HU199981B - Optical arrangement for scanning laser-beam devices - Google Patents
Optical arrangement for scanning laser-beam devices Download PDFInfo
- Publication number
- HU199981B HU199981B HU67188A HU67188A HU199981B HU 199981 B HU199981 B HU 199981B HU 67188 A HU67188 A HU 67188A HU 67188 A HU67188 A HU 67188A HU 199981 B HU199981 B HU 199981B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- lens
- laser
- scanning
- diameter
- convergence
- Prior art date
Links
Landscapes
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Abstract
A találmány tárgya optikai elrendezés pásztázó lézersugaras készülékekhez, elsősorban lézeres méretellenőrzéshez, képletapogatáshoz és lézeres nyomtatáshoz. A találmány szerinti elrendezés tartalmaz párhuzamos fénynyalábot kibocsátó lézert (1), nyalábeltéritöt (2) és pásztázó gyújtólencsét (3), valamint a lézer (1) és nyalábeltéritő (2) közé beépített olyan konvergencia - divergencia beállító nyalábformálót (4), amely a működés során a nyalábeltéri tőre (2) mindig állandó átmérőjű fényfoltot vetít, a nyaláb táguló vagy szűkülő jellege azonban állítható. A találmány célszerű megvalósítási változatánál a konvergencia-divergencia állítás gyűjtőlencse (6) és szórólencse (5) egymáshoz képesti közelítésével vagy távolításával történik. (Jellemző ábra: 3. sz.) HU 199981 A leírás terjedelme: 4 oldal, 2 rajz 5 ábra -1-FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an optical arrangement for scanning laser beam apparatus, in particular laser size control, formula scanning and laser printing. The arrangement according to the invention comprises a parallel light beam laser (1), a beam divider (2) and a scanning ignition lens (3), and a convergence divergence adjusting beamformer (4) integrated between the laser (1) and the beam divider (2) which is operable. the beam dock (2) always projects a constant beam of light, but the bulging or narrowing nature of the beam can be adjusted. In a preferred embodiment of the invention, the convergence divergence adjustment is accomplished by approximating or removing the collecting lens (6) and the lens (5). (Typical Figure 3) EN 199981 Scope of the description: 4 pages, 2 drawings Figure 5 -1-
Description
A találmány tárgya optikai elrendezés pásztázó lézersugaras készülékekhez, elsősorban lézeres méretellenőrzéshez, képletapogatáshoz és lézeres nyomtatáshoz.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an optical arrangement for scanning laser beam apparatus, in particular for laser size control, formula scanning and laser printing.
Pásztázó lézersugaras készülékeket szá- 5 mos területen alkalmaznak. Egyik legjelentősebb alkalmazási terület különféle tárgyak, munkadarabok méretellenőrzése. Az ilyen készülékekben a mérendő munkadarabot - az ellenőrizendő méretdimenzió mentén - lézer- 10 sugárral ismételten végigpásztázzák és a munkadarab mögött elhelyezett fényérzékelővel detektálják, hogy a pásztázó sugarat a munkadarab mikor takarja el, ill. hogy a fénysugár a munkadarab átellenes kontúr- 15 pontjánál mikor bukkan fel újra. Ilyen jellegű megoldások ismertetése található pl. a HU 183 677 lajstromszámú és 183 942 lajstromszámú szabadalmaink leírásában.Laser scanning devices are used in many areas. One of the most important fields of application is size control of various objects and workpieces. In such devices, the workpiece to be measured is scanned repeatedly with a laser beam 10 along the dimension dimension to be checked and detected by a light sensor located behind the workpiece when the workpiece is obscured or scanned by the workpiece. when the beam reappears at the opposite contour of the workpiece. Such solutions are described e.g. in our patents HU 183 677 and 183 942.
A lézersugaras pásztázás másik fontos 20 alkalmazása a lézeres fénymásolás, fényszedés, nyomtatás ill. faximile készítés területén található. Az ilyen készülékekben expozíció céljából fényérzékeny anyagot, így pl. fotópapírt pásztáznak intenzitásában modulált fő- 25 kuszáit lézersugárral, melynek hatására a megvilágított képpontokból alakul ki a kivánt szöveg, ábra ill. kép. Ismertes olyan megoldás is, melynél a pásztázó lézersugár egy xerox-henger felületén a kinyomtatandó ab- 30 rának megfelelő elektromos töltéselosztást hoz létre, mely azután meghatározza a papírra történő festékfelvitel elrendezését.Another important application of laser beam scanning is laser photocopying, photocopying, printing and printing. faximile creation area. In such devices, photosensitive material such as scanning the photo paper with its intensity modulated main laser beam, which produces the desired text, figure or image from the illuminated pixels. pictures. It is also known that the scanning laser beam generates an electrical charge distribution on the surface of an xerox drum corresponding to the skin to be printed, which then determines the arrangement of ink application on the paper.
A pásztázó lézersugaras készülékekben igen fontos követelmény a lézersugár fóku- 35 szált keresztmetszetének (a .képpont'-nak) állandó értéken tartása. Ugyancsak követelmény lehet az ún. párhuzamos pásztázás, melynek során a pásztázó lézersugár optikai szimmetria tengelye - mozgása során - önma- 40 gával szigorúan párhuzamosan mozdul el. A párhuzamos pásztázás biztosítja a méretellenőrző készülékek esetén az ún. parallaxis-hiba kiküszöbölését, másoló berendezések esetén pedig a ferde beesési szögből származó ellip- 45 tikus képpont-torzulás kiküszöbölését.In scanning laser beams, it is a very important requirement to maintain a constant focal cross-section of the laser beam (the "pixel"). The so-called "wedge" may also be a requirement. parallel scanning, in which the axis of optical symmetry of the scanning laser is shifted strictly parallel to itself by 40 motion. Parallel scanning provides a so-called "scanner" for size control devices. to eliminate parallax error and, in the case of copiers, to eliminate elliptical pixel distortion from an inclined angle of inclination.
A párhuzamos pásztázás szokásos megoldása az, hogy egy gyűjtőlencse elülső fókuszában nyalábeltérltöt - legcélszerűbben rezgőtükröt vagy forgó poligontükröt - helyez- 50 nek el, melyet párhuzamos, kör keresztmetszetű lézernyalábbal világítanak meg. A nyalábéi téri tő a párhuzamos nyalábot a lencsére vetíti, s azon végigvezeti, miáltal a lencse túloldalán, annak hátsó fókuszsikjában elhe- 55 lyezett tárgy vagy fotópapír párhuzamos elmozdulású, fókuszált megvilágítást kap.The usual solution for parallel scanning is to place a beam lens - preferably a vibrating mirror or a rotating polygon mirror - in the front focus of a collecting lens, illuminated by a parallel circular laser beam. The beam of light beam projects the parallel beam onto the lens and guides it through the lens so that the object or photo paper on the other side of the lens, in its back focus, receives parallel-focused, focused illumination.
Sok esetben felmerül olyan igény is, hogy a nyaláb fókuszálás! síkja állítható legyen úgy, hogy ezáltal a tárgy vagy fotópa- 60 pír a gyűjtőlencséhez közelebb, vagy távolabb kerülhessen, sót esetleg az is, hogy ezen sik helyzete akár üzem közben is fokozatmentesen átállítható legyen. Ez a lehetőség igen hasznos akkor, ha méretellenőrző 65 készülékek esetén különböző térbeli helyzetű munkadarabokat kell mérni, vagy ha egy ilyen készüléktípust különböző alkalmazási ill. felszerelési helyeken a helyi adottságokhoz kell adaptálni. Felléphet ilyen igény másológépeknél is, ha pl. az exponálást változó átmérőjű papírtekercsen kell végrehajtani.In many cases there is a need to beam focus! it may be adjustable so that the object or photo paper is moved closer to or farther away from the collector lens, or even salt, so that its slippery position can be continuously adjusted during operation. This option is very useful when measuring dimensionally adjustable devices 65 in different spatial positions, or when such a device type has different applications or applications. at installation locations it must be adapted to local conditions. This may also be the case with copiers, for example. exposure should be on rolls of variable diameter paper.
Az ismert pásztázó lézer sugaras készülékek egy részénél ilyen átállítási lehetőség nincs. Más típusoknál az átállás a fókuszáló optika cseréjével, vagy az egész pásztázó egység fizikai elmozdításával lehetséges. Ez a módszer azonban meglehetősen nehézkes. Emiatt olyan megoldás is szokásos, hogy a pásztázó lézernyalábot csak kis mértékben fókuszálják, sót esetleg egyáltalán nem fókuszálják, hanem a pásztázást állandó keresztmetszetű nyalábbal végzik. Ily módon a készülék .mélységélessége' jelentősen megnő, és a tárgysik helyzete széles határok között szabadon választható. Ezen megoldásnál azonban a nyalábátmérő (.képpont ill .letapogató folt átmérő) - a lézernyaláb hullámoptikai tulajdonságai miatt - lényegesen nagyobbra adódik, mint a fókuszált nyaláboknál, márpedig sok olyan alkalmazási terület létezik, ahol ilyen képpontnövekedés nem engedhető meg.Some known scanning laser beam devices do not have such a conversion option. For other types, switching is possible by replacing the focusing optics or by physically moving the entire pan. However, this method is quite cumbersome. For this reason, it is common practice to focus the scanning laser beam only slightly, or not to focus salt at all, but to scan the beam with a constant cross-section beam. In this way, the depth of field of the device is significantly increased and the position of the object can be freely selected within a wide range. However, in this embodiment, the beam diameter (pixel or scanning spot diameter), due to the waveguide properties of the laser beam, is significantly larger than that of the focused beam, and there are many applications where such pixel growth is not allowed.
Találmányunk célja olyan optikai elrendezés megvalósítása, mely lehetővé teszi az ilyen készülékekben a tárgysík helyzetének széles határok közötti egyszerű átállítását úgy, hogy a fókuszált nyalábkeresztmetszet mérete változatlan maradjon.It is an object of the present invention to provide an optical arrangement which allows for easy positioning of the object plane position across such a wide range of devices such that the focused beam cross-section remains unchanged.
Találmányunk alapja az a felismerés, amely szerint, ha a nyalábeltéritótól a pásztázó gyűjtőlencse felé haladó fénynyaláb tágulási ill. szűkülési szögét változtatjuk, úgy, hogy a nyaláb keresztmetszete a lencse elülső fókuszában elhelyezkedő nyalábeltáritő helyén változatlan maradjon, akkor a lencse túloldalán a tárgysik helyzete is változni fog, de úgy, hogy közben a fókuszált nyalábkeresztmetszet változatlan marad. Ez a meglepőnek tűnő állítás matematikai levezetéssel is igazolható és kísérleti úton is ellenőrizhető.The present invention is based on the discovery that, when the beam of light from the beam deflector to the scanning lens is expanded or deflected. changing the angle of tapering so that the beam cross-section at the beam focus position at the front focus of the lens remains unchanged, so that the position of the object on the other side of the lens will also change, but the focus beam beam will remain unchanged. This surprising statement can also be verified mathematically and can be verified experimentally.
Találmányunk tárgya tehát optikai elrendezés pásztázó lézersugaras készülékekhez, mely tartalmaz párhuzamos nyalábot kibocsátó lézert, továbbá nyalábeltérltöt, igy pl. forgó vagy rezgőtükröt és pásztázó gyűjtőlencsét.Thus, the present invention relates to an optical arrangement for scanning laser beam devices comprising a parallel beam laser and a beam spacer, e.g. rotating or oscillating mirrors and scanning lens.
Találmányunk lényege abban áll, hogy a lézer és nyalábeltérítő között a nyalábeltéritőre állandó átmérőjű fényfoltot vetítő konvergencia-divergencia beállító nyalábformáló van elhelyezve.It is an object of the present invention to provide a convergence divergence adjusting beam forming a constant diameter light spot on the beam deflector between the laser and the beam deflector.
A találmány szerinti megoldás célszerű megvalósítási módja az, hogy a konvergencia-divergencia beállító nyalábformáló a fény haladási irányában rendre egymáshoz képest elmozdítható, azaz közelíthető vagy távolítható szórólencsét, majd gyűjtőlencsét tartalmaz,A preferred embodiment of the present invention is that the convergence-divergence adjusting beamformer comprises, respectively, a moving lens, that is, an approximating or removable lens, and then a collector lens, in the direction of the light,
HU 199981 Β amelyek elülső fókusza a beállítási alaphelyzetben egybeesik.EN 199981 Β whose front focus is in the default setting.
A találmány egy másik célszerű megvalósítási változatánál pedig a konvergencia-divergencia beálUtó nyalábformáló egymáshoz képest elmozdítható gyűjtőlencsét és ezt követő szórólencsét tartalmaz, amelyeknek a hátsó fókusza esik egybe a beállítási alaphelyzetben.In another preferred embodiment of the present invention, the convergence-divergence adjustment beamformer comprises a movable collector lens and a subsequent fly lens, the rear focus of which is in the initial setting position.
A találmány példakénti megvalósítását rajz alapján ismertetjük. A rajzon azAn exemplary embodiment of the present invention will be described by way of illustration. In the drawing it is
1. ábra a pásztázó lézernyaláb geometriai szerkezetét, aFig. 1 is a geometric structure of a scanning laser beam, a
2. ábra a nem párhuzamos beesőnyaláb szerkezet módosító hatását, aFigure 2: Modifying effect of non-parallel incident beam structure, a
3. ábra a találmány szerinti optikai elrendezést, végül aFigure 3 illustrates an optical arrangement according to the invention, and finally a
4. és 5. ábrák a konvergencia-divergencia beállító nyalábformáló egy-egy célszerű felépítését mutatja be.Figures 4 and 5 show a preferred embodiment of the convergence-divergence adjusting beamformer.
Az 1. ábrán a 3. pásztázó gyűjtőlencsébe jutó D átmérőjű nyaláb a 3 pásztázó gyűjtőlencse mögött, attól f fókusztávolságban d átmérőjű fókuszált foltot alkot.In Figure 1, the diameter beam D entering the scanning lens 3 forms a focused spot of diameter d behind the scanning lens 3 at a focal length f of it.
A 2. ábrán a 2 nyalábeltéritőre jutó D átmérőjű nyaláb a 3 pásztázó gyűjtőlencse mögött fókuszálódik.In Fig. 2, the beam D of the beam deflector 2 is centered behind the scanning lens 3.
A 3. ábrán az 1 lézer után, annak optikai tengelyében 4 konvergencia-divergencia beállító nyalábformáló, majd elforduló tükörként kialakított 2 nyalábeltérítő, ez utóbbi eltérítési, azaz reflexiós irányában pedig 3 pásztázó gyűjtőlencse van elhelyezve.In Fig. 3, a beam deflector 2 is formed after the laser 1 in its optical axis, adjusting the convergence divergence 4, and then formed as a pivoting mirror, and in the latter direction the reflector 3 is scanned in the direction of deflection.
A 4. ábrán egymáshoz képest relatívan elmozdítható 5 szórólencse és 6 gyűjtőlencse látható, amelyek együttesen alkotják a 4 konvergencia-divergencia beállító nyalábformálót.Figure 4 shows a relatively movable lens 5 and a collector lens 6 which together form the convergence divergence adjusting beamformer 4.
Az 5. ábra egymáshoz képest relatívan elmozdítható 6 gyűjtőlencsét és 5 szórólencsét ábrázol, amelyek a 4 konvergencia-divergencia beállító nyalábformáló részeit alkotják.Fig. 5 shows a relatively movable collector lens 6 and a dispensing lens 5 which form the beam forming portions of the convergence-divergence adjustment 4.
Az 1. ábra az állandó keresztmetszetű ún. párhuzamos lézernyaláb viselkedését mutatja be a 3 pásztázó gyűjtőlencse után. Az eredeti lézernyaláb intenzitás eloszlása a nyaláb optikai tengelyétől való távolság függvényében jó közelítéssel normális, azaz Gauss típusú, igy határozott, éles nyalábátmérője tulajdonképpen nincs. A nyaláb D átmérőjének ezért azon kör átmérőjét tekintik, ahol a fényintenzitás a nyaláb optikai tengelyében mérhető csúcsértékhez képest 1/e2 arányban lecsökkent. A 3 pásztázó gyűjtőlencse mögött a fókuszált lézernyaláb átmérője az f fókusztávolságig szűkül, majd ismét tágul oly módon, hogy a nyaláb az 1. ábrán látható forgási hiperboloid alakját veszi fel. E hiperboloid aszimptóta-kúpjának oC félkúpszögére a következő összefüggés érvényes:Figure 1 shows the so-called constant cross-section. Shows the behavior of a parallel laser beam after the 3 pan scanning lenses. The intensity distribution of the original laser beam as a function of the distance from the optical axis of the beam has a good approximation, that is, it has virtually no Gaussian, so definite, sharp beam diameter. The diameter D of the beam is therefore considered to be the diameter of the circle in which the luminous intensity is reduced by a factor of 1 / e 2 relative to the peak in the optical axis of the beam. Behind the scanning lens 3, the diameter of the focused laser beam narrows to the focal length f and then expands again so that the beam takes the shape of a rotational hyperboloid as shown in FIG. The following equation applies to the oC conic angle of this hyperboloid asymptote cone:
D tgoC=—D tgoC = -
2-f2-f
A fókuszsikban mérhető d foltátmérő a Helmholtz-féle hullámegyenletből levezethető.The spot diameter d in the focus pins can be deduced from the Helmholtz wave equation.
Ennek közelítő értéke:Approximate value:
λ 5 d=—-Π tgoC ahol λ a lézerfény hullámhosszúsága. A d foltátmérót tehát - adott λ hullámhosszúság esetén - az oC félkupszög határozza meg.λ 5 d = —- Π tgoC where λ is the wavelength of the laser light. Thus, for a given wavelength λ, the spot diameter d is defined by the semicircle oC.
A 2. ábrán látható, hogy ha a D átmérőjű nyalábot a 3 pásztázó gyűjtőlencse elülső ι fókuszában elhelyezett 2 nyalábeltéritővel pl. felfelé eltérítjük, akkor a 3 pásztázó gyűjtőlencse mögötti fókuszált nyaláb is felfelé, önmagával párhuzamosan eltolódik úgy, hogy optikai tengelyének iránya változatlan marad, sőt a gyakorlatban előforduló nyalábeltéritési szögeknél a 3 pásztázó gyűjtőlencse mögötti nyaláb aszimptotikus oC félkúpszöge és ezzelIt can be seen in Fig. 2 that if the beam D is arranged with the beam deflector 2 positioned in the front ι focus of the scanning lens 3, e.g. deflected upwards, the focused beam behind the scanning lens 3 is shifted upward in parallel with itself so that the direction of its optical axis remains unchanged, and in practice, the beams behind the scanning lens 3 and the
2Q d foltátmérője is jó közelitéssel változatlan marad. Ha a 2 nyalábeltéritőre vetített nyaláb nem párhuzamos, hanem pl. a 2. ábrán szaggatott vonallal jelölt módon tágul, de úgy, hogy közben a 2 nyalábeltéritőnél a nyalób változatlanul D átmérőjű, úgy a 3 pásztázó gyűjtőlencse mögötti nyaláb fókuszált foltjának helyzete is eltolódik, mégpedig a 3 pásztázó gyűjtőlencsétől távolabb kerül. Szűkülő nyaláb esetén a hatás az elő3Q zővel ellentétes, vagyis a fókuszálás helye a 3 pásztázó gyűjtőlencséhez közelebb kerül.The 2Q d spot diameter also remains unchanged with good approximation. If the beam projected to the beam deflector 2 is not parallel but e.g. 2, it expands as indicated by the dashed line, but while at the beam deflector 2 the diameter remains unchanged, the focus spot of the beam behind the scanning lens 3 is shifted away from the scanning lens 3. In the case of a narrowing beam, the effect is the opposite of that of the predecessor, i.e. the point of focus is closer to the scanning lens 3.
Mindkét esetben azonban a fókuszált nyaláb aszimptotikus oC félkúpszöge, s ezzel a d foltátmérő is változatlan marad! Ezen állítás elméleti igazolása a monokromatikus lézernyaláb hullámoptikai egyenlete, valamint a lencseleképezések ismert törvényei alapján tisztán matematikai úton levezethető. Méréstechnikai kísérleteink is ezt az eredményt egyér40 telműen igazolták.In both cases, however, the asymptotic oC half-cone angle of the focused beam remains unchanged! The theoretical justification for this statement can be derived purely mathematically from the wavy optic equation of the monochromatic laser beam and the known laws of lens mapping. Our measurement experiments have also proved this result.
A 3. ábra mutatja be a találmányunkban alkalmazott optikai elrendezést. Az 1 lézer párhuzamos fénye a 4 konvergencia-divergencia beállító nyalábformálóba kerül, amely beállítási alaphelyzetében ugyancsak párhuzamos, D átmérőjű nyalábot bocsát a 2 nyalábeltéritőre, amely utóbbi ezt a 3 pásztázó gyűjtőlencsére vetíti. A 4 konvergencia-divergencia beállító nyalábformáló elállításával a belőle kilépő nyaláb tetszés ezerinti tágulóvá, azaz divergenssé, vagy szükülővé, azaz konvergenssé tehető úgy, hogy a kilépő nyaláb átmérője a 2 nyalábeltéritőnél továbbra is állandó D átmérőjű marad. Ez tehát azt jelenti, hogy pl. divergens nyaláb beállítása esetén a 4 konvergencia-divergencia beállító nyalábformálóból kilépő nyaláb átmérője kisebb, mint a D átmérő, mégpedig oly mértékben kisebb, hogy az a 2 nyalábeltéritőig tar60 tó távolságú tágulás után éppen D átmérőre növekedjék. Konvergens nyaláb beállítása esetén a helyzet fordított, vagyis ilyenkor az induló nyaláb átmérője a D átmérőnél nagyobb.Figure 3 illustrates the optical arrangement used in the present invention. The parallel light of the laser 1 is transmitted to the convergence divergence adjusting beamformer 4, which in its initial setting also emits a parallel beam D of the beam 2 which projects it onto the scanning lens 3. By adjusting the beamformer adjusting the convergence divergence 4, the outgoing beam can be rendered arbitrarily expandable, i.e. divergent, or narrower, i.e. convergent, so that the outgoing beam diameter at the beam divider 2 remains constant. This means that eg. When the divergent beam is set, the diameter of the beam exiting the convergence divergence adjuster beamformer 4 is smaller than the diameter D, so that after expanding to the beam divider 2 it becomes smaller than the diameter D. When the convergent beam is set, the position is inverted, i.e. the diameter of the starting beam is larger than the diameter D.
HU 199981 ΒHU 199981 Β
Ami a 4 konvergencia-divergencia beállító nyalábformáló szerkezeti felépítését illeti, ilyen célú optika tervezése - a célspecifikáció ismeretében - a zoom-optikák méretezésére vonatkozó ismert összefüggések alapján elvégezhető. A gyakorlati pásztázó lézersugaras készülékekben azonban a d foltátmérő, az oC aszimptotikus félküpszög és ezzel a nyaláb D átmérőjének néhány X-os ingadozása ill. pontatlansága megengedhető. Ez lehetővé teszi a költséges és bonyolult, de elméletileg tökéletes zoom-optika helyett lényegesen egyszerűbb és olcsóbb közelítő megoldás alkalmazását. A 4. és 5. ábra egy-egy ilyen célszerű, egyszerűsített megoldást szemléltet.As to the structure of the beamformer adjusting the convergence-divergence adjuster 4, the design of such optics can be made, subject to the specification of the target, on the basis of known relationships for the magnification of zoom optics. However, in practical scanning laser beams, the spot diameter d, the asymptotic half-angle oC, and thus the X-diameter fluctuation of the beam D, respectively. inaccuracies are permitted. This allows for a much simpler and cheaper approximation solution instead of the expensive and complicated but theoretically perfect zoom optics. Figures 4 and 5 illustrate such a convenient simplified solution.
A 4. ábra szerinti megoldásnál a 4 konvergencia-divergencia beállító nyalábformáló egy 5 szórólencséből és egy 6 gyűjtőlencséből áll, amelyek egymáshoz képest elmozdíthatok és baloldali F fókuszpontjuk a beállítási alap helyzetben egybeesik. Ez a megoldás akkor alkalmazható, ha a 2 nyalábeltéritőnél a nyaláb szükséges D átmérője nagyobb, mint az 1 lézerből kilépő eredeti nyaláb átmérője. Mint látható, beállítási alaphelyzetben a 4 konvergencia-divergencia beállító nyalábformáló közönséges nyalábtágitó szerepét tölti be. De ha pl. a 6 gyűjtőlencsét és az 5 szórólencsét egymáshoz közelítjük, úgy a kilépő nyaláb divergenssé válik, miközben a kilépési helyen az átmérő lecsökken. Az 5 szórólencse és a 6 gyűjtőlencse optikai paramétereinek megfelelő megválasztásával elérhető, hogy ez a két ellentétes hatás a 2 nyalábeltéritőnél éppen kompenzálja egymást, úgy hogy ezen a helyen a nyaláb D átmérője jó közelítéssel változatlan maradjon. A két lencse távolításával a hatás az előző fordítottja. Ilyenkor a kilépő nyaláb konvergens lesz, de a kilépési átmérő megnő, így a 2 nyalábeltéritőnél mutatkozó D átmérő ilyenkor is jő közelítéssel változatlan.In the embodiment of Fig. 4, the convergence divergence adjusting beamformer consists of a spreading lens 5 and a collecting lens 6, which can be displaced relative to one another and their left focal point F coincides in the setting base position. This solution is applicable if the required diameter D of the beam at the beam deflector 2 is larger than the diameter of the original beam leaving the laser 1. As can be seen, in the default setting, the convergence-divergence adjusting beamformer acts as a common beam broadener. But if, for example, bringing the collecting lens 6 and the spray lens 5 closer to one another so that the exit beam becomes divergent while the diameter at the exit point decreases. By properly selecting the optical parameters of the spreading lens 5 and the collecting lens 6, it is achieved that the two opposite effects at the beam divider 2 are just offset so that the diameter D of the beam is maintained at a good approximation. By removing the two lenses, the effect is the opposite of the previous one. In this case, the exit beam will be convergent, but the exit diameter will be increased, so that the diameter D at the beam divider 2 will still be a good approximation.
Az 5. ábra szerinti megoldás akkor alkalmazható, ha azt akarjuk, hogy a kompenzált D átmérő kisebb legyen, mint az 1 lézer eredeti nyalábátmérője. Ez az elrendezési változat az előző fordítottja, vagyis itt az 5 szórólencse a 6 gyűjtőlencse után van elhelyezve úgy, hogy a lencsék jobboldali F fókusza alaphelyzetben egybeessen. A lencsék közelítésével a kilépő nyaláb konvergenssé, távolításával pedig divergenssé tehető. A kompenzált D átmérő itt is közel változatlan.The solution of Fig. 5 is applicable if the compensated diameter D is to be smaller than the original beam diameter of the laser 1. This version of the arrangement is the opposite of the previous one, i.e. the lens 5 is positioned after the collecting lens 6 so that the right focus F of the lenses overlaps normally. By approaching the lenses, the outgoing beam can be made convergent and removed by divergence. Again, the compensated diameter D is almost unchanged.
A találmányunk szerinti megoldás alkalmazása elsősorban olyan ipari méretellenőrző készülékeknél előnyös, ahol az üzemi körülményektől függően - pl. a mért munkadarabok különböző hőmérséklete miatt - ugyanazon típusú készülékeknél erősen eltérő tárgy távolságokat célszerű alkalmazni. Intézetünkben pl. kísérleti céllal beépítettük a találmány szerinti megoldást egy hagyományos pásztázó lézersugaras méretellenőrző készülékbe, amelynek ezáltal a tárgytávolsága mintegy 1:3 arányú átfogási tartományban állíthatóvá vélt, anélkül, hogy a készülék egyéb méréstechnikai paraméterei romlottak volna. Az egyszerűsített, kétlencsés nyalábformáló alkalmazása mellett a találmány szerinti megoldás többletköltsége annyira csekély, hogy az nem éri el a teljes készülék értékének ΙΧ-át sem.The use of the present invention is particularly advantageous in industrial size control devices where, depending on the operating conditions, e.g. Due to the different temperatures of the measured workpieces, it is advisable to use very different object distances for the same type of device. In our institute eg. for experimental purposes, the present invention has been incorporated into a conventional scanning laser beam size monitor, which has made it possible to adjust the distance of the object within a range of about 1: 3, without impairing the other measuring parameters of the device. In addition to the use of a simplified dual lens beamformer, the additional cost of the present invention is so low that it does not reach ΙΧ of the total value of the device.
A találmány szerinti megoldás előnyösen alkalmazható olyan pásztázó lézer sugaras méretellenőrző készülékekben is, ahol a mérés egy mérendő tárgy és egy etalon egyidejű mérésével és összehasonlításával történik, miközben ezek két különböző tárgysíkban helyezkednek el. Ilyenkor ui. a mérési pontosság érdekében lényeges, hogy mind a tárgy, mind pedig az etalon megvilágítása azonos keresztmetszetű fényfolttal történjen. Ez úgy érhető el, hogy a nyaláb fókuszálás! pontját a két tárgysík közé állítjuk be. Az ilyen beállítás is a találmány szerinti megoldás segítségével igen egyszerűen és bizton30 ságosan valósítható meg.The present invention is also advantageous for use in scanning laser beam scanners where the measurement is made by simultaneously measuring and comparing an object to be measured and a standard while being located in two different object planes. At this time ui. it is essential for the accuracy of the measurement that both the object and the standard are illuminated with a spot of the same cross-section. This is achieved by beam focusing! is set between the two object planes. Such an adjustment is also very simple and secure with the present invention.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU67188A HU199981B (en) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | Optical arrangement for scanning laser-beam devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU67188A HU199981B (en) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | Optical arrangement for scanning laser-beam devices |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUT49210A HUT49210A (en) | 1989-08-28 |
| HU199981B true HU199981B (en) | 1990-03-28 |
Family
ID=10950773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU67188A HU199981B (en) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | Optical arrangement for scanning laser-beam devices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| HU (1) | HU199981B (en) |
-
1988
- 1988-02-12 HU HU67188A patent/HU199981B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUT49210A (en) | 1989-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10078216B2 (en) | Optical scanning apparatus, system and method | |
| JPH0552487B2 (en) | ||
| JPS5818653A (en) | Recording device | |
| JPS61124919A (en) | Image formation optical device | |
| US5400133A (en) | Alignment method and apparatus for optical imaging systems | |
| JP3334447B2 (en) | Optical axis adjusting method of optical scanning device, optical axis adjusting device, and optical scanning device | |
| EP0825471B1 (en) | Beam diameter control method and device | |
| JP3627453B2 (en) | Optical scanning device | |
| JP3291341B2 (en) | Spot position control device | |
| HU199981B (en) | Optical arrangement for scanning laser-beam devices | |
| JPH07270699A (en) | Optical scanner | |
| JPH11202247A (en) | Optical scanning device | |
| US4238148A (en) | Three-dimensional photographic technique | |
| JP2580824Y2 (en) | Focus adjustment device | |
| JP2540744B2 (en) | Exposure illumination device using a laser | |
| JPH0624180B2 (en) | Projection exposure method and apparatus thereof | |
| JPH0519598A (en) | Exposing device for electrophotographic device | |
| JPH11125776A (en) | Light beam scanning device and light quantity adjusting method for light beam | |
| JP4169528B2 (en) | Scanning optical system measuring device, measuring method, and scanning optical system adjusting device | |
| JP2857395B2 (en) | Scanning optical lens unit | |
| JP2757308B2 (en) | Light beam scanning optical device | |
| JPH0619494B2 (en) | Optical scanning device | |
| JPH0980331A (en) | Multibeam scanning device | |
| JPH03144534A (en) | Scanning exposure device | |
| JP2992305B2 (en) | Image forming device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HU90 | Patent valid on 900628 | ||
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |