(57)【要約】【課題】大気分散補正に伴って発生する色収差とコマ収差をバランス良く小さくすることで、大きな視野角でも良好な結像性能を得ることができる主焦点補正光学系および反射望遠鏡を提供する。【解決手段】大気分散補正手段を有する主焦点補正光学系であって、互いに異なる波長領域の光を観察する場合には、前記大気分散補正手段の位置を光軸垂直方向に互いに異ならせる。【選択図】図１
2014174310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気分散補正手段を有する主焦点補正光学系であって、
互いに異なる波長領域の光を観察する場合には、前記大気分散補正手段の位置を光軸垂直方向に互いに異ならせることを特徴とする主焦点補正光学系。
【請求項２】
可視域の光を観察する場合に比べ、可視域より長い波長領域の光を観察する場合には、前記大気分散補正手段の前記光軸垂直方向の位置を光軸に近づく側もしくは光軸位置とすることを特徴とする請求項１に記載の主焦点補正光学系。
【請求項３】
前記可視域の光を観察する場合に、前記可視域の異なる波長領域で前記大気分散補正手段の位置を光軸垂直方向に互いに異ならせることを特徴とする請求項２に記載の主焦点補正光学系。
【請求項４】
前記可視域の光を観察する場合に、前記可視域の異なる波長領域で前記大気分散補正手段の位置を光軸垂直方向で同じにすることを特徴とする請求項２に記載の主焦点補正光学系。
【請求項５】
前記可視域より長い波長領域として９７０ｎｍ〜１０７０ｎｍの波長領域の光を観察する場合には、前記大気分散補正手段の前記光軸垂直方向の位置を前記光軸位置とすることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の主焦点補正光学系。
【請求項６】
前記大気分散補正手段は、屈折率差が０．０１より大きい２種類の光学ガラス材料から成る複合レンズであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の主焦点補正光学系。
【請求項７】
前記複合レンズは、片面が平面の正レンズと、片面が平面の負レンズを備えることを特徴とする請求項６に記載の主焦点補正光学系。
【請求項８】
前記正レンズと前記負レンズを接合させたことを特徴とする請求項７に記載の主焦点補正光学系。
【請求項９】
光軸方向で前記大気分散補正手段の前後に非球面を備えるレンズを有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の主焦点補正光学系。
【請求項１０】
主鏡と、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の主焦点補正光学系と、を有することを特徴とする反射望遠鏡。
【請求項１１】
互いに異なる波長領域の光を観察する場合には、前記主焦点補正光学系と前記主鏡との光軸方向の間隔を変化させることを特徴とする請求項１０に記載の反射望遠鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型反射望遠鏡の主鏡の収差補正のための主焦点補正光学系及びそれを用いた反射望遠鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
天体観測において、観測光軸が大気層に垂直となる天頂（天頂角０°）の観測以外の観測では、大気層における大気分散に起因して、星像に光の波長によるずれが生ずる。このような大気分散を補正する機能を備えた反射望遠鏡用の主焦点補正光学系が、特許文献１に開示されている。特許文献１では、互いに分散の異なる材料で構成された一対のレンズで構成された複合レンズを光軸垂直方向に変位(直線変位もしくは回転変位）させることにより、大気分散の補正を行っている。
【０００３】
さらに、特許文献２では、レンズ系全体の小型化を達成しつつ、大気分散による色収差と主鏡の収差の双方を良好に補正し、広視野かつ高分解能を満足する反射望遠鏡を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２３０２７４号公報
【特許文献２】特開２００９−２２３０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の主焦点補正光学系を用いた反射望遠鏡の視野角は０．５°であってレンズ有効径が小さいため、８７０ｎｍより大きい長波長領域における複合レンズの屈折率差が小さい硝子を均質に製造することができた。これにより、大気分散の補正を行う複合レンズを光軸垂直方向に変位する際、外側の両面はほぼ平面となって平板レンズに近いためにプリズム効果は非常に小さく、複合レンズを偏心させても主鏡も含めた補正光学系のコマ収差への影響は小さかった。
【０００６】
近年、望遠鏡の更なるサーベイ能力の向上が望まれており、そのために主焦点補正光学系の更なる広視野化が求められているものの、広視野化に伴ってレンズ径が拡大される傾向があり、複合レンズの屈折率差が小さい硝子による製造は困難な状況にある。
【０００７】
このため、広視野化を図った特許文献２において、複合レンズの屈折率差は大きくなる。このような特許文献２において、特許文献１のように、大気分散補正用の複合レンズの移動量は各波長領域で同量と考えられていた。このような従来例で、大気分散の補正を行う複合レンズは、主鏡も含めた反射望遠鏡の収差補正を兼ねており、複合レンズを光軸垂直方向に変位させる際に、複合レンズを偏心させて発生するコマ収差の影響が大きく残って、結像性能の劣化をもたらすことがあった。
【０００８】
本発明の目的は、大気分散補正に伴って発生する色収差とコマ収差をバランス良く小さくすることで、大きな視野角でも良好な結像性能を得ることができる主焦点補正光学系および反射望遠鏡を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る主焦点補正光学系は、大気分散補正手段を有する主焦点補正光学系であって、互いに異なる波長領域の光を観察する場合には、前記大気分散補正手段の位置を光軸垂直方向に互いに異ならせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、大気分散補正に伴って発生する色収差とコマ収差をバランス良く小さくすることで、大きな視野角でも良好な結像性能を得ることができる主焦点補正光学系および反射望遠鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る主焦点補正光学系の詳細構成図、（ｂ）は観測波長領域によらず、大気分散補正用の複合レンズの変位量が一定の場合にＤ８０スポット直径として各観測波長領域内で画角中の最も大きな数値を示した図、（ｃ）は観測波長領域毎に、大気分散補正用の複合レンズの変位量を変えた場合にＤ８０スポット直径として各観測波長領域内で画角中の最も大きな数値を示した図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る主焦点補正光学系を有する反射望遠鏡の要部概略図である。
【図３】従来例（特許文献１）で使用される複合レンズの屈折率と波長の関係を表す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態で使用される複合レンズの屈折率と波長の関係を表す図である。
【図５】第１の実施形態に係る主焦点補正光学系を有する反射望遠鏡としての天体望遠鏡における天頂角３０°、波長領域５７０〜６７０ｎｍ、大気分散補正用の複合レンズの光軸垂直方向の変位が０ｍｍの場合の横収差図である。
【図６】第１の実施形態に係る主焦点補正光学系を有する反射望遠鏡としての天体望遠鏡における天頂角３０°、波長領域５７０〜６７０ｎｍ、大気分散補正用複合レンズの移動が２１ｍｍの場合の横収差図である。
【図７】第１の実施形態に係る主焦点補正光学系を有する反射望遠鏡としての天体望遠鏡における天頂角３０°、長波長領域９７０〜１０７０ｎｍ、大気分散補正用複合レンズの移動が２１ｍｍの場合の横収差図である。
【図８】第１の実施形態に係る主焦点補正光学系を有する反射望遠鏡としての天体望遠鏡における天頂角３０°、長波長領域９７０〜１０７０ｎｍ、大気分散補正用複合レンズの移動が０ｍｍの場合の横収差図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、観測波長領域毎に大気分散補正用の複合レンズの変位量を変えた異なる実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
《第１の実施形態》
（反射望遠鏡）
図２は、本発明の実施形態に係る主焦点補正光学系１００と、主鏡Ｍ１を有する反射望遠鏡の要部概略図である。主鏡Ｍ１は凹形状の回転双曲面であって、後述する主焦点補正光学系１００は主鏡Ｍ１の焦点近傍に配置され、主鏡Ｍ１によって発生する収差を補正する。天体からの光束は、図中右方から主鏡Ｍ１に入射し、主鏡Ｍ１で反射したあとに主焦点補正光学系１００を介して結像する。したがって、図２中で主焦点補正光学系１００に対して左側が主鏡側、右側が像面側となる。
【００１４】
（主焦点補正光学系）
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る主焦点補正光学系１００の構成をより詳細に示す図である。主焦点補正光学系１００は、レンズＬ１１〜Ｌ１５、大気分散補正手段として光軸垂直方向に変位可能な複合レンズＡ１（レンズＡ１１、Ａ１２から成る）を有している。Ｆ１は、観測波長領域を選択するために光路内に挿脱可能なバンドパスフィルタ（単数枚もしくは複数枚）と撮像素子デュワーの窓材の厚みに相当する平行平面板である。Ｃ１は像面に設けられる撮像素子（ＣＣＤ）である。
【００１５】
前述の複合レンズＡ１は、互いに異なる波長領域の光を観察する場合、つまりバンドパスフィルタを挿脱したり切り替えたりした場合には、それに連動して光軸垂直方向に変位する（或いはチルトする）。
【００１６】
主焦点補正光学系１００において、Ｌ１１は主鏡Ｍ１に最も近いレンズであって、曲率中心を像面側に向けたメニスカス凸単レンズである。また、Ｌ１２は固定された凹単レンズ、Ｌ１３は固定された両凹単レンズ、Ｌ１４は曲率中心を像面側に向けた固定されたメニスカス凸単レンズ、Ｌ１５は固定された凸単レンズである。
【００１７】
（大気分散補正手段）
大気分散補正手段としての複合レンズＡ１は、不図示の変位機構で光軸垂直方向（図の矢印方向）に変位されて、大気分散による色収差の影響を抑える。
【００１８】
屈折率差が０．０１より大きい２種類の光学ガラス材料（屈折率が近く互いに分散が異なる）を用いる複合レンズＡ１は、一対のレンズである負レンズＡ１１（片面が平面）、正レンズＡ１２（片面が平面）が、僅かの空気層を隔てて近接配置されるレンズである。具体的には、レンズＡ１１を構成する光学ガラス材料の屈折率ｎｄが１．５１６３３、アッベ数νｄが６４．２である。また、レンズＡ１２を構成する光学ガラス材料の屈折率ｎｄが１．５３１７２、アッベ数νｄが４９．０である。
【００１９】
なお、屈折率ｎｄはｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率である。アッベ数νｄは以下によって定義される。
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
但し、ｎｄ：ｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
ｎＦ：Ｆ線（４８６．１ｎｍ）に対する屈折率
ｎＣ：Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する屈折率
これらの光学ガラスを組み合せた複合レンズＡ１に対し、観測波長領域毎に光軸垂直方向に変位させる量を調整することで、良好な結像性能を得ることができる。なお、複合レンズＡ１は、負レンズＡ１１（片面が平面）、正レンズＡ１２（片面が平面）を接合しても上記と同様の効果が得られる。
【００２０】
（数値データ）
次に、本実施形態に係る主焦点補正光学系を用いた反射望遠鏡の数値データを表１に示す。表中、Ｒは近軸曲率半径、ｄは面間隔を表す。レンズ材料には、石英と３種類の光学ガラスを用いている。詳細には、石英（ＳＩＬＩＣＡ）は屈折率ｎｄが１．４５８４６、アッベ数νｄが６７．８、光学ガラスＢＳＬ７Ｙは屈折率ｎｄが１．５１６３３、アッベ数νｄが６４．２、光学ガラスＰＢＬ１Ｙは屈折率ｎｄが１．５４８１４、アッベ数νｄが４５．８である。
【００２１】
表中の光学ガラス名は（株）オハラのガラス名を使用したが、他の同等品を使用してもよい。また、表中、大気分散補正用の複合レンズＡ１は、ＡＤＣ（Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒの意）と記している。
【００２２】
なお、表１に示すように、本実施形態の主焦点補正光学系１００は、大気分散補正手段としての複合レンズＡ１の前後に非球面を備えるレンズを有し、全体として５つの非球面を有する。非球面形状は、光軸方向にｚ軸、光軸と垂直方向にｈ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐係数、Ａ〜Ｇを４次〜１６次の非球面係数としたとき、以下の式で表される。
【００２３】
【数１】
2014174310.tif 000003
【００２４】
また、表中のｆは主鏡Ｍ１と主焦点補正光学系１００の合成焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角、２ωは全画角（視野角）を表す。
[表１]
f = 18469.4mm   FNO = 2.25   2ω= 1.5°
面番号    曲率半径Ｒ            面間隔ｄ    材質    有効径
1(主鏡)  30000.0000（非球面）   13455.0000             8200.0
2         759.2795             100.0000    SILICA      820.0
3         1442.2757（非球面）   356.7440               801.0
4        -3146.4752（非球面）    48.0000    BSL7Y     320.8
5          666.0674             345.0447               574.6
6(ADC)         平面             40.0000    BSL7Y     611.0
7(ADC)     1018.0000             3.0000               611.0
8(ADC)    1000.0000              82.0000    PBL1Y    611.9
9(ADC)         平面             266.2104              611.2
10        -847.8200（非球面）     40.0000    PBL1Y    552.2
11        9403.3249              90.00000              568.9
12        479.7581（非球面）    100.0000    BSL7Y     628.0
13        2779.4794              100.0000              628.0
14        2949.3830             90.0000    SILICA      616.0
15       -1301.8424（非球面）     132.0000             616.0
16(Filter)     ∞                 30.0000    SILICA     520.6
17(Filter)     ∞                 20.0000               510.3
18 像面      ∞                    ---       ---        500.3
（非球面）
面         ｋ          A (４次)       B（６次）       C（８次）
1      -1.00835       0.00000        0.00000         0.00000
D（１０次）     E（１２次）     F（１４次）    G（１６次）
0.00000         0.00000         0.00000         0.00000
面         ｋ         A (４次)       B（６次）       C（８次）
3     -0.12028      -1.5869E-11     -7.1298E-17      -6.32850E-22
D（１０次）     E（１２次）     F（１４次）     G（１６次）
7.5967E-27     -4.7685E-32      1.6478E-37      -2.3746E-43
面        ｋ          A (４次)       B（６次）       C（８次）
4     0.00000      7.0924E-11    2.0156E-16        2.8380E-21
D（１０次）     E（１２次）     F（１４次）     G（１６次）
-4.9347E-26     4.3490E-31    -1.9665E-36       3.4838E-42
面            ｋ         A (４次)       B（６次）       C（８次）
10      0.00000      2.5778E-09     -4.5673E-14     5.9402E-18
D（１０次）     E（１２次）     F（１４次）     G（１６次）
-7.5966E-24    7.0748E-28      -4.1198E-34     1.1015E-39
面            ｋ         A (４次)        B（６次）       C（８次）
12      0.00000     -4.2039E-09     3.3599E-14     -4.7502E-19
D（１０次）     E（１２次）     F（１４次）     G（１６次）
5.2498E-23    -4.3104E-29     2.1483E-34      -4.8185E-40
面           ｋ         A (４次)       B（６次）       C（８次）
15     0.00000     -1.2031E-09     8.1762E-15      -1.8558E-19
D（１０次）     E（１２次）     F（１４次）     G（１６次）
3.5518E-24     -3.9791E-29     2.4323E-34      -6.2202E-40
（複合レンズの屈折率と通過光の波長）
１）視野角が小さい場合
図３は、従来技術（特許文献１）の場合に使用された複合レンズ（ＰＢＭ５とＢＳＭ１４）の屈折率と、通過光の波長の関係を表している。具体的には、光学ガラスＰＢＭ５は屈折率ｎｄが１．６０３４２、アッベ数νｄが３８．０、屈折率差が０．０１より小さい
光学ガラスＢＳＭ１４は、屈折率ｎｄが１．６０３１１２、アッベ数νｄが６０．６である。具体的な光学ガラスとしては、（株）オハラの光学ガラスｂｓｍ１４と光学ガラスｐｂｍ５を使用したが、他の同等品を使用しても良い。このように、長波長領域（波長が８７０ｎｍより大きい）で屈折率差が小さい硝子を大気分散補正手段としての複合レンズＡ１に使用することで、長波長領域（波長が８７０ｎｍより大きい）での観測におけるコマ収差の補正や他収差とのバランスを取っている。
【００２５】
２）視野角が大きい場合
図４は、本実施形態で使用した複合レンズ（（株）オハラの光学ガラスＢＳＬ７ＹとＰＢＬ１Ｙ）の屈折率と通過光の波長の関係を表している。具体的には、光学ガラスＢＳＬ７Ｙは屈折率ｎｄが１．５１６３３、アッベ数νｄが６４．２、屈折率差が０．０１より大きい光学ガラスＰＢＬ１Ｙは屈折率ｎｄが１．５４８１４、アッベ数νｄが４５．８である。
【００２６】
具体的な光学ガラスとして、（株）オハラの光学ガラスＢＳＬ７Ｙと光学ガラスＰＢＬ１Ｙを使用したが、他の同等品を使用しても良い。本実施形態の場合、大口径かつ均質性の優れたガラスが製造可能であって、長波長領域で屈折率差の小さい硝子を選択することが困難であるため、複合レンズとしては屈折率差の大きい硝子を使用する必要がある。
【００２７】
（視野角が大きい場合の色収差とコマ収差のバランス）
１）短波長領域５７０〜６７０ｎｍで複合レンズの変位量０ｍｍの場合
図５は、本実施形態に係る天体望遠鏡において、天頂角６０°、波長領域５７０〜６７０ｎｍ（５７０ｎｍ、６２０ｎｍ、６７０ｎｍ）で、大気分散補正用の複合レンズの変位量を０ｍｍとした場合の横収差図である。大気の分散により、色収差が大きく発生しているため、結像性能は劣化する。なお、天頂角については、真上を観測するとき０°とする。
【００２８】
図５で、Ｅｙはメリディオナル面（物点と光軸を含む面）における横収差、Ｅｘはサジタル面（メリディオナル面に垂直であって主光線を含む面）における横収差であり、図の左上に示されるものは最軸外（０、−０．７５）の横収差である。また、図の右上に示されるものは、最軸外（０、＋０．７５）の横収差、図の中心部に示されるものは、物点が光軸位置（軸上位置）からの光束の横収差である。また、図の左下に示すように、実線は波長が０．６７０μｍ（６７０ｎｍ）の場合、破線（間隙大）は波長が０．６２０μｍ（６２０ｎｍ）の場合、破線（間隙小）は波長が０．５７０μｍ（５７０ｎｍ）の場合である。
【００２９】
２）短波長領域５７０〜６７０ｎｍで複合レンズの変位量２１ｍｍの場合
図６は、本実施形態に係る天体望遠鏡において、天頂角６０°、短波長領域５７０〜６７０ｎｍ（５７０ｎｍ、６２０ｎｍ、６７０ｎｍ）で、大気分散補正用の複合レンズの変位量を２１ｍｍとした場合の横収差図である。大気の分散により、色収差が大きく発生しているが、屈折率差が大きい大気分散補正用の複合レンズを光軸垂直に変位させることで、逆方向の色収差を発生させることで色収差に係る結像性能を改善している。
【００３０】
ここで、屈折率差がある大気分散補正用の複合レンズを偏心させているため、コマ収差が発生するが、大気分散補正の効果が大きいため、結像性能の大幅な劣化には至っていない。
【００３１】
３）長波長領域９７０〜１０７０ｎｍで複合レンズの変位量２１ｍｍの場合
図７は、本実施形態に係る天体望遠鏡において、天頂角６０°、長波長領域９７０〜１０７０ｎｍ（９７０ｎｍ、１０２０ｎｍ、１０７０ｎｍ）で、大気分散補正用の複合レンズの変位量を２１ｍｍとした場合の横収差図である。大気の分散により、色収差は短波長時と比較して小さい。しかし、図４のように、大気分散補正用の複合レンズを長波長領域で屈折率差の大きい硝子の組合せを選択することにより、屈折率差がある大気分散補正用の複合レンズを偏心させていることで、コマ収差が大きく発生している。そのため、結像性能は劣化する。
【００３２】
このように、長波長領域での観測時には、大気分散による収差の変動が小さいにも関わらず、複合レンズＡ１の移動量を短波長領域での観測時と同量にすると、レンズを偏心させたことによるコマ収差が主に発生する。
【００３３】
４）長波長領域９７０〜１０７０ｎｍで複合レンズの変位量０ｍｍの場合
図８は、本実施形態に係る天体望遠鏡において、天頂角６０°、長波長領域９７０〜１０７０ｎｍ（９７０ｎｍ、１０２０ｎｍ、１０７０ｎｍ）で、大気分散補正用の複合レンズの変位量を０ｍｍとした場合の横収差図である。大気の分散により、色収差は短波長測定時と比較して小さい。これに対応して大気分散補正用の複合レンズの移動量を０にすることにより、屈折率差がある大気分散補正用の複合レンズを偏心させる場合のコマ収差は発生しない。
【００３４】
（観測波長領域と複合レンズの変位量）
観測波長領域の区切り方は、天体望遠鏡のユーザーである観測者が仕様を決めるものであり、波長間で連続的でなくとも良く、ここでは以下に示す図１（ｂ）、図１（ｃ）では５つの波長領域で区切っている。即ち、４２０ｎｍ〜５３０ｎｍ、５７０ｎｍ〜６７０ｎｍ、７１０ｎｍ〜８２０ｎｍ、８７０ｎｍ〜９６０ｎｍ、９７０ｎｍ〜１０７０ｎｍの波長領域で区切っている。
【００３５】
図１（ｂ）は、大気分散補正用の複合レンズＡ１の光軸垂直方向の変位量を、観測時の波長領域によらず一定とした場合に、Ｄ８０スポット直径として各観測波長領域内の最も大きな数値を示した図である。ここで、Ｄ８０スポット直径とは、像面上で光束の８０％のエネルギーが含まれるスポット直径である。なお、図１（ｂ）では、大気分散補正用の複合レンズＡ１の光軸垂直方向変位の他、後述する主焦点補正光学系１００の光軸方向の変位を行った結果としてのＤ８０スポット直径を示している。
【００３６】
図１（ｂ）で、大気分散補正用の複合レンズＡ１の一定変位量の絶対値は、波長４２０〜７２０ｎｍの波長領域での平均的な変位量を考慮して２１ｍｍに設定している。図１（ｂ）の場合、Ｄ８０スポット直径は、短い側の観測波長領域より順に２０．３０μｍ、１７．４４μｍ、１７．７４μｍ、１８．５２μｍ、２２．００μｍとなっている。
【００３７】
ここで、図１（ｃ）に示すように、大気分散補正用の複合レンズＡ１の光軸垂直方向の変位量を、観測時の波長領域により異なる値とした場合、Ｄ８０スポット直径は、以下のようになる。即ち、短い側の観測波長領域より順に１９．５２μｍ、１７．４４μｍ、１７．７２μｍ、１６．７０μｍ、１８．４６μｍと、各波長領域で図１（ｂ）の値より小さい値となるか等しい値（１７．４４μｍ）となる。なお、図１（ｃ）でも、大気分散補正用の複合レンズＡ１の光軸垂直方向変位の他、後述する主焦点補正光学系１００の光軸方向の変位を行った結果としてのＤ８０スポット直径を示している。
【００３８】
このように、本実施形態では、観測波長領域毎に大気分散補正用の複合レンズの変位量を決定し変位させることで、大気分散補正に伴って発生する色収差とコマ収差をバランス良く小さくすることで、良好な結像性能を得ることができる。
【００３９】
（球面収差およびフォーカス誤差の抑制）
本実施形態では、色収差とコマ収差以外の球面収差およびフォーカス誤差を抑えるために、主鏡と主焦点補正光学系の光軸方向間隔の微調整を行う。即ち、主焦点補正光学系１００を全体的に光軸方向に変位させ、主鏡Ｍ１との光軸方向の間隔を図１（ｃ）に示すように変化（微調整）させている。具体的には、観察する波長領域に応じて、主焦点補正光学系１００の主鏡側レンズＬ１１と主鏡Ｍ１との光軸方向の間隔を基準の１３４５５ｍｍに対して、微調整させる。色収差とコマ収差以外の球面収差およびフォーカス誤差も小さくすることで、Ｄ８０スポット直径は上述したように小さくなる。
【００４０】
以上、本実施形態によれば、大気分散補正に伴って発生する色収差とコマ収差、主鏡の収差をバランス良く小さくすることで、大きな視野角でも良好な結像性能を得ることができる主焦点補正光学系および反射望遠鏡を提供することができる。
【００４１】
（変形例）
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。
【００４２】
（変形例１）
上述した実施形態では、可視域の光を観察する場合に、可視域の異なる波長領域（図１（ｃ）における４２０ｎｍ〜５３０ｎｍ、５７０ｎｍ〜６７０ｎｍ）で大気分散補正手段としての複合レンズＡ１の位置を光軸垂直方向に互いに異ならせた。しかしながら、可視域の光を観察する場合に、図９（ａ）のように、複合レンズＡ１の位置を光軸垂直方向で同じとしても良い。即ち、図９（ａ）では、４２０ｎｍ〜５３０ｎｍ、５７０ｎｍ〜６７０ｎｍで共通の変位量（２１ｍｍ）にすることができる。
【００４３】
（変形例２）
また、図９（ｂ）に示すように、可視域の光を観察する場合に比べ、可視域より長い波長領域の光を観察する場合には、大気分散補正手段の光軸垂直方向の位置を光軸に近づく側もしくは光軸位置とすることができる。即ち、４２０ｎｍ〜５３０ｎｍ、５７０ｎｍ〜６７０ｎｍの可視域の光を観察する場合の変位量２１ｍｍに比べ、可視域より長い波長領域である８７０ｎｍ〜１０７０ｎｍで変位量を３ｍｍもしくは０ｍｍにすることができる。
【００４４】
（変形例３）
上述した実施形態では、大気分散補正手段としての複合レンズＡ１を光軸垂直に直線的に変位（直線変位）させたが、特許文献１に開示されるように光軸上の位置を支点として回転変位させても良い。この場合も、互いに異なる波長領域の光を観察する場合には、大気分散補正手段の位置を光軸垂直方向に互いに異ならせることとなる。
【符号の説明】
【００４５】
Ｍ１・・主鏡、１００・・主焦点補正光学系、Ａ１・・複合レンズ（大気分散補正手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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