JP3072146B2 - アナモフイック光学系 - Google Patents
アナモフイック光学系Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B13/08—Anamorphotic objectives
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、プラスチックレンズ
を用いたアナモフィック光学系に関するものであり、温
度変化による焦点変動が少ないアナモフィック光学系に
関するものである。
を用いたアナモフィック光学系に関するものであり、温
度変化による焦点変動が少ないアナモフィック光学系に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザープリンター用のｆθレン
ズは、ガラスレンズ２枚で構成されるアナモフィックレ
ンズが一般的に用いられている。しかし、ガラス製のア
ナモフィックレンズは研磨のためのコストが高いという
問題がある。
ズは、ガラスレンズ２枚で構成されるアナモフィックレ
ンズが一般的に用いられている。しかし、ガラス製のア
ナモフィックレンズは研磨のためのコストが高いという
問題がある。
【０００３】コストダウンをするためには、研磨の必要
がないプラスチックレンズを走査レンズに用いることが
考えられる。
がないプラスチックレンズを走査レンズに用いることが
考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラス
チックレンズは温度変化による屈折率変化、線膨張がガ
ラスレンズと比較して大きいため、焦点変動による結像
性能の劣化が大きい。従って、レーザープリンターのよ
うにフォーカシングを行わない装置では、プラスチック
レンズを使用することが困難であった。
チックレンズは温度変化による屈折率変化、線膨張がガ
ラスレンズと比較して大きいため、焦点変動による結像
性能の劣化が大きい。従って、レーザープリンターのよ
うにフォーカシングを行わない装置では、プラスチック
レンズを使用することが困難であった。
【０００５】結像光学系の温度変化による焦点変動Δ
ｆ、屈折率変化による変動Δｆｎと線膨張による変動Δ
ｆＬとの２つの和として考えることができる。ここで、
光学系中の特定のレンズ（焦点距離ｆ、屈折率ｎ）に注
目すると、基準温度からの温度変化Δｔに対する各焦点
変動Δｆｎ，ΔｆＬは、 Δｆｎ＝（ｆ／（１−ｎ））・（ｄｎ／ｄｔ）・Δｔ ΔｆＬ＝ｆ・（１／Ｌ）・（ｄＬ／ｄｔ）・Δｔ となる。但し、上式中、 （ｄｎ／ｄｔ） ：レンズの屈折率の変化率 （１／Ｌ）・（ｄＬ／ｄｔ）：レンズの線膨張係数 である。
ｆ、屈折率変化による変動Δｆｎと線膨張による変動Δ
ｆＬとの２つの和として考えることができる。ここで、
光学系中の特定のレンズ（焦点距離ｆ、屈折率ｎ）に注
目すると、基準温度からの温度変化Δｔに対する各焦点
変動Δｆｎ，ΔｆＬは、 Δｆｎ＝（ｆ／（１−ｎ））・（ｄｎ／ｄｔ）・Δｔ ΔｆＬ＝ｆ・（１／Ｌ）・（ｄＬ／ｄｔ）・Δｔ となる。但し、上式中、 （ｄｎ／ｄｔ） ：レンズの屈折率の変化率 （１／Ｌ）・（ｄＬ／ｄｔ）：レンズの線膨張係数 である。
【０００６】レンズ系中のあるレンズで発生した焦点変
動Δｆｎ，ΔｆＬは、このレンズより像側のレンズ系に
よって拡大または縮小される。ここで、当該レンズを含
んでこれより像面までの横倍率をｍ、このレンズより像
側に位置するレンズの横倍率をｍ’とすると、最終的に
像側で現われる焦点変動Δεは下記の式で近似すること
ができる。 Δε＝（ｍ’−ｍ）２・（ΔｆＬ＋Δｆｎ）
動Δｆｎ，ΔｆＬは、このレンズより像側のレンズ系に
よって拡大または縮小される。ここで、当該レンズを含
んでこれより像面までの横倍率をｍ、このレンズより像
側に位置するレンズの横倍率をｍ’とすると、最終的に
像側で現われる焦点変動Δεは下記の式で近似すること
ができる。 Δε＝（ｍ’−ｍ）２・（ΔｆＬ＋Δｆｎ）
【０００７】従って、複数のレンズから構成される光学
系の全系を考慮すると、温度変化による焦点変動は各レ
ンズの焦点変動の総和となり、以下の式で表すことがで
きる。 ΔｆＢ＝Σ（ｍｉ＋１−ｍｉ）２・（ΔｆＬｉ＋Δｆｎ
ｉ）＝（ΣＫｉ・Ｔｉ）×Δｔ Ｋｉ＝（ｍｉ＋１−ｍｉ）２・ｆｉ Ｔｉ＝（１／（１−ｎ））・（ｄｎ／ｄｔ）＋（１／
Ｌ）・（ｄＬ／ｄｔ）
系の全系を考慮すると、温度変化による焦点変動は各レ
ンズの焦点変動の総和となり、以下の式で表すことがで
きる。 ΔｆＢ＝Σ（ｍｉ＋１−ｍｉ）２・（ΔｆＬｉ＋Δｆｎ
ｉ）＝（ΣＫｉ・Ｔｉ）×Δｔ Ｋｉ＝（ｍｉ＋１−ｍｉ）２・ｆｉ Ｔｉ＝（１／（１−ｎ））・（ｄｎ／ｄｔ）＋（１／
Ｌ）・（ｄＬ／ｄｔ）
【０００８】Ｔはレンズの単位温度変化あたりの屈折率
変化と線膨張とによる焦点変動、すなわちレンズ自身の
温度特性に起因する静的要因を表し、Ｋはレンズが置か
れたレンズ系中の位置に起因する焦点変動、すなわち動
的要因を表す。
変化と線膨張とによる焦点変動、すなわちレンズ自身の
温度特性に起因する静的要因を表し、Ｋはレンズが置か
れたレンズ系中の位置に起因する焦点変動、すなわち動
的要因を表す。
【０００９】また、縦倍率と横倍率とが異なるアナモフ
ィック光学系に関しては、それぞれの方向について温度
変化による影響を独立して考える必要がある。例えば、
アナモフィックな走査光学系の主走査方向の焦点変動Δ
ｆＢｙ、副走査方向の焦点変動ΔｆＢｚは、以下のとお
りとなる。 ΔｆＢｙ＝（ΣＫｙｉ×Ｔｉ）×Δｔ ΔｆＢｚ＝（ΣＫｚｉ×Ｔｉ）×Δｔ
ィック光学系に関しては、それぞれの方向について温度
変化による影響を独立して考える必要がある。例えば、
アナモフィックな走査光学系の主走査方向の焦点変動Δ
ｆＢｙ、副走査方向の焦点変動ΔｆＢｚは、以下のとお
りとなる。 ΔｆＢｙ＝（ΣＫｙｉ×Ｔｉ）×Δｔ ΔｆＢｚ＝（ΣＫｚｉ×Ｔｉ）×Δｔ
【００１０】さらに、主走査、副走査の焦点深度Ｄｙ，
Ｄｚは、波長をλ、像面に向かう光束のＦナンバーをＦ
ｙ，Ｆｚとして、以下のとおりとなる。 Ｄｙ＝λ・Ｆｙ２ Ｄｚ＝λ・Ｆｚ２
Ｄｚは、波長をλ、像面に向かう光束のＦナンバーをＦ
ｙ，Ｆｚとして、以下のとおりとなる。 Ｄｙ＝λ・Ｆｙ２ Ｄｚ＝λ・Ｆｚ２
【００１１】従って、プラスチックレンズをアナモフィ
ック光学系に利用する場合、像面湾曲を焦点深度内に抑
えると共に、温度変化による焦点変動をも焦点深度内に
収める必要がある。
ック光学系に利用する場合、像面湾曲を焦点深度内に抑
えると共に、温度変化による焦点変動をも焦点深度内に
収める必要がある。
【００１２】次に、温度変化による焦点変動を具体的に
説明する。以下に示した例は、ガラスレンズ使用を前提
として設計された２枚構成のアナモフィックなｆθレン
ズをプラスチックで作成したものである。このｆθレン
ズは、それぞれ同一のプラスチック材料により形成され
ている。ｆθレンズの第１、第２レンズそれぞれを含ん
で像面までの倍率を主走査面内でｍｙ１，ｍｙ２、副走
査面内でｍｚ１，ｍｚ２とし、第１、第２レンズの主走
査面内の焦点距離をｆｙ１，ｆｙ２、副走査面内の焦点
距離をｆｚ１，ｆｚ２は、それぞれ以下のとおりであ
る。 ｍｙ１＝ ０．０００ｘ ｍｚ１＝−２．０９４ｘ ｍｙ２＝−０．５３９ｘ ｍｚ２＝−３．１６２ｘ ｆｙ１＝−３３２．７０８ ｆｚ１＝−９９．４８９ ｆｙ２＝ １２４．６２２ ｆｚ２＝ ４５．４９４
説明する。以下に示した例は、ガラスレンズ使用を前提
として設計された２枚構成のアナモフィックなｆθレン
ズをプラスチックで作成したものである。このｆθレン
ズは、それぞれ同一のプラスチック材料により形成され
ている。ｆθレンズの第１、第２レンズそれぞれを含ん
で像面までの倍率を主走査面内でｍｙ１，ｍｙ２、副走
査面内でｍｚ１，ｍｚ２とし、第１、第２レンズの主走
査面内の焦点距離をｆｙ１，ｆｙ２、副走査面内の焦点
距離をｆｚ１，ｆｚ２は、それぞれ以下のとおりであ
る。 ｍｙ１＝ ０．０００ｘ ｍｚ１＝−２．０９４ｘ ｍｙ２＝−０．５３９ｘ ｍｚ２＝−３．１６２ｘ ｆｙ１＝−３３２．７０８ ｆｚ１＝−９９．４８９ ｆｙ２＝ １２４．６２２ ｆｚ２＝ ４５．４９４
【００１３】また、プラスチック材料自体の１℃の温度
変化に対応する焦点距離変化係数Ｔ、ｆθレンズの第
１，第２レンズのレンズが置かれたレンズ系中の位置に
起因する主走査面内における変換係数Ｋｙ１，Ｋｙ２、
副走査面内における変換係数Ｋｚ１，Ｋｚ２は、以下の
とおりとなる。 Ｔ＝２７５．４８×１０−６ Ｋｙ１＝０．５３９２×（−３３２．７０８）＝−９６．６５９ Ｋｙ２＝１．５３９２×（１２４．６２２）＝２９５．１７０ Ｋｚ１＝１．０６８２×（−９９．４８９）＝−１１３．４８０ Ｋｚ２＝４．１６２２×（４５．４９４）＝７８８．０５８
変化に対応する焦点距離変化係数Ｔ、ｆθレンズの第
１，第２レンズのレンズが置かれたレンズ系中の位置に
起因する主走査面内における変換係数Ｋｙ１，Ｋｙ２、
副走査面内における変換係数Ｋｚ１，Ｋｚ２は、以下の
とおりとなる。 Ｔ＝２７５．４８×１０−６ Ｋｙ１＝０．５３９２×（−３３２．７０８）＝−９６．６５９ Ｋｙ２＝１．５３９２×（１２４．６２２）＝２９５．１７０ Ｋｚ１＝１．０６８２×（−９９．４８９）＝−１１３．４８０ Ｋｚ２＝４．１６２２×（４５．４９４）＝７８８．０５８
【００１４】主走査方向、副走査方向の単位温度当りの
焦点変動は、それぞれ以下のとおりとなる。 ΔｆＢｙ／Δｔ＝（Ｋｙ１＋Ｋｙ２）×Ｔ＝０．０５４７ｍｍ／℃ ΔｆＢｚ／Δｔ＝（Ｋｚ１＋Ｋｚ２）×Ｔ＝０．１８５８ｍｍ／℃
焦点変動は、それぞれ以下のとおりとなる。 ΔｆＢｙ／Δｔ＝（Ｋｙ１＋Ｋｙ２）×Ｔ＝０．０５４７ｍｍ／℃ ΔｆＢｚ／Δｔ＝（Ｋｚ１＋Ｋｚ２）×Ｔ＝０．１８５８ｍｍ／℃
【００１５】Ｆナンバーを１：７０とすると、焦点深度
は３．８ｍｍ程度となり、副走査方向については使用温
度範囲を約±２０℃とすると、設計上の像面湾曲や加工
誤差への許容がなくなる。
は３．８ｍｍ程度となり、副走査方向については使用温
度範囲を約±２０℃とすると、設計上の像面湾曲や加工
誤差への許容がなくなる。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１のアナモフィック光学系は、単
一、あるいは複数のプラスチックレンズから構成される
結像光学系と、前記結像光学系より像面側に設けられ、
単一のプラスチックレンズから構成される補正レンズと
を備える走査光学系を含み、該走査光学系は、温度変化
による焦点変動が光学系の焦点深度内に収められ、以下
の条件を満足することを特徴とする。 ｜ｍｚ｜＜１．２ 但し、ｍｚは前記走査光学系の副走査面内での倍率。本
発明の請求項２のアナモフィック光学系は、請求項1に
記載のアナモフィック光学系において、前記走査光学系
は、fθ特性を有することを特徴とする。本発明の請求
項３のアナモフィック光学系は、請求項１記載のアナモ
フィック光学系において、さらに、光源から発する光束
を平行光束とするコリメーターレンズと、該平行光束を
副走査方向に収束させて線像を形成する線像形成光学系
と、該線像形成光学系を透過した光束を主走査方向に偏
向する走査偏向器とを備え、前記線像形成光学系は、前
記線像を前記走査偏向器よりも像面側に形成することを
特徴とすることを特徴とする。本発明の請求項４のアナ
モフィック光学系は、請求項３記載のアナモフィック光
学系において、以下の条件を満足することを特徴とす
る。 ｆＣＬ×（｜ｍｚ｜／Ｆｚ）＞０．７ｍｍ ただし、ｆＣＬは線像形成光学系の焦点距離、ｍｚは走
査光学系の副走査面内での倍率、Ｆｚは走査光学系の副
走査面内でのＦナンバー。
に、本発明の請求項１のアナモフィック光学系は、単
一、あるいは複数のプラスチックレンズから構成される
結像光学系と、前記結像光学系より像面側に設けられ、
単一のプラスチックレンズから構成される補正レンズと
を備える走査光学系を含み、該走査光学系は、温度変化
による焦点変動が光学系の焦点深度内に収められ、以下
の条件を満足することを特徴とする。 ｜ｍｚ｜＜１．２ 但し、ｍｚは前記走査光学系の副走査面内での倍率。本
発明の請求項２のアナモフィック光学系は、請求項1に
記載のアナモフィック光学系において、前記走査光学系
は、fθ特性を有することを特徴とする。本発明の請求
項３のアナモフィック光学系は、請求項１記載のアナモ
フィック光学系において、さらに、光源から発する光束
を平行光束とするコリメーターレンズと、該平行光束を
副走査方向に収束させて線像を形成する線像形成光学系
と、該線像形成光学系を透過した光束を主走査方向に偏
向する走査偏向器とを備え、前記線像形成光学系は、前
記線像を前記走査偏向器よりも像面側に形成することを
特徴とすることを特徴とする。本発明の請求項４のアナ
モフィック光学系は、請求項３記載のアナモフィック光
学系において、以下の条件を満足することを特徴とす
る。 ｆＣＬ×（｜ｍｚ｜／Ｆｚ）＞０．７ｍｍ ただし、ｆＣＬは線像形成光学系の焦点距離、ｍｚは走
査光学系の副走査面内での倍率、Ｆｚは走査光学系の副
走査面内でのＦナンバー。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成させるため、単一、あるいは複数のプラスチック
レンズから構成される結像レンズと、結像レンズより像
面側に設けられ、単一のプラスチックレンズから構成さ
れる補正レンズとを備え、温度変化による焦点変動を光
学系の焦点深度内に収めたことを特徴とする。
を達成させるため、単一、あるいは複数のプラスチック
レンズから構成される結像レンズと、結像レンズより像
面側に設けられ、単一のプラスチックレンズから構成さ
れる補正レンズとを備え、温度変化による焦点変動を光
学系の焦点深度内に収めたことを特徴とする。
【００１８】
【実施例】以下、この発明にかかるアナモフィック光学
系の実施例を説明する。
系の実施例を説明する。
【００１９】図1は、この発明にかかるアナモフィック
光学系の実施例1を示したものである。この光学系にお
いて、半導体レーザー1から発したレーザー光は、コリ
メーターレンズ2により平行光束とされ、シリンドリカ
ルレンズ3（線像形成光学系）によって副走査方向に収
束して走査偏向器としてのポリゴンミラー4から距離Lの
位置に線像を形成する。この収束光は、ポリゴンミラー
4により走査、偏向され、結像レンズ5、補正レンズ6に
より図示せぬ像面上にスポットを形成する。
光学系の実施例1を示したものである。この光学系にお
いて、半導体レーザー1から発したレーザー光は、コリ
メーターレンズ2により平行光束とされ、シリンドリカ
ルレンズ3（線像形成光学系）によって副走査方向に収
束して走査偏向器としてのポリゴンミラー4から距離Lの
位置に線像を形成する。この収束光は、ポリゴンミラー
4により走査、偏向され、結像レンズ5、補正レンズ6に
より図示せぬ像面上にスポットを形成する。
【００２０】この実施例では、fθ特性を有する走査レ
ンズ（走査光学系）が、単一のプラスチックレンズであ
る結像レンズ5(第1レンズ)と、単一のプラスチックレン
ズである補正レンズ6(第2レンズ)とから構成されてい
る。
ンズ（走査光学系）が、単一のプラスチックレンズであ
る結像レンズ5(第1レンズ)と、単一のプラスチックレン
ズである補正レンズ6(第2レンズ)とから構成されてい
る。
【００２１】この種の走査光学系において、温度変化に
よる焦点距離移動を小さくするためには、ｆθレンズの
パワーを像面側に配分して倍率を低くすることが望まし
い。そのため、この実施例のアナモフィック光学系は、
結像レンズより像面側に補正レンズを設け、特に走査レ
ンズ単独で有限の倍率を持つ副走査方向のパワーを像面
側に配分している。具体的には、｜ｍｚ｜＜１．２を満
たすことが望ましい。また、副走査断面において全て正
レンズとすることで、それぞれのレンズの倍率ｍｚが大
きくならないようにしている。
よる焦点距離移動を小さくするためには、ｆθレンズの
パワーを像面側に配分して倍率を低くすることが望まし
い。そのため、この実施例のアナモフィック光学系は、
結像レンズより像面側に補正レンズを設け、特に走査レ
ンズ単独で有限の倍率を持つ副走査方向のパワーを像面
側に配分している。具体的には、｜ｍｚ｜＜１．２を満
たすことが望ましい。また、副走査断面において全て正
レンズとすることで、それぞれのレンズの倍率ｍｚが大
きくならないようにしている。
【００２２】この光学系の具体的な数値構成は、表１に
示した通りである。表中の記号はｆＣＬはシリンドリカ
ルレンズの焦点距離、Ｌはポリゴンミラー面と線像との
距離、Ａｙ，Ａｚはコリメーターレンズを射出した際の
アパーチャーの大きさで、Ａｙは副走査面内の値、Ａｚ
は主走査面内の値を示している。
示した通りである。表中の記号はｆＣＬはシリンドリカ
ルレンズの焦点距離、Ｌはポリゴンミラー面と線像との
距離、Ａｙ，Ａｚはコリメーターレンズを射出した際の
アパーチャーの大きさで、Ａｙは副走査面内の値、Ａｚ
は主走査面内の値を示している。
【００２３】また、ｆはｆθレンズの主走査面内での焦
点距離、Ｆｙはｆθレンズを射出した光束の主走査面内
でのＦナンバー、Ｆｚは同じく副走査面内でのＦナンバ
ー、Ｌｅｐはポリゴンミラーからｆθレンズの第１面ま
での距離、ｒｙ，ｒｚは主走査面、副走査面内での曲率
半径、ｄはレンズ厚若しくは空気間隔、ｎはレンズの７
８０ｎｍにおける屈折率である。
点距離、Ｆｙはｆθレンズを射出した光束の主走査面内
でのＦナンバー、Ｆｚは同じく副走査面内でのＦナンバ
ー、Ｌｅｐはポリゴンミラーからｆθレンズの第１面ま
での距離、ｒｙ，ｒｚは主走査面、副走査面内での曲率
半径、ｄはレンズ厚若しくは空気間隔、ｎはレンズの７
８０ｎｍにおける屈折率である。
【００２４】なお、表の説明において、非球面の曲率半
径欄の数値は非球面頂点の曲率半径とする。非球面は、
光軸からの高さｈの非球面上の非球面頂点の接平面から
の距離をＸ、非球面頂点の曲率（１／ｒ）をＣ、円錐係
数をＫ，４次〜１０次の非球面係数をＡ４〜Ａ１０とし
て、以下の数１で与えられ、各面の円錐係数、非球面係
数は表１下段に示す通りである。図２は表１の構成によ
るｆθレンズの諸収差を示したものである。球面収差
は、像点ズレによる影響をも含めて表されている。
径欄の数値は非球面頂点の曲率半径とする。非球面は、
光軸からの高さｈの非球面上の非球面頂点の接平面から
の距離をＸ、非球面頂点の曲率（１／ｒ）をＣ、円錐係
数をＫ，４次〜１０次の非球面係数をＡ４〜Ａ１０とし
て、以下の数１で与えられ、各面の円錐係数、非球面係
数は表１下段に示す通りである。図２は表１の構成によ
るｆθレンズの諸収差を示したものである。球面収差
は、像点ズレによる影響をも含めて表されている。
【００２５】
【数１】
【００２６】
【表１】
【００２７】次に、表２に上記の各レンズ、及びｆθレ
ンズ全体の焦点距離、倍率、温度変化による焦点変動を
示す。表中、ｆｙ，ｆｚは主走査面、副走査面内での焦
点距離、ｍｙ，ｍｚは主走査面、副走査面内での倍率を
示している。
ンズ全体の焦点距離、倍率、温度変化による焦点変動を
示す。表中、ｆｙ，ｆｚは主走査面、副走査面内での焦
点距離、ｍｙ，ｍｚは主走査面、副走査面内での倍率を
示している。
【００２８】また、Ｋｙ，Ｋｚは主走査面、副走査面内
でのレンズが置かれたレンズ系中の位置に起因する変換
係数を表し、Ｔ・Ｋｙ，Ｔ・Ｋｚは主走査面、副走査面
内での単位温度変化あたりの屈折率変化と線膨張とによ
る焦点変動を表す。
でのレンズが置かれたレンズ系中の位置に起因する変換
係数を表し、Ｔ・Ｋｙ，Ｔ・Ｋｚは主走査面、副走査面
内での単位温度変化あたりの屈折率変化と線膨張とによ
る焦点変動を表す。
【００２９】
【表２】
【００３０】
【実施例２】図３は、この発明の実施例２を示したもの
である。実施例２〜７では、ｆθレンズが２枚の結像レ
ンズ５（第１、第２レンズ）と、単一の補正レンズ６
（第３レンズ）とから構成されている。特に、実施例２
〜５、及び７については、結像レンズを２枚の正レンズ
で構成しているため、各レンズの中心部と周辺部との肉
厚差を小さくすることができる。これは整形プラスチッ
クレンズ特有のヒケ・歪みに対して有利な形状となる。
具体的な数値構成は表３、表４、この構成による諸収差
は図４に示されている。
である。実施例２〜７では、ｆθレンズが２枚の結像レ
ンズ５（第１、第２レンズ）と、単一の補正レンズ６
（第３レンズ）とから構成されている。特に、実施例２
〜５、及び７については、結像レンズを２枚の正レンズ
で構成しているため、各レンズの中心部と周辺部との肉
厚差を小さくすることができる。これは整形プラスチッ
クレンズ特有のヒケ・歪みに対して有利な形状となる。
具体的な数値構成は表３、表４、この構成による諸収差
は図４に示されている。
【００３１】
【表３】
【００３２】
【表４】
【００３３】
【実施例３】図５は、この発明の実施例３を示したもの
である。具体的な数値構成は表５、表６、この構成によ
る諸収差は図６に示されている。
である。具体的な数値構成は表５、表６、この構成によ
る諸収差は図６に示されている。
【００３４】前述したように、各実施例の光学系はｆθ
レンズのパワーを像面側に配分している。しかしなが
ら、単にｆθレンズのパワーを像面側に配分するのみで
は、集光点からｆθレンズの主点までの距離が離れるた
め、ｆθレンズに取り込まれる光束の開き角度が小さく
なり、光源から取り込まれるエネルギーが減少する。
レンズのパワーを像面側に配分している。しかしなが
ら、単にｆθレンズのパワーを像面側に配分するのみで
は、集光点からｆθレンズの主点までの距離が離れるた
め、ｆθレンズに取り込まれる光束の開き角度が小さく
なり、光源から取り込まれるエネルギーが減少する。
【００３５】そこで、以下の実施例では、シリンドリカ
ルレンズ３のパワーを弱くして線像をポリゴンミラーよ
りも像面側に形成し、ｆθレンズに対する光束の取り込
み角度を大きくすると共に、実施例１，２よりも焦点距
離が長いシリンドリカルレンズを用いてスリット巾Ａｚ
を大きく設定している。これにより、温度変化による焦
点変動を所定の許容範囲に収めつつ、エネルギーの損失
を抑えることができる。
ルレンズ３のパワーを弱くして線像をポリゴンミラーよ
りも像面側に形成し、ｆθレンズに対する光束の取り込
み角度を大きくすると共に、実施例１，２よりも焦点距
離が長いシリンドリカルレンズを用いてスリット巾Ａｚ
を大きく設定している。これにより、温度変化による焦
点変動を所定の許容範囲に収めつつ、エネルギーの損失
を抑えることができる。
【００３６】また、スリット巾Ａｚの値が小さいと、回
折による波面の乱れが生じ、結像性能を劣化させる。特
に、実施例３は、エネルギーの損失、回折による波面の
乱れを抑えるため、シリンドリカルレンズのパワーを弱
くすると共に、補正レンズを他の実施例に比べて結像レ
ンズ側に配置することにより副走査面内の倍率を負に大
きくし、Ａｚを大きくしている。その倍率は、以下の条
件を満たすことが望ましい。 ｆＣＬ×（｜ｍｚ｜／Ｆｚ）＞０．７
折による波面の乱れが生じ、結像性能を劣化させる。特
に、実施例３は、エネルギーの損失、回折による波面の
乱れを抑えるため、シリンドリカルレンズのパワーを弱
くすると共に、補正レンズを他の実施例に比べて結像レ
ンズ側に配置することにより副走査面内の倍率を負に大
きくし、Ａｚを大きくしている。その倍率は、以下の条
件を満たすことが望ましい。 ｆＣＬ×（｜ｍｚ｜／Ｆｚ）＞０．７
【００３７】
【表５】
【００３８】
【表６】
【００３９】
【実施例４】図７は、この発明の実施例４を示したもの
である。具体的な数値構成は表７、表８、この構成によ
る諸収差は図８に示されている。
である。具体的な数値構成は表７、表８、この構成によ
る諸収差は図８に示されている。
【００４０】
【表７】
【００４１】
【表８】
【００４２】
【実施例５】図９は、この発明の実施例５を示したもの
である。具体的な数値構成は表９、表１０、この構成に
よる諸収差は図１０に示されている。
である。具体的な数値構成は表９、表１０、この構成に
よる諸収差は図１０に示されている。
【００４３】
【表９】
【００４４】
【表１０】
【００４５】
【実施例６】図１１は、この発明の実施例６を示したも
のである。具体的な数値構成は表１１、表１２、この構
成による諸収差は図１２に示されている。
のである。具体的な数値構成は表１１、表１２、この構
成による諸収差は図１２に示されている。
【００４６】
【表１１】
【００４７】
【表１２】
【００４８】
【実施例７】図１３は、この発明の実施例７を示したも
のである。具体的な数値構成は表１３、表１４、この構
成による諸収差は図１４に示されている。
のである。具体的な数値構成は表１３、表１４、この構
成による諸収差は図１４に示されている。
【００４９】この実施例は、他の実施例に比べて焦点距
離が短い。そこで、結像レンズを２枚で構成してパワー
を分配し、曲率半径が小さくならないよう設計してい
る。焦点距離が短い場合、結像レンズを１枚で構成する
と屈折率が低いプラスチックでは曲率半径が小さくな
り、レンズの中心部と周辺部との肉厚さが大きくなって
レンズ成形時にヒケ・歪みが生じやすくなる。
離が短い。そこで、結像レンズを２枚で構成してパワー
を分配し、曲率半径が小さくならないよう設計してい
る。焦点距離が短い場合、結像レンズを１枚で構成する
と屈折率が低いプラスチックでは曲率半径が小さくな
り、レンズの中心部と周辺部との肉厚さが大きくなって
レンズ成形時にヒケ・歪みが生じやすくなる。
【００５０】
【表１３】
【００５１】
【表１４】
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至請求
項４のアナモフィック光学系によれば、プラスチックレ
ンズを使用しながら、温度変化による焦点移動を小さく
することが出来、温度変化が結像性能に影響を与えるこ
とを避けることが出来る。更に、請求項４のアナモフィ
ック光学系によれば、上記の効果に加えて、エネルギー
の損失、回折による波面の乱れを抑えることが出来、結
像性能の劣化を防止できる。
項４のアナモフィック光学系によれば、プラスチックレ
ンズを使用しながら、温度変化による焦点移動を小さく
することが出来、温度変化が結像性能に影響を与えるこ
とを避けることが出来る。更に、請求項４のアナモフィ
ック光学系によれば、上記の効果に加えて、エネルギー
の損失、回折による波面の乱れを抑えることが出来、結
像性能の劣化を防止できる。
【図１】 実施例１の光学系の平面図である。
【図２】 実施例１のｆθレンズの収差図である。
【図３】 実施例２の光学系の平面図である。
【図４】 実施例２のｆθレンズの収差図である。
【図５】 実施例３の光学系の平面図である。
【図６】 実施例３のｆθレンズの収差図である。
【図７】 実施例４の光学系の平面図である。
【図８】 実施例４のｆθレンズの収差図である。
【図９】 実施例５の光学系の平面図である。
【図１０】 実施例５のｆθレンズの収差図である。
【図１１】 実施例６の光学系の平面図である。
【図１２】 実施例６のｆθレンズの収差図である。
【図１３】 実施例７の光学系の平面図である。
【図１４】 実施例７のｆθレンズの収差図である。
１…半導体レーザー ２…コリメーターレンズ ３…シリンドリカルレンズ ４…ポリゴンミラー ５…結像レンズ ６…補正レンズ
Claims (4)
- 【請求項１】単一、あるいは複数のプラスチックレンズ
から構成される結像光学系と、 前記結像光学系より像面側に設けられ、単一のプラスチ
ックレンズから構成される補正レンズとを備える走査光
学系を含み、 該走査光学系は、温度変化による焦点変動が光学系の焦
点深度内に収められ、以下の条件を満足することを特徴
とするアナモフィック光学系。 ｜ｍｚ｜＜１．２ 但し、ｍｚは前記走査光学系の副走査面内での倍率。 - 【請求項２】前記走査光学系は、fθ特性を有すること
を特徴とする請求項1に記載のアナモフィック光学系。 - 【請求項３】請求項１記載のアナモフィック光学系にお
いて、さらに、 光源から発する光束を平行光束とするコリメーターレン
ズと、 該平行光束を副走査方向に収束させて線像を形成する線
像形成光学系と、 該線像形成光学系を透過した光束を主走査方向に偏向す
る走査偏向器とを備え、 前記線像形成光学系は、前記線像を前記走査偏向器より
も像面側に形成することを特徴とすることを特徴とする
アナモフィック光学系。 - 【請求項４】請求項３記載のアナモフィック光学系にお
いて、以下の条件を満足することを特徴とするアナモフ
ィック光学系。 ｆＣＬ×（｜ｍｚ｜／Ｆｚ）＞０．７ｍｍ ただし、ｆＣＬは線像形成光学系の焦点距離、ｍｚは走
査光学系の副走査面内での倍率、Ｆｚは走査光学系の副
走査面内でのＦナンバー。」
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| US07/846,803 US5200850A (en) | 1991-03-05 | 1992-03-05 | Anamorphic optical system |
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|---|---|---|---|
| JP3123234A JP3072146B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | アナモフイック光学系 |
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Family
ID=14855524
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3123234A Expired - Fee Related JP3072146B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | アナモフイック光学系 |
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| US5877883A (en) * | 1996-02-22 | 1999-03-02 | Seiko Epson Corporation | Optical scanner |
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| JP4652506B2 (ja) * | 1999-11-16 | 2011-03-16 | キヤノン株式会社 | 走査光学装置 |
| US7327507B2 (en) | 2005-08-02 | 2008-02-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical beam scanning device having two sets of fθ mirrors where the mirror base and mirror face have differing coefficients of linear expansion |
| CN114719222B (zh) * | 2021-01-06 | 2024-06-25 | 华域视觉科技(上海)有限公司 | 透镜组件、车灯模组、车灯和车辆 |
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|---|---|---|---|---|
| DE6604285U (de) * | 1966-04-08 | 1970-01-15 | Asahi Optical Co Ltd | Ultraachromatisches linsensystem |
| JPS58120201A (ja) * | 1982-01-11 | 1983-07-18 | Hitachi Ltd | プラスチツクレンズを用いたズ−ムレンズ |
| JPS5934512A (ja) * | 1982-08-23 | 1984-02-24 | Canon Inc | 温度補償効果を有する走査光学系 |
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| JPS61275808A (ja) * | 1985-05-31 | 1986-12-05 | Asahi Optical Co Ltd | 光デイスク用レンズ |
| JPH0627904B2 (ja) * | 1986-02-06 | 1994-04-13 | 旭光学工業株式会社 | レーザービームの走査光学系 |
| JPH0727123B2 (ja) * | 1986-08-21 | 1995-03-29 | ミノルタ株式会社 | 面倒れ補正走査光学系 |
| JPH03109514A (ja) * | 1988-07-30 | 1991-05-09 | Asahi Optical Co Ltd | 複写用レンズ |
| US4962984A (en) * | 1988-09-08 | 1990-10-16 | Industrial Technology Research Institute | Constant-speed scanning lens system |
| JP2787475B2 (ja) * | 1989-07-12 | 1998-08-20 | 旭光学工業株式会社 | 複写用レンズ |
| JP2928552B2 (ja) * | 1989-08-31 | 1999-08-03 | 株式会社東芝 | 走査式光学装置 |
| US5140146A (en) * | 1989-11-20 | 1992-08-18 | Symbol Technologies, Inc. | Bar code symbol reader with modulation enhancement |
-
1991
- 1991-03-05 JP JP3123234A patent/JP3072146B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-03-05 US US07/846,803 patent/US5200850A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |