【技术实现步骤摘要】
实时检测打印光斑的装置和方法
[0001]本专利技术涉及3D打印
，具体涉及一种实时检测打印光斑的装置和方法。
技术介绍
[0002]激光3D打印，即使用一束激光经过振镜反射镜反射后，在打印工作面上逐层进行图案扫描并打印的一种打印方式。激光打印光斑在整个打印工作面上是随机到处打印的，如要观察整个打印幅面内的激光光斑，则观察用的摄像头必须得配广角镜头，广角镜头观察范围广，但对微小光斑的分辨率精度较差。例如以500*500mm打印面幅为例，使用2000W像素的摄像头，像素数为4000*5000，则单个像素只能分辨0.125m，但实际打印中的激光光斑通常为100μm左右，还不足这种广角镜头的一个像素尺寸，因此靠这个分辨率显然无法识别光斑的尺寸状态。
[0003]如果配备长焦镜头，则会出现摄像覆盖范围过小的问题。例如，同样使用2000W像素的摄像头，若配备长焦镜头，镜头的观察范围比如为5*5mm，则单像素可分辨尺寸为1.25μm，此时用来分辨100μm直径的光斑，分辨率可以满足要求，但需要10000只这样的摄像头才能覆盖500*500mm打印幅面，配置如此数量的摄像头显然并不现实。
[0004]另外，3D打印过程中，打印光斑是跟随振镜反射镜作高速运动的，若采集光斑图像的摄像头的图像采集光路与3D打印光路并非同一路，则难以实时采集到高速运动的光斑图像。
技术实现思路
[0005]本专利技术以实现对3D打印光斑的实时检测，并确保检测精度为目的，提供了一种实时检测打印光斑的装置和方法。>[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]提供一种实时检测打印光斑的装置，包括光路同轴器件和图像采集模块，所述光路同轴器件用于使得3D打印光路和图像采集光路同轴，所述图像采集模块用于实时捕捉沿所述3D打印光路反射的光斑光束并放大后成像。
[0008]作为优选，所述光路同轴器件为介质反射镜，从激光打印工作面反射的所述光斑光束通过振镜反射镜片的反射后经所述介质反射镜透射后，透射光束被所述图像采集模块捕捉并放大后成像。
[0009]作为优选，所述图像采集装置包括用于衰减捕捉到的所述光斑光束的能量的衰减片。
[0010]作为优选，所述衰减片为所述光路同轴器件。
[0011]作为优选，所述衰减片为作为所述光路同轴器件的介质反射镜。
[0012]作为优选，所述图像采集模块中用于捕捉所述光斑光束的器件为长焦镜头。
[0013]作为优选，所述长焦镜头包括凹凸镜组件，所述凹凸镜组件包括凸透镜和凹透镜，捕捉到的所述光斑光束入射到所述凸透镜进行聚焦后再入射到所述凹透镜，最终从所述凹
透镜出射的经直径放大后的所述光斑光束在图像传感器中成像。
[0014]作为优选，用于成像的所述图像传感器为CMOS图像传感器。
[0015]本专利技术还提供了一种实时检测打印光斑的方法，通过所述的实时检测打印光斑的装置实现，步骤包括：
[0016]S1，将光路同轴器件设置在3D打印设备的振镜反射镜和图像采集模块之间；
[0017]S2，驱动所述振镜反射镜运动以改变所述光斑的打印位置，在激光打印工作面上形成的光斑光束沿3D打印光路反射并经所述介质反射镜的透射后，透射光束被所述图像采集模块捕捉并放大后成像。
[0018]作为优选，所述光路同轴器件为介质反射镜。
[0019]本专利技术具有以下有益效果：
[0020]1、通过光路同轴器件(介质反射镜)使得3D打印光路与图像采集光路同轴，使用3D打印光路采集光斑图像，图像采集模块不需要独立的光路，由于对光斑的图像采集光路与3D打印光路为同一路，通过从打印工作面上反射的光斑光束，能够实时观察到高速运动的光斑图像。
[0021]2、采用具有辨认100μm直径光斑的能力的长焦镜头，实现了对光斑光束的有效捕捉。
[0022]3、采用凹凸镜组件作为成像放大的器件对捕捉到的光斑光束进行放大后在CMOS图像传感器中成像，实现了对光斑图像的放大，便于后续基于放大后的光斑图像对光斑尺寸状态作更高精度的分析及判断是否异常。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是激光通过本专利技术实施例提供的实时检测打印光斑的装置形成的3D打印光路入射到激光打印工作面的路径示意图；
[0025]图2是光斑光束沿3D打印光路反射到图像采集模块的路径示意图；
[0026]图3是因跟随振镜反射镜运动而发生位置变化的光斑光束沿3D打印光路反射到图像采集模块的路径示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例采用的图像采集模块的内部结构示意图；
[0028]图5是本专利技术一实施例提供的实时检测打印光斑的方法实现步骤图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。
[0030]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0031]本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0032]在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0033]本专利技术实施例提供的一种实时检测打印光斑的装置，如图1所示，包括光路同轴器件1(优选为介质反射镜)和图像采集模块2，光路同轴器件用于使得3D打印光路和图像采集光路同轴，图像采集模块2则用于实时捕捉沿3D打印光路反射的打印光斑光束并放大后成像。
[0034]以下对使用光路同轴器件如何使得3D打印光路和图像采集光路同轴进行具体说明：
[0035]如图1所示，入射激光经介质反射镜1反射后入射到振镜反射镜3，并经振镜反射镜3本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种实时检测打印光斑的装置，其特征在于，包括光路同轴器件和图像采集模块，所述光路同轴器件用于使得3D打印光路和图像采集光路同轴，所述图像采集模块用于实时捕捉沿所述3D打印光路反射的光斑光束并放大后成像。2.根据权利要求1所述的一种实时检测打印光斑的装置，其特征在于，所述光路同轴器件为介质反射镜，从激光打印工作面反射的所述光斑光束通过振镜反射镜片的反射后经所述介质反射镜透射后，透射光束被所述图像采集模块捕捉并放大后成像。3.根据权利要求1所述的一种实时检测打印光斑的装置，其特征在于，所述图像采集装置包括用于衰减捕捉到的所述光斑光束的能量的衰减片。4.根据权利要求3所述的一种实时检测打印光斑的装置，其特征在于，所述衰减片为所述光路同轴器件。5.根据权利要求4所述的一种实时检测打印光斑的装置，其特征在于，所述衰减片为作为所述光路同轴器件的介质反射镜。6.根据权利要求1所述的一种实时检测打印光斑的装置，其特征在于，所述图像采集模块中用于捕捉所述光斑光束的器件为长焦...
【专利技术属性】
技术研发人员：李兵涛，李明之，
申请(专利权)人：爱司凯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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