CN100509424C - 一种彩色打标方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光打标技术领域，特别涉及一种彩色打标方法。本发明提供的技术方案是：在待标记物的表层材料上施加激光束，形成氧化膜，由薄膜干涉得到彩色的效果，在表层材料上进行三次或以上基本色打标，每次打标分别按不同基本色效果施加激光束，基本色混色形成真彩色效果。本发明的技术方案巧妙利用混色原理，将复杂的多彩色打标任务分解为三原色打标，实施简单，效果显著。本发明还可以实现图案的亮度和对比度控制，可以打出颜色深浅，效果多样的真彩色图。

Description

一种彩色打标方法

技术领域

本发明属于激光打标技术领域，特别涉及一种彩色打标方法。

背景技术

激光器用于打标应用已经被工业各部门广泛接受，由此对激光彩色打标技术提出了更高的要求。英国国际镍公司的一个研究机构开发了一种彩色不锈钢，制造技术称为INCO法，这种方法的要点是将不锈钢放在强氧化性浴中加热，使其表面形成有一定厚度的氧化膜，膜的上下两个表面所反射的光发生干涉(参见图1原理示意，入射光I1和I2经薄膜干涉生成出射光I)，使之具有彩色效果，随着加热时间的延长，膜的厚度逐渐增加，就会显示不同的颜色。但这种方法的缺点是只能产生一种颜色的图案，即使使用了色素添加剂，也不可能产生不同的色彩，因而最终的效果通常保持单色。现有彩色打标方法基于这种化学方法发展而来，在待标记物的表层材料上施加激光束，控制激光束能量和脉冲参数，从而产生不同厚度的氧化膜，当厚度与某种色彩的波长相应时，由薄膜干涉可得到这种色彩的彩色效果。但现有彩色打标方法仅仅适合于制造出包含2～3种色块的图案，当待标记图案由更多颜色或高分辨率的色点组成时，因为难以控制激光束的持续变换而无法完成。因此实际上现有技术只能打出“多色”，而无法实现“真彩色”效果。而且现有技术也无法控制色彩深浅。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术不足，提供一种能够打出真彩色效果的彩色打标方法。

为实现上述目的，本发明在表层材料上进行三次或以上基本色打标，每次打标分别按不同基本色效果施加激光束，基本色混色形成真彩色效果。

而且，进行三次基本色打标，三种基本色采用加色三原色红、绿、蓝。

或者，进行三次基本色打标，三种基本色采用减色三原色黄、品红、青。

而且，在计算机控制下进行打标，步骤是，

(1)对待标记图案进行基本色分解；

(2)根据分解结果设定每次基本色打标时激光束施加的位置，根据基本色波长设定每次基本色打标时激光束施加的控制参数；

(3)按照设定完成基本色打标。

而且，每次基本色打标时激光束施加的控制参数包括施加激光束的时间和能量。

而且，进行基本色分解前，对待标记图案进行亮度调整。

而且，进行基本色分解前，对待标记图案进行对比度调整。

本发明的技术方案巧妙利用混色原理，将复杂的多彩色打标任务分解为三原色打标，实施简单，效果显著。本发明还提供利用计算机控制精确完成色彩表现的方法，不仅能够准确表现预定打标图案的复杂色调、图案细节，也能表现图案的亮度和对比度，准确体现出色彩深浅，效果甚至可以媲美数码照片。

附图说明

图1是激光打标发色原理示意图；

图2是本发明实施例打标流程图；

图3是本发明实施例激光器电源示意图。

具体实施方式

本发明提供的技术方案是：彩色打标方法，在待标记物的表层材料上施加激光束，形成氧化膜，由薄膜干涉得到彩色的效果，在表层材料上进行三次或以上基本色打标，每次打标分别按不同基本色效果施加激光束，基本色混色形成真彩色效果。根据混色原理，当色素分辨率低于人眼分辨率时，人眼看到的将是混色效果，因此具体实施时只需控制激光束大小，保证每次打标的色点够小(一般小于人眼可辨的0.02mm)，即可产生真彩色效果。三原色的混合可以产生所有色调，所谓三原色，就是指这三种色中的任意一色都不能由另外两种原色混合产生，而其他色可由这三色按照一定的比例混合出来，色彩学上将这三个独立的色称为三原色。因此最佳实施方式是采用三原色作为基本色，进行三次打标，即可满足彩色打标效果。采用加色三原色——红、绿、蓝，或者减色三原色——黄、品红、青均可。其他混色方法作为等同替换手段也应当在本发明的保护范围之内，例如染色四原色——蓝、红、黄、黑，则需相应进行四次打标。具体实施时，待标记物一个部位上的图案可以采用一个激光头进行多次基本色遍历打标，也可采用多个激光头同时工作，但是由于多个激光头控制复杂，而且保持激光束与表层材料的角度效果为最佳，因此采用一个激光头为最佳方案。就现有激光器的速度来看，采用一个激光头已能够满足工业生产需要，而采用多个激光头工作无论工作是否同步，实质上仍是完成三次基本色打标，因此也应当落入本发明保护范围之内。

为了保证稳定性，本发明的表层材料采用金属铬，生成氧化膜包含稳定的氧化铬成分。因此，本发明特别适合于在不锈钢制品上打标。

由于待打标图案往往是已经预定的，为了准确打出预定的待标记图案、精确完成色彩表现，本发明借助计算机控制进行处理：

(1)对待标记图案进行基本色分解；

基本色分解将图案上任意一像素点的颜色转换为基本色值。例如实施例的基本色采用红、绿、蓝三原色，则相应采用加色原则分析待标记图案，将图案上任意一像素点的颜色转换为红、绿、蓝三个基本色分量，也可称为三原色分解。若采用黄、品红、青三原色，则相应采用减色原则分析待标记图案。

参见图2，具体实施时，需要先在pc机上打开图片文件，选定待打标图案，可以进行基本的图片预处理，例如修改图像毛刺。为了调整打标效果，可以选择在进行基本色分解前，对待标记图案进行亮度调整和对比度调整。色调表示光的颜色，它决定于光的波长，实现多种色调是彩色打标的目的。此外彩色图案有还有两个性能指标：亮度和饱和度。亮度表示某种颜色在人眼视觉上引起的明暗程度，等同于黑白图片的灰度。对比度是指图像最亮和最暗之间的区域之间的比率。红、绿、蓝三个基本色分量的比例决定色调，而在具体时，适当调整图案的亮度和饱和度，则可通过基本色分解调节各基本色分量数值，达到完善彩色打标效果的目的。例如提高对比度时，图像暗部区域各基本色分量数值加大，亮部区域基本色分量数值减小。改变亮度时，各基本色分量数值将按某一系数等比改变，以达到增强或减弱图像亮度的目的。

(2)根据分解结果设定每次基本色打标时激光束施加的位置，根据基本色波长设定每次基本色打标时激光束施加的控制参数；

实施时只需按照基本色分解结果进行打标即可保证混色效果，激光束施加的位置与基本色分解结果相应。通过控制激光束施加的控制参数来实现不同基本色效果，本发明实施例的控制参数包括施加激光束的时间(脉冲)和能量，与各基本色波长相应。

(3)按照设定完成基本色打标。完成基本色打标并无限制各基本色打标之间的顺序。例如可以先打红色，这次打标过程中激光束施加的时间和能量与红色波长相应；然后同样进行绿色、蓝色打标。也可按蓝、红、绿色顺序打标。

具体实施时可以结合现有取色工具软件和打标编程软件制作专用软件供用户使用。值得注意的时，为了保证每次打标的色点足够小，令人眼看到的效果为混色效果，需要对激光器的性能有所要求，必须能够对激光器进行广泛的频率范围、速度、功率、间距、焦距等方面的设置，因此半导体激光器比较适合于本发明应用。参见图3，本发明提供一种采用数字量控制的半导体激光器电源，可以通过采用数字量控制的激光器电源实现对施加激光束的精度和重复控制。半导体激光器电源包括电流输出接入半导体激光器2的主电路1，电网电源接入主电路1，设置采用DSP芯片作为数字控制核心的控制系统3，主电路1电流输出数值被采样送入控制系统3，DSP芯片处理采样值后产生的PWM脉冲输出占空比数据送入PWM开关驱动电路，产生的PWM脉冲波接入主电路1。这种半导体激光器电源通过数字式控制系统精密控制电流输出，满足打标精确性要求，而且可以通过与DSP芯片建立通信的PC机4进行上位计算机控制，因此可与本发明的计算机实现过程结合，通过控制参数信息交换，支持高效彩色打标。

Claims (6)

1.一种彩色打标方法，在待标记物的表层材料上施加激光束，形成氧化膜，由薄膜干涉得到彩色的效果，其特征在于：在表层材料上进行三次或以上基本色打标，每次打标分别按不同基本色效果施加激光束，基本色混色形成真彩色效果，打标在计算机控制下进行，打标步骤如下，

(1)对待标记图案进行基本色分解；

(2)根据分解结果设定每次基本色打标时激光束施加的位置，根据基本色波长设定每次基本色打标时激光束施加的控制参数；

(3)按照设定完成基本色打标。

2.如权利要求1所述彩色打标方法，其特征在于：进行三次基本色打标，三种基本色采用加色三原色红、绿、蓝。

3.如权利要求1所述彩色打标方法，其特征在于：进行三次基本色打标，三种基本色采用减色三原色黄、品红、青。

4.如权利要求1所述彩色打标方法，其特征在于：每次基本色打标时激光束施加的控制参数包括施加激光束的时间和能量。

5.如权利要求1所述彩色打标方法，其特征在于：进行基本色分解前，对待标记图案进行亮度调整。

6.如权利要求1所述彩色打标方法，其特征在于：进行基本色分解前，对待标记图案进行对比度调整。

Images