用于校正偏转光束位置误差的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种校正偏转光束位置误差的方法和装置，由激光二极管（１）产生光束（２），由带镜面（１８）的偏转系统（１７）偏转，送到图面（２３）上。实际工作前，由测量点（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ）对各镜面测量该光束沿行方向的Ｘ位置误差及相垂直的Ｙ位置误差。对每个镜面产生Ｘ校正值和Ｙ校正值。激光二极管根据校正值作校正移动，消除位置误差。检测位置误差时，改变校正值，直到补偿位置误差为止。将此校正值存储起来，实际工作时，将这些校正值与偏转系统的运动同步输出，作误差补偿。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子复制
，涉及校正飞点激光扫描器中偏转光束位置误差的方法和装置，该偏转光束由至少带一个镜面的偏转系统，尤其是一个多面转镜来实现偏转的。飞点激光扫描器在电子复制技术中用作对原件逐点和逐行扫描的输入扫描器，或者用作记录信息的输出扫描器。在输入扫描器中，借助于偏转系统将一束光束逐点逐行扫过原件，透过原件或经原件反射的扫描光在光电转换器中转换成图像信号。在输出扫描器(记录器)中，经图象信号光强调制过的光束借助于偏转系统逐点逐行地输送到记录介质上。原件或记录介质(以下称作“图面”)连续地或以步进方式垂直于偏转光束的行方向运动。为达到高的复制质量，在对原件扫描和记录时，必须保持光束偏转高精度。换句话说，要求行距相等，以及图面上的行起始位置和结束位置的连线精确地垂直于行方向。由于偏转系统的几何光学误差在图面上产生偏转光束的位置误差，因而影响精度。产生几何光学误差的原因，来自于如偏转系统的制造公差和机械结构上的缺陷。镜面安装得与偏转系统的转轴不平行以及转轴位置不稳定会引起光束在垂直于行方向上的位置误差，因而使图面上的行距不相等。镜面之间的相交角不等会引起行方向上的位置误差，因而图面上行起始点和结束点不同。其他的位置误差可能由于镜面不平而产生的。如果要求高精度和高复制质量，那么由偏转系统不均匀的角速度及由此而出现的行畸变所造成的位置误差是特别有害的。在欧洲专利局的专利说明书EP-B-0054170中已公开了一种在飞点激光扫描器中对用多面转镜型的偏转系统进行偏转的光束作校正的装置。在此公知装置中，在产生光束的激光器和偏转系统之间设置了光束校正偏转器来补偿由偏转系统所引起的光束位置误差。在实际工作前的测量阶段，测量光束位置误差。产生用来操纵校正偏转器的校正值，并在连续监测位置误差时改变此校正值，直到位置误差被校正偏转器补偿为止。补偿位置误差所要求的校正值被存储起来，在实际工作时，将该校正值与偏转系统的转动同步输出，连续补偿位置误差。校正偏转器是压电驱动的摆动镜或声光偏转器。该公知装置的缺点是要求设置一个附加的校正偏转器来补偿位置误差，而且压电驱动的摆动镜或声光偏转器本身的误差不能得到十分满意的校正。例如压电驱动的摆动镜有一个非线性的滞后特性，而且因其质量相当大，偏转速度就受到限制。此外，压电陶瓷随温度变化，且会老化，所以必须经常对该装置进行调整。在声光偏转器中，其光学效率随偏转角发生不利的变化，而且声光偏转器仅允许小的束径，因而其使用范围受到限制。此外，这种声光偏转器的运行要求进行费用较大的频率调节。本专利技术的任务是提供一种校正偏转光束位置误差的方法和装置，该偏转光束是由至少带一个镜面的偏转系统逐点逐行传送到图面上，在该方法和装置中，由于取消了附加校正偏转器而避免了上述缺点，因此达到高的校正精度。为解决上述任务，在校正偏转光束位置误差的方法中，由一个可垂直于出射光束方向移动的激光二极管产生光束;在实际工作之前，对偏转系统的每个镜面在图面范围内对着行方向的多个测量点上测量该光束在行方向上的位置误差(X位置误差)和垂直于行方向的位置误差(Y位置误差);对偏转系统的每个镜面至少产生一个X校正值和一个Y校正值;激光二极管根据Y校正值移动，使投射到图面上的光束在垂直于行方向作校正移动以便消除Y位置误差;在检测位置误差同时，改变校正值，直到补偿了位置误差为止，并将补偿所要求的校正值存储起来;在实际工作时，将对各个镜面测得和存储的校正值与偏转系统同步输出，不断地作误差补偿。作为该方法的进一步改进，激光二极管根据X校正值作移动，使投射到图面上的光束在行方向作校正移动，以便消除X位置误差。另一种改进是对那些用来在图面上逐行记录的光束由图象信号进行光强调制，X位置误差逐行用一个由X校正值控制的图象信号飞越时间变化来校正。另一种改进是对那些用来在图面上逐行记录的光束通过按读出节拍从存储器中读出的图象数据进行光强调制，X位置误差用一个由X校正值控制的读出节拍频率变化来校正。当然在上述方法中，对每个镜面的这些校正值可用内插法来求得校正函数。还可以采用多面转镜(多面棱镜)来作为偏转系统。在上述方法中，还可用一个带有两个垂直于行方向排列的光敏面的光电测量器件来测定Y位置误差，对光敏面的光电流进行积分，再将积分的光电流相减求得Y位置误差。可采用差分光电二极管来作为光电测量器件。在上述方法中，X位置误差可通过测量光束在测量点之间的飞越时间差来确定的。还可在上述方法中将激光二极管外壳的温度调节到一个常数值。在上述方法中，该光束是由激光二极管进行光强调制的。上述方法中，在移动激光二极管时，确定激光二极管的实际位置，并将其与校正值所对应的激光二极管额定位置相比较，根据比较时所确定的位置偏差来控制激光二极管的移动。在此方法中，还可将激光二极管产生的光束在激光二极管有用孔径以外行出一束测量光束，激光二极管的实际位置是根据位置检测器测得的测量光束位置来确定的。为完成上述方法，采用的校正偏转光束位置误差的装置包括一个用来产生偏转光束的激光二极管;一个安装了该激光二极管的可移动滑板;一个设置在图面平面内的测量装置，它具有多个沿行方向排列的、用来测量图面偏转光束偏差的测量器件;一个X测量级和一个Y测量级，它们与测量器件相连，用来从测得的偏差求得在行方向上的光束位置误差(X位置误差)和垂直于行方向上的光束位置误差(Y位置误差);一个X校正值发生器和一个Y校正值发生器，它们分别与X测量级、Y测量级以及测量器件相连通，用来产生、改变和存储X校正值和Y校正值;一个被Y校正值控制的Y调整级，它与Y校正值发生器相连，并与滑板机械连接，用来移动滑板，以便使偏转光束在垂直于行方向作校正移动，消除Y位置误差;以及一个用来使校正值发生器发出的校正值与偏转系统运动同步的装置。作为该装置的进一步改进，该装置还包括一个由X校正值控制的调整级，它与X校正值发生器相连，并且与滑板机械连接，用来移动滑板，以便使偏转光束在行方向上作校正移动，消除X位置误差。该装置还可包括一个存储图象数据的数字存储器;一个与数字存储器和激光二极管相连的驱动级，根据图象数据对激光二极管作光强调制;一个与数字存储器和X校正值发生器相连的节拍发生器，用来产生数字存储器的读出节拍，该读出节拍的频率随X校正值变化，用来消除X位置误差。上述装置中，采用差分光电二极管来作为Y偏差的测量器件。上述装置中，还可在激光二极管的光束光路中设置一个透镜，用来在激光二极管有用孔径以外引出一束测量光束;一个位于测量光束光路中的位置检测器，用来确定激光二极管的实际位置;至少设置一个比较器，其输入端与位置检测器以及两个校正值发生器中的一个相连，其输出端与两个调整级中的一个相连。在西德专利说明书DE-B-3445751中公开了一种使多个光束相对于给定光轴的位置不变的装置，在该装置中，光束由激光二极管产生，测量该光束的位置偏差，通过使激光二极管垂直于光束的光轴移动来调节所测得的位置偏差。该装置要解决的任务是不同的。借助于该公知装置，该光束位置是这样来调节的，将光束聚焦成一点，使光束具有较高的功率，或者这样来调节多个光束的位置，使它们之间彼此有相同的距离。但是该公知装置不适用于用一个偏转系统，尤其是用多面转镜来实现高精度地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种校正偏转光束位置误差的方法，该偏转光束是由至少带一个镜面的偏转系统逐点逐行传送到图面上，该光束相对于偏转系统的行方向作横向运动，其特征在于：——由激光二极管产生光束，该激光二极管根据校正值垂直于出射光束方向移动；——在实际工作之 前，在图面范围内对着行方向的多个测量点上对偏转系统的每个镜面测量该光束在行方向上的位置误差（Ｘ位置误差）和垂直于行方向的位置误差（Ｙ位置误差）；——对偏转系统的每个镜面至少产生一个Ｘ校正值和一个Ｙ校正值；——激光二极管根据Ｙ校正值移 动，使投射到图面上的光束在垂直于行方向作校正移动，以便消除Ｙ位置误差；——在检测位置误差同时，改变校正值，直到补偿了位置误差为止，再将补偿所要求的校正值存储起来；——在实际工作时，将对各个镜面测得和存储的校正值与偏转系统同步输出，不 断地作误差补偿。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯泽连卡，
申请(专利权)人：鲁道夫赫尔工学博士股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]