CN101480880B - 成像装置以及曝光影像偏差的校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种曝光影像偏差的校正方法，其包括以下步骤：通过影像检测装置对成像面上的测试版进行采样检测，获得曝光模块在成像面上的实际曝光影像的位置数据；生成能够校正所述曝光模块在所述成像面上的曝光位置偏差的曝光控制信息；按照所述曝光控制信息，控制所述曝光模块在所述成像面上进行曝光时的运动，进行补偿校正。本发明的曝光影像偏差的校正方法通过影像检测装置对实际的曝光影像的位置数据进行检测，生成补偿校正的曝光控制信息，并以此对曝光模块的运动进行控制，实现校正。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制方法，特别是一种曝光影像偏差的校正方法以及采用该方法的成像装置。
背景技术
近年来，计算机直接制版(Computer to plate，CTP)技术受到了广泛的应用。CTP是一种数字化印版成像过程，CTP直接制版机一般用计算机直接控制，用激光扫描成像，再经过显影、定影生成直接可上机印刷的印版。外鼓式CTP是比较常用的一种曝光结构，其包括圆柱体的成像鼓，安装在成像鼓表面的印版以及沿圆柱体轴线做扫描运动的曝光模块。
但是，外鼓式CTP存在的一个问题就是曝光模块产生的相邻曝光影像拼接不准，会出现空隙线或重叠线，要想达到理想的拼接效果其成像的精度要求在3um以内。但由于其核心部件成像鼓的加工难度大，容易出现枕形、鼓形、弯曲等变形及X轴导轨的加工产生的弯曲或者安装误差，很难保证达到理想的曝光效果。因此如何对成像装置中的曝光影像偏差进行校正，以提高成像质量就成为业界急需解决的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种可以在现有硬件水平的基础下，对出现曝光影像偏差进行校正的曝光影像偏差的校正方法。
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种可以在现有硬件水平的基础下，对出现曝光影像偏差进行校正的成像装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种曝光影像偏差的校正方法，其包括以下步骤：
(a)通过影像检测装置对成像面上的测试版进行采样检测，获得曝光模块在成像面上的实际曝光影像的位置数据；
(b)生成能够校正所述曝光模块在所述成像面上的曝光位置偏差的曝光控制信息；
(c)按照所述曝光控制信息，控制所述曝光模块在所述成像面上进行曝光时的运动，进行补偿校正。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：步骤(b)中，通过所述的曝光模块在成像面上的实际曝光影像的位置数据与理论曝光位置数据进行对比，生成圆柱体成像鼓的不同转角位置对应承载各曝光模块沿副扫描方向运动的电机的补偿步数。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：步骤(c)中，提供一设置在圆柱体成像鼓一侧的旋转编码器，控制该旋转编码器读出位置坐标，确定相应的补偿步数，形成所述电机的驱动信号，使所述电机按照圆柱体成像鼓的不同角度、各曝光模块的不同位置使用不同步数驱动。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：步骤(a)，影像检测装置对各曝光模块的曝光影像之间的沿副扫描方向上拼接位置处的曝光影像进行检测。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的影像检测装置包括影像传感器、光学透镜组以及激光二极体。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的激光二极体发射激光到成像面上设定的检测的区域形成类似圆形的光斑，影像传感器通过该光学透镜组吸收漫反射的光线，从而采集检测区域的影像。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：成像鼓每旋转1°，对曝光装置沿副扫描方向的运动位移校正一次。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的成像面是成像鼓的外表面，该成像面覆有感光材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的成像鼓为外鼓式圆柱体成像鼓，内鼓式或平台式。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种成像装置，其包括圆柱体的成像鼓，安装在成像鼓表面的成像面以及沿圆柱体轴线做扫描运动的曝光模块，其进一步包括影像检测装置以及数据处理系统，该影像检测装置对成像面上的曝光影像进行检测得到实际曝光影像的位置数据，所述的数据处理系统将实际曝光影像的位置数据与理论曝光位置数据进行对比，并根据该对比结果控制曝光模块的运动。
相较于现有技术，本发明的曝光影像偏差的校正方法以及采用该方法的成像装置通过影像检测装置对实际的曝光影像的位置数据进行检测，生成补偿校正的曝光控制信息，并以此对曝光模块的运动进行控制，实现校正。
附图说明
图1是本发明成像装置的立体结构示意图；
图2是本发明曝光影像偏差的校正方法的信号流程图；
图3是本发明的成像装置的平面结构示意图；
图4是本发明影像检测装置的工作原理示意图；
图5是本发明曝光影像偏差的校正分析示意图。
具体实施方式
以下内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
请参考图1至图4，本发明的成像装置包括：圆柱体成像鼓1、置于圆柱体成像鼓外表面上的覆有感光材料的成像面2、曝光装置3以及用于承载曝光装置3沿扫描方向Y方向移动的第一直线运动机构4、影像检测装置5以及用于承载影像检测装置5沿Y方向移动的第二直线运动机构6。
本发明的成像装置还包括：
用于驱动圆柱体成像鼓1沿其轴线旋转(图中以X表示)的电机7，以及用于获取圆柱体成像鼓1的旋转角度的旋转编码器8。
所述的曝光装置3包括倾斜放置的32路密排的激光器9以及光学透镜组10。其中激光器9采用倾斜放置的线阵列，以达到其在水平线上的投影宽度等于光点密接或适当重叠形成的宽度。
所述的第一直线运动机构4包括两根线性滑轨13、滚珠丝杆12、伺服马达11以及光栅尺14。
所述的影像检测装置5包括CCD影像传感器15、光学透镜组16以及激光二极体17。所述的激光二极体17发射激光到成像面2上设定的检测的区域形成类似圆形的光斑25，CCD影像传感器15通过光学透镜组16吸收漫反射的光线，从而采集检测区域的影像。
所述的第二直线运动机构6包括两根线性滑轨20、滚珠丝杆19、伺服马达18以及光栅尺21。
如图2所示，图像处理将待曝光图像进行Y方向上的分像处理，形成多个分像子图像，将所形成的多个分像子图像与曝光装置3中密排的激光器9一一关联，使各激光器9分别完成所关联的像素区域的曝光成像。其中各激光器9按照控制模块的输出接口输出的待曝光像素的曝光控制信号，对激光束进行调制，使调制后的激光束的能量/强度与所述待曝光像素的亮暗等特征相符，调制后的光束再经成像镜片聚焦后沿垂直于圆柱体成像鼓的轴线方向，照射到成像面2上，完成一次曝光。曝光装置3在成像面2上的曝光影像单元为紧密排列的线阵列像素22，通过圆柱体成像鼓1的转动带动成像面2沿其轴线旋转(图中X方向)，结合上述的曝光装置沿Y方向的直线运动，各曝光头在成像面上形成的螺旋带状的曝光影像23并拼接在一起，形成所述待成像图像的完整的曝光影像。
在实际成像过程中，由于加工、安装及系统误差的影响，成像鼓1可能出现枕形、鼓形、弯曲等变形，第一直线运动机构4中导轨也可能会出现弯曲的情况。会导致曝光装置3在成像面上的实际曝光影像存在偏差，特别是在螺旋带状的曝光影像23拼接处的边缘位置24容易出现空隙线或重叠线，而拼接不准，从而导致成像后的图像产生各种缺陷。
为了校正上述出现的偏差，本发明提供了一种曝光影像偏差的校正方法：
先使用一块测试版(设置在成像面2上)在存在影像偏差的该成像装置中成像，所述影像检测装置5对安装在圆柱体成像鼓1上的测试版进行采样检测，采样点均布在测试版上，优选拼接的各边缘位置24附近的像素点，影像检测装置5通过第二直线运动机构6的直线运动和圆柱体成像鼓1的旋转运动，移动到所述的各个采样点，获得曝光装置3在成像面上的实际曝光影像的位置数据；
数据处理系统分析计算所述实际曝光位置数据，对比理论曝光位置数据生成一个圆柱体成像鼓的不同转角位置(X向)对应驱动曝光装置3沿副扫描方向(Y向)运动的伺服电机11的步数进行补偿的数表。
从圆柱体成像鼓1一侧的旋转编码器8读出成像鼓1的转角位置，查找上述测量分析生成的数表，形成Y轴伺服电机11的驱动信号，使Y轴伺服电机11按照成像鼓1不同角度、Y轴不同位置使用不同的步数驱动。本具体实施例中采用外鼓每转动1度，就校正Y轴1次，控制所述曝光装置3在所述成像面上进行曝光时的运动。
参考图5，其中26、27、28、29、30代表曝光成像的像素点，24为螺旋带状的曝光影像23拼接处的边缘线，A、B、C、D为圆柱体成像鼓1连续4周旋转后形成的相邻的螺旋带状的曝光影像，X轴为圆柱体成像鼓1旋转的角度，Y轴为曝光装置3在Y方向的位置。
在圆柱体成像鼓1旋转的4周中，到角度X0的位置时，影像检测装置5通过检测螺旋带状的曝光影像接合处的边界线如24附近的像素点，其像素点的位置没有偏差，即影像之间是完好拼接。当检测采样像素点28(鼓旋转角度为X1，曝光装置3在Y方向的位置为Y3)，可以测得其与理论位置的偏差为+P2，即拼合处会出现空白区域。当检测采样像素点27(鼓旋转角度为X2，曝光装置3在Y方向的位置为Y2)，可以测得其与理论位置的偏差为-P1，像素点27和前一个像素点26有重合区，即拼合处会出现重叠区域。当检测采样像素点30(鼓旋转角度为X2，曝光装置3在Y方向的位置为Y4)，可以测得其与理论位置的偏差为+P3，像素点30和前一个像素点29有间隙，即拼合处会出现空白区域。数据处理系统就会将采样像素点的理论位置和偏差记录在数表中。
本具体实施例中优选圆柱体成像鼓1每旋转1°，就对曝光装置3在Y方向的运动位移校正一次。当圆柱体成像鼓1旋转到第3周C，角度为X1的位置时，数据处理系统查找数表，找到像素点28有正偏差+P2，就会发送控制信号到Y轴伺服电机11，将曝光装置3在Y方向的位置由Y3补偿为Y3-P2，以消除此位置的影像偏差。当圆柱体成像鼓1旋转到第2周B，角度为X2的位置时，数据处理系统查找数表，找到像素点27有负偏差-P1，就会发送控制信号到Y轴伺服电机11，将曝光装置3在Y方向的位置由Y2补偿为Y2+P1，以消除此位置的影像偏差。依次类推，圆柱体成像鼓1每周每旋转1°的相应的曝光装置3在Y方向的位置进行补偿以达到消除曝光影像中的偏差现象。
在上述实施例中，采用圆柱体成像鼓作为承载成像面的运动机构，可以理解的，也可以采用内鼓式机构或平台式机构来承载成像面。
在上述实施例中，影像传感器的类型可以是CCD或CMOS。
本发明的曝光影像偏差的校正方法以及采用该方法的成像装置通过影像检测装置对实际的曝光影像的位置数据进行检测，生成补偿校正的曝光控制信息，并以此对曝光模块的运动进行控制，实现校正。
Claims (9)
1.一种曝光影像偏差的校正方法，其包括以下步骤：
(a)通过影像检测装置对成像面上的测试版进行采样检测，获得曝光模块在成像面上的实际曝光影像的位置数据；
(b)生成能够校正所述曝光模块在所述成像面上的曝光位置偏差的曝光控制信息，其中，通过所述的曝光模块在成像面上的实际曝光影像的位置数据与理论曝光位置数据进行对比，生成圆柱体成像鼓的不同转角位置对应承载各曝光模块沿副扫描方向运动的电机的补偿步数；
(c)按照所述曝光控制信息，控制所述曝光模块在所述成像面上进行曝光时的运动，进行补偿校正。
2.根据权利要求1所述的曝光影像偏差的校正方法，其特征在于：步骤(c)中，提供一设置在成像鼓一侧的旋转编码器，控制该旋转编码器读出位置坐标，确定相应的补偿步数，形成所述电机的驱动信号，使所述电机按照圆柱体成像鼓的不同角度、各曝光模块的不同位置使用不同步数驱动。
3.根据权利要求2所述的曝光影像偏差的校正方法，其特征在于：步骤(a)，影像检测装置对各曝光模块的曝光影像之间的沿副扫描方向上拼接位置处的曝光影像进行检测。
4.根据权利要求1所述的曝光影像偏差的校正方法，其特征在于：所述的影像检测装置包括影像传感器、光学透镜组以及激光二极体。
5.根据权利要求4所述的曝光影像偏差的校正方法，其特征在于：所述的激光二极体发射激光到成像面上设定的检测的区域形成光斑，影像传感器通过该光学透镜组吸收漫反射的光线，从而采集检测区域的影像。
6.根据权利要求1所述的曝光影像偏差的校正方法，其特征在于：圆柱体成像鼓每旋转1°，对曝光装置沿副扫描方向的运动位移校正一次。
7.根据权利要求1所述的曝光影像偏差的校正方法，其特征在于：所述的成像面是成像鼓的外表面，该成像面覆有感光材料。
8.根据权利要求7所述的曝光影像偏差的校正方法，其特征在于：所述的成像鼓为外鼓式圆柱体成像鼓或内鼓式圆柱体成像鼓。
9.一种成像装置，其包括圆柱体的成像鼓，安装在成像鼓表面的成像面以及沿圆柱体轴线做扫描运动的曝光模块，其特征在于：其进一步包括影像检测装置以及数据处理系统，该影像检测装置对成像面上的测试版进行采样检测，获得曝光模块在成像面上的实际曝光影像的位置数据，所述的数据处理系统将所述的曝光模块在成像面上的实际曝光影像的位置数据与理论曝光位置数据进行对比，生成圆柱体成像鼓的不同转角位置对应承载各曝光模块沿副扫描方向运动的电机的补偿步数，并以此控制所述曝光模块在所述成像面上进行曝光时的运动，进行补偿校正。
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