一种基于单排激光器的旋转成像设备的制作方法

1.本实用新型涉及激光成像技术领域，尤其涉及一种基于单排激光器的旋转成像设备。


背景技术：

2.激光成像技术可控制激光器组件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，生成所需的显影图像。相对于现有的掩膜曝光成像技术，激光成像技术无需制作掩膜，大大节约了生产成本。
3.相关技术中的激光成像设备(例如申请号为：201310084860.3中公开的平面丝网印刷网版用激光直接制版装置)往往控制激光器组件在预设水平方向来回往复扫描曝光面的方式对待加工面进行曝光。
4.申请人发现，相关技术中的激光成像设备工作过程中，每一次来回往复扫描需要进行定位以确定每一次扫描的起点，一次生产过程中多次重复扫描，也就需要进行多次定位，若某一次定位不准就会影响曝光成像的精度，定位过程和往复运动加速过程也影响激光成像的效率。为此，有必要对激光成像设备进行改进。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供了一种基于单排激光器的旋转成像设备，用于提高激光成像的精度和效率。
6.本实用新型实施例提供了一种基于单排激光器的旋转成像设备，可包括：
7.加工平台、激光器位移平台以及控制器；其中，
8.所述加工平台包含圆柱形壳体以及旋转驱动组件，所述圆柱形壳体在所述旋转驱动组件的驱动下绕圆柱轴线旋转；
9.所述激光器位移平台设置在所述圆柱形壳体的外侧，其上设置有由单排激光器组成的激光器阵列以及横向移动组件；其中，同排激光器的出光孔沿横向直线分布，且所述横向直线与所述圆柱轴线平行，所述激光阵列中的各颗激光器在所述圆柱轴线上的相邻投影中心点之间的间距相等；
10.所述横向移动组件用于带动所述激光器阵列沿所述横向直线方向移动；
11.所述控制器用于控制所述激光器阵列上的激光器对曝光面上的点选择性曝光。
12.可选的，作为一种可能的实施方式，本实用新型实施例中，所述激光器阵列中激光器的焦距均相同，且激光器在横向直线上等距分布。
13.可选的，作为一种可能的实施方式，本实用新型实施例中，所述横向移动组件包括沿横向直线方向分布的导轨以及驱动电机，用于带动所述激光器阵列沿导轨横向移动。
14.可选的，作为一种可能的实施方式，本实用新型实施例中的加工平台还可以包括：固定组件；其中，所述固定组件用于将待加工件固定在所述圆柱形壳体的外侧壁。
15.可选的，作为一种可能的实施方式，本实用新型实施例中，所述固定组件通过负压
吸附的方式固定待加工件。
16.可选的，作为一种可能的实施方式，本实用新型实施例中，基于单排激光器的旋转成像设备还可以包括外部连接件；所述外部连接件环绕在圆柱形壳体外侧，并与所述旋转驱动组件固定连接。
17.可选的，作为一种可能的实施方式，本实用新型实施例中，所述激光器位移平台设置于所述外部连接件的外表面。
18.从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：
19.本实用新型实施例中，基于单排激光器的旋转成像设备采用单一方向旋转的方式转动曝光面，只需要在开机时进行一次定位，无需将激光器进行来回往复移动扫描，进而无需进行反复定位，避免了定位误差，提高了激光成像的精度。其次，本实用新型实施例中的激光成像设备可以采用单排激光器对处于同一横向像素行上的激光曝光点同时进行曝光，相对于单排激光器提升了激光成像的效率。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例中基于单排激光器的旋转成像设备的一种可能的结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例中基于单排激光器的旋转成像设备的结构俯视示意图。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
23.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
24.在本实用新型的描述中，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。
25.为了便于理解，下面对本实用新型实施例中的具体流程进行描述，请参阅图1和图2，本实用新型实施例中基于单排激光器的旋转成像设备可包括：加工平台10、激光器位移平台20以及控制器(图中未示出)。其中，该加工平台10包含圆柱形壳体101以及旋转驱动组件102，该圆柱形壳体101在旋转驱动组件102的驱动下绕圆柱轴线单方向旋转，例如顺时针旋转或逆时针旋转。具体的旋转驱动组件的构造可以参照相关技术，例如可以采用电机带动与圆柱形壳体连接的传动轴的方式实现旋转驱动，也可以基于齿轮传动、电磁驱动实现旋转，具体实现结构此处不做赘述。
26.该激光器位移平台20设置在圆柱形壳体101的外侧，其上设置有由单排激光器组成的激光器阵列201，以及用于带动该激光器阵列201沿横向直线方向移动的横向移动组件202。可选的，圆柱形壳体101的切面圆的半径可以根据实际需求进行合理的设置，半径大小优选为0.5至3米之间，具体此处不做限定。
27.其中，激光器阵列201的激光出光孔与圆柱形壳体101外侧的曝光面相对设置，可以使得激光在曝光面上聚焦。该单排激光器沿横向直线分布，且每排激光器所在的横向直线与圆柱轴线平行。优选的，激光阵列中的各颗激光器在旋转中心线(即圆柱轴线)上的相邻投影中心点之间的间距相等，以使得各颗激光器的激光扫描痕迹位所在的圆环线呈等距离分布。可以理解的是，实际应用中，也可以将横向直线上的各颗激光器设置为不等距分布，并需要适应性调整激光器阵列在横向直线方向移动的最大积累位移。
28.横向移动组件202可以包括沿横向直线方向分布的导轨以及用于带动该激光器阵列201沿导轨横向移动的驱动电机。实际应用中还可以采用其他结构实现该激光器阵列201沿横向直线方向移动。例如可以设置机械手、丝杆传动等方式实现该激光器阵列201沿横向直线方向移动，具体此处不做限定。
29.需要说明的是，圆柱形壳体101外侧的曝光面可以是该圆柱形壳体101自身的外侧面(例如制作凹版印刷中的印版滚筒的外侧面即为曝光面)，也可以是贴合在圆柱形壳体101的外侧面的待加工件(例如柔性材料制成的加工件)，具体此处不做限定。
30.当曝光面位于圆柱形壳体101的外侧面时，可以采用固定组件将待加工件固定在圆柱形壳体的外侧壁。该固定组件通过负压吸附的方式、机械锁定或卡扣的方式固定待加工件，具体此处不做限定。
31.可选的，本实用新型实施例中的激光器位移平台20还可以设置用于调节激光阵列与圆柱形壳体间距的纵向移动组件，具体实现方式类似横向移动组件，此处不做赘述。
32.需要说明的是，激光器阵列中各激光器的焦距相同。优选的，该排激光器所在的横向直线到圆柱轴线的距离等于激光焦距。
33.控制器用于控制激光器阵列201上的激光器对曝光面上的点选择性曝光，只有选定的激光曝光点被曝光，其余非激光曝光点不被曝光。具体激光曝光点的位置可以根据实际所需成像的图像的像素分布进行确定，具体确定方式可以参照相关技术，此处不做赘述。
34.本实用新型中的控制器在一些实施例中可以是一中央处理器(central processing unit，cpu)、微处理器或其他数据处理芯片(例如fpga、plc等)，可以运行存储器中存储的程序代码或处理数据，执行计算机程序等，以实现设置的功能，具体的实现方式本实用新型不做限定。
35.为了便于理解，下面将对基于上述任一实施例中的基于单排激光器的旋转成像设备实施的激光成像方法进行描述，可包括如下步骤：
36.s301：获取激光器阵列上的各颗激光器的光斑可曝光点实时位置，以及激光曝光点的位置信息。
37.实际激光成像过程中，激光成像设备可以基于预设栅格化算法或基于输入端口获取曝光面所需进行曝光的激光曝光点的位置信息。然后，激光成像设备可以基于检测设备获取所述激光器阵列上的各颗激光器的光斑可曝光点实时位置。
38.例如可以采用位移编码器(例如光栅位移传感器或磁栅式传感器)检测圆柱形壳
体的外侧壁上标定点的实时位置；根据激光器与标定点的相对位置关系计算所述激光器阵列上的各颗激光器的光斑可曝光点实时位置。或者，基于其他光电传感器实时测量激光器阵列的旋转角度，进而根据建立的极坐标系计算激光器阵列上的各颗激光器的光斑可曝光点实时位置。具体获取数据的方式此处不做限定。
39.s302：将处于同一横向像素行上的激光曝光点分配给多个激光器。
40.圆柱形壳体的外侧曝光面是圆柱形曲面，本实用新型实施例中，可以提前将曝光面上所需转移图像的像素拆分为一条条平行于圆柱轴线的横向像素行，然后将将处于同一横向像素行上的激光曝光点分配给多个激光器分别进行曝光。
41.以各颗激光器等距分布为例，将处于同一横向像素行上的像素点分成距离均为d的若干像素区间，d为激光阵列中的各颗激光器在圆柱轴线上的相邻投影中心点之间的间距；将各组像素区间中的激光曝光点分别作为一组激光曝光点，依次将各组激光曝光点分配给多个激光器。示例性的，可以按照各颗激光器在圆柱轴线上的投影点排序，依次将各颗进行排序，则可以同一横向像素行上的像素点分成距离均为d的若干像素区间，每个像素区间与一颗激光器唯一对应，每颗激光器负责曝光对应像素区间中存在的激光曝光点。
42.s303：控制圆柱形壳体旋转，当光斑可曝光点实时位置与分配的激光曝光点的位置一致时，控制相应的激光器对激光曝光点进行曝光。
43.在为每颗激光器分配好对应的激光曝光点之后，控制器即可控制圆柱形壳体旋转，在旋转一圆周的过程中，当激光器对应的光斑可曝光点实时位置与分配的激光曝光点的位置一致时，控制相应的激光器对激光曝光点进行曝光。由于每颗激光器负责一条像素行的一个像素区间，该像素区间中可能存在对个激光曝光点，为此，当圆柱形壳体旋转一周之后，可以将激光器阵列沿圆柱轴线的平行方向移动预设距离，循环执行上述步骤，以对各个像素区间中的多个激光曝光点进行完全曝光。
44.由以上公开内容可知，本实用新型实施例中的基于单排激光器的旋转成像设备采用单一方向旋转的方式移动待加工件上的曝光面，只需要在开机时进行一次定位，无需将激光器进行来回往复移动扫描，进而无需进行反复定位，避免了定位误差，提高了激光成像的精度。其次，本实用新型实施例中的激光成像设备可以采用多颗激光器对处于同一横向像素行上的激光曝光点同时进行曝光，相对于单排激光器提升了激光成像的效率。
45.可选的，作为一种可能的实施方式，如图1所示，本实用新型实施例中的基于单排激光器的旋转成像设备还可以包括外部连接件30；该外部连接件30环绕在圆柱形壳体101外侧，并与旋转驱动组件102固定连接。可选的，激光器位移平台20设置于外部连接件30的外表面。
46.以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。