JPH0283511A - テレセントリツクｆθレンズ - Google Patents

テレセントリツクｆθレンズ

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JPH0283511A
JPH0283511A JP63237141A JP23714188A JPH0283511A JP H0283511 A JPH0283511 A JP H0283511A JP 63237141 A JP63237141 A JP 63237141A JP 23714188 A JP23714188 A JP 23714188A JP H0283511 A JPH0283511 A JP H0283511A
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telecentric
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、レーザープリンタ等の光ビーム走査装置に
用いられるテレセントリックな特性をもつｆθレンズに
関するものである。
（従来の技術） 一般に、ｆθレンズは光ビーム走査装置に用いラレ、レ
ンズの焦点ｉｎをｆ、レンズへのビームの入射角をθ、
像面上でのビームスポットの光軸からの高さをｙとする
とき、ｙ＝ｆ・θという関係を満たすレンズ系である。
従って回転角速度が一定の回転多面鏡を偏向器として用
いる光ビーム走査装置では、像面上でのビームスポット
の移動速度が一定になる。
一方、テレセントリックな光学系は軸外のすべての主光
線が像面にほぼ垂直に入射するものであり、例えば像面
が円筒状のドラムで形成された光ビーム走査装置におい
ては、ドラムの回転軸取付は精度によっては、結像面が
光軸方向（回転軸と直交する方向）に偏位することにな
り、結果として、露光位置に位置ずれが生ずることにな
るが、テレセントリックな光学系を用いることによって
、記録サイズの寸法精度を比較的高精度に保つことがで
きる。
従って、特に高い寸法精度が要求される、例えば写真製
版用原板やプリント基板用原板の作成に使用されるレー
ザープリンタ等においては、テレセントリックｆθレン
ズが用いられている。
この種のテレセントリックｆθレンズとしては、従来よ
り例えば特開昭５９−１９５２１１号公報に開示された
もの（以下前者という）、あるいは特開昭６２−２９９
９２７号公報に開示されたもの（以下後者という）が知
られており、ちなみに、前者を第１０図に示す。
それは、入射瞳側前方に配置した前方レンズ群ＦＬと、
前方レンズ群ＦＬから比較的大きな距離を隔てて像面側
後方に配置した後方レンズＲＬとから成り、前方レンズ
群ＦＬが前方へ凹面を向けて配置された負のレンズＬ２
と、そのレンズＬ２の後側に順次配置された正のメニス
カスレンズＬコ及びり、を備え、後方レンズＲＬが正の
平凸レンズＬ５で構成されている。
また、後者は前者と類似の基本的構成を備えながら、色
収差を改善するようにしたものである。
（発明が解決しようとする課題） 上記従来例ではいずれも前方レンズ群ＦＬの負レンズＬ
２によるパワーが強過ぎるため、第１１図に示すように
かなり大きい球面収差が正（＋）側に生じ、非点収差が
負（−）側に生じることになる。
ところで、かかるレンズ構成では一般に非点収差が負側
に倒れるため、走査域全域にわたって良好な結像状態、
すなわち平坦な像面を得ようとすれば球面収差を負側に
倒す必要がある。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、Ｆ
ＮＯ，が２０以下で明かるく、かつ、諸収差を小さく抑
えたテレセントリックｆθレンズの提供を課題とする。
（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するものとして、以下のように
構成される。
即ち、第１図に示すように入射瞳側前方に配置した前方
レンズ群ＦＬと、前方レンズ群ＦＬから離間され、像面
側後方に配置した後方レンズＲＬとから成り、前方レン
ズ群ＦＬが入射瞳ＥＰ側から順にいずれも入射側に凹面
を向けて配置されたそれぞれ正のパワーを有するメニス
カスの第１レンズＬ１と、負のパワーを有する第２レン
ズＬ２と、正のパワーを有するメニスカスの第３レンズ
Ｌ。
と、正のパワーを有するメニスカスの第４レンズとから
成り、後方レンズＲＬが入射側に平面を向けた正のパワ
ーを有する第５レンズＬ、とから成り、 ０．６５＜ｒ＋／ｆ　＜　　　０．２５　　　　　　−
（１）０．４　＜ｄ、／ｆ＜　１．１６　　　　・・・
（２）１．６１＜ｆ　ｓ／ｆ　＜　　３．５　　　　　
　　・・・（３）但し、 ｒｌは第１レンズＬ１の前面の曲率半径ｄ、は第４レン
ズＬ４の後面と第５レンズＬ、の前面との光軸上の空気
間隔 ｆ、は第５レンズＬ、の焦点距離 ｆは全系の焦点距離 なる条件を満たすものである。
（作　用） 本発明に係るテレセントリックｆθレンズは、上記のよ
うに第１レンズＬ１〜第４レンズＬ、が前方レンズ群Ｆ
Ｌを構成し、前方レンズ群ＦＬは球面収差、コマ収差、
及び非点収差のほとんどを補正し、後方レンズＲＬであ
る第５レンズＬ、はテレセントリックな光学系を形成す
るためのものである。以下上記条件式（１）〜（３）の
意義について説明する。
条件式（１）は球面収差及び像面湾曲を補正するための
条件を示し、（１）式の上限を超える場合には球面収差
の補正が不足して、メリディオナル像面も負（−）側に
倒れ、画角端での非点収差が増大する。また、（１）式
の下限を超える場合には球面収差の補正が過多となり、
メリディオナル方向の高次非点収差が増大する。
条件式（２）及び（３）は、ともにテレセンドリンク性
の実現に関与する条件を示し、（２）式の下限を超える
とテレセンドリンク性の実現が困難になるだけでなく、
メリディオナル像面に高次の非点収差があられれる。ま
た、上限を超える場合には、球面収差が補正過多となり
、メリディオナル像面、サジタル像面ともに負（−）側
へ倒れる傾向があられれる。
（３）式の上限を超える場合にはメリディオナル像面、
サジタル像面ともに負側に倒れ、また、（３）式の下限
を超える場合にはメリディオナル像面に高次の非点収差
があられれ、いずれの場合にも良好な収差状態でのテレ
セントリック光学系の実現が困難となる。
つまり、負のパワーを有する第２レンズし２の前側に正
のパワーを有するメニスカスの第１レンズＬ、を付設配
置し、かつ上記条件式（１）〜（３）を満足することで
、球面収差が補正過剰になるのを防ぎ、もって、ＦＩＪ
Ｏ，が２０以下で明かるく、かつ、諸収差を小さく抑え
たテレセントリックｆθレンズを構成することが可能と
なる。
（実　施　例） 以下、本発明の実施例をレンズデータ表（表１〜表８）
とレンズ特性および諸収差を示すグラフ（第２図〜第９
図）とによって例示する。
なお、レンズデータ表中のＮｌｄ＋１ｎｊは第１図に示
すレンズ構成図中の各符号に対応する。
即ち、ｒ、〜ｒ１゜はそれぞれ、各レンズＬ１〜Ｌ。
の前面及び後面の曲率半径、ｄ、は入射瞳ＥＰと第１面
との光軸上の間隔、ｄ１〜ｄ、は各レンズの中心厚又は
光軸上でのレンズ間隔、ｎ、〜ｎ、は各レンズのｄ−線
による屈折率である。また、ｆは全系の焦点距離、ＦＮ
Ｏ，はレンズ系のＦナンバー、λは本実施例で使用され
るレーザ光ビームの波長、γＩ〜γ、は各レンズのアツ
ベ数、ｆ、は第５レンズし、の焦点距離である。
一方、レンズ特性を示すグラフ（第２図〜第９図）は各
実施例につき球面収差、非点収差、ｆθ特性を示す３種
のグラフを含む。なお非点収差を示すグラフにおいてＳ
はサジタル像面を、Ｍはメリディオナル像面を示す。ま
た、ｆθ特性は偏向角をθ、像面上の光軸からのビーム
スポット位置をｙとしたとき、次式によって与えられる
等速度走査性を示す値である。
ｆθ特性＝１００Ｘ（ｙ−ｆθ）／ｆθ　（％）以下余
白 実施例１ 本実施例のレンズデータを表１に、レンズ特性を第２図
に示す。
表１ ｆ＝１００．ＯＯＦＮ、＝２ＯＡ＝６３２．８ｎｍ　ｄ
、＝１５．００ｒ＋　　　　　　　　　ｄ＋　　　　　
　　　　ｎｌ　　　　　　　　　γ１−６３．３５５　
２．１０　１．７８４７２２５．７−３９．６０１　８
．６８ −２１．３４７　１．００　１．５１６３３６４．１２
７８．８６８　７．７２ −４０．４１４　３．５０　１，７８４７２２５．７−
３５．６８８　０．９０ −４５５．４９０　９．２０　１，７８４７２２５．７
−４０．８４３１０３．０８ ■　１０．００　１．５１６３３６４．１−１６４．８
５６ ｒ１／ｆ　＝−０，６３４ｄａ／ｆ　＝１．０３１　ｆ
５／ｆ　＝３．２０以下余白 Ｘ１倒１ 本実施例のレンズデータを表２に、レンズ特性を第３図
に示す。
ｆ＝ｔｏｏ、ｏ。
ｇ −２５，０００ −２３，５３４ −１８，７３８ −９２，６５０ −５８，４５９ −３１，０５８ −１０３，５１２ −３６，１６０ −１３４，７９１ ｒ、／ｆ　＝−０，２５ 表２ ＦＮ、＝２０　　　λ＝６３２．８ｎｍ　　　　ｄ０＝
１５ｄｒ　　　ｎｉ　　　γｔ ２．００　１．７８４７２２５．７ １５．５５ １．００　１．７１７３６２９．５ １．７５ ５．５０　１．７８４７２２５．７ ０．２５ ９．００　１，７８４７２２５．７ ７８．７２ １１．５０　１．５１６３３６４．１ ｄａ／　ｆ　＝０．７８７　　ｆ　ｓ／　ｆ　＝２．６
１９ヌ１剥１ 本実施例のレンズデータを表３に、 を第４図に示す。
レンズ特性 ｆ＝ｉｏｏ、ｏ。
「【 −４９，５７４ −２３，６８０ −１７，３２５ ２４５、７１３ −５４，４５８ −４９，９７０ −１５９，２９８ −３８，５４３ −１７６，９０１ ｒ、／ｆ　＝−０，４９６ 表 ＦＮＯ＝２０ ｉ ２．７０ ３．４０ １．００ １４、１３ ３．１０ ０．５０ ９．００ １１Ｂ、００ ９．５０ λ＝６３２．８ｎｍ ｊ １．７８４７２ １．５１６３３ １．７８４７２ １．７８４７２ １．５１６３３ ｃｌ、＝１５．００ γｊ ２５．７ ６４．１ ２５．７ ２５．７ ６４．１ ｄ、／ｆ＝１．１６　　ｆ、／ｆ＝３，４３８以下余白 以下余白 実施例４ 本実施例のレンズデータを表４に、 を第５図に示す。
レンズ特性 表 Ｆ、Ｊ０＝２０　λ＝６３２．８ｎａｓｆ　＝　１００
．００ −４０．０１８ −３０，３８５ −２０．３９１ −１１２．９７４ −３５．１００ −２８，５９４ −１０２．５０２ −３５．１７９ −８３．１４８ ｒ、／ｆ　”−０，４００ ｄ； ２．００ １１．３３ １．００ ２．４６ ４．２０ ３．７０ ９．５０ ４０、００ １４．５０ ｄ、／ｆ　＝０．４００ ｄ、＝１５．００ １．７１７３６ ２９．５ １．７８４７２ ２５．７ １．７１７３６ ２９．５ １．７１７３６ ２９．５ １．５１８３３ ６４．１ ｆ　ｓ／ｆ　＝１．６１６ 実施例５ 本実施例のレンズデータを表５に、 を第６図に示す。
レンズ特性 表 ＦＮ、＝１８，０１８ ｆ＝１００．０゜ ｒ； −４２，９８４ −３４，３９１ −２１，１６４ −４９５，５２５ −３８，５６７ −３４，３７５ −２２１，１１６ −４０，０７２ −１１９，１３２ ｒ、／ｆ　＝−０，４３０ λ＝６３２．８ｎｍ ｄ、＝１５．００ ｄ。
１．９００ １２、１０３ １．０００ ５．８０７ ３．６００ ０．２００ ８、８００ ７１．２９４ １１．６００ １．７８４７２ １．５１６３３ １．７８４７２ １．７８４７２ １．５１６３３ ２５．７ ６４．１ ２５．７ ２５．７ ６４．１ ｄｓ／ｆ　＝０．７１３ ｆ　５／ｆ　＝２．３１５ 以下余白 以下余白 実施例１ 本実施例のレンズデータを表６に、 を第７図に示す。
レンズ特性 −３７，８５０ −２９，２０７ １５，１３９ −１０１，２３４ −２４，２３８ −２１，７６７ −９５，２９８ −２４，５６７ −１０２，４５７ ｒ、／ｆ　＝−０，３７９ 以下余白 表 ｆ　＝１００．００　　ＦＮ０＝２０．００λ＝　６３
２．８ｒ＋＋＊ ｄｉ　　　　　　ｎ。
１．０００　　　１，７８４７２ ８、６６０ １．０００　　　１．６２００４ ２．０７０ ２．５００　　　１．７８４７２ ０．２００ ５．０００　　　１，７８４７２ １０５、４２５ １０．０００　　　１．５１６３３ ｄｏ＝１０．００ γｊ ２５．７ ３６．３ ２５．７ ２５．７ ６４．１ ｄａ／ｆ　＝１．０５４　　ｆ　ｓ／ｆ　＝１．９９１
実施例７ 本実施例のレンズデータを表７に、レンズ特性を第８図
に示す。
表７ ｆ　＝１００．００　ＦＮ　０＝１８，０１８λ＝６３
２．８ｎｍ　ｄ０＝１０．０Ｏｄｉ　　　ｎ’　　　γ
１ １　−３４．９５１　２，００　１．７８４７２２５．
７２　−２９．４１５　１０．３４ ３　−１６．８１３　１．００ ４　−１０６．７３７　１．９７ ５　−２８．７５０　３．００ ６　−２５．４６７　０．５０ ７　−９４．１８８　７．００ ８　−２９．６９１　９６．１４ ９　　　（Ｘ）　　１２．００　１．５１６３３１０　
−１０８．１９４ ｒ＋／ｆ　＝−０，３５０ 以下余白 ６４．１ ２５．７ ６４．１ １．７８４７２　２５．７ １．７８４７２ １．５１６３３ ｄａ／ｆ　”０．９８１　　ｆ　ｓ／ｆ　＝２．１０２
実施例８ 本実施例のレンズデータを表７に、 を第８図に示す。
レンズ特性 表８ ｆ　”１００．００　Ｆ　Ｎ　ｏ＝１８．０１８λ＝４
８８ｎｍ　ｄｏ＝１０．００ｒｉ　　　ｄｉ　　　ｎ＋
　　γ； １　−３９．８６１　２．００　１．７８４７２２５．
７２　−３３．４３３　１１゜１９ ３　−１７．８４６　１．００ ４　−１４１．２７１　２．４２ ５　−２９．３６２　３．００ ６　−２６．３６２　０．５０ ７　−１１９．８５３　７．００ ８　−３１．７８２　９８．３３ ９　　　ｏｏ１２．００ １０　−１１２．０１５ ｒ、／ｆ　＝−０，３９９ 以下余白 ６４．１ ２５．７ ２５．７ ６４．１ ｆ　ｓ／ｆ　＝２．１４７ １．７８４７２ １．５１６３３ １．７８４７２ １．５１６３３ ｄｓ／ｆ　＝０．９８３ （発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明では入射側に凹面
を向けた正のパワーを有するメニスカスの第１レンズを
負のパワーを有する第２レンズの前側に付設配置し、第
２レンズによって球面収差が補正過剰になるのを防ぐよ
うにしたので、諸収差を小さく抑え、かつＦナンバーを
２０以下に設定し得る明かるいテレセントリックｆθレ
ンズを提供することができる。
これにより、レーザプリンタ等の大幅な精度向上を図る
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
＄１図は本発明に係るテレセントリックｆθレンズの配
置構成図、第２図〜第９図はそれぞれ実施例１〜実施例
８によるレンズ特性を示すグラフ、第１０図は従来例に
よる第１図島相図、第１１図はその従来例による球面収
差と非点収差を示すグラフである。 ＥＰ・・・入射瞳、　　　　ＦＬ・・・前方レンズ群、
Ｌｌ・・・第１レンズ、Ｌ２・・・第２レンズ、Ｌ、・
・・第３レンズ、 Ｌ、・・・第４レンズ、 ＲＬ（Ｌ、）・・・後方レンズ（第５レンズ）。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、入射瞳側前方に配置した前方レンズ群Ｆ＿Ｌと、前
    方レンズ群Ｆ＿Ｌから離間され、像面側後方に配置した
    後方レンズＲ＿Ｌとから成り、前方レンズ群Ｆ＿Ｌが入
    射瞳ＥＰ側から順にいずれも入射側に凹面を向けて配置
    されたそれぞれ正のパワーを有するメニスカスの第１レ
    ンズＬ＿１と、負のパワーを有する第２レンズＬ＿２と
    、正のパワーを有するメニスカスの第３レンズＬ＿３と
    、正のパワーを有するメニスカスの第４レンズＬ＿４と
    から成り、後方レンズＲ＿Ｌが入射側に平面を向けた正
    のパワーを有する第５レンズＬ＿５とから成り、下記条
    件式（１）〜（３）を満足することを特徴とするテレセ
    ントリックｆθレンズ −０．６５＜ｒ＿１／ｆ＜−０．２５・・・（１）０．
    ４＜ｄ＿■／ｆ＜１．１６・・・（２）１．６１＜ｆ＿
    ５／ｆ＜３．５・・・（３）但し、 ｒ＿１は第１レンズＬ＿１の前面の曲率半径ｄ＿■は第
    ４レンズＬ＿４の後面と第５レンズＬ＿５の前面との光
    軸上の空気間隔 ｆ＿５は第５レンズＬ＿５の焦点距離 ｆは全系の焦点距離
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