DE3887610T2

DE3887610T2 - Hinter einem Objektiv angeordneter optischer Ablenker.

Info

Publication number: DE3887610T2
Application number: DE3887610T
Authority: DE
Inventors: Tomonori Ikumi; Yasuo Iwafune; Yasuo Matsumoto; Kazunori Murakami
Original assignee: Tokyo Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 1987-09-22
Filing date: 1988-09-20
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2008-09-21
Also published as: KR920005033B1; DE3887610D1; EP0309205B1; KR890005549A; EP0309205A1; US5064262A

Description

ERFINDUNGSGEBIET UND ZUGEHÖRIGER STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtaster unter Benutzung eines Polygonalspiegels
Ein üblicher Laserdrucker oder dergleichen benutzt einen hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtaster, bei dem Lichtstrahlen auf einen optischen Abtaster fallen, nachdem sie durch eine Konvergierlinse oder einem vor dem Objektiv angeordneten optischen Abtaster konvergiert wurden, in welchem Lichtstrahlen durch eine konvergierende Linse hindurchtreten, nachdem sie durch einen optischen Abtaster abgelenkt wurden.
Der vor dem Objektiv angeordnete optische Abtaster wird allgemein benutzt, weil dieser vor dem Objektiv angeordnete optische Abtaster befähigt ist, leicht die Krümmung der Bildfläche und die fR-Charakteristiken durch eine konvergierende Linse zu korrigieren und konvergierende Lichtstrahlen auf eine Ebene zu schicken. Da jedoch die konvergierende Linse eine Großwinkellinse sein muß, die fähig ist, einen breiten Ablenkwinkel zu beherrschen, ist für den vor dem Objektiv angeordneten optischen Abtaster eine teure konvergierende Linse mit einem komplexen Aufbau nötig. Dementsprechend wird ein hinter einem Objektiv angeordneter optischer Abtaster benutzt, wenn eine konvergierende Linse mit einem einfachen Aufbau verwendet werden muß.
Obwohl der hinter einem Objektiv angeordnete optische Abtaster eine konvergierende Linse mit einem einfachen Aufbau benutzt, liegt die Konvergenzstelle im allgemeinen auf einer gebogenen Fläche. Dementsprechend muß die Krümmung der Bildfläche korrigiert werden, wenn ein hinter einem Objektiv angeordneter optischer Abtaster benutzt wird.
Die japanische Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 61-156020 beschreibt einen hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtaster, der einen Polygonalspiegel mit einer sphärischen oder zylindrischen Reflexionsfläche besitzt, um die Krümmung der Bildfläche zu reduzieren. Dieser hinter einem Objektiv angeordnete optische Abtaster verringert die Krümmung der Bildfläche auf ein praktisch vernachlässigbares Ausmaß, jedoch kann dieser hinter einem Objektiv angeordnete optische Abtaster nicht die Abtast-Nichtlinearitäten korrigieren und benötigt elektrische Mittel zur Korrektur der Abtast-Nichtlinearität. Bei einem Laserdrucker oder dergleichen wird beispielsweise ein Takt kontinuierlich oder stufenweise geändert, um die Abtast-Nichtlinearität zu korrigieren.
US-PS Nr. 4 627 685 beschreibt einen hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtaster für ein hinter einem Objektiv angeordnetes optisches Abtastgerät, welcher umfaßt eine Laserquelle, einen Rotations-Ablenkspiegel zum Ablenken des Strahls, um so eine Objektfläche abzutasten, und eine optische Korrekturlinse, die in den Strahlweg hinter einem Rotations-Ablenkspiegel eingesetzt ist, um eine optische Korrektur des Strahls zu schaffen, wobei die Linse sich allgemein in der Abtastrichtung erstreckt, der Rotations- Ablenker ein polygonaler optischer Ablenker ist mit einer Rotations-Achse und einer konvexen Reflexionsfläche, die ein Abschnitt eines zu der Rotations-Achse parallelen Zylinders ist, wobei die optische Korrekturlinse eine Form hat, die eine konvex gebogene Fläche an der dem Rotations-Ablenker zunächst liegenden Seite enthält, gesehen in der zur Abtastrichtung senkrechten Richtung.
Darüber hinaus beschreibt die US-PS Nr. 4 620 768 ein optisches Abtastsystem mit einem polygonalen optischen Ablenker wie auch mit einer gekrümmten Zylinderlinse.

ZIEL UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung, die Krümmung der Bildfläche herabzusetzen, wenn mehrere komplexe Reflexionsflächen benutzt werden.
Es ist ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung, die fR- Charakteristiken zu verbessern.
Es ist ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung, einen polygonalen Ablenker zu benutzen mit Reflexionsflächen, die einen hohen Freiheitsgrad der Auslegung besitzen, um eine hochgenaue Korrektur der Krümmung der Bildfläche und der fR-Charakteristiken zu erreichen.
Es ist ein viertes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Kombination aus einem polygonalen Ablenker und einer Korrekturlinse zu benutzen, um eine hochgenaue Korrektur der Krümmung der Bildfläche und der fR-Charakteristiken zu erreichen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein hinter einem Objektiv angebrachter optischer Abtaster für ein hinter einem Objektiv angebrachtes optisches Abtastgerät eine Laserquelle, einen Rotations-Ablenkspiegel zum Ablenken des Strahls, um so eine Objektfläche abzutasten, und eine optische Korrekturlinse, die in den Strahlweg hinter einem Rotations-Ablenkspiegel eingesetzt ist, um eine optische Korrektur des Strahls zu schaffen, wobei die Linse sich allgemein in der Abtastrichtung erstreckt, der Rotations-Ablenker ein polygonaler optischer Ablenker ist mit einer Rotations-Achse und einer Vielzahl von konvexen Reflexionsflächen, die jeweils ein Abschnitt eines zu der Rotations-Achse parallelen Zylinders sind, der beispielsweise ein elliptischer, ein hyperbolischer, ein parabolischer oder ein Kreiszylinder ist, wobei die optische Korrekturlinse eine Form besitzt, die eine konvex gekrümmte Fläche an der dem Rotations-Ablenker nächstliegenden Seite enthält, in der Richtung senkrecht zur Abtastrichtung gesehen, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Korrekturlinse an der von dem Rotations-Ablenker am weitesten entfernten Seite in Abtastrichtung gesehen gekrümmt ist, welche Krümmung definiert ist durch eine Beziehung zu einer Koordinate x, die in eine geradzahlige Potenz erhoben wird, z. B. x², x&sup4;, x&sup6;, wobei x der rechtwinklige Abstand von der Fläche der Korrekturlinse an irgendeiner bestimmten Stelle zu dem zentralen axialen Weg ist, der von dem Ablenkspiegel durch den Scheitel der Korrekturlinse geht.
Da die Reflexionsflächen des polygonalen Ablenkers konvex oder zylindrisch sind, kann die Krümmung der Bildfläche, die von der Veränderung der Brechkraft der Reflexionsflächen in Abhängigkeit von dem Ablenkwinkel der Lichtstrahlen herrührt, korrigiert werden. Die ebene Fläche einer allgemein zylindrischen Linse wird durch eine gekrümmte Fläche ersetzt, die Brechkraft an der Abtastseite besitzt, und die andere Fläche der Zylinderlinse ist als eine Zylinderfläche oder eine rotationsymmetrische Fläche ausgebildet mit einer Rotationssymmetrie-Achse parallel zur Abtastrichtung, in Abhängigkeit von dem erforderlichen Grad der Genauigkeit der Korrektur. So kann die Neigung des polygonalen Ablenkers wie auch die Krümmung der Bildfläche und können die fR-Charakteristiken korrigiert werden, und die Kombination aus polygonalem Ablenker und Korrekturlinse erreicht eine hochgenaue Korrektur der Krümmung der Bildfläche und der fR-Charakteristiken.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die die Anordnung eines polygonalen optischen Ablenkers und einer Korrekturlinse zeigt, die in einem hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtaster in einer ersten Ausführung nach der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf eine Objektfläche benutzt ist;
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den polygonalen optischen Ablenker der Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Korrekturlinse der Fig. 1;
Fig. 4 ist eine Seitenansicht der Korrekturlinse der Fig. 1;
Fig. 5 ist ein Schaubild von Lichtstrahlen, längs der z-Achse eines Beispiels 1 des hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters, in der ersten Ausführung gesehen;
Fig. 6 ist ein Schaubild, das Lichtstrahlen zeigt, längs der x-Achse des Beispiels 1 des hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters, in der ersten Ausführung gesehen;
Fig. 7(a) bis 7(d) sind graphische Darstellungen, die die jeweiligen gemessenen Daten der Krümmung der Abtastzeile, der Versetzung der Bildfläche in der Zuführrichtung, der Versetzung der Bildfläche in der Abtastrichtung und fR-Fehler in einem Beispiel 1 der ersten Ausführung zeigen;
Fig. 8(a) bis 8(d), 9(a) bis 9(d), 10(a) bis 10(d), 11(a) bis 11(d), 12(a) bis 12(d) und 13(a) bis 13(d) sind graphische Darstellungen, die die jeweiligen Meßdaten der Krümmung der Abtastzeile, der Versetzung der Bildfläche in der Zuführrichtung, der Versetzung der Bildfläche in der Abtastrichtung und fR-Fehler jeweils in Beispielen 2 bis 7 der ersten Ausführung zeigen;
Fig. 14(a) bis 14(d) sind graphische Darstellungen, die jeweilige Meßdaten der Krümmung der Abtastzeile der Versetzung der Bildfläche in der Zuführrichtung, der Versetzung der Bildfläche in der Abtastrichtung und fR-Fehler in einem hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtaster zeigen, der eine übliche Zylinderlinse benutzt;
Fig. 15 ist eine schematische Darstellung, die die Anordnung eines polygonalen optischen Ablenkers und einer Korrekturlinse zeigt, die in einem hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtaster in einer zweiten Ausführung nach der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf eine Objektfläche benutzt sind;
Fig. 16 ist eine Draufsicht auf den polygonalen optischen Ablenker der Fig. 15;
Fig. 17 ist ein Schaubild, das Lichtstrahlen, längs der z-Achse eines Beispiels 1 des hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters der Fig. 15 gesehen, zeigt;
Fig. 18 ist ein Schaubild, das Lichtstrahlen, längs der x-Achse des Beispiels 1 des hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters der Fig. 15 gesehen, zeigt;
Fig. 19(a) bis 19(d) sind graphische Darstellungen, welche die jeweiligen Meßdaten der Krümmung der Abtastzeile, der Versetzung der Bildfläche in der Zuführrichtung, der Versetzung der Bildfläche in der Abtastrichtung und fR-Fehler in einem Beispiel 1 der zweiten Ausführung zeigen;
Fig. 20(a) bis 20(d) sind graphische Darstellungen, welche die jeweiligen Meßdaten der Krümmung der Abtastzeile, der Versetzung der Bildfläche in der Zuführrichtung, der Versetzung der Bildfläche in der Abtastrichtung und fR-Fehler in einem Beispiel 2 der zweiten Ausführung zeigen;
Fig. 21 ist eine schematische Darstellung, welche die Anordnung eines polygonalen optischen Ablenkers und einer Korrekturlinse zeigt, die in einem hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtaster einer dritten Ausführung nach der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf eine Objektivfläche benutzt sind;
Fig. 22 ist eine Draufsicht auf den polygonalen optischen Ablenker der Fig. 21;
Fig. 23 ist ein Schaubild, das Lichtstrahlen zeigt, längs der z-Achse eines Beispiels 1 des hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters der Fig. 21 gesehen;
Fig. 24 ist ein Schaubild, das Lichtstrahlen zeigt, längs der x-Achse des Beispiels 1 des hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters der Fig. 21 gesehen;
Fig. 25(a) bis 25(d) sind graphische Darstellungen, welche die jeweiligen Meßdaten der Krümmung der Abtastzeile, der Versetzung der Bildfläche in der Zuführrichtung, der Versetzung der Bildfläche in der Abtastrichtung und fR-Fehler in einem Beispiel 1 der dritten Ausführung zeigen;
Fig. 26(a) bis 26(d) sind graphische Darstellungen, welche die jeweiligen Meßdaten der Krümmung der Abtastzeile, der Versetzung der Bildfläche in der Zuführrichtung, der Versetzung der Bildfläche in der Abtastrichtung und fR-Fehler in einem Beispiel 2 der dritten Ausführung zeigen;
Fig. 27 ist eine schematische Darstellung der Anordnung eines polygonalen optischen Ablenkers und einer Korrekturlinse, die in einem hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtaster einer vierten Ausführung nach der vorliegenden Erfindung bezüglich einer Objektfläche verwendet sind;
Fig. 28 ist eine Draufsicht auf den polygonalen optischen Ablenker der Fig. 27;
Fig. 29 ist ein Schaubild, das längs der z-Achse eines Beispiels 1 der vierten Ausführung gesehene Lichtstrahlen zeigt;
Fig. 30 ist ein Schaubild, das längs der x-Achse des Beispiels 1 der vierten Ausführung gesehene Lichtstrahlen zeigt;
Fig. 31(a) bis 31(d) sind graphische Darstellungen, die jeweilige Meßdaten der Krümmung von Abtastzeile, Versetzung der Bildfläche in Zuführrichtung, Versetzung der Bildfläche in Abtastrichtung und fR-Fehler im Beispiel 1 der vierten Ausführung zeigen,
Fig. 32(a) bis 32(d) sind Graphiken, die die jeweilige Meßdaten der Krümmung der Abtastzeile, der Versetzung der Bildfläche in Zuführrichtung, der Versetzung der Bildfläche in der Abtastrichtung und fR-Fehler in einem Beispiel 2 der vierten Ausführung zeigen;
Fig. 33 ist eine perspektivische Darstellung eines nach dem Objektiv angeordneten optischen Ablenkers in einer fünften Ausführung nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 34 ist eine Draufsicht auf den hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtaster der Fig. 33;
Fig. 35 ist eine Seitenansicht des hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters der Fig. 33;
Fig. 36 und 37 sind Darstellungen zur Unterstützung bei der Erklärung eines polygonalen optischen Ablenkers mit zylindrischen Reflexionsflächen;
Fig. 38 ist eine Schnittansicht einer Korrekturlinse, nach einer Ebene parallel zu einer durch einen Abtaststrahl überstrichenen Ebene genommen;
Fig. 39 zeigt Graphiken, welche die optischen Charakteristiken des hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters der Fig. 33 zeigen;
Fig. 40 ist eine perspektivische Darstellung eines nach dem Objektiv angeordneten optischen Abtasters in einer sechsten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 41 ist eine Draufsicht auf den hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtaster der Fig. 40;
Fig. 42 ist eine Seitenansicht des hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters der Fig. 40;
Fig. 43 und 44 sind Darstellungen zur Unterstützung beim Erklären eines polygonalen optischen Ablenkers mit zylindrischen Reflexionsflächen;
Fig. 45 ist eine Schnittansicht einer Korrekturlinse, nach einer Ebene parallel zu einer durch einen Abtaststrahl überstrichenen Ebene genommen; und
Fig. 46 zeigt Graphiken, welche die optischen Charakteristiken des hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters der Fig. 40 zeigen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN

Erste Ausführung (Fig. 1 bis 14(d)

Ein hinter einem Objektiv angeordneter optischer Abtaster umfaßt in einer ersten Ausführung nach der vorliegenden Erfindung einen polygonalen optischen Ablenker 1 und eine in der Nähe einer Objektfläche 2 angeordnete Korrekturlinse 3.
In Fig. 2 dreht sich der polygonale optische Ablenker 1 um eine durch einen Punkt O hindurchgehende Achse und besitzt sechs Reflexionsflächen 4, die jeweils einen Teil eines elliptischen Zylinders sind, der seinen Mittelpunkt an einer Stelle O&sub1;, eine große Achse mit der Länge b und eine kleine Achse mit der Länge c besitzt.
Die Korrekturlinse 3 besitzt eine zylindrische Fläche 5, die gleichartig zur zylindrischen Oberfläche einer Zylinderlinse ist, und eine gekrümmte Fläche 6 höherer Ordnung, deren Erzeugende ausgedrückt wird durch 1·10&supmin;² x² - 4·10&supmin;&sup8; x&sup4;. Das bedeutet, daß die gekrümmte Oberfläche 6 eine Krümmung geradzahliger Ordnung hat.
Ein axialer Lichtstrahl 7 und ein differentialer Lichtstrahl 8 fallen auf die Reflexionsfläche 4 des polygonalen optischen Ablenkers 1 so auf, daß sie an einem Punkt S&sub0; in einem Abstand l vom Mittelpunkt O des polygonalen optischen Ablenkers 1 konvergieren. Die durch die reflektierende Fläche 4 des polygonalen optischen Ablenkers 1 reflektierten axialen Lichtstrahlen 7 und differentialen Lichtstrahlen 8 laufen durch die Korrekturlinse 3 und werden an einem Punkt S fokussiert.
In Fig. 1 gezeigte Parameter werden nachfolgend beschrieben. Der polygonale optische Ablenker 1 besitzt die durch den Mittelpunkt O senkrecht zu einer durch einen Abtaststrahl überstrichenen Ebene hindurchtretende Rotations-Achse. In Fig. 1 ist Rm der Radius des eingeschriebenen Kreises des polygonalen optischen Ablenkers 1, R ist der Abstand zwischen dem Mittelpunkt O und der Objektfläche 2, L&sub0; ist ein effektiver, nicht gezeigter Abtastabstand, R ist der Phasenwinkel des polygonalen optischen Ablenkers 1 und y die Position eines Abtastflecks an der Objektfläche 2. Wenn die große Achse des elliptischen Querschnitts des eine der Reflexionsflächen 4 definierenden elliptischen Zylinders zu der Objektfläche 2 hin gerichtet ist, ist der Phasenwinkel R = 0. Wenn y = L&sub0;/2, ist die Phase R = R&sub0;. Der polygonale optische Ablenker dreht sich während eines Abtastzyklus um einen Winkel von 600. Die Parameter, d. h. der Abstand R, die Koeffizienten von x zur zweiten Potenz und von x zur vierten Potenz der die gekrümmte Fläche höherer Ordnung definierenden Funktion, welche die gekrümmte Fläche 6 bildet, die Dicke der Korrekturlinse 3 und die Position der Korrekturlinse 3 wurden entsprechend verändert, um die Krümmung der Abtastzeile, die Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung, die Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung und die fR-Charakteristiken zu optimieren. Es werden nachfolgend Beispiele und Meßergebnisse beschrieben:

Beispiel 1

Polygonaler optischer Ablenker:
Rm (mm) : 22,65625
b (mm) : 264,96875
c (mm) (R = 0) : 105,908431
Austrittspunkt (x, y, z) (mm) (R = 0) : (0, 100, -5)
Strahlgröße am Austrittspunkt (mm) : bwx = 5, bwz = 1
l (mm) : 2,7852442
Korrekturlinse:
Brechungsindex: : 1,5
Radius (mm) : 20,8610004
(Mitten-)Dicke (mm) : 10
Koeffizient von x² : 1,001 (mm-1)
Koeffizient von x&sup4; : -0,00000004 (mm-3)
Scheitel (xc, yc, zc) (mm) (R = 0) : (0; 300; 17,92929292)
Objektfläche:
Mitte (xs, ys, zs) (mm) (R=0) :(0; 352,315818; 21,3113256)
Effektiver Abtast-Abstand (mm) : 220
Verfügbarer Winkelbereich der Reflexionsfläche (Grad) : 40
Ergebnisse der Simulation sind in Fig. 5 (Lichtstrahlen längs der x-Achse gesehen), 6 (Lichtstrahlen längs der z-Achse gesehen), 7(a) (Krümmung der Abtastzeile), 7(b) (Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung), 7(c) (Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung) und 7(d) (fR-Fehler) gezeigt. Die maximale Krümmung der Abtastzeile war -4,52·10&supmin;² mm, die maximale Versetzung der Bildfläche in der Zuführrichtung war -3,083 mm, die maximale Versetzung der Bildfläche in der Abtastrichtung war -1,524 mm und der maximale fR-Fehler war -4,752·10&supmin;² mm.

Beispiel 2

Polygonaler optischer Ablenker:
Rm (mm) : 25
b (mm) : 2000
c (mm) (R = 0) : 332,925123
Austrittspunkt (x, y, z) (mm) (R = 0) : (0, 100, -5)
Strahlgröße am Austrittspunkt (mm) : bwx = 5, bwz = 1
l (mm) : -0,03125
Korrekturlinse:
Brechungsindex: : 1,5
Radius (mm) : 17,1405558
(Mitten-) Dicke (mm) : 10
Koeffizient von x² : 0,0024375 (mm&supmin;¹)
Koeffizient von x&sup4; :0
Scheitel (xc, yc, zc) (mm) (R = 0): (0; 249,625; 14,975)
Objektfläche:
Mitte (xs, ys, zs) (mm) (R = 0) :(0; 293,300425; 17,886695)
Effektiver Abtast-Abstand (mm) : 220
Verfügbarer Winkelbereich der Reflexionsfläche (Grad) : 40
Die Wege der Lichtstrahlen sind gleichartig den in Fig. 4 und 5 gezeigten. Die Ergebnisse der Simulation sind in Fig. 8(a) bis 8(d) entsprechend Fig. 7(a) bis 7(d) dargestellt.
Die maximale Krümmung der Abtastzeile war -6,425 um, die maximale Versetzung der Bildfläche in der Zuführrichtung war -0,9797 mm, die maximale Versetzung der Bildfläche in der Abtastrichtung war -3,936 mm und der maximale fR-Fehler war -0,2996 mm.

Beispiel 3

Polygonaler optischer Ablenker:
Rm (mm) : 25
b (mm) : 2000
c (mm) (R = 0) : 332,925123
Austrittspunkt (x, y, z) (mm) (R=0) : (0, 100, -5)
Strahlgröße am Austrittspunkt (mm) : bwx = 5, bwz = 1
l (mm) :0
Korrekturlinse:
Brechungsindex: : 1,5
Radius (mm) : 19,8623492
(Mitten-)Dicke (mm) : 10
Koeffizient von x² : 0,002375 (mm&supmin;¹)
Koeffizient von x&sup4; : -3,59375·10&supmin;&sup8; (mm&supmin;³)
Scheitel (xs, ys, zs) (mm) (R=0) : (0; 239,28125;14,2854167)
Objektfläche:
Mitte (xs, ys, zs) (mm) (R=0) : (0; 291,239725; 17,749315)
Effektiver Abtast-Abstand (mm) : 220
Verfügbarer Winkelbereich der Reflexionsfläche (Grad) : 40
Die Ergebnisse der Simulierung sind in Fig. 9(a) (Krümmung der Abtastzeile), 9(b) (Krümmung der Bildfläche in Zuführrichtung), 9(c) (Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung) und 9(d) (fR-Fehler) gezeigt. Die maximale Krümmung der Abtastzeile war -5,6697·10&supmin;² mm, die maximale Versetzung der Bildfläche in Zuführrichtung war -3,1609 mm, die maximale Versetzung der Bildfläche in der Abtastrichtung war -4,0604 mm, der maximale fR-Fehler war 0,18163 mm.

Beispiel 4

Polygonaler optischer Ablenker:
Rm (mm) : 25
b (mm) : 2000
c (mm) : 383,035349
Austrittspunkt (x, y, z) (mm) (R=0) : (0, 100, -5)
Strahlgröße am Austrittspunkt (mm) : bwx = 5, bwz = 1
l (mm) : -6,2125
Korrekturlinse:
Brechungsindex: : 1,5
Radius (mm) : 18,32461341
(Mitten-) Dicke (mm) : 10
Koeffizient von x² : 0,0029 (mm&supmin;¹)
Koeffizient von x&sup4; : -6,25·10&supmin;&sup8; (mm&supmin;³)
Scheitel (xc, yc, zc) (mm) (R=0) : (0; 193,25;11,2166667)
Objektfläche:
Mitte (xs, ys, zs) (mm) (R=0) :(0; 243,369081; 14,5579387)
Effektiver Abtast-Abstand (mm) : 220
Verfügbarer Winkelbereich der Reflexionsfläche (Grad) : 40
Die Ergebnisse der Simulation sind in Fig. 10(a) (Krümmung der Abtastzeile), 10(b) (Krümmung der Bildfläche in Zuführrichtung), 10(c) Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung) und 10(d) (fR-Fehler) gezeigt. Die maximale Krümmung der Abtastzeile war -0,1452 mm, die maximale Versetzung der Bildfläche in der Zuführrichtung war -5,048 mm, die maximale Versetzung der Bildfläche in der Abtastrichtung war 1,823 mm und der maximale fR-Fehler war 0,4364 mm.

Beispiel 5

Polygonaler optischer Ablenker:
Rm (mm) : 25
b (mm) : 2000
c (mm) (R = 0) : 383,035349
Austrittspunkt (x, y, z) (mm) (R=0) : (0, 100, -5)
Strahlgröße am Austrittspunkt (mm) : bwx = 5, bwz = 1
l (mm) : -6,146875
Korrekturlinse:
Brechungsindex: : 1,5
Radius (mm) : 21,0798787
(Mitten-) Dicke (mm) : 10
Koeffizient von x² : 2,4453125·10&supmin;³ (mm&supmin;¹)
Koeffizient von x&sup4; : -8,59375·10&supmin;&sup8; (mm&supmin;³)
Scheitel (xc, yc, zc) (mm) (R=0) : (0;182,8125;10,5208333)
Objektfläche:
Mitte (xs, ys, zs) (mm) (R=0) :(0; 243,493294; 14,5662196)
Effektiver Abtast-Abstand (mm) : 220
Verfügbarer Winkelbereich der Reflexionsfläche (Grad) : 40
Die Ergebnisse der Simulation sind in Fig. 11(a) (Krümmung der Abtastzeile), 11(b) (Krümmung der Bildfläche in Zuführrichtung), 11(c) Krümmung der Bildfläche in Abtastrichtung) und 11(d) (fR-Fehler) gezeigt. Die maximale Krümmung der Abtastzeile war -0,1855 mm, die maximale Versetzung der Bildfläche in der Zuführrichtung war -9,3695 mm, der maximale Versatz der Bildfläche in der Abtastrichtung war -3,7739 mm und der maximale fR-Fehler war 0,3842 mm.

Beispiel 6

Polygonaler optischer Ablenker:
Rm (mm) : 25
b (mm) : 2000
c (mm) (0 = 0) : 383,035349
Austrittspunkt (x, y, z) (mm) (R=0) : (0, 100, -5)
Strahlgröße am Austrittspunkt (mm) : bwx = 5, bwz = 1
l (mm) : -6,39375
Korrekturlinse:
Brechungsindex: : 1,5
Radius (mm) : 21,875292
(Mitten-)Dicke (mm) : 10
Koeffizient von x² : 0,001015625
Koeffizient von x&sup4; : -0,0000001
Scheitel (xc, yc, zc) (mm) (R=0) : (0; 200; 11,6666667)
Objektfläche:
Mitte (xs, ys, zs) (mm) (R=0) :(0; 261,48818; 15,7658787)
Effektiver Abtast-Abstand (mm) : 220
Verfügbarer Winkelbereich der Reflexionsfläche (Grad) : 40
Ergebnisse der Simulation sind in Fig. 12(a) (Krümmung der Abtastzeile), 12(b) (Krümmung der Bildfläche in Zuführrichtung), 12(c) Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung) und 12(d) (fR-Fehler) gezeigt. Die maximale Krümmung der Abtastzeile war -0,20139 mm, die maximale Versetzung der Bildfläche in der Zuführrichtung war -9,992 mm, die maximale Versetzung der Bildfläche in der Abtastrichtung war -13,9393 mm und der maximale fR-Fehler war 1,0074 mm.

Beispiel 7

Polygonaler optischer Ablenker:
Rm (mm) : 16
b (mm) : 116,150644
c (mm) (0 = 0) : 125,522999
Austrittspunkt (x, y, z) (mm) (R=0) : (0, 100, -5)
Strahlgröße am Austrittspunkt (mm) : bwx = 5, bwz = 1
l (mm) : -33,7012657
Korrekturlinse:
Brechungsindex: : 1,5
Radius (mm) : 14,8893078
(Mitten-)Dicke (mm) : 10
Koeffizient von x² : 1,80717663·10&supmin;³ (mm&supmin;¹)
Koeffizient von x&sup4;: -1,59585052·10&supmin;&sup7; (mm&supmin;³)
Scheitel (xc, yc, zc) (mm) (R=0): (0; 167,788854; 10,7653935)
Objektfläche:
Mitte (xs, ys, zs) (mm) (R=0) : (0; 208,140537; 11,4369367)
Effektiver Abtast-Abstand (mm) : 220
Verfügbarer Winkelbereich der Reflexionsfläche (Grad) : 40
Die Ergebnisse der Simulation sind in Fig. 13(a) (Krümmung der Abtastzeile), 13(b) (Krümmung der Bildfläche in Zuführrichtung), 13(c) Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung) und 13(d) (fR-Fehler) gezeigt. Die maximale Krümmung der Abtastzeile war 0,1038 mm, die maximale Versetzung der Bildfläche in der Zuführrichtung war -6,9492 mm, die maximale Versetzung der Bildfläche in der Abtastrichtung war 3,2086 mm und der maximale fR-Fehler war -0,0655 mm.

Nach dem Objektiv angeordneter optischer Vergleichsabtaster

Parameter und Meßergebnisse eines hinter dem Objektiv angeordneten optischen Vergleichsablenkers, der mit einem polygonalen optischen Abtaster versehen ist mit Reflexionsflächen, die jeweils als ein Abschnitt eines elliptischen Zylinders gebildet sind, und mit einer normalen Zylinder- Korrekturlinse, werden nachfolgend gegeben.
Polygonaler optischer Ablenker:
Rm (mm) : 25
b (mm) : 2000
c (mm) (0 = 0) : 383,035349
Austrittspunkt (x, y, z) (mm) (R=0) : (0, 100, -5)
Strahlgröße am Austrittspunkt (mm) : bwx = 5, bwz = 1
l (mm) : -6,55
Korrekturlinse:
Brechungsindex: : 1,5
Radius (mm) : 24,285018
(Mitten-) Dicke (mm) : 10
Koeffizient von x²: 0 (mm&supmin;¹)
Koeffizient von x&sup4;: 0 (mm&supmin;³)
Scheitel (xc, yc, zc) (mm) (R=0) : (0; 180; 10,3333333)
Objektfläche:
Mitte (xs, ys, zs) (mm) (R=0) :(0; 253,833319; 15,2555546)
Effektiver Abtast-Abstand (mm) : 220
Verfügbarer Winkelbereich der Reflexionsfläche (Grad) : 40
Die Ergebnisse der Simulation sind in Fig. 14(a) (Krümmung der Abtastzeile), 14(b) (Krümmung der Bildfläche in Zuführrichtung), 14(c) Krümmung der Bildfläche in Abtastrichtung) und 14(d) (fR-Fehler) gezeigt. Die jeweiligen Maximalwerte der Krümmung der Abtastzeile, der Versetzung der Bildfläche in der Zuführrichtung, der Versetzung der Bildfläche in der Abtastrichtung und des fR-Fehlers sind bei dem hinter einem Objektiv angeordneten optischen Referenzabtaster beträchtlich größer als die jeweils entsprechenden Maximalwerte in den vorangehenden Beispielen, und die Meßergebnisse beweisen, daß die Korrekturwirkung der Korrekturlinse 3 der vorliegenden Erfindung bedeutsam ist.
Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung des hinter dem Objektiv angeordneten optischen Ablenkers der ersten Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt, wird der Freiheitsgrad der Auslegung erhöht, da jede Reflexionsfläche des polygonalen optischen Ablenkers zwei axiale Komponenten besitzt und damit einen um Eins größeren Freiheitsgrad, als es bei den sphärischen oder zylindrischen Reflexionsflächen der Fall ist. Da eine der Flächen der bei dem hinter dem Objektiv angeordneten optischen Abtaster der vorliegenden Erfindung verwendeten Korrekturlinse, die der ebenen Fläche der normalen Zylinder-Korrekturlinse entspricht, zu einer gekrümmten Fläche von geradzahliger Ordnung gebildet ist, kann die Neigung der Reflexionsflächen des polygonalen optischen Ablenkers korrigiert werden, und dadurch korrigiert die Kombination aus polygonalem optischem Ablenker und pseudozylindrischer Korrekturlinse die Krümmung der Bildfläche und die fR-Charakteristiken mit hoher Genauigkeit.

Zweite Ausführung (Fig. 15 bis 19(d))

In Fig. 15 bis 19(d) werden Teile, die gleich den vorher mit Bezug auf Fig. 1 bis 14 (d) beschriebenen sind oder diesen entsprechen, mit gleichen Bezugsziffern oder -zeichen bezeichnet.
Ein hinter einem Objektiv angeordneter optischer Abtaster in einer zweiten Ausführung nach der vorliegenden Erfindung umfaßt einen polygonalen optischen Ablenker 1 und eine pseudozylindrische Korrekturlinse 3, die in der Nähe einer Objektfläche 2 angeordnet ist.
Wie in Fig. 16 gezeigt, dreht sich der polygonale optische Ablenker 1 um eine Achse, die durch einen (Mittel-) Punkt 0 hindurchtritt und senkrecht zur Zeichenebene steht. Der polygonale optische Ablenker 1 besitzt sechs reflektierende Flächen 4, die jeweils aus einem Abschnitt eines hyperboloiden oder hyperbolischen Zylinders gebildet wird, mit einer Umfangsfläche, die durch eine Gleichung definiert ist:
(x - a - Rm)²/a² - y²/b² = 1
mit dem Ursprung in dem Punkt O, wobei a und b Konstanten sind.
Die pseudozylindrische Korrekturlinse 3 besitzt eine zylindrische Fläche 5 ähnlich der einer gewöhnlichen Zylinderlinse und eine gekrümmte Fläche 6 höherer Ordnung mit einer Kontur, die definiert ist durch a&sub2;x² + a&sub4;x&sup4; (wobei a&sub2; und a&sub4; Koeffizienten sind).
Ein Axialstrahl 7 und ein Differentialstrahl 8 treffen auf die reflektierende Fläche 4 des polygonalen optischen Abtasters 1 so auf, daß sie an einem Punkt S&sub0; mit einem Abstand l vom Zentrum 0 des polygonalen optischen Ablenkers 1 konvergieren. Die durch die reflektierende Fläche reflektierten Strahlen Axialstrahl 7 und Differentialstrahl 8 werden durch die pseudozylindrische Korrekturlinse 3 an einer Stelle S fokussiert.
In Fig. 15 ist Rm der Radius des eingeschriebenen Kreises der Umfangskontur des polygonalen optischen Ablenkers 1, R ist der Abstand zwischen der Rotationsachse des polygonalen optischen Ablenkers 1 und der Objektfläche 2, L&sub0; ist der nicht gezeigte wirksame Abtastabstand, R ist der Phasenwinkel des polygonalen optischen Ablenkers 1 und y die Position eines Abtastflecks an der Objektfläche 2. Obwohl der einfallende Lichtstrahl keinen Richtungs-Cosinus besitzt, ist der Phasenwinkel R = 0 und y = 0, wenn der Richtungs-Cosinus des durch die reflektierende Fläche 4 des polygonalen optischen Ablenkers 1 reflektierenden Lichtstrahls 0 ist und y = L&sub0;/2, wenn R = 0. Die Drehung des polygonalen optischen Ablenkers 1 durch einen Winkel von 60º entspricht einem Abtastzyklus. Der simulierte Betrieb von Beispielen der zweiten Ausführung wurde durchgeführt, um optimale Werte für die Parameter einschließlich des Abstandes R, des Koeffizienten a&sub2; von x², des Koeffizienten a&sub4; von x&sup4;, der Dicke der pseudozylindrischen Korrekturlinse 3 und der Anordnung der pseudozylindrischen Korrekturlinse 3 so zu bestimmen, daß die Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung, die Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung, die Krümmung der Abtastzeile und die fR-Charakteristiken angemessen korrigiert werden.

Beispiel 1

Polygonaler optischer Ablenker:
Rm (mm) : 16,0
a (mm) : 17,0768
b (mm) : 38,5513
Austrittspunkt (x, y, z) (mm) (R=0) : (0; 100; -5)
Strahlgröße am Austrittspunkt (mm) : bwx = 5, bwz = 1
l (mm) : 21,0430
Pseudozylindrische Korrekturlinse:
Brechungsindex : 1,5
Radius (mm) : 15,7950
Dicke (Mitte) (mm) : 10
a&sub2; (mm&supmin;¹) : 1,0620·10&supmin;³
a&sub4; (mm&supmin;³) : -9,4204·10&supmin;&sup8;
Scheitel (xc, yc, zc) (mm) (R=0) : (0; 228,9766; 12,9106)
Objektfläche:
Mitte (xs, ys, zs) (mm) (R=0) : (0; 269,3315; 15,0792)
Effektiver Abtastabstand (mm) : 220
Verfügbarer Winkelbereich der Reflexionsfläche (Grad) : 40
Fig. 17 und 18 zeigen Lichtstrahlen bei diesem Beispiel, jeweils in z-Achsen- bzw. x-Achsen-Richtung gesehen.
Ergebnisse der Simulation sind in Fig. 19(a) (Krümmung der Abtastzeile), 19(b) (Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung), 19(c) (Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung) und 19(d) (fR-Fehler) gezeigt. Die maximale Krümmung der Abtastzeile war -0,1250 mm, die maximale Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung war -4,6043 mm, die maximale Krümmung der Bildfläche war -1,4320 mm und der maximale fR-Fehler war -2,4469·10&supmin;² mm.

Beispiel 2

Polygonaler optischer Ablenker:
Rm (mm) : 24
a (mm) : 46,9598
b (mm) : 60,2560
Austrittspunkt (x, y, z) (mm) (R=0) : (0; 100; -5)
Strahlgröße am Austrittspunkt (mm) : bwx = 5, bwz = 1
l (mm) : -9,4665
Pseudo-zylindrische Korrekturlinse:
Brechungsindex : 1,5
Radius (mm) : 15,6868
Dicke (Mitte) (mm) : 10
a&sub2; (mm&supmin;¹) : 4,7712·10&supmin;&sup4;
a&sub4; (mm&supmin;³) : -8,8537·10&supmin;&sup8;
Scheitel (xc, yc, zc) (mm) (R=0) : (0; 236,8571; 15,0194)
Objektfläche:
Mitte (xs, ys, zs) (mm) (R=0) : (0; 276,9392; 16,6407)
Effektiver Abtastabstand (mm) : 220
Verfügbarer Winkelbereich der Reflexionsfläche (Grad) : 40
Die Wege der Lichtstrahlen sind gleichartig den in Fig. 17 und 18 gezeigten.
Ergebnisse der Simulation sind in Fig. 20(a) (Krümmung der Abtastzeile), 20(b) (Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung), 20(c) (Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung) und 20(d) (fR-Fehler) gezeigt. Die maximale Krümmung der Abtastzeile war 3,7581·10&supmin;² mm, die maximale Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung war -5,9444 mm, die maximale fR-Fehler war -2,3171 x 10-2 mm.
So umfaßt der hinter einem Objektiv angeordnete optische Abtaster in der zweiten Ausführung den polygonalen optischen Ablenker mit den Reflexionsflächen, die jeweils aus einem Abschnitt eines konvexen hyperboloiden oder eines konvexen hyperbolischen Zylinders gebildet sind und die pseudozylindrische Korrekturlinse, die zwischen dem polygonalen optischen Ablenker und der Objektfläche eingesetzt ist und eine Zylinderfläche besitzt mit ihrer Brechkraft an der Zuführseite und eine gekrümmte Fläche geradzahliger Ordnung mit ihrer Brechkraft an der Abtastseite. Da jede reflektierende Fläche des polygonalen optischen Ablenkers zwei axiale Komponenten besitzt, ist der Freiheitsgrad der reflektierenden Fläche um Eins größer als der einer reflektierenden Fläche, die aus einem Abschnitt einer Kreisfläche oder einer Zylinderfläche gebildet ist, wodurch der Freiheitsgrad bei der Auslegung erhöht wird. Da weiter die die der ebenen Fläche der normalen Korrekturlinse entsprechende Oberfläche der bei der zweiten Ausführung benutzten Korrekturlinse aus einer gekrümmten Fläche geradzahliger Ordnung gebildet ist, kann die Neigung der reflektierenden Flächen des polygonalen optischen Ablenkers und die Krümmung der Bildfläche korrigiert und können die fR-Charakteristiken verbessert werden. So korrigiert die Kombination aus polygonalem optischen Ablenker und pseudozylindrischer Korrekturlinse die Krümmung der Bildfläche und die fR-Charakteristiken mit hoher Genauigkeit.

Dritte Ausführung (Fig. 21 bis 26(d))

In Fig. 21 bis 26(d) werden Teile, die den vorher mit Bezug auf Fig. 1 bis 14(d) beschriebenen gleich sind oder ihnen entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen oder -zeichen benannt.
Ein hinter einem Objektiv angeordneter optischer Abtaster nach einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfaßt einen polygonalen optischen Ablenker 1 und eine pseudozylindrische Korrekturlinse 3, die in der Nähe einer Objektfläche 2 angeordnet ist.
Wie in Fig. 22 gezeigt, dreht sich der polygonale optische Ablenker 1 um eine durch einen (Mittel-)Punkt O tretende Achse, die senkrecht zu einer durch den Abtaststrahl überstrichenen Ebene ist, und besitzt sechs reflektierende Flächen 4, die jeweils aus einem Abschnitt eines paraboloiden oder parabolischen Zylinders gebildet sind.
Die pseudozylindrische Korrekturlinse 3 besitzt eine zylindrische Fläche 5 ähnlich der einer normalen Zylinderlinse und eine gekrümmte Fläche 6 höherer Ordnung mit einer Kontur, die dargestellt wird durch a&sub2;x² + a&sub4;x&sup4; (a&sub2; und a&sub4; sind Konstanten). Damit ist die gekrümmte Fläche 6 eine gekrümmte Fläche geradzahliger Ordnung.
Ein axialer Lichtstrahl 7 und ein Differential-Lichtstrahl 8 fallen auf die reflektierende Fläche 4 des polygonalen optischen Ablenkers 1 so auf, daß sie an einem Punkt S&sub0; in einem Abstand l von der Mitte O des polygonalen optischen Ablenkers 1 auftreffen. Der axiale Lichtstrahl und der Differential-Lichtstrahl 8, die durch die reflektierende Fläche 4 des polygonalen optischen Ablenkers 1 reflektiert wurden, laufen durch die Korrekturlinse 3 und werden an einem Punkt S fokussiert.
In Fig. 21 gezeigte Parameter werden anschließend beschrieben. In Fig. 21 ist a der Koeffizient von x zur zweiten Potenz, Rm ist der Radius des eingeschriebenen Kreises der Umfangskontur des polygonalen optischen Ablenkers 1, R ist der Abstand zwischen der Rotationsachse des polygonalen optischen Ablenkers 1 und der Objektfläche 2, ein effektiver Abtastabstand L&sub0; ist nicht gezeigt, R ist die Phase des polygonalen optischen Ablenkers 1 und y die Position eines Abtastflecks an der Objektfläche 2. Obwohl der Richtungs- Cosinus des auftreffenden Lichtstrahls keine x-Komponente besitzt, sind die Phase R = 0 und y = 0, wenn die x-Komponente des Richtungs-Cosinus des durch den polygonalen optischen Ablenker 1 reflektierten Lichtstrahls Null ist und y
- L&sub0;/2, wenn R = R&sub0;. Der polygonale optische Ablenker 1 durchläuft bei einem Abtastzyklus einen Winkel von 600. Die parametrische Simulation wurde ausgeführt, um die Parameter zu bestimmen, d. h. den Koeffizienten a der zweiten Ordnung der parabolischen Oberfläche oder des parabolischen Zylinders, welcher die reflektierenden Flächen des polygonalen optischen Ablenkers 1 bildet, den Abstand R, die Koeffizienten von x zur zweiten und zur vierten Potenz der die gekrümmte Fläche 6 höherer Ordnung der pseudozylindrischen Korrekturlinse 3 bestimmenden Gleichung, die Dicke der pseudozylindrischen Korrekturlinse 3 und die Anordnung der pseudozylindrischen Korrekturlinse, um den Fehler bei der Linearität der Abtastzeile auf Null zu reduzieren. Ergebnisse der parametrischen Simulation wurden ausgewertet in Hinsicht auf die Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung, die Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung, der fR-Charakteristik und der Krümmung der Abtastzeile.

Beispiel 1

Polygonaler optischer Ablenker:
Rm (mm) : 16,0
a (mm&supmin;¹) : 3,6105·10&supmin;³
Austrittspunkt (x, y, z) (mm) (R=0) : (0; 100; -5)
Strahlgröße am Austrittspunkt (mm) : bwx = 1, bwz = 1
l (mm) : -34,4346
Pseudozylindrische Korrekturlinse:
Brechungsindex : 1,5
Radius (mm) : 14,7687
(Mitten-)Dicke (mm) : 10
a&sub2; (mm&supmin;¹) : 1,8887·10&supmin;³
a&sub4; (mm&supmin;³) : -1,5361·10&supmin;&sup7;
Scheitel (xc, yc, zc) (mm) (R=0) : (0; 166,5810; 10,2394)
Objektfläche:
Mitte (xs, ys, zs) (mm) (R=0) : (0; 206,6237; 11,3466)
Effektiver Abtastabstand (mm) : 220
Verfügbarer Winkelbereich der Reflexionsfläche (Grad) : 40
Ergebnisse der Simulierung sind in Fig. 23 (Lichtstrahlen längs der x-Achse gesehen), 24 (Lichtstrahlen längs der z-Achse gesehen), 25(a) (Krümmung der Abtastzeile), 25(b) (Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung), 25(c) (Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung) und 25(d) (fR-Fehler) gezeigt. Die maximale Krümmung der Abtastzeile war -6,2888·10&supmin;² mm, die maximale Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung war -6,6502 mm, die maximale Krümmung der Bildfläche war -2,26410 mm und der maximale fR-Fehler war -0,1884 mm.

Beispiel 2

Polygonaler optischer Ablenker:
Rm (mm) : 16,0
a (mm&supmin;¹) : 3,2623·10&supmin;³
Austrittspunkt (x, y, z) (mm) (R=0) : (0; 100; -5)
Strahlgröße am Austrittspunkt (mm) : bwx = 1, bwz = 1
l (mm) : -41,1647
Pseudozylindrische Korrekturlinse:
Brechungsindex : 1,5
Radius (mm) : 15,3892
(Mitten-)Dicke (mm) : 10
a&sub2; (mm&supmin;¹) : 1,3529·10&supmin;³
a&sub4; (mm&supmin;³) : -1,1620·10&supmin;&sup7;
Scheitel (xc, yc, zc) (mm) (R=0) : (0; 236,8571; 15,0194)
Objektfläche:
Mitte (xs, ys, zs) (mm) (R=0) : (0; 205,4683; 12,3763)
Effektiver Abtastabstand (mm) : 220
Verfügbarer Winkelbereich der Reflexionsfläche (Grad) : 40
Wege der Lichtstrahlen, längs der z-Achse bzw. längs der x-Achse gesehen, sind gleichartig den in Fig. 23 bzw. 24 gezeigten.
Ergebnisse der Simulierung sind in Fig. 26(a) (Krümmung der Abtastzeile), 26(b) (Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung), 26(c) (Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung) und 26(d) (fR-Fehler) gezeigt. Die maximale Krümmung der Abtastzeile war 3,5940·10&supmin;² mm, die maximale Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung war -5,0589 mm, die maximale Krümmung der Bildfläche war 1,8314 mm und der maximale fR-Fehler war -2,3171·10&supmin;² mm.
Da der hinter einem Objektiv angeordnete optische Abtaster der dritten Ausführung nach der vorliegenden Erfindung so den polygonalen optischen Ablenker mit reflektierenden Flächen zum Reflektieren eines von einer Lichtquelle emittierten Lichtstrahls enthält, die jeweils durch einen Abschnitt einer konvexen parabolischen Fläche eines parabolischen Zylinders gebildet sind und die zwischen dem polygonalen optischen Ablenker und der Objektfläche eingesetzte pseudozylindrische Korrekturlinse mit einer Zylinderfläche, die Brechkraft an der Zuführungsseite enthält und eine gekrümmte Fläche geradzahliger Ordnung mit Brechkraft an der Abtastseite, können die fR-Charakteristiken und die Krümmung der Bildfläche durch die Veränderung der Krümmung der reflektierenden Flächen des jeweils aus einem Abschnitt einer parabolischen Fläche eines parabolischen Zylinders gebildeten reflektierenden Flächen des polygonalen optischen Ablenkers und durch die Brechkraft in Abtastrichtung der Zylinderfläche der pseudozylindrischen Korrekturlinse korrigiert werden. So korrigiert die Kombination aus polygonalem optischem Ablenker und pseudozylindrischer Korrekturlinse die Krümmung der Bildfläche und die fR-Charakteristiken mit hoher Genauigkeit.

Vierte Ausführung (Fig. 27 bis 32(d))

Ein hinter einem Objektiv angeordneter optischen optischer Abtaster in einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfaßt einen polygonalen optischen Ablenker 1 und eine pseudozylindrische Korrekturlinse 3, die in der Nähe einer Objektfläche 2 angeordnet ist.
Der polygonale optische Ablenker 1 dreht sich um eine durch einen (Mittel-)Punkt O hindurchtretende Achse, die senkrecht zu einer durch einen Abtaststrahl durchstrichenen Ebene ist, und besitzt sechs reflektierende Fläche 4, die jeweils aus einer gekrümmten Fläche einer höheren Ordnung, nicht weniger als der vierten Ordnung, gebildet sind, definiert durch ein Polynom geradzahliger Ordnung.
Die pseudozylindrische Korrekturlinse besitzt eine zylindrische Fläche gleichartig der einer normalen Zylinderlinse und eine gekrümmte Oberfläche 6 einer höheren Ordnung, bestimmt durch a&sub2;x² + a&sub4;x&sup4; (a&sub2; und a&sup4; sind Konstanten). D.h., die gekrümmte Fläche 6 ist eine gekrümmte Fläche geradzahliger Ordnung.
Ein axialer Lichtstrahl 7 und ein differentialer Lichtstrahl 8 fallen auf die reflektierende Fläche 4 des polygonalen optischen Ablenkers 1 so auf, daß sie an einer Stelle S&sub0; in einem Abstand l vom Mittelpunkt O des polygonalen optischen Ablenkers 1 konvergieren. Der axiale Lichtstrahl 7 und der differentiale Lichtstrahl 8, die durch die reflektierende Fläche 4 des polygonalen optischen Ablenkers 1 reflektiert werden, laufen durch die pseudozylindrische Korrekturlinse 3 und werden an einem Punkt S fokussiert.
In Fig. 27 gezeigte Parameter werden nachfolgend beschrieben. Koeffizienten a&sub2;, a&sub4; und a&sub6; sind jeweils Koeffizienten eines Terms der zweiten Ordnung, eines Terms der vierten Ordnung bzw. eines Terms der sechsten Ordnung des Polynoms geradzahliger Ordnung, das die Form der polygonalen optischen Reflexionsflächen 4 definiert, Rm ist der Radius eines eingeschriebenen Kreises der Umfangskontur des polygonalen optischen Ablenkers 1, R ist der Abstand zwischen der Rotationsachse des polygonalen optischen Ablenkers 1 und der Objektfläche 2, L&sub0; ist ein nicht gezeigter effektiver Abtastabstand und R ist der Phasenwinkel des polygonalen optischen Ablenkers 1. Obwohl der Richtungs-Cosinus des einfallenden Lichtstrahles keine x-Komponente besitzt, ist der Phasenwinkel R = 0 und die Position y = 0, wenn die x-Komponente des Richtungs-Cosinus des durch den polygonalen optischen Ablenker 1 reflektierten Lichtstrahls Null ist und die Phase 0 = R&sub0; wenn y = L&sub0;/2. Der polygonale optische Ablenker 1 dreht sich bei einem Abtastzyklus durch einen Winkel von 60º. Die parametrische Simulation wurde ausgeführt, um die Koeffizienten a&sub2;, a&sub4; und a&sub6;, den Abstand R, die Koeffizienten von x zur zweiten Potenz und zur vierten Potenz eines die gekrümmte Oberfläche 6 höherer Ordnung der pseudozylindrischen Korrekturlinse 3 repräsentierenden Ausdrucks, die Dicke und die Anordnung der pseudozylindrischen Korrekturlinse 3 so zu bestimmen, daß der effektive Abtastabstand 220 mm beträgt, wenn der verfügbare Winkelbereich der Reflexionsfläche ein Winkel von 400 ist und der Fehler der Linearität der Abtastzeile auf Null reduziert ist. Ergebnisse der Simulation wurden ausgewertet im Hinblick auf die Krümmung der Abtastzeile, die Krümmung der Bildfläche in Zuführrichtung, der Krümmung der Bildfläche in Abtastrichtung und der fR-Charakteristiken.

Beispiel 1

Polygonaler optischer Ablenker:
Rm (mm) : 16,0,
a&sub2; (mm&supmin;¹) : 3,6564·10&supmin;&sup4;
a&sub4; (mm³) : -1,2116·10&supmin;&sup9;
a&sub6; (mm&supmin;&sup5;) : -3,4997·10&supmin;¹&sup0;
Austrittspunkt (x, y, z) (mm) (R=0) : (0; 100; -5)
l (mm) : -34,0266
Pseudozylindrische Korrekturlinse:
Brechungsindex : 1,5
Radius (mm) : 14,7716
Dicke (Mitte) (mm) : 10
Koeffizient des Terms zweiter Ordnung (mm&supmin;¹): 1,9627·10&supmin;³
Koeffizient des Terms vierter Ordnung (mm&supmin;³): -1,6101·10&supmin;&sup7;
Scheitel (xc, yc, zc) (mm) (R=0) : (0; 167,4357; 11,3951)
Objektfläche:
Mitte (xs, ys, zs) (mm) (R=0) : (0; 207,4373; 11,3951)
Effektiver Abtastabstand (mm) : 220
Verfügbarer Winkelbereich der Reflexionsfläche (Grad) : 40
Fig. 29 und 30 zeigen Lichtstrahlen längs der z- bzw. der x-Achse gesehen.
Ergebnisse der Simulierung sind in Fig. 31(a) (Krümmung der Abtastzeile), 31(b) (Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung), 31(c) (Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung) und 31(d) (fR-Fehler) gezeigt. Die maximale Krümmung der Abtastzeile war 6,2161·10&supmin;² mm, die maximale Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung war -6,5394 mm, die maximale Krümmung der Bildfläche in Abtastrichtung war -2,6151 mm und der maximale fR-Fehler war -5,7676·10&supmin;³ mm.

Beispiel 2

Polygonaler optischer Ablenker:
Rm (mm) : 24
a&sub2; (mm&supmin;¹) : 3,6232·10&supmin;³
a&sub4; (mm&supmin;³) : -5,3940·10&supmin;&sup8;
a&sub6; (mm&supmin;&sup5;) : -9,9994·10&supmin;¹&sup0;
Austrittspunkt (x, y, z) (mm) (R=0) : (0; 100; -5)
l (mm) : -29,8873
Pseudo-zylindrische Korrekturlinse:
Brechungsindex : 1,5
Radius (mm) : 15,6240
Dicke (Mitte) (mm) : 10
Koeffizient des Terms zweiter Ordnung (mm&supmin;¹) : 1,0945·10&supmin;³
Koeffizient des Terms vierter Ordnung (mm&supmin;³) : -9,5307·10&supmin;&sup8;
Scheitel (xc, yc, zc) (mm) (R=0) : (0; 234,2721; 11,2107)
Objektfläche:
Mitte (xs, ys, zs) (mm) (R=0) : (0; 274,3208; 16,4685)
Effektiver Abtastabstand (mm) : 220
Verfügbarer Winkelbereich der Reflexionsfläche (Grad) : 40
Wege der Lichtstrahlen längs der z- bzw. der x-Achse gesehen sind gleichartig zu den in Fig. 29 bzw. 30 gezeigten. Ergebnisse der Simulierung sind in Fig. 32(a) (Krümmung der Abtastzeile), 32(b) (Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung), 32(c) (Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung) und 32(d) (fR-Fehler) gezeigt. Die maximale Krümmung der Abtastzeile war 4,2962·10&supmin;² mm, die maximale Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung war -4,4578 mm, die maximale Krümmung der Bildfläche in Abtastrichtung war 0,7152 mm und der maximale fR-Fehler war -7,0998·10&supmin;³ mm.
Der hinter dem Objektiv angeordnete optische Abtaster der vierten Ausführung umfaßt den polygonalen optischen Ablenker mit konvexen gekrümmten Reflexionsflächen, die jeweils aus einem Anteil einer gekrümmten Fläche höherer Ordnung gebildet sind, dargestellt durch ein Polynom geradzahliger Ordnung nicht geringer als der vierten Ordnung, und die pseudozylindrische Korrekturlinse, die zwischen dem polygonalen optischen Ablenker und der Objektfläche angeordnet ist und eine zylindrische Fläche besitzt mit ihrer Brechkraft an der Zuführseite und eine gekrümmte Fläche geradzahliger Ordnung mit ihrer Brechkraft an der Abtastseite. Dementsprechend besitzt der hinter einem Objektiv angeordnete optische Abtaster der vierten Ausführung nach der vorliegenden Erfindung einen Freiheitsgrad der Auslegung, der größer ist als bei Benutzung einer Korrekturlinse mit sphärischen oder zylindrischen Flächen. Da weiter die der ebenen Fläche der normalen zylindrischen Korrekturlinse entsprechende Fläche der pseudozylindrische Korrekturlinse aus einem Abschnitt einer gekrümmten Fläche von geradzahliger Ordnung gebildet ist, kann die Neigung des polygonalen optischen Ablenkers korrigiert werden und die Krümmung der Bildfläche und die fR-Charakteristiken können verbessert werden. Die Kombination aus polygonalem optischen Ablenker und pseudozylindrischer Korrekturlinse der vorliegenden Erfindung erreicht die Korrektur der Krümmung der Bildfläche und der fR-Charakteristiken mit hoher Genauigkeit.

Fünfte Ausführung (Fig. 33 bis 39)

In Fig. 33 sind an dem gleichen optischen Weg ein als Lichtquelle dienender Halbleiterlaser 11, eine Kollimationslinse 12 zum Kollimieren von Lichtstrahlen, die von dem Halbleiterlaser 11 emittiert werden, eine Zylinderlinse 13 und eine konvergierende Linse 14 angeordnet. Ein polygonaler optischer Ablenker 17 (polygonaler Rotationsspiegel) mit einer Vielzahl von Reflexionsflächen 16 ist an dem optischen Weg angeordnet und fest an der Ausgangswelle eines Motors 15 angebracht. Jede Reflexionsfläche 16 ist aus einem Teil einer Kreisfläche oder einer Zylinderfläche gebildet, deren Brechkraft (Brechkraft ist die Brechkraft oder die Fokussierungskraft einer optischen Fläche) in den Abtastrichtungen durch einen doppelköpfigen Pfeil angedeutet ist.
Eine Korrekturlinse 20, die den Winkelbereich eines durch den polygonalen optischen Ablenker 17 reflektierten Lichtstrahls überdeckt, ist in der Nähe einer Objektfläche 21 einer zylindrischen photoempfindlichen Walze 22 angeordnet. Lichtstrahlen laufen durch die Korrekturlinse 20 und fallen auf die Objektfläche 21 der photoempfindlichen Walze 22 ein.
Die Korrekturlinse 20 besitzt eine Einfallfläche 25, die eine ihre Oberflächen bildet und ihre Brechkraft sowohl in der Abtastrichtung wie auch in der senkrecht auf der Abtastrichtung stehenden Zuführrichtung besitzt, nämlich eine rotationssymmetrische Fläche 24, die aus einem Anteil einer rotationssymmetrischen Fläche gebildet ist und eine Rotationssymmetrie-Achse 23 aufweist, die parallel zur Abtastrichtung verläuft, und eine Austrittsfläche 26, die ihre andere Fläche bildet, und ihre Brechkraft in der Abtastrichtung symmetrisch bezüglich einer zur Abtastrichtung senkrechten Achse besitzt. Die Austrittsfläche 26 ist eine rotationssymmetrisch gekrümmte Fläche 28 mit einer Rotationssymmetrie- Achse 27, die durch die Mitte O&sub2; einer quersymmetrischen Form hindurchgeht mit Bezug auf die Abtastrichtung und senkrecht zur Achse 23 der Rotationssymmetrie der Einfallfläche 25.
In Fig. 35 ist A der Abstand zwischen dem Umfang der photoempfindlichen Walze 22 und der Rotationsachse 29 des polygonalen optischen Ablenkers 17 und B der Abstand zwischen der Rotationsachse 29 des polygonalen optischen Ablenkers 17 und der Einfallfläche der Korrekturlinse 20.
Der Lichtweg, an dem der Halbleiterlaser 11, die Kollimationslinse 12, die Zylinderlinse 13 und die konvergierende Linse 14 angeordnet sind, ist mit einem Winkel θ = 3,40 zu einer Ebene geneigt, die auf der Reflexionsfläche 16 des polygonalen optischen Ablenkers 17 senkrecht steht. Die Korrekturlinse 20 und die Mitte der photoempfindlichen Walze 22 sind an einem optischen Pfad gelegen, der mit dem gleichen Winkel R = 3,40 zur gleichen auf der Reflexionsfläche 16 des polygonalen optischen Ablenkers 17 gelegenen Fläche geneigt ist.
Von dem Halbleiterlaser 11 in Reaktion auf ein Drucksignal emittierte Lichtstrahlen werden durch die Kollimationslinse 12 in parallelen Lichtstrahlen gesammelt, wandern durch die Zylinderlinse 13, die ihre Brechkraft in Zuführrichtung besitzt, und durch die Konvergierungslinse 14 und fallen dann auf die reflektierende Fläche 16 des polygonalen optischen Ablenkers 17 auf. Da sich der polygonale optische Ablenker 17 dreht, bewegt sich der Lichtfleck der durch die Korrekturlinse 20 hindurchgetretenen Lichtstrahlen an der Oberfläche 21 der photoempfindlichen Walze 22 in der Abtastrichtung zum Aufzeichnen.
Die optische Geometrie des polygonalen optischen Ablenkers 17 mit den Reflexionsflächen 16, die jeweils aus einem Abschnitt einer zylindrischen Fläche 19 gebildet sind, der Zylinderlinse 13 und der Konvergierungslinse 14 wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 36 und 37 beschrieben. Jede reflektierende Fläche 16 des polygonalen optischen Ablenkers 17 ist gebildet aus einem Anteil einer zylindrischen Fläche mit einem kreisförmigen Querschnitt, der durch eine gestrichelte Linie mit Radius r und Zentrum an einem Punkt O abgebildet ist. Der eingeschriebene Kreis des polygonalen optischen Ablenkers 17 besitzt einen Radius c (= 16 mm) und hat seinen Mittelpunkt an der Rotationsachse 29 des polygonalen optischen Ablenkers 17. Die Rotationsachse 29 des polygonalen optischen Ablenkers 17 liegt parallel zu der durch den Punkt O hindurchtretenden Achse der zylindrischen Fläche.
Die Zylinderlinse 13 und die Konvergierungslinse 14 sind so angeordnet, daß Lichtstrahlen an einem Punkt S konvergieren, wenn die Lichtstrahlen in der Richtung der Rotationsachse 29 projiziert werden und so, daß die Lichtstrahlen an der Reflexionsfläche 16 konvergieren, wenn die Lichtstrahlen in der Abtastrichtung projiziert werden. Der Abstand zwischen der Rotationsachse 29 des polygonalen optischen Ablenkers 17 und dem Punkt S ist d.
Die Morphologie der Korrekturlinse 20 wird mit Bezug auf Fig. 38 beschrieben, die die Korrekturlinse 30 in einem Schnitt nach einer zur Abtastrichtung parallelen Ebene zeigt.
Die Einfallfläche 25 ist aus einem Abschnitt einer rotationssymmetrischen Fläche 24 mit einer Rotationssyrnmetrie- Achse 23 gebildet. Der Radius der Einfallfläche 25 mit dem Zentrum O&sub1; ist e. An einem Koordinatensystem mit seinem Ursprung an der Mitte O&sub1;, einer sich in Abtastrichtung erstreckenden X&sub1;-Achse und einer sich senkrecht zur X&sub1;-Achse erstreckenden Y&sub1;-Achse wird die Kontur des Schnittes der Einfallfläche 25 ausgedrückt durch ein Polynom der achten Ordnung:
Y&sub1; = α&sub2;X&sub1;² + α&sub4;X&sub1;&sup4; + α&sub6;X&sub1;&sup6; + α&sub8;x&sub1;&sup8; (1)
Die Ausgangsfläche 26 ist symmetrisch bezüglich der Y&sub1;-Achse und ist aus einem Anteil einer rotationssymmetrischen Fläche 28 gebildet, deren Rotationssymmetrie-Achse 27 mit der Y&sub1;-Achse zusammenfällt. In einem Koordinaten-System mit einem Ursprung an einer Mitte O&sub2;, einer sich parallel zur Abtastrichtung erstreckenden X&sub2;-Achse und einer der Y&sub1;-Achse entsprechenden Y&sub2;-Achse wird die Kontur des Schnittes der Ausfallfläche 26 ausgedrückt durch ein Polynom der achten Ordnung:
Y&sub2; = β&sub2;X&sub2;² + β&sub4;X&sub2;&sup4; + β&sub6;X&sub2;&sup6; + β&sub8;X&sub2;&sup8; (2)
Die Korrekturlinse 20 ist aus einem Acrylharz mit einem Brechungsindex von 1,48 gebildet. Die Koeffizienten der Gleichungen (1) und (2) werden später beschrieben
Eine Computersimulation wurde ausgeführt, um die Parameter so zu bestimmen, daß die fR-Charakteristiken, die Krümmung einer sagittalen Bildfläche, die Krümmung einer meridionalen Bildfläche und die Krümmung der Abtastzeile an der photoempfindlichen Walze 22 auf ein praktisch vernachlässigbares Maß korrigiert werden können. Die Abtastzeile an der photoempfindlichen Walze neigt dazu, sich insbesondere in einem Schrägeinfall-Optiksystem zu krümmen, bei dem Lichtstrahlen auf die Reflexionsfläche 16 des polygonalen optischen Ablenkers 17 mit einem Winkel R zu einer zur Rotationsachse 29 des polygonalen optischen Ablenkers 17 senkrechten Ebene auffallen.

Beispiel 1

Werte der für die Computersimulation ausgewählten Parameter waren wie folgt.
A: 208,3 mm B: 160,8 mm
r: 135,65 mm d: 33,76 mm
e: 16,33 mm
α&sub2;: 8,610·10&supmin;&sup4; mm&supmin;¹ α&sub4;: 4,336·10&supmin;&sup9; mm&supmin;³
α&sub6;: -5,509·10&supmin;¹³ mm&supmin;&sup5; α&sub8;: -3,071·10&supmin;¹&sup7; mm&supmin;&sup7;
β&sub2;: -4,389·10&supmin;&sup4; mm&supmin;¹ β&sub4;: 1,616·10&supmin;&sup7; mm&supmin;³
β&sub6;: -6,542·10&supmin;&sup5; mm&supmin;&sup5; β&sub8;: -2,689·10&supmin;¹&sup8; mm&supmin;&sup7;
Bei der Computersimulation betrug der effektive Abtastabstand 220 mm und der entsprechende verfügbare Winkelbereich der Reflexionsfläche 16 des polygonalen optischen Ablenkers 17 war 360.
Die Krümmung der Abtastzeile, der Krümmung der meridionalen Bildfläche, die Krümmung der sagittalen Bildfläche und fR, wie sie durch die Computersimulation erhalten wurde, sind in Fig. 39 gezeigt. In den in Fig. 39 gezeigten Graphiken erstreckt sich die Vertikalachse jeweils längs der Abtastrichtung und die Charakteristiken sind an der horizontalen Achse aufgetragen.
fR-Fehler = (Position des Abtastflecks an der photoempfindlichen Walze) - (Position des linearen Einfalls) (3) Position des linearen Einfalls = (Phase des polygonalen optischen Ablenkers)·220 mm/36º.
Die Phase des polygonalen optischen Ablenkers 17 ist Null, wenn der polygonale optische Ablenker 17 sich in einer wie in Fig. 36 abgebildeten Position befindet.

Beispiel 2

Der Aufbau eines hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters ist der gleiche wie der beim hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtaster in Beispiel 1. Die Werte der für die Computersimulation ausgewählten Parameter waren wie folgt.
A: 210,7 mm B: 158,2 mm
r: 120,30 mm d: 29,62 mm
e: 17,63 mm
α&sub2;: 9,137·10&supmin;&sup4; mm&supmin;¹ α&sub4;: 7,725·10&supmin;³ mm&supmin;³
α&sub6;: -5,725·10&supmin;¹³ mm&supmin;&sup5; α&sub8;: -4,355·10&supmin;¹&sup7; mm&supmin;&sup7;
β&sub2;: -3,586·10&supmin;&sup4; mm&supmin;¹ β&sub4;: 1,474·10&supmin;&sup7; mm&supmin;³
β&sub6;: -4,439·10&supmin;¹³ mm&supmin;&sup5; β&sub8;: -1,469·10&supmin;¹&sup7; mm&supmin;&sup7;
Der effektive Abtastabstand betrug 220 mm und der entsprechende verfügbare Winkelbereich der Reflexionsfläche 16 des polygonalen optischen Ablenkers 17 war 360.
In Tabelle 1 sind aufgelistet die Krümmung der sagittalen Bildfläche, die Krümmung der meridionalen Bildfläche, die Linearität der fR-Charakteristiken und die Krümmung der Abtastzeile der Beispiele 1 und 2 der fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung und die durch Computersimulation erhaltenen Beispiele eines hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters, wie er in einem bekannten optischen Abtastgerät benutzt wird, das in der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 61-156020 beschrieben wurde.
In Tabelle 1 stehen die Simulationen 1, 2 und 3 für die Beispiele 1, 2 und 3 des bekannten hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters, und die Simulationen Nr. 4 und 5 beziehen sich auf die Beispiele 1 bzw. 2 der fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung. Bei den Simulationen 4 und 5 wird die Linearität dargestellt durch den Maximalwert bei einer Abtastgeschwindigkeit in dem Mittelabschnitt der Abtastzeile. Tabelle 1 Simulation Nr. Krümmung der sagittalen Bildfläche (mm) Krümmung der meridionalen Bildfläche (mm) Linearität (%) Krummung der Abtastzeile (mm)
Wie sich aus Tabelle 1 ergibt, betragen die Krümmung der sagittalen Bildfläche und die Krümmung der meridionalen Bildfläche bei der fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung annähernd 1/2 bzw. 1/4 bis 1/5 der Beispiele des bekannten hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters. Insbesondere bei der Linearität betragen die Werte für die fünfte Ausführung der vorliegenden Erfindung nicht mehr als 2 bis 3%, wodurch kein zusätzliches Korrekturmittel, wie z. B. ein elektrisches Korrekturmittel, nötig wird. Weiter ist die fünfte Ausführung fähig, die Krümmung der Abtastzeile auf einen praktisch vernachlässigbaren Wert zu korrigieren.
Obwohl die Beispiele 1 und 2 der fünften Ausführung jeweils nur mit einer Korrekturlinse 20 versehen sind, kann der hinter einem Objektiv angeordnete optische Abtaster mit einer Vielzahl von Korrekturlinsen im Hinblick auf verschiedene Fertigungsbedingungen ausgerüstet werden. Z.B. kann die Korrekturlinse 20 durch zwei Linsen ersetzt werden, nämlich einer ersten Linse mit der gleichen Einfallsfläche wie der der Korrekturlinse 20 und einer sphärischen Austrittsfläche und einer zweiten Linse mit einer sphärischen Einfallsfläche und der gleichen Austrittsfläche wie der der Korrekturlinse 20.
Der hinter einem Objektiv angeordnete optische Ablenker in der fünften Ausführung nach der vorliegenden Erfindung umfaßt den polygonalen optischen Ablenker mit einer Vielzahl von Reflexionsflächen, die jeweils aus einem Abschnitt einer sphärischen Fläche oder einer zylindrischen Fläche gebildet sind, deren Brechkraft in der Abtastrichtung liegt; und die zwischen dem polygonalen optischen Ablenker und der Objektfläche angeordnete Korrekturlinse mit einer rotationssymmetrisch gekrümmten Einfallfläche mit einem Querschnitt mit der Form eines Kreisbogens, dessen Zentrum an der Rotationssymmetrie-Achse liegt, rotationssymmetrisch bezüglich einer Ebene, welche die Rotationsachse des polygonalen optischen Ablenkers enthält, und senkrecht zur Achse der Rotationssymmetrie, und mit Brechkraft sowohl in Abtastrichtung wie in Zuführrichtung und eine mit Bezug auf eine zur Abtastrichtung senkrechten Ebene symmetrischen Austrittsfläche, die ihre Brechkraft in der Abtastrichtung besitzt. Deswegen kann die Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung, d. h. einer sagittalen Bildfläche, korrigiert werden, indem jede Reflexionsfläche des polygonalen optischen Ablenkers durch einen Abschnitt einer sphärischen Fläche oder einer zylindrischen Fläche gebildet wird, die ihre Brechkraft in der Abtastrichtung besitzt. Da weiter die Einfallfläche der Korrekturlinse aus einer rotationssymmetrisch gekrümmten Fläche gebildet ist, rotationssymmetrisch bezüglich einer zu der Abtastrichtung parallelen Symmetrieachse, kann die Brechkraft in der Zuführrichtung verändert werden durch Verändern der Krümmung der Einfallfläche bezüglich der Zuführrichtung längs der Abtastrichtung, und dadurch kann die Krümmung der Bildfläche in der Zuführrichtung, nämlich die der meridionalen Bildfläche korrigiert werden. Noch weiter ermöglicht das Ausbilden der Austrittsfläche der Korrekturlinse als eine gekrümmte Fläche, die ihre Brechkraft in der Abtastrichtung besitzt, die Korrektur von fR-Charakteristiken und die weitere genaue Korrektur der sagittalen Bildfläche.
So können die Krümmung der sagittalen Bildfläche, die Krümmung der meridionalen Bildfläche und die fR-Charakteristiken korrigiert werden durch die zusammengefaßten korrigierenden Wirkungen der Reflexionsflächen des polygonalen optischen Ablenkers und der Einfall- und Austrittsflächen der Korrekturlinse. Weiter kann die Korrektur der fR-Charakteristiken, die ein bedeutsames Problem darstellen, durch optische Mittel erreicht werden, ohne irgendwelche elektrische Mittel zu erfordern, so daß der hinter einem Objektiv angeordnete optische Abtaster nach der vorliegenden Erfindung eine hohe Verhaltensgüte besitzt und einfach im Aufbau und kostengünstig ist.

Sechste Ausführung (Fig. 40 bis 46)

Beispiel 1

Bei den Fig. 40 und 41 ist an dem gleichen optischen Weg ein als Lichtquelle dienender Halbleiterlaser 31, eine Kollimationslinse 32 zum Kollimieren von Lichtstrahlen, eine Zylinderlinse 33 und eine konvergierende Linse 34 angeordnet. Ein polygonaler optischer Ablenker (polygonaler Rotationsspiegel) 37 mit einer Vielzahl reflektierender Flächen 36 ist an dem optischen Weg angeordnet und fest an der Ausgangswelle eines Motors 35 angebracht. Jede reflektierende Fläche 36 ist eine gekrümmte Fläche 38, deren Krümmung sich von Ort zu Ort derselben ändert.
Eine Korrekturlinse 39 ist so angeordnet, daß sie den Winkelbereich von durch den polygonalen optischen Ablenker 37 reflektierten Lichtstrahlen überdeckt, und eine zylindrische photoempfindliche Walze 41 mit einer Objektfläche 40, auf welche durch die Korrekturlinse 39 durchgelassene Lichtstrahlen auftreffen, ist hinter der Korrekturlinse 39 angeordnet.
Die Korrekturlinse 39 hat ihre Brechkraft (Brechkraft oder Fokussierkraft) sowohl in der durch den Doppelkopf-Pfeil angezeigten Abtastrichtung als auch in der zur Abtastrichtung senkrechten Zuführrichtung. Die Korrekturlinse 39 besitzt eine Einfallfläche 44, die aus einem Abschnitt einer rotationssymmetrisch gekrümmten Fläche 43 gebildet ist mit einer Symmetrieachse 44 parallel zur Abtastrichtung, und eine Austrittsfläche 45, deren Brechkraft sich in Abtastrichtung erstreckt und die bezüglich einer zur Abtastrichtung senkrechten Achse symmetrisch ist. Die Austrittsfläche 45 ist gebildet aus einem Abschnitt einer rotationssymmetrisch gekrümmten Fläche 47 mit einer Rotationssymmetrie-Achse 46, die durch das Zentrum O&sub2; der quersymmetrischen Form hindurchgeht bezüglich der Abtastrichtung und senkrecht zur Achse 42 der Rotationssymmetrie der Einfallfläche 44.
In Fig. 42 ist A der Abstand zwischen der Objektfläche 40 und der Rotationsachse 48 des polygonalen optischen Ablenkers 37 und B der Abstand zwischen der Rotationsachse 48 des polygonalen optischen Ablenkers 37 und der Einfallfläche 44 der Korrekturlinse 39.
Der Lichtweg, an dem der Halbleiterlaser 31, die Kollimationslinse 32, die Zylinderlinse 33 und die konvergierende Linse 34 angeordnet sind, ist mit einem Winkel R =3,40 zu einer zur Reflexionsfläche 36 des polygonalen optischen Ablenkers 37 senkrechten Ebene geneigt. Die Korrekturlinse 39 und die Mitte der photoempfindlichen Walze 41 sind an einem
optischen Pfad gelegen, der mit dem gleichen Winkel R = 3,40 zur gleichen zur Reflexionsfläche 36 des polygonalen optischen Ablenkers 37 senkrechten Ebene geneigt ist.
Von dem Halbleiterlaser 31 in Reaktion auf ein Drucksignal ausgesendete Lichtstrahlen werden durch die Kollimationslinse 32 zu parallelen Lichtstrahlen kollimiert, laufen durch die Zylinderlinse 34, die ihre Brechkraft in der Zuführrichtung besitzt, und durch die Konvergierungslinse 34 und fallen dann auf die Reflexionsfläche 36 des polygonalen optischen Ablenkers 37 auf. Während sich der polygonale optische Ablenker 37 dreht, bewegt sich der Flech der durch die Korrekturlinse 39 gelaufenen parallelen Lichtstrahlen zum Aufzeichnen an der Objektfläche 40 der photoempfindlichen Walze 41 in der Abtastrichtung.
Die optische Geometrie des polygonalen optischen Ablenkers 37 mit den jeweils aus einem Abschnitt eines elliptischen Zylinders mit einer elliptischen Kontur 49 gebildeten Reflexionsfläche 36, der Zylinderlinse 33 und der Konvergierungslinse 14 werden nachfolgend mit Bezug auf Fig. 43 und 44 beschrieben. Die elliptische Kontur 49 besitzt ihr Zentrum an einem Punkt O und besitzt eine kleine Achse mit der Länge a und eine große Achse mit der Länge b. Jede reflektierende Fläche 36 des polygonalen optischen Ablenkers 37 ist aus einem Abschnitt gebildet, der der kleineren Achse mit Länge a des elliptischen Zylinders entspricht. Die Rotationsachse 48 des polygonalen optischen Ablenkers 37 geht durch die Mitte des eingeschriebenen Kreises mit einem Radius c (= 16 mm) und verläuft parallel zu der durch den Punkt O hindurchtretenden Mittelachse des elliptischen Zylinders.
Die Zylinderlinse 33 und die konvergierende Linse 34 sind so angeordnet, daß Lichtstrahlen an einem Punkt S konvergieren, wenn die Lichtstrahlen in der Richtung der Achse 48 des polygonalen optischen Ablenkers 37 projiziert werden und so, daß die Lichtstrahlen auf der reflektierenden Fläche 36 des polygonalen optischen Ablenkers 37 konvergieren, wenn die Lichtstrahlen in der Abtastrichtung projiziert werden. Der Abstand zwischen der Rotationsachse des polygonalen optischen Ablenkers 37 und dem Punkt S beträgt d.
Die Morphologie der Korrekturlinse 39 wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 45 beschrieben, welche die Korrekturlinse 39 im Querschnitt nach einer zur Abtastrichtung parallelen Ebene zeigt.
Die Einfallsfläche 44 ist gebildet aus einem Abschnitt einer rotationssymmetrischen gekrümmten Fläche 43 mit einer Rotationssymmetrie-Achse 42. Der Radius der rotationssymmetrisch gekrümmten Fläche am Zentrum O&sub1; ist e. In einem Koordinatensystem mit einem Ursprung im Zentrum O&sub1;, einer sich in Abtastrichtung erstreckenden X1-Achse und einer sich senkrecht zur X1-Achse erstreckenden Y1-Achse kann die Kontur der Einfallfläche 44 ausgedrückt werden durch ein Polynom der achten Ordnung:
Y1 = α&sub2;X&sub1;² + α&sub4;X&sub1;&sup4; + α&sub6;X&sub1;&sup6; + α&sub8;X&sub1;&sup8; (4)
Die Austrittsfläche 45 ist symmetrisch bezüglich der Y&sub1;-Achse und ist gebildet aus einem Abschnitt einer rotationssymmetrischen Fläche 47 mit einer Rotationssymmetrie-Achse 46, die mit der Y&sub1;-Achse zusammenfällt. In einem Koordinatensystem mit einem Ursprung an einem Zentrum O&sub2;, einer sich parallel zur Abtastrichtung erstreckenden X&sub2;-Achse und einer mit der Y&sub1;-Achse zusammenfallenden Y&sub2;-Achse wird die Kontur des Zentralabschnitts der Austrittsebene 44 durch ein Polynom der achten Ordnung ausgedrückt:
Y&sub2; = β&sub2;X&sub2;² + β&sub4;X&sub2;&sup4; + β&sub6;X&sub2;&sup6; + β&sub8;X&sub2;&sup8; (5)
Die Korrekturlinse 39 ist aus Acrylharz mit einem Brechungsindex 1,48 gebildet. Die Koeffizienten der Gleichungen (4) und (5) werden später beschrieben.
Es wurde ein Computersimulation ausgeführt, um die Parameter so zu bestimmen, daß die fR-Charakteristiken, die Krümmung einer sagittalen Bildfläche, die Krümmung einer meridionalen Bildfläche und die Krümmung der Abtastzeile an einer photoempfindlichen Walze 41 auf ein praktisch vernachlässigbares Ausmaß korrigiert werden können. Die Abtastzeile an der photoempfindlichen Walze 41 neigt dazu, sich insbesondere bei einem Schrägauffall-Optiksystem zu krümmen, bei dem Lichtstrahlen auf die reflektierende Fläche 36 des polygonalen optischen Ablenkers 37 mit einem Winkel e auftreffen, d. h. einem anderen Winkel als einem rechten Winkel zu einer zur Rotationsachse 29 des polygonalen optischen Ablenkers senkrechten Ebene. Werte der Parameter, die für die Computersimulation ausgewählt wurde, waren wie folgt:
A: 208,3 mm B: 160,8 mm
a: 116,15 mm b: 125,52 mm
d: 33,76 mm e: 16,33 mm
α&sub2;: 8,610·10&supmin;&sup4; mm&supmin;¹ α&sub4;: 4,336·10&supmin;&sup9; mm&supmin;³
α&sub6;: -5,509·10&supmin;¹³ mm&supmin;&sup5; α&sub8;: -3,071·10&supmin;¹&sup7; mm&supmin;&sup7;
β&sub2;: -4,389·10&supmin;&sup4; mm&supmin;¹ β&sub4;: 1,616·10&supmin;&sup7; mm&supmin;³
β&sub6;: -6,542·10&supmin;¹³ mm&supmin;&sup5; β&sub8;: -2,689·10&supmin;¹&sup8; mm&supmin;&sup7;
Bei der Computersimulation betrug der effektive Abtastabstand 220 mm und der entsprechende verfügbare Winkelbereich der Reflexionsfläche 36 des polygonalen optischen Ablenkers 37 war 36º.
Die Krümmung der Abtastzeile, die Krümmung der meridionalen Bildfläche, die Krümmung der sagittalen Bildfläche und der fR-Fehler, die durch die Computersimulation erhalten wurden, sind in Fig. 46 gezeigt. In den in Fig. 46 gezeigten Graphiken erstrecken sich die Vertikalachsen längs der Abtastrichtung und die Charakteristiken werden an den Horizontalachsen gemessen.
fR-Fehler = (Position des Abtastflecks an der photoempfindlichen Walze) - (Position des linearen Einfalls) (6) Position des linearen Einfalls = (Phase des polygonalen optischen Ablenkers)·220 mm/36º.
Die Phase des polygonalen optischen Ablenkers 37 ist Null, wenn der polygonale optische Ablenker 37 sich in der in Fig. 43 gezeigten Position befindet.
Der Aufbau eines hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters ist der gleiche wie der bei dem hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtaster in Beispiel l. Die Werte der für die Computersimulation ausgewählten Parameter waren wie folgt.
A: 210,7 mm B: 158,2 mm
a: 68,84 mm b: 91,00 mm
d: 29,62 mm e: 17,63 mm
α&sub2;: 9,137·10&supmin;&sup4; mm&supmin;¹ α&sub4;: 7,725·10&supmin;&sup9; mm&supmin;³
α&sub6;: -5,725·10&supmin;¹³ mm&supmin;&sup5; α&sub8;: -4,355·10&supmin;¹&sup7; mm&supmin;&sup7;
β&sub2;: -3,586·10&supmin;&sup4; mm&supmin;¹ β&sub4;: 1,474·10&supmin;&sup7; mm&supmin;³
β&sub6;: -4,439·10&supmin;¹³ mm&supmin;&sup5; β&sub8;: -1,469·10&supmin;¹&sup7; mm&supmin;&sup7;
Auch bei diesem Beispiel war der effektive Abtastabstand 220 mm und der entsprechende verfügbare Winkelbereich der Reflexionsfläche 36 des polygonalen optischen Ablenkers 37 war 36º.
In Tabelle 2 sind tabelliert die Krümmung der sagittalen Bildfläche, die Krümmung der meridionalen Bildfläche, die Linearität der fR-Charakteristiken und die Krümmung der Abtastzeile der Beispiele 1 und 2 der sechsten Ausführung der vorliegenden Erfindung und die durch Computersimulation erhaltenen Beispiele eines hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters, der bei dem bekannten optischen Abtastgerät verwendet wird, das in der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 61-156020 beschrieben ist.
In Tabelle 2 gelten die Simulationen Nr. 1, 2 und 3 für die Beispiele 1, 2 und 3 des bekannten hinter einem Objektiv angeordneten optischen Abtasters und die Simulationen 4 und 5 gelten für die Beispiele 1 bzw. 2 der sechsten Ausführung. Bei der Simulation Nr. 4 und 5 ist die Linearität dargestellt durch den Maximalwert bei einer Abtastgeschwindigkeit im Mittelabschnitt der Abtastzeile. Tabelle 2 Simulation Nr. Krümmung der sagittalen Bildfläche (mm) Krümmung der meridionalen Bildfläche (mm) Linearität (%) Krümmung der Abtastzeile (mm)
Wie sich aus Tabelle 2 ergibt, sind die Krümmung der sagittalen Bildfläche und die Krümmung der meridionalen Bildfläche bei der sechsten Ausführung der vorliegenden Erfindung annähernd 1/2 bzw. 1/4 bis 1/5 derjenigen der Beispiele des bekannten hinter dem Objektiv angeordneten optischen Abtasters. Was insbesondere die Linearität betrifft, sind die Werte für die sechste Ausführung der vorliegenden Erfindung nicht größer als 2 bis 3%, wozu keine zusätzlichen Korrekturmaßnahmen wie elektrische Korrekturmaßnahmen erforderlich sind. Weiter kann die sechste Ausführung die Krümmung der Abtastzeile auf ein praktisch vernachlässigbares Ausmaß korrigieren.
Zwar sind die Beispiele 1 und 2 der sechsten Ausführung mit jeweils einer Korrekturlinse 39 versehen, jedoch kann der hinter einem Objektiv angebrachte optische Abtaster auch mit einer Vielzahl von Korrekturlinsen im Hinblick auf verschiedene Fertigungsumstände versehen werden. Beispielsweise kann die Korrekturlinse 39 durch zwei Linsen ersetzt werden, nämlich einer ersten Linse mit der gleichen Einfallfläche wie der der Korrekturlinse 39 und einer sphärischen Austrittsfläche und einer zweiten Linse mit einer sphärischen Einfallfläche und der gleichen Austrittsfläche wie bei der Korrekturlinse 39.
Der hinter einem Objektiv angeordnete optische Abtaster der sechsten Ausführung nach der vorliegenden Erfindung umfaßt: den polygonalen optischen Ablenker mit einer Vielzahl von Reflexionsflächen, die jeweils aus einer gekrümmten Fläche gebildet sind, deren Krümmung sich von Stelle zu Stelle derselben verändert; und die Korrekturlinse, die zwischen dem polygonalen optischen Ablenker und der Objektfläche angeordnet ist mit einer rotationssymmetrisch gekrümmten Einfallfläche mit einem Querschnitt, der die Form eines Kreisbogens besitzt, dessen Mitte an der Rotationsymmetrie- Achse sitzt, rotationssymmetrisch bezüglich einer Ebene, welche die Rotationsachse des polygonalen optischen Ablenkers enthält und senkrecht zu der Rotationssymmetrie-Achse und mit ihrer Brechkraft sowohl in Abtastrichtung wie auch in Beleuchtungsrichtung, und eine Austrittsfläche, die bezüglich einer zur Abtastrichtung senkrechten Ebene symmetrisch ist und ihre Brechkraft in der Abtastrichtung besitzt. Damit ermöglicht die Benutzung des polygonalen optischen Ablenkers mit Reflexionsflächen, die jeweils aus einer gekrümmten Fläche gebildet sind, deren Krümmung sich von Position zu Position derselben ändert, dem hinter einem Objektiv angebrachten optischen Abtaster, die Krümmung der Bildfläche in der Abtastrichtung, d. h. der sagittalen Bildfläche, wirksamer zu korrigieren als der hinter einem Objektiv angebrachte optische Abtaster, welcher einen polygonalen optischen Ablenker benutzt mit Reflexionsflächen, die jeweils aus einem Abschnitt einer sphärischen Fläche oder einer zylindrischen Fläche mit einer festen Krümmung gebildet sind. Weiter kann, da die Einfallfläche der Korrekturlinse mit einer rotationssymmetrisch gekrümmten Fläche gebildet ist, die mit Bezug auf eine Symmetrieachse parallel zur Abtastrichtung rotationssymmetrisch ist, die Brechkraft in der Beleuchtungsrichtung verändert werden durch Verändern der Krümmung der Einfallfläche bezüglich der Beleuchtungsrichtung längs der Abtastrichtung, und dadurch kann die Krümmung der Bildfläche in der Beleuchtungsrichtung, namlich die meridionale Bildfläche, korrigiert werden. Weiterhin kann das Ausbilden der Austrittsfläche der Korrekturlinse zu einer gekrümmten Fläche mit ihrer Brechkraft in der Abtastrichtung die Korrektur von fR-Charakteristiken und die weitere genaue Korrektur der sagittalen Bildfläche ermöglichen.
Damit können die Krümmung der sagittalen Bildfläche, die Krümmung der meridionalen Bildfläche und die fR-Charakteristiken korrigiert werden durch die zusammengefaßten Korrekturwirkungen der reflektierenden Flächen des polygonalen optischen Ablenkers und der Einfall- und der Austrittsfläche der Korrekturlinse. Weiter kann die Korrektur der fR-Charakteristiken, die ein bedeutsames Problem bildete, durch optische Mittel erreicht werden, ohne elektrische Mittel zu erfordern, so daß der hinter einem Objektiv angebrachte optische Abtaster der vorliegenden Erfindung ein außerordentlich gutes Verhalten zeigt, einfach aufgebaut und kostengünstig ist.

Claims

1. Hinter einem Objektiv angeordneter optischer Abtaster für ein hinter dem Objektiv angeordnetes optisches Abtastgerät, welcher umfaßt

eine Laserquelle,

einen Rotations-Ablenkspiegel (1) zum Ablenken des Strahls, um so eine Objektfläche (2) abzutasten, und eine optische Korrekturlinse (3), die in dem Strahlweg nach dem Rotations-Ablenkspiegel (1) eingesetzt ist, um eine optische Korrektur des Strahls zu schaffen, wobei die Linse sich allgemein in der Abtastrichtung erstreckt,

der Rotations-Ablenker (1) ein polygonaler optischer Ablenker ist mit einer Rotationsachse und einer Vielzahl von konvexen Reflexionsflächen (4), die jeweils ein Abschnitt eines Zylinders sind, der parallel zu der Rotations-Achse ist und der beispielsweise ein elliptischer, ein hyperbolischer, ein parabolischer oder ein Kreiszylinder ist, und die optische Korrekturlinse (3) eine Form besitzt, die eine konvex gekrümmte Fläche an der dem Rotations-Ablenker (1) nächstliegenden Seite enthält, in der Richtung senkrecht zur Abtastrichtung gesehen, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Korrekturlinse (3) an der von dem Rotations-Ablenker am weitesten entfernten Seite in Abtastrichtung gesehen gekrümmt ist, welche Krümmung definiert ist durch eine Beziehung zu einer Koordinate x, die in eine geradzahlige Potenz erhoben wird, z. B. x², x&sup4;, x&sup6;, wobei x der rechtwinklige Abstand von der Fläche der Korrekturlinse an irgendeiner bestimmten Stelle zu dem zentralen axialen Weg ist, der von dem Ablenkspiegel (1) durch den Scheitel der Korrekturlinse (3) geht.

2. Hinter einem Objektiv angebrachter optischer Ablenker nach Anspruch 1, bei dem die gekrümmte Fläche der Korrekturlinse (3) an der am weitesten von dem Rotations- Ablenker (1) abgelegenen Seite einen Zentralabschnitt besitzt, der konkav ist.

3. Hinter einem Objektiv angebrachter optischer Ablenker nach Anspruch 1, bei dem die gekrümmte Fläche der Korrekturlinse (3) an der am weitesten von dem Rotations- Ablenker (1) abgelegenen Seite Außenabschnitte besitzt, die konvex sind.

4. Hinter einem Objektiv angebrachter optischer Ablenker nach Anspruch 2 und 3, bei dem der Zentralabschnitt konkav und der Umfangsabschnitt konvex ist.