一种在柔性感光胶片上激光成像的设备及方法与流程

1.本发明属于激光成像领域，尤其涉及到一种在柔性感光胶片上激光成像的设备及方法。


背景技术：

2.柔性感光胶片由于质量轻，呈纸片状，也不能折叠和过度弯曲，而且柔性感光胶片上涂镀有感光油墨，若感光油墨与其他物体摩擦接触，容易造成感光油墨从胶片上脱落，影响曝光质量。因此，要在柔性感光胶片上直接成像，需要解决如下问题：如何防止柔性感光胶片在曝光过程中和其他物体接触碰撞导致其上的感光胶涂层脱落。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种在柔性感光胶片上激光成像的设备及方法，其目的在于解决对柔性感光胶片进行激光成像不易固定而导致的不好曝光的问题。
4.本发明的方案如下：
5.一种在柔性感光胶片上激光成像的设备，其特征在于，包括：至少一组激光光源模块、可转动光路反射单元、挡板、气浮通道及计算机；
6.挡板设置有通槽，气浮通道内喷射有气流，喷射的气流将柔性感光胶片悬浮在气浮通道内；
7.至少一组激光光源模块发出的至少一束激光光束入射至可转动光路反射单元，可转动光路反射单元往复转动，将至少一束激光光束并排反射，反射的至少一束激光光束穿过通槽以一行或者同时以多行沿着宽边逐行曝光柔性感光胶片，将存储在计算机中的图像转印到柔性感光胶片上。
8.优选地，挡板的下端设置有呈两侧为渐变曲面向中间为凸形圆弧曲面平滑过渡的凸状上模，在挡板上均布有若干第一进气通孔，若干第一进气通孔均直通到凸状上模，若干股气流由若干第一进气通孔向下喷射到柔性感光胶片的上表面；
9.底座的上端设置有和凸状上模相适配的凹状下模，底座上均布有和若干第一进气通孔一一对应的若干第二进气通孔，若干第二进气通孔均直通到凹状下模，若干股气流由若干第二进气通孔向上喷射到柔性感光胶片的下表面；
10.经调节气压后的向下喷射的若干股气流和向上喷射的若干股气流使得悬浮在由凸状上模和凹状下模之间的空隙构成的气浮通道中。
11.优选地，若干股向下的气流的气压不尽相同，若干股向下的气流的气压不尽相同。
12.优选地，通槽的宽度大于n*d,n为激光光源模块的个数，n≥1，d为激光光束穿过通槽时的横截面直径。
13.优选地，通槽的长边中心线与可转动光路反射单元的中心处于同一平面上。
14.优选地，可转动光路反射单元为平面镜或正多边形棱镜，平面镜或正多边形棱镜在计算机控制下往复转动，以使得至少一束激光光束沿着平面镜的宽边方向或者沿着正多
边形棱镜的厚度方向曝光柔性感光胶片。
15.优选地，正多边形棱镜为正六边形棱镜。
16.优选地，激光光源模块包括：激光光源、准直镜和至少一块凸透镜，激光光源发出的激光光束经准直镜准直后平行入射至凸透镜，经凸透镜透射后，出射至可转动光路反射单元。
17.本发明还公开了一种曝光柔性感光胶片的方法，包括如下步骤：
18.s1、根据待曝光图像的分辨率计算每一行图像的行距；
19.s2、将柔性感光胶片置于气浮通道中并使其呈圆弧状悬浮；
20.s3、计算机控制至少一个激光光源模块、可转动光路反射单元及柔性感光胶片协同动作，以使得至少一束激光光束沿着宽边曝光柔性感光胶片上的每一行图像。
21.优选地，步骤s2的具体步骤为：
22.s21：将柔性感光胶片放入由凸状上模和凹状下模之间的空隙中；
23.s22：通过调节若干股向下喷射出的气流的气压大小及若干股向上喷射出的气流的气压大小，使得柔性感光胶片在竖直方向处于圆弧状悬浮状态并一直保持。
24.本发明的有益技术效果：本设备和方法的技术效果：通过在挡板上均匀设置若干向下通达至凸状上模的第一进气通孔，以及在底座上均匀设置若干竖直向上通达至凹状下模的第二进气通孔；向若干第一进气通孔朝下喷射若干股气流至柔性感光胶片的上表面，向若干第二进气通孔朝上喷射若干股气流至柔性感光胶片的下表面，柔性感光胶片在若干向下气流和若干向上气流的合力作用下，悬浮在凸状上模和凹状下模之间的间隙构成的气浮通道中。至少一束激光光束在可转动光路反射单元转动下，沿着柔性感光胶片宽边的内凹的弧形面逐行曝光每一行图像，直至所有行数的图像被曝光完毕。在整个曝光过程中，若干股向下气流和若干股向上气流持续作用在柔性感光胶片的上下表面，处于气浮通道中的那部分柔性感光胶片始终以沿着宽边弯曲成圆弧的姿态悬浮，避免了和其他物体的摩擦接触导致的感光油墨脱落，提高了曝光质量。
附图说明
25.图1为本发明的模块连接示意图；
26.图2为图1中挡板4、柔性感光胶片8和底座9的分解图；
27.图3为图2中沿b向视图；
28.图4为一束激光光束11穿过通槽41(省略了第一进气通孔43)的示意图；
29.图5为图1中可转动光路反射单元3为平面镜3a的模块连接示意图；
30.图6为图1中可转动光路反射单元3为正六边形棱镜3b的模块连接示意图；
31.图7为处于气浮通道那部分的柔性感光胶片的沿两宽边向内微微凹陷以形成圆弧曲面的示意图；
32.图8为3束激光光束11沿着宽边穿过通槽41的示意图；
33.图9为凸状上模44及凹状下模92的两侧为渐变曲面向中间为圆弧曲面平滑过渡的示意图；
34.图10为3组激光光源模块1a发出的3束激光光束11沿着平面镜3a的宽度方向呈一排水平入射的示意图；
35.图11为3组激光光源模块1a发出的3束激光光束11沿着正六棱镜3a的厚度方向呈一排水平入射的示意图；
36.图12为3束激光光束同时沿着宽边方向曝光柔性感光胶片的若干行图像的示意图。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述区别，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.参考图1，图1为本发明的结构连接示意图。本发明公开的一种在柔性感光胶片上激光成像的设备，包括：至少一组激光光源模块1a，可转动光路反射单元3、挡板4、气浮通道5及计算机6。参考图2，在挡板4上设置有通槽41，以供至少一组激光光源模块1a发出的至少一组激光光束11穿过使用。图1的剖视部分为图2中沿通槽41的长边的中心线42向下的a-a剖视面全剖得到，由于在挡板4的a-a剖视面上没有第一进气通孔43和第二进气通孔91，因此，图1、图5和图6中的剖视图部分均看不到第一进气通孔43和第二进气通孔91。图1中，气浮通道5内喷射有若干股向下和向上的气流7，通过调节若干股向向下和向上的气流的气压大小，使得柔性感光胶片8的处于气浮通道中的宽边部分大致呈圆弧状，将柔性感光胶片8的内凹面近似视为半径为定值的圆弧面，即图9中的柔性感光胶片8的mn部分。至少一束激光光束11入射至可转动光路反射单元3，可转动光路反射单元3在计算机6的控制下，不断的往复摆动，反射出的至少一束激光光束11呈并排状穿过图2中的挡板4的通槽41(见图4和图8)，呈扇形曝光图7中柔性感光胶片8的内凹圆弧面。柔性感光胶片8的两面均涂镀有感光油墨(未图示)，激光光束11对感光油墨曝光，以将存储在计算机中的图形印制在柔性感光胶片8上。参考图4和图8，由于通槽41的宽度设计为大于n*d，n为激光光源模块的个数，也是激光光束的数量，n≥1，d为每束激光光束穿过通槽时的横截面直径，挡板4的其它部位为不透光。此处的大于应理解为略大于刚好供n束激光光束11通过即可。为使n束激光光束11均呈扇形扫描时均能穿过通槽41，可以理解的是，可转动光路反射单元3的中心和沿通槽41的长边中心线42处于同一平面，以保证激光光束曝光的每一行图像都相互平行。
40.参考图1、图2和图5和图6，作为其中的一个实施例，气浮通道5中的气流7由挡板4及底座9喷射的气体形成。参考图2和图3，挡板4的上端面，均布有若干第一进气通孔43，每
个第一进气通孔43均垂直向下直通至挡板4下端面的两侧为渐变曲面向中间为凸形圆弧曲面平滑过渡的凸状上模44，气体经过加压后由所有第一进气通孔43向下喷射而出形成若干股气流7，若干股气流7喷向柔性感光胶片8的上表面；参考图2和图3，底座9的下端，均布有和若干第一进气通孔43相一一对应的若干第二进气通孔91，每一个第二进气通孔91均直接向上通达至底座9上端面的凹状下模92，当气体经过加压后由若干第二进气通孔91向上喷射而出，形成若干股向上喷射的气流7，喷向柔性感光胶片8的下表面。因此，气浮通道5内存在若干股向下喷出和向上喷出的气流，向下喷出和向上喷出的气流分别喷向柔性感光胶片8上表面和下表面，通过调节向下喷出的若干股气流和向上喷出的若干股气流的气压，可以使得柔性感光胶片8的上、下两面受力平衡，宽边呈圆弧状悬浮在气浮通道5中(见图1，图2和图7)。需要说明的是，若干股气流的气压不尽相同，即从图2中若干第一进气通孔43向下喷射出的气流的气压不尽相同，从第二进气通孔91向上喷出的若干股气流的气压不尽相同，只有这样，才能让柔性感光胶片8在气浮通道中的宽边呈圆弧状悬浮。
41.由图1可以知道，气浮通道5由呈两侧为渐变曲面向中间为凸形圆弧曲面平滑过渡的凸状上模44和凹状下模92之间的空隙构成。参考图9，为凸状上模44及凹状下模92的两侧为渐变曲面向中间为圆弧曲面平滑过渡的示意图，凸状上模44沿着柔性感光胶片8的宽边方向由渐变平滑曲面过渡到内凹圆弧面fg,再过渡到渐变平滑曲面gh。这里说的渐变平滑曲面ef，是指平滑曲面ef的曲面半径ra为变量，即平滑曲面ef上的每一点的半径值不同。在内凹圆弧曲面fg部分，任何一点的半径值rb都是相同的。渐变平滑曲面gh相对于中心平面ss对称，因此，渐变平滑圆曲面gh的半径值也为ra。因此，整个上模的表面eh为平滑圆弧过渡，且在中间部分为凸出状。参考图2，与凸状上模相适配的是，设置在底座9上端面的凹状下模92。凹状下模92的上表面也是呈平滑圆弧过渡，即图9中的ij为渐变曲面，jk为半径固定的圆弧凹面，kl为相对于中心平面ss与ij对称的渐变曲面。
42.参考图7，需要说明的是，由于柔性感光胶片8的材质比较软，在曝光过程中不能折叠和大幅度弯曲，柔性感光胶片8在气浮通道5中曝光时，只能沿着宽边微微向内弯曲少许，以使得柔性感光胶片8沿着宽边向外凸出大致呈圆柱状的一小部分，见c部分，因此，凸状上模44和凹状下模92的外形需和图5中柔性感光胶片8的c部分相适配。
43.需要说明的是，本技术中，气体优选为空气，因为空气不需要成本。将空气变为气流可以用鼓风机或者其他设备实现。气体也可以是其它气体，如氢气、氦气和氩气等，在此不做限制。
44.以上的气浮通道只是其中的一个实施例，实际上气浮通道的结构可以由多种实施方式，但其最终的目的都是实现将柔性感光胶片8悬停在气体中，以阻止柔性感光胶片8和其他物体接触，防止碰撞摩擦，提高曝光质量。
45.需要说明的是，激光光源模块1a可以是一组，也可以是若干组。若是激光光源模块1a有若干组,例如示例性的为3组，见图8，则有3束激光光束呈一排入射至可转动光路反射单元3，经可转动光路反射单元3反射后，3束激光光束同时沿着通槽41的宽边方向并排穿过，呈扇形沿着柔性感光胶片8的宽边曝光多行图像。可以理解的是，3组激光光源模块1a沿着可转动光路反射单元的纵深方向布置，即由纸面垂直向里。例如，当图1中的可转动光路反射单元3的实施例为图5中的平面镜3a时，见图10，3组激光光源模块1a发出的光向里呈一排分布水平入射在平面镜3a的宽度方向。当图1中的可转动光路反射单元3的实施例为图6
中正六边形棱镜3b时，参考图11，3组激光光源模块1a发出的3束激光光束沿着正六边形棱镜3b的厚度方向水平入射在正六边形棱镜3b的其中一边。在曝光图7中的柔性感光胶片8时，可沿着柔性感光胶片8的宽边一次曝光3行图像。需要说明的是，上述中3组仅仅是示例性的，也可以设置成2组、4组、5组或者其他数目的组数，以提高曝光效率。
46.参考图1，图5和图6，作为其中的一个实施例，激光光源模块1a包括：激光光源1、准直镜12和至少一块凸透镜3，激光光源1a发出的激光光束11经准直镜12准直后平行入射至凸透镜3，经凸透镜3透射后，出射至可转动光路反射单元3。
47.参考图1和图2，当激光光源模块1a为1个时，可转动光路反射单元3带动激光光束11呈扇形沿着柔性感光胶片8的宽边曝光完一行图像后，计算机控制激光光源模块1a暂停出光，然后控制柔性感光胶片8沿着长边前进一个像素的距离。也就是说，柔性感光胶片8的前进方向和激光光束构成的扇形扫描平面垂直。在柔性感光胶片8沿长边移动期间，计算机6控制激光光源1不出光。控制柔性感光胶片8沿长边方向移动的方法有，例如可以在控制柔性感光胶片8两长边方向设置若干转棍(未图示)，通过控制若干转棍转动带动柔性感光胶片8向长边方向运动。当激光光源模块1a为图8、图10、图11所示的示例性的3个时，参考图12，计算机6(见图1)控制3个激光光源模块1a同时沿图11所示的柔性感光胶片8的宽边同时曝光第一组的3行图像a11、a21和a31。曝光完后，计算机6控制3个激光光源模块1a停止出光，再控制柔性感光胶片8沿长边移动一个像素的距离，计算机6控制3个激光光源模块1a出光，曝光完第一组的3行图像a12、a22和a32。曝光完后，计算机6控制3个激光光源模块1a停止出光，继续控制柔性感光胶片8沿长边移动一个像素的距离，计算机6控制3个激光光源模块1a出光，曝光完第一组的3行图像a13、a23和a33。接着，计算机6控制柔性感光胶片8沿长边移动6个像素点的距离(相邻两行图像的行距等于1个像素点的大小)，使3个激光光源模块1a的第一个接触到第二组的a11行，然后3个激光光源模块1a用和曝光第一组的图像的相同的方法曝光第二组图像。以此类推，当激光光源模块1a的个数为n(n≥1)，每相邻两个激光光源模块1a发出的两束激光光束在柔性感光胶片8曝光的图像行数间隔为t行，待曝光图像像素点直径为u。则n束激光光束在曝光完第一组n*t行图像后，计算机控制n个激光光源模块暂停出光，并控制柔性感光胶片8沿着长边方向移动(n-1)*t*u的距离后，再曝光第二组的n*t行图像；曝光完第二组n*t行图像后，计算机控制n个激光光源模块暂停出光，并控制柔性感光胶片8沿着长边方向移动(n-1)*t*u的距离，曝光第三组n*t行图像，直至曝光完柔性感光胶片上沿宽边划分的所有行数图像。
48.参考图5，图5为图1中可转动光路反射单元3为平面镜3a的模块连接示意图。本实施例中，可转动光路反射单元3为平面镜3a,平面镜3a在计算机6控制下，来回往复振动，以使得激光光源模块1a发出的激光光束11呈扇形左右来回逐行曝光柔性感光胶片8上的图像。参考图6，可转动光路反射单元3的另一个实施例为正六边形棱镜，图1中激光光源模块1a发出的激光光束11入射至正六边形棱镜的一边，经由正六边形棱镜的另一边射出，当正六边形棱镜沿着其中心轴线转动时，射出的激光光束11呈扇形来回逐行曝光柔性感光胶片8上的图像。需要说明的是，正六边形棱镜仅仅是示例性的，也可以是正五边形棱镜、正八边形棱镜以及正三角形棱镜等其他正多边形棱镜。
49.本发明还公开了一种利用上述设备曝光柔性感光胶片的方法，包括如下步骤：
50.s1、根据待曝光图像的分辨率计算每一行图像的行距；
51.s2、将柔性感光胶片的部分置于气浮通道中并使其呈圆弧状悬浮；
52.s3、计算机控制激光光源模块、可转动光路反射单元及柔性感光胶片协同动作，以使得至少一束激光光束沿着宽边曝光柔性感光胶片上的每一行图像。
53.步骤s1中，待曝光图像的分辨率一旦确定后，则每一个像素点的大小就可以确定。将待曝光图像划分为若干行，则每相邻两行图像的行距为一个像素点的大小。
54.步骤s2中，通过调节气浮通道中向下喷出的气流和向上喷出的气流的气压，使得柔性感光胶片8的上、下表面受到向下和向上的两股冲击力，两股冲击力最终形成合力以使得柔性感光胶片8在气浮通道中悬浮，以使得柔性感光胶片8在曝光过程中不和其他物体接触，防止其上的感光油墨脱落，提高曝光质量。
55.步骤s2中，将柔性感光胶片置于气浮通道中并使其悬浮的方法为：参考图3，首先，将柔性感光胶片8放置在凸状上模44和凹球状下模92之间，然后通过若干第一进气通道43吹进若干股向下喷出的气流(见图1中若干向下的箭头)，以及通过若干第二进气通道91喷射出若干股向上喷出的气流(见图1中若干向上的箭头)，通过调节向上气流和向下气流的大小，若干向下喷出的气流和若干向上喷出的气流将处于由凸球状上模44和凹球状下模92组成的气浮通道5的那部分柔性感光胶片8悬浮，并使其宽边呈圆弧状一直保持到那部分柔性感光胶片8被曝光完毕，防止柔性感光胶片8在曝光过程中因材质柔软不容易固定，提高了曝光质量。
56.步骤s3中，此处的协同动作，是指：参考图1和图2，当激光光源模块1a为1个时，可转动光路反射单元3带动激光光束11呈扇形沿着柔性感光胶片8的宽边曝光完一行图像后，计算机控制激光光源模块1a暂停出光，然后控制柔性感光胶片8沿着长边前进一个像素的距离。也就是说，柔性感光胶片8的前进方向和激光光束构成的扇形扫描平面垂直。在柔性感光胶片8沿长边移动期间，计算机6控制激光光源1不出光。控制柔性感光胶片8沿长边方向移动的方法有，例如可以在控制柔性感光胶片8两长边方向设置若干转棍(未图示)，通过控制若干转棍转动带动柔性感光胶片8向长边方向运动。当激光光源模块1a为图8、图10、图11所示的示例性的3个时，参考图12，计算机6(见图1)控制3个激光光源模块1a同时沿图11所示的柔性感光胶片8的宽边同时曝光第一组的3行图像a11、a21和a31。曝光完后，计算机6控制3个激光光源模块1a停止出光，再控制柔性感光胶片8沿长边移动一个像素的距离，计算机6控制3个激光光源模块1a出光，曝光完第一组的3行图像a12、a22和a32。曝光完后，计算机6控制3个激光光源模块1a停止出光，继续控制柔性感光胶片8沿长边移动一个像素的距离，计算机6控制3个激光光源模块1a出光，曝光完第一组的3行图像a13、a23和a33。接着，计算机6控制柔性感光胶片8沿长边移动6个像素点的距离(相邻两行图像的行距等于1个像素点的大小)，使3个激光光源模块1a的第一个接触到第二组的a11行，然后3个激光光源模块1a用和曝光第一组的图像的相同的方法曝光第二组图像。以此类推，当激光光源模块1a的个数为n(n≥1)，每相邻两个激光光源模块1a发出的两束激光光束在柔性感光胶片8曝光的图像行数间隔为t行，待曝光图像像素点直径为u。则n束激光光束在曝光完第一组n*t行图像后，计算机控制n个激光光源模块暂停出光，并控制柔性感光胶片8沿着长边方向移动(n-1)*t*u的距离后，再曝光第二组的n*t行图像；曝光完第二组n*t行图像后，计算机控制n个激光光源模块暂停出光，并控制柔性感光胶片8沿着长边方向移动(n-1)*t*u的距离，曝光第三组n*t行图像，直至曝光完柔性感光胶片上沿宽边划分的所有行数图像。
57.需要说明的是，步骤s1-步骤s3并不必然表示特定的先后关系。在某些情况下，顺序适当调整也属于本专利申请的保护范围。
58.本设备及方法的技术效果：通过在挡板上均匀设置若干向下通达至凸状上模的第一进气通孔，以及在底座上均匀设置若干竖直向上通达至凹状下模的第二进气通孔；向若干第一进气通孔朝下喷射若干股气流至柔性感光胶片的上表面，向若干第二进气通孔朝上喷射若干股气流至柔性感光胶片的下表面，柔性感光胶片在若干向下气流和若干向上气流的合力作用下，悬浮在凸状上模和凹状下模之间的间隙构成的气浮通道中。至少一束激光光束在可转动光路反射单元转动下，沿着柔性感光胶片宽边的内凹的弧形面逐行曝光每一行图像，直至所有行数的图像被曝光完毕。在整个曝光过程中，若干股向下气流和若干股向上气流持续作用在柔性感光胶片的上下表面，处于气浮通道中的那部分柔性感光胶片始终以沿着宽边弯曲成圆弧的姿态悬浮，避免了和其他物体的摩擦接触导致的感光油墨脱落，提高了曝光质量。
59.最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。