[發明專利]F－theta光學鏡頭

有效

• 申請號: 200710073160.9
• 申請日: 2007-01-30
• 公開（公告）號: CN101236290A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 高云峰;李家英;周朝明;鮑瑞武
• 申請（專利權）人: 深圳市大族激光科技股份有限公司
• 主分類號: G02B9/12
• 分類號: G02B9/12;G06K15/02
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所
• 代理人: 胡吉科;李慶波

【技術領域】

本發明涉及一種光學鏡頭，尤其涉及一種適于激光應用的F-theta光學鏡頭。

【背景技術】

目前，激光應用已深入到我們現代生活的各個方面。目前，激光打標機以其速度快、靈活性強、無耗材以及標記永久性等特點，已逐漸地替代各種印字機，絲印機等。

現有激光振鏡打標機中普遍采用F-theta光學鏡頭，圖1是一種采用F-theta光學鏡頭的典型光學系統。如圖1所示，由激光源(未圖示)所發出的光束順次經兩塊繞彼此正交的x軸和y軸轉動的振鏡1、2，最后通過F-theta鏡頭3聚焦在成像面4上。通過振鏡1、2的繞軸擺動實現激光束在成像面4上的掃描。在打標時，要求在成像面4上像高η與振鏡1、2的掃描角度θ成線性關系，即：η＝f×θ。其中，f為F-theta光學鏡頭3的焦距，θ為振鏡的掃描角度(單位為弧度)。

由高斯光學成像理論知，常規聚焦透鏡像高η與鏡頭焦距f和振鏡轉角θ為下列關系：η＝tgθ，此時所成圖像為變形的圖像。

為此，在F-theta光學鏡頭3有意引入畸變Δη＝f(tgθ-θ)，由此實現η與θ的線性關系。但是，目前現有F-theta光學鏡頭都普遍存在漸暈現象，因而影響了成像質量。

【發明內容】

為了解決現有技術中F-theta光學鏡頭都普遍存在漸暈現象，因而影響了成像質量的技術問題，本發明提供一種能夠在全視場上均勻成像、沒有漸暈存在的F-theta鏡頭。

本發明現有技術中F-theta光學鏡頭都普遍存在漸暈現象，因而影響了成像質量的技術問題所采用的技術方案是：提供一種F-theta光學鏡頭，其中F-theta光學鏡頭包括沿入光方向依次排列的第一、第二和第三透鏡，其中第一透鏡為曲面朝向入光側的彎月型負透鏡，第二透鏡為曲面朝向入光側的彎月型正透鏡，第三透鏡為平凸型正透鏡。

根據本發明的優選實施例，各透鏡的光焦度分別與光學鏡頭的系統光焦度滿足：

-0.55＜f₁/f_w＜-0.45，

1.0＜f₂/f_w＜1.1，

0.6＜f₃/f_w＜0.8，

其中f₁為第一透鏡的光焦度，f₂為第二透鏡的光焦度，f₃為第三透鏡的光焦度，f_w為光學透鏡的系統光焦度。

本發明所達到的技術效果是：通過將三個透鏡布局成“負-正-正”分離的光焦度系統，使系統的像散和場曲得到很好的校正，在全視場上成像均勻，沒有漸暈存在。

【附圖說明】

圖1是一種采用F-theta光學鏡頭的典型光學系統；

圖2是本發明F-theta光學鏡頭的結構示意圖；

圖3為本發明F-theta光學鏡頭第一實施例的光線追跡圖；

圖4為本發明F-theta光學鏡頭第一實施例的像散、場曲及畸變；

圖5為本發明F-theta光學鏡頭第一實施例的視場分別為0、0.3、0.5、0.7、0.85以及1.0各視場上的光程差圖；

圖6為本發明F-theta光學鏡頭第一實施例的光學傳遞函數(MTF)圖；

圖7為本發明F-theta光學鏡頭第二實施例的光線追跡圖；

圖8為本發明F-theta光學鏡頭第二實施例的像散、場曲及畸變；

圖9為本發明F-theta光學鏡頭第二實施例的視場分別為0、0.3、0.5、0.7、0.85以及1.0各視場上的光程差圖；

圖10為本發明F-theta光學鏡頭第二實施例的光學傳遞函數(MTF)圖

【具體實施方式】

下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。