JPS5888716A - 高解像力を有する等速度走査用レンズ - Google Patents

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、画像の記録又は画像の読み取り等の情報処理
端末装置に用いる高解像度等速度走査用レンズに関する
ものである。

第１図には、等速度走査用レンズ全周いる一例として、
情報処理端末装置の一実施例であるレーザーコムの斜視
図が示されている。第１図に於てレーザー発振器１より
発振されたレーザービームは、光変調器２に入射する。

光度陶器で記録すべき情報信号の変調を受けたビームは
、ビームエキスバンク“−３によって平行光束の゛まま
ビーム径が拡大され光偏向器４に入射する。

ビームは、たとえば回転多面腕めるいは、カルヴアノミ
ラー等の光偏向器ＶＣよって等角速度に偏向される。偏
向？受は罠ビームは結１家レンズう５によって記録媒体
６（例えば感光フィルム）上に結像される。

結像レンズに通常の写真レンジの様に像部ｙが入射角θ
の正接に比例する。即ち、ｙ−ｆ　ｔａｎθレシズを用
いると（ｆはＭ１家レンズの焦点距ＩＩ）、（ｉＺ　＝
　５ｅｃ２θとなり、等角速度偏向ｄθ に対し、結像面のスポットが等速度で移動しない。そこ
で、この結渾レンズとして、入射角と像萬が比例するレ
ンズ、つまりｙ＝ｆａ雇る特性ケ有するレンズ（ｆθレ
ンズ）を用いれば、ｄｌ’　−＝　’１となり回転多面
腕で一等角速度にビームをｄθ 偏向すれば、β己録媒体上でスポットが等速度で移動す
ることとなる。即ち等周速ｉ偏向’ｔ＝　、ｔす偏向器
を使用して走査ビーム全走査面上１ｃ７ラツトで等速に
結像させる為には結像レンズがｙ＝ｆ１θなる特性を有
するレンズ全使用することが必要となる。

従来の情報処理端末装置等に於けるｆ−〇レンズとして
は、ＵＳＰ（米国特許）　−４，０５６，３０７があり
、このレンズ断面図を第２図に示す。

第２図に於いてｌは瞳で、回転多面鏡のような偏向器で
構成される。２から７は各々、走査方向（紙面に水平方
向）に平行な平面内にパワー金持つ７リンドリカルレン
ズで、８は走査方向と垂直な平面内（＃、而に垂直な方
向）にパワーを持つシリンドリカルレンズで、９は結像
面（被走査向）である。又、他の情報処理端末装置に用
いらｎているｆ−θレンズとしては、Ｒ，ｊＤ、Ｈｏｐ
ｋｉｎｓが５ＰＩＥｖｏ１．８４　Ｌａ５ｅｒ　Ｓｃａ
ｎｎｉｎｇＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　＆　Ｔｅａｈｎｉｑ
ｕｅｓ（１９７６）で発表したＰＩＩＯ〜Ｐ１１４　′
ＴＨＲＥＥ　ＯＰＴＩＭＩＺＥＤ　ＤＥＳＩＧＮＳ　Ｆ
ＯＲＦＬＡＴ　ＦＩＥＬＤ　５ＣＡＮＮＩＮＧ　ＬＥＮ
ＳＥＳ’　カ６５、こルンズ断面を第３図に示す。第３
図に於いて、ｌＯはｌ１ｌｉ、１１から１４は各々、球
面レンズ、１５は結像面である。こｎ等従来のｊ−〇レ
ンズの特徴としては、Ｆナンバーが共にＦｎｏ　＝＝　
８と暗い。又、斯様な走査系に使用される場合は、偏向
器と走査用レンズの間隔は、偏向器が回転することから
、′ａＩ理的に光分なスペースケ設ける必要がある。特
に走置用レンズの焦点距離が短かい場合はそうでるる。

然しながら、従来のｆ−〇レンズ、例えば上述した米国
特許に示されるレンズでは、−（この場合は偏向器の偏
向面）から走査用レンズの第１面までの距離をｔ１焦点
距離をｆとすると、ｔ／ｆ　＝　０．４２３９となシ、
偏向器と走査用レンズの間隔は光分とは言えなかった。

本発明の目的は、Ｆナンバーが明るく、且つ偏向器と走
査用レンズの間隔が充分に取れる様な、等速に走置用レ
ンズを提供することである。

本発明の更なる目的は、被定食囲全域ｔはぼ均一なビー
ムスポットで走丘可舵な走査用レンズを提供することで
ある。

本発明に係る走査用レンズに於いては、走査レンズは４
つの群より構成され、光束入射側（以後本明細書では物
界側と称する）より順に、その曲率中心を像界側に持つ
正レンズよυなる第１群、その曲率中心を物界側に持つ
負のメニスカスレンズよりなる第２群、二枚以上の正レ
ンズよりなる第３群、その物界側の面が物界側に対して
凹面を向けていて負レンズよりなる第４群が配されてい
る。

史に、本発明に係る走査用レンズに於いては、入射−か
らレンズ系の第１面までの距離と焦点距離の比がほぼ１
でるる。即ち、はぼテレセントリックな光学系でメク、
被走査画面全体にわたって均一なスポットが得られる。

次に上記構成の走査用レンズについて説明する。第ルン
ズ群を物界側に凸面を向けた正レンズとしているのは、
この正レンズを置くことにより、第２レンズ群で発生す
る高次の球面収差とコマ収差を補正するためである。ま
た第２レンズ群を物界側に凹面を向けたメニスカス負レ
ンズとしているのは、このメニスカス負レンズで発生す
る非点収差を極力押さえるためと、後述する正レンズで
構成される第３レンズ群で発生する正の球面収差とコマ
収差を、該メニスカスレンズで負の球面収差とコマ収差
を発生させて補正するためである。

次に、第３レンズ群金２枚以上の正レンズで構成してい
るのは、本願の目的である等速性を得る為に該レンズ群
で正の歪曲収差ヲ党生させる為である。即ち、通常のレ
ンズ（たとえば写真レンズ等）はｆｔａｎθレンズであ
るが、本発明は前記の様に回転多面鋭等金一定角速度で
回転させたとき、等速で像面を走査する事を目的とする
。つまシｆ−θレンズである。

このためには、３次の歪曲収差係数ＶはＶ；Ｖ３である
必要がある。この点について定性的に考えると通常の７
ｔａｎθレンズよシもｆ−θレンズは、軸外の主光＆！
を元軸に近く曲げる必要がある。すなわち本発明のレン
ズ系では第３群において主光線がもつとも元軸と離れる
ためここに凸群全配し、この正レンズ群において主光線
を強く、光軸方向にまけるようにした。また第３群を１
枚の正レンズで構成すると歪曲以外の収差が大となるの
で、他の収差発生量を少なくして、かつ歪曲収差を所望
の値にするためには２枚以上の正レンズを使う必要があ
る。

次に、第４群の負レンズであるが、第４群金負レンズに
することにより、全レンズ系の前側主点をレンズ系の物
界側に配することができる。

すなわちレンズ系の前側焦点から最も物界側の面である
第１面までの距離と焦点距離ｆの比を大きくすることが
できる。そして前側焦点に−を置くことによりテレセン
トリック系になり、射出光の主光線を光軸と平行にする
ことができ、画面全体で均一なスポットを得ることが達
成できる。更に、この負レンズは、その物界側の面が物
界側に凹を向けた面である。この凹面により、第３群で
過剰に発生する正の歪曲収差を補正する為に負の歪曲収
差を発生し、更に第３群で発生する正の非点収差を補正
する為に負の非点収差を発生している。また、第４群で
負とすることにより、第３群で発生するペソッヴアール
和を補正している。

以上のように構成することにより４１Ｍ全体で歪曲収差
係数ＶがＶ　＝　２／３を満足し、かつ球面収差、コマ
収差、像面湾曲が良好に補正され、高解像で、ま′ｆｃ
像面において等速度な走査用レンズを得ることかでさる
。

次に、本発明に係る走査用レンズのレンズデータ（第１
実施例〜第５実施例）を示す。ｒｉは物界側から数えて
第ｉＩＩ］ｌＩの曲率半径、ｄｉは第１面と第ｉ＋１面
の間の棚上肉厚或いは軸上空気間隔、ｎｉは第１着目の
レンズの屈折率、ａは偏向面（ここでは−面）、ｄｏは
１１商と第１面の間の軸上空気間隔、Ｓは結像面である
○又、ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバーを示す。

尚、下記の第１実施例のレンズ１析面図を第４図に、第
２実施例のレンズ断面図ｆｒ：第５図に、第３実施例の
レンズ断面図を第６図に、第４実施例のレンズ断面図全
第７図に、第５実施例のレンズ断面図を第８図に示す。

更に、各実施例の諸収差値を第１表に示すが、■は球面
収差、■はコマ収差、■は非点収差、Ｐはペソッグアー
ル和、■は歪曲収差を表わす。

第　１　表 第１実施例（構成図は第４図） ｆ＝Ｉ　　ＦＮｏ＝１：３　　使用波長　λ＝６３２．
８ｎｎｄｏ＝０．８５３７ ｒ、　＝１．５５２９　　ｄ、　＝　０．１３７３　　
ｎ１＝　１．７９９９ｒｔ　”＝　−１５，２２２２ｄ
、　＝　０．２６０１ｒ、ニー０．６４１６　　ｄｓ＝
０．４９８３　　ｎ、−１，８０００ｒ４−−０．９５
４３　　ｄ４−０．０４５４ｒ、　＝　　３．２１７３
　　ｄ、　＝　０．２３２８　　ｎ、　＝１．６８２３
ｒ、　＝　　−２，２６２９ｄ、　＝　０．０２４８ｒ
ｔ　＝１．２０４２　　ｄ７＝０．３９６１　１１４”
２１．８０００ｒ、　＝１３．３１７３　　ｄ、　＝　
０．２０４７ｒ、　＝　　−１，２９２７ｄ、　＝　０
．０６９４　　ｎ、　＝　１．７９４８ｒ１ｏ：１．２
３１２　　ｄ、。＝　０．２２２６第２実施例（構成図
は第５図） ｆ＝Ｉ　　ＦＮＯ＝１：３　１ｍ’用＆長　λ＝６Ｐｊ
、１］ｎｍｄｏ＝　０．９１７７ ｒ、　””　　１．３０１４　　ｄ、　＝　０．０９５
３　　ｎ、　＝　１．７０２２ｒ、　＝２３．０４２９
　　ｄ、　＝　ｏ２４ａ９ｒ、　＝−０，６Ｑ２５　　
ｄ、　＝　０．２４９９　　ｎ２＝　１．８００Ｏｒ、
　＝−０，７９６６ｄ、　＝　０．２１４４ｒ、　＝　
　ａ、ｃｔｏｏａ　　ａ、　＝　０．３３０７　　ｎ、
　＝　１．６８３０ｒ６　＝　　１．６３３４　　ｄ、
　＝　０．０１５０ｒｔ　＝ｏ、９２７６　４　二０．
２２７５　　ｎｔ　＝＝　１．８０００ｒｓ　＝ｓ、ａ
ａｔａ　　ｃｔ、　＝＝　０．２１４６ｒｇ　＝　−１
，２７３２ｄ、　＝０．０４３６　　ｎ、　＝　１．７
３９３ｒｉｏ；ｏ、ｓ　６４９　　ｄＩｏ＝０．２４５
９第３実施例（構成図は第６図） ｆ　＝　Ｉ　　ＦＮｏ＝　１　；　３　　使用成長　　
λ＝６３２．ｇｎｍｄｏ＝０．８２２６ ｒ、　＝　　１．９３０６　　ｄ、　＝　０．０７４θ
　ｆｌｌ　＝ｉ、ａ　０１３ｒ２＝　−６８，３７５６
ｄ２＝　０．３２９７ｒ、＝−−０，４６７３ｄ、＝０
．２２１７　　ｎ、＝１．７６５３ｒ、””　　−０，
６１２２ｄ、＝　０．０３４３ｒ、　＝　　３．２９９
１　　ｄｌｌ＝θ５０９２　　ｎｓ　工１６４７０ｒ、
　＝　　−１，４４５０ｄ、　＝　０．００４８ｒ７　
”　　０．９８１１　　ｄ７＝　０．２４７Ｉ　　ｎ４
＝　１．６９９９ｒｓ”　　２５．５７７５　　ｄａ−
０，２２６８ｒ、士−１，１５６５ｄ、＝０．０６０４
　　ｎ１ｌ＝１．６９６３ｒ１゜＝　　０．９８５０　
　ｄ、。＝０．２６１２第４実施例（構成図は第７図） ｆ＝Ｉ　　ＦＮｏ＝１：３　　使用波長　λｘ６３２．
８ｎｍｄｏ＝０．８１４９ ｒｌ　＝　　２．０４９８　　ｄ、　＝　０．０６６６
　　ｎ、　＝　１．８００３ｒ、　”’　７４５．Ｑ３
１５　　ｄ２＝　０．３３６０ｒ、　−＝　　０．４５
５５　　ｄ、　＝　０．２０８７　　ｎ、　＝　１．８
００１ｒ４−’　　０．５９０６　　’ｄ４＝０．０８
５１ｒ、　”’　　３．８１９５　　ｄ、　＝　０．４
４５４　　ｎ、＝　１．６０３３ｒ、　”’　　１．４
６８８　　ｄａ　”’　０．０１４９ｒ、　−＝　　０
．９９２４　　ｄ、　＝　０．２８９６　　ｎ、＝　１
．７６６２ｒ、　”’　−３２，４４４１ｄ、　＝　０
．２２０７ｒｇ−”　　−１，２４８８ｄ、＝０．０５
８２　　ｎ、＝１．７９８０ｒ１゜＝　　１．０６５３
　　ｄｌ。＝　０．２６４５第５実施例（Ｗ成図は第８
図） ｆ＝Ｉ　　ＦＮ、＝ｌ二３　　使用波長　λ＝６３２．
８ｎｍｄ０＝０．８４７８ ｒ１＝１．２７４３　　ｄｌ＝　０．１４０４　　ｎ、
　＝　１．７５３９ｒ、＝　　２１．１１８４　　ｄｔ
＝０．２７２２ｒｓ　＝−０，６３９８ｄａ　＝０．４
４１８　　ｎｔ　＝ｉ、ａ　ｏｏ　１ｒ、　＝　　−０
，９１７８ｄ、　＝　０．０３３６ｒ、　””　　２．
２＋１１５６　　ｄａ　＝０．２９６８　　ｎｓ　”　
ｉ、ａ　９４７ｒ、−−２，１３０２ｄ６＝　０．０３
６１ｒ７”’　　１．１０６５　　ｄ、＝０．２５５２
　　ｎ、＝１．８０００ｒａ　＝４．００８４　　ｄａ
−０，２２１２ｒｇ　＝＝　　−１，１４７４ｄｏ　＝
０．０７　ｉ　５　　ｆｌ、　＝１．６８３５ｒ１゜＝
　　１．０９４９　　ｄｌ。＝　０．２２４５

【図面の簡単な説明】

第１図は、走査用レンズを用い罠−実施例としてレーザ
コムの概略を示す図、第２図及び第３図は各々、従来の
等速度走査用レンズの断面を示す図、第４図、第５図、
第６図、第７図及び第８図は各々、＋：発明に係る等速
度走査用レンズの断面を示す図。 ａ・・・偏向面（−）　、　ｒｉ・・・レンズの第１面
の曲率半径、ｄｉ・・・ｒｉ面とｒｉ＋１面との間の軸
上肉厚或いは軸上空気間隔、Ｓ・・・結像面。 出願人　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光束の入射側を物界側、同じく射出［１１１Ｊを
   像界側とすると、物界側より順に物界側に凸面を向けた
   正レンズよシなる第１群、物界側へ凹面を向けた負のメ
   ニスカスレンズよりなる第２群、二枚以上の正レンズよ
   り成る第３＃、その物界側の面が物界側へ凹面を向けた
   負レンズよシ成る第４群が配されている手金特徴とする
   高解像力を有する等速度走査用レンズ。