JP4884615B2 - 並列処理光学距離計 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁放射源と、結像光学系と、感光性の検出器とを備え、位置情報が強度信号に変換される、ｎ個（ｎは自然数）の点の位置の、ｎ個の分離されたその参照位置とのずれを測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平坦または湾曲した版に画像付けするには、版露光器においてであれ印刷ユニットまたは印刷機においてであれ、通常、レーザである光源アレイがしばしば用いられる。結像光学系の光学軸によって定まる直線に対して通常直交して位置するアレイによってｎ本の個々の光線が生成される。これらの光線の、たとえばレーザダイオードなどの光源から対物レンズ光学系によって生成される画点は、数ミリメートル×マイクロメートルの面で、通常実質的に１つの平面または直線上にさえ位置するように、版の上で分散される。この場合の点または画点とは数学的な点でもあり、多次元の限定された面でもあると解される。個々の光線の画点は、通常、数マイクロメートルの直径をもち、数百マイクロメートルの相互間隔を有している。粉末の微粒子やその他の微粒子等によって、平坦な面であれ湾曲した面であれ版台が汚れることで、版がしばしば平坦に当接せず、数ミリメートルの直径をもつ局所的な反りが生じる可能性がある。ｎ本の光線すべてについて同一なアレイの結像光学系も、アレイの個々の結像光学系も、通常は画点の参照位置が、換言すれば対物レンズ光学系に対して参照間隔を有する画点の所望の位置が、実質的に１つの平面に位置するように構成されている。しかしながら反りがあるために、結像光学系の光学軸で定義される直線に対して通常直交して位置する、参照位置によって定義される平面とは別の平面に、個々の光線の画点を位置させることが必要となる。画像フィールドのこのような個所でも所望の画像付け結果を得るためには、用いる方法に応じて、アレイにおける該当する光源の発光出力を変えるか、あるいは特に参照位置の画点が光源のビームくびれである場合には、対象物距離すなわち像距離を変えることによってであれ結像光学系の主平面をずらすことによってであれ、結像光学系の焦点を移動させることが必要である。いずれの場合にも、参照位置に対する実際の画点位置を測定することが必要である。なぜならばこのような量は、必要な出力変更または結像光学系の必要な変更を計算するための初期値として必要だからである。通常、このような種類の距離測定または間隔測定の結果は、制御信号を生成するために用いられる。制御信号は、たとえば感光性の検出器の信号の処理に基づいて生成され、すなわち光度測定に基づいて生成される。光学距離計は、特にオートフォーカス装置で使用される。
【０００３】
米国特許出願明細書４，５４６，４６０には、光源としてのレーザと、光を反射する層と、少なくとも２つの感光性領域を有する光検出器とを備える、光学系のためのオートフォーカス装置が開示されている。レーザ光線は対物レンズによって集束されて、光を反射する層に結像される。この層で反射されたレーザ光は、対物レンズとその他の光学部品によって、光検出器の表面に投影される。光学軸に沿って対物レンズを移動させると、レーザ光線が偏向され、光検出器の表面の上に投影されたパターンが特定の方向に動く。対物レンズが、光を反射する層に対して、予め規定された距離よりも短い距離に位置している場合、前記パターンは第１の感光性領域にある。対物レンズが、予め規定された第２の距離よりも長い距離のところにある場合、前記パターンは同じく第１の感光性領域に形成される。対物レンズが、光を反射する層から、予め規定された第１の距離よりも長く、かつ予め規定された第２の距離よりも短い距離のところにある場合、前記パターンは光検出器の第２の感光性領域に形成される。パターンの位置の測定に基づいて、光を反射する層と光学系との距離を推定することができる。
【０００４】
さらに、対物レンズを移動させることで、結像光学系の焦点をずらすことが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような種類の装置の欠点は、参照位置に対する個々の点の位置しか測定できず、ただ１つの焦点しか移動させることができないことである。
【０００６】
たとえば米国特許出願明細書５，３０２，９９７には、帰属の光学系に対する自動的な焦点管理と自動的な露光測定のために用いられるアレイにおける、測光・距離測定素子の機構が記載されている。この機構は、中心部に二次元の感光性素子と、そのそれぞれの側に直線状に配置された、観測視野の中にある複数の感光性素子とを有している。レンズ系によって画像が前記機構に投影される。この場合、直線状に配置された感光性素子は、観測視野の少ない割合の光を受け取り、入射する光の強度測定をする役目を果たすのに対し、二次元の感光性素子は複数の個々の領域でできていて、自動焦点調節のための信号を生成する役目をする。
【０００７】
このような構成の欠点も、同様に、個々の点の位置しか焦点管理のために利用するこができないことである。感光性素子アレイが強度測定のために使用されるものの、これに対応する信号は自動露光測定にしか利用されない。
【０００８】
特にレーザのアレイのｎ個の光源について、ｎ個の画点の位置の、その参照位置からのずれを測定するには、ｎ個の画点についての位置解像が可能でなく、観測視野全体を表す信号しか生成されないため、上述した装置は適していない。ｎ個のずれ、すなわち距離を連続的に測定することは、ｎ倍の測定時間を意味しており、特に版に画像付けする装置における所望の使用目的にとっては、受け入れることができない。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、ｎ個のずれ、すなわち距離の迅速な測定を可能にする、ｎ個の点の位置の、ｎ個の分離したその参照位置からのずれを測定する装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項１記載の特徴を備える装置と、請求項１９に記載の方法とによって達成される。
【００１１】
電磁放射源と、結像光学系と、感光性の検出器とを備える、ｎ個の点の位置の、分離した参照点との差異を測定する本発明による装置では、時間的に同時にまたは並行して、ｎ個の信号が検出器によって生成され、ｎ個の信号の各々がｎ個の点の１つに一義的に割り当てられる。そのために、光源を起点として、適当な結像光学系によって光がｎ個の点の面に照射され、この光がｎ個の点の面で部分的に反射される。適当な結像光学系により、反射された光が感光性の検出器に供給される。当たった光の強度に応じて、通常電気の信号が生成される。有利なことに、それによってｎ個の点または反射点について、一定の時間内に測定を実施することができる。本発明の装置によって迅速かつ簡単な測定が達成されるとともに、特に版のための画像付け装置で使用されるアレイで、光源の強度を制御するために、または、相応の結像光学系や、アレイを備える画像付け装置のための結像光学系の焦点位置を変えるために利用することができる、ｎ個の信号の生成が達成される。このような種類の装置はコンパクトに具体化することができ、また、電磁放射源は１つしか使用されないないのに、同時に相応の解像度でｎ個の点または反射点の位置を測定することができるので、同じく低いコストとも結びついている。
【００１２】
本発明の目的は、画像付けされるべき版の起伏の、迅速で位置解像された検出を達成することであり、特に、版の起伏に関する情報を、光線または光線の一領域の、直接的または間接的に検出可能な位置変化に変換するのに適した装置を提供することである。
【００１３】
有利な実施態様では、電磁放射源が、コヒーレントまたはインコヒーレントな放射を発する個別の電磁放射源であり、その光は結像光学系の一部を通過したときに、分離した参照位置からの位置の差異を測定されるべきｎ個の点すべてに当たる。感光性の検出器は、互いに独立した感光性素子をｎ個有している。互いに独立したｎ個の感光性素子の各々に、参照位置からの位置のずれが測定されるべき、正確に１つの点または反射点が割り当てられる。特にこれは間隔の差異である。換言すると、ｎ個の点が存在している領域の反射面で光が反射された後、結像光学系の他の部分による結像は、ｎ個の点の１つの領域から反射された光が、互いに独立したｎ個の感光性素子の１つに一義的に従属するように設定される。ｎ個の点の１つの位置の、参照位置とのずれは、参照位置にある点から反射された、結像光学系を通る光の光路とは異なる光路が生じることにつながる。つまり、位置情報が経路情報に変換される。結像光学系には、結像光学系を通る、ｎ個の点の１つにそれぞれ属する光路についての経路情報を、光度情報に変換する少なくとも１つの素子が設けられている。そのために、連続的に位置依存的なものであれ離散的に位置依存的なものであれ、位置依存的な透過性をもつ光学素子を使用すると格別に有利である。換言すると、ｎ個の点の位置の、ｎ個の分離された参照位置とのずれを測定する本発明の装置は、並列処理をする光学距離計とも呼ぶことができる。
【００１４】
ｎ個の点の位置の、その分離された参照位置とのずれを測定する本発明の装置は、電磁放射源を起点として、画像付け装置の光学軸に対して平行に延びる対称面をもつ結像光学系が利用されることを特徴としていてよい。その代わりに、結像光学系が、版に対して斜めに入射する平行調整ビームを検出器に結像する本発明の装置の特徴を具体化することも有利であり得る。焦点位置からの、版の個々の領域の偏向に依存して、照明ビームと版との交差点は、空間内でさまざまな位置を占めることがある。反射されるビームは、回転対称な部材に版が装着されている場合、通常胴軸の方向である一方向の位置情報はそのまま維持され、また、ｎ個の点の位置によって規定される、これに対して直角な方向の位置情報が、強度情報に変換されるように結像される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の装置の有利な実施形態を、光路の概略図で示すものである。有利な実施形態では、光源１はダイオードレーザである。この光源１から出た光は、有利には非回転対称で非球形の光学素子、たとえば円柱レンズを有する第１の結像光学系２によってレーザビーム３に変換される。このレーザビーム３の幅は、ここには図示しない画像付け装置、典型的にはダイオードレーザアレイの、ここでは４個であるｎ個の画点Ｐによって規定される書き込み面を覆い、レーザビーム３の高さは、伝搬に沿ったレーザの発散を無視できるように選択されている。このレーザビーム３は、ここでは円柱レンズ４である対物レンズ光学系によって軸線から外れて版５の上に集束されるので、版の上では細い光カーペット６が結像される。図１には平坦な版が示されているが、普遍性を制限することなく、マクロに湾曲された表面をもつ版であってもよく、マクロないし局所的には、本発明の装置の結像にとってこのような湾曲は無視することができる。つまりある点のレーザのずれは、特に参照平面に対する間隔のずれである。光カーペット６の幅は、画像付け装置のｎ個の画点ｐによって規定される、版５の上の書き込み面の幅に対応している。版５から反射された光は、対物レンズ光学系４によって平行調整されて、レーザビーム７に変換される。レーザビーム７は、位置に依存した透過性をもつ光学素子、有利にはグレーウェッジ８に当たる。グレーウェッジ８は、結像系の光学軸ＯＡとの間隔に応じた透過性を有しており、通常、短い間隔に対する透過性のほうが長い間隔に対する透過性よりも大きい。この光学素子については、光の入射時または射出時における屈折を無視することができる。透過され、場合により強度を弱められた光は、集束をさせる光学系、ここでは円柱レンズ９によって、感光性の検出器１０に集束される。有利な実施形態では、感光性の検出器１０はｎ個のフォトダイオード１１を有している。
【００１７】
版５の上の光カーペット６は、本装置を作動させるとき、画像付け装置の光源のｎ個の画点の、空間的に分離した個所に位置していてもよい。この場合、版５は相対的に可動なので、版の面の点は当初、ｎ個の画点で規定される面の寸法を有している光カーペット６に含まれ、次いで、画像付け装置のｎ個の画点Ｐの面に含まれるようになる。並行移動、または回転のパラメータは既知なので、先行する測定に基づいて、画像付けのときに存在している最新の間隔を推定することができる。
【００１８】
図１に示す幾何学配置は、本発明の１つの有利な実施形態にすぎない。別の光学素子を、有利には特にビーム整形のために付け加えることも考えられる。この場合には反射をする光学素子がよいことが判明している。
【００１９】
図２は、版、したがって反射点の位置の相異が、本発明の装置によってどのようにして異なる光路につながるかを説明するための概略図を示している。話を単純化するために、普遍性を制限することなく、本発明の装置のサジタル断面、すなわち光断面６によって規定される直線に対して垂直な断面だけを示している。光線２１は、左から来て光学軸２２と平行に伝搬する。レンズ２３によって、光線２１は光学軸２２の方に向かって屈折する。作業点または参照位置としては、平面２５と光学軸２２の交点が考えられる。光線２１がメリジオナル方向とサジタル方向で異なる半軸を有している一般的なケースでは、平面２５に光カーペット２４が生じる。平面２５で反射された光は、レンズ２３によって、光学軸２２と平行に伝搬するビーム２６に再び変換される。レンズ２３で屈折された光線２１は、レンズ２３と参照平面２５の間に位置する平面２７と光カーペット２８で交わる。光カーペット２８で反射された光はレンズ２３によって、光学軸２２に沿って平行に伝搬するビーム２９に変換される。光学軸に対するビーム２９の間隔は、ビーム２６の間隔よりも短い。平面２５よりもさらにレンズ２３から遠く離れて位置する平面２１０とは、レンズ２３で屈折された光線２１が光カーペット２１１で交わる。光カーペット２１１から出ていく光はレンズ２３によって、光学軸２２に沿って平行に伝搬するビーム２１２に変換される。光学軸に対するビーム２１２の間隔は、ビーム２６の間隔よりも大きい。図２からわかるように、図示した構成では、参照平面２５の前後にある平面の位置、したがって間隔が、各平面で反射された光が変換されて結像光学系から出ていく平行ビームから光学軸２２までの間隔と、関数の関係にある。換言すれば、参照平面２５に対する平面２７または２１０の位置情報が、平行なビーム２６，２９、および２１２の間隔という経路情報に変換される。このような経路情報は、光学軸２２との間隔に応じた透過性を有している光学素子２１３によって、ビーム２６，２９および２１２の光度としてコーディングされる。たとえば位置に応じた透過性２１３をもつ光学素子を通過した後、有利なことに光線２１４は光線２１５よりも低い強度を有しており、光線２１５は光線２１６よりも低い強度を有している。換言すれば、光学軸に対する平行ビームの位置に含まれている経路情報が強度情報に変換されるので、光線２１４，２１５、および２１６を、ここには図示しない結像光学系によって、ここには図示しない検出器に投影することができ、その際反射平面の位置に関する情報はそのまま維持される。
【００２０】
図１に示す本発明の装置の有利な実施形態によって、図２を参照して説明した、位置から経路を経て強度になる情報変換が、ｎ個の点Ｐすべてについて並列に実行される。そのために図１の光学結像系は、サジタル方向とメリジオナル方向で異なる半軸を有する光カーペット６を版５の上に生成する結像光学系である。このとき光カーペット６の面は、画像付け装置のｎ個の画点Ｐによって規定される面を覆う。光カーペット６で反射された光は、結像光学系によって検出器面１０に投影され、これらの面の個々の部分がそれぞれｎ個のフォトダイオード１１の各々に割り当てられる。換言すると、検出器では、光断面６の投影された画像が少なくともｎ個の部分に離散させられて、ｎ個の点のうちそれぞれ２つが位置する個々の領域の間で判別が行われる。このとき各々の部分に、画像付け装置の光源のｎ個の画点Ｐの１つが一義的に割り当てられる。つまり時間的に実質的に同時に、すなわち特に検出器の応答挙動の範囲内で同時にまたは並行して、信号が検出器によって生成され、このときｎ個の信号の各々に、ｎ個の点の１つが一義的に割り当てられる。そこで、光断面６の各部分が対物レンズ光学系４に対して異なる距離を有していると、換言すれば、位置が参照平面の位置と異なっている平面で反射が行われると、本発明の装置の内部でこの部分に、関数関係にある相応の強度情報が割り当てられる。このようにして、並列処理の光学距離測定が可能となる。
【００２１】
図３は、本発明による装置の有利な発展例を示している。図３には、版で反射された光の強度を測定する役目をする追加の光学素子を備える本発明の装置が概略的に示されている。図３はまず、すでに図１で説明した部材１から１１を示している。さらに、レーザビーム７の光路には光線１３を分岐させるビームスプリッタ１２が組み込まれている。この光線１３は、円柱レンズ１４によってさらに別の感光性の検出器１５に結像される。この感光性の検出器１５は、ｎ個のフォトダイオード１６を有している。ビームスプリッタ１２は、透過ビームと反射ビームの間の任意の既知の分割比率を有していてよい。この構成で重要な点は、対物レンズ光学系４に対する版５の位置に関わりなく、したがって、反射されたビームの異なる光路につながる光断面６の位置に関わりなく、ビームスプリッタ１２の分割比率と、光源１から放射される光の既知の強度とに基づいて、特定の反射された強度、つまり光線７の強度を求めることができることである。対応するフォトダイオード１１および１６の強度信号の商を求めることで、特に光源１の最新の光出力に依存する、反射ビームの現在の出力に関わりない制御信号を、感光性の検出器１０の信号から生成することができる。
【００２２】
図４には、空間軸からの間隔に応じて段階的な透過性をもつ光学素子を備える、本発明の装置の別の有利な実施形態が概略的に示されている。０と１の段階的な透過性が格別に有利である。このような種類の透過性を利用するために、光線７は、参照位置にある版５の光断面６に当たって反射したときに、光線の半分が透過段階０によってフェードアウトされるように広げられる。反射平面の位置のずれは、すでに述べたように、反射された平行ビームの位置情報に変換される。つまり光学軸ＯＡに対する、反射された平行ビームの間隔に応じて、透過段階０によって光線全体の多くの割合がフェードアウトされたり、少ない割合がフェードアウトされたりする。このようにして、強度情報が光線に含まれることになる。透過された光はすべて検出器に投影され、すなわち集束されるので、縁部での屈折や、フレネル積分に基づく強度変調など、コヒーレントな光の場合におけるコヒーレント効果は無視することができる。
【００２３】
位置に応じた透過性をもつ光学素子が、段階的な透過特性、ないしは空間的に狭い領域で変化する透過特性を有しているか（たとえば透過性の部分と非透過性の部分の間の移行領域が狭いナイフエッジや、片側をコーティングした鏡）、それとも移行領域が広いグレーウェッジを含んでいるかに応じて、版を照明する光断面の高さを選択することができる。ナイフエッジの場合、光断面は、版が最大に偏向したときでもナイフエッジが光断面の画像を検出平面で分割する程度の高さ、すなわち常に１％から９９％の間で透過する程度の高さであるのが望ましい。グレーウェッジの場合、照明ビームは、常にすべての光断面がグレーウェッジを通り、グレーウェッジの位置をできるだけ正確にグレー値によって決定することができるように、小さい高さを有していてよい。
【００２４】
光源１としてはあらゆる型式のレーザを使用することができ、有利な実施形態ではダイオードレーザまたは固体レーザである。あるいは、コヒーレントでない光の光源を使用することもできる。光放射の波長は、版によって良好に反射されるのが好ましい。有利な実施形態では、波長は赤色のスペクトル領域にあり、たとえば６７０ｎｍである。通常は連続波動作でレーザを使用する。しかしながら、他の好ましくない反射に対する不感性を高めるためには、パルス動作が好ましい。
【００２５】
各図面に示す、結像光学系の概略的な接続図と幾何学構成は、光線３の有利なビーム整形をするために、球面レンズ、非球面レンズ、アナモフィックなプリズムや鏡など、別の光学素子を追加することもできる。
【００２６】
本発明の有利な発展例では、制御信号が、ｎ個の光検出器で測定された強度の合計から算出された平均値に分解される。この平均値は、画像付け装置の焦点線の移動のための全体的な制御値として用いられる。個々のフォトダイオードの制御信号と平均値の差は、画像付け装置のレーザアレイの個々のレーザに対する制御信号としての役目を果たす。
【００２７】
上記に代わる他の実施形態では、感光性の検出器におけるフォトダイオードの数が、画像付け装置のレーザビームの数より少なくてよい。この場合、特定のフォトダイオードに入射する強度に基づいて生成された制御信号は、相並んで位置する複数のレーザビームに対して、制御信号としての役目をする。感光性の検出器におけるフォトダイオードの数が、画像付け装置のレーザビームの数よりも多いときは、隣接するフォトダイオードの複数の制御信号のたとえば平均値を、レーザビームのために用いることができる。つまり、レーザ断面の画像のすでに述べたような離散化は、画像付け装置の光源の数ｎによって設定される数より多くても少なくてもよい。
【００２８】
本発明の有利な発展例では、微小光学部品が使用される。たとえば集束をする円柱レンズ９および１４は、複数の光学部品で構成されていてよく、レンズのアレイを有していてよい。
【００２９】
有利には、本発明の装置の感光性の検出器に、画像付け装置のレーザ光線が入射するのを防ぐために、並列処理の光学距離計で反射点を生成する役目をする光源１の波長だけを透過させる、相応の光学帯域フィルタが設けられる。本発明の上記に代わる実施形態では、これはフォトセル、フォトマルチプライヤ、または電荷結合ディスプレイ（ＣＣＤ）などを有する感光性の検出器である。
【００３０】
このような種類の本発明の装置は、版の画像付け装置とは別個に作られていてよく、あるいは画像付け装置と全体的または部分的に一体化されていてもよい。換言すれば、画像付け装置と本発明の装置の結像光学系の部品は共用することができる。
【００３１】
図５には、本発明の装置の上記に代わる実施形態の光路の図面が概略的に示されている。デカルト座標ｘ，ｙおよびｚを有する座標系５０２は、一例として、いわゆるアウトドラム型版露光器またはダイレクトイメージング印刷機で、胴５０４の位置を表している。このとき胴軸５０５はｘ方向にあり、ｚ方向は、画像付け光源５２２から伝搬する光が、胴５０４に取付けられている版５１０当たるときの光学軸によって規定され、ｙ方向は、ｘ方向とｚ方向に対して垂直な第３の空間方向を表している。通常、たとえばレーザである光源５０８の平行調整ビームである照明ビーム５０６は、円柱対称な光学系５０７によって版５１０に結像される。照明ビーム５０６の投影は、版５１０の上に光カーペット５０９を形成する。この光カーペット５０９は、有利には長方形の、できるだけ均質に照明される領域であって、その幅は検出されるべき領域の幅に対応している。有利には、照明ビーム５０６は４５°の角度で版５１０に当たり、その入射方向に対して直角に反射される。光カーペット５０９は、中間光学系５１１によって変換平面５１４に結像される。この変換平面５１４には、位置に応じた透過性をもつ光学素子がある。これに続いて、さらに別の結像光学系５１９によって、感光性の検出器５２０への集束が行われる。さらに、有利な発展例では、図５に示すように、ビームスプリッタ５１２が変換平面５１４の手前で光路に挿入されている。同一の光路５１６では、結像光学系５１７によって光の一部が感光性の検出器５１８に分岐される。
【００３２】
図６は、光カーペットが反射線として版の上でどのように生成され、位置情報が、反射された光の経路情報にどのように変換されるかを説明するための概略的な図である。図６は、ここでは一例として４５°の角度で版に当たり、入射方向に対して実質的に直角に反射される照明ビーム６０１を示している。版は、ｚ方向、すなわち法線方向６０３に異なる位置を有することができる。第１の位置の版６０８では第1の交線６０２が生成され、版６０９の第2の位置では第２の交線６０４が生成され、版６０８の第３の位置では第３の交線６０６が生成される。一例として図６では、照明ビーム６０１の交線６０４がビーム６１２として反射される位置に版６０８がある状況が図示されている。版６０８がなければ、このビームは照明ビーム６０５として続いていくはずである。一例として図示した３本の交線６０２，６０４および６０６は、１つの線平面６１０に位置している。換言すると、版６０８がその位置をｚ方向、すなわち法線方向６０３に変えると、交線６０２，６０４、または６０６の考えられる位置は、照明ビームの入射方向と、交線のうちの１本、たとえば第2の交線６０４とによって規定される平面を空間内に形成する。
【００３３】
図７を参照しながら、本発明の装置における位置情報から強度情報への変化について概略的な図面で説明する。図７は、版７０１の上で光断面７０２がどのように位置しているかを模式的に示している。矢印で図示している反射変換によって、光断面７０２の位置が、線平面７０５で反射されたビーム７０４の経路情報に変換される。結像変換７０６は、この情報を変換平面７０７に画像スポット７０８として伝達する。変換平面７０７は、位置に応じた透過性をもつ光学素子７０９を有している。この光学素子７０９は、感光性の検出器７１２のフォトダイオード７１３上の検出平面７１１で特定の光強度が測定されるように、強度変換を引き起こす。信号変換７１４は、個々のフォトダイオード７１３の測定に応じて明度信号７１５を生成するために行われる。それにより、光断面の内部の個々の領域についての信号７１６が、位置の関数として生成される。そして明度信号７１５に含まれる情報は、画像付けビームの光学パラメータを版の起伏に適合させる装置に、制御信号として直列または並列に伝達される。
【００３４】
図８は、光カーペットの後に配置される結像光学系の部品の一実施形態で、光路の図面を模式的に示している。図８（ａ）にはｙｚ平面の断面図が示されており、それに対して図８（ｂ）にはｘ座標に沿った断面図が示されている。図８（ａ）には、版８０１の第1の位置と、版８０３の第2の位置と、第1の反射点８１２と第2および反射点８１４の２つの交点を有する線平面８０２とが示されている。有利には球面レンズである回転対称な結像光学系８０４によって、第1の反射点８１２と第2の反射点８１４が変換平面８０６に結像される。この変換平面８０６には、位置に応じた透過性をもつ光学素子がある。ここから、さらに別の回転対称な結像光学系によって感光性の検出器８１０への結像が行われ、このとき、第１の反射点８１２には第１の検出点８１６、第２の反射点８１４には第３の検出点８２０がそれぞれ割り当てられる。図８（ｂ）は、第１の検出点８１６と第２の検出点８１８とを有するｘ座標に沿った断面図で、上記に代わる状況を示している。
【００３５】
図９は、本発明の上記に代わる実施形態の有利な第１発展例の概略的な図面を示している。図９（ａ）はｙｚ平面の断面図であり、図９（ｂ）には、ｘ軸に沿った断面図の状況が示されている。版の表面は、第１の位置９０１にあるときには第１の反射点９１４で線平面９０２と交わるのに対し、版の表面が第２の位置９０３にいるときには、第２の反射点９１６で線平面９０２と交わる。第１の反射点９１４と第２の反射点９１６は、第１の円柱対称な結像光学系９０４と第２の円柱対称な結像光学系９０８とで構成される少なくとも２部分からなる結像光学系によって、位置に応じた透過性をもつ光学部材がある変換平面９１０に結像される。このとき、第１の円柱対称な結像光学系９０４と第２の円柱対称な結像光学系９０８は、実質的に互いに直交する対称軸を有している。第３の円柱対称な結像光学系９１２によって、第１の反射点９１４は第１の検出点９１８に結像され、それに対して第２の反射点９１６は第２の検出点９２０に結像され、図９のうち図９（ａ）の図面にはこれらの点が隣り合って並んでいる。図９のうちの図９（ｂ）は、ｘ方向の断面図によって、結像がｘ方向とｙｚ方向とでどのように互いに分離されるかを示している。第１の反射点９１４からこの方向に位置するビームは、第１の円柱対称な結像光学系９０４によって影響を受けて、第１の検出点９１８に結像される。それに応じて第２の反射点９１６を起点とする光は、第１の円柱対称な結像光学系９０４によって第２の検出点９２０に結像される。
【００３６】
図１０は、本発明の上記に代わる実施形態の有利な第２発展例の概略的な図面を示している。図１０のうち図１０（ａ）にはｙｚ平面の断面図が示されているのに対し、図１０のうち図１０（ｂ）にはｘ方向の断面図が示されている。版の表面は、第１の位置１００１にあるときには第１の反射点１０１４で線平面１００２と交わるのに対し、版の表面は第２の位置１００３にいるときには、第２の反射点１０１６で線平面１００２と交わる。第１の反射点１０１４と第２の反射点１０１６は、回転対称な結像光学系１００４によって、変換平面１００６に結像される。この結像光学系１００４には、位置に応じた透過性をもつ光学素子がある。そこから、第１の円柱対称な結像光学系１００８と第２の円柱対称な結像光学系１０１０とで構成され、それぞれの対称軸が実質的に互いに直交する、少なくとも２つの部分を有する結像光学系によって、検出平面１０１２に結像される。第１の反射点１０１４に対応する検出点１０１８と、第２の反射点１０１６に対応する第２の検出点１０２０は、この平面で一緒になる。図１０のうちの図１０（ｂ）には、直交方向すなわちｘ方向の断面図が示されている。第１の反射点１０１４と第２の反射点１０１６は、回転対称な結像光学系１００４によって、変換平面１００６に結像される。そこを起点として、第１の円柱対称な結像光学系１００８は、第１の検出点１０１８への第１の反射点１０１４の結像と、第２の検出点１０２０への第２の反射点１０１６の結像とを引き起こす。
【００３７】
このような種類の本発明による装置は、版露光器のみならず、特にダイレクトイメージング印刷ユニットや印刷機など、印刷ユニットや印刷機でも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の有利な実施形態を通る光路を示す概略図である。
【図２】本発明の装置の有利な実施形態によって、反射点の位置の差異がどのようにして異なる光路につながるかを説明するための概略図である。
【図３】反射された光の強度を測定するための追加的な装置を備える、本発明の装置の有利な実施形態を示す概略図である。
【図４】空間位置に応じて段階的な透過性をもつ光学素子を備える、本発明の装置の別の有利な実施形態を示す概略図である。
【図５】斜めに入射する平行調整された照明ビームを備える、本発明の装置の別の実施形態による光路を示す概略図である。
【図６】版の上の反射線としての光カーペットの生成を示す概略図である。
【図７】本発明の装置における位置情報から強度情報への変換を説明するための概略図である。
【図８】光カーペットの後に配置された結像光学系の部分における、本発明の装置の別の実施形態の光路を示す概略図である。
【図９】本発明の装置の別の実施形態の有利な第１の発展例を示す概略図である。
【図１０】本発明の装置の別の実施形態の有利な第２の発展例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 光源
２ 結像光学系
３ レーザビーム
４ 円柱レンズ
５ 版
６ 光カーペット
７ レーザビーム
８ グレーウェッジ
９ 円柱レンズ
１０ 感光性の検出器
１１ フォトダイオード
１２ ビームスプリッタ
１３ 光線
１４ 円柱レンズ
１５ 感光性の検出器
１６ フォトダイオード
２１ 光線
２２ 光学軸
２３ レンズ
２４ 光カーペット
２５ 平面
２６ ビーム
２７ 平面
２８ 光カーペット
２９ ビーム
２１１ 光カーペット
２１２ ビーム
２１３ 位置に応じた変換
２１４ 光線
２１５ 光線
２１６ 光線
５０２ 座標系
５０４ 胴
５０５ 回転軸
５０６ 照明ビーム
５０９ 光カーペット
５１０ 版
５１１ 中間光学系
５１４ 変換平面
５１６ 光路
５１７ 結像光学系
５１８ 感光性の検出器
５１９ 結像光学系
５２０ 感光性の検出器
６０１，６０５ 照明ビーム
６０３ 法線
６０２，６０４，６０６ 交線
６０８，６０９ 版
７０１ 版
７０２ 光断面
７０４ ビーム
７０５ 線平面
７０６ 結像変換
７０７ 変換平面
７０８ 画像スポット
７０９ 位置依存的な変換
７１０ 強度変換
７１１ 検出平面
７１２ 感光性の検出器
７１３ フォトダイオード
７１４ 信号変換
７１５ 明度信号
７１６ 信号
８０１ 版
８０２ 線平面
８０４ 結像光学系
８０６ 変換平面
８１０ 感光性の検出器
８１２，８１４ 反射点
８１６，８１８，８２０ 検出点
９０１ 第１の位置
９０２ 線平面
９０３ 第２の位置
９１０ 変換平面
９１２ 結像光学系
９１４，９１６ 反射点
９１８，９２０ 検出点
１００１ 第１の位置
１００２ 線平面
１００３ 第２の位置
１００４ 結像光学系
１０１４，１０１６ 反射点
１００８，１０１０ 結像光学系
１０１４，１０１６ 反射点
１０１８，１０２０ 検出点

Claims (20)

1. ｎが２以上の自然数であるｎ個の点（Ｐ）の位置の、ｎ個の分離されたその参照位置とのずれを測定する装置であって、
   光源（１）と、
   前記光源からの出射光を第１のビームに変換する第１の結像光学系（２）と、
   前記第１のビームを、軸線から外れて版の上に集束させ、前記ｎ個の点（Ｐ）全ての場所へ斜めに投影される線状の光カーペット（６）を、該光カーペット（６）が前記ｎ個の点（Ｐ）によって定まる表面を照らすように、形成し、前記表面で反射された光を平行調整して第２のビームに変換する対物レンズ光学系（４）と、
   第２の結像光学系（９）と、
   前記の反射された光が前記第２の結像光学系（９）の要素によって集束させられる感光性検出器（１０）と、
   を含み、
   前記のｎ個の点（Ｐ）の位置情報が、前記対物レンズ光学系（４）と前記第２の結像光学系（９）を通過する光の経路情報に変換されるように、前記ｎ個の点（Ｐ）の各々の前記表面上の位置の前記参照位置とのずれが、前記ｎ個の点（Ｐ）の１つによって反射された光の他の光路であって、前記参照位置にある前記１つの点（Ｐ）によって反射された光の、前記対物レンズ光学系（４）前記第２の結像光学系（９）を通過する光路とは異なる他の光路に一義的関係でつながり、
   前記感光性検出器(10)は、各々が前記ｎ個の点（Ｐ）の1つに一義的に割り当てられたｎ個の信号を時間的にほぼ同時にまたは並行に生成する、
   ｎ個の点（Ｐ）の位置の、ｎ個の分離されたその参照位置とのずれを測定する装置において、
   前記第２結像光学系（９）の少なくとも1つの他の要素(８)が前記光路中で前記第２の結像光学系（９）の前に配置され、前記少なくとも1つの他の要素(８)は、前記対物レンズ光学系（４）と前記第２の結像光学系（９）を通過する異なった光路上の、前記ｎ個の点（Ｐ）の各々の光の経路情報が、前記異なった光路上の光の一義的に変更された光強度の形態の強度情報に変換される、位置に依存した透過性を有することを特徴とする、ｎ個の点の、ｎ個の分離されたその参照位置とのずれを測定する装置。
2. 前記光源（１）が個別の放射源である、請求項１記載の装置。
3. 前記ｎ個の点が実質的に１つの平面または１本の直線上に位置している、請求項１または２記載の装置。
4. 前記結像光学系（２，４，９）が非球面の光学素子を有している、請求項１から３のいずれか１項記載の装置。
5. 前記感光性検出器（１０）が、互いに独立した複数の感光性素子（１１）でできている、請求項１から４のいずれか１項記載の装置。
6. 前記感光性素子（１１）がフォトダイオード、フォトセル、フォトマルチプライヤ、または電荷結合ディスプレイ（ＣＣＤ）である、請求項５記載の装置。
7. 前記互いに独立したｎ個の感光性素子（１１）の少なくとも２つに対して、正確かつ一義的に、ｎ個の点のうち少なくとも２つが割り当てられている、請求項５または６記載の装置。
8. 前記放射源（１）が少なくとも１つの赤外線波長または可視波長を放出する、請求項１から７のいずれか１項記載の装置。
9. 前記結像光学系がグレーウェッジ（８）またはエッジ（８）を有している、請求項１記載の装置。
10. 前記光カーペット（６，５０９）の後に配置された前記結像光学系の一部が、互いに実質的に直交する円柱対称な対称軸をもつ２つの光学素子（９０４，９０８）を有している、請求項１から９のいずれか１項記載の装置。
11. 位置に応じた透過性をもつ光学素子が設けられた変換平面（１００６）で中間画像が生成される、請求項１から９のいずれか１項記載の装置。
12. 前記結像光学系が反射後の光路中に少なくとも１つのビームスプリッタ（１２）を有している、請求項１から１１のいずれか１項記載の装置。
13. 独立した複数の感光性素子（１１）をもつ少なくとも１つの別の感光性検出器（１０）が設けられており、前記互いに独立した素子の各々に、前記ｎ個の点（Ｐ）の少なくとも１つの点、またはちょうど１つの点が割り当てられている、請求項１２記載の装置。
14. 距離計において、請求項１から１３のいずれか１項記載の装置を有していることを特徴とする距離計。
15. 個々に制御可能なｎ個のレーザと、互いに独立した結像光学系と、前記個々に制御可能なｎ個（ｎは自然数）のレーザの少なくとも２つについて独立した焦点移動を可能にするオートフォーカスシステムとを備える画像付け装置において、
    前記オートフォーカスシステムが、請求項１４記載の距離計の測定結果の関数で制御されることを特徴とする画像付け装置。
16. 版露光器において、請求項１５記載の画像付け装置を少なくとも１つの有していることを特徴とする版露光器。
17. 印刷ユニットにおいて、請求項１５記載の画像付け装置を有していることを特徴とする印刷ユニット。
18. 印刷機において、請求項１７記載の印刷ユニットを少なくとも１つ有していることを特徴とする印刷機。
19. 光源（１）と、前記光源からの出射光を第１のビームに変換する第１の結像光学系（２）と、前記第１のビームを、軸線から外れて版の上に集束させ、ｎ個の点（Ｐ）全ての場所へ斜めに投影される線状の光カーペット（６）を、該光カーペット（６）が前記ｎ個の点（Ｐ）によって定まる表面を照らすように、形成し、前記表面で反射された光を平行調整して第２のビームに変換する対物レンズ光学系（４）と、第２の結像光学系（９）と、前記の反射された光が前記第２の結像光学系（９）の要素によって集束させられる感光性検出器（１０）と、を含む装置において、ｎが２以上の自然数であるｎ個の点（Ｐ）の位置の、ｎ個の分離されたその参照位置とのずれを測定する方法であって、
    光を前記ｎ個の点（Ｐ）の各１つへ斜めに前記光カーペット（６）に投影するステップと、
    前記ｎ個の点（Ｐ）の位置情報を光放射の経路情報に変換するステップであって、前記ｎ個の点（Ｐ）の各々の、前記表面上の位置のその参照位置とのずれが、前記ｎ個の点（Ｐ）の１つによって反射された光の他の光路であって、前記参照位置にある前記１つの点（Ｐ）によって反射された光の、前記対物レンズ光学系（４）と前記第２の結像光学系（９）を通過する光路とは異なる他の光路に一義的関係でつながる、ステップと、
    前記感光検出器（１０）上の、前記ｎ個の点（Ｐ）の少なくとも２つの点の反射光を区別して検出するステップと
    を有し、
    前記各ステップがｎ個の点（Ｐ）の全てについて時間的に同時にまた並行して行われる、
    ｎ個の点の位置の、ｎ個の分離されたその参照位置とのずれを測定する方法において、
    前記位置情報を、位置に依存した透過性を有し、前記第２の結像光学系（９）の前に配置された要素（８）によって、強度情報に変換するために、異なった光路上の前記ｎ個の点（Ｐ）の各々の光の経路情報を、前記異なった光路上の光の一義的に変更された光強度の形態の強度情報に変換することを特徴とする、ｎ個の点の位置の、ｎ個の分離されたその参照位置とのずれを測定する方法。
20. 前記ｎ個の点（Ｐ）の少なくとも１つについて、反射された電磁放射の瞬間の強度を測定するステップをさらに有する、ｎ個の点（Ｐ）の位置の、その参照位置とのずれを測定する請求項１９記載の方法において、前記感光性検出器の対応する感光性素子で測定された反射光の強度と、反射された電磁放射の瞬間の強度との比較を行うことを特徴とする、ｎ個の点の位置の、その参照位置とのずれを測定する方法。