JPH0812324B2 - Telecentric fθ lens - Google Patents
Telecentric fθ lensInfo
- Publication number
- JPH0812324B2 JPH0812324B2 JP61144615A JP14461586A JPH0812324B2 JP H0812324 B2 JPH0812324 B2 JP H0812324B2 JP 61144615 A JP61144615 A JP 61144615A JP 14461586 A JP14461586 A JP 14461586A JP H0812324 B2 JPH0812324 B2 JP H0812324B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens component
- group
- lens
- positive lens
- telecentric
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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等の光走査装置に用い
られるfθレンズ系に関する。The present invention relates to an fθ lens system used in an optical scanning device such as a laser printer.
従来の光走査装置に用いられるfθレンズの多くは、
テレセントリックではないために走査スポットの位置誤
差が生じ易かった。また、例えば特開昭59−195211号公
報の如く、テレセントリックであったとしてもfθより
のズレが大きく走査の直線性では未だ充分とは言えなか
った。しかも、色収差の補正がなされていないため、多
数のスペクトルを含む光を発する光源を用いても、フィ
ルター等によって特定の1波長のみを選択して使用する
ことが必要であった。Most of the fθ lenses used in conventional optical scanning devices are
Since it was not telecentric, a scanning spot position error was likely to occur. Further, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-195211, even if it is telecentric, the deviation from fθ is large and the linearity of scanning cannot be said to be sufficient. Moreover, since the chromatic aberration is not corrected, it is necessary to select and use only one specific wavelength with a filter or the like even when using a light source that emits light containing a large number of spectra.
このため、上記の如き従来のテレセントリックfθレ
ンズ系においては、光源からの出力を充分に利用するこ
とができず、効率が低い走査装置にならざるを得なかっ
た。For this reason, in the conventional telecentric f.theta. Lens system as described above, the output from the light source cannot be fully utilized, and the scanning device is inevitably low in efficiency.
そこで、本発明の目的は、テレセントリック性を維持
しつつ走査の直線性を高め、且つ色収差を良好に補正
し、効率良い優れた走査装置を構成し得るテレセントリ
ックfθレンズ系を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a telecentric f.theta. Lens system that can improve the linearity of scanning while maintaining the telecentricity, correct the chromatic aberration well, and form an efficient and excellent scanning device.
本発明によるテレセントリックfθレンズ系は、第1
図に示した第1実施例の如く、入射瞳EP側から順に、入
射瞳側に凹面を向けた負レンズ成分LFNとその像側に配
置された正レンズ成分LFPとを有する前群GF、及び像面
近傍に配置された正レンズ成分LRPからなる後群GRによ
って構成されている。そして、前群GF中の負レンズ成分
LFNのアッベ数をνFN、前群GF中の正レンズ成分LFPのア
ッベ数をνFP、前記後群GRとしての正レンズ成分のアッ
ベ数をνR、全系の合成焦点距離をf、前記前群GFの焦
点距離をfF、前記後群GRの焦点距離をfRとするとき、 νFN<35 (1) νFP>45 (2) νR>55 (3) 0.8<fF/f<1.3 (4) 1.8<fR/f<2.8 (5) の各条件を満足するものである。The telecentric fθ lens system according to the present invention comprises a first
As in the first embodiment shown in the figure, the front group G having, in order from the entrance pupil EP side, a negative lens component L FN having a concave surface facing the entrance pupil EP and a positive lens component L FP arranged on the image side thereof. F 2 and a rear lens group G R composed of a positive lens component L RP arranged near the image plane. And the negative lens component in the front group G F
The Abbe number of L FN is ν FN , the Abbe number of the positive lens component L FP in the front group G F is ν FP , the Abbe number of the positive lens component as the rear group G R is ν R , and the combined focal length of the entire system the f, and the focal length f F of the front group G F, a focal length of the rear group G R when the f R, ν FN <35 ( 1) ν FP> 45 (2) ν R> 55 (3 ) 0.8 <f F /f<1.3 (4) 1.8 <f R /f<2.8 (5) Each condition is satisfied.
上記の如く、入射瞳側から順に、負レンズ成分と正レ
ンズ成分とで前群を構成し、像面の近傍に像側でテレセ
ントリックとするための後群を配置する構成としたこと
によって、上記(1)〜(3)の条件によって色収差補
正を良好になすと共に、上記(4),(5)の条件によ
って厳密なテレセントリック性の維持を可能としてい
る。As described above, the negative lens component and the positive lens component constitute the front lens group in order from the entrance pupil side, and the rear lens group for telecentricity on the image side is arranged near the image plane. The conditions (1) to (3) provide good chromatic aberration correction, and the conditions (4) and (5) allow strict maintenance of telecentricity.
(1)式の条件は、倍率の色収差と軸上の色収差を同
時に補正する為の条件であり、この条件を外れる場合に
は、軸上の色収差の補正が可能ではあっても前群中の正
レンズ成分から発生する倍率の色収差を良好に補正する
ことが困難となる。The condition of the expression (1) is a condition for simultaneously correcting the lateral chromatic aberration and the axial chromatic aberration. If the condition is deviated, the axial chromatic aberration can be corrected but the It becomes difficult to satisfactorily correct the chromatic aberration of magnification generated from the positive lens component.
(2)式の条件は、前群中の負レンズ成分が(1)式
の条件を満足する場合に、コマ収差を良好に保ちなが
ら、倍率の色収差を補正するためのものである。この条
件を外れると、前群中の負レンズ成分及び正レンズ成分
の屈折力が強くなり過ぎるため良好な収差補正を行うこ
とが難しくなる。The condition of the expression (2) is for correcting the chromatic aberration of magnification while maintaining good coma aberration when the negative lens component in the front lens group satisfies the condition of the expression (1). If this condition is not satisfied, the refractive powers of the negative lens component and the positive lens component in the front group will become too strong, making it difficult to perform good aberration correction.
(3)式の条件は、倍率色収差の補正に関して、前群
の負担をできるだけ軽くするためのものである。この条
件を外れる場合には、前群での色収差補正の負担が増
し、前群を構成するレンズ数が多くなってしまい簡単な
構成とすることが困難となる。The condition of the expression (3) is to reduce the burden on the front group as much as possible with respect to the correction of lateral chromatic aberration. If this condition is not satisfied, the burden of chromatic aberration correction on the front group will increase, and the number of lenses forming the front group will increase, making it difficult to make the configuration simple.
(4)式の条件は、後群を像面の近くに配置してテレ
セントリック性を達成すると共に、後群としての収差補
正の負担を軽くするための条件である。この条件の下限
を外れる場合には、前群のパワー負担が増えるため前群
の収差補正が難しくなり、また全長が長くなる傾向にあ
る。他方、上限を越える場合には、後群のパワー負担が
増大するためコマ収差発生の原因となり、後群を単レン
ズ成分で構成することが難しくなる。尚、この条件の上
限が、1.1以下である場合にはより良好な補正が可能と
なる。The condition of the expression (4) is a condition for arranging the rear group near the image plane to achieve telecentricity and reducing the burden of aberration correction as the rear group. If the lower limit of this condition is not satisfied, the power load on the front lens group will increase, making it difficult to correct aberrations in the front lens group and increasing the overall length. On the other hand, when the value exceeds the upper limit, the power load on the rear group increases, which causes coma aberration, and it becomes difficult to form the rear group with a single lens component. If the upper limit of this condition is 1.1 or less, better correction becomes possible.
また、(5)式の条件はテレセントリック性を良好に
維持するための条件である。この条件の上限を越える場
合には、像面に入射する主光線が垂直ではなくなり、像
面の光軸方向の変位に対して走査スポットの位置が不安
定となり、正確な走査に支障をきたす恐れが生ずる。他
方、下限を外れる場合には、コマ収差が発生するため後
群を単一成分で構成することが難しくなる。The condition of the expression (5) is a condition for maintaining good telecentricity. If the upper limit of this condition is exceeded, the chief ray incident on the image plane will not be vertical, and the position of the scanning spot will become unstable with respect to displacement of the image plane in the optical axis direction, which may hinder accurate scanning. Occurs. On the other hand, when the value goes below the lower limit, coma aberration occurs and it is difficult to configure the rear group with a single component.
上記の如き本発明の構成において、後群によるテレセ
ントリック性を維持した状態においてfθの特性を整え
るために、後群としての正レンズ成分の入射瞳側レンズ
面の曲率半径をRa、該正レンズ成分の像側レンズ面の曲
率半径をRbとするとき、 |Ra|>|Rb| (6) の条件を満足することが望ましい。この条件から外れる
場合には、歪曲収差が正に大きくなるためfθの特性か
らはずれ、走査の直線性が悪化することになる。In the configuration of the present invention as described above, in order to adjust the characteristic of fθ in a state where the telecentricity by the rear group is maintained, the radius of curvature of the entrance pupil side lens surface of the positive lens component as the rear group is R a , and the positive lens is When the radius of curvature of the image-side lens surface of the component is R b , it is desirable that the condition of | R a |> | R b | If this condition is not satisfied, the distortion becomes positively large and deviates from the characteristic of fθ, and the linearity of scanning deteriorates.
本発明による第1実施例は、第1図の光路図に示す如
く、入射瞳EP側から順に、1個の負レンズからなる負レ
ンズ成分LFNと2個の正レンズからなる正レンズ成分LFP
とで前群GFが構成され、像面Iの近傍に配置された正レ
ンズ成分LRPで後群GRが構成されたテレセントリックf
θレンズ系である。後群としての正レンズ成分は、入射
瞳側が平面となった平凸レンズである。In the first embodiment according to the present invention, as shown in the optical path diagram of FIG. 1, a negative lens component L FN composed of one negative lens and a positive lens component L composed of two positive lenses are arranged in this order from the entrance pupil EP side. FP
Telecentric f where the front lens group G F is composed of and and the rear lens group G R is composed of the positive lens component L RP arranged near the image plane I.
Theta lens system. The positive lens component as the rear group is a plano-convex lens having a plane on the entrance pupil side.
尚、光路図には軸上光束(実線)と最大画角の光束
(破線)の光路のみを示した。In the optical path diagram, only the optical paths of the axial luminous flux (solid line) and the luminous flux with the maximum angle of view (broken line) are shown.
第2実施例は、第2図に示すとおり、前群GFが2個の
負レンズからなる負レンズ成分LFNと2個の正レンズか
らなる正レンズ成分LFPとで構成されたものである。In the second embodiment, as shown in FIG. 2, the front lens group G F is composed of a negative lens component L FN composed of two negative lenses and a positive lens component L FP composed of two positive lenses. is there.
第3実施例は、第3図に示す如く、前群は上記第2実
施例とほぼ同様の構成を有し,後群は両凸形状の正レン
ズ成分からなっているものである。In the third embodiment, as shown in FIG. 3, the front lens group has substantially the same structure as the second embodiment, and the rear lens group is composed of a biconvex positive lens component.
上記の各実施例は、中心波長λ1=488nm、短波長側
λ2=476.5nm、長波長側λ3=496.5nmに対して色収差
の補正がなされている。In each of the above-described embodiments, the chromatic aberration is corrected for the center wavelength λ 1 = 488 nm, the short wavelength side λ 2 = 476.5 nm, and the long wavelength side λ 3 = 496.5 nm.
以下の表1、表2、表3にそれぞれ、第1、第2及び
第3の各実施例の諸元を示す。Table 1, Table 2 and Table 3 below show the specifications of the first, second and third embodiments, respectively.
表中、左端の数字は物体側からの順序を表し、屈折率
は波長488nmに対する値であり、アッベ数はd線(λ=5
87.6nm)に対する値である。また、d0は入射瞳から最先
レンズ面頂点までの距離である。In the table, the numbers at the left end represent the order from the object side, the refractive index is the value at the wavelength of 488 nm, and the Abbe number is the d-line (λ = 5
87.6 nm). Further, d 0 is the distance from the entrance pupil to the apex of the frontmost lens surface.
上記第1、第2及び第3実施例についての諸収差図
を、それぞれ第4、第5及び第6図に示す。各収差図に
は、基準波長としてのλ1=488nmについての球面収
差、非点収差、歪曲収差を示し、短波長光λ2=476.5n
m及び長波長光λ3=496.5nmについての色収差の補正状
態を示すために、各波長についての球面収差、非点収差
と倍率の色収差を示した。尚、歪曲収差は走査スポット
の直線性を表すためにfθに対する変位量をパーセント
にて示したものである。 Aberration diagrams for the first, second, and third examples are shown in FIGS. 4, 5, and 6, respectively. Each aberration diagram shows spherical aberration, astigmatism, and distortion for λ 1 = 488 nm as a reference wavelength. Short-wavelength light λ 2 = 476.5n
Spherical aberration, astigmatism, and chromatic aberration of magnification are shown for each wavelength in order to show the correction state of chromatic aberration for m and long wavelength light λ 3 = 496.5 nm. The distortion is a percentage of the displacement amount with respect to fθ in order to express the linearity of the scanning spot.
各収差図から、いずれの実施例も諸収差が良好に補正
されており、特に色収差並びに歪曲収差が良好に補正さ
れていることが明らかである。From each aberration diagram, it is apparent that in each of the examples, various aberrations are well corrected, and especially chromatic aberration and distortion are well corrected.
一般に色収差の補正がなされていない光学系を用いる
場合には、アルゴンレーザーの如く多波長の光を同時に
発振できるレーザーを光源として使用するとしても、単
波長発振させるかフィルター等を用いて単波長のみを選
択しなければならず、単一波長のエネルギーしか利用す
ることができなかった。色収差が補正された光学系を用
いる場合には、その補正範囲の波長域については有効に
利用することが可能である。どの波長域に対して色収差
の補正を行うかは、光源からの各発振波長の出力、感光
材料及び受光器等の感度特性によって決定さるものであ
る。アルゴンレーザーの多波長同時発振における各スペ
クトル強度と、感光材料の相対感度比の例を第7図に示
した。上記の各実施例においては、第7図の如き特性を
有するアルゴンレーザーを光源とし、図示した特性の感
光材料を用いるものである。従って、中心波長λ1=48
8nmだけを使用する場合に比べて光源からのエネルギー
を約2倍有効に利用することができる。Generally, when using an optical system that has not been corrected for chromatic aberration, even if a laser that can simultaneously oscillate light of multiple wavelengths, such as an argon laser, is used as the light source, only a single wavelength can be oscillated by using a single wavelength oscillation or a filter. Had to be selected and only a single wavelength of energy was available. When an optical system in which chromatic aberration is corrected is used, the wavelength range of the correction range can be effectively used. Which wavelength range is to be corrected for chromatic aberration is determined by the output of each oscillation wavelength from the light source, the sensitivity characteristics of the photosensitive material, the light receiver, and the like. FIG. 7 shows an example of each spectral intensity in the simultaneous oscillation of multiple wavelengths of the argon laser and the relative sensitivity ratio of the photosensitive material. In each of the above-described embodiments, an argon laser having the characteristics shown in FIG. 7 is used as a light source, and a photosensitive material having the characteristics shown is used. Therefore, the central wavelength λ 1 = 48
The energy from the light source can be used twice as effectively as compared to the case where only 8 nm is used.
尚、本発明によるこのようなこの色収差の補正方法
は、fθレンズ系に達するまでの光学系で発生した色収
差を考慮して行う場合にも有効である。It should be noted that such a method of correcting chromatic aberration according to the present invention is also effective when considering the chromatic aberration generated in the optical system up to the fθ lens system.
以上の如く、本発明によればテレセントリック性を維
持しつつ走査の直線性に優れ、且つ色収差が良好に補正
されたテレセントリックfθレンズ系が達成される。そ
して、色収差が比較的広い波長域にわたってなされてい
るため、光源からの広い波長域の光を効率良く集光して
走査し得るため、走査装置としての効率を向上させ得る
ものである。As described above, according to the present invention, it is possible to achieve a telecentric fθ lens system in which the linearity of scanning is excellent while the telecentricity is maintained and the chromatic aberration is well corrected. Further, since the chromatic aberration is made over a relatively wide wavelength range, the light in the wide wavelength range from the light source can be efficiently collected and scanned, so that the efficiency as a scanning device can be improved.
第1図は本発明による第1実施例のレンズ構成を示す光
路図、第2図は本発明による第2実施例のレンズ構成を
示す光路図、第3図は本発明による第3実施例のレンズ
構成を示す光路図、第4図は第1実施例についての諸収
差図、第5図は第2実施例についての諸収差図、第6図
は第3実施例についての諸収差図、第7図は本発明によ
る各実施例の使用に当たって用いられるレーザー光源か
らの発光スペクトルと感光材料の感度特性を例示する図
である。 〔主要部分の符号の説明〕 EP……入射瞳 GF……前群 GR……後群 LFN……前群中の負レンズ成分 LFP……前群中の正レンズ成分 LRP……後群中の正レンズ成分FIG. 1 is an optical path diagram showing a lens structure of a first embodiment according to the present invention, FIG. 2 is an optical path diagram showing a lens structure of a second embodiment according to the present invention, and FIG. 3 is a third embodiment of the present invention. FIG. 4 is an aberration diagram of the first embodiment, FIG. 5 is an aberration diagram of the second embodiment, and FIG. 6 is an aberration diagram of the third embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating an emission spectrum from a laser light source used in the use of each example according to the present invention and a sensitivity characteristic of a photosensitive material. [Explanation of Signs of Main Parts] EP ...... Entrance pupil G F ...... Front group G R …… Rear group L FN …… Negative lens component L FP in front group …… Positive lens component L RP in front group ... Positive lens component in rear group
Claims (3)
た負レンズ成分とその像側に配置された正レンズ成分と
を有する前群、及び像面近傍に配置された正レンズ成分
からなる後群によって構成され、前記前群中の負レンズ
成分のアッベ数をνFN、該前群中の正レンズ成分のアッ
ベ数をνFP、前記後群中の正レンズ成分のアッベ数をν
R、全系の合成焦点距離をf、前記前群の焦点距離を
fF、前記後群の焦点距離をfRとするとき、 νFN<32 νFP>45 νR>55 0.8<fF/f<1.3 1.8<fR/f<2.8 の各条件を満足することを特徴とするテレセントリック
fθレンズ。1. A front lens group having, in order from the entrance pupil side, a negative lens component having a concave surface facing the entrance pupil side and a positive lens component arranged on the image side thereof, and a positive lens component arranged near the image plane. And the Abbe number of the negative lens component in the front group is ν FN , the Abbe number of the positive lens component in the front group is ν FP , and the Abbe number of the positive lens component in the rear group is ν
R , the combined focal length of the entire system is f, and the focal length of the front group is
f F , where f R is the focal length of the rear group, ν FN <32 ν FP > 45 ν R > 55 0.8 <f F /f<1.3 1.8 <f R /f<2.8 A telecentric fθ lens characterized in that
下の条件式を満足することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のテレセントリックfθレンズ。 0.8<fF/f<1.1Wherein said 0.8 <f instead of conditional expression F /f<1.3, telecentric fθ lens Claims paragraph 1, wherein the system satisfies the following conditional expression. 0.8 <f F / f <1.1
ンズ面の曲率半径をRa、該正レンズ成分の像側レンズ面
の曲率半径をRbとするとき、以下の条件を満足すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の
テレセントリックfθレンズ。 |Ra|>|Rb|3. When the radius of curvature of the entrance pupil side lens surface of the positive lens component of the rear group is R a and the radius of curvature of the image side lens surface of the positive lens component is R b , the following conditions are satisfied: The telecentric fθ lens according to claim 1 or 2. | R a | > | R b |
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61144615A JPH0812324B2 (en) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Telecentric fθ lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61144615A JPH0812324B2 (en) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Telecentric fθ lens |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62299927A JPS62299927A (en) | 1987-12-26 |
JPH0812324B2 true JPH0812324B2 (en) | 1996-02-07 |
Family
ID=15366149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61144615A Expired - Fee Related JPH0812324B2 (en) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Telecentric fθ lens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0812324B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0679103B2 (en) * | 1988-09-20 | 1994-10-05 | 大日本スクリーン製造株式会社 | Telecentric fθ lens |
JPH07113706B2 (en) * | 1988-12-16 | 1995-12-06 | 大日本スクリーン製造株式会社 | Optical beam scanning lens |
JP2914504B2 (en) * | 1989-08-04 | 1999-07-05 | キヤノン株式会社 | Optical scanning device |
US4963900A (en) * | 1989-08-01 | 1990-10-16 | International Business Machines Corporation | Multiple laser beam scanning optics |
JP3184003B2 (en) * | 1993-05-26 | 2001-07-09 | 株式会社東芝 | Image forming device |
DE102012107040A1 (en) * | 2012-08-01 | 2014-05-28 | Jenoptik Optical Systems Gmbh | Achromatic scanning device with monochromatic f-theta lens |
CN104781716B (en) * | 2012-10-31 | 2017-03-22 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | Extreme ultraviolet laser marking F(theta) shot and laser processing device |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59195211A (en) * | 1983-04-19 | 1984-11-06 | Asahi Optical Co Ltd | Telecentric ftheta lens system of four-element constitution |
-
1986
- 1986-06-20 JP JP61144615A patent/JPH0812324B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62299927A (en) | 1987-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2566405B2 (en) | f / θ lens | |
JP2001281604A (en) | Collimator lens and optical scanner using the same | |
JP2740662B2 (en) | Objective lens for endoscope | |
JPH08262321A (en) | Relay optical system | |
US6236512B1 (en) | Collimator lens and light-scanning apparatus using the same | |
JPH06130291A (en) | Standard lens | |
JPH0812324B2 (en) | Telecentric fθ lens | |
JP3964533B2 (en) | Medium telephoto lens | |
JP4488263B2 (en) | f ・ θ lens | |
JPH10213750A (en) | Objective lens for microscope | |
JPS5862608A (en) | Wide angle lens having short-overall length | |
JPS61132901A (en) | Achromatic optical system | |
JPH07113952A (en) | Optical system for infrared ray | |
JP4552248B2 (en) | Microscope objective lens | |
JPH0798430A (en) | F-theta lens | |
US4690517A (en) | Retrofocus type wide angle lens | |
JP3484833B2 (en) | Microscope objective lens | |
JPH0629897B2 (en) | Imaging objective lens | |
JP3851417B2 (en) | Endoscope objective optical system | |
JPH08234097A (en) | Optical lens system | |
JPH09222565A (en) | Microscope objective | |
JPH11316337A (en) | Image-formation lens | |
JP3590439B2 (en) | Endoscope objective lens | |
JPH10133119A (en) | Microscope objective lens | |
JP4288394B2 (en) | Long working distance microscope objective |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |