光学成型装置及制造成型物的方法制造方法及图纸

一种光学成型装置，包括：输出准直光的光源单元；布置在准直光的光路上并调制准直光的光路或相位的光学功能单元；以及控制光学功能单元的操作以利用光学功能单元中产生的调制光照射对象表面的控制单元。

Optical forming device and method for manufacturing molded articles

An optical forming device includes a light source unit to output the collimated light; optical functional unit arranged in a collimated light path of the light modulation and collimated light optical phase modulated light irradiation; and the control of optical functional unit operation to use optical functional unit to control the surface of the unit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学成型装置及制造成型物的方法
本专利技术涉及一种利用树脂受光照射而发生的性质变化来形成成型物的光学成型装置。此外，本专利技术涉及一种利用树脂受光照射而发生的性质变化来制造成型物的方法。
技术介绍
至今为止，已经研究出以CAD(computeraideddesign，计算机辅助设计)创建的三维模型为基础来形成立体物体的各种方法。例如，已公开的技术包括，将三维模型切分为多层的薄的断面体，并根据每个断面体的坐标数据，执行将焦点对焦在光敏树脂的表面上的激光发光控制以及光束扫描(例如，参照专利文献1和2)。此外，例如，已公开的技术包括，根据如上所述的每个断面体的坐标数据，执行喷墨控制以及喷头扫描，同时利用光照射使墨水硬化(例如，参照专利文献3和4)。此外，至今为止，已经研究出利用光照射使涂布在指甲或指甲片上的光硬化树脂硬化的多种方法。例如，已公开的技术包括，根据图像数据，在指甲或指甲片上打印彩色墨水，然后打印表面覆层，并利用光照射使其硬化(参照专利文献5)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本未审专利申请公开号No.1981-144478(昭56-144478)专利文献2：日本未审专利申请公开号No.2003-340923专利文献3：日本未审专利申请公开号No.1990-307730(平2-307730)专利文献4：日本未审专利申请公开号No.1991-39234(平3-39234)专利文献5：日本未审专利申请公开号No.2012-232041
技术实现思路
但是，专利文献1至5中描述的方法是以在平面上形成立体物体或打印物体为前提的。因此，难以在曲面上精确地形成立体物体或打印物体。因此，需要提供一种光学成型装置和制造成型物的方法，使其不仅能在平坦表面上，也能在曲面上精确地形成立体物体。根据本专利技术的一个实施方式的光学成型装置可包括：光源单元，所述光源单元输出准直光；光学功能单元，所述光学功能单元布置在所述准直光的光路上，并对所述准直光的光路或相位进行调制；以及控制单元，所述控制单元控制所述光学功能单元的操作，以使得在所述光学功能单元中产生的调制光照射对象表面。根据本专利技术的一个实施方式的制造成型物的方法可包括以下两个步骤：(A)第一步骤，对从光源单元输出的准直光的光路或相位进行调制，以产生所述准直光的调制光，并且利用所产生的所述调制光照射涂布在被层叠体上的光敏树脂的表面，以形成第一树脂硬化层。(B)第二步骤，对从所述光源单元输出的准直光的光路或相位进行调制，以产生所述准直光的调制光，并利用所产生的所述调制光照射在所述第一步骤所形成的所述第一树脂硬化层上重新涂布的光敏树脂的表面，以形成第二树脂硬化层。在根据本专利技术的一种实施方式的光学成型装置和制造成型物的方法中，准直光被用作照射对象表面的光。准直光实际上是不对焦光。因此，即使对象表面是曲面，也几乎不会在对象表面上发生散焦。在根据本专利技术的一种实施方式的光学成型装置和制造成型物的方法中，将准直光用作照射对象表面的光，因此即使对象表面是曲面，也几乎不会在对象表面上发生散焦。由此，可以在不依赖于对象表面的表面形状的情况下，对涂布在对象表面上的光硬化树脂中的期望位置进行精确地硬化。因此，不仅可以在平坦表面上，也可以在曲面上精确地形成立体物体。要注意的是，本专利技术的效果并非仅限于上述效果，也可以包括本文中所描述的任意效果。附图说明图1为显示根据本专利技术的一个实施方式的光学成型装置的示意性结构的一个示例的示意图。图2A为显示图1中的被层叠体的断面结构的一个示例的视图。图2B为显示图1中的被层叠体的断面结构的一个示例的视图。图3A为概念性地显示位置数据的一个示例的视图。图3B为概念性地显示位置数据的一个示例的视图。图4为显示图1中的光学成型装置的一个具体示例的示意图。图5A为显示成型物的断面结构的一个示例的视图。图5B为概念性地显示坐标数据的一个示例的视图。图6A为概念性地显示校正后的坐标数据的一个示例的视图。图6B为概念性地显示校正后的坐标数据的一个示例的视图。图6C为概念性地显示校正后的坐标数据的一个示例的视图。图7为显示图1中的光学成型装置1的操作步骤的一个示例的示意图。图8A为显示成型物的制造过程的一个示例的视图。图8B为显示图8A之后的制造过程的一个示例的视图。图8C为显示图8B之后的制造过程的一个示例的视图。图8D为显示图8C之后的制造过程的一个示例的视图。图9为显示图1中的光学成型装置的一个变形例的示意图。图10A为显示图9中的光学成型装置的一个模式的示意图。图10B为显示图9中的光学成型装置的一个模式的示意图。图10C为显示图9中的光学成型装置的一个模式的示意图。图10D为显示图9中的光学成型装置的一个模式的示意图。图11为显示成型物的断面结构的一个示例的视图。图12为显示图1中的光学成型装置的一个变形例的示意图。图13为显示成型物的断面结构的一个示例的视图。图14为显示图1中的光学成型装置的一个变形例的示意图。图15为显示成型物的断面结构的一个变形例的视图。图16为显示成型物的断面结构的一个变形例的视图。图17为显示光路调制单元的一个示例的视图。图18为显示数位镜设备的一个示例的视图。图19为显示透射型液晶面板的一个示例的视图。图20为显示反射型液晶面板的一个示例的视图。具体实施方式下文参照附图详细描述本专利技术的若干实施方式。要注意的是，按以下顺序进行描述。1.实施方式(光学成型装置)在扫描前进行坐标数据校正的示例提供近红外线传感器作为距离传感器的示例2.变形例(光学成型装置)变形例A：在扫描期间也进行坐标数据校正的示例变形例B：提供成像装置作为距离传感器的示例。变形例C：在传感器单元中计算得到位置数据Ds的示例。变形例D：成型物分布在对象表面上的多个位置处的示例变形例E：提供用于剥离成型物的发光元件的示例。变形例F：提供用于剥离成型物的加热单元的示例。变形例G：对象表面为除指甲表面以外的其他表面的示例。变形例H：对成型物进行施加颜色的示例。变形例I：在成型物内集成电子装置或其他物品的示例。变形例J：光敏树脂为正型树脂(positiveresin)的示例。变形例K：使用光路转换元件代替反射镜的示例。变形例L：成型物被成型为薄片状的示例。变形例M：使用数位镜设备(digitalmirrordevice)的示例。变形例N：使用透射型液晶面板的示例。变形例O：使用反射型液晶面板的示例。1.实施方式[结构]首先，对根据本专利技术的一个实施方式的光学成型装置1进行描述。图1显示了光学成型装置1的示意性结构的一个示例。光学成型装置1可以是对涂布在被层叠体100的表面上的光敏树脂的表面(对象表面St)进行曝光的设备，是利用树脂受光照射而发生的性质变化来形成成型物的设备。对象表面St相当于本专利技术的“对象表面”的一个具体示例。举例来说，被层叠体100可以是图2A中所示的拇指111，或者图2B中所示的四根手指(食指112，中指113，无名指114和小指115)。可替代的是，举例来说，被层叠体100也可以是智能电话等电子设备。在被层叠体100是图2A中所示的拇指111的情况中，对象表面St例如是涂布在拇指111的指甲111A表面上的光敏树脂的表面。在被层叠体100是图2B中所示的四根手指的情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学成型装置，包括：光源单元，所述光源单元输出准直光；光学功能单元，所述光学功能单元布置在所述准直光的光路上，并对所述准直光的光路或相位进行调制；以及控制单元，所述控制单元控制所述光学功能单元的操作，以使得在所述光学功能单元中产生的调制光照射对象表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.20 JP 2014-2133801.一种光学成型装置，包括：光源单元，所述光源单元输出准直光；光学功能单元，所述光学功能单元布置在所述准直光的光路上，并对所述准直光的光路或相位进行调制；以及控制单元，所述控制单元控制所述光学功能单元的操作，以使得在所述光学功能单元中产生的调制光照射对象表面。2.根据权利要求1所述的光线成型设备，其中所述光学功能单元包括对所述准直光的光路进行调制的光路调制元件，且所述控制单元控制所述光路调制元件的操作，以使得所述调制光在所述对象表面上进行扫描，并基于成型物的坐标数据控制所述光源单元的发光。3.根据权利要求1所述的光学成型装置，其中所述光学功能单元包括以二维方式布置且反射所述准直光的多个反射单元，且所述控制单元基于成型物的坐标数据控制每个所述反射单元的操作，以使得所述调制光照射所述对象表面。4.根据权利要求1所述的光学成型装置，其中所述光学功能单元对所述准直光进行空间光相位调制，且所述控制单元基于成型物的坐标数据控制所述光学功能单元中的所述空间光相位调制，以利用所述调制光照射所述对象表面。5.根据权利要求1所述的光学成型装置，其中所述光源单元包括：发光元件，所述发光元件输出紫外光；以及准直仪，所述准直仪布置在所述紫外光的光路上。6.根据权利要求5所述的光学成型装置，进一步包括获得所述对象表面的位置数据的传感器单元，其中，所述控制单元基于所述位置数据以及成型物的坐标数据，控制所述光源单元的发光或所述光学功能单元的操作。7.根据权利要求6所述的光学成型装置，其中所述控制单元基于在所述光源单元发光之前获得的所述位置数据以及所述坐标数据，控制所述光源单元的发光或所述光学功能单元的操作。8.根据权利要求7所述的光学成型装置，其中所述控制单元基于在所述光源单元发光的过程中获得的所述位置数据以及所述坐标数据，控制所述光源单元的发光或所述光学功能单元的操作。9.根据权利要求7所述的光学成型装置，其中所述控制单元基于所述位置数据对所述坐标数据进行校正，并基于校正后的所述坐标数据控制所述光源单元的发光或所述光学功能单元的操作。10.根据权利要求9所述的光学成型装置，其中所述坐标数据由多个水平断面数据构成，且所述控制单元基于所述位置数据将所述坐标数据校正为沿着所述对象表面的表面形状的多个模拟断面数据，并基于校正后获得的所述多个模拟断面数据，控制所述光源单元的发光或所述光学功能单元的操作。11.根据权利要求9所述的光学成型装置，其中所述坐标数据由多个水平断面数据构成，且所述控制单元基于所述位置数据将所述水平断面数据校正为沿着所述对象表面的表面形状的模拟断面数据，并基于校正后获得的多个所述模拟断面数据，控制所述光源单元的发光或所述光学功能单元的操作。12.根据权利要求9所述的光学成型装置，其中所述坐标数据由高度方向的信息互相相等的多个三维坐标数据、或者是不含高度方向的信息的多个二维坐标数据构成，且所述控制单元基于所述位置数据将所述坐标数据校正为沿着所述对象表面的表面形状的模拟坐标数据，并基于校正后获得的所述模拟坐标数据，控制所述光源单元的发光或所述光学功能单元的操作。13.根据权利要求9所述的光学成型装置，其中所述控制单元基于所述位置数据执行对所述坐标数据的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边知雅，田中雅之，本林久良，内田史朗，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP