DE69612886T2

DE69612886T2 - Optischer Scanner mit gekrümmten Spiegeln zur F-Theta und gekrümmten Feldkompensation

Info

Publication number: DE69612886T2
Application number: DE69612886T
Authority: DE
Inventors: Kazutake Boku; Yoshiharu Yamamoto; Motonobu Yoshikawa
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-02-20
Filing date: 1996-02-19
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2016-02-20
Also published as: JP3330248B2; DE69612886D1; US5801869A; US5751464A; JPH08220440A; EP0727686A2; EP0727686B1; EP0727686A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Scanner, der in Laserstrahldruckern, Laser-Faxgeräten, digitalen Dokumentenkopierern und dergleichen verwendet werden kann.
Im allgemeinen weist ein herkömmlicher optischer Scanner, der in einem Laserstrahldrucker verwendet wird, auf: einen Halbleiterlaser als eine Lichtquelle, ein erstes optisches Bildformungssystem, um linear einen Lichtstrahl von der Lichtquelle auf eine optische Ablenkvorrichtung zu fokussieren, um die Schrägstellung der Ablenkoberfläche der optischen Ablenkvorrichtung auszugleichen, einen Polygonalspiegel als die optische Ablenkvorrichtung, und ein zweites optisches Bildformungssystem, um einen einheitlichen Lichtfleck mit derselben Geschwindigkeit auf einer zu scannenden Oberfläche zu bilden.
Obwohl ein herkömmliches zweites optisches Bildformungssystem mehrere großen Glaslinsen aufweist, die als eine fθ-Linse bezeichnet werden, hat es Probleme gegeben, wie hohe Kosten und die Schwierigkeit der Verkleinerung. Daher sind, um eine Verkleinerung und niedrigere Kosten zu realisieren, optische Scanner mit einem zweiten optischen Bildformungssystem, das einen konvexen ersten sphärischen Spiegel und einen konkaven zweiten sphärischen Spiegel, wie in JP-A-4-245214 offenbart, oder einen konkaven sphärischen Spiegel und einen zylindrischen Spiegel aufweist, wie in JP-A-60-257417 offenbart, vorgeschlagen worden.
Jedoch haben diese optischen Systeme Probleme, wie die Schwierigkeit, eine hohe Auflösung zu erreichen, infolge einer ungenügenden Kompensation der Krümmung des Feldes und fθ.
US-A-5 373 390 offenbart einen optischen Scanner, der eine Lichtquelle, ein erstes optisches System, eine Ablenkvorrichtung und eine zweites optisches System aufweist, das erste und zweite Spiegel aufweist, wobei der zweite Spiegel eine torische Oberfläche aufweist, die in die Haupt-Scannrichtung konvex und in die Neben-Scannrichtung konkav ist.
US-A-5 353 047 offenbart einen optischen Scanner, der eine Lichtquelle, ein erstes optisches System, eine Ablenkvorrichtung und ein zweites optisches System aufweist, das einen ersten Spiegel aufweist, der eine torische Oberfläche aufweist, die in die Haupt-Scannrichtung konkav und in die Neben-Scannrichtung konvex ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen optischen Scanner mit einer kompakten Struktur und mit niedrigeren Kosten als auch einer hohen Auflösung in Hinblick auf die oben erwähnten herkömmlichen Probleme bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.
Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, weist ein erster Aspekt des erfindungsgemäßen optischen Scanners auf: eine Lichtquelleneinheit, eine optische Ablenkvorrichtung, um einen Lichtstrahl von der Lichtquelleneinheit zu scannen, ein erstes optisches Bildformungssystem, das zwischen der Lichtquelleneinheit und der optischen Ablenkvorrichtung angeordnet ist, und ein zweites optisches Bildformungssystem, das zwischen der optischen Ablenkvorrichtung und einer zu scannenden Oberfläche angeordnet ist. Das zweite optische Bildformungssystem weist einen ersten gekrümmten Spiegel, um einen Lichtstrahl von der optischen Ablenkvorrichtung zu reflektieren, und einen zweiten gekrümmten Spiegel auf, der eine torische Oberfläche mit einer konvexen Form in die Haupt-Scannrichtung, welches die Richtung ist, in der ein Lichtstrahl gescannt wird, und eine konkave Form in die Neben-Scannrichtung aufweist, welches die Richtung ist, die senkrecht zur Haupt-Scannrichtung ist, um den Lichtstrahl vom ersten gekrümmten Spiegel auf der zu scannenden Oberfläche zu fokussieren.
Ein zweiter Aspekt des erfindungsgemäßen optischen Scanners weist auf: eine Lichtquelleneinheit, eine optische Ablenkvorrichtung, um einen Lichtstrahl von der Lichtquelleneinheit zu scannen, ein erstes optisches Bildformungssystem, das zwischen der Lichtquelleneinheit und der optischen Ablenkvorrichtung angeordnet ist, und ein zweites optisches Bildformungssystem, das zwischen der optischen Ablenkvorrichtung und der zu scannenden Oberfläche angeordnet ist. Das zweite optisches Bildformungssystem weist auf: einen ersten gekrümmten Spiegel, der eine torische Oberfläche mit einer konkaven Form in die Haupt- Scannrichtung, welches die Richtung ist, in der ein Lichtstrahl gescannt wird, und eine konvexe Form in die Neben-Scannrichtung aufweist, welches die Richtung senkrecht zur Haupt-Scannrichtung ist, um den Lichtstrahl von der optischen Ablenkvorrichtung zu reflektieren, und einen zweiten gekrümmten Spiegel, der eine torische Oberfläche mit einer konkaven Form in die Haupt- Scannrichtung und einer konkaven Form in die Neben-Scannrichtung, oder eine zylindrische Oberfläche mit einer konkaven Form in die Neben-Scannrichtung aufweist, um den Lichtstrahl vom ersten gekrümmten Spiegel auf eine zu scannende Oberfläche zu fokussieren.
Im oben erwähnten ersten oder zweiten Aspekt wird bevorzugt, daß der zweite gekrümmte Spiegel eine torische Oberfläche aufweist, deren optisches Leistungsvermögen in die Neben-Scannrichtung sich in der Nähe des Mittelabschnitts in der Haupt- Scannrichtung ändert.
Im oben erwähnten ersten Aspekt wird bevorzugt, daß der zweite gekrümmte Spiegel eine sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung eines kreisförmigen Bogens, der in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist.
Alternativ wird im oben erwähnten ersten Aspekt bevorzugt, daß der zweite gekrümmte Spiegel eine sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung einer gekrümmten Linie, die einen Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist und in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist.
Im oben erwähnten zweiten Aspekt wird bevorzugt, daß der zweite gekrümmte Spiegel ein tonnenförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung eines kreisförmigen Bogens, der in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist.
Alternativ wird im oben erwähnten zweiten Aspekt bevorzugt, daß der zweite gekrümmte Spiegel eine tonnenförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung einer gekrümmten Linie, die einen Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist und in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist.
Alternativ wird im oben erwähnten ersten Aspekt bevorzugt, daß der erste gekrümmte Spiegel eine torische Oberfläche aufweist, die sowohl eine konkave Form in die Haupt-Scannrichtung als auch in die Neben-Scannrichtung aufweist.
Im oben erwähnten ersten Aspekt wird bevorzugt, daß der erste gekrümmte Spiegel eine torische Oberfläche mit einer konkaven Form in die Haupt-Scannrichtung und einer konvexen Form in die Neben-Scannrichtung aufweist.
Im oben erwähnten ersten oder zweiten Aspekt wird bevorzugt, daß der erste gekrümmte Spiegel eine torische Oberfläche aufweist, deren optisches Leistungsvermögen in die Neben-Scannrichtung sich in der Nähe des Mittelabschnitts in der Haupt- Scannrichtung ändert.
Im oben erwähnten ersten Aspekt wird bevorzugt, daß der erste gekrümmte Spiegel eine tonnenförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung eines kreisförmigen Bogens, der in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist.
Alternativ wird im oben erwähnten ersten Aspekt bevorzugt, daß der erste gekrümmte Spiegel eine tonnenförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung einer gekrümmten Linie, die einen Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist und in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist.
Im oben erwähnten ersten Aspekt wird bevorzugt, daß der erste gekrümmte Spiegel eine sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung eines kreisförmigen Bogens, der in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist.
Alternativ wird im oben erwähnten ersten Aspekt bevorzugt, daß der erste gekrümmte Spiegel eine sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung einer gekrümmten Linie, die einen Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist und in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist.
Im oben erwähnten ersten Aspekt wird bevorzugt, daß der erste gekrümmte Spiegel eine konkave zylindrische Oberfläche aufweist, die nur in die Haupt-Scannrichtung ein optisches Leistungsvermögen aufweist.
Im oben erwähnten ersten Aspekt wird ferner bevorzugt, daß der erste gekrümmte Spiegel eine asphärische zylindrische Oberfläche aufweist, deren Schnitt in die Haupt-Scannrichtung einen Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist, die nur in die Haupt-Scannrichtung ein optisches Leistungsvermögen aufweist.
Im oben erwähnten ersten oder zweiten Aspekt wird bevorzugt, daß das erste optische Bildformungssystem einen Lichtstrahl von der Lichtquelleneinheit in einen bezüglich der Haupt-Scannrichtung divergierenden Strahl umwandelt.
Im oben erwähnten ersten Aspekt wird bevorzugt, daß der erste gekrümmte Spiegel eine konkave achsensymmetrische Oberfläche aufweist.
Im oben erwähnten ersten Aspekt wird ferner bevorzugt, daß der erste gekrümmte Spiegel eine achsensymmetrische asphärische Oberfläche aufweist.
Im oben erwähnten zweiten Aspekt wird bevorzugt, daß der erste gekrümmte Spiegel eine sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung eines kreisförmigen Bogens, der in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist.
Alternativ wird im oben erwähnten zweiten Aspekt bevorzugt, daß der erste gekrümmte Spiegel eine sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung einer gekrümmten Linie, die einen Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist und in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist.
Im oben erwähnten ersten Aspekt wird bevorzugt, daß die folgende Formel (1) erfüllt wird,
0,5 < L/fm < 1,2 (1)
wobei fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet, und L (mm) den Abstand zwischen dem Ablenkpunkt der optischen Ablenkvorrichtung am Scann-Mittelpunkt und dem Reflexionspunkt des ersten gekrümmten Spiegels bezeichnet.
Im oben erwähnten ersten Aspekt wird bevorzugt, daß die folgende Formel (2) erfüllt wird,
0,4 < M/fm < 1,8 (2)
wobei fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet, und M (mm) den Abstand zwischen dem Reflexionspunkt des zweiten gekrümmten Spiegels am Scann-Mittelpunkt und der zu scannenden Oberfläche bezeichnet.
Im oben erwähnten ersten Aspekt wird bevorzugt, daß die folgende Formel (3) erfüllt wird,
0,1 < D/fm < 0,5 (3)
wobei fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet, und D (mm) den Abstand zwischen dem Reflexionspunkt des ersten gekrümmten Spiegels am Scann-Mittelpunkt und dem Scheitelpunkt des zweiten gekrümmten Spiegels bezeichnet.
Im oben erwähnten zweiten Aspekt wird bevorzugt, daß die folgende Formel (4) erfüllt wird,
0 ≤ fm/fm2 < 0,8 (4)
wobei fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet, und fm2 (mm) die Brennweite des zweiten gekrümmten Spiegels in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet.
Im oben erwähnten zweiten Aspekt wird bevorzugt, daß die folgende Formel (5) erfüllt wird,
0,4 < L/fm < 1,1 (5)
wobei fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet, und L (mm) den Abstand zwischen dem Ablenkpunkt der optischen Ablenkvorrichtung am Scann-Mittelpunkt und dem Reflexionspunkt des ersten gekrümmten Spiegels bezeichnet.
Im oben erwähnten zweiten Aspekt wird bevorzugt, daß die folgende Formel (6) erfüllt wird,
0,2 < M/fm < 1,4 (6)
wobei fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet, und M (mm) den Abstand zwischen dem Reflexionspunkt des zweiten gekrümmten Spiegels am Scann-Mittelpunkt und der zu scannenden Oberfläche bezeichnet.
Im oben erwähnten zweiten Aspekt wird bevorzugt, daß die folgende Formel (7) erfüllt wird,
0,1 < D < 0,5 (7)
wobei fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet,
und D (mm) den Abstand zwischen dem Reflexionspunkt des ersten gekrümmten Spiegels am Scann-Mittelpunkt und dem Scheitelpunkt des zweiten gekrümmten Spiegels bezeichnet.
Im oben erwähnten ersten Aspekt wird bevorzugt, daß jedes Element so angeordnet ist, daß es eine Schrägstellung bezüglich der Neben-Scannrichtung aufweist, so daß ein Lichtstrahl vom ersten optischen Bildformungssystem bezüglich der Ebene der optischen Ablenkvorrichtung schräg einfällt, welche die Normale der Ablenkebene enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist. Der reflektierte Lichtstrahl von der optischen Ablenkvorrichtung fällt bezüglich der Ebene des ersten gekrümmten Spiegels schräg ein, welche die Normale an seinem Scheitelpunkt enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist. Der vom ersten gekrümmten Spiegel reflektierte Lichtstrahl fällt bezüglich der Ebene des zweiten gekrümmten Spiegels schräg ein, welche die Normale an seinem Scheitelpunkt enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist. Unter der Voraussetzung, daß der Winkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl, der durch die Ablenkebene reflektiert wird, und dem auf die Ablenkebene vom ersten optischen Bildformungssystem einfallenden Lichtstrahl positiv ist, ist der Winkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl, der durch den ersten gekrümmten Spiegel reflektiert wird, und dem auf den ersten gekrümmten Spiegel von der Ablenkebene einfallenden Lichtstrahl negativ, und der Winkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl, der durch den zweiten gekrümmten Spiegel reflektiert wird, und dem auf den zweiten gekrümmten Spiegel vom ersten gekrümmten Spiegel einfallenden Lichtstrahl positiv, bezüglich dem Abschnitt in die Neben- Scannrichtung.
Im oben erwähnten zweiten Aspekt wird bevorzugt, daß jedes Element so angeordnet ist, daß es eine Schrägstellung bezüglich der Neben-Scannrichtung aufweist, so daß ein Lichtstrahl vom ersten optischen Bildformungssystem bezüglich der Ebene der optischen Ablenkvorrichtung schräg einfällt, welche die Normale der Ablenkebene enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist. Der reflektierte Lichtstrahl von der optischen Ablenkvorrichtung fällt bezüglich der Ebene des ersten gekrümmten Spiegels schräg ein, welche die Normale an seinem Scheitelpunkt enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist. Der reflektiert Lichtstrahl vom ersten gekrümmten Spiegel fällt bezüglich der Ebene des zweiten gekrümmten Spiegels schräg ein, welche die Normale an seinem Scheitelpunkt enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist. Unter der Voraussetzung, daß der Winkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl, der durch die Ablenkebene reflektiert wird, und dem auf die Ablenkebene vom ersten optischen Bildformungssystem einfallenden Lichtstrahl positiv ist, ist der Winkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl, der durch den ersten gekrümmten Spiegel reflektiert wird, und dem auf den ersten gekrümmten Spiegel von der Ablenkebene einfallenden Lichtstrahl negativ, und der Winkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl, der durch die Ebene des zweiten gekrümmten Spiegels reflektiert wird, und dem auf den zweiten gekrümmten Spiegel vom ersten gekrümmten Spiegel einfallenden Lichtstrahl negativ, bezüglich dem Abschnitt in die Neben-Scannrichtung.
Im oben erwähnten ersten oder zweiten Aspekt wird ferner bevorzugt, daß die Lichtquelleneinheit eine wellenlängenveränderbare Lichtquelle und eine Wellenlängensteuereinheit aufweist.
Ein dritter Aspekt des erfindungsgemäßen optischen Scanners umfaßt eine Lichtquelleneinheit, die mehrere Lichtquellen aufweist, eine optische Ablenkvorrichtung, um den Lichtstrahl von der Lichtquelleneinheit zu scannen, eine Lichtmischeinrichtung, die zwischen der Lichtquelleneinheit und der optischen Ablenkvorrichtung angeordnet ist, zum Mischen von Lichtstrahlen aus den Lichtquellen, ein erstes optisches Bildformungssystem, das zwischen der Lichtquelleneinheit und der optischen Ablenkvorrichtung angeordnet ist, und ein zweites optisches Bildformungssystem, das zwischen der optischen Ablenkvorrichtung und einer zu scannenden Oberfläche angeordnet ist. Das zweite optische Bildformungssystem weist einen ersten gekrümmten Spiegel, um den Lichtstrahl von der optischen Ablenkvorrichtung zu reflektieren, und einen zweiten gekrümmten Spiegel auf, der eine torische Oberfläche mit einer konvexen Form in die Haupt- Scannrichtung, welches die Richtung ist, in der ein Lichtstrahl gescannt wird, und eine konkave Form in die Neben-Scannrichtung aufweist, welches die Richtung senkrecht zur Haupt-Scannrichtung ist, um den Lichtstrahl vom ersten gekrümmten Spiegel auf die zu scannende Oberfläche zu fokussieren.
Ein vierter Aspekt des erfindungsgemäßen optischen Scanners umfaßt eine Lichtquelleneinheit, die mehrere Lichtquellen aufweist, eine optische Ablenkvorrichtung, um den Lichtstrahl von der Lichtquelleneinheit zu scannen, eine Lichtmischeinrichtung, die zwischen der Lichtquelleneinheit und der optischen Ablenkvorrichtung angeordnet ist, zum Mischen von Lichtstrahlen aus den mehreren Lichtquellen, ein erstes optisches Bildformungssystem, das zwischen der Lichtquelleneinheit und der optischen Ablenkvorrichtung angeordnet ist, und ein zweites optisches Bildformungssystem, das zwischen der optischen Ablenkvorrichtung und einer zu scannenden Oberfläche angeordnet ist. Das zweite optische Bildformungssystem weist einen ersten gekrümmten Spiegel, der eine torische Oberfläche mit einer konkaven Form in die Haupt-Scannrichtung, welches die Richtung ist, in der ein Lichtstrahl gescannt wird, und eine konvexe Form in die Neben-Scannrichtung aufweist, welches die Richtung senkrecht zur Haupt-Scannrichtung ist, um den Lichtstrahl von der optischen Ablenkvorrichtung zu reflektieren, und einen zweiten gekrümmten Spiegel auf, der eine torische Oberfläche mit einer konkaven Form in die Haupt-Scannrichtung und mit einer konkaven Form in die Neben-Scannrichtung oder eine zylindrische Oberfläche mit einer konkaven Form in die Neben-Scannrichtung aufweist, um den Lichtstrahl vom ersten gekrümmten Spiegel auf die zu scannende Oberfläche zu fokussieren.
In jedem der oben erwähnten ersten bis vierten Aspekte wird bevorzugt, daß der erste gekrümmte Spiegel und der zweite gekrümmten Spiegel des zweiten optischen Bildformungssystems in einem Körper integriert sind.
Im oben erwähnten dritten oder vierten Aspekt wird ferner bevorzugt, daß eine Lichtaufspaltungseinrichtung vorgesehen ist, die zwischen der optischen Ablenkvorrichtung und der zu scannenden Oberfläche angeordnet ist, zum Aufspalten eines Lichtstrahls in mehrere Lichtstrahlen.
Im oben erwähnten dritten oder vierten Aspekt wird bevorzugt, daß sich die Wellenlängen von Lichtstrahlen, die aus den mehreren Lichtquellen der Lichtquelleneinheit emittiert werden, unterscheiden.
Im oben erwähnten dritten oder vierten Aspekt wird bevorzugt, daß die Lichtmischeinrichtung einen dichroitischen Spiegel und/oder einen halbdurchlässigen Spiegel aufweist.
Im oben erwähnten dritten oder vierten Aspekt wird bevorzugt, daß die Lichtaufspaltungseinrichtung ein Beugungsgitter und/oder einen dichroitischen Spiegel aufweist.
Eine Bildformungsvorrichtung und Bildlesevorrichtung der vorliegenden Erfindung weist einen optischen Scanner nach einem der oben erwähnten Aspekte auf.
Gemäß dem ersten Aspekt des erfindungsgemäßen optischen Scanners fällt der Lichtstrahl aus der Lichtquelle durch das erste optische Bildformungssystem auf die Reflexionsebene der rotierenden optischen Ablenkvorrichtung ein, um gescannt zu werden und dann auf die zu scannenden Oberfläche durch das zweite optische Bildformungssystem fokussiert zu werden. Dabei können, da das zweite optische Bildformungssystem den ersten gekrümmten Spiegel und den zweiten gekrümmten Spiegel aufweist, der eine torische Oberfläche mit einer konvexen Form in die Haupt-Scannrichtung und einer konkaven Form in die Neben-Scannrichtung aufweist, bevorzugt die Feldkrümmung und fθ-Charakteristik kompensiert werden, um eine hohe Auflösung mit einer kompakten Struktur bei niedrigen Kosten zu erzielen.
Ferner können im ersten Aspekt des erfindungsgemäßen optischen Scanners, wenn der zweite gekrümmte Spiegel eine torische Oberfläche aufweist, deren optisches Leistungsvermögen in die Neben-Scannrichtung sich in der Nähe des Mittelabschnitts in die Haupt-Scannrichtung ändert, die Feldkrümmung und die fθ- Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Alternativ kann im oben erwähnten ersten Aspekt, wenn der zweite gekrümmte Spiegel die sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung des kreisförmigen Bogens, der in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, das optische Leistungsvermögen in die Neben-Scannrichtung in der Nähe des Mittelabschnitts in die Haupt-Scannrichtung bei niedrigen Kosten geändert werden.
Alternativ können im oben erwähnten ersten Aspekt, wenn der zweite gekrümmte Spiegel die sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung der gekrümmten Linie, die den Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist und in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, die Feldkrümmung und die fθ-Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Ferner können im oben erwähnten ersten Aspekt, wenn der erste gekrümmte Spiegel die Form aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus der torischen Oberfläche, welche die konkave Form sowohl in die Haupt-Scannrichtung als auch die Neben-Scannrichtung aufweist, der konkaven zylindrischen Oberfläche, welche nur in die Haupt-Scannrichtung das optische Leistungsvermögen aufweist, der torischen Oberfläche, welche die konkave Form in die Haupt-Scannrichtung und die konvexe Form in die Neben-Scannrichtung aufweist, und der konkaven achsensymmetrischen Oberfläche besteht, die Feldkrümmung und die fθ-Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Ferner können im oben erwähnten ersten Aspekt, wenn der erste gekrümmte Spiegel die torische Oberfläche aufweist, deren optisches Leistungsvermögen in die Neben-Scannrichtung sich in der Nähe des Mittelabschnitts in der Haupt-Scannrichtung ändert, die Feldkrümmung und die fθ-Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Alternativ kann im oben erwähnten ersten Aspekt, wenn der erste gekrümmte Spiegel die tonnenförmige oder sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung des kreisförmigen Bogens, der in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, das optische Leistungsvermögen in die Neben-Scannrichtung in der Nähe des Mittelabschnitts in die Haupt-Scannrichtung bei niedrigen Kosten geändert werden.
Alternativ können im oben erwähnten ersten Aspekt, wenn der erste gekrümmte Spiegel die tonnenförmige oder sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung der gekrümmten Linie, die den Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist und in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, die Feldkrümmung und die fθ-Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Alternativ können im oben erwähnten ersten Aspekt, wenn der erste gekrümmte Spiegel die asphärische zylindrische Oberfläche aufweist, deren Abschnitt in die Haupt-Scannrichtung den Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist, der nur in die Haupt-Scannrichtung das optische Leistungsvermögen aufweist, die Feldkrümmung und die fθ-Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Alternativ können im oben erwähnten ersten Aspekt, wenn der erste gekrümmte Spiegel die torische Oberfläche oder die zylindrische Oberfläche aufweist und das erste optische Bildformungssystem den Lichtstrahl von der Lichtquelleneinheit in den bezüglich der Haupt-Scannrichtung divergierenden Strahl umwandelt, die Feldkrümmung und die fθ-Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Alternativ können im oben erwähnten ersten Aspekt, wenn der erste gekrümmte Spiegel die konkave achsensymmetrische asphärische Oberfläche aufweist, die Feldkrümmung und die fθ-Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Im oben erwähnten ersten Aspekt können, wenn die oben erwähnte Formel (1) erfüllt wird, die Feldkrümmung und die fθ- Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Im oben erwähnten ersten Aspekt können, wenn die oben erwähnte Formel (2) erfüllt wird, die Feldkrümmung und die fθ- Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Im oben erwähnten ersten Aspekt können, wenn die oben erwähnte Formel (3) erfüllt wird, die Feldkrümmung und die fθ- Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Gemäß dem oben erwähnten zweiten Aspekt können, da das zweite optische Bildformungssystem den ersten gekrümmten Spiegel, der die torische Oberfläche mit der konkaven Form in die Haupt-Scannrichtung und die konvexe Form in die Neben-Scannrichtung aufweist, und den zweiten gekrümmten Spiegel aufweist, der die torische Oberfläche ohne das optische Leistungsvermögen oder mit der konkaven Form in die Haupt-Scannrichtung und mit der konkaven Form oder zylindrischen Oberfläche in die Neben- Scannrichtung aufweist, die Feldkrümmung und die fθ-Charakteristik bevorzugt kompensiert werden, um eine hohe Auflösung mit einer kompakten Struktur bei niedrigen Kosten zu erzielen.
Ferner können im oben erwähnten zweiten Aspekt, wenn der zweite gekrümmte Spiegel die torische Oberfläche aufweist, deren optisches Leistungsvermögen in die Neben-Scannrichtung sich in der Nähe des Mittelabschnitts in der Haupt-Scannrichtung ändert, die Feldkrümmung und die fθ-Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Alternativ kann im oben erwähnten zweiten Aspekt, wenn der zweite gekrümmte Spiegel die tonnenförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung des kreisförmigen Bogens, der in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, das optische Leistungsvermögen in die Neben-Scannrichtung in der Nähe des Mittelabschnitts in der Haupt-Scannrichtung bei niedrigen Kosten geändert werden.
Alternativ können im oben erwähnten zweiten Aspekt, wenn der zweite gekrümmte Spiegel die tonnenförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung der gekrümmten Linie, die den Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist und in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, die Feldkrümmung und die fθ-Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Ferner können im oben erwähnten zweiten Aspekt, wenn der erste gekrümmte Spiegel die torische Oberfläche aufweist, deren optisches Leistungsvermögen in die Neben-Scannrichtung sich in der Nähe des Mittelabschnitts in die Haupt-Scannrichtung ändert, die Feldkrümmung und die fθ-Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Alternativ kann im oben erwähnten zweiten Aspekt, wenn der erste gekrümmte Spiegel die sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung des kreisförmigen Bogens, der in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, das optische Leistungsvermögen in die Neben-Scannrichtung in der Nähe des Mittelabschnitts in der Haupt-Scannrichtung bei niedrigen Kosten geändert werden.
Alternativ können im oben erwähnten zweiten Aspekt, wenn der erste gekrümmte Spiegel die sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung der gekrümmten Linie, die den Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist und in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, die Feldkrümmung und die fθ-Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Im oben erwähnten zweiten Aspekt können, wenn die oben erwähnte Formel (4) erfüllt wird, die Feldkrümmung und die fθ- Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Im oben erwähnten zweiten Aspekt können, wenn die oben erwähnte Formel (5) erfüllt wird, die Feldkrümmung und die fθ- Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Im oben erwähnten zweiten Aspekt können, wenn die oben erwähnte Formel (6) erfüllt wird, die Feldkrümmung und die fθ- Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Im oben erwähnten zweiten Aspekt können, wenn die oben erwähnte Formel (7) erfüllt wird, die Feldkrümmung und die fθ- Charakteristik bevorzugter kompensiert werden.
Im oben erwähnten ersten oder zweiten Aspekt fällt, wenn jedes Element so angeordnet ist, daß es die Schrägstellung bezüglich der Neben-Scannrichtung aufweist, der Lichtstrahl vom ersten optischen Bildformungssystem bezüglich der Ebene der optischen Ablenkvorrichtung schräg ein, welche die Normale der Ablenkebene enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, der reflektierte Lichtstrahl von der optischen Ablenkvorrichtung fällt bezüglich der Ebene des ersten gekrümmten Spiegels schräg ein, welche die Normale an seinem Scheitelpunkt enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, und der reflektierte Lichtstrahl vom ersten gekrümmten Spiegel fällt bezüglich des zweiten Spiegels schräg ein, welcher die Normale an seinem Scheitelpunkt enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist. Folglich kann der Lichtstrahl die zu scannende Oberfläche erreichen, ohne durch den zweiten gekrümmten Spiegel, bevor er in den ersten gekrümmten Spiegel eintritt, oder durch den ersten gekrümmten Spiegel behindert zu werden, nachdem er durch den zweiten gekrümmten Spiegel reflektiert wird.
Ferner kann im oben erwähnten ersten oder zweiten Aspekt unter der Voraussetzung, daß der Winkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl, der durch die Ablenkebene reflektiert wird, und dem zur Ablenkebene vom ersten optischen Bildformungssystem einfallenden Lichtstrahl im Schnitt der Neben- Scannrichtung positiv ist, wenn der Winkel zwischen dem reflektiert Lichtstrahl, der durch den ersten gekrümmten Spiegel reflektiert wird, und dem auf den ersten gekrümmten Spiegel von der Ablenkebene einfallenden Lichtstrahl negativ ist, und der Winkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl, der durch den zweiten gekrümmten Spiegel reflektiert wird, und dem auf den zweiten gekrümmten Spiegel vom ersten gekrümmten Spiegel einfallenden Lichtstrahl im ersten Aspekt positiv ist und im zweiten Aspekt negativ ist, eine Kurve der Scann-Linie (Biegung) in der Neben-Scannrichtung, die durch den schrägen Einfall auf jeden Spiegel erzeugt wird, durch die Wechselwirkung der Spiegel versetzt und kompensiert werden.
Ferner kann im ersten oder zweiten Aspekt, wenn die Lichtquelleneinheit die wellenlängenveränderbare Lichtquelle und den Wellenlängensteuerabschnitt aufweist, ein Lichtfleckdurchmesser auf der zu scannenden Oberfläche optional durch Steuerung der Wellenlänge ausgewählt werden.
Gemäß dem oben erwähnten dritten Aspekt können, da die Lichtquelleneinheit mehrere Lichtquellen aufweist, die Lichtmischeinrichtung zum Mischen der Lichtstrahlen aus den mehreren Lichtquellen zwischen der Lichtquelleneinheit und der optischen Ablenkvorrichtung angeordnet ist, und das zweite optische Bildformungssystem zwischen der optischen Ablenkvorrichtung und der zu scannenden Oberfläche angeordnet ist, das den ersten gekrümmten Spiegel, um den Lichtstrahl von der optischen Ablenkvorrichtung zu reflektieren, und den zweiten gekrümmten Spiegel aufweist, der die torische Oberfläche mit der konvexen Form in die Haupt-Scannrichtung und einer konkaven Form in die Neben-Scannrichtung aufweist, um den Lichtstrahl vom ersten gekrümmten Spiegel auf die zu scannende Oberfläche zu fokussieren, verglichen mit dem Fall des Scannens mit einer Lichtquelle doppelt so viele Zeilenbilddaten mit einer hohen Auflösung auf der zu scannenden Oberfläche gescannt werden.
Gemäß dem oben erwähnten vierten Aspekt können, da die Lichtquelleneinheit mehrere Lichtquellen aufweist, die Lichtmischeinrichtung zum Mischen der Lichtstrahlen aus den mehreren Lichtquellen zwischen der Lichtquelleneinheit und der optischen Ablenkvorrichtung angeordnet ist, und das zweite optische Bildformungssystem zwischen der optischen Ablenkvorrichtung und der zu scannenden Oberfläche angeordnet ist, das den ersten gekrümmten Spiegel, der die torische Oberfläche der konkaven Form in die Haupt-Scannrichtung und der konvexen Form in die Neben-Scannrichtung aufweist, und den zweiten gekrümmten Spiegel aufweist, der die torische Oberfläche mit der konkaven Form in die Haupt-Scannrichtung und mit der konkaven Form in die Neben-Scannrichtung oder die zylindrische Oberfläche mit einer konkaven Form in die Neben-Scannrichtung aufweist, verglichen mit dem Fall des Scannens mit einer Lichtquelle doppelt so viele Zeilenbilddaten mit einer hohen Auflösung auf der zu scannenden Oberfläche gescannt werden.
Im oben erwähnten dritten oder vierten Aspekt können, wenn die Lichtaufspaltungseinrichtung zum Aufspalten des Lichtstrahls in mehrere Lichtstrahlen zwischen der optischen Ablenkvorrichtung und der zu scannenden Oberfläche angeordnet ist, mindestens zwei Zeilenbilder gleichzeitig auf der zu scannenden Oberfläche gebildet werden, um die Bildformungsrate oder die Bildleserate mindestens zu verdoppeln.
Im oben erwähnten dritten oder vierten Aspekt kann, wenn die Lichtquelleneinheit, die mehrere Lichtquellen aufweist, Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen emittiert, wobei die Lichtmischeinrichtung den dichroitischen Spiegel und/oder den halbdurchlässigen Spiegel aufweist, und die Lichtaufspaltungseinrichtung das Beugungsgitter und/oder den dichroitischen Spiegel aufweist, die Bildformungsrate oder die Bildleserate bei niedrigen Kosten mindestens verdoppelt werden. In diesen Fällen wird, wenn das zweite optische Bildformungssystem aus dem Reflexionsspiegel besteht, überhaupt keine chromatische Aberration erzeugt, die leicht mit Licht erzeugt wird, das unterschiedliche Wellenlängen aufweist, um einen optischen Scanner mit einer hohen Auflösung und einer hohen Geschwindigkeit bereitzustellen.
In jedem der oben erwähnten ersten bis vierten Aspekte kann, wenn der erste gekrümmte Spiegel und der zweite gekrümmte Spiegel des zweiten optischen Bildformungssystems in einem Körper integriert sind, der die erste gekrümmte Oberfläche, um den Lichtstrahl von der optischen Ablenkvorrichtung zu reflektieren, und die zweite gekrümmte Oberfläche aufweist, um den Lichtstrahl von der ersten gekrümmten Oberfläche zu reflektieren, um ihn auf die zu scannende Oberfläche zu fokussieren, ein optischer Scanner, der eine hohe Auflösung aufweist, bei niedrigen Kosten bereitgestellt werden.
Ferner kann, indem der optische Scanner nach einem der oben erwähnten Aspekte verwendet wird, die Bildformungsvorrichtung oder die Bildlesevorrichtung mit einer hohen Auflösung und einer hohen Geschwindigkeit, die eine kompakte Struktur aufweist, bei niedrigen Kosten erzielt werden.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Struktur einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners veranschaulicht.
Fig. 2 ist eine Draufsicht, die eine Anordnung in der Haupt- Scannebene der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners veranschaulicht.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die den Neben-Scannschnitt der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners veranschaulicht.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine andere modifizierte Struktur der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners veranschaulicht.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Struktur einer Bildlesevorrichtung veranschaulicht, die den optischen Scanner der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Struktur einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners veranschaulicht.
Fig. 7 ist eine Draufsicht, die eine Anordnung in der Haupt- Scannebene der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners veranschaulicht.
Fig. 8 ist eine Schnittansicht, die den Neben-Scannschnitt der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners veranschaulicht.
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine modifizierte Struktur der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners veranschaulicht.
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Struktur einer Bildlesevorrichtung veranschaulicht, die den optischen Scanner der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Struktur einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners veranschaulicht.
Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Struktur einer Bildlesevorrichtung veranschaulicht, die den optischen Scanner der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Struktur einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners veranschaulicht.
Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Struktur einer Bildlesevorrichtung veranschaulicht, die den optischen Scanner der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 15 ist eine Querschnitt-Seitenansicht, die eine Struktur einer Bildformungsvorrichtung veranschaulicht, die den optischen Scanner der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 16 ist eine graphische Darstellung, welche die Beträge der Feldkrümmung in einem numerischen Beispiel 1 der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners darstellt.
Fig. 17 ist eine graphische Darstellung, welche die fθ-Charakteristik im numerischen Beispiel 1 der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners darstellt.
Fig. 18 ist eine graphische Darstellung, die einen Betrag der restlichen Biegung im numerischen Beispiel 1 der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners darstellt.
Fig. 19 ist eine graphische Darstellung, welche die Beträge der Feldkrümmung in einem numerischen Beispiel 15 der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners darstellt.
Fig. 20 ist eine graphische Darstellung, welche die fθ-Charakteristik im numerischen Beispiel 15 der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners darstellt.
Fig. 21 ist eine graphische Darstellung, die einen Betrag der restlichen Biegung im numerischen Beispiel 15 der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Scanners darstellt.
Fig. 22A, 22B und 23 sind Diagramme, welche die Haupt- bzw. Neben-Scannrichtung zeigen.

(Erste Ausführungsform)

Eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Scanners wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben. In Fig. 1 weist der optische Scanner der ersten Ausführungsform auf: einen Halbleiterlaser 1, der als eine Lichtquelle dient, eine achsensymmetrische Linse 2, eine zylindrische Linse 3 und einen Reflexionsspiegel 4, der als ein erstes optisches Bildformungssystem dient, einen Polygonalspiegel 5, der um eine Mittelachse 6 rotiert und als eine optische Ablenkvorrichtung dient, und einen ersten gekrümmten Spiegel 7 und einen zweiten gekrümmten Spiegel 8, die als ein zweites optisches Bildformungssystem dienen. Ziffer 9 bezeichnet eine zu scannende Oberfläche.
Die folgende Erläuterung betrifft die Oberflächenform des ersten gekrümmten Spiegels und die numerischen Beispiele, die folgen. Der erste gekrümmte Spiegel 7 weist auf: in den numerischen Beispielen (1) bis (7) eine tonnenförmige torische Oberfläche mit einer konkaven Form in die Haupt-Scannrichtung und einer konkaven Form in die Neben-Scannrichtung, im numerischen Beispiel (8) eine asphärische zylindrische Oberfläche mit einer konkaven Form in die Haupt-Scannrichtung, und in den numerischen Beispiele (9) bis (11) eine sattelförmige torische Oberfläche mit einer konkaven Form in die Haupt-Scannrichtung und einer konvexen Form in die Neben-Scannrichtung. Die Durchbiegung vom Scheitelpunkt wird unter der Voraussetzung, daß die Richtung, in die sich einfallendes Licht vorwärts bewegt, positiv ist, was unter Bezugnahme auf die Fig. 22A und 22B beschrieben wird, durch die folgende Formel (8) als z (mm) an einem Punkt mit der Koordinate der Abstände x (mm) von der Symmetrieachse in die Neben-Scannrichtung und y (mm) von der Symmetrieachse in die Haupt-Scannrichtung definiert. Die "Haupt- Scannrichtung" bezeichnet die Richtung, in der ein Lichtstrahl gescannt wird, und die "Neben-Scannrichtung" bezeichnet die Richtung, die senkrecht zur Haupt-Scannrichtung ist. Derselbe Ausdruck wird im folgenden eingesetzt.
Z = f(y) + 1/2 · 1/R1V · {x² + y² - f²(y)} (8)
wobei,
In der Formel (8) bezeichnet R1H (mm) die Krümmung in die Haupt-Scannrichtung; R1V (mm) bezeichnet die Krümmung in die Neben-Scannrichtung; K&sub1; bezeichnet die Kegelkonstante bezüglich der Haupt-Scannrichtung; und D&sub1;, E&sub1;, F&sub1; und G&sub1; bezeichnen Konstanten höherer Ordnung bezüglich der Haupt-Scannrichtung.
In den numerischen Beispielen (12) bis (14), weist der erste gekrümmte Spiegel 7 eine achsensymmetrische asphärische Oberfläche auf und die Durchbiegung vom Scheitelpunkt der Ebene an einem Punkt mit einem Abstand p (mm) von der Symmetrieachse wird unter der Voraussetzung, daß die Richtung, in die sich einfallendes Licht vorwärts bewegt, positiv ist, was unter Bezugnahme auf Fig. 23 beschrieben wird, durch die folgende Formel (9) als z (mm) definiert.
In der Formel (9) bezeichnet R&sub1; (mm) die Krümmung; K&sub1; bezeichnet die Kegelkonstante; und D&sub1;, E&sub1;, F&sub1; und G&sub1; bezeichnen Konstanten höherer Ordnung.
In den numerischen Beispielen (1) bis (14) weist der zweite gekrümmte Spiegel 8 eine sattelförmige torische Oberfläche mit einer konvexen Form in die Haupt-Scannrichtung und einer konkaven Form in die Neben-Scannrichtung auf, und der Abstand einer Koordinate in die Neben-Scannrichtung mit dem Scheitelpunkt der Ebene als Ursprung wird unter der Voraussetzung, daß die Richtung, in die sich einfallendes Licht vorwärts bewegt, positiv ist, durch die folgende Formel (10) definiert, wobei die Durchbiegung vom Scheitelpunkt an einem Punkt mit der Koordinate der Abständen x (mm) und y (mm) in die Haupt-Scannrichtung z (mm) beträgt.
Z = f(y) + 1/2 · 1/R2V {x² + y² - f² (y)} (10)
wobei,
In der Formel (10) bezeichnet R2H (mm) die Krümmung in die Haupt-Scannrichtung; R2v (mm) bezeichnet die Krümmung in die Neben-Scannrichtung; K&sub2; bezeichnet die Kegelkonstante bezüglich der Haupt-Scannrichtung; und D&sub2;, E&sub2;, F&sub2; und G&sub2; bezeichnen Konstanten höherer Ordnung bezüglich der Haupt-Scannrichtung.
In Fig. 3 bezeichnet L (mm) den Abstand zwischen dem Ablenkpunkt des Polygonalspiegels 5 und dem Reflexionspunkt des ersten gekrümmten Spiegels 7; D (mm) bezeichnet den Abstand zwischen dem Reflexionspunkt des ersten gekrümmten Spiegels 7 und dem Scheitelpunkt des zweiten gekrümmten Spiegels 8; M (mm) bezeichnet den Abstand zwischen dem Reflexionspunkt des zweiten gekrümmten Spiegels 8 und der zu scannenden Oberfläche 9; r (mm) bezeichnet den Abstand zwischen dem Reflexionspunkt des Polygonalspiegels 5 und die Drehungsmittelpunktsachse 6; unter der Voraussetzung, daß die in Fig. 3 gezeigte Richtung positiv ist, bezeichnet xm (mm) den Betrag der Dezentrierung vom Reflexionspunkt am Scheitelpunkt des ersten gekrümmten Spiegels 7 in die Neben-Scannrichtung; βp (Grad) bezeichnet den Winkel, der durch die Normale der Reflexionsebene des Polygonalspiegels 5 und die optische Achse des Reflexionsspiegels 4 bestimmt wird; β&sub1; (Grad) bezeichnet den Winkel, der durch die Normale des ersten gekrümmten Spiegels 7 an seinem Scheitelpunkt und die optische Achse des Polygonalspiegels 5 bestimmt wird; und β&sub2; (Grad) bezeichnet den Winkel, der durch die Normale des zweiten gekrümmten Spiegels 8 an seinem Scheitelpunkt und der Linie bestimmt wird, die den Reflexionspunkt des ersten gekrümmten Spiegels 7 und den Scheitelpunkt des zweiten gekrümmten Spiegels 8 verbindet, mit anderen Worten der Linie, um den Winkel von 2β&sub1; mit der optischen Achse des Polygonalspiegels 5 zum ersten gekrümmte Spiegel 7 zu bestimmen, wie in Fig. 3 dargestellt. Was βp, β&sub1;, β&sub2; betrifft, wird in Fig. 3 die Richtung im Uhrzeigersinn als positiv definiert.
Konkrete Zahlenbeispiele werden als die numerischen Beispiele (1) bis (14) in den Tabellen 1 bis 14 beschrieben. In den Tabellen bezeichnet fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung. Die effektive Scannbreite beträgt in den numerischen Beispielen 220 mm. Numerisches Beispiel 1 Tabelle 1 Numerisches Beispiel 2 Tabelle 2 Numerisches Beispiel 3 Tabelle 3 Numerisches Beispiel 4 Tabelle 4 Numerisches Beispiel 5 Tabelle 5 Numerisches Beispiel 6 Tabelle 6 Numerisches Beispiel 7 Tabelle 7 Numerisches Beispiel 8 Tabelle 8 Numerisches Beispiel 9 Tabelle 9 Numerisches Beispiel 10 Tabelle 10 Numerisches Beispiel 11 Tabelle 11 Numerisches Beispiel 12 Tabelle 12 Numerisches Beispiel 13 Tabelle 13 Numerisches Beispiel 14 Tabelle 14
Die Arbeitsweise des optischen Scanners der ersten Ausführungsform mit der oben erwähnten Struktur wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben. Ein Lichtstrahl aus dem Halbleiterlaser 1 wird in den numerischen Beispiele (1) bis (12) zu einem divergierenden Lichtstrahl, im numerischen Beispiel (13) zu einem parallelen Lichtstrahl und im numerischen Beispiel (14) mittels der achsensymmetrischen Linse 2 zu einem konvergierenden Lichtstrahl. Dann wird der Lichtstrahl mittels der zylindrischen Linse 3 nur in die Neben-Scannrichtung gebündelt, durch den Reflexionsspiegel 4 reflektiert, und auf der Reflexionsoberfläche des Polygonalspiegels 5 als ein Zeilenbild fokussiert. Infolge der Rotation des Polygonalspiegels 5 um die Drehungsmittelpunktsachse 6 scannt und fokussiert der Polygonalspiegel 5 in Verbindung mit dem ersten gekrümmten Spiegel 7 und dem zweiten gekrümmten Spiegel 8 das Zeilenbild auf die Oberfläche 9. In dieser Hinsicht werden die Feldkrümmung sowohl in die Haupt-Scannrichtung als auch die Neben-Scannrichtung und die fθ-Charakteristik vorzugsweise durch den ersten gekrümmten Spiegel 7 und den zweiten gekrümmten Spiegel 8 kompensiert. Ferner kompensieren eine Dezentrierung und eine Schrägstellung des ersten gekrümmten Spiegels 7 und des zweiten gekrümmten Spiegels 8 die Biegung, die durch den schrägen Einfall auf den Polygonalspiegel 5 erzeugt wird. Die Fig. 16 bis 18 zeigen die Feldkrümmung, die fθ-Charakteristik und den Betrag der restlichen Biegung im numerischen Beispiel (1). Was die in Fig. 16 beschriebene Feldkrümmung betrifft, stellt die Feldkrümmung in die Haupt-Scannrichtung den Betrag der Verlagerung der paraxialen Brennpunktposition von der zu scannenden Oberfläche in die Richtung der optischen Achse bei einer jeweiligen Bildhöhe bezüglich dem Querschnitt in die Haupt-Scannrichtung dar. Entsprechend stellt die Feldkrümmung in die Neben-Scannrichtung den Betrag der Verlagerung der paraxialen Brennpunktposition von der zu scannenden Oberfläche in die Richtung der optischen Achse bei einer jeweiligen Bildhöhe bezüglich dem Querschnitt in die Neben-Scannrichtung dar. Im allgemeinen wird die Feldkrümmung in einer graphischen Darstellung gezeigt, wobei die Ordinate die Bildhöhe an der zu scannenden Oberfläche beschreibt und die Abszisse die Feldkrümmung beschreibt. Die in Fig. 17 beschriebene fθ-Charakteristik ist ein Betrag, der durch die folgende Formel beschrieben wird:
wobei θ den Ablenkwinkel der optischen Ablenkvorrichtung bezeichnet, die mit dem Scann-Mittelpunkt als den Ursprung beschrieben wird,
H die Bildhöhe an der zu scannenden Oberfläche bezeichnet,
W die effektive Scannbreite bezeichnet, und
θº den Ablenkwinkel der optischen Ablenkvorrichtung bezeichnet, welcher der effektive Scannbreite entspricht. Im allgemeinen wird die fθ-Charakteristik in einer graphischen Darstellung gezeigt, wobei die Ordinate die Bildhöhe an der zu scannenden Oberfläche beschreibt und die Abszisse die fθ-Charakteristik beschreibt. Der Betrag der in Fig. 18 beschriebenen restlichen Biegung ist ein Betrag, um die Kurve der Scannzeile auf der scannenden Oberfläche bezüglich der Neben-Scannrichtung zu zeigen. Im allgemeinen wird der Betrag der restlichen Biegung in einer graphischen Darstellung gezeigt, wobei die Ordinate die Bildhöhe an der zu scannenden Oberfläche (die Bildhöhe in die Haupt-Scannrichtung) beschreibt und die Abszisse den Betrag der Verlagerung in die Neben-Scannrichtung beschreibt. Ferner kann, indem ein Halbleiterlaser 1 verwendet wird, dessen Wellenlänge veränderbar ist, und die Wellenlänge gesteuert wird, die Größe eines Lichtflecks auf der zu scannenden Oberfläche 9 optional ausgewählt werden.
Eine modifizierte Struktur der ersten Ausführungsform des optischen Scanners wird in Fig. 4 dargestellt. Der optische Scanner in Fig. 4 weist ein integriertes Glied 10 anstelle des ersten gekrümmten Spiegels 7 und des zweiten gekrümmten Spiegels 8 auf, mit der Form und der Anordnung, die in den oben erwähnten numerischen Beispielen (1) bis (14) beschrieben wird. Der Arbeitsablauf ist derselbe wie bei der schon oben erläuterten Ausführungsform, jedoch können, indem ein zweites optisches Bildformungssystem in der Form eines integrierten Gliedes verwendet wird, niedrigere Kosten erzielt werden.
Ein Beispiel einer Bildlesevorrichtung, die den optischen Scanner der ersten Ausführungsform verwendet, wird in Fig. 5 dargestellt. Die Ziffern 1 bis 8 bezeichnen die Elemente, die im wesentlichen dieselben wie jene des optischen Scanners der ersten Ausführungsform sind, die in Fig. 1 dargestellt wird. Ziffer 11 bezeichnet eine zu lesende Oberfläche. Ziffer 12 bezeichnet einen halbdurchlässigen Spiegel, um den Lichtstrahl von der Lichtquelleneinheit 1 durchzulassen und das zurückgeworfene Licht von der zu lesenden Oberfläche 11 zu einem optischen Detektionssystem 14 zu reflektieren. Ziffer 13 bezeichnet einen Detektor. Das optische Detektionssystem 14 leitet das zurückgeworfene Licht zum Detektor 13. Indem der optische Scanner der oben erwähnten ersten Ausführungsform verwendet wird, kann die Bildlesevorrichtung mit einer kompakten Struktur und einer hohen Auflösung bei niedrigen Kosten realisiert werden.

(Zweite Ausführungsform)

Eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Scanners wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 8 beschrieben. In Fig. 6 weist der optische Scanner der zweiten Ausführungsform auf: einen Halbleiterlaser 23, der als eine Lichtquelle dient, eine achsensymmetrische Linse 24, eine zylindrische Linse 25, die nur in die Neben-Scannrichtung ein Lichtbrechungsvermögen aufweist, und einen Reflexionsspiegel 26, der als ein erstes optisches Bildformungssystem dient, einen Polygonalspiegel 27, der um eine Mittelachse 28 rotiert und als eine optische Ablenkvorrichtung dient, einen ersten gekrümmten Spiegel 29 und einen zweiten gekrümmten Spiegel 30, die als ein zweites optisches Bildformungssystem dienen. Ziffer 31 bezeichnet eine zu scannende Oberfläche.
Was die Oberflächenform betrifft, weist der erste gekrümmte Spiegel 29 in den numerischen Beispielen (15) bis (19) in die Haupt-Scannrichtung eine sattelförmige torische Oberfläche mit einer konkaven Form und in die Neben-Scannrichtung eine konvexe Form auf und wird durch die Formel (8) definiert, wie in der ersten Ausführungsform. Der zweite gekrümmte Spiegel 30 weist in den numerischen Beispiele (15) bis (19) in die Neben-Scannrichtung eine zylindrische Oberfläche oder eine tonnenförmige torische Oberfläche mit einer konkaven Form auf und wird durch die Formel (9) definiert, wie in der ersten Ausführungsform.
In Fig. 8 bezeichnet L (mm) den Abstand zwischen dem Ablenkpunkt des Polygonalspiegels 27 und dem Reflexionspunkt des ersten gekrümmten Spiegels 29; D (mm) bezeichnet den Abstand zwischen dem Reflexionspunkt des ersten gekrümmten Spiegels 29 und dem Scheitelpunkt des zweiten gekrümmten Spiegels 30; M (mm) bezeichnet den Abstand zwischen dem Reflexionspunkt des zweiten gekrümmten Spiegels 30 und der zu scannenden Oberfläche 31; r (mm) bezeichnet den Abstand zwischen dem Reflexionspunkt des Polygonalspiegels 27 und der Drehungsmittelpunktsachse 28; unter der Voraussetzung, daß die in Fig. 8 gezeigte Richtung positiv ist, bezeichnet xm (mm) den Betrag der Dezentrierung vom Reflexionspunkt des Scheitelpunktes des ersten gekrümmten Spiegels 29 in die Neben-Scannrichtung; βp (Grad) bezeichnet den Winkel, der durch die Normale der Reflexionsebene des Polygonalspiegels 27 und die optische Achse des Reflexionsspiegels 26 bestimmt wird; β&sub1; (Grad) bezeichnet den Winkel, der durch die Normale des ersten gekrümmten Spiegels 29 an seinem Scheitelpunkt und dem reflektierten Lichtstrahl bestimmt wird, der durch den Polygonalspiegel 27 reflektiert wird; und β2 (Grad) bezeichnet den Winkel, der durch die Normale des zweiten gekrümmten Spiegels 30 an seinem Scheitelpunkt und der Linie bestimmt wird, die den Reflexionspunkt des ersten gekrümmten Spiegels 29 und den Scheitelpunkt des zweiten gekrümmten Spiegels 30 verbindet, mit anderen Worten, der Linie, um den Winkel von 2β1 mit der optischen Achse des Polygonalspiegels 27 und dem ersten gekrümmten Spiegel 29 zu bestimmen, wie in Fig. 8 dargestellt. Was βp, β&sub1;, β&sub2; betrifft, wird in Fig. 8 die Richtung im Uhrzeigersinn als positiv definiert.
Konkrete Zahlenbeispiele werden in den numerischen Beispielen (15) bis (19) in den Tabellen 15 bis 19 beschrieben. In den Tabellen bezeichnet fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung und fm2 (mm) bezeichnet die Brennweite des zweiten gekrümmten Spiegels in die Haupt-Scannrichtung. Die effektive Scannbreite beträgt in den numerischen Beispielen 220 mm. Numerisches Beispiel 15 Tabelle 15 Numerisches Beispiel 16 Tabelle 16 Numerisches Beispiel 17 Tabelle 17 Numerisches Beispiel 18 Tabelle 18 Numerisches Beispiel 19 Tabelle 19
Die Arbeitsweise des optischen Scanners der zweiten Ausführungsform mit der oben erwähnten Struktur wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 8 beschrieben. Ein Lichtstrahl aus dem Halbleiterlaser 23 wird in den numerischen Beispielen (15) bis (18) zu einem divergierenden Lichtstrahl und im numerischen Beispiel (19) mittels der achsensymmetrischen Linse 24 zu einem konvergierenden Lichtstrahl. Dann wird der Lichtstrahl mittels der zylindrischen Linse 25 nur in die Neben-Scannrichtung gebündelt, durch den Reflexionsspiegel 26 reflektiert, und auf der Reflexionsoberfläche des Polygonalspiegels 27 als ein Zeilenbild fokussiert. Infolge der Rotation des Polygonalspiegels 27 um die Drehungsmittelpunktsachse 28 scannt und fokussiert der Polygonalspiegel 27 in Verbindung mit dem ersten gekrümmten Spiegel 29 und dem zweiten gekrümmten Spiegel 30 das Zeilenbild auf die Oberfläche 31. In dieser Hinsicht werden die Feldkrümmung sowohl in die Haupt-Scannrichtung als auch die Neben- Scannrichtung und die fθ-Charakteristik vorzugsweise durch den ersten gekrümmten Spiegel 29 und den zweiten gekrümmten Spiegel 30 kompensiert. Ferner kompensieren eine Dezentrierung und eine Schrägstellung des ersten gekrümmten Spiegels 29 und des zweiten gekrümmten Spiegels 30 die Biegung, die durch den schrägen Einfall auf den Polygonalspiegel 27 erzeugt wird. Die Fig. 19 bis 21 zeigen die Feldkrümmung, die fθ-Charakteristik und den Betrag der restlichen Biegung im numerischen Beispiel (15). Was die in Fig. 19 beschriebene Feldkrümmung betrifft, stellt die Feldkrümmung in die Haupt-Scannrichtung den Betrag der Verlagerung der paraxialen Brennpunktposition von der zu scannenden Oberfläche in die Richtung der optischen Achse bei einer jeweiligen Bildhöhe bezüglich dem Querschnitt in die Haupt- Scannrichtung dar. Entsprechend stellt die Feldkrümmung in die Neben-Scannrichtung den Betrag der Verlagerung der paraxialen Brennpunktposition von der zu scannenden Oberfläche in die Richtung der optischen Achse bei einer jeweiligen Bildhöhe bezüglich dem Querschnitt in die Neben-Scannrichtung dar. Im allgemeinen wird die Feldkrümmung in einer graphischen Darstellung gezeigt, wobei die Ordinate die Bildhöhe an der zu scannenden Oberfläche beschreibt und die Abszisse die Feldkrümmung beschreibt. Die in Fig. 20 beschriebene fθ-Charakteristik ist ein Betrag, der durch die folgende Formel beschrieben wird:
wobei θ den Ablenkwinkel der optischen Ablenkvorrichtung bezeichnet, die mit dem Scann-Mittelpunkt als den Ursprung beschrieben wird,
H die Bildhöhe an der zu scannenden Oberfläche bezeichnet,
W die effektive Scannbreite bezeichnet, und
θº den Ablenkwinkel der optischen Ablenkvorrichtung bezeichnet, welcher der effektiven Scannbreite entspricht. Im allgemeinen wird die fθ-Charakteristik in einer graphischen Darstellung gezeigt, wobei die Ordinate die Bildhöhe an der zu scannenden Oberfläche beschreibt und die Abszisse die fθ-Charakteristik beschreibt. Der Betrag der in Fig. 21 beschriebenen restlichen Biegung ist ein Betrag, um die Kurve der Scannzeile auf der scannenden Oberfläche bezüglich der Neben-Scannrichtung zu zeigen. Im allgemeinen wird der Betrag der restlichen Biegung in einer graphischen Darstellung gezeigt, wobei die Ordinate die Bildhöhe an der zu scannenden Oberfläche (die Bildhöhe in die Haupt-Scannrichtung) beschreibt und die Abszisse den Betrag der Verlagerung in die Neben-Scannrichtung beschreibt. Ferner kann, indem ein Halbleiterlaser 23 verwendet wird, dessen Wellenlänge veränderbar ist, und die Wellenlänge gesteuert wird, die Größe eines Lichtflecks auf der zu scannenden Oberfläche 31 optional ausgewählt werden.
Eine modifizierte Struktur der zweiten Ausführungsform des optischen Scanners wird in Fig. 9 dargestellt. Der optische Scanner in Fig. 9 weist ein integriertes Glied 32 anstelle des ersten gekrümmten Spiegels 29 und des zweiten gekrümmten Spiegels 30 auf, mit der Form und der Anordnung, die in den oben erwähnten numerischen Beispielen (15) bis (19) beschrieben wird. Der Arbeitsablauf ist derselbe wie bei der schon oben erläuterten Ausführungsform. Indem ein zweites optisches Bildformungssystem mit einem integrierten Gliedes verwendet wird, können niedrigere Kosten erzielt werden.
Ein Beispiel einer Bildlesevorrichtung, die den optischen Scanner der zweiten Ausführungsform verwendet, wird in Fig. 10 dargestellt. In Fig. 10 bezeichnen die Ziffern 23 bis 30 die Elemente, die im wesentlichen dieselben wie jene des optischen Scanners der zweiten Ausführungsform sind, die in Fig. 6 dargestellt wird. Ziffer 33 bezeichnet eine zu lesende Oberfläche. Ziffer 34 bezeichnet einen halbdurchlässigen Spiegel, um den Lichtstrahl von der Lichtquelleneinheit 23 durchzulassen und das zurückgeworfene Licht von der zu lesenden Oberfläche 33 zum optischen Detektionssystem 36 zu reflektieren. Ziffer 35 bezeichnet einen Detektor. Ziffer 36 bezeichnet ein optisches Detektionssystem, um das zurückgeworfene Licht zum Detektor 35 zu leiten. Indem der optische Scanner der oben erwähnten zweiten Ausführungsform verwendet wird, kann die Bildlesevorrichtung mit einer kompakten Struktur und einer hohen Auflösung bei niedrigen Kosten realisiert werden.

(Dritte Ausführungsform)

Eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Scanners wird unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben.
In Fig. 11 weist der optische Scanner der dritten Ausführungsform auf: eine erste Lichtquelle 45, die einen Lichtstrahl einer Wellenlänge λ1 emittiert, und eine zweite Lichtquelle 46, die einen Lichtstrahl einer Wellenlänge λ2 emittiert, und die zusammen eine Lichtquelleneinheit bilden, eine erste achsensymmetrische Linse 47, um den Lichtstrahl aus der ersten Lichtquelle 45 in einen divergierenden Lichtstrahl, einen parallelen Lichtstrahl oder einen konvergierenden Lichtstrahl umzuwandeln, eine zweite achsensymmetrische Linse 48, um den Lichtstrahl aus der zweiten Lichtquelle 46 in einen divergierenden Lichtstrahl, einen parallelen Lichtstrahl oder einen konvergierenden Lichtstrahl umzuwandeln, eine erste zylindrische Linse 49, die nur in die Neben-Scannrichtung ein Lichtbrechungsvermögen aufweist, um den Lichtstrahl aus der ersten Lichtquelle 45 auf der Ablenkoberfläche als ein Zeilenbild zu fokussieren, und eine zweite zylindrische Linse 50, die nur in die Neben- Scannrichtung ein Lichtbrechungsvermögen aufweist, um den Lichtstrahl aus der zweiten Lichtquelle 46 auf der Ablenkoberfläche als ein Zeilenbild zu fokussieren, einen dichroitischen Spiegel 51, der als eine Lichtmischeinrichtung dient, um den Lichtstrahl der Wellenlänge λ1 durchzulassen, jedoch den Lichtstrahl der Wellenlänge λ2 zu reflektieren, einen Reflexionsspiegel 52, der als ein erstes optisches Bildformungssystem dient, einen Polygonalspiegel 53, der um eine Mittelachse 54 rotiert und als eine optische Ablenkvorrichtung dient, ein zweites optisches Bildformungssystem 55, und ein Beugungsgitter 56, das als eine Lichtaufspaltungseinrichtung dient, um den gemischten Lichtstrahl in den Lichtstrahl der Wellenlänge λ1 und den Lichtstrahl der Wellenlänge λ2 aufzuspalten. Die Ziffer 57 bezeichnet eine zu scannende Oberfläche. Das zweite optische Bildformungssystem 55 ist anstelle des ersten gekrümmten Spiegels und des zweiten gekrümmten Spiegels ein integriertes Glied mit einer Form und einer Anordnung, die in den numerischen Beispielen (1) bis (14) der ersten Ausführungsform dargestellt wird.
Es wird nun die Arbeitsweise des optischen Scanners der dritten Ausführungsform mit der oben erwähnten Struktur beschrieben. Ein Lichtstrahl, der durch den dichroitischen Spiegel 51 aus zwei Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen gemischt wird, wird durch den Polygonalspiegel 53 gescannt und mittels des zweiten optischen Bildformungssystems 55 in einen konvergierenden Lichtstrahl umgewandelt und mittels des Beugungsgitters 56 in zwei Arten von Lichtstrahlen aufgespalten, um auf der Oberfläche 57 fokussiert zu werden, die zu scannen ist. Daher können zwei Zeilen gleichzeitig gescannt werden. Da das zweite optische Bildformungssystem 55 aus einem Spiegel besteht, wird keine chromatische Aberration erzeugt. Anschließend werden die mittels des Beugungsgitters 56 aufgespaltenen Lichtstrahlen vorzugsweise auf der zu scannenden Oberfläche 57 fokussiert. Obwohl der dichroitische Spiegel 51 hierin als die Lichtmischeinrichtung verwendet wird, kann ebenso ein halbdurchlässiger Spiegel verwendet werden. Ferner kann ein dichroitischer Spiegel anstelle des Beugungsgitters als Lichtaufspaltungseinrichtung verwendet werden. Ferner kann, obwohl ein Scannen in zwei Zeilen mit der Lichtaufspaltungseinrichtung in der dritten Ausführungsform erläutert wird, ein Mehrwellenlängen-Scannen auch ohne die Lichtaufspaltungseinrichtung durchgeführt werden.
Ein Beispiel einer Bildlesevorrichtung, die den optischen Scanner der dritter Ausführungsform verwendet, wird in Fig. 12 dargestellt. Die Ziffern 45 bis 56 bezeichnen Elemente, die im wesentlichen dieselben wie jene des optischen Scanners der dritten Ausführungsform sind, der in Fig. 11 dargestellt wird. Ziffer 58 bezeichnet eine zu lesende Oberfläche. Ziffer 59 bezeichnet einen ersten halbdurchlässigen Spiegel, um den Lichtstrahl aus der ersten Lichtquelle 45 durchzulassen und das von der zu lesenden Oberfläche 58 zurückgeworfene Licht zum ersten optischen Detektionssystem 61 zu reflektieren. Ziffer 60 bezeichnet einen ersten Detektor. Das erste optische Detektionssystem 61 leitet das zurückgeworfene Licht zum ersten Detektor 60. Ziffer 62 bezeichnet einen zweiten halbdurchlässigen Spiegel, um den Lichtstrahl aus der zweiten Lichtquelle 46 durchzulassen und das zurückgeworfene Licht von der zu lesenden Oberfläche 58 zum zweiten optischen Detektionssystem 64 zu reflektieren. Ziffer 63 bezeichnet einen zweiten Detektor. Das zweite optische Detektionssystem 64 leitet das zurückgeworfene Licht zum zweiten Detektor 63. Indem der optische Scanner der oben erwähnten dritten Ausführungsform verwendet wird, kann eine Bildlesevorrichtung mit einer kompakten Struktur und einer hohen Auflösung bei niedrigen Kosten realisiert werden.

(Vierte Ausführungsform)

Eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Scanners wird unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben. In Fig. 13 weist der optische Scanner der vierten Ausführungsform auf: eine erste Lichtquelle 73, die einen Lichtstrahl einer Wellenlänge λ1 emittiert, und eine zweite Lichtquelle 74, die einen Lichtstrahl einer Wellenlänge λ2 emittiert, die als Lichtquellen dienen, eine erste achsensymmetrische Linse 75, um den Lichtstrahl aus der ersten Lichtquelle 73 in einen divergierenden Lichtstrahl, einen parallelen Lichtstrahl oder einen konvergierenden Lichtstrahl umzuwandeln, eine zweite achsensymmetrische Linse 76, um den Lichtstrahl aus der zweiten Lichtquelle 74 in einen divergierenden Lichtstrahl, einen parallelen Lichtstrahl oder einen konvergierenden Lichtstrahl umzuwandeln, eine erste zylindrische Linse 77, die nur in die Neben-Scannrichtung ein Lichtbrechungsvermögen aufweist, um den Lichtstrahl aus der ersten Lichtquelle 73 auf einer Ablenkoberfläche als ein Zeilenbild zu fokussieren, und eine zweite zylindrische Linse 78, die nur in die Neben-Scannrichtung ein Lichtbrechungsvermögen aufweist, um den Lichtstrahl aus der zweiten Lichtquelle 74 auf der Ablenkoberfläche als ein Zeilenbild zu fokussieren, einen dichroitischen Spiegel 79, um den Lichtstrahl der Wellenlänge λ1 durchzulassen, jedoch den Lichtstrahl der Wellenlänge λ2 zu reflektieren, der als eine Lichtmischeinrichtung dient, einen Reflexionsspiegel 80, der als ein erstes optisches Bildformungssystem dient, einen Polygonalspiegel 81, der um eine Mittelachse 82 rotiert, der als eine optische Ablenkvorrichtung dient, ein zweites optisches Bildformungssystem 83, und ein Beugungsgitter 84 das als eine Lichtaufspaltungseinrichtung dient, um den gemischten Lichtstrahl in den Lichtstrahl der Wellenlänge λ1 und den Lichtstrahl der Wellenlänge λ2 aufzuspalten. Ziffer 85 bezeichnet eine zu scannende Oberfläche. Das zweite optische Bildformungssystem 83 ist anstelle des ersten gekrümmten Spiegels und des zweiten gekrümmten Spiegels ein integriertes Glied mit einer Form und einer Anordnung, die in den numerischen Beispielen (15) bis (19) der Ausführungsform dargestellt wird.
Es wird nun die Arbeitsweise des optischen Scanners der vierten Ausführungsform mit der oben erwähnten Struktur beschrieben. Ein Lichtstrahl, der durch den dichroitischen Spiegel 79 aus zwei Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen gemischt wird, wird durch den Polygonalspiegel 81 gescannt und mittels des zweiten optischen Bildformungssystems 83 in einen konvergierenden Lichtstrahl umgewandelt und mittels des Beugungsgitters 84 in zwei Arten von Lichtstrahlen aufgespalten, um auf der zu scannenden Oberfläche 85 fokussiert zu werden. Daher können zwei Zeilen gleichzeitig gescannt werden. Da das zweite optische Bildformungssystem 83 aus einem Spiegel besteht, wird keine chromatische Aberration erzeugt. Anschließend werden die mittels des Beugungsgitters 84 aufgespaltenen Lichtstrahlen vorzugsweise auf der Oberfläche 85 fokussiert, die zu scannen ist. Obwohl der dichroitische Spiegel 79 hierin als die Lichtmischeinrichtung verwendet wird, kann ebenso ein halbdurchlässiger Spiegel verwendet werden. Ferner kann ein dichroitischer Spiegel anstelle des Beugungsgitters als Lichtaufspaltungseinrichtung verwendet werden. Ferner kann, obwohl ein Scannen in zwei Zeilen mit der Lichtaufspaltungseinrichtung in der dritten Ausführungsform erläutert wird, ein Mehrwellenlängen-Scannen auch ohne die Lichtaufspaltungseinrichtung durchgeführt werden.
Ein Beispiel einer Bildlesevorrichtung, die den optischen Scanner der vierten Ausführungsform verwendet, wird in Fig. 14 dargestellt. Die Ziffern 73 bis 84 bezeichnen Elemente, die im wesentlichen dieselben wie jene des optischen Scanners der vierten Ausführungsform sind, die in Fig. 13 dargestellt wird. Ziffer 86 bezeichnet eine zu lesende Oberfläche. Ziffer 87 bezeichnet einen ersten halbdurchlässigen Spiegel, um den Lichtstrahl aus der ersten Lichtquelle 73 durchzulassen und das zurückgeworfene Licht von der zu lesenden Oberfläche 86 zum ersten optischen Detektionssystem 89 zu reflektieren. Ziffer 88 bezeichnet einen ersten Detektor. Das erste optische Detektionssystem 89 leitet das zurückgeworfene Licht zum ersten Detektor 88. Ziffer 90 bezeichnet einen zweiten halbdurchlässigen Spiegel, um den Lichtstrahl aus der zweiten Lichtquelle 74 durchzulassen und das zurückgeworfene Licht von der Oberfläche 86 zum zweiten optischen Detektionssystem 92 zu reflektieren. Ziffer 91 bezeichnet einen zweiten Detektor. Das zweite optische Detektionssystem 92 leitet das zurückgeworfene Licht zum zweiten Detektor 91. Indem der optische Scanner der oben erwähnten vierten Ausführungsform verwendet wird, kann eine Bildlesevorrichtung mit einer kompakten Struktur und einer hohen Auflösung bei niedrigen Kosten realisiert werden.
Ein Beispiel einer Struktur einer Bildformungsvorrichtung, die den erfindungsgemäßen optischen Scanner verwendet, wird in Fig. 15 dargestellt. Die Bildformungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung in Fig. 15 weist auf: eine lichtempfindliche Trommel 15, die eine Oberfläche aufweist, die mit lichtempfindlichem Material beschichtet ist, um die elektrische Ladung durch Lichtstrahleinstrahlung zu ändern, eine Corona-Aufladungseinheit 16 um elektrostatische Ionen auf dem zu elektrifizierenden lichtempfindlichen Material zu fixieren, einen optischen Scanner 17, um Druckinformation auf die lichtempfindliche Trommel 15 zu schreiben, eine Entwicklereinheit 18, um einen geladenen Toner auf dem gedruckten Abschnitt zu fixieren, eine Corona-Übertragungseinheit 19, um den fixierten Toner auf Papier zu übertragen, einen Reiniger 20, um restlichen Toner zu entfernen, eine Druckfixiereinheit 21, um den übertragenen Toner auf dem Papier zu fixieren, und eine Papierzufuhrkassette 22. Der optische Scanner 17 weist die Struktur einer der oben erwähnten Ausführungsformen auf. Indem der optische Scanner einer der oben erwähnten Ausführungsformen verwendet wird, kann eine Bildformungsvorrichtung mit einer kompakten Struktur bei niedrigen Kosten realisiert werden.

Claims

1. Optischer Scanner, der aufweist: eine Lichtquelleneinheit (1), eine optische Ablenkvorrichtung (5), um einen Lichtstrahl von der Lichtquelleneinheit (1) zu scannen, ein erstes optisches Bildformungssystem (2, 3, 4), das zwischen der Lichtquelleneinheit (1) und der optischen Ablenkvorrichtung (5) angeordnet ist, und ein zweites optisches Bildformungssystem, das zwischen der optischen Ablenkvorrichtung (5) und einer zu scannenden Oberfläche (9) angeordnet ist, wobei das zweite optische Bildformungssystem aufweist: einen ersten gekrümmten Spiegel (7), um einen Lichtstrahl von der optischen Ablenkvorrichtung (5) zu reflektieren, und einen zweiten gekrümmten Spiegel (8), der eine torische Oberfläche mit einer konvexen Form in die Haupt-Scannrichtung, welches die Richtung ist, in der ein Lichtstrahl gescannt wird, und mit einer konkaven Form in die Neben-Scannrichtung aufweist, welches die Richtung senkrecht zur Haupt-Scannrichtung ist, um den Lichtstrahl vom ersten gekrümmten Spiegel (7) auf die zu scannende Oberfläche (9) ZU fokussieren.

2. Optischer Scanner, der aufweist: eine Lichtquelleneinheit (23), eine optische Ablenkvorrichtung (27), um einen Lichtstrahl von der Lichtquelleneinheit (23) zu scannen, ein erstes optisches Bildformungssystem (24, 25, 26), das zwischen der Lichtquelleneinheit (23) und der optischen Ablenkvorrichtung (27) angeordnet ist, und ein zweites optisches Bildformungssystem, das zwischen der optischen Ablenkvorrichtung (27) und einer zu scannenden Oberfläche (31) angeordnet ist, wobei das zweite optische Bildformungssystem aufweist: einen ersten gekrümmten Spiegel (29), der eine torische Oberfläche mit einer konkaven Form in die Haupt-Scannrichtung, welches die Richtung ist, in der ein Lichtstrahl gescannt wird, und eine konvexe Form in die Neben-Scannrichtung aufweist, welches die Richtung senkrecht zur Haupt-Scannrichtung ist, um den Lichtstrahl von der optischen Ablenkvorrichtung (27) zu reflektieren, und einen zweiten gekrümmten Spiegel (30), der eine torische Oberfläche mit einer konkaven Form in die Haupt-Scannrichtung und mit einer konkaven Form in die Neben-Scannrichtung oder eine zylindrische Oberfläche mit einer konkaven Form in die Neben-Scannrichtung aufweist, um den Lichtstrahl vom ersten gekrümmten Spiegel (29) auf die zu scannende Oberfläche (31) zu fokussieren.

3. Optischer Scanner nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite gekrümmte Spiegel (8, 30) die torische Oberfläche aufweist, deren optisches Leistungsvermögen in die Neben-Scannrichtung sich an einem Mittelabschnitt und an einem Peripherieabschnitt bezüglich der Haupt-Scannrichtung unterscheidet.

4. Optischer Scanner nach Anspruch 1, wobei der zweite gekrümmte Spiegel (8) eine optische Achse und eine sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung eines kreisförmigen Bogens, der in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um eine rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt- Scannrichtung ist.

5. Optischer Scanner nach Anspruch 1, wobei der zweite gekrümmte Spiegel (8) eine optische Achse und eine sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung einer gekrümmten Linie, die einen Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist und in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um eine rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt- Scannrichtung ist.

6. Optischer Scanner nach Anspruch 2, wobei der zweite gekrümmte Spiegel (30) eine optische Achse und eine tonnenförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung eines kreisförmigen Bogens, der in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um eine rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt- Scannrichtung ist.

7. Optischer Scanner nach Anspruch 2, wobei der zweite gekrümmte Spiegel (30) eine optische Achse und eine tonnenförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung einer gekrümmten Linie, die einen Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist und in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um eine rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt- Scannrichtung ist.

8. Optischer Scanner nach Anspruch 1, wobei der erste gekrümmte Spiegel (7) eine torische Oberfläche aufweist, die sowohl in die Haupt-Scannrichtung als auch in die Neben-Scannrichtung eine konkave Form aufweist.

9. Optischer Scanner nach Anspruch 1, wobei der erste gekrümmte Spiegel (7) eine torische Oberfläche mit einer konkaven Form in die Haupt-Scannrichtung und einer konvexen Form in die Neben-Scannrichtung aufweist.

10. Optischer Scanner nach einem der Ansprüche 2, 8 und 9, wobei der erste gekrümmte Spiegel (7, 29) eine torische Oberfläche aufweist, deren optisches Leistungsvermögen in die Neben- Scannrichtung sich an einem Mittelabschnitt und an einem Peripherieabschnitt bezüglich der Haupt-Scannrichtung unterscheidet.

11. Optischer Scanner nach Anspruch 8, wobei der erste gekrümmte Spiegel (7) eine optische Achse und eine tonnenförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung eines kreisförmigen Bogens, der in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um eine rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt- Scannrichtung ist.

12. Optischer Scanner nach Anspruch 8, wobei der erste gekrümmte Spiegel (7) eine optische Achse und eine tonnenförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung einer gekrümmten Linie, die einen Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist und in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um eine rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt- Scannrichtung ist.

13. Optischer Scanner nach Anspruch 9, wobei der erste gekrümmte Spiegel (7) eine optische Achse und eine sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung eines kreisförmigen Bogens, der in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um eine rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt- Scannrichtung ist.

14. Optischer Scanner nach Anspruch 9, wobei der erste gekrümmte Spiegel (7) eine optische Achse und eine sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung einer gekrümmten Linie, die einen Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist und in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um eine rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in einer Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt- Scannrichtung ist.

15. Optischer Scanner nach Anspruch 1, wobei der erste gekrümmte Spiegel (7) eine konkave zylindrische Oberfläche aufweist, die nur in die Haupt-Scannrichtung ein optisches Leistungsvermögen aufweist.

16. Optischer Scanner nach Anspruch 15, wobei der erste gekrümmte Spiegel (7) eine asphärische zylindrische Oberfläche aufweist, die im Querschnitt in die Haupt-Scannrichtung durch einen Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung definiert wird, wobei der erste gekrümmte Spiegel (7) nur in die Haupt-Scannrichtung ein optisches Leistungsvermögen aufweist.

17. Optischer Scanner nach einem der Ansprüche 8, 9 und 15, wobei das erste optische Bildformungssystem (2, 3, 4) einen Lichtstrahl von der Lichtquelleneinheit (1) in einen bezüglich der Haupt-Scannrichtung divergierenden Strahl umwandelt.

18. Optischer Scanner nach Anspruch 1, wobei der erste gekrümmte Spiegel (7) eine konkave achsensymmetrische Oberfläche aufweist.

19. Optischer Scanner nach Anspruch 18, wobei der erste gekrümmte Spiegel (7) eine achsensymmetrische asphärische Oberfläche aufweist.

20. Optischer Scanner nach Anspruch 2, wobei der erste gekrümmte Spiegel (29) eine sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung eines kreisförmigen Bogens, der in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist.

21. Optischer Scanner nach Anspruch 2, wobei der erste gekrümmte Spiegel (29) eine sattelförmige torische Oberfläche aufweist, die durch Drehung einer gekrümmten Linie, die einen Erweiterungsterm vierter oder höherer Ordnung aufweist und in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, um die rotationssymmetrische Achse gebildet wird, die in der Ebene vorhanden ist, welche die optische Achse enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist.

22. Optischer Scanner nach Anspruch 1, wobei die Formel (1) erfüllt wird,

0,5 < L/fm < 1,2 (1)

wobei fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet, und L (mm) den Abstand zwischen dem Ablenkpunkt der optischen Ablenkvorrichtung (5) am Scann-Mittelpunkt und dem Reflexionspunkt des ersten gekrümmten Spiegels (7) bezeichnet.

23. Optischer Scanner nach Anspruch 1, wobei die Formel (2) erfüllt wird,

0,4 < fm < 1,8 (2)

wobei fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet;

M (mm) den Abstand zwischen dem Reflexionspunkt des zweiten gekrümmten Spiegels (8) am Scann-Mittelpunkt und der zu scannenden Oberfläche (9) bezeichnet.

24. Optischer Scanner nach Anspruch 1, wobei die Formel (3) erfüllt wird,

0,1 < D/fm < 0,5 (3)

wobei fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet, und D (mm) den Abstand zwischen dem Reflexionspunkt des ersten gekrümmten Spiegels (7) am Scann-Mittelpunkt und dem Scheitelpunkt des zweiten gekrümmten Spiegels (8) bezeichnet.

25. Optischer Scanner nach Anspruch 2, wobei die Formel (4) erfüllt wird,

0 ≤ fm/fm2 < 0,8 (4)

wobei fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet, und fm2 (mm) die Brennweite des zweiten gekrümmten Spiegels (30) in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet.

26. Optischer Scanner nach Anspruch 2, wobei die Formel (5) erfüllt wird,

0,4 < L/fm < 1,1 (5)

wobei fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet, und L (mm) den Abstand zwischen dem Ablenkpunkt der optischen Ablenkvorrichtung (27) am Scann-Mittelpunkt und dem Reflexionspunkt des ersten gekrümmten Spiegels (29) bezeichnet.

27. Optischer Scanner nach Anspruch 2, wobei die Formel (6) erfüllt wird,

0,2 < M/fm < 1,4 (6)

wobei fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet, und M (mm) den Abstand zwischen dem Reflexionspunkt des zweiten gekrümmten Spiegels (30) am Scann-Mittelpunkt und der zu scannenden Oberfläche (31) bezeichnet.

28. Optischer Scanner nach Anspruch 2, wobei die Formel (7) erfüllt wird,

0,1 < fm < 0,5 (7)

wobei fm (mm) die Brennweite des zweiten optischen Bildformungssystems in die Haupt-Scannrichtung bezeichnet, und D (mm) den Abstand zwischen dem Reflexionspunkt des ersten gekrümmten Spiegels (29) am Scann-Mittelpunkt und dem Scheitelpunkt des zweiten gekrümmten Spiegels (30) bezeichnet.

29. Optischer Scanner nach Anspruch 1, wobei jedes Element so angeordnet ist, daß es eine Schrägstellung bezüglich der Neben-Scannrichtung aufweist, so daß ein Lichtstrahl vom ersten optischen Bildformungssystem (2, 3, 4) bezüglich der Ebene der optischen Ablenkvorrichtung (5) schräg einfällt, welche die Normale der Ablenkebene enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, der reflektierte Lichtstrahl von der optischen Ablenkvorrichtung (5) bezüglich der Ebene des ersten gekrümmten Spiegels (7) schräg einfällt, welche die Normale an seinem Scheitelpunkt enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, und der reflektierte Lichtstrahl vom ersten gekrümmten Spiegel (7) bezüglich der Ebene des zweiten gekrümmten Spiegels (8) schräg einfällt, welche die Normale an seinem Scheitelpunkt enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, unter der Voraussetzung, daß der Winkel zwischen dem Lichtstrahl, der durch die Ablenkebene reflektiert wird, und dem auf die Ablenkebene vom ersten optischen Bildformungssystem (2, 3, 4) einfallenden Lichtstrahl positiv ist, der Winkel zwischen dem Lichtstrahl, der durch den ersten gekrümmten Spiegel (7) reflektiert wird, und dem auf den ersten gekrümmten Spiegel (7) von der Ablenkebene einfallenden Lichtstrahl negativ ist, und der Winkel zwischen dem Lichtstrahl, der durch den zweiten gekrümmten Spiegel (8) reflektiert wird, und dem auf den zweiten gekrümmten Spiegel (8) vom ersten gekrümmten Spiegel (7) einfallenden Lichtstrahl positiv ist, bezüglich dem Abschnitt in die Neben-Scannrichtung.

30. Optischer Scanner nach Anspruch 2, wobei jedes Element so angeordnet ist, daß es eine Schrägstellung bezüglich der Neben-Scannrichtung aufweist, so daß ein Lichtstrahl vom ersten optischen Bildformungssystem (24, 25, 26) bezüglich der Ebene der optischen Ablenkvorrichtung (27) schräg einfällt, welche die Normale der Ablenkebene enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, der reflektierte Lichtstrahl von der optischen Ablenkvorrichtung (27) bezüglich der Ebene des ersten gekrümmten Spiegels (29) schräg einfällt, welche die Normale an seinem Scheitelpunkt enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, und der reflektierte Lichtstrahl vom ersten gekrümmten Spiegel (29) bezüglich der Ebene des zweiten gekrümmten Spiegels (30) schräg einfällt, welche die Normale an seinem Scheitelpunkt enthält und parallel zur Haupt-Scannrichtung ist, unter der Voraussetzung, daß der Winkel zwischen dem Lichtstrahl, der durch die Ablenkebene reflektiert wird, und dem auf die Ablenkebene vom ersten optischen Bildformungssystem (24, 25, 26) einfallenden Lichtstrahl positiv ist, der Winkel zwischen dem Lichtstrahl, der durch den ersten gekrümmten Spiegel (29) reflektiert wird, und dem auf den ersten gekrümmten Spiegel (29) von der Ablenkebene einfallenden Lichtstrahl negativ ist, und der Winkel zwischen dem Lichtstrahl, der durch den zweiten gekrümmten Spiegel (30) reflektiert wird, und dem auf den zweiten gekrümmten Spiegel (30) vom ersten gekrümmten Spiegel (29) einfallenden Lichtstrahl negativ ist, bezüglich dem Abschnitt in die Neben-Scannrichtung.

31. Optischer Scanner nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lichtquelleneinheit (1, 23) eine wellenlängenveränderbare Lichtquelle und eine Wellenlängensteuereinheit aufweist.

32. Optischer Scanner nach einem der Ansprüche 1 bis 31, der aufweist: eine Lichtquelleneinheit, die mehrere Lichtquellen (45, 46) aufweist und eine Lichtmischeinrichtung (51), die zwischen der Lichtquelleneinheit und der optischen Ablenkvorrichtung (53) angeordnet ist, zum Mischen der Lichtstrahlen aus den mehreren Lichtquellen (45, 46) um einen gemischten Lichtstrahl zu bilden, wobei der erste gekrümmte Spiegel (7, 29) den gemischten Lichtstrahl von der optischen Ablenkvorrichtung (53) reflektiert und der zweite gekrümmte Spiegel (8, 30) den gemischten Lichtstrahl vom ersten gekrümmten Spiegel (7, 29) auf die zu scannende Oberfläche (57) fokussiert.

33. Optischer Scanner nach einem der Ansprüche 1, 2 und 32, der Einrichtungen (10, 32, 55) zum Integrieren des ersten gekrümmten Spiegels (7, 29) und des zweiten gekrümmten Spiegels (8, 30) des zweiten optischen Bildformungssystems in einem Körper aufweist.

34. Optischer Scanner nach Anspruch 32 oder 33, der ferner eine Lichtaufspaltungseinrichtung (56) zum Aufspalten des gemischten Lichtstrahls aufweist, wobei die Lichtaufspaltungseinrichtung (56) zwischen der optischen Ablenkvorrichtung (53) und der zu scannenden Oberfläche (57) angeordnet ist.

35. Optischer Scanner nach Anspruch 32, wobei die Lichtstrahlen, die aus den mehreren Lichtquellen (45, 46) der Lichtquelleneinheit emittiert werden, mehrere Wellenlängen aufweisen.

36. Optischer Scanner nach Anspruch 32, wobei die Lichtmischeinrichtung (51) einen dichroitischen Spiegel und/oder eine halbdurchlässigen Spiegel aufweist.

37. Optischer Scanner nach Anspruch 32, wobei die Lichtaufspaltungseinrichtung (56) ein Beugungsgitter und/oder einen dichroitischen Spiegel aufweist.

38. Bildformungsvorrichtung, die einen optischen Scanner nach einem der Ansprüche 1 bis 37 verwendet.

39. Bildlesevorrichtung, die einen optischen Scanner nach einem der Ansprüche 1 bis 37 verwendet.