[发明专利]一种用于3D打印机的光学引擎

说明书

技术领域

本发明涉及涉及一种3D打印机中的投影光学系统，具体的说，是涉及一种用于3D打印机的光学引擎。

背景技术

目前市场上DLP技术3D打印光学引擎方面主要存在:

1、现有技术采用两片镜片对LED准直，此方法准直的缺点是光束角度范围过大，由于LED光束无法控制到很小的角度导致透镜阵列无法设置足够多是镜片单元从而导致投影面照度不均匀，投影画面出现中间亮，四角偏暗；

2、由于DMD的基面反射导致投影画面在暗场时出现漏光现象；

3、成像镜头存在光学畸变，畸变量大于单像素，导致打印精度下降；

4、照明光路采用塑胶非球面镜片，成像镜头采用胶合玻璃镜片，由于塑胶镜片、胶合 镜片受温度的影响较大，在光路老化问题上存在隐患。

发明内容

为了克服现有的技术的不足, 本发明提供一种用于3D打印机的光学引擎。

本发明技术方案如下所述：

一种用于3D打印机的光学引擎，包括LED光源和成像镜头，其特征在于，所述LED光源和所述成像镜头之间依次设有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，所述第五透镜和所述第六透镜之间设有第十五透镜，所述第十五透镜为反射镜，

所述第一透镜呈弯月型，所述第一透镜的凹面朝向所述LED光源，所述第二透镜和所述第三透镜呈双凸型，所述第四透镜为透镜阵列，所述第五透镜和所述第六透镜呈双凸型。

进一步的，所述第一透镜焦距为正，所述第二透镜和所述第三透镜的焦距为正，所述第五透镜和所述第六透镜的焦距为正。

进一步的，所述成像镜头包括第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜以及第十四透镜，所述第十一透镜和所述第十二透镜之间设有光阑，

所述第七透镜呈弯月型，且其凸面朝向所述成像镜头方向；所述第八透镜呈双凸型；所述第九透镜呈弯月型，且其凹面朝向所述成像镜头方向；所述第十透镜呈弯月型，且其凹面朝向所述成像镜头方向；所述第十一透镜呈双凹型；所述第十二透镜呈弯月型，其凹面朝向所述光阑方向；所述第十三透镜和所述第十四透镜均呈弯月型，所述第十三透镜和所述第十四透镜的凹面朝向所述光阑方向。

更进一步的，所述第七透镜焦距为正，所述第八透镜焦距为正，所述第九透镜焦距为正，所述第十透镜焦距为负，所述第十一透镜焦距为负，所述第十三透镜和所述第十四透镜的焦距为正。

更进一步的，所述第六透镜和所述第七透镜之间依次设有第十六透镜和第十七透镜，所述第十六透镜为偏转棱镜，所述第十七透镜为直角棱镜，所述第十六透镜和所述第十七透镜的斜边粘合连接。

更进一步的，所述第十六透镜和所述第十七透镜之间的间隔距离为0.1mm。

更进一步的，所述第十七透镜的一条直角边一侧设有数字微反射芯片，其另一直角边的一侧与所述第七透镜相隔。

更进一步的，所述成像镜头为0.45吋720p DMD，F2.8成像镜头。

更进一步的，所述第四透镜为塑胶材质，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜、所述第九透镜、所述第十透镜、所述第十一透镜、所述第十二透镜、所述第十三透镜以及所述第十四透镜为玻璃材质，且其面型为球面面型。

更进一步的，所述第十透镜和所述第十一透镜为火石玻璃，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜、所述第九透镜、所述所述第十二透镜、所述第十三透镜以及所述第十四透镜为H-ZK9B材质。

进一步的，所述LED光源为402nmLED光源。

根据上述方案的本发明，其有益效果在于：

1、本发明采用了三片镜片对LED准直，准直效果好，光束的角度范围更小，减小了LED光束的角度，增加了透镜阵列的数目，从而增大了透镜阵列的均匀光能力，使投影画面更加均匀。

2、镜头光阑的水平方向尺寸减小,有效的遮挡DMD基面反射的杂光，使投影画面暗场再没有了漏光现象。

3、降低成像镜头的畸变，畸变量小于0.05%，提升打印精度。

4、采用全玻璃镜片，降低温度对光路的影响，减少光路老化隐患。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明应用实例打印投影效果图。