專利名稱：精細(xì)激光掃描f-theta透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是ー種用于掃描反射鏡高精度激光束掃描的F-THETA透鏡系統(tǒng),適用于多種使用掃描反射鏡掃描的高分辨率數(shù)碼圖像激光輸出系統(tǒng)，如 激光打印機(jī)、數(shù)碼復(fù)印機(jī)、醫(yī)療影像設(shè)備以及其他數(shù)碼影像設(shè)備等。
背景技術(shù)：
多棱鏡激光掃描系統(tǒng)，利用高速旋轉(zhuǎn)的多棱鏡，反射經(jīng)過調(diào)制的、包含著圖像數(shù)據(jù)且圖像數(shù)據(jù)隨著時(shí)間線性展開的激光束，經(jīng)過ー組F-THETA透鏡，校正后聚焦于影像感測兀件的感光表面并形成行掃描，同時(shí)，利用感光表面的垂直于行掃描方向的機(jī)械移動(dòng)，將圖像數(shù)據(jù)以激光點(diǎn)的形式在影像感測元件的感光表面恢復(fù)，再現(xiàn)原圖像。這里的影像感測元件在現(xiàn)代醫(yī)療影像設(shè)備中就是感光膠片，在激光打印機(jī)、數(shù)碼復(fù)印機(jī)中就是感光鼓。多棱鏡激光掃描系統(tǒng)是現(xiàn)代數(shù)碼影像設(shè)備的必備的數(shù)碼圖像輸出系統(tǒng)，它采用的是現(xiàn)代最先進(jìn)的、唯一的數(shù)碼圖像激光輸出方式，目前還沒有任何其他方式可以取代。多棱鏡激光掃描系統(tǒng)包括低速、高速、單激光束、多激光束、黒白、彩色等，其最常用的光學(xué)分辨率是600DPI，更高的光學(xué)分辨率可以達(dá)到1200DPI以上，是各種數(shù)碼影像設(shè)備必備的重要部件。因此，開發(fā)ー種光學(xué)性能好、成像品質(zhì)高、結(jié)構(gòu)緊湊且成本低廉的多棱鏡激光掃描系統(tǒng)是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種光學(xué)性能好、成像品質(zhì)高、結(jié)構(gòu)緊湊且制造成本低的掃描反射鏡高精度激光掃描系統(tǒng)F-THETA透鏡。本發(fā)明是一種掃描反射鏡高精度激光掃描系統(tǒng)F-THETA透鏡，其從物方至像方依次包括一第一透鏡，一第二透鏡。第一透鏡為雙面Y向非球面、X向柱面組合面透鏡，包括第一 Y向非球面和X向柱面組合面與第二 Y向非球面和X向柱面組合面，其材質(zhì)為玻璃，第ニ透鏡為雙面Y向非球面、X向柱面組合面透鏡，包括第三Y向非球面和X向柱面組合面與第四Y向非球面和X向柱面組合面，其材質(zhì)為玻璃。第一透鏡、第二透鏡皆為Y向軸對稱和X向軸對稱的矩形鏡片。本發(fā)明激光掃描F-THETA透鏡，采用兩片Y向非球面和X向柱面組合面的玻璃鏡片，保證了其極好的通光性能，且通過非球面系數(shù)的優(yōu)化，修正了各種像差，從而既簡化了結(jié)構(gòu)、縮短了總跡、改善了成像品質(zhì)又提高了分辨率；該高分辨率、A3 (297毫米)掃描寬度的掃描反射鏡激光掃描F-THETA透鏡設(shè)計(jì)，其總跡小于247毫米，其模組長度可小于160毫米，使其既可適用于小型數(shù)碼影像設(shè)備，如激光打印機(jī)，較好的滿足了小型化的要求，又可適用于大型數(shù)碼影像設(shè)備，如醫(yī)療影像設(shè)備，在大空間中當(dāng)然更容易安裝。


圖I是本發(fā)明激光掃描F-THETA透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明激光掃描F-THETA透鏡的調(diào)制傳遞函數(shù)圖；圖3是本發(fā)明激光掃描F-THETA透鏡的衍射像分析圖。
具體實(shí)施例方式參照圖1，本發(fā)明激光掃描F-THETA透鏡55其從物方至像方依次包括一第一透鏡I，一第二透鏡2。其中線AB代表透鏡55的主光軸，A代表物方，B代表像方。該激光掃描F-THETA透鏡還包括位干物方位置上，置于第一透鏡I前的掃描反射鏡4、置于掃描反射鏡4前的光束整形透鏡5、置于光束整形透鏡5前的光欄6和位于像方位置上，置于第二透鏡2后的影像感測元件3，該影像感測元件3包括一成像面31。第一透鏡I為雙面Y向非球面、X向柱面組合面透鏡，包括第一 Y向非球面和X向柱面組合面11與第二 Y向非球面和X向柱面組合面12 ;第ニ透鏡2為雙面Y向非球面、X 向柱面組合面透鏡，包括第三Y向非球面和X向柱面組合面21與第四Y向非球面和X向柱面組合面22。第一透鏡I、第二透鏡2皆為以主光軸AB為軸分別Y向軸對稱和X向軸對稱的矩形鏡片。第一透鏡I采用光學(xué)玻璃材料，其折射率和色散滿足如下條件1. 47 < n < I. 55，55 < V < 65。第一透鏡I材質(zhì)采用BK7，其折射率和色散分別為Ii1 = I. 517, V1 = 64. 163。第二透鏡2采用光學(xué)塑膠材料，其折射率和色散滿足如下條件1. 47 < n < I. 55，55 < V < 65。第二透鏡2材質(zhì)采用BK7，其折射率和色散分別為n2 = I. 517, V2 = 64. 163。掃描反射鏡4位干物方位置上，置于第一透鏡I前，包括多個(gè)反射鏡面，利用其旋轉(zhuǎn)，反射入射光7后形成本發(fā)明激光掃描F-THETA透鏡55的入射視場角0，以及0角的掃描并最終形成數(shù)據(jù)光點(diǎn)在成像面31上的行掃描。置于掃描反射鏡4前的光束整形透鏡5，可將入射光7的光束形狀進(jìn)行預(yù)整形。置于光束整形透鏡5前的光欄6，可利用光欄孔的大小和形狀調(diào)整進(jìn)光量和衍射光斑。位于像方位置上，置于第二透鏡2后的影像感測元件3，包括一成像面31，通常可以是感光膠片、感光帯、感光鼓之類光敏器件。參照表1，本發(fā)明激光掃描F-THETA透鏡光學(xué)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)值，其依次從第一透鏡I的第一面11至第二透鏡2的第四面22加以描述，其中曲率半徑Rx和Ry分別為各面與主光軸AB相交曲面的X向和Y向的曲率半徑；間距為沿主光軸AB方向由物方A開始前面相對于后面的距離；有效通光口徑Dx和Dy分別為各面的X方向和Y方向的最小有效通光口徑。其中Dx可依據(jù)光學(xué)和結(jié)構(gòu)的需要人為設(shè)定。
權(quán)利要求
1.一種精細(xì)激光掃描F-THETA透鏡，其從物方至像方依次包括一第一透鏡，一第二透鏡。其特征在于該第一透鏡為雙面Y向非球面、X向柱面組合面透鏡，包括第一 Y向非球面和X向柱面組合面與第二 Y向非球面和X向柱面組合面，該鏡片由玻璃材質(zhì)制成；該第二透鏡為雙面Y向非球面、X向柱面組合面透鏡，包括第三Y向非球面和X向柱面組合面與第四Y向非球面和X向柱面組合面，該鏡片由玻璃材質(zhì)制成；該第一透鏡、第二透鏡的折射率均大于I. 47小于I. 55，其色散均大于55小于65 ;該第一透鏡、第二透鏡均為Y向軸對稱和X向軸對稱的矩形鏡片。
2.如權(quán)利要求I所述的精細(xì)激光掃描F-THETA透鏡，其特征在于該激光掃描F-THETA透鏡，其從物方至像方依次包括一第一透鏡，一第二透鏡，該第一透鏡為雙面Y向非球面、X向柱面組合面透鏡，包括第一 Y向非球面和X向柱面組合面與第二 Y向非球面和X向柱面組合面；該第二透鏡為雙面Y向非球面、X向柱面組合面透鏡，包括第三Y向非球面和X向柱面組合面與第四Y向非球面和X向柱面組合面；其Y方向非球面的設(shè)計(jì)滿足如下的非球面方程
全文摘要
一種高精度掃描反射鏡激光掃描系統(tǒng)F-THETA透鏡，其從物方至像方依次包括一第一透鏡，一第二透鏡。其材質(zhì)均為玻璃。適用于高精度A3幅面的數(shù)碼圖像激光輸出系統(tǒng)，如激光打印機(jī)、醫(yī)療影像設(shè)備等。本發(fā)明激光掃描F-THETA透鏡光學(xué)性能好、成像品質(zhì)高、結(jié)構(gòu)緊湊且制造成本低廉。
文檔編號(hào)G02B3/06GK102759789SQ20111010638
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者王路 申請人:天津復(fù)印技術(shù)研究所