JPH09236741A - Scanning optical system - Google Patents
Scanning optical systemInfo
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- JPH09236741A JPH09236741A JP8042922A JP4292296A JPH09236741A JP H09236741 A JPH09236741 A JP H09236741A JP 8042922 A JP8042922 A JP 8042922A JP 4292296 A JP4292296 A JP 4292296A JP H09236741 A JPH09236741 A JP H09236741A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、走査光学系に関す
るものであり、例えば、高速で画像取り込みが可能なフ
ィルムスキャナー等に用いられる走査光学系に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning optical system, for example, a scanning optical system used in a film scanner or the like capable of capturing an image at high speed.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より様々なフィルムスキャナーが提
案されているが、そのなかでもミラースキャン方式のフ
ィルムスキャナーは一般によく知られている。ミラース
キャン方式のフィルムスキャナーは、主に、副走査方向
に受光素子が並んだラインセンサー(例えば、ラインC
CD)と、ラインセンサー上でフィルムの画像を結像さ
せる走査光学系と、主走査のために揺動回転するミラー
と、で構成されている。2. Description of the Related Art Conventionally, various film scanners have been proposed. Among them, a mirror scan type film scanner is generally well known. Mirror scan type film scanners are mainly line sensors (for example, line C) in which light receiving elements are arranged in the sub-scanning direction.
CD), a scanning optical system for forming an image of a film on a line sensor, and a mirror that swings and rotates for main scanning.
【0003】上記フィルムスキャナーには、被走査面で
あるフィルム画面が平坦であるため、これを走査した際
にミラーの回動に伴ってミラーと被走査面との間の光路
長が変化してしまうといった問題がある。このような問
題を解決するため、特公昭62-20526号公報では、ミラー
と被走査平面との間に、ペッツバール和,歪曲収差係数
等が規定された回転非対称な結像光学系を設けることに
より、上記光路長を補正して、平坦な被走査面を湾曲や
歪みなく高速走査するようにした走査装置が提案されて
いる。In the above film scanner, since the film screen, which is the surface to be scanned, is flat, the optical path length between the mirror and the surface to be scanned changes as the mirror rotates when scanning the film screen. There is a problem that it will end up. In order to solve such a problem, Japanese Patent Publication No. 62-20526 discloses that a rotationally asymmetric imaging optical system in which Petzval sum, distortion aberration coefficient, etc. are defined is provided between a mirror and a plane to be scanned. A scanning device has been proposed in which the above optical path length is corrected so that a flat surface to be scanned is scanned at high speed without bending or distortion.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、特公昭62-205
26号の走査装置に用いられている回転非対称の結像光学
系は、製造が困難な面形状を有する高価な光学系である
ため、走査装置のコストアップを招いてしまうという問
題がある。また、ミラーの大型化が避けられないため、
ミラーを高速に回転することが困難であり、フィルム1
コマの画像の取り込みに10秒から数分かかるという問
題がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, JP-B-62-205
The rotationally asymmetric image forming optical system used in the scanning device of No. 26 is an expensive optical system having a surface shape that is difficult to manufacture, so that there is a problem that the cost of the scanning device increases. Also, because the size of the mirror is inevitable,
It is difficult to rotate the mirror at high speed, and the film 1
There is a problem that it takes 10 seconds to several minutes to capture the frame image.
【0005】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、被走査面が平坦であっても湾曲
や歪みのない高速走査を可能とする低コストの走査光学
系を提供することにある。The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a low-cost scanning optical system that enables high-speed scanning without curvature or distortion even if the surface to be scanned is flat. To provide.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の走査光学系は、物体からの光を集光する物
体側レンズ群と、前記物体側レンズ群を通過した光を偏
向させることによって物体を撮像するための主走査を行
うミラーと、前記ミラーによって偏向された副走査方向
における軸上光及び軸外光を共に撮像面上で結像させる
像側レンズ群と、を備えた走査光学系であって、前記物
体側レンズ群、前記像側レンズ群のうち前記主走査にお
いて光路が変化するレンズ群としてftanθ光学系を用
い、前記主走査において前記ミラーによって偏向される
光が軸上から軸外へと離れるほど主走査速度を速くし、
さらに、前記物体側レンズ群の射出瞳と前記像側レンズ
群の入射瞳とを略一致させたことを特徴とする。In order to achieve the above object, a scanning optical system of the present invention deflects light passing through an object side lens group for condensing light from an object and the object side lens group. A mirror for performing main scanning for picking up an image of an object, and an image-side lens group for forming both on-axis light and off-axis light in the sub-scanning direction, which are deflected by the mirror, on an image pickup surface. In the scanning optical system, an ftan θ optical system is used as a lens group of the object side lens group and the image side lens group whose optical path changes in the main scanning, and the light deflected by the mirror in the main scanning is an axis. The main scanning speed increases as the distance from the top to the off-axis increases,
Further, the exit pupil of the object side lens group and the entrance pupil of the image side lens group are substantially matched.
【0007】物体からの光を集光する物体側レンズ群
と、物体側レンズ群を通過した光を偏向させることによ
って物体を撮像するための主走査を行うミラーと、ミラ
ーによって偏向された副走査方向における軸上光及び軸
外光を共に撮像面上で結像させる像側レンズ群と、を備
えた走査光学系においては、物体側レンズ群,像側レン
ズ群のうち主走査において光路が変化するレンズ群とし
てftanθ光学系を用いた場合、前記主走査を行ったと
きの光路の変化に伴って射影も変化する。つまり、fta
nθ系の射影方式では、ミラーによって偏向される光が
主走査方向において軸上から軸外へと離れるほど、上記
光路が変化するレンズ群に入射する光は本来入射すべき
光よりも軸外の光となるため、像に主走査方向の歪みが
生じてしまう。ミラーによる走査速度を補正すれば、主
走査方向における射影の変化を解消することができる。
そこで、本発明では、ミラーによって偏向される光が軸
上から軸外へと離れるほど主走査速度を速くすることに
よって、像に主走査方向の歪みが生じないようにしてい
る。An object-side lens group that collects light from an object, a mirror that performs main scanning for imaging an object by deflecting light that has passed through the object-side lens group, and sub-scanning that is deflected by the mirror In the scanning optical system including the image side lens group that forms both on-axis light and off-axis light in the image direction on the imaging surface, the optical path changes in the main scan of the object side lens group and the image side lens group. When the ftan θ optical system is used as the lens group, the projection changes as the optical path changes when the main scanning is performed. That is, fta
In the nθ-based projection method, the further the light deflected by the mirror is from the on-axis to the off-axis in the main scanning direction, the light entering the lens group whose optical path changes is more off-axis than the light to be originally incident. Since it becomes light, distortion occurs in the image in the main scanning direction. By correcting the scanning speed by the mirror, it is possible to eliminate the change in the projection in the main scanning direction.
Therefore, in the present invention, the main scanning speed is increased as the light deflected by the mirror moves away from the on-axis to off-axis so that the image is not distorted in the main scanning direction.
【0008】一方、副走査においても、ミラーによって
偏向される光が主走査方向において軸上から軸外へと離
れるほど、上記光路が変化するレンズ群に入射する光は
本来入射すべき光よりも軸外の光となるため、像に副走
査方向の歪みが生じてしまう。像に対して副走査方向の
1次元的な補正を行えば、副走査方向における射影の変
化を解消することができる。例えば、ラインCCD等の
ラインセンサーを用いた場合には、上記像の補正は撮像
面の受光素子の配列方向(すなわち、副走査方向)の補正
となるため、取り込み画像の処理によって像の副走査方
向の歪みを電気的に補正することは容易である。On the other hand, also in the sub-scanning, as the light deflected by the mirror becomes farther from the on-axis to the off-axis in the main-scanning direction, the light incident on the lens group whose optical path changes is more than the light originally supposed to enter. Since the light is off-axis, the image is distorted in the sub-scanning direction. If the image is one-dimensionally corrected in the sub-scanning direction, the change in the projection in the sub-scanning direction can be eliminated. For example, when a line sensor such as a line CCD is used, the image is corrected in the arrangement direction of the light receiving elements on the imaging surface (that is, the sub-scanning direction), and thus the image is sub-scanned by the processing of the captured image. It is easy to electrically correct directional distortion.
【0009】本発明において、物体側レンズ群の射出瞳
と像側レンズ群の入射瞳とを略一致させるとは、互いに
略同一の瞳径を有する、物体側レンズ群の射出瞳と像側
レンズ群の入射瞳とを、略同一位置に位置させることを
いう。上記定義に従い、物体側レンズ群と像側レンズ群
との光軸が一致している光学系において、物体側レンズ
群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳とを一致させる構成
について、(1)2つの瞳が、互いに略同一の瞳径を有す
るが略同一位置に位置していない場合、(2)2つの瞳
が、互いに略同一位置に位置するが略同一の瞳径を有し
ていない場合、(3)2つの瞳が、互いに異なる瞳径であ
って位置も異なる場合、(4)前述の本発明、の順に更に
詳しく説明する。In the present invention, to make the exit pupil of the object side lens group and the entrance pupil of the image side lens group substantially coincide with each other means that the exit pupil of the object side lens group and the image side lens have substantially the same pupil diameter. It means that the entrance pupil of the group is located at substantially the same position. According to the above definition, in an optical system in which the optical axes of the object-side lens group and the image-side lens group are coincident with each other, regarding the configuration in which the exit pupil of the object-side lens group and the entrance pupil of the image-side lens group coincide with each other, (1 ) When the two pupils have substantially the same pupil diameter but are not located at substantially the same position, (2) the two pupils are located at substantially the same position as each other but have substantially the same pupil diameter. If not, (3) if the two pupils have different pupil diameters and different positions, the details will be described in the order of (4) the present invention.
【0010】(1)の構成の場合、2つの瞳の光軸上の位
置が略同一位置にないため、例えば、物体側レンズ群か
ら軸上光が発散光として射出されるような場合、軸上光
の一部は像側レンズ群の入射瞳を通過することができ
ず、光量にロスを生じてしまう。逆に、物体側レンズ群
から軸上光が収束光として射出されるような場合、像側
レンズ群は、レンズ群のうち光が通過しない領域が大き
くなり、光学系全体が大型化してしまう。また、物体側
レンズ群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳とが略同一位
置になければ、物体側レンズ群の射出瞳を通過した軸外
光(すなわち、像高をもつ光)を全て像側レンズ群の入射
瞳に入射させることはできない。In the case of the configuration (1), since the positions of the two pupils on the optical axis are not substantially the same position, for example, when the axial light is emitted as divergent light from the object side lens group, A part of the upper light cannot pass through the entrance pupil of the image side lens group, resulting in a loss of light quantity. On the other hand, in the case where axial light is emitted as convergent light from the object side lens group, the image side lens group has a large area in which light does not pass, and the entire optical system becomes large. If the exit pupil of the object-side lens group and the entrance pupil of the image-side lens group are not at substantially the same position, all off-axis light (that is, light having an image height) that has passed through the exit pupil of the object-side lens group It cannot enter the entrance pupil of the image side lens group.
【0011】(2)の構成の場合、物体側レンズ群の射出
瞳と像側レンズ群にある入射瞳とが略同一位置にあるの
で、実質的には、瞳径の小さい方の瞳が光を規制する作
用を有することとなる。従って、物体側レンズ群の射出
瞳径の方が像側レンズ群の入射瞳径よりも大きい場合、
軸上光及び軸外光にかかわらず、物体側の光をすべて像
側に伝達することができない。逆に、像側レンズ群の入
射瞳径の方が物体側レンズ群の射出瞳径よりも大きい場
合、像側レンズ群は、レンズ群のうち光が通過しない領
域が大きくなり、光学系全体が大型化してしまう。In the case of the configuration (2), since the exit pupil of the object side lens group and the entrance pupil of the image side lens group are located at substantially the same position, the pupil having the smaller pupil diameter is substantially the same. Will have the effect of regulating the. Therefore, when the exit pupil diameter of the object side lens group is larger than the entrance pupil diameter of the image side lens group,
Not all light on the object side can be transmitted to the image side regardless of on-axis light and off-axis light. On the contrary, when the entrance pupil diameter of the image side lens group is larger than the exit pupil diameter of the object side lens group, the image side lens group has a large area in which light does not pass, and the entire optical system is It becomes large.
【0012】(3)の構成の場合、物体側レンズ群から像
側レンズ群へ軸上光をもれなく伝達するように、物体側
レンズ群の射出瞳径と像側レンズ群の入射瞳径を適切に
定めることができる。しかしながら、この場合において
も、物体側レンズ群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳と
が略同一位置になければ、(1)の場合と同様に、物体側
レンズ群の射出瞳を通過した軸外光を全て像側レンズ群
の入射瞳に入射させることはできない。In the case of the configuration (3), the exit pupil diameter of the object side lens group and the entrance pupil diameter of the image side lens group are appropriately set so that the axial light is transmitted from the object side lens group to the image side lens group without omission. Can be specified. However, even in this case, if the exit pupil of the object side lens group and the entrance pupil of the image side lens group are not at substantially the same position, as in the case of (1), the exit pupil of the object side lens group is passed. Not all off-axis light can enter the entrance pupil of the image side lens group.
【0013】これに対して、(4)の本発明では、物体側
レンズ群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳とを略一致さ
せる構成となっているので、軸上光だけでなく軸外光を
も、物体側レンズ群から像側レンズ群へともれなく伝達
することができる。On the other hand, in the present invention of (4), since the exit pupil of the object side lens group and the entrance pupil of the image side lens group are made to substantially coincide with each other, not only axial light but also axial light External light can also be transmitted from the object side lens group to the image side lens group without fail.
【0014】例えば、プリンター等に用いられているレ
ーザ走査光学系では、主走査方向には軸上光及び軸外光
が共に用いられるため、像側のレンズ群の入射瞳位置の
近傍にミラーが配置される。しかし、副走査方向の軸外
光は用いられない(つまり、副走査方向に像高をもたな
い)ので、本発明における物体側レンズ群,像側レンズ
群に相当する各レンズ群の瞳を一致させる必要はない。
これに対して、本発明では、ミラーによって偏向された
副走査方向における軸上光及び軸外光が共に像側レンズ
群によって撮像面上で結像する(つまり、副走査方向に
像高をもつ)構成となっているので、前述したように物
体側レンズ群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳とを略一
致させないと、物体側レンズ群の射出瞳を通過した軸外
光を全て像側レンズ群の入射瞳に入射させることができ
ないのである。For example, in a laser scanning optical system used in a printer or the like, since on-axis light and off-axis light are used together in the main scanning direction, a mirror is provided near the entrance pupil position of the lens group on the image side. Will be placed. However, since off-axis light in the sub-scanning direction is not used (that is, it does not have an image height in the sub-scanning direction), the pupils of the lens groups corresponding to the object-side lens group and the image-side lens group in the present invention are not changed. No need to match.
On the other hand, in the present invention, both the on-axis light and the off-axis light in the sub-scanning direction deflected by the mirror are imaged on the image pickup surface by the image side lens group (that is, the image height is in the sub-scanning direction). ), As described above, unless the exit pupil of the object side lens group and the entrance pupil of the image side lens group are substantially aligned, all off-axis light that has passed through the exit pupil of the object side lens group is imaged. The light cannot enter the entrance pupil of the side lens group.
【0015】上記のように物体側レンズ群の射出瞳と像
側レンズ群の入射瞳とを略一致させると、物体側レンズ
群と像側レンズ群とは瞳を共有する一つのレンズ系とな
る。通常の光学系を用いると、ミラーを回転させたとき
に円弧を描いて物体の走査が行われるため、像面に湾曲
が生じる。しかし、上記のように物体側レンズ群の射出
瞳と像側レンズ群の入射瞳とを略一致させた場合、物体
側レンズ群と像側レンズ群とのそれぞれについて像面湾
曲が発生しなければ、走査光学系全系についても像面に
湾曲は生じない。物体側レンズ群と像側レンズ群とのそ
れぞれについて像面湾曲の補正を行うことは容易である
ため、複雑な面形状を有する光学系を用いる必要がな
く、例えば、回転対称な球面系のみで物体側レンズ群と
像側レンズ群を構成することができる。この回転対称な
球面系は、安価であり、しかも製造容易である。When the exit pupil of the object side lens group and the entrance pupil of the image side lens group are made to substantially coincide with each other as described above, the object side lens group and the image side lens group become one lens system sharing a pupil. . When an ordinary optical system is used, an object is scanned while drawing an arc when the mirror is rotated, so that the image plane is curved. However, when the exit pupil of the object-side lens group and the entrance pupil of the image-side lens group are made to substantially coincide with each other as described above, field curvature does not occur in each of the object-side lens group and the image-side lens group. The curvature of the image plane does not occur in the entire scanning optical system. Since it is easy to correct the field curvature for each of the object-side lens group and the image-side lens group, it is not necessary to use an optical system having a complicated surface shape. For example, only a rotationally symmetric spherical system can be used. An object side lens group and an image side lens group can be configured. This rotationally symmetric spherical system is inexpensive and easy to manufacture.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した走査光学
系を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図中、x
軸,y軸,z軸は互いに直交する軸を示している。ま
ず、図1に、本発明の実施の形態に共通する走査光学系
の基本構成を示す。この走査光学系は、主として、像側
から順に、像側レンズ群Gr1,ミラーM,及び物体側
レンズ群Gr2から成るミラースキャン方式の走査光学
系である。走査光学系の物体側には、撮像中、フィルム
画面1が位置固定で配置されており、走査光学系の像側
には、ラインCCD3とプリズム2が配置されている。
プリズム2は、3板式色分解を行う場合に用いられる色
分解プリズムであり、色分解等を行わない場合には不要
である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A scanning optical system embodying the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, x
The axis, the y-axis, and the z-axis indicate axes orthogonal to each other. First, FIG. 1 shows a basic configuration of a scanning optical system common to the embodiments of the present invention. This scanning optical system is mainly a mirror scanning type scanning optical system including an image side lens group Gr1, a mirror M, and an object side lens group Gr2 in order from the image side. A film screen 1 is arranged at a fixed position on the object side of the scanning optical system during image pickup, and a line CCD 3 and a prism 2 are arranged on the image side of the scanning optical system.
The prism 2 is a color separation prism used when three-plate type color separation is performed, and is unnecessary when color separation is not performed.
【0017】物体側レンズ群Gr2(この部分で光軸は
x軸に対して平行である。)は、フィルム画面1からの
光を集光する。図1中、RBは主・副走査方向における
軸上光であり、RAは副走査方向における物高Z(+),
像高Z’(−)の軸外光であり、RCは副走査方向におけ
る物高Z(−),像高Z’(+)の軸外光である。平面状の
ミラーMは、物体側レンズ群Gr2を通過した光を偏向
させることによってフィルム画面1の主走査を行う。偏
向はミラーMの回転により行われ、また、フィルム画面
1の主走査はy軸方向に行われる。像側レンズ群Gr1
(この部分で光軸はy軸に対して平行である。)は、ミラ
ーMによって偏向された副走査方向(z軸方向)における
軸上光及び軸外光を共にラインCCD3の撮像面上で結
像させる。ラインCCD3の撮像面上に形成される像
は、フィルム画面1上の副走査方向(z軸方向)における
ライン状の像であり、ラインCCD3によって1ライン
ずつ画像情報として取り込まれる。The object side lens group Gr2 (the optical axis of which is parallel to the x axis) collects the light from the film screen 1. In FIG. 1, RB is the axial light in the main / sub scanning direction, RA is the object height Z (+) in the sub scanning direction,
The image height Z '(-) is off-axis light, and RC is the object height Z (-) and image height Z' (+) off-axis light in the sub-scanning direction. The planar mirror M performs main scanning of the film screen 1 by deflecting the light that has passed through the object side lens group Gr2. The deflection is performed by rotating the mirror M, and the main scanning of the film screen 1 is performed in the y-axis direction. Image side lens group Gr1
(In this portion, the optical axis is parallel to the y-axis.) Indicates that both the on-axis light and the off-axis light in the sub-scanning direction (z-axis direction) deflected by the mirror M are on the imaging surface of the line CCD 3. Form an image. The image formed on the image pickup surface of the line CCD 3 is a line-shaped image in the sub-scanning direction (z-axis direction) on the film screen 1, and is captured by the line CCD 3 line by line as image information.
【0018】物体側レンズ群Gr2を構成しているレン
ズは、y軸,z軸の両方向について光束をカバーするよ
うに、y−z断面が円形状を成している。これに対し、
像側レンズ群Gr1は、ラインCCD3の受光素子配列
方向である副走査方向(z軸方向)のみ光束をカバーすれ
ばよいので、x−z断面がz軸方向に長い小判形状を成
している。このように像側レンズ群Gr1を小判形状と
することにより、走査装置内の省スペース化を図ること
ができる。The lenses constituting the object side lens group Gr2 have a circular yz cross section so as to cover the light flux in both the y-axis and z-axis directions. In contrast,
The image-side lens group Gr1 needs to cover the light beam only in the sub-scanning direction (z-axis direction), which is the light-receiving element arrangement direction of the line CCD 3, so that the xz section has an oval shape that is long in the z-axis direction. . By thus forming the image-side lens group Gr1 in an oval shape, it is possible to save space in the scanning device.
【0019】この走査光学系では、ラインCCD3が撮
像部として用いられているが、ラインCCD3の代わり
に他のラインセンサーを撮像部として用いてもよく、ま
た、撮像部として感光体ドラムを用いてもよい。感光体
ドラムを用いる場合、その母線を副走査方向に対して平
行になるように配置し、感光体ドラムの回転をミラーM
の回動に同期させる。In this scanning optical system, the line CCD 3 is used as the image pickup section, but another line sensor may be used as the image pickup section instead of the line CCD 3, and a photosensitive drum is used as the image pickup section. Good. When the photoconductor drum is used, the generatrix thereof is arranged so as to be parallel to the sub-scanning direction, and the rotation of the photoconductor drum is controlled by the mirror
Synchronize with the rotation of.
【0020】また、この走査光学系はフィルムスキャナ
ーに応用したものであるが、本発明の走査光学系を他の
走査装置に応用することも可能である。例えば、ライン
CCD3の代わりに画像情報を含む光を発する装置(例
えば、LEDアレイや透過型のLCDパネル)を配置
し、フィルム画面1の代わりに画像情報を含む光を受光
して、その読み込み,記録等を行う受光装置(エリアC
CDや平面状感光体)を設けてもよい。この場合、像側
レンズ群Gr1が物体側レンズ群となり、物体側レンズ
群Gr2が像側レンズ群となる。Although this scanning optical system is applied to a film scanner, the scanning optical system of the present invention can be applied to other scanning devices. For example, instead of the line CCD 3, a device (for example, an LED array or a transmissive LCD panel) that emits light including image information is arranged, and instead of the film screen 1, the light including image information is received and read, Light receiving device for recording (Area C
A CD or a planar photoconductor) may be provided. In this case, the image side lens group Gr1 becomes the object side lens group, and the object side lens group Gr2 becomes the image side lens group.
【0021】次に、物体側レンズ群Gr2の射影方式の
違いによって生じる像の歪みについて説明する。図2
(A)は、フィルム画面1(図1)上のフィルム画像を示し
ており、同図中、Ymaxは主走査範囲、Zmaxは副
走査範囲である。図2(B)〜(D)は、射影方式の異なる
物体側レンズ群Gr2を用い、等角速度でミラーMを回
転させることによってフィルム画面1の主走査を行った
ときの、ラインCCD3の撮像面位置で形成されるフィ
ルム画像{図2(A)}の像を示している。図2(B)に示す
像は物体側レンズ群Gr2としてfθレンズを用いた場
合に得られ、図2(C)に示す像は物体側レンズ群Gr2
としてfsinθレンズを用いた場合に得られ、図2(D)
に示す像は物体側レンズ群Gr2としてftanθレンズ
を用いた場合に得られる。Next, the image distortion caused by the difference in the projection method of the object side lens group Gr2 will be described. FIG.
(A) shows a film image on the film screen 1 (FIG. 1), in which Ymax is a main scanning range and Zmax is a sub-scanning range. 2B to 2D are image pickup surfaces of the line CCD 3 when the main scanning of the film screen 1 is performed by rotating the mirror M at a constant angular velocity using the object side lens group Gr2 having different projection methods. Fig. 3 shows an image of a film image {Fig. 2 (A)} formed at a position. The image shown in FIG. 2B is obtained when an fθ lens is used as the object side lens group Gr2, and the image shown in FIG. 2C is the object side lens group Gr2.
It is obtained when the fsin θ lens is used as shown in FIG.
The image shown in is obtained when the ftan θ lens is used as the object side lens group Gr2.
【0022】fθ方式{図2(B)}では、主走査方向(y
軸方向)の間隔が等しいため、ミラーMの回転速度を補
正する必要はないが、主・副走査の両方向(y,z軸方
向)について2次元的な像の補正を行う必要がある。fs
inθ方式{図2(C)}及びftanθ方式{図2(D)}では、
主走査方向の間隔が異なるため、ミラーMの回転速度を
補正する必要はあるが、必要となる像の補正は1次元的
である。ただし、fθ方式,fsinθ方式の場合、主走
査方向(y軸方向)に湾曲した歪みが生じるため、ライン
CCD3の撮像面上に、対応するフィルム画面1上の前
記ライン状の像を全て投影することは困難である。In the fθ method {FIG. 2 (B)}, the main scanning direction (y
Since the intervals in the axial direction) are equal, it is not necessary to correct the rotation speed of the mirror M, but it is necessary to correct the two-dimensional image in both the main and sub scanning directions (y and z axis directions). fs
In the in θ method {Fig. 2 (C)} and the ftan θ method {Fig. 2 (D)},
Since the interval in the main scanning direction is different, it is necessary to correct the rotation speed of the mirror M, but the necessary image correction is one-dimensional. However, in the case of the fθ method and the fsin θ method, since the curved distortion occurs in the main scanning direction (y-axis direction), all the line-shaped images on the corresponding film screen 1 are projected on the imaging surface of the line CCD 3. Is difficult.
【0023】この走査光学系においては、物体側レンズ
群Gr2としてftanθ光学系が用いられている。ftan
θ方式の場合、ミラーMで光を偏向させることによって
フィルム画面1の主走査を行うと、物体側レンズ群Gr
2の光路が変化し、それに伴って射影も変化する。つま
り、ftanθ系の射影方式では、図2(D)に示すように
ミラーMによって偏向される光が主走査方向(y軸方向)
において軸上から軸外へと離れるほど、物体側レンズ群
Gr2に入射する光は本来入射すべき光よりも軸外の光
となるため、像に主走査方向の歪みが生じてしまう。ミ
ラーMによる走査速度を補正すれば、主走査方向におけ
る射影の変化を解消することができるので、この走査光
学系では、ミラーMによって偏向される光が軸上から軸
外へと離れるほど主走査速度を速くすることによって、
像に主走査方向の歪みが生じないようにしている。この
ようにして、主走査方向に歪みのない高速走査が可能と
なる。In this scanning optical system, an ftan θ optical system is used as the object side lens group Gr2. ftan
In the case of the θ method, when the main scanning of the film screen 1 is performed by deflecting the light by the mirror M, the object side lens group Gr
The optical path of 2 changes, and the projection changes accordingly. That is, in the ftan θ projection method, the light deflected by the mirror M is in the main scanning direction (y-axis direction) as shown in FIG.
As the distance from the on-axis to the off-axis is increased, the light incident on the object side lens group Gr2 becomes more off-axis than the light originally supposed to enter, so that the image is distorted in the main scanning direction. By correcting the scanning speed by the mirror M, the change in the projection in the main scanning direction can be eliminated, so that in this scanning optical system, the main scanning is performed as the light deflected by the mirror M moves away from on-axis to off-axis. By increasing the speed,
The image is not distorted in the main scanning direction. In this way, high-speed scanning without distortion in the main scanning direction becomes possible.
【0024】一方、副走査においても、ミラーMによっ
て偏向される光が主走査方向において軸上から軸外へと
離れるほど、物体側レンズ群Gr2に入射する光は本来
入射すべき光よりも軸外の光となるため、像に副走査方
向の歪みが生じてしまう。像に対して副走査方向の1次
元的な補正を行えば、副走査方向における射影の変化を
解消することができるので、この走査光学系では、取り
込み画像の処理によって像の副走査方向の歪みを電気的
に補正するようにしている。上記像の副走査方向の補正
は、ラインCCD3の受光素子の配列方向(z軸方向)の
補正となるため、補正は容易である。このようにして、
副走査方向に歪みのない高速走査が可能となる。On the other hand, also in the sub-scan, as the light deflected by the mirror M deviates from the on-axis to the off-axis in the main scanning direction, the light incident on the object side lens group Gr2 is more axial than the light to be originally incident. Since the light is outside light, the image is distorted in the sub-scanning direction. By performing a one-dimensional correction in the sub-scanning direction on the image, it is possible to eliminate the change in the projection in the sub-scanning direction. Therefore, in this scanning optical system, the distortion of the image in the sub-scanning direction is caused by processing the captured image. Is corrected electrically. Since the correction of the image in the sub-scanning direction is the correction in the arrangement direction (z-axis direction) of the light receiving elements of the line CCD 3, the correction is easy. In this way,
High-speed scanning without distortion in the sub-scanning direction is possible.
【0025】この走査光学系においては、通常のミラー
スキャン方式の走査光学系と同様、ミラーMの回転によ
って主走査のための偏向を行うが、ミラーMは揺動回転
のみを行うわけではない。つまり、物体側レンズ群Gr
2と像側レンズ群Gr1との間にはミラーMの全周回転
を可能とする空間が設けられているため、ミラーMを全
周回転させることによって、ミラーMの軸受け部に偏っ
た負荷が継続してかからないようにすることができるの
である。このミラーMの全周回転は、例えば、主走査を
1回行う毎に行ってもよく、主走査を所定回数行う毎に
行ってもよく、スタートアップ時(つまり、走査装置の
電源をONした時)にのみ行ってもよい。In this scanning optical system, the deflection for the main scanning is performed by the rotation of the mirror M as in the case of the ordinary mirror scanning type scanning optical system, but the mirror M is not limited to the oscillating rotation. That is, the object side lens group Gr
Since a space that allows the mirror M to rotate all around is provided between the lens 2 and the image-side lens group Gr1, by rotating the mirror M all around, a biased load is applied to the bearing portion of the mirror M. You can prevent it from continuing. The full rotation of the mirror M may be performed, for example, every time the main scanning is performed once or every predetermined number of times the main scanning is performed, and at the time of startup (that is, when the power of the scanning device is turned on). ).
【0026】上記のようにミラーMの軸受け部にかかる
偏った負荷を軽減することによって、ミラーMの軸受け
部が偏摩耗したり部分的に油切れになったりする等の問
題が発生するのを防止することができる。さらに、ミラ
ーMを揺動回転させる駆動装置(例えば、ガルバノ装置)
を用いる必要がなく、それよりも安価で構成も簡単な駆
動装置(例えば、DCモータ等から成る駆動装置)でミラ
ーMの全周回転を行うことができるので、走査装置の低
コスト化を達成すると共にその構成を簡単にすることが
できる。By reducing the uneven load applied to the bearing portion of the mirror M as described above, problems such as uneven wear of the bearing portion of the mirror M or partial oil shortage may occur. Can be prevented. Further, a drive device for swinging and rotating the mirror M (for example, a galvano device)
Since it is possible to rotate the mirror M all the way around with a driving device (for example, a driving device including a DC motor) which is cheaper and has a simpler structure, it is possible to reduce the cost of the scanning device. In addition, the configuration can be simplified.
【0027】次に、図1に示す走査光学系の詳細な構成
を3つの実施の形態を挙げて説明する。図3〜図5,図
6〜図8,図9〜図11は、第1〜第3の実施の形態に
それぞれ対応するx−y断面図であり、図3,図6及び
図9はミラー回転角(すなわち、ミラー振り角)θ=45°
(このとき、物高Y=0である。)での光路を示してお
り、図4,図7及び図10はミラー回転角θ=48.5°で
の光路を示しており、図5,図8及び図11はミラー回
転角θ=41.5°での光路を示している。また、図3,図
6及び図9のレンズ構成図中、Si(i=1,2,3,...)は物体
(フィルム画面1)側から数えてi番目の面を示してい
る。Next, the detailed configuration of the scanning optical system shown in FIG. 1 will be described with reference to three embodiments. 3 to 5, FIG. 6 to FIG. 8 and FIG. 9 to FIG. 11 are xy cross-sectional views corresponding to the first to third embodiments, respectively, and FIGS. 3, 6 and 9 are mirrors. Rotation angle (that is, mirror swing angle) θ = 45 °
(At this time, the object height is Y = 0.), And FIGS. 4, 7 and 10 show the optical path at the mirror rotation angle θ = 48.5 °, and FIGS. 11 and 12 show the optical path at the mirror rotation angle θ = 41.5 °. Further, in the lens configuration diagrams of FIGS. 3, 6 and 9, Si (i = 1,2,3, ...) is an object.
The i-th surface counted from the (film screen 1) side is shown.
【0028】《第1の実施の形態》図3〜図5に示す第
1の実施の形態では、像側レンズ群Gr1,物体側レン
ズ群Gr2は、それぞれ9枚の回転対称な球面レンズか
ら成っており、ミラーMを介して収差補正上有利な対称
型の構成をとっている。また、像側レンズ群Gr1は、
x−z断面が小判形状を成している。前述したように、
像側レンズ群Gr1を小判形状とすることによって、走
査装置内の省スペース化を図ることができる。なお、図
3〜図5中、θ=45°(図3)を中心としたθ=45°±3.5
°に対応する物高Yが主走査範囲Ymaxである。<< First Embodiment >> In the first embodiment shown in FIGS. 3 to 5, each of the image side lens group Gr1 and the object side lens group Gr2 is composed of nine rotationally symmetric spherical lenses. Therefore, a symmetrical type configuration is adopted through the mirror M, which is advantageous for aberration correction. Further, the image side lens group Gr1 is
The xz section has an oval shape. As previously mentioned,
By making the image-side lens group Gr1 an oval shape, it is possible to save space in the scanning device. In addition, in FIGS. 3 to 5, θ = 45 ° ± 3.5 centered on θ = 45 ° (FIG. 3)
The object height Y corresponding to ° is the main scanning range Ymax.
【0029】第1の実施の形態は、物体側レンズ群Gr
2の射出瞳と像側レンズ群Gr1の入射瞳とが略一致し
た構成となっているため、物体側レンズ群Gr2の射出
瞳を通過した軸上光及び軸外光は、全て像側レンズ群G
r1の入射瞳に入射して、物体側レンズ群Gr2から像
側レンズ群Gr1へともれなく伝達される。従って、ミ
ラーMで偏向された副走査方向における軸上光及び軸外
光は、共に像側レンズ群Gr1によってラインCCD3
の撮像面上で結像することになる。In the first embodiment, the object side lens group Gr
Since the exit pupil of No. 2 and the entrance pupil of the image-side lens group Gr1 substantially match, the on-axis light and off-axis light that have passed through the exit pupil of the object-side lens group Gr2 are all image-side lens groups. G
The light enters the entrance pupil of r1 and is transmitted from the object side lens group Gr2 to the image side lens group Gr1. Therefore, both the on-axis light and the off-axis light in the sub-scanning direction deflected by the mirror M are line CCD 3 by the image side lens group Gr1.
An image is formed on the imaging surface of.
【0030】上記のように物体側レンズ群Gr2の射出
瞳と像側レンズ群Gr1の入射瞳とを略一致させると、
物体側レンズ群Gr2と像側レンズ群Gr1とは瞳を共
有する一つのレンズ系となる。物体側レンズ群Gr2と
像側レンズ群Gr1とは、前述したように回転対称な球
面系のみから成っており、それぞれ像面湾曲が良好に補
正されている。従って、走査光学系全系についても像面
に湾曲が生じない。このように安価で製造容易な回転対
称球面系で、物体側レンズ群Gr2と像側レンズ群Gr
1を構成することにより、走査装置の低コスト化を達成
することができる。さらに、走査光学系の構成が球面系
の簡単なものであることから、ミラーMの回動速度の高
速化に対応しやすく、その結果、135フィルムの1コ
マの画像取り込みを0.2〜1秒程度で行うことが可能
である。As described above, when the exit pupil of the object side lens group Gr2 and the entrance pupil of the image side lens group Gr1 are made to substantially coincide with each other,
The object side lens group Gr2 and the image side lens group Gr1 form one lens system that shares the pupil. The object-side lens group Gr2 and the image-side lens group Gr1 are composed of only rotationally symmetric spherical systems as described above, and the field curvatures thereof are well corrected. Therefore, the curvature of the image plane does not occur in the entire scanning optical system. As described above, the object-side lens group Gr2 and the image-side lens group Gr2 are formed by a rotationally symmetric spherical system that is inexpensive and easy to manufacture.
By configuring No. 1, the cost reduction of the scanning device can be achieved. Further, since the scanning optical system has a simple spherical system, it is easy to cope with the increase in the rotation speed of the mirror M, and as a result, the image capture of one frame of 135 film is 0.2 to 1. It can be done in about a second.
【0031】ミラーMは、上記略一致させた瞳の近傍に
配置されているので、ミラーサイズは従来のものと比べ
て小さいにもかかわらず、物体側レンズ群Gr2から像
側レンズ群Gr1へと光はもれなく伝達される。このよ
うに一致させた瞳の近傍に配置したミラーMで光を偏向
させた場合でも、各レンズ群Gr1,Gr2の像面湾曲
が良好に補正されているため、ラインCCD3の撮像面
上に形成される像面にも湾曲は生じない。従って、被走
査面であるフィルム画面1が平坦であっても湾曲のない
高速走査が可能である。また、ミラーMは、中央部分の
みが反射面となっており、その外周部は遮光面(透過面
でもよい。)となっている。従って、ミラーMは、反射
面の大きさ及び形状で入射光束を規制する絞りとして機
能する。なお、この走査光学系は、ミラーMに平行光が
入射する構成となっているが、収束光や発散光が入射す
るように構成してもよい。Since the mirror M is arranged in the vicinity of the above-mentioned substantially matched pupil, the mirror size is smaller than that of the conventional one, but from the object side lens group Gr2 to the image side lens group Gr1. All light is transmitted. Even when the light is deflected by the mirror M arranged in the vicinity of the matched pupils, the field curvatures of the respective lens groups Gr1 and Gr2 are properly corrected, and therefore, they are formed on the image pickup surface of the line CCD 3. No curvature occurs in the image plane formed. Therefore, even if the film screen 1, which is the surface to be scanned, is flat, high-speed scanning without curvature is possible. Further, in the mirror M, only the central portion is a reflecting surface, and the outer peripheral portion thereof is a light shielding surface (may be a transmitting surface). Therefore, the mirror M functions as a diaphragm that regulates the incident light flux with the size and shape of the reflecting surface. Although this scanning optical system has a configuration in which parallel light is incident on the mirror M, it may be configured so that convergent light and divergent light are incident.
【0032】ところで、ミラーMによってフィルム画面
1の主走査が行われると、物体側レンズ群Gr2中の光
路は変化することになる。つまり、主走査方向におい
て、物体側レンズ群Gr2に入射する光が軸外光であっ
ても、像側レンズ群Gr1には軸上光として入射するこ
とになる。しかし、物体側レンズ群Gr2及び像側レン
ズ群Gr1は、ミラーMを絞りとするそれぞれ独立した
前絞りレンズとしての結像性能を有しているため、走査
光学系全系として充分な結像性能が得られる。By the way, when the main scanning of the film screen 1 is performed by the mirror M, the optical path in the object side lens group Gr2 changes. That is, in the main scanning direction, even if the light that enters the object-side lens group Gr2 is off-axis light, it will enter the image-side lens group Gr1 as axial light. However, since the object-side lens group Gr2 and the image-side lens group Gr1 have the imaging performance as independent front diaphragm lenses having the mirror M as the diaphragm, they are sufficient imaging performance as the entire scanning optical system. Is obtained.
【0033】《第2の実施の形態》図6〜図8に示す第
2の実施の形態では、像側レンズ群Gr1,物体側レン
ズ群Gr2は、それぞれ9枚の回転対称な球面レンズか
ら成っており、ミラーMを介して収差補正上有利な略対
称型の構成をとっている。また、ラインCCD3側にプ
リズム2を備えているため、色分解を行う場合に適した
構成となっている。<Second Embodiment> In the second embodiment shown in FIGS. 6 to 8, the image side lens group Gr1 and the object side lens group Gr2 each consist of nine rotationally symmetric spherical lenses. Therefore, it has a substantially symmetrical structure which is advantageous for aberration correction via the mirror M. Further, since the prism 2 is provided on the line CCD 3 side, the configuration is suitable for performing color separation.
【0034】物体側レンズ群Gr2の射出瞳と像側レン
ズ群Gr1の入射瞳とを略一致させた点については、前
述した第1の実施の形態と同様であり、その効果も同様
である。また、物体側レンズ群Gr2及び像側レンズ群
Gr1は、絞りAを前絞りとする、それぞれ独立した前
絞りレンズとしての結像性能を有しているため、前記第
1の実施の形態と同様、走査光学系全系として充分な結
像性能が得られる。The point where the exit pupil of the object side lens group Gr2 and the entrance pupil of the image side lens group Gr1 are substantially matched is the same as in the first embodiment described above, and the effect is also the same. Further, since the object side lens group Gr2 and the image side lens group Gr1 have the image forming performance as independent front diaphragm lenses in which the diaphragm A is the front diaphragm, they are the same as in the first embodiment. , Sufficient imaging performance can be obtained as the entire scanning optical system.
【0035】第2の実施の形態の特徴は、上記略一致さ
せた瞳の近傍に絞りAを配置し、物体側レンズ群Gr2
と絞りAとの間にミラーMを配置した点にある。ミラー
Mで光を偏向させることによってフィルム画面1の主走
査を行う場合、第1の実施の形態のように、ミラーMが
光束を規制する絞りとして作用すると、ミラーMと光束
とが成す角度の変化に伴って射影が変化する。この射影
の変化の影響によって、像側レンズ群Gr1への入射光
量が変化する。例えば、ミラー回転角θが大きくなるほ
どミラーMが受光する光量は多くなり、逆に、ミラー回
転角θが小さくなるほどミラーMが受光する光量は少な
くなる。従って、ラインCCD3で取り込まれる画像に
光量ムラが生じることになる。The feature of the second embodiment is that an aperture stop A is arranged in the vicinity of the substantially matched pupil, and the object side lens group Gr2
The mirror M is arranged between the aperture and the diaphragm A. When main scanning of the film screen 1 is performed by deflecting light by the mirror M, when the mirror M acts as a diaphragm that regulates the light flux as in the first embodiment, the angle between the mirror M and the light flux becomes smaller. The projection changes with the change. The amount of light incident on the image-side lens group Gr1 changes due to the influence of this change in projection. For example, as the mirror rotation angle θ increases, the amount of light received by the mirror M increases, and conversely, as the mirror rotation angle θ decreases, the amount of light received by the mirror M decreases. Therefore, light amount unevenness occurs in the image captured by the line CCD 3.
【0036】第2の実施の形態の構成によると、物体側
レンズ群Gr2と絞りAとの間に、全面が反射面のミラ
ーMが配置されているので、ミラーMでは光束は規制さ
れず、絞りAによって光束が規制されることになる。そ
の結果、像側レンズ群Gr1への入射光量は一定にな
り、照度分布(すなわち、ラインCCD3の撮像面上で
の照度分布)の悪化が防止される。なお、物体側レンズ
群Gr2とミラーMとの間に絞りAを配置した場合に
は、主走査において光束にケラレが生じることになる。According to the configuration of the second embodiment, since the mirror M having the entire reflecting surface is arranged between the object side lens group Gr2 and the diaphragm A, the light flux is not restricted by the mirror M, The light flux is regulated by the diaphragm A. As a result, the amount of light incident on the image side lens group Gr1 becomes constant, and deterioration of the illuminance distribution (that is, the illuminance distribution on the imaging surface of the line CCD 3) is prevented. If the diaphragm A is arranged between the object side lens group Gr2 and the mirror M, vignetting will occur in the light beam in the main scanning.
【0037】像側レンズ群Gr1は、像側に略テレセン
トリックな光学系となっているため、複板式(例えば、
3板式)ラインCCD等のラインセンサーを撮像部とし
て用いる場合に適している。像側レンズ群Gr1が像側
にテレセントリックであるほど、多色分解プリズム(例
えば、3色分解プリズム)のダイクロイック膜との角度
特性のマッチングが良くなるからである。また、物体側
レンズ群Gr2への入射光が光軸に対して角度を持って
いる場合、コサイン4乗則に従って照度分布の悪化が生
じるが、物体側レンズ群Gr2は、物体側に略テレセン
トリックな光学系となっているので、これらの照度分布
の悪化を防ぐ上で有利である。なお、像側,物体側レン
ズ群Gr1,Gr2にテレセントリック系が用いられて
いる点については、前記第1の実施の形態も同様であ
る。Since the image side lens group Gr1 is an optical system which is substantially telecentric on the image side, a double plate type (for example,
It is suitable when a line sensor such as a (three-plate type) line CCD is used as an imaging unit. This is because the more telecentric the image side lens group Gr1 is on the image side, the better the matching of the angular characteristics of the dichroic film of the multicolor separation prism (for example, the three color separation prism). Further, when the incident light to the object side lens group Gr2 has an angle with respect to the optical axis, the illuminance distribution deteriorates according to the cosine fourth law, but the object side lens group Gr2 is substantially telecentric to the object side. Since it is an optical system, it is advantageous in preventing the deterioration of the illuminance distribution. The same applies to the first embodiment in that a telecentric system is used for the image-side and object-side lens groups Gr1 and Gr2.
【0038】《第3の実施の形態》図9〜図11に示す
第3の実施の形態は、その基本的な構成及び効果は前述
した第2の実施の形態と同様であるが、第1,第2の実
施の形態と比べてより実際的な構成となっている。その
レンズ枚数は少なく、像側レンズ群Gr1が7枚の回転
対称な球面レンズから成っており、物体側レンズ群Gr
2が6枚の回転対称な球面レンズから成っている。ま
た、ラインCCD3側にプリズム2及びカバーガラスを
備えているため、色分解を行う場合により適した構成と
なっている。<< Third Embodiment >> The third embodiment shown in FIGS. 9 to 11 has the same basic structure and effect as the above-described second embodiment, but the first embodiment is the same as the first embodiment. The configuration is more practical than that of the second embodiment. The number of lenses is small, and the image side lens group Gr1 is composed of seven rotationally symmetric spherical lenses, and the object side lens group Gr1.
2 comprises 6 rotationally symmetric spherical lenses. Further, since the line CCD 3 side is provided with the prism 2 and the cover glass, the configuration is more suitable for color separation.
【0039】[0039]
【実施例】以下、本発明を実施した走査光学系の構成
を、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に
説明する。ここで例として挙げる実施例1〜実施例3
は、前述した第1〜第3の実施の形態(図3〜図5,図
6〜図8,図9〜図11)にそれぞれ対応する実施例で
ある。そして、各実施例のコンストラクションデータに
おいて、Si(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の
面、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面Siの
曲率半径、di(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の
軸上面間隔を示しており、Ni(i=1,2,3,...)は物体側か
ら数えてi番目のレンズのd線に対する屈折率(Nd)を
示している。また、全系の焦点距離fと、ミラー回転角
θ=45°(このとき、物高Y=0である。)のときの像側
の有効FナンバーEFFNOと、を併せて示す。さらに、表
1に、各実施例におけるミラー回転角θ(°)とそのミラ
ー回転角θと対応する物高Y(mm)を示す。EXAMPLES The configuration of the scanning optical system embodying the present invention will be described more specifically below with reference to construction data and the like. Examples 1 to 3 given here as examples
Are examples corresponding to the above-described first to third embodiments (FIGS. 3 to 5, FIGS. 6 to 8, and FIGS. 9 to 11, respectively). Then, in the construction data of each example, Si (i = 1,2,3, ...) is the i-th surface counted from the object side, ri (i = 1,2,3, ...) is The radius of curvature of the i-th surface Si counted from the object side, di (i = 1,2,3, ...) indicates the i-th axial upper surface distance counted from the object side, and Ni (i = 1 , 2, 3, ...) Shows the refractive index (Nd) of the i-th lens with respect to the d-line counting from the object side. Further, the focal length f of the entire system and the effective F number EFFNO on the image side when the mirror rotation angle θ = 45 ° (at this time, the object height Y = 0) are also shown. Further, Table 1 shows the mirror rotation angle θ (°) and the object height Y (mm) corresponding to the mirror rotation angle θ in each example.
【0040】《実施例1》 Example 1
【0041】《実施例2》 f=68.239,EFFNO=3.49 [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] S1 r1= -34.552 d1= 4.000 N1= 1.51680 S2 r2= -1136.364 d2= 10.000 N2= 1.61659 S3 r3= -135.073 d3= 3.000 S4 r4= -82.721 d4= 10.000 N3= 1.67000 S5 r5= -50.877 d5= 0.620 S6 r6= -1145.869 d6= 10.000 N4= 1.67000 S7 r7= -125.677 d7= 0.620 S8 r8= 85.317 d8= 8.560 N5= 1.67000 S9 r9= 451.284 d9= 0.620 S10 r10= 46.069 d10=12.000 N6= 1.51680 S11 r11= -119.753 d11= 3.750 N7= 1.80518 S12 r12= 47.788 d12= 9.000 S13 r13= -41.217 d13= 4.000 N8= 1.67000 S14 r14= -62.455 d14= 4.000 S15 r15= -93.171 d15= 2.500 N9= 1.80518 S16 r16= -47.299 d16=18.000 S17 r17= ∞(ミラーM) d17=17.000 S18 r18= ∞(絞りA) d18= 1.000 S19 r19= 42.128 d19= 1.550 N10=1.84666 S20 r20= 99.150 d20= 8.990 S21 r21= 200.000 d21= 2.480 N11=1.67000 S22 r22= 38.462 d22= 5.580 S23 r23= -22.073 d23= 2.325 N12=1.80518 S24 r24= 217.771 d24= 7.440 N13=1.51680 S25 r25= -28.733 d25= 0.384 S26 r26= -431.654 d26= 5.307 N14=1.67000 S27 r27= -35.664 d27= 0.384 S28 r28= 96.281 d28= 6.200 N15=1.67000 S29 r29= 2927.315 d29= 0.384 S30 r30= 37.345 d30= 6.200 N16=1.67000 S31 r31= 44.920 d31= 1.860 S32 r32= 45.893 d32= 6.200 N17=1.58144 S33 r33= 123.964 d33= 2.480 N18=1.58913 S34 r34= 32.678 d34=30.000 S35 r35= ∞ d35=20.600 N19=1.74400(プリズム2) S36 r36= ∞ d36= 0.800 N20=1.51680(プリズム2) S37 r37= ∞Example 2 f = 68.239, EFFNO = 3.49 [plane] [radius of curvature] [interval of axial upper surface] [refractive index] S1 r1 = -34.552 d1 = 4.000 N1 = 1.51680 S2 r2 = -1136.364 d2 = 10.000 N2 = 1.61659 S3 r3 = -135.073 d3 = 3.000 S4 r4 = -82.721 d4 = 10.000 N3 = 1.67000 S5 r5 = -50.877 d5 = 0.620 S6 r6 = -1145.869 d6 = 10.000 N4 = 1.67000 S7 r7 = -125.677 d7 = 0.620 S8 r8 = 85.317 d8 = 8.560 N5 = 1.67000 S9 r9 = 451.284 d9 = 0.620 S10 r10 = 46.069 d10 = 12.000 N6 = 1.51680 S11 r11 = -119.753 d11 = 3.750 N7 = 1.80518 S12 r12 = 47.788 d12 = 9.000 S13 r13 = -41.217 d13 = 4.000 N8 = 1.67000 S14 r14 = -62.455 d14 = 4.000 S15 r15 = -93.171 d15 = 2.500 N9 = 1.80518 S16 r16 = -47.299 d16 = 18.000 S17 r17 = ∞ (Mirror M) d17 = 17.000 S18 r18 = ∞ (Aperture A ) d18 = 1.000 S19 r19 = 42.128 d19 = 1.550 N10 = 1.84666 S20 r20 = 99.150 d20 = 8.990 S21 r21 = 200.000 d21 = 2.480 N11 = 1.67000 S22 r22 = 38.462 d22 = 5.580 S23 r23 = -22.073 d23 = 2.325 N12 = 1.80518 S24 r24 = 217.771 d24 = 7.440 N13 = 1.51680 S25 r25 = -28.733 d25 = 0.384 S26 r26 = -431.654 d26 = 5.307 N14 = 1 .67000 S27 r27 = -35.664 d27 = 0.384 S28 r28 = 96.281 d28 = 6.200 N15 = 1.67000 S29 r29 = 2927.315 d29 = 0.384 S30 r30 = 37.345 d30 = 6.200 N16 = 1.67000 S31 r31 = 44.920 d31 = 1.860 S32 r32 = 45.893 d32 = 6.200 N17 = 1.58144 S33 r33 = 123.964 d33 = 2.480 N18 = 1.58913 S34 r34 = 32.678 d34 = 30.000 S35 r35 = ∞ d35 = 20.600 N19 = 1.74400 (Prism 2) S36 r36 = ∞ d36 = 0.800 N20 = 1.51680 (Prism 2) S37 r37 = ∞
【0042】《実施例3》 f=88.399,EFFNO=4.99 [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] S1 r1= -49.542 d1= 4.000 N1= 1.61659 S2 r2= 844.495 d2= 10.000 S3 r3= -630.064 d3= 8.000 N2= 1.61800 S4 r4= -83.652 d4= 1.000 S5 r5= 186.095 d5= 8.000 N3= 1.61800 S6 r6= -186.302 d6= 0.620 S7 r7= 70.451 d7= 7.000 N4= 1.61800 S8 r8= 312.890 d8= 2.620 S9 r9= 36.382 d9= 8.000 N5= 1.69100 S10 r10= 76.584 d10= 4.000 N6= 1.66446 S11 r11= 26.274 d11=33.000 S12 r12= ∞(ミラーM) d12=12.000 S13 r13= ∞(絞りA) d13= 4.500 S14 r14= 30.560 d14= 5.500 N7= 1.78831 S15 r15= -51.112 d15= 2.200 N8= 1.54072 S16 r16= 143.776 d16= 8.000 S17 r17= -33.178 d17= 3.000 N9= 1.75520 S18 r18= 30.510 d18= 7.200 S19 r19= -63.595 d19= 5.000 N10=1.68150 S20 r20= -36.559 d20= 1.000 S21 r21= 79.252 d21= 9.000 N11=1.71700 S22 r22= -34.900 d22= 3.800 S23 r23= -34.526 d23= 2.800 N12=1.61659 S24 r24= 107.174 d24= 3.000 S25 r25= 90.113 d25= 7.000 N13=1.69680 S26 r26= -90.481 d26=16.000 S27 r27= ∞ d27=20.000 N14=1.74400(プリズム2) S28 r28= ∞ d28= 2.400 N15=1.51680(プリズム2) S29 r29= ∞ d29= 0.500 S30 r30= ∞ d30= 0.800 N16=1.51680(カバーガラス) S31 r31= ∞Example 3 f = 88.399, EFFNO = 4.99 [plane] [radius of curvature] [axis upper surface spacing] [refractive index] S1 r1 = -49.542 d1 = 4.000 N1 = 1.61659 S2 r2 = 844.495 d2 = 10.000 S3 r3 = -630.064 d3 = 8.000 N2 = 1.61800 S4 r4 = -83.652 d4 = 1.000 S5 r5 = 186.095 d5 = 8.000 N3 = 1.61800 S6 r6 = -186.302 d6 = 0.620 S7 r7 = 70.451 d7 = 7.000 N4 = 1.61800 S8 r8 = 312.890 d8 = 2.620 S9 r9 = 36.382 d9 = 8.000 N5 = 1.69100 S10 r10 = 76.584 d10 = 4.000 N6 = 1.66446 S11 r11 = 26.274 d11 = 33.000 S12 r12 = ∞ (Mirror M) d12 = 12.000 S13 r13 = ∞ (Aperture A) d13 = 4.500 S14 r14 = 30.560 d14 = 5.500 N7 = 1.78831 S15 r15 = -51.112 d15 = 2.200 N8 = 1.54072 S16 r16 = 143.776 d16 = 8.000 S17 r17 = -33.178 d17 = 3.000 N9 = 1.75520 S18 r18 = 30.510 d18 = 7.200 S19 r19 = -63.595 d19 = 5.000 N10 = 1.68150 S20 r20 = -36.559 d20 = 1.000 S21 r21 = 79.252 d21 = 9.000 N11 = 1.71700 S22 r22 = -34.900 d22 = 3.800 S23 r23 = -34.526 d23 = 2.800 N12 = 1.61659 S24 r24 = 107.174 d24 = 3.000 S25 r25 = 90.113 d25 = 7.000 N13 = 1.69680 S26 r26 = -90.481 d26 = 16.000 S27 r27 = ∞ d2 7 = 20.000 N14 = 1.74400 (prism 2) S28 r28 = ∞ d28 = 2.400 N15 = 1.51680 (prism 2) S29 r29 = ∞ d29 = 0.500 S30 r30 = ∞ d30 = 0.800 N16 = 1.51680 (cover glass) S31 r31 = ∞
【0043】[0043]
【表1】 [Table 1]
【0044】[0044]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、物
体側レンズ群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳とを略一
致させた構成となっているので、被走査面が平坦であっ
ても湾曲のない高速走査が可能である。また、安価で製
造容易な回転対称球面系のみで物体側レンズ群と像側レ
ンズ群を構成することができるため、低コストで実現す
ることができる。従って、本発明にかかる走査光学系を
用いれば、走査装置の低コスト化を効果的に行うことが
できる。さらに、物体側レンズ群としてftanθ光学系
を用い、主走査においてミラーによって偏向される光が
軸上から軸外へと離れるほど主走査速度を速くする構成
となっているので、歪みのない高速走査が可能である。As described above, according to the present invention, since the exit pupil of the object side lens group and the entrance pupil of the image side lens group are made to substantially coincide with each other, the surface to be scanned is flat. Even if it exists, high-speed scanning without curvature is possible. Further, since the object side lens group and the image side lens group can be constituted only by a rotationally symmetric spherical system which is inexpensive and easy to manufacture, it can be realized at a low cost. Therefore, by using the scanning optical system according to the present invention, it is possible to effectively reduce the cost of the scanning device. Further, since the ftan θ optical system is used as the object side lens group and the main scanning speed becomes faster as the light deflected by the mirror in the main scanning moves away from on-axis to off-axis, high-speed scanning without distortion Is possible.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明に係る実施の形態の基本構成を模式的に
示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a basic configuration of an embodiment according to the present invention.
【図2】図1の実施の形態における物体側レンズ群の射
影方式と像面との関係を説明するための図。FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the projection method of the object side lens group and the image plane in the embodiment of FIG.
【図3】第1の実施の形態(実施例1)のミラー回転角θ
=45°のときのレンズ構成図。FIG. 3 is a mirror rotation angle θ according to the first mode for embodying the present invention (embodiment 1).
Lens configuration diagram when = 45 °.
【図4】第1の実施の形態(実施例1)のミラー回転角θ
=48.5°のときのレンズ構成図。FIG. 4 is a mirror rotation angle θ according to the first mode for embodying the present invention (embodiment 1).
Lens configuration diagram when = 48.5 °.
【図5】第1の実施の形態(実施例1)のミラー回転角θ
=41.5°のときのレンズ構成図。FIG. 5 is a mirror rotation angle θ according to the first mode for embodying the present invention (embodiment 1).
Lens configuration diagram when = 41.5 °.
【図6】第2の実施の形態(実施例2)のミラー回転角θ
=45°のときのレンズ構成図。FIG. 6 is a mirror rotation angle θ according to the second mode for embodying the present invention (embodiment 2).
Lens configuration diagram when = 45 °.
【図7】第2の実施の形態(実施例2)のミラー回転角θ
=48.5°のときのレンズ構成図。FIG. 7 shows a mirror rotation angle θ according to the second mode for embodying the present invention (embodiment 2).
Lens configuration diagram when = 48.5 °.
【図8】第2の実施の形態(実施例2)のミラー回転角θ
=41.5°のときのレンズ構成図。FIG. 8 is a mirror rotation angle θ according to the second mode for embodying the present invention (embodiment 2).
Lens configuration diagram when = 41.5 °.
【図9】第3の実施の形態(実施例3)のミラー回転角θ
=45°のときのレンズ構成図。FIG. 9 shows a mirror rotation angle θ of the third mode for embodying the present invention (embodiment 3).
Lens configuration diagram when = 45 °.
【図10】第3の実施の形態(実施例3)のミラー回転角
θ=48.5°のときのレンズ構成図。FIG. 10 is a lens configuration diagram of a third embodiment (Example 3) when a mirror rotation angle θ = 48.5 °.
【図11】第3の実施の形態(実施例3)のミラー回転角
θ=41.5°のときのレンズ構成図。FIG. 11 is a lens configuration diagram of the third embodiment (Example 3) when the mirror rotation angle θ = 41.5 °.
1 …フィルム画面 2 …プリズム 3 …ラインCCD Gr1 …像側レンズ群 Gr2 …物体側レンズ群 M …ミラー A …絞り 1 ... Film screen 2 ... Prism 3 ... Line CCD Gr1 ... Image side lens group Gr2 ... Object side lens group M ... Mirror A ... Aperture
Claims (1)
と、前記物体側レンズ群を通過した光を偏向させること
によって物体を撮像するための主走査を行うミラーと、
前記ミラーによって偏向された副走査方向における軸上
光及び軸外光を共に撮像面上で結像させる像側レンズ群
と、を備えた走査光学系であって、 前記物体側レンズ群、前記像側レンズ群のうち前記主走
査において光路が変化するレンズ群としてftanθ光学
系を用い、前記主走査において前記ミラーによって偏向
される光が軸上から軸外へと離れるほど主走査速度を速
くし、さらに、前記物体側レンズ群の射出瞳と前記像側
レンズ群の入射瞳とを略一致させたことを特徴とする走
査光学系。1. An object-side lens group that collects light from an object, and a mirror that performs main scanning for imaging an object by deflecting light that has passed through the object-side lens group.
A scanning optical system comprising: an image-side lens group that forms both on-axis light and off-axis light in the sub-scanning direction, which are deflected by the mirror, on an imaging surface, the object-side lens group, the image Among the side lens groups, an ftan θ optical system is used as a lens group whose optical path changes in the main scanning, and the main scanning speed is increased as the light deflected by the mirror in the main scanning is deviated from on-axis to off-axis, The scanning optical system is characterized in that an exit pupil of the object side lens group and an entrance pupil of the image side lens group are substantially aligned with each other.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8042922A JPH09236741A (en) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Scanning optical system |
US08/806,025 US6128120A (en) | 1996-02-28 | 1997-02-24 | Scanning optical system |
US09/614,964 US6469820B1 (en) | 1996-02-28 | 2000-07-12 | Scanning optical system |
US10/173,295 US20030025974A1 (en) | 1996-02-28 | 2002-06-17 | Scanning optical system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8042922A JPH09236741A (en) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Scanning optical system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09236741A true JPH09236741A (en) | 1997-09-09 |
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ID=12649523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8042922A Pending JPH09236741A (en) | 1996-02-28 | 1996-02-29 | Scanning optical system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09236741A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6304361B1 (en) | 1999-07-02 | 2001-10-16 | Minolta Co., Ltd. | Scanning optical system |
JP2006072104A (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Sony Corp | Light scanning device and image forming apparatus |
KR20160095668A (en) * | 2015-02-03 | 2016-08-12 | 삼성디스플레이 주식회사 | Method of compensating an image of a display device, and display device |
-
1996
- 1996-02-29 JP JP8042922A patent/JPH09236741A/en active Pending
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---|---|---|---|---|
US6304361B1 (en) | 1999-07-02 | 2001-10-16 | Minolta Co., Ltd. | Scanning optical system |
JP2006072104A (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Sony Corp | Light scanning device and image forming apparatus |
KR20160095668A (en) * | 2015-02-03 | 2016-08-12 | 삼성디스플레이 주식회사 | Method of compensating an image of a display device, and display device |
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