Объектив для лазерной сканирующей системы

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИ С 1 1(51)5 О 02 В 1 СПУБЛ 109 НЫЙ КОМИТЕТИЯМ И ОТКРЫТИ ГОСУДАРСТВПО ИЗОБРЕТЕПРИ ГКНТ СС ОБРЕТЕН АНИЕ ЬСТВУ(56) Авторское свидетВ 1068869, кл. О 02 В ЗЕРНО КАНИ РУ 6бюро точного электния. , Фокова и В,В. Юреанирующие о изображенутое сферинное после коптической нальной плой на обьекоптической е а/р" сольство СССР 17/08, 1982. К АВТОРСКОМУ СВИ Изобретение относится к лазерным сканирующим системам и может найти применение в системах формирования высококачественного изображения на больших полях: в лазерных генераторах изображений, лазерных устройствах печати и т.д.Известен объектив для лазерной сканирующей системы для длины волны А= 368,8 нм с исправленной 1,)дисторсией до значения е = 0,0240 от 0,5 размера поля изображения . = 510 мм и с фокусным расстоянием 1=804 мм,Обьектив состоиг из четырех компонентов: первый компонент - мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, второй компонент - отрицательная вогнуто-плоская линза, третий компонент положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, и четвертый компонент - плоско-выпуклая линза.Однако известный обьектив характеризуется отсутствием телецентрического хода лучей в пространстве изображений и как следствие этого - высокими требованиями,(54) ОБЬЕКТИВ ДЛЯ ЛА ЮЩЕЙ СИСТЕМЫ(57) Использование; лазерные с системы для высококачественно ния. Сущность изображения: вог ческое зеркало 6, установле одиночныхлинэ 1 -5,наклонено оси на угол ав плоскости, ортого скости сканирования, падающи тив лазерный пучок наклонен к оси на угол Р, причем отношен ставляет 0,51. 4 ил,предьявляемыми к неплоскостности поверхности, на которой формируется изображение; Так, для данного обьектива при неплоскостности поверхности в пределах его глубины резкости (около + 1 мм) погрешность нанесения элементов изображения может достигать+ 300 микрон на краю поля; недостаточной степенью коррекции 1 д дисторсии, равной я = 0,024 от О 5 размера поля изображений= 510 мм, что соответствует погрешности нанесения элементов изображения + 60 микрон.Известен также обьектив для лазерной сканирующей системы, содержащей четыре линзы и вогнутое сферическое зеркало, причем первая линза - двояковыпуклая, вторая - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространс ву предметов, третья - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, четвертая - положительная.Недостатком известного обьектива является невысокое качество иэображения.Целью изобретения является повышение качества изображения путем обеспечения линейной зависимости величины изображения от-полевого угла при телецентрическом ходе лучей,Поставленная цель достигается тем, что в объективе, содержащем четыре линзы и вогнутое сферическое зеркало, причем первая лйнэа двояковыпуклая, вторая - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству предметов, третья - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, четвертая - положительная, между третьей и четвертой линзами установлен отрицательйый менйск, обращенный выпуклостью к пространству предметов; вогнутое сферическое зеркало установлено с наклоном относительно Оптической оси в плоскости, ортогональной плоскости сканирования, при этом расстояние между первой и второй линзамй составляет 0.01 фокусного расстояния объектива, между четвертой линзойи вогнутым сферическим зеркалом - 0,9 Фокусного расстояния объектива, а отношение величины угла наклона вогнутого сферического зеркала к углу наклона падающего на объектив лазерного пучка к плоскости сканирования составляет 051.На фиг, 1 приведена оптическая схема обьектива в сечении плоскости сканирования (меридиональной плоскости); на фиг, 2 - то же, в сечении плоскости, Ортогональной к плоскости сканирования; на фиг. 3 графики поперечных аберраеюй Ьу лучейс относительным положением р в меридиональном сечении пучка для ряда точек поля изображения у; на фиг. 4 - график погрешности отклонения Ь 8 От линейной зависимости велйчины изображения от полевого угла по полю изображений у где- фокусное расстояние объектива; е полевой угол угол сканирования).Объектив содержит пять линз и вогнутое сферическое зеркало, Первая линза 1 - положительная двояковыпуклая линза, вы"полненная из кварцевого стекла КУи радиусы кривизны которой Й 1 и Й 2 связаны отношением В 1/В 2 - 4,77.Вторая линза 2 - отрицательный мениск, обращенный аогнутостью к пространству предметов, выполненный из кварцевого стекла КУ; радиусы кривизны которого ВЗ и В 4- связайы отношениемЙЗ/В 4 = 0,55.Третья линза 3 - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображенйй, выполненный,из кварцевого стекла КУи радиусыкривизны которого В 5 и В 6 связаны отношением В 5/В 6=2,14,""10 Четьертая линза 4 - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, выполненный иэкварцевого стекла КУ - 1 и радиусы кривизны которого В 7 и В 8 связаны отношением В 7/В 8 = 1.38,Пятая линза 5 - плоско-выпуклая линза,выполненная из кварцевого стекла КУирадиус выпуклости которой В 10 удовлетворяет соотношению В 10/1 = 0,54. Вогнутое сферическое зеркало 6 имеет радиус кривизны Я 11, удовлетворяющий соотношению В 11 Л = 3,21, Для выноса плоскости изображения с 15 оптйческой оси объектива сферическое зеркало 6 расположено с угловым наклоном вплоскости, ортогойальной к плоскости сканирования йа угол а=2,5 градуса, Для компенсации возникающей при этом кривйзны20 строки необходимо, чтобы пучок лучей, падающий на обьектив, имел наклон на уголь =.4,87 градуса к плоскости сканирования.Связь между углами а ир определяетсяизусловия минимума кривизныстроки,25 Предлагаемый объектив-рассчйтан длядлины волны А.нм, имеет фокусноерасстояние 1 = 840 мм.и поле иэображений1 "500 мм, Диаметр входного зрачка объектива равен 15 мм, Поперечное аберрации30 пучка для любой точки иэображения не превышает 10 мкм. Величина отклонейия от условия линейности величины изображенияот полевого угла составляет 15 мкм для любой точки поля.35 Максимальное отклонение от условиятелецентричноСти ходалучей в пространстве изображений - не более 0,01 градуса.Расчетная кривизна строки - не более 10мкм.40 Объектив характеризуется лучшей коррекцией важного для практики параметра 5 едисторсии до величины е = 0,012, от 0,5размера поля изображений= 500 мм, чтосоответствует погрешности нанесения эле 45 мента изображения+ 30 мкм,Формула изобретенияОбъектив для лазерной сканирующейсистемы, содержащий четыре линзы и вог-нутое сферическое зеркало, пРичем первая50 линза- двояковыпуклая; вторая -отрйцательный мениск, обращенный вогнутостьюк пространству предметов, третья - отрицательный мениск, обращенный выпуклостьюк пРостранству предметов, четвертая - по 55 ложительная, отличающийся тем, что,С целью поайшения качества изображенияпутем обеспечения линейной зависимостивеличины изображения от полевого угла прителецентрическом ходе лучей, между5 1748122 ., 6третьей и четвертой линзами установлен от- " фокусного расстоянйя объектива, между рицательный мениск, обращенный выпук- четвертой линзой и вогнутым сферйческим лостью к пространству предметов, вогнутое зеркалом - 0,9 фокусного расстояния объексферическое зеркало установлено с накло-тйва, а отношениевеличины угла наклона ном относительно оптической оси в плоско. вогнутого сферического зеркала к углу насти, ортогональйой плоскости:клона падающего на объектив лазерного сканирования, при этом расстояние между ": "пучка к плоскости"сканировайия составляет первой и второй линзами составляет. 0,01. 0,51.1748122 10 Редактор С.Лисина орректо шков оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1017,0У Заказ 2504 ВНИИПИ Госуд Составитель 8. Юрев Теехред М.Моргентал Тираж . Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5