本发明涉及3d打印领域，具体涉及一种双光源的3d打印成像系统和成像方法。
背景技术
在dlp(数字光处理，digitallightprocessing)3d打印技术中，采用dmd元件120(数字微镜器件，digitalmicro-mirrordevice)并通过控制其微光学反射镜阵列的偏转方向，实现对光源110发出的光束按照反射镜阵列像素的反射投影，并在投影面101完成成像，具体参考图1。
以及，成像的像素数量取决于dmd元件的微光学反射镜阵列上的反射镜数量。即成像的像素数量受限于于dmd元件的微光学反射镜阵列上的反射镜数量，若需要增加成像的像素数量往往需要增加dmd元件的微光学反射镜阵列上的反射镜数量，成本较高，不适于大规模推广。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种双光源的3d打印成像系统和成像方法，解决成像的像素数量受限的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种双光源的3d打印成像系统，所述3d打印成像系统包括第一光源、第二光源、光束合路器、dmd模块、偏振分光器和光路矫正模块，所述第一光源发射水平偏振光并依次经过光束合路器、dmd模块和偏振分光器，且从偏振分光器将dmd模块的图像投射至成像平面；以及，所述第二光源发射垂直偏振光并依次经过光束合路器、dmd模块和偏振分光器和光路矫正模块，且从偏振分光器将dmd模块的图像反射至光路矫正模块，再输出至成像平面；以及，所述从第一输出端输出至成像平面的图像与从第二输出端输出至成像平面的图像不重叠或不完全重叠。
其中，较佳方案是：所述光路矫正模块包括反光镜，所述反光镜的反射面与偏振分光器的偏振反射面平行设置。
其中，较佳方案是：所述偏振分光器为光学双折射晶体。
其中，较佳方案是：所述偏振分光器与反射器的设置距离与输出至成像平面的图像大小相适应。
其中，较佳方案是：所述光束合路器包括倾斜设置且镀全反射膜的反射面，所述第一光源发射水平偏振光穿过光束合路器并入射至dmd模块，所述第二光源发射垂直偏振光入射至光束合路器的反射面，并反射至dmd模块。
其中，较佳方案是：所述dmd模块包括dmd数字微镜器件。
其中，较佳方案是：所述第一光源和第二光源均为紫外固化光源。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种3d打印成像方法，所述3d打印成像方法应用在3d打印成像系统，所述3d打印成像方法的步骤包括：依预设次序轮流开启第一光源和第二光源；当开启第一光源，并将dmd模块的图像设置为第一图像，所述第一光源发射水平偏振光并依次经过光束合路器、dmd模块和偏振分光器，且从偏振分光器将dmd模块的第一图像投射至成像平面；当开启第二光源，并将dmd模块的图像设置为第二图像，所述第二光源发射垂直偏振光并依次经过光束合路器、dmd模块和偏振分光器和光路矫正模块，且从偏振分光器将dmd模块的第二图像反射至光路矫正模块，再输出至成像平面。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种3d打印成像方法，所述3d打印成像方法应用在3d打印成像系统，所述3d打印成像方法的步骤包括：同时开启第一光源和第二光源，且将dmd模块的图像设置为预投影图像；所述第一光源发射水平偏振光并依次经过光束合路器、dmd模块和偏振分光器，且从偏振分光器将dmd模块的预投影图像投射至成像平面；以及，所述第二光源发射垂直偏振光并依次经过光束合路器、dmd模块和偏振分光器和光路矫正模块，且从偏振分光器将dmd模块的预投影图像反射至光路矫正模块，再输出至成像平面。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过设计双光源的3d打印成像系统，在不增加dmd模块的微光学反射镜阵列上的反射镜数量的基础上，增加成像的像素数量，从而使成像的像素数量增加为原来的两倍；进一步地，通过成像方法，在同等精度的条件下，将3d打印输出的尺寸增加一倍，或者同时完成两件形状相同的产品，产能增加一倍。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有基于3d打印成像系统的结构示意图；
图2是本发明3d打印成像系统的结构示意图；
图3是本发明3d打印成像系统的具体结构示意图；
图4是本发明3d打印成像方法实施例一的结构示意图；
图5是本发明3d打印成像方法实施例二的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
如图2和图3所示，本发明提供一种3d打印成像系统的优选实施例。
一种双光源的3d打印成像系统，所述3d打印成像系统包括第一光源210、第二光源220、光束合路器230、dmd模块240、偏振分光器250和光路矫正模块260，所述第一光源210发射水平偏振光并依次经过光束合路器230、dmd模块240和偏振分光器250，且从偏振分光器250将dmd模块240的图像投射至成像平面，形成第一成像图像201；以及，所述第二光源220发射垂直偏振光并依次经过光束合路器230、dmd模块240和偏振分光器250和光路矫正模块260，且从偏振分光器250将dmd模块240的图像反射至光路矫正模块260，再输出至成像平面，形成第二成像图像202；以及，所述从第一输出端输出至成像平面的图像与从第二输出端输出至成像平面的图像不重叠或不完全重叠，即第一成像图像201和第二成像图像202不重叠或不完全重叠。
优选地，所述第一光源210和第二光源220均为紫外固化光源。具体地，第一光源210和第二光源220发射的紫外固化光源将dmd模块240的图像投射至成像平面，其中，成像平面可以为光敏树脂固化液，将带有图像的紫外固化光源入射至光敏树脂固化液中，固化，并实现3d打印。
在本实施例中，关于dmd模块240。
dmd模块240优选为dmd芯片，即dmd数字微镜器件，其设置在dlp电路板上，第一光源210或第二光源220入射在dmd芯片上，dmd芯片在接受到dlp电路板的控制信号后将光线发射到投影屏幕上。dmd芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的。例如，通过xga解析度的dmd芯片为例，在宽1cm，长1.4cm的面积里有1024×768＝786432个微镜单元，每一个微镜代表一个像素，图像就由这些像素所构成。
其中，dlp是“digitallightprocessing”的缩写，即为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来。
在本实施例中，关于光束合路器230。
参考图3，将第一光源210发射的水平偏振光和第二光源220发射的垂直偏振光进行合束后，再发射至dmd模块240上。所述光束合路器231包括倾斜设置且镀全反射膜的反射面，所述第一光源210发射水平偏振光穿过光束合路器231并入射至dmd模块240，所述第二光源220发射垂直偏振光入射至光束合路器231的反射面，并反射至dmd模块240。
优选地，光束合路器231的反射面为45度倾斜角，第一光源210发射的水平偏振光垂直穿过光束合路器231的侧面，及从反射面透射至dmd模块240，而第二光源220发射的垂直偏振光的入射角度与第一光源210发射的水平偏振光垂直设置，并入射至反射面，再与第一光源210发射的水平偏振光呈水平方向反射至dmd模块240，实现光束合路。
当然，也可以采用其他光束合路器，实现上述功能。
在本实施例中，关于偏振分光器250。
通过偏振分光器250将合束的光进行分光操作，由于第一光源210发射的水平偏振光和第二光源220发射的垂直偏振光，通过偏振分光器250将水平偏振光和垂直偏振光进行区分。优选地，所述偏振分光器250为光学双折射晶体。当一束光波投射到晶体界面上，一般会产生两束折射光束，这种现象称为双折射。由于晶体材料各向异性，这两束折射光线的夹角大小与光波的传播方向以及偏振状态有关。
其中，偏振分光器250又为偏振分光棱镜，能把入射的非偏振光分成两束垂直的线偏光。其中p偏光完全通过，而s偏光以45度角被反射，出射方向与p光成90度角；以及，偏振分光棱镜由一对高精度直角棱镜胶合而成，其中一个棱镜的斜边上镀有偏振分光介质膜。因此，第一光源210发射的水平偏振光完全通过偏振分光器250并入射至成像平面，而第而光源发射的垂直偏振光以45度角被反射至光路矫正模块260，再折射或反射至成像平面。
在本实施例中，关于光路矫正模块260。
参考图3，所述光路矫正模块260包括反光镜261，所述反光镜261的反射面与偏振分光器250的偏振反射面平行设置。进一步的，所述偏振分光器250与反射器的设置距离与输出至成像平面的图像大小相适应。
通过调整偏振分光器250与反射器的设置距离，实现所述从第一输出端输出至成像平面的图像与从第二输出端输出至成像平面的图像不重叠，或者，实现实现所述从第一输出端输出至成像平面的图像与从第二输出端输出至成像平面的图像不完全重叠。增加成像的像素数量，从而使成像的像素数量增加为原来的两倍。
当然，也可以采用其他光路矫正模块260，实现上述功能。
如图4所示，本发明提供一种3d打印成像方法的较佳实施例。
一种3d打印成像方法，所述3d打印成像方法应用在3d打印成像系统，所述3d打印成像方法的步骤包括：
步骤s11、依预设次序轮流开启第一光源210和第二光源220；
步骤s12、当开启第一光源210，并将dmd模块240的图像设置为第一图像，所述第一光源210发射水平偏振光并依次经过光束合路器230、dmd模块240和偏振分光器250，且从偏振分光器250将dmd模块240的第一图像投射至成像平面；
步骤s13、当开启第二光源220，并将dmd模块240的图像设置为第二图像，所述第二光源220发射垂直偏振光并依次经过光束合路器230、dmd模块240和偏振分光器250和光路矫正模块260，且从偏振分光器250将dmd模块240的第二图像反射至光路矫正模块260，再输出至成像平面。
在本实施例中，通过第一光源210的水平偏振光在成像平面的第一投影区域投射第一图像，并且通过第二光源220的垂直偏振光在成像平面的第二投影区域投射第二图像，并使第一图像和第二图像合并形成一较大图像，实现加成像的像素数量的倍增。
如图5所示，本发明提供一种3d打印成像方法的较佳实施例。
一种3d打印成像方法，所述3d打印成像方法应用在3d打印成像系统，所述3d打印成像方法的步骤包括：
步骤s21、同时开启第一光源210和第二光源220，且将dmd模块240的图像设置为预投影图像；
步骤s22、所述第一光源210发射水平偏振光并依次经过光束合路器230、dmd模块240和偏振分光器250，且从偏振分光器250将dmd模块240的预投影图像投射至成像平面；
步骤s23、以及，所述第二光源220发射垂直偏振光并依次经过光束合路器230、dmd模块240和偏振分光器250和光路矫正模块260，且从偏振分光器250将dmd模块240的预投影图像反射至光路矫正模块260，再输出至成像平面。
与上述图5所示的3d打印成像方法不同，本实施例在成像平面上投影出两个相同的预投影图像，可同时进行同一预投影图像的3d打印加工，提高加工效率。
以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。