可加载标准工业镜头的通用型高亮DLP投影光路及设备的制作方法

本实用新型涉及dlp投影技术领域，更具体地说，涉及一种可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路及设备。

背景技术：

对工业检测、扫描或者3d打印等出光系统的应用场合，常用光源除了蓝光，还有白光和红光，不过目前市面上还只是有单蓝光的产品，使用范围受到明显的限制，也只能用在低亮度的场合，通用性有所限制；专利cn110850666a是目前在该应用上的一种方案，但有以下缺陷：光机照明部分只有一个光源，波长单一、亮度低。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路及设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路，其中，包括照明光路、匀光光路和dmd芯片；所述照明光路包括分别对应g、b、r三种光源的第一发光源、第二发光源和第三发光源，以及对三种光源进行合光的合光组件；所述匀光光路包括对所述合光组件的出射光线进行会聚的会聚透镜组、对所述会聚透镜组的出射光线进行匀光的积分柱，和成像镜组；所述积分柱的出射光斑经过所述成像镜组后，在所述dmd芯片处形成一个共轭光斑。

本实用新型所述的可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路，其中，所述可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路还包括成像镜头，和连接不同标准接口的工业镜头的转接结构件；所述成像镜头将所述dmd芯片的有效面的反射光线直接成实像到所述工业镜头。

本实用新型所述的可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路，其中，所述成像镜头包括依次设置的五组镜片组，且五组的所述镜片组采用对称形式，光焦度依次按照负、正、负、正、负这种分布构建。

本实用新型所述的可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路，其中，所述照明光路还包括对应bp光源的第四发光源，所述第四发光源为蓝光泵浦光源；所述合光组件对所述第一发光源、所述第二发光源、所述第三发光源和所述第四发光源发出光线合光。

本实用新型所述的可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路，其中，所述合光组件包括四个分别对应所述第一发光源、所述第二发光源、所述第三发光源和所述第四发光源的准直透镜组；所述合光组件还包括将所述第四发光源发出的经准直后的光线反射至所述第一发光源的有效发光面的滤光片、将所述第二发光源发出的经准直后的光线与所述第一发光源发出的经准直后的光线合光的第一合光片，和将所述第一合光片的出射光线与所述第三发光源发出的经准直后的光线合光的第二合光片；所述滤光片和所述第一合光片上均设置有透绿光反蓝光的镀层；所述第二合光片上设置有透蓝光绿光反红光的镀层。

本实用新型所述的可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路，其中，所述滤光片和所述第一合光片之间设置有对所述滤光片的出射光线收敛的第一中继镜；所述第一合光片和所述第二合光片之间设置有对所述第一合光片的出射光线收敛的第二中继镜。

本实用新型所述的可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路，其中，所述第二发光源、所述第三发光源和所述第四发光源的出射光线均与所述第一发光源的出射光线垂直。

本实用新型所述的可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路，其中，所述可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路还包括将对所述成像镜组的出射光线进调整的棱镜组件，所述棱镜组件包括主棱镜，所述主棱镜上具有将所述dmd芯片的反射光线反射出的反射面。

本实用新型所述的可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路，其中，所述棱镜组件还包括调节所述dmd芯片的入射光束角度的补偿棱镜。

一种可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影设备，根据上述的可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路，其中，所述可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影设备上设置有所述可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型专利采用3led拼接合光的方式，并将合光后的光束通过会聚透镜会聚后打在积分柱的入口处，经过积分柱内部的多次反射，最终在积分柱出口处形成一个亮度均匀的光斑，该光斑经过成像镜组在dmd芯片上成像出一个亮度均匀的矩形光斑，不仅解决了光源波长单一以及亮度低的问题，同时光斑的均匀性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，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附图：

图1是本实用新型较佳实施例的可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型较佳实施例的可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路，如图1所示，包括照明光路1、匀光光路2和dmd芯片3；照明光路1包括分别对应g、b、r三种光源的第一发光源10、第二发光源11和第三发光源12，以及对三种光源进行合光的合光组件；匀光光路2包括对合光组件的出射光线进行会聚的会聚透镜组20、对会聚透镜组20的出射光线进行匀光的积分柱21，和成像镜组22；积分柱21的出射光斑经过成像镜组22后，在dmd芯片3处形成一个共轭光斑；

本实用新型专利采用3led拼接合光的方式，并将合光后的光束通过会聚透镜会聚后打在积分柱的入口处，经过积分柱内部的多次反射，最终在积分柱出口处形成一个亮度均匀的光斑，该光斑经过成像镜组在dmd芯片上成像出一个亮度均匀的矩形光斑，不仅解决了光源波长单一以及亮度低的问题，同时光斑的均匀性高。

优选的，可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路还包括成像镜头5，和连接不同标准接口的工业镜头的转接结构件6；成像镜头5将dmd芯片3的有效面的反射光线直接成实像到工业镜头；

经过dmd芯片3的反射光进入成像镜头5，成像镜头5将dmd芯片3的有效面成实像到空气中并直接投射在工业镜头上，使得工业镜头与实像面7之间没有棱镜的阻碍，避免了棱镜材质和折射率对工业镜头像质的影响，再通过细分种类的转接结构件6，使得各类工业镜头可以与之匹配，这样就可以通过直接购买现成的工业镜头来取代目前需要高成本长周期定制的镜头，从而大幅度减低开发定制成本和压缩生产周期；

需要说明的是，转接结构件6作为一个外接部件，可以是一系列结构件，根据具体接口的工业镜头而具有不同机械后焦间隔和螺纹孔径；转接结构件可采用现有的结构形式，也可根据不同标准接口的工业镜头来单独设计；转接结构件还可以采用单独的设计结构匹配不同机械后焦和口径，例如采用多个呈圆周分布的有一定厚度的凸轮压持工业镜头的外侧表面的方式来进行匹配夹持工业镜头，通过调节压持位置调节机械后焦等。

优选的，成像镜头5包括依次设置的五组镜片组50，且五组的镜片组采用对称形式，光焦度依次按照负、正、负、正、负这种分布构建；

成像镜头5以dmd芯片的有效面为物，成一个实像在7处，由于物像基本对称，所以镜头采用对称形式，光焦度按照“负+正+负+正+负”这种分布构建，使得光线在镜头内部传播时，在正透镜处拥有较高的光线高度，在负透镜处处于较低的光线高度，通过这种光线分布状态来校正系统的场曲和球差，使得最终获得优秀的像质；负透镜有利于保证系统的远心，光阑附近的负光焦度组群主要由胶合透镜组成，刚好担负较低的光线高度，对于场曲的校正很有帮助。

特别地成像镜头5的光焦度，并不限定于使用单一的单透镜或者胶合透镜形式。

成像面7作为一个实像，用于模拟工业镜头中使用的ccd或者cmos的有效面，但与ccd或者cmos不同的是，该实像是可以同作为光源使用的。

优选的，照明光路还包括对应bp光源的第四发光源13，第四发光源13为蓝光泵浦光源；合光组件对第一发光源10、第二发光源11、第三发光源12和第四发光源13发出光线合光。

优选的，合光组件包括四个分别对应第一发光源10、第二发光源11、第三发光源12和第四发光源13的准直透镜组14；合光组件还包括将第四发光源13发出的经准直后的光线反射至第一发光源10的有效发光面的滤光片15、将第二发光源11发出的经准直后的光线与第一发光源10发出的经准直后的光线合光的第一合光片16，和将第一合光片16的出射光线与第三发光源12发出的经准直后的光线合光的第二合光片17；滤光片15和第一合光片16上均设置有透绿光反蓝光的镀层；第二合光片17上设置有透蓝光绿光反红光的镀层；

第四发光源13发出的泵浦光经过准直透镜组14准直之后在滤光片15的反射作用下经过第一发光源10处的准直透镜组14，会聚在第一发光源10的有效发光面上，激发出更多的绿光，激发的绿光和第一发光源10本身发出的绿光经过准直透镜组14的准直之后，经滤光片15透射出去；第二发光源11发出的光线经过准直透镜组14准直后，利用第一合光片16的反射与左侧来的绿光合光；第三发光源12发出的光线经过准直透镜组14的准直后，利用第二合光片17的反射与左侧来的蓝光及绿光合光，最后红绿蓝3路准直光线完成合光，解决了光源波长单一以及亮度低的问题。

优选的，滤光片15和第一合光片16之间设置有对滤光片的出射光线收敛的第一中继镜18；第一合光片16和第二合光片17之间设置有对第一合光片的出射光线收敛的第二中继镜19；第一中继镜18和第二中继镜19主要功能是收敛光线，使得光线传播距离较远的第一发光源和第四发光源的准直光线在进合光时光斑大小基本一致。

优选的，第二发光源11、第三发光源12和第四发光源13的出射光线均与第一发光源10的出射光线垂直；结构布局合理，方便设置。

优选的，会聚透镜组20包括一个或多个的会聚镜片。

优选的，可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路还包括将对成像镜组22的出射光线进调整的棱镜组件4，棱镜组件4包括主棱镜40，主棱镜上具有将dmd芯片3的反射光线反射出的反射面；主棱镜40主要是利用棱镜表面的透射和全内反射在空间上分离照明光路1和成像镜头5，提升光能的利用效率。

优选的，棱镜组件还包括调节dmd芯片3的入射光束角度的补偿棱镜41；补偿棱镜41的作用是补偿光路的对称性，使得dmd芯片处的光斑具有良好的均匀性；

根据设计和成本的需要，可以只有主棱镜40。

一种可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影设备，根据上述的可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路，其中，可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影设备上设置有可加载标准工业镜头的通用型高亮dlp投影光路。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。