[发明专利]一种多级调焦装置及方法

权利要求书

1.一种多级调焦装置，其特征在于，应用于激光成像系统，所述系统包括激光器，所述多级调焦装置包括：楔形棱镜组件、阶梯棱镜、第一动力机构及用于驱动所述楔形棱镜组件运动的第二动力机构，所述楔形棱镜组件包括第一棱镜组件和第二棱镜组件；

所述第一动力机构用于驱动所述阶梯棱镜移动以改变所述激光器发出的激光光束在所述激光成像系统中的光程大小，以使所述激光光束的焦面位于第一预设位置；

所述第二动力机构用于驱动所述第一棱镜组件和第二棱镜组件相对移动，以改变所述激光光束在所述激光成像系统中的光程大小，以调节所述激光光束的焦面由所述第一预设位置变为第二预设位置，其中，所述第二预设位置与所述激光成像系统的像面重合。

2.根据权利要求1所述的多级调焦装置，其特征在于，沿所述阶梯棱镜移动方向，所述阶梯棱镜的多个阶梯面的厚度递增或递减。

3.根据权利要求2所述的多级调焦装置，其特征在于，所述阶梯棱镜的相邻两个阶梯面的厚度梯度为常量。

4.根据权利要求3所述的多级调焦装置，其特征在于，沿所述阶梯棱镜移动方向，所述阶梯棱镜的每一个阶梯面的长度与所述激光光束的口径相等。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的多级调焦装置，其特征在于，还包括第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板位于所述第二支撑板上，所述楔形棱镜组件、所述第一动力机构及所述第二动力机构均设置于所述第一支撑板上，所述阶梯棱镜设置于所述第二支撑板上，所述第一动力机构用于驱动所述第二支撑板相对于所述第一支撑板平行移动。

6.根据权利要求5所述的多级调焦装置，其特征在于，包括电机和丝杠，所述第一支撑板上安装有丝杠固定件和丝杠支撑件，所述丝杠的一端可转动地连接在所述丝杠固定件上，并与所述电机的转轴连接，且所述丝杠的另一端与所述丝杠支撑件可转动连接，所述丝杠上套设有相互连接的丝杠螺母和第二支撑板连接块，所述第二支撑板连接块与所述第二支撑板连接。

7.根据权利要求6所述的多级调焦装置，其特征在于，所述第一棱镜组件为移动楔形棱镜，所述第二棱镜组件为固定安装在所述第二支撑板上的固定楔形棱镜，所述移动楔形棱镜与所述第二动力机构连接，所述移动楔形棱镜的倾斜面与所述固定楔形棱镜的倾斜面接触，且所述移动楔形棱镜在所述第二动力机构的驱动下相对于所述固定楔形棱镜沿倾斜面方向滑动。

8.根据权利要求7所述的多级调焦装置，其特征在于，所述第二支撑板靠近所述第一支撑板的一面上设置有滑轨，所述滑轨的长度方向与所述第二支撑板连接块的运动方向一致。

9.根据权利要求8所述的多级调焦装置，其特征在于，所述第二动力机构包括微动平台，所述微动平台与所述移动楔形棱镜连接，所述微动平台相对于所述第一支撑板倾斜安装，且所述微动平台相对于所述第一支撑板的倾斜角度与所述移动楔形棱镜的楔形角及所述固定楔形棱镜的楔形角均一致。

10.一种多级调焦方法，应用于包括如权利要求1-9的任一项所述的多级调焦装置的激光成像系统，其特征在于，所述方法包括：

驱动所述阶梯棱镜移动以改变所述激光器发出的激光光束在所述激光成像系统中的光程大小，以使所述激光光束的焦面位于第一预设位置；

驱动所述第一棱镜组件和所述第二棱镜组件相对移动，以改变所述激光光束在所述激光成像系统中的光程大小，以调节所述激光光束的焦面由所述第一预设位置变为第二预设位置，其中，所述第二预设位置与所述激光成像系统的像面重合。