CN105584042B - 具有调整功能的立体打印机及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有调整功能的立体打印机及其操作方法。所述立体打印机包含一打印头、一打印平台、一移动控制装置及一调整装置。所述移动控制装置耦接于所述打印平台，其中在所述打印头于所述打印平台上打印一立体对象的打印过程中，所述移动控制装置移动所述打印平台以使所述打印头和所述打印平台之间具有一立体相对运动；所述调整装置是用于控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合一正确的相对运动轨迹，或使所述立体打印机中止所述打印过程。相较于现有技术，本发明可提升所述立体打印机的打印速度以及减少所述打印过程所耗的时间。

Description

具有调整功能的立体打印机及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种具有调整功能的立体打印机及其操作方法，尤其涉及一种可使立体打印机的打印头和打印平台之间的立体相对运动的轨迹在打印一立体对象的打印过程中符合正确的相对运动轨迹，或使立体打印机中止打印过程的立体打印机及其操作方法。

背景技术

立体打印是指立体打印机打印一件立体对象的打印过程，其中所述立体打印机通过控制打印头(print head)和打印平台之间的立体相对运动以使所述打印头在打印平台上注入或产生构成所述立体对象的连续打印材料层。在现有技术中，所述立体打印机可在所述打印过程中利用耦接于所述打印平台的移动控制装置调整所述打印头和所述打印平台之间的立体相对运动，所以所述立体对象可在所述打印材料层一层一层地打印完毕后完成。

然而现有技术所公开的立体打印机却有打印速度缓慢的缺点，所以所述缺点将大大地限制所述立体对象的产出。因为在所述立体打印机打印所述立体对象的打印过程中，如果有任何错误产生(例如所述移动控制装置的移位或错位，或所述立体对象的半成品在所述打印平台上的不必要运动等)，则所述错误将使所述立体对象的半成品被抛弃以及上述耗时的打印过程将重新开始。因此，现有技术所公开的立体打印机对于用户而言并非是一个好的选择。

发明内容

本发明的一实施例公开一种具有调整功能的立体打印机。所述立体打印机包含一打印头(print head)、一打印平台、一移动控制装置及一调整装置。所述移动控制装置耦接于所述打印平台，其中在所述打印头于所述打印平台上打印一立体对象的打印过程中，所述移动控制装置移动所述打印平台以使所述打印头和所述打印平台之间具有一立体相对运动；所述调整装置是用于控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合一正确的相对运动轨迹，或使所述立体打印机中止所述打印过程。

本发明的还一实施例公开一种立体打印机。所述立体打印机包含一打印头、一打印平台、一移动控制装置及一调整装置。所述移动控制装置耦接于所述打印平台或所述打印头，所述移动控制装置控制所述打印头和所述打印平台间产生一相对运动的轨迹，使所述打印头于所述打印平台上打印一立体对象。所述调整装置是用于比对所述相对运动的轨迹与一预设打印轨迹，选择性地调整所述相对运动的轨迹或使所述立体打印机中止打印所述立体物件。

本发明的还一实施例公开一种具有调整功能的立体打印机的操作方法，其中所述立体打印机包含一打印头、一打印平台、一移动控制装置和一调整装置。所述操作方法包含所述打印头在所述打印平台上打印一立体对象；在所述打印头打印所述立体对象的打印过程中，所述移动控制装置移动所述打印平台以使所述打印头和所述打印平台之间具有一立体相对运动；及所述调整装置控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合一正确的相对运动轨迹，或使所述立体打印机中止所述打印过程。

本发明公开一种具有调整功能的立体打印机及其操作方法。所述立体打印机和所述操作方法是在一立体对象的打印过程中，利用一调整装置或一处理装置比对一打印头和一打印平台之间的立体相对运动的轨迹和一正确的相对运动轨迹，其中当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值小于一临界值时，所述调整装置控制所述打印头或一移动控制装置以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹，以及当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值大于所述临界值时，所述调整装置控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体打印机中止所述打印过程。因此，相较于现有技术，由于本发明所公开的立体打印机具有所述调整功能，所以本发明可在所述立体对象的打印过程中，当有任何错误产生(例如所述移动控制装置的移位或错位，或所述立体对象的半成品在所述打印平台上的不必要运动等)时，实时通过所述调整装置控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹，所以本发明可提升所述立体打印机的打印速度以及减少所述打印过程所耗的时间。

附图说明

图1是本发明的第一实施例公开的一种具有调整功能的立体打印机的示意图。

图2是本发明的第二实施例公开的一种具有调整功能的立体打印机的示意图。

图3是说明立体相机模块和立体对象位于立体相机模块的图像获取范围的示意图。

图4是说明当第一图像传感单元和立体对象之间的对应距离随立体对象的移动而改变时，第一图像传感单元和第二图像传感单元可摆动以使立体对象总是位于第一图像传感单元的中心和立体对象决定的直线与第二图像传感单元的中心和立体对象决定的一直线的交点上的示意图。

图5是本发明的还一实施例公开的第一图像传感单元和第二图像传感单元之间的基线可随第一图像传感单元和立体对象间的对应距离改变的示意图。

图6是本发明的还一实施例公开的立体相机模块的示意图。

图7是说明光源的发射夹角、第一图像传感单元和立体对象间的对应距离与由立体对象表面上的预定光图案的尺寸和光源发射的预定光图案的尺寸所决定比例的关系示意图。

图8是说明当第一图像传感单元和立体对象间具有对应距离且光源具有不同发射夹角时，立体对象表面上的预定光图案的尺寸与预定光图案的尺寸所决定的比例随光源的不同发射夹角改变的示意图。

图9是说明当第一图像传感单元和立体对象间具有不同对应距离且光源具有发射夹角时，立体对象表面上的预定光图案的尺寸与预定光图案的尺寸所决定的比例随第一图像传感单元和立体对象间不同对应距离改变的示意图。

图10是本发明的第三实施例公开的一种具有调整功能的立体打印机的示意图。

图11是本发明的第四实施例公开的一种具有调整功能的立体打印机的示意图。

图12是本发明的第五实施例公开的一种具有调整功能的立体打印机的操作方法的流程图。

图13是本发明的第六实施例公开的一种具有调整功能的立体打印机的操作方法的流程图。

图14A、14B是本发明的第七实施例公开的一种具有调整功能的立体打印机的操作方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

100、200、300、400 立体打印机

102 打印头

104 打印平台

106 移动控制装置

108 调整装置

110 立体对象

1102、1104、1106 打印材料层

202、602 立体相机模块

204 处理装置

2022 第一图像传感单元

2024 第二图像传感单元

2026 深度图产生单元

2028 图像处理单元

302、2030 监控装置

304 遥控装置

720 光源

722-736 预定光图案

AS 调整信号

B1、B2、B3 对应基线

DP1、DP2、DP3 深度图

D1、D2、D3、D4 对应距离

EA、EA1、EA2、EA3 发射夹角

FL1、SL1、FL2、SL2、FL3、SL3、 直线

FL4、SL4、TL1

ICR 图像获取范围

L1、L2、L3 第一图像

R1、R2、R3 第二图像

RCA 参考坐标轴

TS 中止信号

TSR 立体扫描结果

θ1、θ2、θ3、θ4 对应夹角

1200-1212、1300-1320、1400-1424 步骤

具体实施方式

请参照图1，图1是本发明的一第一实施例公开一种具有调整功能的立体打印机100的示意图。如图1所示，立体打印机100包含一打印头(print head)102、一打印平台104、一移动控制装置106和一调整装置108。由于在打印头102于打印平台104上打印一立体对象110的打印过程中，移动控制装置106可移动打印平台104以使打印头102和打印平台104之间具有一立体相对运动，所以打印头102可于所述打印过程中在打印平台104上一层一层地连续注入或产生构成立体对象110的打印材料层1102、1104、1106，其中所述立体相对运动是用一三维直角坐标或一三维极坐标表示的立体相对运动。如图1所示，调整装置108可用于控制移动控制装置106以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合一正确的相对运动轨迹(也就是预设打印轨迹)，其中所述正确的相对运动轨迹是储存于调整装置108，或使立体打印机100中止所述打印过程，其中当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值小于一临界值时，调整装置108控制移动控制装置106以修正所述立体相对运动的轨迹使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹。例如，如图1所示，如果打印头102正好完成打印材料层1104且移动控制装置106移动打印平台104至一预定位置以使打印头102准备注入或产生打印材料层1106时发生错误(例如移动控制装置106应所述从打印平台104的现在位置往Z轴方向移动打印平台104一毫米，但移动控制装置106却只往Z轴方向移动打印平台104零点六毫米)，因为此时所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值(也就是零点四毫米)小于所述临界值(例如两毫米)时，所以调整装置108可控制移动控制装置106以修正所述立体相对运动的轨迹使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹。如果移动控制装置106应从所述打印平台104的现在位置往Z轴方向移动打印平台104一毫米，但移动控制装置106却往Z轴方向移动打印平台104四毫米时，因为此时所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值(也就是三毫米)大于所述临界值(例如两毫米)时，所以调整装置108可使立体打印机100中止所述打印过程。另外，在本发明的还一实施例中，调整装置108可用于控制打印头102(此时调整装置108耦接于打印头102)，或同时控制打印头102和移动控制装置106(此时调整装置108同时耦接于打印头102和移动控制装置106)以修正所述立体相对运动的轨迹使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹，或使立体打印机100中止所述打印过程。另外，在本发明的还一实施例中，移动控制装置106耦接于打印平台104和打印头102，所以调整装置108可通过移动控制装置106同时控制打印平台104和打印头102以修正所述立体相对运动的轨迹使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹，或使立体打印机100中止所述打印过程。

请参照图2，图2是本发明的一第二实施例公开一种具有调整功能的立体打印机200的示意图。如图2所示，立体打印机200和立体打印机100的差异在于立体打印机200还包含一立体相机模块202和一处理装置204。请参照图3，图3是说明立体相机模块202和立体对象110位于立体相机模块202的图像获取范围ICR的示意图。如图3所示，立体相机模块202包含一第一图像传感单元2022、一第二图像传感单元2024、一深度图产生单元2026和图像处理单元2028，其中第一图像传感单元2022和第二图像传感单元2024是电荷耦合组件(charge-coupled device,CCD)传感单元或接触式图像传感单元(contact imagesensor)。另外，本发明并不受限于立体相机模块202仅包含第一图像传感单元2022和第二图像传感单元2024，也就是说立体相机模块202可包含至少二图像传感单元。当立体对象110位于立体相机模块202的图像获取范围ICR(如图3所示)时，第一图像传感单元2022可在所述打印过程中获取包含立体对象110的一第一图像L1，以及第二图像传感单元2024也可在所述打印过程中获取包含立体对象110的一第二图像R1，其中第一图像L1对应第二图像R1，第一图像L1与第二图像R1是RGB图像或YUV图像，且第一图像L1是左眼图像和第二图像R1是右眼图像。但本发明并不受限于第一图像L1与第二图像R1是RGB图像或YUV图像，也就是说第一图像L1与第二图像R1可以是其他形式的色彩图像。如图3所示，当深度图产生单元2026接收第一图像L1和第二图像R1后，深度图产生单元2026可根据对应第一图像L1的第一同步信号与对应第二图像R1的第二同步信号，一起处理第一图像L1和第二图像R1以产生对应立体对象110的深度图DP1，也就是说深度图产生单元2026可依序根据第一图像L1的每一扫描线和第二图像R1的一对应扫描线，产生对应立体对象110的深度图DP1。另外，在所述打印过程中，当第一图像传感单元2022获取包含立体对象110的多个第一图像L1、L2、L3、…，以及第二图像传感单元2024获取包含立体对象110的多个对应的第二图像R1、R2、R3、…时，深度图产生单元2026即可根据上述原理，产生对应立体对象110的深度图DP1、DP2、DP3、…。因此，如图3所示，在深度图产生单元2026产生对应立体对象110的深度图DP1、DP2、DP3、…后，图像处理单元2028即可根据多个第一图像L1、L2、L3、…、多个第二图像R1、R2、R3、…和多个深度图DP1、DP2、DP3、…，产生并输出对应立体对象110的立体扫描结果TSR，其中对应立体对象110的立体扫描结果TSR包含所述立体相对运动的轨迹的信息。

另外，如图3所示，当第一图像传感单元2022获取第一图像L1时，立体相机模块202的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有一对应距离D1，其中对应距离D1是对应深度图DP1，且对应距离D1可随立体对象110的移动而改变。如图3所示，当第一图像传感单元2022获取第一图像L1时，第一图像传感单元2022和立体对象110间具有对应距离D1，第一图像传感单元2022的中心和立体对象110决定的一直线FL1与第二图像传感单元2024的中心和立体对象110间决定的一直线SL1之间具有一对应夹角θ1，且立体对象110位于直线FL1与直线SL1的交点上。另外，因为当立体相机模块202扫描立体对象110时，立体对象110可随打印平台104任意地移动，所以立体相机模块202的第一图像传感单元2022和立体对象110之间的一对应距离可随立体对象110的移动而改变。也就是说当立体相机模块202的第一图像传感单元2022和立体对象110之间的一对应距离随立体对象110的移动而改变时，第一图像传感单元2022和第二图像传感单元2024可摆动以使立体对象110总是位于第一图像传感单元2022的中心和立体对象110决定的一直线与第二图像传感单元2024的中心和立体对象110决定的一直线的交点上(如图4所示，其中图4仅绘示出第一图像传感单元2022和第二图像传感单元2024)。如图4所示，当立体相机模块202的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有一对应距离D2时，第一图像传感单元2022的中心和立体对象110所决定的一直线FL2与第二图像传感单元2024的中心和立体对象110间所决定的一直线SL2之间具有一对应夹角θ2，其中对应距离D2是对应深度图产生单元2026所产生的深度图DP2；当立体相机模块202的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有一对应距离D3时，第一图像传感单元2022的中心和立体对象110所决定的一直线FL3与第二图像传感单元2024的中心和立体对象110间所决定的一直线SL3之间具有一对应夹角θ3，其中对应距离D3是对应深度图产生单元2026所产生的深度图DP3；当立体相机模块202的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有一对应距离D4时，第一图像传感单元2022的中心和立体对象110所决定的一直线FL4与第二图像传感单元2024的中心和立体对象110间所决定的一直线SL4之间具有一对应夹角θ4，其中对应距离D4是对应深度图产生单元2026所产生的深度图DP4。如图4所示，由于第一图像传感单元2022和第二图像传感单元2024可摆动，所以不管立体对象110随打印平台104如何移动，立体相机模块202总是可以使立体对象110位于第一图像传感单元2022的中心和立体对象110所决定的一直线与第二图像传感单元2024的中心和立体对象110间所决定的一直线的交点上。另外，因为第一图像传感单元2022和第二图像传感单元2024可摆动，所以相较于现有技术，立体相机模块202可产生具有较少误差的立体扫描结果TSR。

请参照图5，图5是本发明的还一实施例公开第一图像传感单元2022和第二图像传感单元2024之间的基线可随第一图像传感单元2022和立体对象110间的对应距离改变的示意图，其中图5仅绘示出第一图像传感单元2022和第二图像传感单元2024。如图5所示，当立体相机模块202的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有对应距离D1时，第一图像传感单元2022和第二图像传感单元2024间具有一对应基线B1；当立体相机模块202的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有对应距离D2时，第一图像传感单元2022和第二图像传感单元2024间具有一对应基线B2；当立体相机模块202的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有对应距离D3时，第一图像传感单元2022和第二图像传感单元2024间具有一对应基线B3。如图5所示，由于第一图像传感单元2022和第二图像传感单元2024之间的基线可随立体相机模块202的第一图像传感单元2022和立体对象110间的对应距离改变，所以不管立体对象110随打印平台104如何移动，立体相机模块202总是可以使立体对象110位于第一图像传感单元2022的中心和立体对象110所决定的一直线与第二图像传感单元2024的中心和立体对象110间所决定的一直线的交点上。另外，因为第一图像传感单元2022和第二图像传感单元2024之间的基线可随立体相机模块202的第一图像传感单元2022和立体对象110间的对应距离改变，所以相较于现有技术，立体相机模块202可产生具有较少误差的立体扫描结果TSR。

另外，在本发明的还一实施例中，第一图像传感单元2022和第二图像传感单元2024之间的基线可随立体相机模块202的第一图像传感单元2022和立体对象110间的对应距离改变，以及第一图像传感单元2022和第二图像传感单元2024也可随立体相机模块202的第一图像传感单元2022和立体对象110间的对应距离摆动。

另外，打印材料层1102、1104、1106内的分子直径通常介于0.1-1毫米，所以图像处理单元2028所产生的立体扫描结果TSR也具有0.1-1毫米的分辨率。

另外，请参照图6和图7，图6是本发明的还一实施例公开一立体相机模块602的示意图，和图7是说明一光源720的发射夹角、立体相机模块602的第一图像传感单元2022和立体对象110间的对应距离D1与由立体对象110表面上的一预定光图案724的尺寸和光源720发射的预定光图案722的尺寸所决定一比例RA的关系示意图。如图6所示，立体相机模块602和立体相机模块202的差别在于立体相机模块602还包含一光源720，其中光源720可具有不同的发射夹角。当光源720发射一预定光图案722(例如直条纹图案)至立体对象110时，第一图像传感单元2022获取包含立体对象110的第一图像L1，以及第二图像传感单元2024获取包含立体对象110的第二图像R1。但本发明并不受限于预定光图案722是直条纹图案。如图7所示，光源720的发射夹角EA是由光源720与立体对象110决定的一直线TL1和一参考坐标轴RCA所决定，且当立体相机模块602的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有一对应距离D1时(在图7中，立体相机模块602内仅绘出第一图像传感单元2022和光源720)，立体对象110表面上的一预定光图案724的尺寸与预定光图案722的尺寸可决定一比例RA，其中比例RA是和对应距离D1与发射夹角EA有关。

请参照图8和图9，图8是说明当立体相机模块602的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有对应距离D1且光源720具有不同发射夹角时，立体对象110表面上的预定光图案的尺寸与预定光图案722的尺寸所决定的比例随光源720的不同发射夹角改变的示意图，和图9是说明当立体相机模块602的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有不同对应距离且光源720具有发射夹角EA时，立体对象110表面上的预定光图案的尺寸与预定光图案722的尺寸所决定的比例随立体相机模块602第一图像传感单元2022和立体对象110间不同对应距离改变的示意图。如图8所示，当立体相机模块602的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有对应距离D1且光源720具有一发射夹角EA1时(在图8中，立体相机模块602内仅绘出第一图像传感单元2022和光源720)，立体对象110表面上的预定光图案726的尺寸与预定光图案722的尺寸可决定一比例RA1；当立体相机模块602的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有对应距离D1且光源720具有一发射夹角EA2时，立体对象110表面上的预定光图案728的尺寸与预定光图案722的尺寸可决定一比例RA2；当立体相机模块602的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有对应距离D1且光源720具有一发射夹角EA3时，立体对象110表面上的预定光图案730的尺寸与预定光图案722的尺寸可决定一比例RA3，其中比例RA1、比例RA2和比例RA3互不相同。如图9所示，当光源720具有发射夹角EA且立体相机模块602的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有对应距离D2时(在图9中，立体相机模块602内仅绘出第一图像传感单元2022和光源720)，立体对象110表面上的预定光图案732的尺寸与预定光图案722的尺寸可决定一比例RA4；当光源720具有发射夹角EA且立体相机模块602的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有对应距离D3时，立体对象110表面上的预定光图案734的尺寸与预定光图案722的尺寸可决定一比例RA5；当光源720具有发射夹角EA且立体相机模块602的第一图像传感单元2022和立体对象110间具有对应距离D4时，立体对象110表面上的预定光图案736的尺寸与预定光图案722的尺寸可决定一比例RA6，其中比例RA4、比例RA5和比例RA6互不相同。由于应用于立体打印机200的立体相机模块602可利用光源720发射预定光图案722至立体对象110，所以立体相机模块602所产生的立体扫描结果TSR会具有更高的分辨率。另外，立体相机模块602的其余操作原理都和立体相机模块202相同，在此不再赘述。另外，在本发明的还一实施例中，光源720是发射一雷射光至立体对象110，而光源720发射雷射光的操作原理都和光源720发射预定光图案722的操作原理相同，在此不再赘述。

另外，如图2所示，立体相机模块202的图像处理单元2028所产生的对应立体对象110的立体扫描结果TSR是通过一有线方式(例如一通用串行总线或一移动产业处理器接口(mobile-industry-processor-interface,MIPI)传送至处理装置204。另外，在本发明的还一实施例中，图像处理单元2028所产生的对应立体对象110的立体扫描结果TSR是通过一无线方式(例如，一无线保真(Wireless Fidelity,WiFi)、一无线区域网络(wireless LAN,WLAN)、一紫蜂短距无线传输标准(IEEE 802.15.4,Zigbee)、一蓝牙(Bluetooth)、一无线广域网(Wireless Wide Area Network,WWAN)、一全球移动通信系统(Global System forMobile Communications,GSM)、一通用分组无线业务(General Packet Radio Service,GPRS)、一第三代移动通信技术(third generation,3G)、一第四代移动通信技术(fourthgeneration,4G)、一第五代移动通信技术(fifth generation,5G)或一行动者网络理论+(actor network theory+,Ant+)技术)传送至处理装置204。

在所述打印过程中，当处理装置204接收对应立体对象110的立体扫描结果TSR后，处理装置204可根据对应立体对象110的立体扫描结果TSR，比对所述立体相对运动的轨迹和储存于处理装置204内的正确的相对运动轨迹。当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值小于所述临界值时，处理装置204产生一调整信号AS至调整装置108。在调整装置108接收到调整信号AS后，调整装置108可根据调整信号AS，控制移动控制装置106以修正所述立体相对运动的轨迹使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹。然而当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值大于所述临界值时，处理装置204产生一中止信号TS至调整装置108。在调整装置108接收到中止信号TS后，调整装置108可根据中止信号TS，控制移动控制装置106以使立体打印机200中止所述打印过程。

另外，在立体打印机200的还一实施例中，调整装置108可用于控制打印头102(此时调整装置108耦接于打印头102)，或同时控制打印头102和移动控制装置106(此时调整装置108同时耦接于打印头102和移动控制装置106)以修正所述立体相对运动的轨迹使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹，或使立体打印机200中止所述打印过程。

另外，立体打印机200的其余操作原理都和立体打印机100相同，在此不再赘述。

请参照图10，图10是本发明的一第三实施例公开一种具有调整功能的立体打印机300的示意图。如图10所示，立体打印机300和立体打印机100的差异在于立体打印机300还包含一监控装置302。如图10所示，监控装置302是耦接于调整装置108，用于在所述打印过程中产生对应立体对象110的立体扫描结果TSR，并传送对应立体对象110的立体扫描结果TSR至一遥控装置304(例如一个人计算机、一平板计算机或一智能手机)，其中对应立体对象110的立体扫描结果TSR包含所述立体相对运动的轨迹的信息，且监控装置302是通过一无线方式(例如一无线保真、一无线区域网络、一紫蜂短距无线传输标准、一蓝牙、一无线广域网、一全球移动通信系统、一通用分组无线业务、一第三代移动通信技术、一第四代移动通信技术、一第五代移动通信技术或一行动者网络理论+技术)传送对应立体对象110的立体扫描结果TSR至遥控装置304。另外，在本发明的还一实施例中，监控装置302是通过一有线方式(例如一通用串行总线、一移动产业处理器接口)传送对应立体对象110的立体扫描结果TSR至遥控装置304。另外，在本发明的还一实施例中，监控装置302是传送对应立体对象110的多个第一图像L1、L2、L3、…、多个第二图像R1、R2、R3、…和多个深度图DP1、DP2、DP3、…至遥控装置304，然后遥控装置304可根据对应立体对象110的多个第一图像L1、L2、L3、…、多个第二图像R1、R2、R3、…和多个深度图DP1、DP2、DP3、…，产生对应立体对象110的立体扫描结果TSR。

当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值小于所述临界值时，遥控装置304可产生一调整信号AS至监控装置302，或由一用户使遥控装置304产生调整信号AS至监控装置302。在监控装置302接收调整信号AS后，监控装置302可还利用一有线方式或上述无线方式之一传送调整信号AS至调整装置108，且调整装置108可根据调整信号AS，控制移动控制装置106以修正所述立体相对运动的轨迹使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹。

另外，当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值大于所述临界值时，遥控装置304可产生一中止信号TS至监控装置302，或由所述用户使遥控装置304产生中止信号TS至监控装置302。在监控装置302接收中止信号TS后，监控装置302可还利用一有线方式或上述无线方式之一传送中止信号TS至调整装置108，且调整装置108可根据中止信号TS，控制移动控制装置106以使立体打印机300中止所述打印过程。另外，立体打印机300的其余操作原理都和立体打印机100相同，在此不再赘述。

请参照图11，图11是本发明的一第四实施例公开一种具有调整功能的立体打印机400的示意图。如图11所示，立体打印机400和立体打印机200的差异在于立体打印机400的立体相机模块202还包含一监控装置2030，其中监控装置2030的操作原理都和监控装置302相同，在此不再赘述。另外，立体打印机400的操作原理都和立体打印机200相同，在此也不再赘述。

请参照图1、12，图12是本发明的一第五实施例公开一种具有调整功能的立体打印机的操作方法的流程图。图12的操作方法是利用图1的立体打印机100说明，详细步骤如下：

步骤1200：开始；

步骤1202：打印头102在打印平台104上打印立体对象110；

步骤1204：在打印头102打印立体对象110的打印过程中，移动控制装置106移动打印平台104以使打印头102和打印平台104之间具有所述立体相对运动；

步骤1206：所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值是否小于所述临界值；如果是，进行步骤1208；如果否，进行步骤1210；

步骤1208：调整装置108控制移动控制装置106以修正所述立体相对运动的轨迹使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹，跳至步骤1204；

步骤1210：调整装置108控制移动控制装置106使立体打印机100中止所述打印过程，进行步骤1212；

步骤1212：结束。

在步骤1204中，由于在打印头102于打印平台104上打印立体对象110的打印过程中，移动控制装置106可移动打印平台104以使打印头102和打印平台104之间具有所述立体相对运动，所以打印头102可于所述打印过程中在打印平台104上一层一层地连续注入或产生构成立体对象110的打印材料层1102、1104、1106，其中所述立体相对运动是用一三维直角坐标或一三维极坐标表示的立体相对运动。在步骤1208中，如果打印头102正好完成打印材料层1104且移动控制装置106移动打印平台104至所述预定位置以使打印头102准备注入或产生打印材料层1106时发生错误(例如移动控制装置106应所述从打印平台104的现在位置往Z轴方向移动打印平台104一毫米，但移动控制装置106却只往Z轴方向移动打印平台104零点六毫米)，因为此时所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值(零点四毫米)小于所述临界值(例如两毫米)时，所以调整装置108可控制移动控制装置106以修正所述立体相对运动的轨迹使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹。在步骤1210中，如果移动控制装置106应所述从打印平台104的现在位置往Z轴方向移动打印平台104一毫米，但移动控制装置106却往Z轴方向移动打印平台104四毫米时，因为此时所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值(三毫米)大于所述临界值(例如两毫米)时，所以调整装置108可使立体打印机100中止所述打印过程。

请参照图2、6-9、13，图13是本发明的一第六实施例公开一种具有调整功能的立体打印机的操作方法的流程图。图13的操作方法是利用图2的立体打印机200说明，详细步骤如下：

步骤1300：开始；

步骤1302：打印头102在打印平台104上打印立体对象110；

步骤1304：在打印头102打印立体对象110的打印过程中，移动控制装置106移动打印平台104以使打印头102和打印平台104之间具有所述立体相对运动；

步骤1306：立体相机模块202在所述打印过程中产生对应立体对象110的立体扫描结果TSR；

步骤1308：处理装置204在所述打印过程中根据对应立体对象110的立体扫描结果TSR，比对所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹；

步骤1310：所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值是否小于所述临界值；如果是，进行步骤1312；如果否，进行步骤1316；

步骤1312：处理装置204产生调整信号AS至调整装置108；

步骤1314：调整装置108根据调整信号AS，控制移动控制装置106以修正所述立体相对运动的轨迹使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹，跳至步骤1304；

步骤1316：处理装置204产生中止信号TS至调整装置108；

步骤1318：调整装置108根据中止信号TS，控制移动控制装置106使立体打印机200中止所述打印过程，进行步骤1320；

步骤1320：结束。

图13的实施例和图12的实施例的差别在于在步骤1306中，如图3所示，在深度图产生单元2026产生对应立体对象110的深度图DP1、DP2、DP3、…后，图像处理单元2028即可根据多个第一图像L1、L2、L3、…、多个第二图像R1、R2、R3、…和多个深度图DP1、DP2、DP3、…，产生并输出对应立体对象110的立体扫描结果TSR，其中对应立体对象110的立体扫描结果TSR包含所述立体相对运动的轨迹的信息；在步骤1308中，在所述打印过程中，当处理装置204接收对应立体对象110的立体扫描结果TSR后，处理装置204可根据对应立体对象110的立体扫描结果TSR，比对所述立体相对运动的轨迹和储存于处理装置204内的正确的相对运动轨迹；在步骤1312中，当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值小于所述临界值时，处理装置204产生调整信号AS至调整装置108；在步骤1314中，在调整装置108接收到调整信号AS后，调整装置108可根据调整信号AS，控制移动控制装置106以修正所述立体相对运动的轨迹使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹；在步骤1316中，然而当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值大于所述临界值时，处理装置204产生中止信号TS至调整装置108；在步骤1318中，在调整装置108接收到中止信号TS后，调整装置108可根据中止信号TS，控制移动控制装置106以使立体打印机200中止所述打印过程。

另外，如图6-9所示，由于应用于立体打印机200的立体相机模块602可利用光源720发射预定光图案722至立体对象110，所以立体相机模块602所产生的立体扫描结果TSR会具有更高的分辨率。另外，在本发明的还一实施例中，光源720是发射一雷射光至立体对象110，而光源720发射雷射光的操作原理都和光源720发射预定光图案722的操作原理相同，在此不再赘述。另外，图13的实施例的其余操作原理都和图12的实施例相同，在此不再赘述。

请参照图10、14A、14B，图14A、14B是本发明的一第七实施例公开一种具有调整功能的立体打印机的操作方法的流程图。图14A、14B的操作方法是利用图10的立体打印机300说明，详细步骤如下：

步骤1400：开始；

步骤1402：打印头102在打印平台104上打印立体对象110；

步骤1404：在打印头102打印立体对象110的打印过程中，移动控制装置106移动打印平台104以使打印头102和打印平台104之间具有所述立体相对运动；

步骤1406：监控装置302在所述打印过程中产生对应立体对象110的立体扫描结果TSR至遥控装置304；

步骤1408：遥控装置304在所述打印过程中根据对应立体对象110的立体扫描结果TSR，比对所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹；

步骤1410：所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值是否小于所述临界值；如果是，进行步骤1412；如果否，进行步骤1418；

步骤1412：遥控装置304产生调整信号AS至监控装置302；

步骤1414：监控装置302传送调整信号AS至调整装置108；

步骤1416：调整装置108根据调整信号AS，控制移动控制装置106以修正所述立体相对运动的轨迹使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹，跳至步骤1404；

步骤1418：遥控装置304产生中止信号TS至监控装置302；

步骤1420：监控装置302传送中止信号TS至调整装置108；

步骤1422：调整装置108根据中止信号TS，控制移动控制装置106使立体打印机300中止所述打印过程，进行步骤1424；

步骤1424：结束。

图14A、14B的实施例和图13的实施例的差别在于在步骤1406中，监控装置302在所述打印过程中产生对应立体对象110的立体扫描结果TSR，并传送对应立体对象110的立体扫描结果TSR至遥控装置304(例如一个人计算机、一平板计算机或一智能手机)，其中对应立体对象110的立体扫描结果TSR包含所述立体相对运动的轨迹的信息。然而在本发明的还一实施例中，监控装置302是传送对应立体对象110的多个第一图像L1、L2、L3、…、多个第二图像R1、R2、R3、…和多个深度图DP1、DP2、DP3、…至遥控装置304，然后遥控装置304可根据对应立体对象110的多个第一图像L1、L2、L3、…、多个第二图像R1、R2、R3、…和多个深度图DP1、DP2、DP3、…，产生对应立体对象110的立体扫描结果TSR。

在步骤1412中，当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值小于所述临界值时，遥控装置304可产生调整信号AS至监控装置302，或由一用户使遥控装置304产生调整信号AS至监控装置302；在步骤1414和步骤1416中，在监控装置302接收调整信号AS后，监控装置302可还用于传送调整信号AS至调整装置108，且调整装置108可根据调整信号AS，控制移动控制装置106以修正所述立体相对运动的轨迹使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹；在步骤1418中，当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值大于所述临界值时，遥控装置304可产生中止信号TS至监控装置302，或由所述用户使遥控装置304产生中止信号TS至监控装置302；在步骤1420和步骤1422中，在监控装置302接收中止信号TS后，监控装置302可还用于传送中止信号TS至调整装置108，且调整装置108可根据中止信号TS，控制移动控制装置106以使立体打印机300中止所述打印过程。另外，图14A、14B的实施例的其余操作原理都和图13的实施例相同，在此不再赘述。

综上所述，本发明所公开的立体打印机及其操作方法是在立体对象的打印过程中，利用调整装置或处理装置比对打印头和打印平台之间的立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹，其中当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值小于所述临界值时，调整装置控制打印头或移动控制装置以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹，以及当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值大于所述临界值时，调整装置控制打印头或移动控制装置以使立体打印机中止所述打印过程。因此，相较于现有技术，由于本发明所公开的立体打印机具有所述调整功能，所以本发明可在立体对象的打印过程中，当有任何错误产生(例如移动控制装置的移位或错位，或立体对象的半成品在打印平台上的不必要运动等)时，实时通过调整装置控制打印头或移动控制装置以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹，所以本发明可提升立体打印机的打印速度以及减少所述打印过程所耗的时间。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种具有调整功能的立体打印机，包含：

一打印头；

一打印平台；

一移动控制装置，耦接于所述打印平台，其中在所述打印头于所述打印平台上注入或产生构成一立体对象的打印材料的打印过程中，所述移动控制装置移动所述打印平台以使所述打印头和所述打印平台之间具有一立体相对运动；

其特征在于，还包含：

一调整装置，用于控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合一正确的相对运动轨迹以修正所述立体对象在所述打印过程中因所述立体相对运动的轨迹的偏移所造成的缺陷，或使所述立体打印机中止注入或产生构成所述立体对象的打印材料的打印过程。

2.如权利要求1所述的立体打印机，其特征在于，所述立体相对运动是用一三维直角坐标表示的立体相对运动。

3.如权利要求1所述的立体打印机，其特征在于，所述立体相对运动是用一三维极坐标表示的立体相对运动。

4.如权利要求1所述的立体打印机，其特征在于，还包含：

一立体相机模块，用于在所述打印过程中产生对应所述立体对象的立体扫描结果，其中对应所述立体对象的立体扫描结果包含所述立体相对运动的轨迹的信息；

一处理装置，耦接于所述立体相机模块，其中所述处理装置是用于储存所述正确的相对运动轨迹，以及在所述打印过程中根据对应所述立体对象的立体扫描结果，比对所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹；其中当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值小于一临界值时，所述处理装置产生一调整信号至所述调整装置；以及当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值大于所述临界值时，所述处理装置产生一中止信号至所述调整装置。

5.如权利要求4所述的立体打印机，其特征在于，所述调整装置根据所述调整信号，控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹。

6.如权利要求4所述的立体打印机，其特征在于，所述调整装置根据所述中止信号，控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体打印机中止所述打印过程。

7.如权利要求1所述的立体打印机，其特征在于，还包含：

一监控装置，耦接于所述调整装置，用于在所述打印过程中产生对应所述立体对象的立体扫描结果，并传送对应所述立体对象的立体扫描结果至一遥控装置，其中对应所述立体对象的立体扫描结果包含所述立体相对运动的轨迹的信息；

其中当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值小于一临界值时，所述遥控装置产生一调整信号至所述监控装置，以及当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值大于所述临界值时，所述遥控装置产生一中止信号至所述监控装置。

8.如权利要求7所述的立体打印机，其特征在于，所述监控装置还用于传送所述调整信号至所述调整装置，且所述调整装置根据所述调整信号，控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹。

9.如权利要求7所述的立体打印机，其特征在于，所述监控装置还用于传送所述中止信号至所述调整装置，且所述调整装置根据所述中止信号，控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体打印机中止所述打印过程。

10.一种具有调整功能的立体打印机的操作方法，其中所述立体打印机包含一打印头、一打印平台、一移动控制装置和一调整装置，所述操作方法包含：

所述打印头在所述打印平台上注入或产生构成一立体对象的打印材料；

在所述打印头注入或产生构成所述立体对象的打印材料的打印过程中，所述移动控制装置移动所述打印平台以使所述打印头和所述打印平台之间具有一立体相对运动；

其特征在于，还包含：

所述调整装置控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合一正确的相对运动轨迹以修正所述立体对象在所述打印过程中因所述立体相对运动的轨迹的偏移所造成的缺陷，或使所述立体打印机中止注入或产生构成所述立体对象的打印材料的打印过程。

11.如权利要求10所述的操作方法，其特征在于，所述立体相对运动是用一三维直角坐标表示的立体相对运动。

12.如权利要求10所述的操作方法，其特征在于，所述立体相对运动是用一三维极坐标表示的立体相对运动。

13.如权利要求10所述的操作方法，其特征在于，所述调整装置控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹包含：

所述立体打印机还包含的一立体相机模块在所述打印过程中产生对应所述立体对象的立体扫描结果，其中对应所述立体对象的立体扫描结果包含所述立体相对运动的轨迹的信息；

所述立体打印机还包含的一处理装置在所述打印过程中根据对应所述立体对象的立体扫描结果，比对所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹；

当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值小于一临界值时，所述处理装置产生一调整信号至所述调整装置；及

所述调整装置根据所述调整信号，控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹。

14.如权利要求10所述的操作方法，其特征在于，所述调整装置控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体打印机中止所述打印过程包含：

所述立体打印机还包含的一立体相机模块在所述打印过程中产生对应所述立体对象的立体扫描结果，其中对应所述立体对象的立体扫描结果包含所述立体相对运动的轨迹的信息；

所述立体打印机还包含的一处理装置在所述打印过程中根据对应所述立体对象的立体扫描结果，比对所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹；

当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值大于一临界值时，所述处理装置产生一中止信号至所述调整装置；及

所述调整装置根据所述中止信号，控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体打印机中止所述打印过程。

15.如权利要求10所述的操作方法，其特征在于，所述调整装置控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹包含：

所述立体打印机还包含的一监控装置在所述打印过程中产生并传送对应所述立体对象的立体扫描结果至一遥控装置，其中对应所述立体对象的立体扫描结果包含所述立体相对运动的轨迹的信息；

当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值小于一临界值时，所述遥控装置产生一调整信号至所述监控装置；

所述监控装置传送所述调整信号至所述调整装置；及

所述调整装置根据所述调整信号，控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体相对运动的轨迹在所述打印过程中符合所述正确的相对运动轨迹。

16.如权利要求10所述的操作方法，其特征在于，所述调整装置控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体打印机中止所述打印过程包含：

所述立体打印机还包含的一监控装置在所述打印过程中产生并传送对应所述立体对象的立体扫描结果至一遥控装置，其中对应所述立体对象的立体扫描结果包含所述立体相对运动的轨迹的信息；

当所述立体相对运动的轨迹和所述正确的相对运动轨迹之间的偏移值大于一临界值时，所述遥控装置产生一中止信号至所述监控装置；

所述监控装置传送所述中止信号至所述调整装置；及

所述调整装置根据所述中止信号，控制所述打印头或所述移动控制装置以使所述立体打印机中止所述打印过程。

17.一种立体打印机，包含：

一打印头；

一打印平台；

一移动控制装置，耦接于所述打印平台或所述打印头，所述移动控制装置控制所述打印头和所述打印平台间产生一相对运动的轨迹，使所述打印头于所述打印平台上注入或产生构成一立体对象的打印材料；

其特征在于，还包含：

一调整装置，用于比对所述相对运动的轨迹与一预设打印轨迹，选择性地调整所述相对运动的轨迹以修正所述立体对象因所述立体相对运动的轨迹的偏移所造成的缺陷或使所述立体打印机中止注入或产生构成所述立体对象的打印材料。

18.如权利要求17所述的立体打印机，还包含：

一监控装置耦接于所述调整装置，所述监控装置于打印所述立体对象过程中产生对应所述立体对象的扫描结果，其中对应所述立体对象的扫描结果包含所述相对运动的轨迹的信息；

其中当所述相对运动的轨迹和所述预设打印轨迹间的偏移值小于一临界值时，所述调整装置产调整所述相对运动的轨迹，以及当所述相对运动的轨迹和所述预设打印轨迹间的偏移值大于所述临界值时，所述调整装置使所述立体打印机中止注入或产生构成所述立体对象的打印材料。