CN114598851A

CN114598851A - 一种ldi系统的激光能量自动调节方法

Info

Publication number: CN114598851A
Application number: CN202011410305.1A
Authority: CN
Inventors: 陈国军; 吴景舟; 马迪
Original assignee: Jiangsu Desheng Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Desheng Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-06
Filing date: 2020-12-06
Publication date: 2022-06-07

Abstract

本发明提供一种LDI系统的激光能量自动调节方法，包括制作参考样和激光能量自动调节两步骤，具体为：在DMD数字微镜器件上输出一固定图形；调整激光亮度到设备出厂预设值，调整CCD图像传感器曝光时间，获取图形成像的第一亮度参考值；将第一亮度参考值G、设备参数和固定图形保存；根据保存数据调整测试条件，用所述固定图形在CCD上得到新的第二亮度参考值；根据第一、第二亮度参考值差值，调整设备工作电流；重复测试所述固定图形的亮度参考值，直至两亮度参考值的差值在设备预设阈值误差范围内。通过这种方法，可以快速地检测激光成像装置中激光的能量大小并对其进行自动调整，保证激光成像装置输出激光的稳定性，进而提升激光成像装置的稳定性。

Description

一种LDI系统的激光能量自动调节方法

技术领域

本发明涉及激光能量调节方法，尤其涉及在激光成像装置中的激光能量自动调节方法。

背景技术

LDI（laser direct imaging）激光直接成像技术是指直接利用计算机输出的数据驱动激光成像装置进行图形直接成像。激光成像装置主要包含激光源、照明光路、DMD（Digital Micromirror Device）数字微镜器件、成像镜头。激光源和常规发光元件一样，随着使用时间的增加，会出现一定的性能衰减，导致激光的输出功率跟随时间会一定程度的降低。激光的能量直接影响着激光成像装置的性能，进而直接影响到LDI成像质量。

因此，如何在不影响成像质量的前提下，调整激光的能量值来提高激光成像装置的性能，进而提高整体设备的稳定性，是本领域所要解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光能量自动调节方法，能够快速地检测激光成像装置中激光的能量大小以及对其进行自动调整，以保证激光成像装置输出激光的稳定性，进而提升激光成像装置的稳定性。

为达到上述目的，本发明提出了一种LDI系统的激光能量自动调节方法，所述方法包括制作参考样第一亮度参考值步骤和激光自动调节步骤。

激光自动调节步骤包括：

第一步，采用预存的获得第一亮度参考值时的设备参数和固定图形，控制DMD数字微镜器件成像单元的偏转对设备激光进行调制，于CCD图像传感器上获得第二亮度参考值。

第二步，对比所述第一、第二亮度参考值的值，计算两者实际差值。

第三步，判断所述实际差值是否位于设备预设阈值内，如果位于所述设备预设阈值范围内，结束调节步骤；如超过所述设备预设阈值，调整设备参数重新获得第二亮度参考值，重新回到第二步骤，直至第一、第二亮度参考值的差值落入所述设备预设阈值范围内，即实现自动调节。调整设备参数一般优选为调整激光成像装置的电流值。

所述第一亮度参考值获得步骤具体包括：

第一步，通过控制DMD数字微镜器件成像单元的偏转对设备激光进行调制，使得DMD数字微镜器件输出一固定图形，所述固定图形为任意图形，所述固定图形能在CCD图像传感器上部分或全部成像。

第二步，调整激光亮度到设备预设值，为了方便后续调整，一般优选例如为设备功率在额定功率80%时的激光亮度；调整CCD图像传感器的曝光时间，使得所述CCD图像传感器得到的图形在成像单元的每颗微镜的亮度灰度值达到目标值，例如一般在最大灰度值255的40%~85%，优选在最大灰度值255的80%，即204。

第三步，获取所述固定图形对应的所有微镜成像的第一亮度参考值，所述第一亮度参考值即为上述任一微镜的亮度灰度值；将采集到的第一亮度参考值、设备参数和所述固定图形保存。

通过以上步骤，即得到激光能量自动调节的参考样,所述参考样数据包括第一亮度参考值、设备参数和固定图形。。

在制作参考样时，所述DMD数字微镜器件和所述CCD图像传感器之间可以加装激光衰减片，以减小激光到测试面的光强度，使得CCD数字微镜器件上的成像不会过度曝光，保护CCD图像传感器不被高能量激光损伤，优选的，所述激光衰减片的波长与设备发出的激光波长保持一致。所述DMD数字微镜器件由若干呈阵列排布的微反射镜组成，所述若干呈阵列排布的微反射镜包含多种分辨率。

采集第一亮度参考值时所述设备参数包括衰减片的规格、CCD图像传感器的曝光时间和设备在功率是额定功率的80%时的工作电流值。

本发明的有益效果在于：提供了一种LDI系统的激光能量自动调节的方法，通过激光图像的亮度来模拟激光能量的大小，本方法在激光器出厂时预设一激光能量自动调节的亮度参考值，在后续激光器定期调整时，通过改变激光器的设备参数，进而LDI系统的激光成像亮度也随之改变，使得调整时的亮度参考值与预设的亮度参考值在设备误差范围之内，进而实现激光能量的自动调节，提高LDI成像设备的稳定性，解决了激光成像质量因激光源在使用过程中性能衰减而降低的问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明实施例一中的LDI系统的激光能量自动调节方法的的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为使得LDI成像设备成像稳定，本发明实施例中提供了一种LDI系统的激光能量自动调节方法，主要通过激光成像的亮度参考值来显示激光能量的大小，并基于此标准对激光能量进行调节。请参照图1，主要包括以下步骤：

在DMD数字微镜器件和CCD图像传感器中间加装激光衰减片，以减小激光到测试面的光强度，确保CCD图像传感器上不出现过曝光状态，曝光状态即CCD图像传感器采样到的图像灰度值能达到设定的阈值。优选的，所述激光衰减片的波长与设备发出的激光波长保持一致。

本实施例中的所述DMD数字微镜器件由若干呈阵列排布的微反射镜组成成像单元，所述若干呈阵列排布的微反射镜包含多种分辨率。每一个微镜单元都是一个独立的个体，并且可以翻转不同的角度，因此通过成像单元所反射的光线可以呈现不同的角度，具体表现为其对应的数字图像像素的亮暗程度。本发明中对DMD数字微镜器件的具体结构不做具体限定，仅为示例性说明。

本实施例提供的LDI系统的激光能量自动调节方法具体包括如下步骤：

通过控制DMD数字微镜器件的成像单元的偏转对设备发出的激光进行调制，使得DMD数字微镜器件输出一固定图形，所述固定图形可以为任意图形，所述固定图形能在CCD图像传感器上部分或全部成像。

调整激光亮度到设备额定输出功率的80%，即设备的出厂预设值，调整CCD图像传感器的曝光时间，确保CCD图像传感器得到的图形在成像单元的每颗微镜的亮度灰度值都在最大灰度值255的40%~85%，在本实施例中，每颗微镜的亮度灰度值为最大灰度值255的80%，能够使得每颗微镜上的图形都清晰显示，进而获取图形对应成像的第一亮度参考值G，本实施例中的80%仅为一种优选参考值，在其他实施例中，还可以根据不同设备规格选用最大灰度值255的40%~85%范围内的任意值作为第一亮度参考值G。

将采集到的第一亮度参考值G、设备参数和所述固定图形保存；本实施例中所述设备参数具体包括衰减片的规格、CCD图像传感器的曝光时间和设备在功率是额定功率的80%时的工作电流值，在其他实施例中，还可以增加或删除其他设备参数，本发明不做具体限定。

通过以上步骤，可以获得激光能量自动调节的参考样。

本实施例中的激光自动调节步骤具体包括：

根据保存的数据调整测试条件，即设备参数的值，使得其与参考样中保存的设备参数的值相同，然后，用所述固定图形在CCD图像传感器上得到图形成像的新的亮度参考值，即第二亮度参考值G’。

通过软件对比亮度参考值G和G’，根据两者差值，以设备激光器的最小调整步进逐级调整设备的工作电流以调整激光能量。然后，再次将所述固定图形在CCD图像传感器成像面上得到工作电流更新后的所述固定图形成像的亮度参考值G’，通过调整设备激光器的工作电流不断更新G’的值，直至两亮度参考值G和G’的差值落入设备的误差范围即设备预设阈值之内，即完成了激光能量的自动调整。

上述实施例中提供的一种LDI激光能量自动调节的方法，首先制作一参考样，通过软件定期以参考样中的固定图形为基准对LDI系统的成像进行采集，比较采集的成像与参考样成像的亮度参考值，并以此为基础通过软件对LDI成像装置的激光器工作电流进行自动调节，从而改变激光源的激光能量，进而实现LDI系统成像亮度的调节，解决了激光成像质量因激光源在使用过程中性能衰减而降低的问题，提高LDI设备成像的稳定性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种LDI系统的激光能量自动调节方法，其特征在于，

第一步，采用预存的获得第一亮度参考值时的设备参数和固定图形，控制DMD数字微镜器件成像单元的偏转对设备激光进行调制，于CCD图像传感器上获得第二亮度参考值；

第二步，对比所述第一、第二亮度参考值的值，计算两者实际差值；

第三步，判断所述实际差值是否位于设备预设阈值内，如果位于所述设备预设阈值范围内，结束调节步骤；如超过所述设备预设阈值，调整所述设备参数重新获得第二亮度参考值，回到第二步骤，直至第一、第二亮度参考值的差值落入所述设备预设阈值范围内，即实现自动调节。

2.如权利要求1所述的一种LDI系统的激光能量自动调节方法，其特征在于，获得所述第一亮度参考值的步骤如下：

第一步，通过控制DMD数字微镜器件成像单元的偏转对设备激光进行调制，使得DMD数字微镜器件输出一固定图形，所述固定图形在CCD图像传感器上部分或全部成像；

第二步，调整激光亮度到设备出厂预设值，调整CCD图像传感器的曝光时间，使得所述CCD图像传感器得到的图形在成像单元的每颗微镜的亮度灰度值达到目标值；

3.如权利要求2所述的一种LDI系统的激光能量自动调节方法，其特征在于，制作第一亮度参考值时，所述DMD数字微镜器件和所述CCD图像传感器之间加装有激光衰减片。

4.如权利要求2所述的一种LDI系统的激光能量自动调节方法，其特征在于，所述CCD图像传感器得到的图形在成像单元的每颗微镜的亮度灰度值为最大灰度值255的40%~85%。

5.如权利要求3所述的一种LDI系统的激光能量自动调节方法，其特征在于，所述激光衰减片的波长与设备发出的激光波长保持一致。

6.如权利要求2所述的一种LDI系统的激光能量自动调节方法，其特征在于，激光出厂预设值的亮度为所述设备额定功率为80%时的激光亮度。

7.如权利要求1所述的一种LDI系统的激光能量自动调节方法，其特征在于，所述固定图形为任意图形。

8.如权利要求1所述的一种LDI系统的激光能量自动调节方法，其特征在于，所述DMD数字微镜器件由若干呈阵列排布的微反射镜组成，所述若干呈阵列排布的微反射镜包含多种分辨率。

9.如权利要求7所述的一种LDI系统的激光能量自动调节方法，其特征在于，所述设备参数包括衰减片的规格、CCD图像传感器的曝光时间和设备在功率是额定功率的80%时的工作电流值。

10.如权利要求1所述的一种LDI系统的激光能量自动调节方法，其特征在于，调整设备工作电流时按设备最小调整步进逐级调整。