JP2838441B2

JP2838441B2 - オプトエレクトロニクス記録装置

Info

Publication number: JP2838441B2
Application number: JP8523881A
Authority: JP
Inventors: ブレムゼノルベルト
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1995-02-08
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 1998-12-16
Anticipated expiration: 2016-01-24
Also published as: WO1996024908A1; EP0754330B1; EP0754330A1; US5828045A; JPH09505683A; DE29502016U1; DE59607807D1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電子再現技術の分野に関するものであり、点
および線ごとに情報を記録材料に記録するための記録装
置（レコーダまたは露光装置とも称する）のオプトエレ
クトロニクス記録機構に関する。

この種の記録装置は基本的に、輝度変調される光ビー
ムを発生する光源、画像信号の加えられる光源制御回
路、光源の光軸上に配置され光ビームを記録材料上にフ
ォーカシングする対物レンズ、および光ビームを制限す
る絞りにより構成されている。この場合、画像信号には
記録すべき情報が含まれている。画像信号により輝度変
調された光ビームにより、点ごとおよび線ごとに記録材
料たとえばフィルムへの露光が行われる。光源としてレ
ーザダイオードの使用されることが多く、レーザダイオ
ードにより送出される光の出力はレーザダイオードを流
れる駆動電流によって決まる。駆動電流は画像信号に依
存して制御回路において形成される。

２つのレベルの黒／白情報を露光するためにレーザダ
イオードは、そこから送出される光が駆動電流によりオ
ン／オフされるようにスイッチング動作ではたらく。高
度な記録品質を得るために、送出される光のレベルはレ
ーザダイオードのスイッチオンインターバル中、一定で
なければならない。スイッチングインターバル中に光の
レベルを一定にすることへ要求は、その特性上、レーザ
ダイオードによっては満たされるものではなく、その理
由はレーザダイオードから送出される光の出力は温度に
依存するからである。

レーザダイオードの光出力の放射を光の調整により安
定化させることが知られている。この目的で、レーザダ
イオードから送出された光が光検出器により測定され、
光検出器により形成された測定信号が実際値として、フ
ィードバック分岐を介して駆動電流調整器へと送り戻さ
れる。

光検出器はたとえばフォトダイオードであり、これは
モニタダイオードないしPINダイオードとも呼ばれてい
る。レーザダイオードおよびこれと光学的に結合された
モニタダイオードを共通のケーシング内に統合すること
がよく行われている。内部でモニタダイオードを利用す
ることの欠点は、それにより形成された測定信号は小さ
くてノイズが多く、このことで良好な調整品質が得られ
ず、ひいては光の出力の高度な安定性も得られないこと
である。

ヨーロッパ特許出願公開第0511354号公報によれば、
外部でモニタダイオードを利用することが知られてお
り、つまりこの場合、モニタダイオードはレーザダイオ
ードとともに共通のケーシング内に取り付けられてはい
ない。そこにおいて、位置の置き換えられたモニタダイ
オードとレーザダイオードとの光学的な結合は、光ビー
ムのビーム路中に配置されたフラットな分配用ミラーを
介して行われ、これは光ビームの一部分を出力結合し外
部のモニタダイオードへ向けて反射させる。分配用ミラ
ーを使用することの欠点は、露光に用いられる光ビーム
の光の出力が低下し、さらにこれに加えて、出力結合さ
れた光の一部分をモニタダイオード上へフォーカシング
させる対物レンズも必要とされることである。しかも公
知の装置構成の場合、レーザダイオードとモニタダイオ
ードとの間の光の経路がかなり長くなるため、測定信号
はそれに応じて遅延し、これにより帯域幅の調整が著し
く制限される。

したがって請求項１記載の本発明の課題は、レーザダ
イオードから送出される光の出力の精確かつ迅速な調整
を行うことで、レーザダイオードを備えたオプトエレク
トロニクス記録機構を改善することにある。

従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されてい
る。

次に、図１〜図３を参照しながら本発明について詳細
に説明する。

図１にはオプトエレクトロニクス記録機構の１つの実
施例が、旋回された凹面鏡を含む部分図として示されて
いる。

図２には、オプトエレクトロニクス記録機構の別の実
施例が、位置のずらされた凹面鏡を含む部分図として示
されている。

図３には、オプトエレクトロニクス記録機構のさらに
別の実施例が、レーザダイオードとモニタダイオードの
有利な配置構成含む部分図として示されている。

レーザダイオード１は発散光線束２を発生し、この光
線束のうち内側の中核だけが露光光線束2aとして用いら
れる。光線束２は以下では光線出射窓３と称する平面を
通してレーザダイオード１から出射される。露光光線束
2aは、光軸４上に配置された対物レンズ５により記録材
料６上にフォーカシングされ、これは絞り７により制限
される。レーザダイオード１のための駆動電流I_Tは制御
回路８により発生する。制御回路８には、記録すべき情
報もつ画像信号BSが印加される。画像信号BSにより制御
された駆動電流I_Tにより、記録すべき情報に応じて光線
束３がスイッチオン／オフされる。

レーザダイオード１のスイッチオンインターバルにお
いて光線束２の光の出力を一定に保持することは、制御
回路８の構成部分である調整器による調整により行われ
る。調整用の光出力実際値を捕捉するため光検出器とし
てモニタダイオード９が設けられており、これはレーザ
ダイオード１のケーシングの外に配置されている。モニ
タダイオード９の光感応面（以下では光入射窓10と称す
る）に投射される光ビーム２の光の一部分11は、モニタ
ダイオード９において光出力実際値を捕捉する測定信号
に変換され、この測定信号はフィードバック分岐12を介
して制御回路９内部の調整器へフィードバックされる。

レーザダイオード１から送出される光出力を精確かつ
迅速に調整できるようにするため、本発明によればレー
ザダイオード１と対物レンズ５との間に、開口部13aを
備えた凹面鏡13あるいは１つの凹面鏡における少なくと
も１つのミラーセグメント13b,13cが配置されており、
これにより記録材料６の露光に利用される露光光線束2a
は、光の損失なく凹面鏡13の開口部13aないしはミラー
セグメント13b,13cを通り抜け、露光光線束2aを囲む光
線束２の光の一部分11は、凹面鏡13aないしはミラーセ
グメント13b,13cによりほぼ完全にモニタダイオード９
の光入射窓10上にフォーカシングされるようになる。こ
の場合、凹面鏡13をたとえば球面状、楕円状または放物
面上に構成できる。

図１による実施例では球面状の凹面鏡13が用いられ
る。球面状の凹面鏡13は主軸14を有しており、主軸上に
は鏡面の中心点Ｍがあり、鏡面は中心点Ｍを中心とした
半径Ｒを有する。主軸14と球面状の鏡面との交点は頂点
と呼ばれる。球面状の凹面鏡13の主軸14上における焦点
Ｆにより、中心点Ｍと頂点Ｓとの距離が２等分される。
物体は凹面鏡13により、物体距離と像距離との比に応じ
て結像される。

図１に示されている実施例の場合、球面状凹面鏡13の
頂点Ｓは記録機構の光軸４上におかれており、球面状凹
面鏡13はその頂点Ｓを中心として、レーザダイオード１
の光出射窓３がモニタダイオード９の光入射窓10上に結
像されるよう、旋回されて配置されている。そしてこれ
は、レーザダイオード１と頂点Ｓとの間の距離直線15
と、モニタダイオード９と頂点Ｓとの間の距離直線16と
が成す角度が、球面状凹面鏡13の主軸14により２等分さ
れる場合である。球面状凹面鏡13の開口部13aの中央線
は、記録機構の光軸４と一致している。開口部13aの直
径は、球面状凹面鏡13の領域における露光光線束2aの直
径よりもいくらか大きく選定されているので、露光光線
束2aは光の損失なく球面状凹面鏡13の開口部13aを通り
抜ける。

ミラーセグメント13b,13cだけしか用いられていなけ
れば、それらのミラーセグメントは光軸４の領域で開口
部13aの直径に対応する間隔を相互間で有している。

凹面鏡13またはミラーセグメント13b,13cはたとえ
ば、内面がアルミニウムで鏡面化されているガラス体で
ある。

図２にはオプトエレクトロニクス記録機構に関する第
２の実施例が、位置がずらされて配置された凹面鏡を含
む部分図として示されている。

やはり球面状凹面鏡13の用いられている第２の実施例
は第１の実施例とは異なり、球面状凹面鏡13の位置が記
録機構の光軸４に対し平行になるよう変えられており、
第１の実施例の場合のように旋回されて配置されていな
い。この場合、球面状凹面鏡13における開口部13aの中
央線は、凹面鏡13の主軸14から間隔ｄを有している。球
面状凹面鏡13の平行移動は、球面状凹面鏡13の主軸14が
記録機構の主軸４に対し間隔ｄを有するようにして行わ
れる。このようにすると、球面状凹面鏡13における開口
部13aの中央線が記録機構の光軸４と一致し、露光光線
束2aはやはり光の損失なく凹面鏡13の開口部13aを通り
抜ける。

図３には、レーザダイオード１とモニタダイオード９
の有利な配置構成を備えたオプトエレクトロニクス記録
機構に関するさらに別の実施例が示されている。この実
施例でも図２による実施例と同様、球面状凹面鏡13は光
軸４に対し間隔ｄだけずらされて配置されている。図２
による実施例との相違点は、レーザダイオード１の光出
射窓３とモニタダイオード９の光入射窓10の各中心点
が、オプトエレクトロニクス記録機構の光軸４に対し垂
直な直線17上に間隔2dをおいて位置決めされていること
である。直線17と凹面鏡13との間の間隔は、凹面鏡13の
焦点Ｆが主軸14と直線17との交点18と頂点Ｓとの間の主
軸14上で中央に位置するよう、選定されている。交点18
は、レーザダイオード１の光出射窓３の中心点とモニタ
ダイオード９の光入射窓10とに対し、それぞれ間隔ｄを
有している。

このような配置構成の場合、レーザダイオード１の光
出射窓３は1:1のスケールでモニタダイオード９の光入
射窓上に結像される。レーザダイオード１とモニタダイ
オード９との間の光路は最小であり、僅かな電気的遅延
時間しか生じない。レーザダイオード１とモニタダイオ
ード９との間の間隔は、これらのコンポーネントの最小
構造間隔によって定まる。

図２と図３による実施例においても、開口部13aを有
する完全な凹面鏡13の代わりに、相応に位置決めされた
凹面鏡13のミラーセグメント13b,13cを使用できる。

すべての実施例に関してモニタダイオード９を、光が
光入射窓10へ垂直に投射されるよう旋回させて配置でき
る。

レーザダイオードから送出される光の出力を調整する
目的で、露光に使われる露光光線束の光の一部分を外部
のモニタダイオードへ向けて反射させるために本発明の
ようにして凹面鏡を用いることで、さらに以下のような
利点が得られる。露光光線束が実質的に光の損失なく凹
面鏡を通り抜けることにより、レーザダイオードから発
生する光の大部分を記録材料の露光に利用できる。しか
も、露光光線束が凹面鏡に触れることにはならないた
め、凹面鏡に対し高度な品質要求は課されない。光反射
器として凹面鏡を用いること、ならびに記録機構内での
凹面鏡の独特な配置により、レーザダイオードから発生
する露光光線束の外側の光のかなりの部分がモニタダイ
オードに向かって反射し、このことで大きな調整信号振
幅が得られ、さらにこれによってレーザダイオードの光
の出力を高精度で調整できる。レーザダイオード、モニ
タダイオードおよび凹面鏡についての選定された配置構
成により、レーザダイオードとモニタダイオードとの間
の光路が著しく短くなり、つまりは調整信号の遅延時間
が著しく短くなる。これによってレーザダイオードの光
の出力を高い変調周波数でも高速に調整できる。記録装
置内において記録材料露光のためにレーザダイオードか
ら送出されたレーザ光が迅速かつ精確に調整されること
で、有利には記録品質が著しく改善されることになる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光軸（４）に沿って光線束（２）を発生さ
せるレーザダイオード（１）と、前記光線束（２）を記録材料（６）上にフォーカシング
させるため前記光軸（４）上に配置された対物レンズ
（５）と、前記光線束（２）の光の出力を測定するため前記レーザ
ダイオード（１）から間隔を隔てて配置された光検出器
（９）と、前記光線束（２）のビーム路中に配置され光検出器
（９）へ向けて前記光線束（２）の一部分を反射させる
反射器とが設けられている、情報を記録材料に点および線ごとに記録するオプトエレ
クトロニクス記録装置において、前記反射器は１つの凹面鏡（13）として構成されてお
り、該凹面鏡はレーザダイオード（１）と対物レンズ
（５）の間に配置されていて、該凹面鏡の頂点（Ｓ）は
光軸（４）上に位置しており、前記凹面鏡（13）は、該凹面鏡（13）の主軸（14）が、
レーザダイオード（１）と頂点（Ｓ）の間の間隔直線
（15）と光検出器（９）の間の間隔直線（16）とが成す
角度を実質的に２等分するよう、旋回されて配置されて
おり、前記凹面鏡（13）は開口部（13a）を有しており、該開
口部の中央線は実質的に前記光軸（４）と一致してお
り、該開口部の直径は少なくとも、記録に用いられる光
線束（２）の光の一部分（2a）の直径に凹面鏡（13）の
領域で対応しており、これにより記録に用いられる光線
束（２）の光の一部分（2a）は損失なく前記凹面鏡（1
3）を通り抜け、記録には用いられない光線束（２）の
光の一部分（11）はほぼ完全に光検出器（９）上にフォ
ーカシングされることを特徴とする。情報を記録材料に点および線ごとに記録するオプトエレ
クトロニクス記録装置。
【請求項２】光軸（４）に沿って光線束（２）を発生さ
せるレーザダイオード（１）と、前記光線束（２）を記録材料（６）上にフォーカシング
させるため前記光軸（４）上に配置された対物レンズ
（５）と、前記光線束（２）の光の出力を測定するため前記レーザ
ダイオード（１）から間隔を隔てて配置された光検出器
（９）と、前記光線束（２）のビーム路中に配置され光検出器
（９）へ向けて前記光線束（２）の一部分を反射させる
反射器とが設けられている。情報を記録材料に点および線ごとに記録するオプトエレ
クトロニクス記録装置において、前記反射器は１つの凹面鏡（13）として構成されてお
り、該凹面鏡はレーザダイオード（１）と対物レンズ
（５）との間に配置されており、前記凹面鏡（13）は、該凹面鏡（13）の主軸（14）が光
軸（４）に対し実質的に平行に間隔をおいて延在するよ
う、光軸（４）に対しずらされて配置されており、前記凹面鏡（13）は開口部（13a）を有しており、該開
口部の中央線は実質的に前記主軸（14）に対し間隔
（ｄ）を有しており、該開口部の直径は少なくとも、記
録に用いられる光線束（２）の光の一部分（2a）の直径
に凹面鏡（13）の領域で対応しており、これにより記録
に用いられる光線束（２）の光の一部分（2a）は損失な
く前記凹面鏡（13）を通り抜け、記録には用いられない
光線束（２）の光の一部分（11）はほぼ完全に光検出器
（９）上にフォーカシングされることを特徴とする、情報を記録材料に点および線ごとに記録するオプトエレ
クトロニクス記録装置。
【請求項３】前記のレーザダイオード（１）と光検出器
（９）は、前記凹面鏡（13）の主軸（14）に対し実質的
に垂直に延在する直線（17）上に配置されていて、主軸
（14）に対しそれぞれ間隔（ｄ）を有している、請求項
２記載のオプトエレクトロニクス記録装置。
【請求項４】前記凹面鏡（13）は球面状に構成されてい
る、請求項１〜３のいずれか１項記載のオプトエレクト
ロニクス記録装置。
【請求項５】前記の直線（17）と凹面鏡（13）との間の
間隔は、球面状の凹面鏡（13）の中心点（Ｍ）が前記直
線（17）上に位置するよう選定されている、請求項３ま
たは４記載のオプトエレクトロニクス記録装置。
【請求項６】前記凹面鏡（13）はガラス体からなり、該
ガラス体の鏡面にアルミニウムが蒸着されている、請求
項１〜５のいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス
記録装置。
【請求項７】前記凹面鏡（13）により光検出器（９）へ
フォーカシングされる光線束（２）の光の一部分（11）
は測定信号に変換され、該測定信号は前記レーザダイオ
ード（１）から送出された光の出力を調整するための実
際値として用いられる、請求項１〜６のいずれか１項記
載のオプトエレクトロニクス記録装置。
【請求項８】光検出器（９）としてモニタダイオードが
用いられる、請求項１〜７のいずれか１項記載のオプト
エレクトロニクス記録装置。