CN106041315A - 一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备，包括工作台，工作台顶面设有多道导轨，工作台的导轨上滑动装配有移动平台，移动平台顶面用于承载导光板，工作台后上方从下至上依次设有旋光板装置、激光出射装置。本发明可使光路径最小化，速度最大化，雕刻网点最小化可达到30μm级，可以简单化及轻型化，并极大的提升生产效率。

Description

一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备
技术领域
本发明涉及激光雕刻设备领域，具体是一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备。
背景技术
作为IT产品的的显示器有LCD、LED等多种方式在广泛使用。其中LED因为能耗低、解析度高、大型化等原因占据主流市场。LED 是无法自发光后成像的，需经过成像装置才能实现成像，但使用成像装置需要有背光源来提供光源。背光源根据光源的位置分布分为直下式和侧入光式，作为轻薄化的代表侧入光式占据着主要的 中、高端市场。
为了使侧入光式背光源的光源从线光源变成均匀的面光源需要对导光板进行精密的图案加工。导光板的图案加工方式有印刷，蚀刻，注塑等物理性的方法和利用激光光束的激光加工方法。其中常用的为激光雕刻方法。
现有技术激光雕刻设备如图1所示，其包括激光发射器8、移动平台9、石材质的平台10、Y轴钢轨11、直线电机12、反射镜13、石框14、X轴钢轨15、导光板16、集光透镜17。现有技术1 为了吸收X轴往返运动而引起的振动，在下部构成石材质的平台10。平台10的上部有Y轴钢轨11使移动平台9可以Y轴运动。移动平台9是由接收命令的直线电机12与刻度尺来感知Y轴的位置。平台10的上部有激光发射器1与光学镜13，并在能承受振动的石框7上设置X轴钢轨15，从激光发射器8发射的光束通过光学反射镜13后依靠集光透镜17集光。导光板16放置在移动平台9后为了防止加工中移动依靠真空泵固定。集光透镜12依靠接收控制器命令的直线电机在X轴钢轨15上往返运动。
如图2、图3所示，现有技术工作原理为：从激光发射器8开始发射的光束通过反射镜13照射在集光透镜17上，这时集光透镜17通过接收控制命令的直线电机12在X轴钢轨上进行往返运动并利用照射的激光光束在导光板16上开始进行一行一行的图案雕刻。.这时在加工完一行的时点直线电机12通过接收控制器的命令把导光板16移送到下一个步幅。
现有技术激光雕刻设备存在的缺点为：
1 如上述以前的图案加工机是通过集光透镜17在X轴方向左右往返运动后一行一行图案加工并且移动平台9向Y方向步进来反复加工的设备。这种情况下每一行加工都需要加减速，并因为加减速的惯性引起震动，这样的震动会对精密图案加工加大误差。
2 为了解决这个震动需要使用硬度强的石材，并且因为设备重出现移动困难和价格大幅度上涨的问题。
3 每行加工时需要加速，减速的时间 但是加速减速的时间是无法加工图案的，而且因为Y轴移送时间点也无法加工图案使之损失大量的时间降低生产性。
4 另外X轴需要高速运动使装在X轴钢轨15上的轴承常常磨损需要更换引起费用上升及设备的可动率降低等问题
5 另外显示设备大型化导致导光板也大型化。这时为了加工大型化的导光板X轴的移动距离也需要加大，但是移动距离的增加会引起激光功率的损失而发生激光功率上的差异，对加工大型导光板上加工均匀 图案有影响，并且雕刻网点精度无法做到80μm以下。
6 另外为了提高生产性需要复数的激光发生器及光学设备，这时制造成本将会大幅增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备，以解决现有技术激光雕刻设备存在的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备，其特征在于：包括工作台，工作台顶面沿Y轴即水平前后方向设有多道导轨，工作台的导轨上滑动装配有移动平台，移动平台顶面用于承载导光板，工作台后上方从下至上依次设有旋光板装置、激光出射装置；
其中激光出射装置包括水平置于工作台后上方的支撑板，支撑板顶面设有激光发射器、三组反射镜，激光出射装置中第一组反射镜位于激光发射器出射光路上，第二组反射镜位于第一组反射镜的反射光路上，第三组反射镜位于第二组反射镜的反射光路上，激光发射器的出射光经过第一组反射镜、第二组反射镜在水平面内反射后进入第三组反射镜，经第三组反射镜反射后沿Z轴即竖直向下方向穿过支撑板后向支撑板下方出射；
旋光板装置包括水平设置在支撑板与工作台之间并可在水平面内转动的圆形旋光板，激光出射装置中第三组反射镜位于圆形旋光板中心轴线上，且圆形旋光板前部悬于工作台后侧上方，圆形旋光板顶面圆心处设有多面反射镜，圆形旋光板顶面位于边沿位置均匀分布有多组集光反射镜，且多组集光反射镜一一对应位于多面反射镜各个反射光路上，激光出射装置中第三组反射镜反射后穿过支撑板的出射光入射至多面反射镜，经多面反射镜其中一个反射面反射后入射至对应的集光反射镜中，再经集光反射镜反射后沿Z轴竖直向下穿过圆形旋光板出射，出射光出射至工作台上的导光板。
所述的一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备，其特征在于：支撑板上还设有声光调制器、消光槽、第四组反射镜，其中声光调制器位于第一组反射镜与第二组反射镜之间，第四组反射镜位于第二组反射镜与第三组反射镜之间水平一侧，消光槽位于第四组反射镜的反射光路上，第一组反射镜的反射光经过声光调制器入射至第二组反射镜，当声光调制器处于打开状态时，第二组反射镜的反射光出射至第三组反射镜，当声光调制器处于关闭状态时，第二组反射镜的反射光出射至第四组反射镜，经第四组反射镜反射后入射至消光槽。
所述的一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备，其特征在于：支撑板上的激光发射器可为复数的激光发射器。
所述的一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备，其特征在于：所述导光板通过真空泵吸附在移动平台上。
所述的一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备，其特征在于：所述圆形旋光板由安装在支撑板上的旋转电机通过转轴驱动圆形旋光板转动。
所述的一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备，其特征在于：所述集光反射镜由反射镜和位于反射镜反射光路上的集光透镜构成，其中集光透镜的焦距可调，以确保导光板重合于集光透镜的焦平面。
本发明为了产品的稳定性，通过支撑板固定激光发射器后通过光学路径的控制，并通过使用旋光板后并使导光板向Y轴方向移送进行图案加工，能够减少损失时间并提高生产性，同时可取消加减速的时间，以相同的方向均匀的加工图案，从而使光路径最小化，速度最大化，雕刻网点最小化可达到30μm级，并在加工大型导光板时也无激光功率损失差异导致的图案不均等问题。因为是圆周运动所以振动小，设备也可以简单化及轻型化，并极大的提升生产效率。
附图说明
图1为现有技术结构示意图。
图2为现有技术导光板上加工轨迹示意图。
图3为现有技术加工流程图。
图4为本发明整体结构示意图。
图5为本发明激光发射装置光路原理图。
图6为本发明整体结构侧视图。
具体实施方式
如图4—图6所示，一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备，包括工作台1，工作台1顶面沿Y轴即水平前后方向设有多道导轨2，工作台1的导轨2上滑动装配有移动平台3，移动平台3顶面用于承载导光板4，工作台3后上方从下至上依次设有旋光板装置6、激光出射装置5；
其中激光出射装置5包括水平置于工作台3后上方的支撑板5.1，支撑板5.1顶面设有激光发射器5.2、三组反射镜5.3、5.4、5.5，激光出射装置5中第一组反射镜5.3位于激光发射器5.2出射光路上，第二组反射镜5.4位于第一组反射镜5.3的反射光路上，第三组反射镜5.5位于第二组反射镜5.4的反射光路上，激光发射器5.2的出射光经过第一组反射镜5.3、第二组反射镜5.4在水平面内反射后进入第三组反射镜5.5，经第三组反射镜5.5反射后沿Z轴即竖直向下方向穿过支撑板5.1后向支撑板5.1下方出射；
旋光板装置6包括水平设置在支撑板5.1与工作台3之间并可在水平面内转动的圆形旋光板6.1，激光出射装置5中第三组反射镜5.5位于圆形旋光板6.1中心轴线上，且圆形旋光板6.1前部悬于工作台3后侧上方，圆形旋光板6.1顶面圆心处设有多面反射镜6.2，圆形旋光板6.1顶面位于边沿位置均匀分布有多组集光反射镜6.3，且多组集光反射镜6.3一一对应位于多面反射镜6.2各个反射光路上，激光出射装置5中第三组反射镜5.5反射后穿过支撑板5.1的出射光入射至多面反射镜6.2，经多面反射镜6.2其中一个反射面反射后入射至对应的集光反射镜6.3中，再经集光反射镜6.3反射后沿Z轴竖直向下穿过圆形旋光板6.1出射，出射光出射至工作台3上的导光板4。
支撑板5.1上还设有声光调制器5.6、消光槽5.7、第四组反射镜5.8，其中声光调制器5.6位于第一组反射镜5.3与第二组反射镜5.4之间，第四组反射镜5.8位于第二组反射镜5.4与第三组反射镜5.5之间水平一侧，消光槽5.7位于第四组反射镜5.8的反射光路上，第一组反射镜5.3的反射光经过声光调制器5.6入射至第二组反射镜5.4，当声光调制器5.6处于打开状态时，第二组反射镜5.4的反射光出射至第三组反射镜5.5，当声光调制器5.6处于关闭状态时，第二组反射镜5.4的反射光出射至第四组反射镜5.8，经第四组反射镜5.8反射后入射至消光槽5.7。
支撑板5.1上的激光发射器5.2可为复数的激光发射器。
导光板4通过真空泵吸附在移动平台上3。
圆形旋光板6.1由安装在支撑板5.1上的旋转电机7通过转轴驱动圆形旋光板6.1转动。
集光反射镜6.3由反射镜和位于反射镜反射光路上的集光透镜构成，其中集光透镜的焦距可调，以确保导光板重合于集光透镜的焦平面。

Claims (6)

1.一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备，其特征在于：包括工作台，工作台顶面沿Y轴即水平前后方向设有多道导轨，工作台的导轨上滑动装配有移动平台，移动平台顶面用于承载导光板，工作台后上方从下至上依次设有旋光板装置、激光出射装置；
其中激光出射装置包括水平置于工作台后上方的支撑板，支撑板顶面设有激光发射器、三组反射镜，激光出射装置中第一组反射镜位于激光发射器出射光路上，第二组反射镜位于第一组反射镜的反射光路上，第三组反射镜位于第二组反射镜的反射光路上，激光发射器的出射光经过第一组反射镜、第二组反射镜在水平面内反射后进入第三组反射镜，经第三组反射镜反射后沿Z轴即竖直向下方向穿过支撑板后向支撑板下方出射；
旋光板装置包括水平设置在支撑板与工作台之间并可在水平面内转动的圆形旋光板，激光出射装置中第三组反射镜位于圆形旋光板中心轴线上，且圆形旋光板前部悬于工作台后侧上方，圆形旋光板顶面圆心处设有多面反射镜，圆形旋光板顶面位于边沿位置均匀分布有多组集光反射镜，且多组集光反射镜一一对应位于多面反射镜各个反射光路上，激光出射装置中第三组反射镜反射后穿过支撑板的出射光入射至多面反射镜，经多面反射镜其中一个反射面反射后入射至对应的集光反射镜中，再经集光反射镜反射后沿Z轴竖直向下穿过圆形旋光板出射，出射光出射至工作台上的导光板。
2.根据权利要求1所述的一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备，其特征在于：支撑板上还设有声光调制器、消光槽、第四组反射镜，其中声光调制器位于第一组反射镜与第二组反射镜之间，第四组反射镜位于第二组反射镜与第三组反射镜之间水平一侧，消光槽位于第四组反射镜的反射光路上，第一组反射镜的反射光经过声光调制器入射至第二组反射镜，当声光调制器处于打开状态时，第二组反射镜的反射光出射至第三组反射镜，当声光调制器处于关闭状态时，第二组反射镜的反射光出射至第四组反射镜，经第四组反射镜反射后入射至消光槽。
3.根据权利要求1所述的一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备，其特征在于：支撑板上的激光发射器可为复数的激光发射器。
4.根据权利要求1所述的一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备，其特征在于：所述导光板通过真空泵吸附在移动平台上。
5.根据权利要求1所述的一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备，其特征在于：所述圆形旋光板由安装在支撑板上的旋转电机通过转轴驱动圆形旋光板转动。
6.根据权利要求1所述的一种用激光对导光板进行精密雕刻的设备，其特征在于：所述集光反射镜由反射镜和位于反射镜反射光路上的集光透镜构成，其中集光透镜的焦距可调，以确保导光板重合于集光透镜的焦平面。
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