一种用于3D打印的高效率高均匀性照明系统的制作方法

一种用于3d打印的高效率高均匀性照明系统
技术领域
1.本实用新型涉及微型投影仪技术领域，更具体的说是涉及一种用于3d打印的高效率高均匀性照明系统。


背景技术：

2.3d打印技术，作为一种快速成型技术，其特殊的生产制造方式实现了人们对高效、精细、个性化和定制化产品的追求。其中光固化3d打印技术原理为光谱中能量最高的紫外光产生的活化能，能够使不饱和聚酯树脂的c-c键断裂，产生自由基从而使树脂固化。而dlp(digital lighting processor)技术是一种基于dmd(digital mirror device)芯片的空间光调制技术，具有响应快，效率高和可靠性高等优势。不仅可以用于投影显示领域，在工业具有更广泛的应用。dmd芯片由一系列微米量级的反射镜阵列组成，每个像素微反射镜的切换速度达到32khz。具有很宽的光谱范围，不仅适用可见光谱范围，更可以支持紫外uv到近红外nir波段。
3.现大多数3d打印技术桌面系统使用lcd屏幕，与dlp系统相比分辨率低、层次不够丰富、纹理不够细腻，且打印过程噪音较大，亮度不均匀等问题。
4.本实用主要针对上述使用场景，提出了一种基于dlp技术的3d打印的高效率高均匀性照明系统。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型目的在于提供一种用于3d打印的高效率高均匀性照明系统，提升系统光效，减少能量因热量散发而损失，同时能够减少冷却风扇的使用，打印过程更加安静；并且提升系统亮度均匀性，使所有像素均能被有效使用，提高3d打印产品的质量。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于3d打印的高效率高均匀性照明系统，其照明系统由准直结构、匀光结构以及dmd芯片构成，所述准直结构包括uv led、准直透镜a和准直透镜b，其中准直透镜a与uv led紧贴设置，准直透镜a另一侧设有准直透镜b；所述匀光结构包括准直透镜b和光棒，光棒位置处于准直结构出射光束收腰处，光束从匀光结构射出后依次经过场镜a、场镜b、场镜c和分光棱镜后射入dmd芯片。
7.优选的，在上述一种用于3d打印的高效率高均匀性照明系统中，所述准直透镜a底部与uv led表面空气间隙不超过0.3mm。
8.优选的，在上述一种用于3d打印的高效率高均匀性照明系统中，所述匀光结构准直透镜b与光棒的位置关系包括光棒位置处于准直结构出射光束收腰处、光棒与准直透镜b紧贴以及准直透镜b嵌套入光棒入口处。
9.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型提供了一种用于3d打印的高效率均匀性照明系统，通过特定的芯片封装搭配特定的光学结构(光束准直系统)和光棒匀光系统实现；准直系统紧贴uvled，一是对uvled起保护作用，防止上述加速老化的情
况，从而减缓uvled的光衰现象，保证系统效率稳定性；二是极大程度地采集uvled发出的光束，起提升系统效率的作用。
附图说明
10.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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
11.图1附图为本实用新型的结构示意图。
12.图2附图为本实用新型中准直结构结构示意图。
13.图3附图为本实用新型中匀光结构一示意图。
14.图4附图为本实用新型中匀光结构二示意图。
15.图5附图为本实用新型中匀光结构三示意图。
16.图6附图为本实用新型中dcd芯片有效面照度示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.请参阅附图1-6，为本实用新型公开的一种用于3d打印的高效率高均匀性照明系统，其照明系统由准直结构、匀光结构以及dmd芯片构成，所述准直结构包括uv led1、准直透镜a2和准直透镜b3，其中准直透镜a2与uv led1紧贴设置，准直透镜a2另一侧设有准直透镜b3；所述匀光结构包括准直透镜b3和光棒4，光棒4位置处于准直结构出射光束收腰处，光束从匀光结构射出后依次经过场镜a5、场镜b6、场镜c7和分光棱镜8后射入dmd芯片9。
19.优选的，在上述一种用于3d打印的高效率高均匀性照明系统中，所述准直透镜a2底部与uv led1表面空气间隙不超过0.3mm。
20.优选的，在上述一种用于3d打印的高效率高均匀性照明系统中，所述匀光结构准直透镜b3与光棒4的位置关系包括光棒4位置处于准直结构出射光束收腰处、光棒4与准直透镜b3紧贴以及准直透镜b3嵌套入光棒4入口处。
21.原理说明：uv led，因其激发短波长、高能量光的特殊属性，导致uv led光源芯片和其余电子器件不能暴露于空气环境中，否则会使光电器件快速老化，从而导致uv led寿命减短。准直结构紧贴uv led，一是对uv led起保护作用，防止上述加速老化的情况，从而减缓uv led的光衰现象，保证系统效率稳定性；二是能极大程度地采集uv led发出的光束，起提升系统效率的而作用。
22.本申请实施案例，采用两片式透镜准直结构，其中准直透镜a2与uv led1紧贴(准直透镜a2底部与uv led1表面空气间隙不超过0.3mm)，此光学结构可最大限度采集uv led发出的能量，同时极大地压缩uv led1发出的大角度光束，实现准直结构以小角度、高光强状态进入匀光结构。光棒4位置处于准直结构出射光束收腰处(附图3)；或是与准直透镜b3
紧贴(附图4)；或是将准直透镜b3直接嵌套入光棒4入光口(附图5)，均为了保证准直结构出射能量完全被匀光结构采集，且光棒4尺寸较小。
23.光束从匀光结构出射经过场镜与分光棱镜8后入射至dmd芯片9，由附图6可见，该系统实现dmd有效面照度均匀度大于90％(全表面照度最小值/最大值)，该面效率相对光源发出能量大于70％，即同时实现照明系统高效率高均匀性效果。
24.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
25.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。


技术特征：
1.一种用于3d打印的高效率高均匀性照明系统，其照明系统由准直结构、匀光结构以及dmd芯片构成，其特征在于：所述准直结构包括uv led、准直透镜a和准直透镜b，其中准直透镜a与uv led紧贴设置，准直透镜a另一侧设有准直透镜b；所述匀光结构包括准直透镜b和光棒，光棒位置处于准直结构出射光束收腰处，光束从匀光结构射出后依次经过场镜a、场镜b、场镜c和分光棱镜后射入dmd芯片。2.根据权利要求1所述的一种用于3d打印的高效率高均匀性照明系统，其特征在于，所述准直透镜a底部与uv led表面空气间隙不超过0.3mm。3.根据权利要求1所述的一种用于3d打印的高效率高均匀性照明系统，其特征在于，所述匀光结构准直透镜b与光棒的位置关系包括光棒位置处于准直结构出射光束收腰处、光棒与准直透镜b紧贴以及准直透镜b嵌套入光棒入口处。

技术总结
本实用新型公开了一种用于3D打印的高效率高均匀性照明系统，其照明系统由准直结构、匀光结构以及DMD芯片构成，所述准直结构包括UV LED、准直透镜A和准直透镜B，其中准直透镜A与UV LED紧贴设置，准直透镜A另一侧设有准直透镜B；所述匀光结构包括准直透镜B和光棒，光棒位置处于准直结构出射光束收腰处，光束从匀光结构射出后依次经过场镜A、场镜B、场镜C和分光棱镜后射入DMD芯片。本实用提供了一种用于3D打印的高效率高均匀性照明系统，系统采用UV光，一是提升系统光效，减少能量因热量散发而损失，也能够较少冷却风扇的使用，是打印过程更为安静；二是提升系统亮度均匀性，使所有像素均能被有效使用，此指标直接影响3D打印机打印产品质量。印产品质量。印产品质量。


技术研发人员：林丰 邹思源 魏威 董俊 贺银波
受保护的技术使用者：深圳市点睛创视技术有限公司
技术研发日：2021.11.16
技术公布日：2022/4/21