激光器装置和用于通过在脉冲能量方面可控的激光器加工物体的方法 |
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| 申请号 | CN201180054960.0 | 申请日 | 2011-11-18 | 公开(公告)号 | CN103209799B | 公开(公告)日 | 2015-09-09 |
| 申请人 | 联邦印刷有限公司; | 发明人 | D·梅斯里维茨; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种激光加工装置（30）、一种滤波装置（32）以及一种用于在对物体（2）进行材料加工时、特别是在对基于塑料的文件进行标记时控制在脉冲 能量 和激光脉冲（19）的时间调用方面可控的脉冲 激光器 （4）的方法。所述方法包括下述方法步骤：将脉冲能量 信号 （10）与 阈值 条件（36）比较并且产生逻辑结果信号（37），所述脉冲能量信号在时间上与 时钟信号 （14）相关地具有代表用于加工用激光脉冲（19）的脉冲能量的 电压 值；将所述时钟信号（14）引导到 门 （38）上并且借助于所述逻辑结果信号（37）控制所述门（38）并且由此产生调用信号（39）；提供能量 控制信号 （41），所述能量控制信号具有根据用于控制电压的预给定值的电压；使用所述调用信号（39）和所述能量控制信号（41）来控制所述 脉冲激光器 （4）。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种激光加工装置(30)，其用于对物体(2)进行激光加工，包括： |
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| 说明书全文 | 激光器装置和用于通过在脉冲能量方面可控的激光器加工物体的方法 技术领域[0001] 本发明涉及一种用于对物体进行激光加工、特别是用于对基于塑料制成的文件进行激光打标记的激光加工装置以及一种相应的方法，所述方法使用在脉冲能量方面和激光脉冲的时间调用方面可控的脉冲激光器，本发明还涉及一种滤波装置，所述滤波装置用于过滤对于激光器控制而使用的信号。 背景技术[0002] 由现有技术公开的是，物体、例如基于塑料制造的文件、特别是有价文件和安全文件利用激光器进行标记。基于塑料制造的文件常常由多个的箔组合成一个文件体，所述箔由相同或不同的塑料构成。在此，所述箔中的一些或全部这样构成，使得其包括对于人类观察者不可察觉到或者至少不能用肉眼看到的颜料，所述颜料有利于吸收激光辐射。在吸收激光辐射时吸收的能量被用来改变所述文件中相应准备好的箔、也就是由箔构成的层。特别是聚合物（由所述聚合物形成塑料材料）的化学连接被断开并且实现碳化。这导致例如本来透明的塑料材料的变黑。替代地还可以通过激光辐射引起其他颜色改变或结构改变。 [0003] 在对例如基于塑料的文件进行激光打标记时，通过控制单个激光脉冲的脉冲能量可以控制塑料的变黑度。由此例如可以在激光打标记时产生灰度。有利的是，每个像点都通过一个唯一的激光脉冲与文件材料的交互作用而产生。由此，通过射束引导装置使由激光器产生的激光射束运动到文件上，从而通过所述激光射束中的单个脉冲在文件上或在文件内部分别标记各个像点。 [0004] 因此，取决于通过加工信息预给出的、特殊期望的加工，需要改变彼此跟随的脉冲的脉冲能量。特别是在引入和/或产生应以统一的黑度产生的文字时需要的是，在相邻的标记部位处需要预给定的脉冲能量、特别是最大脉冲能量与非常小甚至没有的脉冲能量之间的转换。在物体、特别是基于塑料制造的物体上和/或中的新文字和/或符号的产生在这里也被称为打标记。但是，打标记并非指已有的实体例如文字、符号或诸如此类的表征。由此，打标记应理解为结合借助于物体中的可视觉地察觉到的改变存储信息的引入、施加和/或产生等术语的同义词。 [0005] 已经公开了一些激光加工装置，其中，用来进行打标记的脉冲激光器具有用于接收模拟信号的能量控制输入端，所述模拟信号的电压控制激光脉冲能量。此外，这种脉冲激光器具有用于接收一信号的调用输入端，借助于所述信号可在时间上调用激光脉冲。为了调用激光脉冲，通常使用时钟信号。一射束引导装置适配于所述时钟信号、也就是在时间上与时钟信号相关地被控制，从而通过激光器输出的射束以每个通过时钟信号预给定的节拍引导到所述物体的新加工位置上。由此，只要时钟信号例如通过等距的矩形脉冲预给出在时间上等距的节拍，则由激光器以时间上等距的顺序调用激光脉冲。于是，所述脉冲的能量通过脉冲能量信号预给定，所述脉冲能量信号根据所述加工信息在时间上与时钟信号相关地变化。对于时间相关的变化应理解为这样进行脉冲能量信号的值的适配，即，脉冲能量信号分别在通过时钟信号确定的调用时刻对于激光脉冲具有一个值，所述值给出调用的激光脉冲的期望的脉冲能量。 [0006] 在此，对于时间上等距（或等时距）理解为每两个彼此跟随的事件例如矩形脉冲之间的时间距离保持不变。时间上等距的节拍具有至少在多个节拍周期期间恒定的节拍频率（或时钟频率）。 [0007] 在实际中已经发现，一些脉冲激光器系统、特别是二极管泵浦纤维激光器在脉冲能量的时间变化方面、特别是在提高脉冲能量时具有低通特性。这意味着，在从例如最小脉冲能量转换到最大脉冲能量时，实际的脉冲能量在所要求的转换后不相应于所要求的脉冲能量。表明在时间上相互跟随的激光脉冲的脉冲能量首先在一些脉冲上增高，直到达到最大脉冲能量为止。 [0009] 由DE 11 205 003 088 T5公开了一种激光器装置，其具有两个定位机构，通过所述定位机构可将激光射束交替地指向到不同的目标区域上。由此，对于一个材料加工应利用激光器的尽可能所有的脉冲并且避免脉冲能量的波动。该激光加工装置是费事的，因为其需要两个定位机构。 发明内容[0010] 因此，本发明的任务在于，提供一种激光器装置、一种方法和一种装置，它们允许无需大结构耗费地使用由现有技术公开的设备或方法并且克服了上面提到的缺点。 [0011] 本发明的理论基础是，迄今为止用于控制脉冲激光器的信号利用附加的装置处理并且输出调整后的信号来控制脉冲激光器，从而使得脉冲激光器在要求脉冲时也可以对于单个的脉冲立即提供期望的脉冲能量。 [0012] 特别是建议了一种用于对物体进行激光加工、特别是用于对基于塑料制成的文件进行激光打标记的激光加工装置。所述激光加工装置包括一在其脉冲能量和激光脉冲的时间调用方面可控的脉冲激光器，所述脉冲激光器包括：一用于接收一模拟信号的能量控制输入端（所述模拟信号的电压控制激光脉冲能量）和一用于接收一信号的调用输入端（借助于该信号能够在时间上控制所述激光脉冲的调用）；一控制装置，所述控制装置构造用于根据加工信息产生脉冲能量信号，所述脉冲能量信号在时间上与时钟信号相关地具有代表用于激光脉冲的脉冲能量的电压值，所述激光脉冲能够通过所述时钟信号调用，其中，将所述脉冲能量信号和所述时钟信号导入到滤波装置中，其中，所述滤波装置包括：一用于将所述脉冲能量信号的电压与至少一个可预给定的阈值条件比较并且产生一逻辑结果信号的比较装置；一门，所述时钟信号被引导到该门上，其中，所述门借助于所述结果信号控制并且由此产生和输出一调用信号；以及一可调节的电压源，所述电压源输出一能量控制信号，所述能量控制信号具有按照用于控制电压的预给定值的电压。 [0013] 所述逻辑结果信号可具有两个物理状态，所述物理状态对应于逻辑值“真”和“假”。 [0014] 任何可控的装置、特别是“与”门可用作门，其通过所述逻辑结果信号控制地将时钟信号转化为调用信号，其中，所述门在一个状态中可让包含在时钟信号中的信息“导通”并将该信息对应于调用信号并且在另一状态中“阻止”所述信息的进一步传导并且禁止将其对应于调用信号。如果所述门例如构造为逻辑“与”门电路，则所述时钟信号和所述逻辑结果信号被引导到该逻辑“与”门电路的输入端上。其被这样设计，使得不仅在时钟信号中出现的电平而且在逻辑结果信号中出现的电平对于所述逻辑“与”门电路的相应输入端都可以作为两个不同的逻辑状态识别。这意味着，在时钟信号中出现的状态同样分别对应于所述逻辑值“真”和“假”之一。于是，在该情况下，所述逻辑“与”门电路的输出信号就是调用信号，其根据逻辑“与”关系由所述逻辑结果信号和所述时钟信号的逻辑值中产生。 [0015] 此外，还建议了一种滤波装置，其用于对在其脉冲能量和激光脉冲的时间调用方面可控的脉冲激光器进行激光器控制，所述脉冲激光器包括：一用于接收一模拟信号的能量控制输入端，所述模拟信号的电压控制激光脉冲能量；和一用于接收一信号的调用输入端，借助于该信号能够在时间上控制所述激光脉冲的调用，其中，所述滤波装置包括：一用于接收一脉冲能量信号的脉冲能量输入端，所述脉冲能量信号在时间上与时钟信号相关地具有代表用于激光脉冲的脉冲能量的电压值，所述激光脉冲能够通过所述时钟信号调用；一用于接收所述时钟信号的时钟信号输入端以及一能量控制信号输出端；一调用信号输出端；一用于将所述脉冲能量信号的电压与至少一个可预给定的阈值条件比较并且产生一逻辑结果信号的比较装置；一门，所述时钟信号被引导到该门上并且所述门借助于所述结果信号控制并且由此产生一调用信号并且在所述调用信号输出端处将所述调用信号输出；以及一可调节的电压源，所述电压源在所述调用信号输出端处输出一具有可预给定的控制电压的能量控制信号。 [0016] 此外，建议了一种用于在对物体进行材料加工时、特别是在对基于塑料的文件进行标记时控制在其脉冲能量和激光脉冲的时间调用方面可控的脉冲激光器的方法，所述方法包括下述方法步骤：将脉冲能量信号与阈值条件比较并且产生一逻辑结果信号，所述脉冲能量信号在时间上与时钟信号相关地具有代表用于加工用激光脉冲的脉冲能量的电压值；将所述时钟信号引导到门上；借助于所述逻辑结果信号控制所述门并且由此产生一调用信号；提供一能量控制信号，所述能量控制信号具有根据用于一控制电压的预给定值的电压；和使用所述调用信号和所述能量控制信号来控制所述脉冲激光器。优选所述门的控制这样进行，使得在所述门中这样地产生调用信号，以至于该调用信号的电压跟随用于所述逻辑结果信号的逻辑状态之一的时钟信号并且否则具有预给定的值、例如0V。 [0017] 所建议的激光器装置、所建议的滤波装置和所建议的方法特别适合于用个人化和/或个性化信息标记文件，也就是特别是适合于引入所述信息。 [0018] 优点在于，可以不变地使用提供相应脉冲能量信号的部件并且通过附加的滤波装置以简单的方式转换控制信号，以便接着能够产生具有明显对比度的小结构。通过选择阈值条件可确定的是，仅仅将加工信息的下述信息内容用来加工所述物体，对于其加工例如超过了确定的脉冲能量或者其脉冲能量例如处于确定的能量窗口内。由此，提供了例如给有价文件和/或安全文件例如旅行护照、驾驶证或诸如此类设置微型文字或多维点码（例如3D“条形码”）的可能性，它们仅仅具有加工的或未加工的、例如标记（视觉上改变）的或未标记（视觉上不改变）的位置或像点。尽管如此，也能够以最大的对比度实施标记。传统纤维激光器的低通滤波特性可通过本发明“绕过”。由此可以实现具有高对比度的标记。可以在文件中产生具有高对比度的文字、图像等。 [0019] 定义 [0020] 任何文件，只要其是通过安全特征受保护以免仿造、伪造、复制等，都被称为有价文件和/或安全文件。安全文件特别是包括旅行护照、身份证、驾驶证、身份证、签证、用于保护产品的标签、相应的体现价值的包装和文件例如钞票、支票以及银行卡、电话卡、有价卡，在此仅仅提到一些实例。 [0021] 安全特征是使得在有价文件和/或安全文件上仿造、假造和/或伪造、复制或其他操作至少变难或者完全不可能的那些特征。例如特别的印刷方法或其他标记方法以及全息照相、在文件中插入的结构或物体例如微芯片和天线或诸如此类可用作安全特征。对于本领域技术人员来说知晓多种多样的安全特征，它们单个地或组合地在有价文件和/或安全文件中采用。 [0022] 包括脉冲的电信号和/或光信号被视为时钟信号，所述脉冲具有边沿，所述边沿在短时间内表达明显的信号改变。例如具有矩形脉冲的信号适合于作为时钟信号，其中，矩形脉冲的边沿可被用来确定一个时间点。对于本领域技术人员来说可理解的是，具有陡边沿的其他脉冲也可以用作时钟信号。时钟信号在此适配于相应脉冲激光器地进行选择，所述脉冲激光器的脉冲应可通过时钟信号调用。时钟信号的脉冲（通过所述脉冲可触发激光脉冲的时间调用）被称为时钟脉冲。用于调用的信号也可以被称为调用信号，其中，其脉冲（所述脉冲控制激光脉冲的时间调用）被称为调用脉冲。 [0023] 由脉冲激光器输出的光束被称为激光射束。由此，激光射束给出光学路径，被称为激光脉冲的光脉冲沿着所述光学路径传播。 [0024] 激光脉冲的定位应理解为激光射束向物体的位置上的指向。由此确定了激光脉冲与物体的相互作用的位置并且由此使得激光脉冲被“定位”。 [0025] 如下信息被视为个性化信息，其从同类物体的整体个性地表征一组或者所述物体的单个。术语“外交官旅行护照”从一个国家的全部旅行护照中表征出一组旅行护照。相反，序列号从全部旅行护照的组中表征出单个的旅行护照。如下信息被视为个人化信息，其对应于一个人并且对于该人至少部分地是个性化的。个人化的信息例如可以包括名字、出生日期、出生地点、通信地址或面部图像或者其他生物特征或诸如此类。 [0026] 优选实施方式 [0027] 为了能够将微型文字或精细图案标记在物体上或者以精细的加工网目加工物体，在一个实施方式中，所述比较装置被构造用于分析处理包括阈值下限的阈值条件，并且当所述脉冲能量信号的电压超过所述阈值下限时，所述逻辑结果信号具有真值并且否则具有假值，或者替代地当所述脉冲能量信号的电压低于所述阈值下限时，所述脉冲能量信号具有真值并且否则具有假值。视所使用的门电路的构型或时钟信号的构型而定，可有优点的是，在超过阈值极限时通过脉冲能量信号的电压产生一具有真值的结果信号或替代地产生一具有假值的结果信号。这种实施方式特别适合于在加工物体时、特别是在标记物体时转换“黑-白”信息。因为电压值总是关于参考电势来观察，所以最大脉冲能量可与正电压或替代地与负电压相联系。根据该选择，高脉冲能量的存在与阈值极限的超过或阈值极限的低于相关。 [0028] 为了能够不仅利用唯一的脉冲能量进行加工，在一个进一步方案中提出，所述滤波装置具有一转换装置，并且在一个被称为滤波状态的转换状态中，所述电压源与能量控制信号输出端连接，并且在另一个被称为绕过状态的转换状态中，将在控制输入端处接收的脉冲能量信号引导到所述能量控制信号输出端上。在滤波状态中以精密的空间网目在强对比度的情况下只能利用唯一的脉冲能量进行加工，而在所述转换装置的另一所谓的绕过状态中能够用可变的脉冲能量进行加工。由此，例如可以将一个人的面部图像利用灰度值标记在物体、例如护照文件上，也就是例如在护照文件中产生。相反，在滤波状态中可以产生微型文字，所述微型文字具有一个或几个标记点范围内的线宽。脉冲激光器在绕过状态中的控制被称为绕过方法模式中的控制，在绕过方法模式中，脉冲能量信号用作能量控制信号并且时钟信号用作调用信号。 [0029] 在所要求的脉冲能量变换时在绕过状态中（或在绕过方法模式中控制时）脉冲能量的仅仅延迟的能量上升在标记或产生灰度图时如下地作用，使得所述灰度图不能如原始加工信息那样对比度明显地成像，所述原始加工信息是已经被预给定的图像信息。给黑色像点配置最大电压，而对于灰度值来说，它们越亮，则配有越小的电压值。如果在灰度图中出现从非常亮的灰度值向非常暗或黑的灰度值的跃变，则如果滤波装置的转换装置在绕过状态中运行的话，所述激光器装置不能充分适配脉冲能量，从而这种过渡是“模糊的”并且不具有期望的对比度锐度。为了改善这一点，可以在这种对比度过渡部上以如下方式进行再加工，即，以预给定的脉冲能量实施重新加工。在再加工期间，转换装置以滤波状态运行。这意味着，脉冲激光器在根据加工信息输出脉冲能量信号期间借助于绕过方法模式控制并且否则不被控制，也就是否则将脉冲能量信号与阈值条件比较并且产生逻辑结果信号并且将时钟信号所述门并且借助于所述逻辑结果信号来控制所述门并且由此产生调用信号。 [0030] 在一个优选的允许灰度图的这种改善的标记的进一步方案中提出，控制装置具有信息过滤装置，其实施加工信息的高通滤波并且在此建立棱边加工信息。棱边加工信息是如下信息，其给出在待产生的图形信息中在哪些位置上产生从亮到暗的大对比度区别。此外，控制装置被构造用于首先根据所述加工信息并且接着根据所述棱边加工信息输出脉冲能量信号。加工信息的高通滤波提供棱边加工信息。如果出发点在于给每个灰度值或黑色配置一个随着黑度增加的值并且实施高通滤波，则对于每个加工位置都得到一个经高通滤波的值。所述值在出现特别高的灰度值改变的部位上特别高。由此可以在棱边加工信息具有高值的部位上实施一个附加的激光打标记。在此，棱边加工信息被用来以与加工信息相同的方式产生脉冲能量信号。通过适当选择用于阈值预给定值的阈值能量和相应地适配用于控制电压的预给定值，可以在第二轮打标记过程中实现棱边处的对比度改善。 [0031] 在另一实施方式中可提出，加工信息被多重地输出并且分别仅仅对于脉冲能量信号的相应于确定的灰度值或灰度值范围的电压实施标记。为此在一个实施方式中提出，所述比较装置被构造用于分析处理包括预给定-电压范围的阈值条件，并且当所述脉冲能量信号的电压处于所述预给定-电压范围中时，所述逻辑结果信号具有真值并且否则具有假值，或者替代地当所述脉冲能量信号的电压处于所述预给定-电压范围中时，所述脉冲能量信号具有假值并且否则具有真值。不同的替代方案允许不同的门构型。所述门可以在逻辑状态“真”中或者在其他构型中在状态“假”中进行时钟信号的信息。 [0032] 在另一实施方式中，所述比较装置被这样构造，使得其可分析处理包括预给定-电压范围的阈值条件。所述预给定-电压范围可通过阈值下限并且通过阈值上限给出。在这些其他的实施方式中，比较装置例如包括两个比较电路，它们将脉冲能量信号的电压与所述极限阈值相比较。当电压高于阈值下限并且低于阈值上限时，结果信号被置成真值，否则被置成假值。该实施方式允许以预给定的脉冲能量实施加工步骤，所述加工步骤应根据具有下述脉冲能量的加工信息实施，所述脉冲能量处于通过所述预给定-电压范围代表的区域中。其他的、给出阈值极限和区间电压的构型也是可以的。 [0033] 为了简化激光脉冲的产生和激光射束在待加工物体上或中的定位的时间上的协调，在一个实施方式中提出，所述控制装置被构造用于附加地适配于所述脉冲能量信号和所述时钟信号地、也就是与它们时间上相关地控制一射束引导装置。 [0034] 在一个优选实施方式中，滤波装置包括一个接口，通过所述接口可检测控制电压的预给定值和/或阈值条件和/或用于转换所述转换装置的转换预给定值。在一个实施方式可提出，转换装置根据用于控制电压的预给定值选择其转换状态。如果例如用于控制电压的预给定值被这样选择，使得其具有零值并且与此耦合地所述可调节的电压源在能量信号输出端上提供零伏的值，则这可以解释为绕过转换状态的选择并且转换装置转换到绕过状态中。如果用于控制电压的预给定值偏离零值，则转换到滤波状态中。所述接口可以是用于传输用于期望的待调节的电压的信息的任意接口，例如可以是一个模拟接口，其中，给每个施加的电压值都配置一个待调节的电压。替代地，也考虑下述接口，在所述接口上可配置通信协议，例如RS232接口、USB接口或诸如此类。 [0035] 在一个实施方式中，所述控制装置被构造用于产生并且输出配置给加工信息的阈值条件和/或控制电压的配置给加工信息的预给定值和/或必要时产生并且输出转换状态预给定值和/或配置给棱边加工信息的阈值条件和/或控制电压的配置给棱边加工信息的预给定值。 [0036] 在一个优选实施方式中，脉冲激光器是纤维激光器，优选是二极管泵浦纤维激光器。在一个优选实施方式中，在使用至少一个电流计的情况下实现射束引导装置。 [0038] 以下参照附图借详细地说明本发明。在此示出： [0039] 图1：是按照现有技术的激光装置的示意图； [0040] 图2：是激光加工装置的一个实施方式的示意图。 具体实施方式[0041] 在图1中示意性示出了一种用于加工物体2的激光加工装置1。所述激光加工装置包括控制装置3，所述控制装置一方面控制一个脉冲激光器4并且另一方面控制一个射束引导装置5。所述射束引导装置5将脉冲激光器4的激光射束4有针对性地引导到所述物体2的位置上。 [0042] 所述物体2的加工或标记根据加工信息7进行。在简化示出的实例中，所述加工信息代表像素化的、也就是分解为像点的行。在所示的实例中，所述物体2上的对应于所述像点的位置要么保持不被标记（这通过“-”表示），要么被加黑（这通过“S”）表示。如果所述物体在一个位置上被一激光脉冲加工，该激光脉冲具有低于最低能量阈值的脉冲能量，则通常不发生材料改变。为了实现变黑，根据这里描述的脉冲激光器的设计，需要最大脉冲能量。对于本领域技术人员可理解的是，存在一些脉冲激光器，即使所述脉冲激光器没有以最大可能的脉冲能量运行，所述脉冲激光器的激光脉冲也可以利用唯一一个激光脉冲实现期望的足够变黑。下面的出发点分别是，脉冲激光器被这样选择和确定尺寸，使得最大的脉冲能量引起所述物体的最佳变黑，但是不引起超过所述变黑的破坏或者不损害相邻位置（所述相邻位置表示其他像点）的标记部。 [0043] 在最佳情况下，射到不应被打标记的部位上的激光辐射的激光脉冲具有脉冲能量0。这与下述事实意思一致，即，激光器不发出脉冲。 [0044] 在下面不做区分的是，是不产生激光脉冲还是产生具有低于最低能量阈值的能量的激光脉冲。在这两种情况下，对于激光脉冲都称之为具有脉冲能量0。对此不应理解为真实产生的激光脉冲和这种不具有足够的用于在物体上进行材料改变的能量的激光脉冲。 [0045] 脉冲激光器4具有能量控制输入端8，在所述能量控制输入端上可施加模拟信号，所述模拟信号的电压控制激光脉冲能量。所施加的电压越大，由激光器输出的脉冲能量就越高。此外，脉冲激光器4具有用于接收信号的调用输入端9，借助于该信号可在时间上控制激光脉冲的调用。 [0046] 为了进行能量控制，控制装置3根据加工信息7产生脉冲能量信号10，图中示意性示出所述脉冲能量信号的电压变化曲线。图中记录了电压12与时间13关系。所述脉冲能量信号10的产生在时间上与一时钟信号14相关地进行，所述时钟信号具有等时距的短时钟脉冲15，如示意性图表16中示出的那样，所述短时钟脉冲常常也被称为触发脉冲。也记录了电压与时间的关系。脉冲能量信号10与能量控制输入端连接并且时钟脉冲14与脉冲激光器4的调用输入端9连接。 [0047] 脉冲能量信号10在与所述时钟信号14的调用激光脉冲19-1、19-4至19-6、19-8和19-9的时钟脉冲15-1、15-4至15-6、15-8和15-9相应的时刻具有最小电压，所述激光脉冲通过射束引导装置5引导到所述物体2的不应被打标记的部位上。相应地，脉冲能量信号10在与所述时钟信号14的调用激光脉冲19-2、19-3、19-7、19-10至19-14的时钟脉冲15-2、15-3、15-7、15-10至15-14相应的时刻具有最大电压，所述激光脉冲被引导到下述部位上，在所述部位处，所述物体2应被打标记、也就是应变黑。 [0048] 因此，所述射束引导装置5的控制适配于时钟信号14地、也就是在时间上与该时钟信号相关地通过由所述控制装置3产生的控制信号17进行。所述射束引导装置5优选包括用于引起所述激光射束6的射束引导的电流计18。 [0049] 因为所述脉冲激光器4具有低通滤波特性，所以产生的、应引起变黑的激光脉冲19-2、19-3、19-7、19-10至19-14并非全都具有对此所需的最大激光能量。如从示意性图表 20中得出的那样，在该示意性图表中记录脉冲能量21与时间13的关系。 [0050] 可以看出，单个激光脉冲19的脉冲能量在脉冲能量信号的电压从0转换到最大值例如10V之后仅仅逐步地增加。只有在大约3至5个在时间上直接相互跟随的、具有所要求的最大脉冲能量的激光脉冲19之后，所述最大脉冲能量才实际上被达到。 [0051] 结果是，这表现在一行像点22-1至22-14（像素）具有不同的灰度值，然而不是黑的。特别是像点22-7（其相邻的像点22-6、22-8没有被标记并且也不应被标记）仅仅具有亮的灰度。这是不令人满意的，因为对比度不足。 [0052] 在图2中示意性示出激光加工装置31的一个实施方式，利用所述激光加工装置根据相同的加工信息7给构造为文件的物体2进行打标记。在所有的附图中，相应或作用相同的技术特征以相同的参考标号表示。 [0053] 具有能量控制输入端8和调用输入端9的脉冲激光器4如在图1中所示的按照现有技术的激光加工装置1中那样产生由单个激光脉冲19组成的激光射束6。所述激光射束6由射束引导装置5引导，所述射束引导装置为此优选包括电流计18。 [0054] 如在按照现有技术的实施方式中那样，控制装置31根据加工信息产生脉冲能量信号10，该脉冲能量信号的电压变化曲线11与由按照现有技术的控制装置3产生的电压变化曲线一样。 [0055] 在按照图2的激光加工装置30的实施方式中，脉冲能量信号10和时钟信号11不是被直接引导到所述脉冲激光器4的能量控制输入端8和调用输入端9上，而是在控制装置31与激光器4之间设置一个滤波装置32。 [0056] 所述滤波装置32包括一个用于接收脉冲能量信号10的脉冲能量输入端33。此外，所述滤波装置32还包括一个用于接收时钟信号14的时钟信号输入端34。 [0057] 所述脉冲能量信号10的电压在一个比较装置35中与阈值条件36比较。借助于逻辑结果信号37代表比较结果。通过图表43示意性记录比较结果与时间13的关系。在一个实施方式中，当满足阈值条件时，则认为结果信号37具有逻辑值“真”，否则具有逻辑值“假”。因为阈值条件也可以在逻辑上否定地表述，所以在其他实施方式中所述选择可以相反地进行。阈值条件例如可以表述为：“脉冲能量信号的电压是否高于阈值下限？”。替代地，阈值条件也可以表述为：“脉冲能量信号的电压是否低于阈值下限？”。因此，取决于阈值条件的选择地，所述阈值条件对于脉冲能量信号的给定的电压值被满足或不被满足。但是，下文的出发点是，当阈值条件36被满足时认为逻辑结果信号37具有真值，否则具有假值。 [0058] 通常逻辑信号“真”与一个电平相联系并且假值与另一电平例如0V相联系。 [0059] 所述时钟信号14被引导到一个门38，所述门通过所述逻辑结果信号37控制。如果所述逻辑结果信号具有真值，则所述时钟信号14被引导通过所述门38并且由此产生调用信号39，所述调用信号包括调用脉冲45，所述调用脉冲相应于所述时钟信号的调用脉冲。如果所述逻辑结果信号具有假值，则所述门闭锁并且所述调用信号39具有一个预给定的值，例如具有0V的电压。所述门38可通过门电路实现，所述门电路例如构造为“与”电路。所述调用信号39在一个调用信号输出端48处被输出。在此需注意的是，也可以使用光学信号作为时钟信号14。于是时钟脉冲15例如相应于光脉冲。重要的是，调用信号39包括调用脉冲45-2、45-3、45-10至45-14，所述调用脉冲相应于下述时钟脉冲15-2、15-3、15-7、15-10至15-14，所述时钟脉冲又在时间上配置给所述脉冲能量信号的满足阈值条件的电压。所述时钟信号14的其余的时钟脉冲15-1、15-4至15-6、15-8、15-9近似被“去除”并且不包含在调用信号19中，如图表中所示。由此，对应于所述脉冲能量信号10的不满足阈值条件的电压值的时钟脉冲15-1、15-4至15-6、15-8、15-9通过所述门38阻止并且不被进一步传导。在所述调用信号19中对于所述时钟脉冲15-1、15-4至15-6、15-8、15-9不具有对应关系。 [0060] 此外，滤波装置32具有一个电压源40，所述电压源产生在电压方面稳定的能量控制信号41。优选所述电压源可调，从而根据用于控制电压的预给定值产生能量控制信号41的电压。 [0061] 滤波装置31可通过接口42接收用于控制电压的预给定值。同样，该预给定值也可以替代或附加地通过滤波装置32上的机械式执行机构（未示出）调节。 [0062] 在一个实施方式中，通过所述接口42也可以检测阈值条件36。在一个实施方式中，比较装置35被构造用于分析处理包括阈值下限的阈值条件。为此，比较装置35必须具有一个比较电路，所述比较电路将电压与所述阈值下限相比较并且当脉冲能量信号10的电压超过所述阈值下限时产生具有真值的结果信号。 [0063] 在另一个实施方式中，比较装置这样构成，使得其可分析处理包括预给定-电压范围的阈值条件。所述预给定-电压范围可通过阈值下限并且通过阈值上限给出。其他的、给出阈值极限和区间电压的构型也是可以的。在这些其他的实施方式中，比较装置35例如包括两个比较电路，它们将脉冲能量信号的电压与所述极限阈值相比较。当电压高于阈值下限并且低于阈值上限时，则结果信号37被置成真值，否则被置成假值。该实施方式允许以预给定的脉冲能量实施加工步骤，所述加工步骤应根据具有下述脉冲能量的加工信息实施，所述脉冲能量处于通过所述预给定-电压范围代表的区域中。 [0064] 尽管如此，为了仍能够以可变的脉冲能量实施加工步骤，例如标记（产生）一个灰度图，按照图2的滤波装置31具有一个转换装置44。在一个被称为滤波状态的转换状态中，将脉冲能量信号供应给比较装置并且将时钟信号供应给门38，并且由所述电压源40产生并输出能量控制信号41。由此，电压源与能量控制信号输出端46连接，从而使得能量控制信号41通过脉冲能量信号提供。此外，时钟信号14直接作为调用信号39引导到一个调用信号输出端48上或者所述门38被置于下述状态中，在所述状态中，每个时钟脉冲15都产生一个调用脉冲45。可以的是，脉冲能量信号10和/或时钟信号14通过延迟电路47引导，以便与在滤波状态中出现的信号处理持续时间的时间相适配，从而保持获得与通过射束引导装置5进行的射束引导的适配。 [0065] 在一个实施方式中，控制装置31具有一个信息过滤装置51，其使加工信息经历高通滤波并且由此产生棱边加工信息52。对于待加工的物体2的每个加工部位来说，现在存在一个加工信息和一个棱边加工信息，所述加工信息在该部位处给出一个用于加工步骤的脉冲能量，所述棱边加工信息包含关于根据加工信息的脉冲能量与物体上的需在先加工的部位的脉冲能量偏差有多大的说明。如果脉冲能量从一个部位向着下一部位增大，则后者在棱边加工信息中具有高值。棱边加工信息包含一个可如何再加工“对比度棱边”、即所产生的信息中从亮到暗的转换。 [0066] 如果现在将加工信息7用来在滤波装置31中的转换装置44的绕过状态中对物体进行标记，则例如一个灰度投影被标记，其棱边由于脉冲激光器4的低通特性（如结合图1的实施方式阐述的那样）而褪色并且对比度弱。 [0067] 接着，在相同地重新控制射束引导装置5的情况下进行所述物体的重新加工，其中，棱边加工信息52被用来产生脉冲能量信号10并且具有转换装置44的滤波装置31在滤波状态中运行。阈值条件36被这样设置，使得仅仅下述部位被标记，在所述部位上，在加工信息中出现加工能量的突然转换，并且由此棱边加工信息具有大的值。通过电压源40产生的能量控制信号41的电压可以在很多情况下适度选择，因为在第一加工步骤中已经引起部分变黑。由此，根据棱边加工信息的标记或加工与根据加工信息7的加工重合地进行并且引起对比度改善。可理解的是，该再加工可以局限于例如表示面部图像的加工信息的一部分上。 [0068] 同样，也可以在加工所述加工信息期间在不进行再加工的情况下在滤波状态与绕过状态之间转换，以便根据所述转换状态的不同优点对加工信息的不同部分进行标记。在绕过状态中可产生灰度级，在滤波状态中可标记对比度明显并且局部分辨率高的精细结构。 [0069] 对于本领域技术人员可理解的是，仅仅描述了示例性的实施例。特别是所述的加工方法和激光加工装置以及滤波装置特别适合于将个性化和/或个人化信息标记到构造为安全文件的物体中。 [0070] 附图标记表 [0071] 1 激光加工装置 [0072] 2 物体 [0073] 3 控制装置 [0074] 4 脉冲激光器 [0075] 5 射束引导装置 [0076] 6 激光射束 [0077] 7 图像加工信息 [0078] 8 能量控制输入端 [0079] 9 调用输入端 [0080] 10 脉冲能量信号 [0081] 11 电压变化曲线 [0082] 12 电压 [0083] 13 时间 [0084] 14 时钟信号 [0085] 15 时钟脉冲 [0086] 16 图表 [0087] 17 控制信号 [0088] 18 电流计 [0089] 19 激光脉冲 [0090] 20 图表 [0091] 21 脉冲能量 [0092] 22 像点 [0093] 30 激光加工装置 [0094] 31 控制装置 [0095] 32 滤波装置 [0096] 33 脉冲能量输入端 [0097] 34 时钟信号输入端 [0098] 35 比较装置 [0099] 36 阈值条件 [0100] 37 结果信号 [0101] 38 门 [0102] 39 调用信号 [0103] 40 电压源 [0104] 41 能量控制信号 [0105] 42 接口 [0106] 43 图表 [0107] 44 转换装置 [0108] 45 调用脉冲 [0109] 46 能量控制信号输出端 [0110] 47 延迟电路 [0111] 48 调用信号输出端 [0112] 51 信息过滤装置 [0113] 52 棱边加工信息 |
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