196518. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés lézernyalábok leképezésére és formálására
3 196518 4 A találmány tárgya eljárás és berendezés lézernyalábok leképezésére és formálására, amelynek során több lézernyaláb kivánt méretű foltját állítjuk elő valamely kijelölt letapogatási felületen egymástól előre meghatározott távolságban. A lézeres információ beviteli berendezéseknél, például a tárgykontúr letapogató, szöveg-, rajz-, képdigitalizáló eszközöknél, és a lézeres információ kiviteli berendezéseknél, például a szöveg-, rajz, képmegjelenitó és ' -rögzítő eszközöknél, a lézernyaláb vagy lézernyalábok intenzitás modulációján és eltérítésén kívül szükséges még a lézernyaláb leképezése egy letapogatási felületre, ahol például a digitalizálandó ábra, vagy a megjelenítő képernyő ill. a képrögzítő eszköz van elhelyezve. Ismeretesek olyan többnyalábos rendszerek, melyekben az egyes lézernyalábok által előállított foltok mérete és ezzel egyidejűleg a szomszédos foltok közötti távolság (a rasztertávolság) beállítható egy adott letapogatási felületen. így beállítható a foltméret/foltátfedés arány is. Ilyen ismert megoldást mutat az 1. ábra, ahol három lézernyalábra szemléltetjük az eljárási. Az eltérő irányú, de közös T pontból (az ún. vertexből) kiinduló lézernyalábok tengelyei 1 lencse után K pontban metszik egymást, azaz a K pontban keletkezik a vertex képe. Ha t J 2f, vagy t / 0 és igy t / k, ahol f a fókusztávolság, t a tárgytávolság, k a képtávolság, akkor az 1 lencse szögnagyitást hoz létre. Az 1 lencsétől dl távolságra 2 helyen lévő nyaláb nyakakat az 1 lencse tőle d2 távolságra lévő 3 helyen képezi le, ahol a dl és d2 távolság mindig az 1 lencse megfelelő fösíkjától mérendő. Általában d2 ? k, abban az esetben sem, ha di = t. A lézernyaláb nyaka az a hely, ahol a nyaláb átmérője a legkisebb. A wi és W2 nyakméreten a nyakhelyen vett nyalábkeresztmetszet rádiuszát értjük. Gauss-nyaláb esetén általánosan elfogadott konvenció szerint a foltrádiusz az az érték, ahol a fényintenzitás a maximális in- 1 tenzitás ----- részére (13,5%-ára) csökken. A 2 w nyakméret - adott X hullámhosszon - meghatározza a lézernyaláb térbeli széttartását X is, mivel © = ------ , ahol © a nyaktól távol n-w mért széttartási szög fele. A rendszer paramétereinek megválasztásával mind a foltméret, mind pedig a nyalábtengelyek távolsága a kivánt értékre állítható be a 4 letapogatási felületen, amely az ábrázolt esetben sik. A rendszer paraméterei: az f fókusztávolság, a bemenő adatok és a kimenő adatok. A bemenő adatok: a bemenő wi nyakméret, a bemenő nyak di távolsága, a vertex t tárgytávolsága, a szomszédos bemenő nyalábok tengelyei által bezárt tf{l) szög. A kimenő auatok: a kimenő W2 nyakméret, a kimenő nyak dz távolsága, a vertex k képtávolsága, a szomszédos kimenő nyalábok tengelyei által bezárt 2) szög, a 4 letapogatási felület z távolsága az 1 lencse hátsó fősikjától, a 4 letapogatási felületen képződött szomszédos foltok középpontjainak r rasztertávolsága. Az ismertetett megoldás hátránya, hogy egyrészt a 4 letapogatási felületen az egyes lézernyalábokra a folt-mélységélesség tartomány kicsi, mert a nyakak nem esnek a 4 letapogatási felületre, másrészt a kimenő W2 nyakméreteket a foltméretnél kisebbre kell választani, ezáltal a nyaláb divergenciája megnő, azaz a folt-mélységélesség tartomány tovább csökken, harmadrészt a kimenő nyaláb-tengelyek egymással bezárt 2) szöge nagy, igy kicsi a raszler-inélységélesség tartomány is. A találmány célja olyan megoldás biztosítása, amelynek mélységélessége mind az egyes lézernyalábok foltjára, mind pedig a közöttük lévő rasztertávolságra a lehető legnagyobb. A találmány egyrészt eljárás, amelynél löbbnyalábos optikai leképező rendszerben a lézernyalábok tengelyeinek első keresztezési helyét és a lézernyalábok nyakét az optikai rendszernek az első keresztezési helyet leképező részének megfelelő ekvivalens lencse bemenő fókuszsikjának környezetében, előnyösen a bemenő fókuszsikban hozzuk létre, és a letapogatási felületet az ekvivalens lencse kimenő fókuszsíkjának környezetében, előnyösen a kimenő fókuszsíkban helyezzük el. A bemenő fókuszsík gyűjtő ekvivalens lencse esetén az első fósik előtt, szóró ekvivalens lencse esetén az első fósik után fókuszlávolsagnyira van. Ha az optikai rendszer egy afokális első részrendszerből és egy ezt követő nem-aíokáiis második részrendszerből áll, akkor az ekvivalens lencse célszerűen csak a második részrendszert helyettesíti. Ekkor a lézernyalábok tengelyeinek az ekvivalens lencse bemenő fókuszsikjában lévő első keresztezési helye az afokális részrendszer utáni első keresztezési hely, ahol a lézernyalábok nyakát az afokális rendszerrel hozzuk létre. A találmány szerint a vertex képét nagy távolságban, ideális esetben a végtelenben állítjuk elő, és így a raszter-mélységélességet megnöveljük. Előnyösen az említett ekvivalens lencsének megfelelő leképező részbe' belépő lézernyalábokat úgy állítjuk elő, hogy a szomszédos lézernyalábok tengelyei által bezárt szög és az ekvivalens lencse fókusztávolságának szorzata megegyezzék az előirt rasztertávolsággal a rasztertávolságra előirt tűrésen belül. A raszterméretet célszerűen az egyes lézernyalábok tengelyei közötti szögeknek az utolsó leképező elem előtti olyan megválasztásával állíthatjuk be, hogy az utolsó leképező elem által előállított szomszé-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
