专利名称：一种光栅材料立体图片打印系统及其打印方法
技术领域：
本发明涉及一种打印系统及其打印方法，尤其是涉及一种光栅材料立体图片打印系统及其打印方法。
背景技术：
人眼在观察三维物体时，由于两眼水平分开在两个不同的位 置上，映入左右眼帘的物体图像略有差异形成像差。人类对三维物体的立体感知正是感知到像差的存在，并大脑中产生三维深度的差异，从而形成立体视觉。立体图片的打印就是要在特殊的材料上打印立体图片，目前最常用的材料是光栅材料。立体图片通过光栅在观察者的左右眼形成像差从而获得立体观感。立体图片打印，是指将立体图像经过适当技术处理输出打印到光栅材料上。通过将数码科技与传统打印输出技术相结合，将记载像差的立体图片分解为一序列的立体光栅图像，其后图像被直接打印到光栅材料上或者打印到其它载体上再在载体表面履盖一层光栅形成裸眼立体图片。光栅的作用是使立体图像上不同的点通过光栅类似透镜的作用按特定的方向映入观察者的左眼与右眼从而形成立体影像感知。立体图片要获得好的立体效果必须将立体光栅图像序列与光栅材料上的光栅精确对应，确保图像与光栅结合后能在左右眼正确形成像差。传统的喷墨打印机在光栅材料上进行打印时，光栅立体图片的条纹难以与光栅对齐，从而产生干涉波影响立体视觉效果。本发明专利对光栅材料自动进行纹理识别，并根据得到的精确光栅线数以及图片分辨率自动计算出最佳喷点数，确保打印的条纹图片能够精确完美匹配光栅片，从而避免干涉条纹的产生，图片的立体变化效果清晰、锐利。从而使得系统操作智能化，不需使用者的主观经验。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种可以实时计算光栅位置，实现智能控制打印头的移动，有效提高光栅与立体图像的匹配成功率的一种光栅材料立体图片打印系统及其打印方法。本发明还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种可以使图像更适于立体打印，所得的立体光栅图像具有更佳的立体视觉效果的一种光栅材料立体图片打印系统及其打印方法。本发明再有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种可以直接在光栅材料背部打印，避免了印后加工需要将光栅与纸张粘合步骤，降低了生产成本的一种光栅材料立体图片打印系统及其打印方法。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的
一种光栅材料立体图片打印系统，其特征在于，包括支撑面板、设置在支撑面板上的载物台；设置在载物台上方的打印装置；设置在载物台旁的照明装置；用于驱动载物台纵向移动的第一驱动装置；用于驱动打印 装置相对于载物台横向移动的第二驱动装置；以及用于控制所述打印装置、照明装置、第一驱动装置和第二驱动装置的控制装置。在上述的一种光栅材料立体图片打印系统，所述打印装置包括一个打印头、用于支撑打印头的打印头支撑杆以及设置在打印头旁的至少一个摄像头，所述打印头支撑杆与所述第一驱动装置配接并能在第一驱动装置的驱动下相对于载物台横向移动。在上述的一种光栅材料立体图片打印系统，所述照明装置包括至少一个对打印装置内部提供光源的辅助光源，所述辅助光源采用LED灯光源或白炽灯光源或CCFL光源。在上述的一种光栅材料立体图片打印系统，所述第一驱动装置为一与打印头支撑杆配接的第一直线电机；所述第二驱动装置包括一个通过驱动杆与载物台配接的第二直线电机。在上述的一种光栅材料立体图片打印系统，所述控制装置包括自动控制模块以及与自动控制模块连接的计算机，所述自动控制模块包括图像处理单元、分别与图像处理单元连接的直线电机控制单元和摄像头接收单元、以及辅助光源控制单元；所述直线电机控制单元与上述第一直线电机和第二直线电机连接；所述辅助光源控制单元与上述辅助光源连接。一种适用于一种光栅材料立体图片打印系统的打印方法，其特征在于，包括以下步骤
步骤I，将经过特殊化学处理(为了提高光栅材料对打印墨水的附着力，光栅材料被化学物质例如聚氨酯类所覆盖)的光栅材料I背部朝上，且一端或多处露出光栅纹理(如果覆盖光栅的物质足够透明，可以不必露出光栅纹理)，使光栅条方向与载物台6移动方向平行，放置在载物台5上，自动控制模块10打开辅助光源12，在直线电机B8的驱动下，当光栅材料I通过载物台6进入到打印系统内部后，摄像头9对光栅材料I进行摄影，并将所得结果传送到自动控制电路模块10 ；
步骤2，自动控制模块(10)与计算机(11)根据摄像头(9)所提供的数据确定光栅位置信息，然后利用这些信息并结合图像处理技术对立体数字图像进行处理，生成最适宜于光栅立体打印的图像信息。自动控制电路模块10利用所得信息，通过对直线电机7、8的控制，引导打印头5的横向移动与载物台6的纵向的移动，在自动控制模块10指定的位置完成对光栅材料I当前位置的打印；
步骤3，当整片光栅材料I打印完毕后，自动控制模块10通过控制信号，使各部件恢复初始状态，等待下次打印任务。因此，本发明具有如下优点1.通过摄像头对光栅材料进行检测，可以实时计算光栅位置，实现智能控制打印头的移动，有效提高光栅与立体图像的匹配成功率；2.利用计算机对立体数字图像进行处理，可以使图像更适于立体打印，所得的立体光栅图像具有更佳的立体视觉效果；3.采用经过特殊化学物质处理的光栅材料。可以直接在光栅材料背部打印，避免了印后加工需要将光栅与纸张粘合步骤，降低了生产成本；4.具有高成功率、低成本、易于推广、便于操作的特点，可以在市场中进行推广，应用于多个生产生活领域，具有广阔的市场前景和商业价值。
图I是现有技术中立体图像序列与光栅材料未对齐示意图。图2是本发明中立体图像序列与光栅材料对齐示意图。图3是本发明的一种结构原理示意图。图4是图3中自动控制模块结构原理示意图。
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，光栅材料I、光栅背部2、与光栅非对齐的立体图像序列3、与光栅对齐的立体图像序列4、打印头5、载物台6、第一直线电机7、第二直线电机8、摄像头9、自动控制模块10、计算机11、辅助光源12、打印头支撑杆13、支撑面板14、图形处理单元15、直线电机控制单元16、摄像头接收单兀17、辅助光源控制单兀18。实施例
首先介绍一下本发明的打印系统，如图3所示，包括支撑面板14、设置在支撑面板14上的载物台6 ;设置在载物台6上方的打印装置；设置在载物台6旁的照明装置；用于驱动载物台6纵向移动的第一驱动装置；用于驱动打印装置相对于载物台6横向移动的第二驱动装置；以及用于控制所述打印装置、照明装置、第一驱动装置和第二驱动装置的控制装置。打印装置包括一个打印头5、用于支撑打印头5的打印头支撑杆13以及设置在打印头5旁的一个或者多个摄像头9，所述打印头支撑杆13与所述第一驱动装置配接并能在第一驱动装置的驱动下相对于载物台6横向移动，照明装置包括一个或者多个对打印装置内部提供光源的辅助光源12，所述辅助光源12采用LED灯光源或白炽灯光源或CFLL光源。第一驱动装置为一与打印头支撑杆13配接的第一直线电机7 ;所述第二驱动装置包括一个通过驱动杆与载物台6配接的第二直线电机8，控制装置包括自动控制模块10以及与自动控制模块10连接的计算机11，所述自动控制模块10包括图形处理单元15、分别与图像处理单元15连接的直线电机控制单元16和摄像头接收单元17、以及辅助光源控制单元；所述直线电机控制单元16与上述第一直线电机7和第二直线电机8连接；辅助光源控制单元与上述辅助光源12连接。工作时，由第一直线电机7控制打印头5相对于载物台6在打印头支撑杆13上的横向移动，由第二直线电机8控制载物台6相对于打印头5的纵向移动。将一个或多个摄像头9放置在易于对光栅材料I进行摄像的位置。辅助光源12放置在易于对打印系统内部提供光源的位置。下面介绍一下本实施例采用的打印方法，包括以下步骤
步骤1，将经过特殊化学处理(为了提高光栅材料对打印墨水的附着力，光栅材料被化学物质例如聚氨酯类所覆盖)的光栅材料I背部朝上，且一端或多处露出光栅纹理(如果覆盖光栅的物质足够透明，可以不必露出光栅纹理)，使光栅条方向与载物台6移动方向平行，放置在载物台5上，自动控制模块10打开辅助光源12，在第二直线电机8的驱动下，当光栅材料I通过载物台6进入到打印系统内部后，摄像头9对光栅材料I进行摄影，并将所得结果传送到自动控制电路模块10 ；
步骤2，自动控制模块(10)与计算机(11)根据摄像头(9)所提供的数据确定光栅位置信息，然后利用这些信息并结合图像处理技术对立体数字图像进行处理，生成最适宜于光栅立体打印的图像信息。自动控制电路模块10利用所得信息，通过对第一直线电机7、第二直线电机8的控制，引导打印头5的横向移动与载物台6的纵向的移动，在自动控制模块10指定的位置完成对光栅材料I当前位置的打印；
步骤3，当整片光栅材料I打印完毕后，自动控制模块10通过控制信号，使各部件恢复初始状态，等待下次打印任务。在本实施例中，本发明的自动控制模块10包含图形处理单元15、直线电机控制单元16、摄像头接收单元17，辅助光源控制单元18，利用摄像头接收单元17与辅助光源控制单元18读取图像数据，利用图形处理单元15，对所接收到的光栅图像数据与计算机端的立体数字图像进行分析处理，并将控制信息传送到直线电机控制单元16，利用直线电机控制单元16，控制打印头5与载物台6的移动。本发明中的自动控制电路模块结构工作示意图如图3所示。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了光栅材料I、光栅背部2、与光栅非对齐的立体图像序列3、与光栅对齐的立体图像序列4、打印头5、载物台6、第一直线电机7、第二直线电机8、摄像 头9、自动控制电路10、计算机11、辅助光源12、打印头支撑杆13、支撑面板14、图形处理单元15、直线电机控制单元16、摄像头接收单元17、辅助光源控制单元18等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
权利要求
1.一种光栅材料立体图片打印系统，其特征在于，包括支撑面板(14)、设置在支撑面板(14)上的载物台(6);设置在载物台(6)上方的打印装置；设置在载物台(6)旁的照明装置；用于驱动载物台(6)纵向移动的第一驱动装置；用于驱动打印装置相对于载物台(6)横向移动的第二驱动装置；以及用于控制所述打印装置、照明装置、第一驱动装置和第二驱动装置的控制装置。
2.根据权利要求I所述的一种光栅材料立体图片打印系统，其特征在于，打印装置包括一个打印头(5)、用于支撑打印头(5)的打印头支撑杆(13)以及设置在打印头(5)旁的一个或者多个摄像头(9)，所述打印头支撑杆(13)与所述第一驱动装置配接并能在第一驱动装置的驱动下相对于载物台(6)横向移动。
3.根据权利要求2所述的一种光栅材料立体图片打印系统，其特征在于，所述照明装置包括一个或者多个对打印装置内部提供光源的辅助光源(12)，所述辅助光源(12)采用LED灯光源或白炽灯光源或CCFL光源。
4.根据权利要求3所述的一种光栅材料立体图片打印系统，其特征在于，所述第一驱动装置为一与打印头支撑杆(13)配接的第一直线电机(7);所述第二驱动装置包括一个通过驱动杆与载物台(6)配接的第二直线电机(8)。
5.根据权利要求4所述的一种光栅材料立体图片打印系统，其特征在于，所述控制装置包括自动控制模块(10)以及与自动控制模块(10)连接的计算机(11 )，所述自动控制模块(10)包括图形处理单元(15)、分别与图像处理单元(15)连接的直线电机控制单元(16)和摄像头接收单元(17)、以及辅助光源控制单元；所述直线电机控制单元(16)与上述第一直线电机(7)和第二直线电机(8)连接；辅助光源控制单元与上述辅助光源(12)连接。
6.一种权利要求I所述的适用于一种光栅材料立体图片打印系统的打印方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤1，将经过特殊化学处理的光栅材料I背部朝上，且一端或多处露出光栅纹理，使光栅条方向与载物台(6)移动方向平行,放置在载物台(5)上，自动控制模块(10)打开辅助光源(12)，在第二直线电机(8)的驱动下，当光栅材料(I)通过载物台(6)进入到打印系统内部后，摄像头(9)对光栅材料(I)进行摄影，并将所得结果传送到自动控制电路模块(10)； 步骤2，自动控制模块(10)与计算机(11)根据摄像头(9)所提供的数据确定光栅位置信息，然后利用这些信息并结合图像处理技术对立体数字图像进行处理，生成最适宜于光栅立体打印的图像信息；自动控制电路模块(10)利用所得信息，通过对第一直线电机7、第二直线电机8的控制，引导打印头(5)的横向移动与载物台(6)的纵向的移动，在自动控制模块(10)指定的位置完成对光栅材料(I)当前位置的打印； 步骤3，当整片光栅材料(I)打印完毕后，自动控制模块(10)通过控制信号，使各部件恢复初始状态，等待下次打印任务。
全文摘要
本发明涉及一种光栅材料立体图片打印系统及其打印方法。包括支撑面板(14)、设置在支撑面板(14)上的载物台(6)；设置在载物台(6)上方的打印装置；设置在载物台(6)旁的照明装置；用于驱动载物台(6)纵向移动的第一驱动装置；用于驱动打印装置相对于载物台(6)横向移动的第二驱动装置；以及用于控制所述打印装置、照明装置、第一驱动装置和第二驱动装置的控制装置。优点1.实时计算光栅位置，实现智能控制打印头的移动，有效提高光栅与立体图像的匹配成功率；2.使图像更适于立体打印，所得的立体光栅图像具有更佳的立体视觉效果；3.直接在光栅材料背部打印，避免了印后加工需要将光栅与纸张粘合步骤，降低了生产成本。
文档编号B41J3/00GK102632719SQ201210117660
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日
发明者方栋健, 胡丹, 胡继承, 魏小凤 申请人:武汉大学