JPH0364724A - f・θレンズ - Google Patents
f・θレンズInfo
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- JPH0364724A JPH0364724A JP19945789A JP19945789A JPH0364724A JP H0364724 A JPH0364724 A JP H0364724A JP 19945789 A JP19945789 A JP 19945789A JP 19945789 A JP19945789 A JP 19945789A JP H0364724 A JPH0364724 A JP H0364724A
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- JP
- Japan
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- lens
- focal length
- luminous flux
- incidence side
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- Granted
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- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract description 23
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
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。
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〕
本発明は、レーザープリンターや製版などにおいてレー
ザー光などを一定速度で走査するために使用するF・θ
レンズに関するものである。
ザー光などを一定速度で走査するために使用するF・θ
レンズに関するものである。
レーザープリンターや製版などにおいては、レーザー光
などの光線を一定速度で走査する平面走査光学系が使用
されるが、この光学系としては、第6図に示すような光
学系が用いられる。この光学系では、光m(コリメーテ
ィングレンズ、ビームエキスパンダ等の光学系を含む場
合がある)1からの光束2は回転多面鏡(またはガルバ
ノ迅う−等の光偏向器)3の面で反14され、結像レン
ズ4を屈折通過して走査面5」二に結像される。いま、
回転多面鏡3は第6図の矢印Aの方向に回転していると
すれば、走査面5上の結像点は矢印Bの方向に走査され
る。この平面走査光学系においては、結像点が走査面5
上を一定速度にて走査することが必要であり、この手段
としては回転多面鏡3の回転速度を制御する手段も提案
されてはいるが、その制御は極めて困難である。
などの光線を一定速度で走査する平面走査光学系が使用
されるが、この光学系としては、第6図に示すような光
学系が用いられる。この光学系では、光m(コリメーテ
ィングレンズ、ビームエキスパンダ等の光学系を含む場
合がある)1からの光束2は回転多面鏡(またはガルバ
ノ迅う−等の光偏向器)3の面で反14され、結像レン
ズ4を屈折通過して走査面5」二に結像される。いま、
回転多面鏡3は第6図の矢印Aの方向に回転していると
すれば、走査面5上の結像点は矢印Bの方向に走査され
る。この平面走査光学系においては、結像点が走査面5
上を一定速度にて走査することが必要であり、この手段
としては回転多面鏡3の回転速度を制御する手段も提案
されてはいるが、その制御は極めて困難である。
そこで、実際には、結像レンズ4にf・θレンズを使用
して結像点が走査面5上を一定速度で走査する手段が主
として採用されている。
して結像点が走査面5上を一定速度で走査する手段が主
として採用されている。
しかし、この手段においては、r・θレンズの歪曲収差
の補正に各種の制約が生し、これを満足するためには、
構成枚数の多い光学系を必要とするという欠点があり、
しかもこのレンズにおいて重要な特性である明るさの点
でも充分とはいえなかった。
の補正に各種の制約が生し、これを満足するためには、
構成枚数の多い光学系を必要とするという欠点があり、
しかもこのレンズにおいて重要な特性である明るさの点
でも充分とはいえなかった。
本発明は構成枚数が比較的少ない4枚であって、明るく
て、しかも良好に諸収差が補正されている高性能のf・
θレンズを提供せんとするものであ〔課題を解決するた
めの手段〕 上記の目的を達成させるために、本発明に係るf・θレ
ンズは、光束入射側から順に光束入射側に凹面を向けた
正のメニスカスレンズの第1レンズL、と、光束入射側
に凹面を向けた負のレンズの第2レンズL2と、光束入
射側に凹面を向けた正のメニスカスレンズの第3レンズ
L、と、光束出射側に凸面を向けた正のレンズの第4レ
ンズL4とよりなる4枚構成で、 f:全系の合成焦点距離 f2 :第2レンズL2の焦点距離 fス :第3レンズL、の焦点距離 f4 :第4レンズL4の焦点距離 f■ :第1レンズL、と第2レンズL2の合成焦点距
離 「M:第3レンズL、と第4レンズL4の合成焦点距離 としたとき、 C】ンー0.3 1 < f z / f <
0.2 3(2) 0.83 < f x /
f a < 2.1(3) L0 7< f
t / f 曹 < 0.9 9なる各条件
式を満足する如くなしたることを特徴とするものである
。
て、しかも良好に諸収差が補正されている高性能のf・
θレンズを提供せんとするものであ〔課題を解決するた
めの手段〕 上記の目的を達成させるために、本発明に係るf・θレ
ンズは、光束入射側から順に光束入射側に凹面を向けた
正のメニスカスレンズの第1レンズL、と、光束入射側
に凹面を向けた負のレンズの第2レンズL2と、光束入
射側に凹面を向けた正のメニスカスレンズの第3レンズ
L、と、光束出射側に凸面を向けた正のレンズの第4レ
ンズL4とよりなる4枚構成で、 f:全系の合成焦点距離 f2 :第2レンズL2の焦点距離 fス :第3レンズL、の焦点距離 f4 :第4レンズL4の焦点距離 f■ :第1レンズL、と第2レンズL2の合成焦点距
離 「M:第3レンズL、と第4レンズL4の合成焦点距離 としたとき、 C】ンー0.3 1 < f z / f <
0.2 3(2) 0.83 < f x /
f a < 2.1(3) L0 7< f
t / f 曹 < 0.9 9なる各条件
式を満足する如くなしたることを特徴とするものである
。
本発明においては、光束入射側から順に光束入射側に凹
面を向けた正のメニスカスレンズの第1レンズL、と、
光束入射側に凹面を向けた負のレンズの第2レンズL2
と、光束入射側に凹面を向けた正のメニスカスレンズの
第3レンズL、と、光束出射側に凸面を向けた正のレン
ズの第4レンズL4とよりなる比較的レンズ枚数の少な
い4枚構成であって、しかも条件式(1)、(2)、(
3)を満足することにより、明るくて、しかも良好に諸
収差が補正されている高性能のf・θレンズを得ること
が可能となる。
面を向けた正のメニスカスレンズの第1レンズL、と、
光束入射側に凹面を向けた負のレンズの第2レンズL2
と、光束入射側に凹面を向けた正のメニスカスレンズの
第3レンズL、と、光束出射側に凸面を向けた正のレン
ズの第4レンズL4とよりなる比較的レンズ枚数の少な
い4枚構成であって、しかも条件式(1)、(2)、(
3)を満足することにより、明るくて、しかも良好に諸
収差が補正されている高性能のf・θレンズを得ること
が可能となる。
以下、各条件の持つ意義について説明することとする。
条件(1)は第2レンズL2と全系の合成焦点距離との
比を規定するものであり、条件(2)は第3レンズL、
と第4レンズL4との比を規定するものであり、これら
の条件式は像面湾曲と球面収差に関する条件である。さ
らに条件(3)は第1レンズL1と第2レンズL、の合
成焦点距離f1と第3レンズLユと第4レンズL4の台
底焦点距@r賀との比を規定するもので、この条件は像
面湾曲に関するものである。
比を規定するものであり、条件(2)は第3レンズL、
と第4レンズL4との比を規定するものであり、これら
の条件式は像面湾曲と球面収差に関する条件である。さ
らに条件(3)は第1レンズL1と第2レンズL、の合
成焦点距離f1と第3レンズLユと第4レンズL4の台
底焦点距@r賀との比を規定するもので、この条件は像
面湾曲に関するものである。
先ず、球面収差については、条件(1)、(2)を満足
するかどうかが問題となる0条件(1)、(2)の下限
を越えると、球面収差が補正不足(アンダー)となり、
条件(1)、(2)の上限を越えると、球面収差が補正
過剰(オーバー)となり、上限、下限を越えると、回折
限界に近いスポット形状が得られにくくなる。
するかどうかが問題となる0条件(1)、(2)の下限
を越えると、球面収差が補正不足(アンダー)となり、
条件(1)、(2)の上限を越えると、球面収差が補正
過剰(オーバー)となり、上限、下限を越えると、回折
限界に近いスポット形状が得られにくくなる。
次に、像面湾曲についてはすべての条件(1)、(2)
、(3)を満足するかどうかが問題となる。すなわち、
条件(1)または(2)または(3)の上限を越えると
、メリジオナル像面が画面周辺部でレンズから遠ざかる
方向に急激に大きく彎曲し、また下限を越えると、同メ
リジオナル像面が画面周辺部でレンズ方向に急激に大き
く彎曲し、その結果どちらの場合にも画面周辺部での非
点収差が大きくなり、全走査面にわたって均質な結像点
を得ることが困難となる。
、(3)を満足するかどうかが問題となる。すなわち、
条件(1)または(2)または(3)の上限を越えると
、メリジオナル像面が画面周辺部でレンズから遠ざかる
方向に急激に大きく彎曲し、また下限を越えると、同メ
リジオナル像面が画面周辺部でレンズ方向に急激に大き
く彎曲し、その結果どちらの場合にも画面周辺部での非
点収差が大きくなり、全走査面にわたって均質な結像点
を得ることが困難となる。
以下、第1図に示17た1ノンズ構成基本形を(Uえた
本発明の第1〜第4実施例を詳述することとする。第1
〜・第4実施例は光束入射側からlIQに光束入射側に
凹面を向けた正のメニスカスレンズL、と、光束入射側
に凹面を向U”だ負のメニスカスレンズL、ど、光束入
射側に四面をむl・すた正のメニスカスレンズL、と、
両凸ωレンズ17.とからなり、以下の説明において、 +、ないしり、:第1レンズないし第4レンズm:物体
側より顯次数えた面番号 rl、rz、・・・r、:各レンズ面の曲率半径d、。
本発明の第1〜第4実施例を詳述することとする。第1
〜・第4実施例は光束入射側からlIQに光束入射側に
凹面を向けた正のメニスカスレンズL、と、光束入射側
に凹面を向U”だ負のメニスカスレンズL、ど、光束入
射側に四面をむl・すた正のメニスカスレンズL、と、
両凸ωレンズ17.とからなり、以下の説明において、 +、ないしり、:第1レンズないし第4レンズm:物体
側より顯次数えた面番号 rl、rz、・・・r、:各レンズ面の曲率半径d、。
d2.・・・d7 :各レンズの厚みまたは空気間隔
nl、n2.n3゜n4 :各レンズのd線に対す゛る
屈折率 とする。
屈折率 とする。
第1実施例の具体的構成し′、1、下表のとおりである
。
。
m r d n
l −14,6572,6611,613082−1
4゜210 3.850 3 −15.998 L839 L627624
(63゜140 0.451 5−86.177 4.250 L613086−
24.146 0.106 7 368.900 4.497 L613088
−42.736 焦点距離f =100 Fナンバー= 16.1 半画角θ−21,1゜ 波長λ−790nm f z / f = 0.2840 f、 /f、 =0.8501 f ! / f w = L0434この具体的構成
による収差曲線は第2図の如くなる。なお、歪曲収差V
は次式によって表される。
4゜210 3.850 3 −15.998 L839 L627624
(63゜140 0.451 5−86.177 4.250 L613086−
24.146 0.106 7 368.900 4.497 L613088
−42.736 焦点距離f =100 Fナンバー= 16.1 半画角θ−21,1゜ 波長λ−790nm f z / f = 0.2840 f、 /f、 =0.8501 f ! / f w = L0434この具体的構成
による収差曲線は第2図の如くなる。なお、歪曲収差V
は次式によって表される。
ただし、
y′ :像高
f:焦点距離
θ:半画角
また、第2実施例の具体的+**は、下表のとおりであ
る。
る。
m v d nl −2
1,8752,6611,6i3082−18.992
3.850 3 −16.085 L839 L627624
316.460 L406 5 −7L720 2.750 L613086
−29.768 0.106 ? 306.510 5.997 L61308
8−26゜821 焦点距離f =100 Fナンバー= i 6. i 半画角θ−21,1゜ 波長λ−=790nrn f z / f =−0,24314 f3/fa=L9996 f菫/f窮 =−0,999に の具体的構成による収差曲線は第3図の如くなる。
1,8752,6611,6i3082−18.992
3.850 3 −16.085 L839 L627624
316.460 L406 5 −7L720 2.750 L613086
−29.768 0.106 ? 306.510 5.997 L61308
8−26゜821 焦点距離f =100 Fナンバー= i 6. i 半画角θ−21,1゜ 波長λ−=790nrn f z / f =−0,24314 f3/fa=L9996 f菫/f窮 =−0,999に の具体的構成による収差曲線は第3図の如くなる。
さらに、第3実施例の具体的構成ば、下表のとおりであ
る。
る。
m r d nl −15,
Oio 2.661 L613082 −14.
827 3゜850 3 −17.427 L839 L627624−
207.390 0.582 5 −84.168 3゜750 L613086
−24.777 0.106 7 225.49O4,9971,613088−45
,741 焦点距離f=100 Fナンバー= 1 a 1 半画角θ−2161゜ 波長λ−790nm f2/f=−0,3043 fz / fa =0.8954 f I / f z = L0639この具体的構成
による収差曲線は第4図の如くなる。
Oio 2.661 L613082 −14.
827 3゜850 3 −17.427 L839 L627624−
207.390 0.582 5 −84.168 3゜750 L613086
−24.777 0.106 7 225.49O4,9971,613088−45
,741 焦点距離f=100 Fナンバー= 1 a 1 半画角θ−2161゜ 波長λ−790nm f2/f=−0,3043 fz / fa =0.8954 f I / f z = L0639この具体的構成
による収差曲線は第4図の如くなる。
さらに、第4実施例の具体的構成は、下表のとおりであ
る。
る。
m r d nl −15,
5842,6611,613082−14,6123,
850 3−15,2001,8391,627624−228
,5400,545 5−90,8993,7501,613086−25,
8440,106 7(X) 4.997 L613088 −
32.301 焦点距離f=100 FナンバーF= 16.1 半画角θ= 2L1゜ 波長λ=790nm f z / f −0,2603 r3/ fJ=L0940 f I / f璽=−1,0224 この具体的構成による収差曲線は第5図の如くなる。
5842,6611,613082−14,6123,
850 3−15,2001,8391,627624−228
,5400,545 5−90,8993,7501,613086−25,
8440,106 7(X) 4.997 L613088 −
32.301 焦点距離f=100 FナンバーF= 16.1 半画角θ= 2L1゜ 波長λ=790nm f z / f −0,2603 r3/ fJ=L0940 f I / f璽=−1,0224 この具体的構成による収差曲線は第5図の如くなる。
上記第1ないし第4の各実施例の収差曲線図である第2
.3,4.5図における球面収差などの諸収差は、良好
に補正されている。
.3,4.5図における球面収差などの諸収差は、良好
に補正されている。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、レン
ズ構成と条件(1)〜(4)の各条件を満足させるよう
にしたので、f・θレンズとして緒特性を備えるほか、
球面収差、倍率色収差などを良好に補正して、解像力を
改善することができ、前記観察、診断機能を向上させる
とともに、軽量で、操作性の良好f・θレンズの提供が
可能となった。
ズ構成と条件(1)〜(4)の各条件を満足させるよう
にしたので、f・θレンズとして緒特性を備えるほか、
球面収差、倍率色収差などを良好に補正して、解像力を
改善することができ、前記観察、診断機能を向上させる
とともに、軽量で、操作性の良好f・θレンズの提供が
可能となった。
第1図はf・θレンズのレンズ構成国、第2図は第1実
施例の収差曲線図、第3図は第2実施例の収差曲線図、
第4図は第3実施例の収差曲線図、第5図は第4実施例
の収差曲線図、第6図はf・θレンズを使用した平面走
査光学系の概略構成図である。 LlないしL4 :第1レンズないし第4レンズX:光
軸 rl、r2.・・・rs :各レンズ面の曲率半径dl
、d2.・・・d7 :各レンズの厚みまたは空気間隔 第1図
施例の収差曲線図、第3図は第2実施例の収差曲線図、
第4図は第3実施例の収差曲線図、第5図は第4実施例
の収差曲線図、第6図はf・θレンズを使用した平面走
査光学系の概略構成図である。 LlないしL4 :第1レンズないし第4レンズX:光
軸 rl、r2.・・・rs :各レンズ面の曲率半径dl
、d2.・・・d7 :各レンズの厚みまたは空気間隔 第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光束入射側から順に光束入射側に凹面を向けた正のメニ
スカスレンズの第1レンズL_1と、光束入射側に凹面
を向けた負のレンズの第2レンズL_2と、光束入射側
に凹面を向けた正のメニスカスレンズの第3レンズL_
3と、光束出射側に凸面を向けた正のレンズの第4レン
ズL_4とよりなる4枚構成で、f:全系の合成焦点距
離 f_2:第2レンズL_2の焦点距離 f_3:第3レンズL_3の焦点距離 f_4:第4レンズL_4の焦点距離 f_1:第1レンズL_3と第2レンズL_2の合成焦
点距離 f_3:第3レンズL_3と第4レンズL_4の合成焦
点距離 としたとき、 (1)−0.31<f_2/f<−0.23(2)0.
83<f_3/f_4<2.1 (3)−1.07<f_ I /f_II<−0.99なる
各条件式を満足する如くなしたることを特徴とするにf
・θレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19945789A JP2762303B2 (ja) | 1989-08-02 | 1989-08-02 | f・θレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19945789A JP2762303B2 (ja) | 1989-08-02 | 1989-08-02 | f・θレンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0364724A true JPH0364724A (ja) | 1991-03-20 |
| JP2762303B2 JP2762303B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=16408131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19945789A Expired - Fee Related JP2762303B2 (ja) | 1989-08-02 | 1989-08-02 | f・θレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2762303B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5682258A (en) * | 1993-09-29 | 1997-10-28 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | F. θ lens for optical scanning system |
| US6186764B1 (en) | 1997-12-17 | 2001-02-13 | Kabushiki Kaisha Meiki Seisakusho | Injection molding machine |
| KR100336635B1 (ko) * | 2000-05-13 | 2002-05-16 | 성규동 | 레이저 마킹용 에프-세타(f-θ) 렌즈유니트 |
-
1989
- 1989-08-02 JP JP19945789A patent/JP2762303B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5682258A (en) * | 1993-09-29 | 1997-10-28 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | F. θ lens for optical scanning system |
| US6186764B1 (en) | 1997-12-17 | 2001-02-13 | Kabushiki Kaisha Meiki Seisakusho | Injection molding machine |
| KR100336635B1 (ko) * | 2000-05-13 | 2002-05-16 | 성규동 | 레이저 마킹용 에프-세타(f-θ) 렌즈유니트 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2762303B2 (ja) | 1998-06-04 |
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