JPH09236741A

JPH09236741A - 走査光学系

Info

Publication number: JPH09236741A
Application number: JP8042922A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Mushiaki; 信雄虫明; Shigeru Sawamura; 滋澤村
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1997-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】被走査面が平坦であっても湾曲や歪みのない高
速走査を可能とする低コストの走査光学系を提供する。【解決手段】フィルム画面１からの光を集光する物体側
レンズ群Ｇｒ２と、物体側レンズ群Ｇｒ２を通過した光
を偏向させることによってフィルム画面１の主走査を行
うミラーＭと、ミラーＭによって偏向された副走査方向
(ｚ軸方向)における軸上光，軸外光を共にラインＣＣＤ
３の撮像面上で結像させる像側レンズ群Ｇｒ１と、を備
える。物体側レンズ群Ｇｒ２としてｆtanθ光学系を用
い、主走査においてミラーＭによって偏向される光が軸
上から軸外へと離れるほど主走査速度を速くする。物体
側レンズ群Ｇｒ２の射出瞳と像側レンズ群Ｇｒ１の入射
瞳とを略一致させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査光学系に関す
るものであり、例えば、高速で画像取り込みが可能なフ
ィルムスキャナー等に用いられる走査光学系に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より様々なフィルムスキャナーが提
案されているが、そのなかでもミラースキャン方式のフ
ィルムスキャナーは一般によく知られている。ミラース
キャン方式のフィルムスキャナーは、主に、副走査方向
に受光素子が並んだラインセンサー(例えば、ラインＣ
ＣＤ)と、ラインセンサー上でフィルムの画像を結像さ
せる走査光学系と、主走査のために揺動回転するミラー
と、で構成されている。

【０００３】上記フィルムスキャナーには、被走査面で
あるフィルム画面が平坦であるため、これを走査した際
にミラーの回動に伴ってミラーと被走査面との間の光路
長が変化してしまうといった問題がある。このような問
題を解決するため、特公昭62-20526号公報では、ミラー
と被走査平面との間に、ペッツバール和，歪曲収差係数
等が規定された回転非対称な結像光学系を設けることに
より、上記光路長を補正して、平坦な被走査面を湾曲や
歪みなく高速走査するようにした走査装置が提案されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特公昭62-205
26号の走査装置に用いられている回転非対称の結像光学
系は、製造が困難な面形状を有する高価な光学系である
ため、走査装置のコストアップを招いてしまうという問
題がある。また、ミラーの大型化が避けられないため、
ミラーを高速に回転することが困難であり、フィルム１
コマの画像の取り込みに１０秒から数分かかるという問
題がある。

【０００５】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、被走査面が平坦であっても湾曲
や歪みのない高速走査を可能とする低コストの走査光学
系を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の走査光学系は、物体からの光を集光する物
体側レンズ群と、前記物体側レンズ群を通過した光を偏
向させることによって物体を撮像するための主走査を行
うミラーと、前記ミラーによって偏向された副走査方向
における軸上光及び軸外光を共に撮像面上で結像させる
像側レンズ群と、を備えた走査光学系であって、前記物
体側レンズ群、前記像側レンズ群のうち前記主走査にお
いて光路が変化するレンズ群としてｆtanθ光学系を用
い、前記主走査において前記ミラーによって偏向される
光が軸上から軸外へと離れるほど主走査速度を速くし、
さらに、前記物体側レンズ群の射出瞳と前記像側レンズ
群の入射瞳とを略一致させたことを特徴とする。

【０００７】物体からの光を集光する物体側レンズ群
と、物体側レンズ群を通過した光を偏向させることによ
って物体を撮像するための主走査を行うミラーと、ミラ
ーによって偏向された副走査方向における軸上光及び軸
外光を共に撮像面上で結像させる像側レンズ群と、を備
えた走査光学系においては、物体側レンズ群，像側レン
ズ群のうち主走査において光路が変化するレンズ群とし
てｆtanθ光学系を用いた場合、前記主走査を行ったと
きの光路の変化に伴って射影も変化する。つまり、ｆta
nθ系の射影方式では、ミラーによって偏向される光が
主走査方向において軸上から軸外へと離れるほど、上記
光路が変化するレンズ群に入射する光は本来入射すべき
光よりも軸外の光となるため、像に主走査方向の歪みが
生じてしまう。ミラーによる走査速度を補正すれば、主
走査方向における射影の変化を解消することができる。
そこで、本発明では、ミラーによって偏向される光が軸
上から軸外へと離れるほど主走査速度を速くすることに
よって、像に主走査方向の歪みが生じないようにしてい
る。

【０００８】一方、副走査においても、ミラーによって
偏向される光が主走査方向において軸上から軸外へと離
れるほど、上記光路が変化するレンズ群に入射する光は
本来入射すべき光よりも軸外の光となるため、像に副走
査方向の歪みが生じてしまう。像に対して副走査方向の
１次元的な補正を行えば、副走査方向における射影の変
化を解消することができる。例えば、ラインＣＣＤ等の
ラインセンサーを用いた場合には、上記像の補正は撮像
面の受光素子の配列方向(すなわち、副走査方向)の補正
となるため、取り込み画像の処理によって像の副走査方
向の歪みを電気的に補正することは容易である。

【０００９】本発明において、物体側レンズ群の射出瞳
と像側レンズ群の入射瞳とを略一致させるとは、互いに
略同一の瞳径を有する、物体側レンズ群の射出瞳と像側
レンズ群の入射瞳とを、略同一位置に位置させることを
いう。上記定義に従い、物体側レンズ群と像側レンズ群
との光軸が一致している光学系において、物体側レンズ
群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳とを一致させる構成
について、(1)２つの瞳が、互いに略同一の瞳径を有す
るが略同一位置に位置していない場合、(2)２つの瞳
が、互いに略同一位置に位置するが略同一の瞳径を有し
ていない場合、(3)２つの瞳が、互いに異なる瞳径であ
って位置も異なる場合、(4)前述の本発明、の順に更に
詳しく説明する。

【００１０】(1)の構成の場合、２つの瞳の光軸上の位
置が略同一位置にないため、例えば、物体側レンズ群か
ら軸上光が発散光として射出されるような場合、軸上光
の一部は像側レンズ群の入射瞳を通過することができ
ず、光量にロスを生じてしまう。逆に、物体側レンズ群
から軸上光が収束光として射出されるような場合、像側
レンズ群は、レンズ群のうち光が通過しない領域が大き
くなり、光学系全体が大型化してしまう。また、物体側
レンズ群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳とが略同一位
置になければ、物体側レンズ群の射出瞳を通過した軸外
光(すなわち、像高をもつ光)を全て像側レンズ群の入射
瞳に入射させることはできない。

【００１１】(2)の構成の場合、物体側レンズ群の射出
瞳と像側レンズ群にある入射瞳とが略同一位置にあるの
で、実質的には、瞳径の小さい方の瞳が光を規制する作
用を有することとなる。従って、物体側レンズ群の射出
瞳径の方が像側レンズ群の入射瞳径よりも大きい場合、
軸上光及び軸外光にかかわらず、物体側の光をすべて像
側に伝達することができない。逆に、像側レンズ群の入
射瞳径の方が物体側レンズ群の射出瞳径よりも大きい場
合、像側レンズ群は、レンズ群のうち光が通過しない領
域が大きくなり、光学系全体が大型化してしまう。

【００１２】(3)の構成の場合、物体側レンズ群から像
側レンズ群へ軸上光をもれなく伝達するように、物体側
レンズ群の射出瞳径と像側レンズ群の入射瞳径を適切に
定めることができる。しかしながら、この場合において
も、物体側レンズ群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳と
が略同一位置になければ、(1)の場合と同様に、物体側
レンズ群の射出瞳を通過した軸外光を全て像側レンズ群
の入射瞳に入射させることはできない。

【００１３】これに対して、(4)の本発明では、物体側
レンズ群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳とを略一致さ
せる構成となっているので、軸上光だけでなく軸外光を
も、物体側レンズ群から像側レンズ群へともれなく伝達
することができる。

【００１４】例えば、プリンター等に用いられているレ
ーザ走査光学系では、主走査方向には軸上光及び軸外光
が共に用いられるため、像側のレンズ群の入射瞳位置の
近傍にミラーが配置される。しかし、副走査方向の軸外
光は用いられない(つまり、副走査方向に像高をもたな
い)ので、本発明における物体側レンズ群，像側レンズ
群に相当する各レンズ群の瞳を一致させる必要はない。
これに対して、本発明では、ミラーによって偏向された
副走査方向における軸上光及び軸外光が共に像側レンズ
群によって撮像面上で結像する(つまり、副走査方向に
像高をもつ)構成となっているので、前述したように物
体側レンズ群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳とを略一
致させないと、物体側レンズ群の射出瞳を通過した軸外
光を全て像側レンズ群の入射瞳に入射させることができ
ないのである。

【００１５】上記のように物体側レンズ群の射出瞳と像
側レンズ群の入射瞳とを略一致させると、物体側レンズ
群と像側レンズ群とは瞳を共有する一つのレンズ系とな
る。通常の光学系を用いると、ミラーを回転させたとき
に円弧を描いて物体の走査が行われるため、像面に湾曲
が生じる。しかし、上記のように物体側レンズ群の射出
瞳と像側レンズ群の入射瞳とを略一致させた場合、物体
側レンズ群と像側レンズ群とのそれぞれについて像面湾
曲が発生しなければ、走査光学系全系についても像面に
湾曲は生じない。物体側レンズ群と像側レンズ群とのそ
れぞれについて像面湾曲の補正を行うことは容易である
ため、複雑な面形状を有する光学系を用いる必要がな
く、例えば、回転対称な球面系のみで物体側レンズ群と
像側レンズ群を構成することができる。この回転対称な
球面系は、安価であり、しかも製造容易である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した走査光学
系を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図中、ｘ
軸，ｙ軸，ｚ軸は互いに直交する軸を示している。ま
ず、図１に、本発明の実施の形態に共通する走査光学系
の基本構成を示す。この走査光学系は、主として、像側
から順に、像側レンズ群Ｇｒ１，ミラーＭ，及び物体側
レンズ群Ｇｒ２から成るミラースキャン方式の走査光学
系である。走査光学系の物体側には、撮像中、フィルム
画面１が位置固定で配置されており、走査光学系の像側
には、ラインＣＣＤ３とプリズム２が配置されている。
プリズム２は、３板式色分解を行う場合に用いられる色
分解プリズムであり、色分解等を行わない場合には不要
である。

【００１７】物体側レンズ群Ｇｒ２(この部分で光軸は
ｘ軸に対して平行である。)は、フィルム画面１からの
光を集光する。図１中、ＲＢは主・副走査方向における
軸上光であり、ＲＡは副走査方向における物高Ｚ(＋)，
像高Ｚ’(−)の軸外光であり、ＲＣは副走査方向におけ
る物高Ｚ(−)，像高Ｚ’(＋)の軸外光である。平面状の
ミラーＭは、物体側レンズ群Ｇｒ２を通過した光を偏向
させることによってフィルム画面１の主走査を行う。偏
向はミラーＭの回転により行われ、また、フィルム画面
１の主走査はｙ軸方向に行われる。像側レンズ群Ｇｒ１
(この部分で光軸はｙ軸に対して平行である。)は、ミラ
ーＭによって偏向された副走査方向(ｚ軸方向)における
軸上光及び軸外光を共にラインＣＣＤ３の撮像面上で結
像させる。ラインＣＣＤ３の撮像面上に形成される像
は、フィルム画面１上の副走査方向(ｚ軸方向)における
ライン状の像であり、ラインＣＣＤ３によって１ライン
ずつ画像情報として取り込まれる。

【００１８】物体側レンズ群Ｇｒ２を構成しているレン
ズは、ｙ軸，ｚ軸の両方向について光束をカバーするよ
うに、ｙ−ｚ断面が円形状を成している。これに対し、
像側レンズ群Ｇｒ１は、ラインＣＣＤ３の受光素子配列
方向である副走査方向(ｚ軸方向)のみ光束をカバーすれ
ばよいので、ｘ−ｚ断面がｚ軸方向に長い小判形状を成
している。このように像側レンズ群Ｇｒ１を小判形状と
することにより、走査装置内の省スペース化を図ること
ができる。

【００１９】この走査光学系では、ラインＣＣＤ３が撮
像部として用いられているが、ラインＣＣＤ３の代わり
に他のラインセンサーを撮像部として用いてもよく、ま
た、撮像部として感光体ドラムを用いてもよい。感光体
ドラムを用いる場合、その母線を副走査方向に対して平
行になるように配置し、感光体ドラムの回転をミラーＭ
の回動に同期させる。

【００２０】また、この走査光学系はフィルムスキャナ
ーに応用したものであるが、本発明の走査光学系を他の
走査装置に応用することも可能である。例えば、ライン
ＣＣＤ３の代わりに画像情報を含む光を発する装置(例
えば、ＬＥＤアレイや透過型のＬＣＤパネル)を配置
し、フィルム画面１の代わりに画像情報を含む光を受光
して、その読み込み，記録等を行う受光装置(エリアＣ
ＣＤや平面状感光体)を設けてもよい。この場合、像側
レンズ群Ｇｒ１が物体側レンズ群となり、物体側レンズ
群Ｇｒ２が像側レンズ群となる。

【００２１】次に、物体側レンズ群Ｇｒ２の射影方式の
違いによって生じる像の歪みについて説明する。図２
(Ａ)は、フィルム画面１(図１)上のフィルム画像を示し
ており、同図中、Ｙｍａｘは主走査範囲、Ｚｍａｘは副
走査範囲である。図２(Ｂ)〜(Ｄ)は、射影方式の異なる
物体側レンズ群Ｇｒ２を用い、等角速度でミラーＭを回
転させることによってフィルム画面１の主走査を行った
ときの、ラインＣＣＤ３の撮像面位置で形成されるフィ
ルム画像{図２(Ａ)}の像を示している。図２(Ｂ)に示す
像は物体側レンズ群Ｇｒ２としてｆθレンズを用いた場
合に得られ、図２(Ｃ)に示す像は物体側レンズ群Ｇｒ２
としてｆsinθレンズを用いた場合に得られ、図２(Ｄ)
に示す像は物体側レンズ群Ｇｒ２としてｆtanθレンズ
を用いた場合に得られる。

【００２２】ｆθ方式{図２(Ｂ)}では、主走査方向(ｙ
軸方向)の間隔が等しいため、ミラーＭの回転速度を補
正する必要はないが、主・副走査の両方向(ｙ，ｚ軸方
向)について２次元的な像の補正を行う必要がある。ｆs
inθ方式{図２(Ｃ)}及びｆtanθ方式{図２(Ｄ)}では、
主走査方向の間隔が異なるため、ミラーＭの回転速度を
補正する必要はあるが、必要となる像の補正は１次元的
である。ただし、ｆθ方式，ｆsinθ方式の場合、主走
査方向(ｙ軸方向)に湾曲した歪みが生じるため、ライン
ＣＣＤ３の撮像面上に、対応するフィルム画面１上の前
記ライン状の像を全て投影することは困難である。

【００２３】この走査光学系においては、物体側レンズ
群Ｇｒ２としてｆtanθ光学系が用いられている。ｆtan
θ方式の場合、ミラーＭで光を偏向させることによって
フィルム画面１の主走査を行うと、物体側レンズ群Ｇｒ
２の光路が変化し、それに伴って射影も変化する。つま
り、ｆtanθ系の射影方式では、図２(Ｄ)に示すように
ミラーＭによって偏向される光が主走査方向(ｙ軸方向)
において軸上から軸外へと離れるほど、物体側レンズ群
Ｇｒ２に入射する光は本来入射すべき光よりも軸外の光
となるため、像に主走査方向の歪みが生じてしまう。ミ
ラーＭによる走査速度を補正すれば、主走査方向におけ
る射影の変化を解消することができるので、この走査光
学系では、ミラーＭによって偏向される光が軸上から軸
外へと離れるほど主走査速度を速くすることによって、
像に主走査方向の歪みが生じないようにしている。この
ようにして、主走査方向に歪みのない高速走査が可能と
なる。

【００２４】一方、副走査においても、ミラーＭによっ
て偏向される光が主走査方向において軸上から軸外へと
離れるほど、物体側レンズ群Ｇｒ２に入射する光は本来
入射すべき光よりも軸外の光となるため、像に副走査方
向の歪みが生じてしまう。像に対して副走査方向の１次
元的な補正を行えば、副走査方向における射影の変化を
解消することができるので、この走査光学系では、取り
込み画像の処理によって像の副走査方向の歪みを電気的
に補正するようにしている。上記像の副走査方向の補正
は、ラインＣＣＤ３の受光素子の配列方向(ｚ軸方向)の
補正となるため、補正は容易である。このようにして、
副走査方向に歪みのない高速走査が可能となる。

【００２５】この走査光学系においては、通常のミラー
スキャン方式の走査光学系と同様、ミラーＭの回転によ
って主走査のための偏向を行うが、ミラーＭは揺動回転
のみを行うわけではない。つまり、物体側レンズ群Ｇｒ
２と像側レンズ群Ｇｒ１との間にはミラーＭの全周回転
を可能とする空間が設けられているため、ミラーＭを全
周回転させることによって、ミラーＭの軸受け部に偏っ
た負荷が継続してかからないようにすることができるの
である。このミラーＭの全周回転は、例えば、主走査を
１回行う毎に行ってもよく、主走査を所定回数行う毎に
行ってもよく、スタートアップ時(つまり、走査装置の
電源をＯＮした時)にのみ行ってもよい。

【００２６】上記のようにミラーＭの軸受け部にかかる
偏った負荷を軽減することによって、ミラーＭの軸受け
部が偏摩耗したり部分的に油切れになったりする等の問
題が発生するのを防止することができる。さらに、ミラ
ーＭを揺動回転させる駆動装置(例えば、ガルバノ装置)
を用いる必要がなく、それよりも安価で構成も簡単な駆
動装置(例えば、ＤＣモータ等から成る駆動装置)でミラ
ーＭの全周回転を行うことができるので、走査装置の低
コスト化を達成すると共にその構成を簡単にすることが
できる。

【００２７】次に、図１に示す走査光学系の詳細な構成
を３つの実施の形態を挙げて説明する。図３〜図５，図
６〜図８，図９〜図１１は、第１〜第３の実施の形態に
それぞれ対応するｘ−ｙ断面図であり、図３，図６及び
図９はミラー回転角(すなわち、ミラー振り角)θ＝45°
(このとき、物高Ｙ＝０である。)での光路を示してお
り、図４，図７及び図１０はミラー回転角θ＝48.5°で
の光路を示しており、図５，図８及び図１１はミラー回
転角θ＝41.5°での光路を示している。また、図３，図
６及び図９のレンズ構成図中、Si(i=1,2,3,...)は物体
(フィルム画面１)側から数えてi番目の面を示してい
る。

【００２８】《第１の実施の形態》図３〜図５に示す第
１の実施の形態では、像側レンズ群Ｇｒ１，物体側レン
ズ群Ｇｒ２は、それぞれ９枚の回転対称な球面レンズか
ら成っており、ミラーＭを介して収差補正上有利な対称
型の構成をとっている。また、像側レンズ群Ｇｒ１は、
ｘ−ｚ断面が小判形状を成している。前述したように、
像側レンズ群Ｇｒ１を小判形状とすることによって、走
査装置内の省スペース化を図ることができる。なお、図
３〜図５中、θ=45°(図３)を中心としたθ=45°±3.5
°に対応する物高Ｙが主走査範囲Ｙｍａｘである。

【００２９】第１の実施の形態は、物体側レンズ群Ｇｒ
２の射出瞳と像側レンズ群Ｇｒ１の入射瞳とが略一致し
た構成となっているため、物体側レンズ群Ｇｒ２の射出
瞳を通過した軸上光及び軸外光は、全て像側レンズ群Ｇ
ｒ１の入射瞳に入射して、物体側レンズ群Ｇｒ２から像
側レンズ群Ｇｒ１へともれなく伝達される。従って、ミ
ラーＭで偏向された副走査方向における軸上光及び軸外
光は、共に像側レンズ群Ｇｒ１によってラインＣＣＤ３
の撮像面上で結像することになる。

【００３０】上記のように物体側レンズ群Ｇｒ２の射出
瞳と像側レンズ群Ｇｒ１の入射瞳とを略一致させると、
物体側レンズ群Ｇｒ２と像側レンズ群Ｇｒ１とは瞳を共
有する一つのレンズ系となる。物体側レンズ群Ｇｒ２と
像側レンズ群Ｇｒ１とは、前述したように回転対称な球
面系のみから成っており、それぞれ像面湾曲が良好に補
正されている。従って、走査光学系全系についても像面
に湾曲が生じない。このように安価で製造容易な回転対
称球面系で、物体側レンズ群Ｇｒ２と像側レンズ群Ｇｒ
１を構成することにより、走査装置の低コスト化を達成
することができる。さらに、走査光学系の構成が球面系
の簡単なものであることから、ミラーＭの回動速度の高
速化に対応しやすく、その結果、１３５フィルムの１コ
マの画像取り込みを０．２〜１秒程度で行うことが可能
である。

【００３１】ミラーＭは、上記略一致させた瞳の近傍に
配置されているので、ミラーサイズは従来のものと比べ
て小さいにもかかわらず、物体側レンズ群Ｇｒ２から像
側レンズ群Ｇｒ１へと光はもれなく伝達される。このよ
うに一致させた瞳の近傍に配置したミラーＭで光を偏向
させた場合でも、各レンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ２の像面湾曲
が良好に補正されているため、ラインＣＣＤ３の撮像面
上に形成される像面にも湾曲は生じない。従って、被走
査面であるフィルム画面１が平坦であっても湾曲のない
高速走査が可能である。また、ミラーＭは、中央部分の
みが反射面となっており、その外周部は遮光面(透過面
でもよい。)となっている。従って、ミラーＭは、反射
面の大きさ及び形状で入射光束を規制する絞りとして機
能する。なお、この走査光学系は、ミラーＭに平行光が
入射する構成となっているが、収束光や発散光が入射す
るように構成してもよい。

【００３２】ところで、ミラーＭによってフィルム画面
１の主走査が行われると、物体側レンズ群Ｇｒ２中の光
路は変化することになる。つまり、主走査方向におい
て、物体側レンズ群Ｇｒ２に入射する光が軸外光であっ
ても、像側レンズ群Ｇｒ１には軸上光として入射するこ
とになる。しかし、物体側レンズ群Ｇｒ２及び像側レン
ズ群Ｇｒ１は、ミラーＭを絞りとするそれぞれ独立した
前絞りレンズとしての結像性能を有しているため、走査
光学系全系として充分な結像性能が得られる。

【００３３】《第２の実施の形態》図６〜図８に示す第
２の実施の形態では、像側レンズ群Ｇｒ１，物体側レン
ズ群Ｇｒ２は、それぞれ９枚の回転対称な球面レンズか
ら成っており、ミラーＭを介して収差補正上有利な略対
称型の構成をとっている。また、ラインＣＣＤ３側にプ
リズム２を備えているため、色分解を行う場合に適した
構成となっている。

【００３４】物体側レンズ群Ｇｒ２の射出瞳と像側レン
ズ群Ｇｒ１の入射瞳とを略一致させた点については、前
述した第１の実施の形態と同様であり、その効果も同様
である。また、物体側レンズ群Ｇｒ２及び像側レンズ群
Ｇｒ１は、絞りＡを前絞りとする、それぞれ独立した前
絞りレンズとしての結像性能を有しているため、前記第
１の実施の形態と同様、走査光学系全系として充分な結
像性能が得られる。

【００３５】第２の実施の形態の特徴は、上記略一致さ
せた瞳の近傍に絞りＡを配置し、物体側レンズ群Ｇｒ２
と絞りＡとの間にミラーＭを配置した点にある。ミラー
Ｍで光を偏向させることによってフィルム画面１の主走
査を行う場合、第１の実施の形態のように、ミラーＭが
光束を規制する絞りとして作用すると、ミラーＭと光束
とが成す角度の変化に伴って射影が変化する。この射影
の変化の影響によって、像側レンズ群Ｇｒ１への入射光
量が変化する。例えば、ミラー回転角θが大きくなるほ
どミラーＭが受光する光量は多くなり、逆に、ミラー回
転角θが小さくなるほどミラーＭが受光する光量は少な
くなる。従って、ラインＣＣＤ３で取り込まれる画像に
光量ムラが生じることになる。

【００３６】第２の実施の形態の構成によると、物体側
レンズ群Ｇｒ２と絞りＡとの間に、全面が反射面のミラ
ーＭが配置されているので、ミラーＭでは光束は規制さ
れず、絞りＡによって光束が規制されることになる。そ
の結果、像側レンズ群Ｇｒ１への入射光量は一定にな
り、照度分布(すなわち、ラインＣＣＤ３の撮像面上で
の照度分布)の悪化が防止される。なお、物体側レンズ
群Ｇｒ２とミラーＭとの間に絞りＡを配置した場合に
は、主走査において光束にケラレが生じることになる。

【００３７】像側レンズ群Ｇｒ１は、像側に略テレセン
トリックな光学系となっているため、複板式(例えば、
３板式)ラインＣＣＤ等のラインセンサーを撮像部とし
て用いる場合に適している。像側レンズ群Ｇｒ１が像側
にテレセントリックであるほど、多色分解プリズム(例
えば、３色分解プリズム)のダイクロイック膜との角度
特性のマッチングが良くなるからである。また、物体側
レンズ群Ｇｒ２への入射光が光軸に対して角度を持って
いる場合、コサイン４乗則に従って照度分布の悪化が生
じるが、物体側レンズ群Ｇｒ２は、物体側に略テレセン
トリックな光学系となっているので、これらの照度分布
の悪化を防ぐ上で有利である。なお、像側，物体側レン
ズ群Ｇｒ１，Ｇｒ２にテレセントリック系が用いられて
いる点については、前記第１の実施の形態も同様であ
る。

【００３８】《第３の実施の形態》図９〜図１１に示す
第３の実施の形態は、その基本的な構成及び効果は前述
した第２の実施の形態と同様であるが、第１，第２の実
施の形態と比べてより実際的な構成となっている。その
レンズ枚数は少なく、像側レンズ群Ｇｒ１が７枚の回転
対称な球面レンズから成っており、物体側レンズ群Ｇｒ
２が６枚の回転対称な球面レンズから成っている。ま
た、ラインＣＣＤ３側にプリズム２及びカバーガラスを
備えているため、色分解を行う場合により適した構成と
なっている。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を実施した走査光学系の構成
を、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に
説明する。ここで例として挙げる実施例１〜実施例３
は、前述した第１〜第３の実施の形態(図３〜図５，図
６〜図８，図９〜図１１)にそれぞれ対応する実施例で
ある。そして、各実施例のコンストラクションデータに
おいて、Si(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の
面、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面Siの
曲率半径、di(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の
軸上面間隔を示しており、Ni(i=1,2,3,...)は物体側か
ら数えてi番目のレンズのｄ線に対する屈折率(Ｎｄ)を
示している。また、全系の焦点距離ｆと、ミラー回転角
θ＝45°(このとき、物高Ｙ＝０である。)のときの像側
の有効ＦナンバーEFFNOと、を併せて示す。さらに、表
１に、各実施例におけるミラー回転角θ(°)とそのミラ
ー回転角θと対応する物高Ｙ(mm)を示す。

【００４０】《実施例１》

【００４１】《実施例２》ｆ＝68.239，EFFNO＝3.49 [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] S1 r1= -34.552 d1= 4.000 N1= 1.51680 S2 r2= -1136.364 d2= 10.000 N2= 1.61659 S3 r3= -135.073 d3= 3.000 S4 r4= -82.721 d4= 10.000 N3= 1.67000 S5 r5= -50.877 d5= 0.620 S6 r6= -1145.869 d6= 10.000 N4= 1.67000 S7 r7= -125.677 d7= 0.620 S8 r8= 85.317 d8= 8.560 N5= 1.67000 S9 r9= 451.284 d9= 0.620 S10 r10= 46.069 d10=12.000 N6= 1.51680 S11 r11= -119.753 d11= 3.750 N7= 1.80518 S12 r12= 47.788 d12= 9.000 S13 r13= -41.217 d13= 4.000 N8= 1.67000 S14 r14= -62.455 d14= 4.000 S15 r15= -93.171 d15= 2.500 N9= 1.80518 S16 r16= -47.299 d16=18.000 S17 r17= ∞(ミラーＭ) d17=17.000 S18 r18= ∞(絞りＡ) d18= 1.000 S19 r19= 42.128 d19= 1.550 N10=1.84666 S20 r20= 99.150 d20= 8.990 S21 r21= 200.000 d21= 2.480 N11=1.67000 S22 r22= 38.462 d22= 5.580 S23 r23= -22.073 d23= 2.325 N12=1.80518 S24 r24= 217.771 d24= 7.440 N13=1.51680 S25 r25= -28.733 d25= 0.384 S26 r26= -431.654 d26= 5.307 N14=1.67000 S27 r27= -35.664 d27= 0.384 S28 r28= 96.281 d28= 6.200 N15=1.67000 S29 r29= 2927.315 d29= 0.384 S30 r30= 37.345 d30= 6.200 N16=1.67000 S31 r31= 44.920 d31= 1.860 S32 r32= 45.893 d32= 6.200 N17=1.58144 S33 r33= 123.964 d33= 2.480 N18=1.58913 S34 r34= 32.678 d34=30.000 S35 r35= ∞ d35=20.600 N19=1.74400(プリズム２) S36 r36= ∞ d36= 0.800 N20=1.51680(プリズム２) S37 r37= ∞

【００４２】《実施例３》ｆ＝88.399，EFFNO＝4.99 [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] S1 r1= -49.542 d1= 4.000 N1= 1.61659 S2 r2= 844.495 d2= 10.000 S3 r3= -630.064 d3= 8.000 N2= 1.61800 S4 r4= -83.652 d4= 1.000 S5 r5= 186.095 d5= 8.000 N3= 1.61800 S6 r6= -186.302 d6= 0.620 S7 r7= 70.451 d7= 7.000 N4= 1.61800 S8 r8= 312.890 d8= 2.620 S9 r9= 36.382 d9= 8.000 N5= 1.69100 S10 r10= 76.584 d10= 4.000 N6= 1.66446 S11 r11= 26.274 d11=33.000 S12 r12= ∞(ミラーＭ) d12=12.000 S13 r13= ∞(絞りＡ) d13= 4.500 S14 r14= 30.560 d14= 5.500 N7= 1.78831 S15 r15= -51.112 d15= 2.200 N8= 1.54072 S16 r16= 143.776 d16= 8.000 S17 r17= -33.178 d17= 3.000 N9= 1.75520 S18 r18= 30.510 d18= 7.200 S19 r19= -63.595 d19= 5.000 N10=1.68150 S20 r20= -36.559 d20= 1.000 S21 r21= 79.252 d21= 9.000 N11=1.71700 S22 r22= -34.900 d22= 3.800 S23 r23= -34.526 d23= 2.800 N12=1.61659 S24 r24= 107.174 d24= 3.000 S25 r25= 90.113 d25= 7.000 N13=1.69680 S26 r26= -90.481 d26=16.000 S27 r27= ∞ d27=20.000 N14=1.74400(プリズム２) S28 r28= ∞ d28= 2.400 N15=1.51680(プリズム２) S29 r29= ∞ d29= 0.500 S30 r30= ∞ d30= 0.800 N16=1.51680(カバーガラス) S31 r31= ∞

【００４３】

【表１】

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、物
体側レンズ群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳とを略一
致させた構成となっているので、被走査面が平坦であっ
ても湾曲のない高速走査が可能である。また、安価で製
造容易な回転対称球面系のみで物体側レンズ群と像側レ
ンズ群を構成することができるため、低コストで実現す
ることができる。従って、本発明にかかる走査光学系を
用いれば、走査装置の低コスト化を効果的に行うことが
できる。さらに、物体側レンズ群としてｆtanθ光学系
を用い、主走査においてミラーによって偏向される光が
軸上から軸外へと離れるほど主走査速度を速くする構成
となっているので、歪みのない高速走査が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施の形態の基本構成を模式的に
示す斜視図。

【図２】図１の実施の形態における物体側レンズ群の射
影方式と像面との関係を説明するための図。

【図３】第１の実施の形態(実施例１)のミラー回転角θ
＝45°のときのレンズ構成図。

【図４】第１の実施の形態(実施例１)のミラー回転角θ
＝48.5°のときのレンズ構成図。

【図５】第１の実施の形態(実施例１)のミラー回転角θ
＝41.5°のときのレンズ構成図。

【図６】第２の実施の形態(実施例２)のミラー回転角θ
＝45°のときのレンズ構成図。

【図７】第２の実施の形態(実施例２)のミラー回転角θ
＝48.5°のときのレンズ構成図。

【図８】第２の実施の形態(実施例２)のミラー回転角θ
＝41.5°のときのレンズ構成図。

【図９】第３の実施の形態(実施例３)のミラー回転角θ
＝45°のときのレンズ構成図。

【図１０】第３の実施の形態(実施例３)のミラー回転角
θ＝48.5°のときのレンズ構成図。

【図１１】第３の実施の形態(実施例３)のミラー回転角
θ＝41.5°のときのレンズ構成図。

【符号の説明】

１ …フィルム画面２ …プリズム３ …ラインＣＣＤＧｒ１ …像側レンズ群Ｇｒ２ …物体側レンズ群Ｍ …ミラーＡ …絞り

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体からの光を集光する物体側レンズ群
と、前記物体側レンズ群を通過した光を偏向させること
によって物体を撮像するための主走査を行うミラーと、
前記ミラーによって偏向された副走査方向における軸上
光及び軸外光を共に撮像面上で結像させる像側レンズ群
と、を備えた走査光学系であって、前記物体側レンズ群、前記像側レンズ群のうち前記主走
査において光路が変化するレンズ群としてｆtanθ光学
系を用い、前記主走査において前記ミラーによって偏向
される光が軸上から軸外へと離れるほど主走査速度を速
くし、さらに、前記物体側レンズ群の射出瞳と前記像側
レンズ群の入射瞳とを略一致させたことを特徴とする走
査光学系。