[发明专利]激光扫描装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光扫描装置，特别是涉及一种可补偿可见光光束经过扫描聚焦单元所造成的像差与色散的激光扫描装置。

背景技术

激光加工技术为利用激光光束于物件上扫描并产生记号的方法。工业上有许多种类的激光可用以加工时使用，例如二氧化碳激光、半导体激光以及二极管激光。

传统激光加工流程的生产线主要分成三个区块，第一区块为定位区，第二区块为加工区，而第三区块为检测区。但在激光加工处理进行之前，生产线会先在定位区利用电荷耦合装置(Charge Couple Device，CCD)进行定位流程，其后于加工区进行激光的加工处理，最后在检测区利用电荷耦合装置进行检测流程。但上述的激光加工流程需要共三个电荷耦合装置与一激光扫描装置，存在有零组件多、占空间与无法同步检测的问题。

再者，目前市面上传统激光扫描检测装置都只针对扫描中心位置进行设计，使得在中心区域所获得的影像为清晰影像，而非中心区域所获得的影像为模糊影像。另一方面，传统激光扫描装置相对于平台的扫描角度不正交时(即激光光束与扫描振镜的光轴夹角不为四十五度时)，由于激光光束与可见光光束的波长不同，使可见光光束通过扫描振镜后产生色散，将导致实际激光光束所扫描加工的位置与电荷耦合装置接收可见光光束而获得影像的扫描加工位置不同而影响检测流程的精确度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种激光扫描装置，以解决先前技术所存在零组件多、占空间、无法同步检测、仅中心区域的影像为清晰影像以及实际激光光束所扫描的位置与电荷耦合装置接收可见光光束而获得影像的扫描加工位置不同而影响检测精确度的问题。

依据本发明所揭露的激光扫描装置，适用于扫描置于工作平台上的物件。激光扫描装置包括激光输出单元、扫描器、分光单元、成像补偿单元、检测单元以及控制单元。其中，扫描器包括扫描聚焦单元。激光输出单元输出激光光束，扫描聚焦单元使激光光束聚焦且扫描物件，扫描器通过扫描聚焦单元接收并输出照射于物件的可见光光束。接着，分光单元使激光光束穿透且反射扫描器所输出的可见光光束。成像补偿单元接收被分光单元反射的可见光光束，并补偿可见光光束经过扫描聚焦单元所形成的像差。其后，检测单元接收经过成像补偿单元的可见光光束而输出检测信号。控制单元接收检测信号，且依据可见光光束的波长、激光光束的波长、扫描聚焦单元与成像补偿单元调整检测信号。

依据本发明所揭露的激光扫描装置，可通过检测单元的设置减少先前技术所存在零组件多、占空间与无法同步检测的问题。接着，由于扫描聚焦单元依据激光光束所设计，且可见光光束与激光光束的波长不同，所以当可见光光束经过扫描聚焦单元后会产生像差，通过成像补偿单元的设计，可补偿可见光光束经过扫描聚焦单元所产生的像差，用于解决先前技术所存在仅中心区域的影像为清晰影像的问题。再者，由于可见光光束包括多个波长，所以当可见光光束经过扫描聚焦单元后会产生色散，通过控制单元调整检测信号，可补偿可见光光束经过扫描聚焦单元后所产生色散，用于解决先前技术所存在实际激光光束所扫描的位置与电荷耦合装置接收可见光光束而获得影像的扫描加工位置不同而影响检测精确度的问题。

以上关于本发明的内容说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。

附图说明

图1为本发明所揭露的激光扫描装置的一实施例架构示意图；

图2A为图1的扫描器接收并输出照射于工作平台上定位点A的可见光光束的光线路径图；

图2B为图1的扫描器接收并输出照射于工作平台上定位点B的可见光光束的光线路径图；

图2C为图1的扫描器接收并输出照射于工作平台上定位点C的可见光光束的光线路径图；

图3为图1的成像补偿单元的一实施例结构示意图；

图4为图1的成像补偿单元的另一实施例结构示意图；

图5为图1的控制单元于第一方向的光学模拟与实作时的位置误差关系示意图；

图6为图5的光学模拟与实作的相对误差百分比关系示意图；

图7A为依据图1的扫描聚焦单元的一实施例立体结构示意图；

图7B为依据图1的扫描聚焦单元的一实施例侧视结构示意图；

图7C为图1的侦测单元利用图7A的扫描聚焦单元所取得的扫描区域影像一实施例示意图；

图8A为传统扫描聚焦单元的一实施例立体结构示意图；

图8B为传统扫描聚焦单元的一实施例侧视结构示意图；