本发明专利技术适用于光学对焦领域，提供了一种光路放大的自动对焦装置，包括：发光部分1、分光镜2、第一柱面镜5和一维位置敏感器6；一维位置敏感器6、第一柱面镜5和分光器2从上往下依次设置于聚焦镜4的正上方；分光镜2相对聚焦镜4倾斜设置，发光部分1设置在分光镜2的斜向下面的水平侧；发光部分1出射光束经分光镜2部分反射，通过聚焦镜4聚焦至聚焦镜4下方的被测工件3上，在工件3上形成反射光再次通过聚焦镜4，经分光镜2部分透射后，经柱面镜5一维聚焦后，入射到一维位置敏感器6上。利用柱面镜的一维聚焦功能，实现离焦量被放大至一维位置敏感传感器显示，达到高精度测量离焦量的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学对焦领域，尤其涉及一种光路放大的自动对焦装置。
技术介绍
在激光精密加工的系统中，精密聚焦镜和聚焦头是必要的光学元件，目前使用的 自动对焦装置采用的是CCD成像对焦，但其受CCD的响应频率的限制，该自动对焦方式只能 适用于静态对焦测量，因而受到许多的限制。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种光路放大的自动对焦装置，以解决现有技术只 能进行静态对焦的问题。 本专利技术实施例是这样实现的，一种光路放大的自动对焦装置，所述装置包括：发光 部分1、分光镜2、第一柱面镜5和一维位置敏感器6 ; 所述一维位置敏感器6、所述第一柱面镜5和所述分光器2从上往下依次设置于聚 焦镜4的正上方； 所述分光镜2相对所述聚焦镜4倾斜设置，所述发光部分1设置在所述分光镜2 的斜向下面的水平侧； 所述发光部分1出射光束经所述分光镜2部分反射，通过所述聚焦镜4聚焦至所 述聚焦镜4下方的被测工件3上，在所述工件3上形成反射光再次通过所述聚焦镜4,经所 述分光镜2部分透射后，经所述柱面镜5-维聚焦后，入射到所述一维位置敏感器6上； 通过将被测工件3在进行自动对焦时的光在所述一维位置敏感器6上的位置与所 述工件3在所述聚焦镜4焦点上时光在所述一维位置敏感器6的位置对比，判断所述工件 3是否在所述聚焦镜4的焦点上。 本专利技术提供的一种光路放大的自动对焦装置的第一优选实施例中：所述发光部分 1包括从远离所述分光镜2 -侧到靠近所述分光镜2 -侧依次设置的光源11、第二柱面镜 12、球面透镜13和光阑14; 所述光源11在所述球面透镜13的焦平面上，与所述第二柱面镜12的距离小于所 述第二柱面镜12的焦距，所述第二柱面镜12对光源1发射的光进行聚焦或者准直。 本专利技术提供的一种光路放大的自动对焦装置的第二优选实施例中：所述光源11 为发光二激光或激光光源；所述出射光束形状为椭圆形、矩形或者正方形。 本专利技术提供的一种光路放大的自动对焦装置的第三优选实施例中：所述聚焦镜4 为聚焦显微镜或长工作距离聚焦镜； 所述一维位置敏感传感器6为一维PSD或者线阵(XD。 本专利技术提供的一种光路放大的自动对焦装置的第四优选实施例中：所述一维位置 敏感传感器6输出值Y与离焦量X的对应关系公式为：Y=X*L2*arcsinNA*D/D。 （6) 其中，L2表示聚焦镜4与一维位置敏感传感器6的距离，NA表示聚焦镜镜头的数 值孔径；D表不入射光束偏轴量，D。表不入瞳直径； 所述装置进行对焦的过程包括： 1)记录输出的一维位置敏感传感器6输出的值，把所述输出值作为基准值I;根 据所述公式6标定所述离焦量X跟所述一维位置敏感传感器6输出值Y与I差值的关系， 设定所述离焦量X小于SX满足对焦要求，计算出所述一维位置敏感传感器6满足对焦要 求输出值范围1+SY; 2)读取所述被测工件3在进行自动对焦时一维位置敏感传感器6输出值Y;若Y 值在YfSY范围内，则所述被测工件3相对所述聚焦镜4的位置Ok;若Y值不在YfSY范 围内，则根据Y值和所述公式6判断所述离焦量X的大小，控制电机移动所述聚焦镜4,使所 述被测工件3相对所述聚焦镜4的位置Ok，实现自动对焦。 本专利技术实施例提供的一种光路放大的自动对焦装置的有益效果包括： 利用柱面镜的一维聚焦功能，实现在与柱面镜的母线垂直方向将细光束聚焦，易 被一维位置敏感传感器接收，同时与在柱面镜的母线平行方向不改变光传输方向，实现离 焦量被放大至一维位置敏感传感器显示，达到高精度测量离焦量的目的。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些 附图获得其他的附图。 图1是本专利技术实施例提供的一种光路放大的自动对焦装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的工件在聚焦镜正焦点上时的光路图；图3是本专利技术实施例提供的工件与聚焦镜距离小于聚焦镜焦距时的光路图； 图4是本专利技术实施例提供的工件与聚焦镜距离大于聚焦镜焦距时光路图； 图5是本专利技术实施例提供的一种光路放大的自动对焦装置的自动对焦流程图； 1为发光部分；2为分光镜；3为工件；4为聚焦镜；5为第一柱面镜；6为一维位置 敏感器；11为光源；12为第二柱面镜；13为球面透镜；14为光阑。【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。 为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。 如图1所示为本专利技术提供的一种光路放大的自动对焦装置的结构示意图，所述装 置包括：发光部分1、分光镜2、第一柱面镜5和一维位置敏感器6。 一维位置敏感器6、第一柱面镜5和分光器2从上往下依次设置于聚焦镜4的正上 方。 分光镜2相对聚焦镜4倾斜设置，发光部分1设置在分光镜2的斜向下面的水平 侧。 发光部分1出射光束经分光镜2部分反射，通过聚焦镜4聚焦至聚焦镜4下方的 被测工件3上，在工件3上形成反射光再次通过聚焦镜4,经分光镜2部分透射后，经柱面镜 5 -维聚焦后，入射到一维位置敏感器6上。 通过将被测工件3在进行自动对焦时的光在一维位置敏感器6上的位置与工件3 在聚焦镜4焦点上时光在一维位置敏感器6的位置对比，判断工件3是否在聚焦镜4的焦 点上。图当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光路放大的自动对焦装置，其特征在于，所述装置包括：发光部分(1)、分光镜(2)、第一柱面镜(5)和一维位置敏感器(6)；所述一维位置敏感器(6)、所述第一柱面镜(5)和所述分光器(2)从上往下依次设置于聚焦镜(4)的正上方；所述分光镜(2)相对所述聚焦镜(4)倾斜设置，所述发光部分(1)设置在所述分光镜(2)的斜向下面的水平侧；所述发光部分(1)出射光束经所述分光镜(2)部分反射，通过所述聚焦镜(4)聚焦至所述聚焦镜(4)下方的被测工件(3)上，在所述工件(3)上形成反射光再次通过所述聚焦镜(4)，经所述分光镜(2)部分透射后，经所述柱面镜(5)一维聚焦后，入射到所述一维位置敏感器(6)上；通过将被测工件(3)在进行自动对焦时的光在所述一维位置敏感器(6)上的位置与所述工件(3)在所述聚焦镜(4)焦点上时光在所述一维位置敏感器(6)的位置对比，判断所述工件(3)是否在所述聚焦镜(4)的焦点上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何智恒，张丽华，雷桂明，王雪辉，聂茂泉，
申请(专利权)人：武汉华工激光工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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