CN113325670A - 在工件的不平整表面上激光直接成像的设备及成像方法 - Google Patents

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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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Abstract

本发明公开了一种在工件的不平整表面上激光直接成像的设备,包括:设置在光轴上的发光光源、准直镜、可沿光轴移动的成像透镜,可转动光路反射单元和计算机控制系统,工件的不平整表面上涂镀有感光油墨层。计算机控制系统用于:输入工件的不平整表面的信息,以及将待印制图像光栅化后并投影到不平整表面上的感光油墨层形成若干个待曝光点;控制可转动光路反射单元、成像透镜和工件运动,以及控制发光光源出光,使出射光在感光油墨层上进行若干次往复扫描,对若干个待曝光点进行全部曝光。本发明还公开了一种在不平整表面上直接激光成像的方法。本装置和方法,解决了在不平整表面上不能直接进行激光成像的问题。

Description

在工件的不平整表面上激光直接成像的设备及成像方法
技术领域
本发明属于激光直接成像领域,尤其涉及到一种在工件的不平整表面上激光直接成像的设备及成像方法。
背景技术
LDI(laser Direct Image,激光直接成像),是直接利用CAM工作站输出的数据,驱动激光直接成像的装置。LDI具有以下优点:(1)、无需使用菲林,大大提高了生产效率,简化了制作工序;(2)、灵活的比例设定模式大大提高了机器的对位精度;(3)、明显提高制作精度,减少图形转移误差;(4)、操作性能好;(5)、清洁度高。尽管LDI有上述描述的优点,但是目前LDI只能对平整的平面或者回转体表面进行直接激光成像。随着工业的不断发展,各种具有不规则曲面形状的工件不断出现,很多时候需要在不规则曲面上需要激光直接成像,鉴于目前的技术现状,无法满足这一使用需求。
发明内容
本发明提供了一种在工件的不平整表面上激光直接成像的设备及成像方法,其目的在于解决现有技术中无法在工件的不平整表面上进行激光直接成像的问题。
本发明的方案如下:
一种在工件的不平整表面上激光直接成像的设备,包括:设置在光轴上的发光光源、准直镜、可沿光轴移动的成像透镜,可转动光路反射单元和计算机控制系统,工件的不平整表面上涂镀有感光油墨层;
发光光源发出的激光经准直镜准直后形成准直光,准直光经过成像透镜透射后入射至可转动光路反射单元,经可转动光路反射单元改变光路传播方向后后形成出射光,出射光在不平整表面上的感光油墨层上曝光;
计算机控制系统用于:读取工件的不平整表面的信息,以及将待印制图像光栅化后并投影到不平整表面上的感光油墨层处理成若干个待曝光点;控制可转动光路反射单元、成像透镜和工件运动,以及控制发光光源有效出光,使出射光在感光油墨层上进行若干次往复扫描,对若干个待曝光点进行全部曝光。
优选地,将待印制图像光栅化的具体步骤为:将待印制图像划分为m行*n列,得到m*n个像素点。
优选地,计算机控制系统控制可转动光路反射单元、成像透镜和工件运动,使出射光在工件的不平整表面上进行若干次往复扫描,并将存储于计算机控制系统中的图像印制在感光油墨层上的具体步骤为:
选取投影到感光油墨层的待印制图像的第p(1≤p≤m)行第i(1≤i
≤n)列的像素点Qpi作为待曝光点;
定义发光光源到成像透镜的光心的物距为UPi,成像透镜的光心到可转动光路反射单元的光束入射点的距离为Vpi,待曝光点Qpi到可转动光路反射单元的出射点的距离为DPi,定义成像透镜的焦距为f;
根据透镜成像公式
Figure BDA0003106607830000021
计算机控制系统根据DPi的数值变化控制成像透镜沿着光轴移动,以使待曝光点Qpi在工件的感光油墨层上聚焦曝光;
其中,DPi、UPi和Vpi的值随着扫描点的不同而变化。
优选地,计算机控制系统控制发光光源出光的具体控制办法为:当发光光源扫描到待曝光点时,计算机控制系统控制发光光源出光;否则,计算机控制系统控制发光光源不出光。
优选地,光路反射单元为平面镜或正多边形棱镜。
优选地,正多边形棱镜为正六边形棱镜。
优选地:光轴和可转动光路反射单元的回转中心垂直。
优选地:发光光源为405nm波长单模激光光源。
优选地:设备还包含测距模块。
本发明还公开了一种在工件的不平整表面上进行激光直接成像的方法,包括如下步骤:
步骤a:计算机读取工件的涂镀有感光油墨层的不平整表面信息并存储;
步骤b:将待印制图像光栅化后并投影到工件的不平整表面,得到m行*n列个待曝光点;
步骤c:计算机控制系统控制可转动光路反射单元、成像透镜和工件运动,以及控制发光光源有效出光,使出射光在工件的不平整表面上进行若干次往复扫描,对m*n个待曝光点进行全部曝光,将待印制图像印制在工件的感光油墨层上;同时控制发光光源有效出光,以使得出射光扫描所有待曝光点。
优选地,步骤c中:计算机控制系统控制可转动光路反射单元、成像透镜和工件协调运动,使出射光在工件的不平整表面上的感光油墨层上进行若干次往复扫描,对m*n个待曝光点进行全部曝光,将待印制图像印制在感光油墨层上,具体分解为如下步骤::
c1:选取m*n个待曝光点的第p(1≤p≤m)行第i(1≤i≤n)列的待曝光点Qpi
c2:根据成像透镜成像公式
Figure BDA0003106607830000041
计算机控制系统根据DPi的数值变化调整成像透镜沿着光轴移动,以使待曝光点Qpi在工件的不平整面上曝光;
c3、计算机控制系统控制可转动光路反射单元继续转动并同时控制成像透镜沿光轴移动,曝光第p(1≤p≤m)行第(i+1)列的待曝光点Qp(i+1),同时控制成像透镜沿光轴移动,曝光待曝光点Qp(i+1),直至曝光完第p行的全部待曝光点;
c4、计算机控制系统控制工件沿着和出射光扫描轨迹垂直的方向移动,使出射光以和曝光第p行全部待曝光点同样的方法,逐行曝光剩余行数的待曝光点;
其中,UPi为发光光源到成像透镜的物距,Vpi为成像透镜的中心到可转动光路反射单元的光束入射点的距离,DPi为待曝光点Qpi到可转动光路反射单元的出射点的距离,f为成像透镜的焦距。
优选地:计算机控制控制发光光源有效出光是指:扫描光束只有扫描到待曝光点时,计算机控制系统才控制发光光源出光;在曝光同一行的相邻两个待曝光点的时间间隔内,以及在曝光相邻两行待曝光点的时间间隔内,计算机控制系统控制发光光源不出光。
本发明的有益技术效果:通过本装置和方法,将工件的不平整表面的信息扫描并存储于计算机中,将待印制图像光栅化后投影到涂镀有感光油墨层的工件的不平整表面,得到m*n个像素点,将m*n个像素点作为待曝光点。计算机控制系统控制可转动光路反射单元、成像透镜和工件协调运动,以及控制发光光源有效出光,使出射光在工件的不平整表面上进行若干次往复扫描,对m*n个待曝光点进行全部曝光,将存储在计算机中的待印制图像印制在感光油墨层上。本装置和方法,解决了在不平整表面上激光直接成像的技术难题。
附图说明
图1为本发明的光路结构示意图;
图2为图1的光路结构示意图的可转动光路反射单元4的第一种实施例示意图;
图3为图1的光路结构示意图的可转动光路反射单元4的第二种实施例的示意图;
图中各部件对应的名称及序号分别为:1、发光光源;2、准直镜;3、成像透镜;4、可转动光路反射单元;5、工件、6、计算机控制系统
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制;术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述区别,而不能理解为指示或暗示相对重要性,此外,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参考图1,图1为本发明的光路结构示意图。本发明所说的一种在工件的不平整表面上激光直接成像的设备,包括:发光光源1、准直镜2、成像透镜3、可转动光路反射单元4、工件5和计算机控制系统6。发光光源1、准直镜2和成像透镜3设置在光轴Ox上,成像透镜3经计算机控制系统6控制可沿着光轴Ox前后移动,发光光源1经计算机控制系统6控制可以发出激光或者关闭激光。可转动光路反射单元4经计算机控制系统6可以顺时针来回转动或者沿着一个方向转动。工件5的上表面为不平整表面,其上涂镀有感光油墨层。计算机控制系统6采集工件5的上表面信息,这些信息被输入电脑中储存。计算机控制系统6中还存储有待印制图像的信息,计算机控制系统6将待印制图像光栅化后,得到m行*n列个像素点,计算机控制系统6将m行*n列个像素点根据不平整表面的信息投影到感光油墨层51上,得到m*n个待曝光点。本专利申请中所说的将印制图像光栅化,是将印制图像进行栅格数据,就是将印制图像分割成有规律的网格,每一个网格称为一个单元,并在各单元上赋予相应的属性值来表示实体的一种数据形式。每一个单元(像素)的位置由它的行列号定义,所表示的实体位置隐含在栅格行列位置中,数据组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性或指向其属性的指针。
本发明工作原理:发光光源1发出的激光经准直镜2准直后形成准直光,准直光经过成像透镜3透射后入射至可转动光路反射单元4,经可转动光路反射单元4改变光路传播方向后形成出射光,出射光对位于不平整表面上的感光油墨层上的m*n个待曝光点进行多次扫描,最后全部曝光。由于m*n个待曝光点分布在感光油墨层51上,而感光油墨层51又是覆盖工件5的不平整的上表面上,所以m*n个待曝光点在空间上的坐标各不相同,因此导致了出射光在可转动光路反射单元4到每一个待曝光点的光程各不相同,为保证每一个待曝光点均能被发光光源曝光,即是说发光光源均能在每一个待曝光点上聚焦,根据光学成像原理,需要通过计算机控制系统6控制成像透镜3沿着光轴Ox往复运动。需要说明的是,出射光在曝光m*n个待曝光点时,计算机控制系统6控制发光光源1的出光或者不出光、成像透镜3沿着光轴Ox往复运动、可转动光路反射单元4的转动以及工件5的移动是协调运动的。本装置最后完成上述m*n个待曝光点在感光油墨层51上全部曝光,将存储在电脑中的待印制图像全部印制在感光油墨层51上。
下面具体阐述计算机控制系统6控制可转动光路反射单元5、成像透镜3和工件5运动,使出射光在工件3的感光油墨层51上进行若干次往复扫描,并将存储于计算机控制系统中的图像印制在感光油墨层上的具体方法为:
任选已经投影到感光油墨层51上待印制图像的第p(1≤p≤m)行第i(1≤i≤n)列的像素点Qpi作为待曝光点。需要说明的是,p、i为随机选择的两个值,也就是说像素点Qpi为一个随机选择的像素点,并以该随机选择的像素点作为待曝光点,这样选取的意义在于表述出透镜成像公式适合于任意一个待曝光点,因此具有普遍意义。
定义发光光源1到成像透镜3的物距为UPi,成像透镜3的光心到可转动光路反射单元4的光束入射点的距离为Vpi,待曝光点Qpi到可转动光路反射单元4的出射点的距离为DPi,定义成像透镜3的焦距为f;
由透镜成像公式
Figure BDA0003106607830000081
可以理解的是,鉴于感光油墨层51涂镀在工件5的不平整表面上,每一个待曝光点到可转动光路反射单元4的出射点的距离值DPi均不相同,所以需要计算机控制系统6根据DPi具体数值的变化适时控制成像透镜3沿着光轴移动,以使所有待曝光点Qpi在感光油墨层上聚焦曝光。根据上述公式,一旦DPi变化,则UPi和Vpi的值随着扫描点的不同而变化,UPi和Vpi的变化需要通过计算机控制系统6控制成像透镜3沿着光轴水平移动来实现,因此,出射光扫描若干待曝光点时,成像透镜3会在光轴上来回水平移动。
参考图1,作为其中的一种实施例,当p取1,i取1时,出射光首先扫描第1行第1列的待曝光点Q11,此时设置在本设备中的测距模块(未图示)测得D11的值,为保证待曝光点Q11能够被出射光曝光,则需要调整成像透镜3沿光轴移动距离Δ1,测距模块测得U11和V11;可转动光路反射单元4沿着其回转中心向左转动角度θ,出射光扫描第1行第2列的待曝光点Q12,测距模块测得D12,为保证待曝光点Q12能够被出射光曝光,则又需要调整成像透镜3沿光轴移动距离Δ2,此时,因为成像透镜沿着光轴水平移动,U12和V12的值也均发生了变化。可转动光路反射单元4沿着其回转中心向左继续转动角度θ,出射光扫描第1行第3列的第三个待曝光点;如此循环下去,直到扫描完第1行最后1列的最后一个待曝光点Q1i
在扫描第2行第1列的待曝光点Q21时,计算机控制系统6控制工件5沿着和出射光扫描轨迹垂直的方向移动一个预设距离,接着用和扫描第1行的i个待曝光点相同的办法,出射光依次扫描第2行的i个待曝光点。依次类推,直至扫描完最后一行最后一列的待曝光点Qmn。该预设距离例如可以是一个像素点所占空间的大小。
需要说明的是,在扫面同一行的两个相邻待曝光点的间隙,计算机控制系统6需要控制发光光源1不出光;在工件5沿着和出射光扫描轨迹垂直的方向(如图1的工件5的运动方向)移动一个预设距离时,也就是扫描完任意一行待曝光点后到准备扫描下一行的间隙期间,即工件5处于移动状态时,计算机控制系统6需要控制发光光源1不出光。总之,只有出射光扫描到待曝光点时,计算机控制系统6才控制发光光源1出光。这就是计算机控制系统6控制发光光源1有效出光,以节约激光光能。
参考图2,作为其中的一种实施例,光路反射单元4为平面镜4a。当光路反射单元4为平面镜4a时,由成像透镜3射出来的出射光在平面镜4a上发生反射形成反射光。平面镜4a经控制快速往复转动,带动反射光往复逐行扫描工件4上的待曝光点,并将待曝光点曝光。参考图3,作为另一个实施例,光路反射单元为正多边形棱镜。由成像透镜3射出来的出射光在正多边形棱镜内发生全反射后形成反射光,正多边形棱镜经控制后快速往复转动,带动反射光往复逐行扫描工件4上的待曝光点,并将待曝光点曝光。作为其中的优选,正多边形棱镜为正六边形棱镜4b。当光路反射单元选择为正多边形棱镜时,需要满足从成像透镜3入射至正多边形棱镜的入射光能在正多边形棱镜内发生全反射的条件,同时,入射光在正多边形棱镜内的多次全反射形成的光程忽略不计。
可以理解的是,图1中光轴Ox需要保持和可转动光路反射单元4垂直,才能保证从可转动光路反射单元4射出的出射光曝光不平整面上感光油墨层51。
另外也可以理解的是,为了驱动成像透镜3沿着光轴Ox多次反复移动,需要将成像透镜3设置在有电机驱动的机械结构上;为了驱动可转动光路反射单元4沿着自己的回转中心转动,也需要将光路反射单元4设置在电机驱动的机械结构上。同样的,也需要将工件5设置在沿着和出射光扫描轨迹垂直方向移动的平台上,该平台放置在导轨上,该平台由电机驱动运动,进而带动工件5运动。
本发明还公开了一种利用上述设备进行激光直接成像的方法,包括如下步骤:
步骤a:计算机控制系统读取工件的涂镀有感光油墨层的不平整表面信息并存储;
步骤b:将待印制图像光栅化后并投影到工件的不平整表面,得到m行*n列个待曝光点;
步骤c:计算机控制系统控制可转动光路反射单元、成像透镜和工件协调运动,使出射光在工件的不平整表面上的感光油墨层上进行若干次往复扫描,对m*n个待曝光点进行全部曝光,将待印制图像印制在感光油墨层上;同时控制发光光源有效出光,以使得出射光扫描所有待曝光点。
通过上述步骤,实现了将工件的涂镀有感光油墨层的不平整表面曝光的目的。
具体而言,步骤c中:计算机控制系统控制可转动光路反射单元、成像透镜和工件协调运动,使出射光在工件的不平整表面上的感光油墨层上进行若干次往复扫描,对m*n个待曝光点进行全部曝光,将待印制图像印制在感光油墨层上,又可以分解为如下步骤:
c1:m*n个待曝光点的第p(1≤p≤m)行第i(1≤i≤n)列的待曝光点Qpi
c2:根据成像透镜成像公式
Figure BDA0003106607830000111
计算机控制系统根据DPi的数值变化调整成像透镜沿着光轴移动,以使待曝光点Qpi在工件的不平整面上曝光;
c3、计算机控制系统控制可转动光路反射单元继续转动,使出射光扫描第p(1≤p≤m)行第(i+1)列的待曝光点Qp(i+1),同时控制成像透镜沿光轴移动,曝光待曝光点Qp(i+1),直至曝光完第p行的全部待曝光点;
c4、计算机控制系统控制工件沿着和出射光扫描轨迹垂直的方向移动,使出射光以和曝光第p行全部待曝光点同样的方法,逐行曝光剩余行数的待曝光点。
其中,UPi为发光光源到成像透镜的物距,Vpi为成像透镜的中心到可转动光路反射单元的光束入射点的距离,DPi为待曝光点Qpi到可转动光路反射单元的出射点的距离,f为成像透镜的焦距。
在本方法中,还包括当不需要曝光时,计算机控制系统控制发光光源不出光。具体而言,在曝光同一行的相邻两个待曝光点的时间间隔内,计算机控制系统控制发光光源不出光。在曝光相邻两行待曝光点的时间间隔内,也就是说计算机控制系统控制工件移动时发光光源不出光。
本装置和方法,通过将工件的涂镀有感光油墨层的不平整表面的信息进行扫描并存储,将待印制图像光栅化后投影到不平整表面,得到m*n个像素点,将m*n个像素点作为待曝光点。计算机控制系统控制可转动光路反射单元、成像透镜和工件协调运动,以及控制发光光源有效出光,以保证出射光扫描到不平整表面上的感光油墨层上的所有待曝光点时,均能使所有待曝光点全部被曝光,从而使得将存储在计算机中的待印制图像印制在感光油墨层上。本装置和方法,解决了在不平整表面上激光直接成像的技术难题。
最后应说明的是:以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种在工件的不平整表面上激光直接成像的设备,其特征在于,包括:设置在光轴上的发光光源、准直镜、可沿光轴移动的成像透镜,可转动光路反射单元和计算机控制系统,所述工件的不平整表面上涂镀有感光油墨层;
所述发光光源发出的激光经准直镜准直后形成准直光,所述准直光经过所述成像透镜透射后入射至所述可转动光路反射单元,经所述可转动光路反射单元改变光路传播方向后改变光路传播方向后形成出射光,所述出射光将所述感光油墨层曝光,将存储于计算机控制系统中的待印制图像印制在所述感光油墨层上;
所述计算机控制系统用于:读取所述工件的不平整表面的信息,以及将待印制图像光栅化后投影到所述感光油墨层,处理成若干个待曝光点;控制所述可转动光路反射单元、所述成像透镜和所述工件运动,以及控制所述发光光源有效出光,使所述出射光在感光油墨层上进行若干次往复扫描,将若干个待曝光点全部曝光。
2.如权利要求1所述的在工件的不平整表面上激光直接成像的设备,其特征在于,计算机控制系统将待印制图像光栅化的具体步骤为:计算机控制系统将待印制图像划分为m行*n列,得到m*n个像素点。
3.如权利要求2的在工件的不平整表面上激光直接成像的设备,其特征在于,所述计算机控制系统控制所述可转动光路反射单元、所述成像透镜和所述工件运动,使出射光在所述工件的不平整表面上进行若干次往复扫描,将若干个待曝光点全部曝光的具体步骤为:
选取投影到所述感光油墨层的待印制图像的第p(1≤p≤m)行第i(1≤i≤n)列的像素点Qpi作为待曝光点;
定义所述发光光源到所述成像透镜的光心的物距为UPi,所述成像透镜的光心到所述可转动光路反射单元的光束入射点的距离为Vpi,所述待曝光点Qpi到所述可转动光路反射单元的出射点的距离为DPi,定义所述成像透镜的焦距为f;
由透镜成像公式
Figure FDA0003106607820000021
计算机控制系统根据DPi值的变化控制成像透镜沿着光轴移动,以使全部待曝光点Qpi在所述感光油墨层上聚焦曝光;
其中,DPi、UPi和Vpi的值随着扫描点的不同而变化。
4.如权利要求3所述的在工件的不平整表面上激光直接成像的设备,其特征在于,计算机控制系统控制所述发光光源出光的方法为:当出射光扫描到待曝光点时,计算机控制系统控制发光光源出光;当出射光未扫描到待曝光点时,控制系统控制发光光源不出光。
5.如权利要求1所述的在工件的不平整表面上激光直接成像的设备,其特征在于,所述光路反射单元为正多边形棱镜或平面镜。
6.如权利要求5所述的在工件的不平整表面上激光直接成像的设备,其特征在于,所述正多边形棱镜为正六边形棱镜。
7.如权利要求1所述的在工件的不平整表面上激光直接成像的设备,其特征在于:所述光轴和所述可转动光路反射单元的回转中心垂直。
8.如权利要求1所述的在工件的不平整表面上激光直接成像的设备,其特征在于:所述发光光源为405nm波长单模激光光源。
9.如权利要求1所述的在工件的不平整表面上激光直接成像的设备,其特征在于:所述设备还包含测距模块。
10.一种利用如权利要求1-9中任一项所述的设备进行激光直接成像的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤a:计算机读取工件的覆盖有感光油墨层的不平整表面信息并存储;
步骤b:将待印制图像光栅化后并投影到所述不平整表面,得到m行*n列个待曝光点;
步骤c:计算机控制系统控制可转动光路反射单元、成像透镜和工件协调运动,使出射光在所述感光油墨层上进行若干次往复扫描,对m*n个待曝光点进行全部曝光,并将待印制图像印制在感光油墨层上;同时控制发光光源有效出光,以使得出射光扫描所有待曝光点。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,步骤c中:计算机控制系统控制可转动光路反射单元、成像透镜和工件协调运动,使出射光在所述感光油墨层上进行若干次往复扫描,对m*n个待曝光点进行全部曝光,并将待印制图像印制在感光油墨层上,具体分解为如下步骤:
c1:选取m*n个待曝光点的第p(1≤p≤m)行第i(1≤i≤n)列的待曝光点Qpi
c2:计算机控制系统根据透镜成像公式
Figure FDA0003106607820000031
调整成像透镜沿着光轴移动,以使待曝光点Qpi在工件的不平整面上曝光;
c3:计算机控制系统控制可转动光路反射单元继续转动,使出射光扫描第p行第i+1列的待曝光点Qp(i+1),同时控制成像透镜沿光轴移动,曝光待曝光点Qp(i+1),如此反复,直至曝光完第p行全部待曝光点;
c4:计算机控制系统控制工件沿着与出射光扫描轨迹垂直的方向移动,使出射光以和曝光第p行全部待曝光点同样的方法,逐行曝光剩余行数的待曝光点;
其中,UPi为发光光源到成像透镜的物距,Vpi为成像透镜中心到可转动光路反射单元的光束入射点的距离,DPi为待曝光点Qpi到可转动光路反射单元的出射点的距离,f为成像透镜的焦距。
12.如权利要求10所述的方法,其特征在于:计算机控制控制发光光源有效出光是指:当出射光扫描到待曝光点时,计算机控制系统才控制发光光源出光;在曝光同一行的相邻两个待曝光点的时间间隔内,以及在曝光相邻两行待曝光点的时间间隔内,计算机控制系统控制发光光源不出光。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113597132A (zh) * 2021-09-06 2021-11-02 深圳市先地图像科技有限公司 根据pcb板阻焊层感光油墨控制激光功率的装置及方法
CN113866485A (zh) * 2021-10-22 2021-12-31 深圳市先地图像科技有限公司 一种监控激光直接成像设备的电流电压的装置
CN113885111A (zh) * 2021-09-29 2022-01-04 深圳市先地图像科技有限公司 一种光阑以及激光器
CN115113494A (zh) * 2022-08-25 2022-09-27 深圳市先地图像科技有限公司 可调焦的带微透镜阵列的集成半导体激光直接成像装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000305279A (ja) * 1999-04-19 2000-11-02 Ricoh Microelectronics Co Ltd リソグラフィ装置および電子機器
US20070100492A1 (en) * 2005-10-21 2007-05-03 Mamoru Idaka Three dimensional processing data setting system, method for setting three-dimensional processing data, computer program for setting three-dimensional processing data, medium with three-dimensional processing data stored therein that is readable by computer and laser processing equipment operated by the three-dimensional data
US20080011854A1 (en) * 2006-06-28 2008-01-17 Keyence Corporation Method Of and System For Setting Laser Processing Conditions, Laser Processing System, Computer Program For Setting Laser Processing Conditions, Computer Readable Medium and Recording Device On Which Laser Processing Conditions Are Recorded
CN208358035U (zh) * 2016-03-26 2019-01-11 广州新可激光设备有限公司 一种自动对焦的激光打标机
CN109500499A (zh) * 2019-01-09 2019-03-22 广州达呈激光科技有限公司 一种基于三维扫描的激光打标机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000305279A (ja) * 1999-04-19 2000-11-02 Ricoh Microelectronics Co Ltd リソグラフィ装置および電子機器
US20070100492A1 (en) * 2005-10-21 2007-05-03 Mamoru Idaka Three dimensional processing data setting system, method for setting three-dimensional processing data, computer program for setting three-dimensional processing data, medium with three-dimensional processing data stored therein that is readable by computer and laser processing equipment operated by the three-dimensional data
US20080011854A1 (en) * 2006-06-28 2008-01-17 Keyence Corporation Method Of and System For Setting Laser Processing Conditions, Laser Processing System, Computer Program For Setting Laser Processing Conditions, Computer Readable Medium and Recording Device On Which Laser Processing Conditions Are Recorded
CN208358035U (zh) * 2016-03-26 2019-01-11 广州新可激光设备有限公司 一种自动对焦的激光打标机
CN109500499A (zh) * 2019-01-09 2019-03-22 广州达呈激光科技有限公司 一种基于三维扫描的激光打标机

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113597132A (zh) * 2021-09-06 2021-11-02 深圳市先地图像科技有限公司 根据pcb板阻焊层感光油墨控制激光功率的装置及方法
CN113597132B (zh) * 2021-09-06 2022-08-02 深圳市先地图像科技有限公司 根据pcb板阻焊层感光油墨控制激光功率的装置及方法
CN113885111A (zh) * 2021-09-29 2022-01-04 深圳市先地图像科技有限公司 一种光阑以及激光器
CN113866485A (zh) * 2021-10-22 2021-12-31 深圳市先地图像科技有限公司 一种监控激光直接成像设备的电流电压的装置
CN115113494A (zh) * 2022-08-25 2022-09-27 深圳市先地图像科技有限公司 可调焦的带微透镜阵列的集成半导体激光直接成像装置

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