CN113703290A - 一种激光成像设备以及激光成像控制方法 - Google Patents

一种激光成像设备以及激光成像控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种激光成像设备以及激光成像控制方法。本申请实施例中将曝光面划分为模板图像对应的映射区域以及该映射区域以外的目标区域，激光成像设备只需要采用激光扫描曝光该映射区域，减少了激光所需扫描的区域面积，在激光扫描映射区域期间，采用相匹配的面光源对目标区域进行整体性曝光。相对于相关技术，本发明实施例中的激光成像设备，单次成像激光所需扫描的区域面积减小，使得单次激光成像所需的时间减少，进而提高了激光成像的效率。

Description

一种激光成像设备以及激光成像控制方法
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种激光成像设备以及激光成像控制方法。
背景技术
激光成像技术的原理是：控制激光逐行扫描曝光面上的感光涂层进行曝光，对曝光之后的感光涂层进行显影，在曝光面上生成所需的显影图像。激光成像技术相对于传统工艺，降低了工艺复杂度，节约了生产成本，可应用于丝网印刷制版、PCB图形转移、光刻机等领域。
相关技术在激光成像过程中，需要控制激光器沿水平方向逐行扫描曝光面，曝光面的尺寸以及激光器扫描速度是影响曝光成像时间的重要因素。申请人注意到，激光成像设备的曝光面的尺寸往往是固定的，而实际所需曝光成像的模板图像往往并不能占满整个曝光面，甚至模板图像所占整个曝光面的比例很小。相关技术中，在采用负性感光涂层(被曝光的涂层不溶于显影液，未曝光的涂层易溶于显影液)时，即使模板图像所占整个曝光面的比例很小，仍然需要激光器扫描整个曝光面，耗时较长，制约激光成像设备的生产效率。
发明内容
本发明实施例提供了一种激光成像设备以及激光成像控制方法，在激光成像用的模板图像不能占满整个曝光面的场景下，用于解决激光成像效率低的问题。
本发明实施例第一方面提供了一种激光成像设备，可包括：扫描组件、辅助光源以及控制器；其中，
所述扫描组件上设置有可移动的激光器；
所述辅助光源用于形成出光区域可调整的面光源；
所述控制器用于获取模板图像，并控制所述辅助光源形成与所述曝光面上的目标区域相匹配的面光源，以对所述目标区域进行整体性曝光；所述目标区域是指所述曝光面中去除所述模板图像的映射区域之外的剩余区域；
所述控制器还用于获取所述模板图像中激光曝光点的位置信息，并控制所述扫描组件上的激光器对模板图像对应的映射区域进行扫描，以对所述映射区域上的激光曝光点进行曝光。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的激光成像设备中，在控制所述辅助光源形成与所述曝光面上的目标区域相匹配的面光源之前，所述控制器还用于判断所述模板图像的尺寸占曝光面的比例是否不大于预设值；
若不大于，则控制所述辅助光源形成与所述曝光面上的目标区域相匹配的面光源。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的激光成像设备中，所述扫描组件上设置有水平导轨、水平移动平台以及竖直移动平台；所述水平移动平台设置在所述水平导轨上，且可沿所述水平导轨移动，所述水平移动平台上设置有竖直导轨；所述竖直移动平台设置在所述竖直导轨上，且可沿所述竖直导轨移动；所述竖直移动平台上设置有多个激光器。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的激光成像设备中，所述竖直移动平台上的多个激光器沿竖直直线分布。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的激光成像设备中，所述辅助光源与所述扫描组件位于所述曝光面的同侧或异侧。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的激光成像设备中，所述辅助光源为卤素灯或LED灯。
本发明实施例第二方面提供了一种激光成像控制方法，可包括：
获取模板图像，并控制辅助光源形成与所述曝光面上的目标区域相匹配的面光源对所述目标区域进行整体性曝光，所述目标区域是指所述曝光面中去除所述模板图像的映射区域之外的剩余区域；
获取所述模板图像中激光曝光点的位置信息，并控制所述扫描组件上的激光器对模板图像对应的映射区域进行扫描，以对所述映射区域上的激光曝光点进行曝光。
可选的，作为一种可能的实施方式，所述模板图像对应的映射区域的面积大于所述模板图像的面积。
可选的，作为一种可能的实施方式，在控制辅助光源形成与所述曝光面上的目标区域相匹配的面光源对所述目标区域进行曝光之前，所述方法还包括：
判断所述模板图像的尺寸占曝光面的比例是否不大于预设值；
若不大于，则控制辅助光源形成与所述曝光面上的目标区域相匹配的面光源对所述目标区域进行曝光。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
由以上公开内容可知，本申请实施例中将曝光面划分为模板图像对应的映射区域以及该映射区域以外的目标区域，激光成像设备只需要采用激光扫描该映射区域，无需扫描减目标区域，减少了激光所需扫描的区域面积，在激光扫描映射区域期间，采用相匹配的面光源对目标区域进行整体性曝光。相对于相关技术，本发明实施例中，激光成像设备单次成像激光所需扫描的区域面积减小，单次激光成像所需的时间减少，进而提高了激光成像的效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种激光成像设备的一个实施例示意图；
图2为本发明实施例提供的一种激光成像设备的曝光面上的区域划分示意图；
图3为本发明实施例提供的一种激光成像设备的扫描组件的一个具体应用实施例示意图；
图4为本发明实施例提供的一种激光成像控制方法的一个实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种激光成像设备以及激光成像控制方法，在激光成像用的模板图像不能占满整个曝光面的场景下，用于解决激光成像效率低的问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。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，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。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。
为了便于理解，下面对本发明实施例中的激光成像设备具体构成进行描述，请参阅图1，本发明实施例中一种激光成像设备可包括：扫描组件10、辅助光源20以及控制器30。其中，
扫描组件10上设置有可移动的激光器，基于激光器与曝光面之间的相对运动，使得激光器可以对曝光面上的感光涂层进行选择性曝光，显影之后即可成像。
辅助光源20，用于形成出光区域可调整的面光源。可选的，该辅助光源可以是卤素灯光源或LED灯光源。示例性的，可调整面光源可通过调节卤素灯光源或LED灯光源组成的阵列的开关状态的实现方式，也可以基于光路反射的实现方式，也可以基于四列呈矩形排列的光源线性移动形成，还可以通过其他相关技术中的方式实现，具体此处不做限定。
控制器30可以获取模板图像，并控制辅助光源形成与曝光面上的目标区域相匹配的面光源。其中，曝光面上的目标区域是指曝光面中去除模板图像的映射区域之外的剩余区域，映射区域是指在曝光面上用于承载该模板图像的区域，映射区域的面积不小于对应的模板图像的面积。优选的，模板图像对应的映射区域的面积大于模板图像的面积。
示例性的，以激光成像设备进行丝网制版为例，如图2所示，矩形丝网网框为曝光面，该曝光面包括用于承载该模板图像的映射区域A(矩形白色区域)和目标区域B(阴影部分)。相关技术中，需要激光对目标区域B逐行扫描，使得目标区域B处的感光涂层完全曝光，而逐行扫描目标区域B的过程不利于提高激光成像的效率。为此，申请人提出采用辅助光源对目标区域B进行一次性整体曝光，以节约单次激光成像的时间，提高效率。
可以理解的是，图2中仅以映射区域为矩形进行说明，实际应用中，该映射区域还可以是覆盖模板图像且在图像边沿向外延伸预设的长度(例如图2中白色花形区域C向外延伸10毫米)之后的区域，即该映射区域的形状可以随着模板图像的图形变化的区域。
控制器30还用于获取模板图像中激光曝光点的位置信息，并控制激光成像设备上的激光器在模板图像对应的映射区域上方运动，当激光器运动到激光曝光点的对应位置时，控制激光器对扫描区域上的感光涂层进行曝光。可选的，控制器可以是由具有计算功能的中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、微处理器或其他数据处理芯片(例如FPGA等)结合对应软件和硬件实现。
需要说明的是，为了节约激光成像的时间，辅助光源曝光过程与激光扫描曝光过程优选同时进行；在激光扫描曝光过程所需的时间大于辅助光源曝光过程的情况下，也可以先进行激光扫描，扫描期间选择合适的时机进行辅助光源曝光，需要保障整体成像的时间减少即可，具体实施方式本发明不做限定。
为了便于理解，下面对本申请中的激光成像设备中的激光成像过程如下：在获取到用于激光成像的模板图像之后，控制器30先判断该模板图像的尺寸占曝光面的比例是否不大于预设值，若不大于，则控制器30可以控制辅助光源形成与曝光面上的目标区域相匹配的面光源，使得目标区域可以一次性全部曝光；控制器30可以识别到该修正图像中对应的激光曝光点的位置，并控制扫描组件上的激光器在与曝光面平行的平面上往复扫描运动，当激光器运动到激光曝光点的对应位置时，控制扫描组件上的激光器对曝光面上的感光涂层进行曝光成像。
由以上公开内容可知，本申请实施例中的激光成像设备中可以将曝光面划分为模板图像对应的映射区域以及该映射区域以外的目标区域，无需激光扫描曝光目标区域，减少了激光扫描的面积，在激光扫描曝光映射区域期间，采用辅助光源对目标区域进行曝光。相对于相关技术，本发明实施例中的激光成像设备的单次成像激光所需扫描的面积减小，单次激光成像所需的时间减少，提高了激光成像的效率。
可选的，作为一种可能的实施方式，考虑到辅助光源的能效成本，在控制所述辅助光源形成与所述曝光面上的目标区域相匹配的面光源之前，所述控制器还用于判断所述模板图像的尺寸占曝光面的比例是否不大于预设值；
若不大于，则控制所述辅助光源形成与所述曝光面上的目标区域相匹配的面光源；若大于，则可以不启动辅助光源。具体的预设值可以根据曝光面的尺寸和激光成像扫描的速度进行合理的设置，例如预设值可以为0％至90％之间的任意值。
为了便于理解，下面对本申请中的激光成像设备中的扫描组件10进行示例性的说明，如图3所示，上述实施例中的扫描组件10的具体实施方式如下：扫描组件10上设置有水平导轨100、水平移动平台200以及竖直移动平台300；水平移动平台200设置在水平导轨100上，且可沿水平导轨100移动，水平移动平台200上设置有竖直导轨201；竖直移动平台300设置在竖直导轨201上，且可沿竖直导轨201移动；竖直移动平台300上设置有沿直线分布的多个激光器301。此外，水平移动平台200以及竖直移动平台300可以采用伺服电机或磁力进行驱动，具体此处不做限定。
可以理解的是，上述图3所示的扫描组件的实现方式仅仅是示例性的，实际应用中，还可以通过其他机械结构实现激光器在水平方向和竖直方向移动。例如可以设置机械手、丝杆传动等方式实现激光器在水平方向和竖直方向移动，具体此处不做限定。
可选的，作为一种可能的实施方式，辅助光源与扫描组件位于曝光面的同侧或异侧。
本发明实施例还提供了一种激光成像控制方法，请参阅图4，本发明实施例中的激光成像控制方法的一个实施例可包括：
S401：获取模板图像，并判断模板图像的尺寸占曝光面的比例是否不大于预设值。
申请人注意到，即使模板图像所占整个曝光面的比例很小，仍然需要激光器扫描整个曝光面，耗时较长，制约激光成像设备的生产效率。为此，申请人提出采用辅助光源对模板图像之外的目标区域进行整体曝光的方案，以减少单次激光成像的时间。
可选的，作为一种可能的实施方式，在模板图像所占整个曝光面的比例很大时，例如大于预设值时，考虑到辅助光源的能效成本，无需启动辅助光源。在获取到需要成像的模板图像之后，可以判断模板图像的尺寸占曝光面的比例是否不大于预设值，具体的预设值可以根据曝光面的尺寸和激光成像扫描的速度进行合理的设置，例如预设值可以为0％至90％之间的任意值。
可以理解的是，上述判断模板图像的尺寸占曝光面的比例是否不大于预设值的步骤是可选的，实际应用中，只要模板图像并没有占满整个曝光面，则可以无需执行上述判断动作，直接执行下一步，即控制辅助光源形成与曝光面上的目标区域相匹配的面光源对目标区域进行整体性曝光。
S402：控制辅助光源形成面光源对曝光面上的目标区域进行曝光。
当模板图像的尺寸占曝光面的比例不大于预设值时，或者模板图像并没有占满整个曝光面时，控制辅助光源形成面光源对曝光面上的目标区域进行曝光，目标区域是指曝光面中去除模板图像之外的剩余区域。
其中，模板图像对应的映射区域的面积不小于模板图像的面积。示例性的，以激光成像设备进行丝网制版为例，如图2所示，矩形丝网网框为曝光面，该曝光面包括用于承载该模板图像的映射区域A(矩形白色区域)和目标区域B(阴影部分)。可以理解的是，图中仅以映射区域为矩形进行说明，实际应用中，该映射区域还可以是覆盖模板图像且在图像边沿向外延伸预设的长度(例如图2中白色花形区域C向外延伸10毫米)之后的区域，即该映射区域的形状可以随着模板图像的图形变化的区域。
S403：获取模板图像中激光曝光点的位置信息，并控制扫描组件上的激光器对模板图像对应的映射区域进行扫描，以对映射区域上的激光曝光点进行曝光。
具体的，控制激光成像设备可以对获取到的模板图像进行光栅化处理得到二值点阵图像，该二值点阵图像中的像素点分为激光曝光点和非激光曝光点，可以基于该二值点阵图像获取到激光曝光点的位置信息，并控制激光成像设备上的激光器对模板图像对应的映射区域逐行扫描，当激光器运动到激光曝光点的对应位置时，控制激光器对扫描区域上的激光曝光点进行曝光。
由以上公开内容可知，本申请实施例中的激光成像设备中可以将曝光面划分为模板图像对应的映射区域以及该映射区域以外的目标区域，无需激光扫描曝光目标区域，减少了激光扫描的面积，在激光扫描曝光映射区域期间，采用辅助光源对目标区域进行曝光。相对于相关技术，本发明实施例中的激光成像设备的单次成像激光所需扫描的面积减小，单次激光成像所需的时间减少，提高了激光成像的效率。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，为了描述便于理解起见，可能没有示出或描述本文所述的实施方案的所有常规特征。本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种激光成像设备，其特征在于，包括：扫描组件、辅助光源以及控制器；其中，
所述扫描组件上设置有可移动的激光器；
所述辅助光源用于形成出光区域可调整的面光源；
所述控制器用于获取模板图像，并控制所述辅助光源形成与所述曝光面上的目标区域相匹配的面光源，以对所述目标区域进行整体性曝光；所述目标区域是指所述曝光面中去除所述模板图像的映射区域之外的剩余区域；
所述控制器还用于获取所述模板图像中激光曝光点的位置信息，并控制所述扫描组件上的激光器对模板图像对应的映射区域进行扫描，以对所述映射区域上的激光曝光点进行曝光。
2.根据权利要求1所述的激光成像设备，其特征在于，在控制所述辅助光源形成与所述曝光面上的目标区域相匹配的面光源之前，所述控制器还用于判断所述模板图像的尺寸占曝光面的比例是否不大于预设值；若不大于，则控制所述辅助光源形成与所述曝光面上的目标区域相匹配的面光源。
3.根据权利要求2所述的激光成像设备，其特征在于，所述扫描组件上设置有水平导轨、水平移动平台以及竖直移动平台；所述水平移动平台设置在所述水平导轨上，且可沿所述水平导轨移动，所述水平移动平台上设置有竖直导轨；所述竖直移动平台设置在所述竖直导轨上，且可沿所述竖直导轨移动；所述竖直移动平台上设置有多个激光器。
4.根据权利要求3所述的激光成像设备，其特征在于，所述竖直移动平台上的多个激光器沿直线分布。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的激光成像设备，其特征在于，所述辅助光源与所述扫描组件位于所述曝光面的同侧或异侧。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的激光成像设备，其特征在于，所述辅助光源为卤素灯或LED灯。
7.一种激光成像控制方法，其特征在于，包括：
获取模板图像，并控制辅助光源形成与所述曝光面上的目标区域相匹配的面光源对所述目标区域进行整体性曝光，所述目标区域是指所述曝光面中去除所述模板图像的映射区域之外的剩余区域；
获取所述模板图像中激光曝光点的位置信息，并控制所述扫描组件上的激光器对模板图像对应的映射区域进行扫描，以对所述映射区域上的激光曝光点进行曝光。
8.根据权利要求7所述的激光成像控制方法，其特征在于，所述模板图像对应的映射区域的面积大于所述模板图像的面积。
9.根据权利要求7或8所述的激光成像控制方法，其特征在于，在控制辅助光源形成与所述曝光面上的目标区域相匹配的面光源对所述目标区域进行曝光之前，所述方法还包括：
判断所述模板图像的尺寸占曝光面的比例是否不大于预设值；
若不大于，则控制辅助光源形成与所述曝光面上的目标区域相匹配的面光源对所述目标区域进行曝光。
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