專利名稱：：激光應用fθ鏡頭的制作方法
技術領域：
：激光應用，鏡頭
技術領域：
：本實用新型涉及一種應用于激光打標機的鏡頭，特別是一種激光應用"鏡頭。技術背景目前，激光應用已深入到我們現代生活的各個方面。在激光應用中，離不開為了符合各種工藝要求的各種應用光學系統。在目前市場上激光束打標機，以其速度快、靈活性強、無耗材、標記永久性等特點，已逐漸地替代各種印字機、絲印機等。激光振鏡打標機是因為有了"鏡頭才得以實現。圖l是現有技術中的一種典型的"鏡光學系統，如圖所示，光束順次經兩塊繞x軸和y軸轉動的振鏡，最后通過.伸鏡聚焦在像面上，由振鏡掃描形成圖像。,鏡頭是一種平像場的聚焦鏡，在打標時，要求在成像面上像高n與x振鏡和Y振鏡的掃描角度"成線性關系，即7:/.0。其中，Z為，鏡頭的焦距，"為振鏡的掃描角度，其單位為弧度。由高斯光學成像理論知，像高^與鏡頭焦距/和振鏡轉角^為下列關系它不滿足;^/.p關系式。因此，激光打標系統用常規的鏡頭是不可行的，這是因為像高"與振鏡的轉角^不是呈線性關系變化，所刻出來的圖形與實物不相似，反而是一個變形的圖像,為了解決這個問題，要求在光學設計時的像差校正中，有意引入畸變A^使得滿足下式所示關系==W。A^應滿足下式上式表明畸變應為振鏡轉角的正切和弧度之差與鏡頭焦距/的乘積時才能滿足要求。能滿足這個條件的才能稱作/—^鏡頭。光學設計的另一個特點，就是要求所有在成像范圍內的聚焦點，應有相似的聚焦質量，且不允許有漸暈，以保證所有"刻出"的像點都相一致和清晰。
實用新型內容本實用新型所欲解決的技術問題是提供一種能使激光打標的圖像效果良好，在全視場上成像均勾，沒有漸暈的鏡頭。本實用新型所采用的技術方案是一種激光打標鏡頭，包括三個透鏡，所述三個透鏡依次排列，其中第一透《免的光焦度為正，第二透4充的光焦度為負，第三透鏡的光焦度為正，各透鏡的光焦度fl,G,D與系統的光焦度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為第一透鏡的光焦度，E2為第二透鏡的光焦度，f3為第三透鏡的光焦度，fw為整個系統的光焦度本實用新型的進一步改進在于，第一透鏡距Y振鏡距離d0為20-30mm情況下，第一透鏡為彎月型正透鏡，彎曲方向朝著Y振鏡；第二透鏡為雙凹型負透鏡；第三透鏡為平凸型正透鏡。本實用新型所能達到的有益效果是，采用三個透鏡依次排列成"正一負一正"分離的光焦度系統，當該"鏡頭應用于激光打標系統中時能使刻出的圖像效果較佳、較清晰，與真實圖形較相像。下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的描述。圖l是現有技術中的鏡頭示意圖。圖2是本實用新型鏡頭結構圖。圖3-1是本實用新型的施例一光線軌跡圖。圖3-2是本實用新型的施例一像散，場曲及畸變。圖3-3是本實用新型的施例一視場上的光程差圖。圖3-4是本實用新型的施例一光學傳遞函數MTF圖u圖4-1是本實用新型施例二的光線軌跡圖。圖4-2是本實用新型的施例二像散，場曲及畸變。圖4-3是本實用新型的施例二視場上的光程差圖。圖4-4本實用新型實施例二的光學傳遞函數MTF圖。具體實施方式,鏡頭是一種大視場、中小孔徑、中長焦距的照相物鏡，從它要負擔的參數來說，選用"三片"型的照相物鏡，應該是較為合適的。我們采用"負一正一正"的光焦度分布型式。其入瞳在鏡頭外產生的畸變，正好也是.伸鏡所需要的，此畸變很容易達到"鏡要求，是一種"無變形"的打標。同時，它是一個大一見場的照相物鏡，與照相物4竟一樣，它是一個"平像場"的物4免。根據以上的特點分析，本發明所采用如圖2所示的技術方案為利用"正一負一正"分離的光焦度系統的三個透鏡構成，其中第一透鏡L1的光焦度為正，第二透鏡L2的光焦度為負，第三透鏡L3的光焦度為正，各透鏡的光焦度分別以f、G、f3表示，與系統的光焦度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本實用新型采用的透鏡L1距Y振鏡距離d0為20-30mm,透鏡L1為彎月型正透鏡、透鏡L2為雙凹型負透鏡、透鏡L3為平凸型正透鏡，透鏡Ll的彎曲方向向著入瞳即Y振鏡。為使了解本領域的技術人員能更好地理解本實用新型的內容，特舉本實用新型的較佳實施例進行具體的說明。根據本實用新型上述特點，系統焦距為fw，它由L1、L2、L3三個透鏡構成，I」分別由曲率半徑為Rl、R2的兩個曲面Sl、S2構成，其中心厚度dl,材料為Ndl:Vdl;L2分別由曲率半徑為R3、R4的兩個曲面S3、S4構成，其中心厚度d3,材料為Nd3:Vd3;L3分別由曲率半徑為R5、R6的兩個曲面S5、S6構成，其中心厚度d5,材料為Ndl:Vdl;透鏡Ll與透鏡L2的間隔為d2，透鏡L2與透鏡L3的間隔為d4。實施例1fw=256,數值孔徑D/fw=l:16入4064nm一見場角2oo=50。f'l/fw=l.02f2/fw=-0.39f3/fw<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>6-58.67468圖3-1是本施例的光線軌跡圖，圖3-2是本施例的像散，場曲及畸變圖，圖3-3是本實施例的視場為0、0.3、0.5、0.7、0.85以及1.0各個視場上的光程差圖，圖3-4是本施例的光學傳遞函數MTF圖。從圖上可以看出，系統的像散與場曲得到很好的較正，光程差最大也不超過O.15入，且從光學傳遞函數MTF圖上看，各視場的MTF值均較一致，說明在全視場上成像均勻，沒有漸暈存在。在實際中的使用效果來看，本實用新型確實達到了以上的所il明的效果。實施例2fw=160mm數值孔徑l)/f=l:13.5入-1064nm樸l場角2oo=50°fl/fw=1.02f2/fw=—0.39f3/fw=0.46曲面s曲率R面間隔d材料Nd/Vd1-80.5471.8/25.42-51.0543-33.1131.47/674239.995011.51.8/25.46-56.49190圖4-1是本施例的光線軌跡圖，圖4-2是本施例的像散，場曲及畸變圖，圖4-3是本實施例的視場為()、0.3、0.5、0.7、0.85以及1.0各個視場上的光程差圖，圖4-4是本施例的光學傳遞函數MTF圖。從圖上可以看出，系統的像散與場曲得到很好的較正，光程差最大也不超過O.15入，且從光學傳遞函數MTF圖上看，各視場的MTF值均較一致，也說明在全視場上成像均勻，沒有漸暈存在。在實際中的使用效果來看，本實用新型確實達到了預期的效果。權利要求1.一種激光應用fθ鏡頭，其特征在于系統采用三個透鏡布局成“正一負-正”分離的光焦度系統，依次排列的第一透鏡為彎月型正透鏡，彎曲方向朝著Y振鏡；第二透鏡為雙凹型負透鏡；第三透鏡平凸型正透鏡。專利摘要本實用新型公開一種激光應用fθ鏡頭，系統采用三個透鏡布局成正—負—正分離的光焦度系統，依次排列的第一透鏡為彎月型正透鏡，彎曲方向朝著Y振鏡；第二透鏡為雙凹型負透鏡；第三透鏡平凸型正透鏡。其中各透鏡的光焦度與系統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為第一透鏡的光焦度，f2為第二透鏡的光焦度，f3為第三透鏡的光焦度，fw為整個系統的光焦度。文檔編號G02B9/14GK201060306SQ20062014547公開日2008年5月14日申請日期2006年12月30日優先權日2006年12月30日發明者周朝明,李家英,高云峰,鮑瑞武申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司