一种激光阵列中激光光斑偏移检测方法、系统及相关设备与流程

1.本技术涉及激光成像技术领域，尤其涉及激光阵列中激光光斑偏移检测方法、系统及相关设备。


背景技术：

2.激光直接成像是指控制激光照射曝光面上的感光涂层进行图像曝光，显影之后生成预设的图像。激光直接成像技术相对于传统工艺，无需制作掩膜，降低了工艺复杂度，节约了生产成本，可应用于丝网印刷制版、pcb制造等领域。
3.为提高激光成像效率，相关技术(例如申请号为：201310084860.3，平面丝网印刷网版用激光直接制版装置及方法)中的激光直接成像设备中设置有多颗激光器沿直线等距离分布组成激光阵列对曝光面进行扫描曝光。
4.相关技术中，由于激光器的安装误差、激光器在曝光面上的光斑偏移等因素影响，激光器在曝光面上的光斑在y方向(与激光扫描方向垂直)的坐标值可能不相同存在偏差，需要基于偏差值以实现每颗激光器扫描的像素行分配。为此，激光器在曝光面上的光斑在y方向的校准精度往往要达到十微米左右，目前的ccd相机很难在大幅面范围内达到十微米级的精度识别要求，且光斑识别困难，如何精确测量激光阵列中的多颗激光器的光斑在y方向的偏移量成为了亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种激光阵列中激光光斑偏移检测方法、系统及相关设备，用于提高激光阵列中激光光斑偏移检测的精度和检测效率。
6.本技术实施例第一方面提供了一种激光阵列中激光光斑偏移检测方法，所述激光阵列中包含至少两颗相对位置固定的激光器，分别为标定激光器、目标激光器，所述方法可包括：
7.控制所述标定激光器保持第一高度沿激光扫描方向进行扫描，在曝光面上形成标准线l1；
8.以所述标定激光器在第一高度时所述目标激光器的光斑在所述曝光面所处的高度为第二高度，将所述第二高度与所述l1之间的区域分为多层，并控制所述目标激光器逐层进行标定操作；所述标定操作是指沿所述激光扫描方向每标定预设长度的标定线段之后，向所述l1靠近相同的直线距离d2，继续沿所述激光扫描方向标定预设长度的标定线段；
9.确定所有标定线段中最先与所述标准线对齐的线段l2，并获取所述l2与所述第二高度之间包含所述d2的数量n；
10.根据所述d2与数量n计算目标激光器与所述标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量。
11.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述将当前位置与所述l1之间的区域分为多层，并控制所述目标激光器逐层进行标定操作，可以包括：
12.将当前位置与所述l1之间的区域分为多层，标定一层区域之后，向所述l1靠近相同的直线距离d2，控制所述目标激光器返回与上一层区域初始扫描位置对齐的位置以对下一层区域进行标定操作。
13.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述根据d2与数量n计算目标激光器与所述标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量，可以包括：
14.根据公式(n*d2)计算目标激光器与所述标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量。
15.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，在所述将当前位置与所述l1之间的区域分为多层，并控制所述目标激光器逐层进行标定操作之前，所述方法还可以包括：
16.以所述标定激光器在第一高度时所述目标激光器所处的位置为第二高度，控制所述目标激光器从所述第二高度开始向所述l1靠近预设高度d1。
17.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述根据d2与数量n计算目标激光器与所述标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量，可以包括：
18.根据公式(d1 n*d2)计算目标激光器与所述标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量。
19.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，当激光阵列中包含多颗激光器时，所述方法还可以包括：
20.将激光阵列中激光器两两分组，每一组中的一颗激光器作为标定激光器，另一颗激光器作为目标激光器，以同时控制多组激光器进行标定操作。
21.本技术实施例第二方面提供了一种激光阵列中激光光斑偏移检测系统，可包括：
22.第一控制模块，用于控制所述标定激光器保持第一高度沿激光扫描方向进行扫描，在曝光面上形成标准线l1；
23.第二控制模块，以所述标定激光器在第一高度时所述目标激光器的光斑在所述曝光面所处的高度为第二高度，将所述第二高度与所述l1之间的区域分为多层，并控制所述目标激光器逐层进行标定操作；所述标定操作是指沿所述激光扫描方向每标定预设长度的标定线段之后，向所述l1靠近相同的直线距离d2，继续沿所述激光扫描方向标定预设长度的标定线段；
24.第一处理模块，用于确定所有标定线段中最先与所述标准线对齐的线段l2，并获取所述l2与所述第二高度之间包含所述d2的数量n；
25.第二处理模块，用于根据所述d2与数量n计算目标激光器与所述标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量。
26.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述第二控制模块可以包括：
27.控制单元，将当前位置与所述l1之间的区域分为多层，标定一层区域之后，向所述l1靠近相同的直线距离d2，控制所述目标激光器返回与上一层区域初始扫描位置对齐的位置以对下一层区域进行标定操作。
28.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述第二处理模块可以包括：
29.第一计算单元，根据公式(n*d2)计算目标激光器与所述标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量。
30.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，当激光阵列中包含多颗激光器时，激光阵列中激光光斑偏移检测系统还可以包括：
31.第三控制模块，用于以所述标定激光器在第一高度时所述目标激光器所处的位置为第二高度，控制所述目标激光器从所述第二高度开始向所述l1靠近预设高度d1。
32.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，第二处理模块可以包括：
33.第二计算单元，根据公式(d1 n*d2)计算目标激光器与所述标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量。
34.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，当激光阵列中包含多颗激光器时，激光阵列中激光光斑偏移检测系统还可以包括：
35.分组模块，用于将激光阵列中激光器两两分组，每一组中的一颗激光器作为标定激光器，另一颗激光器作为目标激光器，以同时控制多组激光器进行标定操作。
36.本技术实施例第三方面提供了一种计算机装置，所述计算机装置包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如第一方面及第一方面中任意一种可能的实施方式中的方法。
37.本技术实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面及第一方面中任意一种可能的实施方式中的步骤。
38.从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：
39.本技术实施例中，采用标定激光器构造直线作为标准线之后，控制目标激光器从初始位置向标准线l1逐步靠近的同时进行标定操作，被标定的点在标准线l1周围形成在激光扫描方向的垂直方向等距分布的标定线段，确定与标准线l1对齐的标定线段l2，通过识别l2与目标激光器的初始位置之间的距离而间接检测两个激光器的激光光斑的距离。本技术检测精度为相邻的标定线段在激光扫描方向的垂直方向的间距值，该间距值可达像素级(约10微米)，检测精度高。其次，由于标定线段沿激光扫描方向分散分布，避免了标定线段集中叠加在密集区域而照成的图像识别干扰，大大提高了检测精度。
附图说明
40.图1为本技术实施例提供的一种激光阵列中激光光斑偏移检测方法的一个实施例示意图；
41.图2为本技术一个具体应用实施例中标定线段的分布示意图；
42.图3为本技术另一个具体应用实施例中标定线段的分布示意图；
43.图4为本技术实施例提供的一种计算机装置的一个实施例示意图。
具体实施方式
44.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的
附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
45.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
46.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
47.为了便于理解，先对本技术实施例应用场景中的激光阵列进行说明，该激光阵列至少包含2颗相对位置固定激光器，例如可以至少包含标定激光器以及与该标定激光器位置相对固定的目标激光器，当该激光阵列包含2颗以上相对位置固定的激光器时，可以将任意两颗的激光器两两组合，分别作为标定激光器和目标激光器，也可以将一颗激光器记作标定激光器而剩余激光器均作为目标激光器。
48.为精确测量相对位置固定的两个激光器的光斑在激光扫描方向的垂直方向上的距离，本发明实施例中，在初始位置采用标定激光器构造直线作为标准线，并控制目标激光器从相对初始位置开始向标准线l1逐步靠近，每次靠近相同的距离d2并标定与标准线平行的标定线段，识别目标激光器在曝光面上构造的与标准线l1对齐的线段l2，通过识别l2与目标激光器的初始位置之间包含d2的数量间接检测两个激光器的激光光斑的距离。
49.下面对本技术实施例中的具体流程进行描述，请参阅图1，本技术实施例中一种激光阵列的激光光斑偏移量检测方法的一个可能的实施例，可包括：
50.s101:控制标定激光器保持第一高度沿激光扫描方向进行扫描，在曝光面上形成标准线l1。
51.本技术实施例中，控制标定激光器保持第一高度沿激光扫描方向进行扫描，在曝光面上形成标准线l1，然后根据标准线l1与目标激光器标定形成的标定线段的对齐情况，实现两个激光器的激光光斑的距离的间接测量。
52.需要说明的是，曝光过程中，激光器的开关状态可以根据曝光面上的感光涂层特性进行设置，具体此处不做限定。以曝光面上涂覆正性感光胶为例，需要形成线段的部分不需要曝光，为此需要对标定点之间的像素点进行曝光，而标定操作是指间隔相同的间隔距离关闭激光器，不曝光标定点以形成与周围像素不一致的标定点。实际应用中，曝光面上还可以涂覆负性感光胶，需要开启激光器对需要形成线段的像素点进行曝光。
53.s102:以标定激光器在第一高度时目标激光器的光斑在曝光面所处的高度为第二高度，将第二高度与l1之间的区域分为多层，并控制目标激光器逐层进行标定操作。
54.考虑到激光器阵列中在曝光面上的光斑在y方向的距离小于1cm，若直接在1cm高度内标定的多条标定线段会照成线段重叠，难以识别标定线段与标准线之间的对齐情况。
55.为解决上述问题，本技术实施例中，控制标定激光器在扫描方向形成多层分布的标定线段。具体的，以标定激光器在第一高度时目标激光器所处的位置为第二高度，可将第二高度与l1之间的区域分为多层并逐层进行标定操作。其中，标定操作是指沿激光扫描方向每标定预设长度的标定线段之后，向l1靠近相同的直线距离d2(即沿激光扫描方向的垂直方向靠近d2)，继续沿激光扫描方向标定预设长度的标定线段。可选的，可以控制目标激光器在第二高度处沿激光扫描方向标定一条与l1平行的直线，以便于后续距离识别。
56.可选的，为提高标定的效率，如图2所示，可以以标定激光器在第一高度时目标激光器所处的位置为第二高度，控制目标激光器从第二高度开始向l1靠近预设高度d1之后，再对剩余的分层区域逐层进行标定操作。也可以采用图3所示的方式，直接控制目标激光器从第二高度开始进行标定操作。
57.示例性的，如图2或图3所示，由上到下将曝光面分为3层区域，分别为s1、s2、s3，沿激光扫描方向(x轴方向)每一层区域依次标定有10条标定线段，每条标定线段依次向l1靠近相同的直线距离d2。图2或图3中，d2为1个单位距离，具体单位距离的取值可以根据需求进行设置，例如可以取1至10微米之间的距离值，具体此次不做限定。
58.s103:确定目标激光器标定的线段中最先与标准线对齐的线段l2，并获取l2与第二高度之间包含d2的数量n。
59.在完成逐层标定之后，可以基于标定线段与l1的对齐情况确定目标激光器标定的线段中最先与标准线对齐的线段l2，并获取l2与l1之间包含d2的数量n。
60.具体获取n取值的方式可以是基于相关技术中的图像识别算法识别标定的线段的数量，也可以是在进行逐层标定过程中，如图2或图3所示，控制目标激光器返回与上一层区域初始扫描位置对齐的位置进行标定操作(即每层区域都从最右侧或最左侧开始进行标定操作)。基于l2所在的分层的排序以及l2的序号确定n的取值，如图2所示，l2为s3层，s3层映射的初始值为20，l2在s3层的序号为 3，则n＝20 3＝23。
61.s104:根据d2与数量n计算目标激光器与标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量。
62.在确定l2与l1之间标定的线段的数量n之后，即可根据公式(d1 n*d2)或(n*d2)计算目标激光器与标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向(图中y轴)上的偏移量。示例性的，如图2所示，若d1＝10，n＝23，d2＝1，则偏移量为(d1 n*d2)＝33。如图3所示，若n＝23，d2＝1，则偏移量为(n*d2)＝23。
63.需要说明的是，本技术中激光器的光斑中心是为了便于说明而定义的，其可以是激光器的光斑中可以唯一标定光斑位置，例如圆形光斑的圆心，不规则图形光斑的重心，还可以是光斑图像与预设的直线重叠部分的中点等，只需保证确定各个光斑中心的标准保持一致即可，具体此处不做限定。
64.由以上公开内容可知，本技术实施例中，采用标定激光器构造直线作为标准线之后，控制目标激光器从初始位置向标准线l1逐步靠近扫描标定，被标定的点在标准线l1周
围形成在激光扫描方向的垂直方向等距分布的标定线段，确定与标准线l1对齐的标定线段l2，通过识别l2与目标激光器的初始位置之间的距离而间接检测两个激光器的激光光斑的距离。其检测精度为相邻的标定线段在激光扫描方向的垂直方向的间距值，该间距值可达像素级(大约10微米)，检测精度高。其次，由于标定线段沿激光扫描方向分散分布，避免了标定线段集中叠加在密集区域而照成的图像识别干扰，大大提高了检测精度。
65.上述实施例中仅仅以一组两颗激光器为例进行说明，实际应用中，当激光阵列中包含多颗激光器时，将激光阵列中激光器两两分组，每一组中的一颗激光器作为标定激光器，另一颗激光器作为目标激光器。参照图1所示的实施例，可以以同时控制多组激光器分别进行标定操作，可以同时测量多组激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量，大大提高了测量的效率。
66.在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种激光阵列中激光光斑偏移检测系统，可包括：
67.第一控制模块，用于控制标定激光器保持第一高度沿激光扫描方向进行扫描，在曝光面上形成标准线l1；
68.第二控制模块，以标定激光器在第一高度时目标激光器的光斑在曝光面所处的高度为第二高度，将第二高度与l1之间的区域分为多层，并控制目标激光器逐层进行标定操作；标定操作是指沿激光扫描方向每标定预设长度的标定线段之后，向l1靠近相同的直线距离d2，继续沿激光扫描方向标定预设长度的标定线段；
69.第一处理模块，用于确定所有标定线段中最先与标准线对齐的线段l2，并获取l2与l1之间包含d2的数量n；
70.第二处理模块，用于根据d2与数量n计算目标激光器与标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量。
71.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，第二控制模块可以包括：
72.控制单元，将当前位置与l1之间的区域分为多层，标定一层区域之后，向l1靠近相同的直线距离d2，控制目标激光器返回与上一层区域初始扫描位置对齐的位置以对下一层区域进行标定操作。
73.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，第二处理模块可以包括：
74.第一计算单元，根据公式(n*d2)计算目标激光器与标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量。
75.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，当激光阵列中包含多颗激光器时，激光阵列中激光光斑偏移检测系统还可以包括：
76.第三控制模块，用于以标定激光器在第一高度时目标激光器所处的位置为第二高度，控制目标激光器从第二高度开始向l1靠近预设高度d1。
77.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，第二处理模块可以包括：
78.第二计算单元，根据公式(d1 n*d2)计算目标激光器与标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量。
79.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，当激光阵列中包含多颗激光器时，激光阵列中激光光斑偏移检测系统还可以包括：
80.分组模块，用于将激光阵列中激光器两两分组，每一组中的一颗激光器作为标定
激光器，另一颗激光器作为目标激光器，以同时控制多组激光器进行标定操作。
81.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
82.上面从模块化功能实体的角度对本技术实施例中的激光阵列中激光光斑偏移检测系统进行了描述，请参阅图4，下面从硬件处理的角度对本技术实施例中的计算机装置进行描述：
83.该计算机装置1可以包括存储器11、处理器12和输入输出总线13。处理器11执行计算机程序时实现上述图1所示的激光阵列中激光光斑偏移检测方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至104。或者，处理器执行计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块或单元的功能。
84.本技术的一些实施例中，处理器具体用于实现如下步骤：
85.控制标定激光器保持第一高度沿激光扫描方向进行扫描，在曝光面上形成标准线l1；
86.以标定激光器在第一高度时目标激光器的光斑在曝光面所处的高度为第二高度，将第二高度与l1之间的区域分为多层，并控制目标激光器逐层进行标定操作；标定操作是指沿激光扫描方向每标定预设长度的标定线段之后，向l1靠近相同的直线距离d2，继续沿激光扫描方向标定预设长度的标定线段；
87.确定所有标定线段中最先与标准线对齐的线段l2，并获取l2与第二高度之间包含d2的数量n；
88.根据d2与数量n计算目标激光器与标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量。
89.可选的，作为一种可能的实施方式，处理器还可以用于实现如下步骤：
90.将当前位置与l1之间的区域分为多层，标定一层区域之后，向l1靠近相同的直线距离d2，控制目标激光器返回与上一层区域初始扫描位置对齐的位置以对下一层区域进行标定操作。
91.可选的，作为一种可能的实施方式，处理器还可以用于实现如下步骤：
92.根据公式(n*d2)计算目标激光器与标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量。
93.可选的，作为一种可能的实施方式，处理器还可以用于实现如下步骤：
94.以标定激光器在第一高度时目标激光器所处的位置为第二高度，控制目标激光器从第二高度开始向l1靠近预设高度d1。
95.可选的，作为一种可能的实施方式，处理器还可以用于实现如下步骤：
96.根据公式(d1 n*d2)计算目标激光器与标定激光器的光斑中心在激光扫描方向的垂直方向上的偏移量。
97.可选的，作为一种可能的实施方式，处理器还可以用于实现如下步骤：
98.将激光阵列中激光器两两分组，每一组中的一颗激光器作为标定激光器，另一颗激光器作为目标激光器，以同时控制多组激光器进行标定操作。
99.其中，存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，sd或dx存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器11在
memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
109.以上所述，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，为了描述便于理解起见，可能没有示出或描述本文所述的实施方案的所有常规特征。本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。