一种定倍放大的同轴观测相机镜头及激光加工成像系统的制作方法

本发明属于激光加工，具体涉及一种定倍放大的同轴观测相机镜头及激光加工成像系统。

背景技术：

1、激光加工技术，主要包括激光焊接、激光增材和激光减材，例如切割、清洗、打孔等，其具有高加工质量、效率、非接触等优点，在航空航天、生物医疗、通讯电子等领域应用广泛。随着产品精度与性能要求的逐渐提升，对激光加工的精度、效率及可控性提出了更高要求。因此，同轴观测相机对激光加工过程状态的实时监测及调控具有重要作用。但是，目前市场上的工业相机镜头设计之初均是为单独使用设计的，在将激光聚焦镜纳入成像系统后，两者很难匹配。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种定倍放大的同轴观测相机镜头及激光加工成像系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

2、本发明提供了一种定倍放大的同轴观测相机镜头，包括：以激光聚焦镜的焦点位置为物面，沿着所述激光聚焦镜形成的激光焦点光斑的成像光路依次放置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、可变光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜；

3、所述第一透镜、所述第二透镜、所述第四透镜、所述第六透镜、所述第七透镜和所述第八透镜均为弯月型透镜，其中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第四透镜和所述第六透镜均为正弯月透镜，且透镜的凹面均朝向物面方向；所述第七透镜为正弯月透镜，且透镜的凸面朝向物面方向；所述第八透镜为负弯月透镜，且透镜的凹面朝向物面方向；

4、所述第三透镜和所述第五透镜均为由双凹透镜和双凸透镜组合形成的双胶合透镜，其中，在所述第三透镜中所述双凸透镜位于靠近所述第二透镜的一侧，在所述第五透镜中所述双凹透镜位于靠近所述第四透镜的一侧。

5、本发明提供了一种激光加工成像系统，包括：激光聚焦镜、照明组件、激光组件、相机以及如上述任一项实施例所述的定倍放大的同轴观测相机镜头，其中，

6、所述激光组件用于产生激光光束，所述激光光束经过所述激光聚焦镜聚焦后形成激光焦点光斑；

7、所述照明组件用于产生照明光源，所述照明光源经过所述激光聚焦镜聚焦后形成与所述激光焦点光斑重合的照明光斑，利用所述照明光斑形成所述激光焦点光斑的成像光路；

8、所述定倍放大的同轴观测相机镜头和所述相机沿着所述激光焦点光斑的成像光路依次设置，所述定倍放大的同轴观测相机镜头以所述激光聚焦镜的焦点位置为物面，所述相机位于所述定倍放大的同轴观测相机镜头的像面位置处。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

10、本发明的定倍放大的同轴观测相机镜头，与激光聚焦镜相结合，以激光聚焦镜的焦点位置为物面，沿着激光聚焦镜形成的激光焦点光斑的成像光路设置，实现对激光焦点光斑放大2倍成像，在激光加工过程能够清晰、准确的对加工位置进行监控和定位，保证了激光加工的准确性和质量。

11、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

技术特征：

1.一种定倍放大的同轴观测相机镜头，其特征在于，包括：以激光聚焦镜的焦点位置为物面，沿着所述激光聚焦镜形成的激光焦点光斑的成像光路依次放置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、可变光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜；

2.根据权利要求1所述的定倍放大的同轴观测相机镜头，其特征在于，所述定倍放大的同轴观测相机镜头对所述激光焦点光斑放大2倍成像。

3. 根据权利要求1所述的定倍放大的同轴观测相机镜头，其特征在于，所述第一透镜的第一曲面的曲率半径和第二曲面的曲率半径分别为-59.6±5% mm和-49.5±5% mm，所述第一透镜光轴上的中心间隔为8.0±5% mm，所述第一透镜的折射率和色散系数分别为1.71±5%和53.83±5%；

4. 根据权利要求1所述的定倍放大的同轴观测相机镜头，其特征在于，所述第三透镜的第一曲面的曲率半径、第二曲面的曲率半径和第三曲面的曲率半径分别为42.7±5%mm、-30.1±5% mm和16.3±5% mm；所述第三透镜的双凸透镜光轴上的中心间隔为17.5±5%mm，所述第三透镜的双凹透镜光轴上的中心间隔为8.0±5% mm；所述第三透镜的双凸透镜的折射率和色散系数分别为1.69±5%和53.20±5%，所述第三透镜的双凹透镜的折射率和色散系数分别为1.73±5%和28.53±5%。

5. 根据权利要求1所述的定倍放大的同轴观测相机镜头，其特征在于，所述第五透镜的第一曲面的曲率半径、第二曲面的曲率半径和第三曲面的曲率半径分别为-65.4±5%mm、56.2±5% mm和-3541.2±5% mm；所述第五透镜的双凹透镜光轴上的中心间隔为6.8±5% mm，所述第五透镜的双凸透镜光轴上的中心间隔为10.0±5% mm；所述第五透镜的双凹透镜的折射率和色散系数分别为1.74±5%和44.85±5%，所述第五透镜的双凸透镜的折射率和色散系数分别为1.62±5%和53.27±5%。

6.根据权利要求1所述的定倍放大的同轴观测相机镜头，其特征在于，所述第一透镜的第二曲面与所述第二透镜的第一曲面光轴上的中心间隔为0.7±5％mm；所述第二透镜的第二曲面与所述第三透镜的第一曲面光轴上的中心间隔为0.7±5％mm；所述第三透镜的第三曲面与所述可变光阑光轴上的中心间隔为21.0±5％mm；所述可变光阑与所述第四透镜的第一曲面光轴上的中心间隔为21.0±5％mm；所述第四透镜的第二曲面与所述第五透镜的第一曲面光轴上的中心间隔为0.7±5％mm；所述第五透镜的第三曲面与所述第六透镜的第一曲面光轴上的中心间隔为8.0±5％mm；所述第六透镜的第二曲面与所述第七透镜的第一曲面光轴上的中心间隔为0.7±5％mm；所述第七透镜的第二曲面与所述第八透镜的第一曲面光轴上的中心间隔为6.0±5％mm。

7.根据权利要求1所述的定倍放大的同轴观测相机镜头，其特征在于，所述可变光阑的最大通光直径为12mm。

8.一种激光加工成像系统，其特征在于，包括：激光聚焦镜、照明组件、激光组件、相机以及如权利要求1-7任一项所述的定倍放大的同轴观测相机镜头，其中，

9.根据权利要求8所述的激光加工成像系统，其特征在于，所述激光聚焦镜的焦距为50mm，数值孔径为0.4。

10.根据权利要求8所述的激光加工成像系统，其特征在于，所述激光光束的波长为0.532μm；所述照明光源为蓝光光源，中心波长为0.460μm。

技术总结本发明涉及一种定倍放大的同轴观测相机镜头及激光加工成像系统，该定倍放大的同轴观测相机镜头包括：以激光聚焦镜的焦点位置为物面，沿着激光聚焦镜形成的激光焦点光斑的成像光路依次放置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、可变光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜。本发明的定倍放大的同轴观测相机镜头，与激光聚焦镜相结合，以激光聚焦镜的焦点位置为物面，沿着激光聚焦镜形成的激光焦点光斑的成像光路设置，实现对激光焦点光斑放大2倍成像，在激光加工过程能够清晰、准确的对加工位置进行监控和定位，保证了激光加工的准确性和质量。技术研发人员：杨森,周立,张聪,陈磊受保护的技术使用者：西安晟光硅研半导体科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11