JPS6046518A - 等速度走査レンズ - Google Patents
等速度走査レンズInfo
- Publication number
- JPS6046518A JPS6046518A JP58153039A JP15303983A JPS6046518A JP S6046518 A JPS6046518 A JP S6046518A JP 58153039 A JP58153039 A JP 58153039A JP 15303983 A JP15303983 A JP 15303983A JP S6046518 A JPS6046518 A JP S6046518A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical system
- velocity scanning
- constant velocity
- negative
- 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.)
- Granted
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-
- 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)
- 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。
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によって走査面５の上にスポット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
ポッ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ｆ１
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。
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によって走査面５の上にスポット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
ポッ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ｆ１
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＝ｆ
θに対する走査の直線性が良好なこと、広画角であるこ
と、得られるスポッ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
したシ、高屈折率のガラスを使用する等して、諸収差を
除くことで解決されるが、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ったものとして特
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った。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
てしまっていた。
θに対する走査の直線性が良好なこと、広画角であるこ
と、得られるスポッ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
したシ、高屈折率のガラスを使用する等して、諸収差を
除くことで解決されるが、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ったものとして特
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った。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
てしまっていた。
（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。
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）側から順に負の第ルンズと正の第２レンズと
からなる２群２枚構成であシ、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。
れる位置）側から順に負の第ルンズと正の第２レンズと
からなる２群２枚構成であシ、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。
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
よってめられる。一般的には牛画角で３２°前後の広画
角が要求されるが、入射光束径は小さく、犬５ ｖＪ
Ｆナンバーを持つので球面収差ばあ″ｌｌ気気しなくて
も良く、もっば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。まだ、ペッツバール和を
小さくするパワー配置並びに３ｒ’＝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は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、正レンズによシ負の歪曲を発生させる構成が
望ましい。
、走査光学系の大きさを決定する該レンズの焦点距離に
よってめられる。一般的には牛画角で３２°前後の広画
角が要求されるが、入射光束径は小さく、犬５ ｖＪ
Ｆナンバーを持つので球面収差ばあ″ｌｌ気気しなくて
も良く、もっば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。まだ、ペッツバール和を
小さくするパワー配置並びに３ｒ’＝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は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、正レンズによシ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萱レンズにおいては、入射瞳側
よシ順次、負の第ルシズと正の第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。
よシ順次、負の第ルシズと正の第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） ｎｌ ＜１．６
（２） ｎ２（１６
（３） −１２（ｒ ２／ｌｒｉ ＜ ６（４） ３ｆ
＜ｒａ＜５ｆ 但し、ｎｌ、ｎ２は各レンズの屈折率、ｒｌ、ｒ２゜ｒ
３＋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。
＜ｒａ＜５ｆ 但し、ｎｌ、ｎ２は各レンズの屈折率、ｒｌ、ｒ２゜ｒ
３＋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）はペッ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
ことによって成されるが、全系のペッツバール和は正に
偏倚し像面はアンダーとなシ、広画角が困難となる。こ
のペッツバール和を小さくするには、負の第ルンズに低
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。具体的には第ルンズの屈折率が１．６よシ大きくな
るとペッツバール和か大きくなシ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ッツバー
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１６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
ことによって成されるが、全系のペッツバール和は正に
偏倚し像面はアンダーとなシ、広画角が困難となる。こ
のペッツバール和を小さくするには、負の第ルンズに低
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。具体的には第ルンズの屈折率が１．６よシ大きくな
るとペッツバール和か大きくなシ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ッツバー
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１６以下にとどめておく
事が望ましい。
条件（３）は負の第ルンズの第１面と第２面の曲率半径
の関係を示し、ペッ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だめの条件である。こ
れは、非点収差、コマ収差の補正を考えると、第ルンズ
第１面の曲率半径ｒｌ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。
の関係を示し、ペッ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だめの条件である。こ
れは、非点収差、コマ収差の補正を考えると、第ルンズ
第１面の曲率半径ｒｌ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ルンズ第２面で生ずる正の
歪曲が小さくなシ、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
きくなシ補正が困難となる。
歪曲が小さくなシ、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
きくなシ補正が困難となる。
条件（４）は、第２レンズ第３面の曲率半径の関係全示
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
点隔差が犬きくなシ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。
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
点隔差が犬きくなシ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、高性能であシながら低コスト
化を図っているため、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
ックレンズを用いるとより望ましい。
化を図っているため、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
ッ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。
次に示す。
実施例１
ｆ＝２３５ Ｆ２Ｏ画角２ω＝６４゜
入射瞳は第ルンズ前方１５．００
ｒｚ ６４．２４９
＊１ ｄＢ ］、、ＯＯｎｌ １．４８８ｒ２ ４８８
．４５１ ｄｚ１４．７２６ ｒ３ ８４６．７９０ 但し、ｒｌ ＋ｒ２ ＋ｒ３ 、ｒ４は各面の曲率半径
、ｄｌ 、ｄ２ 、ｄＢは各レンズの面間隔、ｎｌ、ｎ
２は各レンズの波長７８０ ｎｍに対する屈折率で、各
各アクリル樹脂、ポリカーボネイトｔｅｌ脂である。
．４５１ ｄｚ１４．７２６ ｒ３ ８４６．７９０ 但し、ｒｌ ＋ｒ２ ＋ｒ３ 、ｒ４は各面の曲率半径
、ｄｌ 、ｄ２ 、ｄＢは各レンズの面間隔、ｎｌ、ｎ
２は各レンズの波長７８０ ｎｍに対する屈折率で、各
各アクリル樹脂、ポリカーボネイトｔｅｌ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’Ｉ 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 ７．３４７１２Ｘ１０−７ −６６７２４３Ｘ１
０−８ＡＥ ３．３７３６７Ｘ１０−９ −５．８３０
９４Ｘ１０−１１ＡＦ’ −１，０１６７１Ｘ１０−１
１ −１．０４２７２Ｘ１０−１４ＡＧ −２，６６０
２６Ｘ１０−１４ ７．７８６８３Ｘ１０−１７ｒ２／
ｒ１＝ ７．６０ ｒ３＝３．６０ｆ 実施例２ ｆ＝２３５ Ｆ２Ｏ画角２ω＝６４゜ 入射瞳は第ルンズ前方１５．００ ｒ＋ ６４．３１９ ＊１＊２ ＡＤ ３．５２４９０Ｘ１０””７ −１．９７６７７
Ｘ１０−８ＡＥ４．７３１８１Ｘ１０−１０−１．９４
５６７Ｘ’、ＩＯ”ＡＦ ４．７９８９４ＸＩＦ１２２
．９４．９０３ＸＩＦ１５ＡＧ−１，５９４１１Ｘ１０
−” ２．７４０７６Ｘ１０”−”ｒ ２／ｒ ｔ ＝
−１０，１５ ｒｓ ＝４．１９． ｆ 上記実施例１０等速度走査レンズのレンズ配置図を第２
図に示す。第３図は非点収差を示すもので実線がサジタ
ル（Ｓ）方向、点線がメリディオナル（財）方向の収差
を表わしている。第４図は理想線菌ｙ＝ｆθからのずれ
をチ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３龍程度でアシ、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っ
ていると共に、走査の直線性のずれも最大で０７％程度
と諸収差が良好に補正されている。
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’Ｉ 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 ７．３４７１２Ｘ１０−７ −６６７２４３Ｘ１
０−８ＡＥ ３．３７３６７Ｘ１０−９ −５．８３０
９４Ｘ１０−１１ＡＦ’ −１，０１６７１Ｘ１０−１
１ −１．０４２７２Ｘ１０−１４ＡＧ −２，６６０
２６Ｘ１０−１４ ７．７８６８３Ｘ１０−１７ｒ２／
ｒ１＝ ７．６０ ｒ３＝３．６０ｆ 実施例２ ｆ＝２３５ Ｆ２Ｏ画角２ω＝６４゜ 入射瞳は第ルンズ前方１５．００ ｒ＋ ６４．３１９ ＊１＊２ ＡＤ ３．５２４９０Ｘ１０””７ −１．９７６７７
Ｘ１０−８ＡＥ４．７３１８１Ｘ１０−１０−１．９４
５６７Ｘ’、ＩＯ”ＡＦ ４．７９８９４ＸＩＦ１２２
．９４．９０３ＸＩＦ１５ＡＧ−１，５９４１１Ｘ１０
−” ２．７４０７６Ｘ１０”−”ｒ ２／ｒ ｔ ＝
−１０，１５ ｒｓ ＝４．１９． ｆ 上記実施例１０等速度走査レンズのレンズ配置図を第２
図に示す。第３図は非点収差を示すもので実線がサジタ
ル（Ｓ）方向、点線がメリディオナル（財）方向の収差
を表わしている。第４図は理想線菌ｙ＝ｆθからのずれ
をチ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３龍程度でアシ、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っ
ていると共に、走査の直線性のずれも最大で０７％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、広画角であシながら、２枚構成
で且つ硝材としても安価なプラスチックを使用し低コス
ト化を図９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。
で且つ硝材としても安価なプラスチックを使用し低コス
ト化を図９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〈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。 特許出願人 松下電器産業株式会社 代理人 星 野 恒 司 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図
を示す図、第２図は本発明に基ず〈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。 特許出願人 松下電器産業株式会社 代理人 星 野 恒 司 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）入射瞳側よシ順に負の第ルンズと正の第２レンズ
とから成る光学系であって、次の各条件を満足すること
を特徴とする等速度走査し／ズ：（リ ｎ ｌ＜ １．
、６ （２） ｎ２（１，６ （３） −１２（ｒｚ／ｒｔ＜ ６ （４） ３ｆ（ｒ３（５ｆ 但し、ｎｌ、ｎ２は各レンズの屈折率、ｊｒｌ＋’２＋
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ックレンズ
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 true JPS6046518A (ja) | 1985-03-13 |
| JPH045167B2 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) |
Cited By (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
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63210814A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-01 | Toshiba Corp | 記録装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH045167B2 (ja) | 1992-01-30 |
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