JPS63301019A - 走査光学系のデ−タ作成装置 - Google Patents

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 本発明はポリゴンミラー（回転多面鏡）等のように走査
面の中心が回転によって移動する走査部材を有する走査
光学系のデータ作成装置に関するものである。

従来の技術 光学系の設計に際し、その光学系による光線の振舞を光
線描写によって表示できると便利であるが、光学系の中
には例えばポリゴンミラーを使った光学系の如く光線状
態が走査部材によって変化するものも存在する。斯る走
査光学系を設計する場合、その走査部材の動きに応じた
光線を走査部材と共に同一画面に描写することが望まれ
る。

そのような場合、コンピュータを使って光線追跡等を演
算処理するのが合理的であるが、その前提としてポリゴ
ンミラーを有する走査系のデータを作成しなければなら
ない。従来は、このようなレンズデータ作成を設計者が
個々に行っていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、そのような走査光学系はレンズ系全体が
１つの光軸（レンズの中心軸）を共有するようなことは
なく、光軸が傾いていて、しかも回転によってその走査
面の中心が移動してしまう如く光学的に複雑であるので
、設計者がこのような系のデータを作成するのは非常に
大変な作業となる。しかも、単に基準位置のレンズデー
タだけでな（、回転に応じたレンズデータも作成しなけ
ればならないことを考え合わせると、その作業は困難を
極める。

それ故に、本発明の目的はレンズ系全体が１つの光軸を
共有していると仮想した状態での走査部材に関するデー
タをＣＰＵにインプットしてやれば自動的に走査系のレ
ンズデータが構成できるようにすることにある。

問題点を解決するための手段 回転によって走査面の中心が移動する走査部材のデータ
作成装置であって、ＣＰＵと、外部記憶装置と、入力手
段と、前記外部記憶装置の情報に基づいて前記ＣＰＵ内
に設定される機能手段とからなり、前記機能手段は前記
走査部材の走査面の光軸が入射光学系の光軸に一致して
いると仮想した仮想光学系での前記走査部材を特定する
情報として前記入力手段によって入力された面番号、回
転軸から走査面までの距離、基準反射角、中心座標、回
転軸方向余弦、前記中心座標と回転軸方向余弦を指定す
るための座標系コードから前記走査部材を基準位置での
走査面についての座標変換データを確立する第１手段と
、該第１手段で確立されたデータと前記入力手段によっ
て入力された回転角情報に基づいて前記走査部材の回転
位置での走査面についての座標変換データを確立する第
２手段であることを特徴とする走査光学系のデータ作成
装置。

作用 仮想光学系の座標を真の光学系の座標に変換するための
座標変換データが外部記憶装置の情報により第１、第２
手段により自動的に求められる。

従って、設計者は必要とされる簡単な情報をＣＰＵに単
にインプットしてやるだけでよい。また、その際、入力
する基準反射角情報と回転軸の方向余弦情報を調整する
ことによって、走査面と回転軸とが平行な走査部材や不
平行な走査部材を設定したり、その走査部材の設置方向
や走査方向を変えたりすることができる。

実施例 本発明が対象とする走査光学系は、そこに施される走査
部材がポリゴンミラーのように多数の走査面（反射面）
を有するものだけでなく、例えば１つの走査面しか有し
ていないが、回転軸を中心に回動できるようになってい
て入射してきた光線を振らすことができる部材を含む走
査系であってもよい。しかしながら、以下の実施例では
、ポリゴンミラーを有する走査光学系を例に挙げて説明
する。尚、それに先立って斯種の走査光学系の概略を第
２図に示す使用例を用いて説明しておく。

第２図はポリゴンミラー（１）を有するレーザプリンタ
の光学系を示しており、（２）は半導体レーザ光源であ
り、該光源（２）から放射されたレーザ光線はコリメー
タレンズ（３）によって平行光に修正され、更にそのビ
ームの縦と横の広がりが異なるのをシリンドリカルレン
ズ（４）によって断面円形に補正してポリゴンミラー（
１）へ与える。ポリゴンミラー（１）は軸（１８）を中
心にして回動するようになっており、その反射面に当た
った光線（ｅ）を出力レンズ系（６）に与える。出力レ
ンズ系のうち（７）はポリゴンミラーの機械的なガタッ
キによる光線の傾きを光学的に補償するトロイダルレン
ズであり、その後方には感光体ドラム（１１）上でのビ
ーム走査速度を等速度になすための３枚のｆ・θ（エフ
・シータ）レンズ（８）　（９）　（１０）が配備され
ている。レーザ光は最終的には感光体ドラム（１１）の
表面上で収束してその上にドツトを形成し、そのドツト
の組合せで文字や図形を描く。

光源（２）から出てポリゴンミラー（１）に当たる光は
、そのポリゴンミラー（１）の反射面の角度によって反
射光位置が異なる。例えばポリゴンミラーの回転位置（
角度）が予め定めた基準のポジションにあるとき反射光
は第２図の如く出力レンズ系（６）の中央を通るが、そ
の位置からいずれかの方向に回転すると、その方向に対
応する出力レンズ系（６）の一端側に向けて変位する。

先にも述べたようにポリゴンミラー（１）を含むような
光学系ではレンズ系全体が１つの光軸を共有することは
なく、第３図（ロ）並びに第４図（ロ）に示すように入
射側と反射側の２つの光軸（Ｘ）（Ｘｉ）が互いに傾い
ている。このような状態を以下「面が偏心／傾斜してい
る」という。換言すれば、ある面の座標系をそのＸ軸（
レンズの中心軸）方向に平行移動することによって、そ
の次の面の座標系が得られないことをいう。二〇“面の
座標系゛とは面の面頂点（反射面の場合には反射面の中
心点）を原点とし、その面頂点に立てた法線方向にＸ軸
をとり、面頂点での接平面内にＹ軸、Ｚ軸をとることに
より形成される座標系をいう。普通、Ｙ軸は紙面内にと
り、Ｚ軸は紙面に垂直にとる。

例えば第３図（コ）では、Ｂ面（ポリゴンミラーの走査
面）がブロックへの後面（１９）に対して、またブロッ
クＣの前面（２０）がＢ面に対して偏心／傾斜している
。即ち、Ｂ面はブロックＡのＸ軸方向に平行移動した座
標系ｏ−ｘｙｚになく傾いており、偏心／傾斜を起こし
てハツチングを施した状態となっている。また、ブロッ
クＣの前面はＢ面のＸ軸（ｘｉ軸）に的して角度ω／２
だけ傾き面の座標系がＢ面のＸ軸上になく同様に偏心／
傾斜している。

これに対し、第３図（イ）では、ブロックＡの後面と、
その次の面であるＢの仮想ポリゴン走査面（ダミー面で
、その面の両側の媒質がちとに「空気」である）は偏心
／傾斜してない状態である。尚、第３図（ロ）、第４図
（ロ）を第２図に模していえば（２）は光源であり、ブ
ロックＡは第２図のレンズ（３）　（４）等を含む入力
レンズ系、ブロックＣは出力レンズ系（６）である。更
にブロックＤは感光体ドラム（１１）である。

次に前記偏心／傾斜の数学的表現について述べる。いま
、第７図のように旧座標系ｏ−ｘｙｚが偏心／傾斜して
新座標０”−Ｘ’　Ｙ’　　Ｚ′になったとする。

任意の点Ｐを新、旧両座標系で表したものを（Ｘ’、Ｙ
’、Ｚ’）、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）　　とすると、（Ｘ’　、
Ｙ’　、Ｚ’）、（Ｘ。

Ｙ、Ｚ）　との間には第１２図に示す（１）式の関係が
生じる。ここで、新涼点０′を旧座標系０−ＸＹＺによ
り表した座標を０°（Ｘｏ、Ｙ、、ＺＯ）　、旧座標軸
（ＯＸ、ＯＹ、ＯＺ）ノ各々と新座標軸（０°Ｘ’、Ｏ
’Ｙ’、Ｏ’Ｚ’）（７）各々がなす角の方向余弦をα
で表し、新座標軸上の単位ヘクトルを旧座標系で表すと
、第１２図の（２）式となる。次に前記（１）弐の回転
マトリックスと原点移動マトリックスの積を実行すると
、（１）式は第１２図の（３）式となる。

従って、原点移動と回転を表す１２個のデータＸｏ＋Ｙ
ｏ＋Ｚｏ＊α１盲寥αｌｉｔα１３＋α２１＋α２２＋
α２３．α、１．α３□、α３３を与えれば、任意の座
標変換は（３）式から計算できる。今後、（３）式のマ
トリックスを「偏心／傾斜マトリックス」と呼ぶことに
する。

例えば、Ｘ−Ｙ平面における原点移動とＺ軸回りにθの
回転を考えると、偏心／傾斜マトリックスは第１２図で
示す（４）式のようになる。

本発明では、第３図（ロ）や第４図（ロ）に示す如き走
査光学系について上述の偏心／傾斜マトリックスを求め
ることで、レンズデータを確立するもので、第１図にそ
の装置の概略構成を示す。

第１図において、（１２）はＣＰＵ　（中央演算処理装
置）であり、（１３）はキーボード等よりなる入力手段
、（１４）はフロッピーディスク等よりなる外部記憶装
置であって、走査系の偏心／傾斜マトリックスを求める
ためのプログラム情報が内蔵されている。

（１５）はＣＲＴディスプレイであるが、これは、本発
明の構成に必ずしも必要なものではない。ＣＰＵ　（１
２）内には前記外部記憶装置（１４）内の情報によって
所定の機能手段、即ち走査系の基準位置での座標変換デ
ータ偏心／傾斜マトリックスを確立する第１手段（１６
）と、走査系の回転位置での座標変換データを作成する
第２手段（１７）とが、機能的に設定される。

前記第１手段（１６）は、例えばポリゴンミラーの如き
走査部材の走査面の光軸が入射光学系のそれに一致して
いると仮想した仮想光学系においてその走査部材を特定
する情報として前記入力手段によって入力された面番号
、中心から走査面までの距離（例えば内接円半径）、中
心座標、回転軸方向余弦、基準反射角、及び前記中心座
標と回転軸方向余弦を指定するための座標系コードから
前記走査部材の基準位置での走査面についての座標変換
データを確立する。

また、第２手段（１７）は同じく入力手段（１３）によ
リインプツトされた前記基準位置から回転角情報に基づ
いて前記走査部材の回転位置での走査面の座標変換デー
タを確立する。

以下、第１図のデータ作成装置の動作をフローチャート
等を参照して説明する。

第１０図において、ＣＰＵ（１２）の動作を行う前に、
先に入力手段（１３）によって、各種のデータを入力す
る。そのデータとしては、まず第３図（イ）のような仮
想光学系でのレンズ面番号（Ｌｌ）　（Ｌ２）・・・（
Ｌ６）、各面の曲率、面間隔、屈折率（媒質を表す）が
ある。これらのデータに加えて基準反射角（ω）、ポリ
ゴンミラー（１）の中心位置（中心座標）、内接円直径
（ｄ）〔第４図（ハ）参照〕、回転軸（１８）の方向余
弦、回転角などを入力する。ここで、基準反射角とは第
３図（ロ）でポリゴンミラー（１）の走査面（Ｂ）より
も光学系に１つ前の面、即ちブロック（Ａ）の後面（１
９）と前記走査面（Ｂ）よりも１つ後の面、即ちブロッ
ク（Ｃ）の前面（２０）との成す角ωである。走査部材
がポリゴンミラーでなく、例えば１つの反射面しか有し
ない部材の場合は、前記内接円直径の代わりに回転中心
からその反射面までの距離を入力する。

更に入力すべきデータとしては座標系コードがあり、前
記中心座標及び方向余弦はこの座標系コードに関して入
力するものとする。座標系コードとして例えば、次に示
す３種類のものを考える。

座標系コード１：仮想ポリゴン走査面の１つ前の面〔第
３図（イ）のブロックＡの後面〕に関する座標系０□−
Ｘｚ　Ｙｚ　Ｚｚ 座標系コード２：レンズ系の第１面〔第３図（イ）のブ
ロックＡの前面〕に関する座標系０Ｉ−ｘ、ｙ、ｚ。

座標系コード３：仮想ポリゴン走査面の頂点０〔第３図
（イ）、第４図（イ）〕を原点０３とし、折り返し後の
ブロックＣの光軸（中心軸）に平行にＸ３軸を持つよう
な座標系０３　　Ｘ）　Ｙ’ｓ　Ｚ３尚、上のいずれの
座標系においてもＺ軸（Ｚ、、Ｚ２又はＺ３）は紙面に
垂直で上向きを正方向とする。

また、第３図、第４図で（イ）図に示す仮想光学系の仮
想ポリゴン走査面（Ｂ）の点（０）を中心としてポリゴ
ン走査面より後側を折り返して（ロ）図になるものとす
る。このとき点（０）は実際の光線通過点とは限らない
。ポリゴン走査面（Ｂ）より後側の部分の相対的な位置
は折り返し前と同じとする。ポリゴンミラー（１）は回
転軸の回りに回転するが、ブロック（Ｃ）の前面（２０
）は回転前とは位置を変えない。第３図と第４図はポリ
ゴンミラー（１）の回転軸の方向が異なると共に走査方
向も異なっている。

ここで、前記各データを人力する際には、第１図に示す
ＣＲＴディスプレイ（１５）の画面に外部記憶装置（１
４）の情報に基づいて第９図に示す表が映出される。こ
こで、く〉内に示す記号（ａ）〜（ｍ）及び（）内の（
ｎ２）〜（ｎ＋。）は便宜上付したものであって実際の
画面では空白となっている。この空白部分は入力領域で
あり、以下「フィールド」と呼ぶ。座標系コードは、既
に先に述べた３つのコードが用意されていて、それを番
号１．２．３で選択するだけでよい。画面の上部のポリ
ゴンミラー設定状況コードのフィールドにコード０が表
示されているときは現状が第３図、第４図の（イ）図の
ように折り返しのない状況、コード１が表示されている
ときは現状が（ロ）図のように折り返しの状況となって
いることを表している。

画面の下におけるＰＦはファクションを示しており、前
記ポリゴンミラー設定状況がコード１を設定した折り返
しの状況となっている状態で、ＰＦｉｌを選択すると、
この状況が消去されて前記ポリゴンミラー設定状況コー
ドは０となり、折り返しのない状況に設定される。入力
手段（１３）によるデータのインプットは前記画面をみ
て入力場所をカーソルで指定しながら順次行っていく。

但し、レンズ面番号、各面の曲率、面間隔、屈折率等は
これとは別個に入力する。これらは、レンズデータとし
ては基本的なものであって、どのようなレンズ設計に際
しても必ず入力される。

上記各種のデータが入力された状態においてＣＰＵ（１
２）はまず（＃１）でポリゴンミラーにしたい面番号を
読む。それが、仮想ポリゴン走査面か否かのチェックを
（＃２）において行う。その判断は入力データのレンズ
面番号に対する両側の屈折率で判定し、両側が空気の屈
折率のときは、指定した面が仮想ポリゴン面と判断し、
次の（１１３）へ進むが、そうでない場合にはエラーメ
ツセージを出してデータ入れ換えの必要性を知らせる。

その場合、操作者は第９図の画面のフィールド（ｂ）を
ポリゴン走査面となる正しい面番号になるように入力し
なおす。

（＃３）では第９図のフィールド（ｄ）よりポリゴンミ
ラーの内接円直径、フィールド（ｇ）　（ｈ）　（ｉ）
よりポリゴンミラーの中心座標、フィールド（ｆ）より
座標系コード、フィールド（ｍ）より基準反射角ω、フ
ィールド（ｊ）、（ｋ）、（Ｉ！、）より回転軸方向余
弦を読み込む。

尚、ここで便宜上前記画面のフィールドから読み込むと
説明したが、実際には、これらのフィールドに対応する
メモリの記憶場所から読み出す。

次に（＃４）において、ポリゴンミラーの中心座標を折
り返し前の仮想ポリゴン走査面の座標系　（０−ＸＹＺ
）に変換する。尚、この（＃４）での動作については後
で詳細に説明する。

上記の座標変換後、座標ｏ−ｘｙｚに関して実際のポリ
ゴンミラーの面頂点の座標と面の傾き角を（＃５）で求
める。面の傾き角は、基準反射角ωと反射の法則よりω
／２となる。一方、面頂点の座標は、ポリゴンミラーの
中心座標、回転軸の方向余弦、内接円直径、反射面の傾
き角の関係により求めることができる。

（＃５）で求めた新しい面頂点の座標と、反射面の傾き
角により、（３）式を用いて基準位置（第８図の０“−
Ｘ’Ｙ’Ｚ’）におけるポリゴンミラー面の偏心／傾斜
マトリックスを求める。

続いて（＃７）においてＢ面を反射面とする（代表的な
処理としては、Ｂ面以降の屈折率、面と面との間隔値、
面の曲率半径の符号を反転させる）。

（＃８）では、座標系ｏ−ｘｙｚに関する、ブロックＣ
の前の面の面頂点の座標と面の傾き角を求める。幾何学
的な関係より、面頂点Ｘ　＝　−ｔｃｏｓω、Ｙ＝−ｔ
ｓｉｎωで、面の傾きφ−ωとなる。ここで、Ｌは第３
図（イ）で指定された仮想ポリゴン走査面（Ｂ）とブロ
ックＣの前面との間隔値である。

次に（＃９）でブロックＣの前面の偏心／傾斜マトリッ
クスを求める。その１つの方法を第８図を用いて述べる
。第８図で、ポリゴンミラー面の座標系を０°−ｘ’　
ｙ’　　ｚ’　、そのポリゴンミラー面に対して偏心／
傾斜してない状態でのブロックＣの前面の座標系を○、
−Ｘ、Ｙ、Ｚ４、そして偏心／傾斜した状態でのブロッ
クＣの前の面の座標系を０４°−Ｘ、’Ｙ、’Ｚ４’と
する。

（＃８）の結果を用いて、（３）式のマトリックスに対
応するＰを求めると、第１２図の（５）式となる。

また、（ｌ１６）で求めた偏心／傾斜マトリックスをＱ
とすると、第１２図の（６）式が成立する。

ここでｏ’　−ｘ’　ｙ’　ｚ“とｏ、−ｘ、ｙ、ｚ４
とのマトリックスＲを求める。このマ［・リノクスＲは
単純な座標系のＸ軸方向への平行移動であるから（３）
式より簡単に求めることができ、第１２図の（７）式の
ようになる。

（５）　、（６）　、（７）式よりブロックＣの前面の
偏心／傾斜マトリックスＰ・（Ｒ−Ｑ）−’が第１２図
の（８）式の如く求まる。

次に、前記フロチャートの（＃ｌＯ）において、第９図
のフィールド（ｃ）よりポリゴン面の高さＨ〔第４図（
ロ）、第６図（ａ）参照］を読み込み、これらと内接円
直径よりポリゴンミラー面の形状と大きさを求めて、光
線の通過できる範囲を限定する。これは、レンズ系の構
成における光束規制条件として一般的に必要な事項であ
る。尚、ポリゴン面数とポリゴンミラーの商さの読み込
みは（＃１０）で行う代わりに、先の（＃３）で読み込
んでおくことも可能であり、実用的にはむしろ（＃３）
で読み込むものとする。次いで（＃１１）に進み、ポリ
ゴンミラーの基準位置からの回転角データをフィールド
（ｎ２）〜（ｒ＋＋。）より読み込む。このとき、もし
回転角データが入力されていなければ処理を終了する。

回転角データが入っていれば、回転角の数だけ以下の（
＃１２）〜（＃１４）を繰り返す。ポリゴンミラーは、
回転軸の回りに回転するわけであるが、このとき回転軸
の方向余弦を指定できるようにすることによって第３図
（ロ）と第４図（ロ）で示す如くポリゴンミラーの設定
方向を変えることが可能である。このとき、回転軸方向
余弦は（何４）で示した３つの座標系のいずれかで入力
する。（Ｉｌ１３）ではポリゴンミラーが基準位置から
θ回転したときの偏心／傾斜マトリックスを求めるが、
そのため１つの方法をここで述べることにする。

まず、基準位置での座標系０“−ｘ’　ｙ’　　ｚ“と
θ回転したときの座標系Ｏ“”　−ｘ”　ｙ”　ｚ”と
の変換マトリックスＳを求める。その式を第１２図に（
９）式として示す。仮想ポリゴン面の座標系０−ｘｙｚ
とθ回転した座標０”−Ｘ゛Ｙ”Ｚ”との変換マトリッ
クスを求める。これは、（６）　、（９）式より第１２
図の（１０）式で表される。このようにθ回転したとき
の偏心／傾斜マトリックスはＳ・Ｑとなる。

次に、（＃１４）でポリゴンミラー面の次の面、即ちブ
ロックＣの前面の偏心／傾斜マトリックスを求める。こ
のブロックＣの前面は、回転前とその絶対位置が変わら
ないものとして偏心／傾斜マトリックスを求める。その
ための１つの方法を次に述べる。

まず回転前におけるブロックＣの前面の座標系０、’−
Ｘ４’Ｙ４’Ｚ、’と第１面（ブロックＡの前面）の座
標系０＋　　　ＸＩＹｌ　Ｚ＋　との変換マトリックス
Ｗを求める。これを、第１２図で（１１）式として示す
。このマトリックスＷは、θ回転後も変化しない。

次に回転した座標系０“’　−ｘ’　ｙ’”Ｚ゛°と第
１面の座標系０．−Ｘ、Ｙ、Ｚ、との変換マトリックス
Ｕを第１２図の（１２）式の如く求める。前記（１１）
式と（１２）式から、第１２図の（１３）弐を得る。こ
れより、θ回転後におけるブロックＣの前面の偏心／傾
斜マトリックスはｗ−ｕ−’となる。

以上で基準位置での偏心／傾斜マトリックスと各回転位
置での偏心／傾斜マトリックスが求まる。

このマトリックスは仮想光学系での位置座標を真の座標
系での位置座標に変換する際の座標変換データとなる。

尚、ここで前記フロチャートにおける（＃４）のステッ
プに関して補足しておく。

（＃４）では入力された中心座標を例えば（Ｘｃ’　、
　Ｙｃ’　。

Ｚｃ’）　とするとき、これを仮想ポリゴン面の座標系
○−ｘｙｚでの座標値（Ｘｃ、　Ｙｃ、　Ｚｃ）に変換
する訳であるが、前述した３つの座標系コード（第９図
参照）のいずれで中心座標を入力するかによって、変換
処理が少しずつ異なる。まず、座標系コードが１つの場
合には、仮想ポリゴン走査面は偏心／（頃斜していない
ので、 Ｘｃ＝Ｘｃ’　−Ｌｐ−＋ （ｔｐ−＋　は仮想ポリゴン走査面の前の面間陽）Ｙｃ
＝Ｙｃ’ Ｚｃ＝Ｚｃ’ となる。座標系コードが２の場合には、座標変換マトリ
ックスＴを単位行列に初期化する。第２面から仮想ポリ
ゴン走査面（Ｂ）まで次の（Ｉ）（■）を繰り返す。（
ｊ＝２〜Ｐ）。

（１）第（ｊ−１）面から第ｊ面の座標変換マトリック
スＴｊを求める。これは第（４）式でθ＝０、Ｙｏ＝Ｚ
ｏ＝Ｏとおけば求まる。このＴｊを第１２図の（１４）
弐に示す。もし、第ｊ面が偏心／（頃斜しているならば
、 Ｔ　ｊ　−Ｄ　ｊ　−Ｔ　ｊ ここで、ｔ、−１は（ｊ−１）面とｊ面との間隔、Ｄｊ
はｊ面の偏心／傾斜マトリックスである。

（ｎ）座標変換マトリックスＴを更新（Ｔ−Ｔｊ・Ｔ）
する。

次に、このマトリックスＴを使って（Ｘｃ、　Ｙｃ、　
Ｚｃ）を第１２図の（Ｉ５）弐の如く求める。

最後に、座標系コードが３の場合は、まず第１２図の（
１６）式の如く（−ω）回転による座）型変換マトリッ
クスＴを求める。この（１６）式は（４）式のマトリッ
クスにおいてθ−−ω、Ｘｏ＝Ｙｏ＝Ｚ。

＝０を代入することにより求まる。このように求めた座
標変換マトリックスＴを使って、第１２図の（１７）式
で（Ｘｃ　、　Ｙｃ　、　Ｚｃ）を算出する。第１１図
は上述した３つの座標系コードの各々の場合を含むフロ
チャートを示している。

以上において、ポリゴン面が偏心／傾斜している場合の
データ構成について述べたが、偏心／傾斜していない状
態で特性を調べたいような場合が存する。例えば光学系
の瞳収差を評価したい場合などがそれである。偏心光学
系〔例えば第３図（ロ）〕では折り返し後の光軸が回転
によって動く（基準が動く）ので縦収差を評価すること
にあまり意味がなく、むしろ第３図（イ）の仮想光学系
において評価すべきである。従って、一度作成した偏心
／傾斜マトリックス等のデータ系の構成を仮想光学系で
の構成に戻したい場合が生じる。

その場合には、第９図に示すファンクションＰＦ１１を
選択すればよい。

第１３図はそのような機能を考慮したフロチャートを示
しており、（１１０１）でキーの選択をした後、（１１
０２）で系が折り返しの状Ｂ（偏心／傾斜した状態）か
否かチェックし、ＮＯであれば（Ｑ）に至り、それ以後
は上述した第１０図のフローへ続く。（＃。

２）でＹＥＳであれば、（＋１０３）でポリゴンミラー
面の偏心／傾斜マトリックスとブロンクＣの前面の偏心
／（ｋＪｌ斜マトリックスをどちらも単位行列に戻す。

これによって系は偏心／傾斜しない状態に復元される。

次に、（＋１０４）で押されたキーがＰＦＩＩであるか
否か確認され、ＹＥＳであれば終了し、ＮＯであれば（
Ｑ）から第１０図のフローへ進む。

本実施例において入力するデータのうちの基準角と回転
軸の方向余弦を調整することによって第６図に示すよう
に走査面（Ｂ）と回転軸（１８）が不平行な傾きをもっ
たポリゴンミラーを設定することができる。これは、走
査面は主として基準反射角ωによって決まり、回転軸（
１日）は方向余弦によって決まるからである。また、同
じように回転軸方向余弦を変えることによって第３図（
ロ）と第４図（ロ）の如くポリゴンミラー（１）の設置
方向と、その走査方向を変えることができる。このよう
に、本発明では単に仮想光学系のデータから偏心／傾斜
光学系のデータを確立できるだけでなく、その入力デー
タの値によって種々の形の走査部材を設定できると共に
、その配置、走査方向も任意に設定できることになるの
で、便利である。第１図の装置は上述の動作を行うプロ
グラムを内蔵した外部記憶装置（１４）を既存のコンピ
ュータに結合することで、構成することができる。

尚、本発明装置を使って偏心／傾斜走査系のデータを確
立した後は、光学系設計者の意図によって例えば光線追
跡演算などを行うことができるが、これらの光線追跡等
の処理は別のプログラムに沿って行われるものである。

しかし走査光学系のデータ確立と、光線追跡等の処理を
一連のシステムとして行うこともできる。その際、外部
記憶装置（１４）を光線追跡及び光線描写専用のプログ
ラム内蔵の外部装置と入れ代えてもよく、或いは同一の
外部記憶装置中に上述の本発明構成用プログラムと前記
光線追跡のプログラムを内蔵させておいてもよい。

発明の効果 本発明によれば、必要なデータを入力してやれば、後は
外部記憶装置の情報に基づいてｃｐｕの中に設定さる機
能手段により走査光学系の座標変換データが確立される
ので、走査光学系の設計をする際に極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のデータ作成装置の構成を模式的に表し
た図であり、第２図はポリゴンミラーを使った走査光学
系の概要を示す図である。第３図は本発明を適用するポ
リゴンミラーを有する走査光学系の一例を示す図であり
、第４図は同じく他の例を示す図である。第５図はポリ
ゴンミラーの基準位置と回転した位置を示す図である。 第６図は第４図の変形例を示す図である。第７図は偏心
／傾斜した座標系と元の座標系との関係を説明するため
の図である。第８図はポリゴンミラーの後方のブロック
の座標変換データを算出する説明図である。第９図はデ
ータを入力する際の指針となる画面に映出される表を示
す図である。第１０図は本実施例のフロチャートであり
、第１１図はその一部を詳細に示すフロチャートである
。第１２図は本発明の説明に供する数式をまとめた図で
ある。第１３図は仮想光学系へ戻すための機能を備えた
フロチャートである。 （１）・・・ポリゴンミラー、　　（１２）・・・ＣＰ
Ｕ　。 （１３）・・・入力手段、　　（１４）・・・外部記憶
装置、（１６）・・・第１手段、　　（１７）・・・第
２手段、　　（１８）・・・回転軸、　　（Ｂ）・・・
走査面、　　（ω）・・・基準反射角、　　（ｄ）・・
・内接円直径。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転によって走査面の中心が移動する走査部材の
   データ作成装置であって、ＣＰＵと、外部記憶装置と、
   入力手段と、前記外部記憶装置の情報に基づいて前記Ｃ
   ＰＵ内に設定される機能手段とからなり、前記機能手段
   は前記走査部材の走査面の光軸が入射光学系の光軸に一
   致していると仮想した仮想光学系での前記走査部材を特
   定する情報として前記入力手段によって入力された面番
   号、回転軸から走査面までの距離、基準反射角、中心座
   標、回転軸方向余弦、前記中心座標と回転軸方向余弦を
   指定するための座標系コードから前記走査部材を基準位
   置での走査面についての座標変換データを確立する第１
   手段と、該第１手段で確立されたデータと前記入力手段
   によって入力された回転角情報に基づいて前記走査部材
   の回転位置での走査面についての座標変換データを確立
   する第２手段であることを特徴とする走査光学系のデー
   タ作成装置。
2. （２）前記座標変換データは前記走査部材の回転に関す
   る回転マトリックスと前記走査面の中心に関する原点移
   動マトリックスとの積によりなる偏心／傾斜マトリック
   スであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のデータ作成装置。
3. （３）前記走査部材はポリゴンミラーであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のデータ作成装置。
4. （４）前記走査部材は走査面が単一の部材であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のデータ作成装
   置。