[发明专利]二维检流计式扫描器中图像失真校正数据的生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像失真的校正数据生成方法，尤其涉及二维检流计式扫 描器(中文专业名词称为“振镜”，一种用于激光束扫描的元件)中图像失真校 正数据的生成方法。

背景技术

由于使用二维振镜系统对激光束进行偏转存在以下问题：

(1)两镜片之间的安装距离会导致像场一定程度的枕形失真，这是因为X 镜片与像场之间的光学距离与XY镜片之间的扫描角度大小有关，扫描角度越大， 距离越长；

(2)像距与扫描角度本身不成比例，而与扫描角度的正切值成比例，使得 激光标刻速度与振镜的角速度不成比例；

(3)如果用普通的透镜来聚焦激光束，焦点是落在球面上的。要落在平场 中，光斑大小就会改变。

通过使用F-θ透镜将激光束进行偏转，上述三个问题有两个可以避免：

(1)扫描角度与像场对边的距离可直接成比例；

(2)可使焦点落在一个平面上。

但是F-θ透镜会对像场造成桶形失真，该失真叠加在原来的枕形失真中， 就出现了所谓的桶-枕形失真。

图1中，a为XY镜片的间距引起的枕行失真；b为F-θ透镜引起的桶形失 真；c为F-θ透镜引起的桶形失真和XY镜片的间距引起枕行失真叠加的桶-枕 形失真。

针对二维振镜的固有失真，目前常用的校正方法是利用一种二次曲线校正 模型，这种校正方法虽然很快，但不能对非线性失真进行校正，且校正精度低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种二维检流计 式扫描器中图像失真校正数据的生成方法，将校正前后的坐标值代入牛顿插值 公式中即可解决二维检流计式扫描器中图像失真问题。这种方法能够对各种失 真进行精确校正。

本发明采用的技术方案是：二维检流计式扫描器中图像失真校正数据的生 成方法，其特征在于：包含设有(2N+1)²个采样点的校正模板，N为自然数， 所述方法包括以下步骤：

(1)在软件程序中设置扫描范围和校正模板的点数，所述校正模板上所有 采样点构成的标准图形与所述扫描范围大小一致，根据所述扫描范围计算所述 校正模板上每个采样点的坐标值，将计算出的采样点坐标值作为校正前的数据 保存；

(2)扫描所述校正模板上的采样点，通过软件程序控制移动光束，使光束 与校正模板上该采样点重合，记录扫描后的采样点坐标值，作为该采样点校正 后的数据；

(3)获得所有采样点校正后的数据；

(4)根据所有采样点校正后的数据，软件程序对所有采样点扫描，使各行、 各列相邻的采样点形成网格，若所述网格各行、各列上的采样点不在一条直线 上，则重复步骤(2)，直到所述网格各行、各列上的采样点在一条直线上为止， 保存此时的各采样点坐标值作为相应采样点最终校正后的数据。

根据所有采样点校正前的数据和最终校正后的数据，软件程序可进一步生 成校正表输出。

进一步地，将所有采样点校正前的数据和最终校正后的数据代入牛顿插值 公式，获得采样点之外所有点的插值数据，对失真图像进行校正。

所述步骤(1)中采样点坐标值的计算方法为：若输入扫描范围为：a*a，校 正模板的点数为n*n，则两个点之间的间距为：b＝a/(n-1)，由之可得中心点和XY方 向校正前的坐标分别为：(0，0)，(0，a/2)，(0，-a/2)，(-a/2，0)，(a/2，0)；根据前 述坐标值和两点的间距b，进一步计算其余n²-5个点校正前的坐标值。

优选地，所述步骤(2)首先扫描校正模板上的几何中心采样点，然后扫描 校正模板上四个角(左下角、右下角、左上角和右上角)的采样点，最后扫描 校正模板上的其它采样点。

所述步骤(2)中采用自动扫描或手动扫描移动光束。

在整个校正过程中，工作台和模板要求水平放置，模板中心线与振镜的X、 Y分别同轴；校正过程中不要移动激光器、振镜和工作台。

本发明与已有技术相比具有以下积极效果：

(1)本发明通过校正软件程序控制移动光束，使软件程序上的采样点与校 正模板上该采样点重合，能够快速获得校正数据，对XY二维振镜固有失真，F-θ 透镜引起的非线性失真和二维振镜机械安装的误差进行精确校正。