专利名称：精细激光扫描f-theta透镜的制作方法
技术领域：
本发明是ー种用于扫描反射镜高精度激光束扫描的F-THETA透镜系统,适用于多种使用扫描反射镜扫描的高分辨率数码图像激光输出系统，如 激光打印机、数码复印机、医疗影像设备以及其他数码影像设备等。
背景技术：
多棱镜激光扫描系统，利用高速旋转的多棱镜，反射经过调制的、包含着图像数据且图像数据随着时间线性展开的激光束，经过ー组F-THETA透镜，校正后聚焦于影像感测兀件的感光表面并形成行扫描，同时，利用感光表面的垂直于行扫描方向的机械移动，将图像数据以激光点的形式在影像感测元件的感光表面恢复，再现原图像。这里的影像感测元件在现代医疗影像设备中就是感光胶片，在激光打印机、数码复印机中就是感光鼓。多棱镜激光扫描系统是现代数码影像设备的必备的数码图像输出系统，它采用的是现代最先进的、唯一的数码图像激光输出方式，目前还没有任何其他方式可以取代。多棱镜激光扫描系统包括低速、高速、单激光束、多激光束、黒白、彩色等，其最常用的光学分辨率是600DPI，更高的光学分辨率可以达到1200DPI以上，是各种数码影像设备必备的重要部件。因此，开发ー种光学性能好、成像品质高、结构紧凑且成本低廉的多棱镜激光扫描系统是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种光学性能好、成像品质高、结构紧凑且制造成本低的扫描反射镜高精度激光扫描系统F-THETA透镜。本发明是一种扫描反射镜高精度激光扫描系统F-THETA透镜，其从物方至像方依次包括一第一透镜，一第二透镜。第一透镜为双面Y向非球面、X向柱面组合面透镜，包括第一 Y向非球面和X向柱面组合面与第二 Y向非球面和X向柱面组合面，其材质为玻璃，第ニ透镜为双面Y向非球面、X向柱面组合面透镜，包括第三Y向非球面和X向柱面组合面与第四Y向非球面和X向柱面组合面，其材质为玻璃。第一透镜、第二透镜皆为Y向轴对称和X向轴对称的矩形镜片。本发明激光扫描F-THETA透镜，采用两片Y向非球面和X向柱面组合面的玻璃镜片，保证了其极好的通光性能，且通过非球面系数的优化，修正了各种像差，从而既简化了结构、缩短了总迹、改善了成像品质又提高了分辨率；该高分辨率、A3 (297毫米)扫描宽度的扫描反射镜激光扫描F-THETA透镜设计，其总迹小于247毫米，其模组长度可小于160毫米，使其既可适用于小型数码影像设备，如激光打印机，较好的满足了小型化的要求，又可适用于大型数码影像设备，如医疗影像设备，在大空间中当然更容易安装。
图I是本发明激光扫描F-THETA透镜的结构示意图；图2是本发明激光扫描F-THETA透镜的调制传递函数图；图3是本发明激光扫描F-THETA透镜的衍射像分析图。
具体实施例方式參照图1，本发明激光扫描F-THETA透镜55其从物方至像方依次包括一第一透镜I，一第二透镜2。其中线AB代表透镜55的主光轴，A代表物方，B代表像方。该激光扫描F-THETA透镜还包括位干物方位置上，置于第一透镜I前的扫描反射镜4、置于扫描反射镜4前的光束整形透镜5、置于光束整形透镜5前的光栏6和位于像方位置上，置于第二透镜2后的影像感测元件3，该影像感测元件3包括一成像面31。第一透镜I为双面Y向非球面、X向柱面组合面透镜，包括第一 Y向非球面和X向柱面组合面11与第二 Y向非球面和X向柱面组合面12 ;第ニ透镜2为双面Y向非球面、X 向柱面组合面透镜，包括第三Y向非球面和X向柱面组合面21与第四Y向非球面和X向柱面组合面22。第一透镜I、第二透镜2皆为以主光轴AB为轴分别Y向轴对称和X向轴对称的矩形镜片。第一透镜I采用光学玻璃材料，其折射率和色散满足如下条件1. 47 < n < I. 55，55 < V < 65。第一透镜I材质采用BK7，其折射率和色散分别为Ii1 = I. 517, V1 = 64. 163。第二透镜2采用光学塑胶材料，其折射率和色散满足如下条件1. 47 < n < I. 55，55 < V < 65。第二透镜2材质采用BK7，其折射率和色散分别为n2 = I. 517, V2 = 64. 163。扫描反射镜4位干物方位置上，置于第一透镜I前，包括多个反射镜面，利用其旋转，反射入射光7后形成本发明激光扫描F-THETA透镜55的入射视场角0，以及0角的扫描并最终形成数据光点在成像面31上的行扫描。置于扫描反射镜4前的光束整形透镜5，可将入射光7的光束形状进行预整形。置于光束整形透镜5前的光栏6，可利用光栏孔的大小和形状调整进光量和衍射光斑。位于像方位置上，置于第二透镜2后的影像感测元件3，包括一成像面31，通常可以是感光胶片、感光帯、感光鼓之类光敏器件。參照表1，本发明激光扫描F-THETA透镜光学系统的相关參数值，其依次从第一透镜I的第一面11至第二透镜2的第四面22加以描述，其中曲率半径Rx和Ry分别为各面与主光轴AB相交曲面的X向和Y向的曲率半径；间距为沿主光轴AB方向由物方A开始前面相对于后面的距离；有效通光口径Dx和Dy分别为各面的X方向和Y方向的最小有效通光口径。其中Dx可依据光学和结构的需要人为设定。
权利要求
1.一种精细激光扫描F-THETA透镜，其从物方至像方依次包括一第一透镜，一第二透镜。其特征在于该第一透镜为双面Y向非球面、X向柱面组合面透镜，包括第一 Y向非球面和X向柱面组合面与第二 Y向非球面和X向柱面组合面，该镜片由玻璃材质制成；该第二透镜为双面Y向非球面、X向柱面组合面透镜，包括第三Y向非球面和X向柱面组合面与第四Y向非球面和X向柱面组合面，该镜片由玻璃材质制成；该第一透镜、第二透镜的折射率均大于I. 47小于I. 55，其色散均大于55小于65 ;该第一透镜、第二透镜均为Y向轴对称和X向轴对称的矩形镜片。
2.如权利要求I所述的精细激光扫描F-THETA透镜，其特征在于该激光扫描F-THETA透镜，其从物方至像方依次包括一第一透镜，一第二透镜，该第一透镜为双面Y向非球面、X向柱面组合面透镜，包括第一 Y向非球面和X向柱面组合面与第二 Y向非球面和X向柱面组合面；该第二透镜为双面Y向非球面、X向柱面组合面透镜，包括第三Y向非球面和X向柱面组合面与第四Y向非球面和X向柱面组合面；其Y方向非球面的设计满足如下的非球面方程
全文摘要
一种高精度扫描反射镜激光扫描系统F-THETA透镜，其从物方至像方依次包括一第一透镜，一第二透镜。其材质均为玻璃。适用于高精度A3幅面的数码图像激光输出系统，如激光打印机、医疗影像设备等。本发明激光扫描F-THETA透镜光学性能好、成像品质高、结构紧凑且制造成本低廉。
文档编号G02B3/06GK102759789SQ20111010638
公开日2012年10月31日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者王路 申请人:天津复印技术研究所