
た平行平面板である特許請求の範囲第16項記載
の光学系。 18 色補正要素が非球面を有する板である特許
請求の範囲第16項記載の光学系。 19 色補正要素が光軸に対し垂直に支持した弱
いメニスカス要素である特許請求の範囲第16項
記載の光学系。 20 第1半分および第2半分がそれぞれ凹面ミ
ラーおよび凸面ミラーを含み、このミラーがほぼ
一致した曲率中心をもつて支持されている特許請
求の範囲第14項、第15項および第17項から
第19項までのいずれか1項記載の光学系。 21 第1半分および第2半分がそれぞれ凹面ミ
ラーおよび凸面ミラーを有し、このミラーがほぼ
一致した曲率中心をもつて支持されている特許請
求の範囲第16項記載の光学系。 22 物体と最終像の位置を離す装置が反射ミラ
ーからなる特許請求の範囲第16項または第21
項記載の光学系。 23 第1半分および第2半分が共役面内の軸に
対しほぼ対称である特許請求の範囲第16項また
は第21項記載の光学系。 24 第1半分の光学系および第2半分の光学系
がそれぞれほぼ1倍の倍率の光学系である特許請
求の範囲第14項、第15項、第16項および第
21項のいずれか1項記載の光学系。 25 メニスカス要素がミラーと物体位置および
像位置の間にそれぞれ挿入されている特許請求の
範囲第21項記載の光学系。 26 メニスカス要素がミラーと中間像位置の間
にそれぞれ挿入されている特許請求の範囲第21
項記載の光学系。 27 色補正要素がミラーと中間像位置の間にそ
れぞれ挿入した2つの要素を有する特許請求の範
囲第21項記載の光学系。 28 色補正要素がミラーと物体位置および最終
像位置の間にそれぞれ挿入した2つの要素を有す
る特許請求の範囲第21項記載の光学系。 29 色補正要素が中間像位置に配置したただ1
つの要素である特許請求の範囲第21項記載の光
学系。 30 各半分が凹面ミラーおよびこの凹面ミラー
に面する凸面ミラーを有し、これらのミラーが軸
に沿つてほぼ同心に配置され、光学系の他の側で
共役位置から2つのミラー要素への距離が少なく
とも1つの半分で中間像位置への距離と異なり、
それによつて離れた物体および最終像位置が得ら
れる特許請求の範囲第14項記載の光学系。 31 色の変化に基くペツツバル和の変化の効果
を補正する装置が第1半分および第2半分にほぼ
同心のメニスカス要素を有し、その凸面半径が凹
面半径より大きく、その厚さが凸面および凹面の
半径の差より大きい特許請求の範囲第30項記載
の光学系。 32 メニスカス要素がミラーと物体および最終
像位置のそれぞれの間に挿入されている特許請求
の範囲第31項記載の光学系。 33 メニスカス要素がミラーと中間像位置の間
にそれぞれ挿入されている特許請求の範囲第31
項記載の光学系。 34 光学系がさらにほぼ中間像位置に配置した
色補正要素を有する特許請求の範囲第31項から
第33項までのいずれか1項記載の光学系。 35 光学系がさらに光軸に対しほぼ垂直に、ほ
ぼ中間像位置に支持した平行平面板を有する特許
請求の範囲第31項記載の光学系。 36 光学系がさらに光軸に対しほぼ垂直に、ほ
ぼ中間像位置に支持した平行平面板を有し、この
平行平面板の1つの面が非球面である特許請求の
範囲第31項から第33項までのいずれか1項記
載の光学系。 37 光学系がさらにミラーの光軸に対しほぼ垂
直にほぼ中間像位置に支持した弱いメニスカス要
素を有する特許請求の範囲第31項から第33項
までのいずれか1項記載の光学系。 38 第1半分および第2半分が中間像位置を通
る軸に対しほぼ対称的である特許請求の範囲第3
0項から第33項までのいずれか1項記載の光学
系。 39 各半分が凹面ミラーおよびこの凹面ミラー
に面する凸面ミラーを有し、これらのミラーが光
軸に沿つてほぼ同心に配置され、中間像から2つ
のミラー要素への距離が他の共役位置から2つの
ミラー要素への距離より少なくとも1つの半分で
大きく、それによつて物体位置と像位置が互いに
離され、色の変化によるペツツバル和の変化の効
果を補正する装置が第1半分および第2半分にお
いてミラーと中間像位置の間に挿入したメニスカ
ス要素を有し、このメニスカス要素がほぼ同心で
あるけれどその厚さより小さいメニスカス表面の
半径差を有し、それゆえ正確に同心でなく、その
屈折力が負であり、色補正要素がほぼ中間像位置
にミラーの光軸に対し垂直に配置されている特許
請求の範囲第14項記載の光学系。 40 下記の構成データ: 【表】 を有する特許請求の範囲第39項記載の光学系。 41 中間像から2つのミラー要素への距離が他
の共役位置から2つのミラー要素への距離より少
なくとも1つの半分で小さいように、中間像位置
が他の共役面から軸方向に偏位し、物体と最終像
位置の間にこれらの位置を再配置してこれらの位
置に近づくことを可能にするため反射装置が挿入
されている特許請求の範囲第14項記載の光学
系。 42 第1半分および第2半分がそれぞれ凹面ミ
ラーおよびこの凹面ミラーに面する凸面ミラーを
有する特許請求の範囲第41項記載の光学系。 43 色の変化に基くペツツバル和の変化の効果
を補正する装置が第1半分および第2半分にほぼ
同心のメニスカス要素を有し、その凸面半径が凹
面半径より大きく、その厚さが凸面および凹面の
半径差より大きい特許請求の範囲第42項記載の
光学系。 44 メニスカス要素がミラーと中間像位置の間
にそれぞれ挿入されている特許請求の範囲第43
項記載の光学系。 45 光学系がさらにほぼ中間像位置に配置した
各補正要素を有する特許請求の範囲第44項記載
の光学系。 46 第1半分および第2半分がさらにそれぞれ
色補正要素を有する特許請求の範囲第44項記載
の光学系。 47 第1半分および第2半分がそれぞれミラー
と物体および最終像位置の間にそれぞれ挿入した
色補正要素を有し、この要素がミラーの光軸に対
し垂直である特許請求の範囲第44項記載の光学
系。 48 色補正要素の面の1つが非球面からなる特
許請求の範囲第47項記載の光学系。 49 系の各半分に凹面ミラーおよび凸面ミラー
が短い半径の長さの2%より小さい曲率中心間の
距離をもつて支持されている特許請求の範囲第4
2項記載の光学系。 50 第1半分および第2半分が中間像位置を通
る軸に対しほぼ対称である特許請求の範囲第47
項記載の光学系。 51 下記の構成データ: 【表】 カ
【表】 を有する特許請求の範囲第47項記載の光学系。 52 各半分が凹面ミラーおよびこの凹面ミラー
に面する凸面ミラーを有し、これらのミラーがほ
ぼ一致する曲率中心で支持され、 中間像から2つのミラー要素への距離が少なく
とも1つの半分で他の共役位置から2つのミラー
要素への距離より大きく、それによつて物体位置
と最終像位置が互いに離され、 色の変化によるペツツバル和の変化の効果を補
正する要素が第1半分および第2半分にミラーと
中間像位置の間に挿入したメニスカス要素を有
し、このメニスカス要素が対称的にほぼ同心に配
置され、その凸面半径が凹面半径より大きく、厚
さが凸面および凹面の半径の差より大きい 特許請求の範囲第14項記載の光学系。
[Scope of Claims] 1. At least one convex mirror and a concave mirror disposed substantially concentrically along an optical axis and a refractive element, the convex mirror having an object position that is initially reflected from the concave mirror to the convex mirror. a wide spectral band arranged to reflect light onto a concave mirror such that light from an object location is reflected twice off the concave mirror and at least once off the convex mirror before being imaged to a second location; , in a restricted off-axis field optical system, the restricted off-axis field is an annular field, the optical system is constructed and arranged such that the Petzval sum is approximately zero, and the refractive element is a Petzval sum based on color change. The effect of the change in sum is corrected by introducing longitudinal chromatic aberration in the opposite direction so that the position of the focal point in the annular field remains approximately constant; at least one set of meniscus elements with substantially concentric convex and concave meniscus surfaces disposed between final or intermediate image positions, the set of elements including the intermediate image point and perpendicular to the optical axis or the optical axis; arranged symmetrically with respect to a plane perpendicular to this plane, each characterized in that the radius of the convex surface of the meniscus element is greater than the radius of the concave surface, and that its axial thickness is greater than the difference between the radii of its convex and concave surfaces. off-axis viewing optical system. 2. The optical system according to claim 1, wherein the refractive element is made of one optical material. 3. A device for correcting changes in field curvature due to color in the annular field by introducing longitudinal chromatic aberration in opposite directions consists of a pair of symmetrically arranged approximately concentric meniscus elements and a color correction element, each of which 2. The optical system according to claim 1, wherein the radius of the convex surface is larger than the radius of the concave surface, and the axial thickness thereof is larger than the difference between the radii of the convex and concave surfaces. 4. The optical system according to claim 3, in which all refractive elements are made of a single optical material. 5. The optical system according to claim 1, wherein the mirrors are arranged so that there are three reflections from the concave mirror and two reflections from the convex mirror. 6. A device for correcting the effects of changes in the Petzval sum due to color changes comprises at least one set of meniscus elements having substantially concentric convex and concave meniscus surfaces disposed between the convex mirror and the object or final image or intermediate image position. This set of elements is arranged symmetrically with respect to a plane containing the intermediate image point and perpendicular to the optical axis, or a plane containing the optical axis and perpendicular to this plane, and the radius of the convex surface of each meniscus element is larger than the radius of the concave surface. The relationship between the properties of a meniscus lens that is large, and whose axial thickness is greater than the difference between the radii of its convex and concave surfaces and approximately concentric with the annular radius of the system is expressed by the formula: R 2 > R 1 and tR 2 −R 1 + (H 2 /2N 2 ) (1/R 1
1/R 2 ) [Here, H = ring radius of the system, R 1 = concave radius of the meniscus lens, R 2 = convex radius of the meniscus lens, t = thickness of the meniscus lens, N = refractive index of the meniscus lens. be. ] Claims 1 or 5 determined by
Optical system described in section. 7. The device for correcting the effects of changes in the Petzval sum due to color changes comprises at least one set of meniscus elements with substantially concentric convex and concave meniscus surfaces disposed between the convex mirror and the object or final image or intermediate image position; A set of color correction elements arranged symmetrically with respect to a plane containing the intermediate image point and perpendicular to the optical axis or a plane containing the optical axis and perpendicular to this plane, each with a radius of the convex surface of the meniscus element. The relationship between the properties of a meniscus lens larger than the radius of its concave surface and whose axial thickness is larger than the difference between the radii of its convex and concave surfaces and approximately concentric with the annular radius of the system is expressed by the formula: R 2 > R 1 and tR 2 −R 1 + (H 2 /2N 2 ) (1/R 1
1/R 2 ) [Here, H = ring radius of the system, R 1 = concave radius of the meniscus lens, R 2 = convex radius of the meniscus lens, t = thickness of the meniscus lens, N = refractive index of the meniscus lens. be. ] Claims 1 or 5 determined by
Optical system described in section. 8. Claim 7, wherein the color correction element is a substantially parallel plane plate mounted at right angles to the optical axis of the mirror.
Optical system described in section. 9. The optical system according to claim 7, wherein the color correction element is a plate having an aspherical surface. 10. The optical system of claim 7, wherein the color correction element is a weak meniscus element mounted perpendicular to the optical axis of the mirror. 11. The optical system according to claim 7, wherein a color correction element is inserted between the mirror and the object and image position. 12. The optical system according to claim 7, wherein the color correction element is inserted between the meniscus element and the mirror. 13. The optical system according to claim 10, having the following configuration data: [Table]. 14 The optical system consists of a first half and a second half, each half has an optical system each having one optical axis and a conjugate plane perpendicular to the optical axis, and the first half and the second half are arranged coaxially in back-to-back relationship such that the conjugate surfaces overlap on at least one side of the optical system, and include means for separating the object and final image positions on the other side of the optical system. The optical system according to item 1. 15. An apparatus for correcting the effect of changes in the Petzval sum due to color changes includes substantially concentric meniscus elements symmetrically arranged in a first half and a second half,
15. The optical system according to claim 14, wherein the convex radius is greater than the concave radius and the thickness is greater than the difference between the convex and concave radii. 16. The optical system of claim 15, wherein each of the first and second halves further comprises a color correction element. 17. The optical system according to claim 16, wherein the color correction element is a parallel plane plate supported substantially perpendicular to the optical axis. 18. The optical system according to claim 16, wherein the color correction element is a plate having an aspherical surface. 19. The optical system according to claim 16, wherein the color correction element is a weak meniscus element supported perpendicular to the optical axis. 20. Claims 14, 15, and 17 through 20, wherein the first and second halves each include a concave mirror and a convex mirror, the mirrors being supported with substantially coincident centers of curvature. The optical system according to any one of items 19 to 19. 21. The optical system of claim 16, wherein the first and second halves each have a concave mirror and a convex mirror, the mirrors being supported with substantially coincident centers of curvature. 22 Claim 16 or 21, wherein the device for separating the object from the final image is a reflecting mirror.
Optical system described in section. 23. The optical system according to claim 16 or 21, wherein the first half and the second half are substantially symmetrical about an axis in the conjugate plane. 24. Any one of claims 14, 15, 16, and 21, wherein the first half optical system and the second half optical system are each optical systems with a magnification of approximately 1. Optical system described. 25. The optical system according to claim 21, wherein the meniscus element is inserted between the mirror and the object position and the image position, respectively. 26. Claim 21, in which a meniscus element is inserted between the mirror and the intermediate image position, respectively.
Optical system described in section. 27. The optical system according to claim 21, wherein the color correction element comprises two elements each inserted between the mirror and the intermediate image position. 28. The optical system according to claim 21, wherein the color correction element includes two elements inserted between the mirror and the object position and the final image position, respectively. 29 Only one color correction element placed at the intermediate image position
22. An optical system according to claim 21, which comprises two elements. 30 Each half has a concave mirror and a convex mirror facing this concave mirror, these mirrors are arranged approximately concentrically along the axis, and the distance of the two mirror elements from the conjugate position on the other side of the optical system differs from the distance to the intermediate image position in at least one half,
15. Optical system according to claim 14, whereby a remote object and final image position is obtained. 31 A device for correcting the effect of changes in the Petzval sum due to color changes has approximately concentric meniscus elements in the first and second halves, the convex radius being greater than the concave radius, and the thickness of the convex and concave 31. The optical system according to claim 30, wherein the difference in radius is greater than the difference in radius. 32. The optical system of claim 31, wherein a meniscus element is inserted between the mirror and each of the object and final image positions. 33. Claim 31, wherein a meniscus element is inserted between the mirror and the intermediate image position, respectively.
Optical system described in section. 34. The optical system according to any one of claims 31 to 33, wherein the optical system further comprises a color correction element arranged approximately at the intermediate image position. 35. The optical system according to claim 31, wherein the optical system further comprises a parallel plane plate supported substantially perpendicular to the optical axis and at substantially an intermediate image position. 36. Claims 31 to 33, wherein the optical system further includes a plane-parallel plate supported substantially perpendicular to the optical axis at an approximately intermediate image position, and one surface of the plane-parallel plate is an aspherical surface. The optical system according to any one of the preceding items. 37. An optical system according to any one of claims 31 to 33, wherein the optical system further comprises a weak meniscus element supported substantially perpendicular to the optical axis of the mirror and in substantially an intermediate image position. 38 Claim 3, wherein the first half and the second half are substantially symmetrical about an axis passing through the intermediate image position
The optical system according to any one of items 0 to 33. 39 Each half has a concave mirror and a convex mirror facing the concave mirror, these mirrors are arranged approximately concentrically along the optical axis, and the distance of the two mirror elements from the intermediate image is such that the distance from the other conjugate position The first and second halves are at least one half larger than the distance to the two mirror elements, whereby the object position and the image position are spaced apart from each other, and a device for correcting the effects of changes in the Petzval sum due to color changes is provided in the first and second halves. has a meniscus element inserted between the mirror and the intermediate image position in which the meniscus element is approximately concentric but has a radius difference in the meniscus surfaces that is less than its thickness, and therefore is not exactly concentric and its refractive power 15. The optical system according to claim 14, wherein is negative and the color correction element is arranged substantially at an intermediate image position perpendicular to the optical axis of the mirror. 40. The optical system according to claim 39, having the following configuration data: [Table]. 41. the intermediate image position is axially offset from the other conjugate plane such that the distance from the intermediate image to the two mirror elements is at least one half smaller than the distance from the other conjugate position to the two mirror elements; 15. Optical system as claimed in claim 14, in which a reflecting device is inserted between the object and the final image position in order to reposition these positions and make it possible to approach these positions. 42. The optical system of claim 41, wherein the first half and the second half each have a concave mirror and a convex mirror facing the concave mirror. 43 A device for correcting the effect of changes in the Petzval sum due to color changes has approximately concentric meniscus elements in the first and second halves, the convex radius being greater than the concave radius, and the thickness of the convex and concave 43. The optical system according to claim 42, wherein the radius difference is greater than the radius difference. 44. Claim 43, in which a meniscus element is inserted between the mirror and the intermediate image position, respectively.
Optical system described in section. 45. The optical system according to claim 44, wherein the optical system further comprises correction elements disposed approximately at intermediate image positions. 46. The optical system of claim 44, wherein the first half and the second half each further include a color correction element. 47. Claim 44, wherein the first and second halves each have a color correction element inserted between the mirror and the object and the final image position, respectively, this element being perpendicular to the optical axis of the mirror. optical system. 48. The optical system according to claim 47, wherein one of the surfaces of the color correction element is an aspherical surface. 49. Claim 4 in which a concave mirror and a convex mirror are supported in each half of the system with a distance between the centers of curvature of less than 2% of the length of the short radius.
Optical system according to item 2. 50 Claim 47, wherein the first half and the second half are substantially symmetrical about an axis passing through the intermediate image position
Optical system described in section. 51 The following configuration data: [Table]
The optical system according to claim 47, having the following table. 52 Each half has a concave mirror and a convex mirror facing the concave mirror, the mirrors are supported with approximately coincident centers of curvature, and the distance from the intermediate image to the two mirror elements is at least one half and the other greater than the distance from the conjugate position to the two mirror elements, thereby separating the object position and the final image position from each other, and providing elements in the first and second halves to correct the effect of changes in the Petzval sum due to color changes. having a meniscus element inserted between the mirror and the intermediate image position, the meniscus elements being arranged symmetrically and approximately concentrically, with a convex radius greater than the concave radius, and a thickness greater than the difference between the convex and concave radii. An optical system according to claim 14.
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