掩膜30的曝光紋理52優(yōu)選地布置在平行于圖像平面/構(gòu)造平面22的平面上，以整數(shù)個像素(具體地說優(yōu)選地以I個像素)相對于彼此偏移。在圖8中示意性示出物體層62a至62d的曝光紋理，其中，每個物體層62a至62d對應(yīng)于由曝光掩膜30限定的曝光區(qū)域。
[0092]如圖9中在左邊示意性示出的物體12的復(fù)雜橫截面區(qū)域可以被細(xì)分成不同大小的表面區(qū)域66a、66b和66c。在圖9所不的不意實例中，表面區(qū)域66b和66c大于例如預(yù)先確定的限制結(jié)構(gòu)尺寸。表面區(qū)域66a對應(yīng)地小于預(yù)先確定的限制結(jié)構(gòu)尺寸。因此，形成纖弱結(jié)構(gòu)的表面區(qū)域66a沒有用曝光紋理填充，相反地，如例如在圖9中在右邊所示的位圖30被選擇為其中表面區(qū)域66a全部用具有位值32“透明”的像素填充。表面區(qū)域66b和66c優(yōu)選地用理想地具有至少2個像素的寬度的外邊緣線56包圍。為了獲得待形成的物體層的所有表面區(qū)域的最均勻可能的強度分布和最均勻可能的硬化深度，例如，表面區(qū)域66b用曝光紋理52e填充而表面區(qū)域66c用曝光紋理52c填充。因此，表面區(qū)域66b的能量輸入平均降低20%，而表面區(qū)域66c的能量輸入平均降低50%。
[0093]當(dāng)然，以類似的方式，對于物體12的更復(fù)雜橫截面區(qū)域，表面區(qū)域的細(xì)分也可以進(jìn)一步完善，并且根據(jù)其尺寸，適當(dāng)曝光紋理52可以被選擇用來獲得硬化深度的最均勻可能的分布。
[0094]此外，如在介紹中提到的，待解決的問題是由輻射源18生成輻射14的不均勻的強度分布。如果例如僅使用在圖像平面/構(gòu)造平面22上的構(gòu)造場的中心區(qū)域，則在平行于圖像平面/構(gòu)造平面22的平面上，例如，如圖10示意性所示的強度分布發(fā)生。輻射14的強度因此在構(gòu)造場的中心上最高。然而，輻射的強度持續(xù)向構(gòu)造場的邊緣下降。在圖10中，強度示意性地表示在垂直軸線上，并且在平行于輻射場的圖像平面/構(gòu)造平面22的平面上的程度由x-y平面形成。
[0095 ]如果例如，僅與輻射14的最大和最均勻強度分布的區(qū)域?qū)?yīng)的構(gòu)造場的中心區(qū)域用于形成物體層，則這個區(qū)域因此不必被抑制到通常在輻射場的角部中發(fā)現(xiàn)的最低強度。這樣，可以贏得寶貴曝光時間，并且因此減小形成物體12的構(gòu)造時間。借助在計算機38上運行的適當(dāng)圖像處理軟件，每個物體層的曝光掩膜可以借助于所計算的2位位圖30來單獨控制，該位圖30滿足最小曝光衰減值，以便在最短時間內(nèi)曝光物體的各自橫截面區(qū)域。這種效果在圖11和12中示意性示出。
[0096]考慮在圖11中待曝光的結(jié)構(gòu)68專門在用虛線圓表示的兩個最高強度級別的區(qū)域中被曝光的事實。因此，曝光的水平適合于這兩個強度級別中的最低級別。這意味著，具有位值32“透明”的像素可以被分配給表面區(qū)域66a，而僅位于具有在55至60之間的范圍內(nèi)的最高強度的輻射場的區(qū)域中的表面區(qū)域66b通過例如用曝光紋理52f填充而以10%衰減。
[0097]與其相比，對于圖12中的曝光掩膜30，如果曝光匹配于像場的角部，則結(jié)果是，例如表面區(qū)域66a的曝光紋理52f和表面區(qū)域66b的曝光紋理52d。換言之，在不考慮曝光僅在由輻射源18生成的輻射場的中心上發(fā)生的情況下，暗化會變得顯著更大，使得該物體層的曝光時間顯著增加，例如，在圖11和12示意性所示的掩膜30的情況下以20 %增加。
[0098]為了提高物體12的表面質(zhì)量，如果也特別考慮在結(jié)構(gòu)的邊緣區(qū)域中的散射光效應(yīng)，則是有利的。如果圓形結(jié)構(gòu)72例如完全被曝光，即，位值32“透明”被分配給所關(guān)聯(lián)的2位位圖30的所有像素，則在邊緣區(qū)域中產(chǎn)生強散射光效應(yīng)，如圖13示意性所示。散射光70以日冕的方式包圍圓形結(jié)構(gòu)72并且導(dǎo)致未限定的曝光的邊緣區(qū)域。
[0099]為了抵消這些缺點，外部與結(jié)構(gòu)72的各自橫截面接界的輪廓線74通過分隔線76與該區(qū)域結(jié)構(gòu)的剩余部分分開。這樣，散射光效應(yīng)可以顯著降低，如圖14示意性所示。借助于輪廓線74，可以獲得表面區(qū)域的清晰分界。輪廓線優(yōu)選地是2個至8個像素寬，有利地是2個至4個像素。
[0100]可選地，可以提供阻斷分隔線76并將輪廓線74連接到區(qū)域結(jié)構(gòu)72的連接線78，以總體上確保物體12的所需穩(wěn)定性。具體地說，借助具有不大于8個像素的寬度的分隔線76，這些連接線78對通過分隔線76獲得的散射光減少幾乎沒有任何影響。
[0101]如前面介紹中解釋的，可以提供平行于彼此延伸并由連續(xù)輪廓線各自彼此分開的兩條或多條分隔線76。類似地，如所描繪的在結(jié)構(gòu)72的外輪廓的區(qū)域中的分隔線的布置可以提供用于物體層中的凹處，即:用于非曝光的結(jié)構(gòu)。這些可以接著由本身被分隔線76包圍的輪廓線74從外面包圍，以關(guān)于待曝光的較大結(jié)構(gòu)界定所述凹處并使散射光的出現(xiàn)最小化。具體地說，對于物體層中的小凹處，接著僅能夠形成具有期望尺寸的凹處。
[0102]為了改進(jìn)物體12的內(nèi)外表面，裝置10可以可選地包括振動裝置80。振動裝置80可以聯(lián)接到成像光學(xué)系統(tǒng)20，如圖2示意性所示?；蛘撸€能夠?qū)⑺稣駝友b置聯(lián)接到板48或載體板42。還可想到將掩膜單元24聯(lián)接到振動裝置80。振動裝置80優(yōu)選地以機械振動裝置80的形式構(gòu)造，以實現(xiàn)在圖像平面/構(gòu)造平面22上的振動曝光。
[0103]振動裝置80優(yōu)選地構(gòu)造用以疊加在平行于圖像平面/構(gòu)造平面22的平面上的在X方向和/或y方向上的曝光的振動。優(yōu)選地，振動位移位于小于I個像素的范圍內(nèi)，但理想地其是0.25個像素。由此，如用箭頭82在圖15和16中示意性所示，可以產(chǎn)生由掩膜單元24限定的輻射場相對于最后形成的物體層在圖像平面/構(gòu)造平面22上的圓形運動。這樣，在曝光過程中部分疊加導(dǎo)致輪廓區(qū)域。如果例如在物體層的曝光時間期間，執(zhí)行一個或多個振動周期，則所有內(nèi)外角部和邊緣以由振動限定的圓形的對應(yīng)半徑而圓化。
[0104]具體地說，振動裝置80可以包括平面平行板86，如圖17示意性所示，平面平行板86繞相對于圖像平面/構(gòu)造平面傾斜90°或大體90°的角的旋轉(zhuǎn)軸線84旋轉(zhuǎn)。然而，限定板平面88的板86相對于圖像平面/構(gòu)造平面傾斜，使得板平面88與旋轉(zhuǎn)軸線84形成不等于90°的角90。由于圓盤86的旋轉(zhuǎn)，如圖17示意性所示，具體地說，由于在板86處的輻射14的折射，在圖像平面/構(gòu)造平面22上實現(xiàn)了由掩膜單元24限定的輻射場相對于最后形成的物體層的用箭頭表示的圓形運動。
[0105]因此，具體地說，能夠在單個曝光周期期間通過利用單個曝光掩膜28的振動裝置80、通過例如所述掩膜或載體板42的振動來實現(xiàn)在亞像素區(qū)域中的邊緣平滑化。具體地說，平面平行玻璃板可以布置在數(shù)字微鏡單元與成像光學(xué)系統(tǒng)20之間或成像光學(xué)系統(tǒng)與圖像平面/構(gòu)造平面22之間的射線路徑中。因此，與現(xiàn)有技術(shù)公開相比，多重曝光不是需要的。而是，在沒有單獨像素的亮度控制的情況下，借助于振動，用單個曝光掩膜進(jìn)行故意模糊投影，以實現(xiàn)邊緣平滑化。因為不必須計算如例如從現(xiàn)有技術(shù)已知的具有像素偏移的額外位圖，所以這個過程不需要計算工作。
【主權(quán)項】
1.一種通過使用曝光掩膜(28)逐層固化能夠在輻射(14)的作用下固化的材料(16)來制造三維物體(12)的方法，其中，為了在構(gòu)造平面(22)中形成所述物體(12)的每個待固化的物體層(62)，生成至少一個、優(yōu)選單個數(shù)字曝光掩膜(28)，所述輻射(14)借助于所述曝光掩膜(28)被選擇性地投影到所述構(gòu)造平面上，其特征在于，根據(jù)所述待固化的物體層(62)，為每個曝光掩膜(28)計算出單一 2位位圖(30)，所述2位位圖(30)要么將位值(32)“透明”要么將位值(34) “不透射”分配給所述曝光掩膜(28)的每個像素，且所述位值(32) “透明”被分配給所述2位位圖(30)的至少一個表面區(qū)域(66a)，所述至少一個表面區(qū)域(66a)具有小于限制結(jié)構(gòu)尺寸的結(jié)構(gòu)尺寸，并且曝光紋理(52)被分配給大于所述限制結(jié)構(gòu)尺寸的每個表面區(qū)域(66b、66c)，所述曝光紋理被構(gòu)造為具有所述位值(32) “透明”和位值(34) “不透明”的像素構(gòu)成的圖案的形式。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述曝光紋理(52)最多具有與具有所述位值(32)“透明”的像素一樣多的具有所述位值(34) “不透明”的像素。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，每個曝光紋理(52)具有大于O且不大于0.5的曝光衰減值。4.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，曝光紋理(52)取決于所述表面區(qū)域的所述結(jié)構(gòu)尺寸來分配給具有大于所述限制結(jié)構(gòu)尺寸的結(jié)構(gòu)尺寸的至少一個表面區(qū)域(66b、66c)，并且所述曝光紋理(52)的所述曝光衰減值隨著結(jié)構(gòu)尺寸增大而增大。5.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，用于曝光連續(xù)的物體層(62)的曝光掩膜(28)的相同曝光紋理(52)被布置在平行于所述構(gòu)造平面(22)的平面中，在平行于所述構(gòu)造平面(22)的所述平面的X方向和/或y方向上相對于彼此偏移整數(shù)個像素，優(yōu)選地偏移I像素。6.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，提供用來形成所述曝光紋理(52)的不同的紋理圖案，所述紋理圖案具有在O至I之間的范圍內(nèi)的具有所述位值(34)“不透明”的像素與具有所述位值(32) “透明”的像素的比值。7.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，每個曝光紋理(52)被構(gòu)造為陰影或規(guī)則圖案的形式。8.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，僅使用曝光紋理(52)，針對所述曝光紋理，至多具有所述位值(34)“不透明”的像素的角部彼此相遇，而具有所述位值(34)“不透明”的的像素的縱向邊緣不彼此毗鄰。9.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，每個曝光紋理(52)通過在平行于所述構(gòu)造平面(22)的平面上的平移而能夠轉(zhuǎn)換為本身。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述平移由具有對應(yīng)于在X方向上的η個像素和在不平行于X方向的y方向上的m個像素的長度的矢量限定，其中，η和m是整數(shù)。11.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，每個曝光紋理(52)被逐像素光柵化。12.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，針對所述曝光區(qū)域的每個內(nèi)外輪廓，閉合的邊緣線(56)被分配給每個曝光區(qū)域，其限定每個曝光掩膜(28)中的所述物體的橫截面區(qū)域，并且所述位值(32)“透明”被分配給形成所述邊緣線(56)的像素。13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述邊緣線(56)的寬度是至少兩個像素，優(yōu)選地是，一個區(qū)域中的所述邊緣線(56)的所述寬度在從2個至8個像素的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在從2個至4個像素的范圍內(nèi)。14.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，電磁輻射或粒子輻射用作所述輻射(14)。15.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，給每個曝光掩膜(28)分配各自單獨的曝光時間。16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所有曝光掩膜(28)的所述曝光時間相同。17.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，在每個曝光掩膜(28)中，用于界定所述曝光區(qū)域的獨立閉合的外輪廓線(74)被分配給每個曝光區(qū)域，所述曝光區(qū)域限定所述物體的橫截面區(qū)域，且所述位值(32)“透明”被分配給形成所述輪廓線(74)的像素，且內(nèi)部與所述輪廓線(74)接界的分隔線(76)被分配給在每個曝光掩膜(28)中的每個曝光區(qū)域，并且所述位值(34)“不透明”被分配給形成所述分隔線(76)的像素。18.如權(quán)利要求17所述的方法