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精細激光掃描f-theta透鏡的制作方法

文檔序號:2676187閱讀:202來源:國知局
專利名稱:精細激光掃描f-theta透鏡的制作方法
技術領域
本實用新型是一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、數(shù)碼復印機、醫(yī)療影像設備以及其他數(shù)碼影像設備等。
背景技術
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)隨著時間線性展開的激光束,經(jīng)過一組F-THETA透鏡,校正后聚焦于影像感測元件的感光表面并形成行掃描,同時,利用感光表面的垂直于行掃描方向的機械移動,將圖像數(shù)據(jù)以激光點的形式在影像感測元件的感光表面恢復,再現(xiàn)原圖像。這里的影像感測元件在現(xiàn)代醫(yī)療影像設備中就是感光膠片,在激光打印機、數(shù)碼復印機中就是感光鼓。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、黑白、彩色等,其最常用的光學分辨率是600DPI,更高的光學分辨率可以達到1200DPI以上,是各種數(shù)碼影像設備必備的重要部件。因此,開發(fā)一種光學性能好、成像品質(zhì)高、結(jié)構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)容本實用新型的目的在于提供一種光學性能好、成像品質(zhì)高、結(jié)構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。本實用新型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。本實用新型激光掃描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、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透鏡設計,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)碼影像設備,如激光打印機,較好的滿足了小型化的要求, 又可適用于大型數(shù)碼影像設備,如醫(yī)療影像設備,在大空間中當然更容易安裝。

[0009]圖1是本實用新型激光掃描F-THETA透鏡的結(jié)構示意圖;圖2是本實用新型激光掃描F-THETA透鏡的調(diào)制傳遞函數(shù)圖;圖3是本實用新型激光掃描F-THETA透鏡的衍射像分析圖。
具體實施方式
參照圖1,本實用新型激光掃描F-THETA透鏡55其從物方至像方依次包括一第一透鏡1,一第二透鏡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透鏡還包括位于物方位置上,置于第一透鏡1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1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 ;第二透鏡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1、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1采用光學玻璃材料,其折射率和色散滿足如下條件1. 47 < η < 1. 55, 55<ν<65。第一透鏡1材質(zhì)采用ΒΚ7,其折射率和色散分別為Ii1 = 1.517,V1 = 64. 163。第二透鏡2采用光學塑膠材料,其折射率和色散滿足如下條件1. 47 < η < 1. 55, 55<ν<65。第二透鏡2材質(zhì)采用ΒΚ7,其折射率和色散分別為 =1.517,V2 = 64. 163。掃描反射鏡4位于物方位置上,置于第一透鏡1前,包括多個反射鏡面,利用其旋轉(zhuǎn),反射入射光7后形成本實用新型激光掃描F-THETA透鏡55的入射視場角θ,以及θ角的掃描并最終形成數(shù)據(jù)光點在成像面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的光束形狀進行預整形。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??梢允歉泄饽z片、感光帶、感光鼓之類光敏器件。參照表1,本實用新型激光掃描F-THETA透鏡光學系統(tǒng)的相關參數(shù)值,其依次從第一透鏡1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)光學和結(jié)構的需要人為設定。
權利要求1.一種精細激光掃描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χ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1. 47小于1. 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.如權利要求1所述的精細激光掃描F-THETA透鏡,其特征在于其Y方向非球面的設計滿足如下的非球面方程f(y) = (Y2/Ry)/{l+[l"(l+k) X (Y/Ry)2]1/2}+aY2+bY4+cY6+dY8+eY10權利要求1所述激光掃描F-THETA透鏡參數(shù)是
專利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、醫(yī)療影像設備等。本實用新型激光掃描F-THETA透鏡光學性能好、成像品質(zhì)高、結(jié)構緊湊且制造成本低廉。
文檔編號G02B1/04GK202119964SQ20112012770
公開日2012年1月18日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權日2011年4月27日
發(fā)明者王路 申請人:天津復印技術研究所
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