專(zhuān)利名稱(chēng)：一種光學(xué)成像位置檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于滾筒類(lèi)的掃描成像設(shè)備，如光學(xué)繪圖機(jī)，激光照排機(jī)，直接制版機(jī)的光學(xué)成像系統(tǒng)，用于成像面的位置檢測(cè)。
背景技術(shù)：
在滾筒類(lèi)掃描成像設(shè)備中，一般需要將激光束匯聚成與分辨率匹配的點(diǎn)。例如在光學(xué)繪圖機(jī)中，分辨率可高達(dá)20000DPI (每英寸20000點(diǎn))，此時(shí)成像點(diǎn)距只有I. 27 μ m,像點(diǎn)直徑應(yīng)在1.8μπι左右。這時(shí)需要采用大數(shù)值孔鏡的制版鏡頭以提高成像分辨率。另外，在直接制版機(jī)中，需要透鏡匯聚相當(dāng)高的激光能量，這時(shí)也需要采用大數(shù)值孔徑的制版鏡頭。大數(shù)值孔徑的制版鏡頭無(wú)一例外都只有很短的焦深。例如在直接制版機(jī)中像方數(shù)值孔徑一般在O. 5-0. 55之間，此時(shí)的焦深只有1-2 μ m，這對(duì)焦距的調(diào)整和成像過(guò)程焦距的保持都提出了極高的要求。在滾筒成像掃描結(jié)構(gòu)中，無(wú)論滾筒表面的圓柱度、軸承回轉(zhuǎn)誤差，還是掃描平臺(tái)導(dǎo)軌的直線度，都很難達(dá)到這樣的精度等級(jí)。因此，在光學(xué)繪圖機(jī)和直接制版機(jī)中尤其有必要采用自動(dòng)對(duì)焦，或焦距自動(dòng)跟蹤隨動(dòng)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)“焦距伺服”。在焦距伺服系統(tǒng)中，最重要的是對(duì)像面的檢測(cè)。檢測(cè)像面的方案有多種，有基于圖像分析的，有氣浮的，有用輔助光束做三角測(cè)距的。這其中有的因結(jié)構(gòu)和原理原因不能用于直接制版鏡頭，有的動(dòng)態(tài)響應(yīng)不夠，也有的測(cè)距精度不理想。例如有采用輔助光束三角測(cè)距法，其除了光學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜外，測(cè)距精度為5 μ m，也不夠理想。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提出的像面測(cè)量方案，是基于滾筒成像面是弧面這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用一輔助測(cè)量激光束，沿滾筒像面焦點(diǎn)的切線直接探測(cè)像平面的位置。輔助測(cè)量激光束與成像激光一般具有不同的波長(zhǎng)，如熱敏成像采用830nm波長(zhǎng)，此時(shí)輔助激光束采用650nm的波長(zhǎng)，并且兩者能量相差極大，不會(huì)導(dǎo)致版材感光。輔測(cè)測(cè)量光束可以采用窄束的準(zhǔn)直平行光束，也可以采用聚焦光束，后者具有窄的動(dòng)態(tài)范圍和高的探測(cè)靈敏度。具體的技術(shù)方案為一種光學(xué)成像位置檢測(cè)方法，其有一輔助測(cè)量激光束，所述輔助測(cè)量激光束與成像激光具有不同的波長(zhǎng)，并且兩者能量相差極大；所述輔助測(cè)量激光束與滾筒焦點(diǎn)切平面平行，并聚焦在成像光束的焦點(diǎn)上；所述輔助測(cè)量激光束對(duì)應(yīng)位置處有光電池，所述光電池連接有偏置電路，在鏡頭隨動(dòng)平衡狀態(tài)所述光電池應(yīng)只接收到所述輔助測(cè)量激光束的部分能量，這個(gè)值Ip由所述偏置電路調(diào)整轉(zhuǎn)換；偏置電流為ib，所述輔助測(cè)量激光束轉(zhuǎn)換電流為Ip，若Ip = Ib，焦距伺服處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，主焦距是正確的；[0013]若Ip > Ib，主焦距遠(yuǎn)離焦，伺服電路將通過(guò)馬達(dá)推動(dòng)鏡頭2左移隨動(dòng)；若Ip < Ib，主焦距近離焦，伺服電路將通過(guò)馬達(dá)推動(dòng)鏡頭2右移隨動(dòng)。輔助測(cè)量激光束的一種優(yōu)選方案為所述輔助測(cè)量激光束為窄束的準(zhǔn)直平行光束。輔助測(cè)量激光束的另一種優(yōu)選方案為所述輔助測(cè)量激光束為聚焦光束。在鏡頭隨動(dòng)平衡狀態(tài)所述光電池應(yīng)只接收到所述輔助測(cè)量激光束的一半能量。一種光學(xué)成像位置檢測(cè)裝置，其包括主鏡頭、固定平臺(tái)和滾筒，所述主鏡頭通過(guò)直線導(dǎo)軌連接到所述固定平臺(tái)上；所述滾筒固定在固定平臺(tái)上，所述鏡頭連接有伺服馬達(dá)；所述鏡頭上有輔助光路組件，所述輔助光路組件發(fā)出的輔助測(cè)量光束與所述滾筒焦點(diǎn)切平面平行，并聚焦在成像光束的焦點(diǎn)上；所述平臺(tái)上有光電池，接收所述輔助光路組件發(fā)出的輔助測(cè)量光束的光能量，所述光電池的尺寸滿足焦距伺服的動(dòng)態(tài)范圍；所述光電池連接有偏置電路。所述輔助光路組件包括激光二極管，光闌，聚焦鏡，反射棱鏡。本實(shí)用新型由于采用聚焦測(cè)量光束直接探測(cè)滾筒像面的位置，因此具有極高的探測(cè)靈敏度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在高速動(dòng)態(tài)跟蹤狀態(tài)下，焦距誤差為亞Pm級(jí)，完全可以滿足直接制版機(jī)對(duì)焦距的跟蹤精度要求。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例偏置電路圖。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)實(shí)施例來(lái)描述本實(shí)用新型，應(yīng)該指出的是，所列舉的實(shí)施例不應(yīng)理解對(duì)實(shí)用新型的限制。結(jié)合圖I解釋本方案。主鏡頭2通過(guò)直線導(dǎo)軌5連接到固定平臺(tái)4上；滾筒I也安裝到固定平臺(tái)4上，因此鏡頭2可以在伺服馬達(dá)3的驅(qū)動(dòng)下相對(duì)于滾筒水平運(yùn)動(dòng)；在鏡頭2上還連接安置有輔助光路組件，包括激光二極管12，光闌11，聚焦鏡10，反射棱鏡9。輔助測(cè)量光束7被反射棱鏡折射90°與滾筒焦點(diǎn)切平面平行，并聚焦在成像光束8的焦點(diǎn)上。因此，垂直的測(cè)量光束7與主鏡頭2是同步連動(dòng)的，它的位置代表主焦距位置。在平臺(tái)4上安置有光電池6用于接收輔助測(cè)量光束7的光能量，光電池的尺寸應(yīng)足夠大以滿足焦距伺服的動(dòng)態(tài)范圍。在鏡頭隨動(dòng)平衡狀態(tài)，光電池6應(yīng)只接收到測(cè)量光束7的部分能量，例如一半。這個(gè)值可以由偏置電路調(diào)整設(shè)定。參見(jiàn)圖2。設(shè)偏置電流為Ib，測(cè)量光束的轉(zhuǎn)換電流為Ip，若Ip = Ib，則表明焦距伺服處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，主焦距是正確的；若Ip > Ib，則表明主焦距遠(yuǎn)離焦，伺服電路將通過(guò)音圈馬達(dá)推動(dòng)鏡頭2左移隨動(dòng)；[0033]若Ip <Ib，則表明主焦距近離焦，伺服電路將通過(guò)音圈馬達(dá)推動(dòng)鏡頭2右移隨動(dòng)。本實(shí)用新型由于采用聚焦測(cè)量光束直接探測(cè)滾筒像面的位置，因此具有極高的探測(cè)靈敏度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在高速動(dòng)態(tài)跟蹤狀態(tài)下，焦距誤差為亞Pm級(jí)，完全可以滿足直接制版機(jī)對(duì)焦距的跟蹤精度要求。顯然，上述內(nèi)容只是為了說(shuō)明本實(shí)用新型的特點(diǎn)，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型在相應(yīng)的技術(shù)領(lǐng)域做出的變化應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范疇。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)成像位置檢測(cè)裝置，其特征在于其包括主鏡頭、固定平臺(tái)和滾筒，所述主鏡頭通過(guò)直線導(dǎo)軌連接到所述固定平臺(tái)上； 所述滾筒固定在固定平臺(tái)上，所述主鏡頭連接有伺服馬達(dá)； 所述主鏡頭上有輔助光路組件，所述輔助光路組件發(fā)出的輔助測(cè)量激光束與所述滾筒焦點(diǎn)切平面平行，并聚焦在成像光束的焦點(diǎn)上； 所述平臺(tái)上有光電池，接收所述輔助光路組件發(fā)出的輔助測(cè)量激光束的光能量，所述光電池的尺寸滿足焦距伺服的動(dòng)態(tài)范圍； 所述光電池連接有偏置電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)裝置，其特征還在于所述輔助光路組件包括激光二極管、光闌、聚焦鏡和反射棱鏡。
專(zhuān)利摘要一種光學(xué)成像位置檢測(cè)裝置，其包括主鏡頭、固定平臺(tái)和滾筒，鏡頭上有輔助光路組件，輔助光路組件發(fā)出的輔助測(cè)量光束與滾筒焦點(diǎn)切平面平行，并聚焦在成像光束的焦點(diǎn)上；平臺(tái)上有光電池，接收輔助光路組件發(fā)出的輔助測(cè)量光束的光能量，光電池的尺寸滿足焦距伺服的動(dòng)態(tài)范圍；光電池連接有偏置電路。本實(shí)用新型由于采用聚焦測(cè)量光束直接探測(cè)滾筒像面的位置，因此具有極高的探測(cè)靈敏度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在高速動(dòng)態(tài)跟蹤狀態(tài)下，焦距誤差為亞μm級(jí)，完全可以滿足直接制版機(jī)對(duì)焦距的跟蹤精度要求。
文檔編號(hào)G01B11/00GK202599342SQ20122009456
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者李興光, 梁漢斌 申請(qǐng)人:深圳市東方宇之光電子科技有限公司