CN107756784A - 基于dlp快速成型技术的切片图匀光方法及系统 - Google Patents
基于dlp快速成型技术的切片图匀光方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供的一种基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法及系统，方法为：将全白的切片图作灰度处理，得到一系列灰度值梯度的切片图；对同一位置不同灰度值切片图作测量，测出所述同一位置的光强，并得到光强与灰度的函数关系；将全白的切片图投射到成像面上，按预定的阵列测量成像面各区域的光强分布；根据成像面各区域的光强分布，以光强测量值的最低值作为成像面匀光后各点的最终光源强度；根据最终光源强度，结合光强与灰度的函数关系，对切片完成后的图片进行匀光。本发明使成像面上各区域的光源强度分布均匀，提高成型质量，避免加入光学镜片带来的光强衰减，提高光源的利用率；避免增加光路设计的复杂性，降低光学设计的成本。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印领域，尤其涉及基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法及系统。
背景技术
基于DLP光固化快速成型技术原理是将计算机设计出的三维模型分解成若干平面切片，然后利用光敏性材料将切片图形逐层固化，逐层叠加，最终堆叠成完整的物体。由于是利用光固化成型，所以对光强的均匀性要求较高，光源分布强度不均匀，会导致成型时各部分的成型速度、成型质量不一样，从而影响模型的成型效果，如表面局部成型差(局部过度固化，局部固化不足等)、降低模型硬度等等。目前一般是通过硬件设计来提高光强的分布均匀性，如在光路设计中加入光棒和复眼透镜等来提高光的均匀性等。
现有技术中，由于光源照射普遍存在中心区域强度高，四周区域强度低，加入光棒和复眼透镜等光学设计虽然在一定程序上可以解决光的分布均匀性，但无法确保成像面上各区域光强相近或相同，其成像面上各区域的光源强度分布存在一定的差异性，影响成型的质量。另外，无论是加入光棒还是复眼透镜等光学透镜，都存在镜片对光的吸收及反射等情况，会减小光的强度，减缓成型速度；并且，现有技术中通过硬件设计来匀光的，都需要增加特定的光学透镜，会增加相应的成本，也会增加光路设计的复杂度，同时延长光程，增加了对光的衰减。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法及系统，通过调节灰度值来实现对成像面光强的调节，进而实现切片图的匀光，使成像面上各区域的光源强度分布均匀，提高成型质量，避免加入光学镜片带来的光强衰减，提高光源的利用率；避免增加光路设计的复杂性，降低光学设计的成本。
为了解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法，包括：
步骤S1，将全白的切片图作灰度处理，得到一系列灰度值梯度的切片图；
步骤S2，对同一位置不同灰度值切片图作测量，测出所述同一位置的光强，并得到光强与灰度的函数关系；
步骤S3，将所述全白的切片图投射到成像面上，按预定的阵列测量所述成像面各区域的光强分布；
步骤S4，根据所述成像面各区域的光强分布，以光强测量值的最低值作为成像面匀光后各点的最终光源强度；
步骤S5，结合所述最终光源强度，结合所述光强与灰度的函数关系，对切片完成后的图片进行匀光。
本发明提供的基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法，其技术方案为：将全白的切片图作灰度处理，得到一系列灰度值梯度的切片图；对同一位置不同灰度值切片图作测量，测出所述同一位置的光强，并得到光强与灰度的函数关系；将所述全白的切片图投射到成像面上，按预定的阵列测量所述成像面各区域的光强分布；根据所述成像面各区域的光强分布，以光强测量值的最低值作为成像面匀光后各点的最终光源强度；结合所述最终光源强度，结合所述光强与灰度的函数关系，对切片完成后的图片进行匀光。
本发明提供的基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法，通过调节灰度值来实现对成像面光强的调节，进而实现切片图的匀光，使成像面上各区域的光源强度分布均匀，提高成型质量，避免加入光学镜片带来的光强衰减，提高光源的利用率；避免增加光路设计的复杂性，降低光学设计的成本。
进一步地，所述步骤S5，具体为：
通过所述光强与灰度的函数关系计算出所述成像面中各个阵列区域所需处理的灰度值；
根据所述所需处理的灰度值，结合所述最终光源强度，对切片完成后的图片进行匀光。
进一步地，所述步骤S5，具体为：
通过所述光强与灰度的函数关系对切片完成后的图片计算灰度值，得到所述切片完成后的图片对应的所需处理的灰度值；
根据所述所需处理的灰度值，结合所述最终光源强度，对所述切片完成后的图片进行匀光。
进一步地，所述步骤S2中，通过所述光强测量装置测量得到投射出来的所述不同灰度值切片图的光强；所述步骤S3中，通过光强测量装置测量所述成像面各区域的光强分布。
进一步地，所述光强测量装置为光强测量探头或摄像头。
第二方面，本发明提供一种基于DLP快速成型技术的切片图匀光系统，包括：
灰度处理模块，用于将全白的切片图作灰度处理，得到一系列灰度值梯度的切片图；
函数关系生成模块，用于对同一位置不同灰度值切片图作测量，测出所述同一位置的光强，并得到光强与灰度的函数关系；
光强分布测量模块，用于将所述全白的切片图投射到成像面上，按预定的阵列测量所述成像面各区域的光强分布；
光源强度确定模块，用于根据所述成像面各区域的光强分布，以光强测量值的最低值作为成像面匀光后各点的最终光源强度；
图片匀光模块，用于结合所述最终光源强度，结合所述光强与灰度的函数关系，对切片完成后的图片进行匀光。
本发明提供的基于DLP快速成型技术的切片图匀光系统，其技术方案为：通过灰度处理模块，将全白的切片图作灰度处理，得到一系列灰度值梯度的切片图；通过函数关系生成模块，对同一位置不同灰度值切片图作测量，测出所述同一位置的光强，并得到光强与灰度的函数关系；通过光强分布测量模块，将所述全白的切片图投射到成像面上，按预定的阵列测量所述成像面各区域的光强分布；通过光源强度确定模块，根据所述成像面各区域的光强分布，以光强测量值的最低值作为成像面匀光后各点的最终光源强度；通过图片匀光模块，结合所述最终光源强度，结合所述光强与灰度的函数关系，对切片完成后的图片进行匀光。
本发明提供的基于DLP快速成型技术的切片图匀光系统，通过调节灰度值来实现对成像面光强的调节，进而实现切片图的匀光，使成像面上各区域的光源强度分布均匀，提高成型质量，避免加入光学镜片带来的光强衰减，提高光源的利用率；避免增加光路设计的复杂性，降低光学设计的成本。
进一步地，所述图片匀光模块，具体用于：
通过所述光强与灰度的函数关系计算出所述成像面中各个阵列区域所需处理的灰度值；
根据所述所需处理的灰度值，结合所述最终光源强度，对切片完成后的图片进行匀光。
进一步地，所述图片匀光模块，具体用于：
通过所述光强与灰度的函数关系对切片完成后的图片计算灰度值，得到所述切片完成后的图片对应的所需处理的灰度值；
根据所述所需处理的灰度值，结合所述最终光源强度，对所述切片完成后的图片进行匀光。
进一步地，所述函数关系生成模块中，通过所述光强测量装置测量得到投射出来的所述不同灰度值切片图的光强；
所述光强分布测量模块中，通过光强测量装置测量所述成像面各区域的光强分布。
进一步地，所述光强测量装置为光强测量探头或摄像头。
基于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法及系统，通过调节灰度值来实现对成像面光强的调节，进而实现切片图的匀光，使成像面上各区域的光源强度分布均匀，提高成型质量，避免加入光学镜片带来的光强衰减，提高光源的利用率；避免增加光路设计的复杂性，降低光学设计的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1示出了本发明实施例所提供的一种基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法的流程图；
图2示出了本发明实施例所提供的一种基于DLP快速成型技术的切片图匀光系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一
参见图1，第一方面，本发明提供一种基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法，包括：
步骤S1，将全白的切片图作灰度处理，得到一系列灰度值梯度的切片图；
步骤S2，对同一位置不同灰度值切片图作测量，测出同一位置的光强，并得到光强与灰度的函数关系；其中，同一灰度值梯度的切片图来自一系列灰度值梯度的切片图；
步骤S3，将全白的切片图投射到成像面上，按预定的阵列测量成像面各区域的光强分布；
步骤S4，根据成像面各区域的光强分布，以光强测量值的最低值作为成像面匀光后各点的最终光源强度；
步骤S5，根据最终光源强度，结合光强与灰度的函数关系，对切片完成后的图片进行匀光。
本发明提供的基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法，其技术方案为：将全白的切片图作灰度处理，得到一系列灰度值梯度的切片图；对同一位置不同灰度值切片图作测量，测出同一位置的光强，并得到光强与灰度的函数关系；将全白的切片图投射到成像面上，按预定的阵列测量成像面各区域的光强分布；根据成像面各区域的光强分布，以光强测量值的最低值作为成像面匀光后各点的最终光源强度；根据最终光源强度，结合光强与灰度的函数关系，对切片完成后的图片进行匀光。
本发明提供的基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法，通过调节灰度值来实现对成像面光强的调节，进而实现切片图的匀光，使成像面上各区域的光源强度分布均匀，提高成型质量，避免加入光学镜片带来的光强衰减，提高光源的利用率；避免增加光路设计的复杂性，降低光学设计的成本。
作为本发明的优选实施例，步骤S5，具体为：
通过光强与灰度的函数关系计算出成像面中各个阵列区域所需处理的灰度值；
根据所需处理的灰度值，根据最终光源强度，对切片完成后的图片进行匀光。
根据最终光源强度，通过计算灰度值的方法计算得到成像面中需要处理的灰度值，然后对灰度值进行调节，完成对切片完成后的图片的匀光。就是先进行灰度值的计算，再进行切片，最后根据灰度值对切片图进行匀光。可将计算灰度值的方法封装成一个小程序，每次切片完成后，直接调用该小程序进行灰度值的调节，实现匀光。
作为本发明的优选实施例，步骤S5，具体为：
通过光强与灰度的函数关系对切片完成后的图片计算灰度值，得到切片完成后的图片对应的所需处理的灰度值；
根据所需处理的灰度值，根据最终光源强度，对切片完成后的图片进行匀光。
根据最终光源强度，通过计算灰度值的方法对切片完成后的图片计算灰度值，然后再进行灰度值的调节，完成对切片完成后的图片的匀光。就是先进行切片，然后对切片图进行灰度值的计算，最后根据灰度值对切片图进行匀光。可将计算灰度值的方法集成到软件中，每次切片完成后通过该软件会自动处理切片图的灰度值，然后调节灰度值实现匀光。
作为本发明的优选实施例，步骤S2中，通过光强测量装置测量灰度值梯度的切片图；步骤S3中，通过光强测量装置测量成像面各区域的光强分布。
优选地，光强测量装置为光强测量探头或摄像头。
需要说明的是，阵列测量的数据点越多，光强的分布就可以处理得越均匀，对各点的成型效果越佳，对于专业的摄像头测量，能测量出像素点级别的光强，能处理得到像素点级别的光强分布均匀性，通过加入光学镜片等设计是无法达到这种级别的效果。
参见图2，第二方面，本发明提供一种基于DLP快速成型技术的切片图匀光系统10，包括：
灰度处理模块101，用于将全白的切片图作灰度处理，得到一系列灰度值梯度的切片图；
函数关系生成模块102，用于对同一位置不同灰度值切片图作测量，测出同一位置的光强，并得到光强与灰度的函数关系；
光强分布测量模块103，用于将全白的切片图投射到成像面上，按预定的阵列测量成像面各区域的光强分布；
光源强度确定模块104，用于根据成像面各区域的光强分布，以光强测量值的最低值作为成像面匀光后各点的最终光源强度；
图片匀光模块105，用于根据最终光源强度，结合光强与灰度的函数关系，对切片完成后的图片进行匀光。
本发明提供的基于DLP快速成型技术的切片图匀光系统10，其技术方案为：通过灰度处理模块101，将全白的切片图作灰度处理，得到一系列灰度值梯度的切片图；通过函数关系生成模块102，对同一位置不同灰度值切片图作测量，测出同一位置的光强，并得到光强与灰度的函数关系；通过光强分布测量模块103，将全白的切片图投射到成像面上，按预定的阵列测量成像面各区域的光强分布；通过光源强度确定模块104，根据成像面各区域的光强分布，以光强测量值的最低值作为成像面匀光后各点的最终光源强度；通过图片匀光模块105，根据最终光源强度，结合光强与灰度的函数关系，对切片完成后的图片进行匀光。
本发明提供的基于DLP快速成型技术的切片图匀光系统10，通过调节灰度值来实现对成像面光强的调节，进而实现切片图的匀光，使成像面上各区域的光源强度分布均匀，提高成型质量，避免加入光学镜片带来的光强衰减，提高光源的利用率；避免增加光路设计的复杂性，降低光学设计的成本。
作为本发明的优选实施例，图片匀光模块105，具体用于：
通过光强与灰度的函数关系计算出成像面中各个阵列区域所需处理的灰度值；
根据所需处理的灰度值，根据最终光源强度，对切片完成后的图片进行匀光。
作为本发明的优选实施例，图片匀光模块105，具体用于：
通过光强与灰度的函数关系对切片完成后的图片计算灰度值，得到切片完成后的图片对应的所需处理的灰度值；
根据所需处理的灰度值，根据最终光源强度，对切片完成后的图片进行匀光。
作为本发明的优选实施例，函数关系生成模块102中，通过光强测量装置测量灰度值梯度的切片图；
光强分布测量模块103中，通过光强测量装置测量成像面各区域的光强分布。
作为本发明的优选实施例，光强测量装置为光强测量探头或摄像头。
基于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法及系统，通过调节灰度值来实现对成像面光强的调节，进而实现切片图的匀光，使成像面上各区域的光源强度分布均匀，提高成型质量，避免加入光学镜片带来的光强衰减，提高光源的利用率；避免增加光路设计的复杂性，降低光学设计的成本。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法，其特征在于，包括：
步骤S1，将全白的切片图作灰度处理，得到一系列灰度值梯度的切片图；
步骤S2，对同一位置不同灰度值切片图作测量，测出所述同一位置的光强，并得到光强与灰度的函数关系；
步骤S3，将所述全白的切片图投射到成像面上，按预定的阵列测量所述成像面各区域的光强分布；
步骤S4，根据所述成像面各区域的光强分布，以光强测量值的最低值作为成像面匀光后各点的最终光源强度；
步骤S5，结合所述最终光源强度，结合所述光强与灰度的函数关系，对切片完成后的图片进行匀光。
2.根据权利要求1所述的基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法，其特征在于，
所述步骤S5，具体为：
通过所述光强与灰度的函数关系计算出所述成像面中各个阵列区域所需处理的灰度值；
根据所述所需处理的灰度值，结合所述最终光源强度，对切片完成后的图片进行匀光。
3.根据权利要求1所述的基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法，其特征在于，
所述步骤S5，具体为：
通过所述光强与灰度的函数关系对切片完成后的图片计算灰度值，得到所述切片完成后的图片对应的所需处理的灰度值；
根据所述所需处理的灰度值，结合所述最终光源强度，对所述切片完成后的图片进行匀光。
4.根据权利要求1所述的基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法，其特征在于，
所述步骤S2中，通过光强测量装置测量得到投射出来的所述不同灰度值切片图的光强；
所述步骤S3中，通过光强测量装置测量所述成像面各区域的光强分布。
5.根据权利要求4所述的基于DLP快速成型技术的切片图匀光方法，其特征在于，
所述光强测量装置为光强测量探头或摄像头。
6.基于DLP快速成型技术的切片图匀光系统，其特征在于，包括：
灰度处理模块，用于将全白的切片图作灰度处理，得到一系列灰度值梯度的切片图；
函数关系生成模块，用于对同一位置不同灰度值切片图作测量，测出所述同一位置的光强，并得到光强与灰度的函数关系；
光强分布测量模块，用于将所述全白的切片图投射到成像面上，按预定的阵列测量所述成像面各区域的光强分布；
光源强度确定模块，用于根据所述成像面各区域的光强分布，以光强测量值的最低值作为成像面匀光后各点的最终光源强度；
图片匀光模块，用于结合所述最终光源强度，结合所述光强与灰度的函数关系，对切片完成后的图片进行匀光。
7.根据权利要求6所述的基于DLP快速成型技术的切片图匀光系统，其特征在于，
所述图片匀光模块，具体用于：
通过所述光强与灰度的函数关系计算出所述成像面中各个阵列区域所需处理的灰度值；
根据所述所需处理的灰度值，结合所述最终光源强度，对切片完成后的图片进行匀光。
8.根据权利要求6所述的基于DLP快速成型技术的切片图匀光系统，其特征在于，
所述图片匀光模块，具体用于：
通过所述光强与灰度的函数关系对切片完成后的图片计算灰度值，得到所述切片完成后的图片对应的所需处理的灰度值；
根据所述所需处理的灰度值，结合所述最终光源强度，对所述切片完成后的图片进行匀光。
9.根据权利要求6所述的基于DLP快速成型技术的切片图匀光系统，其特征在于，
所述函数关系生成模块中，通过光强测量装置测量得到投射出来的所述不同灰度值切片图的光强；
所述光强分布测量模块中，通过光强测量装置测量所述成像面各区域的光强分布。
10.根据权利要求9所述的基于DLP快速成型技术的切片图匀光系统，其特征在于，
所述光强测量装置为光强测量探头或摄像头。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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