多彩微结构、加工件及雷射加工装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型是关于一种微结构，特别是一种能色散出多样色彩的多彩微结构、加工件及雷射加工装置。
【背景技术】
[0002]为了产品个人化的需求，目前已有厂商推出雷射雕刻的服务，可按照使用者需求于产品上形成图案。此类需求亦可被使用于大量生产的产品，而在产品上形成厂商的商标图案或文字。
[0003]然而，目前的作法需受限于被加工的产品部位的材质。例如，利用金属氧化物的颜色不同的原理，以达到雷射扫描后产生指定色彩。因此，被加工的表面需含有特定的金属成分，如铁、钴、镍、锰等。而且，如此作法所生的颜色也单一无变化(同一种材质仅能变化成同一种颜色)。又或者，对于例如竹板、木板的材质加工，可根据雷射功率高低或扫描速度来产生不同深浅的图案，相似的也可应用于热致变色的材质。同时也因每次热变色的环境或温差问题而无法重复一致性多次产出，无法使用于商业量产产品。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于现有的雷射变色加工受限于加工物的材质，且加工后的颜色单一较无变化，本实用新型提出一种多彩微结构、加工件及雷射加工装置，可形成带有多样色彩的图案，且适用的加工材质多元，并能降低加工物表面的破坏程度。
[0005]本实用新型一实施例提出一种多彩微结构，包含基板及多个孔穴。基板的表面定义有图案区域。孔穴排列于图案区域中。其中各孔穴邻近于表面的开口的最大宽度小于3 μ m0此些孔穴用以将一复合光色散为多种不同色光，以致使图案区域经复合光照射而可呈现多样色彩。
[0006]在一些实施例中，孔穴的深度与开口的最大宽度实质相等。
[0007]在一些实施例中，开口的最大宽度介于2 μπι至3 μπι的范围内。
[0008]本实用新型另一实施例提出一种多彩微结构，包含基板及多个槽道。基板的表面定义有图案区域。多个槽道排列于图案区域中。其中，各槽道邻近于表面的开口的最大宽度小于3 μπι。此些槽道用以将一复合光色散为多种不同色光，以致使图案区域经复合光照射而可呈现多样色彩。
[0009]在一些实施例中，槽道的深度与开口的最大宽度实质相等。
[0010]在一些实施例中，开口的最大宽度介于2 μπι至3 μπι的范围内。
[0011 ] 在一些实施例中，此些槽道呈平行排列或网状排列。
[0012]本实用新型又一实施例还提出一种加工件，包含一标示面，标示面包含前述的多彩微结构。
[0013]本实用新型再一实施例提出一种雷射加工装置，用以对加工件加工，而于加工件上形成前述的多彩结构。雷射加工装置包含雷射光源、聚焦头、光束准直模块、运动平台、对位模块及控制模块。雷射光源用于输出雷射光。聚焦头接收雷射光，以将雷射光聚焦输出，并雷射光的聚焦光斑的宽度聚焦至小于3 μπι。光束准直模块包含至少二反射镜及至少二驱动马达，反射镜设置于雷射光源到聚焦头的光路之间。二驱动马达分别控制二反射镜的偏转角度，以令雷射光依次经由二反射镜反射而输出至聚焦头。运动平台用以承载加工件。对位模块撷取加工件相对于雷射光的聚焦光斑的三维空间信息。控制模块电连接运动平台及对位模块，以根据三维空间信息驱动运动平台而移动加工件，以致使聚焦光斑定位至加工件上的加工位置。
[0014]在一些实施例中，加工位置位于加工件的标示面上所定义的图案区域中。控制模块控制雷射光于加工位置上产生最大宽度小于3 μπι的孔穴或槽道。
[0015]综上所述，本实用新型的实施例提出的多彩微结构及具有多彩微结构的加工件，可适用于多种材质的基板，还可形成多种色彩的视觉效果，并且由于仅需在基板表面形成微米等级深度的孔穴或槽道，对基板的破坏性较低。
[0016]以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型第一实施例的具有多彩微结构的加工件的示意图。
[0018]图2为本实用新型第一实施例的多彩微结构的示意图。
[0019]图3为图2中沿A-A线的剖面局部放大图。
[0020]图4为本实用新型第二实施例的多彩微结构的放大示意图。
[0021]图5为本实用新型第二实施例的另一多彩微结构的放大示意图。
[0022]图6为图4中沿B-B线的剖面局部放大图。
[0023]图7为本实用新型第三实施例的雷射加工装置的示意图。
[0024]其中，附图标记
[0025]100:加工件
[0026]110:标示面
[0027]111:图案区域
[0028]200:多彩微结构
[0029]210:基板
[0030]211:图案区域
[0031]220:孔穴
[0032]230:槽道
[0033]300:雷射加工装置
[0034]310:雷射光源
[0035]320:聚焦头
[0036]330:光束准直模块
[0037]331、331，:反射镜
[0038]332:驱动马达
[0039]340:运动平台
[0040]350:对位模块
[0041]351:视觉单元
[0042]352:高度感测器
[0043]360:控制模块
[0044]400:雷射光
[0045]A-A:剖面线
[0046]B-B:剖面线
[0047]Wd:最大宽度
[0048]Dp:深度
[0049]Dt:间距
[0050]X:轴向
[0051]Y:轴向
[0052]Z:轴向
【具体实施方式】
[0053]下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本实用新型的目的、方案及功效，但并非作为本实用新型所附权利要求保护范围的限制。
[0054]图1为本实用新型第一实施例的具有多彩微结构的加工件100的示意图。加工件100包含标示面110，标示面110为需要形成图案(即图案区域111)的表面，一般为产品的外侧表面，但本实用新型非以此为限。例如，应用于具有透明材质(如玻璃、塑胶)的产品时，标示面110亦可为该材质的内侧表面。或者，在一些实施例中，标示面110可为产品中的内部元件的外侧表面(或内侧表面)。在此，加工件100(即产品)以手机外壳为例说明，标示面110即为外壳的背面外侧，但本实用新型非限于此，加工件100还可例如为手表、保温瓶、水龙头等，标示面110则对应可为表面、瓶身、出水口上端表面等。并且，在本实施例中，标示面110上的图案区域111的形状与大小仅为例示，本实用新型并非以此为限，可依照想要呈现的多彩图案而定。
[0055]图2为本实用新型第一实施例的多彩微结构200的示意图。图3为图2中沿A-A线的剖面局部放大图。合并参照图2及图3，多彩微结构200包含基板210及多个孔穴220。基板210的表面(即前述的标示面110)定义有图案区域211。在此，基板210可为金属、玻璃或塑胶等低粗糙度或镜面抛光的材质，或者可为在任一物体的表层上的镀膜。在本实施例中，基板210为手机外壳的背板。
[0056]如图2所示，多个孔穴220是排列于图案区域211中。各孔穴220邻近于表面的开口的最大宽度小于3 μ m(微米)，因此，此些孔穴220可形成绕射光栅，而可将一复合光(例如自然光)色散为多种不同色光，以致使图案区域211经复合光照射而可呈现多样色彩(如同肥皂泡经复合光照射所产生类似彩虹色光的效果)。色散的原理是基于绕射条纹的宽度与波长成正比，因此当复合光入射至绕射光栅时，因为不同色光(具有不同波长)的绕射条纹宽度不相同，因此可呈现色散的现象。
[0057]在此，图2所示意的孔穴220分布方式是平均散布，但本实用新型非以此为限，图案区域211中各部位的孔穴220分布密度可非为均一，可一部分较为密集、一部分较为稀疏，使得密集的部份呈现的多样色彩的程度(亮度)较为明显，稀疏的部份则多样色彩的程度(亮度)较不明显。因此，可按照图案设计的需求在适当的位置上设置适当分布密度的孔穴220。在一实施例中，孔穴220可以紧密的设置，亦即相邻的孔穴220边缘一部分接触(例如相切)。
[0058]在一实施例中，各孔穴220邻近于表面的开口的最大宽度Wd可介于2 μπι至3 μπι的范围内。然而，各孔穴220邻近于表面的开口的最大宽度Wd小于2μπι仍是可行的。按照最大宽度Wd的大小可控制呈现的主要颜色，例如:最大宽度Wd为0.5 μ m时，呈现的主要颜色为绿色。
[0059]在一实施例中，孔穴220的深度Dp与开口的最大宽度Wd实质相等。因此，孔穴220的深度亦小于3 μπι。但本实用新型的实施例非限于孔穴220的深度Dp与开口的最大宽度Wd必然需要实质相等，且孔穴220的深度不以小于3 μ m为限，大于3 μ m而仍能产生绕