一种利用激光在玻璃上制作隐形二维码的方法及装置

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，具体涉及一种利用激光在玻璃上制作隐形二维码的方法及装置。

背景技术

随着电子产品的迅猛发展，尤其是智能手机、摄像机等为了规范制程，会在每一个制程中添加二维码识别，目的是为了追溯来源，让每一个原材都有单独的二维码，可以通过这二维码查询到原材都是经过了哪一些加工工序，在哪一台设备上生产出来的，目前安装在哪一个电子产品上。但是一个电子产品的形成是需要非常多的原材组装完成的，若每个原材都拥有一个二维码，那组装在一起后，产品上会有很多个二维码集中在一起，一是不美观，影响产品观感；二是二维码太过集中会导致在加工扫描二维码的过程中，出错概率变大，影响产能。

发明内容

本发明提供了一种利用激光在玻璃上制作隐形二维码的方法及装置，解决了以上所述的由多个带有二维码原材组成的成品造成扫描识别混乱的技术问题。

本发明为解决上述技术问题提供了一种利用激光在玻璃上制作隐形二维码的方法，包括：

激光束依次经过振镜和场镜后得到聚焦激光束并入射到待切割的玻璃工件的表面上，使得玻璃工件表面先烧融再冷却凝固以得到标记；

通过CCD相机捕捉玻璃工件表面的加工信息，按照预设轨迹控制激光束在玻璃工件表面做多个标记以形成肉眼不可见的二维码图案。

优选地，所述聚焦激光束的脉冲宽度范围为100飞秒～10皮秒，波长为1064纳米，单点能量范围为20uj-50uj。

优选地，所述聚焦激光束的形成过程包括：红外超短脉冲激光器产生的激光束经扩束准直镜扩束处理，扩束后的激光束依次通过振镜和场镜后形成聚焦激光束在玻璃工件表面。

优选地，所述标记为直径9um±0.5um的圆。

优选地，所述振镜的跳转速度在4000毫米/秒时，跳转延时在400微秒以内。

优选地，所述场镜的幅面不超过50mm，且控制的激光束的焦点深度不超过玻璃工件的厚度。

优选地，所述玻璃工件为钠钙硅玻璃或则硼酸盐玻璃，且厚度范围为0.15mm-0.5mm。

优选地，所述CCD相机为500万像素、可捕捉微米级图像的点光源相机。

本发明还提供了一种利用激光在玻璃上制作隐形二维码的装置，包括激光器、扩束准直镜、振镜、场镜及CCD相机；

所述激光器发射激光束，依次经过扩束准直镜扩束处理、振镜及场镜聚焦后形成聚焦激光束打在玻璃工件表面；

所述CCD相机实时捕捉玻璃工件表面的加工信息，激光器根据加工信息并按照预设轨迹控制激光束在玻璃工件表面做多个标记以形成肉眼不可见的二维码图案。

优选地，所述装置还包括直线电机，所述玻璃工件装夹固定在所述直线电机上。

有益效果：本发明提供了一种利用激光在玻璃上制作隐形二维码的方法及装置，包括：激光束依次经过振镜和场镜后得到聚焦激光束并入射到待切割的玻璃工件的表面上，使得玻璃工件表面先烧融再冷却凝固以得到标记；通过CCD相机捕捉玻璃工件表面的加工信息，按照预设轨迹控制激光束在玻璃工件表面做多个标记以形成肉眼不可见的二维码图案。通过激光束在玻璃工件上按预先设定的路径由高精度振镜进行加工，形成一定形状的隐形二维码，此二维码可通过CCD相机加点光源这种特色方式识别出来，但肉眼无法直接看见。通过这种肉眼不可见的二维码来对原材进行标记，既不影响美观，也可以避免多个原材组装后形成二维码堆积而影响最终组装产品的二维码扫描识别。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明利用激光在玻璃上制作隐形二维码的方法及装置的工作原理图；

图2为本发明利用激光在玻璃上制作隐形二维码的方法及装置的隐形二维码样图。

附图标记说明：激光器1，扩束准直镜2，振镜3，场镜4，直线电机5，CCD相机6，玻璃工件7，标记8。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明提供了一种利用激光在玻璃上制作隐形二维码的方法，包括：激光束依次经过振镜3和场镜4后得到聚焦激光束并入射到待切割的玻璃工件7的表面上，使得玻璃工件7表面先烧融再冷却凝固以得到标记8；通过CCD相机6捕捉玻璃工件7表面的加工信息，即可以实时获知标记8的位置及大小信息。按照预设轨迹控制激光束在玻璃工件7表面做多个标记8以形成二维码图案。利用激光在玻璃上制作隐形二维码的方法，也就是在一块玻璃上利用激光标刻隐形二维码，此二维码可通过CCD相机6加点光源这种特色方式识别出来，但肉眼无法直接看见。通过这种肉眼不可见的二维码来对原材进行标记8，既不影响美观，也可以避免多个原材组装后形成二维码堆积而影响最终组装产品的二维码扫描识别。在每个原材上采用这种隐形二维码图案进行单独标记，该标记8肉眼不可见但是CCD相机6可检测到。所述CCD相机6为500万像素、可捕捉微米级图像的点光源相机。最后成型组装后的完整产品通过肉眼可见的二维码进行标记8，这样各个原材上面的隐形二维码即使堆积在一起也不会影响到肉眼可见的二维码的扫描识别。

具体的方案，所述聚焦激光束的脉冲宽度范围为100飞秒～10皮秒，波长为1064纳米，单点能量范围为20uj-50uj。在该特定的属性限定下，将聚焦激光束形成点光束，点光束照射在玻璃工件7的表面进行烧融，再冷却凝固。这样形成的点光束直径非常小以至于肉眼不可见。

在一个具体的实施场景中：

首先在软件上制作如图2所示的图纸，然后通过软件控制出光信号，让激光器1只发出一个超短脉冲作用在玻璃表面，让玻璃表面先烧融再凝固，形成一个肉眼无法察觉，但CCD相机6可捕捉的圆，再由多个圆组合成所需二维码。

优选的方案，所述聚焦激光束的形成过程包括：红外超短脉冲激光器1产生的激光束经扩束准直镜2扩束处理，扩束后的激光束依次通过振镜3和场镜4后形成聚焦激光束在玻璃工件7表面。通过振镜3控制激光束的路径，然后利用场镜4进行聚焦，二者同步移动。CCD相机6实时捕捉玻璃工件7的表面情况信息，然后控制振镜3移动，按照预设的路径进行加工形成标记8。当一个标记8完成后，到下一个位置处进行下一个标记8的加工，各个标记8之间可以是离散分布也可以是连续分布，所有的标记8便可以形成一个完整的隐形二维码。

优选的方案，所述标记8为直径9um±0.5um的圆。该标记8能刚好满足肉眼不可见但CCD相机6可捕捉的圆，满足工程实际需要。

优选的方案，所述振镜3的跳转速度在4000毫米/秒时，跳转延时在400微秒以内。所述场镜4的幅面不超过50mm，且控制的激光束的焦点深度不超过玻璃工件7的厚度。在上述特定的振镜3和场镜4的属性控制下，便可以得到加工尺寸为直径9um±0.5um的圆形标记8。

优选的方案，所述玻璃工件7为钠钙硅玻璃或则硼酸盐玻璃，且厚度范围为0.15mm-0.5mm。该钠钙硅玻璃或则硼酸盐玻璃与上述特定的振镜3和场镜4的属性加工下，能较好的达到隐形标记8效果。

本发明还提供了一种利用激光在玻璃上制作隐形二维码的装置，包括激光器1、扩束准直镜2、振镜3、场镜4及CCD相机6；所述激光器1发射激光束，依次经过扩束准直镜2扩束处理、振镜3及场镜4聚焦后形成聚焦激光束打在玻璃工件7表面；所述CCD相机6实时捕捉玻璃工件7表面的加工信息，激光器1根据加工信息并按照预设轨迹控制激光束在玻璃工件7表面做多个标记8以形成肉眼不可见的二维码图案。

红外超短脉冲激光器1作为激光束光源，通过振镜3加场镜4的加工方式是标刻玻璃的有效方法。由于激光束通过场镜4聚焦在玻璃表面，高能量的聚焦使得玻璃表面烧融，再冷却凝固，出现预设需要的有规则的图案。

通过这种肉眼不可见的二维码来对原材进行标记8，既不影响美观，也可以避免多个原材组装后形成二维码堆积而影响最终组装产品的二维码扫描识别。在每个原材上采用这种隐形二维码图案进行单独标记8，该标记8肉眼不可见但是CCD相机6可检测到。所述CCD相机6为500万像素、可捕捉微米级图像的点光源相机。最后成型组装后的完整产品通过肉眼可见的二维码进行标记8，这样各个原材上面的隐形二维码即使堆积在一起也不会影响到肉眼可见的二维码的扫描识别。

优选的方案，所述装置还包括直线电机5，所述玻璃工件7装夹固定在所述直线电机5上。在加工的过程中，可以通过直线电机5控制玻璃工件7的移动来间接调整激光束的加工路径。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。