一種用于3d打印機的光學(xué)引擎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及涉及一種3D打印機中的投影光學(xué)系統(tǒng),具體的說,是涉及一種用于3D打印機的光學(xué)引擎。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上DLP技術(shù)3D打印光學(xué)引擎方面主要存在:
1、現(xiàn)有技術(shù)采用兩片鏡片對LED準直,此方法準直的缺點是光束角度范圍過大,由于LED光束無法控制到很小的角度導(dǎo)致透鏡陣列無法設(shè)置足夠多是鏡片單元從而導(dǎo)致投影面照度不均勻,投影畫面出現(xiàn)中間亮,四角偏暗;
2、由于DMD的基面反射導(dǎo)致投影畫面在暗場時出現(xiàn)漏光現(xiàn)象;
3、成像鏡頭存在光學(xué)畸變,畸變量大于單像素,導(dǎo)致打印精度下降;
4、照明光路采用塑膠非球面鏡片,成像鏡頭采用膠合玻璃鏡片,由于塑膠鏡片、膠合鏡片受溫度的影響較大,在光路老化問題上存在隱患。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了克服現(xiàn)有的技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種用于3D打印機的光學(xué)引擎。
[0004]本發(fā)明技術(shù)方案如下所述:
一種用于3D打印機的光學(xué)引擎,包括LED光源和成像鏡頭,其特征在于,所述LED光源和所述成像鏡頭之間依次設(shè)有第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡,所述第五透鏡和所述第六透鏡之間設(shè)有第十五透鏡,所述第十五透鏡為反射鏡,
所述第一透鏡呈彎月型,所述第一透鏡的凹面朝向所述LED光源,所述第二透鏡和所述第三透鏡呈雙凸型,所述第四透鏡為透鏡陣列,所述第五透鏡和所述第六透鏡呈雙凸型。
[0005]進一步的,所述第一透鏡焦距為正,所述第二透鏡和所述第三透鏡的焦距為正,所述第五透鏡和所述第六透鏡的焦距為正。
[0006]進一步的,所述成像鏡頭包括第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡、第十一透鏡、第十二透鏡、第十三透鏡以及第十四透鏡,所述第十一透鏡和所述第十二透鏡之間設(shè)有光闌,
所述第七透鏡呈彎月型,且其凸面朝向所述成像鏡頭方向;所述第八透鏡呈雙凸型;所述第九透鏡呈彎月型,且其凹面朝向所述成像鏡頭方向;所述第十透鏡呈彎月型,且其凹面朝向所述成像鏡頭方向;所述第十一透鏡呈雙凹型;所述第十二透鏡呈彎月型,其凹面朝向所述光闌方向;所述第十三透鏡和所述第十四透鏡均呈彎月型,所述第十三透鏡和所述第十四透鏡的凹面朝向所述光闌方向。
[0007]更進一步的,所述第七透鏡焦距為正,所述第八透鏡焦距為正,所述第九透鏡焦距為正,所述第十透鏡焦距為負,所述第十一透鏡焦距為負,所述第十三透鏡和所述第十四透鏡的焦距為正。
[0008]更進一步的,所述第六透鏡和所述第七透鏡之間依次設(shè)有第十六透鏡和第十七透鏡,所述第十六透鏡為偏轉(zhuǎn)棱鏡,所述第十七透鏡為直角棱鏡,所述第十六透鏡和所述第十七透鏡的斜邊粘合連接。
[0009]更進一步的,所述第十六透鏡和所述第十七透鏡之間的間隔距離為0.1mm。
[0010]更進一步的,所述第十七透鏡的一條直角邊一側(cè)設(shè)有數(shù)字微反射芯片,其另一直角邊的一側(cè)與所述第七透鏡相隔。
[0011]更進一步的,所述成像鏡頭為0.45吋720p DMD,F(xiàn)2.8成像鏡頭。
[0012]更進一步的,所述第四透鏡為塑膠材質(zhì),所述第一透鏡、所述第二透鏡、所述第三透鏡、所述第五透鏡、所述第六透鏡、所述第七透鏡、所述第八透鏡、所述第九透鏡、所述第十透鏡、所述第十一透鏡、所述第十二透鏡、所述第十三透鏡以及所述第十四透鏡為玻璃材質(zhì),且其面型為球面面型。
[0013]更進一步的,所述第十透鏡和所述第十一透鏡為火石玻璃,所述第一透鏡、所述第二透鏡、所述第三透鏡、所述第五透鏡、所述第六透鏡、所述第七透鏡、所述第八透鏡、所述第九透鏡、所述所述第十二透鏡、所述第十三透鏡以及所述第十四透鏡為H-ZK9B材質(zhì)。
[0014]進一步的,所述LED光源為402nmLED光源。
[0015]根據(jù)上述方案的本發(fā)明,其有益效果在于:
1、本發(fā)明采用了三片鏡片對LED準直,準直效果好,光束的角度范圍更小,減小了 LED光束的角度,增加了透鏡陣列的數(shù)目,從而增大了透鏡陣列的均勻光能力,使投影畫面更加均勻。
[0016]2、鏡頭光闌的水平方向尺寸減小,有效的遮擋DMD基面反射的雜光,使投影畫面暗場再沒有了漏光現(xiàn)象。
[0017]3、降低成像鏡頭的畸變,畸變量小于0.05%,提升打印精度。
[0018]4、采用全玻璃鏡片,降低溫度對光路的影響,減少光路老化隱患。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明應(yīng)用實例打印投影效果圖。
[0020]在圖中,1、第一透鏡;2、第二透鏡;3、第三透鏡;4、第四透鏡;5、第五透鏡;6、第六透鏡;7、第七透鏡;8、第八透鏡;9、第九透鏡;10、第十透鏡;11、第^^一透鏡;12、第十二透鏡;13、第十三透鏡;14、第十四透鏡;15、第十五透鏡;16、第十六棱鏡;17、第十七透鏡;18、數(shù)字微反射芯片;19、光闌。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖以及實施方式對本發(fā)明進行進一步的描述:
如圖1所示,一種用于3D打印機的光學(xué)引擎,包括LED光源(圖中未示出,下同)和成像鏡頭,LED光源為402nmLED光源,成像鏡頭為0.45吋720p DMD,F(xiàn)2.8成像鏡頭。
[0022]LED光源和成像鏡頭之間依次設(shè)有第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5以及第六透鏡6,第五透鏡5和第六透鏡6之間設(shè)有第十五透鏡15。
[0023]成像鏡頭包括第七透鏡7、第八透鏡8、第九透鏡9、第十透鏡10、第^^一透鏡11、第十二透鏡12、第十三透鏡13以及第十四透鏡14。第六透鏡6和第七透鏡7之間依次設(shè)有第十六透鏡16和第十七透鏡17,第^^一透鏡11和第十二透鏡12之間設(shè)有光闌19。
[0024]在各個透鏡中:
第一透鏡I呈彎月型,第一透鏡I的凹面朝向LED光源,且其焦距為正。
[0025]第二透鏡2和第三透鏡3呈雙凸型,且第二透鏡2和第三透鏡3的焦距為正。
[0026]第四透鏡4為透鏡陣列。
[0027]第五透鏡5和第六透鏡6呈雙凸型,且第五透鏡5和第六透鏡6的焦距為正。
[0028]第七透鏡7呈彎月型,其焦距為正,且其凸面朝向成像鏡頭方向。
[0029]第八透鏡8呈雙凸型,且其焦距為正。
[0030]第九透鏡9呈彎月型,其焦距為正,且其凹面朝向成像鏡頭方向。
[0031]第十透鏡10呈彎月型,其焦距為負,且其凹面朝向成像鏡頭方向。
[0032]第十一透鏡11呈雙凹型,其焦距為負。
[0033]第十二透鏡12呈彎月型,其凹面朝向光闌方向。
[0034]第十三透鏡13和第十四透鏡14均呈彎月型,第