CN114683539A - Lcd三维打印均光方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种LCD三维打印均光方法，包括：获取白板图像下第一阵点坐标所在像素的初始灰度值；获取初始灰度值对应的均光补偿差值，并运用插值补偿算法将其插补为全屏补偿差值，再将全屏补偿差值补偿到均等灰度值获得全屏均光灰度值；获取全屏均光灰度值图像下第二阵点坐标中心阵点所在中心方格内像素的灰度平均值作为参考灰度值；获取非中心阵点所在非中心方格内像素的平均灰度值，并取得平均灰度值和参考灰度值之间的优化补偿差值；运用插值补偿算法将优化补偿差值插补为全屏各像素全屏优化补偿差值,再将全屏优化补偿差值补偿到全屏补偿差值得到目标灰度补偿值；将目标灰度补偿值补偿给待打印图像数据后载入LCD屏进行光固化打印。

Description

LCD三维打印均光方法和装置
技术领域
本申请涉及3D打印技术领域，具体涉及LCD三维打印均光方法和装置。
背景技术
目前光固化3D打印机通常都是采用单光源或者矩阵光源。由于灯珠本身的使用寿命、制造误差、光学器件的制造精度限制和LCD路径能量值损耗的不同，导致曝光不均匀进而影响到LCD光固化打印机在模型打印时的质量。
如发明专利号为202010781266X《一种LCD光固化3D打印均光优化补偿装置与方法》和发明专利号为2020116196154《一种光固化3D打印机光补偿方法》的背景技术都已经申请公布；其中前者采用紫外光测试仪器进行均点能量检测，该方法实际使用过程中需要手动逐个取点采集能量操作，步骤较为繁杂，且均光采集过程不准确，使最终的均光效果不佳；
后者方案采用了相机拍摄获取透视变化矩阵图像通过分析监测点变化取得实际显示屏坐标系，该方法考虑并解决了相机镜头畸变带来的拍摄图像点坐标与实际图像点坐标之间的偏差问题，相应提高了均光校正准确性；但是还没有考虑到，例如相机处于中间拍摄时，采集显示屏图像时，边缘图像由于光采集角度倾斜导致的亮度减弱问题；这是由于液晶显示屏中的液晶分子更利于平行光的通过，对偏离当前像素液晶分子透光缝隙角度过大的位置，其拍摄单元采集到的光强及灰度会自然减弱；该情况对于幅面越大的LCD屏影响越大，相应的，对于幅面越大的LCD屏的，需要更有针对性的均光解决方案，对于幅面较小的LCD屏的，也需要进一步提高均光效果。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明申请提供的一种LCD三维打印均光方法和装置，运用了两段式均光法，其中，第一阶段先载入点阵较为密集的第一点阵图像并采集各阵点畸变后的采集坐标，再载入均值白板图，由第一点阵图像各阵点已知坐标和采集坐标之间的坐标偏量，即可获取到白板图上已知坐标下的采集初始灰度值；基于这些采集的初始灰度值即可获得最后总的均光补偿时所需的全屏补偿差值，和第二阶段所需使用的全屏均光灰度值图像；第二阶段先载入点阵较为少的第二点阵图像例如3*3点阵图，并将整个图像以各阵点为中心划分X*Y个采集方格，例如3*3个方格，再载入点阵图并将拍摄单元近距对齐中心方格，切换全屏均光灰度值图像，采集获取中心方格内像素采集灰度的平均值作为参考灰度值，再依次近距对齐采集获取边缘方格的灰度平均值；基于这些灰度平均值与参考灰度值获取优化补偿差值，进而插补为全屏优化补偿差值；再将其补偿到第一阶段的全屏补偿差值，即可获得最后对待打印图像进行补偿的目标灰度值。
本申请的两段式均光法既能克服拍摄单元光学畸变带来的拍摄坐标与实际坐标偏差导致的像素灰度采集不准确的问题，还能克服因拍摄单元处于中间拍摄时，边缘图像由于采集角度倾斜导致的采集光强及灰度减弱问题；通过两个阶段的补偿和优化，能尽最优可能使LCD三维打印过程中均光效果不佳的问题得到解决。本发明申请具体技术方案如下：
本申请实施例的第一方面提供了一种LCD三维打印均光方法，包括以下步骤：
S100、获取均等灰度值白板图像下第一阵点坐标所在位置各像素的初始灰度值；
S200、获取各初始灰度值对应的均光补偿差值，并运用插值补偿算法将其插补为全屏各像素的全屏补偿差值，再将全屏补偿差值补偿到均等灰度值获得全屏均光灰度值；
S300、获取全屏均光灰度值图像下第二阵点坐标中心阵点所在中心方格内像素的灰度平均值作为参考灰度值；
S400、获取全屏均光灰度值图像下第二阵点坐标非中心阵点所在非中心方格内像素的平均灰度值，并取得非中心方格内平均灰度值和参考灰度值之间的优化补偿差值；
S500、运用插值补偿算法将优化补偿差值插补为全屏各像素全屏优化补偿差值,再将全屏优化补偿差值补偿到全屏补偿差值得到目标灰度补偿值；
S600、将目标灰度补偿值补偿给待打印图像数据后载入LCD屏进行光固化打印。
具体的，第一点阵图像的各个阵点即为第一阵点，各个第一阵点中心所在的LCD屏载入图像坐标即为第一阵点坐标；第二点阵图像的各个阵点即为第二阵点，各个第二阵点中心所在的LCD屏载入图像坐标即为第二阵点坐标。
进一步地，所述的均光方法，还包括以下步骤：
S450、对非中心方格内不处于允许阈值范围内的优化补偿差值,将其缩放K倍后按所在方格内像素对应坐标补偿到均光图像像素形成校正图并重复采集方格内平均灰度值以获取优化补偿差值。
相应地，步骤S450，包括以下步骤：
S455、判断优化补偿差值是否处于允许阈值范围内；如果判断所述优化补偿差值处于允许阈值范围内，则进行步骤S500；如果判断所述优化补偿差值不处于允许阈值范围内，则进行步骤S460；
S460、将优化补偿差值缩放K倍后按所在方格内像素对应坐标补偿到均光图像像素形成校正图；
S465、LCD屏载入显示校正图并形成校正透光图；
S470、拍摄单元近距采集校正透光图并获取所在非中心方格内各像素采集灰度的平均灰度值；
S475、计算获取所在非中心方格内平均灰度值和参考灰度值之间的优化补偿差值，下一步进行步骤S455。
优选地，所述K的取值为0.4，或0.5，或0.8，或1.2，或1.5。
相应地，步骤S100，包括以下步骤：
S105、LCD屏载入显示第一点阵图像并覆盖匀光膜进行光源透射形成第一点阵透光图像；
S110、拍摄单元中心对齐第一点阵透光图像的中心阵点；
S115、拍摄单元采集第一点阵透光图像获得第一点阵采集图像并获取各个阵点采集坐标；
S120、LCD屏载入显示全部像素为均等灰度值白板图像并形成白板透光图像；
S125、拍摄单元采集白板透光图像并获取阵点采集坐标所在像素的初始灰度值；
S130、根据第一阵点坐标与阵点采集坐标的映射关系将各初始灰度值赋值给阵点坐标。
相应地，步骤S200，包括以下步骤：
S205、由第一阵点坐标下的初始灰度值计算获取均光补偿差值；
S210、运用插值补偿算法将各个第一阵点坐标下均光补偿差值插补为全屏各像素的全屏补偿差值；
S215、将全屏各像素的全屏补偿差值补偿到白板图像的均等灰度值获得全屏均光灰度值。
相应地，步骤S300，包括以下步骤：
S305、LCD屏载入显示第二点阵图像并覆盖匀光膜进行光源透射形成第二点阵透光图像；
S310、在第二点阵透光图像上以各阵点为中心将图像划分为X*Y个采集方格；
S315、拍摄单元近距中心对齐第二点阵透光图像的中心方格所在的中心阵点；
S320、LCD屏载入显示全部像素为全屏均光灰度值的均光图像并形成均光透光图像；
S325、拍摄单元近距采集均光透光图像并获取中心方格内像素采集灰度的平均值作为参考灰度值。
优选地，所述X*Y个采集方格为3*3，或5*5，或7*7。
相应地，步骤S400，包括以下步骤：
S405、LCD屏再次载入显示第二点阵图像并覆盖匀光膜进行光源透射形成第二点阵透光图像；
S410、拍摄单元近距中心对齐第二点阵透光图像的非中心第N方格所在的中心阵点；
S415、LCD屏再次载入显示全部像素为全屏均光灰度值的均光图像并形成均光透光图像；
S420、拍摄单元近距采集均光透光图像并获取所在非中心方格内各像素采集灰度的平均灰度值；
S425、计算获取所在非中心方格内平均灰度值和参考灰度值之间的优化补偿差值。
相应地，步骤S500，包括以下步骤：
S505、运用插值补偿算法将各方格第二阵点坐标下优化补偿差值插补为全屏各像素全屏优化补偿差值；
S510、将全屏像素的全屏优化补偿差值补偿到全屏补偿差值得到目标灰度补偿值。
本申请实施例的第二方面提供了一种适用于以上均光方法的LCD三维打印均光装置，包括：
光源，用于发出紫外光透射LCD屏及匀光膜形成透光图像；
LCD屏，用于载入和显示第一点阵图像，或第二点阵图像，或均等灰度值白板图像，或均光图像，或校正图，或待打印图像；
匀光膜，用于覆盖LCD屏形成第一点阵透光图像，或第二点阵透光图像，或白板透光图像，或均光透光图像，或校正透光图；
拍摄单元，用于中心对齐第一点阵透光图像的中心阵点后采集白板图像的像素灰度值，或用于中心对齐第二点阵透光图像中心方格所在中心阵点后近距采集均光透光图像的像素灰度值，或用于中心对齐第二点阵透光图像非中心方格内中心阵点后近距采集均光透光图像或校正透光图的像素灰度值；
数据处理模块，用于获取初始灰度值，或获取均光补偿差值，或获取全屏补偿差值，或获取全屏均光灰度值，或获取参考灰度值，或获取平均灰度值，或获取优化补偿差值，或获取全屏优化补偿差值，或获取目标灰度补偿值；
存储器，用于存储均光控制程序，或存储初始灰度值，或存储均光补偿差值，或存储全屏补偿差值，或存储全屏均光灰度值，或存储参考灰度值，或存储平均灰度值，或存储优化补偿差值，或存储全屏优化补偿差值，或存储目标灰度补偿值；
控制模块，用于控制LCD屏载入和显示第一点阵图像，或第二点阵图像，或均等灰度值白板图像，或均光图像，或校正图，或待打印图像，或将目标灰度补偿值补偿给待打印图像数据后载入LCD屏进行光固化打印。
本申请实施例的第三方面提供了一种LCD光固化3D打印机，包括：
光源，用于发出紫外光透射LCD屏并照射液槽及光敏树脂中的光敏树脂溶液使其光固化；
LCD屏，用于载入和显示待打印图像及所述完成目标灰度补偿值补偿的待打印图像，并对光源发出的紫外光进行掩膜透光；
液槽及光敏树脂，其中液槽底部透光，槽内盛放光敏树脂溶液；
成型平台及驱动机构，其中成型平台用于在光敏树脂溶液光固化成型过程中附着固化成型后树脂层使其不断提升生长直至3D打印完成，驱动机构用于驱动成型平台进行升降运动；
存储器，用于存储待打印图像数据以及本发明中完成均光后获取的目标灰度补偿值，以及打印控制程序；
数据处理模块，用于获取待打印图像数据，以及将目标灰度补偿值补偿给待打印图像数据；
控制模块，用于控制光源的亮灭，以及控制LCD屏载入和显示待打印图像及所述完成目标灰度补偿值补偿的待打印图像，并控制驱动机构使成型平台升降。
本申请实施例的第四方面提供了一种非瞬时计算机可读存储介质，所述非瞬时计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使得所述计算机执行本发明的均光方法。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
1、本申请实施例的均光方法在均光校正的第一阶段，相比于2020116196154《一种光固化3D打印机光补偿方法》需要载入多副图的方案，本申请实施例中LCD屏只需要载入一幅第一阵点图像和一幅均等灰度值白板图像共计两幅图，由第一点阵图像各阵点已知坐标和采集坐标之间的坐标偏量，即可获取到白板图上已知坐标下的采集初始灰度值；并基于这些采集的初始灰度值即可获得最后总的均光补偿时所需的全屏补偿差值，和第二阶段所需使用的全屏均光灰度值图像；其既能够解决拍摄单元镜头畸变带来的坐标偏移问题，方法思路还更为简单清晰；
2、本申请实施例的均光方法在均光校正的第二阶段，针对相机处于中间拍摄采集显示屏图像时，边缘图像由于采集角度倾斜导致的采集亮度及灰度减弱问题；还特别将整个图像以各阵点为中心划分为例如3*3个采集方格，并使拍摄单元近距对齐依次采集获取第一阶段全屏均光灰度值图像下边缘方格的灰度平均值；这样的分块近距采集方法能够大幅度降低拍摄单元位于图像中央拍摄时，大倾角采集边缘图像灰度时的采集误差，使最终均光补偿效果更优；
3、本申请实施例的均光方法在均光校正的第二阶段，将整个图像以各阵点为中心划分为例如3*3个采集方格，并将边缘方格平均灰度值与中心方格内的平均灰度的参考灰度值比较获取优化补偿差值，进而插补为全屏优化补偿差值，可以基于此使均光校正的第一阶段获得的全屏补偿差值进一步得到优化，从而使最终均光补偿效果更优；
4、本申请实施例的均光方法在均光校正的第二阶段，还增加了步骤S450作为反馈调节环节，可以基于第一阶段获得的全屏均光灰度值图像，不断反馈调整缩小边缘方格平均灰度值与中心方格内的平均灰度的参考灰度值之差，是整体均光效果更趋于平均化，进而使最终均光补偿效果更优。
附图说明
图1A为本发明实施例均光方法1的流程图；
图1B为本发明实施例均光方法2的流程图；
图2为本发明实施例均光对应于方法1的具体整体流程图；
图3为本发明实施例均光对应于方法2的具体部分流程图；
图4A为本发明实施例均光方法中未畸变的第一点阵图像；
图4B为本发明实施例均光方法中带畸变的第一点阵采集图像；
图5A为本发明实施例均光方法中第一阵点坐标与阵点采集坐标偏移示意图；
图5B为本发明实施例均光方法中采集角度倾斜导致的采集亮度灰度减弱示意图；
图6A为本发明实施例均光方法中LCD载入的均等灰度值白板图像；
图6B为本发明实施例均光方法中LCD像素老化显示时的白板图像；
图6C为本发明实施例均光方法中白板透光图像采集倾角示意图；
图6D为本发明实施例均光方法中白板透光图像边缘采集灰度递减示意图；
图7A为本发明实施例均光方法中求取均光补偿差值过程示意图；
图7B为本发明实施例均光方法中所求均光补偿差值表/全屏补偿差值表；
图7C为本发明实施例均光方法中求取全屏均光灰度值过程示意图；
图7D为本发明实施例均光方法中所求全屏均光灰度表；
图8A为本发明实施例均光方法中未畸变的第二点阵图像；
图8B为本发明实施例均光方法中中心方格和边缘方格灰度值近距采集示意图；
图8C为本发明实施例均光方法中近距采集中心方格和边缘方格灰度值示意图；
图8D为本发明实施例均光方法中全部方格近距采集微畸变的采集图像示意图；
图9A为本发明实施例均光方法中近距采集全部方格灰度表；
图9B为本发明实施例均光方法中近距采集全部方格平均灰度值表；
图9C为本发明实施例均光方法中所求优化补偿差值表；
图9D为本发明实施例均光方法中所求全屏优化补偿差值表；
图10A为本发明实施例均光方法中求取目标灰度补偿值过程示意图；
图10B为本发明实施例均光方法中所求目标灰度补偿值表；
图10C为本发明实施例均光方法中对待打印图像数据进行补偿的过程示意图；
图10D为本发明实施例均光方法中待打印图像数据补偿结果；
图11A为本发明实施例均光方法中缩放处理的优化补偿差值表；
图11B为本发明实施例均光方法中缩放处理完成的优化补偿差值表；
图11C为本发明实施例均光方法中校正图的灰度补偿过程示意图；
图11D为本发明实施例均光方法中校正图的灰度表；
图12A为本发明实施例均光方法中缩放处理后的全部方格平均灰度值表；
图12B为本发明实施例均光方法中缩放处理后的优化补偿差值表；
图12C为本发明实施例均光方法中缩放处理后的全屏优化补偿差值表；
图12D为本发明实施例均光方法中缩放处理后的目标灰度补偿值表；
图13A为本发明实施例均光装置原理结构示意图；
图13B为本发明LCD光固化3D打印均光优化补偿装置载入或显示图像示意图；
图14A为本发明实施例3D打印机原理结构示意图；
图14B为用来实现本发明实施例均光方法程序的计算机的结构示意图。
标号说明：
第一点阵图像41；第一阵点411；第一点阵采集图像42；第一采集阵点421；第二点阵图像81；第二阵点811；
均光装置13；3D打印机14；计算机15；光源131；LCD屏132；匀光膜133；拍摄单元134；数据处理模块135；存储器136；控制模块137；液槽及光敏树脂138；成型平台及驱动机构139；处理器151；非瞬时计算机可读存储介质152；液晶分子1320；数字图像1321；均光控制程序1361；打印控制程序1362。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步说明。
本发明申请提供的一种LCD三维打印均光方法和装置，运用了两段式均光法，其中，第一阶段先载入点阵较为密集的第一点阵图像并采集各阵点畸变后的采集坐标，再载入均值白板图，由第一点阵图像各阵点已知坐标和采集坐标之间的坐标偏量，即可获取到白板图上已知坐标下的采集初始灰度值；基于这些采集的初始灰度值即可获得最后总的均光补偿时所需的全屏补偿差值，和第二阶段所需使用的全屏均光灰度值图像；第二阶段先载入点阵较为少的第二点阵图像例如3*3点阵图，并将整个图像以各阵点为中心划分X*Y个采集方格，例如3*3个方格，再载入点阵图并将拍摄单元近距对齐中心方格，切换全屏均光灰度值图像，采集获取中心方格内像素采集灰度的平均值作为参考灰度值，再依次近距对齐采集获取边缘方格的灰度平均值；基于这些灰度平均值与参考灰度值获取优化补偿差值，进而插补为全屏优化补偿差值；再将其补偿到第一阶段的全屏补偿差值，即可获得最后对待打印图像进行补偿的目标灰度值。
本申请的两段式均光法既能克服拍摄单元镜头畸变带来的拍摄坐标与实际坐标偏差导致的像素灰度采集不准确的问题，还能克服因拍摄单元处于中间拍摄时，边缘图像由于采集角度倾斜导致的采集亮度及灰度减弱问题；通过两个阶段的补偿和优化，能尽最优可能使LCD三维打印过程中均光效果不佳的问题得到解决。
图1A为本发明实施例均光方法1的流程图。如图所示，一种LCD三维打印均光方法，包括以下步骤：
S100、获取均等灰度值白板图像下第一阵点坐标所在位置各像素的初始灰度值；
S200、获取各初始灰度值对应的均光补偿差值，并运用插值补偿算法将其插补为全屏各像素的全屏补偿差值，再将全屏补偿差值补偿到均等灰度值获得全屏均光灰度值；
S300、获取全屏均光灰度值图像下第二阵点坐标中心阵点所在中心方格内像素的灰度平均值作为参考灰度值；
S400、获取全屏均光灰度值图像下第二阵点坐标非中心阵点所在非中心方格内像素的平均灰度值，并取得非中心方格内平均灰度值和参考灰度值之间的优化补偿差值；
S500、运用插值补偿算法将优化补偿差值插补为全屏各像素全屏优化补偿差值,再将全屏优化补偿差值补偿到全屏补偿差值得到目标灰度补偿值；
S600、将目标灰度补偿值补偿给待打印图像数据后载入LCD屏进行光固化打印。
图1B为本发明实施例均光方法2的流程图。如图所示，基于图1A所述的均光方法，还包括以下步骤：
S100、获取均等灰度值白板图像下第一阵点坐标所在位置各像素的初始灰度值；
S200、获取各初始灰度值对应的均光补偿差值，并运用插值补偿算法将其插补为全屏各像素的全屏补偿差值，再将全屏补偿差值补偿到均等灰度值获得全屏均光灰度值；
S300、获取全屏均光灰度值图像下第二阵点坐标中心阵点所在中心方格内像素的灰度平均值作为参考灰度值；
S400、获取全屏均光灰度值图像下第二阵点坐标非中心阵点所在非中心方格内像素的平均灰度值，并取得非中心方格内平均灰度值和参考灰度值之间的优化补偿差值；
S450、对非中心方格内不处于允许阈值范围内的优化补偿差值,将其缩放K倍后按所在方格内像素对应坐标补偿到均光图像像素形成校正图并重复采集方格内平均灰度值以获取优化补偿差值；
S500、运用插值补偿算法将优化补偿差值插补为全屏各像素全屏优化补偿差值,再将全屏优化补偿差值补偿到全屏补偿差值得到目标灰度补偿值；
S600、将目标灰度补偿值补偿给待打印图像数据后载入LCD屏进行光固化打印。
图2为本发明实施例均光对应于方法1的具体整体流程图。如图所示，对应于方法1的步骤S100，包括以下步骤：
S105、LCD屏载入显示第一点阵图像并覆盖匀光膜进行光源透射形成第一点阵透光图像；
S110、拍摄单元中心对齐第一点阵透光图像的中心阵点；
S115、拍摄单元采集第一点阵透光图像获得第一点阵采集图像并获取各个阵点采集坐标；
S120、LCD屏载入显示全部像素为均等灰度值白板图像并形成白板透光图像；
S125、拍摄单元采集白板透光图像并获取阵点采集坐标所在像素的初始灰度值；
S130、根据第一阵点坐标与阵点采集坐标的映射关系将各初始灰度值赋值给阵点坐标。
对应于方法1的步骤S200，包括以下步骤：
S205、由第一阵点坐标下的初始灰度值计算获取均光补偿差值；
S210、运用插值补偿算法将各个第一阵点坐标下均光补偿差值插补为全屏各像素的全屏补偿差值；
S215、将全屏各像素的全屏补偿差值补偿到白板图像的均等灰度值获得全屏均光灰度值。
对应于方法1的步骤S300，包括以下步骤：
S305、LCD屏载入显示第二点阵图像并覆盖匀光膜进行光源透射形成第二点阵透光图像；
S310、在第二点阵透光图像上以各阵点为中心将图像划分为X*Y个采集方格；
S315、拍摄单元近距中心对齐第二点阵透光图像的中心方格所在的中心阵点；
S320、LCD屏载入显示全部像素为全屏均光灰度值的均光图像并形成均光透光图像；
S325、拍摄单元近距采集均光透光图像并获取中心方格内像素采集灰度的平均值作为参考灰度值。
对应于方法1的步骤S400，包括以下步骤：
S405、LCD屏再次载入显示第二点阵图像并覆盖匀光膜进行光源透射形成第二点阵透光图像；
S410、拍摄单元近距中心对齐第二点阵透光图像的非中心第N方格所在的中心阵点；
S415、LCD屏再次载入显示全部像素为全屏均光灰度值的均光图像并形成均光透光图像；
S420、拍摄单元近距采集均光透光图像并获取所在非中心方格内各像素采集灰度的平均灰度值；
S425、计算获取所在非中心方格内平均灰度值和参考灰度值之间的优化补偿差值。
对应于方法1的步骤S500，包括以下步骤：
S505、运用插值补偿算法将各方格第二阵点坐标下优化补偿差值插补为全屏各像素全屏优化补偿差值；
S510、将全屏像素的全屏优化补偿差值补偿到全屏补偿差值得到目标灰度补偿值。
还包括了步骤S600、将目标灰度补偿值补偿给待打印图像数据后载入LCD屏进行光固化打印。
图3为本发明实施例均光对应于方法2的具体部分流程图。如图所示，本图在图2基础上只展示了步骤S400以后的流程，具体的，相比于图2步骤S400以后的流程，本图增加了步骤S450，并且对应于方法2的步骤S450，包括以下步骤：
S455、判断优化补偿差值是否处于允许阈值范围内；如果判断所述优化补偿差值处于允许阈值范围内，则进行步骤S500；如果判断所述优化补偿差值不处于允许阈值范围内，则进行步骤S460；
S460、将优化补偿差值缩放K倍后按所在方格内像素对应坐标补偿到均光图像像素形成校正图；
S465、LCD屏载入显示校正图并形成校正透光图；
S470、拍摄单元近距采集校正透光图并获取所在非中心方格内各像素采集灰度的平均灰度值；
S475、计算获取所在非中心方格内平均灰度值和参考灰度值之间的优化补偿差值，下一步进行步骤S455。
图4A为本发明实施例均光方法中未畸变的第一点阵图像。如图所示，在图2的步骤S105中，需要使LCD屏载入显示第一点阵图像41并覆盖匀光膜进行光源透射形成第一点阵透光图像，图中的第一点阵图像41为6X6点阵；LCD屏载入显示的第一点阵图像41即为本图所示的未畸变的第一点阵图像41，图像中各阵点在X轴或Y轴方向上的间距相等；相应的，图2的步骤S110中，拍摄单元中心需要对齐图中在X轴和Y轴的交叉原点，即中心阵点。相应的，本图中第一点阵图像41的各个阵点即为第一阵点411，各个第一阵点411圆点中心所在的LCD屏载入图像坐标即为第一阵点坐标。
图4B为本发明实施例均光方法中带畸变的第一点阵采集图像。如图所示，在图2的步骤S115中，拍摄单元采集第一点阵透光图像获得第一点阵采集图像42并获取6X6个阵点采集坐标时，由于拍摄单元的光学镜头带来的光学畸变问题，会使拍摄单元拍摄到的第一点阵透光图像是如本土所示的畸变图像。相应的，本图中第一点阵采集图像42的各个阵点即为第一采集阵点421，各个第一采集阵点421圆点中心所在的LCD屏载入图像坐标即为阵点采集坐标。
图5A为本发明实施例均光方法中第一阵点坐标与阵点采集坐标偏移示意图。如图所示，当第一点阵采集图像42中各阵点采集坐标与第一点阵图像41中各阵点坐标产生偏移时，可以如步骤S130、根据第一阵点坐标与阵点采集坐标的映射关系将各初始灰度值赋值给阵点坐标；例如图中第一点阵采集坐标D1'对应的像素坐标为(x1,y1)，其像素采集灰度值为200，则第一点阵采集坐标D1'映射的第一点阵坐标D1对应的采集灰度值即为200；由此克服光学畸变带来的采集灰度不能精准对应于实际像素坐标的问题。
图5B为本发明实施例均光方法中采集角度倾斜导致的采集亮度灰度减弱示意图。如图所示，拍摄单元134位于LCD屏132的中间位置对LCD屏132进行图像拍摄时，LCD屏132两侧边缘图像由于光采集角度倾斜会存在亮度及灰度减弱的问题；这是由于LCD屏中的液晶分子1320更利于平行光的通过，因此在拍摄单元134采集灰度及光强时，不易采集到LCD屏132两侧边缘的图像亮度及灰度，即使加上匀光膜133后，由于匀光膜133不具有向中心方向的聚光性，因此采集亮度及灰度减弱的情况不会得到改善；该情况对于幅面越大的LCD屏影响越大。
图6A为本发明实施例均光方法中LCD载入的均等灰度值白板图像。如图所示，图中的均等灰度值白板图像采用了6X6个方格，且每个像素灰度均为200，来示例是全屏白板图像以及6X6个阵点采集坐标所对应的各个均等灰度值。
图6B为本发明实施例均光方法中LCD像素老化显示时的白板图像。如图所示，图中示例的是，将图6A的图像载入LCD屏后，由于像素老化或制造缺陷问题，如图中灰度值190、190、180这三处星号标记像素位置的透光度比其他位置更弱。
图6C为本发明实施例均光方法中白板透光图像采集倾角示意图。如图所示，图中示例的是，拍摄单元134采集LCD屏132上的显示的各个第一阵点411时，拍摄单元对屏中心位置的采集角度a随着向屏边缘的延伸，角度a逐步增大，相应的拍摄单元所采集图像的亮度即灰度会逐渐减小。
图6D为本发明实施例均光方法中白板透光图像边缘采集灰度递减示意图。如图所示，对应于图6C所示的情况，图6D中为拍摄单元134所采集的6X6个阵点采集坐标下的像素灰度表，表中中心区域保持正常，靠近外圈的逐渐降低，本图中示例的是，中心环内像素灰度值平均递减10，最外圈像素灰度值平均递减20，以此来示例实际采集到的6X6个阵点坐标下采集的初始灰度值；特别的，图中灰度值170为表中最小灰度值，后续将以此值计算获取均光补偿差值。
图7A为本发明实施例均光方法中求取均光补偿差值过程示意图。如图所示，基于图6D的初始灰度值表，以及最小灰度值170，将图6D的初始灰度值表中各值减去170即可计算获取到各初始灰度值对应的均光补偿差值。
图7B为本发明实施例均光方法中所求均光补偿差值表/全屏补偿差值表。如图所示，该表为图7A的计算结果；其中点状填充方格内的灰度值0、10、0对应于图6B中三处星号标记像素位置，表明这三处均光补偿差值的异常也受到缺陷像素影响。
特别的，在本方法中，应当需要继续将图7B的均光补偿差值表插补为全屏补偿差值，此处省略插补过程的示例，在后续的具体实施例描述过程中，将以图7B的均光补偿差值表为基础示例为全屏补偿差值表。
图7C为本发明实施例均光方法中求取全屏均光灰度值过程示意图。如图所示，本图以6X6个方格示例为全屏像素，再结合图2中步骤S215、将全屏各像素的全屏补偿差值补偿到白板图像的均等灰度值获得全屏均光灰度值的描述，将全屏均等灰度值200减去图7B中特别示例说明的全屏补偿差值表，即可计算获取到全屏均等灰度值对应的全屏均光灰度表。
图7D为本发明实施例均光方法中所求全屏均光灰度表。如图所示，该表为图7C的计算结果；其中点状填充方格内的灰度值200、190、200对应于图6B中三处星号标记像素位置，表明受缺陷像素影响导致透光弱的像素，在均光后，该点灰度值得到了增强。
图8A为本发明实施例均光方法中未畸变的第二点阵图像。如图所示，在图2的步骤S305中，需要使LCD屏载入显示第二点阵图像并覆盖匀光膜进行光源透射形成第二点阵透光图像，图中的第二点阵图像81为3X3点阵；LCD屏载入显示的第二点阵图像81即为本图所示的未畸变的第二点阵图像81，图像中各阵点在X轴或Y轴方向上的间距相等且正好将整个屏幅面化为分以9个阵点为中心的方格；相应的，即实现了图2的步骤S310中，在第二点阵透光图像上以各阵点为中心将图像划分为3*3个采集方格；并且相应的，图2的步骤S315中，需要使拍摄单元近距中心对齐第二点阵透光图像的中心方格所在的中心阵点；即需要近距中心对齐图中在X轴和Y轴的交叉原点。相应的，本图中第二点阵图像的各个阵点即为第二阵点811，各个第二阵点811圆点中心所在的LCD屏载入图像坐标即为第二阵点坐标。
图8B为本发明实施例均光方法中中心方格和边缘方格灰度值近距采集示意图。如图所示，为克服如图4B所示的图像畸变问题，需要对其各个方格中心阵点后近距采集各个方格内的像素灰度，拍摄单元134采集显示的各个第二阵点811时，需要分别对中心方格和右中方格各采集一次，即可获得如图8C所示两个小虚线框的采集灰度值。
图8C为本发明实施例均光方法中近距采集中心方格和边缘方格灰度值示意图。如图所示，图中两个小虚线框的采集灰度值即为图8B所示的采集结果。
图8D为本发明实施例均光方法中全部方格近距采集微畸变的采集图像示意图。如图所示，按照图8B所示的采集方式依次将全部方格内的灰度值采集完成，即可近距采集到如图所示的9个方格的微畸变图像，在此基础上采集方格内像素的平均灰度值时，误差最小，在第二点阵图像的阵点越密集时，所划分方格面积越小，方格数量越多时，方格内采集图像的平均灰度值越接近于实际的图像的平均灰度值。
特别的，在实际采集过程中，拍摄单元近距采集时距离LCD屏的距离的不同会导致拍摄单元采集图像的范围可能会超出、或小于单个方格面积；若采集图像的范围超出单个方格面积，只需要保留方格面积内的像素坐标值即可；若采集图像的范围小于单个方格面积，可以在误差允许范围内直接使用这些像素灰度的平均灰度值，或者重新调节拍摄单元与LCD屏的采集距离。
图9A为本发明实施例均光方法中近距采集全部方格灰度表。如图所示，基于如8B-图8D的示例，在采集完全部方格内的灰度值后，获得如本图9A示例的全屏像素灰度值。
图9B为本发明实施例均光方法中近距采集全部方格平均灰度值表。如图所示，基于图9A所示的全屏像素灰度表，结合图2的步骤S325和步骤S420获取方格内像素采集灰度的平均值；即可获得本图所示的平均灰度值表。
图9C为本发明实施例均光方法中所求优化补偿差值表。如图所示，基于图9B所示的平均灰度值表，结合图2的步骤S425、计算获取所在非中心方格内平均灰度值和参考灰度值之间的优化补偿差值；即可获得本图所示的优化补偿差值表。特别的，中心方格内平均灰度值即为参考灰度值，两者之间的优化补偿差值为0。
图9D为本发明实施例均光方法中所求全屏优化补偿差值表。如图所示，基于图9C所示的优化补偿差值表，结合图2的步骤S505、运用插值补偿算法将各方格第二阵点坐标下优化补偿差值插补为全屏各像素全屏优化补偿差值；即可获得本图所示的全屏优化补偿差值表。特别的，本图全屏优化补偿差值结果为根据双线性插值法所求得的粗略结果，用于模拟示例。
图10A为本发明实施例均光方法中求取目标灰度补偿值过程示意图。如图所示，本图以6X6个方格示例为全屏像素，再结合图2步骤S510、将全屏像素的全屏优化补偿差值补偿到全屏补偿差值得到目标灰度补偿值；即将图9D中的全屏优化补偿差值表与图7B中的全屏补偿差值表一一对应相加，即可获得图10B所示的目标灰度补偿值表。
图10B为本发明实施例均光方法中所求目标灰度补偿值表。如图所示，该表为图7A的计算结果；即为图2步骤S510中所求的目标灰度补偿值。
图10C为本发明实施例均光方法中对待打印图像数据进行补偿的过程示意图。如图所示，示例为待打印图像为全屏像素灰度值均为220的图像，在对其进行均光校正补偿时，将其全屏像素灰度值减去图10B中的目标灰度补偿值表，即可得到如图10D所示的均光处理后的掩膜打印图像灰度表。
图10D为本发明实施例均光方法中待打印图像数据补偿结果。如图所示，本图为均光处理后的掩膜打印图像灰度表，即图10C的计算结果。特别的，图中三处星号标记像素位置灰度值比同一圈的其他像素灰度值更大，因此透光性更强，使这三处工艺缺陷导致的像素透光的问题得到弥补。与此同时，也可以看出其他正常像素的灰度集中于181至189之间，整体波动较小相应的也实现了灰度平均化的目的。
图11A为本发明实施例均光方法中缩放处理的优化补偿差值表。如图所示，基于图9C的优化补偿差值表中的各值，结合图2中步骤S455、判断优化补偿差值是否处于允许阈值范围内；如果定义0-13为允许阈值范围，则除优化补偿差值12.5以外的其余各值均需要进行缩放；结合图2中步骤S460、将优化补偿差值缩放K倍后按所在方格内像素对应坐标补偿到均光图像像素形成校正图；因此除优化补偿差值12.5以外的其余各值均需要缩放K倍，这里采用的缩放系数K为0.4；则除优化补偿差值12.5以外的其余各值均乘以0.4，即可获得如图11B所示的缩放处理完成的优化补偿差值表。
特别的，本图中示例的除优化补偿差值12.5以外的其余各值乘以缩放系数0.4的过程，是图2中步骤S405-步骤S475的多次重复后的结果；具体的，逐个采集中心方格之外的8个方格的平均灰度，都重复伴随着载入显示第二点阵图像、对齐阵点、载入全屏均光灰度图像等过程；当采集获取第一个非中心方格所得优化补偿差值不在允许阈值范围内时，将该方格的优化补偿差值乘以缩放系数K，并将缩放后该方格的优化补偿差值补偿到全屏均光灰度图形成校正图；若再次获取的优化补偿差值仍不在允许阈值范围内时，再次将该方格的优化补偿差值乘以缩放系数K，并将缩放后该方格的优化补偿差值补偿到全屏均光灰度图形成第二次校正图；直到所获取的优化补偿差值处于允许阈值范围内后；再采集获取下一个非中心方格；直至全部非中心方格优化补偿差值均处于允许阈值范围内时结束采集。该方法优点是，拍摄单元每个方格只需要对齐方格中心阵点一次直至达成获得最终合格优化补偿差值，个方格时只需对齐次。如果连续采集个方格9次，则优化补偿差值不合格时，还需重新对齐采集，会使操作步骤过于复杂。而本方法则可节省相应的操作步骤。
图11B为本发明实施例均光方法中缩放处理完成的优化补偿差值表。如图所示，该表为图11A的计算结果；即为图2步骤S510中所求的目标灰度补偿值。
图11C为本发明实施例均光方法中校正图的灰度补偿过程示意图。如图所示，基于图7D示例的全屏像素灰度值，将其各值按方格所在区域减去图11B中各值，其中左中位置的方格内，由于优化补偿差值处于允许范围内，因此无需重新计算方格内平均灰度值，故保留原有数据。
图11D为本发明实施例均光方法中校正图的灰度表。如图所示，该表为图11C的计算结果；即为图2步骤S460中补偿到均光图像像素形成校正图的灰度表。
图12A为本发明实施例均光方法中缩放处理后的全部方格平均灰度值表。如图所示，对图11D中的校正图的灰度表按方格计算得到本图中各值平均灰度值。
图12B为本发明实施例均光方法中缩放处理后的优化补偿差值表。如图所示，结合图2的步骤S425、计算获取所在非中心方格内平均灰度值和参考灰度值之间的优化补偿差值；即可获得本图所示的优化补偿差值表。特别的，中心方格内平均灰度值即为参考灰度值，两者之间的优化补偿差值为0。由此表可看出各值均处于0-13的设定范围内。
特别的，图11A-图12B中各方格的数据按照图3中步骤S400-步骤S450实施时，非一次取得，而是逐个方格取得后，进行集中示例。
图12C为本发明实施例均光方法中缩放处理后的全屏优化补偿差值表。如图所示，基于图12B所示的优化补偿差值表，结合图2的步骤S505、运用插值补偿算法将各方格第二阵点坐标下优化补偿差值插补为全屏各像素全屏优化补偿差值；即可获得本图所示的全屏优化补偿差值表。特别的，本图全屏优化补偿差值结果为根据双线性插值法所求得的粗略结果，用于模拟示例。
图12D为本发明实施例均光方法中缩放处理后的目标灰度补偿值表。如图所示，本图以6X6个方格示例为全屏像素，再结合图2步骤S510、将全屏像素的全屏优化补偿差值补偿到全屏补偿差值得到目标灰度补偿值；即将图12C中的全屏优化补偿差值表与图7B中的全屏补偿差值表一一对应相加，即可获得图12D所示的目标灰度补偿值表。
图13A为本发明实施例均光装置原理结构示意图。如图所示，一种适用于本发明均光方法的LCD三维打印均光装置，包括：
光源131，用于发出紫外光透射LCD屏及匀光膜形成透光图像；
LCD屏132，用于载入和显示第一点阵图像，或第二点阵图像，或均等灰度值白板图像，或均光图像，或校正图，或待打印图像；
匀光膜133，用于覆盖LCD屏形成第一点阵透光图像，或第二点阵透光图像，或白板透光图像，或均光透光图像，或校正透光图；
拍摄单元134，用于中心对齐第一点阵透光图像的中心阵点后采集白板图像的像素灰度值，或用于中心对齐第二点阵透光图像中心方格所在中心阵点后近距采集均光透光图像的像素灰度值，或用于中心对齐第二点阵透光图像非中心方格内中心阵点后近距采集均光透光图像或校正透光图的像素灰度值；
数据处理模块135，用于获取初始灰度值，或获取均光补偿差值，或获取全屏补偿差值，或获取全屏均光灰度值，或获取参考灰度值，或获取平均灰度值，或获取优化补偿差值，或获取全屏优化补偿差值，或获取目标灰度补偿值；
存储器136，用于存储均光控制程序1361，或存储均光补偿差值，或存储全屏补偿差值，或存储全屏均光灰度值，或存储参考灰度值，或存储平均灰度值，或存储优化补偿差值，或存储全屏优化补偿差值，或存储目标灰度补偿值；
控制模块137，用于控制LCD屏132载入和显示第一点阵图像，或第二点阵图像，或均等灰度值白板图像，或均光图像，或校正图，或待打印图像，或将目标灰度补偿值补偿给待打印图像数据后载入LCD屏132进行光固化打印。
图13B为本发明LCD光固化3D打印均光优化补偿装置载入或显示图像示意图。如图所示，控制模块137控制LCD屏113载入显示第一点阵图像、第二点阵图像、均等灰度值等数字图像1321；控制模块137控制光源131发光透射LCD屏132及匀光膜133形成透光图像；拍摄单元134第一阶段时中心对齐第一点阵透光图像的中心阵点后采集白板图像的像素灰度值；第二阶段先载入点阵较为少的第二点阵图像例如3*3点阵图，并将整个图像以各阵点为中心划分X*Y个采集方格，例如3*3个方格，再载入点阵图并将拍摄单元134近距对齐中心方格，切换全屏均光灰度值图像，采集获取中心方格内像素采集灰度的平均值作为参考灰度值，再依次近距对齐采集获取边缘方格的灰度平均值；数据处理模块135基于这些灰度平均值与参考灰度值获取优化补偿差值，进而插补为全屏优化补偿差值；再将其补偿到第一阶段的全屏补偿差值，即可获得最后对待打印图像进行补偿的目标灰度值；存储器136用于存储均光控制程序1361，或在上述过程中存储初始灰度值，或存储均光补偿差值，或存储全屏补偿差值，或存储全屏均光灰度值，或存储参考灰度值，或存储平均灰度值，或存储优化补偿差值，或存储全屏优化补偿差值，或存储目标灰度补偿值等数据。
图14A为本发明实施例3D打印机原理结构示意图。如图所示，一种适用于本发明均光方法实施例3D打印机，包括：
光源131，用于发出紫外光透射LCD屏并照射液槽及光敏树脂138中的光敏树脂溶液使其光固化；
LCD屏132，用于载入和显示待打印图像及所述完成目标灰度补偿值补偿的待打印图像，并对光源131发出的紫外光进行掩膜透光；
液槽及光敏树脂138，其中液槽底部透光，槽内盛放光敏树脂溶液；
成型平台及驱动机构139，其中成型平台用于在光敏树脂溶液光固化成型过程中附着固化成型后树脂层使其不断提升生长直至3D打印完成，驱动机构用于驱动成型平台进行升降运动；
存储器136，用于存储待打印图像数据以及本发明中完成均光后获取的目标灰度补偿值，以及打印控制程序1362；
数据处理模块135，用于获取待打印图像数据，以及将目标灰度补偿值补偿给待打印图像数据；
控制模块137，用于控制光源131的亮灭，以及控制LCD屏132载入和显示待打印图像及所述完成目标灰度补偿值补偿的待打印图像，并控制驱动机构使成型平台升降。
图14B为用来实现本发明实施例均光方法程序的计算机的结构示意图。如图所示，该计算机15包括了处理器151、非瞬时计算机可读存储介质152；其中计算机15的可读存储介质152中存储有均光控制程序1361。
以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (11)

1.一种LCD三维打印均光方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100、获取均等灰度值白板图像下第一阵点坐标所在位置各像素的初始灰度值；
S200、获取各初始灰度值对应的均光补偿差值，并运用插值补偿算法将其插补为全屏各像素的全屏补偿差值，再将全屏补偿差值补偿到均等灰度值获得全屏均光灰度值；
S300、获取全屏均光灰度值图像下第二阵点坐标中心阵点所在中心方格内像素的灰度平均值作为参考灰度值；
S400、获取全屏均光灰度值图像下第二阵点坐标非中心阵点所在非中心方格内像素的平均灰度值，并取得非中心方格内平均灰度值和参考灰度值之间的优化补偿差值；
S500、运用插值补偿算法将优化补偿差值插补为全屏各像素全屏优化补偿差值,再将全屏优化补偿差值补偿到全屏补偿差值得到目标灰度补偿值；
S600、将目标灰度补偿值补偿给待打印图像数据后载入LCD屏进行光固化打印。
2.根据权利要求1所述的均光方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S450、对非中心方格内不处于允许阈值范围内的优化补偿差值,将其缩放K倍后按所在方格内像素对应坐标补偿到均光图像像素形成校正图并重复采集方格内平均灰度值以获取优化补偿差值。
3.根据权利要求2所述的均光方法，其特征在于，所述对非中心方格内不处于允许阈值范围内的优化补偿差值,将其缩放K倍后按所在方格内像素对应坐标补偿到均光图像像素形成校正图并重复采集方格内平均灰度值以获取优化补偿差值，包括以下步骤：
S455、判断优化补偿差值是否处于允许阈值范围内；如果判断所述优化补偿差值处于允许阈值范围内，则进行步骤S500；如果判断所述优化补偿差值不处于允许阈值范围内，则进行步骤S460；
S460、将优化补偿差值缩放K倍后按所在方格内像素对应坐标补偿到均光图像像素形成校正图；
S465、LCD屏载入显示校正图并形成校正透光图；
S470、拍摄单元近距采集校正透光图并获取所在非中心方格内各像素采集灰度的平均灰度值；
S475、计算获取所在非中心方格内平均灰度值和参考灰度值之间的优化补偿差值，下一步进行步骤S455。
4.根据权利要求1所述的均光方法，其特征在于，所述获取均等灰度值白板图像下第一阵点坐标所在位置各像素的初始灰度值，包括以下步骤：
S105、LCD屏载入显示第一点阵图像并覆盖匀光膜进行光源透射形成第一点阵透光图像；
S110、拍摄单元中心对齐第一点阵透光图像的中心阵点；
S115、拍摄单元采集第一点阵透光图像获得第一点阵采集图像并获取各个阵点采集坐标；
S120、LCD屏载入显示全部像素为均等灰度值白板图像并形成白板透光图像；
S125、拍摄单元采集白板透光图像并获取阵点采集坐标所在像素的初始灰度值；
S130、根据第一阵点坐标与阵点采集坐标的映射关系将各初始灰度值赋值给阵点坐标。
5.根据权利要求1所述的均光方法，其特征在于，所述获取各初始灰度值对应的均光补偿差值，并运用插值补偿算法将其插补为全屏各像素的全屏补偿差值，再将全屏补偿差值补偿到均等灰度值获得全屏均光灰度值，包括以下步骤：
S205、由第一阵点坐标下的初始灰度值计算获取均光补偿差值；
S210、运用插值补偿算法将各个第一阵点坐标下均光补偿差值插补为全屏各像素的全屏补偿差值；
S215、将全屏各像素的全屏补偿差值补偿到白板图像的均等灰度值获得全屏均光灰度值。
6.根据权利要求1所述的均光方法，其特征在于，所述获取全屏均光灰度值图像下第二阵点坐标中心阵点所在中心方格内像素的灰度平均值作为参考灰度值，包括以下步骤：
S305、LCD屏载入显示第二点阵图像并覆盖匀光膜进行光源透射形成第二点阵透光图像；
S310、在第二点阵透光图像上以各阵点为中心将图像划分为X*Y个采集方格；
S315、拍摄单元近距中心对齐第二点阵透光图像的中心方格所在的中心阵点；
S320、LCD屏载入显示全部像素为全屏均光灰度值的均光图像并形成均光透光图像；
S325、拍摄单元近距采集均光透光图像并获取中心方格内像素采集灰度的平均值作为参考灰度值。
7.根据权利要求1所述的均光方法，其特征在于，所述获取全屏均光灰度值图像下第二阵点坐标非中心阵点所在非中心方格内像素的平均灰度值，并取得非中心方格内平均灰度值和参考灰度值之间的优化补偿差值，包括以下步骤：
S405、LCD屏再次载入显示第二点阵图像并覆盖匀光膜进行光源透射形成第二点阵透光图像；
S410、拍摄单元近距中心对齐第二点阵透光图像的非中心第N方格所在的中心阵点；
S415、LCD屏再次载入显示全部像素为全屏均光灰度值的均光图像并形成均光透光图像；
S420、拍摄单元近距采集均光透光图像并获取所在非中心方格内各像素采集灰度的平均灰度值；
S425、计算获取所在非中心方格内平均灰度值和参考灰度值之间的优化补偿差值。
8.根据权利要求1所述的均光方法，其特征在于，所述运用插值补偿算法将优化补偿差值插补为全屏各像素全屏优化补偿差值,再将全屏优化补偿差值补偿到全屏补偿差值得到目标灰度补偿值，包括以下步骤：
S505、运用插值补偿算法将各方格第二阵点坐标下优化补偿差值插补为全屏各像素全屏优化补偿差值；
S510、将全屏像素的全屏优化补偿差值补偿到全屏补偿差值得到目标灰度补偿值。
9.一种适用于权利要求1-8的均光方法的用于LCD三维打印均光的均光装置，其特征在于，包括：
光源，用于发出紫外光透射LCD屏及匀光膜形成透光图像；
LCD屏，用于载入和显示第一点阵图像，或第二点阵图像，或均等灰度值白板图像，或均光图像，或校正图，或待打印图像；
匀光膜，用于覆盖LCD屏形成第一点阵透光图像，或第二点阵透光图像，或白板透光图像，或均光透光图像，或校正透光图；
拍摄单元，用于中心对齐第一点阵透光图像的中心阵点后采集白板图像的像素灰度值，或用于中心对齐第二点阵透光图像中心方格所在中心阵点后近距采集均光透光图像的像素灰度值，或用于中心对齐第二点阵透光图像非中心方格内中心阵点后近距采集均光透光图像或校正透光图的像素灰度值；
数据处理模块，用于获取初始灰度值，或获取均光补偿差值，或获取全屏补偿差值，或获取全屏均光灰度值，或获取参考灰度值，或获取平均灰度值，或获取优化补偿差值，或获取全屏优化补偿差值，或获取目标灰度补偿值；
存储器，用于存储均光控制程序，或初始灰度值，或存储均光补偿差值，或存储全屏补偿差值，或存储全屏均光灰度值，或存储参考灰度值，或存储平均灰度值，或存储优化补偿差值，或存储全屏优化补偿差值，或存储目标灰度补偿值；
控制模块，用于控制LCD屏载入和显示第一点阵图像，或第二点阵图像，或均等灰度值白板图像，或均光图像，或校正图，或待打印图像，或将目标灰度补偿值补偿给待打印图像数据后载入LCD屏进行光固化打印。
10.一种LCD光固化3D打印机，其特征在于，包括：
光源，用于发出紫外光透射LCD屏并照射液槽及光敏树脂中的光敏树脂溶液使其光固化；
LCD屏，用于载入和显示待打印图像及所述完成目标灰度补偿值补偿的待打印图像，并对光源发出的紫外光进行掩膜透光；
液槽及光敏树脂，其中液槽底部透光，槽内盛放光敏树脂溶液；
成型平台及驱动机构，其中成型平台用于在光敏树脂溶液光固化成型过程中附着固化成型后树脂层使其不断提升生长直至3D打印完成，驱动机构用于驱动成型平台进行升降运动；
存储器，用于存储待打印图像数据以及本发明中完成均光后获取的目标灰度补偿值，以及打印控制程序；
数据处理模块，用于获取待打印图像数据，以及将目标灰度补偿值补偿给待打印图像数据；
控制模块，用于控制光源的亮灭，以及控制LCD屏载入和显示待打印图像及所述完成目标灰度补偿值补偿的待打印图像，并控制驱动机构使成型平台升降。
11.一种非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述非瞬时计算机可读存储介质存储均光控制程序，所述均光控制程序使得所述计算机执行如权利要求1-8任一项所述的方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116442523A (zh) * 2023-06-09 2023-07-18 先临三维科技股份有限公司 一种光均匀性调节方法、装置、设备和存储介质

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105946237A (zh) * 2016-06-27 2016-09-21 西安科技大学 一种用于制备三维光弹性模型的紫外面曝光快速成型装置
US20160279703A1 (en) * 2013-09-16 2016-09-29 The University Of Nottingham Additive Manufacturing
US20170015058A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 Roland Dg Corporation Three-dimensional printing apparatus and three-dimensional object printing method
DE102016122368A1 (de) * 2016-11-21 2018-05-24 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Verfahren zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts
CN109655415A (zh) * 2018-12-29 2019-04-19 浙江全世科技有限公司 一种波长偏移校正方法及装置及计算机设备
US20200346412A1 (en) * 2019-05-03 2020-11-05 3D Systems, Inc. Method of Aligning Pixelated Light Engines
CN111941846A (zh) * 2020-08-06 2020-11-17 深圳市纵维立方科技有限公司 一种用于lcd光固化3d打印机的均光方法及装置
CN112976582A (zh) * 2021-02-05 2021-06-18 深圳市创必得科技有限公司 光固化3d打印多套切片参数的打印执行控制方法及装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160279703A1 (en) * 2013-09-16 2016-09-29 The University Of Nottingham Additive Manufacturing
US20170015058A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 Roland Dg Corporation Three-dimensional printing apparatus and three-dimensional object printing method
CN105946237A (zh) * 2016-06-27 2016-09-21 西安科技大学 一种用于制备三维光弹性模型的紫外面曝光快速成型装置
DE102016122368A1 (de) * 2016-11-21 2018-05-24 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Verfahren zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts
CN109655415A (zh) * 2018-12-29 2019-04-19 浙江全世科技有限公司 一种波长偏移校正方法及装置及计算机设备
US20200346412A1 (en) * 2019-05-03 2020-11-05 3D Systems, Inc. Method of Aligning Pixelated Light Engines
CN111941846A (zh) * 2020-08-06 2020-11-17 深圳市纵维立方科技有限公司 一种用于lcd光固化3d打印机的均光方法及装置
CN112976582A (zh) * 2021-02-05 2021-06-18 深圳市创必得科技有限公司 光固化3d打印多套切片参数的打印执行控制方法及装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116442523A (zh) * 2023-06-09 2023-07-18 先临三维科技股份有限公司 一种光均匀性调节方法、装置、设备和存储介质
CN116442523B (zh) * 2023-06-09 2023-09-26 先临三维科技股份有限公司 一种光均匀性调节方法、装置、设备和存储介质

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