DE3228221A1

DE3228221A1 - Vorrichtung zum aufzeichnen des informationsgehalts eines elektrischen signals auf der oberflaeche eines lichtempfindlichen mediums

Info

Publication number: DE3228221A1
Application number: DE19823228221
Authority: DE
Inventors: Takao Kashihara Nara Tagawa; Toshio Yamatokoriyama Nara Urakawa
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1981-07-28
Filing date: 1982-07-28
Publication date: 1983-04-14
Also published as: US4563056A; JPH0434129B2; DE3228221C2; JPS5818653A

Description

1857-GER-A
Sharp K.K.

ER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

Beschrei hing

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufzeichnen
des Informationsgehalts eines elektrischen Signals auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Mediums mit mehreren
über das Medium verlaufenden Abtastspuren.

Es sind Aufzeichnungsgeräte, sogenannte "Laserdrucker" bekannt und auf dem Markt erhältlich. Die Funktionsweise von "Laserdruckern" besteht im wesentlichen darin, dass optische Daten, beispielsweise Buchstaben, Ziffern und/oder
Bilder usw., die von einem Rechner, einem Wortprozessor,
einem Faksimilegerät usw., stammen, in Form eines elektrostatischen Ladungsmusters auf ein abzutastendes Medium

aufgebracht werden. Ein Laserstrahl dient als Abtastlicht.

In der US-PS 4 034 408 mit dem Titel "Lichtpunkt-Abtaster" sind beispielsweise "Laserdrucker" beschrieben.

Bei herkömmlichen Laserdruckern werden jedoch He-Ne-Gaslaser verwendet, wobei ein akusto-optischer Modulator zur Modulation eines Laserstrahls entsprechend der Videosignalinformation verwendet wird, wie dies in der US-PS 4 03- 408 beschrieben ist.Durch die Verwendung eines akusto-optischen
Modulators ergeben sich Laserstrahl-Verluste, wenn ein Lasergerät mit hoher Laserstrahlintensität verwendet wird bzw.
erforderlich ist.

Um einen solchen Modulator nicht verwenden zu müssen, werden bei herkömmlichen Laserdruckern Halbleiterlaserdioden verwendet. Der herkömmliche Laserdrucker erfordert eine Kollimator-Linseneinrichtung, eine Strahlauf weitung^-Linseneinrichtung und eine Abbildungs-Lindeneinrichtung mit einer f-©-Charakteri-

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stik (f: Brennweite, θ: Neigungswinkel), die sehr teuer sind und daher auch den Laserdrucker verteuern, so dass ein solcher Drucker nicht oder nur mit grossen Kosten eingesetzt werden kann.
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Bei den herkömmlichen Laserdruckern sind aufwendige Justirungen und dafür benötigte Justiereinrichtungen erforderlich, um die Linseneinrichtungen, insbesondere die Strahlaufweitungslinseneinrichtung. zu justieren. Die Strahlaufweitungslinseneinrichtung weist nämlich eine Zylinderlinse auf, und die Längsseite der Zylinderlinse muss hinsichtlich der horizontalen Ebene in einem konstanten Winkel gehalten werden. Bei der Einstellung und Justierung der Strahlaufweitungs-Linseneinrichtung darf diese daher nicht gedreht werden, wenn diese Linseneinrichtung in ihrer Lage verändert werden soll.

Darüberhinaus ist die Justierung und Einstellung des Abstands zwischen den jeweiligen Linsen und Linseneinrichtungen bei den herkömmlichen optischen Vorrichtungen sehr kompliziert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Aufzeichnen des Informationsgehalts eines elektrischen Signals auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Mediums, insbesondere einen Lichtpunkt-Abtaster für einen Laserdrucker mit einer Halbleiter-Laserdiode zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und bei der der Abstand zwischen den jeweiligen Linsen und Linseneinrichtungen, die bei einem Laserdrucker mit einer Halbleiterlaserdiode erforderlich sind, auf einfache Weise justiert oder verändert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

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Die Erfindung schafft also eine Vorrichtung und insbesondere eine optische Einrichtung für einen Laserdrucker, der einen Laser-Generator umfasst, der einen Laserstrahl mit einem elliptischen Querschnitt erzeugt, wobei die lange Achse der Ellipse durch eine den Laserstrahl emittierende Oberfläche des Lasergenerators festgelegt ist, eine erste Linseneinrichtung, durch die der Laserstrahl mit dem elliptischen Querschnitt auf einen Laserreflektor gerichtet wird, sowie eine zweite Linseneinrichtung, die den Laserstrahl mit elliptischem Querschnitt so weiterleitet, dass ein Laserelement des Laserstrahls in senkrechter Richtung zur Oberfläche des Lasergenerators auf die Längsseite der zweiten Lasereinrichtung auffällt und der Laserstrahl mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt als im wesentlichen fokussierter Lichtpunkt auf eine Oberfläche eines lichtempfindlichen Mediums abgebildet wird. Bei der optischen Einrichtung wird die erste Linseneinrichtung zur Fokussierung gedreht, wobei Gewinde auf einen rohrförmigen Körper ausgebildet sind. Vorzugsweise ist die erste Linseneinrichtung ein axialsymmetrisches, fokussierendes Objektiv mit einer sphärischen Linse und die zweite Linseneinrichtung eine zylindrische Linse.

Mit der erfindun gsgemässen Vorrichtung wird also ein Lichtpunktabtaster zur Aufzeichnung von Videoinformation auf einem abzutastenden Medium und insbesondere eine optische Einrichtung für eine Abtasteinrichtung geschaffen, die einen sich drehenden Polyederspiegel zum Steuern eines Abtast-Laserstrahls aufweist.
·

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemässen Lichtpunktabtaster, Fig. 2 ein Beispiel für eine BH-Laserdiode, die bei dem in Fig. 1 dargestellten Lichtpunktabtaster verwendet werden kann,

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Fig. 3 eine Anordnung für die Sammellinseneinrichturig,

wie sie bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung verwendet wird,

Fig· 4 eine erfindungsgemässe Anordnung für die Abbildung eines Laserstrahls auf einem abzutastenden Medium,

Fig. 5 die Seitenansicht eines Gehäuses, in dem sich die in Fig» 3 dargestellte Sammellinseneinrichtung befindet,

Fig. 6 einen Halter mit der BH-Läserdiode und der Sammellinsenanordnung in perspektivischer Darstellung, und

Fig. 7 einen Querschnitt durch den in Fig. 6 dargestellten Halter.

Fig. 1 zeigt ein Lichtpunkt-Abtastersystem mit einer HaIbleiter-Laserdiode 21, einer Sammellinse 22, einem Polyeder-Spiegel 24, einem Motor 25, einer Zylinderlinse 27 und einem abzutastendem Medium 28.

Das abzutastende Medium 28 kann eine xerographische Walze 0 sein, die sich fortlaufend durch eine mit einer Korona-Entladeeinrichtung ausgestatteten Aufladestation dreht. Der vom sich drehenden Polyeder-Spiegel 24 gespiegelte Laserstrahl überstreicht die Abtastbreite auf der Walze 28. Bilder werden dann dadurch geschaffen, dass der Informations· gehalt des Lichtpunkts durch die modulierte oder sich ändernde Intensität des Laserstrahls entsprechend der Laserstrah lposition innerhalb der Abtastbreite vorliegt. Der Abtast-Lichtpunkt bringt die elektrostatische Ladung entsprechend der Laserintensität zum Verschwinden.

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Wenn die Laserdiode 21 ein- und ausgeschaltet wird, und dadurch der Laserstrahl entsprechend der aufzuzeichnenden Videosignalinformation moduliert wird, ergibt sich entspre- · chend der Videosignalinformation ein Muster je nachdem, ob der Abtastlichtpunkt vorhanden ist oder nicht.

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ER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER

Das auf diese Weise geschaffene elektrostatische Ladungsmuster wird in einer Entwicklerstation entwickelt und dann schliesslich auf ein Kopierpapier übertragen. Auf diese Weise wird der Informationsgehalt der Abtastlichtpunkte auf ein langlebigeres und für den üblichen Gebrauch besser verwendbares Medium aufgezeichnet. Es können jedoch auch herkömmliche Techniken im Zusammenhang mit der Verwendung eines Abtastlichtpunkts verwendet werden, um die im Abtastlichtpunkt enthaltene Information auszuwerten bzw. zu verwenden.

Der Polyeder-Spiegel 24 wird vom Motor 25 kontinuierlich gedreht und hinsichtlich, seiner Drehung mit einem Synchronisationssignal synchronisiert, das der Abtastgeschwindigkeit entspricht, die bei der Erzeugung des ursprünglichen Videosignals vorlag. Die Drehgeschwindigkeit der xerographischen Walze 28 gibt den Abstand der Abtastzeilen vor. Es ist auch vorteilhaft, die Walze 28 in irgendeiner Weise hinsichtlich der Signalquelle zu synchronisieren, um eine Bildlinearität zu erhalten. Das Lichtquellenbild wird entsprechend dem Signal reproduziert und auf ein Ausdruckpapier zum Aufbewahren übertragen.

Das Lichtpunkt-Abtastsystem kann bei den sogenannten Laserdruckern verwendet werden.

Die Halbleiterlaserdiode 21 kann eine Laserdiode mit einem kreisförmigen Laseremissionsbereich mit etwa 2 bis 3 μπι sein. Eine solche Laserdiode kann eine Doppel-Hetero (double heterojunction)-GaAs-GaAlAs-Diode (DH-Diode) mit einer Emissionsfläche von etwa 3 um oder eine "beerdigte" Hetero-(buried heterojunction)-Diode (BH-Diode) sein.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der DH-Laserdiode, bei der eine InP-Schicht vorgesehen ist, um beide Seiten eines Doppel-Hetero-Zonenübergangs (double heterojunction) zu begraben, wobei die InP-Schicht einen Brechungsindex auf-

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weist, der kleiner als der Brechungsindex einer als aktive Schicht dienenden InGaAsP-Schicht ist. Die Laser-e missionszone ist derart begrenzt, dass eine Schwingung in einem Transversal-Einzelmodus (transversal single-mode) möglich

Die in Fig. 2 dargestellte Laserdiode umfasst eine Cr/An-Schicht 41, eine SiC^-Schicht 42, eine-N-leitende InGaGsP-Schicht 43, eine N-leitende InP-Schicht 44, eine P-leitende InGaAsP-Abdeck-(capr)-Schicht 45, eine P-leitende InP-clud-Schicht 46, eine P-leitende InP-Blockschicht 47, eine InGaAsP-Aktivschicht 48, ein N-leitendes InP-Substrat 49, eine N-leitende InP-Pufferschicht 5 0 und eine Cr/Au-Schicht

Da die Breite der Aktivschicht, die die Schwingung im Transversal-Einzelschwingungsmode erzeugt, sehr begrenzt ist, wird der Emissionspunkt sehr schmal und im wesentlichen wie ein vollständiger Kreis.

0 Der von der Laserdiode 21 emittierte Strahl wird mit der Sammellinse bzw. dem Sammelobjektiv 22 fokussiert, so dass ein auf dem Polyeder-Spiegel auftreffender Lichtstrahl 23 erzeugt wird. Der Lichstrahl 23 wird an einem Polyeder-Spiegel 24 reflektiert, der mit dem Motor 25 in der in Fig.

durch das Bezugszeichen a angegebenen Drehrichtung um eine Mittelachse schnell gedreht wird. Der reflektierte Strahl gelangt über die Zylinderlinse 27 auf das abzutastende Medium 28 und bildet eine Abtastzeile 29.

Fig. 3 zeigt die Ausbildung der Sammellinse bzw. des Sammelobjektivs 22 mit einer Kombination aus zwei konkav-Konvexen Linsen, vorzugsweise sphärischen Linsen, in Axialsymmetrie. Die Laseremissionsfläche der Laserdiode 21 befindet sich ausserhalb eines in Fig. 3 mit dem Bezugszeichen A bezeichneten Brennpunkts der Sammellinse 22, und der Emissionspunkt des Lasers 21 wird entsprechend folgender Gleichung auf das abzutastende Medium fokussiert:

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1-1

b " f

Hierbei ist

a: der Abstand zwischen der Diode 21 und der Sammellinse 22

b: der Abstand des Lichtweges zwischen der Linse 22 und

dem abzutastendem Medium 28 und f: die Brennweite der Linse 22.

Vorzugsweise umfasst die Sammellinse bzw. das Sammelobjektiv 22 Linsen mit einem grossen numerischen Aperturwert (NA), da sie eine grösstmögliche Strahlbreite bzw. Strahlintensität von der Diode 21 durchlassen soll.

Wenn der numerische Aperturwert jedoch grosser wird, wird die Brennweite kürzer, so dass das Linsensystem eine stärkere Vergrösserung aufweist. Dann wird der Lichtpunkt auf dem Medium 28 auch grosser. Wenn der Pupillen- bzw. Eintritts-, durchmesser des Linsensystems gross ist, so ist der Strahldurchmesser am Polyeder-Spiegel ebenfalls gross, wodurch die Strahlgrösse bzw. Intensität, die das Medium 28 erreicht, verkleinert wird. Wenn der Strahldurchmesser grosser als die Breite eines der Polyeder-Spiegel ist, kann der Laserstrahl auf andere, ausserhalb des Spiegels liegende Teile auftreffen, so dass dadurch zufällige Lichtstreuungen und Lichthofbildungen im aufgezeichneten Bild entstehen.

Daher ist der Durchmesser einer Pupille bzw. eines Lichtloches 16 vorzugsweise entsprechend gross wie die Breite des Polyeder-Spiegels 24. Wenn der Spiegel 24 breit ist, so ist das Gewicht des Spiegels gross und damit wird eine genaue Steuerung bzw. Regelung des Spiegels 24 schwierig. Dann ist der Lichtloch- bzw. Pupillendurchmesser des Linsensystems vorzugsweise etwa 10 mm,

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Der numerische Aperturwert des Sammelobjektivs bzw. der Sammellinse 22 ist etwa 0,15 oder grosser. Vorzugsweise ist er etwa 0,25. Die Brennweite der Linse 22 beträc vorzugsweise etwa 10 bis 30 mm. Unter etwa 10 mm wird die Vergrösserung des Linsensystems gross, so dass dadurch die Auflösung eines auf dem abzutastenden Medium 28 zu bildenden Bildes schlechter wird. Über etwa 30 mm ist der Abstand zwischen der Linse 22 und der Laserdiode so gross, dass der numerische Aperturwert klein wird, was bewirkt, dass die zu verwendende Strahlgrösse bzw. Strahlintensität verringert wird und die Aufzeichnungsgeschwindigkeit abnimmt.

Im Zusammenhang mit der Sammellinse bzw. dem Sammelobjektiv ist die Abtastposition Y in Abhängigkeit vom Drehwinkel θ durch folgende Gleichung festgelegt:

y = f tan Θ.

0 Wenn sich der Laserstrahl dem Rand des Abtastmediums nähert, nimmt die Abtastgeschwindigkeit zu und verursacht Aberrationsfehler. Um diese Aberrationsfehler zu vermeiden, ist die Taktfrequenz bzw. die Signalgeschwindigkeit der der Laserdiode 21 angelegten Taktsignale beim Abtastlasersignal, wenn er in der Mitte der Abtastzeile 29 auftrifft ,anders als wenn der Abtastlichtstrahl am Rand der Abtastzeile 29 auftrifft. Die Taktfrequenz des Taktsignals ist bei Aufzeichnung am Rand der Zeile 29 grosser und bei Aufzeichnung in der Mitte der Zeile 29 kleiner.

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Vorzugsweise sollte die Tatkfrequenz zwischen der Aufzeichnung in der Mitte der Zeile 29 zur Aufzeichnung am Rand der Zeile 29 kontinuierlich geändert werden. Dies wäre ideal. Eine schrittweise Änderung mit drei bis 5 Schritten ist jedoch in der Praxis ausreichend, um eine gute Bildwiedergabe zu erhalten. Um die Tatkfrequenz zu ändern, kann im Laserdrucker ein Pufferspeicher vorgesehen

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sein, der Information für wenigstens eine Zeile speichert, wenn die ständige Information mit einer vorgegebenen Frequenz dem Laserdrucker bereitgestellt wird. Dann kann die vom Pufferspeicher ausgelesene Information verändert und der Laserdiode zugeleitet werden.

Der Polyeder-Spiegel 24 weist mehrere Spiegelflächen auf, die einen auf ihn auftreffenden Lichtstrahl reflektieren. Die Breite der Spiegelflächen beträgt beispielsweise etwa 10 mm. Die Verwendung solcher Spiegelflächen des Polyeder-Spiegels 24 mit genauem Neigungs- bzw. Kippwinkel ist vorteilhaft, jedoch gemäss der vorliegenden Erfindung auf Grund der Zylinderlinse 27 nicht notwendig.

Mit dem Kippwinkel ist gemeint, dass die jeweiligen Spiegelflächen des Polyeder-Spiegels 27 zur Drehachse des Polyeder-Spiegels 24 parallel liegen. Wenn der Kippwinkel der jeweiligen Spiegelflächen gleich ist, treten keine Schwierigkeiten auf. Wenn der Kippwinkel bei deneinzelnen Spiegelflächen unterschiedlich ist, ergeben sich Probleme.

Gemäss der vorliegenden Erfindung können diese Schwierigkeiten auf Grund ungenauer oder ungleicher Kipp-winkel der Spiegelflächen des Polyeder-Spiegels 24 durch die Verwendung der Zylinderlinse 27 vermieden werden.

Fig. 4 zeigt die Abbildung des Laserstrahls auf dem abzutastenden Medium bei Verwendung der Zylinderlinse 27, die, wie Fig. 4 zeigt, einen Querschnitt aufweist, auf deren Längsseite keine Krümmungen vorhanden sind.

Wenn sich der Polyeder-Spiegel 24 dreht und die auffallenden Laserstrahlen reflektiert, unterliegen die auf das abzutastende Medium 28 auftreffenden Laserstrahlen entlang der Abtastrichtung nicht der Linsenwirkung. Senkrecht zur Einfallsrichtung des Laserstrahls, nämlich senkrecht zur

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Zeichenebene von Fig. 4 wirkt die Linse auf den auftreffenden Laserstrahl.

Wenn die Laserstrahlen auf Grund der unterschiedlichen Spiegelflächen a - a¹ und b - b¹ des Polyeder-Spiegels 24 in unterschiedliche Richtungen reflektiert werden, so werden sie auf Grund der Zylinderlinse 27 dennoch in einem Punkt c fokussiert. Der zur Zonenübergangsfläche der Laserdiode 21 orthogonale Laserstrahl fällt auf die longitudinale Seite der Zylinderlinse 27 auf. Wie Fig. 4 zeigt/ besteht die Zylinderlinse 27 aus einer plan-konvexen Linse. Die ebene Fläche der Zylinderlinse 27 ist dem abzutastenden Medium 28 zugewandt. Die Zylinderlinse 27 ist vom abzutastenden Medium 28 vorzugsweise etwa 15 mm, entsprechend der Brennweite der Linse 27, die vorzugsweise etwa 15 mm beträgt, beabstandet.

Die Laserdiode 21 gibt den Laserstrahl mit einem elliptischen Querschnitt ab, wobei die lange Achse der Ellipse" parallel zur Zonenübergangsfläche der Diode liegt. Wenn ein solcher Laserstrahl durch die axialsymmetrische Sammellinse 22 hindurchgeht, bildet der Brennfleck ebenfalls eine Ellipse,

Die Zylinderlinse 27 sollte entsprechend folgender Gleichung in Fig. 4 positioniert sein:

I ₊ I-I

Idf
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In dieser Gleichung ist

f: die Brennweite der Zylinderlinse 27

d: der Abstand zwischen der flachen Fläche der Linse und den Spiegelflächen des Polyeder-Spiegels 24 und 1: der Abstand zwischen der ebenen Fläche der Linse 27

und der Oberfläche des abzutastenden Mediums 28.

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Wenn 1<< d so ist erforderlich, dass 1 '=. f, um die Kippwinkelunterschiede auszugleichen.

Angenommen, die Brennweite der Zylinderlinse 27 ist kleiner als 25 mm und es gilt 1 "=. f, so wird der Lichtpunkt auf dem abzutastenden Medium 28 auf Grund der Komprimierungswirkung der Zylinderlinse 27 nahezu kreisförmig gemacht. Dies ist deshalb der Fall, weil die Laserdiode 21 so angeordnet bzw. so gewählt ist, dass der von ihr emittierte Laserstrahl einen elliptischen Querschnitt aufweist, wenn die Zylinderlinse 27 nicht .vorhanden ist. Da die Brennweite der Linse 27 klein ist, ist die Komprimierungswirkung gross. Vorzugsweise beträgt die Brennweite der Linse 27 jedoch 7,5 mm und darüber, und zwar im Hinblick auf Schwierigkeiten bei der Linsenherstellung und der Grosse des Abtastlichtpunkts.

Wenn die Brennweite der Linse 27 grosser als 25 mm ist, reicht die Fokussierungswirkung entlang der Längsachse der Ellipse nicht aus, obgleich der Abtastfehler auf Grund des Kippwinkelunterschieds mit der Bedingung 1 '=. f vermieden werden kann.

Vorzugsweise beträgt die Brennweite der Sammellinse bzw. des Sammelobjektivs 22 etwa 20 mm, der numerische Aperturwert der Sammellinse bzw. des Sammelobjektivs 22 etwa 0,25 und die Brennweite f der Zylinderlinse 27 etwa 15 mm.

Wie zuvor beschrieben, ist die Laserdiode 22 gemäss der vorliegenden Erfindung derart angeordnet, dass der Laserstrahl in einer zur Zonenübergangsfläche der Laserdiode 21 senkrechten Richtung auf die Längsseite der Zylinderlinse 27 auffällt. Die Form des Lichtpunkts auf dem Medium 28 kann zu einem angenähert kreisförmigen Punkt auch dann korrigiert werden, wenn die Kippwinkel der jeweiligen Spiegelflächen des Polyeder-Spiegels 24 unterschiedlich sind.Das beschriebene

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-Ib-

Linsensystem umfasst lediglich eine axialsymmetrische Linse bzw. ein axialsymmetrisches Objektiv. Das erfindungsgemässe Lichtpunkt-Abtastsystem ist daher einfach u nd kostengünstig. Auch wenn der Polyeder-Spiegel 24 einen Kippwinkel von bis zu 0,01° aufweist, kann dieser korrigiert bzw. ein möglicher Einfluss korrigiert werden. Die Bildauflösung und die Bildwiedergabe wird dadurch nicht beeinträchtigt.

Die Zylinderlinse 27 weist vorzugsweise auf beiden Seiten eine konvexe Form, eine plan-konvexe Form oder dgl. auf. Die auf beiden Seiten konvexe Linse ist der plan-konvexen Linse hinsichtlich der Möglichkeiten überlegen. Die plankonvexe Linse kann jedoch einfacher und kostengünstiger hergestellt werden. Wenn die ebene Seite der plan-konvexen Linse dem Medium 28 u nd die konvexe Seite dem sich drehenden Polyeder-Spiegel 24 zugewandt ist, kann die plan-konvexe Linse dieselben vorteilhaften Eigenschaften besitzen, wie eine auf beiden Seiten konvexe Linse.

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Weil die konvexe Seite dem R>lyeder -Spiegel 24 zugewandt ist, wird ein an der konvexen Seite reflektierter Laserstrahl gestreut und gelangt nicht mehr zur Laserdiode 21 zurück, so dass diese von reflektiertem Licht in ihrer Funktionsweise nicht beeinflusst wird.

Die Erfindung ermöglicht es, dass eine bei Halbleiterlaserdioden auftretende nicht-punktförmige Abbildung bzw. Beleuchtung vermieden werden kann. Es sind keine zusätzlichen Einrichtungen oder Massnahmen erforderlich, um eine nichtpunktf örmige Lichtquelle, wie sie bei Laserdioden vorliegen, in einen Lichtstrahl zu korrigieren, der einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

Die Sammellinse bzw. das Sammelobjektiv 22 fokussiert die emittierten Laserstrahlen und besteht aus mehreren axialsymmetrischen, vorzugsweise sphärischen Linsen, wie dies anhand

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von Fig. 3 dargestellt und erläutert wurde. Mehrere axialsynunetrische Linsen sind in einem rohrförmigen Gehäuse untergebracht.

Fig. 5 zeigt die Seitenansicht eines Gehäuses, in der die Sammellinse bzw. das Sammelobjektiv 22 enthalten ist. Das Gehäuse weist einen rohrförmigen Körper 121 und einen Drehgriff 123 auf. Mehrere Aussen-Schraubenwindungen 122 mit jeweils kurzer Gewindesteigung sind auf der Aussenseite TO E des rohrförmigen Körpers 121 ausgebildet. Der Drehgriff 123 dient dazu, das Gehäuse in ein Linsensystem einzuschrauben. Der Drehgriff 123 weist am Aussenumfang Riffelungen auf.

Fig. 6 zeigt einen Linsen- bzw. Objektivhalter mit der BH-Laserdiode 21 und der Sammellinsen bzw. dem Sammelobjektiv 22 in perspektivischer Darstellung. In Fig. 7 ist der in Fig. 6 dargestellte Linsen- bzw. Objektivhalter im Querschnitt dargestellt.

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Das die Sammellinse bzw. das Objektiv 22 enthaltende Gehäuse wird in den Linsen- bzw. Objektivhalter 18 eingeschraubt, in dem die Aussen-Schraubenwindungen 122 der Sammellinse 22 in das Innengewinde 18-1 eingeschraubt werden kann, welches dieselben Durchmesser und Gewindesteigungen aufweist, wie die Aussengewinde 122. Die Innengewinde 18-1 sind im Innern des Linsen- bzw. Objektivhalters 18 ausgebildet. Der Objektivhalter 18 hält daher das Gehäuse.

Im Objektivhalter 18 ist die Halbleiterlasediode 21 so angeordnet, dass sie der Sammellinse bzw. dem Objektiv 22 gegenüber liegt. Die Diode 21 ist auf einer Platte 111 befestigt, die im Objektivhalter 18 gegenüber dem Sammelobjektiv 22 positioniert ist. Die Platte 111 ist im Objektivhalter 18 so angeordnet, dass die Linsenmittelachse des Sammelobjektivs 22 durch den Laseremissionspunkt der Laser-

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diode 21 hindurchgeht.

Bei Drehen des Drehgriffs 123 dreht sich der rohrförmige Körper 121 des Sammelobjektivs 22 um die Mittelachse, wodurch der relative Abstand zwischen dem Sammelobjektiv und der Laserdiode 21 so eingestellt oder justiert wird, dass der Laserstrahl als punktförmiger Strahl auf dem abzutastenden Medium 28 fokussiert werden kann. Wenn diese Einstellung oder Justierung abgeschlossen wird, wird das Objektiv 22 mit einer Feststellschraube 19 im Objektivhalter 18 in seiner Lage arretiert.

Wie bereits erläutert, weist das Objektiv 22 eine Kombination aus axialsymmetrischen Linsen, beispielsweise sphärisehen Linsen, auf. Die Justierung oder Einstellung zum Fokussieren des Laserstrahls auf dem abzutastenden Medium 28 kann daher durch Drehen des Objektivs 22 um die Linsenmittelachse unter Verwendung der um das Objektiv 22 herum vorgesehenen Gewinde vorgenommen werden, wodurch die Justierung und Einstellung äusserst einfach ist.

Die Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Dem Fachmann sind jedoch zahlreiche Abwandlungen und Ausgestaltungen möglich, ohne dass dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.

Claims

PATENTANWÄLTE

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandataires agrees pres !'Office european des brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng. H. Steinmeister ?;Sstra⁹sse ₄ ^Η· ^" Artur-LadebecK-Strasse 51

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

MÜ/Dr.G./b 28. Juli 1982

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SHARP KABUSHIKI KAISHA 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka Japan

Vorrichtung zum Aufzeichnen des Informationsgehalts eines elektrischen Signals auf der Oberfläche eines

lichtempfindlichen Mediums

Priorität: 28. Juli 1981, Japan, Ser. Nr. 56-118766

PATENTANSPRÜCHE

©Vorrichtung zum Aufzeichnen des Informationsgehalts eines elektrischen Signals auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Mediums mit mehreren über das Medium verlaufenden Abtastspuren, gekennzeichnet durch
- eine Lichtquelle (21), die einen Lichtstrahl hoher Intensität erzeugt, der entsprechend der an die Lichtquelle (21) angelegten elektrischen Information

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moduliert ist,

- einen Reflektor (24) mit mehreren aneinandergrenzenden Reflexionsflächen, der sich um eine Mittelachse dreht,

- eine Dreheinrichtung (25), die den Reflektor (24) um die Mittelachse dreht,

- eine erste Linseneinrichtung (22), die zwischen der Lichtquelle (21) und dem Reflektor (24) angeordnet ist und den von der Lichtquelle (21) emittierten Lichtstrahl durchlässt, und

- eine zweite Linseneinrichtung (27), die zwischen dem Reflektor (24) und dem lichtempfindlichen Medium (28) angeordnet ist und den Lichtstrahl in einen im wesentlichen fokussierten Punkt mit einem im wesentliehen kreisförmigen Querschnitt auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Mediums (28) abbildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (21) einen Lichtstrahl mit einem elliptischen Querschnitt erzeugt, wobei die lange Achse der Ellipse durch eine den Lichtstrahl emittierenden Fläche der Lichtquelle (21) festgelegt ist, dass die erste Linseneinrichtung (22) den Lichtstrahl mit dem elliptischen Querschnitt auf den Reflektor (24) richtet, 5 und dass die zweite Linseneinrichtung (27) den einen

elliptischen Querschnitt aufweisenden Lichtstrahl derart empfängt, dass ein Lichtelement des Lichtstrahls in Richtung senkrecht zur Oberfläche der Lichtquelle (21) auf die Längsseite der zweiten Linseneinrichtung (27) fällt und der Lichtstrahl mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt als im wesentlichen fokussierter Lichtpunkt auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Mediums (28) abgebildet wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linseneinrichtung (22) eine Sammellinseneinrichtung ist.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Linseneinrichtung (27) eine Zylinderlinse ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Saitunellinseneinrichtung eine axialsymmetrische Linseneinrichtung ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

0 dass die axialsymmetrische Linseneiririchtung-_;eine sphärische Linseneinheit ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der zweiten Linseneinrichtung (27) und der Oberfläche des lichtempfindlichen Mediums (28) im wesentlichen gleich der Brennweite der zweiten Linseneinrichtung (27) ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch

0 gekennzeichnet, dass die Zylinderlinse eine auf beiden Seiten konvexe Form oder eine plan-konvexe Form aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch

5 gekennzeichnet, dass eine ebene Seite der plan-konvexen Linse (27) der Oberfläche des lichtempfindlichen Mediums (28) und eine konvexe Seite der plan-konvexen Linse (27) dem Reflektor (24) zugewandt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite wenigstens einer der aneinandergrenzenden Reflexionsflächen des Reflektors (24) im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Lichtstrahls ist, der auf eine der aneinandergrenzenden Reflexionsflächen fällt.

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11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linseneinrichtung (22)
eine Brennweite von etwa 10 bis 30 mm aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Linseneinrichtung (27) eine Brennweite von etwa 7,5 bis 2 5 mm aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linseneinrichtung (22)

eine numerische Apertur von etwa 0,05 bis 0,25 aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Einstelleinrichtungen für die

erste Linseneinrichtung (22) vorgesehen sind, um den

Lichtstrahl als Strahlenpunkt auf dem lichtempfindlichen Medium (28) zu fokussieren, indem die erste Linseneinrichtung (22) um die Mittelachse der Linseneinrichtung (22) gedreht wird (Fig. 5, 6 und 7).

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15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch

Gewinde (122) auf der ersten Linseneinrichtung (Fig. 5 und 7).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Verwendung in einem optischen Gerät.