專利名稱：光纖密排陣列成像的校正方法以及激光成像裝置的制作方法
光纖密排陣列成像的校正方法以及激光成像裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖密排陣列成像的校正方法，更具體涉及一種基于FPGA 的光纖密排陣列成像的校正方法以及使用該方法的激光成像裝置。背景纟支術(shù)目前所廣泛使用的激光照排機的激光成像裝置分為氦氖激光成像和半導(dǎo)體 激光成像兩種。在半導(dǎo)體激光成像系統(tǒng)中， 一般采用半導(dǎo)體激光器作為光源， 利用光纖密排陣列將半導(dǎo)體激光器所發(fā)出的光通過光學(xué)透鏡成像在像平面(膠 片表面)上。如圖1所示，在標題為"實現(xiàn)光纖密排線陣列中光點密接的方法 及裝置"的中國發(fā)明專利申請200410028158.6中,為了克服光纖外皮所導(dǎo)致的 光纖產(chǎn)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，以便在平行于照排機鼓軸向A的水平線上實現(xiàn)光點12的密排，由此提高 排照質(zhì)量。但是此時需要對本應(yīng)同步輸出的各光點(光柵數(shù)據(jù))進行不同的延并配合照排機鼓的轉(zhuǎn)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(wěn)型延遲計數(shù)器、D觸發(fā)器、位分頻器 以及先進先出隊列存儲器(FIFO)分別對各路數(shù)據(jù)進行延時輸出，其中多個延 遲計數(shù)器串行級聯(lián)以產(chǎn)生一連串不同延時長度的脈沖延遲，在配合D觸發(fā)器、 位分頻器產(chǎn)生控制FIFO中的數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成度低、運行速度慢等缺點。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中用于光纖密排陣列校正的延時機制結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成度 低、運行速度慢等技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于現(xiàn)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激光成像裝置。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)中用于光纖密排陣列校正的延時機制結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成 度低、運行速度慢等技術(shù)問題所采用的技術(shù)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并相對像平面的預(yù)定方向傾斜一定角度，該校正方法包括a.接收分別對應(yīng)于光纖密排陣列中各 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(qū)動與各路光纖對應(yīng)的激光光源以便經(jīng)光纖密排陣列將同步 接收的圖像信號以預(yù)定時間間隔順序成像于像平面上。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)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(nèi)成像于平行預(yù)定方向的同一直線上。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，步驟b包括M.在FPGA中定義與各路光纖 對應(yīng)的具有相應(yīng)長度的信號數(shù)組:；b2.響應(yīng)同步時鐘信號將與各路光纖對應(yīng)的 圖像信號分別存入對應(yīng)信號數(shù)組中；b3.響應(yīng)同步時鐘信號對信號數(shù)組進行移 位；b4.響應(yīng)同步時鐘信號輸出位于數(shù)組末尾的圖像信號。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，步驟bl包括信號數(shù)組的長度取決于對應(yīng)光纖 相對于光纖密排陣列的端部第一根光纖的距離。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，步驟bl包括同步時鐘信號的頻率取決于像平 面的移動速度。才艮據(jù)本發(fā)明一優(yōu)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(shù)據(jù)。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)中用于光纖密排陣列校正的延時機制結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成 度低、運行速度慢等技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種激光成像裝置，激光 成像裝置包括用于固定膠片并可繞軸線轉(zhuǎn)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(yīng)的激光光源；用于接收 分別對應(yīng)于各路光纖的圖像信號的數(shù)據(jù)接口，其特征在于激光成像裝置進一 步包括與數(shù)據(jù)接口相連接的FPGA,數(shù)據(jù)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(qū)動各激光光源以便將同步接收的圖像信 號成像在平行于鼓的軸線的直線上。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，F(xiàn)PGA在其內(nèi)定義分別與各路光纖對應(yīng)的具有 相應(yīng)長度的信號數(shù)組，響應(yīng)同步時鐘信號將與各路光纖對應(yīng)的圖像信號分別存 入對應(yīng)信號數(shù)組中，響應(yīng)同步時鐘信號對信號數(shù)組進行移位并輸出位于數(shù)組末 尾的圖像信號。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，該激光成像裝置進一步包括用于向FPGA傳輸配置數(shù)據(jù)的單片機。根據(jù)本發(fā)明 一優(yōu)選實施例，該激光成像裝置進一步包括用于同步鼓的轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)編碼器和與禱:轉(zhuǎn)編碼器相連4妄并基于旋轉(zhuǎn)編碼器所4是供的同步信號向 FPGA發(fā)送同步時鐘信號的同步信號處理模塊。通過采用上述方法和結(jié)構(gòu)，利用FPGA對同步接收的圖像信號進行延時使 圖像信號以預(yù)定時間間隔順序輸出并配合像平面的移動而成像于同 一水平線 上，由此實現(xiàn)校正過程，同時具有集成度高、實現(xiàn)容易、結(jié)構(gòu)筒單、速度快、 操作穩(wěn)定、故障率低等優(yōu)點。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)傾斜光纖密排陣列成像的示意圖；圖2是本發(fā)明的激光照排機的示意框圖； 圖3是本發(fā)明的激光照排機中FPGA的延時過程的流程框圖； 圖4是本發(fā)明的激光照排機中單片機對FPGA的配置過程的流程框圖。具體實施方式

下面結(jié)合附圖并以具有32路光纖密排陣列的激光照排機為例對本發(fā)明進行 詳細說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見本發(fā)明同樣適用于其它使用傾斜光纖密 排陣列的激光成像裝置。如圖2所示，圖2是本發(fā)明的激光照排機的示意框圖。在本實施例的激光 照排機中包括用于固定膠片并可繞軸線轉(zhuǎn)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(yīng)的激光光源23;用于接收分別對應(yīng)于各路光纖 的圖像信號的數(shù)據(jù)接口 24。此時，由于光纖密排陣列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(zhuǎn)動對各圖像信號進行順序延時，以使各圖像信號以 預(yù)定時間間隔順序輸出。為此，本實施例的激光照排機進一步包括與數(shù)據(jù)接口 24相連接的FPGA25。 數(shù)據(jù)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 后，利用各延時圖像信號順序驅(qū)動激光光源23,激光光源23所發(fā)出的激光信號 經(jīng)對應(yīng)光纖傳遞后經(jīng)過聚焦系統(tǒng)(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(zhuǎn)動，可以將原本同步接收的圖像信號以預(yù)定時間間隔順序成像在像平面內(nèi)平行鼓21的軸線A的直線上，由此完成校正過程。激 光照排機還包括用于向FPGA25傳輸配置數(shù)據(jù)的單片機26。此外，激光照排機 進一步包括用于同步鼓21的轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)編碼器27和根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器27所提供 的同步信號向FPGA25發(fā)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(fā)明的激光照排機中FPGA運行過程的流程框圖。 在本實施例中FPGA25采用EP1C3T114C8芯片。FPGA25主要運行以下步驟A. 定義對應(yīng)于32路光纖的1/0端口、同步時鐘端口和復(fù)位端口；B. 定義31個不同長度的信號數(shù)組并將第一路圖像信號直接輸出到輸出端 口，相當于與第一路光纖對應(yīng)的信號數(shù)組為0;C. 響應(yīng)同步時鐘信號將各路圖像信號分別存入對應(yīng)的信號數(shù)組；D. 響應(yīng)同步時鐘信號對所述信號數(shù)組進行移位；E. 響應(yīng)同步時鐘信號輸出位于數(shù)組末尾的圖像信號。其中，由于需要使各路光纖的圖像信號以預(yù)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(jù)對應(yīng)光纖相對于光纖密排陣 列22的端部第一根光纖的距離設(shè)定對應(yīng)信號數(shù)組的長度。距離第一根光纖越遠 的光纖所對應(yīng)的信號數(shù)組長度越大。此外，還需要設(shè)定用于同步移位的同步時 鐘信號，以實現(xiàn)輸出圖像信號輸出與鼓21的轉(zhuǎn)動的同步。同步時鐘信號可以采用多種方式提供。在本實施例中，利用旋轉(zhuǎn)編碼器27 同步鼓21的轉(zhuǎn)動并利用同步信號處理^t塊28對旋轉(zhuǎn)編碼器27的轉(zhuǎn)速信號進行 信號處理后為FPGA25提供同步時鐘信號，由此實現(xiàn)鼓21的轉(zhuǎn)動與光纖密排陣 列成像的同步進行。參見圖4，圖4是本發(fā)明的激光照排機中單片機對FPGA的配置過程的流 程框圖。在整個系統(tǒng)的上電過程中，需要利用單片機26對FPGA25進行數(shù)據(jù)配 置，其中FPGA 25的NCONFIG、 DCLK、 DATA0、 CONF—DONE、 NSTATUS 等端口分別連接到單片機26的對應(yīng)I/O端口 ，該單片機的工作過程包括a. 定義I/0端口和數(shù)據(jù)數(shù)組，將FPGA配置數(shù)據(jù)放入數(shù)據(jù)數(shù)組；b. 當NCONFIG產(chǎn)生負脈沖時啟動配置過程；c. 等待NSTATUS變?yōu)楦唠娖?；d. 在DCLK上升沿，將數(shù)據(jù)凄t組中的配置數(shù)據(jù)經(jīng)DATAO移入FPGA 25;e. 配置數(shù)據(jù)全部正確地移入目標芯片內(nèi)部后，CONF一DONE信號跳變?yōu)?g,閨己i《A。在上述實施例中，僅對本發(fā)明進行了示范性描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員 在不脫離本發(fā)明所保護的范圍和精神的情況下，可根據(jù)不同的實際需要設(shè)計出 各種實施方式。
權(quán)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并相對像平面的預(yù)定方向傾斜一定角度，所述校正方法包括a.接收分別對應(yīng)于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(qū)動與所述各路光纖對應(yīng)的激光光源以便經(jīng)所述光纖密排陣列將同步接收的圖像信號以預(yù)定時間間隔順序成像于所述像平面上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖密排陣列成像的校正方法，其特征在于所 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(nèi)成像于平行所述預(yù)定方向的同 一直線上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖密排陣列成像的校正方法，其特征在于所 述步驟b包括b2.響應(yīng)同步時鐘信號將與所述各路光纖對應(yīng)的圖像信號分別存入對應(yīng)信 號數(shù)組中；b3.響應(yīng)同步時鐘信號對所述信號數(shù)組進行移位； b4.響應(yīng)同步時鐘信號輸出位于數(shù)組末尾的圖像信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖密排陣列成像的校正方法，其特征在于所 述步驟bl包括所述信號數(shù)組的長度取決于對應(yīng)光纖相對于所述光纖密排陣列 的端部第一根光纖的距離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖密排陣列成像的校正方法，其特征在于所 述步驟bl包括所述同步時鐘信號的頻率取決于所述像平面的移動速度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖密排陣列成像的校正方法，其特征在于所 述校正方法進一步包括利用單片機向所述FPGA傳輸配置數(shù)據(jù)。
7. —種激光成像裝置，所述激光成像裝置包括 用于固定膠片并可繞軸線轉(zhuǎn)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(yīng)的激光光源；用于接收分別對應(yīng)于所述各路光纖的圖像信號的數(shù)據(jù)接口 ，其特征在于 所述激光成像裝置進一步包括與所述數(shù)據(jù)接口相連接的FPGA，所述數(shù)據(jù)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(qū)動各所述激光光源以便將同步接收的圖像信號成像在平行于所述鼓的軸線的 直線上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光成像裝置，其特征在于所述FPGA在其內(nèi) 定義分別與所述各路光纖對應(yīng)的具有相應(yīng)長度的信號數(shù)組，響應(yīng)同步時鐘信號 將與所述各路光纖對應(yīng)的圖像信號分別存入對應(yīng)信號數(shù)組中，同時對所述信號 數(shù)組進行移位并輸出位于數(shù)組末尾的圖像信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光成像裝置，其特征在于所述激光成像裝置 進一步包括用于向所述FPGA傳輸配置數(shù)據(jù)的單片機。 '
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光成像裝置，其特征在于所述激光成像裝并基于所述旋轉(zhuǎn)編碼器所提供的同步信號向所述FPGA發(fā)送所述同步時鐘信號 的同步信號處理模塊。
全文摘要
本發(fā)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激光成像裝置，其中該光纖密排陣列包括沿直線排列的多路光纖并相對像平面的預(yù)定方向傾斜一定角度，該校正方法包括接收分別對應(yīng)于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(qū)動與各路光纖對應(yīng)的激光光源以便經(jīng)光纖密排陣列將同步接收的圖像信號以預(yù)定時間間隔順序成像于像平面上。通過采用上述方法，利用FPGA對同步接收的圖像信號進行延時使圖像信號以預(yù)定時間間隔順序輸出并配合像平面的移動而成像于平行該預(yù)定方向的同一直線上，由此實現(xiàn)校正過程，同時具有集成度高、實現(xiàn)容易、結(jié)構(gòu)簡單、運行速度快、操作穩(wěn)定、故障率低等優(yōu)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(yōu)先權(quán)日2007年1月19日
發(fā)明者蘇美山, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司