JPH045167B2 - - Google Patents
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- JPH045167B2 JPH045167B2 JP15303983A JP15303983A JPH045167B2 JP H045167 B2 JPH045167 B2 JP H045167B2 JP 15303983 A JP15303983 A JP 15303983A JP 15303983 A JP15303983 A JP 15303983A JP H045167 B2 JPH045167 B2 JP H045167B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/0005—Optical objectives specially designed for the purposes specified below having F-Theta characteristic
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はプリンタ等の走査光学系に用いる等速
度走査レンズに関するものである。
度走査レンズに関するものである。
（従来例の構成とその問題点）
信号により輝度変調されたレーザービームを偏
向し、記録媒体上に走査結像する、走査光学系
は、第１図に示すような光学系が用いられる。光
源１から発せられたビーム２は矢印７方向に回転
している回転多面鏡３にて偏向され、結像レンズ
４によつて走査面５の上にスポツト６が走査結像
される。通常、回転多面鏡は等角速度で回転して
いるので、偏向角速度は一定であり、走査面上の
スポツトの走査速度を一定にするには結像レンズ
として、レンズへの光束の入射角をθ、レンズの
焦点距離をｆ、像高をｙとしたとき、 ｙ＝ｆ・θ となる歪曲特性を有する結像レンズすなわち等速
度走査レンズを用いるとよい。
向し、記録媒体上に走査結像する、走査光学系
は、第１図に示すような光学系が用いられる。光
源１から発せられたビーム２は矢印７方向に回転
している回転多面鏡３にて偏向され、結像レンズ
４によつて走査面５の上にスポツト６が走査結像
される。通常、回転多面鏡は等角速度で回転して
いるので、偏向角速度は一定であり、走査面上の
スポツトの走査速度を一定にするには結像レンズ
として、レンズへの光束の入射角をθ、レンズの
焦点距離をｆ、像高をｙとしたとき、 ｙ＝ｆ・θ となる歪曲特性を有する結像レンズすなわち等速
度走査レンズを用いるとよい。
等速度走査レンズに要求されることは、理想像
高ｙ＝fθに対する走査の直線性が良好なこと、広
画角であること、得られるスポツト径が回折限界
に近いことなどである。これら要求を満足するに
は一般にレンズ枚数を増やしたり、高屈折率のガ
ラスを使用する等して、諸収差を除くこので解決
されるが、コストが反面著しく上昇する。構成枚
数が少なく低コスト化をねらつたものとして特開
昭57−10109号等があるが、走査の直線性のずれ
が１％以上あるなど、歪曲特性に対して高性能な
レンズは得られていなかつた。あるいは良好な歪
曲特性を与えれば、諸収差の補正が不十分とな
り、像性能が劣化してしまつていた。
高ｙ＝fθに対する走査の直線性が良好なこと、広
画角であること、得られるスポツト径が回折限界
に近いことなどである。これら要求を満足するに
は一般にレンズ枚数を増やしたり、高屈折率のガ
ラスを使用する等して、諸収差を除くこので解決
されるが、コストが反面著しく上昇する。構成枚
数が少なく低コスト化をねらつたものとして特開
昭57−10109号等があるが、走査の直線性のずれ
が１％以上あるなど、歪曲特性に対して高性能な
レンズは得られていなかつた。あるいは良好な歪
曲特性を与えれば、諸収差の補正が不十分とな
り、像性能が劣化してしまつていた。
（発明の目的）
本発明はこのような点に鑑みて成されたもので
あり、高性能化と低コスト化を実現した等速度走
査レンズを提供するものである。
あり、高性能化と低コスト化を実現した等速度走
査レンズを提供するものである。
（発明の構成）
本発明の等速度走査レンズは、入射瞳（ビーム
が偏向される位置）側から順に負の第１レンズと
正の第２レンズとからなる２群の２枚構成であ
り、良好な歪曲特性と回折限界系の結像性能を有
するものである。
が偏向される位置）側から順に負の第１レンズと
正の第２レンズとからなる２群の２枚構成であ
り、良好な歪曲特性と回折限界系の結像性能を有
するものである。
（実施例の説明）
以下、本発明の等速度走査レンズについて実施
例を参照しながら具体的に説明する。
例を参照しながら具体的に説明する。
等速度走査レンズの必要な画角は、決められた
走査幅と、走査光学系の大きさを決定する該レン
ズの焦点距離によつて求められる。一般的には半
画角で32゜前後の広画角が要求されるが、入射光
束径は小さく、大きなＦナンバーを持つので球面
収差はあまり気にしなくても良く。もつぱら像面
の平坦性を良好にする考慮と、コマ収差の補正を
考えれば良い。また、ペツツバール和を小さくす
るパワー配置並びにｙ＝fθなる負の歪曲特性を発
生させる方法として、軸外光線の通過する光線高
が、入射瞳から遠ざかるレンズほど高くなること
を併せて考慮すると、入射瞳側から負レンズ、正
レンズの順に配置し、正レンズにより負の歪曲を
発生させる構成が望ましい。
走査幅と、走査光学系の大きさを決定する該レン
ズの焦点距離によつて求められる。一般的には半
画角で32゜前後の広画角が要求されるが、入射光
束径は小さく、大きなＦナンバーを持つので球面
収差はあまり気にしなくても良く。もつぱら像面
の平坦性を良好にする考慮と、コマ収差の補正を
考えれば良い。また、ペツツバール和を小さくす
るパワー配置並びにｙ＝fθなる負の歪曲特性を発
生させる方法として、軸外光線の通過する光線高
が、入射瞳から遠ざかるレンズほど高くなること
を併せて考慮すると、入射瞳側から負レンズ、正
レンズの順に配置し、正レンズにより負の歪曲を
発生させる構成が望ましい。
本発明にかかる等速度走査レンズにおいては、
人射瞳側より順次、負の第１レンズと正の第２レ
ンズとから構成され次の各条件を満足するもので
ある。
人射瞳側より順次、負の第１レンズと正の第２レ
ンズとから構成され次の各条件を満足するもので
ある。
(1) n1＜1.6
(2) n2＜1.6
(3) −12＜r2／r1＜−６
(4) 3f＜r3＜5f
但し、n1，n2は各レンズの屈折率、r1，r2，r3，
r4は各屈折面の曲率半径、ｆは全系の合成焦点距
離である。
r4は各屈折面の曲率半径、ｆは全系の合成焦点距
離である。
条件(1)及び(2)はペツツバール和と硝材のコスト
を抑えるためのものである。前述の如く、負の歪
曲特性を生じさせるには第２レンズの正のパワー
を大きくすることによつて成されるが、全系のペ
ツツバール和は正に偏倚し像面はアンダーとな
り、広画角が困難となる。このペツツバール和を
小さくするには、負の第１レンズに低屈折率、正
の第２レンズに高屈折率の硝材を用いるとよい。
具体的には第１レンズの屈折率が1.6より大きく
なるとペツツバール和が大きくなり過ぎ像面の平
坦性が劣化する。第２レンズは屈折率が大きい方
がペツツバール和を小さくできるが、硝材のコス
トが一般に上昇するので、低コスト化のねらいか
ら1.6以下にとどめておく事が望ましい。
を抑えるためのものである。前述の如く、負の歪
曲特性を生じさせるには第２レンズの正のパワー
を大きくすることによつて成されるが、全系のペ
ツツバール和は正に偏倚し像面はアンダーとな
り、広画角が困難となる。このペツツバール和を
小さくするには、負の第１レンズに低屈折率、正
の第２レンズに高屈折率の硝材を用いるとよい。
具体的には第１レンズの屈折率が1.6より大きく
なるとペツツバール和が大きくなり過ぎ像面の平
坦性が劣化する。第２レンズは屈折率が大きい方
がペツツバール和を小さくできるが、硝材のコス
トが一般に上昇するので、低コスト化のねらいか
ら1.6以下にとどめておく事が望ましい。
条件(3)は負の第１レンズの第１面と第２面の曲
率半径の関係を示し、ペツツバール和を補正する
第１のレンズの第１面、第２面のパワーの分担を
決めるもので、非点収差、コマ収差を良好に補正
するための条件である。これは、非点収差、コマ
収差の補正か考えると、第１レンズ第１面の曲率
半径r1の絶対値を小さくし、軸外光線の、この面
への入射をできるだけ垂直入射に近くすれば、こ
れら非点収差、コマ収差の発生を少なくできる。
当該条件の下限を越えると第１レンズ第２面で生
ずる性の歪曲が小さくなり、全系の歪曲特性が負
へ偏倚する。上限を越えると、第１面で生ずる非
点収差、コマ収差が大きくなり補正が困難とな
る。条件(4)は、第２レンズ第３面の曲率半径の関
係を示し、非点収差と歪曲収差を良好に補正する
ための条件である。下限を越えると、サジタルの
像面が正に動き、非点隔差が大きくなり像面の平
坦性が劣化する。上限を越えると、第３面での負
の歪曲収差発生が減少し、全系の歪曲特性が正へ
偏倚する。
率半径の関係を示し、ペツツバール和を補正する
第１のレンズの第１面、第２面のパワーの分担を
決めるもので、非点収差、コマ収差を良好に補正
するための条件である。これは、非点収差、コマ
収差の補正か考えると、第１レンズ第１面の曲率
半径r1の絶対値を小さくし、軸外光線の、この面
への入射をできるだけ垂直入射に近くすれば、こ
れら非点収差、コマ収差の発生を少なくできる。
当該条件の下限を越えると第１レンズ第２面で生
ずる性の歪曲が小さくなり、全系の歪曲特性が負
へ偏倚する。上限を越えると、第１面で生ずる非
点収差、コマ収差が大きくなり補正が困難とな
る。条件(4)は、第２レンズ第３面の曲率半径の関
係を示し、非点収差と歪曲収差を良好に補正する
ための条件である。下限を越えると、サジタルの
像面が正に動き、非点隔差が大きくなり像面の平
坦性が劣化する。上限を越えると、第３面での負
の歪曲収差発生が減少し、全系の歪曲特性が正へ
偏倚する。
更に、本発明においては、高性能でありながら
低コスト化を図つているため、構成枚数が少な
く、より性能を高めるためには少なくとも一方の
面を非球面化することが望ましい。一方、非球面
化と低コスト化を両立させるには、ガラスレンズ
では著しく困難であるので、プラスチツクレンズ
を用いるとより望ましい。
低コスト化を図つているため、構成枚数が少な
く、より性能を高めるためには少なくとも一方の
面を非球面化することが望ましい。一方、非球面
化と低コスト化を両立させるには、ガラスレンズ
では著しく困難であるので、プラスチツクレンズ
を用いるとより望ましい。
以上説明した本発明になる等速度走査レンズの
実施例を次に示す。
実施例を次に示す。
実施例 １
ｆ＝235 F80 画角2ω＝64゜
入射瞳は第１レンズ前方15.00
r1 −64.249
r2 488.451*1
r3 846.790
r4 −57.162*2
d1 1.00
d2 14.726
d3 11.00
n1 1.488
n2 1.582
但し、r1，r2，r3，r4は各面の曲率半径、d1，d2，
d3，は各レンズの面間隔、n1，n2は各レンズの波
長780nｍに対する屈折率で、各アクリル樹脂、
ポリカーボネイト樹脂である。＊は非球面でＸを
レンズの光軸から開口の半径距離Ｙの位置におけ
るレンズ頂点からの偏移量とした時、 で示される。但し、AD、AE、AF、AGは非球
面係数である。（以下の実施例でも同様） ＊１ ＊２ AD 7.34712×10-7 −6.67243×10-8 AE 3.37367×10-9 −5.83094×10-11 AF −1.01671×10-11 −1.04272×10-14 AG −2.66026×10-14 7.78683×10-17 r2／r1＝−7.60 r3＝3.60f 実施例 ２ ｆ＝235 F80 画角2ω＝64゜ 入射瞳は第１レンズ前方15.00 r1 −64.319 r2 652.991*1 r3 984.540 r4 −57.641*2 d1 1.00 d2 14.726 d3 11.00 n1 1.488 n2 1.582 ＊１ ＊２ AD 3.54090×10-7 −1.97677×10-8 AE 4.73181×10-10 −1.94567×10-11 AF 4.79894×10-12 2.94903×10-15 AG −1.59411×10-14 2.74076×10-17 r2／r1＝−10.15 r3＝4.19f 上記実施例１の等速度走査レンズのレンズ配置
図を第２図に示す。第３は非点収差を示すもので
実線がサジタル（Ｓ）方向、点線がメリデイオナ
ル（Ｍ）方向の収差を表わしている。第４図は理
想線高ｙ＝fθからのずれを％で表わした走査の直
線性を表わしている。実施例２についても同様
に、第５図にレンズ配置図、第６図に非点収差、
第７図に走査の直線性を各々表わしている。夫々
非点収差については最大３mm程度であり、当該等
速度走査レンズ系の明るさで決まる焦点深度内に
十分収まつていると共に、走査の直線性のずれも
最大で0.7％程度と諸収差が良好に補正されてい
る。
d3，は各レンズの面間隔、n1，n2は各レンズの波
長780nｍに対する屈折率で、各アクリル樹脂、
ポリカーボネイト樹脂である。＊は非球面でＸを
レンズの光軸から開口の半径距離Ｙの位置におけ
るレンズ頂点からの偏移量とした時、 で示される。但し、AD、AE、AF、AGは非球
面係数である。（以下の実施例でも同様） ＊１ ＊２ AD 7.34712×10-7 −6.67243×10-8 AE 3.37367×10-9 −5.83094×10-11 AF −1.01671×10-11 −1.04272×10-14 AG −2.66026×10-14 7.78683×10-17 r2／r1＝−7.60 r3＝3.60f 実施例 ２ ｆ＝235 F80 画角2ω＝64゜ 入射瞳は第１レンズ前方15.00 r1 −64.319 r2 652.991*1 r3 984.540 r4 −57.641*2 d1 1.00 d2 14.726 d3 11.00 n1 1.488 n2 1.582 ＊１ ＊２ AD 3.54090×10-7 −1.97677×10-8 AE 4.73181×10-10 −1.94567×10-11 AF 4.79894×10-12 2.94903×10-15 AG −1.59411×10-14 2.74076×10-17 r2／r1＝−10.15 r3＝4.19f 上記実施例１の等速度走査レンズのレンズ配置
図を第２図に示す。第３は非点収差を示すもので
実線がサジタル（Ｓ）方向、点線がメリデイオナ
ル（Ｍ）方向の収差を表わしている。第４図は理
想線高ｙ＝fθからのずれを％で表わした走査の直
線性を表わしている。実施例２についても同様
に、第５図にレンズ配置図、第６図に非点収差、
第７図に走査の直線性を各々表わしている。夫々
非点収差については最大３mm程度であり、当該等
速度走査レンズ系の明るさで決まる焦点深度内に
十分収まつていると共に、走査の直線性のずれも
最大で0.7％程度と諸収差が良好に補正されてい
る。
（発明の効果）
以上のように本発明は、広画角でありながら、
２枚構成で且つ硝材としても安価なプラスチツク
を使用し、低コスト化を図りながら、諸収差の補
正が良好な等速度走査レンズを提供するもので、
産業上の価値の大なるものである。
２枚構成で且つ硝材としても安価なプラスチツク
を使用し、低コスト化を図りながら、諸収差の補
正が良好な等速度走査レンズを提供するもので、
産業上の価値の大なるものである。
第１図は本発明レンズが使用される走査、光学
系の構成を示す図、第２図は本発明に基ずく実施
例１のレンズ配置図、第３図、第４図は実施例１
の収差図、同様に第５図は実施例２のレンズ配置
図、第６図、第７図は実施例２の収差図である。 １……光源、２……ビーム、３……回転多面
鏡、４……結像レンズ、５……走査面。
系の構成を示す図、第２図は本発明に基ずく実施
例１のレンズ配置図、第３図、第４図は実施例１
の収差図、同様に第５図は実施例２のレンズ配置
図、第６図、第７図は実施例２の収差図である。 １……光源、２……ビーム、３……回転多面
鏡、４……結像レンズ、５……走査面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 人射瞳側より順に負の第１レンズと正の第２
レンズとから成る光学系であつて、次の各条件を
満足することを特徴とする等速度走査レンズ： (1) n1＜1.6 (2) n2＜1.6 (3) −12＜r2／r1＜−６ (4) 3f＜r3＜5f 但し、n1，n2は各レンズの屈折率、r1，r2，r3，
r4は各屈折面の曲率半径、ｆは全系の合成焦点距
離。 ２ 少なくとも一方の面が非球面であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の等速度走査
レンズ。 ３ 少なくとも一つのレンズにプラスチツクレン
ズを使用したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の等速度走査レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153039A JPS6046518A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 等速度走査レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153039A JPS6046518A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 等速度走査レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6046518A JPS6046518A (ja) | 1985-03-13 |
| JPH045167B2 true JPH045167B2 (ja) | 1992-01-30 |
Family
ID=15553635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58153039A Granted JPS6046518A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 等速度走査レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046518A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63210814A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-01 | Toshiba Corp | 記録装置 |
-
1983
- 1983-08-24 JP JP58153039A patent/JPS6046518A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6046518A (ja) | 1985-03-13 |
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