JP2945097B2 - テレセントリックなｆθレンズ - Google Patents
テレセントリックなｆθレンズInfo
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- JP2945097B2 JP2945097B2 JP21333290A JP21333290A JP2945097B2 JP 2945097 B2 JP2945097 B2 JP 2945097B2 JP 21333290 A JP21333290 A JP 21333290A JP 21333290 A JP21333290 A JP 21333290A JP 2945097 B2 JP2945097 B2 JP 2945097B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はテレセントリックなｆθレンズに関する。
［従来の技術］ 光源装置からの光束を偏向反射面を持つ偏向装置によ
り等角速度的に偏向させ、偏向速度を結像レンズ系と面
倒れ補正レンズとにより走査面上に光スポットとして結
像させて光走査を行う光走査装置が知られている。この
ような光走査装置に於いては、等速度的な光走査を実現
するために結像レンズ系としてｆθレンズが用いられ
る。
り等角速度的に偏向させ、偏向速度を結像レンズ系と面
倒れ補正レンズとにより走査面上に光スポットとして結
像させて光走査を行う光走査装置が知られている。この
ような光走査装置に於いては、等速度的な光走査を実現
するために結像レンズ系としてｆθレンズが用いられ
る。
一般に知られたｆθレンズはテレセントリックでな
く、このため走査面位置とｆθレンズとの光軸方向の距
離が設計上の距離からずれると、設計通りのｆθ特性が
得られないという問題がある。
く、このため走査面位置とｆθレンズとの光軸方向の距
離が設計上の距離からずれると、設計通りのｆθ特性が
得られないという問題がある。
従来、テレセントリックなｆθレンズとしては特開昭
62−299927号公報開示のものがある。
62−299927号公報開示のものがある。
［発明が解決しようとする課題］ このｆθレンズではレンズ最終面と走査面との間隔が
狭いため面倒れ補正レンズを配備する余裕がなく、面倒
れ補正を行うことが出来ない。
狭いため面倒れ補正レンズを配備する余裕がなく、面倒
れ補正を行うことが出来ない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであっ
て、面倒れ補正用レンズとともに用いることができ、諸
収差が良好に補正されたテレセントリックなｆθレンズ
の提供を目的とする。
て、面倒れ補正用レンズとともに用いることができ、諸
収差が良好に補正されたテレセントリックなｆθレンズ
の提供を目的とする。
［課題を解決するための手段］ 以下、本発明を説明する。
本発明のｆθレンズは「光源装置からの光束を偏向反
射面を有する偏向装置により等角速度的に偏向させ、偏
向光束を結像レンズ系と面倒れ補正レンズとにより走査
面上に光スポットとして結像させて光走査を行う光走査
装置に於いて結像レンズ系として用いられるレンズ系」
であって、第１図に示すように、物体側（第１図左方）
から像側（同図右方）へ向って第１乃至第５群を順次配
してなる。
射面を有する偏向装置により等角速度的に偏向させ、偏
向光束を結像レンズ系と面倒れ補正レンズとにより走査
面上に光スポットとして結像させて光走査を行う光走査
装置に於いて結像レンズ系として用いられるレンズ系」
であって、第１図に示すように、物体側（第１図左方）
から像側（同図右方）へ向って第１乃至第５群を順次配
してなる。
「第１群」は物体側に凹面を向けた正メニスカスレン
ズ10、「第２群」は物体側に凹面を向けた負レンズ12、
「第３群」は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
14、「第４群」は物体側に凹面を向けた正メニスカスレ
ンズ16、「第５群」は物体側レンズ面が凸面である正レ
ンズ18であり、全系は５群５枚構成である。
ズ10、「第２群」は物体側に凹面を向けた負レンズ12、
「第３群」は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
14、「第４群」は物体側に凹面を向けた正メニスカスレ
ンズ16、「第５群」は物体側レンズ面が凸面である正レ
ンズ18であり、全系は５群５枚構成である。
全系の合成焦点距離をｆ、第４群の焦点距離をf4、図
に示すように物体側から数えて第ｉ番目のレンズ面の曲
率半径をRi（ｉ＝１〜10）、第ｉ番目と第ｉ＋１番目の
レンズ面の光軸上面間隔をDi（ｉ＝１〜９）、第２群レ
ンズの材質の屈折率をn2とするとき、 （Ｉ） 0.7 ＜ f4/f ＜ 1.4 （II） −0.4 ＜ R3/f ＜−0.3 （III） 0.7 ＜ R6/R5 ＜ 0.95 （IV） −0.9 ＜ R8/f ＜−0.5 （Ｖ） 0.08 ＜ D2/f ＜ 0.2 （VI） 1.6 ＜ n2 なる条件を満足する。
に示すように物体側から数えて第ｉ番目のレンズ面の曲
率半径をRi（ｉ＝１〜10）、第ｉ番目と第ｉ＋１番目の
レンズ面の光軸上面間隔をDi（ｉ＝１〜９）、第２群レ
ンズの材質の屈折率をn2とするとき、 （Ｉ） 0.7 ＜ f4/f ＜ 1.4 （II） −0.4 ＜ R3/f ＜−0.3 （III） 0.7 ＜ R6/R5 ＜ 0.95 （IV） −0.9 ＜ R8/f ＜−0.5 （Ｖ） 0.08 ＜ D2/f ＜ 0.2 （VI） 1.6 ＜ n2 なる条件を満足する。
［作用］ 上記条件（Ｉ）〜（VI）に就いて説明する。
条件（Ｉ）はコマ収差を補正する条件である。条件
（Ｉ）の範囲外では補正不能のコマ収差が発生する。
（Ｉ）の範囲外では補正不能のコマ収差が発生する。
条件（II）は主走査方向の像面湾曲、ｆθ特性（光軸
に対しθの角をもって入射する光束に対する理想像高を
ｆθ、実際の像高をＨ′とするとき、｛Ｈ′−ｆθ｝・
100/fθ（％）で定義される）、コマ収差を補正するた
めの条件である。この条件（II）の範囲外では補正不能
のコマ収差が発生する。また上限を越えるとｆθ特性は
補正オーバーとなり、像面湾曲も残存像面湾曲が大きく
なり補正することが出来ない。
に対しθの角をもって入射する光束に対する理想像高を
ｆθ、実際の像高をＨ′とするとき、｛Ｈ′−ｆθ｝・
100/fθ（％）で定義される）、コマ収差を補正するた
めの条件である。この条件（II）の範囲外では補正不能
のコマ収差が発生する。また上限を越えるとｆθ特性は
補正オーバーとなり、像面湾曲も残存像面湾曲が大きく
なり補正することが出来ない。
条件（III）及び（IV）はコマ収差を補正するための
条件であり、これら条件（III），（IV）の範囲外では
コマ収差の発生量が大きくなり補正出来ない。
条件であり、これら条件（III），（IV）の範囲外では
コマ収差の発生量が大きくなり補正出来ない。
条件（Ｖ）はｆθ特性およびコマ収差を補正するため
の条件である。ｆθ特性・コマ収差とも、条件（Ｖ）の
下限を越えると補正アンダーとなり、上限を越えると補
正オーバーになる。また上限を越えると最終レンズ面と
走査面との間隔が狭まり好ましくない。
の条件である。ｆθ特性・コマ収差とも、条件（Ｖ）の
下限を越えると補正アンダーとなり、上限を越えると補
正オーバーになる。また上限を越えると最終レンズ面と
走査面との間隔が狭まり好ましくない。
条件（VI）もｆθ特性とコマ収差を補正するための条
件であり、下限を越えるとｆθ特性は補正オーバーとな
り、補正不能のコマ収差が発生する。
件であり、下限を越えるとｆθ特性は補正オーバーとな
り、補正不能のコマ収差が発生する。
なお本発明のｆθレンズは面倒れ補正レンズと伴に使
用され、面倒れ補正レンズに副走査方向の像面湾曲除去
機能があるので、θレンズにおける副走査方向の像面湾
曲補正は問題とする必要がない。
用され、面倒れ補正レンズに副走査方向の像面湾曲除去
機能があるので、θレンズにおける副走査方向の像面湾
曲補正は問題とする必要がない。
また第１図に示すように、最終レンズ面と像面との間
には、面倒れ補正レンズを配備ずるのに十分な余地があ
る。
には、面倒れ補正レンズを配備ずるのに十分な余地があ
る。
以下、第２図及び第３図を参照して本発明のｆθレン
ズの使用例を簡単に説明する。
ズの使用例を簡単に説明する。
第２図に於いて、光源装置１は例えば半導体レーザー
とコリメートレンズとにより構成され、実質的な平行光
束を放射する。
とコリメートレンズとにより構成され、実質的な平行光
束を放射する。
平行光束は、副走査対応方向に正の屈折力を持つシリ
ンダーレンズ２により副走査対応方向に集束されて、偏
向装置たる回転多面鏡３の偏向反射面４上に副走査対応
方向に長い線像として結像する。偏向反射面４に反射さ
れた光束は偏向光束となり回転多面鏡３の回転に伴い等
角速度的に偏向する。
ンダーレンズ２により副走査対応方向に集束されて、偏
向装置たる回転多面鏡３の偏向反射面４上に副走査対応
方向に長い線像として結像する。偏向反射面４に反射さ
れた光束は偏向光束となり回転多面鏡３の回転に伴い等
角速度的に偏向する。
偏向光束は次いで、ｆθレンズ５と面倒れ補正レンズ
６とを透過し、これらレンズの作用により走査面７上に
光スポットとして結像する。
６とを透過し、これらレンズの作用により走査面７上に
光スポットとして結像する。
第３図は光源装置から走査面までを光路にそって展開
し、副走査方向が上下方向となるように描いた図であ
る。図に示すように、この例ではｆθレンズ５と面倒れ
補正レンズ６とによって偏向反射面４と走査面７とが副
走査対応方向に関して幾何光学的に略共役な関係となっ
ており、偏向反射面４が破線で示すように面倒れを起こ
しても光スポットの結像位置は副走査方向に移動しな
い。従って面倒れは補正される。
し、副走査方向が上下方向となるように描いた図であ
る。図に示すように、この例ではｆθレンズ５と面倒れ
補正レンズ６とによって偏向反射面４と走査面７とが副
走査対応方向に関して幾何光学的に略共役な関係となっ
ており、偏向反射面４が破線で示すように面倒れを起こ
しても光スポットの結像位置は副走査方向に移動しな
い。従って面倒れは補正される。
偏向装置としては回転多面鏡の他、ピラミダルミラー
を使用できる。また面倒れ補正レンズとしては第２、３
図に示す長尺シリンダーレンズの他に長尺トロイダルレ
ンズ等を使用できる。
を使用できる。また面倒れ補正レンズとしては第２、３
図に示す長尺シリンダーレンズの他に長尺トロイダルレ
ンズ等を使用できる。
また本発明のｆθレンズを使用する上で、光源装置か
らの光束を偏向反射面近傍に線像に結像させる必要は必
ずしもなく、ｆθレンズと面倒れ補正レンズとで偏向反
射面と走査面とを副走査対応方向に関して幾何光学的な
共役関係とすることも必ずしも必要でない。
らの光束を偏向反射面近傍に線像に結像させる必要は必
ずしもなく、ｆθレンズと面倒れ補正レンズとで偏向反
射面と走査面とを副走査対応方向に関して幾何光学的な
共役関係とすることも必ずしも必要でない。
［実施例］ 以下、具体的な実施例を５例挙げる。
各実施例に於いて、ｆは全系の合成焦点距離、２θは
偏向角を示す。使用波長は670nmである。
偏向角を示す。使用波長は670nmである。
物体側から数えて第ｉ番目のレンズ面の曲率半径をRi
（ｉ＝１〜10）、第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面の
間の光軸上面間隔をDi（ｉ＝１〜９）、物体側から数え
て第ｊ番目のレンズの材質の屈折率をnj（ｊ＝１〜５）
で表す。
（ｉ＝１〜10）、第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面の
間の光軸上面間隔をDi（ｉ＝１〜９）、物体側から数え
て第ｊ番目のレンズの材質の屈折率をnj（ｊ＝１〜５）
で表す。
またK1,K2,K3,K4,K5,K6をもってそれぞれ、条件
（Ｉ）〜（VI）の各パラメーターを表す。
（Ｉ）〜（VI）の各パラメーターを表す。
また各実施例とも入射光束は主走査対応方向に関して
は平行光束であり、偏向反射面と第１レンズ面との間の
光軸上距離をD0とする。
は平行光束であり、偏向反射面と第１レンズ面との間の
光軸上距離をD0とする。
実施例１ ｆ＝50,2θ＝48度、K1＝1.195,K2＝−0.374,K3＝0.81
5,K4＝−0.796,K5＝0.160,K6＝1.83486 ｉ Ri Di ｊ nj ０ 11.238 １ −117.695 5.440 １ 1.82802 ２ −42.019 8.008 ３ −18.702 3.808 ２ 183486 ４ −146.613 2.829 ５ −38.748 9.156 ３ 1.79929 ６ −31.566 0.870 ７ −180.259 10.186 ４ 1.82802 ８ −39.810 0.870 ９ 181.153 6.528 ５ 1.82802 10 −362.893 実施例２ ｆ＝50,2θ＝48度、K1＝1.254,K2＝−0.330,K3＝0.77
4,K4＝−0.703,K5＝0.156,K6＝1.83486 ｉ Ri Di ｊ nj ０ 8.491 １ −86.462 5.440 １ 1.66585 ２ −32.055 7.777 ３ −16.502 3.808 ２ 1.83486 ４ −149.937 2.829 ５ −35.470 9.317 ３ 1.66585 ６ −27.456 0.870 ７ −195.955 10.709 ４ 1.66585 ８ −35.160 0.870 ９ 164.607 7.072 ５ 1.66585 10 −157.052 実施例３ ｆ＝50,2θ＝48度、K1＝0.976,K2＝−0.374,K3＝0.89
9,K4＝−0.699,K5＝0.130,K6＝1.83486 ｉ Ri Di ｊ nj ０ 12.082 １ −245.344 5.440 １ 1.82802 ２ −41.734 6.504 ３ −18.724 3.808 ２ 1.83486 ４ ∞ 5.114 ５ −31.563 5.440 ３ 1.79929 ６ −28.386 0.544 ７ −223.664 10.880 ４ 1.82802 ８ −34.968 0.870 ９ 129.084 6.528 ５ 1.82802 10 ∞ 実施例４ ｆ＝50,2θ＝48度、K1＝1.046,K2＝−0.343,K3＝0.77
9,K4＝−0.696,K5＝0.131,K6＝1.83486 ｉ Ri Di ｊ nj ０ 12.184 １ −108.088 6.528 １ 1.79929 ２ −34.711 6.528 ３ −17.167 2.720 ２ 1.83486 ４ −216.604 5.440 ５ −35.012 5.440 ３ 1.79929 ６ −27.274 0.870 ７ −152.424 10.880 ４ 1.82802 ８ −34.813 1.088 ９ 107.149 6.528 ５ 1.82802 10 326.399 実施例５ ｆ＝50,2θ＝48度、K1＝1.098,K2＝−0.334,K3＝0.79
5,K4＝−0.733,K5＝0.090,K6＝1.83486 ｉ Ri Di ｊ nj ０ 8.927 １ −145.269 5.440 １ 1.82802 ２ −28.971 4.495 ３ −17.220 3.808 ２ 1.83486 ４ 326.399 9.559 ５ −41.413 5.440 ３ 1.79929 ６ −32.921 0.870 ７ −163.602 10.880 ４ 1.82802 ８ −36.649 0.870 ９ 203.017 6.528 ５ 1.81802 10 −559.818 実施例１〜５に関する収差図を第４図乃至第８図に順
次示す。非点収差における破線はメリディオナル、実線
はサジタルである。収差は各実施例とも良好に補正され
ている。
5,K4＝−0.796,K5＝0.160,K6＝1.83486 ｉ Ri Di ｊ nj ０ 11.238 １ −117.695 5.440 １ 1.82802 ２ −42.019 8.008 ３ −18.702 3.808 ２ 183486 ４ −146.613 2.829 ５ −38.748 9.156 ３ 1.79929 ６ −31.566 0.870 ７ −180.259 10.186 ４ 1.82802 ８ −39.810 0.870 ９ 181.153 6.528 ５ 1.82802 10 −362.893 実施例２ ｆ＝50,2θ＝48度、K1＝1.254,K2＝−0.330,K3＝0.77
4,K4＝−0.703,K5＝0.156,K6＝1.83486 ｉ Ri Di ｊ nj ０ 8.491 １ −86.462 5.440 １ 1.66585 ２ −32.055 7.777 ３ −16.502 3.808 ２ 1.83486 ４ −149.937 2.829 ５ −35.470 9.317 ３ 1.66585 ６ −27.456 0.870 ７ −195.955 10.709 ４ 1.66585 ８ −35.160 0.870 ９ 164.607 7.072 ５ 1.66585 10 −157.052 実施例３ ｆ＝50,2θ＝48度、K1＝0.976,K2＝−0.374,K3＝0.89
9,K4＝−0.699,K5＝0.130,K6＝1.83486 ｉ Ri Di ｊ nj ０ 12.082 １ −245.344 5.440 １ 1.82802 ２ −41.734 6.504 ３ −18.724 3.808 ２ 1.83486 ４ ∞ 5.114 ５ −31.563 5.440 ３ 1.79929 ６ −28.386 0.544 ７ −223.664 10.880 ４ 1.82802 ８ −34.968 0.870 ９ 129.084 6.528 ５ 1.82802 10 ∞ 実施例４ ｆ＝50,2θ＝48度、K1＝1.046,K2＝−0.343,K3＝0.77
9,K4＝−0.696,K5＝0.131,K6＝1.83486 ｉ Ri Di ｊ nj ０ 12.184 １ −108.088 6.528 １ 1.79929 ２ −34.711 6.528 ３ −17.167 2.720 ２ 1.83486 ４ −216.604 5.440 ５ −35.012 5.440 ３ 1.79929 ６ −27.274 0.870 ７ −152.424 10.880 ４ 1.82802 ８ −34.813 1.088 ９ 107.149 6.528 ５ 1.82802 10 326.399 実施例５ ｆ＝50,2θ＝48度、K1＝1.098,K2＝−0.334,K3＝0.79
5,K4＝−0.733,K5＝0.090,K6＝1.83486 ｉ Ri Di ｊ nj ０ 8.927 １ −145.269 5.440 １ 1.82802 ２ −28.971 4.495 ３ −17.220 3.808 ２ 1.83486 ４ 326.399 9.559 ５ −41.413 5.440 ３ 1.79929 ６ −32.921 0.870 ７ −163.602 10.880 ４ 1.82802 ８ −36.649 0.870 ９ 203.017 6.528 ５ 1.81802 10 −559.818 実施例１〜５に関する収差図を第４図乃至第８図に順
次示す。非点収差における破線はメリディオナル、実線
はサジタルである。収差は各実施例とも良好に補正され
ている。
［発明の効果］ 以上、本発明によればテレセントリックなｆθレンズ
を提供できる。
を提供できる。
このｆθレンズは諸収差が良好に補正され、テレセン
トリックであるので走査面とｆθレンズの距離が光軸方
向にずれても適性なｆθ特性を実現できる。またレンズ
最終面から走査面までの間隔が大きいので面倒れ補正レ
ンズとともに使用することができる。
トリックであるので走査面とｆθレンズの距離が光軸方
向にずれても適性なｆθ特性を実現できる。またレンズ
最終面から走査面までの間隔が大きいので面倒れ補正レ
ンズとともに使用することができる。
第１図は本発明のｆθレンズのレンズ構成を説明するた
めの図、第２図及び第３図は本発明のｆθレンズの使用
の１例を説明する図、第４図ないし第８図は各実施例に
関する収差図である。 10……第１群、12……第２群、14……第３群、16……第
４群、18……第５群
めの図、第２図及び第３図は本発明のｆθレンズの使用
の１例を説明する図、第４図ないし第８図は各実施例に
関する収差図である。 10……第１群、12……第２群、14……第３群、16……第
４群、18……第５群
Claims (1)
- 【請求項１】光源装置からの光束を偏向反射面を有する
偏向装置により等角速度的に偏向させ、偏向光束を結像
レンズ系と面倒れ補正レンズとにより走査面上に光スポ
ットとして結像させて光走査を行う光走査装置に於いて
結像レンズ系として用いられるレンズ系であって、 物体側から像側へ向って第１乃至第５群を順次配してな
り、 第１群は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ、第
２群は物体側に凹面を向けた負レンズ、第３群は物体側
に凹面を向けた正メニスカスレンズ、第４群は物体側に
凹面を向けた正メニスカスレンズ、第５群は物体側レン
ズ面が凸面である正レンズである５群５枚構成であり、 全系の合成焦点距離をｆ、第４群の焦点距離をf4、物体
側から数えて第ｉ番目のレンズ面の曲率半径をRi（ｉ＝
１〜10）、第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面の光軸上
面間隔をDi（ｉ＝１〜９）、第２群レンズの材質の屈折
率をn2とするとき、 （Ｉ） 0.7 ＜ f4/f ＜ 1.4 （II） −0.4 ＜ R3/f ＜−0.3 （III） 0.7 ＜ R6/R5 ＜ 0.95 （IV） −0.9 ＜ R8/f ＜−0.5 （Ｖ） 0.08 ＜ D2/f ＜ 0.2 （VI） 1.6 ＜ n2 なる条件を満足することを特徴とするテレセントリック
なｆθレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21333290A JP2945097B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | テレセントリックなｆθレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21333290A JP2945097B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | テレセントリックなｆθレンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0497211A JPH0497211A (ja) | 1992-03-30 |
| JP2945097B2 true JP2945097B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=16637404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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-
1990
- 1990-08-10 JP JP21333290A patent/JP2945097B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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