CN206057795U - 光学引擎装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光学引擎装置，包括:光源、用于调节收光的第一模块、用于使光能均匀稳定的第二模块；所述光源、所述第一模块与所述第二模块的中心线处于同一水平线上；所述光源、所述第一模块与所述第二模块依次耦合；所述光源依次通过所述第一模块与所述第二模块照射到被照明物体上。本实用新型的有益效果为可以为直写成像设备提供均匀的、稳定可靠的光能。

Description

光学引擎装置

技术领域

本实用新型涉及直写成像设备技术领域，尤其是涉及一种光学引擎装置。

背景技术

随着科技的进步，出光效率更高的LD激光器在LDI激光直写曝光机中以及投影式显示技术中对产品的性能起到至关重要的作用。国内众多的LDI设备大部分都是由多个光路组成，光路中的不同镜片的透射率、反射率等光学特性都存在差异性，LD激光器工作时的驱动电压也存在迥异，因此会导致LDI设备在曝光的过程中会出现每个光路的能量大小不一致的情况，同时激光器的光钎存在损耗，光源会出现杂散光等问题，这些因素都是能影响到最后的曝光质量。

直接成像(Direct Imaging，缩写为DI)，是将计算机上的版面数据直接在印刷机上制版印刷的一种新印刷方式。DI设备大多采用DMD(Digital Micromirror Devices,简称DMD)是用数字电压信号控制微镜片执行机械运动来实现光学功能的装置。DMD的研究具有微机械、微电子、材料、信息处理、自动控制、光学和微米制造技术等多学科知识交叉的特征。数字微镜装置是DMD投影设备的主要部件，通过控制徽镜片绕固定轴的旋转运动及时响应将决定反射光的角度方向和停滞时间，从而决定屏幕上的图像及其对比度。限于DMD画幅的大小，一台DI设备中往往需要多个同样的光学镜头模块，这就对每个镜头模块中包含的光学引擎提出了较高的要求，要求光学引擎性能稳定，能量灵活可调。最终保证DI成像曝光区域的范围内能量均匀一致。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光学引擎装置以解决现有技术中存在的直写成像设备中光学均匀性差的技术问题。

本实用新型提供一种光学引擎装置，包括:光源、用于调节收光的第一模块、用于使光能均匀稳定的第二模块；

所述光源、所述第一模块与所述第二模块的中心线处于同一水平线上；

所述光源、所述第一模块与所述第二模块依次耦合；

所述光源依次通过所述第一模块与所述第二模块照射到被照明物体上。

进一步地，所述光源与所述第一模块之间的距离为0-10.5mm，所述第一模块与所述第二模块之间的距离为14-16mm。

进一步地，所述第一模块包括限制光束通过的可变光阑和用于收集光线的集光镜组。

进一步地，所述可变光阑包括叶片、光阑调整环和用于调整透光孔孔径大小的拨片，多个所述叶片组成旋转环形，且所述叶片环形的外缘通过所述光阑调整环固定。

进一步地，所述透光孔为圆形，且所述透光孔孔径的最小值为0。

进一步地，所述集光镜组的包括多个沿中心线方向排列的透镜，且所述集光镜组的光焦度为正。

进一步地，所述第二模块包括复眼透镜和收光镜组；

所述复眼透镜的光焦度为负，所述收光镜组的光焦度为0。

进一步地，所述复眼透镜包括至少两个复眼镜片，相邻两个所述复眼镜片之间的距离为1-3mm。

进一步地，所述复眼透镜设置为两个，两个所述复眼镜片之间的距离为1-3mm。

进一步地，所述光源包括激光光源、LED光源、光纤光源或汞灯。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的光学引擎装置，包括：光源、用于调节收光的第一模块、用于使光能均匀稳定的第二模块，光源、第一模块与第二模块处于同一水平线上且依次耦合。光源通过第一模块可以达到调节收光的作用，再通过第二模块对能量进行有效地均匀化，使光能达到能量一致，之后得到的能量均匀一致，稳定可靠的光后照射到被照明物体上。本实用新型提供的光学引擎装置的第一模块作为调节收光模块，第二模块作为匀光模块，可以有效提高光的输出能量的均匀性、稳定性，并且还可以提高准确性。

本实用新型提供的光学引擎装置的第一模块包括可变光阑和集光镜组，可变光阑可以限制光通过的量，通过调节可变光阑的孔径，改变通过光的量，可以提高光能量利用率。

本实用新型提供的光学引擎装置，可以为直写成像设备提供均匀的，稳定可靠的，能量大小可调的能量引擎，可以避免曝光面的能量不一致的情况产生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型实施例所述的光学引擎的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的可变光阑的结构示意图。

附图标记：

1-光源； 2-第一模块； 3-第二模块；

4-被照明物体； 21-可变光阑； 22-集光镜组；

31-复眼透镜； 32-收光镜组； 211-叶片；

212-光缆调整环； 213-拨片。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例所述的光学引擎的结构示意图；图2为本实用新型实施例所述的可变光阑的结构示意图。

如图1所示，本实用新型提供一种光学引擎装置，包括:光源1、用于调节收光的第一模块2、用于使光能均匀稳定的第二模块3；光源1、第一模块2与第二模块3的中心线处于同一水平线上；光源1、第一模块2与第二模块3依次耦合；光源1依次通过第一模块2与第二模块3照射到被照明物体4上。

本实用新型提供的光学引擎装置，包括光源1、用于调节收光的第一模块2、用于使光能均匀稳定的第二模块3，光源1、第一模块2与第二模块3处于同一水平线上且依次耦合。光源1通过第一模块2可以达到调节收光的作用，再通过第二模块3对能量进行有效地均匀化，使光能达到能量一致，之后得到的能量均匀一致，稳定可靠的光后照射到被照明物体4上。本实用新型提供的光学引擎装置的第一模块2作为调节收光模块，第二模块3作为匀光模块，可以有效提高光的输出能量的均匀性、稳定性，并且还可以提高准确性。

第一模块2可以设置为限制光束通过的可变光阑21和用于收集光线的集光镜组22，第二模块3可以设置为复眼透镜31和收光镜组32。

光源1，出射后的光束入射到可变光阑21上，未被光阑阻挡的光束会继续通过入射到集光镜组22上，经过集光镜组22后光束传播方向会发生改变，光束会变成准直光束，准直光束通过特有的复眼透镜31和收光镜组32后，入射到被照明物体4上。

通过调节可变光阑21，改变孔径大小，可以控制到达集光镜组22的光束大小，通过集光镜组22的光束仍然不受干扰的通过了第二模块3，所以改变可变光阑21，只会影响到到达被照明物体4的能量大小，不会影响其光学性能，如均匀性、面积大小、入射角度大小及数值孔径。

本实施例的可选方案中，光源1与第一模块2之间的距离为0-10.5mm，第一模块2与第二模块3之间的距离为14-16mm，可以使光的能量变得均匀一致。

本实施例的可选方案中，第一模块2包括限制光束通过的可变光阑21和用于收集光线的集光镜组22，可以使光的输出能量变得均匀一致。

第一模块2包括可变光阑21和集光镜组22，可变光阑21可以限制光通过的量，通过调节可变光阑21的孔径，改变通过光的量，可以提高光能量利用率。

在光学系统中，限制成像光束口径或限制成像范围的透镜框、棱镜框或专门设置的中间带孔的金属薄片，称为光阑。光阑可以限制光束通过光学系统的光孔。通过调节可变光阑21可以调节出射光强。其中可变光阑21可改变通光孔的大小，进而控制光强。光阑包括孔径光阑、视场光阑和渐晕光阑。

如图2所示，本实施例的可选方案中，可变光阑21包括叶片211、光阑调整环和用于调整透光孔孔径大小的拨片213，多个叶片211组成旋转环形，且叶片211环形的外缘通过光阑调整环固定。

通过光环调整环的转动可以调整透光孔孔径大小，拨片213可以用来固定或者调整透光孔孔径大小。

本实施例的可选方案中，透光孔为圆形，且透光孔孔径的最小值为0。通过旋转光阑调整环，可以将叶片211组成封闭的圆环，此时孔径变为零，也就是没有孔。随着调整光阑调整环，可以使叶片211转动，从而可以使孔径逐渐变大。从而使光束通过光学系统的量逐渐增多。

本实施例的可选方案中，集光镜组22的包括多个沿中心线方向排列的透镜，且集光镜组22的光焦度为正，可以使光的输出能量变得均匀一致。

光焦度(focal power)等于像方光束会聚度与物方光束会聚度之差，它表征光学系统偏折光线的能力。光焦度常用字母φ表示，φ的数值越大，平行光束折得越厉害；φ>0时，屈折是会聚性的；φ<0时，屈折是发散性的。φ＝0时，对应于，即为平面折射。这时，沿轴平行光束经折射后仍是沿轴平行光束，不出现屈折现象。

本实施例的可选方案中，第二模块3包括复眼透镜31和收光镜组32；复眼透镜31的光焦度为负，收光镜组32的光焦度为0。使光通过复眼镜片和收光镜组32后，光的输出能量变得均匀一致。

本实施例的可选方案中，复眼透镜31包括至少两个复眼镜片，相邻两个复眼镜片之间的距离为1-3mm，可以使光的输出能量变得均匀一致。

本实施例的可选方案中，复眼透镜31设置为两个，两个复眼镜片之间的距离为1-3mm，可以使光的输出能量变得均匀一致。

本实施例的可选方案中，光源1包括激光光源1、LED光源1、光纤光源1或汞灯。适合各种光源，可以对不同的光源进行调节。

结合以上对本实用新型的详细描述可以看出，本实用新型提供的光学引擎装置，可以为直写成像设备提供均匀的，稳定可靠的，能量大小可调的能量引擎，可以避免曝光面的能量出现不一致的情况的产生。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种光学引擎装置，其特征在于，包括:光源、用于调节收光的第一模块、用于使光能均匀稳定的第二模块；

所述光源、所述第一模块与所述第二模块的中心线处于同一水平线上；

所述光源、所述第一模块与所述第二模块依次耦合；

所述光源依次通过所述第一模块与所述第二模块照射到被照明物体上。

2.根据权利要求1所述的光学引擎装置，其特征在于，所述光源与所述第一模块之间的距离为0-10.5mm，所述第一模块与所述第二模块之间的距离为14-16mm。

3.根据权利要求1或2所述的光学引擎装置，其特征在于，所述第一模块包括限制光束通过的可变光阑和用于收集光线的集光镜组。

4.根据权利要求3所述的光学引擎装置，其特征在于，所述可变光阑包括叶片、光阑调整环和用于调整透光孔孔径大小的拨片，多个所述叶片组成旋转环形，且所述叶片环形的外缘通过所述光阑调整环固定。

5.根据权利要求4所述的光学引擎装置，其特征在于，所述透光孔为圆形，且所述透光孔孔径的最小值为0。

6.根据权利要求4或5所述的光学引擎装置，其特征在于，所述集光镜组的包括多个沿中心线方向排列的透镜，且所述集光镜组的光焦度为正。

7.根据权利要求6所述的光学引擎装置，其特征在于，所述第二模块包括复眼透镜和收光镜组；

所述复眼透镜的光焦度为负，所述收光镜组的光焦度为0。

8.根据权利要求7所述的光学引擎装置，其特征在于，所述复眼透镜包括至少两个复眼镜片，相邻两个所述复眼镜片之间的距离为1-3mm。

9.根据权利要求7所述的光学引擎装置，其特征在于，所述复眼透镜设置为两个，两个所述复眼镜片之间的距离为1-3mm。

10.根据权利要求1所述的光学引擎装置，其特征在于，所述光源包括激光光源、LED光源、光纤光源或汞灯。