一种3D打印机用投射镜头制造技术

本发明专利技术公开了一种3D打印机用投射镜头，涉及光学镜头技术领域。一种3D打印机用投射镜头，所述投射镜头沿光线方向从物面到像面依次设置有：第一弯月透镜、第二弯月透镜、双凹面负透镜、第一双凸面透镜、第二双凸面透镜、第三弯月透镜、第四弯月透镜、第五弯月透镜、第三双凸面透镜和第四双凸面透镜。本发明专利技术实施例中所提供的一种3D打印机用投射镜头，该投影镜头解像力高，分辨率高，能够很好的满足市场的需求。能够很好的满足市场的需求。能够很好的满足市场的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印机用投射镜头


[0001]本申请涉及光学镜头
，尤其是涉及一种3D打印机用投射镜头。

技术介绍

[0002]3D打印技术的一个主要分支是光固化3D打印技术，它是利用光束照射液态光敏树脂后使其固化的原理，使材料逐点或逐层累加成型。随着社会发展，出现了采用DLP(Digital Light Procession，数字光处理)投影技术的3D打印光学投影机。
[0003]DLP投影技术是将整层图像通过投射镜头投影到光敏树脂上，并逐层叠加成型，其特点是可以一次完成整层打印，具有打印速度快、精度高的特点。因此，DLP投影技术对投射镜头的性能提出了很高的要求。
[0004]在申请公布号为CN115248491A的专利文献公开了一种DLP投影镜头，包括：从投影成像侧到像源侧，依次设置的前镜组、可调光阑、后镜组、等效棱镜和DMD，前镜组包括依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜，后镜组包括依次设置的第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜，其中，第五、八透镜为胶合透镜。该镜头具有工作距离长、投射比小、分辨率高、性能稳定、光圈可调、体积小等特点。但是，该专利文献的像质不高，MTF约为45％。
[0005]在授权公告号为CN105527698B的专利文献公开了一种DLP微型投影机的投影镜头，包括像方和物方，像方和物方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、第六透镜、第七透镜、第八透镜、棱镜以及DMD，第二透镜和第三透镜之间设有光阑。该投影镜头采用反远摄结构，保证了镜头的远心度，相对孔径大清晰度高，结构紧凑，体积小，适用于0.3寸DMD的投影光路。但是，该专利文献的镜头畸变量大，畸变量约为1％。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例的目的在于提供一种3D打印机用投射镜头，该投影镜头解像力高，分辨率高，能够很好的满足市场的需求。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0008]本专利技术实施例提供了一种3D打印机用投射镜头，所述投射镜头沿光线方向从物面到像面依次设置有：第一弯月透镜、第二弯月透镜、双凹面负透镜、第一双凸面透镜、第二双凸面透镜、第三弯月透镜、第四弯月透镜、第五弯月透镜、第三双凸面透镜和第四双凸面透镜。
[0009]在一些实施例中，所述投射镜头的有效焦距为23.65mm，镜头光圈值为F2.0。
[0010]在一些实施例中，所述投射镜头在投射画面下解像力为：分辨率为93lp/mm时，镜头MTF>70％。
[0011]在一些实施例中，所述投射镜头用于0.47英寸DMD芯片，投射比为1.357。
[0012]在一些实施例中，所述第一弯月透镜、所述第二弯月透镜、所述双凹面负透镜、所述第一双凸面透镜、所述第二双凸面透镜、所述第三弯月透镜、所述第四弯月透镜、所述第
五弯月透镜、所述第三双凸面透镜和所述第四双凸面透镜均采用球面透镜。
[0013]在一些实施例中，所述第一弯月透镜、所述第二弯月透镜、所述双凹面负透镜、所述第一双凸面透镜、所述第二双凸面透镜、所述第三弯月透镜、所述第四弯月透镜、所述第五弯月透镜、所述第三双凸面透镜和所述第四双凸面透镜均为玻璃材质。
[0014]在一些实施例中，第一双凸面透镜和第二双凸面透镜之间设置有光阑。
[0015]在一些实施例中，所述投射镜头沿光线方向从物面到像面还依次设置有：振镜玻璃、棱镜和DMD芯片。
[0016]光固化3D打印技术主要分为SLA和DLP或LCD投影技术。
[0017]SLA称为立体光固化成型技术，它是利用激光光束逐点快速扫描照射到光敏树脂上使其固化成型。SLA技术可以对光敏树脂意外的其他材料进行成型，具有应用广泛的特点。
[0018]DLP和LCD投影技术则是通过将整层图像通过投影镜头投影到光敏树脂上，并逐层叠加成型，其特点是可以一次完成整层打印，具有打印速度快、精度高的特点。
[0019]LCD投影技术则是利用LCD作为图像发生器，其打印原理与DLP投影技术相似。不同的是LCD应用极其广泛，社会上不同领域应用不同像素、不同尺寸的LCD，使得可供选择的LCD种类繁多，因此相比DLP投影技术，其特点是成本较低。
[0020]DLP投影技术是发展较早的一种光固化3D打印技术，它的核心部件是DMD，其是由美国德州仪器(TI)独家掌握并开发的数字图像芯片，它整合了微机电结构电路单元，利用COMS，SRAM记忆单元所制成。当DMD正常工作的时候，DMD会由紫外线(UV)光源点亮，光通过光学镜片照射到DMD上，DMD表面布满的体积微小电路可控制镜片转动来反射光线，DMD的像素被别离处理，最终通过投影镜头成像，图画被投影到树脂层，该树脂可用UV光源进行固化，当该树脂固化时，其单体能交联以创立一个聚合物链——该聚合物链可发生固体材料，然后发生一系列截面，这些截面可组成3D物体。
[0021]现有技术中有一些关于DLP投射镜头的专利文献。
[0022]例如，在申请公布号为CN115248491A的专利文献公开了一种DLP投影镜头，包括：从投影成像侧到像源侧，依次设置的前镜组、可调光阑、后镜组、等效棱镜和DMD，前镜组包括依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜，后镜组包括依次设置的第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜，其中，第五、八透镜为胶合透镜。该镜头具有工作距离长、投射比小、分辨率高、性能稳定、光圈可调、体积小等特点。但是，该专利文献的像质不高，MTF约为45％。
[0023]又如，在授权公告号为CN107121767B的专利文献公开了一种用于DLP工程投影机的高分辨率投影镜头，包括前固定组、第一变倍组、第二变倍组、补偿组和后固定组；前固定组由前透镜一、前透镜二、前透镜三和前透镜四组成，前透镜三和前透镜四构成胶合透镜；第一变倍组由第一变倍透镜和第二变倍透镜组成，第一变倍透镜和第二变倍透镜构成胶合透镜；所述的第二变倍组由第三变倍透镜和第四变倍透镜组成；补偿组由补偿透镜一和补偿透镜二组成，补偿透镜一和补偿透镜二构成胶合透镜；所述的后固定组由后固定透镜一、后固定透镜二、后固定透镜三和后固定透镜四组成，后固定透镜一和后固定透镜二构成胶合透镜；该专利技术有高分辨率、像方远心、自动对焦、长工作距离、低畸变、低成本及小型化的优点。但是，该专利文献不适用于3D打印用，且镜头的MTF约为65％，像质不高。
[0024]再如，在申请公布号为CN112269241A的专利文献公开了一种适用于DLP光固化3D打印的投影镜头，包括沿光轴依次排列的具有正焦距的第一群组透镜、光阑、具有正焦距的第二群组透镜、振镜、棱镜、DMD窗口和成像面。所述第一群组透镜包括第一至第五透镜；所述第二群组透镜包括第六至第九透镜。该专利技术的镜头具有照度均匀性好、成像分辨率高、超低畸变的特点，且相对照度全视场高于0.99。但是，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印机用投射镜头，其特征在于，所述投射镜头沿光线方向从物面到像面依次设置有：第一弯月透镜、第二弯月透镜、双凹面负透镜、第一双凸面透镜、第二双凸面透镜、第三弯月透镜、第四弯月透镜、第五弯月透镜、第三双凸面透镜和第四双凸面透镜。2.如权利要求1所述的3D打印机用投射镜头，其特征在于，所述投射镜头的有效焦距为23.65mm，镜头光圈值为F2.0。3.如权利要求1所述的3D打印机用投射镜头，其特征在于，所述投射镜头在投射画面下解像力为：分辨率为93lp/mm时，镜头MTF>70％。4.如权利要求1所述的3D打印机用投射镜头，其特征在于，所述投射镜头用于0.47英寸DMD芯片，投射比为1.357。5.如权利要求1所述的3D打印机用投射镜头，其特征在于，所述第一弯月透...

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，马卫华，杨清波，马志强，张蕊，李钢，魏源源，秦翠翠，
申请(专利权)人：南阳南方智能光电有限公司，
类型：发明
国别省市：