SU1748122A1 - Объектив дл лазерной сканирующей системы - Google Patents

Abstract

Использование: лазерные сканирующие системы дл  высококачественного изображени . Сущность изображени : вогнутое сферическое зеркало 6, установленное после одиночных линз 1 -5, наклонено к оптической оси на угол ав плоскости, ортогональной плоскости сканировани , падающий на .объектив лазерный пучок наклонен к оптической оси на угол Д причем отношение а //3 составл ет 0,51. 4 ил

Description

Изобретение относитс  к лазерным сканирующим системам и может найти приме- нение в системах формировани  высококачественного изображени  на больших пол х: в лазерных генераторах изображений , лазерных устройствах печати и т.д.

Известен объектив дл  лазерной сканирующей системы дл  длины волны А 368,8 нм с исправленной т дисторсией до значени  е 0,024% от 0,5 размера пол  изображени  1 510мм и с фокусным рассто нием f 804 мм.

Объектив состоит из четырех компонентов: первый компонент - мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, второй компонент - отрицательна  вогнуто-п о- скз  линза, третий компонент - положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, и четвертый компонент - плоско-выпукла  линза.

Однако известный объектив характеризуетс  отсутствием телецентрического хода лучей в пространстве изображений и как следствие этого - высокими требовани ми,

предъ вл емыми к неплоскостности поверхности , на которой формируетс  изображение . Так, дл  данного объектива при неплоскостности поверхности в пределах его глубины резкости (около t 1 мм) погрешность нанесени  элементов изображени  может достигать + 300 микрон на краю пол ; недостаточной степенью коррекции f# дисторсии, равной е 0,024% от 0 5 размера пол  изображений L 510 мм, что соответствует погрешности нанесени  элементов изображени  + 60 микрон.

Известен также объектив дл  лазерной сканирующей системы, содержащей четыре линзы и вогнутое сферическое зеркало, причем перва  линза -дво ковыпукла , втора 

-отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространен/ предметов, треть 

-отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, четверта  - положительна .

Недостатком известного объектива  вл етс  невысокое качество изображени 

Целью изобретени   вл етс  повышение качества изображени  путем обеспечех|

4 00

кэ ю

ни  линейной зависимости величины изображени  от полевого угла при телецентрическом ходе лучей.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в объективе, содержащем четыре линзы и вогнутое сферическое зеркало, причем перва  линза дво ковыпукла , втора  - отрицательней мениск, обращенный вогнутостью к пространству предметов, треть  - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, четверта  - положительна , между третьей и четвертой линзами установлен отрицательный мениск , обращенный выпуклостью к пространству предметов, вогнутое сферическое зеркало установлено с наклоном относительно оптической оси в плоскости, ортогональной плоскости сканировани , при этом рассто ние между первой и второй линзами составл ет 0.01 фокусного рассто ни  объектива , между четвертой линзой и вогнутым сферическим зеркалом - 0,9 фокусного рассто ни  объектива, а отношение величины угла наклона вогнутого сферического зеркала к углу наклона падающего на объектив лазерного пучка к плоскости сканировани  составл ет 051.

На фиг. 1 приведена оптическа  схема объектива в сечении плоскости сканировани  (меридиональной плоскости); на фиг. 2 - то же, в сечении плоскости, ортогональной к плоскости сканировани ; на фиг. 3 - графики поперечных аберраций Ду1 лучей с относительным положением р в меридиональном сечении пучка дл  р да точек пол  изображени  у ; на фиг. 4 - график погрешности отклонени  Л fe от линейной зависимости величины изображени  от полевого угла по полю изображений у где f - фокусное рассто ние объектива; е полевой угол (угол сканировани ).

Объектив содержит п ть линз и вогнутое сферическое зеркало. Перва  линза 1 - положительна  дво ковыпукла  линза, выполненна  из кварцевого стекла КУ-1 и радиусы кривизны которой R1 и R2 св заны отношением R1 /R2 4,77,

Втора  линза 2 - отрицательный мениск , обращенный вогнутостью к пространству предметов, выполненный из кварцевого стекла КУ-1, радиусы кривизны которого R3 и R4 - св заны отношением 1 R3/R4 0,55.

Треть  линза 3 - отрицательный мениск , обращенный вогнутостью к пространству изображений, выполненный р из кварцевого стекла КУ-1 и радиусы кривизны которого R5 и R6 св заны отношением R5/R6 2,14.

Четьерта  линза 4 - отрицательный мениск , обращенный вогнутостью к пространству изображений, выполненный из кварцевого стекла КУ-1 и радиусы кривизны

которого R7 и R8 св заны отношением R7/R8 1.38.

П та  линза 5 - плоско-выпукла  линза, выполненна  из кварцевого стекла КУ-1 и радиус выпуклости которой R10 удовлетвор ет соотношению R10/f 0,54.

Вогнутое сферическое зеркало б имеет радиус кривизны R11, удовлетвор ющий соотношению R11/f 3,21,

Дл  выноса плоскости изображени  с

оптической оси объектива сферическое зеркало б расположено с угловым наклоном в плоскости, ортогональной к плоскости сканировани  на угол « 2,5 градуса Дл  компенсации возникающей при этом кривизны

строки необходимо, чтобы пучок лучей, падающий на объектив, имел наклон наугол/ 4,87 градуса к плоскости сканировани . Св зь между углами а и ft определ етс  из услови  минимума кривизны строки.

Предлагаемый объектив рассчитан дл  длины волны А 351 нм, имеет фокусное рассто ние f 840 мм и поле изображений L 500 мм. Диаметр входного зрачка объектива равен 15 мм. Поперечное аберрации

пучка дл  любой точки изображени  не превышает 10 мкм. Величина отклонени  от услови  линейности величины изображени  от полевого угла составл ет 15 мкм дл  любой точки пол .

Максимальное отклонение от услови  телецентричноСти хода лучей в пространстве изображений - не более 0,01 градуса Расчетна  кривизна строки - не более 10 мкм.

Объектив характеризуетс  лучшей коррекцией важного дл  практики параметра fe дисторсии до величины Ј 0,012% от 0,5 размера пол  изображений L 500 мм, что соответствует погрешности нанесени  элемента изображени  + 30 мкм.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Объектив дл  лазерной сканирующей системы, содержащий четыре линзы и вогнутое сферическое зеркало, причем перва 

   линза - дво ковыпукла , втора  - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству предметов, треть  - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, четверта  - положительна , отличающийс  тем, что, С целью повышени  качества изображени  путем обеспечени  линейной зависимости величины изображени  от полевого угла при телецентрическом ходе лучей, между

   третьей и четвертой линзами установлен отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, вогнутое сферическое зеркало установлено с наклоном относительно оптической оси в плоскости , ортогональйой плоскости сканировани , при этом рассто ние МёЩу первой и второй линзами составл ет 0,01

   фокусного рассто ни  объектива, между четвертой линзой и вогнутйм сферическим зеркалом - 0,9 фокусного рассто ни  объектива , а отношение величины угла наклона вогнутого сферического зеркала к углу наклона падающего на объектив лазерного пучка К плоскости сканировани  составл ет 0,51.

   40 0 W У--ОММ

   -W 0 W У SO мм

   йУ (мкм)

   .1

   А У (МКМ)

   -Ю

   4070W

   V У 150м л/в(нкм)

   С.Лисина

   ПО 1BQ

   ШъМ

   Составитель В.Юревич Техред М.Моргеитал

   -w о w

   У 250ми ,фмЗ

   Корректор Т Вашкович