(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル３Ｄモデル情報の読み出しおよび処理を行うよう構成された処理ユニットと、
搬送面を有するベースと、
前記処理ユニットに結合および制御されるとともに、印刷すべき３Ｄ物体に対応する３Ｄ画像を、ユーザーが前記搬送面上の空間においてプレビューできるように、前記デジタル３Ｄモデル情報に関する画像を表示する３Ｄ表示ユニットと、
前記ベースの上方に配置され、前記処理ユニットに結合されたプリントヘッドと
を含み、前記処理ユニットが、前記デジタル３Ｄモデル情報に基づいて、前記３Ｄ画像の画像輪郭に沿って前記搬送面に基礎材料を層毎に分配するよう前記プリントヘッドを制御して、前記３Ｄ物体を形成する３Ｄプリンタ。
【請求項２】
前記画像輪郭が、前記デジタル３Ｄモデル情報に関する複数の視覚表示を含む請求項１に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項３】
前記複数の視覚表示が、複数の印刷進度目盛線を含む請求項２に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項４】
前記３Ｄ画像が、前記プリントヘッドによって形成される前記３Ｄ物体に対して予め設定された前記ベースの前記搬送面上の空間の所定位置に見えるように、前記デジタル３Ｄモデル情報に関する画像を表示する請求項１から３の何れか１項に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項５】
前記３Ｄ物体の物体輪郭と前記画像輪郭が、互いに一致する請求項１から４の何れか１項に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項６】
前記３Ｄ表示ユニットが、前側および前記前側と向かい合う後側を有し、ユーザーが、前記前側に顔を向けて前記３Ｄ画像を見るのに適しており、前記３Ｄ画像が、前記ユーザーと前記前側の間に設置された請求項１から５の何れか１項に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項７】
前記３Ｄ表示ユニットが、前側および前記前側と向かい合う後側を有し、ユーザーが、前記前側に顔を向けて前記３Ｄ画像を見るのに適しており、前記３Ｄ表示ユニットが、前記ユーザーと前記３Ｄ画像の間に設置された請求項１から５の何れか１項に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項８】
前記３Ｄ表示ユニットが、画像光線を提供するよう構成された画像表示モジュールと、前記画像光線の伝送経路に配置された反射部材とを含み、前記画像光線が、前記反射部材を介して前記３Ｄ画像を形成する請求項１から５の何れか１項に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項９】
前記画像表示モジュールが、光出射面を有し、前記光出射面を介して前記画像光線を出射し、前記光出射面と前記反射部材の間が鋭角となる請求項８に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項１０】
前記鋭角が、４５°に等しい請求項９に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項１１】
前記３Ｄ表示ユニットが、表示パネルと、光源モジュールと、パララックスバリアモジュールとを含み、前記表示パネルが、前記パララックスバリアモジュールと前記光源モジュールの間に設置され、前記パララックスバリアモジュールが、前記前側に設置され、前記光源モジュールが、前記後側に設置された請求項６に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項１２】
前記３Ｄ表示ユニットが、表示パネルと、光源モジュールと、パララックスバリアモジュールとを含み、前記パララックスバリアモジュールが、前記光源モジュールと前記表示パネルの間に設置され、前記表示パネルが、前記前側に設置され、前記光源モジュールが、前記後側に設置された請求項6に記載の３Ｄプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタに関するものであり、特に、３Ｄプリンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ支援製造（computer-aided manufacturing, CAM）の進歩に伴い、製造業において新しい３Ｄ印刷の技術が開発され、設計のオリジナル概念に基づく物理的固体物体を迅速に製造できるようになった。３Ｄ印刷技術は、事実上、一連のラピッドプロトタイピング（rapid prototyping, RP）技術の総称であり、基本原理は、ラピッドプロトタイピング機械が複数のＸ‐Ｙ平面に沿って模型の加工物をスキャンして、加工物の複数の断面形状を得る積層製造である。そして、Ｚ座標においてプローブがスライス厚の段差をつけて層毎に断続的に移動し、最終的に３Ｄ物体が形成される。３Ｄ印刷は、模型の幾何形状に制限がなく、加工物が複雑になればなるほど、ＲＰ技術は優れた成果を示すため、労力と加工時間を大幅に節約することができる。その結果、ＣＡＤ（computer-aided design）によって設計されたデジタル３Ｄモデルの物体を短時間で提供することができ、モデルに触れることができるだけでなく、幾何曲線を正確に感じることもできる。ユーザーは、３Ｄモデルを手に入れた後、その組立性能を試したり、可能な機能試験を行ったりすることもできる。
【０００３】
しかしながら、上述したＲＰ技術を利用して３Ｄ物体を形成する現在の３Ｄプリンタは、コンピュータソフトウェアによって作られたデジタル３Ｄモデルを読み出した後、３Ｄ印刷タスクを直接実行することができる。そのため、製造された３Ｄ物体が要求を満たしていない場合、３Ｄ物体を処分して、デジタル３Ｄモデルを再修正してもう一度印刷しなければならない。簡単に言うと、現在の３Ｄプリンタは、使用上および操作上において非常に不便であり、材料の無駄も発生するため、製造コストを増やす可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、印刷したい３Ｄ物体を３Ｄプレビューして、３Ｄ物体の印刷効果を前もって確認することのできる３Ｄプリンタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の３Ｄプリンタは、処理ユニットと、３Ｄ表示ユニットと、ベースと、プリントヘッドとを含む。処理ユニットは、デジタル３Ｄモデル情報の読み出しおよび処理を行うよう構成される。３Ｄ表示ユニットは、処理ユニットに結合および制御されるとともに、印刷すべき３Ｄ物体に対応する３Ｄ画像を、ユーザーが搬送面上の空間においてプレビューできるように、デジタル３Ｄモデル情報に関する画像を表示する。ベースは、搬送面を有する。プリントヘッドは、ベースの上方に配置され、処理ユニットに結合される。処理ユニットは、デジタル３Ｄモデル情報に基づいて、３Ｄ画像の画像輪郭に沿って搬送面にベース（base）材料を層毎に分配するようプリントヘッドを制御して、３Ｄ物体を形成する。
【発明の効果】
【０００６】
以上のように、本発明の３Ｄプリンタは、処理ユニットと、３Ｄ表示ユニットと、ベースと、プリントヘッドとを含み、処理ユニットは、３Ｄ表示ユニットおよびプリントヘッドに結合されて、これらを制御する。そのため、ユーザーは、デジタル３Ｄモデル情報を確立した後、処理ユニットを用いてデジタル３Ｄモデル情報の読み出しおよび処理を行い、３Ｄ表示ユニットでデジタル３Ｄモデル情報に関する３Ｄ画像を表示することができるため、ユーザーは、その３Ｄ画像を見ることによって、デジタル３Ｄモデル情報の印刷効果をプレビューすることができる。ユーザーが印刷を確認した後、処理ユニットは、デジタル３Ｄモデル情報に基づいて、３Ｄ画像の画像輪郭に沿ってベースにベース(base)材料を分配するようプリントヘッドを制御して、デジタル３Ｄモデル情報に関する３Ｄ物体を形成する。このようにして、ユーザーは、３Ｄ印刷中に印刷進度を監視することができ、印刷は、ユーザーが３Ｄ画像をプレビューして確認した後にのみ行われるため、ユーザーの期待や要求を満たす３Ｄ物体を印刷し、ベース材料の不必要な無駄を防ぐことができる。
【０００７】
本発明の上記および他の目的、特徴、および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリンタの操作環境を示す概略図である。
【図２】本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリンタの部分的ブロック図である。
【図３】本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリンタの一部の部品を示す概略図である。
【図４】本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリンタの使用状況図である。
【図５】本発明の１つの実施形態に係る３Ｄ表示ユニットの概略図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る３Ｄ表示ユニットの概略図である。
【図７】本発明の１つの実施形態に係る３Ｄ表示ユニットの使用状況図である。
【図８】本発明の別の実施形態に係る３Ｄ表示ユニットの使用状況図である。
【図９】本発明のさらに別の実施形態に係る３Ｄ表示ユニットの使用状況図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面と併せた下記の実施形態において、上述の、または他の関連技術原理および特徴、およびその効果を明確に説明する。以下、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等の方向や位置に関する表現用語は、説明のために用いるものであって、本発明を限定するものではない。また、以下の実施形態において、同一の、または類似する参照番号は、同一の、または類似する構成要素を示す。
【００１０】
図１は、本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリンタの操作環境を示す概略図であり、図２は、本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリンタの部分的ブロック図である。図１および図２を参照すると、本実施形態の３Ｄプリンタ１００は、デジタル３Ｄモデル情報に基づいて３Ｄ物体を製造するのに適している。デジタル３Ｄモデル情報は、ＣＡＤまたはアニメーションモデリングソフトウェアを用いて、コンピュータホスト２００により作成されたデジタル３Ｄ画像ファイルであってもよい。デジタル３Ｄモデル情報は、３Ｄプリンタ１００に使用され、デジタル３Ｄモデル情報に基づいて、３Ｄ物体を読み出し、製造する。
【００１１】
図３は、本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリンタの一部の部品を示す概略図である。図１〜図３を参照すると、３Ｄプリンタ１００は、処理ユニット１１０と、３Ｄ表示ユニット１２０と、ベース１３０と、プリントヘッド１４０とを含む。本実施形態において、処理ユニット１１０は、デジタル３Ｄモデル情報の読み出しおよび処理を行うために使用され、３Ｄ表示ユニット１２０およびプリントヘッド１４０にそれぞれ結合されて、これらを制御する。ベース１３０は、プリントヘッド１４０によって分配されたベース(base)材料１２を搬送するための搬送面１３２を有する。プリントヘッド１４０は、ベース１３０の上方に配置され、搬送面１３２にベース材料１２を層毎に分配して複数のベース材料層を形成するよう処理ユニット１１０によって制御される。ベース材料層は、図３に示したように積み重ねられ、デジタル３Ｄモデル情報に関する３Ｄ物体を形成する。本実施形態において、プリントヘッド１４０によって層毎に印刷され、搬送面１３２に形成されるベース材料１２は、建築材料（building material）、建築材料を支持するための支持材料（support material）および建築材料と支持材料の間に形成された緩衝材料（release material）を含む。詳しく説明すると、搬送面１３２に形成されるベース材料１２は、３Ｄ物体１０を形成するための建築材料の他に、３Ｄ物体を支持するための支持材料、および建築材料と支持材料の間に形成された緩衝材料も含む。搬送面１３２に印刷および形成されたベース材料１２を硬化させた後、支持材料および緩衝材料を除去して、３Ｄ物体が得られる。
【００１２】
また、本実施形態において、３Ｄプリンタ１００は、さらに、熱溶融ベース材料１２からなる固体スプールの少なくとも１つの供給スプール(feeding spool)１５０を含む。例えば、プリントヘッド１４０に配置された加熱ユニットを使用して固体スプールを加熱することにより、ベース材料１２が溶融状態になる。そして、プリントヘッド１４０を介して熱溶融ベース材料１２を絞り取り、搬送面１３２上に層毎に積み重ねることによって、複数のベース材料層が形成される。その後、硬化プロセスを行って、３Ｄ物体が形成される。本発明の別の実施形態において、供給スプール１５０は、液状またはゲル状のベース材料１２をプリントヘッド１４０に搬送および供給するパイプであってもよく、液状またはゲル状のベース材料１２は、プリントヘッド１４０を介して搬送面１３２に分配される。最後に、例えば、ベース材料１２に対して硬化プロセスを行い、３Ｄ物体形が形成される。
【００１３】
本実施形態において、プリントヘッド１４０が搬送面１３２に形成されたベース材料１２を分配している間、プリントヘッド１４０は、例えば、搬送面１３２と平行な方向に沿って移動することができ、ベース１３０は、例えば、搬送面１３２と平行な方向に沿って移動するか、あるいは、搬送面の法線方向に沿って移動または回転することができる。処理ユニット１１０は、プリントヘッド１４０およびベース１３０に結合され、デジタル３Ｄモデル情報に基づいて、処理ユニット１１０およびプリントヘッド１４０の動きを制御し、さらに、３Ｄ物体１０の製造形状を得る。しかしながら、本分野における技術者であれば、実施形態は例として説明するものであって、実際に、本発明は、ベース１３０およびプリントヘッド１４０の移動方向を限定しないことを理解されるであろう。
【００１４】
ベース１３０は、搬送面１３２を有する。処理ユニット１１０は、３Ｄ表示ユニット１２０および印刷ヘッド１４０にそれぞれ結合されて、これらを制御する。デジタル３Ｄモデル情報を読み出した後、処理ユニット１１０は、図３に示すように、デジタル３Ｄモデル情報に関する３Ｄ画像２０を搬送面１３２に表示するよう３Ｄ表示ユニット１２０を制御する。本実施形態において、３Ｄ画像２０は、３Ｄ物体を形成したい搬送面１３２の所定位置に表示されるため、ユーザーは、デジタル３Ｄモデルの印刷効果を鮮明にプレビューすることができる。ユーザーが３Ｄ画像２０をプレビューして確認した後、処理ユニット１１０は、デジタル３Ｄモデル情報に基づいて、３Ｄ画像２０の画像輪郭２２に沿って搬送面１３２にベース材料１２を層毎に分配し、複数の積み重ねられたベース材料層およびデジタル３Ｄモデル情報に関連する３Ｄ物体を形成する。その結果、３Ｄ物体の画像輪郭は、実質的に、３Ｄ画像２０の画像輪郭２２と一致するため、ユーザーは、印刷中に印刷進度を監視することができる。
【００１５】
さらに詳しく説明すると、プリントヘッド１４０がデジタル３Ｄモデル情報に基づいて搬送面１３２にベース材料１２を層毎に分配している間、３Ｄ表示ユニット１２０は、デジタル３Ｄモデル情報に関連する３Ｄ画像２０を表示する。そのため、搬送面１３２にベース材料１２を形成する範囲は、実質的に、３Ｄ画像２０の画像輪郭２２によって取り囲まれた範囲内になり、形成された材料が３Ｄ画像２０の画像輪郭２２に沿って積み重ねられて、デジタル３Ｄモデル情報に関連する３Ｄ物体が形成される。言い換えると、まず、ユーザーが３Ｄ物体の印刷効果をプレビューできるよう、３Ｄ表示ユニット１２０が印刷したい３Ｄ物体の３Ｄ画像２０を搬送面１３２に表示する。また、印刷中に３Ｄ画像２０を継続して表示するとともに、３Ｄ画像２０の画像輪郭２２に沿って搬送面１３２にベース材料１２を層毎に連続的に分配する方法で、デジタル３Ｄモデル情報に関連する３Ｄ物体を形成するようプリントヘッド１４０を制御することにより、ユーザーは、３Ｄ物体の印刷進度を監視することができる。別の実施形態において、３Ｄ画像２０は、さらに、デジタル３Ｄモデル情報に関連する複数の視覚表示(visual indication)２４を含んでもよく、視覚表示２４は、ユーザーが印刷進度を知ることができるよう、例えば、図３に示すように、印刷進度を表示する一連の目盛線(scale marks)である。
【００１６】
図４は、本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリンタの使用状況図である。図４を参照すると、処理ユニット１１０の制御下にある３Ｄ表示ユニット１２０は、例えば、裸眼ステレオディスプレイを採用して、デジタル３Ｄモデル情報に関連する３Ｄ画像２０を表示し、プレビューを印刷する。３Ｄ画像２０は、デジタル３Ｄモデル情報に関する３Ｄ物体に対応する。本実施形態において、３Ｄ表示ユニット１２０によって表示された３Ｄ画像２０をプレビューして確認した後、処理ユニット１１０の制御下にある３Ｄ表示ユニット１２０は、搬送面１３２にベース材料１２を層毎に分配する。詳しく説明すると、ユーザーがデジタル３Ｄモデルを設計して組み立てた後、処理ユニット１１０は、デジタル３Ｄモデル情報の読み出しおよび処理を行い、デジタル３Ｄモデル情報に関する３Ｄ画像２０を表示するよう３Ｄ表示ユニット１２０を制御して、ユーザーが前もってデジタル３Ｄモデルの印刷効果を事前チェック（プレビュー）できるようにする。ユーザーがプレビューおよび印刷タスクを確認（例えば、コンピュータホスト２００が印刷命令を３Ｄプリンタ１００に送信）した後、処理ユニット１１０の制御下にあるプリントヘッド１４０は、搬送面１３２にベース材料１２を分配して、３Ｄ物体を形成するため、ベース材料１２の不必要な無駄を防ぐことができる。
【００１７】
また、本実施形態において、図４に示したように、３Ｄ物体の形成が決定された搬送面１３２の所定位置に３Ｄ画像２０を表示することにより、ユーザーがデジタル３Ｄモデル情報の印刷効果を鮮明にプレビューできるようにする。詳しく説明すると、処理ユニット１１０がデジタル３Ｄモデル情報を読み出した後、例えば、デジタル３Ｄモデルの空間情報を搬送面１３２に対応するＸ‐Ｙ‐Ｚ座標に変換して、３Ｄ物体１０を形成するよう予め決定された搬送面１３２の所定位置を設定する。そして、デジタル３Ｄモデルの３Ｄ画像２０を所定位置に表示するよう３Ｄ表示ユニット１２０を制御して、ユーザーが搬送面１３２のデジタル３Ｄモデル情報の印刷効果をより正確に感じることができるようにする。ユーザーが３Ｄ画像２０をプレビューして確認した後、処理ユニット１１０は、ユーザーが印刷中に印刷進度を監視できるよう、デジタル３Ｄモデル情報に基づいて、３Ｄ画像２０の画像輪郭２２に沿って搬送面１３２にベース材料１２を層毎に分配するようプリントヘッド１４０を制御して、デジタル３Ｄモデル情報に関する３Ｄ物体を形成する。
【００１８】
言い換えると、３Ｄ表示ユニット１２０は、ユーザーが３Ｄ物体の印刷効果をプレビューできるよう、印刷したい３Ｄ物体の３Ｄ画像２０を前もって搬送面１３２に表示するとともに、３Ｄ表示ユニット１２０は、印刷中に３Ｄ画像を連続的に表示して、３Ｄ画像２０の画像輪郭２２に沿って搬送面１３２にベース材料１２を層毎に分配し、デジタル３Ｄモデル情報に関する３Ｄ物体を形成するため、ユーザーは、３Ｄ物体の印刷進度を知ることができる。また、本実施形態において、３Ｄ画像２０は、さらに、デジタル３Ｄモデル情報に関する複数の視覚表示２４を含み、視覚表示２４は、ユーザーが印刷進度を知ることができるよう、例えば、印刷進度を表示する一連の目盛線(scale marks)である。
【００１９】
図５は、本発明の１つの実施形態に係る３Ｄ表示ユニットの概略図である。図５を参照すると、本実施形態において、３Ｄ表示ユニット１２０は、前側１２０ａおよび前側１２０ａと向かい合う後側１２０ｂを有する。ユーザーは、図４に示すように、前側１２０ａに顔を向けて３Ｄ画像２０を見るのに適している。３Ｄ表示ユニット１２０は、例えば、表示パネル１２２と、光源モジュール１２４と、パララックスバリア（parallax barrier）モジュール１２６とを含む。表示パネル１２２は、画素マトリクス１２２ａを有する。言及すべきこととして、図面を簡潔にするため、図５において、表示パネル１２２の画素マトリクス１２２ａのみを示し、表示パネル１２２の他の構成要素を省略することにより、画素マトリクス１２２ａとパララックスバリアモジュール１２６の間の関係をさらに明確に表示する。本実施形態において、パララックスバリアモジュール１２６は、図５に示すように、表示パネル１２２と光源モジュール１２４の間に設置される。また、表示パネル１２２は、前側１２０ａに設置され、光源モジュール１２４は、後側１２０ｂに設置される。光源モジュール１２４は、例えば、光源を提供するためのブラックライトモジュールである。パララックスバリアモジュール１２６は、光源モジュール１２４によって提供された光源の光伝送経路に配置される。
【００２０】
通常、パララックスバリアモジュール１２６は、交互に配置された複数の垂直な透明ストライプと不透明ストライプを有し、光を交互に出射させて、ユーザーの目の位置に基づいて表示パネル１２２の画素マトリクス１２２ａに合わせるため、ユーザーの右目ＵRは、第１フレーム画像を見ることができ、ユーザーの左目ＵLは、第２フレーム画像を見ることができる。右目と左目の画像を分離するステレオディスプレイを採用することによって、ユーザーは、３Ｄ画像、つまり、ステレオ（立体）画像を見ることができる。例えば、図５に示すように、ユーザーの左目は、奇数列画素０１、０３、０５、０７および０９を見るよう制限され、偶数列画素０２、０４、０６、０８および１０は見えない。同時に、ユーザーの右目は、偶数列画素０２、０４、０６、０８および１０を見るよう制限され、奇数列画素０１、０３、０５、０７および０９は見えない。このようにして、ユーザーの右目ＵRおよび左目ＵLがそれぞれ表示フレームの対応する画像を見ることにより、その視覚システム内でステレオ画像を形成することができる。つまり、ユーザーに見える３Ｄ画像は、空間多重（spatial-multiplexed）された結果であり、表示画像を左目表示画像と右目表示画像に交互に分割することによって、ユーザーは、３Ｄ画像、つまり、ステレオ画像を見ることができる。
【００２１】
図６は、本発明の別の実施形態に係る３Ｄ表示ユニットの概略図である。図６を参照すると、本実施形態は、図５の実施形態に類似しているため、同じ、または類似する部材には、同じ参照符合または類似する参照符合を使用する。以下、前の実施形態と異なる部分のみについて説明する。本実施形態の３Ｄ表示ユニット１２０は、表示パネル１２２と、光源モジュール１２４と、パララックスバリアモジュール１２６とを含んでもよい。表示パネル１２２は、画素マトリクス１２２ａを有する。本実施形態の３Ｄ表示ユニット１２０と図５の構造の相違点は、本実施形態のパララックスバリアモジュール１２６と表示パネル１２２の相対位置が図５の位置と反対になっていることである。つまり、図５では、パララックスバリアモジュール１２６が表示パネル１２２と光源モジュール１２４の間に配置されるが、図６の３Ｄ表示ユニット１２０では、表示パネル１２２がパララックスバリアモジュール１２６と光源モジュール１２４の間に配置され、パララックスバリアモジュール１２６が３Ｄ表示ユニット１２０の前側１２０ａに、光源モジュール１２４が３Ｄ表示ユニット１２０の後側１２０ｂに設置される。このようにして、パララックスバリアモジュール１２６は、交互の垂直なストライプにより光源モジュール１２４からの光線を交互に出射させて、ユーザーの目の位置に基づいて表示パネル１２２の画素マトリクス１２２ａに合わせるため、ユーザーの右目ＵRおよび左目ＵLは、それぞれ異なる画像を見ることができる。そのため、右目と左目の画像を分離するステレオディスプレイを採用することによって、ユーザーは、３Ｄ画像を見ることができる。
【００２２】
図７は、本発明の１つの実施形態に係る３Ｄ表示ユニットの使用状況図である。図７を参照すると、本実施形態において、３Ｄ表示ユニット１２０は、互いに向かい合う前側１２０ａおよび後側１２０ｂを有する。ユーザーは、前側１２０ａに顔を向けて３Ｄ画像２０を見るのに適している。本実施形態の３Ｄ画像２０は、ユーザーと前側１２０ａの間に表示される。本実施形態の３Ｄ表示ユニット１２０は、図５または図６に示した構造のように、表示パネル１２２と光源モジュール１２４の間、または表示パネル１２２とユーザーの間にパララックスバリアモジュール１２６を配置することができる。また、本分野の技術者であれば、実施形態が３Ｄ表示ユニット１２０の構造レイアウトを限定するものではないことを理解できるであろう。実際に、３Ｄ画像２０がユーザーと前側１２０ａの間に表示されていれば、レイアウトは本発明の保護範囲に入るものとする。
【００２３】
図８は、本発明の別の実施形態に係る３Ｄ表示ユニットの使用状況図である。図８を参照すると、３Ｄ表示ユニット１２０（透明）は、互いに向かい合う前側１２０ａおよび後側１２０ｂを有する。ユーザーは、前側１２０ａに顔を向けて３Ｄ画像２０を見るのに適している。しかしながら、本実施形態の３Ｄ表示ユニット１２０は、ユーザーと３Ｄ画像２０の間に設置される。つまり、本実施形態の３Ｄ画像２０は、３Ｄ表示ユニット１２０の後ろに映し出される。本実施形態の３Ｄ表示ユニット１２０は、図５または図６に示した構造のように、表示パネル１２２と光源モジュール１２４の間、または表示パネル１２２とユーザーの間にパララックスバリアモジュール１２６を配置することができる。また、実施形態は、３Ｄ表示ユニット１２０の構造レイアウトを限定するものではない。実際に、３Ｄ画像２０がユーザーと前側１２０ａの間に表示されていれば、レイアウトは本発明の保護範囲に入るものとする。言及すべきこととして、図７および図８の３Ｄ表示ユニット１２０の構造は同じであってもよく、画素マトリクス１２２ａによってそれぞれ提供される右目と左目の画像を切り替えることにより、３Ｄ表示ユニット１２０の前または後ろに設置された３Ｄ画像２０を制御する。
【００２４】
上述したレイアウトにより、３Ｄ表示ユニット１２０は、ベース１３０の前に配置されるため、３Ｄ表示ユニット１２０の後側１２０ｂがベース１３０に面し、３Ｄ物体を形成する予定の搬送面１３２の所定位置に３Ｄ画像２０を表示する。そのため、ユーザーは、デジタル３Ｄモデルの印刷効果をより鮮明にプレビューすることができる。３Ｄ画像２０をプレビューして確認した後、処理ユニット１１０は、デジタル３Ｄモデル情報に基づいて、３Ｄ画像２０の画像輪郭２２に沿って搬送面１３２にベース材料１２を層毎に分配するようプリントヘッド１４０を制御して、デジタル３Ｄモデル情報に関する３Ｄ物体を形成するため、ユーザーは、３Ｄ物体の印刷進度を監視することができる。つまり、３Ｄ表示ユニット１２０は、印刷したい３Ｄ物体の３Ｄ画像２０を前もって搬送面１３２に表示するとともに、３Ｄ表示ユニット１２０は、印刷中に３Ｄ画像２０を連続的に表示し、３Ｄ画像２０の画像輪郭２２に沿って搬送面１３２にベース材料１２を層毎に分配するようプリントヘッド１４０を制御して、デジタル３Ｄモデル情報に関する３Ｄ物体を形成するため、ユーザーに３Ｄ物体の印刷進度を知らせることができる。
【００２５】
図９は、本発明のさらに別の実施形態に係る３Ｄ表示ユニットの使用状況図である。本発明の１つの実施形態において、上述した３Ｄ表示ユニット１２０は、画像表示モジュール１２８と、反射部材１２９とを含む。画像表示モジュール１２８は、画像光線を提供するために用いる。本実施形態において、画像表示モジュール１２８は、上述したように、表示パネル１２２と、光源モジュール１２４と、パララックスバリアモジュール１２６とを含む。パララックスバリアモジュール１２６は、光源モジュール１２４によって提供された光線を交互に出射し、表示パネル１２２の画素マトリクス１２２ａを介して画像光線を提供する。反射部材１２９は、画像光線の伝送経路に配置される。詳しく説明すると、画像表示モジュール１２８は、出射面１２８ａを有する。画像表示モジュール１２８は、出射面１２８ａを介して画像光線を出射し、図９に示すように、出射面１２８ａと反射部材１２９の間が鋭角となる。本実施形態において、鋭角θ1は、実質的に、４５°に等しい。このレイアウトにより、画像光線は、反射部材１２９を介して３Ｄ画像２０を形成するため、ユーザーは、反射部材１２９を通して３Ｄ画像２０を見ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の３Ｄプリンタは、処理ユニットを用いて３Ｄ表示ユニットおよび印刷ヘッドに結合され、これらを制御する。それにより、ユーザーがデジタル３Ｄモデルを作成した後、処理ユニットがデジタル３Ｄモデル情報の読み出しおよび処理を行い、デジタル３Ｄモデル情報に関する３Ｄ画像を表示するよう３Ｄ表示ユニットを制御するため、ユーザーは、３Ｄ画像を見ることによりデジタル３Ｄモデルの印刷効果を前もってプレビューすることができ、ベース材料の不必要な無駄を防ぐことができる。また、３Ｄ画像は、３Ｄ画像を形成する予定のベースの所定位置に表示されるため、ユーザーは、デジタル３Ｄモデル情報の印刷効果をより鮮明にプレビューすることができる。３Ｄ画像をプレビューして確認した後、処理ユニットは、デジタル３Ｄモデル情報に基づいて、３Ｄ画像の画像輪郭に沿って搬送面にベース材料を層毎に分配するようプリントヘッドを制御して、デジタル３Ｄモデル情報に関する３Ｄ物体を形成する。そのため、ユーザーは、３Ｄ印刷中に印刷進度を監視することができる。印刷は、ユーザーが３Ｄ画像輪郭をプレビューして確認した後にのみ実行されるため、３Ｄ画像は、ユーザーの期待や要求を満たすことができ、ベース材料の不必要な無駄を防ぐことができる。簡単に言うと、本発明は、３Ｄプリンタの使用上および操作上の便利性を確実に進歩させることができ、ベース材料の不必要な無駄を減らすとともに、製造コストを下げることもできる。
【００２７】
以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【符号の説明】
【００２８】
１２  ベース材料
２０  ３Ｄ画像
２２  画像輪郭
２４  視覚表示
１００  ３Ｄプリンタ
１１０  処理ユニット
１２０  ３Ｄ表示ユニット
１２０ａ  前側
１２０ｂ  後側
１２２  表示パネル
１２２ａ  画素マトリクス
１２４  光源モジュール
１２６  パララックスバリアモジュール
１２８  画像表示モジュール
１２８ａ  出射面
１２９  反射部材
１３０  ベース
１３２  搬送面
１４０  プリントヘッド
１５０  供給スプール
２００  コンピュータホスト
ＵR  右目
ＵL  左目
【図１】
0005865959.tif 000002
【図２】
0005865959.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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