用于借助灰度校准的激光标记的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于激光标记的方法以及一种设备，所述设备包括：a)用于检测图形信息的控制装置(10)，所述图形信息描述具有不同亮度值的图形；b)其中，所述控制装置(10)构造用于根据所述图形信息(16)产生位置控制信号(31)和激光控制信号(5)；c)激光器(3)，其激光功率能够借助所述激光控制信号(5)控制；以及d)射束引导光学器件，其用于将由所述激光器(3)辐射的激光(40)引导到所述安全文件(2)上；以及e)至少一个能够借助所述位置控制信号(31)控制的位置控制装置，所述位置控制装置用于在时间上与借助所述激光控制信号(5)确定的激光功率或者激光脉冲能量匹配地相对于所述安全文件(2)地定位所述激光(40)，从而能够实施所述安全文件借助具有不同亮度值的图形的位置正确的标记，其中，所述设备(1)包括绝对地测量的测量头(70)以及耦合输出单元(80)，所述耦合输出单元用于从用于所述激光标记的射束路径(41)耦合输出所述激光(40)的所限定的份额(42)，其中，所述测量头(70)输出代表绝对地测量的光功率/脉冲能量的校准信号，其中，所述控制单元构造用于在所述设备的运行中实施至少一个校准步骤，其中，用于亮度值的激光控制信号(5)产生并且在所述校准步骤期间保持恒定，由所述激光(40)的耦合输出的所限定的份额(42)的所测量的功率或者能量推断对于所述标记可供使用的功率或者能量并且将其与所述期望激光功率/期望激光脉冲能比较，并且如果在所述比较中求取出在预给定的公差阈值之上的差，则进行通过所述分配函数(18)的变化的校准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于借助灰度校准的激光标记的方法和设备
本专利技术涉及一种用于安全文件的激光标记的方法以及一种相应的设备，借此可以将描述具有不同亮度值的图形的图形信息存储到安全文件中。
技术介绍
由现有技术已知，在使用激光辐射的情况下标记安全文件。特别地，基于塑料制造的安全文件可以借助激光辐射如此标记，使得图形信息存储在安全文件的表面上或者内部中。为了实现在安全文件的内部中的存储，例如给透明材料层添加颜料，所述颜料虽然有利于激光辐射的吸收，然而完全没有或者仅仅不重要地损害材料的普遍的透明性。所入射的激光辐射在设置有颜料的层中被局部地吸收并且由此例如引起塑料的碳化。根据所入射的能量调节不同的涂黑度即不同的灰度。在此，对于确定的灰度的产生所需要的能量与要标记的安全文件相关。对于相同制造的安全文件坯件预已知对于引起确定的涂黑度或者确定的灰度值所需要的能量。在由现有技术已知的设备中使用可以通过激光控制信号在其激光功率或者激光脉冲能量方面控制的激光器。优选地，脉冲的激光器用于激光标记，并且图形信息逐点地组合。在此，将所有可图形显示的信息视为图形信息。因此，图形信息可以单独地或者以任意组合地包括图像——例如面部图像、线条图、文字、数字等等。特别优选地，对于具有确定的灰度值的每一个图像点使用恰好一个激光脉冲来标记。然而也可能的是，使用限定的能量的多个激光脉冲来产生同一图像点或者使多个点部分地重叠。然而，通过所述激光控制信号能够仅仅相对地影响激光功率或者激光脉冲能量。这意味着，可能不精确地预给定精确的激光功率或者激光脉冲能量。因此需要的是，以以下方式进行校准，使得对于应当标记的每一个灰度值以以下方式进行校准，使得激光控制信号、即激光控制信号的控制值变化，直至实现借助相应的灰度值的标记。可以根据激光控制信号的如此求取的控制值产生分配函数，所述分配函数给要标记的灰度值分配相应的控制信号值，从而达到相应的激光脉冲能量或者激光脉冲功率以借助相应的灰度值标记图像点。因为由于热波动和其他周围环境影响对于激光控制信号的同一控制值和实际产生的激光功率或者激光脉冲能量可能容易地变化，所以由现有技术已知，使所产生的到光电二极管上的激光的一部分耦合输出并且其信号(所述信号是耦合输出的激光的所检测的激光功率或者脉冲能量的度量)用作用于调节回路的调节信号，所述调节回路引起激光控制信号的校正。由此虽然可能的是，在较长的时间段上使用经校准的设备来进行激光标记，以便实现具有足够的质量和各个灰度值的可复制性的安全文件，然而间隔地需要重新的校准循环，在所述校准循环中将实际产生的灰度值与要达到的灰度值进行比较。所述校准可以仅仅由特定培训的技术人员进行和/或要求可以精确地相互比较灰度值的耗费的光学测量装置。在此要说明的是，视觉察觉的灰度值通常通过多个图像点来确定。首先，各个图像点的实际灰度值起作用。同样，然而也通过图像点密度、即每面积的图像点数量来影响可察觉的灰度值。通常，各个图像点分别在对于图形信息统一的网栅中置入到文件中。当然也可能的是，图像点以彼此不同的间距布置。在求取或者确定用于激光标记的各个图像点的灰度值时已知以下间距：以所述间距在文件中构造图像点。相应地，确定用于各个图像点的灰度值。在所构造的图像点可以彼此部分地叠加的安全文件中，得到在观察者处引起所期望的灰度印象的图形信息。这然而以以下为前提：不仅图像点的间距而且借助激光标记所构造的各个图像点的单个灰度值是正确的。
技术实现思路
因此，本专利技术所基于的技术任务在于创造一种方法和一种设备，借此可以实施激光标记并且降低通过服务技术人员的干预的必要性，而尽管如此可以可靠地实施精确的灰度标记。专利技术的基本构思本专利技术所基于的构思在于如此构造一种方法和一种设备，使得用于激光标记的设备装配有绝对地测量激光功率或者激光脉冲能量的测量头并且使用如此获得的测量结果，以便改变并且适合地匹配分配函数，所述分配函数给灰度值分配激光控制值。优选实施方式创造一种用于安全文件的激光标记的方法，所述方法包括以下步骤：a)检测图形信息，所述图形信息描述具有不同亮度值的图形；b)根据所述图形信息产生位置控制信号和激光控制信号，其中给每一个亮度值分配一个对于引起在安全文件中具有相应的亮度值的激光标记所需要的期望激光功率或者期望激光脉冲能量，并且在产生激光控制信号时借助分配函数给每一个亮度值分配一个控制值，所述控制值设置用于产生具有相应的激光功率或者激光脉冲能量的激光；c)借助激光控制信号来控制激光器并且根据激光控制信号辐射具有激光功率或者激光脉冲能量的激光；d)借助位置控制信号在时间上匹配地控制至少一个位置控制装置，以便相对于优选在文件容纳部中布置的安全文件地定位所辐射的激光，从而通过迭代地实施方法步骤b)至d)来实施安全文件借助具有不同亮度值的图形的位置正确的标记，其中实施至少一个校准步骤，其中在实施所述校准步骤时具有用于亮度值的控制值的激光控制信号产生并且在校准步骤期间保持恒定，激光的所限定的份额从用于激光标记的射束路径耦合输出并且引导到绝对地测量的测量头中并且绝对地测量激光的引导到测量头上的耦合输出的份额的功率或者其在测量头中存放的能量，并且由激光的耦合输出的份额的所测量的功率或者能量来求取对于所述标记可供使用的功率或者脉冲能量并且将所求取的功率与期望激光功率比较或者将所求取的脉冲能量与期望激光脉冲能量比较，并且如果在所述比较时求取出在预给定的公差阈值之上的差，则通过分配函数的变化匹配校准。此外，创造一种用于激光标记的设备，所述设备包括：a)具有用于检测图形信息的接口的控制装置，所述图形信息描述具有不同亮度值的图形；b)其中控制装置构造用于根据所述图形信息产生位置控制信号和激光控制信号；其中给每一个亮度值分配一个对于引起在安全文件中具有相应的亮度值的激光标记所需要的期望激光功率或者期望激光脉冲能量，并且借助分配函数给每一个亮度值分配一个控制值，所述控制值设置用于产生具有相应的激光功率或者激光脉冲能量的激光；c)激光器，其激光功率可以借助激光控制信号控制，并且根据激光控制信号辐射具有激光功率或者激光脉冲能量的激光；以及优选地d)用于容纳要标记的安全文件的容纳部；e)射束引导光学器件，其用于将由激光器辐射的激光引导到安全文件上；以及f)至少一个可以借助位置控制信号控制的位置控制装置，所述位置控制装置用于在时间上与借助激光控制信号确定的激光功率或者激光脉冲能量匹配地相对于优选在容纳部中容纳的安全文件地定位激光，使得可以实施安全文件借助具有不同亮度值的图形的位置正确的标记，其中，所述设备包括绝对地测量的测量头以及耦合输出单元，所述耦合输出单元用于从用于激光标记的射束路径耦合输出激光的所限定的份额并且将耦合输出的份额引导到绝对地测量的测量头上，其中测量头实施用于绝对地测量激光的引导到测量头上的耦合输出的份额的功率或者能量并且输出代表绝对地测量的光功率或者所存放的能量的校准信号，其中控制装置构造用于检测并且分析处理代表所检测的激光功率或者能量的校准信号，其中控制装置还构造用于在所述设备的运行中实施至少一个校准步骤，在所述至少一个校准步骤中用于亮度值的激光控制信号产生并且在所述校准步骤期间保持恒定，由激光的耦合输出的份额的所测量的激光功率或者激光脉冲能量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于安全文件(2)的激光标记的方法，所述方法包括以下步骤：a)检测图形信息(16)，所述图形信息描述具有不同的亮度值的图形；b)根据所述图形信息(16)产生位置控制信号(31)和激光控制信号(5)，其中，给每一个亮度值分配一个对于引起在安全文件(2)中具有相应的亮度值的激光标记(21)所需要的期望激光功率或者期望激光脉冲能量，并且在产生所述激光控制信号(5)时借助分配函数(18)给每一个亮度值分配一个控制值，所述控制值设置用于产生具有根据所述期望激光功率的相应的激光功率或者根据所述期望激光脉冲能量的激光脉冲能量的激光(40)；c)借助所述激光控制信号(5)控制激光器(3)并且根据所述激光控制信号辐射具有激光功率或者激光脉冲能量的激光(40)；d)借助所述位置控制信号(31)时间匹配地控制至少一个位置控制装置(32)，使得所辐射的激光(40)相对于所述安全文件(2)定位，从而通过方法步骤b)至d)的迭代的实施借助具有不同亮度值的图形实施所述安全文件(2)的位置正确的标记，其特征在于，实施至少一个校准步骤，其中，在实施所述校准步骤时具有用于亮度值的控制值的激光控制信号(5)产生并且在所述校准步骤期间保持恒定，所述激光(40)的所限定的份额从用于所述激光标记的射束路径(41)耦合输出并且引导到绝对地进行测量的测量头(70)中并且绝对地测量所述激光(40)的引导到所述测量头(70)上的耦合输出的份额或者其在所述测量头中存放的能量，并且由所述激光(40)的耦合输出的份额的所测量的功率或者能量求取对于标记可供使用的功率或者脉冲能量并且将所求取的功率与所述期望激光功率比较或者将所求取的脉冲能量与所述期望激光脉冲能量比较，并且如果在比较时求取出在预给定的公差阈值之上的差，则进行通过分配函数(18)的变化的校准。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.23 DE 102013207379.81.一种用于安全文件(2)的激光标记的方法，所述方法包括以下步骤：a)检测图形信息(16)，所述图形信息描述具有不同的亮度值的图形；b)根据所述图形信息(16)产生位置控制信号(31)和激光控制信号(5)，其中，给每一个亮度值分配一个对于引起在安全文件(2)中具有相应的亮度值的激光标记(21)所需要的期望激光功率或者期望激光脉冲能量，并且在产生所述激光控制信号(5)时借助分配函数(18)给每一个亮度值分配一个控制值，所述控制值设置用于产生具有根据所述期望激光功率的相应的激光功率或者根据所述期望激光脉冲能量的相应的激光脉冲能量的激光(40)；c)借助所述激光控制信号(5)控制激光器(3)并且根据所述激光控制信号辐射具有激光功率或者激光脉冲能量的激光(40)；d)借助所述位置控制信号(31)在时间上匹配地控制至少一个位置控制装置(32)，使得所辐射的激光(40)相对于所述安全文件(2)定位，从而通过迭代地实施方法步骤b)至d)来借助具有不同亮度值的图形实施所述安全文件(2)的位置正确的标记，其特征在于，实施至少一个校准步骤，其中，在实施所述校准步骤时具有用于亮度值的控制值的激光控制信号(5)产生并且在所述校准步骤期间保持恒定，所述激光(40)的所限定的份额从用于所述激光标记的射束路径(41)耦合输出并且引导到绝对地进行测量的测量头(70)中并且绝对地测量所述激光(40)的引导到所述测量头(70)上的耦合输出的份额的功率或者其在所述测量头中存放的能量，并且由所述激光(40)的耦合输出的份额的所测量的功率或者能量求取对于标记可供使用的功率或者脉冲能量并且将所求取的功率与所述期望激光功率比较或者将所求取的脉冲能量与所述期望激光脉冲能量比较，并且如果在比较时求取出在预给定的公差阈值之上的差，则进行通过分配函数(18)的变化的校准。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光(40)的功率或者能量借助包括热电堆(71)的测量头(70)测量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每一次标记一个安全文件(2)或者预给定的数量的安全文件之后对于亮度值实施校准步骤。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，如果进行了所述分配函数的匹配，则对于同一亮度值直接重复校准步骤。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，只要不需要所述分配函数的匹配，则对于不同的亮度值相继地实施校准步骤。6.根据权利要求1至3和5中任一项所述的方法，其特征在于，作为脉冲激光提供所述激光(40)，并且在所述校准步骤期间实施多个激光脉冲的求平均。7.根据权利要求1至3和5中任一项所述的方法，其特征在于，将所述激光(40)的另一固定的...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·里希特，
申请(专利权)人：联邦印刷有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE