[發(fā)明專利]一種掃描幅面可調(diào)的新型激光掃描光學(xué)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010768279.3
• 申請(qǐng)日: 2020-07-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111856712A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王靜;王堅(jiān);吳玉堂;王國(guó)力
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京波長(zhǎng)光電科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G02B13/00
• 分類號(hào): G02B13/00
• 代理公司: 南京中律知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32341
• 代理人: 李建芳

本發(fā)明公開(kāi)了一種掃描幅面可調(diào)的新型激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，包含沿光線入射方向依次設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、振鏡片X和振鏡片Y；其中，第一透鏡為負(fù)焦距的彎月型鏡片，且焦距變化范圍為?30mm～?50mm；第二透鏡和第三透鏡均為平凸的正透鏡，且焦距變化范圍均為200mm～500mm。本發(fā)明掃描幅面可調(diào)的新型激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，利用光學(xué)杠桿原理，實(shí)現(xiàn)了掃描幅面的大小可調(diào)，適用于不同大小的工作平臺(tái)，具有更強(qiáng)的兼容性和適應(yīng)性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬、PCB板、布料等材料的打標(biāo)，解決了現(xiàn)有F?θ場(chǎng)鏡掃描范圍不可變化的問(wèn)題；不同幅面的掃描效果均很好，聚焦光斑很圓；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大大的降低了激光掃描成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種掃描幅面可調(diào)的新型激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，屬于激光掃描加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

激光加工是利用光的能量經(jīng)過(guò)透鏡聚焦后在焦點(diǎn)上達(dá)到很高的能量密度，靠光熱效應(yīng)來(lái)加工的，具有加工效率高、適應(yīng)性好、效果好等優(yōu)勢(shì)。

隨著激光加工技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，普通的F-θ場(chǎng)鏡因固定焦距的影響，只能實(shí)現(xiàn)特定范圍的掃描區(qū)域，如400mmX400mm的掃描幅面。因此客戶對(duì)于不同工作平面的機(jī)臺(tái)需要不同掃描幅面的F-θ場(chǎng)鏡。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種掃描幅面可調(diào)的新型激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，掃描幅面大小可調(diào)，具有更強(qiáng)的兼容性和適應(yīng)性，解決了現(xiàn)有F-θ場(chǎng)鏡掃描范圍不可變化的問(wèn)題；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大大的降低了激光掃描成本。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種掃描幅面可調(diào)的新型激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，包含沿光線入射方向依次設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、振鏡片X和振鏡片Y；其中，第一透鏡為負(fù)焦距的彎月型鏡片，且焦距變化范圍為-30mm～-50mm；第二透鏡和第三透鏡均為平凸的正透鏡，且二者焦距變化范圍均為200mm～500mm。

為了滿足掃描幅面的可變，第一透鏡和第二透鏡之間的中心間隔是變化的，第二透鏡和第三透鏡之間的中心間隔是固定不動(dòng)的。通過(guò)改變第一透鏡和第二透鏡之間的距離可以改變掃描幅面，同時(shí)改變振鏡Y到工作平面的之間距離。

上述光學(xué)系統(tǒng)的掃描幅面可調(diào)，如400mmX400mm到800mmX800mm幅面都可以使用；具有更強(qiáng)的兼容性和適應(yīng)性，且該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所需鏡片少，大大的降低了激光掃描成本。

為了進(jìn)一步提高掃描效果，上述第二透鏡和第三透鏡的凸面相向設(shè)置。

沿光線入射方向，第一透鏡的兩面依次為第一物側(cè)面和第一像側(cè)面，第二透鏡的兩面依次為第二物側(cè)面和第二像側(cè)面，第三透鏡的兩面依次為第三物側(cè)面和第三像側(cè)面；為了更好地實(shí)現(xiàn)幅面可調(diào)，同時(shí)更好地確保掃描效果，第一物側(cè)面的曲率半徑為59.7±0.02mm，第一像側(cè)面的曲率半徑為26.9561±0.02mm；第二物側(cè)面的曲率半徑為無(wú)窮大，第二像側(cè)面的曲率半徑為-437.5±0.02mm；第三物側(cè)面的曲率半徑為437.5±0.02mm，第三像側(cè)面的曲率半徑為無(wú)窮大。

為了進(jìn)一步提升掃描效果，第一透鏡的中心厚度為3.8±0.02mm，第二透鏡和第三透鏡的中心厚度均為4±0.02mm。

為了消除色差，更好地確保不同幅面的掃描效果，第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡所用材質(zhì)均為ZnSe。

為了滿足一般加工所需，第一透鏡和第二透鏡之間的中心間隔的變化范圍為132mm～162.4mm；第二透鏡和第三透鏡之間的中心間隔為42±0.02mm；第三透鏡與振鏡片X之間的中心間隔為149±0.02mm，振鏡片X與振鏡片Y之間的中心間隔為48±0.02mm。

振鏡片X和振鏡片Y是可以偏轉(zhuǎn)的反射鏡片，隨著振鏡片X和Y偏轉(zhuǎn)的角度不同，最后在工作平面上的匯聚點(diǎn)不同，本發(fā)明振鏡X和振鏡Y選用普通的40mm入射的振鏡的振鏡片，振鏡片X和振鏡片Y的間距為48mm，振鏡片X和振鏡片Y的最大機(jī)械偏轉(zhuǎn)角均不大于12度。