JPH05215978A - 光ビーム位置検出制御装置 - Google Patents
光ビーム位置検出制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 参照ビームを必要とせずに、走査面上を直交
２軸方向に動く光ビームを、正確に位置決めすることが
できる光ビーム検出制御装置を提供する。 【構成】 本発明による光ビーム検出制御装置（５７，
９２，１５４）は、感光性画像記録層（５３）が光ビー
ム（６０，６０′，６０″）により露光される方式の画
像プリンティング装置において使用される。回折格子
（５２）が感光性画像記録層（５３）の少なくとも一部
と対応関係をもって配置され、回折格子（５２）は１組
または２組の何種類かの回折格子パターン（４，６，
８；１８，２０，２２）を複数くり返してつくられてい
る。回折格子（５２）に光ビーム（６０，６０′，６
０″）が当たると、回折格子（５２）上の光ビームの位
置を表わす回折ビーム（６４，１０２，１５８）を生ず
る。センサ（６６，６６′，６６″）が回折ビーム（６
４，１０２，１５８）の位置を検出して、光ビーム（６
０，６０′，６０″）の位置を制御するための信号を生
ずる。
２軸方向に動く光ビームを、正確に位置決めすることが
できる光ビーム検出制御装置を提供する。 【構成】 本発明による光ビーム検出制御装置（５７，
９２，１５４）は、感光性画像記録層（５３）が光ビー
ム（６０，６０′，６０″）により露光される方式の画
像プリンティング装置において使用される。回折格子
（５２）が感光性画像記録層（５３）の少なくとも一部
と対応関係をもって配置され、回折格子（５２）は１組
または２組の何種類かの回折格子パターン（４，６，
８；１８，２０，２２）を複数くり返してつくられてい
る。回折格子（５２）に光ビーム（６０，６０′，６
０″）が当たると、回折格子（５２）上の光ビームの位
置を表わす回折ビーム（６４，１０２，１５８）を生ず
る。センサ（６６，６６′，６６″）が回折ビーム（６
４，１０２，１５８）の位置を検出して、光ビーム（６
０，６０′，６０″）の位置を制御するための信号を生
ずる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は二次元面に光ビームを正
確に位置決めするための光ビーム位置検出制御システム
（以後「ＰＤ＆Ｃ装置」という）に関するものであり、
特に光ビームと連続的なエンコーディング機構とを採用
して、光ビームの効率を低下させずに二次元位置情報を
提供する光ビームＰＤ＆Ｃ装置に関するものである。
確に位置決めするための光ビーム位置検出制御システム
（以後「ＰＤ＆Ｃ装置」という）に関するものであり、
特に光ビームと連続的なエンコーディング機構とを採用
して、光ビームの効率を低下させずに二次元位置情報を
提供する光ビームＰＤ＆Ｃ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、電子的に記録された画像から成る
高精細ハードコピーを露光する装置の開発が続けられて
いる。電子的に記録された画像から成る高精細ハードコ
ピーをつくるには、画像記録媒体上に極めて多数の近接
配列された物理的に小さなピクセル（画素）を露光する
ことが必要である。書込みビームが画像記録媒体上のす
べてのピクセルを１ピクセルずつ精密に露光するため
に、ＰＤ＆Ｃ装置は書込みビームを画像記録媒体上に正
確に位置決めしなければならない。ＰＤ＆Ｃ装置が書込
みビームの位置決めを誤ると、ピクセルが誤って露光さ
れるために望ましくない画像のハードコピーが生じてし
まう。
高精細ハードコピーを露光する装置の開発が続けられて
いる。電子的に記録された画像から成る高精細ハードコ
ピーをつくるには、画像記録媒体上に極めて多数の近接
配列された物理的に小さなピクセル（画素）を露光する
ことが必要である。書込みビームが画像記録媒体上のす
べてのピクセルを１ピクセルずつ精密に露光するため
に、ＰＤ＆Ｃ装置は書込みビームを画像記録媒体上に正
確に位置決めしなければならない。ＰＤ＆Ｃ装置が書込
みビームの位置決めを誤ると、ピクセルが誤って露光さ
れるために望ましくない画像のハードコピーが生じてし
まう。
【０００３】現在の画像形成システムにおけるＰＤ＆Ｃ
装置の典型例によれば、離散的エンコーディング機構と
第２の光ビームとを採用して、書込みビームを画像記録
媒体上に位置決めしている。この方法は例えば１９９０
年８月にクラークらに付与されたＵ．Ｓ．特許第４，９
５２，９４６に開示されているので参照されたい。この
特許では参照ビームまたはトラッキングビームとして知
られている第２の光ビームが書込みビームと共に動く。
この第２の光ビームはエンコーディング装置に当たって
反射するが、書込みビームはエンコーディング装置に沿
って隣接配置されている走査スロットを通って、下層の
画像記録媒体を露光する。エンコーディング装置はフレ
スネルミラー、ホログラフィエンコーダ、あるいは反射
領域と非反射領域とが交互に複数配列されているもので
あって、第２の光ビームを変調パルスに変換して、これ
らの変調パルスを検出器に、結局はＰＤ＆Ｃ装置に当て
る。これらの変調パルスの振幅の変化により、第２のビ
ームがエンコーディング装置のどこにあるか、したがっ
て書込みビームが画像記録媒体上のどこにあるかを知る
ことができる。その結果、ＰＤ＆Ｃ装置はこれらの変調
パルスから書込みビームのエネルギーとまたは変調を制
御する。
装置の典型例によれば、離散的エンコーディング機構と
第２の光ビームとを採用して、書込みビームを画像記録
媒体上に位置決めしている。この方法は例えば１９９０
年８月にクラークらに付与されたＵ．Ｓ．特許第４，９
５２，９４６に開示されているので参照されたい。この
特許では参照ビームまたはトラッキングビームとして知
られている第２の光ビームが書込みビームと共に動く。
この第２の光ビームはエンコーディング装置に当たって
反射するが、書込みビームはエンコーディング装置に沿
って隣接配置されている走査スロットを通って、下層の
画像記録媒体を露光する。エンコーディング装置はフレ
スネルミラー、ホログラフィエンコーダ、あるいは反射
領域と非反射領域とが交互に複数配列されているもので
あって、第２の光ビームを変調パルスに変換して、これ
らの変調パルスを検出器に、結局はＰＤ＆Ｃ装置に当て
る。これらの変調パルスの振幅の変化により、第２のビ
ームがエンコーディング装置のどこにあるか、したがっ
て書込みビームが画像記録媒体上のどこにあるかを知る
ことができる。その結果、ＰＤ＆Ｃ装置はこれらの変調
パルスから書込みビームのエネルギーとまたは変調を制
御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この方法は書込みビー
ムの位置決めに適しているが、いくつか欠点がある。第
１に、この方法によれば参照ビームをエンコーダ上に精
密に位置決めすることができないので、書込みビームが
画像記録媒体上のどこにあるかという位置情報を充分正
確に伝えられない。典型的な理由は、参照ビームの直径
がエンコーダ上の反射領域または非反射領域の幅よりも
実質的に小さいからである。すなわち、ＰＤ＆Ｃ装置は
参照ビームが反射領域と非反射領域のどちらにあるかを
決定することはできるが、この領域内のどこにあるかを
決定することはできない。
ムの位置決めに適しているが、いくつか欠点がある。第
１に、この方法によれば参照ビームをエンコーダ上に精
密に位置決めすることができないので、書込みビームが
画像記録媒体上のどこにあるかという位置情報を充分正
確に伝えられない。典型的な理由は、参照ビームの直径
がエンコーダ上の反射領域または非反射領域の幅よりも
実質的に小さいからである。すなわち、ＰＤ＆Ｃ装置は
参照ビームが反射領域と非反射領域のどちらにあるかを
決定することはできるが、この領域内のどこにあるかを
決定することはできない。
【０００５】第２に、この方法では書込みビームが画像
記録媒体上をどちらの方向に動いているのかを決定する
ことができない。この理由は、エンコーダのエンコーデ
ィング状態が、反射と非反射というわずか２種類しかな
いからである。したがって、参照ビームがエンコーダ上
をどちらの方へ動こうとも、変調パルスの同じくり返し
パターンがＰＤ＆Ｃ装置に供給される。
記録媒体上をどちらの方向に動いているのかを決定する
ことができない。この理由は、エンコーダのエンコーデ
ィング状態が、反射と非反射というわずか２種類しかな
いからである。したがって、参照ビームがエンコーダ上
をどちらの方へ動こうとも、変調パルスの同じくり返し
パターンがＰＤ＆Ｃ装置に供給される。
【０００６】第３に、この方法では画像記録媒体上に書
込みビームを正確に位置決めする能力が低下しやすい。
第２のビームのみが画像記録媒体上の書込みビームの位
置に関する情報を提供するので、エンコーダ上の第２の
ビームの位置と画像記録媒体上の書込みビームの位置と
の間に厳密な位置の相関がなければならない。この厳密
な位置の相関は、書込みビームをつくる要素と第２のビ
ームをつくる要素との間を精密に機械的接続することに
よって維持される。しかしながら長期間使っていると、
この機械的接続の精度が低下するために、画像記録媒体
上の位置決めに悪影響を及ぼすようになる。
込みビームを正確に位置決めする能力が低下しやすい。
第２のビームのみが画像記録媒体上の書込みビームの位
置に関する情報を提供するので、エンコーダ上の第２の
ビームの位置と画像記録媒体上の書込みビームの位置と
の間に厳密な位置の相関がなければならない。この厳密
な位置の相関は、書込みビームをつくる要素と第２のビ
ームをつくる要素との間を精密に機械的接続することに
よって維持される。しかしながら長期間使っていると、
この機械的接続の精度が低下するために、画像記録媒体
上の位置決めに悪影響を及ぼすようになる。
【０００７】第４に、この方法は２個の直交軸に沿って
書込みビームを動かすＰＤ＆Ｃ装置には不適当である。
すなわち、この方法は１個の軸に沿って動く書込みビー
ムを正確に位置決めすることができるだけであって、２
個の直交軸に沿って動く書込みビームを正確に位置決め
することはできない。その理由は、エンコーダのエンコ
ーディング状態が反射か非反射かの２種類しかないため
である。方向反転の動きに関する二次元位置情報を得る
には、エンコーダは少なくとも９種類のエンコーディン
グ状態を持たなければならない。
書込みビームを動かすＰＤ＆Ｃ装置には不適当である。
すなわち、この方法は１個の軸に沿って動く書込みビー
ムを正確に位置決めすることができるだけであって、２
個の直交軸に沿って動く書込みビームを正確に位置決め
することはできない。その理由は、エンコーダのエンコ
ーディング状態が反射か非反射かの２種類しかないため
である。方向反転の動きに関する二次元位置情報を得る
には、エンコーダは少なくとも９種類のエンコーディン
グ状態を持たなければならない。
【０００８】以上述べたように、高精細のハードコピー
をつくるためには、画像記録媒体内のすべての微細なピ
クセルを速く、堅実に、かつ正確に露光することができ
るＰＤ＆Ｃ装置の必要性が依然として存在するのであ
る。
をつくるためには、画像記録媒体内のすべての微細なピ
クセルを速く、堅実に、かつ正確に露光することができ
るＰＤ＆Ｃ装置の必要性が依然として存在するのであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明はパイロットビー
ムすなわち参照ビームを必要としないで、走査対象面上
で２つの直交方向に動く書込みビームを、正確かつ堅実
に位置決めすることができるＰＤ＆Ｃ装置を提供するも
のである。
ムすなわち参照ビームを必要としないで、走査対象面上
で２つの直交方向に動く書込みビームを、正確かつ堅実
に位置決めすることができるＰＤ＆Ｃ装置を提供するも
のである。
【００１０】本発明によれば、回折格子が走査面の少な
くとも一部と一体化して、あるいは対応関係をもって配
置される。この回折格子は１組の何種類かの回折格子パ
ターンを複数回くり返したものか、あるいは何種類かの
回折格子パターンを２組複数回くり返したもののいずれ
かである。後者は第１のくり返しが第２のくり返しと重
畳関係にある。何種類かの回折格子パターンを１組だけ
複数回くり返した回折格子は一方向のみの正確な位置情
報を提供する。何種類かの回折格子パターンを２組複数
回くり返した回折格子は２つの直交方向の正確な位置情
報を提供する。
くとも一部と一体化して、あるいは対応関係をもって配
置される。この回折格子は１組の何種類かの回折格子パ
ターンを複数回くり返したものか、あるいは何種類かの
回折格子パターンを２組複数回くり返したもののいずれ
かである。後者は第１のくり返しが第２のくり返しと重
畳関係にある。何種類かの回折格子パターンを１組だけ
複数回くり返した回折格子は一方向のみの正確な位置情
報を提供する。何種類かの回折格子パターンを２組複数
回くり返した回折格子は２つの直交方向の正確な位置情
報を提供する。
【００１１】何種類かの回折格子パターンを１組だけ複
数回くり返した回折格子では、回折格子は３種類の回折
格子パターンの領域が相互に並んで複数回くり返し配置
されたものであり、走査面と対応関係をもって少なくと
も１行または１列に配列されている。３個の隣接回折格
子パターンの幅が回折格子の粗いピッチを規定する。各
回折格子パターンは複数の等間隔平行直線から成り、こ
れらの隣接平行線の中心間距離が回折格子の細かいピッ
チを規定する。隣接回折格子内では隣接平行線の中心間
隔は実質的に同じである。しかしながら、隣接回折格子
パターン内の平行線は相互に３０度または６０度回転し
た関係にある。光ビームの正しい半径は回折格子の細か
いピッチの少なくとも２倍で、回折格子の粗いパッチの
１０倍より小さい。正しい半径を有する光ビームの中心
がある回折格子パターンから別の回折格子パターンへと
移動する際、回折格子は回折格子上の光ビームの位置を
表わす回折ビームを生ずる。しかしながら、同じ回折格
子パターンに沿って動く光ビームの場合には、回折格子
は回折ビームを生じても、その回折ビームはその回折格
子パターン上で光ビームがどこにあるかという情報を提
供しない。
数回くり返した回折格子では、回折格子は３種類の回折
格子パターンの領域が相互に並んで複数回くり返し配置
されたものであり、走査面と対応関係をもって少なくと
も１行または１列に配列されている。３個の隣接回折格
子パターンの幅が回折格子の粗いピッチを規定する。各
回折格子パターンは複数の等間隔平行直線から成り、こ
れらの隣接平行線の中心間距離が回折格子の細かいピッ
チを規定する。隣接回折格子内では隣接平行線の中心間
隔は実質的に同じである。しかしながら、隣接回折格子
パターン内の平行線は相互に３０度または６０度回転し
た関係にある。光ビームの正しい半径は回折格子の細か
いピッチの少なくとも２倍で、回折格子の粗いパッチの
１０倍より小さい。正しい半径を有する光ビームの中心
がある回折格子パターンから別の回折格子パターンへと
移動する際、回折格子は回折格子上の光ビームの位置を
表わす回折ビームを生ずる。しかしながら、同じ回折格
子パターンに沿って動く光ビームの場合には、回折格子
は回折ビームを生じても、その回折ビームはその回折格
子パターン上で光ビームがどこにあるかという情報を提
供しない。
【００１２】異なる回折格子パターンを２組複数回くり
返した回折格子では、各くり返しは典型的に３種類の回
折格子パターンが隣接して配置されている。個別の回折
格子パターンは各々前述したのと物理的に同じである。
しかし、第１組のパターンのくり返しが第２組のパター
ンのくり返しに重ね合わされて、セルの複数くり返しが
相互に並んで配列された形をつくっている。各セルは何
種類かの合成回折格子パターンから成る。各合成回折格
子パターンは第１組のくり返しの回折格子パターンと第
２のくり返しの回折格子パターンとが交叉したものから
成る。二次元回折格子の細かいピッチは一次元回折格子
と同じ、すなわち隣接平行線の中心間隔に等しい。粗い
ピッチはセルの最長辺で規定される。正しい半径は回折
格子の細かいピッチの少なくとも２倍で、粗いピッチの
１０倍より小さい。正しい半径を有する光ビームの中心
がある合成回折格子パターンから別の合成回折格子パタ
ーンへと移動する際に、回折格子は回折格子上の光ビー
ムの位置を表わす回折ビームを生ずる。
返した回折格子では、各くり返しは典型的に３種類の回
折格子パターンが隣接して配置されている。個別の回折
格子パターンは各々前述したのと物理的に同じである。
しかし、第１組のパターンのくり返しが第２組のパター
ンのくり返しに重ね合わされて、セルの複数くり返しが
相互に並んで配列された形をつくっている。各セルは何
種類かの合成回折格子パターンから成る。各合成回折格
子パターンは第１組のくり返しの回折格子パターンと第
２のくり返しの回折格子パターンとが交叉したものから
成る。二次元回折格子の細かいピッチは一次元回折格子
と同じ、すなわち隣接平行線の中心間隔に等しい。粗い
ピッチはセルの最長辺で規定される。正しい半径は回折
格子の細かいピッチの少なくとも２倍で、粗いピッチの
１０倍より小さい。正しい半径を有する光ビームの中心
がある合成回折格子パターンから別の合成回折格子パタ
ーンへと移動する際に、回折格子は回折格子上の光ビー
ムの位置を表わす回折ビームを生ずる。
【００１３】本発明で採用される上述の回折格子はリニ
アエンコーダまたはロータリエンコーダのように走査面
における光ビームの位置を決めるものであり、画像プリ
ンティング装置の一部として画像記録媒体の表面で画像
露光用光ビームを走査するのに用いられる。プリンティ
ング装置に含まれる回折格子は前述のように、走査面上
に一体化して組込まれるか、あるいは走査面の少なくと
も一部と対応関係をもって配置された回折マスク内に一
体化して組込まれる。光源から出た光ビームは回折マス
クか回折格子のいずれかに当たると回折して、そこから
回折マスクまたは回折格子上の光ビームの位置を表わす
回折ビームが生ずる。それから検出手段が回折ビームを
検出して、回折マスクまたは回折格子上の光ビームの位
置を表わす制御信号を発生する。走査手段が制御信号を
受信して、受信した制御信号に応じて走査面に関して光
源の走査を行う。光の回折、回折光の検出および光源の
走査というこのプロセスは、すべてのピクセルすなわち
ペルが適切に露光し終える迄続ける。
アエンコーダまたはロータリエンコーダのように走査面
における光ビームの位置を決めるものであり、画像プリ
ンティング装置の一部として画像記録媒体の表面で画像
露光用光ビームを走査するのに用いられる。プリンティ
ング装置に含まれる回折格子は前述のように、走査面上
に一体化して組込まれるか、あるいは走査面の少なくと
も一部と対応関係をもって配置された回折マスク内に一
体化して組込まれる。光源から出た光ビームは回折マス
クか回折格子のいずれかに当たると回折して、そこから
回折マスクまたは回折格子上の光ビームの位置を表わす
回折ビームが生ずる。それから検出手段が回折ビームを
検出して、回折マスクまたは回折格子上の光ビームの位
置を表わす制御信号を発生する。走査手段が制御信号を
受信して、受信した制御信号に応じて走査面に関して光
源の走査を行う。光の回折、回折光の検出および光源の
走査というこのプロセスは、すべてのピクセルすなわち
ペルが適切に露光し終える迄続ける。
【００１４】プリンティング装置はすぐれたパターン化
光ビームをつくるためにアパーチャマスクも採用してい
る。このアパーチャマスクは光源と回折マスクとの間
に、または回折マスクと走査面との間に配置されるが、
いずれの場合にも、アパーチャマスクは常に回折マスク
からトールボットの距離の整数倍離れた所に配置され
る。２組の異なる回折格子パターンの複数くり返しから
成る二次元回折格子を採用するときには、アパーチャマ
スクには複数個のアパーチャが離して配置される。アパ
ーチャマスク内の各アパーチャは各セルの特定の合成回
折格子パターンに対応しており、各アパーチャの大きさ
は、回折格子上の光ビームの大きさが特定の合成回折パ
ターンの大きさとほぼ等しくなるような大きさにする。
１組の回折格子パターンの複数くり返しのみから成る一
次元回折格子を採用するときには、アパーチャマスクは
１個の細長いマスクか、あるいは細長いアパーチャを複
数個行または列に並べたものを用いる。細長いアパーチ
ャは各々幅よりも長さ方向に長く、その幅は回折マスク
上の光ビームの幅が回折格子領域の幅とほぼ等しくなる
ようにする。細長いアパーチャの中心間隔は隣接回折格
子パターンの幅の２倍、５倍、または８倍とする。
光ビームをつくるためにアパーチャマスクも採用してい
る。このアパーチャマスクは光源と回折マスクとの間
に、または回折マスクと走査面との間に配置されるが、
いずれの場合にも、アパーチャマスクは常に回折マスク
からトールボットの距離の整数倍離れた所に配置され
る。２組の異なる回折格子パターンの複数くり返しから
成る二次元回折格子を採用するときには、アパーチャマ
スクには複数個のアパーチャが離して配置される。アパ
ーチャマスク内の各アパーチャは各セルの特定の合成回
折格子パターンに対応しており、各アパーチャの大きさ
は、回折格子上の光ビームの大きさが特定の合成回折パ
ターンの大きさとほぼ等しくなるような大きさにする。
１組の回折格子パターンの複数くり返しのみから成る一
次元回折格子を採用するときには、アパーチャマスクは
１個の細長いマスクか、あるいは細長いアパーチャを複
数個行または列に並べたものを用いる。細長いアパーチ
ャは各々幅よりも長さ方向に長く、その幅は回折マスク
上の光ビームの幅が回折格子領域の幅とほぼ等しくなる
ようにする。細長いアパーチャの中心間隔は隣接回折格
子パターンの幅の２倍、５倍、または８倍とする。
【００１５】
【実施例】図１Ａに示す回折格子２は、光ビーム（図示
せず）が格子上のどの位置にあるかという位置情報を、
垂直軸に沿ってのみ正確に提供する。回折格子２は一次
元回折格子として知られているが、３種類の回折格子パ
ターン４，６，８が相互に並行関係を保ってくり返し配
列されている。回折格子２の３種類の回折格子パターン
は相互にある隣接関係を保って配列されており、それぞ
れのパターンの幅は回折格子２の粗いピッチを規定して
いる。各回折格子パターン自身も更にそれぞれ複数の等
間隔で平行な直線１０，１２，１４から成り、これらの
直線の中心間距離は回折格子２の細かいピッチを規定し
ている。平行線の中心間距離は隣りの回折格子パターン
同士で実質的に同じであるが、隣接回折格子パターン同
士の平行線は相互におよそ３０度または６０度回転して
いる。正しい半径を有する光ビーム（図示せず）の中心
が縦軸に沿って動くとき、回折格子２は光ビームが当た
ると各回折格子パターン毎に異なる回折ビーム（図示せ
ず）を生ずる。（「正しい半径」はこの回折格子の細か
いピッチの２倍以上で、粗いピッチの１０倍以下である
と定義する。）交互にこれらの３種類の回折ビームが生
ずることにより、光ビームがこの回折格子上のどの位置
にあるかを知ることができる。逆に、光ビームの中心
（図示せず）が同じ回折格子パターン内でのみ水平軸に
沿って動く場合には、回折格子２は同じ回折ビーム（図
示せず）を生ずるので、光ビームの位置が回折パターン
上でどのように変化したかという情報は得られない。
せず）が格子上のどの位置にあるかという位置情報を、
垂直軸に沿ってのみ正確に提供する。回折格子２は一次
元回折格子として知られているが、３種類の回折格子パ
ターン４，６，８が相互に並行関係を保ってくり返し配
列されている。回折格子２の３種類の回折格子パターン
は相互にある隣接関係を保って配列されており、それぞ
れのパターンの幅は回折格子２の粗いピッチを規定して
いる。各回折格子パターン自身も更にそれぞれ複数の等
間隔で平行な直線１０，１２，１４から成り、これらの
直線の中心間距離は回折格子２の細かいピッチを規定し
ている。平行線の中心間距離は隣りの回折格子パターン
同士で実質的に同じであるが、隣接回折格子パターン同
士の平行線は相互におよそ３０度または６０度回転して
いる。正しい半径を有する光ビーム（図示せず）の中心
が縦軸に沿って動くとき、回折格子２は光ビームが当た
ると各回折格子パターン毎に異なる回折ビーム（図示せ
ず）を生ずる。（「正しい半径」はこの回折格子の細か
いピッチの２倍以上で、粗いピッチの１０倍以下である
と定義する。）交互にこれらの３種類の回折ビームが生
ずることにより、光ビームがこの回折格子上のどの位置
にあるかを知ることができる。逆に、光ビームの中心
（図示せず）が同じ回折格子パターン内でのみ水平軸に
沿って動く場合には、回折格子２は同じ回折ビーム（図
示せず）を生ずるので、光ビームの位置が回折パターン
上でどのように変化したかという情報は得られない。
【００１６】図１Ｂに示すもうひとつの一次元回折格子
１６は図１Ａに示したものと非常によく似ているが、こ
れは光ビーム（図示せず）が格子上のどの位置を動いて
いるかという位置情報を、水平軸に関してのみ正確に提
供するものである。回折格子１６では３種類の回折格子
パターン１８，２０，２２が相互に並行関係を保ってく
り返し配列されている。回折格子１６の３種類の回折格
子パターンは相互にある隣接関係を保って配列されてお
り、それぞれのパターンの幅は回折格子１６の粗いピッ
チを規定している。各回折格子パターン自身も更にそれ
ぞれ複数の等間隔で平行な直線２４，２６，２８から成
り、これらの直線の中心間距離は回折格子１６の細かい
ピッチを規定している。平行線の中心間距離は隣りの回
折格子パターン同士で実質的に同じであるが、隣接回折
格子パターン同士の平行線は相互におよそ３０度または
６０度回転している。正しい半径を有する光ビーム（図
示せず）の中心が水平軸に沿って動くとき、回折格子１
６は光ビームが当たると各回折格子パターン毎に異なる
回折ビーム（図示せず）を生ずる。これらの３種類の回
折ビームが交互に連続して生ずることにより、光ビーム
がこの回折格子上のどの位置にあるかを知ることができ
る。逆に、光ビームの中心（図示せず）が同じ回折格子
パターン内でのみ垂直軸に沿って動く場合には、回折ビ
ーム１６は同じ回折ビーム（図示せず）を生ずるので、
光ビームの位置が回折格子パターン上でどのように変化
したかという情報は得られない。
１６は図１Ａに示したものと非常によく似ているが、こ
れは光ビーム（図示せず）が格子上のどの位置を動いて
いるかという位置情報を、水平軸に関してのみ正確に提
供するものである。回折格子１６では３種類の回折格子
パターン１８，２０，２２が相互に並行関係を保ってく
り返し配列されている。回折格子１６の３種類の回折格
子パターンは相互にある隣接関係を保って配列されてお
り、それぞれのパターンの幅は回折格子１６の粗いピッ
チを規定している。各回折格子パターン自身も更にそれ
ぞれ複数の等間隔で平行な直線２４，２６，２８から成
り、これらの直線の中心間距離は回折格子１６の細かい
ピッチを規定している。平行線の中心間距離は隣りの回
折格子パターン同士で実質的に同じであるが、隣接回折
格子パターン同士の平行線は相互におよそ３０度または
６０度回転している。正しい半径を有する光ビーム（図
示せず）の中心が水平軸に沿って動くとき、回折格子１
６は光ビームが当たると各回折格子パターン毎に異なる
回折ビーム（図示せず）を生ずる。これらの３種類の回
折ビームが交互に連続して生ずることにより、光ビーム
がこの回折格子上のどの位置にあるかを知ることができ
る。逆に、光ビームの中心（図示せず）が同じ回折格子
パターン内でのみ垂直軸に沿って動く場合には、回折ビ
ーム１６は同じ回折ビーム（図示せず）を生ずるので、
光ビームの位置が回折格子パターン上でどのように変化
したかという情報は得られない。
【００１７】図１Ｃに示す二次元回折格子３０は図１Ｂ
の回折格子１６に図１Ａの回折格子２を重畳したもので
ある。すなわち、回折格子２を構成している第１の異な
る回折格子パターン４，６，８の複数のくり返し（図１
Ａ）が、回折格子１６を構成している第２の異なる回折
格子パターン１８，２０，２２の複数のくり返し（図１
Ｂ）に関して、重畳関係で配置されている。回折格子３
０は光ビームが水平軸と垂直軸両方に関してどこの位置
を動いているかという情報を正確に提供する。図１Ｃに
示すように、回折格子３０ではセル３２と呼ばれる正方
形の領域が相互に並行の関係にあって複数くり返されて
いる。各セル３２では異なる回折格子パターンが複数個
合成されており、各合成回折格子パターンは第１のくり
返しパターンと第２のくり返しパターンとが相交わった
ものとして規定される。各セルを構成する異なる合成回
折格子パターンの数は、第１のくり返しパターンの種類
数と第２のくり返しパターンの種類数とに依存する。す
なわち、合成回折格子パターンの種類数は第１のくり返
しにおける回折格子パターンの種類数と第２のくり返し
における回折格子パターンの種類数の積である。図１Ｃ
には９種類の合成回折格子パターン３４，３６，３８，
４０，４２，４４，４６，４８，５０が各セル３２の中
に配置されているが、このことは第１と第２のくり返し
パターンが各々３種類の回折格子パターンを有すること
を意味する。これらの９種類の合成回折格子がそれぞれ
すべてのセルでくり返されて、回折格子３０を構成して
いる。
の回折格子１６に図１Ａの回折格子２を重畳したもので
ある。すなわち、回折格子２を構成している第１の異な
る回折格子パターン４，６，８の複数のくり返し（図１
Ａ）が、回折格子１６を構成している第２の異なる回折
格子パターン１８，２０，２２の複数のくり返し（図１
Ｂ）に関して、重畳関係で配置されている。回折格子３
０は光ビームが水平軸と垂直軸両方に関してどこの位置
を動いているかという情報を正確に提供する。図１Ｃに
示すように、回折格子３０ではセル３２と呼ばれる正方
形の領域が相互に並行の関係にあって複数くり返されて
いる。各セル３２では異なる回折格子パターンが複数個
合成されており、各合成回折格子パターンは第１のくり
返しパターンと第２のくり返しパターンとが相交わった
ものとして規定される。各セルを構成する異なる合成回
折格子パターンの数は、第１のくり返しパターンの種類
数と第２のくり返しパターンの種類数とに依存する。す
なわち、合成回折格子パターンの種類数は第１のくり返
しにおける回折格子パターンの種類数と第２のくり返し
における回折格子パターンの種類数の積である。図１Ｃ
には９種類の合成回折格子パターン３４，３６，３８，
４０，４２，４４，４６，４８，５０が各セル３２の中
に配置されているが、このことは第１と第２のくり返し
パターンが各々３種類の回折格子パターンを有すること
を意味する。これらの９種類の合成回折格子がそれぞれ
すべてのセルでくり返されて、回折格子３０を構成して
いる。
【００１８】各セル３２の形は回折格子２と１６の粗い
ピッチにより決まる。もし回折格子２と１６の粗いピッ
チが同じならば、正方形のセルになるが、他方、もしこ
れらの回折格子２と１６の粗いピッチが異なれば、セル
の形は長方形になる。回折格子３０の細かいピッチは図
１Ａ，１Ｂと同様にして、すなわち、隣接平行線の中心
間距離により決まる。正方形のセルの場合、粗いピッチ
はセルの最長の辺の寸法で規定されるが、長方形の場合
には、粗いピッチはセルの幅または長さのうちいずれか
の最長の辺の寸法で規定される。
ピッチにより決まる。もし回折格子２と１６の粗いピッ
チが同じならば、正方形のセルになるが、他方、もしこ
れらの回折格子２と１６の粗いピッチが異なれば、セル
の形は長方形になる。回折格子３０の細かいピッチは図
１Ａ，１Ｂと同様にして、すなわち、隣接平行線の中心
間距離により決まる。正方形のセルの場合、粗いピッチ
はセルの最長の辺の寸法で規定されるが、長方形の場合
には、粗いピッチはセルの幅または長さのうちいずれか
の最長の辺の寸法で規定される。
【００１９】あるセルにおける合成回折格子パターンは
そのセルの他の合成回折格子パターンとは異なるから、
正しい半径を有する光ビーム（図示せず）の中心がある
合成回折格子パターンから隣りの合成回折格子パターン
へと移動すると、先のとは異なる回折ビームを生ずる。
本質的にこの性質によって、現在の回折ビーム（図示せ
ず）の範囲内で回折格子３２上における光ビーム（図示
せず）の現在の相対的位置を知ることができるのであ
る。
そのセルの他の合成回折格子パターンとは異なるから、
正しい半径を有する光ビーム（図示せず）の中心がある
合成回折格子パターンから隣りの合成回折格子パターン
へと移動すると、先のとは異なる回折ビームを生ずる。
本質的にこの性質によって、現在の回折ビーム（図示せ
ず）の範囲内で回折格子３２上における光ビーム（図示
せず）の現在の相対的位置を知ることができるのであ
る。
【００２０】前述の定義にしたがった正しい半径の範囲
内で光ビームの半径はいくつかの離散的な値をとること
ができるが、それに対して図１Ａ，１Ｂ，１Ｃに示した
回折格子は光ビームがどの方向に動くかにかかわらず、
位置情報を何も提供しない。これらの光ビームの半径は
排他的ではないけれども、典型的に回折格子の粗いピッ
チの丁度整数倍である。
内で光ビームの半径はいくつかの離散的な値をとること
ができるが、それに対して図１Ａ，１Ｂ，１Ｃに示した
回折格子は光ビームがどの方向に動くかにかかわらず、
位置情報を何も提供しない。これらの光ビームの半径は
排他的ではないけれども、典型的に回折格子の粗いピッ
チの丁度整数倍である。
【００２１】図２は図１Ｃの２次元回折格子５２（縮尺
は一定でない）をインスタント写真の枠内で現像前の画
像記録層５３の上に置いたものである。画像記録層５３
の上に約７６ミクロンの厚さのポリ（エチレン・テレフ
タレート）層（図示せず）を設けて、それを約１３ミク
ロンの厚さのセルロース・アセテート・ブチレート層
（図示せず）がおおっている。後者にはこの回折格子５
２を形成する回折格子パターンが浮彫り模様になってい
る。光ビーム（図示せず）が正確に画像記録層５３に照
射されて記録画像を露光することができるように、回折
格子５２を画像記録層５３上に配置する。回折格子５２
の粗いピッチは５０〜１５０ミクロンであるが、各回折
格子パターンを作っている個々の平行な直線は幅が１〜
５ミクロンであり、細かいピッチは２〜１０ミクロンで
ある。（ア）回折格子５２の細かいピッチの空間密度は
典型的に人間の可視領域の範囲外にあり、かつ（ロ）パ
ターンはピグメントというよりむしろテキクチャである
から、画像記録層が露光されようとされまいとにかかわ
らず、回折格子５２は人間の裸眼に知覚されない。
は一定でない）をインスタント写真の枠内で現像前の画
像記録層５３の上に置いたものである。画像記録層５３
の上に約７６ミクロンの厚さのポリ（エチレン・テレフ
タレート）層（図示せず）を設けて、それを約１３ミク
ロンの厚さのセルロース・アセテート・ブチレート層
（図示せず）がおおっている。後者にはこの回折格子５
２を形成する回折格子パターンが浮彫り模様になってい
る。光ビーム（図示せず）が正確に画像記録層５３に照
射されて記録画像を露光することができるように、回折
格子５２を画像記録層５３上に配置する。回折格子５２
の粗いピッチは５０〜１５０ミクロンであるが、各回折
格子パターンを作っている個々の平行な直線は幅が１〜
５ミクロンであり、細かいピッチは２〜１０ミクロンで
ある。（ア）回折格子５２の細かいピッチの空間密度は
典型的に人間の可視領域の範囲外にあり、かつ（ロ）パ
ターンはピグメントというよりむしろテキクチャである
から、画像記録層が露光されようとされまいとにかかわ
らず、回折格子５２は人間の裸眼に知覚されない。
【００２２】図３は本発明による回折格子を採用したＰ
Ｄ＆Ｃ装置の第１の実施例であり、回折格子を直接画像
記録媒体上に装着している。光源５８から発した光ビー
ム６０はビーム分割器６２を通ってインスタント写真５
６に達する。インスタント写真５６は図２で述べたよう
に、画像記録層５３の上に回折格子５２を配置してあ
る。光ビーム６０が回折格子５２に当たると反射回折ビ
ーム６４が生じ、これがビーム分割器６２に反射してセ
ンサ６６に達する。センサ６６は回折ビーム６４に含ま
れる情報、すなわち、回折格子５２上の光ビーム６０の
位置をプロセッサ６８に送る。プロセッサ６８はステッ
ピングモータ７０と光源５８の両方を制御する。ステッ
ピングモータ７０はプロセッサ６８に制御されて、イン
スタント写真５６のヘリ５４とかみ合っている一対のロ
ーラ７２を駆動する。ローラ対７２は写真５６の垂直方
向の移動を制御する。同様に、プロセッサ６８は光源５
８に関して写真５６の水平方向の移動をも制御し、写真
５６の所定の行におけるすべてのピクセルすなわちペル
を正確に露光する。水平方向の移動を行うには、（ア）
第１のステッピングモータ７０に第２のステッピングモ
ータ（図示せず）を取りつけることにより静止光源５８
に関して写真５６を水平に移動するか、さもなくば
（イ）ビーム分割器６２と写真５６との間にミラー（図
示せず）を設置して、水平方向に静止している写真５６
に関して光ビーム６０を水平方向に動かす。いずれの場
合にも、光を回折させて回折光を検知し、それから光源
とインスタント写真を共に動かすというプロセスを、す
べての行と列におけるすべてのピクセスすなわちペルの
露光を適切に終えるまで続ける。
Ｄ＆Ｃ装置の第１の実施例であり、回折格子を直接画像
記録媒体上に装着している。光源５８から発した光ビー
ム６０はビーム分割器６２を通ってインスタント写真５
６に達する。インスタント写真５６は図２で述べたよう
に、画像記録層５３の上に回折格子５２を配置してあ
る。光ビーム６０が回折格子５２に当たると反射回折ビ
ーム６４が生じ、これがビーム分割器６２に反射してセ
ンサ６６に達する。センサ６６は回折ビーム６４に含ま
れる情報、すなわち、回折格子５２上の光ビーム６０の
位置をプロセッサ６８に送る。プロセッサ６８はステッ
ピングモータ７０と光源５８の両方を制御する。ステッ
ピングモータ７０はプロセッサ６８に制御されて、イン
スタント写真５６のヘリ５４とかみ合っている一対のロ
ーラ７２を駆動する。ローラ対７２は写真５６の垂直方
向の移動を制御する。同様に、プロセッサ６８は光源５
８に関して写真５６の水平方向の移動をも制御し、写真
５６の所定の行におけるすべてのピクセルすなわちペル
を正確に露光する。水平方向の移動を行うには、（ア）
第１のステッピングモータ７０に第２のステッピングモ
ータ（図示せず）を取りつけることにより静止光源５８
に関して写真５６を水平に移動するか、さもなくば
（イ）ビーム分割器６２と写真５６との間にミラー（図
示せず）を設置して、水平方向に静止している写真５６
に関して光ビーム６０を水平方向に動かす。いずれの場
合にも、光を回折させて回折光を検知し、それから光源
とインスタント写真を共に動かすというプロセスを、す
べての行と列におけるすべてのピクセスすなわちペルの
露光を適切に終えるまで続ける。
【００２３】図４は二次元回折格子５２（図２）から回
折した回折ビーム６４（図３）によって生ずる可能性が
ある回折パターン７１をすべて示したものである。図示
のように回折パターン７１は中心点７３で表わされるゼ
ロ次の回折パターンから成る。１次，３次，５次，７
次，９次，１１次の回折パターンはそれぞれドット７
４，７６，７８，８０，８２，８４を含む円形で表わさ
れている。回折ビーム６４（図３）によって生ずる偶数
次の回折パターンは回折格子の５０％デューティサイク
ルにより抑制されている。各次の回折パターンは中心点
７３の周囲に順番に配置される。最も低次の回折パター
ンは中心点７３に最も近くに、最も高次の回折パターン
は中心点７３から最も遠く離れて配置される。当業者に
周知の如く、最高の次数は回折格子の細かいピッチと光
ビームの波長により決まる。黒塗りの点８６と８８を含
む２本の線はそれぞれ回折格子５２（図２）の特定の合
成回折格子パターンに反射した光ビームによってつくら
れる特定の回折パターンである。光ビーム６０（図２）
がある合成回折格子パターンから別の合成回折格子パタ
ーンへと移動するにつれて、黒塗り点８６、８８を含む
線から成る第１の対が次第に消えて行き、別の黒塗り点
（図示せず）を含む第２の線対が現われる。続いて、光
ビーム６０（図２）が回折格子５２（図２）を横切り、
所定のセル内の異なる合成回折格子パターンを横切って
移動するにつれて、黒点から成る各線が中心点７３の周
囲に離散的に回転するように現われる。（ア）回折格子
５２（図２）上における光ビーム６０（図３）の最初の
位置を決めることにより、かつ（イ）これらの黒点から
成る線が中心点７３の周囲を回転する順番を計数する、
すなわち計時することにより、プロセッサ６８（図３）
は回折格子５２（図２）上の光ビーム６０の位置を、し
たがってインスタント写真５６（図２）上の光ビーム６
０（図３）の位置を決めることができる。更に、黒点８
６、８８を含む第１の線対に関する光の強さと、別の黒
点（図示せず）を含む第２の線対に関する光の強さの比
を決定することによって、プロセッサ６８（図３）は回
折格子５２（図２）上の光ビーム６０（図３）の位置を
非常に高精度で補間することができる。例えば、この補
間法と１５０ミクロンの粗いピッチの回折格子とを用い
ると、回折格子上の光の位置を０．１〜０．２ミクロン
の範囲で決めることができる。注意すべきことは、補間
法を利用するためには、光ビーム６０（図３）の直径を
少なくとも回折格子の粗いピッチの１／３にしなければ
ならないことである。
折した回折ビーム６４（図３）によって生ずる可能性が
ある回折パターン７１をすべて示したものである。図示
のように回折パターン７１は中心点７３で表わされるゼ
ロ次の回折パターンから成る。１次，３次，５次，７
次，９次，１１次の回折パターンはそれぞれドット７
４，７６，７８，８０，８２，８４を含む円形で表わさ
れている。回折ビーム６４（図３）によって生ずる偶数
次の回折パターンは回折格子の５０％デューティサイク
ルにより抑制されている。各次の回折パターンは中心点
７３の周囲に順番に配置される。最も低次の回折パター
ンは中心点７３に最も近くに、最も高次の回折パターン
は中心点７３から最も遠く離れて配置される。当業者に
周知の如く、最高の次数は回折格子の細かいピッチと光
ビームの波長により決まる。黒塗りの点８６と８８を含
む２本の線はそれぞれ回折格子５２（図２）の特定の合
成回折格子パターンに反射した光ビームによってつくら
れる特定の回折パターンである。光ビーム６０（図２）
がある合成回折格子パターンから別の合成回折格子パタ
ーンへと移動するにつれて、黒塗り点８６、８８を含む
線から成る第１の対が次第に消えて行き、別の黒塗り点
（図示せず）を含む第２の線対が現われる。続いて、光
ビーム６０（図２）が回折格子５２（図２）を横切り、
所定のセル内の異なる合成回折格子パターンを横切って
移動するにつれて、黒点から成る各線が中心点７３の周
囲に離散的に回転するように現われる。（ア）回折格子
５２（図２）上における光ビーム６０（図３）の最初の
位置を決めることにより、かつ（イ）これらの黒点から
成る線が中心点７３の周囲を回転する順番を計数する、
すなわち計時することにより、プロセッサ６８（図３）
は回折格子５２（図２）上の光ビーム６０の位置を、し
たがってインスタント写真５６（図２）上の光ビーム６
０（図３）の位置を決めることができる。更に、黒点８
６、８８を含む第１の線対に関する光の強さと、別の黒
点（図示せず）を含む第２の線対に関する光の強さの比
を決定することによって、プロセッサ６８（図３）は回
折格子５２（図２）上の光ビーム６０（図３）の位置を
非常に高精度で補間することができる。例えば、この補
間法と１５０ミクロンの粗いピッチの回折格子とを用い
ると、回折格子上の光の位置を０．１〜０．２ミクロン
の範囲で決めることができる。注意すべきことは、補間
法を利用するためには、光ビーム６０（図３）の直径を
少なくとも回折格子の粗いピッチの１／３にしなければ
ならないことである。
【００２４】図５は図３に示したセンサの拡大図を示
す。センサ６６は隣接する１２個のくさび形センサ９０
から成り、これらが集って３６０度をおおい、円を構成
している。各センサ９０は３０度の領域を占めて並んで
おり、点から成る１本の線の半分を検知する。各線は中
心点７３から始まって１１次の回折パターン点に至る。
代わりに、一部の次数の回折パターンのみを検知するセ
ンサアレイを使ってもよい。
す。センサ６６は隣接する１２個のくさび形センサ９０
から成り、これらが集って３６０度をおおい、円を構成
している。各センサ９０は３０度の領域を占めて並んで
おり、点から成る１本の線の半分を検知する。各線は中
心点７３から始まって１１次の回折パターン点に至る。
代わりに、一部の次数の回折パターンのみを検知するセ
ンサアレイを使ってもよい。
【００２５】図６にＰＤ＆Ｃ装置の第２の実施例を示
す。図６では図３と同じ要素には類似の番号を付してあ
る。この実施例では回折格子をＰＤ＆Ｃ装置９２に一体
的に取付けてある。光源５８′から発生した実質的に平
行な光ビーム６０′がアパーチャマスク９４を通ってパ
ターン化された光ビーム９６となり、それからビーム分
割器６２′を通る。このパターン化された光ビーム９６
は回折マスク９８と画像記録媒体１００に照射される。
両者は一対のローラ７２′に保持され、ローラ対７２′
はステッピングモータ７０′に取付けらている。両者は
典型的に反射性の写真か透過性スライドのいずれかであ
る。アパーチャマスク９４の位置は、アパーチャマスク
９４のトールボットの自己結像性を利用するために、回
折格子９８からトールボット距離の整数倍だけ離す。も
し回折格子の粗いピッチが十分粗く、かつ回折マスク９
８とアパーチャマスク９４間の距離が十分小さければ、
本発明ではトールボット結像性は利用されない。回折マ
スク９８に含まれる回折格子１１６は典型的に、（ア）
回折マスク９８の主面１１３，１１５のいずれかに配置
されるか、あるいは（イ）回折マスク９８自身の中に一
体化組込みされる。パターン化された光ビーム９６は回
折格子１１６に当たる。回折格子１１６は例示のために
主面１１５上に配置してある。それから反射回折光１０
２が生じて、ビーム分割器６２′に反射してセンサ６
６′に達する。センサ６６′は回折ビーム６４′に含ま
れる情報、すなわち回折格子１１６上の光ビーム６４′
の位置をプロセッサ６８′に伝える。プロセッサ６８′
は回折マスク９８と画像記録媒体１００に関して、パタ
ーン化された光ビーム９６の水平垂直両方向の移動を制
御する。すなわち、プロセッサ６８′はステッピングモ
ータ７０′を制御し、ステッピングモータ７０′は画像
記録媒体１００と回折格子９８の両方のへりを保持して
いるローラ７２′を制御して、垂直方向に静止している
パターン化された光ビーム９６に関して垂直に画像記録
媒体１００と回折格子９８双方を動かす。同様に、プロ
セッサ６８′は画像記録媒体１００に関してパターン化
された光ビーム９６の水平方向の移動も制御する。それ
には、（ア）ビーム分割器６２′と回折９８間にミラー
（図示せず）を設けて、パターン化された光ビーム９６
を回折マスク９８と画像記録媒体１００上で水平方向に
動かすか、あるいは、（イ）ステッピングモータ７０′
に取付けた第２のステッピングモータ（図示せず）によ
り、静止しているパターン化された光ビーム９６に関し
て水平方向に回折マスク９８と画像記録媒体１００を一
緒に動かすかのいずれかを実施する。
す。図６では図３と同じ要素には類似の番号を付してあ
る。この実施例では回折格子をＰＤ＆Ｃ装置９２に一体
的に取付けてある。光源５８′から発生した実質的に平
行な光ビーム６０′がアパーチャマスク９４を通ってパ
ターン化された光ビーム９６となり、それからビーム分
割器６２′を通る。このパターン化された光ビーム９６
は回折マスク９８と画像記録媒体１００に照射される。
両者は一対のローラ７２′に保持され、ローラ対７２′
はステッピングモータ７０′に取付けらている。両者は
典型的に反射性の写真か透過性スライドのいずれかであ
る。アパーチャマスク９４の位置は、アパーチャマスク
９４のトールボットの自己結像性を利用するために、回
折格子９８からトールボット距離の整数倍だけ離す。も
し回折格子の粗いピッチが十分粗く、かつ回折マスク９
８とアパーチャマスク９４間の距離が十分小さければ、
本発明ではトールボット結像性は利用されない。回折マ
スク９８に含まれる回折格子１１６は典型的に、（ア）
回折マスク９８の主面１１３，１１５のいずれかに配置
されるか、あるいは（イ）回折マスク９８自身の中に一
体化組込みされる。パターン化された光ビーム９６は回
折格子１１６に当たる。回折格子１１６は例示のために
主面１１５上に配置してある。それから反射回折光１０
２が生じて、ビーム分割器６２′に反射してセンサ６
６′に達する。センサ６６′は回折ビーム６４′に含ま
れる情報、すなわち回折格子１１６上の光ビーム６４′
の位置をプロセッサ６８′に伝える。プロセッサ６８′
は回折マスク９８と画像記録媒体１００に関して、パタ
ーン化された光ビーム９６の水平垂直両方向の移動を制
御する。すなわち、プロセッサ６８′はステッピングモ
ータ７０′を制御し、ステッピングモータ７０′は画像
記録媒体１００と回折格子９８の両方のへりを保持して
いるローラ７２′を制御して、垂直方向に静止している
パターン化された光ビーム９６に関して垂直に画像記録
媒体１００と回折格子９８双方を動かす。同様に、プロ
セッサ６８′は画像記録媒体１００に関してパターン化
された光ビーム９６の水平方向の移動も制御する。それ
には、（ア）ビーム分割器６２′と回折９８間にミラー
（図示せず）を設けて、パターン化された光ビーム９６
を回折マスク９８と画像記録媒体１００上で水平方向に
動かすか、あるいは、（イ）ステッピングモータ７０′
に取付けた第２のステッピングモータ（図示せず）によ
り、静止しているパターン化された光ビーム９６に関し
て水平方向に回折マスク９８と画像記録媒体１００を一
緒に動かすかのいずれかを実施する。
【００２６】図７Ａと図７Ｂは図６に示したＰＤ＆Ｃ装
置９２に採用することができるアパーチャマスク９４の
例である。図７Ａのアパーチャマスク１０４は図８Ａの
二次元回折格子９９と共に使われ、図７Ｂのアパーチャ
マスク１０６は図８Ｂの一次元回折格子１３８と共に使
われる。これらのアパーチャマスク１０４，１０６の目
的は、回折格子上の複数の正しい位置に正しい大きさの
パターン化光ビームを供給することである。アパーチャ
マスク１０４は、１度に図８Ａに示した回折格子１１６
の各セル１１８内にある特定の合成回折格子パターン１
個にパターン化光ビームを当てるように作用する。同様
に、アパーチャマスク１０６は図８Ｂに示した回折格子
１４２の特定のパターンのうちいくつかの回折格子にパ
ターン化光ビームを供給する。これらのアパーチャマス
ク１０４と１０６は必要に応じて数種類の材料からつく
ることができる。もし主な関心が低コストにあれば、ポ
リエステル写真フィルムを用いて露光・現像によりアパ
ーチャを形成したものが好ましいが、もしアパーチャマ
スクのアパーチャの位置と大きさを精密にする必要があ
る場合には、ガラス基板にクロムを付着させたものが好
ましい。
置９２に採用することができるアパーチャマスク９４の
例である。図７Ａのアパーチャマスク１０４は図８Ａの
二次元回折格子９９と共に使われ、図７Ｂのアパーチャ
マスク１０６は図８Ｂの一次元回折格子１３８と共に使
われる。これらのアパーチャマスク１０４，１０６の目
的は、回折格子上の複数の正しい位置に正しい大きさの
パターン化光ビームを供給することである。アパーチャ
マスク１０４は、１度に図８Ａに示した回折格子１１６
の各セル１１８内にある特定の合成回折格子パターン１
個にパターン化光ビームを当てるように作用する。同様
に、アパーチャマスク１０６は図８Ｂに示した回折格子
１４２の特定のパターンのうちいくつかの回折格子にパ
ターン化光ビームを供給する。これらのアパーチャマス
ク１０４と１０６は必要に応じて数種類の材料からつく
ることができる。もし主な関心が低コストにあれば、ポ
リエステル写真フィルムを用いて露光・現像によりアパ
ーチャを形成したものが好ましいが、もしアパーチャマ
スクのアパーチャの位置と大きさを精密にする必要があ
る場合には、ガラス基板にクロムを付着させたものが好
ましい。
【００２７】図７Ａにおいて、二次元アパーチャマスク
１０４の光阻止領域１１０は光源５８′（図６）から生
ずる光ビーム６０′の直径より大きい。光阻止領域１１
０の中に複数個のアパーチャ１０８が相互に離れて設け
られている。パターン化光ビームはこのアパーチャ１０
８を通って回折マスク９９（図８Ａ）に達する。各アパ
ーチャ１０８がアパーチャマスク１０４内に配置される
位置は、回折格子１１６（図８Ａ）の各セル１１８内に
ある特定の合成回折格子パターン、例えば１３２、と対
応している。更に、アパーチャマスク１０４内の各アパ
ーチャ１０８の大きさは、回折格子１１６に達する光ビ
ームがおよそ特定の剛性回折格子パターン１３２（図８
Ａ）の大きさに等しくなるようにする。
１０４の光阻止領域１１０は光源５８′（図６）から生
ずる光ビーム６０′の直径より大きい。光阻止領域１１
０の中に複数個のアパーチャ１０８が相互に離れて設け
られている。パターン化光ビームはこのアパーチャ１０
８を通って回折マスク９９（図８Ａ）に達する。各アパ
ーチャ１０８がアパーチャマスク１０４内に配置される
位置は、回折格子１１６（図８Ａ）の各セル１１８内に
ある特定の合成回折格子パターン、例えば１３２、と対
応している。更に、アパーチャマスク１０４内の各アパ
ーチャ１０８の大きさは、回折格子１１６に達する光ビ
ームがおよそ特定の剛性回折格子パターン１３２（図８
Ａ）の大きさに等しくなるようにする。
【００２８】各アパーチャ１０８が図８Ａに示した回折
格子９９の各セル１１８内にある特定の合成回折格子パ
ターンと一直線になるように、アパーチャマスク１０４
を回折マスク９８（図６）に関して配置する。それによ
って、正しい大きさのパターン化光ビームが回折格子９
９（図８Ａ）内の特定の合成回折格子パターンに供給さ
れるようにするためである。光ビーム６０′（図７Ａ）
がアパーチャマスク１０４に当たると、光ビーム６０′
（図７Ａ）の一部がアパーチャ１０８を通過し、回折マ
スク９９の特定の合成回折格子パターン（図８Ａ）に反
射して回折する。そこから複数の回折ビーム１０２（図
６）が生じるが、各回折ビーム１０２は同じ回折パター
ンを含む。これらの個々の回折ビーム１０２がセンサ６
６′（図６）に達して各回折ビーム１０２の強度が加算
され、その結果、回折パターン８６，８８（図４）が生
じる。これらの回折パターン８６，８８（図４）を生じ
るのに、個々の回折ビームはどれも支配的なものはな
い。したがって、例えば、回折ビームの経路内に、およ
びあるいは回折格子自身の上にほこりの粒子があるため
に、個々の回折ビームが不正確であっても、回折格子パ
ターン８６，８８（図４）を生ずるのに悪影響はないで
あろう。それから、図６に関して説明したように、画像
記録媒体１００内のすべてのピクセル、すなわちペルを
露光するために、アパーチャマスク１０４と光源５
８′、あるいは回折マスク９９と画像記録媒体１００を
水平垂直方向に動かす。
格子９９の各セル１１８内にある特定の合成回折格子パ
ターンと一直線になるように、アパーチャマスク１０４
を回折マスク９８（図６）に関して配置する。それによ
って、正しい大きさのパターン化光ビームが回折格子９
９（図８Ａ）内の特定の合成回折格子パターンに供給さ
れるようにするためである。光ビーム６０′（図７Ａ）
がアパーチャマスク１０４に当たると、光ビーム６０′
（図７Ａ）の一部がアパーチャ１０８を通過し、回折マ
スク９９の特定の合成回折格子パターン（図８Ａ）に反
射して回折する。そこから複数の回折ビーム１０２（図
６）が生じるが、各回折ビーム１０２は同じ回折パター
ンを含む。これらの個々の回折ビーム１０２がセンサ６
６′（図６）に達して各回折ビーム１０２の強度が加算
され、その結果、回折パターン８６，８８（図４）が生
じる。これらの回折パターン８６，８８（図４）を生じ
るのに、個々の回折ビームはどれも支配的なものはな
い。したがって、例えば、回折ビームの経路内に、およ
びあるいは回折格子自身の上にほこりの粒子があるため
に、個々の回折ビームが不正確であっても、回折格子パ
ターン８６，８８（図４）を生ずるのに悪影響はないで
あろう。それから、図６に関して説明したように、画像
記録媒体１００内のすべてのピクセル、すなわちペルを
露光するために、アパーチャマスク１０４と光源５
８′、あるいは回折マスク９９と画像記録媒体１００を
水平垂直方向に動かす。
【００２９】図７Ｂにおいて、一次元アパーチャマスク
１０６の光阻止領域１１４は、光源５８′（図６）から
生ずる光ビーム６０′の直径よりも大きい。光阻止領域
１１４の中に複数個の細長いアパーチャ１１２が相互に
離れて設けられている。パターン化光ビームはこのアパ
ーチャ１１２を通って回折マスク１３８（図８Ｂ）に達
する。これらの細長いアパーチャ１１２は各々幅方向よ
り長さ方向が大きく、その幅は、回折格子パターンとほ
ぼ同じ幅の光ビームが回折マスク１３８に達するのに必
要な大きさである。隣接する細長いアパーチャ１１２の
間にある各光阻止領域１１４の幅は、隣接する回折格子
パターンの幅の２倍、５倍、８倍のいずれかである。細
長いアパーチャ１１２が図８Ｂに示す回折格子１４２内
の特定のくり返し回折格子パターンと一直線になるよう
に配置することにより、適切な大きさのパターン化光ビ
ームが回折格子内の対応するくり返し回折格子パターン
に当たるようにする。図７Ｂのアパーチャマスク１０６
は図７Ａで説明したアパーチャマスク１０４と同様な働
らきをする。アパーチャマスク１０６の細長いアパーチ
ャ１１２は図８Ｂの個々の回折格子パターン１４４，１
４６，１４８と一直線上にあるように配置されるが、図
７Ａでは図８Ａの合成回折パターンと整列するようにし
た点だけが異なる。また、この回折マスク１０６を９０
度回転させると、図１Ｂに示した一次元回折格子１６と
共に用いることができることは、当業者にとって明白で
あろう。
１０６の光阻止領域１１４は、光源５８′（図６）から
生ずる光ビーム６０′の直径よりも大きい。光阻止領域
１１４の中に複数個の細長いアパーチャ１１２が相互に
離れて設けられている。パターン化光ビームはこのアパ
ーチャ１１２を通って回折マスク１３８（図８Ｂ）に達
する。これらの細長いアパーチャ１１２は各々幅方向よ
り長さ方向が大きく、その幅は、回折格子パターンとほ
ぼ同じ幅の光ビームが回折マスク１３８に達するのに必
要な大きさである。隣接する細長いアパーチャ１１２の
間にある各光阻止領域１１４の幅は、隣接する回折格子
パターンの幅の２倍、５倍、８倍のいずれかである。細
長いアパーチャ１１２が図８Ｂに示す回折格子１４２内
の特定のくり返し回折格子パターンと一直線になるよう
に配置することにより、適切な大きさのパターン化光ビ
ームが回折格子内の対応するくり返し回折格子パターン
に当たるようにする。図７Ｂのアパーチャマスク１０６
は図７Ａで説明したアパーチャマスク１０４と同様な働
らきをする。アパーチャマスク１０６の細長いアパーチ
ャ１１２は図８Ｂの個々の回折格子パターン１４４，１
４６，１４８と一直線上にあるように配置されるが、図
７Ａでは図８Ａの合成回折パターンと整列するようにし
た点だけが異なる。また、この回折マスク１０６を９０
度回転させると、図１Ｂに示した一次元回折格子１６と
共に用いることができることは、当業者にとって明白で
あろう。
【００３０】図８Ａと図８Ｂで開示した回折マスク９９
と１３８は図６に示すＰＤ＆Ｃ装置９２で採用すること
ができる例である。図８Ａに示した回折マスク９９は二
次元回折格子１１６を囲むヘリ領域１１５を有し、図８
Ｂに示した回折マスク１３８も一次元回折格子１４２を
囲むヘリ領域１４０を有する。図８Ａの回折マスク９９
は図７Ａのアパーチャマスク１０４を共に用いられ、他
方図８Ｂの回折マスク１３８は図７Ｂのアパーチャマス
ク１０６と共に用いられる。回折マスク９９と１３８の
大きさと形状は、図８Ｃに示す画像記録媒体１００の大
きさと形状に一致している。すなわち、回折格子１１６
と１４２の大きさと形状は図８Ｃの画像記録層１５２の
大きさと形状とに一致し、回折格子１１６と１４２を囲
むヘリ領域１１５と１４０の大きさと形状は、図８Ｃの
画像記録層１５２を囲むヘリ領域１５０と一致する。こ
れらの回折マスク９９と１３８の目的は、画像記録層１
５２（図８Ｃ）とそれぞれの回折格子１１６，１４２と
の間に１対１の対応関係をつくることである。図８Ａと
図８Ｂにおいて、回折格子１１６と１４２の細かいピッ
チは回折格子全体を通じて均一である。図８Ｂの回折格
子１４２の粗いピッチは図１Ａと図１Ｂで説明した粗い
ピッチと同じ方法で決定され、他方図８Ａの回折格子１
１６の粗いピッチは図１Ｃで説明した粗いピッチと同じ
方法で決定される。回折格子１１６と１４２の粗いピッ
チは５０〜１５０ミクロンであり、各種の回折格子パタ
ーンをつくる個々の平行直線の幅は１〜５ミクロンであ
り、細かいピッチが２〜１０ミクロンである。回折マス
ク９９と１３８は、薄いガラス、プラスチック、アルミ
ニウム、ニッケル板などのいずれかからつくられ、回折
格子１１６と１４２は、位相または振幅に合わせてエッ
チング、エンボス、写真でつくられるか、あるいはマス
クの上または中へ鋳込むことによってつくられる。
と１３８は図６に示すＰＤ＆Ｃ装置９２で採用すること
ができる例である。図８Ａに示した回折マスク９９は二
次元回折格子１１６を囲むヘリ領域１１５を有し、図８
Ｂに示した回折マスク１３８も一次元回折格子１４２を
囲むヘリ領域１４０を有する。図８Ａの回折マスク９９
は図７Ａのアパーチャマスク１０４を共に用いられ、他
方図８Ｂの回折マスク１３８は図７Ｂのアパーチャマス
ク１０６と共に用いられる。回折マスク９９と１３８の
大きさと形状は、図８Ｃに示す画像記録媒体１００の大
きさと形状に一致している。すなわち、回折格子１１６
と１４２の大きさと形状は図８Ｃの画像記録層１５２の
大きさと形状とに一致し、回折格子１１６と１４２を囲
むヘリ領域１１５と１４０の大きさと形状は、図８Ｃの
画像記録層１５２を囲むヘリ領域１５０と一致する。こ
れらの回折マスク９９と１３８の目的は、画像記録層１
５２（図８Ｃ）とそれぞれの回折格子１１６，１４２と
の間に１対１の対応関係をつくることである。図８Ａと
図８Ｂにおいて、回折格子１１６と１４２の細かいピッ
チは回折格子全体を通じて均一である。図８Ｂの回折格
子１４２の粗いピッチは図１Ａと図１Ｂで説明した粗い
ピッチと同じ方法で決定され、他方図８Ａの回折格子１
１６の粗いピッチは図１Ｃで説明した粗いピッチと同じ
方法で決定される。回折格子１１６と１４２の粗いピッ
チは５０〜１５０ミクロンであり、各種の回折格子パタ
ーンをつくる個々の平行直線の幅は１〜５ミクロンであ
り、細かいピッチが２〜１０ミクロンである。回折マス
ク９９と１３８は、薄いガラス、プラスチック、アルミ
ニウム、ニッケル板などのいずれかからつくられ、回折
格子１１６と１４２は、位相または振幅に合わせてエッ
チング、エンボス、写真でつくられるか、あるいはマス
クの上または中へ鋳込むことによってつくられる。
【００３１】図８Ａの回折マスク９９はＰＤ＆Ｃ装置９
２（図６）に実装されるが、図１Ｃに示したのと類似の
二次元回折格子１１６を有する。この二次元格子１１６
は第１の一次元回折格子を形成する第１の複数種のくり
返し回折格子パターンと、第２の一次元回折格子を形成
する第２の複数種のくり返し回折パターンとを重ね合わ
せた関係にある。図１Ｃに示した二次元回折格子と同
様、この回折格子１１６では複数個の正方形のセル１１
８が相互に並行して配置されている。各セル１１８は複
数個の異なる合成回折格子パターンから成り、各合成回
折格子パターンは第１の複数種のくり返しパターンの中
のある回折格子パターンと、第２の複数種のくり返しパ
ターン中のある回折格子パターンとが交叉したものであ
る。図８Ａに示すように、各セル１１８内には９個の異
なる合成回折パターン１２０，１２２，１２４，１２
６，１２８，１３０，１３２，１３４，１３６がある。
これらの９個の異なる合成回折パターンが前述のように
隣接セル内で連続的にくり返されて、回折格子１１６を
つくっている。
２（図６）に実装されるが、図１Ｃに示したのと類似の
二次元回折格子１１６を有する。この二次元格子１１６
は第１の一次元回折格子を形成する第１の複数種のくり
返し回折格子パターンと、第２の一次元回折格子を形成
する第２の複数種のくり返し回折パターンとを重ね合わ
せた関係にある。図１Ｃに示した二次元回折格子と同
様、この回折格子１１６では複数個の正方形のセル１１
８が相互に並行して配置されている。各セル１１８は複
数個の異なる合成回折格子パターンから成り、各合成回
折格子パターンは第１の複数種のくり返しパターンの中
のある回折格子パターンと、第２の複数種のくり返しパ
ターン中のある回折格子パターンとが交叉したものであ
る。図８Ａに示すように、各セル１１８内には９個の異
なる合成回折パターン１２０，１２２，１２４，１２
６，１２８，１３０，１３２，１３４，１３６がある。
これらの９個の異なる合成回折パターンが前述のように
隣接セル内で連続的にくり返されて、回折格子１１６を
つくっている。
【００３２】図８Ｂの回折マスク１３８は図６のＰＤ＆
Ｃ装置９２に実装されるが、図１Ａに示したのと類似の
一次元回折格子１４２を有する。一次元回折格子１４２
は３種類の回折格子パターン１４４，１４６，１４８を
複数回くり返したものであり、これらのパターンが相互
に並んで配置されている。図１Ａに示した一次元回折格
子と同様に、各回折格子パターンを形成する等間隔の平
行直線は、隣接パターン同士では相互に約３０度または
６０度回転した関係にある。
Ｃ装置９２に実装されるが、図１Ａに示したのと類似の
一次元回折格子１４２を有する。一次元回折格子１４２
は３種類の回折格子パターン１４４，１４６，１４８を
複数回くり返したものであり、これらのパターンが相互
に並んで配置されている。図１Ａに示した一次元回折格
子と同様に、各回折格子パターンを形成する等間隔の平
行直線は、隣接パターン同士では相互に約３０度または
６０度回転した関係にある。
【００３３】図９には回折格子が実装されているＰＤ＆
Ｃ装置１５４の第３の実施例を示す。図６で説明した要
素には類似の参照番号を付してある。図６のＰＤ＆Ｃ装
置９２と違って、このＰＤ＆Ｃ装置１５４の回折ビーム
は画像記録媒体１５６に当たって反射するのではなく、
透過する。その理由は、画像記録媒体１５６がインスタ
ントプリント写真のような反射性媒体でなく、スライド
のような透明な媒体だからである。したがって、図６の
ＰＤ＆Ｃ装置９２と違って、このＰＤ＆Ｃ装置１５４の
センサ６６″は、画像記録媒体１５６の前方でなく、後
方に配置されている。このＰＤ＆Ｃ装置１５４では、光
源５８″から生じた光ビーム６０″が回折マスク９８′
を通過して、回折ビーム１５８を生ずる。この回折ビー
ム１５８の一部はアパーチャマスク９４′のマスク部分
により反射かつまたは吸収され、回折ビーム１５８の残
りの部分はアパーチャ９４′を通過して画像記録媒体１
５６に達する。画像記録媒体１５６はこの場合透明なス
ライドであって、回折ビーム１５８をセンサ６６″に伝
達する。センサ６６″は回折ビーム１５８に含まれてい
る情報、すなわちアパーチャマスク９４′上の光ビーム
６０′の位置をプロセッサ６８″に伝達する。アパーチ
ャマスク９４′は回折マスク９８′に隣接配置するか、
もしくは回折マスク９８′からトールボットの距離だけ
離して配置し、トールボット効果の自己結像性を利用で
きるようにする。プロセッサ６８″はステッピングモー
タ７０″を制御し、ステッピングモータはローラ７２′
を制御する。ローラ７２′は透明スライド１５６のヘリ
（図示せず）をはさんでスライド１５６を垂直方向に動
かす。図６で説明したように、プロセッサ６８″はアパ
ーチャマスク９４′に関して回折マスク９８′の水平方
向の移動も制御する。
Ｃ装置１５４の第３の実施例を示す。図６で説明した要
素には類似の参照番号を付してある。図６のＰＤ＆Ｃ装
置９２と違って、このＰＤ＆Ｃ装置１５４の回折ビーム
は画像記録媒体１５６に当たって反射するのではなく、
透過する。その理由は、画像記録媒体１５６がインスタ
ントプリント写真のような反射性媒体でなく、スライド
のような透明な媒体だからである。したがって、図６の
ＰＤ＆Ｃ装置９２と違って、このＰＤ＆Ｃ装置１５４の
センサ６６″は、画像記録媒体１５６の前方でなく、後
方に配置されている。このＰＤ＆Ｃ装置１５４では、光
源５８″から生じた光ビーム６０″が回折マスク９８′
を通過して、回折ビーム１５８を生ずる。この回折ビー
ム１５８の一部はアパーチャマスク９４′のマスク部分
により反射かつまたは吸収され、回折ビーム１５８の残
りの部分はアパーチャ９４′を通過して画像記録媒体１
５６に達する。画像記録媒体１５６はこの場合透明なス
ライドであって、回折ビーム１５８をセンサ６６″に伝
達する。センサ６６″は回折ビーム１５８に含まれてい
る情報、すなわちアパーチャマスク９４′上の光ビーム
６０′の位置をプロセッサ６８″に伝達する。アパーチ
ャマスク９４′は回折マスク９８′に隣接配置するか、
もしくは回折マスク９８′からトールボットの距離だけ
離して配置し、トールボット効果の自己結像性を利用で
きるようにする。プロセッサ６８″はステッピングモー
タ７０″を制御し、ステッピングモータはローラ７２′
を制御する。ローラ７２′は透明スライド１５６のヘリ
（図示せず）をはさんでスライド１５６を垂直方向に動
かす。図６で説明したように、プロセッサ６８″はアパ
ーチャマスク９４′に関して回折マスク９８′の水平方
向の移動も制御する。
【００３４】前述の各ＰＤ＆Ｃ装置はパイロットビーム
すなわち参照ビームと共に作動することもできる。パイ
ロットビームすなわち参照ビームをこれらのＰＤ＆Ｃ装
置に採用した場合前述のように作用するが、今度は書き
込みビーム自身よりむしろパイロットビーム、すなわち
参照ビームによりつくられた回折ビームが、書き込みビ
ームの次の位置に関する情報をプロセッサに供給すると
いう点が異なる。書き込み光学システム上でアパーチャ
の使用が制限される場合に、パイロットビームすなわち
参照ビームを使うのが特に有利である。
すなわち参照ビームと共に作動することもできる。パイ
ロットビームすなわち参照ビームをこれらのＰＤ＆Ｃ装
置に採用した場合前述のように作用するが、今度は書き
込みビーム自身よりむしろパイロットビーム、すなわち
参照ビームによりつくられた回折ビームが、書き込みビ
ームの次の位置に関する情報をプロセッサに供給すると
いう点が異なる。書き込み光学システム上でアパーチャ
の使用が制限される場合に、パイロットビームすなわち
参照ビームを使うのが特に有利である。
【００３５】また、以上の説明ではＰＤ＆Ｃ装置を電子
プリンティング装置と共に使う場合に限ったが、本発明
はそれに限定されるものではない。本発明は汎用のスタ
ンドアロン型リニアエンコーダまたはロータリエンコー
ダと同様な働きをする。
プリンティング装置と共に使う場合に限ったが、本発明
はそれに限定されるものではない。本発明は汎用のスタ
ンドアロン型リニアエンコーダまたはロータリエンコー
ダと同様な働きをする。
【図１】本発明による回折格子を示す図。Ａは垂直軸に
沿った位置情報を提供する一次元回折格子。Ｂは水平軸
に沿った位置情報を提供する一次元回折格子であって、
Ａに示した回折格子を９０度回転したもの。Ｃは垂直水
平両軸に沿った位置情報を提供する二次元回折格子であ
って、ＡとＢに示した回折格子を重ね合わせたもの。
沿った位置情報を提供する一次元回折格子。Ｂは水平軸
に沿った位置情報を提供する一次元回折格子であって、
Ａに示した回折格子を９０度回転したもの。Ｃは垂直水
平両軸に沿った位置情報を提供する二次元回折格子であ
って、ＡとＢに示した回折格子を重ね合わせたもの。
【図２】図１Ｃに示した二次元回折格子をインスタント
写真から成る画像記録媒体の表面に重ね合わせたものを
示す図で、図３の２−２線に沿って見ている。
写真から成る画像記録媒体の表面に重ね合わせたものを
示す図で、図３の２−２線に沿って見ている。
【図３】本発明によるＰＤ＆Ｃ装置の第１の実施例を示
す図。
す図。
【図４】インスタント写真の表面に配置された二次元回
折格子により生じた回折パターンの正面図であり、図３
の４−４線に沿って見たもの。
折格子により生じた回折パターンの正面図であり、図３
の４−４線に沿って見たもの。
【図５】光検出器の正面図であって、図３の５−５線に
沿って見たもの。
沿って見たもの。
【図６】本発明によるＰＤ＆Ｃ装置の第２の実施例を示
す図。
す図。
【図７】本発明によるアパーチャマスクの正面図で、図
６の７−７線に沿って見たもの。Ａは二次元アパーチャ
マスク。Ｂは一次元アパーチャマスク。
６の７−７線に沿って見たもの。Ａは二次元アパーチャ
マスク。Ｂは一次元アパーチャマスク。
【図８】回折マスクと画像記録媒体の正面図で、図６の
８−８線に沿って見たもの。Ａは二次元回折格子を採用
した回折マスク。Ｂは一次元回折格子を採用した回折マ
スク。Ｃは画像記録媒体。
８−８線に沿って見たもの。Ａは二次元回折格子を採用
した回折マスク。Ｂは一次元回折格子を採用した回折マ
スク。Ｃは画像記録媒体。
【図９】本発明によるＰＤ＆Ｃ装置の第３の実施例を示
す図。
す図。
２，１６，３０，５２，１１６，１４２ 回折格子 ４，６，８，１８，２０，２２，３４，３６，３８，４
０，４４，４６，４８，５０ 回折格子パターン ３２，１１８ セル ５３ 画像記録層 ５６，１００，１５２ 画像記録媒体 ５８，５８′，５８″ 光源 ５７，９２，１５４ 光ビーム位置検出制御装置 ６０，６０′，６０″ 光ビーム ６２，６２′，６２″ ビーム分割器 ６４，１０２，１５８ 回折ビーム ６６，６６′，６６″ センサ ６８，６８′，６８″ プロセッサ ７０，７０′，７０″ ステッピングモータ ７２ ７２′，７２″ ローラ ７１，７３，７４，７６，７８，８０，８２，８４，８
６，８８ 回折パターン ９４，９４′，１０４，１０６ アパーチャマスク ９６ パターン化光ビーム ９８，９８′，９９，１３８ 回折マスク １０８，１１２ アパーチャ １１０，１１４ 光阻止領域
０，４４，４６，４８，５０ 回折格子パターン ３２，１１８ セル ５３ 画像記録層 ５６，１００，１５２ 画像記録媒体 ５８，５８′，５８″ 光源 ５７，９２，１５４ 光ビーム位置検出制御装置 ６０，６０′，６０″ 光ビーム ６２，６２′，６２″ ビーム分割器 ６４，１０２，１５８ 回折ビーム ６６，６６′，６６″ センサ ６８，６８′，６８″ プロセッサ ７０，７０′，７０″ ステッピングモータ ７２ ７２′，７２″ ローラ ７１，７３，７４，７６，７８，８０，８２，８４，８
６，８８ 回折パターン ９４，９４′，１０４，１０６ アパーチャマスク ９６ パターン化光ビーム ９８，９８′，９９，１３８ 回折マスク １０８，１１２ アパーチャ １１０，１１４ 光阻止領域
Claims (32)
- 【請求項１】 二次元面（５６，１００，１５６）上を
走査する光ビーム（６０，６０′，６０″）の位置を決
定する装置（５７，９２，１５４）において、 ア） 走査面（５６，１００，１５６）の少なくとも一
部と対応関係をもって回折格子（５２，１１６）を配置
するために、相互に隣り合って配列された複数種の回折
格子パターン（３４，３６，３８，４０，４２，４４，
４６，４８，５０）を有する回折マスク（９８，９
８′）と、 イ） 光ビーム（６０，６０′，６０″）を生ずる光源
（５８，５８′，５８″）であって、光ビーム（６０，
６０′，６０″）が回折マスク（９８，９８′）に当た
って回折し、回折格子（５２，１１６）上の光ビームの
位置を表わす回折ビーム（６４，１０２，１５８）を生
ずるための光源（５８，５８′，５８″）と、 ハ） 走査面（５６，１００，１５６）に関して光源
（５８，５８′，５８″）の走査を行う走査装置と、 ニ） 回折ビーム（６４，１０２，１５８）を検出し
て、回折格子（５２，１１６）上の光ビームの位置を示
す対応信号を発生する検出装置（６６，６６′，６
６″）と、を含むことを特徴とする、光ビーム位置検出
制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置において、各回折格
子パターン（３４，３６，３８，４０，４２，４４，４
６，４８，５０）は複数個の等間隔の平行直線から成
り、隣接平行線の中心間距離が回折格子の細かいピッチ
を規定することを特徴とする、光ビーム位置検出制御装
置。 - 【請求項３】 請求項１記載の装置において、隣接する
任意の２個の回折格子パターン（４，６，８；１８，２
０，２２）は相互に約３０度または６０度回転した関係
にあることを特徴とする、光ビーム位置検出制御装置。 - 【請求項４】 請求項２記載の装置において、回折格子
（５２，１１６）は３種類の回折格子パターン（４，
６，８；１８，２０，２２）が相互に並列に複数個くり
返して配置され、かつ走査面と対応関係をもって少くと
も１行または一列に配列され、任意の３個の隣接する回
折パターンのピッチが回折格子の粗いピッチを規定する
ことを特徴とする、光ビーム位置検出制御装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の装置において、光ビーム
（６０，６０′，６０″）の直径は、回折格子（５２，
１１６）の細かいピッチの２倍以上で回折格子（５２，
１１６）の粗いピッチの１０倍未満で表わされる範囲を
回折格子上で囲むようになっていることを特徴とする、
光ビーム位置検出制御装置。 - 【請求項６】 請求項４記載の装置において、アパーチ
ャマスク（１０６）は回折マスク（９８，９８′）と光
学的に一直線上にあり、アパーチャマスク（１０６）は
パターン化光ビームが通過するための細長いアパーチャ
（１１２）を複数個離して配置してあり、各アパーチャ
（１１２）は幅よりも長さ方向に大きく、その幅は回折
格子パターン（４，６，８；１８，２０，２２）の幅の
光ビームを回折格子（５２，１１６）上で生ずるのに必
要な大きさであり、隣接アパーチャ間のすき間は光ビー
ムの伝達を禁止するマスク面（１１４）を形成してお
り、各マスク面（１１４）の幅は隣接回折格子パターン
間隔の２倍、５倍、８倍のいずれかである、ことを特徴
とする、光ビーム位置検出制御装置。 - 【請求項７】 請求項６記載の装置において、回折マス
ク（９８，９８′）は走査面（５６，１００，１５６）
に貼り合わされており、アパーチャマスク（１０４，１
０６）は光源（５８，５８′，５８″）と回折マスク
（９８，９８′）との間に配置されていて、アパーチャ
マスク（１０４，１０６）は回折マスク（９８，９
８′）からトールボットの距離の整数倍離れた所に配置
されていることを特徴とする、光ビーム位置検出制御装
置。 - 【請求項８】 請求項６記載の装置において、アパーチ
ャマスク（１０４，１０６）は走査面（５６，１００，
１５６）に貼り合わされていて、回折マスク（９８，９
８′）は光源（５８，５８′，５８″）とアパーチャマ
スク（１０４，１０６）との間に配置されていて、アパ
ーチャマスク（１０４，１０６）は回折マスク（９８，
９８′）からトールボットの距離の整数倍離れた所に配
置されていることを特徴とする、光ビーム位置検出制御
装置。 - 【請求項９】 請求項２記載の装置において、回折格子
（５２，１１６）は何種類かの回折格子パターン（４，
６，８）の第１の複数くり返しと、何種類かの回折格子
パターン（１８，２０，２２）の第２の複数くり返しと
の重ね合わせから成り、そのことによってセル（３２）
が複数個相互に並んでくり返し配置され、各セル（３
２）は複数種類の合成回折格子パターン（３４，３６，
３８，４０，４２，４４，４６，４８）を複数個含み、
各合成回折格子パターン（３４，３６，３８，４０，４
２，４４，４６，４８）は第１の複数くり返しを形成す
る回折格子パターン（４，６，８）と、第２の複数くり
返しを形成する回折格子パターン（１８，２０，２２）
とが交叉したものであり、任意のセル（３２）の最長辺
が回折格子（５２，１１６）の粗いピッチを規定してい
る、ことを特徴とする、光ビームの位置検出制御装置。 - 【請求項１０】 請求項９記載の装置において、光ビー
ム（６０，６０′，６０″）の直径は回折格子（５２，
１１６）の細かいピッチの２倍以上で、回折格子（５
２，１１６）の粗いピッチの１０倍未満で表わされる範
囲を回折格子上で囲む大きさであることを特徴とする、
光ビーム位置検出制御装置。 - 【請求項１１】 請求項９記載の装置において、アパー
チャマスク（１０４）は回折マスク（９８，９８′）と
光学的に一直線上にあり、アパーチャマスク（１０４）
にはパターン化光ビームが通過するためのアパーチャ
（１０８）が複数個離して配置してあり、アパーチャマ
スク（１０４）内の各アパーチャ（１０８）は各セル
（３２）内の特定の合成回折格子パターン（３４，３
６，３８，４０，４２，４４，４６，４８）と対応関係
にあり、各アパーチャ（１０８）の大きさは特定の合成
回折格子パターン（３４，３６，３８，４０，４２，４
４，４６，４８）の大きさを有する光ビームを回折格子
（５２，１１６）上で生ずるのに必要な大きさであるこ
とを特徴とする、光ビームの位置検出制御装置。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の装置において、回折
マスク（９８，９８′）は走査面（５６，１００，１５
６）に貼り合わされており、アパーチャマスク（１０
４，１０６）は光源（５８，５８′，５８″）と回折マ
スク（９８，９８′）との間に配置されていて、アパー
チャマスク（１０４，１０６）は回折マスク（９８，９
８′）からトールボットの距離の整数倍離れた所に配置
されていることを特徴とする、光ビーム位置検出制御装
置。 - 【請求項１３】 請求項１１記載の装置において、アパ
ーチャマスク（１０４，１０６）は走査面（５６，１０
０，１５６）に貼り合わされていて、回折マスク（９
８，９８′）は光源（５８，５８′，５８″）とアパー
チャマスク（１０４，１０６）との間に配置されてい
て、アパーチャマスク（１０４，１０６）は回折マスク
（９８，９８′）からトールボットの距離の整数倍離れ
た所に配置されていることを特徴とする、光ビーム位置
検出制御装置。 - 【請求項１４】 光ビームを走査して画像記録媒体（５
６）上に二次元の画像露光を行うことができるようにな
っている画像プリンティング装置に使用される画像記録
媒体（５６）において、画像記録媒体（５６）は感光性
画像記録層（５３）と相互に隣接配置された複数種類の
回折格子パターン（４，６，８；１８，２０，２２）と
を含み、該回折格子パターンは感光性画像記録媒体（５
３）の少なくとも一部と対応関係をもって配置されて回
折格子（５２）を形成しており、その結果、電子画像プ
リンティング装置の光ビームが回折格子に当たると、少
なくとも一部の光ビームが回折ビームとなり、該回折ビ
ームは回折格子（５２）上の光ビームの位置を表わして
いることを特徴とする、画像記録媒体。 - 【請求項１５】 請求項１４記載の装置において、回折
格子（５２）は３種類の回折格子パターン（４，６，
８；１８，２０，２２）が相互に並んで複数回くり返さ
れており、感光性画像記録媒体層（５３）の表面と対応
関係をもって少なくとも１行または１列に配列されてい
ることを特徴とする、画像記録媒体。 - 【請求項１６】 請求項１５記載の装置において、任意
の２種類の回折格子パターン（４，６，８；１８，２
０，２２）は相互に約３０度または６０度回転した関係
にあることを特徴とする、画像記録媒体。 - 【請求項１７】 請求項１４記載の装置において、回折
格子（５２）は、何種類かの回折格子パターン（４，
６，８）の第１の複数くり返しが別の回折格子パターン
（１８，２０，２２）の第２の複数くり返しに重ね合わ
されており、そのことによってセル（３２）が複数個相
互に並んでくり返し配置され、各セル（３２）は複数個
の異なる合成回折格子パターン（３４，３６，３８，４
０，４２，４４，４６，４８）から成り、各合成回折格
子パターンは第１の複数くり返しを形成する回折格子パ
ターン（４，６，８）と第２の複数くり返しを形成する
回折格子パターン（１８，２０，２２）とが交叉したも
のであることを特徴とする、画像記録媒体。 - 【請求項１８】 請求項１４記載の装置において、各回
折格子パターン（３４，３８，４０，４２，４４，４
６，４８，５０）は複数の等間隔の平行直線（１０，１
２，１４；２４，２６，２８）から成ることを特徴とす
る、画像記録媒体。 - 【請求項１９】 請求項１４記載の装置において、画像
記録媒体（５６）の画像記録層（５３）は、光ビームが
画像記録媒体を通過するようになっている透明媒体、光
ビームが画像記録媒体にあたって反射するようになって
いる反射性媒体、または、光ビームの一部が画像記録媒
体を通過し一部が反射するようになっている一部反射性
で一部透明な媒体の中から選ぶことを特徴とする、画像
記録媒体。 - 【請求項２０】 感光性画像記録層（５３）を含む画像
記録媒体（５６）の表面を光ビーム（６０，６０′，６
０″）が走査することによって、画像記録媒体を露光す
る電子画像プリンティング装置において、 ア） 少なくとも一部の感光性画像記録層（５３）と対
応関係をもった回折格子（５２，１１６）を形成するた
めに、相互に隣り合って配置された複数種類の回折格子
パターン（３４，３６，３８，４０，４２，４４，４
６，４８，５０）を有する回折マスク（９８，９８′）
を含み、電子画像プリンティング装置の光ビームが回折
格子（５２，１１６）に当たると、少なくともビーム
（６０，６０′，６０″）の一部が回折して、回折格子
（５２，１１６）上の光ビーム（６０，６０′，６
０″）の位置を表わす回折ビーム（６４，１０２，１５
８）となることと、 イ） 回折ビーム（６４，１０２，１５８）を検出し
て、回折格子（５２，１１６）上の光ビームの位置を示
す対応制御信号を発生する検出装置（６６，６６′，６
６″）を含むことと、を特徴とする、電子画像プリンテ
ィング装置。 - 【請求項２１】 請求項２０記載の装置において、各回
折格子パターン（３４，３６，３８，４０，４２，４
４，４６，４８，５０）は複数個の等間隔の平行直線か
ら成り、隣接平行線の中心間間隔が回折格子の細かいピ
ッチを規定することを特徴とする、電子画像プリンティ
ング装置。 - 【請求項２２】 請求項２０記載の装置において、隣接
する任意の２個の回折格子パターン（４，６，８；１
８，２０，２２）は相互に３０度または６０度回転した
関係にあることを特徴とする、電子画像プリンティング
装置。 - 【請求項２３】 請求項２１記載の装置において、回折
格子（５２，１１６）は３種類の回折格子パターン
（４，６，８；１８，２０，２２）が相互に並んで複数
個くり返して配置され、かつ感光性画像記録層（５３）
の表面と対応関係をもって少なくとも１行または１列に
配列され、任意の３個の隣接する回折パターンのピッチ
が回折格子の粗いピッチを規定することを特徴とする、
電子画像プリンティング装置。 - 【請求項２４】 請求項２３記載の装置において、光ビ
ーム（６０，６０′，６０″）の直径は、回折格子（５
２，１１６）の細かいピッチの２倍以上で回折格子（５
２，１１６）の粗いピッチの１０倍未満で表わされる範
囲を、回折格子上で囲むようになっていることを特徴と
する、電子画像プリンティング装置。 - 【請求項２５】 請求項２３記載の装置において、アパ
ーチャマスク（１０６）は回折マスク（９８，９８′）
と光学的に一直線上にあり、アパーチャマスク（１０
６）にはパターン化光ビームが通過するための細長いア
パーチャ（１１２）が複数個離して配置してあり、各ア
パーチャ（１１２）は幅よりも長さ方向に大きく、その
幅は回折格子パターン（４，６，８；１８，２０，２
２）の幅の光ビームを回折格子（５２，１１６）上に生
ずるのに必要な大きさであり、隣接アパーチャ間のすき
間は光ビームの伝達を禁止するマスク面（１１４）を形
成しており、各マスク面（１１４）の幅は隣接回折格子
パターン間隔の２倍、５倍、８倍のいずれかである、こ
とを特徴とする、電子画像プリンティング装置。 - 【請求項２６】 請求項２５記載の装置において、回折
マスク（９８，９８′）は感光性画像記録層（５３）に
貼り合わされており、アパーチャマスク（１０４，１０
６）は光源（５８，５８′，５８″）と回折マスク（９
８，９８′）との間に配置されていて、アパーチャマス
ク（１０４，１０６）は回折マスク（９８，９８′）か
らトールボットの距離の整数倍離れた所に配置されてい
ることを特徴とする、電子画像プリンティング装置 - 【請求項２７】 請求項２５記載の装置において、アパ
ーチャマスク（１０４，１０６）は感光性画像記録層
（５３）に貼り合わされていて、回折マスク（９８，９
８′）は光源（５８，５８′，５８″）とアパーチャマ
スク（１０４，１０６）との間に配置されていて、アパ
ーチャマスク（１０４，１０６）は回折マスク（９８，
９８′）からトールボットの距離の整数倍離れた所に配
置されていることを特徴とする、電子画像プリンティン
グ装置。 - 【請求項２８】 請求項２１記載の装置において、回折
格子（５２，１１６）は何種類かの回折格子パターン
（４，６，８）の第１の複数くり返しと、何種類かの回
折格子パターン（１８，２０，２２）の第２の複数くり
返しとの重ね合わせから成り、そのことによってセル
（３２）が複数個相互に並んでくり返し配置され、各セ
ル（３２）は複数個の異なる合成回折格子パターン（３
４，３６，３８，４０，４２，４４，４６，４８）から
成り、各合成回折格子パターンは第１の複数くり返しを
形成する回折格子パターン（４，６，８）と、第２の複
数くり返しを形成する回折格子パターン（１８，２０，
２２）とが交叉したものであり、任意のセル（３２）の
最長辺が回折格子（５２，１１６）の粗いピッチを規定
している、ことを特徴とする、電子画像プリンティング
装置。 - 【請求項２９】 請求項２８記載の装置において、光ビ
ーム（６０，６０′，６０″）の直径は、回折格子（５
２，１１６）の細かいピッチの２倍以上で、回折格子
（５２，１１６）の粗いピッチの１０倍未満で表わされ
る範囲を、回折格子上で囲む大きさであることを特徴と
する、電子画像プリンティング装置。 - 【請求項３０】 請求項２８記載の装置において、アパ
ーチャマスク（１０４）は回折マスク（９８，９８′）
と光学的に一直線上にあり、アパーチャマスク（１０
４）にはパターン化光ビームが通過するためのアパーチ
ャ（１０８）が複数個離して配置してあり、アパーチャ
マスク（１０４）内の各アパーチャ（１０８）は各セル
（３２）内の特定の合成回折格子パターン（３４，３
６，３８，４０，４２，４４，４６，４８）と対応関係
にあり、各アパーチャ（１０８）の大きさは特定の合成
回折格子パターン（３４，３６，３８，４０，４２，４
４，４６，４８）の大きさを有する光ビームを回折格子
（５２，１１６）上に生ずるのに必要な大きさである、
ことを特徴とする電子画像プリンティング装置。 - 【請求項３１】 請求項３０記載の装置において、回折
マスク（９８，９８′）は感光性画像記録層（５３）に
貼り合わされており、アパーチャマスク（１０４，１０
６）は光源（５８，５８′，５８″）と回折マスク（９
８，９８′）との間に配置されていて、アパーチャマス
ク（１０４，１０６）は回折マスク（９８，９８′）か
らトールボットの距離の整数倍離れた所に配置されてい
ることを特徴とする、電子画像プリンティング装置。 - 【請求項３２】 請求項３０記載の装置において、アパ
ーチャマスク（１０４，１０６）は感光性画像記録層
（５３）に貼り合わされていて、回折マスク（９８，９
８′）は光源（５８，５８′，５８″）とアパーチャマ
スク（１０４，１０６）との間に配置されていて、アパ
ーチャマスク（１０４，１０６）は回折マスク（９８，
９８′）からトールボットの距離の整数倍離れた所に配
置されていることを特徴とする、電子画像プリンティン
グ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US77656591A | 1991-10-15 | 1991-10-15 | |
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