JP4996441B2 - 走査光学系および走査光学装置 - Google Patents

Description

この発明は、光源から照射されたレーザー光を偏向器、特に微少なガルバノミラーで偏向することによって描画面上で走査させる走査光学装置や該装置に好適な走査光学系に関する。

レーザーコピー機やレーザープリンタといった走査光学装置では、複写や描画に際し、光源から照射されるレーザー光を、描画データに基づいて生成される変調信号に同期してオン／オフ制御しつつ、偏向器を用いて偏向し、描画面上を所定の方向に走査させている。また同時に、露光される描画面をレーザービームの走査方向と直交する方向へ平行移動することで複写や所望の描画が行われる。本明細書では前者を主走査方向、後者を副走査方向と定義する。

従来の走査光学装置は、偏向器として複数のミラー面からなるポリゴンミラーを採用している。そして、該ポリゴンミラーの後段に走査光学系としてのｆθレンズ（群）を配置することにより、描画面上でのレーザー光の等速性を確保している。しかし、ポリゴンミラーと該ミラーを回動させるためのモータ部は、走査光学装置において、非常に大きな空間を占め、かつコストを上昇させる原因となっていた。

そこで、近年実用化されつつある高速応答可能なマイクロミラーデバイスを偏向器として採用した走査光学装置が提案されている。このような走査光学装置は、例えば、以下の特許文献１に開示される。

特開２００２−１８２１４７号公報

特許文献１のように、マイクロミラーデバイスを偏向器として採用した走査光学装置は、ポリゴンミラーを使用した構成に比べて、安価に構成することができしかも小型である。

ここで、特許文献１に例示されるマイクロミラーデバイスを使用する走査光学装置であっても、従来のポリゴンミラーを使用する走査光学装置と同様に、走査光学系が必要となる。しかし、回転運動するポリゴンミラーと異なり、特許文献１に記載のマイクロミラーデバイスは、偏向面（ミラー面）を所定の軸廻りに正弦振動させることにより、入射するレーザー光を周期的に偏向する。このような偏向器を使用した場合、レーザー光が描画面上で形成するスポットは、周辺部に行くに連れて移動速度が遅くなるという性質がある。従って、偏向されたレーザー光のスポットの等速性を確保するために、走査光学系は、ｆθ特性ではなく、周辺部ほど大きい正の歪曲を持つことが特徴のアークサイン特性を備える必要がある。

また、特許文献１のように、マイクロミラーデバイスを使用して走査光学装置の小型化を図る場合には、当然走査光学系の小型化も考慮しなくてはならない。しかし、一般に、走査光学系を小型化するほど収差の発生量は大きくなる。そのため、マイクロミラーデバイスと同様に正弦振動する偏向器である既存のガルバノミラーに適した走査光学系を像面湾曲等の収差を許容できる範囲で小型化する必要がある。しかし、特許文献１には、走査光学系の具体的構成については何ら開示されていない。そのため、良好な描画性能を有する小型の走査光学装置に好適な走査光学系が望まれていた。

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、正弦振動するミラーを偏向器として用いる走査光学装置内において、良好な光学特性を持ち、さらにはマイクロミラーを採用して小型化した装置にも好適に使用される走査光学系および該走査光学系を有し、良好な描画性能を有する走査光学装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明にかかる走査光学系は、正弦振動する偏向ミラーを用いてレーザー光を走査する走査光学装置における走査光学系であって、偏向ミラー側から順に、正のパワーを持つ第一レンズと、負のパワーを持つ第二レンズとの二枚のレンズを含み、該走査光学系はアークサイン特性を有しており、第一レンズの焦点距離をｆ１[mm]、第二レンズの焦点距離をｆ２[mm]とすると、以下の数１に示す条件、

を満たすことを特徴とする。

請求項１によれば、安価な構成でありながらも、特に像面湾曲等の諸収差を良好に補正した、正弦振動する偏向ミラーに好適な走査光学系が提供される。

請求項２に記載の走査光学系によれば、以下の数２に示す条件、

但し、ｒ１[mm]は、第一レンズにおける、偏向ミラーに近い側の面の曲率半径を、
ｒ２[mm]は、第一レンズにおける光源から離れた側の面の曲率半径を、
Ｄ[mm]は、偏向ミラーにおけるレーザー光の入射位置から第一レンズの偏向ミラーに近い側の面までの距離を、
ｆは、走査光学系全体の焦点距離を、それぞれ表す、
を満たすことが望ましい。

また、請求項３に記載の走査光学系によれば、以下の数３に示す条件、

但し、ｒ３[mm]は、第二レンズにおける、偏向ミラーに近い側の面の曲率半径を、
ｒ４[mm]は、第二レンズにおける偏向ミラーから離れた側の面の曲率半径を、それぞれ表す、
を満たすことが望ましい。

さらに、請求項４に記載の走査光学系によれば、以下の数４に示す条件、

但し、ｓ[mm]は、走査光学系全体の主点間隔を表す、
を満たすことが望ましい。

請求項５に記載の走査光学系によれば、第一レンズは、少なくとも一方の面が非球面であり、以下の数５に示す条件、

但し、ＡＳＰ[mm]は、第一レンズの各面のサグ量の差を、
ω[degree]は、第一レンズに入射するレーザー光の画角を、それぞれ表す、また、表記Ｅは、１０を基数、Ｅの右の数字を指数とする累乗を意味する、
を満たすことが望ましい。

さらに、請求項６に記載の走査光学系によれば、以下の条件、

も満たすことが望ましい。

以上のような構成において、上記偏向ミラーとしてマイクロミラーを使用することにより（請求項７）、走査光学系や走査光学装置のより一層の小型化が達成される。

また、請求項８に記載の走査光学装置は、描画データに基づいて生成される変調信号に対応してオンオフ制御しつつレーザー光を照射する光源と、正弦振動するミラー面を有し、光源から照射されたレーザー光をミラー面によって偏向する偏向手段と、偏向手段の後段に配設される、上記種々の特徴を持つ走査光学系と、走査光学系から射出されたレーザー光によって走査され、該レーザー光の走査方向と直交する方向に移動する被走査部と、を有することを特徴とする。

以上のように、本発明にかかる走査光学系によれば、所定の条件を満たすように構成することにより、正弦振動によりレーザー光を偏向する偏向ミラーを用いた場合、等速性を確保するために適切な歪曲収差を有し、さらに像面湾曲等の諸収差を良好に補正することができる走査光学系が提供される。

また、上記のような走査光学系を採用することにより、マイクロミラーを採用して安価かつ小型化された構成でありながらも良好な描画性能を有する走査光学装置が提供される。

図１は、本実施形態の走査光学系４を有する走査光学装置１０に関する、主走査方向を含む平面（主走査平面）での断面図である。走査光学装置１０は、光源１、集光レンズ２、マイクロミラー３、走査光学系４、被走査面５、制御部６、ミラー駆動部７、面駆動部８を有する。なお、制御部６は、以下に説明する処理を実行するだけでなく、走査光学装置１０全体を統括して駆動制御する。

外部からの走査（描画）開始指示を受けると、制御部６は、レーザー光を変調するための変調信号を描画データに基づいて生成する。そして、制御部６は、該変調信号に対応して光源１を発光制御する。従って、光源１からは、変調信号に対応してオンオフ変調されたレーザー光が照射される。

光源１から照射されたレーザー光は、集光レンズ２を透過することにより集光しつつマイクロミラー３に入射する。マイクロミラー３は、ミラー面３ｍと回動軸３ｓを有し、従前のガルバノミラーと同一の機能を有する。より詳しくは、回動軸３ｓは、副走査方向（つまり紙面と直交する方向）に延出している。そして、ミラー面３ｍは、回動軸３ｓがミラー面３ｍの中心を通るような位置に配設される。制御部６の制御下にあるミラー駆動部７によって駆動されるマイクロミラー３は、回動軸３ｓを軸として回動角度と時間との関係が正弦曲線を描くように振動する。より詳しくは、マイクロミラー３は、ミラーの角度をＲ、時間をｔ、振動周期をＴとすると、R=sin 2π(t/T)の関係が成立するように振動する。なお、本文では、上記振動を正弦振動と定義する。

レーザー光は、マイクロミラー３において、ミラー面３ｍの中心を通り副走査方向に延出する仮想線上近傍に入射する。換言すれば、レーザー光は、回動軸３ｓに向かって入射する。そしてレーザー光は、正弦振動するミラーの回動状態に応じた角度で偏向され、走査光学系４を介して被走査面５に入射する。

例えば、マイクロミラー３が図１に示すａの位置にあった場合、偏向されたレーザー光は、走査光学系４の光軸を通り、被走査面５において主走査範囲Ａ”−Ａ’の略中間位置Ａに入射する。また、マイクロミラー３が図１に示すａの位置からａ’の位置まで振動（回動）した場合、偏向されたレーザー光の入射位置は、被走査面５において、主走査範囲Ａ”−Ａ’の略中間位置Ａから一端Ａ’まで移動する。同様に、マイクロミラー３が図１に示すａの位置からａ”の位置まで振動（回動）した場合、偏向されたレーザー光の入射位置は、中間位置Ａから他端Ａ”まで移動する。マイクロミラー３の正弦振動が連続して行われることによって上記入射位置の移動も連続して行われる。つまり、レーザー光による被走査面５の主走査方向への走査が行われる。被走査面５は、制御部６の制御下にある面駆動部８によって、所定のタイミングで主走査方向と直交する方向（副走査方向）へ移動させられる。これにより、レーザー光による被走査面５の二次元的走査（描画）が実現される。

次に、走査光学系４について詳説する。図２は、走査光学系４を拡大して示す主走査平面での断面図である。走査光学系４は、マイクロミラー３側、さらに言えば光路上光源１側（すなわちレーザ光の入射側）から順に正のパワーを持つ第一レンズ４１、負のパワーを持つ第二レンズ４２の二枚で構成される。なお、第一レンズ４１は、入射側から順に、第一面４１１、第二面４１２を有する。第二レンズ４２は、入射側から順に、第一面４２１、第二面４２２を有する。

偏向器として正弦振動を行うマイクロミラーを採用した場合、上述したように走査の等速性を確保するために、走査光学系４にアークサイン特性を付与する必要がある。具体的には、走査光学系４は、全体として正の歪曲収差をもたせ、かつ像高ｈ[mm]は以下の数７で示される式により求まるように構成される。

但し、ｆ[mm]は走査光学系４の焦点距離、
φ０[degree]はマイクロミラー３の振幅、
θ[degree]はレーザー光の偏向角、をそれぞれ表す。

特許文献１に例示される従来のマイクロミラーを用いた走査光学装置では、走査光学系には、上述したアークサイン特性が必要であることまでは言及されている。しかし、アークサイン特性を確保しつつも、諸収差、特に像高が高い位置において発生する収差を良好に補正し、さらには装置全体の小型化にも寄与する走査光学系については何ら触れられていない。

この点に着目し、本実施形態は、以下の各条件を満たすように走査光学系４を構成することにより、アークサイン特性を確保し、装置全体の小型化に寄与しつつも、像面湾曲や波面収差を良好に補正するという目的を実現している。

まず、走査光学系４は、以下の数１に示す条件を満たすように構成される。

数１において、ｆ１[mm]は第一レンズＬ１の焦点距離を、ｆ２[mm]は第二レンズＬ２の焦点距離を、それぞれ示す。つまり、数１は、走査光学系４を構成する各レンズＬ１、Ｌ２の焦点距離の比に関する条件である。

数１の値が下限以下になると、アンダーな像面湾曲が発生してしまい、波面収差が大きくなってしまうため好ましくない。また、数１の値が上限以上になると、像面湾曲がオーバーになるだけでなく、走査光学系４さらには装置１０全体の大型化にも繋がってしまうため好ましくない。

また、走査光学系４は、第一レンズ４１に関して数２に示す条件を満たすように構成され、第二レンズＬ２に関して数３に示す条件を満たすように構成される。

数２において、ｒ１[mm]は第一レンズ４１の第一面４１１の曲率半径を、ｒ２[mm]は第一レンズ４１の第二面４１２の曲率半径を、Ｄ[mm]はマイクロミラー３におけるレーザー光入射位置から第一面４１１までの距離を、それぞれ表す。また、数３において、ｒ３[mm]は第二レンズ４２の第一面４２１の曲率半径を、ｒ４[mm]は第二レンズ４２の第二面４２２の曲率半径を、それぞれ表す。

数２や数３に示す各条件において、下限以下の値を採ると、メリジオナル断面での非点収差がアンダーに、サジタル断面での非点収差がオーバーに発生してしまう。また各条件において、上限以上の値を採ると、メリジオナル断面での非点収差がオーバーに、サジタル断面での非点収差がアンダーに発生してしまう。そのため、上限、下限いずれにおいても条件を満たさないと結像性能が低下してしまい好ましくない。なお、数２と数３に示す各条件は、両方満たすことが望ましいが、少なくともいずれか一方満たしていれば光学性能を向上させることは可能である。

また、走査光学系４は、数４に示す条件も満たすように構成される。

数４において、ｓ[mm]は走査光学系４における前側主点と後側主点間の距離つまり主点間隔を表す。数４に示す条件の値が下限以下を採ると、アークサイン特性を確保するために好適な正の歪曲収差を、走査光学系４に付与することができなくなり、特に像高が高い場所での結像性能が悪化してしまう。また、上限以上の値を採ると、小型化された走査光学系４を提供することが困難になり好ましくない。

なお、第一レンズ４１は、少なくとも一方の面を非球面として構成することができる。非球面の形状は光軸からの高さがｈ[mm]となる非球面上の座標点の該非球面の光軸上での接平面からの距離（サグ量）をＸ（ｈ）[mm]、非球面の光軸上での曲率（１／ｒ）をＣ、円錐係数をＫ、四次、六次、八次、十次、十二次…の非球面係数をＡ_２ｉ（ただし、ｉは１以上の整数）として、以下の式で表される。

そして、第一レンズ４１のいずれかの面を非球面として構成する場合、該非球面は、数５に示す条件を満たすように構成される。

数５に示す条件において、ＡＳＰ[mm]は第一レンズ４１の各面４１１、４１２のサグ量の差を、ω[degree]は第一レンズ４１に入射するレーザー光の画角を、それぞれ表す。また表記Ｅは、１０を基数、Ｅの右の数字を指数とする累乗を表している。

ＡＳＰについて説明を加える。ＡＳＰは、第一レンズ４１の第一面４１１のサグ量をＡＳＰ１、第二面４１２のサグ量をＡＳＰ２とすると、
ＡＳＰ＝ＡＳＰ２−ＡＳＰ１
により求まる。但し、各サグ量ＡＳＰ１、ＡＳＰ２は、画角ωを持って入射するレーザー光の主光線と第一レンズ４１の各面との交点の光軸からの高さｈでのサグ量を意味する。また、各サグ量ＡＳＰ１、ＡＳＰ２は、接平面からマイクロミラー３側へ向かう方向を負、該接平面から被走査面５に向かう方向を正として表す。

数５に示す条件の値が下限以下になると、波面収差を良好に補正することができなくなり、アンダーな像面湾曲も発生してしまう為好ましくない。また、該値が上限以下になると、光学系さらには装置全体の小型化が達成されず、レーザー光が走査光学系４に入射する際の画角も小さくなってしまい走査範囲が狭くなってしまうため好ましくない。

加えて、走査光学系４は、以下の数６に示す条件も満たすように構成される。

数６に示す条件において、値が下限以下になると、走査光学系４さらには走査光学装置１０全体の小型化が達成されない。さらには、レーザー光が走査光学系４に入射する際の画角ωも小さくなる、つまり走査範囲が狭くなる。また、該条件において、値が上限以上になると、被走査面５における波面収差を良好に補正することができなくなり、像面湾曲も大きく発生してしまう。従って、これらの不具合を適切に回避するために、本実施形態の走査光学系４は、数６に示す条件を満たすように構成される。

以下、上述した特徴を有する走査光学系４を有する走査光学装置１０に関する具体的な実施例を４例説明する。いずれの実施例の走査光学系も、概略構成は図２に示される。なお、以下の各実施例では、光源１および集光レンズ２については周知の構成を採用するものとし、ここでの説明は省略する。また、いずれの実施例の走査光学装置１０においても、マイクロミラー３の振幅φ０は２０°、レーザー光の偏向角θは３０°に設定されている。

実施例１の走査光学装置１０を構成するマイクロミラー３および走査光学系４の具体的仕様は表１に示される。

表１中、面番号１がマイクロミラー３のミラー面３ｍを、面番号２、３が走査光学系４の第一レンズ４１を、面番号４、５が走査光学系４の第二レンズ４２を、それぞれ表す。また、表１において、ｒは各面の曲率半径（単位：ｍｍ）を、ｄはレンズ厚またはレンズ間距離（単位：ｍｍ）、ｎは７８０ｎｍでの屈折率である。以下で説明する各実施例において示す表でも同様である。

実施例１の走査光学系４を構成する各レンズの各面４１１、４１２、４２１、４２２（面番号２〜５）は全て非球面である。各非球面の形状を規定する非球面係数は、
表２に示される。なお、円錐係数Ｋは、いずれの面も０である。

実施例１について、上述した各条件を検証する。実施例１における上記各条件の数値を表３に示す。表１や表３に示す各数値より、数１の値は−０．８２、数２の値は−６．７９、数３の値は−３．０６、数４の値は０．２４となる。従って、実施例１の走査光学装置１０は数１から数４に示す各条件を全て満たす。

また、数５に示す条件について検証した表を表４に示す。表４に示すように、走査光学系４に入射するレーザー光がいずれの画角を持っていたとしても、数５に示す条件を満たしていることが分かる。

図３（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１の走査光学装置１０において発生する収差等を示す図である。図３（Ａ）が被走査面５での直線性誤差を、図３（Ｂ）が像面湾曲を、図３（Ｃ）が波面収差を、それぞれ表す。また、図３（Ｂ）において、メリジオナル断面での像面（ＤＭ）を直線で示し、サジタル断面での像面（ＤＳ）を破線で示す。以下で説明する各実施例で提示する像面湾曲に関する図においても同様である。

上記のように、実施例１の走査光学装置１０は、各条件を全て満たしている。従って、実施例１の走査光学装置１０は、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、偏向器に正弦振動するマイクロミラーを用いた場合においても、直線性誤差を小さく抑え、かつ諸収差を良好に補正していることが分かる。さらに、本実施例では、全長が１５３ｍｍであり、非常に小型化された走査光学系４が使用されていることが分かる。

実施例２の走査光学装置１０を構成するマイクロミラー３および走査光学系４の具体的仕様は表５に示される。

実施例１と同様に、実施例２の走査光学系４を構成する各レンズの各面４１１、４１２、４２１、４２２（面番号２〜５）は全て非球面である。各非球面の形状を規定する非球面係数は、表６に示される。なお、円錐係数Ｋは、いずれの面も０である。

実施例２について、上述した各条件を検証する。実施例２における上記各条件の数値を表７に示す。表５や表７に示す各数値より、数１の値は−０．９９、数２の値は−７．１３、数３の値は−１．５８、数４の値は０．３６となる。従って、実施例２の走査光学装置１０は数１から数４に示す各条件を全て満たす。

また、数５に示す条件について検証した表を表８に示す。表８に示すように、走査光学系４に入射するレーザー光がいずれの画角を持っていたとしても、数５に示す条件を満たしていることが分かる。

図４（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２の走査光学装置１０において発生する収差等を示す図である。図４（Ａ）が被走査面５での直線性誤差を、図４（Ｂ）が像面湾曲を、図４（Ｃ）が波面収差を、それぞれ表す。

上記のように、実施例２の走査光学装置１０は、各条件を全て満たしている。従って、実施例２の走査光学装置１０は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、直線性誤差を小さく抑え、かつ諸収差を良好に補正していることが分かる。さらに、本実施例では、全長が約１４８．１３ｍｍであり、非常に小型化された走査光学系４が使用されていることが分かる。

実施例３の走査光学装置１０を構成するマイクロミラー３および走査光学系４の具体的仕様は表９に示される。

実施例１や実施例２と同様に、実施例３の走査光学系４を構成する各レンズの各面４１１、４１２、４２１、４２２（面番号２〜５）は全て非球面である。各非球面の形状を規定する非球面係数は、表１０に示される。なお、円錐係数Ｋは、いずれの面も０である。

実施例３について、上述した各条件を検証する。実施例３における上記各条件の数値を表１１に示す。表９や表１１に示す各数値より、数１の値は−０．９７、数２の値は−６．７９、数３の値は−２．１９、数４の値は０．３４となる。従って、実施例３の走査光学装置１０は数１から数４に示す各条件を全て満たす。

また、数５に示す条件について検証した表を表１２に示す。表１２に示すように、走査光学系４に入射するレーザー光がいずれの画角を持っていたとしても、数５に示す条件を満たしていることが分かる。

図５（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例３の走査光学装置１０において発生する収差等を示す図である。図５（Ａ）が被走査面５での直線性誤差を、図５（Ｂ）が像面湾曲を、図５（Ｃ）が波面収差を、それぞれ表す。

上記のように、実施例３の走査光学装置１０は、各条件を全て満たしている。従って、実施例３の走査光学装置１０は、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、直線性誤差を小さく抑え、かつ諸収差を良好に補正していることが分かる。特に像面湾曲は極めて良好に補正されている。さらに、本実施例では、全長が約１６１．３２ｍｍであり、小型化された走査光学系４が使用されていることが分かる。

実施例４の走査光学装置１０を構成するマイクロミラー３および走査光学系４の具体的仕様は表１３に示される。

上述した各実施例と同様に、実施例４の走査光学系４を構成する各レンズの各面４１１、４１２、４２１、４２２（面番号２〜５）は全て非球面である。各非球面の形状を規定する非球面係数は、表１４に示される。なお、円錐係数Ｋは、いずれの面も０である。

実施例４について、上述した各条件を検証する。実施例３における上記各条件の数値を表１５に示す。表１３や表１５に示す各数値より、数１の値は−０．９７、数２の値は−６．７９、数３の値は−２．１３、数４の値は０．３２となる。従って、実施例４の走査光学装置１０は数１から数４に示す各条件を全て満たす。

また、数５に示す条件について検証した表を表１６に示す。表１６に示すように、走査光学系４に入射するレーザー光がいずれの画角を持っていたとしても、数５に示す条件を満たしていることが分かる。

図６（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例４の走査光学装置１０において発生する収差等を示す図である。図６（Ａ）が被走査面５での直線性誤差を、図６（Ｂ）が像面湾曲を、図６（Ｃ）が波面収差を、それぞれ表す。

上記のように、実施例４の走査光学装置１０は、各条件を全て満たしている。従って、実施例４の走査光学装置１０は、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、直線性誤差を小さく抑え、かつ諸収差を極めて良好に補正していることが分かる。さらに、本実施例では、全長が約１６１．０２ｍｍであり、小型化された走査光学系４が使用されていることが分かる。

以上説明した各実施例１〜４に関して、数６に示す条件について検証した表を表１７に示す。表１７に示すように、いずれの実施例１〜４も、走査光学系４に入射するレーザー光がどのような画角を持っていたとしても数６に示す条件を満たしていることが分かる。つまり、いずれの実施例１〜４の構成も、装置の小型化を図りつつも、十分な走査範囲と良好な収差補正を実現している。

なお、上記実施形態では、走査光学装置全体の小型化を達成することを前提として説明している。従って、レーザー光を偏向する手段として、マイクロミラーを採用している。しかし、本発明に係る走査光学系や走査光学装置は、マイクロミラー以外の正弦振動ミラーを採用しても、上述した良好な光学性能を発揮することができる。また、上記実施形態では、走査光学系は第一レンズ４１および第二レンズ４２のみから構成されている。本発明に係る走査光学系は、アークサイン特性を持ち、上述した条件を満たすのであれば、該構成に限定されるものではない。例えば、上記二枚のレンズの他に補助的な光学素子、例えば色収差補正用の回折構造を備えた素子等を備えていてもよい。

本発明の実施形態の走査光学装置の概略構成を表す主走査断面図である。 本発明の実施形態の走査光学系を表す主走査断面図である。 実施例１の走査光学装置を使用した際に発生する直線性誤差と諸収差を表す収差図である。 実施例２の走査光学装置を使用した際に発生する直線性誤差と諸収差を表す収差図である。 実施例３の走査光学装置を使用した際に発生する直線性誤差と諸収差を表す収差図である。 実施例４の走査光学装置を使用した際に発生する直線性誤差と諸収差を表す収差図である。

符号の説明

１ 光源
３ マイクロミラー
４ 走査光学系
４１ 第一レンズ
４２ 第二レンズ
５ 被走査面
１０ 走査光学装置

Claims (8)

1. 正弦振動する偏向ミラーを用いてレーザー光を走査する走査光学装置における走査光学系であって、
   前記偏向ミラー側から順に、正のパワーを持つ第一レンズと、負のパワーを持つ第二レンズとの二枚のレンズからなり、
   前記走査光学系はアークサイン特性を有しており、
   前記第一レンズの焦点距離をｆ１[mm]、前記第二レンズの焦点距離をｆ２[mm]とすると、以下の数１に示す条件、
   

   

   を満たすことを特徴とする走査光学系。
2. 以下の数２に示す条件、
   

   

   但し、
   ｒ１[mm]は、前記第一レンズにおける、前記偏向ミラーに近い側の面の曲率半径を、
   ｒ２[mm]は、前記第一レンズにおける前記偏向ミラーから離れた側の面の曲率半径を、
   Ｄ[mm]は、前記偏向ミラーにおけるレーザー光の入射位置から前記第一レンズの前記偏向ミラーに近い側の面までの距離を、
   ｆ[mm]は、前記走査光学系全体の焦点距離を、
   それぞれ表す、
   を満たすことを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
3. 以下の数３に示す条件、
   

   

   但し、
   ｒ３[mm]は、前記第二レンズにおける、前記偏向ミラーに近い側の面の曲率半径を、
   ｒ４[mm]は、前記第二レンズにおける前記偏向ミラーから離れた側の面の曲率半径を、
   それぞれ表す、
   を満たすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の走査光学系。
4. 以下の数４に示す条件、
   

   

   但し、
   ｓ[mm]は、前記走査光学系全体の主点間隔を、
   ｆ[mm]は、前記走査光学系全体の焦点距離を、
   それぞれを表す、
   を満たすことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の走査光学系。
5. 前記第一レンズは、
   少なくとも一方の面が非球面であり、
   以下の数５に示す条件、
   

   

   但し、
   ＡＳＰ[mm]は、前記第一レンズの各面のサグ量の差を、
   ω[degree]は、前記第一レンズに入射するレーザー光の画角を、
   Ｄ[mm]は、前記偏向ミラーにおけるレーザー光の入射位置から前記第一レンズの前記偏向ミラーに近い側の面までの距離を、
   表記Ｅは、１０を基数、Ｅの右の数字を指数とする累乗を、
   それぞれ表す、
   を満たすことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の走査光学系。
6. さらに以下の条件、
   

   

   但し、
   ＡＳＰ[mm]は、前記第一レンズの各面のサグ量の差を、
   ω[degree]は、前記第一レンズに入射するレーザー光の画角を、
   Ｄ[mm]は、前記偏向ミラーにおけるレーザー光の入射位置から前記第一レンズの前記偏向ミラーに近い側の面までの距離を、
   それぞれ表す、
   を満たすことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の走査光学系。
7. 偏向ミラーは、マイクロミラーであることを特徴とする、
   請求項１から請求項６のいずれかに記載の走査光学系。
8. 描画データに基づいて生成される変調信号に対応してオンオフ制御しつつレーザー光を照射する光源と、
   正弦振動するミラー面を有し、前記光源から照射されたレーザー光を前記ミラー面によって偏向する偏向手段と、
   前記偏向手段の後段に配設される、請求項１から請求項７のいずれかに記載の走査光学系と、
   前記走査光学系から射出されたレーザー光によって走査され、該レーザー光の走査方向と直交する方向に移動する被走査部と、
   を有することを特徴とする走査光学装置。

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