JPH09505683A - オプトエレクトロニクス記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、点および線ごとに記録するためのオプトエレクトロニクス記録装置に関する。この記録装置は光線束（２）を発生させるレーザダイオード（１）と、対物レンズ（５）と、レーザダイオード（１）から間隔をおいて配置された光検出器（９）と、光線束（２）のビーム路中に旋回されて配置された反射器（１３）とから成り、この反射器により光線束（２）の一部分が光検出器（９）へ向けて反射する。反射器（１３）は凹面鏡セグメント（１３ｂ，１３ｃ）から成り、これらのセグメント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いる。反射器（１３）は開口部（１３ａ）を有しており、この開口部の中央線は光軸（４）と一致しており、開口部の直径は少なくとも、記録に用いられる光線束（２）の光の成分（２ａ）の直径に相応している。これにより、記録に用いられる光線束（２）の光の一部分（２ａ）は損失なく反射器（１３）を通過し、用いられない光線束（２）の光の成分はほぼ完全に光検出器（９）上にフォーカシングされる。

Description

【発明の詳細な説明】 オプトエレクトロニクス記録装置 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１ ０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，１３ ｃ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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｈ０１Ｓ 3/133

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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）における少なくとも１つのミラーセグメン ト（１３ｂ，１３ｃ）として構成されており、有利には凹面鏡（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）の領域有利には光軸（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（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 。 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）における少なくとも１つのミラーセグメン ト（１３ｂ，１３ｃ）として構成されており、有利には凹面鏡（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 。 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 。 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。 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。 ６．前記凹面鏡（１３）はガラス体から成り、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。 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。 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。