JP2762303B2 - ｆ・θレンズ - Google Patents
ｆ・θレンズInfo
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- JP2762303B2 JP2762303B2 JP19945789A JP19945789A JP2762303B2 JP 2762303 B2 JP2762303 B2 JP 2762303B2 JP 19945789 A JP19945789 A JP 19945789A JP 19945789 A JP19945789 A JP 19945789A JP 2762303 B2 JP2762303 B2 JP 2762303B2
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- Japan
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- lens
- focal length
- incident side
- surface facing
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザープリンターや製版などにおいてレ
ーザー光などを一定速度で走査するために使用するｆ・
θレンズに関するものである。
ーザー光などを一定速度で走査するために使用するｆ・
θレンズに関するものである。
レーザープリンターや製版などにおいては、レーザー
光などの光線を一定速度で走査する平面走査光学系が使
用されるが、この光学系としては、第６図に示すような
光学系が用いられる。この光学系では、光源（コリメー
ティングレンズ、ビームエキスパンダ等の光学系を含む
場合がある）１からの光束２は回転多面鏡（またはガル
バノミラー等の光偏向器）３の面で反射され、結像レン
ズ４を屈折通過して走査面５上に結像される。いま、回
転多面鏡３は第６図の矢印Ａの方向に回転しているとす
れば、走査面５上の結像点は矢印Ｂの方向に走査され
る。この平面走査光学系においては、結像点が走査面５
上を一定速度にて走査することが必要であり、この手段
としては回転多面鏡３の回転速度を制御する手段も提案
されてはいるが、その制御は極めて困難である。
光などの光線を一定速度で走査する平面走査光学系が使
用されるが、この光学系としては、第６図に示すような
光学系が用いられる。この光学系では、光源（コリメー
ティングレンズ、ビームエキスパンダ等の光学系を含む
場合がある）１からの光束２は回転多面鏡（またはガル
バノミラー等の光偏向器）３の面で反射され、結像レン
ズ４を屈折通過して走査面５上に結像される。いま、回
転多面鏡３は第６図の矢印Ａの方向に回転しているとす
れば、走査面５上の結像点は矢印Ｂの方向に走査され
る。この平面走査光学系においては、結像点が走査面５
上を一定速度にて走査することが必要であり、この手段
としては回転多面鏡３の回転速度を制御する手段も提案
されてはいるが、その制御は極めて困難である。
そこで、実際には、結像レンズ４にｆ・θレンズを使
用して結像点が走査面５上を一定速度で走査する手段が
主として採用されている。
用して結像点が走査面５上を一定速度で走査する手段が
主として採用されている。
しかし、この手段においては、ｆ・θレンズの歪曲収
差の補正に各種の制約が生じ、これを満足するために
は、構成枚数の多い光学系を必要とするという欠点があ
り、しかもこのレンズにおいて重要な特性である明るさ
の点でも充分とはいえなかった。
差の補正に各種の制約が生じ、これを満足するために
は、構成枚数の多い光学系を必要とするという欠点があ
り、しかもこのレンズにおいて重要な特性である明るさ
の点でも充分とはいえなかった。
本発明は構成枚数が比較的少ない４枚であって、明る
くて、しかも良好に諸収差が補正されている高性能のｆ
・θレンズを提供せんとするものである。
くて、しかも良好に諸収差が補正されている高性能のｆ
・θレンズを提供せんとするものである。
上記の目的を達成させるために、本発明に係るｆ・θ
レンズは、光束入射側から順に光束入射側に凹面を向け
た正のメニスカスレンズの第１レンズL1と、光束入射側
に凹面を向けた負のレンズの第２レンズL2と、光束入射
側に凹面を向けた正のメニスカスレンズの第３レンズL3
と、光束出射側に凸面を向けた正のレンズの第４レンズ
L4とよりなる４枚構成で、 f:全系の合成焦点距離 f2：第２レンズL2の焦点距離 f3：第３レンズL3の焦点距離 f4：第４レンズL4の焦点距離 fI：第１レンズL3と第２レンズL2の合成焦点距離 fII：第３レンズL3と第４レンズL4の合成焦点距離 としたとき、 （１）−0.31＜f2/f＜−0.23 （２）0.83＜f3／f4＜2.1 （３）−1.07＜fI／fII＜−0.99 なる各条件式を満足する如くなしたることを特徴とする
ものである。
レンズは、光束入射側から順に光束入射側に凹面を向け
た正のメニスカスレンズの第１レンズL1と、光束入射側
に凹面を向けた負のレンズの第２レンズL2と、光束入射
側に凹面を向けた正のメニスカスレンズの第３レンズL3
と、光束出射側に凸面を向けた正のレンズの第４レンズ
L4とよりなる４枚構成で、 f:全系の合成焦点距離 f2：第２レンズL2の焦点距離 f3：第３レンズL3の焦点距離 f4：第４レンズL4の焦点距離 fI：第１レンズL3と第２レンズL2の合成焦点距離 fII：第３レンズL3と第４レンズL4の合成焦点距離 としたとき、 （１）−0.31＜f2/f＜−0.23 （２）0.83＜f3／f4＜2.1 （３）−1.07＜fI／fII＜−0.99 なる各条件式を満足する如くなしたることを特徴とする
ものである。
本発明においては、光束入射側から順に光束入射側に
凹面を向けた正のメニスカスレンズの第１レンズL1と、
光束入射側に凹面を向けた負のレンズの第２レンズL
2と、光束入射側に凹面を向けた正のメニスカスレンズ
の第３レンズL3と、光束出射側に凸面を向けた正のレン
ズの第４レンズL4とよりなる比較的レンズ枚数の少ない
４枚構成であって、しかも条件式（１）、（２）、
（３）を満足することにより、明るくて、しかも良好に
諸収差が補正されている高性能のｆ・θレンズを得るこ
とが可能となる。
凹面を向けた正のメニスカスレンズの第１レンズL1と、
光束入射側に凹面を向けた負のレンズの第２レンズL
2と、光束入射側に凹面を向けた正のメニスカスレンズ
の第３レンズL3と、光束出射側に凸面を向けた正のレン
ズの第４レンズL4とよりなる比較的レンズ枚数の少ない
４枚構成であって、しかも条件式（１）、（２）、
（３）を満足することにより、明るくて、しかも良好に
諸収差が補正されている高性能のｆ・θレンズを得るこ
とが可能となる。
以下、各条件の持つ意義について説明することとす
る。
る。
条件（１）は第２レンズL2と全系の合成焦点距離との
比を規定するものであり、条件（２）は第３レンズL3と
第４レンズL4との比を規定するものであり、これらの条
件式は像面湾曲と球面収差に関する条件である。さらに
条件（３）は第１レンズL1と第２レンズL2の合成焦点距
離fIと第３レンズL3と第４レンズL4の合成焦点距離fII
との比を規定するもので、この条件は像面湾曲に関する
ものである。
比を規定するものであり、条件（２）は第３レンズL3と
第４レンズL4との比を規定するものであり、これらの条
件式は像面湾曲と球面収差に関する条件である。さらに
条件（３）は第１レンズL1と第２レンズL2の合成焦点距
離fIと第３レンズL3と第４レンズL4の合成焦点距離fII
との比を規定するもので、この条件は像面湾曲に関する
ものである。
先ず、球面収差については、条件（１）、（２）を満
足するかどうかが問題となる。条件（１）、（２の下限
を越えると、球面収差が補正不足（アンダー）となり、
条件（１）、（２）の上限を越えると、球面収差が補正
過剰（オーバー）となり、上限、下限を越えると、回析
限界に近いスポット形状が得られにくくなる。
足するかどうかが問題となる。条件（１）、（２の下限
を越えると、球面収差が補正不足（アンダー）となり、
条件（１）、（２）の上限を越えると、球面収差が補正
過剰（オーバー）となり、上限、下限を越えると、回析
限界に近いスポット形状が得られにくくなる。
次に、像面湾曲についてはすべての条件（１）、
（２）、（３）を満足するかどうかが問題となる。すな
わち、条件（１）または（２）または（３）の上限を越
えると、メリジオナル像面が画面周辺部でレンズから遠
ざかる方向に急激に大きく彎曲し、また下限を越える
と、同メリジオナル像面が画面周辺部でレンズ方向に急
激に大きく彎曲し、その結果どちらの場合にも画面周辺
部での非点収差が大きくなり、全走査面にわたって均質
な結像点を得ることが困難となる。
（２）、（３）を満足するかどうかが問題となる。すな
わち、条件（１）または（２）または（３）の上限を越
えると、メリジオナル像面が画面周辺部でレンズから遠
ざかる方向に急激に大きく彎曲し、また下限を越える
と、同メリジオナル像面が画面周辺部でレンズ方向に急
激に大きく彎曲し、その結果どちらの場合にも画面周辺
部での非点収差が大きくなり、全走査面にわたって均質
な結像点を得ることが困難となる。
以下、第１図に示したレンズ構成基本形を備えた本発
明の第１〜第４実施例を詳述することとする。第１〜第
４実施例は光束入射側から順に光束入射側に凹面を向け
た正のメニスカスレンズの第１レンズL1と、光束入射側
に凹面を向けた負のメニスカスレンズL2と、光束入射側
に凹面を向けた正のメニスカスレンズL3と、両凸のレン
ズL4とからなり、 以下の説明において、 L1ないしL4：第１レンズないし第４レンズ m:物体側より順次数えた面番号 r1，r2・・・r8：各レンズ面の曲率半径 d1，d2・・・d7：各レンズの厚みまたは空気間隔 n1，n2，n3，n4：各レンズのｄ線に対する屈折率 とする。
明の第１〜第４実施例を詳述することとする。第１〜第
４実施例は光束入射側から順に光束入射側に凹面を向け
た正のメニスカスレンズの第１レンズL1と、光束入射側
に凹面を向けた負のメニスカスレンズL2と、光束入射側
に凹面を向けた正のメニスカスレンズL3と、両凸のレン
ズL4とからなり、 以下の説明において、 L1ないしL4：第１レンズないし第４レンズ m:物体側より順次数えた面番号 r1，r2・・・r8：各レンズ面の曲率半径 d1，d2・・・d7：各レンズの厚みまたは空気間隔 n1，n2，n3，n4：各レンズのｄ線に対する屈折率 とする。
第１実施例の具体的構成は、下表のとおりである。
ｍ ｒ ｄ ｎ １ −14.657 2.661 1.61308 ２ −14.210 3.850 ３ −15.998 1.839 1.62762 ４ −163.140 0.451 ５ −86.177 4.250 1.61308 ６ −24.146 0.106 ７ 368.900 4.497 1.61308 ８ −42.736 焦点距離ｆ＝100 Ｆナンバー＝16.1 半画角θ＝21.1° 波長λ＝790nm f2/f＝−0.2840 f3／f4＝0.8501 fI／fII＝−1.0434 この具体的構成による収差曲線は第２図の如くなる。
なお、歪曲収差Ｙは次式によって表される。
なお、歪曲収差Ｙは次式によって表される。
ただし、 ｙ′：像高 f:焦点距離 θ：半画角 また、第２実施例の具体的構成は、下表のとおりであ
る。
る。
ｍ ｒ ｄ ｎ １ −21.875 2.661 1.61308 ２ −18.992 3.850 ３ −16.085 1.839 1.62762 ４ 316.460 1.406 ５ −71.720 2.750 1.61308 ６ −29.768 0.106 ７ 306.510 5.997 1.61308 ８ −26.821 焦点距離ｆ＝100 Ｆナンバー＝16.1 半画角θ＝21.1° 波長λ＝790nm f2/f＝−0.2434 f3／f4＝1.9996 fI／fII＝−0.9996 この具体的構成による収差曲線は第３図の如くなる。
さらに、第３実施例の具体的構成は、下表のとおりで
ある。
ある。
ｍ ｒ ｄ ｎ １ −15.010 2.661 1.61308 ２ −14.827 3.850 ３ −17.427 1.839 1.62762 ４ −207.390 0.582 ５ −84.168 3.750 1.61308 ６ −24.777 0.106 ７ 225.490 4.997 1.61308 ８ −45.741 焦点距離ｆ＝100 Ｆナンバー＝16.1 半画角θ＝21.1° 波長λ＝790nm f2/f＝−0.3043 f3／f4＝0.8954 fI／fII＝−1.0639 この具体的構成による収差曲線は第４図の如くなる。
さらに、第４実施例の具体的構成は、下表のとおりで
ある。
ある。
ｍ ｒ ｄ ｎ １ −15.584 2.661 1.61308 ２ −14.612 3.850 ３ −15.200 1.839 1.62762 ４ −228.540 0.545 ５ −90.899 3.750 1.61308 ６ −25.844 0.106 ７ ∞ 4.997 1.61308 ８ −32.301 焦点距離ｆ＝100 ＦナンバーＦ＝16.1 半画角θ＝21.1° 波長λ＝790nm f2/f＝−0.2603 f3／f4＝1.0940 fI／fII＝−1.0224 この具体的構成による収差曲線は第５図の如くなる。
上記第１ないし第４の各実施例の収差曲線図である第
2,3,4,5図における球面収差などの諸収差は、良好に補
正されている。
2,3,4,5図における球面収差などの諸収差は、良好に補
正されている。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、レ
ンズ構成と条件（１）〜（４）の各条件を満足させるよ
うにしたので、ｆ・θレンズとして諸特性を備えるほ
か、球面収差、倍率色収差などを良好に補正して、解像
力を改善することができ、前記観察、診断機能を向上さ
せるとともに、軽量で、操作性の良好ｆ・θレンズの提
供が可能となった。
ンズ構成と条件（１）〜（４）の各条件を満足させるよ
うにしたので、ｆ・θレンズとして諸特性を備えるほ
か、球面収差、倍率色収差などを良好に補正して、解像
力を改善することができ、前記観察、診断機能を向上さ
せるとともに、軽量で、操作性の良好ｆ・θレンズの提
供が可能となった。
第１図はｆ・θレンズのレンズ構成図、第２図は第１実
施例の収差曲線図、第３図は第２実施例の収差曲線図、
第４図は第３実施例の収差曲線図、第５図は第４実施例
の収差曲線図、第６図はｆ・θレンズを使用した平面走
査光学系の概略構成図である。 L1ないしL4：第１レンズないし第４レンズ X:光軸 r1，r2・・・r8：各レンズ面の曲率半径 d1，d2・・・d7：各レンズの厚みまたは空気間隔
施例の収差曲線図、第３図は第２実施例の収差曲線図、
第４図は第３実施例の収差曲線図、第５図は第４実施例
の収差曲線図、第６図はｆ・θレンズを使用した平面走
査光学系の概略構成図である。 L1ないしL4：第１レンズないし第４レンズ X:光軸 r1，r2・・・r8：各レンズ面の曲率半径 d1，d2・・・d7：各レンズの厚みまたは空気間隔
Claims (1)
- 【請求項１】光束入射側から順に光束入射側に凹面を向
けた正のメニスカスレンズの第１レンズL1と、光束入射
側に凹面を向けた負のレンズの第２レンズL2と、光束入
射側に凹面を向けた正のメニスカスレンズの第３レンズ
L3と、光束出射側に凸面を向けた正のレンズの第４レン
ズL4とよりなる４枚構成で、 f:全系の合成焦点距離 f2：第２レンズL2の焦点距離 f3：第３レンズL3の焦点距離 f4：第４レンズL4の焦点距離 fI：第１レンズL3と第２レンズL2の合成焦点距離 fII：第３レンズL3と第４レンズL4の合成焦点距離 としたとき、 （１）−0.31＜f2/f＜−0.23 （２）0.83＜f3／f4＜2.1 （３）−1.07＜fI／fII＜−0.99 なる各条件式を満足する如くなしたることを特徴とする
ｆ・θレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19945789A JP2762303B2 (ja) | 1989-08-02 | 1989-08-02 | ｆ・θレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19945789A JP2762303B2 (ja) | 1989-08-02 | 1989-08-02 | ｆ・θレンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0364724A JPH0364724A (ja) | 1991-03-20 |
| JP2762303B2 true JP2762303B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=16408131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19945789A Expired - Fee Related JP2762303B2 (ja) | 1989-08-02 | 1989-08-02 | ｆ・θレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2762303B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3339934B2 (ja) * | 1993-09-29 | 2002-10-28 | 富士写真光機株式会社 | ｆ・θレンズ |
| JP3268491B2 (ja) | 1997-12-17 | 2002-03-25 | 株式会社名機製作所 | 射出成形機及び射出成形方法 |
| KR100336635B1 (ko) * | 2000-05-13 | 2002-05-16 | 성규동 | 레이저 마킹용 에프-세타(ｆ-θ) 렌즈유니트 |
-
1989
- 1989-08-02 JP JP19945789A patent/JP2762303B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0364724A (ja) | 1991-03-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |