DE3883056T2

DE3883056T2 - Optisches System für ein Lichtpunktabtastsystem.

Info

Publication number: DE3883056T2
Application number: DE88106659T
Authority: DE
Inventors: Makoto C O Dainippon Hirosawa; Yoshihiro Dainippon Sc Kishida; Shinichi C O Dainippon Nagata; Shigeru C O Dainippon S Sasada
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1987-04-27
Filing date: 1988-04-26
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2008-04-27
Also published as: EP0288970A2; US4861983A; EP0288970B1; DE3883056D1; EP0288970A3

Description

Die gegenwärtige Erfindung betrifft im allgemeinen eine Verbesserung eines optischen Systems zum Aufzeichnen eines Bildes auf einem Aufzeichnungsträger, und genauer gesagt ein optisches System zur Verwendung in einer sogenannten Lichtpunktabtastvorrichtung
Lichtpunktabtastvorrichtungen sind gut bekannt; eine davon ist in dem amerikanischen Patent mit der Nr. 4,080,634 dargestellt, wobei ein Ablenkspiegel verwendet wird, um einen Laserstrahl vorwärts und rückwärts zu bewegen. Um die Abtastgeschwindigkeit zu verbessern, ist es allgemein bekannt, daß ein Aufzeichnungsträger von einer Vielzahl von Strahlen abgetastet werden kann, was, beispielsweise, in "Electronics" (herausgegeben am 7. Oktober 1985), Seiten 40 bis 42, beschrieben ist.
In einer herkömmlichen Vorrichtung wird normalerweise als eine Objektivlinse eine f-Theta-Linse oder f-Tangens-Theta-Linse verwendet und zwischen einem Ablenkspiegel und einem Aufzeichnungsträger angeordnet. Die f-Theta-Linse weist solch eine Charakteristik auf, daß ein Abstand zwischen einem Abtastpunkt eines abtastenden Strahls und einer optischen Achse der Objektivlinse direkt proportional zu einem Winkel ist, der zwischen dem in die Linse eintretenden Strahl und der optischen Achse gebildet wird (im Anschluß "Ablenkwinkel" genannt), während die f-Tangens-Theta-Linse eine derartige Charakteristik aufweist, daß ein Abstand zwischen einem Abtastpunkt eines abtastenden Strahls und einer optischen Achse der Objektivlinse direkt porportional zu dem Tangens eines Ablenkwinkels ist. Ferner kann auch eine Arkussinus- Theta-Linse in dem Fall verwendet werden, in welchem der Ablenkspiegel von einem Galvanometer angetrieben wird. Die Arkussinus-Theta-Linse weist eine derartige Charakteristik auf, daß die Abtastgeschwindigkeit eines Abtastpunkts, der von einem Ablenkspiegel abgelenkt wird, konstant gehalten wird.
Wenn ein einziger Strahl derart verwendet wird, daß der von einem Ablenkspiegel abgelenkte Strahl eine Ebene bildet, in welcher die optische Achse der Objektivlinse enthalten ist (im Anschluß "Ablenkebene" genannt), wird ein Abtastort, wie in Fig. 1-(A) gezeigt, gleichmäßig hergestellt. Jedoch, wenn eine Vielzahl von Strahlen in Kombination mit solch einer Objektivlinse, wie eine f-Theta-Linse, f-Tangens-Theta-Linse oder Arkussinus-Theta-Linse, verwendet wird, werden die Abtaststrahlen solch einen Abtastlinienbogen erzeugen, wie er in Fig. 1-(B) dargestellt ist, da die in die Objektivlinse eintretenden Strahlen zu einer mehr oder weniger starken Inklination relativ zu der Ablenkebene führen. Demgemäß ist es notwendig, eine Feineinstellung der jeweiligen Abtaststrahlen durchzuführen, was offensichtlich zeitaufwendig ist und somit hinsichtlich der Herstellung einer Vorrichtung ineffektiv ist.
Außerdem kann in dem Fall, in welchem eine Vielzahl von Abtaststrahlen in dem optischen System verwendet werden, nur ein einziger Strahl, der der Ablenkebene zugeordnet ist, einen gradlinig verlaufenden Abtastort sicherstellen, und die verbleibenden Strahlen werden den Abtastlinienbogen, wie deutlich in Fig. 1-(B) gezeigte verursachen.
Aufgrund solch eines Abtastlinienbogens kann ein Aufzeichnungsträger nicht uniform von einer Vielzahl von Abtastpunkten abgetastet werden, und demgemäß ist es schwierig, solches Mehrfachabtasten in der Praxis einzusetzen.
Gemäß dem Obengesagten ist es eine Hauptaufgabe der gegenwärtigen Erfindung, ein verbessertes optisches System zu liefern, das insbesondere für eine sogenannte Lichtpunktabtastvorrichtung nützlich ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, ein optisches System zu liefern, welches den unerwünschten Abtastlinienbogen auflösen kann, der in dem Falle hervorgerufen wird, in welchem eine Vielzahl von Abtaststrahlen verwendet wird.
Die obenerwähnten Aufgaben können bei der gegenwärtigen Erfindung mit einem in Anspruch 1 festgelegten optischen System erfüllt werden.
Es ist bevorzugt, daß die erste und die zweite optische Einheit der Objektivlinse jeweils einen primären und einen sekundären Hauptpunkt aufweisen, wobei die Objektivlinse derart ausgestaltet ist, daß die folgende Formel erfüllt wird:
D > 0,18 f (2),
wobei D der Abstand zwischen dem sekundären Hauptpunkt der ersten optischen Einheit und dem primären Hauptpunkt der zweiten optischen Einheit und f die Brennweite der Objektivlinse ist.
Es ist auch bevorzugt, daß die Objektivlinse derart ausgestaltet ist, daß die folgende Formel erfüllt wird:
-1,4 f < f&sub1; < -0,5 f (3),
wobei f die Brennweite der Objektivlinse und f&sub1; die Brennweite der ersten optischen Einheit ist.
Es ist ferner bevorzugt, daß die Objektivlinse derart ausgestaltet ist, daß die folgende Formel erfüllt wird:
0,5 f < f&sub2; < 0,8 f (4),
wobei f die Brennweite der Objektivlinse und f&sub2; die Brennweite der zweiten optischen Einheit ist.
Es ist ebenfalls bevorzugt, daß die Objektivlinse derart ausgestaltet ist, daß die folgende Formel erfüllt wird:
d&sub0; > 0 (5),
wobei d&sub0; der Abstand zwischen dem Ablenkpunkt auf dem Rotationsspiegel und der Auftrefffläche der ersten optischen Einheit ist.
In der Praxis ist es bevorzugt, daß das Ablenkmittel entweder einen Drehspiegel, der abwechselnd nach vorne und nach hinten gedreht wird, oder einen nur in einer Richtung drehenden, vielflächigen Polygonspiegel enthält.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es bevorzugt, daß ein Kollimatormittel zum Kollimieren des auf das Ablenkmittel auffallenden Abtaststrahls optisch vor dem Ablenkmittel angeordnet ist.
Vorzugsweise wird ferner ein Sensormittel in dem optischen System bereitgestellt, um die jeweilige Position des Abtastpunkts auf dem Aufzeichnungsträger zu erfassen. In dem Fall, in welchem der Rotationsspiegel verwendet wird, der sich abwechselnd vorwärts und rückwärts dreht, wird ein Referenzstrahl so geführt, daß er auf den Rotationsspiegel auftrifft und durch die Objektivlinse zu dem Sensormittel gelangt, wobei der Referenzstrahl das Sensormittel synchron mit der Bewegung des Abtaststrahls abtastet. Das Sensormittel umfaßt vorzugsweise einen Gittersensor, der ein Gitter enthält, welches transparente Streifen und opake Streifen, einen nach dem anderen, darauf trägt und photoelektrische Elemente sind hinter dem Gitter angeordnet. In der Praxis ist es bevorzugt, daß der Referenzstrahl durch einen Halbspiegel von dem von der Lichtquelle emittierten Abtaststrahl abgetrennt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung ist ein Strahlaufteilmittel zum Aufteilen des von der Lichtquelle emittierten Strahls in eine Vielzahl von Abtaststrahlen optisch zwischen der Lichtquelle und dem Ablenkmittel angeordnet, wobei der Aufzeichnungsträger von den Abtaststrahlen abgetastet wird. In diesem Fall umfaßt ein bereitgestelltes Modulationsmittel vorzugsweise einen optischen Modulator, der direkt hinter dem Strahlaufteilmittel angeordnet ist, wobei das optische Modulationsmittel die Abtaststrahlen individuell moduliert.
Mit den obengenannten Merkmalen weist die gegenwärtige Erfindung die folgenden nützlichen Vorteile auf:
Das optische System gemäß der gegenwärtigen Erfindung kann in einem breiten Bereich zum Aufzeichnen eines Bildes auf einen Aufzeichnungsträger unter Verwendung einer sogenannten Lichtpunktabtastvorrichtung verwendet werden.
Ein Abtastort oder Abtastorte, der/die von dem optischen System hergestellt wird/werden, kann/können korrigiert werden, um ohne irgendeinen Abtastlinienbogen geradlinig zu sein, wobei die Reproduktionsverläßlichkeit einer Abbildung zufriedenstellend sichergestellt wird.
Insbesondere in dem Fall, in welchem eine Vielzahl von Abtaststrahlen zum Aufzeichnen verwendet werden, selbst wenn ein Abtaststrahl oder Abtaststrahlen eine Neigung bezüglich der Ablenkebene aufweist/aufweisen, können alle Abtastorte auf einem Aufzeichnungsträger gerade und parallel zueinander verlaufen, wobei die jeweiligen Intervalle zwischen den benachbarten Abtastpunkten konstant und uniform über die komplette Fläche des Aufzeichnungsträgers sein können.
Wenn der Durchmesser des Abtastpunkts erheblich reduziert ist, um die Auflösungsleistung zu erhöhen, kann eine Vielzahl von Abtastpunkten verwendet werden, wobei die zum Reproduzieren eines Bildes benötigte Zeit erheblich reduziert werden kann.
Andere neue Merkmale und Vorteile der gegenwärtigen Erfindung werden im Verlauf der folgenden, detaillierten Beschreibung und im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen deutlich, die lediglich zum Verständnis der gegenwärtigen Erfindung und nicht zum Einschränken des Rahmens der Erfindung gedacht sind.

Kurze Beschreibung der Abbildungen

Fig.en 1-(A) und 1-(B) sind Graphen, die Abtastorte darstellen, die von einem optischen System gemäß der gegenwärtigen Erfindung bzw. von einem herkömmlichen optischen System erstellt werden;
Fig. 2-(A) ist eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des optischen Systems gemäß der gegenwärtigen Erfindung;
Fig. 2-(B) ist eine Draufsicht auf einen Teil eines Gittersensors;
Fig. 3 ist eine schematisshe Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des optischen Systems gemäß der gegenwärtigen Erfindung;
Fig. 4 zeigt einen Schaltkreis zum Anlegen synthetisierter Ultraschallwellen an einen akusto-optischen Modulator;
Fig. 5 ist eine schematische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des optischen Systems gemäß der Erfindung;
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines optoelektronischen integrierten Schaltkreises;
Fig. 7 ist ein schematisches Blockdiagrainm eines Schaltkreises zum Erzeugen von Kontrollsignalen;
Fig. 8 ist eine schematische Seitenansicht einer vierten Ausführungsform des optischen Systems gemäß der Erfindung;
Fig. 9 ist eine schematische Seitenansicht eines in der vierten Ausführungsform zu verwendenden optischen Konvergierungssystems;
Fig. 10 ist eine schematische Ansicht eines weiteren optischen Konvergierungssystems;
Fig. 11 ist eine schematische Seitenansicht einer bezüglich der vierten Aüsführungsform modifizierten Ausführungsform;
Fig. 12 ist eine schematische Seitenansicht einer fünften Ausführungsform des optischen Systems gemäß der Erfindung;
Fig. 13 ist ein Graph, der einen Abtastort darstellt, der von einem einzigen Abtastpunkt hergestellt wird;
Fig.en 14 und 15 sind Graphen, die Abtastorte darstellen, die von einem einzigen Abtastpunkt hergestellt werden;
Fig. 16 ist eine Draufsicht auf einen Teil einer Lichtpunktabtastvorrichtung;
Fig. 17 ist eine schematische Illustration der von einem Ablenkspiegel hervorgerufenen Strahlengänge; und
Fig.en 18 bis 33 zeigen jeweils ein Beispiel einer f-Sinus- Theta-Linse gemäß der gegenwärtigen Erfindung, wobei der Index (A) eine Seitenansicht der f-Sinus-Theta-Linse, der Index (B) einen Graph, der die sphärische Aberration darstellt, der Index (C) einen Graph, der den Astigmatismus darstellt, und der Index (D) einen Graph, der die Verzerrung darstellt, kennzeichnet.
Wie Fig. 2 zu entnehmen, die eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines optischen Systems gemäß der Erfindung darstellt, dringt ein von einer Lichtquelle 11 emittierter Laserstrahl in eine Kondensorlinse 12 ein. Das von der Lichtquelle emittierte Licht weist eine Strahlaufweitung in solch einem Ausmaß auf, daß sie nicht vernachlässigt werden kann. Ein Strahlaufteiler (z. B. Halbspiegel) 30 ist längs der optischen Achse der Linse 12 angeordnet und dient dem Aufteilen des Strahls in zwei Strahlengänge, wobei der eine als ein Abtaststrahl und der andere als ein Referenzstrahl benutzt wird.
Der von dem Halbspiegel 30 transmittierte Strahl trifft auf einen Halbspiegel 14 und dann auf einen komplett reflektierenden Spiegel 15 über eine Sammellinse 13 auf.
Der von dem Spiegel 15 reflektierte Strahl wird von einem Strahlaufteilmittel 16 aufgenommen. Das Strahlaufteilmittel 16 enthält einen Linsenglasblock mit ebenen, zueinander parallelen Flächen. Der in das Strahlteilmittel 16 flach eintretende Strahl wird von beiden Oberflächen desselben reflektiert und an jedem Reflexionspunkt auf der zweiten Reflexionsfläche aufgeteilt, wodurch der auftreffende Strahl in drei Strahlen aufgeteilt wird. Die so aufgeteilten Strahlen treten aus der zweiten Fläche des Strahlaufteilmittels 16 aus und werden von einem akusto-optischen Modulator 17 (im Anschluß AOM genannt) empfangen. Der AOM 17 ist für drei Kanäle ausgestaltet und direkt hinter dem Strahlaufteilmittel 16 angeordnet.
Die jeweiligen Strahlen werden individuell durch den AOM 17 auf der Basis von Bildsignalen eines Originals, von welchem eine Aufzeichnung gewünscht wird, moduliert.
Andererseits tritt der von dem Halbspiegel 14 reflektierte Strahl in ein weiteres Strahlaufteilmittel 19 durch einen komplett reflektierenden Spiegel 18. Das Strahlaufteilmittel 19 ist im wesentlichen genauso wie das Mittel 16 konstruiert und führt im wesentlichen die gleichen Funktionen aus. Das Strahlaufteilmittel 19 teilt den eintreffenden Strahl in zwei Strahlen auf. Ein anderer AOM 20 für zwei Kanäle ist direkt hinter dem Strahlaufteilmittel 19 angeordnet und dient dem individuellen Modulieren der jeweiligen, so aufgeteilten Strahlen.
Strahlen, die sowohl aus dem AOM 17 als auch dem AOM 20 austreten, werden durch einen Halbspiegel 21 zueinander ausgerichtet und auf eine Kollimatorlinse 22 gerichtet. In diesem Fall sind optische Elemente derart ausgestaltet, daß die jeweils aus dem AOM 20 austretenden Strahlen auf den Halbspiegel 21 so auftreffen, daß die entsprechenden Auftreffpositionen der Strahlen ungefähr in der Mitte von benachbarten Strahlen liegen, die aus dem AOM 17 austreten.
Lediglich zur Erleichterung der Illustration ist die Erläuterung für den Fall angegeben, in welchem der durch den Halbspiegel 14 aufgeteilte Laserstrahl in weitere drei Strahlen aufgetrennt wird und der AOM 17 für drei Kanäle verwendet wird, während der andere von dem Halbspiegel 14 abgetrennte Laserstrahl seinerseits in zwei Strahlen aufgeteilt wird und der AOM 20 für zwei Kanäle verwendet wird.
In der Praxis ist es bevorzugt, ein Paar von Strahlaufteilmitteln für 10 Kanäle anstatt der Mittel 16 und 19 zu verwenden und 10-Kanal-AOMs anstelle der AOMs 17 und 20 bereitzustellen.
Die aus der Kollimatorlinse 22 austretenden Strahlen gelangen über einen Klappspiegel 23 und eine Sammellinse 24 weiter, um Punktabbildungen an einer Brennpunktebene Q&sub1; der Sammellinse 24 zu bilden. Dann gelangen diese Strahlen durch eine Kollimatorlinse 26 mit einer Brennweite von z. B. 800 mm weiter, um auf eine Oberfläche eines Ablenkspiegels 27 aufzutreffen, der nach vorne und nach hinten, mit vorwärts und rückwärts gerichteten Stößen, ablenkt. Um unnötige Komplexität der Illustration zu vermeiden, sind alle Strahlen von dem AOM 20 hinter der Kollimatorlinse 22 weggelassen, und nur drei Strahlen von dem AOM 17 sind durch dicke Linien, Linien mit jeweils einem Punkt bzw. Linien mit jeweils zwei Punkten illustriert.
Die Ablenkung durch den Ablenkspiegel 27 wird durch ein Galvanometer (nicht gezeigt) mit einem vorherbestimmten Verhältnis kontrolliert, das einer gewünschten Abtastgeschwindigkeit entspricht. Die abgelenkten Stahlen werden, durch eine f-Sinus-Theta-Linse 28 mit einer Brennweite von z. B. 800 mm, auf einen Aufzeichnungsträger 29 fokussiert, der optisch hinter der Linse 28 angeordnet ist. Da der Ablenkspiegel 27 nach vorne und nach hinten dreht, tasten die so fokussierten Abtastpunkte den Aufzeichnungsträger 29 ab, während der Aufzeichnungsträger 29 mit einer vorherbestimmten Geschwindigkeit in einer Richtung X senkrecht zu der Abtastrichtung bewegt wird.
Die auf den Aufzeichnungsträger 29 fokussierten Punkte sind in Intervallen von z. B. 12,5 um in der Richtung X ausgerichtet, wobei fünf Abtastlinien während eines nach vorne oder nach hinten gerichteten Ausschlags der Strahlen aufgezeichnet werden. Die Beförderungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 59 wird auf der Basis sowohl des Abtastzyklusses als auch der Abtastlänge auf dem Aufzeichnungsträger bestimmt.
Um die jeweiligen Positionen der Abtastpunkte auf dem Aufzeichnungsträger zu erfassen, wird ein Referenzstrahl 31 von dem Halbspiegel 30 abgetrennt, der auf die Oberfläche des Ablenkspiegels 27 durch einen Klappspiegel 32 auftrifft. Der Referenzstrahl durchläuft einen anderen Strahlengang als die Strahlen zum Abtasten, wie typischerweise in Fig. 2-(A) zu sehen ist. Der von dem Ablenkinittel 27 abgelenkte Referenzstrahl tastet einen Gittersensor 34 durch die f-Sinus- Theta-Linse 28 und einen Klappspiegel 33 hindurchgehend ab, wobei Taktpulssignale synchron mit dem Abtasten des Aufzeichnungsträgers erzeugt werden.
Der Gittersensor 34 umfaßt ein Gitter, das transparente Streifen und opake Streifen nacheinander darauf aufweist, und photoelektrische Elemente sind hinter dem Gitter angeordnet, wie in Fig. 2-(B) gezeigt. Ein Taktpulssignal wird erzeugt, wenn der das Gitter durchquerende Referenzstrahl auf einen transparenten Streifen des Gitters auftrifft.
Intervalle der von dem Gittersensor 34 erzeugten Pulssignale werden geeignet multipliziert oder dividiert, um sowohl an den AOM 17 als auch den AOM 20 anglegt zu werden, wobei die AOMs auf der Basis der Signale des Bildes von einem gewünschten Original gesteuert werden. Da herkömmliche Verfahren für solch eine Taktkontrolle angewendet werden können, wird eine weitere, detaillierte Beschreibung hier ausgelassen.
Bei dieser Ausführungsform wird eine f-Sinus-Theta-Linse 28 als eine Objektivlinse verwendet. Aufgrund der Verwendung solch einer f-Sinus-Theta-Linse, selbst wenn eine Vielzahl von Abtaststrahlen benutzt werden, werden alle Abtastorte der Abtastpunkte geradlinig werden. Demgemäß, wie in Fig. 1-(A) gezeigt, werden alle Abtastorte auf dem Aufzeichnungsträger geradlinig und parallel zueinander verlaufen.

Zweite Ausführungsform

Wie in Fig. 3 zu sehen, die eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines optischen Systems gemäß der Erfindung darstellt, dringt ein Von einer Lichtquelle 40 emittierter Laserstrahl zu einexn Halbspiegel 30 durch einen Strahlkomprimierer 41 vor und wird in zwei optische Strahlengänge durch den Halbspiegel 30 aufgeteilt. Die Lichtquelle 40 umfaßt eine He-Ne-Laserröhre, wobei das von derselben emittierte Licht eine Strahlaufweitung in solch einem Ausmaß aufweist, die vernachlässigt werden kann. Demgemäß wird er Strahl wie ein Bündel von parallelen Strahlen behandelt.
Der Durchmesser des Laserstrahls wird auf einen Wert durch den Strahlkomprimierer 41 reduziert. Ein von dem Halbspiegel 30 transmittierter Strahl wird von einem AOM 42 aufgenommen. Der Strahl wird in z. B. drei Strahlen durch Anlegen von Ultraschallwellensignalen, die von z. B. drei unterschiedlichen Arten von Ultraschallwellensignalen synthetisiert werden, aufgeteilt.
Fig. 4 zeigt eine Schaltung zum Anlegen der synthetisierten Ultraschallwellensignale an den AOM 42. Drei unterschiedliche Arten von Ultraschallwellensignalen fa, fb und fc werden durch Ultraschallwellenoszillatoren 56a, 56b und 56c erzeugt. Die Beziehung zwischen den Frequenzen der Signale fa, fb und fc ist wie folgt gegeben:
fa = fb - Δf (6)
fc = fb + Δf (7)
wobei Δf eine Konstante ist
Diese Ultraschallwellensignale werden in Modulatoren 57a, 57b und 57c eingegeben, wobei die Signale einer Ein-Aus-Kontrolle oder einer Amplitudenmodulattion auf der Basis eines Bildsignals Sp, das an die Modulatoren angelegt wird, ausgesetzt. Dann werden die kontrollierten oder modulierten Signale jeweils in eine Mischschaltung 58 eingegeben und dort synthetisiert. Diese so synthetisierten Signale sind hochfrequente Signale mit drei unterschiedlichen Frequenzbestandteilen, welche an die Transducer 59 des AOM's 42 angelegt werden. In Antwort auf das Anlegen dieser Signale werden innerhalb des AOM's 42 stehende Kompressionswellen mit Frequenzniveaus gebildet, die den Frequenzbestandteilen der Ultraschallwellensignale entsprechen.
Wenn ein Strahl L den AOM 42 betritt, wird der Strahl L in zwei Arten von Strahlen aufgeteilt, d. h. eine Strahlenart ist ein Strahl L&sub0; von nullter Beugungsordnung und die andere Strahlenart sind drei Strahlen von erster Beugungsordnung L&sub1;, L&sub2; und L&sub3;, welche Ablenkwinkel bilden, die den Frequenzbestandteilen entsprechen.
Zurück zu Fig. 3, eine Sammellinse 43 ist mit einem Abstand von 20 mm getrennt von dem AOM 42 angeordnet, während die Brennweite der Linse 22 auch 20 mm beträgt. Demgemäß werden die Punktabbildungen auf die sekundäre Brennpunktebene Q&sub1; fokussiert. Die jeweiligen Strahlen sind durch dicke Linien, Linien mit jeweils einem Punkt bzw. Linien mit jeweils zwei Punkten dargestellt.
Der Nullte-Ordnungs-Ablenkstrahl, der durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, wird von einem Stopper 44 abgeblockt, während die Strahlen von erster Ablenkordnung weiter fortschreiten, um in eine Kollimatorlinse 26 einzutreten und auf einen Ablenkspiegel 27 aufzutreffen.
Die von dem Ablenkspiegel 27 abgelenkten Strahlen werden, durch eine f-Sinus-Theta-Linse 28, auf den Aufzeichnungsträger 29 fokussiert, der optisch hinter der Linse 28 angeordnet ist. Wenn der Ablenkspiegel 27 nach vorne und nach hinten rotiert, tasten die Aufzeichnungspunkte den Aufzeichnungsträger 29 ab, während der Aufzeichnungsträger 29 mit einer vorherbestimmten Geschwindigkeit in Richtung X, senkrecnt zu der Abtastrichtung vorwärts bewegt wird.
Da die Intervalle zwischen den benachbarten Strahlen an der Ebene Q&sub1; durch Ablenkwinkel bestimmt werden, die von den Strahlen in dem AOM 42 gebildet werden, was wiederum von den Frequenzen der Ultraschallwellensignale bestimmt wird, die an den AOM 42 angelegt werden, können die Strahlenintervalle auf der Ebene Q&sub1; und die Abtastlinienintervalle auf dem Aufzeichnungsträger 29 durch geeignete Auswahl von Frequenzen der Oszillatoren 56a, 56b und 56c ausgewählt werden. Beispielsweise angenommen, daß der Durchmesser der entsprechenden strahlen 1,29 mm sowohl am AOM 42 als auch auf der Linse 43 beträgt, wird der Strahldurchmesser davon 51,6 mm sowohl auf der Kollimatorlinse 56 als auch der f-Sinus-Theta- Linse 58 betragen, und daher wird der Durchmesser der entsprechenden Abtastpunkte 12,5 um auf dem Aufzeichnungsträger 29 betragen. Wenn das Intervall auf der Q&sub1;- Ebene zwischen den benachbarten Strahlen 12,5 um ist, wird das Intervall auf dem Aufzeichnungsträger 29 dazwischen auch 12,5 um betragen, angenommen, daß der Winkel zwischen benachbarten, von dem AOM 42 abgelenkten Strahlen so kontrolliert wird, daß er 6,25x10&supmin;&sup4; Radian beträgt.
Demgemäß sind die Abtastpunkte auf den Aufzeichnungsträger 29 in Intervallen von z. B. 12,5 um in der Richtung X ausgerichtet, wobei drei Abtastlinien während eines nach vorne oder nach hinten gerichteten Ausschlags der Strahle aufgezeichnet werden.
Die Beförderungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 29 wird auf der Basis sowohl des Abtastzyklusses und der Abtastlänge auf dem Aufzeichnungsträger bestimmt.
Um die jeweilige Position der Abtastpunkte auf dem Aufzeichnungsträger zu erfassen, wird der Referenzstrahl 31 durch den Halbspiegel 30 im wesentlichen genauso wie bei der in Fig. 2-(A) dargestellten ersten Ausführungsform abgetrennt. Der Referenzstrahl gelangt über die Spiegel 51, 52, 53, die Kollimatorlinse 26, den Ablenkspiegel 27, die f-Sinus-Theta- Linse 28 und einen Spiegel 54, der Reihe nach, zu dem Gittersensor 34.
Für alle Abtastorte des Strahls ist sichergestellt, daß sie gerade und parallel zueinander auf dem Aufzeichnungsträger 29 im wesentlichen genauso verlaufen wie bei der in Fig. 2-(A) dargestellten ersten Ausführungsform.

Dritte Ausführungsform

Wie in Fig. 5 dargestellt, die eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines optischen Systems gemäß der Erfindung darstellt, wird ein von der Laserröhre 40 emittierter Laserstrahl von einem opto-elektronischen integrierten Schaltkreis (im Anschluß OEIC genannt) 62 über den Halbspiegel 30 empfangen.
Fig. 6 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht des OEIC's 62, wobei optische Wellenleiter 72 auf einem Substrat 71 bereitgestellt sind. Die optischen Wellenleiter 72 sind in einer Baumstruktur so ausgebildet, daß sie sich auftrennen, um eine Eingangsöffnung 73 für eine Ausgangsöffnung 74 zu bilden. Elektro-optische Modulatoren (im Anschluß EOMs genannt) 75 sind auf den optischen Wellenleitern 72 aufgebracht. Die aus der Ausgangsöffnung 74 des OEIC's 62 austretenden Strahlen werden einer Ein-Aus-Kontrolle durch Eingeben von gewünschten Kontrollsignalen in die EOMs 75 ausgesetzt. Da solch ein OEIC im Rahmen des Stands der Technik bekannt ist, wird hier eine detaillierte Erklärung desselben ausgelassen.
Zurück zu Fig. 5, die aufgeteilten und durch das OEIC 62 modulierten Strahlen werden empfangen und parallel gemacht von einer Kollimatorlinse 26, um auf die Oberfläche des Ablenkspiegels 27 aufzutreffen. Dann werden die Strahlen im wesentlichen genauso wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform abgelenkt.
Die so abgelenkten Strahlen L-reten in die f-Sinus-Theta-Linse 28 ein, durch welche die Strahlen auf den Aufzeichnungsträger 29 fokussiert werden, um in Richtung X ausgerichtete Abtastpunkte zu bilden. Die Abtastpunkte tasten den Aufzeichnungsträger in der Richtung senkrecht zu der Richtung X ab, während der Aufzeichnungsträger 29 mit einer vorherbestimmten Geschwindigkeit in der Richtung X vorwärts bewegt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine gewünschte Abbildung auf dem Aufzeichnungsträger 29 durch Kontrollieren der EOMs 75 auf der Basis von Signalen eines Bildes eines gewünschten Originals aufgezeichnet. Modulation oder Ein-Aus-Kontrolle der jeweiligen Strahlen wird mit Bezug auf die jeweilige Position der Abtastpunkte auf dem Aufzeichnungsträger durchgeführt.
Um die jeweilige Position der Abtastpunkte zu erfassen, wird der Referenzstrahl 31 durch den Halbspiegel 30 abgetrennt, über einen Spiegel 32, die Kollimatorlinse 26, den Ablenkspiegel 27, die f-Sinus-Theta-Linse 28 und einen Spiegel 33 auf den Gittersensor 34 im wesentlichen genauso wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform gebracht.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer Schaltung zum Erzeugen von Kontrollsignalen, die an die EOMs 75 auf der Basis sowohl von Bildsignalen Sp eines gewünschten Originals als auch von Pulssignalen, die von dem Gittersensor 34 ausgegeben werden, angelegt werden sollen.
Die von dem Gittersensor 34 ausgegebenen Pulssignale werden zuerst, über einen Verstärker 79, in eine Schaltung 67 mit einer Phasenverriegelungsschleife (im Anschluß PLL genannt) eingegeben, durch welche die Signale in hochfrequente Pulssignale konvertiert werden, welche dann in einen Pufferspeicher 77 bzw. einen Punkterzeuger 78 eingegeben werden. Bildsignale Sp eines gewünschten Originals werden in dem Pufferspeicher 77 gespeichert und aus demselben ausgelesen und dann an den Punktgenerator 78, auf der Basis der von dem Gittersensor 34 synchron mit dem Abtastzyklus der Abtastpunkte ausgegebenen Taktsignale, weitergegeben.
Der Punktgenerator bestimmt, ob eine Bestrahlung des Aufzeichnungsträgers 29 an der jeweiligen Position des Abtastpunkts stattfindet, auf der Basis von sowohl den Bildsignalen Sp als auch der Taktsignale, und gibt Kontrollsignale für die jeweiligen EOMs 75 aus, durch welche die jeweiligen optischen Wellenleiter 72 kontrolliert werden, um sich zu öffnen oder zu schließen. In einer oben beschriebenen Art werden die jeweiligen Abtaststrahlen einer Ein-Aus-Kontrolle individuell unterzogen, wobei eine gewünschte Halbtonabbildung auf dem Aufzeichungsträger aufgezeichnet wird.
Da der Punktgenerator im Rahmen des Stands der Technik gut bekannt ist, wird hierin auf eine weitere detaillierte Beschreibung der Konstruktion und der Arbeitsweise desselben verzichtet.

Vierte Ausführungsform

Wie Fig. 8 zu entnehmen, welche eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform eines optischen System gemäß der Erfindung darstellt, emittiert eine Vielzahl von Halbleiter- Laser-Quellen 11a, 11b und 11c Laserstrahlen, welche auf der Basis von Bildsignalen Sp, die an die Quellen angelegt werden, moduliert werden.
Die jeweiligen Laserstrahlen werden durch Sammellinsen 82a, 82b und 82c auf einen Eingangsanschluß von optischen Fasern 83a, 83b und 83c gebündelt, wobei die Laserstrahlen durch dieselben bis zum Ausgangsanschluß der Fasern geleitet werden.
An den jeweiligen Ausgangsanschlüssen der optischen Fasern ist ein konvergentes optisches System 84 angebracht, so daß ungefähr parallele Strahlen aus den Ausgangsanschlüssen Q&sub2; des konvergenten optischen Systems austreten. Das Intervall zwischen den benachbarten Abtaststrahlen wird auf 0,5 mm auf der Ebene Q&sub2; gebracht.
Die aus dem konvergenten optischen System austretenden Strahlen werden auf eine Brennpunktebene Q&sub3; durch ein optisches Abbildungssystem fokussiert, das ein Paar Sammellinsen 85, 86 aufweist, wobei die Sammellinse 85 eine Brennweite von 800 mm und die Sammellinse 86 eine Brennweite von 20 mm aufweist. Es wird bewirkt, daß das Intervall zwischen benachbarten Abtaststrahlen 12,5 um auf der Ebene Q&sub3; beträgt, während der Durchmesser der jeweiligen Strahlen 1,29 mm auf der Auftrefffläche der Linse 85 beträgt. Dann werden die Strahlen von einer Kollimatorlinse 26 mit einer Brennweite von 800 mm empfangen und von derselben parallel gemacht. Der Durchmesser der jeweiligen Strahlen beträgt 51,6 mm auf der Auftrefffläche der Kollimatorlinse 26. Die Kollimatorlinse 26 ist mit einem Abstand von 800 mm getrennt von der Ebene Q&sub3; angeordnet, während die Brennweite der Kollimatorlinse 26 ebenfalls 800 mm beträgt. Die so parallel gemachten Strahlen treffen auf den Ablenkspiegel 27 auf.
Das Ablenken des Ablenkspiegels 27 wird im wesentlichen genauso wie bei den vorangegangenen Ausführungsformen durch ein Galvanometer (nicht gezeigt) mit einem vorherbestimmten Verhältnis kontrolliert, das einer gewünschten Abtastgeschwindigkeit-entspricht. Die abgelenkten Strahlen werden, von der f-Sinus-Theta-Linse 28 mit einer Brennweite von 800 mm, auf den Aufzeichnungsträger 29 fokussiert, der optisch hinter der Linse 28 angeordnet ist. Der Durchmesser der jeweiligen Strahlen wird zu 51,6 mm auf der Auftreffebene der f-Sinus-Theta-Linse 28 gemacht. Wenn der Ablenkspiegel vorwärts und rückwärts dreht, tasten die Abtastpunkte den Aufzeichnungsträger 29 ab, während der Aufzeichnungsträger 29 mit einer vorherbestimmten Geschwindigkeit in der Richtung X, senkrecht zu der Abtastrichtung, vorwärts bewegt wird. Konsequenterweise werden sowohl der Durchmesser der jeweiligen Strahlen als auch das Intervall dazwischen 12,5 um auf dem Aufzeichnungsträger betragen.
In Fig. 9 ist ein optisches Konvergierungssystem 84 dargestellt, das an den Ausgangsanschluß eine optische Faser 83 angebracht werden soll. Das optische Konvergierungssystem 84 umfaßt ein Feld von Kettenindexlinsen in der Form von Stäben (im Anschluß Stablinsen genannt), was auf dem Markt als "SELFOC microlens" gehandelt wird. Der Durchmesser der jeweiligen Stablinsen ist so ausgestaltet, daß er 0,5 mm beträgt, und die Intervalle zwischen den benachbarten Stablinsen betragen 0,25 mm.
Wenn die Strahlen auf die Eingangsanschlüsse der optischen Faser gebündelt werden, dringen die Strahlen durch die Fasern weiter vor, um in das optische Konvergierungssystem einzutreten. Die Strahlen reflektieren an einem konstanten Reflexionskreis innerhalb der Stablinsen, um auf dem Ausgangsanschluß derselben zuzugehen. Ungefähr parallele Strahlen werden aus den Ausgangsanschlüssen der Stablinsen 91 in dem Fall austreten, in welchem die Länge der Stablinsen so ausgestaltet ist, daß sie ein 0,25-faches des Reflexionskreises betragen, angenommen, daß eine sekundäre Punktquelle an der Eingangsfläche der Stablinse gebildet wird. In der Praxis werden, da der die Auftrefffläche der Stablinse 91 betretende Strahl einen Durchmesser aufweist, der dem Durchmesser der optischen Faser 83 entspricht, Strahlen mit etwas divergenten Strahlenbündel aus dem Ausgangsanschluß der Stablinse 91 austreten, die als parallele Strahlen angesehen werden können.
Da die die dem Markt zugeführten Stablinsen so unterschiedlich sind, daß sie einen dünnen Durchmesser von 1/2 mm bis 1/3 mm aufweisen, können die Intervalle zwischen den benachbarten Abtastpunkten, die auf den Aufzeichnungsträger 29 fokussiert werden, durch Auswählen der zu benutzenden Stablinse eingestellt werden.
Aus der obenbeschriebenen Erklärung wird deutlich, daß sowohl der Durchmesser der jeweiligen Abtastpunkte auf dem Aufzeichnungsträger 29 als auch die Intervalle zwischen den benachbarten Abtastpunkten 12,5 um betragen, was die Bedingungen für Bildreproduktion mit hoher Auflösung zufriedenstellt.
Wie Fig. 10 zu entnehmen, die eine andere Ausführungsform eines optischen Konvergierungssystems 84 darstellt, ist eine Sammellinse 92 in einem Abstand von der Brennweite derselben von dem Ausgangsanschluß der optischen Faser 83 angeordnet, so daß im wesentlichen parallele Strahlen aus der Sammellinse 92 austreten.
Fig. 11 zeigt eine Modifikation der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform, in welcher eine einzige Lichtquelle 11 anstelle einer Vielzahl von Halbleiter-Laser-Quellen verwendet wird, und ein einziger von derselben emittierter Laserstrahl durch eine Sammellinse 93 transmittiert und von ein Paar Halbspiegeln 94 und 95 und einem komplett reflektierenden Spiegel 96 aufgeteilt wird, die entlang der optischen Achse ausgerichtet sind. Die jeweiligen, so aufgeteilten Strahlen werden einer Modulation durch AOMs 97a, 97b und 97c auf der Basis von Bildsignalen Sp eines gewünschten Originals unterworfen. Die so modulierten Strahlen werden von Eingangsanschlüssen optischer Fasern 83a, 83b und 83c durch die Sammellinsen 98a, 98b und 98c aufgenommen.
In diesem Fall können die Eingangsanschlüsse der optischen Fasern 83a, 83b und 83c in den Intervallen angeordnet sein, die an die Installation der AOMs 97a, 97b und 97c anpaßbar sind, während die Ausgangsanschlüsse derselben in den reduzierten Intervallen angeordnet sein können, die an höhere Auflösung der Reproduktion anpaßbar sind. All die in dem Aufbau hinter den optischen Fasern zu verwendenden Elemente können mit den in Fig. 8 illustrierten Elementen gleich sein, und demgemäß wird eine weitere Beschreibung bezüglich der modifizierten Ausführungsform weggelassen.

Fünfte Ausführungsform

Bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen wurde jeweils eine Vielzahl von Abtastpunkten zum Abtasten des Aufzeichnungsträgers verwendet. Jedoch kann es auch möglich sein, einen einzigen Laserstrahl zu verwenden, der mit einer höheren Arbeitstaktrate in der Richtung X als der Abtasttaktrate, die von dem Ablenkspiegel 27 vorgegeben wird, abgelenkt wird.
Wie Fig. 12 zu entnehmen, wird ein einziger, von dem Laserrohr 40 emittierter Laserstrahl von einem Strahlkompressor 41 aufgenommen, der ein Paar Sammellinsen enthält, durch welche der Durchmesser des Strahls auf einen gewünschten Durchmesser reduziert wird. Der Strahl wird dann in zwei Strahlengänge durch den Halbspiegel 30 aufgeteilt, wobei der eine durch denselben transmittiert und der andere von demselben reflektiert wird.
Der transmittierte Strahl wird von einem AOM 104 aufgenommen und dort einer Modulation unterworfen, durch welche der Strahl bis auf den Winkel abgelenkt wird, der der Ultraschallwellenfrequenz entspricht, die an den AOM 104 angelegt wird.
Eine Sammellinse 107 ist mit einem Abstand von der Brennweite derselben von dem Ablenkpurfkt des AOM's 104 angeordnet, wodurch die Strahlen parallel mit der optischen Achse gemacht werden, Eine Zwischenpunktabbildung wird vorn der Sammellinse 107 an dem Punkt 108 gebildet.
Dann wird der Strahl von einem Spiegel 109 reflektiert und von der Kollimatorlinse 22 aufgenommen, durch welche der Strahl kollimiert wird. Dann gelangt der Strahl über den Klappspiegel 23 weiter, um in die Sammellinse 24 einzutreten. Der Strahl wird von der Sammellinse 24 fokussiert, um eine weitere Zwischenpunktabbildung an einem Punkt 113 zu bilden.
Ferner wird der Strahl wieder durch die Kollimatorlinse 26 kollimiert, um auf die Oberfläche des Ablenkspiegels 27 aufzutreffen, von welcher der Strahl auf den Aufzeichnungsträger, über die f-Sinus-Theta-Linse 28, gerichtet wird, was im wesentlichen genauso wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen geschieht.
Der abgelenkte Strahl wird auf den Aufzeichnungsträger 29 fokussiert und tastet denselben ab, während der Ablenkspiegel vorwärts und rückwärts dreht.
Der von dem Halbspiegel 30 reflektierte Referenzstrahl 31 wird zu der Kollimatorlinse 26 über den komplett reflektierenden Spiegel 32 geführt, woraufhin der Strahl auf den Ablenkspiegel 27 über die Kollimatorlinse 26 auftrifft. Der Referenzstrahl wird dann von dem Ablenkspiegel 27 synchron mit der Rotation des Ablenkspiegels abgelenkt. Der abgelenkte Strahl tastet dann den Gittersensor 34 über die f-Sinus-Theta-Linse 28 und den Spiegel 33 ab, um die Taktpulse zu erzeugen.
Der den Ablenkspiegel 27 betretende Abtaststrahl wird ein wenig relativ zu der optischen Achse abgesenkt, wie in Fig. 12 zu sehen, und der zwischen dem Strahl und der optischen Achse gebildete Winkel hängt von dem Abstand zwischen der optischen Achse und der Stelle ab, an welcher der Strahl auf die Linse 22 auftrifft. Dieser Abstand wird seinerseits durch den von dem AOM 41 hervorgerufenen Ablenkwinkel bestimmt.
Es kann verstanden werden, das der Abstand zwischen der Auftreffstelle des Abtastpunkts und der optischen Achse auf dem Aufzeichnungsträger 29 variieren wird, wenn sich der zwischen dem Abtaststrahl und der optischen Achse gebildete Winkel ändert, somit kann die Auftreffstelle des Abtastpunkts auf dem Aufzeichnungsträger 29 in der vertikalen Richtung X durch geeignetes Einstellen der an den AOM 104 angelegten Trägerfrequenz kontrolliert werden.
Ein von einem einzigen Abtastpunkt hergestellter Abtastort ist in Fig. 13 dargestellt, wodurch deutlich wird, daß sich der einzige Abtastpunkt entlang einer einzigen Abtastlinie bewegt. Jedoch ist es in dem Fall, in welchem ein einziger Abtaststrahl verwendet wird, machbar , daß, wie in Fig. 14 und 15 gezeigt eine Vielzahl von Abtastlinien während eines Abtastvorgangs durch Ablenken des Abtaststrahls in der X-Richtung mit einer erheblich höheren Frequenz als bei dem Abtastzyklus in der Y-Richtung abgetastet werden. Die Ablenkung des Abtaststrahls in der X-Richtung wird durch geeignetes Einstellen der an den AOM 104 angelegten Trägerfrequenz kontrolliert.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind alle Abtastorte der jeweiligen Abtastlinien parallel zueinander genauso wie bei den vorangegangenen Beispielen durch die Verwendung der f- Sinus-Theta-Linse gemacht.
Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele sind auf das Bildaufzeichnen unter Verwendung einer Vielzahl von Abtaststrahlen ausgerichtet, während diese Ausführungsform sowohl beim Aufzeichnen auf einen Aufzeichnungsträger und beim Lesen eines Originals, das zum Erhalten von Bildsignalen reproduziert werden soll, anwendbar ist.
In dem Fall, in welchem diese Ausführungsform zum Lesen eines zu reproduzierenden Originals verwendet wird, wird das Original an der Stelle des Aufzeichnungsträgers angeordnet und dann von einem einzigen Abtastpunkt abgetastet. Dann wird das reflektierte oder transmittierte Licht von dem Original von einem photoelektrischen Umwandlungselement (nicht gezeigt) empfangen, um Bildsignale zu erzeugen.
Bei allen vorangegangenen Ausführungsbeispielen wird der Ablenkspiegel, der abwechselnd vorwärts und rückwärts gedreht wird, als ein Mittel zum Ablenken des Abtaststrahls oder der Abtaststrahle verwendet, jedoch liegt keine Beschränkung auf solche Ablenkspiegel vor. Beispielsweise kann ein mehrflächiger Polygonspiegel stattdessen als solch ein Ablenkmittel verwendet werden.
Ferner werden bei allen vorangegangenen Ausführungsbeispielen die parallelen, geradläufigen Abtastorte auf einem Aufzeichnungsträger durch Verwendung der f-Sinus-Theta-Linse als eine Objektivlinse hervorgerufen.
Jetzt wird im Anschluß der Grund beschrieben, warum die Abtastorte geradläufig und narallel zueinander gemacht werden. Fig. 16 zeigt eine schematische Illustration einer Lichtpunktabtastvorrichtung, in der ein Galvanometer-Spiegel als ein Strahlablenkspiegel verwendet wird.
Ein auf den Mittelpunkt eines Ablenkspiegels 27 auftreffender Lichtstrahl L wird von demselben abgelenkt und bewegt sich mit den nach vorne und nach hinten gerichteten Ausschlägen desselben. Der Strahl wird dann auf einen Aufzeichnungsträger 29 durch eine Objektivlinse 2 fokussierte und demgemäß tastet ein Abtastpunkt den Aufzeichnungsträger 29 ab, während sich der Ablenkspiegel dreht.
In dem Fall, in welchem eine f-Theta-Linse, welche herkömmlicherweise als eine Objektivlinse in einer sogenannten Lichtpunktabtastvorrichtung verwendet wird, in einer in Fig. 16 gezeigten Vorrichtung verwendet wird, führt sie zu einer folgenden Charakteristik:
h = f θ (8),
wobei f eine Brennweite der Objektivlinse, θ ein Winkel (Radian), den der Strahl mit der optischen Achse bildet, und h in Abstand zwischen der optischen Achse und einem Punkt ist, auf den der Strahl auftrifft.
Solche Verwendung der f-Theta-Linse ist im allgemeinen in einer herkömmlichen Lichtpunktabtastvorrichtung vorgenommen worden.
Jedoch kann der Abtastort des Strahls, der außerhalb der "Ablenkebene" verläuft, aus Gründen, die im Anschluß diskutiert werden, nicht gerade gemacht werden.
Fig. 17 zeigt eine schematische Illustration des von dem Ablenkmittel hervorgerufenen Strahlengangs. Die Rotationsachse des Ablenkspiegels 27 stimmt exakt mit der X-Achse des Koordinatensystems überein, um welche der Ablenkspiegel vorwärts und rückwärts dreht, während die optische Achse der Objektivlinse exakt mit der Z-Achse übereinstimmt.
Ein Rechteck ABCD stellt einen Teil einer Hauptebene der Objektivlinse dar, und ein Rechteck A'B'C'D' stellt einen Teil des abzutastenden Aufzeichnungsträgers dar. Diese beiden Rechtecke stehen senkrecht auf der optischen Achse (d. h. der Z-Achse) und sind sich ähnlich. Ein angestoßener Abtastpunkt eines Abtaststrahls verläuft parallel zu der Y-Richtung, und alle Punkte O, A, A', D, D', E, F' und H sind auf der "Ablenkebene" angeordnet, d. h. Y-Z-Ebene.
Eine Linie H-O-D-E stellt einen ersten Lichtstrahl dar, der auf den Punkt O des Ablenkspiegels auftrifft und dort entlang der Y-Z-Ebene reflektiert wird, um an dem Punkt E aufzutreffen. Eine Linie G-O-C-F stellt einen zweiten Lichtstrahl dar, der auf den Punkt O des Ablenkspiegels mit einem Winkel α bezüglich der Y-Z-Ebene auftrifft und dort reflektiert wird, um zu dem Punkt F zu gelangen. Der Punkt F' stellt den Schnittpunkt der vertikalen Linie durch den Punkt F und der Linie A'-D' dar.
Angenommen, daß β ein Winkel zwischen dem ersten Lichtstrahl und der optischen Achse, θ ein Winkel zwischen dem zweiten Lichtstrahl und der optischen Achse, γ ein Winkel zwischen der diagonalen Linie der Rechtecke A B C D bzw. A' B' D' und der Y-Z-Ebene, in ein Abstand zwischen den Punkten A und D, l ein Abstand zwischen den Punkten C und D, M ein Abstand zwischen den Punkten A' und F', N ein Abstand zwischen den Punkten F und F' und a ein Abstand zwischen den Punkten O und A ist, dann ergeben sich die folgenden Beziehungen:
In dem Fall, in welchem die f-Theta-Linse als die Objektivlinse verwendet wird, wird der Abstand zwischen den Punkten A' und F fθ, aufgrund der Charakteristik der f-Theta- Linse betragen, und demgemäß werden die folgenden Gleichungen erhalten:
M = fθ cos γ (13)
N = fθ sin γ (14).
Dann werden durch Erhalten von n und m aus den Gleichungen (9) und (10) und Einsetzen dieser Werte in die Gleichung (12) die Gleichungen (13) und (14) wie folgt modifiziert:
Im Anschluß werden einige Resultate für die Fälle gezeigt, in welchen spezielle Werte dn die obenerwähnten Gleichungen eingesetzt werden, wobei N&sub0; den Wert von N darstellt, wenn β = 0.
(A) In dem Fall mit f = 800 (mm) und α = 6,55 (Sek.) gilt: TABELLE 1 β(Grad)
(B) In dem Fall mit f = 800 (mm) und α = 3,27 (Sek) gilt: TABELLE 2 β (Grad)
(C) In dem Fall mit f = 800 (mm) und α = 122,47 (Sek.) gilt: TABELLE 3 β(Grad)
Den obenaufgeführten Tabellen ist zu entnehmen, daß der durch den die Objektivlinse mit einem Winkel bezüglich der optischen Achse betretenden Lichtstrahl hervorgerufene Ort nicht geradlinig sein wird, sondern die Form eines Abtastlinienbogens aufweisen wird. Solch ein Abtaslinienbogen wird inhärenterweise in dem Fall erzeugt in dem eine Vielzahl von Abtaststrahlen zum Einsatz kommen.
Gemäß der gegenwärtigen Erfindung wird das Problem des Abtastlinenbogens durch Verwendung der f-Sinus-Theta-Linse mit der Charakteristik gelöst, bei welcher ein Abstand h auf dem Aufzeichnungsträger zwischen dem Punkt, auf welchen ein Abtaststrahl auftrifft, und der optischen Achse proportional zu dem Sinus des Winkels θ zwischen dem Abtastrahl und der optischen Achse ist.
Jetzt wird mit Bezug auf Fig. 17 eine Diskussion für den Fall gegeben, in welchem die f-Sinus-Theta-Linse anstelle der f- Theta-Linse verwendet wird.
Da der Abstand zwischen den Punkten A' und F f sin θ aufgrund der Charakteristik der f-Sinus-Theta-Linse ist, ergeben sich die folgenden Gleichungen:
M = f sin θ cos γ (18)
N = f sin θ sin γ (19).
Dann ergibt sich durch Erhalten von n und m aus den Gleichungen (9) und (10) und Einsetzen dieser Werte in die Gleichung (11), daß
Auf ähnliche Weise ergibt sich durch Einsetzen von n und m in die Gleichung (12), daß
tan γ = tan α/sin β (21).
Demgemäß gilt, daß
Dann erhält man durch Einsetzen der Gleichung (20) in die Gleichung (22), daß
Ferner ergibt sich durch Einsetzen der Gleichung (21) in die Gleichungen (23) und (24), daß
Demgemäß gilt:
Unterdessen trifft der zweite Lichtstrahl in dem Fall auf den Punkt F&sub0; auf der vertikalen Linien A'-B' auf, in welchem der Ablenkwinkel zu der Y-Z-Ebene Null beträgt. Angenommen, daß ein Abstand zwischen dem Punkt F&sub0; und der optischen Achse durch N&sub0; dargestellt wird, ergibt sich aufgrund der Charakteristik der f-Sinus-Theta-Linse folgende Beziehung:
N&sub0; = f sin α (29).
Das Ausmaß des Abtastlinienbogens des zweiten Lichtstrahls wird dargestellt durch:
N - N&sub0; = f sin α - f sin α = 0 (30).
Der oben gegebenen Erklärung ist zu entnehmen, daß der Abtastort geradlinig ohne irgendeinen Abtastlinienbogen exakt wird, selbst in dem Fall, in welchem der Abtaststrahl einen Winkel mit der Y-Z-Ebene bildet.
Im Folgenden wfld eine detaillierte Diskussion solch einer f- Sinus-Theta-Linse gegeben. Grundsätzlich umfaßt die f-Sinus- Theta-Linse gemäß der gegenwärtigen Erfindung ein optisches System mit solch einer Charakteristik, daß der Dritte- Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V ungefähr "1" beträgt.
Im allgemeinen wird die Bildhöhe y' in dem Fall, in welchem ein Lichtstrahl durch eine Linse fokussiert wird, durch eine Funktion des Einfallwinkels θ' des in die Linse eintretenden Strahls dargestellt. Das heißt angenommen, daß die Brennweite f der Linse normalisiert ist: f = 1, und daß die Hauptstrahlabsenkung auf "-1" normalisiert ist, kann die Bildhöhe dargestellt werden durch:
wobei Ai eine Konstante ist.
Angenommen, daß der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient durch V dargestellt wird, so wird die Beziehung zwischen dem Verzerrungsausmaß Di (%) und dem Koeffizienten V wie folgt ausgedrückt:
Durch Einsetzen der Gleichung (31) in die Gleichung (32) und Vernachlässigen der Terme mit Orndungen höher als drei, ergibt sich:
Um die Gleichung (33) unabhängig von dem Wert von θ' zu erfüllen, müssen die folgenden Gleichungen erfüllt werden:
Bei Dritter-Ordnungs-Aberration wird die realisierbare Abbildungshöhe y' dargestellt durch:
y' = θ' + A&sub3;θ'³ (35).
In dem Fall, in welchem die Gleichung (35) erfüllt wird, läßt sich der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient dargestellen durch:
Da der sin θ' ausgedrückt werden kann durch:
sin θ' = θ' - θ'³/6 (37),
ergibt sich aus der Gleichung (35) für den Wert von A&sub3; für die Linse mit der Charakteristik von y' sin θ' das Folgende:
A&sub3; = - 1/6 (38).
Durch Einsetzen der Gleichung (38) in die Gleichung (36) folgt, daß
V = 1 (39).
Das heißt, daß der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V "1" sein wird.
Tatsächlich ist solch eine Linse mit der Charakteristik, daß der ideale Bronnpunkt in y = f sin θ einsetzbar ist, bekannt gewesen, beispielsweise, als die Orthographieprojektionslinse oder die Fouriertransformlinse, in welcher der Dritte- Ordnungs-Verzerrungskoeffizient "1" beträgt. Aber es wäre unpraktisch, solch eine Orthographieprojektionslinse oder Fouriertransformlinse in einer Lichtpunktabtastvorrichtung als eine Objektivlinse zu verwenden. Der Grund dafür ist, daß ein Stopper innerhalb oder optisch hinter dem Linsensystem angeordnet ist, wenn solch eine Orthographieprojektionslinse oder Fouriertransformlinse verwendet wird, während es in einer Lichtpunktabtastvorrichtung notwendig ist, daß ein Ablenkspiegel (der einem Stopper in der Orthographieprojektionslinse oder Fourierlinse entspricht) optisch vor der Objektivlinse angeordnet ist.
Die f-Sinus-Theta-Linse gemäß der gegenwärtigen Erfindung umfaßt eine erste optische Einheit mit einer negativen Brennweite und eine zweite optische Einheit mit einer positiven Brennweite, wobei die erste und die zweite optische Einheit jeweils einen primären und einen sekundären Hauptpunkt aufweist, und der Abstand D zwischen dem sekundären Hauptpunkt der ersten optischen Einheit und dem primären Hauptpunkt der zweiten optischen Einheit wird dargestellt durch:
D > 0,18 f (2),
wobei f die Brennweite der f-Sinus-Theta-Linse ist.
In dem Fall, in welchem der Wert D kleiner als 0, 18 f ist, wird die Einfallshöhe des Hauptstrahls, der die zweite optische Einheit betritt, kleiner werden, daher wird es schwierig werden, die Charakteristik von y' = f sin θ zu erhalten.
Die Fig.en 18 bis 33 zeigen Beispiele der f-Sinus-Theta-Linse gemäß der gegenwärtigen Erfindung. Der Aufbau der f-Sinus- Theta-Linse ist unter dem angehängten Index (A) in den jeweiligen Figuren dargestellt. Die sphärische Aberration ist unter dem angehängten Index (B) dargestellt. Der Astigmatismus ist unter dem Index (C) dargestellt, wobei die tangentiale Fläche durch eine gestrichelte Linie gezeigt wird, während die sagitale Fläche durch eine dicke Linie gezeigt wird. Die Verzerrung ist unter dem Index (D) dargestellt, wobei der Wert der Verzerrung wie folgt erhalten wird:
(Verzerrung) = (Bildhöhe) - f sin θ/f sin θ x 100 (40),

BEISPIEL 1

Wie Fig. 18 zu entnehmen, umf aßt die erste optische Einheit OU&sub1; und die zweite optische Einheit OU&sub2; jeweils eine einzige Linse, wobei die beiden optischen Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse 28 bilden. Die Brennweite der f-Sinus-Theta-Linse ist 100 mm, die F-Zahl ist als F/60 ausgewählt, und der Blickwinkel beträgt 30 Grad. TABELLE 4
wobei d&sub0; der Abstand zwischen der Lichtauftrefffläche der f- Sinus-Theta-Linse und dem Ablenkspiegel 27 ist.
In diesem Beispiel sind die Bedingungen wie folgt gewählt: Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt: V = 0,84 Der Abstand D zwischen dem sekundären Hauptpunkt der ersten optischen Einheit OU&sub1; und dem primären Hauptpunkt der zweiten optischen Eihheit OU&sub2; beträgt: D = 0,18 f
Die Brennweite f&sub1; der ersten optischen Einheit OU&sub1; beträgt:
f&sub1; = -134,4 (mm)
Die Brennweite f&sub2; der zweiten optischen Einheit OU2 beträgt:
f&sub2; = 65,2 (mm)

BEISPIEL 2

Wie Fig. 19 zu entnehmen, umfaßt die erste optische Einheit OU&sub1; und die zweite optische Einheit OU&sub2; jeweils eine einzige Linse, wobei die beiden optischen Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse 28 bilden. Die Brennweite der f-Sinus-Theta-Linse ist 100 mm, die F-Zahl ist als F/60 ausgewählt, und der Blickwinkel beträgt 30 Grad. TABELLE 5 * Die Fläche von r&sub3; ist auf eine nichtsphärischen Oberfläche ausgebildet. Angenommen, daß die Form der Fläche ausgedrückt wird durch:
wobei k die Konuskonstante, E&sub4; der Vierte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient E&sub6; der Sechste-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient und c die Krümmung ist, und es gilt dann:
k = 6,863777,
E&sub4; = -6,9746 x 10&supmin;&sup7;,
E&sub6; = 1,80604 x 10&supmin;¹¹, und
c = 1/r&sub3;
In diesem Beispiel sind die folgenden Bedingungen ausgewählt worden:
Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt: V = 0,90
Der Abstand D beträgt: D = 0,21 f
Die Brennweite f&sub1; beträgt: f&sub1; = -57,5 (mm)
Die Brennweite f&sub2; beträgt f&sub2; = 50,1 (mm)

BEISPIEL 3

Wie Fig. 20 zu entnehmen, umfaßt die erste optische Einheit OU&sub1; eine einzige Linse, während die zweite optische Einheit OU&sub2; zwei Linsen umfaßt, wobei beide optische Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse 28 bilden. Die Brennweite der f-Sinus-Theta-Linse ist 100 mm, die F-Zahl ist als F/16,7 ausgewählt, und der Blickwinkel betägt 20 Grad. TABELLE 6
In diesem Beispiel sind die Bedingungen wie folgt ausgewählt worden:
Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt: V = 0,97:
Der Abstand D beträgt: D = 0,22 f
Die Brennweite f&sub1; beträgt: f&sub1; = -67,2 (mm)
Die Brennweite f&sub2; beträgt f&sub2; = 53,2 (mm)

BEISPIEL 4

Wie Fig. 21 zun entnehmen, umfaßt die erste optische Einheit OU&sub1; eine einzige Linse, während die zweite optische Einheit OU&sub2; zwei Linsen umfaßt, wobei die beiden optischen Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse bilden. Die Brennweite der f-Sinus-Theta-Linse ist 100 mm, die F-Zahl ist als F/25 ausgewählt, und der Blickwinkel beträgt 25 Grad. TABELLE 7
In diesem Beispiel sind die Bedingungen wie folgt ausgewählt worden:
Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt: V = 0,95
Der Abstand D beträgt: D = 0,22 f
Die Brennweite f&sub1; beträgt: f&sub1; = -72,3 (mm)
Die Brennweite f&sub2; beträgt: f&sub2; = 54,7 (mm)

BEISPIEL 5

Wie Fig. 22 zu entnehmen, umfaßt die erste optische Einheit OU&sub1; eine einzige Linse, während die zweite optische Einheit OU&sub2; zwei Linsen umfaßt, wobei die beiden optischen Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse bilden Die Brennweite der f-Sinus-Theta-Linse ist 100 mm, die F-Zahl ist als F/25 ausgewählt, und der Blickwinkel beträgt 30 Grad. TABELLE 8
In diesem Beispiel sind die Bedingungen wie folgt ausgewählt worden:
Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt: V = 0,93
Der Abstand D beträgt: D = 0 f
Die Brennweite f&sub1; beträgt: f&sub1; = -71,2 (mm)
Die Brennweite f&sub2; beträgt: f&sub2; = 53,7 (mm)

BEISPIEL 6

Wie Fig. 23 zu entnehmen, umfaßt die erste optische Einheit OU&sub1; eine einzige Linse, während die zweite optische Einheit OU&sub2; zwei Linsen umfaßt, wobei die beiden optischen Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse bilden. Die Breninweite der f-Sinus-Theta-Linse ist 100 mm, die F-Zahl ist als F/25 ausgewählt, und der Blickwinkel beträgt 30 Grad. TABELLE 9
In diesem Beispiel sind die Bedingungen wie folgt ausgewählt worden:
Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt: V = 0,93
Der Abstand D beträgt: D = 0,22 f
Die Brennweite f&sub1; beträgt: f&sub1; = -79,4 (mm)
Die Brennweite f&sub2; beträgt: f&sub2; = 56,6 (mm)

BEISPIEL 7

Wie Fig. 24 zu entnehmen, umfaßt die erste optische Einheit OU&sub1; eine einzige Linse, während die zweite optische Einheit OU&sub2; zwei Linsen umfaßt, wobei die beiden optischen Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse bilden. Die Brennweite der f-Sinus-Theta-Linse ist 100 mm, die F-Zahl ist als F/20 ausgewählt, und der Blickwinkel beträgt 30 Grad. TABELLE 10 * Die Fläche von r&sub6; ist auf einer nichtsphärischen Oberfläche ausgebildet. Angenommen, daß die Form der Fläche von r&sub6; ausgedrückt wird durch:
wobei k eine Konuskonstante und c eine Krümmung der Oberfläche ist, und es gilt dann:
k = -3,302
c = 1/r&sub6;
In diesem Beispiel sind die Bedingungen wie folgt ausgewählt worden:
Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt: V = 0,94
Der Abstand D beträgt: D = 0,12 f
Die Brennweite f&sub1; beträgt: f&sub1; = -66,1 (mm)
Die Brennweite f&sub2; beträgt: f&sub2; = 52,3 (mm)

BEISPIEL 8

Wie Fig. 25 zu entnehmen, umfaßt die erste optische Einheit OU&sub1; eine einzige Linse, während die zweite optische Einheit OU&sub2; zwei Linsen umfaßt, wobei die beiden optischen Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse bilden. Die Brennweite der f-Sinus-Theta-Linse ist 100 mm, die F-Zahl ist als F/25 ausgewählt, und der Blickwinkel beträgt 35 Grad. TABELLE 11 * Die Oberfläche von r&sub6; ist auf einer nichtsphärischen Oberfläche ausgebildet. Angenommen, daß die Form der Oberfläche von r&sub6; ausgedrückt werden kann durch die Gleichung (42), dann ist k = 14,197 und c = 1/r&sub6;.
In diesem Beispiel sind die Bedingungen wie folgt ausgewählt worden:
Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt: V = 0,93
Der Abstand D beträgt: D = 0,24 f
Die Brennweite f&sub1; beträgt: f&sub1; = -71,5 (mm)
Die Brennweite f&sub2; beträgt t&sub2; = 55,4 (mm)

BEISPIEL 9

Wie Fig. 26 zu entnehmen, umfaßt die erste und die zweite optische Einheit OU&sub1; und OU&sub2; jeweils zwei Linsen, wobei die beiden optischen Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse bilden. Die Brennweite der f- Sinus-Theta-Linse ist 100 mm, die F-Zahl ist als F/12,5 ausgewählt, und der Blickwinkel beträgt 20 Grad. TABELLE 12
In diesem Beispiel sind die Bedingungen wie folgt ausgewählt worden:
Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt: V = 0,97
Der Abstand D beträgt D = 0,35 f
Die Brennweite f&sub1; beträgt: f&sub1; = -84,4 (mm)
Die Brennweite f&sub2; beträgt: f&sub2; = 64,6 (mm)

BEISPIEL 10

Wie Fig. 27 zu entnehmen, umfaßt die erste und die zweite optische Einheit OU&sub1; und OU&sub2; jeweils zwei Linsen, wobei die beiden optischen Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse bilden. Die Brennweite der f-Sinus-Theta-Linse ist 100 min, die F-Zahl ist als F/12,5 ausgewählt, und der Blickwinkel beträgt 20 Grad. TABELLE 13
In diesem Beispiel sind die Bedingungen wie folgt ausgewählt worden:
Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt: V = 0,97
Der Abstand D beträgt: D = 0,22 f
Die Brennweite f&sub1; beträgt f&sub1; = -63,7 (mm)
Die Brennweite f&sub2; beträgt: f&sub2; = 52,3 (mm)

BEISPIEL 11

Wie Fig. 28 zu entnehmen. umfaßt die erste und die zweite optische Einheit OU&sub1; und OU&sub2; jeweils zwei Linsen, wobei die beiden optischen Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse bilden. Die Brennweite der f- Sinus-Theta-Linse ist 100 mm, die F-Zahl ist als F/15 ausgewählt, und der Blickwinkel beträgt 25 Grad. TABELLE 14
In diesem Beispiel sind die Bedingungen wie folgt ausgewählt worden:
Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt: V = 0,95
Der Abstand D beträgt: D = 0,24 f
Die Brennweite f&sub1; beträgt: f&sub1; = -70,9 (mm)
Die Brennweite f&sub2; beträgt: f&sub2; = 55,5 (mm)

BEISPIEL 12

Wie Fig. 29 zu entnehmen, umfaßt die erste optische Einheit OU&sub1; zwei Linsen, während die zweite optische Einheit OU&sub2; drei Linsen umfaßt, wobei die beiden optischen Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse bilden. Die Brennweite der f-Sinus-Theta-Linse ist 100 mm, die F-Zahl ist als F/12,5 ausgewählt, und der Blickwinkel beträgt 20 Grad. TABELLE 15
In diesem Beispiel sind die Bedingungen wie folgt ausgewählt worden:
Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt: V = 0,98
Der Abstand D beträgt: D = 0,26 f
Die Brennweite f&sub1; beträgt: f&sub1; = -74,5 (mm)
Die Brennweite f&sub2; beträgt f&sub2; = 57,7 (mm)

BEISPIEL 13

Wie Fig. 30 zu entnehmen, umfaßt die erste optische Einheit Ou&sub1; zwei Linsen, während die zweite optische Einheit OU&sub2; drei Linsen umfaßt, wobei die beiden optischen Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse bilden. Die Brennweite der f-Sinus-Theta-Linse ist 100 mm, die F-Zahl ist als F/16,7 ausgewählt, und der Blickwinkel beträgt 30 Grad. TABELLE 16
In diesem Beispiel sind die Bedingungen wie folgt ausgewählt worden:
Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt V = 0,97
Der Abstand D beträgt: D = 0,28 f
Die Brennweite f&sub1; beträgt: f&sub1; = -76,4 (mm)
Die Brennweite f&sub2; beträgt: f&sub2; = 59,2 (mm)

BEISPIEL 14

Wie Fig. 31 zu entnehmen, umfaßt die erste optische Einheit Ou&sub1; zwei Linsen, während die zweite optische Einheit OU&sub2; drei Linsen umfaßt, wobei die beiden optischen Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse bilden. Die Brennweite der f-Sinus-Theta-Linse ist 100 mm, die F-Zahl ist als F/16,7 ausgewählt, und der Blickwinkel beträgt 30 Grad. TABELLE 17
In diesem Beispiel sind die Bedingungen wie folgt ausgewählt worden:
Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt: V = 0,97
Der Abstand D beträgt: D = 0,28 f
Die Brennweite f&sub1; beträgt: f&sub1; = -75,7 (mm)
Die Brennweite f&sub2; beträgt: f&sub2; = 59,0 (mm)

BEISPIEL 15

Wie Fig. 32 zu entnehmen, umfaßt die erste und die zweite optische Eimheit OU&sub1; und OU&sub2; jeweils eine einzige Linse, wobei beide optische Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse bilden. Brennweite der f- Sinus-Theta-Linse ist 100 mm, die F-Zahl ist als F/60 ausgewählt, und der Blickwinkel beträgt 30 Grad. TABELLE 18
* Alle Flächen sind auf nichtsphärischen Oberflächen ausgebildet. Angenommen, daß die Form der Flächen ausgedrückt wird durch:
wobei k die Konuskonstantel E&sub4; der Vierte-Ordnungs-Koeffizient und c die Krümmung ist, und es gilt dann für
(i) die Fläche von r&sub1;:
c = 1/r&sub1;
k = -486,17
E&sub4; = 0
(ii) die Fläche von r&sub2;:
c= 1/r&sub2;
k = 15,719
E&sub4; = 0
(iii) die Fläche von r&sub3;:
c = 1/r&sub3;
k = -2,3 x 10&sup4;
E&sub3; = -8,513 x 10&supmin;&sup8;
(iv) und die Fläche von r&sub4;:
c = 1/r&sub4;
k = -0,2931
E&sub4; = -4,962 x 10&supmin;&sup8;
In diesem Beispiel sind die Bedingungen wie folgt ausgewählt worden:
Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt: V = 1,08
Der Abstand D beträgt: D = 0,55 f
Die Brennweite f&sub1; beträgt: f&sub1; = -87, (mm)
Die Brennweite f&sub2; beträgt: f&sub2; = 75,9 (mm)

BEISPIEL 16

Wie Fig. 33 zu entnehmen, umfaßt die erste optische Einheit OU&sub1; eine einzige Linse, während die zweite optische Einheit OU&sub2; zwei Linsen umfaßt, wobei die beiden optischen Einheiten die in obigen Ausführungsformen dargestellte f-Sinus-Theta-Linse bilden. Die Brennweite der f-Sinus-Theta-Linse ist 100 mm, die F-Zahl ist als F/25 ausgewählt, und der Blickwinkel beträgt 20 Grad. TABELLE 19 * Die Flächen von r&sub2;, r&sub3; und r&sub5; sind auf nichtsphärischen Oberflächen ausgebildet. Angenommen, daß die Flächen durch die Gleichung (42) ausgedrückt werden können, so ergibt sich für die Fläche von r&sub2;:
c = 1/r&sub2;
k = 10,74
die Fläche von r&sub3;:
c = 1/r&sub3;
k = 11,136
und die Fläche von r&sub5;:
c = 1/r&sub5;
k = -23,587
In diesem Beispiel sind die Bedingungen wie folgt ausgewählt worden:
Der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient V beträgt: V = 1,00
Der Abstand D beträgt: D = 0,22 f
Die Brennweite f&sub1; beträgt: f&sub1; = -58,7 (mm)
Die Brennweite f&sub2; beträgt f&sub2; = 50,5 (mm)
Aus obigen Beispielen wird deutlich, daß die f-Sinus-Theta- Linse. um an eine Lichtpunktabtastvorrichtung anpaßbar zu sein, so ausgestaltet sein kann, daß sie die folgenden Bedingungen erfüllt:
D > 0,18 f (2)
-1,4 f < f&sub1; < -0,5 f (3)
0,5 f < f&sub2; < 0,8 f (4)
d&sub0; > o (5),
wobei D der Abstand zwischen dem sekundären Hauptpunkt der ersten optischen Einheit und dem primären Hauptpunkt der zweiten optischen Einheit, f die Brennweite der f-Sinus-Theta- Linse, f&sub1; die Brennweite der ersten optischen Einheit, f&sub2; die Brennweite der zweiten optischen Einheit und d&sub0; der Abstand zwischen dem Ablenkpunkt auf dem Ablenkspiegel und der Lichtauftrefffläche der ersten optischen Einheit ist.
Der als neu beanspruchte und durch die Patentschrift unter Schutz zu stellende Gegenstand ist in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt.

Claims

1. Optisches System zum Aufzeichnen eines Bildes auf einem Aufzeichnungsträger (29), um in einer Lichtpunktabtastvorrichtung verwendet zu werden, wobei das optische System folgendes umfaßt:

ein Lichtsendemittel zum Aussenden eines Abtaststrahls, wobei der Abtaststrahl auf der Grundlage eines Bildsignals moduliert wird;

ein Ablenkmitttel (27), das optisch zwischen dem Lichtsendemittel und dem Aufzeichnungsträger (29) zum Ablenken des Abtaststrahls in eine erste Richtung angeordnet ist; und

eine Objektivlinse (28), die optisch zwischen dem Ablenkmittel (27) und dem Aufzeichnungsträger zum Bilden eines Abtastpunktes des Abtaststrahls auf dem Aufzeichnungsträger (28) angeordnet ist, wobei die Objektivlinse (28) eine optische Achse hat,

wobei der Aufzeichnungsträger (29) in eine zweite Richtung, senkrecht zu der ersten Richtung, vorgeschoben wird, während sich der Abtastpunkt in die erste Richtung bewegt,

dadurch gekennzeichnet,

daß besagte Objektivlinse (28) die folgende Eigenschaft hat:

h = f x sin θ

wobei h der Abstand auf dem Aufzeichnungsträger (29) zwischen der optischen Achse der Objektivlinse (28) und dem Punkt ist, auf welchem der Abtaststrahl auftrifft, f die Brennweite der Objektivlinse (28) ist, und θ der Winkel ist, der durch den in die Objektivlinse eintretenden Abtaststrahl bezüglich der optischen Achse gebildet ist,

daß besagte Objektivlinse (28) eine erste optische Einheit mit negativer Brennweite und eine zweite optische Einheit mit positiver Brennweite enthält, und

daß der Dritte-Ordnungs-Verzerrungskoeffizient der Objektivlinse (28) ungefähr "1" beträgt.

2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtsendemittel folgendes umfassen:

eine Lichtquelle (11, 40) zum Aussenden des Abtaststrahls; und

ein Modulationsmittel (17, 20), das optisch zwischen der Lichtquelle (11, 40) und dem Ablenkmittel (27) zum Modulieren des Abtaststrahls angeordnet ist

3. Optisches System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem ein Strahlaufteilmittel (16, 19) umfaßt, das optisch zwischen der Lichtquelle (11, 40) und dem Ablenkmittel (27) angeordnet ist, um den von der Lichtquelle (11, 40) ausgesandten Strahl in eine Vielzahl von Abtaststrahlen aufzuteilen, durch welche der Aufzeichnungsträger darauf abgetastet wird,

wobei das Modulationsmittel (17, 20) einen optischen Modulator zum individuellen Modulieren der Abtaststrahlen umfaßt.

4. Optisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlaufteilmittel (16, 19) einen Linsenglasblock umfaßt, der eine erste und zweite ebene Oberfläche hat, wobei die Oberfläche parallel zueinander sind, und von der Lichtquelle (11, 40) ausgesandte Strahl schräg in die erste Oberfläche eintritt, zwischen der ersten und zweiten Oberfläche hin und her reflektiert, um an den Reflexionspunkten auf der zweiten Oberfläche herauszutreten, und

daß das Modulationsmittel (17, 20) direkt hinter dem Strahlaufteilmittel (16, 15) angeordnet ist.

5. Optisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlaufteilmittel (16, 15) ein opto-elektronisch integrierten Schaltkreis (62) zum Aufteilen des Strahls in eine Vielzahl von Abtaststrahlen und zum individuellen Modulieren der Abtaststrahlen umfaßt wobei der optischelektronisch integrierte Schaltkreis eine Vielzahl von Wellenleitern (72), die in einer Baumstruktur auf einem Substrat (71) gebildet sind, und eine Vielzahl Von elektooptischen Modulatoren (75) aufweist.

6. Optisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlaufteilmittel folgendes umfaßt:

eine Vielzahl von Ultraschallwellenoszillatoren (56a, 56b, 56c) zum Erzeugen von Ultraschallwellensignalen mit unterschiedlichen Frequenzen;

eine Vielzahl von Ultraschallwellenmodulatoren (57a, 57b, 57c), die jeweils mit den Oszillatoren verbunden sind, wobei die Ultraschallwellenmodulatoren (56a, 56b, 56c) die Ultraschallwellensignale auf der Grundlage der an sie angelegten Bildsignale modulieren; und

einen Mischkreis (58), der mit den Ultraschallwellenmodulatoren (56a, 56b, 56c) verbunden ist, um die Ultraschallwellensignale zu mischen oder zu synthetisieren, wobei das gemischte Signal an den optischen Modulator (42) angelegt wird, wodurch der in den optischen Modulator eintretende Strahl aufgeteilt und auf der Grundlage der Ultraschallwellensignale moduliert wird.

7. Optisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkmittel (27) hinter dem Strahlaufteilmittel zum Ablenken der Abtaststrahlen in die erste Richtung angeordnet ist.

8. Optisches System nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch:

ein Sensormittel (34) zum Erfassen einer Position der Abtastpunkte auf dem Aufzeichnungsträger; und

einen Halbspiegel (30), der einen von dem Abtaststrahl abgetrennten Referenzstrahl bildet, wobei der Referenzstrahl auf das Ablenkmittel auftrifft, um durch die Objektivlinse zu dem Sensormittel vorzudringen,

wobei sich der Referenzstrahl bewegt, um das Sensormittel (34) synchron mit der Bewegung der Abtastpunkte abzutasten.

9. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite optische Einheit der Objektivlinse jeweils einen primären und einen sekundären Hauptpunkt hat, und

daß die Objektivlinse in dem folgenden Bereich liegt:

D > 0.18 f

wobei D der Abstand zwischen dem sekundären Hauptpunkt der ersten Optischen Einheit und dem primären Hauptpunkt der zweiten optischen Einheit ist.

10. Optisches System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse in dem folgenden Bereich liegt:

-1.4 f < f1 < -0.5 f

wobei f1 die Brennweite der ersten optischen Einheit ist.

11. Optisches System nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse in dem folgenden Bereich liegt:

0.5 f < f2 < 0.8 f

wobei f&sub2; die Brennweite der zweiten optischen Einheit ist.

12. Optisches System nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse in dem folgenden Bereich liegt:

d0 > 0

wobei d&sub0; der Abstand zwischen einem Ablenkpunkt auf dem Ablenkmittel und der lichtauftreffenden Oberfläche der ersten optischen Einheit ist.

13. Optisches System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein weiteres Ablenkmittel (104) zum Ablenken des Abtaststrahls, der basierend auf der Ultraschallwelle, die häufig daran angelegt wird, abgelenkt wird.

14. Optisches System nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch:

ein Sensormittel (34) zum Erfassen einer Position des Abtastpunktes auf dem Aufzeichnungßträger; und

wobei sich der Referenzstrahl bewegt., um das Sensormittel synchron mit der Bewegung der Abtastpunkte abzutasten.

15. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtsendemittel eine Vielzahl von Lichtquellen (11a, 11b, 11c) zum Hervorrufen einer Reihe von Abtaststrahlen umfaßt, wobei die Abtaststrahlen direkt und individuell auf der Grundlage von Bildsignalen (Sp) moduliert werden, und

daß das Ablenkmittel (27) die Abtaststrahlen in die erste Richtung ablenkt, und die Objektivlinse die Abtaststrahlen auf den Aufzeichnungsträger fokusiert.