[發明專利]一種用于產生多個焦深的光路裝置

在審

• 申請號: 201710280003.9
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN106950706A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 周劍;邴虹;施政輝
• 申請（專利權）人: 深圳邁進自動化科技有限公司
• 主分類號: G02B27/10
• 分類號: G02B27/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光學傳輸與聚焦設備，尤其涉及一種用于產生多個焦深的光路裝置。

背景技術

現有的成像或激光加工領域中，鏡頭等光學器材存在景深或景深問題，位于景深或景深范圍之外的成像是不清楚的。在激光加工設備中，切割深度和焦深有很大的關系，焦深就是切割厚度的重要數據，利用多個發射角度的光束，可以產生多個焦點，由于每個焦點的焦深是一個確定數據，所以多個焦點相當于增加了焦深，切割厚度也會變大。如果采用精細激光加工，則需要加工光斑很小，光斑越小，加工越容易精細，但是焦深越小，則加工速度越慢。

現有技術中，請參照圖1，通常會將光束用聚焦裝置100聚焦在焦點101處，光學最終的工作區域是焦點101處，這個區域就是景深或焦深位置，這個區域的大小受光學物理極限條件的限制。請參照圖2，傳統方法是改變聚焦裝置100的鏡頭形面102，不同的鏡頭形面102，會產生不同的聚焦效果，如大景深、大焦深鏡頭，為了達到這個目的，把鏡頭形面做的很復雜，造成加工難度大大增加，這種鏡頭通常稱為非球面鏡頭，鏡面加工是非常精細的加工技術，通常是用多組球面的形面組合完成的，超出球面的形面將很難制造，這是利用加工的自然特性完成的，某一特性只能完成一種特性反射曲面，如加工球面鏡面、拋物面鏡片，若超出這些特性面，則加工起來非常困難，或很難完成加工精度要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的不足，提供一種采用多聚焦點的方式，能有效實現大景深或大焦深加工，同時簡化光學設備結構、降低光學設備實現難度的用于產生多個焦深的光路裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案。

一種用于產生多個焦深的光路裝置，其包括有：分光機構，用于接收入射光束，并將入射光束分成第一路子光束和第二路子光束；聚焦機構，設于分光機構的一個出光側，所述聚焦機構用于將所述分光機構出射的第一路子光束聚焦；第一反射鏡，包括有用于反射光束的反射曲面，所述反射曲面設于分光機構的另一個出光側，所述分光機構出射的第二路子光束經過所述反射曲面改變入射角后反射至聚焦機構，并通過聚焦機構而聚焦。

優選地，所述分光機構包括有第一分光鏡和第二分光鏡，所述第一分光鏡的側部用于接收入射光束，所述第二分光鏡設于第一分光鏡的下方，所述聚焦機構設于第二分光鏡的下方，所述第一反射鏡設于第一分光鏡的上方，其中：所述第一分光鏡反射的光束傳輸至第二分光鏡的入光側，所述第二分光鏡將其入光側的一部分光束傳輸至聚焦機構，同時將其入光側的另一部分光束反射至第一反射鏡，藉由第一反射鏡的反射曲面改變入射角后再通過第二分光鏡傳輸至聚焦機構。

優選地，所述所述第二分光鏡的上方設有第一平面透鏡。

優選地，所述分光機構包括有第三分光鏡和第二反射鏡，所述第三分光鏡的側部用于接收入射光束，且所述第三分光鏡位于入射光束與第二反射鏡之間，所述聚焦機構設于第三分光鏡的下方，所述第一反射鏡設于第三分光鏡的上方，其中：所述第三分光鏡反射的光束傳輸至聚焦機構，所述第三分光鏡折射的光束傳輸至第二反射鏡，再依次通過第二反射鏡和第三分光鏡反射至第一反射鏡，經過第一反射鏡改變入射角后穿過第三分光鏡而傳輸至聚焦機構。

優選地，所述第二反射鏡和第三分光鏡之間設有第二平面透鏡。

優選地，所述第一反射鏡與第三分光鏡之間設有第三平面透鏡。

優選地，所述聚焦機構是包括有多個凸透鏡的透鏡組。

優選地，所述反射曲面為內凹形的反射曲面。

本發明公開的用于產生多個焦深的光路裝置中，利用分光機構可以將入射光束分成第一路子光束、第二路子光束，或者更多路子光束，其中第一路子光束直接由聚焦機構聚焦為一個焦點，第二路子光束傳輸至第一反射鏡的反射曲面，在反射曲面的作用下，可以改變光束的入射角，隨著光線入射角的變化，使得光束經過聚焦機構后的聚焦點由上至下依次分布，進而實現了多焦點聚焦，有效提高了景深或焦深，此外，該光路裝置無需設置復雜、難于加工的非球面鏡頭，從而簡化了光學設備結構，降低了激光加工等設備的實現難度。

附圖說明

圖1為現有技術中光束聚焦方式示意圖。

圖2為現有技術中聚焦裝置的結構示意圖。

圖3為本發明第一實施例中光路裝置的結構示意圖。

圖4為本發明第二實施例中光路裝置的結構示意圖。

圖5為聚焦機構處的光束分解示意圖。

圖6為聚焦機構處的光束合成示意圖。

具體實施方式