Projektor-Fokus mit Kamera einstellen möglich?

[Sven S. (radi2k)]

Hallo zusammen,

ich habe vor mir zwei DLP-basierte Projektoren für den Stereolithografie 
3D-Druck mit 385 bzw. 405nm Lichtquelle. Diese besitzen eine 
verstellbare Optik für Zoom und Fokus. Damit kann man die projizierte 
Pixelgröße zwischen 20 und 100µm einstellen. Jetzt habe ich mir 
überlegt, wie ich den Fokus exakt einstellen kann. Mit bloßem Auge drauf 
schauen scheidet wegen der kleinen Pixelgrößen sowie dem UV-Licht aus.

Daher hatte ich die Idee dies mit einer einfachen CMOS Kamera zu 
bewerkstelligen. Ich kann ja den Kamerasensor in die gewünschte 
Projektionsebene ausrichten und dann das Bildsignal auswerten, sprich 
wie viele Pixel des physikalischen Sensor ausgeleuchtet sind und welche 
nicht. Meine Hoffnung wäre dass ich das auf die Schärfe/Fokus übertragen 
kann. Ich kenne ja die Größe jedes Pixel des Bildsensors und meine 
gewünschte Pixelgröße, die vom Projektor geworfen wird. Der Rest wäre 
einfaches Dividieren bzw. Zählen im Kamerabild. CMOS Sensoren sollten 
bei ~400nm noch empfindlich genug sein. Die Stärke des UV-Licht kann ich 
auch einstellen und weit genug herunter drehen. Sollte also nicht das 
Problem sein.

Habe ich hier ggfs. einen Denkfehler in meinem Ansatz, der dies ggfs. 
nicht möglich macht? Die Kamera soll ohne Optik verwendet werden - ist 
das evtl. ein Problem?

Gibt es andere Ansätze in so kleinen Dimensionen eine Optik scharf zu 
stellen bzw. auszurichten?

Habe die Idee einmal grafisch visualisiert (siehe Anhang).

Gruß
Sven

[Pandur S. (jetztnicht)]

einmal einstellen, und dann den Abstand konstant halten.

[Christoph Z. (christophz)]

Freunde von mir hatten vor Jahren mal einen grossen Projektor aus dem 
Eventbereich. Der hatte im Projektor drin eine Kamera mit Objektiv 
eingebaut um das Bild automatisch scharf zu stellen. Die Kamera hat das 
Licht, das von der Projektionsfläche zurückgeworfen wurde und wieder 
durch das Projektorobjektiv hereinkam ausgewertet.

Also generell sollte fokussieren mit Kameraunterstützung schon gehen. 
Bei dir natürlich nicht durch Reflexion, da das Resin ja das UV-Licht 
absorbieren soll im Gegensatz zu einer Leinwand. Aber das hast du in 
deinem Konzept ja schon bedacht.

Ich sehe halt ein bisschen das Problem, dass die Kamerachip Ebene 
nachher auch der Oberfläche des Resin entspricht. Da wird ja wohl das 
Becken durch die Kamera getauscht oder Mechanisch etwas geschwenkt. Ob 
dann dein Fokus noch stimmt?

[Sven S. (radi2k)]

Hallo Christoph,

vielen Dank für die Antwort.

Die CMOS Kameras dieser Art haben entweder ein C- oder CS-Mount 
Anschluss. Bei diesen ist genormt wo sich der Sensor im Verhältnis zum 
Drehverschluss befindet. Das heißt ich müsste lediglich eine 
Behelfskonstruktion entwickeln, welche den Sensor zur Projektionsebene 
ausrichtet. Da ich den Tank des Harzes aber entfernen kann und hier 
bereits eine Referenzebene habe, ist das kein Problem. Die Ausrichtung 
erfolgt auch nur einmalig - entsprechend ist ein Schwenkmechanismus gar 
nicht nötig.

Gruß
Sven