[发明专利]在工件的不平整表面上激光直接成像的设备及成像方法

说明书

本发明公开了一种在工件的不平整表面上激光直接成像的设备，包括：设置在光轴上的发光光源、准直镜、可沿光轴移动的成像透镜，可转动光路反射单元和计算机控制系统，工件的不平整表面上涂镀有感光油墨层。计算机控制系统用于：输入工件的不平整表面的信息，以及将待印制图像光栅化后并投影到不平整表面上的感光油墨层形成若干个待曝光点；控制可转动光路反射单元、成像透镜和工件运动，以及控制发光光源出光，使出射光在感光油墨层上进行若干次往复扫描，对若干个待曝光点进行全部曝光。本发明还公开了一种在不平整表面上直接激光成像的方法。本装置和方法，解决了在不平整表面上不能直接进行激光成像的问题。

技术领域

本发明属于激光直接成像领域，尤其涉及到一种在工件的不平整表面上激光直接成像的设备及成像方法。

背景技术

LDI(laser Direct Image,激光直接成像),是直接利用CAM工作站输出的数据，驱动激光直接成像的装置。LDI具有以下优点：(1)、无需使用菲林，大大提高了生产效率，简化了制作工序；(2)、灵活的比例设定模式大大提高了机器的对位精度；(3)、明显提高制作精度，减少图形转移误差；(4)、操作性能好；(5)、清洁度高。尽管LDI有上述描述的优点，但是目前LDI只能对平整的平面或者回转体表面进行直接激光成像。随着工业的不断发展，各种具有不规则曲面形状的工件不断出现，很多时候需要在不规则曲面上需要激光直接成像，鉴于目前的技术现状，无法满足这一使用需求。

发明内容

本发明提供了一种在工件的不平整表面上激光直接成像的设备及成像方法，其目的在于解决现有技术中无法在工件的不平整表面上进行激光直接成像的问题。

本发明的方案如下：

一种在工件的不平整表面上激光直接成像的设备，包括：设置在光轴上的发光光源、准直镜、可沿光轴移动的成像透镜，可转动光路反射单元和计算机控制系统，工件的不平整表面上涂镀有感光油墨层；

发光光源发出的激光经准直镜准直后形成准直光，准直光经过成像透镜透射后入射至可转动光路反射单元，经可转动光路反射单元改变光路传播方向后后形成出射光，出射光在不平整表面上的感光油墨层上曝光；

计算机控制系统用于：读取工件的不平整表面的信息，以及将待印制图像光栅化后并投影到不平整表面上的感光油墨层处理成若干个待曝光点；控制可转动光路反射单元、成像透镜和工件运动，以及控制发光光源有效出光，使出射光在感光油墨层上进行若干次往复扫描，对若干个待曝光点进行全部曝光。

优选地，将待印制图像光栅化的具体步骤为：将待印制图像划分为m行*n列，得到m*n个像素点。

优选地，计算机控制系统控制可转动光路反射单元、成像透镜和工件运动，使出射光在工件的不平整表面上进行若干次往复扫描，并将存储于计算机控制系统中的图像印制在感光油墨层上的具体步骤为：

选取投影到感光油墨层的待印制图像的第p(1≤p≤m)行第i(1≤i

≤n)列的像素点Q_pi作为待曝光点；

定义发光光源到成像透镜的光心的物距为U_Pi，成像透镜的光心到可转动光路反射单元的光束入射点的距离为V_pi，待曝光点Q_pi到可转动光路反射单元的出射点的距离为D_Pi,定义成像透镜的焦距为f；

根据透镜成像公式计算机控制系统根据D_Pi的数值变化控制成像透镜沿着光轴移动,以使待曝光点Q_pi在工件的感光油墨层上聚焦曝光；

其中，D_Pi、U_Pi和V_pi的值随着扫描点的不同而变化。