激光应用**镜头制造技术

本实用新型专利技术公开一种激光应用ｆθ镜头，系统采用三个透镜布局成正－负－正分离的光焦度系统，依次排列的第一透镜为弯月型正透镜，弯曲方向朝着Ｙ振镜；第二透镜为双凹型负透镜；第三透镜平凸型正透镜。其中各透镜的光焦度与系统的光焦度比率符合以下要求：１．０＜ｆ１／ｆｗ＜１．１，－０．５＜ｆ２／ｆｗ＜－０．４，０．４＜ｆ３／ｆｗ＜０．５，其中ｆ１为第一透镜的光焦度，ｆ２为第二透镜的光焦度，ｆ３为第三透镜的光焦度，ｆｗ为整个系统的光焦度。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

激光应用，镜头
本技术涉及一种应用于激光打标机的镜头，特别是一种激光应用" 镜头。技术背景目前，激光应用已深入到我们现代生活的各个方面。在激光应用中，离 不开为了符合各种工艺要求的各种应用光学系统。在目前市场上激光束打标 机，以其速度快、灵活性强、无耗材、标记永久性等特点，已逐渐地替代各 种印字机、丝印机等。激光振镜打标机是因为有了"镜头才得以实现。图l是现有技术中的一 种典型的"镜光学系统，如图所示，光束顺次经两块绕x轴和y轴转动的振镜，最后通过.伸镜聚焦在像面上，由振镜扫描形成图像。,镜头是一种平像场的聚焦镜，在打标时，要求在成像面上像高n与x振镜和Y振镜的扫描角度"成线性关系，即7:/.0。其中，Z为，镜头的焦距，"为振镜的扫描 角度，其单位为弧度。由高斯光学成像理论知，像高^与镜头焦距/和振镜转角^为下列关系 它不满足;^/.p关系式。因此，激光打标系统用常规的镜头是不 可行的，这是因为像高"与振镜的转角^不是呈线性关系变化，所刻出来的图 形与实物不相似，反而是一个变形的图像,为了解决这个问题，要求在光学设计时的像差校正中，有意引入畸变A^ 使得满足下式所示关系= = W。 A^应满足下式上式表明畸变应为振镜转角的正切和弧度之差与镜头焦距/的乘积时才能满足要求。能满足这个条件的才能称作/ — ^镜头。光学设计的另一个特点，就是要求所有在成像范围内的聚焦点，应有相 似的聚焦质量，且不允许有渐晕，以保证所有"刻出"的像点都相一致和清晰。
技术实现思路
本技术所欲解决的技术问题是提供一种能使激光打标的图像效果良 好，在全视场上成像均勾，没有渐晕的镜头。本技术所采用的技术方案是一种激光打标镜头，包括三个透镜， 所述三个透镜依次排列，其中第一透《免的光焦度为正，第二透4充的光焦度为负，第三透镜的光焦度为正，各透镜的光焦度fl, G, D与系统的光焦度l^' 比率符合以下要求1.0<fl/fw<l.l-0.5<G/fw<-0.40.4<fi/fw<0.5其中fl为第一透镜的光焦度，E2为第二透镜的光焦度，f3为第三透镜的 光焦度，fw为整个系统的光焦度本技术的进一步改进在于，第一透镜距Y振镜距离d0为20-30mm 情况下，第一透镜为弯月型正透镜，弯曲方向朝着Y振镜；第二透镜为双凹 型负透镜；第三透镜为平凸型正透镜。本技术所能达到的有益效果是，采用三个透镜依次排列成"正一负 一正"分离的光焦度系统，当该"镜头应用于激光打标系统中时能使刻出的 图像效果较佳、较清晰，与真实图形较相像。附图说明下面参照附图结合实施例对本技术作进一步的描述。 图l是现有技术中的镜头示意图。 图2是本技术镜头结构图。 图3 - 1是本技术的施例一光线轨迹图。 图3-2是本技术的施例一像散，场曲及畸变。 图3 - 3是本技术的施例一视场上的光程差图。 图3 - 4是本技术的施例一光学传递函数MTF图u 图4 - 1是本技术施例二的光线轨迹图。 图4-2是本技术的施例二像散，场曲及畸变。 图4 - 3是本技术的施例二视场上的光程差图。 图4-4本技术实施例二的光学传递函数MTF图。具体实施方式,镜头是一种大视场、中小孔径、中长焦距的照相物镜，从它要负担的参数来说，选用"三片"型的照相物镜，应该是较为合适的。我们采用"负 一正一正"的光焦度分布型式。其入瞳在镜头外产生的畸变，正好也是.伸镜 所需要的，此畸变很容易达到"镜要求，是一种"无变形"的打标。同时， 它是一个大一见场的照相物镜，与照相物4竟一样，它是一个"平像场"的物4免。根据以上的特点分析，本专利技术所采用如图2所示的技术方案为利用"正 一负一正"分离的光焦度系统的三个透镜构成，其中第一透镜L1的光焦度为 正，第二透镜L2的光焦度为负，第三透镜L3的光焦度为正，各透镜的光焦 度分别以f、G 、 f3表示，与系统的光焦度fw的比率符合以下要求1.0<fl/'fw<l.l-0.5<G/fw<-0.40.4<f3/fw<0.5本技术采用的透镜L1距Y振镜距离d0为20-30mm,透镜L1为弯 月型正透镜、透镜L2为双凹型负透镜、透镜L3为平凸型正透镜，透镜Ll 的弯曲方向向着入瞳即Y振镜。为使了解本领域的技术人员能更好地理解本技术的内容，特举本实 用新型的较佳实施例进行具体的说明。根据本技术上述特点，系统焦距为fw，它由L1、 L2、 L3三个透镜 构成，I」分别由曲率半径为Rl、 R2的两个曲面Sl、 S2构成，其中心厚度 dl,材料为Ndl:Vdl; L2分别由曲率半径为R3、 R4的两个曲面S3、 S4构成， 其中心厚度d3,材料为Nd3:Vd3; L3分别由曲率半径为R5、 R6的两个曲面 S5、 S6构成，其中心厚度d5,材料为Ndl:Vdl;透镜Ll与透镜L2的间隔为 d2 ，透镜L2与透镜L3的间隔为d4。 实施例1fw=256, 数值孔径D/fw=l: 16入4 064nm 一见场角 2oo=50。f'l/fw=l. 02f2/fw=-0. 39f3/fw<table>table see original document page 5</column></row><table>6-58. 67468图3 - 1是本施例的光线轨迹图，图3 - 2是本施例的像散，场曲及畸 变图，图3 - 3是本实施例的视场为0、 0. 3、 0. 5、 0. 7、 0. 85以及1. 0各 个视场上的光程差图，图3 - 4是本施例的光学传递函数MTF图。从图上 可以看出，系统的像散与场曲得到很好的较正，光程差最大也不超过O. 15 入，且从光学传递函数MTF图上看，各视场的MTF值均较一致，说明在全 视场上成像均匀，没有渐暈存在。在实际中的使用效果来看，本技术 确实达到了以上的所il明的效果。 实施例2fw=160mm 数值孔径l)/f=l: 1 3. 5入-1064nm 朴l场角 2oo=5 0°fl/fw=1.02 f2/fw=—0. 39 f3/fw=0.46曲面s曲率R面间隔d材料Nd/Vd1-80. 5471. 8/25. 42-51. 0543-33. 1131. 47/674239. 995011. 51. 8/25. 46-56. 49190图4 - 1是本施例的光线轨迹图，图4 - 2是本施例的像散，场曲及畸 变图，图4 - 3是本实施例的视场为()、0.3、 0.5、 0.7、 0. 85以及1.0各 个视场上的光程差图，图4-4是本施例的光学传递函数MTF图。从图上 可以看出，系统的像散与场曲得到很好的较正，光程差最大也不超过O. 15 入，且从光学传递函数MTF图上看，各视场的MTF值均较一致，也说明在 全视场上成像均匀，没有渐晕存在。在实际中的使用效果来看，本实用新 型确实达到了预期的效果。权利要求1.一种激光应用fθ镜头，其特征在于系统采用三个透镜布局成“正一负-正”分离的光焦度系统，依次排列的第一透镜为弯月型正透镜，弯曲方向朝着Y振镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光应用ｆθ镜头，其特征在于：系统采用三个透镜布局成“正－负－正”分离的光焦度系统，依次排列的第一透镜为弯月型正透镜，弯曲方向朝着Ｙ振镜；第二透镜为双凹型负透镜；第三透镜平凸型正透镜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高云峰，李家英，周朝明，鲍瑞武，
申请(专利权)人：深圳市大族激光科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]