JP2003262782A - Position detector, auto-focus apparatus and image recorder - Google Patents

Position detector, auto-focus apparatus and image recorder

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JP2003262782A
JP2003262782A JP2002061615A JP2002061615A JP2003262782A JP 2003262782 A JP2003262782 A JP 2003262782A JP 2002061615 A JP2002061615 A JP 2002061615A JP 2002061615 A JP2002061615 A JP 2002061615A JP 2003262782 A JP2003262782 A JP 2003262782A
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JP
Japan
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image
light source
light beam
voltage
recording material
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Application number
JP2002061615A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanori Kato
昌法 加藤
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position detector and an auto-focus apparatus which can be realized by simple and inexpensive structure and to provide an image recorder which records an image corresponding to an image signal in a recording material by using these position detector or auto-focus apparatus. <P>SOLUTION: Light beams which form an image in the neighborhood of the surface of an object is emitted from a light source, and reflected light scattered on the surface of the object is caught by an optical detection element to obtain the current signal of a current value. This current signal is converted to the voltage signal of a voltage level according to the current value, the maximum value and the minimum value per a unit time of the voltage signal are respectively detected to calculate the voltage of the difference between the maximum value and the minimum value of the voltage signal. Then, the voltage of the difference is compared with a reference value. According to the compared result, it is discriminated whether the object exists within a prescribed range decided by the reference value. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物が所定の範
囲内にあるのかどうかを判定する位置検出装置、光源か
ら射出される光ビームが対象物の表面近傍で結像するよ
うに、結像光学系のレンズの位置を制御するオートフォ
ーカス装置、および、これらの位置検出装置またはオー
トフォーカス装置を用いて、画像信号に対応した画像を
記録材料上に記録する画像記録装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting device for determining whether or not an object is within a predetermined range, so that a light beam emitted from a light source forms an image near the surface of the object. The present invention relates to an autofocus device that controls the position of a lens of an image optical system, and an image recording device that records an image corresponding to an image signal on a recording material using the position detection device or the autofocus device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、対象物までの距離が所定の範囲内
にあるのかどうかを判定する場合、三角測量の原理を利
用して対象物までの距離を測量し、その結果を基準値
(範囲の上限および下限)と比較していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, when determining whether a distance to an object is within a predetermined range, the principle of triangulation is used to measure the distance to the object, and the result is a reference value (range). Upper and lower limits).

【0003】例えば、画像記録装置では、対象物となる
印刷版等の記録材料が、露光光源から射出される光ビー
ムの結像位置近傍の所定の範囲内にあるのかどうかを判
定する場合、位置検出用の光源から記録材料に光ビーム
を照射し、記録材料の表面で散乱した反射光の一部を集
光レンズを介して光センサで捉え、光センサ上に結像し
た光点の1次元的な位置を演算装置で求めることによっ
て記録材料までの距離を算出し、その結果を基準値と比
較していた。
For example, in an image recording apparatus, when it is determined whether or not a recording material such as a printing plate as an object is within a predetermined range near an image forming position of a light beam emitted from an exposure light source, the position is determined. A light beam is emitted from the light source for detection to the recording material, and a part of the reflected light scattered on the surface of the recording material is captured by the optical sensor via the condenser lens, and the one-dimensional light spot imaged on the optical sensor. The distance to the recording material was calculated by obtaining the desired position with the arithmetic device, and the result was compared with the reference value.

【0004】以下、図7に示す概念図を参照しながら、
従来の位置検出装置について説明する。
Hereinafter, referring to the conceptual diagram shown in FIG.
A conventional position detecting device will be described.

【0005】図7に示すように、従来の位置検出装置8
0では、位置検出用の光源82から対象物98に対して
結像レンズ100を介して光ビームが照射され、対象物
98表面で散乱した反射光の一部が集光レンズ102を
介して1次元光位置検出素子84で捉えられる。1次元
光位置検出素子84からは、光源82と対象物98表面
との距離Xに応じて電流値の異なる2つの電流信号が出
力され、それぞれ電流電圧変換器86および増幅器88
によって2つの電圧信号(アナログ信号)V1,V2に
変換、増幅される。
As shown in FIG. 7, a conventional position detecting device 8
At 0, a light beam is emitted from the light source 82 for position detection to the object 98 via the imaging lens 100, and a part of the reflected light scattered on the surface of the object 98 passes through the condenser lens 102 to 1 It is captured by the dimensional light position detecting element 84. The one-dimensional light position detecting element 84 outputs two current signals having different current values according to the distance X between the light source 82 and the surface of the object 98, and the current-voltage converter 86 and the amplifier 88, respectively.
Are converted and amplified into two voltage signals (analog signals) V1 and V2.

【0006】2つの電圧信号V1,V2は、演算回路9
0において、計算式(V1−V2)/(V1+V2)に
基づいて演算され、光源82から対象物98表面までの
距離Xが算出される。その後、演算回路90によって算
出された距離Xは、比較器92,94によって、それぞ
れ基準値の上限および下限と比較され、ANDゲート9
6によって、その比較結果のANDをとることにより、
光源82から対象物98までの距離Xが、基準値の上限
および下限で示される所定の範囲内にあるのかどうかの
判定が行われていた。
The two voltage signals V1 and V2 are supplied to the arithmetic circuit 9
At 0, the distance X from the light source 82 to the surface of the object 98 is calculated based on the calculation formula (V1-V2) / (V1 + V2). After that, the distance X calculated by the arithmetic circuit 90 is compared with the upper and lower limits of the reference value by the comparators 92 and 94, respectively, and the AND gate 9
By taking the AND of the comparison results by 6,
It has been determined whether or not the distance X from the light source 82 to the object 98 is within a predetermined range indicated by the upper limit and the lower limit of the reference value.

【0007】このため、従来の位置検出装置80では、
電流電圧変換器86および増幅器88がそれぞれ2個ず
つ必要であり、さらに、増幅された2個のアナログ信号
V1,V2を加算、減算、除算するためのアナログ演算
回路、もしくは、この演算をデジタル的に行うためのA
/D(アナログ−デジタル)変換器と、変換後のデジタ
ルデータを演算するための高度な制御IC(集積回路)
が必要であった。従って、装置が複雑になり、かつ高価
であるという問題があった。
Therefore, in the conventional position detecting device 80,
Two current-voltage converters 86 and two amplifiers 88 are required, respectively, and further, an analog operation circuit for adding, subtracting, and dividing the two amplified analog signals V1 and V2, or a digital operation for this operation. A to do
/ D (analog-digital) converter and advanced control IC (integrated circuit) for computing converted digital data
Was needed. Therefore, there is a problem that the device becomes complicated and expensive.

【0008】また、対象物の表面に凹凸がある場合、そ
の表面にスポット径の小さいコヒーレントな光ビームを
照射すると、対象物98表面で散乱した反射光が互いに
干渉し、スペックルパターンと呼ばれる干渉縞が1次元
光位置検出素子84上に作り出される。この干渉縞は、
対象物98表面の僅かな変位によってランダムに変わる
ため、集光レンズ102を通った光全体の強度は時間的
にランダムに変化し、結果として対象物98の位置の測
定結果に影響を与えてしまう。
Further, when the surface of the object has irregularities, when the surface is irradiated with a coherent light beam having a small spot diameter, the reflected lights scattered on the surface of the object 98 interfere with each other, resulting in interference called a speckle pattern. A fringe is created on the one-dimensional optical position detecting element 84. This interference fringe is
The intensity of the entire light passing through the condenser lens 102 changes randomly with time because it changes randomly with a slight displacement of the surface of the object 98, and as a result, it affects the measurement result of the position of the object 98. .

【0009】一方、対象物98に照射される光ビームの
スポット径が大きい場合には、対象物98表面で散乱す
る反射光の干渉が互いに平均化され、干渉縞が細かくな
って、集光レンズ102を通った光全体の強度の時間変
化は小さくなる傾向にある。このため、一般的には、こ
の干渉縞の影響を避けるために、対象物98に照射する
光ビームのスポット径を大きくしたり、対象物98にコ
ヒーレントではない光ビームを照射するなどの対策が取
られている。
On the other hand, when the spot diameter of the light beam with which the object 98 is irradiated is large, the interference of the reflected light scattered on the surface of the object 98 is averaged with each other, and the interference fringes become finer. The temporal change in the intensity of the entire light passing through 102 tends to be small. Therefore, generally, in order to avoid the influence of the interference fringes, measures such as increasing the spot diameter of the light beam with which the target object 98 is irradiated and irradiating the target object 98 with a non-coherent light beam are taken. Has been taken.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術に基づく問題点を解消し、簡単かつ安価な構造
で実現可能な位置検出装置およびオートフォーカス装
置、ならびに、これらの位置検出装置またはオートフォ
ーカス装置を用いて、画像信号に対応した画像を記録材
料に記録する画像記録装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems based on the above-mentioned prior art, and to realize a position detecting device and an autofocus device which can be realized with a simple and inexpensive structure, and these position detecting devices. Another object is to provide an image recording device that records an image corresponding to an image signal on a recording material by using an autofocus device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明では、対象物表面
で散乱した反射光が作り出す干渉パターンを利用して、
対象物の位置が所定範囲内か判定する。すなわち、対象
物表面近傍の所定位置にコヒーレントな光ビームを照射
した場合、対象物表面での光ビームのスポット径が小さ
い時には、集光レンズを透過した光全体の強度の時間変
化が大きくなり、一方、対象物表面での光ビームのスポ
ット径が大きい時には、集光レンズを透過した光全体の
強度の時間変化が小さくなることを利用する。
In the present invention, the interference pattern produced by the reflected light scattered on the surface of the object is utilized,
It is determined whether the position of the object is within a predetermined range. That is, when a coherent light beam is irradiated to a predetermined position near the object surface, when the spot diameter of the light beam on the object surface is small, the temporal change in the intensity of the entire light transmitted through the condenser lens becomes large, On the other hand, when the spot diameter of the light beam on the surface of the object is large, the fact that the temporal change of the intensity of the entire light transmitted through the condenser lens becomes small is used.

【0012】具体的には、光源から光ビームを射出し対
象物の表面で散乱した反射光を捉え、その光強度に応じ
た電圧信号の、単位時間当たりの最大値および最小値を
求め、その差分の電圧が基準値よりも大きい場合には、
単位時間当たりの光強度の変化が大きいので、対象物は
所定の範囲内にあると判定する。一方、単位時間におけ
る差分の電圧が基準値よりも小さい場合には、単位時間
当たりの光強度の変化は小さいので、対象物は所定の範
囲内にないと判定する。
Specifically, a light beam is emitted from a light source, reflected light scattered on the surface of an object is captured, the maximum value and the minimum value per unit time of a voltage signal corresponding to the light intensity are obtained, and the If the voltage difference is greater than the reference value,
Since the change in the light intensity per unit time is large, it is determined that the object is within the predetermined range. On the other hand, when the difference voltage in the unit time is smaller than the reference value, the change in the light intensity per unit time is small, so it is determined that the object is not within the predetermined range.

【0013】すなわち、本発明は、上記目的を達成する
ために、対象物の表面近傍で結像する光ビームを射出す
る光源と、この光源から射出される光ビームが前記対象
物の表面で散乱した反射光を捉え、その光強度に応じた
電流値の電流信号を出力する光検出素子と、この光検出
素子から出力される前記電流信号を、その電流値に応じ
た電圧レベルの電圧信号に変換する電流電圧変換器と、
この電流電圧変換器から出力される電圧信号の、単位時
間当たりの最大値および最小値をそれぞれ検出する最大
値検出手段および最小値検出手段と、これらの最大値検
出手段および最小値検出手段から出力される前記電圧信
号の最大値と最小値との差分の電圧を算出する差分検出
器と、この差分検出器から出力される差分の電圧と基準
値とを比較し、その比較結果を出力する比較器とを備
え、前記比較器から出力される比較結果に応じて、前記
対象物が前記基準値により決定される所定の範囲内にあ
るのかどうかを判定することを特徴とする位置検出装置
を提供するものである。
That is, in order to achieve the above object, the present invention provides a light source for emitting a light beam which forms an image near the surface of an object, and a light beam emitted from the light source scattered on the surface of the object. The photodetector element that captures the reflected light and outputs a current signal having a current value corresponding to the light intensity, and the current signal output from the photodetector element is converted into a voltage signal having a voltage level corresponding to the current value. A current-voltage converter for conversion,
Maximum value detecting means and minimum value detecting means for detecting the maximum value and the minimum value per unit time of the voltage signal output from the current-voltage converter, and output from these maximum value detecting means and minimum value detecting means A difference detector for calculating a voltage difference between the maximum value and the minimum value of the voltage signal, and a difference voltage output from the difference detector and a reference value are compared, and a comparison result is output. And a position detector that determines whether the object is within a predetermined range determined by the reference value according to a comparison result output from the comparator. To do.

【0014】また、本発明は、第1の光源から射出され
る光ビームが、レンズを介して対象物の表面近傍で結像
するように制御する結像光学系を備える装置で用いられ
るオートフォーカス装置であって、前記対象物の表面近
傍で結像する光ビームを射出する第2の光源と、この第
2の光源から射出される光ビームが前記対象物の表面で
散乱した反射光を捉え、その光強度に応じた電流値の電
流信号を出力する光検出素子と、この光検出素子から出
力される前記電流信号を、その電流値に応じた電圧レベ
ルの電圧信号に変換する電流電圧変換器と、この電流電
圧変換器から出力される電圧信号の、単位時間当たりの
最大値および最小値をそれぞれ検出する最大値検出手段
および最小値検出手段と、これらの最大値検出手段およ
び最小値検出手段から出力される前記電圧信号の最大値
と最小値との差分の電圧を算出する差分検出器と、この
差分検出器から出力される差分の電圧に基づいて前記対
象物の変位量を算出する変位量の算出手段と、この変位
量の算出手段によって算出される対象物の変位量に基づ
いて、前記第1の光源から射出される光ビームが前記対
象物の表面近傍で結像するように、前記結像光学系のレ
ンズの位置を制御する結像位置調整手段とを備えている
ことを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。
Further, the present invention is an autofocus used in an apparatus equipped with an image forming optical system for controlling a light beam emitted from a first light source so as to form an image near the surface of an object through a lens. A device for capturing a light source that emits a light beam that forms an image near the surface of the object, and a light beam emitted from the second light source that captures reflected light scattered on the surface of the object. A photo-detecting element that outputs a current signal having a current value corresponding to the light intensity, and a current-voltage conversion that converts the current signal output from the photo-detecting element into a voltage signal having a voltage level corresponding to the current value And a maximum value detecting means and a minimum value detecting means for detecting the maximum value and the minimum value per unit time of the voltage signal output from the current-voltage converter, respectively, and the maximum value detecting means and the minimum value detecting means. means Difference detector for calculating the difference voltage between the maximum value and the minimum value of the voltage signal output from the differential detector, and displacement for calculating the displacement amount of the object based on the difference voltage output from the difference detector. Based on the amount calculation means and the displacement amount of the object calculated by the displacement amount calculation means, the light beam emitted from the first light source is imaged near the surface of the object, An autofocus device is provided, which is provided with an image forming position adjusting means for controlling the position of the lens of the image forming optical system.

【0015】また、本発明は、画像信号に対応した画像
を記録材料上に記録する画像記録装置であって、前記記
録材料の露光光源と、この露光光源から射出される光ビ
ームが、レンズを介して前記記録材料の表面近傍で結像
するように制御する結像光学系と、前記露光光源から前
記結像光学系を介して射出される光ビームおよび前記記
録材料を主走査方向およびこの主走査方向と略直交する
副走査方向に相対的に移動させながら、前記画像信号に
基づいて、前記露光光源から射出される光ビームにより
前記記録材料を走査露光する走査露光手段と、上記に記
載の位置検出装置とを備え、前記位置検出装置により、
前記記録材料が、前記露光光源から射出される光ビーム
の結像位置近傍の所定の範囲内にあるのかどうかを判定
しながら、前記記録材料上に前記画像信号に対応した画
像を記録することを特徴とする画像記録装置を提供す
る。
Further, the present invention is an image recording apparatus for recording an image corresponding to an image signal on a recording material, wherein an exposure light source of the recording material and a light beam emitted from the exposure light source form a lens. Via the imaging optical system for controlling so as to form an image near the surface of the recording material through the imaging light system and the light beam emitted from the exposure light source through the imaging optical system in the main scanning direction and the main scanning direction. A scanning exposure unit that scans and exposes the recording material with a light beam emitted from the exposure light source based on the image signal while relatively moving in a sub-scanning direction that is substantially orthogonal to the scanning direction. And a position detection device, the position detection device,
Recording an image corresponding to the image signal on the recording material while determining whether or not the recording material is within a predetermined range in the vicinity of the imaging position of the light beam emitted from the exposure light source. A characteristic image recording apparatus is provided.

【0016】また、本発明は、画像信号に対応した画像
を記録材料上に記録する画像記録装置であって、前記記
録材料の露光光源と、この露光光源から射出される光ビ
ームが、レンズを介して前記記録材料の表面近傍で結像
するように制御する結像光学系と、前記露光光源から前
記結像光学系を介して射出される光ビームおよび前記記
録材料を主走査方向およびこの主走査方向と略直交する
副走査方向に相対的に移動させながら、前記画像信号に
基づいて、前記露光光源から射出される光ビームにより
前記記録材料を走査露光する走査露光手段と、上記に記
載のオートフォーカス装置とを備え、前記オートフォー
カス装置により、前記記録材料の変位量に基づいて、前
記露光光源から射出される光ビームが前記記録材料の表
面近傍で結像するように前記レンズの位置を制御しなが
ら、前記記録材料上に前記画像信号に対応した画像を記
録することを特徴とする画像記録装置を提供する。
Further, the present invention is an image recording apparatus for recording an image corresponding to an image signal on a recording material, wherein an exposure light source of the recording material and a light beam emitted from this exposure light source pass through a lens. Via the imaging optical system for controlling so as to form an image near the surface of the recording material through the imaging light system and the light beam emitted from the exposure light source through the imaging optical system in the main scanning direction and the main scanning direction. A scanning exposure unit that scans and exposes the recording material with a light beam emitted from the exposure light source based on the image signal while relatively moving in a sub-scanning direction that is substantially orthogonal to the scanning direction. An autofocus device is provided, and the light beam emitted from the exposure light source is imaged near the surface of the recording material based on the displacement amount of the recording material by the autofocus device. While controlling the position of the urchin the lens, to provide an image recording apparatus and recording an image corresponding to the image signal onto the recording material.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に、添付の図面に示す好適実
施例に基づいて、本発明の位置検出装置、オートフォー
カス装置および画像記録装置を詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The position detecting device, autofocus device and image recording device of the present invention will be described below in detail with reference to the preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

【0018】図1は、本発明の画像記録装置の一実施例
の概略斜視図である。同図に示す画像記録装置10は、
本発明の位置検出装置(図示省略)を用いて、印刷版等
の記録材料Aが、露光光源から射出される光ビームの結
像位置近傍の所定の範囲内にあるのかどうかを判定しな
がら、記録材料A上に画像信号に対応した画像を記録す
るものであり、光源部12と、走査露光部14と、結像
光学系16とを備えている。
FIG. 1 is a schematic perspective view of an embodiment of the image recording apparatus of the present invention. The image recording device 10 shown in FIG.
While determining whether the recording material A such as a printing plate is within a predetermined range near the image forming position of the light beam emitted from the exposure light source by using the position detecting device (not shown) of the present invention, An image corresponding to an image signal is recorded on the recording material A, and includes a light source unit 12, a scanning exposure unit 14, and an image forming optical system 16.

【0019】なお、図示例の場合、光源部12のファイ
バアレイ24および結像光学系16は、1つの移動支持
台38上の所定位置に固定され、結像ユニット36とさ
れている。
In the illustrated example, the fiber array 24 of the light source section 12 and the imaging optical system 16 are fixed to a predetermined position on one moving support 38 to form an imaging unit 36.

【0020】画像記録装置10において、まず、光源部
12は、所定の間隔を空けて一列に配置された複数本の
光ビームからなるマルチビームを射出するものであり、
複数個の半導体レーザ18と、これらの半導体レーザ1
8に1対1に対応して設けられた複数本の光ファイバケ
ーブル20と、これらの光ファイバケーブル20の中央
部および終端部を1カ所に束ねるコネクタアレイ22お
よびファイバアレイ24とを備えている。
In the image recording apparatus 10, first, the light source section 12 emits a multi-beam composed of a plurality of light beams arranged in a line at a predetermined interval.
A plurality of semiconductor lasers 18 and these semiconductor lasers 1
8 is provided with a plurality of optical fiber cables 20 provided in a one-to-one correspondence, and a connector array 22 and a fiber array 24 for bundling the central portion and the end portion of these optical fiber cables 20 at one place. .

【0021】ここで、複数個の半導体レーザ18は、ヒ
ートシンク26上の副走査方向(図中矢印c方向)に所
定の間隔を空けて一列に配置され、このヒートシンク2
6により所定温度に保持されている。各々の半導体レー
ザ18からは、記録材料Aを露光するための光ビームが
射出される。図示例の場合、各々の半導体レーザ18か
らそれぞれ1本の光ビームが射出され、合計複数本の光
ビームからなるマルチビームが射出される。
Here, the plurality of semiconductor lasers 18 are arranged in a line on the heat sink 26 at a predetermined interval in the sub-scanning direction (direction of arrow c in the figure).
It is kept at a predetermined temperature by 6. A light beam for exposing the recording material A is emitted from each semiconductor laser 18. In the case of the illustrated example, one light beam is emitted from each semiconductor laser 18, and a multi-beam composed of a plurality of light beams in total is emitted.

【0022】光ファイバケーブル20は、その始端部の
入射端面が各々対応する半導体レーザ18の光ビームの
出射部に接続されている。また、コネクタアレイ22に
より、その中央部が支持板28上に一括して束ねられ、
ファイバアレイ24により、光ファイバケーブル20の
終端部の出射端面から射出されるマルチビームが、記録
材料A上で副走査方向に所定の間隔を空けて配置される
ように、支持部材30により一列に配置されている。
The optical fiber cable 20 is connected at its incident end face at the starting end to the corresponding emitting part of the light beam of the semiconductor laser 18. In addition, the connector array 22 bundles the central portion of the connector array 22 on the support plate 28 at a time.
The fiber array 24 allows the multi-beams emitted from the emission end face of the terminal end of the optical fiber cable 20 to be arranged on the recording material A at a predetermined interval in the sub-scanning direction so as to be arranged in a row by the support member 30. It is arranged.

【0023】各々の半導体レーザ18から射出された光
ビームは、各々対応する光ファイバケーブル20を通し
て、ファイバアレイ24の支持部材30により一列に配
置された終端部の出射端面から射出される。
The light beams emitted from the respective semiconductor lasers 18 pass through the corresponding optical fiber cables 20, and are emitted from the emission end face of the terminal end arranged in a line by the supporting member 30 of the fiber array 24.

【0024】続いて、図1に示す画像記録装置10にお
いて、走査露光部14は、記録材料Aに対してアウター
ドラム(外面ドラム)方式の走査露光を行うものであ
り、アウタードラム32と、このアウタードラム32の
回転駆動手段(図示省略)と、副走査手段34とを備え
ている。
Subsequently, in the image recording apparatus 10 shown in FIG. 1, the scanning exposure section 14 performs the scanning exposure of the recording material A in the outer drum (outer surface drum) system, and the outer drum 32 and this. The outer drum 32 is provided with a rotation driving means (not shown) and a sub-scanning means 34.

【0025】ここで、アウタードラム32は、その外周
面上にPS版(PreSensitized plate )等の記録材料A
が装着され、走査露光時には、図示していない回転駆動
手段によって主走査方向(アウタードラム32の回転方
向)に所定の一定速度で回転される。
Here, the outer drum 32 has a recording material A such as a PS plate (PreSensitized plate) on the outer peripheral surface thereof.
Is mounted and is rotated at a predetermined constant speed in the main scanning direction (the rotation direction of the outer drum 32) by a rotation driving unit (not shown) during scanning exposure.

【0026】副走査手段34は、結像ユニット36とア
ウタードラム32とを副走査方向に相対的に移動させる
ものであり、結像ユニット36の基台となる移動支持台
38と、ボールねじ(駆動ねじ)40と、このボールね
じ40の回転駆動手段(図示省略)と、基台42とを備
えている。
The sub-scanning means 34 is for moving the image forming unit 36 and the outer drum 32 relatively in the sub-scanning direction, and includes a moving support base 38 which is a base of the image forming unit 36 and a ball screw ( A driving screw) 40, a rotation driving means (not shown) for the ball screw 40, and a base 42.

【0027】ここで、移動支持台38の下部には、副走
査方向に延在するV字型の突起部が形成され、この突起
部の中央部分には、副走査方向に延在するボールねじ4
0と螺合するめねじが形成されている。また、基台42
には、移動支持台38のV字型の突起部と嵌合し、副走
査方向に延在するV字型の溝44が形成されており、移
動支持台38は、図示していない回転駆動機構によるボ
ールねじ40の回転によって副走査方向に移動可能に構
成されている。
Here, a V-shaped protrusion extending in the sub-scanning direction is formed in the lower portion of the movable support base 38, and a ball screw extending in the sub-scanning direction is formed in the center of the protrusion. Four
A female screw threaded with 0 is formed. Also, the base 42
Is formed with a V-shaped groove 44 that fits with the V-shaped protrusion of the movable support base 38 and extends in the sub-scanning direction. The movable support base 38 is rotationally driven (not shown). It is configured to be movable in the sub-scanning direction by the rotation of the ball screw 40 by the mechanism.

【0028】図1に示すように、この基台42の上面部
分には、光源部12のヒートシンク26およびコネクタ
アレイ22も載置されている。
As shown in FIG. 1, the heat sink 26 of the light source section 12 and the connector array 22 are also mounted on the upper surface of the base 42.

【0029】続いて、図1に示す画像記録装置10にお
いて、結像光学系16は、光源部12から射出されたマ
ルチビームを所定のスポット径で走査露光部14の記録
材料A上に結像する縮小光学系であり、コリメータレン
ズ46と、結像レンズ48とを備えている。
Subsequently, in the image recording apparatus 10 shown in FIG. 1, the image forming optical system 16 forms an image of the multi-beam emitted from the light source section 12 on the recording material A of the scanning exposure section 14 with a predetermined spot diameter. The reduction optical system includes a collimator lens 46 and an imaging lens 48.

【0030】ここで、コリメータレンズ46は、ファイ
バアレイ24の光の進行方向下流側に配置されており、
ファイバアレイ24から射出されるマルチビームの全て
の光ビームはコリメート光(平行光)とされる。結像レ
ンズ48は、コリメータレンズ46とアウタードラム3
2の外周面上に装着された記録材料Aとの間に配置され
ており、結像レンズ48を通して射出された光ビーム
は、所定のスポット径で記録材料A上に結像される。
Here, the collimator lens 46 is arranged on the downstream side of the fiber array 24 in the light traveling direction,
All the multi-beam light beams emitted from the fiber array 24 are collimated light (parallel light). The imaging lens 48 includes the collimator lens 46 and the outer drum 3.
The light beam, which is disposed between the recording material A and the recording material A mounted on the outer peripheral surface of the second light beam and is emitted through the imaging lens 48, is imaged on the recording material A with a predetermined spot diameter.

【0031】なお、図1の斜視図では、図面の煩雑さを
避けるために、本発明の位置検出装置の図示を省略して
いるが、位置検出装置は、図2の概念図に示すように、
対象物となる記録材料Aから一定間隔離して配置され
る。この位置検出装置は、例えば基台42上の所定位置
に固定してもよいし、あるいは結像ユニット36の移動
支持台38上に載置固定して、副走査の時同時に副走査
方向に移動するように構成してもよい。
In the perspective view of FIG. 1, the position detecting device of the present invention is not shown in order to avoid complication of the drawing, but the position detecting device is as shown in the conceptual diagram of FIG. ,
The recording material A, which is an object, is arranged while being separated from the recording material A for a certain period of time. This position detecting device may be fixed at a predetermined position on the base 42, for example, or may be fixed on the moving support 38 of the imaging unit 36 and moved in the sub-scanning direction at the same time during the sub-scanning. It may be configured to do so.

【0032】画像記録装置10では、走査露光時に、ア
ウタードラム32が主走査方向に所定の一定速度で回転
されつつ、副走査手段34により、結像ユニット36が
副走査方向に所定の一定速度で移動される。これによ
り、記録材料Aは、半導体レーザ18、光ファイバケー
ブル20および結像光学系16を通して記録材料A上に
結像されるマルチビームによって2次元的に走査露光さ
れ、画像信号に対応した画像が記録材料A上に記録され
る。
In the image recording apparatus 10, during scanning exposure, while the outer drum 32 is rotated in the main scanning direction at a predetermined constant speed, the sub-scanning unit 34 causes the imaging unit 36 to move in the sub-scanning direction at a predetermined constant speed. Be moved. As a result, the recording material A is two-dimensionally scanned and exposed by the multi-beam imaged on the recording material A through the semiconductor laser 18, the optical fiber cable 20, and the imaging optical system 16, and an image corresponding to the image signal is formed. It is recorded on the recording material A.

【0033】この時、詳細は後述するが、本発明の位置
検出装置により、記録材料Aが、半導体レーザ18から
結像光学系16を介して射出される光ビームの結像位置
近傍の所定の範囲内にあるのかどうかを判定しながら、
記録材料A上に画像信号に対応した画像が記録される。
そして、判定の結果、記録材料Aが所定の範囲内にない
場合、記録材料Aの浮き上がりや剥がれ等があると判断
し、必要に応じて記録を中止する等の処置がなされる。
At this time, as will be described in detail later, by the position detecting device of the present invention, the recording material A is provided at a predetermined position near the image forming position of the light beam emitted from the semiconductor laser 18 through the image forming optical system 16. While judging whether it is within the range,
An image corresponding to the image signal is recorded on the recording material A.
Then, as a result of the determination, when the recording material A is not within the predetermined range, it is determined that the recording material A is lifted or peeled off, and the recording is stopped as necessary.

【0034】なお、本発明の画像記録装置は、本発明の
位置検出装置を用いるものに限定されず、本発明のオー
トフォーカス装置を用いるものでもよい。また、画像記
録装置の構成は図示例のものに限定されず、本発明は、
少なくとも露光光源と、結像光学系と、走査露光手段と
を備える、従来公知の構造のあらゆる画像記録装置に適
用可能である。また、記録材料もPS版等の印刷版に限
定されず、従来公知のあらゆる記録材料が利用可能であ
る。
The image recording apparatus of the present invention is not limited to the one using the position detecting apparatus of the present invention, and may use the autofocus apparatus of the present invention. Further, the configuration of the image recording apparatus is not limited to that shown in the drawings, and the present invention is
The present invention can be applied to any image recording apparatus having a conventionally known structure including at least an exposure light source, an imaging optical system, and scanning exposure means. The recording material is not limited to a printing plate such as a PS plate, and any conventionally known recording material can be used.

【0035】次に、図1および図2に示す本発明の画像
記録装置10で用いられる本発明の位置検出装置につい
て説明する。
Next, the position detecting device of the present invention used in the image recording device 10 of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be described.

【0036】図3は、本発明の位置検出装置の一実施例
の構成概念図である。同図に示す位置検出装置50は、
例えば対象物68となる印刷版等の記録材料が、光源か
ら結像光学系を介して射出される光ビームの結像位置近
傍の所定の範囲内にあるのかどうかを判定するものであ
り、位置検出用の光源52と、光検出素子54と、電流
電圧変換器56と、増幅器58と、最大値検出手段60
と、最小値検出手段62と、差分検出器64と、比較器
66とを備えている。
FIG. 3 is a conceptual diagram of the configuration of an embodiment of the position detecting device of the present invention. The position detection device 50 shown in FIG.
For example, it is determined whether or not the recording material such as a printing plate as the object 68 is within a predetermined range near the image forming position of the light beam emitted from the light source through the image forming optical system. A light source 52 for detection, a light detection element 54, a current-voltage converter 56, an amplifier 58, and a maximum value detection means 60.
And a minimum value detecting means 62, a difference detector 64, and a comparator 66.

【0037】ここで、位置検出用の光源52は、対象物
68から所定の間隔離れた位置に配置されており、この
対象物68に対し、結像レンズ70を介して、その表面
近傍の所定の位置で結像する光ビームを出力する。な
お、この光源52は、この光源52から出力される光ビ
ームによって対象物68に影響を与えない波長のものを
用いる。また、光源52から射出される光ビームは、比
較的スポット径の小さいコヒーレント光を使用する。
Here, the light source 52 for position detection is arranged at a position separated from the object 68 for a predetermined period of time, and a predetermined distance in the vicinity of the surface of the object 68 via the imaging lens 70. The light beam that forms an image at the position is output. The light source 52 has a wavelength that does not affect the object 68 by the light beam output from the light source 52. The light beam emitted from the light source 52 uses coherent light having a relatively small spot diameter.

【0038】同様に、光検出素子54も対象物68から
所定の間隔離れた位置に配置されており、対象物68表
面で散乱した反射光を集光レンズ72を介して捉え、そ
の光強度に応じた電流値の電流信号を出力する。また、
電流電圧変換器56は、光検出素子54から出力される
電流信号を、その電流値に応じた電圧レベルの電圧信号
に変換する。この電流電圧変換器56から出力される電
圧信号は、増幅器58によってさらに増幅出力される。
Similarly, the photo-detecting element 54 is also disposed at a position separated from the object 68 for a predetermined period of time, and the reflected light scattered on the surface of the object 68 is captured via the condenser lens 72, and its light intensity is changed. The current signal of the corresponding current value is output. Also,
The current-voltage converter 56 converts the current signal output from the photodetector element 54 into a voltage signal having a voltage level according to the current value. The voltage signal output from the current-voltage converter 56 is further amplified and output by the amplifier 58.

【0039】最大値検出手段60および最小値検出手段
62は、増幅器58から増幅出力される電圧信号につい
て、単位時間当たりの、電圧信号の最大値および最小値
をそれぞれ検出する。また、差分検出器64は、最大値
検出手段60および最小値検出手段62によってそれぞ
れ検出された電圧信号の最大値と最小値との差分の電圧
を算出する。比較器66は、差分検出器64から出力さ
れる差分の電圧と基準値とを比較し、その比較結果を出
力する。
The maximum value detecting means 60 and the minimum value detecting means 62 detect the maximum value and the minimum value of the voltage signal per unit time of the voltage signal amplified and output from the amplifier 58, respectively. Further, the difference detector 64 calculates the voltage difference between the maximum value and the minimum value of the voltage signals detected by the maximum value detecting means 60 and the minimum value detecting means 62, respectively. The comparator 66 compares the difference voltage output from the difference detector 64 with the reference value, and outputs the comparison result.

【0040】なお、基準値は、対象物68が所定の範囲
内にあるのかどうかを判定するための閾値であり、例え
ば光源52の光量、光検出素子54による光電変換率、
電流電圧変換器56による変換率、増幅器58の増幅率
等に基づいて決定される。この基準値を厳しくすること
により、対象物68が所定の範囲内にあるのかどうかの
判定基準を厳しくすることができ、逆に、基準値を緩め
ることにより判定基準を緩めることができる。
The reference value is a threshold value for determining whether or not the object 68 is within a predetermined range. For example, the light amount of the light source 52, the photoelectric conversion rate by the light detecting element 54,
It is determined based on the conversion rate of the current-voltage converter 56, the amplification rate of the amplifier 58, and the like. By tightening the reference value, it is possible to tighten the criterion for determining whether or not the object 68 is within the predetermined range, and conversely, by loosening the reference value, the criterion can be relaxed.

【0041】この位置検出装置50では、まず、光源5
2から対象物68に対し、結像レンズ70を介して、対
象物68の表面近傍の所定位置で結像する光ビームが照
射される。
In this position detecting device 50, first, the light source 5
From 2 through the imaging lens 70, the object 68 is irradiated with a light beam that forms an image at a predetermined position near the surface of the object 68.

【0042】照射された光ビームは対象物68の表面で
反射して散乱し、対象物68表面で散乱した反射光の一
部が、集光レンズ72を介して光検出素子54により集
光される。光検出素子54からは、集光した光全体の強
度に対応した電流値の電流信号が出力され、この電流信
号は、電流電圧変換器56によって電流信号の電流値に
応じた電圧レベルの電圧信号に変換され、この電圧信号
がさらに増幅器58によって増幅出力される。
The irradiated light beam is reflected and scattered on the surface of the object 68, and a part of the reflected light scattered on the surface of the object 68 is condensed by the photodetector 54 via the condenser lens 72. It The photodetector element 54 outputs a current signal having a current value corresponding to the intensity of the entire collected light, and the current signal is a voltage signal having a voltage level corresponding to the current value of the current signal by the current-voltage converter 56. The voltage signal is further converted into the output signal and is amplified and output by the amplifier 58.

【0043】その後、最大値検出手段60および最小値
検出手段62により、単位時間当たりの、電圧信号の最
大値および最小値がそれぞれ算出され、差分検出器64
によってその最大値と最小値との差分の電圧が検出され
る。そして、比較器66によって差分の電圧と基準値と
が比較され、その比較結果が出力される。従って、位置
検出装置50により、この比較結果に応じて、対象物6
8が所定の範囲内にあるのかどうかを判定することがで
きる。
After that, the maximum value detecting means 60 and the minimum value detecting means 62 respectively calculate the maximum value and the minimum value of the voltage signal per unit time, and the difference detector 64.
The voltage of the difference between the maximum value and the minimum value is detected by. Then, the comparator 66 compares the voltage difference and the reference value, and outputs the comparison result. Therefore, according to the comparison result, the object 6
It can be determined whether 8 is within a predetermined range.

【0044】既に述べたように、対象物68の表面にス
ポット径の小さいコヒーレントな光ビームを照射する
と、対象物68表面で散乱した反射光が互いに干渉す
る。対象物68が面内の方向に移動すると、対象物68
表面の凹凸が変化するので干渉パターンが変化し、集光
レンズ72を介して集光された光全体の強度が時間的に
変化する。
As described above, when the surface of the object 68 is irradiated with a coherent light beam having a small spot diameter, the reflected lights scattered on the surface of the object 68 interfere with each other. When the object 68 moves in the in-plane direction, the object 68
Since the unevenness of the surface changes, the interference pattern changes, and the intensity of the entire light condensed via the condenser lens 72 changes with time.

【0045】従って、対象物68の表面にスポット径の
小さいコヒーレントな光ビームを照射した時に、対象物
68が光ビームの結像位置近傍にあると、対象物68表
面における光ビームのスポット径は小さいままであり、
集光された光全体の強度の時間変化は大きくなる。これ
に対し、対象物68が光ビームの結像位置から離れるに
従って、対象物68表面での光ビームのスポット径は大
きくなり、それによって対象物68表面で散乱する反射
光の干渉が互いに平均化され、対象物68が面内の方向
に移動しても集光された光全体の強度の時間変化は小さ
くなる。
Therefore, when the surface of the object 68 is irradiated with a coherent light beam having a small spot diameter and the object 68 is near the image forming position of the light beam, the spot diameter of the light beam on the surface of the object 68 is Remains small,
The temporal change in the intensity of the entire collected light becomes large. On the other hand, as the object 68 moves away from the image forming position of the light beam, the spot diameter of the light beam on the surface of the object 68 increases, whereby the interference of the reflected light scattered on the surface of the object 68 averages each other. As a result, even if the object 68 moves in the in-plane direction, the temporal change in the intensity of the entire condensed light becomes small.

【0046】従って、電圧信号の最大値と最小値との差
分の電圧が基準値よりも大きい場合、単位時間当たりの
光強度の変化が大きく、対象物68表面における光ビー
ムのスポット径は比較的小さいと考えられるので、対象
物68は所定の範囲内にあると判定できる。一方、差分
の電圧が基準値よりも小さい場合、単位時間当たりの光
強度の変化は小さく、対象物68表面におけるスポット
径は比較的大きいと考えられるので、対象物68は所定
の範囲内にはないと判定できる。
Therefore, when the voltage of the difference between the maximum value and the minimum value of the voltage signal is larger than the reference value, the change in the light intensity per unit time is large, and the spot diameter of the light beam on the surface of the object 68 is relatively large. Since it is considered to be small, it can be determined that the object 68 is within the predetermined range. On the other hand, when the difference voltage is smaller than the reference value, the change in light intensity per unit time is small and the spot diameter on the surface of the target object 68 is considered to be relatively large. It can be determined that there is no.

【0047】ここで、電圧信号の最大値および最小値の
例を挙げて説明する。図4(a)および(b)は、それ
ぞれ結像位置近傍および結像位置から離れた位置におけ
る電圧信号の時間変化を表す一実施例のグラフである。
図中横軸は時間の経過を表す。横軸は1メモリ当たり2
msecであり、グラフの横軸全体で20msecであ
る。また、縦軸は、電圧信号の電圧レベルを表す。縦軸
は1メモリ当たり100mVである。
Here, the maximum value and the minimum value of the voltage signal will be described as an example. FIGS. 4A and 4B are graphs of one example showing the time change of the voltage signal in the vicinity of the image forming position and the position away from the image forming position, respectively.
The horizontal axis in the figure represents the passage of time. The horizontal axis is 2 per memory
msec, and 20 msec on the entire horizontal axis of the graph. The vertical axis represents the voltage level of the voltage signal. The vertical axis represents 100 mV per memory.

【0048】まず、図4(a)のグラフに示すように、
対象物68が結像位置近傍にある場合、電圧信号の最大
値と最小値との差分の電圧は約56mVである。一方、
同図(b)のグラフに示すように、対象物68が結像位
置から離れた位置にある場合、電圧信号の最大値と最小
値との差分の電圧は約28mVである。このように、電
圧信号の最大値と最小値との差分の電圧は、対象物68
が結像位置近傍にあるほど大きく、逆に結像位置から離
れるほど小さくなる。
First, as shown in the graph of FIG.
When the object 68 is near the imaging position, the difference voltage between the maximum value and the minimum value of the voltage signal is about 56 mV. on the other hand,
As shown in the graph of FIG. 6B, when the object 68 is located away from the image formation position, the difference voltage between the maximum value and the minimum value of the voltage signal is about 28 mV. In this way, the voltage of the difference between the maximum value and the minimum value of the voltage signal is
Is larger as it is closer to the image forming position, and is smaller as it is farther from the image forming position.

【0049】また、結像レンズ70により、光源52か
ら射出される光ビームの集光角度を変えることによって
も、対象物68が所定の範囲内にあるのかどうかの判断
基準を調節できる。例えば、図5(a)の例は光ビーム
の集光角度が狭いので、対象物68の移動量が大きくて
も光ビームのスポット径の変化量は小さいため判断基準
が緩く(OK範囲が広く)なるし、逆に同図(b)の例
のように集光角度を広くすると、判断基準を厳しく(O
K範囲を狭く)することができる。
Further, by changing the converging angle of the light beam emitted from the light source 52 by the image forming lens 70, it is possible to adjust the criterion for judging whether or not the object 68 is within the predetermined range. For example, in the example of FIG. 5A, since the light beam has a narrow converging angle, the amount of change in the spot diameter of the light beam is small even if the amount of movement of the target object 68 is large, and therefore the judgment criterion is loose (the OK range is wide On the contrary, if the converging angle is widened as in the example of FIG.
The K range can be narrowed).

【0050】このように、位置検出装置10では、従来
方式のように、対象物68表面までの距離を測定した結
果に基づいて評価するのではなく、対象物68表面が、
光ビームの結像位置近傍の所定範囲内にあるのかどうか
を直接検出する。
As described above, in the position detecting device 10, unlike the conventional method, the surface of the object 68 is not evaluated based on the result of measuring the distance to the surface of the object 68, but
It is directly detected whether or not it is within a predetermined range near the image forming position of the light beam.

【0051】これにより、本発明によれば、対象物68
表面で散乱した反射光を捉えるために、光検出素子54
等の一般的な光センサを使用することができるし、電流
電圧変換器56および増幅器58がそれぞれ1個で済
む。さらに、最大値検出手段60および最小値検出手段
62、差分検出器64ならびに比較器66等の演算回路
についても安価なアナログ回路素子を使用して実現可能
である。従って、構造が簡単なので装置の信頼性が向上
し、かつ安価であるという利点がある。
Thus, according to the present invention, the object 68
In order to capture the reflected light scattered on the surface, the light detecting element 54
It is possible to use a general optical sensor such as, and only one current-voltage converter 56 and one amplifier 58 are required. Further, the arithmetic circuits such as the maximum value detecting means 60 and the minimum value detecting means 62, the difference detector 64, and the comparator 66 can also be realized by using inexpensive analog circuit elements. Therefore, since the structure is simple, there are advantages that the reliability of the device is improved and the cost is low.

【0052】なお、本発明の位置検出装置50は、例え
ば図1に示す画像記録装置10において、記録材料A
が、光ビームの結像位置近傍の所定範囲内にあるのかど
うかを判定するためだけに使用可能なものではなく、対
象物68が所定の範囲内にあるのかどうかを判定する必
要のある、従来公知のあらゆる装置に適用可能である。
The position detecting apparatus 50 of the present invention is used in the image recording apparatus 10 shown in FIG.
Can be used only for determining whether or not the object 68 is within a predetermined range near the imaging position of the light beam, and it is necessary to determine whether or not the object 68 is within a predetermined range. It is applicable to all known devices.

【0053】次に、図1に示す本発明の画像記録装置1
0で用いられる本発明のオートフォーカス装置について
説明する。
Next, the image recording apparatus 1 of the present invention shown in FIG.
The autofocus device of the present invention used in No. 0 is described.

【0054】図6は、本発明のオートフォーカス装置の
一実施例の構成概念図である。同図に示すオートフォー
カス装置74は、例えば対象物68となる印刷版等の記
録材料の変位量を算出し、この変位量に基づいて、結像
光学系を備える装置の光源から結像光学系を介して射出
される光ビームが対象物68の表面近傍で結像するよう
に、この装置の結像光学系のレンズの位置を制御するも
のである。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing the construction of an embodiment of the autofocus device of the present invention. The autofocus device 74 shown in the figure calculates, for example, the amount of displacement of a recording material such as a printing plate that is an object 68, and based on this amount of displacement, from the light source of the device including the imaging optical system to the imaging optical system. The position of the lens of the image forming optical system of this apparatus is controlled so that the light beam emitted via the lens forms an image near the surface of the object 68.

【0055】なお、オートフォーカス装置74は、図3
に示す位置検出装置50と比較して、比較器66を備え
ておらず、変位量の算出手段76および結像位置調整手
段78を備えている点が異なるだけであるから、ここで
は、同一の構成要件に同一の符号を付し、その詳細な説
明は省略する。
The autofocus device 74 is shown in FIG.
Compared with the position detection device 50 shown in FIG. 2, the comparator 66 is not provided, and only the displacement amount calculation means 76 and the imaging position adjustment means 78 are provided. The same reference numerals are given to the constituent elements, and detailed description thereof will be omitted.

【0056】ここで、変位量の算出手段76は、差分検
出器64から出力される差分の電圧に基づいて対象物6
8の変位量を算出する。何ら限定されるわけではない
が、対象物68の変位量と差分の電圧がリニアに対応し
ていない場合には、例えば差分の電圧と対象物68の変
位量との間の関係を示すデータをルックアップテーブル
の形式で備え、このルックアップテーブルを用いて差分
の電圧から対象物68の変位量を求めるようにするのが
好ましい。
Here, the displacement amount calculating means 76 determines the object 6 based on the difference voltage output from the difference detector 64.
The displacement amount of 8 is calculated. Although not limited thereto, when the displacement amount of the target object 68 and the differential voltage do not linearly correspond to each other, for example, data indicating the relationship between the differential voltage and the displacement amount of the target object 68 is displayed. It is preferable to provide in the form of a look-up table and use this look-up table to obtain the displacement amount of the object 68 from the voltage difference.

【0057】また、結像位置調整手段78は、変位量の
算出手段76により算出された対象物68の変位量に基
づいて、結像光学系を備える装置の光源から射出される
光ビームが対象物68の表面近傍で結像するように、こ
の装置の結像光学系のレンズの位置を制御する。
Further, the image forming position adjusting means 78 targets the light beam emitted from the light source of the apparatus having the image forming optical system based on the displacement amount of the object 68 calculated by the displacement amount calculating means 76. The position of the lens of the imaging optical system of this apparatus is controlled so that an image is formed near the surface of the object 68.

【0058】オートフォーカス装置74において、差分
検出器64により差分の電圧が検出されるまでの動作
は、図3に示す位置検出装置50の場合と全く同じであ
る。その後、変位量の算出手段76により、差分の電圧
に基づいて対象物68の変位量が算出され、結像位置調
整手段78により、対象物68の変位量に基づいて、結
像光学系を備える装置の光源から射出される光ビームが
対象物68の表面近傍で結像するように、この装置の結
像光学系のレンズの位置が制御される。
In the autofocus device 74, the operation until the difference voltage is detected by the difference detector 64 is exactly the same as that of the position detecting device 50 shown in FIG. After that, the displacement amount calculation means 76 calculates the displacement amount of the object 68 based on the voltage difference, and the imaging position adjustment means 78 includes an imaging optical system based on the displacement amount of the object 68. The position of the lens of the imaging optical system of this device is controlled so that the light beam emitted from the light source of the device forms an image near the surface of the object 68.

【0059】図1に示す画像記録装置10において、本
発明のオートフォーカス装置74を採用した場合、記録
材料Aの変位量に応じて結像光学系16の結像レンズ4
8の位置が移動され、半導体レーザ18から結像光学系
16を介して射出される光ビームの結像位置が記録材料
Aの表面に一致するように制御される。これにより、結
像光学系16を介して射出される光ビームの結像位置が
常に記録材料Aの表面位置に調整されるので、高画質画
像を記録可能である。
In the image recording apparatus 10 shown in FIG. 1, when the autofocus device 74 of the present invention is adopted, the image forming lens 4 of the image forming optical system 16 according to the displacement amount of the recording material A.
8 is moved, and the image forming position of the light beam emitted from the semiconductor laser 18 through the image forming optical system 16 is controlled so as to coincide with the surface of the recording material A. As a result, the image forming position of the light beam emitted through the image forming optical system 16 is always adjusted to the surface position of the recording material A, so that a high quality image can be recorded.

【0060】なお、本発明のオートフォーカス装置は、
図1に示す画像記録装置10において、露光光源から射
出される光ビームの結像位置を記録材料Aの表面近傍に
自動調整するためだけに使用可能ものではなく、例えば
画像読取装置等のように、オートフォーカス制御を必要
とする、従来公知のあらゆる装置に適用可能である。
The autofocus device of the present invention is
In the image recording apparatus 10 shown in FIG. 1, the image recording apparatus is not usable only for automatically adjusting the image forming position of the light beam emitted from the exposure light source to the vicinity of the surface of the recording material A. The present invention can be applied to all conventionally known devices that require autofocus control.

【0061】本発明の位置検出装置、オートフォーカス
装置および画像記録装置は、基本的に以上のようなもの
である。以上、本発明の位置検出装置、オートフォーカ
ス装置および画像記録装置について詳細に説明したが、
本発明は上記実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱
しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいの
はもちろんである。
The position detecting device, the autofocus device and the image recording device of the present invention are basically as described above. The position detection device, the autofocus device, and the image recording device of the present invention have been described above in detail.
The present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that various improvements and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上詳細に説明した様に、本発明によれ
ば、構造が簡単なので装置の信頼性を向上させることが
でき、しかも安価な部品を使用して実現可能であるた
め、コストダウンが可能であるという利点がある。
As described in detail above, according to the present invention, since the structure is simple, it is possible to improve the reliability of the device, and it is possible to realize it by using inexpensive parts. Is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の画像記録装置の一実施例の概略斜視
図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view of an embodiment of an image recording apparatus of the present invention.

【図2】 本発明の位置検出装置を適用する画像記録装
置の一実施例の概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram of an embodiment of an image recording device to which the position detecting device of the present invention is applied.

【図3】 本発明の位置検出装置の一実施例の構成概念
図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the configuration of an embodiment of the position detecting device of the present invention.

【図4】 (a)および(b)は、それぞれ結像位置近
傍および結像位置から離れた位置における電圧信号の時
間変化を表す一実施例のグラフである。
FIG. 4A and FIG. 4B are graphs of an example showing a time change of a voltage signal at a position near an image forming position and a position apart from the image forming position, respectively.

【図5】 (a)および(b)は、それぞれ光ビームの
集光角度が異なる場合を表す一実施例の概念図である。
5A and 5B are conceptual diagrams of an example showing a case where the light beam converging angles are different from each other.

【図6】 本発明のオートフォーカス装置の一実施例の
構成概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram of the configuration of an embodiment of the autofocus device of the present invention.

【図7】 従来の位置検出装置の一例の構成概念図であ
る。
FIG. 7 is a structural conceptual diagram of an example of a conventional position detecting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 画像記録装置 12 光源部 14 走査露光部 16 結像光学系 18 半導体レーザ 20 光ファイバケーブル 22 コネクタアレイ 24 ファイバアレイ 26 ヒートシンク 28 支持板 30 支持部材 32 アウタードラム 34 副走査手段 36 結像ユニット 38 移動支持台 40 ボールねじ(駆動ねじ) 42 基台 44 溝 46 コリメータレンズ 48 結像レンズ 50,80 位置検出装置 52,82 光源 54 光検出素子 56,86 電流電圧変換器 58,88 増幅器 60 最大値検出手段 62 最小値検出手段 64 差分検出器 66,92,94 比較器 68,98 対象物 70,100 結像レンズ 72,102 集光レンズ 74 オートフォーカス装置 76 変位量の算出手段 78 結像位置調整手段 84 1次元光位置検出素子 90 演算回路 96 ANDゲート 10 Image recording device 12 Light source 14 Scanning exposure unit 16 Imaging optical system 18 Semiconductor laser 20 optical fiber cable 22 connector array 24 fiber array 26 heat sink 28 Support plate 30 Support member 32 outer drum 34 Sub-scanning means 36 Imaging unit 38 Moving support 40 ball screw (drive screw) 42 base 44 groove 46 Collimator lens 48 Imaging lens 50,80 Position detection device 52,82 light source 54 Photodetector 56,86 current-voltage converter 58,88 amplifier 60 Maximum value detection means 62 minimum value detection means 64 difference detector 66,92,94 comparator 68,98 Target 70,100 Imaging lens 72,102 Condensing lens 74 Auto Focus Device 76 Displacement amount calculation means 78 Image forming position adjusting means 84 One-dimensional optical position detector 90 arithmetic circuit 96 AND gate

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】対象物の表面近傍で結像する光ビームを射
出する光源と、この光源から射出される光ビームが前記
対象物の表面で散乱した反射光を捉え、その光強度に応
じた電流値の電流信号を出力する光検出素子と、この光
検出素子から出力される前記電流信号を、その電流値に
応じた電圧レベルの電圧信号に変換する電流電圧変換器
と、この電流電圧変換器から出力される電圧信号の、単
位時間当たりの最大値および最小値をそれぞれ検出する
最大値検出手段および最小値検出手段と、これらの最大
値検出手段および最小値検出手段から出力される前記電
圧信号の最大値と最小値との差分の電圧を算出する差分
検出器と、この差分検出器から出力される差分の電圧と
基準値とを比較し、その比較結果を出力する比較器とを
備え、 前記比較器から出力される比較結果に応じて、前記対象
物が前記基準値により決定される所定の範囲内にあるの
かどうかを判定することを特徴とする位置検出装置。
1. A light source that emits a light beam that forms an image near the surface of an object, and a light beam that is emitted from this light source captures the reflected light scattered on the surface of the object and determines the intensity of the light. A photodetector element that outputs a current signal of a current value, a current-voltage converter that converts the current signal output from the photodetector element into a voltage signal of a voltage level according to the current value, and the current-voltage converter Value detecting means and minimum value detecting means for detecting the maximum value and the minimum value per unit time of the voltage signal output from the detector, and the voltage output from the maximum value detecting means and the minimum value detecting means. A difference detector that calculates the voltage difference between the maximum value and the minimum value of the signal, and a comparator that compares the difference voltage output from this difference detector with a reference value and outputs the comparison result , The comparator A position detecting device which determines whether or not the object is within a predetermined range determined by the reference value according to a comparison result output from the device.
【請求項2】第1の光源から射出される光ビームが、レ
ンズを介して対象物の表面近傍で結像するように制御す
る結像光学系を備える装置で用いられるオートフォーカ
ス装置であって、 前記対象物の表面近傍で結像する光ビームを射出する第
2の光源と、この第2の光源から射出される光ビームが
前記対象物の表面で散乱した反射光を捉え、その光強度
に応じた電流値の電流信号を出力する光検出素子と、こ
の光検出素子から出力される前記電流信号を、その電流
値に応じた電圧レベルの電圧信号に変換する電流電圧変
換器と、この電流電圧変換器から出力される電圧信号
の、単位時間当たりの最大値および最小値をそれぞれ検
出する最大値検出手段および最小値検出手段と、これら
の最大値検出手段および最小値検出手段から出力される
前記電圧信号の最大値と最小値との差分の電圧を算出す
る差分検出器と、この差分検出器から出力される差分の
電圧に基づいて前記対象物の変位量を算出する変位量の
算出手段と、この変位量の算出手段によって算出される
対象物の変位量に基づいて、前記第1の光源から射出さ
れる光ビームが前記対象物の表面近傍で結像するよう
に、前記結像光学系のレンズの位置を制御する結像位置
調整手段とを備えていることを特徴とするオートフォー
カス装置。
2. An autofocus device used in a device including an imaging optical system for controlling a light beam emitted from a first light source so as to form an image near the surface of an object through a lens. A second light source that emits a light beam that forms an image in the vicinity of the surface of the object, and a light beam emitted from the second light source that captures the reflected light scattered on the surface of the object, and its light intensity A photo-detecting element that outputs a current signal having a current value corresponding to, a current-voltage converter that converts the current signal output from the photo-detecting element into a voltage signal having a voltage level corresponding to the current value, and Maximum value detecting means and minimum value detecting means for detecting the maximum value and the minimum value per unit time of the voltage signal output from the current-voltage converter, and the maximum value detecting means and the minimum value detecting means are output. Before A difference detector for calculating a voltage difference between the maximum value and the minimum value of the voltage signal, and a displacement amount calculating means for calculating the displacement amount of the object based on the difference voltage output from the difference detector. And the imaging optics so that the light beam emitted from the first light source forms an image near the surface of the object based on the displacement of the object calculated by the displacement calculating means. An image forming position adjusting means for controlling the position of the lens of the system.
【請求項3】画像信号に対応した画像を記録材料上に記
録する画像記録装置であって、 前記記録材料の露光光源と、この露光光源から射出され
る光ビームが、レンズを介して前記記録材料の表面近傍
で結像するように制御する結像光学系と、前記露光光源
から前記結像光学系を介して射出される光ビームおよび
前記記録材料を主走査方向およびこの主走査方向と略直
交する副走査方向に相対的に移動させながら、前記画像
信号に基づいて、前記露光光源から射出される光ビーム
により前記記録材料を走査露光する走査露光手段と、請
求項1に記載の位置検出装置とを備え、 前記位置検出装置により、前記記録材料が、前記露光光
源から射出される光ビームの結像位置近傍の所定の範囲
内にあるのかどうかを判定しながら、前記記録材料上に
前記画像信号に対応した画像を記録することを特徴とす
る画像記録装置。
3. An image recording apparatus for recording an image corresponding to an image signal on a recording material, wherein an exposure light source of the recording material and a light beam emitted from the exposure light source are recorded through a lens. An imaging optical system that controls to form an image near the surface of the material, a light beam emitted from the exposure light source through the imaging optical system, and the recording material in the main scanning direction and in the main scanning direction. The scanning exposure unit that scans and exposes the recording material with a light beam emitted from the exposure light source based on the image signal while relatively moving in the sub-scanning direction orthogonal to each other, and the position detection according to claim 1. An apparatus, the position detecting device, on the recording material while determining whether the recording material is within a predetermined range in the vicinity of the imaging position of the light beam emitted from the exposure light source. Image recording apparatus and recording an image corresponding to the serial image signal.
【請求項4】画像信号に対応した画像を記録材料上に記
録する画像記録装置であって、 前記記録材料の露光光源と、この露光光源から射出され
る光ビームが、レンズを介して前記記録材料の表面近傍
で結像するように制御する結像光学系と、前記露光光源
から前記結像光学系を介して射出される光ビームおよび
前記記録材料を主走査方向およびこの主走査方向と略直
交する副走査方向に相対的に移動させながら、前記画像
信号に基づいて、前記露光光源から射出される光ビーム
により前記記録材料を走査露光する走査露光手段と、請
求項2に記載のオートフォーカス装置とを備え、 前記オートフォーカス装置により、前記記録材料の変位
量に基づいて、前記露光光源から射出される光ビームが
前記記録材料の表面近傍で結像するように前記レンズの
位置を制御しながら、前記記録材料上に前記画像信号に
対応した画像を記録することを特徴とする画像記録装
置。
4. An image recording apparatus for recording an image corresponding to an image signal on a recording material, wherein an exposure light source of the recording material and a light beam emitted from the exposure light source are recorded through a lens. An imaging optical system that controls to form an image near the surface of the material, a light beam emitted from the exposure light source through the imaging optical system, and the recording material in the main scanning direction and in the main scanning direction. 3. A scanning exposure unit that scans and exposes the recording material with a light beam emitted from the exposure light source based on the image signal while moving relatively in a sub-scanning direction orthogonal to each other, and the autofocus according to claim 2. And a device for causing the light beam emitted from the exposure light source to form an image near the surface of the recording material based on the displacement amount of the recording material by the autofocus device. While controlling the position of the lens, an image recording apparatus and recording an image corresponding to the image signal onto the recording material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7092082B1 (en) * 2003-11-26 2006-08-15 Kla-Tencor Technologies Corp. Method and apparatus for inspecting a semiconductor wafer
CN110017783A (en) * 2019-05-20 2019-07-16 广东理工学院 Plate is displaced on-line measuring device and conveyer system

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