CN111175951A - 一种计算机平网制版光学系统与成像方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种计算机平网制版光学系统与成像方法，采用同轴透视式光学结构，沿光轴依次设置有密排光纤、前组透镜组、后组透镜组、工作面，其中前组透镜组由两片镜片组成，后组透镜组由五片镜片组成；实际工作时，密排光纤与前组透镜组之间隔固定不变，构为一个整体，相对于后组透镜组沿光轴方向作独立运动，通过改变前组透镜组与后组透镜组之间隔、后组透镜组与工作面之间隔，可以实现工作面上300dpi‑1200dpi分辨率连续可变的制版精度，该系统较传统单一的光学成像系统，可实现分辨率连续可调，且具有成像畸变小、像面能量均匀性高等优点。

Description

一种计算机平网制版光学系统与成像方法
技术领域
本发明涉及计算机直接制版技术领域，具体为一种计算机平网制版光学系统与成像方法。
背景技术
计算机直接制版CTP系统是一种综合性的、多学科的产品，它是集光学技术、电子技术、彩色数字图像技术、计算机软硬件、精密仪器及版材技术、自动化技术、网络技术等新技术于一体的高科技产品。它的结构主要由机械系统、光路系统、电路系统三大部分组成。计算机直接制版的技术关键之一是印版和成像系统要匹配，因为印版表面的化学物质与传到它上面的激光能量有非常密切的关系，为了满足这一关键要求，可将直接制版技术归纳为:工作方式、激光技术和版材技术，但现有的光学成像系统往往比较单一，不具备分辨率连续可调，成像畸变小、像面能量均匀性高的特性，针对上述问题，特提出一种计算机平网制版光学系统与成像方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种计算机平网制版光学系统与成像方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种计算机平网制版光学系统与成像方法，采用同轴透视式光学结构，沿光轴依次设置有密排光纤、前组透镜组G1、后组透镜组G2、工作面，其中前组透镜组G1由正透镜L1、负透镜L2两镜片组成，后组透镜组G2由负透镜L3、正透镜L4、正透镜L5、正透镜L6、正透镜L7五片镜片组成。
优选的，满足物方和像方双远心，远心度小于1°。
优选的，所述的密排光纤最多由128路光纤密排而成，光纤出光波长405nm，光纤芯径50um。
优选的，所述的前组透镜组G1的焦距为f1，所述的后组透镜组G2的焦距为f2，满足1.4<f1/f2<1.6。
优选的，所述的前组透镜组G1中正透镜L1、负透镜L2，所述的后组透镜组G2中负透镜L3、正透镜L4、正透镜L5、正透镜L6、正透镜L7的折射率依次对应为n1、n2、n3、n4、n5、n6和n7，且它们对应的取值范围为1.45≤n1≤1.6、1.5≤n2≤1.75、1.55≤n3≤2.0、1.45≤n4≤1.6、1.43≤n5≤1.6、1.5≤n6≤1.75、1.43≤n7≤1.6。
优选的，所述的后组透镜组G2中的正透镜L7靠近工作面的一侧向工作面弯曲。
优选的，所述的密排光纤与前组透镜组G1之间隔固定不变，构为一个整体，相对于后组透镜组G2沿光轴方向作独立运动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以实现工作面上300dpi-1200dpi分辨率连续可变的制版精度，该系统较传统单一的光学成像系统，可实现分辨率连续可调，且具有成像畸变小、像面能量均匀性高等优点。
附图说明
图1为本发明360 dpi制版精度光路结构图。
图2为本发明720 dpi制版精度光路结构图。
图3为本发明1016 dpi制版精度光路结构图。
图4为本发明三种分辨率精度的光学传递函数图。
图5为本发明三种分辨率精度的系统畸变图。
图6为本发明三种分辨率精度的像面相对照度图。
图中：1 密排光纤 、2 工作面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种计算机平网制版光学系统与成像方法，采用同轴透视式光学结构，沿光轴依次设置有密排光纤1、前组透镜组G1、后组透镜组G2、工作面2，其中前组透镜组G1由正透镜L1、负透镜L2两镜片组成，后组透镜组G2由负透镜L3、正透镜L4、正透镜L5、正透镜L6、正透镜L7五片镜片组成。
满足物方和像方双远心，远心度小于1°，保证了整场范围内像面能量的一致均匀性。
所述的密排光纤1最多由128路光纤密排而成，光纤出光波长405nm，光纤芯径50um。
所述的前组透镜组G1的焦距为f1，所述的后组透镜组G2的焦距为f2，满足1.4<f1/f2<1.6。
所述的前组透镜组G1中正透镜L1、负透镜L2，所述的后组透镜组G2中负透镜L3、正透镜L4、正透镜L5、正透镜L6、正透镜L7的折射率依次对应为n1、n2、n3、n4、n5、n6和n7，且它们对应的取值范围为1.45≤n1≤1.6、1.5≤n2≤1.75、1.55≤n3≤2.0、1.45≤n4≤1.6、1.43≤n5≤1.6、1.5≤n6≤1.75、1.43≤n7≤1.6。
所述的后组透镜组G2中的正透镜L7靠近工作面的一侧向工作面弯曲，用以校正系统的场曲和畸变。
所述的密排光纤1与前组透镜组G1之间隔固定不变，构为一个整体，相对于后组透镜组G2沿光轴方向作独立运动。
实际工作时，通过改变前组透镜组G1与后组透镜组G2之间隔S1、后组透镜组G2与工作面2之间隔S2，可以实现工作面上300dpi-1200dpi分辨率连续可变的制版精度。
本发明实施例选取目前计算机平网直接制版领域常用的三种分辨率精度：360dpi,720dpi,1016dpi。
光学成像系统中各光学元件的相关参数如下：正透镜L1、负透镜L2、负透镜L3、正透镜L4、正透镜L5、正透镜L6、正透镜L7的曲率半径依次分别为-13.2mm、-10.13mm、-7.76mm、-10.32mm、603.65mm、33.62mm、34.82mm、-88.13mm、-6950.2mm、-83.22mm、190.82mm、-103.45mm、54.12mm、224.96mm；各透镜厚度依次为4.55mm、5mm、9.23mm、9.1mm、9mm、9.18mm、10.23mm，各透镜的折射率依次为1.48、1.56、1.62、1.48、1.49、1.56、1.49；
在不同分辨率精度下，前组透镜组G1与后组透镜组G2之间隔S1、后组透镜组G2与工作面2之间隔S2的值如下表所示
360dpi 720dpi 1016dpi
S1 10.12mm 82.1mm 141.27mm
S2 57.4mm 20.71mm 10.13mm
可以实现工作面上300dpi-1200dpi分辨率连续可变的制版精度，该系统较传统单一的光学成像系统，可实现分辨率连续可调，且具有成像畸变小、像面能量均匀性高等优点。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种计算机平网制版光学系统与成像方法，其特征在于，采用同轴透视式光学结构，沿光轴依次设置有密排光纤（1）、前组透镜组G1、后组透镜组G2、工作面（2），其中前组透镜组G1由正透镜L1、负透镜L2两镜片组成，后组透镜组G2由负透镜L3、正透镜L4、正透镜L5、正透镜L6、正透镜L7五片镜片组成。
2.根据权利要求1所述的一种计算机平网制版光学系统与成像方法，其特征在于，满足物方和像方双远心，远心度小于1°。
3.根据权利要求1所述的一种计算机平网制版光学系统与成像方法，其特征在于，所述的密排光纤（1）最多由128路光纤密排而成，光纤出光波长405nm，光纤芯径50um。
4.根据权利要求1所述的一种计算机平网制版光学系统与成像方法，其特征在于，所述的前组透镜组G1的焦距为f1，所述的后组透镜组G2的焦距为f2，满足1.4<f1/f2<1.6。
5.根据权利要求1所述的一种计算机平网制版光学系统与成像方法，其特征在于，所述的前组透镜组G1中正透镜L1、负透镜L2，所述的后组透镜组G2中负透镜L3、正透镜L4、正透镜L5、正透镜L6、正透镜L7的折射率依次对应为n1、n2、n3、n4、n5、n6和n7，且它们对应的取值范围为1.45≤n1≤1.6、1.5≤n2≤1.75、1.55≤n3≤2.0、1.45≤n4≤1.6、1.43≤n5≤1.6、1.5≤n6≤1.75、1.43≤n7≤1.6。
6.根据权利要求1所述的一种计算机平网制版光学系统与成像方法，其特征在于，所述的后组透镜组G2中的正透镜L7靠近工作面的一侧向工作面弯曲。
7.根据权利要求1所述的一种计算机平网制版光学系统与成像方法，其特征在于，所述的密排光纤（1）与前组透镜组G1之间隔固定不变，构为一个整体，相对于后组透镜组G2沿光轴方向作独立运动。
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