JPH05297277A - 反射光学系 - Google Patents
反射光学系Info
- Publication number
- JPH05297277A JPH05297277A JP4100786A JP10078692A JPH05297277A JP H05297277 A JPH05297277 A JP H05297277A JP 4100786 A JP4100786 A JP 4100786A JP 10078692 A JP10078692 A JP 10078692A JP H05297277 A JPH05297277 A JP H05297277A
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- JP
- Japan
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- mirror
- mirrors
- spherical
- optical system
- half mirror
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小さい開口数の光学系でも、一方の鏡による
隠蔽率が0で、かつ、球面鏡のみで良好に収差補正がさ
れた反射光学系。 【構成】 物点Oからの光は、ハーフミラーHM1を透
過、凸面鏡又は凹面鏡の球面鏡M1で反射、ハーフミラ
ーHM1で反射、ハーフミラーHM2で反射、凹面鏡又
は凸面鏡の球面鏡M2で反射、ハーフミラーHM2を透
過し、像面Iに結像する。球面鏡M1、M2には、軸上
光線が垂直に入射するように配置されている。
隠蔽率が0で、かつ、球面鏡のみで良好に収差補正がさ
れた反射光学系。 【構成】 物点Oからの光は、ハーフミラーHM1を透
過、凸面鏡又は凹面鏡の球面鏡M1で反射、ハーフミラ
ーHM1で反射、ハーフミラーHM2で反射、凹面鏡又
は凸面鏡の球面鏡M2で反射、ハーフミラーHM2を透
過し、像面Iに結像する。球面鏡M1、M2には、軸上
光線が垂直に入射するように配置されている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、反射光学系に関し、特
に、開口数の小さな反射対物鏡、あるいは、反射結像鏡
に関するものである。
に、開口数の小さな反射対物鏡、あるいは、反射結像鏡
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】後記する本発明の反射光学系と似た反射
光学系には、一般の反射対物鏡や特開昭60−1912
20号、特開昭63−141013号に記載されたもの
等がある。
光学系には、一般の反射対物鏡や特開昭60−1912
20号、特開昭63−141013号に記載されたもの
等がある。
【0003】しかしながら、一般の反射対物鏡では、開
口数が小さくなると、小鏡による入射光束の隠蔽率が大
きくなり、対物鏡をほとんど光が通らなくなる。また、
ある程度以上視野数が大きくなると、結像のための光束
が主反射鏡を通過しなければならない範囲が大きくな
り、そのための穴空け部と主反射鏡の有効範囲とが重複
し、実際上、反射対物鏡を構成することができなくなっ
てしまう。
口数が小さくなると、小鏡による入射光束の隠蔽率が大
きくなり、対物鏡をほとんど光が通らなくなる。また、
ある程度以上視野数が大きくなると、結像のための光束
が主反射鏡を通過しなければならない範囲が大きくな
り、そのための穴空け部と主反射鏡の有効範囲とが重複
し、実際上、反射対物鏡を構成することができなくなっ
てしまう。
【0004】また、特開昭60−191220号、特開
昭63−141013号に見られるような軸外しの構成
においては、非球面を使わなければ収差補正ができず、
また、組立時の調整が非常に困難なものとなる。
昭63−141013号に見られるような軸外しの構成
においては、非球面を使わなければ収差補正ができず、
また、組立時の調整が非常に困難なものとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような状
況に鑑みてなされたものであり、その目的は、小さい開
口数の光学系でも、一方の鏡による隠蔽率が0で、か
つ、球面鏡のみで良好に収差補正がされた反射光学系を
提供することである。
況に鑑みてなされたものであり、その目的は、小さい開
口数の光学系でも、一方の鏡による隠蔽率が0で、か
つ、球面鏡のみで良好に収差補正がされた反射光学系を
提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の反射光学系は、2枚の球面鏡と2枚のハーフミラー
により構成され、前記2枚の球面鏡の法線は相互に一致
しないように配置され、かつ、各球面鏡に入射する軸上
光線が各球面鏡の法線に一致するように配置されている
ことを特徴とするものである。
明の反射光学系は、2枚の球面鏡と2枚のハーフミラー
により構成され、前記2枚の球面鏡の法線は相互に一致
しないように配置され、かつ、各球面鏡に入射する軸上
光線が各球面鏡の法線に一致するように配置されている
ことを特徴とするものである。
【0007】
【作用】開口数の小さな反射光学系では、2枚の球面鏡
が同軸上にあると隠蔽率が大きくなりすぎるため、2枚
の球面鏡は同軸上にないことが必須であり、それらの法
線は一致しないように配置されなければなら。しかし、
軸外しになっていると、前述のような欠点を有するの
で、2枚のハーフミラーを用いて、各球面鏡に入射する
軸上光線をその法線と一致させ、実質上2枚の球面鏡を
共軸対称にする。これにより、開口数が小さいことと相
まって、球面のみで良好に収差補正することができる。
が同軸上にあると隠蔽率が大きくなりすぎるため、2枚
の球面鏡は同軸上にないことが必須であり、それらの法
線は一致しないように配置されなければなら。しかし、
軸外しになっていると、前述のような欠点を有するの
で、2枚のハーフミラーを用いて、各球面鏡に入射する
軸上光線をその法線と一致させ、実質上2枚の球面鏡を
共軸対称にする。これにより、開口数が小さいことと相
まって、球面のみで良好に収差補正することができる。
【0008】反射光学系は原理的に色収差が発生しない
ことが特徴であり、そこに屈折系を挿入することは本来
望ましくないが、ハーフミラーを薄くすれば、実用上問
題のないレベルに色収差に抑えることができる。
ことが特徴であり、そこに屈折系を挿入することは本来
望ましくないが、ハーフミラーを薄くすれば、実用上問
題のないレベルに色収差に抑えることができる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照にして本発明の反射光学系
の実施例について説明する。図1は本発明の実施例1の
有限物体距離に対して構成した反射対物鏡の断面図であ
り、物点Oからの光は、その進行順に、ハーフミラーH
M1を透過、凸面鏡M1で反射、ハーフミラーHM1で
反射、ハーフミラーHM2で反射、凹面鏡M2で反射、
ハーフミラーHM2を透過し、像面Iに結像する。ハー
フミラーHM1、HM2は、簡単のため、厚さ0のハー
フミラーとしてある。凸面鏡M1、凹面鏡M2には、軸
上光線が垂直に入射するように配置され、またハーフミ
ラーHM1、HM2には入射角45°で入射するように
配置されている。この反射対物鏡の倍率は1×であり、
物体距離95mm、像距離250mm、物像間距離34
5mmである。また、視野数は18、開口数(NA)
0.025である。
の実施例について説明する。図1は本発明の実施例1の
有限物体距離に対して構成した反射対物鏡の断面図であ
り、物点Oからの光は、その進行順に、ハーフミラーH
M1を透過、凸面鏡M1で反射、ハーフミラーHM1で
反射、ハーフミラーHM2で反射、凹面鏡M2で反射、
ハーフミラーHM2を透過し、像面Iに結像する。ハー
フミラーHM1、HM2は、簡単のため、厚さ0のハー
フミラーとしてある。凸面鏡M1、凹面鏡M2には、軸
上光線が垂直に入射するように配置され、またハーフミ
ラーHM1、HM2には入射角45°で入射するように
配置されている。この反射対物鏡の倍率は1×であり、
物体距離95mm、像距離250mm、物像間距離34
5mmである。また、視野数は18、開口数(NA)
0.025である。
【0010】以下、ハーフミラーHM1の曲率半径をr
1 、r3 、凸面鏡M1の曲率半径をr2 、ハーフミラー
HM2の曲率半径をr4 、r6 、凹面鏡M2の曲率半径
をr5 とし、それの値を絶対値で示し、また、各面間の
間隔をd1 〜d5 とし、物体側から像側に光線が進む間
隔を正、像側から物体側に光線が進む間隔を負とする
と、実施例1の反射対物鏡の構成パラメータの値は次の
ようになる。
1 、r3 、凸面鏡M1の曲率半径をr2 、ハーフミラー
HM2の曲率半径をr4 、r6 、凹面鏡M2の曲率半径
をr5 とし、それの値を絶対値で示し、また、各面間の
間隔をd1 〜d5 とし、物体側から像側に光線が進む間
隔を正、像側から物体側に光線が進む間隔を負とする
と、実施例1の反射対物鏡の構成パラメータの値は次の
ようになる。
【0011】 r1 = ∞ r1 = 20.00000 r2 = 353.84615 r2 =-20.00000 r3 = ∞ r3 = 50.00000 r4 = ∞ r4 =-30.00000 r5 = 211.32076 r5 = 30.00000 r6 = ∞ 次に、図2、図3は、実施例1の反射対物鏡のミラーの
配置を多少変形したものの断面図であり、本質的には図
1のものと同じである。図2の場合は、ハーフミラーH
M1で反射した光線が、まずハーフミラーHM2を通過
し、凹面鏡M2で反射後、ハーフミラーHM2で反射す
るようにしたものであり、軸上光線は同様にハーフミラ
ーHM1、HM2に入射角45°で入射する。これに対
して、図3の場合は、ミラーの配置は図1と同様である
が、ハーフミラーHM1、HM2に対する軸上光線の入
射角が30°となるように、ハーフミラーHM1、HM
2の法線の光軸に対する傾きを30°にしてあり、この
配置は、色収差の発生量を小さくできるという特徴を有
している。
配置を多少変形したものの断面図であり、本質的には図
1のものと同じである。図2の場合は、ハーフミラーH
M1で反射した光線が、まずハーフミラーHM2を通過
し、凹面鏡M2で反射後、ハーフミラーHM2で反射す
るようにしたものであり、軸上光線は同様にハーフミラ
ーHM1、HM2に入射角45°で入射する。これに対
して、図3の場合は、ミラーの配置は図1と同様である
が、ハーフミラーHM1、HM2に対する軸上光線の入
射角が30°となるように、ハーフミラーHM1、HM
2の法線の光軸に対する傾きを30°にしてあり、この
配置は、色収差の発生量を小さくできるという特徴を有
している。
【0012】この実施例1の性能を波面収差で表すと、
軸上で0.001、最軸外で0.025であり、非常に
良好に収差補正されていることが分る(厚さ0のハーフ
ミラーHM1、HM2での計算なので、色収差はない。
なお、計算は波長546.07nmで行った。)。
軸上で0.001、最軸外で0.025であり、非常に
良好に収差補正されていることが分る(厚さ0のハーフ
ミラーHM1、HM2での計算なので、色収差はない。
なお、計算は波長546.07nmで行った。)。
【0013】次に、図4は、実施例2の結像鏡あるいは
無限遠物点に対する対物鏡の断面図であり、無限遠から
くる平行光Lは、その進行順に、ハーフミラーHM1を
透過、凹面鏡M1′で反射、ハーフミラーHM1で反
射、ハーフミラーHM2で反射、凸面鏡M2′で反射、
ハーフミラーHM2を透過し、像面Iに結像する。ハー
フミラーHM1、HM2は、簡単のため、厚さ0のハー
フミラーとしてある。凹面鏡M1′、凸面鏡M2′に
は、軸上光線が垂直に入射するように配置され、またハ
ーフミラーHM1、HM2には入射角45°で入射する
ように配置されている。この反射結像鏡の焦点距離は1
80mm、像距離145mm、視野数は10、入射瞳径
は9である。
無限遠物点に対する対物鏡の断面図であり、無限遠から
くる平行光Lは、その進行順に、ハーフミラーHM1を
透過、凹面鏡M1′で反射、ハーフミラーHM1で反
射、ハーフミラーHM2で反射、凸面鏡M2′で反射、
ハーフミラーHM2を透過し、像面Iに結像する。ハー
フミラーHM1、HM2は、簡単のため、厚さ0のハー
フミラーとしてある。凹面鏡M1′、凸面鏡M2′に
は、軸上光線が垂直に入射するように配置され、またハ
ーフミラーHM1、HM2には入射角45°で入射する
ように配置されている。この反射結像鏡の焦点距離は1
80mm、像距離145mm、視野数は10、入射瞳径
は9である。
【0014】実施例2の反射結像鏡の構成パラメータの
値は、実施例1と同様な記号を用いると、次のようにな
る。
値は、実施例1と同様な記号を用いると、次のようにな
る。
【0015】 r1 = ∞ r1 = 15.0000 r2 = 900.0000 r2 =-15.0000 r3 = ∞ r3 = 20.00000 r4 = ∞ r4 =-15.00000 r5 = 533.3333 r5 = 15.00000 r6 = ∞ この実施例2の性能を波面収差で表すと、軸上で0.0
00、最軸外で0.007であり、非常に良好に収差補
正されていることが分る(厚さ0のハーフミラーHM
1、HM2での計算なので、色収差はない。なお、計算
は波長546.07nmで行った。)。なお、実施例2
の場合も、実施例1と同様、図2、図3のようにミラー
の配置を変更することができる。
00、最軸外で0.007であり、非常に良好に収差補
正されていることが分る(厚さ0のハーフミラーHM
1、HM2での計算なので、色収差はない。なお、計算
は波長546.07nmで行った。)。なお、実施例2
の場合も、実施例1と同様、図2、図3のようにミラー
の配置を変更することができる。
【0016】次に、ハーフミラーHM1、HM2に厚さ
を持たせたときの性能について説明する。ハーフミラー
HM1、HM2の厚さによる色収差発生量は、開口数、
波長、角度等の仕様によって異なり、また、ハーフミラ
ーHM1、HM2の材質によってもかなり異なる。ここ
では、実施例2で使用波長を546.07nm、43
5.84nm、365.01nmとしたときの計算値を
示すに止める。
を持たせたときの性能について説明する。ハーフミラー
HM1、HM2の厚さによる色収差発生量は、開口数、
波長、角度等の仕様によって異なり、また、ハーフミラ
ーHM1、HM2の材質によってもかなり異なる。ここ
では、実施例2で使用波長を546.07nm、43
5.84nm、365.01nmとしたときの計算値を
示すに止める。
【0017】図5は、ハーフミラーHM1、HM2を
0.1mm厚のガラスBK7で構成したときの横収差図
であり、像高0、像高5の波面収差は、0.006、
0.007である。また、図6は、ハーフミラーを1m
m厚のガラスBK7で構成したときの横収差図であり、
像高0、像高5の波面収差は、0.056、0.057
である。さらに、図7は、ハーフミラーを1mm厚のC
YTOP((株)旭硝子製フッ素樹脂、nd =1.3
4、アッべ数90)としたときの横収差図であり、像高
0、像高5の波面収差は、0.042、0.043であ
る。これらから、仕様にもよるが、ハーフミラーHM
1、HM2として、1mm厚以下で、できるだけ屈折率
が小さく、アッベ数の大きな材料を用いれば、実用上色
収差はそれほど問題にならないことが分る。また、前述
のように、実施例2の場合も、ハーフミラーHM1、H
M2の法線と光軸のなす角度を小さくすればするほど、
好ましいことは言うまでもない。
0.1mm厚のガラスBK7で構成したときの横収差図
であり、像高0、像高5の波面収差は、0.006、
0.007である。また、図6は、ハーフミラーを1m
m厚のガラスBK7で構成したときの横収差図であり、
像高0、像高5の波面収差は、0.056、0.057
である。さらに、図7は、ハーフミラーを1mm厚のC
YTOP((株)旭硝子製フッ素樹脂、nd =1.3
4、アッべ数90)としたときの横収差図であり、像高
0、像高5の波面収差は、0.042、0.043であ
る。これらから、仕様にもよるが、ハーフミラーHM
1、HM2として、1mm厚以下で、できるだけ屈折率
が小さく、アッベ数の大きな材料を用いれば、実用上色
収差はそれほど問題にならないことが分る。また、前述
のように、実施例2の場合も、ハーフミラーHM1、H
M2の法線と光軸のなす角度を小さくすればするほど、
好ましいことは言うまでもない。
【0018】以上、本発明の反射光学系を実施例に基づ
いて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定され
ず種々の変形が可能である。
いて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定され
ず種々の変形が可能である。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の反射光学系によると、小さい開口数でも、隠蔽率が0
で、かつ、球面鏡のみで良好に収差補正された反射光学
系を得ることができる。
の反射光学系によると、小さい開口数でも、隠蔽率が0
で、かつ、球面鏡のみで良好に収差補正された反射光学
系を得ることができる。
【図1】本発明の実施例1の反射対物鏡の断面図であ
る。
る。
【図2】実施例1の変形の断面図である。
【図3】実施例1の別の変形の断面図である。
【図4】実施例2の反射結像鏡の断面図である
【図5】実施例2のハーフミラーを0.1mm厚のガラ
スBK7で構成したときの横収差図である。
スBK7で構成したときの横収差図である。
【図6】ハーフミラーを1mm厚のガラスBK7で構成
したときの横収差図である。
したときの横収差図である。
【図7】ハーフミラーを1mm厚のフッ素樹脂で構成し
たときの横収差図である。
たときの横収差図である。
O…物点 I…像面 L…平行光 M1…凸面鏡 M2…凹面鏡 HM1、HM2…ハーフミラー M1′…凹面鏡 M2′…凸面鏡
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年5月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような状
況に鑑みてなされたものであり、その目的は、小さい開
口数の光学系でも、小鏡による隠蔽率が0で、かつ、球
面鏡のみで良好に収差補正がされた反射光学系を提供す
ることである。
況に鑑みてなされたものであり、その目的は、小さい開
口数の光学系でも、小鏡による隠蔽率が0で、かつ、球
面鏡のみで良好に収差補正がされた反射光学系を提供す
ることである。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】以下、ハーフミラーHM1の曲率半径をr
1 、r3 、凸面鏡M1の曲率半径をr2 、ハーフミラー
HM2の曲率半径をr4 、r6 、凹面鏡M2の曲率半径
をr5 とし、それの値を絶対値で示し、また、各面間の
間隔をd1 〜d5 とし、物体側から像側に向かって、又
は、それに垂直な上方に向かって光線が進む時の間隔を
正に、像側から物体側に向かって、又は、それに垂直な
下方に向かって光線が進む時の間隔を負に、夫々設定す
ると、実施例1の反射対物鏡の構成パラメータの値は次
のようになる。
1 、r3 、凸面鏡M1の曲率半径をr2 、ハーフミラー
HM2の曲率半径をr4 、r6 、凹面鏡M2の曲率半径
をr5 とし、それの値を絶対値で示し、また、各面間の
間隔をd1 〜d5 とし、物体側から像側に向かって、又
は、それに垂直な上方に向かって光線が進む時の間隔を
正に、像側から物体側に向かって、又は、それに垂直な
下方に向かって光線が進む時の間隔を負に、夫々設定す
ると、実施例1の反射対物鏡の構成パラメータの値は次
のようになる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】 r1 = ∞ d1 = 20.00000 r2 = 353.84615 d2 =-20.00000 r3 = ∞ d3 = 50.00000 r4 = ∞ d4 =-30.00000 r5 = 211.32076 d5 = 30.00000 r6 = ∞ 次に、図2、図3は、実施例1の反射対物鏡のミラーの
配置を多少変形したものの断面図であり、本質的には図
1のものと同じである。図2の場合は、ハーフミラーH
M1で反射した光線が、まずハーフミラーHM2を通過
し、凹面鏡M2で反射後、ハーフミラーHM2で反射す
るようにしたものであり、軸上光線は同様にハーフミラ
ーHM1、HM2に入射角45°で入射する。これに対
して、図3の場合は、ミラーの配置は図1と同様である
が、ハーフミラーHM1、HM2に対する軸上光線の入
射角が30°となるように、ハーフミラーHM1、HM
2の法線の光軸に対する傾きを30°にしてあり、この
配置は、色収差の発生量を小さくできるという特徴を有
している。
配置を多少変形したものの断面図であり、本質的には図
1のものと同じである。図2の場合は、ハーフミラーH
M1で反射した光線が、まずハーフミラーHM2を通過
し、凹面鏡M2で反射後、ハーフミラーHM2で反射す
るようにしたものであり、軸上光線は同様にハーフミラ
ーHM1、HM2に入射角45°で入射する。これに対
して、図3の場合は、ミラーの配置は図1と同様である
が、ハーフミラーHM1、HM2に対する軸上光線の入
射角が30°となるように、ハーフミラーHM1、HM
2の法線の光軸に対する傾きを30°にしてあり、この
配置は、色収差の発生量を小さくできるという特徴を有
している。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】 r1 = ∞ d1 = 15.0000 r2 = 900.0000 d2 =-15.0000 r3 = ∞ d3 = 20.00000 r4 = ∞ d4 =-15.00000 r5 = 533.3333 d5 = 15.00000 r6 = ∞ この実施例2の性能を波面収差で表すと、軸上で0.0
00、最軸外で0.007であり、非常に良好に収差補
正されていることが分る(厚さ0のハーフミラーHM
1、HM2での計算なので、色収差はない。なお、計算
は波長546.07nmで行った。)。なお、実施例2
の場合も、実施例1と同様、図2、図3のようにミラー
の配置を変更することができる。
00、最軸外で0.007であり、非常に良好に収差補
正されていることが分る(厚さ0のハーフミラーHM
1、HM2での計算なので、色収差はない。なお、計算
は波長546.07nmで行った。)。なお、実施例2
の場合も、実施例1と同様、図2、図3のようにミラー
の配置を変更することができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 2枚の球面鏡と2枚のハーフミラーによ
り構成され、前記2枚の球面鏡の法線は相互に一致しな
いように配置され、かつ、各球面鏡に入射する軸上光線
が各球面鏡の法線に一致するように配置されていること
を特徴とする反射光学系。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4100786A JPH05297277A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 反射光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4100786A JPH05297277A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 反射光学系 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05297277A true JPH05297277A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=14283142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4100786A Withdrawn JPH05297277A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 反射光学系 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05297277A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19748503B4 (de) * | 1997-06-02 | 2005-10-06 | Mitsubishi Denki K.K. | Projektionsbelichtungsgerät und Projektionsbelichtungsverfahren |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP4100786A patent/JPH05297277A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19748503B4 (de) * | 1997-06-02 | 2005-10-06 | Mitsubishi Denki K.K. | Projektionsbelichtungsgerät und Projektionsbelichtungsverfahren |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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