F-theta光学镜头制造技术

本发明专利技术涉及一种Ｆ－ｔｈｅｔａ光学镜头，该光学镜头包括沿入光方向依次排列的第一、第二、第三透镜，第一透镜为曲面朝向入光侧的弯月型负透镜，第二透镜为曲面朝向入光侧的弯月型正透镜，第三透镜为平凸型正透镜。此外，各透镜的光焦度与该光学镜头的系统光焦度比率满足：－０．５５＜ｆ↓［１］／ｆ↓［ｗ］＜－０．４５，１．０＜ｆ↓［２］／ｆ↓［ｗ］＜１．１，０．６＜ｆ↓［３］／ｆ↓［ｗ］＜０．８，其中ｆ↓［１］为第一透镜的光焦度，ｆ↓［２］为第二透镜的光焦度，ｆ↓［３］为第三透镜的光焦度，ｆ↓［ｗ］为光学镜头的系统光焦度。该光学镜头通过将三个透镜布局成“负－正－正”分离的光焦度系统，使系统的像散和场曲得到很好的校正，在全视场上成像均匀，没有渐晕存在。

【技术实现步骤摘要】
F-theta光学4免头
本专利技术涉及一种光学镜头，尤其涉及一种适于激光应用的F-theta光学镜头
技术介绍
目前，激光应用已深入到我们现代生活的各个方面。目前，激光打标机以 其速度快、灵活性强、无耗材以及标记永久性等特点，已逐渐地替代各种印字 机，丝印机等。现有激光振镜打标机中普遍采用F-theta光学镜头，图1是一种采用F-theta 光学镜头的典型光学系统。如图1所示，由激光源(未图示)所发出的光束顺 次经两块绕彼此正交的x轴和y轴转动的振镜1 、 2,最后通过F-theta镜头3聚 焦在成像面4上。通过振镜1 、 2的绕轴摆动实现激光束在成像面4上的扫描, 在打标时，要求在成像面4上像高t!与振镜l、 2的扫描角度e成线性关系，即 ri=fxe。其中，f为F-theta光学镜头3的焦距，0为振镜的扫描角度(单位为 弧度)。由高斯光学成像理论知，常规聚焦透镜像高Tl与镜头焦距f和振镜转角G为下列关系n =tge,此时所成图像为变形的图像。为此，在F-theta光学镜头3有意引入畸变An-f(tge-e),由此实现n与e的线性关系。但是，目前现有F-theta光学镜头都普遍存在渐晕现象，因而影响 了成像质量。
技术实现思路
为了解决现有技术中F-theta光学镜头都普遍存在渐晕现象，因而影响了成 像质量的技术问题，本专利技术提供一种能够在全视场上均匀成像、没有渐暈存在 的F-theta镜头。本专利技术现有技术中F-theta光学镜头都普遍存在渐晕现象，因而影响了成像 质量的技术问题所采用的技术方案是提供一种F4heta光学镜头，其中F-theta 光学镜头包括沿入光方向依次排列的第一、第二和第三透镜，其中第一透镜为 曲面朝向入光侧的弯月型负透镜，第二透镜为曲面朝向入光侧的弯月型正透镜,第三透镜为平凸型正透镜。根据本专利技术的优选实施例，各透镜的光焦度分别与光学镜头的系统光焦度 满足-0.55 -0.45，1.0<f2/fw<U,0.6<f3/fw<0.8，其中f,为第一透镜的光焦度，f2为第二透镜的光焦度，f;为第三透镜的光焦 度，t为光学透镜的系统光焦度。本专利技术所达到的技术效果是通过将三个透镜布局成"负-正-正"分离的光 焦度系统，使系统的像散和场曲得到很好的校正，在全视场上成像均匀，没有 渐暈存在。.附图说明图1是一种采用F-theta光学镜头的典型光学系统；图2是本专利技术F-theta光学镜头的结构示意图；图3为本专利技术F-theta光学镜头第一实施例的光线追迹图；图4为本专利技术F-theta光学^l免头第一实施例的像散、场曲及畸变；图5为本专利技术F-theta光学镜头第一实施例的视场分别为0、 0.3、 0.5、 0.7,0.85以及1.0各视场上的光程差图；图6为本专利技术F-theta光学镜头第一实施例的光学传递函数(MTF )图；图7为本专利技术F-theta光学镜头第二实施例的光线追迹图；图8为本专利技术F-theta光学镜头第二实施例的像散、场曲及畸变；图9为本专利技术F-theta光学镜头第二实施例的视场分别为0、 0.3、 0.5、 0.7、0.85以及1.0各^L场上的光程差图；图10为本专利技术F-theta光学镜头第二实施例的光学传递函数(MTF)图具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。如图2所示，图2是本专利技术F-theta光学镜头的结构示意图。在本专利技术中， F-theta光学镜头沿入光方向包括光焦度为f,的第一透镜L卜光焦度为&的第二透镜"以及光焦度为f3的第三透镜L3，其中，第一透镜L,为曲面朝向入光側的弯月型负透镜，第二透镜L2为曲面朝向入光侧的弯月型正透镜，为第三透镜U为平凸型正透镜。此外，各透镜的光焦度f,、 f2、 f3的与该F-theta光学镜头的 系统光焦度f、、.满足<formula>formula see original document page 5</formula>。结合以上的参数，本专利技术设计了两个优选实施例，其具体数据分别如下所示实施例1:透镜L,分别由曲率半径为R产-38.86mm、 R2=-627.05画的两个曲面S!、 S2构成，其光轴上的中心厚度d产6.7 mm,材料为Nd,:Vd,(折射率Z色散系 数)=1.52/64;透镜L2分别由曲率半径为R3=-115mm、 &=-63.74 mm的两个曲面 S3、 S4构成，其光轴上的中心厚度d3=5.5 mm,材料为Nd3:Vd3=l.8/25.4;透镜 L3分别由曲率半径为R5=Omm、 R^-79.42 mm的两个曲面S5、 S(、构成.其光轴 上的中心厚度d^9.2mm,材料为Nd5:Vd5=l.8/25,4;透镜L,与透镜L2在光轴上 的间隔为d2=3.5 mm,透镜L2与透镜L3在光轴上的间隔为d4==0.1 mm,透镜L; 与成象面在光轴上的距离为d6=95mm。并列表如下<table>table see original document page 5</column></row><table>此外，通过上述结构参数所设计的F-theta光学镜头的其它数据或参数分别 如下所示<formula>formula see original document page 5</formula>iVfw=-0.5 f2/fw=1.08 f3/f、、=0.62其中fw为整个光学镜头的系统光焦度，f,、 f2、 f'3分别为三个透镜的光焦度，2co为^见场角，D/fw为^L值孔径。根据上述设计方案，通过计算机模拟可以得到图3 -图6的模拟结果,，图3 为上述实施例的光线追迹图，图4为像散、场曲及畸变，图5为视场分别为()、 0.3、 0.5、 0.7、 0.85以及1.0各视场上的光程差图，图6为光学传递函数(MTF ) 图。从上述曲线图可以看出，系统的像散与场曲得到很好的校正，光程差最大 也不超过0.2入，且从光学传递函数(MTF)图上看，各视场的MTF值均较一-致，说明在全视场上成像均匀，没有渐晕存在。实施例2:透镜L,分别由曲率半径为R,;61.24 mm、 R产718.8 mm的两个曲面S!、 S2构成，其光轴上的中心厚度d尸6.2mm，材料为Nd"Vd产l.52/64;透镜L2分 别由曲率半径为R3=-161.4mm、 R4=-93.54 mm的两个曲面S;、 Sj勾成，其光轴 上的中心厚度d产lO mm,材料为Nd3:Vd3= 1.8/25.4;透镜b分别由曲率半径为 R5=0 mm、 130.3 mm的两个曲面S5、 S6构成，其光轴上的中心厚度d广12 mm, 材料为Nd5:Vd5=l.8/25.4;透4免L,与透镜匕2在光轴上的间隔为d2=5.2mm，透镜 L2与透镜L3在光轴上的间隔为d4=7mm，透镜L3与成象面在光轴上的距离为 d6=310mm。并列表如下<table>table see original document page 6</column></row><table>此外，通过上述结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｆ－ｔｈｅｔａ光学镜头，其特征在于：所述Ｆ－ｔｈｅｔａ光学镜头包括沿入光方向依次排列的第一、第二和第三透镜，其中所述第一透镜为曲面朝向入光侧的弯月型负透镜，所述第二透镜为曲面朝向入光侧的弯月型正透镜，所述第三透镜为平凸型正透镜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高云峰，李家英，周朝明，鲍瑞武，
申请(专利权)人：深圳市大族激光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]