專(zhuān)利名稱(chēng)：快速原型制作設(shè)備的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與用于通過(guò)截面的加成處理(additive treatment)來(lái)制造三維物體的快速原型制作(prototyping)設(shè)備有關(guān)的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
用于在立體光刻中使用的設(shè)備近年來(lái)得到發(fā)展。它們現(xiàn)在包含UV燈泡和發(fā)光二極管這二者作為光源。將發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)為光源引起不同問(wèn)題，這些問(wèn)題在本申請(qǐng)中得以解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于立體光刻設(shè)備的曝光系統(tǒng)，該曝光系統(tǒng)包含發(fā)射波長(zhǎng)介于 200nm和IOOOOnm之間的光的至少一個(gè)發(fā)光二極管，具有多個(gè)單獨(dú)可控光調(diào)制器的至少一個(gè)空間光調(diào)制器，光學(xué)耦合到所述至少一個(gè)空間光調(diào)制器的輸入光學(xué)元件，光學(xué)耦合到所述至少一個(gè)空間光調(diào)制器的輸出光學(xué)元件，至少一個(gè)控制單元，其中所述輸入光學(xué)元件和輸出光學(xué)元件促進(jìn)從所述至少一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)射的光經(jīng)由所述空間光調(diào)制器的所述單獨(dú)可控光調(diào)制器透射到照射區(qū)域，其中所述空間光調(diào)制器使得能夠依照來(lái)自所述控制單元的控制信號(hào)建立來(lái)自所述輸入光學(xué)元件的光的圖案，其中所述輸出光學(xué)元件使得能夠?qū)?lái)自所述至少一個(gè)空間光調(diào)制器的光的圖案聚焦在照射斑點(diǎn)上，以及其中所述曝光系統(tǒng)能夠?qū)乃霭l(fā)光二極管發(fā)射的相對(duì)于發(fā)光二極管的光軸所成角度大于45度的光對(duì)齊，從而使所述光指向與所述光軸平行的方向。
本發(fā)明的發(fā)光二極管可以發(fā)射深UV到遠(yuǎn)頂范圍內(nèi)的輻射，例如200nm到 IOOOOOnm范圍內(nèi)的輻射。因此，術(shù)語(yǔ)光適用于深UV到遠(yuǎn)頂范圍內(nèi)的輻射，例如200nm到 IOOOOOnm范圍內(nèi)的輻射。類(lèi)似于材料的粉末燒結(jié)來(lái)制作三維固體物體的應(yīng)用優(yōu)選地在波長(zhǎng)高達(dá)IOOOOOnm的紅外能量范圍內(nèi)實(shí)施。利用可固化液體樹(shù)脂的立體光刻浴的應(yīng)用優(yōu)選地在波長(zhǎng)從200nm到高至500nm的紫外能量范圍內(nèi)實(shí)施。
根據(jù)本發(fā)明的有利方面，空間光調(diào)制器的光調(diào)制器將來(lái)自發(fā)光二極管的光圖案化在光敏材料上。光敏材料被固化成反映光調(diào)制器在空間光調(diào)制器中的位置的圖案。越多的來(lái)自發(fā)光二極管的光指向光敏材料，則在控制立體光刻設(shè)備時(shí)的可用控制選項(xiàng)越多。這樣的控制選項(xiàng)可以例如為曝光系統(tǒng)經(jīng)過(guò)光敏材料的掃描速度、能耗控制(例如降低來(lái)自發(fā)光二極管的光的強(qiáng)度導(dǎo)致減小的能耗)等。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，曝光系統(tǒng)包含空間光調(diào)制器的模塊，其中每個(gè)模塊包含多于一個(gè)空間光調(diào)制器。
此外，輸入光學(xué)元件可以由模塊制成，因此一個(gè)輸入光學(xué)元件模塊對(duì)應(yīng)于一個(gè)空間光調(diào)制器模塊。
此外，輸出光學(xué)元件可以由模塊制成，因此一個(gè)輸出光學(xué)元件模塊對(duì)應(yīng)于一個(gè)空間光調(diào)制器模塊。
曝光系統(tǒng)的元件的模塊化結(jié)構(gòu)促進(jìn)了容易改變曝光系統(tǒng)，從而滿足對(duì)于曝光系統(tǒng)尺寸的特定用戶限定的要求。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，多于一個(gè)空間光調(diào)制器用于增大曝光系統(tǒng)的寬度， 藉此增大可能照射的區(qū)域；因此有可能構(gòu)建更大的物體或者同時(shí)構(gòu)建更大數(shù)目的小物體。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，多于一個(gè)發(fā)光二極管用于增大來(lái)自曝光系統(tǒng)的發(fā)射光的強(qiáng)度。利用增大強(qiáng)度的光，有可能增大曝光系統(tǒng)經(jīng)過(guò)光敏材料的掃描速度。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，用于圖案化來(lái)自發(fā)光二極管的光的空間光調(diào)制器可以相當(dāng)于微光開(kāi)關(guān)、液晶顯示器、數(shù)字微鏡裝置等。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，發(fā)光二極管可以相當(dāng)于激光二極管、紫外發(fā)光二極管等。此外，可以使用與發(fā)光二極管相當(dāng)?shù)娜魏螌?lái)開(kāi)發(fā)的二極管或光源。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，光被理解為任何電磁波。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述曝光系統(tǒng)包含用于將從所述至少一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)射的相對(duì)于所述至少一個(gè)發(fā)光二極管的光軸所成角度大于45度的那部分光進(jìn)行方向?qū)R的裝置，從而按照所述對(duì)齊光相對(duì)于所述至少一個(gè)發(fā)光二極管的光軸所成角度為1. 5度或更小的方式改變所述光的方向。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，從發(fā)光二極管發(fā)射的光的對(duì)齊結(jié)果是在準(zhǔn)直光學(xué)元件和微透鏡之間的輸入光學(xué)元件內(nèi)被測(cè)量的。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，會(huì)是非常有利的是能夠?qū)陌l(fā)光二極管發(fā)射的光指向、反射或?qū)R為其中與發(fā)光二極管的光軸的角度小于當(dāng)光從發(fā)光二極管發(fā)射時(shí)的情形的方向。這可以使得例如在輸入光學(xué)元件中進(jìn)一步處理光更加容易。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述曝光系統(tǒng)包含用于在所述光被引入輸入光學(xué)元件之前使從所述至少一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)射的光對(duì)齊的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，從發(fā)光二極管發(fā)射的光被方向?qū)R為使得光至少部分地在同一方向上發(fā)射。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，這是至關(guān)重要的，因?yàn)樵蕉嗟膹陌l(fā)光二極管發(fā)射的光指向發(fā)光材料，則可以越快地將曝光系統(tǒng)掃描經(jīng)過(guò)光敏材料。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述用于使從所述至少一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)射的光對(duì)齊的裝置包含至少一個(gè)反射器。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，該發(fā)光二極管可以與打算用于最優(yōu)化從發(fā)光二極管發(fā)射的光的外部反射器一起使用。當(dāng)使用反射器時(shí)，更多的發(fā)射光可以指向輸入光學(xué)元件且因此來(lái)自同一發(fā)光二極管的更多光強(qiáng)可以應(yīng)用到輸入光學(xué)元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，發(fā)光二極管可以設(shè)有位于內(nèi)部的反射器。對(duì)于具有外部反射器的情形，具有內(nèi)部反射器的發(fā)光二極管可以增多指向輸入光學(xué)元件且因此指向光敏材料的表面上的照射斑點(diǎn)的那部分發(fā)射光。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，反射器與發(fā)光二極管關(guān)聯(lián)使用，從而增大發(fā)光二極管的效率且因此增大曝光系統(tǒng)經(jīng)過(guò)光敏材料的掃描速度的上限。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述用于使從所述至少一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)射的光對(duì)齊的裝置包含至少一個(gè)光學(xué)透鏡。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，來(lái)自發(fā)光二極管的光可以借助包含在照射源中的至少一個(gè)光學(xué)透鏡而被至少部分地方向?qū)R。所述光藉此被至少部分地對(duì)齊且因此對(duì)于輸入光學(xué)元件的要求可以降低。此外，照射源中的光學(xué)元件可以是準(zhǔn)直光學(xué)元件的部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，照射源中包含的光學(xué)元件可以安裝或者鑄造成為發(fā)光二極管的部分或者成為印刷電路板的部分，發(fā)光二極管可以安裝在所述印刷電路板上。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述用于使從所述至少一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)射的光對(duì)齊的裝置包含至少一個(gè)防護(hù)罩。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，發(fā)光二極管包含發(fā)光中心和發(fā)光中心的防護(hù)件、反射器等。發(fā)光中心的防護(hù)件可以成形為促進(jìn)發(fā)射光方向的至少某些變化。光方向的變化可以是光對(duì)齊的一部分；因此對(duì)準(zhǔn)直光學(xué)元件的要求可以不相同，從而不使用光指向防護(hù)件處理來(lái)自發(fā)光二極管的光。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，聚焦在相應(yīng)照射斑點(diǎn)上的源于一個(gè)空間光調(diào)制器的光的能量總和與從對(duì)應(yīng)于所述空間光調(diào)制器的所述至少一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)射的光的能量總和之間的比例至少為0. 1。
利用的系數(shù)越高，則曝光系統(tǒng)所要求的能量越少；藉此最小化整個(gè)立體光刻設(shè)備的能耗。
此外，本發(fā)明涉及通過(guò)使用根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)的設(shè)備由光敏材料制造三維物體的方法。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，將所述曝光系統(tǒng)掃描經(jīng)過(guò)所述光敏材料。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，將該曝光系統(tǒng)掃描經(jīng)過(guò)光敏材料。當(dāng)將曝光系統(tǒng)掃描經(jīng)過(guò)光敏材料時(shí)，空間光調(diào)制器對(duì)光進(jìn)行圖案化從而固化光敏材料上的一個(gè)或多個(gè)照射斑點(diǎn)。對(duì)于待構(gòu)建的物體的每一層，將曝光系統(tǒng)至少部分地掃描經(jīng)過(guò)光敏材料至少一次。
此外，本發(fā)明涉及立體光刻設(shè)備的曝光系統(tǒng)，其包含發(fā)射波長(zhǎng)介于200nm和 IOOOOOnm之間的光的至少兩個(gè)發(fā)光二極管，具有多個(gè)單獨(dú)可控光調(diào)制器的至少兩個(gè)空間光調(diào)制器，光學(xué)耦合到所述至少兩個(gè)空間光調(diào)制器的輸入光學(xué)元件，光學(xué)耦合到所述至少兩個(gè)空間光調(diào)制器的輸出光學(xué)元件，至少一個(gè)測(cè)量單元，至少一個(gè)控制單元，其中所述輸入光學(xué)元件和輸出光學(xué)元件促進(jìn)從所述發(fā)光二極管發(fā)射的光經(jīng)由所述空間光調(diào)制器的所述單獨(dú)可控光調(diào)制器透射到照射區(qū)域，其中所述空間光調(diào)制器使得能夠依照來(lái)自所述控制單元的控制信號(hào)建立來(lái)自所述輸入光學(xué)元件的光的圖案，其中所述輸出光學(xué)元件使得能夠?qū)?lái)自所述至少兩個(gè)空間光調(diào)制器的光的圖案聚焦在照射區(qū)域上，其中所述測(cè)量單元使得能夠測(cè)量由每個(gè)單獨(dú)空間光調(diào)制器透射的光的強(qiáng)度，以及其中所述控制單元使得能夠基于所述測(cè)量值調(diào)節(jié)由每一個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管發(fā)射的光的強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的有利方面，有可能斷開(kāi)一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管。如果例如物體的一個(gè)層不需要來(lái)自所有發(fā)光二極管的光，則發(fā)光二極管被簡(jiǎn)單地?cái)嚅_(kāi)。按照相同的方式，當(dāng)光敏材料的新層應(yīng)用到三維物體時(shí)，所有發(fā)光二極管斷開(kāi)，這減小了雜散光對(duì)光敏材料的影響。
根據(jù)本發(fā)明的有利方面，能夠斷開(kāi)發(fā)光二極管從而減小從發(fā)光二極管生成的熱， 這是非常有利的。在曝光系統(tǒng)內(nèi)生成的熱將被移除，從而避免損壞曝光系統(tǒng)中的電氣部件。
根據(jù)本發(fā)明的有利方面，盡可能減小熱生成，從而避免曝光系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)(例如在空間光調(diào)制器中，發(fā)光二極管緊固在其中的框架等)由于熱原因而變化，這會(huì)是非常有利的。曝光系統(tǒng)中的容差非常??；因此甚至微小的變化也會(huì)影響曝光系統(tǒng)的精確度。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，多于一個(gè)空間光調(diào)制器用于例如增大曝光系統(tǒng)的寬度且藉此增大有可能照射的區(qū)域；因此有可能構(gòu)建更大的物體或者同時(shí)構(gòu)建更大數(shù)目的小物體。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，多于一個(gè)發(fā)光二極管用于增大來(lái)自曝光系統(tǒng)的發(fā)射光的強(qiáng)度。利用增大的光強(qiáng)度，例如有可能增大曝光系統(tǒng)經(jīng)過(guò)光敏材料的掃描速度。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，用于圖案化來(lái)自發(fā)光二極管的光的空間光調(diào)制器可以相當(dāng)于微光開(kāi)關(guān)、液晶顯示器、數(shù)字微鏡裝置等。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，發(fā)光二極管可以相當(dāng)于激光二極管、紫外發(fā)光二極管等。
此外，可以使用與發(fā)光二極管相當(dāng)?shù)娜魏螌?lái)開(kāi)發(fā)的二極管或光源。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，光被理解為任何類(lèi)型的電磁波。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述測(cè)量值為與所述至少兩個(gè)空間光調(diào)制器中的每一個(gè)單獨(dú)空間光調(diào)制器相關(guān)的光的強(qiáng)度的代表值，其中所述控制單元使得能夠基于所述測(cè)量的代表值調(diào)節(jié)來(lái)自所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管中的每一個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管的光的強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述一個(gè)或多個(gè)測(cè)量單元測(cè)量來(lái)自從發(fā)光二極管發(fā)射的光的一個(gè)或多個(gè)代表值。這樣的代表值可以例如為光強(qiáng)度、從發(fā)光二極管發(fā)射的光的均勻性、發(fā)射光的溫度等。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，發(fā)光二極管的發(fā)射區(qū)域的溫度也可以用作調(diào)節(jié)發(fā)光二極管的基礎(chǔ)。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)測(cè)量單元用于測(cè)量來(lái)自曝光系統(tǒng)的光調(diào)制器的光的代表值。使用多于一個(gè)測(cè)量單元增大測(cè)量過(guò)程的速度且因此用于構(gòu)建物體的總時(shí)間增大，這是非常有利的。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述曝光系統(tǒng)為立體光刻設(shè)備的一部分且所述立體光刻設(shè)備包含用于使光敏材料的表面平整的重涂覆器(recoater)，三維物體將由該光敏材料制備。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述測(cè)量單元包含至少一個(gè)光敏傳感器且所述光敏傳感器的輸出代表從所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管中的每一個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管發(fā)射的光的強(qiáng)度的代表值。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，一個(gè)光敏傳感器可足以測(cè)量來(lái)自所有單獨(dú)發(fā)光二極管的光。如果使用多于一個(gè)光敏傳感器，則測(cè)量來(lái)自每個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管的光所需的時(shí)間可以減少。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)光敏傳感器響應(yīng)于在200nm到IOOOOOnm范圍內(nèi)的光。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，該代表值可以借助適于對(duì)光起反應(yīng)的任何傳感器來(lái)測(cè)量。這是有利的，因?yàn)椴恍枰厥鈽?gòu)造的傳感器，這降低了成本。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)光敏傳感器在該設(shè)備中位于使得能夠在光被所述空間光調(diào)制器圖案化之前測(cè)量所述光的強(qiáng)度的位置處。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，該測(cè)量單元在光被空間光調(diào)制器圖案化之前測(cè)量所述光的代表值。這可以至少部分地促進(jìn)動(dòng)態(tài)測(cè)量，從而允許對(duì)來(lái)自發(fā)光二極管的光的實(shí)時(shí)測(cè)量。例如通過(guò)在光被引到空間光調(diào)制器之前插入分束器，可以促進(jìn)這樣的測(cè)量。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)光敏傳感器在該設(shè)備中位于使得能夠在光被所述空間光調(diào)制器圖案化之后測(cè)量所述光的強(qiáng)度的位置處。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，當(dāng)光被空間光調(diào)制器圖案化時(shí)，該測(cè)量單元測(cè)量所述光的代表值。這是有利的，因?yàn)槭窃谝褂盟龉獾奈恢锰庍M(jìn)行經(jīng)過(guò)圖案化的光的代表值的測(cè)量。因此通過(guò)在光被圖案化時(shí)測(cè)量代表值，進(jìn)一步損失的風(fēng)險(xiǎn)且由此或多或少不正確的測(cè)量被最小化或者完全消除。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，(多個(gè))代表值的測(cè)量可以非常容易實(shí)施，因?yàn)閮H僅將曝光系統(tǒng)在一個(gè)或多個(gè)測(cè)量單元上掃描?？商鎿Q地，也可能使一個(gè)或多個(gè)測(cè)量單元經(jīng)過(guò)曝光系統(tǒng)的所有空間光調(diào)制器，或者甚至通過(guò)將曝光系統(tǒng)掃描經(jīng)過(guò)測(cè)量設(shè)備和使測(cè)量單元經(jīng)過(guò)空間光調(diào)制器的組合來(lái)測(cè)量代表值。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述控制單元使得能夠基于一個(gè)或多個(gè)所測(cè)量的代表值控制從所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管中的每一個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管發(fā)射的光的強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所測(cè)量的代表值由控制單元在控制發(fā)光二極管時(shí)使用。具有來(lái)自所有空間光調(diào)制器的用于固化物體的特定層的經(jīng)過(guò)圖案化的光的均勻的強(qiáng)度或者至少接近均勻的強(qiáng)度是非常重要的。因此當(dāng)在空間光調(diào)制器A下測(cè)量的代表值小于在空間光調(diào)制器B下測(cè)量的代表值時(shí)，與空間光調(diào)制器A和B關(guān)聯(lián)的發(fā)光二極管借助控制單元來(lái)調(diào)節(jié)，使得空間光調(diào)制器A和B下的代表值變得均勻。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述控制單元使得能夠以下述方式基于一個(gè)或多個(gè)測(cè)量的代表值控制從所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管中的每個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管發(fā)射的光的強(qiáng)度，所述方式為使得從所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管中的每個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管發(fā)射的光的強(qiáng)度是均勻的。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，在光敏材料上的照射斑點(diǎn)上具有均勻的經(jīng)過(guò)圖案化的光的強(qiáng)度是重要的。這可以通過(guò)調(diào)節(jié)所有發(fā)光二極管使得每束來(lái)自空間光調(diào)制器的經(jīng)過(guò)圖案化的光以相同強(qiáng)度照射該照射斑點(diǎn)至少部分地得以促進(jìn)。此外，這可以增大將曝光系統(tǒng)掃描經(jīng)過(guò)光敏材料的掃描速度。這是因?yàn)槠毓庀到y(tǒng)不必“等待”光敏材料通過(guò)低強(qiáng)度的照射斑點(diǎn)來(lái)固化。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述控制單元包含用于通過(guò)控制應(yīng)用到所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管的電壓或電流來(lái)控制從所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管發(fā)射的光的強(qiáng)度的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，調(diào)節(jié)來(lái)自發(fā)光二極管的光可以緊密地與由發(fā)光二極管消耗的功率有關(guān)。因此通過(guò)控制發(fā)光二極管可消耗的功率水平，來(lái)獲得對(duì)從發(fā)光二極管發(fā)射的光的控制。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述光敏傳感器安裝在所述重涂覆器上。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，該重涂覆器的掃描方向垂直于曝光系統(tǒng)的掃描方向。 因此將測(cè)量單元或光敏傳感器安裝在重涂覆器上是非常時(shí)間高效的，因?yàn)楫?dāng)將重涂覆器掃描經(jīng)過(guò)光敏材料時(shí)，它也經(jīng)過(guò)所有單獨(dú)發(fā)光二極管。
此外，本發(fā)明涉及通過(guò)使用根據(jù)權(quán)利要求10-20中任意一項(xiàng)的設(shè)備由光敏材料制造三維物體的方法。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，當(dāng)曝光系統(tǒng)處于其中所述曝光系統(tǒng)不掃描經(jīng)過(guò)由照射區(qū)域限定的平面的狀態(tài)時(shí)，從所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管中的每個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管發(fā)射的光的強(qiáng)度被測(cè)量。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，當(dāng)曝光系統(tǒng)不掃描經(jīng)過(guò)光敏材料時(shí)，進(jìn)行對(duì)來(lái)自發(fā)光二極管的光的強(qiáng)度的測(cè)量和控制。例如當(dāng)新的層用光敏材料重涂覆時(shí)，至少進(jìn)行代表值的測(cè)量或者發(fā)光二極管的調(diào)節(jié)，這會(huì)是有利的。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，例如當(dāng)承載固化物體的槽或構(gòu)建板被更換時(shí)，對(duì)來(lái)自發(fā)光二極管的光進(jìn)行強(qiáng)度的測(cè)量和控制或者對(duì)該光進(jìn)行校準(zhǔn)。此外，在開(kāi)始構(gòu)建新物體之前進(jìn)行發(fā)光二極管的校準(zhǔn)或調(diào)節(jié)，這會(huì)是有利的。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，該曝光系統(tǒng)在不使用時(shí)停泊在構(gòu)建板或槽的一個(gè)側(cè)面處。這可能是在這樣的情形中重涂覆器重涂覆光敏材料的新層，構(gòu)建板或槽改變，等等。 當(dāng)曝光系統(tǒng)停泊時(shí)，測(cè)量來(lái)自發(fā)光二極管的光會(huì)是有利的，特別是當(dāng)槽或構(gòu)建板改變時(shí)，因?yàn)檫@時(shí)來(lái)自測(cè)量的雜散光效應(yīng)對(duì)光敏材料的影響最小。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，借助例如分離板、防護(hù)裝置等可以減少來(lái)自測(cè)量的雜散光。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，在一個(gè)掃描運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行對(duì)來(lái)自所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管中的每個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管的代表值的測(cè)量。
根據(jù)有利實(shí)施例，該測(cè)量單元被設(shè)置為使得曝光系統(tǒng)有可能在一個(gè)掃描運(yùn)動(dòng)中掃描經(jīng)過(guò)測(cè)量單元。這是有利的，因?yàn)闇y(cè)量和控制來(lái)自發(fā)光二極管的光所使用的時(shí)間減少；因此剩下更多的時(shí)間來(lái)構(gòu)建三維物體。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，將所述曝光系統(tǒng)掃描經(jīng)過(guò)所述光敏材料。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，將該曝光系統(tǒng)掃描經(jīng)過(guò)光敏材料。當(dāng)將曝光系統(tǒng)掃描經(jīng)過(guò)光敏材料時(shí)，空間光調(diào)制器對(duì)光進(jìn)行圖案化從而利用光敏材料上的一個(gè)或多個(gè)照射斑點(diǎn)進(jìn)行固化。對(duì)于待構(gòu)建的物體的每一層，將曝光系統(tǒng)至少部分地掃描經(jīng)過(guò)光敏材料至少一次。
此外，本發(fā)明涉及一種具有曝光系統(tǒng)的立體光刻設(shè)備，所述曝光系統(tǒng)包含具有至少一個(gè)插座和至少一個(gè)發(fā)光二極管的至少一個(gè)印刷電路板，具有多個(gè)單獨(dú)可控光調(diào)制器的至少兩個(gè)空間光調(diào)制器，光學(xué)耦合到所述空間光調(diào)制器的輸入光學(xué)元件，光學(xué)耦合到所述空間光調(diào)制器的輸出光學(xué)元件，至少一個(gè)控制單元，至少一個(gè)光源底座(bed)，其中所述至少一個(gè)光源底座以使得發(fā)光二極管的光軸與所述輸入光學(xué)元件的光軸對(duì)齊的方式可松開(kāi)地鎖定所述印刷電路板，其中所述輸入光學(xué)元件和輸出光學(xué)元件促進(jìn)從所述發(fā)光二極管發(fā)射的光經(jīng)由所述空間光調(diào)制器的所述單獨(dú)可控光調(diào)制器透射到照射區(qū)域，其中所述空間光調(diào)制器使得能夠依照來(lái)自所述控制單元的控制信號(hào)建立來(lái)自所述輸入光學(xué)元件的光的圖案，其中所述輸出光學(xué)元件使得能夠?qū)?lái)自所述空間光調(diào)制器的光的圖案聚焦在照射區(qū)域上。
根據(jù)本發(fā)明的有利方面，有可能更換發(fā)光二極管。整個(gè)立體光刻設(shè)備的壽命為發(fā)光二極管的壽命的若干倍，因此發(fā)光二極管的更換是必要的。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，該光源底座為曝光系統(tǒng)的一部分，例如包含至少一些輸入光學(xué)元件且因此不容易從立體光刻設(shè)備移除。因此，能夠從光源底座移除發(fā)光二極管而不移除光源底座本身，這是非常有利的。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，使用多于一個(gè)空間光調(diào)制器例如以增大曝光系統(tǒng)的寬度且藉此增大可能照射的區(qū)域；因此有可能構(gòu)建更大的物體或者同時(shí)構(gòu)建更大數(shù)目的小物體。
根據(jù)本發(fā)明的有利方面，如果一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管連接到印刷電路板，則發(fā)光二極管更容易處理。與更換4個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管相比，更換包含例如4個(gè)發(fā)光二極管的印刷電路板會(huì)更容易且更快。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述印刷電路板借助所述可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)而可松開(kāi)地鎖定到所述光源底座，
其中所述印刷電路板以這樣的方式借助所述可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)而可松開(kāi)地鎖定，即使得所述至少一個(gè)發(fā)光二極管的光軸與所述輸入光學(xué)元件的光軸一致。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述曝光系統(tǒng)包含多于一個(gè)光源底座。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，光源底座構(gòu)被建成模塊且因此多于一個(gè)光源底座模塊可以在同一立體光刻設(shè)備中使用，從而促進(jìn)增大數(shù)目的照射斑點(diǎn)的照射。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，通過(guò)包含可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)的光源底座來(lái)滿足對(duì)曝光系統(tǒng)中的精度的高要求。因此當(dāng)發(fā)光二極管置于光源底座中時(shí)，發(fā)光二極管的光軸與輸入光學(xué)元件的光軸在給定容差內(nèi)對(duì)齊并且借助可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)而鎖定在該位置。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，當(dāng)印刷電路板可松開(kāi)地鎖定到所述光源底座時(shí)，對(duì)于附連到印刷電路板的發(fā)光二極管的光軸與輸入光學(xué)元件的光軸的一致，不需要進(jìn)一步的對(duì)齊或調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，當(dāng)印刷電路板借助可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)而可松開(kāi)地鎖定到光源底座時(shí)，容易且快速地更換印刷電路板。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述立體光刻設(shè)備包含用于指示設(shè)備工作中的故障或異常的警報(bào)。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，警報(bào)指示何時(shí)該變更一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管。該警報(bào)可以是例如聲音、光(例如閃爍的或旋轉(zhuǎn)的)、電子數(shù)據(jù)警報(bào)等的形式。警報(bào)可以是非常有利的，因?yàn)檫@時(shí)發(fā)光二極管不會(huì)無(wú)故變更并且不需要維修人員檢查例如所需要的發(fā)光二極管的強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，維修人員可以借助例如計(jì)算機(jī)檢查發(fā)光二極管例如已經(jīng)使用了多少小時(shí)、當(dāng)前強(qiáng)度等；為了籌劃立體光刻設(shè)備的部件的維護(hù)，這對(duì)于維修人員而言會(huì)是非常有利的。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)印刷電路板包含所述輸入光學(xué)元件的至少一部分。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，該印刷電路板包含至少一部分所述對(duì)齊或輸入光學(xué)元件。為印刷電路板提供例如反射器或光學(xué)設(shè)備會(huì)是非常有利的，因?yàn)橐源朔绞?，例如反射器或光學(xué)設(shè)備被允許靠近發(fā)光二極管或者甚至接觸發(fā)光二極管放置。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)印刷電路板包含冷卻裝置，該冷卻裝置包含至少一個(gè)冷卻表面。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，冷卻表面附連到印刷電路板以促進(jìn)對(duì)印刷電路板上電子器件的冷卻，從而降低損壞電子器件或印刷電路板的風(fēng)險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，該冷卻表面設(shè)有風(fēng)扇，該風(fēng)扇用于最優(yōu)化從印刷電路板移除熱。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，制作穿過(guò)印刷電路板的孔，從而最優(yōu)化熱從印刷電路板的一個(gè)側(cè)面到印刷電路板的另一個(gè)側(cè)面的移除。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)印刷電路板PCB包含例如用于電源和/或控制信號(hào)的至少一組電連接(galvanic connection)。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，印刷電路板包含例如用于發(fā)光二極管的電源的電子器件，該電子器件也位于印刷電路板上。將電子器件分布在更小的單元或印刷電路板上，這會(huì)是非常有利的。如果一個(gè)電源損壞，則與替換包含多個(gè)功能部件的一個(gè)大的印刷電路板相比，僅僅用更小的單元或印刷電路板替換損壞的部件更為廉價(jià)。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，印刷電路板上的電連接可以例如實(shí)施為用于直接或間接傳遞功率到發(fā)光二極管或者用于傳遞用于控制印刷電路板上的電子器件的控制信號(hào)的插頭或插座。控制信號(hào)可以是控制電源或繼電器從而接通和斷開(kāi)發(fā)光二極管。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)可移動(dòng)地連接到所述光源底座。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，有可能將可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)從一個(gè)位置轉(zhuǎn)動(dòng)或以任何其它方式移動(dòng)到另一位置。當(dāng)印刷電路板插入光源底座或從光源底座移除時(shí)，這是有利的。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，有可能從光源底座移除可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)、印刷電路板引導(dǎo)裝置和光源引導(dǎo)裝置之間的相互作用促進(jìn)發(fā)光二極管的光軸與輸入光學(xué)元件的光軸一致。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，該光源底座可包含引導(dǎo)裝置，該引導(dǎo)裝置可包含光源底座中的孔。相對(duì)于發(fā)光二極管，印刷電路板引導(dǎo)裝置可定位為適于與光源底座引導(dǎo)裝置相互作用。印刷電路板引導(dǎo)裝置可以例如為印刷電路板上的在其中安裝發(fā)光二極管的條(bar)。因此當(dāng)與發(fā)光二極管相關(guān)的條被置于光源底座中的孔內(nèi)時(shí)，發(fā)光二極管的光軸與輸入光學(xué)元件的光軸對(duì)齊。該可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)可用于確保與發(fā)光二極管相關(guān)的條被固定到光源底座中的孔內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，該引導(dǎo)裝置可包含例如印刷電路板上的其中附連發(fā)光二極管的與發(fā)光二極管相關(guān)的幾何圖形。這些幾何圖形適于配合光源底座中的幾何圖形，從而確保發(fā)光二極管的光軸與輸入光學(xué)元件的光軸的對(duì)齊。這種幾何圖形可包含光源底座中的凹部或凹口，其適于配合發(fā)光二極管或在其上附連發(fā)光二極管的印刷電路板。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，關(guān)于發(fā)光二極管和/或印刷電路板描述的引導(dǎo)裝置可以關(guān)于光源底座來(lái)使用。以相同的方式，關(guān)于光源底座描述的引導(dǎo)裝置可以關(guān)于發(fā)光二極管和/或印刷電路板來(lái)使用。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，發(fā)光二極管的光軸和輸入光學(xué)元件的光軸的對(duì)齊誤差小于 20Mm。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述光源底座、所述曝光系統(tǒng)或所述印刷電路板包含用于調(diào)整所述至少一個(gè)發(fā)光二極管的光軸的位置或所述輸入光學(xué)元件的光軸的位置的調(diào)整機(jī)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，光源底座可以設(shè)有用于調(diào)整印刷電路板的機(jī)構(gòu)，或者印刷電路板可以設(shè)有用于手動(dòng)或電動(dòng)調(diào)整發(fā)光二極管的機(jī)構(gòu)。當(dāng)例如發(fā)光二極管或印刷電路板被更換且例如測(cè)量表明發(fā)光二極管的光軸與輸入光學(xué)元件的光軸不完全一致時(shí)，能夠校準(zhǔn)發(fā)光二極管或印刷電路板直至兩個(gè)光軸出現(xiàn)一致會(huì)是有利的。可替換地，可以調(diào)整曝光系統(tǒng)的元件，比如輸入和或輸出光學(xué)元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，安裝在印刷電路板上的發(fā)光二極管可以在除所述立體光刻設(shè)備之外的另一位置被校準(zhǔn)。
此外，本發(fā)明涉及通過(guò)使用根據(jù)權(quán)利要求25-34中任意一項(xiàng)的設(shè)備由光敏材料制造三維物體的方法。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，將所述曝光系統(tǒng)掃描經(jīng)過(guò)所述光敏材料。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，將該曝光系統(tǒng)掃描經(jīng)過(guò)光敏材料。當(dāng)曝光系統(tǒng)掃描經(jīng)過(guò)光敏材料時(shí)，空間光調(diào)制器對(duì)光進(jìn)行圖案化以固化光敏材料上的一個(gè)或多個(gè)照射斑點(diǎn)。 對(duì)于待構(gòu)建的物體的每一層，將曝光系統(tǒng)至少部分地掃描經(jīng)過(guò)光敏材料至少一次。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，發(fā)光二極管的數(shù)目等于或小于空間光調(diào)制器的數(shù)目。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，一個(gè)特定發(fā)光二極管專(zhuān)用于一個(gè)特定空間光調(diào)制器。 這會(huì)是非常有利的，因?yàn)槿绻麃?lái)自空間光調(diào)制器之一的經(jīng)過(guò)圖案化的光不必用于構(gòu)建物體的一個(gè)層，則變得有可能完全斷開(kāi)一個(gè)發(fā)光二極管。斷開(kāi)一個(gè)發(fā)光二極管減小了能耗，并且減小了熱產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，發(fā)光二極管和空間光調(diào)制器之間的關(guān)系為一對(duì)一的關(guān)系。此一對(duì)一的關(guān)系允許高度的靈活性，例如它使得曝光系統(tǒng)能夠接通或斷開(kāi)每個(gè)單獨(dú)的空間光調(diào)制器。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，發(fā)光二極管的數(shù)目等于空間光調(diào)制器的數(shù)目。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，多于一個(gè)發(fā)光二極管用于增大來(lái)自曝光系統(tǒng)的發(fā)射光的強(qiáng)度。利用增大強(qiáng)度的光例如有可能增大曝光系統(tǒng)經(jīng)過(guò)光敏材料的掃描速度。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，該發(fā)光二極管可以相當(dāng)于激光二極管、紫外發(fā)光二極管等。此外，可以使用與發(fā)光二極管相當(dāng)?shù)娜魏螌?lái)開(kāi)發(fā)的二極管或光源。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，用于圖案化來(lái)自發(fā)光二極管的光的空間光調(diào)制器可以相當(dāng)于微光開(kāi)關(guān)、液晶顯示器、數(shù)字微鏡裝置等。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述輸入光學(xué)元件包含至少一個(gè)微透鏡陣列。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，該輸入光學(xué)元件可以至少部分地為微透鏡陣列。微透鏡陣列可以例如用于將來(lái)自發(fā)光二極管的光聚焦到空間光調(diào)制器的孔徑(aperture)。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，該輸入光學(xué)元件可包含用于準(zhǔn)直來(lái)自發(fā)光二極管的光的準(zhǔn)直光學(xué)元件。此外，取決于輸入光學(xué)元件的功能，附加光學(xué)元件可以包含在該輸入光學(xué)元件中。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，該輸入光學(xué)元件可包含微透鏡和/或光學(xué)元件的模塊，因此如果該曝光系統(tǒng)包含多于一個(gè)空間光調(diào)制器，則每個(gè)空間光調(diào)制器可附連到一個(gè)輸入光學(xué)元件模塊。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述輸入光學(xué)元件包含至少一個(gè)準(zhǔn)直透鏡。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述輸入光學(xué)元件使得能夠?qū)?lái)自發(fā)光二極管的光分離為多個(gè)不同的光束。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，來(lái)自輸入光學(xué)元件的多個(gè)光束與一個(gè)或多個(gè)空間光調(diào)制器的孔徑為一對(duì)一的關(guān)系。這會(huì)是非常有利的，因?yàn)檫@時(shí)所有來(lái)自發(fā)光二極管的光可用于照射光敏材料。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，來(lái)自輸入光學(xué)元件的多個(gè)光束超過(guò)一個(gè)或多個(gè)空間光調(diào)制器的孔徑的數(shù)目。允許來(lái)自輸入光學(xué)元件的光束多于空間光調(diào)制器中的孔徑可以增加輸入光學(xué)元件的靈活性，因?yàn)檩斎牍鈱W(xué)元件這時(shí)可以不準(zhǔn)確地配合到空間光調(diào)制器。 因此來(lái)自輸入光學(xué)元件的附加光束可以用于例如測(cè)量來(lái)自發(fā)光二極管的光的強(qiáng)度。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述輸出光學(xué)元件包含至少一個(gè)微透鏡陣列。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，來(lái)自至少一個(gè)空間光調(diào)制器的經(jīng)過(guò)圖案化的光借助所述微透鏡陣列被聚焦在光敏材料上，例如以確保光敏材料上的照射斑點(diǎn)中最高的光強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，該輸出光學(xué)元件可包含微透鏡和/或光學(xué)元件的模塊，因此如果曝光系統(tǒng)包含多于一個(gè)空間光調(diào)制器，那么每個(gè)空間光調(diào)制器可以附連到一個(gè)輸出光學(xué)元件模塊。
在本發(fā)明的有利實(shí)施例中，光被聚焦在空間光調(diào)制器的孔徑上。空間光調(diào)制器接著借助光調(diào)制器建立聚焦光的圖案。來(lái)自空間光調(diào)制器的經(jīng)過(guò)圖案化的光接著借助輸出光學(xué)元件被聚焦在表面光敏材料上的照射斑點(diǎn)中。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述設(shè)備包含用于將從一個(gè)或多個(gè)所述發(fā)光二極管發(fā)射的光引導(dǎo)到所述空間光調(diào)制器的導(dǎo)光裝置，所述導(dǎo)光裝置為光纖的形式。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，發(fā)光二極管物理上被置于離空間光調(diào)制器某一距離處，因此使用比如例如光纖(例如由玻璃、塑料等制成)的光導(dǎo)來(lái)將來(lái)自發(fā)光二極管的光引導(dǎo)到空間光調(diào)制器是非常有利的。
根據(jù)另一有利實(shí)施例，該光導(dǎo)可以是輸入光學(xué)元件的一部分，因此該光導(dǎo)可以例如使光成形、對(duì)齊光或引導(dǎo)光，使得其準(zhǔn)備由空間光調(diào)制器來(lái)圖案化。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述曝光系統(tǒng)為立體光刻設(shè)備的一部分，所述立體光刻設(shè)備包含槽。
在本發(fā)明的有利實(shí)施例中，該光敏材料容納在槽內(nèi)。構(gòu)建板可以在容納光敏材料的槽內(nèi)上升和下降；因此當(dāng)曝光系統(tǒng)掃描經(jīng)過(guò)槽內(nèi)的構(gòu)建板時(shí)，物體的新層得以固化。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述控制單元使得能夠控制所述曝光系統(tǒng)。
在本發(fā)明的有利實(shí)施例中，借助控制單元控制該發(fā)光二極管和空間光調(diào)制器。此外，可以借助控制單元校準(zhǔn)曝光系統(tǒng)。
此外，本發(fā)明涉及一種光敏材料在根據(jù)權(quán)利要求1-7或10-20或25_34或37_45 中任意一項(xiàng)的設(shè)備中的用途。
此外，本發(fā)明涉及一種在根據(jù)權(quán)利要求1-7或10-20或25-34或37_45中任意一項(xiàng)的設(shè)備中固化光敏材料的方法。
此外，本發(fā)明涉及一種通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求8或9或21-M或35-36中任意一項(xiàng)的方法生產(chǎn)的三維物體。
此外，本發(fā)明涉及一種通過(guò)使用根據(jù)權(quán)利要求1-7或10-20或25_34或37_45中任意一項(xiàng)的設(shè)備生產(chǎn)的三維物體。
此外，本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求49和50的三維物體。


現(xiàn)在將參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中 圖1說(shuō)明立體光刻設(shè)備的簡(jiǎn)化截面圖；
圖2說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一方面的曝光系統(tǒng)； 圖3A-E說(shuō)明曝光系統(tǒng)的照射源的簡(jiǎn)化截面圖； 圖4說(shuō)明包含照射源的印刷電路板的簡(jiǎn)化截面圖； 圖5A-C說(shuō)明對(duì)齊來(lái)自發(fā)光二極管的光的一個(gè)實(shí)例； 圖6說(shuō)明測(cè)量和控制曝光系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例； 圖7A-B說(shuō)明更換發(fā)光二極管的一個(gè)實(shí)例； 圖8說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一方面的立體光刻設(shè)備的實(shí)例； 圖9說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一方面的立體光刻設(shè)備的另一實(shí)例；以及圖10說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一方面的立體光刻設(shè)備的另一實(shí)例。
具體實(shí)施例方式在使用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備制造三維物體時(shí)，光敏材料LSM被用作形成物體的材料。本領(lǐng)域技術(shù)人員將知曉適合于這種目的的各種類(lèi)型的光敏材料。
圖1說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的用于構(gòu)建三維物體OB的立體光刻設(shè)備SA的簡(jiǎn)化截面圖。三維物體OB是通過(guò)在光敏材料LSM暴露于來(lái)自曝光系統(tǒng)ES的光時(shí)使之固化而分層構(gòu)建的。
立體光刻設(shè)備SA包含構(gòu)建板BP，一個(gè)或多個(gè)三維物體OB構(gòu)建在該構(gòu)建板BP上。 借助升降器EL，構(gòu)建板BP豎直地移動(dòng)到包含光敏材料LSM的槽V內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明一方面， 將重涂覆器REC掃描經(jīng)過(guò)光敏材料LSM的新層從而確保新層的均勻性。
根據(jù)上述描述，三維物體OB是通過(guò)利用來(lái)自曝光系統(tǒng)ES的經(jīng)過(guò)圖案化的光曝光光敏材料LSM的層來(lái)構(gòu)建的。光敏材料LSM的層依照將其暴露的光的圖案而被固化。當(dāng)?shù)谝粚颖还袒瘯r(shí)，具有三維物體OB的經(jīng)固化的第一層的構(gòu)建板BP下降到槽V中且重涂覆器 REC掃描經(jīng)過(guò)光敏材料LSM的層，從而建立光敏材料LSM的新做的上層。接著將曝光系統(tǒng) ES再次掃描經(jīng)過(guò)光敏材料LSM，從而固化三維物體OB的新層。
如所述，立體光刻設(shè)備SA包含曝光系統(tǒng)ES。曝光系統(tǒng)ES包含照射源IS(未說(shuō)明) 和照射單元IU (未說(shuō)明)。將至少一部分曝光系統(tǒng)ES在掃描方向SD上掃描經(jīng)過(guò)光敏材料 LSM。
在本發(fā)明一方面，槽V可以配備有用于移動(dòng)槽V的裝置，比如輪子，與路軌、軌道、 升降機(jī)(forklift)等的相互作用。因此槽V可以可拆除地位于立體光刻設(shè)備SA中，該槽經(jīng)由開(kāi)孔OP可接入，例如用光敏材料LSM再填充槽V或者用以從構(gòu)建板BP容易地移除三維物體OB。
應(yīng)注意，例如有可能借助所說(shuō)明的升降器EL或者其它裝置來(lái)豎直地移動(dòng)槽V，而不是移動(dòng)構(gòu)建板BP。
根據(jù)本發(fā)明一方面，三維物體OB的數(shù)字分層表示可以經(jīng)由接口單元IFU被提供到立體光刻設(shè)備SA。接口單元IFU可包含例如鍵盤(pán)或指針的輸入接口以及例如屏幕或打印機(jī)的輸出接口，以經(jīng)由例如LAN (LAN :局域網(wǎng))、WLAN (WLAN 無(wú)線局域網(wǎng))、串行通信等的接口
17來(lái)處理通信。此外，接口單元IFU可包含數(shù)據(jù)處理器、存儲(chǔ)器和/或用于永久存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的裝置。
圖2說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一方面的曝光系統(tǒng)ES的元件的簡(jiǎn)化截面圖。根據(jù)本發(fā)明的此方面，曝光系統(tǒng)ES的元件為照射源IS和照射單元IU。
根據(jù)本發(fā)明一方面，照射源IS包含至少一個(gè)發(fā)光二極管LD，并且在本發(fā)明的另外方面中，照射源IS還包含反射器(未說(shuō)明)。在本發(fā)明的甚至又一方面，照射源IS進(jìn)一步包含光學(xué)元件，該光學(xué)元件可以是或者不是輸入光學(xué)元件IO的一部分。該光學(xué)元件可以例如是對(duì)來(lái)自發(fā)光二極管LD的光的準(zhǔn)直的一部分。根據(jù)本發(fā)明一方面，各種照射源IS可以結(jié)合或者不結(jié)合反射器和光學(xué)元件或其任意組合來(lái)使用。
根據(jù)本發(fā)明一方面，發(fā)光二極管LD可以被定位為與空間光調(diào)制器SLM成一對(duì)一的關(guān)系。因此一個(gè)發(fā)光二極管LD照射空間光調(diào)制器SLM的至少一部分光調(diào)制器LM。這種一對(duì)一的關(guān)系可以促進(jìn)發(fā)光二極管的光軸OALD與至少一些輸入光學(xué)元件的光軸OAOP —致。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，發(fā)光二極管LD被定位于空間光調(diào)制器SLM之上，使得至少一個(gè)空間光調(diào)制器SLM的至少一部分調(diào)制器LM被來(lái)自發(fā)光二極管LD的光照射。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，照射源IS，因此發(fā)光二極管LD可以被定位為使得光導(dǎo)會(huì)是有必要的，以將來(lái)自發(fā)光二極管LD的光透射到至少一個(gè)空間光調(diào)制器SLM的至少一部分光調(diào)制器LM。這種光導(dǎo)可以例如包含光纖(例如由聚合物、塑料、玻璃等制成)、光學(xué)元件、透鏡陣列、反射器等。
發(fā)光二極管LD可以是任何已知類(lèi)型或者其任意開(kāi)發(fā)。根據(jù)本發(fā)明一方面，發(fā)光二極管LD可以是例如激光二極管、紫外二極管或者發(fā)射電磁輻射形式的光的任何其它光源。
空間光調(diào)制器SLM建立多個(gè)單獨(dú)光束，從而照射一起形成照射區(qū)域的多個(gè)照射斑點(diǎn) ISP。
在此說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求的上下文中，術(shù)語(yǔ)“照射區(qū)域”是指由許多焦點(diǎn)限定的近似平面，其也稱(chēng)為單獨(dú)光束的照射斑點(diǎn)ISP。
照射區(qū)域可以依照三維物體OB的數(shù)字分層表示形成光敏材料LSM的表面上的近似平面。
根據(jù)本發(fā)明一方面，曝光系統(tǒng)ES依照數(shù)字分層表示將光敏材料LSM固化成圖案， 藉此形成三維物體OB。
根據(jù)本發(fā)明一方面，光敏材料LSM可以是選擇發(fā)光二極管LD的決定因素。典型地， 光敏材料LSM在用波長(zhǎng)介于200nm-100000nm之間的高強(qiáng)度光曝光或照射時(shí)被固化。典型地，波長(zhǎng)中心頻率介于300nm和400nm之間的光是用于固化優(yōu)選類(lèi)型的光敏材料LSM的最優(yōu)選擇。當(dāng)然，如果需要特殊的光敏材料LSM，則可以使用具有不同于所述波長(zhǎng)的光。
其它因素也會(huì)確定發(fā)光二極管LD的選擇。這樣的因素可以是例如當(dāng)暴露于某些波長(zhǎng)的光時(shí)會(huì)被損壞的光學(xué)元件或空間光調(diào)制器SLM。一個(gè)特定實(shí)例為涂覆有聚合物并且用高強(qiáng)度光或者用低強(qiáng)度光在更長(zhǎng)時(shí)間段期間曝光的光學(xué)元件；在250nm之下的波長(zhǎng)，光學(xué)元件的壽命會(huì)顯著降低。
應(yīng)注意，光敏材料LSM在其暴露于寬光譜光(例如來(lái)自房間內(nèi)的漫射光分布)時(shí)也被固化，因?yàn)榉块g的漫射光分布經(jīng)常也含有光敏材料LSM起反應(yīng)的波長(zhǎng)的光。用這種雜散光固化光敏材料LSM是不期望的，因?yàn)樗蔷徛也豢煽刂频摹?br> 根據(jù)本發(fā)明一方面，發(fā)射自發(fā)光二極管LD的光的強(qiáng)度會(huì)變化。強(qiáng)度越高，光敏材料LSM必須暴露于固化光的時(shí)間越短。因此曝光系統(tǒng)ES在光敏材料LSM上掃描的速度可以更快。當(dāng)然，其它因素也確定掃描速度，比如光敏材料LSM的類(lèi)型、空間光調(diào)制器SLM中的響應(yīng)時(shí)間等。
根據(jù)本發(fā)明一方面，照射單元IU包含輸入光學(xué)元件10、至少一個(gè)空間光調(diào)制器 SLM和輸出光學(xué)元件00。因此來(lái)自照射源IS的光借助輸入光學(xué)元件IO被準(zhǔn)直和聚焦，被空間光調(diào)制器SLM圖案化并且由輸出光學(xué)元件00聚焦在光敏材料上。
光被聚焦在至少一個(gè)空間光調(diào)制器SLM的至少一些孔徑上。所述至少一個(gè)空間光調(diào)制器SLM接著在輸出光學(xué)元件00上建立光的圖案，該輸出光學(xué)元件再次將經(jīng)過(guò)圖案化的光聚焦在光敏材料LSM上的照射斑點(diǎn)ISP上。
應(yīng)注意，光的圖案也包含當(dāng)空間光調(diào)制器SLM的所有單獨(dú)光調(diào)制器LM處于讓光經(jīng)過(guò)空間光調(diào)制器SLM的所有孔徑或者根本不讓任何光經(jīng)過(guò)空間光調(diào)制器SLM的孔徑的位置的情形。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，立體光刻設(shè)備SA包含多于64個(gè)空間光調(diào)制器SLM。應(yīng)注意，根據(jù)本發(fā)明一方面，立體光刻設(shè)備SA在空間光調(diào)制器SLM的數(shù)量方面是非常靈活的。 因此空間光調(diào)制器SLM的數(shù)目可以在1和例如高至多于100之間變化。
根據(jù)本發(fā)明一方面，單獨(dú)空間光調(diào)制器SLM可以組合在4個(gè)模塊中。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，當(dāng)需要多于4個(gè)空間光調(diào)制器SLM時(shí)，多于1個(gè)模塊組合在一起形成曝光系統(tǒng)ES。與此相關(guān)，照射源IS可以適于空間光調(diào)制器SLM的模塊，例如具有4個(gè)發(fā)光二極管LD的照射源模塊。
根據(jù)本發(fā)明一方面，每個(gè)空間光調(diào)制器SLM包含多于500個(gè)單獨(dú)可控光調(diào)制器LM。 當(dāng)然，可以使用具有數(shù)目不同于500、有時(shí)與500相差很大的單獨(dú)可控光調(diào)制器LM的空間光調(diào)制器SLM。為了簡(jiǎn)化附圖，在此說(shuō)明書(shū)通篇中，附圖僅說(shuō)明具有例如4個(gè)光調(diào)制器的空間光調(diào)制器SLM，不過(guò)如所述，可存在多于500個(gè)光調(diào)制器。
根據(jù)本發(fā)明一方面，輸入光學(xué)元件IO可包含透鏡系統(tǒng)，其包含例如準(zhǔn)直光學(xué)元件 CO、例如形式為微透鏡陣列ML、透鏡的聚焦光學(xué)元件等等。微透鏡ML的一個(gè)實(shí)例為例如玻璃板，聚合物層沉積在該玻璃板上。該聚合物層接著被成形以便具有正好位于空間光調(diào)制器SLM的一個(gè)孔徑前方的一個(gè)球形表面。
準(zhǔn)直光學(xué)元件CO用于方向?qū)R來(lái)自發(fā)光二極管LD的光；因此形成來(lái)自準(zhǔn)直光學(xué)元件CO的輸出的光優(yōu)選地是平行的。引入準(zhǔn)直光學(xué)元件CO會(huì)將大的光學(xué)損耗引入到曝光系統(tǒng)ES。此外，會(huì)引入對(duì)來(lái)自發(fā)光二極管LD的光的非故意過(guò)濾。在本發(fā)明一方面，所述損耗和過(guò)濾的影響會(huì)導(dǎo)致不是所有的從發(fā)光二極管LD發(fā)射的光存在于準(zhǔn)直光學(xué)元件CO之后。本領(lǐng)域中公知的問(wèn)題為，從發(fā)光二極管LD的發(fā)光區(qū)域LE發(fā)射的光的損耗高于50%。由于這個(gè)原因，重要的是能夠?qū)R和準(zhǔn)直該發(fā)射光。
在此說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“平行”不應(yīng)解釋為嚴(yán)格數(shù)學(xué)意義上的平行。 相反，上述術(shù)語(yǔ)應(yīng)解釋為具有物理可能極限之內(nèi)的精確度的平行。
如所解釋?zhuān)斎牍鈱W(xué)元件IO也可包含例如形式為微透鏡陣列ML的聚焦光學(xué)元件。 微透鏡ML的功能是將準(zhǔn)直光聚焦在至少一個(gè)空間光調(diào)制器SLM上。如下文所解釋?zhuān)辽僖粋€(gè)空間光調(diào)制器SLM包含多個(gè)孔徑，并且微透鏡ML將準(zhǔn)直光聚焦到這些孔徑上或向下穿過(guò)這些孔徑。根據(jù)本發(fā)明一方面，孔徑的尺寸可以介于20Mffl-40Mffl之間，但是優(yōu)選地為30Mm。
圖2說(shuō)明本發(fā)明一方面，其中輸入光學(xué)元件IO僅僅包含一個(gè)微透鏡陣列ML且準(zhǔn)直光學(xué)元件CO僅僅包含一個(gè)光學(xué)部件。
輸入光學(xué)元件可以首先通過(guò)第一級(jí)光學(xué)部件(也稱(chēng)為準(zhǔn)直光學(xué)元件CO)來(lái)對(duì)光進(jìn)行準(zhǔn)直，且接著通過(guò)第二級(jí)光學(xué)部件(例如形式為微透鏡ML)聚焦光。光學(xué)部件可以是例如反射鏡或者單透鏡、雙透鏡或非球面透鏡等的光學(xué)部件的任意組合。
當(dāng)然，可以關(guān)于本發(fā)明使用微透鏡ML和準(zhǔn)直透鏡CO的類(lèi)型和數(shù)目的不同組合。在本發(fā)明的優(yōu)選方面中，準(zhǔn)直光學(xué)元件CO可包含4個(gè)透鏡。實(shí)施準(zhǔn)直光學(xué)元件CO和微透鏡 ML的一個(gè)原因是最優(yōu)化從發(fā)光二極管LD發(fā)射的光的效率。此外，應(yīng)注意，準(zhǔn)直光學(xué)元件CO 和/或微透鏡ML的至少一部分可以包含在照射源IS中。
根據(jù)本發(fā)明一方面，至少一個(gè)空間光調(diào)制器SLM可用于將經(jīng)準(zhǔn)直和聚焦的光圖案化在光敏材料LSM上的照射斑點(diǎn)ISP上。至少一個(gè)空間光調(diào)制器SLM包含多個(gè)單獨(dú)的光調(diào)制器LM (也稱(chēng)為光開(kāi)關(guān)、光閥、微快門(mén)(shutter)等)。
根據(jù)本發(fā)明一方面，單獨(dú)可控光調(diào)制器LM由控制單元⑶控制?？刂茊卧强梢砸勒沾龢?gòu)建的三維物體的數(shù)字分層表示控制曝光系統(tǒng)ES。所說(shuō)明的控制單元CU可以控制發(fā)光二極管LD以及至少一個(gè)空間光調(diào)制器SLM的單獨(dú)可控光調(diào)制器LM。
根據(jù)本發(fā)明一方面，如果例如將僅僅構(gòu)建物體的一小部分或者小物體，這不需要來(lái)自包含在曝光系統(tǒng)ES中的至少一個(gè)空間光調(diào)制器SLM的經(jīng)過(guò)圖案化的光，則控制發(fā)光二極管LD暗示斷開(kāi)發(fā)光二極管LD。
根據(jù)本發(fā)明一方面，對(duì)至少一個(gè)空間光調(diào)制器SLM中的光調(diào)制器LM的控制可以通過(guò)依照?qǐng)D案尋址光調(diào)制器LM來(lái)完成。該圖案可代表待構(gòu)建的三維物體的一個(gè)層。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所說(shuō)明的控制單元CU也可控制立體光刻設(shè)備SA的除了曝光系統(tǒng)ES之外的其它部分。可替換地，控制單元⑶可以被包含在與立體光刻設(shè)備SA相關(guān)的其它控制系統(tǒng)中。
根據(jù)本發(fā)明一方面，立體光刻設(shè)備SA可以提供有待構(gòu)建的三維物體的數(shù)字分層描述。如果三維物體在構(gòu)建過(guò)程期間需要支撐，則三維物體的分層描述可包含支撐結(jié)構(gòu)。對(duì)于三維物體的每個(gè)層，將曝光系統(tǒng)ES掃描經(jīng)過(guò)光敏材料LSM且三維物體的單獨(dú)數(shù)字分層描述確定來(lái)自空間光調(diào)制器SLM的光的圖案。
根據(jù)本發(fā)明一方面，輸出光學(xué)元件00將來(lái)自空間光調(diào)制器SLM的經(jīng)過(guò)圖案化的光聚焦在光敏材料LSM的表面上的一個(gè)或多個(gè)照射斑點(diǎn)ISP上。與輸入光學(xué)元件IO相似，輸出光學(xué)元件00可包含多于一個(gè)透鏡系統(tǒng)，例如多于一個(gè)微透鏡陣列ML。
根據(jù)本發(fā)明一方面，照射斑點(diǎn)ISP可以是位于光敏材料LSM的表面上的焦點(diǎn)。應(yīng)注意，照射斑點(diǎn)ISP也可以位于光敏材料LSM的表面之下。
根據(jù)本發(fā)明一方面，照射斑點(diǎn)ISP的尺寸介于80μπι和120Mm之間，優(yōu)選地為 lOOMm。
圖3A-E說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一方面的位于照射源IS中的發(fā)光二極管LD的發(fā)光區(qū)域 LE的原理。圖3A-E說(shuō)明的實(shí)施例僅僅說(shuō)明照射源IS中使用的發(fā)光二極管LD背后的某些可能原理。圖3A-E上的每個(gè)實(shí)施例說(shuō)明發(fā)光區(qū)域LE，即發(fā)光二極管LD的發(fā)射光的部分。
根據(jù)本發(fā)明一方面，照射源IS中使用的優(yōu)選發(fā)光二極管LD具有例如聚合物、玻璃
20或塑料材料的覆蓋件(未說(shuō)明)，該覆蓋件覆蓋發(fā)光區(qū)域LE。此覆蓋件可以用作從發(fā)光區(qū)域 LE發(fā)射的光的預(yù)聚焦和/或預(yù)準(zhǔn)直光學(xué)元件。因此，根據(jù)本發(fā)明一方面，這個(gè)覆蓋件可以是例如關(guān)于圖2如上所述的準(zhǔn)直光學(xué)元件CO的一部分。
圖3A說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中從發(fā)光區(qū)域LE發(fā)射的光的光分布角度為偏離發(fā)光二極管的光軸OALD成60度。
圖;3B說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中從發(fā)光區(qū)域LE發(fā)射的光的光分布角度為偏離發(fā)光二極管的光軸OALD成90度。
圖3C說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中從發(fā)光區(qū)域LE發(fā)射的光的光分布角度為偏離發(fā)光二極管的光軸OALD成60度，以及其中反射器RE反射至少一部分從發(fā)光區(qū)域LE發(fā)射的光。插入反射器RE可用于若干目的。首先，反射器RE幫助使從發(fā)光區(qū)域LE發(fā)射的光至少部分地指向同一方向。因此反射器可以看作來(lái)自發(fā)光區(qū)域LE的光的預(yù)對(duì)齊或預(yù)準(zhǔn)直裝置。 第二，反射器RE可以被成形或設(shè)計(jì)成在可以促進(jìn)對(duì)光的進(jìn)一步處理的某些方向上反射來(lái)自發(fā)光區(qū)域LE的光。此外，反射器RE的使用可以減少來(lái)自于發(fā)光二極管LD的背面的雜散光。
圖3D說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中從發(fā)光區(qū)域LE發(fā)射的光的光分布角度為偏離發(fā)光二極管的光軸OALD成90度，以及其中反射器RE反射至少一部分從發(fā)光區(qū)域LE發(fā)射的光。
圖3E說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中光從發(fā)光區(qū)域LE的兩個(gè)側(cè)面發(fā)射，其光分布角度偏離光軸OALD成高至90度。圖示了區(qū)域AE，其中沒(méi)有光從發(fā)光區(qū)域LE發(fā)射，這只是表示構(gòu)建從發(fā)光區(qū)域LE的橫向側(cè)面SI發(fā)射光的發(fā)光二極管LD會(huì)是非常困難的。如果構(gòu)建這種發(fā)光二極管，則將有可能利用至少一部分從這種發(fā)光二極管的側(cè)面SI發(fā)射的光。
根據(jù)本發(fā)明一方面，發(fā)光二極管LD的發(fā)光中心LE被定位為盡可能靠近反射器RE 的焦點(diǎn)。
關(guān)于圖3C-3E，反射器的實(shí)施可以提供對(duì)從發(fā)光二極管LD的發(fā)光區(qū)域LE發(fā)射的光的最優(yōu)化利用。因此在這些實(shí)施例中，對(duì)于例如按mW、mA、mV等單位測(cè)量的增加的功率量， 可以利用來(lái)自發(fā)光二極管LD的更多的光子。
反射器RE可以是發(fā)光二極管LD的集成部分或者反射器RE可以位于發(fā)光二極管 LD外部。在后一種情形中，反射器RE可以是照射源IS的一部分。此外注意，如從附圖理解的，不是所有的反射光都是平行的。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例(未說(shuō)明)中，照射源IS可包含具有內(nèi)部反射器的發(fā)光二極管LD，該內(nèi)部反射器與位于發(fā)光二極管LD外部的反射器一起反射從發(fā)光二極管LD發(fā)射的光。
注意關(guān)于圖3A-3E，從發(fā)光二極管LD發(fā)射的光的光分布角度可以偏離所述的60度和90度變化。因此根據(jù)本發(fā)明的方面，光分布角度偏離發(fā)光二極管的光軸OALD更小，例如小至30度或者甚至10度。
注意關(guān)于圖3A-3E，僅說(shuō)明發(fā)光二極管LD的發(fā)光區(qū)域LE ；因此均未說(shuō)明例如固定和電連接。
注意關(guān)于圖3A-3E，光學(xué)元件(未示出)可以緊接著在發(fā)光二極管之后插入例如作為照射源IS的一部分。這種光學(xué)元件(未示出)可以?xún)?yōu)選地為準(zhǔn)直來(lái)自發(fā)光二極管LD的光的準(zhǔn)直光學(xué)元件CO的一部分，也可以?xún)H僅用于聚焦來(lái)自發(fā)光二極管LD的光。
根據(jù)本發(fā)明一方面，包含發(fā)光二極管LD和例如光學(xué)元件的照射源IS安裝在圖4 上說(shuō)明的印刷電路板PCB上。圖4上的說(shuō)明僅僅說(shuō)明在立體光刻設(shè)備SA中實(shí)施照射源IS 的一種實(shí)施方式。
如所說(shuō)明，與電子器件EL、冷卻裝置CM和用于為印刷電路板PCB提供控制信號(hào)和 /或功率的至少一個(gè)插座SO —起，至少一個(gè)發(fā)光二極管LD被安裝在印刷電路板PCB上。
根據(jù)本發(fā)明一方面，印刷電路板PCB可包含位于印刷電路板PCB上的至少一個(gè)發(fā)光二極管LD的電源。此外，用于控制例如供應(yīng)到發(fā)光二極管LD的電流或電壓的至少一部分控制電子器件也可以位于印刷電路板PCB上。
在本發(fā)明的其中電子器件EL安裝在印刷電路板PCB上的實(shí)施例中，優(yōu)選的是，印刷電路板PCB也包含插座SO。這促進(jìn)了容易移除例如為印刷電路板PCB供電或提供控制信號(hào)的引線W，因此促進(jìn)了容易從立體光刻設(shè)備SA移除印刷電路板PCB。例如在某些電子器件EL被損壞且印刷電路板PCB將被變更或修理的情形下，這會(huì)是有利的。
應(yīng)注意，當(dāng)然有可能為印刷電路板PCB供電和或提供控制信號(hào)而不使用插座S0， 一個(gè)實(shí)例可以是將引線直接安裝在印刷電路板PCB上。
當(dāng)發(fā)光二極管LD在發(fā)光時(shí)，它們產(chǎn)生熱H ；因此可能有必要為印刷電路板PCB提供冷卻裝置CM，從而防止損壞安裝在印刷電路板PCB上或者與之相關(guān)的部件。此外，來(lái)自發(fā)光二極管LD的熱H也會(huì)造成不同材料中的結(jié)構(gòu)變化，例如鐵中的結(jié)構(gòu)變化，鐵在被加熱時(shí)膨脹，對(duì)系統(tǒng)的精確度產(chǎn)生影響。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，冷卻裝置CM可以是在一起工作以最優(yōu)化對(duì)安裝在印刷電路板PCB上的部件的冷卻的不同布置的組合。
一種布置可以是被最優(yōu)化以用于將熱H傳輸離開(kāi)印刷電路板PCB的一個(gè)或多個(gè)冷卻表面CS。所述一個(gè)或多個(gè)冷卻表面CS還可以設(shè)有風(fēng)扇FA，該風(fēng)扇使空氣在一個(gè)或多個(gè)冷卻表面CS之間循環(huán)。用于例如從一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管LD移除熱H的附加布置是從一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管LD穿過(guò)印刷電路板PCB到冷卻表面CS的冷卻通道CC。當(dāng)然，除了上述之外的其它冷卻布置或元件可以應(yīng)用到冷卻裝置CM以最優(yōu)化從印刷電路板PCB上的部件移除熱H。這種另外的元件可以是例如用于從印刷電路板PCB移除熱H的冷卻膏、水或金屬。再者，某些帕爾帖(Peltier)模塊可以結(jié)合冷卻裝置CM使用，以控制印刷電路板PCB 的溫度/印刷電路板PCB上的溫度。應(yīng)注意，一個(gè)或多個(gè)帕爾帖模塊可足以控制印刷電路板PCB的溫度/印刷電路板PCB上的溫度。
此外，印刷電路板可以用印刷電路板弓丨導(dǎo)裝置PCBG來(lái)改進(jìn)。這些印刷電路板弓丨導(dǎo)裝置PCBG僅僅是可選的，并且這些印刷電路板引導(dǎo)裝置PCBG是否形成印刷電路板PCB的一部分(如果它們是必需的)以及它們?cè)谟∷㈦娐钒錚CB上的確切位置取決于在曝光系統(tǒng) ES中安裝印刷電路板PCB的系統(tǒng)或方法。這結(jié)合圖7A和7B更詳細(xì)地公開(kāi)。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的關(guān)于介質(zhì)的點(diǎn)照射以及如何準(zhǔn)直光和照射的方法和照射單元的實(shí)例可以例如在W098/47048中找到，W098/47048通過(guò)引用結(jié)合于此。
例如從通過(guò)引用結(jié)合于此的W098/47042可以看到關(guān)于介質(zhì)的點(diǎn)照射的照射單元和方法的實(shí)例，其包含形式為光導(dǎo)的多個(gè)光發(fā)射器，所述光發(fā)射器布置成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例經(jīng)由光閥布置照射至少一個(gè)照射面。
通過(guò)引用結(jié)合于此的W000/21735中描述了一種用于通過(guò)對(duì)包含全部或部分光敏材料的截面的加成處理制造三維物體的快速原型制作設(shè)備的實(shí)例。該設(shè)備包含用于通過(guò)單獨(dú)可控光調(diào)制器的至少一個(gè)空間光調(diào)制器照射光敏材料的截面的至少一個(gè)光源，其中至少一個(gè)光源與多個(gè)光導(dǎo)光學(xué)耦合，所述多個(gè)光導(dǎo)以每個(gè)光導(dǎo)照射截面的子區(qū)域的方式相對(duì)于空間光調(diào)制器布置而得以布置。
圖5A-C說(shuō)明本發(fā)明的第一方面，其中曝光系統(tǒng)ES利用偏離發(fā)光二極管的光軸 OALD高達(dá)90度的發(fā)射自發(fā)光二極管LD的光。
本發(fā)明第一方面的范圍是盡可能利用從發(fā)光二極管LD發(fā)射的光。來(lái)自發(fā)光二極管LD的發(fā)光區(qū)域LE的光的光分布角度可以依照照射源IS中使用哪種類(lèi)型的發(fā)光二極管而變化。因此某些類(lèi)型的發(fā)光二極管LD可以發(fā)射聚焦程度很高的光，例如其中偏離發(fā)光二極管的光軸OALD的光分布角度小于20度。另一方面其它類(lèi)型的發(fā)光二極管LD可以發(fā)射偏離發(fā)光二極管的光軸OALD的光分布角度大于60度的漫射光。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，在曝光系統(tǒng)ES中使用發(fā)射聚焦光的發(fā)光區(qū)域LE，該聚焦光例如偏離發(fā)光二極管的光軸OALD的光分布角度小于20度。因此本領(lǐng)域技術(shù)人員有可能利用大部分的發(fā)射光。圖5A說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一方面的照射源IS，其中來(lái)自發(fā)光區(qū)域LE 的光從發(fā)光區(qū)域LE直接指向第一光學(xué)透鏡0P。由于來(lái)自發(fā)光二極管LD的光在被發(fā)射時(shí)相對(duì)聚焦，因此可以不需要包含在光進(jìn)入準(zhǔn)直光學(xué)元件之前對(duì)光成形的任何對(duì)齊光學(xué)元件。 第一光學(xué)透鏡OP因此可以是準(zhǔn)直系統(tǒng)的一部分，準(zhǔn)直來(lái)自發(fā)光二極管LD的光。因此根據(jù)本發(fā)明的此方面，光損耗被最小化，這種損耗可能例如源于反射器、光學(xué)元件等，因?yàn)樵撈毓庀到y(tǒng)ES的構(gòu)造簡(jiǎn)單。
如上所述，光分布角度越寬，則利用大多數(shù)從發(fā)光二極管LD發(fā)射的光就越復(fù)雜。 因此根據(jù)本發(fā)明的另一方面，當(dāng)發(fā)光二極管LD發(fā)射其偏離發(fā)光二極管的光軸OALD的光分布角度大于例如60度的光時(shí)，必需采取動(dòng)作以至少利用所述光中一些光。
這種動(dòng)作例如可以包含一個(gè)或多個(gè)反射器、光學(xué)元件等，如圖5B所說(shuō)明。此處反射器將至少一部分來(lái)自發(fā)光區(qū)域LE的光引導(dǎo)朝向第一光學(xué)透鏡0P。根據(jù)本發(fā)明一方面，此第一光學(xué)透鏡OP可以例如為聚焦光學(xué)元件、準(zhǔn)直光學(xué)元件等。
因此，圖5A和5B說(shuō)明的照射源IS可以是適于將來(lái)自發(fā)光二極管LD的光朝向第一光學(xué)透鏡OP對(duì)齊的多個(gè)不同系統(tǒng)中的兩種。如所示，可以使用其它照射源IS，其包含作為將光朝向輸入光學(xué)元件IO對(duì)齊/引導(dǎo)朝向輸入光學(xué)元件IO的一部分的發(fā)光二極管LD 的防護(hù)件P。哪個(gè)照射源IS是優(yōu)選的選擇取決于發(fā)光二極管LD的選擇，并且光學(xué)元件、反射器、光導(dǎo)等的任意組合可用于最優(yōu)化來(lái)自發(fā)光二極管LD的可以使用的光的量。
根據(jù)本發(fā)明一方面，圖5B和5C說(shuō)明的反射器RE可以位于發(fā)光二極管的內(nèi)部或外部。此外，內(nèi)部和外部反射器RE的組合可用于最優(yōu)化對(duì)于來(lái)自發(fā)光二極管LD的光的利用。
圖5C說(shuō)明的照射源IS包含發(fā)光區(qū)域LE的防護(hù)件P、反射器RE和用于方向?qū)R所述光的第一光學(xué)元件的組合。圖5C所說(shuō)明的本發(fā)明的方面說(shuō)明了方向?qū)R的光指向輸入光學(xué)元件10。
輸入光學(xué)元件IO包含被示為準(zhǔn)直光學(xué)元件CO的一個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)直透鏡以及形式為至少一個(gè)微透鏡陣列ML的聚焦光學(xué)元件。
至少一個(gè)微透鏡陣列ML將準(zhǔn)直光聚焦穿過(guò)空間光調(diào)制器SLM，該空間光調(diào)制器借助單獨(dú)可控光調(diào)制器LM來(lái)建立光的圖案。這個(gè)光的圖案借助至少一個(gè)微透鏡陣列ML在輸出光學(xué)元件00中被指向。輸出光學(xué)元件然后將經(jīng)過(guò)圖案化的光聚焦為光敏材料LSM的表面上的照射斑點(diǎn)ISP。
控制單元⑶控制發(fā)光二極管LD和空間光調(diào)制器SLM。
圖6說(shuō)明促進(jìn)對(duì)照射源IS中包含的單獨(dú)發(fā)光二極管LD的測(cè)量和控制的本發(fā)明第二方面。特別是當(dāng)這些三維物體覆蓋大的區(qū)域(例如100-300cm2)時(shí)，在構(gòu)建三維物體中的重要因素為光敏材料LSM使用具有相同強(qiáng)度的光來(lái)照射。如果光敏材料LSM不使用具有相同強(qiáng)度的光照射，則光敏材料LSM的多層不是均勻地固化。因?yàn)閽呙杷俣炔糠值厝Q于光敏材料LSM接收的光的量，如果發(fā)射光的強(qiáng)度增大，則掃描速度可以增大。因此光的強(qiáng)度越高，可以將曝光系統(tǒng)ES越快地掃描經(jīng)過(guò)光敏材料LSM。
為了簡(jiǎn)化對(duì)測(cè)量和控制系統(tǒng)的解釋?zhuān)瑘D6僅僅說(shuō)明第一照射源IIS和第二照射源 2IS。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，這兩個(gè)所說(shuō)明的照射源IIS和2IS將是包含4個(gè)照射單元IU 和4個(gè)照射源IS的模塊的一部分。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，多于一個(gè)模塊將耦合在一起，形成掃描條(bar)。
如圖6所說(shuō)明，第一照射源IIS照射第一照射單元1IU，該第一照射單元又照射測(cè)量單元MU。圖6說(shuō)明的空間光調(diào)制器SLM使得所有所說(shuō)明的光調(diào)制器LM位于使光穿過(guò)空間光調(diào)制器SLM的位置，從而讓盡可能多的從照射源IS發(fā)射的光被測(cè)量單元MU接收。測(cè)量單元MU可以基于電氣耦合到控制單元CU的任何接收光的傳感器或光敏材料。
測(cè)量單元MU測(cè)量來(lái)自發(fā)光二極管LD的光的一個(gè)或多個(gè)代表值。代表值可以例如為照射斑點(diǎn)ISP的尺寸、波長(zhǎng)、強(qiáng)度和位置的表示等。代表值接著用作控制單獨(dú)發(fā)光二極管 LD的基礎(chǔ)。
應(yīng)注意，不必要求所有光調(diào)制器LM位于使光穿過(guò)空間光調(diào)制器SLM的位置，也不必要求測(cè)量來(lái)自所有發(fā)光二極管LM的光，它只是優(yōu)選的，因?yàn)檫@時(shí)變得有可能獲得對(duì)光敏材料LSM的更均勻照射。此外，會(huì)出現(xiàn)這樣的情形，其中不是所有發(fā)光二極管LD必須用于構(gòu)建物體，因此將不必測(cè)量來(lái)自這些發(fā)光二極管LD的光的強(qiáng)度。
從測(cè)量和控制過(guò)程排除發(fā)光二極管LD，這節(jié)約時(shí)間且藉此立體光刻設(shè)備SA變得更高效。以相同方式，如果與將被使用的發(fā)光二極管相比，某些不使用的發(fā)光二極管LD表現(xiàn)出低強(qiáng)度發(fā)射光，則可以將被使用的發(fā)光二極管LD調(diào)整成發(fā)射具有更高強(qiáng)度的光，并且因此變得有可能增大掃描速度且藉此增加用于構(gòu)建三維物體的時(shí)間。
優(yōu)選的是，測(cè)量單元MU接收盡可能多的來(lái)自照射源IS的發(fā)光二極管LD的光。這不應(yīng)與調(diào)整發(fā)光二極管LD從而以最高可能強(qiáng)度來(lái)照射(例如通過(guò)調(diào)高應(yīng)用到發(fā)光二極管 LD的電壓或電流)混淆。
應(yīng)注意，如果發(fā)光二極管LD允許，控制單元⑶可以通過(guò)控制應(yīng)用到發(fā)光二極管LD 的電流或電壓來(lái)控制來(lái)自發(fā)光二極管LD的光的強(qiáng)度以及還有波長(zhǎng)。因此可以提供基于與所應(yīng)用的電壓或電流的變化相關(guān)的波長(zhǎng)變化的控制簡(jiǎn)檔(profile)。
如上所述，曝光系統(tǒng)可包含若干發(fā)光二極管，每個(gè)發(fā)光二極管照射待構(gòu)建的三維物體的一層的一部分。為了獲得光敏材料LSM的均勻固化，每個(gè)單獨(dú)的發(fā)光二極管LD必須被調(diào)整和/或調(diào)節(jié)。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的一種方式是測(cè)量從發(fā)光二極管接收的光的強(qiáng)度。當(dāng)來(lái)自所有單獨(dú)發(fā)光二極管LD的光的強(qiáng)度已被測(cè)量時(shí)，每個(gè)單獨(dú)的發(fā)光二極管LD被調(diào)整，使得所有測(cè)量的發(fā)光二極管LD發(fā)射相同強(qiáng)度的光。
發(fā)光二極管LD的測(cè)量和調(diào)整/調(diào)節(jié)二者均借助控制單元CU來(lái)控制。控制單元可包含數(shù)據(jù)處理器或控制電路，該數(shù)據(jù)處理器或控制電路可以基于例如比例、積分和/或微分或者其任意組合的不同調(diào)節(jié)算法執(zhí)行調(diào)整/調(diào)節(jié)。
應(yīng)注意，在調(diào)節(jié)/校準(zhǔn)發(fā)光二極管LD時(shí)使用反饋回路并不總是優(yōu)選的，因?yàn)檫@要求以使得通過(guò)傳感器防止至少一部分的來(lái)自發(fā)光二極管LD的光終止在光敏材料LSM上的方式來(lái)定位傳感器。此外，這將需要某種裝置來(lái)確保所述(一個(gè)或多個(gè))傳感器測(cè)量來(lái)自單獨(dú)發(fā)光二極管LD的光的相同份額。
在其中光敏材料LSM的新層被重涂覆且曝光系統(tǒng)ES不在使用中的情形中，將傳感器放置為使得傳感器接收來(lái)自發(fā)光二極管LD的光是有利的。接著將建立反饋回路且可以進(jìn)行對(duì)發(fā)光二極管LD的校準(zhǔn)。應(yīng)注意，取決于控制單元CU或者期望的校準(zhǔn)精確度，這可以進(jìn)行若干次。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，測(cè)量單元MU可以實(shí)施為使得來(lái)自所有單獨(dú)發(fā)光二極管 LD的光可以被測(cè)量單元MU測(cè)量。當(dāng)然，有可能以使得不是所有來(lái)自所有發(fā)光二極管LD的光都被接收的方式實(shí)施測(cè)量單元MU。但是，如果測(cè)量單元根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例來(lái)實(shí)施， 則將獲得更好的結(jié)果。應(yīng)注意，測(cè)量來(lái)自所有發(fā)光二極管LD的光可以不被同時(shí)完成。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，測(cè)量單元可以安裝在重涂覆器REC (未示出)中。對(duì)于光敏材料LSM的每個(gè)固化層，將重涂覆器REC垂直于曝光系統(tǒng)ES的掃描方向掃描，因此測(cè)量單元接著在重涂覆器REC重涂覆所述新層時(shí)掃描單獨(dú)的發(fā)光二極管LD而不浪費(fèi)任何時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明的此方面，該測(cè)量設(shè)備可以?xún)H僅適于在該時(shí)間測(cè)量來(lái)自一個(gè)發(fā)光二極管的光。取決于曝光系統(tǒng)ES的設(shè)計(jì)，必須使用一個(gè)或多個(gè)測(cè)量單元MU，例如一個(gè)或多個(gè)光敏傳感器。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，測(cè)量單元MU可以安裝在當(dāng)重涂覆器REC重涂覆光敏材料 LSM的新層時(shí)曝光系統(tǒng)ES停泊位置的正下方。這促進(jìn)了可以在待固化的每層之間進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量單元MU可以接著也形成為適于同時(shí)接收來(lái)自所有發(fā)光二極管LD的光的光敏板。 可替換地，測(cè)量單元可包含在曝光系統(tǒng)ES下被掃描的一個(gè)或多個(gè)光敏傳感器。傳感器的數(shù)目可以由曝光系統(tǒng)ES下方的光敏傳感器的掃描數(shù)目確定。
根據(jù)本發(fā)明一方面，光敏傳感器的直徑必須至少為9mm，從而能夠測(cè)量所有來(lái)自一個(gè)空間光調(diào)制器SLM的光。
根據(jù)本發(fā)明一方面，曝光系統(tǒng)ES或測(cè)量單元MU包含用于在測(cè)量來(lái)自發(fā)光二極管 LS的光的強(qiáng)度時(shí)避免來(lái)自曝光系統(tǒng)的光照射光敏材料LSM的裝置。進(jìn)行這一點(diǎn)是為了減少雜散光的量，所述雜散光是不期望的，因?yàn)樗鼘?duì)光敏材料LSM進(jìn)行不可控的固化。
圖7A和7B說(shuō)明促進(jìn)印刷電路板PCB的移除的本發(fā)明第三方面。圖7A和7B說(shuō)明的印刷電路板PCB與關(guān)于圖4描述的印刷電路板PCB相似。注意，關(guān)于圖7A和7B，僅僅包含發(fā)光二極管LD的照射源IS示為位于印刷電路板PCB上。
圖7A所說(shuō)明的本發(fā)明所說(shuō)明的方面可稱(chēng)為一個(gè)模塊。根據(jù)本發(fā)明一方面，一個(gè)模塊包含4個(gè)照射源IS和4個(gè)照射單元IU。
圖7A說(shuō)明的本發(fā)明第三方面公開(kāi)了 4個(gè)照射單元和包含4個(gè)照射源IS的印刷電路板PCB。僅僅因?yàn)榱Ⅲw光刻設(shè)備SA的壽命可以為發(fā)光二極管LD的壽命的若干倍，所以有
25利的是能夠更換至少一個(gè)所述發(fā)光二極管LD。
根據(jù)本發(fā)明一方面，發(fā)光二極管LS可以安裝在印刷電路板PCB上；與本發(fā)明的此方面相關(guān)，進(jìn)一步有利的是能夠更換整個(gè)印刷電路板PCB。如關(guān)于圖4所述，可存在安裝在印刷電路板PCB上的若干電氣部件。這些電氣部件(包含發(fā)光二極管LD)中的每一個(gè)代表曝光系統(tǒng)ES的潛在故障源。對(duì)于只有一個(gè)電氣部件出故障的情形，曝光系統(tǒng)ES可能不會(huì)最優(yōu)地工作，因此該電氣部件或者甚至整個(gè)印刷電路板PCB必須更換。
根據(jù)本發(fā)明一方面，可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)RLM可以至少部分地位于光源底座LSB上。用于促進(jìn)固定印刷電路板PCB的其它引導(dǎo)裝置可以位于印刷電路板PCB上。
光源底座LSB可以例如為保護(hù)曝光系統(tǒng)ES的殼體/覆蓋件的一部分。
圖7A說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)方面的側(cè)視圖。光源底座LSB可以配備有至少一個(gè)但是優(yōu)選地4個(gè)可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)(僅示出2個(gè))。在本發(fā)明一方面，僅僅1個(gè)可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)RLM 可以足以將印刷電路板PCB固定到光源底座LSB。
根據(jù)圖7A和7B說(shuō)明的本發(fā)明的方面，印刷電路板PCB上的印刷電路板引導(dǎo)裝置 PCBG可以成形為例如掣爪形式的突出部。光源底座LSB上的光源底座引導(dǎo)裝置LSBG可以成形為光源底座LSB中的孔，所述孔適于容納印刷電路板引導(dǎo)裝置PCBG的突出部。當(dāng)所述至少一個(gè)掣爪(印刷電路板引導(dǎo)裝置PCBG)插入至少一個(gè)孔(光源引導(dǎo)裝置LSBG)時(shí)，印刷電路板PCB可以相對(duì)于光源底座LSB固定在一個(gè)位置。
當(dāng)然，所說(shuō)明的可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)RLM僅僅是將印刷電路板PCB固定到光源底座LSB 的一種方式。在本發(fā)明其它方面中，光源引導(dǎo)裝置LSBG可以例如為任何幾何形式的凹部或孔。此外，例如如果被示為印刷電路板引導(dǎo)裝置PCBG的突出部位于印刷電路板PCB上或光源底座LSB上，則這可能不重要。
圖7B說(shuō)明本發(fā)明一方面的俯視圖，其中印刷電路板PCB部分連接到光源底座LSB。 可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)RLM可移動(dòng)地連接到光源底座LSB。因此可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)RLM可以例如被轉(zhuǎn)動(dòng)，藉此交疊或覆蓋至少一部分印刷電路板PCB。接著如所示的那樣，在印刷電路板PCB 的左側(cè)LS，印刷電路板PCB固定到光源底座LSB。在印刷電路板PCB的右側(cè)RS，兩個(gè)可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)RLM被轉(zhuǎn)動(dòng)，使得它們不交疊或覆蓋部分印刷電路板PCB。
當(dāng)然，所示的可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)RLM僅僅是將印刷電路板PCB固定到光源底座LSB 的一種方式。在本發(fā)明的又一方面，可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)RLM可以例如以?xún)煞N方式轉(zhuǎn)動(dòng)，例如借助閂鎖/凹口系統(tǒng)或螺釘系統(tǒng)而可移除。此外，例如如果可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)RLM的可移動(dòng)部分位于印刷電路板PCB上或光源底座LSB上，則這可能不重要。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，印刷電路板PCB位于光源底座LSB的頂部上并且不是如圖7A所說(shuō)明那樣下降到光源底座LSB中。
可存在各種鎖定系統(tǒng)，所述鎖定系統(tǒng)適于將印刷電路板PCB鎖定到光源底座LSB。 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，適合于本發(fā)明曝光系統(tǒng)ES的所有鎖定系統(tǒng)的共同特性為，當(dāng)印刷電路板PCB鎖定/固定到光源底座LSB時(shí)，發(fā)光二極管的光軸OALD與輸入光學(xué)元件的光軸 OAOP 一致。
根據(jù)本發(fā)明一方面，來(lái)自發(fā)光二極管LD的光的光線和輸入光學(xué)元件的至少一部分的光軸OAOP之間的最大角度為1. 5度或更小。
如果在將印刷電路板PCB鎖定在光源底座LSB上/中之后，兩個(gè)所述光軸不一致，
26則曝光系統(tǒng)ES可能不是最優(yōu)地工作。在一些情形中，這種光軸未對(duì)齊的影響可能不值得考慮。在其它情形中，通過(guò)進(jìn)行所述光軸之一的后調(diào)整或校準(zhǔn)，可以至少部分地校正兩個(gè)光軸之間的偏差。這種后調(diào)整可以例如機(jī)械地或者電學(xué)地進(jìn)行。
在本說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“對(duì)齊”不應(yīng)解釋為嚴(yán)格數(shù)學(xué)意義上的對(duì)齊。 而是，上述術(shù)語(yǔ)應(yīng)解釋為具有物理可能極限之內(nèi)的精確度的對(duì)齊。
如圖7A所說(shuō)明，照射單元IU包含具有一個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)直透鏡(被示為準(zhǔn)直光學(xué)元件CO)的輸入光學(xué)元件IO ；以及形式為至少一個(gè)微透鏡陣列ML的聚焦光學(xué)元件。
至少一個(gè)微透鏡陣列ML將經(jīng)準(zhǔn)直的光聚焦穿過(guò)空間光調(diào)制器SLM，該空間光調(diào)制器借助單獨(dú)可控光調(diào)制器LM建立光的圖案。借助至少一個(gè)微透鏡陣列ML，所述光的圖案在輸出光學(xué)元件00中被指向。輸出光學(xué)元件接著將經(jīng)圖案化的光聚焦在光敏材料LSM的表面上的照射斑點(diǎn)ISP上。
控制單元⑶控制發(fā)光二極管LD和空間光調(diào)制器SLM。此外，如果需要，該控制單元可控制所述光軸之一或二者的后調(diào)整。
圖8-10說(shuō)明立體光刻設(shè)備SA的僅僅一個(gè)可能實(shí)施例，應(yīng)注意對(duì)于立體光刻設(shè)備 SA工作而言，并不需要所有下述特征。此外應(yīng)注意，未說(shuō)明立體光刻設(shè)備SA的所有細(xì)節(jié)并且未說(shuō)明的附加部分可以是有利的。
圖8以正視圖/側(cè)視圖說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一方面的立體光刻設(shè)備SA。
立體光刻設(shè)備SA可以配備有可以例如借助滑動(dòng)槽門(mén)把手SVDH而打開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)滑動(dòng)槽門(mén)SVD，該滑動(dòng)槽門(mén)把手例如通過(guò)推動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等來(lái)激活。借助滑動(dòng)到一側(cè)或者借助繞一個(gè)或多個(gè)鉸鏈旋轉(zhuǎn)，滑動(dòng)槽門(mén)SVD可接近槽V (未示出)。
一個(gè)或多個(gè)滑動(dòng)式前門(mén)SFD可以相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)前面板FP和側(cè)面板SP定位。
借助滑動(dòng)到一側(cè)或者借助繞一個(gè)或多個(gè)鉸鏈旋轉(zhuǎn)，滑動(dòng)式前門(mén)SFD可接近曝光系統(tǒng)ES (未示出)。應(yīng)注意，滑動(dòng)式前門(mén)SFD可以是透明的，使得構(gòu)建過(guò)程可以被監(jiān)測(cè)而不打開(kāi)滑動(dòng)式前門(mén)SFD。
一個(gè)或多個(gè)前面板FP可以延伸到立體光刻設(shè)備SA的側(cè)面。所述一個(gè)或多個(gè)前面板FP可以配備有一個(gè)或多個(gè)機(jī)器狀態(tài)指示器MSI，其指示機(jī)器的狀態(tài)(例如在工作、停止、 故障等)或者在給定時(shí)間該立體光刻設(shè)備SA處于構(gòu)建過(guò)程的哪個(gè)階段。機(jī)器狀態(tài)指示器 MSI也可以位于立體光刻設(shè)備SA的頂板RO或側(cè)面，且其可以例如包含顯示器、燈、報(bào)警器寸。
此外，立體光刻設(shè)備SA可配備有在立體光刻設(shè)備SA正常工作時(shí)不使用的一個(gè)或多個(gè)側(cè)門(mén)SID和一個(gè)或多個(gè)下側(cè)面板LSP。只有在立體光刻設(shè)備SA的部件被維護(hù)時(shí)，側(cè)門(mén) SID和下側(cè)面板LSP才被拆卸或打開(kāi)。
應(yīng)注意，根據(jù)本發(fā)明一方面，側(cè)門(mén)SID可以是滑動(dòng)式前門(mén)SFD的一部分，并且根據(jù)本發(fā)明一方面，下側(cè)面板LSP可以是滑動(dòng)槽門(mén)SVD的一部分。
圖9以背視圖/側(cè)視圖說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一方面的立體光刻設(shè)備SA，其中側(cè)門(mén)SID 和滑動(dòng)式前門(mén)SFD被拆卸以展現(xiàn)曝光系統(tǒng)ES。
根據(jù)本發(fā)明一方面，立體光刻設(shè)備SA可以立在一個(gè)或多個(gè)機(jī)器腳MF上，該機(jī)器腳可以是可調(diào)整的。這可以使得更容易安裝立體光刻設(shè)備SA，使得當(dāng)槽V (未示出)位于立體光刻設(shè)備SA中時(shí)，光敏材料LSM的表面和輸出光學(xué)元件OP (未示出)基本上平行。
所說(shuō)明的曝光系統(tǒng)ES包含在維護(hù)或維修曝光系統(tǒng)ES時(shí)使用的左上側(cè)門(mén)UD和左下側(cè)門(mén)LD。此外，曝光系統(tǒng)包含用于接近照射源IS (未示出)的燈殼門(mén)LHD。此外，曝光系統(tǒng)ES包含用于保護(hù)照射單元IU (未示出)的不同部分的防護(hù)板PP。圖9中也說(shuō)明了防護(hù)窗PW的側(cè)面以及曝光條的外框0FEB。
用于松開(kāi)防護(hù)窗PW (未示出)的把手HD可以位于曝光系統(tǒng)殼體ESC中。
圖10以正視圖說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一方面的立體光刻設(shè)備SA，其中滑動(dòng)式前門(mén)SFD被移除。當(dāng)曝光系統(tǒng)ES掃描經(jīng)過(guò)光敏材料LSM (未示出)時(shí)，該曝光系統(tǒng)ES在曝光系統(tǒng)滑架狹縫ESCS中移動(dòng)。此外，圖10說(shuō)明了機(jī)器圍繞其構(gòu)建的機(jī)器框架MFR以及用于曝光系統(tǒng)能量鏈條的支撐基底SBEC。
本發(fā)明表現(xiàn)出材料的紅外粉末燒結(jié)的顯著且意想不到的優(yōu)點(diǎn)，藉此可以以高精度快速處理大的表面。
權(quán)利要求
1.一種用于立體光刻設(shè)備(SA)的曝光系統(tǒng)(ES)，包含發(fā)射波長(zhǎng)介于200nm和IOOOOOnm之間的光的至少一個(gè)發(fā)光二極管(LD)， 具有多個(gè)單獨(dú)可控光調(diào)制器(LM)的至少一個(gè)空間光調(diào)制器(SLM)， 光學(xué)耦合到所述至少一個(gè)空間光調(diào)制器(SLM)的輸入光學(xué)元件(10)， 光學(xué)耦合到所述至少一個(gè)空間光調(diào)制器(SLM)的輸出光學(xué)元件(00)， 至少一個(gè)控制單元(⑶)，其中所述輸入光學(xué)元件(IO)和輸出光學(xué)元件(00)促進(jìn)從所述至少一個(gè)發(fā)光二極管 (LD)發(fā)射的光經(jīng)由所述空間光調(diào)制器(SLM)的所述單獨(dú)可控光調(diào)制器(LM)透射到照射區(qū)域(IA)，其中所述空間光調(diào)制器(SLM)使得能夠依照來(lái)自所述控制單元(CU)的控制信號(hào)建立來(lái)自所述輸入光學(xué)元件(IO)的光的圖案，其中所述輸出光學(xué)元件(00)使得能夠?qū)?lái)自所述至少一個(gè)空間光調(diào)制器(SLM)的光的圖案聚焦在照射斑點(diǎn)(ISP)上，以及其中所述曝光系統(tǒng)(ES)能夠?qū)乃霭l(fā)光二極管(LD)發(fā)射的相對(duì)于發(fā)光二極管(LD) 的光軸(OALD)所成角度大于45度的光對(duì)齊，從而使這樣的光指向相對(duì)于光軸(OALD)平行的方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的曝光系統(tǒng)(ES)，其中所述曝光系統(tǒng)包含用于將從所述至少一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)射的相對(duì)于所述至少一個(gè)發(fā)光二極管的光軸所成角度大于45度的那部分光進(jìn)行方向?qū)R的裝置，從而按照所述對(duì)齊光相對(duì)于所述至少一個(gè)發(fā)光二極管的光軸所成角度為1.5度或更小的方式改變所述光的方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的曝光系統(tǒng)(ES)，其中所述曝光系統(tǒng)(ES)包含用于在所述光被引入輸入光學(xué)元件(IO)之前使從所述至少一個(gè)發(fā)光二極管(LD)發(fā)射的光對(duì)齊的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)，其中所述用于使從所述至少一個(gè)發(fā)光二極管(LD)發(fā)射的光對(duì)齊的裝置包含至少一個(gè)反射器(RE)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)，其中所述用于使從所述至少一個(gè)發(fā)光二極管(LD)發(fā)射的光對(duì)齊的裝置包含至少一個(gè)光學(xué)透鏡(OP)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)，其中所述用于使從所述至少一個(gè)發(fā)光二極管(LD)發(fā)射的光對(duì)齊的裝置包含至少一個(gè)防護(hù)罩(P)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)，其中聚焦在相應(yīng)照射斑點(diǎn)(ISP)上的源于一個(gè)空間光調(diào)制器(SLM)的光的能量總和與從對(duì)應(yīng)于所述空間光調(diào)制器(SLM)的所述至少一個(gè)發(fā)光二極管(LD)發(fā)射的光的能量總和之間的比例至少為0. 1。
8.通過(guò)使用根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)的設(shè)備由光敏材料制造三維物體的方法。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中將所述曝光系統(tǒng)(ES)掃描經(jīng)過(guò)所述光敏材料(LSM)。
10.一種用于立體光刻設(shè)備(SA)的曝光系統(tǒng)(ES)，包含發(fā)射波長(zhǎng)介于200nm和IOOOOOnm之間的光的至少兩個(gè)發(fā)光二極管(LD)， 具有多個(gè)單獨(dú)可控光調(diào)制器(LM)的至少兩個(gè)空間光調(diào)制器(SLM)， 光學(xué)耦合到所述至少兩個(gè)空間光調(diào)制器(SLM)的輸入光學(xué)元件(10)， 光學(xué)耦合到所述至少兩個(gè)空間光調(diào)制器(SLM)的輸出光學(xué)元件(00)， 至少一個(gè)測(cè)量單元(MU)，至少一個(gè)控制單元(⑶)，其中所述輸入光學(xué)元件(IO)和輸出光學(xué)元件(00)促進(jìn)從所述發(fā)光二極管(LD)發(fā)射的光經(jīng)由所述空間光調(diào)制器(SLM)的所述單獨(dú)可控光調(diào)制器透射到照射區(qū)域(IA)，其中所述空間光調(diào)制器(SLM)使得能夠依照來(lái)自所述控制單元(CU)的控制信號(hào)建立來(lái)自所述輸入光學(xué)元件(IO)的光的圖案，其中所述輸出光學(xué)元件(00)使得能夠?qū)?lái)自所述至少兩個(gè)空間光調(diào)制器(SLM)的光的圖案聚焦在照射區(qū)域(IA)上，其中所述測(cè)量單元(MU)使得能夠測(cè)量由每個(gè)單獨(dú)空間光調(diào)制器(SLM)透射的光的強(qiáng)度，以及其中所述控制單元(CU)使得能夠基于所述測(cè)量值調(diào)節(jié)由每個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管(LD)發(fā)射的光的強(qiáng)度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的曝光系統(tǒng)(ES)，其中所述測(cè)量值為與所述至少兩個(gè)空間光調(diào)制器(SLM)中的每一個(gè)單獨(dú)空間光調(diào)制器相關(guān)的光的強(qiáng)度的代表值，以及其中所述控制單元(CU)使得能夠基于所述測(cè)量的代表值調(diào)節(jié)來(lái)自所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管(LD)中的每一個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管的光的強(qiáng)度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的曝光系統(tǒng)(ES)，其中所述曝光系統(tǒng)(ES)為立體光刻設(shè)備 (SA)的一部分，以及所述立體光刻設(shè)備(SA)包含用于使光敏材料(LSM)的表面平整的重涂覆器(REC)，所述三維物體將由該光敏材料(LSM)制備。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)，其中所述測(cè)量單元(MU)包含至少一個(gè)光敏傳感器且所述光敏傳感器的輸出代表從所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管(LD)中的每一個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管發(fā)射的光的強(qiáng)度的代表值。
14.根據(jù)權(quán)利要求10-13中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)，其中所述至少一個(gè)光敏傳感器響應(yīng)于在200nm到IOOOOOnm范圍內(nèi)的光。
15.根據(jù)權(quán)利要求10-14中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)，其中所述至少一個(gè)光敏傳感器在該設(shè)備中位于使得能夠在光被所述空間光調(diào)制器(SLM)圖案化之前測(cè)量所述光的強(qiáng)度的位置處。
16.根據(jù)權(quán)利要求10-15中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)，其中所述至少一個(gè)光敏傳感器在該設(shè)備中位于使得能夠在光被所述空間光調(diào)制器(SLM)圖案化之后測(cè)量所述光的強(qiáng)度的位置處。
17.根據(jù)權(quán)利要求10-16中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)，其中所述控制單元(CU)使得能夠基于一個(gè)或多個(gè)所測(cè)量的代表值控制從所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管(LD)中的每一個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管發(fā)射的光的強(qiáng)度。
18.根據(jù)權(quán)利要求10-17中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)，其中所述控制單元(CU)使得能夠以下述方式基于一個(gè)或多個(gè)所測(cè)量的代表值控制從所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管(LD)中的每一個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管發(fā)射的光的強(qiáng)度，所述方式為使得從所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管(LD) 中的每一個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管發(fā)射的光的強(qiáng)度是均勻的。
19.根據(jù)權(quán)利要求10-18中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)，其中所述控制單元(⑶)包含用于通過(guò)控制應(yīng)用到所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管(LD)的電壓或電流來(lái)控制從所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管(LD)發(fā)射的光的強(qiáng)度的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求10-19中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)，其中所述光敏傳感器安裝在所述重涂覆器(REC)上。
21.通過(guò)使用根據(jù)權(quán)利要求10-20中任意一項(xiàng)的設(shè)備由光敏材料制造三維物體的方法。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中當(dāng)曝光系統(tǒng)(ES)處于其中將所述曝光系統(tǒng)(ES)不掃描經(jīng)過(guò)由照射區(qū)域限定的平面的狀態(tài)時(shí)，從所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管(LD)中的每一個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管發(fā)射的光的強(qiáng)度被測(cè)量。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22的方法，其中在一個(gè)掃描運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行對(duì)來(lái)自所述至少兩個(gè)發(fā)光二極管(LD)中的每一個(gè)單獨(dú)發(fā)光二極管的代表值的測(cè)量。
24.根據(jù)權(quán)利要求21-23中任意一項(xiàng)的方法，其中將所述曝光系統(tǒng)(ES)掃描經(jīng)過(guò)所述光敏材料(LSM)。
25.一種具有曝光系統(tǒng)(ES)的立體光刻設(shè)備(SA)，所述曝光系統(tǒng)包含具有至少一個(gè)插座(SO)和至少一個(gè)發(fā)光二極管(LD)的至少一個(gè)印刷電路板(PCB)， 具有多個(gè)單獨(dú)可控光調(diào)制器的至少兩個(gè)空間光調(diào)制器(SLM)， 光學(xué)耦合到所述空間光調(diào)制器(SLM)的輸入光學(xué)元件(10)， 光學(xué)耦合到所述空間光調(diào)制器(SLM)的輸出光學(xué)元件(00)， 至少一個(gè)控制單元(⑶)，至少一個(gè)光源底座(LSB)，其以使得發(fā)光二極管的光軸(OALD)與所述輸入光學(xué)元件的光軸(OAOP)對(duì)齊的方式能夠松開(kāi)地鎖定所述印刷電路板(PCB)，其中所述輸入光學(xué)元件(IO)和輸出光學(xué)元件(00)促進(jìn)從所述發(fā)光二極管(LD)發(fā)射的光經(jīng)由所述空間光調(diào)制器(SLM)的所述單獨(dú)可控光調(diào)制器(LM)透射到照射區(qū)域(IA)，其中所述空間光調(diào)制器(SLM)使得能夠依照來(lái)自所述控制單元(CU)的控制信號(hào)建立來(lái)自所述輸入光學(xué)元件(IO)的光的圖案，其中所述輸出光學(xué)元件(00)使得能夠?qū)?lái)自所述空間光調(diào)制器(SLM)的光的圖案聚焦在照射區(qū)域(IA)上。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的立體光刻設(shè)備(SA)，其中所述印刷電路板(PCB)借助可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)(RLM)而能夠松開(kāi)地鎖定到所述光源底座(LSB)，以及其中所述印刷電路板(PCB)以使得所述至少一個(gè)發(fā)光二極管(LD)的光軸(OALD)與所述輸入光學(xué)元件(IO)的光軸(OAOP) —致的方式借助所述可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)(RLM)而能夠松開(kāi)地鎖定。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或沈的立體光刻設(shè)備(SA)，其中所述曝光系統(tǒng)(ES)包含多于一個(gè)光源底座(LSB)。
28.根據(jù)權(quán)利要求25-27中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中所述立體光刻設(shè)備 (SA)包含用于指示該設(shè)備工作中的故障或異常的警報(bào)。
29.根據(jù)權(quán)利要求25-28中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中所述至少一個(gè)印刷電路板(PCB)包含所述輸入光學(xué)元件(IO)的至少一部分。
30.根據(jù)權(quán)利要求25-29中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中所述至少一個(gè)印刷電路板(PCB)包含冷卻裝置(CM)，所述冷卻裝置(CM)包含至少一個(gè)冷卻表面(CS)。
31.根據(jù)權(quán)利要求25-30中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中所述至少一個(gè)印刷電路板(PCB)包含例如用于電源和/或控制信號(hào)的至少一組電連接。
32.根據(jù)權(quán)利要求25-31中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中所述可松開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu) (RLM)能夠移動(dòng)地連接到所述光源底座(LSB)。
33.根據(jù)權(quán)利要求25-32中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中發(fā)光二極管的光軸 (OALD)和輸入光學(xué)元件的光軸(OAOP)的對(duì)齊誤差小于20Mm。
34.根據(jù)權(quán)利要求25-33中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中所述光源底座(LSB)、 所述曝光系統(tǒng)(ES)或所述印刷電路板(PCB)包含用于調(diào)整所述至少一個(gè)發(fā)光二極管的光軸(OALD)的位置或所述輸入光學(xué)元件的光軸(OAOP)的位置的調(diào)整機(jī)構(gòu)。
35.通過(guò)使用根據(jù)權(quán)利要求25-34中任意一項(xiàng)的設(shè)備由光敏材料制造三維物體的方法。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中將所述曝光系統(tǒng)(ES)掃描經(jīng)過(guò)所述光敏材料(LSM)。
37.根據(jù)權(quán)利要求1-7或10-20中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)或者根據(jù)權(quán)利要求25-34 中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中發(fā)光二極管(LD)的數(shù)目等于或小于空間光調(diào)制器 (SLM)的數(shù)目。
38.根據(jù)權(quán)利要求1-7或10-20或37中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)或者根據(jù)權(quán)利要求 25-34或37中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中發(fā)光二極管(LD)的數(shù)目等于空間光調(diào)制器(SLM)的數(shù)目。
39.根據(jù)權(quán)利要求1-7或10-20或37或38中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)或者根據(jù)權(quán)利要求25-34或37或38中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中所述輸入光學(xué)元件(IO)包含至少一個(gè)微透鏡陣列(ML)。
40.根據(jù)權(quán)利要求1-7或10-20或37-39中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)或者根據(jù)權(quán)利要求25-34或37-39中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中所述輸入光學(xué)元件(IO)包含至少一個(gè)準(zhǔn)直透鏡。
41.根據(jù)權(quán)利要求1-7或10-20或37-40中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)或者根據(jù)權(quán)利要求25-34或37-40中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中所述輸入光學(xué)元件(IO)使得能夠?qū)?lái)自發(fā)光二極管(LD)的光分離為多個(gè)不同的光束。
42.根據(jù)權(quán)利要求1-7或10-20或37-41中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)或者根據(jù)權(quán)利要求25-34或37-41中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中所述輸出光學(xué)元件(00)包含至少一個(gè)微透鏡陣列(ML)。
43.根據(jù)權(quán)利要求1-7或10-20或37-42中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)或者根據(jù)權(quán)利要求25-34或37-42中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中所述設(shè)備包含用于將從一個(gè)或多個(gè)所述發(fā)光二極管(LD)發(fā)射的光引導(dǎo)到所述空間光調(diào)制器(SLM)的導(dǎo)光裝置，所述導(dǎo)光裝置為光纖的形式。
44.根據(jù)權(quán)利要求1-7或10-20或37-43中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)或者根據(jù)權(quán)利要求25-34或37-43中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中所述曝光系統(tǒng)(ES)為立體光刻設(shè)備(SA)的一部分，所述立體光刻設(shè)備(SA)包含槽(V)。
45.根據(jù)權(quán)利要求1-7或10-20或37-44中任意一項(xiàng)的曝光系統(tǒng)(ES)或者根據(jù)權(quán)利要求25-34或37-44中任意一項(xiàng)的立體光刻設(shè)備(SA)，其中所述控制單元(⑶)使得能夠控制所述曝光系統(tǒng)(ES)。
46.光敏材料(LSM)在根據(jù)權(quán)利要求1-7或10-20或25-34或37-45中任意一項(xiàng)的設(shè)備中的用途。
47.在根據(jù)權(quán)利要求1-7或10-20或25-34或37-45中任意一項(xiàng)的設(shè)備中固化光敏材料(LSM)的方法。
48.。
49.通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求8或9或21-M或35-36中任意一項(xiàng)的方法生產(chǎn)的三維物體。
50.通過(guò)使用根據(jù)權(quán)利要求1-7或10-20或25-34或37-45中任意一項(xiàng)的設(shè)備生產(chǎn)的三維物體。
51.根據(jù)權(quán)利要求49和50的三維物體。
全文摘要
立體光刻設(shè)備和用于立體光刻設(shè)備的曝光系統(tǒng)，其中發(fā)光二極管被用作光源。本發(fā)明涉及對(duì)齊來(lái)自發(fā)光二極管的光并且涉及發(fā)光二極管的更換和控制。
文檔編號(hào)B29C67/00GK102186651SQ200980141030
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者普茹瓦斯 E., H. 拉森 N., 格雷林 J., 漢加爾德 O. 申請(qǐng)人:亨斯邁先進(jìn)材料(瑞士)有限公司