CN106537216B - 激光刻线用光学镜头 - Google Patents
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Abstract
一种激光刻线用光学镜头，包括沿入射光线的传输方向依次共轴设置的第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、第三透镜(L3)，其中第一透镜(L1)和第二透镜(L2)为弯月透镜，第三透镜(L3)为双凸透镜；第一透镜(L1)包括第一曲面(S1)和第二曲面(S2)，第二透镜(L2)包括第三曲面(S3)和第四曲面(S4)，第三透镜(L3)包括第五曲面(S5)和第六曲面(S6)；第一曲面(S1)至第六曲面(S6)沿入射光线的传输方向依次排布；第一至第六曲面的曲率半径依次为：‑47±5％mm，∞，‑218±5％mm，‑81±5％mm，778±5％mm，‑142±5％mm；第一透镜、第二透镜及第三透镜的中心厚度依次为：4±5％mm，15±5％mm，18±5％mm。该激光刻线用光学镜头不仅刻线质量高，且刻线速度快，效率高于传统的光刻镜头。
Description
【技术领域】
本发明涉及光学镜头领域，特别是涉及一种激光加工设备中用作刻线的光学镜头。
【背景技术】
随着手机、个人电脑和平板电视等电子产品的发展，应用于这些产品上的面板的生产需求也逐渐增大。在面板的生产过程中，需要用激光刻划面板，对面板进行划线并切割，而且为了保证面板符合产品的技术要求，在激光刻划面板时，要保证刻线“又细”，“又深”，因此，对用于激光标刻机的光刻镜头的要求越来越高。
传统的激光标刻机采用单个光刻镜头或者多个(一般最多为三个)光刻镜头。使用单个光刻镜头虽然能提高刻线质量，但需要工作台配合来回划线或切割，刻线速度非常慢。至于使用多个刻线镜头，虽然能提高刻线速度，但是无法保证一样的刻线深度和线宽大小。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种刻线质量高且刻线速度快的激光刻线用光学镜头。
一种激光刻线用光学镜头，包括沿入射光线的传输方向依次共轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜，其中所述第一透镜和所述第二透镜为弯月透镜，所述第三透镜为双凸透镜；
所述第一透镜包括第一曲面和第二曲面，所述第二透镜包括第三曲面和第四曲面，所述第三透镜包括第五曲面和第六曲面；所述第一曲面至第六曲面沿入射光线的传输方向依次排布；
所述第一至第六曲面的曲率半径依次为：-47±5％mm，∞，-218±5％mm，-81±5％mm，778±5％mm，-142±5％mm；
所述第一透镜、第二透镜及第三透镜的中心厚度依次为：4±5％mm，15±5％mm，18±5％mm。
在其中一个实施例中，所述第一透镜、第二透镜及第三透镜的折射率与阿贝数的比例依次为：(1.50/62)±5％、(1.80/25)±5％、(1.80/25)±5％。
在其中一个实施例中，所述第一透镜至所述第二透镜的间距为12±5％mm；所述第二透镜至所述第三透镜的间距为0.3±5％mm。
在其中一个实施例中，所述激光刻线用光学镜头还包括一保护透镜，所述保护透镜设于所述第三透镜靠近像方的一侧。
在其中一个实施例中，所述保护透镜为平板玻璃，所述保护透镜的厚度为2±5％mm；所述保护透镜与所述第三透镜的间距为2±5％mm。
在其中一个实施例中，所述激光刻线用光学镜头的参数如下：
f＝160mm；Ф＝7mm；
打标范围：A＝100*100mm2；
工作波长λ＝1064nm。
上述激光刻线用光学镜头采用F-θ结构的镜头，不仅刻线质量高，保证刻线“又细”，“又深”，且刻线速度快，效率高于传统的光刻镜头。
【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、特征和优势将会变得更加清晰。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为一实施例的激光刻线用光学镜头的结构示意图；
图2为一实施例的激光刻线用光学镜头的细光束象差图；
图3为一实施例的激光刻线用光学镜头的几何像差图；
图4为一实施例的激光刻线用光学镜头的调制传递函数曲线图。
【具体实施方式】
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
图1为一实施例的激光刻线用光学镜头的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。
在本实施例的光学系统中，负号表示光从左向右传播，以球面和主光轴的交点为准，球面的球心在该点以左，则曲率半径为负，反之，球心在在该点以右，则曲率半径为正，以下同理。
如图1所示，一实施例的激光刻线用光学镜头是一种远心刻线Fθ镜头，其包括沿入射光线的传输方向共轴设置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和保护透镜L4。
第一透镜L1为弯月透镜，其包括相对设置的第一面S1和第二面S2。第一面S1向像方凸出，其曲率半径为-47mm；第二面S2为平面，曲率半径为∞，即无穷大。第一透镜L1的中心厚度d1(即第一透镜L1在光轴上的厚度)为4mm。第一透镜L1的折射率与阿贝数的比例为1.50/62。上述各参数并非唯一选择，均存在5％的公差范围，即允许各参数在±5％范围内变化。
第二透镜L2为弯月透镜，其包括相对设置的第三面S3和第四面S4。第三面S3向像方凸出，其曲率半径为-218mm，第四面S4也向像方凸出，其曲率半径为-81mm。第二透镜L2的中心厚度d3为15mm。第二透镜L2的折射率与阿贝数的比例为1.80/25。上述各参数并非唯一选择，均存在5％的公差范围，即允许各参数在±5％范围内变化。
第三透镜L3为双凸透镜，其包括相对设置的第五面S5和第六面S6。第五面S5向物方凸出，其曲率半径为778mm。第六曲面S6向象方凸出，其曲率半径为-142mm。第三透镜L3的中心厚度d5为18mm。第三透镜L3的折射率与阿贝数的比例为1.80/25。上述各参数并非唯一选择，均存在5％的公差范围，即允许各参数在±5％范围内变化。
第一曲面S1至第六曲面S6沿入射光线的传输方向依次排布。
保护透镜L4设于第三透镜L3靠近像方的一侧。本实施例中，保护透镜L4为平板玻璃，即其两个面均为曲率半径为∞的平面。保护透镜L4的中心厚度d7为2mm。保护透镜L4的折射率与阿贝数的比例为1.50/62。上述各参数并非唯一选择，均存在5％的公差范围，即允许各参数在±5％范围内变化。可以理解，保护透镜L4也可省略。
另外，本发明还对第一透镜L1和第二透镜L2之间的距离，第二透镜L2与第三透镜L3之间的距离，及第三透镜L3和保护透镜L4之间的距离进行了限定，本实施例中，第一透镜L1的出射面(第二面S2)与第二透镜L2的入射面(第三面S3)在光轴上的间距d2为12mm，间距d2的公差范围为5％。第二透镜L2的出射面(第四面S4)与第三透镜L3的入射面(第五面S5)在光轴上的间距d4为0.3mm，间距d4的公差范围为5％。第三透镜L3的出射面(第六面S6)与保护透镜L4的入射面在光轴上的间距d6为2mm，间距d6的公差范围为5％。
上述激光刻线用光学镜头的焦距f为160mm，外圆直径Φ为7mm，标刻范围A为100*100mm，工作波长λ为1064nm。该激光刻线用光学镜头在刻线时，线条的深度可达到0.5mm；若数值孔径角sinα＝0.02，则线条的宽度可达到0.03mm。
图2-4分别示出了上述激光刻线用光学镜头的细光束象差图、几何象差图及调制传递函数曲线图(传递函数MTF图)。
如图2所示，该激光刻线用光学镜头的场曲和畸变均达到了理论值的水平。
如图3所示，整个像面的弥散圆的大小都在6μm以内，已达到理想的值。
如图4所示，当分辨率达到20line/mm时，该激光刻线用光学镜头的MTF仍大于0.3，已达到了理想效果。
由以上数据可知，本发明的激光刻线用光学镜头采用F-θ结构的镜头，不仅刻线质量高，保证刻线“又细”，“又深”，且能够实现刻线深度和线宽的一致性，刻线速度快，效率高于传统的光刻镜头。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种激光刻线用光学镜头，其特征在于，包括沿入射光线的传输方向依次共轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜，其中所述第一透镜为平凹透镜，所述第二透镜为弯月透镜，所述第三透镜为双凸透镜；
所述第一透镜包括第一曲面和第二曲面，所述第二透镜包括第三曲面和第四曲面，所述第三透镜包括第五曲面和第六曲面；所述第一曲面至第六曲面沿入射光线的传输方向依次排布；
所述第一至第六曲面的曲率半径依次为：-47±5％mm，∞，-218±5％mm，-81±5％mm，778±5％mm，-142±5％mm；
所述第一透镜、第二透镜及第三透镜的中心厚度依次为：4±5％mm，15±5％mm，18±5％mm。
2.根据权利要求1所述的激光刻线用光学镜头，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜及第三透镜的折射率与阿贝数的比例依次为：(1.50/62)±5％、(1.80/25)±5％、(1.80/25)±5％。
3.根据权利要求1所述的激光刻线用光学镜头，其特征在于，所述第一透镜至所述第二透镜的间距为12±5％mm；所述第二透镜至所述第三透镜的间距为0.3±5％mm。
4.根据权利要求1所述的激光刻线用光学镜头，其特征在于，还包括一保护透镜，所述保护透镜设于所述第三透镜靠近像方的一侧。
5.根据权利要求4所述的激光刻线用光学镜头，其特征在于，所述保护透镜为平板玻璃，所述保护透镜的厚度为2±5％mm；所述保护透镜与所述第三透镜的间距为2±5％mm。
6.根据权利要求1所述的激光刻线用光学镜头，其特征在于，所述激光刻线用光学镜头的参数如下：
f＝160mm；Φ＝7mm；
打标范围：A＝100*100mm2；
工作波长λ＝1064nm。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2585256Y (zh) * | 2002-12-18 | 2003-11-05 | 上海市激光技术研究所 | 二个孔径光阑置于前端的fθ物镜 |
| CN101369047A (zh) * | 2008-04-28 | 2009-02-18 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 光学镜头 |
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Family Cites Families (6)
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| JP4369651B2 (ja) * | 2002-10-28 | 2009-11-25 | リコー光学株式会社 | 走査結像レンズおよび画像書込方法および画像書込装置 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2585256Y (zh) * | 2002-12-18 | 2003-11-05 | 上海市激光技术研究所 | 二个孔径光阑置于前端的fθ物镜 |
| CN101369047A (zh) * | 2008-04-28 | 2009-02-18 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 光学镜头 |
| CN101881875A (zh) * | 2010-06-22 | 2010-11-10 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | f-theta光学镜头 |
| CN203025408U (zh) * | 2012-03-21 | 2013-06-26 | 业纳光学系统有限公司 | F-θ物镜IV |
| CN203275743U (zh) * | 2013-03-22 | 2013-11-06 | 伊欧激光科技（苏州）有限公司 | 一种激光打标用F-θ镜片组 |
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