[发明专利]一种透镜及其构成的透镜组和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种透镜及其构成的透镜组及其应用，尤其是涉及一种适合批量生产的可实现激光的高速旋转式共轴线性扫描的透镜及其构成的透镜组和应用，属于光学技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展及生产中的需要，激光扫描技术得到了广泛的应用和发展，尤其在激光扫描显微成像、激光打印、激光切割等领域起着至关重要的作用。

扫描镜是激光扫描技术的一个关键部分，目前通用的技术以反射式扫描为主，其中又以旋转多面镜反射式扫描，振镜反射式扫描应用最为广泛，但是反射式扫描又存在无法共轴、增大系统误差、以及增大系统体积的缺点；而反射式高速扫描中，较为常用的高速旋转式多面镜由于其反射平面与旋转轴平行的特点，导致多面镜镜面在高速旋转时产生形变，从而降低了扫描的速度和精度。

现有的共轴扫描技术普遍存在无法进行线性扫描或造价过高的缺点，故需设计一种透镜，其具有能实现高速共轴线性扫描且适合批量生产以降低生产成本。

发明内容

为了克服现有技术问题，本发明的目的在于提供一种适合批量生产、成本低、体积小、可实现实现激光的高速旋转式共轴线性扫描的透镜及其构成的透镜组和应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种透镜，包括透明本体，其特征在于，所述的透明本体的入射面为平面，而透明本体的出射面则为一曲面，所述的曲面为满足如式(I)所示的微分公式的曲面，

dz=CS·rr2-x2-1+n1n01+CS2·r2r2-x2dx---(I),]]>

式(I)中，z为透镜在z方向的高度；r为光束到旋转轴的径向距离；c_s为一常数；n₀为透镜所处介质的折射率；n₁为透镜材料的折射率。

进一步，所述的透镜本体的材料为玻璃、陶瓷、塑料中的任一种，当然，也可以为其他任何透明材料。

一种上述的透镜构成的透镜组，其特征在于，包括底座和多个透镜，底座所在的平面与xyz坐标系中的xy平面平行，所述的多个透镜均匀镶嵌在底座上，且多个透镜的入射面均与底座所在的平面平行，此外，所述的多个透镜的旋转轴与底座的中心轴以及xyz坐标系中z轴重合。

进一步，所述的底座的材料为金属或玻璃，当然也可以为其他硬物制成的底座材料。

一种上述的透镜组用于高速共轴线性激光扫描仪。

本发明的有益效果为：本发明所述的透镜曲面的三维轮廓仅在两个方向发生变化，因此在生产该透镜时可同时打磨多个相同的透镜，适合批量生产，而其构成的透镜组在以通过透镜组的底座中心点且垂直于底座的直线为旋转轴旋转时，可实现激光的共轴线性扫描，且透镜组应用于扫描仪时，可实现激光的高速共轴线性扫描。

附图说明：

图1为本发明所述的透镜的三维立体图；

图2为本发明所述的透镜在xyz坐标系中的xy平面的截面图；