DE4041872A1

DE4041872A1 - Laserstrahlabtastgeraet mit variabler brennweite und vorrichtung zum aendern der brennweite in diesem geraet

Info

Publication number: DE4041872A1
Application number: DE4041872A
Authority: DE
Inventors: Akira Arimoto; Susumu Saito
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1991-06-27
Also published as: JPH03196023A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laserstrahlabtast gerät mit variabler Brennweite und eine Vorrichtung zum Ändern der Brennweite in diesem Gerät mittels einer elek trischen Einrichtung und insbesondere ein Laserstrahlab tastgerät mit variabler Brennweite und eine Vorrichtung zum Ändern der Brennweite in diesem Gerät, die im wesent lichen den Durchmesser des Abtastflecks in einer Dimen sion ändern kann.

Bei einem herkömmlichen Laserstrahlabtastgerät wie etwa einem Laserdrucker wird die Brennweite der Abtastlinse (z. B. eine f-R-Linse) für die Laserstrahlabtastung durch eine mechanische Änderung des gegenseitigen Abstandes der das Abtastlinsensystem bildenden, kombinierten Linsen oder durch das Einsetzen einer weiteren optischen Vor richtung zwischen diese Linsen geändert.

Bei einer solchen mechanischen Vorrichtung besteht die Schwierigkeit, die Brennweite in weniger als einer ms (Millisekunde) zu ändern. Daraus ist der Bedarf an einer Technik entstanden, mit der die Brennweite in einem Bild plattengerät zur Aufnahme von Information in mehreren Ebenen oder in einem Laserdrucker zum Drucken in Halbtö nen mit hoher Geschwindigkeit geändert werden kann.

Ein Beispiel für diese Technik zum Ändern der Brennweite mit hoher Geschwindigkeit ist in "Optical System of an Ultra-high Speed Laser Beam Printer" Arimoto u. a., CLEOS′ 80, S. 76, WII2, 1980 (Tech. Digest of Conference on La ser and Electro-Optical Systems) beschrieben.

Um Halbtöne mit hoher Schärfe anzuzeigen, ist es notwen dig, eine Technik zur Änderung des Leuchtflecks zu ver wenden, durch die der Strahldurchmesser in der Bildebene mit hoher Geschwindigkeit geändert werden kann. Bezüglich einer solchen Technik zur Veränderung des Leuchtflecks haben die Anmelder der vorliegenden Erfindung bereits einen Drucker vorgeschlagen, in dem die Druckdichte durch eine Änderung des Leuchtfleckdurchmessers unter Verwen dung eines elektrooptischen Effektes geändert werden kann; diese Technik ist in US 47 68 043-A offenbart. In diesem vorgeschlagenen Drucker wird der Leuchtfleckdurch messer unter Ausnutzung der Polarisationseigenschaft des Lichtes geändert, wobei die Menge des ausgesandten Lichtes in Abhängigkeit von der Änderung des erzielten Leuchtfleckdurchmessers geändert wird.

Darüber hinaus haben die Anmelder der vorliegenden Erfin dung in US 07/5 01 879-A (30. März 1990) ein Laserstrahlab tastgerät mit variabler Dichte vorgeschlagen, in dem im Lichtweg ein dynamisches Beugungsgitter, das auf die Ne benabtastrichtung wirkt, vorgesehen ist, um Beugungslicht ± erster Ordnung und nullter Ordnung zu erzeugen, das na hezu verlustfrei genutzt wird, so daß der Leuchtfleck durchmesser im wesentlichen in einer Dimension geändert werden kann.

Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Laserstrahlabtastgerät zu schaffen, bei dem die Brenn weite auf der optischen Achse des optischen Abtastsystems durch eine elektrische Einrichtung geändert werden kann und das Halbtöne scharf anzeigen oder drucken kann.

Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem die Brennweite ei nes optischen Abtastsystems durch eine elektrische Ein richtung wirksam geändert werden kann, wodurch die Ände rung des Durchmessers des Abtastleuchtflecks in einer Di mension ermöglicht wird.

Diese Aufgaben werden bei einem Laserstrahlabtastgerät mit variabler Brennweite erfindungsgemäß gelöst durch die Schaffung einer Vorrichtung zum Ändern der Brennweite in diesem Gerät, wobei die Vorrichtung einen Lichtwellenlei ter umfaßt, der eine Mehrzahl von in gleichem gegenseiti gen Abstand angeordneten, streifenähnlichen Elektroden aufweist, deren Längen in Richtung des einfallenden La serstrahls in Abhängigkeit von der Zunahme des Abstandes von der Mittelelektrode abnehmen oder zunehmen. Die an die Elektroden anzulegende Spannung wird entsprechend ei ner gewünschten Rasterpunktdichte gesteuert, um so den Brechungsindex des Lichtwellenleiters, durch den der La serstrahl hindurchgeht, zu ändern und dadurch die Brenn weite wirksam zu ändern, so daß der Durchmesser des Leuchtflecks des Abtastlaserstrahls in einer Dimension geändert werden kann. Die Vorrichtung zum Ändern der Brennweite ist im optischen Abtastsystem des Laser strahlabtastgerätes angeordnet, so daß der Durchmesser des Leuchtflecks des Abtastlaserstrahls in der zur Abta strichtung senkrechten Richtung geändert werden kann.

Erfindungsgemäß werden die Längen der Mehrzahl der strei fenähnlichen Elektroden des Lichtwellenleiters gemäß der Gleichung lm = L - am² oder lm = L + am² bestimmt, wobei lm die Länge der m-ten Elektrode bezüglich der Mittel elektrode ist, wobei L die Länge der Mittelelektrode ist und wobei a eine Konstante ist. Unter dieser Bedingung kann die Verteilung des Brechungsindex des optischen Wel lenleiters im wesentlichen derjenigen einer normalen Linse angeglichen werden; d. h., daß die Phasenverteilung des durch den Lichtwellenleiter gegangenen Laserstrahls gleich derjenigen des durch eine normale Linse gegangenen Lichts ist, so daß es möglich wird, die Brennweite zu än dern.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind im Neben- und in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus führungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläu tert; es zeigen:.

Fig. 1A, 1B eine Seitenansicht einer Ausführungsform ei nes erfindungsgemäßen Laserdruckers bzw. eine Draufsicht dieser Ausführungsform;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausfüh rungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ändern der Brennweite, die in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform des Laserdruckers verwendet wird;

Fig. 3 eine detaillierte Darstellung der Elektroden, die in der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung zum Ändern der Brennweite vorgesehen sind;

Fig. 4 eine Darstellung der Phasenverteilung des La serstrahls, der aus der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung zum Ändern der Brennweite aus tritt;

Fig. 5 eine Darstellung einer weiteren Elektrodenan ordnung, die in der in Fig. 2 gezeigten Vor richtung zum Ändern der Brennweite vorgesehen werden kann;

Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung der Flächen modulation für die Erzeugung von Halbtönen;

Fig. 7 eine Darstellung zur Erläuterung der Halb tonerzeugung mittels RasterAbtastung;

Fig. 8 eine Darstellung zur Erläuterung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform zur Änderung des Leuchtfleckdurchmessers;

Fig. 9A eine Darstellung zur Erläuterung eines her kömmlichen Verfahrens zum Anzeigen oder zum Drucken von Halbtönen;

Fig. 9B eine Darstellung zur Erläuterung eines Ver fahrens zum Anzeigen oder zum Drucken von Halbtönen, bei dem die erfindungsgemäße Vor richtung zum Ändern der Brennweite verwendet wird;

Fig. 10 einen Aufbau einer Ausführungsform, in der die vorliegende Erfindung auf einen Laser drucker angewendet wird, in dem eine Mehrzahl von Laserstrahlen parallel abgelenkt werden;

Fig. 11 den Aufbau einer in Fig 10 verwendeten Lich terfassungseinheit, die den Abstand der Strahlpositionen ermittelt;

Fig. 12 den Aufbau einer Abtaststeuereinheit, die in der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform ein gesetzt wird; und

Fig. 13A-I Zeitablaufdiagramme zur Erläuterung der Funk tion der in Fig. 10 gezeigten Ausführungs form.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemä ßen Laserstrahlabtastgerätes gezeigt. In Fig. 1A ist eine Vorrichtung 100 zum Ändern der Brennweite gezeigt, in die ein Laserstrahl von einer Lichtquelle 1 wie etwa einem Halbleiterlaser auf einen Lichtwellenleiter auftrifft und durch eine auf dem Lichtwellenleiter vorgesehene Dünn schichtlinse 19 parallel gemacht wird. Anschließend wird der parallele Laserstrahl durch den Lichtwellenleiter, auf dem Elektroden 13 vorgesehen sind, an ein optisches Abtastsystem geführt.

Da die Vorrichtung 100 zum Ändern der Brennweite gemäß dieser Ausführungsform die Brennweite nur in einer Dimen sion ändert, ist sie so angeordnet, daß ihre Wirkrichtung mit der zur Abtastrichtung (Hauptabtastrichtung) senk rechten Richtung (Nebenabtastrichtung) des durch einen Polygonspiegel 6 abgelenkten Laserstrahls oder mit der der Drehrichtung einer lichtempfindlichen Trommel 9 ent sprechenden beweglichen Bildebene übereinstimmt. Nun wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ändern der Brennweite, die in dem in Fig. 1 gezeigten Gerät verwendet wird, mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben.

In die Oberfläche eines elektrooptischen Kristalls wie etwa einem LiNbO₃-Substrat 11 wird Titan Ti eindiffun diert, um entweder eine Dünnschicht 12 mit einem gegen über der Umgebung höheren Brechungsindex und einer Dicke von beispielsweise ungefähr 1µm oder einen Lichtwellen leiter auszubilden. Das Bezugszeichen 13 in Fig. 2 be zeichnet eine Mehrzahl von Elektroden für die veränderli che Brennweite, die sich in der Richtung des einfallenden Laserstrahls von einem Halbleiterlaser 1 erstrecken und beispielsweise in gleichen gegenseitigen Abständen ange ordnet sind.

In Fig. 3 sind diese Elektroden im einzelnen dargestellt. Hierbei sind eine Mehrzahl (beispielsweise sieben) von streifenähnlichen Elektroden in gleichem gegenseitigen Abstand angeordnet, wobei die Längen dieser Elektroden durch die Gleichung lm = L-am² bestimmt werden, wobei L die Länge der Mittelelektrode ist, wobei a eine Konstante ist und wobei lm die Länge der m-ten Elektrode in bezug auf die Mittelelektrode ist.

Wenn der Brechungsindex der Dünnschicht 12 durch Anlegen einer Gleichspannung V zwischen die Elektroden um Δn geändert wird, wird der Lichtweg des durch jede Elektrode hindurchgehenden Lichtstrahls in bezug auf den durch die Mittelelektrode hindurchgehenden Lichtstrahl um am²×Δn geändert.

Das bedeutet, daß sich die Lichtwegdifferenz im wesentli chen gemäß der in Fig. 4 gezeigten quadratischen Kurve 115 ändert, so daß eine Lichtphasenverteilung 114 des ausgesandten Laserstrahls entsprechend der in Fig. 4 ge zeigten Darstellung erhalten werden kann.

Diese Phasenverteilung ist im wesentlichen gleich derje nigen eines durch den Mittelpunkt (optische Achse) und den Umfangsbereich einer normalen Linse hindurchgehenden Lichtstrahls.

Wenn in diesem Fall zwischen dem Wert V der angelegten Spannung und der Änderung Δn des Brechungsindex eine Proportionalität V αΔn besteht, kann die Lichtwegdif ferenz des durch den Lichtwellenleiter hindurchgehenden Laserstrahls durch die Steuerung der angelegten Spannung geändert werden, so daß dadurch die Brennweite geändert werden kann.

Während in Fig. 3 die Mittelelektrode die längste Elek trode mit der Länge L ist und die Längen der anderen Elektroden außerhalb der optischen Achse mit zunehmendem Abstand von der optischen Achse abnehmen, können umge kehrt auch die Längen der Elektroden außerhalb der opti schen Achse mit zunehmendem Abstand von der optischen Achse gemäß der Gleichung lm = L + am² zunehmen (wobei lm die Länge der m-ten Elektrode ist), wie in Fig. 5 gezeigt ist; mit diesem Aufbau wird die gleiche Linsenwirkung er zielt.

In dem letzten Fall besitzt jedoch die Lichtwegdifferenz gegenüber dem in Fig. 3 gezeigten Fall ein entgegenge setztes Vorzeichen. D. h., daß dann, wenn durch die in Fig. 3 gezeigte Elektrodenanordnung eine konvexe Linse ausgebildet werden kann, mit der in Fig. 5 gezeigten Elektrodenanordnung eine konkave Linse gebildet wird.

Nun wird die Funktion des in Fig. 1 gezeigten Laser strahlabtastgeräts beschrieben.

Die Halbtonanzeige bzw. das Halbtondrucken, die Raster punkte auf einem binären Medium benutzen, werden im all gemeinen durch eine Flächenmodulation bewerkstelligt. D. h., daß ein dunkler Bereich 16 viele Rasterpunkte für eine stark schwarze Fläche aufweist, während ein heller Bereich 17 wenige Rasterpunkte für eine gering schwarze Fläche besitzt, wie in Fig. 6 gezeigt ist.

Wenn der Halbton wie im Laserdrucker durch eine Rasterab tastung dargestellt wird, ist es notwendig, die Anzahl der schwarzen Rasterpunkte 18 entsprechend der Helligkeit eines jeden Rasters zu ändern, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Bei diesem Verfahren ist es jedoch für die Anzeige eines hochaufgelösten und stark abgestuften Halbtons notwendig, die Abtastung eines Leuchtflecks mit kleinem Durchmesser zu beschleunigen. Zu diesem Zweck mußten bisher die Dreh zahl des rotierenden Multispiegels (Polygonspiegel) und die Lasermodulationsfrequenz erhöht werden.

Erfindungsgemäß wird die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung zum Ändern der Brennweite verwendet, um den anzuzeigenden oder zu druckenden, hochaufgelösten und stark abgestuften Halbton ohne Erhöhung der Drehzahl des sich rotierenden Multispiegels zu ermöglichen.

Anstatt der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung 100 zum Än dern der Brennweite verwendet ein herkömmlicher Laser drucker einen Lichtmodulator, beispielsweise einen Ultra schall-Lichtmodulator, mit dem die Intensität des Laser strahls durch ein intermittierendes Signal entsprechend der Druckinformation vom Host-Computer moduliert wird. Der durch diesen Lichtmodulator in bezug auf seine Inten sität modulierte Laserstrahl tastet mittels des rotieren den Multispiegels 6 die lichtempfindliche Trommel 9 ab. Hierbei wird eine spezielle Abtastlinse, die als f-R- Linse bezeichnet wird, als Abtastlinse 8 verwendet, um die Trommel entlang einer Abtastzeile 140 mit konstanter Geschwindigkeit abzutasten. Die Auflösung des gedruckten Bildes hängt vom Durchmesser des auf die Trommel gestrahlten Laserstrahls ab. Der daraufhin erfolgende Druckprozeß gleicht demjenigen einer allgemeinem elektrophotographischen Kopiermaschine. D. h., daß nur die bestrahlte Fläche aufgrund des lichtelektrischen Effektes ihre Ladung verliert, wenn der Laserstrahl auf die licht empfindliche Trommel, deren gesamte Oberfläche aufgeladen ist, gestrahlt wird, so daß auf diese Fläche ein latentes Bild geschrieben wird. Auf dieses latente Bild wird ein Toner aufgebracht, woraufhin auf die Trommel Papier ge preßt wird, so daß der Toner auf das Papier übertragen wird. Dann wird das Papier zur Fixierung erwärmt. In die sem Fall kann bei Verwendung eines Halbleiterlasers eine direkte Modulation ausgeführt werden, was zu einem Gerät mit kleinen Abmessungen führt.

In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wird die Vor richtung 100 zum Ändern der Brennweite dazu verwendet, den Laserstrahl von der Laserlichtquelle 1 über den oben beschriebenen Lichtwellenleiter zum optischen Abtastsy stem zu führen. Dabei wird eine Flächenmodulation ausge führt, wie sie in Fig. 9B gezeigt ist. Im betreffenden Stand der Technik, der in Fig. 9A gezeigt ist, werden die kleinsten Einheiten oder Rasterpunkte verwendet, wobei die Laserstrahlabtastung beispielsweise siebenmal ausge führt wird, um die Flächenmodulation zu bewerkstelligen. Mit der in Fig. 1 gezeigten Ausführungform kann die glei che Flächenmodulation durch einen einzigen Laserstrahlab tastvorgang bewerkstelligt werden, wie in Fig. 9B gezeigt ist. Daher kann die Modulationsfrequenz auf 1/7 der im Stand der Technik verwendeten Modulationsfrequenz redu ziert werden. Diese Tatsache wird im einzelnen mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben.

In Fig. 8 ist das optische Abtastsystem in bezug auf die Nebenabtastrichtung gezeigt; diese Darstellung ergibt sich aus einer Umordnung der in Fig. 1A gezeigten Seiten ansicht. Es wird angenommen, daß ein Leuchtfleck mit Durchmesser d₀ auf die lichtempfindliche Trommel entlang der Abtastzeile 140 gestrahlt wird, wenn an die Elektro den 13 keine Spannung angelegt wird. Der Durchmesser des Laserstrahl-Leuchtflecks ist durch
d₀≒λ/NA
gegeben, wobei λ die Wellenlänge des Laserstrahls ist und wobei NA die numerische Apertur der Abtastlinse 8 ist.

Wenn der Bildpunkt der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel um Δf geändert wird, wenn zwischen die Elektro den 13 der Vorrichtung 100 die Spannung V angelegt wird, um die Brennweite in der Nebenabtastrichtung zu ändern, ist der Durchmesser d₁ in der Nebenabtastrichtung der Abtastzeile 140 durch
d₁ = 2×Δ×NA,
gegeben. Daher kann der Leuchtfleckdurchmesser d₁ der lichtempfindlichen Trommeloberfläche bezüglich des Durch messsers d₀, der sich ergibt, wenn keine Spannung V ange legt wird, beliebig geändert werden, indem die an die Elektroden 13 angelegte Spannung geändert wird, um Δf zu steuern.

In Fig. 9B wird mit dem Bezugszeichen 92 die Gestalt des Leuchtflecks mit Durchmesser d₀ bezeichnet, für den an die Elektroden 13 keine Spannung angelegt ist. Die Be zugszeichen 93 und 94 bezeichnen die Form des Leucht flecks, dessen Durchmesser d₁ dreimal so groß wie der Durchmesser d₀ ist, indem die Spannung an den Elektroden 13 entsprechend geändert wird. Die Bezugszeichen 91 und 95 bezeichnen die Formen der Leuchtflecke, deren Durch messer d₁ fünfmal bzw. siebenmal so groß wie d₀ ist, in dem die Spannung an die Elektroden 13 entsprechend geän dert wird. Während daher im Stand der Technik, wie er in Fig. 9A gezeigt ist, durch siebenmaliges Abtasten ein Punktmuster erhalten wird, kann erfindungsgemäß das im wesentlichen gleiche Punktmuster durch einen einzigen Ab tastvorgang erhalten werden, indem die Spannung an die Elektroden 13 entsprechend dem Punktmuster gesteuert wird. Hierbei sollte der Treiberstrom an die Laserlicht quelle 1 vorzugsweise in Übereinstimmung mit dem aufzu zeichnenden Punktmuster gesteuert werden, um die Leistung des Laserstrahls entsprechend der Änderung des Leucht fleckdurchmessers zu ändern.

In Fig. 9B ist das erhaltene Punktmuster symmetrisch in bezug auf die vierte Rasterpunktreihe in Fig. 9A. In die ser Ausführungsform wird ein in bezug auf die senkrechte Richtung symmetrisches Muster verwendet, wobei die dem zu druckenden oder anzuzeigenden Licht- und Schattenmuster entsprechende Kodeinformation durch eine geeignete Ko deumwandlungsoperation leicht in das entsprechende symme trische Muster umgewandelt werden kann. Somit kann die Erfindung in einem allgemeinen Druck- oder Anzeigegerät, das mit einem Licht- und Schattenmuster arbeitet, ange wendet werden, so daß die Anzahl der Abtastvorgänge, die in diesem Gerät ausgeführt werden, wie in der oben be schriebenen Ausführungsform verringert werden kann.

Nun wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform ist insbe sondere dann vorteilhaft, wenn eine Mehrzahl von Laser strahlen parallel abtasten. In US 07/3 90 400-A (7. August 1989) haben die Anmelder der vorliegenden Erfindung ge zeigt, daß die Druckdichte selbst bei einer parallelen Abtastung einer Mehrzahl von Laserstrahlen geändert wer den kann, indem automatisch in Übereinstimmung mit der Änderung der Druckdichte der Abstand einer Mehrzahl von Abtastlaserstrahlen geändert wird. Um jedoch eine feinere Aufzeichnung auszuführen, ist es notwendig, den Leucht fleckdurchmesser eines jeden Abtastlaserstrahls in der Nebenabtastrichtung zu ändern.

Wenn beispielsweise der Fall der Parallelabtastung zweier Laserstrahlen betrachtet wird, wird deutlich, daß die vorliegende Erfindung auch auf eine Parallelabtastung mit einer Mehrzahl von Laserstrahlen angewendet werden kann.

In Fig. 10 ist eine weitere Ausführungsform der vorlie genden Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform wer den zwei Vorrichtungen 100a und 100b zum Ändern der Brennweite verwendet, die Lichtstrahlen mit linear pola risiertem Licht aussenden, wobei die Polarisationsrich tungen der beiden Lichtstrahlen im wesentlichen orthogo nal orientiert sind (P-S-Polarisation). Die von den Lichtquellen ausgesandten Strahlen 4a und 4b werden über Linsen 2a bzw. 2b und Spiegel 3a bzw. 3b, die mit Strahl wegeinstellvorrichtungen 211 bzw. 212 versehen sind, in einen Polarisationslichtstrahlteiler 5 geführt. (Die Strahlwegeinstellvorrichtungen 211 und 212 stellen bei spielsweise über Mechanismen wie etwa an den Spiegeln 3a bzw. 3b befestigte Drehantriebselemente, die durch die Ausgaben 331 bzw. 332 von Differenzverstärkern 221 bzw. 222 angetrieben werden, die optischen Wege ein.) Der Strahlteiler 5 hat die Funktion, das P-polarisierte Licht geradlinig hindurchzulassen und das S-polarisierte Licht rechtwinklig abzulenken, so daß sich die Strahlen 4a und 4b im wesentlichen in der gleichen Richtung ausbreiten, nachdem sie durch den Strahlteiler 5 hindurchgegangen sind. Dann werden sie durch einen rotierenden Polygon spiegel 6, der ihr jeweiliges Ablenkmittel darstellt, ab gelenkt und durch eine Abtastlinse 8 so geführt, daß auf den Abtastzeilen 141 und 142 auf der Abtastebene 9 eine parallele Strahlabtastung bewirkt wird.

Der Abtaststrahldetektor 15 gibt die Abtaststartposition für jeden Strahlabtastvorgang an. Obwohl nicht gezeigt, wird die Ausgabe dieses Detektors 15 als Synchronisati onssignal verwendet, wenn die Daten für die Aufzeichnung (bzw. für den Druck) geliefert werden.

Bei diesem Abtastprozeß muß der Abstand d zwischen den Abtastzeilen 141 und 142 auf einem einer vorgeschriebenen Bildpunktdichte entsprechenden Wert gehalten werden. Hierzu werden Teile der in den Strahlteiler 5 eintreten den Strahlen 4a und 4b ausgesondert und als Steuerstrah len 101 und 102 verwendet und in Strahlpositionsdetekto ren 111 bzw. 112 eingeleitet. Die Detektoren, die in Fig. 11 gezeigt sind, besitzen einen Aufbau, der in der zu den Abtastrichtungen senkrechten Richtung in zwei Basisberei che unterteilt ist. Diese Detektoren sind so ausgebildet, daß die Beleuchtungsleistung auf beiden Seiten der Grenz fläche zwischen den unterteilten Flächen jeweils licht elektrisch umgewandelt und als entsprechendes elektri sches Signal verwendet wird. Dann werden die Signale an Differenzverstärker 221 und 222 geliefert, die Differenz signale erzeugen, welche an die Strahlwegeinstellvorrich tungen 211 und 212 geliefert werden. Dadurch werden die Orientierungen der Spiegel 3a und 3b so eingestellt, daß die Differenzsignale stets auf dem Wert "Null" gehalten werden können, so daß die Steuerstrahlen 101 und 102 kon stant in mittigen Positionen auf der entsprechenden Grenzfläche der unterteilten Flächen der Detektoren 111 und 112 gehalten werden können.

Nun wird angenommen, daß bei dem in Fig. 11 gezeigten De tektor 111 der Anschluß C eines Leitungsdrahtes von einem Anschluß A und einem Anschluß B isoliert ist und die aus dem Leuchtfleck 601 des Positionssteuerstrahls 101 sich ergebende Ausgabe 331 auf "Null" gehalten wird, während im Detektor 112 die aus dem Leuchtfleck 602 sich erge bende Ausgabe 332 ebenfalls auf "Null" gehalten wird. Da die Detektoren 111 und 112 in einer solchen relativen räumlichen Beziehung zueinander stehen, daß der Abstand d zwischen den Abtaststrahlen auf der Abtastebene (licht empfindliche Trommelebene) 9 zum Ausdruck gebracht wird, wie in Fig. 10 gezeigt ist, werden in diesem Fall die Steuerstrahlen 101 und 102 stabil gehalten, wodurch in diesem Fall der Abstand d zwischen den Abtaststrahlen konstant gehalten werden kann.

In Fig. 12 ist der Aufbau eines Abtaststeuersystems 24 (das auch in Fig. 10 gezeigt ist) gezeigt, mit dem das oben beschriebene optische Abtastsystem gesteuert wird. Der Betrieb zum Wechseln der Bildpunktdichte wird mit ei nem Punktdichte-Wechselbefehl 17 von einem elektronischen Steuersystem 700 begonnen.

Wenn die Geschwindigkeit, mit der sich die Abtastebene 9 bewegt (d. h. die Drehzahl der lichtempfindlichen Trommel) konstant gehalten wird, werden die Operationen zum Wech seln der Bildpunktdichte sowohl in der Strahlabtastrich tung als auch in der hierzu senkrechten Richtung (Nebenabtastrichtung) folgendermaßen ausgeführt.

Zunächst wird eine Änderung der Bildpunktdichte in der Abtastrichtung dadurch erreicht, daß die Impulsbreite für die Strahlintensitätsmodulation des Bildpunktsignals ein gestellt wird, wodurch die bestrahlte Fläche verändert wird. Die jeweiligen Signale 301 und 302 hierfür werden vom Abtaststeuersystem 24 an die Intensitätsmodulatoren 201 und 202 geliefert. Zu diesem Zeitpunkt wird aufgrund des Punktdichte-Wechselbefehls 17 durch einen Selektor 44 eine der Oszillatorfrequenzen fD₁ und fD₂ von Oszillato ren 431 und 432 gewählt. Dann werden Druck- (oder Auf zeichnungs-) Daten 301 und 302 von Aufzeichnungsdaten- Speichern 421 bzw. 422 mit den gewählten Frequenzen an die jeweiligen Intensitätsmodulatoren 201 und 202 ausge geben, so daß die Laserstrahlen in vorgegebenen Interval len eingeschaltet und ausgeschaltet werden.

Um die Bildpunktdichte in der zur Abtastrichtung senk rechten Richtung (Nebenabtastrichtung) zu ändern, muß die Drehzahl des rotierenden Polygonspiegels 6 für die Abta stung der Lichtstrahlen geändert werden. Hierzu wird durch einen Selektor 47 im Abtaststeuersystem 24 aufgrund des Punktdichte-Wechselbefehls 17 eine der Frequenzen fM₁ und fM₂ zum Antreiben des rotierenden Polygonspiegels 6 ausgewählt und an eine Treiberimpulsschaltung 48 gelie fert. In dieser Treiberimpulsschaltung 48 wird ein Tak timpuls zum Steuern der Drehzahl des Polygonspiegels er zeugt, mit dem ein Motor 23 des Polygonspiegels so ange trieben wird, daß eine geeignete Drehzahl erhalten wird, um die vorgeschriebene Abtastanzahl zu erreichen.

Wenn eine Mehrzahl von Strahlen, z. B. zwei Strahlen 141 und 142 in Fig. 10, gleichzeitig einen Abtastvorgang aus führen, muß der Abstand d zwischen der Mehrzahl der Ab taststrahlen um einen (im voraus eingestellten) Wert ge ändert werden, der der Änderung der Bildpunktdichte ent spricht. Dies wird dadurch erreicht, daß die Grenze der unterteilten Flächen (zwischen den Bezugszeichen 53 und 54 in Fig. 11, wie später beschrieben wird) eines Detek tors 111 bewegt wird, um eine Strahlposition entsprechend dem Abstand zwischen den Abtaststrahlen zu erfassen.

Die oben beschriebene Operation wird ebenfalls durch das Abtaststeuersystem 24 ausgeführt, wenn dieses den Punkt dichte-Wechselbefehl 17 empfängt. In Fig. 11 ist ein De tektorsystem zum Ausführen dieser Operation gezeigt.

Hierbei ist der Fall gezeigt, in dem der Abstand d zwi schen den Strahlen auf zwei Arten variiert wird.

Der Detektor 111 ist für den Strahl 101 vorgesehen und dient der Erfassung der Position von dessen Leuchtfleck 601. Der Detektor 111 ist beispielsweise aus fünf vonein ander getrennten, lichtempfindlichen Elementen 511 bis 515 aufgebaut. Von diesen Elementen sind die einerseits die mit 511 und 512 und andererseits die mit 514 und 515 bezeichneten jeweils über Leitungen 56 bzw. 57 miteinan der elektrisch verbunden, wobei die Leitungen 56 und 57 wiederum mit einem Differenzverstärker 221′ verbunden sind. Der Anschluß C des lichtempfindlichen Elementes 513 kann entsprechend einem Signal 31 vom Abtaststeuersystem 24 wahlweise mit einem der Anschlüsse A oder B verbunden werden. Wenn der Anschluß C mit dem Anschluß A verbunden wird, arbeitet der Detektor 111 als zweigeteilter Detek tor, bei dem die Grenze der Fläche 53 als Teilungslinie wirkt. Der Strahlleuchtfleck gelangt durch eine dem zu diesem Zeitpunkt entsprechenden Differenzsignal entspre chende Servosteuerung in einen stabilen Zustand, wenn er auf dem Detektor 111 an der durch die gestrichelte Linie 611 gekennzeichneten Position angeordnet wird. Wenn der Detektor 112 wie gezeigt durch zwei voneinander getrennte lichtempfindliche Elemente 521 und 522 aufgebaut wird, wird der Strahlleuchtfleck 602 auf diesem Detektor 112 stabilisiert, wenn sich die Grenzfläche 58 zwischen den unterteilten Elementen mittig durch den Detektor er streckt. In diesem Zustand ist der Abstand zwischen der Grenzlinie der unterteilten Flächen 53 und 58 der zwei Detektoren durch P₂ gegeben, so daß der Abstand d zwi schen den Abtaststrahlen 141 und 142 auf der Abtastebene entsprechend diesem Wert bestimmt wird. Wenn dann auf grund des Signals 31 vom Abtaststeuersystem 24 der An schluß C mit dem Anschluß B verbunden wird, arbeitet der Detektor 111 als zweigeteilter Detektor mit der Grenze der Teilflächen 54 als Teilungslinie. Nun wird der Strahlleuchtfleck durch die Servosteuerung in Abhängig keit vom Differenzsignal zu diesem Zeitpunkt an der Posi tion 601 stabilisiert. Daher ist der Abstand zwischen den zwei Strahlleuchtflecken durch P₁ gegeben, so daß der Strahlabstand d auf der Abtastebene entsprechend einen anderen Wert annehmen kann.

Wie oben beschrieben, ist es möglich, die Punktdichte durch eine Änderung des Abstandes zwischen den Abtastzei len auch dann zu ändern, wenn in dem optischen Abtastsy stem eine Mehrzahl von Strahlen verwendet werden. Um je doch einen Druckvorgang mit höherer Bildqualität auszu führen, ist es notwendig, sowohl den Durchmesser des La serleuchtflecks in der Nebenabtastrichtung um einen ge eigneten Wert zu ändern als auch den Abstand der Abtast zeilen einzustellen. Hierfür werden die in Fig. 10 ge zeigten Vorrichtungen 100a und 100b zum Ändern der Brenn weite verwendet. Diese Vorrichtungen 100a und 100b sind, wie oben erwähnt, mit einer Mehrzahl von Elektroden 13 zum Ändern des Brechungsindex des Lichtwellenleiters aus gerüstet. Wenn beispielsweise ein komprimiertes Muster gedruckt werden soll, werden die Leuchtfleckdurchmesser der zwei Abtastlaserstrahlen 141 und 142 und der Abstand d zwischen den Abtastzeilen so eingestellt, daß zwischen ihnen eine geeignete Beziehung besteht, um den Druckvor gang auszuführen. In diesem Fall werden die Vorrichtungen 100a und 100b zum Ändern der Brennweite nicht betrieben, so daß die Lichtstrahlen von den Laserquellen 1a und 1b durch die Vorrichtungen 100a bzw. 100b im wesentlichen unverändert hindurchgelassen werden. Wenn andererseits ein ausgedehntes Muster gedruckt werden soll, werden die Durchmesser der Leuchtflecke in der Nebenabtastrichtung jeweils in Beziehung zur Vergrößerung des Abstandes d ausgedehnt. In diesem Fall werden die Vorrichtungen 100a und 100b betrieben, indem an die Elektroden 13 des Licht wellenleiters eine geeignete Spannung V angelegt wird, so daß die Durchmesser der Leuchtflecke der Laserstrahlen 4a und 4b durch die Vorrichtungen 100a bzw. 100b zum Ändern der Brennweite entsprechend ausgedehnt werden können, wie oben mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben worden ist. Zwi schen dem Abstand d, zwischen den Abtastzeilen 141 und 142 und den Werten der entsprechenden Leuchtfleckdurch messer kann eine geeignete Beziehung aufrechterhalten werden, um einen Druckvorgang mit hoher Bildqualität aus zuführen.

Nun wird mit Bezug auf Fig. 12 die Steuerung des obigen Betriebs im einzelnen erläutert. Anhand des Punktdichte- Wechselbefehls 17 wird eine Spannungssteuerschaltung 113 so betätigt, daß sie eine geeignete Spannung erzeugt. Diese Spannungssteuerschaltung 130 betätigt die Vorrich tungen 100a und 100b zum Ändern der Brennweite. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Vorrichtungen 100a und 100b nicht betrieben, wenn ein komprimiertes Mu ster gedruckt werden soll, während dann, wenn ein ausge dehntes Muster gedruckt werden soll, synchron zur Trei berfrequenz fM des Polygonspiegels 6, zur Lasermodulati onsfrequenz f_D und zur Änderung der Teilungslinie des lichtempfindlichen Detektors 111 eine geeignete Spannung an die Vorrichtungen 100a und 100b angelegt wird. Auf diese Weise wird der Durchmesser des Leuchtflecks eines jeden Abtastlaserstrahls in der Nebenabtastrichtung geän dert.

Wenn mit einer Mehrzahl von Strahlen abgetastet werden soll, ist es, wie oben beschrieben worden ist, stets mög lich, optimale Werte für den Abstand zwischen benachbar ten Abtaststrahlen und für den Durchmesser des Leucht flecks aufrechtzuerhalten, um die Bildelementdichte oder die Druckrasterpunktdichte zu ändern.

Die Fig. 13A bis 13I sind Zeitablaufdiagramme, mit denen der Betrieb des in Fig. 10 gezeigten optischen Abtastsy stems erläutert wird.

In Fig. 13A sind die Zustände für zwei Arten von Bild punktdichten (einschließlich der Rasterpunktdichte) S₁ und S₂ gezeigt, von denen einer gewählt wird. In Fig. 13B ist der Verbindungszustand für das lichtempfindliche Ele ment 513 des in Fig. 11 gezeigten Detektors 111 zum Steu ern der Strahlposition gezeigt, der infolge des Zustandes in Fig. 13A (der dem Signal 31 entspricht) auftritt. In Fig. 13C ist der Zustand der Treiberfrequenz fM₁ bzw. fM₂ des rotierenden Polygonspiegels 6 gezeigt, der infolge des in Fig. 13A gezeigten Zustandes auftritt (und der dem Signal 32 entspricht). Die Lasermodulationsfrequenz fD₁ bzw. fD₂ wird ebenso ausgewählt. In den Fig. 13D und 13E sind Lasermodulationssignale gezeigt (die den Signalen 301 und 302 entsprechen). Von diesen Signalen stellen die mit m bzw. m′ bezeichneten Bereiche Signalwellenformen des aufzuzeichnenden (oder zu druckenden) Musters dar, wobei die Modulationsfrequenz entweder fD₁ oder fD₂ ist. Die Abtastperiode K/fM wird in einem festen Verhältnis zur Drehzahl des rotierenden Polygonspiegels festgelegt, wobei K für dieses Verhältnis eine Konstante darstellt. Durch die mit g bzw. g′ bezeichneten Bereiche wird der Laser eingeschaltet, damit die Strahlposition für jeden Abtastvorgang erfaßt werden kann. In Fig. 13F sind die Signalausgangswellenformen des Abtaststrahldetektors 15 als Synchronisierungssignale für die Bestimmung der Aus gabezeitpunkte der das Aufzeichnungs-(oder Druck-) Muster darstellenden Rasterpunktsignale gezeigt. In den Fig. 13G und 13H sind die Abtast- und Haltezeiten (die den Signa len 331 und 332 entsprechen) des Abtastdaten-Steuersy stems, das zur Stabilisierung des Abtaststrahl-Abstandes verwendet wird, gezeigt, wobei TS₁ und TS₂ die Abtastpe rioden und TH₁ und TH₂ die Halteperioden bezeichnen. Wenn der Laser in der Umgebung der Abtaststartposition einge schaltet wird (Periode TS, die den Bereichen g und g′ in den Fig. 13D und 13E entspricht), wird die Erfassung und die Steuerung des Abtaststrahl-Abstandes ausgeführt, wo bei dieser Zustand während der folgenden Periode (TH) aufrechterhalten wird und diese Operationen bei jedem Ab tastvorgang wiederholt werden.

In Fig. 13I ist der Zustand der an die Elektroden 13 der Vorrichtungen 100a und 100b zum Ändern der Brennweite an gelegten Spannung V gezeigt. Da S₂ dem Zustand eines kom primierten Musters entspricht, werden die Vorrichtungen 100a und 100b in einem solchen Zustand nicht betrieben. Da der Zustand S₁ einem ausgedehnten Muster entspricht, wird in diesem Fall an die Vorrichtungen 100a und 100b eine geeignete Spannung V₁ angelegt. Es ist vorteilhaft, an die Vorrichtungen 100a und 100b Spannungen V₁ und V₂ mit unterschiedlichen Werten entsprechend den Zuständen S₁ und S₂ anzulegen, damit die Vorrichtungen stets be trieben werden.

Durch die oben beschriebene dynamische Lichtbrechung ent sprechend den erwähnten Zeitablaufdiagrammen ist es mög lich, den Durchmesser des Leuchtflecks in der Nebenabta strichtung entsprechend der Änderung der Rasterpunkt dichte auch dann zu ändern, wenn bei Verwendung einer Mehrzahl von Strahlen eine parallele Abtastung ausgeführt wird.

Als Strahlwegeinstellvorrichtungen 211 und 212, wie sie in der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform verwendet werden, können herkömmliche Geräte wie beispielsweise ein einen elektromagnetischen Antrieb verwendender Galvano spiegel oder ein piezoelektrisches Element für die genaue Einstellung des Spiegels oder dergleichen verwendet wer den.

Obwohl oben der Fall beschrieben worden ist, in dem zwei Strahlen für die parallele Abtastung verwendet werden, ist die vorliegende Ausführungsform auch auf eine Paral lelstrahlabtastung anwendbar, in der mehr als zwei Strah len verwendet werden.

Die bis jetzt beschriebene Ausführungsform der vorliegen den Erfindung ist mit einem Mittel zum Ändern des Abtast strahl-Abstandes auf vorgeschriebene Werte und zum Ändern des Durchmessers des Leuchtflecks eines jeden Abtast strahls in der Nebenabtastrichtung bei einer Mehrfach strahl-Parallelabtastung, bei der eine Mehrzahl von Lichtquellen verwendet werden, ausgerüstet. Daher können die Bildelementdichte und die Rasterpunktdichte bei Ver wendung des gleichen Aufbaus geändert werden, wodurch bei der Bilderzeugung stets eine sehr viel höhere Bildquali tät erzielt wird. Außerdem können diese Operationen aus geführt werden, ohne daß schwierige Einstellvorgänge wie etwa eine mechanische Einstellung erforderlich sind, da sämtliche Einstellvorgänge elektrisch ausgeführt werden können. Da die Einstellvorgänge verhältnismäßig leicht ausgeführt werden können, wird ein hoch leistungsfähiges und leicht bedienbares Lichtstrahlabtastgerät geschaffen.

Wie oben beschrieben, kann in das optische Laserabtastsy stem eine Vorrichtung eingebaut werden, in der die Brenn weite in der Nebenabtastrichtung frei geändert werden kann. In diesem Aufbau kann stets eine optimal fokus sierte Laserleuchtfleckgröße erhalten werden, indem die Lichtmenge wirksam genutzt wird und ohne daß die Drehzahl des Polygonspiegels wesentlich erhöht wird, selbst wenn die Bildpunktdichte geändert worden ist, so daß eine be friedigendere Bildqualität erzielt werden kann.

Selbstverständlich kann die Aufgabe der vorliegenden Er findung auch dadurch gelöst werden, daß die Vorrichtung zum Ändern der Brennweite in ein optisches Abtastsystem eingebaut wird, in dem eine Mehrfachstrahlabtastung unter Verwendung einer Mehrzahl von Lichtquellen zur Anwendung kommt, wie in Fig. 10 gezeigt ist.

Die Erfindung ist anhand bevorzugter und verschiedener Ausführungsformen beschrieben worden. Für den Fachmann sind selbstverständlich Abwandlungen und Änderungen die ser Ausführungsformen denkbar, von denen beabsichtigt ist, daß sie sämtlich im Umfang der Erfindung enthalten sind, wie er durch die folgenden Patentansprüche angege ben wird.

Claims

1. Laserstrahlabtastgerät, mit
einer Laserlichtquelle (1; 1a, 1b) zum Aussenden wenigstens eines Laserstrahls,
einer Ablenkeinrichtung (6), die den Laserstrahl von der Laserlichtquelle empfängt und ablenkt und
einem Abtastlinsenmittel (8), das bewirkt, daß der von der Ablenkeinrichtung (6) abgelenkte Laserstrahl eine Abtastung ausführt,
gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung (100; 100a, 100b) zum Ändern der Brennweite, die zwischen der Laserlichtquelle (1; 1a, 1b) und der Ablenkeinrichtung (6) angeordnet ist und einen Lichtwellenleiter (12), der einen Laserstrahl empfängt und führt, und eine Elektrodenvorrichtung (13), die auf dem Lichtwellenleiter (12) vorgesehen ist, um den Bre chungsindex des Lichtwellenleiters (12) entsprechend ei ner an die Elektrodenvorrichtung (13) angelegten Spannung (V) zu ändern, umfaßt, so daß im Lichtwellenleiter (12) eine Linse ausgebildet wird, die den fokussierten Leucht fleck des durch den Lichtwellenleiter (12) hindurchgegan genen Laserstrahls in einer Richtung ändern kann.

2. Laserstrahlabtastgerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenvorrichtung (13) eine Mehrzahl von Elektroden umfaßt, die sich in der einen Richtung in einem gegenseitigen Abstand befinden, und daß die Längen der Mehrzahl der Elektroden (13) in der Rich tung, in der sich der Laserstrahl durch den Lichtwellen leiter ausbreitet, mit zunehmendem Abstand von der Mit telelektrode abnehmen.

3. Laserstrahlabtastgerät gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der Mehrzahl der Elektro den (13) durch die Gleichung
lm = L-am²
festgelegt werden, wobei lm die Länge der in bezug auf die Mittelelektrode an m-ter Stelle befindlichen Elek trode ist, wobei L die Länge der Mittelelektrode ist und wobei a eine Konstante ist.

4. Laserstrahlabtastgerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenvorrichtung aus einer Mehrzahl von in der einen Richtung in einem gegenseitigen Abstand befindlichen Elektroden gebildet wird und daß die Längen der Mehrzahl der Elektroden (13) in der Richtung, in der sich der Laserstrahl durch den Lichtwellenleiter (12) ausbreitet, mit zunehmendem Abstand von der Mittel elektrode größer werden.

5. Laserstrahlabtastgerät gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der Mehrzahl der Elektro den (13) durch die Gleichung
lm = L+am²
festgelegt werden, wobei lm die Länge der in bezug auf die Mittelelektorde an m-ter Stelle befindlichen Elek trode ist, wobei L die Länge der Mittelelektrode ist und wobei a eine Konstante ist.

6. Laserstrahlabtastgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung V ent sprechend dem auf einer Abtastfläche (9) ausgebildeten Rasterpunktmuster (91-95) geändert wird.

7. Laserstrahlabtastgerät gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Treiberstrom an die Laserlicht quelle (1; 1a, 1b) entsprechend dem Rasterpunktmuster (91- 95) geändert wird.

8. Laserstrahlabtastgerät, mit
einer Mehrzahl von Laserlichtquellen (1a, 1b), die Laserstrahlen erzeugen,
einer Strahlzusammensetzungseinrichtung (5), die die Laserstrahlen (4a, 4b) von der Mehrzahl der Laser lichtquellen (1a, 1b) in eine einzige Richtung lenkt,
einer Ablenkeinrichtung (6), die die Laserstrah len von der Strahlzusammensetzungseinrichtung (5) emp fängt und ablenkt, und
einem Abtastlinsenmittel (8), das bewirkt, daß die von der Ablenkeinrichtung (6) abgelenkten Laserstrah len eine Mehrzahl von Abtastzeilen (141, 142) abtasten,
gekennzeichnet durch
eine Mehrzahl von Vorrichtungen (100; 100a, 100b) zum Ändern der Brennweite, von denen jede zwischen einer der Mehrzahl der Laserlichtquellen (1a, 1b) und der Strahlzusammensetzungseinrichtung (5) angeordnet ist und jeweils einen Lichtwellenleiter (12), der einen Laser strahl (4a, 4b) empfängt und führt, und eine Elektroden vorrichtung (13), die auf dem Lichtwellenleiter (12) vor gesehen ist, um den Brechungsindex des Lichtwellenleiters (12) entsprechend der an die Elektrodenvorrichtung (13) angelegten Spannung (V) zu ändern, umfaßt, wobei im Lichtwellenleiter (12) eine Linse geschaffen wird, die den fokussierten Leuchtfleck des Laserstrahls (4a, 4b), der durch den Lichtwellenleiter (12) hindurchgeht, in ei ner Richtung ändern kann.

9. Vorrichtung zum Ändern der Brennweite, gekennzeichnet durch
einen Lichtwellenleiter (12), der von einer La serlichtquelle (1; 1a, 1b) einen Laserstrahl empfängt und den Laserstrahl führt; und
eine Elektrodeneinrichtung (13), die auf dem Lichtwellenleiter (12) vorgesehen ist, um den Brechungs index des Lichtwellenleiters (12) entsprechend der an die Elektrodeneinrichtung (13) angelegten Spannung (V) zu än dern, um im Lichtwellenleiter (12) eine Linse zu schaf fen, die den fokussierten Leuchtfleck des durch den Lichtwellenleiter (12) gehenden Laserstrahls in einer Richtung ändern kann.

10. Vorrichtung zum Ändern der Brennweite gemäß An spruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenvor richtung (13) eine Mehrzahl von Elektroden umfaßt, die sich in der einen Richtung in einem gegenseitigen Abstand befinden, und daß die Längen der Mehrzahl der Elektroden (13) in der Richtung, in der sich der Laserstrahl durch den Lichtwellenleiter ausbreitet, mit zunehmendem Abstand von der Mittelelektrode abnehmen.

11. Vorrichtung zum Ändern der Brennweite gemäß An spruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der Mehrzahl der Elektroden (13) durch die Gleichung
lm = L-am²
festgelegt werden, wobei lm die Länge der in bezug auf die Mittelelektorde an m-ter Stelle befindlichen Elek trode ist, wobei L die Länge der Mittelelektrode ist und wobei a eine Konstante ist.

12. Vorrichtung zum Ändern der variablen Brennweite gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elek trodenvorrichtung aus einer Mehrzahl von in der einen Richtung in einem gegenseitigen Abstand befindlichen Elektroden gebildet wird und daß die Längen der Mehrzahl der Elektroden (13) in der Richtung, in der sich der La serstrahl durch den Lichtwellenleiter (12) ausbreitet, mit zunehmendem Abstand von der Mittelelektrode größer werden.

13. Vorrichtung zum Ändern der variablen Brennweite gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der Mehrzahl der Elektroden (13) durch die Gleichung
lm = L+am²
festgelegt werden, wobei lm die Länge der in bezug auf die Mittelelektrode an m-ter Stelle befindlichen Elek trode ist, wobei L die Länge der Mittelelektrode ist und wobei a eine Konstante ist.