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
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- scanning
- object side
- group
- light beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Lenses (AREA)
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 |
---|---|---|---|
JP21333290A Expired - Lifetime JP2945097B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | テレセントリックなfθレンズ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2945097B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07117647B2 (ja) * | 1992-05-25 | 1995-12-18 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 走査対物レンズ |
CN101369047B (zh) | 2008-04-28 | 2010-12-08 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 光学镜头 |
CN101324696B (zh) * | 2008-04-28 | 2011-05-04 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 光学镜头 |
CN101414047B (zh) | 2008-04-28 | 2010-06-09 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 光学镜头 |
CN100593742C (zh) * | 2008-04-28 | 2010-03-10 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 光学镜头 |
CN102520492A (zh) * | 2011-11-30 | 2012-06-27 | 北京航星机器制造公司 | 一种用于近距离自由空间光通信的光学接收聚焦镜头 |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP21333290A patent/JP2945097B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0497211A (ja) | 1992-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4850663A (en) | Light scanning system | |
JP2584640B2 (ja) | レーザービームプリンタ等の走査光学系 | |
JPH0727123B2 (ja) | 面倒れ補正走査光学系 | |
JP2945097B2 (ja) | テレセントリックなfθレンズ | |
JP3024906B2 (ja) | 光走査装置 | |
JP2550153B2 (ja) | 光走査装置 | |
JP3034565B2 (ja) | テレセントリックなfθレンズ | |
US6850350B2 (en) | Optical scanner | |
JP3121452B2 (ja) | 光走査装置 | |
JP2511904B2 (ja) | 光ビ−ム走査装置 | |
JP3142380B2 (ja) | テレセントリックなfθレンズおよび光走査装置 | |
JP2811949B2 (ja) | 光走査光学系 | |
JPS63104009A (ja) | 等速度走査レンズ | |
JP3381333B2 (ja) | 光走査装置 | |
JPH05127077A (ja) | シリンドリカルレンズ系 | |
JPS61175607A (ja) | 走査光学系 | |
JP2583856B2 (ja) | 光ビ−ム走査装置 | |
JP2856475B2 (ja) | 光走査装置のfθレンズ | |
JP2790845B2 (ja) | 光走査装置におけるfθレンズ系 | |
JP4445059B2 (ja) | 走査結像レンズおよび光走査装置 | |
JP2925339B2 (ja) | 高解像走査光学系 | |
JP2840354B2 (ja) | 光走査装置におけるfθレンズ系 | |
JP3386206B2 (ja) | テレセントリックなfθレンズおよび光走査装置 | |
JP3341121B2 (ja) | 走査光学系 | |
JP2840340B2 (ja) | テレセントリックなfθレンズ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100625 Year of fee payment: 11 |