Titel title

Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts mit Auflösungsverbesserung mittels Pixel -Shift. A method for producing a three-dimensional object with resolution enhancement by means of pixels -shift.

Anwendungsgebiet field of use

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Verfestigen eines photohärtenden Materials durch Maskenbelichtung mittels einer gerasterten bildgebenden Einheit mit konstanter Auflösung, wobei die Auflösung in der Bild- /Bauebene im Subpixelbereich verbessert werden soll . The invention relates to a method and an apparatus for producing a three-dimensional object by layerwise solidification of a photo-curing material by mask exposure by means of a rasterized image forming unit with constant resolution, the resolution in the image / construction plane is to be improved in the subpixel.

Stand der Technik State of the art

Für den schichtweisen Aufbau dreidimensionaler Objekte aus „lichthärtenden" Materialien werden in der Literatur unterschiedlichste Verfahren angegeben, siehe hierzu „Automated Fabrication - Improving Productivity in Manufacturing" von Marshall Burns, 1993 (ISBN 0-13-119462-3) . 1993 (ISBN 0-13-119462-3) by Marshall Burns, - for the layered construction of three-dimensional objects from "light curing" materials in the literature, various processes are specified, see "Improving Productivity in Manufacturing Automated Fabrication".

Diese Efindung betrifft Verfahren, bei denen die zu erzeugende Schicht durch die Belichtung mittels einer gerasterten Maske beruht, wobei die kleinste physikalische Auflösung in der Maske durch die Größe eines Pixels gegeben ist. This Efindung relates to methods in which the layer to be generated based by the exposure by means of a rastered mask, the smallest physical resolution in the mask is given by the size of a pixel.

Derzeit bekannte Möglichkeiten sind ua die Belichtung durch a) Projektionseinheit (auf Basis DLP ^® /DMD ^® , LCD, ILA ^® , etc.) b) LC-Display (reflexiv, transmissiv) c) LED-, bzw. Laser-Dioden-Zeile/-Matrix (die in XY über die Schicht bewegt wird) d) auf MEM' s-Technologie (light-valve) basierende Zeile ode Matrix (die in XY über die Schicht bewegt wird) Einige dieser Methoden werden in folgenden Patenten beschrieben: Currently known ways the exposure by a) projection unit (based on DLP ^® / ^® DMD, LCD, ILA ^®, etc.) b) LC display include (reflexive) transmissive c) LED or laser diode bar / matrix d) to MEM's technology (which is moved in XY across the layer) described (light-valve) based line ode matrix (which is moved in XY across the layer) Some of these methods are in the following patents:

IPC: B29C67/00 "Rapid Prototyping apparatus and method of Rapid Prototyping" von Dicon AS (DK) , (Anmeldung) IPC: B29C67 / 00 "rapid prototyping apparatus and method of rapid prototyping" Dicon AS (DK), (please)

US-Patent US005247180A „Stereolithographic Apparatus and Method of use" von Texas Instruments Inc., Sept. 1993. US Patent US005247180A "Stereolithographic Apparatus and Method of Use" of Texas Instruments Inc., Sept. 1,993th

US-Patent US005980813A „Rapid Prototyping using multiple materials" von SRI International, Nov. 1999; US Patent US005980813A "rapid prototyping using multiple materials" of SRI International, November 1999;

Gebrauchsmusterschrift DE G 93 19 405.6 „Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts (Modells) nach dem Prinzip der Photoverfestigung" vom Forschungszentrum Informatik an der Universität Karlsruhe, Dez. 1993; eine Anwendung für die Erzeugung mikrotechnischer, dreidimensionaler Bauteile nach einem ähnlichen Verfahren wird in der Gebrauchsmusterschrift DE 299 11 122 UI „Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes", DeltaMed ua, Juni 1999, beschrieben. Utility model DE G 93 19 405.6 "apparatus for producing a three-dimensional object (model) according to the principle of the photo-solidification" from Research computer science at the University of Karlsruhe, December 1993, an application for the production of micro-engineered, three-dimensional components by a similar method is described in described utility model DE 299 11 122 UI "apparatus for producing a three-dimensional object" DeltaMed inter alia, June 1999.

PCT-Patentanmeldung 02 008 019.8 „Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes" der Envision Technologies GmbH, April 2002. PCT patent application 02 008 019.8 "apparatus for producing a three-dimensional object" of Envision Technologies GmbH, May of 2002.

In der US 6,180,050 wird eine lineare Scan-Technik zur schichtweisen Verfestigung bei der Herstellung dreidimensionaler Bauteile beschrieben. In US 6,180,050 a linear scan technique for layerwise solidification in the production of three-dimensional components will be described. Die Auflösung wird erhöht, indem ein Belichtungskopf mit einem Array von optischen Fasern, die in Y- Richtung gegeneinander versetzt sind, linear in X-Richtung gescannt werden. The resolution is increased by an exposure head are linearly scanned with an array of optical fibers, which are offset in the Y direction against each other in the X direction.

Nachteile Stand der Technik Disadvantages art

Bei allen den oben beschriebenen Verfahren steht die Auflösung der zu härtenden Materialschicht in direkter Abhängigkeit mit der Auflösung des bildgebenden Verfahrens. In all the above-described method the resolution of the material layer to be hardened in direct proportion to the resolution of the imaging method is. Bei den Projektionsverfahren bestimmt zusätzlich eine zwischengeschaltete Optik den Maßstab der projezierten, bzw. auszuhärtenden Schicht. In the projection method additionally an interposed optical system determines the scale of the projected or cured layer.

Die Auflösung pro Flächeneinheit in der Bild- /Bauebene ist somit abhängig a) von der Auflösung der bildgebenden Einheit bzw. dem kleinsten Element, genannt Pixel und deren relative Abstände zueinander, genannt Pixel-Pitch und b) dem Projektionsmaßstab . The resolution per unit area in the image / construction plane is thus dependent on a) the resolution of the imaging unit or the smallest element, called pixels and their relative distances from one another, called pixel pitch and b) the projection scale.

Die Oberflächen-Rauhigkeit des Bauteils ist somit bestimmt durch die kleinste Volumeneinheit eines Voxels (Volumen-Pixels) , dessen Größe sich zusammensetzt aus der der projizierten The surface roughness of the component is thus determined by the smallest unit of volume of a voxel (volume pixel), the size of which is composed of the projected

Pixelfläche in XY und der Schichtdicke in Z. Pixel area in XY and the layer thickness in Z.

Die Auflösung der Schichtdicke ist vorgegeben durch die kleinste The resolution of the layer thickness is determined by the smallest

Auflösung (Schrittgröße) des Aktuators in Z um die Resolution (step size) of the actuator in the Z order

Trägerplattform zu bewegen. Carrier platform to move. Hier können bereits Auflösungen bis in den enstelligen μm-Bereich erreicht werden. Here resolutions down to the enstelligen micron range can already be achieved.

Soll eine niedrigere Oberflächen-Rauhigkeit des Bauteils erreicht werden, muss das Projektionsfeld und damit einhergehend die Pixelfläche verkleinert werden. If a lower surface roughness of the component are achieved, the projection field and thus the pixel area be reduced accompanied needs.

Als Beispiel sei hier die Projektion mH eines Multimedia- Projektors angegeben; As an example, the projection mH of a multimedia projector is shown here; bei einer Auflösung von XGA (1024 x 768 Bildpunkten) , einem Pixel von 17μm und einem Pixel-Pitch von 17,9μm erreicht man bei einer Projektion auf 275mm x 206mm mit einem Vergrößerungsfaktor der Projektionsoptik von 15 eine Auflösung in der Bild-/Bauebene und somit der auszuhärtenden Schicht von annähernd 100dpi, was einer Pixelgröße in der Projektionsebene von rund 0,254 mm x 0,254 mm entspricht. at a resolution of XGA (1024 x 768 pixels), a pixel of 17μm and a pixel pitch of 17,9μm is achieved in a projection on 275mm x 206mm with a magnification factor of the projection optics 15, a resolution in the image / construction plane, and thus, the cured layer of approximately 100dpi, which corresponds to a pixel size in the projection plane of approximately 0.254 mm x 0.254 mm.

Um die Auflösung in der Bild-/Bauebene bei gleichbleibender Baufläche zB zu verdoppeln, wird bei den Projektionsverfahren vorgeschlagen, den Projektions-/Vergrößerungsfaktor zu halbieren (was eine Viertelung der Fläche bedeutet) und entweder die gesamte Projektionseinheit oder den Bauraum paralle zueinander zwecks Belichtung der vier Teilebenen zu verschieben. In order to double the resolution in the image / construction plane for the same construction area, for example, it is proposed in the projection method, to halve the projection / magnification factor (which is a quartering of the area means), and either the entire projection unit or the installation space mutually in parallel for the purpose of exposure of the to move four sub-levels.

Dieses Verfahren hat den erheblichen Nachteil, dass relativ große Massen sehr präzise zueinander bewegt werden müssen, um eine exaktes Aneinanderstoßen und eine innige Verbindung der Teilebenen zu gewährleisten, was für die dazu notwendige Mechanik einen erheblichen Kostenaufwand und zusätzlichen Platzbedarf in der gesamten Anordnung bedeutet. This method has the considerable disadvantage that relatively large masses have to be moved towards each other very precisely in order to ensure a precise abutment and an intimate connection of the sub-planes, which means a considerable cost, and additional space in the overall arrangement for the necessary to mechanics.

Bei der selektiven direkten Belichtung durch das Abscannen mH einer LED-, bzw. Laser-Dioden-Zeile/-Matrix oder die direkte Belichtung durch eine Maske, die durch einen transmissiven LCD ausgebildet ist, ist die Auflösung in der Bauebene gleich der Auflösung in der bildgebenden Einheit. In the selective direct illumination by scanning mH an LED or laser diode line / matrix or direct exposure through a mask, which is formed by a transmissive LCD, the resolution is in the building plane equal to the resolution in the imaging unit.

Aufgabe der Erfindung OBJECT OF THE INVENTION

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, die Auflösung in der Bauebene bei gleich bleibend großer Baufläche um ein Vielfaches im Subpixelbereich zu erhöhen, dh die Rasterung der Außen- und Innenkonturen in den Schnittebenen des Objektes zu verfeinern, a) ohne eine Belichtung in aneinandergesetzten Teilflächen vornehmen zu müssen und b) ohne die Auflösung der gerasterten, bildgebenden Einheit selbst zu erhöhen. The object of the invention is to provide a method and a device which makes it possible to increase the resolution in the building plane while maintaining a large building area by a multiple in the sub-pixel range, that is, the scan of the outer and inner contours in the sectional planes of the object to be refine a) without an exposure having to make in the abutted faces and b without the resolution of the rasterized, imaging unit increase) itself.

Lösung der Aufgabe Solution of the problem

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 bzw. durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 21 gelöst. This object is achieved by a method having the features of claim 1 and by an apparatus with the features according to claim 21st Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. Preferred further developments of the inventive method and the inventive apparatus are given in the subclaims.

Beschreibung der Erfindung und deren Vorteile Description of the invention and its advantages

Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung wird die Auflösung in der Bild-/Bauebene im Subpixelbereich mittels „ Pixel -Shift " verbessert. Insbesondere handelt es sich bei der Erfindung um ein schichtweises Verfestigen zur Herstellung dreidimensionaler Bauteile bzw. Körper durch Materialverfestigung (speziell durch Photopolymerisation) mittels Maskenprojektion, und nicht um eine herkömmliche schichtweise Verfestigung mittels (linearer) Scantechnik. Dies kann erfindungsgemäß sehr effektiv und vorteilhaft durch die Anwendung eines zweidimensional festgelegten Arrays als bildgebendem Element ausgeführt werden, bei dem Rasterung und/oder Auflösung fest vorgegeben ist/sind, zB durch ein fixes Mikrospiegel-Array . the resolution in the image / construction plane in the sub-pixel by "pixel -shift" is improved by the inventive method and the inventive device. In particular, the invention involves a layerwise solidification for producing three-dimensional components or body by solidifying material (especially by photopolymerization) by means of mask projection, and not a conventional layer-wise solidification means (linear) scan technique. This can be accomplished according to the invention very effectively and advantageously by the application of a two-dimensional fixed array as bildgebendem element is preset in the screening and / or dissolution / are, for example, by a fixed micromirror array.

Im Vergleich zur Scan-Technik, bei Canon als VAROS (Variable Refraction Optical System) und bei Epson als „Double-CCD" bezeichnet, wird das Prinzip, dem Einlesen und Überlagern von im Subpixel -Bereich zueinander versetzter Bilder, in dieser Efindung für gerasterte bildgebende Verfahren im Rapid Prototyping eingesetzt. Compared to the scanning technique in Canon as VAROS (Variable Refraction Optical System) and Epson called "Double CCD," the principle, the reading and overlaying each other in the sub region offset images is, in this Efindung for rasterized imaging techniques used in rapid prototyping.

Die Auflösung bzw. die Anzahl der Bildpunkte der gerasterten, bildgebenden Einheit selbst muß nicht erhöht werden, um eine Verbesserung der Auflösung in der Bauebene zu erreichen. The resolution or the number of pixels of the rasterized, imaging unit itself need not be increased in order to achieve an improvement in resolution in the construction plane.

Zur Erhöhung der Auflösung erfolgt die Belichtung nicht in nebeneinander angeordneten entsprechend verkleinerten Teilflächen, wodurch sich die Bau-/Belichtungszeit der Gesamtfläche um die Anzahl der Teilflächen erhöhen würde, sondern die Projektion/Belichtung erfolgt über die gesamte Baufläche. the exposure does not occur in adjacent to increase the resolution arranged accordingly reduced partial areas, whereby the construction / exposure time of the total area would increase the number of faces, but instead takes the projection / exposure over the entire construction area. Dadurch dass eine Überlagerung der im Subpixel -Bereich zueinander versetzten Bilder stattfindet erhöht sich die Bau- /Belichtungszeit der Gesamtfläche nur unwesentlich. This ensures that a superposition of each other in the sub region offset images takes place, the construction / exposure time of the total increased only slightly.

Der Grad der Auflösungsverbesserung in der Bauebene ist frei wählbar. The degree of resolution enhancement in the building plane is freely selectable.

Beschreibung der Zeichnungen und der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Description of the drawings and the preferred embodiments of the invention

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend beispielhaft und nicht einschränkend anhand von Zeichnungen näher erläutert. The present invention is illustrated by way of example and not limitation with reference to drawings.

Fig. 1 zeigt schematisch eine grundsätzliche Vorrichtung zur Generierung eines dreidimensionalen Objekts 3 durch schichtweise Aushärtung eines photohärtenden Materials 4 mittels Maskenprojektion 8, wobei sich die Projektionseinheit 1 mit einer abbildenden Optik 2 oberhalb des Beckens 6, gefüllt mit photohärtendem Material 4, befindet und das Objekt 3 schichtweise auf einer Trägerplatte 5 aushärtet, die innerhalb des Beckens 6 in vertikaler Richtung bewegt werden kann. Fig. 1 schematically shows a fundamental apparatus for generating a three-dimensional object 3 by layered hardening of a photo-hardening material 4 by means of mask projection 8, wherein the projection unit 1, located with an imaging optical system 2 above the basin 6, filled with photo-setting material 4 and the object 3 layers to harden on a carrier plate 5 which can be moved within the basin 6 in the vertical direction. Bei einem auf Photohärtung basierenden Verfahren mittels Maskenbelichtung wird die zum Härten notwendige Strahlung in die Bild- /Bauebene 7 projiziert. In a method based photocuring by exposure, the mask necessary for curing radiation is projected into the image / construction plane. 7 Die Belichtung wird mit Hilfe einer gerasterten bildgebenden Einheit ausgeführt, die als Matrix ausgebildet ist. The exposure is carried out by means of a rasterized image forming unit which is configured as a matrix. Das Bild setzt sich dabei aus einzelnenen Bildpunkten (Pixeln) zusammen und bildet so eine gerasterte Maske (Bitmap) , wobei die Pixel in der Ebene räumlich zueinander fest angeordnet sind. The image is thereby made einzelnenen picture elements (pixels) together and thus forms a rastered mask (bitmap), wherein the pixels are arranged in the plane of spatially mutually fixed.

Fig. 8 - 12 zeigen an einem einfachen Beispiel das Prinzip der Maskengenerierung (Bitmapping) einer Querschnittsfläche eines dreidimensionalen Objektes in der Ausgangspostion (Fig. 8) und in unterschiedlichen, im Subpixelbereich versetzten (geshifteten) Zuständen der Bitmap (Fig. 9 - 11) , sowie die Überlagerung sämtlicher Bitmaps (Fig. 12) . Fig. 8 - 12 show a simple example, the principle of mask generation (bit mapping) of a sectional area of ​​a three-dimensional object in the Ausgangspostion and staggered in different sub-pixel (the shifted) states of the bit map (Fig. 8) (Fig. 9 - 11) and the superposition of all the bitmaps (Fig. 12). Die Querschnittsfläche, dh Außen- und Innenkonturen, wird durch einen Vektorzug 11 beschrieben, der von einer gerasterten Fläche (Bitmap) 12 überlagert wird, deren Auflösung exakt der Auflösung der diskreten Elemente (Pixel) im projizierten Bild 8 entspricht, welches durch die bildgebende Matrix erzeugt wird. The cross-sectional area, ie outer and inner contours is described by a vector line 11 of a screened surface (bitmap) is superimposed 12 whose resolution corresponds exactly to the resolution of the discrete elements (pixels) in the projected image 8, which by the imaging matrix is produced. Vektorzug 11 und Bitmap 12 befinden sich dabei in einem übergeordneten XY-Koordinatensystem 10. Fig. 8 zeigt die Bitmap in ihrer Ausgangsposition. Vector line 11 and bitmap 12 are thereby located in a parent XY coordinate system 10. Fig. 8 shows the bit map in its initial position. Durch einen speziellen Algorithmus werden die aktiven Pixel 13 berechnet, die in der Bitmap 12 in der Ausgangsposition die Querschnittsfläche beschreiben. By a specific algorithm, the active pixels 13 are calculated, describing in the bitmap 12 in the initial position, the cross-sectional area.

In Fig. 9 wurde die Bitmap 14 relativ zur Querschnittsfläche um Delta X im Subpixelbereich versetzt, wodurch sich eine neue Verteilung der aktiven Pixel 15 ergibt. In Fig. 9, the bitmap 14 has been displaced relative to the cross-sectional area by delta X in the sub-pixel, whereby a new distribution of the active pixels 15 is obtained.

Fig. 10 zeigt einen Versatz der Bitmap 16 relativ zur Querschnittsfläche um Delta Y mit den aktiven Pixeln 17. Fig. 10 shows an offset bitmap 16 relative to the cross-sectional area by delta Y with the active pixels 17th

Fig. 11 zeigt einen Diagonal -Versatz der Bitmap 18 relativ zur Querschnittsfläche Delta X und Delta Y mit den aktiven Pixeln 19. Fig. 11 shows a diagonal offsets in the bitmap 18 relative to the cross-sectional area delta X and delta Y with the active pixels 19.

In Fig. 12 sind alle Bitmaps 12, 14, 16 und 18 mit ihren aktiven Pixeln 13, 15, 17 und 19 überlagert dargestellt, wobei eindeutig eine Auflösungsverbesserung im (Aussen-) Konturbereich der Querschnittsfläche zu erkennen ist. In Fig. 12, all bitmaps 12, 14, 16 and 18 with their active pixels 13, 15, 17 and 19 are shown superimposed, thus clearly a resolution enhancement in the (outer) contour region can be seen, the cross-sectional area.

Ein vereinfachtes Verfahren zur Auflösungsverbesserung wird dadurch erreicht, indem nur die Bitmap 12 der Ausgangsposition (Fig. 8) und die Bitmap 18 des Diagonal-Versatzes (Fig. 11) überlagert werden. A simplified procedure for resolution improvement is achieved by using only the bit map 12 of the starting position (Fig. 8) and the bitmap 18 of the diagonal offset (Fig. 11) are superimposed. In diesem Fall muss die Bitmap, bzw. das Bild nur in eine Richtung entlang der Pixel -Diagonalen geshiftet werden . In this case, the bitmap must, or the image can be shifted only in a direction along the pixel -Diagonalen.

Je nach gewünschter Auflösungsverbesserung kann für jede Objektschicht ein Mehr- bzw. Vielfaches (mindestens zweifach) an Masken bzw. Bitmaps mit unterschiedlichem Subpixelversatz generiert und überlagert werden. Depending on the desired resolution improvement, a higher or multiples can be generated of masks or bitmaps having different sub-pixel and superposed (at least two-fold) for each object layer. Durch eine unterschiedlich versetzte und überlagerte Belichtung jeder Objekt-/Materialschicht (hier mittels der Bitmaps 12, 14, 16, 18) wird eine Auflösungsverbesserung in XY im Bereich der Außen- und Innenkonturen erzielt. By a different offset and superposed exposure of each object / material layer (here by means of the bit maps 12, 14, 16, 18) is achieved a resolution enhancement in XY in the outer and inner contours. Um die jeweilige Subpixel- Verschiebung des Bildes in der Bauebene zu erreichen, werden im folgenden unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben: In order to achieve the respective sub-pixel shift of the image in the building plane, are described below different embodiments:

1) In Fig. 2 wird die bildgebende Einheit 1 je versetzter Bitmap so gekippt, dass die gewünschte Verschiebung des Bildes im Subpixelbereich in der Bild-/Bauebene erreicht wird. 1) In Fig. 2, the imaging unit is tilted 1 for each shifted bitmap so that the desired displacement of the image in the sub-pixel in the image / construction plane is achieved.

2) In Fig. 3 wird die bildgebende Einheit 1 je versetzter Bitmap um den entsprechenden Subpixelbereich in X und Y, also planparallel zur Bild-/Bauebene durch Aktuatoren versetzt. 2) In Fig. 3, the imaging unit 1 is each shifted bitmap for the corresponding sub-pixel in X and Y, that is plane-parallel to the image / construction plane rotated by actuators.

3) In Fig. 4 bleibt die bildgebende Projektionseinheit in ihrer Position fest. 3) In Fig. 4, the image forming projection unit is fixed in its position. Die abbildende Optik 2 wird je versetzter Bitmap so gekippt, dass die gewünschte Verschiebung des Bildes in der Bild-/Bauebene im Subpixelbereich erreicht wird. The imaging optical system 2 is tilted each shifted bitmap so that the desired displacement of the image in the image / construction plane is achieved in the subpixel.

4) In Fig. 5 bleibt die bildgebende Projektionseinheit in ihrer Position fest. 4) In FIG. 5, the image forming projection unit remains fixed in position. Die abbildende Optik 2 wird je versetzter Bitmap in XY so verschoben, dass die gewünschte Verschiebung des Bildes in der Bild-/Bauebene im Subpixelbereich erreicht wird. The imaging optical system 2 is each shifted bitmap in XY such that the desired shift of the image in the image / construction plane is achieved in the subpixel.

5) Sonderfall für Abbildungen mit bildseitig telezentrischen Strahlengang, bildseitig annähernd telezentrischen Strahlengang und Teleobjektiven mit langer Brennweite, um die optischen Fehler (Winkelfehler, Verzeichnung) klein zu halten: a) In Fig. 5 wird die Projektionseinheit 1 je versetzter Bitmap über Aktuatoren so verkippt, dass das Projektionsbild 8 in der Bild- /Bauebene 7 im entsprechenden Subpixelbereich in X und Y versetzt wird. 5) Special case for images having image-side telecentric beam path on the image side almost telecentric beam path and telephoto lenses with a long focal length in order to maintain the optical error (angle error, distortion) is small: a.) In Figure 5, the projection unit is tilted 1 for each shifted bitmap via actuators so that the projection image 8 in the image / construction plane 7 is set in the corresponding sub-pixel in X and Y. b) In Fig. 6 ist zwischen Projektionseinheit 1 und Bild- /Bauebene 7 eine kardanisch aufgehängte transparente planparallele Platte 9 (Glasplatte) angeordnet, die durch Rotation um zwei Achsen (XY) , die sich planparallel zur Bild- /Bauebene befinden, den Projektionsstrahlengang 8 und somit das Bild in der Bild-/Bauebene 7 im Subpixelbereich in X und Y versetzt. b) In Fig. 6 between projection unit 1 and image / construction plane 7 is a gimbaled transparent plane-parallel plate 9 (glass plate), which (by rotating around two axes XY) that are plane-parallel to the image / construction plane, the projection beam path offset 8, and thus the image in the image / construction plane 7 in the sub-pixel in X and Y. c) In Fig. 7 bleibt die Projektionseinheit 1 in ihrer Position fest. c) In Fig. 7, the projection unit 1 remains fixed in position. Der Projektionsstrahl 8 wird über einen Spiegel 10 in die Bild- /Bauebene 7 umgelenkt. The projection beam 8 is deflected by a mirror 10 into the image / construction plane. 7 Der Umlenkspiegel 10 verfügt über eine Verstellmöglichkeit (kardanische Lagerung), durch die der Projektionsstrahl je versetzter Bitmap so abgelenkt werden kann, dass in der Bild- /Bauebene 7 eine Verschiebung des Bildes im Subpixelbereich erreicht wird. The deflecting mirror 10 provided with an adjustment (articulating) through which the projection beam each shifted bitmap can be deflected so that in the image / construction plane 7, a displacement of the image is achieved in the subpixel.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen 1) bis 5) bzw. a) bis c) können einzeln verwirklicht oder miteinander kombiniert werden . The above described embodiments 1) to 5) or a) to c) may be implemented individually or combined with each other.

Die für die Maskenprojektion notwendigen Bitmaps jeder einzelnen Schicht werden aus Schichtdaten erzeugt, in denen die Außen- und Innenkonturen des jeweiligen Objektquerschnitts in Vektorzügen dargestellt sind (wie zB im Datenformat CLI definiert) . The necessary for the mask projection bitmaps of each individual layer are generated from the data layer in which the outer and inner contours of the respective object cross-section are shown in vector features (such as in the data format defined CLI).

Hierzu wird eine spezielle SW verwendet, welche die Umrechnung der Vektorgrafiken in das Bitmap-Format (Bitmapping) ausführt. For this purpose, a special software is used, which performs the conversion of vector graphics in the bitmap format (bit mapping).

Für jeden Subpixelversatz in XY wird eine separate Bitmap erzeugt, indem die XY-Koordinaten der Vektoren (für Außen- und Innenkonturen) der Schichtdaten mit dem jeweiligen Versatz- Offset in XY (im Subpixelbereich) transformiert und über das Bitmap-Raster gelegt werden und so eine neue Verteilung der aktiven Pixel je Versatz errechnet wird. For each sub-pixel in XY a separate bitmap is generated by the XY coordinates of the vectors (for outer and inner contours) of the layer data to the respective offset offset in XY are transformed (sub-pixel) and placed over the bitmap raster and so a new distribution of active pixels per offset is calculated.

Die projezierte Lichtleistung pro Pixel kann durch „Graustufen" innerhalb einer Projektionsmaske variiert werden, um so den Aushärtegrad selektiv in einer Schicht zu beeinflussen. Dies ist insbesondere sinnvoll, um Lichtleistung der Kontur-Pixel anzuheben, da sich hier aufgrund des Subpixelversatzes der einzelnen Bitmaps nur Teilüberlagerungen der jeweiligen Kontur- Pixel ergeben (in den Flächen innerhalb der Konturen ist eine vollständige Überlappung der Pixel der einzelnen Bitmaps gewährleistet) . The projected light output per pixel can be varied by "gray levels" within a projection mask, so as to affect the degree of cure selectively in one layer. This is particularly useful in order to increase light output of the contour pixels as here due to the Subpixelversatzes the individual bitmaps only partially overlaps the respective contour pixel yield (in the areas within the contours is a complete overlap of the pixels of the individual bitmaps guaranteed).

Bei der Projektion / Überlagerung der um Subpixel versetzten Schichtbilder kann durch Überlagern von Graustufen insbesondere entlang der Konturen der projezierten Flächenstruktur eine nahezu homogene Verteilung der Lichtleistung bzw. der Belichtungsintensität über die Summe der Graustufenmasken erzielt werden. In the projection / superposition of the offset by sub-pixel slice images an almost homogeneous distribution of the light power or the exposure intensity over the sum of greyscale masks can be achieved by superimposing grayscale particularly along the contours of the projected area structure.