JPH11258501A - コリメータレンズおよびこれを用いた光走査装置 - Google Patents
コリメータレンズおよびこれを用いた光走査装置Info
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- JPH11258501A JPH11258501A JP10337028A JP33702898A JPH11258501A JP H11258501 A JPH11258501 A JP H11258501A JP 10337028 A JP10337028 A JP 10337028A JP 33702898 A JP33702898 A JP 33702898A JP H11258501 A JPH11258501 A JP H11258501A
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/124—Details of the optical system between the light source and the polygonal mirror
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 負、負、正、正、負の５枚のレンズ構成のコ
リメータレンズとすることにより、明るく、光源からの
熱の影響を小さくすることが可能で、収差を良好に補正
することが可能となる。 【構成】 平行光束側から順に、平行光束側に凹面を向
けた負の第１レンズＬ １、負の第２レンズＬ２、正の第
３レンズＬ３、平行光束側に凸面を向けた正の第４レン
ズＬ４、平行光束側に凹面を向けた負の第５レンズＬ５
をこの順で配設し、さらに絞りｉを第１レンズより平行
光束側に配置し、下記条件式を満足する。 (1)0.90<ｆ３４５/ｆ<0.95 (2)-0.79<Ｒ１/ｆ<-0.70
(3)1.10<ｆ４/ｆ<1.94 ｆ：レンズ系全体の合成焦点距離、ｆ３４５：第３レン
ズから第５レンズまでの合成焦点距離、ｆ４：第４レン
ズの焦点距離、Ｒ１：第１レンズの平行光束側のレンズ
面の曲率半径
リメータレンズとすることにより、明るく、光源からの
熱の影響を小さくすることが可能で、収差を良好に補正
することが可能となる。 【構成】 平行光束側から順に、平行光束側に凹面を向
けた負の第１レンズＬ １、負の第２レンズＬ２、正の第
３レンズＬ３、平行光束側に凸面を向けた正の第４レン
ズＬ４、平行光束側に凹面を向けた負の第５レンズＬ５
をこの順で配設し、さらに絞りｉを第１レンズより平行
光束側に配置し、下記条件式を満足する。 (1)0.90<ｆ３４５/ｆ<0.95 (2)-0.79<Ｒ１/ｆ<-0.70
(3)1.10<ｆ４/ｆ<1.94 ｆ：レンズ系全体の合成焦点距離、ｆ３４５：第３レン
ズから第５レンズまでの合成焦点距離、ｆ４：第４レン
ズの焦点距離、Ｒ１：第１レンズの平行光束側のレンズ
面の曲率半径
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームを走
査して画像の記録や表示を行うための複写機あるいはレ
ーザプリンタ等の光走査装置に用いられるコリメータレ
ンズに関し、詳細にはレーザダイオード等の光源から発
光した発散光束を平行光束に変換するためのコリメータ
レンズに関するものである。
査して画像の記録や表示を行うための複写機あるいはレ
ーザプリンタ等の光走査装置に用いられるコリメータレ
ンズに関し、詳細にはレーザダイオード等の光源から発
光した発散光束を平行光束に変換するためのコリメータ
レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、レーザビームを走査して画像
の記録や表示を行うための複写機あるいはレーザプリン
タ等の光走査装置が種々知られている。このような光走
査装置は、レーザダイオードから射出されたレーザビー
ムが、コリメータレンズによって平行光束に変換され、
回転多面鏡の回転に応じて偏向され、ｆθレンズによっ
て絞られて光導電性感光ドラムの表面に結像し、微小な
ビームスポットを記録体上で走査するようになってい
る。
の記録や表示を行うための複写機あるいはレーザプリン
タ等の光走査装置が種々知られている。このような光走
査装置は、レーザダイオードから射出されたレーザビー
ムが、コリメータレンズによって平行光束に変換され、
回転多面鏡の回転に応じて偏向され、ｆθレンズによっ
て絞られて光導電性感光ドラムの表面に結像し、微小な
ビームスポットを記録体上で走査するようになってい
る。
【０００３】ところで、このような光走査装置に使用さ
れるコリメータレンズでは、感光ドラム面上の照度を大
きくするために、明るいレンズ系とする必要がある。ま
た、一般的にｆθレンズ系に比べてコリメータレンズで
はその開口数が大きく、発生する収差が大きくなる。そ
こで、コリメータレンズでは波面収差を抑え、感光ドラ
ム面上でのスポットを小さくすることが肝要である。例
えば特開平8-114768号公報には、上述した性能を満足す
るコリメータレンズが開示されている。
れるコリメータレンズでは、感光ドラム面上の照度を大
きくするために、明るいレンズ系とする必要がある。ま
た、一般的にｆθレンズ系に比べてコリメータレンズで
はその開口数が大きく、発生する収差が大きくなる。そ
こで、コリメータレンズでは波面収差を抑え、感光ドラ
ム面上でのスポットを小さくすることが肝要である。例
えば特開平8-114768号公報には、上述した性能を満足す
るコリメータレンズが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平8-
114768号公報に記載されたコリメータレンズでは、コリ
メータレンズが光源（レーザーダイオード等）の近くに
配置されることとなるため、光源からの熱によりコリメ
ータレンズの温度が上昇し、波面収差が大きくなるとい
う問題点があった。
114768号公報に記載されたコリメータレンズでは、コリ
メータレンズが光源（レーザーダイオード等）の近くに
配置されることとなるため、光源からの熱によりコリメ
ータレンズの温度が上昇し、波面収差が大きくなるとい
う問題点があった。
【０００５】そこで、光源からの熱の影響を受け難くす
るために、コリメータレンズから光源までの距離を大き
くすることが肝要であるが、このようなコリメータレン
ズとして、例えば特開平8-114767号公報に、３枚のレン
ズ構成からなるコリメータレンズが開示されている。し
かし、上記特開平8-114767号公報に記載されたコリメー
タレンズでは、光軸方向にズレが発生した場合に、波面
収差の劣化が大きくなってしまうという問題点があっ
た。
るために、コリメータレンズから光源までの距離を大き
くすることが肝要であるが、このようなコリメータレン
ズとして、例えば特開平8-114767号公報に、３枚のレン
ズ構成からなるコリメータレンズが開示されている。し
かし、上記特開平8-114767号公報に記載されたコリメー
タレンズでは、光軸方向にズレが発生した場合に、波面
収差の劣化が大きくなってしまうという問題点があっ
た。
【０００６】また、光源（例えばレーザダイオード）や
コリメータレンズが偏芯したり、光軸方向にズレが生じ
た場合には、感光ドラム面上での結像位置が変化すると
いう問題点があった。すなわち、図３に示すように、光
源１０やコリメータレンズ１１が光軸Ｘに対して上下の
矢印方向にずれると、これに伴って平行光束１２も上下
方向にずれ、感光ドラム面上での結像位置が変化してし
まう。なお、図３において、１３はアパーチャを示す。
コリメータレンズが偏芯したり、光軸方向にズレが生じ
た場合には、感光ドラム面上での結像位置が変化すると
いう問題点があった。すなわち、図３に示すように、光
源１０やコリメータレンズ１１が光軸Ｘに対して上下の
矢印方向にずれると、これに伴って平行光束１２も上下
方向にずれ、感光ドラム面上での結像位置が変化してし
まう。なお、図３において、１３はアパーチャを示す。
【０００７】本発明は、上述した事情に鑑みなされたも
ので、明るく、波面収差および像面湾曲が小さく、光源
からの熱による波面収差の劣化を小さくすることが可能
な、光走査装置に用いられるコリメータレンズを提供す
ることを目的とするものである。
ので、明るく、波面収差および像面湾曲が小さく、光源
からの熱による波面収差の劣化を小さくすることが可能
な、光走査装置に用いられるコリメータレンズを提供す
ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるコリメー
タレンズは、平行光束側から順に、平行光束側に凹面を
向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズからなる第
１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力
を有する第３レンズ、平行光束側に凸面を向けた正の屈
折力を有する第４レンズ、平行光束側に凹面を向けた負
の屈折力を有する第５レンズをこの順で配設するととも
に、前記第１レンズよりも平行光束側に絞りを配設した
ことを特徴とするものである。
タレンズは、平行光束側から順に、平行光束側に凹面を
向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズからなる第
１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力
を有する第３レンズ、平行光束側に凸面を向けた正の屈
折力を有する第４レンズ、平行光束側に凹面を向けた負
の屈折力を有する第５レンズをこの順で配設するととも
に、前記第１レンズよりも平行光束側に絞りを配設した
ことを特徴とするものである。
【０００９】また、以下の条件式を満足することが好ま
しい。 （１） ０．９０ ＜ ｆ３４５／ｆ ＜ ０．９５ ただし、ｆ ：レンズ系全体の合成焦点距離 ｆ３４５：第３レンズから第５レンズまでの合成焦点距
離
しい。 （１） ０．９０ ＜ ｆ３４５／ｆ ＜ ０．９５ ただし、ｆ ：レンズ系全体の合成焦点距離 ｆ３４５：第３レンズから第５レンズまでの合成焦点距
離
【００１０】さらに、以下の条件式を満足することが好
ましい。 （２）−０．７９ ＜ Ｒ１／ｆ ＜ −０．７０ （３） １．１０ ＜ ｆ４／ｆ ＜ １．９４ ただし、ｆ４：第４レンズの焦点距離 Ｒ１：第１レンズの平行光束側のレンズ面の曲率半径 また、本発明にかかる光走査装置は、上述したコリメー
タレンズを用いたことを特徴とするものである。
ましい。 （２）−０．７９ ＜ Ｒ１／ｆ ＜ −０．７０ （３） １．１０ ＜ ｆ４／ｆ ＜ １．９４ ただし、ｆ４：第４レンズの焦点距離 Ｒ１：第１レンズの平行光束側のレンズ面の曲率半径 また、本発明にかかる光走査装置は、上述したコリメー
タレンズを用いたことを特徴とするものである。
【００１１】条件式（１）は、全系の合成焦点距離ｆに
対する第３レンズＬ３から第５レンズＬ５までのレンズ
の合成焦点距離ｆ３４５の比を規定したものである。こ
の条件式（１）において、ｆ３４５／ｆの値が上限を超
えて大きい場合には、正のレンズ、すなわち第３レンズ
もしくは第４レンズにおける球面収差の発生量が大きく
なり過ぎ、その補正が困難になる。一方、条件式（１）
において、ｆ３４５／ｆの値が下限を超えて小さい場合
には、バックフォーカスが小さくなり過ぎる。
対する第３レンズＬ３から第５レンズＬ５までのレンズ
の合成焦点距離ｆ３４５の比を規定したものである。こ
の条件式（１）において、ｆ３４５／ｆの値が上限を超
えて大きい場合には、正のレンズ、すなわち第３レンズ
もしくは第４レンズにおける球面収差の発生量が大きく
なり過ぎ、その補正が困難になる。一方、条件式（１）
において、ｆ３４５／ｆの値が下限を超えて小さい場合
には、バックフォーカスが小さくなり過ぎる。
【００１２】すなわち、条件式（１）を満足することに
より、光源からの熱の影響を受け難い所要のバックフォ
ーカスを得ることができるとともに、球面収差を良好に
補正することができる。
より、光源からの熱の影響を受け難い所要のバックフォ
ーカスを得ることができるとともに、球面収差を良好に
補正することができる。
【００１３】条件式（２）は、全系の合成焦点距離ｆに
対する第１レンズの平行光束側のレンズ面の曲率半径Ｒ
１の比を規定したものである。この条件式（２）におい
て、Ｒ１／ｆの値が上限を超えて大きい場合には、像面
湾曲の発生量が大きくなる。一方、条件式（２）におい
て、Ｒ１／ｆの値が下限を超えて小さい場合には、十分
なバックフォーカスを維持したまま、球面収差を補正す
ることができなくなる。すなわち、条件式（２）を満足
することにより、像面湾曲の発生を抑えるとともに、球
面収差を良好に補正することができる。
対する第１レンズの平行光束側のレンズ面の曲率半径Ｒ
１の比を規定したものである。この条件式（２）におい
て、Ｒ１／ｆの値が上限を超えて大きい場合には、像面
湾曲の発生量が大きくなる。一方、条件式（２）におい
て、Ｒ１／ｆの値が下限を超えて小さい場合には、十分
なバックフォーカスを維持したまま、球面収差を補正す
ることができなくなる。すなわち、条件式（２）を満足
することにより、像面湾曲の発生を抑えるとともに、球
面収差を良好に補正することができる。
【００１４】条件式（３）は、全系の合成焦点距離ｆに
対する第４レンズの焦点距離ｆ４の比を規定したもので
ある。この条件式（３）において、ｆ４／ｆの値が上限
を超えて大きい場合には、第４レンズにおける正の軸上
収差の発生量が大きくなり過ぎ、球面収差の補正が困難
になる。一方、条件式（３）において、ｆ４／ｆの値
が、下限を超えて小さい場合には、第４レンズの焦点距
離が小さくなり過ぎ、負の球面収差の発生量が小さくな
り過ぎる。すなわち、条件式（３）を満足することによ
り、球面収差及びコマ収差を良好に補正することができ
る。
対する第４レンズの焦点距離ｆ４の比を規定したもので
ある。この条件式（３）において、ｆ４／ｆの値が上限
を超えて大きい場合には、第４レンズにおける正の軸上
収差の発生量が大きくなり過ぎ、球面収差の補正が困難
になる。一方、条件式（３）において、ｆ４／ｆの値
が、下限を超えて小さい場合には、第４レンズの焦点距
離が小さくなり過ぎ、負の球面収差の発生量が小さくな
り過ぎる。すなわち、条件式（３）を満足することによ
り、球面収差及びコマ収差を良好に補正することができ
る。
【００１５】なお、本明細書において、レンズ面の曲率
半径Ｒの符号は平行光束側に凸の時を正にとるものとす
る。
半径Ｒの符号は平行光束側に凸の時を正にとるものとす
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施形態を実施例１〜５を用いて説明する。図１は本
発明にかかるコリメータレンズのレンズ基本構成図、図
２は図１に示すコリメータレンズを用いた光走査装置の
概略構成図である。本発明にかかるコリメータレンズ１
は、レーザビームを走査して画像の記録や表示を行うた
めのレーザプリンタ、スキャナ、コピー機等の光走査装
置２の光学系に用いられるものである。
の実施形態を実施例１〜５を用いて説明する。図１は本
発明にかかるコリメータレンズのレンズ基本構成図、図
２は図１に示すコリメータレンズを用いた光走査装置の
概略構成図である。本発明にかかるコリメータレンズ１
は、レーザビームを走査して画像の記録や表示を行うた
めのレーザプリンタ、スキャナ、コピー機等の光走査装
置２の光学系に用いられるものである。
【００１７】この光走査装置２は、図２に示すように、
レーザダイオード３から射出されたレーザビームをコリ
メータレンズ１により平行光束に変換するとともに、ス
リットやシリンドリカルレンズ等からなる補助光学系４
を用いてポリゴンミラー５の面倒れを補正し、これによ
り該レーザ光をポリゴンミラー５により偏向し、ｆθレ
ンズ６により光導電性感光ドラム７の表面に導かれて形
成された微小なビームスポットを記録体上で走査するよ
うになっている。
レーザダイオード３から射出されたレーザビームをコリ
メータレンズ１により平行光束に変換するとともに、ス
リットやシリンドリカルレンズ等からなる補助光学系４
を用いてポリゴンミラー５の面倒れを補正し、これによ
り該レーザ光をポリゴンミラー５により偏向し、ｆθレ
ンズ６により光導電性感光ドラム７の表面に導かれて形
成された微小なビームスポットを記録体上で走査するよ
うになっている。
【００１８】図１に示すように、本発明にかかるコリメ
ータレンズ１は、平行光束側から順に、平行光束側に凹
面を向けた負のメニスカスレンズからなる第１レンズＬ
１、平行光束側に凸面を向けた負のメニスカスレンズか
らなる第２レンズＬ２、両凸レンズからなる第３レンズ
Ｌ３、平行光束側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ
からなる第４レンズＬ４（ただし、実施例１，３，４で
は両凸レンズ）、平行光束側に凹面を向けた負のメニス
カスレンズからなる第５レンズＬ５（ただし、実施例５
では平凹レンズ）をこの順で配設し、絞りｉを第１レン
ズＬ１の平行光束側に配設してなる。なお、図１中、８
はレーザダイオード３のカバーガラス、Ｘは光軸、ＳＤ
は絞り面Ｓから第１レンズＬ１の平行光束側のレンズ面
までの空気間隔を示す。
ータレンズ１は、平行光束側から順に、平行光束側に凹
面を向けた負のメニスカスレンズからなる第１レンズＬ
１、平行光束側に凸面を向けた負のメニスカスレンズか
らなる第２レンズＬ２、両凸レンズからなる第３レンズ
Ｌ３、平行光束側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ
からなる第４レンズＬ４（ただし、実施例１，３，４で
は両凸レンズ）、平行光束側に凹面を向けた負のメニス
カスレンズからなる第５レンズＬ５（ただし、実施例５
では平凹レンズ）をこの順で配設し、絞りｉを第１レン
ズＬ１の平行光束側に配設してなる。なお、図１中、８
はレーザダイオード３のカバーガラス、Ｘは光軸、ＳＤ
は絞り面Ｓから第１レンズＬ１の平行光束側のレンズ面
までの空気間隔を示す。
【００１９】また、これらのレンズは以下の条件式を満
足する。 （１） ０．９０ ＜ ｆ３４５／ｆ ＜ ０．９５ （２）−０．７９ ＜ Ｒ１／ｆ ＜ −０．７０ （３） １．１０ ＜ ｆ４／ｆ ＜ １．９４ ただし、ｆ ：レンズ系全体の合成焦点距離 ｆ３４５：第３レンズから第５レンズまでの合成焦点距
離 ｆ４：第４レンズの焦点距離 Ｒ１：第１レンズの平行光束側のレンズ面の曲率半径 上記条件式（１）〜（３）を満足することにより、明る
く、波面収差および像面湾曲が小さく、光源からの熱の
影響による波面収差の劣化を小さくすることができる。
足する。 （１） ０．９０ ＜ ｆ３４５／ｆ ＜ ０．９５ （２）−０．７９ ＜ Ｒ１／ｆ ＜ −０．７０ （３） １．１０ ＜ ｆ４／ｆ ＜ １．９４ ただし、ｆ ：レンズ系全体の合成焦点距離 ｆ３４５：第３レンズから第５レンズまでの合成焦点距
離 ｆ４：第４レンズの焦点距離 Ｒ１：第１レンズの平行光束側のレンズ面の曲率半径 上記条件式（１）〜（３）を満足することにより、明る
く、波面収差および像面湾曲が小さく、光源からの熱の
影響による波面収差の劣化を小さくすることができる。
【００２０】また、これらのレンズは以下の条件式を満
足することが好ましい。 （４） １．２０ ＜ ｆ３／ｆ ＜ １．６０ （５） ０．８０ ＜ ｆ２／ｆ１ ＜ １．２０ ただし、ｆ２：第２レンズの焦点距離 ｆ３：第３レンズの焦点距離
足することが好ましい。 （４） １．２０ ＜ ｆ３／ｆ ＜ １．６０ （５） ０．８０ ＜ ｆ２／ｆ１ ＜ １．２０ ただし、ｆ２：第２レンズの焦点距離 ｆ３：第３レンズの焦点距離
【００２１】条件式（４）は、レンズ全系の合成焦点距
離ｆに対する第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３の比を規定
したものである。この条件式（４）において、ｆ３／ｆ
の値が上限を超えて大きい場合には、第４レンズＬ４に
おける正の軸上収差の発生量が大きくなり過ぎ、球面収
差の補正が困難になる。一方、ｆ３／ｆの値が下限を超
えて小さい場合には、第４レンズＬ４の焦点距離が小さ
くなり過ぎ、負の球面収差の発生量が小さくなり過ぎ
る。すなわち、条件式（４）を満足することにより、球
面収差およびコマ収差を良好に補正することができる。
なお、条件式（４）を満足する場合に、第３レンズＬ３
は両凸の単レンズであることが好ましい。
離ｆに対する第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３の比を規定
したものである。この条件式（４）において、ｆ３／ｆ
の値が上限を超えて大きい場合には、第４レンズＬ４に
おける正の軸上収差の発生量が大きくなり過ぎ、球面収
差の補正が困難になる。一方、ｆ３／ｆの値が下限を超
えて小さい場合には、第４レンズＬ４の焦点距離が小さ
くなり過ぎ、負の球面収差の発生量が小さくなり過ぎ
る。すなわち、条件式（４）を満足することにより、球
面収差およびコマ収差を良好に補正することができる。
なお、条件式（４）を満足する場合に、第３レンズＬ３
は両凸の単レンズであることが好ましい。
【００２２】条件式（５）は、第２レンズＬ２の焦点距
離ｆ２に対する第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１の比を規
定したものである。この条件式（５）を満足することに
より、球面収差および像面湾曲を良好に補正することが
できる。
離ｆ２に対する第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１の比を規
定したものである。この条件式（５）を満足することに
より、球面収差および像面湾曲を良好に補正することが
できる。
【００２３】さらに、これらのレンズは以下の条件式
（６）を満足することが好ましい。 （６） ０．０７ ＜ Ｄ８／ｆ ＜ ０．１５ ただし、Ｄ８：第４レンズと第５レンズの面間隔
（６）を満足することが好ましい。 （６） ０．０７ ＜ Ｄ８／ｆ ＜ ０．１５ ただし、Ｄ８：第４レンズと第５レンズの面間隔
【００２４】条件式（６）は、レンズ全系の合成焦点距
離ｆに対する第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の面間隔
Ｄ８の比を規定したものである。この条件式（６）にお
いて、Ｄ８／ｆの値が上限を超えると、球面収差が補正
不足になる。一方、Ｄ８／ｆの値が下限を超えると、球
面収差が補正過剰になり過ぎ、十分な補正ができなくな
る。すなわち、条件式（６）を満足することにより、球
面収差および軸上波面収差を良好に補正することができ
る。また、これらのレンズは、以下の条件式（７）を満
足することが好ましい（実施例２および実施例５におい
て満足されている）。 （７） ０．８２ ＜ ｆ３４／ｆ ＜ ０．９５ ただし、ｆ３４：第３レンズと第４レンズの合成焦点距
離
離ｆに対する第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の面間隔
Ｄ８の比を規定したものである。この条件式（６）にお
いて、Ｄ８／ｆの値が上限を超えると、球面収差が補正
不足になる。一方、Ｄ８／ｆの値が下限を超えると、球
面収差が補正過剰になり過ぎ、十分な補正ができなくな
る。すなわち、条件式（６）を満足することにより、球
面収差および軸上波面収差を良好に補正することができ
る。また、これらのレンズは、以下の条件式（７）を満
足することが好ましい（実施例２および実施例５におい
て満足されている）。 （７） ０．８２ ＜ ｆ３４／ｆ ＜ ０．９５ ただし、ｆ３４：第３レンズと第４レンズの合成焦点距
離
【００２５】条件式（７）は、レンズ全系の合成焦点距
離ｆに対する第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の合成焦
点距離ｆ３４の比を規定したものである。この条件式
（７）を満足することにより、光源からの熱の影響を受
け難い程度のバックフォーカスを得ることができるとと
もに、球面収差および像面湾曲を良好に補正することが
できる。
離ｆに対する第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の合成焦
点距離ｆ３４の比を規定したものである。この条件式
（７）を満足することにより、光源からの熱の影響を受
け難い程度のバックフォーカスを得ることができるとと
もに、球面収差および像面湾曲を良好に補正することが
できる。
【００２６】以下、実施例１〜５の各々について具体的
数値を用いて説明する。なお、実施例１〜５にかかるコ
リメータレンズ１の各数値データは、焦点距離を100mm
として規格化したものであり、実際には原稿サイズと解
像度により最適な値のもので使用される。
数値を用いて説明する。なお、実施例１〜５にかかるコ
リメータレンズ１の各数値データは、焦点距離を100mm
として規格化したものであり、実際には原稿サイズと解
像度により最適な値のもので使用される。
【００２７】＜実施例１＞この実施例１における各レン
ズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線（587.
56nm）における屈折率Ｎ および各レンズの硝材名を下
記表１に示す。ただし、この表１および後述する表２〜
５において、各記号Ｒ，Ｄ，Ｎに対応させた数字は平行
光束側から順次増加するようになっている。
ズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線（587.
56nm）における屈折率Ｎ および各レンズの硝材名を下
記表１に示す。ただし、この表１および後述する表２〜
５において、各記号Ｒ，Ｄ，Ｎに対応させた数字は平行
光束側から順次増加するようになっている。
【００２８】また、表１の中段に、この実施例１のコリ
メータレンズにおけるレンズ系全体の焦点距離ｆ、バッ
クフォーカスＢｆ′、開口数、カバーガラス厚、使用基
準波長の値を示す。ただし、焦点距離等の近軸計算は、
それぞれ使用基準波長に基づいて行われている。さら
に、表１の下段に、この実施例１の上記条件式（１）〜
（６）に対応する数値を示す。
メータレンズにおけるレンズ系全体の焦点距離ｆ、バッ
クフォーカスＢｆ′、開口数、カバーガラス厚、使用基
準波長の値を示す。ただし、焦点距離等の近軸計算は、
それぞれ使用基準波長に基づいて行われている。さら
に、表１の下段に、この実施例１の上記条件式（１）〜
（６）に対応する数値を示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】上表から明らかなように、実施例１では各
条件式（１）〜（６）が全て満足されている。また、バ
ックフォーカスは、光源からの熱の影響を受け難い十分
なものとなっている。
条件式（１）〜（６）が全て満足されている。また、バ
ックフォーカスは、光源からの熱の影響を受け難い十分
なものとなっている。
【００３１】＜実施例２＞この実施例２における各レン
ズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線におけ
る屈折率Ｎ および各レンズの硝材名を下記表２に示
す。
ズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線におけ
る屈折率Ｎ および各レンズの硝材名を下記表２に示
す。
【００３２】また、表２の中段に、この実施例２のコリ
メータレンズにおけるレンズ系全体の焦点距離ｆ、バッ
クフォーカスＢｆ′、開口数、カバーガラス厚、使用基
準波長の値を示す。ただし、焦点距離等の近軸計算は、
それぞれ使用基準波長に基づいて行われている。さら
に、表２の下段に、この実施例２の上記条件式（１）〜
（７）に対応する数値を示す。
メータレンズにおけるレンズ系全体の焦点距離ｆ、バッ
クフォーカスＢｆ′、開口数、カバーガラス厚、使用基
準波長の値を示す。ただし、焦点距離等の近軸計算は、
それぞれ使用基準波長に基づいて行われている。さら
に、表２の下段に、この実施例２の上記条件式（１）〜
（７）に対応する数値を示す。
【００３３】
【表２】
【００３４】上表から明らかなように、実施例２では各
条件式（１）〜（７）が全て満足されている。また、バ
ックフォーカスは、光源からの熱の影響を受け難い十分
なものとなっている。
条件式（１）〜（７）が全て満足されている。また、バ
ックフォーカスは、光源からの熱の影響を受け難い十分
なものとなっている。
【００３５】＜実施例３＞この実施例３における各レン
ズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線におけ
る屈折率Ｎ および各レンズの硝材名を下記表３に示
す。
ズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線におけ
る屈折率Ｎ および各レンズの硝材名を下記表３に示
す。
【００３６】また、表３の中段に、この実施例３のコリ
メータレンズにおけるレンズ系全体の焦点距離ｆ、バッ
クフォーカスＢｆ′、開口数、カバーガラス厚、使用基
準波長の値を示す。ただし、焦点距離等の近軸計算は、
それぞれ使用基準波長に基づいて行われている。さら
に、表３の下段に、この実施例３の上記条件式（１）〜
（６）に対応する数値を示す。
メータレンズにおけるレンズ系全体の焦点距離ｆ、バッ
クフォーカスＢｆ′、開口数、カバーガラス厚、使用基
準波長の値を示す。ただし、焦点距離等の近軸計算は、
それぞれ使用基準波長に基づいて行われている。さら
に、表３の下段に、この実施例３の上記条件式（１）〜
（６）に対応する数値を示す。
【００３７】
【表３】
【００３８】上表から明らかなように、実施例３では各
条件式（１）〜（６）が全て満足されている。また、バ
ックフォーカスは、光源からの熱の影響を受け難い十分
なものとなっている。
条件式（１）〜（６）が全て満足されている。また、バ
ックフォーカスは、光源からの熱の影響を受け難い十分
なものとなっている。
【００３９】＜実施例４＞この実施例４における各レン
ズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線におけ
る屈折率Ｎ および各レンズの硝材名を下記表４に示
す。
ズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線におけ
る屈折率Ｎ および各レンズの硝材名を下記表４に示
す。
【００４０】また、表４の中段に、この実施例４のコリ
メータレンズにおけるレンズ系全体の焦点距離ｆ、バッ
クフォーカスＢｆ′、開口数、カバーガラス厚、使用基
準波長の値を示す。ただし、焦点距離等の近軸計算は、
それぞれ使用基準波長に基づいて行われている。さら
に、表４の下段に、この実施例４の上記条件式（１）〜
（６）に対応する数値を示す。
メータレンズにおけるレンズ系全体の焦点距離ｆ、バッ
クフォーカスＢｆ′、開口数、カバーガラス厚、使用基
準波長の値を示す。ただし、焦点距離等の近軸計算は、
それぞれ使用基準波長に基づいて行われている。さら
に、表４の下段に、この実施例４の上記条件式（１）〜
（６）に対応する数値を示す。
【００４１】
【表４】
【００４２】上表から明らかなように、実施例４では各
条件式（１）〜（６）が全て満足されている。また、バ
ックフォーカスは、光源からの熱の影響を受け難い十分
なものとなっている。
条件式（１）〜（６）が全て満足されている。また、バ
ックフォーカスは、光源からの熱の影響を受け難い十分
なものとなっている。
【００４３】＜実施例５＞この実施例５における各レン
ズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線におけ
る屈折率Ｎ および各レンズの硝材名を下記表５に示
す。
ズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線におけ
る屈折率Ｎ および各レンズの硝材名を下記表５に示
す。
【００４４】また、表５の中段に、この実施例５のコリ
メータレンズにおけるレンズ系全体の焦点距離ｆ、バッ
クフォーカスＢｆ′、開口数、カバーガラス厚、使用基
準波長の値を示す。ただし、焦点距離等の近軸計算は、
それぞれ使用基準波長に基づいて行われている。さら
に、表５の下段に、この実施例５の上記条件式（１）〜
（７）に対応する数値を示す。
メータレンズにおけるレンズ系全体の焦点距離ｆ、バッ
クフォーカスＢｆ′、開口数、カバーガラス厚、使用基
準波長の値を示す。ただし、焦点距離等の近軸計算は、
それぞれ使用基準波長に基づいて行われている。さら
に、表５の下段に、この実施例５の上記条件式（１）〜
（７）に対応する数値を示す。
【００４５】
【表５】
【００４６】上表から明らかなように、実施例５では各
条件式（１）〜（７）が全て満足されている。また、バ
ックフォーカスは、光源からの熱の影響を受け難い十分
なものとなっている。
条件式（１）〜（７）が全て満足されている。また、バ
ックフォーカスは、光源からの熱の影響を受け難い十分
なものとなっている。
【００４７】また、実施例１〜５における各収差図（球
面収差、像面歪曲および歪曲収差の収差図）を各々図
４,５,６,７,８に示す。なお、この収差図においてＮＡ
は開口数を示し、ｈは像高を示す。また、像面湾曲の各
収差図には、サジタル（Ｓ）像面およびタンジェンシャ
ル（Ｔ）像面に対する収差が示されている。これら図４
〜８から明らかなように、上述した各実施例によれば、
前述した各収差を全て良好なものとすることができる。
面収差、像面歪曲および歪曲収差の収差図）を各々図
４,５,６,７,８に示す。なお、この収差図においてＮＡ
は開口数を示し、ｈは像高を示す。また、像面湾曲の各
収差図には、サジタル（Ｓ）像面およびタンジェンシャ
ル（Ｔ）像面に対する収差が示されている。これら図４
〜８から明らかなように、上述した各実施例によれば、
前述した各収差を全て良好なものとすることができる。
【００４８】なお、本発明のコリメータレンズとして
は、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態
様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径Ｒお
よびレンズ間隔（もしくはレンズ厚）Ｄあるいは、絞り
Ｓとレンズ第１面の距離を適宜変更することが可能であ
る。また、本発明のコリメータレンズは、光源側の光束
をテレセントリックに近くして、光源またはコリメータ
レンズの偏芯や光軸方向のレによる波面収差の劣化を小
さくするために、焦点位置の近くに絞りを配置し、レン
ズの像面湾曲の補正を行なうようにしている。
は、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態
様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径Ｒお
よびレンズ間隔（もしくはレンズ厚）Ｄあるいは、絞り
Ｓとレンズ第１面の距離を適宜変更することが可能であ
る。また、本発明のコリメータレンズは、光源側の光束
をテレセントリックに近くして、光源またはコリメータ
レンズの偏芯や光軸方向のレによる波面収差の劣化を小
さくするために、焦点位置の近くに絞りを配置し、レン
ズの像面湾曲の補正を行なうようにしている。
【００４９】この特性を利用して、光源であるレーザダ
イオードを、光軸と垂直な平面上に複数配置して、マル
チビーム記録用としても使用することができる。例え
ば、カラーコピー機等において、赤色、緑色、青色にそ
れぞれ対応する３つのレーザダイオード、さらにはモノ
クロ用を加えて４つのレーザダイオードを光軸と垂直な
平面上に配置することができる。またモノクロ用の複数
のレーザダイオードを副走査方向に配置することによ
り、走査回数が減少され、光走査時間を短縮することが
できる。
イオードを、光軸と垂直な平面上に複数配置して、マル
チビーム記録用としても使用することができる。例え
ば、カラーコピー機等において、赤色、緑色、青色にそ
れぞれ対応する３つのレーザダイオード、さらにはモノ
クロ用を加えて４つのレーザダイオードを光軸と垂直な
平面上に配置することができる。またモノクロ用の複数
のレーザダイオードを副走査方向に配置することによ
り、走査回数が減少され、光走査時間を短縮することが
できる。
【００５０】また、本発明のコリメータレンズは、平行
光束側に配された物体の像を記録体上に結像せしめ、当
該結像位置でレーザビームを集光しかつ走査する目的の
対物レンズとしても使用することもできる。
光束側に配された物体の像を記録体上に結像せしめ、当
該結像位置でレーザビームを集光しかつ走査する目的の
対物レンズとしても使用することもできる。
【００５１】
【発明の効果】本発明にかかるコリメータレンズによれ
ば、絞りを平行光束側に配置し、平行光束側から順に、
平行光束側に凹面を向けた負の第１レンズ、負の第２レ
ンズ、正の第３レンズ、平行光束側に凸面を向けた正の
第４レンズ、平行光束側に凹面を向けた負の第５レンズ
をこの順で配設した５枚構成とすることで明るく、波面
収差および像面湾曲が小さく、光源からの熱の影響によ
る波面収差の劣化が小さなものとすることができる。
ば、絞りを平行光束側に配置し、平行光束側から順に、
平行光束側に凹面を向けた負の第１レンズ、負の第２レ
ンズ、正の第３レンズ、平行光束側に凸面を向けた正の
第４レンズ、平行光束側に凹面を向けた負の第５レンズ
をこの順で配設した５枚構成とすることで明るく、波面
収差および像面湾曲が小さく、光源からの熱の影響によ
る波面収差の劣化が小さなものとすることができる。
【００５２】さらに、上述した条件式（１）、（２）、
（３）を満足することにより以下の如き効果を奏するこ
とができる。すなわち、条件式（１）を満足することに
より、光源からの熱の影響をより受け難い所要のバック
フォーカスを得ることができるとともに、球面収差をさ
らに良好に補正することができる。また、条件式（２）
を満足することにより、像面湾曲の発生をさらに抑える
とともに、球面収差をさらに良好に補正することができ
る。また、条件式（３）を満足することにより、球面収
差及びコマ収差をさらに良好に補正することができる。
（３）を満足することにより以下の如き効果を奏するこ
とができる。すなわち、条件式（１）を満足することに
より、光源からの熱の影響をより受け難い所要のバック
フォーカスを得ることができるとともに、球面収差をさ
らに良好に補正することができる。また、条件式（２）
を満足することにより、像面湾曲の発生をさらに抑える
とともに、球面収差をさらに良好に補正することができ
る。また、条件式（３）を満足することにより、球面収
差及びコマ収差をさらに良好に補正することができる。
【図１】本発明の実施例１〜５にかかるコリメータレン
ズのレンズ基本構成を示す概略図
ズのレンズ基本構成を示す概略図
【図２】本発明の実施例１〜５にかかるコリメータレン
ズを用いた光走査装置の概略構成図
ズを用いた光走査装置の概略構成図
【図３】軸ズレの概念図
【図４】実施例１にかかるコリメータレンズの各収差図
【図５】実施例２にかかるコリメータレンズの各収差図
【図６】実施例３にかかるコリメータレンズの各収差図
【図７】実施例４にかかるコリメータレンズの各収差図
【図８】実施例５にかかるコリメータレンズの各収差図
Ｌ１ 〜Ｌ５ レンズ Ｒ１ 〜Ｒ１０ レンズ面の曲率半径 Ｄ１ 〜Ｄ９ レンズ面間隔（レンズ厚） Ｘ 光軸 ｉ 絞り Ｓ 絞り面 １ コリメータレンズ ２ 光走査装置 ３ レーザダイオード ４ 補助光学系 ５ ポリゴンミラー ６ ｆθレンズ ７ 光導電性感光ドラム
Claims (4)
- 【請求項１】 平行光束側から順に、平行光束側に凹面
を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズからなる
第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折
力を有する第３レンズ、平行光束側に凸面を向けた正の
屈折力を有する第４レンズ、平行光束側に凹面を向けた
負の屈折力を有する第５レンズをこの順で配設するとと
もに、前記第１レンズよりも平行光束側に絞りを配設し
たことを特徴とするコリメータレンズ。 - 【請求項２】 以下の条件式を満足することを特徴とす
る請求項１記載のコリメータレンズ。 （１） ０．９０ ＜ ｆ３４５／ｆ ＜ ０．９５ ただし、ｆ ：レンズ系全体の合成焦点距離 ｆ３４５：第３レンズから第５レンズまでの合成焦点距
離 - 【請求項３】 以下の条件式を満足することを特徴とす
る請求項１または請求項２記載のコリメータレンズ。 （２）−０．７９ ＜ Ｒ１／ｆ ＜ −０．７０ （３） １．１０ ＜ ｆ４／ｆ ＜ １．９４ ただし、ｆ４：第４レンズの焦点距離 Ｒ１：第１レンズの平行光束側のレンズ面の曲率半径 - 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれか１項記載
のコリメータレンズを用いたことを特徴とする光走査装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10337028A JPH11258501A (ja) | 1998-01-09 | 1998-11-27 | コリメータレンズおよびこれを用いた光走査装置 |
| US09/206,558 US6014262A (en) | 1998-01-09 | 1998-12-08 | Collimator lens and optical scanner device which uses such collimator lens |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-15013 | 1998-01-09 | ||
| JP1501398 | 1998-01-09 | ||
| JP10337028A JPH11258501A (ja) | 1998-01-09 | 1998-11-27 | コリメータレンズおよびこれを用いた光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11258501A true JPH11258501A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=26351076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10337028A Withdrawn JPH11258501A (ja) | 1998-01-09 | 1998-11-27 | コリメータレンズおよびこれを用いた光走査装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6014262A (ja) |
| JP (1) | JPH11258501A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001281603A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Fuji Photo Optical Co Ltd | コリメータレンズおよびこれを用いた光走査装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4057135B2 (ja) * | 1998-03-20 | 2008-03-05 | フジノン株式会社 | コリメータレンズおよびこれを用いた光走査装置 |
| JP2000019388A (ja) * | 1998-06-30 | 2000-01-21 | Sony Corp | 色収差補正用光学素子およびこれを具備する光学ピックアップ装置、ならびにこの光学ピックアップ装置を具備する光再生装置および光記録再生装置 |
| JP2000267001A (ja) * | 1999-03-18 | 2000-09-29 | Minolta Co Ltd | 走査光学系 |
| JP4573941B2 (ja) * | 2000-03-30 | 2010-11-04 | 富士フイルム株式会社 | コリメータレンズおよびこれを用いた光走査装置 |
| US20060274396A1 (en) * | 2003-09-30 | 2006-12-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Optical arrangement with oscillating reflector |
| JP5371531B2 (ja) * | 2009-04-22 | 2013-12-18 | オリンパス株式会社 | 照明装置、及びそれを備えた顕微鏡 |
| JP5910191B2 (ja) * | 2012-03-13 | 2016-04-27 | 株式会社リコー | 画像読取レンズ並びに画像読取装置及び画像形成装置 |
| JP2015045773A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | 富士フイルム株式会社 | 走査光学系、光走査装置および放射線画像読取装置 |
| US9733485B2 (en) | 2015-10-30 | 2017-08-15 | Himax Technologies Limited | Collimating lens |
| US10444467B2 (en) * | 2015-11-25 | 2019-10-15 | Himax Technologies Limited | Collimation lens module and light source module using the same |
| CN108227149B (zh) * | 2018-01-30 | 2024-04-02 | 江西联益光学有限公司 | 准直镜头 |
| CN108319005A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-07-24 | 福建福光股份有限公司 | 一种4mm非球面日夜两用超清4K光学系统 |
| CN115343829A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-11-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种平场远心管镜 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2855824A (en) * | 1957-02-18 | 1958-10-14 | Eastman Kodak Co | Large aperture lens for lenticular film photography |
| US3039360A (en) * | 1958-03-17 | 1962-06-19 | Gen Precision Inc | Lens with remote entrance pupil |
| FR2136927B1 (ja) * | 1971-05-07 | 1973-05-11 | Dudragne Raymond | |
| JPS6053294B2 (ja) * | 1980-06-20 | 1985-11-25 | 株式会社ニコン | ４群構成ｆθレンズ系 |
| US4880299A (en) * | 1986-04-28 | 1989-11-14 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Telecentric fθ lens system for laser COM |
| JPH01155311A (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-19 | Minolta Camera Co Ltd | ｆ・θレンズ |
| US5055663A (en) * | 1988-06-28 | 1991-10-08 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical scanning system and method for adjusting thereof |
| US5111325A (en) * | 1989-10-16 | 1992-05-05 | Eastman Kodak Company | F-θ lens |
| US5087987A (en) * | 1991-03-28 | 1992-02-11 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Color-corrected telecentric scan lens |
| JPH07117647B2 (ja) * | 1992-05-25 | 1995-12-18 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 走査対物レンズ |
| US5386312A (en) * | 1992-08-03 | 1995-01-31 | Hughes Aircraft Company | Collimating lens having doublet element between positive-power elements |
| US5587837A (en) * | 1993-03-09 | 1996-12-24 | Hughes Electronics | Binocular eyepiece with extended eye relief |
| US5404247A (en) * | 1993-08-02 | 1995-04-04 | International Business Machines Corporation | Telecentric and achromatic f-theta scan lens system and method of use |
| JP3536939B2 (ja) * | 1994-10-17 | 2004-06-14 | 富士写真光機株式会社 | コリメータレンズ |
| JP3536940B2 (ja) * | 1994-10-17 | 2004-06-14 | 富士写真光機株式会社 | コリメータレンズ |
-
1998
- 1998-11-27 JP JP10337028A patent/JPH11258501A/ja not_active Withdrawn
- 1998-12-08 US US09/206,558 patent/US6014262A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001281603A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Fuji Photo Optical Co Ltd | コリメータレンズおよびこれを用いた光走査装置 |
| JP4628516B2 (ja) * | 2000-03-29 | 2011-02-09 | 富士フイルム株式会社 | コリメータレンズおよびこれを用いた光走査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6014262A (en) | 2000-01-11 |
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| JPH0356605B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060207 |