基于DLP系统的集光装置及光学组件的设置方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于DLP系统的集光装置。所述集光装置，包括：LED光源、光学组件和DMD芯片；所述LED光源的发光区域垂直于所述光学组件的光轴；所述光学组件的光轴经过所述LED光源的发光区域的几何中心；所述LED光源发射光线的光轴与所述光学组件的光轴重合；经过所述光学组件光轴的光线经过所述DMD芯片入射光线的光轴入射到所述DMD芯片上的微镜的几何中心；所述LED光源发射的光线经过所述光学组件聚焦后，照射到所述DMD芯片上的微镜的指定面积上，使所述指定面积上形成所述LED光源的像。能够在LED光源采集到更多的光能，减少光能的损失，极大地提高了光能的利用率。

【技术实现步骤摘要】
基于DLP系统的集光装置及光学组件的设置方法
本专利技术涉及3D打印
，具体涉及一种基于DLP系统的集光装置及光学组件的设置方法。
技术介绍
在快速发展的增材制造系统中，有一类是利用光敏树脂在紫外光的照射下发生聚合反应，层层固化从而堆叠成型的原理制造而成。这类系统中有的采用紫外激光扫描来固化树脂，有的采用紫外光DLP投影固化树脂，DLP投影固化树脂成型速度远远快于激光扫描固化成型，近年来引起越来越广泛的关注。DLP投影的核心部件为数字化微镜芯片，光源发出的紫外光照射到DMD芯片上，DMD将携带图片信息的光线反射至镜头中成像，对树脂固化成型。树脂对光的强度和波长敏感，直接影响成型质量和成型速度。现有的机器中，大多数采用高压汞灯或者紫外光阵列光源，为了提高树脂的成型质量和速度，必须对光源发出来的光做收集处理，现有的较为流行的解决方案有反光罩收集和准直透镜准直，或者两者结合使用。采用反光罩收集光能，将发光角度较大的光能收集回来，那些贴近光轴角度较小的光能不可避免的被损失，反光罩虽然收集回来大量光能，但是所形成的光斑偏大，而且光的偏转角也偏大，对后期的利用提出严格的要求。采用准直透镜的方法，只是利用了偏转角较小的光能，大部分光能被损失了，而且准直后的光斑也比较大，在后期利用时虽然对距离没有什么要求，但是会再次散失掉大部分能量。
技术实现思路
针对现有技术中的上述缺陷，本专利技术提供了一种基于DLP系统的集光装置及光学组件的设置方法，能够在LED光源采集到更多的光能，减少光能的损失，极大地提高了光能的利用率。第一方面，本专利技术提供的一种基于DLP系统的集光装置，包括：LED光源、光学组件和DMD芯片；所述LED光源的发光区域垂直于所述光学组件的光轴；所述光学组件的光轴经过所述LED光源的发光区域的几何中心；所述LED光源发射光线的光轴与所述光学组件的光轴重合；经过所述光学组件光轴的光线经过所述DMD芯片入射光线的光轴入射到所述DMD芯片上的微镜的几何中心；所述LED光源发射的光线经过所述光学组件聚焦后，照射到所述DMD芯片上的微镜的指定面积上，使所述指定面积上形成所述LED光源的像。可选的，所述集光装置，还包括：至少一个反射镜；所述光学组件的光轴和所述DMD芯片入射光线的光轴都通过所述反射镜的几何中心；所述LED光源发射的沿着光轴的光线，经过所述光学组件后，入射到所述反射镜的几何中心，经所述反射镜反射后，再经过所述DMD芯片入射光线的光轴入射到DMD芯片上的微镜的几何中心；所述LED光源发射的光线经过所述光学组件聚焦后，入射到所述反射镜，经所述反射镜发射后，照射到所述DMD芯片上的微镜的指定面积上，使所述指定面积上形成所述LED光源的像。可选的，所述光学组件由至少一个透镜组成。可选的，所述光学组件中所有透镜的光轴互相重合；所述LED光源发射的光线依次经过所述光学组件中的每一个透镜，照射到所述DMD芯片上的微镜的指定面积上。可选的，所述透镜采用双凸透镜、平凸透镜、凹凸透镜中的一种或多种。第二方面，本专利技术提供的一种基于DLP系统的集光装置中的光学组件的设置方法，包括：根据DMD芯片上微镜的指定面积、LED光源的发光面积和所述LED光源的几何中心至所述DMD芯片上微镜几何中心沿光轴的距离，计算光学组件的焦距；根据所述DMD芯片的所需光强，确定所述光学组件的通光孔径；根据所述通光孔径和所述焦距，确定所述光学组件的设置参数。可选的，所述计算光学组件的焦距的具体过程为：根据DMD芯片上微镜的指定面积和LED光源的发光面积，计算出光学组件的放大率；根据所述放大率和所述LED光源的几何中心至所述DMD芯片上微镜几何中心沿光轴的距离，计算出所述光学组件的像距和物距；根据所述像距和物距，计算出所述光学组件的焦距。由以上技术方案可知，本专利技术提供一种基于DLP系统的集光装置，所述集光装置通过利用成像的方法，将LED光源的像成在DMD芯片的微镜上，进而照亮DMD芯片的微镜；由于所述光学组件有聚光作用，因此，能够在LED光源采集到更多的光能，减少光能的损失，极大地提高了光能的利用率。本专利技术提供的一种基于DLP系统的集光装置的光学组件的设置方法，通过确定光学组件的设置参数，能够在DMD芯片上的微镜上得到指定面积大小的，具有一定亮度的LED光源的像。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1示出了本专利技术第一实施例提供一种基于DLP系统的集光装置的示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。本专利技术提供了一种基于DLP系统的集光装置及光学组件的设置方法。下面结合附图对本专利技术的实施例进行说明。图1示出了本专利技术第一实施例所提供的一种基于DLP系统的集光装置的示意图。如图1所示，本专利技术第一实施例提供的一种基于DLP系统的集光装置，包括：LED光源、光学组件和DMD芯片；所述LED光源的发光区域垂直于所述光学组件的光轴；所述光学组件的光轴经过所述LED光源的发光区域的几何中心；所述LED光源发射光线的光轴与所述光学组件的光轴重合；经过所述光学组件光轴的光线经过所述DMD芯片入射光线的光轴入射到所述DMD芯片上的微镜的几何中心；所述LED光源发射的光线经过所述光学组件聚焦后，照射到所述DMD芯片上的微镜的指定面积上，使所述指定面积上形成所述LED光源的像。在本专利技术中，DLP(DigitalLightProcessing)系统是指3D打印技术光学投影系统。DMD(DigitalLightProcessing)芯片是指数字化微镜芯片。其中，DMD芯片上的微镜为旋转微镜。其中，指定面积是指需要照亮DMD芯片上微镜的面积。附图1中，LED光源的光轴是指LED光源发射光线的光轴。LED光源发射的光线可以经过光学组件聚焦后，照射到DMD芯片的微镜上，在DMD芯片的微镜上形成LED光源的像。通过利用成像的方法，将LED光源的像成在DMD芯片的微镜上，进而照亮DMD芯片的微镜；由于所述光学组件有聚光作用，因此，能够在LED光源采集到更多的光能，减少光能的损失，极大地提高了光能的利用率。通过对LED光源、光学组件和DMD芯片位置的限定，能够保证光路中光线的正常传输；同时，通过上述设定，能够在DMD芯片的微镜上的指定面积上形成LED光源的像，进而照亮微镜指定面积的区域。在本专利技术提供的一个具体实施例中，所述集光装置，还可以包括：至少一个反射镜；所述光学组件的光轴和所述DMD芯片入射光线的光轴都通过所述反射镜的几何中心；所述LED光源发射的沿着光轴的光线，经过所述光学组件后，入射到所述反射镜的几何中心，经所述反射镜反射后，再经过所述DMD芯片入射光线的光轴入射到DMD芯片上的微镜的几何中心；所述LED光源发射的光线经过所述光学组件的发散和/或聚焦，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DLP系统的集光装置，其特征在于，包括：LED光源、光学组件和DMD芯片；所述LED光源的发光区域垂直于所述光学组件的光轴；所述光学组件的光轴经过所述LED光源的发光区域的几何中心；所述LED光源发射光线的光轴与所述光学组件的光轴重合；经过所述光学组件光轴的光线经过所述DMD芯片入射光线的光轴入射到所述DMD芯片上的微镜的几何中心；所述LED光源发射的光线经过所述光学组件聚焦后，照射到所述DMD芯片上的微镜的指定面积上，使所述指定面积上形成所述LED光源的像。

【技术特征摘要】
1.一种基于DLP系统的集光装置，其特征在于，包括：LED光源、光学组件和DMD芯片；所述LED光源的发光区域垂直于所述光学组件的光轴；所述光学组件的光轴经过所述LED光源的发光区域的几何中心；所述LED光源发射光线的光轴与所述光学组件的光轴重合；经过所述光学组件光轴的光线经过所述DMD芯片入射光线的光轴入射到所述DMD芯片上的微镜的几何中心；所述LED光源发射的光线经过所述光学组件聚焦后，照射到所述DMD芯片上的微镜的指定面积上，使所述指定面积上形成所述LED光源的像。2.根据权利要求1所述的基于DLP系统的集光装置，其特征在于，还包括：至少一个反射镜；所述光学组件的光轴和所述DMD芯片入射光线的光轴都通过所述反射镜的几何中心；所述LED光源发射的沿着光轴的光线，经过所述光学组件后，入射到所述反射镜的几何中心，经所述反射镜反射后，再经过所述DMD芯片入射光线的光轴入射到DMD芯片上的微镜的几何中心；所述LED光源发射的光线经过所述光学组件聚焦后，入射到所述反射镜，经所述反射镜发射后，照射到所述DMD芯片上的微镜的指定面积上，使所述指定面积上形成所述LED光源的像。3.根据权利要求1所述的基于DLP系统的集光装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：林佳裕，李忠林，
申请(专利权)人：深圳晗竣雅科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44