(57)【要約】本願は、概して、マシンビジョンを使用するためのシステムならびに方法に関し、マシンビジョンは、較正パラメータ等の付加製作デバイスの１つ以上の側面、および／またはデバイスによって形成された、もしくはデバイスによって形成されている途中であるオブジェクトについての情報を提供する。いくつかの側面によると、付加製作デバイスを較正する方法が提供される。いくつかの側面によると、付加製作デバイスを使用して形成されるオブジェクトの少なくとも一部を査定する方法が提供される。いくつかの側面によると、付加製作デバイスを使用して、第１のオブジェクトと接触して第２のオブジェクトを製作する方法が提供される。いくつかの側面によると、上記の方法のうちの１つ以上のものを行うように構成されている付加製作デバイスが提供され得る。
2017528342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構築プラットフォームと、撮像デバイスと、１つ以上のプリントヘッドとを備えている、付加製作デバイスを較正する方法であって、前記方法は、
少なくとも部分的に、前記撮像デバイスを使用して前記構築プラットフォーム上に位置している較正パターンを撮像することによって、第１の空間マッピングを決定することと、
前記１つ以上のプリントヘッドのうちの第１のプリントヘッドを使用して、前記構築プラットフォーム上で較正オブジェクトを製作することと、
少なくとも部分的に、前記撮像デバイスを使用して前記製作された較正オブジェクトを撮像することによって、第２の空間マッピングを決定することと、
少なくとも部分的に前記第１および第２の空間マッピングに基づいて、前記第１のプリントヘッドから前記構築プラットフォームまでの空間マッピングを決定することと、
少なくとも部分的に前記第１のプリントヘッドから前記構築プラットフォームまでの前記決定された空間マッピングに基づいて、前記第１のプリントヘッドに関連付けられている１つ以上の設定を調節することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記第１の空間マッピングは、前記撮像デバイスから前記構築プラットフォームまでの空間マッピングであり、前記第２の空間マッピングは、前記撮像デバイスから前記第１のプリントヘッドまでの空間マッピングである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のプリントヘッドに関連付けられている前記１つ以上の設定は、前記１つ以上のプリントヘッドのうちの別のプリントヘッドに対する前記第１のプリントヘッドの位置を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ以上のプリントヘッドのうちの第２のプリントヘッドから前記構築プラットフォームまでの空間マッピングを決定することと、少なくとも部分的に前記第２のプリントヘッドから前記構築プラットフォームまでの前記決定された空間マッピングに基づいて、前記第２のプリントヘッドに関連付けられている１つ以上の設定を調節することとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記１つ以上のプリントヘッドは、前記第１および第２のプリントヘッドの間に位置している第３のプリントヘッドを含み、前記第１のプリントヘッドに関連付けられている前記調節された１つ以上の設定と、前記第２のプリントヘッドに関連付けられている前記調節された１つ以上の設定との間で補間することによって、前記第３のプリントヘッドに関連付けられている１つ以上の設定を調節することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のプリントヘッドに関連付けられている１つ以上の設定を調節することは、前記第１のプリントヘッドのノズルの位置および／もしくは向きを変更することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記較正パターンは、チェッカー盤パターンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記較正オブジェクトは、光学的に透明な材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のプリントヘッドから前記構築プラットフォームまでの前記空間マッピングを決定することは、少なくとも１つのホモグラフィ行列を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
第２の空間マッピングを決定することは、ユーザインターフェースを介してユーザによって提供される複数の較正点を取得することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の空間マッピングは、少なくとも部分的に、前記複数の較正点の対応する期待位置からの前記複数の較正点の各々のオフセットを決定することによって、決定される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
付加製作装置であって、前記付加製作装置は、
構築プラットフォームと、
少なくとも第１のプリントヘッドであって、前記少なくとも第１のプリントヘッドは、１つ以上の設定を有する、少なくとも第１のプリントヘッドと、
撮像デバイスと、
少なくとも１つのプロセッサと
を備え、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
少なくとも部分的に、前記撮像デバイスを使用して前記構築プラットフォーム上に位置している較正パターンを撮像することによって、第１の空間マッピングを決定することと、
少なくとも部分的に、前記撮像デバイスを使用して前記第１のプリントヘッドを使用して形成された較正オブジェクトを撮像することによって、第２の空間マッピングを決定することと、
少なくとも部分的に前記第１および第２の空間マッピングに基づいて、前記第１のプリントヘッドから前記構築プラットフォームまでの空間マッピングを決定することと、
少なくとも部分的に前記第１のプリントヘッドから前記構築プラットフォームまでの前記決定された空間マッピングに基づいて、前記第１のプリントヘッドの前記１つ以上の設定のうちの少なくとも１つを調節することと
を行うように構成されている、付加製作装置。
【請求項１３】
前記第１の空間マッピングは、前記撮像デバイスから前記構築プラットフォームまでの空間マッピングであり、前記第２の空間マッピングは、前記撮像デバイスから前記第１のプリントヘッドまでの空間マッピングである、請求項１２に記載の付加製作装置。
【請求項１４】
前記第１のプリントヘッドに関連付けられている前記１つ以上の設定は、前記１つ以上のプリントヘッドのうちの別のプリントヘッドに対する前記第１のプリントヘッドの位置を含む、請求項１２に記載の付加製作装置。
【請求項１５】
前記第１のプリントヘッドから前記構築プラットフォームまでの前記空間マッピングを決定することは、ホモグラフィ行列を計算することを含む、請求項１２に記載の付加製作装置。
【請求項１６】
構築プラットフォームの上方に位置している撮像デバイスを使用して、付加製作デバイスの前記構築プラットフォームを水平にする方法であって、前記方法は、
前記撮像デバイスを使用して、前記構築プラットフォーム上に位置している較正パターンの少なくとも一部を撮像することと、
前記較正パターンの前記撮像された少なくとも一部の複数の焦点測定を決定することと、
少なくとも部分的に前記複数の焦点測定に基づいて、前記構築プラットフォームの向きを識別することと、
前記決定された向きに基づいて、前記構築プラットフォームの前記向きを調節することと
を含む、方法。
【請求項１７】
前記複数の焦点測定の各々は、前記較正パターンの前記撮像された少なくとも一部の対応する点が焦点はずれである程度を表す、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記複数の焦点測定の平均が閾値を下回るまで、撮像するステップ、決定するステップ、識別するステップ、および調節するステップを連続的に繰り返すことをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記構築プラットフォームの前記向きを調節することは、前記撮像デバイスに向かって、またはそこから離して、前記構築プラットフォームの少なくとも一部を移動させることを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記構築プラットフォームの前記向きを調節することは、前記撮像デバイスに向かって前記構築プラットフォームの第１の部分を移動させることと、前記撮像デバイスから前記構築プラットフォームの第２の部分を離して移動させることとを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
付加製作デバイスを使用して形成されるオブジェクトの少なくとも一部を査定する方法であって、前記付加製作デバイスは、構築プラットフォームと、撮像デバイスとを備え、
前記方法は、
付加製作によって、前記構築プラットフォーム上で前記オブジェクトの前記少なくとも一部を形成することと、
前記撮像デバイスを用いて、前記オブジェクトの前記少なくとも一部の表面領域を走査することであって、前記走査することは、
前記撮像デバイスを用いて、前記オブジェクトの前記少なくとも一部の前記表面領域の第１の画像を捕捉することであって、前記第１の画像は、前記オブジェクトの前記少なくとも一部の前記表面領域が前記撮像デバイスから第１の距離であるときに捕捉される、ことと、
前記撮像デバイスを用いて、前記オブジェクトの前記少なくとも一部の前記表面領域の第２の画像を捕捉することであって、前記第２の画像は、前記オブジェクトの前記少なくとも一部の前記表面領域が前記撮像デバイスから第２の距離であるときに捕捉され、前記第２の距離は、前記第１の距離と異なる、ことと
を含む、ことと、
少なくとも部分的に前記第１および第２の画像に基づいて、前記オブジェクトの前記少なくとも一部の前記表面領域の深度マップを決定することと
を含む、方法。
【請求項２２】
前記オブジェクトの前記少なくとも一部は、前記オブジェクトの第１の部分であり、前記方法は、前記第１の部分と接触して前記オブジェクトの第２の部分を形成することをさらに含み、前記形成することは、少なくとも部分的に、前記オブジェクトの前記第１の部分の前記表面領域の前記決定された深度マップに基づく、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記オブジェクトの前記第２の部分の表面領域の深度マップを決定することをさらに含み、前記オブジェクトの前記第２の部分の前記表面領域の前記深度マップは、前記オブジェクトの前記第１の部分の前記表面領域の前記深度マップの深度変動より小さい深度変動を示す、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記オブジェクトの前記少なくとも一部の前記表面領域は、前記オブジェクトの前記少なくとも一部の最上表面の一部である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記表面領域に対応するバイナリマスクを決定することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の画像の少なくとも第１のピクセルの値は、２つの電磁波の相対位相を示す、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記オブジェクトを表す３次元モデルを取得することと、
前記深度マップを前記３次元モデルと比較することによって、前記オブジェクトの前記形成された少なくとも一部の公差を決定することと
をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１および第２の距離は、１μｍ〜１０μｍの差異を有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１および第２の距離は、約２μｍの差異を有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項３０】
少なくとも前記第１および第２の画像は、低コヒーレンス干渉技法によって捕捉される、請求項２１に記載の方法。
【請求項３１】
前記撮像デバイスは、光干渉断層撮影スキャナを備えている、請求項２１に記載の方法。
【請求項３２】
前記光干渉断層撮影スキャナは、約１５ｍｍの直径を伴う円形走査領域を有する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記深度マップを決定することは、少なくとも部分的に、前記第１および第２の画像を含む複数の画像に基づき、前記方法は、
前記複数の画像の各々における第１のピクセルの値を取得し、それによって、複数の値を取得することと、
前記複数の値における高周波数特徴を識別することによって、前記深度マップの少なくとも第１の深度を決定することと
を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３４】
付加製作装置であって、前記付加製作装置は、
構築プラットフォームと、
少なくとも１つのプリントヘッドと、
撮像デバイスと、
少なくとも１つのコントローラと
を備え、
前記少なくとも１つのコントローラは、
前記少なくとも１つのプリントヘッドを動作させ、前記構築プラットフォーム上でオブジェクトの少なくとも一部を形成することと、
前記撮像デバイスを動作させることであって、前記デバイスは、
前記オブジェクトの前記少なくとも一部の表面領域の第１の画像を捕捉することであって、前記第１の画像は、前記オブジェクトの前記少なくとも一部の前記表面領域が前記撮像デバイスから第１の距離であるときに捕捉される、ことと、
前記オブジェクトの前記少なくとも一部の前記表面領域の第２の画像を捕捉することであって、前記第２の画像は、前記オブジェクトの前記少なくとも一部の前記表面領域が前記撮像デバイスから第２の距離であるときに捕捉され、前記第２の距離は、前記第１の距離と異なる、ことと
を行う、ことと、
少なくとも部分的に前記第１および第２の画像に基づいて、前記オブジェクトの前記少なくとも一部の前記表面領域の深度マップを決定することと
を行うように構成されている、付加製作装置。
【請求項３５】
前記構築プラットフォームは、前記撮像デバイスに向かって、またはそこから離れて移動するように構成されている、請求項３４に記載の付加製作装置。
【請求項３６】
前記撮像デバイスは、光干渉断層撮影スキャナを備えている、請求項３４に記載の付加製作装置。
【請求項３７】
付加製作デバイスを使用して形成されるオブジェクトの少なくとも一部を査定する方法であって、前記付加製作デバイスは、構築プラットフォームと、撮像デバイスとを備え、
前記方法は、
付加製作によって、前記構築プラットフォーム上で前記オブジェクトの前記少なくとも一部を形成することと、
前記撮像デバイスを用いて、前記オブジェクトの前記少なくとも一部の表面領域を走査することであって、前記走査することは、
第１の光の波長において前記撮像デバイスを用いて、前記オブジェクトの前記少なくとも一部の前記表面領域の第１の画像を捕捉することと、
前記第１の光の波長と異なる第２の光の波長において前記撮像デバイスを用いて、前記オブジェクトの前記少なくとも一部の前記表面領域の第２の画像を捕捉することと
を含む、ことと、
少なくとも部分的に前記第１および第２の画像に基づいて、前記オブジェクトの前記少なくとも一部の前記表面領域の深度マップを決定することと
を含む、方法。
【請求項３８】
前記第１の画像の少なくとも第１のピクセルの値は、２つの電磁波の相対位相を示す、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
付加製作装置であって、前記付加製作装置は、
構築プラットフォームと、
少なくとも１つのプリントヘッドと、
撮像デバイスと、
少なくとも１つのコントローラと
を備え、
前記少なくとも１つのコントローラは、
前記少なくとも１つのプリントヘッドを動作させ、前記構築プラットフォーム上でオブジェクトの少なくとも一部を形成することと、
前記撮像デバイスを動作させることであって、前記撮像デバイスは、
第１の光の波長において前記オブジェクトの前記少なくとも一部の表面領域の第１の画像を捕捉することと、
前記第１の光の波長と異なる第２の光の波長において前記オブジェクトの前記少なくとも一部の表面領域の第２の画像を捕捉することと
を行う、ことと、
少なくとも部分的に前記第１および第２の画像に基づいて、前記オブジェクトの前記少なくとも一部の前記表面領域の深度マップを決定することと
を行うように構成されている、付加製作装置。
【請求項４０】
前記第１の画像の少なくとも第１のピクセルの値は、２つの電磁波の相対位相を示す、請求項３９に記載の付加製作装置。
【請求項４１】
構築プラットフォームを備えている付加製作デバイスを使用して、第１のオブジェクトと接触して第２のオブジェクトを製作する方法であって、前記方法は、
前記第２のオブジェクトを表す３次元モデルを取得することと、
前記第１のオブジェクトが前記構築プラットフォーム上に位置しているとき、前記第１のオブジェクトの少なくとも１つの３次元表面領域を感知することと、
少なくとも部分的に前記感知することの結果に基づいて、前記３次元モデルの少なくとも一部を変換することと、
付加製作によって、少なくとも部分的に前記変換された３次元モデルに基づいて、前記第１のオブジェクトと接触して前記第２のオブジェクトを製作することと
を含む、方法。
【請求項４２】
前記第１のオブジェクトは、付加製作を使用して製作された、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記第１のオブジェクトは、付加製作を使用して製作されなかった、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
前記第１のオブジェクトの前記少なくとも１つの３次元表面領域を感知することは、
撮像デバイスを使用して、前記少なくとも１つの３次元表面領域の第１の画像を捕捉することであって、前記第１の画像は、前記オブジェクトの前記表面領域が前記撮像デバイスから第１の距離であるときに捕捉される、ことと、
前記撮像デバイスによって、前記少なくとも１つの３次元表面領域の第２の画像を捕捉することであって、前記第２の画像は、前記オブジェクトの前記表面領域が前記撮像デバイスから第２の距離であるときに捕捉され、前記第２の距離は、前記第１の距離と異なる、ことと、
少なくとも部分的に前記第１および第２の画像に基づいて、前記少なくとも１つの３次元表面領域の深度マップを決定することと
を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記第１の画像の少なくとも第１のピクセルの値は、２つの電磁波の相対位相を示す、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記第１および第２の距離は、１μｍ〜１０μｍの差異を有する、請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
前記深度マップの分解能は、１０μｍ以下である、請求項４４に記載の方法。
【請求項４８】
前記第１のオブジェクトの前記少なくとも１つの３次元表面領域を感知することは、
第１の光の波長において前記撮像デバイスを使用して、前記少なくとも１つの３次元表面領域の第１の画像を捕捉することと、
前記第１の光の波長と異なる第２の光の波長において前記撮像デバイスによって、前記少なくとも１つの３次元表面領域の第２の画像を捕捉することと、
少なくとも部分的に前記第１および第２の画像に基づいて、前記少なくとも１つの３次元表面領域の深度マップを決定することと
を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４９】
前記３次元モデルを変換することは、前記モデルを回転させること、拡大縮小すること、および／または平行移動させることを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項５０】
前記３次元モデルを変換することは、前記第１のオブジェクトの前記少なくとも１つの３次元表面領域が前記変換された３次元モデルと整列させられるようにすることである、請求項４１に記載の方法。
【請求項５１】
付加製作装置であって、前記付加製作装置は、
構築プラットフォームと、
少なくとも１つのプリントヘッドと、
撮像デバイスと、
少なくとも１つのコントローラと
を備え、
前記少なくとも１つのコントローラは、
前記撮像デバイスによって、第１のオブジェクトが前記構築プラットフォーム上に位置しているとき、前記第１のオブジェクトの少なくとも１つの３次元表面領域を感知することと、
前記少なくとも１つのプリントヘッドを動作させ、前記第１のオブジェクトと接触して第２のオブジェクトを形成することと
を行うにように構成され、
前記第２のオブジェクトは、少なくとも部分的に、前記第１のオブジェクトの前記少なくとも１つの３次元表面領域に一致するように構成されている、付加製作装置。
【請求項５２】
前記第１のオブジェクトは、付加製作を使用して製作された、請求項５１に記載の付加製作装置。
【請求項５３】
前記第１のオブジェクトの前記少なくとも１つの３次元表面領域を感知することは、
撮像デバイスを使用して、前記少なくとも１つの３次元表面領域の第１の画像を捕捉することであって、前記第１の画像は、前記オブジェクトの前記表面領域が前記撮像デバイスから第１の距離であるときに捕捉される、ことと、
前記撮像デバイスによって、前記少なくとも１つの３次元表面領域の第２の画像を捕捉することであって、前記第２の画像は、前記オブジェクトの前記表面領域が前記撮像デバイスから第２の距離であるときに捕捉され、前記第２の距離は、前記第１の距離と異なる、ことと、
少なくとも部分的に前記第１および第２の画像に基づいて、前記少なくとも１つの３次元表面領域の深度マップを決定することと
を含む、請求項５１に記載の付加製作装置。
【請求項５４】
前記第１の画像の少なくとも第１のピクセルの値は、２つの電磁波の相対位相を示す、請求項５３に記載の付加製作装置。
【請求項５５】
前記第１および第２の距離は、１μｍ〜１０μｍの差異を有する、請求項５３に記載の付加製作装置。
【請求項５６】
前記第１のオブジェクトの前記少なくとも１つの３次元表面領域を感知することは、
第１の光の波長において前記撮像デバイスを使用して、前記少なくとも１つの３次元表面領域の第１の画像を捕捉することと、
前記第１の光の波長と異なる第２の光の波長において前記撮像デバイスによって、前記少なくとも１つの３次元表面領域の第２の画像を捕捉することと、
少なくとも部分的に前記第１および第２の画像に基づいて、前記少なくとも１つの３次元表面領域の深度マップを決定することと
を含む、請求項５１に記載の付加製作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（政府支援研究開発に関する声明）
本発明は、全米科学財団によって与えられた認可番号ＨＳ−１１１６２９６号、宇宙・海軍戦システムセンターによって与えられた契約番号Ｎ６６００１−１２−１−４２４２号の支援を伴って為された。政府は、本発明における一定の権利を有する。
【背景技術】
【０００２】
付加製作、例えば、３次元（３Ｄ）印刷は、典型的には、構築材料の部分を特定の場所で凝固および／または合体させることによって、オブジェクトを製作するための技法を提供する。付加製作技法は、ステレオリソグラフィ、選択的または溶融堆積モデリング、直接複合製造、積層オブジェクト製造、選択的位相面積堆積、多相ジェット凝固、弾道粒子製造、粒子堆積、レーザ焼結、ポリジェット、またはそれらの組み合わせを含み得る。多くの付加製作技法は、典型的には、所望のオブジェクトの断面積である、連続層を形成することによって、部品を構築する。典型的には、各層は、前もって形成された層、またはオブジェクトが構築される基板のいずれかに接着するように形成される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
いくつかの実施形態によると、構築プラットフォームと、撮像デバイスと、１つ以上のプリントヘッドとを備えている付加製作デバイスを較正する方法が提供され、方法は、少なくとも部分的に、撮像デバイスを使用して構築プラットフォーム上に位置している較正パターンを撮像することによって、第１の空間マッピングを決定することと、１つ以上のプリントヘッドのうちの第１のプリントヘッドを使用して、構築プラットフォーム上で較正オブジェクトを製作することと、少なくとも部分的に、撮像デバイスを使用して製作された較正オブジェクトを撮像することによって、第２の空間マッピングを決定することと、少なくとも部分的に第１および第２の空間マッピングに基づいて、第１のプリントヘッドから構築プラットフォームまでの空間マッピングを決定することと、少なくとも部分的に第１のプリントヘッドから構築プラットフォームまでの決定された空間マッピングに基づいて、第１のプリントヘッドに関連付けられている１つ以上の設定を調節することとを含む。
【０００４】
いくつかの実施形態によると、構築プラットフォームと、少なくとも第１のプリントヘッドであって、１つ以上の設定を有する第１のプリントヘッドと、撮像デバイスと、少なくとも部分的に、撮像デバイスを使用して構築プラットフォーム上に位置している較正パターンを撮像することによって、第１の空間マッピングを決定し、少なくとも部分的に、撮像デバイスを使用して、第１のプリントヘッドを使用して形成された較正オブジェクトを撮像することによって、第２の空間マッピングを決定し、少なくとも部分的に第１および第２の空間マッピングに基づいて、第１のプリントヘッドから構築プラットフォームまでの空間マッピングを決定し、少なくとも部分的に第１のプリントヘッドから構築プラットフォームまでの決定された空間マッピングに基づいて、第１のプリントヘッドの１つ以上の設定のうちの少なくとも１つを調節するように構成されている少なくとも１つのプロセッサとを備えている付加製作装置が提供される。
【０００５】
いくつかの実施形態によると、構築プラットフォームの上方に位置している撮像デバイスを使用して、付加製作デバイスの構築プラットフォームを水平にする方法が提供され、方法は、撮像デバイスを使用して、構築プラットフォーム上に位置している較正パターンの少なくとも一部を撮像することと、較正パターンの撮像された少なくとも一部の複数の焦点測定を決定することと、少なくとも部分的に複数の焦点測定に基づいて、構築プラットフォームの向きを識別することと、決定された向きに基づいて、構築プラットフォームの向きを調節することとを含む。
【０００６】
いくつかの実施形態によると、付加製作デバイスを使用して形成されるオブジェクトの少なくとも一部を査定する方法が提供され、付加製作デバイスは、構築プラットフォームと、撮像デバイスとを備え、方法は、付加製作によって、構築プラットフォーム上でオブジェクトの少なくとも一部を形成することと、撮像デバイスを用いて、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域を走査することであって、走査することは、撮像デバイスを用いて、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域の第１の画像を捕捉することであって、第１の画像は、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域が撮像デバイスから第１の距離であるときに捕捉される、ことと、撮像デバイスを用いて、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域の第２の画像を捕捉することであって、第２の画像は、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域が撮像デバイスから第２の距離であるときに捕捉され、第２の距離は、第１の距離と異なる、こととを含む、ことと、少なくとも部分的に第１および第２の画像に基づいて、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域の深度マップを決定することとを含む。
【０００７】
いくつかの実施形態によると、構築プラットフォームと、少なくとも１つのプリントヘッドと、撮像デバイスと、少なくとも１つのプリントヘッドを動作させ、構築プラットフォーム上でオブジェクトの少なくとも一部を形成し、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域の第１の画像を捕捉することであって、第１の画像は、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域が撮像デバイスから第１の距離であるときに捕捉される、ことと、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域の第２の画像を捕捉することであって、第２の画像は、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域が撮像デバイスから第２の距離であるときに捕捉され、第２の距離は、第１の距離と異なる、こととを行うように撮像デバイスを動作させ、少なくとも部分的に第１および第２の画像に基づいて、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域の深度マップを決定するように構成されている少なくとも１つのコントローラとを備えている付加製作装置が提供される。
【０００８】
いくつかの実施形態によると、付加製作デバイスを使用して形成されるオブジェクトの少なくとも一部を査定する方法が提供され、付加製作デバイスは、構築プラットフォームと、撮像デバイスとを備え、方法は、付加製作によって、構築プラットフォーム上でオブジェクトの少なくとも一部を形成することと、撮像デバイスを用いて、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域を走査することであって、走査することは、第１の光の波長において撮像デバイスを用いて、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域の第１の画像を捕捉することと、第１の光の波長と異なる第２の光の波長において撮像デバイスを用いて、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域の第２の画像を捕捉することとを含む、ことと、少なくとも部分的に第１および第２の画像に基づいて、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域の深度マップを決定することとを含む。
【０００９】
いくつかの実施形態によると、構築プラットフォームと、少なくとも１つのプリントヘッドと、撮像デバイスと、少なくとも１つのプリントヘッドを動作させ、構築プラットフォーム上でオブジェクトの少なくとも一部を形成し、第１の光の波長においてオブジェクトの少なくとも一部の表面領域の第１の画像を捕捉し、第１の光の波長と異なる第２の光の波長においてオブジェクトの少なくとも一部の表面領域の第２の画像を捕捉するように撮像デバイスを動作させ、少なくとも部分的に第１および第２の画像に基づいて、オブジェクトの少なくとも一部の表面領域の深度マップを決定するように構成されている少なくとも１つのコントローラとを備えている付加製作装置が提供される。
【００１０】
いくつかの実施形態によると、構築プラットフォームを備えている付加製作デバイスを使用して、第１のオブジェクトと接触して第２のオブジェクトを製作する方法が提供され、方法は、第２のオブジェクトを表す３次元モデルを取得することと、第１のオブジェクトが構築プラットフォーム上に位置しているとき、第１のオブジェクトの少なくとも１つの３次元表面領域を感知することと、少なくとも部分的に該感知することの結果に基づいて、３次元モデルの少なくとも一部を変換することと、付加製作によって、少なくとも部分的に変換された３次元モデルに基づいて、第１のオブジェクトと接触して第２のオブジェクトを製作することとを含む。
【００１１】
いくつかの実施形態によると、構築プラットフォームと、少なくとも１つのプリントヘッドと、撮像デバイスと、撮像デバイスによって、第１のオブジェクトが構築プラットフォーム上に位置するとき、第１のオブジェクトの少なくとも１つの３次元表面領域を感知し、少なくとも１つのプリントヘッドを動作させ、第１のオブジェクトと接触して第２のオブジェクトを形成するように構成されている少なくとも１つのコントローラとを備え、第２のオブジェクトは、少なくとも部分的に、第１のオブジェクトの少なくとも１つの３次元表面領域に一致するように構成されている、付加製作装置が提供される。
【００１２】
前述の概要は、例証として提供され、限定的であることを意図していない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
添付図面は、一定の縮尺で描かれることを意図していない。図面では、種々の図に図示される各同一またはほぼ同一の構成要素は、類似数字によって表される。明確にする目的で、全ての構成要素が全ての図で標識されるわけではない場合がある。
【図１】図１は、いくつかの実施形態による、付加製作デバイス内でマシンビジョンを実践するために好適な例証的システムを描写する。
【図２】図２は、いくつかの実施形態による、マシンビジョン技法を実践するために好適なシステムの論理図を描写する。
【図３】図３は、いくつかの実施形態による、マシンビジョン支援型付加製作デバイスの構成要素の間の空間マッピングの決定を描写する。
【図４】図４は、いくつかの実施形態による、付加製作デバイスの１つ以上の設定を調節する方法を描写する。
【図５】図５は、いくつかの実施形態による、付加製作デバイスのための空間マッピングを決定するために好適な例証的ユーザインターフェースを描写する。
【図６】図６Ａ−Ｂは、いくつかの実施形態による、構築プラットフォームの向きを感知するための例証的技法を描写する。
【図７】図７は、いくつかの実施形態による、構築プラットフォームの向きを調節する方法を描写する。
【図８】図８は、いくつかの実施形態による、表面の深度マップを決定する方法を描写する。
【図９】図９は、いくつかの実施形態による、米１セント硬貨の例証的深度マップを描写する。
【図１０】図１０Ａ−Ｂは、いくつかの実施形態による、製作されているオブジェクトの表面の感知に応答して、付加製作を行うことの実施例を描写する。
【図１１】図１１は、いくつかの実施形態による、オブジェクトの製作中に補正層を形成する方法を描写する。
【図１２】図１２Ａ−Ｄは、いくつかの実施形態による、補助オブジェクトと接触してオブジェクトを製作する例証的プロセスを描写する。
【図１３】図１３は、いくつかの実施形態による、補助オブジェクトと接触してオブジェクトを製作する方法を描写する。
【図１４】図１４は、本発明の側面が実装され得る、コンピュータシステム環境の実施例を描写する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本願は、概して、付加製作デバイスの１つ以上の側面（較正パラメータ等）についての情報、および／または、デバイスによって形成された、もしくはデバイスによって形成されている途中であるオブジェクトについての情報を提供するために、マシンビジョンを使用するためのシステムならびに方法に関する。
【００１５】
付加製作デバイスは、概して、デバイスによって製作されるオブジェクトがオブジェクトの意図された形態の正確な表現であることを確実にするために、較正されなければならない。例えば、付加製作デバイスは、典型的には、構築プラットフォーム上でオブジェクトを製作し、オブジェクトの第１の層は、構築プラットフォーム上に形成され、後続の層は、前もって形成された層上に形成される。構築プラットフォームが正しく向けられていない場合、オブジェクトの形成された層は、一貫した厚さを有していない場合があり、および／または、構築プラットフォームならびに／もしくは前もって形成された層に適切に接着しない場合があり、意図されたオブジェクトを正確に表さない形成されたオブジェクトにつながる。
【００１６】
加えて、いくつかのタイプの付加製作デバイスは、材料供給装置（多くの場合、「プリントヘッド」と称される）を利用し、それらは、１つ以上の位置および／もしくは向き等の１つ以上の調節可能な自由度を伴う構成要素を有する。これらの自由度を調節することによって、材料が各プリントヘッドによって形成される方法が調節され得る。複数のプリントヘッドを利用する付加製作デバイスでは、プリントヘッドは、各プリントヘッドによって生成される材料が意図された場所に堆積させられることを確実にするために、互いに対して調節される必要があり得る。例えば、付加製作デバイスは、各々が材料を構築プラットフォームおよび／または製作されているオブジェクトに方向付けるノズルを有する複数のプリントヘッドを含み得る。精密に別のプリントヘッドから生成される材料の上に１つのプリントヘッドから材料を生成するために、ノズルは、互いに対して適切に整列させられなければならない。しかしながら、この較正プロセスは、行うことに時間がかるとともに高価であり、多くの場合、このプロセスを行うために経験豊富な技術者を必要とし得る。
【００１７】
付加製作デバイスが較正されても、さらなる問題がオブジェクトの製作中に発生し得る。温度の軽微な変動および／または製作プロセスへの異物（例えば、塵）の導入は、製作されたオブジェクトの欠陥（例えば、製作されたオブジェクトとオブジェクトの意図された形態との間の相違）を引き起こし得る。しかしながら、これらの欠陥は、従来、製作中に検出することが困難または不可能であり、たとえそれらが検出され得たとしても、付加製作デバイスは、概して、少なくとも部分的にこれらの欠陥を補償する、後続の動作を行うように命令されることができない。したがって、製作されたオブジェクトが意図されたオブジェクトを失敗なく表すかどうかは、製作を開始する前に、どれだけ徹底的にデバイスを較正したか、および／または製作環境がどれだけ清潔であるかに基づく傾向がある。
【００１８】
最終的に、付加製作デバイスは、概して、平坦な構築プラットフォーム上でオブジェクトを製作することに限定される。付加製作デバイスが小規模（例えば、０．０１μｍ〜５００μｍ）で材料を形成するので、材料が形成される任意の表面は、およそ材料形成の規模で理解されなければならない。そうでなければ、製作されたオブジェクトは、構築プラットフォームの高さの変動を受け、平らでない層内で生成されるであろう。その結果として、製作されたオブジェクトは、少なくとも１つの完全に平坦な表面を含まなければならず、オブジェクトの初期層は、平坦な構築プラットフォーム上で形成される。これは、失敗なく付加的に製作されることができるオブジェクトの領域を限定する。オブジェクトの表面構造が、およそオブジェクト上の材料形成の規模で理解されない限り、構築プラットフォーム上に配置される所与のオブジェクトは、オブジェクトの製作のための基礎として使用されないこともある。
【００１９】
本発明者らは、（前製作および／または後製作を含む）製作の１つ以上の段階中にフィードバックを付加製作デバイスに提供するために、付加製作デバイス内でマシンビジョンを使用することによって、上記の問題が軽減され得ることを認識および理解している。そのようなマシンビジョンシステムは、デバイスの較正中にフィードバックを提供し得、オブジェクトの製作に先立って、および／または製作中にフィードバックを提供し得、ならびに／もしくは製作されたオブジェクトについてフィードバックを提供し得る。マシンビジョンシステムは、構築プラットフォーム、製作されているオブジェクト、製作されたオブジェクト、および／または製作されていないオブジェクトのそれ等の３次元表面を感知することが可能であり得る。
【００２０】
いくつかの実施形態では、付加製作システムおよび／もしくはプロセスの１つ以上の側面は、表面（例えば、構築プラットフォーム、製作されているオブジェクトの表面、製作されたオブジェクトの表面、製作されていないオブジェクトの表面等）を感知することの１つ以上の結果に基づいて、調節され得る。例えば、付加製作デバイスの較正中、マシンビジョンシステムは、構築プラットフォームの向きを感知し得、それは、構築プラットフォームが適切に向け直されることを可能にし得る。システムは、加えて、もしくは代替として、製作された較正オブジェクトの表面を感知し得、それは、後続のオブジェクトをより正確に製作するように１つ以上のプリントヘッドを調節する方法を示し得る。
【００２１】
付加製作デバイスによる製作中に、マシンビジョンシステムは、製作されているオブジェクトの表面を感知することによって、製作プロセスにおける欠陥についてのフィードバックを提供し得る。このフィードバックは、例えば、観察された欠陥を補償するように製作プロセスを調節するために使用され得る。加えて、もしくは代替として、製作されたオブジェクトの１つ以上の表面についてのフィードバックは、オブジェクトの公差についての情報を提供し得る。付加製作デバイスによる製作に先立って、補助オブジェクト（すなわち、製作されているオブジェクト以外のオブジェクト。それは、付加製作を介して生成された場合もあり、生成されていない場合もある）の１つ以上の表面が感知され得る。これは、例えば、オブジェクトが、補助オブジェクトと接触して付加製作デバイスによって製作されることを可能にし得る。
【００２２】
いくつかの実施形態では、マシンビジョンシステムは、５０μｍを下回る分解能等の高い光学分解能を伴うデバイスを含み得る。デバイスは、デバイスから表面までの距離を感知すること、および／または表面の形状を感知することによる方法を含む、任意の好適な方法で表面を感知し得る。例えば、デバイスは、テラヘルツ撮像装置または光干渉断層撮影（ＯＣＴ）システム等の高解像度深度スキャナを含み得、および／または、鏡面反射からの形状および／または焦点技法からの深度とともに使用するために好適な１つ以上の撮像デバイスを含み得る。いくつかの実施形態では、マシンビジョンシステムは、数秒以内に表面を感知するように構成され得る。
【００２３】
いくつかの実施形態では、構築プラットフォームが、オブジェクトの製作に先立ってマシンビジョンシステムによって感知され得る。構築プラットフォームの位置および／または向きは、構築プラットフォームを適切に較正するように、製作の開始に先立って、構築プラットフォームを移動させる方法、ならびに／もしくは向け直す方法を示し得る。例えば、マシンビジョンシステムから構築プラットフォームまでの垂直距離（例えば、マシンビジョンシステムの光軸と平行な軸に沿った距離）を感知することは、付加製作デバイスの軸に対する構築プラットフォームの傾斜を示し得る。それによって、構築プラットフォームは、観察された傾斜に基づいて構築プラットフォームの向きを調節することによって、水平にされ得る。いくつかの使用事例では、構築プラットフォームの向きは、例えば、構築プラットフォームの向きを調節する方法を決定するコンピュータもしくは他のデバイスによって制御され得る、１つ以上のアクチュエータ（例えば、ステッピングモータ）によって調節され得る。いくつかの実施形態では、構築プラットフォームを感知することは、構築プラットフォームに対するマシンビジョンシステムの相対位置を識別するために使用され得る。
【００２４】
いくつかの実施形態では、付加製作デバイスの構成の１つ以上の側面は、製作されたオブジェクトを感知することに基づいて調節され得る。認識可能な特徴（例えば、グリッド）を有する較正オブジェクトを製作し、オブジェクトを感知することによって、オブジェクトを正確に製作する付加製作デバイスの能力が評価され得る。それによって、デバイスの構成の１つ以上の側面は、その評価に基づいて調節され得る。例えば、較正オブジェクトを感知することは、オブジェクトを感知するために使用されるマシンビジョンシステムに対する、較正オブジェクトを形成するために使用されるプリントヘッドの相対的位置付けを示し得る。いくつかの実施形態では、較正オブジェクトが形成される構築プラットフォームに対するマシンビジョンシステムの相対的位置付けをこの情報と組み合わせることは、意図されたオブジェクトからの較正オブジェクトの偏差を示し得る。例えば、組み合わせられた情報は、意図された場所および／または意図された形状で較正オブジェクトを生成するように、プリントヘッドの側面（例えば、ノズル方向）が調節されるべきであることを示し得る。
【００２５】
いくつかの実施形態では、材料が、オブジェクトの製作中、オブジェクトの感知に基づいて、付加製作デバイスによって形成され得る。上で議論されるように、その製作中のオブジェクトの表面の感知は、製作の欠陥および／または誤差を示し得る。該欠陥および／または誤差を識別することによって、欠陥および／または誤差を少なくともある程度補償する後続の材料が（例えば、製作中に材料の後続の層内に）生成され得る。例えば、製作プロセスに基づいて意図されるよりも多くの材料が堆積させられている領域では、材料の１つ以上の後続の層が、そうでなければその領域中に配置されたであろうよりも少ない材料を有して生成され得る。同様に、意図されるよりも少ない材料が堆積させられている領域では、１つ以上の後続の層が、そうでなければ生成されたであろうよりも追加の材料を生成し得る。いくつかの実施形態では、上記分析を製作されているオブジェクトの表面の特定の領域（連続的領域である場合もあり、そうではない場合もある）に限定するために、バイナリマスクが使用され得る。
【００２６】
いくつかの実施形態では、部分的に製作されたオブジェクトもしくは製作されたオブジェクトの１つ以上の表面が、感知および分析され得る。製作されたオブジェクトの表面の感知は、工業規格で使用するため等のオブジェクトの公差の計算を可能にし得る。いくつかの使用事例では、その製作中および／または後にオブジェクトを感知することによって、オブジェクトのモデルと製作されたオブジェクトとの間の体積相違が決定され得る。いくつかの使用事例では、その製作中にオブジェクトの表面を感知し、表面の公差が客観的基準を満たさない場合に製作を終了することによって、オブジェクトの製作が終了させられ得る。その製作中のオブジェクトの感知は、製作が完了すると検査することが困難である、および／または目で見えないオブジェクトの領域についての情報を提供し得る。例えば、オブジェクトの内部空洞（すなわち、材料によって完全に囲まれている空洞）は、オブジェクトの本体を通して断層撮影法を行うこと、またはオブジェクトを分解することなく、検査することが不可能であろう。しかしながら、その製作中にオブジェクトを感知することによって、内部空洞についての情報（例えば、サイズ、形状）が取得され得る。
【００２７】
いくつかの実施形態では、補助オブジェクトの１つ以上の表面が、感知され得、オブジェクトが、その１つ以上の表面と接触して製作され得る。上で説明されるように、本明細書に説明される技法は、補助オブジェクト（製作オブジェクト以外のオブジェクト。それは、付加的に製作された場合もあり、製作されていない場合もある）と接触して（例えば、その上で）オブジェクトの製作を可能にし得る。補助オブジェクトの表面を感知することによって、付加製作デバイスは、補助オブジェクトと接触して所望の界面を提供するように、例えば、選定されたオブジェクトのモデルを変換することによって、表面と接触して選定されたオブジェクトを製作する方法を指示され得、変換することは、モデルを拡大縮小すること、伸張すること、および／または平行移動させること、ならびに／もしくは所望の界面が形成されるように選定されたオブジェクトのモデルから材料を除去することを含み得る。いくつかの実施形態では、選定されたオブジェクトのモデルは、補助オブジェクトの感知された表面と界面接触するように、自動的に変換され得る。
【００２８】
いくつかの実施形態では、オブジェクトが製作され得る構築表面が、感知され得る。それによって、構築表面の向きおよび／または位置の調節が、製作を行う所望のプラットフォームを提供するように行われ得る。例えば、構築表面は、重力に対して実質的に平坦であるように、および／または、実質的に付加製作デバイスの１つ以上の要素（例えば、フレーム、プリントヘッドの運動の方向等）に対して実質的に平坦であるように調節され得る。加えて、または代替として、構築表面を感知することによって、付加製作デバイスは、オブジェクトの初期層の形成中に表面の小さい欠陥を充填することによって等、表面に接触して選定されたオブジェクトを製作する方法を指示され得る。
【００２９】
以下では、製作の１つ以上の段階中にフィードバックを提供するために、付加製作デバイス内でマシンビジョンを使用することに関する種々の概念および実施形態のより詳細な説明が続く。本明細書に説明される種々の側面は、多数の方法のうちのいずれかで実装され得ることを理解されたい。具体的実装の実施例が、例証目的のみで本明細書で提供される。加えて、以下の実施形態に説明される種々の側面は、単独で、または任意の組み合わせで使用され得、本明細書で明示的に説明される組み合わせに限定されない。
【００３０】
図１は、いくつかの実施形態による、付加製作デバイス内でマシンビジョンを実践するために好適な例証的システムを描写する。システム１００は、マシンビジョンシステム１１０と、構築プラットフォーム１２０と、プリントヘッドアセンブリ１３０とを含む。図１の実施例では、システム１００内の製作されたオブジェクトの１つの可能な場所を例示するように、製作されたオブジェクト１４０が構築プラットフォーム１２０上に描写されている。しかしながら、オブジェクト１４０は、例証的要素のみとして提供され、システム１００は、一般に、構築プラットフォーム上に存在する部分的に製作されたオブジェクトを感知することによって、および／または構築プラットフォーム上に存在する補助オブジェクト（例えば、付加製作を介して形成されないオブジェクト）を感知することによって、いかなるオブジェクトも構築プラットフォーム上に存在してない（例えば、構築プラットフォーム自体がマシンビジョンを介して分析され得る）ときに表面を感知するために使用され得る。本明細書で参照される「部分的に製作されたオブジェクト」は、材料の整数の層内にある必要はなく、材料の１つ未満の層を含み得る、付加製作デバイスによって形成される任意の量の材料を含み得る。
【００３１】
図１の実施例では、マシンビジョンシステム１１０は、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）スキャナであり、光源１１１と、偏光子１１２および１１３と、ビームスプリッタ１１４と、鏡１１５と、撮像デバイス１１８とを含む。光源１１１は、固定波長の光を発し得、および／または発せられる光の波長が変動させられ得るように、制御されるように構成され得る。光源１１１からの光は、偏光子１１２によって偏光させられ、光の一部（例えば、半分）が製作されたオブジェクト１４０に反射され、別の部分が鏡１１５に伝達されるように、ビームスプリッタ１１４によって分割される。製作されたオブジェクトに反射される光の部分の少なくとも一部は、（例えば、反射によって）撮像デバイス１１８に戻るよう伝達される。同時に、ビームスプリッタ１１４を通して伝達される光は、鏡１１５から反射され、撮像デバイス１１８において受光されるようにビームスプリッタによって反射される。２つの光路の経路長が調和するとき、撮像デバイスにおいて建設的干渉があろう。
【００３２】
いくつかの使用事例では、撮像デバイスから製作されたオブジェクト上の１つ以上の点までの距離は、製作されたオブジェクトまでの距離を変動させ、建設的干渉が生じる深度を識別することによって（例えば、撮像デバイス１１８を使用して画像を生成することによって、および様々な距離で画像のピクセルの輝度の変動を検査することによって）、決定され得る。他の使用事例では、撮像デバイスから製作されたオブジェクト上の１つ以上の点までの距離は、デバイスから製作されたオブジェクトまでの距離を固定された状態で保ちながら、光源１１１から発せられる光の波長を変動させることによって、決定され得る。撮像デバイスから製作されたオブジェクト上の１つ以上の点までの距離を決定するためのこれら２つの技法（すなわち、相対位置を変動させる技法および波長を変動させる技法）は、独立して、または併せて使用され得、システム１００は、いずれか一方もしくは両方の技法を利用するように構成され得る。
【００３３】
マシンビジョンシステム１１０は、任意の好適な位置（例えば、ｘおよび／またはｙ）ならびに／もしくは深度（例えば、ｚ）分解能を有し得るが、好ましくは、システム１００で使用されている付加製作技法の分解能に相当する分解能、またはそれより小さい分解能を有する。例えば、付加製作技法が約３０μｍの分解能を有する場合、マシンビジョンシステム１１０の分解能は、任意の好適なサイズを有し得るが、好ましくは、約３０μｍ以下である。いくつかの実施形態では、マシンビジョンシステム１１０は、１２．７μｍ等の１０μｍ〜２０μｍを含む、５μｍ〜３０μｍの分解能を有する。
【００３４】
マシンビジョンシステム１１０は、所与の時間に、表面の任意の好適な領域（表面のサイズ全体である必要はない）から表面感知データを受信し得る。例えば、マシンビジョンシステム１１０は、表面の一部から表面感知データを受信し得、（例えば、いずれか一方または両方を移動させることによって）互いに対してマシンビジョンシステムおよび表面を移動させ得、次いで、表面の別の位置から表面感知データを受信し得る。そのような使用事例において、感知される領域は、１００ｍｍ３〜２００ｍｍ３を含む、５０ｍｍ３〜５００ｍｍ３を含む任意の好適なサイズであり得る。いくつかの実施形態では、感知される領域は、１５ｍｍの直径を有する円形領域である。いくつかの実施形態では、マシンビジョンシステムは、バイナリマスクによって画定される表面の領域から表面感知データを決定する。
【００３５】
いくつかの実施形態では、撮像デバイスと感知されている表面（例えば、構築プラットフォーム１２０、製作されたオブジェクト１４０等）との間の距離は、少なくとも部分的に、マシンビジョンシステム１１０に向かって、および／またはそこから離して構築プラットフォームを移動させることによって、変動させられる。例えば、構築プラットフォームは、±ｚ方向（図１の軸を参照）に構築プラットフォームを移動させることによって、撮像デバイス１１８に向かって、および／またはそこから離れて移動させられ得る。構築プラットフォームは、構築プラットフォームに機械的に連結される１つ以上のアクチュエータ（例えば、ステッピングモータ等のモータ）を使用することによる方法を含む、任意の好適な方法で移動させられ得る。
【００３６】
いくつかの実施形態では、撮像デバイスと感知されている表面との間の距離が、少なくとも部分的に、構築プラットフォームに向かって、および／またはそこから離してマシンビジョンシステム１１０を移動させることによって、変動させられる。例えば、マシンビジョンシステム１１０は、マシンビジョンシステムが±ｚ方向に移動させられ得るように、構造（図１に示されていない）に搭載され得る。マシンビジョンシステムは、１つ以上のアクチュエータを使用することによる方法を含む、任意の好適な方法で移動させられ得る。
【００３７】
マシンビジョンシステムおよび／または構築プラットフォームが移動させられるかどうかにかかわらず、撮像デバイス１１８によって捕捉される画像の間で移動させられる距離は、任意の好適な距離であり得る。いくつかの実施形態では、複数の画像が、撮像デバイスによって捕捉され、マシンビジョンシステムと構築プラットフォームとの間の距離は、２μｍの段階等の１μｍ〜１０μｍの段階で画像の間で調節される。
【００３８】
光源１１１は、ＯＣＴ走査とともに使用するために任意の好適な光源を含み得る。いくつかの実施形態では、光源１１１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。光源は、いくつかの使用事例では、マシンビジョンシステムの所望の分解能に基づいて選定され得る、任意の好適な波長範囲にわたって光を発し得る。例えば、比較的広い範囲の波長を発する光源は、比較的広い範囲の距離内にあるような、感知されている撮像デバイスと表面との間の距離の決定を可能にし得るが、比較的大きい分解能（すなわち、距離測定におけるより大きい段階サイズ）を有し得る。同様に、比較的狭い範囲の波長を発する光源は、比較的狭い範囲の距離内にあるような、感知されている撮像デバイスと表面との間の距離の決定を可能にし得るが、比較的小さい分解能（すなわち、距離測定におけるより小さい段階サイズ）を有し得る。いくつかの実施形態では、光源１１１によって発せられる光のスペクトルは、表面の走査中、変動させられ得る。いくつかの実施形態では、光源１１１によって発せられる光のスペクトルは、非可視放射線（例えば、赤外線、紫外線、Ｘ線等）を含む。
【００３９】
偏光子１１２および１１３は、光源１１１によって生成される光の密度、および／または撮像デバイス１１８によって受光される光の密度を低減させ得る。撮像デバイスは、アクティブピクセルセンサまたは電荷結合素子（ＣＣＤ）等の任意の好適な光センサであり得、任意の好適な分解能を有し得る。いくつかの使用事例では、撮像デバイス１１８は、例えば、周囲光源等の別の光源を使用して、構築プラットフォームおよび／または製作されたオブジェクト等の表面を写真撮影することによって、光源１１１の活性化を伴わずに表面を感知するために使用され得る。それによって、焦点からの深度等の深度を決定するいくつかの技法は、修正を伴わずにシステム１００を使用して行われ得る。
【００４０】
プリントヘッドアセンブリ１３０は、ノズル１３２を含むプリントヘッド１３１を含む。図１の実施例では、典型的にはインクジェット付加製作技法で使用されるプリントヘッドが図示されているが、任意のタイプの付加製作技法が、一般に、本明細書に説明されるマシンビジョン技法を使用して実践され得ることが理解されるであろう。さらに、本明細書に説明されるマシンビジョン技法は、任意の数のプリントヘッドを備えている、付加製作デバイスとともに使用され得、例証的プリントヘッドアセンブリ１３０は、実施例のみとして３つのプリントヘッドを有して示される。
【００４１】
プリントヘッドアセンブリ１３０は、±ｘ、±ｙ、および／もしくは±ｚ方向等の１つ以上の方向にプリントヘッドが移動することを可能にする構造（図示せず）に連結され得る。例えば、プリントヘッドアセンブリは、±ｘ方向に整列させられるレールに連結され得、１つ以上のアクチュエータを使用して、レールに沿って移動させられ得る。加えて、プリントヘッド１３１の各々は、プリントヘッドが材料を生成するように、プリントヘッドを作動させる電気システムに連結され得る。例えば、プリントヘッド１３１は、圧電材料を含み得、圧電材料は、電圧が圧電材料に印加されると、サイズおよび／または形状を変化させ、それによって、プリントヘッドの内側で圧力の変化を引き起こす。それによって、プリントヘッド内に位置するインクは、対応するノズルを通して外に押し出されることができる。いくつかの使用事例では、電圧は、放出されるインク液滴のサイズおよび／または速度を制御し得る。いくつかの実施形態では、体積が６ｐＬ〜２６ｐＬである液滴が、プリントヘッドによって放出される。
【００４２】
構築プラットフォーム１２０は、オブジェクトが製作され得る任意の好適な表面であり得る。構築プラットフォーム１２０は、材料の層が均等なサイズの層内で付加製作中に形成され得るように、実質的に平坦であり得る。いくつかの実施形態では、構築プラットフォーム１２０は、１つ以上の方向に移動するように構成され得る。例えば、上で議論されるように、構築プラットフォームは、（例えば、表面の感知中に構築プラットフォームとマシンビジョンシステム１１０との間の距離を調節するように）±ｚ方向に移動するように構成され得る。加えて、または代替として、構築プラットフォーム１２０は、１つ以上の追加の方向に移動するように構成され得る。例えば、構築プラットフォーム１２０は、±ｘおよび／または±ｙ方向に移動し得る。
【００４３】
いくつかの実施形態では、構築プラットフォーム１２０は、構築プラットフォームの一部が±ｚ方向に上昇および／または下降させられ得るように構成される。例えば、構築プラットフォームの１つの隅は、独立して上昇および／または下降させられ、それによって、構築プラットフォームの平面の向きを調節する機構を提供し得る。構築プラットフォームが、配向のある境界範囲内の恣意的向きを有するように調節されることができるように、構築プラットフォームを調節するための任意の数のそのような独立機構が提供され得る。いくつかの使用事例では、構築プラットフォーム１２０は、ｘおよびｙ軸の両方と平行であるように調節される。
【００４４】
上で議論されるように、マシンビジョンシステム１１０による構築プラットフォーム１２０上の部分的に製作されたオブジェクトまたは製作されたオブジェクトの感知は、付加製作デバイスの精度を示し得る。したがって、プリントヘッド１３１の１つ以上の側面は、部分的製作オブジェクトもしくは製作されたオブジェクトを感知し、感知の結果に基づいて、これらの側面を調節する方法を決定することによって、調節され得る。例えば、製作されたオブジェクトを感知することは、製作されたオブジェクト内の材料が意図されるものと異なる位置に位置していることを示し得る。結果として、製作されたオブジェクトを形成したプリントヘッドは、プリントヘッドのノズルの位置および／または向きを調節することによって等、意図された位置で材料を生成するように調節され得る。
【００４５】
マシンビジョンシステム１１０（その構成要素のうちのいずれかを含む）、構築プラットフォーム１２０、プリントヘッドアセンブリ１３０、プリントヘッド１３１、および／もしくはノズル１３２のうちのいずれか１つ以上のものは、１つ以上のコントローラ（図１に示されていない）によって制御され得る。１つ以上のコントローラは、任意の数の上記の要素に連結され得る。例えば、撮像デバイス１１８は、（互いに連結される場合もあり、されない場合もある）マシンビジョンシステム１１０の位置を制御するものと異なるコントローラによって制御され得るか、または同一のコントローラによって制御され得る。さらに、任意の数のコントローラが、以下でさらに説明されるように、要素の１つ以上の位置および／または構成を調節する方法等の本明細書に説明される任意の計算ならびに／もしくは決定を行い得る。
【００４６】
図２は、いくつかの実施形態による、マシンビジョン技法を実践するために好適なシステムの論理図を描写する。システム２００は、コンピュータ２１０と、マシンビジョンシステム２２０と、プリントヘッド２３０と、構築プラットフォーム２４０と、温度／供給制御２５０と、紫外線硬化モジュール２６０とを含む。図２は、１つ以上のプリントヘッド２３０を含み、製作およびマシンビジョンシステム２２０を介した表面の感知中に構成要素を移動させるための特定の例証的構成を有する例証的インクジェット付加製作システムを図示する。
【００４７】
コンピュータ２１０は、その実施例が図１４に関して以下で議論される任意の好適なコンピュータシステム環境を含み得る。コンピュータ２１０は、製作される１つ以上のオブジェクトを表す、１つ以上の３次元モデル、温度パラメータ（例えば、プリントヘッド、構築プラットフォームの温度、製作されているオブジェクトを冷却する方法等）、モータ動作パラメータ（例えば、ステッピングモータのステップのステップ／ｍｍ、運動速度／加速度等）、もしくはそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない、付加製作に関するデータを取得し得る。取得されたデータのうちのいずれかは、外部デバイス（例えば、別のコンピュータ）から受信され、および／またはコンピュータにアクセス可能な記憶デバイス（例えば、ローカルならびに／もしくは遠隔記憶装置）から読み出され得る。コンピュータ２１０は、任意の好適な有線および／または無線技法を介して、信号をこれらの構成要素に提供することによって、システム２００の他の要素を制御する。例えば、システム２００の要素のうちのいずれか１つ以上のものは、それらがＵＳＢ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、および／またはＷｉ−Ｆｉを介して連結される要素と通信し得る。
【００４８】
図２の実施例では、プリントヘッド２３０（１つ以上のプリントヘッドを含み得る）は、それぞれ、モータ２３１および２３２によって、ｘならびにｙ方向に（例えば、図１に示されるように）移動させられる。加えて、温度／供給制御２５０は、（例えば、モータを作動させることによって、および／または圧電材料に電圧を提供することによって）プリントヘッド２３０のうちの１つ以上のから材料を生成するように、コンピュータ２１０によって操作される。
【００４９】
図２の実施例では、構築プラットフォーム２４０は、モータ２４１を使用して、２つの方法でｚ方向に移動するように構成される。第１に、構築プラットフォームは、±ｚ方向に直線的に移動するように構成される（すなわち、構築プラットフォーム上の全ての点が、±ｚ方向に同一量で同時に変位させられる）。加えて、構築プラットフォームは、ｚ軸に対する構築プラットフォームの向きが調節されるように、１つ以上のモータによって傾けられるように構成される。例えば、構築プラットフォームは、複数のねじ駆動に連結され得、複数のねじ駆動は、各々が構築プラットフォームの向きを調節するように独立して作動させられ得るステッピングモータに連結される。
【００５０】
図２の実施例では、インクジェット付加製作デバイスは、プリントヘッド２３０を介して液体フォトポリマーを生成し、液体フォトポリマーは、紫外線放射へのばく露によって固体形態に硬化させられる。紫外線硬化モジュール２６０は、プリントヘッド２３０によって生成されるフォトポリマーを硬化させるように制御される。
【００５１】
図３は、いくつかの実施形態による、マシンビジョン支援型付加製作デバイスの構成要素の間の空間マッピングの決定を描写する。上で議論されるように、マシンビジョンシステムを介した構築プラットフォーム上の既知の製作されたオブジェクトの感知は、製作されたオブジェクトがどのように形成されることを意図されたかと比較して、それがどのようにして実際に形成されたかを示し得る。図３は、プリントヘッドによって生成される場合、構築プラットフォーム上の製作されたオブジェクトのマシンビジョンシステムによって行われる観察を理解するための例証的技法を描写する。マシンビジョンシステムによって行われる観察は、ある座標系で、観察された材料が位置した場所を示し得るが、この座標系は、プリントヘッドが移動し、材料を堆積させるために使用するものと必ずしも同じではない。したがって、プリントヘッドが意図された通りに材料を生成しているかどうかを理解するために、プリントヘッド、マシンビジョンシステム、および構築プラットフォームの座標系の間の関係が決定され得る。
【００５２】
システム３００は、マシンビジョンシステム３１０と、プリントヘッド３２０と、構築プラットフォーム３３０とを含む。構築プラットフォームの座標系におけるマシンビジョンシステムの位置を示すマッピング１は、構築プラットフォーム上の既知のパターンおよび／またはオブジェクトを感知することによって決定され得る。例えば、パターン（例えば、チェッカー盤パターン）を有する一枚の紙が、（例えば、カメラ等の撮像デバイスを使用して）マシンビジョンシステムによって撮像され得、マッピングが、パターンの観察された位置、サイズ、および／または焦点状態に基づいて決定され得る。加えて、または代替として、既知のサイズおよび形状のオブジェクト（例えば、付加的に製作されたオブジェクト）が、マシンビジョンシステム３１０によって感知され得、マッピングが、オブジェクトの観察された位置、サイズ、および／または焦点状態に基づいて決定され得る。マッピング１、ならびに以下で説明されるマッピング２および３は、ホモグラフィ行列を用いる等、任意の好適な方法で説明され得る。さらに、マッピング１−３は、本明細書に説明される任意の数の測定に基づいて決定され得る。例えば、いくつかの使用事例では、本明細書に説明される複数の測定を行い、測定の平均または他の多数の組み合わせを行ない、マッピングを決定することが有益であり得る。
【００５３】
マッピング２は、プリントヘッド３２０とマシンビジョンシステム３１０との間のマッピングを示す。マッピング１および２が決定されると、マッピング３が、構築プラットフォームの座標系におけるプリントヘッド３２０の位置を決定するように計算されることができる。マッピング２を決定するために、既知のオブジェクトが、プリントヘッド３２０を使用して構築プラットフォーム上で製作され得る。例えば、既知のサイズを有するグリッドが、任意の数の材料の層から製作され得る。次いで、グリッドは、マシンビジョンシステム３１０によって（例えば、写真撮影することによって、および／もしくは１つ以上の表面の形状／位置を感知することによって）、マシンビジョンシステムの座標系における製作されたオブジェクトが位置する場所を決定するために感知され得る。これは、マッピング１を使用して、製作されたオブジェクトの決定された位置を変換することによって、マッピング３の決定を可能にする。
【００５４】
いくつかの実施形態では、プリントヘッド３２０は、付加製作デバイス内の複数のプリントヘッドのうちの１つであり得る。そのような場合において、マッピング２および３を決定する上記のプロセスは、プリントヘッドの各々のための対応するマッピングを決定するために、プリントヘッドの各々に対して繰り返され得る。代替として、既知の構成において２つより多くのプリントヘッドがある場合、マッピング３を決定するプロセスは、上記のプロセスを使用して、プリントヘッドの一部に行われ得、残りのプリントヘッドのマッピング３は、一部のためのマッピングを補間することによって決定され得る。例えば、プリントヘッドの列に対して、列内の最初および最後のプリントヘッドのためのマッピングが、上記のプロセスによって決定され得、他のプリントヘッドの各々のためのマッピングは、列内の各プリントヘッドの位置に基づいて最初および最後のプリントヘッドのためのマッピング間で補間することによって、決定され得る。
【００５５】
プリントヘッド３３０のための（および適切な場合は他のプリントヘッドのための）マッピングが決定されると、プリントヘッドに関連付けられている１つ以上の設定が、決定されたマッピングに基づいて調節され得る。プリントヘッドが意図された場所で材料を形成していないことをマッピングが示す場合、付加製作デバイスは、意図された様式で材料を生成するように調節され得る。例えば、プリントヘッドが材料を堆積させる場所を調節するように、プリントヘッド３３０のノズルを移動させること、および／または向け直すこと等の機械的調節が行われ得る。加えて、もしくは代替として、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶され、付加製作デバイスを制御する１つ以上のコントローラによってアクセスされる１つ以上の設定は、後続の製作が意図された通りに材料を生成するように調節され得る。
【００５６】
いくつかの実施形態では、マッピング１および２のうちの１つ以上のものは、少なくとも部分的に、ユーザインターフェースを介してユーザによって提供される入力に基づいて決定され得る。マッピングの各々は、マシンビジョンシステムによって取得されるデータに基づいて自動的に決定され得るが、マッピングはまた、少なくとも部分的にユーザからの入力に基づいて決定され得る。例えば、ユーザは、ユーザインターフェースを介して、較正オブジェクトの既知の側面が位置付けられている場所を示し得る。これらの指示は、単独で、もしくはオブジェクトの自動的に認識された特徴と組み合わせて、マッピング１および／またはマッピング２を決定するときに使用され得る。
【００５７】
図４は、いくつかの実施形態による、付加製作デバイスの１つ以上の設定を調節する方法を描写する。方法４００は、図１および２に示されるシステム１００および２００を含むが、それらに限定されないマシンビジョンシステムを備えている、任意の付加製作デバイスによって行われ得る。方法４００は、空間マッピングがプリントヘッドとマシンビジョンシステムとの間で決定され、付加製作デバイスの１つ以上の設定が空間マッピングに基づいて調節される、図３に関して上で説明されるもの等の較正プロセスを行う。
【００５８】
アクト４０２では、第１の空間マッピングが決定される。第１の空間マッピングは、マシンビジョンシステムから、構築プラットフォームまたは構築プラットフォーム上のオブジェクト（例えば、一枚の紙、製作されたオブジェクト）等のマシンビジョンシステムによって感知される表面へのマッピングであり得る。アクト４０４では、較正オブジェクトが、付加製作デバイスのプリントヘッドによって製作される。較正オブジェクトは、少なくとも１つの既知の長さ等の少なくとも１つの既知の空間特性を伴う任意のオブジェクトであり得る。
【００５９】
アクト４０６では、第２の空間マッピングが、マシンビジョンシステムを使用して、製作された較正オブジェクトを感知することによって決定される。例えば、マシンビジョンシステムは、較正オブジェクトの１つ以上の既知の空間特性の位置を識別し得る。アクト４０８では、プリントヘッドとマシンビジョンシステムとの間の空間マッピングが、第１および第２の空間マッピングに基づいて決定される。アクト４１０では、付加製作デバイスの１つ以上の設定（その例は上で議論された）がアクト４０８で決定される空間マッピングに基づいて調節される。
【００６０】
図５は、いくつかの実施形態による、付加製作デバイスのための空間マッピングを決定するために好適な例証的ユーザインターフェースを描写する。上で議論されるように、マッピングが、少なくとも部分的にユーザインターフェースを介してユーザによって提供される入力に基づいて、決定され得る。図５は、（例えば、マシンビジョンシステムを介して較正オブジェクトを感知することによって）較正オブジェクトの画像が表示される例証的ユーザインターフェースを描写し、ユーザは、カーソルを介して、較正オブジェクトの既知の空間特性が位置する場所を示し得る。
【００６１】
インターフェース５００は、較正オブジェクト５１０の画像を含み、較正オブジェクトは、グリッド形状を含む。ユーザは、カーソル５１０をグリッド５１０の交差グリッド線まで操作し、その場所でカーソルを用いて入力を提供すること（例えば、マウスボタンをクリックすること）によって、それらの場所を示す。図５の実施例では、交差点５１１、５１２、および５１３が、すでにユーザによって識別されている。ユーザがいくつかの交差点を識別すると、グリッド線を製作したプリントヘッドの構築プラットフォームへのマッピングが、上で説明されるように決定され得る。
【００６２】
図６Ａ−Ｂは、いくつかの実施形態による、構築プラットフォームの向きを感知するための例証的技法を描写する。上で説明されるように、マシンビジョンシステムは、構築プラットフォーム上のパターンの画像を形成することによって、構築プラットフォームの向きを感知し得る。図６Ａは、撮像デバイス６１０と、構築プラットフォーム６２０とを含む例証的付加製作デバイスを描写する。較正パターン６３０（図６Ａ−Ｂの実施例ではチェッカー盤パターンである）が構築プラットフォーム６２０の上にある。図６Ｂは、上方から（例えば、撮像デバイスの視点から）視認された構築プラットフォーム６２０を描写する。
【００６３】
較正パターン６３０は、既知のサイズおよび／または形状で既知のパターンを有する任意の好適なオブジェクトであり得る。図６Ａ−Ｂの実施例では、較正パターン６３０は、一枚の紙であり得るか、または付加的に製作されたオブジェクトであり得る。較正パターン６３０は、好ましくは、ｚ方向に一定の厚さを有する。
【００６４】
撮像デバイス６１０を含むマシンビジョンシステムは、較正パターン６３０の画像の１つ以上の領域の焦点を検出することによる方法を含む、任意の好適な方法で、構築プラットフォーム６２０の向きを決定し得る。例えば、画像の第１の領域が焦点外にあり、画像の第２の領域は焦点が合っている場合、それは、第１の領域が第２の領域よりも撮像デバイスの近くまたは遠くのいずれかにあることを示唆する。構築プラットフォームの向きを調節し、さらなる画像を取得することによって、構築プラットフォームは、撮像デバイスと構築プラットフォームとの間の軸と垂直になるまで調節され得る。
【００６５】
図７は、いくつかの実施形態による、構築プラットフォームの向きを調節する方法を描写する。方法７００は、図１および２に示されるシステム１００および２００を含むが、それらに限定されないマシンビジョンシステムを備えている任意の付加製作デバイスによって行われ得る。方法７００は、構築プラットフォームの向きが決定され、向きが決定された向きに基づいて調節される、図６に関して上で説明されるもの等の較正プロセスを行う。
【００６６】
アクト７０２では、較正表面がマシンビジョンシステムによって感知される。構築プラットフォームの向きに関する情報が１つ以上の感知の結果から取得され得るように、任意の好適な較正表面が感知され得る。較正表面の感知の例は、以下を含むがそれらに限定されない：較正表面が種々の色相および／または色を有し（例えば、その上に画像が形成された一枚の紙またはプラスチックであり得る）、較正表面を写真撮影することによって感知される；較正表面が構築プラットフォーム上の位置するオブジェクトの表面であり、表面がマシンビジョンシステムによって感知され得る；および／または、較正表面が構築プラットフォームであり得、構築プラットフォームまでの距離がマシンビジョンシステムによって感知され得る。
【００６７】
アクト７０４では、構築プラットフォームの向きが、少なくとも部分的にアクト７０２の結果に基づいて識別される。任意の好適な技法が、構築プラットフォームの向きを識別するために使用され得、それは、アクト７０２で行われる感知のタイプに依存し得る。例えば、種々の色相および／または色を有する較正表面が、アクト７０２で写真撮影された場合、写真の焦点の１つ以上の測定が、較正表面（それによって、構築プラットフォーム）が意図した通りに向けられているかどうかを決定するために使用され得る。例えば、較正表面が構築プラットフォーム上に位置するオブジェクトまたは構築プラットフォーム自体の表面である場合、表面または構築プラットフォームの深度マップが取得され、構築プラットフォームの向きを識別するために使用され得る。加えて、もしくは代替として、鏡面性技法からの形状が、光がオブジェクト上の１つ以上の点からどのように反射するかを観察し、存在する場合、観察された反射光に基づいてオブジェクトの向きを識別するために使用され得る。
【００６８】
任意の好適な向きが、意図された向きとして選定され得るが、好ましくは、意図された向きは、構築プラットフォームが付加製作デバイスの１つ以上のプリントヘッドが移動する軸と平行であるものである。そのような向きは、一定の厚さの層が１つ以上のプリントヘッドによって形成され得ることを確実にする。
【００６９】
アクト７０６では、構築プラットフォームの向きが調節され得る。向きは、１つ以上の手動操作型アクチュエータ（例えば、ねじ）もしくは１つ以上のモータ駆動型アクチュエータ（例えば、モータによって駆動される駆動ねじ）を含む、任意の好適な手段を介して調節され得る。
【００７０】
図８は、いくつかの実施形態による、オブジェクトの表面領域の深度マップを決定する方法を描写する。方法８００は、図１および２に示されるシステム１００および２００を含むが、それらに限定されないマシンビジョンシステムを備えている任意の付加製作デバイスによって行われ得る。方法８００は、付加製作を介して製作されるオブジェクトが、マシンビジョンシステムの撮像デバイスからオブジェクトまでの２つの異なる相対距離で撮像されるプロセスを行い、少なくとも２つの画像に基づいて深度マップを決定する。
【００７１】
アクト８０２では、オブジェクトが、付加製作を介して製作される。方法８００の後続のアクトは、マシンビジョンシステムを含む付加製作デバイスを使用し得る。そのような場合において、アクト８０２は、その付加製作デバイスによって、または任意の他の好適な付加製作デバイスによって行われ得る。例えば、付加製作を介して製作されるオブジェクトは、補助オブジェクトであり得、その補助オブジェクトは、マシンビジョンシステムを有する付加製作デバイスによって後に感知され、その付加製作デバイスは、補助オブジェクトを製作するために使用されたものとは異なる付加製作デバイスであり得る。
【００７２】
アクト８０４では、アクト８０２で製作されたオブジェクトの表面領域の第１の画像が捕捉される。画像は、任意の好適な方法で捕捉され得、オブジェクトの表面領域からマシンビジョンシステムの撮像デバイスに方向付けられる任意の好適な放射線に基づき得る。いくつかの実施形態では、光源からの光は、オブジェクトの表面領域に方向付けられ、少なくとも部分的に撮像デバイスに反射される。例えば、照射下の表面領域の画像が撮影される鏡面性技法からの形状が使用され得る。加えて、もしくは代替として、テラヘルツ撮像および／またはＯＣＴ等の断層撮影技法が、第１の画像を捕捉するために使用され得る。例えば、図１で描写されるようなＯＣＴスキャナは、光をオブジェクトの表面領域に方向付け、撮像デバイスまでの（例えば、鏡を介した）代替的経路を辿る光に加えて、反射光に基づいて、撮像デバイスにおいて画像を捕捉する。いくつかの実施形態では、表面領域の第１の画像は、撮像デバイスから同一の距離で捕捉される、表面領域の複数の画像のうちの１つであり得る。例えば、鏡面性技法からの形状では、表面領域の照射を変動させながら、表面領域のいくつかの画像が捕捉され得る。アクト８０４および８０６で撮像される表面領域は、オブジェクトの任意の外面部分であり得、オブジェクトの平坦な表面も連続的な表面も含む必要がない。加えて、または代替として、表面領域は、領域の外側に延びる表面の領域（例えば、平坦な表面の一部）であり得る。
【００７３】
アクト８０６では、オブジェクトの表面領域の第２の画像が捕捉され、画像を捕捉する撮像デバイスからオブジェクトの表面領域までの距離は、第１の画像が捕捉されたときのそれらの間の距離と異なる。距離は、任意の好適な方法で、撮像デバイスを移動させること、および／またはオブジェクトを移動させること（オブジェクトが置かれているか、または別様に取り付けられているプラットフォームもしくは他の構造を移動させることを含み得る）によるものを含む、任意の好適な機構を使用して変動させられ得る。いくつかの実施形態では、アクト８０４と８０６との間の距離の調節は、撮像デバイスの主軸と平行な方向にオブジェクトおよび／または撮像デバイスを移動させることを含む。しかしながら、一般に、表面領域と撮像デバイスとの距離は、任意の好適な方法で変動させられ得る。いくつかの実施形態では、表面領域の第２の画像は、撮像デバイスから同一の距離で捕捉される、表面領域の複数の画像のうちの１つであり得る。
【００７４】
アクト８０８では、深度マップが、少なくとも第１および第２の画像に基づいて決定される。深度マップは、表面領域内の複数の場所における、アクト８０４および８０６で捕捉されたオブジェクトの表面領域までの撮像デバイスからの距離を示し得る。それによって、深度マップは、いくつかの使用事例では、各ピクセルがオブジェクトの表面の関連点の深度を示す輝度および／または色を有する画像によって表され得る。
【００７５】
いくつかの実施形態では、マシンビジョンシステムの感知範囲内の点に適用されるときのバイナリマスク内の場所のみが感知されるように、バイナリマスクが深度マップの決定に適用され得る。この技法は、バイナリマスクによって画定される特定の領域のみが関心である、深度マップを決定するために要する時間を短縮するために、使用され得る。
【００７６】
アクト８０８における深度マップの決定の非限定的実施例として、ＯＣＴスキャナは、オブジェクトの表面領域（例えば、表面の円形領域）を照射し、その表面領域に基づいて第１の画像を捕捉し得る。ＯＣＴスキャナと表面との間の距離は、移動させられ得、同一の表面領域に基づく少なくとも第２の画像が、異なる距離で撮像され得る。上で議論されるように、建設的干渉が生じる距離は、表面領域中の対応する位置までの距離を示し得る。したがって、少なくとも第１および第２の画像を含む、表面領域の複数の画像を検査することによって、深度マップが決定され得る。
【００７７】
図９は、いくつかの実施形態による、米１セント硬貨の例証的深度マップを描写する。上で議論されるように、いくつかの実施形態では、深度マップは、オブジェクトの表面上の複数の場所に対するマシンビジョンシステムからの（および／または撮像デバイス等のマシンビジョンシステムの特定の構成要素の）距離を示し得る。図９は、米１セント硬貨の例証的深度マップを描写し、深度マップの各ピクセルの相対輝度は、基準高さをより上の高さを示す。例えば、リンカーン大統領の頭部が、硬貨の最も明るく、したがって、最も高い領域である。黒く見える領域は、深度マップの最低領域である。例証的深度マップ９００は、光干渉断層撮影、鏡面性からの形状、テラヘルツ撮像等を含むが、それらに限定されない、本明細書に説明される任意の好適な技法を介して、生成され得る。
【００７８】
図１０Ａ−Ｂは、いくつかの実施形態による、製作されているオブジェクトの表面の感知に応答して、付加製作を行う実施例を描写する。上で議論されるように、製作中のオブジェクトの表面の感知は、後続の製作にそのオブジェクトについて知らせ得る。具体的には、意図されたよりも少ない材料が形成された場合、追加の材料が、１つ以上の後続の層内で提供され得、および／もしくは意図されたよりも多くの材料が形成された場合、より少ない材料が、１つ以上の後続の層内で提供され得る。図１０Ａ−Ｂは、オブジェクトの一部を製作し、オブジェクトの表面を感知し、表面の感知に応答して追加の材料を形成する例証的プロセスを描写する。図１０Ａおよび１０Ｂは両方とも、製作中の構築プラットフォームおよびオブジェクトの断面図を描写する。
【００７９】
図１０Ａでは、付加製作デバイスは、構築プラットフォーム１０２０を含み、その上にオブジェクト１０１０の一部が形成されている。オブジェクト部分１０１０は、示されていないが層で形成されており、描写されるようなオブジェクト部分１０１０は、任意の数の材料の層を表し得る。水平面１０３０は、製作プロセスにおける描写された段階において、オブジェクト部分１０１０の上面があると期待されている、構築プラットフォームより上の高さである。しかしながら、領域１０１１および１０１３は、意図されたよりも多くの材料を有し、その結果として、水平面１０３０より高く到達し、領域１０１２は、意図されたよりも少ない材料を有し、水平面１０３０に到達していない。
【００８０】
オブジェクト部分１０１０の上面は、その実施例が本明細書に説明される、任意の好適なマシンビジョンシステムによって感知され得る。したがって、部分的オブジェクト内の意図された材料の量と領域１０１１−１０１３中の実際の堆積させられた材料の量との間の相違が決定され得る。結果として、そうでなければオブジェクトの製作を継続して行われ得る材料の後続の形成が、任意の観察された相違を補償するように調節され得る。例えば、１つ以上の後続の層では、そうでなければ形成されたであろうよりも少ない材料が、領域１０１１の上方に形成され得る。同様に、１つ以上の後続の層では、そうでなければ形成されたであろうよりも多くの材料が、領域１０１２の上方に形成され得る。
【００８１】
いくつかの実施形態では、相違の観察がなければ生成されなかったであろう１つ以上の層が形成され得る。例えば、相違が材料の層の厚さより大きい場合、相違に対処するために１つ以上の層を形成することが有益であり得る、例えば、水平面１０３０より下の領域１０１２の深度が、層の厚さにほぼ等しいかまたはそれを上回る場合、オブジェクトの追加の層（この相違および／または他の相違に基づいて調節されるさらなる層を含み得る）が形成される前に、１つ以上の層が、水平面１０３０に向かってその深度を増加させるように領域１０１２中に形成され得る。
【００８２】
図１０Ｂでは、オブジェクト部分１０４０として描写される１つ以上の追加の層が形成されている。水平面１０５０は、製作プロセスにおける描写された段階において、オブジェクト部分１０４０の上面があると期待されている、構築プラットフォームより上の高さである。オブジェクト部分１０４０は、領域１０１２中に追加の材料を含み、領域１０１１および１０１３中に削減された材料を含むように形成されている。したがって、オブジェクト部分１０４０は、水平面１０５０において均等な高さを有する。
【００８３】
図１０Ａ−Ｂは、オブジェクトの一部を製作し、オブジェクトの表面を感知し、表面の感知に応答して追加の材料を形成する１つの例証的プロセスとして提供される。一般に、このプロセスは、オブジェクトの製作中に任意の回数行われ得る。加えて、図１０Ａ−Ｂで描写されるような製作されているオブジェクトは、図を説明する上で明確性を提供するように、長方形の断面を有する。しかしながら、一般に、オブジェクトは、任意の恣意的断面および／または形状を有し得ることが理解されるであろう。
【００８４】
図１１は、いくつかの実施形態による、オブジェクトの製作中に補正層を形成する方法を描写する。方法１１００は、図１および２に示されるシステム１００および２００を含むが、それらに限定されないマシンビジョンシステムを備えている任意の付加製作デバイスによって行われ得る。方法１１００は、１つ以上の補正層を計算するためにオブジェクトの製作中に行われ得、補正層は、部分的に製作されたオブジェクトに堆積させられる材料の量を予期レベルに正常化するために形成され得る。補正層は、表面の感知がなければ別様に形成されたであろう層を調整することによって形成される層を含み得、および／または材料の量を正常化するためのみに形成される層を含み得る。
【００８５】
アクト１１０２では、層マスクが決定される。部分的に製作されたオブジェクトの表面を感知するために要する時間量を削減するために、バイナリマスクが、表面の感知を、マシンビジョンシステムの下方の材料の上面を含む領域に限定するように決定され得る。層マスクは、任意の好適な技法を介して決定され得、少なくとも部分的に、製作されているオブジェクトの表現に基づいて、決定され得る。例えば、オブジェクトが層で製作されるので、付加製作デバイスおよび／もしくは付加製作デバイスの１つ以上のコントローラは、部分的に製作されたオブジェクトの直近に形成された層において、材料が形成された場所を見つけ得る。それによって、バイナリマスクは、これらの場所に基づいて決定され得る。
【００８６】
アクト１１０４では、部分的に製作されたオブジェクトの深度マップが、層マスクによって画定されるオブジェクトの表面の領域内で決定される。深度マップは、本明細書に説明される任意の好適な技法を使用して決定され得る。
【００８７】
アクト１１０６では、補正層が、深度マップ内の各点の決定された深度を、表面の予期深度（典型的には一様な深度であろう）と比較することによって決定される。深度マップ内の各点は、（例えば、図３で描写されるマッピングを決定することによって）付加製作デバイスの座標系における場所に関連付けられ得、したがって、予期深度と測定された深度との間の任意の相違を少なくとも部分的に補正する補正層が、決定され得る。
【００８８】
任意の数の補正層が、任意の観察された相違を補正するために決定され得る。いくつかの使用事例では、相違は、付加製作デバイスによって生成される層の厚さより大きくあり得る。そのような場合において、複数の補正層が、この相違を少なくとも部分的に補正するために決定され得る。例えば、不十分な材料がオブジェクトの領域中で形成されていた場合、複数の補正層が、ほぼ意図された高さになるまで、その領域を充填するように決定され得る。同様に、過剰な材料がオブジェクトの領域中で形成されていた場合、複数の補正層が、残りのオブジェクトがほぼ領域の高さに到達するまで、その領域中で材料を形成しないように決定され得る。
【００８９】
アクト１１０８では、アクト１１０６で決定された１つ以上の補正層が、オブジェクト上に形成される。方法１１００は、形成された層の数に基づいて、１回または周期的を含む、オブジェクトの製作中に任意の回数で行われ得る。例えば、方法１１００は、１５個のオブジェクトの層が形成されるたびにその後に１回行われ得る。
【００９０】
図１２Ａ−Ｄは、いくつかの実施形態による、補助オブジェクトと接触してオブジェクトを製作する例証的プロセスを描写する。図１２Ａ−Ｄで描写されるプロセスは、図１および２に示されるシステム１００および２００を含むが、それらに限定されないマシンビジョンシステムを備えている任意の付加製作デバイスによって行われ得る。上で議論されるように、補助オブジェクトの表面を感知することによって、オブジェクトが、オブジェクトに接触して製作され得る。図１２Ａ−Ｄは、材料が付加製作デバイスによって補助オブジェクト上に形成される、順序を描写する。
【００９１】
図１２Ａは、構築プラットフォーム１２１０上に位置している補助オブジェクト１２２０の断面図を描写する。上面補助オブジェクトは、本明細書に説明されるようなマシンビジョンシステムを使用して、任意の好適な技法を介して感知され得る。図１２Ｂ−Ｄに示される付加製作を介した材料の後続の形成は、少なくとも部分的に、補助オブジェクト１２２０の表面の感知に基づき得る。
【００９２】
図１２Ｂでは、材料１２３０の１つ以上の層が、補助オブジェクト１２２０と接触して形成されている。材料の１つ以上の層を形成する方法は、製作されているオブジェクト（この場合は直方体）の表現および補助オブジェクトの深度マップに基づいて決定され得る。いくつかの実施形態では、製作されているオブジェクトが、修正を伴わずに補助オブジェクト上に直接製作される。いくつかの実施形態では、製作されているオブジェクトが、補助オブジェクトの感知された３次元構造に基づいて修正され得る。例えば、補助オブジェクト上に製作するオブジェクトのモデルが、深度マップに基づいて標的オブジェクトから材料の減算を行うことによって（例えば、標的オブジェクトの幾何学形状に１つ以上のブール演算を行うことによって）、および／またはモデルを伸張すること、サイズ変更すること、ならびに／もしくは平行移動させることによって、取得され得る。
【００９３】
材料の１つ以上の層が決定される方法にかかわらず、それらは、１つ以上の層１２３０、（図１２Ｃの）１つ以上の層１２４０、および（図１２Ｄの）１つ以上の層１２５０によって示されるように、補助オブジェクトを覆って形成され得る。したがって、図１２Ｄに示されるように、長方形の断面を有するオブジェクトが、長方形ではない断面を有する補助オブジェクトに接触してオブジェクトを付加的に製作することによって、形成され得る。
【００９４】
図１３は、いくつかの実施形態による、補助オブジェクトと接触してオブジェクトを製作する方法を描写する。方法１３００は、図１および２に示されるシステム１００および２００を含むが、それらに限定されないマシンビジョンシステムを備えている任意の付加製作デバイスによって行われ得る。上で議論されるように、補助オブジェクトと接触して製作されるオブジェクトのモデルが、オブジェクトの製作に先立って変換され得る。図１３の実施例は、そのような変換を行うための例証的プロセスを描写する。
【００９５】
アクト１３０２では、オブジェクトのモデルが取得される。モデルは、製作されるオブジェクトの任意の好適な計算表現であり得る。アクト１３０４では、補助オブジェクトの表面が感知される。補助オブジェクトは、該感知を行うマシンビジョンシステムを含む付加製作デバイスの構築プラットフォーム上に位置し得る。上面の全体または一部を含む、補助オブジェクトの任意の表面領域が感知され得る。例えば、オブジェクトが補助オブジェクトの一部の上で製作されるものである場合、補助オブジェクトの表面全体を感知することは必要ではないこともある。
【００９６】
アクト１３０６では、オブジェクトのモデルが、少なくとも部分的に、アクト１３０４で行われた感知の結果に基づいて変換される。オブジェクトは、オブジェクトの部分を除去もしくは追加することによる、および／またはモデルを伸張すること、傾斜させること、サイズ変更すること、ならびに／もしくは平行移動させることによる方法を含む、任意の好適な方法で変換され得る。いくつかの実施形態では、変換が、オブジェクトの一部に適用され得る一方で、残りのオブジェクトに異なる変換を行うか、またはいかなる変換も行わない。
【００９７】
いくつかの実施形態では、ユーザインターフェースが、少なくとも部分的に、オブジェクトを変換する方法を決定する動作を行うために使用され得る。例えば、オブジェクトの周辺を補助オブジェクトの周辺と整列させることを希望するユーザは、周辺が整列させられるまで、補助オブジェクトの画像（例えば、深度マップ）を覆ってモデルをサイズ変更し、平行移動させるために、ユーザインターフェースを使用し得る。そのような動作は、さらなる変換に加え、コンピュータによって自動的に行われ得る。
【００９８】
アクト１３０８では、アクト１３０６で変換されたオブジェクトが、補助オブジェクトと接触して製作される。
【００９９】
図１４は、本発明の側面が実装され得る、好適なコンピュータシステム環境１４００の実施例を描写する。例えば、コンピュータシステム環境１４００は、マシンビジョンシステムおよび／または付加製作デバイスの任意の構成要素を動作させるために使用され得る。そのようなコンピュータ環境は、ホームコンピュータ、タブレット、モバイルデバイス、サーバ、および／または任意の別のコンピュータデバイスを表し得る。
【０１００】
コンピュータシステム環境１４００は、好適なコンピュータ環境の一実施例にすぎず、本発明の使用または機能性の範囲に関していかなる制限も示唆することを意図していない。コンピュータ環境１４００は、例証的動作環境１４００で図示される構成要素のうちのいずれか１つまたは組み合わせに対して、いかなる依存性もしくは要件も有すると解釈されるべきでもない。
【０１０１】
本発明の側面は、多数の他の汎用または専用コンピュータシステム環境もしくは構成で動作可能である。本発明で使用するために好適であり得る、周知のコンピュータシステム、環境、および／または構成の実施例は、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドもしくはラップトップデバイス、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、セットトップボックス、プログラム可能な消費者電子機器、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、上記のシステムまたはデバイスのうちのいずれかを含む分散コンピュータ環境、および同等物を含むが、それらに限定されない。
【０１０２】
コンピュータ環境は、プログラムモジュール等のコンピュータ実行可能命令を実行し得る。概して、プログラムモジュールは、特定のタスクを行うか、または特定の抽象データ型を実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造等を含む。本発明はまた、タスクが通信ネットワークを通してリンクされる遠隔処理デバイスによって行われる、分散コンピュータ環境で実践され得る。分散コンピュータ環境では、プログラムモジュールは、メモリ記憶デバイスを含む、ローカルおよび遠隔コンピュータ記憶媒体の両方の中に位置し得る。
【０１０３】
図１４を参照すると、本発明の側面を実装するための例証的システムは、コンピュータ１４１０の形態の汎用コンピュータデバイスを含む。コンピュータ１４１０の構成要素は、処理ユニット１４２０、システムメモリ１４３０、およびシステムメモリを含む種々のシステム構成要素を処理ユニット１４２０に連結するシステムバス１４２１を含み得るが、それらに限定されない。システムバス１４２１は、種々のバスアーキテクチャのうちのいずれかを使用する、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺バス、およびローカルバスを含む、いくつかのタイプのバス構造のうちのいずれかであり得る。一例として、限定ではないが、そのようなアーキテクチャは、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）バス、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＣＡ）バス、拡張型ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）バス、ビデオエレクトロニクススタンダーズアソシエーション（ＶＥＳＡ）ローカルバス、およびメザニンバスとしても公知の周辺構成要素相互接続（ＰＣＩ）バスを含む。
【０１０４】
コンピュータ１４１０は、典型的には、種々のコンピュータ読み取り可能な媒体を含む。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータ１４１０によってアクセスされることができ、揮発性および不揮発性媒体、取り外し可能および非取り外し可能な媒体の両方を含む、任意の利用可能な媒体であり得る。一例として、限定ではないが、コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータ記憶媒体と、通信媒体とを備え得る。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータ等の情報の記憶のための任意の方法もしくは技法で実装される、揮発性および不揮発性、取り外し可能および非取り外し可能な媒体の両方を含む。コンピュータ記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、もしくは他の光学ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置、または他の磁気記憶デバイス、もしくは所望の情報を記憶するために使用されることができ、コンピュータ１４１０によってアクセスされることができる、任意の他の媒体を含むが、それらに限定されない。通信媒体は、典型的には、搬送波または他の輸送機構等の変調データ信号でコンピュータ読み取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、もしくは他のデータを具現化し、任意の情報配信媒体を含む。「変調データ信号」という用語は、その特性セットのうちの１つ以上のものを有するか、もしくは情報を信号で符号化するような様式で変化した、信号を意味する。一例として、限定ではないが、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接有線接続等の有線接続、ならびに音響、ＲＦ、赤外線、および他の無線媒体等の無線媒体を含む。上記のうちのいずれかの組み合わせもまた、コンピュータ読み取り可能な媒体の範囲内に含まれるべきである。
【０１０５】
システムメモリ１４３０は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１４３１ならびにランダムメモリメモリ（ＲＡＭ）１４３２等の揮発性および／または不揮発性メモリの形態でコンピュータ記憶媒体を含む。起動中等にコンピュータ１４１０内の要素の間で情報を伝達することに役立つ基本ルーチンを含む、基本入出力システム１４３３（ＢＩＯＳ）は、典型的には、ＲＯＭ１４３１に記憶される。ＲＡＭ１４３２は、典型的には、処理ユニット１４２０に即時にアクセス可能であり、および／または処理ユニット１４２０によって現在動作させられている、データならびに／もしくはプログラムモジュールを含む。一例として、限定ではないが、図１４は、オペレーティングシステム１４３４、アプリケーションプログラム１４３５、他のプログラムモジュール１４３６、およびプログラムデータ１４３７を図示する。
【０１０６】
コンピュータ１４１０はまた、他の取り外し可能な／非取り外し可能な、揮発性／不揮発性コンピュータ記憶媒体を含み得る。一例のみとして、図１４は、非取り外し可能な、不揮発性の磁気媒体から読み取るか、またはそれに書き込むハードディスクドライブ１４４１、取り外し可能な、不揮発性の磁気ディスク１４５２から読み取るか、またはそれに書き込む磁気ディスクドライブ１４５１、およびＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光学メディア等の取り外し可能な、不揮発性の光ディスク１４５６から読み取るか、またはそれに書き込む光ディスクドライブ１４５５を図示する。例証的動作環境で使用されることができる、他の取り外し可能な／非取り外し可能な、揮発性／不揮発性コンピュータ記憶媒体は、磁気テープカセット、フラッシュメモリカード、デジタル多用途ディスク、デジタルビデオテープ、ソリッドステートＲＡＭ、ソリッドステートＲＯＭ、および同等物を含むが、それらに限定されない。ハードディスクドライブ１４４１は、典型的には、インターフェース１４４０等の非取り外し可能なメモリインターフェースを通してシステムバス１４２１に接続され、磁気ディスクドライブ１４５１および光ディスクドライブ１４５５は、典型的には、インターフェース１４５０等の取り外し可能なメモリインターフェースによってシステムバス１４２１に接続される。
【０１０７】
上で議論され、図１４に図示される、ドライブおよびそれらの関連コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、およびコンピュータ１４１０のための他のデータの記憶装置を提供する。図１４では、例えば、ハードディスクドライブ１４４１は、オペレーティングシステム１４４４、アプリケーションプログラム１４４５、他のプログラムモジュール１４４６、およびプログラムデータ１４４７を記憶するように図示される。これらの構成要素は、オペレーティングシステム１４３４、アプリケーションプログラム１４３５、他のプログラムモジュール１４３６、およびプログラムデータ１４３７と同一であるか、または異なるかのいずれか一方であり得ることに留意されたい。オペレーティングシステム１４４４、アプリケーションプログラム１４４５、他のプログラムモジュール１４４６、およびプログラムデータ１４４７は、少なくとも、それらが異なるコピーであることを図示するように、ここで異なる番号を与えられる。ユーザは、キーボード１４６２、および一般的にマウス、トラックボール、またはタッチパッドと称されるポインティングデバイス１４６１等の入力デバイスを通して、コンピュータ１４１０にコマンドならびに情報を入力し得る。他の入力デバイス（図示せず）は、マイクロホン、ジョイスティック、ゲームパッド、衛星放送アンテナ、スキャナ等を含み得る。これらおよび他の入力デバイスは、多くの場合、システムバスに連結されるユーザ入力インターフェース１４６０を通して処理ユニット１４２０に接続されるが、パラレルポート、ゲームポート、またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）等の他のインターフェースおよびバス構造によって、接続され得る。モニタ１４９１または他のタイプの表示デバイスもまた、ビデオインターフェース１４９０等のインターフェースを介して、システムバス１４２１に接続される。モニタに加えて、コンピュータはまた、出力周辺インターフェース１４９５を通して接続され得る、スピーカ１４９７およびプリンタ１４９６等の他の周辺出力デバイスを含み得る。
【０１０８】
コンピュータ１４１０は、遠隔コンピュータ１４８０等の１つ以上の遠隔コンピュータへの論理接続を使用して、ネットワーク環境内で動作し得る。遠隔コンピュータ１４８０は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピアデバイス、また他の共通ネットワークノードであり得、典型的には、コンピュータ１４１０に関して上で説明される要素の多くまたは全てを含むが、メモリ記憶デバイス１４８１のみが図１４に図示されている。図１４で描写される論理接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１４７１および広域ネットワーク（ＷＡＮ）１４７３を含むが、他のネットワークも含み得る。そのようなネットワーキング環境は、オフィス、企業規模のコンピュータネットワーク、イントラネット、およびインターネットではありふれている。
【０１０９】
ＬＡＮネットワーキング環境で使用されるとき、コンピュータ１４１０は、ネットワークインターフェースまたはアダプタ１４７０を通してＬＡＮ１４７１に接続される。ＷＡＮネットワーキング環境で使用されるとき、コンピュータ１４１０は、典型的には、インターネット等のＷＡＮ１４７３を経由して通信を確立するためのモデム１４７２または他の手段を含む。内部または外部にあり得るモデム１４７２は、ユーザ入力インターフェース１４６０または他の適切な機構を介して、システムバス１４２１に接続され得る。ネットワーク環境では、コンピュータ１４１０またはその部分に対して描写されるプログラムモジュールは、遠隔メモリ記憶デバイスに記憶され得る。一例として、限定ではないが、図１４は、メモリデバイス１４８１上で常駐するものとして遠隔アプリケーションプログラム１４８５を図示する。示されるネットワーク接続は、例証的であり、コンピュータの間に通信リンクを確立する他の手段が使用され得ることが理解されるであろう。
【０１１０】
本明細書で概説される種々の方法またはプロセスは、任意の好適なハードウェアで実装され得る。加えて、本明細書で概説される種々の方法またはプロセスは、ハードウェア、および種々のオペレーティングシステムもしくはプラットフォームのうちのいずれか１つを採用する１つ以上のプロセッサ上で実行可能なソフトウェアの組み合わせで、実装され得る。例えば、種々の方法またはプロセスは、層マスクを計算し、オブジェクトのモデルを変換し、マシンビジョンシステム、プリントヘッド、構築プラットフォーム等を移動させるために１つ以上のアクチュエータを操作し、もしくはそれらの組み合わせを行うようにプロセッサに命令するために、ソフトウェアを利用し得る。そのようなアプローチの実施例は、上で説明される。しかしながら、ハードウェアおよびソフトウェアの任意の好適な組み合わせが、本明細書で議論される実施形態のうちのいずれかを実現するために採用され得る。
【０１１１】
この点に関して、種々の発明の概念が、１つ以上のコンピュータもしくは他のプロセッサ上で実行されたとき、本発明の種々の実施形態を実装する１つ以上のプログラムで符号化される少なくとも１つの非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体（例えば、コンピュータメモリ、１つ以上のフロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク、光学ディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ、フィールドプログラマブルゲートアレイもしくは他の半導体デバイス内の回路構成等）として具現化され得る。１つまたは複数の非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体は、その上に記憶された１つまたは複数のプログラムが、上で議論されるような本発明の種々の側面を実装するように任意のコンピュータリソース上にロードされ得るように、可搬性であり得る。
【０１１２】
用語「プログラム」または「ソフトウェア」は、上で議論されるような実施形態の種々の側面を実装するようにコンピュータもしくは他のプロセッサをプログラムするために採用され得る、任意のタイプのコンピュータコードまたはコンピュータ実行可能命令の組を指すために、一般的意味において本明細書で使用される。加えて、一側面によると、実行されたときに本発明の方法を行う、１つ以上のコンピュータプログラムは、単一のコンピュータもしくはプロセッサ上に常駐する必要はないが、本発明の種々の側面を実装するように、異なるコンピュータまたはプロセッサの間でモジュール様式において分散され得ることを理解されたい。
【０１１３】
コンピュータ実行可能命令は、１つ以上のコンピュータもしくは他のデバイスによって実行される、プログラムモジュール等の多くの形態であり得る。概して、プログラムモジュールは、特定のタスクを行うか、または特定の抽象データ型を実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造等を含む。典型的には、プログラムモジュールの機能性は、種々の実施形態では、所望に応じて、組み合わせられ、または分散され得る。
【０１１４】
いくつかの実施形態を本明細書で説明してきたが、本願の実施形態のいくつかの利点が明白となるはずである。１つの利点は、オブジェクトが、製作されたときに、１つ以上の所望の性質を示すように、オブジェクトが任意の数の利用可能な材料に基づいて設計され得ることである。本明細書に説明される実施形態が使用され得る、用途の非限定的リストは、マイクロレンズアレイ、光ファイバ束、メタマテリアル（マルチマテリアルメタマテリアルを含む）、印刷可能織物、目的に基づいた腐食剤、電子構成要素を覆って形成されるオブジェクトを形成すること（例えば、モバイルデバイスを覆ってプライバシースクリーンを形成すること）、およびそれらの組み合わせを含む。
【０１１５】
本明細書に説明されるマシンビジョンの技法が、ある場合には、光干渉断層撮影との関連で説明されているが、本明細書に説明される技法は、いかなる特定のタイプのマシンビジョン技法にも限定されず、任意の好適なタイプのマシンビジョンとともに使用され得ることが理解されるであろう。本明細書に説明される技法とともに使用され得るマシンビジョン技法は、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）、立体三角測量、テラヘルツ撮像、鏡面性からの形状、焦点からの深度、共焦点顕微鏡法、飛行時間、またはそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない。
【０１１６】
一般に、少なくとも１つの軸に沿って、使用されている付加製作デバイスの分解能のほぼ未満またはそれと等しい分解能を提供する、任意の好適なタイプのマシンビジョンシステムが使用され得る。例えば、付加製作デバイスが、ｘ、ｙ、および／またはｚ軸において３０μｍ分解能を有する場合、表面上の３０μｍサイズの詳細もしくはそれより小さい詳細を分解し得るマシンビジョンシステムが使用され得る。
【０１１７】
さらに、マシンビジョン技法が、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の特定の材料を感知することの技法の有効性に基づいて使用され得る。例えば、いくつかの技法（例えば、干渉法ベースの技法）は、光学的に透明な材料を感知するとき、比較的良好な精度を提供し得るが、暗いまたは黒い材料を感知するとき、比較的不良な精度を提供し得る。鏡面性からの形状等の他の技法は、光が材料に衝突するときに鏡面反射性ハイライトを生成する材料を感知するとき、比較的良好な精度を提供し得る。
【０１１８】
本明細書に説明される技法とともに使用するために好適なマシンビジョンシステムは、本明細書に説明される方法およびプロセスのうちのいずれかを実践する上で、個別に、または組み合わせて採用され得る任意の数の画像センサを利用し得る。さらに、本明細書に説明される技法は、任意の組み合わせで使用され得、本明細書に説明される明確なプロセスに限定されない。例えば、オブジェクトは、本明細書に説明される技法を使用した付加製作デバイスの較正後に、補助オブジェクトと接触して付加製作デバイスによって製作され得る。
【０１１９】
本明細書で使用される場合、用語「マシンビジョン」は、表面の撮像ベースの点検が行われる、任意の技術、プロセス、および／または方法を含み、１つ以上のコンピュータ視覚ならびに／もしくは画像処理技術、プロセスおよび／または方法を含み得る。例えば、マシンビジョンシステムは、オブジェクトの表面の深度を表す画像を形成し、表面の深度マップに基づく本明細書に説明される技法が行われる前に、１つ以上の画像処理動作を画像に行い得る。一般に、画像ベースの技法の任意の好適な組み合わせが、本明細書に説明される技法を実践するときに、任意の好適な順序で行われ得る。
【０１２０】
付加製作デバイスを使用した製作に好適な３次元オブジェクトを表すデータは、（例えば、頂点、垂線、および／または面の位置を画定することによって）３次元幾何学形状を画定する任意のデータ形式を含む、任意の好適な形式を使用して表され得る。入力形状の好適な形式の非限定的実施例は、ステレオリソグラフィ（ＳＴＬ）、波面ＯＢＪ、付加製造ファイル形式（ＡＭＦ）、ＯｂｊＤＦ、Ｓｔｒａｔａｓｙｓ  ＳＬＣ、Ｚｍｏｄｅｌｅｒ  Ｚ３Ｄ、Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  ＬＷＯ、Ａｕｔｏｄｅｓｋ  Ｍａｙａ、および／または３Ｄ  Ｓｔｕｄｉｏ  Ｍａｘ等を含み得る。
【０１２１】
本明細書に説明される技法は、ある場合には、インクジェット付加製作との関連で説明されているが、本明細書に説明される技法は、インクジェット付加製作を使用して製作されるようにオブジェクトを設計することに限定されず、任意の好適なタイプの製作技法とともに使用され得ることが理解されるであろう。例えば、本明細書に説明される技法は、ステレオリソグラフィ、選択的または溶融堆積モデリング、直接複合製造、積層オブジェクト製造、選択的位相面積堆積、多相ジェット凝固、弾道粒子製造、粒子堆積、レーザ焼結、ポリジェット、またはそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない、付加製作技法とともに使用され得る。
【０１２２】
種々の発明の概念が、その実施例が提供されている、１つ以上の方法として具現化され得る。本明細書に説明される任意の方法の一部として行われるアクトは、任意の好適な方法で順序付けられ得る。故に、例証的実施形態では、連続アクトとして示されるが、いくつかのアクトを同時に行うことを含み得る、アクトが図示されるものと異なる順序で行われる、実施形態が構築され得る。
【０１２３】
本明細書で定義および使用される全ての定義は、辞書の定義、参照することにより組み込まれる文書内の定義、および／または定義された用語の通常の意味に対して優勢であると理解されるべきである。
【０１２４】
本明細書で使用される「１つの」という不定冠詞は、明確にそれとは反対に示されない限り、「少なくとも１つの」を意味すると理解されるべきである。
【０１２５】
本明細書で使用される場合、１つ以上の要素のリストを参照した「少なくとも１つの」という語句は、要素のリストの中の要素のうちのいずれか１つ以上のものから選択されるが、要素のリスト内で具体的に列挙されるありとあらゆる要素のうちの少なくとも１つを必ずしも含まず、要素のリストの中の要素の任意の組み合わせを除外しない、少なくとも１つの要素を意味すると理解されるべきである。本定義はまた、「少なくとも１つの」という語句が指す要素のリスト内で具体的に識別される要素以外に、具体的に識別されるこれらの要素に関連しようと、無関係であろうと、随意に、要素が存在し得ることも可能にする。
【０１２６】
明細書で使用される「および／または」という語句は、そのように結合された要素の「いずれか一方または両方」、すなわち、ある場合には接合的に存在し、他の場合においては離接的に存在する要素を意味すると理解されるべきである。「および／または」とともに列挙される複数の要素は、同様に、すなわち、そのように結合された要素のうちの「１つ以上の」ものと解釈されるべきである。「および／または」節によって具体的に識別される要素以外に、具体的に識別される要素に関係しようと、無関係であろうと、他の要素が随意的に存在し得る。したがって、非限定的実施例として、「Ａおよび／またはＢ」への言及は、「〜を備えている」等の制約のない用語と併せて使用されると、一実施形態ではＡのみ（随意でＢ以外の要素を含む）、別の実施形態ではＢのみ（随意でＡ以外の要素を含む）、さらに別の実施形態ではＡおよびＢの両方（随意で他の要素を含む）等を指すことができる。
【０１２７】
本明細書で使用される場合、「または」は、上記で定義される「および／または」と同じ意味を有すると理解されるべきである。例えば、リストの中のアイテムを分離するとき、「または」あるいは「および／または」は、包括的として、すなわち、少なくとも１つを含むが、いくつかの要素または要素のリストのうちの１つより多く、および随意で追加の列挙されていないアイテムも含むと解釈されるものとする。「〜のうちの１つのみ」または「〜のうちの正確に１つ」等の明確にそれとは反対に示される他の用語は、いくつかの要素または要素のリストのうちの正確に１つの要素の包含を指す。概して、本明細書で使用される「または」という用語は、「いずれか一方」、「〜のうちの１つ」、「〜のうちの１つのみ」、または「〜のうちの正確に１つ」等の排他性の用語が続く時に、排他的な代替用語（すなわち、「一方または他方であるが両方ではない」）を示すと解釈されるだけのものとする。
【０１２８】
本明細書で使用される表現および用語は、説明の目的のためであり、限定的と見なされるべきではない。「〜を含む」、「〜を備えている」、「〜を有する」、「〜を含む」、「〜を伴う」、およびそれらの変形例の使用は、その後に列挙されるアイテムおよび付加的アイテムを包含するように意図されている。
【０１２９】
本発明のいくつかの実施形態が詳細に説明されているが、種々の修正および改良が、当業者に容易に想起されるであろう。そのような修正および改良は、本発明の精神ならびに範囲内であることを意図している。したがって、前述の説明は、一例のみであり、限定的として意図されていない。
【図１】
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【図２】
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【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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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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