DE10111245A1 - Parallelverarbeitender optischer Entfernungsmesser - Google Patents
Parallelverarbeitender optischer EntfernungsmesserInfo
- Publication number
- DE10111245A1 DE10111245A1 DE10111245A DE10111245A DE10111245A1 DE 10111245 A1 DE10111245 A1 DE 10111245A1 DE 10111245 A DE10111245 A DE 10111245A DE 10111245 A DE10111245 A DE 10111245A DE 10111245 A1 DE10111245 A1 DE 10111245A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- light
- points
- imaging optics
- imaging
- intensity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 56
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 102
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 27
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 20
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 14
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 9
- 238000011161 development Methods 0.000 description 7
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Es wird eine Einrichtung zur Bestimmung der Abweichung der Lage von n Punkten (P) von ihren Referenzlagen mit einer Quelle elektromagnetischer Strahlung (1), einer Abbildungsoptik (2, 4, 9) und einem fotosensitiven Detektor (10), welcher die Lageinformation in eine Intensitätsinformation umwandelt, vorgeschlagen, in der zeitlich simultan oder parallel n Signale durch den Detektor (10) erzeugt werden, wobei jedes der n Signale eindeutig einem der Reflexionspunkte (P) zugeordnet ist. Die erzeugten Signale können zur Regelung einer Autofokuseinrichtung oder einer Intensitätssteuerung von Lichtquellen in Einrichtungen zur Bebilderung von Druckformen eingesetzt werden.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung der Abweichung der Lage von n
Punkten, wobei n eine natürliche Zahl ist, von ihren n disjunkten Referenzlagen mit einer
Quelle elektromagnetischer Strahlung, einer Abbildungsoptik und einem fotosensitiven
Detektor, wobei die Lageinformation in einen Intensitätsinformation umgewandelt wird.
Zur Bebilderung von ebenen oder gekrümmten Druckformen, sei es in einem
Druckformbelichter oder in einem Druckwerk oder in einer Druckmaschine, werden häufig
Arrays von Lichtquellen, typischerweise Laser, eingesetzt. Mit dem Array, welche
typischerweise senkrecht zur durch die optische Achse der Abbildungsoptik definierten
Geraden liegt, wird eine Anzahl n einzelner Lichtstrahlen erzeugt, deren von Lichtquellen,
beispielsweise Laserdioden, vermittels einer Objektivoptik Bildpunkte auf einer Fläche von
mehreren Millimetern mal Mikrometer, typischerweise im Wesentlichen auf einer Ebene
oder sogar Geraden liegend, auf der Druckform verteilt sind. Unter einem Punkt oder
Bildpunkt wird dabei sowohl ein mathematischer Punkt als auch ein mehrdimensionale,
begrenzte Fläche verstanden. Die Bildpunkte eines einzelnen Strahls haben gewöhnlich
einen Durchmesser von mehreren Mikrometern und weisen einen Abstand von mehreren
100 Mikrometern zueinander auf. Durch Verschmutzung der Unterlage, sei es eine ebene
oder gekrümmte Fläche, durch Puderstaub, andere Staubpartikel oder dergleichen, liegt die
Druckform häufig nicht flach an, sondern es können sich lokale Aufwölbungen ausbilden,
welche einen Durchmesser von mehreren Millimetern aufweisen. Sowohl für alle n
Strahlen identische als auch einzelne Abbildungsoptiken des Arrays sind in der Regel
derart ausgebildet, dass die Referenzlagen der Bildpunkte, mit anderen Worten ihre
gewünschte Position mit einem Referenzabstand zur Objektivoptik, im Wesentlichen in
einer Ebene liegen. Durch die Aufwölbungen ist es jedoch erforderlich, dass Bildpunkte
einzelner Strahlen in einer anderen Ebene als die durch die Referenzlage definierten Ebene,
welche typischerweise eine senkrechte zur durch die optische Achse der Abbildungsoptik
definierten Geraden liegt, liegen. Um ein gewünschtes Bebilderungsergebnis auch an
diesen Stellen im Bildfeld zu erzielen, ist es je nach verwendetem Verfahren erforderlich,
entweder die Lichtleistung für die betroffenen Lichtquellen im Array zu verändern oder
aber, insbesondere wenn es sich bei den Bildpunkten in der Referenzlage um die
Strahltaille der Lichtquelle handelt, den Fokus der Abbildungsoptik zu verschieben, sei es
durch Veränderung der Gegenstandsweite, der Bildweite oder der Verschiebung der
Hauptebenen der Abbildungsoptik. In beiden Fällen ist es erforderlich, die Lage des
aktuellen Bildpunktes zu seiner Referenzlage zu bestimmen, da diese Größe als
Eingangswert zur Berechnung der erforderlichen Leistungsänderung oder der
erforderlichen Veränderung der Abbildungsoptik erforderlich ist. Typischerweise dient das
Ergebnis einer derartigen Entfernungsmessung oder Abstandsmessung zur Generierung
eines Regelsignals. Ein Regelsignal kann beispielsweise aus der Weiterverarbeitung eines
Signals eines fotosensitiven Detektors, also einer Lichtintensitätsmessung, erzeugt werden.
Optische Entfernungsmesser werden insbesondere in Autofokuseinrichtungen verwendet.
In der US 4,546,460 wird eine Autofokusvorrichtung für ein optisches System mit einem
Laser als Lichtquelle, einer Licht-reflektierenden Schicht und einem Fotodetektor, der
wenigstens zwei fotosensitive Regionen aufweist, offenbart. Der Laserstrahl wird durch
eine Objektlinse konvergiert und auf die Licht-reflektierende Schicht abgebildet. Das von
der Schicht reflektierte Laserlicht wird durch die Objektivlinse und andere optische
Komponenten auf die Oberfläche des Fotodetektors projiziert. Bei Verschiebung der
Objektivlinse entlang der optischen Achse wird der Laserstrahl abgelenkt und das
projizierte Muster auf der Oberfläche des Fotodetektors bewegt sich in eine bestimmte
Richtung. Wenn die Objektivlinse in kürzerer Entfernung als eine vorbestimmte
Entfernung zu der Licht-reflektierten Schicht liegt, befindet sich das Muster auf der ersten
fotosensitiven Region. Befindet sich die Objektivlinse in einer größeren Entfernung als
eine zweite vorbestimmte Entfernung, so wird das Muster ebenfalls auf der ersten
fotosensitiven Region gebildet. Befindet sich die Objektivlinse in einer Distanz größer als
die erste vorbestimmte und in einer Distanz kürzer als die zweite vorbestimmte von der
Licht-reflektierenden Schicht, so wird das Muster auf der zweiten fotosensitiven Region
des Fotodetektors gebildet. Aus der Bestimmung der Lage des Musters kann auf die
Entfernung der Licht-reflektierenden Schicht zum optischen System geschlossen werden.
Des Weiteren ist es möglich, durch die Verschiebung der Objektivlinse den Fokus der
Abbildungsoptik zu versetzen.
Nachteilig bei einer derartigen Anordnung ist, dass nur die Lage eines einzelnen Punktes
zu einer Referenzlage bestimmt und ein einziger Fokus verschoben werden kann.
Beispielsweise in der US 5,302,997 wird eine Anordnung von fotometrischen und
entfernungsmessenden Elementen in einem Array beschrieben, welches für eine
automatische Fokuskontrolle und eine automatische Belichtungsmessung für ein
zugehöriges optisches System zum Einsatz kommt. Die Anordnung weist ein zwei
dimensionales fotosensitives Element im Zentrum und auf jeder Seite davon eine linear
angeordnete Anzahl fotosensitiver Elemente in einem Bildfeld auf. Vermittels eines
Linsensystems wird ein Bild auf die Anordnung projiziert. Die linear angeordneten
fotosensitiven Elemente erhalten dabei Licht eines kleinen Anteils des Bildfeldes und
dienen zur Intensitätsmessung des eintreffenden Lichtes, während das zweidimensionale
fotosensitive Element aus einer Anzahl einzelner Bereiche besteht und den zur Generierung
eines Signals zur automatischen Fokuseinstellung.
Nachteilig bei dieser Anordnung ist ebenfalls, dass nur die Lage eines einzelnen Punktes
zur Fokuskontrolle herangezogen wird. Obschon ein Array von fotosensitivem Elementen
zur Intensitätsmessung zur Verfügung gestellt wird, werden die entsprechenden Signale nur
zur automatischen Belichtungsmessung eingesetzt.
Zur Bestimmung der Abweichung der Lage von n Bildpunkten von ihren Referenzlagen für
die n Lichtquellen eines Arrays, insbesondere von Lasern, sind die beschriebenen
Vorrichtungen nicht geeignet, da keine Ortsauflösung für die n Bildpunkte möglich ist und
nur ein Signal für das gesamte Bildfeld erzeugt wird. Die sukzessive Messung von n
Abweichungen oder Distanzen impliziert eine n-fache Messzeit und ist für den
gewünschten Zweck des Einsatzes insbesondere in einer Einrichtung zur Bebilderung von
Druckformen nicht akzeptabel.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Bestimmung der
Abweichung der Lage von n Punkten von Ihren n disjunkten Referenzlagen zur Verfügung
zu stellen, welche eine schnelle Messung der n Abweichungen oder Distanzen erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und
durch ein Verfahren gemäß Anspruch 21 gelöst.
In der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Bestimmung der Abweichung der Lage von n
Punkten von ihren disjunkten Referenzlagen mit einer Quelle elektromagnetischer
Strahlung, einer Abbildungsoptik und einem fotosensitiven Detektor werden zeitlich
simultan oder parallel n Signale durch den Detektor erzeugt, wobei jedes der n Signale
eindeutig einem der n Punkte zugeordnet ist. Dazu wird, von einer Lichtquelle ausgehend,
durch eine geeignete Abbildungsoptik Licht auf die Fläche der n Punkte gestrahlt, welches
von der Fläche der n Punkte zumindest teilweise reflektiert wird. Durch eine geeignete
Abbildungsoptik wird das reflektierte Licht einem fotosensitiven Detektor zugeführt.
Entsprechend der Intensität des auftreffenden Lichtes wird ein Signal erzeugt,
typischerweise in elektrischer Form. In vorteilhafter Weise kann dadurch eine Messung in
einer bestimmten Zeit für n Punkte oder Reflexionspunkte durchgeführt werden. Mit der
erfindungsgemäßen Einrichtung kann eine schnelle und einfache Messung und
Generierung von n Signalen erreicht werden, welche entweder zur Regelung der Intensität
der Lichtquelle in einem Array, welches in einer Bebilderungseinrichtung insbesondere für
Druckformen verwendet wird, oder aber zur Veränderung der Fokuslagen entsprechender
Abbildungsoptik oder Abbildungsoptiken für die Bebilderungseinrichtung mit dem Array
herangezogen werden kann. Eine derartige Einrichtung kann in kompakter Form realisiert
werden und ist ebenfalls mit geringen Kosten verbunden, da nur eine Quelle
elektromagnetischer Strahlung eingesetzt wird, gleichzeitig aber mit entsprechender
Auflösung die Lage von n Punkten oder Reflexionspunkten bestimmt werden kann.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Erreichung einer schnellen, ortsaufgelösten
Detektion von Unebenheiten einer zu bebildernden Druckform, insbesondere die Schaffung
einer Einrichtung, welche dazu geeignet ist, die Information über die Unebenheiten der
Druckform in eine direkt oder indirekt detektierbare Positionsänderung eines Lichtstrahls
oder eines Bereiches eines Lichtstrahls umzuwandeln.
In bevorzugter Ausführungsform ist die Quelle elektromagnetischer Strahlung eine
einzelne, welche kohärente oder inkohärente Strahlung emittiert und dessen Licht bei
Passage eines Teils der Abbildungsoptik alle n Punkte, deren Lageabweichung von ihren
disjunkten Referenzlagen bestimmt werden soll, trifft. Der fotosensitive Detektor weist
eine Anzahl n von einander unabhängiger fotosensitiver Elemente auf. Jedem der n
voneinander unabhängigen fotosensitiven Elemente ist genau ein Punkt oder
Reflexionspunkt zugeordnet, dessen Lageabweichung zur Referenzlage bestimmt werden
soll. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Abstandsabweichung. Mit anderen Worten
die Abbildung durch einen weiteren Teil der Abbildungsoptik nach Reflexion des Lichtes
von der Reflexionsfläche, in dessen Bereich die n Punkte liegen, ist derart angelegt, dass
das vom Bereich eines der n Punkte reflektierte Licht eindeutig einem der n voneinander
unabhängigen fotosensitiven Elemente erfolgt. Die Abweichung der Lage eines der n
Punkte von seiner Referenzlage führt zu einem anderen Lichtweg als der Lichtweg des
vom Punkt in Referenzlage reflektierten Lichtes durch die Abbildungsoptik. Die
Lageinformation wird somit in eine Weginformation umgewandelt. In der Abbildungsoptik
ist wenigstens ein Element vorgesehen, welche die Weginformation für jeden zu einem der
n Punkte gehörenden Lichtweg durch die Abbildungsoptik in eine
Lichtintensitätsinformation umwandelt. Besonders vorteilhaft ist dazu die Verwendung
eines optischen Elementes mit einer ortsabhängigen Transmission, sei sie kontinuierlich
oder diskret positionsabhängig. Mit anderen Worten kann die erfindungsgemäße
Einrichtung zur Bestimmung der Abweichung der Lage von n Punkten von ihren n
disjunkten Referenzlagen auch als parallelverarbeitender optischer Entfernungsmesser
bezeichnet werden.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zu Bestimmung der Abweichung der Lage von n
Punkten von ihren disjunkten Referenzlagen kann derart ausgeprägt sein, dass ausgehend
von einer Quelle elektromagnetischer Strahlung eine Abbildungsoptik mit einer
Symmetrieebene, welche parallel zur optischen Achse der Bebilderungseinrichtung
verläuft, genutzt wird. Alternativ dazu kann es vorteilhaft sein, eine Ausprägung der
erfindungsgemäßen Einrichtung zu realisieren, deren Abbildungsoptik einen schräg zur
Druckform einfallenden, kollimierten Strahl auf einen Detektor abbildet. In Abhängigkeit
der Auslenkung einzelner Bereiche der Druckform aus der Fokuslage können die
Schnittpunkte zwischen dem Beleuchtungsstrahl und der Druckform verschiedene Orte im
Raum einnehmen. Der reflektierte Strahl wird so abgebildet, dass die Ortsinformation in
einer Richtung, typischerweise der Richtung der Zylinderachse, wenn die Druckform auf
einem rotationssymmetrischen Element aufgebracht ist, erhalten bleibt, und das die
Ortsinformation in einer Richtung senkrecht dazu, bestimmt durch die Lage der n Punkten,
in eine Intensitätsinformation umgewandelt wird.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der
nachfolgenden Figuren und deren Beschreibung dargestellt. Es zeigen im Einzelnen:
Fig. 1 schematische Darstellung des Strahlengangs durch eine vorteilhafte
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig. 2 schematische Darstellung zur Erläuterung, wie die Lageabweichung eines
Reflexionspunktes zu unterschiedlichen Lichtwegen durch eine vorteilhafte
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung führt,
Fig. 3 schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Einrichtung mit zusätzlicher Einrichtung zur Bestimmung der
Intensität des reflektierten Lichtes,
Fig. 4 schematische Darstellung einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem optischen Element mit stufenförmiger
Transmission in Abhängigkeit der räumlichen Position,
Fig. 5 schematische Darstellung des Strahlengangs durch eine alternative
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem
schrägeinfallenden, kollimierten Beleuchtungsstrahl,
Fig. 6 schematische Darstellung der Erzeugung eines Lichtteppichs als Reflexionslinie
auf der Druckform,
Fig. 7 schematische Darstellung zur Erläuterung der Umwandlung von Ortsinformation
in Intensitätsinformation in der erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig. 8 schematische Darstellung des Strahlengangs in der alternativen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Einrichtung in dem dem Lichtteppich nachgeordneten Teil
der Abbildungsoptik,
Fig. 9 schematische Darstellung einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der
alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig. 10 schematische Darstellung einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung
der alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Einrichtung.
Die Fig. 1 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung in
schematischer Darstellung des Strahlengangs. In bevorzugter Ausführungsform ist die
Lichtquelle 1 ein Diodenlaser. Das von ihm ausgehende Licht wird durch eine erste
Abbildungsoptik 2, welche vorteilhafterweise nicht-rotationssymmetrische, asphärische
optische Elemente, beispielsweise Zylinderlinsen aufweist, in einen Laserstrahl 3
transformiert, dessen Breite die durch die n Bildpunkte P, hier vier, der hier nicht gezeigten
Bebilderungseinrichtung definierte, typischerweise ein Diodenlaserarray, Schreibfläche
überdeckt und dessen Höhe derart gewählt ist, dass die Divergenz des Strahles längs der
Ausbreitung vernachlässigt werden kann. Der Laserstrahl wird off-axis durch eine
Objektivoptik, hier eine Zylinderlinse 4 auf die Druckform 5 fokussiert, sodass auf dieser
ein schmaler Lichtteppich 6 abgebildet wird. In der Fig. 1 ist eine ebene Druckform
gezeigt, es kann sich aber ohne Beschränkung der Allgemeinheit auch um eine Druckform
mit makroskopisch gekrümmter Oberfläche handeln, mikroskopisch bzw. lokal für die
Abbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist diese Krümmung vernachlässigbar. Die
Laserabweichung eines Punktes ist also insbesondere eine Abstandsabweichung zu einer
Referenzebene. Die Breite des Lichtteppichs 6 entspricht der durch die n Bildpunkte P der
Bebilderungseinrichtung definierten Breite der Schreibfläche auf der Druckform 5. Das
von der Druckform 5 reflektierte Licht wird durch die Objektivoptik 4 kollimiert und in
den Laserstrahl 7 transformiert. Der Laserstrahl 7 trifft auf ein optisches Element mit einer
ortsabhängigen Transmission, bevorzugterweise auf einen Graukeil 8. Der Graukeil 8
besitzt eine vom Abstand zur optischen Achse OA des Abbildungssystems abhängige
Transmission, typischerweise ist die Transmission für kleine Entfernungen größer als für
große. Für dieses optische Element ist die Brechung bei Ein- oder Austritt des Lichtes
vernachlässigbar. Das transmittierte und gegebenenfalls in seiner Intensität abgeschwächte
Licht wird durch eine fokussierende Optik, hier Zylinderlinse 9 auf einen fotosensitiven
Detektor 10 fokussiert. In bevorzugter Ausführungsform weist der fotosensitive Detektor n
Fotodioden 11 auf.
Der Lichtteppich 6 auf der Druckform 5 kann im Betriebsfall der Einrichtung auch an einer
räumlich getrennten Stelle der n Bildpunkte der Lichtquellen der Bebilderungseinrichtung
liegen. Die Druckform 5 ist dann relativ bewegbar, sodass ein Punkt ihrer Fläche zunächst
in den Lichtteppich 6, welcher die Dimensionen der durch die n Bildpunkte definierte
Fläche hat, fällt und dann unter die Fläche der n Bildpunkte P der Bebilderungseinrichtung.
Da die Parameter der Translation oder Rotation bekannt sind, kann aus der vorhergehenden
Messung auf den aktuellen bei der Bebilderung vorliegenden Abstand geschlossen werden.
Die in Fig. 1 dargestellte Geometrie ist nur eine vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung. Es ist auch denkbar, dass weitere optische Elemente vorteilhaft, insbesondere
zur Strahlformung, hinzugefügt werden können. Dabei haben sich reflektierende optische
Elemente bewährt.
Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung, wie die Lageabweichung
der Druckform und damit der Reflexionspunkte zu unterschiedlichen Lichtwegen durch die
erfindungsgemäße Einrichtung führt. Zur Vereinfachung der Argumentation ist ohne
Beschränkung der Allgemeinheit nur ein sagittaler Schnitt durch die erfindungsgemäße
Einrichtung, also senkrecht zur durch den Lichtschnitt 6 definierten Geraden. Der
Lichtstrahl 21 breitet sich von links kommend parallel zur optischen Achse 22 aus. Durch
die Linse 23 wird er zur optischen Achse 22 hin gebrochen. Als Arbeitspunkt oder
Referenzlage ist der Schnittpunkt der Ebene 25 mit der optischen Achse 22 vorgesehen. Im
allgemeinen Fall, wenn der Lichtstrahl 21 unterschiedliche Halbachsen in meridionaler und
sagittaler Richtung aufweist, entsteht auf der Ebene 25 der Lichtteppich 24. Das von der
Ebene 25 reflektierte Licht wird von der Linse 23 wiederum in einen Stahl 26
transformiert, welcher sich parallel zur optischen Achse 22 ausbreitet. Der von der Linse
23 gebrochene Lichtstrahl 21 schneidet eine Ebene 27, welche zwischen der Linse 23 und
der Referenzebene 25 liegt, im Lichtteppich 28. Das vom Lichtteppich 28 reflektierte Licht
wird durch die Linse 23 in einen Strahl 29 transformiert, welcher sich entlang der
optischen Achse 22 parallel ausbreitet. Der Abstand der Strahles 29 zur optischen Achse ist
geringer als der Abstand des Strahles 26. Eine Ebene 210, welche weiter entfernt von der
an der Linse 23 gebrochene Lichtstrahl 23 im Lichtteppich 211. Das vom Lichtteppich 211
ausgehenden Licht wird durch die Linse 23 in einen Strahl 212 transformiert, welcher sich
parallel der optischen Achse 22 entlang ausbreitet. Der Abstand des Strahles 212 zur
optischen Achse ist größer als derjenige des Strahles 26. Aus der Fig. 2 ist ersichtlich,
dass in einer derartigen Anordnung die Lage, also die Distanz von Ebenen vor und hinter
der Referenzebene 25 in funktionellem Zusammenhang zum Abstand aus der
Abbildungsoptik austretenden Parallelstrahlen, in welche das von den Ebenen reflektierte
Licht transformiert wurde, zur optischen Achse 22 steht. Mit anderen Worten gesagt, wird
die Lageinformation der Ebenen 27 bzw. 210 zur Referenzebene 25 in eine
Weginformation des Abstands der parallelen Strahlen 26, 29 und 212 transformiert. Diese
Weginformation kann vermittels eines optischen Elementes 213, welches eine vom
Abstand zur optischen Achse 22 abhängige Transmission aufweist, in der Lichtintensität
der Strahlen 26, 29 und 212 kodiert werden. Beispielsweise nach Durchgang durch das
optische Element mit ortsabhängiger Transmission 213 weist vorteilhafterweise der
Lichtstrahl 214 eine geringere Intensität als der Lichtstrahl 215 aus, welcher wiederum eine
geringere Intensität als der Lichtstrahl 216 aufweist. Mit anderen Worten die
Weginformation, welche in der Lage der Parallelstrahlen zur optischen Achse enthalten ist,
wird in eine Intensitätsinformation überführt, sodass die Lichtstrahlen 214, 215 und 216
durch eine hier nicht gezeigte Abbildungsoptik auf einen hier nicht gezeigten Detektor
projiziert werden können, wobei die Information über die Lage der Reflexionsebene
erhalten bleibt.
Durch die in Fig. 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Einrichtung wird die anhand Fig. 2 erläuterte Informationstransformation der Lage über
den Weg in die Intensität für alle n Punkte P parallel ausgeführt. Dazu handelt es sich bei
dem optischen Abbildungssystem in Fig. 1 um eine Abbildungsoptik, welche einen
Lichtteppich 6 auf der Druckform 5 erzeugt, welcher unterschiedlichen Halbachsen in
Sagittal- und Meridionalrichtungen aufweist. Die Fläche des Lichtteppichs 6 überdeckt
dabei die durch die n Bildpunkte P der Bebilderungseinrichtung definierten Fläche. Das
vom Lichtschnitt 6 reflektierte Licht wird durch die Abbildungsoptik auf eine
Detektorfläche 10 projiziert, und einzelne Anteile dieser Fläche sind jeweils einer der n
Fotodioden 11 zugeordnet. Mit anderen Worten auf dem Detektor wird das projizierte Bild
des Lichtschnitts 6 in wenigstens n Anteile diskretisiert, sodass zwischen einzelnen
Bereichen, in welchen jeweils zwei der n Punkte liegen, diskriminiert wird. Jedem Anteil
ist dabei eindeutig einer der n Bildpunkte P der Lichtquellen der Bebilderungseinrichtung
zugeordnet. Es werden also zeitlich im Wesentlichen, das heißt insbesondere im Rahmen
des Ansprechverhaltens des Detektors, simultan oder parallel Signale durch den Detektor
erzeugt, wobei jedes der n Signale eindeutig einem der n Punkte zugeordnet ist. Weisen
nun Anteile des Lichtschnitts 6 unterschiedliche Entfernungen zur Objektivoptik 4 auf, mit
anderen Worten die Reflexion findet in Ebenen statt, deren Lage von der Lage der
Referenzebene abweicht, so wird innerhalb der erfindungsgemäßen Einrichtung diesem
Anteil die entsprechende im funktionellen Zusammenhang stehende Intensitätsinformation
zugeordnet. Auf diese Weise ist eine parallelverarbeitende optische Entfernungsmessung
ermöglicht.
Fig. 3 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung. In Fig.
3 ist schematisch die erfindungsgemäße Einrichtung mit zusätzlichen optischen Elementen
gezeigt, welche zur Bestimmung der Intensität des von der Druckform reflektierten Lichtes
dienen. Die Fig. 3 zeigt zunächst die schon in Fig. 1 beschriebenen Elemente 1 bis 11.
Des Weiteren ist in den Lichtweg des Laserstrahls 7 ein Strahlteiler 12 eingefügt, durch
welchen ein Lichtstrahl 13 ausgekoppelt wird. Dieser wird vermittels einer Zylinderlinse
14 auf einen weiteren fotosensitiven Detektor 15 abgebildet. Der fotosensitive Detektor 15
weist n Fotodioden 16 auf. Der Strahlteiler 12 kann ein beliebiges, bekanntes
Teilungsverhältnis zwischen transmittiertem und reflektiertem Strahl aufweisen. Ein
wesentlicher Punkt bei dieser Anordnung ist, dass unabhängig von der Lage der Druckform
5 zur Objektivoptik 4 und damit von der Lage des Lichtschnitts 6, welche zu
unterschiedlichen Lichtwegen der reflektierten Strahlung führt, eine bestimmte aus dem
Teilungsverhältnis des Strahlteilers 12 und der bekannten Intensität des von der Lichtquelle
1 emittierten Lichtes die reflektierte Intensität, also diejenige des Lichtstrahles 7 bestimmt
werden. Durch Bildung des Quotienten des Intensitätssignals von korrespondierenden
Fotodioden 11 und 16 kann ein von der vorliegenden Leistung des reflektierten Strahls, die
insbesondere von der aktuellen Lichtleistung der Lichtquelle 1 abhängt, unabhängiges
Regelsignal aus dem Signal des fotosensitiven Detektors 10 generiert werden.
In der Fig. 4 ist schematisch eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Einrichtung mit einem optischen Element mit stufenförmiger Transmission in
Abhängigkeit des Abstands von der räumlichen Achse gezeigt. Besonders vorteilhaft ist
eine stufenförmige Transmission von 0 und 1. Zur Ausnutzung einer derartigen
Transmission wird der Lichtstrahl 7 derart ausgeweitet, dass bei Reflexion am Lichtschnitt
6 der Druckform 5 in Referenzlage die Hälfte des Lichtstrahles durch die
Transmissionsstufe 0 ausgeblendet wird. Eine Lageabweichung der Reflexionsebene wird,
wie bereits erwähnt, in die Lageinformation des reflektierten Parallelstrahls transformiert.
Je nach Abstand des reflektierten Parallelstrahls zur optischen Achse OA wird also ein
größerer oder geringerer Anteil durch die Transmissionsstufe 0 vom gesamten Lichtstrahl
ausgeblendet. Auf diese Weise wird eine Intensitätsinformation dem Lichtstrahl
aufgeprägt. Da das gesamte transmittierte Licht auf einen Detektor projiziert wird, also
gebündelt wird, sind kohärente Effekte, wie die Beugung an der Kante, die
Intensitätsmodulation gemäß der Fresnelschen Integrale, im Fall kohärenten Lichtes
vernachlässigbar.
Je nachdem, ob das optische Element mit ortsabhängiger Transmission eine stufenartige
bzw. sich über einen räumlich kleinen Bereich ändernde Transmissionscharakteristik
aufweist - z. B. eine Messerschneide oder ein halbseitig beschichteter Spiegel mit einem
schmalen Übergangsbereich zwischen transmittierendem und nichttransmittierendem Teil
- oder einen Graukeil mit einem breiten Übergangsbereich umfasst, kann die Höhe des
Lichtschnittes gewählt werden, mit dem die Druckform beleuchtet wird. Im Fall der
Messerschneide sollte der Lichtschnitt so hoch sein, dass die Messerschneide auch bei
maximaler Auslenkung der Druckform das Bild des Lichtschnitts in der Detektionsebene
teilt, d. h. immer zwischen 1% und 99% transmittiert wird. Im Falle eines Graukeils kann
der Beleuchtungsstrahl eine geringe Höhe aufweisen, so dass immer der gesamte
Lichtschnitt durch den Graukeil tritt, so dass seine Position möglichst genau über den
Grauwert bestimmt werden kann.
Als Lichtquelle 1 kann jeder Lasertyp verwendet werden, in bevorzugter Ausführungsform
handelt es sich um einen Diodenlaser oder Festkörperlaser. Alternativ kann aber auch eine
Lichtquelle nicht kohärenten Lichtes eingesetzt werden. Die Wellenlänge der
Lichtstrahlung wird vorteilhafterweise gut von der Druckform reflektiert. In bevorzugter
Ausführungsform liegt die Wellenlänge im roten Spektralbereich, beispielsweise 670 nm.
Üblicherweise erfolgt der Einsatz des Lasers im Dauerschichtbetrieb. Ein Pulsbetrieb ist
jedoch vorteilhaft, um die Unempfindlichkeit gegen weitere, unerwünschte Reflexe zu
erhöhen.
Die in den Figuren gezeigte schematische Topologie und Geometrie der Abbildungsoptik
kann durch andere optische Elemente, wie sphärische und asphärische Linsen,
anamorphotische Prismen, Spiegel und dergleichen, zu einer vorteilhaften Strahlformung
des Lichtstrahles 3 bzw. des Lichtstrahls 7 ergänzt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Regelsignal in einen
Mittelwert, welcher aus der Summe der auf den n Fotodetektoren gemessenen Intensität
errechnet wird, zerlegt. Der Mittelwert wird dann als globaler Regelwert für die Bewegung
der Fokuslinie der Bebilderungseinrichtung verwendet. Die Differenz zwischen den
Regelsignalen der einzelnen Fotodioden und dem Mittelwert dienen als Regelsignal für die
einzelnen Laser des Laserarrays der Bebilderungseinrichtung.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die Anzahl der Fotodioden im
fotosensitiven Detektor auch kleiner sein als die Anzahl der Laserstrahlen der
Bebilderungseinrichtung. In diesem Fall dient das Regelsignal, welches aus der auf einer
bestimmten Fotodioden eintreffenden Intensität generiert wird, für mehrere aneinander
liegende Laserstrahlen als Regelsignal. Wenn die Anzahl der Fotodioden im fotosensitiven
Detektor größer ist als die Anzahl der Laserstrahlen der Bebilderungseinrichtung, kann
beispielsweise der Mittelwert von mehreren Regelsignalen angrenzender Fotodioden für
einen Laserstrahl verwendet werden. Die bereits erwähnte Diskretisierung des Bildes des
Lichtschnittes kann also kleiner oder größer als die durch die Anzahl n der Lichtquellen der
Bedienungseinrichtung vorgegebene sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kommen mikrooptische Komponenten
zum Einsatz. Beispielsweise können die fokussierenden Zylinderlinsen 9 und 14 aus
mehreren optischen Komponenten aufgebaut sein und ein Array von Linsen aufweisen.
Vorteilhafterweise ist zur Vermeidung von Einstrahlung von Laserstrahlung der
Bebilderungseinrichtung auf den fotosensitiven Detektoren der erfindungsgemäßen
Einrichtung ein entsprechendes optisches Bandpassfilter vorgesehen, welches nur die
Wellenlänge der Lichtquelle 1, welche zur Erzeugung der Reflexionspunkte im
parallelverarbeitenden optischen Entfernungsmesser dient, transmittiert. In einer
alternativem Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um fotosensitiver Detektoren,
welche Fotozellen, Fotomultiplier oder Charged Coupled Displays (CCD) aufweisen.
Eine derartige erfindungsgemäße Einrichtung kann getrennt von der
Bebilderungseinrichtung der Druckform ausgeführt oder aber ganz oder teilweise mit
dieser integriert sein. Mit anderen Worten Teile der Abbildungsoptik der
Bebilderungseinrichtung und der erfindungsgemäßen Einrichtung können gemeinsam
benutzt werden.
In der Fig. 5 ist schematisch eine Darstellung des Strahlengangs durch eine alternative
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung gezeigt. Ein Koordinatensystem 502
mit den kartesischen Koordinaten x, y und z bezeichnet beispielsweise in einem
sogenannten Outdrum-Druckformbelichter oder einer Direct Imaging-Druckmaschine die
Lage eines Zylinders 504. Die Rotationsachse 505 liegt dabei in x-Richtung, die z-Richtung
ist durch die optische Achse, entlang der sich das aus einer Bebilderungslichtquelle 522
ausbreitende Licht auf eine Druckform 510, welche auf dem Zylinder 504 aufgenommen
ist, und die y-Richtung bezeichnet die dritte Raumrichtung, senkrecht zur x- und z-
Richtung. Ein Beleuchtungsstrahl 506, typischerweise der kollimierte Strahl einer
Lichtquelle 508, beispielsweise ein Laser, wird mittels einer zylindersymmetrischen Optik
507 auf die Druckform 510 abgebildet. Die Projektion des Beleuchtungsstrahls 506 bildet
auf der Druckform 510 einen Lichtteppich 509. Dieser Lichtteppich 509 ist bevorzugt ein
rechteckiger, möglichst homogen ausgeleuchteter Bereich, dessen Breite der Breite des zu
detektierenden Bereichs entspricht. Bevorzugt trifft der Beleuchtungsstrahl 506 unter
einem Winkel von 45° auf die Druckform 510 auf und wird im rechten Winkel zu seiner
Einfallsrichtung reflektiert. Der Lichtteppich 509 wird mittels einer Zwischenoptik 511 in
eine Umwandlungsebene 514 abgebildet. In dieser Umwandlungsebene 514 befindet sich
ein optisches Element mit ortsabhängiger Transmission. Es folgt mittels einer weiteren
Abbildungsoptik 519 die Fokussierung auf einen fotosensitiven Detektor 520. Des weiteren
kann in einer vorteilhaften Weiterbildung, wie in Fig. 5 gezeigt, ein Strahlteiler 512 vor
der Umwandlungsebene 514 in den Strahlengang eingebracht werden. Auf einem
identischen Strahlengang 516 wird mittels einer Abbildungsoptik 517 ein Teil des Lichts
auf einen fotosensitiven Detektor 518 ausgekoppelt.
Die Fig. 6 dient der Erläuterung in einer schematischen Darstellung, wie ein Lichtteppich
als Reflexionslinie auf der Druckform erzeugt wird und wie die Ortsinformation in eine
Weginformation des reflektierten Lichtes transformiert wird. Die Fig. 6 zeigt einen
Beleuchtungsstrahl 601, welcher hier beispielhaft unter einem Winkel von 45° auf eine
Druckform trifft und im wesentlichen im rechten Winkel zur Einfallsrichtung reflektiert
wird. Die Druckform kann unterschiedliche Lagen in z-Richtung, der Normalenrichtung
603 aufweisen. In einer ersten Position der Druckform 608 wird eine erste Schnittlinie 602
erzeugt, in einer zweiten Position der Druckform 609 eine zweite Schnittlinie 604, und in
einer dritten Position der Druckform 608 eine dritte Schnittlinie 606. Beispielhaft ist in der
Fig. 6 die Situation gezeigt, in der sich die Druckform 608 in einer Lage befindet, in
welcher in der Schnittlinie 604 der Beleuchtungsstrahl 601 als Strahl 612 reflektiert wird.
Ohne Druckform 608 würde sich der Strahl als Beleuchtungsstrahl 605 fortsetzen. Die
beispielhaft gezeigten drei Schnittlinien 602, 604 und 606 liegen in einer Linienebene 610.
Mit anderen Worten: Variiert die Druckform 608 ihre Position in z-Richtung, also in
Normalenrichtung 603, so bilden die möglichen Positionen der Schnittlinie 602, 604 oder
606 eine Ebene im Raum, die durch die Einfallsrichtung des Beleuchtungsstrahls und eine
der Schnittlinien, beispielsweise die zweite Schnittlinie 604, definiert ist.
Anhand der Fig. 7 wird in einer schematischen Darstellung die Umwandlung von
Ortsinformation in Intensitätsinformation in der erfindungsgemäßen Einrichtung erläutert.
Die Fig. 7 zeigt schematisch wie auf einer Druckform 701 ein Lichtschnitt 702 liegt.
Mittels der durch den Pfeil angedeuteten Reflexionstransformation wird die Lage des
Lichtschnitts 702 in eine Weginformation des reflektierten Strahls 704 in der Linienebene
705 transformiert. Eine Abbildungstransformation 706 überträgt diese Information in die
Umwandlungsebene 707 als einen Bildfleck 708. Die Umwandlungsebene 707 weist ein
optisches Element mit ortsabhängiger Transmission 709 auf. Dieses bewirkt eine
Intensitätstransformation 710 derart, dass in einer Detektionsebene 711 auf den Fotodioden
713 eines fotosensitiven Detektors 712 eine bestimmte Lichtintensität gemessen wird. Eine
Signaltransformation 714 wird zur Generierung eines Helligkeitssignals 715 in
Abhängigkeit der Messungen einzelner Fotodioden 713 generiert. Damit sind Signale 716
Dir einzelne Bereiche innerhalb des Lichtschnittes als Funktion der Lage generiert. Die
Information im Helligkeitssignal 715 kann dann seriell oder parallel als Regelsignal an eine
Einrichtung übergeben werden, welche die optischen Parameter des Bebilderungsstrahls an
die Unebenheiten der Druckform anpasst.
Die Fig. 8 zeigt schematisch eine Darstellung des Strahlengangs in einer
Ausführungsform der dem Lichtteppich nachgeordneten Teil der Abbildungsoptik. Im
Teilbild 8a ist ein Schnitt in der yz-Ebene gezeigt, während im Teilbild 8b ein Schnitt
entlang der x-Koordinate dargestellt ist. Im Teilbild 8a ist eine erste Lage der Druckform
801 und eine zweite Lage der Druckform 803 und eine Linienebene 802 gezeigt, welche
zwei Schnittpunkte aufweisen: Einen ersten Reflexionspunkt 812 und einen zweiten
Reflexionspunkt 814. Mittels einer rotationssymmetrischen Abbildungsoptik 804,
vorzugsweise eine sphärische Linse, werden der erste Reflexionspunkt 812 und der zweite
Reflexionspunkt 814 in eine Umwandlungsebene 806 abgebildet. In dieser
Umwandlungsebene 806 befindet sich ein optisches Element mit ortsabhängiger
Transmission. Von dort findet mittels einer weiteren rotationssymmetrischen
Abbildungsoptik eine Abbildung auf einen fotosensitiven Detektor 810 statt, wobei dem
ersten Reflexionspunkt 812 ein erster Detektionspunkt 816 und dem zweiten
Reflexionspunkt 814 ein dritter Detektionspunkt 820 zugeordnet sind. Das Teilbild 8b
zeigt die Situation alternativ im Schnitt entlang der x-Koordinate mit einem ersten
Detektionspunkt 816 und einem zweiten Detektionspunkt 818.
Die Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten vorteilhaften Weiterbildung
der alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung. Das Teilbild 9a
zeigt einen Schnitt in der yz-Ebene, und im Teilbild 9b ist die Situation in einem Schnitt
entlang der x-Achse gezeigt. Die Oberfläche der Druckform schneidet in einer ersten Lage
901 eine Linienebene 902 in einem ersten Reflexionspunkt 914, während die Oberfläche
der Druckform in einer zweiten Lage 903 die Linienebene 902 in einem zweiten
Reflexionspunkt 916 schneidet. Der erste Reflexionspunkt 914 und der zweite
Reflexionspunkt 916 werden mittels einer wenigstens zweiteiligen Abbildungsoptik,
bestehend aus einer ersten zylindersymmetrischen Abbildungsoptik 904 und einer zweiten
zylindersymmetrischen Abbildungsoptik 908, auf eine Umwandlungsebene 910, in welcher
sich ein optisches Element mit ortsabhängiger Transmission befindet, abgebildet. Die erste
zylindersymmetrische Abbildungsoptik 904 und die zweite zylindersymmetrische
Abbildungsoptik 908 weisen dabei Symmetrieachsen auf, welche im wesentlichen
senkrecht zueinander stehen. Mittels einer dritten zylindersymmetrischen Abbildungsoptik
912 wird der erste Reflexionspunkt 914 in einen ersten Detektionspunkt 918 abgebildet,
während der zweite Reflexionspunkt 916 in einen zweiten Detektionspunkt 920 abgebildet
wird, in der Darstellung des Teilbildes 9a der Fig. 9 liegen diese Punkte zusammen. Das
Teilbild 9b der Fig. 9 zeigt durch eine Darstellung des Schnittes in x-Richtung, wie die
Abbildung in x- und yz-Richtung voneinander getrennt sind. Ein vom ersten
Reflexionspunkt 914 in dieser Richtung liegender Strahl wird durch die erste
zylindersymmetrische Abbildungsoptik 904 beeinflusst und in den ersten Detektionspunkt
918 abgebildet. Entsprechend wird Licht ausgehend vom zweiten Reflexionspunkt 916
mittels der ersten zylindersymmetrischen Abbildungsoptik 904 in einen zweiten
Detektionspunkt 920 abgebildet.
Die Fig. 10 ist eine schematische Darstellung einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung
der alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung. Im Teilbild 10a der
Fig. 10 ist ein Schnitt in der yz-Ebene gezeigt, während im Teilbild 10b der Fig. 10 ein
Schnitt in x-Richtung dargestellt ist. Die Oberfläche der Druckform schneidet in einer
ersten Lage 1001 die Linienebene 1002 in einem ersten Reflexionspunkt 1014, während
die Oberfläche der Druckform in einer zweiten Lage 1003 die Linienebene 1002 in einem
zweiten Reflexionspunkt 1016 schneidet. Der erste Reflexionspunkt 1014 und der zweite
Reflexionspunkt 1016 werden mittels einer rotationssymmetrischen Abbildungsoptik 1004
in eine Umwandlungsebene 1006 abgebildet. In dieser befindet sich ein optisches Element
mit ortsabhängiger Transmission. Von dort wird mit einer wenigstens zwei Teile
aufweisenden Abbildungsoptik, bestehend aus einer ersten zylindersymmetrischen
Abbildungsoptik 1008 und einer zweiten zylindersymmetrischen Abbildungsoptik 1010,
deren Symmetrieachsen im wesentlichen zueinander senkrecht stehen, in eine
Detektionsebene 1012 abgebildet. Der erste Detektionspunkt 1018, welcher dem ersten
Reflexionspunkt 1014 entspricht, und der zweite Detektionspunkt 1020, welcher dem
zweiten Reflexionspunkt 1016 entspricht, fallen in dieser Ebene zusammen. Im Teilbild
10b der Fig. 10 ist ein Schnitt in orthogonaler, also x-Richtung gezeigt. Ein erster
Reflexionspunkt 1014 und ein zweiter Reflexionspunkt 1016 werden mittels der
rotationssymmetrischen Abbildungsoptik 1004 in die Umwandlungsebene 1006 abgebildet.
Von dort ausgehend bewirkt die erste zylindersymmetrische Abbildungsoptik 1008 eine
Abbildung des ersten Reflexionspunktes 1014 auf einen ersten Detektionspunkt 1018 und
des zweiten Reflexionspunkts 1016 auf einen zweiten Detektionspunkt 1020.
Eine derartige erfindungsgemäße Einrichtung kann sowohl in einem Druckformbelichter
als auch in einem Druckwerk oder einer Druckmaschine, insbesondere Direct Imaging
Druckwerken oder Druckmaschinen, verwendet werden.
P Punkt
OA optische Achse
OA optische Achse
1
Lichtquelle
2
Abbildungsoptik
3
Laserstrahl
4
Objektivoptik
5
Druckform
6
Lichtteppich
7
Laserstrahl
8
Element mit ortsabhängiger Transmission
9
Zylinderlinse
10
fotosensitiver Detektor
11
Fotodioden
12
Strahlteiler
13
Lichtstrahl
14
Zylinderlinse
15
fotosensitiver Detektor
16
Fotodioden
21
Lichtstrahl
22
optische Achse
23
Linse
24
Lichtteppich
25
Referenzebene
26
Lichtstrahl
27
Ebene
28
Lichtteppich
29
Lichtstrahl
210
Ebene
211
Lichtteppich
212
Lichtstrahl
213
optisches Element mit ortsabhängiger Transmission
214
Lichtstrahl
215
Lichtstrahl
216
Lichtstrahl
502
Koordinatensystem
504
Zylinder
505
Rotationsachse
506
Beleuchtungsstrahl
507
zylindersymmetrische Optik
508
Lichtquelle
509
Lichtteppich
510
Druckform
512
Strahlteiler
511
Zwischenoptik
514
Umwandlungsebene
516
identischer Strahlengang
517
Abbildungsoptik
518
fotosensitiver Detektor
519
Abbildungsoptik
520
fotosensitiver Detektor
522
Bebilderungslichtquelle
524
Abbildungsoptik
601
Beleuchtungsstrahl
602
erste Position der Schnittlinie
603
Normalenrichtung
604
zweite Position der Schnittlinie
605
Fortsetzung Beleuchtungsstrahl
606
dritte Position der Schnittlinie
608
Druckform
610
Linienebene
612
reflektierter Strahl
701
Druckform
702
Lichtschnitt
703
Reflexionstransformation
704
Weginformation im reflektierten Strahl
705
Linienebene
706
Abbildungstransformation
707
Umwandlungsebene
708
Bildfleck
709
optisches Element mit ortsabhängiger Transmission
710
Intensitätstransformation
711
Detektionsebene
712
fotosensitiver Detektor
713
Fotodioden
714
Signaltransformation
715
Helligkeitssignal
716
Signal für einzelne Punkte
801
erste Lage der Druckform
802
Linienebene
803
zweite Lage der Druckform
804
rotationssymmetrische Abbildungsoptik
806
Umwandlungsebene
808
rotationssymmetrische Abbildungsoptik
810
fotosensitiver Detektor
812
erster Reflexionspunkt
814
zweiter Reflexionspunkt
816
erster Detektionspunkt
818
zweiter Detektionspunkt
820
dritter Detektionspunkt
901
erste Lage der Druckform
902
Linienebene
903
zweite Lage der Druckform
904
erste zylindersymmetrische Abbildungsoptik
906
Detektionsebene
908
zweite zylindersymmetrische Abbildungsoptik
910
Umwandlungsebene
912
dritte zylindersymmetrische Abbildungsoptik
914
erster Reflexionspunkt
916
zweiter Reflexionspunkt
918
erster Detektionspunkt
920
zweiter Detektionspunkt
1001
erste Lage der Druckform
1002
Linienebene
1003
zweite Lage der Druckform
1004
rotationssymmetrische Abbildungsoptik
1006
Umwandlungsebene
1008
erste zylindersymmetrische Abbildungsoptik
1010
zweite zylindersymmetrische Abbildungsoptik
1012
Detektionsebene
1014
erster Reflexionspunkt
1016
zweiter Reflexionspunkt
1018
erster Detektionspunkt
1020
zweiter Detektionspunkt
Claims (22)
1. Einrichtung zur Bestimmung der Abweichung der Lage von n Punkten (P), wobei n
eine natürliche Zahl ist, von ihren n disjunkten Referenzlagen mit einer Quelle
elektromagnetischer Strahlung (1), einer Abbildungsoptik (2, 4, 9) und einem
fotosensitiven Detektor (10), wobei die Lageinformation in eine Intensitätsinformation
umgewandelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass zeitlich im Wesentlichen simultan oder parallel n Signale durch den Detektor (10)
erzeugt werden, wobei jedes der n Signale eindeutig einem der n Punkte (P)
zugeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Quelle (1) eine einzelne Strahlungsquelle ist, dessen Licht bei Passage eines
Teils der Abbildungsoptik (2, 4) einen Lichtschnitt (6) bildet, der auf die Stelle aller n
Punkte (P) trifft.
3. Einrichtung nach einem der oberen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die n Punkte im Wesentlichen in einer Ebene oder auf einer Geraden liegen.
4. Einrichtung nach einem der oberen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abbildungsoptik (2, 4, 9) asphärische optische Elemente aufweist.
5. Einrichtung nach einem der oberen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der fotosensitive Detektor (10) aus einer Anzahl voneinander unabhängiger
fotosensitiver Elemente (19) besteht.
6. Einrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die fotosensitiven Elemente (11) Fotodioden, Fotozellen, Fotomultiplier oder
Charged Coupled Displays (CCDs) sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass für wenigstens zwei der n voneinander unabhängigen fotosensitiven Elemente
(11) genau und eindeutig wenigstens zwei der n Punkte zugeordnet ist.
8. Einrichtung nach einem der oberen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Strahlungsquelle (1) mindestens eine infrarote oder sichtbare Wellenlänge
emittiert.
9. Einrichtung nach einem der oberen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abweichung der Lage wenigstens eines der n Punkte von seiner Referenzlage
im eindeutigen Zusammenhang zu einem anderen Lichtweg als dem Lichtweg des
vom besagten Punkt (P) in Referenzlage reflektierten Lichtes durch die
Abbildungsoptik (4, 9) führt, die Lageinformation in eine Weginformation
umgewandelt wird.
10. Einrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein Element (8) der Abbildungsoptik vorgesehen sind, welche die
Weginformation des Lichtes durch die Abbildungsoptik in eine
Lichtintensitätsinformation umwandeln.
11. Einrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abbildungsoptik einen Graukeil (8) oder eine Kante (8) aufweist.
12. Einrichtung nach einem der oberen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der dem Lichtteppich (6, 509) nachgeordneten Teil der Abbildungsoptik
wenigstens zwei optische Elemente (904, 908) mit zueinander im wesentlichen
orthogonalen zylindersymmetrischen Symmetrieachsen aufweist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Zwischenbild in einer Umwandlungsebene (1006), in der ein optisches
Element mit ortsabhängiger Transmission liegt, erzeugt wird.
14. Einrichtung nach einem der oberen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abbildungsoptik wenigstens einen Strahlteiler (12) im Lichtweg nach der
Reflexion aufweist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein weiterer fotosensitiver Detektor (10) mit einer Anzahl
unabhängiger fotosensitiver Elemente (11), wobei jedem der voneinander
unabhängigen Elemente wenigstens einen oder genau einer der n Punkte (P)
zugeordnet ist.
16. Entfernungsmesser,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Entfernungsmesser eine Einrichtung gemäß einem der oberen Ansprüche
aufweist.
17. Bebilderungseinrichtung mit n einzeln ansteuerbaren Lasern und voneinander
unabhängigen Abbildungsoptiken und einem Autofokussystem, welches eine
Fokusverschiebung unabhängig für wenigstens zwei der n einzelnen ansteuerbaren
Laser, mit n aus den natürlichen Zahlen, ermöglicht,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Autofokussystem in Funktion des Messergebnisses eines Entfernungsmessers
gemäß Anspruch 16 geregelt ist.
18. Druckformbelichter,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Druckformbelichter wenigstens eine Bebilderungseinrichtung gemäß
Anspruch 17 aufweist.
19. Druckwerk,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Druckwerk eine Bebilderungseinrichtung gemäß Anspruch 17 aufweist.
20. Druckmaschine,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Druckmaschine wenigstens ein Druckwerk gemäß Anspruch 19 aufweist.
21. Verfahren zur Bestimmung der Abweichung der Lage von n Punkten (P) von ihren n
Referenzlagen, wobei n eine natürliche Zahl ist, mit den folgenden Schritten:
- - Beleuchtung jedes einzelnen der n Punkte (P) mit elektromagnetischer Strahlung
- - Umwandlung der Lageinformation der Punkte (P) in Weginformation der Lichtstrahlung
- - Umwandlung der Lageinformation in Intensitätsinformation
- - diskriminierende Detektion des reflektierten Lichtes von wenigstens zwei der n Punkte (8),
22. Verfahren zur Bestimmung der Abweichung der Lage von n Punkten (8) von ihren
Referenzlagen gemäß Anspruch 22 mit dem zusätzlichen Schritt:
- - Messung der momentanen Intensität der reflektierten elektromagnetischen Strahlung für mindestens einen der n Punkte (8),
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10111245A DE10111245A1 (de) | 2000-09-07 | 2001-03-09 | Parallelverarbeitender optischer Entfernungsmesser |
| AT01117770T ATE316254T1 (de) | 2000-09-07 | 2001-08-01 | Parallelverarbeitender optischer entfernungsmesser |
| DE50108728T DE50108728D1 (de) | 2000-09-07 | 2001-08-01 | Parallelverarbeitender optischer Entfernungsmesser |
| EP01117770A EP1186928B1 (de) | 2000-09-07 | 2001-08-01 | Parallelverarbeitender optischer Entfernungsmesser |
| CZ20012830A CZ20012830A3 (cs) | 2000-09-07 | 2001-08-03 | Optický měřič vzdálenosti s paralelním zpracováním |
| CA002355000A CA2355000A1 (en) | 2000-09-07 | 2001-08-10 | Parallel-processing, optical distance-measuring device |
| US09/946,708 US6661446B2 (en) | 2000-09-07 | 2001-09-04 | Parallel-processing, optical distance-measuring device |
| JP2001271793A JP4884615B2 (ja) | 2000-09-07 | 2001-09-07 | 並列処理光学距離計 |
| CNB011420472A CN1262885C (zh) | 2000-09-07 | 2001-09-07 | 并行处理式光学测距仪 |
| HK02107237.6A HK1045881B (en) | 2000-09-07 | 2002-10-02 | Parallel-processing, optical distance-measuring device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10044082 | 2000-09-07 | ||
| DE10111245A DE10111245A1 (de) | 2000-09-07 | 2001-03-09 | Parallelverarbeitender optischer Entfernungsmesser |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10111245A1 true DE10111245A1 (de) | 2002-03-21 |
Family
ID=7655295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10111245A Withdrawn DE10111245A1 (de) | 2000-09-07 | 2001-03-09 | Parallelverarbeitender optischer Entfernungsmesser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10111245A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017130012A1 (de) * | 2017-12-14 | 2019-06-19 | Arnold & Richter Cine Technik Gmbh & Co. Betriebs Kg | Kamerasystem mit laserbasiertem Rangefinder |
| DE102023131814B3 (de) | 2023-11-15 | 2025-02-20 | Koenig & Bauer Ag | Vorrichtung zum Ausführen von Messaufgaben an einer Oberfläche eines Druckbogens |
-
2001
- 2001-03-09 DE DE10111245A patent/DE10111245A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017130012A1 (de) * | 2017-12-14 | 2019-06-19 | Arnold & Richter Cine Technik Gmbh & Co. Betriebs Kg | Kamerasystem mit laserbasiertem Rangefinder |
| US10627515B2 (en) | 2017-12-14 | 2020-04-21 | Arnold & Richter Sine Technik Gmbh & Co. Betriebs Kg | Camera system with laser-based rangefinder |
| DE102023131814B3 (de) | 2023-11-15 | 2025-02-20 | Koenig & Bauer Ag | Vorrichtung zum Ausführen von Messaufgaben an einer Oberfläche eines Druckbogens |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE4006300C2 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung des Abstandes und der Richtung zu einem Objekt | |
| DE4330476B4 (de) | Optische Radarvorrichtung für ein Kraftfahrzeug | |
| EP1150096B1 (de) | Fernrohr für geodätische Geräte, insbesondere für Videotachymeter | |
| EP1821120B1 (de) | Optoelektronische Vorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb | |
| DE4131737C2 (de) | Autofokus-Anordnung für ein Stereomikroskop | |
| WO2003002939A1 (de) | Vorrichtung zur optischen distanzmessung über einen grossen messbereich | |
| EP1186928B1 (de) | Parallelverarbeitender optischer Entfernungsmesser | |
| EP1927014B1 (de) | Elektro-optisches messgerät | |
| DE3328821C2 (de) | Autofokus für Mikroskope | |
| DE10204367B4 (de) | Autofokusmodul für mikroskopbasierte Systeme und Autofokusverfahren für ein mikroskopbasiertes System | |
| DE3641048C2 (de) | ||
| DE10234757B4 (de) | Autofokusmodul für Mikroskopbasierte Systeme | |
| DE2846696C2 (de) | Automatische Scharfeinstelleinrichtung für ein optisches Abbildungssystem | |
| EP0322356A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur optischen Distanzmessung | |
| DE69803044T2 (de) | Optisches gerät zur kontaktlosen messung des abstandes zu einer lichtquelle | |
| DE10056329B4 (de) | Optisches Abstandsmeßverfahren und Abstandssensor | |
| DE3430569C2 (de) | Vorrichtung zur Brennpunktermittlung | |
| DE3639497C3 (de) | Vorrichtung zur Feststellung des Scharfeinstellzustandes eines optischen Abbildungssystems | |
| DE102013105102A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Merkmalen an Messobjekten | |
| DE19946448B4 (de) | Entfernungsmeßeinrichtung | |
| DE19504039C1 (de) | Vorrichtung für Nivellierzwecke | |
| DE10111245A1 (de) | Parallelverarbeitender optischer Entfernungsmesser | |
| EP1373961B1 (de) | Mikroskopobjektivanordnung | |
| EP4453507B1 (de) | Beleuchtungsvorrichtung zum beleuchten einer szene, kamerasystem und verfahren zum beleuchten einer szene | |
| DE102022113664A1 (de) | Kompakte autofokus-anordnung für ein mikroskop |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |