專利名稱：使用激光束將圖像在木制載體轉(zhuǎn)印的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種借助于激光束受控施加把圖像轉(zhuǎn)印在一木制載體上的 轉(zhuǎn)印裝置和方法。
背景技術(shù)：
在任何載體上，例如紙張、塑料、金屬或木材等，使用激光束進(jìn)行標(biāo) 記、切割或再現(xiàn)圖像在過去一段時間業(yè)已公知。對于作為待處理的載體的 任何材料可以制定最適合的激光束波長，即對于這種載體材料的最適合激 光器類型，以及使激光束能夠按要求切割和再現(xiàn)圖像的激光束的發(fā)射功率 和脈沖頻率。在本技術(shù)領(lǐng)域的科技文獻(xiàn)中提供了一些關(guān)于激光束的波長、激光器的類型(即活性材料的類型、這種活性材料的抽運類型和相對的操作 條件)、發(fā)射功率和脈沖頻率以及作為由激光束待處理的載體的材料等之間 的關(guān)系及圖表。具體地說，眾所周知，在木制的載體上，例如一鏡框或衣柜門，進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)印，可使用氣態(tài)活性材料的激光器，如C02激光器，或固態(tài)活性材料的，如紅寶石或釹等離子晶體來進(jìn)行是較為有利。首先將一數(shù)字格式的圖像轉(zhuǎn)換為一套激光源操作指令，然后通過調(diào)制 由激光束基于所述操作指令發(fā)射的功率和脈沖頻率，將圖像轉(zhuǎn)印在木制載 體上。美國專利申請公開號US-A1-2005/0006357簡述了通過一稱之為"計 算機(jī)輔助激光系統(tǒng)"的系統(tǒng)由獲取或生成一數(shù)字圖像開始，再把這圖像在 一木制載體轉(zhuǎn)印的方法的簡化圖。在這一出版物中，既沒有提及可用于該圖像轉(zhuǎn)印的激光器類型，亦沒有提及按照激光束的功率發(fā)射和脈沖頻率調(diào)節(jié)激光束以及相對于木制載體 移動和聚焦激光束的操作模式，反之亦然。此外，美國專利申請US-A1-2005/0006357亦沒有提及把再現(xiàn)木紋圖 像轉(zhuǎn)印在木制載體上。Taniguchi的美國專利US 4， 847， 184教導(dǎo)了如何使用一與最好以鍺 (或Cd-Te)為基的聲光(或電光)調(diào)制器接合的C(V激光源，該調(diào)制器位于激 光束源的下游，以致于在一最好經(jīng)加快碳化和/或脫色的介質(zhì)預(yù)先處理的木 制載體上調(diào)制激光束。更詳細(xì)地說，美國專利US 4， 847， 184所述的方法提供了以下步驟 產(chǎn)生一幅或多幅灰度梯度的圖像，利用上述添加劑對木制載體作預(yù)處理， 產(chǎn)生一激光束并由在激光源以外的所述聲光或電光調(diào)制器對該激光束進(jìn)行 調(diào)制，然后依照之前生成的圖像的圖文信息把這激光束引導(dǎo)到木制載體 上。使用一種本身公知并在激光源以外的調(diào)制器會在調(diào)制激光束方面帶來 一些困難而且不可能采用高發(fā)射功率，因為這類調(diào)制器(不論是以Ge-或 Cd-Te-為基的)必須在這類裝置中使用。這意味美國專利US 4,847,184所述的裝置及其相應(yīng)的使用方法，既 不能保證在木制載體上高精度地再現(xiàn)圖像，也不能在載體上達(dá)到高的處理 速度和/或切割深度。此外，美國專利US 4,847,184亦沒有提供采用一激光束的傳輸系 統(tǒng)，例如使激光束能夠在木制載體上聚焦和移動，其可追蹤激光束的復(fù)雜 三維外形，但美國專利US 4，847，184只提供一能使激光束在平的或多數(shù)為 圓柱形表面上移動和聚焦的激光束傳輸系統(tǒng)。最后，Taniguchi的專利既沒有提及到能夠把木紋的圖像在木制載體 上轉(zhuǎn)印，亦沒有提及到轉(zhuǎn)印的圖像在表面以下深達(dá)零點幾毫米。因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種透過激光把圖像在一木制載體上 轉(zhuǎn)印而沒有上述缺點的裝置，故而能夠按要求高精度地使圖像在這木制載 體上再現(xiàn)，同時能達(dá)到高速處理和/或在載體內(nèi)大的圖象轉(zhuǎn)印深度。本發(fā)明的另一個目的是提供一種透過激光把圖像在一木制載體上轉(zhuǎn)印 的裝置及其操作方法，其使圖像在一有復(fù)雜三維形狀的載體上轉(zhuǎn)印，即不 僅可在平面上或三維軸對稱表面上轉(zhuǎn)印，還可在諸如來復(fù)槍托(或柄)或槍 柄等非對稱件上轉(zhuǎn)印。本發(fā)明的再一目的是提供一種透過激光束把圖像在一木制載體上轉(zhuǎn)印 的方法，該方法既易于實施，又可作非常有效地使用上述的裝置。本發(fā)明的又一個目的是提供一種透過激光把再現(xiàn)木紋的圖像在木制載 體上轉(zhuǎn)印的方法，該方法可得到一外觀極其自然的成品。發(fā)明內(nèi)容上述這些及其它目的通過根據(jù)獨立權(quán)利要求1及其從屬權(quán)利要求所述 的透過激光把圖像在木制載體上轉(zhuǎn)印的裝置，以及根據(jù)獨立權(quán)利要求12及 其從屬權(quán)利要求所述的透過激光把圖像在木制載體上轉(zhuǎn)印的方法來達(dá)到 的。根據(jù)本發(fā)明的把圖像在木制載體轉(zhuǎn)印的裝置包括圖像獲取和/或生成 裝置、至少一激光束源、使激光束相對于木制載體旋轉(zhuǎn)和/或平移，或者反 之亦然的聚焦和移動裝置、至少一激光束的發(fā)射的調(diào)節(jié)單元、至少一所述 聚焦和移動裝置的控制單元以及把待轉(zhuǎn)印的圖像的信息轉(zhuǎn)換為所述調(diào)節(jié)激 光束的發(fā)射的調(diào)節(jié)單元和所述聚焦和移動裝置的控制單元的指令的裝置。有利的是，所述激光束的調(diào)節(jié)單元通過直接改變活性材料的抽運和/ 或通過改變一置于所述激光源的諧振腔中的調(diào)制器的操作來調(diào)制所述激光 束的發(fā)射。具體地說，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的方面，當(dāng)激光束源的活性材料為 氣態(tài)(例如C0或C02)時，所述激光束的發(fā)射的調(diào)節(jié)單元能夠直接調(diào)節(jié)氣體 態(tài)活性材料的抽運?；蛘?，當(dāng)激光束源的活性材料為固態(tài)時，這個調(diào)節(jié)單元能夠調(diào)節(jié)一直接置于激光源的諧振腔中的Q開關(guān)調(diào)制器。通過活性材料的抽運或一腔內(nèi)調(diào)制器的調(diào)制，本發(fā)明的裝置可在激光 束發(fā)射的強(qiáng)度方面作非常準(zhǔn)確的管理，以致于在木制載體上高精度地再現(xiàn)灰度梯度的圖像以及在木制載體上達(dá)到更高功率(高達(dá)1500 W及更多)的處理。此外，與現(xiàn)有的裝置相比，本發(fā)明通過直接控制抽運或一腔內(nèi)調(diào)制器(較佳為使用優(yōu)選的射頻范圍的電磁場來激發(fā)C(V激光器時)，可獲得明顯的 節(jié)能效果。再者，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的方面，所述使激光束相對于該木制載 體旋轉(zhuǎn)和/或平移的聚焦和移動裝置屬于這樣一種類型，其具有一帶有2或 3坐標(biāo)軸的掃描頭。因此，既可在調(diào)節(jié)焦距方面，達(dá)到高精度地聚焦，又可 在使該激光束(或更好的在該待處理的載體上的蹤跡或點)相對于木制載體 的移動方面，達(dá)到高精度地輸送，以致于本發(fā)明的裝置可使圖像轉(zhuǎn)印在有 三維或非對稱形狀的載體上。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選的方面，通過一裝置，其設(shè)有至少一激光束 源、使激光束相對于這木制載體的聚焦及移動裝置以及至少一所述激光束 的發(fā)射的調(diào)節(jié)單元，使圖像轉(zhuǎn)印在一木制載體上的方法包括以下步驟 獲取和/或生成一待轉(zhuǎn)印的圖像； 把這圖像信息轉(zhuǎn)換為相對于所述載體調(diào)節(jié)激光束的發(fā)射、移動和聚焦 的調(diào)節(jié)指令； 根據(jù)上述指令，對激光束的移動和聚焦裝置及激光束的調(diào)節(jié)單元進(jìn)行 操作，以便在木制載體上再現(xiàn)圖像。本發(fā)明的方法還提供了調(diào)節(jié)單元，該調(diào)節(jié)單元通過直接調(diào)節(jié)活性材料 的抽運和/或通過調(diào)節(jié)一置于該激光源的諧振腔中的調(diào)制器的操作來控制激 光束的發(fā)射。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法的一具體的實施例，本方法的目的是把較好 為16-256灰度梯度的再現(xiàn)木紋的圖像轉(zhuǎn)印在木制載體上，以致于該再現(xiàn)的 木紋具有自然的外觀。對于這目的，按照本發(fā)明理想的做法，申請人識別了木制載體必須經(jīng) 受每表面單位的能量范圍在2.35 j/cm2-43. 7 j/cm2之間的能量，目的在 于在沒有使木制載體碳化或在木制載體上去除過多材料的情況下，使木材達(dá)零點幾毫米的厚度的顏色變黑。根據(jù)本發(fā)明的方法的另一方面，至少部分待轉(zhuǎn)印的圖像是通過隨機(jī)產(chǎn) 生而獲得并可轉(zhuǎn)印在手槍的木制部分上，例如手槍或卡賓槍的手柄、來復(fù) 槍槍托或前護(hù)木及其類似。


以下將結(jié)合附圖通過非限定性的實施例對本發(fā)明的裝置的一具體實施 例和本裝置的操作方法的一獨特實施例作敘述，其中 -圖1是本發(fā)明的較佳裝置的功能圖；以及 -圖2是圖1中所示的裝置的操作方法的方框圖。具體實施方式

參照圖1，這是本發(fā)明的一具體的實施例，本發(fā)明的把圖像在木制載 體10上轉(zhuǎn)印的裝置包括圖像I獲取和/或生成的裝置1、 2、 3、至少一 激光束L源5、將激光束L在木制載體10上聚焦和定向的裝置6、 8(反之 亦然，即使木制載體10相對于激光束L移動)、至少一激光束的發(fā)射的調(diào) 節(jié)單元4，其對激光束源5起作用以及至少一激光束的聚焦和定向(或移動) 裝置6、 8的控制單元7、 9。應(yīng)該注意的是，本文中所用的用語"使激光束在載體上聚焦和定向 (或引導(dǎo)、或移動)的裝置"是指，這些裝置能通過聚焦和定位，例如透過 本領(lǐng)域公知的光纖或馬達(dá)驅(qū)動鏡、或其它光學(xué)裝置或電光裝置，即該激光 束L在待處理的載體10上的圖形來限定光點的大小。如圖所示的裝置還包括將圖像I的圖形信息轉(zhuǎn)換為一組操作指令，其 既給予激光束L發(fā)射的調(diào)節(jié)單元4，也給予使激光束L在木制載體10上的 聚焦和移動(或引導(dǎo))裝置6、 8的控制單元7、 9。在根據(jù)本文所述的發(fā)明裝置的具體實施例中，該圖像I獲取和/或生 成的裝置可包括一處理器1，其可選擇性地與一圖像獲取組件2(掃描器)連 接，還設(shè)有至少圖像I的管理軟件3。在這種情況下，圖像以數(shù)字格式由處理器1管理和儲存，例如位映像、光柵或直接矢量格式的圖像。正如以下 所看到那樣，這圖像I最好可經(jīng)這樣處理和儲存以致使所得的為黑白或者16-256灰度梯度的數(shù)字圖像。圖像I的管理軟件3可包括任何圖像編輯程序，其適合于諸如編輯任 何由掃描器2數(shù)字化的圖像，或可包括一即時形成圖像I的CAD系統(tǒng)，或 其還可以是任何適合以隨機(jī)或偽隨機(jī)的方式形成操作者所要求的任何圖像I 的程序。根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例，當(dāng)使用本文中所述的將再現(xiàn)木紋圖像I 在木制載體10上轉(zhuǎn)印的裝置時，軟件3將能夠由合適的像素開始，以隨機(jī) 或偽隨機(jī)的方式產(chǎn)生木紋圖像，這些像素在設(shè)計階段業(yè)己在軟件3中設(shè)定 或者仍在使用軟件3之前編程。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的圖中所示的實施例中，處理器1還可設(shè)有另一 軟件3，例如CAE-CAM類型，以將獲取的圖像I的圖形信息轉(zhuǎn)換為裝置1 的操作指令。與CAM系統(tǒng)一樣，這些操作指令可為幾何型，用來控制激光束L在木 制載體10上的方向，以及可為功能型，用來將激光束L的強(qiáng)度、脈沖頻率 和聚焦調(diào)節(jié)，達(dá)到使圖像I有時帶有色調(diào)陰影在木制載體10上再現(xiàn)的目 的。在本文所述的具體裝置中，該處理器1在這種情況下還作為一將該圖 形信息轉(zhuǎn)換為本裝置的操作指令的CAE-CAM轉(zhuǎn)換裝置。在操作上，所述的 處理器與一激光源5的調(diào)節(jié)單元4連接、與一聚焦及轉(zhuǎn)移系統(tǒng)6的一控制 單元7連接，即使激光束L(或更好使其激光點)相對于載體10作旋轉(zhuǎn)和/ 或平移以及與一工件夾持臺8的控制單元9連接，該控制單元設(shè)有一該臺8 和/或載體10的移動機(jī)構(gòu)(圖中未示)。根據(jù)本發(fā)明，激光源5可是任何公知的類型，但具體來說，它可為具 有氣態(tài)活性材料的類型，例如C02或C0，或具有固態(tài)材料的類型，例如 釹、鐿或鉺摻雜的晶體，或有紫外線發(fā)射的激基復(fù)合物。應(yīng)該注意到，使 用射頻范圍在27 - 81 MHz的電磁場來抽運的C02和C0激光源已證實既對激光束的波長(約10微米)明顯有利，可達(dá)致最佳的木處理，又對可得到大范 圍的功率及輸出值也是有利。圖中所示的裝置的激光源5更有利地取決于一調(diào)節(jié)單元4，這類單元 能夠直接調(diào)節(jié)抽運活性材料，如使用氣態(tài)活性材料的話，和/或調(diào)節(jié)一調(diào)制器，如果裝有，則最好為Q開關(guān)型且當(dāng)活性材料為固態(tài)時直接置于激光源5 的諧振腔中。調(diào)節(jié)單元4既可調(diào)節(jié)由激光束L發(fā)射的功率，又可調(diào)節(jié)隨木制載體 10的具體處理要求而變的激光束L的脈沖頻率。透過直接調(diào)節(jié)活性材料的抽運或激光束L的腔內(nèi)調(diào)節(jié)，激光束L的發(fā) 射功率可被更有效地控制，以及與現(xiàn)有的裝置相比(主要當(dāng)使用優(yōu)選的 C02/C0激光器時)，可獲得明顯的節(jié)能效果。再者，這個方案對發(fā)射功率不設(shè)過低的上限，其上限可高達(dá)1500W或更高。由此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在激光源5下游并不設(shè)有在諧振腔外 的調(diào)制器，但直接提供一將激光束L在木制載體10上聚焦和引導(dǎo)的裝置 6。這些裝置6最好為具有一帶2或3軸線的掃描頭的類型，即這類裝置 設(shè)有馬達(dá)驅(qū)動鏡和激光L的引導(dǎo)鏡，這些在采用激光束的其它工業(yè)應(yīng)用中 業(yè)已公知。本發(fā)明的裝置使用帶2或3軸線的掃描頭是特別有利的，因為具有復(fù) 雜三維表面的載體10可用保持高的處理速度(主要當(dāng)電流測定的電動機(jī)用 于掃描頭時)以及高精度地使激光束L(或其點)在載體10上定位和聚焦的激 光束L處理。正如在本技術(shù)領(lǐng)域中所公知的那樣，激光束L的掃描頭6可由一適合 的控制單元7所控制，所述的控制單元能夠?qū)呙桀^6作操控使激光束L 準(zhǔn)確地在載體10上定向，以及對激光束L在載體10上的焦距作調(diào)節(jié)。如 圖1所示，在該具體的裝置中，控制單元7由處理器l作適當(dāng)?shù)乜刂?。根?jù)本發(fā)明的另一方面，本裝置還可包括一工件夾持臺8，其設(shè)有一致動裝置，例如以機(jī)械或射流方式，用于固定該木制載體10并由一控制單 元9以受控制方式操作，該控制單元9在操作上還與處理器1連接。工件夾持臺8可設(shè)有使載體10保持在其上的簡單夾爪，或還可設(shè)有心軸、帶有 夾爪的卡盤(即臺)和尾架座(或中央)以容許載體10的轉(zhuǎn)動，該工件夾持臺 相對于掃描頭6作懸臂式保持。工件夾持臺8的致動裝置，例如能使木制載體10相對于激光束L的 掃描頭6平移或旋轉(zhuǎn)，該致動裝置由一常見的控制單元9所控制，該控制 單元9在本文所述的實施例中又由所述的處理器1控制。應(yīng)該注意到，雖然至此業(yè)已敘述了一使激光束L在載體10上聚焦和 引導(dǎo)的掃描頭6和一以機(jī)械或射流方式操作的工件夾持臺8，其它使激光束 L相對于載體10聚焦和/或移動，反之亦然，使載體10相對于激光束L移 動的適合裝置，例如在本技術(shù)領(lǐng)域公知的一繪圖儀系統(tǒng)或有多個掃描頭的 系統(tǒng)或組合系統(tǒng)，亦可在不脫離本專利申請的保護(hù)范圍的情況下使用。同樣，雖然業(yè)已敘述了使用一既能控制激光束L的源5，又能控制將 激光束L聚焦和引導(dǎo)所要求的不同的致動裝置的中央處理器1，但本發(fā)明并 不局限在一個處理器的使用，其它任何適用于調(diào)節(jié)和控制該激光源5和致 動裝置6、 8的任何裝置，例如也可在不脫離本專利申請的保護(hù)范圍的情況 下使用一個或多個PLCs。最后，本發(fā)明還可擴(kuò)展到一不僅設(shè)有一單個激光束L，而且還設(shè)有多 個激光束L的裝置，該激光束在木制載體10上以相伴或不相交的方式動 作。本發(fā)明的上述的裝置可根據(jù)其中一透過激光束L把圖像轉(zhuǎn)印在木制載 體上的可實施的方法來進(jìn)行操作編程。透過一裝置，其設(shè)有一激光源5、使激光束L相對于木制載體10聚 焦和移動的裝置6、 7、 8、 9以及至少一激光束L的發(fā)射的調(diào)節(jié)單元4，使 圖像I轉(zhuǎn)印在木制載體10上的方法一般依次提供以下步驟 獲取和/或生成一待轉(zhuǎn)印到載體10的圖像I; 將圖像I的信息轉(zhuǎn)換成使激光束相對于所述載體10的發(fā)射、移動和12聚焦的調(diào)節(jié)指令； 根據(jù)上述指令對激光束的移動和聚焦裝置6、 7、 8、 9以及對激光束 5的調(diào)節(jié)單元4進(jìn)行操作，以便使圖像再現(xiàn)在木制載體10上。 如上所述，本方法還提供了調(diào)節(jié)單元4可透過直接調(diào)節(jié)激光源5的活性材料的抽運和/或透過調(diào)節(jié)一適合地置于激光源5的諧振腔中的調(diào)制器來控制激光束L的發(fā)射。更加詳細(xì)地參照上述附圖2的方框圖，本發(fā)明的方法的較佳實施例涉及使再現(xiàn)木紋圖像轉(zhuǎn)印在一木制載體上，例如構(gòu)成手槍的木制部分。根據(jù)本文中所述的本發(fā)明的方法的這一較佳的實施例并參照如圖1所示的裝置的配置，所述圖像獲取和/或生成的步驟可透過處理器1來實現(xiàn)，其中一適合的集成軟件3能使用調(diào)節(jié)單元4以及使由激光源5發(fā)射的激光束的聚焦和引導(dǎo)裝置6、 7、 8、 9控制圖像I及激光源5的操作指令。在這種情況下，被獲取或被生成的圖像I最好為數(shù)字格式以及為黑白色或灰度梯度。應(yīng)該注意的是，如本文所述本發(fā)明的方法的較佳實施例中所提供的那 樣，由于激光束L在木制載體10上的直接操作的優(yōu)選方法，其對于有顏色 的圖像I作處理和儲存是沒用的，因為這些顏色并不能在載體10上再現(xiàn)。 然而，不可能排除可以諸如采用一些熱敏和色敏的物質(zhì)或其它本領(lǐng)域公知 的其它手段或采用本發(fā)明的方法把有顏色的圖像I轉(zhuǎn)印在木制載體10上的 可能性。執(zhí)行一適合的集成型軟件3(獲取-圖像的編輯(或CAD) - CAE-CAM )的處理器1的一典型操作周期可包括以下步驟a) 通過掃描儀2獲取一數(shù)字格式的圖像；b) 編輯圖像1(例如使用減少該數(shù)字信號中的噪音過濾器和/或?qū)D像轉(zhuǎn) 換成256灰度梯度等)；c) 以位映像或光柵的格式儲存圖像I;d) 把圖像I轉(zhuǎn)換為矢量的格式；e) 把待加工的木制載體的物理特性(幾何形狀、材料等)輸入和儲存；f) 讀取圖像I的矢量參數(shù)并根據(jù)所述載體10的物理特性將其轉(zhuǎn)換為 圖像I中再現(xiàn)的實體的輪廓的幾何形狀追蹤指令；有關(guān)于激光束L的 發(fā)射(發(fā)射功率和激光脈沖頻率)和使光束在載體上聚焦的功能指令， 以達(dá)到載體的預(yù)定層的最佳切割或蒸發(fā)或碳化以及最好能再現(xiàn)圖像I 的灰度梯度；g) 把幾何上及功能上這兩方面的指令傳送到相應(yīng)的激光源5的調(diào)節(jié)單元 4以及把激光束L聚焦和引導(dǎo)裝置的控制單元6、 9。 當(dāng)待轉(zhuǎn)印的圖像I在于再現(xiàn)一木紋，這種再現(xiàn)可透過該木紋的偽隨機(jī)產(chǎn)生而達(dá)到，例如借助于一軟件，由幾個預(yù)設(shè)的木紋像素開始，能夠由產(chǎn) 生隨機(jī)幾何(例如碎形)提供木紋。在這種情況下，該軟件可直接產(chǎn)生一矢 量格式的圖像I，其適合被轉(zhuǎn)換為激光源5以及激光束L的聚焦和引導(dǎo)裝置 6、 7、 8、 9的技術(shù)指令。應(yīng)該注意的是，採用適當(dāng)?shù)卣{(diào)制的脈衝激光束(具有一給定頻率f)的 木加工過程可模式化如下，條件是由每表面單位的材料所吸收的能量以及 時間單位必須確定並保持為恆定。具體地說，可注意到，當(dāng)激光的脈沖亦以恒定的方式分配在材料的表 面上時，所預(yù)期的效果為恒定，以下(近似的)方程式這樣表示其中E,=每一單個脈沖的能量P =激光源發(fā)射的平均功率，d =在材料上的激光點直徑，v =激光在材料上的線性速度，和S =激光點投入的表面面積(S = i:d74)。 要求獲取一給定效果的激光功率則為P ^V4," = ^v (2)因此，要求在載體10上得到一給定的恒定效果的激光束L的每次脈沖的平均功率與激光點的直徑d成反比并與脈沖能量E,及處理速度V成正 比。然而，應(yīng)該注意的是，為了在木制載體上得到一給定的效果，設(shè)定所 謂"多脈沖的空間疊加fs"是決定性的，其由以下方程序限定其中f =激光脈沖的重復(fù)頻率。fs =是一恒量，其可為獲得一指定的效果而設(shè)定。具體地說，主要為避免不必要的材料被移除和/或防止不適當(dāng)?shù)財U(kuò)大 木的碳化，申請人已弄清，為了以黑白或灰度梯度將圖像I轉(zhuǎn)印在木制載 體10上，按照理想的做法，載體10必須經(jīng)受每表面單位的能量范圍在 2.35 j/cm2和43.7 j/cm2之間的能量，目的在于使木材表面以下深達(dá)零點 幾毫米的顏色變黑。由此，激光發(fā)射到木制載體10上每cm2的能量范圍將從0 j/cm2(對 于轉(zhuǎn)印圖像I的"白色"部分)到43， 7 j/cm2(對于轉(zhuǎn)印圖像I表面以下深 達(dá)零點幾毫米的"黑色"部分)，這取決于圖像I在木制載體10中的穿透 深度，待轉(zhuǎn)印圖像的灰度梯度(或黑色和白色部分)以及所用的木材。根據(jù)這些操作條件，可使在木制材料表層的水分子減少蒸發(fā)，從而使 載體10的材料的去除減少以及，如有的話，使載體10碳化減少。當(dāng)木紋 圖像I轉(zhuǎn)印在木制載體10上時，這些激光束L的操作條件能夠在被處理的 木制載體上獲得十分"自然"的效果。當(dāng)業(yè)已獲取或生成待再現(xiàn)的圖像I，以及業(yè)已使包含在圖像I中的圖 像信息業(yè)轉(zhuǎn)換為激光源5的調(diào)節(jié)單元4以及使激光在木制載體10上聚焦和 引導(dǎo)的裝置6、 7、 8、 9的操作指令之后，再基于以上的方程式和載體10 的空間構(gòu)象，根據(jù)本發(fā)明的方法的具體實施例提供了在設(shè)有一適合軟件3 的處理器l的控制下，激光源5的調(diào)節(jié)單元4，透過直接調(diào)節(jié)活性材料的抽 運或透過調(diào)節(jié)一腔內(nèi)調(diào)制器，容許發(fā)射一有適合功率(或強(qiáng)度)和脈沖頻率 的激光束L，以點對點或矢量的方式由激光束對載體IO進(jìn)行處理。同時，處理器1必須控制最好由一掃描頭6及一工件夾持臺8組成的聚焦和引導(dǎo)裝置6、 8的控制單元7、 9，以致于使激光束L引導(dǎo)和聚焦，以 點到點或矢量的方式，在木制載體10上再現(xiàn)圖像I。由此，對于待再現(xiàn)圖像I的每個點或每一矢量，處理器1和調(diào)節(jié)單元 4以及控制單元7、 9都對激光束L的強(qiáng)度(或功率)、其脈沖頻率、激光束 L在載體10上的焦距(以把激光點限定在載體10的表面上)以及激光束L 的點(或蹤跡)在載體10上的，最好是在該點的3坐標(biāo)軸上的位置作出限 定。顯然易見，激光源5和裝置6、 7、 8、 9 一直運作到圖像I業(yè)已完全 在木制載體IO上再現(xiàn)。最后，應(yīng)該注意的是，如有需要時，木制載體10可在被激光束L照 射之前，透過在本技術(shù)領(lǐng)域公知的適合添加劑(參見美國專利US 4， 847， 184)進(jìn)行處理，既可加快也可減慢該木制載體碳化或其表面漂白的 速度。
權(quán)利要求
1.一種把圖像(I)在一木制載體(10)上轉(zhuǎn)印的裝置，其包括a.圖像獲取和/或生成裝置(1、2、3)；b.至少一激光束源(5)；c.使激光束(L)相對于所述木制載體旋轉(zhuǎn)和/或平移，或者反之亦然，使木制載體相對于所述激光束L移動的移動裝置，以及使所述激光束相對于所述載體聚焦的裝置(6、8)；d.至少一所述激光束的發(fā)射的調(diào)節(jié)單元(4)；e.至少一所述移動和聚焦裝置的控制單元(7、9)；和f.把所述圖像的信息轉(zhuǎn)換為所述至少一調(diào)節(jié)單元以及所述至少一控制單元的指令的裝置(1、3)；其特征在于所述至少一調(diào)節(jié)單元，通過直接改變活性材料的抽運和/或通過改變一置于所述激光束源的諧振腔中的調(diào)制器的操作來調(diào)制所述激光束的發(fā)射。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述圖像為數(shù)字格式的，其特征在于所述數(shù)字格式的圖像獲取和/或生成裝置配置為獲取和儲存以黑 白和/或灰度梯度的位映像或光柵或矢量化圖像。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)和/或平移的聚焦和移動裝置屬于這樣一種類型，其具有一用于激光束傳輸?shù)膸в?或3坐標(biāo)軸的掃描頭。
4. 如上述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于所述圖像獲取禾口/或生成裝置包括至少一處理器和一圖像處理軟件。
5. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述的裝置包括至少一可隨機(jī)產(chǎn)生木紋圖像的軟件。
6. 如上述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于所述圖像獲取和/或生成裝置和所述把所述一圖像的信息轉(zhuǎn)換為所述調(diào)節(jié)單元和所述控制單元的指令的裝置，以及所述至少一調(diào)節(jié)單元和所述至少一控制單元均包括至少一設(shè)有一 CAD禾口/或CAE禾口/或CAM軟件系統(tǒng)的處 理器。
7. 如上述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于所述至少一激 光束源的活性材料選自氣態(tài)材料、固態(tài)材料或具有紫外線發(fā)射的激基 復(fù)合物。
8. 如上述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于由所述至少一激光源所發(fā)射的激光束的功率范圍由1 W到1500 W。
9. 如上述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于所述至少一激光源發(fā)射一波長范圍由O. 1到20微米的激光束。
10. 如上述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于所述激光束源的活性材料為氣態(tài)的材料，以及所述激光束發(fā)射的至少一調(diào)節(jié) 單元包括一射頻抽運源的激發(fā)的直接改變裝置。
11. 如上述權(quán)利要求1至9中任何一項所述的裝置，其特征在于所述激光束源的活性材料為一固態(tài)材料，以及所述激光束發(fā)射的至少一調(diào)節(jié)單元包括一置于諧振腔中的Q開關(guān)調(diào)制器。
12. —種通過一設(shè)有至少一激光束源、使激光束相對于木制載體的聚焦和移動裝置以及至少一激光束的發(fā)射的調(diào)節(jié)單元，把圖像在木制載體轉(zhuǎn)印的方法，所述方法包括以下步驟a. 獲取和/或生成一待轉(zhuǎn)印的圖像；b. 把這圖像信息轉(zhuǎn)換為相對于所述載體調(diào)節(jié)激光束的發(fā)射、移動和聚焦的調(diào)節(jié)指令； C.根據(jù)所述指令，對所述移動和聚焦裝置以及所述至少一調(diào)節(jié)單元進(jìn)行操作，以在所述木制載體上再現(xiàn)所述圖像； 其特征在于所述至少一調(diào)節(jié)單元通過直接改變活性材料的抽運和/ 或通過改變一置于所述至少一激光源的諧振腔中的調(diào)制器的操作來調(diào) 節(jié)激光束的發(fā)射。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述獲取和/或生成的圖像為一數(shù)字格式的圖像。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述圖像為位映 像、光柵或矢量的格式。
15. 如權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于所述獲取和/ 或生成的圖像以黑白色或灰度梯度。
16. 如上述權(quán)利要求12至15中任何一項所述的方法，其特征在于所述圖像為一木紋圖像。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述木紋圖像通過 隨機(jī)產(chǎn)生而獲得。
18. 如上述權(quán)利要求12至17中任何一項所述的方法，其特征在于所述木制載體選自手槍或卡賓槍的手柄、來復(fù)槍槍托和/或前護(hù)木。
19. 如上述權(quán)利要求12至18中任何一項所述的方法，其特征在于相對于所述載體對所述激光束的發(fā)射、移動和聚焦的調(diào)節(jié)指令使所述激光束能夠穿透厚度范圍由0. 1到1毫米的所述木制載體。
20. 如上述權(quán)利要求12至19中任何一項所述的方法，其特征在于相對于所述載體對所述激光束的發(fā)射、移動和聚焦的調(diào)節(jié)指令能發(fā)射這樣一激光束以致照射的載體表面的每表面單位的能量范圍由oj/W到43. 7 j/cra2。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于使所述載體通過所 述激光束以每表面單位的能量范圍由2.35 j/cm2到43.7 j/cm2進(jìn)行 局部照射，為了使經(jīng)受所述局部照射的載體表面部分變黑。
22. 如上述權(quán)利要求12至21中任何一項所述的方法，其特征在 于所述木制載體，在操作所述移動和聚焦裝置，以及根據(jù)使所述圖 像在所述木制載體上再現(xiàn)的指令操作所述至少一調(diào)節(jié)單元之前，通過 使其碳化和脫色的過程加快的添加劑作處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種把圖像(I)在一木制載體(10)上轉(zhuǎn)印的裝置，其包括a)圖像獲取和/或生成裝置(1、2、3)；b)至少一激光束源(5)；c)使激光束(L)相對于所述木制載體旋轉(zhuǎn)和/或平移，或者反之亦然的移動裝置，以及使所述激光束相對于所述載體聚焦的裝置(6、8)；d)至少一所述激光束的發(fā)射的調(diào)節(jié)單元(4)；e)至少一所述移動和聚焦裝置的控制單元(7、9)；和f)把待轉(zhuǎn)印的圖像信息轉(zhuǎn)換為調(diào)節(jié)單元和控制單元的指令的裝置(1、3)。該調(diào)節(jié)單元通過直接改變活性材料的抽運和/或通過改變一置于所述激光束源的諧振腔中的調(diào)制器的操作來調(diào)制所述激光束的發(fā)射。
文檔編號B41M5/24GK101247961SQ200680030896
公開日2008年8月20日 申請日期2006年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者埃托雷·科利科, 皮耶蘭杰利·法奇尼 申請人:埃托雷·科利科;皮耶蘭杰利·法奇尼