一種多片式激光場鏡的制作方法

本實用新型涉及光學鏡頭技術領域，特別涉及一種多片式激光場鏡。

背景技術：

在現代工業生產中，運用激光進行打標、焊接等作業能大大提高加工精度和生產效率。激光場鏡安裝在激光掃描鏡的末端，用于形成聚焦平面，在不改變光學系統光學特性的前提下，改變成像光束位置得到一定幅面的焦平面，在此平面上實現激光打標、激光焊接、激光清洗、3D打印等。激光場鏡通常由若干個透鏡組合而成，因此對透鏡組的同軸度、平行度和透鏡之間距離對激光場鏡的性能起到至關重要的作用。通常的激光場鏡往往由于設計的原因，達不到足夠的裝配精度，導致透鏡的同軸度、平行度和透鏡間距的精度達不到要求。

技術實現要素：

本實用新型針對上述現有技術的激光場鏡精度達不到要求的缺陷，提出一種更容易裝配、精度更高、穩定性更好的多片式激光場鏡。

為了解決上述技術問題，本實用新型提出如下技術方案：

一種多片式激光場鏡，包括兩端敞口的喇叭形鏡筒，鏡筒內壁有若干個階梯。鏡筒的階梯處從鏡筒的小頭端向著鏡筒的大頭端依次設有第一鏡片、第一隔圈、第二鏡片、第二隔圈、第三鏡片、第一壓圈、第四鏡片和第二壓圈。第一鏡片和第二鏡片為彎月形透鏡，第三鏡片為雙凸透鏡，第四鏡片為平板透鏡。在垂直于鏡筒軸線的方向上，鏡筒內的階梯結構對四塊鏡片進行定位，保證四塊鏡片具有高的同軸度。第一壓圈鎖緊到鏡筒內壁，并對第三鏡片施加壓力，進而將第一鏡片、第一隔圈、第二鏡片、第二隔圈和第三鏡片壓緊固定在鏡筒小頭端臺階和第一壓圈之間，保證鏡片之間的平行度和間距。第二壓圈鎖緊到鏡筒內壁，并將第四鏡片壓緊固定在鏡筒內壁的階梯上。激光束從多片式激光場鏡的小頭端入射，經過鏡片組，從激光場鏡的大頭端出射后在聚焦平面上形成光斑。改變激光束的入射角度，可以控制光斑在聚焦平面上的位置。本實用新型的有益效果在于：采用了多個鏡片優化組合的方式，本實用新型的激光場鏡具有更好的聚焦性能和更大的聚焦平面；在鏡筒內壁階梯結構的的定位下，鏡片、隔圈和壓圈具有較高的同軸度；鏡片之間的隔圈能使鏡片具有精確的平行度和間距；鏡筒采用喇叭狀設計，避免光路受到鏡筒內壁的干擾，保證了聚焦平面的范圍，提高了鏡片的有效利用率。

優選地，四塊鏡片與鏡筒內壁形成避空槽，裝配隔圈和壓圈后，形成一定的間隙，可以避免裝配時隔圈和壓圈與鏡筒發生干涉，影響鏡片的定位精度。

優選地，第二隔圈具有錐形的外壁，鏡筒的內壁與第二隔圈對應的位置也為錐面，第二隔圈外壁的錐度小于所述鏡筒的內壁錐面的錐度，避免裝配第二隔圈時與鏡筒產生干涉。

優選地，第二隔圈的內壁為錐形，第一壓圈和第二壓圈的內壁具有錐面，能避免光路受到干擾。

優選地，第一壓圈和第二壓圈的外側周向成型有細牙螺紋，并能與鏡筒內壁上的細牙螺紋相配合。第一壓圈和第二壓圈與鏡筒內壁通過細牙螺紋鎖緊，保證了鏡片組和隔圈組的堅固性，也保證了鏡片的平行度和同軸。

優選地，第一壓圈和第二壓圈上有槽口，裝配時，放置螺絲刀等裝配工具，有利于提高裝配效率。

優選地，鏡筒、第一隔圈、第二隔圈、第一壓圈和第二壓圈經過噴砂和黑色陽極氧化處理，一方面在鏡筒內部避免光線反射形成干擾，另一方面表面氧化形成氧化膜，提高整個場鏡的耐腐蝕性。

附圖說明

圖1為本實用新型的多片式激光場鏡的1/4剖視圖；

圖2為本實用新型的多片式激光場鏡的第二隔圈1/4剖視圖；

圖3為本實用新型的多片式激光場鏡的第一壓圈的示意圖；

圖4為本實用新型的多片式激光場鏡的第二壓圈的示意圖。

具體實施方式

下面結合圖1-4對本實用新型的一種多片式激光場鏡的實施例作詳細的說明。

如圖1所示，一種多片式激光場鏡，包括兩端敞口的喇叭形鏡筒1。鏡筒1的內壁成型有若干階梯，階梯結構具有較高的同軸度。鏡筒1的內部從鏡筒1的小頭端向著大頭端依次設置有第一鏡片2、第二鏡片3、第三鏡片4和第四鏡片5。第一鏡片2和第二鏡片3為彎月形透鏡，且曲面均向著大頭端方向彎曲，第三鏡片4為雙凸透鏡，第四鏡片5為平板透鏡。在垂直于鏡筒1軸線的方向上，鏡筒1內壁的階梯結構對四塊鏡片進行定位，保證四塊鏡片具有精確的同軸度。

第一鏡片2和第二鏡片3之間用環形的第一隔圈6隔離。第一隔圈6的高度有嚴格的公差限制，以保證第一鏡片2和第二鏡片3之間間距的精度。第一隔圈6、第一鏡片2和鏡筒1形成避空槽，即形成一定的間隙，防止裝配時第一隔圈6與鏡筒1發生干涉，影響裝配精度。第二鏡片3和第三鏡片4之間用第二隔圈7隔離，第二隔圈7的高度也有嚴格的公差限制。如圖2所示，第二隔圈7具有錐形的外壁，鏡筒1的內壁與第二隔圈7對應的位置也為錐面，第二隔圈7外壁的錐度小于鏡筒1的內壁錐面的錐度，避免裝配第二隔圈7時與鏡筒1內壁發生干涉。第二隔圈7的內側也為錐形，能避免光路通過時受到第二隔圈7的干擾。

本實施例的多片式激光場鏡還包括與第三鏡片4接觸的第一壓圈8，第一壓圈8的外側周向成型有細牙螺紋，所述細牙螺紋能與鏡筒1內壁上的細牙螺紋相配合。通過擰緊第一壓圈8，對第三鏡片4施加適當的壓力，進而將第一鏡片2、第一隔圈6、第二鏡片3、第二隔圈7和第三鏡片4鎖緊，保證了鏡片的平行和同軸。第一壓圈8、第三鏡片4和鏡筒1形成避空槽，防止裝配時第一壓圈8與鏡筒1產生干涉，影響裝配精度。如圖3所示，第一壓圈8的內側具有錐面，能避免光路通過時受到第一壓圈8的干擾。第一壓圈8上有兩個相對設置的槽口81，所述槽口81用于裝配時放置螺絲刀等裝配工具。槽口81的數量并不局限與兩個，還可以是四個或其他偶數個。

第四鏡片5通過第二壓圈9壓緊在鏡筒1內壁的階梯上。第二壓圈9的外側周向成型有細牙螺紋，該細牙螺紋能與鏡筒1內壁上的細牙螺紋相配合。第二壓圈9、第四鏡片5和鏡筒1形成避空槽，防止裝配時第二壓圈9與鏡筒1產生干涉，影響裝配精度。如圖4所示，第二壓圈9的內側具有錐面，能避免光路通過時受到第二壓圈9的干擾。第二壓圈9上也有兩個相對設置的用于裝配時放置裝配工具的槽口91。槽口91的數量也可以為四個或其他偶數個。

本實施例還對鏡筒1、第一隔圈6、第二隔圈7、第一壓圈8和第二壓圈9進行了噴砂和黑色陽極氧化處理，一方面在鏡筒1內部避免光線反射形成干擾，另一方面表面氧化形成氧化膜，提高整個場鏡的耐腐蝕性。

以上所述的僅是本實用新型的一些實施方式。對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。