专利名称：并行处理式光学测距仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测定n个点距其n个分立的基准位置的位置偏差的装置，它具有电磁辐射源、投影镜组和光敏检测器，其中n是自然数，并且所述位置信息被转换成强度信息。
为了对平面印版或弯曲印版进行晒版(Bebilderung)，通常在印版曝光装置或印刷装置或印刷机中采用了光源阵列，并且通常采用激光器阵列。利用一般垂直于由投影镜组光轴确定的直线的阵列而产生n道独立光束，其从光源如激光器二极管起借助物镜组形成的象点位于一个数毫米乘微米的面上并且通常基本上在一个平面或确切地说在一条直线上地分布在印版上。在这里，点或象点不仅被理解为数学点，而且被理解为多维有限面。其中一道射线的象点一般具有数微米直径并且彼此间隔数百微米。由于粉尘、其它微粒等弄脏了成平面或曲面状的基板，所以印版通常不是平的，而是可能形成局部隆起，这样的隆起具有数毫米直径。一般不仅对所有n道射线同样地这样设计，而且对阵列的各投影镜组如此设计，即象点的基准位置或换句话说其与物镜组有基准距离的理想位置大致位于一个平面内。但由于形成了隆起，所以需要各射线的象点位于一个不同于由基准位置确定的平面的另外平面内，这个平面通常垂直于由投影镜组光轴确定的直线。为了在象场的这些位置上也获得理想的晒版效果，需要根据所用方法来改变有关阵列光源的光功率，或者在基准位置的象点是光源射束尾的情况下，改变投影镜组的焦点，如通过改变目标距离、象宽或移动投影镜组的主平面。在这两种情况下，都需要相对基准位置来确定实际象点的位置，这是因为这个参量被要求作为输入值来计算出所需功率变化或所需投影镜组的变化。通常，这样的测距结果用于产生调节信号。调节信号例如可以由一个光敏检测器信号的继续处理或光强度测量而产生。光学测距仪尤其是被用在自动聚焦装置中。
在US4546460中公开了一种用于光学系统的自动聚焦装置，它具有激光器作为光源、一个反光层和一个至少具有两个光敏区的光敏检测器。激光束通过物镜会聚并且投影在反光层上。由该层反射的激光通过物镜和其它光学元件被投射到光敏检测器表面上。物镜沿光轴的位移使激光束偏转并且在光敏检测器表面上的投影图形在某个方向上移动。如果物镜离反光层的距离比一个预定距离更短，则在第一光敏区上有该图形。如果物镜离反光层的距离比第二预定距离大，则该图形同样形成在第一光敏区上。如果物镜与反光层的距离比第一预定距离大，但小于第二预定距离，则在光敏检测器的第二光敏区上形成该图形。可以根据测定图形位置来推算出反光层距光学系统的距离。
此外，可以通过移动物镜来移动投影镜组的焦点。
在这样的结构中，只能确定其中一个点相对一个基准位置的位置并且移动一个焦点，这是不利的。
例如在US5302997中，公开了一种阵列式布置光测测距元件的结构，该阵列被用于所属光学系统的自动焦距控制和自动曝光测量。在一个象场中，这种装置在中心具有两维光敏元件并且在其两侧具有成直线布置的多个光敏元件。借助透镜系统，图形被投射到所述装置上。在这里，成直线布置的光敏元件获得了一小部分象场的光并且用于测量照射光线的强度，而两维光敏元件由许多独立的区域构成并且用于产生自动调焦信号。
在这种装置中不利的是，只考虑了其中一个点的位置来控制焦点。虽然光敏件阵列被用于强度测量，但相应的信号只被用于自动的曝光测量。
为了给一个阵列n光源且尤其是激光器确定n个象点相对其基准位置的位置偏差，所述装置是不适用的，这是因为用于n个象点的局部分解是不可能实现的并且只能为整个象场产生一个信号。连续测量n个偏差或者距离意味着n倍的测量时间，对于理想使用目的且尤其是在印版晒版装置中的使用目的来说，这是不可接受的。
本发明的目的是提供一种测定n个点距离其分立的基准位置的位置偏差的装置，它允许快速地测量n个偏差或距离。
通过具有权利要求1特征的装置和如权利要求21所述的方法达到了上述目的。
在本发明的测定n个点距离其n个分立的(disjunkten)基准位置的位置偏差的装置中，所述装置具有一个电磁辐射源、一个投影镜组和一个光敏检测器，在时间上同时地或并行地通过检测器产生n个信号，n个信号中的每一个被明确地与n个点之一相配。为此，来源于光源的光，通过合适的投影镜组照射到n个点的面上，所述光线被n个点的面至少部分地反射。通过合适的投影镜组，反射光被送往一个光敏检测器。对应于射中的光的强度产生一个信号且通常是电形式的信号。可以有利地在一个确定时间对n个点或反射点进行测量。利用本发明的装置，可以快速简单地测量并产生n个信号，它可以被考虑用于调节尤其是用在印版晒版装置中的阵列式光源的强度，或者用于改变用于带有该阵列的晒版装置的相应投影镜组的焦点位置。这样的装置可以按照紧凑的形式实现并且也是低成本的，因为只采用了一个电磁辐射源，但同时可以通过相应的分辨率确定n个点或反射点的位置。
本发明的一个目的是快速且局部分辨地探测要晒版印版的不平度，尤其是提供这样一种装置，它适用于将印版不平度信息转换成光束或光束区域的可直接或间接探测的位置变化。
在优选实施例中，电磁辐射源是一个独立的电磁辐射源，它发射出聚合或不聚合的辐射并且其光线在经过投影镜组的部分时照射所有n个点，它们相对其分立的基准位置的位置偏差应被确定。光敏检测器具有n个相互独立的光敏元件。准确地为n个相互独立的光敏元件的每一个配备了一个点或反射点，所述点相对基准位置的位置偏差应被确定。这些尤其是涉及间距差。换句话说，在反射面(n点位于该区域内)的光线反射后由投影镜组的另一部分进行的投影是如此设计的，即由n点之一区域反射的光明确地实现了彼此无关的n点之一。n点之一距其基准位置的位置偏差导致了一个不同于由基准位置的点被投影镜组反射的光的光路的其它光路。因此，位置信息被转换成位移信息。在投影镜组中，至少设置了一个元件，它通过投影镜组将用于每个属于n点之一的光路的位移信息转换成一个光强度信息。为此，采用具有取决于位置地透射的光学元件是尤其有利的，它是连续的或分立地位置相关的。换句话说，本发明的确定n个点距其n个分立的基准位置的位置偏差的装置也可被称为并行处理式光学测距仪。
本发明的确定n个点距其n个分立基准位置的位置偏差的装置的特点可以是，从电磁辐射源起，采用了一个具有一对称平面的投影镜组，所述平面平行于晒版装置的光轴。或者有利的是，这样鲜明地形成本发明的装置，即其投影镜组将相对印版倾斜射入的准直光束投射到一个检测器上。根据印版各区偏离焦点位置的偏差，在印版与照射光束之间的交点能够在空间中占据不同的位置。反射光束如此投影，即当印版安装在旋转对称件上时，仍然获得了在一个方向且通常是滚筒轴线方向上的位置信息，并且在一个方向上的位置信息被与之垂直地(由n个点的位置确定)转换成强度信息。
结合附图及其说明来介绍本发明的其它优点和有利改进方式。
图1是经过本发明装置的一个有利实施形式的光路的示意图。
图2是说明反射点位置偏差是如何导致经过本发明装置的一个有利实施形式的不同光路的。
图3是本发明装置的一个有利实施形式的示意图，它具有用于确定反射光强度的附加装置。
图4是本发明装置的一个有利替换实施形式的示意图，它具有取决于空间位置的分级透射式光学元件。
图5是经过本发明装置的一个替换实施形式的光路的示意图，它具有一个倾斜入射的平行(Kollimiert)照射光束。
图6是作为反光线地在印版上产生光垫(Lichtteppich)的示意图。
图7是说明在本发明装置中位置信息被转换成强度信息的示意图。
图8是在本发明装置的一个替换实施形式中的且在位于光垫后的投影镜组部分内的光路的示意图。
图9是本发明装置的替换实施形式的第一有利改进方案的示意图。
图10是本发明装置的替换实施形式的第二有利改进方案的示意图。
图1以光路示意图表示本发明装置的一个有利实施形式。在优选实施形式中，光源1是二极管激光器。由激光器发出的光通过最好具有非旋转对称的非球形光学元件、如圆柱形透镜的第一投影镜组2被转换成激光束3，其宽度覆盖了由未示出的晒版装置(Bebilderungseinrichtung)、一般是二极管激光器阵列的n个(在这里是4个)象点限定的记录面，并且如此选择其高度，即光束沿传播方向的发散是可以忽略的。激光束通过物镜组(在这里是圆柱形透镜4)而离轴(off-axis)地聚集在印版5上，从而在印版上投影了一个窄光垫6。在图1中示出了一块平面印版，但它可以通常不受限制地是具有宏观弯曲表面的印版，这种弯曲对本发明装置的投影来说在微观或局部上是可以忽略的。一个点的激光偏差尤其是相对基准平面的距离偏差。光垫6宽度与印版5上记录面的由晒版装置的n个象点确定的宽度相同。由印版5反射的光通过物镜组4被变成平行光并且转换成激光束7。激光束7照射到一个具有取决于位置地透射的光学元件上、最好是一个灰度级光楔8上，灰度级光楔8与距离投影系统光轴OA的距离有关地透射，并且一般近距离的透射大于远距离的透射。对于该光学元件来说，光线射入和射出时的折射是可以忽略的。透射的且必要时其强度也减弱的光通过一个聚焦镜组(在这里是圆柱形透镜)9而聚焦在光敏检测器10上。在优选实施形式中，光敏检测器具有n个光电二极管11。
在装置工作状态下，印版5上的光垫6也可以位于晒版装置光源n个象点的空间分隔位置上。因此，印版5可以相对移动，从而其面的一个点首先落入具有由n个象点限定的面的尺寸的光垫6中并随后落到晒版装置n个象点P的面下方。由于平移或转动参数是已知的，所以可以根据上述测量推算出在晒版时存在的实际距离。
图1所示几何形状只是本发明的一个优选实施形式。还可设想到以下结构，即尤其是可以有利地添加其它光学元件来进行射束整形。在这里，反射光学元件证明是合适的。
图2是说明印版位置偏差和因此形成的反射点位置偏差如何通过本发明装置造成不同光路的示意图。为了简化讨论起见，没有普遍限制地画出了一个经过本发明装置的矢状截面，确切地说垂直于由光截面6限定的直线。光束21从左面平行于光轴22地照射。它被通过透镜23折射向光轴22。作为工作点或基准位置地设置了带光轴22的平面25的交点。在一般情况下，如果光束21在子午线方向和矢状方向上具有不同的半轴，则在平面25上出现了光垫24。由平面25反射的光又被透镜23转换成光束26，所述光束平行于光轴22地传播。由透镜23折射的光束21与光垫28中的一个平面27相交，该平面27位于透镜23与基准面25之间。由光垫28反射的光通过透镜23被转换成光束29，它沿光轴22平行地传播。光束29与光轴的距离小于光束26的距离。一个比平面25更远离透镜23的平面210与光垫211中的在透镜23上被折射的光束21相交，来自光垫211的光通过透镜23被转换成光束212，该光束平行于光轴22地沿着传播。光束212与光轴的距离大于光束26与光轴的距离。如图2所示，在这样的配置中，该位置、即与基准面25前后平面的距离与来自投影镜组的平行光束距光轴22的距离有函数(funktionell)上的关系，其中由平面反射的光被转换成所述平行光束。换句话说，平面27或210距基准面25的位置信息被转换成平行光束26、29和212的距离的位移信息。该位移信息可以借助一个取决于距光轴22距离地透射的光学元件213被编码为光束26、29和212的光强度。例如在经过取决于位置地透射的光学元件213后，光束214有利地具有小于光束215的强度，而光束215又具有小于光束216的强度。换句话说，平行光束距光轴的位置所含的位移信息被转换成强度信息，从而光束214、215和216可以通过未示出的投影镜组被投射到未示出的检测器上，其中仍然获得了与反射平面位置有关的信息。
通过图1所示的本发明装置的优选实施形式，同时实现了结合图2所述的位移位置信息被转换成所有n个点P的强度。为此，图1的光学投影系统(Abbildungssystem)可以是一个投影镜组，它在印版5上产生了一个光垫6，所述光垫在矢状方向和子午线方向上具有不同的半轴。此外，光垫6的面覆盖了由晒版装置的n个象点P确定的面。由光截面6反射的光通过投影镜组被投影到检测器面10上，这个面的各部分分别与n个光电二极管11中的一个相配。换句话说，在检测器上，光截面6的投影图被分成至少n部分，从而在各有n点中的两个点位于其中的各区域之间是有区别的。在这里，每个部分明确地与晒版装置光源的n个象点P之一相配。在时间方面基本上、尤其是在检测器动作参数特性范围内通过检测器同时或并行地产生信号，其中n个信号中的每个信号明确地与n个点之一相对应。如果光截面6部分距投影镜组4具有不同的距离，换句话说，反射发生在这样的平面内，即其位置偏离了基准平面的位置，在本发明装置内，使这个部分与功能相关的对应强度信息相配。这样一来，可以实现并行处理式光学测距仪。
图3画出了本发明装置的有利扩展构型。在图3中，示意地示出了具有附加光学元件的本发明装置，它们用于确定由印版反射的光的强度。图3首先示出了在图1中所描述的元件1-11。此外，在激光束7的光路中加入了一个分光器12，通过分光器输出耦合一道光束13。该光束借助圆柱形透镜14被投影到另一个光敏检测器15上。光敏检测器15具有n个光电二极管16。分光器12可以具有一个任意已知的透射光与反射光之间的划分系数(Teilungsverhaeltnis)。在这种配置中的一个重要的点是，与印版5距物镜组4的位置并因而与光截面6的导致反射光束有不同的光程的位置无关地，可以根据分光器12的划分系数和已知的来自光源1光线的强度来确定反射光强度、即光束7的强度。通过对应光电二极管11、16的强度信号比值，可以由光敏检测器10信号产生一个与尤其是与光源1的实际光功率有关的现有反射光束功率无关的调节信号。
图4示意地示出了本发明装置的一个替换实施形式，它具有取决于空间轴距离地分级透射的光学元件。0和1的分级透射是特别有利的。为了利用这样的透射，如此传播光束7，即当在基准位置上在印版5光截面6上反射时，一半光束通过透射级0结束传播。反射平面的位置偏差如已描述地被转换成反射平行光束的位置信息。根据反射平行光束距光轴OA的距离，多多少少有一部分通过透射级0而从整个光束中消失。这样一来，强度信息在光束中留下了痕迹。因为整个透射光投射在或者说集束在检测器上，在聚合光的情况下，聚合效果如边缘绕射、夫累内尔积分的强度调制是可以忽略的。
根据取决于位置地分级透射的光学元件是否具有分级透射特性或在小空间区内变化的透射特性(如具有在透射和不投射部分之间的窄过渡区的刀刃(Messerschneide)或单面涂层镜)或者包括带有宽过渡区的灰度级光楔，可以选择照射印版的光截面高度。在刀刃的情况下，光截面应该如此高，即刀刃在印版最大偏转时也划分检测器平面内的光截面图形，即总是透射1％-99％。在灰度级光楔的情况下，照射光束具有很小的高度，从而整个光截面总是通过灰度级光楔射出，其位置可以尽可能精确地通过灰度值来确定。
作为光源1地，可以采用任何一种激光器，在优选实施形式中，它可以是二极管激光器或固体激光器。或者，可以采用发出不聚合光的光源。印版有利地良好反射光束波长。在优选实施形式中，波长位于红色光谱区内、例如670nm。通常，在持续振荡状态下使用激光器。但是，为了提高对其它所不希望的反射的不灵敏性，脉冲运行是有利的。
在图中所示的拓补学和投影镜组的几何形状可以通过其它光学元件如球状和非球状透镜、变形透镜、镜子等来补充，来进行光束3或光束7的有利的光束成型。
在本发明的一个有利改进构型中，调节信号被分解成平均值，它由在n个光电二极管上测得的强度之和来计算。平均值被用作晒版装置焦点线运动的通用调节值。各光电二极管调节信号与平均值之间的差起到了用于晒版装置激光器阵列的各激光器的调节信号的作用。
在另一个替换实施形式中，光敏检测器中的光电二极管的数量小于晒版装置的激光光束数量。在这种情况下，由照射在确定的光电二极管上的强度产生的调节信号作为调节信号地被用于多个并列的激光光束。如果光敏检测器中的光电二极管数量大于晒版装置激光光束的数量，则例如可以使用相邻光电二极管的多个调节信号的平均值用于一个激光光束。上述光截面的图形划分也可以小于或大于由操作装置的光源数量n预定的数量。
在本发明的一个有利改进方案中，采用了微观元件。例如，聚焦圆柱形透镜9和14可以由多个光学元件构成并且可以具有一个阵列的透镜。
为了避免晒版装置的激光光束射入本发明装置光敏检测器中，设置了一个相应的光学带通滤波器，它只透射用于在并行处理式光学测距仪中产生反射点的光源1的波长。在本发明的一个替换实施形式中，它是具有光电池、光电倍增器、或电荷耦合显示器(CCD)的光敏检测器。
这样的本发明装置可以被构造成与印版的晒版装置是分开的，或者完全或部分地与晒版装置整合为一体。换句话说，可以共同地使用本发明装置与晒版装置投影镜组的部件。
在图5中示意地示出了经过本发明装置的一个替换实施形式的光路。坐标系502的图坐标x、y、z例如在所谓的外鼓式印版曝光装置或直接成像式印刷机中表示滚筒504的位置。在这里，旋转轴线505位于x向上，z向由光轴确定，来自晒版装置光源522的光线沿光轴射向被容置在滚筒504上的印版510上，y向表示第三空间方向，它垂直于x、z向。照射光束506通常是光源508如激光器的被准直的光束，借助圆柱形对称的镜组507被投射到印版510上。照射光束506的投影在印版510上形成了一个光垫509。光垫509最好是一个矩形的且尽可能被均匀照亮的区域，其宽度等于要检测区域的宽度。最好照射光束506以45度角射向印版510并且垂直于入射方向地反射。光垫509借助中间镜组511被投射到一个转换平面514内。一个取决于位置地透射的光学元件位于这个转换平面514内。它借助另一个投影镜组519实现了在光敏检测器520上的聚焦。此外，在一个有利改进构型中，如图5所示地，一个分光器512在光路中被安装在转换平面514之前。在相同的光路516上，借助投影镜组517把所述光线的部分耦合输出到光敏检测器518上。
图6以示意图说明了作为反射线地如何在印版上产生光垫以及如何将位置信息转换成反射光的位移信息。图6表示一个照射光束601，它在此例如以45度角射向一个印版并且基本上垂直于入射方向地反射。该印版可以在z向(法向603)上具有不同位置。在印版608第一位置上产生了第一交线602，在印版第二位置609上产生了第二交线604，在印版608第三位置上产生了第三交线606。例如，在图6中画出了这样的情况，其中印版608位于这样一个位置，即照射光束601在这个位置上在交线604内作为光束612被反射。如果没有印版608，则光束可能以照射光束605形式继续传播。举例画出的三条交线602、604和606位于一个线平面610内。换句话说，如果印版608改变了其在z向即法向603上的位置，则交线602、604或606的可能位置形成了一个空间中的平面，该平面由照射光束的射入方向和其中一条交线如第二交线604确定。
结合图7并以示意图来说明在本发明的装置中将位置信息转换成强度信息的情况。图7示意地表示光截面702如何位于印版701上。借助由箭头表示的反射转换，光截面702的位置被转换成在线平面705内的反射光束704的位移信息。投影转换器706作为象斑708把这个信息转换到转换平面707内。转换平面707具有取决于位置地透射的光学元件709。它如此影响强度信息710，即在一个光敏探测器712的光电二极管713上的探测平面711内测量一个确定的光强度。为了产生亮度信号715，取决于各光电二极管713的测量地产生了信号转换器714。因此，作为位置函数地产生了用于光截面内各区域的信号716。亮度信号715中的信息可以随后被串行或并行地作为调节信号被传给这样一个装置，该装置使晒版光束的光学参数与印版的不平度相匹配。
图8示出了在设于光垫后的投影镜组部分的实施形式中的光路的示意图。在分图8a中，画出了yz平面内的一个截面，而在分图8b中，画出了一个沿x坐标的截面。在分图8a中，画出了印版第一位置801和印版第二位置803和一个线平面802，它们具有两个交点，即第一反射点812和第二反射点814。借助一个旋转对称的投影镜组804且最好是球面透镜，第一反射点812和第二反射点814被投影到一个转换平面806内。一个取决于位置地透射的光学元件位于该转换平面806内。从那里开始，借助另一个旋转对称的投影镜组实现了投影到一个光敏检测器810上，其中给第一反射点812配备了第一探测点816，给第二反射点814配置了第三探测点820。作为选择地，分图8b沿x坐标截面画出了具有第一探测点816和第二探测点818的情况。
图9画出了本发明装置替换实施形式的第一有利改进方案的示意图。分图9a画出了在yz平面内的一个截面，在分图9b中，画出了在沿x轴的截面内的情况。在第一位置901上，印版的表面在第一反射点914上与一个线平面902相交，而在第二位置903上印版的表面在第二反射点916上与线平面902相交。第一反射点914和第二反射点916借助至少由两部分构成的投影镜组(其由第一圆柱形对称的投影镜组904和第二圆柱形对称的投影镜组908构成)被投射到取决于位置地透射的光学元件位于其上的一个转换平面910上。在此，第一圆柱形对称的投影镜组904和第二圆柱形对称的投影镜组908具有对称轴线，它们大致是相互垂直的。借助第三圆柱形对称的投影镜组912，第一反射点914被投射到第一探测点918上，而第二反射点916被投射到第二探测点920上，在图9的分图9a中，这两些点重合。图9的分图9b通过沿x方向的截面图表示出了在x方向和yz方向上的投影是如何相互分开的。在该方向上来自第一反射点914的光束受到第一圆柱形对称的投影镜组904的影响并且被投射到第一探测点918中。相应地，来自于第二反射点916的光线借助第一圆柱形对称的投影镜组904被投射到第二探测点920上。
图10是本发明装置替换实施形式的第二有利改进方式的示意图。在图10的分图10a中画出了yz平面内的一个截面，而在图10的分图10b中画出了一个x向的截面。在第一位置1001上，印版表面在第一反射点1014与线平面1002相交，而在第二位置1003上，印版的表面在第二反射点1016上与线平面1002相交。第一反射点1014与第二反射点1016借助一个旋转对称的投影镜组1004被投射到一转换平面1006上。一个取决于位置地透射的光学元件位于该平面内。从那里开始，利用一个具有至少两个部分的投影镜组(它由一个第一圆柱形对称的投影镜组1008和一个第二圆柱形对称的投影镜组1010构成，这些投影镜组的对称轴线大致相互垂直)被投射到一个探测平面1012上。对应于第一反射点104的第一探测点1018和对应于第二反射点1016的第二探测点1020重合于该平面内。在图10的分图10b中示出了沿正交、即x方向的截面。第一反射点1014和第二反射点1016借助旋转对称的投影镜组1004被投射到转换平面1006内。从那里开始，第一圆柱形对称的投影镜组1008造成第一反射点1014被投射到第一探测点1018上以及第二反射点1016被投射到第二探测点1020上。
这样的本发明装置不仅可以被用在印版曝光装置、而且可以被用在印刷装置或印刷机中，尤其是直接成像式印刷装置或印刷机中。
附图标记说明P-点；OA-光轴；1-光源；2-投影镜组；3-激光束；4-物镜组；5-印版；6-光垫；7-激光束；8-取决于位置地透射的元件；9-圆柱形透镜；10-光敏检测器；11-光电二极管；12-分光器；13-光束；14-圆柱形透镜；15-光敏检测器；16-光电二极管；21-光束；22-光轴；23-透镜；24-光垫；25-基准面；26-光束；27-平面；28-光垫；29-光束；210-平面；211-光垫；212-光束；213-取决于位置地透射的光学元件；214-光束；215-光束；216-光束；502-坐标系；504-滚筒；505-旋转轴线；506-照射光束；507-圆柱形对称的镜组；508-光源；509-光垫；510-印版；512-分光器；511-中间镜组；514-转换平面；516-相同光路；517-投影镜组；518-光敏检测器；519-投影镜组；520-光敏检测器；522-晒版光源；524-投影镜组；601-照射光源；602-交线第一位置；603-法线方向；604-交线第二位置；605-照射光束的延续；606-交线第三位置；608-印版；610-线平面；612-反射光束；701-印版；702-光截面；703-反射转换；704-反射光束中的位移信息；705-线平面；706-投影转换；707-转换平面；708-象斑；709-取决于位置地透射的光学元件；710-强度信息；711-探测平面；712-光敏检测器；713-光电二极管；714-信号转换；715-亮度信号；716-各点信号；801-印版第一位置；802-线平面；803-印版第二位置；804-旋转对称的投影镜组；806-转换平面；808-旋转对称的投影镜组；810-光敏检测器；812-第一反射点；814-第二反射点；816-第一探测点；818-第二探测点；820-第三探测点；901-印版第一位置；902-线平面；903-印版第二位置；904-第一圆柱形对称的投影镜组；906-探测平面；908-第二圆柱形对称的投影镜组；910-转换平面；912-第三圆柱形对称的投影镜组；914-第一反射点；916-第二反射点；918-第一探测点；920-第二探测点；1001-印版第一位置；1002-线平面；1003-印版第二位置；1004-转动对称的投影镜组；1006-转换平面；1008-第一圆柱形对称的投影镜组；1010-第二圆柱形对称的投影镜组；1012-探测平面；1014-第一反射点；1016-第二反射点；1018-第一探测点；1020-第二探测点；
权利要求
1.一种测定n个点(P)距离其n个分立的基准位置的位置偏差的装置，其中n是自然数，所述装置具有一个电磁辐射源(1)、一个投影镜组(2，4，9)和一个光敏检测器(10)，其中所述位置信息被转换成强度信息，其特征在于，在时间上基本上同时地或并行地通过检测器(10)产生n个信号，其中，n个信号中的每一个被明确地与n个点(P)中的一个相配。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述源(1)是一个独立的辐射源，其光线在经过投影镜组(2，4)的一部分时形成了一个光截面(6)，该光截面射到所有n个点(P)的位置上。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，n个点基本上在一个平面内或在一条直线上。
4.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，投影镜组(2，4，9)具有非球形光学元件。
5.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，光敏检测器(10)由多个相互独立的光敏元件(19)构成。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，光敏元件(11)是光电二极管、光电池、光电倍增器或电荷耦合显示器(CCDs)。
7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，为n个相互独立的光敏元件(11)中的至少两个光敏元件准确且明确地配置了n个点中的至少两个。
8.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，辐射源(1)发射出至少一种红外线或可见光的波长。
9.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，n个点中的至少一个点的距离其基准位置的位置偏差明确相关地导致了一个不同于从在基准位置上的所述点(P)由投影镜组(4，9)反射的光的光路的另外光路，其中，位置信息被转换成位移信息。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，设置了投影镜组的至少一个元件(8)，所述投影镜组通过投影镜组将光的位移信息转换成光强度信息。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，投影镜组具有一个灰度级光楔(8)或一个棱边(8)。
12.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，投影镜组的设置在光垫(6，509)之后的部分具有至少两个具有相互大致直交的圆柱形对称的对称轴线的光学元件(904，908)。
13.如权利要求1-11之一所述的装置，其特征在于，在一个转换平面(1006)内产生了一个中间图象，一个与位置相关地透射的光学元件处在该转换平面内。
14.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，投影镜组在反射后的光路中具有至少一个分光器(12)。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，设有至少另一个具有多个独立的光敏元件(11)的光敏检测器(10)，其中，相互独立的元件的每一个对应至少一个或者确切地说n个点(P)的一个。
16.一种测距仪，其特征在于，所述测距仪具有如上述权利要求之一所述的装置。
17.一种具有n个可独立控制的激光器和相互独立的投影镜组及一个自动聚焦系统的晒版装置，该聚焦系统可以对于n个可独立控制的激光器中的至少两个相互无关地进行焦点位移，其中n为自然数，其特征在于，自动聚焦系统按照如权利要求16所述测距仪的测量结果的函数进行调节。
18.一种印版曝光装置，其特征在于，印版曝光装置具有至少一个如权利要求17所述的晒版装置。
19.一种印刷装置，其特征在于，所述印刷装置具有一个如权利要求17所述的晒版装置。
20.一种印刷机，其特征在于，它具有如权利要求19所述的至少一个印刷装置。
21.一种确定n个点(P)距离其n个基准位置的位置偏差的方法，其中n为自然数，该方法包括以下步骤-用电磁辐射照射n个点(P)中的每一点；-将点(P)的位置信息转换成光束的位移信息；-将位置信息转换成强度信息；-有区别地探测n个点(8)中的至少两个点的反射光；其特征在于，对n个点(8)来说，在时间上同时地或并行地进行所有方法步骤。
22.如权利要求21所述的测定n个点(8)距离其基准位置的位置偏差的方法，它还具有以下的附加步骤，即为至少n点(8)中的一个点测量瞬时的反射的电磁辐射强度，其特征在于，进行在检测器的对应光敏元件上测量的反射光强度与反射的电磁辐射的瞬时强度的比较。
全文摘要
本发明提供了一种测定n个点(P)距离其基准位置的位置偏差的装置,所述装置具有一个电磁辐射源(1)、一个投影镜组(2,4,9)和一个光敏检测器(10),其中所述位置信息被转换成强度信息,在时间上同时地或并行地通过检测器(10)产生n个信号,n个信号中的每一个被明确地与n个反射点(P)之一相配。所产生的信号能够在印版晒版装置中被用于调节自动聚焦装置或光源的强度控制。
文档编号G02B7/28GK1342921SQ0114204
公开日2002年4月3日 申请日期2001年9月7日 优先权日2000年9月7日
发明者贝尔纳德·拜尔, 贝恩德·福塞勒尔 申请人:海德堡印刷机械股份公司