KR200385459Y1

KR200385459Y1 - fΘLENS IN LASER SCANNING UNIT

Info

Publication number: KR200385459Y1
Application number: KR20-2004-0035305U
Authority: KR
Inventors: 뎅자우잔
Original assignee: 이-핀 옵티칼 인더스트리 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-12-13
Publication date: 2005-05-27

Abstract

본 고안은 레이저스캐너 ｆΘ렌즈구조에 관한 것으로 상기 ｆΘ렌즈는 금형사출성형방식을 이용하고 성형하는 플라스틱렌즈로서 광학면은 멀티섹션으로 구성되고 각 섹션의 광학면은 각 섹션이 상대하는 레이저 빔의 서로 다른 위치 또는 각도에 대응하여 서로 다른 광학계수세트를 구비한다. 이러한 구조에 의해 고공차의 조립으로 품질 및 고효율의 주사효과를 달성하고 공지된 ｆΘ렌즈의 광학면이 단일 계수세트를 구비하는 결점을 개선할 수 있는 것이다. 또한 두개의 서로 다른 섹션의 광학면경계위치에 대하여 발생하는 곡면단차는 시뮬레이션 방식의 곡면수정 및 광학시뮬레이션에 의해 광학면을 구비한 ｆΘ렌즈의 성형금형을 완성한다.The present invention relates to a laser scanner ｆΘ lens structure, wherein the ｆΘ lens is a plastic lens formed using a mold injection molding method, and the optical surface is composed of multisections, and the optical surfaces of each section are mutually opposite to each other. Different optical coefficient sets are provided corresponding to different positions or angles. Such a structure can achieve high quality and high efficiency scanning effect by assembling a high tolerance, and can improve the defect that the optical surface of a known ｆΘ lens has a single coefficient set. In addition, the curvature difference generated for the optical surface boundary positions of two different sections completes the shaping mold of the ｆΘ lens with the optical surface by the surface correction and the optical simulation of the simulation method.

Description

ＦΘ lens of laser scanner {ｆΘLENS IN LASER SCANNING UNIT}

본 고안은 일종의 레이저스캐너의 ｆΘ렌즈구조에 관한 것으로 특히 멀티섹션광학면을 구비한 ｆΘ렌즈로서 종래 공지된 ｆΘ렌즈의 각 광학면이 단일계수세트만을 구비하는 구조설계로 다루어짐에 반하여 고공차의 조립으로 품질 및 고효율의 주사효과를 달성할 수 레이저스캐너의 ｆΘ렌즈구조에 관한 것이다.The present invention relates to a ｆΘ lens structure of a type of laser scanner. In particular, the ｆΘ lens having a multi-section optical surface is treated as a structural design in which each optical surface of a conventionally known ｆΘ lens has only a single coefficient set. The assembly relates to the ｆΘ lens structure of a laser scanner that can achieve a scanning effect of quality and high efficiency.

종래 공지된 레이저빔 프린터(LBP)의 응용기술로서 미국특허 제5,128,795호, 제5,162,938호, 제5,329,399호, 제5,710,654호, 제5,757,533호, 제5,619,362호, 제5,721,631호, 제5,553,729호, 제5,111,219호, 제5,995,131호, 및 일본 4-50908, 일본 5-45580 등의 다수의 특허가 있다.As an application technology of a conventionally known laser beam printer (LBP), U.S. Pat. , 5,995,131, and Japanese Patent 4-50908, Japanese Patent 5-45580.

이러한 구조에 사용된 레이저스캐너 유닛 모듈의 대다수는 고속회전(예: 4000/분)하는 4면 또는 6면의 폴리곤 미러를 이용하고 레이저빔의 주사동작을 제어하는 것이다.Most of the laser scanner unit modules used in this structure use a polygon mirror of four or six sides rotating at high speed (for example, 4000 / min) and controlling the scanning operation of the laser beam.

상기 공지된 레이저스캐너 유닛(1)은 도1,2,3에 도시된 바와 같이 반도체 레이저(10)를 광원으로해서 레이저빔을 발사한다. 상기 레이저빔은 먼저 세공(11)을 통한다. 도시된 주면경(13)의 주된 작용은 평행한 빔의 부(副)주사방향 Y축상의 폭을 주(主)주사방향 X축(화살표로 표시)의 평행방향으로 이어진 초점을 모으고 선상이미지(LINE IMAGE)(도3에서 한점에 집중되어 있음)를 형성시킬 수 있는 것이다.The known laser scanner unit 1 emits a laser beam by using the semiconductor laser 10 as a light source, as shown in Figs. The laser beam first passes through the pores 11. The main action of the illustrated main mirror 13 is to collect the focal point in which the width on the sub-scan direction Y-axis of the parallel beam is focused in the parallel direction on the main scan direction X-axis (indicated by the arrow) and the linear image ( LINE IMAGE) (concentrated at one point in FIG. 3) can be formed.

또한, 고속회전가능한 폴리곤 미러(14)를 이용해서 상기 상부에 균일하게 연속설치하는 다면반사면(15)을 정확하게 또는 상기 라인선상 이미지의 초점위치의 근접한 위치에 구비시킨다. 상기 폴리곤미러(14)는 레이저빔의 투사방향을 제어하고 상기 상부에 연속하는 다수의 반사면(15)은 고속회전시에 상기 반사면(15) 상부의 레이저 빔이 연이어 주(主)주사방향(X축)의 평행방향으로 입사할 수 있고 이것에 의해 동일 회전각속도로서 기울어져 편향되고 ｆΘ렌즈(16) 상부로 반사한다.Further, the polygon mirror 14, which is rotatable uniformly, is provided at the upper portion using the high-speed rotatable polygon mirror 14 to accurately or near the focal position of the line-shaped image. The polygon mirror 14 controls the projection direction of the laser beam, and the plurality of reflective surfaces 15 continuous to the upper portion are arranged in the main scanning direction after the laser beams on the reflective surface 15 are successively rotated at high speed. It can be incident in the parallel direction of the (X-axis), whereby it is inclined and deflected at the same rotational angular velocity and reflected to the upper portion of the?

상기 ｆΘ렌즈(16)는 폴리곤 미러(14) 변에 설치하고 도1에 도시된 바와 같이 단일요소 스캐닝렌즈 또는 이중요소 스캐닝렌즈(미국 제5,995,131호)구조라 할 수 있는 ｆΘ렌즈(16)는 통상적으로 폴리곤 미러(14) 상부의 반사면(15)에 의해 입사하는 레이저빔을 원형의 라이트스폿으로 집약하고 광수신면(17) 상부에 투사하고 선성주사(SCANNING LINEARITY)의 요구를 달성한다.The ΘΘ lens 16 is installed on the side of the polygon mirror 14, and the ΘΘ lens 16, which may be referred to as a single element scanning lens or a double element scanning lens (US Pat. No. 5,995,131), is typically shown in FIG. The laser beam incident by the reflecting surface 15 on the polygon mirror 14 is concentrated into a circular light spot and is projected on the light receiving surface 17 to achieve the requirement of SCANNING LINEARITY.

상기 종래 공지된 레이저스캐너 유닛(1)의 중간의 ｆΘ렌즈(16)의 실체구조는 도2에 도시한 ｆΘ렌즈(16)구조로 상기 광학면의 설계는 이하 여러 방식의 프로그램 및 파라미터의 조합을 인용한다.The actual structure of the ｆΘ lens 16 in the middle of the conventionally known laser scanner unit 1 is the ｆΘ lens 16 structure shown in Fig. 2, and the design of the optical surface is a combination of programs and parameters in the following manner. Quote.

1. 아나몰픽(ANAMORPHIC) 표면1. Anamorphic Surface

2. 1형태의 토릭(Tornic) 표면2. One type of toric surface

2. 2형태의 토릭(Tornic) 표면2. Two types of tonic surfaces

상기 설계방식은 프로그램 및 파라미터에 있어서 종래 공지된 단일요소 ｆΘ렌즈(2)의 광학면(21,22)은 동시에 단일계수세트에 의해 구성하고 ｆΘ렌즈의 제1 광학면(21) 및 제2 광학면(22)은 각각 단일 계수세트에 의해 구성한다. 이와 같이 설계된 것에 의해 상기 제1, 제2 광학면(21,22)는 연속식광학면형을 이루고 있지만 사용함에 있어서는 여러가지 문제가 존재한다.In the design method, in terms of programs and parameters, the optical surfaces 21 and 22 of the conventionally known single-element? Θ lens 2 are constituted by a single coefficient set simultaneously, and the first optical plane 21 and the second optic of the? The faces 22 each consist of a single set of coefficients. Although the first and second optical surfaces 21 and 22 have a continuous optical surface shape by the above design, there are various problems in use.

특허문헌 특허공개 2001-183579호 공보Patent Document Patent Publication No. 2001-183579

상기 종래 공지된 구조에는 이하의 문제점이 있다.The conventionally known structure has the following problems.

(1) ｆΘ렌즈의 주요기능은 입사하는 레이저빔을 원통형 라이트스폿에 집약하고 선성주사(SCANNING LINEARITY)방식으로서 광수신면 상부에 투사하지만 원통형 라이트스폿의 화상형성요구는 선성주사 상부에 있는 직경이 30㎛의 원형 라이트스폿 또는 적어도 직경 100㎛의 범위 내의 원형 라이트스폿을 형성하는 것이 가장 바람직하다. 그러나 종래 공지된 레이저스캐너 유닛(LSU)의 조립의 형태(도1참조)에서는 폴리곤 미러(14)에 투사하고 반사하여 ｆΘ렌즈로 들어가는 레이저빔의 중심축이 명확하게 폴리곤 미러(14)의 중심회전축에 대응하지 않는다. 이를 위해 상호적으로 대응하는 ｆΘ렌즈를 설계하는 때에는 동시에 폴리곤 미러(14)의 이축(離軸) 편차 문제를 고려할 필요가 있다. 따라서 최적화한 ｆΘ렌즈의 광학면에는 비대칭성 성질이 존재한다.(1) The main function of the ｆΘ lens is to concentrate the incident laser beam into the cylindrical light spot and to project it on the light receiving surface by the SCANNING LINEARITY method, but the image forming requirement of the cylindrical light spot is 30 mm in the upper part of the linear scan. It is most preferable to form a circular light spot of μm or a circular light spot in the range of at least 100 μm in diameter. However, in the conventionally known form of assembling the laser scanner unit (LSU) (see Fig. 1), the central axis of the laser beam projected onto the polygon mirror 14, reflected, and entered into the ｆΘ lens is clearly the central axis of rotation of the polygon mirror 14. Does not correspond to. To this end, it is necessary to consider the biaxial deviation problem of the polygon mirror 14 when designing mutually corresponding ｆΘ lenses. Therefore, there is an asymmetry property in the optical plane of the optimized ΘΘ lens.

(2) ｆΘ렌즈의 광학면은 광학비대칭성 섹션을 구비하고 선성주사(SCANNING LINEARITY) 요구를 달성할 필요도 있기 때문에 ｆΘ렌즈의 설계곤란도는 매우 높다. 따라서 종래 공지된 ｆΘ렌즈의 광학면은 단일계수 세트설계로 하는 때에도 단일 계수 상에 있어서 각종 타협성 또는 평형성의 수정을 행하고 이것에 의해 좌우 비대칭성섹션의 광학면조건을 실현할 필요가 있다. 그러나 이것은 ｆΘ렌즈의 설계 상의 면도(面倒)를 확대하는 것만 되고 타협설계 후의 단일계수세트는 동시에 좌우 비대칭성섹션의 광학면요구를 높게 채울 수 없다. 따라서 좌우 비대칭성섹션의 광학효율은 상대적으로 저하한다. 도5에 도시된 바와 같이 단일 계수세트설계의 ｆΘ렌즈(2, 도4참조)를 이용하고 광학 시뮬레이션을 행하면 폴리곤 미러(23), 다면반사면(경면,24), 레이저빔 및 광수신면(26)은 상기 단위거리에 있어서 실현하는 라이트스폿(27)은 여러종류의 형상을 형성하고 원통형 라이트스폿은 되지 않는다. 또한 라이트스폿도 직경 100㎛의 원통의 중심으로부터 이격되고 직경 100㎛의 원통형 범위 이상이 된다. 즉 타협후의 단일계수의 설계는 이이 좌우광학 비대칭성 섹션의 광학효율을 상대적으로 저하시키고 또한 상대적으로 저공차(TOLERANCE)를 형성하고 조립에서의 곤란도를 증가시킨다.(2) The design difficulty of the ΘΘ lens is very high because the optical plane of the Θ Θ lens has an optical asymmetry section and also needs to meet the requirement of SCANNING LINEARITY. Therefore, even when the optical surface of a conventionally known ｆΘ lens has a single coefficient set design, it is necessary to correct various compromises or equilibrium on a single coefficient, thereby realizing optical surface conditions of left and right asymmetric sections. However, this only expands the design aspect of the ｆΘ lens, and a single coefficient set after compromise design cannot simultaneously satisfy the optical surface requirements of the right and left asymmetric sections. Therefore, the optical efficiency of the left and right asymmetric sections is relatively lowered. As shown in Fig. 5, the optical mirror is subjected to optical simulation using the? -Theta lens (2, see Fig. 4) of the single coefficient set design, and the mirror surface 23, the mirror reflecting surface (mirror 24), the laser beam and the light receiving surface 26 The light spot 27 realized at the above unit distance forms various shapes and does not become a cylindrical light spot. In addition, the light spot is also spaced apart from the center of the cylinder having a diameter of 100 mu m and becomes a cylindrical range of 100 mu m or more in diameter. That is, the design of the single coefficient after compromise relatively lowers the optical efficiency of the left and right optically asymmetric sections, and also forms a relatively low tolerance and increases the difficulty in assembly.

따라서 본 고안은 상기 구조의 문제점을 해결할 수 있는 레이저스캐너의 ｆΘ렌즈구조를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention provides a ｆΘ lens structure of a laser scanner that can solve the problems of the structure.

상술한 종래 공지된 기술의 문제점을 해결하기 위해 본 고안은 레이저스캐너의 ｆΘ렌즈구조를 제공하는 것이다. The present invention to solve the problems of the prior art known above is to provide a 를 Θ lens structure of the laser scanner.

상기 ｆΘ렌즈구조는 주로 레이저스캐너의 ｆΘ렌즈구조로서 ｆΘ렌즈의 광학면을 멀티섹션으로 구분하도록 구성하고 또한 각 섹션의 광학면이 각 섹션이 대칭하는 레이저 빔의 다른 위치 또는 각도에 대응하여 서로 다른 광학계수 세트를 구비하고 두개의 서로 다른 섹션의 광학면 경계위치에서 발생하는 고면단차에 대하여 먼저 시뮬레이션 방식 고면수정 및 광학시뮬레이션을 행하고 두개의 서로 다른 섹션의 광학면경계위치에 있는 평평하고 부드러운 최적의 평활면(平滑面)을 확정하고 또한 초정밀기계가공방식을 이용하고 멀티섹션광학면을 구비한 ｆΘ렌즈성형금형을 제작하고 금형사출성형에 의해 제조된 ｆΘ렌즈가 예기의 설계물질을 실현하는 것을 특징으로 하는 레이저스캐너의 ｆΘ렌즈구조이다. The ｆΘ lens structure is mainly a ｆΘ lens structure of a laser scanner, and is configured to divide the optical plane of the ｆΘ lens into multisections, and the optical plane of each section is different from each other in correspondence to different positions or angles of the laser beam in which the sections are symmetrical. First, the simulation method is performed for the surface height difference with the optical coefficient set and occurs at the optical surface boundary positions of two different sections, and then the flat and smooth optimum at the optical surface boundary positions of the two different sections is performed. ＦΘ lens molding mold with smooth section, ultra-precision machining method, multi-section optical surface, and ｆΘ lens manufactured by mold injection molding realize the expected design material. This is the ｆΘ lens structure of the laser scanner.

즉, 본 고안의 레이저스캐너의 ｆΘ렌즈구조는 청구항 1에 기재된 바와 같이 레이저스캐너의 ｆΘ렌즈로서 성형금형을 이용하고 사출성형하는 일체형의 플라스틱렌즈에 있어서, 상기 ｆΘ렌즈는 두개의 섹션 또는 두개의 섹션 이상의 멀티섹션에 의해 구성되고 부가하여 각 섹션의 광학면은 섹션이 상대입사하는 레이저빔의 다른 위치 또는 각도에 대응해서 서로 다른 광학계수세트에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.That is, the ｆΘ lens structure of the laser scanner of the present invention is an integral plastic lens that uses a molding mold and injection molding as the ｆΘ lens of the laser scanner, as described in claim 1, wherein the ｆΘ lens has two sections or two sections. In addition, the optical surface of each section is constituted by the above-described multisections, and the optical surface of each section is constituted by different sets of optical coefficients corresponding to different positions or angles of the laser beam to which the sections are relatively incident.

또한 청구항 2에 기재된 바와 같이 두개의 서로 다른 섹션의 광학면경계위치에 대응해서 발생하는 곡면단차는 시뮬레이션방식의 곡면수정 및 광학시뮬레이션을 이용해서 먼저 평평하고 부드러운 최적의 평활면(平滑面)을 확정하고 이어서 최적의 평활면에 의해 성형금형을 제작하는 것을 특징으로 한다.In addition, as described in claim 2, the surface steps generated corresponding to the optical surface boundary positions of two different sections are first determined to be flat and smooth optimal smooth surfaces by using surface modification and optical simulation of the simulation method. And forming a molding die with an optimum smooth surface.

또한 청구항 3에 기재된 바와 같이 상기 ｆΘ렌즈는 두개의 섹션에 의해 구성되는 것이 바람직하다. In addition, as described in claim 3, the ｆΘ lens is preferably composed of two sections.

그리고 청구항 4에 기재된 바와 같이 상기 ｆΘ렌즈는 세개의 섹션에 의해 구성되는 것이 바람직하다.And as described in claim 4, the ｆΘ lens is preferably composed of three sections.

이하, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 고안의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 본 고안의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 작동상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.Hereinafter, in order to be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention, the most preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. . Other objects, features, and operational advantages, including the object, operation, and effect of the present invention, will become more apparent from the description of the preferred embodiment.

본 고안에 의한 레이저스캐너 ｆΘ렌즈는 멀티섹션에 의해 구성되고 각 섹션의 광학면은 각 섹션이 상대적으로 입사한 레이저빔의 서로 다른 위치 또는 각도에 대응하여 서로 다른 광학계수세트를 설치한다. 도6에 도시된 바와 같이 상기 ｆΘ렌즈(3)는 분계선(3a)에 의해 제1 섹션(31) 및 제2 섹션(32)을 포함하는 두개의 섹션으로 구분된다. 또한 도7에 도시된 바와 같이 ｆΘ렌즈(4)는 이분계선(4a)에 제1섹션(41), 제2섹션(42) 및 제3 섹션(43)을 포함하는 세개의 섹션으로 구분된다. 상술한 것으로부터 유추된 바와 같이 필요에 따라 ｆΘ미러를 멀티섹션으로 구분가능하다.The laser scanner ｆΘ lens according to the present invention is constituted by multisections, and the optical surface of each section is provided with different sets of optical coefficients corresponding to different positions or angles of the laser beams to which each section is relatively incident. As shown in FIG. 6, the θΘ lens 3 is divided into two sections including a first section 31 and a second section 32 by the dividing line 3a. As shown in FIG. 7, the θΘ lens 4 is divided into three sections including a first section 41, a second section 42, and a third section 43 on the dividing line 4a. As inferred from the above, the? Mirror can be divided into multiple sections as necessary.

본 고안 ｆΘ렌즈 상의 각 섹션의 주요광학면은 이하에서 설명된다. ｆΘ렌즈(3) 상부의 광학면(311,312,321,322)는 총 네개의 광학면으로 ｆΘ렌즈(4) 상부의 광학면(411,412,421,422,431,432)은 총 여섯개의 광학면이다. 각 섹션(31,32)는 ｆΘ렌즈(3 또는 4) 상부의 서로 다른 위치에 근거되고 또한 각 섹션(31,32 또는 41,42,43)은 상대적으로 입사하는 레이저빔의 서로 다른 위치 또는 각도에 근거하고 서로 다른 광학계수세트를 구비하며 ｆΘ렌즈(3 또는 4) 상부에서 서로 다른 섹션을 갖는 여러개의 광학면은 각각 최적의 광학계수세트로 구성된다. 상술한 것에 의해 멀티섹션을 구비한 광학면을 형성시킨 ｆΘ렌즈(3 또는 4)는 고공차(HIGH TOLERANCE)의 조립으로 품질 및 고효율의 주사효과를 달성한다.The principal optical plane of each section on the inventive ｆΘ lens is described below. The optical surfaces 311, 312, 321 and 322 on the top of the? lens 3 are four optical surfaces, and the optical surfaces 411, 412, 421, 422, 431, 432 on the top of the? lens 4 are six optical surfaces. Each section 31, 32 is based on a different position on top of the ｆΘ lens 3 or 4, and each section 31, 32 or 41, 42, 43 is a different position or angle of the relative incident laser beam. And several optical surfaces having different sets of optical coefficients and having different sections on top of the? Lens (3 or 4) each consist of an optimal set of optical coefficients. As described above, the 또는 Θ lens 3 or 4 in which the optical surface with multi-section is formed achieves a scanning effect of quality and high efficiency by assembling a high tolerance.

또한 도8, 도9, 도10 및 도11에 도시된 바와 같이 두개의 섹션광학면을 구비한 ｆΘ렌즈(3)을 하나의 예로 설명한다.8, 9, 10 and 11, the? Lens 3 having two section optical surfaces will be described as an example.

제1섹션(31) 및 제2 섹션(32)의 광학면은 서로다른 광학계수세트로 구성되고 상기 제1섹션(31) 및 제2 섹션(32)의 서로 다른 섹션의 광학면 경계위치는 서로 다른 정도의 곡면단차를 발생한다. 이 범위 내에서 ｆΘ렌즈의 가장자리 외주연의 위치에 있어서 발생하는 단차(斷差)는 도9 또는 도11에 도시된 바와 같이 최대이다. 상기 발생한 단차(5,斷差)에 대하여 먼저 시뮬레이션 곡면수정을 행하고 시뮬레이션 수정후 곡면에 따르는 광학시뮬레이션을 행한다. 상술한 것에 의해 최적의 평활면(51)을 확정하고 이어서 디지털제어(NC) 프로그램에 의한 커터루트(SAG 값)를 설정하는 등의 초정밀 기계가공방식을 이용하고 멀티섹션광학면을 구비한 ｆΘ렌즈 성형금형을 완성한다. 이로써 성형금형중의 서로 다른 섹션의 광학면 경계위치는 평평하고 부드러운 최적의 평활면(平滑面)을 구비하고 ｆΘ렌즈의 금형사출성형의 금형이 된다.The optical surfaces of the first section 31 and the second section 32 consist of different sets of optical coefficients, and the optical surface boundary positions of the different sections of the first section 31 and the second section 32 are mutually different. Generate different degrees of curvature. Within this range, the step difference occurring at the position of the outer peripheral edge of the ｆΘ lens is the maximum as shown in FIG. 9 or 11. The surface curvature (5, 斷差) generated above is first subjected to simulation surface modification, and then subjected to optical simulation according to the surface after the simulation correction. By using the above-described ultra-precision machining method, such as setting the optimum smooth surface 51 and then setting the cutter route (SAG value) by digital control (NC) program, and having a multi-section optical surface. Complete the molding mold. As a result, the optical surface boundary positions of the different sections in the mold have flat and smooth optimum smooth surfaces, and become molds of the mold injection molding of the? Lens.

도12 및 도13에 도시된 바와 같이 두개의 섹션 광학면을 구비한 ｆΘ렌즈(3)의 각 섹션광학면은 제1 섹션의 광학면(311,312) 및 제2 섹션의 광학면(321,322)을구비하고 각각 한조의 계수세트로 구성하고 도12에 도시된 바와 같이 네조의 계수세트를 구비한다.As shown in Figs. 12 and 13, each section optical plane of the? Lens 3 having two section optical planes comprises an optical plane 311,312 of the first section and an optical plane 321,322 of the second section. Each set is composed of a set of coefficients and has four sets of coefficients as shown in FIG.

화상형성 라이트스폿의 품질은 도13에 도시한 바와 같이 좌상방 및 우하방으로 표시되는 각 다섯개의 직경 100㎛의 원이 표시하는 라이트스폿(82)은 종래 공지된 ｆΘ렌즈의 화상형성품질이 된다. 양자간을 비교하면 본 고안의 ｆΘ렌즈의 화상형성 라이트스폿 품질은 명확하게 공지된 ｆΘ렌즈 보다 우수하다.As shown in Fig. 13, the light spot 82 represented by the circle having five diameters of 100 μm represented by the upper left and the lower right as shown in Fig. 13 becomes the image forming quality of a conventionally known ｆΘ lens. . Comparing the two, the image forming light spot quality of the ｆΘ lens of the present invention is clearly superior to the known ｆΘ lens.

도14에 도시된 바와 같이 본 고안의 멀티섹션 광학면을 구비한 구조의 ｆΘ렌즈의 제조공정은 이하의 공정을 포함한다.As shown in Fig. 14, the manufacturing process of the? Lens having a multi-section optical surface of the present invention includes the following steps.

먼저 ｆΘ렌즈의 섹션수를 두개의 섹션에서 n 개의 섹션 등의 각 섹션에 대응하여 시뮬레이션을 행하고 최적의 계수세트를 구한다. 이렇게 하여 상기 섹션의 광학면을 구성한다.First, the number of sections of the ｆΘ lens is simulated for each section such as two sections to n sections, and an optimal coefficient set is obtained. This constitutes the optical surface of the section.

이어서 두개의 서로 다른 섹션의 광학면경계위치에 있어서 발생하는 곡면단차에 대하여 시뮬레이션 방식의 곡면수정 및 광학시뮬레이션을 이용하고 두개의 서로 다른 섹션의 광학면경계위치에 있어서 평평하고 부드러운 최적의 평활면(平滑面)을 확정한다.Next, we use the simulation method of surface modification and optical simulation for the surface step occurring at the optical boundary boundaries of two different sections, and the flat and smooth optimal smooth surface at the optical boundary boundaries of two different sections. Confirm the leveling.

이후 디지털제어(NC) 프로그램에 의해 커터루트(SAG값)을 설정하고 기계가공을 행하는 등의 초정밀 기계가공방식을 이용하고 멀티섹션 광학면을 구비한 ｆΘ렌즈의 성형금형을 완성한다.Thereafter, a high precision machining method such as setting a cutter route (SAG value) and performing machining by a digital control (NC) program is completed, and a molding mold of a 의 Θ lens having a multi-section optical surface is completed.

또한 상기 ｆΘ렌즈 성형금형을 이용하고 금형사출성형 제조공정을 거쳐서 멀티섹션 광학면 구조를 구비한 ｆΘ렌즈를 양산한다.In addition, the ｆΘ lens having a multi-section optical surface structure is mass-produced using the ｆΘ lens molding mold and undergoing a mold injection molding manufacturing process.

상술한 바와 같이 본 고안의 ｆΘ렌즈설계는 멀티섹션광학면을 구비한 구조로서 종래 공지된 ｆΘ렌즈의 광학면이 단일 계수세트를 구비하는 구조설계의 문제를 확실하게 극복가능하게 한다. 또한 본 고안은 ｆΘ렌즈 설계의 곤란도를 저하시키고 고효율 및 고공차의 주사효과를 달성한다. As described above, the ｆΘ lens design of the present invention is a structure having a multi-section optical surface, which makes it possible to reliably overcome the problem of structural design in which the optical surface of a conventionally known ｆΘ lens has a single coefficient set. In addition, the present invention reduces the difficulty of the ｆΘ lens design and achieves a high efficiency and high tolerance scanning effect.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 고안의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.For reference, the embodiments disclosed herein are only presented by selecting the most preferred embodiment in order to help those skilled in the art from the various possible examples, the technical spirit of the present invention is not necessarily limited or limited only by this embodiment In addition, various changes, additions and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention, as well as other embodiments that are equally clear.

도1은 종래의 레이저스캐너 모듈의 원리를 설명하기 위한 분해사시도이고,1 is an exploded perspective view for explaining the principle of a conventional laser scanner module,

도2는 도1의 광학장치의 평면도이고,2 is a plan view of the optical device of FIG.

도3은 도1의 광학장치의 측면도이고,3 is a side view of the optical device of FIG.

도4는 단일계수세트만을 구비하는 공지의 ｆΘ렌즈의 광학면의 구조도이고,4 is a structural diagram of an optical surface of a known ΘΘ lens having only a single coefficient set;

도5는 종래 단일계수세트설계를 이용한 ｆΘ렌즈의 모의실험에 의한 라이트 스폿을 나타내는 도면이고,5 is a view showing a light spot by simulation of a ΘΘ lens using a conventional single coefficient set design,

도6은 본 고안에 의한 두개의 섹션을 구비하는 광학면 실시예의 섹션 구분을 나타내는 도면이고,6 is a view showing a section of the optical surface embodiment having two sections according to the present invention,

도7은 본 고안에 의한 세개의 섹션을 구비하는 광학면 실시예의 섹션 구분을 나타내는 도면이고,7 is a view showing a section of the optical surface embodiment having three sections according to the present invention,

도8은 본 고안에 의한 두개의 섹션을 구비하는 광학면 실시예 구조의 평면도이고,8 is a plan view of an optical surface embodiment structure having two sections according to the present invention,

도9는 도8의 5A-5A에 위치에서의 단면도이고,9 is a cross sectional view at a position at 5A-5A in FIG. 8;

도10은 도8의 측단면도이고,10 is a side cross-sectional view of FIG. 8;

도11은 도10의 6A-6A 위치에서의 단면도이고,FIG. 11 is a cross sectional view at a position 6A-6A in FIG. 10;

도12는 본 고안에 의한 두개의 섹션을 구비하는 광학면의 ｆΘ렌즈의 실시예를 도시한 것이고,Figure 12 shows an embodiment of an optical surface ｆΘ lens having two sections according to the present invention,

도13은 도12의 모의실험에 의한 라이트스폿을 나타내는 도면이고,13 is a view showing a light spot by the simulation of FIG.

도14는 본 고안에 의한 멀티섹션 광학면을 구비한 ｆΘ렌즈의 제조공정을 도시한 블록이다.14 is a block diagram showing a manufacturing process of a ΘΘ lens with a multisection optical surface according to the present invention.

[도면부호의 설명][Description of Drawing Reference]

1 ... 레이저스캐너(LSU) 10 ... 반도체레이저1 ... laser scanner (LSU) 10 ... semiconductor laser

11 ... 세공 12 ... 시준기11 ... handwork 12 ... collimator

13 ... 주면경 14 ... 폴리곤미러13 ... principal diameter 14 ... polygon mirror

15 ... 반사면 16 ... ｆΘ렌즈15 ... reflecting surface 16 ... ｆΘ lens

17 ... 광수신면 2 ... ｆΘ렌즈17 ... light receiving surface 2 ... 면 Θ lens

21,22 ... 광학면 3,4 ...Θ렌즈21,22 ... optical plane 3,4 ... Θ lens

3a,4a ... 분계선 31,32,41,42,43 ... 섹션3a, 4a ... Demarcation line 31,32,41,42,43 ... section

311,312,321,322,411,412,421,422,431,432 ... 광학면311,312,321,322,411,412,421,422,431,432 ... optical plane

5 ... 단차 51 ... 평활면(平滑面)5 ... step 51 ... smooth surface

Claims

In an integrated plastic lens that uses a molding mold as an θΘ lens of a laser scanner and injection molding,

The ｆΘ lens is composed of two sections or two or more sections, and in addition, the optical surface of each section is constituted by different sets of optical coefficients corresponding to different positions or angles of the laser beam to which the sections are relative incident. Laser scanner ｆΘ lens structure, characterized in that.

The method of claim 1,

The surface step generated corresponding to the optical surface boundary positions of two different sections is first determined to be flat and smooth optimal smooth surface by using surface modification and optical simulation of the simulation method, and then the optimal smooth surface. A laser scanner ｆΘ lens structure, characterized in that for producing a molding mold.

The method of claim 1,

And the ｆΘ lens is composed of two sections.

The method of claim 1,

And the ｆΘ lens is composed of three sections.