JPH0679103B2 - テレセントリツクｆθレンズ - Google Patents
テレセントリツクｆθレンズInfo
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- JPH0679103B2 JPH0679103B2 JP63237141A JP23714188A JPH0679103B2 JP H0679103 B2 JPH0679103 B2 JP H0679103B2 JP 63237141 A JP63237141 A JP 63237141A JP 23714188 A JP23714188 A JP 23714188A JP H0679103 B2 JPH0679103 B2 JP H0679103B2
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- telecentric
- positive power
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/22—Telecentric objectives or lens systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/0005—Optical objectives specially designed for the purposes specified below having F-Theta characteristic
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、レーザープリンタ等の光ビーム走査装置に
用いられるテレセントリックな特性をもつθレンズに
関するものである。
用いられるテレセントリックな特性をもつθレンズに
関するものである。
《従来の技術》 一般に、θレンズは光ビーム走査装置に用いられ、レ
ンズの焦点距離を、レンズへのビームの入射角をθ、
像面上でのビームスポットの光軸からの高さをｙとする
とき、ｙ＝・θという関係を満たすレンズ系である。
従つて回転角速度が一定の回転多面鏡を偏向器として用
いる光ビーム走査装置では、像面上でのビームスポット
の移動速度が一定になる。
ンズの焦点距離を、レンズへのビームの入射角をθ、
像面上でのビームスポットの光軸からの高さをｙとする
とき、ｙ＝・θという関係を満たすレンズ系である。
従つて回転角速度が一定の回転多面鏡を偏向器として用
いる光ビーム走査装置では、像面上でのビームスポット
の移動速度が一定になる。
一方、テレセントリックな光学系は軸外のすべての主光
線が像面にほぼ垂直に入射するものであり、例えば像面
が円筒状のドラムで形成された光ビーム走査装置におい
ては、ドラムの回転軸取付け精度によつては、結像面が
光軸方向（回転軸と直交する方向）に偏位することにな
り、結果として、露光位置に位置ずれが生ずることにな
るが、テレセントリックな光学系を用いることによつ
て、記録サイズの寸法精度を比較的高精度に保つことが
できる。
線が像面にほぼ垂直に入射するものであり、例えば像面
が円筒状のドラムで形成された光ビーム走査装置におい
ては、ドラムの回転軸取付け精度によつては、結像面が
光軸方向（回転軸と直交する方向）に偏位することにな
り、結果として、露光位置に位置ずれが生ずることにな
るが、テレセントリックな光学系を用いることによつ
て、記録サイズの寸法精度を比較的高精度に保つことが
できる。
従つて、特に高い寸法精度が要求される、例えば写真製
版用原板やプリント基板用原板の作成に使用されるレー
ザープリンタ等においては、テレセントリックθレン
ズが用いられている。
版用原板やプリント基板用原板の作成に使用されるレー
ザープリンタ等においては、テレセントリックθレン
ズが用いられている。
この種のテレセントリックθレンズとしては、従来よ
り例えば特開昭59−195211号公報に開示されたもの（以
下前者という）、あるいは特開昭62−299927号公報に開
示されたもの（以下後者という）が知られており、ちな
みに、前者を第10図に示す。
り例えば特開昭59−195211号公報に開示されたもの（以
下前者という）、あるいは特開昭62−299927号公報に開
示されたもの（以下後者という）が知られており、ちな
みに、前者を第10図に示す。
それは、入射瞳前方に配置した前方レンズ群FLと、前方
レンズ群FLから比較的大きな距離を隔てて像面側後方に
配置した後方レンズRLとから成り、前方レンズ群FLが前
方へ凹面を向けて配置された負のレンズL2と、そのレン
ズL2の後側に順次配置された正のメニスカスレンズL3及
びL4を備え、後方レンズRLが正の平凸レンズL5で構成さ
れている。
レンズ群FLから比較的大きな距離を隔てて像面側後方に
配置した後方レンズRLとから成り、前方レンズ群FLが前
方へ凹面を向けて配置された負のレンズL2と、そのレン
ズL2の後側に順次配置された正のメニスカスレンズL3及
びL4を備え、後方レンズRLが正の平凸レンズL5で構成さ
れている。
また、後者は前者と類似の基本的構成を備えながら、色
収差を改善するようにしたものである。
収差を改善するようにしたものである。
《発明が解決しようとする課題》 上記従来例ではいずれも前方レンズ群FLの負レンズL2に
よるパワーが強過ぎるため、第11図に示すようにかなり
大きい球面収差が正（＋）側に生じ、非点収差が負
（−）側に生じることになる。ところで、かかるレンズ
構成では一般に非点収差が負側に倒れるため、走査域全
域にわたつて良好な結像状態、すなわち平坦な像面を得
ようとすれば球面収差を負側に倒す必要がある。
よるパワーが強過ぎるため、第11図に示すようにかなり
大きい球面収差が正（＋）側に生じ、非点収差が負
（−）側に生じることになる。ところで、かかるレンズ
構成では一般に非点収差が負側に倒れるため、走査域全
域にわたつて良好な結像状態、すなわち平坦な像面を得
ようとすれば球面収差を負側に倒す必要がある。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、F
N0.が20以下で明かるく、かつ、諸収差を小さく抑えた
テレセントリックθレンズの提供を課題とする。
N0.が20以下で明かるく、かつ、諸収差を小さく抑えた
テレセントリックθレンズの提供を課題とする。
《課題を解決するための手段》 本発明は上記課題を解決するものとして、以下のように
構成される。
構成される。
即ち、第１図に示すように入射瞳側前方に配置した前方
レンズ群FLと、前方レンズ群FLから離間され、像面側後
方に配置した後方レンズRLとから成り、前方レンズ群FL
が入射瞳EP側から順にいずれも入射側に凹面を向けて配
置されたそれぞれ正のパワーを有するメニスカスの第１
レンズL1と、負のパワーを有する第２レンズL2と、正の
パワーを有するメニスカスの第３レンズL3と、正のパワ
ーを有するメニスカスの第４レンズとから成り、後方レ
ンズRLが入射側に平面を向けた正のパワーを有する第５
レンズL5とから成り、 −0.65＜r1/＜−0.25 …（１） 0.4＜d8/＜1.16 …（２） 1.61＜5/＜3.5 …（３） 但し、 r1は第１レンズL1の前面の曲率半径 d8は第４レンズL4の後面と第５レンズL5の前面との光軸
上の空気間隔５ は第５レンズL5の焦点距離 は全系の焦点距離 なる条件を満たすものである。
レンズ群FLと、前方レンズ群FLから離間され、像面側後
方に配置した後方レンズRLとから成り、前方レンズ群FL
が入射瞳EP側から順にいずれも入射側に凹面を向けて配
置されたそれぞれ正のパワーを有するメニスカスの第１
レンズL1と、負のパワーを有する第２レンズL2と、正の
パワーを有するメニスカスの第３レンズL3と、正のパワ
ーを有するメニスカスの第４レンズとから成り、後方レ
ンズRLが入射側に平面を向けた正のパワーを有する第５
レンズL5とから成り、 −0.65＜r1/＜−0.25 …（１） 0.4＜d8/＜1.16 …（２） 1.61＜5/＜3.5 …（３） 但し、 r1は第１レンズL1の前面の曲率半径 d8は第４レンズL4の後面と第５レンズL5の前面との光軸
上の空気間隔５ は第５レンズL5の焦点距離 は全系の焦点距離 なる条件を満たすものである。
《作 用》 本発明に係るテレセントリックθレンズは、上記のよ
うに第１レンズL1〜第４レンズL4が前方レンズ群FLを構
成し、前方レンズ群FLは球面収差、コマ収差、及び非点
収差のほとんどを補正し、後方レンズRLである第５レン
ズL5はテレセントリックな光学系を形成するためのもの
である。以下上記条件式（１）〜（３）の意義について
説明する。
うに第１レンズL1〜第４レンズL4が前方レンズ群FLを構
成し、前方レンズ群FLは球面収差、コマ収差、及び非点
収差のほとんどを補正し、後方レンズRLである第５レン
ズL5はテレセントリックな光学系を形成するためのもの
である。以下上記条件式（１）〜（３）の意義について
説明する。
条件式（１）は球面収差及び像面湾曲を補正するための
条件を示し、（１）式の上限を超える場合には球面収差
の補正が不足して、メリディオナル像面も負（−）側に
倒れ、画角端での非点収差が増大する。また、（１）式
の下限を超える場合には球面収差の補正が過多となり、
メリディオナル方向の高次非点収差が増大する。
条件を示し、（１）式の上限を超える場合には球面収差
の補正が不足して、メリディオナル像面も負（−）側に
倒れ、画角端での非点収差が増大する。また、（１）式
の下限を超える場合には球面収差の補正が過多となり、
メリディオナル方向の高次非点収差が増大する。
条件式（２）及び（３）は、ともにテレセントリック性
の実現に関与する条件を示し、（２）式の下限を超える
とテレセントリック性の実現が困難になるだけでなく、
メリディオナル像面に高次の非点収差があらわれる。ま
た、上限を超える場合には、球面収差が補正過多とな
り、メリディオナル像面、サジタル像面ともに負（−）
側へ倒れる傾向があらわれる。
の実現に関与する条件を示し、（２）式の下限を超える
とテレセントリック性の実現が困難になるだけでなく、
メリディオナル像面に高次の非点収差があらわれる。ま
た、上限を超える場合には、球面収差が補正過多とな
り、メリディオナル像面、サジタル像面ともに負（−）
側へ倒れる傾向があらわれる。
（３）式の上限を超える場合にはメリディオナル像面、
サジタル像面ともに負側に倒れ、また、（３）式の下限
を超える場合にはメリディオナル像面に高次の非点収差
があらわれ、いずれの場合にも良好な収差状態でのテレ
セントリック光学系の実現が困難となる。
サジタル像面ともに負側に倒れ、また、（３）式の下限
を超える場合にはメリディオナル像面に高次の非点収差
があらわれ、いずれの場合にも良好な収差状態でのテレ
セントリック光学系の実現が困難となる。
つまり、負のパワーを有する第２レンズL2の前側に正の
パワーを有するメニスカスの第１レンズL1を付設配置
し、かつ上記条件式（１）〜（３）を満足することで、
球面収差が補正過剰になるのを防ぎ、もって、FN0.が20
以下で明かるく、かつ、諸収差を小さく抑えたテレセン
トリックθレンズを構成することが可能となる。
パワーを有するメニスカスの第１レンズL1を付設配置
し、かつ上記条件式（１）〜（３）を満足することで、
球面収差が補正過剰になるのを防ぎ、もって、FN0.が20
以下で明かるく、かつ、諸収差を小さく抑えたテレセン
トリックθレンズを構成することが可能となる。
《実施例》 以下、本発明の実施例をレンズデータ表（表１〜表８）
とレンズ特性および諸収差を示すグラフ（第２図〜第９
図）とによつて例示する。
とレンズ特性および諸収差を示すグラフ（第２図〜第９
図）とによつて例示する。
なお、レンズデータ表中のri,di,niは第１図に示すレン
ズ構成図中の各符号に対応する。
ズ構成図中の各符号に対応する。
即ち、r1〜r10はそれぞれ、各レンズL1〜L5の前面及び
後面の曲率半径、d0は入射瞳EPと第１面との光軸上の間
隔、d1〜d9は各レンズの中心厚又は光軸上でのレンズ間
隔、n1〜n9は各レンズのｄ−線による屈折率である。ま
た、は全系の焦点距離、FN0.はレンズ系のＦナンバ
ー、λは本実施例で使用されるレーザ光ビームの波長、
γ１〜γ９は各レンズのアッペ数、５は第５レンズL5
の焦点距離である。
後面の曲率半径、d0は入射瞳EPと第１面との光軸上の間
隔、d1〜d9は各レンズの中心厚又は光軸上でのレンズ間
隔、n1〜n9は各レンズのｄ−線による屈折率である。ま
た、は全系の焦点距離、FN0.はレンズ系のＦナンバ
ー、λは本実施例で使用されるレーザ光ビームの波長、
γ１〜γ９は各レンズのアッペ数、５は第５レンズL5
の焦点距離である。
一方、レンズ特性を示すグラフ（第２図〜第９図）は各
実施例につき球面収差、非点収差、θ特性を示す３種
のグラフを含む。なお非点収差を示すグラフにおいてＳ
はサジタル像面を、Ｍはメリディオナル像面を示す。ま
た、θ特性は偏向角をθ、像面上の光軸からのビーム
スポット位置をｙとしたとき、次式によって与えられる
等速度走査性を示す値である。
実施例につき球面収差、非点収差、θ特性を示す３種
のグラフを含む。なお非点収差を示すグラフにおいてＳ
はサジタル像面を、Ｍはメリディオナル像面を示す。ま
た、θ特性は偏向角をθ、像面上の光軸からのビーム
スポット位置をｙとしたとき、次式によって与えられる
等速度走査性を示す値である。
θ特性＝100×（ｙ−θ）／θ（％） 実施例１ 本実施例のレンズデータを表１に、レンズ特性を第２図
に示す。
に示す。
実施例２ 本実施例のレンズデータを表２に、レンズ特性を第３図
に示す。
に示す。
実施例３ 本実施例のレンズデータを表３に、レンズ特性を第４図
に示す。
に示す。
実施例４ 本実施例のレンズデータを表４に、レンズ特性を第５図
に示す。
に示す。
実施例５ 本実施例のレンズデータを表５に、レンズ特性を第６図
に示す。
に示す。
実施例６ 本実施例のレンズデータを表６に、レンズ特性を第７図
に示す。
に示す。
実施例７ 本実施例のレンズデータを表７に、レンズ特性を第８図
に示す。
に示す。
実施例８ 本実施例のレンズデータを表７に、レンズ特性を第８図
に示す。
に示す。
《発明の効果》 以上の説明で明らかなように、本発明では入射側に凹面
を向けた正のパワーを有するメニスカスの第１レンズを
負のパワーを有する第２レンズの前側に付設配置し、第
２レンズによつて球面収差が補正過剰になるのを防ぐよ
うにしたので、諸収差を小さく抑え、かつＦナバーを20
以下に設定し得る明かるいテレセントリックθレンズ
を提供することができる。
を向けた正のパワーを有するメニスカスの第１レンズを
負のパワーを有する第２レンズの前側に付設配置し、第
２レンズによつて球面収差が補正過剰になるのを防ぐよ
うにしたので、諸収差を小さく抑え、かつＦナバーを20
以下に設定し得る明かるいテレセントリックθレンズ
を提供することができる。
これにより、レーザプリンタ等の大幅な精度向上を図る
ことが可能となる。
ことが可能となる。
第１図は本発明に係るテレセントリックθレンズの配
置構成図、第２図〜第９図はそれぞれ実施例１〜実施例
８によるレンズ特性を示すグラフ、第10図は従来例によ
る第１図当相図、第11図はその従来例による球面収差と
非点収差を示すグラフである。 EP……入射瞳、FL……前方レンズ群、 L1……第１レンズ、L2……第２レンズ、 L3……第３レンズ、L4……第４レンズ、 RL（L5）……後方レンズ（第５レンズ）。
置構成図、第２図〜第９図はそれぞれ実施例１〜実施例
８によるレンズ特性を示すグラフ、第10図は従来例によ
る第１図当相図、第11図はその従来例による球面収差と
非点収差を示すグラフである。 EP……入射瞳、FL……前方レンズ群、 L1……第１レンズ、L2……第２レンズ、 L3……第３レンズ、L4……第４レンズ、 RL（L5）……後方レンズ（第５レンズ）。
Claims (1)
- 【請求項１】入射瞳側前方に配置した前方レンズ群F
Lと、前方レンズ群FLから離間され、像面側後方に配置
した後方レンズRLとから成り、前方レンズ群FLが入射瞳
EP側から順にいずれも入射側に凹面を向けて配置された
それぞれ正のパワーを有するメニスカスの第１レンズL1
と、負のパワーを有する第２レンズL2と、正のパワーを
有するメニスカスの第３レンズL3と、正のパワーを有す
るメニスカスの第４レンズL4とから成り、後方レンズRL
が入射側に平面を向けた正のパワーを有する第５レンズ
L5とから成り、下記条件式（１）〜（３）を満足するこ
とを特徴とするテレセントリックθレンズ −0.65＜r1/＜−0.25 …（１） 0.4＜d8/＜1.16 …（２） 1.61＜5/＜3.5 …（３） 但し、 r1は第１レンズL1の前面の曲率半径 d8は第４レンズL4の後面と第５レンズ L5の前面との光軸上の空気間隔５ は第５レンズL5の焦点距離 は全系の焦点距離
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63237141A JPH0679103B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | テレセントリツクｆθレンズ |
| EP89117331A EP0360233B1 (en) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Telecentric f-theta lens system |
| US07/409,632 US4925279A (en) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Telecentric f-θ lens system |
| DE68915376T DE68915376T2 (de) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Telezentrisches f-Theta Linsensystem. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63237141A JPH0679103B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | テレセントリツクｆθレンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0283511A JPH0283511A (ja) | 1990-03-23 |
| JPH0679103B2 true JPH0679103B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=17011014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63237141A Expired - Fee Related JPH0679103B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | テレセントリツクｆθレンズ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4925279A (ja) |
| EP (1) | EP0360233B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0679103B2 (ja) |
| DE (1) | DE68915376T2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5055663A (en) * | 1988-06-28 | 1991-10-08 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical scanning system and method for adjusting thereof |
| JPH07113706B2 (ja) * | 1988-12-16 | 1995-12-06 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 光ビーム走査用レンズ |
| US5247385A (en) * | 1990-01-25 | 1993-09-21 | Ricoh Company, Ltd. | Fθ lens and lens for forming linear image |
| US5200861A (en) * | 1991-09-27 | 1993-04-06 | U.S. Precision Lens Incorporated | Lens systems |
| DE4324849C2 (de) * | 1993-07-23 | 1995-07-13 | Schneider Rundfunkwerke Ag | Videosystem zum Erzeugen eines Farbvideobilds auf einem Schirm |
| US5404247A (en) * | 1993-08-02 | 1995-04-04 | International Business Machines Corporation | Telecentric and achromatic f-theta scan lens system and method of use |
| US5512949A (en) * | 1993-12-29 | 1996-04-30 | Xerox Corporation | Multiple beam raster output scanner optical system having telecentric chief exit rays |
| US5625495A (en) * | 1994-12-07 | 1997-04-29 | U.S. Precision Lens Inc. | Telecentric lens systems for forming an image of an object composed of pixels |
| US5841587A (en) * | 1996-04-29 | 1998-11-24 | U.S. Precision Lens Inc. | LCD projection lens |
| US6289698B1 (en) * | 1996-08-02 | 2001-09-18 | Corning Incorporated | Method of making a fiber preform with increases in alumina concentration at radial distances |
| DE19816487A1 (de) | 1998-04-14 | 1999-10-21 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Vorrichtung zum Nachweis eines Fluoreszenzfarbstoffs |
| US7122207B2 (en) * | 1998-05-22 | 2006-10-17 | Bristol-Myers Squibb Company | High drug load acid labile pharmaceutical composition |
| US10054286B2 (en) | 2014-07-04 | 2018-08-21 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Commerce, The National Insitute Of Standards And Technology | Optical transformer, process for making and use of same |
| CN104317034B (zh) * | 2014-09-10 | 2017-04-19 | 中国电子科技集团公司第四十五研究所 | f‑theta光学镜头 |
| CN109425962A (zh) * | 2017-08-30 | 2019-03-05 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 一种用于激光加工的F-theta镜头 |
| CN109507789B (zh) * | 2018-12-28 | 2021-04-02 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种用于激光加工的远心镜头、激光加工装置及加工方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1945977A (en) * | 1925-03-23 | 1934-02-06 | Keller Dorian Colorfilm Corp | Color photography objective |
| JPS5553308A (en) * | 1978-10-16 | 1980-04-18 | Olympus Optical Co Ltd | Lens for equal speed scanning |
| JPS59195211A (ja) * | 1983-04-19 | 1984-11-06 | Asahi Optical Co Ltd | テレセントリツクな４枚構成のｆ−θレンズ系 |
| US4755030A (en) * | 1985-11-08 | 1988-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Lens for facsimile or laser printer |
| JPH0812324B2 (ja) * | 1986-06-20 | 1996-02-07 | 株式会社ニコン | テレセントリツクｆθレンズ |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP63237141A patent/JPH0679103B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-09-19 US US07/409,632 patent/US4925279A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-09-19 EP EP89117331A patent/EP0360233B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-19 DE DE68915376T patent/DE68915376T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68915376D1 (de) | 1994-06-23 |
| DE68915376T2 (de) | 1994-08-25 |
| US4925279A (en) | 1990-05-15 |
| EP0360233A3 (en) | 1990-10-10 |
| EP0360233A2 (en) | 1990-03-28 |
| JPH0283511A (ja) | 1990-03-23 |
| EP0360233B1 (en) | 1994-05-18 |
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