用于借助灰度校准的激光标记的方法和设备的制造方法_2

文档序号:9421556阅读:来源:国知局
程期间出现的不同激光控 制信号值的激光功率或者激光脉冲能量的在标记过程期间可能出现的最小波动设置,附加 地存在实施相对的功率测量或者激光脉冲能量测量的另一功率测量装置或者脉冲能量测 量装置。其优选借助半导体元件、尤其光敏二极管构造。所检测的相对的功率波动或者脉 冲能量波动可以与所求取的绝对的功率值/脉冲能量值类似地用于在用于确定的亮度值 的两个校准步骤之间引起分配函数的短时匹配。
[0028]因此,在本发明的一种优选实施方式中设置,在标记预确定的数量的安全文件之 后实施用于至少一个亮度值的校准步骤。在本发明的一种实施方式中,在两个安全文件的 标记之间仅仅对于一个亮度值实施校准步骤。在另一实施方式中设置,只要不需要校准的 匹配就对于不同的亮度值实施相继的校准步骤。理解为,在激光标记设备的开始运行的开 始时对于所期望的所有亮度值分别进行校准。但是,在持续运行中仅仅需要对于单个亮度 值的单个校准步骤,以便检查校准并且节省时间。如果时间不是限制因素,则总是应当进行 完全的校准。
[0029] 通常,可以在实施用于亮度值的校准步骤之后,在所述校准步骤中进行了分配函 数的变化,推断分配函数的用于其他亮度值的需要的变化。如果进行所述推断,则可以在 实施用于所述其他亮度值的随后的校准步骤中实现,校准步骤使分配函数的其他变化不必 要。如果如此实施校准,使得对于进行校准的每一个亮度值而言只要实施校准步骤直至不 再需要分配函数在预给定的公差范围中的匹配,则一旦对于亮度值需要分配函数的匹配所 述推断就引起校准的显著加速,其中校准多个亮度值。在为了开始运行的校准时,推断也引 起整个校准的加速。
[0030] 在一种实施方式中设置,如果需要校准的通过分配函数的变化的匹配,则对于同 一亮度值直接重复校准步骤。因此,在所述实施方式中,只要在先前所实施的校准步骤中需 要分配函数的变化,就对于同一亮度值实施另一校准步骤。
[0031] 如果在安全文件的标记之间实施仅仅一个校准步骤,则在一种实施方式中设置, 使所选择的亮度值周期性地变化。因此,根据预确定的数量的安全文件每一个出现的亮度 值分别经受一次校准检查或者校准。
[0032] 在另一实施方式中设置,亮度值分别随机地求取。在所述方法中,可能出现的具有 周期波动的长期漂移可以没有不利地影响校准或者更好地追寻校准。
[0033] 在一种优选实施方式中,在校准步骤期间在求取激光功率或者激光脉冲能量时将 多个激光脉冲引导到绝对地测量的测量头上并且实施多个激光脉冲的求平均。如果绝对地 测量的测量头具有测量惯性,所述测量惯性大于所使用的激光器的重复率,则所述求平均 是特别有意义的。如果绝对地测量的测量头可以实施借助测量频率20kHz的测量并且使用 具有重复频率100kHz的激光器,则所述求平均是有意义的。否则,可能需要激光脉冲选择 装置的使用,所述激光脉冲选择装置例如仅仅将每第五个激光脉冲偏转到测量头上或者使 其通过。为此,例如可以使用密封罩、可控制的遮光板或者斩光器(Blendenrad)。
【附图说明】
[0034] 以下参照附图进一步阐述本发明。附图示出:
[0035] 图1:用于激光标记的设备的示意图;
[0036] 图2 :用于激光标记的方法的一种实施方式的示意性流程图。
【具体实施方式】
[0037] 在图1中示意性示出用于安全文件2的激光标记的设备1。所述组成部分的大小 比例不相应于真实的情况。设备1包括激光器3,所述激光器优选构造为脉冲激光器。激光 器3具有控制输入端4,通过所述控制输入端可以接收激光控制信号5,借助所述激光控制 信号可以控制激光功率或者脉冲能量。
[0038] 激光控制信号5由控制装置10产生。所述控制装置优选包括微处理器11以及存 储单元12,在所述存储单元中存储程序代码13,所述程序代码可以在微处理器11上实施。 在微处理器11、存储单元12以及程序代码13的共同作用中,在所述程序代码的实施时得到 控制装置10的功能性。所述控制装置如此构造,使得所述控制装置可以通过接口 15检测 图形信息16,所述图形信息描述要标记到安全文件2中的具有不同亮度值的图形。控制单 元可以构造为个人计算机(PC)。替代地,控制单元然而也可以构造为用于计算机的插拔卡 或者独立的单元。
[0039] 因此,给图形的每一个二维或者三维位置分配一个亮度值或者灰度值。图形信息 例如构造为元组(Tupel),所述元组分别包括用于标记的位置的地点坐标以及用于所述标 记的亮度值或者灰度值。优选地,所接收的图形信息16'暂存在存储单元12中。对于确定 的文件坯件或者安全文件2,给每一个亮度值分配一个为了将相应的亮度值标记在安全文 件2中所需要的确定的激光功率或者激光脉冲能量。亮度值和所需要的激光功率/脉冲能 量之间的关系预已知,然而通常不能通过线性函数示出。然而,存在分配函数18,所述分配 函数给亮度值分配激光功率或者激光脉冲能量。在所示出的实施方式中,所述分配函数18 或者其参数化同样存储在存储单元12中。在其他实施方式中,分配函数可以集成在程序代 码13中。
[0040] 在另一实施方式中,分配函数18可以与图形信息16共同地提供或者分离地传输 给控制装置10并且例如通过接口 15接收。当应当标记不同类型的安全文件2或者安全文 件坯件时这是有利的,所述安全文件或者安全文件坯件具有不同的材料组成,从而所需要 的用于达到确定的亮度值的(期望)激光功率或者(期望)激光脉冲能量是不同的,所述 亮度值用于不同安全文件坯件。
[0041] 亮度值和对于构造所述亮度值需要的激光脉冲能量之间的关系在文件开发时求 取。为此,图像点借助预给定的网栅中的恒定的激光脉冲能量标记到相应的文件类型的文 件中。借助测量设备、例如密度计(Densiometer)求取所得到的灰度值或者亮度值。因此, 对于预给定的网栅求取亮度值和激光脉冲能量的分配,其方式是,对于不同的激光脉冲能 量迭代地实施所述方法。基于网栅的认识,可以在确定的激光脉冲能量时推断出各个图像 点的亮度。如果进行借助不同的图像点间距的标记,则所述整个方法也可以对于多个网栅 实施。根据所使用的网栅(图像点间距),对于平面的文件区段的产生需要不同的激光脉冲 能量,所述文件区段引起预给定的均匀的亮度印象(灰度值)并且分别借助以相同能量产 生的图像点构成。粗略地适用以下,网栅越粗略(点间距越大),则各个相同类型的激光脉 冲的激光脉冲能量一定越大,以便产生平面区域的同一颜色印象。然而,所有这些考虑对于 图形信息的产生是重要的。因此,在标记时由控制装置根据所使用的网栅依照用于所述网 栅的分配函数来选择所需要的激光脉冲能量。如果文件以图像点标记,所述图像点施加在 不同的网栅中,则分配函数可以理解为两个变量的函数。用于预给定的亮度值的激光脉冲 能量也还取决于图像点步宽。图像点步宽但也可以理解为分配函数的集合的集合参数。所 述考虑能够实现最接近的实际使用。不取决于选择何种具体的构型地,在控制单元中实现 图形信息的亮度值和用于产生预给定的激光脉冲能量的控制值之间的分配。通过根据本发 明的方法在校准时匹配所述分配函数。
[0042] 为了在安全文件2中进行图形信息的标记、即在安全文件2中构造包含在图形信 息16中的图形,由控制装置10根据图形信息16产生位置控制信号31以及激光控制信号 5。激光控制信号5借助控制线路6引导到激光器3的控制输入端4上并且由此控制所产 生并且所辐射的激光40的激光功率或者脉冲能量。
[0043] 通过位置控制信号31控制位置控制装置32。在所示出的实施方式中,所述位 置控制装置是射束引导光学器件33的组成部分,所述射束引导光学器件将由激光器3产 生的激光40引导到安全文件2上。例如可以是两轴偏转装置34的位置控制装置32,所 述两轴偏转装置由包括两个围绕彼此基本上垂直定向的轴51、52和设置有电流驱动装置 (Galvanoantrieb)53、54的可摆动的偏转镜55、56。位置控制信号31与激光控制信号5 以以下方式在时间上相关地或者同步地产生并且输送给激光器3或者位置控制装置32,使 得具有分配给所期望的亮度值的激光功率或者激光脉冲能量的激光40在相应的位置处照 射在安全文件上或者安全文件中,所述相应的位置相应于相应的亮度值根据图像信息的位 置。因此,连续地或者迭代地将存储在图形信息16中的图形通过激光标记21标记到安全 文件2中,所述安全文件容纳在保持部或者文件容纳部60中。
[0044] 虽然,在忽略安全文件或者安全文件坯件的可能出现的制造波动的情况下恰好已 知对于确定的灰度值的构造需要的、用于确定的安全文件类型或者安全文件还件的类型的 激光功率或者激光脉冲能量,然而激光40的实际上由激光器3提供的激光功率或者其激光 脉冲能量不能精确地预测。这具有不同的原因,例如具有激光器3内的电子元件的老化效 应、激光器3中的光学调节、激光介质或者光学栗浦设备的老化现象、用于激光40的射束引 导的元件(透镜、镜等)上的污物或者对用于确定的施加在控制输入端4上的控制值的实 际提供的激光功率或者激光脉冲能量的影响。因此需要,在首次开始运行之前、在较长的运 行中断之后的开始运行时而且不时地在运行期间以以下方式进行校准,使得确保安全文件 中的通过激光产生的标记具有根据图形信息设置的亮度值。
[0045] 在射束引导装置中,激光脉冲能量的测量尽可能在原本的标记地点附近实施。这 意味着,射束引导装置的仅仅尽可能少的元件布置在激光从射束引导装置的耦合输出地点 和标记地点之间。
[0046] 在现有技术中这通过以下实现:标记已经在安全文件中进行并且光学地与预给定 进行了比较并且相应地在偏差的情况下进行了对分配函数的校正。
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