JPS5844410A

JPS5844410A - ｆ−θレンズ

Info

Publication number: JPS5844410A
Application number: JP56142404A
Authority: JP
Inventors: Haruo Maeda; 前田　春雄
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1981-09-11
Filing date: 1981-09-11
Publication date: 1983-03-15
Also published as: JPH0310924B2; US4436383A

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】本発明は平面走査光学系に使用するｆ−θレンズに関す
るものである。

平面走査光学系としては第１図に示すような光学系が用
いられる。この光学系において、１は光源で、これ・よ
りのビーム２は回転多面鏡３にて反射された後に結像レ
ンズ４にて走査面５の上に結像される。ここで回転多面
鏡３を矢印Ａのように回転させればスポット６は走査面
上を矢印Ｂのように走る。ス、ボット６・は走査面上を
一定速度にて走る必要があるので、結像レンズ４に一般
の写真レンズを使用することが出来ない。通常の写真レ
ンズのように歪曲収差の良好に補正されたレンズでは、
゛画角θ、焦点距離ｆ、像高ｙの間に次の関係が成立つ
。

ｙ＝ｆ’ｉａｎθ　　　　　（１）式（１）から明らかなように像高ｙは画角θの正接に比
例して変化する。したがって回転多面鏡を定速回転させ
た場合、θの変化率が一定であるために、スポット６は
走査面５の周辺へ行くにしたがって普くなシ一定速度で
の走査は出来ない。この欠点を除去してスポットが走査
面上で一定の速度で走るよう′にする方法として、回転
多面鏡を定速回転ではなく、走査面上でのスポットが定
速に、なるような回転に制御する方法がある。しかしこ
の方法は理論的に可能であっても実際上は多くの困難を
伴ない現実的な方法とは云えない。　　　゛走査面上で
スポットが一定速度で走るようにすルレンズを用いる々
法がある。このｆ−θレンズは前述の像高ｙ、焦焦点距
離１画画角との間に次の関係を有するレンズ系である。

− ｙ＝−（・θ　　　　　　　（２） −通常歪曲収差りは、実雫の像高をＹ′とする詩法の式
（８）で表わされる。。

これた対してｆ−θレンズの歪曲収差Ｖは次の式（４）
で表わされる。

従ってｆ−θレンズの歪曲収差Ｄ′が零になるように補
正されたレンズは、通常の歪曲収差りにて表わした場合
、大きな負の歪曲収差が発子しそいゃことになる。

ｆ−θレンズは上述したスポットの等速性が得られるｉ
かに諸収差が゛良好に補正されていて回折法の式（５）
で表わされる。

ｄ＝Ｋ　−Ｆ・λ　　　　　（５）上式でに、λは予め決められた値であるので、スポット
径ｄを小さくするためにはＦを小にする必要がある。

一方この様なｆ−θレンズを使用した平面走査光学系は
、最近多くの分野で使われるようになっているが、どの
分野においても装置の小型イ臥要求され、そのためには
広角なｆ−θレンズが必要と逐る。更に解像力を上げる
ためにはＦ値を小さくすることが必要である。その他安
価なレンズを得るため等からレンズ枚数が少ないことも
要求されている。

従来のｆ−〇レンズとして特開＠　５５−＝　５．３３
０８号公報および特開昭５４−１５０１４４号公報に記
載されたレンズ系等が知られている。しかし′前者の従
来例は構成枚数が多く価格が高い欠点を有している。

又後者の従来例は構成枚数は３枚〜４枚で少ないが１画
角が大きくＦナンバーが大である。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであって、構成枚
数が少なく、明るく広角であってし、かも高性能なｆ−
θレンズを提供する１のである。

本発明レンズ系は入射側に凹面を向けた正のメニスカス
レンズの第ルンズと負レンズの第２レンズとよりなる１
群と、正レンズの第３レンズと正レンズの第４レンズと
よりなる■群とよシなるレンズ系であって、次の各条件
を満足するものである。

１１３１　０．９５　＜　７　＜　１．１　　　・ただ
しｅＩＩＩは１群と■群の主点間距離、　ｆ［は■群の
焦点距離、ｆｌ、ｆ２は夫々第ルンズ、第２レンズの焦
点距離、ｒ２＋ｒ３は夫々第ルンズの像側の面および第
２レンズの入射側の面の曲率半径である。

以下上記各条件を設定した理由について述べる。

条件（１）は全系の性能を良好に保ちなから全系の一パ
ワーを決定する′ために必要な条件である。この軸外像
面が正側へ倒れ、画面全域にわたって回折限界に近いス
ポットが得られない。逆に上限の０゜２９より大になる
と歪曲収差が補正不足になり過ぎる。

本発明レンズ系は系全体としては、１群で発生した収差
を■群で補正するようにしであるが、１群で発生する収
差を小さくするために設けたのが条件（２）　、　（８
）である。

ると球面収差が補正不足になシ、逆に上限の７．１より
大になると球面収差が補正過剰になって回折限界に近い
スポットが得られなくなる。

条件（８）において−９−が下限の０．９５より小さく
なると球面収差が補正不足になシ、上限の１．１より大
きくなると球面収差が補正過剰になると共に軸外像面が
大きく負側へ倒れるので良好なスポットが得られない。

次に以上説明した本発明ｆ−θレンズの各実施例を示す
。

実施例　１ｒｌ　＝　−０，１９３５３ｄ１＝　０．０２０４　　　　ｎｔ　＝　１．７５９２
５ｒ２＝−０，１６２０８ｄ２　＝　０．０１５９ｒ３　＝　−０，１６１５：ｄａ　”　０．０２１８　　　　ｎ２＝　１．６８７１
８ｒ４＝−１，６２２１５ｄａ　−０，０１２２ｒｓ　＝−１，１３２４９ｄｓ　＝　０．０３８４　　　　ｎ３＝　１．６８７１
８ｒ６　＝−０，２８９２５− ｄ６＝　０．００３９− ｒｔ　＝−５，１０４４３ｄ７＝　０．０５３１　　　　　ｎ４＝　１．６８７１
８ｒＢ　＝−０，４３１１９ｆ＝Ｉ　　　　Ｆ／２５，５　　　θ−３０゜４°　λ
＝４８８ｎｍ実施例　２ｒｔ　＝　−０，２０７２２ｄ＋　＝　０．０２０３　　　　ｎ１＝　１．７５６０
６ｒ２　＝　−０，１７６８８ｄ２＝　０．０１５９ｒ３　＝＝−０，１７７１３ｄｓ　＝　０．０２４０　　　　ｎ２　＝　１．７５６
０６ｒ４　＝−１，１４１７２ｄ４＝　０．０１２２ｒｓ　＝−１，０２５００ｄｓ　＝　０．０４８４　　　　ｎａ　＝　１．７５６
０６ｒ６　＝　−０，２７４０２ｄａ　＝　０．００４１ｒｑ　＝　４０３．５２５５８ｄ７＝　０．０５２２　　　　ｎ４＝　１．７５６０６
ｒｓ　＝−０，６９２８６ｆ＝Ｉ　　Ｆ／１９，７　　θ＝３０，１０　　　λ＝
　６３２．８ｎｍ実施例　３ｒｌ　−＝　−０，２１７２７ｄｓ　＝　０．０２４５　　　’　ｎｔ　＝　１．７’
５６０６ｒ２　＝　−０，１８７６５ｄ２＝　０．０１５９ｒ３　＝−０，１８５９０ｄａ　＝０．０２４０　　　　ｎ２＝　１，７５６０６
ｒ４　＝　−１，２１９５８ｄ４＝　０．０１２２　　。

ｒ５　＝−１，０７５９８ −１３＝　１．７５６０６ｒ６＝−０，２７７７８ｄ、　＝　０．００４１ｒ７＝　７．３７９３３ｎ４＝　１．７５６０６ｒａ　＝−０，８２７３９ｆ＝Ｉ　　Ｆ／１９，７　　θ＝３０．１　　λ＝　６
３２．８ｎｍ実施例　４　　　　− ｒ１＝−０，２２１６８ｄｌ　＝　０．０２６５　　　　　ｎｌ　＝　１．７５
６０６ｒ２　＝−０，１９２８９ｄ２　＝　０．０１５９ｒａ　　＝−０，１８８６７ｄａ　＝０．０２４１　　　　　ｎ２＝　１．７５６０
６□ｒａ　　＝−１，２３４４０ｄ、＝　０．０１２２ｒｓ　　＝−１，０８９３１ｄｓ　＝　０．０５２４　　　　　　ｎａ　＝　　１．
７５６０６ｒ６＝−０，２７４８５ｄ、＝　０．００４１ｒｙ　＝　　５．１５１９８ｄｔ　　＝　０，０４６９　　　　　　ｎ４　　＝　　
１．７５６０６ｒｓ　＝−０，９２００９ｆ＝Ｉ　　　Ｆ／１９，７　　　θ＝　３０．１°　λ
＝　６３２．８ｎｍ実施例　５ｒ１＝　−０，２２６８４− ｄｌ　＝　０．０２４５　　　　ｎ１＝１．７５６０６
１　＝　−０，２０５５９ｄ２　＝　０．０１５９ｒａ　＝−０，１９２８４ｄａ　＝０．０２４０　　　　　、ｎ２＝　１．７５６
０６ｒ４　＝−１，１７４２１ｄ４　＝　０．０１２２ｒｓ　　＝−１，０３８９０ｄｓ　＝　０．０５２５　　　　　ｎ３＝　１．７５６
０６ｒ６　　＝　ｏ、２６９３５ｄ６　　＝　０．００４１ｒｔ　　＝　６．３９７２６ｄ７　＝　０．０４６９　　　　　ｎ４＝　１．７５６
０６ｒ８　　”−ｏ、８７２９０ｆ＝Ｉ　　　Ｆ／１９．７　　０＝　３０．１−０　　
　λ＝　６３２．８ｎｍ実施例　６ｒｌ　＝−０，２２６１２ｄ＋　＝　０．０２４５　　　１１＝　１．７５６０６
ｒ２＝−０，２０５４６ａ２＝　０．０１５９ｒａ　＝−０，１９３９６ｄａ　＝　０．０２４０　　　　ｎ２＝　１．７５６０
６ｒｎ　＝　−１，１７９２６ｒｓ　　＝−１，０４５６０ｄｓ　＝　０；　０５２５　　　　　　ｎ３　＝　　１
，７５６０６ｒａ　　＝−０，２７１３９ｄ、＝　０．００４１ｒｒ　＝　　７．１７９５１ｄフ　＝　　０．０４６９　　　　　　　　ｎ４　　＝
　　１．７５６０６ｒ８　　＝−０，８５１９９ｆ＝Ｉ　　　Ｆ／１９．７　　　θ＝　３０．１０　　
　λ＝　６３２．８ｎｍただしｒｌｔｒ２＋・・・＋ｒ
８はレンズ各面の曲率半径ｓ　ｄｉ＋ｄ２＋・・・ｔｄ
７は各レンズの肉厚および空気間隔、ｎ、１＋ｎ２＋ｎ
３＋ｎ４は各レンズのデーター中に示した波長λに対す
る屈折率である。

以上説明し又実施例にて示したように本発明のｆ−〇レ
ンズは４枚構成のレンズ系で画角２θが６０．８°又Ｆ
値が１９．７〜２５．５である。つま多構成枚数が少な
く、画角が大であり、Ｆ値が小である。しかも収差曲線
図のように収差の良好に補正されたレンズ系である。尚
歪曲収差の横軸は写真レンズ等で用いられる一般のもの
ではな（、ｆ−〇レンズ用のスケールにしである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明レンズが用いられる平面走査光学系の構
成を示す図、第２図は本発明ｆ−θレンズの断面図、第
３図乃至第８図は夫々本発明の実施例１乃至実施例６の
収差曲線図であるＯ出願人　　オリンパス光学工業株式
会社代理人　　　　　　　向　　　寛　二第３図球面収差　　非点収差　　歪曲収差第卒図球面収差　　非点収差　　歪曲収差 −ｕｔＪＬＪｌ　　　　　　　　　　　　ｕＵＬＪｌ　
　　　　−μす１　　　　　リリ１　　　　　　　　−
リ’Ｚ　　　　　　　（Ｊ、ＺＬ−ムＪ、第ｒ図球面収差　　算点収差第６図球面収差　　非点収差　　歪曲収差第８図手　続　補　正　書　（自発）８゜　昭和５６年１１月２σ日特許庁長官　殿１、事件の表示　昭和５６皐特許願第１４２４０４号２
、発明の名称　ｆ−θレンズ３、補正音する者事件との関係　特許出願人東京都渋谷区幡ケ谷２の４３の２（０３７）オリンパス光学工業株式会社代表９者北村　
茂男４、代理人〒１０５　東京都港区虎ノ門２−５−２電話　東京（５
８０）５６４１’ （７５８６）弁理士　向　　寛　二５、補正の対象６、補正の内容（１）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。（２）明細書５頁６行目の「画角が大きく」全１画角が
小さく」と訂正する。特許請求の範囲入射１１ＨＣ凹面を向けた正−のメニスカスレンズの第
ルンズと負レンズの第２レンズとよりなる１群と、正レ
ンズの第３レンズと正レンズの第４レ−ンズとよりなる
６群とにて構成され、下記の各条（３）　　０．９５　
＜　　　　＜　１・１５ただしｅＩＩＩは１群と「群の王点間距離、ｆｌは６群
の焦点距離、ｆｌ、ｆ２は夫々第ルンズ、第２レンズの
焦点距離、ｒ２＋　ｒ３は第ルンズの像側の面および第
２レンズの入射側の面の曲率半径である。

Claims

【特許請求の範囲】入射側に凹面を向けた正のメニスカスレンズの第ルンズ
と負レンズの第２レンズとよりなる１群と、正レンズの
第３レンズと正レンズの第４レンズとよシなる■群とに
て構成さに、下記の各条件を満足するｆ−θレンズ。（８１０，９５〈−＜　　１．まただしｅＩＩＩは１群と■群の主点距離、　ｆｌは■群
の焦点距離ｓ”　’ｆｌｒｆ２は大々第ルンズ、第２レ
ンズの焦点距離ｓ　　ｒ２’ｔｒ’３は第ルンズの像側
の面および第２レンズの入射側の面の曲率半径である。