СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ПЯТНА ЛУЧА Российский патент 2020 года по МПК G06T7/80 

[001] Настоящее изобретение относится к способу калибровки, например к способу калибровки пятна луча.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[002] Калибровку также можно назвать юстировкой или коррекцией. Т. е. размер, форму и положение пятна луча настраивают в соответствии с предварительно заданным состоянием, и это состояние регистрируют в системе.

[003] В таких областях высокоэнергетической лучевой обработки, как аддитивная обработка (например, трехмерная печать), на качество обработки могут оказывать влияние размер, форма и положение пятна луча высокоэнергетического луча. Например, размер пятна луча следует поддерживать минимальным, для того чтобы сделать его энергию более сконцентрированной. Пятно луча слишком большого размера может приводить к неравномерности энергии и дефектам обработки. Форму пятна луча следует поддерживать круглой, и искажение пятна луча может снижать точность обработки. Положение пятна луча должно являться точным, и пятно луча с отклонениями по положению может снижать точность обработки. Поэтому перед обработкой высокоэнергетическим лучом, пятно луча может быть откалибровано.

[004] Одним из способов калибровки пятна луча в известном уровне техники являлась калибровка вручную, т. е. ручная регулировка размера, формы и положения пятна луча в соответствии с предварительно заданным состоянием. Для калибровки вручную можно использовать какие-либо стандартные компоненты, например, стандартные компоненты с заранее поставленной на них маркировочной точкой, при этом положение маркировочной точки является точно установленным. Пятно луча регулируют так, чтобы оно совпадало с маркировочной точкой, и пятно луча регулируют с целью настройки пятна луча на приобретение наименьшего возможного размера и наиболее круглой формы. Количество маркировочных точек может быть больше 1, и маркировочные точки могут быть упорядочены в массив. Калибровка вручную зависит от человеческого опыта, что приводит к недостаточной надежности, и является время- и трудозатратной.

[005] Способом калибровки пятна луча может также являться автоматизированная калибровка, т. е. регулировка размера, формы и положения пятна луча в соответствии с предварительно заданным состоянием при помощи компьютера и датчика. В известном уровне техники может использоваться способ визуального считывания. Сведения о размере, форме и положении пятна луча извлекают путем получения изображений при помощи устройства формирования изображений. Однако в данном способе калибровки, по причине искажения захватываемого изображения, трудно вычислить связь с установкой устройства формирования изображений относительно плоскости, в которой расположено пятно луча, нельзя исключить влияние фокуса на положение пятна луча, трудно извлечь сведения о положении пятна луча, и такую калибровку нельзя провести быстро.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[006] Предусматривается способ калибровки пятна луча для решения проблем того, что в известном уровне техники в способе калибровки пятна луча имеется недостаточная надежность, сведения о положении пятна луча трудно извлечь, и калибровку нельзя выполнить быстро.

[007] Способ калибровки пятна луча включает:

[008] регулировку положения пятна луча на изображении в предварительно заданную координату, настройку пятна луча на нахождение в предварительно заданном состоянии и регистрацию круглости пятна луча в предварительно заданном состоянии на изображении;

[009] по меньшей мере одно изменение фокусного значения пятна луча без изменения астигматизма пятна луча; и

[0010] формирование функциональной зависимости между параметром положения и фокусным значением пятна луча и регулировку параметра положения пятна луча в соответствии с текущим фокусным значением и функциональной зависимостью.

[0011] Необязательно, настройка пятна луча на нахождение в предварительно заданном состоянии включает:

[0012] регулировку фокусного значения пятна луча в соответствии с предварительно заданным минимальным значением размера пятна луча;

[0013] регулировку астигматизма пятна луча с целью настройки круглости пятна луча в соответствии с предварительно заданной круглостью; и

[0014] регулировку параметра положения пятна луча с целью настройки расстояния между центром пятна луча и центром предварительно заданной координаты так, чтобы оно было меньше предварительно заданного значения.

[0015] Необязательно, по меньшей мере одно изменение фокусного значения пятна луча без изменения астигматизма пятна луча включает:

[0016] сохранение астигматизма пятна луча без изменения, настройку абсолютной разности между круглостью текущего пятна луча на изображении и круглостью пятна луча на изображении в предварительно заданном состоянии так, чтобы она была меньше предварительно заданного значения; и

[0017] изменение фокусного значения пятна луча в первый раз с целью настройки положения измененной фокальной точки пятна луча на нахождение выше или ниже положения фокальной точки пятна луча в предварительно заданном состоянии.

[0018] Необязательно, способ дополнительно включает:

[0019] изменение фокусного значения пятна луча во второй раз для настройки положения измененного фокуса пятна луча на нахождение ниже положения фокуса пятна луча в предварительно заданном состоянии после изменения фокусного значения пятна луча в первый раз с целью настройки положения измененной фокальной точки пятна луча на нахождение выше положения фокальной точки пятна луча в предварительно заданном состоянии и; или

[0020] изменение фокусного значения пятна луча во второй раз для настройки положения измененного фокуса пятна луча на нахождение выше положения фокуса пятна луча в предварительно заданном состоянии после изменения фокусного значения пятна луча в первый раз с целью настройки положения измененной фокальной точки пятна луча на нахождение ниже положения фокальной точки пятна луча в предварительно заданном состоянии.

[0021] Необязательно, формирование функциональной зависимости между параметром положения и фокусным значением пятна луча включает:

[0022] регистрацию фокусного значения и параметра положения пятна луча в предварительно заданном состоянии;

[0023] регистрацию фокусного значения пятна луча после изменения фокусного значения, изменение параметра положения вплоть до перемещения пятна луча в предварительно заданную координату и регистрацию нового параметра положения; и

[0024] формирование, в соответствии с фокусным значением и параметром положения пятна луча в предварительно заданном состоянии, а также с фокусным значением пятна луча после изменения фокусного значения и с новым параметром положения, функциональной зависимости между параметром положения и фокусным значением пятна луча.

[0025] Необязательно, функциональная зависимость между параметром положения и фокусным значением пятна луча имеет вид: и , или .

[0026] X — параметр согласованного управления положением пятна луча в направлении X, Y — параметр согласованного управления положением пятна луча в направлении Y, F — фокусное значение, K — коэффициент, b — постоянная, представляет функциональную зависимость между координатами в направлениях Х и Y с фокусным значением F.

[0027] Необязательно, перед регулировкой пятна луча в предварительно заданную координату способ дополнительно включает:

[0028] создание по меньшей мере одной маркировочной точки на стандартной пластине;

[0029] получение изображений стандартной пластины при помощи устройства формирования изображений; и

[0030] получение соответствующей предварительно заданной координаты каждой из по меньшей мере одной маркировочной точки на изображении.

[0031] Необязательно, устройство формирования изображений представляет собой камеру на основе прибора с зарядовой связью (Charged-Coupled Device, CCD), камеру на основе комплементарных металлооксидных полупроводников (Complementary Metal Oxide Semiconductors, CMOS), инфракрасную камеру, камеру, действующую в ближней инфракрасной области, или камеру, действующую в дальней инфракрасной области.

[0032] Необязательно, способ дополнительно включает:

[0033] калибровку пятна луча в соответствии с первой предварительно заданной координатой, если количество предварительно заданных координат больше или равно двум; и

[0034] калибровку пятна луча в соответствии со следующей предварительно заданной координатой после выполнения калибровки пятна луча в соответствии с первой предварительно заданной координатой вплоть до выполнения калибровки пятна луча в соответствии со всеми предварительно заданными координатами.

[0035] Необязательно, способ дополнительно включает:

[0036] если количество предварительно заданных координат больше или равно двум, регулировку положения каждого пятна луча на изображении в предварительно заданную координату, соответствующую каждому пятну луча, настройку каждого пятна луча на нахождение в предварительно заданном состоянии и регистрацию круглости каждого пятна луча в предварительно заданном состоянии на изображении;

[0037] по меньшей мере одно изменение фокусного значения каждого пятна луча без изменения астигматизма каждого пятна луча после регулировки всех пятен лучей в соответствии с соответствующими предварительно заданными координатами и в предварительно заданном состоянии; и

[0038] формирование функциональной зависимости между параметром положения каждого пятна луча и фокусным значением каждого пятна луча и регулировку параметра положения каждого пятна луча в соответствии с текущим фокусным значением каждого пятна луча и функциональной зависимостью, соответствующей каждому пятну луча. В вышеописанных технических решениях за счет настройки пятна луча на нахождение в предварительно заданном состоянии и формирования функциональной зависимости между параметрами положения и фокусными значениями пятна луча, а также в соответствии с этой функциональной зависимостью и круглостью пятна луча в предварительно заданном состоянии, может быть реализована калибровка положения пятна луча, и может быть откалибровано влияние фокуса на положение пятна луча. Пятно луча можно откалибровать без искажения изображения, и нет необходимости в сложном вычислении связи с установкой устройства формирования изображений относительно плоскости, в которой расположено пятно луча. Данный способ, является быстрым, удобным и надежным.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0039] На фиг. 1 приведена конструктивная схема калибровочной системы в одном варианте осуществления;

[0040] на фиг. 2 приведена схема последовательности операций способа калибровки пятна луча высокоэнергетического луча в одном варианте осуществления;

[0041] на фиг. 3 приведена конструктивная схема стандартной пластины в одном варианте осуществления;

[0042] на фиг. 4 приведена схема изображения стандартной пластины, захваченного при помощи устройства формирования изображений в одном варианте осуществления.

[0043] на фиг. 5 приведена связь между положением пятна луча и предварительно заданной координатой перед регулировкой пятна луча и водном варианте осуществления;

[0044] на фиг. 6 приведена связь между положением пятна луча и предварительно заданной координатой после регулировки пятна луча в предварительно заданную координату в одном варианте осуществления;

[0045] на фиг. 7 приведена связь между положением пятна луча и предварительно заданной координатой после изменения фокусного значения пятна луча в первый раз в одном варианте осуществления; и

[0046] на фиг. 8 приведена связь между положением пятна луча и предварительно заданной координатой после изменения фокусного значения пятна луча во второй раз в одном варианте осуществления.

[0047] На графических материалах:

[0048] 1: устройство, генерирующее изучение, 2: рабочая плоскость, 3: устройство формирования изображений, 4: компьютер, 5: луч излучения, 6: стандартная пластина, 7: маркировочная точка, 8: координата, 9: пятно луча.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0049] Технические решения настоящего изобретения далее описаны в данном документе посредством конкретного варианта осуществления в сочетании с графическими материалами. В отсутствие противоречий между ними, нижеследующий вариант осуществления и их признаки могут быть объединены друг с другом.

[0050] В данном варианте осуществления представлен способ калибровки пятна луча высокоэнергетического луча. Способ выполнен с возможностью калибровки положения пятна луча высокоэнергетического луча в таких областях высокоэнергетической лучевой обработки, как аддитивная обработка. Способ может выполняться калибровочной системой. Как показано на фиг. 1, калибровочная система может содержать устройство 1, генерирующее излучение, рабочую плоскость 2, устройство 3 формирования изображений и компьютер 4. Устройство 1, генерирующее излучение, может генерировать луч 5 излучения. Луч 5 излучения может представлять собой лазерный или электронный луч. В данном варианте осуществления луч 5 излучения представляет собой электронный луч. Ускоряющее напряжение устройства 1, генерирующего излучение, может составлять 60 кВ, мощность может составлять 0—10 кВт, и указанный электронный луч может использоваться в условиях высокого вакуума, образующихся под действием насоса и клапана. Рабочая плоскость 2 представляет собой плоскость, на которой размещено изделие, подлежащее обработке. Необязательно, луч 5 излучения образует на рабочей плоскости 2 пятно луча. Устройство 3 формирования изображений выполнено с возможностью захвата пятна луча на рабочей поверхности 2 и получения изображения. Компьютер 4 принимает изображение, захваченное устройством 3 формирования изображений, и обрабатывает это изображение. Компьютер 4 также выполнен с возможностью управления устройством 1, генерирующим излучение, с целью регулировки размера, формы и положения на рабочей плоскости 2 пятна луча излучения с целью выполнения калибровки положения пятна луча.

[0051] В данном варианте осуществления устройство 3 формирования изображений представляет собой камеру на основе прибора с зарядовой связью (CCD), камеру на основе комплементарных металлооксидных полупроводников (CMOS), инфракрасную камеру, камеру, действующую в ближней инфракрасной области, или камеру, действующую в дальней инфракрасной области. Камера, действующая в ближней инфракрасной области, представляет собой камеру, в которой для формирования изображения используется ближнее инфракрасное излучение. Камера, действующая в дальней инфракрасной области, представляет собой камеру, в которой для формирования изображения используется дальнее инфракрасное излучение. Длина волны инфракрасного излучения ближней области может находиться в диапазоне (0,75—1)—(2,5—3) мкм. Длина волны инфракрасного излучения дальней области может находиться в диапазоне (25—40)—1000 мкм.

[0052] В данном варианте осуществления калибровочная система может быть использована в устройствах аддитивной обработки и выполнена с возможностью калибровки пятна луча высокоэнергетического луча в процессе аддитивной обработки. Компьютер 4 может исполнять следующие способы калибровки.

[0053] Как показано на фиг. 2, способ калибровки пятна луча высокоэнергетического луча в данном варианте осуществления может включать описанные ниже этапы.

[0054] На этапе 100: регулировка положения пятна луча на изображении в предварительно заданную координату, при этом пятно луча настроено на нахождение в предварительно заданном состоянии, и регистрация круглости пятна луча в предварительно заданном состоянии на изображении.

[0055] Форма пятна луча на изображении может представлять собой круг или эллипс. Формула для вычисления круглости может иметь вид: e = L1/L2, где L1 — длина малой оси фигуры, и L2 — длина главной оси фигуры, и «/» — оператор деления.

[0056] В данном варианте осуществления предварительно заданная координата может быть предварительно задана перед калибровкой. Ниже описан необязательный способ получения предварительно заданной координаты.

[0057] Со ссылкой на фиг. 3, предусматривается стандартная пластина 6. Стандартная пластина 6 имеет форму плоской пластины. На стандартной пластине расположена по меньшей мере одна маркировочная точка 7. Если в определенном порядке расположено несколько маркировочных точек 7, эти маркировочные точки 7 могут быть упорядочены в массив, такой как круглый массив или массив N×N (такой как 5×5 или 7×7), где N — положительное целое число. Маркировочная точка 7 может представлять собой отверстие, схему лазерной маркировки, распыленную краску или точку полировки. Маркировочная точка 7 может резко контрастировать с другими частями стандартной пластины 6, и ее легко различить. Форма маркировочной точки 7 может быть круглой, квадратной, представлять собой форму правильного многоугольника или другие регулярные структуры. Поскольку маркировочная точка 7 расположена на стандартной пластине 6, относительное положение маркировочной точки 7 на стандартной пластине 6 является точным и однозначным.

[0058] Стандартную пластину 6 размещают на рабочей плоскости 2 калибровочного устройства, и верхняя поверхность стандартной пластины 6 захватывается устройством 3 формирования изображений. Так как изображение, захваченное устройством 3 формирования изображений, искажается устройством 3 формирования изображений при захвате — захваченное изображение показано на фиг. 4 — захваченная стандартная пластина 6 и маркировочная точка 7 на захваченном изображении отличаются от форм стандартной пластины 6 и маркировочной точки 7. Координату 8 маркировочной точки 7 на изображении вычисляет компьютер 4. Координата 8 на изображении может представлять собой предварительно заданную координату. Поскольку количество маркировочных точек 7 рассчитано таким образом, что оно составляет не менее одной, не менее одной может быть и количество предварительно заданных координат.

[0059] В данном варианте осуществления предварительно заданная координата может храниться в компьютере 4. Связь с установкой устройства 3 формирования изображений относительно рабочей плоскости 2 является неизменной, и поэтому предварительно заданная координата может не обновляться.

[0060] На изображении, захваченном устройством 3 формирования изображений, маркировочная точка 7 и пятно луча существуют в форме пикселов. Координата маркировочной точки 7 или пятна луча может быть представлена координатой центра маркировочной точки 7 или пятна луча. Координата выражена в пикселах, и разрешающая способность может составлять менее одного пиксела.

[0061] После настройки предварительно заданной координаты устройство 3 формирования изображений захватывает изображение пятна луча при одном фокусном значении. Связь между положением пятна 9 луча и предварительно заданной координатой показана на фиг. 5, где предварительно заданную координату представляет Х. Размер, форма и положение пятна луча в данном случае находятся в случайном состоянии, и эти размер, форму и положение пятна 9 луча вычисляет компьютер 4.

[0062] Фокусное значение представляет собой параметр, представляющий высокоэнергетический луч на фокусном состоянии. Если высокоэнергетический луч представляет собой электронный луч, фокусное значение может представлять собой текущее значение фокусирующей катушки.

[0063] Пятно луча на фиг. 5 регулируется в предварительно заданную координату и в предварительно заданном состоянии (как показано на фиг. 6). В данном варианте осуществления настройка нахождения пятна луча в предварительно заданном состоянии может включать:

[0064] регулировку фокусного значения пятна луча в соответствии с предварительно заданным минимальным значением размера пятна луча с целью достижения предварительно заданного минимального значения;

[0065] регулировку астигматизма пятна луча с целью настройки круглости пятна луча в соответствии с предварительно заданной круглостью; и

[0066] регулировку параметра положения с целью настройки расстояния между центром пятна луча и центром предварительно заданной координаты так, чтобы оно было меньше предварительно заданного значения. Предварительно заданное значение зависит от диапазона захвата устройства 3 формирования изображений, разрешающей способности и способа вычисления компьютера 4. В данном варианте осуществления разрешающая способность устройства 3 формирования изображений превышает 20 мегапикселов. Предварительно заданное значение может быть выбрано как равное 0,2 мм, 0,1 мм или 0,05 мм. После настройки пятна луча на нахождение в предварительно заданном состоянии, астигматизм, фокусное значение и параметр положения пятна луча в предварительно заданном состоянии регистрируются компьютером 4. В данном варианте осуществления, когда пятно луча находится в предварительно заданном состоянии, параметр положения пятна луча может представлять собой вышеописанную предварительно заданную координату. Параметры положения пятна луча могут представлять собой параметры согласованного управления в направлениях Х и Y захваченного изображения.

[0067] На этапе 110: по меньшей мере одно изменение фокусного значения пятна луча без изменения астигматизма пятна луча.

[0068] Абсолютное значение разности между круглостью пятна луча на текущем изображении и круглостью пятна луча на изображении в предварительно заданном состоянии может быть настроено так, чтобы оно было меньше предварительно заданного значения в отсутствие изменения астигматизма пятна луча на этапе 100. Изменяется фокусное значение пятна луча. Поскольку фокусное значение пятна луча было изменено, изменяется не только размер пятна луча, но и соответствующим образом изменяется параметр положения пятна луча.

[0069] В данном варианте осуществления фокусное значение пятна луча может изменяться один раз. За счет изменения фокусного значения пятна луча в данном случае можно настроить положение измененного фокуса пятна луча на нахождение выше или ниже положения фокуса пятна луча в предварительно заданном состоянии, как показано на фиг. 7.

[0070] В соответствии с необходимостью повышения точности калибровки, фокусное значение также может изменяться несколько раз. В данном варианте осуществления, необязательно, фокусное значение пятна луча изменяется дважды. В данном случае, когда фокусное значение пятна луча изменяется в первый раз, положение измененной фокальной точки пятна луча находится выше положения фокальной точки пятна луча в предварительно заданном состоянии (как показано на фиг. 7). Когда фокусное значение изменяется во второй раз, измененная фокальная точка находится ниже фокальной точки пятна луча в предварительно заданном состоянии (как показано на фиг. 8). В данном варианте осуществления фокальная точка может представлять собой центр пятна луча на изображении.

[0071] На этапе 120: формирование функциональной зависимости между параметрами положения и фокусными значениями пятна луча и регулировка параметра положения пятна луча в соответствии с текущим фокусным значением и функциональной зависимостью.

[0072] Необязательно, при регулировке пятна луча с целью его нахождения в предварительно заданном состоянии регистрируются фокусное значение и параметр положения пятна луча в предварительно заданном состоянии.

[0073] После изменения фокусного значения пятна луча фокусное значение пятна луча регистрируется после изменения фокусного значения, при этом параметр положения изменяется до тех пор, пока пятно луча перемещается в предварительно заданную координату, и регистрируется новый параметр положения.

[0074] В соответствии с фокусным значением и параметром положения пятна луча в предварительно заданном состоянии, а также с фокусным значением пятна луча после изменения фокусного значения и с новым параметром положения, формируется функциональная зависимость между параметром положения и фокусным значением пятна луча.

[0075] Необязательно, если фокусное значение пятна луча изменяется лишь единожды, функциональная зависимость между параметром положения и фокусным значением пятна луча формируется в соответствии с фокусным значением и параметром положения пятна луча в предварительно заданном состоянии, а также фокусным значением после изменения фокусного значения и с новым параметром положения пятна луча.

[0076] Необязательно, если фокусное значение изменяется дважды, регистрируется первое фокусное значение пятна луча после изменения фокусного значения в первый раз, параметр положения изменяется до тех пор, пока пятно луча перемещается в предварительно заданную координату, и после изменения первого фокусного значения пятна луча в первый раз регистрируется первый параметр положения. Второе фокусное значение пятна луча регистрируется после изменения фокусного значения во второй раз, при этом параметр положения изменяется до тех пор, пока пятно луча перемещается в предварительно заданную координату, и после изменения первого фокусного значения пятна луча во второй раз регистрируется второй параметр положения.

[0077] Функциональная зависимость между параметром положения и фокусным значением пятна луча формируется в соответствии с фокусным значением и параметром положения пятна луча в предварительно заданном состоянии, первого фокусного значения и первого параметра положения пятна луча после изменения фокусного значения в первый раз, и со вторым фокусным значением и вторым параметром положения пятна луча — после изменения фокусного значения во второй раз. Количество изменений фокусного значения может составлять более двух. При большем количестве изменений функциональная зависимость между параметром положения и фокусным значением пятна луча является более точной.

[0078] В данном варианте осуществления параметр положения на изображении может быть воплощен в форме координаты. Параметры положения могут включать параметры в отношении направлений X и Y. Функциональные связи могут представлять собой функциональную связь, образованную между фокусными значениями F и координатой в направлении Х, а также функциональную связь, образованную между фокусными значениями F и координатой в направлении Y. Т. е. функциональная зависимость может иметь вид и , где Х — параметр согласованного управления положением пятна луча в направлении Х, Y — параметр согласованного управления положением пятна луча в направлении Y, F — фокусное значение, К — коэффициент, и b — постоянная. Функциональная зависимость также может представлять собой функциональную зависимость между координатой в направлениях Х и Y и фокусными значениями F. Т. е. функциональная зависимость может иметь вид:, где Х — параметр согласованного управления положением пятна луча в направлении X, Y — параметр согласованного управления положением пятна луча в направлении Y, и F — фокусное значение.

[0079] В данном варианте осуществления после формирования функциональной зависимости, в соответствии с этой функциональной зависимостью, определяется параметр положения пятна луча с одним фокусным значением, принятым в технологическом процессе. Т. е. в соответствии с функциональной зависимостью можно вычислить текущий параметр согласованного управления пятном луча. Под управлением параметра согласованного управления расхождение между координатой пятна луча на рабочей плоскости и заданной координатой является небольшим, что повышает точность обработки пятном луча.

[0080] В данном варианте осуществления в вышеописанном способе калибровки, если луч 5 излучения, испускаемый устройством 1, генерирующим излучение, представляет собой электронный луч, фокусное значение пятна луча регулируется путем изменения силы тока в фокусирующей катушке, форма пятна луча регулируется путем изменения силы тока в катушке астигматора, а положение пятна луча регулируется путем изменения силы тока в отклоняющей катушке.

[0081] В данном варианте осуществления может иметься одна предварительно заданная координата, и для одного пятна луча может выполняться одна калибровка. Предварительно заданных координат может быть несколько, и способы калибровки пятна луча можно разделить на два типа.

[0082] В способе калибровки первого типа может калиброваться пятно луча, соответствующее первой предварительно заданной координате. Т. е. действия на этапах 100—120 выполняются в отношении пятна луча, соответствующего первой предварительно заданной координате.

[0083] После выполнения калибровки пятна луча, соответствующего первой предварительно заданной координате, калибруется пятно луча, соответствующее второй предварительно заданной координате. Действия на этапах 100—120 так же выполняются в отношении пятна луча, соответствующего предварительно заданным координатам.

[0084] Таким образом, выполняется калибровка всех пятен лучей.

[0085] В способе калибровки второго типа на этапе 100 могут выполняться действия в отношении всех пятен лучей. Т. е. положение каждого пятна луча регулируется в предварительно заданную координату, соответствующую этому пятну луча. Каждое пятно луча находится в предварительно заданном состоянии, и в этом предварительно заданном состоянии регистрируется круглость каждого пятна луча.

[0086] После регулировки всех пятен лучей в соответствии с соответствующими предварительно заданными координатами и в предварительно заданное состояние фокусное значение каждого пятна луча изменяется без изменения астигматизма каждого пятна луча, и по меньшей мере один раз изменяется фокусное значение каждого пятна луча.

[0087] Формируется функциональная зависимость между параметром положения каждого пятна луча и фокусным значением каждого пятна луча. Т. е. каждое пятно луча соответствует одной функциональной зависимости, и параметр положения каждого пятна луча регулируется в соответствии с текущим фокусным значением каждого пятна луча и функциональной зависимостью, соответствующей каждому пятну луча. Данный способ калибровки может выполняться компьютером 4. Компьютер 4 может содержать процессор и носитель данных. На носителе данных хранятся исполняемые команды для реализации вышеописанных способов калибровки при исполнении указанных команд процессором. Носитель данных может представлять собой такой энергонезависимый носитель данных, как U-диск, переносной жесткий диск, постоянное запоминающее устройство (Read-Only Memory, ROM), оперативное запоминающее устройство или энергозависимый носитель данных.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

[0088] На способ калибровки пятна луча не оказывает влияния искажение изображения, и нет необходимости в вычислении связи с установкой устройства формирования изображений относительно плоскости, в которой расположено пятно луча.

Изобретение относится к способу калибровки пятна луча. Техническим результатом является повышение надежности и скорости калибровки пятна луча в устройствах лучевой обработки. Способ включает регулировку положения пятна луча на изображении в предварительно заданную координату, настройку пятна луча на нахождение в предварительно заданном состоянии и регистрацию круглости пятна луча в предварительно заданном состоянии на изображении; по меньшей мере одно изменение фокусного значения пятна луча без изменения астигматизма пятна луча и формирование функциональной зависимости между параметром положения и фокусным значением пятна луча и регулировку параметра положения пятна луча в соответствии с текущим фокусным значением и функциональной зависимостью. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ калибровки пятна луча, включающий:

регулировку положения пятна луча на изображении в предварительно заданную координату, настройку пятна луча на нахождение в предварительно заданном состоянии и регистрацию круглости пятна луча в предварительно заданном состоянии на изображении;

по меньшей мере одно изменение фокусного значения пятна луча без изменения астигматизма пятна луча; и

формирование функциональной зависимости между параметром положения и фокусным значением пятна луча и регулировку параметра положения пятна луча в соответствии с текущим фокусным значением и функциональной зависимостью;

при этом настройка пятна луча на нахождение в предварительно заданном состоянии включает:

регулировку фокусного значения пятна луча в соответствии с предварительно заданным минимальным значением размера пятна луча;

регулировку астигматизма пятна луча с целью настройки круглости пятна луча в соответствии с предварительно заданной круглостью; и

регулировку параметра положения пятна луча с целью настройки расстояния между центром пятна луча и центром предварительно заданной координаты так, чтобы оно было меньше предварительно заданного значения;

при этом формирование функциональной зависимости между параметром положения и фокусным значением пятна луча включает:

регистрацию фокусного значения и параметра положения пятна луча в предварительно заданном состоянии;

регистрацию фокусного значения пятна луча после изменения фокусного значения, изменение параметра положения вплоть до перемещения пятна луча в предварительно заданную координату и регистрацию нового параметра положения; и

формирование, в соответствии с фокусным значением и параметром положения пятна луча в предварительно заданном состоянии, а также с фокусным значением пятна луча после изменения фокусного значения и с новым параметром положения, функциональной зависимости между параметром положения и фокусным значением пятна луча.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одно изменение фокусного значения пятна луча без изменения астигматизма пятна луча включает:

сохранение астигматизма пятна луча без изменения, настройку абсолютной разности между круглостью текущего пятна луча на изображении и круглостью пятна луча на изображении в предварительно заданном состоянии так, чтобы она была меньше предварительно заданного значения; и

изменение фокусного значения пятна луча в первый раз с целью настройки положения измененной фокальной точки пятна луча на нахождение выше или ниже положения фокальной точки пятна луча в предварительно заданном состоянии.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно включает:

изменение фокусного значения пятна луча во второй раз для настройки положения измененной фокальной точки пятна луча на нахождение ниже положения фокальной точки пятна луча в предварительно заданном состоянии после изменения фокусного значения пятна луча в первый раз с целью настройки положения измененной фокальной точки пятна луча на нахождение выше положения фокальной точки пятна луча в предварительно заданном состоянии; или

изменение фокусного значения пятна луча во второй раз для настройки положения измененной фокальной точки пятна луча на нахождение выше положения фокальной точки пятна луча в предварительно заданном состоянии после изменения фокусного значения пятна луча в первый раз с целью настройки положения измененной фокальной точки пятна луча на нахождение ниже положения фокальной точки пятна луча в предварительно заданном состоянии.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что функциональная зависимость между параметром положения и фокусным значением пятна луча имеет вид: и , или , где

X — параметр согласованного управления положением пятна луча в направлении X, Y — параметр согласованного управления положением пятна луча в направлении Y, F — фокусное значение, K — коэффициент, b — постоянная, представляет функциональную зависимость между координатами как в направлении Х, так и в направлении Y с фокусным значением F.

5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что перед регулировкой пятна луча в предварительно заданную координату, способ дополнительно включает:

создание по меньшей мере одной маркировочной точки на стандартной пластине;

получение изображения стандартной пластины устройством формирования изображений; и

получение соответствующей предварительно заданной координаты каждой из по меньшей мере одной маркировочной точки на изображении.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что устройство формирования изображений представляет собой камеру на основе прибора с зарядовой связью (CCD), камеру на основе комплементарных металлооксидных полупроводников (CMOS), инфракрасную камеру, камеру, действующую в ближней инфракрасной области, или камеру, действующую в дальней инфракрасной области.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что дополнительно включает:

калибровку пятна луча в соответствии с первой предварительно заданной координатой, если количество предварительно заданных координат больше или равно двум; и

калибровку пятна луча в соответствии со следующей предварительно заданной координатой после выполнения калибровки пятна луча в соответствии с первой предварительно заданной координатой вплоть до выполнения калибровки пятен лучей в соответствии со всеми предварительно заданными координатами.

8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что дополнительно включает:

если количество предварительно заданных координат больше или равно двум, регулировку положения каждого пятна луча на изображении в предварительно заданную координату, соответствующую каждому пятну луча, настройку каждого пятна луча на нахождение в предварительно заданном состоянии и регистрацию круглости каждого пятна луча в предварительно заданном состоянии на изображении;

по меньшей мере одно изменение фокусного значения каждого пятна луча без изменения астигматизма каждого пятна луча после регулировки всех пятен лучей в соответствии с соответствующими предварительно заданными координатами и в предварительно заданном состоянии; и

формирование функциональной зависимости между параметром положения каждого пятна луча и фокусным значением каждого пятна луча и регулировку параметра положения каждого пятна луча в соответствии с текущим фокусным значением каждого пятна луча и функциональной зависимостью, соответствующей каждому пятну луча.