專(zhuān)利名稱：一種采用激光層疊式雕刻圖案的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雕刻技術(shù)，具體的說(shuō)是采用電腦激光來(lái)雕刻圖案的技術(shù)。
背景技術(shù)：
激光雕刻技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，特別是將圖案雕刻在塑料或者硬質(zhì)材料上，都已經(jīng)有比較成熟的技術(shù)；在其他材質(zhì)上雕刻也已經(jīng)有相關(guān)的技術(shù)，查中國(guó)專(zhuān)利，一種名稱為《激光雕刻資料頁(yè)照片與文字的應(yīng)用設(shè)備及工藝》，公開(kāi)號(hào)為CN1256211A的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)，該專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)谄浒l(fā)明內(nèi)容中公開(kāi)了如下內(nèi)容本發(fā)明所述的激光雕刻設(shè)備所采用的軟件系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)圖像輸入及編輯→讀取圖像信息模塊→圖像信息處理→順序輸出各象素的位置及灰度值，還可實(shí)現(xiàn)狀態(tài)輸入及控制模塊。在其具體實(shí)施方式
中還公開(kāi)了如下內(nèi)容本發(fā)明中計(jì)算機(jī)接收來(lái)自掃描儀、攝像機(jī)等輸入設(shè)備輸入的圖像信息，然后將各象素信息輸入到同步控制器，同步控制器將各象素的水平及垂直位置信息以及對(duì)應(yīng)象素的灰度級(jí)同步地輸入到Q開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器及振鏡驅(qū)動(dòng)器X和Y，完成激光束在X-Y平面上的掃描軌跡及激光輸出的同步同作。振鏡驅(qū)動(dòng)器X和振鏡驅(qū)動(dòng)器Y分別驅(qū)動(dòng)X、Y偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，使激光束在X方向和Y方向上產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。Q開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)象素點(diǎn)的灰度值驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)輸出一定強(qiáng)度的光脈沖。由此可見(jiàn)，上述公開(kāi)的激光雕刻技術(shù)使將根據(jù)圖案上各象素灰度值不同，來(lái)控制激光束的強(qiáng)度，在載體上一次雕刻完成的。上述的雕刻技術(shù)存在以下缺點(diǎn)一、對(duì)于高速雕刻精細(xì)的圖像本身要求激光器具備很好的上升特性，圖像才能清晰的再現(xiàn)，如果還要通過(guò)控制激光的強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)深度的變化，對(duì)激光器的響應(yīng)速度提出了更高的要求，以目前的技術(shù)水平，要做到這點(diǎn)還是非常困難；二、要雕刻出有深度的刻痕線，必須有足夠的激光能量才能做到，但是，目前大功率的激光器成本很高，小功率的激光器又達(dá)不到這個(gè)要求，因而，在實(shí)際上應(yīng)用價(jià)值很低；三、通過(guò)控制激光的強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)深度的變化，需要在有限的能量范圍內(nèi)對(duì)能量級(jí)別進(jìn)行細(xì)分，實(shí)際各級(jí)能量之間的變化范圍很小，導(dǎo)致所刻的圖案不能產(chǎn)生明顯的深度變化；四、激光雕刻時(shí)激光束通過(guò)聚焦后在焦點(diǎn)的位置具有最大的能量密度，對(duì)材料的作用最大，聚焦點(diǎn)外激光能量密度隨距離變化迅速下降，無(wú)法通過(guò)控制激光的強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)深度的明顯變化。由于上述的缺陷，將這種技術(shù)應(yīng)用到竹制品或者木制品雕刻上，其雕刻出來(lái)的圖案層次感就很差，立體感不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容鑒于背景技術(shù)存在的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用激光層疊式雕刻圖案的方法，該雕刻方法能夠使雕刻的圖案具有明顯的深度變化或?qū)哟胃?，并且可以?yīng)用到任何一種被雕刻材料。
為了能解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案來(lái)完成的一種采用激光層疊式雕刻圖案的方法，其特征是包括以下步驟1)將欲雕刻的圖案輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，該輸入的圖像具有N級(jí)灰度；2)所述N級(jí)灰度圖像中的每一個(gè)像素都包含有灰度值，其灰度值范圍為0～(N-1)，除灰度值為0級(jí)的像素外，將像素按灰度值以如下規(guī)則組合成N-1個(gè)像素集合集合1{1，2....(N-1)}，集合2{2，3....，(N-1)}，....，集合N-1{(N-1)}；該N-1個(gè)像素集合構(gòu)成圖像的N-1個(gè)圖層；3)將圖層數(shù)據(jù)以遞增或遞減方式依次輸出給激光雕刻設(shè)備，激光雕刻設(shè)備根據(jù)計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)據(jù)依次完成在載體上層疊雕刻操作。
采用這種激光雕刻方法，其首先對(duì)欲雕刻的圖案進(jìn)行分層，然后再根據(jù)輸出的每層雕刻數(shù)據(jù)在載體上逐層進(jìn)行雕刻，因而，其雕刻出來(lái)的圖案不僅清晰，而且具有很強(qiáng)的層次感，使圖案變得生動(dòng)而有美感，這種方法特別適用于竹制品或者木制品的雕刻。
為了在應(yīng)用中適應(yīng)實(shí)際需要，在上述方案的步驟1)后可以將輸入的圖像原有的灰度級(jí)轉(zhuǎn)換成使用者設(shè)定的灰度級(jí)，得到新的N級(jí)灰度的圖像。
為了能適應(yīng)所雕刻的圖案深度變化大時(shí)，激光雕刻設(shè)備的激光鏡頭按照雕刻層次的不同，隨時(shí)調(diào)整它與雕刻載體之間的距離。這樣，該激光雕刻技術(shù)就可以對(duì)其雕刻的深度進(jìn)行調(diào)節(jié)，其激光雕刻的速度不受限制，其雕刻出來(lái)的圖案深淺變化明顯，具有立體感。
為了能提高雕刻質(zhì)量，用于轉(zhuǎn)換的各個(gè)灰度級(jí)的閾值可以調(diào)節(jié)；并且所生成各圖層的雕刻參數(shù)可以分別設(shè)定和修改。
具體實(shí)施方式下面再描述其具體的實(shí)施例。這種采用激光層疊式雕刻圖案的方法，其將欲雕刻的圖案輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)；將圖案輸入到計(jì)算機(jī)時(shí)，可以直接在計(jì)算機(jī)已經(jīng)安裝好的軟件上直接繪制，這些軟件可以是PHOTOSHOP、CROELDRAW或者其它可以繪制具有灰度圖案軟件的任意一種；也可以采用外圍設(shè)備如掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等將圖案輸入到計(jì)算機(jī)；一般來(lái)說(shuō)，圖像都是由像素組成的，輸入的圖像中，每一個(gè)像素都包含了豐富的色彩或灰度信息，本發(fā)明將將輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)的圖像按照設(shè)定的灰度級(jí)N進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到N級(jí)灰度的圖像；當(dāng)然有些灰度級(jí)低的圖像也不需要轉(zhuǎn)換。例如，輸入的圖像為256級(jí)灰度，當(dāng)設(shè)定的灰度級(jí)N為8時(shí)，即是將該256(0～255)級(jí)灰度圖像轉(zhuǎn)換為8(0～7)級(jí)灰度圖像，將原輸入的圖像灰度值進(jìn)行平均分配；那么原圖像灰度值為0～31的，轉(zhuǎn)換后的灰度值即為0；原圖像灰度值為32～63的，轉(zhuǎn)換后灰度值為1，原圖像灰度值為64～95的，轉(zhuǎn)換后的灰度值為2，以此類(lèi)推，原圖像灰度值為224～255的，轉(zhuǎn)換后灰度值為7；得到8級(jí)灰度的圖像。上述轉(zhuǎn)換后的8級(jí)灰度圖像中的每一個(gè)像素都包含有灰度值，其灰度值范圍為0～7，除灰度值為0級(jí)的像素外，將像素按灰度值以如下規(guī)則組合成7個(gè)像素集合集合1{1，2....7}，集合2{2，3....，7}，....，集合7{7}；該7個(gè)像素集合構(gòu)成圖像的7個(gè)圖層；將這些圖層數(shù)據(jù)以遞增的方式，依次輸出給激光雕刻設(shè)備，即從集合1開(kāi)始輸出，最后輸出集合7；或者以遞減方式依次輸出給激光雕刻設(shè)備，即從集合7開(kāi)始輸出，最后輸出集合1；激光雕刻設(shè)備根據(jù)計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)據(jù)依次完成在載體上層疊雕刻操作。所述的激光雕刻設(shè)備是激光雕刻機(jī)或者是激光打標(biāo)機(jī)。雕刻時(shí)還采用試雕刻，即看每層輸出圖像的雕刻效果是否達(dá)到要求，如果達(dá)不到要求，還可以對(duì)用于轉(zhuǎn)換的各個(gè)灰度級(jí)的閾值可以調(diào)節(jié)后再輸出到雕刻設(shè)備，再以上述256級(jí)灰度圖像為例，由上述描述可知，原256級(jí)灰度圖像轉(zhuǎn)換為新8級(jí)灰度圖像后，經(jīng)過(guò)平均分配，轉(zhuǎn)換后每個(gè)新灰度級(jí)圖像的閾值以32遞增，通過(guò)調(diào)整新灰度級(jí)圖像的閾值，可以改變轉(zhuǎn)換后圖像視覺(jué)效果，同時(shí)所生成各圖層的雕刻參數(shù)可以分別設(shè)定和修改后輸出到雕刻設(shè)備，得到滿意的效果。這種雕刻方法特別適用于竹制品和木制品的雕刻，可以達(dá)到具有層次感的燙印效果。
上述的方法對(duì)于竹制品和木制品載體來(lái)說(shuō)有很好的效果，但是對(duì)于硬質(zhì)材料來(lái)說(shuō)，要根據(jù)圖案的紋路，在載體上雕刻一定的深度，只有圖像線條有明顯的深度變化，才能體現(xiàn)其立體感。按照雕刻層次的不同，激光雕刻設(shè)備可通過(guò)控制激光鏡頭升降或控制雕刻載體升降調(diào)整激光鏡頭與雕刻載體之間的距離。當(dāng)計(jì)算機(jī)以遞增的方式輸出圖層數(shù)據(jù)時(shí)，激光鏡頭就根據(jù)需要下降或者載體上升；當(dāng)計(jì)算機(jī)以遞減的方式輸出圖層數(shù)據(jù)時(shí)，激光鏡頭就根據(jù)需要上升或者載體下降。這種激光鏡頭的上升或者下降，都由雕刻設(shè)備自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)。這種雕刻的方法主要是將激光鏡頭對(duì)焦在載體表面，使其雕刻出的圖案具有深度雕刻的效果，體現(xiàn)出圖案的立體感。采用不同波長(zhǎng)的激光器，可以應(yīng)用到不同材質(zhì)的載體。
上述的實(shí)施方式中，將圖案進(jìn)行灰度級(jí)轉(zhuǎn)換是一種公知技術(shù)，經(jīng)常使用的平面設(shè)計(jì)軟件都存在圖案灰度級(jí)轉(zhuǎn)換的功能，如PHOTOSHOP應(yīng)用軟件；這些軟件的灰度級(jí)轉(zhuǎn)換都可以在2的倍數(shù)之間的灰度級(jí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本發(fā)明中，要將圖像的灰度級(jí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，可以按照設(shè)定的級(jí)別轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換方式的原理與公知技術(shù)相同，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員根據(jù)公知技術(shù)中的常識(shí)很容易做到這一點(diǎn)，本文就不再進(jìn)行贅述。
權(quán)利要求
1.一種采用激光層疊式雕刻圖案的方法，其特征是包括以下步驟1)將欲雕刻的圖案輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，該輸入的圖像具有N級(jí)灰度；2)所述N級(jí)灰度圖像中的每一個(gè)像素都包含有灰度值，其灰度值范圍為0～(N-1)，除灰度值為0級(jí)的像素外，將像素按灰度值以如下規(guī)則組合成N-1個(gè)像素集合集合1{1，2....(N-1)}，集合2{2，3....，(N-1)}，....，集合N-1{(N-1)}；該N-1個(gè)像素集合構(gòu)成圖像的N-1個(gè)圖層；3)將圖層數(shù)據(jù)以遞增或遞減方式依次輸出給激光雕刻設(shè)備，激光雕刻設(shè)備根據(jù)計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)據(jù)依次完成在載體上層疊雕刻操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用激光層疊式雕刻圖案的方法，其特征在于步驟1)后可以將輸入的圖像原有的灰度級(jí)轉(zhuǎn)換成使用者設(shè)定的灰度級(jí)，得到新的N級(jí)灰度的圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用激光層疊式雕刻圖案的方法，其特征在于按照雕刻層次的不同，激光雕刻設(shè)備可隨時(shí)調(diào)整激光鏡頭與雕刻載體之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用激光層疊式雕刻圖案的方法，其特征在于用于轉(zhuǎn)換的各個(gè)灰度級(jí)的閾值可以調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任何一項(xiàng)所述的一種采用激光層疊式雕刻圖案的方法，其特征在于所生成各圖層的雕刻參數(shù)可以分別設(shè)定和修改。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用激光層疊式雕刻圖案的方法，其特征將欲雕刻的具有N級(jí)灰度的圖案輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，所述N級(jí)灰度圖像中的每一個(gè)像素都包含有灰度值，其灰度值范圍為0～(N－1)，除灰度值為0級(jí)的像素外，將像素按灰度值以如下規(guī)則組合成N－1個(gè)像素集合集合1{1，2…(N－1)}，集合2{2，3…，(N－1)}，…，集合N－1{(N－1)}；該N－1個(gè)像素集合構(gòu)成圖像的N－1個(gè)圖層；將圖層數(shù)據(jù)以遞增或遞減方式依次輸出給激光雕刻設(shè)備，激光雕刻設(shè)備根據(jù)計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)據(jù)依次完成在載體上層疊雕刻操作。按照上述方法雕刻的圖案，其層次感和立體感很強(qiáng)，特別是在竹制品上雕刻，效果更好。
文檔編號(hào)H04N1/40GK1861421SQ20061005195
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者吳旭浩 申請(qǐng)人:吳旭浩