一種多級調焦裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及激光直接成像技術領域，具體而言，涉及一種多級調焦裝置及方法。
【背景技術】
[0002]激光直接成像光刻技術綜合了高功率激光光纖耦合技術和以數字微鏡器件為基礎的圖像掃描技術，是一項先進的激光動態成像技術(Laser Dynamic Imaging，LDI)。LDI是直接利用CAM工作站輸出的數據，驅動激光成像系統，以涂覆有光致抗蝕劑的印制電路板作為像面，將預設圖形轉移到像面上。
[0003]目前，激光成像系統的調焦裝置不能夠滿足市場上的板厚為0.025mm-5mm的印制電路板(Printed Circuit Board,PCB)產品。在加工不同板厚的PCB產品時需要加吸盤墊板以到達曝光焦面位置，存在著費時費力，耗費大等問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種多級調焦裝置及方法，增大調焦范圍，并實現焦面位置先粗調后微調的多級調焦，以有效地改善上述問題。
[0005]本發明是這樣實現的:
[0006]—種多級調焦裝置，應用于激光成像系統，所述系統包括激光器，所述多級調焦裝置包括:楔形棱鏡組件、階梯棱鏡、第一動力機構及用于驅動所述楔形棱鏡組件運動的第二動力機構，所述楔形棱鏡組件包括第一棱鏡組件和第二棱鏡組件；
[0007]所述第一動力機構用于驅動所述階梯棱鏡移動以改變所述激光器發出的激光光束在所述激光成像系統中的光程大小，以使所述激光光束的焦面位于第一預設位置；
[0008]所述第二動力機構用于驅動所述第一棱鏡組件和第二棱鏡組件相對移動，以改變所述激光光束在所述激光成像系統中的光程大小，以調節所述激光光束的焦面由所述第一預設位置變為第二預設位置，其中，所述第二預設位置與所述激光成像系統的像面重合。
[0009]優選的，沿所述階梯棱鏡移動方向，所述階梯棱鏡的多個階梯面的厚度遞增或遞減。
[0010]優選的，所述階梯棱鏡的相鄰兩個階梯面的厚度梯度為常量。
[0011]優選的，所述階梯棱鏡的每一個階梯面的寬度與所述激光光束的口徑相等。
[0012]優選的，所述多級調焦裝置還包括第一支撐板和第二支撐板，所述第一支撐板位于所述第二支撐板上，所述楔形棱鏡組件、所述第一動力機構及所述第二動力機構均設置于所述第一支撐板上，所述階梯棱鏡設置于所述第二支撐板上，所述第一動力機構用于驅動所述第二支撐板相對于所述第一支撐板平行移動。
[0013]優選的，包括電機和絲杠，所述第一支撐板上安裝有絲杠固定件和絲杠支撐件，所述絲杠的一端可轉動地連接在所述絲杠固定件上，并與所述電機的轉軸連接，且所述絲杠的另一端與所述絲杠支撐件可轉動連接，所述絲杠上套設有相互連接的絲杠螺母和第二支撐板連接塊，所述第二支撐板連接塊與所述第二支撐板連接。
[0014]優選的，所述第一棱鏡組件為移動楔形棱鏡，所述第二棱鏡組件為固定安裝在所述第二支撐板上的固定楔形棱鏡，所述移動楔形棱鏡與所述第二動力機構連接，所述移動楔形棱鏡的傾斜面與所述固定楔形棱鏡的傾斜面接觸，且所述移動楔形棱鏡在所述第二動力機構的驅動下相對于所述固定楔形棱鏡沿傾斜面方向滑動。
[0015]優選的，所述第二支撐板靠近所述第一支撐板的一面上設置有滑軌，所述滑軌的長度方向與所述第二支撐板連接塊的運動方向一致。
[0016]優選的，所述第二動力機構包括微動平臺，所述微動平臺與所述移動楔形棱鏡連接，所述微動平臺相對于所述第一支撐板傾斜安裝，且所述微動平臺相對于所述第一支撐板的傾斜角度與所述移動楔形棱鏡的楔形角及所述固定楔形棱鏡的楔形角均一致。
[0017]—種多級調焦方法，應用于包括所述多級調焦裝置的激光成像系統，所述方法包括:
[0018]驅動所述階梯棱鏡移動以改變所述激光器發出的激光光束在所述激光成像系統中的光程大小，以使所述激光光束的焦面位于第一預設位置；
[0019]驅動所述第一棱鏡組件和所述第二棱鏡組件相對移動，以改變所述激光光束在所述激光成像系統中的光程大小，以調節所述激光光束的焦面由所述第一預設位置變為第二預設位置，其中，所述第二預設位置與所述激光成像系統的像面重合。
[0020]本發明通過改變激光光束透過的階梯棱鏡的厚度，有效地實現了激光成像系統的焦面位置的粗調，進一步，再通過改變激光光束透過的楔形棱鏡組件的厚度，有效地實現了激光成像系統的焦面位置的微調，即實現了激光成像系統的多級聚焦。
[0021]與現有的激光成像的聚焦裝置相比，基于階梯棱鏡和楔形棱鏡組件的多級調焦裝置在保證焦面位置控制精度的基礎上，增大了調焦范圍，能夠根據所需要焦面位置進行粗調和微調，適用于范圍更廣，有效地滿足了市場需求。此外，還具有設計結構緊湊、能夠擴展使用的優點。
[0022]本發明的其他特征和優點將在隨后的說明書闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明實施例而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。通過附圖所示，本發明的上述及其它目的、特征和優勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。
[0024]圖1示出了本發明實施例提供的一種多級調焦裝置的整體結構示意圖；
[0025]圖2示出了本發明實施例提供的一種多級調焦裝置的調焦原理示意圖；
[0026]圖3示出了本發明實施例提供的一種多級調焦方法的方法流程圖。
[0027]其中，附圖標記包括:
[0028]階梯棱鏡100 ;楔形棱鏡組件200 ;第一棱鏡組件210 ;第二棱鏡組件220 ；電機310 ;聯軸器320 ;絲杠固定件330 ;絲杠340 ;第二支撐板連接塊350 ;絲杠螺母360 ;絲杠支撐件370 ;第二動力機構400 ;第一支撐板500 ;第二支撐板600 ;鏡筒底部透鏡700。
【具體實施方式】
[0029]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0030]激光動態成像技術(Laser Dynamic Imaging，LDI)中的激光成像系統一般包括激光器、調焦裝置、像面及用于放置透鏡組件的鏡筒等。將LDI技術應用于電路板的加工時，可以將涂覆有光致抗蝕劑的印制電路板作為像面，并通過所述調焦裝置使得激光器發出的激光光束的曝光焦面能夠位于不同板厚的涂覆有光致抗蝕劑的印制電路板表面。
[0031]目前，激光成像系統的調焦裝置只能達到一定的調焦量，不能滿足市場需求，在加工板厚為0.025mm-5mm的印制電路板產品時需要加吸盤墊板以到達曝光焦面位置，存在著費時費力，耗費大等問題。因此，本發明實施例提供了一種多級調焦裝置，可以應用于激光成像系統中，以實現激光成像系統的多級調焦，有效地增大了激光成像系統的調焦范圍。
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