(57)【要約】【課題】  小型で簡単な構成で広い視野を投影できるリレー光学系を提供する。【解決手段】  中心軸に対して回転対称で、平面からなる物体面上の物体を、平面からなる像面上に結像するリレー光学系１において、物体側から順に、前群Ｇｆと、開口Ｓと、後群Ｇｂと、を備え、前群Ｇｆは、物体面３側に凹面を向けた前群第１反射面２２と、前群第２反射面２３とを有し、後群Ｇｂは、像面５側に凹面を向けた後群第１反射面３２と、後群第２反射面３３とを有し、中心軸２周辺部分の物体を、前群第１反射面２２、前群第２反射面２３、後群第１反射面３２及び後群第２反射面３３を経て、像面５の中心軸２周辺部分に結像する第１光路Ａと、中心軸２近傍の物体を像面５の中心軸２近傍に結像する第２光路Ｂと、を有し、  以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。    ０．８＜βｔ／βｒ＜１．２                         ・・・（１）ただし、βｔは第１光路の倍率、        βｒは第２光路の倍率、である。【選択図】図１
2009276386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸に対して回転対称で、平面からなる物体面上の物体を、平面からなる像面上に結像するリレー光学系において、
物体側から順に、前群と、開口と、後群と、を備え、
前記前群は、物体側に凹面を向けた前群第１反射面と、前群第２反射面とを有し、
前記後群は、像面側に凹面を向けた後群第１反射面と、後群第２反射面とを有し、
中心軸周辺部分の物体を、前記前群第１反射面、前記前群第２反射面、前記後群第１反射面及び前記後群第２反射面を経て、像面の中心軸周辺部分に結像する第１光路と、
中心軸近傍の物体を像面の中心軸近傍に結像する第２光路と、
を有し、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とするリレー光学系。
０．８＜βｔ／βｒ＜１．２                         ・・・（１）
ただし、βｔは第１光路の倍率、
βｒは第２光路の倍率、
である。
【請求項２】
前記前群は、前記物体面近傍の前群第１透過面と、前記前群第１透過面より像面側に配置され、物体面側に凹面を向けた前群第１反射面と、前記前群第１反射面より像面と反対側に配置され、物体面側に凹面を向けた前群第２反射面と、前記前群第２反射面より像面側の前記中心軸上に配置された前群第２透過面と、からなる前群透明媒体を有し、
前記後群は、前記開口近傍の前記中心軸上に配置された後群第１透過面と、前記後群第１透過面より像面側に配置され、像面側に凹面を向けた後群第１反射面と、前記後群第１反射面より像面と反対側に配置され、像面側に凹面を向けた後群第２反射面と、前記後群第２反射面より像面側に配置された後群第２透過面と、からなる後群透明媒体を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のリレー光学系。
【請求項３】
前記前群透明媒体及び前記後群透明媒体に入射する光束は、順光線追跡の順に、
前記前群第１透過面を経て前記前群透明媒体内に入り、前記前群第１反射面で像面と反対側に反射され、前記前群第２反射面で像面側に反射され、前記前群第２透過面を経て前記前群透明媒体から像面側に外へ出る略Ｚ字状の光路と、
前記開口を通り、前記後群第１透過面を経て前記後群透明媒体内に入り、前記後群第１反射面で像面と反対側に反射され、前記後群第２反射面で像面側に反射され、前記後群第２透過面を経て前記後群透明媒体から像面側に外へ出る略Ｚ字状の光路と、
からなる前記第１光路を構成し、
前記第１光路の少なくとも前記前群第１反射面と前記前群第２反射面の間、及び、少なくとも前記後群第１反射面と前記後群第２反射面の間は、前記中心軸に対して片側のみで構成され、
前記第１光路は、前記開口で前記中心軸に対して交差し、中間像が結像されることなく、前記物体面上の物体を前記中心軸と反対側で前記像面に結像することを特徴とする請求項２に記載のリレー光学系。
【請求項４】
前記前群第１透過面は、前記前群第２反射面に隣接して配置され、
前記後群第１反射面は、前記後群第２透過面に隣接して配置される、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のリレー光学系。
【請求項５】
前記前群第１透過面と前記前群第２反射面は、同一位置同一形状からなり、前記後群第１反射面と前記後群第２透過面は、同一位置同一形状からなることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のリレー光学系。
【請求項６】
前記前群第１反射面は、前記前群第２透過面に隣接して配置され、
前記後群第１透過面は、前記後群第２反射面に隣接して配置される、
ことを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１つに記載のリレー光学系。
【請求項７】
前記前群第１反射面と前記前群第２透過面は、同一位置同一形状からなり、前記後群第１透過面と前記後群第２反射面は、同一位置同一形状からなることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１つに記載のリレー光学系。
【請求項８】
前記前群透明媒体は、前記物体面側の前記中心軸上に配置された前群第３透過面を有し、
前記後群透明媒体は、前記像面側の前記中心軸上に配置された後群第３透過面を有することを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか１つに記載のリレー光学系。
【請求項９】
前記前群透明媒体及び前記後群透明媒体に入射する光束は、順光線追跡の順に、
前記前群第３透過面を経て前記前群透明媒体内に入り、前記前群第２透過面を経て前記前群透明媒体から像面側に外へ出て、前記開口を通り、前記後群第１透過面を経て前記後群透明媒体内に入り、前記後群第３透過面を経て前記後群透明媒体から像面側に外へ出る前記第２光路を構成することを特徴とする請求項８に記載のリレー光学系。
【請求項１０】
前記前群第３透過面は、前記前群第１透過面に隣接して配置され、
前記後群第３透過面は、前記後群第２透過面に隣接して配置される、
ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のリレー光学系。
【請求項１１】
前記前群透明媒体及び前記後群透明媒体に入射する光束は、順光線追跡の順に、
前記前群第３透過面を経て前記前群透明媒体内に入り、前記前群第２透過面を経て前記前群透明媒体から像面側に外へ出る光路と、前記開口を通り、前記後群第１透過面を経て前記後群後群透明媒体内に入り、前記後群第１反射面で像面と反対側に反射され、前記後群第２反射面で像面側に反射され、前記後群第２透過面を経て前記後群透明媒体から像面側に外へ出る略Ｚ字状の光路と、からなる前記第３光路と、
前記前群第１透過面を経て前記前群前群透明媒体内に入り、前記前群第１反射面で像面と反対側に反射され、前記前群第２反射面で像面側に反射され、前記前群第２透過面を経て前記前群透明媒体から像面側に外へ出る略Ｚ字状の光路と、前記開口を通り、前記後群第１透過面を経て前記後群透明媒体内に入り、前記後群第３透過面を経て前記後群透明媒体から像面側に外へ出る光路と、からなる第４光路と、
を有することを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか１つに記載のリレー光学系。
【請求項１２】
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１１に記載のリレー光学系。
０．９＜βｔｒ／βｒｔ＜１．１                      ・・・（２）
ただし、βｔｒは第３光路の投影倍率、
βｒｔは第４光路の投影倍率、
である。
【請求項１３】
前記前群透明媒体及び前記後群透明媒体の屈折率は、１．６以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１つに記載のリレー光学系。
【請求項１４】
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１つに記載のリレー光学系。
１．０＜Ｄ／（２×Ｉmax）＜１．８                  ・・・（３）
ただし、Ｉmaxは最大像高、
Ｄは透明媒体の外径、
である。
【請求項１５】
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１つに記載のリレー光学系。
１．２＜Ｌ／（２×Ｉmax）＜２．０                  ・・・（４）
ただし、Ｉmaxは最大像高、
Ｌは物体面から像面までの距離、
である。
【請求項１６】
以下の条件式（５）及び条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか１つに記載のリレー光学系。
１．０＜Ｆｒ１／Ｆｒ２＜１．８                      ・・・（５）
１．０＜Ｒｒ２／Ｒｒ１＜１．８                      ・・・（６）
ただし、Ｆｒ１は前群第１反射面の曲率、
Ｆｒ１は前群第２反射面の曲率、
Ｒｒ１は後群第１反射面の曲率、
Ｒｒ２は後群第２反射面の曲率、
である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学系に関し、簡単な構成で物像間距離が短いリレー光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、反射光学系を用いることにより、光路が折り畳まれるため光学系を小型にすることが可能である。特に、望遠鏡等の焦点距離が長く、画角が小さい光学系に対して古くから使われている手段である。しかし、像高を広く取りつつ、物像間距離（全長）の短い光学系は、光路が干渉するため不可能であった。また、凹面鏡を用いたリレー光学系として、特許文献１の光学系が提案されている。
【特許文献１】特開２００７−１０５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、小型で広画角なリレー光学系はなかった。
【０００４】
本発明は、従来技術の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、小型で簡単な構成で広い視野を投影できるリレー光学系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成する本発明のリレー光学系は、中心軸に対して回転対称で、平面からなる物体面上の物体を、平面からなる像面上に結像するリレー光学系において、物体側から順に、前群と、開口と、後群と、を備え、  前記前群は、物体側に凹面を向けた前群第１反射面と、前群第２反射面とを有し、前記後群は、像面側に凹面を向けた後群第１反射面と、後群第２反射面とを有し、中心軸周辺部分の物体を、前記前群第１反射面、前記前群第２反射面、前記後群第１反射面及び前記後群第２反射面を経て、像面の中心軸周辺部分に結像する第１光路と、中心軸近傍の物体を像面の中心軸近傍に結像する第２光路と、を有し、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
０．８＜βｔ／βｒ＜１．２                         ・・・（１）
ただし、βｔは第１光路の倍率、
βｒは第２光路の倍率、
である。
【０００６】
また、前記前群は、前記物体面近傍の前群第１透過面と、前記前群第１透過面より像面側に配置され、物体面側に凹面を向けた前群第１反射面と、前記前群第１反射面より像面と反対側に配置され、物体面側に凹面を向けた前群第２反射面と、前記前群第２反射面より像面側の前記中心軸上に配置された前群第２透過面と、からなる前群透明媒体を有し、前記後群は、前記開口近傍の前記中心軸上に配置された後群第１透過面と、前記後群第１透過面より像面側に配置され、像面側に凹面を向けた後群第１反射面と、前記後群第１反射面より像面と反対側に配置され、像面側に凹面を向けた後群第２反射面と、前記後群第２反射面より像面側に配置された後群第２透過面と、からなる後群透明媒体を有することを特徴とする。
【０００７】
また、前記前群透明媒体及び前記後群透明媒体に入射する光束は、順光線追跡の順に、前記前群第１透過面を経て前記前群透明媒体内に入り、前記前群第１反射面で像面と反対側に反射され、前記前群第２反射面で像面側に反射され、前記前群第２透過面を経て前記前群透明媒体から像面側に外へ出る略Ｚ字状の光路と、前記開口を通り、前記後群第１透
過面を経て前記後群透明媒体内に入り、前記後群第１反射面で像面と反対側に反射され、前記後群第２反射面で像面側に反射され、前記後群第２透過面を経て前記後群透明媒体から像面側に外へ出る略Ｚ字状の光路と、からなる前記第１光路を構成し、前記第１光路の少なくとも前記前群第１反射面と前記前群第２反射面の間、及び、少なくとも前記後群第１反射面と前記後群第２反射面の間は、前記中心軸に対して片側のみで構成され、前記第１光路は、前記開口で前記中心軸に対して交差し、中間像が結像されることなく、前記物体面上の物体を前記中心軸と反対側で前記像面に結像することを特徴とする。
【０００８】
また、前記前群第１透過面は、前記前群第２反射面に隣接して配置され、前記後群第１反射面は、前記後群第２透過面に隣接して配置される、ことを特徴とする。
【０００９】
また、前記前群第１透過面と前記前群第２反射面は、同一位置同一形状からなり、前記後群第１反射面と前記後群第２透過面は、同一位置同一形状からなることを特徴とする。
【００１０】
また、前記前群第１反射面は、前記前群第２透過面に隣接して配置され、前記後群第１透過面は、前記後群第２反射面に隣接して配置される、ことを特徴とする。
【００１１】
また、前記前群第１反射面と前記前群第２透過面は、同一位置同一形状からなり、前記後群第１透過面と前記後群第２反射面は、同一位置同一形状からなることを特徴とする。
【００１２】
また、前記前群透明媒体は、前記物体面側の前記中心軸上に配置された前群第３透過面を有し、前記後群透明媒体は、前記像面側の前記中心軸上に配置された後群第３透過面を有することを特徴とする。
【００１３】
また、前記前群透明媒体及び前記後群透明媒体に入射する光束は、順光線追跡の順に、前記前群第３透過面を経て前記前群透明媒体内に入り、前記前群第２透過面を経て前記前群透明媒体から像面側に外へ出て、前記開口を通り、前記後群第１透過面を経て前記後群透明媒体内に入り、前記後群第３透過面を経て前記後群透明媒体から像面側に外へ出る前記第２光路を構成することを特徴とする。
【００１４】
また、前記前群第３透過面は、前記前群第１透過面に隣接して配置され、前記後群第３透過面は、前記後群第２透過面に隣接して配置される、ことを特徴とする。
【００１５】
また、前記前群透明媒体及び前記後群透明媒体に入射する光束は、順光線追跡の順に、前記前群第３透過面を経て前記前群透明媒体内に入り、前記前群第２透過面を経て前記前群透明媒体から像面側に外へ出る光路と、前記開口を通り、前記後群第１透過面を経て前記後群後群透明媒体内に入り、前記後群第１反射面で像面と反対側に反射され、前記後群第２反射面で像面側に反射され、前記後群第２透過面を経て前記後群透明媒体から像面側に外へ出る略Ｚ字状の光路と、からなる前記第３光路と、前記前群第１透過面を経て前記前群前群透明媒体内に入り、前記前群第１反射面で像面と反対側に反射され、前記前群第２反射面で像面側に反射され、前記前群第２透過面を経て前記前群透明媒体から像面側に外へ出る略Ｚ字状の光路と、前記開口を通り、前記後群第１透過面を経て前記後群透明媒体内に入り、前記後群第３透過面を経て前記後群透明媒体から像面側に外へ出る光路と、からなる第４光路と、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする。
０．９＜βｔｒ／βｒｔ＜１．１                      ・・・（２）
ただし、βｔｒは第３光路の投影倍率、
βｒｔは第４光路の投影倍率、
である。
【００１７】
また、前記前群透明媒体及び前記後群透明媒体の屈折率は、１．６以上であることを特徴とする。
【００１８】
また、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする。
１．０＜Ｄ／（２×Ｉmax）＜１．８                  ・・・（３）
ただし、Ｉmaxは最大像高、
Ｄは透明媒体の外径、
である。
【００１９】
また、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする。
１．２＜Ｌ／（２×Ｉmax）＜２．０                  ・・・（４）
ただし、Ｉmaxは最大像高、
Ｌは物体面から像面までの距離、
である。
【００２０】
また、以下の条件式（５）及び条件式（６）を満足することを特徴とする。
１．０＜Ｆｒ１／Ｆｒ２＜１．８                      ・・・（５）
１．０＜Ｒｒ２／Ｒｒ１＜１．８                      ・・・（６）
ただし、Ｆｒ１は前群第１反射面の曲率、
Ｆｒ１は前群第２反射面の曲率、
Ｒｒ１は後群第１反射面の曲率、
Ｒｒ２は後群第２反射面の曲率、
である。
【発明の効果】
【００２１】
以上の本発明の光学系においては、簡単な構成により、短い物像間距離で、広い観察視野を確保するリレー光学系を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、実施例に基づいて本発明の光学系について説明する。
【００２３】
図１は、実施例１のリレー光学系１の中心軸（回転対称軸）２に沿ってとった断面図である。
【００２４】
実施例１のリレー光学系１は、中心軸２に対して回転対称で、平面からなる物体面３上の物体を、平面からなる像面５上に結像するリレー光学系１において、物体側から順に、前群Ｇｆと、開口Ｓと、後群Ｇｂと、を備え、前群Ｇｆは、物体側に凹面を向けた前群第１反射面２２と、前群第２反射面２３とを有し、後群Ｇｂは、像側に凹面を向けた後群第１反射面３２と、後群第２反射面３３とを有し、中心軸２周辺部分の物体を、前群第１反射面２２、前群第２反射面２３、後群第１反射面３２及び後群第２反射面３３を経て、像面５の中心軸周辺部分に結像する第１光路Ａと、中心軸２近傍の物体を像面５の中心軸２近傍に結像する第２光路Ｂと、を有し、
以下の条件式（１）を満足することが重要である。
０．８＜βｔ／βｒ＜１．２                         ・・・（１）
ただし、βｔは第１光路の倍率、
βｒは第２光路の倍率、
である。
【００２５】
反射光路からなる第１光路Ａを用いることによりリレー光学系１を小型にすることが可
能となるが、反射面で光路が遮蔽される為、中心付近の物体を結像することが不可能となってしまう。そこで、本発明は中心付近を別な透過光路からなる第２光路Ｂを形成することにより、広い視野を短い物像間距離で連続的にリレーすることを可能にしたものである。
【００２６】
また、前群第１反射面２２と前群第２反射面２３は物体面３側に凹面を向け、後群第１反射面３２と後群第２反射面３３は像面５側に凹面を向けていることが重要である。この配置により物体側から光路順に、前群Ｇｆでは正−負、後群Ｇｂでは負−正のパワー配置になり、所謂レトロフォーカス構成にすることが可能となり、焦点距離を短くして、広画角な結像が可能となったものである。
【００２７】
また、この配置によりリレー光学系１の主点を前群Ｇｆでは物体面３側、後群Ｇｂでは像面５側に配置することが可能となり、Ｆバックを取ることが可能となる。
【００２８】
２つの光路Ａ，Ｂにより一つの物体像をリレーして像を形成するとき、条件式（１）を満足するように構成することにより、２つの光路Ａ，Ｂの映像を滑らかに繋げることが可能となる。
【００２９】
さらに、
０．９＜βｔ／βｒ＜１．１                         ・・・（１’）
なる条件式を満足することが好ましい。
【００３０】
また、像高と物体高は本発明では主光線高を用いているが、スポットダイヤグラムの重心を用いても良い。
【００３１】
さらに、
０．９５＜βｔ／βｒ＜１．０５                     ・・・（１’’）
なる条件式を満足することがより好ましい。
【００３２】
また、前群Ｇｆは、物体面３近傍の前群第１透過面２１と、前群第１透過面２１より像面５側に配置され、物体面３側に凹面を向けた前群第１反射面２２と、前群第１反射面２２より像面５と反対側に配置され、物体面３側に凹面を向けた前群第２反射面２３と、前群第２反射面２３より像面５側の中心軸２上に配置された前群第２透過面２４と、からなる前群透明媒体Ｌｆを有し、後群Ｇｂは、開口Ｓ近傍の中心軸２上に配置された後群第１透過面３１と、後群第１透過面３１より像面５側に配置され、像面５側に凹面を向けた後群第１反射面３２と、後群第１反射面３２より像面５と反対側に配置され、像面５側に凹面を向けた後群第２反射面３３と、後群第２反射面３３より像面５側に配置された後群第２透過面３４と、からなる後群透明媒体Ｌｂを有することが重要である。
【００３３】
開口Ｓを挟んで、前群Ｇｆと後群Ｇｂに正のパワーを有する光学系を配置することにより、主光線頃角を小さくすることが可能となり、両テレセントリックな光学系にすることが可能となる。前群Ｇｆ及び後群Ｇｂ共に、透過面―反射面―反射面―透過面の構成にすることにより、反射面を内部反射面で構成することが可能となり、組立が容易になると同時に媒質の屈折率により、反射面で発生する収差を少なくすることが可能となる。
【００３４】
また、前群透明媒体Ｌｆ及び後群透明媒体Ｌｂに入射する光束は、順光線追跡の順に、前群第１透過面２１を経て前群透明媒体Ｌｆ内に入り、前群第１反射面２２で像面５と反対側に反射され、前群第２反射面２３で像面５側に反射され、前群第２透過面２４を経て前群透明媒体Ｌｆから像面５側に外へ出る略Ｚ字状の光路と、開口Ｓを通り、後群第１透過面３１を経て後群透明媒体Ｌｂ内に入り、後群第１反射面３２で像面５と反対側に反射
され、後群第２反射面３３で像面５側に反射され、後群第２透過面３４を経て後群透明媒体Ｌｂから像面５側に外へ出る略Ｚ字状の光路と、からなる第１光路Ａを構成し、第１光路Ａの少なくとも前群第１反射面２２と前群第２反射面２３の間、及び、少なくとも後群第１反射面３２と後群第２反射面３３の間は、中心軸２に対して片側のみで構成され、第１光路Ａは、開口Ｓで中心軸２に対して交差し、中間像が結像されることなく、物体面３上の物体を中心軸２と反対側で像面５に結像することが重要である。
【００３５】
Ｚ字光路をとることにより、各面での反射角を小さくすることが可能となり、収差の発生を少なくすることが可能となる。また、光路的に近い前群第２反射面２３と後群第１反射面３２は、入射する光束が比較的低い（光軸に近い）所で反射面に当り反射されるため、反射面に強い負のパワーを持たせても、収差の発生を少なくすることが可能となる。
【００３６】
また、中心軸２と光路が交差することは、少なくともサジタル断面で中間結像をすることを意味し、光路長が長くなってしまい、光学系の大型化を招いてしまう。
【００３７】
さらに、光路途中で結像させると、光学系の外径を小さくすることが可能であるが、中間像を形成すると光学系の全長が長く（光軸方向）なってしまい、光学系を小型にすることが不可能になってしまう。
【００３８】
また、前群第１透過面２１は、前群第２反射面２３に隣接して配置され、後群第１反射面３２は、後群第２透過面３４に隣接して配置される、ことが重要である。
【００３９】
このように配置することにより、反射光路と透過光路の光線の干渉を小さくすることが可能となる。
【００４０】
また、前群第１透過面２１と前群第２反射面２３は、同一位置同一形状からなり、後群第１反射面３２と後群第２透過面３４は、同一位置同一形状からなることが重要である。
【００４１】
このように配置することにより、前群第１透過面２１と前群第２反射面２３の使用領域及び後群第１反射面３２と後群第２透過面３４の使用領域をオーバーラップさせることが可能となり、より広画角な結像が可能となる。また、製作が容易になり、低コスト化が可能となる。
【００４２】
また、前群第１反射面２２は、前群第２透過面２４に隣接して配置され、後群第１透過面３１は、後群第２反射面３３に隣接して配置される、ことを特徴とする。
【００４３】
このように配置することにより、反射光路と透過光路の光線の干渉を小さくすることが可能となる。
【００４４】
また、前群第１反射面２２と前群第２透過面２４は、同一位置同一形状からなり、後群第１透過面３１と後群第２反射面３３は、同一位置同一形状からなることを特徴とする。
【００４５】
このように配置することにより、製作が容易になり、低コスト化が可能となる。
【００４６】
また、前群透明媒体Ｌｆは、物体面３側の中心軸２上に配置された前群第３透過面２５を有し、後群透明媒体Ｌｂは、像面５側の中心軸２上に配置された後群第３透過面３５を有することが重要である。
【００４７】
前群第３透過面２５及び後群第３透過面３５を配置することにより、両光路Ａ，Ｂの像を滑らかに連続させることが可能となる。
【００４８】
また、前群透明媒体Ｌｆ及び後群透明媒体Ｌｂに入射する光束は、順光線追跡の順に、前群第３透過面２５を経て前群透明媒体Ｌｆ内に入り、前群第２透過面２４を経て前群透明媒体Ｌｆから像面５側に外へ出て、開口Ｓを通り、後群第１透過面３１を経て後群透明媒体Ｌｂ内に入り、後群第３透過面３５を経て後群透明媒体Ｌｂから像面５側に外へ出る第２光路Ｂを構成することが重要である。
【００４９】
中心付近から広画角で連続な結像が可能となる。
【００５０】
また、前群第３透過面２５は、前群第１透過面２１に隣接して配置され、後群第３透過面３５は、後群第２透過面３４に隣接して配置される、ことが重要である。
【００５１】
前群第３透過面２５を前群第１透過面２１に隣接して配置し、後群第３透過面３５を後群第２透過面３４に隣接して配置することにより、第２光路Ｂと第１光路Ａの干渉を最小にすることが可能となり、両光路Ａ，Ｂの像をさらに滑らかに連続させることが可能となる。
【００５２】
また、前群透明媒体Ｌｆ及び後群透明媒体Ｌｂに入射する光束は、順光線追跡の順に、前群第３透過面２５を経て前群透明媒体Ｌｆ内に入り、前群第２透過面２４を経て前群透明媒体Ｌｆから像面５側に外へ出る光路と、開口Ｓを通り、後群第１透過面３１を経て後群後群透明媒体Ｌｂ内に入り、後群第１反射面３２で像面５と反対側に反射され、後群第２反射面３３で像面５側に反射され、後群第２透過面３４を経て後群透明媒体Ｌｂから像面５側に外へ出る略Ｚ字状の光路と、からなる前記第３光路Ｃと、前群第１透過面２１を経て前群前群透明媒体Ｌｆ内に入り、前群第１反射面２２で像面５と反対側に反射され、前群第２反射面２３で像面５側に反射され、前群第２透過面２４を経て前群透明媒体Ｌｆから像面５側に外へ出る略Ｚ字状の光路と、開口Ｓを通り、後群第１透過面３１を経て後群透明媒体Ｌｂ内に入り、後群第３透過面３５を経て後群透明媒体Ｌｂから像面５側に外へ出る光路と、からなる第４光路Ｄと、を有することが重要である。
【００５３】
光路が中心軸２を交差する切り替え部としての開口Ｓを介して、透過光路と反射光路を通過する第３光路Ｃ及び第４光路Ｄを有するように光学系を構成することにより、光軸から物体高が増すにつれて、透過光路、光路切り替え部、反射光路と滑らかに光路が変化することにより連続した像を形成することが可能となる。
【００５４】
また、以下の条件式（２）を満足することが重要である。
０．９＜βｔｒ／βｒｔ＜１．１                      ・・・（２）
ただし、βｔｒは第３光路の投影倍率、
βｒｔは第４光路の投影倍率、
である。
【００５５】
第３光路Ｃ及び第４光路Ｄの映像をより滑らかにつなげることが可能となる。
【００５６】
さらに、
０．９３＜βｔｒ／βｒｔ＜１．０５                  ・・・（２’）
なる条件式を満足することが好ましい。
【００５７】
さらに、
０．９８＜βｔｒ／βｒｔ＜１．０３                  ・・・（２’’）
なる条件式を満足することがより好ましい。
【００５８】
また、前群透明媒体Ｌｆ及び後群透明媒体Ｌｂの屈折率は、１．６以上であることが重要である。
【００５９】
前群第２反射面２３及び後群第１反射面３２での臨界角を小さくすることが可能となり、前群第２反射面２３及び後群第１反射面３２での反射コーティングを行う領域が小さく出来る。これにより、第２光路Ｂの画角を小さくすることが可能となり。第２光路Ｂで発生しやすい像面湾曲の収差を小さく抑えることが可能となる。さらに好ましく、屈折率は１．７以上であることが望ましい。
【００６０】
また、以下の条件式（３）を満足することが重要である。
１．０＜Ｄ／（２×Ｉmax）＜１．８                  ・・・（３）
ただし、Ｉmaxは最大像高、
Ｄは光学系の外径、
である。
【００６１】
条件式（３）の下限の１．０を下回ると、反射光路における反射面において臨界角を超える角度で光線を入射させることができなくなるので、透過光路の物体高を高くする必要があり、収差発生が多く、鮮明な映像を得ることできなくなる。条件式（３）の上限の１．８を上回ると、光学系１の外径が大きくなりすぎ光学系１が大型し、小型の光学系を得ることができない。
【００６２】
また、以下の条件式（４）を満足することが重要である。
１．２＜Ｌ／（２×Ｉmax）＜２．０                  ・・・（４）
ただし、Ｉmaxは最大像高、
Ｌは開口から像面までの距離、
である。
【００６３】
条件式（４）は、像高に対する光学系全長を規定するものである。条件式（４）の下限の１．２を下回ると、最も物体側又は像面側の透過面の負のパワーが強くなりすぎ、視野周辺の収差発生が大きくなり鮮明な映像を得られなくなる。条件式（４）の上限の２．０を上回ると、光学系全長が長くなってしまい、光学系が光軸方向に大型化してしまう。
【００６４】
また、以下の条件式（５）及び条件式（６）を満足することが重要である。
１．０＜Ｆｒ１／Ｆｒ２＜１．８                      ・・・（５）
１．０＜Ｒｒ２／Ｒｒ１＜１．８                      ・・・（６）
ただし、Ｆｒ１は前群第１反射面の曲率、
Ｆｒ１は前群第２反射面の曲率、
Ｒｒ１は後群第１反射面の曲率、
Ｒｒ２は後群第２反射面の曲率、
である。
【００６５】
条件式（５）及び条件式（６）は、二つの反射面のパワーの比を規定しているものである。条件式（５）及び条件式（６）の下限の１．０を下回ると、正のパワーを有する反射面の曲率半径が小さくなり、正のパワーを有する反射面の正のパワーに比べて、負のパワーを有する反射面の負のパワーが大きくなり光学系の全長を短くすることが出来ない。条件式（５）及び条件式（６）の上限の１．８を上回ると、負のパワーを有する反射面の曲率が小さくなり正のパワーを有する反射面の正のパワーが大きくなりすぎ、物体側に凸の像面湾曲が大きく発生する。
【００６６】
以下に、本発明の光学系の実施例１及び実施例２を説明する。これら光学系の構成パラ
メータは後記する。
【００６７】
また、各実施例の光学系を構成する光学作用面の中、特定の面とそれに続く面が共軸光学系を構成する場合には面間隔が与えられており、その他、面の曲率半径、媒質の屈折率、アッベ数が慣用法に従って与えられている。
【００６８】
また、後記の構成パラメータ中にデータの記載されていない非球面に関する項は０である。屈折率、アッベ数については、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するものを表記してある。長さの単位はｍｍである。
【００６９】
なお、非球面は、以下の定義式で与えられる回転対称非球面である。
Ｚ＝（Ｙ2 ／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）Ｙ2 ／Ｒ2 ｝1 /2］
＋ａＹ4 ＋ｂＹ6 ＋ｃＹ8 ＋ｄＹ10＋・・・
・・・（ａ）
ただし、Ｚを中心軸とし、Ｙを中心軸と垂直な方向にとる。ここで、Ｒは近軸曲率半径、ｋは円錐定数、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、…はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。この定義式のＺ軸が回転対称非球面の軸となる。
【００７０】
実施例１のリレー光学系１の中心軸２に沿ってとった断面図を図１、第３光路Ｃ及び第４光路Ｄを示す図を図２に示す。また、この実施例の光学系の第１光路Ａの横収差図を図３、第２光路Ｂの横収差図を図４に示す。
【００７１】
リレー光学系１は、中心軸２に同軸に配置された開口Ｓを有する遮光部材Ｓ１と、この開口Ｓの物体面３側に配置された前群Ｇｆと、開口Ｓの像面５側に配置された後群Ｇｂと、からなり、前群Ｇｆは、前群カバーガラスＣｆと、前群透明媒体Ｌｆと、後群Ｇｂは、後群透明媒体Ｌｂと、後群カバーガラスＣｂとからなる。
【００７２】
前群カバーガラスＣｆは、中心軸２の周りで回転対称な屈折率が１より大きい平行平板からなり、前群カバーガラス第１透過面１１と、前群カバーガラス第１透過面１１に対して像側に形成される前群カバーガラス第２透過面１２とを有する。
【００７３】
前群透明媒体Ｌｆは、中心軸２の周りで回転対称であり、屈折率が１より大きく、中心軸２周辺部分で負のパワーをもつ非球面からなる前群第１透過面としての前群透明媒体第１透過面２１と、前群透明媒体第１透過面２１に対して像面５側に形成され、一部を反射コーティング４ａされ、正のパワーをもつ非球面からなる第１反射面としての前群透明媒体第１反射面２２と、前群透明媒体第１反射面２２に対して像面５と反対側に配置され、反射コーティング４ｂされ、負のパワーをもつ非球面からなる第２反射面としての前群透明媒体第２反射面２３と、前群透明媒体第２反射面２３より像面５側に配置され、正のパワーをもつ非球面からなり、前群透明媒体第１反射面２２と同一位置同一形状からなる第２透過面としての前群透明媒体第２透過面２４を有する。また、前群透明媒体第２透過面２４に対して像面５と反対側に形成され、正のパワーをもつ球面からなる第３透過面としての前群透明媒体第３透過面２５をさらに有する。
【００７４】
後群透明媒体Ｌｂは、中心軸２の周りで回転対称であり、屈折率が１より大きく、中心軸２部分で正のパワーをもつ非球面からなる後群第１透過面としての後群透明媒体第１透過面３１と、後群透明媒体第１透過面３１に対して像面５側に形成され、一部を反射コーティング４ｃされ、負のパワーをもつ非球面からなる第１反射面としての後群透明媒体第１反射面３２と、後群透明媒体第１反射面３２に対して像面５と反対側に配置され、反射コーティング４ｄされ、正のパワーをもつ非球面からなり、後群透明媒体第１透過面３１と同一位置同一形状からなる第２反射面としての前群透明媒体第２反射面３３と、後群透
明媒体第２反射面３３より像面５側に配置され、正のパワーをもつ非球面からなる第２透過面としての後群透明媒体第２透過面３４を有する。また、後群透明媒体第１透過面３１に対して像面５側に形成され、正のパワーをもつ球面からなる第３透過面としての後群透明媒体第３透過面３５をさらに有する。
【００７５】
後群カバーガラスＣｂは、中心軸２の周りで回転対称な屈折率が１より大きい平行平板からなり、後群カバーガラス第１透過面４１と、後群カバーガラス第１透過面４１に対して像側に形成される後群カバーガラス第２透過面４２とを有する。
【００７６】
リレー光学系１は、第１光路Ａ及び第２光路Ｂを形成する。
【００７７】
第１光路Ａにおいて、リレー光学系１の物体面３から入射する光束は、前群カバーガラスＣｆの前群カバーガラス第１透過面１１と前群カバーガラス第２透過面１２を経て、前群透明媒体Ｌｆ内に入る。
【００７８】
前群透明媒体Ｌｆでは、前群透明媒体第１透過面２１を経て入り、反射コーティング４ａにより、前群透明媒体第１反射面２２で像面５と反対側に反射され、前群透明媒体第２反射面２３で、一部が反射コーティング４ｂ、一部が全反射により像面５側に反射され、前群透明媒体第２透過面２４を経て前群透明媒体Ｌｆから外に出る略Ｚ字状の光路を有する。
【００７９】
その後、前群透明媒体Ｌｆの像面５側で中心軸２に同軸に配置された開口Ｓを経て後群透明媒体Ｌｂ内に入る。後群透明媒体Ｌｂでは、後群透明媒体第１透過面３１を経て入り、一部が反射コーティング４ｃ、一部が全反射により、後群透明媒体第１反射面３２で像面５と反対側に反射され、後群透明媒体第２反射面３３で反射コーティング４ｄにより像面５側に反射され、後群透明媒体第２透過面３４を経て後群透明媒体Ｌｂから外に出る略Ｚ字状の光路を有する。
【００８０】
その後、後群カバーガラスＣｂの後群カバーガラス第１透過面４１と後群カバーガラス第２透過面４２を経て、像面５の中心軸２から外れた半径方向の所定位置に円環状に結像する。
【００８１】
また、第２光路Ｂにおいて、リレー光学系１の物体面３から入射する光束は、前群カバーガラスＣｆの前群カバーガラス第１透過面１１と前群カバーガラス第２透過面１２を経て、前群カバーガラスＣｆから外に出て、前群透明媒体Ｌｆ内に入る。前群透明媒体Ｌｆでは前群透明媒体第３透過面２５から前群透明媒体Ｌｆに入り、前群透明媒体第２透過面２４を経て前群透明媒体Ｌｆから外に出る。
【００８２】
その後、前群透明媒体Ｌｆの像面５側で中心軸２に同軸に配置された開口Ｓを経て後群透明媒体Ｌｂ内に入る。後群透明媒体Ｌｂでは、後群透明媒体第１透過面３１を経て入り、後群第３透過面３５を経て後群透明媒体Ｌｂから外に出て、後群カバーガラスＣｂ内に入る。後群カバーガラスＣｂの後群第１透過面４１と後群第２透過面４２を経て、後群カバーガラスＣｂから外に出て、像面５の中心軸２上に結像する。
【００８３】
図２は、第３光路及び第４光路を示す図である。
【００８４】
中心主光線が前群透明媒体第１透過面２１と前群透明媒体第３透過面２５の境界付近を通る第３光路Ｃについては、リレー光学系１の物体面３から入射する光束は、前群カバーガラスＣｆの前群カバーガラス第１透過面１１と前群カバーガラス第２透過面１２を経て、前群カバーガラスＣｆから外に出て、前群透明媒体Ｌｆ内に入る。前群透明媒体Ｌｆで
は前群透明媒体第３透過面２５から前群透明媒体Ｌｆに入り、前群透明媒体第２透過面２４を経て前群透明媒体Ｌｆから外に出る。
【００８５】
その後、前群透明媒体Ｌｆの像面５側で中心軸２に同軸に配置された開口Ｓを経て後群透明媒体Ｌｂ内に入る。後群透明媒体Ｌｂでは、後群透明媒体第１透過面３１を経て入り、一部が反射コーティング４ｃ、一部が全反射により、後群透明媒体第１反射面３２で像面５と反対側に反射され、後群透明媒体第２反射面３３で反射コーティング４ｄにより像面５側に反射され、後群透明媒体第２透過面３４を経て後群透明媒体Ｌｂから外に出る略Ｚ字状の光路を有する。
【００８６】
その後、後群カバーガラスＣｂの後群カバーガラス第１透過面４１と後群カバーガラス第２透過面４２を経て、像面５の中心軸２から外れた半径方向の所定位置に円環状に結像する。
【００８７】
また、中心主光線が後群透明媒体第２透過面３４と後群透明媒体第３透過面３５の境界付近を通る第４光路Ｄについては、リレー光学系１の物体面３から入射する光束は、前群カバーガラスＣｆの前群カバーガラス第１透過面１１と前群カバーガラス第２透過面１２を経て、前群カバーガラスＣｆから外に出て、前群透明媒体Ｌｆ内に入る。
【００８８】
前群透明媒体Ｌｆでは、前群透明媒体第１透過面２１を経て入り、反射コーティング４ａにより、前群透明媒体第１反射面２２で像面５と反対側に反射され、前群透明媒体第２反射面２３で、一部が反射コーティング４ｂ、一部が全反射により像面５側に反射され、前群透明媒体第２透過面２４を経て前群透明媒体Ｌｆから外に出る略Ｚ字状の光路を有する。
【００８９】
その後、前群透明媒体Ｌｆの像面５側で中心軸２に同軸に配置された開口Ｓを経て後群透明媒体Ｌｂ内に入る。後群透明媒体Ｌｂでは、後群透明媒体第１透過面３１を経て入り、後群第３透過面３５を経て後群透明媒体Ｌｂ１から外に出て、後群カバーガラスＣｂ内に入る。後群カバーガラスＣｂの後群第１透過面４１と後群第２透過面４２を経て、後群カバーガラスＣｂから外に出て、像面５の中心軸２から外れた半径方向の所定位置に円環状に結像する。
【００９０】
この実施例１の仕様は、
第１光路Ａ
物体高        φ1.333〜2.000
倍率            1.00
瞳径          φ0.22mm
第２光路Ｂ
物体高      〜φ1.333
倍率            1.00
瞳径          φ0.22mm
である。
【００９１】
実施例２のリレー光学系１の中心軸２に沿ってとった断面図を図５、第３光路Ｃ及び第４光路Ｄを示す図を図６に示す。また、この実施例の光学系の第１光路Ａの横収差図を図７、第２光路Ｂの横収差図を図８に示す。
【００９２】
リレー光学系１は、中心軸２に同軸に配置された開口Ｓを有する遮光部材Ｓ１と、この開口Ｓの物体面３側に配置された前群Ｇｆと、開口Ｓの像面５側に配置された後群Ｇｂと、からなり、前群Ｇｆは、前群カバーガラスＣｆと、前群透明媒体Ｌｆと、後群Ｇｂは、
後群透明媒体Ｌｂと、後群カバーガラスＣｂとからなる。
【００９３】
前群カバーガラスＣｆは、中心軸２の周りで回転対称な屈折率が１より大きい平行平板からなり、前群カバーガラス第１透過面１１と、前群カバーガラス第１透過面１１に対して像側に形成される前群カバーガラス第２透過面１２とを有する。
【００９４】
前群透明媒体Ｌｆは、中心軸２の周りで回転対称であり、屈折率が１より大きく、中心軸２周辺部分で負のパワーをもつ非球面からなる前群第１透過面としての前群透明媒体第１透過面２１と、前群透明媒体第１透過面２１に対して像面５側に形成され、一部を反射コーティング４ａされ、正のパワーをもつ非球面からなる第１反射面としての前群透明媒体第１反射面２２と、前群透明媒体第１反射面２２に対して像面５と反対側に配置され、反射コーティング４ｂされ、負のパワーをもつ非球面からなる第２反射面としての前群透明媒体第２反射面２３と、前群透明媒体第２反射面２３より像面５側に配置され、正のパワーをもつ非球面からなり、前群透明媒体第１反射面２２と同一位置同一形状からなる第２透過面としての前群透明媒体第２透過面２４を有する。また、前群透明媒体第２透過面２４に対して像面５と反対側に形成され、正のパワーをもつ球面からなる第３透過面としての前群透明媒体第３透過面２５をさらに有する。
【００９５】
後群透明媒体Ｌｂは、中心軸２の周りで回転対称であり、屈折率が１より大きく、中心軸２部分で正のパワーをもつ非球面からなる後群第１透過面としての後群透明媒体第１透過面３１と、後群透明媒体第１透過面３１に対して像面５側に形成され、一部を反射コーティング４ｃされ、負のパワーをもつ非球面からなる第１反射面としての後群透明媒体第１反射面３２と、後群透明媒体第１反射面３２に対して像面５と反対側に配置され、反射コーティング４ｄされ、正のパワーをもつ非球面からなり、後群透明媒体第１透過面３１と同一位置同一形状からなる第２反射面としての前群透明媒体第２反射面３３と、後群透明媒体第２反射面３３より像面５側に配置され、正のパワーをもつ非球面からなる第２透過面としての後群透明媒体第２透過面３４を有する。また、後群透明媒体第１透過面３１に対して像面５側に形成され、正のパワーをもつ球面からなる第３透過面としての後群透明媒体第３透過面３５をさらに有する。
【００９６】
後群カバーガラスＣｂは、中心軸２の周りで回転対称な屈折率が１より大きい平行平板からなり、後群カバーガラス第１透過面４１と、後群カバーガラス第１透過面４１に対して像側に形成される後群カバーガラス第２透過面４２とを有する。
【００９７】
リレー光学系１は、第１光路Ａ及び第２光路Ｂを形成する。
【００９８】
第１光路Ａにおいて、リレー光学系１の物体面３から入射する光束は、前群カバーガラスＣｆの前群カバーガラス第１透過面１１と前群カバーガラス第２透過面１２を経て、前群透明媒体Ｌｆ内に入る。
【００９９】
前群透明媒体Ｌｆでは、前群透明媒体第１透過面２１を経て入り、反射コーティング４ａにより、前群透明媒体第１反射面２２で像面５と反対側に反射され、前群透明媒体第２反射面２３で、一部が反射コーティング４ｂ、一部が全反射により像面５側に反射され、前群透明媒体第２透過面２４を経て前群透明媒体Ｌｆから外に出る略Ｚ字状の光路を有する。
【０１００】
その後、前群透明媒体Ｌｆの像面５側で中心軸２に同軸に配置された開口Ｓを経て後群透明媒体Ｌｂ内に入る。後群透明媒体Ｌｂでは、後群透明媒体第１透過面３１を経て入り、一部が反射コーティング４ｃ、一部が全反射により、後群透明媒体第１反射面３２で像面５と反対側に反射され、後群透明媒体第２反射面３３で反射コーティング４ｄにより像
面５側に反射され、後群透明媒体第２透過面３４を経て後群透明媒体Ｌｂから外に出る略Ｚ字状の光路を有する。
【０１０１】
その後、後群カバーガラスＣｂの後群カバーガラス第１透過面４１と後群カバーガラス第２透過面４２を経て、像面５の中心軸２から外れた半径方向の所定位置に円環状に結像する。
【０１０２】
また、第２光路Ｂにおいて、リレー光学系１の物体面３から入射する光束は、前群カバーガラスＣｆの前群カバーガラス第１透過面１１と前群カバーガラス第２透過面１２を経て、前群カバーガラスＣｆから外に出て、前群透明媒体Ｌｆ内に入る。前群透明媒体Ｌｆでは前群透明媒体第３透過面２５から前群透明媒体Ｌｆに入り、前群透明媒体第２透過面２４を経て前群透明媒体Ｌｆから外に出る。
【０１０３】
その後、前群透明媒体Ｌｆの像面５側で中心軸２に同軸に配置された開口Ｓを経て後群透明媒体Ｌｂ内に入る。後群透明媒体Ｌｂでは、後群透明媒体第１透過面３１を経て入り、後群第３透過面３５を経て後群透明媒体Ｌｂから外に出て、後群カバーガラスＣｂ内に入る。後群カバーガラスＣｂの後群第１透過面４１と後群第２透過面４２を経て、後群カバーガラスＣｂから外に出て、像面５の中心軸２上に結像する。
【０１０４】
図６は、第３光路及び第４光路を示す図である。
【０１０５】
中心主光線が前群透明媒体第１透過面２１と前群透明媒体第３透過面２５の境界付近を通る第３光路Ｃについては、リレー光学系１の物体面３から入射する光束は、前群カバーガラスＣｆの前群カバーガラス第１透過面１１と前群カバーガラス第２透過面１２を経て、前群カバーガラスＣｆから外に出て、前群透明媒体Ｌｆ内に入る。前群透明媒体Ｌｆでは前群透明媒体第３透過面２５から前群透明媒体Ｌｆに入り、前群透明媒体第２透過面２４を経て前群透明媒体Ｌｆから外に出る。
【０１０６】
その後、前群透明媒体Ｌｆの像面５側で中心軸２に同軸に配置された開口Ｓを経て後群透明媒体Ｌｂ内に入る。後群透明媒体Ｌｂでは、後群透明媒体第１透過面３１を経て入り、一部が反射コーティング４ｃ、一部が全反射により、後群透明媒体第１反射面３２で像面５と反対側に反射され、後群透明媒体第２反射面３３で反射コーティング４ｄにより像面５側に反射され、後群透明媒体第２透過面３４を経て後群透明媒体Ｌｂから外に出る略Ｚ字状の光路を有する。
【０１０７】
その後、後群カバーガラスＣｂの後群カバーガラス第１透過面４１と後群カバーガラス第２透過面４２を経て、像面５の中心軸２から外れた半径方向の所定位置に円環状に結像する。
【０１０８】
また、中心主光線が後群透明媒体第２透過面３４と後群透明媒体第３透過面３５の境界付近を通る第４光路Ｄについては、リレー光学系１の物体面３から入射する光束は、前群カバーガラスＣｆの前群カバーガラス第１透過面１１と前群カバーガラス第２透過面１２を経て、前群カバーガラスＣｆから外に出て、前群透明媒体Ｌｆ内に入る。
【０１０９】
前群透明媒体Ｌｆでは、前群透明媒体第１透過面２１を経て入り、反射コーティング４ａにより、前群透明媒体第１反射面２２で像面５と反対側に反射され、前群透明媒体第２反射面２３で、一部が反射コーティング４ｂ、一部が全反射により像面５側に反射され、前群透明媒体第２透過面２４を経て前群透明媒体Ｌｆから外に出る略Ｚ字状の光路を有する。
【０１１０】
その後、前群透明媒体Ｌｆの像面５側で中心軸２に同軸に配置された開口Ｓを経て後群透明媒体Ｌｂ内に入る。後群透明媒体Ｌｂでは、後群透明媒体第１透過面３１を経て入り、後群第３透過面３５を経て後群透明媒体Ｌｂ１から外に出て、後群カバーガラスＣｂ内に入る。後群カバーガラスＣｂの後群第１透過面４１と後群第２透過面４２を経て、後群カバーガラスＣｂから外に出て、像面５の中心軸２から外れた半径方向の所定位置に円環状に結像する。
【０１１１】
実施例２のリレー光学系１は、物体面３側と像面５側を逆に用いることにより、１／２倍の縮小光学系として使用することができる。
【０１１２】
この実施例２の仕様は、
第１光路Ａ
物体高        φ0.666〜1.000
倍率            2.00
瞳径          φ0.22mm
第２光路Ｂ
物体高      〜φ0.666
倍率            2.00
瞳径          φ0.22mm
である。
【０１１３】
なお、実施例１及び実施例２の前群カバーガラスＣｆ及び後群カバーガラスＣｂは、撮像素子保護用のものであり、なくてもよい。さらに、前群透明媒体Ｌｆの物体面３側、後群透明媒体Ｌｂの像面５側にレンズ等の光学素子を付加してもよい。
【０１１４】
また、最大像高をＩmax（mm）、リレー光学系１の外径をＤ（mm）、物体面から像面ま
での距離Ｌ（mm）、第１反射面２２の曲率をＲ１、第２反射面２３の曲率をＲ２とするとき、
実施例１   実施例２
I max                  1.00       1.00
Ｄ                     3.00       3.20
Ｌ                     3.43       2.95
Ｄ／（２×Ｉmax）      1.50       1.60 
Ｌ／（２×Ｉmax）      1.71       1.47 
Ｆｒ１                -1.83      -1.05
Ｆｒ２                -1.54      -0.77
Ｆｒ１／Ｆｒ２         1.19       1.36
Ｒｒ１                 1.54       1.47
Ｒｒ２                 1.83       2.06
Ｒｒ２／Ｒｒ１         1.19       1.40
である。
【０１１５】
以下に、上記実施例１及び２の構成パラメータを示す。なお、以下の表中の “ＲＥ”
は反射面を示す。
【０１１６】
実施例１
第１光路
面番号      曲率半径            面間隔  偏心     屈折率  アッベ数
物体面        ∞                 0.100
1          ∞                 0.200           1.5163    64.1
2          ∞                 0.567
4        非球面[1]            0.798           1.8348    42.7
5（ＲＥ）非球面[2]           -0.798           1.8348    42.7
6（ＲＥ）非球面[1]            0.798           1.8348    42.7
7        非球面[2]            0.050
3          ∞（絞り）         0.050
4        非球面[3]            0.798           1.8348    42.7
5（ＲＥ）非球面[4]           -0.798           1.8348    42.7
6（ＲＥ）非球面[3]            0.798           1.8348    42.7
7        非球面[4]            0.567
8          ∞                 0.200           1.5163    64.1
9          ∞                 0.100
像  面        ∞
非球面[1]
曲率半径     -1.540
k   1.1917E+000
a   4.9138E-002 
非球面[2]
曲率半径     -1.827
k   2.2806E-001
a   4.6733E-003 
非球面[3]
曲率半径      1.827
k   2.2806E-001
a  -4.6733E-003 
非球面[4]
曲率半径      1.540
k   1.1917E+000
a  -4.9138E-002 
第２光路
面番号      曲率半径            面間隔  偏心     屈折率  アッベ数
物体面        ∞                 0.100
1          ∞                 0.200           1.5163    64.1
2          ∞                 0.549
5          1.28               0.817           1.8348    42.7
4        非球面[2]            0.050
3          ∞（絞り）         0.050
4        非球面[3]            0.817           1.8348    42.7
5         -1.28               0.549
6          ∞                 0.200           1.5163    64.1
7          ∞                 0.100
像  面        ∞
非球面[2]
曲率半径     -1.827
k   2.2806E-001
a   4.6733E-003 
非球面[3]
曲率半径      1.827
k   2.2806E-001
a  -4.6733E-003 
【０１１７】
実施例２
第１光路
面番号      曲率半径            面間隔  偏心     屈折率  アッベ数
物体面        ∞                 0.110
1          ∞                 0.220           1.5163    64.1
2          ∞                 0.224
4        非球面[1]            0.516           1.8348    42.7
5（ＲＥ）非球面[2]           -0.516           1.8348    42.7
6（ＲＥ）非球面[1]            0.516           1.8348    42.7
7        非球面[2]            0.050
3          ∞（絞り）         0.050
4        非球面[3]            1.078           1.8348    42.7
5（ＲＥ）非球面[4]           -1.078           1.8348    42.7
6（ＲＥ）非球面[3]            1.078           1.8348    42.7
7        非球面[4]            0.366
8          ∞                 0.220           1.5163    64.1
9          ∞                 0.110
像  面        ∞
非球面[1]
曲率半径     -0.773
k   5.5392E-001
a   9.2898E-001 
非球面[2]
曲率半径     -1.049
k  -5.3553E-002
a   2.0502E-002 
非球面[3]
曲率半径      2.058
k   1.0005E-001
a  -6.5276E-003 
非球面[4]
曲率半径      1.465
k   1.0247E+000
a  -2.1419E-001 
第２光路
面番号      曲率半径            面間隔  偏心     屈折率  アッベ数
物体面        ∞                 0.110
1          ∞                 0.220           1.5163    64.1
2          ∞                 0.209
5          0.562              0.532           1.8348    42.7
4        非球面[2]            0.050
3          ∞（絞り）         0.050
4        非球面[3]            1.099           1.8348    42.7
5         -2.281              0.345
6          ∞                 0.220           1.5163    64.1
7          ∞                 0.110
像  面        ∞
非球面[2]
曲率半径     -1.049
k  -5.3553E-002
a   2.0502E-002 
非球面[3]
曲率半径      2.058
k   1.0005E-001
a  -6.5276E-003 
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の実施例１の光学系の中心軸に沿ってとった断面図である。
【図２】本発明の実施例１の第３光路及び第４光路を示す図である。
【図３】実施例１の光学系の第１光路の横収差図を示す図である。
【図４】実施例１の光学系の第２光路の横収差図を示す図である。
【図５】本発明の実施例２の光学系の中心軸に沿ってとった断面図である。
【図６】本発明の実施例２の第３光路及び第４光路を示す図である。
【図７】実施例２の光学系の第１光路の横収差図を示す図である。
【図８】実施例２の光学系の第２光路の横収差図を示す図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１…光学系
２…中心軸
３…物体面
５…像面
Ａ…第１光路
Ｂ…第２光路
Ｃ…第３光路
Ｄ…第４光路
Ｇｆ…前群
Ｇｂ…後群
Ｓ…開口
Ｌｆ…前群透明媒体
Ｌｂ…後群透明媒体
２１…前群透明媒体第１透過面（前群第１透過面）
２２…前群透明媒体第１反射面（前群第１反射面）
２３…前群透明媒体第２反射面（前群第２反射面）
２４…前群透明媒体第２透過面（前群第２透過面）
２５…前群透明媒体第３透過面（前群第３透過面）
３１…後群透明媒体第１透過面（後群第１透過面）
３２…後群透明媒体第１反射面（後群第１反射面）
３３…後群透明媒体第２反射面（後群第２反射面）
３４…後群透明媒体第２透過面（後群第２透過面）
３５…後群透明媒体第３透過面（後群第３透過面）
【図１】
2009276386.tif 000003
【図２】
2009276386.tif 000004
【図３】
2009276386.tif 000005
【図４】
2009276386.tif 000006
【図５】
2009276386.tif 000007
【図６】
2009276386.tif 000008
【図７】
2009276386.tif 000009
【図８】
2009276386.tif 000010