专利名称：提高打印效率的立体图像打印装置及其打印方法
技术领域：
本发明涉及一种立体图像打印(PRINTING)装置，尤其涉及一种可提高打印效率的立体图像打印装置及其打印方法。
背景技术：
传统的立体图像打印装置是将立体图像打印于光栅板上以产生立体视觉的效果。光栅板由透明材质制作而成，且立体图像为配合光栅板样式(光栅板上各光栅的宽度、密度等参数)所制作出的交错图像。要将交错图像印刷于光栅板上，则需要具有精准定位功能的定位模块来辅助打印头将交错图像转印于光栅板上的正确位置。然而，传统定位模块的结构较为复杂，以至于其制造成本昂贵、操作过程繁琐且具庞大的设备体积，故难以推广至办公室以及家庭市场。
发明内容
本发明提供一种可提高打印效率的立体图像打印装置及其打印方法，以解决上述的问题。本发明公开一种提高打印效率的立体图像打印装置，其包含有一致动单元、一打印头、一第一检测模块、一第二检测模块与一控制单元。该致动单元用来移动一光栅结构。该打印头用来将多个目标图像数据分别转印至该光栅结构的相对应位置。该第一检测模块包含有多个第一遮光条，其被设置于该光栅结构的一侧，一第一平面光源，其被设置于该光栅结构的另一侧，以及一第一感光元件，其被设置于该光栅结构的该侧。该第一平面光源用来发射光线以穿透该光栅结构与相邻第一遮光条的间隙，该第一感光元件用来接收该光栅结构与相邻第一遮光条间隙所穿透的该第一平面光源所发射光线，藉以产生相对应的一第一光强度信号。该第二检测模块包含有多个第二遮光条，其被设置于该光栅结构的该侧，一第二平面光源，其被设置于该光栅结构的该另一侧，以及一第二感光元件，其被设置于该光栅结构的该侧。该第二平面光源用来发射光线以穿透该光栅结构与相邻第二遮光条的间隙，该第二感光元件用来接收该光栅结构与相邻第二遮光条间隙所穿透的该第二平面光源所发射光线，藉以产生相对应的一第二光强度信号。该控制单元耦合于该打印头、该第一感光元件、与该第二感光元件。该控制单元用来依据该第一光强度信号与该第二光强度信号的比对结果，控制该打印头打印该多个目标图像数据的其中相对应目标图像数据至该光栅结构。本发明还公开该控制单元还用来于该第一光强度信号大于该第二光强度信号时控制该打印头打印二目标图像数据的其中一目标图像数据，且还用来于该第一光强度信号小于该第二光强度信号时控制该打印头打印该二目标图像数据的另一目标图像数据。本发明还公开该多个第一遮光条与该多个第二遮光条以条纹交错方式相邻排列。本发明还公开该光栅结构的移动方向实质上垂直于该多个第一遮光条与该多个第二遮光条的排列方向。
本发明还公开该第一感光元件为单点式感光元件，且该单点式感光元件所输出的该光强度信号为一弦波信号。本发明还公开该第一检测模块还包含有一第一集光器，其被设置于该多个第一遮光条与该第一感光元件之间。本发明还公开各第一遮光条的宽度小于该光栅结构的光栅宽度。本发明还公开两相邻第一遮光条的间距等于该光栅结构的光栅宽度。本发明还公开一种提高打印效率的立体图像打印方法，其包含有将多个第一遮光条与多个第二遮光条以条纹交错方式相邻排列，且设置该多个第一遮光条与该多个第二遮光条于一光栅结构的一侧；驱动该光栅结构相对该多个第一遮光条与该多个第二遮光条移动；一第一平面光源发射光线以穿透该光栅结构与相邻第一遮光条的间隙；一第二平面光源发射光线以穿透该光栅结构与相邻第二遮光条的间隙；一第一感光元件接收该光栅结构与相邻第一遮光条间隙所穿透的该第一平面光源所发射光线，藉以产生相对应的一第一光强度信号；一第二感光元件接收该光栅结构与相邻第二遮光条间隙所穿透的该第二平面光源所发射光线，藉以产生相对应的一第二光强度信号；接收多个目标图像数据；在移动该光栅结构的过程中，比对该第一光强度信号与该第二光强度信号；以及依据该第一光强度信号与该第二光强度信号的比对结果，转印该多个目标图像数据的其中相对应目标图像数据至该光栅结构。本发明还公开依据该第一光强度信号与该第二光强度信号时的比对结果，转印该多个目标图像数据的其中相对应目标图像数据至该光栅结构包含于该第一光强度信号大于该第二光强度信号时转印二目标图像数据的其中一目标图像数据至该光栅结构，且于该第一光强度信号小于该第二光强度信号时转印该二目标图像数据的另一目标图像数据至该光栅结构。本发明还公开驱动该光栅结构相对该多个第一遮光条与该多个第二遮光条移动包含驱动该光栅结构沿着实质上垂直于该多个第一遮光条与该多个第二遮光条的排列方向相对该多个第一遮光条与该多个第二遮光条移动。本发明的立体图像打印装置及其打印方法利用两个单点式感光元件分别接收光栅结构与两组多个遮光条间隙所穿透的平面光源所发射的光线，以通过光栅结构与两组多个遮光条的相对移动产生以弦波波形呈现的两组光强度信号，并通过比对两光强度信号的大小，来控制打印头选择适当的目标图像数据以转印至光栅结构的相对应位置上，而完成立体图像的打印。因此本发明的立体图像打印装置的结构简单、体积小而成本低廉，且其定位信息的运算分析简单，反应即时且迅速，故可有效提高打印立体图像的打印效率。
图1为本发明优选实施例的立体图像打印装置的示意图。图2为本发明优选实施例的立体图像打印方法的流程图。图3与图4分别为本发明优选实施例的光栅结构与遮光条的相对位置示意图。图5为本发明优选实施例第一感光元件与第二感光元件的光强度信号的波形图。主要元件符号说明10 立体图像打印装置 12 致动单元
14打印头16第一检测模块
18第二检测模块20控制单元
22光栅结构24第--遮光条
26第一平面光源28第--感光元件
30第一集光器32第二二遮光条
34第二平面光源36第二二感光元件
步骤 100、102、104、106、108、110、112、114、116、118
具体实施例方式请参阅图1，图1为本发明优选实施例一立体图像打印装置10的示意图。立体图像打印装置10包含有一致动单元12、一打印头14、一第一检测模块16、一第二检测模块18、以及一控制单元20。致动单元12用来移动一光栅结构22;打印头14用来将多个目标图像数据分别转印至光栅结构22的相对应位置；控制单元20耦合于打印头14、第一检测模块16、与第二检测模块18，藉以用来依据第一检测模块16所产生信号与第二检测模块18所产生信号的比对结果，控制打印头14打印该多个目标图像数据的其中相对应目标图像数据至光栅结构22。其中该多个目标图像数据可用来合成为一交错图像数据，且立体图像打印装置10可视该交错图像数据的设计需求搭配两个或两个以上的检测模块，以结合该多个目标图像数据而制作出具有多个图像连续交错循环的集成图像。第一检测模块16包含有多个第一遮光条对、一第一平面光源沈、一第一感光元件28，以及一第一集光器30。多个第一遮光条M被设置于光栅结构22的一侧；第一平面光源26被设置于光栅结构22的另一侧，且第一平面光源沈用来发射光线以穿透光栅结构22与相邻第一遮光条M的间隙；第一感光元件观被设置于光栅结构22的该侧，意即与多个第一遮光条M的同一侧，且第一感光元件观用来接收光栅结构22与相邻第一遮光条M间隙所穿透的第一平面光源26所发射光线，藉以产生相对应的一第一光强度信号。其中第一感光元件观可为单点式感光元件，例如光电二极管或光敏电阻，且该单点式感光元件所输出的光强度信号可为一弦波信号。此外，第一集光器30可设置于多个第一遮光条M与第一感光元件观之间，第一集光器30用来汇集第一感光元件观所接收第一平面光源沈所发射的光线，以避免受外部噪声干扰而产生失真的光强度信号。第二检测模块18包含有多个第二遮光条32、一第二平面光源34、一第二感光元件36、以及一相对应集光器。第二检测模块18的各元件(第二遮光条32、第二平面光源34、第二感光元件36与相对应集光器)的配置与功能可相同于第一检测模块16的各元件(第一遮光条对、第一平面光源沈、第一感光元件28与第一集光器30)的配置与功能，故在此不再详述。其中第一平面光源26与第二平面光源34可为均光板、背光模块等。值得注意的是，相邻光栅结构22设置的第一检测模块16与第二检测模块18可以其多个第一遮光条24与多个第二遮光条32的条纹交错的方式相邻排列，且光栅结构22的移动方向实质上垂直于多个第一遮光条M与多个第二遮光条32的排列方向(如图中所示的箭头Dl)，以使第一感光元件28与第二感光元件36可在光栅结构22相对多个第一遮光条M与多个第二遮光条32移动时分别产生该第一光强度信号与该第二光强度信号。请参阅图2，图2为本发明优选实施例的立体图像打印方法的流程图。该方法包含有下列步骤步骤100 将多个第一遮光条M与多个第二遮光条32以条纹交错方式相邻排列，且设置多个第一遮光条M与多个第二遮光条32于光栅结构22的旁侧。步骤102 驱动光栅结构22相对多个第一遮光条M与多个第二遮光条32移动。步骤104 第一平面光源沈发射光线以穿透光栅结构22与相邻第一遮光条M的间隙。步骤106 第二平面光源34发射光线以穿透光栅结构22与相邻第二遮光条32的间隙。步骤108 第一感光元件28接收光栅结构22与相邻第一遮光条M间隙所穿透的第一平面光源26所发射光线，藉以产生该第一光强度信号。步骤110 第二感光元件36接收光栅结构22与相邻第二遮光条32间隙所穿透的第二平面光源34所发射光线，藉以产生该第二光强度信号。步骤112 接收该多个目标图像数据。步骤114 设定该多个目标图像数据与光栅结构22的相对应关联性。步骤116 于移动光栅结构22的过程中，比对该第一光强度信号与该第二光强度信号。步骤118 依据该第一光强度信号与该第二光强度信号的比对结果，打印头14转印该多个目标图像数据的其中相对应目标图像数据至光栅结构22，而完成立体图像的打印。在此对上述步骤进行详细说明。首先将第一检测模块16与第二检测模块18设置于光栅结构22的旁侧。请参阅图1与图3至图4，图3与图4分别为本发明优选实施例的光栅结构22与第一遮光条M(或第二遮光条32)的相对位置示意图。以第一检测模块16为例，第一遮光条M用来阻挡第一平面光源26所发射的部分光线，以使第一感光元件观可接收到具有强弱变化的光强度信号，因此各第一遮光条M的宽度小于光栅结构22的光栅宽度，且两相邻第一遮光条M的间距可等同于光栅结构22的相邻光栅间距(举例来说，如图3所示，两相邻第一遮光条M的间距大小为Li，两相邻光栅的间距大小为L2，且Ll等于L2)，以使第一平面光源沈所发射光线可穿透光栅结构22与相邻第一遮光条M的间隙，而为第一感光元件观所接收。由于光栅结构22的各光栅具有聚光的功用，故当光栅结构22相对第一遮光条M移动至如图3所示的位置时，多个第一遮光条M遮蔽了大部分光栅结构22所汇聚的光线，故第一感光元件观所接收到第一平面光源沈发射且穿透光栅结构22与相邻第一遮光条M间隙的光线为微弱光强的光信号；而当光栅结构22相对第一遮光条M移动至如图4所示的位置时，多个第一遮光条M无法遮蔽大部分光栅结构22所汇聚的光线，故第一感光元件观所接收到第一平面光源26发射且穿透光栅结构22与相邻第一遮光条M间隙的光线为具高明亮度的光信号。因此，当光栅结构22相对多个第一遮光条M移动时，第一感光元件观可通过接收具有明暗变化的光信号而产生相对应的该第一光强度信号，举例来说该第一光强度信号可为弦波信号。第二检测模块18产生该第二光强度信号的方式如上所述，故在此不再详述。如图1所示，第一检测模块16的多个第一遮光条M与第二检测模块18的多个第二遮光条32以条纹交错方式相邻排列，此时第一平面光源沈发射光线以穿透光栅结构22与相邻第一遮光条M的间隙，第二平面光源34发射光线以穿透光栅结构22与相邻第二遮光条32的间隙，且光栅结构22沿着实质上垂直于多个第一遮光条M与多个第二遮光条32的排列方向(如图中所示的箭头Dl)相对多个第一遮光条M与多个第二遮光条32移动，以使得第一感光元件观所产生的该第一光强度信号与第二感光元件36所产生的该第二光强度信号之间具有相位差。请参阅图5，图5为本发明优选实施例第一感光元件观与第二感光元件36的光强度信号的波形图。举例来说，当立体图像打印装置10包含有两组检测模块时，其可用来打印3D图像或两变的组合图像，此时两检测模块分别产生的光强度信号(例如A曲线为该第一光强度信号，而B曲线为该第二光强度信号)的相位差可为一百八十度，以使控制单元20可依据该第一光强度信号与该第二光强度信号的相位差控制打印头14转印出立体图像或两变的组合图像。另外，如果当立体图像打印装置10包含有三组检测模块时，三检测模块分别产生的光强度信号的相位差可为一百二十度，藉以打印出具有三个图像连续交错循环的集成图像。检测模块的数量且其相对应相位差的参数值不限于上述实施例所述，端视设计需求而定。接下来，控制单元20接收该多个目标图像数据，并设定该多个目标图像数据与光栅结构22的相对应关联性。在光栅结构22相对多个第一遮光条M与多个第二遮光条32移动的过程中，控制单元20比对第一感光元件观与第二感光元件36分别所产生该第一光强度信号与该第二光强度信号的大小。举例来说，当该第一光强度信号大于该第二光强度信号时，控制单元20可控制打印头14转印二目标图像数据的其中一目标图像数据至光栅结构22 ；而当该第一光强度信号小于该第二光强度信号时，控制单元20控制打印头14转印该二目标图像数据的另一目标图像数据至光栅结构22，因此打印头14可通过两检测模块所检测到的光栅结构22定位信息，快速且精准地将该多个目标图像数据分别转印至光栅结构22的相对应位置，藉以提高立体图像的打印效率。在本发明的优选实施例中，第一检测模块16与第二检测模块18可通过光栅结构22与第一遮光条M以及第二遮光条32的相对位置变化而产生呈现强弱交错循环的弦波信号，故控制单元16可利用此弦波信号判断出有关光栅结构22的移动参数(例如速度、距离、方向等)，因此本发明的立体图像打印装置10即可在打印立体图像时运用此弦波信号作为打印头14的定位参考依据，以确保该多个目标图像数据可迅速地正确转印至光栅结构22上的相对应位置，而完成立体图像的打印。相较于先前技术，本发明优选实施例的立体图像打印装置及其打印方法利用多个单点式感光元件分别接收光栅结构与多组多个遮光条间隙所穿透的平面光源所发射的光线，以通过光栅结构与多组多个遮光条的相对移动产生以弦波波形呈现的多组光强度信号，并通过比对各组光强度信号的大小，来控制打印头选择适当的目标图像数据以转印至光栅结构的相对应位置上。因此本发明的定位模块的结构简单、体积小而成本低廉，且其定位信息的运算分析简单，反应即时且迅速，故可有效提高打印立体图像的打印效率。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种提高打印效率的立体图像打印装置，其包含有一致动单元，其用来移动一光栅结构；一打印头，其用来将多个目标图像数据分别转印至该光栅结构的相对应位置；一第一检测模块，其包含有多个第一遮光条，其被设置于该光栅结构的一侧；一第一平面光源，其被设置于该光栅结构的另一侧，该第一平面光源用来发射光线以穿透该光栅结构与相邻第一遮光条的间隙；以及一第一感光元件，其被设置于该光栅结构的该侧，该第一感光元件用来接收该光栅结构与相邻第一遮光条间隙所穿透的该第一平面光源所发射光线，藉以产生相对应的一第一光强度信号；一第二检测模块，其包含有多个第二遮光条，其被设置于该光栅结构的该侧；一第二平面光源，其被设置于该光栅结构的该另一侧，该第二平面光源用来发射光线以穿透该光栅结构与相邻第二遮光条的间隙；以及一第二感光元件，其被设置于该光栅结构的该侧，该第二感光元件用来接收该光栅结构与相邻第二遮光条间隙所穿透的该第二平面光源所发射光线，藉以产生相对应的一第二光强度信号；以及一控制单元，其耦合于该打印头、该第一感光元件、与该第二感光元件，该控制单元用来依据该第一光强度信号与该第二光强度信号的比对结果，控制该打印头打印该多个目标图像数据的其中相对应目标图像数据至该光栅结构。
2.如权利要求1所述的立体图像打印装置，其中该控制单元还用来于该第一光强度信号大于该第二光强度信号时控制该打印头打印二目标图像数据的其中一目标图像数据，且还用来于该第一光强度信号小于该第二光强度信号时控制该打印头打印该二目标图像数据的另一目标图像数据。
3.如权利要求1所述的立体图像打印装置，其中该多个第一遮光条与该多个第二遮光条以条纹交错方式相邻排列。
4.如权利要求1所述的立体图像打印装置，其中该光栅结构的移动方向实质上垂直于该多个第一遮光条与该多个第二遮光条的排列方向。
5.如权利要求1所述的立体图像打印装置，其中该第一感光元件为单点式感光元件，且该单点式感光元件所输出的该光强度信号为一弦波信号。
6.如权利要求1所述的立体图像打印装置，其中该第一检测模块还包含有一第一集光器，其被设置于该多个第一遮光条与该第一感光元件之间。
7.如权利要求1所述的立体图像打印装置，其中各第一遮光条的宽度小于该光栅结构的光栅宽度。
8.如权利要求1所述的立体图像打印装置，其中两相邻第一遮光条的间距等于该光栅结构的光栅宽度。
9.一种提高打印效率的立体图像打印方法，其包含有将多个第一遮光条与多个第二遮光条以条纹交错方式相邻排列，且设置该多个第一遮光条与该多个第二遮光条于一光栅结构的一侧；驱动该光栅结构相对该多个第一遮光条与该多个第二遮光条移动；一第一平面光源发射光线以穿透该光栅结构与相邻第一遮光条的间隙；一第二平面光源发射光线以穿透该光栅结构与相邻第二遮光条的间隙；一第一感光元件接收该光栅结构与相邻第一遮光条间隙所穿透的该第一平面光源所发射光线，藉以产生相对应的一第一光强度信号；一第二感光元件接收该光栅结构与相邻第二遮光条间隙所穿透的该第二平面光源所发射光线，藉以产生相对应的一第二光强度信号；接收多个目标图像数据；在移动该光栅结构的过程中，比对该第一光强度信号与该第二光强度信号；以及依据该第一光强度信号与该第二光强度信号的比对结果，转印该多个目标图像数据的其中相对应目标图像数据至该光栅结构。
10.如权利要求9所述的立体图像打印方法，其中依据该第一光强度信号与该第二光强度信号时的比对结果，转印该多个目标图像数据的其中相对应目标图像数据至该光栅结构包含在该第一光强度信号大于该第二光强度信号时转印二目标图像数据的其中一目标图像数据至该光栅结构，且于该第一光强度信号小于该第二光强度信号时转印该二目标图像数据的另一目标图像数据至该光栅结构。
11.如权利要求9所述的立体图像打印方法，其中驱动该光栅结构相对该多个第一遮光条与该多个第二遮光条移动包含驱动该光栅结构沿着实质上垂直于该多个第一遮光条与该多个第二遮光条的排列方向相对该多个第一遮光条与该多个第二遮光条移动。
12.如权利要求9所述的立体图像打印方法，其还包含有设定该多个目标图像数据与该光栅结构的相对应关联性。
全文摘要
一种提高打印效率的立体图像打印装置及其打印方法，该装置包含一致动单元，其用来移动一光栅结构，一打印头，其用来将多个目标图像数据分别转印至该光栅结构的相对应位置，一第一检测模块与一第二检测模块，以及一控制单元，其耦合于该打印头、该第一检测模块的第一感光元件、与该第二检测模块的第二感光元件。该控制单元用来依据该第一检测模块的第一光强度信号与该第二检测模块的第二光强度信号的比对结果，控制该打印头打印该多个目标图像数据的其中相对应目标图像数据至该光栅结构。
文档编号B41J3/00GK102555520SQ2011100293
公开日2012年7月11日 申请日期2011年1月27日 优先权日2010年12月28日
发明者吴文岳 申请人:诚研科技股份有限公司