CN102802959A - 无墨印刷装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种与基板组合使用的基板标记装置，所述基板包括多颜色变化的联乙炔化合物。所述基板标记装置包括：能操作以发射不同波长的辐射的至少两个辐射源、光学变换元件以及控制系统。所述控制系统采集数字文件信息并且将这些数字文件信息转化为针对所述辐射源的一组发射指令。然后将所述辐射源按顺序应用到所述基板并且由所述控制系统决定强度，从而将所述基板激活以从无色状态变化为一系列多种永久颜色中的任何一种。

Description

无墨印刷装置
技术领域
本发明涉及一种无墨印刷装置。
背景技术
传统的印刷方法需要将染色材料直接应用于基板在基板上形成颜色区域。这可以利用不同的标准方法(例如喷墨印刷)、热转移以及感光技术实现。标准印刷需要墨水消耗品，而热转移具有能耗尽的色带。感光技术需要液体显影剂和固色剂。
作为这些方法的替代，利用在固定图像时不需要消耗品的干燥过程，开发了无墨印刷方法。已知的无墨印刷方法涉及提供包括或具有加入到其中的光敏材料例如联乙炔的基板。当曝光于合适能量源例如激光器时，这些材料易于变色。为了印刷期望的图像，相对于基板操纵激光束以便选择性地照射基板的不同区域。照射过的区域随后变色形成图像。
上文的无墨印刷方法以及用于实施这些方法的系统具有缺点。具体地，它们在它们能获得的变色和/或对所述变色的控制程度方面相对有限。这限制了这些技术的效率并且从而限制了从中获取的商业利润。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种至少部分地克服或减轻上述问题的解决方案。
根据本发明，提供一种基板标记装置，适合于标记包括在照射下易于变色的材料的基板，所述装置包括：能操作以产生两种或更多种不同波长的辐射的辐射源；以及用于控制发射的机构，所述用于控制发射的机构控制来自所述辐射源的辐射的发射，以便用来自所述辐射源的期望的辐射量可控地照射所述基板的选定区域，从而以期望的方式标记所述基板。
提供两种不同波长的辐射使能够额外程度地控制标记过程以及随后能产生的颜色范围。它也可以提高本过程的效率。
因为这种装置需要用两种或更多种不同的波长照射期望标记的区域，所以利用根据本发明的装置标记的基板的光稳定性相对于用根据本领域内已为人所知的装置标记的基板的光稳定性可以改进。具体地，一种波长的辐射可以用于激活基板而另一种波长的辐射可以用于引起基板变色。因为只有基板的那些期望标记的区域用激活辐射照射，所以只有这些区域能够随后被诱导变色。因此，通过恰当地选择这两种波长，基板的光稳定性相对于本领域现有技术可以获得显著改进，并且基板将不易于由于背景/周围的光而随时间褪色。
辐射源可以是能操作以产生两种不同波长的辐射的单个的辐射源。或者，所述辐射源可以包括两个或更多个辐射源。在特定的实施方式中，所述辐射源包括能操作以产生第一波长的辐射的第一辐射源以及能操作以产生不同于第一波长的第二波长的辐射的第二辐射源。
用于控制发射的机构可以包括微处理器。如果希望还可以进一步提供电子控制设备。辐射源可以直接由用于控制发射的机构操作或可以经由一个或多个激励放大器操作。
用于控制发射的机构能操作以将数字图像文件转化为针对辐射源的一组发射指令。具体地，这可以包括将图像文件中特定的像素映射(mapping)为基板的特定的点或区域；并且决定使基板的每个点或区域变色为与图像像素的颜色匹配的颜色所需要的来自辐射源的照射。所需要的照射可以就入射辐射的持续时间和/或强度方面来决定。
辐射源可操作，从而以连续或脉冲的方式发射辐射。对于其中辐射源包括第一辐射源和第二辐射源的实施方式，两种辐射源能操作以基本上同时照射基板的相同或不同的区域。或者，辐射源可以操作，从而以特定的顺序照射基板的相同或不同的区域。根据需要或希望，顺序可以包括利用两种辐射源中的一种或两种进行单次或多次照射。
装置可以包括辐射导向机构。对于其中辐射源包括第一辐射源和第二辐射源的实施方式，辐射导向机构可以操作以将辐射从一种或两种辐射源导向到基板的选定区域。第一辐射源和第二辐射源可以各自具有专用的辐射导向机构，或第一辐射源和第二辐射源可以具有共有的辐射导向机构。辐射导向机构优选地能操作以横越基板的表面地扫描发射的辐射。为了实现该操作，辐射导向机构可以包括任何下述部件：电流计倾斜镜、声-光扫描器或电-光扫描器、微机电系统(MEMs)光束偏转器(beam deflector)、谐振扫描器或旋转棱镜(rotatingpolygon)。
在具有共有的辐射导向机构的实施方式中，可以提供辐射组合元件，该辐射组合元件能操作以将从第一辐射源和第二辐射源发射的辐射组合成单个的光束。辐射组合元件可以为光学元件，例如为棱镜、分色镜或衍射光栅，包括全息衍射光栅。
第一辐射源和第二辐射源可以包括单个发射器或多个发射器。在包括多个单独的发射器的源的情况下，单独的发射器可以设置为一个或多个一维或二维的阵列。在这种实施方式中，通过用于控制发射的机构，每个发射器能够单独地寻址和控制。
每个单独的发射器可以被提供有专用的发射器辐射导向机构。每个发射器辐射导向机构优选地能操作以将从单独的发射器发射的辐射导向到基板的特定的点或区域。发射的辐射的导向可以包括使发射的辐射集中和/或转向。每个发射器辐射导向机构可以包括下述任何部件：单个的透镜；透镜对；包括远心设计的多个透镜；光纤光导；或光导与一个或多个透镜的组合。在一种实施方式中，每个专用的发射器辐射导向机构可以包括降低发射的光束的宽度的光纤光导锥(fibre optic light guide taper)。光纤光导锥可以是直的。或者，光纤光导锥可以具有在该光纤光导锥中的弯曲部，从而使发射的辐射的输入平面和输出平面相对于彼此为非零角度。输入平面和输出平面之间的角可以在20-90°范围内。利用弯曲的光纤光导锥可以允许发射器的多个阵列并置以形成连续的分辨率增加的可扩展的宽阵列。
装置可进一步包括用于将基板保持在相对于辐射源或辐射导向机构的期望位置的机构。装置可进一步能操作以可控地改变辐射源或辐射导向机构与基板的相对位置。相对位置可以连续地或利用索引步骤(indexed steps)改变。这能够使装置被用于可控地分阶段照射大的基板。
优选地，辐射源能操作以提供为热辐射的第一波长的辐射。更具体地，优选地，第一辐射源为能操作以将热能传送给基板的器件，根据需要和/或希望可以通过任何方式将该能量从所述源转移到基板。术语‘热辐射’因此将被理解为包括通过任何方式的热能的转移，包括通过所述源与基板之间的接触的传导。如上所述，这可以是脉冲式的或连续的发射以及可以包括单个的、多个的一维或二维的热辐射发射器的阵列。热辐射可以具有宽的光谱或被限制在更特定的频率范围内。具体地，热辐射可以为红外辐射(IR)和/或近红外(NIR)辐射。合适的热辐射发射器包括但不限于：NIR/IR激光器、NIR/IR发光二极管(LEDs)、电阻加热器元件或感应加热器元件。
优选地，辐射源进一步能操作以提供为紫外(UV)辐射的第二波长的辐射。如上所述这可以是脉冲式的或连续式的发射并且可以包括单个的、多个的一维或二维的UV发射器的阵列。合适的发射器包括但不限于：UV激光器、UV发光二极管(LEDs)或UV灯(例如：汞灯或氘灯)。优选的波长在100nm-25μm范围内。特别优选的波长为200nm-2500nm。
在辐射源能操作以提供UV辐射和热辐射的这种实施方式中，相对于本领域内已知的无墨印刷技术在效率方面显现出明显的改进。典型地，这些只使用单个UV辐射源，虽然用这种设备它可能引起期望的变色，但通常需要更多的时间和能量来作这些。当基板的颜色从蓝色变为红色时相对于这种现有技术的设备有特定的优点：热辐射源更有效，并且以基本上更低的成本提供更高的辐射功率。
而且，在辐射源能操作以提供UV辐射和热辐射的这种实施方式中，与本领域内已知的无墨印刷技术相比，在标记过程之后颜色形成层对背景/周围的光的稳定性方面能够显现出明显的改进。具体地，可以使用热辐射以激活基板的期望被标记的区域并且可以使用UV和热辐射源中的任一种或两种以引起这些区域的变色。在这种实施方式中，只有已经曝光在热辐射的这些区域被激活并且能够随后被诱导变色。这样，基板还没有被激活的其他区域的光稳定性将会明显改进，也就是说，不易于由于入射到其上的背景/周围的光而随时间褪色。
基板可以是任何合适的基板。具体地，基板可以包括在基底层上的联乙炔材料层。联乙炔材料层可以额外地包括IR或NIR吸收材料。或者，联乙炔材料层可以被提供在IR或NIR吸收材料层上，或反之亦然。
标记装置可以被提供有校准机构。
根据本发明的第二方面，提供一种校准根据本发明的第一方面的基板标记装置的方法。
该校准方法可以包括用有序的波长和强度照射基板以产生试验图案的步骤。试验图案可以参考预先设定的校准图像进行评估。如果试验图案与校准图像基本不相同，该方法可以进一步包括步骤：调节所述装置并且通过用调节顺序的波长和强度照射基板以产生试验图案来产生试验图案。该调节可以是手动的或自动的。可以存在与期望的和/或合适的调节次数一样多的这种调节。
如期望和/或合适，本发明的第二方面可以并入本发明的第一方面的任何或所有特征。
根据本发明的第三方面，提供一种利用根据本发明的第一方面的装置标记基板的方法，包括步骤：用第一波长的辐射照射基板，从而激活基板以备变色；用第二波长的辐射照射基板以引起基板的变色。
第一波长的辐射可以是热辐射。热辐射可以具有宽的光谱或可以包括红外(IR)辐射和/或近红外(NIR)辐射。
热辐射源可以包括一个或多个NIR/IR激光器或NIR/IR发光二极管(LEDs)。另外或作为选择，热辐射源可以包括电阻加热器元件或感应加热器元件，并且其中通过传导提供热能。
第二波长的辐射可以为紫外(UV)辐射。UV辐射源可以包括下列中的一个或多个：UV激光器、UV发光二极管(LEDs)、UV灯(例如：汞灯或氘灯)、或UV放电源(UV electrical discharge source)(例如：电晕放电或火花放电)。
基板可以包括在基底层上的联乙炔材料层。联乙炔材料层可以包括IR或NIR吸收材料或可以提供在IR或NIR吸收材料层上。
如期望和/或合适，本发明的第三方面可以并入本发明的第一和/或第二方面的任何或所有特征。
附图说明
为了更清楚地理解本发明，现在将仅通过实施例和参考附图的方式描述一种实施方式，其中：
图1示出了根据本发明的基板标记装置的第一实施方式。
图2示出了根据本发明的基板标记装置的第二实施方式。
图3示出了根据本发明的基板标记装置的第三实施方式。
具体实施方式
现在转向图1，示出了一种基板标记装置100。装置100适合于标记包括在照射下易于变色的材料的基板101，以便形成图像。
基板101包括基底层，在基底层之上提供有联乙炔材料层。联乙炔材料层还可以掺入IR/NIR吸收材料，或可以提供在IR/NIR吸收材料层上。本领域内技术人员当然会领会到也可以使用掺杂有其他在照射下易于变色的材料的基板。
联乙炔特别适合于与根据本发明的装置一起使用，现有技术中联乙炔的实例公布在WO2006018640、WO2009093028和US6524000中。特别优选的是那些利用刺激源作为辐射能够在非活性和活性形式之间可逆地激活的，或利用例如熔化-再结晶能够从非活性形式到活性形式不可逆地激活的。
装置100包括三个印刷头111、112、113，每个印刷头111、112、113都是辐射源。印刷头111和113各自包括IR/NIR发射器阵列，而印刷头112包括UV发射器阵列。具体地，印刷头111和113可以包括热接触印刷头，例如电阻加热器或感应加热器。在每个印刷头111、112、113中的不同的单独的发射器可以单独地寻址并且可以经由激励放大器114通过微处理器115单独地控制。
微处理器115能操作以将数字图像文件转化为针对每个印刷头111、112、113的一组发射指令。典型地，这包括将图像文件中特定的像素映射为基板特定的点或区域；并且决定所需要的来自每个印刷头111、112、113中的各个发射器的照射(持续时间和/或强度)，以使基板的每个点或区域的变色为与每个图像像素的颜色匹配的颜色。
在每个印刷头阵列中的单独的发射器被提供有专用的辐射导向机构。该导向机构将每个单独的发射器成像为基板101表面上的点，从而当每个发射器发光时形成特定的连续的(或不连续的)照射点的图案。该专用的辐射导向机构包括适合于每个发射器的一个或多个透镜和/或一个或多个光导。典型地，调整每个印刷头111、112、113，从而使组合有专用的辐射导向机构的发射器的阵列在基板101的表面上形成照射点的匹配图案。相应地，图像文件中的像素可以映射为一个或多个照射点。
微处理器115进一步能操作以控制基板101相对于印刷头111、112、113的移动。这种移动可以沿如图1中箭头102指示的单个的方向进行或沿多个方向进行。典型地，该移动通过基板通过以如箭头102指示方向的索引步骤的移动来实现，从而经印刷头111照射的点图案的区域随后移动至它能够相应地受印刷头112的点图案照射的位置，并且然后接着移动至它能够相应地受印刷头113的点图案照射的位置。在替代的实施方式中，除了基板101的移动外或代替基板101的移动，印刷头111、112、113可以移动。例如，除了基板通过索引步骤沿箭头102方向的移动外，印刷头111、112、113可沿基本垂直于箭头102的方向移动。印刷头111、112、113的宽度可以或可以不延伸越过基板的整个宽度。优选地，如果印刷头111、112、113的宽度比基板的宽度小，则印刷头111、112、113能操作以沿如上所述的基本垂直于箭头102的方向移动。
在使用中，基板101有序地曝光在由每个印刷头111、112、113轮流发射的辐射下，每个区域的照射由每个印刷头111、112、113的相应发射器发射的辐射决定。在本实施方式中，由印刷头111发射的NIR/IR辐射激活基板101对应于头111的点图案的照射区域。NIR/IR辐射被NIR/IR吸收材料吸收，并且随之产生的温度升高将联乙炔材料从低反应性态激活到高反应性态。随后，曝光在来自印刷头112的UV光下引起起始聚合以及联乙炔材料的变色。变色的本质取决于照射曝光。然后由印刷头113发射的NIR/IR辐射进一步照射，产生联乙炔材料的构形变化。这可包括相应于进一步照射曝光的进一步变色。利用合适顺序的热辐射和UV辐射照射，基板101的区域由此能够形成一系列不同的分辨颜色。
因为仅基板的待被标记的区域曝光在NIR/IR辐射下，所以只有这些区域的联乙炔材料从低反应性态激活到高反应性态。由此，基板的尚未被这样激活的其他区域的光稳定性相对于没有使用这种激活步骤的现有技术将会明显改进。具体地，相对于仅使用UV辐射源的现有技术有改进。由此，基板将不易于由于背景/周围的光而随时间褪色。
而且，因为在颜色形成步骤中使用UV辐射源和热辐射源两种，相对于现有技术这种技术的效率有明显改进。当基板的颜色从蓝色变为红色时，相对于仅使用UV辐射源的现有设备有特定的优点。这是因为热辐射源更有效，并且以基本上更低的成本提供更高的辐射功率。
因为每个印刷头111、112、113中的发射器可单独地控制，所以基板的每个区域所经历的特定的照射顺序能可控地改变，允许形成彩色图像。在这些情况下形成的图像的空间分辨率将受到每个印刷头111、112、113的照射点图案的每个点的大小的限制。
现转向图2，示出了基板标记装置150的替代的实施方式。在图2的装置中，印刷头111、112、处理器115和激励放大器114如在装置100中一样被提供，但是省去了印刷头113。在该实施方式中，没有进行由印刷头113提供的最后的照射步骤。
有利地，该实施方式利用减少数目的步骤形成图像，从而可以比第一实施方式更快地产生图像。而且，一个印刷头113的省去可以使装置150的生产成本明显降低。
缺少最后的照射阶段可以减少利用该过程可获得的颜色范围。因此，如果需要，本发明的该实施方式能操作以进行在前面的实施方式中由印刷头113进行的步骤。在该实施方式中，辐射由印刷头111提供。这种实施方式享有成本的优点：具有两个印刷头的装置可以以低于具有三个印刷头的装置的成本生产，而不承受上文间接提到的有限的颜色范围。
现转向图3，示出了基板标记装置200的进一步的替代的实施方式。在该实施方式中，第一辐射源211包括UV激光器。第二辐射源212包括IR/NIR激光器。每个源211、212在微处理器(未示出)的控制下能够以连续或脉冲的方式操作。
辐射源211、212两者都将辐射光束提供给辐射组合元件213，该组合元件213能操作以将分开的发射组合成单个的光束。光束组合元件213可为棱镜、分色镜或衍射光栅。
单个的光束可以通过辐射导向机构成像为基板101表面上的点。辐射导向机构214可以在微处理器(未示出)控制下进一步被操作以横越基板101表面地扫描重合点(coincident spot)。辐射导向机构214可为电流计倾斜镜、声-光扫描器或电-光扫描器、MEMs光束偏转器、谐振扫描器或旋转棱镜。横越基板101的表面的点扫描可以通过辐射导向机构214和/或基板101的移动实现。例如，对于其中辐射导向机构214包括谐振扫描器和/或旋转棱镜的实施方式，基板101可以相对于辐射导向机构214移动。
正如在前文的实施方式中，微处理器能操作以将数字图像文件转化为针对每个源211、212和导向机构214的一组发射指令。典型地，这包括将图像文件中特定的像素映射为基板的特定点或区域；并且决定所需要的来自各个光源211、212的照射(持续时间和/或强度)，以将基板的每个点或区域变色为与每个图像像素的颜色匹配的颜色。通过将合适顺序的来自每个光源211、212的发射入射在基板101表面上特定的点，能够控制点的颜色。随后，通过利用辐射导向机构214扫描基板101上的光束，能够在整个基板101上建立图像。
装置200能够以任何合适的顺序操作。例如，基板的每个点可以同时曝光在来自光源211、212的辐射下或可以有序地曝光在来自每个光源211、212的辐射的脉冲下。具体地，在脉冲式的实施方式中，与上述第一实施方式中的方式类似，曝光的顺序可以是IR/NIR辐射；UV辐射；IR/NIR辐射。在有序曝光中，顺序可以基于逐点应用，从而在光束扫描到下一个点之前，一个点曝光在整个顺序下。或者，顺序可以基于逐线或逐区域应用，其中，在将随后的曝光步骤应用于线或区域的每一个点之前，通过从点到点地扫描光束，将顺序中的每个曝光步骤依次应用于线或区域中的每一个点。
虽然装置100、150、200的三种实施方式能够明显用于在合适的基板101上的无墨印刷，但每一种装置也可以应用到任何其他合适的任务中，包括例如在合适的绝缘涂层或基板内形成导电特性。
当然应该理解本发明不仅仅限于上面实施方式的细节，这些实施方式仅是以实施例的方式描述而已。

Claims (50)

1.一种基板标记装置，适合于标记包括在照射下易于变色的材料的基板，所述装置包括：能操作以产生两种或更多种不同波长的辐射的辐射源；以及用于控制发射的机构，所述用于控制发射的机构控制来自所述辐射源的辐射的发射，以便用来自所述辐射源的期望的辐射量可控地照射所述基板的选定区域，从而以期望的方式标记所述基板。
2.根据权利要求1所述的基板标记装置，其中，所述辐射源能操作以发射第一波长的辐射和第二波长的辐射，所述第一波长的辐射激活所述基板以备变色，所述第二波长的辐射引起所述基板变色。
3.根据权利要求2所述的基板标记装置，其中，所述第一波长的辐射为热辐射。
4.根据权利要求3所述的基板标记装置，其中，所述热辐射具有宽的光谱或者为红外辐射(IR)和/或近红外辐射(NIR)。
5.根据权利要求3或4所述的基板标记装置，其中，热辐射源包括一个或多个NIR/IR激光器或NIR/IR发光二极管(LEDs)。
6.根据权利要求3或4所述的基板标记装置，其中，热辐射源包括电阻加热器元件或感应加热器元件，并且其中通过传导提供热能。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的基板标记装置，其中，所述第二波长的辐射为紫外(UV)辐射。
8.根据权利要求7所述的基板标记装置，其中，UV辐射源包括下列中的一个或多个：UV激光器、UV发光二极管(LEDs)、UV灯(例如：汞灯或氘灯)、或UV放电源(例如：电晕放电或火花放电)。
9.根据前述任一项权利要求所述的基板标记装置，其中，所述基板包括在基底层上的联乙炔材料层。
10.根据权利要求9所述的基板标记装置，其中，所述联乙炔材料层包括IR或NIR吸收材料或者被提供在IR或NIR吸收材料层上。
11.根据前述任一项权利要求所述的基板标记装置，其中，所述辐射源为单个的辐射源。
12.根据前述任一项权利要求所述的基板标记装置，其中，所述辐射源包括两个或更多个辐射源。
13.根据直接或间接从属于权利要求2时的权利要求12所述的基板标记装置，其中，所述辐射源包括能操作以产生第一波长的辐射的第一辐射源和能操作以产生第二波长的辐射的第二辐射源。
14.根据前述任一项权利要求所述的基板标记装置，其中，所述用于控制发射的机构包括微处理器。
15.根据前述任一项权利要求所述的基板标记装置，其中，所述用于控制发射的机构能操作以将数字图像文件转化为所述辐射源的一组发射指令。
16.根据前述任一项权利要求所述的基板标记装置，其中，所述辐射源能操作，从而以连续的或脉冲的方式发射辐射。
17.根据直接或间接从属于权利要求13时的前述任一项权利要求所述的基板标记装置，其中，所述第一辐射源和所述第二辐射源能操作以基本上同时照射所述基板的区域。
18.根据直接或间接从属于权利要求13时的前述任一项权利要求所述的基板标记装置，其中，所述第一辐射源和所述第二辐射源能操作，从而以特定的顺序照射所述基板的所述区域。
19.根据权利要求18所述的基板标记装置，其中，所述顺序包括利用所述第一辐射源和所述第二辐射源中一种或两种的单次或多次照射。
20.根据前述任一项权利要求所述的基板标记装置，其中，所述基板标记装置包括辐射导向机构，所述辐射导向机构能操作以将辐射从所述辐射源导向到所述基板的选定区域。
21.根据直接或间接从属于权利要求13时的权利要求20所述的基板标记装置，其中，所述第一辐射源和所述第二辐射源具有共有的辐射导向机构。
22.根据权利要求20或21所述的基板标记装置，其中，所述辐射导向机构能操作以横越所述基板的表面地扫描被发射的辐射。
23.根据权利要求20-22中任一项所述的基板标记装置，其中，所述辐射导向机构包括任何下述部件：电流计倾斜镜、声-光扫描器或电-光扫描器、微机电系统光束偏转器、谐振扫描器或旋转棱镜。
24.根据直接或间接从属于权利要求13时的权利要求21-23中任一项所述的基板标记装置，其中，提供有辐射组合元件，所述辐射组合元件能操作以将从所述第一辐射源和所述第二辐射源发射的辐射组合成单个的光束。
25.根据权利要求24所述的基板标记装置，其中，所述辐射组合元件为棱镜、分色镜、衍射光栅或全息衍射光栅。
26.根据直接或间接从属于权利要求13时的前述任一项权利要求中所述的基板标记装置，其中，所述第一辐射源和所述第二辐射源包括单个的发射器。
27.根据直接或间接从属于权利要求13时的前述任一项权利要求中所述的基板标记装置，其中，所述第一辐射源和所述第二辐射源包括多个单独的发射器。
28.根据权利要求27所述的基板标记装置，其中，所述单独的发射器被设置为一个或多个一维或二维的阵列。
29.根据权利要求27或28所述的基板标记装置，其中，通过所述用于控制发射的机构，每个发射器能够单独地寻址和控制。
30.根据权利要求27-29中任一项所述的基板标记装置，其中，每个单独的发射器被提供有能操作以将从所述单独的发射器发射的辐射导向到所述基板的特定的点或区域上的专用的发射器辐射导向机构。
31.根据权利要求30所述的基板标记装置，其中，每个发射器辐射导向机构包括：单个的透镜；透镜对；多个透镜；光纤光导；或光导与一个或多个透镜的组合。
32.根据权利要求30所述的基板标记装置，其中，每个专用的发射器辐射导向机构包括光纤光导锥。
33.根据权利要求32所述的基板标记装置，其中，所述光纤光导锥具有在该光纤光导锥中的弯曲部，从而使发射的辐射的输入平面和输出平面相对于彼此为非零度角。
34.根据前述任一项权利要求中所述的基板标记装置，其中，所述装置能操作以连续或利用索引步骤可控地改变所述辐射源或辐射导向机构与所述基板的相对位置。
35.一种利用根据权利要求1-34中任一项所述的装置标记基板的方法，包括步骤：用第一波长的辐射照射所述基板，从而激活所述基板以备变色；用第二波长的辐射照射所述基板，以引起所述基板变色。
36.根据权利要求35所述的标记基板的方法，其中，所述第一波长的辐射为热辐射。
37.根据权利要求36所述的标记基板的方法，其中，所述热辐射具有宽的光谱或为红外(IR)辐射和/或近红外(NIR)辐射。
38.根据权利要求36或37所述的标记基板的方法，其中，热辐射源包括一个或多个NIR/IR激光器或NIR/IR发光二极管(LEDs)。
39.根据权利要求36或37所述的标记基板的方法，其中，热辐射源包括电阻加热器元件或感应加热器元件，并且其中通过传导提供热能。
40.根据权利要求35-39中任一项所述的标记基板的方法，其中，所述第二波长的辐射为紫外(UV)辐射。
41.根据权利要求40所述的标记基板的方法，其中，UV辐射源包括下列中的一个或多个：UV激光器、UV发光二极管(LEDs)、UV灯(例如：汞灯或氘灯)、或UV放电源(例如：电晕放电或火花放电)。
42.根据权利要求35-41中任一项所述的标记基板的方法，其中，所述基板包括在基底层上的联乙炔材料层。
43.根据权利要求42所述的标记基板的方法，其中，所述联乙炔材料层包括IR或NIR吸收材料或者被提供在IR或NIR吸收材料层上。
44.一种校准根据权利要求1-34中任一项所述的基板标记装置的方法。
45.根据权利要求44所述的校准基板标记装置的方法，其中，所述方法包括步骤：以有序的波长和强度照射所述基板以产生试验图案。
46.根据权利要求45所述的校准基板标记装置的方法，其中，所述方法进一步包括步骤：通过对所述试验图案与预先设定的校准图像进行比较来评估所述试验图案。
47.根据权利要求46所述的校准基板标记装置的方法，其中，如果所述试验图案与所述校准图像基本不相同，则所述方法进一步包括调节所述装置并产生第二试验图案的步骤，其中通过以调节顺序的波长和强度照射所述基板来产生所述第二试验图案。
48.根据权利要求47所述的校准基板标记装置的方法，其中，所述调节为手动的。
49.根据权利要求47所述的校准基板标记装置的方法，其中，所述调节为自动的。
50.根据权利要求47-49中任一项所述的校准基板标记装置的方法，其中，对所述装置进行多于一次的调节。
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