JP2007521518A - 回転光学部品を用いた高速、高周波の光パターン生成器 - Google Patents
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Abstract
Description
1.発明の分野
一般に、この発明は、スポットのアレイまたはスキャンラインのアレイのように光学的に図形パターンを生成することに関連する。特に、この発明は、個眼面の光学部品を用いてそのようなパターンを生成することに関係する。
スポットかスキャンラインの光学的なパターン生成は、さまざまなアプリケーションで使用される。デジタルコピー機、プリンタ、指紋認証、携帯用のバーコードスキャナ、産業応用、光ショーエンターテインメント、ディスプレイ、テレコミュニケーションの切り換え、および医療への適用はいくつかの例である。図形パターンを生成するための恐らく最も一般的な機構は、ミラーを回転し(例えばガルバノメータによって駆動されたミラーを振動させる)、そして、傾動する多角形から反射することである。
この発明は、従来技術の限界を多数の方法で克服する。1つの態様では、1つ以上の個眼面の回転する光学部品が、回転不感帯のオフセットを導入する。そのオフセットを発生させる部品は、光学部品の回転軸の周りで左右対称である。したがって、光学部品が回転するのに従って、オフセットコンポーネントの効果は変化しない。
図1Aから1Cは、この発明による光パターン生成器100の1実施例を示す。そのパターン生成器100の光学部品の列は、1つ以上の光源110AからEおよび、1つ以上の複数個眼面の回転光学部品120AからBを含む。光学部品列を通過してターゲット面150へ向かう光ビームを鋭くするために追加的な光学部品130AからBを含んでもよい。
110AからE:光源
120AからB:回転光学部品
125:回転軸
130AからB:ターゲット面
140:光ファイバ
150:スキャンライン
320A:オフセット部品
Claims (39)
- オフセット方向に沿ってオフセットされる図形のアレイを生成するための光パターン生成器であり、
回転軸および、前記回転軸の周りに回転する複数個眼面を持つ第1の複数個眼面の回転光学要素を備え、
各個眼面は、その個眼面が光ビーム中で回転する時、入射光ビームに対し、図形のアレイから図形を生成させ、
1つ以上の個眼面は、実質的に回転対称であり、かつ、第1の光学要素の回転軸に実質的に中心を置き、かつ、図形をオフセット方向に沿ってオフセットするオフセット部品を含み、オフセット方向は一般に、光学要素の半径方向に整列される光パターン生成器。 - 図形のアレイは、スポットのアレイを備える請求項1記載のパターン生成器。
- 図形のアレイは、スキャンラインのアレイを備える請求項1記載のパターン生成器。
- スキャンラインは1mm未満の長さを持つ請求項3記載のパターン生成器。
- 回転光学要素は1秒につき5,000の図形を生成するのに十分な速度で回転できる請求項1記載のパターン生成器。
- 回転光学要素は、少なくとも5,000rpmの速度で回転できる請求項1記載のパターン生成器。
- 図形のアレイ内の図形は、不規則な量でオフセットされる請求項1記載のパターン生成器。
- 図形は、非連続的に発生される請求項1記載のパターン生成器。
- 多数の個眼面は、前記オフセット部品を含む請求項1記載のパターン生成器。
- 各オフセット部品は、レンズに似た光学要素を備え、そして、前記レンズに似た光学要素の光学パワーは、個眼面毎に変化し、それにより、異なった個眼面が異なったオフセットを導入する請求項9記載のパターン生成器。
- オフセット部品は、第1の光学要素の回転軸に中心を置く請求項1記載のパターン生成器。
- オフセット部品は、回転対称である請求項1記載のパターン生成器。
- オフセット部品は、レンズに似た光学要素である請求項1記載のパターン生成器。
- 回転軸および前記回転軸の周りに回転する複数の個眼面を有する第2の複数個眼面の回転光学要素を更に備え、前記第2の光学要素は第1の光学要素の下流に位置し、
第1の光学要素上の各個眼面は、第2の光学要素上の対応する個眼面を有し、そして、対応する個眼面は、光学ビーム中で同期して回転し、そして、対応する個眼面が光学ビーム中で回転する時に、前記光学ビームに対し、図形のアレイから図形を発生させ、そして
前記オフセット部品を含む第1の光学要素上の少なくとも1つの個眼面に対し、第2の光学要素上の対応する個眼面は、実質的に回転対称であり、かつ、第2の光学要素の回転軸に実質的に中心を置き、かつ、オフセット方向に沿って図形をオフセットするオフセット部品を含む請求項1記載のパターン生成器。 - 対応する個眼面上のオフセット部品は、性質で反対の光学パワーを持つ請求項14記載のパターン生成器。
- 少なくとも1対の対応する個眼面に対し、対の1つの個眼面上のオフセット部品は、収斂光学パワーを備えるレンズに似た光学要素を備え、そして、対の他の個眼面上のオフセット部品は、発散光学パワーを備えるレンズに似た光学要素を備える請求項15記載のパターン生成器。
- 図形のアレイは、スキャンラインのアレイを備える請求項14記載のパターン生成器。
- スキャンラインは、1mm未満の長さである請求項17記載のパターン生成器。
- スキャンラインは、ターゲットに対する相対的な移動に対して補償し、それにより、パターン生成器は、ターゲット上のスポットのアレイを生成する請求項17記載のパターン生成器。
- 少なくとも1対の対応する個眼面に対し、対の1つの個眼面は、スキャンラインに第1のゆがみを導入し、そして、対の他の個眼面は、スキャンラインに、第1のゆがみを相殺する第2のゆがみを導入する請求項17記載のパターン生成器。
- 回転光学要素は、毎秒5,000の図形を発生するに十分な速度で回転できる請求項14記載のパターン生成器。
- スキャンラインのアレイに沿って光軸を偏向するための光パターン生成器であり、
前記パターン生成器は、回転軸および前記回転軸の周りで回転する複数の個眼面を有する第1の複数個眼面の回転光学要素と、および第1の光学要素の下流に位置する第2の複数個眼面の回転光学要素とを備え、第2の光学要素は、回転軸および、前記回転軸の周りで回転する複数の個眼面を有し、
第1の光学要素上の各個眼面は、第2の光学要素上に対応する個眼面を有し、第1および第2の光学要素は、反対に回転し、そして、対応する個眼面は、入射光軸内で同期して回転し、そして、対応する個眼面が光軸中で回転する時に、光軸を、スキャンラインに沿って偏向させる光学パターン生成器。 - 各スキャンラインは0.05ラジアン以下の偏向を生じさせる請求項22記載のパターン生成器。
- スキャンラインによる光軸の偏向は、相対的な移動に対して補償する請求項22記載のパターン生成器。
- 少なくとも1対の対応する個眼面に対し、対の1つの個眼面は、スキャンラインに第1のゆがみを導入し、そして、対の他の個眼面は、スキャンラインに、第1のゆがみを相殺する第2のゆがみを導入する請求項22記載のパターン生成器。
- 回転光学要素は、毎秒5,000の図形を発生するに十分な速度で回転できる請求項22記載のパターン生成器。
- スキャンラインのアレイは、単一のスキャンラインから成り、そして、個眼面の各対は、光軸を単一のスキャンラインに沿って偏向する請求項22記載のパターン生成器。
- アレイ中のスキャンラインは、スキャン方向と直交する方向に沿ってオフセットされる請求項22記載のパターン生成器。
- スキャン方向は、一般に光学要素のタンジェンシャル方向に整列される請求項28記載のパターン生成器。
- 光ビームは、光軸に沿って伝わり、これにより、パターン生成器は、光ビームをスキャンラインのアレイをトレースさせる請求項22記載のパターン生成器。
- スキャンラインは、ターゲットの相対移動を補償し、それにより、パターン生成器は、光ビームに対し、スポットのアレイを発生させ、そのスポットの露光の間、ターゲット上でスポットは静止する請求項30記載のパターン生成器。
- 光軸は、イメージ化システムまたは検知システムの光軸を備える請求項22記載のパターン生成器。
- スキャンラインは、対象物の相対移動に対し補償し、対象物のイメージは、イメージ化システムにより捕捉され、それにより、パターン生成器は、イメージ化システムにより捕捉されたイメージを明瞭にする請求項32記載のパターン生成器。
- 2つ以上の複数個眼面の回転光学要素を備える光パターン生成器であり、それぞれの複数個眼面の回転光学要素は、回転軸および、前記回転軸の周りで回転する複数の個眼面を有し、回転光学要素は、光軸内で同期して回転する対応の個眼面を有し、そして、少なくとも2つの対応する個眼面は、各個眼面に対して発生した望ましくない光学作用に対し、単独に作用させるが、個眼面が一緒に作用した時、互いに相殺されるように機能させる光パターン生成器。
- 正しく2つの反回転する複数個眼面の回転光学要素を備える請求項34記載のパターン生成器。
- 2つの対応する個眼面は共に、光軸の偏向を発生し、そして、その2つの対応する個眼面は、互いに相殺する望ましくない光学パワーを導入する請求項35記載のパターン生成器。
- 2つの対応する個眼面は共に、光軸の偏向を発生し、そして、その2つの対応する個眼面は、部分的に互いに相殺する望ましくない光学パワーを導入し、かつ、正味の残りの光学パワーを導入する請求項35記載のパターン生成器。
- 2つの対応する個眼面は共に、光軸のスキャンラインを発生し、そして、その2つの対応する個眼面は、互いに相殺する望ましくないスキャンラインのゆがみを導入する請求項35記載のパターン生成器。
- 2つの対応する個眼面は共に、タンジェンシャル方向に沿って光学的作用を発生し、そして、その2つの対応する個眼面は、互いに相殺するタンジェンシャル方向に沿って、望ましくない光学的作用を導入する請求項35記載のパターン生成器。
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