3D投影打印系统及其方法技术方案

一种3D投影打印系统及其方法，该系统包括：投影单元用于投射光源至对象；影像感测单元用于扫描投射至对象上的光源其产生的至少一型变影像；影像处理单元用于接收型变影像并产生立体影像，并对立体影像进行切层处理产生包含复数层平面影像的数据后传送至投影单元；以及容置室，用于容置感光成型材料，其中该投影单元按该数据依层投射每一层平面影像至该感光成型材料的对应部份以进行光固化，后使每一层平面影像对应的该光固化部份进行固化，形成每一对应的立体层，当所有立体层逐一形成，即形成对应该对象的整体外形的立体对象。

【技术实现步骤摘要】
3D投影打印系统及其方法
本专利技术关于一种3D投影打印系统及其方法，尤指一种利用投影方式实现3D打印的3D投影打印系统及其方法。
技术介绍
随着现今多媒体科技及影像技术发展，带给人们立体视觉效果的3D影像逐渐普及，除广泛应用于大型投影系统(如电影院或家用投影系统)、显示器(如电视、计算机等)、可携式电子装置(如平板计算机、手机)等影像装置外，更可于3D打印设备上打印影像，以取代传统的平面二维影像打印。现有的3D投影打印系统往往需要搭配两台或两台以上的影像撷取装置(如相机)或投影装置(如投影机)，分别设于对象两侧并负责对象不同角度的影像撷取或进行投影，撷取的对象影像分别送入计算机进行分析切层运算达成切层轮廓的生成；但是，其缺点在于两台影像撷取装置各自撷取的影像可能无法相互配合，要将交错的影像精确还原迭合，会产生各自撷取影像的对应点无法精确配合一致的问题，导致送入计算机进行分析切层运算时使切层软件容易误判，造成3D打印出的立体对象失真于原对象。此外，已知模拟式的分析切层运算在重现或转换原对象影像时会因为读取或输出设备的不同而失真，因此各自撷取的原对象影像送入计算机进行分析切层运算时可能造成第一次失真，而输出计算机进行3D打印时可能造成第二次失真，如此3D打印出的立体对象将无法精准的呈现原对象原貌。另外，进行上述分析切层运算时若影像撷取装置的景深不一致，切层软件会耗费时间调整景深一致，亦可能使切层结果与原对象失真，同样造成3D打印出的立体对象无法和原对象相同的问题。再者，现有的3D投影打印系统虽是号称快速成型技术(RapidPrototyping)，但不管对象的尺寸大小或是如何改进打印系统的设备，仍需花费数小时或数十小时才能成形完成。原因在于现有3D投影打印系统的喷印方式是以点和线为基础，透过点和线打印成面再建构成立体对象会在建构过程中耗费大量时间，不符效益。更甚者，目前的3D打印机台结构较为复杂且具庞大的设备体积，以至于其制造成本昂贵、操作过程繁琐，难以推广至办公室以及家庭市场。因此，如何发展一种可改善上述现有技术缺失的3D打印设备及方法，实为目前迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于透过单一投影单元来精确重现对应被扫瞄对象的整体外观的3D立体对象，以解决现有的3D投影打印系统需要配置复数影像撷取装置或复数投影机，造成制造成本提高以及3D投影打印系统体积庞大的缺点，并避免已知3D打印设备的多个撷取影像对应点无法精确配合一致而导致切层软件容易误判、或模拟式的分析切层运算在重现或转换原对象影像时会因为读取或输出设备的不同而失真而无法精准呈现对象原貌、耗费时间调整景深一致以及打印速度慢等缺点。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种3D投影打印系统，包括：可动平台，用以承载对象；投影单元，用以投射光源至该对象；影像感测单元，用以扫描感测投射至该对象上的该光源进而对应产生至少一型变影像；影像处理单元，分别与该投影单元与该影像感测单元连接，用以根据该影像感测单元扫描感测的该至少一型变影像来产生立体影像，且用以将该立体影像进行切层处理以产生包含复数层迭置的平面影像的数据后传送至该投影单元；以及容置室，用于容置感光成型材料，其中该投影单元按该数据依层投射每一层该平面影像至该感光成型材料的对应部份以进行光固化，接着使每一层该平面影像对应的所述光固化部份进行固化，形成每一对应的立体层，当所有的上述立体层逐一形成，即形成对应该对象的整体外形的立体对象。依据本专利技术的3D投影打印系统，更包括反射单元及显示器，用以反射该投影单元投射的该立体影像至该显示器，该显示器与该影像处理单元连接以显示该立体影像，并经由该影像处理单元对该立体影像进行编辑。依据本专利技术的3D投影打印系统，该可动平台为可水平旋转的平台，旋转该可动平台使该对象由不同角度接收该投影单元投射的该光源，并对应产生该对象的复数不同角度的型变影像。依据本专利技术的3D投影打印系统，更包括机壳，用于包含该可动平台、该投影单元、该影像感测单元、该影像处理单元与该容置室。依据本专利技术的3D投影打印系统，更包括固化单元，连接该容置室，用以将每一层该平面影像对应的该刻部份依层进行固化。依据本专利技术的3D投影打印系统，更包括升降单元，与该可动平台连接，该升降单元具马达，用以控制该可动平台的上升/下降，使该投影单元按上述数据依层投射每一层该平面影像至该感光成型材料的对应部份以进行光固化。依据本专利技术的3D投影打印系统，该光源为一种结构光源，该结构光源为具有复数内建样本图像的结构光源。依据本专利技术的3D投影打印系统，该感光成型材料为感光树脂。为达上述目的，本专利技术提供一种3D投影打印方法，包括：提供投影单元投射光源至对象；提供影像感测单元扫描感测投射至该对象上的该光源来对应产生至少一型变影像；转换该至少一型变影像为立体影像，并对该立体影像进行切层处理进而产生包含复数层迭置的平面影像的数据后传送至该投影单元；该投影单元按该数据依层投射每一层该平面影像至感光成型材料的对应部份以进行光固化，接着固化每一层该平面影像对应的该光固化部份，形成每一对应的立体层，当所有的上述立体层逐一形成，即形成对应该对象的整体外形的立体对象。依据本专利技术的3D投影打印方法，对该立体影像的切层处理步骤前还包括将该立体影像进行该立体影像的检视与编辑的程序。根据上述，本专利技术的3D投影打印系统使用单一个投影单元并搭配影像感测单元，采用单一个投影单元配置的技术特征可大幅节省制造成本与缩小产品体积，并达到与现有的3D投影打印系统相同的投影功效。此外，相较于现有的3D投影打印系统更进步的是，本专利技术的3D投影打印系统的投影单元投射出样本图像光源于对象，由影像感测单元扫描样本图像光源的变形，并投影单元由不同面向的投射可获得复数样本图像光源的变形以更精确的描绘出对象影像细节，并藉由数字的演算模式产生对象的立体影像避免模拟式重现对象影像时产生失真，同时以投影单元将切层的平面影像投射到感光成型材料以一次打印一面的方式加快打印的速度，确实解决了现有技术中的种种缺失。附图说明图1为依据本专利技术较佳实施例的3D投影打印系统的结构示意图。图2为依据图1的3D投影打印系统进行影像感测的示意图。图3为依据图1的3D投影打印系统产生型变影像示意图。图4为依据图1的3D投影打印系统产生型变影像时该投影单元、该影像感测单元与该对象的相对位置示意图。图5为依据图1的3D投影打印系统进行影像显示与编辑示意图。图6为依据图1的3D投影打印系统进行影像打印成型的示意图。图7为依据本专利技术较佳实施例的3D投影打印方法的流程方块图。具体实施方式兹有关本专利技术的
技术实现思路
及详细说明，现配合图式说明如下：请参阅图1至图2并配合图3，显示一种依据本专利技术较佳实施例的3D投影打印系统1，其包括：可动平台10，用以承载对象100；投影单元20，用以投射光源30至该对象100；影像感测单元40，用以扫描感测投射至该对象100上的该光源30以产生至少一型变影像A(请见图3)；影像处理单元50，该影像处理单元50可为中央处理器(CPU)，分别与该投影单元20与该影像感测单元40电性连接，用以接收该影像感测单元40扫描感测的该型变影像A，进而产生立体影像(未图标)，且该影像处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D投影打印系统，其特征在于，包括：可动平台，用以承载对象；投影单元，用以投射光源至该对象；影像感测单元，用以扫描感测投射至该对象上的该光源进而产生至少一型变影像；影像处理单元，分别与该投影单元与该影像感测单元连接，用以根据该影像感测单元扫描感测的该至少一型变影像产生立体影像，且该影像处理单元用以将该立体影像进行切层处理以产生包含复数层迭置的平面影像的数据并传送至该投影单元；以及容置室，用以容置感光成型材料，其中该投影单元按该数据依层投射每一层该平面影像至该感光成型材料的对应部份以进行光固化，接着使每一层该平面影像对应的该光固化部份进行固化，形成每一对应的立体层，当所有的这些立体层逐一形成，即形成对应该对象的整体外形的立体对象。

【技术特征摘要】
1.一种3D投影打印系统，其特征在于，包括：可动平台，用以承载对象；单一投影单元，用以投射光源至该对象；单一影像感测单元，用以扫描感测投射至该对象上的该光源进而产生至少一型变影像；影像处理单元，分别与该投影单元与该影像感测单元连接，用以根据该影像感测单元扫描感测的该至少一型变影像产生立体影像，且该影像处理单元用以将该立体影像进行切层处理以产生包含复数层迭置的平面影像的数据并传送至该投影单元；容置室，用以容置感光成型材料，其中该投影单元按该数据依层投射每一层该平面影像至该感光成型材料的对应部份以进行光固化，接着使每一层该平面影像对应的该光固化部份进行固化，形成每一对应的立体层，当所有的这些立体层逐一形成，即形成对应该对象的整体外形的立体对象；以及反射单元及显示器，该反射单元用以反射该投影单元投射的该立体影像至该显示器，该显示器与该影像处理单元连接以显示该立体影像，并经由该影像处理单元对该立体影像进行编辑。2.如权利要求1所述的3D投影打印系统，其特征在于，该可动平台为可水平旋转的平台，旋转该可动平台使该对象由不同角度接收该投影单元投射的该光源，并对应产生该对象的复数不同角度的型变影像。3.如权利要求1所述的3D投影打印系统，其特征在于，更包括机壳，用于包含该可动平台、该投影单元、该影像感测单元、该影像处理单元与该容置室。4.如权利要求1所述的3D投影打印系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：许明福，
申请(专利权)人：信泰光学深圳有限公司，亚洲光学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44