[发明专利]光学镜头

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种光学镜头。

背景技术

随着激光加工技术的不断发展，其应用的范围也日益增多。传统的激光加工技术由于光学系统设计的限制，其激光打标的范围受到了较大限制，当要求大幅面打标时，只好分开打标，然后再进行拼合，有时甚至只能放弃激光打标方法而采用其它更耗时耗力的方法。因此，打标范围是影响打标效率的重要因素。

打标范围A＝(f·tgω)²，打标范围与光学系统的焦距f和视场角ω有关。当f相同时，A与(tgω)²成正比，因此本领域通常采用增大视场角的方式来扩大工作面积，即打标范围。但视场角增大通常会带来像差及系统体积的增大等缺陷。

另一方面，激光打标的质量受到通光口径(入瞳)的影响，通光口径愈大，打标的精细度越高。根据瑞利判据可以确定，打标点的最小弥散斑的直径Φ＝2.44λ/D，其中：λ为打标激光的波长，D为光学镜头的入瞳直径。入瞳越大，则进入光学镜头的光能量也愈大，聚焦点的能量越高，打标质量越好，也可以加快打标速度，提高打标效率。打标镜头的通光口径也是激光加工领域的研究热点之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学镜头，在控制镜头整体长度的情况下解决现有镜头通光口径小、打标面积小，进而影响激光加工的精度和效率的问题。

一种光学镜头，包括沿入射光线的传输方向依次共轴排列的第一透镜至第五透镜，所述第一透镜为平凹型负透镜，所述第二透镜为弯月型正透镜，所述第三透镜为弯月型负透镜，所述第四透镜为弯月型正透镜，所述第五透镜为双凸型正透镜；所述第一透镜包括第一曲面和第二曲面、第二透镜包括第三曲面和第四曲面、第三透镜包括第五曲面和第六曲面、第四透镜包括第七曲面和第八曲面、第五透镜包括第九曲面和第十曲面，每个透镜的两个曲面分别是透镜的光入射面和光出射面，第一至第十曲面沿入射光线的传输方向依次排布；所述第一曲面、第三曲面、第四曲面、第五曲面、第六曲面、第七曲面、第八曲面及第十曲面均向入射光传输的方向凸出，所述第九曲面迎着入射光凸出。

在其中一个实施例中，所述第一曲面的曲率半径为-1250毫米±5％，所述第三曲面至第十曲面的曲率半径依次为-333±5％、-338±5％、-160±5％、-205±5％、-325±5％、-245±5％、1706±5％、-1875±5％，单位为毫米，所述第二曲面为平面。

在其中一个实施例中，所述第一透镜至第五透镜的中心厚度依次为30±5％、30±5％、29±5％、30±5％、29±5％，单位为毫米。

在其中一个实施例中，所述第二曲面和第三曲面之间、所述第四曲面和第五曲面之间、所述第六曲面和第七曲面之间、所述第八曲面和第九曲面之间在光轴上的间距均为15毫米±5％。

在其中一个实施例中，所述第一透镜的折射率与阿贝数的比例为(1.5/64)±5％、所述第二透镜至第五透镜的折射率与阿贝数的比例为(1.8/25)±5％。

在其中一个实施例中，所述第一透镜至第五透镜的外径依次为116±5％、125±5％、150±5％、175±5％、200±5％，单位为毫米。

在其中一个实施例中，所述光学镜头适用于绿激光的激光打标。

在其中一个实施例中，所述绿激光的波长为532纳米。

发明提供的光学镜头具有较传统激光加工聚焦镜更大的入瞳直径及焦距，入瞳的增大使进入镜头的光能增加，进而增加了聚焦点的能量，有利于提高加工精度和加工速度；焦距的增大使得激光聚焦后的工作面积增大，进而增大加工范围，便于大幅面工件的激光加工，有效提高了加工效率。与此同时，镜头采用负—正—负—正—正的镜头配置，可以在不影响成像的前提下，尽量缩小镜头长度。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为一实施例中的光学镜头的结构示意图；

图2a-2d为图1所示实施例的光学镜头的弥散斑图；

图3为图1所示实施例的光学镜头的调制传递函数M.T.F图；

图4是图1所示实施例的光学镜头的能量集中度曲线图；

图5为图1所示实施例中的光学镜头的像散图；

图6为图1所示实施例中的光学镜头的畸变图。