[发明专利]用于DLP 3D打印系统的成像镜头

说明书

发明涉及用于数字光处理3D打印系统的成像镜头。该镜头包括8片镜片，自数字微镜阵列反射后依次经过：凹凸透镜1，凸透镜2，凸凹透镜3，凹透镜4，凸凹透镜5，凸透镜6，凸凹透镜8。本发明使用光学工程原理设计可用于DLP 3D打印系统的定制成像镜头，具有结构对称，成像清晰以及高自由度的优点。除了提高DLP 3D打印系统的成像质量外，可进一步提高结构打印精度，应用范围广泛，提升相关产品的可定制化能力。

技术领域

本发明涉及3D打印系统技术领域，属于光学镜头技术领域，特别涉及一种用于DLP3D打印系统中的成像镜头。

背景技术

随着3D打印技术的不断发展，数字光处理技术(DLP)以其低成本、高准确性、制造速度快和使用材料多样性等优势，被认为是一种具有前途的增材制造技术。将以往的点对点光聚合方式转化为2D平面投影固化，在大大提升了打印速度的同时，提高了结构质量，在微流控、组织工程、生物医学微器件等应用领域显示出巨大潜力。

为了提高DLP 3D打印系统的整体性能并增加其应用，光学和硬件配置上的优化组合是必要的。已有的DLP 3D打印系统中大多使用多用途的商用光学元件，然而，这类商业光学元件的问题在于，匹配程度不高，且3D打印机的尺寸和结构精度收到这些元件特性的限制。因此，DLP 3D打印技术仍需要进一步改进，以克服其目前的局限性，开发适配DLP系统的光学组件是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于设计和开发了一种基于DLP 3D打印技术的定制成像镜头，其具有小型化、低色散、低成本和高解像力的特点，可定制化用于DLP 3D打印系统，提高XY方向尺寸精度，制造高分辨率3D微结构。

本发明通过以下技术方案是实现DLP 3D打印系统中，数字微镜阵列反射光线经本发明的成像镜头，在固定平面高质量成像。

该镜头包括8片镜片，自光线入射方向依次为：凹凸透镜1，双凸透镜2，凸凹透镜3，凸凹透镜4，凹凸透镜5，凹凸透镜6，双凸透镜7，凸凹透镜8，各透镜排列在一条中轴线上。

在所述镜头中，可以使用四种不同型号的光学玻璃材料，型号为H-LAK52型、H-LAK4L型、H-LAK53B型和ZF7型，各透镜的光学玻璃型号：凹凸透镜1为H-LAK52型，双凸透镜2为H-LAK4L型，凸凹透镜3为H-LAK53B型，凸凹透镜4为ZF7型，凹凸透镜5为ZF7型，凹凸透镜6为H-LAK53B型，双凸透镜7为H-LAK4L型，凸凹透镜8为H-LAK52型。

本发明采用以上设计，相比于在应用方面受到诸多限制的现有集成DLP投影仪，本发明提供的成像镜头，通过各镜片的合理搭配和各参数的优化配置，消除杂散光纤，输出良好的成像效果，在高自由度定制与减小设备尺寸方面具有显著优势。

附图说明

图1是本发明的一实施例结构示意图。

图2是本发明的一实施例的空间频率曲线图。

图3是本发明的一实施例的焦斑的能量分布示意图。

图4是本发明的一实施例的场曲和畸变曲线图。

图5是本发明的一实施例的光程差曲线图。

图6是本发明的设计数据修改引起的空间频率变化的曲线图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，以下结合附图和实施例进一步说明本发明。

本发明的用于DLP 3D打印系统的成像镜头设计采用光线追迹的原理，通过改变镜片厚度及其之间的间距、镜片的材料，进行优化设计，实现高质量成像效果。