DE68915131T2

DE68915131T2 - Objektiv für ein optisches Abtastsystem.

Info

Publication number: DE68915131T2
Application number: DE68915131T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Dainippon Scr Shirota
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1989-12-15
Publication date: 1994-12-15
Anticipated expiration: 2009-12-16
Also published as: EP0373677B1; EP0373677A2; JPH02163720A; DE68915131D1; JPH07113706B2; EP0373677A3; US5018807A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein telezentrisches f-sinΘ-Linsenssytem und insbesondere ein Linsensystem, welches bei einem optischen Strahllenker wie einem Laserdrucker eingesetzt wird, welcher eine Vielzahl von optischen Strahlen auf einer Aufzeichnungsoberfläche lenkt.
Die japanischen Patent-Offenlegungsblätter Nr. 195211/1984 und 267910/1988 offenbaren jeweils Linsensysteme, welche bei einem optischen Strahllenker wie einem Laserdrucker eingesetzt werden können.
Fig. 1 illustriert den Aufbau eines herkömmlichen telezentrischen f-Θ-Linsensystems, welches in dem erstgenannten Blatt (japanisches Patent-Offenlegungsblatt Nr. 195211/1984) offenbart ist.
Ein weiteres telezentrisches f-Θ-Linsensystem ist in der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 360 233 offenbart, deren Anmeldedatum vor dein Datum dieser Anmeldung liegt, welche jedoch nach Artikel 93 EPÜ nach diesem Datum veröffentlicht wurde (Artikel 54(3) EPÜ).
Wie in Figur 1 gezeigt ist, ist das herkömmliche telezentrische f-Θ-Linsenssytem mit einer Meniskus-Zerstreuungslinse L&sub1;&sub2;, deren konkave Oberfläche S&sub1;&sub2; zu einer Eintrittspupille EP gerichtet ist, Meniskus-Sammellinsen L&sub1;&sub3; und L&sub1;&sub4; und einer plankonvexen Sammellinse L&sub1;&sub5; ausgebildet und diese Linsen L&sub1;&sub2; bis L&sub1;&sub5; sind geordnet von der Seite der Eintrittspupille EP aus zu der Seite einer Aufzeichnungsoberfläche RS hin angeordnet.
Das vorangehend genannte Linsensystem erfüllt
h = f Θ,
wobei angenommen wird, daß h für den Abstand einer optischen Achse Z des Linsensystems zu einem Lichtfleck auf der Aufzeichnungsoberfläche RS steht, f für die Brennweite des Linsensystems steht und Θ für einen Einfallswinkel des Strahls auf das Linsensystem steht. Ein Laserstrahl wird im allgemeinen durch einen Polygonspiegel abgelenkt, so daß der Laserstrahl auf die Aufzeichnungsoberfläche RS durch das Linsensystem einfällt. Da der Polygonspiegel mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit gedreht wird, bewegt sich der Lichtfleck auf der Aufzeichnungsoberfläche RS mit einer konstanten Geschwindigkeit.
Das Linsensystem hat weiterhin die telezentrische Eigenschaft, daß alle Hauptstrahlen im wesentlichen senkrecht in die Aufzeichnungsoberfläche RS eintreten, so daß die Bildgröße in einer Hauptablenkrichtung sich auch dann nicht änderte wenn die Aufzeichnungsoberfläche RS zum Beispiel in der Richtung der optischen Achse Z verlagert wird, was auf dem Fachgebiet gut bekannt ist.
Daher wird ein telezentrisches f-Θ-Linsensystem in einem Laserdrucker usw. verwendet, der insbesondere erfordert, daß ein Laserstrahl auf die Aufzeichnungsoberfläche mit hoher Genauigkeit projiziert wird.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des optischen Wegs, der durch einen Ablenker 1 abgebogen wird, Eine Anzahl von Laserstrahlen B&sub0; bis Bn werden auf einen Punkt 0 des Ablenkers 1 projiziert, welcher sich in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung um die Y-Achse dreht, während die Laserstrahlen b&sub0; bis bn, welche durch den Ablenker 1 abgelenkt werden, durch ein Linsensystem 2a zu einer Aufzeichnungsoberfläche RS (XY-Ebene) gelenkt werden. In der Figur stehen die Symbole i&sub0; bis in jeweils für Lichtflecke der Laserstrahlen b&sub0; bis bn auf der Aufzeichnungsoberfläche RS.
Im Fall, daß ein f-Θ-Linsensystem, das in Figur 1 gezeigt ist, als das Linsensystem 2a verwendet wird, erhält man die folgende Gleichung:
wobei y die Distanz zwischen den Lichtflecken i&sub0; und in ist, f die Brennweite des f-Θ-Linsensystems 2a ist, Q der Winkel zwischen Laserstrahl Bn und einer optischen Achse X ist und β der Winkel zwischen dem Laserstrahl b&sub0; und der optischen Achse Z des f-Θ-Linsensystems 2a ist.
Wenn sich der Ablenker 1 um die Y-Achse dreht, ändert sich der Winkel β entsprechend der Drehung des Ablenkers 1, wodurch sich der Abstand y mit dem Winkel β ändert. Daher wird die Bahn der Laserstrahlen, welche auf der Aufzeichnungsoberfläche RS durch das f-Θ-Linsensystem 2a fokussieren, wie in Fig. 3 gezeigt, nicht gerade sein, so daß die Qualität der Bildaufzeichnung auf der Aufzeichnungsoberfläche RS herabgesetzt wird.
Fig. 4 illustriert den Aufbau eines f-sinΘ-Linsensystems, welches in dem letztgenannten Blatt (japanisches Patent-Offenlegungsblatt Nr. 267910/1988) offenbart ist. Wie in Figur 4 gezeigt ist, ist das f-sinΘ-Linsensystem mit einer ersten Linsengruppe G&sub1; mit einer negativen Brennweite und einer zweiten Linsengruppe G&sub2; mit einer positiven Brennweite ausgebildet, so daß
h = f sinΘ
erfüllt ist, wobei h der Abstand zwischen der optischen Achse Z des f-sinΘ-Linsensystems und einem Lichtfleck b auf einer Aufzeichnungsoberfläche RS ist, f die Brennweite des f-sinΘ- Linsenssytems ist und Θ der Einfallswinkel ist, den der in das Linsensystem eintretende optische Strahl bezüglich deren optischer Achse Z bildet.
Im Fall, daß das f-sinΘ-Linsensystem 2 anstelle des Linsensystems 2a wie in Figur 2 gezeigt verwendet wird, erhält man die folgende Gleichung:
y = f sinα.
Wie man der vorangehenden Gleichung entnimmt, ist der Abstand y auch dann eine Konstante, wenn der Ablenker 1 sich in der Vorwärts- und in der Rückwärtsrichtung um die Y-Achse dreht. Daher werden die Bahnen der verschiedenen Laserstrahlen gerade sein, wie in Figur 5 gezeigt ist, wenn die Laserstrahlen zu der Aufzeichnungsoberfläche RS durch das f-sinΘ-Linsensystem gelenkt werden.
Das f-sinΘ-Linsensystem, das in Figur 5 gezeigt ist, hat jedoch keine telezentrische Eigenschaft, so daß eine Bildgröße in einer Hauptablenkrichtung sich mit der Verlagerung der Aufzeichungsoberfläche RS in der Richtung der optischen Achse Z des f-sinΘ-Linsensystems ändert. Daher kann das Linsensystem nicht in einem optischen Strahllenker wie einem Laserdrucker verwendet werden, der erfordert, daß das Bild auf der Aufzeichnungsoberfläche RS mit hoher Genauigkeit aufgezeichnet werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Linsensystem für einen optischen Strahllenker gerichtet, welcher eine Vielzahl von optischen Strahlen auf einer Aufzeichnungsoberfläche lenkt.
Das Linsensystem umfaßt:
(a) eine erste Linsengruppe mit einer Eintrittspupille, welche enthält:
(a-1) eine erste Linse mit einer Meniskusform, welche eine positive Brechkraft aufweist und eine konkave Oberfläche aufweist, welche zu der Eintrittspupille hin gerichtet ist,
(a-2) eine zweite Linse mit negativer Brechkraft,
(a-3) eine dritte Linse mit einer Meniskusform, welche eine positive Brechkraft aufweist, und eine vierte Linse mit positiver Brechkraft, und
(b) eine zweite Linsengruppe, welche eine fünfte Linse mit positiver Brechkraft umfaßt. Weiterhin sind die erste bis fünfte Linse aufeinanderfolgend in geordneter Abfolge von der Seite der Eintrittspupille aus angeordnet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erfüllt das Linsensystem das Folgende:
0,6 < (r&sub2;/r&sub3;) ≤ 2,1
-0,43 < (f&sub2;/f) < -0,21
1,3 < (f&sub5;/f) ≤ 2,6,
wobei r&sub2; der Krümmungsradius der Oberfläche der ersten Linse, welche zu der Aufzeichnungsoberfläche hin gerichtet ist, r&sub3; der Krümmungsradius der Oberfläche der zweiten Linse, welche zu der Eintrittspupille hin gerichtet ist, f&sub2; die Brennweite der zweiten Linse ist, f&sub5; die Brennweite der fünften Linse ist und f die Brennweite des Linsensystems ist.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung auf einen optischen Strahllenker zum Ablenken einer Vielzahl von optischen Strahlen auf einer Aufzeichnungsoberfläche gerichtet. Der optische Strahllenker umfaßt: eine Lichtquelle zum Erzeugen der Vielzahl von optischen Strahlen, einen Ablenker zum Ablenken der optischen Strahlen, welche von der Lichtquelle ausgehen und ein Linsensystem zum Abbilden der durch den Ablenker abgelenkten optischen Strahlen auf die Aufzeichnungsoberfläche. Das Linsensystem umfaßt:
eine erste Linsengruppe mit einer Eintrittspupille, welche umfaßt
(a-1) eine erste Linse mit einer Meniskusform, welche eine positive Brechkraft aufweist und eine konkave Oberfläche aufweist, welche zu der Eintrittspupille hin gerichtet ist,
(a-2) eine zweite Linse mit einer negativen Brechkraft,
(a-3) eine dritte Linse mit einer Meniskusform, welche eine positive Brechkraft aufweist und eine vierte Linse mit positiver Brechkraft, und
(b) eine zweite Linsengruppe, welche eine fünfte Linse enthält, welche eine positive Brechkraft aufweist.
Weiterhin sind die erste bis fünfte Linse nacheinander in geordneter Abfolge von der Seite der Eintrittspupille aus angeordnet.
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Linsensystem zu schaffen, welches eine telezentrische Eigenschaft und hervorragende f-sinΘ-Eigenschaft aufweist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen optischen Strahllenker zu schaffen, welcher die Vielzahl von optischen Strahlen auf der Aufzeichnungsoberfläche mit hoher Genauigkeit ablenken kann, während die Qualität eines auf der Aufzeichnungsoberfläche gebildeten Bilds verbessert wird.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung deutlicher, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 illustriert den Aufbau eines herkömmlichen telezentrischen f-Θ-Linsensystems,
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der durch einen Ablenker abgelenkten optischen Wege,
Fig. 3 ist ein Diagramm, welches die Ablenkkurve zeigt, welche durch das telezentrische f-Θ-Linsensystem erzeugt wird, wobei eine Vielzahl von optischen Strahlen aufgegeben wird,
Fig. 4 illustriert den Aufbau eines herkömmlichen f- sinΘ-Linsensystems,
Fig. 5 ist ein Diagramm, welches die Ablenkkurve zeigt, welche durch das f-sinΘ-Linsensystem erzeugt wird, wobei eine Vielzahl von optischen Strahlen aufgegeben wird,
Fig. 6 illustriert eine bevorzugte Ausführungsform eines Linsensystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7A, 7B u. 7C illustrieren die sphärische Aberration, den Astigmatismus bzw. die f-sinΘ-Eigenschaft eines ersten Beispiels,
Fig. 8A, 8B u. 8C illustrieren die sphärische Aberration, den Astigmatismus bzw. die f-sinΘ-Eigenschaft eines zweiten Beispiels,
Fig. 9A, 9B u. 9C illustrieren die spärische Aberration, den Astigmatismus bzw. die f-sinΘ-Eigenschaft eines dritten Beispiels,
Fig. 10A, 10B u. 10C illustrieren die sphärische Aberration, den Astigmatismus bzw. die f-sinΘ-Eigenschaft eines vierten Beispiels,
Fig. 11A, 11B u. 11C illustrieren die sphärische Aberration, den Astigmatismus bzw. die f-sinΘ-Eigenschaft eines fünften Beispiels
Fig. 12A, 12B u. 12C illustrieren die sphärische Aberration, den Astigmatismus bzw. die f-sinΘ-Eigenschaft eines sechsten Beispiels,
Fig. 13A, 13B u. 13C illustrieren die sphärische Aberration, den Astigmatismus bzw. die f-sinΘ-Eigenschaft eines siebten Beispiels und
Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein optisches System eines optischen Strahllenkers zeigt, bei welchem das gemäß Fig. 6 aufgebaute Linsensystem eingesetzt wird.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 6 illustriert eine bevorzugte Ausführungsform eines Linsensystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Linsensystem ist mit einer hintern Linsengruppe RL und einer vorderen Linsengruppe FL ausgebildet, welche in geordneter Abfolge von der Seite einer Aufzeichnungsoberfläche RS aus mit einem vorgeschriebenen Intervall angeordnet sind.
Die vordere Linsengruppe FL ist mit einer ersten, dritten und vierten Meniskuslinse L&sub1;, L&sub3; und L&sub4; mit positiver Brechkraft und einer zweiten Linse L&sub2; mit negativer Brechkraft wie in Figur 6 gezeigt ausgebildet. Die erste bis vierte Linse L&sub1; bis L&sub4; sind geordnet von der Seite einer Eintrittspupille EP in vorbestimmten Intervallen angeordnet, wobei alle konkaven Oberflächen S&sub1;, S&sub3;, S&sub5; und S&sub7; der ersten bis vierten Linse L&sub1; bis L&sub4; zu der Eintrittspupille EP hin gerichtet sind.
Andererseits ist die hintere Linsengruppe RL mit einer fünften Linse L&sub5; ausgebildet, welche eine positve Brechkraft aufweist, und eine konvexe Oberfläche S&sub1;&sub0; der fünften Linse L&sub5; ist zu der Aufzeichnungspberfläche RS gerichtet.
Das Linsensystem mit dem vorangehend genannten Aufbau erfüllt:
0,6 < (r&sub2;/r&sub3;) ≤ 2,1 (1)
-0,43 < (f&sub2;/f) < -0,21 (2)
1,3 < (f&sub5;/f) ≤ 2,6 (3)
wobei r&sub2; der Krümmungsradius der Oberfläche der ersten Linse L&sub1; ist, welche zu der Aufzeichnungsoberfläche RS gerichtet ist, r&sub3; der Krümmungsradius der Oberfläche S&sub3; der zweiten Linse L&sub2; ist, f&sub2; die Brennweite der zweiten Linse L&sub2; ist, f&sub5; die Brennweite der fünften Linse L&sub5; ist und f die Brennweite des Linsen-Systems ist.
Die Ungleichung (1) zeigt die Bedingung für das Korrigieren der sphärischen Aberration, des Astigmatismus und der Krümmung der Bildfläche. Dies bedeutet, daß dann, wenn der Wert (r&sub2;/r&sub3;) nicht mehr als 0,6 beträgt, sowohl die meridionale als auch die sagittale Bildfläche zu der negativen (-) Seite geneigt sind, während die Korrektur der sphärischen Aberration unzulänglich ist. Wenn der Wert (r&sub2;/r&sub3;) mehr als 2,1 beträgt, wird die sphärische Aberration zu stark korrigiert, während die meridionale Bildfläche zu der positiven (+) Seite geneigt ist, wodurch der Astigmatimus an einem Ende eines Feldwinkels erhöht ist. Außerdem ist auch die f-sinΘ-Eigenschaft verschlechtert.
Die Ungleichung (2) zeigt die Bedingung für die Krümmung der Bildf läche. Das heißt, daß dann, wenn der Wert (f&sub2;/f) nicht mehr als -0,43 beträgt, die Krümmung der sagittalen Bildfläche vergrößert wird. Wenn der Wert (f&sub2;/f) nicht kleiner als -0,21 ist, sind sowohl die meriodionale als auch die sagittale Bildfläche zu der negativen (-) Seite geneigt.
Die Ungleichung (3) zeigt die Bedingung für die Krümmung der Bildoberfläche und die Bedingung, daß die Linse eine telezentrische Eigenschaft hat. Das heißt, daß dann, wenn der Wert (f&sub5;/f) nicht mehr als 1,3 beträgt, die meridionale Bildfläche zu der negativen (-) Seite geneigt ist, während die telezentrische Eigenschaft verschlechtert ist. Wenn andererseits der Wert (f&sub5;/f) mehr als 2,6 beträgt, ist die sagittale Bildfläche trotz der Verbesserung der telezentrischen Eigenschaft des Linsenssytems geneigt.
Wenn andererseits ein Linsensystem mit der ersten bis fünften Linse L&sub1; bis L&sub5; gebildet wird und das Linsensystem die Ungleichungen (1) bis (3) erfüllt (nachstehend beschriebene Beispiele 1 bis 8), erhält man ein Linsensystem, das sowohl die telezentrische als auch die f-sinΘ-Eigenschaft aufweist und außerdem die folgenden Eigenschaften aufweist:
die Blendenzahl (F-number) beträgt nicht mehr als 20,
(2) die sphärische Aberration, der Astigmatismus usw. sind gering und
(3) die Bildfläche ist flach.

Beispiel 1

Tabelle 1 zeigt Linsendaten eines ersten Beispiels gemäß einem Linsensystem, das gemäß Figur 6 aufgebaut ist. Tabelle 1
Mit Bezug auf Tabelle 1 steht das Symbol ri (i = 1, 2, ..., 10) für den Krümmungsradius der Linsenoberflächen Si, so daß zum Beispiel r&sub1; für den Krümmungsradius der konkaven Oberfläche der ersten Linse L&sub1; steht und r&sub2; für den Krümmungsradius ihrer konvexen Oberfläche S&sub2; steht, welche zu der Aufzeichnungsoberfläche hin gerichtet ist. Das Symbol di ( i = 1, 3, 5, 7, 9) steht jeweils für den Wert der Dicke der ersten bis fünften Linse L&sub1; bis L&sub5;. Andererseits steht di (i = 2, 4, 6, 8) jeweils für den Raum zwischen Paaren aus den ersten bis fünften Linsen L&sub1; bis L&sub5;, so daß d&sub2; zum Beispiel für den Raum zwischen der ersten und der zweiten Linse, L&sub1; und L&sub2;, steht. Das Symbol ni (i = 1, 3, 5, 7, 9) steht für die Brechungsindizes der ersten bis fünften Linse, L&sub1; bis L&sub5;, bezüglich einer Linie d (587,6 nin).
Die Brennweite f, die Blendenzahl FNO usw. des Linsensystems mit den vorangehend genannten Linsendaten sind wie in Tabelle 2 gezeigt eingerichtet. Tabelle 2
Mit Bezug auf Tabelle 2 steht λ für die Wellenlänge eines Laserstrahls und d&sub0; steht für einen Raum zwischen der Eintrittspupille EP und der konkaven Oberfläche S&sub1; der ersten Linse L&sub1;. Die Brennweiten f&sub2;, f&sub5; der zweiten und fünften Linse, L&sub2;, L&sub5;, betragen -30,9 bzw. 190,8, obwohl dies nicht in den Tabellen 1 und 2 gezeigt ist.
Dementsprechend ist
r&sub2;/r&sub3; = 1,202
f&sub2;/f = -0,309
f&sub5;/f = 1,908
und es ist deutlich, daß das Linsensystem die Ungleichungen (1) bis (3) erfüllt.
Figur 7A, 7B und 7C illustrieren die sphärische Aberration, den Astigmatismus bzw. die f-sinΘ-Eigenschaft des Linsensystems mit dein vorangehend genannten Aufbau. Die Ergebnisse, die in diesen Figuren und den Figuren 8A-13A, 8B-13B und 8C- 13C gezeigt sind, welche nachfolgend im einzelnen beschrieben werden, wurden bezogen auf Licht mit einer Wellenlänge von 632,8 nm gewonnen.
In jeder der Figuren 7B und der Figuren 8B, 9B, 10B, 11B, 12B und 13B, bezeichnet das Symbol S eine sagittale Bildfläche und das Symbol M bezeichnet eine meridionale Bildoberfläche. Die in jeder der Figuren 7C, 8C, 9C, 10C, 11C, 12C und 13C gezeigte f-sinΘ-Eigenschaft wurde durch die folgende Gleichung gewonnen, in welcher Θ für den Einfallswinkel des optischen Strahls auf das Linsensystem steht und h für den Abstand zwischen einem Lichtfleck auf einer Aufzeichnungsoberfläche und einer optischen Achse des Linsensystems steht.
f-sinΘ-Eigenschaft = h-f sinθ/f sinθ 100 (%) (4)

Beispiel 2

Tabelle 3 zeigt Linsendaten eines zweiten Beispiels gemäß den Linsensystem. Tabelle 3
Die Brennweite f, die Blendenzahl FNO usw. des Linsensystems mit den vorangehend genannten Linsendaten sind wie in Tabelle 4 gezeigt eingerichtet. Tabelle 4
Die Brennweiten f&sub2;, f&sub5; der ersten und fünften Linse, L&sub2;, L&sub5;, betragen -31,9 bzw. 203,4, obwohl dies nicht in den Tabellen 3 und 4 gezeigt ist.
Dementsprechend ist
r&sub2;/r&sub3; = 0,606
f&sub2;/f = -0,319
f&sub5;/f = 2,034
und es ist deutlich, daß das Linsensystem die Ungleichungen (1) bis (3) erfüllt.
Fig. 8A, 8B und 8C illustrieren die sphärische Aberration, den Astigmatismus bzw. die f-sinΘ-Eigenschaft des Linsensystems mit dem vorangehend genannten Aufbau.

Beispiel 3

Tabelle 5 zeigt Linsendaten eines dritten Beispiels gemäß dem Linsensystem. Tabelle 5
Le Brennweite f, die Blendenzahl FNO usw. des Linsensystems mit den vorangehend genannten Linsendaten sind wie in Tabelle 6 gezeigt eingerichtet. Tabelle 6
Die Brennweiten f&sub2;, f&sub5; der zweiten und fünften Linse, L&sub2;, L&sub5;, betragen -32,8 bzw. 183,8, obwohl dies nicht in den Tabellen 5 und 6 gezeigt ist.
Dementsprechend ist
r&sub2;/r&sub3; = 2,100
f&sub2;/f = -0,328
f&sub5;/f = 1,838
und es ist deutlich, daß das Linsensystem die Ungleichungen (1) bis (3) erfüllt.
Die Figuren 9A, 9B und 9C illustrieren die sphärische Aberration, den Astigmatismus bzw. die f-sinΘ-Eigenschaft des Linsensystems mit dem vorangehend genannten Aufbau.

Beispiel 4

Tabelle 7 zeigt Linsendaten eines vierten Beispiels gemäß dem Linsensystem. Tabelle 7
Die Brennweite f, die Blendenzahl FNO usw. des Linsensystems mit den vorangehend genannten Linsendaten sind wie in Tabelle 8 gezeigt eingerichtet. Tabelle 8
Die Brennweiten f&sub2;, f&sub5; der zweiten und fünften Linse, L&sub2;, L&sub5;, betragen -21,1, bzw. 192,3, obwohl dies nicht in den Tabellen 7 und 8 gezeigt ist.
Dementsprechend ist
r&sub2;/r&sub3; = 1,240
f&sub2;/f = -0,211
f&sub5;/f = 1,923
und es ist deutlich, daß das Linsensystem die Ungleichungen (1) bis (3) erfüllt.
Die Figuren 10A, 10B und 10C illustrieren die sphärische Aberration, den Astigmatismus bzw. die f-sinΘ-Eigenschaft des Linsensystems mit dem vorangehend genannten Aufbau.

Beispiel 5

Tabelle 9 zeigt Linsendaten eines fünften Beispiels gemäß dem Linsensystem. Tabelle 9
Die Brennweite f, die Blendenzahl FNO usw. des Linsensystems mit den vorangehend genannten Linsendaten sind wie in Tabelle 10 gezeigt eingerichtet. Tabelle 10
Die Brennweiten f&sub2;, f&sub5; der zweiten und fünften Linse, L&sub2;, L&sub5;, betragen -42,6 bzw. 170,6, obwohl dies nicht in den Tabellen 9 und 10 gezeigt ist.
Dementsprechend ist
r&sub2;/r&sub3; = 0,791
f&sub2;/f = -0,426
f&sub5;/f = 1,706
und es ist deutlich, daß das Linsensystem die Ungleichungen (1) bis (3) erfüllt.
Die Figuren 11A, 11B und 11C illustrieren die sphärische Aberration, den Astigmatismus bzw. die f-sinΘ-Eigenschaft des Linsensystems mit dem vorangehend genannten Aufbau.

Beispiel 6

Tabelle 11 zeigt Linsendaten eines sechsten Beispiels gemäß dem Linsensystem. Tabelle 11
Die Brennweite f, die Blendenzahl FNO usw. des Linsensystems mit den vorangehend genannten Linsendaten sind wie in Tabelle 12 gezeigt eingerichtet. Tabelle 12
Die Brennweiten f&sub2;, f&sub5; der zweiten und fünften Linse, L&sub2;, L&sub5;, betragen -39,9 bzw. 133,0, obwohl dies nicht in den Tabellen 11 und 12 gezeigt ist.
Dementsprechend ist
r&sub2;/r&sub3; = 0,779
f&sub2;/f = -0,399
f&sub5;/f = 1,330
und es ist deutlich, daß das Linsensystem die Ungleichungen (1) bis (3) erfüllt.
Die Figuren 12A, 12B und 12C illustrieren die sphärische Aberration, den Astigmatismus bzw. die f-sinΘ-Eigenschaft des Linsensystems mit dem vorangehend genannten Aufbau.

Beispiel 7

Tabelle 13 zeigt Linsendaten eines siebten Beispiels gemäß dem Linsensystem. Tabelle 13
Die Brennweite f, die Blendenzahl FNO usw. des Linsensystems mit den vorangehend genannten Linsendaten sind wie in Tabelle 14 gezeigt eingerichtet. Tabelle 14
Die Brennweiten f&sub2;, f&sub5; der zweiten und fünften Linse, L&sub2;, L&sub5; betragen -26,7 bzw. 260,0, obwohl dies nicht in den Tabellen 13 und 14 gezeigt ist.
Dementsprechend ist
r&sub2;/r&sub3; = 1,108
f&sub2;/f = -0,267
f&sub5;/f = 2,600
und es ist deutlich, daß das Linsensystem die Ungleichungen (1) bis (3) erfüllt.
Die Figuren 13A, 13B und 13C illustrieren die sphärische Aberration, den Astigmatismus bzw. die f-sinΘ-Eigenschaft des Linsensystems mit dem vorangehend genannten Aufbau.
Die sphärische Aberration des Linsensystems ist äußerst klein, wie man den Diagrammen für die sphärische Aberration (Fig. 7A, 8A, 9A, 10A, 11A, 12A und 13A) entnehmen kann und sein Astigmatismus ist ebenfalls äußerst klein, wie man den Diagrammen für den Astigmatismus (Fig. 7B, 8B, 9B, 10B, 11B, 12B und 13B) entnehmen kann. Weiterhin besitzt das wie oben aufgebaute Linsensystem eine hervorragende f-sinΘ-Eigenschaft, wie man dem Diagramm für die f-sinΘ-Eigenschaft (Fig. 7C, 8C, 9C, 10C, 11C, 12C und 13C) entnehmen kann.
Außerdem sind alle Blendenzahlen FNO des Linsensystems in den Beispielen 1 bis 7 nicht größer als 20, wie vorangehend beschrieben wurde.
Figur 14 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein optisches System eines optischen Strahllenkers zeigt, welcher eine Vielzahl von Laserstrahlen auf einer Aufzeichnungsoberfläche ablenkt, auf welches das vorangehend genannte Linsensystem angewandt werden kann. Mit Bezug auf Fig. 14 wird ein Laserstrahl B&sub1;, der aus einer Laserröhre 11 austritt, auf einen nicht polarisierenden Strahlteiler 12 projiziert, so daß er in einen Ablenkstrahl B&sub2; und einen Referenzstrahl B&sub3; aufgeteilt wird.
Der von dem Strahlteiler 12 reflektierte Ablenkstrahl B&sub2; tritt in ein optisches Modulatorsystem 13 ein, um den Ablenkstrahl B&sub2; in eine Vielzahl von Laserstrahlen aufzuteilen und um die Vielzahl von Laserstrahlen individuell in Antwort auf Bildsignale, welche in das optische Modulatorsystem 13 eingegeben werden, zu modulieren. Das optische Modulatorsystem 13 enthält einen nicht polarisierenden Strahlteiler 14 und zwei polarisierende Strahlteiler 15, 16, so daß der Ablenkstrahl B&sub2; in vier Laserstrahlen B&sub2;&sub1;, B&sub2;&sub2;, B&sub2;&sub3;, B&sub2;&sub4; aufgeteilt wird. Der Ablenkstrahl B&sub2; wird in zwei Laserstrahlen durch den Strahlteiler 14 aufgeteilt und dann werden die zwei Laserstrahlen zu den Strahlteiler 15 bzw. 16 gelenkt. Der Laserstrahl, der in den Strahlteiler 15 eintritt, wird in zwei Laserstrahlen B&sub2;&sub1;, B&sub2;&sub2; aufgeteilt, während der Laserstrahl, der in den Strahlteiler 16 eintritt, in zwei Laserstrahlen B&sub2;&sub3;, B&sub2;&sub4; aufgeteilt wird, so daß die vier Laserstrahlen B&sub2;&sub1;, B&sub2;&sub2;, B&sub2;&sub3;, B&sub2;&sub4; dann in optische Modulationselemente (zum Beispiel akustooptische Modulatoren) 17 bis 20 eintreten, die jeweils auf optischen Achsen der Laserstrahlen B&sub2;&sub1;, B&sub2;&sub2;, B&sub2;&sub3;, B&sub2;&sub4; angeordnet sind. Dementsprechend werden die jeweiligen Laserstrahlen B&sub2;&sub1;, B&sub2;&sub2;, B&sub2;&sub3;, B&sub2;&sub4; in Antwort auf die Bildsignale von einer Steuereinheit (nicht gezeigt) zum Steuern des optischen Strahllenkers moduliert. Der Aufbau und die Arbeitsweise der optischen Modulationselemente 17 bis 20 sind dem Fachmann auf diesem Gebiet wohlbekannt und daher wird auf eine überflüssige Beschreibung verzichtet. Weiterhin sind zwei polarisierende Strahlteiler 21, 22 und ein nicht polarisierender Strahlteiler 23 in dem optischen Modulatorsystem 13 vorgesehen, so daß die modulierten Laserstrahlen B&sub2;&sub1;', B&sub2;&sub2;', B&sub2;&sub3;', B&sub2;&sub4;' gebündelt werden, um einen Mehrfachstrahl B&sub4; zu erzeugen, welcher aus ihnen besteht, die nicht parallel zueinander sind.
Der Mehrfachstrahl B&sub4;, der aus dem optischen Modulatorsystem 13 austritt, wird durch die Reflexionsspiegel 24, 25 reflektiert und dann über einen Strahlausweiter 26 und eine zylindrische Linse 27 auf einen Polygonspiegel 28 projiziert, welcher mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit gedreht wird. Ein von dem Polygonspiegel 28 abgelenkter Mehrfachstrahl B&sub5; wird auf einem lichtempfindlichen Material (nicht gezeigt), welches auf einen sich drehenden Zylinder 31 gewickelt ist, durch das Linsensystem 29 wie in Figur 6 gezeigt und eine Zylinderlinse 30 fokussiert, wodurch ein gewünschtes Bild auf dem lichtempfindlichen Material aufgezeichnet wird.
Andererseits wird der Referenzstrahl B&sub3; auf einen reflektierenden Spiegel 33, der in der Nähe der Zylinderlinse 27 angeordnet ist, über einen Strahlausweiter 32 projiziert. Ein von dem Reflexionsspiegel 33 reflektierter Referenzstrahl B&sub3;' tritt in den Polygonspiegel 28 über die Zylinderlinse 27 ein und wird dann durch das Linsensystem 29 und die Zylinderlinse 30 zu einem Reflexionsspiegel 34 gelenkt. Dementsprechend fällt der Mehrfachstrahl B&sub5; auf das lichtempfindliche Material ein, das auf dem sich drehenden Zylinder 31 bereitgestellt ist, während nur der entsprechende Referenzstrahl B&sub3;' durch den Reflexionsspiegel 34 zu einem linearen Kodierer 35 reflektiert wird, welcher im wesentlichen parallel zu der Ablenklinie auf dem lichtempfindlichen Material ist.
Das Linsensystem 29 ist wie in Figur 6 gezeigt aufgebaut und erfüllt die vorangehend genannten Ungleichungen (1) bis (3), so daß es eine telezentrische Eigenschaft besitzt. Daher wird das Bild auf dem lichtempfindlichen Material mit hoher Genauigkeit aufgezeichnet. Weiterhin hat das Linsensystem ebenfalls eine hervorragende f-sinΘ-Eigenschaft. Dementsprechend wird jede Ablenklinie der entsprechenden Laserstrahlen, welche den Mehrfachstrahl B&sub5; bilden, gerade gemacht. Dementsprechend kann das Bild auf dem lichtempfindlichen Material nicht nur mit hoher Genauigkeit, sondern auch mit hoher Qualität aufgezeichnet werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung im einzelnen beschrieben und illustriert wurde, wird eindeutig klargestellt, daß Selbiges im Rahmen einer Illustration liegt und nur ein Beispiel darstellt und nicht im Sinne einer Beschränkung aufgefaßt werden soll. Der Umfang der vorliegenden Erfindung sollte nur durch die Begriffe der beigefügten Ansprüche begrenzt sein.

Claims

1. Telezentrisches f-sinΘ-Linsensystem für einen optischen Strahllenker, welcher eine Vielzahl von optischen Strahlen über eine Aufzeichnungsoberfläche (RS) lenkt, wobei das Linsensystem eine erste Linsengruppe und eine zweite Linsengruppe umfaßt und die erste Linsengruppe eine Eintrittspupille (EP) aufweist, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die erste Linsengruppe (FL)

- eine erste Linse (L&sub1;) mit einer Meniskusform, welche eine positive Brechkraft und eine konkave Oberfläche (S&sub1;) aufweist, die zu der Eintrittspupille (EP) hin gerichtet ist,

- eine zweite Linse (L&sub2;) mit negativer Breckkraft,

- eine dritte Linse (L&sub3;) mit einer Meniskusform, welche eine positive Brechkraft aufweist, und

- eine vierte Linse (L&sub4;) mit positiver Brechkraft enthält, und die zweite Linsengruppe (FR) eine fünfte Linse (L&sub5;) mit positiver Brechkraft umfaßt,

wobei die erste bis fünfte Linse (L&sub1; bis L&sub5;) in dieser Ordnung von der Eintrittspupille (EP) aus aufeinanderfolgend angeordnet sind.

2. Telezentrisches f-sinΘ-Linsensystem nach Anspruch 1, bei welchem das Linsensystem die folgenden Ungleichungen erfüllt:

0,6 < (r&sub2;/r&sub3;) ≤ 2,1

- 0,43 < (f&sub2;/f) < - 0,21

1,3 < (f&sub5;/f) ≤ 2,6

wobei r&sub2; der Krümmungsradius der Oberfläche (S&sub2;) der ersten Linse (L&sub1;) ist, die zu der Aufzeichnungsoberfläche (RS) hin gerichtet ist,

r&sub3; der Krümmungsradius der Oberfläche (S&sub3;) der zweiten Linse (L&sub2;) ist, welche zu der Eintrittspupille (EP) hin gerichtet ist,

f&sub2; die Brennweite der zweiten Linse (L&sub2;) ist,

f&sub5; die Brennweite der fünften Linse (L&sub5;) ist, und

f die Brennweite des Linsensystems ist.

3. Telezentrisches f-sinΘ-Linsensystem nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die fünfte Linse (L&sub5;) eine plankonvexe Linse ist, welche eine flache Oberfläche aufweist, die zu der Eintrittspupille (EP) hin gerichtet ist.

4. Optischer Strahllenker zum Ablenken einer Mehrzahl von optischen Strahlen über eine Aufzeichnungsoberfläche (RS), wobei der optische Strahllenker eine Lichtquelle (11, 13) zum Erzeugen einer Mehrzahl von optischen Strahlen, einen Ablenker (28) zum Ablenken der optischen Strahlen von der Lichtquelle und ein telezentrisches f-sinΘ-Linsensystem, wie es in einem der vorangehenden Ansprüche definiert wurde, umfaßt.