[问题]在保持可靠性的同时减小装置尺寸，并提高捕获图像的分辨率。[解决方案]根据本发明的刚性镜光学系统包括：成像光学系统，用于在成像元件上形成荧光波长范围和可见光波长范围的每一者中的图像；以及具有分色膜的分色棱镜光学系统，该系统将成像光的光路分为可见光波长范围的光路和荧光波长范围的光路。成像光学系统在荧光成像元件和可见光成像元件的每一者上形成图像，这些元件被布置为使得由成像光学系统引起的荧光成像位置和可见光成像位置之间的偏差对应于透射通过分色棱镜光学系统以形成图像的荧光和可见光之间的光路长度差。成像光学系统满足由式(1)表示的条件。