一种f-theta光学透镜系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种f-theta光学透镜系统，从物面到像面方向，包括由六片镜片组成的透镜组，所述的透镜组的光学共焦波长为532nm和632.84nm，镜片一为光焦度为负的弯月形透镜，镜片二为光焦度为正的弯月形透镜，镜片三为光焦度为负的弯月形透镜，镜片四为光焦度为正的双凸透镜，镜片五为光焦度为正的双凸透镜，镜片六为光焦度为负的双凹透镜，光阑位于透镜系统最前方，光阑与透镜组之间具有间隔。本实用新型充分保证各个镜片的工艺性，同时，在镜片上采用普通材质，耐温好、易加工等特点，可充分保证该光学系统的成本，前三片使用弯月型镜片让大尺寸的光线能进入系统从而保证大像面。
【专利说明】-种f-theta光学透镜系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种光学镜头，尤其涉及一种f-theta光学透镜系统，具有双波 长消色差、双波长共焦、方形光阑、大像面。配合现代激光，量子技术的发展，可广泛运用于 激光扫描、激光打标、生物自聚焦检测等领域。
【背景技术】
[0002] f-theta透镜作为激光扫描系统中的重要组成部件，除在单波长激光扫描中的应 用外，对激光彩印、生物样本扫描等双波长以及多波长扫描系统同样具有广泛应用。但目前 市面上f-theta透镜均只有一个波长，无法满足需求。
[0003] 激光扫描方面由于受到设备尺寸的限制，难以在成像面上有所突破，许多厂商使 用多个镜头拼接成像，势必引起图片线性度的失真。
[0004] 目前市面上主流振镜均为方形振镜，在扫描领域，振镜均充当光阑的角色。但目前 市面上的f-theta镜头设计时都为圆形光阑，很难与方形光阑形成一致性。 实用新型内容
[0005] 本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术中透镜系统只有一个光学共焦波 长的技术问题，提供一种f-theta光学透镜系统，具有双波长共焦的优点。
[0006] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种f-theta光学透镜系统， 从物面到像面方向，包括由六片镜片组成的透镜组，所述的透镜组的光学共焦波长为532nm 和632. 84nm，镜片一为光焦度为负的弯月形透镜，镜片二为光焦度为正的弯月形透镜，镜片 三为光焦度为负的弯月形透镜，镜片四为光焦度为正的双凸透镜，镜片五为光焦度为正的 双凸透镜，镜片六为光焦度为负的双凹透镜，光阑位于透镜系统最前方，光阑与透镜组之间 具有间隔。
[0007] 作为优选，所述的镜片五和镜片六为胶合件，可保证消色差。
[0008] 六个镜片的曲率R1、R2、中心厚度D、光学折射率Nd、阿贝系数Vd分别满足以下条 件：
[0009] 镜片一 ：-20〈Rl〈-10、-50〈R2〈-60、l〈D〈l. 5、L 65〈Nd〈l. 75、30〈Vd〈40 ;
[0010] 镜片二：-60〈Rl〈-50、-20〈R2〈-30、5〈D〈7、l. 6〈Nd〈l. 7、50〈Vd〈60 ;
[0011] 镜片三：-150〈Rl〈-120、-50〈R2〈40、7〈D〈8、l. 7〈Nd〈l. 8、50〈Vd〈60 ;
[0012] 镜片四：70〈R1〈80、-220〈R2〈-210、10〈D〈11、1. 8〈Nd〈l. 9、40〈Vd〈50 ;
[0013] 镜片五：30〈R1〈40、-110〈R2〈-100、8〈D〈10、1. 6〈Nd〈l. 7、50〈Vd〈70 ;
[0014] 镜片六：-110〈Rl〈-100、20〈R2〈30、2〈D〈3、l. 7〈Nd〈l. 8、20〈Vd〈30。
[0015] 所述的镜片一与镜片二光学间隙为〇· 9mm，镜片二与镜片三的光学间隙为0· 2mm， 镜片三与镜片四的光学间隙为〇. 7mm，镜片四与镜片五和镜片六的光学间隙为1. 2mm。
[0016] 进一步的为保证实际应用中振镜为方形的一致性，所述的光阑形状为方形。
[0017] 本实用新型的有益效果是，本实用新型充分保证各个镜片的工艺性，同时，在镜片 上采用普通材质，耐温好、易加工等特点，可充分保证该光学系统的成本，前三片使用弯月 型镜片让大尺寸的光线能进入系统从而保证大像面。
[0018] 本实用新型的f-theta光学透镜系统的参数为：有效焦距：f = 40mm ;非线性度 〈0.05% ;波长使用532nm与632. 8nm，二者在0.707带消色差同时共焦；成像靶面：像高 25mm ;光圈大小：F# = 1. 4. 0。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0020] 图1是本实用新型的f-theta光学透镜系统优选实施例的结构示意图；
[0021] 图2为本实用新型的光学传递函数示意图；
[0022] 图3为本实用新型畸变示意图；
[0023] 图4为本实用新型f-theta畸变示意图；
[0024] 图5为本实用新型消色差示意图。
[0025] 图中：1、镜片一，2、镜片二，3、镜片三，4、镜片四，5、镜片五，6、镜片六，7、光阑
【具体实施方式】
[0026] 现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图， 仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0027] 如图1所示，本实用新型的一种f-theta光学透镜系统，从物面到像面方向，包括 由六片镜片组成的透镜组，所述的透镜组的光学共焦波长为532nm和632. 84nm，镜片一 1 为光焦度为负的弯月形透镜，镜片二2为光焦度为正的弯月形透镜，镜片三3为光焦度为负 的弯月形透镜，镜片四4为光焦度为正的双凸透镜，镜片五5为光焦度为正的双凸透镜，镜 片六6为光焦度为负的双凹透镜，光阑7位于透镜系统最前方，光阑7与透镜组之间具有间 隔。
[0028] 作为优选，所述的镜片五5和镜片六6为胶合件，可保证消色差。
[0029] 六个镜片的曲率R1、R2、中心厚度D、光学折射率Nd、阿贝系数Vd分别满足以下条 件：
[0030] 镜片一 1 :-20〈Rl〈-10、-50〈R2〈-60、l〈D〈l. 5、L 65〈Nd〈l. 75、30〈Vd〈40 ;
[0031] 镜片二 2 :-60〈Rl〈-50、-20〈R2〈-30、5〈D〈7、l. 6〈Nd〈l. 7、50〈Vd〈60 ;
[0032] 镜片三 3 :-150〈Rl〈-120、-50〈R2〈40、7〈D〈8、l. 7〈Nd〈l. 8、50〈Vd〈60 ;
[0033] 镜片四 4 :70〈R1〈80、-220〈R2〈-210、10〈D〈11、1. 8〈Nd〈l. 9、40〈Vd〈50 ;
[0034] 镜片五 5 :30〈R1〈40、-110〈R2〈-100、8〈D〈10、1. 6〈Nd〈l. 7、50〈Vd〈70 ;
[0035] 镜片六 6 :-110〈Rl〈-100、20〈R2〈30、2〈D〈3、l. 7〈Nd〈l. 8、20〈Vd〈30。
[0036] 所述的镜片一 1与镜片二2光学间隙为0. 9mm，镜片二2与镜片三3的光学间隙 为0· 2mm，镜片三3与镜片四5的光学间隙为0· 7mm，镜片四4与镜片五5和镜片六6的光 学间隙为1. 2mm。
[0037] 进一步的为保证实际应用中振镜为方形的一致性，所述的光阑形状为方形。
[0038] 图2为本实用新型的光学传递函数示意图；
[0039] 图3为本实用新型崎变不意图；
[0040] 图4为本实用新型f-theta畸变示意图；
[0041] 图5为本实用新型消色差示意图。
[0042] 以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人 员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实 用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术 性范围。
【权利要求】
1. 一种f-theta光学透镜系统，其特征在于：从物面到像面方向，包括由六片镜片组成 的透镜组，镜片一为光焦度为负的弯月形透镜，镜片二为光焦度为正的弯月形透镜，镜片三 为光焦度为负的弯月形透镜，镜片四为光焦度为正的双凸透镜，镜片五为光焦度为正的双 凸透镜，镜片六为光焦度为负的双凹透镜，光阑位于透镜系统最前方，光阑与透镜组之间具 有间隔。
2. 根据权利要求1所述的f-theta光学透镜系统，其特征在于：所述的镜片五和镜片 7K为I父合件。
3. 根据权利要求1或2所述的f-theta光学透镜系统，其特征在于：六个镜片的曲率 Rl、R2、中心厚度D、光学折射率Nd、阿贝系数Vd分别满足以下条件： 镜片一 ：-2〇〈Rl〈-l〇、-50〈R2〈-60、1〈D〈1. 5、1. 65〈Nd〈l. 75、30〈Vd〈40 ; 镜片二：-60〈Rl〈-50、-20〈R2〈-30、5〈D〈7、1. 6〈Nd〈l. 7、50〈Vd〈60 ; 镜片三：-150〈Rl〈-120、-50〈R2〈40、7〈D〈8、L7〈Nd〈1.8、50〈Vd〈60 ; 镜片四：70〈Rl〈80、-220〈R2〈-210、10〈D〈ll、1.8〈Nd〈L9、40〈Vd〈50 ; 镜片五：30〈Rl〈40、-110〈R2〈-100、8〈D〈10、1.6〈Nd〈1.7、50〈Vd〈70 ; 镜片六：-110〈Rl〈-100、20〈R2〈30、2〈D〈3、l. 7〈Nd〈l. 8、20〈Vd〈30。
4. 根据权利要求2所述的f-theta光学透镜系统，其特征在于：所述的镜片一与镜片 二光学间隙为〇. 9mm，镜片二与镜片三的光学间隙为0. 2mm，镜片三与镜片四的光学间隙为 0. 7mm，镜片四与镜片五和镜片六的光学间隙为1. 2mm。
5. 根据权利要求1所述的f-theta光学透镜系统，其特征在于：所述的光阑形状为方 形。
6. 根据权利要求1所述的f-theta光学透镜系统，其特征在于：所述的透镜组的光学 共焦波长为532nm和632. 84nm。
【文档编号】G02B13/00GK203909385SQ201420358623
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】吴连平, 江东明, 陈艺敏, 江虹 申请人:苏州莱能士光电科技有限公司