JPH0421806A - 反射型結像光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は複写機等に使用する像露光用の結像光学系に関
する。さらに詳しくは、反射型結像光学系に関する。

［従来の技術］ 従来、複写機のスリット露光の結像光学系として第５図
に示すような反射型の光学系（いわゆるインミラーレン
ズ）が用いられることがあった。

第５図に置いて、原稿面１０からの光束りはインミラー
レンズ１１によって、反射鏡１３．１４を介して感光体
面１２に結像される。このように反射型光学系は透過型
の結像光学系に比べて、−枚のレンズを二度光が通過す
る事によりレンズ枚数が少なくてすみ、光学系が小型低
価格になると言う利点があった。

さらに、反射面を球面鏡にすることによって、反射面の
屈折力が高いこと、ペッツバール和の符号が逆であるこ
とを利用して、曲率がゆるく低屈折率の安価な材料を用
い、より低価格な光学系を構成することも試みられてい
る。

［発明が解決しようとする課題及び目的］さて、このよ
うな光学系において、より明るくすなわちＦナンバーを
小さくしようとすれば、球面収差を除去するために結局
レンズ枚数を増やさざるを得なくなる。最近、特開昭５
９−３０５３７に示されるような、光硬化性のマイクロ
カプセルを用いた感光体が複写機として用いられるよう
になったが、この感光体は、高画質フルカラードライシ
ステムとして非常に画期的である反面、感度が低く、き
わめて明るい複雑な光学系を必要とする。従来の小型低
価格の反射型結像光学系は、このような低感度の感光体
には適用できないと言う課題を有していた。

そこで本発明は上述の課題を解決するためになされたも
ので、その目的とするところは、小型低価格であるにも
拘らず、きわめて明るく、解像力の高い反射型光学系を
構成でき、その結果、低感度の感光体を用いたとしても
小型低価格高画質の複写機を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、 （１）正のパワーを有する少なくとも一枚のレンズと、
負のパワーを有する少なくとも一枚のレンズと、非球面
凹面鏡により構成されること、 （２）前記正のパワーを有するレンズと、前記負のパワ
ーを有するレンズと、前記凹面鏡、焦点距離をそれぞれ
ｆ１、ｆ２、ｆ３とし、前記正のパワーを有するレンズ
と、前記負のパワーを有するレンズの、屈折率と分散を
それぞれｎ１、ｎ２、Ｖ１、ｙ２とし、前記正のパワー
を有するレンズと前記負のパワーを有するレンズの像高
の比をｈｌ／ｈ２としたとき、 １ｘｙｌ ２ｘｙ２ を満たすことを特徴とする。

［作用］ 以下本発明の作用原理を説明する。

複写機の結像光学系は、画角が大きく、明るいことを要
求されるので、ザイデルの５収差全てを十分に取らなけ
ればならない。また可視光全域を用いるため、色収差に
付いても十分補正する必要がある。

複写機の結像光学系は等倍結像であるので、反射型の光
学系を用いて対称な系を構成すると歪曲収差とコマ収差
が発生しないため収差補正が容易になる。

本発明の光学系において、まず、色収差は正のパワーを
有する第一レンズと負のパワーを有する第二レンズの焦
点距離と分散をそれぞれｆ１、ｆ２、ｙ１、ｙ２として
良く知られた色消し条件から、 とすれば除去できる。

像面湾曲収差は、ペッツバール条件より、凹面反射鏡の
焦点距離をｆ１、第一レンズ、第二レンズそれぞれの屈
折率をｎ２．ｎ３として、とすれば除去できる。反射鏡
は正のパワーを有するにも係わらず、ペッツバール和の
符号が逆なのでこれを満たすような硝種の選定は容易で
ある。

さらに光学系の焦点距離からｆ１、　　ｆ２．　　ｆ３
が決定される。

つぎに非点収差を補正するには、レンズの面間距離の移
動、各々のレンズ内のベンディングによって非点収差係
数を最小にすればよい。

ここまでの収差補正は光学系のＦ値に無関係に行われて
いる。すなわち非常に暗い光学系における収差補正と全
く同じ手順で行われており、補正は容易である。

さてつぎに明るい光学系に拡張するための球面収差の補
正について説明する。本発明の光学系は反射型の対称光
学系であるため、反射鏡面がそのまま絞りを形成してい
る。ここが本発明の光学系のきわめて効果的な性質であ
って、上述した、歪曲、コマの両数差が発生しないこと
に加えて、絞り位置にある面の非球面化は球面収差以外
の収差の補正状況に影響を与えないという事実が適用で
きる。球面収差単独の補正において、非球面の導入がき
わめて効果的であることは周知の通りで、下式に示す非
球面係数Ａ、、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄを最適化することに
よって容易に補正可能である。

ここで、Ｘは凹面鏡の光軸中心位置から光軸方向に取っ
た距離、ｙはその時の凹面鏡上の光軸からの距離、Ｃは
中心部での曲率である。

最終的には光線追跡を行うことによって、高次収差の補
正と、総合的な収差バランスをとれば、さらに結像性能
の向上を行うことが出来る。このようにしてきわめて明
るい反射型結像光学系が構成できる。

［実施例］ 第１表に本発明の−・実施例のレンズ構成データを示す
。本実施例は、ｆ−１７５ｍ　ｍ　＋　　Ｆ　／　３　
＋画角４３°の等倍結像光学系である。

第１表 第五面の非球面係数は、 Ａ＝ Ｂ＝ ０゜ ０゜ ×　１０ ×　１０ Ｓ Ｄ＝　　　０．　０３５ｘｌＯ である。

第１図は第−表の実施例の断面図で、第一のレンズ２は
正のパワーを有し、第二のレンズ３は負のパワーを有し
ている。第１表に示す面番号＃１、＃２は第一のレンズ
２の両面、＃３、＃４は第二のレンズ３の両面、＃５は
非球面反射鏡１の非球面反射面である。第１図に於ける
光束は、軸上光束ξ像高１２５ｍｍでの光束とを示して
いる。

第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ第１表の実施例の軸上
と像高１２５ｍｍでの横球面収差図、第３図は球欠像面
湾曲の収差図、第４図は歪曲の収差図である。Ｆ３と極
めて明るいレンズであるにも係わらず、良く収差が除去
された解像力の高いレンズとなっている。

非球面反射鏡は、良く知られた光学プラスチック材料で
あるＰＭＭＡ　（ポリメチルメタクリレート）、ＰＣ（
ポリカーボネート）などの射出成形で製造することが出
来る。この場合反射鏡のプラスチック化であるため、プ
ラスチックレンズの大きな欠点である屈折率の温度変化
の影響が無い。

反射面にはアルミニウムの薄膜が蒸着されている。

非球面反射鏡の他の製造方法としては、ガラスを材料と
したモールド成形法がある。この場合も反射鏡であるた
め屈折率の制限がなく、硝種の選定が容易である。他に
、アルミニウムの鏡面研削による方法も少量生産の場合
等に有効である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、 （１）正のパワーを有する少なくとも一枚のレンズと、
負のパワーを有する少なくとも一枚のレンズと、非球面
凹面鏡により構成されること、 （２）前記正のパワーを有するレンズと、前記負のパワ
ーを有するレンズと、前記凹面鏡、焦点距離をそれぞれ
ｆ１、ｆ２、ｆ３とし、前記正のパワーを有するレンズ
と、前記負のパワーを有するレンズの、屈折率と分散を
それぞれｎ１、ｎ２、Ｖ１、Ｖ２とし、前記正のパワー
を有するレンズと前記負のパワーを有するレンズの像高
の比をｈｌ／ｈ２としたとき、 １ｘｙｌ ｆ　２　×　Ｖ　２ を満たすことを特徴とする事によって、小型低価格であ
るにも拘らず、きわめて明るく、解像力の高い反射型光
学系を構成でき、その結果、低感度の感光体を用いたと
しても小型低価格高画質の複写機を提供できるという効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の断面図。 第２図（ａ　）、（ｂ　）は本実施例の横球面収差図。 第３図は本実施例の球欠像面湾曲の収差図。 第４図は本実施例の歪曲の収差図。 第５図は従来の反射型結像光学系の一例を示す断面図。 ・非球面反射鏡 ・第一のレンズ ・第二のレンズ 以上 出願人セイコーアイコニクス株式会社 出願人セイコーエプソン株式会社 出願人セイコー電子工業株式会社 代理人弁理士　鈴木喜三部（他１名） −０，１ 一〇〇５ ０．０５ ０．１ 歪曲 第４ 図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）正のパワーを有する少なくとも一枚のレンズと、
   負のパワーを有する少なくとも一枚のレンズと、非球面
   凹面鏡により構成されることを特徴とする反射型結像光
   学系。
2. （２）前記正のパワーを有するレンズと、前記負のパワ
   ーを有するレンズと、前記凹面鏡、焦点距離をそれぞれ
   ｆ１、ｆ２、ｆ３とし、前記正のパワーを有するレンズ
   と、前記負のパワーを有するレンズの、屈折率と分散を
   それぞれｎ１、ｎ２、ν１、ν２とし、前記正のパワー
   を有するレンズと前記負のパワーを有するレンズの像高
   の比を ｈ１／ｈ２としたとき、 （ｈ１／ｈ２）＾２／（ｆ１×ν１）＋１／（ｆ２×ν
   ２）＝０（２／ｆ１×ｎ１）＋（２／ｆ２×ｎ２）−（
   １／ｆ３）＝０を満たすことを特徴とする特許請求項１
   記載の反射型結像光学系。