[发明专利]光学系统、光学元件和包含它们的光学装置

权利要求书

1．一种利用来自物体的光形成该物体图象用的光学系统，包括：

一孔径光阑，和

一光学单元，位于该孔径光阑的图象一侧，所说光学单元包括按照从物体一侧顺序列举的如下部分：

一具有一反射曲面的第一光学部分，用来形成所说物体的中间图象；

一具有一反射曲面的第二光学部分，用来利用来自所说物体的中间图象的光形成所说孔径光阑的图象；以及

一具有一反射曲面的第三光学部分，用来利用来自所说孔径光阑的图象的光形成所说物体的二次图象；

其中，fB1(θ)，fB2(θ)和fB3(θ)分别是所说第一光学部分、所说第二光学部分和所说第三光学部分在方位角θ时的焦距，且在方位角0＜θ＜2π的范围内，所说焦距满足以下的条件：

fB1(θ)＞0，

fB2(θ)＜0，

fB3(θ)＞0。

2．根据权利要求1所述的光学系统，其中所说光学单元是具有两个折射表面和多个反射弯曲表面作为内部反射器的透明体。

3．根据权利要求1所述的光学系统，其中所说光学单元具有多个反射的弯曲表面作为表面反射器。

4．根据权利要求1所述的光学系统，其中在f(θ)是所说光学单元在方位角为θ时的总焦距的场合下，且在方位角0＜θ＜2π的范围内，该焦距满足以下的条件：

｜f(θ)｜／2＜fB1(θ)＜2｜f(θ)｜

5．根据权利要求1所述的光学系统，其中至少一个所说反射弯曲表面是只相对于一个对称平面对称的非球面形状。

6．一种光学系统，用来利用来自物体的光形成该物体图象，包括：

一孔径光阑，和

一光学单元，位于孔径光阑的图象一侧，所说光学单元包括按照从物体一侧顺序列举的如下部分：

一具有一反射曲面的第一光学部分，用来形成所说物体的中间图象；

一具有一反射曲面的第二光学部分，用来利用来自所说物体的中间图象的光形成所说孔径光阑的图象；以及

一具有一反射曲面的第三光学部分，用来利用来自所说孔径光阑的图象的光形成所说物体的二次图象；

其中，fB1(θ)，fB2(θ)和fB3(θ)分别是所说第一光学部分、所说第二光学部分和所说第三光学部分在方位角θ时的焦距，和f(θ)是所说光学单元在方位角θ时的总焦距，且在方位角0＜θ＜2π的范围内，所说焦距满足以下的条件：

fB1(θ)＞0，

fB2(θ)＞10｜f(θ)｜，

fB3(θ)＞0。

7．根据权利要求6所述的光学系统，其中所说光学单元是具有两个折射表面和多个反射的弯曲表面作为内部反射器的透明体。

8．根据权利要求6所述的光学系统，其中所说光学单元具有多个反射的弯曲表面作为表面反射器。

9．根据权利要求6所述的光学系统，其中f(θ)是所说光学单元在方位角为θ时的总焦距，且在方位角0＜θ＜2π的范围内，该焦距满足以下的条件：

｜f(θ)｜／2＜fB1(θ)＜2｜f(θ)｜

10．根据权利要求6所述的光学系统，其中至少一个所说反射的弯曲表面是只相对于一个对称平面对称的非球面形状。

11．一种光学元件，包括：

多个反射曲面，用于连续地反射入射到所说光学元件上的光，所说多个反射曲面包括：表面A是用来第一次反射入射到所说光学元件上的光的反射曲面；表面B是用来接下来反射由表面A反射的光的反射曲面；表面D是用来最终反射入射到所说光学元件上的光的反射曲面；和表面C是直接位于表面D之前的反射曲面；

其中，按照入射到所说光学元件上的光的光路的顺序，第一光学部分限定在表面A前面，第二光学部分是从表面B到表面C，和第三光学部分位于表面D后面，并且其中，fB1(θ)，fB2(θ)和fB3(θ)分别是所说第一光学部分、所说第二光学部分和所说第三光学部分在方位角为θ时的焦距，且在方位角0＜θ＜2π的范围内，所说焦距满足以下的条件：

fB1(θ)＞0，

fB2(θ)＜0，

fB3(θ)＞0。

12．根据权利要求11所述的光学元件，其中所说光学单元是具有两个折射表面和多个反射的弯曲表面作为内部反射器的透明体。