裸眼三維呈現(xiàn)裝置、裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種裸眼三維呈現(xiàn)裝置，包括：二維底片，二維底片上具有紋理圖案；空間光調(diào)制器，空間光調(diào)制器位于二維底片之上，由透明基板和位于透明基板之上的光學(xué)折射器件組成，其中紋理圖案經(jīng)過基于立體全像技術(shù)的特殊設(shè)計，能夠使用戶在裸眼三維呈現(xiàn)裝置上方能觀察到三維圖像。該裸眼三維呈現(xiàn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)通過二維平面呈現(xiàn)具有一定深度的三維物體，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、體積小、質(zhì)量輕、顯示效果立體感強、易于累疊收納等優(yōu)點。本發(fā)明還提出一種裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)及制造方法，該制造系統(tǒng)與制造方法將2D打印與3D打印綜合起來，可以高效率地、大規(guī)模地制造裸眼三維呈現(xiàn)裝置。
【專利說明】
裸眼三維呈現(xiàn)裝置、裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于立體造型【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種裸眼三維呈現(xiàn)裝置，以及一種裸眼三維呈現(xiàn)裝置的制造系統(tǒng)及制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前很多實物展示，普遍加工的方式是機加工或者近幾年流行的三維打印方法制作實物。實物的最大的缺點是具有一定的體積、重量，尤其對于大型或外形復(fù)雜的物體，其材料費和加工費十分昂貴。有別于實物展示，近年來全息投影技術(shù)也逐漸被應(yīng)用在產(chǎn)品展示中，但是全息影像的制作比較復(fù)雜并且其顯示裝置也是十分占用空間。
[0003]現(xiàn)有市場上的打印機有二維打印機(如噴墨打印機、激光打印機)和三維打印機，兩種打印機功能分別獨立，任何一種打印機不能同時實現(xiàn)二維和三維打印的功能。二維打印機例如激光打印機都可以實現(xiàn)單色和彩色的圖案繪制。激光打印機使用靜電吸附墨粉的原理，墨粉經(jīng)過熱固后可以穩(wěn)定的吸附在打印紙上。三維打印技術(shù)是使用電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終將計算機上的模型轉(zhuǎn)換成實物，主流的30打印原理有熔融堆積([1186(1 061)0811:1011 10(1611叩，[01)、選擇性激光燒結(jié)(861601:111? 1已861~
313),激光光固化(81:61-60111:11181-81)117 八卯￡11? 1:118, 31^)、數(shù)字光處理^1-006881118,1)1^)等。目前普通的30打印機打印精度也能達(dá)到0.1臟，3“光固化成型的原理是使用特定波長與強度的激光聚焦到光固化材料的表面，激光通過掃描系統(tǒng)使激光由點到線，由線到面順序凝固，完成一個面的繪圖工作，然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度，再固化另一個層面。這樣層層疊加構(gòu)成一個三維實體。3“光固化打印的精度較高，可以達(dá)到0.03皿，并且使用透明的液態(tài)光敏樹脂材料，可以制作出特殊設(shè)計的光學(xué)透鏡。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種裸眼三維呈現(xiàn)裝置，以及提出該裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)和制造方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實施例的一種裸眼三維呈現(xiàn)裝置，可以包括:二維底片，所述二維底片上具有紋理圖案；空間光調(diào)制器，所述空間光調(diào)制器位于所述二維底片之上，由透明基板和位于所述透明基板之上的光學(xué)折射器件組成，其中，所述二維底片與所述空間光調(diào)制器通過一體化制作得到，其中，所述紋理圖案經(jīng)過基于立體全像技術(shù)的特殊設(shè)計，能夠使用戶在所述裸眼三維呈現(xiàn)裝置上方能觀察到三維圖像。
[0006]該實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)通過二維平面呈現(xiàn)具有一定深度的三維物體，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、體積小、質(zhì)量輕、顯示效果立體感強、易于累疊收納等優(yōu)點。
[0007]在本發(fā)明的一個實施例中，所述光學(xué)折射器件為微透鏡陣列、柱鏡、組合透鏡或者光柵。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)，可以包括:框架，所述框架用于支撐和固定其他部件，所述框架中具有直立支架；升降平臺，所述升降平臺設(shè)置于所述直立支架上且能垂直位移，所述升降平臺用于承托打印產(chǎn)品；光敏材料反應(yīng)槽；激光掃描組件，用于產(chǎn)生具有特定焦平面的激光束并且實現(xiàn)激光的點掃描、線掃描和面掃描；平面移動機構(gòu)，用于帶動所述激光掃描組件在水平平面內(nèi)移動；二維打印組件，用于與所述激光掃描組件配合以實現(xiàn)彩色二維圖片打印；直線運動機構(gòu)，用于使所述二維打印機構(gòu)在與其延伸方向垂直的方向上移動；人機交互模塊；以及系統(tǒng)控制模塊。
[0009]該實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)將20打印與30打印綜合起來，可以高效率、大規(guī)模地制造裸眼三維呈現(xiàn)裝置。
[0010]在本發(fā)明的一個實施例中，所述平面移動機構(gòu)包括:滑動座，所述滑動座與所述激光掃描組件固定連接3軸導(dǎo)軌和X軸電機，其中所述X軸電機與所述滑動座相連，控制所述滑動座沿所述X軸導(dǎo)軌移動；以及X軸導(dǎo)軌和V軸電機，其中所述V軸電機與所述滑動座相連，控制所述滑動座沿所述V軸導(dǎo)軌移動。
[0011]在本發(fā)明的一個實施例中，所述激光掃描組件包括:激光器、光路轉(zhuǎn)換器件、調(diào)制器、動態(tài)聚焦器和微掃描振鏡組件。
[0012]在本發(fā)明的一個實施例中，所述直線運動機構(gòu)包括:卡件，所述卡件與所述二維打印機構(gòu)固定連接；以及直線導(dǎo)軌與直線驅(qū)動電機，所述直線導(dǎo)軌的方向與所述二維打印機構(gòu)的延伸方向垂直，所述直線驅(qū)動電機控制所述卡件沿所述直線導(dǎo)軌移動。
[0013]在本發(fā)明的一個實施例中，所述二維打印組件包括:充電輥、放電單元、感光鼓、電暈線、定影器和顯影模組。
[0014]在本發(fā)明的一個實施例中，所述直立支架包括:垂直導(dǎo)軌、精密絲桿和2軸電機；以及所述升降平臺包括:帶有通孔的載物平臺、壓片夾。
[0015]為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造方法，可以采用上文所述的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)來制造裸眼三維呈現(xiàn)裝置。
[0016]該實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造方法將20打印與30打印綜合起來，可以高效率、大規(guī)模地制造裸眼三維呈現(xiàn)裝置。
[0017]在本發(fā)明的一個實施例中，包括以下步驟:設(shè)計所述裸眼三維呈現(xiàn)裝置中所述二維底片的紋理圖案，并且設(shè)計所述裸眼三維呈現(xiàn)裝置中所述空間光調(diào)制器的切片數(shù)據(jù)；將空白的所述二維底片放置在所述升降平臺上；利用所述激光掃描組件、平面移動機構(gòu)、二維打印組件和直線運動機構(gòu)，以所述底片靜止、所述直線運動機構(gòu)帶動二維打印組件做直線運動、同時所述平面移動機構(gòu)帶動所述激光掃描組件逐行進(jìn)行激光掃描，從而使得圖像被逐行打印出，最終完成所述紋理圖案；以及利用所述激光掃描組件、平面移動機構(gòu)、升降平臺、光敏材料反應(yīng)槽，以光固化的方式在所述已經(jīng)完成圖像打印的二維底片上逐層地打印完成所述空間光調(diào)制器。
[0018]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0020]圖1是本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是裸眼三維呈現(xiàn)裝置中二維底片的紋理圖案的設(shè)計原理示意圖；
[0022]圖33-36是本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)的不同角度的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖3。是裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)的平面移動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)的激光掃描組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6是本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)的直線運動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7是本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)的直立支架和升降平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖8是本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)的二維打印機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖9是本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置的制造方法的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0029]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0030]圖1是本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該裸眼三維呈現(xiàn)裝置包括:二維底片1000和空間光調(diào)制器2000。其中，二維底片1000與空間光調(diào)制器2000是通過一體化制作得到的，而非分別制造后裝配在一起的。其中二維底片1000上具有紋理圖案，與日常生活中的二維印刷品類似?？臻g光調(diào)制器2000位于二維底片1000之上，由透明基板2001和位于其之上的光學(xué)折射器件2002組成，光學(xué)折射器件2002可以為微透鏡陣列、柱鏡、組合透鏡或者光柵。需要說明的是，二維底片1000的紋理圖案經(jīng)過基于立體全像技術(shù)的特殊設(shè)計，能夠使用戶在裸眼三維呈現(xiàn)裝置上方能觀察到三維圖像(圖中以一個虛擬的茶壺進(jìn)行示意)。
[0031]二維底片1000上的紋理圖案的設(shè)計過程實際上是立體全像技術(shù)的逆過程。為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解，下面結(jié)合圖2進(jìn)行解釋說明立體全像技術(shù)。首先假設(shè)空間中放置有一個立體實物，例如茶壺?？臻g中還設(shè)有一組有序排列的相機鏡頭，即透鏡陣列。通過微透鏡陣列對立體實物進(jìn)行拍攝，可以得到一副二維圖像。拍攝的逆過程是顯示。因此，在實際應(yīng)用中二維底片1000的紋理圖案的生成方式如下:先編寫電腦程序，利用體繪制或者面繪制的方法模擬三維空間物體發(fā)射出的光線通過透鏡陣列，在微透鏡陣列后方形成像點，即得到了二維底片1000的紋理圖像。然后，本發(fā)明的裸眼三維呈現(xiàn)裝置中，二維底片的紋理圖像1000的像素點發(fā)出的光線經(jīng)過空間光調(diào)制器2000(該空間光調(diào)制器2000應(yīng)與電腦模擬的透鏡陣列對應(yīng))后，在空間中還原顯示出虛擬的、立體感強烈的“茶壺”。
[0032]需要說明的是，二維底片1000本身并不是發(fā)光光源，本發(fā)明和現(xiàn)有的通過顯示器加投影部件(可以由多個透鏡等光學(xué)器件組成)在空間投射顯示出裸眼三維立體像的技術(shù)有所不同。
[0033]由上可知，根據(jù)本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置使用立體全像技術(shù)，可以生成全視差的裸眼立體顯示。該裸眼三維呈現(xiàn)裝置大致呈平面結(jié)構(gòu)，其厚度可以很薄，只有幾張紙的厚度，從而實現(xiàn)“二維平面”呈現(xiàn)具有一定深度的三維物體。該裸眼三維呈現(xiàn)裝置有望應(yīng)用于博物館、展覽會場等場所，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、體積小、質(zhì)量輕、顯示效果立體感強、易于累疊收納等優(yōu)點。
[0034]圖33-36是本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)的不同角度的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖3^是局部結(jié)構(gòu)示意圖。如圖33至圖3^所示，本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)，包括:框架10、升降平臺20、光敏材料反應(yīng)槽30、激光掃描組件40、平面移動機構(gòu)50、二維打印組件60、直線運動機構(gòu)70、人機交互模塊80以及系統(tǒng)控制模塊90。其中，框架10用于支撐和固定其他部件，框架10中具有直立支架101。升降平臺20設(shè)置于直立支架101上且能垂直位移，該升降平臺20用于承托打印產(chǎn)品。光敏材料反應(yīng)槽30用于盛放液態(tài)的光敏樹脂材料。激光掃描組件40用于產(chǎn)生具有特定焦平面的激光束并且實現(xiàn)激光的點掃描、線掃描和面掃描。平面移動機構(gòu)50用于帶動激光掃描組件40在水平平面內(nèi)移動。二維打印組件60用于與激光掃描組件40配合以實現(xiàn)彩色二維圖片打印。直線運動機構(gòu)70用于使二維打印機構(gòu)60在與其延伸方向垂直的方向上移動。人機交互模塊80包含電氣接口，用于輸入的操作界面以及用于輸出的顯示界面。系統(tǒng)控制模塊90包含控制軟件和電路硬件，用于控制執(zhí)行整個系統(tǒng)的工作過程。
[0035]如圖4所示，本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)中的平面移動機構(gòu)50具體包括:滑動座501、X軸導(dǎo)軌502、X軸電機503、V軸導(dǎo)軌504和V軸電機505。其中，滑動座501與激光掃描組件40固定連接。X軸電機503與滑動座501相連，控制滑動座501沿X軸導(dǎo)軌502移動。X軸電機505同樣與滑動座501相連，控制滑動座501沿X軸導(dǎo)軌504移動。X軸導(dǎo)軌502和V軸導(dǎo)軌504只是起到導(dǎo)向作用。圖4中，滑動座5014軸導(dǎo)軌502、X軸電機503可以共同沿著V軸導(dǎo)軌504滑動。顯然，在其他實施例中也可以設(shè)計成滑動座501、V軸導(dǎo)軌504、V軸電機505可以一起沿著X軸導(dǎo)軌502滑動。本實施例中，X軸導(dǎo)軌502和X軸導(dǎo)軌504是通過同步齒形帶實現(xiàn)平面運動。在其他例子中，也可以使用精密滾珠絲杠螺母或V型傳動帶等形式實現(xiàn)傳動，本發(fā)明不做限制。
[0036]如圖5所示，本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)中的激光掃描組件40具體包括:激光器401、光路轉(zhuǎn)換器件402、調(diào)制器403、動態(tài)聚焦器404和微掃描振鏡組件405。其中，激光器401產(chǎn)生的激光經(jīng)過光路轉(zhuǎn)換器402可以得到均勻的平行光。調(diào)制器403用于激光強度的調(diào)節(jié)。動態(tài)聚焦器404用于糾正掃描平面上點的聚焦誤差。微掃描振鏡組件405實現(xiàn)激光光路的改變并且控制在聚焦平面上二維掃描，繪制圖案。在一個具體實施例中，光路轉(zhuǎn)換器件402可以采用擴(kuò)束鏡，微掃描振鏡組件405可以采用二維振鏡掃描器件以實現(xiàn)大范圍(大于25011111^250111111)的掃描。
[0037]如圖6所示，本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)中的直線運動機構(gòu)70具體包括:卡件701、直線導(dǎo)軌702與直線驅(qū)動電機703。其中，卡件701與二維打印機構(gòu)60固定連接。直線導(dǎo)軌702的方向與二維打印機構(gòu)60的延伸方向垂直。直線驅(qū)動電機703控制卡件701沿直線導(dǎo)軌702移動，從而帶動了二維打印機構(gòu)60在于其自身垂直的方向運動。直線導(dǎo)軌702可以使用精密滾珠絲杠螺母或V型傳動帶等形式實現(xiàn)傳動，本發(fā)明不做限制。
[0038]如圖7所示，本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)中的二維打印組件60具體包括:充電輥601、放電單元602、感光鼓603、電暈線604、定影器605和顯影模組606。電暈線604固定于升降平臺20上(圖中升降平臺20省略未示出)。顯影模組606中有四個墨盒和相對應(yīng)的顯影輥，每個墨盒中裝有一種顏色的碳粉，從上到下依次是青色(0、品紅(1)、黃色、黑色00，每個顯影輥沿著感光輥依次放置，分別吸附相應(yīng)墨盒的墨粉。定影器605是一個加熱輥，用來將墨粉融化，使墨粉和底片牢固結(jié)合。本發(fā)明中二維打印過程和三維打印過程共用一個激光掃描組件40，激光的通斷和功率可以根據(jù)需要進(jìn)行控制。
[0039]如圖8所示，本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)中，直立支架101具體包括:垂直導(dǎo)軌1011、精密絲桿1012和2軸電機1013。升降平臺20具體包括:帶有通孔的載物平臺201和壓片夾202。載物平臺201使用垂直導(dǎo)軌1011進(jìn)行導(dǎo)向，精密絲桿1012使用滾珠絲杠螺母機構(gòu)將2軸電機1013的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為載物平臺201上下移動。從而在底片上實現(xiàn)空間調(diào)制器逐層制作。
[0040]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)，可以實現(xiàn)20-30綜合打印，因此完全可以用于一體化地制作上文公開的具有二維特征的底片和具有三維特征的空間光調(diào)制器。該裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)本質(zhì)上相當(dāng)于“2丨5維打印機”。第一方面，裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)融合了二維打印和三維打印，有別于現(xiàn)有的三維打印機和二維打印機，因此可以稱為“2丨5維打印機”。另一方面，裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)打印得到的裸眼三維呈現(xiàn)裝置本身可以很薄，就像是“一個二維的平面可以顯示三維的立體”，也體現(xiàn)出了“2丨5維”的特征。該裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)可以根據(jù)需求很方便的調(diào)整裝置的設(shè)計參數(shù)。比如方便的調(diào)整基板的厚度、形狀等；透鏡陣列的大小、間距、形狀、焦距；遮光膜的厚度等。因此，使用30打印技術(shù)制作該全像顯示裝置，可以將底片和空間光調(diào)制器一體打印，厚度可以根據(jù)需要設(shè)定，最薄可以達(dá)到只有幾張紙的厚度。綜上，應(yīng)用本發(fā)明的制作方法，可以實現(xiàn)高效率、大規(guī)模制作裸眼三維呈現(xiàn)裝置。
[0041]如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造方法，可以包括以下步驟:
[0042]八.設(shè)計裸眼三維呈現(xiàn)裝置中二維底片的紋理圖案，并且設(shè)計裸眼三維呈現(xiàn)裝置中空間光調(diào)制器的切片數(shù)據(jù)。
[0043]具體地:在進(jìn)行裝置制作之前，要進(jìn)行相關(guān)加工數(shù)據(jù)的生成。一方面，進(jìn)行二維底片的紋理圖案設(shè)計:對于所要呈現(xiàn)的三維物體，使用三維處理算法處理得到底片的圖形。另一方面，進(jìn)行空間光調(diào)制器的設(shè)計:根據(jù)所要顯示三維物體的相關(guān)參數(shù)以及底片的參數(shù)，使用三維建模軟件進(jìn)行空間光調(diào)制器的建模；設(shè)定加工的相關(guān)參數(shù)，將紋理圖案和空間光調(diào)制器轉(zhuǎn)換成控制器指令，通過相關(guān)的電氣接口下載到系統(tǒng)的系統(tǒng)控制模塊中。系統(tǒng)控制模塊中的指令中包含了制作的流程以及相關(guān)加工參數(shù)，并且在加工的過程中不斷的進(jìn)行閉環(huán)控制。
[0044]8.將空白的二維底片放置在升降平臺上。
[0045]具體地:放置空白的二維底片在載物平臺上，使用壓片夾壓緊。
[0046]0.利用激光掃描組件、平面移動機構(gòu)、二維打印組件和直線運動機構(gòu)，以底片靜止、直線運動機構(gòu)帶動二維打印組件做直線運動、同時平面移動機構(gòu)帶動激光掃描組件逐行進(jìn)行激光掃描，從而使得圖像被逐行打印出，最終完成紋理圖案。
[0047]具體地，激光僅在X方向(定義與感光鼓延伸方向一致的方向為X方向)上掃描，即沿著感光鼓的軸線掃描。在7方向上(定義7方向與X方向垂直)，激光掃描組件的移動和二維打印機構(gòu)的移動同步。二維打印的過程:空白的底片固定，感光鼓在X方向上移動，實現(xiàn)逐行打印，同時感光鼓旋轉(zhuǎn)，通過靜電轉(zhuǎn)印，在每一行打印時，四種墨粉轉(zhuǎn)印到底片上，然后感光鼓移動到下一行進(jìn)行墨粉的轉(zhuǎn)印，隨后定影器將墨粉和底片牢固結(jié)合。更細(xì)致的步驟介紹如下:
[0048]①二維打印開始，此時載物平臺上移緊貼感光鼓，位于空白底片下部的電暈線和充電輥通電，使紙張帶負(fù)電荷，使紙張表面帶有和感光鼓不同極性靜電。
[0049]②激光掃描組件將激光反射到感光鼓上，被照射的地方感光鼓的電荷釋放掉，產(chǎn)生靜電圖像，感光鼓與顯影輥接觸，從而墨粉粘附在感光鼓上，形成墨粉圖案，當(dāng)感光鼓在底片滾過，墨粉吸附到底片上，四種顏色(青色、品紅、黃色、黑色)的墨盒沿著感光鼓依次放置，根據(jù)所打印的行，該行圖像像素點顏色決定了四種顏色的墨粉吸附的位置和比例，激光掃描四次，依次轉(zhuǎn)印四種墨粉，每個顯影輥從上到下分別對相應(yīng)的顏色進(jìn)行轉(zhuǎn)印，最終進(jìn)行加熱定影，通過四種基本顏色按照不同比例混合，可以得到光譜中包含的所有顏色。
[0050]③激光掃描組件和感光鼓同步運動，逐行進(jìn)行打印，最終打印出全彩底片。
[0051]④底片打印完成之后，二維打印機構(gòu)回到起始位置，電暈線和充電輥斷電，感光輥停轉(zhuǎn)。
[0052]0.利用激光掃描組件、平面移動機構(gòu)、升降平臺、光敏材料反應(yīng)槽，以光固化的方式在已經(jīng)完成圖像打印的二維底片上逐層地打印完成空間光調(diào)制器。
[0053]具體地，在光敏材料反應(yīng)槽中添加透明光敏樹脂，開始裸眼三維呈現(xiàn)裝置的加工。升降平臺下降至二維底片上表面位于激光掃描組件的掃描平面，根據(jù)空間光調(diào)制器模型各個層的切片數(shù)據(jù)，控制激光掃描組件，實現(xiàn)掃描平面上相應(yīng)的光敏樹脂固化，然后載物平臺下降一層的高度，逐層進(jìn)行打印。最后將打印完成的裝置取出，進(jìn)行清洗和進(jìn)一步固化，就得到一體化的裸眼三維呈現(xiàn)裝置，整個裝置制作完成。
[0054]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造方法，可以利用本發(fā)明上文公開的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)制造本發(fā)明上文公開的裸眼三維呈現(xiàn)裝置，具有簡便易行，生廣效率聞等優(yōu)點。
[0055]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0056]此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0057]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0058]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0059]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種裸眼三維呈現(xiàn)裝置，其特征在于，包括: 二維底片，所述二維底片上具有紋理圖案； 空間光調(diào)制器，所述空間光調(diào)制器位于所述二維底片之上，由透明基板和位于所述透明基板之上的光學(xué)折射器件組成， 其中，所述二維底片與所述空間光調(diào)制器通過一體化制作得到， 其中，所述紋理圖案經(jīng)過基于立體全像技術(shù)的特殊設(shè)計，能夠使用戶在所述裸眼三維呈現(xiàn)裝置上方能觀察到三維圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裸眼三維呈現(xiàn)裝置，其特征在于，所述光學(xué)折射器件為微透鏡陣列、柱鏡、組合透鏡或者光柵。
3.一種裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)，其特征在于，包括: 框架，所述框架用于支撐和固定其他部件，所述框架中具有直立支架； 升降平臺，所述升降平臺設(shè)置于所述直立支架上且能垂直位移，所述升降平臺用于承托打印廣品； 光敏材料反應(yīng)槽； 激光掃描組件，用于產(chǎn)生具有特定焦平面的激光束并且實現(xiàn)激光的點掃描、線掃描和面掃描； 平面移動機構(gòu)，用于帶動所述激光掃描組件在水平平面內(nèi)移動； 二維打印組件，用于與所述激光掃描組件配合以實現(xiàn)彩色二維圖片打??； 直線運動機構(gòu)，用于使所述二維打印機構(gòu)在與其延伸方向垂直的方向上移動； 人機交互模塊；以及 系統(tǒng)控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)，其特征在于，所述平面移動機構(gòu)包括: 滑動座，所述滑動座與所述激光掃描組件固定連接； X軸導(dǎo)軌和X軸電機，其中所述X軸電機與所述滑動座相連，控制所述滑動座沿所述X軸導(dǎo)軌移動；以及 Y軸導(dǎo)軌和Y軸電機，其中所述Y軸電機與所述滑動座相連，控制所述滑動座沿所述Y軸導(dǎo)軌移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)，其特征在于，所述激光掃描組件包括:激光器、光路轉(zhuǎn)換器件、調(diào)制器、動態(tài)聚焦器和微掃描振鏡組件。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)，其特征在于，所述直線運動機構(gòu)包括: 卡件，所述卡件與所述二維打印機構(gòu)固定連接；以及 直線導(dǎo)軌與直線驅(qū)動電機，所述直線導(dǎo)軌的方向與所述二維打印機構(gòu)的延伸方向垂直，所述直線驅(qū)動電機控制所述卡件沿所述直線導(dǎo)軌移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)，其特征在于，所述二維打印組件包括:充電輥、放電單元、感光鼓、電暈線、定影器和顯影模組。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)，其特征在于， 所述直立支架包括:垂直導(dǎo)軌、精密絲桿和Z軸電機；以及 所述升降平臺包括:帶有通孔的載物平臺、壓片夾。
9.一種裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造方法，其特征在于，采用權(quán)利要求3-8任一項所述的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造系統(tǒng)，制造權(quán)利要求1或2所述的裸眼三維呈現(xiàn)裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裸眼三維呈現(xiàn)裝置制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 設(shè)計所述裸眼三維呈現(xiàn)裝置中所述二維底片的紋理圖案，并且設(shè)計所述裸眼三維呈現(xiàn)裝置中所述空間光調(diào)制器的切片數(shù)據(jù)； 將空白的所述二維底片放置在所述升降平臺上；利用所述激光掃描組件、平面移動機構(gòu)、二維打印組件和直線運動機構(gòu)，以所述底片靜止、所述直線運動機構(gòu)帶動二維打印組件做直線運動、同時所述平面移動機構(gòu)帶動所述激光掃描組件逐行進(jìn)行激光掃描，從而使得圖像被逐行打印出，最終完成所述紋理圖案；以及利用所述激光掃描組件、平面移動機構(gòu)、升降平臺、光敏材料反應(yīng)槽，以光固化的方式在所述已經(jīng)完成圖像打印的二維底片上逐層地打印完成所述空間光調(diào)制器。
【文檔編號】B29C67/00GK104369374SQ201410543220
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】廖洪恩, 張博語, 趙棟 申請人:清華大學(xué)