JPS6197619A - 光学式リニアエンコ−ダ - Google Patents

光学式リニアエンコ−ダ

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JPS6197619A
JPS6197619A JP59218291A JP21829184A JPS6197619A JP S6197619 A JPS6197619 A JP S6197619A JP 59218291 A JP59218291 A JP 59218291A JP 21829184 A JP21829184 A JP 21829184A JP S6197619 A JPS6197619 A JP S6197619A
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light
optical
linear encoder
scanning
distortion
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Noboru Arai
登 荒井
Hidetoshi Shinada
英俊 品田
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、光学式リニアエンコーダ、特に情報信号に
よって光強度変調した光ビームを光学走査系によって偏
向し、光感応記録媒体上をラスク走査して記録する情報
記録装置のクロック信号発生装置に用いる光学式リニア
エンコーダに関する。
（従来技術） 光ビームで光学式リニアエンコーダを走査して得たクロ
ック信号でタイミングを取りながら情報を記録する光走
査方式の種々の情報記録装置が知られている。
このような情報記録装置として例えばレーザを走査光と
して用いてコンピュータからのプリントデータ（変動情
報）を所望のフオームデータ（固定情報）とともにマイ
クロフオームに記録するコンピュータ・アウトプット・
マイクロフィルム装置（以下、単に［レーザＯＯＭ　Ｊ
と称する）がある。
先ず、このレーザＣＯＭの走査光学系につきその概要を
第２図を用いて説明する。
ｌは記録用のアルゴン（Ａｒ）レーザで、このレーザ１
からの青緑色の光ビームは・光変調諸ｚによって後述す
るビデオ信号により強度変調された後、第一ダイクロイ
ツクミラ−８を通過する。一方、読取用ヘリウムネオン
レーザ４からの赤色のレーザ光は第一反射鏡５を経て第
一ダイクロイックミラー８に入射し、ここで反射されて
、この第一ダイクロイツクミラ−８を透過した記録用光
ビームと合成され、第二反射鏡６を経て回転多面鏡７に
入射する。尚、この場合、第一ダイクロイツクミラ−８
は背色光及び緑色光を透過させ、赤色光を反射させるよ
うに構成されている。
回転多面鏡７は回転鏡駆動回路８から供給される電力に
よって回転するモータ９により所定の方向に定速回転し
ている。従って、回転多面鏡７の各鏡面に入射した合成
光ビームはそれぞれの鏡面によって反射されるとともに
偏向（以下、「水平偏向」という）され、各鏡面による
反射光毎の繰り返し周期をもった一次元走査光としての
合成光ビームに変換された後、集束光学系１０を経て第
三ダイクロイックミラー１１に入射する。第二ダイクロ
イックミラー１１は記録用の背縁色光と読取用の赤色光
とを透過させると共に、読取用の一部赤色光を反射させ
る特性をもっている。従って、その第二ダイクロイック
ミラー１１に入射した合成光ビームのうち、育緑色光と
赤色光の光ビームはがルバノミラ−１２に向けて透過す
るが、その一部の赤色光ビームは反射してリニアエンコ
ーダ１８にも入射する。
このガルバノミラ−１２はガルバノミラ−駆動装置１４
から供給されるのこぎり波状の駆動信号によって、記録
用光ビームを水平偏向の方向に対しほぼ直交する方向に
、偏向（以下、「垂直偏向」という）する。尚、このガ
ルバノミラ−駆動装置１４は、後述するクロック信号発
生装置１５から生じたクロック信号を基準にして駆動さ
れて駆動信号を発生するが、例えば、このクロック信号
を垂直アドレス信号発生回路１６で垂直偏向周期でカウ
ントすることにより垂直アドレス信号を発生させ、この
アドレス信号によって駆動装置１４を駆動させて駆動信
号を発生させるように構成する。
ガルバノミラ−１２により垂直偏向された背縁色光及び
赤色光の光ビームは回転多面鏡７によって一次元走査光
に変換されているので、この垂直偏向により二次元走査
光となって第三ダイクロイックミラー１７に入射し、こ
れにより背縁色光と赤色光との光ビームにそれぞれ分離
される。　、第三ダイクロイックミラー１７を透過した
背縁色光の光ビームの二次元走立光を、結偉光学系１８
によって、記録材料例えばフィルムＦ上に結像させてラ
スク走査する。一方、第三ダイクロイックミラー１７に
より分離された他方の赤色光の二次元走査光は、第三反
射鏡１９を経て、フオームスライドＢＯＡに入射する。
フオームスライド装置２０には、通常は、使用頻度の高
い複数枚のフオームスライド２０Ａ。
ＳＯＢ　、・・・がセットされており、これらフオーム
スライド２０Ａ　、　２０Ｂ　、・・・には異なるスラ
イド画像、例えば多数の縦方向及び横方向の罫線からな
る異なる記入枠がそれぞれ記録されている。
そして、その一枚を二次元走査光で走査出来る位置へと
選択的に移動出来るようになっている。また、所要に応
じ、フオームスライド２０Ａ　、　ＺＯＢ　。
・・・を任意に着脱して交換出来るようになっている。
図示例では二枚のフオームスライド２０Ａ　、　２０Ｅ
がセットされているとし、一方のスライド２０Ａを透過
した光ビームが第一光電子増倍管２１で電気信号として
取り出される。この電気信号は罫線等からなる記入枠画
像に対応するビデオ信号である。
一方、第二ダイククイックミラー１１により分離された
赤色光の光ビームはリニアエンコーダ１８に入射してこ
れを一次元走査する。このリニアエンコーダ１Ｂは多数
の透明及び不透明な線条格子が水平偏向方向に平行して
等ピッチで縞状に並んで形成されている。このリニアエ
ンコーダ１３を水平偏向走査光で走査して得られたパル
ス光を第二光電子増倍管ｚ２によって光電変換すること
により、クロックパルス信号を取出す。このクロックパ
ルス信号を位相結合型のクロック発振器２３に供給して
レーザＯＯＭの各部の同期及び動作タイミンクを取るた
めのクロック信号を発振させている。この場合、リニア
エンコーダ１Ｂ、第二光電子増倍管ｚ２及びクロック発
振腑２３でクロック信号発生装置〕、５を構成している
。
この装置１５によって得られたクロック信号のタイミン
グで、後述する文字発生器２４からは磁気テープ等の文
字情報源からのコード化データに対応した文字情報がビ
デオ信号として読み出されるようになっている。この文
字発生器２４からのビデオ信号は信号合成回路２５に供
給される。また、この回路２５には第一光電子増倍管２
１からの出力を増幅器ｚ６で増幅した後レベルスライサ
２７で波形整形して得られたフオーム信号が供給される
ので、ここでビデオ信号とフオーム信号との合成が行わ
れる。
このようにして合成されたビデオ信号を変調駆動回路ｚ
８を介して光変調訝ｚに供給し、記録用光ヒームの強度
を変調する。よって、フィルムＦに投鞍されるラスタ画
像はフオームスライドによって選択されたフオームの記
入枠内の所定の位置に、コンピュータ等からのプリント
データカ書込まれた画像となる。そして、その画像がこ
のフィルムＦに記録される。
クロック信号発生装置１５のリニアエンコーダ１８は、
さきに説明したように等間隔に形成した線条格子となっ
ている。従って、そのＩＪ　ニアエンコーダ１８を走査
する走査光の偏向速度が一定であれば、その線条格子を
一定速度の走査光が横切ることになるので、第二光電子
増倍管２ｚに入射する光パルスの時間間隔は等しいもの
となる。従って、この場合にはクロック信号発生装置１
５からは周波数変動のない正しいクロック信号が得られ
る。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述したようなリニアエンコーダ１８に
入射する走査光は、このリニアエンコーダ１８にいたる
までに多くの光学要素を経ている。
そのためにそれら光学要素、特に集束光学系（レンズ系
）１０がもつ歪曲収差の影響を大きく受ける。この歪曲
収差をもつ光学系によって、例えば第８図（Ａ）のよう
な方形画像を伝送する場合、同図（Ｂ）のように周辺部
が歪んだ画像となる。従って、このような光学系を介し
てリニアエンコーダ１８に入射する走査光の走査速度が
一定でなく変化することとなり、その結果リニアエンコ
ーダからの光パルスの直線性が損なわれたものとなる。
例えば第３図（Ｂ）に示したような歪曲収差（糸巻歪）
を与える光学系を横切る走査光りがリニアエンコーダ１
８に導かれる。その場合、光学系を経てリニアエンコー
ダに入射する走査光は、その糸巻歪の中央部ａにおける
走査速度と、両端部すおよびＣの側で走査速度りの走査
速度とが異なったと等価の状態となる。従って第４図（
Ａ）に模式的に示す従来構成、すなわち、光透過部ｚ９
および不透過部８０によって光学的線条格子を等間隔Ｔ
で配列して構成したリニアエンコーダ１８に、このよう
な偏向歪を有する走査光を導いて得られるパルス光の発
生間隔は不均一となり、このパルス光を第二光電子増倍
管２２に°導いて得られるパルス信号も、第４図（Ｂ）
のようにパルス信号間隔ｔ０゜ｔ２・・・が不均一なも
のとなる。よって、このパルス信号に同期して発生する
クロック信号発生製電１５の出力されるクロック信号の
周波数は、走査光の偏向周期で変動することとなり、同
図（Ｃ）に例示したように、第２図の文字発生器ｚ４か
ら読み出されるデータ（変動情報）のフィルムＦの面で
の記録画像は大きく歪んだものとなる。
（問題点を解決するための手段） この発明の目的は、光学走査系におけるクロック信号発
生装置の上述したような従来の問題を解決するため、ク
ロック信号発生装置に、歪曲収差を有する光学系を経て
、導かれた走査光をその偏向歪を補正したと等価なパル
ス光列に、変換することができる光学式リニアエンコー
ダを提供しようとするものである。
すなわち、この発明の光学式リニアエンコーダは、走査
光をパルス光に変換するため線条状の光透過部及び光不
透過部を交互に配置して成る光学式ＩＪニアエンコーダ
において、前記光透過部及び光不透過部の配列ピッチ間
隔を漸次に変化させて成ることを特徴とするものである
。
（作用） このように構成すれば、光透過部と、光不透過部の配列
ピッチ間隔を両次に変化させて各光透過部及び各光不透
過部に対する走査光の走査速度を等しくすることが出来
るので、走査速度の非直線歪を高精度で補正出来る。
（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。
第ｈ　図（Ａ）は、この発明の光学式リニアエンコーダ
であるクロック信号発生装置用リニアエンコーダ１８の
一例を模式的に示す正面図である。
この実施例は、入射走査光りが第３図（Ｂ）に示したよ
うな歪曲収差をもつ光学系によって、走査速度が非直線
歪を受けている場合に用いる構成を示している。
線条格子による縞模様は、従来のものと同様に光透過部
３２と不透過部８Ｂとによって平行に形成されている。
この縞模様は透過光もしくは反射光の光強度の強弱の縞
の形で得られる任意の光学縞であればよい。このような
光学的な線条格子の縞模様は、例えば透明基板８４を用
い、この基板３４上に任意の方法例えば蒸着法によって
薄膜を形成して、透過部となる部分を切削除去し、ある
いは、ホトエツチング法によって形成する等、任意の方
法によって容易に形成することができる。
また、光透過部８２と不透過部８Ｂとによって形成した
線条格子のピッチ間隔１　　、ｌ　　・・・ｒ　ｌｂ　
。
・・・１ｍは、中央部ａの近傍の間隔１ｂ＋　ｌｂ＋ｘ
　＊・・・に対し、その中央部ａから両端部す、ｃの方
向に離れるに従って対称的に両次小さくなっている。
この例では、図示のように、中央部ａを中心にして左右
対称的に、走査光りの偏向方向の線条格子のピッチ間隔
１　　、ｌ　　・・・１ｂ−１＊ｌｂ、・・・ムーｌ、
！。を、ｌ□＜ｌ、〈・・・＜　Ｊｂ　＜　１ｂ−１・
・・　　゛＞１ｍ−１Σム　　　　・・・・・・（１）
に設定し、もって左右両方向の低速走査領域す。
Ｃにおける走査速度と、中央部ａの走査速度の線条格子
縞に対する各相対速度を等しくさせるようにしている。
従って、第３図（Ｂ）に示すような歪曲収差を有する光
学走査系を経た走査光を用い、この実施例のリニアエン
コーダ１８を走査して得られるパルス光列は、入射走査
光の偏向歪が完全に補正された等間隔の時間列のパルス
光列として出力する。
よって、この実施例のリニアエンコーダ１８を用いて、
第４図の１５で示す従来と同様構成の光学走査系におけ
るクロック信号発生装置を構成すれは、光学走査系の影
響を補正した正しいクロック信号を発生させることがで
きる。
第１図（Ｂ）は、このようにして得られた正しい時間間
隔ｔを有するクロック信号を示す。
従って、この発明のリニアエンコーダを適用したクロッ
ク信号発生装置を第２図のレーザＣＯＭの光学系におけ
るクロック信号発生装置１５として用いれば、走査光の
光学走査系で損なっても、第１図（のに示したように走
査光の偏向歪を受けないデータ画像をフィルムに導くこ
とが可能となる。
なお、上述した実施例では、線条格子のピッチ間隔を前
述の（１）式のように形成した場合を説明したが、この
発明は、それに限定されるものではなく、走査光の受け
る非直線歪の性質に応じて、光電変換素子に入力するパ
ルス光列の時間間隔が一定となるような間隔に形成した
ものであればよい。
一般に、光学系、例えばレンズによって走査光が受ける
偏向歪量は、レンズが決まればその歪量も決まるので、
前述の（１）式の関係を数量的に算出することは容易で
ある。しかもそのようなレンズの性質は、同一ロットで
製造したものの全てが同一とみなせるので、この発明の
リニアエンコーダを用いたクロック信号発生装置の入射
走査光が経由する光学走査系におけるレンズが、同一製
造ロットである複数のこの種のクロック信号発生装置で
は、同一線条格子模様の縞状パターンのこの発明のリニ
アエンコーダで足りることになる。従って、量産も可能
であるから従来のリニアエンコーダ忙較べて製造が困難
となるようなことはない。
（発明の効果） この発明のリニアエンコーダによれば、パルス光に変換
しようとする入射走査光の光学走査系忙起因する走査速
度の非直線歪に対し、極めて精度高くその非直線歪を補
正した間隔のパルス光列に、その入射走査光を変換する
ことができる。
従って、Ｉｒ２図により説明したレーザ（３０Ｍ等、光
学走査系を用いる情報記録装置の光学走査系におけるク
ロック信号発生装置用のリニアエンコーダ九、この発明
のリニアエンコーダを実施すれば、このリニアエンコー
ダに導かれる走査光の光路中の光学系、たとえばレンズ
に前述の入射走査光の直線性を損うような歪曲収差があ
っても、極めて直線性の優れた時間列をもったパルス光
列にその入射走査光が変換されることとなるので、前述
のレンズは、それ程高級なものを用いる必要がない。
周知のように、歪曲収差が皆無のレンズを製造すること
は容易ではないので、このようなこの発明の効果は、こ
の種の情報記録装置における光学走査系を安価に提供す
ることに大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図（Ａ）は、この発明のリニアエンコーダの構成の
一例を示す正面図、同図（Ｂ）および（Ｃ）は、同図（
Ａ）のリニアエンコーダの作用及び効果の説明図、 第２図は、レーザＣＯＭの構成の概要を示す線図、第８
図は、光学走査系の歪曲収差による走査光への影響説明
図、 第４図（ム）は、従来の光学走査系に用いられているリ
ニアエンコーダの構成を示す正面図、同図（Ｂ）および
（Ｃ）は、同図（Ａ）のリニアエンコーダの作用および
問題点の説明図である。 １３・・・リニアエンコーダ ８ｚ・・・光透過部　　　　　８８・・・不透過部８４
・・・透明基板。 特許出願人　　富士写真フィルム株式会社第１図 ３２：　九ＡＪｍ ＪＪ：　不ａ部 ＪＪ　　：　Ａｒｌ’４基裁 第２図 第３図 （Ａ）　　　　　　　　（Ｂ’） 第４図 丁 手続補正書 昭和５８年１１月１３日 光学式リニアエンコーダ ３補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　神奈川県南足柄市中沼２１０　＃ｒ地名称（５２
０）富士写真フィルム株式会社代表者　大西　　實 ４代理人　〒１７０　　　ｔｘ　（Ｈ８）５５８３住所
　東京都豊島区東池袋１丁目２０番地５図 ７補正の内容 別紙の通り （１）、明細書の第９頁第１３行の「と等価Ｊを「不等
価Ｊと訂正する。 （２）、同、第１３頁第９行の「第４図」を「第２図ｊ
と訂正する。 （３）０図面第２図を訂正図に示すように訂正する。 第２図 手続補正書 昭和６０年９月１７日 ｌ事件の表示　　昭和５８年特許願第２１８２９１、発
明の名称 光学式リニアエンコーダ ３補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　神奈川県南足柄市中沼２１０番地名称（５２０）
富士写真フィルム株式会社代表者　大西　　賞 ４代理人　〒１７０　　　ｆｆ　（９８８）５５１３３
住所　東京都豊島区東池袋１丁目２０番地５明細書の発
明の詳細な説明の欄及び図面の第１図（Ａ） （１）　　明細書の第１２頁、第１２行の「小さく」を
「大きく」と訂正する。 （ｓ）　　同、第１２頁、第１７行〜第１９行の「ら−
□。 らを・・・・・・低速走査領域す、Ｊを下記の通り訂　
・正する。 ｒ　’ｍ−１１ｉｍを、ｊｌ、＞１２＞−・・＞ｌｂ＜
１１５−□　　・・・＜１ｆｎ−□＜１ｒｎ（１） に設定し、もって左右両方向の高速走査領域す、Ｊ（８
）　　図面の第１　ＩＩ　（Ａ）を訂正図の通りに訂正
する。 手続補正書 ｊ２゛九ＡＡ？？ ３ｊ：手汚朗音Ｐ ｊ４　：縛シ　８月基板 第１図 昭和６０年１０月２４日 ２発明の名称 光学式リニアエンコーダ ３補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　神奈川県南足柄市中沼２１０番地名称　（５２０
）富士写真フィルム株式会社代表者　大西　　實 ４代理人　〒１７０　　　廿（９８８）５５８３住所　
東京都豊島区東池袋１丁目２０番地５池袋ホワイトハウ
スビル８０５号 図面の第４図ＣＢ） ７補正の内容　　別紙の通り （１）５図面の第４図（Ｂ）を、添付した訂正図の通り
訂正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、走査光をパルス光に変換するため線条状の光透過部
    及び光不透過部を交互に配置して成る光学式リニアエン
    コーダにおいて、前記光透過部及び光不透過部の配列ピ
    ッチ間隔を漸次に変化させて成ることを特徴とする光学
    式リニアエンコーダ。 ２、光透過部と光不透過部との配列ピッチ間隔を走査光
    の光路中に設けたレンズ系が当該走査光に与える偏向歪
    と関連したピッチ間隔としたことを特徴とする特許請求
    の範囲第１項記載の光学式リニアエンコーダ。 ３、光透過部と光不透過部との配列ピッチ間隔を光走査
    方向においてリニアエンコーダのほぼ中央部から両端側
    へ、ほぼ対称的に変化させたことを特徴とする特許請求
    の範囲第２項記載の光学式リニアエンコーダ。
JP59218291A 1984-10-19 1984-10-19 光学式リニアエンコ−ダ Pending JPS6197619A (ja)

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