F-theta объектив для сканирующей системы лазерной развертки - RU198458U1

Чертежи

Описание

Полезная модель относится к F-theta объективам для использования в системах стереолитографии (3D печати) в коротковолновой части оптического спектра.

Известны следующие F-theta объективы [1-3]. Недостатком данных объективов является наличие асферических и торических поверхностей, что определяет сложность изготовления, большую трудоемкость и высокую стоимость технической реализации для малых партий <100 шт.

Наиболее близким к заявленному решению по технической сущности является принятый за прототип [4] F-theta объектив для лазерной гравировки (см. Рисунок 1), работающий на длине волны 1064 нм, имеющий угловое поле в пространстве изображений 50 градусов, эффективное фокусное расстояние 433.3 мм и состоящий из 3х оптических элементов выстроенных по оптической оси в порядке следования оптического луча: отрицательный мениск, положительный мениск и плосковыпуклая линза или положительный мениск.

Недостатки прототипа сводятся к тому, что из-за дифракционных ограничений, обусловленными длинным фокальным отрезком, его оптимизации на работу в коротковолновой части оптического спектра не выполнима при сохранении заявленного качества.

Цель данной полезной модели заключается в оптимизации прототипа на диапазон 395-415 нм, при сохранении малой дисторсии, кривизны поля и максимального удешевления конструкции. Для этого в заявляемом устройстве:

1. Выбираются легко доступные материалы оптических стекол, которые легко удовлетворяют параметрам бессвильности и пузырчатости.

2. Оптические поверхности данного F-theta объектива разработаны так, чтобы диаметры линз имели достаточно большие оптические промежутки и легко помещались в объектив насыпным способом.

3. В объективе используются только сферические и цилиндрические поверхности.

На рисунке 2 представлена схема заявляемого F-theta объектива. F-theta объектив содержит следующие элементы: два положительных мениска, один отрицательный мениск и цилиндрическую линзу в последовательности, представленной на рисунке 2.

Основные технические данные заявляемого F-theta объектива

1. Угловое поле предмета, 2ω=50°.

2. Размер развертки в плоскости изображения, 2у'=212 мм.

3. Рабочая длина волны, λ=405 нм.

4. Диаметр входного зрачка Sp, 5 мм.

Конструктивные параметры заявляемого F-theta объектива.

Таблица 1. Параметры объектива.

На рисунках 2-4 представлены результаты математического моделирования.

Рассмотрим соответствие заявляемого решения критерию существенных отличий.

Отличие 1. Объектив работает в коротковолновой части спектра в отличие от прототипа, работающего в ИК спектре

Отличие 2. В объективе используются 4 линзы, компоновка линз отличается от прототипа.

Отличие 3. Использование цилиндрической поверхности в 4ой линзе. Следовательно, данное решение обладает существенными отличиями.

Литература

[1] Scanning and imaging lens, optical scanning device and image forming apparatus, US6448998.

[2] Optical scanning apparatus and asymmetrical aspheric scanning lens, US 5025268.

[3] Telecentric f-θ lens system for laser COM, US 4880299.

[4] Optical lens, US 20110043931 A1.

Реферат

Полезная модель относится к F-theta объективам для использования в системах стереолитографии в коротковолновой части оптического спектра. F-theta объектив содержит последовательно расположенные вдоль одной оптической оси три сферические линзы: два положительных мениска и один отрицательный мениск, а также дополнительно включает цилиндрическую линзу. Устройство обеспечивает работу в коротковолновом диапазоне при сохранении малой дисторсии, кривизны поля. 4 ил.

Формула