TW201829204A - 一種直寫式網版製版設備及其使用方法 - Google Patents

一種直寫式網版製版設備及其使用方法 Download PDF

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Abstract

一種直寫式網版製版設備及其使用方法，現有技術中，存在因裝配位移感測器和曝光點之間的位置偏移，而導致測量的焦面和實際焦面不一致的問題；本發明所揭之焦面控制方法可利用一Z軸控制器預先建立下一步需要掃描的掃描帶的焦面位置、和掃描平台位置訊號之間的映射關係，在下一步掃描時，根據這個映射關係調整光學鏡頭位置，進而避免了測量的焦面、和實際焦面不一致的問題；本發明更揭露一種利用感興區域曝光的方法、及一種在線即時光均勻性補償的方法，解決了數位微鏡器件壽命較短、和數位微鏡器件上能量輸出分佈不均勻的問題。

Description

一種直寫式網版製版設備及其使用方法
本發明涉及網版製版之技術領域，尤指一種雷射直寫式的網版製版設備及其使用方法。
現有的雷射直寫設備中，一般利用曝光點旁邊的位移感測器來測量曝光點位置上光學鏡頭距離網板的距離，雖然曝光點位置緊靠著位移感測器，但是兩者實際上並不處於同一位置；因此，以位移感測器測量出的距離，並非光學鏡頭與網板相距的實際距離。
現有技術中，若以上述測量的距離來調整曝光點處的光學鏡頭的焦面，因為位移感測器之裝配位置、和曝光點位置之間不一致，故以位移感測器測量的距離來調整光學鏡頭的焦面，將導致誤差存在。
此外，現有的雷射直寫設備中，其數位微鏡器件往往整版面使用，由於數位微鏡器件由大量的微鏡所組成，當部分微鏡功能失效時，整個數位微鏡器件將報廢，造成了數位微鏡器件利用率不高、以及服役壽命相對較短的缺點。
此外，現有的雷射直寫設備中，其數位微鏡器件在掃描過程 中，在各個微鏡點的掃描軌跡上，各個軌跡的能量分佈是不均勻的，導致了數位微鏡器件上能量輸出分佈不均勻的問題，進而影響影像曝光質量。
本發明之目的在於提供一種直寫式網版製版設備及其使用方法，以解決上述問題。
為實現上述目的，本發明提供一種直寫式網版製版設備，用於絲網印刷的製版工藝，包括：主機、運動系統、光源控制器、光源、數據處理模組、數位微鏡器件、Z軸控制器、光學鏡頭、訊號分路器、位移感測器、Z軸機構、及微動機構；所述的運動系統由步進平台、掃描平台、以及平台驅動器組成，其中，平台驅動器與主機相連，用於驅動步進平台和掃描平台運動；所述的光源控制器與主機相連，並控制光源的開關狀態、以及光強度，光源為數位微鏡器件所連續輸出的光能量，數位微鏡器件輸出的光，經過光學鏡頭後變成均勻的面光；所述的數據處理模組與主機相連，並在主機的控制下驅動數位微鏡器件完成影像生成和投射；所述的光學鏡頭由Z軸機構和微動機構共同帶動進行垂直方向的上下動作，Z軸機構具有低頻調節作用，微動機構具有高頻調節作用；所述的Z軸控制器與主機相連，用於綜合處理Z軸機構傳過來的Z軸讀數、位移感測器傳過來的測量數據、以及訊號分路器傳過來的位置數據；所述的Z軸控制器還控制Z軸機構、和微動機構動作，用於調整光 學鏡頭與待曝光網板間的距離；光學鏡頭在Z軸控制器的間接控制下調整高度距離，並將數位微鏡器件投射過來的影像清晰聚焦後，往網板表面投射進行曝光；所述的訊號分路器與掃描平台相連，並將掃描平台的位置訊號同步送往數據處理模組和Z軸控制器；所述的位移感測器與光學鏡頭並列齊平安裝，位移感測器用於測量光學鏡頭、與待曝光網板間的實際距離，並將測量結果傳給Z軸控制器；所述的步進平台用於承載待曝光網板，並帶動網板運動；所述的掃描平台用於承載Z軸機構、微動機構、數位微鏡器件、光學鏡頭、和位移感測器，並帶動上述構件運動。
優選的，上述直寫式網版製版設備的數據處理模組內集成有誤差修正單元，誤差修正單元用於修正訊號分路器傳送過來的掃描平台位置訊號。
優選的，步進平台的網板夾具上設置有帶編碼器的測長導軌、和探物感測器；帶編碼器的測長導軌和探物感測器與主機相連。
優選的，上述直寫式網版製版設備中，所述的數位微鏡器件的反射面、與待掃描曝光面平行，所述的掃描平台上掃描軸的掃描方向、與數位微鏡器件上的微鏡陣列的列方向形成一定夾角，所述夾角的角度值範圍限定為以下九個角度值區域：角度範圍一：7.1150°~7.1350°；角度範圍二：6.3302°~6.3502°； 角度範圍三：5.7006°~5.7206°；角度範圍四：5.1844°~5.2044°；角度範圍五：4.7536°~4.7736°；角度範圍六：4.3887°~4.4087°；角度範圍七：4.0756°~4.0956°；角度範圍八：3.8041°~3.8241°；角度範圍九：3.5663°~3.5863°。
進一步優選的，上述的步進平台的網板夾具上設置有帶編碼器的導軌和探物感測器；帶編碼器的導軌、和探物感測器通過感測器控制器分別與主機相連。
當數位微鏡器件與掃描方向形成一個夾角，並斜向安裝使用時，本發明還提供了一種TIF格式版圖的處理方法，包含以下幾個步驟：
(a)首先在主機中安裝影像處理軟體；
(b)在步驟(a)所述的影像處理軟體中設定待處理TIF影像的路徑、影像處理參數；
(c)影像處理軟體讀入TIF影像；
(d)影像處理軟體識別TIF影像的分辨率；
(e)影像處理軟體識別TIF影像中的圖案的輪廓；
(f)影像處理軟體將步驟(e)中識別出的圖案輪廓轉為用向量表述的多邊形，所述的多邊形是由多個向量表述的線段首尾相連圍成的區域；
(g)影像處理軟體根據影像處理參數，對步驟(f)產生的多邊形進行光學鄰近效應的計算幾何處理，經過處理的多邊形修正了在曝光時由 光學鄰近效應引入的圖案偏差。
(h)影像處理軟體根據影像處理參數，對步驟(g)中得到的圖形進行縮放變換，並對整圖進行縮放處理，得到新的向量圖，以滿足生產需求；
(i)影像處理軟體將步驟(h)中產生的圖形儲存在主機的儲存模組中待用。
本發明還提供了一種在直寫式網版製版設備上使用的在線光學補償技術，用於解決數位微鏡器件上能量輸出分佈不均勻的問題，包含以下步驟：(a)光強度分佈校準：在數位微鏡器件的底部放入光強度檢測設備，使數位微鏡器件作動，光強度檢測設備捕捉光學能量分佈，根據光強度檢測設備捕捉到的光學能量分佈數據生成能量補償參數；(b)將步驟(a)中得到的補償參數反饋給數據處理模組；(c)數據處理模組在生成影像幀數據時，利用該補償參數，以能量最低的區域為基準，減少數位微鏡器件上能量過高的區域的微鏡的作動次數，達到均衡能量的目的。
本發明還提供了一種直寫式網版製版設備的曝光方法，包含以下步驟：(a)網板準備步驟：主機向平台驅動器發出指令，平台驅動器驅動步進平台移動到上版位置，將網板放置到步進平台上，再由設置於步進平台的網板固定裝置對網板進行固定；固定過程中，位於固定裝置上的探物感測器、和測長導軌將讀數傳送到主機中； (b)圖形傳輸步驟：主機將版圖發送給數據處理模組，同時向數據處理模組發出關閉數位微鏡器件的指令；如果探物感測器、和測長導軌傳回的數據不正確，主機將警告網板發生異常，如正常，則進行下一步驟；(c)曝光準備步驟：主機計算出初始曝光點位置，然後控制平台驅動器驅動步進平台、和掃描平台移動到初始曝光點位置；(d)主動聚焦步驟：主機觸發Z軸控制器，Z軸控制器控制Z軸機構、和微動機構帶動光學鏡頭進行主動聚焦，並鎖定鏡頭的焦面；(e)版圖就緒訊號及圖形生成步驟：數據處理模組接收版圖後並準備就緒後，返回就緒訊號，之後數據處理模組依據步驟中接收的版圖，持續地按照數位微鏡器件寬度尺寸，生成條帶狀的圖形數據；(f)打開光源步驟：光源控制器接受主機下發的指令，打開光源；(g)幀圖案生成步驟：數據處理模組根據步驟(e)中生成的條帶狀的圖形數據，結合掃描方向的位置參數、數位微鏡器件上的微鏡陣列的投入使用區域，生成不同位置處的幀圖案；(h)正向的掃描步驟：掃描平台勻速正向移動到正向掃描的結束位置，移動過程中，掃描平台通過訊號分路器持續向數據處理模組反饋位置訊號，數據處理模組對接收到的位置訊號進行修正，以得到精確的位置訊號，並根據精確的位置訊號，控制數位微鏡器件在指定位置投射幀圖案，直到正向方向的條帶狀圖形處理結束，完成正向曝光；(i)更換曝光條帶步驟：當正向掃描完成後，步進平台向待曝光區域移動一個掃描寬度的距離，進入到反向掃描條帶； (j)反向的掃描步驟：掃描平台勻速反向移動到反向掃描的結束位置，移動過程中，掃描平台持續向數據處理模組反饋位置訊號，數據處理模組對接收到的位置訊號進行修正，以得到精確的位置訊號，並根據精確的位置訊號，控制數位微鏡器件在指定位置投射幀圖案，直至反向方向的條帶圖形處理結束，完成反向曝光；反向過程與正向處理過程相同，只是掃描平台的掃描驅動方向相反；(k)當步驟(j)的反向掃描完成後，再次進入正向掃描過程；如此往復，直至所有條帶狀圖形均被處理，整個曝光過程完成。
本發明還提供了一種直寫式網版製版設備中數位微鏡器件的使用方法，選擇數位微鏡器件中部分區域作為感興區域投入使用，其他部分閒置；感興區域服役期滿後，啟用閒置區域，以解決數位微鏡器件利用率不高、以及服役壽命相對較短的缺點。
本發明還提供了一種直寫式網版製版設備工作過程中的焦面控制方法，包含以下步驟：(a)曝光開始前，主機控制平台驅動器，將位移感測器移動到第1個掃描帶的起點，然後完成一次掃描動作，光學鏡頭靠在位移感測器後，沒有覆蓋第1條掃描帶；位移感測器覆蓋第1條掃描帶並測量出第1條掃描帶上不同位置處的高度數據；掃描動作過程中，Z軸控制器同步讀取位移感測器的測量數據、以及Z軸機構上Z軸的讀數，並根據讀取到的數據，計算出在各個掃描位置上光學鏡頭應處於的焦面位置；接著Z軸控制器把計算出的焦面位置、與訊號分路器同步傳送過來的掃描平台位置訊號數合在一起，並建立起一一對應的映射關係； (b)步進平台帶動網板往前進一步，然後掃描平台從步驟的終了位置回掃；回掃過程中，Z軸控制器依據步驟(a)建立的映射數據，驅動Z軸機構、和微動機構來調整光學鏡頭的位置，完成焦面更正；回掃的同時，位移感測器會覆蓋測量第2條掃描帶的實際的高度位置數據，Z軸控制器同時建立第2條掃描帶的焦面位置、與掃描平台位置訊號之間的映射關係；(c)步進平台帶動網板再前進一步，然後掃描平台自步驟(b)的終點再次回掃；回掃過程中，Z軸控制器按照步驟(b)建立的映射數據驅動Z軸機構和微動機構以調整光學鏡頭的位置，完成焦面更正；回掃的同時，位移感測器會測量第3條掃描帶的實際的高度位置數據，Z軸控制器同時建立第3條掃描帶的焦面位置、與掃描平台位置訊號之間的映射關係；(d)重複上述步驟(b)和步驟(c)，直至掃描結束為止。
本發明的技術效果在於：
(1)本發明提供一種直寫式網版製版設備、並且提供一種直寫式網版製版設備工作過程中的焦面控制方法，利用一個Z軸控制器預先建立下一步需要掃描的掃描帶的焦面位置、和掃描平台位置訊號之間的映射關係，在下一步掃描時，根據這個映射關係調整光學鏡頭的位置，避免了因位移感測器和曝光點之間的裝配位置偏移量，導致計算的焦面和實際焦面不一致的問題。
作為優選方案，當數位微鏡器件的掃描方向與數位微鏡器件上的微鏡陣列的行方向或列方向，形成規定的夾角時，掃描影像的數 據分辨率高，圖案刷新率高，曝光生成的圖案品質好。
進一步優選的，步進平台的網板夾具上設置有帶編碼器的導軌、和探物感測器；帶編碼器的測長導軌、和探物感測器分別與主機相連。探物感測器檢測夾具上是否有網板存在，測長導軌測量網板的大小並將測量數據上傳給主機，主機將傳來的網版大小數據、與準備曝光的圖形大小進行對比，避免兩者不匹配導致的設備呆滯問題。
(2)本發明所提供的數位微鏡器件感興區域方法可以提高數位微鏡器件重複利用率，減少了後期維護時硬體成本的投入，不僅可以加大數位微鏡器件的刷新率，同時也減少了數據通訊過程中的數據量。
(3)當使用傾斜式的雷射直寫技術時，現有技術採用對TIF格式影像進行放大處理，這個過程的計算量和數據量是極大的。本發明所提供的TIF影像處理方法，將TIF影像向量化處理，相對於現有技術，本發明提供的方法處理過程計算量和數據量小，得出的圖形分辨率高，有利於設備於低負荷狀態下運行，同時可以提高數位微鏡器件(DMD)的圖案刷新率。
(4)現有技術中，輸出的光在掃描過程中，每個軌跡都是能量不均勻的，導致了數位微鏡器件上能量輸出分佈不均勻的問題。本發明所提供的在線光學補償技術克服了上述缺點。
1‧‧‧主機
2‧‧‧運動系統
2-1‧‧‧步進平台
2-2‧‧‧掃描平台
2-3‧‧‧平台驅動器
3‧‧‧光源控制器
4‧‧‧光源
5‧‧‧數據處理模組
6‧‧‧數位微鏡器件
7‧‧‧Z軸控制器
8‧‧‧光學鏡頭
9‧‧‧訊號分路器
10‧‧‧位移感測器
11‧‧‧Z軸機構
12‧‧‧微動機構
13‧‧‧第2條掃描帶
14‧‧‧第2條掃描帶
15‧‧‧第3條掃描帶
16‧‧‧探物感測器
17‧‧‧導軌
18‧‧‧網板
20‧‧‧待掃描影像區
21‧‧‧感興區域
第1圖，為本發明中一種直寫式網版製版設備的結構組成示意圖；第2圖，為本發明中一種直寫式網版製版設備的立體結構示意圖；第3圖 焦面控制方法實施過程示意圖；第4圖 正向掃描和斜向掃描過程對照示意圖；第5圖 數位微鏡器件中感興區域的位置示意圖；第6圖 步進平台夾具上安裝感測器的示意圖；
下面將結合圖式、和實施例，對本發明所揭露的技術手段進行清楚、完整的描述。
實施例1：
請參照「第1圖」和「第2圖」，一種直寫式網版製版設備，用於絲網印刷的製版工藝，包括：主機1、運動系統2、光源控制器3、光源4、數據處理模組5、數位微鏡器件6、Z軸控制器7、光學鏡頭8、訊號分路器9、位移感測器10、Z軸機構11、和微動機構12；所述的運動系統2由步進平台2-1、掃描平台2-2以及平台驅動器2-3組成；其中平台驅動器2-3與主機1相連，用於驅動步進平台2-1和掃描平台2-2運動；所述的光源控制器3與主機1相連並控制光源4的開關狀態以及光強度，光源4為數位微鏡器件6提供的連續輸出的光能量，數位微鏡器 件6輸出的光經過光學鏡頭8後變成均勻的面光；所述的數據處理模組5與主機1相連並在主機1的控制下驅動數位微鏡器件6完成影像生成和投射；所述的光學鏡頭8由Z軸機構11和微動機構12共同帶動進行垂直方向的上下動作，Z軸機構11具有低頻調節作用，微動機構12具有高頻調節作用；所述的Z軸控制器7與主機1相連，用於綜合處理Z軸機構11傳過來的Z軸讀數、位移感測器10傳過來的測量數據以及訊號分路器9傳遞過來的位置數據；所述的Z軸控制器7還控制Z軸機構11和微動機構12動作，用於調整光學鏡頭8與待曝光網板間的距離；光學鏡頭8在Z軸控制器7的間接控制下調整高度距離將數位微鏡器件6投射過來的影像清晰聚焦後投往網板表面進行曝光；所述的訊號分路器9與掃描平台2-2相連，並將掃描平台2-2的位置訊號同步送往數據處理模組5和Z軸控制器7；所述的位移感測器10與光學鏡頭8並列齊平安裝，位移感測器10用於測量光學鏡頭8與待曝光網板間的實際距離，並將測量結果傳給Z軸控制器7；所述的步進平台2-1用於承載待曝光網板並帶動網板運動；所述的掃描平台2-2用於承載Z軸機構11、微動機構12、數位微鏡器件6、光學鏡頭8和位移感測器10，並帶動上述構件運動。
參照「第6圖」，本實施例的步進平台2-1的網板夾具上設置有帶編碼器的導軌17、和探物感測器16；帶編碼器的測長導軌17和探物感測 器16通過感測器控制器分別與主機1相連。網板18被步進平台2-1的夾具夾持。探物感測器16探測夾具上是否有網板18存在，測長導軌17測量網板18的大小並將測量數據上傳給主機1，主機1將傳來的網版大小數據與準備曝光的圖形大小進行對比，避免兩者不匹配導致的設備呆滯問題。
實施例2：
請參照第4圖(b)，第4圖(b)中數位微鏡器件6的掃描方向、與數位微鏡器件中微鏡陣列的行方向形成一個夾角θ，在這個θ角度的情況下，數位微鏡器件中微鏡陣列每經過若干行重複一次，待掃描影像區20被劃分為間距為pw2的細分塊，pw2=d×sinθ；請參照第4圖(a)，第4圖(b)中數位微鏡器件6的掃描方向、與數位微鏡器件中微鏡陣列的行方向沒有夾角，待掃描影像區20被劃分為間距為pw1的細分塊，pw1=d，由於pw2=d×sinθ，顯然pw2小於pw1，在數位微鏡器件6的掃描方向、與數位微鏡器件中微鏡陣列的行方向，形成一個夾角θ的情況下，待掃描影像區20被劃分的更加細緻，數據分辨率高，圖案刷新率高，曝光生成的圖案品質好。
因此，本實施例的具體情況如下，請參照「第1圖」、和「第2圖」，一種直寫式網版製版設備，用於絲網印刷的製版工藝，包括主機1、運動系統2、光源控制器3、光源4、數據處理模組5、數位微鏡器件6、Z軸控制器7、光學鏡頭8、訊號分路器9、位移感測器10、Z軸機構11、和微動機構12；所述的運動系統2由步進平台2-1、掃描平台2-2以及平台驅動 器2-3組成；其中平台驅動器2-3與主機1相連，用於驅動步進平台2-1和掃描平台2-2運動；所述的光源控制器3與主機1相連並控制光源4的開關狀態以及光強度，光源4為數位微鏡器件6提供的連續輸出的光能量，數位微鏡器件6輸出的光經過光學鏡頭8後變成均勻的面光；所述的數據處理模組5與主機1相連並在主機1的控制下驅動數位微鏡器件6完成影像生成和投射；所述的光學鏡頭8由Z軸機構11和微動機構12共同帶動進行垂直方向的上下動作，Z軸機構11具有低頻調節作用，微動機構12具有高頻調節作用；所述的Z軸控制器7與主機1相連，用於綜合處理Z軸機構11傳過來的Z軸讀數、位移感測器10傳過來的測量數據以及訊號分路器9傳遞過來的位置數據；所述的Z軸控制器7還控制Z軸機構11和微動機構12動作，用於調整光學鏡頭8與待曝光網板間的距離；光學鏡頭8在Z軸控制器7的間接控制下調整高度距離將數位微鏡器件6投射過來的影像清晰聚焦後投往網板表面進行曝光；所述的訊號分路器9與掃描平台2-2相連，並將掃描平台2-2的位置訊號同步送往數據處理模組5和Z軸控制器7；所述的位移感測器10與光學鏡頭8並列齊平安裝，位移感測器10用於測量光學鏡頭8與待曝光網板間的實際距離，並將測量結果傳給Z軸控制器7；所述的步進平台2-1用於承載待曝光網板並帶動網板運動； 所述的掃描平台2-2用於承載Z軸機構11、微動機構12、數位微鏡器件6、光學鏡頭8和位移感測器10，並帶動上述構件運動。
數位微鏡器件6在對感光材料件進行掃描曝光時，其掃描方向、與數位微鏡器件6上的微鏡陣列的列方向所形成的夾角θ=3.8141°，數位微鏡器件6上兩個相鄰的微鏡單元之間的中心間距為d；此時在掃描方向上待掃描區域20被微鏡單元細分的掃描條帶的間距為PW2，PW2=d×sinθ=0.06652d。相對於現有技術，微鏡單元細分的掃描條帶有約15倍的密集度提高；單個掃描條帶上的每一點，數位微鏡器件6對其進行掃描，每經過15行微鏡單元，該點會被微鏡單元重複覆蓋一次。
另外在本實施例中，請參照「第5圖」，數位微鏡器件6被一分為二使用，數位微鏡器件6上劃分出一半的行數區域為感興區域21，這樣的設置，可以提高數位微鏡器件6(DMD)的重複利用率，本實施例中DMD被一份為二，DMD的重複使用率得到成倍提升，減少了後期維護時硬件成本的投入，還可以加大DMD的刷新率，同時也減少了數據通訊過程中的數據量。
實施例3：
傾斜式的雷射直寫技術無法直接使用印刷領域中使用的TIF圖，現有技術是對影像進行放大處理，但這個過程計算量和數據量是極大的。相對於現有技術，本實施例的處理過程計算量和數據量小，得出的圖形分辨率高，有利於設備於低負荷狀態下運行，同時可以提高數位微鏡器件(DMD)的圖案刷新率。
本實施例將TIF圖轉化為向量圖，具體實施過程採用以下流程。
請參照「第1圖」，直寫式網版製版設備上TIF影像處理方法，包括以下幾個步驟：(a)首先在主機1中安裝影像處理軟體；(b)在步驟(a)所述的影像處理軟體中設定待處理TIF影像的路徑、影像處理參數；(c)影像處理軟體讀入TIF影像；(d)影像處理軟體識別TIF影像的分辨率；(e)影像處理軟體識別TIF影像中的圖案的輪廓；(f)影像處理軟體將步驟(e)中設別出的圖案輪廓轉為用向量表述的多邊形，所述的多邊形是由多個向量表述的線段首尾相連圍成的區域；(g)影像處理軟體根據影像處理參數對步驟(f)產生的多邊形進行光學鄰近效應的計算幾何處理，經過處理的多邊形修正了在曝光時由光學鄰近效應引入的圖案偏差。(h)影像處理軟體根據影像處理參數對步驟(g)中得到的圖形進行縮放變換，並對整圖進行縮放處理，得到新的向量圖，以滿足生產需求；(i)影像處理軟體將步驟(h)中產生的圖形儲存在主機1的儲存模組中待用。
實施例4：
現有技術中，輸出的光在掃描過程中，每個軌跡都是能量不均勻的，導致了數位微鏡器件6上能量輸出分佈不均勻的問題。本實施例採用在線光學補償技術的光線補償技術克服上述缺點。本實施例的具體實施流程如下：(a)光強度分佈校準：在數位微鏡器件6的底部放入光強度檢測設備，使數位微鏡器件作動，光強度檢測設備捕捉光學能量分佈，根據光強度檢測設備捕捉到的光學能量分佈數據生成能量補償參數；(b)將步驟(a)中得到的補償參數反饋給數據處理模組5；(c)數據處理模組5在生成影像幀數據時，利用該補償參數，以能量最低的區域為基準，減少數位微鏡器件6上能量過高的區域的微鏡的打開次數，達到均衡能量的目的。
實施例5：
現有的雷射直寫設備中，一般利用曝光點旁邊的位移感測器來測量曝光點位置上光學鏡頭距離網板的距離，雖然曝光點位置緊靠著位移感測器，他們相距很短的一個距離，但是他們兩者實際上並不處於同一位置；因此，用位移感測器測量出的距離也不是光學鏡頭距離網板的實際距離，雖然他們在大部分情況下非常接近。
請參照「第1圖」、「第2圖」、和「第3圖」，直寫式網版製版 設備工作過程中的焦面控制過程，包含以下步驟：(a)曝光開始前，主機1控制平台驅動器2-3，將位移感測器10移動到第1個掃描帶13的起點，然後完成一次掃描動作，參照第3圖(a)，光學鏡頭8靠在位移感測器10後，沒有覆蓋第1條掃描帶13；位移感測器10覆蓋第1條掃描帶13並測量出第1條掃描帶13上不同位置處的高度數據；掃描動作過程中，Z軸控制器7同步讀取位移感測器10的測量數據以及Z軸機構11上Z軸的讀數，並根據讀取到的數據計算出在各個掃描位置上光學鏡頭8應處於的焦面位置；接著Z軸控制器7把計算出的焦面位置、與訊號分路器9同步傳送過來的掃描平台2-2的位置訊號數合在一起，並建立起一一對應的映射關係；(b)步進平台2-1帶動網板往前進一步，然後掃描平台2-2從步驟(a)的終了位置回掃；回掃過程中，Z軸控制器7依據步驟(a)建立的映射數據驅動Z軸機構11和微動機構12來調整光學鏡頭8的位置，完成焦面更正；請參照第3圖(b)，回掃的同時，位移感測器10會覆蓋測量第2條掃描帶14的實際的高度位置數據，Z軸控制器7同時建立第2條掃描帶14的焦面位置與掃描平台位置訊號之間的映射關係；(c)步進平台2-1帶動網板往再前進一步，然後掃描平台2-2自步驟(b)的終點再次回掃；回掃過程中，Z軸控制器7依據步驟b建立的映射數據驅動Z軸機構11和微動機構12以調整光學鏡頭8的位置，完成焦面更正；回掃的同時，參照第3圖(c)，位移感測器10會測 量第3條掃描帶15的實際的高度位置數據，Z軸控制器7同時建立第3條掃描帶15的焦面位置與掃描平台位置訊號之間的映射關係；(d)重複上述步驟(b)和步驟(c)，直至掃描結束為止。
本實施例利用一個Z軸控制器7預先建立下一步需要掃描的掃描帶的焦面位置和掃描平台位置訊號之間的映射關係，在下一步掃描時，根據這個映射關係調整光學鏡頭8的位置，避免了因位移感測器10和光學鏡頭8之間的裝配位置偏移，導致的計算焦面和實際焦面不一致的問題。
實施例6：
直寫式網版製版設備的曝光過程，參照「第1圖」、「第2圖」、和「第6圖」，包括以下步驟：(a)網板準備步驟：主機1向平台驅動器2-3發出指令，平台驅動器2-3驅動步進平台2-1移動到上版位置，將網板18放置到步進平台2-1上，再由設置於步進平台2-1的網板固定裝置對網板18進行固定；固定過程中，位於固定裝置上的探物感測器16和測長導軌17將測量結果傳送到主機1中；(b)圖形傳輸步驟：主機1將版圖發送給數據處理模組5，同時向數據處理模組5發出關閉數位微鏡器件6的指令；如果步驟(a)中探物感測器16和測長導軌17傳回的數據不正確，主機1將警告網板18放置異常，如正常則進行下一步驟；(c)曝光準備步驟：主機1計算出初始曝光點位置，然後控制平台驅 動器2-3驅動步進平台2-1和掃描平台2-2移動到初始曝光點位置；(d)主動聚焦步驟：主機1觸發Z軸控制器7，Z軸控制器7控制Z軸機構11和微動機構12帶動光學鏡頭8進行主動聚焦，並鎖定鏡頭的焦面；(e)版圖就緒訊號及圖形生成步驟：數據處理模組5接收版圖後並準備就緒後，返回就緒訊號，之後數據處理模組5依據步驟(b)中接收的版圖，持續地按照數位微鏡器件6寬度尺寸生成條帶狀的圖形數據；(f)打開光源步驟：光源控制器3接受主機1下發的指令，打開光源4；(g)幀圖案生成步驟：數據處理模組5根據步驟(e)中生成的條帶狀的圖形數據，結合掃描方向的位置參數、數位微鏡器件6上的微鏡陣列的投入使用區域生成不同位置處的幀圖案；(h)正向的掃描步驟：掃描平台2-2勻速正向移動到正向掃描的結束位置，移動過程中，掃描平台2-2通過訊號分路器9持續向數據處理模組5反饋位置訊號，數據處理模組5對接收到的位置訊號進行修正，以得到精確的位置訊號，並根據精確的位置訊號，控制數位微鏡器件6在指定位置投射幀圖案，直至正向方向的條帶圖形處理結束，完成正向曝光；(i)更換曝光條帶步驟：當正向掃描完成後，步進平台2-1向待曝光區域移動一個掃描寬度的距離，進入到反向掃描條帶；(j)反向的掃描步驟：掃描平台2-2勻速反向移動到反向掃描的結束位置，移動過程中，掃描平台2-2持續向數據處理模組5反饋位置訊 號，數據處理模組5對接收到的位置訊號進行修正，以得到精確的位置訊號，並根據精確的位置訊號，控制數位微鏡器件6在指定位置投射幀圖案，直至反向方向的條帶圖形處理結束，完成反向曝光；反向過程與正向處理過程相同，只是掃描平台2-2的掃描驅動方向相反；(k)當步驟(j)的反向掃描完成後，再次進入正向掃描過程；如此往復，直至所有條帶狀圖形均被處理，整個曝光過程完成。
以上實施例對本發明所揭露的技術手段進行了詳細闡述，上述實施例只是用於幫助理解本發明的核心思想，對於本領域的通常知識者，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處。因此，基於本說明書中的實施方式和實施例，本領域之通常知識者在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
以上所述者，僅為本發明之較佳之實施例而已，並非用以限定本發明實施之範圍；任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本發明之專利範圍內。
綜上所述，本發明係具有「產業利用性」、「新穎性」與「進步性」等專利要件；申請人爰依專利法之規定，向 鈞局提起發明專利之申請

Claims (9)

  1. 一種直寫式網版製版設備，用於絲網印刷的製版工藝，其特徵在於，包括：一主機(1)、一運動系統(2)、一光源控制器(3)、一光源(4)、一數據處理模組(5)、一數位微鏡器件(6)、一Z軸控制器(7)、一光學鏡頭(8)、一訊號分路器(9)、一位移感測器(10)、一Z軸機構(11)、及一微動機構(12)；所述的運動系統(2)由一步進平台(2-1)、一掃描平台(2-2)、以及一平台驅動器(2-3)組成；其中，所述的平台驅動器(2-3)與所述的主機(1)相連，用於驅動所述的步進平台(2-1)、和所述的掃描平台(2-2)運動；所述的光源控制器(3)與所述的主機(1)相連，並用於控制所述的光源(4)的開關狀態、以及光強度，所述的光源(4)為所述的數位微鏡器件(6)提供的連續輸出的光能量，所述的數位微鏡器件(6)所輸出所述的光源(4)經過光學鏡頭(8)後變成均勻的面光；所述的數據處理模組(5)與所述的主機(1)相連，並在所述的主機(1)的控制下，驅動所述的數位微鏡器件(6)完成影像生成和投射；所述的光學鏡頭(8)由所述的Z軸機構(11)、和所述的微動機構(12)共同帶動，並進行垂直方向的上下動作，所述的Z軸機構(11)具有低頻調節作用，所述的微動機構(12)具有高頻調節作用；所述的Z軸控制器(7)與所述的主機(1)相連，用於綜合處理所述的Z軸機構(11)傳過來的Z軸讀數、所述的位移感測器(10)傳過來 的測量數據、以及所述的訊號分路器(9)傳遞過來的位置數據；所述的Z軸控制器(7)還控制所述的Z軸機構(11)、和所述的微動機構(12)之作動，用於調整所述的光學鏡頭(8)、與待曝光網板間的距離；所述的光學鏡頭(8)在所述的Z軸控制器(7)的間接控制下，調整高度距離，並將數位微鏡器件(6)投射過來的影像清晰聚焦後，投往網板表面進行曝光；所述的訊號分路器(9)與所述的掃描平台(2-2)相連，並將所述的掃描平台(2-2)的位置訊號，同步送往所述的數據處理模組(5)、和所述的Z軸控制器(7)；所述的位移感測器(10)與所述的光學鏡頭(8)並列齊平安裝，所述的位移感測器(10)用於測量所述的光學鏡頭(8)、與待曝光網板間的實際距離，並將測量結果傳給所述的Z軸控制器(7)；所述的步進平台(2-1)用於承載待曝光網板並帶動網板運動；所述的掃描平台(2-2)用於承載所述的Z軸機構(11)、所述的微動機構(12)、所述的數位微鏡器件(6)、所述的光學鏡頭(8)、和所述的位移感測器(10)，並帶動上述構件運動。
  2. 如請求項1的直寫式網版製版設備，其特徵在於，所述的數據處理模組(5)內集成有一誤差修正單元，所述的誤差修正單元用於修正所述的訊號分路器(9)傳送過來的一掃描平台位置訊號。
  3. 如請求項1的直寫式網版製版設備，其特徵在於，所述的數位微鏡器件(6)的反射面與待掃描曝光面平行，所述的掃描平台(2-2)上掃描軸的掃描方向、與所述的數位微鏡器件(6)上的微鏡陣列的列方向，形成一定夾 角，所述的夾角的角度值範圍限定為以下九個角度值區域：角度範圍一：7.1150°~7.1350°；角度範圍二：6.3302°~6.3502°；角度範圍三：5.7006°~5.7206°；角度範圍四：5.1844°~5.2044°；角度範圍五：4.7536°~4.7736°；角度範圍六：4.3887°~4.4087°；角度範圍七：4.0756°~4.0956°；角度範圍八：3.8041°~3.8241°；角度範圍九：3.5663°~3.5863°。
  4. 如請求項1、或請求項3的直寫式網版製版設備，其特徵在於，所述的數位微鏡器件(6)的使用方法如下：選擇所述的數位微鏡器件(6)中部分區域作為感興區域投入使用，其他部分閒置；感興區域老化後，反射效率下降到不能滿足生產要求時，啟用閒置區域。
  5. 一種在請求項3的直寫式網版製版設備上採用的TIF影像處理方法，其特徵在於，包含以下步驟： (a)首先在主機(1)中安裝圖像處理軟體； (b)在步驟(a)所述的圖像處理軟體中設定待處理TIF圖像的路徑、圖像處理參數； (c)圖像處理軟體讀入TIF圖像； (d)圖像處理軟體識別TIF圖像的分辨率； (e)圖像處理軟體識別TIF圖像中的圖案的輪廓； (f)圖像處理軟體將步驟(e)中設別出的圖案輪廓，轉為用向量表述的多邊形，所述的多邊形是由多個向量表述的線段首尾相連圍成的區域； (g)圖像處理軟體根據圖像處理參數對步驟(f)產生的多邊形進行光學鄰近效應的計算幾何處理，經過處理的多邊形修正了在曝光時由光學鄰近效應引入的圖案偏差。 (h)圖像處理軟體根據圖像處理參數對步驟(g)中得到的圖形進行縮放變換並對整圖進行縮放處理，得到新的向量圖，以滿足生產需求； (i)圖像處理軟體將步驟(h)中產生的圖形儲存在主機(1)的儲存模組中待用。
  6. 一種在請求項1或請求項3的直寫式網版製版設備上使用的在線光學補償技術，其特徵在於，包含以下步驟： (a)光強度分佈校準：在數位微鏡器件(6)的底部放入光強度檢測設備，使數位微鏡器件作動，光強度檢測設備捕捉光學能量分佈，根據光強度檢測設備捕捉到的光學能量分佈數據生成能量補償參數； (b)將步驟(a)中得到的補償參數反饋給數據處理模組(5)； (c)數據處理模組(5)在生成圖像幀數據時，利用該補償參數，以能量最低的區域為基準，減少數位微鏡器件(6)上能量過高的區域的微鏡的打開次數，達到均衡能量的目的。
  7. 如請求項1、或請求項3的直寫式網版製版設備，其特徵在於，所述的步 進平台(2-1)的網板夾具上設置有一帶編碼器的導軌(17)、和一探物感測器(16)；所述的帶編碼器的導軌(17)、和所述的探物感測器(16)通過一感測器控制器分別與主機(1)相連。
  8. 一種直寫式網版製版設備的曝光方法，其特徵在於，包含以下步驟： (a)網板準備步驟：主機(1)向平台驅動器(2-3)發出指令，平台驅動器(2-3)驅動步進平台(2-1)移動到上版位置，將網板放置到步進平台(2-1)上，再由設置於步進平台(2-1)的網板固定裝置對網板進行固定；固定過程中，位於固定裝置上的探物感測器(16)、和測長導軌(17)將測量結果傳送到主機(1)中； (b)圖形傳輸步驟：主機(1)將版圖發送給數據處理模組(5)，同時向數據處理模組(5)發出關閉數位微鏡器件(6)的指令；如果步驟(a)中探物感測器(16)和測長導軌(17)傳回的數據不正確，主機(1)將警告網板發生異常，如正常則進行下一步驟； (c)曝光準備步驟：主機(1)計算出初始曝光點位置，然後控制平台驅動器(2-3)驅動步進平台(2-1)和掃描平台(2-2)移動到初始曝光點位置； (d)主動聚焦步驟：主機(1)觸發Z軸控制器(7)，Z軸控制器(7)控制Z軸機構(11)和微動機構(12)帶動光學鏡頭(8)進行主動聚焦，並鎖定鏡頭的焦面； (e)版圖就緒訊號及圖形生成步驟：數據處理模組(5)接收版圖後並準備就緒後，返回就緒訊號，之後數據處理模組(5)依據步驟(b)中 接收的版圖，持續地按照數位微鏡器件(6)寬度尺寸生成條帶狀的圖形數據； (f)打開光源步驟：光源控制器(3)接受主機(1)下發的指令，打開光源(4)； (g)幀圖案生成步驟：數據處理模組(5)根據步驟(e)中生成的條帶狀的圖形數據，結合掃描方向的位置參數、數位微鏡器件(6)上的微鏡陣列的投入使用區域，生成不同位置處的幀圖案； (h)正向的掃描步驟：掃描平台(2-2)勻速正向移動到正向掃描的結束位置，移動過程中，掃描平台(2-2)通過訊號分路器(9)持續向數據處理模組(5)反饋位置訊號，數據處理模組(5)對接收到的位置訊號進行修正，以得到精確的位置訊號，並根據精確的位置訊號，控制數位微鏡器件(6)在指定位置投射幀圖案，直至正向方向的條帶圖形處理結束，完成正向曝光； (i)更換曝光條帶步驟：當正向掃描完成後，步進平台(2-1)向待曝光區域移動一個掃描寬度的距離，進入到反向掃描條帶； (j)反向的掃描步驟：掃描平台(2-2)勻速反向移動到反向掃描的結束位置，移動過程中，掃描平台(2-2)持續向數據處理模組(5)反饋位置訊號，數據處理模組(5)對接收到的位置訊號進行修正，以得到精確的位置訊號，並根據精確的位置訊號，控制數位微鏡器件(6)在指定位置投射幀圖案，直至反向方向的條帶圖形處理結束，完成反向曝光；反向過程與正向處理過程相同，只是掃描平台(2-2)的掃描驅動方向相反； (k)當步驟(j)的反向掃描完成後，再次進入正向掃描過程；如此 往復，直至所有條帶狀圖形均被處理，整個曝光過程完成。
  9. 一種直寫式網版製版設備工作過程中的焦面控制方法，其特徵在於，包含以下步驟： (a)曝光開始前，主機(1)控制平台驅動器(2-3)，將位移感測器(10)移動到第1個掃描帶的起點，然後完成一次掃描動作，光學鏡頭(8)靠在位移感測器(10)後，沒有覆蓋第1條掃描帶；位移感測器(10)覆蓋第1條掃描帶並測量出第1條掃描帶上不同位置處的高度數據；掃描動作過程中，Z軸控制器(7)同步讀取位移感測器(10)的測量數據以及Z軸機構(11)上Z軸的讀數，並根據讀取到的數據計算出在各個掃描位置上光學鏡頭(8)應處於的焦面位置；接著Z軸控制器(7)把計算出的焦面位置、與訊號分路器(9)同步傳送過來的掃描平台(2-2)位置訊號數合在一起，並建立起一一對應的映射關係； (b)步進平台(2-1)帶動網板往前進一步，然後掃描平台(2-2)從步驟(a)的終了位置回掃；回掃過程中，Z軸控制器(7)依據步驟(a)建立的映射數據驅動Z軸機構(11)和微動機構(12)來調整光學鏡頭(8)的位置，完成焦面更正；回掃的同時，位移感測器(10)會覆蓋測量第2條掃描帶的實際的高度位置數據，Z軸控制器(7)同時建立第2條掃描帶的焦面位置與掃描平台位置訊號之間的映射關係； (c)步進平台(2-1)網板往再前進一步，然後掃描平台(2-2)自步驟(b)的終點再次回掃；回掃過程中，Z軸控制器(7)依據步驟(b)建立的映射數據驅動Z軸機構(11)和微動機構(12)以調整光學鏡頭(8)的位置，完成焦面更正；回掃的同時，位移感測器(10)會測量第3條掃描 帶的實際的高度位置數據，Z軸控制器(7)同時建立第3條掃描帶的焦面位置與掃描平台位置訊號之間的映射關係； (d)重複上述步驟(b)和步驟(c)，每重複一次，步進平台(2-1)帶動網板往前進一步，直至掃描結束為止。
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