KR20210136989A - 광학 조정 및 이미지 수정을 위한 검출 유닛을 갖는 스테레오리소그래피 장치 - Google Patents

광학 조정 및 이미지 수정을 위한 검출 유닛을 갖는 스테레오리소그래피 장치 Download PDF

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토마스 미하리카
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프란츠 바슬러
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덴츠플라이 시로나 인코포레이티드
시로나 덴탈 시스템스 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 초점 레이어(5)에 퇴적된 광경화성 물질(3)을 경화시키기 위해 광경화성 물질(3)을 향해 이미지를 투사하기 위한 광학 유닛(4); 제어 유닛(6)을 포함하는, 3차원 물체(2)를 생성하기 위한 스테레오리소그래피 장치(1)에 관한 것이며, 스테레오리소그래피 장치(1)는 생성 프로세스 동안에 또는 생성 일시중지 시에 광학 유닛에 의해 투사된 이미지를 검출하고 검출 신호를 출력하기 위해 검출 영역(9)에 이동 가능하게 배열된 검출 수단(8); 및 검출 수단(8)을 검출 영역(9) 내외로 이동시키기 위한 제1 구동 수단(10)을 포함하는 검출 유닛(7)을 더 포함하며, 광학 유닛(4)은 초점 레이어(5)를 검출 영역(9) 내외로 이동시키기 위해 광학 유닛(4)에 연결된 제2 구동 수단(11)을 포함하고, 제어 유닛(6)은 검출된 이미지를 나타내는 신호에 기초하여 광학 유닛(4)을 조정하고 그리고/또는 투사될 이미지를 수정하는 것을 특징으로 한다.

Description

광학 조정 및 이미지 수정을 위한 검출 유닛을 갖는 스테레오리소그래피 장치
본 발명은 스테레오리소그래피 장치(stereolithography apparatus)에 관한 것이다. 본 발명은 보다 상세하게는 스테레오리소그래피 장치를 위한 교정 기술에 관한 것이다.
스테레오리소그래피 장치는, 예를 들어 디지털 마스크 또는 레이저 빔의 스캔에 의해 생성될 수 있는 레이어 이미지(layered image)로 광경화성 물질, 예를 들어 액체 모노머를 단계적으로 또는 연속적으로 노광함으로써 원하는 형상을 갖는 3차원 물체를 제조하는 프로세스에 사용된다. 스테레오리소그래피의 기본 원리는 일반적으로 쾌속 조형(rapid prototyping) 또는 3D 프린팅으로도 불린다. 스테레오리소그래피 제조 프로세스의 경우, 디지털 마스크를 생성하는 픽셀 기반 디스플레이 외에도, 레이어 이미지, 특히 픽셀 기반 레이어 이미지를 광경화성 물질의 기준면에 투사하여 광경화성 물질을 단계적으로 또는 지속적으로 경화시키기 위해 대안적으로 제어 가능한 마이크로미러와 함께 레이저 빔이 또한 사용될 수 있다. 이러한 기준면은 광경화성 물질의 경화가 일어나는 초점 레이어를 통해 한정된다. 응용에 따라, 경화된 레이어는 강성 또는 가요성 컨시스턴시(consistency)를 가질 수 있으며, 또한 유체 광경화성 물질의 체적 내에 위치될 수 있다. 경화된 레이어를 기준면으로부터 분리하기 위해, 생성 프로세스의 다음 단계 이전에, 경화된 레이어는 처음에 중합 프로세스에서 접착을 통해 기준면에 대해 상대적으로 이동 가능한 플랫폼으로 옮겨진다. 생성 프로세스의 다음 단계에서, 새로운 광경화성 물질이 마지막 경화된 레이어, 즉 중합 전면과 기준면 사이로 유동하는 것이 보장된다. 이것은 예를 들어 플랫폼의 단순한 상대적인 이동 또는 스트로크의 조합에 의해 달성될 수 있다. 다음에, 유입되는 광경화성 물질은 후속 노광에 의해 경화될 수 있다. 투사된 레이어 이미지에 따라 물체가 생성될 때까지 생성 프로세스의 단계가 반복된다.
광학 유닛은 3차원 물체의 제조 프로세스에서 중요한 역할을 한다. 광학 유닛은 전자기 방사선 형태의 레이어 이미지를 광경화성 물질에 투사한다. 스테레오리소그래피 장치의 전체 수명 사이클에 걸쳐 안정적이고 정확한 물체 치수를 보장하기 위해, 광학 유닛, 즉 광원, 투사 수단, 디지털 미러 디바이스 등의 실제 상태가 초기에 교정된 상태로 그리고 설치된 위치에 유지되는 것이 중요하다. 따라서, 스테레오리소그래피 제조 프로세스에서, 광학 유닛의 특성, 예를 들어 배율 스케일(magnification scale)이 변화하는 경우에 문제가 발생한다. 이것은 배치(batch)의 3D 물체가 특정 시간이 경과한 후에만, 예를 들어 물체 크기의 변화를 통해, 사용자에 의해 관찰되는 에러를 가질 수 있다는 결과를 가져온다. 종래 기술에서, 배율 스케일의 안정성 및 물체 크기의 관련 정확성은 교정체를 생성하고 이를 측정함으로써 사용자에 의해 때때로 제어된다. 이러한 교정체는 통상적으로 사용자에 의해 저장되고 배치와 함께 전달되어야 한다. 다양한 측정면을 갖는 다이스(dice) 또는 계단형 물체가 이러한 목적을 위해 교정 물체로서 사용된다. 종래 기술에서, 광학 유닛의 특성, 예를 들어 스테레오리소그래피 장치의 초점 레이어의 위치는 공장에서 교정되고, 나중에는 서비스 기술자에 의한 스테레오리소그래피 장치에의 개입을 통해서만 교정될 수 있다. 스테레오리소그래피 장치에 대한 일부 교정 기술은 또한 종래 기술로부터 알려져 있다.
EP1726927A1은 비-이미징 광을 검출하는 센서가 투사된 이미지를 교정하는 데 사용되는 투사 장치를 개시한다.
US2003/0179435A1은 우회된 광을 검출하는 센서가 광원을 교정하는 데 사용되는 프로젝터 장치를 개시한다.
EP1849587A1은 균일한 광 분포를 달성하기 위해 모든 단일 비트맵 마스크(bitmap mask) 상에 중첩되는 일정한 그레이 스케일 보상 매트릭스(grey scale compensation matrix)를 사용하는 스테레오리소그래피 장치를 개시한다.
WO 2016016443A1은 광 강도 향상을 위한 광 균질기를 갖는 스테레오리소그래피 장치를 개시한다.
US 2009/0184444A1은 자외선 경화성 수지에 의해 반사된 피드백 광을 검출하는 광학 성형 장치를 개시한다.
EP1106332A2는 스테레오리소그래피 장치, 및 스테레오리소그래피 장치의 운송 전 또는 손상 후에 UV 경화성 액체의 표면의 정확한 위치에 위치되는 핀홀 교정 플레이트(pinhole calibration plate)를 사용하는 스테레오리소그래피 빔 프로파일링을 개시한다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 극복하고, 생성 프로세스 동안에 또는 생성 일시중지 시에 선택적으로 광 조정 및 이미지 수정을 다목적이고 광범위하며 유연한 방식으로 수행할 수 있는 스테레오리소그래피 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 광경화성 물질로부터 3차원 물체를 생성하기 위한 스테레오리소그래피 장치를 제공한다. 스테레오리소그래피 장치는, 초점 레이어에 퇴적된 광경화성 물질을 경화시키기 위해 광경화성 물질을 향해 이미지를 투사하기 위한 광학 유닛; 및 광학 유닛을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함한다. 스테레오리소그래피 장치는, 생성 프로세스 동안에 또는 생성 일시중지 시에 광학 유닛에 의해 투사된 이미지의 적어도 일부를 검출하고 검출된 이미지를 나타내는 신호를 제어 유닛에 출력하기 위해 검출 영역에 이동 가능하게 배열된 검출 수단; 및 검출 수단을 검출 영역 내외로 이동시키기 위한 제1 구동 수단을 포함하는 검출 유닛을 더 포함하며, 광학 유닛은 초점 레이어를 검출 영역 내외로 이동시키기 위해 광학 유닛에 연결된 제2 구동 수단을 더 포함하고, 제어 유닛은 제1 구동 유닛 및 제2 구동 수단을 제어하고, 검출된 이미지를 나타내는 신호에 기초하여 광학 유닛을 선택적으로 조정하고 그리고/또는 투사될 이미지를 수정하도록 추가로 구성된다.
본 발명의 주요 유리한 효과는, 3D 물체의 제조 프로세스에 악영향을 미치는 광학 유닛의 물리적 특성, 예를 들어 광학 유닛 또는 그 구성요소의 위치 변화, 초점 레이어의 변화, 이미지 선명도의 변화, 배율 스케일의 변화, 강도 분포의 변화, 조명의 균질성 변화, 광학 왜곡, 픽셀 에러 등이 생성 프로세스 동안 또는 생성 일시중지 시에 내장된 검출 유닛을 통해 상이한 투사 깊이 및 이미지 크기에서 선택적으로 검출되고, 광학 조정 및/또는 이미지 수정을 통해 즉시 제거될 수 있다. 이에 의해, 교정 물체의 3D 프린팅 및 제조 프로세스 동안의 이러한 교정 물체의 측정에 대한 필요성이 생략될 수 있으며, 그에 따라 교정 프로세스가 덜 복잡해지고 주로 디지털화된다.
본 발명에 따르면, 검출 영역은 공간 절약의 콤팩트 타워형 구조를 달성하기 위해 광학 유닛 위에 그리고 광경화성 물질을 저장하는 통의 하부측에 배치될 수 있다. 검출 영역은 대안적으로 광학 유닛 위에 그리고 광경화성 물질을 저장하는 통(vat) 위에 배치될 수 있다. 통은 제거 가능할 수 있으며, 검출 영역은 통이 제거된 공간 내에 배치될 수 있다. 제1 구동 수단은 광축에 수직인 방향을 따라 검출 영역 내외로 검출 수단을 이동시킨다. 이러한 방향은 광경화성 물질을 저장하는 직사각형 통의 측면 중 하나에 평행할 수 있다. 이에 의해, 검출 수단은 투사 레이어 내에서, 또는 검출 영역 내의 초점 레이어 내에서 광축에 대해 이동될 수 있다. 제2 구동 수단은 초점 레이어를 광축을 따라 검출 영역 내외로 이동시킨다. 초점 레이어는 전체 광학 유닛 또는 그 광학 구성요소, 예컨대 이미징 렌즈를 이동시킴으로써 검출 영역 내외로 이동될 수 있다. 제1 및 제2 구동 수단 모두는 모터 및 모터를 작동시키기 위한 관련 액추에이터를 포함하는 기계적인 배열을 갖는다.
본 발명에 따르면, 검출 유닛은 고정되어 있거나, 바람직하게는 스테레오리소그래피 장치 내에 제거 가능하게 내장될 수 있다. 검출 유닛은 광경화성 물질을 저장하는 통과 같은 이동 가능하고 기능적인 부분 상에 배열될 수 있다. 대안적으로, 추가적인 투명 서랍(drawer)이 사용될 수 있다. 서랍은 통으로 교환하거나, 통 아래 또는 위에 수용될 수 있다. 스캐닝 프로세스 동안에 검출 수단을 안내하는 기계적인 부분은 이동 가능한 통/서랍 및/또는 스테레오리소그래피 장치의 본체 상에 배치될 수 있다. 따라서, 검출 유닛은 이동 가능한 통 또는 서랍과 함께 스테레오리소그래피 장치로부터 인출될 수 있다. 검출 유닛은 제거 가능한 통의 기능적 구성요소의 부착, 데이터 통신 및 제어에 사용되는 것과 동일한 기계적 및 전기적 인터페이스를 사용할 수 있다. 그러한 기능적 구성요소는 광경화성 물질을 닦는 데 사용되는 회전/병진 와이퍼일 수 있다.
본 발명에 따르면, 검출 수단은 하나 이상의 센서, 바람직하게는 하나 이상의 센서 어레이 또는 라인 센서를 포함한다. 센서는 하나 이상의 센서 그룹으로 조합될 수 있다. 제1 구동 수단에 연결되어 검출 영역 내외로 이동되는 아암 상에 하나 이상의 센서 어레이가 배열될 수 있다. 아암은 광학 유닛과 대면하는 광경화성 물질의 표면에 평행하게 통 아래에 배열될 수 있다. 아암은 통의 폭과 동일하거나 짧은 길이를 가질 수 있다. 하나 이상의 센서는 감광 다이오드이거나, CCD 카메라 또는 CMOS 카메라와 같은 활성 센서 영역을 가질 수 있다. 하나 이상의 센서는 활성 센서 영역 상에 렌즈, 필터, 조리개, 반사기와 같은 광학 요소를 가질 수 있다. 하나 이상의 센서는 광학 유닛의 광원의 광학적 특성, 즉 주변 방사선 또는 온도와 관련된 파장 스펙트럼의 적어도 일부, 및 광경화 프로세스에 필요한 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 검출하는 데 사용될 수 있다. 이에 의해, 광원의 노화, 허용 오차 범위 내에서의 광원의 실제 광 출력, 실내 온도 상승이 검출되고 그에 맞춰 보상될 수 있다. 하나 이상의 센서는 검출 동안 피사계 심도의 초점 위치를 변경함으로써 복셀(voxel)의 볼륨의 에너지 밀도를 검출하는 데 사용될 수 있다. 노광될 레이어 이미지의 그레이 레벨(gray level)은 광원 온도, 광원 전력, 광경화성 물질 내로 도입되는 방사선 에너지 등에 기초하여 광경화성 물질의 경화 프로세스에 최적화될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제어 유닛은 제2 구동 수단을 제어함으로써 광학 유닛을 조정하여 광축의 틸팅을 제거한다. 제2 구동 수단은 광학 유닛을 3 개의 상호 수직인 방향에 대해 독립적으로 회전시킬 수 있으며, 여기서 이들 방향 중 하나는 광학 유닛과 대면하는 광경화성 물질의 표면에 수직이다. 광학 유닛은 유니버설 조인트(universal joint)로부터 매달리거나 그에 의해 지지될 수 있다. 초점 레이어의 틸트는 예를 들어 초점 레이어를 향해 투사될 교정 이미지를 사용하여 검출될 수 있다. 초점 레이어의 대향 양 단부 사이에 정렬된 교정 이미지의 교호 픽셀의 열은 각각의 방향에 대한 틸트를 나타내는 강도 및 선명도의 변화를 검출할 수 있게 한다. 교정 이미지는 생성 일시중지 시에 투사될 수 있다. 대안적으로, 교정 이미지는 생성 프로세스 동안에 3D 물체의 생성을 위해 능동적으로 노광될 필요가 없는 영역 상에 투사될 수 있다. 어느 경우에도, 교정 이미지는 광경화성 물질의 경화를 방지하기 위해 하나 이상의 활성 센서 영역 상에만 투사될 수 있다. 이에 의해, 검출 유닛을 통한 광학 유닛의 광학적 특징의 연속적인 모니터링이 가능해진다.
본 발명에 따르면, 검출 수단은 또한 물체 생성을 위해 능동적으로 노광되는 영역으로 광학 유닛에 의해 투사된 이미지로부터 기인하는 표유 방사선(stray radiation)을 검출할 수 있다. 표유 방사선의 검출 동안, 제1 구동 수단은 검출 수단을 광학 유닛에 의해 능동적으로 노광되는 영역 밖으로 이동시킬 수 있지만 검출 영역 밖으로는 이동시키지 않을 수 있다. 따라서, 생성 프로세스 동안에 검출 영역 내에서, 예를 들어 적어도 하나의 센서가 생성 프로세스를 방해하지 않도록 제1 구동 수단을 통해 배치된 특정 위치에서, 표유 방사선을 검출하는 것이 가능하다. 이에 의해, 표유 방사선에 의해 유발된 광경화성 물질의 방사선량이 검출되고 허용 가능한 선량과 비교될 수 있다. 표유 방사선량에 따라, 광경화성 물질은 새로운 광경화성 물질의 추가를 통해 순환 및/또는 재생될 수 있다. 또한, 표유 방사선을 검출하기 위한 적어도 하나의 센서는 반드시 사용자가 접근 가능하지는 않은 기계실의 일체형 부분이 되도록 검출 영역 내에 영구적으로 배열될 수 있다.
본 발명에 따르면, 광학 유닛은 검출 동안의 광경화성 물질의 경화를 방지하기 위해 검출 수단에 의해 전체적으로 차단되는 비교적 작은 이미지를 광경화성 물질을 향해 투사할 수 있다. 다음에, 검출 수단은 이러한 작은 이미지의 적어도 일부를 검출하고, 제어 유닛은 검출에 기초하여 생성 프로세스를 위해 광학 유닛을 조정하거나 투사될 이미지를 수정한다. 이러한 작은 이미지는 생성 일시중지 시에, 예를 들어 2 개의 연속적인 레이어 이미지의 노광 사이에 센서 상에 투사될 수 있다. 대안적으로, 작은 이미지는 레이어 이미지로 광학 유닛을 통해 능동적으로 노광될 필요가 없는 검출 영역의 위치로 이동된 센서 상에 투사될 수 있고, 그에 따라 생성 프로세스 동안에 검출 유닛을 통한 광학 유닛의 광학적 특징의 연속적인 모니터링이 또한 이루어질 수 있다. 이에 의해, 과도한 방사선을 유발하지 않고 연속적인 모니터링이 가능하다.
본 발명에 따르면, 검출 수단은 제1 구동 수단이 검출 영역 내에서 광축에 수직인 방향을 따라 검출 수단을 단계적으로 또는 연속적으로 이동시킬 때 광학 유닛에 의해 투사된 이미지의 적어도 일부를 검출할 수 있다. 이러한 스캐닝 프로세스 동안, 검출 수단은 스캐닝된 이미지를 나타내는 신호를 제어 유닛에 출력할 수 있다. 다음에, 제어 유닛은 검출된 이미지에 기초하여 보상 매트릭스를 결정하고, 보상 매트릭스에 기초하여 투사될 이미지를 수정할 수 있다. 이에 의해, 광학 왜곡이 보상될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제어 유닛은 검출된 이미지에 기초하여 배율 스케일, 레이어 이미지의 선명도, 초점 레이어의 위치를 조정하고 광학 유닛의 광학 왜곡을 보상할 수 있다. 그러나, 검출이 가능하지 않은 경우, 광학 유닛, 예를 들어 광원에 결함이 있다는 결론이 출력될 수 있다. 제1/제2 구동 수단은 초점 레이어를 위치시키고 그 광학적 특징을 결정하도록 스캐닝 프로세스를 수행한다. 스테레오리소그래피 장치는 적어도 특정 범위에서 광학 유닛의 하나 이상의 이미징/줌 렌즈의 상대적인 이동을 통해 배율 스케일, 레이어 이미지의 선명도, 초점 레이어의 위치 또는 투사 거리를 변경할 수 있다. 스테레오리소그래피 장치는 또한 적어도 하나의 미러와 같은 대응하는 광학 요소의 상대적인 이동에 의해 초점 레이어 위치의 조정을 허용하는 적어도 하나의 접힌 빔 경로를 가질 수 있다. 광학 유닛으로부터 발생할 수 있는 광학 왜곡과 같은 이미징 에러는 상이한 투사 크기에 대해 전체적으로 뿐만 아니라 국부적으로 영역마다 검출될 수 있으며, 스테레오리소그래피 장치의 작동을 통제하는 파라미터를 수정하거나 광학 왜곡을 보상하기 위한 보상 매트릭스를 설정함으로써 레이어 이미지를 수정하는 데 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 광학 유닛은 각각 초점 레이어에 퇴적된 광경화성 물질을 경화시키기 위해 광경화성 물질을 향해 2 개 이상의 이미지를 각각 독립적으로 투사하기 위한 2 개 이상의 서브 광학 유닛을 포함할 수 있다. 검출 수단은 생성 프로세스 동안에 또는 생성 일시중지 시에 이들 2 개 이상의 이미지 각각의 적어도 일부를 검출하고 검출된 이미지를 나타내는 신호를 제어 유닛에 출력할 수 있다. 제2 구동 수단은 초점 레이어를 검출 영역 내외로 이동시키기 위해 서브 광학 유닛에 각각 연결된 2 개의 제2 서브 구동 수단을 포함할 수 있다. 제2 서브 구동 수단은 초점 레이어를 검출 영역 내외로 동시에 구동시키도록 상호 결합될 수 있다. 제어 유닛은 검출된 이미지를 나타내는 신호에 기초하여 서브 광학 유닛을 조정하고 그리고/또는 투사될 이미지를 수정하며, 초점 레이어에서 동일한 이미징 특성, 예컨대 균질성, 픽셀 크기 등을 얻을 수 있다. 이에 의해, 개별 노광의 광학적 특징이 매칭될 수 있다. 교정 이미지는 국부 거리 및 크기가 미리 알려진 적어도 1 개 또는 2 개의 측정 지점 및/또는 영역을 한정하고, 광학 유닛 또는 서브 광학 유닛을 교정하고 레이어 이미지를 수정하는 데 사용되는 밝은 픽셀 및 어두운 픽셀을 갖는 마스크를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제어 유닛은 제2 구동 유닛이 검출 수단에 의해 출력된 신호에 기초하여 2 개 이상의 서브 광학 유닛을 조정하여 갭, 점프 및 중첩 없이 나란히 초점 레이어에 각각의 이미지를 생성하게 할 수 있다. 이에 의해, 개별 노광 사이의 간격이 제거되고, 전이가 원활해질 수 있다.
본 발명에 따르면, 제어 유닛은 통이 3D 물체를 유지하는 플랫폼에 대해 전후로 틸팅되거나 병진되게 할 수 있다. 이에 의해, 경화된 레이어의 분리 프로세스가 신속히 처리되고, 생성 프로세스가 가속화될 수 있다.
본 발명에 따르면, 스테레오리소그래피 장치는 사용자에 의한 어떠한 능동적인 측정의 필요 없이도 교정을 수행한다. 이에 의해, 광학 유닛, 예를 들어 광원의 특성 특징이 안정된 상태로 그리고 사전지정된 특정 범위로 유지될 수 있다. 또한, 예방 교정 루틴은 각각의 생성 프로세스 이전에 및/또는 특정 수의 완료된 생성 프로세스 이후에 자동으로 또는 사용자 요청에 따라 수행될 수 있다. 스테레오리소그래피 장치는 또한, 생성 프로세스의 다양한 하나 이상의 단계에 대한 광학 유닛의 적어도 하나의 중요한 특징과 관련하여 생성 프로세스에 중요한 검출/스캐닝 프로토콜을 저장하고, 선택적으로 생성된 3D 물체의 포괄적인 프로세스 프로토콜을 허용하기 위해 LAN/WLAN 등을 통해 주변 디바이스로 검출/스캐닝 프로토콜을 전송할 수 있다. 이들은 CAD CAM 모듈로 전송될 수 있다. 스테레오리소그래피 장치는 또한 온라인 교정뿐만 아니라 결함 진단을 허용하고, 교정 및 결함 진단을 국부적으로 또는 원격으로 수행/모니터링할 수 있다.
이후의 설명에서는, 예시적인 실시예를 사용하고 도면을 참조함으로써 본 발명의 추가 양태 및 유리한 효과가 보다 상세하게 설명되며,
도 1은 초점 레이어가 검출 수단과 일치하는 위치로 후퇴된 상태에서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스테레오리소그래피 장치의 개략도이고;
도 2는 초점 레이어가 검출 수단 아래의 위치에 있을 때의 상태에서, 도 1의 스테레오리소그래피 장치의 개략도이고;
도 3은 초점 레이어가 틸팅되고, 검출 수단 상에 적어도 부분적으로 놓이는 위치에 있을 때의 상태에서, 도 1의 스테레오리소그래피의 개략도이고;
도 4는 초점 레이어가 생성 프로세스 동안에 통의 바닥 상에 있고 검출 수단이 검출 영역 밖으로 이동되는 경우, 도 1의 스테레오리소그래피 장치의 개략도이고;
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오리소그래피 장치의 검출 수단에 사용되는 센서의 개략도이고;
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오리소그래피 장치의 검출 수단에 사용되는 센서 어레이의 개략도이고;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 스테레오리소그래피 장치를 조정하고 레이어 이미지를 수정하는 데 사용되는 교정 이미지의 개략도이고;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 투사된 교정 이미지에서의 검출된 강도 변동의 개략도이고;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오리소그래피 장치의 검출 유닛에 의해 검출된 왜곡된 이미지의 개략도이며;
도 9는 광학 유닛이 2 개의 독립적인 서브 광학 유닛을 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스테레오리소그래피 장치의 개략도이다.
도면에 도시된 참조 번호는 하기에 나열된 바와 같은 요소를 나타내고, 예시적인 실시예의 이후의 설명에서 참조될 것이다:
1. 스테레오리소그래피 장치
1a. 기계실
1b. 통(vat)
1c. 플랫폼(platform)
1d. 액추에이터(actuator)
2. 물체
3. 광경화성 물질
4. 광학 유닛
40. 섀시(chassis)
41. 이미징 렌즈
42. 줌 렌즈
4a. 서브 광학 유닛
40a. 섀시
41a. 이미징 렌즈
42a. 줌 렌즈
4b. 서브 광학 유닛
40b. 섀시
41b. 이미징 렌즈
42b. 줌 렌즈
5. 초점 레이어
5a. 초점 레이어
5b. 초점 레이어
6. 제어 유닛
7. 검출 유닛
8. 검출 수단
8a 내지 8f. 센서
80. 활성 센서 영역
9. 검출 영역
10. 제1 구동 수단
100. 액추에이터
11. 제2 구동 수단
110. 액추에이터
111. 액추에이터
112. 액추에이터
11a. 제2 서브 구동 수단
110a. 액추에이터
111a. 액추에이터
112a. 액추에이터
11b. 제2 서브 구동 수단
110b. 액추에이터
111b. 액추에이터
112b. 액추에이터
12. 아암(arm)
13. 교정 이미지
130. 좌측 영역
131. 우측 영역
14. 열
15. 픽셀
도 4는 3차원 물체의 생성 프로세스 동안의 제1 실시예에 따른 스테레오리소그래피 장치(1)를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스테레오리소그래피 장치(1)는 적어도 3D 물체(2)의 단계적 및/또는 연속적 생성을 위한 기계실(1a)을 갖는다. 3D 물체(2)는 통(vat)(1b) 내부에 저장된 광경화성 물질(3)로부터 생성된다. 광경화성 물질(3)은 유체 형태이고, 다양한 컨시스턴시를 가질 수 있으며, 예를 들어 페이스트형일 수도 있다. 광경화성 물질(3)은 경화된 후에 플랫폼(1c)에 접착된다. 플랫폼(1c)은 적어도 하나의 모터 및 액추에이터(1d)를 통해 통(1b)에 대해 상향 또는 하향으로 구동될 수 있다. 스테레오리소그래피 장치(1)의 모든 프로세스는 제어 유닛(6)을 통해 제어 및 조절된다. 스테레오리소그래피 장치(1)는 또한 CAD CAM 모듈과의 무선 및/또는 유선 통신을 위한 인터페이스를 갖는다. 스테레오리소그래피 장치(1)는 초점 레이어(5)에 퇴적된 광경화성 물질(3)을 경화시키기 위해 광경화성 물질(3)을 향해 이미지를 투사하는 광학 유닛(4)을 갖는다. 광학 유닛(4)은 광원, 디지털 미러 디바이스(digital mirror device; DMD), 이미징 렌즈(41), 줌 렌즈(42) 등을 갖는다. 섀시(chassis)(40)는 이미지의 투사에 필요한 모든 구성요소를 수용한다. 광원은 예를 들어 365 ㎚ 또는 385 ㎚의 파장을 갖는 전자기 방사선, 바람직하게는 UV 방사선을 방출한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 광학 유닛(4)은 통(1b) 아래에 위치되며, 이는 반드시 그럴 필요는 없다.
도 1은 광학 유닛(4)에 의해 투사된 이미지를 검출하기 위한 검출 프로세스를 수행할 때의 제1 실시예의 스테레오리소그래피 장치(1)를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스테레오리소그래피 장치(1)는, 생성 프로세스 동안에 또는 생성 일시중지 시에, 광학 유닛(4)에 의해 투사된 이미지의 적어도 일부를 검출하고 검출된 이미지를 나타내는 신호를 제어 유닛(6)에 출력하기 위해 검출 영역(9)에 이동 가능하게 배열된 검출 수단(8)을 포함하는 검출 유닛(7)을 갖는다. 검출 수단(8)은 바람직하게는 복수의 센서(8a 내지 8e)를 갖는다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 각각의 센서(8a 내지 8f)는 바람직하게는 CMOS 카메라와 같은 활성 센서 영역(80)을 갖는다. 도 1 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 검출 수단(8)은 센서(8a 내지 8f)를 어레이로 지지하기 위한 아암(arm)(12)을 갖는다. 검출 유닛(7)은 또한 검출 수단(8)을 x-y 평면에서 이동시키기 위한 제1 구동 수단(10)을 갖는다. 제1 구동 수단(10)은 아암(12)에 연결되고, 모터 및 액추에이터(100)에 의해 아암(12)을 광축(O)에 수직인 방향(X, Y)을 따라 검출 영역(9) 내외로 이동시킬 수 있다. 이에 의해, 투사된 이미지는 부분적으로 또는 전체적으로 스캔될 수 있으며, 데이터는 신호를 통해 제어 유닛(6)으로 전송될 수 있다. 아암(12)은 광학 유닛(4)과 대면하는 광경화성 물질(3)의 표면과 평행하게 배열된다. 광학 유닛(4)은 초점 레이어(5)를 검출 영역(9) 내외로 이동시키기 위해 모터 및 액추에이터(110, 111, 112)를 통해 광학 유닛(4)에 연결된 제2 구동 수단(11)을 갖는다. 이미징 렌즈(41) 및 줌 렌즈(42)는 선명도 및 배율 스케일을 설정하기 위해 모터 및 관련 액추에이터(111, 112)를 통해 구동될 수 있다. 전체 광학 유닛(4)은 모터 및 관련 액추에이터(110)를 통해 광축(O)을 따라 구동될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 초점 레이어(5)는 이상적인 정렬 상태에 있고, 즉 통(2)에 평행하지만, 광학 유닛(4)에 의해 투사된 선명한 이미지가 검출될 수 있도록 센서(8a 내지 8f)의 활성 센서 영역(80)과 일치하는 위치로 후퇴된다. 투사된 이미지는 초점 심도에서 선명하게 관찰될 수 있는 테스트 패턴, 체스판 패턴 등과 같은 교정 이미지일 수 있다. 검출 유닛(7)은 배율 스케일, 광학 왜곡, 투사된 이미지의 선명도 및 초점 레이어(5)의 위치를 검출할 수 있다. 제어 유닛(6)은 또한 제1 구동 유닛(10) 및 제2 구동 수단(11)을 제어하고, 검출된 이미지를 나타내는 신호에 기초하여 광학 유닛(4)을 조정하고 그리고/또는 투사될 이미지를 수정할 수 있다. 이에 의해, 배율 스케일, 레이어 이미지의 선명도 및 광학 유닛(4)의 초점 레이어(5)의 위치는 생성 프로세스에 대해 정확하게 조정될 수 있으며, 광학 왜곡은 광경화성 물질(5)을 경화시키기 위해 투사될 이미지에서 보상될 수 있다.
도 9는 광학 유닛(4)에 의해 투사된 이미지를 검출하기 위한 검출 프로세스를 수행할 때의 제2 실시예에 따른 스테레오리소그래피 장치(1)를 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 스테레오리소그래피 장치(1)의 광학 유닛(4)은 2 개의 독립적인 서브 광학 유닛(4a, 4b)을 갖는다. 물론, 보다 큰 이미지 영역을 얻기 위해 보다 많은 서브 광학 유닛(4a, 4b)이 스테레오리소그래피 장치(1)에 내장될 수 있다. 각각의 서브 광학 유닛(4a, 4b)은 각각의 초점 레이어(5a, 5b)에 퇴적된 광경화성 물질(3)을 경화시키기 위해 각각의 이미지를 광경화성 물질(3)을 향해 투사하기 위한 광학 구성요소, 예컨대 광원, 디지털 미러 디바이스, 이미징 렌즈(41a, 41b) 및 줌 렌즈(42a, 42b)를 갖는다. 2 개의 개별 섀시(40a, 40b)는 2 개의 이미지의 투사에 각각 필요한 모든 구성요소를 수용한다. 제2 실시예의 검출 수단(8)은 제1 실시예에 대해 설명된 바와 같은 검출 수단(8)과 유사하며, 서브 광학 유닛(4a, 4b)에 의해 투사된 이미지를 적어도 부분적으로 검출할 수 있다. 제2 구동 수단(11)은 초점 레이어(5a, 5b)를 검출 영역(9) 내외로 이동시키기 위해 각각 모터 및 액추에이터(110a, 111a, 112a; 110b, 111b, 112b)를 통해 서브 광학 유닛(4a, 4b)에 각각 연결된 2 개의 제2 서브 구동 수단(11a, 11b)을 갖는다. 이미징 렌즈(41a, 41b) 및 줌 렌즈(42a, 42b)는 선명도와 배율 스케일을 설정하기 위해 모터 및 관련 액추에이터(111a, 112a)를 통해 구동될 수 있다. 전체 광학 유닛(40a, 40b)은 모터 및 관련 액추에이터(110a, 110b)를 통해 광축(O)을 따라 구동될 수 있다. 본원에서, 제2 서브 구동 수단(111a, 111b)은 초점 레이어(5a, 5b)를 검출 영역(9) 내외로 동시에 구동시키도록 서로 상호 결합될 수 있다. 이것은 공통 모터를 사용하여 달성될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 초점 레이어(5a, 5b)는 이상적인 정렬 상태에 있고, 즉 통(2)에 평행하고, 갭(gap), 점프(jump) 및 중첩 없이 나란히 배치되며, 서브 광학 유닛(4a, 4b)에 의해 투사된 이미지가 선명하게 검출될 수 있도록 센서(8a 내지 8f)의 활성 센서 영역(80) 상의 위치로 후퇴된다. 투사된 이미지는 초점 레이어(5a, 5b)의 상대적인 위치결정 및 초점 심도에서의 선명도를 결정할 수 있게 하는 테스트 패턴, 체스판 패턴 등과 같은 교정 이미지일 수 있다. 제어 유닛(6)은 모터 및 액추에이터(110a, 111a, 112a; 110b, 111b, 112b)를 포함하는 센서 기술을 통해 초점 레이어(5a, 5b) 둘 모두에서 동일한 이미징 특성을 얻기 위해, 검출된 이미지를 나타내는 신호에 기초하여 서브 광학 유닛(4a, 4b)을 조정하고 그리고/또는 투사될 이미지를 수정한다. 제어 유닛(6)은 초점 레이어(5a, 5b)의 각각의 이미지가 점프, 갭 및 중첩 없이 나란히 위치되도록 검출 결과에 기초하여 2 개의 서브 광학 유닛(4a, 4b)을 조정한다.
도 2는 광학 유닛(4)이 초점 레이어(5)가 통(2) 아래에 있는 이미징 결함(imaging fault)을 갖는 경우의 제1 실시예에 따른 스테레오리소그래피 장치(1)를 도시한다. 도 2에서, 선명한 이미지가 존재하는 초점 심도는 활성 센서 영역(80) 외측, 특히 아래에 놓인다. 활성 센서 영역(80)이 초점 레이어(5)와 일치하지 않기 때문에, 검출 수단(8)에 의해 검출된 이미지는 흐릿하다. 도 2의 이미징 결함을 수정하기 위해, 제어 유닛(6)은 초점 레이어(5)가 도 1에서와 같이 검출 수단(8) 상에 위치되도록 센서 기술을 통해 광학 유닛(4)을 구동할 수 있으며, 이어서 광학 유닛(4)은 도 4에서와 같이 생성 프로세스를 위해 통(2)의 기준 영역 상으로 초점 레이어(5)를 구동할 수 있다.
도 3은 광학 유닛(4)이 초점 레이어(5)가 약간 틸팅되고 통(2) 아래에 위치되는 이미징 결함을 갖는 제1 실시예에 따른 스테레오리소그래피 장치(1)를 도시한다. 초점 레이어(5)가 적어도 하나의 센서(8b)의 활성 센서 영역(80)과 부분적으로 일치하기 때문에, 이것은 영역별 선명한 이미징을 야기한다. 다른 센서(8a, 8c, 8d, 8e)는 흐릿한 이미지를 검출한다. 제어 유닛(6)은 액추에이터에 의해 제2 구동 수단(11)이 광학 유닛(4)을 조정하여 광축(O)의 틸팅을 제거하게 한다. 제2 구동 수단(11)은 모터에 의해 3 개의 상호 수직인 방향(X, Y, Z)에 대해 광학 유닛(4)을 독립적으로 회전시킬 수 있으며, 여기서 상기 방향 중 하나(Z)는 광학 유닛(4)과 대면하는 광경화성 물질(3)의 표면에 수직이다.
도 4는 제1 구동 수단(10)이 검출 수단(8)을 광학 유닛(4)에 의해 능동적으로 노광되는 영역 밖으로 이동시키지만 검출 영역(9) 밖으로는 이동시키지 않는 생성 프로세스 동안의 제1 실시예에 따른 스테레오리소그래피 장치(1)를 도시한다. 아암(12)은 항상 전체 검출 영역(9) 밖으로 이동될 필요는 없다. 이것은 능동적으로 노광되는 영역이 노광될 수 있는 최대 영역보다 작고 그에 따라 투사된 이미지가 아암(12)에 의해 가려지지 않는 경우에 가능하다. 그러나, 검출 수단(8)이 능동적으로 노광되는 영역 밖에 있는 경우에도, 검출 수단(8)은 광학 유닛(4)에 의해 능동적으로 노광되는 영역으로 투사된 이미지로부터 기인하는 적어도 표유 방사선(stray radiation)을 검출하고 검출된 표유 방사선을 나타내는 신호를 출력하는 데 사용될 수 있다. 아암(12)은 또한 능동적으로 노광되는 영역 밖에 유지되고 가능한 한 많은 표유 방사선을 검출하도록 검출 영역(9) 내에서 연속적으로 이동될 수 있다. 광학 유닛(4)은 생성 일시중지 시에, 검출 동안의 광경화성 물질(3)의 경화를 방지하기 위해 검출 수단(8)에 의해 전체적으로 차단되는 비교적 작은 이미지만을 광경화성 물질(3)을 향해 투사하는 것이 또한 가능하다. 검출 수단(8)은 이러한 비교적 작은 이미지의 적어도 일부를 검출하고 광학 유닛(4)의 광학적 특성을 나타내는 신호를 제어 유닛(6)에 출력한다. 제어 유닛(6)은 출력된 신호에 기초하여 투사될 이미지를 수정하기 위해 광학 유닛(4)을 조정한다.
도 6은 광학 유닛(4)에 의해 초점 레이어(5)를 향해 투사된 교정 이미지(13)를 도시한다. 교정 이미지(13)는 투사된 교정 이미지(13)의 강도 및 선명도의 검출을 허용하기 위해 조명될 교호 픽셀(alternating pixel)(15)의 하나 이상의 열(14)을 갖는다. 좌측 영역(130)은 픽셀(15)의 열(14)이 밝고, 어두운 마스크와 명확하게 분리된 선명한 이미지를 보여준다. 우측 영역(131)은 픽셀(15)의 열(14)이 흐릿하고, 어두운 마스크와 명확하게 분리되지 않은 선명하지 않은 이미지를 보여준다. 우측 영역(131)에서, 픽셀 기반 이미지는 선명하게 인식되지 않을 수 있다. 그러나, 좌측 및 우측 영역(130, 131)을 포함하는 전체 교정 이미지(13)를 볼 때, 이미징 결함은 도 3에서와 같이 틸트를 나타낸다. 따라서, 교정 이미지(13)는 초점 레이어(5)의 틸트의 검출을 허용하기 위해 초점 레이어(5)의 대향 양 단부를 따라 정렬된 상기 픽셀(15)의 적어도 좌측 및 우측 영역(130, 131)을 포함할 수 있다.
도 7은 검출된 교정 이미지(13)에서 좌측 및 우측 영역(130, 131)을 연결하는 파선을 따르는 방향(Y)으로 측정된 강도 프로파일(I)을 도시한다. 강도 프로파일(I)은 좌측 및 우측 영역(130, 131)에서의 밝은/흐릿한 픽셀(15)에 대응하는 국부 최대값 및 최소값을 각각 갖는 2 개의 피크를 갖는다. 좌측 및 우측 영역(130, 131)은 선명도가 상이하며, 이는 우측 시야에서의 보다 낮은 피크를 통해 알 수 있다. 2 개의 피크에서의 국부 최대값 및 최소값은 좌측 및 우측 영역(130, 131)의 열(14)에 있는 픽셀(15)에 대한 일대일 대응으로 명확하게 보여지고 관련될 수 있다. 도 7은 특정 정도의 선명도를 갖는 틸팅된 이미지를 도시한다. 도 7로부터, 센서(8a 내지 8f)가 본질적으로 이미징에 필수적일 필요는 없다는 것이 명확하다. 동일한 강도 프로파일은 또한 광 다이오드 등을 통해 얻어지고, 픽셀의 크기, 선명도 및 수를 결정하도록 수학적인 방법을 사용하여 분석될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 2 개의 피크의 폭은 좌측 및 우측 영역(130, 131)에서의 대응하는 픽셀(15)의 폭에 비례한다. 이에 의해, 국부 배율이 결정될 수 있다. 2 개의 피크를 연결하는 점선은 강도(I)의 변화를 보여준다. 도 7에 도시된 바와 같이, 우측 피크에서의 국부 최대값 및 최소값은 우측 영역(131)에서의 교정 이미지(13)의 선명도 결함으로 인해 좌측 피크의 값보다 작다. 부분적으로 선명하지 않은 이미지에도 불구하고, 강도의 변화뿐만 아니라, 어두운 마스크와 밝은/흐릿한 픽셀(15) 사이의 전이가 관찰될 수 있다. 초점 레이어(5)의 틸트와 관련된 광의 불균일한 분포를 관찰하는 것도 가능하다.
도 8은 투사된 이미지가 검출 유닛(7)을 통해 어떻게 스캔되는지를 도시한다. 검출 수단(8)은 제1 구동 수단(10)에 의해 광축(O)에 수직인 방향(X)을 따라 광학 유닛(4)의 전체 투사 필드를 가로질러 검출 영역(9) 내에서 단계적으로 또는 연속적으로 이동된다. 검출 수단(8)은 스캐닝 프로세스 동안에 검출된 이미지를 나타내는 신호를 출력한다. 이에 의해, 교정 매트릭스는 검출된 이미지의 왜곡 또는 국부 배율 스케일의 변화에 기초하여 결정된다. 그 후에, 제어 유닛(6)은 왜곡을 보상하기 위해 이러한 보상 매트릭스에 기초하여 투사될 이미지를 변경한다.

Claims (15)

  1. 광경화성 물질(3)로부터 3차원 물체(2)를 생성하기 위한 스테레오리소그래피 장치(1)로서,
    초점 레이어(5)에 퇴적된 상기 광경화성 물질(3)을 경화시키기 위해 상기 광경화성 물질(3)을 향해 이미지를 투사하기 위한 광학 유닛(4);
    광학 유닛(4)을 제어하기 위한 제어 유닛(6)
    을 포함하는, 스테레오리소그래피 장치(1)에 있어서,
    상기 스테레오리소그래피 장치(1)는 생성 프로세스 동안에 또는 생성 일시중지 시에 상기 광학 유닛에 의해 투사된 이미지의 적어도 일부를 검출하고 검출된 이미지를 나타내는 신호를 상기 제어 유닛(6)에 출력하기 위해 검출 영역(9)에 이동 가능하게 배열된 검출 수단(8); 및 상기 검출 수단(8)을 상기 검출 영역(9) 내외로 이동시키기 위한 제1 구동 수단(10)을 포함하는 검출 유닛(7)을 더 포함하며,
    상기 광학 유닛(4)은 상기 초점 레이어(5)를 상기 검출 영역(9) 내외로 이동시키기 위해 상기 광학 유닛(4)에 연결된 제2 구동 수단(11)을 더 포함하고,
    상기 제어 유닛(4)은 상기 제1 구동 유닛(10) 및 상기 제2 구동 수단(11)을 제어하고, 상기 검출된 이미지를 나타내는 신호에 기초하여 상기 광학 유닛(4)을 조정하고 그리고/또는 투사될 이미지를 수정하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 스테레오리소그래피 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 구동 수단(10)은 상기 검출 수단(8)을 광축(O)에 수직인 방향(X)을 따라 상기 검출 영역(9) 내외로 이동시키도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 스테레오리소그래피 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 구동 수단(11)은 상기 초점 레이어(5)를 광축(O)을 따라 상기 검출 영역(9) 내외로 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스테레오리소그래피 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출 유닛(7)은 제거 가능한 것을 특징으로 하는 스테레오리소그래피 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출 수단(8)은 하나 이상의 센서(8a 내지 8e)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오리소그래피 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    하나 이상의 센서(8a 내지 8g)는 각각 CMOS 카메라 등의 활성 센서 영역(80)을 포함하고, 그리고/또는 하나 이상의 센서(8a 내지 8g)는 상기 광학 유닛(4)에 의한 노광의 파장을 검출하기에 적합한 것을 특징으로 하는 스테레오리소그래피 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 검출 수단(8)은 상기 센서(8a 내지 8e)를 어레이로 지지하기 위한 아암(12)을 포함하며, 상기 제1 구동 수단(10)은 상기 아암(12)에 연결되고, 상기 아암(12)을 상기 검출 영역(9) 내외로 이동시키도록 추가로 구성되고, 상기 아암(12)은 상기 광학 유닛(4)과 대면하는 상기 광경화성 물질(3)의 표면과 평행하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 스테레오리소그래피 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 구동 수단(11)은 상기 광학 유닛(4)을 3 개의 상호 수직인 방향(X, Y, Z)에 대해 독립적으로 회전시키도록 추가로 구성되고, 여기서 상기 방향 중 하나(Z)는 상기 광학 유닛(4)과 대면하는 상기 광경화성 물질(3)의 표면에 수직이며, 상기 제어 유닛(6)은 상기 제2 구동 수단(11)을 제어함으로써 상기 광학 유닛(4)을 조정하여 광축(O)의 틸팅(tilting)을 제거하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 스테레오리소그래피 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 구동 수단(10)은 상기 검출 영역(9) 내에서 상기 광학 유닛(4)에 의해 능동적으로 노광되는 영역 밖으로 상기 검출 수단(8)을 이동시키도록 구성되고, 상기 검출 수단(8)은 상기 광학 유닛(4)에 의해 상기 능동적으로 노광되는 영역으로 투사된 이미지로부터 기인하는 적어도 표유 방사선(stray radiation)을 검출하고 검출된 표유 방사선을 나타내는 신호를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스테레오리소그래피 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 유닛(4)은, 생성 프로세스 동안 또는 생성 일시중지 시에, 검출 동안의 상기 광경화성 물질(3)의 경화를 방지하기 위해 상기 검출 수단(8)에 의해 전체적으로 차단되는 비교적 작은 이미지를 상기 광경화성 물질(3)을 향해 투사하도록 구성되고, 상기 검출 수단(8)은 상기 이미지의 적어도 일부를 검출하고 검출된 이미지를 나타내는 신호를 상기 제어 유닛(6)에 출력하도록 구성되고, 상기 제어 유닛(6)은 상기 검출된 이미지를 나타내는 신호에 기초하여 상기 광학 유닛(4)을 조정하거나 투사될 이미지를 수정하는 것을 특징으로 하는 스테레오리소그래피 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 유닛(4)은 상기 초점 레이어(5)를 향해 교정 이미지(13)를 투사하도록 구성되고, 상기 교정 이미지(13)는 투사된 교정 이미지(13)의 강도 및 선명도의 검출을 허용하기 위해 조명될 교호 픽셀(15)의 하나 이상의 열(14)을 포함하고, 상기 교정 이미지(13)는 상기 초점 레이어(5)의 틸트의 검출을 허용하기 위해 상기 초점 레이어(5)의 대향 양 단부에 대응하는 상기 픽셀(15)의 적어도 좌측 및 우측 영역(130, 131)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오리소그래피 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출 수단(8)은 상기 제1 구동 수단(10)이 상기 검출 영역(9) 내에서 광축(O)에 수직인 방향(X)을 따라 상기 검출 수단(8)을 단계적으로 또는 연속적으로 이동시키는 동안에 상기 광학 유닛(4)에 의해 투사된 이미지의 적어도 일부를 검출하고, 검출된 이미지를 나타내는 신호를 상기 제어 유닛(6)에 출력하도록 구성되고; 상기 제어 유닛(6)은 상기 검출된 이미지에 기초하여 보상 매트릭스를 결정하고 보상 매트릭스에 기초하여 투사될 이미지를 변경하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 스테레오리소그래피 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(6)은 상기 검출된 이미지를 나타내는 신호에 기초하여 배율 스케일, 레이어 이미지의 선명도 및 상기 광학 유닛(4)의 초점 레이어의 위치를 조정하고 광학 왜곡을 보상하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 스테레오리소그래피 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 유닛(4)은 상기 초점 레이어(5a, 5b)에 퇴적된 상기 광경화성 물질(3)을 경화시키기 위해 상기 광경화성 물질(3)을 향해 2 개 이상의 이미지를 각각 독립적으로 투사하기 위한 2 개 이상의 서브 광학 유닛(4a, 4b)을 포함하며,
    상기 검출 수단(8)은, 생성 프로세스 동안에 또는 생성 일시중지 시에, 상기 서브 광학 유닛(4a, 4b)에 의해 투사된 상기 2 개 이상의 이미지 각각의 적어도 일부를 검출하고, 검출된 이미지를 나타내는 신호를 상기 제어 유닛(6)에 출력하도록 구성되고,
    상기 제2 구동 수단(11)은 상기 초점 레이어(5a, 5b)를 상기 검출 영역(9) 내외로 이동시키기 위해 상기 서브 광학 유닛(4a, 4b)에 각각 연결된 2 개의 제2 서브 구동 수단(11a, 11b)을 포함하며,
    상기 제2 서브 구동 수단(11a, 11b)은 상기 초점 레이어(5a, 5b)를 상기 검출 영역(9) 내외로 동시에 구동시키도록 상호 결합되고,
    상기 제어 유닛(6)은 상기 검출된 이미지를 나타내는 신호에 기초하여 상기 서브 광학 유닛(4a, 4b)을 조정하고 그리고/또는 투사될 이미지를 수정하고, 상기 초점 레이어(5a, 5b)에서 동일한 이미징 특성, 예컨대 균질성, 픽셀 크기 등을 얻도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 스테레오리소그래피 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어 유닛(4)은 갭 및 중첩 없이 나란히 상기 초점 레이어(5a, 5b)에 각각의 이미지를 투사하도록 출력된 신호에 기초하여 상기 2 개 이상의 서브 광학 유닛(4a, 4b)을 조정하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 스테레오리소그래피 장치.
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