TW201416246A - 用於對物品做標記之方法及設備 - Google Patents

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Jan Kleinert
Robert Reichenbach
Mark Unrath
Hisashi Matsumoto
Jeffrey Howerton
Mehmet E Alpay
Andy Moore
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Electro Scient Ind Inc
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Abstract

本發明揭露一種標記物品之方法。該方法包括提供具有一初步視覺外觀之一物品；以及產生複數個雷射脈衝群組。該複數個群組中的至少一個被產生係藉由調變一雷射脈衝射束來形成複數個小射束，該複數個小射束中的每一個包括至少一個雷射脈衝；以及將該複數個雷射脈衝群組引導至該物品上，使得該複數個群組中的至少一個內的雷射脈衝在彼此不重疊之光點區域處碰撞於該物品上。該複數個群組內的雷射脈衝經組配來在該物品上產生一可見標記，該標記具有不同於該初步視覺外觀之一經修改的視覺外觀。

Description

用於對物品做標記之方法及設備
本發明關於用於對物品做標記之方法及設備。
出於商業目的、管制目的、美觀目的或功能性目的，已經用資訊對諸如電子裝置(例如，行動電話、可攜式媒體播放器、個人數位助理、電腦、監視器等等)之消費品做標記。例如，常常用序號、型號、著作權資訊、文數字字元、標誌、操作說明、裝飾線、圖案及類似物對電子裝置做標記。標記之所期望的屬性包括形狀、顏色、光學密度以及可影響標記之外觀的任何其他屬性。
取決於例如物品本身之性質、標記之所需外觀、標記之所需耐久性及類似物，可使用許多過程在產品或物品上產生標記。已開發出使用雷射在金屬物品、聚合物品及類似物上產生可見標記之做標記過程。已理解，習知的做標記過程涉及：引導雷射脈衝射束，使該射束在光點區域處碰撞於物品上；以及在將要做標記之區域內光柵掃描該射束。因而，由習知的做標記過程形成之標記大體上由一系列相繼形成的且重疊的掃描線組成，該等掃描線各自由一系列相繼形成的且重疊的光點區域形成。習知地，已藉由增加脈衝重複率(例如，使得脈衝之間的時段在500ns至1μs的範圍中)及掃描速度(例如，來維持所需之咬合大小)，同時維持恆定的脈衝 能，來簡單地增加此類做標記過程之產出量。然而，發明人已發現，此產出量增強方法僅在某種程度上起作用，超過此程度，在做標記過程期間相繼被引導的雷射脈衝在物品上之快速累積實際上會產生不合需要的缺陷(例如，裂紋、材料翹曲、經修改之晶體結構、坑等等)，該等缺陷可對物品造成物理或化學損壞或不合需要地改變物品之視覺外觀。發明者已進一步發現，相繼被引導的雷射脈衝至物品上之此種快速累積亦可使最終形成的標記之外觀降級。因而，若已存在之雷射做標記過程具有高產出量且避免與相繼被引導的雷射脈衝至物品上之快速累積相關聯的此等及其他問題，則將為所期望的。
本發明之一態樣係關於一種對一物品做標記之方法，該方法包括提供具有一初步視覺外觀之一物品；以及產生複數個雷射脈衝群組，其中該複數個群組中的至少一個係由以下操作產生：調變一雷射脈衝射束來形成複數個小射束，該複數個小射束中的每一個包括至少一個雷射脈衝；以及將該複數個雷射脈衝群組引導至該物品上，使得該複數個群組中的至少一個內的雷射脈衝在彼此不重疊之光點區域處碰撞於該物品上，其中該複數個群組內的雷射脈衝經組配來在該物品上產生一可見標記，該標記具有不同於該初步視覺外觀之一經修改的視覺外觀。
本發明之另一態樣係關於一種對一物品做標記之方法，該方法包括提供具有一初步視覺外觀之一物品；以及在該物品上的光點區域處將雷射脈衝引導至該物品上，其中該等雷射脈衝經組配來在該物品上產生一可見標記，該標記具有不同於該初步視覺外觀的一經修改的視覺外觀， 其中以具有至少大體上6重旋轉對稱的一佈置提供該等光點區域的至少一部分。
本發明之另一態樣係關於一種物品，該物品上具有根據申請專利範圍第1項之方法所形成的一標記。
本發明之另一態樣係關於一種設備，其包括一雷射系統，其經組配來將雷射脈衝引導至該物品上，一控制器，其耦接至該雷射系統，該控制器包括一處理器，其經組配來執行指令，以便控制該雷射系統來執行根據申請專利範圍第1項中任一項之方法；以及一記憶體，其經組配來儲存該等指令。
100‧‧‧物品
102‧‧‧基板
104‧‧‧膜或層
106‧‧‧表面
108‧‧‧第一表面
110‧‧‧第二表面
112‧‧‧雷射系統
114‧‧‧方向
116‧‧‧物品支撐件
200‧‧‧標記
202‧‧‧邊緣
300‧‧‧光點集合
302a‧‧‧第一光點區域
302b‧‧‧第二光點區域
400‧‧‧光點集合
402‧‧‧第三光點區域
500‧‧‧光點集合
502‧‧‧第三光點區域
600‧‧‧光點集合
602a‧‧‧第三光點區域
602b‧‧‧第四光點區域
700‧‧‧掃描方向
702-708‧‧‧光點集合
702a-708a,702b-708b‧‧‧光點區域
710‧‧‧線集合
710a,710b‧‧‧掃描線
800‧‧‧填充方向
802‧‧‧線集合
802a,802b‧‧‧掃描線
804‧‧‧光點區域
900‧‧‧第三線集合
900a,900b‧‧‧掃描線
902‧‧‧第四線集合
902a,902b‧‧‧掃描線
904‧‧‧合成掃描線
1002‧‧‧線集合
1002a,1002b‧‧‧掃描線
1004‧‧‧線集合
1004a,1004b‧‧‧掃描線
1006‧‧‧光點區域
1100‧‧‧掃描線
1102‧‧‧線集合
1102a,1102b‧‧‧掃描線
1104‧‧‧線集合
1104a,1104b‧‧‧掃描線
1200‧‧‧光點區域之佈置
1202‧‧‧預期標記邊緣
1204a、1204b、1204c、1204d‧‧‧合成掃描線
1206a,1206b‧‧‧掃描線
1208a,1208b‧‧‧掃描線
1210a,1210b‧‧‧光點區域
1300‧‧‧雷射系統
1302a‧‧‧第一雷射源
1302b‧‧‧第二雷射源
1304‧‧‧控制器
1306a,1306b‧‧‧雷射脈衝射束
1308‧‧‧處理器
1310‧‧‧記憶體
1400‧‧‧雷射系統
1402‧‧‧雷射源
1404‧‧‧小射束產生器
1406‧‧‧雷射脈衝射束
1408a,1408b‧‧‧小射束
1502‧‧‧主動調變元件
1504‧‧‧任選射束遮罩
1506‧‧‧任選中繼透鏡
1508‧‧‧零階射束
1510a,1510b‧‧‧一階偏轉射束路徑
1512a,1512b‧‧‧路徑
1518‧‧‧方塊
1600‧‧‧小射束產生器
1602‧‧‧被動調變元件
1604‧‧‧任選聚焦透鏡
1606a,1606b‧‧‧繞射射束路徑
1700‧‧‧光點集合
1702a-1702d‧‧‧光點區域
1704‧‧‧線集合
1704a-1704d‧‧‧掃描線
1800‧‧‧第二線集合
1802a-1802d‧‧‧掃描線
1900‧‧‧第三線集合
1902a-1902d‧‧‧掃描線
2000‧‧‧第四線集合
2002a-2002d‧‧‧掃描線
2004‧‧‧合成掃描線
2004b-2004d‧‧‧掃描線
2006‧‧‧掃描線區
a1,a2‧‧‧光點分離距離
d‧‧‧光點寬度
p1‧‧‧掃描間距
p2‧‧‧線間距
圖1示意性地例示將要根據做標記過程來做標記之物品及經組配來執行做標記過程來對該物品做標記之設備的一實施例。
圖2例示能夠使用關於圖1所描述之設備來形成於物品上之示範性標記的平面圖。
圖3至圖6示意性地例示光點區域集合之一些實施例，該等光點區域集合可在做標記過程期間在雷射脈衝群組內之雷射脈衝碰撞於物品上時產生於物品上。
圖7及圖8示意性地例示根據一實施例的做標記過程。
圖9示意性地例示由於關於圖7及圖8所描述之做標記過程而產生之光點區域的示範性佈置。
圖10及圖11示意性地例示由於根據其他實施例之做標記過程而產生 之光點區域的示範性佈置。
圖12示意性地例示根據一實施例，在圖2中所示之標記的一部分內，由於做標記過程而產生之光點區域的示範性佈置。
圖13及圖14示意性地例示圖1中所示之雷射系統的不同實施例。
圖15及圖16示意性地例示圖14中所示之小射束產生器的不同實施例。
圖17至圖20示意性地例示根據又一實施例的做標記過程。
以足夠的細節來描述以下實施例，以便使熟習該項技術者能夠製造且使用本發明。應理解，基於本揭示案，其他實施例將顯而易見，且在不脫離申請專利範圍中所定義的本發明之範疇的情況下，可作出過程或機械變化。在以下描述中，給出許多特定細節來提供對本發明的透徹理解。然而，將顯而易見，可在沒有此等特定細節的情況下實踐本發明。為避免混淆本發明，並未詳細揭示一些熟知的系統組配及過程步驟。同樣地，展示系統之實施例的圖式為示意性的且並未按比例，且特定而言，尺寸中之一些係為了表達之明確起見且在圖式中很誇張地展示。除非另外指出，否則值的範圍在被陳述時包括該範圍之上限及下限以及上限與下限之間的任何子範圍。另外，在揭示且描述具有一些共有的特徵之多個實施例的情況下，為明確起見且易於對其進行例示、描述以及理解，通常將利用相同參考數字來描述彼此類似及相同的特徵。
參看圖1，諸如物品100之物品包括基板102及膜或層104。基板102可由諸如金屬或金屬合金之材料形成。例如，該基板可由諸如鋁、鈦、鋅、鎂、鈮、鉭或類似物之金屬形成，或由含有鋁、鈦、鋅、鎂、鈮、 鉭或類似物中之一或多者的合金形成。層104可為諸如金屬氧化物之材料。在一實施例中，層104包括基板102內之一或多種金屬之氧化物，但可包括未於基板102中發現之金屬的氧化物。層104可由任何適合的製程形成。例如，層104可由物理氣相沈積製程、化學氣相沈積製程、陽極化製程(例如，涉及曝露於鉻酸、硫酸、草酸、黃柳酸、磷酸、硼酸鹽或酒石酸浴或類似物，曝露於電漿或類似物或其組合)或類似物或其組合形成。一般而言，層104之厚度可為約50μm或更小。在一實施例中，層104用來保護基板102之表面(例如，表面106)免受磨損、氧化或其他腐蝕。因而，層104在本文中亦可被稱為「鈍化層」或「鈍化膜」。
在所例示之實施例中，層104鄰接(亦即，直接接觸)基板102。然而，在其他實施例中，層104可與基板102相鄰，但不接觸基板102。例如，介入層(例如，具有與層104不同的組成、與層104不同的結構等等之天然氧化層)可定位於基板102與層104之間。雖然已將物品100描述為包括金屬基板102，但是應瞭解，基板102可由諸如聚合物(例如，高密度聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、熱塑性彈性體等)或類似物之任何材料形成。另外，雖然已將物品100例示為包括層104，但是應瞭解，可省略層104。在一些實施例中，可提供如以下任一者中示範性描述之物品100：美國申請案第12/704,293號、美國申請案第12/823,895號、美國申請案第12/859,498號、美國申請案第12/871,588號、美國申請案第12/871,619號、美國申請案第12/909,759號以及美國臨時申請案第61/669,780號，該等申請案中每一者之內容以引用方式併入本文中。
如以上所描述來構造的物品100可提供為用於諸如以下裝置之外殼的至少一部分：個人電腦、膝上型電腦、平板電腦、個人數位助理、可攜式媒體播放器、電視、電腦監視器、電話、行動電話、電子書、遙控器、指向裝置(例如，電腦滑鼠)、遊戲控制器、恆溫器、洗碗機、冰箱、微波爐或類似裝置，或可提供為任何其他裝置或產品之按鈕，或可提供為記號或識別證或類似物。如以上所描述來構造的物品100包括具有視覺外觀之表面(例如，層104之第一表面108)。因而，物品100在表面108處之視覺外觀可表徵為以下者之間的相互作用之結果：基板102之特性(例如，包括材料組成、分子幾何結構、晶體結構、電子結構、微結構、奈米結構、表面106之紋理，或類似特性或其組合)；層104之特性(例如，材料組成、厚度、分子幾何結構、晶體結構、電子結構、微結構、奈米結構、第一表面108之紋理、與第一表面108相對之第二表面110之紋理，或類似特性或其組合)；介於表面106與表面110之間的界面之特性；基板102及/或層104在該界面處或靠近該界面處之特性，或類似特性或其組合。
根據本發明之實施例，可修改物品100的一部分之視覺外觀(本文中亦稱為「初步視覺外觀」)來在物品100上形成一標記(例如，如圖2中所示之標記200)，該標記具有不同於初步視覺外觀的經修改之視覺外觀且於物品100之表面108處為可見的。標記200可形成於物品100之表面108處，形成於物品100之表面108下方(例如，介於表面108與表面110之間、在介於表面110與表面106之間的界面處、在表面106下方，或類似位置或其組合)，或其組合。標記200可包括邊緣202，該邊緣大體描繪經修改之視覺外觀與初步視覺外觀在物品100上相遇時的位置。雖然以單個特定形式 來例示標記200，但是應瞭解，標記200可具有任何形狀，且可提供一個以上的標記。在一些實例中，標記200可為文字標記、圖形標記或類似標記或其組合，且可傳達諸如以下資訊：產品之名稱、產品製造商之名稱、商標、著作權資訊、設計地點、組裝地點、型號、序號、執照號、機構認證、標準符合性資訊、電子碼、標誌、憑證標記、廣告、使用者可定製特徵，或類似資訊或其組合。
在一實施例中，可使用CIE 1976 L* a* b*(亦稱為CIELAB)來描述初步視覺外觀及經修改之視覺外觀，CIE 1976 L* a* b*為國際照明委員會(法國國際照明委員會)所規定的顏色空間標準。CIELAB描述人眼可見的顏色且被創建來充當將要用作參考之非相依於裝置的模型。CIELAB標準之三個坐標表示：1)顏色之明度因數量值(L*=0得出最終黑色且L*=100指示擴散的最終白色，2)其介於紅色/品紅與綠色之間的位置(a*，負值指示綠色，而正值指示品紅)，以及3)其介於黃色與藍色之間的位置(b*，負值指示藍色，且正值指示黃色)。可使用分光光度計來以對應於CIELAB標準的格式進行量測，該分光光度計諸如GretagMacbeth®所售之COLOREYE® XTH分光光度計。類似的分光光度計可自X-RiteTM獲得。
在一實施例中，標記200之經修改之視覺外觀可比物品100之初步視覺外觀暗。例如，物品100可具有明度因數量值L*約為80的初步視覺外觀，且標記200可具有所需明度因數量值L*的值小於37、小於36或小於35或小於34(或至少大體上等於34)的經修改之視覺外觀。在另一示例實施例中，物品100可具有明度因數量值L*約為25的初步視覺外觀，且標記200可具有所需明度因數量值L*的值小於20或小於15(或至少大體上 等於15)的經修改之視覺外觀。然而，應瞭解，取決於物品100之特性及用來形成標記200之特定過程，標記200可具有任何L*值、a*值以及b*值。另外，標記200之經修改之視覺外觀跨標記200之區域可為至少大體上均勻的，或可改變(例如，就L*值、a*值以及b*值中之一或多者而言)。
一般而言，標記200可由包括以下操作之過程形成：將雷射光脈衝(本文中亦稱為「雷射脈衝」)群組依序引導至物品100上，其中該等群組內之雷射脈衝經組配來在物品100上產生可見標記(例如，標記200)。如圖1中示範性地展示，用於執行本文中所描述之做標記過程之設備可包括雷射系統112，其經組配來產生雷射脈衝且沿箭頭114所指示的方向朝向物品100引導該等雷射脈衝。在一實施例中，雷射系統112視情況可包括載物台或卡盤116(通常稱為「物品支撐件」)，其經組配來在做標記過程期間支撐物品100。在另一實施例中，該設備可進一步包括一或多個馬達、致動器或類似物或其組合(未圖示)，其耦接至物品支撐件116來在做標記過程期間相對於雷射系統112移動(例如，旋轉或線性平移)物品100。
雖然並未例示，但是雷射系統112可包括：一或多個雷射源，其經組配來產生雷射脈衝；射束修改系統，其可操作來修改(例如，整形、擴展、聚焦或類似者或其組合)雷射脈衝；射束轉向系統(例如，一或多個振鏡、快速轉向鏡、聲光偏轉器或類似物或其組合)，其可操作來沿物品100上或物品100內之路線掃描雷射脈衝；或類似物或其組合。由雷射系統112產生之雷射脈衝可為高斯脈衝，或設備可視情況包括射束整形光學元件，其經組配來按需要對雷射脈衝再整形。
可選擇雷射脈衝之特性(例如，脈衝波長、脈衝持續時間、 平均功率、峰值功率、光點通量、掃描速率、脈衝重複率、光點形狀、光點直徑或類似特性或其組合)來形成具有所需外觀之標記200。例如，脈衝波長可在電磁波譜之紫外線範圍、可見範圍或紅外線範圍中(例如，在238nm至10.6μm的範圍中，諸如343nm、355nm、532nm、1030nm、1064nm或類似波長)，脈衝持續時間(例如，基於半高寬或FWHM)可在0.1皮秒(ps)至1000奈秒(ns)的範圍中(例如，在一實施例中，在0.5ps至10ns的範圍中，且在另一實施例中，在5ps至10ns的範圍中)，雷射脈衝之平均功率可在0.05W至400W的範圍中，掃描速率可在10mm/s至1000mm/s的範圍中，脈衝重複率可在10kHz至1MHz的範圍中，且光點直徑(例如，如根據1/e2方法所量測)可在3μm至1mm的範圍中(例如，在5μm至350μm的範圍中，在10μm至100μm的範圍中或類似者)。應瞭解，取決於例如形成基板102之材料、形成層104之材料、標記200之所需外觀、雷射系統112之特定組配(例如，其可包括具有一或多個調變元件之小射束產生器，如以下更詳細地論述)或類似物或其組合，在以上所論述之範圍內或範圍外，可以任何方式改變上述雷射脈衝特性中之任一者。在一些實施例中，且取決於諸如將要做標記之物品100、標記200之所需外觀等等因素，引導至物品100上之雷射脈衝可具有如以下任一者中示範性描述之雷射脈衝特性：美國申請案第12/704,293號、美國申請案第12/823,895號、美國申請案第12/859,498號、美國申請案第12/871,588號、美國申請案第12/871,619號、美國申請案第12/909,759號以及美國臨時申請案第61/669,780號，該等申請案中之每一者之內容以引用方式併入本文中。
如以上所提及，標記200可由包括以下操作之過程形成：將 雷射脈衝群組依序引導至物品100上，以使得每一經引導之雷射脈衝在對應的光點區域處碰撞於物品100上。一般而言，選擇上述雷射脈衝特性，以使得以所需方式修改或更改物品100之接近該光點區域之部分的至少一特性(例如，化學組成、分子幾何結構、晶體結構、電子結構、微結構、奈米結構或類似特性或其組合)。由於此修改，物品100在對應於光點區域位置的位置處之初步視覺外觀亦得以修改。因而，在將多個雷射脈衝群組引導至物品100上之後，可修改物品100之視覺外觀來形成標記200。
參看圖3，一雷射脈衝群組可包括僅兩個雷射脈衝，該等雷射脈衝碰撞於物品100上，來在物品100上產生諸如光點集合300之光點區域集合(本文亦稱為「光點集合」)。第一光點區域302a及第二光點區域302b中之每一者具有1/e2光點直徑(本文中亦稱為「光點寬度」)d，該光點直徑係沿穿過光點區域302a及302b之中心之共同的線或軸線(本文中亦稱為「光點至光點軸線」)來量測的。另外，第二光點區域302b與第一光點區域302a由光點分離距離a1間隔開。亦即，a1>d。光點集合300內之光點區域302a與302b之間的中心至中心距離可稱為「光點分離間距」a2。雖然圖3將光點集合300內之光點區域例示為圓形，但是應瞭解，光點集合內之任何光點區域可具有任何其他形狀(例如橢圓、三角形等)。
雖然不希望受任何特定理論的約束，但是發明人相信，標記外觀中與習知的產出量增強方法相關聯之上述缺陷及降級至少部分為由兩個或兩個以上雷射脈衝的快速累積在物品內所產生之高熱負荷的結果，該等雷射脈衝被相繼引導至物品100上之重疊的或相對而言係空間上封閉的光點區域上。然而，根據本發明之實施例，選擇光點集合(諸如光點集合300) 中之鄰近或相鄰光點區域之間的光點分離距離a1的量值，來確保有效地防止物品100內由於雷射脈衝在一光點區域(例如光點區域302a)處碰撞於物品100上而產生之熱轉移至物品100之形成有另一光點區域(例如光點區域302b)之區。因此，選擇光點集合中之光點區域之間的光點分離距離a1，來確保在形成光點集合的過程期間，在光點集合內之光點區域處之物品100的不同部分的熱至少大體上彼此獨立。藉由確保光點區域在物品上定位於相對而言係空間上彼此遠隔之位置處，根據本發明之實施例之做標記過程可經用來比習知的做標記過程更快地形成具有所期望之外觀的標記，同時亦克服與高熱負荷相關聯之上述限制，該等高熱負荷可能會不合需要地損壞物品100(例如藉由在層104內產生裂紋，藉由引起層104與基板102之至少部分剝離，或類似者或其組合)，或可能會不合需要地改變物品100之視覺外觀，或類似者或其組合。
應瞭解，光點分離距離a1的量值可取決於一或多個因素，諸如與每一光點區域相關聯之雷射脈衝的通量、物品100的一或多個部分之熱導率、物品100上之每一光點區域的大小及形狀，或類似因素或其組合。例如，在物品100為陽極化金屬物品(例如，具有由鋁或鋁合金形成之基板102及由陽極氧化鋁形成之層104)之實施例中，光點區域302a與302b之間的光點分離距離a1可在3μm至3mm之範圍中(例如，約5μm、約10μm或類似者，或在150μm至3mm之範圍中、在200μm至3mm之範圍中、在300μm至3mm之範圍中、在400μm至3mm之範圍中、在500μm至3mm之範圍中或類似者)。在一些實施例中，光點分離距離a1可大於光點直徑d，但小於光點直徑d的六倍(亦即，6d>a1>d)。在其他實施例中，光點分離 距離a1可小於光點直徑d，或大於光點直徑d的六倍(亦即，a1>3d，或a1<d)。
在一實施例中，產生光點區域302a之雷射脈衝可與產生光點區域302b的雷射脈衝同時碰撞於物品100上。然而，在其他實施例中，產生光點區域302a之雷射脈衝可在產生光點區域302b的雷射脈衝之前或之後碰撞於物品100上。在此類實施例中，光點區域302a的產生與光點區域302b的產生之間的時段可在0.1μs至30μs之範圍中(例如，在一實施例中，在1μs至25μs之範圍中，且在另一實施例中，在2μs至20μs之範圍中)。取決於諸如雷射系統112之組配、光點分離距離a1以及類似因素之因素，光點區域302a的產生與光點區域302b的產生之間的時段可小於0.1μs或大於30μs。
雖然圖3例示其中光點集合300包括僅兩個光點區域(亦即，第一光點區域302a及第二光點區域302b)，但是應瞭解，一雷射脈衝群組可包括兩個以上雷射脈衝(例如10個或10個以上雷射脈衝)，該等雷射脈衝碰撞於物品100上，來產生具有兩個以上光點區域(例如10個或10個以上光點區域)之集合，該等光點區域相對於彼此在空間上佈置來形成光點區域之有益的且適合的圖案。例如，一雷射脈衝群組可包括三個雷射脈衝，該等雷射脈衝碰撞物品100，來產生諸如光點集合400之光點集合，光點集合400具有如圖4中所示之空間上佈置成直線圖案之第一光點區域302a、第二光點區域302b以及第三光點區域402。在另一實例中，一雷射脈衝群組可包括三個雷射脈衝，該等雷射脈衝碰撞物品100，來產生諸如光點集合500之光點集合，光點集合500具有如圖5中所示之空間上佈置成三角形圖 案之第一光點區域302a、第二光點區域302b以及第三光點區域502。在又一實例中，一雷射脈衝群組可包括四個雷射脈衝，該等雷射脈衝碰撞物品100，來產生諸如光點集合600之光點集合，光點集合600具有如圖6中所示之空間上佈置成正方形或矩形圖案之第一光點區域302a、第二光點區域302b、第三光點區域602a以及第四光點區域602b。在光點集合內，一對鄰近或相鄰光點區域之間(例如，如圖4中所示之光點區域302b與402之間，如圖5中所示之光點區域302b與502之間，或如圖6中所示之光點區域302b與602b之間)的分離距離可與任何另一對鄰近或相鄰光點區域之間(例如，如圖4中所示之光點區域302a與402之間，如圖5中所示之光點區域302a與502之間，或如圖6中所示之光點區域602a與602b之間)的分離距離相同或不同。
如上所述，標記200可由包括將雷射脈衝群組依序引導至物品100上之過程形成。例如，且參看圖7，在將第一雷射脈衝群組引導至物品100上來產生第一光點集合(例如上述光點集合300)之後，可致動雷射系統112且/或可移動物品支撐件116，以便將額外雷射脈衝群組依序引導至物品100上，來產生沿箭頭700所指示之方向(本文中亦稱為「掃描方向」)彼此偏移之額外光點集合。例如，將第二雷射脈衝群組引導至物品100上來產生第二光點集合702(例如該第二光點集合包括光點區域702a及702b)。此後，將第三雷射脈衝群組引導至物品100上來產生第三光點集合704(例如該第三光點集合包括光點區域704a及704b)。群組隨後且依序將第四雷射脈衝群組及第五雷射脈衝引導至物品100上來產生第四光點集合706(例如該第四光點集合包括光點區域706a及706b)及第五光點集合708(例如該第五光點 集合包括光點區域708a及708b)。
在所例示之實施例中，一光點集合中之光點區域的空間佈置與每個其他光點集合中之光點區域的空間佈置相同。然而，在其他實施例中，一光點集合中之光點區域的空間佈置可與任何其他光點集合中之光點區域的空間佈置不同。此外，一雷射脈衝群組內之雷射脈衝的雷射脈衝特性可與另一雷射脈衝群組內之雷射脈衝的雷射脈衝特性相同或不同。雖然將掃描方向700例示為垂直於光點集合300、702、704、706以及708中之每一者的光點至光點軸線，但是應瞭解，掃描方向700可沿相對於該等光點集合中之任一者或所有光點集合之光點至光點軸線傾斜(或平行於該光點至光點軸線)的方向延伸。因此，線集合(例如線集合710)內之掃描線(例如掃描線710a及710b)可由線分離距離a3分開，該線分離距離可小於或等於光點分離距離a1。在線集合710內，一掃描線710a中之光點區域(例如光點區域702a)與另一掃描線710b中之對應的光點區域(例如光點區域702b)之間的中心至中心距離可稱為「線集合間距」a4。
可按需要繼續且重複沿掃描方向700依序引導雷射脈衝群組之過程，來在物品100上形成掃描線集合710(亦稱為「線集合」)(例如，該掃描線集合包括掃描線710a及710b)。出於論述之目的，形成一線集合之過程將被稱為「掃描過程」，且掃描線內之掃描區域沿掃描方向700相對於彼此對準。一般而言，可將不同雷射脈衝群組內之雷射脈衝引導至物品100上，以使得所得的掃描線由彼此重疊的光點區域形成。相鄰光點區域重疊之程度(亦即，「咬合大小」或「掃描間距」)可定義為掃描線中之重疊的光點區域之間的中心至中心距離，該距離係沿掃描方向700量測的。咬合大 小沿掃描方向700可為恆定的，或可變化。可選擇雷射脈衝特性(例如脈衝重複率、掃描速率，或類似特性或其組合)，以使得同一掃描線內之相繼形成之光點區域的產生之間的時段大於同一光點集合內之相鄰或鄰近光點區域的產生之間的上述時間段。藉由確保同一掃描線內所產生之光點區域相對而言係時間上彼此遠隔的，根據本發明之實施例之做標記過程可用來比習知的做標記過程更快地形成具有所期望之外觀的標記，同時亦克服與高熱負荷相關聯之上述限制，該等高熱負荷可能會不合需要地損壞物品100(例如藉由在層104內產生裂紋，藉由引起層104與基板102之至少部分剝離，或類似者或其組合)，或可能會不合需要地改變物品100之視覺外觀，或類似者或其組合。
參看圖8，在形成第一線集合(例如上述線集合710)之後，可致動雷射系統112且/或可移動物品支撐件116，以便可形成額外線集合，來產生沿箭頭800所指示之方向(本文中亦稱為「填充方向」)自先前形成之掃描線偏移之額外掃描線。如示範性地展示，可重複關於圖7所描述之上述掃描過程來形成諸如線集合802之第二線集合，線集合802包括掃描線802a及802b。一般而言，可將不同雷射脈衝群組內之雷射脈衝引導至物品100上，以使得第二線集合802中之所得掃描線(例如掃描線802a)與第一線集合710中之對應的掃描線(例如掃描線710a)重疊。相鄰掃描線重疊之程度(亦即，「線間距」)可定義為相鄰掃描線中之鄰近或相鄰光點區域之間的中心至中心距離，該距離係沿填充方向800量測的。在一實施例中，線間距可為線集合間距a4之整數分之一。一對相鄰掃描線之間的線間距沿掃描方向700可為恆定的，或可變化。此外，多對相鄰掃描線之間的線間距沿填充方向 800可為恆定的，或可變化。在所例示之實施例中，形成第二線集合802之掃描線802a及802b的光點集合與形成第一線集合710之掃描線710a及710b的光點集合相同。然而，在其他實施例中，形成第二線集合802之掃描線802a及802b的光點集合可與形成第一線集合710之掃描線710a及710b的光點集合不同。此外，可選擇與形成第二線集合802相關聯之第二掃描過程的特性(例如脈衝重複率、掃描速率、線間距、咬合大小，或類似特性或其組合)，以使得第二線集合802中之光點區域(例如光點區域804)的產生與第一線集合710a中之對應的光點區域(例如光點區域706a)的產生之間的時段大於同一光點集合內之相鄰或鄰近光點區域的產生之間的上述時間段。藉由確保鄰近或相鄰掃描線(例如掃描線710a及802a)內所產生之對應的光點區域相對而言係時間上彼此遠隔的，根據本發明之實施例之做標記過程可用來比習知的做標記過程更快地形成具有所期望之外觀的標記，同時亦克服與高熱負荷相關聯之上述限制，該等高熱負荷可能會不合需要地損壞物品100(例如藉由在層104內產生裂紋，藉由引起層104與基板102之至少部分剝離，或類似者或其組合)，或可能會不合需要地改變物品100之視覺外觀，或類似者或其組合。參看圖9，且在形成第二線集合802之後，可致動雷射系統112且/或可移動物品支撐件116，以使得可執行額外掃描過程來產生額外線集合。如示範性地展示，可重複上述過程來形成第三線集合900(例如該第三線集合包括掃描線900a及900b)及第四線集合902(例如該第四線集合包括掃描線902a及902b)。在一實施例中，第三線集合900可在第四線集合902之前形成。然而，在另一實施例中，第四線集合902可在第三線集合900之前形成。在形成如以上示範性地論述之掃描線之後，產生合 成掃描線904，該合成掃描線包括來自第一線集合710、第二線集合802、第三線集合900以及第四線集合902之掃描線。此外，線集合(例如第一線集合710)之掃描線(例如掃描線710a及710b)之間的空間由所需數目條偏移的掃描線(例如三條掃描線)所佔據，從而形成掃描線區。
在以上關於圖7至圖9所示範性地論述之做標記過程之實施例中，引導雷射脈衝以使其碰撞於物品100上，來產生合成掃描線，在該合成掃描線中，同一掃描線內之光點區域彼此重疊且相鄰掃描線之光點區域亦彼此重疊。然而，在其他實施例中，引導雷射脈衝以使其碰撞於物品100上，來產生合成掃描線，在該合成掃描線中，同一掃描線內之光點區域彼此不重疊，鄰近或相鄰掃描線之光點區域彼此不重疊，或其組合。
例如，且參看圖10，合成掃描線1000可由包括如以上示範性地描述來執行之兩個掃描過程的做標記過程形成。然而，在所例示之實施例中，可選擇每一掃描過程中之雷射脈衝特性來形成線集合1002(例如包括掃描線1002a及1002b)及線集合1004(例如包括掃描線1004a及1004b)，在該等線集合中，同一掃描線內之光點區域彼此不重疊且不同掃描線內之光點區域彼此不重疊。如所例示，同一掃描線內之鄰近或相鄰光點區域之間的上述掃描間距(此處標識為p1)大於光點區域之上述光點寬度d。然而，在其他實施例中，掃描間距p1可等於光點寬度d。鄰近或相鄰掃描線中之光點區域之間的上述線間距(此處標識為p2)大於光點區域之上述光點寬度d。然而，在其他實施例中，線間距p2可等於光點寬度d。在所例示之實施例中，掃描間距p1沿掃描方向700為恆定的且等於線間距p2，線間距p2沿填充方向800為恆定的。另外，線集合1002及1004內之光點區域相對於彼 此對準，以使得四個光點區域可與同一光點區域(例如光點區域1006)等距地間隔開。然而，在其他實施例中，掃描間距p1可沿掃描方向700變化，線間距p2可沿填充方向800變化，或其組合。在再其他的實施例中，掃描間距p1可大於或小於線間距p2。
在另一實例中，且參看圖11，合成掃描線1100可由包括如以上示範性地描述來執行之兩個掃描過程的做標記過程形成。然而，在所例示的實施例中，可選擇每一掃描過程中之雷射脈衝特性來形成線集合1102(例如包括掃描線1102a及掃描線1102b)以及線集合1104(例如包括掃描線1104a及掃描線1104b)，在該等線集合中，同一掃描線內之光點區域彼此不重疊且不同掃描線內之光點區域彼此不重疊。在所例示的實施例中，其間的線間距p2係以介於掃描方向700與填充方向800之間的一角度來量測的。在所例示的實施例中，掃描間距p1沿掃描方向700為恆定的且等於線間距p2。在所例示的實施例中，線間距p2之餘弦(亦即cos(p2))沿填充方向800為恆定的。此外，線集合1002及1004內之光點區域相對於彼此對準，以使得六個光點區域可與同一光點區域(例如，光點區域1106)等距地間隔開。然而，在其他實施例中，掃描間距p1沿掃描方向700可變化，線間距p2之餘弦沿填充方向800可變化，或其組合。在又一實施例中，掃描間距p1可大於或小於線間距p2。
可按需要重複形成該等合成掃描線中之任一者的上述過程來形成標記200。因此，標記200可概括地表徵為相互偏移之光點區域(例如，重疊或彼此間隔開)的集合，其中沿任何方向所量測的標記200內之鄰近或相鄰光點區域之間的中心至中心距離(本文中亦稱為「光點間距」)小於 上述光點分開距離a1。雖然僅由重疊之光點區域形成的視覺上所期望的標記可以所需的高產出量形成，然而應瞭解，若該等光點區域中之至少一些彼此不重疊，從而減少標記內之光點區域數，則可進一步增加做標記過程的產出量。一般而言，雷射系統112可經組配來將雷射脈衝引導至物品100上，來在物品100之將要形成標記200的區中產生光點區域。標記200之邊緣202可藉由任何合適之方法來定義。例如，在一實施例中，可提供標記200之遮罩或模板(未圖示)(例如，提供在雷射系統112內，在物品100之表面108上，或另外在雷射系統112與物品100之間。因此，為形成邊緣202，雷射系統112可經組配來將雷射脈衝(例如，以上述方式)引導至遮罩上或通過遮罩。碰撞於物品100上之雷射脈衝產生上述光點區域且更改初步視覺外觀來形成經修改的視覺外觀。然而，碰撞於遮罩上之雷射脈衝受到阻止而不會產生上述光點區域，且因此不會更改初步視覺外觀來形成經修改的視覺外觀。
在另一實施例中，可在不使用遮罩或模板的情況下定義邊緣202。例如，在一實施例中，可控制雷射系統112來選擇性地將雷射脈衝引導至物品100上，以便僅在物品100上對應於標記200之所需位置之位置處產生光點區域。例如，且參看圖12，可控制雷射系統112來選擇性地將雷射脈衝引導至物品100上，以便僅在物品100上至少大體上對應於標記200之所需位置之位置處(例如，在安置於預期標記邊緣1202之一側的位置處)產生光點區域(例如，如實線圓圈所指示)之佈置1200。在一實施例中，可藉由控制雷射系統112來形成一系列合成掃描線(例如，合成掃描線1204a、1204b、1204c及1204d)而產生光點區域之佈置1200，其中每一合成掃描線 包括兩個線集合(例如，第一線集合包括掃描線1206a及1206b，且第二線集合包括掃描線1208a及1208b)。然而，可控制雷射系統112來僅在掃描過程中當所得光點區域將在物品100上至少大體上對應於所需標記位置之位置處產生的時間引導雷射脈衝。因此，雷射系統112可被控制來：將雷射脈衝引導至物品100上，從而在所需標記位置內或充分靠近所需標記位置處產生光點區域(例如，如實線圓圈所指示，諸如光點區域1210a)；而不將雷射脈衝引導至物品100上將會在所需標記位置外產生光點區域(例如，如虛線圓圈所指示，諸如光點區域1210b)的位置。
雖然圖12將光點區域之佈置1200例示為以上文關於圖11所描述的方式提供，但是應瞭解，光點區域之佈置1200係以任何合適的方式或所需的方式(例如，如關於圖9或圖10所描述的方式，或任何其他佈置)來提供。類似地，雖然圖12例示出每一合成掃描線1204a、1204b、1204c及1204d具有如關於圖11示範性地描述的光點區域之佈置，但是應瞭解，任一合成掃描線1204a、1204b、1204c或1204d可具有如上文關於圖9或圖10示範性地描述的光點區域之任一佈置，或任何合適的佈置或所需的佈置。雖然圖12將光點區域之佈置1200例示為具有至少大體上六重旋轉對稱，但是應瞭解，佈置1200之旋轉對稱可具有任何階數n，其中n為2、3、4、5、7、8或類似值。雖然圖12將光點區域之佈置1200例示為在整個標記區域內係均勻的，但是應瞭解，光點區域之佈置1200在整個標記區域內可變化。
已經示範性地描述可執行來在物品100上產生標記200之做標記過程的眾多實施例，現將參看圖13至圖16描述圖1中所示之雷射系統 112之示範性實施例，該雷射系統能夠執行此等做標記過程的實施例。
參看圖13，雷射系統112可提供為雷射系統1300，其包括諸如第一雷射源1300a及第二雷射源1300b的兩個雷射源以及控制器1304。雖然未例示，但雷射系統1300可進一步包括補充系統，諸如上述射束修改系統、射束轉向系統，或類似系統或其組合。
一般而言，第一雷射源1302a可操作來產生雷射脈衝射束(例如，如虛線1306a所指示)。類似地，第二雷射源1302b可操作來產生雷射脈衝射束(例如，如虛線1306b所指示)。可按需要藉由上述補充系統來對射束1306a內之雷射脈衝進行整形、擴展、聚焦、掃描等等，以便隨後引導該等雷射脈衝碰撞於物品100上。類似地，可按需要藉由上述補充系統來對射束1306b內之雷射脈衝進行整形、擴展、聚焦、掃描等等，以便隨後引導該等雷射脈衝碰撞於物品100上。可藉由共同的補充系統或藉由補充系統之不同集合來對射束1306a及1306b內之雷射脈衝進行整形、擴展、聚焦、掃描等等。雖然將雷射系統1300例示為包括僅兩個雷射源，但是應瞭解，雷射系統1300可包括三個或三個以上雷射源。
控制器1306可控制雷射源1300a及1300b以及任何所要的補充系統來將雷射脈衝群組依序引導至物品100上，以使得一群組內之至少兩個雷射脈衝在如以上示範性地論述之光點區域處碰撞於物品100上(例如，同時或依序)。例如，射束1306a內之雷射脈衝可碰撞物品100，從而在物品上產生對應於圖3中所示之光點區域1302a的光點區域。同樣地，射束1306b內之雷射脈衝可碰撞物品100，從而在物品上產生對應於圖3中所示之光點區域1302b的光點區域。
如所展示，控制器1304可包括處理器1308，該處理器以可通訊的方式耦接至記憶體1310。一般而言，處理器1308可包括定義各種控制功能的操作邏輯(未圖示)，且可呈專用硬體之形式，諸如熟習該項技術者將會想到的固線式狀態機、執行程式設計指令之處理器及/或不同形式。操作邏輯可包括數位電路、類比電路、軟體或此等類型中之任一者的混合組合。在一實施例中，處理器1308包括可程式設計的微控制器微處理器或其他可包括一或多個處理單元之處理器，該或該等處理單元經佈置來根據操作邏輯執行儲存在記憶體1310中之指令。記憶體910可包括一或多種類型，其包括半導體、磁性及/或光學種類，且/或可為易失性及/或非易失性種類。在一實施例中，記憶體1310儲存可由操作邏輯執行之指令。作為另一選擇或另外，記憶體1310可儲存由操作邏輯操縱的資料。在一佈置中，操作邏輯及記憶體係包括於操作邏輯之控制器/處理器形式中，該控制器/處理器形式管理並控制關於圖1所描述之設備的任意一組件的操作態樣，但是在其他佈置中，操作邏輯及記憶體可能係分開的。
參看圖14，雷射系統112可提供為雷射系統1000，其包括雷射源1402、小射束產生器1404以及上述控制器904。雖然未例示，但是雷射系統1400可進一步包括補充系統，諸如上述射束修改系統、射束轉向系統，或類似系統或其組合。
如同雷射系統1300一樣，雷射系統1400中之雷射源1402可操作來產生雷射脈衝射束(例如，如虛線1406所指示)。小射束產生器1404經組配來接收雷射脈衝射束1406並產生對應的雷射脈衝小射束(例如，如虛線1408a及1408b所指示)。在一實施例中，小射束1408a及1408b係藉由例 如以下操作由射束1404產生：對射束1406進行時間調變、對射束1406進行空間調變，或類似操作或其組合。對射束1406之此種調變可藉由以下操作來實現：繞射射束1406之至少一部分、反射射束1406之至少一部分、折射射束1406之至少一部分，或類似操作或其組合。相應地，小射束產生器1404可包括：時間調變元件，諸如鏡子(例如，主軸鏡、MEMS鏡等等)、聲光偏轉器(AOD)、電光偏轉器(EOD)或類似物或其組合；或空間調變元件，諸如繞射光學元件(DOE)、反射光學元件(諸如多透鏡陣列)或類似物或其組合。然而應瞭解，小射束產生器1404可包括調變元件之任何組合。調變元件亦可分類為被動調變元件(例如，如同DOE等等一樣)或主動調變元件(例如，如同主軸鏡、AOD、EOD等等一樣)。主動調變元件可在控制器1304之控制下獲驅動來調變射束1406，而被動調變元件實現對射束1406之調變無需由控制器1304驅動。
可按需要藉由上述補充系統來對小射束1408a及1408b內之雷射脈衝進行整形、擴展、聚焦、掃描等等，以便隨後引導該等雷射脈衝碰撞於物品100上。可藉由相同的補充系統或藉由補充系統之不同集合來對小射束1408a及1408b內之雷射脈衝進行整形、擴展、聚焦、掃描等等。雖然將小射束產生器1004例示為經組配來產生僅兩個小射束1408a及1408b，但是應瞭解，雷射系統1400之小射束產生器1404可按需要經組配來產生兩個以上之小射束。
根據小射束產生器1404之組配，控制器1304可控制雷射源1402及小射束產生器1404中之一者或兩者以及任何所需的補充系統，來將雷射脈衝群組依序引導至物品100上，以使得一群組內之至少兩個雷射脈 衝在如以上示範性地論述之光點區域處碰撞於物品100上(例如，同時或依序)。例如，小射束1408a內之雷射脈衝可碰撞物品100，從而在物品上產生對應於圖3中所示之光點區域302a的光點區域。同樣地，小射束1408b內之雷射脈衝可碰撞物品100，從而在物品上產生對應於圖3中所示之光點區域302b的光點區域。
在射束1406係在小射束產生器1404處由諸如DOE之空間調變元件予以調變的實施例中，控制器1304可簡單地控制雷射源1402以及任何所需的補充系統，以使得一群組內之至少兩個雷射脈衝在如以上示範性地論述之光點區域處同時(或大體上同時)碰撞於物品100上。在射束1406係在小射束產生器1404處由時間調變元件予以調變的實施例中，控制器1304可以協調的方式控制雷射源1402及小射束產生器1404以及任何所需的補充系統，以使得一群組內之至少兩個雷射脈衝在如以上示範性地論述之光點區域處依序碰撞於物品100上。
雖然已將雷射系統1400例示為包括僅一個雷射源1402及僅一個小射束產生器1404，但是應瞭解，雷射系統1400可包括任何數目個額外雷射源、任何數目個額外小射束產生器，或其組合。在此等實施例中，任何數目個雷射源的射束可由同一小射束產生器或不同的小射束產生器調變。在另一實施例中，任何數目個雷射源的射束可能不由任何小射束產生器調變。
已經結合圖14中所示之雷射系統1400示範性地描述小射束產生器1404，現將參看圖15至圖16描述雷射系統112之小射束產生器1404的一些實施例。
參看圖15，小射束產生器1404可提供為小射束產生器1500，其包括主動調變元件1502、任選射束遮罩1504、任選中繼透鏡1506以及上述補充系統(大體上於方塊1518處指示)中之一或多者。
在所例示的實施例中，調變元件1502係提供為AOD，且射束遮罩1504經提供來視情況阻擋(若需要)傳輸通過AOD 1502之零階射束1508。然而應瞭解，調變元件1502可提供為主軸鏡、EOD，或類似物或其組合。
調變元件1502以一角度來偏轉射束1006內之脈衝(例如，在所例示的實施例中，將該等脈衝繞射離開零階射束1508)，該角度對應於(例如，在控制器1304之控制下，自併入為調變元件1502之一部分的信號源)施加至調變元件1502的信號之特性(例如，在所例示的實施例中為RF頻率)。藉由對施加至調變元件1502的信號特性與由雷射源1402產生且在射束1406中傳播的雷射脈衝之產生進行協調，控制器1304可選擇性地沿諸多偏轉射束路徑中之一者(例如，在所例示的實施例中為沿一或兩個一階偏轉射束路徑1510a及1510b)引導射束1406中之個別雷射脈衝。雖然僅例示出兩個偏轉射束路徑1510a及1510b，但是應瞭解，可取決於以下者來產生任何數目個偏轉射束路徑：調變元件1502之特性、施加至調變元件1502之信號的特性、射束1406中之雷射脈衝的脈衝重複率、射束1406中之雷射脈衝的平均功率(例如，該平均功率可在10W至400W的範圍中)，或類似物或其組合。若需要，沿偏轉射束路徑傳輸的雷射脈衝可隨後被處理(例如，藉由中繼透鏡1506聚焦)，並且沿對應的路徑(例如，路徑1512a及1512b)進一步傳播，且隨後按需要藉由上述一或多個補充系統(例如，如於方塊1518處所 指示)對其進行整形、擴展、聚焦、掃描等等。
雖然未例示，但是小射束產生器1500可進一步包括一或多個調變元件，諸如主動調變元件1602、被動調變元件或類似元件或其組合，該或該等調變元件經組配來進一步調變在路徑1510a、1510b、1512a、1512b中之一或多者或類似路徑或其組合內之脈衝。可隨後按需要藉由上述一或多個補充系統(例如，如於方塊1518處所指示)對此等已進一步調變之脈衝進行整形、擴展、聚焦、掃描等等。
參看圖16，小射束產生器1404可提供為小射束產生器1600，其包括被動調變元件1602(例如，DOE)以及任選聚焦透鏡1604。調變元件1602將射束1406中之每一脈衝分為一組脈衝，該等脈衝沿對應數目個繞射射束路徑(例如，繞射射束路徑1606a及1606b)中之一者傳播。雖然僅例示出兩個繞射射束路徑1606a及1606b，但是應瞭解，可取決於以下者來產生任何數目個繞射射束路徑：調變元件1602之特性、射束1406中之脈衝的平均功率(例如，該平均功率可在10W至400W的範圍中)，或類似物或其組合。沿繞射射束路徑1606a及1606b傳輸的雷射脈衝可隨後在由聚焦透鏡1604聚焦之前或之後按需要藉由上述補充系統中之一或多者(未圖示)進行處理(例如，整形、擴展、掃描等等)。在所例示的實施例中，可藉由改變聚焦透鏡1604與物品100之間的距離dBFL來調整物品100上鄰近的光點區域之間的光點分開距離a1。
雖然未例示，但是小射束產生器1600可進一步包括一或多個額外的調變元件，諸如主動調變元件1502、被動調變元件1602，或類似元件或其組合，該或該等額外的調變元件經組配來進一步調變在繞射射束 路徑中之一或多者(例如，繞射射束路徑1606a、1602b中之一或兩者)內的脈衝。可將此等已進一步調變之脈衝引導至聚焦透鏡1604中，對其進行聚焦，且隨後將其引導至物品100上。另外，或作為另一選擇，該等額外的調變元件中之一或多者可經提供來進一步調變小射束(例如，小射束1408a及1408b)中之一或多者內的脈衝。
如以上示範性地描述，小射束產生器1404所產生之小射束(例如，小射束1408a及1408b)內之雷射脈衝係自雷射源1402所產生的射束1406內之雷射脈衝得出。然而，一小射束內之雷射脈衝的一或多個特性(例如，平均功率、峰值功率、光點形狀等等)可與另一小射束內之雷射脈衝的一或多個對應的特性不同。雷射脈衝特性之此差異可歸因於小射束產生器1404內之調變元件(例如，AOD、EOD等等)的調變特性。由於此等差異，一小射束內之雷射脈衝在對應的光點區域處修改物品100之初步視覺外觀的方式可與另一小射束內之雷射脈衝的方式略有不同。
例如，且參看圖17，小射束產生器1404可將四個雷射脈衝小射束引導至物品100上，使得一組四個雷射脈衝碰撞於物品100上，從而在物品100上產生包括光點區域1702a、1702b、1702c及1702d之光點集合1700。若該等小射束中的兩個或兩個以上或所有該等小射束內的雷射脈衝具有不同特性，則物品100在一光點區域(如，光點區域1702a)處之經修改的視覺外觀可不同於物品100在光點區域1702b、1702c及1702d中的一或多個或所有該等光點區域1702b、1702c及1702d處之經修改的視覺外觀。在一些實施例中，每一光點區域可為充分小，足以使得在光點集合1700中的不同光點區域當中，經修改的視覺外觀之間的差異不明顯。此外，每一光 點區域之光點寬度可為充分小，足以使得在執行掃描過程來形成線集合1704(例如，包括由光點區域1702a形成之掃描線1704a、由光點區域1702b形成之掃描線1704b、由光點區域1702c形成之掃描線1704c及由光點區域1702d形成之掃描線1704d)之後，在線集合1704中的不同掃描線當中，經修改的視覺外觀之間的差異不明顯。然而，若以上文關於圖8及圖9所描述之方式重複上述掃描過程，則所得的合成掃描線將實際上包括：僅包括由光點區域1702a形成之掃描線之掃描線區，該等光點區域1702a係由僅一個小射束內的雷射脈衝產生的；僅包括由光點區域1702b形成之掃描線之掃描線區，該等光點區域1702b係由僅一個小射束內的雷射脈衝產生的；僅包括由光點區域1702c形成之掃描線之掃描線區，該等光點區域1702c係由僅一個小射束內的雷射脈衝產生的；以及僅包括由光點區域1702d形成之掃描線之掃描線區，該等光點區域1702d係由僅一個小射束內的雷射脈衝產生的。取決於以下因素，諸如由光點區域1702a、1702b、1702c及1702d提供之經修改的視覺外觀之間的差異、光點集合內的光點區域之間的光點分離距離a1、標記200內的光點區域之間的掃描間距、標記200內的掃描線之間的線間距，及類似因素，在合成掃描線的各個掃描線區當中，經修改的視覺外觀之間的差異可為明顯的。
在一實施例中，在合成掃描線的各個掃描線區當中，經修改的視覺外觀之間的上述差異可為不合需要的。相應地，且參看圖18至圖20，可實行根據另一實施例之做標記過程來消除或以其他方式減少與以下操作相關聯的不合需要的影響，即：形成具有一或多個掃描線區之合成掃描線，該或該等掃描線區僅包括由僅一個小射束內的雷射脈衝所產生的光點區域 形成之掃描線。參看圖18，在形成第一線集合(例如，上述第一線集合1704)之後，可致動雷射系統112及/或可移動物品支撐件116(例如，以上文關於圖8所描述之方式)來形成第二線集合1800，該第二線集合1800自先前形成之第一線集合1704偏移，偏移的量大於上述線間距(例如，偏移的量至少大體上等於上述線集合間距加一個線間距)。在一實施例中，第二線集合1800可包括由光點區域1702a形成之掃描線1802a、由光點區域1702b形成之掃描線1804b、由光點區域1702c形成之掃描線1802c以及由光點區域1702d形成之掃描線1802d。此外，第二線集合1800自第一線集合1704偏移，使得掃描線1802a、1802b及1802c分別自掃描線1704b、1704c及1704d偏移，偏移的量為上述線間距。
此後，且參看圖19，可重複上述掃描過程來形成第三線集合1900，該第三線集合1900自第二線集合1800偏移，偏移的量大於上述線間距(例如，偏移的量至少大體上等於上述線集合間距加一個線間距)。如所例示，第三線集合1900包括由光點區域1702a形成之掃描線1902a、由光點區域1702b形成之掃描線1904b、由光點區域1702c形成之掃描線1904c以及由光點區域1702d形成之掃描線1904d。第三線集合1900自第二線集合1800偏移，使得掃描線1902a、1902b及1902c分別自掃描線1802b、1802c及1802d偏移，偏移的量為上述線間距。
隨後，且參看圖20，可重複掃描過程來形成第四線集合2000，該第四線集合2000自第三線集合1900偏移，偏移的量大於上述線間距(例如，偏移的量至少大體上等於上述線集合間距加一個線間距)。如所例示，第四線集合2000包括由光點區域1702a形成之掃描線2002a、由光點區 域1702b形成之掃描線2004b、由光點區域1702c形成之掃描線2004c以及由光點區域1702d形成之掃描線2004d。第四線集合2000自第三線集合1900偏移，使得掃描線2002a、2002b及2002c分別自掃描線1902b、1902c及1902d偏移，偏移的量為上述線間距。如圖20中進一步展示，掃描線2002a、2002b及2002c自第一線集合1704之掃描線1702d偏移，偏移的量為上述線間距。可按需要重複以上描述之過程，直至按需要形成標記。
在以上關於圖17至圖20所描述之做標記過程中，沿填充方向(例如，沿箭頭800所指示的方向)重複地產生線集合，使其自先前形成之線集合偏移。結果，在做標記過程期間產生之某些掃描線(亦稱為「雜散線」)基於其在做標記過程期間何時產生而可能不被包括在合成掃描線中。例如，諸如掃描線1704a、1704b及1802a之雜散線將不被包括在合成掃描線2004中。此外，若在產生線集合2000之後不產生額外的線集合，則掃描線1902d、2002c及2002d亦將不被包括在合成掃描線2004中且將為雜散線。在雜散線將以會使標記200之外觀降級之方式修改物品100的初步視覺外觀之實施例中，可控制雷射系統112來不將雷射脈衝引導至物品100上的在物品100上的將會產生雜散線之位置。
類似於以上關於圖7至圖9所描述之做標記過程，以上關於圖17至圖20所描述之做標記過程產生由來自第一線集合1704、第二線集合1800、第三線集合1900及第四線集合2000之掃描線形成之合成掃描線。然而，根據所例示之實施例，合成掃描線2004內的掃描線區包括由光點區域1702a、1702b、1702c及1702d形成之掃描線。例如，合成掃描線2004包括由掃描線1702c、1802b、1902a及1702d形成之掃描線區2006，該等掃描 線分別由光點區域1702c、1702d、1702a及1702b形成。雖然未標出，但合成掃描線2004亦包括由掃描線1802c、1902b、2002a及1802d形成之掃描線區，該等掃描線分別由光點區域1702c、1702d、1702a及1702b形成。因為每一掃描線區包括由不同小射束(例如，能夠由小射束產生器1404產生之一些或所有小射束)內的雷射脈衝所產生之光點區域形成之掃描線，所以可消除或有益地減少在合成掃描線的各個掃描線區當中，經修改的視覺外觀之間不合需要的差異之有害影響。
前文係對本發明的實施例之說明且不應被理解為對本發明之限制。雖然已描述本發明之幾個示範性實施例，但是熟習該項技術者將易於瞭解，在不實質上違背本發明之新穎教示及優勢的情況下，在示範性實施例中，許多修改係可能的。鑒於前文，應瞭解，前文係對本發明之說明且不應被理解為限於所揭露之本發明之特定示範性實施例，且對所揭露之示範性實施例之修改以及其他實施例意欲包括在附加之申請專利範圍之範疇內。本發明由以下申請專利範圍界定，其中申請專利範圍之等效物應包括在其中。
1200‧‧‧光點區域之佈置
1202‧‧‧預期標記邊緣
1204a、1204b、1204c、1204d‧‧‧合成掃描線
1206a,1206b‧‧‧掃描線
1208a,1208b‧‧‧掃描線
1210a,1210b‧‧‧光點區域

Claims (29)

  1. 一種對一物品做標記之方法，該方法包括：提供具有一初步視覺外觀之一物品；以及產生複數個雷射脈衝群組，其中該複數個群組中的至少一個係由以下操作產生：調變一雷射脈衝射束來形成複數個小射束，該複數個小射束中的每一個包括至少一個雷射脈衝；以及將該複數個雷射脈衝群組引導至該物品上，使得該複數個群組中的至少一個內的雷射脈衝在彼此不重疊之光點區域處碰撞於該物品上，其中該複數個群組內的雷射脈衝經組配來在該物品上產生一可見標記，該標記具有不同於該初步視覺外觀之一經修改的視覺外觀。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等雷射脈衝中的至少一個包括波長大於340nm之光。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等雷射脈衝中的至少一個包括波長大於750nm之光。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等雷射脈衝中的至少一個包括波長小於3000nm之光。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該複數個群組中的至少一個包括至少兩個雷射脈衝。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該複數個群組中的至少一個包括至多20個雷射脈衝。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該複數個群組中的至少兩個包括相 同數目個雷射脈衝。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該複數個群組中的至少兩個包括不同數目個雷射脈衝。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中將該複數個雷射脈衝群組順序依序引導至該物品上包括：將一第一雷射脈衝群組引導至該物品上，其中該第一群組內的雷射脈衝在一第一光點區域集合處碰撞於該物品上；以及在引導該第一雷射脈衝群組之後，將一第二雷射脈衝群組引導至該物品上，其中該第二群組內的雷射脈衝在一第二光點區域集合處碰撞於該物品上，該第二光點區域集合沿一第一方向自該第一光點區域集合偏移。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該第二集合中的至少一個光點區域與該第一集合中的一光點區域重疊。
  11. 如申請專利範圍第9項之方法，其進一步包括，在引導該第二雷射脈衝群組之後，將一第三雷射脈衝群組引導至該物品上，其中該第三光點區域集合沿一第二方向自該第一光點區域集合偏移，該第二方向不同於該第一方向。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該第三集合中的至少一個光點區域與該第一集合中的一光點區域重疊。
  13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該第三集合中的至少一個光點區域不與該第一集合或該第二集合中的任何光點區域重疊。
  14. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，在該複數個群組中的至少一個內，該等雷射脈衝中的至少兩個在由一距離彼此間隔開的光點區域處碰撞於 該物品上，該距離小於該等光點區域中之一個之寬度的六倍。
  15. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等光點區域中的至少一個之寬度大於3μm。
  16. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等光點區域中的至少一個之寬度小於1mm。
  17. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該標記具有一亮度因數量值L*，該亮度因數量值不同於該初步視覺外觀的一亮度因數量值。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該標記的至少一部分之該亮度因數量值L*大於該初步視覺外觀的該亮度因數量值。
  19. 如申請專利範圍第1項之方法，其中調變該射束包括繞射該射束內的至少一個雷射脈衝。
  20. 如申請專利範圍第1項之方法，其中調變該射束包括折射該射束內的至少一個雷射脈衝。
  21. 如申請專利範圍第1項之方法，其中調變該射束包括反射該射束內的至少一個雷射脈衝。
  22. 一種對一物品做標記之方法，該方法包括：提供具有一初步視覺外觀之一物品；以及在該物品上的光點區域處將雷射脈衝引導至該物品上，其中該等雷射脈衝經組配來在該物品上產生一可見標記，該標記具有不同於該初步視覺外觀的一經修改的視覺外觀，其中以具有至少大體上6重旋轉對稱的一佈置提供該等光點區域的至少一部分。
  23. 一種物品，該物品上具有根據申請專利範圍第1項之方法所形成的一標記。
  24. 一種設備，其包括：一雷射系統，其經組配來將雷射脈衝引導至該物品上，一控制器，其耦接至該雷射系統，該控制器包括：一處理器，其經組配來執行指令，以便控制該雷射系統來執行根據申請專利範圍第1項中任一項之方法；以及一記憶體，其經組配來儲存該等指令。
  25. 如申請專利範圍第34項之設備，其中該雷射系統包括一雷射源，該雷射源經組配來產生一雷射脈衝射束。
  26. 如申請專利範圍第35項之設備，其中該雷射系統包括複數個雷射源。
  27. 如申請專利範圍第34項之設備，其中該物品做標記系統包括一小射束產生器，該小射束產生器經組配來調變該雷射能量射束以便形成複數個小射束，其中該複數個小射束中的每一個包括至少一個雷射脈衝。
  28. 如申請專利範圍第37項之設備，其中該小射束產生器包括選自由以下組成的群組的至少一個：一主軸鏡、一繞射光學元件、一聲光偏轉器、一折射光學元件及一電光偏轉器。
  29. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該複數個雷射脈衝群組包括一第一雷射脈衝群組及一第二雷射脈衝群組，其中對該第一雷射光點群組之該等小射束之調變及對該第二雷射光點群組之調變導致該第一雷射光點群組中的脈衝數與該第二雷射光點群組中的脈衝數不同。
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