[發明專利]一種用于3D打印機的光學引擎

有效

• 申請號: 201610049247.1
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105527696B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 吳慶利;晏正濤;王榮安
• 申請（專利權）人: 深圳市諦源光科有限公司
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B27/09;G02B1/00;B29C67/00;B33Y30/00
• 代理公司: 深圳市遠航專利商標事務所(普通合伙)44276
• 代理人: 田志遠

技術領域

本發明涉及涉及一種3D打印機中的投影光學系統，具體的說，是涉及一種用于3D打印機的光學引擎。

背景技術

目前市場上DLP技術3D打印光學引擎方面主要存在:

1、現有技術采用兩片鏡片對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致透鏡陣列無法設置足夠多是鏡片單元從而導致投影面照度不均勻，投影畫面出現中間亮，四角偏暗；

2、由于DMD的基面反射導致投影畫面在暗場時出現漏光現象；

3、成像鏡頭存在光學畸變，畸變量大于單像素，導致打印精度下降；

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。

發明內容

為了克服現有的技術的不足, 本發明提供一種用于3D打印機的光學引擎。

本發明技術方案如下所述：

一種用于3D打印機的光學引擎，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。

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。

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。

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。

更進一步的，所述第六透鏡和所述第七透鏡之間依次設有第十六透鏡和第十七透鏡，所述第十六透鏡為偏轉棱鏡，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。

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。

更進一步的，所述第十七透鏡的一條直角邊一側設有數字微反射芯片，其另一直角邊的一側與所述第七透鏡相隔。

更進一步的，所述成像鏡頭為0.45吋720p DMD，F2.8成像鏡頭。

更進一步的，所述第四透鏡為塑膠材質，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，且其面型為球面面型。

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。

進一步的，所述LED光源為402nmLED光源。

根據上述方案的本發明，其有益效果在于：

1、本發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。

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象。

3、降低成像鏡頭的畸變，畸變量小于0.05%，提升打印精度。

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

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明應用實例打印投影效果圖。