BR112013031745B1

BR112013031745B1 - Aparelho de digitalização ótica, sistema de digitalização de disposição por laser e método de digitalização ótica

Info

Publication number: BR112013031745B1
Application number: BR112013031745-0A
Authority: BR
Inventors: Michael Plotkin; David K. Towner; Haim Livne; Mark Shechterman
Original assignee: Hewlett-Packard Development Company, L.P.
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2021-08-31
Also published as: BR112013031745A2; US20160223811A1; JP5705376B2; EP2697692B1; WO2012170038A1; US20140085393A1; US9348137B2; US10078216B2; EP2697692A1; CN103620506A; EP2697692A4; CN103620506B; JP2014522507A

Abstract

aparelho de digitalização ótica, sistema de digitalização de disposição por laser e método de digitalização ótica um aparelho de digitalização ótica, um sistema e um método de digitalização ótica independentemente determinam o tamanho do ponto e espaçamento de iluminação. o aparelho inclui uma disposição de emissores óticos para oferecer uma pluralidade de feixes óticos e uma pluralidade de microlentes para receber os feixes óticos. as microlentes formam uma imagem intermediária da disposição com ampliação substancial da disposição de unidade. o aparelho inclui ainda um colimador ajustável para receber a pluralidade de feixes óticos da imagem intermediária, um scanner de feixe para ler os feixes óticos em uma direção de digitalização de entrada, e uma lente de digitalização para focar os feixes ótico digitalizados. um arranjo de pontos de iluminação forma uma imagem da disposição.

Description

Histórico da invenção

Impressoras a laser e sistemas de imagem ótica relacionados frequentemente empregam um feixe ótico de digitalização por digitalização ou feixes produzidos por uma fonte ótica para obter imagens (por exemplo, uma imagem impressa). Por exemplo, as primeiras impressoras a laser normalmente empregavam um único feixe ótico de digitalização por digitalização, muitas vezes gerado por um laser ou emissor ótico similar.

Para obter uma imagem, o único feixe ótico era focado para formar um ponto de iluminação em uma superfície fotocondutora.

O feixe ótico era modulado para modular o ponto de iluminação conforme era digitalizado através da superfície fotocondutora. O ponto de iluminação digitalizada expos uma imagem latente ao longo de uma linha de digitalização na superfície fotocondutora produzindo um padrão de regiões de superfície relativamente carregadas e não carregadas ao longo de um comprimento da linha de digitalização.

Usando uma forma de toner ou de tinta (por exemplo, sólido ou líquido) que diferencialmente adere às regiões carregadas e não carregadas, a imagem latente era desenvolvida. O toner, padronizado de acordo com a imagem latente, era então transferido para o papel ou um substrato semelhante para obter a imagem impressa.

Ao longo do tempo, um interesse em uma maior velocidade de impressão e maior rendimento geral deu origem ao uso de unidades de digitalização por laser multi-feixe (LSUs) que fornecem mais de um feixe ótico. Nas impressoras que empregam LSUs de feixes múltiplos, cada um dos feixes múltiplos produz um ponto de iluminação modulada independente. Por sua vez, cada ponto separado de iluminação modulada é usado para expor uma linha de digitalização separada correspondente na superfície fotocondutora. Juntos, os pontos de iluminação modulada e linhas de digitalização separada resultante permitem que imagens impressas sejam produzidas a um ritmo muito mais rápido do que é geralmente possível com LSUs de feixe simples.

No entanto, enquanto a adição de feixes óticos permite a impressão mais rápida e um aumento concomitante do rendimento de uma impressora, o uso de múltiplos feixes óticos apresenta alguns desafios que não estão presentes no uso de feixe único LSU. Por exemplo, juntamente com a utilização de múltiplos feixes óticos vem o problema da produção de pontos de iluminação com um tamanho de ponto desejado enquanto simultaneamente se mantém uma separação ou espaçamento desejado entre as linhas de digitalização ou equivalentemente entre os pontos de iluminação na superfície fotocondutor.

Uma abordagem para oferecer um controle simultâneo, substancialmente independente de ambos um tamanho de ponto de iluminação e um espaçamento eficiente de ponto de iluminação (ou mais corretamente o controle de espaçamento entre linhas de digitalização) é inclinar um arranjo linear ou padrão dos pontos de iluminação em relação a uma direção da digitalização da superfície fotocondutora. Em particular, a inclinação pode ser utilizada para estabelecer um espaçamento alvo entre as linhas de digitalização, enquanto a ótica da LSU é empregada para determinar separadamente o tamanho alvo do ponto dos pontos de iluminação na superfície fotocondutora.

Um ângulo de inclinação de cerca de 86,4 graus, por exemplo, pode ser utilizado para produzir um padrão linear inclinado de pontos de iluminação que é orientado quase em paralelo a uma direção de digitalização ótica, na superfície de digitalização para oferecer um espaçamento alvo de linha de digitalização de cerca de 0,03125 milímetros (mm) ou cerca de 32 linhas/mm para um espaçamento real de ponto de iluminação de cerca de 0,5 mm. Além disso, o espaçamento entre linhas de digitalização pode ser ajustado por uma quantidade substancialmente arbitrária através de ajuste fino do ângulo de inclinação.

Infelizmente, durante a inclinação o padrão linear de pontos de iluminação pode permitir o controle independente do tamanho de ponto e espaçamento dos pontos de iluminação, e o padrão de inclinação linear tende a introduzir outros problemas que limitam efetivamente um número de feixes óticos que podem ser empregues. Em particular, o número de feixes óticos, bem como uma largura de digitalização máxima atingível (isto é, o comprimento da linha de digitalização) pode ser severamente limitada, devido à separação de plano focal, em que cada ponto de iluminação segue uma superfície focal separada durante a digitalização e aquelas superfícies focais são separadas numa direção de focagem (isto é, em direção axial), por uma distância que excede a profundidade de foco do sistema ótico. Além disso, pode tornar-se difícil alcançar simultaneamente correção aceitável da anomalia ótica para um grande número de feixes na imagem final em multi-feixe de LSU, onde os feixes estão distribuídos relativamente distantes uns dos outros na direção de digitalização, como resultado do padrão linear inclinado.

Breve descrição dos desenhos

As várias características de exemplos de acordo com os princípios aqui descritos podem ser mais facilmente compreendidos com referência à seguinte descrição detalhada tomada em conjunto com os desenhos anexos, onde os números de referência semelhantes designam elementos estruturais semelhantes, e em que: A Figura 1A ilustra um diagrama esquemático de um aparelho de digitalização de disposição de emissão ótica, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos; A Figura 1B ilustra uma vista em perspectiva do aparelho de digitalização de disposição de emissão ótica da Figura 1A, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos; A Figura 1C ilustra uma vista de plano de uma pluralidade de pontos de iluminação numa superfície de digitalização, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos; A Figura 2A ilustra uma vista em corte transversal através de uma pluralidade de microlentes, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos; A figura 2B ilustra uma vista em corte transversal através das microlentes da Figura 2A na direção perpendicular à direção da seção transversal da Figura 2A, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos; A Figura 3A ilustra uma vista em corte transversal através de microlentes, de acordo com um outro exemplo dos princípios aqui descritos; A Figura 3B ilustra uma vista em corte transversal através das microlentes; da Figura 3A, numa direção perpendicular à direção da seção transversal da Figura 3A, de acordo com um outro exemplo dos princípios aqui descritos; A Figura 4A ilustra uma vista em corte transversal de lentes de digitalização, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos; A Figura 4B ilustra uma vista em corte transversal das lentes de digitalização da figura 4A, numa direção perpendicular à direção da seção transversal da Figura 4A, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos; A Figura 5 ilustra um diagrama em blocos de um sistema de digitalização de disposição por laser, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos; e A Figura 6 ilustra um fluxograma de um método de digitalização ótica, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos.

Certos exemplos têm outras características, que são adicionais e em lugar das características ilustradas nas figuras acima mencionadas. Estas e outras características são detalhadas a seguir com referência aos desenhos precedentes.

Descrição detalhada

Exemplos de acordo com os princípios aqui descritos oferecem a digitalização de múltiplos feixes óticos produzidos por uma disposição de emissores óticos. Em particular, um tamanho de feixe ótico e uma separação de feixe ou equivalentemente um tamanho de ponto de iluminação e uma separação de ponto de iluminação ou o espaçamento em um plano de imagem pode ser determinado de forma independente na digitalização da disposição de emissor ótico, de acordo com os exemplos dos princípios aqui descritos.

Determinação independente do tamanho do ponto e separação de ponto pode facilitar o aumento do número de feixes óticos ou pontos de iluminação sem experimentar efeitos adversos devido à separação da superfície focal e anomalias óticas em uma imagem final, bem como, sem uma perda substancial na eficiência ótica, por exemplo. Adicionalmente, uma disposição linear de pontos de iluminação que é aproximadamente perpendicular a uma direção de digitalização de entrada ou substancialmente paralela a uma digitalização cruzada ou direção do processo pode ser empregue.

Além disso, a separação ponto de iluminação pode ser ajustada para fornecer controle em tempo real de espaçamento da linha de digitalização, de acordo com os exemplos dos princípios aqui descritos. A digitalização por emissor ótico tem aplicação para uma variedade de áreas, incluindo, mas não limitada a uma unidade de digitalização por multi-feixe de laser (LSU) utilizada em impressoras a laser e sistemas de digitalização ótica relacionados. Por exemplo, considere um sistema de imagem típica de um tipo de sistema de imagem axial (ou seja, sistemas óticos com um único eixo ótico) usado para fornecer digitalização por feixe ótico múltiplo.

Tal sistema de imagem típico geralmente oferece uma ampliação particular ou primeira para atingir um tamanho alvo de ponto de iluminação, bem como para manter ou obter um rendimento de potência ótica aceitável para o sistema de imagem.

No entanto, considerados os emissores disponíveis, a primeira ampliação geralmente não é adequada para atingir também uma separação do ponto de iluminação ou espaçamento consistente com um espaçamento alvo das linhas de digitalização produzidas pelo sistema de imagem.

Em particular, uma separação ou espaçamento alvo aceitável do ponto de iluminação geralmente requer uma ampliação que difere da primeira ampliação usada para alcançar o tamanho alvo do ponto de iluminação.

Como tal, uma segunda ampliação é necessária para atingir o espaçamento alvo dos pontos de iluminação (ou linhas de digitalização) e a segunda ampliação necessária é geralmente diferente de, e em alguns casos substancialmente diferente da primeira ampliação. Infelizmente, de acordo com a ótica paraxial um sistema de imagem axial pode ter uma e apenas uma ampliação em qualquer seção axial dada, o que impede a existência conjunta da primeira ampliação e da segunda ampliação substancialmente diferente.

Em particular, sistemas de imagens axiais têm um eixo ótico único (ou eixo de simetria) que, ignorando desvios (por exemplo, devido a espelhos planos, prismas, etc), definem uma linha reta que passa por um centro de curvatura, ou, alternativamente, outro centro de simetria, de cada superfície ótica ou elemento ótico no sistema de imagem axial. A ampliação do sistema de imagem axial determina simultaneamente uma limitação de tamanho de uma imagem (ou seja, uma altura de raio principal = Y*) e um ângulo de limitação de um feixe que forma aquela imagem (ou seja, um ângulo de raio marginal = U).

Além disso, depois de calculado o índice de refração (n) em um espaço de cada imagem, um produto da altura do raio principal Y* e o ângulo do raio marginal U é uma constante em qualquer objeto ou localização da imagem dentro do sistema ótico. Esta constante é conhecida como a invariante o paraxial (I), ou alternativamente como a invariante de Lagrange, do sistema de imagem axial. Mais particularmente, em qualquer local da imagem dentro de um sistema de imagem axial, a Invariante Paraxial I é dada pela equação (1)

onde n é um índice de refração. Para emissores óticos existentes, o conflito acima mencionado entre a primeira e a segunda ampliação ampliações surge em primeiro lugar, porque um espaçamento entre os emissores óticos é significativamente maior do que o espaçamento alvo entre linhas de digitalização e, em segundo, porque um ângulo de divergência de feixes óticos produzidos pelos emissores óticos é significativamente maior em magnitude do que um ângulo de convergência alvo do feixe de imagem. Consequentemente, a Invariante Paraxial I tende a ser muito maior no emissor ótico do que é desejado a uma imagem digitalizada final. Enquanto a Invariante Paraxial I no emissor pode ser reduzida para combinar substancialmente a da imagem final através da captura de luz em apenas um ângulo de cone muito pequeno no emissor, esta abordagem é largamente impraticável porque a maior parte da potência ótica produzida pelo emissor é perdida, resultando em rendimento de potência ótica restante insuficiente ou inaceitável.

É claro que um sistema de imagem axial não é obrigado a apresentar simetria de rotação em torno do seu eixo ótico. Em particular, sistemas de imagem axiais podem ser anamórficos tendo diferentes propriedades paraxiais em cada uma das duas seções axiais ortogonais, ou seções principais (por exemplo, como uma seção XZ e uma seção YZ estavam, o eixo ótico é na direção Z).

Enquanto um sistema de imagem axial anamórfico pode ter uma Invariante paraxial diferente em cada seção principal, a equação (1) aplica-se de forma independente em cada seção principal e o sistema de imagem axial, seja anamórfico ou rotacionalmente simétrico, pode ter apenas uma ampliação em qualquer seção principal. Portanto, nenhum sistema de imagem axial pode ter ao mesmo tempo uma primeira ampliação para alcançar o tamanho alvo de ponto de iluminação e simultaneamente uma segunda ampliação diferente para alcançar a separação alvo do ponto de iluminação.

Exemplos dos princípios aqui descritos oferecem digitalização por disposição de emissor ótico, tal como pode ser usados em uma LSU multi-feixe, com uma capacidade para alcançar de forma independente e simultaneamente tanto a dimensão alvo do ponto de iluminação e a separação alvo de iluminação numa superfície de digitalização.

Em particular, as microlentes dedicadas para feixes individuais são utilizadas além de um colimador variável, em alguns exemplos, para dissociar substancialmente o tamanho do ponto de iluminação e as determinações de separação do ponto de iluminação.

Ao separar as determinações do tamanho do ponto de iluminação e separação do ponto de iluminação, as limitações associadas com a Invariante paraxial I dos sistemas de imagem axial podem ser substancialmente contornadas, de acordo com vários exemplos dos princípios aqui descritos.

Aqui, o termo "direção de digitalização de entrada" é definido como uma direção na qual um feixe ótico ou equivalentemente um ponto de iluminação produzido pelo feixe ótico é ou pode ser digitalizado através de uma superfície de digitalização por componentes óticos de um sistema ótico de digitalização. Por exemplo, a direção de digitalização de entrada pode corresponder a uma direção horizontal em toda a superfície de digitalização.

A superfície de digitalização pode ser um cilindro ou tambor rotativo e a direção digitalização de entrada pode ser substancialmente paralela a um eixo de rotação do tambor, por exemplo. Digitalização na direção de entrada pode ser produzida por um polígono rotativo espelhado que reflete o feixe ótico, por exemplo.

Como o polígono espelhado gira, um ângulo de desvio do feixe ótico refletido varia para digitalizar o feixe ótico e para variar de forma semelhante uma posição de um ponto de iluminação correspondente, sobre uma superfície de digitalização.

Por outro lado, o termo "direção de digitalização transversal” ou equivalentemente “direção do processo” refere-se a uma direção que é substancialmente ortogonal ou perpendicular à direção de digitalização de entrada, tal como aqui definido.

De acordo com alguns exemplos, um movimento mecânico da superfície de digitalização pode fornecer digitalização na direção de digitalização transversal. Por exemplo, a digitalização na direção transversal de digitalização pode ser fornecida através da rotação de uma superfície de digitalização fotocondutora em forma de tambor em uma impressora a laser.

Em geral, a digitalização que emprega movimento mecânico da superfície de digitalização (por exemplo, uma superfície fotocondutora) na direção transversal é muito mais lenta do que a digitalização na direção de entrada usando um meio ótico de digitalização.

Também aqui, os termos “direção de digitalização de entrada” e “direção de digitalização transversal" são definidos e geralmente empregados para ser direções de ponto com base em um sistema de coordenadas de ponto associado a um raio central de um feixe ótico.

Em particular, a direção de digitalização de entrada é definida em qualquer ponto dado ao longo de um caminho ótico do feixe ótico como uma direção que corresponde à direção da direção de digitalização de entrada na superfície de digitalização.

Como tal, rotações, reflexões e outras mudanças de orientação e direção do feixe ótico ao longo do caminho ótico podem alterar as direções de digitalização de entrada e digitalização transversal do sistema de coordenadas de ponto, em relação a um sistema de coordenadas global. No entanto, as direções de digitalização de entrada e digitalização transversal permanecem fixas e bem definidas em relação ao sistema de coordenadas de ponto do feixe ótico em qualquer ponto ao longo do percurso ótico seguido pelo feixe ótico.

Além disso, tal como aqui definido, a potência ótica de uma lente ou elemento de lentes (por exemplo, um elemento de microlentes) é o inverso, ou o recíproco de uma distância focal das lentes ou do elemento de lentes.

Por exemplo, um elemento de lentes com uma distância focal de menos 40 milímetros (mm) tem uma potência ótica de menos 0.025/mm, pela definição aqui apresentada. Em geral, os elementos convergentes de lente tem uma potência ótica positiva e são mais espessos no centro das lentes do que numa borda.

Em contraste, elementos de lentes divergentes geralmente têm uma potência ótica negativa e são mais finos em um centro da lente do que numa borda da lente.

Além disso, e por definição, um elemento de lente anamórfica não tem simetria de rotação em torno de um eixo ótico, mas em vez disso tem uma potência ótica diferente em duas direções ortogonais ou seções principais, tais como a direção de digitalização de entrada e a direção de digitalização transversal. Além disso, o elemento de lente anamórfico tem pelo menos uma superfície anamórfica, por definição. Uma superfície anamórfica tem um raio diferente de curvatura em duas direções ortogonais (por exemplo, na direção de digitalização de entrada e na direção transversal de digitalização).

Além disso, a superfície cilíndrica pode ser considerada como um tipo especial de uma superfície toroidal, em que um dos raios de curvatura é substancialmente infinito, pela definição aqui apresentada.

O termo "convergência" de um feixe ótico se refere a, e é aqui definido como um estado ou ângulo de convergência ou divergência. Um feixe ótico que emerge a partir de uma lente ou um elemento de lentes com valor positivo de convergência, por exemplo, converge para um foco e forma uma imagem real. Um feixe ótico que emerge a partir de uma lente ou elemento de lentes com um valor negativo de convergência está divergindo de um foco aparente e forma uma imagem virtual. Como tal, tanto convergência com um valor positivo como a convergência com um valor negativo (ou seja, divergência) são aqui referidas como convergência, a menos que indicado expressamente de outra forma.

Aqui referido e em relação a emissores, “eixo rápido”' e “eixo lento” referem-se, por definição, a direções, ou mais particularmente a seções, de convergência negativa máxima e mínima (ou seja, divergência), respectivamente. Em particular, um ângulo negativo de convergência ou "ângulo de divergência” de um feixe ótico produzido por um emissor ótico como uma função de rotação em torno de um raio central pode ser geralmente descrito como uma elipse.

O ângulo de divergência rotacionalmente modelado na forma de elipse (isto é, o ângulo de divergência elíptica) do feixe ótico pode ser relacionado com uma abertura assimétrica do emissor, por exemplo (ou seja, uma borda emissora de laser). Um eixo principal da elipse representa uma seção ou direção do ângulo máximo de divergência, enquanto um eixo menor da elipse representa a seção da direção de um ângulo mínimo de divergência.

Assim, uma direção paralela ao eixo principal da elipse (isto é, seção de divergência máxima) é referida como a direção de eixo rápido e uma direção paralela ao eixo menor da elipse (isto é, seção de divergência mínima) é referida como a direção do eixo lento.

Além disso, um perfil de intensidade angular de um feixe ótico produzido por um emissor ótico (ou seja, um emissor de laser de modo único) pode ser geralmente aproximado como uma função de Gauss. Tal feixe ótico não tem arestas claramente definidas e sua divergência é convencionalmente definida como um ângulo em que a intensidade do feixe diminuiu para metade do seu valor de pico, muitas vezes referido como um ângulo de meia- largura / meio-máximo (HWHM) ou um ângulo de largura- total / meio-máximo (FWHM).

Por definição, ângulo HWHM é igual a metade do ângulo FWHM. Aqui mencionado, ângulo HWHM será empregado salvo estipulado em contrário. Além disso, os ângulos de divergência aqui descritos de feixes óticos emitidos por emissores óticos são geralmente expressos em termos de valores de intensidade de meia-largura / meio-máximo (HWHM), salvo estipulado em contrário.

Por exemplo, aqui um ângulo de divergência de 12 graus é um ângulo determinado com a intensidade HWHM de um feixe ótico.

Ângulos de divergência HWHM são propriedades apenas do emissor ótico. Por outro lado, os ângulos de raios marginais discutido aqui a seguir são apenas as propriedades de um sistema ótico. Portanto, um raio marginal é definido como o raio mais exterior de um ponto no eixo do objeto capaz de passar através do sistema ótico de uma seção principal especificada.

No entanto, num aparelho de digitalização ótica eficiente ou sistema de imagem usando vários tipos de emissores óticos disponíveis, os ângulos marginais de raios do aparelho ótico ou sistema de imagem em um ponto dos emissores óticos são muitas vezes selecionados para ser numericamente semelhantes aos ângulos de divergência HWHM correspondentes dos emissores óticos, de acordo com vários exemplos. Assim, as características óticas das microlentes aqui descritas por meio dos seus efeitos sobre os ângulos de divergência HWHM são substancialmente as mesmas caso fossem descritas por meio dos seus efeitos sobre os ângulos marginais de raios, por exemplo.

Tal como aqui utilizado, o artigo "um" pretende ter o seu significado comum na arte de patente, ou seja, “um ou mais". Por exemplo, “uma microlente” significa uma ou mais microlentes e, como tal, "as microlentes” significa “a(s) micro lente(s)” como aqui descrito.

Além disso, qualquer referência aqui ao “topo”, “fundo” , “acima”, “abaixo”, “cima”, “baixo” , “frente” , “traseira” , “esquerda” ou “direita” não se destina aqui a ser um limitação. Aqui, os termos “aproximadamente” e “substancialmente” quando aplicados a um valor geralmente significa mais ou menos 10% a menos que de outra forma expressamente especificado.

Além disso, os exemplos aqui pretendem ser apenas ilustrativos e são apresentados para fins de discussão e não como uma forma de limitação. A Figura 1A ilustra um diagrama esquemático de um aparelho de digitalização ótica 100, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos. A Figura IB ilustra uma vista em perspectiva do aparelho de digitalização ótica 100 da Figura 1A, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos. O aparelho de digitalização ótica 100 pode ser utilizado para digitalizar feixes óticos 102 através de uma superfície de digitalização 104, por exemplo. Os feixes óticos 102 definem ou produzem pontos de iluminação 106 na superfície de digitalização 104 conforme os feixes óticos 102 são digitalizados.

O aparelho de digitalização ótica 100 digitaliza os feixes óticos 102 (ou equivalentemente os pontos de iluminação 106) horizontalmente através da superfície de digitalização 104 numa direção de digitalização de entrada indicada por uma seta 108.

O movimento da superfície de digitalização 104 numa direção que é substancialmente perpendicular à direção de digitalização de entrada fornece a direção de digitalização transversal ou "direção de processo” da digitalização dos feixes óticos 102, de acordo com alguns exemplos. Outra flecha 109 indica uma direção de digitalização transversal na superfície da digitalização 104 na Figura IB. As linhas tracejadas ilustram feixes óticos 102 em um início (ou seja, 102a) e um fim (ou seja, 102b) de uma digitalização na direção de digitalização de entrada.

Um número limitado de feixes óticos 102 (por exemplo, cinco) é ilustrado na Figura IB para simplicidade de ilustração e não como forma de limitação.

Os pontos de iluminação 106 são dispostos num arranjo linear na superfície de digitalização 104 orientada substancialmente perpendicular à direção de digitalização de entrada (ou seja, substancialmente em paralelo à direção de digitalização transversal), de acordo com vários exemplos. A Figura 1C ilustra uma vista do plano de uma pluralidade de pontos de iluminação 106 na superfície de digitalização 104, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos. Em particular, como se ilustra na Figura 1C os pontos de iluminação 106 estão dispostos em uma linha ou uma linha que é substancialmente paralela à direção de digitalização transversal (seta 109) e substancialmente perpendicular à direção de digitalização de entrada (seta 108).

Em alguns exemplos, a superfície de digitalização 104 pode ser um tambor fotocondutor de uma impressora, por exemplo. Tal tambor fotocondutor como a superfície de digitalização 104 é ilustrado na Figura IB, por exemplo. A rotação do tambor fotocondutor fornece o movimento da superfície de digitalização 104 na direção transversal da digitalização, como mencionado acima.

Por exemplo, a superfície de digitalização 104 como o tambor fotocondutor pode girar em torno de um eixo paralelo à direção de digitalização de entrada 108 para fornecer o movimento na direção de digitalização transversal 109. Os pontos de iluminação 106 pode ser usados para expor e, quando modulados de acordo com os dados de imagem, para definir um padrão no tambor fotocondutor, por exemplo. Em outros exemplos, a superfície de digitalização 104 pode compreender outro tipo de superfície fotossensível, tal como, mas não limitado a, uma superfície plana ou uma superfície de uma cinta, por exemplo.

Como ilustrado nas Figuras 1A e IB, o aparelho de digitalização ótica 100 compreende uma disposição de emissores óticos 110. A disposição de emissores óticos 110 é configurada para oferecer uma pluralidade de feixes óticos 102. Em alguns exemplos, os emissores óticos 110 são lasers ou emissores de laser. Por exemplo, os emissores óticos 110 podem compreender uma disposição de diodos de laser 110. Os diodos de laser 110 podem ser diodos emissores de laser de borda, por exemplo. Em alguns exemplos, a diodos emissores de laser de borda utilizados como os emissores óticos 110 podem operar num comprimento de onda de cerca de 600 nanômetros (nm) até cerca de 900 nm.

Por exemplo, o comprimento de onda operacional pode ser de cerca de 650 nm. Em outro exemplo, o comprimento de onda operacional pode ser de cerca de 820 nm. Uma potência de saída operacional de cada um dos diodos emissores de laser de borda pode ser de cerca de 30 miliwatts (mW), por exemplo. Em outros exemplos, os diodos de laser podem ser emissores de laser de superfície, tais como um diodo emissor de laser de superfície de cavidade vertical (VCSEL) ou um diodo emissor de laser de superfície de cavidade externa vertical (VECSEL).

Os diodos de laser 110 da disposição podem ser fornecidos individualmente (por exemplo, diodos laser discretos) ou combinados em grupos num substrato comum, de acordo com vários exemplos. Por exemplo, os diodos de laser que formam o conjunto de emissores óticos 110 podem ser integrados em conjunto num substrato único ou comum. Em outros exemplos, um outro tipo de fonte ótica, além de um diodo de laser pode ser empregado na disposição de emissores óticos 110. O outro tipo de fonte ótica pode ser um laser não-diodo, tal como, mas não limitado a, um laser de gás, um laser de estado sólido ou um laser pulsado, por exemplo.

Ainda em outros exemplos, os emissores óticos 110 da disposição podem compreender diodos emissores de luz (LED) ou diodos super-luminescentes. Em alguns exemplos, os emissores óticos 110 estão dispostos numa disposição linear.

Por exemplo, a disposição de emissores óticos 110 pode compreender uma pluralidade de diodos de laser alinhados em uma fila espaçada que define o conjunto linear. Os díodos de laser podem ser espaçados entre si por cerca de 70 micrometros (μm), por exemplo.

A fila espaçada pode compreender uma pluralidade de diodos emissores de laser de borda dispostos ao longo de uma borda de um substrato comum, por exemplo. Em outro exemplo, uma disposição linear pode compreender uma linha de VCSEL espaçados sobre uma superfície de um substrato. Em outros exemplos, os emissores óticos 110 são dispostos de uma forma que não uma associação linear.

Em alguns exemplos, o espaçamento do feixe na superfície de digitalização 104 pode ser de cerca de 31 μm. Em alguns exemplos, os feixes óticos 102 podem compreender mais do que vinte feixes óticos separados 102 (por exemplo., > 22). Por exemplo, entre cerca de trinta e cerca de quarenta feixes óticos 102 podem ser empregados. Em outro exemplo, mais do que cerca de quarenta feixes óticos 102 podem ser empregados.

Tal como ilustrado nas Figuras 1A e IB, o aparelho de digitalização ótica 100 compreende ainda uma pluralidade de microlentes 120. A pluralidade de microlentes 120 é configurada para receber a pluralidade de feixes óticos 102 fornecida pela disposição de emissores óticos 110. Cada microlente 120 da pluralidade tem um eixo ótico separado. Como tal, a pluralidade de microlentes 120 não tem um eixo ótico comum, e portanto não constitui um sistema de imagem axial.

Em geral, as microlentes 120 podem ser anamórficas, cada microlente 120 tendo um primeiro conjunto de propriedades óticas em uma primeira seção principal e um segundo conjunto de propriedades óticas numa segunda seção principal ortogonal para a primeira seção principal. Cada microlente 120 está configurada para produzir uma imagem de um emissor ótico correspondente 110 e a pluralidade de microlentes 120 é configurada para produzir coletivamente uma pluralidade de imagens de emissor ótico que juntas formam uma imagem da disposição emissora. Em particular, a pluralidade de imagens do emissor forma uma imagem intermediária 112 da disposição de emissores óticos 110. A imagem intermediária 112 compreende uma pluralidade de pontos, cada ponto correspondendo a um dos feixes óticos diferentes 102.

Além disso, a imagem intermediária 112 da disposição do emissor é formada em ampliação substancialmente da unidade em relação à disposição do emissor (ou seja, ampliação da disposição da unidade), de acordo com alguns exemplos.

De acordo com vários exemplos, cada microlente 120 da pluralidade corresponde a um dos feixes óticos diferentes 102 a partir de cada um dos emissores óticos 110. Como tal, cada emissor ótico 110 é revelado individualmente ou em separado por uma das respectivas microlentes diferentes 120 para formar uma imagem intermediária do emissor ótico 110 em um plano intermediário de imagem 114. Especificamente, a imagem intermediária do emissor ótico 110 representa uma imagem particular dos pontos da imagem intermediária 112.

Por exemplo, cada microlente 120 da pluralidade pode ser acoplada a um dos diferentes emissores óticos respectivos 110. As microlentes 120 podem ser posicionadas numa disposição linear, que corresponde a uma disposição linear dos emissores óticos 110, por exemplo.

Num tal arranjo, cada microlente 120 recebe e revela apenas o feixe ótico 102 produzido pelo respectivo emissor ótico acoplado 110, por exemplo. De acordo com vários exemplos, a imagem intermediária 112 pode ser uma imagem real ou uma imagem virtual. Quando a imagem intermediária 112 é uma imagem real, a imagem intermediária 112 e o plano intermediário de imagem 114 estão localizados ao longo de um percurso ótico dos feixes óticos 102 após ou seguindo as microlentes 120, como ilustrado nas Figuras 1A e IB.

As microlentes 120 que são anamórficas podem operar em uma primeira ampliação em uma primeira seção principal e uma segunda ampliação em uma segunda seção principal.

Consequentemente, as microlentes anamórficas 120 podem ser configuradas para receber um feixe ótico de entrada 102 a partir de um determinado emissor ótico 110 tendo um feixe particular de elipticidade e para transformar esse feixe ótico 102 em um feixe ótico de saída 102 em um local de imagem intermediária (por exemplo, o plano de imagem intermediária 114) tendo uma elipticidade significativamente diferente. Mais particularmente, um diodo de laser ou um outro emissor ótico 110 pode emitir um feixe elíptico tendo um determinado ângulo de divergência (um ângulo HWHM, por exemplo) na direção do eixo rápido do emissor ótico 110 e tendo um ângulo de divergência diferente e menor na direção do eixo lento do emissor ótico 110.

A menos que especificado de outra maneira, ângulos de feixe e ângulos de raios são propriedades geométricas paraxiais de emissores e sistemas óticos e não são alterados por efeitos de difração.

As microlentes 120 podem ser utilizadas para maximizar a eficiência de captação de luz dos emissores óticos 110, por exemplo. Para maximizar a eficiência de captação de luz, as microlentes 120 podem receber um feixe ótico 102 de cada um dos emissores óticos 110 tendo um ângulo marginal de raio relativamente grande na direção do eixo rápido do emissor ótico 110, tendo ao mesmo tempo um ângulo marginal de raio relativamente pequeno na direção do eixo lento do emissor ótico 110.

Além disso, as microlentes 120 podem também atuar para reduzir significativamente os ângulos marginais de raios do feixe ótico na imagem intermediária 112 em comparação aos ângulos marginais de raios no emissor ótico 110. Além disso, a redução dos ângulos marginais de raios do feixe ótico pode ser realizada anamorficamente.

Como tal, a imagem dos emissores óticos 110 pelas microlentes 120 para formar a imagem intermediária 112 pode ser caracterizada por ou descrita em termos de três valores de ampliação.

Em particular, cada uma das microlentes 120 revela um respectivo emissor ótico 110 numa seção principal correspondente à direção do eixo rápido do emissor ótico 110. A revelação na direção do eixo rápido compreende a recepção de um feixe ótico de entrada do emissor ótico tendo um ângulo marginal do raio do eixo rápido Ufast e a produção de um feixe ótico de saída que converge para a imagem intermediária 112 tendo um ângulo marginal de raio U’f'ast. Um primeiro dos três valores de ampliação é uma ampliação do eixo rápido Mfast associada com a revelação de eixo rápido. A ampliação do eixo rápido Mfast pode ser definida como dada pela equação (2).

Cada uma das microlentes 120 revela ainda um respectivo emissor ótico 110 numa seção principal correspondente à direção do eixo lento do emissor ótico 110. A revelação na direção do eixo lento compreende a recepção de um feixe ótico de entrada divergente 102 a partir do emissor ótico 110, o feixe ótico de entrada divergente 102 tendo um ângulo marginal de raio do eixo lento Uslow, e a produção de uma saída de feixe ótico 102, que converge para a imagem intermediária 112 tendo um ângulo marginal de raio U'slow

Um segundo valor dos três valores de ampliação é uma ampliação de eixo lento Mslow associada com a revelação do eixo lento. A ampliação do eixo lento Mslow pode ser definida como dada pela equação (3).

De acordo com alguns exemplos, uma ou ambas das ampliações do eixo rápido Mfast e a ampliação de eixo lento MSlow das microlentes 120 podem estar numa faixa entre cerca de 10 e cerca de 100. Por exemplo, uma ou ambas das ampliações do eixo rápido Mfast e a ampliação do eixo lento MSlow podem ser maior do que cerca de 10. Em outro exemplo, uma ou ambas das ampliações do eixo rápido Mfast e a ampliação do eixo lento MSlow podem ser entre cerca de 60 e cerca de 10. Por exemplo, a ampliação Mfast de eixo rápido pode ser de cerca de 50 e a ampliação de eixo lento MSlow pode ser de cerca de 20.

Uma terceira ampliação das três ampliações é uma ampliação de disposição MArray em que todos os emissores óticos 110 (por exemplo, uma disposição) são revelados coletivamente na imagem intermediária 112. A ampliação da disposição MArray pode ser definida como uma imagem de distância Lint image entre imagens de dois emissores óticos 110 no plano intermediário da imagem 114 dividido pela distância LArray entre dois emissores óticos correspondentes 110 na disposição. Portanto, a ampliação da disposição MArray pode ser dada pela equação (4) .

A imagem intermediária 112 formada pelas microlentes 120 funciona como um objeto para os componentes óticos posteriores do aparelho de digitalização ótica 100 e é reproduzida por esses componentes óticos como uma imagem final na superfície de digitalização 104. A reprodução possui uma ampliação associada para cada seção principal do aparelho de digitalização ótica 100.

Em particular, a ampliação de reprodução na direção de digitalização de entrada é designada como MIn-Scan e a ampliação da reprodução na direção de digitalização transversal é designada como MCross-Scan

Para simplicidade descritiva, onde não é necessário manter a distinção entre as respectivas ampliações de reprodução com direção de digitalização de entrada e digitalização transversal, as ampliações de reprodução são coletivamente referidas como uma ampliação de reprodução MReimaging .

De acordo com alguns exemplos, os componentes do equipamento de digitalização ótica 100 passando pelas microlentes 120 e a imagem intermediária 112 dos emissores óticos 110 formados pelas microlentes 120 oferecem substancialmente um sistema de imagem axial. O sistema de imagem axial fornecido por estes componentes pode ser um sistema de imagem axial anamórfico, por exemplo.

Consequentemente, para uma imagem intermediária particular, a mesma ampliação de reprodução na direção de digitalização de entrada Min-scan determina o ângulo marginal de raios na direção de digitalização de entrada dos pontos de iluminação 106 e, portanto, o tamanho do ponto na direção de digitalização de entrada, e a separação na direção de digitalização de entrada dos pontos de iluminação 106 na imagem final na superfície de digitalização 104. De forma similar, para uma imagem intermediária particular, a mesma ampliação de reprodução de direção de digitalização transversal Mcross-scan determina tanto o ângulo marginal de raio da direção de digitalização transversal dos pontos de iluminação 106 e, portanto, o tamanho do ponto da direção de digitalização transversal e a separação da direção da digitalização transversal dos pontos de iluminação 106, na imagem final na superfície de digitalização 104.

Assim, uma vez que os ângulos marginais de raios na imagem intermediária foram determinados, a direção de digitalização de entrada e as ampliações de reprodução de direção de digitalização transversal Min-scan , Mcross-scan finalmente determinam os respectivos ângulos de raios marginais na direção de digitalização cruzada e digitalização de entrada de feixes óticos 102 na imagem final bem como os tamanhos de direção de digitalização de entrada e digitalização cruzada dos pontos de iluminações.

Além disso, uma vez que a separação de pontos focados na imagem intermediária foi determinada, estas mesmas ampliações também finalmente, determinam a separação dos pontos de iluminação 106. Os componentes óticos posteriores, assim agem para transmitir a imagem intermediária 112 sobre a superfície da digitalização 104 com uma única ampliação em cada seção principal e sem uma capacidade de alterar a Invariante paraxial I determinada na imagem intermediária 112.

Em particular, a separação dos pontos de iluminação 106 na imagem final (ou seja, no plano de digitalização 104) é determinada por uma ampliação de altura de imagem total (ou seja, de extremidade à extremidade) entre os emissores óticos 110 e a imagem final na superfície de digitalização 104. Em geral, a ampliação de altura da imagem total é o produto da ampliação de raios MArray e a ampliação da reprodução Mreimaging. .

Mais particularmente, na direção de digitalização transversal da imagem final na superfície de digitalização 104, uma distância de separação L Final-Image entre os pontos de iluminação 106 é determinada pela distância correspondente de separação do emissor ótico na direção de digitalização transversal Lray multiplicado por um produto da ampliação dos raio MRay e a ampliação de reprodução na direção de digitalização transversal Mcross- scan como dada pela equação (5).

Uma vez que as ampliações marginais de ângulo de microlentes Mfast e Mslow podem ser determinadas independentemente da ampliação de disposição Marray, os tamanhos de pontos de iluminação na imagem final, que são determinados, respectivamente, pela direção de digitalização de entrada e ângulos marginal de raio de direção de digitalização transversal de feixes óticos 102 na imagem final, podem ser determinados independentemente, a partir da separação entre os pontos de iluminação adjacentes 106 na imagem final.

Assim, um ângulo marginal de raio U" dos pontos de iluminação 106 na imagem final é determinado por uma ampliação de ângulo marginal de raio total (ou seja, de extremidade a extremidade) determinada pela multiplicação de uma das ampliações selecionada das ampliações de microlentes Mfast e Mslow por uma das ampliações correspondentes de imagem MIn-Scan e MCross-Scan.

Em alguns exemplos, a direção do eixo lento do emissor ótico 110 pode ser alinhado com a direção de digitalização transversal do aparelho de digitalização ótica 100. Nestes exemplos, um ângulo marginal de raio de digitalização transversal U”Cross-Scan de um feixe ótico 102 que forma a imagem final na superfície de digitalização 104 pode ser dado pela equação (6).

Um ângulo marginal de raio de direção entrada U”In-Scan de um feixe ótico 102 final na superfície de digitalização pela equação (7).

Em alguns exemplos, a direção do eixo rápido do emissor ótico 110 pode ser alinhada com a direção de digitalização transversal do aparelho de digitalização ótica 100 e a equação (7) pode ser reescrita como a equação (7a):

Nota-se que as equações (6), (7) e (8) usa a aproximação que tan (U) = U para pequenos ângulos. Quando qualquer dos vários ângulos marginais de raio U e U” são de grandeza suficiente para invalidar esta aproximação, tan (U) deve ser substituída por U.

Como já discutido anteriormente, uma dimensão do ponto de iluminação na imagem final é determinada por um ângulo marginal de raio ou o ângulo de convergência do feixe naquela imagem. Mais especificamente, para um sistema ótico bem corrigido com pequenas anomalias, o tamanho do ponto de iluminação é determinado por difração e um diâmetro do ponto de iluminação DIn-Scan e uma direção de digitalização de entrada do aparelho de digitalização ótica 100 podem ser dados pela equação (8)

onde À representa um comprimento de onda do emissor ótico 110 e uma constante C é determinada de acordo com uma definição selecionada de tamanho de ponto, bem como uma distribuição de intensidade do feixe ótico 102. Em alguns exemplos, a constante C tem um valor entre cerca de 0,5 e cerca de 2,0. Para pequenos ângulos o U" característico de muitos sistemas de impressão e em que os ângulos são expressos em unidades de radianos, a equação (8) pode ser aproximada como dada pela equação (8a).

Além disto, um sinal algébrico das diversas quantidades M, U, U’, U ", etc, pode servir primariamente para indicar se uma transformação de uma imagem atua para formar uma imagem invertida ou não invertida. A menos que especificamente indicado de outra forma, os exemplos de acordo com os princípios aqui descritos não dependem da natureza de inversão ou não-inversão das várias transformações de imagem e os sinais algébricos referidos acima são importantes.

Portanto, a menos que indicado de outra forma, estas quantidades podem ser consideradas como grandezas sem direção.

Em alguns exemplos, cada microlente 120 da pluralidade compreende um primeiro elemento de microlentes para fornecer convergência de direção de eixo rápido do feixe ótico correspondente. Convergência de eixo rápido, por sua vez, fornece imagens de eixo rápido do emissor ótico correspondente 110 para a imagem intermediária 112. Por compreender uma lente cilíndrica orientada para oferecer uma potência ótica positiva na direção do eixo rápido. Além disso, em tais exemplos, cada microlente 120 também compreende um segundo elemento de microlentes para oferecer a convergência de eixo lento do feixe ótico 102 correspondente e, por sua vez, a imagem do eixo lento do emissor ótico correspondente 110 para a imagem intermediária 112. Por exemplo, o segundo elemento de microlentes pode compreender uma lente cilíndrica orientada para oferecer uma potência ótica positiva na direção do eixo lento. Em conjunto, o primeiro e segundo elementos de microlentes atuam em conjunto como as microlentes 120 para oferecer a convergência do feixe que define os ângulos marginais de raios na imagem intermediária 112 e, subsequentemente, a imagem final na superfície de digitalização 104.

Os ângulos marginais de raios determinam o tamanho do ponto de iluminação correspondente 106 na imagem final em ambas seções principais do aparelho de digitalização ótica 100. Em vários exemplos, o primeiro elemento de microlentes pode ser parte de uma primeira disposição de elementos de microlentes e o segundo elemento de microlentes pode ser parte de um segundo conjunto de elementos de microlentes.

Em alguns exemplos, a direção do eixo rápido dos emissores óticos 110 da disposição está alinhado para corresponder substancialmente com a direção da digitalização de entrada do aparelho de digitalização ótica 100. Por exemplo, os emissores óticos 100 da disposição podem ser diodos de laser de um conjunto de diodo de laser de borda.

Conjuntos de diodos com emissão de laser de borda compreendem uma pluralidade de emissores óticos 110 formados num substrato comum com os emissores óticos 110 tipicamente sendo espaçados numa direção de eixo lento para formar uma disposição substancialmente linear de emissores óticos 110, por exemplo. Num tal arranjo, um conjunto de pontos de iluminação 106 na imagem final pode ser substancialmente alinhado na direção de digitalização transversal.

Além disso, com um tal arranjo, uma separação dos pontos de iluminação 106 na imagem final produz uma separação da linha de digitalização substancialmente equivalente numa imagem digitalizada. A figura 2A ilustra uma vista em corte transversal através das microlentes 120, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos. A Figura 2B ilustra uma vista em corte transversal através das microlentes 120 da Figura 2A, numa direção perpendicular à direção da seção transversal da Figura 2A, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos. Em particular, a seção transversal da Figura 2A corresponde à direção do eixo rápido dos emissores óticos 110, enquanto a seção transversal da Figura 2B corresponde à direção do eixo lento dos emissores óticos 110. Além disso, as Figuras 2A e 2B ilustram as microlentes 120, como um primeiro elemento de microlentes 122 seguido ao longo de um percurso ótico do aparelho de digitalização ótica 100 por um segundo elemento de microlentes 124, a título de exemplo e não de limitação. Especificamente, em outros exemplos (não ilustrados), o segundo elemento de microlentes 124 pode preceder o primeiro elemento de microlentes 122 ao longo do percurso ótico. O primeiro e segundo elementos de microlentes 122, 124 estão ambos ilustrados nas Figuras 2A e 2B como disposições lineares de lentes cilíndricas. Também estão ilustrados os emissores óticos 110 e os feixes óticos 102, que são produzidos pelos emissores óticos 110.

Os feixes óticos 102 produzidos pelos emissores óticos 110, como ilustrado nas Figuras 2A e 2B, divergem numa direção de eixo rápido dos emissores óticos 110 em ângulo θFA de meia-largura/meio-máximo (HWHM) e ainda divergem numa direção de eixo lento dos emissores óticos 110 a um ângulo θSA de HWHM. Os feixes óticos 102 entram no primeiro elemento de microlentes 122 em uma entrada dos mesmos. Em geral, os ângulos de divergência θFA, θsA do eixo rápido e eixo lento de HWHM na entrada do primeiro elemento de microlentes 122 são uma função de diversas propriedades óticas do emissor ótico 110. Por exemplo, (como ilustrado), quando uma disposição de diodos emissores de laser de borda é empregue como emissores óticos 110 para produzir os feixes óticos 102, os ângulos de divergência θFA, θsA do eixo rápido e eixo lento de HWHM na entrada do primeiro elemento de microlentes 122 ou equivalentemente a uma saída dos emissores óticos 110 pode ser de cerca de 12 graus e 5 graus, respectivamente. Em outros exemplos (não ilustrados), o ângulo de divergência θFA, do eixo rápido de HWHM pode ser similar ao ângulo de divergência θsA, do eixo lento de HWHM.

De acordo com o exemplo das Figuras 2A e 2B, o primeiro elemento de microlentes 122 tem uma primeira ampliação associada para fornecer convergência de direção de eixo rápido do feixe ótico correspondente 102. Em particular, como o feixe ótico 102 passa através dos primeiros elementos de microlentes 122, uma potência ótica dos primeiros elementos de microlentes 122 transformam ou convergem os feixes óticos 102 para oferecer um ângulo de convergência θ’FA, do eixo rápido ajustado de HWHM numa saída do primeiro elemento de microlentes 122 (Figura 2A).

O ângulo θsA do eixo rápido de HWHM dos feixes óticos 120 é substancialmente não afetado pela passagem através dos primeiros elementos de microlentes 122 (Figura 2B). De modo similar, o segundo elemento de microlentes 124 tem uma segunda ampliação associada para fornecer uma convergência de direção de eixo lento do feixe ótico correspondente 102. Em particular, como o feixe ótico 102 passa através dos segundos elementos das microlentes 124, uma potência ótica fornecida pelos segundos elementos de microlentes 124 transforma ou converge os feixes óticos 102 para oferecer ângulo de convergência θ’sA, do eixo lento ajustado de HWHM numa saída dos segundos elementos de microlentes 122 da Figura 2B.

O ângulo θ’FA de eixo rápido de HWHM dos feixes óticos 120 é não substancialmente afetado pela passagem através das do segundo elemento de microlentes 122 na Figura 2 A.

Depois de passar através de ambos primeiro e segundo elementos de microlentes 122, 124 que compõem as microlentes 12 0, ambos ângulos de divergência θFA, θsA do eixo rápido e eixo lento de HWHM são transformados nos ângulos de convergência θ’FA, θ’sA de saída do eixo rápido e eixo lento de HWHM pelas potências óticas das microlentes 120.

Por exemplo, se tanto o primeiro quanto o segundo elementos de microlentes 122, 124 oferecem coletivamente a ampliação de cerca de 16: 1 na direção do eixo rápido, o ângulo θ’FA de convergência θ’FA do eixo rápido na saída das microlentes 120 será de cerca 0,76 graus para o ângulo de entrada HWHM de 12 graus no exemplo acima.

Além disso, quando os ângulos de divergência θFA, θsA dos feixes óticos 102 são convertidos para ângulos de convergência θ’FA, θ’sA, um espaçamento entre os raios centrais dos feixes óticos 102 não é substancialmente afetado pelas microlentes 120, uma vez que dois feixes óticos 102 não compartilham uma microlente 120 da pluralidade.

Assim, os emissores óticos 110 são visualizados individualmente de acordo com as transformações do feixe do primeiro e segundo elementos de microlentes 122, 124 para formar a imagem intermediária 112, que compreende uma pluralidade de pontos no plano intermediário de imagem 114. No entanto, o conjunto de emissores óticos 110 é visualizado com ampliação da unidade de disposição substancialmente, tal como descrito acima.

Além disso, a utilização separada do primeiro e segundo elementos de microlentes 122, 124 para executar reprodução separada em ambas direções ortogonais (por exemplo, eixo rápido e eixo lento ou digitalização de entrada ou digitalização cruzada) para produzir a imagem intermediária 112 pode facilitar a compensação de astigmatismo. O astigmatismo pode estar presente nos feixes produzidos pelos emissores e pode também resultar em variações de tolerâncias de parâmetros de microlentes, tais como raios, especificação de vidro, variações de espessura, etc

Num outro exemplo, cada microlente 120 da pluralidade compreende um único elemento de microlentes tendo uma primeira superfície para fornecer convergência na direção de eixo rápido do feixe ótico 102 e uma segunda superfície para fornecer convergência na direção de eixo lento do feixe ótico 102.

Por exemplo, a primeira superfície do elemento de microlentes pode ser uma superfície adjacente aos emissores óticos 110 tendo uma forma de lente cilíndrica que é orientada para oferecer potência ótica na direção de digitalização do eixo rápido. A segunda superfície pode ser uma superfície oposta à primeira superfície com uma forma de lente cilíndrica que é orientada para oferecer potência ótica na direção de digitalização do eixo lento. As duas superfícies atuam em conjunto, para oferecer a potência ótica de microlentes 120 em ambas as direções do eixo rápido e do eixo lento. A Figura 3A ilustra uma vista em corte transversal através das microlentes 120, de acordo com um outro exemplo dos princípios aqui descritos. A Figura 3B ilustra uma vista em corte transversal através das microlentes 120 da Figura 3A, numa direção perpendicular à direção do corte transversal da Figura 3A, de acordo com um outro exemplo dos princípios aqui descritos.

Em particular, a seção transversal da Figura 3A corresponde à direção do eixo rápido dos emissores óticos 110, enquanto a seção transversal da Figura 3B corresponde à direção do eixo lento dos emissores óticos 110.

Além disso, as Figuras 3A e 3B ilustram as microlentes 120 cada uma como um único elemento de microlentes 126 tendo uma primeira superfície 126a e uma segunda superfície oposta 126b, como exemplo. Como ilustrado, a primeira superfície 126a fornece a potência ótica na direção do eixo rápido (Figura 3A), enquanto que a segunda superfície 126b fornece a potência ótica na direção do eixo lento (Figura 3B).

As microlentes de elementos individuais 126 são ilustradas nas Figuras 3A e 3B como uma disposição linear de microlentes, cada uma tendo primeira superfície cilíndrica 126a e uma segunda superfície cilíndrica oposta 126b, em que os eixos cilíndricos da primeira e segunda superfícies são perpendiculares entre si. Em outros exemplos, as superfícies de microlentes 120 são superfícies não cilíndricas, cada uma tendo uma forma de seção transversal determinada por uma constante cônica ou uma função polinomial, em vez de apenas um raio. Também estão ilustrados os emissores óticos 110 e os feixes óticos 102, que são produzidos pelos emissores óticos 110.

Tal como como no exemplo acima, envolvendo os dois elementos separados de microlentes 122, 124, os ângulos de divergência θFA, θsA de HWHM dos feixes óticos 102 na entrada das microlentes 120 ilustradas nas Figuras 3A e 3B são transformados em os ângulos de convergência θ’FA, θ’sA de HWHM respectivos, por passagem de feixes óticos 102 através das duas microlentes de elemento único e duas superfícies 126.

No entanto, no exemplo das Figuras 3A e 3B, a primeira superfície 126a converge o feixe ótico 102 na direção do eixo rápido produzindo pouco ou nenhum efeito na direção do eixo lento na Figura 3A, enquanto que a segunda superfície 126b converge os feixes óticos 102 na direção do eixo lento produzindo pouco ou nenhum efeito na direção do eixo rápido na Figura 3B. Atuando em conjunto, a primeira e segunda superfície 126a, 126b oferecem a potência ótica das microlentes de elemento individual 120 em ambas as direções do eixo rápido e do eixo lento.

A potência ótica das microlentes 120 permite que as microlentes 120 visualizar o emissor ótico 110 no plano intermediário da imagem 114 nas direções do eixo rápido e eixo lento nas respectivas ampliações associadas para produzir os ângulos marginais de raios apropriados e tamanhos de ponto correspondentes na imagem final na superfície de digitalização 104.

As ampliações associadas às microlentes que se aplicam visualização de um emissor ótico no plano intermediário da imagem 114 foram previamente dadas acima como as equações (2) e (3). Em termos de ângulos de divergência θFA, θsA de HWHM e os ângulos de convergência θ’FA, θ’sA , as equações (2) e (3) pode ser reescritas como equações (2a) e (3a).

Como um exemplo, se a primeira e segunda superfícies 126a, 126b das microlentes de elementos únicos de duas superfícies 126, atuam em conjunto, oferecendo a ampliação Mfast de eixo rápido de 16 (ou seja, 16:1) na direção de eixo rápido e o ângulo θFA de feixe de entrada de HWHM é 12 graus, então o ângulo θ’FA de divergência HWHM na saída das microlentes 120 será de cerca de 0,76 graus.

Num outro exemplo, cada microlente 120 da pluralidade compreende um elemento de microlentes de índice gradiente (não ilustrado). Um elemento de microlentes de índice gradiente tem um índice de refração que varia em função da posição no interior da lente. As microlentes de índice gradiente podem, por exemplo, ter uma forma de seção transversal e uma distribuição de índice de refração transversal, que são substancialmente os mesmos para todas as secções transversais das microlentes perpendiculares a uma direção de simetria. Quando a direção de simetria de uma microlente de índice gradiente está alinhada paralelamente a uma direção de eixo lento de um conjunto de diodos emissores de laser de borda, por exemplo, as microlentes tem potência ótica numa direção de eixo rápido e podem formar uma imagem intermediária dos emissores óticos 110 numa direção de eixo rápido no plano intermediário de imagem 114.

Num outro exemplo, cada microlente 120 da pluralidade compreende um elemento de microlente de difração (não ilustrado). Um elemento de microlente de difração tem pelo menos uma superfície de difração, em que a potência ótica é fornecida por um arranjo de degraus de superfície que geram uma distribuição de fase desejada numa frente de onda transmitida ou refletida e deste modo fornecem potência ótica análoga ao de lentes refrativas convencionais.

Como foi discutido acima, as ampliações associadas às microlentes MFast e MSlow não afetam substancialmente a separação dos pontos de iluminação 106 na imagem final, quando a ampliação MArray é substancialmente igual à unidade.

Assim, as ampliações associadas às microlentes MFast e MSlow podem ser selecionadas exclusivamente para a finalidade de determinar o tamanho do ponto de iluminação para a imagem final, quando agindo em combinação com as ampliações de reprodução de imagem Min-scan e Mcross-scan dos componentes óticos posteriores (por exemplo, veja a discussão abaixo).

Além disso, a ampliação de disposição M Array das microlentes 120 (por exemplo, como uma disposição), quando fixado substancialmente igual à unidade, não tem substancialmente qualquer efeito sobre o tamanho do ponto de iluminação ou a distância de separação do ponto de iluminação na imagem final.

Assim, a ampliação de reprodução Mreimaging, em particular a sua componente de digitalização transversal Mcross-scan , pode ser selecionada apenas para o propósito de determinar o tamanho da imagem final (ou seja, especificamente, uma distância de separação do ponto de iluminação na direção de digitalização transversal na superfície de digitalização 104).

De acordo com alguns exemplos, um valor da ampliação da disposição Marray fornecida pela pluralidade de microlentes 120 para formar a imagem intermediária 112 da disposição de emissores óticos 120 é substancialmente igual à unidade, tal como indicado acima.

Ou seja, a ampliação da disposição Marray pode ser de cerca de 1,0.

Nestes exemplos, uma intermediária imagem (1:1) 112 da disposição de emissor ótico pode ser formada no plano intermediário de imagem 114. Tal visualização de aumento de unidade entre a disposição do emissor ótico 110 e a imagem intermediária 112 pode permitir o uso de uma disposição de emissor ótico, teoricamente tendo um número ilimitado de emissores, por exemplo.

A imagem intermediária da disposição de emissor ótico pode ser uma imagem real formada por feixes convergindo para um foco real depois de emergir de uma pluralidade de microlentes, ou a imagem intermediária ou pode ser uma imagem virtual formada por feixes óticos divergindo de foco aparente ou virtual após emergir de uma pluralidade de microlentes.

Mais especificamente, o valor Marray de ampliação de disposição de cerca de 1,0 pode facilitar uma coleta uniforme de alta eficiência de luz produzida por cada emissor ótico 110 da disposição, independentemente do número de emissores da disposição, por exemplo. Além disso, a luz produzida por cada emissor ótico 110 pode ser recolhida com qualidade consistentemente elevada de frente de onda (ou seja, qualidade ótica) na imagem intermediária 112 para substancialmente cada emissor ótico 110 da disposição. Além disso, a pluralidade de microlentes 120 pode ser fabricada como uma disposição de elementos de microlentes substancialmente idênticos possuindo um espaçamento substancialmente uniforme elemento-a-elemento igual a aproximadamente um espaçamento do emissor ótico na disposição de emissores óticos 110.

Além disso, a ampliação da disposição Marray de cerca de 1,0 pode facilitar a instalação e alinhamento da pluralidade de microlentes 120 relativamente ao emissor ótico 110 sem considerar qual elemento de microlentes corresponde com qual emissor ótico 110 na disposição do emissor ótico 110.

Além disso, pequenos erros na instalação e alinhamento de microlentes 120 relativamente ao conjunto de emissores óticos 110 pode não afetar substancialmente a ampliação da imagem intermediária 112, quando a ampliação da disposição MArray é de cerca de 1,0, de acordo com alguns exemplos.

Assim, uma ampliação da disposição de pluralidade de microlentes 120 que é substancialmente a unidade, quando utilizada como um elemento no aparelho de digitalização ótica 100, pode facilitar o uso de grandes conjuntos de emissores óticos 110, incluindo grandes conjuntos lineares. Uma grande disposição de emissores óticos 110, por sua vez, permite uma grande disposição de pontos de iluminação 106 a serem visualizados como a imagem final na superfície de digitalização 104. Além disso, as grandes disposições lineares de pontos de iluminação 106, de acordo com os exemplos dos princípios aqui descritos, são particularmente úteis quando orientadas na direção de digitalização transversal onde o desempenho de alta qualidade ótica é possível e onde as desvantagens de separação de plano focal e grandes anomalias de frente de onda podem ser reduzidas, ou em alguns exemplos minimizadas.

Referindo-nos de novo às Figuras 1A e 1B, o aparelho de digitalização ótica 100 compreende ainda um colimador 130. De acordo com alguns exemplos, o colimador 130 é um colimador ajustável 130. O colimador 130 recebe os feixes óticos 102 emergindo da imagem intermediária 112 formada por uma pluralidade de microlentes 120. Em alguns exemplos, o colimador 130 colima substancialmente os feixes óticos 102. O colimador 130 transmite ainda os feixes óticos recebidos 102 para porções subsequentes do aparelho de digitalização ótica 100, como descrito abaixo.

Além de receber e colimar os feixes óticos 102, o colimador ajustável 130 estabelece um espaçamento ajustável entre os pontos de iluminação 106. Em particular, o colimador ajustável 130 tem uma distância focal, que determina uma direção de propagação de cada um dos feixes óticos 102 em uma saída do colimador ajustável 130. A distância focal do colimador ajustável atua como um fator de escala para determinar o espaçamento entre os pontos de iluminação 106 na superfície de digitalização 104. Além disso, enquanto que outros componentes óticos (por exemplo, outras lentes, etc), do aparelho de digitalização ótica 100 podem afetar o espaçamento dos pontos de iluminação 106, a distância focal do colimador ajustável 130 pode ser inicialmente selecionada e, subsequentemente, ajustada para determinar o espaçamento do ponto de iluminação 106, quando usado em combinação com os outros componentes óticos.

Em alguns exemplos, uma distância focal do colimador ajustável 130 é predeterminada e substancialmente fixa. Por exemplo, um valor da distância focal pode ser selecionado (por exemplo, durante o projeto ou fabricação) e então subsequentemente utilizado como o comprimento focal fixo. O valor é selecionado para produzir um espaçamento alvo predeterminado entre os pontos de iluminação 106 produzidos pelos feixes óticos 102 na imagem final da superfície de digitalização 104. Como tal, o colimador ajustável 130 é ajustado até que apenas o espaçamento alvo pré-determinado é atingido.

Em outros exemplos, a distância focal do colimador ajustável 130 é variável ou ajustável in situ ou em tempo real. Em particular, a distância focal do colimador ajustável 130 é ajustável para facilitar a variação do espaçamento entre os pontos de iluminação 106, durante o funcionamento do aparelho de digitalização ótica 100. Em alguns exemplos, a distância focal do colimador ajustável 130 é ajustável em torno de um valor central da distância focal ao longo de um intervalo entre cerca de mais de cinco por cento e cerca de menos de cinco por cento do valor central da distância focal. Por exemplo, o valor central da distância focal pode ser um valor que produz um espaçamento pré-determinado ou desejado dos pontos de iluminação 106 para uma condição típica ou local da superfície de digitalização 104. O valor central pode ser equivalente a um valor selecionado para a distância focal ajustada e então fixada, por exemplo.

Em alguns exemplos, a distância focal do colimador ajustável 130 é ajustável de acordo com um espaçamento medido dos pontos de iluminação 106 na superfície de digitalização 104. Em alguns exemplos, o espaçamento medido é fornecido por um sistema de medição de resposta em tempo real. Por exemplo, uma medição do espaçamento dos pontos de iluminação 106 pode ser feita no fim de ou entre as digitalizações pelo aparelho de digitalização ótica 100. Em outro exemplo, a medição pode ser feita durante uma digitalização.

De acordo com vários exemplos, a medição de espaçamento pode ser feita usando uma câmara ou um sistema de visualização semelhante e tal sistema de imagens pode também incluir espelhos, prismas e lentes auxiliares. Um sistema de controle de realimentação (por exemplo, um sistema de servo-controle) pode ser utilizado para efetuar a medição do espaçamento e controle da distância focal ajustável do colimador ajustável 130, por exemplo.

O sistema de controle de realimentação pode ser implementado para oferecer o controle em tempo real, conforme o aparelho de digitalização ótica 100 visualiza os pontos de iluminação 106, de acordo com vários exemplos.

O aparelho de digitalização ótica 100 compreende ainda um leitor de feixe 140, de acordo com alguns exemplos. O leitor de feixe 140 é configurado para ler feixes óticos 102 na direção de digitalização de entrada 108. De acordo com vários exemplos, o leitor de feixe 140 compreende uma porção móvel 142. A porção móvel 142 causa uma mudança na direção dos feixes óticos 102, através de um movimento mecânico da porção móvel 142, de acordo com alguns exemplos. Em alguns exemplos, a porção móvel 142 do leitor de feixe 140 compreende um polígono giratório 142. As superfícies do polígono giratório 142 são espelhadas para refletir os feixes óticos 102 incidentes sobre as superfícies poligonais.

Como um ângulo de incidência de feixes óticos 102 no polígono espelhado rotativo 142 se altera devido à rotação, um ângulo de reflexão dos feixes óticos 102 muda similarmente de acordo com a lei da reflexão. Os ângulos variáveis de incidência e reflexão visualizam os feixes óticos 102 e também os pontos de iluminação 106 produzidos pelos feixes óticos 102 através da superfície da digitalização 104 na direção de digitalização de entrada. O leitor de feixe 140 que emprega o espelho rotativo poligonal pode ser referido como um leitor rotativo 140, de acordo com alguns exemplos.

Em outros exemplos, o leitor de feixe 140, tal como aqui definido, emprega um outro tipo de porção móvel 142 com exceção do polígono giratório. Por exemplo, a porção móvel 142 pode compreender um espelho montado num eixo de rotação e movido sobre o eixo por um atuador. Em ainda outros exemplos, o leitor de feixe 140 pode empregar um ou mais prismas móveis e um guia de onda ótico, como a porção móvel 142 para digitalizar os feixes óticos 102 na direção da digitalização de entrada.

Em alguns exemplos, o leitor de feixe 140 pode compreender outras óticas além do polígono giratório, espelho móvel, e prisma móvel da porção móvel 142. Em particular, em alguns exemplos leitor de feixe 140 compreende ainda outras óticas, incluindo, mas não limitado a, um espelho fixo 144 e lentes de cilindro de pré-digitalização 146. O espelho fixo 144 pode ser usado para redirecionar os feixes óticos 102, tal como ilustrado na Figura 1B, de acordo com alguns exemplos.

O espelho fixo 144 pode ser posicionado em qualquer uma das várias posições ao longo de um percurso ótico seguido pelos feixes óticos 102.

As lente do cilindro de pré-digitalização 146 são lentes cilíndricas configuradas para levar cada um dos feixes óticos 102 para uma “linha de foco” (ou seja, um foco unidirecional), em uma superfície em movimento da porção móvel 142 do leitor de feixe 140. A lente do cilindro de pré-digitalização 146 está posicionada no caminho ótico entre o colimador ajustável 130 e a porção móvel 142 do leitor de feixe 140, por exemplo. A lente do cilindro de pré-digitalização 146 foca substancialmente os feixes óticos 102 na direção de digitalização transversal 109 numa superfície da porção móvel 142 de modo que uma posição de digitalização transversal de um ponto de iluminação formado por um feixe ótico 102 na superfície de digitalização 104 torna-se substancialmente insensível a diferenças de inclinação de face a face ou oscilação dos espelhos em polígono na direção de digitalização transversal, por exemplo.

Em alguns exemplos, o aparelho de digitalização ótica 100 compreende ainda lentes de digitalização 150 entre o leitor de feixe 140 e a superfície de digitalização 104. As lentes de digitalização 150 encontram-se configuradas para focar os feixes óticos 102 sobre a superfície de digitalização 104. As lentes de digitalização 150 podem ser anamórficas, de acordo com vários exemplos.

Em alguns exemplos, a lente de digitalização 150 é uma lente de quatro elementos. A Figura 4A ilustra uma vista em corte transversal da lente de digitalização 150, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos. A Figura 4B ilustra uma vista em corte transversal da lente de digitalização 150 da Figura 4A, numa direção perpendicular à direção da seção transversal da Figura 4A, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos.

Em alguns exemplos, a lente de digitalização 150 compreende um primeiro elemento de lente 152 tendo uma potência ótica na direção de digitalização de entrada e tendo outra potência ótica numa direção de digitalização transversal, de acordo com alguns exemplos.

Em geral, a potência ótica na direção de digitalização de entrada do primeiro elemento de lente 152 pode ser positiva, nula ou negativa. A outra potência ótica do primeiro elemento de lente 152 na direção de digitalização transversal é positiva e maior em magnitude do que a potência ótica de digitalização na direção de entrada do primeiro elemento de lente 152.

Uma primeira superfície 152a do primeiro elemento de lente 152 pode ser rotacionalmente simétrica, em alguns exemplos. Em outros exemplos, a primeira superfície 152a pode ser anamórfica. Como ilustrado, a primeira superfície 152a é côncava.

Em outros exemplos, a primeira superfície 152a pode ser plana ou convexa. Uma segunda superfície 152b do primeiro elemento de lente 152 é uma superfície anamórfica tendo um raio de curvatura na direção de digitalização transversal que é menor em magnitude do que um raio de curvatura na direção de digitalização de entrada. Em alguns exemplos, a segunda superfície 152b pode ser tórica.

Em alguns exemplos, a lente de digitalização 150 compreende ainda um segundo elemento de lente 154. O segundo elemento de lente 154 tem uma potência ótica negativa tanto na direção de digitalização de entrada e na direção de digitalização transversal.

Em alguns exemplos, as potências óticas negativas diferem em magnitude entre si nas direções de digitalização de entrada e transversal.

Em outros exemplos, as potências óticas negativas nas direções de digitalização de entrada e transversal têm aproximadamente a mesma magnitude. Tal como ilustrado, o segundo elemento de lente 154 tem uma primeira superfície 154a, que é côncava, tanto na direção de digitalização de entrada como na transversal.

Em alguns exemplos, a primeira superfície 154a pode ser rotacionalmente simétrica enquanto em outros exemplos a primeira superfície 154a é anamórfica. Uma segunda superfície 154b da segunda lente 154 é ilustrada como uma superfície convexa e pode ser uma superfície convexa rotacionalmente simétrica ou uma superfície anamórfica, de acordo com os diferentes exemplos.

Em alguns exemplos, a lente de digitalização 150 compreende ainda um terceiro elemento de lente 156 com uma potência ótica positiva, tanto na direção de digitalização de entrada como na transversal.

Em alguns exemplos, as potências óticas positivas diferem em magnitude entre si na direção de digitalização de entrada e na transversal.

Em outros exemplos, as potências óticas positivas na direção de digitalização de entrada e na transversal têm aproximadamente a mesma magnitude.

Uma primeira superfície 156a do terceiro elemento de lente 156 é ilustrada como uma superfície plana. Em outros exemplos, a primeira superfície 156a pode ser convexa ou côncava e pode ainda ser rotacionalmente simétrica ou anamórfica. Uma segunda superfície 156b do terceiro elemento de lente 156 é ilustrada como uma superfície convexa rotacionalmente simétrica. Em outros exemplos, a segunda superfície pode ser plana ou côncava e pode ainda ter uma forma anamórfica.

Em alguns exemplos, a lente de digitalização 150 compreende ainda um quarto elemento de lente 158 tendo uma potência ótica na direção de digitalização de entrada e outra potência ótica na direção de digitalização transversal. A potência ótica na direção de digitalização transversal do quarto elemento de lente 158 é positivo e maior do que a potência ótica na direção de digitalização de entrada do quarto elemento de lente 158.

Em geral, a potência ótica na direção de digitalização de entrada do quarto elemento de lente 158 pode ser positiva, nula ou negativa. Além disso, pelo menos uma primeira superfície 158a e uma segunda superfície 158b do quarto elemento de lente 158 é uma superfície anamórfica. Nas Figuras 4A e 4B, a primeira superfície 158a está ilustrada como tendo uma superfície cilíndrica convexa, com uma curvatura somente na direção de digitalização transversal. Em outros exemplos, a primeira superfície 158a pode ser tórica ou ainda anamórfica com um raio de curvatura na direção de digitalização transversal que é inferior em dimensão que um raio de curvatura na direção de digitalização de entrada. Além disso, como ilustrado, a segunda superfície 158b é rotacionalmente simétrica. Em outros exemplos, a primeira superfície 158a é rotacionalmente simétrica. Nestes exemplos, a segunda superfície 158b pode ser tórica convexa, cilíndrica convexa, ou uma outra superfície anamórfica tendo um raio de curvatura na direção de digitalização transversal que é inferior em dimensão do que um raio de curvatura na direção de digitalização de entrada. Em ainda outros exemplos, ambas primeira e segunda superfícies 158a, 158b são superfícies anamórficas que juntas são configurada para oferecer uma maior potência ótica na direção de digitalização transversal do que na direção de digitalização de entrada.

Além disso, em alguns exemplos, o segundo elemento de lente 154 compreende um material tendo um índice mais alto de refração do que um material do primeiro, terceiro e quarto elementos de lentes 152, 156, 158. Em alguns exemplos, o índice de refração dos materiais do primeiro, terceiro e quarto elementos de lentes 152, 156, 158 são aproximadamente iguais um ao outro.

Em outros exemplos, o primeiro, terceiro e quarto elementos de lentes 152, 156, 158 compreendem materiais com diferentes índices de refração.

O primeiro elemento de lente 152, o segundo elemento de lente 154, o terceiro elemento de lente 156, e o quarto elemento de lente 158 são oticamente posicionados em ordem numérica ascendente entre o leitor de feixe 140 e a superfície de digitalização 104. Em outras palavras, os feixes óticos 102 propagam-se através das lentes de digitalização 150 começando com o primeiro elemento de lente 152, seguido sequencialmente pelo segundo elemento de lente 154, o terceiro elemento de lente 156 e o quarto elemento de lente 158. Os feixes óticos 120 saem da lente de digitalização 150 depois de passar através do quarto elemento de lente 158. Desta forma, o primeiro elemento de lente 152 se encontra adjacente ou mais próximo do leitor de feixe de 140, enquanto a quarta lentes de digitalização 158 se encontra adjacente ou mais próxima da superfície de digitalização 104. Além disso, as primeiras superfícies 152a, 154a, 156a, 158a dos respectivos elementos de lente 152, 154, 156, 158 são orientadas a estar apontando na direção e, portanto, são, respectivamente, mais próximas de, o leitor de feixe 140. Além disso, as segundas superfícies 152b, 154b, 156b, 158b dos respectivos elementos de lentes 152, 154, 156, 158 são orientadas para apontar na direção, e, portanto, são, respectivamente, mais próximas da superfície de digitalização 104. A Figura 5 ilustra um diagrama de blocos de um sistema de digitalização de disposição de laser 200, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos. O sistema de digitalização de disposição de laser 200 está configurado para ler feixes óticos 202. O sistema de digitalização de disposição de laser 200 pode ser utilizado numa impressora para ler os feixes óticos 202 e produzir pontos de iluminação digitalizados num tambor fotocondutor, por exemplo.

O sistema de digitalização de disposição de laser 200 compreende um módulo emissor 210. O módulo emissor 210 está configurado para oferecer uma pluralidade de feixes óticos 202.

De acordo com alguns exemplos, o módulo emissor 210 compreende uma disposição de diodos de laser 212. De acordo com alguns exemplos, o módulo emissor 210 compreende ainda uma disposição correspondente de microlentes 214. As microlentes 214 da disposição correspondente tem uma ampliação associada. A ampliação associada é selecionada para determinar um tamanho de ponto de um ponto de iluminação formado pelo feixe ótico correspondente 202. Em alguns exemplos, os diodos de laser 212 são substancialmente similares aos diodos laser descritos acima com respeito aos emissores óticos 110 do aparelho de digitalização ótica 100. Em alguns exemplos, as microlentes 214 são substancialmente semelhantes às microlentes 120 descritas acima no que diz respeito ao aparelho de digitalização ótica 100.

O sistema de digitalização de disposição de laser 200 inclui ainda um colimador ajustável 220 tendo uma distância focal. A distância focal do colimador ajustável 220 é variável para estabelecer ajustadamente um espaçamento entre os pontos de iluminação produzidos pelo feixe ótico 102. Em alguns exemplos, o colimador ajustável 220 é substancialmente semelhante ao colimador ajustável 130 acima descrito com respeito ao aparelho de digitalização ótica 100.

Em particular, a distância focal do colimador ajustável 220 pode ser variada ou ajustada de acordo com um espaçamento medido entre os pontos de iluminação. O espaçamento dos pontos de iluminação pode ser medido em termos de um espaçamento entre pontos de iluminação numa superfície de digitalização (por exemplo, como descrito abaixo), por exemplo. Em outro exemplo, o espaçamento pode ser medido em qualquer outro ponto no percurso ótico do sistema de digitalização de disposição de laser 200, incluindo em uma imagem da superfície de digitalização. O espaçamento medido pode ser fornecido por um sistema de medição de resposta em tempo real, por exemplo. Em alguns exemplos, a distância focal do colimador ajustável 220 oferece uma distância focal entre cerca de mais de cinco por cento e cerca de menos cinco por cento em torno de um valor central da distância focal. Por exemplo, a faixa da distância focal pode ser entre cerca de mais três por cento (+ 3%) e cerca de menos três por cento (3%), em torno do valor central.

O sistema de digitalização de disposição de laser 200 compreende ainda um leitor de feixe 230. O leitor de feixe 230 está configurado para ler feixes óticos 202 em uma direção de digitalização de entrada. Em alguns exemplos, o leitor de feixe 230 é substancialmente semelhante ao leitor de feixe 140 acima descrito com respeito ao aparelho de digitalização ótica 100. Por exemplo, o leitor de feixe 230 pode compreender um polígono espelhado rotativo.

O sistema de digitalização de disposição de laser 200 compreende ainda uma superfície de digitalização 240. A superfície de digitalização 240 é configurada para se mover numa direção de digitalização transversal que é substancialmente perpendicular à direção de digitalização de entrada. Em alguns exemplos, a superfície de digitalização 240 inclui uma superfície de um tambor fotocondutor de uma impressora a laser.

A rotação do tambor fotocondutor fornece o movimento na direção de digitalização transversal da superfície de digitalização 240. De acordo com vários exemplos, os pontos de iluminação são lidos na superfície da digitalização pelo sistema de digitalização de disposição de laser 200. Os pontos de iluminação na superfície de digitalização 240 que são produzidos pelos feixes óticos 202 são orientados em linha (ou seja, uma disposição linear) que é substancialmente paralela à direção de digitalização transversal, de acordo com alguns exemplos. Em alguns exemplos, o sistema de digitalização de disposição de laser 200 inclui ainda uma lente de digitalização 250 entre o leitor de feixe 230 e a superfície de digitalização 240. A lente de digitalização 250 é configurada para focar os feixes óticos 202 sobre a superfície de digitalização 240. Em alguns exemplos, a lente de digitalização 250 é uma lente de quatro elementos.

Em alguns destes exemplos, a lente de digitalização 250 é substancialmente semelhante à lente de digitalização 150 descrita acima em relação ao aparelho de digitalização ótica 100.

Em particular, de acordo com alguns exemplos, a lente de digitalização 250 compreende um primeiro elemento de lente com uma potência ótica na direção de digitalização de entrada e tendo uma outra potência ótica em uma direção de digitalização transversal. A potência ótica da direção de digitalização transversal do primeiro elemento de lente é positiva e maior do que a potência ótica da direção de digitalização de entrada do primeiro elemento de lente.

A lente de digitalização 250 compreende ainda um segundo elemento de lente com uma potência ótica negativa na direção de digitalização de entrada e outra potência ótica negativa na direção de digitalização transversal. A lente de digitalização 250 compreende ainda um terceiro elemento de lente com uma potência ótica positiva na direção de digitalização de entrada e outra potência ótica positiva na direção de digitalização transversal.

A lente de digitalização 250 compreende ainda um quarto elemento de lente com uma potência ótica na direção de digitalização de entrada e outra potência ótica na direção de digitalização transversal.

A potência ótica de digitalização transversal do quarto elemento de lente é positivo e maior do que a potência ótica na direção de digitalização de entrada da quarto lente.

A Figura 6 ilustra um fluxograma de um método 300 de digitalização ótica, de acordo com um exemplo dos princípios aqui descritos. O método 300 de digitalização ótica compreende o ajuste 310 de ângulos de cone de uma pluralidade de feixes óticos emitidos por um conjunto de emissores óticos para formar uma imagem intermediária da disposição substancialmente na ampliação da disposição da unidade. A imagem intermediária é formada pela leitura individual de imagem de cada um dos emissores óticos usando microlentes separadas. A imagem intermediária compreende uma pluralidade de pontos num plano intermediário de imagem. Cada uma das microlentes possui uma ampliação associada, de acordo com vários exemplos. Por exemplo, as microlentes podem ser substancialmente semelhantes às microlentes 120.

O método 300 de digitalização ótica compreende ainda um ajuste 320 do espaçamento entre os pontos de iluminação produzida pelos feixes óticos na superfície de digitalização. O ajuste 320 do espaçamento emprega uma distância focal selecionável ou ajustável dos elementos óticos, através dos quais todos os feixes óticos passam. O ajuste 320 do espaçamento é substancialmente separado e independente do ajuste 310 para os ângulos de cone, de acordo com vários exemplos.

Em alguns exemplos, o ajuste 320 do espaçamento pode empregar um colimador e, mais particularmente, um colimador ajustável para receber, e em alguns exemplos substancialmente colimar, os feixes óticos da imagem intermediária. O colimador ajustável oferece a distância focal ajustável. O colimador ajustável utilizado no ajuste 320 do espaçamento pode ser substancialmente semelhante ao colimador ajustável 130, descrito acima, em relação ao aparelho de digitalização ótica 100.

O método 300 de digitalização ótica compreende ainda a digitalização 330 dos feixes óticos em uma direção de digitalização de entrada para ler os pontos de iluminação em toda a superfície de digitalização. A direção de digitalização de entrada é definida acima em relação ao aparelho de digitalização ótica 100. Um arranjo dos pontos de iluminação forma uma imagem da disposição, a uma ampliação de menos do que a unidade na superfície de digitalização. De acordo com alguns exemplos, os feixes óticos produzem pontos de iluminação correspondentes em um arranjo linear sobre uma superfície de digitalização que estão orientados substancialmente na perpendicular à direção de digitalização de entrada.

Por exemplo, a digitalização 330 dos feixes óticos pode empregar um leitor de feixe que compreende um ou mais polígonos rotativos espelhados, um espelho giratório e um prisma móvel. Em alguns exemplos, a digitalização 330 dos feixes óticos pode ser fornecida pelo leitor de feixe 140 acima descrito com respeito ao aparelho de digitalização ótica 100.

Em alguns exemplos, o método 300 de digitalização ótica compreende ainda a medição 340 do espaçamento entre os pontos de iluminação na superfície de digitalização. Em alguns exemplos, a medição 340 do espaçamento pode ser realizada entre a digitalização dos feixes óticos 330. Por exemplo, a medição 340 do espaçamento pode compreender a medição do espaçamento dos pontos de iluminação na superfície de digitalização usando um sensor ótico (por exemplo, uma câmara). O sensor ótico pode ser posicionado para receber os feixes óticos a partir de uma região próxima da superfície de digitalização em cada um início ou um fim de uma digitalização, por exemplo. Em outros exemplos, a medição 340 do espaçamento é realizada durante a digitalização 330 dos feixes óticos (por exemplo, durante uma digitalização), interceptando e realizando amostragem dos feixes óticos.

O espaçamento entre os pontos de iluminação ou equivalentemente o espaçamento dos próprios feixes óticos pode ser medido (340) usando uma câmara ou um sistema de visualização semelhante, por exemplo.

Em alguns exemplos, o método 300 de digitalização ótica compreende ainda fornecer realimentação 350 para alterar a distância focal e ajustar o espaçamento 320. Por exemplo, oferecendo o retorno 350 pode ser usado para controlar a distância focal variável ajustável ou regulável do colimador. De acordo com vários exemplos, uma ou mais realimentações (350) podem ser fornecidas durante e entre digitalizações sucessivos de uma pluralidade de digitalizações dos feixes óticos fornecidos pela digitalização 330. A realimentação 350 pode ser oferecida por um sistema de controle servo- mecânico, por exemplo.

Portanto, foram descritos exemplos de um aparelho de digitalização ótica, de um sistema de digitalização de disposição de laser e um método de digitalização ótica que emprega uma disposição de emissores óticos acoplados a microlentes para permitir o controle independente do espaçamento do feixe e tamanho do ponto de iluminação. Deve ser entendido que os exemplos acima descritos são meramente ilustrativos de alguns dos muitos exemplos específicos que representam os princípios aqui descritos. Claramente, aqueles peritos na arte podem facilmente conceber numerosas outros arranjos sem se afastar do âmbito como definido pelas reivindicações seguintes.

Claims

1. Aparelho de digitalização ótica (100) compreende: - uma disposição de emissores óticos (110) para oferecer uma pluralidade de feixes óticos (102); caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de microlentes (120) para receber os feixes óticos e formar uma imagem intermediária da disposição em uma ampliação substancialmente de unidade, a imagem intermediária compreendendo uma pluralidade de pontos, cada ponto correspondente a um dos diferentes feixes óticos; - um colimador (130) para receber a pluralidade de feixes óticos da imagem intermediária, - um leitor de feixe (140) para digitalizar os feixes óticos recebidos do colimador em uma direção de digitalização de entrada; e - lentes de digitalização (150) para focar os feixes óticos digitalizados para formar um arranjo de pontos de iluminação em uma superfície de digitalização, a disposição dos pontos de iluminação, formando uma imagem da disposição.

2. Aparelho de digitalização ótica (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada microlente da pluralidade (120) compreender um primeiro elemento de microlentes tendo uma primeira ampliação associada para fornecer a convergência de direção de eixo rápido do feixe ótico correspondente e um segundo elemento de microlente tendo uma segunda ampliação associada para oferecer convergência de direção de eixo lento do feixe ótico correspondente.

3. Aparelho de digitalização ótica (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada microlente da pluralidade (120) ter uma primeira superfície para convergência de direção de eixo rápido do feixe ótico correspondente e uma segunda superfície para oferecer convergência de direção de eixo lento do feixe ótico.

4. Aparelho de digitalização ótica (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os emissores óticos (110) seres diodos emissores de laser de borda e, em que as microlentes (120) reduzem uma magnitude de um ângulo de cone de meia largura / metade do máximo (HWHM) dos feixes óticos produzidos pelos diodos emissores de laser de borda por pelo menos um fator de dez para uma saída das microlentes (120).

5. Aparelho de digitalização ótica (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o colimador (130) ser um colimador ajustável com uma distância focal ajustável, a distância focal ajustável sendo ajustável para variar o espaçamento entre os pontos de iluminação no arranjo de pontos de iluminação na superfície da digitalização.

6. Aparelho de digitalização ótica (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a distância focal do colimador ajustável ser ajustável entre cerca de mais de cinco por cento e cerca de menos de cinco por cento em torno de um valor central da distância focal.

7. Aparelho de digitalização ótica (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a distância focal do colimador ajustável ser ajustável de acordo com um espaçamento medido dos pontos de iluminação na superfície de digitalização, o espaçamento medido sendo fornecido por um sistema de medição de resposta em tempo real.

8. Aparelho de digitalização ótica (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a lente de digitalização compreender: - um primeiro elemento de lente com uma potência ótica na direção de digitalização de entrada e tendo uma potência ótica numa direção de digitalização transversal, a potência ótica na direção de digitalização transversal do primeiro elemento de lente sendo positivo e maior do que a potência ótica na direção de digitalização de entrada do primeiro elemento de lente, a direção de digitalização transversal sendo perpendicular à direção de digitalização de entrada; - um segundo elemento de lente com uma potência ótica negativa na direção de digitalização de entrada e uma potência ótica negativa na direção de digitalização transversal; - um terceiro elemento de lente tendo uma potência ótica positiva na direção de digitalização de entrada e uma potência ótica positiva na direção de digitalização transversal; e - um quarto elemento de lente tendo uma potência ótica na direção de digitalização de entrada e uma potência ótica na direção de digitalização transversal, a potência ótica de digitalização transversal do quarto elemento de lente sendo positivo e maior do que a potência ótica na direção de digitalização de entrada do quarto elemento de lente, onde os primeiros, segundos, terceiros e quartos elementos de lentes são oticamente posicionados em ordem numérica ascendente entre o leitor de feixe (140) e a superfície de digitalização (104).

9. Sistema de digitalização de disposição por laser compreendendo o aparelho de digitalização ótica como definido na reivindicação 1, um módulo emissor (110), o módulo emissor compreendendo uma disposição de diodos de laser e caracterizado pelo fato de que uma disposição correspondente de microlentes (120), em que a disposição de emissores óticos compreende uma disposição de diodos de laser em um módulo emissor.

10. Sistema de digitalização por laser de disposição, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a superfície de digitalização compreender uma superfície de um tambor fotocondutor de uma impressora a laser, uma rotação do tambor fotocondutor oferecendo um movimento na direção da digitalização transversal da superfície de digitalização.

11. Sistema de digitalização por laser de disposição, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o colimador (130) é um colimador ajustável tendo uma distância focal que é variável para estabelecer de forma ajustável um espaçamento entre os pontos de iluminação e em que a distância focal do colimador ajustável ser variável de acordo com um espaçamento medido dos pontos de iluminação, o espaçamento medido a ser fornecido por um sistema de medição em tempo real, e onde a distância focal do colimador ajustável oferecer uma faixa de distância focal que se encontra entre cerca de mais de cinco por cento e cerca de menos de cinco por cento em torno de um valor central da distância focal.

12. Sistema de digitalização por laser de disposição, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a disposição correspondente de microlentes (120) compreender um primeiro conjunto de elementos de microlentes para fornecer a convergência de direção de eixo rápido dos feixes óticos e um segundo conjunto de elementos de microlentes para fornecer a convergência de direção de eixo lento dos feixes óticos.

13. Sistema de digitalização por laser de disposição, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a lente de digitalização (150) estar disposta entre o leitor de feixe (140) e a superfície de digitalização para focar os feixes óticos sobre a superfície de digitalização, a lente de digitalização compreendendo: - um primeiro elemento de lente com uma potência ótica na direção de digitalização de entrada e tendo uma potência ótica numa direção de digitalização transversal, a potência ótica numa direção de digitalização transversal do primeiro elemento de lente sendo positiva e maior do que a potência ótica de direção de digitalização de entrada do primeiro elemento de lente, a direção de digitalização transversal perpendicular à direção de digitalização de entrada; - um segundo elemento de lente com uma potência ótica negativa na direção de digitalização de entrada e uma potência ótica negativa na direção de digitalização transversal; - um terceiro elemento de lente com uma potência ótica positiva na direção de digitalização de entrada e uma potência ótica positiva na direção de digitalização transversal; e - um quarto elemento de lente com uma potência ótica na direção de digitalização de entrada e uma potência ótica na direção de digitalização transversal, a potência ótica de digitalização transversal do quarto elemento de lente sendo positiva e maior do que a potência ótica na direção de digitalização de entrada do quarto elemento de lente, onde os primeiro, segundos, terceiros e quartos elementos de lentes são oticamente posicionados em ordem numérica ascendente entre o leitor de feixe e a superfície de digitalização.

14. Método de digitalização ótica, dito método compreende: - ajustar os ângulos de cone de uma pluralidade de feixes óticos (102) produzidos por uma disposição de emissores óticos (110) caracterizado pela fato de que a produção individual de cada um dos emissores óticos usa microlentes separadas (120) para formar uma imagem intermediária da disposição em ampliação da disposição da unidade, a imagem intermediária compreendendo uma pluralidade de pontos em um plano intermediário de imagem; - ajustar o espaçamento entre pontos de iluminação produzidos pelos feixes óticos numa superfície de digitalização usando um colimador ajustável; e - digitalizar os feixes óticos na direção de digitalização de entrada através da superfície do digitalização, em que um arranjo de pontos de iluminação forma uma imagem da disposição.

15. Método de digitalização ótica, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender ainda: - medir o afastamento entre os pontos de iluminação na superfície de digitalização; e - oferecer realimentação para mudar uma distância focal do colimador (130) para ajustar o espaçamento, onde a realimentação é fornecida durante uma digitalização e entre as digitalizações de uma pluralidade de digitalizações dos pontos de iluminação.