一种FTHETA光学透镜系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410307715.1

申请日:

2014.06.30

公开号:

CN104076485A

公开日:

2014.10.01

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G02B 13/00申请公布日:20141001|||实质审查的生效IPC(主分类):G02B 13/00申请日:20140630|||公开

IPC分类号:

G02B13/00

主分类号:

G02B13/00

申请人:

苏州莱能士光电科技有限公司

发明人:

吴连平; 江东明; 陈艺敏; 江虹

地址:

215600 江苏省苏州市张家港市锦丰科技创业园B01栋3楼苏州莱能士光电科技有限公司

优先权:

专利代理机构:

常州市维益专利事务所 32211

代理人:

王涵江

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内容摘要

本发明涉及一种f-theta光学透镜系统,从物面到像面方向,包括由六片镜片组成的透镜组,所述的透镜组的光学共焦波长为532nm和632.84nm,镜片一为光焦度为负的弯月形透镜,镜片二为光焦度为正的弯月形透镜,镜片三为光焦度为负的弯月形透镜,镜片四为光焦度为正的双凸透镜,镜片五为光焦度为正的双凸透镜,镜片六为光焦度为负的双凹透镜,光阑位于透镜系统最前方,光阑与透镜组之间具有间隔。本发明充分保证各个镜片的工艺性,同时,在镜片上采用普通材质,耐温好、易加工等特点,可充分保证该光学系统的成本,前三片使用弯月型镜片让大尺寸的光线能进入系统从而保证大像面。

权利要求书

1.  一种f-theta光学透镜系统,其特征在于:从物面到像面方向,包括由六片镜片组成的透镜组,镜片一为光焦度为负的弯月形透镜,镜片二为光焦度为正的弯月形透镜,镜片三为光焦度为负的弯月形透镜,镜片四为光焦度为正的双凸透镜,镜片五为光焦度为正的双凸透镜,镜片六为光焦度为负的双凹透镜,光阑位于透镜系统最前方,光阑与透镜组之间具有间隔。

2.
  根据权利要求1所述的f-theta光学透镜系统,其特征在于:所述的镜片五和镜片六为胶合件。

3.
  根据权利要求1或2所述的f-theta光学透镜系统,其特征在于:六个镜片的曲率R1、R2、中心厚度D、光学折射率Nd、阿贝系数Vd分别满足以下条件:
镜片一:-20<R1<-10、-50<R2<-60、1<D<1.5、1.65<Nd<1.75、30<Vd<40;
镜片二:-60<R1<-50、-20<R2<-30、5<D<7、1.6<Nd<1.7、50<Vd<60;
镜片三:-150<R1<-120、-50<R2<40、7<D<8、1.7<Nd<1.8、50<Vd<60;
镜片四:70<R1<80、-220<R2<-210、10<D<11、1.8<Nd<1.9、40<Vd<50;
镜片五:30<R1<40、-110<R2<-100、8<D<10、1.6<Nd<1.7、50<Vd<70;
镜片六:-110<R1<-100、20<R2<30、2<D<3、1.7<Nd<1.8、20<Vd<30。

4.
  根据权利要求2所述的f-theta光学透镜系统,其特征在于:所述的镜片一与镜片二光学间隙为0.9mm,镜片二与镜片三的光学间隙为0.2mm,镜片三与镜片四的光学间隙为0.7mm,镜片四与镜片五和镜片六的光学间隙为1.2mm。

5.
  根据权利要求1所述的f-theta光学透镜系统,其特征在于:所述的光阑形状为方形。

6.
  根据权利要求1所述的f-theta光学透镜系统,其特征在于:所述的透镜组的光学共焦波长为532nm和632.84nm。

说明书

一种f-theta光学透镜系统
技术领域
本发明涉及一种光学镜头,尤其涉及一种f-theta光学透镜系统,具有双波长消色差、双波长共焦、方形光阑、大像面。配合现代激光,量子技术的发展,可广泛运用于激光扫描、激光打标、生物自聚焦检测等领域。
背景技术
f-theta透镜作为激光扫描系统中的重要组成部件,除在单波长激光扫描中的应用外,对激光彩印、生物样本扫描等双波长以及多波长扫描系统同样具有广泛应用。但目前市面上f-theta透镜均只有一个波长,无法满足需求。
激光扫描方面由于受到设备尺寸的限制,难以在成像面上有所突破,许多厂商使用多个镜头拼接成像,势必引起图片线性度的失真。
目前市面上主流振镜均为方形振镜,在扫描领域,振镜均充当光阑的角色。但目前市面上的f-theta镜头设计时都为圆形光阑,很难与方形光阑形成一致性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:克服现有技术中透镜系统只有一个光学共焦波长的技术问题,提供一种f-theta光学透镜系统,具有双波长共焦的优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种f-theta光学透镜系统,从物面到像面方向,包括由六片镜片组成的透镜组,所述的透镜组的光学共焦波长为532nm和632.84nm,镜片一为光焦度为负的弯月形透镜,镜片二为光焦度为正的弯月形透镜,镜片三为光焦度为负的弯月形透镜,镜片四为光焦度为正的双凸透镜,镜片五为光焦度为正的双凸透镜,镜片六为光焦度为负的双凹 透镜,光阑位于透镜系统最前方,光阑与透镜组之间具有间隔。
作为优选,所述的镜片五和镜片六为胶合件,可保证消色差。
六个镜片的曲率R1、R2、中心厚度D、光学折射率Nd、阿贝系数Vd分别满足以下条件:
镜片一:-20<R1<-10、-50<R2<-60、1<D<1.5、1.65<Nd<1.75、30<Vd<40;
镜片二:-60<R1<-50、-20<R2<-30、5<D<7、1.6<Nd<1.7、50<Vd<60;
镜片三:-150<R1<-120、-50<R2<40、7<D<8、1.7<Nd<1.8、50<Vd<60;
镜片四:70<R1<80、-220<R2<-210、10<D<11、1.8<Nd<1.9、40<Vd<50;
镜片五:30<R1<40、-110<R2<-100、8<D<10、1.6<Nd<1.7、50<Vd<70;
镜片六:-110<R1<-100、20<R2<30、2<D<3、1.7<Nd<1.8、20<Vd<30。
所述的镜片一与镜片二光学间隙为0.9mm,镜片二与镜片三的光学间隙为0.2mm,镜片三与镜片四的光学间隙为0.7mm,镜片四与镜片五和镜片六的光学间隙为1.2mm。
进一步的为保证实际应用中振镜为方形的一致性,所述的光阑形状为方形。
本发明的有益效果是,本发明充分保证各个镜片的工艺性,同时,在镜片上采用普通材质,耐温好、易加工等特点,可充分保证该光学系统的成本,前三片使用弯月型镜片让大尺寸的光线能进入系统从而保证大像面。
本发明的f-theta光学透镜系统的参数为:有效焦距:f=40mm;非线性度<0.05%;波长使用532nm与632.8nm,二者在0.707带消色差同时共焦;成像靶面:像高25mm;光圈大小:F#=1.4.0。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的f-theta光学透镜系统优选实施例的结构示意图;
图2为本发明的光学传递函数示意图;
图3为本发明畸变示意图;
图4为本发明f-theta畸变示意图;
图5为本发明消色差示意图。
图中:1、镜片一,2、镜片二,3、镜片三,4、镜片四,5、镜片五,6、镜片六,7、光阑
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示,本发明的一种f-theta光学透镜系统,从物面到像面方向,包括由六片镜片组成的透镜组,所述的透镜组的光学共焦波长为532nm和632.84nm,镜片一1为光焦度为负的弯月形透镜,镜片二2为光焦度为正的弯月形透镜,镜片三3为光焦度为负的弯月形透镜,镜片四4为光焦度为正的双凸透镜,镜片五5为光焦度为正的双凸透镜,镜片六6为光焦度为负的双凹透镜,光阑7位于透镜系统最前方,光阑7与透镜组之间具有间隔。
作为优选,所述的镜片五5和镜片六6为胶合件,可保证消色差。
六个镜片的曲率R1、R2、中心厚度D、光学折射率Nd、阿贝系数Vd分别满足以下条件:
镜片一1:-20<R1<-10、-50<R2<-60、1<D<1.5、1.65<Nd<1.75、30<Vd<40;
镜片二2:-60<R1<-50、-20<R2<-30、5<D<7、1.6<Nd<1.7、50<Vd<60;
镜片三3:-150<R1<-120、-50<R2<40、7<D<8、1.7<Nd<1.8、50<Vd<60;
镜片四4:70<R1<80、-220<R2<-210、10<D<11、1.8<Nd<1.9、40<Vd<50;
镜片五5:30<R1<40、-110<R2<-100、8<D<10、1.6<Nd<1.7、50<Vd<70;
镜片六6:-110<R1<-100、20<R2<30、2<D<3、1.7<Nd<1.8、20<Vd<30。
所述的镜片一1与镜片二2光学间隙为0.9mm,镜片二2与镜片三3的光学间隙为0.2mm,镜片三3与镜片四5的光学间隙为0.7mm,镜片四4与镜片五5和镜片六6的光学间隙为1.2mm。
进一步的为保证实际应用中振镜为方形的一致性,所述的光阑形状为方形。
图2为本发明的光学传递函数示意图;
图3为本发明畸变示意图;
图4为本发明f-theta畸变示意图;
图5为本发明消色差示意图。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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资源描述

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1、10申请公布号CN104076485A43申请公布日20141001CN104076485A21申请号201410307715122申请日20140630G02B13/0020060171申请人苏州莱能士光电科技有限公司地址215600江苏省苏州市张家港市锦丰科技创业园B01栋3楼苏州莱能士光电科技有限公司72发明人吴连平江东明陈艺敏江虹74专利代理机构常州市维益专利事务所32211代理人王涵江54发明名称一种FTHETA光学透镜系统57摘要本发明涉及一种FTHETA光学透镜系统,从物面到像面方向,包括由六片镜片组成的透镜组,所述的透镜组的光学共焦波长为532NM和63284NM,镜片一为光焦。

2、度为负的弯月形透镜,镜片二为光焦度为正的弯月形透镜,镜片三为光焦度为负的弯月形透镜,镜片四为光焦度为正的双凸透镜,镜片五为光焦度为正的双凸透镜,镜片六为光焦度为负的双凹透镜,光阑位于透镜系统最前方,光阑与透镜组之间具有间隔。本发明充分保证各个镜片的工艺性,同时,在镜片上采用普通材质,耐温好、易加工等特点,可充分保证该光学系统的成本,前三片使用弯月型镜片让大尺寸的光线能进入系统从而保证大像面。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图3页10申请公布号CN104076485ACN104076485A1/1页21一种F。

3、THETA光学透镜系统,其特征在于从物面到像面方向,包括由六片镜片组成的透镜组,镜片一为光焦度为负的弯月形透镜,镜片二为光焦度为正的弯月形透镜,镜片三为光焦度为负的弯月形透镜,镜片四为光焦度为正的双凸透镜,镜片五为光焦度为正的双凸透镜,镜片六为光焦度为负的双凹透镜,光阑位于透镜系统最前方,光阑与透镜组之间具有间隔。2根据权利要求1所述的FTHETA光学透镜系统,其特征在于所述的镜片五和镜片六为胶合件。3根据权利要求1或2所述的FTHETA光学透镜系统,其特征在于六个镜片的曲率R1、R2、中心厚度D、光学折射率ND、阿贝系数VD分别满足以下条件镜片一20R110、50R260、1D15、165N。

4、D175、30VD40;镜片二60R150、20R230、5D7、16ND17、50VD60;镜片三150R1120、50R240、7D8、17ND18、50VD60;镜片四70R180、220R2210、10D11、18ND19、40VD50;镜片五30R140、110R2100、8D10、16ND17、50VD70;镜片六110R1100、20R230、2D3、17ND18、20VD30。4根据权利要求2所述的FTHETA光学透镜系统,其特征在于所述的镜片一与镜片二光学间隙为09MM,镜片二与镜片三的光学间隙为02MM,镜片三与镜片四的光学间隙为07MM,镜片四与镜片五和镜片六的光学间隙为。

5、12MM。5根据权利要求1所述的FTHETA光学透镜系统,其特征在于所述的光阑形状为方形。6根据权利要求1所述的FTHETA光学透镜系统,其特征在于所述的透镜组的光学共焦波长为532NM和63284NM。权利要求书CN104076485A1/3页3一种FTHETA光学透镜系统技术领域0001本发明涉及一种光学镜头,尤其涉及一种FTHETA光学透镜系统,具有双波长消色差、双波长共焦、方形光阑、大像面。配合现代激光,量子技术的发展,可广泛运用于激光扫描、激光打标、生物自聚焦检测等领域。背景技术0002FTHETA透镜作为激光扫描系统中的重要组成部件,除在单波长激光扫描中的应用外,对激光彩印、生物样。

6、本扫描等双波长以及多波长扫描系统同样具有广泛应用。但目前市面上FTHETA透镜均只有一个波长,无法满足需求。0003激光扫描方面由于受到设备尺寸的限制,难以在成像面上有所突破,许多厂商使用多个镜头拼接成像,势必引起图片线性度的失真。0004目前市面上主流振镜均为方形振镜,在扫描领域,振镜均充当光阑的角色。但目前市面上的FTHETA镜头设计时都为圆形光阑,很难与方形光阑形成一致性。发明内容0005本发明要解决的技术问题是克服现有技术中透镜系统只有一个光学共焦波长的技术问题,提供一种FTHETA光学透镜系统,具有双波长共焦的优点。0006本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种FTHETA光学透。

7、镜系统,从物面到像面方向,包括由六片镜片组成的透镜组,所述的透镜组的光学共焦波长为532NM和63284NM,镜片一为光焦度为负的弯月形透镜,镜片二为光焦度为正的弯月形透镜,镜片三为光焦度为负的弯月形透镜,镜片四为光焦度为正的双凸透镜,镜片五为光焦度为正的双凸透镜,镜片六为光焦度为负的双凹透镜,光阑位于透镜系统最前方,光阑与透镜组之间具有间隔。0007作为优选,所述的镜片五和镜片六为胶合件,可保证消色差。0008六个镜片的曲率R1、R2、中心厚度D、光学折射率ND、阿贝系数VD分别满足以下条件0009镜片一20R110、50R260、1D15、165ND175、30VD40;0010镜片二60。

8、R150、20R230、5D7、16ND17、50VD60;0011镜片三150R1120、50R240、7D8、17ND18、50VD60;0012镜片四70R180、220R2210、10D11、18ND19、40VD50;0013镜片五30R140、110R2100、8D10、16ND17、50VD70;0014镜片六110R1100、20R230、2D3、17ND18、20VD30。0015所述的镜片一与镜片二光学间隙为09MM,镜片二与镜片三的光学间隙为02MM,镜片三与镜片四的光学间隙为07MM,镜片四与镜片五和镜片六的光学间隙为12MM。0016进一步的为保证实际应用中振镜为方形。

9、的一致性,所述的光阑形状为方形。0017本发明的有益效果是,本发明充分保证各个镜片的工艺性,同时,在镜片上采用普说明书CN104076485A2/3页4通材质,耐温好、易加工等特点,可充分保证该光学系统的成本,前三片使用弯月型镜片让大尺寸的光线能进入系统从而保证大像面。0018本发明的FTHETA光学透镜系统的参数为有效焦距F40MM;非线性度005;波长使用532NM与6328NM,二者在0707带消色差同时共焦;成像靶面像高25MM;光圈大小F140。附图说明0019下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。0020图1是本发明的FTHETA光学透镜系统优选实施例的结构示意图;0021图2为。

10、本发明的光学传递函数示意图;0022图3为本发明畸变示意图;0023图4为本发明FTHETA畸变示意图;0024图5为本发明消色差示意图。0025图中1、镜片一,2、镜片二,3、镜片三,4、镜片四,5、镜片五,6、镜片六,7、光阑具体实施方式0026现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。0027如图1所示,本发明的一种FTHETA光学透镜系统,从物面到像面方向,包括由六片镜片组成的透镜组,所述的透镜组的光学共焦波长为532NM和63284NM,镜片一1为光焦度为负的弯月形透镜,镜片二2为光焦度为正的弯。

11、月形透镜,镜片三3为光焦度为负的弯月形透镜,镜片四4为光焦度为正的双凸透镜,镜片五5为光焦度为正的双凸透镜,镜片六6为光焦度为负的双凹透镜,光阑7位于透镜系统最前方,光阑7与透镜组之间具有间隔。0028作为优选,所述的镜片五5和镜片六6为胶合件,可保证消色差。0029六个镜片的曲率R1、R2、中心厚度D、光学折射率ND、阿贝系数VD分别满足以下条件0030镜片一120R110、50R260、1D15、165ND175、30VD40;0031镜片二260R150、20R230、5D7、16ND17、50VD60;0032镜片三3150R1120、50R240、7D8、17ND18、50VD60;。

12、0033镜片四470R180、220R2210、10D11、18ND19、40VD50;0034镜片五530R140、110R2100、8D10、16ND17、50VD70;0035镜片六6110R1100、20R230、2D3、17ND18、20VD30。0036所述的镜片一1与镜片二2光学间隙为09MM,镜片二2与镜片三3的光学间隙为02MM,镜片三3与镜片四5的光学间隙为07MM,镜片四4与镜片五5和镜片六6的光学间隙为12MM。0037进一步的为保证实际应用中振镜为方形的一致性,所述的光阑形状为方形。0038图2为本发明的光学传递函数示意图;0039图3为本发明畸变示意图;0040图4为本发明FTHETA畸变示意图;说明书CN104076485A3/3页50041图5为本发明消色差示意图。0042以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。说明书CN104076485A1/3页6图1图2说明书附图CN104076485A2/3页7图3图4说明书附图CN104076485A3/3页8图5说明书附图CN104076485A。

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