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JPH0497211A - テレセントリックなfθレンズ - Google Patents

テレセントリックなfθレンズ

Info

Publication number
JPH0497211A
JPH0497211A JP21333290A JP21333290A JPH0497211A JP H0497211 A JPH0497211 A JP H0497211A JP 21333290 A JP21333290 A JP 21333290A JP 21333290 A JP21333290 A JP 21333290A JP H0497211 A JPH0497211 A JP H0497211A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
object side
group
positive meniscus
telecentric
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
Application number
JP21333290A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2945097B2 (ja
Inventor
Katsuaki Ono
克昭 小野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Optical Industries Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Optical Industries Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
Application filed by Ricoh Optical Industries Co Ltd filed Critical Ricoh Optical Industries Co Ltd
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Publication of JPH0497211A publication Critical patent/JPH0497211A/ja
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Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はテレセントリックなfθレンズに関する。
[従来の技術] 光源装置からの光束を偏向反射面を持つ偏向装置により
等角速度的に偏向させ、偏向光束を結像レンズ系と面倒
れ補正レンズとにより走査面上に光スポットとして結像
させて光走査を行う光走査装置が知られている。このよ
うな光走査装置に於いては、等速度的な光走査を実現す
るために結像レンズ系としてfθレンズが用いられる。
一般に知られたfθレンズはテレセントリックでなく、
このため走査面位置とfθレンズとの光軸方向の距離が
設計上の距離からずれると、設計通りのfθ特性が得ら
れないという問題がある。
従来、テレセントリックなfθレンズとしては特開昭6
2−299927号公報開示のものがある。
[発明が解決しようとする課題] このfOレンズではレンズ最終面と走査面との間隔が狭
いため面倒れ補正レンズを配備する余裕がなく、面倒れ
補正を行うことが出来ない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって
、面倒れ補正用レンズとともに用いることができ、諸収
差が良好に補正されたテレセントリックなfOレンズの
提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段] 以下、本発明を説明する。
本発明のfθレンズは、「光源装置からの光束を偏向反
射面を有する偏向装置により等角速度的に偏向させ、偏
向光束を結像レンズ系と面倒れ補正レンズとにより走査
面上に光スポットとして結像させて光走査を行う光走査
装置に於いて結像レンズ系として用いられるレン゛ズ系
」であって、第1図に示すように、物体側(第1図左方
)から像側(同図右方)へ向って第1乃至第5群を順次
配してなる。
「第1群」は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
10、「第2群」は物体側に凹面を向けた負レンズ12
、「第3群」は物体側に凹面を向けた正メニスカスレン
ズ14、「第4群」は物体側に凹面を向けた正メニスカ
スレンズ16、「第5群」は物体側レンズ面が凸面であ
る正レンズ18であり、全系は5群5枚構成である。
全系の合成焦点距離をf、第4群の焦点距離をf4、図
に示すように物体側がら数えて第i番目のレンズ面の曲
率半径をR; (i=1〜10)、第i番目と第i+1
番目のレンズ面の光軸上面間隔をり、(i=1〜9)、
第2群レンズの材質の屈折率をn2とするとき、(I)
   0.7  <f、/f  <  1.4(II)
   −0,4< R3/f  <  0.3(III
)   0.7  < R6/R5<  0.95(I
V)   −0,9<Rs/f  <−0,5(V) 
  0.08 < D2/f  <  0.2(VI)
   1.6  <n2 なる条件を満足する。
[作  用コ 上記条件(I)〜(VT)に就いて説明する。
条件(I)はコマ収差を補正する条件である。条件(I
)の範囲外では補正不能のコマ収差が発生する。
条件(II)は主走査方向の像面湾曲、fθ特性(光軸
に対しθの角をもって入射する光束に対する理想像高を
fθ、実際の像高をH゛とするとき、(H’−fθ)・
100/ fθ (%)で定義される)、コマ収差を補
正するための条件である。この条件(II)の範囲外で
は補正不能のコマ収差が発生する。また上限を越えると
fθ特性は補正オーバーとなり、像面湾曲も残存像面湾
曲が大きくなり補正することが出来ない。
条件(IN)及び(IV)、はコマ収差を補正するため
の条件であり、これら条件(III)、 (IV)の範
囲外ではコマ収差の発生量が大きくなり補正出来ない。
条件(V)はfθ特性およびコマ収差を補正するための
条件である。fθ特性・コマ収差とも、条件(V)の下
限を越えると補正アンダーとなり、上限を越えると補正
オーバーになる。また上限を越えると最終レンズ面と走
査面との間隔が挟まり好ましくない。
条件(VI )もfθ特性とコマ収差を補正するための
条件であり、下限を越えるとfθ特性は補正オーバーと
なり、補正不能のコマ収差が発生する。
なお本発明のfθレンズは面倒れ補正レンズと伴に使用
され、面倒れ補正レンズに副走査方向の像面湾曲除去機
能があるので、fθレ−ンズにおける副走査方向の像面
湾曲補正は問題とする必要がない。
また第1図に示すように、最終レンズ面と像面との間に
は、面倒れ補正レンズを配備するのに十分な余地がある
以下、第2図及び第3図を参照して本発明のfθレンズ
の使用例を簡単に説明する。
第2図に於いて、光源装置1は例えば半導体レーザーと
コリメートレンズとにより構成され、実質的な平行光束
を放射する。
平行光束は、副走査対応方向に正の屈折力を持つシリン
ダーレンズ2により副走査対応方向に集束されて、偏向
装置たる回転多面鏡3の偏向反射面4上に副走査対応方
向に長い線像として結像する。偏向反射面4に反射され
た光束は偏向光束となり回転多面鏡3の回転に伴い等角
速度的に偏向する。
偏向光束は次いで、fθレンズ5と面倒れ補正レンズ6
とを透過し、これらレンズの作用により走査面7上に光
スポットとして結像する。
第3図は光源装置から走査面までを光路にそって展開し
、副走査方向が上下方向となるように描いた図である。
図に示すように、この例ではfθレンズ5と面倒れ補正
レンズ6とによって偏向反射面4と走査面7とが副走査
対応方向に関して幾何光学的に略共役な関係となってお
り、偏向反射面4が破線で示すように面倒れを起こして
も光スポットの結像位置は副走査方向に移動しない。従
って面倒れは補正される。
偏向装置としては回転多面鏡の他、ピラミダルミラーを
使用できる。また面倒れ補正レンズとしては第2.3図
に示す長尺シリンダーレンズの他に長尺トロイダルレン
ズ等を使用できる。
また本発明のfθレンズを使用する上で、光源装置から
の光束を偏向反射面近傍に線像に結像させる必要は必ず
しもなく、fθレンズと面倒れ補正レンズとで偏向反射
面と走査面とを副走査対応方向に関して幾何光学的な共
役関係とすることも必ずしも必要でない。
[実施例] 以下、具体的な実施例を5例挙げる。
各実施例に於いて、fは全系の合成焦点距離、2θは偏
向角を示す。使用波長は670nmである。
物体側から数えて第i番目のレンズ面の曲率半径をRi
(i=1〜10)、第i番目と第i+1番目のレンズ面
の間の光軸上面間隔をD、(i・1〜9)、物体側がら
数えて第i番目のレンズの材質の屈折率をn、+(j4
〜5)で表す。
またKl、に2.KIK4.に=、、に6をもってそれ
ぞれ、条件(I)〜(VI)の各パラメーターを表す。
また各実施例とも入射光束は主走査対応方向に関しては
平行光束であり、偏向反射面と第ルンズ面との間の光軸
上距離をり。とする。
実施例1 f=50,2θ=48度、Kl”1.195. K2”
−0,374゜K、+”0.815 、 K4 ” 0
.796. K5”0.160. K6”1.8348
6i    R;     D、    j    n
jo        11、238 1−117.695  5.440  1  1.82
8022 −42.019  8.008 3 −18.702  3.808  2  1.83
4864−146.613  2.829 5 −38.748  9.156  3  1.79
9296 −31.566  0.870 7−180.259  10.186   4   1
.828028  −39.810    0.870
9  181.153   6.528   5   
1.8280210−362.893 実施例2 f=50,2θ=48度、Kl=1.254.に2”−
0,330゜K3=0.774 、 K4=−0,70
3,K5=0.156. K6=1.83486i  
  RiD、j    nj o        8、491 1 −86.462  5.440  1  1.66
5852 −32.055  7.777 3 −16.502  3.808  2  1.83
4864−149.937  2.829 5 −35.470  9.317  3  1.66
5856 −27.456  0.870 7−195.955  10.709  4  1,6
65858 −35.160  0.870 9 164.607  7.072  5  1.66
58510−157.052 実施例3 f=50,2θ=48度、K+”0.976、 K2”
−0,374゜K3”0.899 、に4” 0.69
9.に5”0.130.に6”1.83488i   
  R、D 、     j      n 10  
        12、082 1−245.344   5.440   1   1
.828022  −41.734    6.504
3  −18.724   3.808   2   
1.834864     Co      5.11
45  −31.583   5.440   3  
 1.799296  −28.386    0.5
447−223.684   10.880   4 
  1.828028  −34.968    0.
8709  129.084   6.528    
5    1.8280210     C0 実施例4 f=50,2θ:48度、K、=1.046.に2=−
0,343゜K、=0.779 、に4=−0,696
,に、=0.131.に6=1.83486i    
RiD、    j    Jo        12
、184 1−108.088  6.528  1  1.79
9292  −34.711    6.5283  
−17.167   2.720  2   1.83
4864−216.604    5.4405  −
35.012    5.440    3    1
.799296  −27.274    0.870
7−152.424   10.880    4  
  1.828028  −34.813    1.
0889  107.149    8.528   
 5    1.8280210 326.399 実施例5 f=50,2θ=48度、K 、 =1.098. K
2=−0,344゜K3=0.795 、 K4=−0
,733,K5=0.090. Ke、=1.8348
6i    RiD、    j    njo   
     8、927 1−145.269  5.440  1  1.82
8022 −28.971  4.495 3 −17.220  3.808  2  1.83
4864 326.399  9.599 5 −41.413  5.440  3  1.79
9296 −32.921  0.870 7−163.602   10.880    4  
  1.828028  −36.649    0.
8709  203.017    6.528   
 5    1.8280210−559.818 実施例1〜5に関する収差図を第4図乃至第8図に順次
示す。非点収差における破線はメリディオナル、実線は
サジタルである。収差は各実施例とも良好に補正されて
いる。
[発明の効果] 以上、本発明によればテレセントリックなfθレンズを
提供できる。
このfθレンズは諸収差が良好に補正され、テレセント
リックであるので走査面とfθレンズの距離が光軸方向
にずれても適性なfθ特性を実現できる。またレンズ最
終面から走査面までの間隔が大きいので面倒れ補正レン
ズとともに使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のfθレンズのレンズ構成を説明するた
めの図、第2図及び第3図は本発明のfθレンズの使用
の1例を説明する図、第4図ないし第8図は各実施例に
関する収差図である。 10、、、第1群、12. 、 、第2群、14.、、
第3群、16゜郁 (犬九4I” tv 77′F)? 幻 売δ 因 θ−Z4゜ θ=?4゜ 非魚状差 非色収差 Fwθ:85 十 θ−Z4 ’ 一〇〇Z θθ2Ci、) コマ収矛 fe特・山 売C又 (rj勲ミ2デυ=ツイ列rヲ) FNa :15 θ−タ゛ コマ枢羞 fB特・庄 θ Z4゜ 非曲収差 亮6図 (宍〃已(列 b) FNθ:F5 上 コマ 収! ρ=7.4’ fe竹+1/i

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 光源装置からの光束を偏向反射面を有する偏向装置によ
    り等角速度的に偏向させ、偏向光束を結像レンズ系と面
    倒れ補正レンズとにより走査面上に光スポットとして結
    像させて光走査を行う光走査装置に於いて結像レンズ系
    として用いられるレンズ系であって、 物体側から像側へ向って第1乃至第5群を順次配してな
    り、 第1群は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ、第
    2群は物体側に凹面を向けた負レンズ、第3群は物体側
    に凹面を向けた正メニスカスレンズ、第4群は物体側に
    凹面を向けた正メニスカスレンズ、第5群は物体側レン
    ズ面が凸面である正レンズである5群5枚構成であり、 全系の合成焦点距離をf、第4群の焦点距離をf_4、
    物体側から数えて第i番目のレンズ面の曲率半径をR_
    i(i=1〜10)、第i番目と第i+1番目のレンズ
    面の光軸上面間隔をD_i(i=1〜9)、第2群レン
    ズの材質の屈折率をn_2とするとき、 ( I )0.7<f_4/f<1.4 (II)−0.4<R_3/f<−0.3 (III)0.7<R_6/R_5<0.95 (IV)−0.9<R_8/f<−0.5 (V)0.08<D_2/f<0.2 (VI)1.6<n_2 なる条件を満足することを特徴とするテレセントリック
    なfθレンズ。
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