JPH0646258B2 - 広角ｆθレンズ系 - Google Patents
広角ｆθレンズ系Info
- Publication number
- JPH0646258B2 JPH0646258B2 JP4198686A JP4198686A JPH0646258B2 JP H0646258 B2 JPH0646258 B2 JP H0646258B2 JP 4198686 A JP4198686 A JP 4198686A JP 4198686 A JP4198686 A JP 4198686A JP H0646258 B2 JPH0646258 B2 JP H0646258B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- group
- angle
- lens system
- concave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザビームプリンタ等の光走査装置に利用
される広角ｆθレンズ系に関する。
される広角ｆθレンズ系に関する。
ポリゴンミラー等の回転多面鏡を用いた光走査装置に
は、レンズ系としては一般にｆθレンズ系が採用されて
いることはよく知られている。
は、レンズ系としては一般にｆθレンズ系が採用されて
いることはよく知られている。
ｆθレンズ系とは周知のように、像高をｙ、レンズ系の
焦点距離をｆ、回転多面鏡の回転角をθとした時に、ｙ
＝ｆθとなるように歪曲収差を補正したレンズ系のこと
である。
焦点距離をｆ、回転多面鏡の回転角をθとした時に、ｙ
＝ｆθとなるように歪曲収差を補正したレンズ系のこと
である。
光走査装置は光源、回転多面鏡及びモーター、ｆθレン
ズ系の三つの主要な部分によって構成されており、これ
らの中で光源からのビーム径と、回転多面鏡の面数によ
り決まる走査角とがｆθレンズ系のＦNO、即ち口径比と
画角とを決定する要素になっている。レーザビームプリ
ンタ用の光走査装置には、そのプリントスピードによっ
て高速型と低速型の２種類に分類することができるが、
高速型では光源に高出力の気体レーザを用い、回転多面
鏡の面数も10面乃至12面と、走査効率の高いことを目指
しているのでｆθレンズ系の画角は40゜乃至50゜程度で
充分対応することができるのに対し、低速型においては
主として小型化と低コスト化を追求しているので、光源
には安価な半導体レーザを用い、回転多面鏡の面数は５
面乃至６面と少なく、従ってｆθレンズ系には画角が90
゜乃至100゜程度の広角なレンズ系が必要となってく
る。
ズ系の三つの主要な部分によって構成されており、これ
らの中で光源からのビーム径と、回転多面鏡の面数によ
り決まる走査角とがｆθレンズ系のＦNO、即ち口径比と
画角とを決定する要素になっている。レーザビームプリ
ンタ用の光走査装置には、そのプリントスピードによっ
て高速型と低速型の２種類に分類することができるが、
高速型では光源に高出力の気体レーザを用い、回転多面
鏡の面数も10面乃至12面と、走査効率の高いことを目指
しているのでｆθレンズ系の画角は40゜乃至50゜程度で
充分対応することができるのに対し、低速型においては
主として小型化と低コスト化を追求しているので、光源
には安価な半導体レーザを用い、回転多面鏡の面数は５
面乃至６面と少なく、従ってｆθレンズ系には画角が90
゜乃至100゜程度の広角なレンズ系が必要となってく
る。
（発明が解決しようとしている問題点） 上記のように、面数の少ない回転多面鏡からの走査光を
効率よく集光させるｆθレンズ系には画角が広角である
ことが必要である。
効率よく集光させるｆθレンズ系には画角が広角である
ことが必要である。
一般にレンズは広角であるほど設計・製作の難易は難し
くなり、またｆθレンズ系の場合には入射瞳がレンズの
外に設定される形になるので広角化はさらに難しくなっ
ている。また、市場においては小型、低コストなレーザ
ビームプリンタに対する需要が増えつつあり、光学系と
して広角なｆθレンズ系の必要性が高まっている。
くなり、またｆθレンズ系の場合には入射瞳がレンズの
外に設定される形になるので広角化はさらに難しくなっ
ている。また、市場においては小型、低コストなレーザ
ビームプリンタに対する需要が増えつつあり、光学系と
して広角なｆθレンズ系の必要性が高まっている。
（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は以上の点に鑑み、３群３枚構成という比
較的少ない構成で、90゜以上の広角化を実現した高性能
な広角ｆθレンズ系を提供することにある。
較的少ない構成で、90゜以上の広角化を実現した高性能
な広角ｆθレンズ系を提供することにある。
本発明は、ビームの入射側から順に第１群レンズ、第２
群レンズ及び第３群レンズの３つのレンズ群によって構
成されており、第１群レンズは入射側に凹面を向けた凹
メニスカスレンズで構成され、第２群レンズは同様に入
射側に凹面を向けた凸メニスカスレンズで構成され、第
３群レンズは凸レンズによって構成されている３群３枚
構成のレンズ系である。
群レンズ及び第３群レンズの３つのレンズ群によって構
成されており、第１群レンズは入射側に凹面を向けた凹
メニスカスレンズで構成され、第２群レンズは同様に入
射側に凹面を向けた凸メニスカスレンズで構成され、第
３群レンズは凸レンズによって構成されている３群３枚
構成のレンズ系である。
以下に本発明に基く実施例を示す。広角ｆθレンズ系は
第１図に示すように、ビームの入射側から順に、第１群
レンズＬ１、第２群レンズＬ２及び第３群レンズＬ３の
３つのレンズ群によって構成されており、第１群レンズ
Ｌ１は入射側に凹面を向けた凹メニスカスレンズで構成
され、第２群レンズＬ２は同様に入射側に凹面を向けた
凸メニスカスレンズで構成され、第３群レンズＬ３は凸
レンズによって３群３枚構成のレンズ系であって、さら
に以下の条件を満たすことである。
第１図に示すように、ビームの入射側から順に、第１群
レンズＬ１、第２群レンズＬ２及び第３群レンズＬ３の
３つのレンズ群によって構成されており、第１群レンズ
Ｌ１は入射側に凹面を向けた凹メニスカスレンズで構成
され、第２群レンズＬ２は同様に入射側に凹面を向けた
凸メニスカスレンズで構成され、第３群レンズＬ３は凸
レンズによって３群３枚構成のレンズ系であって、さら
に以下の条件を満たすことである。
（１） 0.6ｆ ＜｜ｆ１｜＜0.9ｆ （２） 0.2ｆ ＜｜ｒ１｜＜0.24ｆ （３） 0.06ｆ ＜ｄ１＋ｄ２＜0.08ｆ 但し ｒ１、ｒ２…ｒ６：各構成レンズの曲率半径 ｄ１、ｄ２…ｄ５：各構成レンズの軸上厚みと軸上空気
間隔 ｎ１、ｎ２、ｎ３：各構成レンズの波長830nmにおける
屈折率 ｆ ：全系の焦点距離 ｆ１ ：第１群レンズの焦点距離 θ ：半画角 ＦNO ：Ｆナンバー である。
間隔 ｎ１、ｎ２、ｎ３：各構成レンズの波長830nmにおける
屈折率 ｆ ：全系の焦点距離 ｆ１ ：第１群レンズの焦点距離 θ ：半画角 ＦNO ：Ｆナンバー である。
実施例１ ｆ＝130 ＦNO＝65 ｆ１＝−93.4 ２θ＝94.2゜ ｒ１＝−27.5 ｄ１＝2.0 ｎ１＝1.5102 ｒ２＝−66.62 ｄ２＝8.0 ｒ３＝−77.0 ｄ３＝8.0 ｎ２＝1.78278 ｒ４＝−43.517 ｄ４＝1.0 ｒ５＝0.0 ｄ５＝9.0 ｎ３＝1.78278 ｒ６＝−119.341 実施例２ ｆ＝130 ＦNO＝65 ｆ１＝−97.5 ２θ＝94.2゜ ｒ１＝−27.5 ｄ１＝2.0 ｎ１＝1.5102 ｒ２＝−63.0 ｄ２＝8.0 ｒ３＝−77.0 ｄ３＝8.0 ｎ２＝1.78278 ｒ４＝−43.52 ｄ４＝1.0 ｒ５＝0.0 ｄ５＝9.0 ｎ３＝1.78278 ｒ６＝−124.531 実施例３ ｆ＝130 ＦNO＝65 ｆ１＝−106.6 ２θ＝94.2゜ ｒ１＝−29.5 ｄ１＝6.0 ｎ１＝1.5102 ｒ２＝−68.88 ｄ２＝3.0 ｒ３＝−80.0 ｄ３＝8.0 ｎ２＝1.78278 ｒ４＝−44.332 ｄ４＝1.0 ｒ５＝0.0 ｄ５＝9.0 ｎ３＝1.78278 ｒ６＝−135.21 上記各条件について説明する。
条件式（１）は主として全系のペッツバール和と歪曲収
差の補正に関するものである。凹レンズのパワーと凸レ
ンズのパワーの適当な組合せによりペッツバール和は良
好に保つことができるのであり、またｆθレンズ系では
ｆθ特性を得るために故意に負の歪曲収差を発生させね
ばならないが、本発明では第１群レンズＬ１の凹レンズ
により軸外光線を光軸よりさらに高くし、あとに続く凸
レンズによって負の歪曲収差の発生を強めている。した
がって、条件式（１）においてはその上限を越すと、ペ
ッツバール和、ｆθ特性ともに補正不足となり下限を越
すとそれぞれ補正過剰となってしまう。
差の補正に関するものである。凹レンズのパワーと凸レ
ンズのパワーの適当な組合せによりペッツバール和は良
好に保つことができるのであり、またｆθレンズ系では
ｆθ特性を得るために故意に負の歪曲収差を発生させね
ばならないが、本発明では第１群レンズＬ１の凹レンズ
により軸外光線を光軸よりさらに高くし、あとに続く凸
レンズによって負の歪曲収差の発生を強めている。した
がって、条件式（１）においてはその上限を越すと、ペ
ッツバール和、ｆθ特性ともに補正不足となり下限を越
すとそれぞれ補正過剰となってしまう。
条件式（２）は主として球面収差と非点収差の補正に関
するものである。上記のようにｆθ特性を得るために負
の歪曲収差を第２群と第３群の凸レンズＬ２、Ｌ３によ
って得ており、この部分で発生する負の球面収差を第１
群凹レンズＬ１の正の球面収差によって補正せねばなら
ない。非点収差に対しても同様である。
するものである。上記のようにｆθ特性を得るために負
の歪曲収差を第２群と第３群の凸レンズＬ２、Ｌ３によ
って得ており、この部分で発生する負の球面収差を第１
群凹レンズＬ１の正の球面収差によって補正せねばなら
ない。非点収差に対しても同様である。
条件式（２）は、この時の曲率半径ｒ１のベンディング
に関するもので上限を越すと、球面収差の補正過剰及び
非点収差の補正不足が発生し、下限と球面収差は補正不
足、非点収差は補正過剰となる。
に関するもので上限を越すと、球面収差の補正過剰及び
非点収差の補正不足が発生し、下限と球面収差は補正不
足、非点収差は補正過剰となる。
条件式（３）は上記の曲率半径ｒ１に関しその位置を定
めるための条件である。曲率半径ｒ１と、第２群の凸レ
ンズＬ２との間隔を適切に選ばないと球面収差と非点収
差の補正に支障が出るのは上記と同様であるが、この間
隔は特にｆθ特性とレンズ系全体の大きさに与える影響
が大きい。
めるための条件である。曲率半径ｒ１と、第２群の凸レ
ンズＬ２との間隔を適切に選ばないと球面収差と非点収
差の補正に支障が出るのは上記と同様であるが、この間
隔は特にｆθ特性とレンズ系全体の大きさに与える影響
が大きい。
即ち、条件式（３）の上限を越えると、軸外光束が光軸
から離れすぎるので、第２群レンズＬ２への入射高が高
くなりすぎて、ｆθ特性が補正過剰になるばかりか第２
群レンズＬ２、第３群レンズＬ３の径が大きくなり、レ
ンズが大型になってしまう。また、下限を越えると逆に
ｆθ特性が補正不足となり、不都合である。
から離れすぎるので、第２群レンズＬ２への入射高が高
くなりすぎて、ｆθ特性が補正過剰になるばかりか第２
群レンズＬ２、第３群レンズＬ３の径が大きくなり、レ
ンズが大型になってしまう。また、下限を越えると逆に
ｆθ特性が補正不足となり、不都合である。
以上のように主に第１群レンズＬ１の形状、パワー、位
置を適当に定めることにより、ｆθレンズ系の広角化を
実現することができる。
置を適当に定めることにより、ｆθレンズ系の広角化を
実現することができる。
本発明のｆθレンズ系は上記の如き構成と、各条件を満
たすことによって画角が90゜以上のｆθレンズ系を実現
することが出来たものである。
たすことによって画角が90゜以上のｆθレンズ系を実現
することが出来たものである。
本発明により、広角なｆθレンズ系が実現できるので、
走査幅に比べて短い焦点距離のレンズ系とすることがで
き、回転多面鏡の少面数化など走査装置全体をコンパク
ト化、低コスト化することが可能となった。
走査幅に比べて短い焦点距離のレンズ系とすることがで
き、回転多面鏡の少面数化など走査装置全体をコンパク
ト化、低コスト化することが可能となった。
第１図は本発明に係る実施例のレンズ系構成図、第２図
は実施例１の球面収差（イ）、非点収差（ロ）、ｆθ特
性（ハ）、第３図は実施例２の球面収差（イ）、非点収
差（ロ）、ｆθ特性（ハ）、第４図は実施例３の球面収
差（イ）、非点収差（ロ）、ｆθ特性（ハ）を表わす。 Ｌ１……第１群レンズ、Ｌ２……第２群レンズ、 Ｌ３……第３群レンズ、ｆ……全系の焦点距離、 ｆ１……第１群の凹メニスカスレンズの焦点距離、 ｒ１〜ｒ６……各構成レンズの曲率半径、 ｄ１〜ｄ５……各構成レンズの軸上厚みと軸上空気間
隔。
は実施例１の球面収差（イ）、非点収差（ロ）、ｆθ特
性（ハ）、第３図は実施例２の球面収差（イ）、非点収
差（ロ）、ｆθ特性（ハ）、第４図は実施例３の球面収
差（イ）、非点収差（ロ）、ｆθ特性（ハ）を表わす。 Ｌ１……第１群レンズ、Ｌ２……第２群レンズ、 Ｌ３……第３群レンズ、ｆ……全系の焦点距離、 ｆ１……第１群の凹メニスカスレンズの焦点距離、 ｒ１〜ｒ６……各構成レンズの曲率半径、 ｄ１〜ｄ５……各構成レンズの軸上厚みと軸上空気間
隔。
Claims (1)
- 【請求項１】ビームの入射側から順に、第１群レンズ、
第２群レンズ及び第３群レンズの３つのレンズ群によっ
て構成されており、第１群レンズは入射側に凹面を向け
た凹メニスカスレンズで構成され、第２群レンズは同様
に入射側に凹面を向けた凸メニスカスレンズで構成さ
れ、第３群レンズは凸レンズによって構成されている３
群３枚構成のレンズ系であって、さらに以下の条件を満
たすことを特徴とする広角ｆθレンズ系。 （１） 0.6ｆ ＜｜ｆ１｜＜0.9ｆ （２） 0.2ｆ ＜｜ｒ１｜＜0.24ｆ （３） 0.06f ＜ｄ１＋ｄ２＜0.08ｆ 但し、ｆは全系の焦点距離、ｆ１は第１群の凹メニスカ
スレンズの焦点距離、ｒ１は同じく第１群の凹メニスカ
スレンズのビーム入射側の曲率半径、ｄ１は同じく第１
群の凹メニスカスレンズの軸上厚さ、ｄ２は第１群レン
ズと第２群レンズの軸上空気間隔を表わす。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4198686A JPH0646258B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 広角ｆθレンズ系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4198686A JPH0646258B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 広角ｆθレンズ系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62200314A JPS62200314A (ja) | 1987-09-04 |
| JPH0646258B2 true JPH0646258B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=12623520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4198686A Expired - Lifetime JPH0646258B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 広角ｆθレンズ系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0646258B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2673591B2 (ja) * | 1989-12-20 | 1997-11-05 | キヤノン株式会社 | ｆθレンズ及びそれを用いたレーザー走査光学系 |
| CN101324696B (zh) | 2008-04-28 | 2011-05-04 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 光学镜头 |
| CN101414047B (zh) | 2008-04-28 | 2010-06-09 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 光学镜头 |
| CN101369047B (zh) | 2008-04-28 | 2010-12-08 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 光学镜头 |
| CN100593742C (zh) | 2008-04-28 | 2010-03-10 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 光学镜头 |
-
1986
- 1986-02-28 JP JP4198686A patent/JPH0646258B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62200314A (ja) | 1987-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4208209B2 (ja) | コリメータレンズおよびこれを用いた光走査装置 | |
| JP4057135B2 (ja) | コリメータレンズおよびこれを用いた光走査装置 | |
| US20010043409A1 (en) | Collimator lens and optical scanning apparatus using the same | |
| JPS6125129B2 (ja) | ||
| JP4208210B2 (ja) | コリメータレンズおよびこれを用いた光走査装置 | |
| JPH0283511A (ja) | テレセントリツクｆθレンズ | |
| JP2594450B2 (ja) | マクロレンズ | |
| JPS6233565B2 (ja) | ||
| JPH0646258B2 (ja) | 広角ｆθレンズ系 | |
| JP3548525B2 (ja) | 可変焦点距離レンズ | |
| JP3562777B2 (ja) | 赤外用結像レンズ | |
| JP3339934B2 (ja) | ｆ・θレンズ | |
| JPH0462562B2 (ja) | ||
| US5148304A (en) | Optical beam scanning system | |
| JPS63204214A (ja) | 光ビ−ム走査装置用ｆθレンズ | |
| JP2709944B2 (ja) | テレセントリックｆθレンズ | |
| JP4628516B2 (ja) | コリメータレンズおよびこれを用いた光走査装置 | |
| JPH1039205A (ja) | 走査用レンズ | |
| JPH11281911A (ja) | 光走査光学系 | |
| JP2830073B2 (ja) | ズームレンズ | |
| JP3118030B2 (ja) | コンパクトなリアフォーカス式の超広角レンズ | |
| JPH07287163A (ja) | テレセントリックｆθレンズ | |
| JPH10186258A (ja) | ｆθレンズ系 | |
| JPS63104009A (ja) | 等速度走査レンズ | |
| JPS6296918A (ja) | 等速度走査用レンズ |