JP2012528748A - 光印字可能な材料の直接結像のための光学系 - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2006年8月28日に出願された米国特許出願第11/511,103号の一部継続出願であり、2007年3月29日に米国特許公開第2007/0068630号として公開されたものであり、これは、2006年4月4日に出願された暫定特許出願第60/789,505号、および2005年8月29日に出願された暫定特許出願第60/712,640号に対する優先権を主張するものであり、またこの出願は、現在は米国特許第7,168,472号である、2005年3月1日に出願された米国特許出願第11/069,330号の一部継続出願であり、これは、2004年3月3日に出願された暫定特許出願第60/549,778号に対する優先権を主張するものである。
Claims (58)
- 結像系であって、
光源のソースアレイと、
互いに実質的に平行な光軸を有する光源に対応するレンズアレイであって、前記レンズは、平行出力ビームを生成する、レンズアレイと、
前記レンズの前記光軸に実質的に平行な光軸を有する、無限焦点光リレーと、
を備え、前記レンズアレイは、画像面上に各平行出力ビームの画像を生成する光学系を形成するように、前記無限焦点光リレーに対して位置付けられ、各画像は、所定の焦点深度および最小スポットサイズを有する、
結像系。
前記光源のそれぞれは、別々に変更可能な出力を有し、前記光源は、それらのそれぞれの出力を選択的に変化させるように調整される、請求項1に記載の結像系。 - 前記光源は、前記ダイオードに印加される電流を変化させることによって個々に調整されてもよい、プログラム可能なレーザダイオードである、請求項2に記載の結像系。
- 前記光源は、直線アレイ状に配設される、請求項3に記載の結像系。
- 前記無限焦点光リレーは、一連の倍率があるミラーを備える、請求項4に記載の結像系。
- 前記倍率があるミラーは、第1の凹形ミラーと、第2の凸面ミラーと、第3の凹形ミラーとから成る、請求項5に記載の結像系。
- 前記光源は、前記レンズ間の中心間隔と比較して実質的に点状の構造を有し、そこから生成される前記平行ビームは、前記画像が選択した量だけ重複するように、前記無限焦点光リレーによって拡大されるように生成される、請求項6に記載の結像系。
- 前記光源は、レーザダイオードであり、前記無限焦点光リレーは、一連の倍率があるミラーを備える、請求項1に記載の結像系。
- 前記光源は、前記レンズ間の中心間隔と比較して実質的に点状の構造を有し、そこから生成される前記平行ビームは、前記画像が選択した量だけ重複するように、前記無限焦点光リレーによって拡大される、請求項1に記載の結像系。
- 結像系であって、
光源のソースアレイと、
前記光源に対応するレンズアレイであって、前記レンズは、互いに実質的に平行な光軸を有し、かつ前記光源の第1の画像を生成するようにそれらのそれぞれの光源に対して位置付けられる、レンズアレイと、
光リレーであって、少なくとも1つの倍率がある反射面を備え、前記レンズの前記光軸に実質的に平行な光軸を有し、前記光源の第2の画像を拡大した画像面に生成するように、前記光源の前記第1の画像に対して位置付けられ、それによって、前記倍率がある反射面が前記光リレーの出力損失を最小化するように機能する、光リレーと、
を備える、結像系。 - 前記光源のそれぞれは、別々に変化させることができる出力を有し、前記光源は、それらの別個の出力を選択的に変化させるように調整される、請求項10に記載の結像系。
- 前記光源は、前記ダイオードに供給される電流を変化させることによって個々に調整されてもよい、プログラム可能なレーザダイオードである、請求項11に記載の結像系。
- 前記光源は、直線アレイ状に配設される、請求項12に記載の結像系。
- 前記無限焦点光リレーは、無限焦点系を形成する一連の倍率があるミラーを備える、請求項10に記載の結像系。
- 前記光源は、レーザである、請求項10に記載の結像系。
- 前記倍率があるミラーは、第1の凹形ミラーと、第2の凸面ミラーと、第3の凹形ミラーとから成る、請求項15に記載の結像系。
- 前記光源は、前記レンズ間の中心間隔と比較して実質的に点状の構造を有し、それによって生成される前記第1の画像は、前記第2の画像が選択した量だけ重複するように、前記光リレーによって拡大される、請求項10に記載の結像系。
- 前記光源は、レーザである、請求項1に記載の結像系。
- 結像系であって、
レーザソースアレイであって、それぞれのレーザビームのアレイを生成する、レーザソースアレイと、
前記レーザソースアレイに対応し、かつ前記それぞれのレーザビームの拡大画像を生成するように該レーザソースアレイに対して選択位置に配設される、レンズアレイと、
前記それぞれのレーザビームの画像を画像面に生成するように、前記レンズアレイに対して選択位置に配設される、無限焦点光リレーであって、前記画像は、選択されたぼやけ基準を満たす、無限焦点光リレーと、
を備える、結像系。 - 前記レンズアレイ内の各レンズは、前側焦点面および後側焦点面を有し、前記レーザは、前記それぞれのレンズの前記前側焦点面に対して選択された物体面に配設される、請求項19に記載の結像系。
- 各レーザビームは、ウエストを有し、前記光リレーは、前記光リレーによって形成された隣接する画像が選択した量だけ重複するように、前記ウエストに対してある距離を置いて位置する被写体面を有する、請求項20に記載の結像系。
- 各レーザビームは、ウエストを有し、前記光リレーは、前記光リレーによって形成された隣接する画像が選択した量だけ重複するように、前記ウエストに対してある距離を置いて位置する被写体面を有する、請求項19に記載の結像系。
- 前記光リレーは、無限焦点系であり、前記画像の収差は、前記被写体面に位置する被写体に対して最小化される、請求項22に記載の結像系。
- 前記レーザは、マルチモードレーザである、請求項23に記載の結像系。
- 前記レーザのそれぞれは、別々に変更可能な出力を有し、前記レーザは、それらの個別の出力を選択的に変化させるように調整される、請求項22に記載の結像系。
- 前記レーザは、前記ダイオードに供給される電流を変化させることによって個々に調整されてもよい、プログラム可能なレーザダイオードである、請求項25に記載の結像系。
- 情報を感光性ラベル上に書き込むためのシステムであって、
光ビームアレイを生成する、光源のソースアレイと、
前記光ビームを画像面に向かって方向付けるための、前記光源に対応するレンズアレイと、
前記感光性ラベルを前記画像面に位置付けるための、ラベリング装置と、
前記ソースアレイと前記ラベリング装置との間に配設され、前記ラベルを露出し、それによって該ラベル上にパターンを書き込むように、前記光ビームの拡大画像を前記感光性ラベル上に生成する、無限焦点光リレーと、
を備える、システム。 - 感光性ラベルを画像面に位置付けるための前記装置は、ベローズ先端部を有するベローズを備え、前記ベローズは、前記ベローズ先端と前記ラベルとの間の界面において低圧を維持することによって、前記ラベルを適所に保持する、請求項27に記載のシステム。
- 前記ベローズは、回転可能な支持体上に載置され、ラベルを第1の位置で取得し、前記ラベルを前記光ビームアレイに露出するように、前記光リレーの光軸に沿って第2の軸方向位置に回転させられる、請求項28に記載のシステム。
- 前記ベローズはさらに、前記ラベルを品目に貼付するように、第3の位置に回転させられ、かつ半径方向に延在するように適合される、請求項29に記載のシステム。
- 前記画像は、焦点深度を有し、前記ラベルの軸方向位置は、既知の変化を有し、前記画像の前記焦点深度は、前記ラベルの前記軸方向位置の前記変化と少なくとも同じくらい大きくなるように選択される、請求項29に記載のシステム。
- 前記光リレーは、光軸を有し、前記ラベルを位置付けるための前記装置は、前記ラベルが、前記光ビームに露出されている間に、前記光軸を通して移動させるように適合される、請求項27に記載のシステム。
- 前記光ビームは、前記光軸に垂直な第1の軸に沿って直線状に整合され、前記ラベリング装置は、前記ラベルが前記光ビームに露出されている間に、前記第1の軸および前記光軸の双方に垂直な第2の軸に沿って前記光軸を通して前記ラベルを移動させる、請求項31に記載のシステム。
- 前記光源は、前記ラベルが前記光軸を通過する時に該ラベル上に書き込まれる前記パターンがバーコードであるように調整される、請求項33に記載のシステム。
- 前記光源は、レーザ波長で動作可能なダイオードレーザであり、前記ラベルは、裏層が前記レーザ波長において半透明である材料を含む、3層構造を有し、中間層は、レーザ波長における光を吸収し、かつ光エネルギーを熱に変換し、表の感熱層は、前記中間層が前記半透明材料を通って透過した光によって照らされた時に、前記照らされた場所で、前記中間層によって生じた熱に反応して色が変わる、請求項27に記載のシステム。
- 前記光ビームは、レーザビームであり、該レーザビームのそれぞれは、前記レンズアレイに対してある距離を置いて位置する、ウエストを有し、前記光リレーは、隣接するビームウエストの画像が選択した量だけ重複する位置に配置される、請求項27に記載のシステム。
- 前記拡大画像の拡大率は、分数割合である、請求項27に記載のシステム。
- 情報を感光性ラベル上に書き込むためのシステムであって、
光ビームアレイを生成する、光源のソースアレイと、
前記光ビームを画像面に向かって方向付けるための、前記光源に対応するレンズアレイと、
前記感光性ラベルを画像面に位置付けるための、ラベリング装置と、
少なくとも1つの倍率がある反射面を備え、前記レンズの前記光軸に実質的に平行な光軸を有し、前記光ビームの拡大画像を前記感光性ラベル上に生成し、それによって、その上にパターンを書き込むように、前記ソースアレイと前記ラベリング装置との間に配置される、光リレーと、
を備える、のシステム。 - 感光性ラベルを位置付けるための前記装置は、ベローズ先端部を有するベローズを備え、前記ベローズは、前記ベローズ先端と前記ラベルとの間の界面において低圧を維持することによって、前記ラベルを適所に保持する、請求項38に記載のシステム。
- 前記ベローズは、回転可能な支持体上に載置され、ラベルを第1の位置で所得し、前記ラベルを前記光ビームアレイに露出するように、前記光リレーの光軸に沿って第2の軸方向位置に回転させられる、請求項39に記載のシステム。
- 前記ベローズはさらに、前記ラベルを品目に貼付するように、第3の位置に回転させられ、かつ半径方向に延在するように適合される、請求項40に記載のシステム。
- 前記光ビームは、前記光軸に垂直な第1の軸に沿って直線状に整合され、前記ラベリング装置は、前記ラベルが前記光ビームに露出されている間に、前記第1の軸および前記光軸の双方に垂直な第2の軸に沿って前記光軸を通して前記ラベルを移動させる、請求項38に記載のシステム。
- 前記光源は、前記ラベルが前記光軸を通過する時に前記ラベル上に書き込まれる前記パターンがバーコードであるように調整される、請求項38に記載のシステム。
- 前記光源は、レーザ波長で動作可能なダイオードレーザであり、前記ラベルは、裏層が前記レーザ波長において半透明である材料を含む、3層構造を有し、中間層は、レーザ波長における光を吸収し、かつ光エネルギーを熱に変換し、表の感熱層は、前記中間層が前記半透明材料を通って透過した光によって照らされた時に、前記照らされた場所で、前記中間層によって生じた熱に反応して色が変わる、請求項38に記載のシステム。
- 前記光源は、レーザビームである、請求項38に記載のシステム。
- 結像方法であって、
複数の光源を提供することと、
対応する複数の平行光ビームを生成するように、前記光源からの光を平行にすることと、
各画像が所定の焦点深度および最小スポットサイズを有する、前記複数の光ビームの画像を画像面において無限焦点的に生成することと、
を含む、方法。 - 前記光源は、実質的に点状の構造を有し、そこから生成される前記平行ビームは、前記画像面において選択した量だけ重複させられる、請求項46に記載の方法。
- 前記画像を分数割合の量だけ拡大することをさらに含む、請求項47に記載の方法。
- それらの個々の出力を選択的に変化させるように、前記光源を調整することをさらに含む、請求項46に記載の方法。
- 前記光ビームを通して、直線アレイの前記軸に垂直な方向に標的が移動している間に、前記光源を調整することによって2次元パターンを生成できるようにする、前記直線アレイの中に前記光源を配設することをさらに含む、請求項47に記載の方法。
- 結像方法であって、
複数の光源を提供することと、
対応する複数の平行光ビームを生成するように、前記光源からの光を平行にすることと、
前記複数の光ビームの画像を画像面において反射的に生成することと、
を含む、方法。 - 画像を反射的に生成することは、前記複数の光ビームを、複数の倍率がある表面から連続して反射させることを含む、請求項51に記載の方法。
- 前記画像を拡大することをさらに含む、請求項52に記載の方法。
- それらの個々の出力を選択的に変化させるように前記光源を調整することをさらに含む、請求項51に記載の方法。
- 前記光ビームを通して、直線アレイの前記軸に垂直な方向に標的を移動させている間に、直線アレイ状の前記光源を調整することによって2次元パターンを生成できるようにする、前記直線アレイ状に前記光源を配設することをさらに含む、請求項52に記載の方法。
- 前記光源は、レーザ光源である、請求項51に記載の方法。
- 結像方法であって、
それぞれの出力を有する、複数のレーザ光源を提供することと、
前記出力の複数のそれぞれの画像を選択位置において別々に生成することと、
前記画像面における前記複数の出力が選択されたぼやけ基準を満たす、前記出力の単一の画像を画像面において無限焦点的に生成することと、
を含む、方法。 - 情報を感光性ラベルに書き込む方法であって、
前記感光性ラベルを選択位置に配置することと、
光源アレイを提供することと、
前記光源から複数のそれぞれの光のビームを生成することと、
前記ラベルを露出し、それによってパターンをその上に書き込むように、前記複数のそれぞれの光のビームを前記ラベル上に無限焦点的に結像することと、
を含む、方法。 - 情報を感光性ラベルに書き込む方法であって、
前記感光性ラベルを選択位置に配置することと、
光源アレイを提供することと、
前記光源から複数のそれぞれの光のビームを生成することと、
前記ラベルを露出し、それによってパターンを書き込むように、前記複数のそれぞれの光のビームを前記ラベル上に反射的に結像することと、
を含む、方法。
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