在激光扫描系统中f-θ透镜是重要的必不可少的部件,它在激光打标机、传真机、印刷机和用于制作半导体集成电路的激光图形发生器以及激光扫描精密计量设备等等光电系统中得到广泛的应用。本文将设计用于非接触在线检测工件尺寸的f-θ透镜。这种透镜的特点是一种负畸变透镜,属于像方远心光路,工作波长为单色光,像质要求波像差要小于λ/4,而且要求整个像面成平面且像质一致,无渐晕存在。本文从初级像差理论出发,首先通过平像场条件、像差特征和近轴光线追迹从而获得一阶光学参数,然后采用P—W法计算得到f-θ透镜相应的初始结构参数。结合实际使用时的具体要求,利用ZEMAX光学设计软件,建立合理的绩效函数,优化设计得到最佳的f-θ透镜,并详细给出了f-θ透镜的像质评价和公差分析。所设计的f-θ透镜结构简单紧凑、焦距小、扫描精度高、加工成本较低、性能达到衍射极限、像面上照度分布均匀、能量集中度高和相对畸变小等优点。