JP2709944B2 - テレセントリックｆθレンズ - Google Patents
テレセントリックｆθレンズInfo
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- JP2709944B2 JP2709944B2 JP63246500A JP24650088A JP2709944B2 JP 2709944 B2 JP2709944 B2 JP 2709944B2 JP 63246500 A JP63246500 A JP 63246500A JP 24650088 A JP24650088 A JP 24650088A JP 2709944 B2 JP2709944 B2 JP 2709944B2
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- Japan
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- lens
- group
- positive
- curvature
- spherical aberration
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/0005—Optical objectives specially designed for the purposes specified below having F-Theta characteristic
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、走査式光学装置に用いられるテレセント
リックなｆθレンズに関するものである。
リックなｆθレンズに関するものである。
［従来の技術］ レーザープリンター等で用いられる走査式光学系にお
いては、レーザービームの入射角と記録面に形成される
ビームスポットの像高とが比例するように負の歪曲収差
を有するｆθレンズが使用される場合が多い。
いては、レーザービームの入射角と記録面に形成される
ビームスポットの像高とが比例するように負の歪曲収差
を有するｆθレンズが使用される場合が多い。
また、描画面が平坦性が悪い場合や光軸方向に前後す
る可能性がある場合、あるいは描画面の前にカバーガラ
ス等の平行平面が配置されている場合には、ピントズレ
を起こした際にも軸外光によって形成される像の位置が
ズレないテレセントリック性が要求される。
る可能性がある場合、あるいは描画面の前にカバーガラ
ス等の平行平面が配置されている場合には、ピントズレ
を起こした際にも軸外光によって形成される像の位置が
ズレないテレセントリック性が要求される。
特開昭60-123815号公報には、このようなテレセント
リックｆθレンズが開示されている。このレンズは、全
体として正のパワーを有し、第１群の負のパワーを３枚
の正レンズで打ち消し、最後にパワーの小さい像界側に
凹面を向けたメニスカスレンズを設けて全体のバランス
をとっている。
リックｆθレンズが開示されている。このレンズは、全
体として正のパワーを有し、第１群の負のパワーを３枚
の正レンズで打ち消し、最後にパワーの小さい像界側に
凹面を向けたメニスカスレンズを設けて全体のバランス
をとっている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記公報に記載のテレセントリックｆ
θレンズは、３枚の正レンズ群の曲率半径が平均的に小
さく、これらのレンズで発生する補正不足の球面収差や
大きなペッツバール和は、特にＦ値が小さい程第１群、
最終群の負レンズでは補正しきれない。従って、球面収
差や像面湾曲が大きく、これらの影響を受けないために
Ｆ値が8.3程度となってしまう。
θレンズは、３枚の正レンズ群の曲率半径が平均的に小
さく、これらのレンズで発生する補正不足の球面収差や
大きなペッツバール和は、特にＦ値が小さい程第１群、
最終群の負レンズでは補正しきれない。従って、球面収
差や像面湾曲が大きく、これらの影響を受けないために
Ｆ値が8.3程度となってしまう。
描画対象上での情報量を増加させるためには、レンズ
のＦ値を小さくしてスポットの小径化を図ると共に、諸
収差を小さく抑える必要があるが、上記のレンズではこ
のような要請に対応することが困難である。
のＦ値を小さくしてスポットの小径化を図ると共に、諸
収差を小さく抑える必要があるが、上記のレンズではこ
のような要請に対応することが困難である。
また、一般にＦ値が小さいほど広い走査角範囲内での
収差補正が困難となり、従来高精度が要求されるｆθレ
ンズでは走査角度範囲を広くとることが困難であった。
収差補正が困難となり、従来高精度が要求されるｆθレ
ンズでは走査角度範囲を広くとることが困難であった。
この発明は、テレセントリックなｆθレンズであっ
て、しかも、Ｆ値を小さくしてスポット径を小さく絞る
ことができ、広い走査角範囲内で光束の入射角度に比例
したスポットの走査が可能な高性能レンズの提供を目的
とする。
て、しかも、Ｆ値を小さくしてスポット径を小さく絞る
ことができ、広い走査角範囲内で光束の入射角度に比例
したスポットの走査が可能な高性能レンズの提供を目的
とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、この発明は、物界側から
順に、物界側に凹面を向けた負のメニスカスレンズから
なる第１群と、４枚あるいは５枚構成の正レンズからな
り最も物界側のレンズが物界側に凹面を向けた正のメニ
スカスレンズである第２群と、像界側に凹面を向けたパ
ワーの弱いメニスカスレンズからなる第３群とから構成
され、全径の焦点距離ｆ、第１〜第３群の焦点距離ｆI,
fII,fIII、第１面の曲率半径ｒ1、最終面の曲率半径ｒl
が、 0.80＜|fI|/f＜2.50,fI＜０ ……… 0.50＜|fII|/f＜1.10 ……… −0.5＜f/fII＜0.04 ……… 0.25＜|r1|/f＜0.65,r1＜０ ……… 0.60＜ｒl/f＜1.20 ……… の各条件を満たすことを特徴としている。
順に、物界側に凹面を向けた負のメニスカスレンズから
なる第１群と、４枚あるいは５枚構成の正レンズからな
り最も物界側のレンズが物界側に凹面を向けた正のメニ
スカスレンズである第２群と、像界側に凹面を向けたパ
ワーの弱いメニスカスレンズからなる第３群とから構成
され、全径の焦点距離ｆ、第１〜第３群の焦点距離ｆI,
fII,fIII、第１面の曲率半径ｒ1、最終面の曲率半径ｒl
が、 0.80＜|fI|/f＜2.50,fI＜０ ……… 0.50＜|fII|/f＜1.10 ……… −0.5＜f/fII＜0.04 ……… 0.25＜|r1|/f＜0.65,r1＜０ ……… 0.60＜ｒl/f＜1.20 ……… の各条件を満たすことを特徴としている。
ｆθレンズでは、理想像高ｙをｙ＝ｆ・θで与えるた
め、意図的に負の歪曲収差を与えなければならない。
め、意図的に負の歪曲収差を与えなければならない。
この発明のレンズでは、テレセントリックな系であっ
て入射瞳が前側焦点位置にあるため、軸外光は第１群に
よって光軸から離れ、正の歪曲収差を発生させる。軸外
の光束は主光線も含めて第２群のレンズ系の光軸より離
れた部分を通るので、第２群の正のレンズ群により第１
群で発生した正の歪曲収差を打ち消すと共に、入射角度
と像高とを比例させるｆθ性の負の歪曲収差を発生させ
ている。
て入射瞳が前側焦点位置にあるため、軸外光は第１群に
よって光軸から離れ、正の歪曲収差を発生させる。軸外
の光束は主光線も含めて第２群のレンズ系の光軸より離
れた部分を通るので、第２群の正のレンズ群により第１
群で発生した正の歪曲収差を打ち消すと共に、入射角度
と像高とを比例させるｆθ性の負の歪曲収差を発生させ
ている。
しかしながら、軸外光線が第２群の正レンズ群の周辺
部を通ると内向性のコマ収差が発生してしまうこととな
る。このため、本発明では第１群に凹面を物界側へ向け
た負のメニスカスレンズを用いて外向性のコマ収差を発
生させることにより、上記の内コマ収差を減少されてい
る。
部を通ると内向性のコマ収差が発生してしまうこととな
る。このため、本発明では第１群に凹面を物界側へ向け
た負のメニスカスレンズを用いて外向性のコマ収差を発
生させることにより、上記の内コマ収差を減少されてい
る。
また、第２群は平均的に曲率半径が大きい４枚から５
枚の正レンズが用いられているため発生する補正不足の
球面収差を小さく抑えることができ、第１群で発生する
補正過剰の球面収差により打ち消して補正することが可
能である。
枚の正レンズが用いられているため発生する補正不足の
球面収差を小さく抑えることができ、第１群で発生する
補正過剰の球面収差により打ち消して補正することが可
能である。
また、第１群の負のパワーは、第２群の正レンズによ
るペッツバール和の増大を打ち消す方向に働いているも
のの、なおペッツバール和は正であって像面湾曲が残存
するため、第３群によってこれを補正している。第３群
はパワーが弱いため、合成焦点距離や球面収差、コマ収
差等には殆ど影響を与えないが、凹面を像側に向けたメ
ニスカスレンズであって、かつ、光線がレンズを通る際
の光軸からの高さが大きく変化するため、ペッツバール
和を減少させる働きがあり像面湾曲の補正に有効な働き
をする。
るペッツバール和の増大を打ち消す方向に働いているも
のの、なおペッツバール和は正であって像面湾曲が残存
するため、第３群によってこれを補正している。第３群
はパワーが弱いため、合成焦点距離や球面収差、コマ収
差等には殆ど影響を与えないが、凹面を像側に向けたメ
ニスカスレンズであって、かつ、光線がレンズを通る際
の光軸からの高さが大きく変化するため、ペッツバール
和を減少させる働きがあり像面湾曲の補正に有効な働き
をする。
以下に〜の条件式について説明する。
まず、の条件において下限を下回ると、第１群の負
のパワーが過大となって球面収差が補正過剰となり、外
向性のコマ収差の発生が大となると共に、正の歪曲収差
の発生が大となってｆθ性からのズレが大きくなる。
のパワーが過大となって球面収差が補正過剰となり、外
向性のコマ収差の発生が大となると共に、正の歪曲収差
の発生が大となってｆθ性からのズレが大きくなる。
式の上限を越えると、第１群の負のパワーが弱くな
り、第２群で発生する球面収差及び内向性のコマ収差を
補正する機能が低下すると共に、全系のペッツバール和
が増大して像面湾曲が発生する。
り、第２群で発生する球面収差及び内向性のコマ収差を
補正する機能が低下すると共に、全系のペッツバール和
が増大して像面湾曲が発生する。
の条件において下限を下回ると、第２群の正のパワ
ーが過大となり、球面収差の補正不足、内向性のコマ収
差の増大を招き、ペッツバール和が増大して像面湾曲が
生じる。
ーが過大となり、球面収差の補正不足、内向性のコマ収
差の増大を招き、ペッツバール和が増大して像面湾曲が
生じる。
上限を越える場合には正のパワーが弱くなり、ｆθ性
のための負の歪曲収差が得られない。
のための負の歪曲収差が得られない。
の条件において下限を下回ると、第３群の負のパワ
ーが過大となって球面収差が補正過剰となる。
ーが過大となって球面収差が補正過剰となる。
第３群は、正レンズであっても極めてパワーが小さい
場合にはレンズ厚とレンズ両面の曲率半径の値を適切に
選択することにより、レンズ両面での光線の高さに差を
つけてペッツバール和を減少させることができる。但
し、上限を越えると、ペッツバール和が過大となって像
面湾曲が増大する。
場合にはレンズ厚とレンズ両面の曲率半径の値を適切に
選択することにより、レンズ両面での光線の高さに差を
つけてペッツバール和を減少させることができる。但
し、上限を越えると、ペッツバール和が過大となって像
面湾曲が増大する。
ところで、第１群には、ここで発生する非点収差を抑
え、第２群で発生する像面湾曲を補正するために物界側
に凹面を向けた負のメニスカスレンズを用いている。つ
まり、入射瞳は前側焦点位置にあり、軸外光は第１群の
入射側の面に比較的小さな角度で入射し、第１銀の出射
面より比較的小さな角度で出射するので、ここで発生す
る非点収差は小さい。しかも、このレンズの両面におい
て、光線の高さに差を生じ、ペッツバール和を減少させ
像面湾曲を補正している。
え、第２群で発生する像面湾曲を補正するために物界側
に凹面を向けた負のメニスカスレンズを用いている。つ
まり、入射瞳は前側焦点位置にあり、軸外光は第１群の
入射側の面に比較的小さな角度で入射し、第１銀の出射
面より比較的小さな角度で出射するので、ここで発生す
る非点収差は小さい。しかも、このレンズの両面におい
て、光線の高さに差を生じ、ペッツバール和を減少させ
像面湾曲を補正している。
また、軸上光束は第１面での屈折により発散光束とな
り、第２面に対してほぼコンセントリック近い状態で入
射する。従って、第２面における球面収差の発生は少な
い。しかし、第１面においては補正過剰の球面収差が発
生していて第２群による補正不足の球面収差を補正して
いる。従って、第１面を特徴付ける式は不可欠であ
る。
り、第２面に対してほぼコンセントリック近い状態で入
射する。従って、第２面における球面収差の発生は少な
い。しかし、第１面においては補正過剰の球面収差が発
生していて第２群による補正不足の球面収差を補正して
いる。従って、第１面を特徴付ける式は不可欠であ
る。
ここで、式の下限を下回る場合には、球面収差が補
正過剰となるばかりでなく、高次の球面収差も発生す
る。
正過剰となるばかりでなく、高次の球面収差も発生す
る。
逆に上限を上回る場合には、第２群で発生する補正不
足の球面収差を打ち消すことができない。また、第１面
での屈折力が弱くなるため、第１群のレンズ両面での光
線の高さの差が小さくなり、第１群の負のペッツバール
和が０に近付いて像面湾曲の補正が不足する。
足の球面収差を打ち消すことができない。また、第１面
での屈折力が弱くなるため、第１群のレンズ両面での光
線の高さの差が小さくなり、第１群の負のペッツバール
和が０に近付いて像面湾曲の補正が不足する。
の条件の下限を下回る場合には、有効径が小さくな
り、テレセントリック性を崩さない限り走査範囲が狭く
なってしまう。
り、テレセントリック性を崩さない限り走査範囲が狭く
なってしまう。
上限を上回る場合には、第２群で発生する正のペッツ
バール和を打ち消す働きが弱く、像面湾曲が発生する。
バール和を打ち消す働きが弱く、像面湾曲が発生する。
［実施例］ 以下、この発明に係るテレセントリックｆθレンズの
実施例を説明する。
実施例を説明する。
各実施例の構成及び収差特性は、第１図〜第14図に示
した通りであり、これらのレンズの具体的な数値構成は
第11〜14ページの各表に示す通りである。表中の符号FN
O.はＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、２θは光軸を挟
む両側の最大入射角、riはレンズ系の第ｉ面の曲率半
径、diは第ｉ面と第ｉ＋１面間の距離（レンズ厚及び空
気間隔）、niは第ｉ面と第ｉ＋１面間の媒質の屈折率を
それぞれ表わしている。
した通りであり、これらのレンズの具体的な数値構成は
第11〜14ページの各表に示す通りである。表中の符号FN
O.はＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、２θは光軸を挟
む両側の最大入射角、riはレンズ系の第ｉ面の曲率半
径、diは第ｉ面と第ｉ＋１面間の距離（レンズ厚及び空
気間隔）、niは第ｉ面と第ｉ＋１面間の媒質の屈折率を
それぞれ表わしている。
なお、収差図中の球面収差は球面収差SAが実線、正弦
条件SCが破線で示されており、非点収差はサジタル方向
Ｓを実線、メリディオナル方向Ｍを破線で示している。
条件SCが破線で示されており、非点収差はサジタル方向
Ｓを実線、メリディオナル方向Ｍを破線で示している。
各実施例における条件式〜の値は、第14頁の第１
表に示した通りである。なお、第１〜第５実施例は６枚
構成、第６実施例は７枚構成、第７実施例は６枚構成の
像界側に平行平面（偏光ビームスプリッター）を設けた
ものである。
表に示した通りである。なお、第１〜第５実施例は６枚
構成、第６実施例は７枚構成、第７実施例は６枚構成の
像界側に平行平面（偏光ビームスプリッター）を設けた
ものである。
［効果］ 以上説明した通り、この発明によればＦ値が小さく入
射角度の大きいテレセントリックｆθレンズを得ること
ができるため、描画面上でのスポット系を小さく絞り、
広い走査範囲をカバーすることができるため、高精度で
スピーディな描画が可能となる。
射角度の大きいテレセントリックｆθレンズを得ること
ができるため、描画面上でのスポット系を小さく絞り、
広い走査範囲をカバーすることができるため、高精度で
スピーディな描画が可能となる。
また、所定の条件を満たすことにより、像面湾曲、球
面収差等の諸収差を良好に補正すると共に、Ｆ値5.5、
走査幅100mmでアルゴンレーザーによりスポット径５μ
ｍの高精度なテレセントリックｆθレンズを実現するこ
とができる。
面収差等の諸収差を良好に補正すると共に、Ｆ値5.5、
走査幅100mmでアルゴンレーザーによりスポット径５μ
ｍの高精度なテレセントリックｆθレンズを実現するこ
とができる。
第１図、第３図、第５図、第７図、第９図、第11図、第
13図はこの発明に係るテレセントリックｆθレンズの第
１〜第７実施例を示すレンズ系の断面図、第２図、第４
図、第６図、第８図、第10図、第12図、第14図は各実施
例のレンズの収差図である。
13図はこの発明に係るテレセントリックｆθレンズの第
１〜第７実施例を示すレンズ系の断面図、第２図、第４
図、第６図、第８図、第10図、第12図、第14図は各実施
例のレンズの収差図である。
Claims (1)
- 【請求項１】物界側から順に、物界側に凹面を向けた負
のメニスカスレンズからなる第１群と、４枚あるいは５
枚構成の正レンズからなり最も物界側のレンズが物界側
に凹面を向けた正のメニスカスレンズである第２群と、
像界側に凹面を向けたパワーの弱いメニスカスレンズか
らなる第３群とから構成され、全系の焦点距離ｆ、第１
〜第３群の焦点距離ｆI,fII,fIII、第１面の曲率半径ｒ
1、最終面の曲率半径ｒlが、 0.80＜|fI|/f＜2.50,fI＜０ 0.50＜|fII|/f＜1.10 −0.5＜f/fII＜0.04 0.25＜|r1|/f＜0.65,r1＜０ 0.60＜ｒl/f＜1.20 の各条件を満たすことを特徴とするテレセントリックｆ
θレンズ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63246500A JP2709944B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | テレセントリックｆθレンズ |
| US07/372,536 US5055663A (en) | 1988-06-28 | 1989-06-28 | Optical scanning system and method for adjusting thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63246500A JP2709944B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | テレセントリックｆθレンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0293511A JPH0293511A (ja) | 1990-04-04 |
| JP2709944B2 true JP2709944B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=17149321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63246500A Expired - Fee Related JP2709944B2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-09-30 | テレセントリックｆθレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2709944B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106610518B (zh) * | 2015-10-23 | 2019-02-15 | 大立光电股份有限公司 | 影像撷取透镜组、取像装置及电子装置 |
| TWI600940B (zh) | 2017-03-01 | 2017-10-01 | 大立光電股份有限公司 | 光學影像透鏡系統組、取像裝置及電子裝置 |
| CN108957697B (zh) * | 2018-08-14 | 2020-12-22 | 瑞声光学解决方案私人有限公司 | 摄像光学镜头 |
| JP6551871B1 (ja) * | 2018-08-14 | 2019-07-31 | エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッド | 撮像光学レンズ |
| CN109031602B (zh) * | 2018-08-14 | 2020-11-17 | 瑞声光学解决方案私人有限公司 | 摄像光学镜头 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60123815A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-02 | Asahi Optical Co Ltd | テレセントリツクｆ・θレンズ |
| JP2558255B2 (ja) * | 1986-04-28 | 1996-11-27 | ミノルタ株式会社 | テレセントリツクｆ・θレンズ |
| JP2576095B2 (ja) * | 1986-04-28 | 1997-01-29 | ミノルタ株式会社 | テレセントリツクｆ・θレンズ |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63246500A patent/JP2709944B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0293511A (ja) | 1990-04-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |