[发明专利]一种多投影面拼接的光学系统

说明书

本发明公开了一种多投影面拼接的光学系统，包括光源、反射镜、物面和至少两个DLP系统，所述DLP系统两两对称设置在所述反射镜两侧，所述光源投影的图案分别经过各DLP系统和所述反射镜后分别成像于物面上，调整反射镜的位置使各个投影面在物面上无缝拼接。本发明利用反射镜的反射作用，实现多个DLP系统的投影面在物面上的无缝拼接，解决了投影像素精度与投影幅面大小的矛盾。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，尤其是一种多投影面拼接的光学系统。该光学系统能够用于基于数字光刻技术的微纳加工制造，用于大幅面高精度的3D打印，用于大幅面高分辨率的数字投影显示等。

背景技术

目前基于数字光处理（DLP-Digital Light Processing）的投影技术有多项应用，比如3D打印技术，无掩膜光刻技术以及数字投影显示技术。

目前基于数字光处理的多种应用方案均涉及投影面积问题。投影面积是由空间光调制器（包括但不仅限于DMD、LCD、LCOS）以及投影镜头的放大倍率决定。现有各种空间光调制器的分辨率（总像素数）一般不大于500万，而投影物镜的放大倍率过大会造成投影面的精细度降低，不能满足相关应用的技术需求，放大倍率较小时，则造成投影面积不能满足技术需求。因此，需要对投影面进行拼接。

发明内容

本发明提出一种多投影面拼接的光学系统，使用多个DLP系统同时投影，并使用反射镜实现多个投影面的无缝（亚像素）拼接。

本发明是这样实现的：

一种多投影面拼接的光学系统，包括光源、反射镜、物面和至少两个DLP系统，所述DLP系统两两对称设置在所述反射镜两侧，所述光源投影的图案分别经过各DLP系统和所述反射镜后分别成像于物面上，调整反射镜的位置使各个投影面在物面上无缝拼接。

本发明的操作方法是：先将目标的投影面分割成适合大小的分解画面，将各分解画面通过光源投影至各DLP系统，再两两通过反射镜组合起来，最终投影在物面上，通过精确调整反射镜的位置，可以使投影的分解画面在物面上无缝拼接起来。其中，光源元件的个数可以与DLP系统的个数相同，保证投影面的精度。通过设置光源和DLP系统的个数，原则上可以实现多个投影面的无缝拼接。

作为发明的进一步改进，所述DLP系统包括空间光调制器和投影物镜，所述光源投影的图案先经过空间光调制器再入射投影物镜。

作为发明的进一步改进，所述空间光调制器包括DMD、LCD和LCOS。

作为发明的进一步改进，所述投影物镜设在所述空间光调制器与反射镜之间，或者设在所述反射镜与物面之间。投影物镜的位置可以根据产品设计要求进行设置。

作为发明的进一步改进，所述投影物镜为投影曝光物镜，所述投影曝光物镜设在所述反射镜与物面之间。当需要获得投影曝光画面时候，将投影曝光物镜设在反射镜与物面之间，可以通过同一个投影曝光物镜实现两个对称的DLP系统的投影面的曝光。

作为发明的进一步改进，所述光源和DLP光学系统之间还设有照明系统。

作为发明的进一步改进，所述反射镜包括三角棱镜。

作为发明的进一步改进，所述三角棱镜为45°反射三角棱镜。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用反射镜的反射作用，实现多个DLP系统的投影面在物面上的无缝拼接，解决了投影像素精度与投影幅面大小的矛盾。

附图说明

图1是本发明提供的第一种多投影面拼接的光学系统。

图2是本发明提供的第二种多投影面拼接的光学系统。

图3是本发明提供的第三种多投影面拼接的光学系统。