JPH0468308A - Optical scanning device - Google Patents

Optical scanning device

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Publication number
JPH0468308A
JPH0468308A JP18119290A JP18119290A JPH0468308A JP H0468308 A JPH0468308 A JP H0468308A JP 18119290 A JP18119290 A JP 18119290A JP 18119290 A JP18119290 A JP 18119290A JP H0468308 A JPH0468308 A JP H0468308A
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JP
Japan
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scanning
lens
cylindrical
refractive power
scanning direction
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Application number
JP18119290A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Takahashi
浩一 高橋
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JAPAN IMEEJINGU SYST KK
Original Assignee
JAPAN IMEEJINGU SYST KK
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Publication date
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  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an excellent ftheta characteristic, an excellent image formation characteristic, etc., with a relatively small optical element by using equal-speed scanning optical systems consisting of cylindrical mirrors, etc., for forming line images in the scanning direction. CONSTITUTION:The line image formation optical systems 2 and 4 which form line images nearby a deflecting surface in the scanning direction and have positive positive refracting power only in the direction perpendicular to the scanning direction are provided. Further, the device is equipped with equal-speed scanning optical systems 5 - 8 composed of a concave lens 5 which has negative refracting power, a 1st cylindrical mirror 6 which has positive refracting power only in the direction perpendicular to the scanning direction, and a cylindrical lens 7 which has positive refracting power only in the parallel direction, and a 2nd cylindrical mirror 8 which has positive refracting power only in the vertical direction. Consequently, the equal-speed scanning characteristic and image formation characteristic are obtained by using the inexpensive, relatively small optical element and the surface tilt error of the deflecting surface can be corrected.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は走査光学装置に関し、特に回転鏡1回転多面鏡
等の偏向器を使用する走査光学装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a scanning optical device, and more particularly to a scanning optical device using a deflector such as a single rotating polygon mirror.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

周知のように、回転鏡1回転多面鏡等の偏向器は、高精
度に加工されたものであっても、回転軸と偏向面との平
行度に多少の誤差が生しる。この偏向面の平行度の誤差
は、一般に面倒れ誤差と呼ばれており、走査光学装置に
おいては、走査面上で光スポットの走査方向とは垂直な
方向(副走査方向)への位置ずれを生しさせる原因とな
る。
As is well known, even if a deflector such as a single-rotation polygon mirror is machined with high precision, there will be some error in the parallelism between the rotation axis and the deflection surface. This error in the parallelism of the deflection surface is generally called a surface inclination error, and in a scanning optical device, the positional deviation of the light spot in the direction perpendicular to the scanning direction (sub-scanning direction) on the scanning surface is detected. cause it to grow.

いま、偏向面の面倒れ誤差をΔθとし、偏向面で偏向さ
れた光ビームを走査面上に集束させる等速度走査光学系
の焦点距離をfとすると、走査面上で集束された光スポ
ットの副走査方向への位置ずれ量Δdは、 Δd==2Δθ・f で表される0例えば、f=300mmの場合、位置ずれ
量Δdを0.01mm以下にするには、面倒れ誤差Δθ
を約3秒以下にするという非常に高い加工精度が回転鏡
1回転多面鏡等の偏向器に要求される。このような高精
度の偏向器を製作することは、実際には非常に困難なこ
とである。
Now, if the surface inclination error of the deflection surface is Δθ, and the focal length of the constant velocity scanning optical system that focuses the light beam deflected by the deflection surface onto the scanning surface is f, then the light spot focused on the scanning surface is The positional deviation amount Δd in the sub-scanning direction is expressed as Δd==2Δθ・f 0For example, when f=300mm, in order to make the positional deviation amount Δd 0.01mm or less, the surface tilt error Δθ
Deflectors such as single-rotation polygon mirrors are required to have very high processing accuracy of approximately 3 seconds or less. It is actually very difficult to manufacture such a highly accurate deflector.

そこで、このような偏向器の偏向面の面倒れ誤差を光学
的に補正(以下、この補正を面倒れ補正という)するよ
うにした走査光学装置が、従来から種々提案されている
Therefore, various scanning optical devices have been proposed in the past that optically correct the surface inclination error of the deflection surface of the deflector (hereinafter, this correction is referred to as surface inclination correction).

例えば、第8図に示すような従来の面倒れ補正を行う走
査光学装置では、まず、光源である半導体レーザ81か
ら発生した光ビームをコリメーションレンズ82によっ
て平行光ビームとし、走査方向に垂直な方向にのみ正の
屈折力を存するシリンドリカルレンズ83によって回転
多面鏡84の偏向面の近傍に走査方向と平行な線像を結
像する。
For example, in a conventional scanning optical device that performs surface tilt correction as shown in FIG. A line image parallel to the scanning direction is formed in the vicinity of the deflection surface of the rotating polygon mirror 84 by the cylindrical lens 83 which has positive refractive power only in the cylindrical lens 83 .

次に、回転多面鏡84の偏向面で反射された光ビームに
よりfθレンズ85と走査方向に垂直な方向にのみ正の
屈折力を有するシリンドリカルレンズ86を介して走査
面87上に光スポットを結像する。
Next, the light beam reflected by the deflection surface of the rotating polygon mirror 84 forms a light spot on the scanning surface 87 via the fθ lens 85 and the cylindrical lens 86 having positive refractive power only in the direction perpendicular to the scanning direction. Image.

このような従来の面倒れ補正を行う走査光学装置では、
fθレンズ85によりfθ特性が得られるとともに、回
転多面鏡84の偏向面と走査面87とが光学的に共役な
関係になっていることから、シリンドリカルレンズ86
により回転多面鏡84の偏向面の面倒れ誤差に起因する
走査面87上での光ビームの副走査方向への位置ずれを
補正することができる。
In such a conventional scanning optical device that performs surface tilt correction,
The fθ lens 85 provides an fθ characteristic, and since the deflection surface of the rotating polygon mirror 84 and the scanning surface 87 are in an optically conjugate relationship, the cylindrical lens 86
Accordingly, it is possible to correct the positional deviation of the light beam in the sub-scanning direction on the scanning surface 87 due to the surface tilt error of the deflection surface of the rotating polygon mirror 84.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、上述した従来の面倒れ補正を行う走査光学装置
では、シリンドリカルレンズ86により回転多面鏡84
の偏向面の面倒れ誤差に起因する走査面87上での光ビ
ームの副走査方向への位置ずれを補正するようになって
いたので、シリンドリカルレンズ86に大きな屈折力が
要求されるとともに、シリンドリカルレンズ86が走査
面87に平行な方向、つまりシリンドリカルレンズ86
の長平方向に非常に長いレンズとなり、走査光学装置を
高価でかつ大型のものにするという欠点がある。
However, in the above-described conventional scanning optical device that performs surface tilt correction, the rotating polygon mirror 84 is
The cylindrical lens 86 is required to have a large refractive power, and the cylindrical lens 86 is required to have a large refractive power. The direction in which the lens 86 is parallel to the scanning plane 87, that is, the cylindrical lens 86
The disadvantage is that the lens becomes very long in the longitudinal direction, making the scanning optical device expensive and large.

また、シリンドリカルレンズ8Gによる像面の倒れ(像
面湾曲)をfθレンズ85によって補正する必要が生じ
、fθレンズ85の設計が複雑になるという欠点がある
Further, it becomes necessary to correct the inclination of the image plane (field curvature) caused by the cylindrical lens 8G using the fθ lens 85, and there is a drawback that the design of the fθ lens 85 becomes complicated.

本発明の目的は、上述の点に鑑み、安価で比較的小さい
光学素子を用いて良好な等速度走査特性(以下、fθ特
性という)と結像特性とを得ることができるとともに、
偏向面の面倒れ誤差に起因する走査面上での光スボVト
の副走査方向への位置ずれを補正できるようにしたコン
パクトな走査光学装置を提供することにある。
In view of the above-mentioned points, an object of the present invention is to be able to obtain good constant velocity scanning characteristics (hereinafter referred to as fθ characteristics) and imaging characteristics using an inexpensive and relatively small optical element, and to
It is an object of the present invention to provide a compact scanning optical device capable of correcting a positional shift of an optical stub V in the sub-scanning direction on a scanning surface caused by a surface inclination error of a deflection surface.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の走査光学装置は、光源からの光ビームを偏向面
に入射させて偏向させ、偏向された光ビームにより走査
面を走査する走査光学装置において、光源からの光ビー
ムにより偏向面の近傍に走査方向と平行な線像を形成す
る走査方向と垂直な方向にのみ正の屈折力を有する線像
形成光学系と、偏向面側より順に、負の屈折力を有する
凹レンズと、走査方向と垂直な方向にのみ正の屈折力を
有する第1シリンドリカルミラーと、走査方向に平行な
方向にのみ正の屈折力を有するシリンドリカルレンズと
、走査方向と垂直な方向にのみ正の屈折力を有する第2
シリンドリカルミラーとからなる等速度走査光学系とを
備えることを特徴とする。
A scanning optical device of the present invention is a scanning optical device that makes a light beam from a light source enter a deflection surface and deflects it, and scans the scanning surface with the deflected light beam. A line image forming optical system that forms a line image parallel to the scanning direction and has positive refractive power only in the direction perpendicular to the scanning direction, a concave lens that has negative refractive power in order from the deflection surface side, and a concave lens that has negative refractive power perpendicular to the scanning direction. a first cylindrical mirror having positive refractive power only in a direction parallel to the scanning direction, a cylindrical lens having positive refractive power only in a direction parallel to the scanning direction, and a second cylindrical mirror having positive refractive power only in a direction perpendicular to the scanning direction.
The present invention is characterized by comprising a constant velocity scanning optical system consisting of a cylindrical mirror.

〔作用〕[Effect]

本発明の走査光学装置では、走査方向と垂直な方向にの
み正の屈折力を有する線像形成光学系が光源からの光ビ
ームにより偏向面の近傍に走査方向と平行な線像を形成
し、負の屈折力を有する凹レンズと走査方向に平行な方
向にのみ正の屈折力を有するシリンドリカルレンズとが
走査方向と平行な方向の光ビームに負の歪曲収差を与え
てfθ補正を行い、走査方向と垂直な方向にのみ正の屈
折力を有する第1シリンドリカルミラーと走査方向と垂
直な方向にのみ正の屈折力を有する第2シリンドリカル
ミラーとが走査方向に垂直な方向の光ビームを面倒れ補
正して走査面上に結像する。
In the scanning optical device of the present invention, a line image forming optical system having positive refractive power only in a direction perpendicular to the scanning direction forms a line image parallel to the scanning direction near the deflection surface using a light beam from a light source, A concave lens with negative refractive power and a cylindrical lens with positive refractive power only in the direction parallel to the scanning direction give negative distortion to the light beam in the direction parallel to the scanning direction to perform fθ correction. A first cylindrical mirror that has a positive refractive power only in a direction perpendicular to the scanning direction and a second cylindrical mirror that has a positive refractive power only in a direction perpendicular to the scanning direction correct the optical beam in the direction perpendicular to the scanning direction. to form an image on the scanning plane.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して詳細に説明する。 Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

第1図、第2閲および第3図は、本発明の走査光学装置
の構成を示す斜視問、略平面図および略側面図である。
1, 2, and 3 are a perspective view, a schematic plan view, and a schematic side view showing the configuration of the scanning optical device of the present invention.

この走査光学装置は、光源である半導体レーザ1と、半
導体レーザ1からのレーザ光を平行光ビームにするコリ
メーションレンズ2と、回転多面鏡4の偏向面の近傍に
走査方向と平行な線像を形成する走査方向と垂直な方向
にのみ正の屈折力を有する第1シリンドリカルレンズ3
と、偏向器としての回転多面鏡4と、負の屈折力を有す
る凹レンズ5と、走査方向に垂直な方向にのみ正の屈折
力を有する第1シリンドリカルミラー6と、走査方向に
平行な方向にのみ正の屈折力を存する第2シリンドリカ
ルレンズ7と、走査方向に垂直な方向にのみ正の屈折力
を有する第2シリンドリカルミラー8と、光スポットに
より走査される走査面9とから構成されている。
This scanning optical device includes a semiconductor laser 1 as a light source, a collimation lens 2 that converts the laser light from the semiconductor laser 1 into a parallel light beam, and a line image parallel to the scanning direction near the deflection surface of a rotating polygon mirror 4. A first cylindrical lens 3 having positive refractive power only in a direction perpendicular to the scanning direction in which it is formed.
, a rotating polygon mirror 4 as a deflector, a concave lens 5 having negative refractive power, a first cylindrical mirror 6 having positive refractive power only in a direction perpendicular to the scanning direction, and a first cylindrical mirror 6 having positive refractive power only in a direction perpendicular to the scanning direction. It is composed of a second cylindrical lens 7 having positive refractive power only in the direction perpendicular to the scanning direction, a second cylindrical mirror 8 having positive refractive power only in the direction perpendicular to the scanning direction, and a scanning surface 9 scanned by the light spot. .

次に、このように構成された本実施例の走査光学装置の
動作について説明する。
Next, the operation of the scanning optical device of this embodiment configured as described above will be explained.

コリメーションレンズ2は、半導体レーザ1から発せら
れたレーザ光を平行光ビームとする。
The collimation lens 2 converts the laser light emitted from the semiconductor laser 1 into a parallel light beam.

第1シリンドリカルレンズ3は、コリメーションレンズ
2によって平行にされた光ビームにより回転多面鏡4の
偏向面の近傍に走査方向に平行な線像を形成させる。
The first cylindrical lens 3 causes the light beam made parallel by the collimation lens 2 to form a line image parallel to the scanning direction near the deflection surface of the rotating polygon mirror 4 .

回転多面鏡4は、等角速度で回転し、第1シリンドリカ
ルレンズ3により偏向面の近傍に形成された線像の光ビ
ームを偏向面によって反射して偏向させる。
The rotating polygon mirror 4 rotates at a constant angular velocity, and reflects and deflects a line image light beam formed near the deflection surface by the first cylindrical lens 3 by the deflection surface.

凹レンズ5および第2シリンドリカルレンズ7は、回転
多面鏡4により偏向された光ビームに負の歪曲収差を与
えてfθ補正を行う。
The concave lens 5 and the second cylindrical lens 7 apply negative distortion to the light beam deflected by the rotating polygon mirror 4 to perform fθ correction.

第1シリンドリカルミラー6は、凹レンズ5を通過した
光ビームを90度の角度に反射させるとともに、走査方
向と垂直な方向にのみ正の屈折力を有することにより面
倒れ補正を行う。
The first cylindrical mirror 6 reflects the light beam that has passed through the concave lens 5 at an angle of 90 degrees, and also performs surface tilt correction by having positive refractive power only in the direction perpendicular to the scanning direction.

第2シリンドリカルミラー8は、第2シリンドリカルレ
ンズ7を通過した光ビームを90度の角度に反射させる
とともに、走査方向と垂直な方向にのみ正の屈折力を有
することにより面倒れ補正を行って走査面9上に光スポ
ットを結像させる。
The second cylindrical mirror 8 reflects the light beam that has passed through the second cylindrical lens 7 at an angle of 90 degrees, and has positive refractive power only in the direction perpendicular to the scanning direction, thereby correcting the surface tilt and scanning. A light spot is imaged onto surface 9.

したがって、等速度走査光学系では、走査方向において
は、凹レンズ5および第2シリンドリカルレンズ7のみ
が屈折力をもつとともに、他の光学素子が副走査方向に
のみ屈折力をもつ第1シリンドリカルミラー6および第
2シリンドリカルミラー8だけであるため、像面の倒れ
(像面湾曲)などの影響がなく、凹レンズ5および第2
シリンドリカルレンズ7の設計だけでfθ特性を決定で
きる。また、fθ特性を決定するレンズ系が凹レンズ5
と正の屈折力を有する(すなわち、凸レンズである)第
2シリンドリカルレンズ7との組合せになるので、fθ
特性である歪曲収差係数Vを目安となるV=2/3に近
い値にするために偏向面から凹レンズ5までの距離を短
くすることができ、この結果、走査光学装置をコンパク
トにすることができる。さらに、凹レンズ5および第2
シリンドリカルレンズ7を、それぞれ平凹球面レンズお
よび平凸シリンドリカルレンズ(後記第2実施例参照)
、または平凹シリンドリカルレンズおよび平凸シリンド
リカルレンズ(後記第4実施例参照)の構成にすること
も可能であり、レンズの加工が容易になって走査光学装
置のコストをより低減させることができる。
Therefore, in the constant velocity scanning optical system, only the concave lens 5 and the second cylindrical lens 7 have refractive power in the scanning direction, and the other optical elements include the first cylindrical mirror 6 and the second cylindrical lens 7, which have refractive power only in the sub-scanning direction. Since there is only the second cylindrical mirror 8, there is no influence such as tilting of the image plane (field curvature), and the concave lens 5 and the second
The fθ characteristic can be determined only by designing the cylindrical lens 7. In addition, the lens system that determines the fθ characteristic is a concave lens 5.
and the second cylindrical lens 7 having positive refractive power (that is, a convex lens), fθ
The distance from the deflection surface to the concave lens 5 can be shortened in order to bring the characteristic distortion coefficient V to a value close to the standard V=2/3, and as a result, the scanning optical device can be made more compact. can. Furthermore, the concave lens 5 and the second
The cylindrical lens 7 is a plano-concave spherical lens and a plano-convex cylindrical lens (see second embodiment below).
Alternatively, it is also possible to configure a plano-concave cylindrical lens and a plano-convex cylindrical lens (see the fourth embodiment below), which facilitates lens processing and further reduces the cost of the scanning optical device.

また、副走査方向においては、光ビームが第】シリンド
リカルレンズ3によって偏向面の近傍で1度結像され、
偏向面による偏向後に第1ンリンドリ力ルミラ−6およ
び第2シソンドリカルミラー8によって走査面9上に光
スポットが結像されるようにしたことにより、偏向面と
走査面9とが光学的に共役となっているので、偏向面に
多少の面倒れ誤差があっても走査面9上での光スポット
の副走査方向への位置ずれを補正することができる。一
方、第1ソリンドリ力ルミラ−6は走査方向と垂直な方
向にのみ正の屈折力をもつため、第2シリンドリカルレ
ンズ7に入射する光ビームはある程度平行光ビームに近
い状態になっており、第2シリンドリカルレンズ7は副
走査方向における結像に影響をほとんど与えない。つま
り、凹レンズ5.第1シリンドリカルミラー6および第
2シリンドリカルミラー8の配置および屈折力のみによ
る結像を考慮すればよく、設計が容易となる。
In addition, in the sub-scanning direction, the light beam is imaged once near the deflection surface by the cylindrical lens 3,
After being deflected by the deflection surface, a light spot is imaged on the scanning surface 9 by the first linear mirror 6 and the second horizontal mirror 8, so that the deflection surface and the scanning surface 9 are optically connected. Since it is conjugate, even if there is some surface tilt error in the deflection surface, the positional shift of the light spot on the scanning surface 9 in the sub-scanning direction can be corrected. On the other hand, since the first solindrical lens 6 has positive refractive power only in the direction perpendicular to the scanning direction, the light beam incident on the second cylindrical lens 7 is close to a parallel light beam to some extent, The two-cylindrical lens 7 has almost no effect on imaging in the sub-scanning direction. In other words, concave lens 5. It is only necessary to consider the arrangement of the first cylindrical mirror 6 and the second cylindrical mirror 8 and the imaging based on the refractive power, which facilitates the design.

また、第1シリンドリカルミラー6および第2シリンド
リカルミラー8に光ビームを集束する屈折力を分配する
構成にしたため、各光学素子を小さくかつ安価なものと
することができる。
Further, since the configuration is such that the refractive power for focusing the light beam is distributed to the first cylindrical mirror 6 and the second cylindrical mirror 8, each optical element can be made small and inexpensive.

以下、本発明の走査光学装置の具体的な実施例について
説明する。
Hereinafter, specific embodiments of the scanning optical device of the present invention will be described.

ただし、以下の実施例においては、第2図および第3図
に示すように、rXl””rX6は走査方向に平行な方
向の曲率半径(単位はmm) 、ryl〜rybは走査
方向に垂直な方向の曲率半径(単位はmm) 、n、は
凹レンズ5の屈折率、n2は第2シリンドリカルレンズ
7の屈折率、doは偏向面から凹レンズ5の第1屈折面
までの距離(単位はmm)、d、〜d6は凹レンズ5か
ら順に走査面9までの光軸上での各屈折面間路#(単位
はmm)をそれぞれ表す。また、fは等速度走査光学系
の走査方向の焦点距離(単位はmm) 、Fkは等速度
走査光学系のFナンバ、2θは全走査角(単位は度(’
))、fcは第1シリンドリカルレンズ3の走査方向に
垂直な方向の焦点距離(単位はm m ) 、λは使用
波長(単位はnm)である。
However, in the following examples, as shown in FIGS. 2 and 3, rXl""rX6 is the radius of curvature (unit: mm) in the direction parallel to the scanning direction, and ryl to ryb are the radius of curvature in the direction perpendicular to the scanning direction. The radius of curvature in the direction (units are mm), n is the refractive index of the concave lens 5, n2 is the refractive index of the second cylindrical lens 7, do is the distance from the deflection surface to the first refractive surface of the concave lens 5 (units are mm) , d, to d6 represent the path # (in mm) between each refractive surface on the optical axis from the concave lens 5 to the scanning surface 9, respectively. In addition, f is the focal length in the scanning direction of the constant velocity scanning optical system (unit: mm), Fk is the F number of the uniform velocity scanning optical system, and 2θ is the total scanning angle (unit: degrees ('
)), fc is the focal length of the first cylindrical lens 3 in the direction perpendicular to the scanning direction (in mm), and λ is the wavelength used (in nm).

〈第1実施例〉 −f = 300mm  FNn=60 20= 57
.2958゜f c = 137.061mm  λ−
780nm・レンズデータ 偏向面から凹レンズ5の第1屈折面までの距離d、= 
 21.636 凹レンズ5の第1屈折面 r 、、 = −720,031r 、、 −−720
,031d + =  15.924    n + 
=1.60910凹レンズ5の第2屈折面 r 、lz = 1099.144    r −2=
 1099.144d、 =  37.029 第1シリンドリカルミラー6の反射面 r 、13=1りor y3−332.887d3= 
 10.385    REEL(90度反射)第2シ
リンドリカルレンズ7の第1屈折面r、I、=   0
0            r、、=   ″)d4=
  19.483    ng =1.65947第2
ソリンドリ力ルレンズ7の第2屈折面r−s−151,
916r 、、 =  ■d s =117.414 第2シリンドリカルミラー8の反射面 rX、=  oor、、= −348,034d、 =
  209.329    REFL (90度反射)
・走査方向に平行な方向のみにおけるf=1に正規化し
た場合の収差係数 球面収差係数     1=  12.40615コマ
収差係数     n = −0,15612非点収差
係数     III = −0,15182像面湾曲
       IV=  0.37192歪曲収差係数
     V=  0.61488ペツツバール和  
  P=  0.52374第1実施例の走査光学装置
の非点収差(AS)および線形性(L I N)を第4
図(a)および(b)に示す。第4図(a)中、ASは
サジタル方向の非点収差、ΔMはメリジオナル方向の非
点収差をそれぞれ示す(以下同様)。
<First example> -f = 300mm FNn = 60 20 = 57
.. 2958°f c = 137.061mm λ-
780 nm・Lens data Distance d from the deflection surface to the first refractive surface of the concave lens 5, =
21.636 First refractive surface r of concave lens 5,, = −720,031r,, −720
,031d + = 15.924 n +
= 1.60910 Second refractive surface r of concave lens 5, lz = 1099.144 r −2=
1099.144d, = 37.029 Reflection surface r of first cylindrical mirror 6, 13=1 or y3-332.887d3=
10.385 REEL (90 degree reflection) first refractive surface of second cylindrical lens 7 r, I, = 0
0 r,, = ″)d4=
19.483 ng = 1.65947 second
The second refractive surface r-s-151 of the solin drill lens 7,
916r,, = ■d s =117.414 Reflection surface rX of second cylindrical mirror 8, = oor,, = -348,034d, =
209.329 REFL (90 degree reflection)
・Aberration coefficient when normalized to f=1 only in the direction parallel to the scanning direction Spherical aberration coefficient 1 = 12.40615 Comatic aberration coefficient n = -0,15612 Astigmatism coefficient III = -0,15182 Field curvature IV = 0.37192 Distortion aberration coefficient V = 0.61488 Petzval sum
P=0.52374 The astigmatism (AS) and linearity (L I N) of the scanning optical device of the first example are
Shown in Figures (a) and (b). In FIG. 4(a), AS indicates astigmatism in the sagittal direction, and ΔM indicates astigmatism in the meridional direction (the same applies hereinafter).

く第2実施例〉 ・f = 300mm  Fft=60 2θ= 57
.2958゜f c = 137.06]、mm  λ
−780nm・レンズデータ 偏向面から凹レンズ5の第1屈折面までの距離d0= 
 28.260 凹レンズ5の第1屈折面 jX、:   (X)            f、I
=   IXId I=  22.343    n 
+ −1,63552凹レンズ5の第2屈折面 r X! =  615.3B2    r 、2= 
 615.382d2=  38.503 第1シリンドリカルミラー6の反射面 rX、−ωr、、= −374,226d 3 = 1
2.171      REFL (90度反射)第2
シリンドリカルレンズ7の第1屈折面rX4=   0
0            j、、=   00da 
 =   23.227      nt  =1.7
1230第2シリンドリカルレンズ7の第2屈折面r−
s=  173.968     r−s=  ■d%
 =  79.147 第2シリンドリカルミラー8の反射面 r −b=  oor yb=  376.545d、
 =  240.252    REFL (90度反
射)・走査方向に平行な方向のみにおけるf=1に正規
化した場合の収差係数 球面収差係数     1=  9.32543コマ収
差係数     n = −0,10811非点収差係
数     1[1= −0,14784像面湾曲  
     IV=  0.38005歪曲収差係数  
   V=  0.62341ペツツバール和    
P=  0.52793第2実施例の走査光学装置の非
点収差(AS)および線形性(LIN)を第5図(a)
および(b)に示す。
2nd Example> ・f=300mm Fft=60 2θ=57
.. 2958°f c = 137.06], mm λ
−780 nm・Lens data Distance d0 from the deflection surface to the first refractive surface of the concave lens 5 =
28.260 First refractive surface jX of concave lens 5: (X) f, I
= IXId I= 22.343 n
+ -1,63552 Second refractive surface r of concave lens 5 X! = 615.3B2 r , 2=
615.382d2=38.503 Reflection surface rX, -ωr, of the first cylindrical mirror 6, = -374,226d3=1
2.171 REFL (90 degree reflection) 2nd
First refractive surface rX4 of cylindrical lens 7 = 0
0 j,, = 00da
= 23.227 nt = 1.7
1230 Second refractive surface r- of second cylindrical lens 7
s= 173.968 r-s= ■d%
= 79.147 Reflection surface of second cylindrical mirror 8 r −b = oor yb = 376.545d,
= 240.252 REFL (90 degree reflection) - Aberration coefficient when normalized to f = 1 only in the direction parallel to the scanning direction Spherical aberration coefficient 1 = 9.32543 Comatic aberration coefficient n = -0,10811 Astigmatism Coefficient 1[1=-0,14784 field curvature
IV = 0.38005 distortion aberration coefficient
V = 0.62341 Petzval sum
P=0.52793 The astigmatism (AS) and linearity (LIN) of the scanning optical device of the second embodiment are shown in Fig. 5(a).
and (b).

〈第3実施例〉 −f = 300mm  Fk−602θ−57,29
5+11゜f c = 137.061mm  λ−7
80nm・レンズデータ 偏向面から凹レンズ5の第1屈折面までの距離do =
21.187 凹レンズ5の第1屈折面 r□−−353,414r y、 =  ■d 、 =
  15.832    n 、 = 1.65947
凹レンズ5の第2屈折面 r、I、! 4810.991    r yz=  
”dz =  27.681 第1シリンドリカルミラー6の反射面 r −3=  ”       r y3=  325
.587ds=10.385    REFL (90
度反射)第2シリンドリカルレンズ7の第1ff折面r
X4−  ■            ry4=   
■d4=  17.671    nt =1.712
30第2シリンドリカルレンズ7の第2屈折面r xs
 −148,739r□−■ d、=  126.908 第2シリンドリカルミラー8の反射面 r 、、=  oOr 、6= −329,370a、
 =  207.079    REFL (90度反
射)・走査方向に平行な方向のみにおけるf=1に正規
化した場合の収差係数 球面収差係数     1 = 14.01009コマ
収差係数     ff = −0,30391非点収
差係数     I[1= −0,13967像面湾曲
       IV=  0.33725歪曲収差係数
     V=  0.61966ベツツパール和  
  P=  0.47692第3実施例の走査光学装置
の非点収差(AS)および線形性(LIN)を第6図(
a)および(b)に示す。
<Third Example> -f = 300mm Fk-602θ-57,29
5+11°f c = 137.061mm λ-7
80 nm・Lens data Distance do from the deflection surface to the first refractive surface of the concave lens 5 =
21.187 First refractive surface r□ of concave lens 5 --353,414ry, = ■d, =
15.832 n, = 1.65947
The second refractive surface r, I, of the concave lens 5! 4810.991 r yz=
"dz = 27.681 Reflection surface r -3 of first cylindrical mirror 6 = "ry3 = 325
.. 587ds=10.385 REFL (90
degree reflection) 1st ff folding surface r of the second cylindrical lens 7
X4- ■ ry4=
■d4 = 17.671 nt = 1.712
30 Second refractive surface r xs of second cylindrical lens 7
-148,739r□-■d, = 126.908 Reflection surface r of second cylindrical mirror 8,, = oOr, 6 = -329,370a,
= 207.079 REFL (90 degree reflection) - Aberration coefficient when normalized to f = 1 only in the direction parallel to the scanning direction Spherical aberration coefficient 1 = 14.01009 Comatic aberration coefficient ff = -0,30391 Astigmatism Coefficient I[1= -0,13967 Field curvature IV= 0.33725 Distortion aberration coefficient V= 0.61966 Betzpearl sum
P=0.47692 The astigmatism (AS) and linearity (LIN) of the scanning optical device of the third embodiment are shown in Fig. 6 (
Shown in a) and (b).

〈第4実施例〉 ・f = 300mm  F隘=60 28= 57.
2958”f C= 137.061mm  λ−78
0nm・レンズデータ 偏向面と凹レンズ5の第1屈折面までの距離do ””
  21.175 凹レンズ5の第1屈折面 rX、=   00            ry、:
   00d 、 −25,283n 、 = 1.6
3552凹レンズ5の第2屈折面 r 、lz=  626.837    r 、=  
−dt=  36.238 第1シリンドリカルミラー6の反射面 r、3= (1)      r yz=  380.
532d3=  12.803    REFL(90
度反射)第2ンリンドリカルレンズ7の第1屈折面f 
X4e   00            f、、−0
0d、 =  24.254    1. =1.71
230第2シリンドリカルレンズ7の第2屈折面r x
s”’  174.347    r 、、=  00
d、 =  80.009 第2シリンドリカルミラー8の反射面 r□= ω      r yb =  374.33
3d、 =238.600     REFL (90
度反射)・走査方向に平行な方向のみにおけるf=1に
正規化した場合の収差係数 球面収差係数     I−9,24469コマ収差係
数     It = −0,12108非点収差係数
     I[[= −0,14600像面湾曲   
    IV=  0.38383歪曲収差係数   
  V=  0.62016ペ、ツハール和    P
=  0.52983第4実施例の走査光学装置の非点
収差(As>および線形性(LIN)を第7図(a)お
よび(b)に示す。
<Fourth Example> ・f = 300mm F = 60 28 = 57.
2958”f C= 137.061mm λ-78
0nm・Lens data Distance between the deflection surface and the first refractive surface of the concave lens 5 do ""
21.175 First refractive surface rX of concave lens 5, = 00 ry,:
00d, -25,283n, = 1.6
3552 Second refractive surface r, lz of concave lens 5 = 626.837 r, =
-dt= 36.238 Reflection surface r of the first cylindrical mirror 6, 3= (1) ryz= 380.
532d3= 12.803 REFL(90
degree reflection) the first refractive surface f of the second lindrical lens 7
X4e 00 f,, -0
0d, = 24.254 1. =1.71
230 Second refractive surface r x of second cylindrical lens 7
s"' 174.347 r,, = 00
d, = 80.009 Reflection surface r□ of second cylindrical mirror 8 = ω ryb = 374.33
3d, =238.600 REFL (90
degree reflection)・Aberration coefficient when normalized to f=1 only in the direction parallel to the scanning direction Spherical aberration coefficient I-9,24469 Comatic aberration coefficient It = -0,12108 Astigmatism coefficient I [[= -0 , 14600 field curvature
IV = 0.38383 distortion aberration coefficient
V = 0.62016 pe, Tzhar sum P
= 0.52983 The astigmatism (As>) and linearity (LIN) of the scanning optical device of the fourth example are shown in FIGS. 7(a) and 7(b).

なお、上記構成による走査光学装置は、第2シリンドリ
カルミラー8の位置を光軸上に平行に移動させることに
よって走査方向の光スポツト径は変えずに副走査方向の
光スポツト径のみを選択的に変化させることが可能であ
る。
Note that the scanning optical device with the above configuration selectively changes only the light spot diameter in the sub-scanning direction without changing the light spot diameter in the scanning direction by moving the position of the second cylindrical mirror 8 parallel to the optical axis. It is possible to change it.

また、第1シリンドリカルミラー6の走査方向に垂直な
方向の屈折力と第2シリンドリカルミラー8の走査方向
に垂直な方向の屈折力とを同一にすることも可能であり
、このようにした場合には、シリンドリカルミラーの製
作上、同一の曲率のシリンドリカルミラーを切断して両
者に使用すればよく、走査光学装置をさらに安価に製作
することが可能となる。
Further, it is also possible to make the refractive power of the first cylindrical mirror 6 in the direction perpendicular to the scanning direction and the refractive power of the second cylindrical mirror 8 in the direction perpendicular to the scanning direction the same, and in this case, In manufacturing the cylindrical mirror, it is sufficient to cut cylindrical mirrors with the same curvature and use them for both, making it possible to manufacture the scanning optical device at a lower cost.

ところで、上記実施例では、偏向器として回転多面鏡4
を使用した場合について説明したが、偏向器が回転鏡等
の場合にも本発明が同様に適用できることはいうまでも
ない。
By the way, in the above embodiment, the rotating polygon mirror 4 is used as a deflector.
Although the case where the deflector is used has been described, it goes without saying that the present invention is similarly applicable to the case where the deflector is a rotating mirror or the like.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、光源からの光ビ
ームにより偏向面の近傍に走査方向と平行な線像を形成
する走査方向と垂直な方向にのみ正の屈折力を有する線
像形成光学系を配置し、偏向面側より順に、負の屈折力
を有する凹レンズと、走査方向と垂直な方向にのみ正の
屈折力を有する第1シリンドリカルミラーと、走査方向
に平行な方向にのみ正の屈折力を有するシリンドリカル
レンズと、走査方向と垂直な方向にのみ正の屈折力を有
する第2シリンドリカルミラーとからなる等速度走査光
学系を用いたことにより、走査面上を光スポットにより
等速度走査するための良好なfθ特性と結像特性とを有
しかつ偏向面の面倒れ誤差を補正する走査光学装置を安
価で比較的小さい光学素子を用いてコンパクトに実現で
きるという効果がある。
As explained above, according to the present invention, a line image having positive refractive power only in the direction perpendicular to the scanning direction is formed in the vicinity of the deflection surface by the light beam from the light source. The optical system is arranged such that, in order from the deflection surface side, a concave lens having negative refractive power, a first cylindrical mirror having positive refractive power only in the direction perpendicular to the scanning direction, and a first cylindrical mirror having positive refractive power only in the direction parallel to the scanning direction. By using a constant velocity scanning optical system consisting of a cylindrical lens with a refractive power of This has the effect that a scanning optical device having good fθ characteristics and imaging characteristics for scanning and correcting surface tilt errors of the deflection surface can be realized compactly using inexpensive and relatively small optical elements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の走査光学装置の構成を示す斜視図、 第2図は第1図の走査光学装置の略平面図、第3図は第
1図の走査光学装置の略側面図、第4図(a)および(
b)は第1実施例の走査光学装置の非点収差および線形
性をそれぞれ示す線図、 第5図(a)および(b、)は第2実施例の走査光学装
置の非点収差および線形性をそれぞれ示す線図、 第6図(a)および(b)は第3実施例の走査光学装置
の非点収差および線形性をそれぞれ示す線図、 第7図(a)および(b)は第4実施例の走査光学装置
の非点収差および線形性をそれぞれ示す線図、 第8図は従来の走査光学装置の一例を示す平面図、 第9図は第8図の走査光学装置の側面図である。 図において、 1・・・半導体レーザ、 2・・・コリメーンヨンレンズ、 3・・・第1シリンドリカルレンズ、 4・・・回転多面鏡(偏向器)、 5・・・凹レンズ、 6・・・第1シリンドリカルミラー 7・・・第2シリンドリカルレンズ、 8・・・第2シリンドリカルミラー 9・・・走査面である。
1 is a perspective view showing the configuration of the scanning optical device of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of the scanning optical device of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic side view of the scanning optical device of FIG. Figure 4 (a) and (
b) is a diagram showing the astigmatism and linearity, respectively, of the scanning optical device of the first embodiment, and FIGS. 5(a) and (b,) are diagrams showing the astigmatism and linearity of the scanning optical device of the second embodiment, respectively. 6(a) and (b) are diagrams showing astigmatism and linearity, respectively, of the scanning optical device of the third embodiment. FIG. 7(a) and (b) are diagrams showing the astigmatism and linearity, respectively. Diagrams showing astigmatism and linearity of the scanning optical device of the fourth embodiment, FIG. 8 is a plan view showing an example of a conventional scanning optical device, and FIG. 9 is a side view of the scanning optical device of FIG. 8. It is a diagram. In the figure, 1... Semiconductor laser, 2... Collimation lens, 3... First cylindrical lens, 4... Rotating polygon mirror (deflector), 5... Concave lens, 6... First cylindrical mirror 7...second cylindrical lens, 8...second cylindrical mirror 9...scanning surface.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光源からの光ビームを偏向面に入射させて偏向さ
せ、偏向された光ビームにより走査面を走査する走査光
学装置において、 光源からの光ビームにより偏向面の近傍に走査方向と平
行な線像を形成する走査方向と垂直な方向にのみ正の屈
折力を有する線像形成光学系と、偏向面側より順に、負
の屈折力を有する凹レンズと、走査方向と垂直な方向に
のみ正の屈折力を有する第1シリンドリカルミラーと、
走査方向に平行な方向にのみ正の屈折力を有するシリン
ドリカルレンズと、走査方向と垂直な方向にのみ正の屈
折力を有する第2シリンドリカルミラーとからなる等速
度走査光学系と を備えることを特徴とする走査光学装置。
(1) In a scanning optical device in which a light beam from a light source is incident on a deflection surface and is deflected, and the scanning surface is scanned by the deflected light beam, the light beam from the light source causes a beam to be caused near the deflection surface in a direction parallel to the scanning direction. A line image forming optical system having a positive refractive power only in the direction perpendicular to the scanning direction to form a line image, a concave lens having a negative refractive power only in the direction perpendicular to the scanning direction, and a concave lens having a negative refractive power in order from the deflection surface side. a first cylindrical mirror having a refractive power of
A constant velocity scanning optical system comprising a cylindrical lens having a positive refractive power only in a direction parallel to the scanning direction and a second cylindrical mirror having a positive refractive power only in a direction perpendicular to the scanning direction. scanning optical device.
(2)前記凹レンズが、走査方向に平行な方向にのみ負
の屈折力を有するシリンドリカルレンズでなることを特
徴とする請求項1の走査光学装置。
(2) The scanning optical device according to claim 1, wherein the concave lens is a cylindrical lens having negative refractive power only in a direction parallel to the scanning direction.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5391558A (en) * 1992-01-28 1995-02-21 Nihon Nohyaku Co., Ltd. Composition for accelerating healing of wound

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5391558A (en) * 1992-01-28 1995-02-21 Nihon Nohyaku Co., Ltd. Composition for accelerating healing of wound

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