[發明專利]用于激光光斑與指示光光斑重合的f-theta光學鏡頭

有效

• 申請號: 201410238948.0
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN103984078A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 謝澤楷;王慶元;梁云峰;張坤;高云峰
• 申請（專利權）人: 深圳市大族激光科技股份有限公司
• 主分類號: G02B13/14
• 分類號: G02B13/14
• 代理公司: 深圳市君盈知識產權事務所(普通合伙) 44315
• 代理人: 陳琳

技術領域

本發明涉及帶機器視覺的激光加工領域，尤其涉及一種用于激光光斑與指示光光斑重合的f-theta光學鏡頭。

背景技術

目前，激光加工的應用越來越廣泛，而帶機器視覺的激光加工也是行業發展的趨勢。

普通的f-theta光學鏡頭一般只針對激光波長進行相差的矯正，指示光與激光由于色差的影響不能重合，實際生產示較焊點時需要參考指示光斑進行多次調整才能精確定位；同時可見光經過鏡頭會產生較大的相差，特別是色差及場曲，所以無法直接配合CCD使用進行視覺定位及測量。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術激光光斑與指示光光斑無法重合的缺陷，提供一種用于激光光斑與指示光光斑重合的f-theta光學鏡頭，該技術方案節省了調試用料及調試時間，同時可以在紅光照明下配合其它工業鏡頭進行視覺影像定位、測量及監視。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種用于激光光斑與指示光光斑重合的f-theta光學鏡頭，其包括沿光線的入射方向依次排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡；所述第一透鏡的曲面、所述第二透鏡的曲面和所述第四透鏡的曲面均沿著光線的入射方向彎曲；所述f-theta光學鏡頭的焦距為210mm，入瞳直徑為30mm，入射光波長為1064nm，所述指示光及視覺影像照明為紅光，所述紅光波長為630nm，視場角為ω，其中，2ω＝50°，加工面積為130mm*130mm。

在本發明所述的f-theta光學鏡頭中，所述第一透鏡為彎月負透鏡，所述第二透鏡為彎月正透鏡，所述第三透鏡為雙凸正透鏡，所述第四透鏡為彎月負透鏡。

在本發明所述的f-theta光學鏡頭中，所述激光為視覺影像照明激光。

在本發明所述的f-theta光學鏡頭中，所述第一透鏡包括曲率半徑為R1的曲面S1和曲率半徑為R2的曲面S2，所述第一透鏡在光軸上的中心厚度為d1，所述第一透鏡的材料為Nd1：Vd1，其中，所述曲率半徑R1為-46.612mm，其修正范圍為±5％；所述曲率半徑R2為-141.58mm，其修正范圍為±5％；所述光軸上的中心厚度d1為3.49mm，所述第一透鏡的材料Nd1：Vd1為1.76/26.6，其修正范圍為±5％；Nd1表示所述第一透鏡的折射率，Vd1表示所述第一透鏡的阿貝數。

在本發明所述的f-theta光學鏡頭中，所述第二透鏡包括曲率半徑為R3的曲面S3和曲率半徑為R4的曲面S4，所述第二透鏡在光軸上的中心厚度為d3，所述第二透鏡的材料為Nd3：Vd3，其中，所述曲率半徑R3為-123.1mm，其修正范圍為±5％；所述曲率半徑R4為-64.7mm，其修正范圍為±5％；所述光軸上的中心厚度d3為16.73mm，所述第二透鏡的材料Nd2：Vd2為1.88/40.8，其修正范圍為±5％；Nd2表示所述第二透鏡的折射率，Vd2表示所述第二透鏡的阿貝數。

在本發明所述的f-theta光學鏡頭中，所述第三透鏡包括曲率半徑為R5的曲面S5和曲率半徑為R6的曲面S6，所述第三透鏡在光軸上的中心厚度為d5，所述第三透鏡的材料為Nd5：Vd5，其中，所述曲率半徑R5為2040mm，其修正范圍為±5％；所述曲率半徑R6為-105.343mm，其修正范圍為±5％；所述光軸上的中心厚度d5為19.93mm所述第三透鏡的材料Nd3：Vd3為1.80/46.8，其修正范圍為±5％；Nd3表示所述第三透鏡的折射率，Vd3表示所述第三透鏡的阿貝數。

在本發明所述的f-theta光學鏡頭中，所述第四透鏡包括曲率半徑為R7的曲面S7和曲率半徑為R8的曲面S8，所述第四透鏡在光軸上的中心厚度為d7，所述第四透鏡的材料為Nd7：Vd7，其中，所述曲率半徑R7為-97.98mm，其修正范圍為±5％；所述曲率半徑R8為-143.02mm，其修正范圍為±5％；所述光軸上的中心厚度d7為4.22mm，所述第四透鏡的材料Nd4：Vd4為1.946/17.9，其修正范圍為±5％；Nd4表示所述第四透鏡的折射率，Vd4表示所述第四透鏡的阿貝數。

在本發明所述的f-theta光學鏡頭中，所述第一透鏡與所述第二透鏡在光軸上的間距為d2，所述第二透鏡與所述第三透鏡在光軸上的間距為d4，所述第三透鏡與所述第四透鏡在光軸上的間距為d6,其中，d2為2.2mm，其修正范圍為±5％；d4為0.22mm，其修正范圍為±5％；d6為12.08mm，其修正范圍為±5％。