(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザースキャナを較正するために配置された積層造形装置であって、上記積層造形装置は、３Ｄオブジェクトが造形される造形領域を備えており、上記積層造形装置は、
基準マーキングを含み、上記積層造形装置内の、上記造形領域内、または上記造形領域と上記レーザースキャナとの間に配置されている較正板と、
上記較正板の上のあらかじめ定義済みの位置にレーザービームを送るように構成され、該較正板の上にレーザーマーキングを形成する上記レーザースキャナと、
上記較正板の上の上記定義済みの位置に関連して該較正板の少なくとも一部の写真を撮るように構成された画像取得装置を含む画像取得部と、
メモリおよびプロセッサを有する１つ以上のコンピュータを含む計算機制御システムとを含み、
上記計算機制御システムは、
上記レーザースキャナに、レーザービームを上記較正板の上の複数のあらかじめ定義済みの位置に向けさせ、それによって１つ以上のレーザーマーキングを形成し、上記１つ以上のレーザーマーキングのうちの少なくとも１つは、上記基準マーキングとは異なる位置に位置しており、
上記１つ以上のレーザーマーキングのうちの上記少なくとも１つを含んでいる、上記較正板の少なくとも一部における、画像を受信し、
上記較正板の上の上記基準マーキングに対する相対的な上記形成されたレーザーマーキングの位置に基づいて、あらかじめ定義済みの位置のそれぞれに対してレーザーマーキング座標を決定し、
上記決定されたレーザーマーキング座標に基づき、スキャナ補正量を決定する
ことを特徴とする積層造形装置。
【請求項２】
上記基準マーキングは、上記較正板の上に複数の可視の格子線を含むことを特徴とする、請求項１に記載の積層造形装置。
【請求項３】
上記基準マーキングはさらに、上記格子線の上の特定の位置に関連する座標位置を示す位置識別マーカーを含むことを特徴とする請求項２に記載の積層造形装置。
【請求項４】
上記画像取得部はさらに、移動可能である台を含み、ここで上記計算機制御システムはさらに、上記較正板の上の上記複数のあらかじめ定義済みの位置に最も近い位置において、上記移動可能である台を用いて、上記画像取得部を配置し、上記複数のあらかじめ定義済みの位置のそれぞれにおいて画像を取得するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の積層造形装置。
【請求項５】
上記画像取得部はデジタルカメラを含み、上記移動可能である台はモーター駆動のチルト−パンリグを含むことを特徴とする請求項４に記載の積層造形装置。
【請求項６】
上記レーザーマーキングは、レーザースポット、交差線、レーザー線のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の積層造形装置。
【請求項７】
上記積層造形装置は、選択的レーザー焼結装置および光造形装置のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の積層造形装置。
【請求項８】
上記装置に上記較正板が配置された後、上記装置の較正中に、粉体樹脂および液体樹脂のうちの少なくとも１つが上記造形領域内に残っていることを特徴とする請求項１に記載の積層造形装置。
【請求項９】
積層造形装置においてレーザースキャナを較正する方法であって、上記積層造形装置は３Ｄオブジェクトが造形される造形領域を備えており、上記方法は、
少なくとも１つの基準マーキングを含む上記積層造形装置に較正板を挿入するステップであって、上記較正板は、上記造形領域内、または上記造形領域と上記レーザースキャナとの間に配置されている、ステップと、
上記レーザースキャナからのレーザービームを複数のあらかじめ定義済みの位置へ向けることによって、上記較正板の上に１つ以上のレーザーマーキングを形成するステップであって、上記１つ以上のレーザーマーキングのうちの少なくとも１つは、上記少なくとも１つの基準マーキングとは異なる位置に位置している、ステップと、
画像取得部を用いて、上記１つ以上の形成されたレーザーマーキングにおける画像を取得するステップと、
上記較正板の上の上記少なくとも１つの基準マーキングのうちの少なくとも１つに対する相対的な上記形成された１つ以上のレーザーマーキングの位置に基づいて、あらかじめ定義済みの位置のそれぞれに対するレーザーマーキング座標を決定するステップと、
上記決定されたレーザーマーキング座標に基づき、スキャナ補正量を決定するステップと、
上記スキャナ補正量を、上記レーザースキャナの較正を指示するための少なくとも１つのコンピュータへ送信するステップとを含む方法。
【請求項１０】
上記少なくとも１つの基準マーキングは、上記較正板の上に複数の可視の格子線を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
上記複数の格子線は、上記較正板の上に印刷されていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
上記複数の格子線の特定の位置を示す座標がコンピュータメモリに格納されていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
上記少なくとも１つの基準マーキングはさらに、上記格子線の上の特定の位置に関連する座標位置を示す位置識別マーカーを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
上記１つ以上のレーザーマーキングのそれぞれは、レーザースポット、交差線、およびレーザー線のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
上記較正板の上の上記複数のあらかじめ定義済みの位置に最も近い位置に上記画像取得部を配置するステップをさらに含み、上記画像取得部は、デジタルカメラと、モーター駆動のチルト−パンリグを有する移動可能である台とを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
上記積層造形装置は、選択的レーザー焼結装置および光造形装置のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
上記装置に上記較正板が配置された後、上記装置の較正中に、粉体樹脂および液体樹脂のうちの少なくとも１つが上記造形領域内に残っていることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１８】
積層造形装置においてレーザースキャナを較正する方法であって、上記積層造形装置は３Ｄオブジェクトが造形される造形領域を備えており、上記方法は、
画像取得部によって取得された画像を受信するステップであって、上記画像は、上記レーザースキャナからのレーザービームを、少なくとも１つの基準マーキングを含む上記積層造形装置へ挿入された較正板の上の複数のあらかじめ定義済みの位置に向けることによって形成された１つ以上のレーザーマーキングを含んでおり、上記１つ以上のレーザーマーキングのうちの少なくとも１つは、上記較正板の上の上記少なくとも１つの基準マーキングとは異なる位置に位置しており、上記較正板は、上記造形領域内、または上記造形領域と上記レーザースキャナとの間に配置されている、ステップと、
上記較正板の上の上記少なくとも１つの基準マーキングに対する相対的な上記形成された１つ以上のレーザーマーキングの位置に基づいて、あらかじめ定義済みの位置のそれぞれに対するレーザーマーキング座標を決定するステップと、
上記決定されたレーザーマーキング座標に基づき、スキャナ補正量を決定するステップと、
上記スキャナ補正量を、上記レーザースキャナの較正を指示するための少なくとも１つのコンピュータへ送信するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
上記較正板は、上記造形領域における粉体面または液体樹脂と同じ位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の積層造形装置。
【請求項２０】
上記位置識別マーカーは、バーコード情報であることを特徴とする請求項３に記載の積層造形装置。
【請求項２１】
上記レーザースキャナは、レーザー光源を備えていることを特徴とする請求項１に記載の積層造形装置。
【請求項２２】
上記画像は、単一の露光、および上記較正板の異なる領域に対する複数の露光の間、多数のレーザー走査における少なくとも１つの画像を備えていることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔優先権の主張〕
本優先権主張出願は、２０１３年１０月１０日に出願された英国特許出願ＧＢ１３１７９７４．２号について、米国特許法施行規則§１１９（ａ）にしたがい、さらに２０１３年９月１９日に出願された米国仮特許出願６１／８８０，１２５号について、米国特許法施行規則§１１９（ｅ）にしたがい、優先権を主張する。これらのそれぞれは、これにより、参照によってその全体が組み込まれる。
【０００２】
〔発明の分野〕
本出願は、レーザー走査システムの較正に関する。より詳細には、本出願は、動作が制御されたカメラおよび基準較正板を用いるレーザー走査システムを較正するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
〔関連技術の説明〕
レーザー走査システムは、多くの異なる応用法において用いられている。これらの応用法の１つは、積層造形の分野である。積層造形において、３次元の固体物がデジタルモデルから形成される。製造された物体は３次元なので、積層造形は一般に３次元（“３Ｄ”）印刷と呼ばれている。積層造形におけるレーザー走査システムの使用は、光造形法および選択的レーザー焼結法（“ＳＬＳ”）の製造技術において、特に流行している。これらの技術は、所望する３次元（“３Ｄ”）の物体を創造するために用いられる、造形材料の層を重合または凝固するために、特定の位置にレーザービームを向けるレーザー走査システムを用いる。
【０００４】
積層造形に関連して用いられるレーザー走査システムは、非常に高い精度を提供すべきである。この精度の高さは、製造物がデジタルモデルに対して矛盾のないことを保証することに役立つ。しかし、この精度を時間に対して維持するために、レーザー走査システムは、様々な理由のために較正されなければならない。いくつかの例において、装置の使用に伴って進展する、レーザービームにおける変動の結果、較正は必要である。他の例においては、温度の変動がレーザー走査システムの正確さに強い影響を与えるかもしれない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レーザー走査システムを較正するための現在の技術は、高価かつ複雑である。現在の技術は、較正されるべき機械に対して特別に作られたに違いない、高価で、限定された用途の部品をしばしば必要とする。他の技術は、複雑なセンサシステムの使用が必要であり、これはまた任意の較正プロセスに対して費用および複雑さの両方を追加する。発明者によって認識されたこれらおよび他の問題において、レーザー走査システムを較正するための速くて正確な自動化された技術が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ある実施形態において、積層造形の環境においてレーザー走査システムを較正するためのシステムが与えられる。システムは、基準マーキングを備えた較正板を含んでもよい。較正板は、レーザー走査システムの走査領域に対してほぼ平行に配置されてもよい。システムは、較正板の上のあらかじめ定義済みの位置にレーザービームを放つように構成されたレーザースキャナをさらに含んでもよい。レーザービームは、較正板の上にレーザーマーキングを形成する。そして、画像取得装置を含む、画像取得部が備えられてもよい。画像取得装置は、較正板の上にあるあらかじめ定義済みの位置に関連して、較正板の少なくとも一部を撮影するように構成されてもよい。計算機制御システムは、メモリおよびプロセッサを有する１つ以上のコンピュータを備え、コンピュータは、システムの一部をまた形成してもよい。計算機制御システムは、レーザースキャナが較正板の上の複数のあらかじめ定義済みの位置にレーザービームを向け、それによってそれによって１つ以上のレーザーマーキングを作るように構成されてもよい。計算機制御システムは、最も近い位置のそれぞれの画像を受信するようにさらに構成されてもよい。レーザーマーキング座標は、較正板の上の基準マーキングに関連する、形成されたレーザーマーキングの位置に基づいて、それぞれのあらかじめ定義済みの位置に対して決定されてもよい。そして、スキャナ補正量は、決定されたレーザーマーキング座標に基づいてまた決定される。
【０００７】
別の実施形態において、積層造形の環境においてレーザースキャナを較正する方法が与えられる。方法は、較正板を積層造形の環境に挿入するステップを含んでもよい。装置は、レーザースキャナの走査領域に対してほぼ平行に配置されてもよい。方法は、複数のあらかじめ定義済みの位置に、レーザースキャナからのレーザービームを向けることにより、較正板の上に１つ以上のマーキングを形成するステップをさらに含む。画像取得部は、マーキングおよびあらかじめ定義済みの位置のそれぞれの画像を取得する。レーザーマーキング座標は、較正板の上の少なくとも１つの基準マーキングに関連する、レーザーマーキングの位置に基づいてあらかじめ定義済みの位置のそれぞれに対して決定される。スキャナ補正量はその後、決定されたレーザーマーキング座標に基づいて決定される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】３Ｄオブジェクトを設計および製造するためのシステムの例を示す。
【図２】図１において示したコンピュータの一例である機能ブロック図を示す。
【図３】３Ｄオブジェクトを製造するために用いる高レベルのプロセスを示す。
【図４Ａ】本明細書にて開示されたシステムおよび方法を用いて較正することが可能なレーザー走査システムの一例である。
【図４Ｂ】図４Ａのレーザー走査システムに関連して用いられることが可能な較正装置の構成要素の一例である。
【図４Ｃ】較正装置のさまざまな構成要素の高レベルの図である。
【図４Ｄ】１つ以上の実施形態に係る、画像取得部のさまざまな構成要素を示すブロック図である。
【図４Ｅ】画像取得部の一例を示す図である。
【図５Ａ】１つ以上の実施形態に係る基準マーキングを備えた較正板の一例である。
【図５Ｂ】レーザースキャナによって追加されたレーザースポットを備えた較正板の一例である。
【図５Ｃ】レーザースキャナによって作られたレーザー走査線を備えた較正板の一例である。
【図５Ｄ】較正板の上に、スキャナによって作られることが可能なレーザーマーキングの別の例である。
【図６】レーザー走査システムが較正される処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】レーザー走査システムが較正される処理の別の例を示す別のフローチャートである。
【図８】予想されたレーザーマーキング座標および計測されたレーザーマーキング座標を示すテーブルの一例である。
【図９】レーザー走査システムが較正される代わりの処理を示すフローチャートである。
【図１０】レーザー走査システムが較正されるさらなる別の代わりの処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔ある発明の実施形態の詳細な説明〕
本明細書にて開示されたシステムおよび方法は、３Ｄ印刷アプリケーションに関連して用いられる、レーザー走査システムを較正する単純で、安価な手段を提供する。基準マーキングを備えた較正板は、レーザー走査装置からレーザー走査を受けるために用いられてもよい。画像取得部、たとえばデジタルカメラのような画像取得部は、較正板の上に配置されてもよい。そして、画像取得部は較正板に対するレーザー走査によって作られたマーキングの写真画像を撮るように構成されてもよい。レーザーマーキング座標はその後、較正板の上の基準マーキングに関連する、形成されたレーザーマーキングの位置に基づいてあらかじめ定義済みの位置のそれぞれに対して決定されてもよい。これらの座標を用いて、スキャナの補正量がその後決定されてもよい。
【００１０】
本発明の実施形態は、３Ｄオブジェクトを設計および製造するためのシステムにおいて実施されてもよい。図１に目を向けると、３Ｄオブジェクトの設計および製造の実施に好適なコンピュータ環境の一例が示される。環境は、システム１００を含む。システム１００は、１つ以上のコンピュータ１０２ａ〜１０２ｄを含み、これらのコンピュータは、たとえば情報を処理する能力を備えた任意のワークステーション、サーバ、または他の計算装置であってよい。いくつかの態様において、コンピュータ１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれは、任意の適当な通信技術（例えば、インターネットプロトコル）によってネットワーク１０５（例えば、インターネット）に接続されてよい。したがって、コンピュータ１０２ａ〜１０２ｄは、ネットワーク１０５を経由して互いの間で情報（例えば、ソフトウェア、３−Ｄオブジェクトのデジタル表現、積層造形装置（付加製造装置）(additive manufacturing device)を動作させるためのコマンドまたは指示、など）を送受信してもよい。
【００１１】
システム１００は、１つ以上の積層造形装置（例えば、３−Ｄプリンタ）１０６ａ〜１０６ｂをさらに含む。示したように、積層造形装置１０６ａは、コンピュータ１０２ｄに直接接続され（そしてコンピュータ１０２ｄを通してネットワーク１０５経由でコンピュータ１０２ａ〜１０２ｃに接続される）、積層造形装置１０６ｂは、ネットワーク１０５経由でコンピュータ１０２ａ〜１０２ｄに接続される。したがって、当業者は、積層造形装置１０６がコンピュータ１０２に直接接続されてもよく、ネットワーク１０５経由でコンピュータ１０２に接続されてもよく、および／または別のコンピュータ１０２およびネットワーク１０５経由でコンピュータ１０２に接続されてもよいことを理解するだろう。
【００１２】
システム１００が、ネットワークおよび１つ以上のコンピュータに関連して説明されたが、本明細書にて説明される技術はまた、積層造形装置１０６に直接接続されてもよい、単一のコンピュータ１０２についてまた利用可能であることに注意すべきである。
【００１３】
図２は、図１のコンピュータの一例である機能ブロック図を示す。コンピュータ１０２ａは、メモリ２２０、入力装置２３０、および出力装置２４０とデータを通信するプロセッサ２１０を含む。いくつかの実施形態において、プロセッサはさらに光学ネットワークインターフェースカード２６０とデータを通信する。個別に説明したが、コンピュータ１０２ａに関連して説明された機能ブロックは、別々の構造要素である必要がないことが認識されるべきである。例えば、プロセッサ２１０およびメモリ２２０は、単一のチップに統合されてもよい。
【００１４】
プロセッサ２１０は、ここで説明された機能を実行するために設計された、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラム可能な論理的装置、個別ゲートまたはトランジスタ論理回路、個別のハードウェア構成要素、またはそれらの任意の適当な組み合わせであってもよい。プロセッサは、また、計算装置の組み合わせとして実現されてもよく、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに接続した１つ以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成の組み合わせとして実装されてもよい。
【００１５】
プロセッサ２１０は、１つ以上のバスを経由して、情報を読み出すまたは情報を書き込むメモリ２２０に連結されてもよい。プロセッサは追加で、または代わりに、プロセッサレジスタのようなメモリを含んでもよい。メモリ２２０は、異なるレベルであれば異なる容量とアクセス速度を備えるマルチレベル階層的キャッシュを含む、プロセッサキャッシュを含んでもよい。メモリ２２０は、また、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、他の揮発性記憶装置、または不揮発性記憶装置を含んでもよい。記憶装置は、ハードドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）またはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）のような光学ディスク、フラッシュメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープ、およびＺｉｐドライブを含んでもよい。
【００１６】
プロセッサ２１０は、また、それぞれがコンピュータ１０２ａのユーザからの入力を受け付け、ユーザへ出力を提供する、入力装置２３０および出力装置２４０に接続されてもよい。適当な入力装置は、キーボード、ボタン、キー、スイッチ、ポインティングデバイス、マウス、ジョイスティック、遠隔操作装置、赤外線検出器、バーコードリーダ、スキャナ、（例えば、手のジェスチャまたは顔のジェスチャを検出するビデオ処理ソフトウェアに接続されうる）ビデオカメラ、モーション検出器、または（例えば、ボイスコマンドを検出する音声処理ソフトウェアに接続されうる）マイクロフォンを含むが、これらに限定されることはない。適当な出力装置は、ディスプレイおよびプリンタを含む映像出力装置、スピーカ、ハンドフォン、イヤホン、およびアラームを含む音響出力装置、積層造形装置、および触覚出力装置を含むが、これらに限定されることはない。
【００１７】
プロセッサ２１０は、ネットワークインターフェースカード２６０にさらに接続されてもよい。ネットワークインターフェースカード２６０は、１つ以上のデータ送信プロトコルによってネットワーク経由で送信するための、プロセッサ２１０によって生成されたデータを準備する。ネットワークインターフェースカード２６０は、また、１つ以上のデータ送信プロトコルによってネットワーク経由で受信したデータを復号する。ネットワークインターフェースカード２６０は、送信機、受信機、または両方を含んでもよい。他の実施形態において、送信機および受信機は、２つの別々の構成要素であってもよい。ネットワークインターフェースカード２６０は、ここで説明された機能を実行するために設計された、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラム可能な論理的装置、別々のゲートまたはトランジスタ論理回路、別々のハードウェア構成要素、またはそれらの任意の適当な組み合わせとして実装されてもよい。
【００１８】
図３は、３−Ｄオブジェクトまたは３−Ｄ装置を製造するためのプロセス３００を示す。示したように、ステップ３０５において、オブジェクトのデジタル表現が、コンピュータ１０２ａのようなコンピュータを用いて設計される。例えば、３−Ｄオブジェクトのデジタル表現の設計を手助けするために、コンピュータ１０２ａに対して２−Ｄまたは３−Ｄのデータが入力されてもよい。続くステップ３１０では、情報がコンピュータ１０２ａから積層造形装置１０６のような、積層造形装置に送信され、積層造形装置１０６は、受信した情報にしたがって製造処理を開始する。ステップ３１５では、積層造形装置１０６は、液体樹脂のような適当な材料を用いて３−Ｄオブジェクトの製造を継続する。
【００１９】
これらの適当な材料は、感光性樹脂、ポリウレタン、メタクリル酸メチル−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリマー−セラミック複合物のような再吸収可能な素材などを含んでもよいが、これらに限定されることはない。商用利用可能な材料の例は、ＤＳＭ  Ｓｏｍｏｓ社のＤＳＭ  Ｓｏｍｏｓ（登録商標）シリーズの材料７１００、８１００、９１００、９４２０、１０１００、１１１００、１２１１０、１４１２０、および１５１００、Ｓｔｒａｔａｓｙｓ社の材料ＡＢＳｐｌｕｓ−Ｐ４３０、ＡＢＳｉ、ＡＢＳ−ＥＳＤ７、ＡＢＳ−Ｍ３０、ＡＢＳ−Ｍ３０ｉ、ＰＣ−ＡＢＳ、ＰＣ  ＩＳＯ、ＰＣ、ＵＬＴＥＭ  ９０８５、ＰＰＳＦ、およびＰＰＳＵ、３−Ｓｙｓｔｅｍｓ社の材料Ａｃｃｕｒａ  Ｐｌａｓｔｉｃ、ＤｕｒａＦｏｒｍ、ＣａｓｔＦｏｒｍ、Ｌａｓｅｒｆｏｒｍ、およびＶｉｓｉＪｅｔ系列の材料、ＥＯＳ  ＧｍｂＨ社のＰＡ系列の材料、ＰｒｉｍｅＣａｓｔ、およびＰｒｉｍｅＰａｒｔ材料、およびＡｌｕｍｉｄｅおよびＣａｒｂｏｎＭｉｄｅである。３−Ｓｙｓｔｅｍｓ社のＶｉｓｉＪｅｔ系列の材料は、Ｖｉｓｉｊｅｔ  Ｆｌｅｘ、Ｖｉｓｉｊｅｔ  Ｔｏｕｇｈ、Ｖｉｓｉｊｅｔ  Ｃｌｅａｒ、Ｖｉｓｉｊｅｔ  ＨｉＴｅｍｐ、Ｖｉｓｉｊｅｔ  ｅ−ｓｔｏｎｅ、Ｖｉｓｉｊｅｔ  Ｂｌａｃｋ、Ｖｉｓｉｊｅｔ  Ｊｅｗｅｌ、Ｖｉｓｉｊｅｔ  ＦＴＩ、などを含んでもよい。他の材料の例は、Ｏｂｊｅｔ  Ｆｕｌｌｃｕｒｅ、Ｏｂｊｅｔ  Ｖｅｒｏｃｌｅａｒ、Ｏｂｊｅｔ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｏｂｊｅｔ  Ｄｕｒｕｓｗｈｉｔｅ、Ｏｂｊｅｔ  Ｔａｎｇｏｂｌａｃｋ、Ｏｂｊｅｔ  Ｔａｎｇｏｐｌｕｓ、Ｏｂｊｅｔ  ＴａｎｇｏｂｌａｃｋｐｌｕｓなどのようなＯｂｊｅｔ材料を含んでもよい。材料の別の例は、Ｒｅｎｓｈａｐｅ  ５０００、および７８００シリーズの材料を含んでもよい。その後、ステップ３２０では、３−Ｄオブジェクトが生成される。
【００２０】
図４Ａは、３次元（３−Ｄ）オブジェクトを生成するための例示的な積層造形装置４００を示す。この例において、積層造形装置４００は、光造形装置である。光造形装置４００は、貯蔵器４０２を含む。貯蔵器４０２は、３−Ｄオブジェクトを造るために用いられる樹脂のような、大量の液体を収容してよい。光造形装置４００は、液体を貯蔵器４０２からオブジェクトコーティングヘッド４０６に運搬するために用いられてもよい、運搬システム４０４をさらに含む。運搬システムは、液体を貯蔵器４０２から運搬するように構成された、１つ以上の管、導管、またはホースを含んでもよい。いくつかの実施形態において、運搬システム４０４は、金属材料や、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、ポリアクリレート（ＰＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のようなプラスチック材料や、または任意の他の好適な材料を含んでもよい。この具体例は、運搬システムを備えた光造形装置を提供するが、当業者は、他の型の光造形装置では樹脂を造形プラットフォームに運搬するために運搬システムを用いないこともありうることを理解するだろう。逆に、造形プロセスの間、造形プラットフォームが貯蔵器に沈められるように代わりに構成されてもよい。
【００２１】
光造形装置４００は、貯蔵器４０２内に、貯蔵器４０２から運搬システム４０４へ液体の流れを導くように構成された案内構造をさらに含んでもよい。たとえば、案内構造は、運搬システム４０４に液体の流れを計画的に向けるように配置された、管または板の組を含んでもよい。光造形装置４００は、液体樹脂が堆積される造形領域も含んでもよい。造形領域は、具体的には、その上に３Ｄオブジェクトが造形されるような、造形領域の台を含む。
【００２２】
光造形装置４００はさらに、光源を含む。具体的には、光源は、３Ｄオブジェクトを形成するために液体を重合する目的のために含まれる。光源はさまざまな形態をとってもよい。いくつかの実施形態において、光源は、紫外（ＵＶ）光源、赤外（ＩＲ）光源のような電磁気の光源であってもよい。一般に、光源は、液体を凝固することが可能な任意の型のレーザービームであってもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態において、光造形装置４００は、液体を貯蔵器４０２からオブジェクトコーティングヘッド４０６に注入するために用いられる、少なくとも１つのポンプを含んでもよい。たとえば、容積式ポンプおよび／または遠心型のポンプが用いられてもよい。いくつかの実施形態において、ポンプは、造形領域に堆積されるより前に液体樹脂にさらなる濾過を追加するためのフィルターユニットを含んでもよい。いくつかの態様において、ポンプは定義された流れ（例えば、０．５〜４０リットル／分）を供給してもよく、定義された流れは、能動フィードバックループ経由で固定または調整されてもよい。たとえば、フィードバックループは、流量測定値に基づいた直接的なものであってもよい。別の例として、フィードバックは、積層造形プロセスにおいて堆積された層の厚みの計測値を用いた間接的なものであってもよい。
【００２４】
光造形装置４００は、１つ以上の３Ｄオブジェクトを１層ずつ（レイヤー・バイ・レイヤー法）生成するために用いられてもよい。光造形装置４００は、たとえば、オブジェクトコーティングヘッド４０６から樹脂をカーテンの形状で堆積するなどのやり方で、液体樹脂（たとえば、感光性樹脂）を利用して１度に１層ずつオブジェクトを造形してもよい。これらの実施形態において、オブジェクトコーティングヘッド４０６は、オブジェクトを形成するために、液体樹脂の連続する層を堆積してもよい。初めは、オブジェクトコーティングヘッド４０６は、造形領域の台の上に３Ｄオブジェクトの層を堆積してもよい。それに続く層は、その前の３Ｄオブジェクトの層の上にその後堆積されてもよい。
【００２５】
各層を堆積させながら、上述のようにコンピュータによって制御されてもよい光源は、３Ｄオブジェクトの寸法を形成するために、液体樹脂の表面上で特定のパターンをなぞってもよい。光源に対する露光は、樹脂の上をなぞったパターンを重合、硬化、または凝固し、さらに上記パターンを下の層に付着させる。コーティングが重合した後、造形領域の台は単一の層の厚みだけ下がり、次の層のパターンがなぞられ、その前の層に付着する。造形プロセスは、３Ｄオブジェクトのすべての層を堆積することによって３−Ｄオブジェクトが形成されると完了する。
【００２６】
図４Ｂにいま目を向けると、積層造形装置の別の例が与えられる。この例において、積層造形装置は、レーザー焼結装置４１０である。光造形装置のように、レーザー焼結装置４１０は３Ｄオブジェクトを１層ずつ（レイヤー・バイ・レイヤー法）造形することを可能とする。層は、図４Ｂに示される粉体面４１４のような粉体によって形成される。連続する粉体層は、たとえば、平準化ドラム４２２を用いて互いの上部に散布される。堆積の後、コンピュータ制御のＣＯ２レーザービームが表面を走査し、生成物の対応する断面の粉体粒子同士を選択的に結合させる。この例において、レーザー光源４１２は、Ｘ−Ｙ方向に移動可能な赤外レーザー光源である。したがって、レーザー光源は、そのビームを粉体の最も上部の層の特定の位置に向けるために、Ｘ軸およびＹ軸に沿って移動されてもよい。いくつかの実施形態において、レーザー焼結装置はさらに、静止レーザー光源４１２からレーザービームを受け、移動可能な鏡を通してレーザービームを偏向させ、ビームを装置の動作領域内の特定の位置に向ける、（図４Ｂにおいて図示しない）レーザースキャナを含んでもよい。レーザー露光の間、粉体の温度は、ガラス転移温度を越えて上昇し、その後、隣接する粒子は、共に流れて３Ｄオブジェクトを生成する。レーザー焼結装置４１０はまた、放射加熱器および雰囲気制御（空気制御）装置４１６を含んでもよい。放射加熱器は、層の走査において、新しいパワー、その後の粉体層の再符号化の間にパワーを予熱するために用いられてもよい。雰囲気制御装置は、たとえば、粉体の酸化のような、所望しないシナリオを避けるために、プロセスの間ずっと用いられてもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態において、粉体は１つ以上の移動可能なピストン４１８（ａ）および４１８（ｂ）を用いて散布されてもよい。ピストン４１８（ａ）および４１８（ｂ）は、粉体コンテナ４２８（ａ）および４２８（ｂ）から、形成されたオブジェクト４２４を保持する貯蔵器４２６に、粉体を押し込む。次いで、貯蔵器の深さは、移動可能なピストン４２０によっても制御される。ピストン４２０は、追加の粉体が粉体コンテナ４２８（ａ）および４２８（ｂ）から貯蔵器４２６へ移動するにしたがって、下向きに移動することによって、貯蔵器４２６の深さを増加させる。
【００２８】
上述のように、光造形装置４００およびレーザー焼結装置４１０の両方の場合において、レーザースキャナは、形成される３Ｄオブジェクトの構造が入力された設計と一致することを保証するために、定期的な較正を必要としてもよい。図４Ｃは、較正装置４３０のさまざまな構成要素の高レベルの図である。較正装置４３０は、図４Ａおよび図４Ｂにおいて示された積層造形システム４００／４１０において用いられるレーザースキャナを較正するために用いられてもよい。
【００２９】
較正装置は、制御コンピュータ４３４を含む。制御コンピュータ４３４は図２におけるコンピュータ１０２（ａ）または図３におけるコンピュータ３０５であってもよい。あるいは、制御コンピュータ４３４は、構成プロセスを駆動するように設計された別のコンピュータであってもよい。制御コンピュータ４３４は、レーザー走査装置４４４に接続されていてもよい。上述のように、レーザー走査装置は、レーザー光源から受けたレーザービームを、造形領域に向けることが可能である移動可能な鏡を含んでもよい。レーザー光源は、また、図４Ｂに示されたような移動可能なレーザー光源４１２であってもよく、または、図４Ａの光造形装置４００に設けられたレーザースキャナであってもよい。制御コンピュータ４３４はさらに、レーザー走査装置４４４の移動および機能を制御するソフトウェアを含んでもよい。したがって、制御コンピュータ４３４は、レーザー走査装置の現在および起動を制御するように構成されていてもよい。
【００３０】
較正装置４３０の制御コンピュータ４３４は、さらに、画像取得部４３６に接続されていてもよい。画像取得部は、較正板４４８の画像を取得するように構成されていてもよい。より具体的には、画像取得部４３６は、レーザー走査装置４４４によって較正板４４８の上に作られた、レーザースポットおよび／または他のマーキングの画像を取得するように構成されていてもよい。較正板４４８に関するさらなる詳細は、図５Ａ〜５Ｄに関連して、以下に詳細に説明される。
【００３１】
較正板４４８は、積層造形装置４００／４１０の造形領域４５０内に配置されてもよい。いくつかの実施形態において、較正板は、レーザー焼結装置４１０の粉体面４１４とまったく同じ位置に配置されてもよい。他の実施形態において、較正板４４８は、装置の通常の動作の間、光造形装置４００のレーザー走査装置が較正装置４３０を用いて較正される位置のような、液体樹脂とまったく同じ位置に、配置されてもよい。あるいは、較正板４４８はまた、造形領域４５０の外側の、一般に、レーザー走査装置４４４に近い位置に配置されてもよい。この型の構成は、積層造形装置から樹脂および／または粉体を除去する必要が全くないため、較正板４４８を積層造形装置４００／４１０へ挿入およびそこから除去する容易な手段を与えうる。
【００３２】
図４Ｄおよび４Ｅにいま目を向けると、画像取得部のより詳細な図が与えられる。図４Ｄは、１つ以上の実施形態に係る、画像取得部４３６のさまざまな構成要素を示すブロック図である。この例において、画像取得部４３６は、カメラ４５０を含む。カメラ４５０は、レーザー走査装置を較正するために、十分な解像度を有して、十分詳細に較正板４４８上のレーザースポットおよび他のマーキングを捕捉できる汎用市販の（“ＣＯＴＳ”）デジタルカメラでもよい。あるいは、カメラは、較正板の表面から反射するレーザースポットを捕捉するように構成された、特定用途向けのカメラの形態をとってもよい。
【００３３】
較正板上のレーザースポットを捕捉するために、レーザースキャナ４４４によって作られたレーザースポットに近い領域を向くように、カメラ４５０を配置することが必要であってもよい。したがって、画像取得部４３６は、また、マウント４５２を含む。いくつかの実施形態において、マウントは、較正板４４８上のさまざまな位置における画像を捕捉するのに十分な動作範囲を与える、チルト−パンマウントであってもよい。マウント４５２は、モーター４５４によって駆動させられてもよい。モーター４５４は、カメラ４５０の動作の指示を与える制御コンピュータ４３４からの制御信号を受信するように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、動作のチルトパン範囲を有することに加え、カメラ４５０はさらに、一般に回旋臂(jib)と呼ばれる、クレーンの突出したアームに固定されてもよい。回旋臂は、較正板４４８上のレーザースポットおよび／またはマーキングの画像をより良く取得するために、チルトおよびパンだけではなく物理的な移動もまた可能とすることによって、カメラにさらなる動作範囲を与えてもよい。図４Ｅは、画像取得部４３６の一例を示す図を与える。この具体例において、市販の、汎用の構成要素が用いられる。画像取得部４３６は、積層造形装置４００／４１０の上に搭載されてもよい。画像取得部４３６は、レーザー走査装置４４４を較正する目的のために、一時的に固定されてもよいし、較正が装置の広範な変更および更改を必要とせずに較正が実施できるように、恒久的に固定されてもよい。
【００３４】
図５Ａにいま目を向けると、較正板４４８の一例が与えられる。この具体例において、較正板４４８は、レーザースポットの正確な位置が決定されうるようなマーキングを含む板である。これらのマーキングを一般に基準マーキングと呼ぶ。図５Ａに示す較正板において、基準マーキングは横線５０２〜５１０、および縦格子線５１２〜５２０を有する格子として与えられる。これらの基準マーキングは、板上に印刷されてもよく、あるいはレーザー彫刻またはいくつかの他の彫刻技術を用いて較正板に彫刻されてもよい。
【００３５】
一般に、較正板は、部分的に反射する素材から形成されてもよい。特に、較正板は、格子線５０２〜５２０のような較正の基準マーキングを明確に示す材料であって、同時に、画像取得部４３６によって撮られる写真画像をレーザー光線が完全に照らしてしまうほどには反射性が高くない材料で構成されてもよい。いくつかの実施形態において、較正板は、黒い陽極処理アルミニウムの板であってもよい。たとえば、アルミニウムの板は、印刷業で一般的な、アルミニウム／プラスチック／アルミニウムのサンドイッチパネルのような、白色／灰色に塗装されたＤｉｂｏｎｄの板であってもよい。また他の実施形態において、格子マーキングに加えて、座標が１つ以上の格子線５０２〜５２０に割り当てられてもよい。これらの座標は、較正プロセスの間、画像取得部によって捕捉されたマーキングをあとで手助けしてもよい。いくつかの実施形態において、座標は、たとえば、各基準マーキングに対する実際の座標を与える小さなバーコードを追加することによって与えられてもよい。他の型のマーキングも、位置識別マーカーとして用いられてもよい。図５Ａに示す例において、バーコードは、横格子線５０２のような横格子線と縦格子線５１２のような縦格子線との各交点の隣に追加されてもよい。較正プロセスの間、較正板が正確な情報を与えることを保証するために、基準板自身を較正して、基準マーキングの実際の位置が既知であることを保証するようにしてもよい。
【００３６】
図５Ｂにいま目を向けると、複数のレーザースポット５３２を備えた較正板４４８の一例が示されている。レーザースポット５３２の１つだけが番号を付けられているが、較正板４４８上に示された残りのスポットもレーザースポットであることが認識されるべきである。レーザースポットは、レーザー光源によって放射され、レーザースキャナによって較正板４４８に偏向されたおよび／または向けられたレーザービームによって作られる。各実施例において、レーザースキャナは、制御コンピュータ４３４によってその向きを既知の位置に向けるように命令される。１つ以上の実施形態において、スポットとともにその周囲の基準マーキングについても画像が取得されるように、画像取得部４３６はまた、カメラの視野が各レーザースポットの位置に向けられるように、制御コンピュータ４３４によって制御される。いくつかの実施形態において、レーザースポットが較正板の表面上に形成されるとそのレーザースポットが捕捉されるように、カメラはレーザースキャナと結合して移動してもよい。あるいは、各レーザースポットがまず較正板の表面上に形成されて、その後、画像取得部５３６がレーザースポットを捕捉するように配置されてもよい。いずれの場合でも、一旦レーザースポットおよびそのレーザースポットの最も近くの基準マーキングの位置の全ての画像が捕捉されると、上述したように正確さを保証するためにあらかじめ較正された既知の位置を有する基準マーキングに対する相対的な位置から、レーザースポットの正確な位置が決定される。レーザースポットの位置は、基準マーキングに対する相対的な位置から決定されるので、画像取得部５３６によって画像が撮影された正確な位置を知る必要がないことに注意すべきである。さらに、レーザースポットは、基準マーキング自身の上に作られたり配置されたりする必要はなく、むしろレーザースポットの位置は、基準マーキングに対する相対的なレーザースポットの距離および方向のような、基準マーキングに対する相対的な位置によって決定される。
【００３７】
各レーザースポットに対するレーザースキャナの座標が記録されたので、入力された座標で指示された正確な位置にレーザースキャナが当たっているか否かを決定するために、レーザースキャナの座標を、較正板の基準マーキングによって与えられる実際の座標と比較してもよい。
【００３８】
図５Ｃは、レーザースキャナによって較正板４４８上に作られたマーキングに対する別の実施形態の図を与える。ここでは、基準板４４８の上にレーザースポットを作るのではなく、代わりに、直線が基準板内へ走査される。また、これらの直線の実際の位置は、較正板４４８内に彫刻された縦および横の格子線に対する相対的な位置を決定することによって推測されてもよい。同様に、図５Ｄはレーザーマーキングが十字記号である図を与える。
【００３９】
上述の構成システムを用いて、レーザースキャナは正確で、安く、および相対的に単純な方法で較正されてもよい。図６は、レーザー走査システムを較正しうる処理の一例を示すフローチャートである。処理はブロック６０２で始まり、ここで較正板４４８はレーザー走査領域内に配置される。上述のように、レーザースキャナが積層造形装置の一部分であるような実施形態において、較正板４４８は、３−Ｄ装置の構築に用いられる粉体および／または樹脂の最も近くに配置されてもよい。いくつかの実施形態において、較正板４４８は、たとえば、較正板４４８が正しく配置されることを保証するブラケットおよびスロットを用いて手動で適切な位置に配置されてもよい。
【００４０】
あるいは、積層造形装置は、較正プロセスの間、較正板が適切な位置に自動的に移動されるように設計されてもよい。一旦、較正板４４８が正しく配置されると、処理はブロック６０４へ進む。ブロック６０４では、レーザービームは、レーザーマーキングを作るために、較正板のあらかじめ定義済みの位置を走査するように向けられる。図５Ｂ〜５Ｄに関連して上述したように、レーザーマーキングはさまざまな形態をとってもよい。いくつかの実施形態において、レーザーマーキングは、単純にレーザースポットでもよい。あるいは、図５Ｃおよび５Ｄに示すように、レーザーマーキングはより複雑であってもよい。
【００４１】
一旦、レーザーマーキングがビームによって作られると、処理はブロック６０６へ進む。ブロック６０６では、レーザーマーキングの近傍のレーザーマーキングおよび基準マーキングの画像が、画像取得部５３６によって捕捉される。上述のように、いくつかの実施形態において、画像は、モーター駆動のチルト−パンリグ(rig)、またはなんらかの他の搭載装置に搭載されたデジタルカメラを用いて捕捉されてもよい。さらに、デジタルカメラの移動は、レーザースキャナの移動にしたがうように制御コンピュータ５３４によって同時に制御されてもよい。いくつかの実施形態において、カメラは、基準板全体を捕捉するのに十分広い角度でカメラを配置できるように、十分な解像度を有することが認識されるべきである。解像度が、いくつかの画素を横切る各レーザーマーキング（たとえば、レーザースポット）を示すために十分なものであれば、レーザーマーキング座標の実際の位置を決定するのに、単一の画像を用いてもよい。
【００４２】
次に、処理はブロック６０８へ進み、ここで計算機制御システム５３４は、基準マーキングおよびレーザーマーキングの位置に基づいて、レーザーマーキング座標を決定する。上述のように、いくつかの実施形態において、この決定は、較正板４４８上の既知の基準マーキングの位置に対する相対的なレーザーマーキングの位置の比較によって行われてもよい。いくつかの実施形態において、比較によって、入力されたスキャナの位置と、計測されたレーザーマーキングの位置とを与えてこれらの差を示すための座標テーブルが得られうる。図８において、そのようなテーブル８００の一部の一例が与えられている。テーブル８００または同様の型のテーブル、および／または他のデータセットを用いて、レーザー走査システムの較正のために補正量が決定されてもよい。いくつかの実施形態において、これらの補正量は、較正プロセスを受けるレーザー走査装置に特有のスキャナ較正テーブル内に格納されてもよい。一旦、補正量が決定すると、処理はブロック６１２へ進み、ここでレーザースキャナは、決定された補正量にしたがって較正される。
【００４３】
図７は、レーザー走査システムが較正される処理の別の例を示す別のフローチャートである。処理はブロック７０２で始まり、ここで較正板４４８は、走査領域内に配置される。次に、処理はブロック７０４へ進み、ここでレーザービームは、較正板上の選択された位置を走査する。上述のように、走査はレーザースポットを作るものであってよいし、または、十字または直線のような他のなんらかの型のレーザーマーキングを作ってもよい。
【００４４】
次に、処理はブロック７０６へ進む。画像取得部５３４（たとえば、デジタルカメラ）が、較正板上に作られたレーザーマーキングの画像を捕捉集するように配置された場合、処理はブロック７１０へ進む。しかし、画像取得部が画像を捕捉するように配置されていないと判定された場合、処理は代わりにブロック７０８へ進む。ブロック７０８において、画像取得部は、レーザーマーキングの適切な画像を取得できる位置へ誘導される。
【００４５】
次に、処理はブロック７１０へ進む。ブロック７１０において、目標とされたレーザーマーキングの画像が、画像取得部によって取得され、メモリ内に格納される。次に、処理は判定ブロック７１２へ進み、ここで、レーザースキャナによって走査される必要がある、較正板上の追加の位置が存在するか否かを判定する。追加の位置が存在する場合、処理はブロック７１４へ進み、ここで次の位置が選択され、追加の走査および画像取得を可能とするために、処理はブロック７０４へ戻り、結局、判定ブロック７１２へ戻る。しかし、判定ブロック７１２で、走査が必要である、較正板上の追加の位置が存在しないと判定された場合、処理はブロック７１６へ進む。ブロック７１６では、各レーザーマーキングの具体的な位置が、較正板４４８上の基準マーキングに対して相対的に決定される。次に、処理はブロック７１８へ進み、ここで、各走査の意図された位置と比較されたレーザーマーキングの位置に基づいて、適切なレーザースキャナ補正量が決定される。したがって、走査を受けるために選択された位置と一致しない実際の位置に存在する各レーザーマーキングに対して、その不一致をなくすように補正量が決定される。一旦、補正量が決定されると、処理はその後ブロック７２０へ進み、ここでレーザー走査装置は、決定された補正量にしたがって較正される。
【００４６】
図７に関連した上述の処理において、画像取得部は、較正板上の特定領域から画像を取得するように配置されることができるように、移動可能な台の上に設けられる。いくつかの実施形態において、移動可能な台は必須ではなく、代わりに、較正板全体の単一の画像が取得されてこの単一画像が、較正板４４８上の基準マーキングに対して相対的にレーザーマーキングの具体的な位置を決定するために用いられてもよい。この代わりの技術において、画像取得装置（たとえばデジタルカメラ）のシャッター時間は、多数のレーザー走査が行えるような十分長い時間および単一の取得画像にて取得される多数の画像に対して設定される。したがって、この代わりの処理において、較正板４４８全体の画像取得が始まり、走査対象の板の上のそれぞれの位置にわたって走査を行い、その後画像取得を終える。
【００４７】
図９は、この代わりの処理の図を与えるフローチャートである。処理はブロック９０２で始まり、ここで較正板は積層造形装置の走査領域内に配置される。処理はその後、ブロック９０４へ進む。ここで画像取得部は、一般にデジタルカメラであり、較正板４４８全体の画像を取得するように配置される。いくつかの実施形態において、デジタルカメラは板の上に直接配置されてもよい。あるいは、デジタルカメラは、板の上に、角度を付けて配置して、板の上に直接は配置されないようにしてもよい。
【００４８】
この実施形態において、シャッター速度は、画像取得が開始したときに有効な露光時間であるように設定されてもよい。たとえば、デジタルカメラのシャッター速度（また、露光時間として知られる）は、３０秒以上に設定されてもよい。この時間の間、レーザースキャナは、較正板上の多くの異なる位置に向けられてもよい。したがって、ブロック９０６では、画像取得処理が、たとえば、較正板４４８の画像取得を可能とするためにシャッターを開くことから始まる。処理はその後、ブロック９０８へ進み、ここで計算機制御システムは、レーザービームを、較正板４４８上の選択された（一つまたは複数の）位置を走査するように向ける。処理は次に、判定ブロック９１０へ進む。判定ブロック９１０において、計算機制御システムは、走査すべき追加の位置が較正板上に存在するか否かを確認する。追加の位置が存在する場合、処理はブロック９１２へ進み、ここで追加の位置が選択される。ここで、処理は９０８へ戻り、ここではレーザービームが、選択された追加の位置に向けられる。
【００４９】
判定ブロック９１０において、追加の位置が認識されない場合、処理はブロック９１４へ飛び、画像取得処理は停止する。一般に、処理は、カメラ装置においてシャッターを閉じることによって停止する。ここで、較正板４４８上の基準マーキングと同じように、レーザー走査によって作られた各マーキングを含めて、較正板全体の単一の画像が捕捉される。画像が捕捉されると、処理はその後、ブロック９１６へ進み、ここで計算機制御システムは、基準マーキングおよびレーザーマーキングの位置に基づいて、レーザーマーキング座標を決定する。決定されたレーザーマーキング座標を用いて、その後ブロック９１８にてレーザースキャナ補正量が決定される。一旦、レーザースキャナ補正量が決定されると、処理はその後ブロック９２０へ進み、ここで装置上のレーザースキャナは、決定された補正量にしたがって較正される。
【００５０】
いくつかの実施形態において、図７および図９において与えられたアプローチの組み合わせが実行されてもよい。このアプローチの組み合わせにおいて、カメラが単一の露光の間、多数のレーザー走査における、一つの画像を取得することを可能とするように、図９において説明されたようにシャッター速度を遅くしてもよい。しかし、また、カメラは、較正板４４８全体の画像を撮るように配置されるのではなくて、代わりに、各露光の後に較正板上の別の領域に移動して、次の露光中に、多数のレーザー走査における、別の画像を取得することができるように、配置されてもよい。図１０は、この組み合わせ処理の例を与える。
【００５１】
処理は、ブロック１００２で始まりし、較正板が走査領域内に配置される。次に、処理はブロック１００４へ進み、ここでカメラの位置が選択される。カメラはその後、ブロック１００６において、正しい位置へ誘導される。ブロック１００６において、その後カメラは較正板から画像を取得することができる。処理は次にブロック１００８へ進み、画像取得処理が始まる。図９に関連して上述したように、シャッター速度は、写真が撮影されている間に多数のレーザー走査が行えるように、非常に長い時間に設定してもよい。
【００５２】
処理は、次にブロック１０１０へ進む。ブロック１０１０では、較正板上の走査位置が選択される。次に、処理はブロック１０１２へ進み、ここでレーザースキャナによって、較正板上の、選択された位置にレーザービームが向けられる。一旦、走査がなされると、処理は判定ブロック１０１４へ進み、ここで現在のカメラのシャッター中に走査する追加の位置が存在するか否かを判定する。追加の位置が存在すると判定した場合、処理はブロック１０１０へ戻り、追加の走査位置が選択され、ブロック１０１２で、追加の走査位置にレーザービームが向けられる。
【００５３】
ブロック１０１４において、現在の露光中に、スキャナに対する追加の位置が存在しないと判定した場合、ブロック１０１６において、現在の画像取得処理における追加の走査は行われず、処理は停止される。次に、処理は判定ブロック１０１８へ進み、画像取得部によって画像が取得される必要があるような、較正板上の追加の位置が存在するか否かを判定する。追加の位置が存在すると判定した場合、処理はブロック１００４へ戻り、ここでは新たなカメラ位置が選択され、その後処理を繰り返す。一方、追加の位置が必要ない場合、処理はブロック１０２０へ進み、ここでは取得された画像内の基準マーキングおよびレーザーマーキングの位置に基づいて、レーザーマーキング座標が決定される。処理はその後ブロック１０２２へ進み、ここでは前のステップにおいて決定されたレーザーマーキングの位置に基づいて、レーザー補正量が決定される。一旦、レーザー補正量が決定されると、処理はその後ブロック１０２４へ進み、決定された補正量にしたがってレーザースキャナが較正される。
【００５４】
本明細書にて開示されたシステムおよび方法は、従来の較正技術に対していくつかの有利な点を与える。特に、画像取得部は、デジタルカメラおよび動作チルト−パンリグのような、安価で、市販の、普通の部材を用いて構成されることが可能である。較正板の使用によって、さまざまな異なる機械にわたって用いられることができる、単純な機械的設計が可能になる。さらに、較正板は機械の大きさや型に特有でなければならないことは前提とした上で、較正板は容易に製造でき、基準マーキングは板の上に、単純な印刷またはレーザー彫刻処理を用いて配置されることができる。またさらに、較正板の使用により、紙、単一用途の基板などのような消耗資源を用いる必要が回避される。
【００５５】
いくつかの実施形態において、上述のシステムおよび方法は、図６、７、９、および１０に関連して説明された処理を含めて、図１に関連して説明されたような、ネットワークを通じて実行されるように構成されてもよい。たとえば、レーザーマーキングおよびレーザーマーキングの近傍における基準マーキングの画像のような、画像取得装置によって捕捉された画像は、画像を解析する、図１の１つ以上のコンピュータ１０２ａ〜１０２ｄのようなコンピュータへ、ネットワーク（たとえば、インターネット）を通じて送信されてもよい。したがって、画像を捕捉するステップ（たとえば、ブロック６０４および６０６、ブロック７０４〜７１４、ブロック９０６〜９１４、および／またはブロック１００４〜１０１８）は、図２のコンピュータ１０２（ａ）、図３のコンピュータ３０５、または図４の制御コンピュータ４３４のような第１コンピュータによって駆動されてもよい。画像は、その後、第１コンピュータによって、ネットワーク１０５を通じて第２コンピュータへ送信されてもよい。第２コンピュータは、コンピュータ１０２ａ〜１０２ｄのうちの１つ以上のもののような、画像の解析（たとえば、ブロック６０８〜６１０、ブロック７１６〜７１８、ブロック９１６〜９１８、および／またはブロック１０２０〜１０２２）を駆動するものである。解析を駆動する第２コンピュータは、その後、レーザースキャナに対してなされる必要があるレーザー補正量を決定し、ネットワーク１０５を通じて第１コンピュータへ、必要なレーザー補正量を指示するデータ（たとえば、較正ファイル）を送信してもよい。第１コンピュータは、その後、受信したデータにしたがってレーザースキャナの較正を駆動（たとえば、ブロック６１２、７２０、９２０、および／または１０２４）してもよい。
【００５６】
本明細書にて開示されたさまざまな実施形態は、計算機制御システムの使用のために与えられる。当業者は、これらの実施形態が、汎用および／または特定用途向けの両方の計算機システムの環境または構成を含めて、多くの異なる型の計算装置を用いて実現されてもよいことを容易に理解するだろう。上で明らかにされた実施形態に関連して使用するのに好適でありうる周知の計算機システム、環境、および／または構成の例は、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドまたはラップトップ装置、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、プログラム可能なコンシューマ電子装置、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、上述のシステムまたは装置のうちの任意のものを含む分散コンピューティング環境などを含んでもよいが、これらに限定されない。これらの装置は、計算装置内のマイクロプロセッサによって実行されたときに、計算装置が指示を実行するための特定の動作を実行するようにさせる、格納された指示を含んでもよい。ここで用いたように、指示は、システムにおいて情報を処理するための、コンピュータが実行するステップを参照する。指示は、ソフトウェア、ファームウェア、またはハードウェアにおいて実行されることが可能であり、システムの構成要素によって行われる任意の型のプログラムされたステップを含むことができる。
【００５７】
マイクロプロセッサは、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）Ｐｒｏプロセッサ、８０５１プロセッサ、ＭＩＰＳ（登録商標）プロセッサ、ＰｏｗｅｒＰＣ（登録商標）プロセッサ、またはＡｌｐｈａ（登録商標）プロセッサのような、任意の従来の汎用の、単一または複数チップのマイクロプロセッサであってもよい。加えて、マイクロプロセッサは、デジタル信号プロセッサまたはグラフィックスプロセッサのような、任意の従来の特定用途のマイクロプロセッサであってもよい。マイクロプロセッサは、一般に、従来のアドレスライン、従来のデータライン、および１つ以上の従来のコントロールラインを備える。
【００５８】
本明細書にて開示された本発明の態様および実施形態は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはそれらの任意の組み合わせを生成するための標準のプログラミング技術または工学技術を用いた製造方法、製造装置、または製品として実行されてもよい。本明細書にて用いられる用語「製品」は、ハードウェア、または光学記憶装置、および揮発性または不揮発性メモリ装置のような、一時的ではないコンピュータ読み取り可能媒体、または、信号、搬送波、等のような、一時的なコンピュータ読み取り可能媒体において実行されるコードまたはロジックを参照する。そのようなハードウェアは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）、複合型プログラム可能論理デバイス（ＣＰＬＤｓ）、プログラム可能論理アレイ（ＰＬＡｓ）、マイクロプロセッサ、または他の類似の処理装置を含んでもよいが、これに限定されることはない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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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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【図１０】
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