Объектив для лазерной сканирующей системы

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ОБЪЕКТИВ ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ СКАНИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ(46) 30.12.1998 бюро точного электронного машиностроения (71) Заявитель Государственное Научно-произоптико-механического оборудованияводственное предприятие Конструкторское бюро точного электронного машиностроения оптико-механического оборудования(57) Объектив для лазерной сканирующей системы, содержащий пять компонентов, причем первый и второй компоненты - мениски, обращенные выпуклостью к плоскости изображений, третий - отрицательная линза, четвертый и пятый - положительные линзы, отличающийся тем, что он дополнительно содержит последовательно расположенные за пятым компонентом отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости изображений, отрицательную линзу, два положительных мениска, обращенных выпуклостью к плоскости изображений,положительную двояковыпуклую линзу, причем первый компонент выполнен положительным, второй отрицательным, а третий и четвертый - соответственно, в виде двояковогнутой и двояковыпуклой линз, а пятый - в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости изображений. 2436 1 Изобретение относится к оптическим системам и может найти применение в системах формирования высококачественного изображения на больших полях- в генераторах изображений, лазерных устройствах печати и т. д. Известен объектив для лазерной сканирующей системы 1, содержащий четыре линзы и вогнутое сферическое зеркало, причем первая линза - двояковыпуклая, вторая - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости изображений, третья - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, четвертая - положительная. Недостатком известного объектива является невысокое качество изображения из-за отсутствия линейной зависимости величины изображения от полевого угла при телецентрическом ходе лучей. Известен объектив для лазерной сканирующей системы с рабочей длиной волны 10,351 мкм, который имеет фокусное расстояние 840 мм, угловое поле изображения 234 град. и относительное отверстие 1/56 2. Объектив содержит шесть компонентов первый компонент - положительная двояковыпуклая линза, второй - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости изображений, третий - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, четвертый - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, пятый - плоско-выпуклая линза, а шестой - вогнутое сферическое зеркало. Однако, известный объектив характеризуется большими поперечными аберрациями и большой величиной -дисторсии, что соответствует погрешности нанесения элементов изображения -30 мкм. Этот объектив не может использоваться при изготовлении элементов размером 100 мкм с неровностью края менее 10 мкм. В объективе исправлены только монохроматические аберрации, т.к. он работает с одномодовым лазерным источником. Таким образом, недостатком известного объектива является невысокое качество изображения. Наиболее близким прототипом является объектив 3, содержащий пять линзпервая линза - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости изображений вторая - положительный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости изображений третья - отрицательная вогнуто-плоская четвертая -положительная плоско-выпуклая пятая - двояковыпуклая положительная линза. Недостатком прототипа является невысокое качество изображения за счет того, что в нем отсутствует линейная зависимость величины изображения от полевого угла при телецентрическом ходе лучей и спектре излучения 10,351-0,364 мкм. Задачей изобретения является улучшение качества изображения за счет исправления хроматических аберраций при телецентрическом ходе лучей и линейной зависимости величины изображения от полевого угла для спектра излучения 10,351-0,364 мкм. Поставленная задача достигается тем, что в объективе для лазерной сканирующей системы, содержащем пять компонентов, причем первый и второй компоненты-мениски, обращенные выпуклостью к плоскости изображений, третий - отрицательная линза, четвертый и пятый - положительные линзы, отличающийся тем,что он дополнительно содержит последовательно расположенные за пятым компонентом отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости изображений, отрицательную линзу, два положительных мениска, обращенных выпуклостью к плоскости изображений, положительную двояковыпуклую линзу, причем первый компонент выполнен положительным, второй - отрицательным, третий и четвертый - соответственно, в виде двояковогнутой и двояковыпуклой линз, а пятый - в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости изображений. Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - приведена оптическая схема объектива на фиг.2 - графики поперечных аберрацийобъектива для различных точек поля и длины волны 10,351 мкм. на фиг.3 - график зависимости астигматизма от величины поля изображения на фиг.4 - график отклонения от линейной зависимости величины изображения при условии, что аргументом является полевой угол (-дисторсия) в таблице - параметры объектива (радиусы кривизны поверхностей , толщины линз и расстояния между ними ). Объектив содержит десять линз (фиг. 1). Первая линза 1-положительный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости изображений, выполненный из кварцевого стекла марки КУ 1, радиусы кривизны которого 1 и 2 связаны соотношением 1/21,2. Вторая линза 2-отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости изображений и выполненный из кварцевого стекла марки КУ 1, радиусы кривизны которого 3 и 4 связаны соотношением 3/40,345. 2436 1 Третья линза 3-отрицательная, выполненная из кварцевого стекла марки КУ 1, радиусы кривизны которой 5 и 6 связаны соотношением 5/60,086. Четвертая линза 4-положительная, выполненная из стекла марки К 8, радиусы кривизны которой 7 и 8 связаны соотношением 7/8104,7. Пятая линза 5-положительный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости изображений, выполненный из кварцевого стекла марки КУ 1, радиусы кривизны которого 9 и 10 связаны соотношением 9/1027,04. Шестая линза 6-отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости изображений и выполненный из стекла марки ЛФ 5, радиусы кривизны которого 11 и 12 связаны соотношением 11/120,044. Седьмая линза 7-отрицательная, выполненная из стекла марки ЛФ 5, радиусы кривизны которой 13 и 14 связаны соотношением 13/140,129. Восьмая линза 8-положительный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости изображений, выполненный из кварцевого стекла марки КУ 1, радиусы кривизны которого 15 и 16 связаны соотношением 15/1627,16. Девятая линза 9-положительный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости изображений, выполненный из кварцевого стекла марки КУ 1, радиусы кривизны которого 17 и 18 связаны соотношением 17/1810,86. Десятая линза 10-положительная двояковыпуклая, выполненная из кварцевого стекла марки КУ 1, радиусы кривизны которой 19 и 2019/202,0. Плоскость изображения объектива расположена на расстоянии 1,06 фокусного расстояния объектива. Предлагаемый объектив рассчитан для интервала длин волн 10,351-0,364 мкм, имеет фокусное расстояние 250 мм и угловое поле изображения 233 град. Относительное отверстие объектива 1/25., а линейное поле изображения 2 У 150 мм. Поперечная сферическая аберрация пучка лучей для любой точки изображения не превышает 5 мкм ( фиг.2), астигматизм и кривизна поля не более 200 мкм (фиг.3). Величина отклонения от условия линейной зависимости величины изображения от полевого угла составляет не более 9 мкм для любой точки изображения (фиг.4). Максимальное отклонение от условия телецентричности хода лучей в пределах всего поля изображения 0,038 дптр., и, как следствие этого, изменение масштаба изображения в пределах глубины фокуса менее 3,0 мкм. Хроматизм увеличения объектива в рабочем интервале длин волн не превышает одного микрона. Таким образом, погрешность нанесения размера элемента для интервала длин волн 10,351-0,364 мкм. не превышает -5 мкм. Объектив по своему качеству может использоваться при изготовлении элементов размером 10 мкм с неровностью края менее -5 мкм в интервале длин волн 10,351-0,364 мкм. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.