基于NI图像处理器的光学头光斑测试系统研究

摘要

本研究源自光谷高清科技公司NVD光学头生产线品质检测的需求。由于光学头光斑品质的好坏对光盘驱动器精确快速存储及读取数据有着极其重要的影响,因此对光斑质量进行评价成为测评光学头性能的重要性能指标之一。光学头所发射出来的激光光斑属于微光斑,在光盘存储系统中,激光器所发射出的激光经由光学头中光学系统被聚焦成1微米左右大小的光斑对信息进行读写,大大提高了光存贮器的存贮密度。由于光盘存贮器的存贮量,可靠性及信噪比受激光光斑外形尺寸、能量分布的影响很大。所以,光斑品质的好坏直接影响到激光头是否能快速准确的从光盘上读取和写入信息。
　　本文以研究光学头光斑性能测试为目标,利用Labview和NI Vision来实现光学头激光光斑信号的采集、光斑图像的处理与分析、光斑特性参数的提取及显示,本测试系统主要由测试系统平台和测试系统软件两大部分组成。⑴光学头光斑测试系统平台,主要分成两个部分：激光器驱动电路；光学头机械调整平台。⑵光斑测试系统软件部分,主要采用虚拟仪器技术建立人机交互界面,对采集到光斑进行相应的灰度变换、去噪、分割、提取光斑边界等处理,然后选取算法在处理后的品质较高的图像中提取光斑特性参数:中心位置,半径大小,椭圆度、光强分布的三维和伪彩显示。通过对提取后的参数来判断光学头光斑的性能指标是否符合出厂要求。将光斑分析仪与本文所研发的系统所测得的一组光学头光斑的检测结果进行对比、分析,可以看出本文的基于Labview编辑平台所构成的光学头光斑测试系统能够更加方便、可靠、快速、稳定,基本满足了光学头生产线上品质检测的需求。由于系统拓展性和灵活性较好且成本低廉,便于检测人员根据现场实际检测情况调整检测项目,缩短了系统开发周期的优势,为光学头光斑检测系统进入工业实际应用打下了基础。

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第1章绪 论

1.1光存储技术研究历程

1.2光存储技术发展趋势

1.3国内外光斑测试系统的发展现状

1.4光学头光斑测试的意义

1.5课题研究的相关背景和内容

第2章光学头光斑测试系统的构成

2.1 光学头光斑特性测试系统

2.2光斑测试系统的硬件结构设计

2.3光斑测试系统软件方案

2.4本章小结

第3章 光斑测试系统的硬件结构设计

3.1硬件系统概述

3.2光学头调整平台

3.3激光头驱动电路

3.4数字相机MV-VD036SC

3.5本章小结

第4章 光斑测试系统的软件结构设计与实现

4.1虚拟仪器开发环境与Labview

4.2光斑测试系统软件开发

4.3图像采集

4.4图像处理模块的实现

4.5光斑特征参数提取

4.6光斑测试系统实验及结果分析

4.7本章小结

第5章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢