[发明专利]立体打印系统以及立体打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种打印系统以及打印方法，且特别是涉及一种立体打印系统以及立体打印方法。 

背景技术

随着科技的日新月异，人们不再满足于仅止于平面的复印技术。近年来，立体打印技术，即3D打印技术(3dimensional printing technology)使得立体的物件也能够被打印复制，从而能够快速且廉价地大量制造产品。 

立体打印技术可用于模具制造、工业设计等领域以制造模型，近年来也逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件。一般而言，立体打印技术的设计过程是：先通过电脑辅助设计(CAD)或电脑动画建模软体建模，再将建成的3D模型「分割」成逐层的截面，从而指导打印机逐层打印。 

然而，对于已存在的实际物体，则需要额外使用人工方式以上述电脑辅助设计或电脑动画建模软体（软件）对该实际物体进行描绘建模后，方可进行立体打印。如此一来，不但复制品的精确度难以提升，且需要花费额外的时间与人工，从而提高了复制品的成本。因此，如何精确且有效率地取得欲复制的物体的轮廓资讯已成为目前立体打印技术亟待解决的问题之一。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种立体打印系统以及立体打印方法，可准确且有效率地取得待测物体的立体轮廓数据。 

为达上述目的，本发明的实施例提供一种立体打印系统，包括光源单元、至少一影像撷取模块、处理单元以及打印装置。光源单元照明待测物体。影 像撷取模块包括影像撷取单元以及调焦镜组。影像撷取单元配置于待测物体的一侧，调焦镜组配置于影像撷取单元与待测物体之间。处理单元控制调焦镜组改变拍摄焦距，并控制影像撷取单元在不同的拍摄焦距下撷取待测物体的多个影像，其中每一个影像中包括已对焦与未对焦的局部影像，处理单元根据影像中已对焦的局部影像以及对应已对焦的局部影像的拍摄焦距计算出待测物体的立体轮廓数据。打印装置根据立体轮廓数据打印出对应待测物体的多个截面轮廓。 

在本发明的实施例中，光源单元向待测物体提供照明光，待测物体相对照明光为不透明，且已对焦的局部影像为待测物体与不同的拍摄焦距下的焦平面重叠的部分的影像，立体轮廓数据包括待测物体的表面轮廓。 

在本发明的实施例中，影像撷取模块是以至少一拍摄光轴拍摄待测物体，拍摄焦距的最小值为调焦镜组沿着拍摄光轴至待测物体的最短距离，拍摄焦距的最大值为，在待测物体与焦平面重叠的截面积最大时，调焦镜组沿着拍摄光轴至焦平面的距离。 

在本发明的实施例中，光源单元向待测物体提供照明光，待测物体相对照明光为透明，且已对焦的局部影像为待测物体与不同的拍摄焦距下的焦平面重叠的部分的影像，立体轮廓数据包括待测物体的表面轮廓与内部形状。 

在本发明的实施例中，影像撷取模块是以至少一拍摄光轴拍摄待测物体，拍摄焦距的最小值为调焦镜组沿着拍摄光轴至待测物体的最短距离，拍摄焦距的最大值为调焦镜组沿着拍摄光轴至待测物体的最长距离。 

在本发明的实施例中，至少一影像撷取模块为多个影像撷取模块，分别配置于待测物体的周围，其中多个影像撷取模块分别以不同的拍摄光轴撷取待测物体的至少一部分的影像。 

在本发明的实施例中，处理单元将影像撷取单元在不同的拍摄焦距下所撷取到的待测物体的多个影像中已对焦的局部影像分别映射至打印装置的驱动单元，驱动单元根据所映射的多个影像中已对焦的局部影像进行打印。 

在本发明的实施例中，驱动单元根据所映射的多个影像中已对焦的局部影像进行影像缩放及打印。 

本发明的实施例提供一种立体打印方法，包括照明待测物体；在不同的拍摄焦距下撷取待测物体的多个影像，其中每一多个影像中包括已对焦与未对焦的局部影像；根据影像中已对焦的局部影像以及对应已对焦的局部影像 的拍摄焦距计算出待测物体的立体轮廓数据；以及根据立体轮廓数据，打印出对应待测物体的多个截面轮廓。 

在本发明的实施例中，待测物体相对照明待测物体的照明光为不透明，且已对焦的局部影像为待测物体与不同的拍摄焦距下的焦平面重叠的部分的影像，立体轮廓数据包括待测物体的表面轮廓。 

在本发明的实施例中，其中在不同的拍摄焦距下撷取待测物体的多个影像的方法中还包括：通过至少一影像撷取模块以至少一拍摄光轴拍摄待测物体，拍摄焦距的最小值为影像撷取模块的调焦镜组沿着拍摄光轴至待测物体的最短距离，拍摄焦距的最大值为，在待测物体与焦平面重叠的截面积最大时，调焦镜组沿着拍摄光轴至焦平面的距离。