光纖密排陣列成像的校正方法以及雷射成像裝置的製作方法

2023-07-27 01:18:51

專利名稱：光纖密排陣列成像的校正方法以及雷射成像裝置的製作方法
光纖密排陣列成像的校正方法以及雷射成像裝置技術領域：
本發明涉及一種光纖密排陣列成像的校正方法，更具體涉及一種基於FPGA 的光纖密排陣列成像的校正方法以及使用該方法的雷射成像裝置。背景糹支術目前所廣泛使用的雷射照排機的雷射成像裝置分為氦氖雷射成像和半導體 雷射成像兩種。在半導體雷射成像系統中， 一般採用半導體雷射器作為光源， 利用光纖密排陣列將半導體雷射器所發出的光通過光學透鏡成像在像平面(膠 片表面)上。如圖1所示，在標題為"實現光纖密排線陣列中光點密接的方法 及裝置"的中國發明專利申請200410028158.6中,為了克服光纖外皮所導致的 光纖產生的光點間距過大，將光纖密排陣列1放置成與照排機鼓軸向A成一定 角度，以便在平行於照排機鼓軸向A的水平線上實現光點12的密排，由此提高 排照質量。但是此時需要對本應同步輸出的各光點(光柵數據)進行不同的延並配合照排機鼓的轉動打在膠片的同一水平線上，以保證整個成像與所接收圖 像信號一樣。上述專利申請中，通過單穩型延遲計數器、D觸發器、位分頻器 以及先進先出隊列存儲器(FIFO)分別對各路數據進行延時輸出，其中多個延 遲計數器串行級聯以產生一連串不同延時長度的脈沖延遲，在配合D觸發器、 位分頻器產生控制FIFO中的數據流移位輸出的異步讀信號，由此完成校正過程。 但是這種延時機制具有結構複雜、集成度低、運行速度慢等缺點。
發明內容為了解決現有技術中用於光纖密排陣列校正的延時機制結構複雜、集成度 低、運行速度慢等技術問題，本發明提出了一種基於現場可編程門電路陣列 (FPGA )的光纖密排陣列成像的校正方法以及使用該方法的雷射成像裝置。本發明解決現有技術中用於光纖密排陣列校正的延時機制結構複雜、集成 度低、運行速度慢等技術問題所採用的技術方案是提供一種光纖密排陣列成 像的校正方法，該光纖密排陣列包括沿直線排列的多路光纖並相對像平面的預定方向傾斜一定角度，該校正方法包括a.接收分別對應於光纖密排陣列中各 路光纖的圖像信號；b.將圖像信號分別在FPGA的移位寄存器中進行延時；c.利 用各延時圖像信號驅動與各路光纖對應的雷射光源以便經光纖密排陣列將同步 接收的圖像信號以預定時間間隔順序成像於像平面上。根據本發明一優選實施例，步驟c進一步包括相對光纖密排陣列移動像 平面，以使同步接收的圖像信號在像平面內成像於平行預定方向的同一直線上。根據本發明一優選實施例，步驟b包括M.在FPGA中定義與各路光纖 對應的具有相應長度的信號數組:；b2.響應同步時鐘信號將與各路光纖對應的 圖像信號分別存入對應信號數組中；b3.響應同步時鐘信號對信號數組進行移 位；b4.響應同步時鐘信號輸出位於數組末尾的圖像信號。根據本發明一優選實施例，步驟bl包括信號數組的長度取決於對應光纖 相對於光纖密排陣列的端部第一根光纖的距離。根據本發明一優選實施例，步驟bl包括同步時鐘信號的頻率取決於像平 面的移動速度。才艮據本發明一優選實施例，該校正方法進一步包括利用單片機向FPGA 傳輸配置數據。本發明解決現有技術中用於光纖密排陣列校正的延時機制結構複雜、集成 度低、運行速度慢等技術問題所採用的技術方案是 一種雷射成像裝置，雷射 成像裝置包括用於固定膠片並可繞軸線轉動的鼓；相對鼓的軸線傾斜一定角 度的光纖密排陣列；與光纖密排陣列中的各路光纖對應的雷射光源；用於接收 分別對應於各路光纖的圖像信號的數據接口，其特徵在於雷射成像裝置進一 步包括與數據接口相連接的FPGA,數據接口接收的各圖像信號在FPGA的移位 寄存器中進行延時，各延時圖像信號驅動各雷射光源以便將同步接收的圖像信 號成像在平行於鼓的軸線的直線上。根據本發明一優選實施例，FPGA在其內定義分別與各路光纖對應的具有 相應長度的信號數組，響應同步時鐘信號將與各路光纖對應的圖像信號分別存 入對應信號數組中，響應同步時鐘信號對信號數組進行移位並輸出位於數組末 尾的圖像信號。根據本發明一優選實施例，該雷射成像裝置進一步包括用於向FPGA傳輸配置數據的單片機。根據本發明 一優選實施例，該雷射成像裝置進一步包括用於同步鼓的轉動的旋轉編碼器和與禱:轉編碼器相連4妄並基於旋轉編碼器所4是供的同步信號向 FPGA發送同步時鐘信號的同步信號處理模塊。通過採用上述方法和結構，利用FPGA對同步接收的圖像信號進行延時使 圖像信號以預定時間間隔順序輸出並配合像平面的移動而成像於同 一水平線 上，由此實現校正過程，同時具有集成度高、實現容易、結構筒單、速度快、 操作穩定、故障率低等優點。
圖1是現有技術傾斜光纖密排陣列成像的示意圖；圖2是本發明的雷射照排機的示意框圖； 圖3是本發明的雷射照排機中FPGA的延時過程的流程框圖； 圖4是本發明的雷射照排機中單片機對FPGA的配置過程的流程框圖。具體實施方式

下面結合附圖並以具有32路光纖密排陣列的雷射照排機為例對本發明進行 詳細說明，但本領域技術人員顯而易見本發明同樣適用於其它使用傾斜光纖密 排陣列的雷射成像裝置。如圖2所示，圖2是本發明的雷射照排機的示意框圖。在本實施例的雷射 照排機中包括用於固定膠片並可繞軸線轉動的鼓21;相對鼓21的軸線傾斜一定 角度的光纖密排陣列22，光纖密排陣列22包括成直線排列的32路光纖；與光 纖密排陣列22中的各路光纖對應的雷射光源23;用於接收分別對應於各路光纖 的圖像信號的數據接口 24。此時，由於光纖密排陣列22相對鼓21的軸線A成 一定角度。為了使從計算機原本同步接收的圖像信號能夠成像在膠片的同 一水 平線上，需要配合鼓21的轉動對各圖像信號進行順序延時，以使各圖像信號以 預定時間間隔順序輸出。為此，本實施例的雷射照排機進一步包括與數據接口 24相連接的FPGA25。 數據接口 24同步接收的圖像信號在FPGA25的移位寄存器中分別進行延時。隨 後，利用各延時圖像信號順序驅動雷射光源23,雷射光源23所發出的雷射信號 經對應光纖傳遞後經過聚焦系統(如果需要)成像在像平面(鼓21上方的膠片面)上。此時，配合鼓21的轉動，可以將原本同步接收的圖像信號以預定時間間隔順序成像在像平面內平行鼓21的軸線A的直線上，由此完成校正過程。激 光照排機還包括用於向FPGA25傳輸配置數據的單片機26。此外，雷射照排機 進一步包括用於同步鼓21的轉動的旋轉編碼器27和根據旋轉編碼器27所提供 的同步信號向FPGA25發送同步時鐘信號的同步信號處理模塊28。如圖3所示，圖3是本發明的雷射照排機中FPGA運行過程的流程框圖。 在本實施例中FPGA25採用EP1C3T114C8晶片。FPGA25主要運行以下步驟A. 定義對應於32路光纖的1/0埠、同步時鐘埠和復位埠；B. 定義31個不同長度的信號數組並將第一路圖像信號直接輸出到輸出端 口，相當於與第一路光纖對應的信號數組為0;C. 響應同步時鐘信號將各路圖像信號分別存入對應的信號數組；D. 響應同步時鐘信號對所述信號數組進行移位；E. 響應同步時鐘信號輸出位於數組末尾的圖像信號。其中，由於需要使各路光纖的圖像信號以預定時間間隔順序輸出，則需要 各路圖像信號的延時時間依次增加，因而需要根據對應光纖相對於光纖密排陣 列22的端部第一根光纖的距離設定對應信號數組的長度。距離第一根光纖越遠 的光纖所對應的信號數組長度越大。此外，還需要設定用於同步移位的同步時 鍾信號，以實現輸出圖像信號輸出與鼓21的轉動的同步。同步時鐘信號可以採用多種方式提供。在本實施例中，利用旋轉編碼器27 同步鼓21的轉動並利用同步信號處理^t塊28對旋轉編碼器27的轉速信號進行 信號處理後為FPGA25提供同步時鐘信號，由此實現鼓21的轉動與光纖密排陣 列成像的同步進行。參見圖4，圖4是本發明的雷射照排機中單片機對FPGA的配置過程的流 程框圖。在整個系統的上電過程中，需要利用單片機26對FPGA25進行數據配 置，其中FPGA 25的NCONFIG、 DCLK、 DATA0、 CONF—DONE、 NSTATUS 等埠分別連接到單片機26的對應I/O埠 ，該單片機的工作過程包括a. 定義I/0埠和數據數組，將FPGA配置數據放入數據數組；b. 當NCONFIG產生負脈衝時啟動配置過程；c. 等待NSTATUS變為高電平；d. 在DCLK上升沿，將數據悽t組中的配置數據經DATAO移入FPGA 25;e. 配置數據全部正確地移入目標晶片內部後，CONF一DONE信號跳變為 g,閨己i《A。在上述實施例中，僅對本發明進行了示範性描述，但是本領域技術人員 在不脫離本發明所保護的範圍和精神的情況下，可根據不同的實際需要設計出 各種實施方式。
權利要求
1. 一種光纖密排陣列成像的校正方法，所述光纖密排陣列包括沿直線排列的多路光纖並相對像平面的預定方向傾斜一定角度，所述校正方法包括a.接收分別對應於所述光纖密排陣列中各路光纖的圖像信號；b.將所述圖像信號分別在FPGA的移位寄存器中進行延時；c.利用各所述延時圖像信號驅動與所述各路光纖對應的雷射光源以便經所述光纖密排陣列將同步接收的圖像信號以預定時間間隔順序成像於所述像平面上。
2. 根據權利要求1所述的光纖密排陣列成像的校正方法，其特徵在於所 述步驟c進一步包括相對所迷光纖密排陣列移動所述像平面，以使所述同步 接收的圖像信號在所述像平面內成像於平行所述預定方向的同 一直線上。
3. 根據權利要求2所述的光纖密排陣列成像的校正方法，其特徵在於所 述步驟b包括b2.響應同步時鐘信號將與所述各路光纖對應的圖像信號分別存入對應信 號數組中；b3.響應同步時鐘信號對所述信號數組進行移位； b4.響應同步時鐘信號輸出位於數組末尾的圖像信號。
4. 根據權利要求3所述的光纖密排陣列成像的校正方法，其特徵在於所 述步驟bl包括所述信號數組的長度取決於對應光纖相對於所述光纖密排陣列 的端部第一根光纖的距離。
5. 根據權利要求4所述的光纖密排陣列成像的校正方法，其特徵在於所 述步驟bl包括所述同步時鐘信號的頻率取決於所述像平面的移動速度。
6. 根據權利要求1所述的光纖密排陣列成像的校正方法，其特徵在於所 述校正方法進一步包括利用單片機向所述FPGA傳輸配置數據。
7. —種雷射成像裝置，所述雷射成像裝置包括 用於固定膠片並可繞軸線轉動的鼓； 相對所述鼓的軸線傾斜一定角度的光纖密排陣列；與所述光纖密排陣列中的各路光纖對應的雷射光源；用於接收分別對應於所述各路光纖的圖像信號的數據接口 ，其特徵在於 所述雷射成像裝置進一步包括與所述數據接口相連接的FPGA，所述數據接口接 收的各所述圖像信號在所述FPGA的移位寄存器中進行延時，各延時圖像信號 驅動各所述雷射光源以便將同步接收的圖像信號成像在平行於所述鼓的軸線的 直線上。
8. 根據權利要求7所述的雷射成像裝置，其特徵在於所述FPGA在其內 定義分別與所述各路光纖對應的具有相應長度的信號數組，響應同步時鐘信號 將與所述各路光纖對應的圖像信號分別存入對應信號數組中，同時對所述信號 數組進行移位並輸出位於數組末尾的圖像信號。
9. 根據權利要求8所述的雷射成像裝置，其特徵在於所述雷射成像裝置 進一步包括用於向所述FPGA傳輸配置數據的單片機。 '
10. 根據權利要求8所述的雷射成像裝置，其特徵在於所述雷射成像裝並基於所述旋轉編碼器所提供的同步信號向所述FPGA發送所述同步時鐘信號 的同步信號處理模塊。
全文摘要
本發明涉及一種光纖密排陣列成像的校正方法和使用該方法的雷射成像裝置，其中該光纖密排陣列包括沿直線排列的多路光纖並相對像平面的預定方向傾斜一定角度，該校正方法包括接收分別對應於光纖密排陣列中各路光纖的圖像信號；將圖像信號分別在FPGA的移位寄存器中進行延時；利用各延時圖像信號驅動與各路光纖對應的雷射光源以便經光纖密排陣列將同步接收的圖像信號以預定時間間隔順序成像於像平面上。通過採用上述方法，利用FPGA對同步接收的圖像信號進行延時使圖像信號以預定時間間隔順序輸出並配合像平面的移動而成像於平行該預定方向的同一直線上，由此實現校正過程，同時具有集成度高、實現容易、結構簡單、運行速度快、操作穩定、故障率低等優點。
文檔編號B41B19/00GK101224654SQ2007100728
公開日2008年7月23日 申請日期2007年1月19日 優先權日2007年1月19日
發明者蘇美山, 高雲峰 申請人:深圳市大族雷射科技股份有限公司