[发明专利]一种基于CCD成像的激光加工和定焦装置和方法

权利要求书

1.一种激光加工和定焦装置，其至少包括：用于发射激光束的激光器；用于对所述激光束进行扩束和准直的扩束系统；用于改变所述激光束的位置的扫描振镜；用于将所述激光束进行汇聚的聚焦镜；所述激光器发射的激光束通过所述扩束系统进行扩束和准直之后，进而通过所述扫描振镜改变方向进入所述聚焦镜进行聚焦；其特征在于：所述激光器带有指示红光；

所述装置还包括用于判断焦点位置并控制所述聚焦镜的位置实现调焦的调焦系统；用于将指示红光在工件表面的反射光反射进调焦系统的分光系统；所述分光系统设置于所述扫描振镜与所述聚焦镜之间；所述分光系统包括分光镜和旋转机构；所述分光镜一端固定在所述旋转机构上；

所述指示红光依次通过所述扩束系统、扫描振镜、分光系统、聚焦镜到达工件表面；

所述指示红光在工件表面的反射光经过所述分光镜进入所述调焦系统。

2.根据权利要求1所述的一种激光加工和定焦装置，其特征在于：所述调焦系统由滤光片、CCD、处理器和位移控制器组成，所述滤光片和所述CCD的中心同轴设置，与所述激光束所在的主光轴垂直设置，所述CCD与所述处理器电连接，所述处理器与所述位移控制器电连接，所述位移控制器用于调节所述聚焦镜的位置。

3.根据权利要求1所述的一种激光加工和定焦装置，其特征在于：所述分光镜绕所述旋转机构的一端旋转，所述旋转角度为45°。

4.根据权利要求1所述的一种激光加工和定焦装置，其特征在于：所述分光镜通过镀膜对指示红光实现透反，透反比为1:1。

5.根据权利要求2所述的一种激光加工和定焦装置，其特征在于：所述激光器上设有开关一和开关二；所述开关一用于发射和关闭所述指示红光；所述开关二用于发射和关闭所述激光束。

6.根据权利要求2所述的一种激光加工和定焦装置，其特征在于：所述滤光片只允许指示红光通过。

7.根据权利要求3所述的一种激光加工和定焦装置，其特征在于：所述分光系统有调焦状态和加工状态；当所述分光镜旋转至与主光轴成45°角时，为调焦状态；当所述分光镜与主光轴平行时，为加工状态。

8.一种激光加工和定焦方法，其特征在于：包括以下步骤：

激光器发射指示红光；

所述指示红光通过扩束系统进行扩束和准直；

所述指示红光经过扫描振镜改变方向之后进入分光系统；

所述指示红光进入聚焦镜进行聚焦；

所述指示红光到达工件表面；

所述指示红光经过分光镜反射；

经过反射后的指示红光进入调焦系统；

所述调焦系统调节聚焦镜的位置直至成像边缘和对比度符合限定要求，完成调焦；

关闭激光器上的指示红光开关；

开启激光器上的激光束开关；

激光器发出激光束；

进入加工状态。

9.根据权利要求8所述的一种激光加工和定焦方法，其特征在于：在步骤‘激光器发射指示红光’之前，还包括步骤：打开激光器上的指示红光开关。

10.根据权利要求9所述的一种激光加工和定焦方法，其特征在于：所述步骤‘所述调焦系统调节聚焦镜的位置直至成像边缘和对比度符合限定要求，完成调焦’中，还包括步骤：

经过反射后的指示红光通过滤光片滤除杂散光；

所述指示红光在CCD上成像；

处理器对所述成像进行处理并显示；

所述处理器向位移控制器发出信号调节聚焦镜的位置，

位移控制器调节聚焦镜的位置直至成像边缘和对比度符合限定要求，完成调焦。