一种用于3D打印的物镜系统的制作方法

一种用于3d打印的物镜系统
技术领域
1.本实用新型涉及物镜系统技术领域，更具体的说是涉及一种用于3d打印的物镜系统。


背景技术：

2.随着技术水平的成熟，投影设备被越来越多的领域所使用，例如家庭影音、广告投影、工业投影检测等。其中小体积、高亮度、高分辨率的投影光机需求也愈加强烈。制造出尺寸更小、成像质量更好、成本更低的投影光机镜头，是各大投影设备厂商的目标。
3.相比基于lcd器件的3d打印系统而言，基于dlp的微型投影在寿命上有着巨大优势，相比用于消费级的微型投影系统而言，用于3d打印系统的微型投影系统将追求：在较近的工作距离下成像清晰，更小的畸变，更均匀的光场分布，物镜的使用寿命更长。
4.本实用主要针对这样的使用场景，提出了一种用于3d打印的物镜系统。


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打印的物镜系统，拥有易于制造，结构简单，公差合理，成本低廉且成像质量高等一系列优点。
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打印的物镜系统，该物镜系统从物方到像方依次包括：一个具有负光焦度的第一群组透镜、光阑、一个具有正光焦度的第二群组透镜、分光器件、保护玻璃以及成像面；
7.所述第一群组透镜位于光阑之前，第一群组的第一片为具有负光焦度的透镜g1，第二片为具有正光焦度的透镜g2，第三片为具有正光焦度的透镜g3，第四片为具有负光焦度的透镜g4，第五片为具有正光焦度的透镜g5，第六片为具有负光焦度的双胶合透镜g6-g7；
8.所述第二群组透镜位于光阑之后，第二群组的第一片为具有正光焦度的双胶合透镜g8-g9，第二片为具有正光焦度的透镜g10，第三片为具有正光焦度的透镜g11；
9.所述第二群组透镜之后依次设有分光器件、actuator、保护玻璃以及成像面。
10.优选的，在上述一种用于3d打印的物镜系统中，所述该物镜系统适配的波长范围在0.395um-0.415um，像高为4mm。
11.优选的，在上述一种用于3d打印的物镜系统中，所述第一群组透镜满足以下条件：
12.物镜系统第一群组透镜焦距f1与物镜系统焦距f之比约为-2.819；
13.g1镜片焦距fg1与物镜系统焦距f之比约为-8.322；
14.g2镜片焦距fg2与物镜系统焦距f之比约为10.237；
15.g3镜片焦距fg3与物镜系统焦距f之比约为9.93；
16.g4镜片焦距fg4与物镜系统焦距f之比约为-2.685；
17.g5镜片焦距fg5与物镜系统焦距f之比约为3.427；
18.双胶合镜片g6-g7的焦距fg6-g7与物镜系统焦距f之比约为-3.018。
19.优选的，在上述一种用于3d打印的物镜系统中，所述第二群组透镜满足以下条件：
20.物镜系统第二群组透镜焦距f2与物镜系统焦距f之比约为2.072；
21.双胶合镜片g8-g9的焦距fg8-g9与物镜系统焦距f之比约为25.336；
22.g10镜片的焦距fg10与物镜系统焦距f之比约为4.505；
23.g11镜片的焦距fg11与物镜系统焦距f之比约为5.456。
24.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基于dlp的微型投影的物镜系统，拥有易于制造，结构简单，公差合理，成本低廉且成像质量高的优点。
附图说明
25.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。
26.图1附图为本实用新型的物镜系统的2dlayout示意图。
27.图2附图为本实用新型的各个视场空间频率mtf图。
28.图3附图为本实用新型镜头的场曲畸变图。
具体实施方式
29.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。
30.请参阅附图1-3，为本实用新型公开的一种用于3d打印的物镜系统，该物镜系统从物方到像方依次包括：一个具有负光焦度的第一群组透镜、光阑、一个具有正光焦度的第二群组透镜、分光器件、保护玻璃以及成像面；
31.所述第一群组透镜位于光阑之前，第一群组的第一片为具有负光焦度的透镜g1，第二片为具有正光焦度的透镜g2，第三片为具有正光焦度的透镜g3，第四片为具有负光焦度的透镜g4，第五片为具有正光焦度的透镜g5，第六片为具有负光焦度的双胶合透镜g6-g7；
32.所述第二群组透镜位于光阑之后，第二群组的第一片为具有正光焦度的双胶合透镜g8-g9，第二片为具有正光焦度的透镜g10，第三片为具有正光焦度的透镜g11；
33.所述第二群组透镜之后依次设有分光器件、actuator、保护玻璃以及成像面。
34.优选的，在上述一种用于3d打印的物镜系统中，所述该物镜系统适配的波长范围在0.395um-0.415um，像高为4mm。
35.优选的，在上述一种用于3d打印的物镜系统中，所述第一群组透镜满足以下条件：
36.物镜系统第一群组透镜焦距f1与物镜系统焦距f之比约为-2.819；
37.g1镜片焦距fg1与物镜系统焦距f之比约为-8.322；
38.g2镜片焦距fg2与物镜系统焦距f之比约为10.237；
39.g3镜片焦距fg3与物镜系统焦距f之比约为9.93；
40.g4镜片焦距fg4与物镜系统焦距f之比约为-2.685；
41.g5镜片焦距fg5与物镜系统焦距f之比约为3.427；
42.双胶合镜片g6-g7的焦距fg6-g7与物镜系统焦距f之比约为-3.018。
43.优选的，在上述一种用于3d打印的物镜系统中，所述第二群组透镜满足以下条件：
44.物镜系统第二群组透镜焦距f2与物镜系统焦距f之比约为2.072；
45.双胶合镜片g8-g9的焦距fg8-g9与物镜系统焦距f之比约为25.336；
46.g10镜片的焦距fg10与物镜系统焦距f之比约为4.505；
47.g11镜片的焦距fg11与物镜系统焦距f之比约为5.456。
48.mtf(英语名称：modulationtransferfunction)指标是目前镜头最精确和科学的评价标准。纵坐标为对比度，越接近1，代表镜头成像越好。横坐标代表分辨率，单位每毫米线对数。本技术实施例采用的像源像素大小为5.4um，对应的设计分辨率为93线对每毫米。投影镜头一般至少要求各个视场的mtf数值在设计分辨率达到0.5以上，而本技术实施例各个视场的mtf值都在0.7以上。
49.附图3中，左图为场曲评价图，右图为畸变评价图。纵坐标代表该镜头的视场角度。场曲图的横坐标代表场曲值的大小，畸变图的横坐标代表畸变量。畸变是投影镜头的一个非常重要的指标，一般都需要控制在0.7％以内，而tv畸变则要求控制在0.2％以内；本技术实施例的系统tv畸变量在0.06％以内，系统的tv畸变非常优秀。
50.物镜系统具体参数表
51.[0052][0053]
根据上述各个透镜的具体参数得出的打印镜头，如附图1的物镜系统所示。
[0054]
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。
[0055]
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。