JP2660536B2 - fθ lens - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は光ビームを光偏向器により偏向して被走査面
上を走査させる光走査装置において用いられるｆθレン
ズに関し、特に詳細にはレンズ設計が行ない易く、かつ
光の利用効率も高いｆθレンズに関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an fθ lens used in an optical scanning device that scans a surface to be scanned by deflecting a light beam by an optical deflector. The present invention relates to an fθ lens that is easy and has high light use efficiency.
（従来の技術） 従来より、光ビームを光偏向器により偏向して被走査
面上を走査させる光走査装置においては走査レンズとし
てｆθレンズが用いられている。すなわち、回転多面
鏡、ガルバノメータミラーといった光偏向器により、光
ビームは等角速度で反射偏向されるが、被走査面は、回
転軸が偏向方向と平行なドラム上に配されたり、偏向方
向と垂直な方向に搬送される平坦なシート状物であった
りするのが一般的であり、いずれも偏向方向については
平坦となっているので、偏向器の偏向速度（偏向角速
度）と被走査面上での光ビームの走査速度を比例させる
ためには、上記光ビームの被走査面上での移動量を偏向
角θに比例させる特性を有するｆθレンズを光偏向器と
被走査面との間に設ける必要がある。(Prior Art) Conventionally, an fθ lens has been used as a scanning lens in an optical scanning device that scans a surface to be scanned by deflecting a light beam by an optical deflector. That is, the light beam is reflected and deflected at an equal angular velocity by an optical deflector such as a rotary polygon mirror or a galvanometer mirror. In general, the sheet may be a flat sheet conveyed in any direction, and in any case, the deflecting direction is flat. Therefore, the deflection speed (deflection angular velocity) of the deflector and the scanning surface In order to make the scanning speed of the light beam proportional, an fθ lens having a characteristic of making the amount of movement of the light beam on the surface to be scanned proportional to the deflection angle θ is provided between the optical deflector and the surface to be scanned. There is a need.
上記ｆθレンズは、通常複数のレンズが組み合わせら
れてなり、特開昭58−137631号には負の屈折力を有する
レンズと正の屈折力を有するレンズの２枚からなるｆθ
レンズが開示されており、また特開昭58−21711号には
２枚の負の屈折力を有するレンズと１枚の正の屈折力を
有するレンズの３枚のレンズからなるｆθレンズが開示
されている。The fθ lens is usually a combination of a plurality of lenses. Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-133761 discloses an fθ lens comprising a lens having a negative refractive power and a lens having a positive refractive power.
A lens is disclosed, and JP-A-58-21711 discloses an fθ lens comprising three lenses, two lenses having a negative refractive power and one lens having a positive refractive power. ing.
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、２枚のレンズからなるｆθレンズは、
レンズ枚数が少ないため、ｆθレンズ全体としての収差
を小さく抑えるようにレンズの設計をすることが難し
く、レンズ設計の自由度が小さいという不都合がある。
一方３枚のレンズからなるｆθレンズは、レンズの面数
が多くなるため、レンズ面上で反射される光が多く生じ
て光の利用効率が低下するとともに、ｆθレンズを構成
するレンズは通常１つずつレンズマウントに取り付けら
れるようになっているので、レンズの取り付けが面倒で
あるという問題がある。(Problems to be solved by the invention) However, an fθ lens composed of two lenses is
Since the number of lenses is small, it is difficult to design the lens so as to suppress the aberration of the entire fθ lens to a small degree, and there is a disadvantage that the degree of freedom in lens design is small.
On the other hand, an fθ lens composed of three lenses has a large number of lens surfaces, so that a large amount of light is reflected on the lens surface, reducing the light use efficiency. Since the lens mount can be attached to the lens mount one by one, there is a problem that the attachment of the lens is troublesome.
また、従来、レンズは鏡胴に組入れる構造で組立てる
事により、比較的容易に組立精度を出せた。しかし最
近、装置の小型化の要求のために、レンズを短冊型にカ
ットし、レンズ本体をコンパクト化するのが通例になっ
ている。その場合、ｆθレンズを構成する各レンズは、
それぞれレンズマウントに固定されて光走査装置内に組
み入れられるので、レンズの両面が曲率を有している
と、マウント側もレンズの曲率に合わせた加工を施され
る必要が生じ、マウントの加工に手間がかかる他、曲率
を有する面をマウントに取り付ける場合には取り付け位
置の精度を高めることが難しくなるという問題がある。Conventionally, assembling the lens into a lens barrel has a relatively easy assembling accuracy. However, recently, in order to reduce the size of the apparatus, it is customary to cut the lens into a strip shape and make the lens body compact. In that case, each lens constituting the fθ lens is
Since each is fixed to the lens mount and incorporated into the optical scanning device, if both surfaces of the lens have a curvature, it is necessary to process the mount side according to the curvature of the lens. In addition to being troublesome, when a surface having a curvature is mounted on the mount, there is a problem that it is difficult to increase the accuracy of the mounting position.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
レンズ設計の自由度が大きく、光のロスが少なく、組立
作業も容易であり、さらにレンズマウントの加工が容易
でレンズ取付も高精度で行うことができるｆθレンズを
提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above problems,
It is an object of the present invention to provide an fθ lens which has a large degree of freedom in lens design, has a small loss of light, is easy to assemble, can easily process a lens mount, and can mount a lens with high accuracy. It is.
（課題を解決するための手段） 本発明のｆθレンズは、光偏向器側から順に配され
た、負の屈折力を有する第１のレンズ、および正の屈折
力を有する第２のレンズからなり、前記第１のレンズが
２枚のレンズを貼り合わせて形成され、前記第１のレン
ズの前記第２のレンズ側の面および前記第２のレンズの
前記第１のレンズ側の面が平坦であり、前記第２のレン
ズの屈折率n3が1.55≦n3≦1.97であることを特徴とする
ものである。(Means for Solving the Problems) The fθ lens of the present invention includes a first lens having a negative refractive power and a second lens having a positive refractive power, which are arranged in order from the optical deflector side. The first lens is formed by bonding two lenses, and the surface of the first lens on the side of the second lens and the surface of the second lens on the side of the first lens are flat. There, the refractive index n 3 of the second lens is characterized in that it is 1.55 ≦ n 3 ≦ 1.97.
また、本発明のｆθレンズは、光偏向器側から順に配
された、負の屈折力を有する第１のレンズ、および正の
屈折力を有する第２のレンズからなり、前記第２のレン
ズが２枚のレンズを貼り合わせて形成され、前記第１の
レンズの前記第２のレンズ側の面および前記第２のレン
ズの前記第１のレンズ側の面が平坦であり、ｆθレンズ
全系の焦点距離をｆとしたとき、前記第１のレンズの焦
点距離f1′が−0.72f≦f1′≦−0.26f、前記第２のレン
ズの焦点距離f2′が0.24f≦f2′≦0.45f、近軸薄肉での
前記第１のレンズおよび第２のレンズの主点間隔ｄ′が
0.039f≦ｄ′≦0.18fであることを特徴とするものであ
る。The fθ lens of the present invention includes a first lens having a negative refractive power and a second lens having a positive refractive power, which are arranged in this order from the optical deflector side, wherein the second lens has a positive refractive power. The first lens is formed by bonding two lenses, the first lens-side surface of the first lens and the first lens-side surface of the second lens are flat, and the fθ lens When the focal length is f, the focal length f 1 ′ of the first lens is −0.72f ≦ f 1 ′ ≦ −0.26 f, and the focal length f 2 ′ of the second lens is 0.24f ≦ f 2 ′. ≦ 0.45f, the principal point distance d ′ between the first lens and the second lens with paraxial thinness is
0.039f ≦ d ′ ≦ 0.18f.
（作用） 上記のように本発明のｆθレンズは、見かけ上は２枚
のレンズからなっているので、光ビームがレンズ面上で
反射される割合は従来の２枚のレンズからなるｆθレン
ズと同等となり、ｆθレンズに入射した光ビームを効率
的に走査光として用いることができる。一方、本発明の
ｆθレンズは３枚のレンズが組み合わせられているの
で、３枚のレンズの性能をそれぞれ調整してｆθレンズ
全体の収差を少なくすることができ、レンズ設計の自由
度を従来の３枚組のｆθレンズと同等に高めることがで
きる。従って本発明のｆθレンズは、従来の２枚組のｆ
θレンズと、従来の３枚組のｆθレンズの欠点を解消
し、その長所を併せ持ったものとなる。(Operation) As described above, since the fθ lens of the present invention is apparently composed of two lenses, the ratio of the light beam reflected on the lens surface is the same as that of the conventional fθ lens composed of two lenses. Thus, the light beam incident on the fθ lens can be efficiently used as scanning light. On the other hand, since the fθ lens of the present invention is composed of three lenses, the performance of each of the three lenses can be adjusted to reduce the aberration of the entire fθ lens. It can be increased to the same degree as a triplet fθ lens. Therefore, the fθ lens of the present invention is a conventional two-element f
The disadvantages of the θ lens and the conventional three-element fθ lens are eliminated, and the advantages of the present invention are obtained.
また、上記第１のレンズおよび第２のレンズは、それ
ぞれの互いに対向する面が平坦であるので、各レンズの
両面が曲率を有している場合に比して、レンズマウント
の加工が容易であり、レンズマウントへ高い位置精度で
取り付けることができ、かつレンズ性能を損うこともな
い。Further, since the first lens and the second lens have flat surfaces facing each other, the lens mount can be easily processed as compared with a case where both surfaces of each lens have a curvature. Yes, it can be attached to the lens mount with high positional accuracy and does not impair lens performance.
しかも、本発明のｆθレンズは、上記のごとき構成の
下に、さらに第１のレンズを貼り合わせレンズとした上
で、第２のレンズの屈折率n3を1.55≦n3≦1.97とし、あ
るいは、第２のレンズを貼り合わせレンズとした上で、
ｆθレンズ全系の焦点距離をｆとしたとき、第１のレン
ズの焦点距離f1′を−0.72f≦f1′≦−0.26f、第２のレ
ンズの焦点距離f2′を0.24f≦f2′≦0.45f、近軸薄肉で
の第１のレンズおよび第２のレンズの主点間隔ｄ′を0.
039f≦ｄ′≦0.18fとしたので、上記の効果に加えて、
特に良好なｆθ性を確保できるという効果を奏する。Moreover, the fθ lens of the present invention has a configuration in which the first lens is a bonded lens, and the refractive index n 3 of the second lens is 1.55 ≦ n 3 ≦ 1.97, or , And the second lens as a laminated lens,
Assuming that the focal length of the entire fθ lens system is f, the focal length f 1 ′ of the first lens is −0.72f ≦ f 1 ′ ≦ −0.26f, and the focal length f 2 ′ of the second lens is 0.24f ≦ f 2 ′ ≦ 0.45f, the distance d ′ between the principal points of the first lens and the second lens in a paraxial thin-walled state is set to 0.
Since 039f ≦ d ′ ≦ 0.18f, in addition to the above effects,
Particularly, there is an effect that a favorable fθ property can be secured.
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。(Example) Hereinafter, an example of the present invention is described with reference to drawings.
第１図は本発明の一実施例によるｆθレンズを備えた
光走査装置の斜視図であり、第２図はその側面図であ
る。FIG. 1 is a perspective view of an optical scanning device provided with an fθ lens according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view thereof.
光源１から発せられた光ビーム２は、ビームエキスパ
ンダ３により所望のビーム径に拡大された後、矢印Ａ方
向に回転する回転多面鏡４に平行な光速として入射す
る。回転多面鏡４により反射偏向された光ビーム２は光
路上に配されたｆθレンズ７を通過した後矢印Ｃ方向に
一定速度で搬送される（副走査される）被走査面８上を
矢印Ｂ方向に主走査せしめられる。上記ｆθレンズ７は
回転多面鏡４により等角速度で偏向される光ビーム２を
平坦な被走査面８上で集束させて等速で走査させるレン
ズであり、回転多面鏡４側に配された、負の屈折力を有
する第１のレンズ５と被走査面８側に配された、正の屈
折力を有する第２のレンズ６とからなっている。また、
第１のレンズは２つのレンズ部5A,5Bを接合することに
より形成されており、レンズ部5Bの第２のレンズ側の
面、および第２のレンズの第１のレンズ側の面はそれぞ
れ平坦になっている。The light beam 2 emitted from the light source 1 is expanded to a desired beam diameter by the beam expander 3 and then enters the rotating polygon mirror 4 rotating in the direction of arrow A at a speed of light parallel to the polygonal mirror 4. The light beam 2 reflected and deflected by the rotary polygon mirror 4 is conveyed (sub-scanned) at a constant speed in the direction of arrow C after passing through the fθ lens 7 arranged on the optical path (arrow B). The main scanning is performed in the direction. Lens 7 is a lens that converges the light beam 2 deflected at a constant angular velocity by the rotary polygon mirror 4 on a flat surface 8 to be scanned and scans the light beam 2 at a constant speed, and is disposed on the rotary polygon mirror 4 side. It comprises a first lens 5 having a negative refractive power and a second lens 6 having a positive refractive power and arranged on the surface 8 to be scanned. Also,
The first lens is formed by joining two lens portions 5A and 5B, and the surface of the lens portion 5B on the second lens side and the surface of the second lens on the first lens side are respectively flat. It has become.
上記のような屈折力を有する２組のレンズからなるｆ
θレンズを用いれば、光ビームを被走査面８上で等速で
走査させ、高精度な２次元走査を実現することができ
る。以下に上記ｆθレンズの各レンズの実施例を示す。
なお、r1〜r5は、第２図に示す、ｆθレンズの各レンズ
のレンズ面の曲率半径、d1，d2，d4はそれぞれレンズ部
5A,5B、第２のレンズ６の軸上肉厚、d3は、第１のレン
ズ５と第２のレンズ６の軸上における空気間隔、d0は偏
向点からr1のレンズ面までの間隔、d5はr5のレンズ面か
ら走査点までの間隔、n1，n2，n3はそれぞれレンズ部5
A,5B、および第２のレンズ６の屈折率でありf1，f2は第
１のレンズおよび第２のレンズの焦点距離、flはｆθレ
ンズ全体の焦点距離、ｄは近軸薄肉での第１のレンズお
よび第２のレンズのレンズの主点間隔となっている。F composed of two sets of lenses having the above-described refractive power
If the θ lens is used, the light beam can be scanned on the surface 8 to be scanned at a constant speed, and high-precision two-dimensional scanning can be realized. Examples of each lens of the fθ lens will be described below.
Here, r 1 to r 5 are the radii of curvature of the lens surfaces of the respective lenses of the fθ lens shown in FIG. 2 , and d 1 , d 2 and d 4 are the lens portions, respectively.
5A, 5B, the axial thickness of the second lens 6, d 3 includes a first lens 5 air space on an axis of the second lens 6, d 0 is from the deflection point to the lens surface r 1 The distance, d 5 is the distance from the lens surface of r 5 to the scanning point, and n 1 , n 2 , n 3 are the lens units 5 respectively.
A, 5B, and the refractive index of the second lens 6, where f 1 and f 2 are the focal lengths of the first lens and the second lens, fl is the focal length of the entire fθ lens, and d is the paraxial thin wall. It is the distance between the principal points of the first lens and the second lens.
なお、第２図に示すｆθレンズの各レンズは上記r1〜
r5，d0〜d5を説明するために便宜的に図示したものであ
り、以下に示す第１〜第６実施例のｆθレンズにおける
具体的なレンズの形状は、それぞれ第５図（ａ）〜第10
図（ａ）に示す。また第１〜第６実施例のｆθレンズの
収差図は、それぞれ第５図（ｂ）〜第10図（ｂ）に示
す。なお、ここでｆθ性とは （Ｈは像面上で振れ角θの時の高さ）で定義される値で
ある。また光ビームの波長は632.8mm、回転多面鏡によ
るビーム偏向角は±15°、長さの単位はmmである。Each lens of the fθ lens shown in FIG. 2 the r 1 ~
r 5 , d 0 to d 5 are shown for the sake of convenience, and the specific lens shapes of the fθ lenses of the first to sixth embodiments described below are shown in FIG. ) To 10th
It is shown in FIG. FIGS. 5 (b) to 10 (b) show aberration diagrams of the fθ lenses of the first to sixth embodiments, respectively. Here, the fθ property is (H is the height at the shake angle θ on the image plane). The wavelength of the light beam is 632.8 mm, the beam deflection angle by the rotating polygon mirror is ± 15 °, and the unit of length is mm.
第１実施例 d0=3.44 r1=-22.81 d1=0.81 n1=1.66708 r2=583.60 d2=1.11 n2=1.51509 r3=∞ d3=3.01 r4=∞ d4=2.20 n3=1.79883 r5=-23.465 d5=116.00 f1=-33.889 ｄ＝5.445 f2＝29.374 fl＝99.942 第２実施例 d0=3.50 r1=-17.43 d1=2.20 n1=1.74056 r2=-50.92 d2=1.18 n2=1.51509 r3=∞ d3=0.75 r4=∞ d4=1.96 n3=1.79883 r5=-19.25 d5=115.29 f1=-26.432 ｄ＝4.040 f2＝24.101 fl＝100.009 第３実施例 d0=3.50 r1=-18.62 d1=1.32 n1=1.56670 r2=33.68 d2=0.99 n2=1.51509 r3=∞ d3=2.10 r4=∞ d4=1.75 n3=1.79883 r5=-21.77 d5=114.50 f1=-31.242 ｄ＝4.531 f2＝27.257 fl＝100.000 第４実施例 d0=3.50 r1=-14.50 d1=1.82 n1=1.74056 r2=-18.89 d2=0.75 n2=1.51509 r3=∞ d3=1.30 r4=∞ d4=0.75 n3=1.68445 r5=-16.08 d5=113.95 f1=-25.971 ｄ＝3.623 f2＝23.493 fl＝100.001 第５実施例 d0=3.5 r1=-64.66 d1=1.55 n1=1.74056 r2=-67.12 d2=0.75 n2=1.51509 r3=∞ d3=16.10 r4=∞ d4=0.75 n3=1.68445 r5=-43.99 d5=114.76 f1=-124.075 ｄ＝18.309 f2＝63.543 fl＝100.000 第６実施例 d0=3.50 r1=-23.79 d1=0.75 n1=1.74056 r2=-13.25 d2=0.75 n2=1.51509 r3=∞ d3=4.16 r4=∞ d4=0.75 n3=1.79883 r5=-27.99 d5=108.46 f1=-71.981 ｄ＝6.086 f2=45.393 fl＝99.999 なお、上記各実施例のように負の屈折力を有する第１
のレンズを２つのレンズ部からなるものとした場合に
は、第２のレンズの屈折率n3は、光ビームの波長が632.
8mmであるとすると、1.55≦n3≦1.97の範囲内にあるよ
うにするのが望ましい。n3が1.55より小さいとｆθレン
ズのｆθ性が低下し、また1.97より大きいと通常の光学
ガラスからは削材選択ができなくなるという不都合があ
る。ただし、屈折率がこれより大きいガラスができれば
そのかぎりではない。First Example d 0 = 3.44 r 1 = -22.81 d 1 = 0.81 n 1 = 1.66708 r 2 = 583.60 d 2 = 1.11 n 2 = 1.51509 r 3 = ∞ d 3 = 3.01 r 4 = ∞ d 4 = 2.20 n 3 = 1.79883 r 5 = -23.465 d 5 = 116.00 f 1 = -33.889 d = 5.445 f 2 = 29.374 fl = 99.942 second embodiment d 0 = 3.50 r 1 = -17.43 d 1 = 2.20 n 1 = 1.74056 r 2 = -50.92 d 2 = 1.18 n 2 = 1.51509 r 3 = ∞ d 3 = 0.75 r 4 = ∞ d 4 = 1.96 n 3 = 1.79883 r 5 = -19.25 d 5 = 115.29 f 1 = -26.432 d = 4.040 f 2 = 24.101 fl = 100.009 Third embodiment d 0 = 3.50 r 1 = -18.62 d 1 = 1.32 n 1 = 1.56670 r 2 = 33.68 d 2 = 0.99 n 2 = 1.51509 r 3 = ∞ d 3 = 2.10 r 4 = ∞ d 4 = 1.75 n 3 = 1.79883 r 5 = -21.77 d 5 = 114.50 f 1 = -31.242 d = 4.531 f 2 = 27.257 fl = 100.000 Fourth embodiment d 0 = 3.50 r 1 = -14.50 d 1 = 1.82 n 1 = 1.74056 r 2 = -18.89 d 2 = 0.75 n 2 = 1.51509 r 3 = ∞ d 3 = 1.30 r 4 = ∞ d 4 = 0.75 n 3 = 1.68445 r 5 = -16.08 d 5 = 113.95 f 1 = -25.971 d = 3.623 f 2 = 23.493 fl = 100.001 Fifth embodiment d 0 = 3.5 r 1 = -64.66 d 1 = 1.55 n 1 = 1.74056 r 2 = -67.12 d 2 = 0.75 n 2 = 1.51509 r 3 = ∞ d 3 = 16.10 r 4 = ∞ d 4 = 0.75 n 3 = 1.68445 r 5 = -43.99 d 5 = 114.76 f 1 = -124.075 d = 18.309 f 2 = 63.543 fl = 100.000 Sixth embodiment d 0 = 3.50 r 1 = -23.79 d 1 = 0.75 n 1 = 1.74056 r 2 = -13.25 d 2 = 0.75 n 2 = 1.51509 r 3 = ∞ d 3 = 4.16 r 4 = ∞ d 4 = 0.75 n 3 = 1.79883 r 5 = -27.99 d 5 = 108.46 f 1 = -71.981 d = 6.086 f 2 = 45.393 fl = 99.999 Note that the first lens having a negative refractive power as in each of the above embodiments.
If it shall become the lens from the two lens portions, a refractive index n 3 of the second lens, the wavelength of the light beam 632.
Assuming that the distance is 8 mm, it is desirable that the distance be in the range of 1.55 ≦ n 3 ≦ 1.97. If n 3 is smaller than 1.55, the fθ property of the fθ lens is reduced, and if it is larger than 1.97, there is a disadvantage that a cutting material cannot be selected from ordinary optical glass. However, this is not the case if a glass having a higher refractive index can be obtained.
ところで本発明のｆθレンズは、第３図に示すように
負の屈折力を有する第１のレンズ15を１枚のレンズから
なるものとし、正の屈折力を有する第２のレンズ16を２
枚のレンズ部16A,16Bからなるものとしてもよい。かか
るタイプのレンズ系からなるｆθレンズ17の実施例を第
７〜第10実施例として以下に示す。なお、r1′〜r5′
は、第３図に示す、ｆθレンズのレンズ面の曲率半径、
d1′，d3′，d4′はそれぞれ第１のレンズ15、レンズ部
16A,16Bの軸上肉厚、d2′は第１のレンズと第２のレン
ズの軸上における空気間隔、d0′偏向点からr1′のレン
ズ面までの間隔、d5′はr5′のレンズ面から走査点まで
の間隔、n1′，n2′，n3′はそれぞれ第１のレンズ15お
よびレンズ部16A,16Bの屈折率でありf1′，f2′は第１
のレンズおよび第２のレンズの焦点距離、fl′はｆθレ
ンズ全体の焦点距離、ｄ′は近軸薄肉での第１および第
２のレンズの主点間隔となっている。In the fθ lens of the present invention, as shown in FIG. 3, the first lens 15 having a negative refractive power is composed of one lens, and the second lens 16 having a positive refractive power is composed of two lenses.
It may be composed of two lens sections 16A and 16B. Embodiments of the fθ lens 17 having such a lens system will be described below as seventh to tenth embodiments. Note that r 1 ′ to r 5 ′
Is the radius of curvature of the lens surface of the fθ lens shown in FIG. 3,
d 1 ′, d 3 ′ and d 4 ′ are a first lens 15 and a lens portion, respectively.
16A, the axial thickness of 16B, d 2 'is air space on an axis of the first lens and the second lens, d 0' 'distance to the lens surface, d 5' from the deflection point r 1 and r The distances from the lens surface 5 ′ to the scanning point, n 1 ′, n 2 ′, and n 3 ′ are the refractive indices of the first lens 15 and lens portions 16A, 16B, respectively, and f 1 ′, f 2 ′ 1
, Fl ′ is the focal length of the entire fθ lens, and d ′ is the principal point distance between the first and second lenses with paraxial thinness.
なお、第３図に示すｆθレンズの各レンズは上記r1′
〜r5′，d0′〜d5′を説明するために便宜的に図示した
ものであり、以下に示す第７〜第10実施例のｆθレンズ
における具体的なレンズの形状は、それぞれ第11図
（ａ）〜第14図（ａ）に示す。また第７〜第10実施例の
ｆθレンズの収差図は、それぞれ第11図（ｂ）〜第14図
（ｂ）に示す。ここで光ビームの波長は632.8mm、回転
多面鏡による光ビーム偏向角は±15°、長さ単位はmmで
ある。Each lens of the fθ lens shown in FIG. 3 is the r 1 '
To r 5 ′, d 0 ′ to d 5 ′ are shown for the sake of convenience, and the specific lens shapes of the fθ lenses of the seventh to tenth embodiments shown below are Figures 11 (a) to 14 (a) are shown. FIGS. 11 (b) to 14 (b) show aberration diagrams of the fθ lenses of the seventh to tenth embodiments, respectively. Here, the wavelength of the light beam is 632.8 mm, the deflection angle of the light beam by the rotating polygon mirror is ± 15 °, and the unit of length is mm.
第７実施例 d0′＝3.00 r1′＝−21.03 d1′＝1.06 n1′＝1.51509 r2′＝∞ d2′＝4.32 r3′＝∞ d3′＝1.59 n2′＝1.51509 r4′＝−346.50 d4′＝2.00 n3′＝1.79883 r5′＝−26.54 d5′＝117.67 f1′＝−40.827 ｄ′＝7.222 f2′＝34.115 fl′＝99.957 第８実施例 d0′＝3.0 r1′＝−14.94 d1′＝1.10 n1′＝1.51509 r2′＝∞ d2′＝0.90 r3′＝∞ d3′＝2.10 n2′＝1.51509 r4′＝−241.41 d4′＝2.20 n3′＝1.79883 r5′＝−20.02 d5′＝114.76 f1′＝−28.999 ｄ′＝4.270 f2′＝25.790 fl′＝99.999 第９実施例 d0′＝3.00 r1′＝−14.92 d1′＝1.10 n1′＝1.51509 r2′＝∞ d2′＝0.95 r3′＝∞ d3′＝2.16 n2′＝1.56670 r4′＝−210.22 d4′＝2.20 n3′＝1.79883 r5′＝−20.07 d5′＝114.92 f1′＝−28.973 ｄ′＝4.314 f2′＝25.809 fl′＝99.999 第10実施例 d0′＝3.00 r1′＝−14.85 d1′＝1.10 n1′＝1.51509 r2′＝∞ d2′＝1.10 r3′＝∞ d3′＝2.15 n2′＝1.61656 r4′＝−176.31 d4′＝2.20 n3′＝1.79883 r5′＝−20.10 d5′＝115.33 f1′＝−28.832 ｄ′＝4.412 f2′＝25.804 fl′＝99.999 なお、本発明のｆθレンズは、第２図に示したタイプ
と第３図に示したタイプのいずれについても、全系の焦
点距離をｆとしたとき第１のレンズ５（15）の焦点距離
f1（f1′）は−0.72f≦f1（f1′）≦−0.26fの範囲内に
あるのが望ましい。f1（f1′）が上記範囲より大きいと
ｆθ性が悪くなり（2.5％以上）、上記範囲より小さい
と前述した主点間隔ｄ（ｄ′）を大きくしないとｆθ性
を良好に保てなくなるのでレンズ間隔が空いてレンズ径
が大きくなってしまうという不都合がある。また第２の
レンズ６（16）の焦点距離f2（f2′）は0.24f≦f
2（f2′）≦0.45fの範囲内にあるのが望ましい。f
2（f2′）が上記範囲より大きいとｆθ性が悪くなり、
上記範囲より小さいと上記主点間隔ｄ（ｄ′）を大きく
しなければならないという不都合がある。さらに上記主
点間隔ｄ（ｄ′）は0.039f≦ｄ（ｄ′）≦0.18fの範囲
内にあるのが望ましい。ｄ（ｄ′）が上記範囲より小さ
いとｆθ性が悪くなり、上記範囲より大きいと上述のよ
うにレンズの径が大きくなってしまうという不都合があ
る。Seventh embodiment d 0 ′ = 3.00 r 1 ′ = −21.03 d 1 ′ = 1.06 n 1 ′ = 1.51509 r 2 ′ = ∞d 2 ′ = 4.32 r 3 ′ = ∞d 3 ′ = 1.59 n 2 ′ = 1.51509 r 4 ′ = −346.50 d 4 ′ = 2.00 n 3 ′ = 1.79883 r 5 ′ = −26.54 d 5 ′ = 117.67 f 1 ′ = −40.827 d ′ = 7.222 f 2 ′ = 34.115 fl ′ = 99.957 Eighth Embodiment d 0 '= 3.0 r 1' = -14.94 d 1 '= 1.10 n 1' = 1.51509 r 2 '= ∞ d 2' = 0.90 r 3 '= ∞ d 3' = 2.10 n 2 '= 1.51509 r 4' = −241.41 d 4 ′ = 2.20 n 3 ′ = 1.79883 r 5 ′ = −20.02 d 5 ′ = 114.76 f 1 ′ = −28.999 d ′ = 4.270 f 2 ′ = 25.790 fl ′ = 99.999 Ninth embodiment d 0 ′ = 3.00 r 1 '= -14.92 d 1 ' = 1.10 n 1 '= 1.51509 r 2 ' = ∞ d 2 '= 0.95 r 3 ' = ∞ d 3 '= 2.16 n 2 ' = 1.56670 r 4 '= -210.22 d 4 '= 2.20 n 3 ' = 1.98883 r 5 '= -20.07 d 5 ' = 114.92 f 1 '= -28.973 d' = 4.314 f 2 '= 25.809 fl' = 99.999 Tenth embodiment d 0 '= 3.00 r 1 ' = -14.85 d 1 ′ = 1.10 n 1 ′ = 1.51509 r 2 ′ = ∞ d 2 ′ = 1.10 r 3 ′ = ∞ d 3 ′ = 1.15 n 2 ′ = 1.61656 r 4 ′ = −176.31 d 4 ′ = 2.20 n 3 ′ = 1.79883 r 5 '= -20.10 d 5 ' = 115.33 f 1 '= -28.832 d' = 4.412 f 2 '= 25.804 fl' = 99.999 The fθ lens of the present invention has the type shown in FIG. 2 and the type shown in FIG. The focal length of the first lens 5 (15) when the focal length of the entire system is f
It is desirable that f 1 (f 1 ′) is in the range of −0.72f ≦ f 1 (f 1 ′) ≦ −0.26f. If f 1 (f 1 ′) is larger than the above range, the fθ property is degraded (2.5% or more). There is a disadvantage that the distance between the lenses becomes large and the lens diameter becomes large. The focal length f 2 (f 2 ′) of the second lens 6 (16) is 0.24f ≦ f
2 (f 2 ′) ≦ 0.45f is desirable. f
If 2 (f 2 ′) is larger than the above range, fθ property deteriorates,
If the distance is smaller than the above range, there is a disadvantage that the principal point interval d (d ') must be increased. Further, the principal point interval d (d ') is desirably in the range of 0.039f≤d (d') ≤0.18f. If d (d ') is smaller than the above range, the f [theta] property deteriorates, and if it is larger than the above range, the diameter of the lens increases as described above.
なお、上述した第１〜第10実施例において、第１のレ
ンズと第２のレンズ側の面と、第２のレンズの第１のレ
ンズ側の面はいずれも平坦となっているが、これらの面
にも適宜曲率を設けてもよい。In the first to tenth embodiments, the surfaces of the first lens and the second lens and the surface of the second lens on the first lens are all flat. The surface may be provided with an appropriate curvature.
また本発明のｆθレンズは、第４図に示すように正の
屈折力を有する第１のレンズ25を１枚のレンズからなる
ものとし、正の屈折力を有する第２のレンズ26を２枚の
レンズ部26A,26Bからなるものとしてもよい。かかるタ
イプのレンズ系からなるｆθレンズ27の実施例を第11実
施例として以下に示す。なお、r1″〜r5″は、第４図に
示す、ｆθレンズのレンズ面の曲率半径、d1″，d3″，
d4″はそれぞれ第１のレンズ25、レンズ部26A,26Bの軸
上肉厚、d2′は第１のレンズと第２のレンズの軸上にお
ける空気間隔、d0″偏向点からr1″のレンズ面までの間
隔、d5″はr5″のレンズ面から走査点までの間隔、
n1″，n2″，n3″はそれぞれ第１のレンズ25およびレン
ズ部26A,26Bの屈折率でありf1″，f2″は第１のレンズ
および第２のレンズの焦点距離、fl″はｆθレンズ全体
の焦点距離、ｄ″は近軸薄肉での第１および第２のレン
ズの主点間隔となっている。In the fθ lens of the present invention, as shown in FIG. 4, the first lens 25 having a positive refractive power is composed of one lens, and the second lens 26 having a positive refractive power is composed of two lenses. May be constituted by the lens portions 26A and 26B. An embodiment of the fθ lens 27 having such a lens system will be described below as an eleventh embodiment. R 1 ″ to r 5 ″ are the radii of curvature of the lens surface of the fθ lens shown in FIG. 4, d 1 ″, d 3 ″,
d 4 "is the first lens 25, respectively, the lens unit 26A, the axial thickness of 26B, d 2 'is the air gap, d 0 on the axis of the first lens and the second lens" r 1 from the deflection point The distance from the lens surface of ″, d 5 ″ is the distance from the lens surface of r 5 ″ to the scanning point,
n 1 ″, n 2 ″, n 3 ″ are the refractive indices of the first lens 25 and the lens portions 26 A, 26 B, respectively, f 1 ″, f 2 ″ are the focal lengths of the first lens and the second lens, fl ″ is the focal length of the entire fθ lens, and d ″ is the principal point interval between the first and second lenses with paraxial thinness.
なお、第３図に示すｆθレンズの各レンズは上記r1″
〜r5″，d0″〜d5″を説明するために便宜的に図示した
ものである。Each lens of the fθ lens shown in FIG. 3 is the r 1 "
To r 5 ″, d 0 ″ to d 5 ″ are shown for convenience.
（考案の効果） 以上説明したように本発明のｆθレンズによれば、第
１または第２のレンズを２つのレンズを貼り合わせて形
成することにより、見かけ上のレンズ面を少なくして光
の利用効率を高めることができるとともに、合わせて３
枚のレンズによりｆθレンズ全体の収差を補正すること
ができるので、レンズの設計の自由度が大きくなる。(Effects of the Invention) As described above, according to the fθ lens of the present invention, by forming the first or second lens by bonding two lenses together, the apparent lens surface is reduced and light is reduced. The usage efficiency can be improved, and a total of 3
Since the aberration of the entire fθ lens can be corrected by using one lens, the degree of freedom in designing the lens is increased.
特に第１レンズを負にしたものは像面わん曲が小さく
おさえられており、また第１レンズの第２レンズ側の面
および前記第２レンズの第１レンズ側の面が平坦なもの
は前記レンズの高精度取付けとコストダウンが可能にな
る。In particular, when the first lens is negative, the curvature of the image surface is suppressed small, and when the surface of the first lens on the second lens side and the surface of the second lens on the first lens side are flat, The lens can be mounted with high precision and cost can be reduced.
また、前述のように、上記構成の下に、さらに第１の
レンズを貼り合わせレンズとした上で、第２のレンズの
屈折率n3を1.55≦n3≦1.97とし、あるいは、第２のレン
ズを貼り合わせレンズとした上で、ｆθレンズ全系の焦
点距離をｆとしたとき、第１のレンズの焦点距離f1′を
−0.72f≦f1′≦−0.26f、第２のレンズの焦点距離f2′
を0.24f≦f2′≦0.45f、近軸薄肉での前記第１のレンズ
および第２のレンズの主点間隔ｄ′を0.039f≦ｄ′≦0.
18fとしたので、上記の効果に加えて、特に良好なｆθ
性を確保できるという効果を奏する。Further, as described above, under the above-described configuration, the first lens is further used as a cemented lens, and the refractive index n 3 of the second lens is set to 1.55 ≦ n 3 ≦ 1.97, or Assuming that the focal length of the entire fθ lens system is f, the focal length f 1 ′ of the first lens is −0.72f ≦ f 1 ′ ≦ −0.26f, and the second lens is Focal length f 2 ′
Is 0.24f ≦ f 2 ′ ≦ 0.45f, and the principal point distance d ′ between the first lens and the second lens in the paraxial thin thickness is 0.039f ≦ d ′ ≦ 0.
18f, in addition to the above effects, particularly good fθ
The effect that the property can be secured is produced.
第１図は本発明の一実施例によるｆθレンズを備えた光
走査装置の概要を示す斜視図、 第２図は上記装置の側面図、 第３図，第４図は本発明の他の実施例によるｆθレンズ
の側面図、 第５図（ａ），（ｂ）、第６図（ａ），（ｂ）、第７図
（ａ），（ｂ）、第８図（ａ），（ｂ）、第９図
（ａ），（ｂ）、第10図（ａ），（ｂ）、第11図
（ａ），（ｂ）、第12図（ａ），（ｂ）、第13図
（ａ），（ｂ）、第14図（ａ），（ｂ）は、それぞれ本
発明の実施例によるｆθレンズの構成を示す概略図およ
び収差図である。 ２…光ビーム、４…回転多面鏡 5,15,25…第１のレンズ 5A,5B,16A,16B,26A,26B…レンズ部 ６…第２のレンズ ７…ｆθレンズ、８…被走査面FIG. 1 is a perspective view showing an outline of an optical scanning device provided with an fθ lens according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the above device, and FIGS. 3 and 4 show other embodiments of the present invention. 5 (a), (b), 6 (a), (b), 7 (a), (b), 8 (a), (b) ), FIGS. 9 (a) and (b), FIGS. 10 (a) and (b), FIGS. 11 (a) and (b), FIGS. 12 (a), (b) and 13 ( 14 (a), 14 (b), and 14 (a), 14 (b) are a schematic diagram and an aberration diagram, respectively, showing the configuration of an fθ lens according to an embodiment of the present invention. 2: light beam, 4: rotating polygon mirror 5, 15, 25: first lens 5A, 5B, 16A, 16B, 26A, 26B: lens unit 6: second lens 7: fθ lens, 8: scanning surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−73122（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−153908（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−144515（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-73122 (JP, A) JP-A-58-153908 (JP, A) JP-A-57-144515 (JP, A)
Claims (2)
偏向方向において表面が平坦な被走査面の間に設けら
れ、前記光ビームを前記被走査面上で集束させて等速で
走査させるｆθレンズにおいて、 前記光偏向器側から順に配された、負の屈折力を有する
第１のレンズ、および正の屈折力を有する第２のレンズ
からなり、前記第１のレンズが２枚のレンズを貼り合わ
せて形成され、前記第１のレンズの前記第２のレンズ側
の面および前記第２のレンズの前記第１のレンズ側の面
が平坦であり、前記第２のレンズの屈折率n3が1.55≦n3
≦1.97であることを特徴とするｆθレンズ。An optical deflector for deflecting a light beam at a constant angular velocity is provided between a surface to be scanned and a surface having a flat surface in a deflection direction, and the light beam is focused on the surface to be scanned and scanned at a constant speed. Lens, comprising a first lens having a negative refractive power and a second lens having a positive refractive power, which are arranged in order from the optical deflector side, wherein the first lens has two lenses. A second lens side surface of the first lens and a first lens side surface of the second lens are flat, and a refractive index of the second lens; n 3 is 1.55 ≦ n 3
≦ 1.97, an fθ lens.
偏向方向において表面が平坦な被走査面の間に設けら
れ、前記光ビームを前記被走査面上で集束させて等速で
走査させるｆθレンズにおいて、 前記光偏向器側から順に配された、負の屈折力を有する
第１のレンズ、および正の屈折力を有する第２のレンズ
からなり、前記第２のレンズが２枚のレンズを貼り合わ
せて形成され、前記第１のレンズの前記第２のレンズ側
の面および前記第２のレンズの前記第１のレンズ側の面
が平坦であり、ｆθレンズ全系の焦点距離をｆとしたと
き、前記第１のレンズの焦点距離f1′が−0.72f≦f1′
≦−0.26f、前記第２のレンズの焦点距離f2′が0.24f≦
f2′≦0.45f、近軸薄肉での前記第１のレンズおよび第
２のレンズの主点間隔ｄ′が0.039f≦ｄ′≦0.18fであ
ることを特徴とするｆθレンズ。2. An optical deflector for deflecting a light beam at a constant angular velocity and a scanning surface having a flat surface in a deflecting direction. The light beam is focused on the scanning surface and scanned at a constant speed. Lens, comprising a first lens having a negative refractive power and a second lens having a positive refractive power, which are arranged in order from the optical deflector side, wherein the second lens has two lenses. The first lens has a flat surface on the second lens side and the second lens has a flat surface on the first lens side, and the fθ lens has a focal length of the entire system. f, the focal length f 1 ′ of the first lens is −0.72f ≦ f 1 ′.
≦ −0.26f, the focal length f 2 ′ of the second lens is 0.24f ≦
An fθ lens, wherein f 2 ′ ≦ 0.45f, and a principal point distance d ′ between the first lens and the second lens in a paraxial thin thickness is 0.039f ≦ d ′ ≦ 0.18f.
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