JP2009003053A - Collimator lens unit and optical scanner with the same - Google Patents

Collimator lens unit and optical scanner with the same Download PDF

Info

Publication number
JP2009003053A
JP2009003053A JP2007162219A JP2007162219A JP2009003053A JP 2009003053 A JP2009003053 A JP 2009003053A JP 2007162219 A JP2007162219 A JP 2007162219A JP 2007162219 A JP2007162219 A JP 2007162219A JP 2009003053 A JP2009003053 A JP 2009003053A
Authority
JP
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
liquid
lens
optical element
lens unit
collimator lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007162219A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuharu Kagoshima
Hiroki Kinoshita
Noritaka Otani
典孝 大谷
博喜 木下
一晴 鹿子嶋
Original Assignee
Konica Minolta Business Technologies Inc
コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a collimator lens unit using a liquid lens, and an optical scanner with the collimator lens unit, wherein the occurrence of sub-peak is suppressed. <P>SOLUTION: The liquid lens 14 includes an electrically conductive liquid 40 and an insulating liquid 42. The focal length of the liquid lens 14 varies when the shape of the boundary face S between the electrically conductive liquid 40 and the insulating liquid 42 varies by an electro-wetting phenomenon. A correction lens 16 cancels the coma aberration due to a distortion asymmetric about an optical axis generated in the boundary face S' between the electrically conductive liquid 40 and the insulating liquid 42. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、コリメータレンズユニット及びこれを備えた光走査装置に関し、より特定的には、液体レンズを備えたコリメータレンズユニット及びこれを備えた光走査装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning apparatus having a collimator lens unit, and which, more particularly, to an optical scanning apparatus having a collimator lens unit and which includes a liquid lens.

オートフォーカス機能や光学ズームを備えた光学モジュールに用いられるレンズにおいて、液体レンズと呼ばれるものが存在する。 In the lens used for an optical module with an autofocus function and an optical zooming, there is what is called a liquid lens. 図5は、液体レンズ101の光軸及び鉛直方向を含んだ平面における断面構成図である。 Figure 5 is a cross-sectional view in the optical axis and the vertical direction laden plane of the liquid lens 101. この液体レンズ101は、導電性液体102と絶縁性液体103とが混ざり合わない状態で接触するように容器104に封入されており、導電性液体102と絶縁性液体103とがレンズを構成しているものである。 The liquid lens 101, conductive liquid 102 and are enclosed in the container 104 so as to contact in a state in which the insulating liquid 103 immiscible, conductive liquid 102 and the insulating liquid 103 constituting the lens it is those who are. この液体レンズ101では、導電性液体102に電圧を印加して、エレクトロウェッティング現象により導電性液体102と絶縁性液体103との界面Sの形状を変化させることができる。 In the liquid lens 101, by applying a voltage to the conductive liquid 102, it is possible to change the shape of the interface S between the conductive liquid 102 by electrowetting phenomenon insulating liquid 103. これにより、液体レンズ101の焦点を調整することができる。 Thus, it is possible to adjust the focus of the liquid lens 101.

前記液体レンズ101は、焦点の調整の際にレンズを移動させる機構が不要であるため、近年、様々な用途に利用することが提案されている。 The liquid lens 101, because mechanism for moving the lens during the adjustment of the focus is not required, in recent years, it has been proposed to utilize a variety of applications. 例えば、特許文献1ないし特許文献3では、液体レンズ101を光走査装置のコリメータレンズに適用することが提案されている。 For example, in Patent Documents 1 to 3, it is possible to apply the liquid lens 101 to the collimator lens of the optical scanning devices have been proposed. これらの光走査装置は、液体レンズの焦点距離を制御することにより、より高品位な画像形成を実現することを目的としている。 These optical scanning apparatus, by controlling the focal length of the liquid lens, it is an object to realize a higher-quality image formation.

ところで、液体レンズ101は、導電性液体102と絶縁性液体103とにより構成されている。 Incidentally, the liquid lens 101 is made of a conductive liquid 102 and insulating fluid 103. そのため、光軸の向きが鉛直方向からずれると、導電性液体102と絶縁性液体103との界面Sは、重力の影響により、界面S'のように光軸に対して非対称に変形してしまうという問題があった。 Therefore, when the direction of the optical axis deviates from the vertical direction, the interface S of the conductive liquid 102 and insulating fluid 103 is under the influence of gravity, deformed asymmetrically with respect to the optical axis as the interface S ' there is a problem in that. このような変形が発生すると、コマ収差が発生し、図6のビーム形状の図に示すように、サブピークSPが出現する。 When such deformation occurs, the coma aberration occurs, as shown in the beam shape of Figure 6, sub-peak SP appears. このようなサブピークSPが出現すると、光走査装置が適用された画像形成装置において、画像の品位が低下してしまう。 When such sub-peak SP appears in the image forming apparatus optical scanning apparatus is applied, the quality of image is degraded.
特開2006−251343号公報 JP 2006-251343 JP 特開2006−251513号公報 JP 2006-251513 JP 特開2000−121945号公報 JP 2000-121945 JP

そこで、本発明の目的は、液体レンズを用いたコリメータレンズユニット及びこれを備えた光走査装置において、サブピークの発生を抑制することである。 An object of the present invention is to provide an optical scanning apparatus having a collimator lens unit and this using a liquid lens, and to suppress the occurrence of a sub peak.

本発明は、第1の液体と第2の液体とを含む光学素子と、補正光学素子と、を備え、前記第1の液体と前記第2の液体との界面の形状が、エレクトロウエッティング現象により変形することによって、前記光学素子の焦点距離が変化し、前記補正光学素子は、光軸と鉛直方向とを含む断面において、重力の影響により前記界面が光軸に非対称な形状に変形することにより発生する収差を打ち消すこと、を特徴とする。 The present invention includes an optical element including a first liquid and a second liquid, the correction comprises an optical element, wherein the shape of the interface between the first liquid and the second liquid, the electrowetting phenomenon by deformed by said to focal length change of the optical element, the correction optical element, in a cross section including the optical axis and the vertical direction, that the interface under the influence of gravity is deformed asymmetrical shape to the optical axis to cancel the aberration generated by, and it said.

本発明によれば、第1の液体と第2の液体との界面が光軸に非対称な形状に変形したとしても、補正光学素子により、該変形による収差が打ち消される。 According to the present invention, even if the interface between the first liquid and the second liquid is deformed asymmetrically shape the optical axis, the correction optical device, the aberration due to the deformation is canceled. その結果、液体レンズを用いたコリメータレンズユニットにおいて、サブピークが発生することが抑制される。 As a result, the collimator lens unit using the liquid lens, it is suppressed sub peak occurs.

本発明において、前記補正光学素子は、樹脂により作製されたレンズであってもよい。 In the present invention, the correcting optical elements may be manufactured lenses with resin. これにより、補正光学素子を容易に作製することができるようになる。 Thus, as the correcting optical element can be easily manufactured.

本発明において、前記補正光学素子は、前記光軸及び鉛直方向を含む断面において、該光軸に対して非対称な形状のレンズ面を有していてもよい。 In the present invention, the correcting optical element, in a cross section including the optical axis and the vertical direction may have a lens surface of an asymmetric shape with respect to the optical axis.

本発明において、前記補正光学素子は、前記光軸及び鉛直方向を含む断面において、3次の項を含んだ関数により表される形状のレンズ面を有していてもよい。 In the present invention, the correcting optical element, in a cross section including the optical axis and the vertical direction may have a lens surface shape expressed by the inclusive function cubic term.

コマ収差は、鉛直方向をX軸とし光軸方向をY軸とし界面の形状を多項式近似したときに現れるXの3次の項の影響により発生する。 Coma is generated by the influence of the third order terms of X appearing the optical axis direction in the vertical direction and X-axis when the polynomial approximating the shape of the interface as the Y-axis. そこで、補正光学素子が、光軸及び鉛直方向を含む断面において、3次の項を含んだ関数により表される形状のレンズ面を有することにより、コリメータレンズユニットは、より効果的に、コマ収差を補正することができ、サブピークの発生を抑制できる。 Therefore, the correction optical elements in a cross section including the optical axis and the vertical direction, by having a lens surface shape expressed by the inclusive function cubic term, the collimator lens unit is more effectively, coma can be corrected, it is possible to suppress the generation of sub-peaks.

本発明において、前記光学素子の光軸は、鉛直方向とは平行でなくてもよい。 In the present invention, the optical axis of the optical element may not be parallel to the vertical direction.

本発明において、前記光学素子及び前記補正光学素子のそれぞれを、前記光軸に対して垂直な面内において位置調整可能な状態で保持する保持部材を、更に備えていてもよい。 In the present invention, each of the optical element and the correcting optical element, a holding member for holding in a position adjustable state in a plane perpendicular to the optical axis, may be provided further.

本発明は、コリメータレンズユニットを備えた光走査装置に対しても適用可能である。 The present invention is also applicable to an optical scanning apparatus having a collimator lens unit. 具体的には、本発明には、光走査装置において、前記コリメータレンズユニットと、前記光学素子及び前記補正光学素子を通過してきた光を偏向する偏向手段と、を備えること、を特徴とする。 Specifically, the present invention provides an optical scanning device, further comprising said collimator lens unit, and a deflecting means for deflecting the light passing through the optical element and the correcting optical element, characterized by.

以下に、本発明の一実施形態に係るコリメータレンズユニット及びこれを備えた光走査装置の構成について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a configuration of an optical scanning apparatus having a collimator lens unit and the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 図1は、該コリメータレンズユニット13を含んだ光走査装置10の上視図である。 Figure 1 is a top view of the optical scanning device 10 including the collimator lens unit 13. 図2は、該コリメータレンズユニット13の光軸及び鉛直方向を含む平面における断面構造図である。 Figure 2 is a sectional view in a plane including the optical axis and the vertical direction of the collimator lens unit 13. なお、図1及び図2において、y軸は、主走査方向を示し、z軸は副走査方向を示す。 In FIGS. 1 and 2, y axis represents the main scanning direction, z-axis represents the sub-scanning direction. なお、z軸は、鉛直方向とも一致する。 Incidentally, z-axis coincides with the vertical direction.

光走査装置10は、図1に示すように、レーザダイオード12、コリメータレンズユニット13、シリンドリカルレンズ18、ポリゴンミラー20、走査レンズ22,24、ミラー26、受光素子28、筐体29及び制御部30を備える。 Optical scanning device 10, as shown in FIG. 1, a laser diode 12, a collimator lens unit 13, a cylindrical lens 18, a polygon mirror 20, a scanning lens 22, a mirror 26, the light receiving element 28, a housing 29 and a control unit 30 equipped with a.

レーザダイオード12は、ビームを出射する光源としての役割を果たす。 The laser diode 12 serves as a light source for emitting a beam. レーザダイオード12から出射されたビームは、拡散光である。 Beam emitted from the laser diode 12 is diffused light.

コリメータレンズユニット13は、レーザダイオード12から出射されたビームを平行光に変換する役割を果たし、図2に示すように、液体レンズ14、補正レンズ16及び保持部材17を含む。 Collimator lens unit 13 serves to convert the beam emitted from the laser diode 12 into parallel light, as shown in FIG. 2, it includes a liquid lens 14, the correction lens 16 and the holding member 17. 液体レンズ14及び補正レンズ16は、コリメータレンズとしての役割を果たす。 Liquid lens 14 and the correction lens 16 serves as a collimator lens. 液体レンズ14は、ビームの焦点距離を変化させる機能を有する。 Liquid lens 14 has a function of changing the focal length of the beam. 補正レンズ16は、液体レンズ14において発生するコマ収差を補正する役割を果たす。 Correcting lens 16 serves to correct the coma aberration generated in the liquid lens 14. 保持部材17は、液体レンズ14及び補正レンズ16のそれぞれを、光軸に対して垂直な面内において位置調整可能な状態で保持する。 Holding member 17, each of the liquid lens 14 and the correction lens 16 is held in a position adjustable state in a plane perpendicular to the optical axis. なお、液体レンズ14、補正レンズ16及び保持部材17の詳細については後述する。 The liquid lens 14 will be described below in detail of the correcting lens 16 and the holding member 17.

シリンドリカルレンズ18は、コリメータレンズユニット13を通過してきたビームを、ポリゴンミラー20のミラー面近傍においてz軸方向に集光する。 The cylindrical lens 18, a beam that has passed through the collimator lens unit 13 is condensed in the z-axis direction in the mirror surface vicinity of the polygon mirror 20.

ポリゴンミラー20は、図示しないモーターにより矢印の方向に回転され、シリンドリカルレンズ18を通過してきたビームをy軸方向に等角速度に偏向する偏向手段としての役割を果たす。 Polygon mirror 20 is rotated in the direction of the arrow by a motor (not shown), it serves as a deflection means for deflecting the constant angular velocity of the beam that has passed through the cylindrical lens 18 in the y-axis direction. 走査レンズ22,24は、ポリゴンミラー20により偏向されたビームを等速走査して、該ビームを感光体ドラム32上に結像させる。 The scanning lens 22 scans constant speed deflected beam by the polygon mirror 20, focusing the beam on the photosensitive drum 32. 感光体ドラム32は、所定速度で回転駆動される。 Photosensitive drum 32 is rotated at a predetermined speed. これにより、ビームによる主走査と感光体ドラム32の回転による副走査によって2次元の静電潜像が形成される。 Thus, an electrostatic latent image of the two-dimensional by sub-scanning by rotation of the main scanning and the photosensitive drum 32 by the beam is formed.

また、ミラー26は、ポリゴンミラー20により偏向され、走査レンズ22,24を通過したビームを受光素子28側へと反射する役割を果たす。 The mirror 26 is deflected by the polygon mirror 20 serves to reflect the passed through the scanning lens 22, 24 the beam to the light receiving element 28 side. 受光素子28は、ミラー26により反射されたビームを受光し、ビーム径を示す電気信号を生成する。 Light-receiving element 28 receives the beam reflected by the mirror 26, and generates an electrical signal indicative of the beam diameter. 制御部30は、受光素子28が生成した電気信号に基づいて、受光素子28が受光しているビームのビーム径が一定となるように、液体レンズ14の焦点距離を制御する制御手段としての役割を果たす。 Control unit 30, based on the electric signal the light receiving element 28 is generated, so that the beam diameter of the beam receiving element 28 is received is constant, the role as a control means for controlling the focal distance of the liquid lens 14 the play. これにより、制御部30は、走査レンズ22,24等が熱の影響により歪んだとしても、感光体ドラム32に照射されるビームのビーム径が変化することを抑制している。 Thus, the control unit 30, such as the scanning lens 22, 24 even though distorted by the influence of heat, the beam diameter of the beam irradiated onto the photosensitive drum 32 is prevented from being changed.

筐体29は、図1に示すように、レーザダイオード12、コリメータレンズユニット13、シリンドリカルレンズ18、ポリゴンミラー20、走査レンズ22,24、ミラー26及び受光素子28を収納する。 Housing 29, as shown in FIG. 1, a laser diode 12, a collimator lens unit 13, a cylindrical lens 18, for accommodating the polygon mirror 20, a scanning lens 22, a mirror 26 and the light receiving element 28.

次に、図3を参照しながら、液体レンズ14の構成について説明する。 Next, referring to FIG. 3, the configuration of the liquid lens 14. 図3は、液体レンズ14の光軸を含む面における断面構造図である。 Figure 3 is a sectional view in a plane including the optical axis of the liquid lens 14. なお、図3(a)は、電圧を印加した状態における液体レンズ14の断面構造図であり、図3(b)は、電圧を印加していない状態における液体レンズ14の断面構造図である。 Incidentally, FIG. 3 (a) is a cross-sectional view of a liquid lens 14 in a state where a voltage is applied, FIG. 3 (b) is a cross-sectional view of a liquid lens 14 in a state where no voltage is applied.

図3に示すように、液体レンズ14は、導電性液体40、絶縁性液体42、透明板44,46、第1の電極48、絶縁膜50及び第2の電極52を含む。 As shown in FIG. 3, the liquid lens 14 includes the conductive liquid 40, the insulating liquid 42, transparent plates 44 and 46, the first electrode 48, the insulating film 50 and the second electrode 52. 該液体レンズ14は、導電性液体40と絶縁性液体42との界面Sの形状を、エレクトロウェッティング現象により変形させることによって、該液体レンズ14の焦点距離を変化させることができるものである。 Liquid lens 14, the shape of the interface S of the conductive liquid 40 and the insulating liquid 42, by deforming by electrowetting phenomenon, is capable of changing the focal length of the liquid lens 14. 具体的には、電圧が印加されると、界面Sは、図3(b)に示す状態から図3(a)に示す状態に変化する。 Specifically, when a voltage is applied, the interface S is changed to the state shown in FIG. 3 (a) from the state shown in FIG. 3 (b).

透明板44,46は、透明な樹脂又はガラスにより構成され、互いに平行に所定の隙間を残して配置される。 Transparent plate 44, 46 is constituted by a transparent resin or glass, it is arranged to leave a predetermined gap in parallel to each other. この隙間には、導電性液体40と絶縁性液体42とが封入される。 This gap, the conductive liquid 40 and the insulating liquid 42 is sealed.

導電性液体40は、無機塩の水溶液や、有機液体など、それ自身が導電性を有するもの、或いはイオン性成分を付加することによって導電性とされた液体である。 Conductive liquid 40 is an aqueous solution of an inorganic salt and, organic liquids, which itself has conductivity, or a liquid that is conductive by the addition of ionic components. 絶縁性液体42は、導電性液体40とは異なる屈折率を有し、シリコーンオイルやパラフィンオイルなどのような導電性液体40と混合しない液体である。 The insulating liquid 42 has a refractive index different from that of the conductive liquid 40 is a liquid that does not mix with the conductive liquid 40 such as silicone oil or paraffin oil. そのため、導電性液体40と絶縁性液体42とは、互いに分離した状態となっており、界面Sを形成している。 Therefore, the conductive liquid 40 and the insulating liquid 42 is in a state separated from each other, to form an interface S. これにより、導電性液体40と絶縁性液体42とはレンズを構成している。 Accordingly, it constitutes a lens conductive liquid 40 and the insulating liquid 42. なお、導電性液体40の屈折率の方が、絶縁性液体42の屈折率よりも小さいことが好ましい。 Incidentally, towards the refractive index of the conductive liquid 40 is preferably smaller than the refractive index of insulating liquid 42.

第1の電極48は、導電性液体40と接触するように、透明板44上に設けられる。 The first electrode 48 is in contact with the conductive liquid 40, is provided on the transparent plate 44. 第2の電極52は、透明板46と第1の電極48との間に設けられる。 The second electrode 52 is provided between the transparent plate 46 and the first electrode 48. 絶縁膜50は、第2の電極52を覆うように形成される。 Insulating film 50 is formed so as to cover the second electrode 52. 具体的には、絶縁膜50は、第1の電極48と第2の電極52との間に形成されて該第1の電極48と第2の電極52とを絶縁すると共に、第2の電極52の内周面に形成されて第2の電極52と導電性液体40及び絶縁性液体42とが接触しないようにしている。 Specifically, the insulating film 50, together with the first electrode 48 is formed between the second electrode 52 to insulate the electrode 48 of the first and second electrode 52, the second electrode a second electrode 52 and the conductive liquid 40 and the insulating liquid 42 is to avoid contact formed on the inner peripheral surface 52. 第1の電極48と第2の電極52との間には、液体レンズ14の駆動時において、電圧が印加される。 A first electrode 48 is provided between the second electrode 52, at the time of driving the liquid lens 14, a voltage is applied.

以上のように構成された液体レンズ14について、以下に、その動作原理について図4を参照しながら説明する。 For liquid lens 14 configured as above, it will be described below with reference to FIG. 4 for its operation principle. 図4は、図3の液体レンズ14のCの部分の拡大図である。 Figure 4 is an enlarged view of a C portion of the liquid lens 14 of FIG. 図4(a)は、電圧が印加されていない状態での液体レンズ14(図3(b)に対応)のCの部分の拡大図であり、図4(b)は、電圧が印加された状態での液体レンズ14(図3(a)に対応)のCの部分の拡大図である。 4 (a) is an enlarged view of a C portion of the liquid lens 14 in a state where no voltage is applied (corresponding to FIG. 3 (b)), FIG. 4 (b), a voltage is applied liquid lens 14 in the state is an enlarged view of part C (corresponding to Figure 3 (a)).

まず、導電性液体40と絶縁性液体42との間の界面張力を界面張力γ12とし、絶縁膜50と導電性液体40との間の界面張力を界面張力γ31とし、絶縁性液体42と絶縁膜50との間の界面張力を界面張力γ23と定義する。 First, the interfacial tension between the conductive liquid 40 and the insulating liquid 42 and interfacial tension Ganma12, the interfacial tension between the insulating film 50 and the conductive liquid 40 and interfacial tension Ganma31, the insulating liquid 42 and the insulating film the interfacial tension between 50 defining the interfacial tension Ganma23. 図4(a)に示すように、第1の電極48と第2の電極52との間に電圧が印加されていない場合には、界面張力γ12と界面張力γ23と界面張力γ31とは、互いに釣り合っており、界面Sと絶縁膜50とが角θ1の角度をなしている。 As shown in FIG. 4 (a), the first electrode 48 when no voltage is applied between the second electrode 52, the interfacial tension γ12 and interfacial tension γ23 and interfacial tension Ganma31, together and balanced, the surface S and the insulating film 50 is an angle of the corner .theta.1. このとき、角θ1と界面張力γ12と界面張力γ23と界面張力γ31との間には、ヤングの方程式により、式(1)の関係が成立する。 At this time, between the corner θ1 and interfacial tension γ12 and interfacial tension γ23 and interfacial tension Ganma31, the equation of Young, the relationship of formula (1) is satisfied.

ここで、第1の電極48及び第2の電極52に電圧を印加すると、例えば、図4(b)に示すように、絶縁膜50と導電性液体40との境界には、プラスの電荷が現れる。 Here, when a voltage is applied to the first electrode 48 and second electrode 52, for example, as shown in FIG. 4 (b), the boundary between the insulating film 50 and the conductive liquid 40, the positive charge appear. 一方、絶縁膜50と第2の電極52との境界には、マイナスの電荷が現れる。 On the other hand, the insulating film 50 in the boundary between the second electrode 52, negative charges appear. これにより、電荷による圧力Πが、絶縁性液体42と絶縁膜50との間に、界面張力γ23と同じ方向に発生する。 Thus, the pressure Π by charge, between the insulating liquid 42 and the insulating film 50, occurs in the same direction as the interfacial tension Ganma23. この圧力Πは、式(2)のように示される。 This pressure Π is as shown in equation (2).

なお、εは絶縁膜50の誘電率であり、ε0は真空の誘電率であり、eは絶縁膜50の厚さであり、Vは第1の電極48と第2の電極52との間の電圧である。 Incidentally, epsilon is the dielectric constant of the insulating film 50, .epsilon.0 is the permittivity of vacuum, e is the thickness of the insulating film 50, V is between the first electrode 48 and second electrode 52 it is a voltage.

圧力Πが発生することにより、界面Sと絶縁膜50とは、角θ1よりも大きな角θ2の角度をなすようになる。 By the pressure Π occurs, the interface S between the insulating film 50, so that an angle of large angular θ2 than angular .theta.1. このとき、液体レンズ14の界面Sは、図3(a)に示すように、湾曲する。 In this case, the interface S of the liquid lens 14, as shown in FIG. 3 (a), curved. この角θ2は、式(3)のように示される。 The angle θ2 is expressed as shown in equation (3).

以上のように、第1の電極48と第2の電極52との間に印加する電圧を変化させることにより、界面Sと絶縁膜50とのなす角度が変化することがわかる。 As described above, by changing the voltage applied between the first electrode 48 and second electrode 52, it can be seen that the angle between the interface S between the insulating film 50 changes. そして、界面Sと絶縁膜50とのなす角度が変化することにより、電圧が印加された状態では、図3(a)に示すように、界面Sが湾曲して、焦点距離が相対的に短くなる。 By the angle between the interface S between the insulating film 50 changes, the state where a voltage is applied, as shown in FIG. 3 (a), the interface S is curved, the focal length relatively short Become. また、電圧が印加されていない状態では、図3(b)に示すように、界面Sが平坦状になり、焦点距離が相対的に長くなる。 In a state where no voltage is applied, as shown in FIG. 3 (b), the interface S is a flat shape, the focal length becomes relatively long. 図1に示す制御部30は、この電圧の大きさを制御して、液体レンズ14の焦点距離を制御する。 Control unit 30 shown in FIG 1 controls the magnitude of the voltage to control the focal length of the liquid lens 14.

ところで、液体レンズ14は、相対的に比重が大きい導電性液体40と相対的に比重が小さい絶縁性液体42とにより構成される。 Incidentally, the liquid lens 14 is composed of a relatively specific gravity greater conductive liquid 40 relatively small specific gravity and the insulating liquid 42. そのため、図2に示すように、液体レンズ14の光軸が鉛直方向と平行ではない場合には、重力の影響により、界面S'は、光軸と鉛直方向を含む平面における断面において、光軸に非対称な形状を取ってしまう。 Therefore, as shown in FIG. 2, when the optical axis of the liquid lens 14 is not vertical and parallel, by the influence of gravity, the interface S 'is the cross-section in a plane including the optical axis and the vertical direction, the optical axis It would take an asymmetrical shape to. より詳細には、導電性液体40が絶縁性液体42の下側に潜り込んでしまい、界面S'がS字状に変形してしまう。 More specifically, the conductive liquid 40 causes sunk below the insulating liquid 42, the interface S 'is deformed into an S-shape. 界面S'が光軸に対して非対称な形状を取ると、液体レンズ14を通過したビームにコマ収差が発生してしまう。 When the interface S 'take an asymmetrical shape with respect to the optical axis, coma aberration occurs in the beam which has passed through the liquid lens 14. そこで、コリメータレンズユニット13では、界面S'に生じる光軸に非対称な歪みの影響によるコマ収差を打ち消すための補正レンズ16が設けられている。 Therefore, the collimator lens unit 13, the correction lens 16 for canceling the coma aberration caused by the influence of the asymmetric distortion to the optical axis at the interface S 'is provided. 以下に、補正レンズ16について説明する。 The following describes correction lens 16.

補正レンズ16は、アクリルや、シクロポリオレフィンや、ポリカーボネード等の光学用樹脂により作製される。 Correcting lens 16 is acrylic,, and cyclopolyolefin are made by optical resin such as polycarbonate. 該補正レンズ16は、光軸及び鉛直方向を含む断面において、該光軸に対して非対称な形状のレンズ面を有する。 The correction lens 16, in a cross section including the optical axis and the vertical direction, has a lens surface of an asymmetric shape with respect to the optical axis. より詳細には、補正レンズ16は、光軸及び鉛直方向を含む断面において、3次の項を含んだ関数により表される形状のレンズ面を有する。 More specifically, the correction lens 16, in a cross section including the optical axis and the vertical direction, has a lens surface shape expressed by the inclusive function cubic term.

以上のように、コリメータレンズユニット13では、補正レンズ16が設けられることにより、液体レンズ14によって生じるコマ収差を補正することができ、サブピークの発生を抑制することが可能となる。 As described above, in the collimator lens unit 13, by the correction lens 16 is provided, it is possible to correct the coma aberration caused by the liquid lens 14, it is possible to suppress the occurrence of a sub peak. コマ収差は、図2において、鉛直方向をX軸とし光軸方向をY軸とし界面S'の形状を多項式近似したときに現れるXの3次の項の影響により発生する。 Coma, in FIG. 2, produced by the influence of third-order term of X appearing the optical axis direction in the vertical direction and X-axis when the shape polynomial approximation of the interface S 'and Y-axis. そこで、補正レンズ16が、光軸及び鉛直方向を含む断面において、3次の項を含んだ関数により表される形状のレンズ面を有することにより、コリメータレンズユニット13は、より効果的に、コマ収差を補正することができ、サブピークの発生を抑制できる。 Accordingly, the correction lens 16, in a cross section including the optical axis and the vertical direction, by having a lens surface shape expressed by the inclusive function cubic term, the collimator lens unit 13, more effectively, the frame aberrations can be corrected, it is possible to suppress the generation of sub-peaks.

また、コリメータレンズユニット13では、保持部材17が、液体レンズ14及び補正レンズ16のそれぞれを、光軸に対して垂直な面内において位置調整可能な状態で保持している。 Further, the collimator lens unit 13, the holding member 17, each of the liquid lens 14 and the correction lens 16, is held in a position adjustable state in a plane perpendicular to the optical axis. そのため、コリメータレンズユニット13の組立時に、液体レンズ14及び補正レンズ16に対してビームを照射して、液体レンズ14と補正レンズ16との位置合わせを行うことができる。 Therefore, during the assembly of the collimator lens unit 13, by irradiating a beam to the liquid lens 14 and the correction lens 16, it is possible to align the liquid lens 14 and the correction lens 16. 液体レンズ14及び補正レンズ16の保持部材17への固定方法には、接着剤が用いられてもよいし、螺子が用いられてもよい。 A method of fixing the holding member 17 of the liquid lens 14 and the correction lens 16 may be an adhesive is used, may be screws are used.

また、コリメータレンズユニット13では、焦点距離を変化させることができる液体レンズ14が用いられているので、補正レンズ16やその他のレンズにガラスレンズの代わりに、加工性に優れた樹脂レンズを用いることが可能となる。 Further, the collimator lens unit 13, the liquid lens 14 can change the focal length is used, instead of the glass lens correction lens 16 and other lenses, the use of a resin excellent lens formability it is possible. その結果、補正レンズ16やその他のレンズを容易に作製することができ、コリメータレンズユニット13を容易に作製することが可能となる。 As a result, the correcting lens 16 and other lenses can be easily manufactured, it is possible to easily manufacture the collimator lens unit 13. 以下に説明する。 It will be described below.

樹脂レンズは、ガラスレンズに比べて熱による歪みが大きいため、光走査装置10等には用いられることは少ない。 Resin lenses, since the distortion due to heat compared with a glass lens is large, it is rare that is used in the optical scanning device 10 and the like. しかしながら、コリメータレンズユニット13では、液体レンズ14が用いられているので、該液体レンズ14の焦点距離を調整することにより、樹脂レンズの熱膨張によるフォーカスずれを補正することができる。 However, the collimator lens unit 13, the liquid lens 14 is used, by adjusting the focal distance of the liquid lens 14 can be corrected defocus due to thermal expansion of the resin lens. そのため、熱による歪みが相対的に大きな樹脂レンズを、補正レンズ16やその他のレンズに適用することができる。 Therefore, the distortion relatively large resin lens due to heat can be applied to the correction lens 16 and other lenses. そして、樹脂レンズは、ガラスレンズに比べて加工性に優れるので、樹脂レンズを補正レンズ16やその他のレンズに適用することにより、コリメータレンズユニット13を容易に作製することが可能となる。 Then, the resin lens is excellent in workability as compared with glass lenses, by applying a resin lens correction lens 16 and other lenses, it is possible to easily manufacture the collimator lens unit 13.

ここで、液体レンズ14の焦点距離の調整時に、界面S'の形状が変化し、補正レンズ16によって補正ができなくなるおそれがある。 Here, during the adjustment of the focal length of the liquid lens 14, the shape of the interface S 'changes, it may be impossible to correct the correction lens 16. しかしながら、光走査装置10では、カメラ等に比べて焦点距離の調整幅が数十μm程度であるため、前記界面S'の形状の変化量は非常に小さい。 However, in the optical scanning apparatus 10, for adjusting the width of the focal length as compared with a camera or the like is several tens of μm order, the variation of the shape of the interface S 'is very small. そのため、コリメータレンズユニット13を光走査装置10に適用した場合には、焦点距離の調整に伴う界面S'の形状の変化量については十分に無視することができる。 Therefore, when applying the collimator lens unit 13 in the optical scanning device 10 can be sufficiently ignored for the variation of the shape of the interface S 'due to the adjustment of the focal length.

なお、コリメータレンズユニット13は、光走査装置10に用いられるものとして説明を行ったが、光走査装置10以外の装置に適用されてもよい。 Incidentally, the collimator lens unit 13 has been described as being used in the optical scanning apparatus 10 may be applied to a device other than the optical scanning device 10. 例えば、コリメータレンズユニット13は、光ピックアップ装置に適用されてもよい。 For example, a collimator lens unit 13 may be applied to an optical pickup device.

光走査装置の上視図である。 It is a top view of the optical scanning device. コリメータレンズユニットの側面図である。 It is a side view of the collimator lens unit. 液体レンズの光軸を含む面における断面構造図である。 It is a sectional view in a plane including the optical axis of the liquid lens. 図3の液体レンズのCの部分の拡大図である。 It is an enlarged view of a C portion of the liquid lens of Figure 3. 液体レンズの構成図である。 It is a configuration diagram of a liquid lens. ビーム形状を示した図である。 It is a diagram showing a beam shape.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 光走査装置 12 レーザダイオード 13 コリメータレンズユニット 14 液体レンズ 17 保持部材 18 シリンドリカルレンズ 20 ポリゴンミラー 22,24 走査レンズ 26 ミラー 28 受光素子 29 筐体 30 制御部 32 感光体ドラム 40 導電性液体 42 絶縁性液体 44,46 透明板 48 第1の電極 50 絶縁膜 52 第2の電極 S,S' 界面 10 the optical scanning device 12 laser diode 13 collimator lens unit 14 liquid lens 17 holding member 18 a cylindrical lens 20 a polygon mirror 22 scanning lens 26 mirror 28 light receiving element 29 the housing 30 the control unit 32 the photosensitive drum 40 conductive liquid 42 insulation liquid 44,46 transparent plate 48 first electrode 50 insulating film 52 second electrode S, S 'interface

Claims (7)

  1. 第1の液体と第2の液体とを含む光学素子と、 An optical element including a first liquid and a second liquid,
    補正光学素子と、 And the correction optical element,
    を備え、 Equipped with a,
    前記第1の液体と前記第2の液体との界面の形状が、エレクトロウエッティング現象により変形することによって、前記光学素子の焦点距離が変化し、 The first shape of the interface between the liquid and the second liquid, by deforming by electrowetting phenomenon, the focal length of said optical element is changed,
    前記補正光学素子は、光軸と鉛直方向とを含む断面において、重力の影響により前記界面が光軸に非対称な形状に変形することにより発生する収差を打ち消すこと、 The correcting optical element, in a cross section including the optical axis and the vertical direction, due to the influence of gravity to counteract the aberrations the interface is generated by deforming the asymmetrical shape to the optical axis,
    を特徴とするコリメータレンズユニット。 A collimator lens unit, wherein.
  2. 前記補正光学素子は、樹脂により作製されたレンズであること、 The correcting optical element, it is produced lenses with a resin,
    を特徴とする請求項1に記載のコリメータレンズユニット。 A collimator lens unit of claim 1, wherein the.
  3. 前記補正光学素子は、前記光軸及び鉛直方向を含む断面において、該光軸に対して非対称な形状のレンズ面を有すること、 The correcting optical element, in a cross section including the optical axis and the vertical direction, it has a lens surface of an asymmetric shape with respect to the optical axis,
    を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載のコリメータレンズユニット。 A collimator lens unit according to claim 1 or claim 2, characterized in.
  4. 前記補正光学素子は、前記光軸及び鉛直方向を含む断面において、3次の項を含んだ関数により表される形状のレンズ面を有すること、 The correcting optical element, in a cross section including the optical axis and the vertical direction, it has a lens surface shape expressed by the inclusive function cubic term,
    を特徴とする請求項3に記載のコリメータレンズユニット。 A collimator lens unit according to claim 3, characterized in.
  5. 前記光学素子の光軸は、鉛直方向とは平行でないこと、 An optical axis of the optical element, it is not parallel to the vertical direction,
    を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のコリメータレンズユニット。 A collimator lens unit according to any one of claims 1 to 4, characterized in.
  6. 前記光学素子及び前記補正光学素子のそれぞれを、前記光軸に対して垂直な面内において位置調整可能な状態で保持する保持部材を、 Each of the optical element and the correcting optical element, a holding member for holding in a position adjustable state in a plane perpendicular to the optical axis,
    更に備えること、 Further comprising,
    を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のコリメータレンズユニット。 A collimator lens unit according to any one of claims 1 to 5, characterized in.
  7. 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のコリメータレンズユニットと、 A collimator lens unit according to any one of claims 1 to 6,
    前記光学素子及び前記補正光学素子を通過してきた光を偏向する偏向手段と、 And deflecting means for deflecting the light passing through the optical element and the correcting optical element,
    を備えること、 Be provided with,
    を特徴とする光走査装置。 Optical scanning apparatus according to claim.
JP2007162219A 2007-06-20 2007-06-20 Collimator lens unit and optical scanner with the same Pending JP2009003053A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007162219A JP2009003053A (en) 2007-06-20 2007-06-20 Collimator lens unit and optical scanner with the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007162219A JP2009003053A (en) 2007-06-20 2007-06-20 Collimator lens unit and optical scanner with the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009003053A true true JP2009003053A (en) 2009-01-08

Family

ID=40319535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007162219A Pending JP2009003053A (en) 2007-06-20 2007-06-20 Collimator lens unit and optical scanner with the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009003053A (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014137950A1 (en) * 2013-03-05 2014-09-12 Microsoft Corporation Asymmetric aberration correcting lens
US8854799B2 (en) 2012-03-02 2014-10-07 Microsoft Corporation Flux fountain
US8873227B2 (en) 2012-03-02 2014-10-28 Microsoft Corporation Flexible hinge support layer
US9019615B2 (en) 2012-06-12 2015-04-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Wide field-of-view virtual image projector
US9052414B2 (en) 2012-02-07 2015-06-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Virtual image device
US9075566B2 (en) 2012-03-02 2015-07-07 Microsoft Technoogy Licensing, LLC Flexible hinge spine
US9152173B2 (en) 2012-10-09 2015-10-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Transparent display device
US9355345B2 (en) 2012-07-23 2016-05-31 Microsoft Technology Licensing, Llc Transparent tags with encoded data
US9354748B2 (en) 2012-02-13 2016-05-31 Microsoft Technology Licensing, Llc Optical stylus interaction
US9513748B2 (en) 2012-12-13 2016-12-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Combined display panel circuit
JP2017037318A (en) * 2010-10-11 2017-02-16 アドレンズ ビーコン インコーポレイテッド Fluid filled adjustable contact lenses
US9824808B2 (en) 2012-08-20 2017-11-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Switchable magnetic lock
US9870066B2 (en) 2012-03-02 2018-01-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Method of manufacturing an input device
US10031556B2 (en) 2012-06-08 2018-07-24 Microsoft Technology Licensing, Llc User experience adaptation

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017037318A (en) * 2010-10-11 2017-02-16 アドレンズ ビーコン インコーポレイテッド Fluid filled adjustable contact lenses
US9052414B2 (en) 2012-02-07 2015-06-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Virtual image device
US9354748B2 (en) 2012-02-13 2016-05-31 Microsoft Technology Licensing, Llc Optical stylus interaction
US9158384B2 (en) 2012-03-02 2015-10-13 Microsoft Technology Licensing, Llc Flexible hinge protrusion attachment
US9678542B2 (en) 2012-03-02 2017-06-13 Microsoft Technology Licensing, Llc Multiple position input device cover
US9075566B2 (en) 2012-03-02 2015-07-07 Microsoft Technoogy Licensing, LLC Flexible hinge spine
US10013030B2 (en) 2012-03-02 2018-07-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Multiple position input device cover
US8873227B2 (en) 2012-03-02 2014-10-28 Microsoft Corporation Flexible hinge support layer
US9176901B2 (en) 2012-03-02 2015-11-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Flux fountain
US9619071B2 (en) 2012-03-02 2017-04-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Computing device and an apparatus having sensors configured for measuring spatial information indicative of a position of the computing devices
US9268373B2 (en) 2012-03-02 2016-02-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Flexible hinge spine
US9904327B2 (en) 2012-03-02 2018-02-27 Microsoft Technology Licensing, Llc Flexible hinge and removable attachment
US8854799B2 (en) 2012-03-02 2014-10-07 Microsoft Corporation Flux fountain
US9465412B2 (en) 2012-03-02 2016-10-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device layers and nesting
US9618977B2 (en) 2012-03-02 2017-04-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device securing techniques
US9870066B2 (en) 2012-03-02 2018-01-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Method of manufacturing an input device
US10031556B2 (en) 2012-06-08 2018-07-24 Microsoft Technology Licensing, Llc User experience adaptation
US9019615B2 (en) 2012-06-12 2015-04-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Wide field-of-view virtual image projector
US9355345B2 (en) 2012-07-23 2016-05-31 Microsoft Technology Licensing, Llc Transparent tags with encoded data
US9824808B2 (en) 2012-08-20 2017-11-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Switchable magnetic lock
US9152173B2 (en) 2012-10-09 2015-10-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Transparent display device
US9513748B2 (en) 2012-12-13 2016-12-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Combined display panel circuit
WO2014137950A1 (en) * 2013-03-05 2014-09-12 Microsoft Corporation Asymmetric aberration correcting lens
US9638835B2 (en) 2013-03-05 2017-05-02 Microsoft Technology Licensing, Llc Asymmetric aberration correcting lens
CN105144685A (en) * 2013-03-05 2015-12-09 微软技术许可有限责任公司 Asymmetric aberration correction lens
CN105144685B (en) * 2013-03-05 2018-08-17 微软技术许可有限责任公司 Asymmetric aberration correction lens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20060232659A1 (en) Optical scanning device and image forming apparatus
US6462853B2 (en) Optical scanning device
US6621593B1 (en) Scan line non-linearity correction using an aspheric element in a ROS system
US20080192323A1 (en) Optical scanning device and image forming apparatus
US6891679B2 (en) Optical system and image pickup apparatus
US20080068690A1 (en) Optical scanning device and image forming apparatus
US20120177409A1 (en) Optical scanning device and image forming apparatus
US20070081152A1 (en) Optical scanning device, image forming apparatus, and liquid crystal element
JP2002328323A (en) Optical scanner
US20020149668A1 (en) Scanning optical device and image forming apparatus using the same
JP2005258392A (en) Optical scanner and image forming apparatus
US20060209375A1 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
US6118570A (en) Laser beam scanning optical apparatus
US20090214261A1 (en) Optical scanning device and image forming apparatus
JP2008257169A (en) Optical scanning device and image forming apparatus
JP2006154337A (en) Laser scanning optical system
JP2005024958A (en) Optical scanner
JPH08160330A (en) Optical scanning device
JP2005062399A (en) Optical scanner and image forming apparatus
US6181455B1 (en) Cylindrical lens and optical scanning device using the lens
JP2005049506A (en) Optical scanner and image forming apparatus
US20070253052A1 (en) Optical scanner and image-forming device having the same
JP2008151887A (en) Laser projection apparatus
US20070091405A1 (en) Light scanning device and scanning optical system
CN102034497A (en) Deformable reflector apparatus and signal processing device