FR2543395A1 - METHOD FOR RECORDING AN IMAGE - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE D'ENREGISTREMENT D'UNE IMAGE PAR BALAYAGE D'UNE COUCHE PHOTOSENSIBLE, AU MOYEN D'UN FAISCEAU LUMINEUX DONT L'INTENSITE EST MODULEE SELON DEUX NIVEAUX PREDETERMINES ET EN FONCTION D'UN SIGNAL D'IMAGE TIRE D'UNE MEMOIRE. ON DERIVE, AU MOYEN D'UN MIROIR SEMI-TRANSPARENT, UNE PORTION DU FAISCEAU DEFLECHI POUR PRODUIRE UN SIGNAL DE POSITION. ON MODULE LE FAISCEAU LUMINEUX PAR LE SIGNAL D'IMAGE EN SYNCHRONISATION AVEC LE SIGNAL DE POSITION, DE TELLE FACON QUE L'INTENSITE MINIMALE DU FAISCEAU MODULE SOIT MAINTENUE A UN NIVEAU TROP FAIBLE POUR IMPRESSIONNER LA MATIERE PHOTOSENSIBLE. DE PREFERENCE, LES SIGNAUX DE POSITION SONT AMPLIFIES OU ATTENUES DE MANIERE A PRESENTER TOUJOURS LE MEME NIVEAU POUR FACILITER LEUR TRAITEMENT. LE PROCEDE EST UTILISABLE NOTAMMENT POUR LA FABRICATION DE CIRCUITS IMPRIMES, EN EVITANT TOUTE ALTERATION DIMENSIONNELLE.The invention relates to a method for recording an image by scanning a photosensitive layer, by means of a beam of light, the intensity of which is modulated according to two predetermined levels and as a function of an image signal taken. 'A MEMORY. A PORTION OF THE DEFLECTED BEAM IS DERIVED BY MEANS OF A SEMI-TRANSPARENT MIRROR TO PRODUCE A POSITION SIGNAL. THE LIGHT BEAM IS MODULATED BY THE IMAGE SIGNAL IN SYNCHRONIZATION WITH THE POSITION SIGNAL, SO THAT THE MINIMUM INTENSITY OF THE MODULATED BEAM IS HELD AT A LEVEL TOO LOW TO IMPRESS THE PHOTOSENSITIVE MATERIAL. PREFERREDLY, THE POSITION SIGNALS ARE AMPLIFIED OR EXPECTED SO AS TO ALWAYS PRESENT THE SAME LEVEL TO FACILITATE THEIR PROCESSING. THE PROCESS CAN BE USED IN PARTICULAR FOR THE MANUFACTURE OF PRINTED CIRCUITS, AVOIDING ANY DIMENSIONAL ALTERATION.
Description
PROCEDE D'ENREGISTREMENT D'UNE IMAGEMETHOD FOR RECORDING AN IMAGE
La présente invention concerne un procédé d'enregistrement d'une image, dans lequel on défléchit un faisceau lumineux issu d'une source de lumière et l'on balaye, avec ce faisceau lumineux défléchi, une surface d'enregistrement revêtue d'une couche de matière photosensible. 5 Un tel procédé a principalement pour objet l'enregistrement d'une image telle que celle d'un schéma de câblage ou similaire en imprimant l'image sur un matériau de support revêtu d'un film de matière photosensible, par exemple sur une carte conçue pour être utilisée dans la fabrication d'un circuit imprimé, I'enre- 10 gistrement étant fait en fonction de signaux d'entrée de l'image en évitant toute altération dimensionnelle. On peut former des circuits imprimés sur des cartes isolantes, conçues spécia- lement pour la fabrication de cartes imprimées, soit par exposition par contact, 15 soit par exposition directe. Dans le procédé d'exposition par contact, une carte portant un film sensible appliqué sur sa surface est exposée à la lumière avec un masque, dans lequel un schéma est préformé en négatif ou en positif, et qui est maintenu en con- 20 tact avec le film sensible La carte ainsi exposée est ensuite développée pour fabriquer le schéma des circuits. Cependant, le procédé d'exposition par contact présente de nombreux inconvé- nients Principalement, il demande plusieurs heures de travail pour préparer 25 un masque à partir de l'image ou du schéma désiré, par exemple au moyen d'un coodinatographe ou d' un appareil similaire; d'autre part, on observe des altérations dimensionnelles dans les schémas de câblage formés sur une carte isolante, lorsqu'un tel masque subit un rétrécissement ou une dilatation et provoque ainsi des distorsions par variation de la température et/ou de l'hu- 30 midité Quand une telle erreur de dimension se présente, on rencontre des difficultés ultérieurement, lorsqu'on perce la carte imprimée, par le fait que les positions de certains des trous se trouvent décalées par rapport au circuit imprimé. 35 Contrairement au procédé classique d'exposition par contact mentionné The present invention relates to a method of recording an image, in which a light beam from a light source is deflected, and a recording surface coated with a layer is scanned with this deflected light beam. of photosensitive material. Such a method is primarily concerned with recording an image such as that of a wiring diagram or the like by printing the image on a support material coated with a film of photosensitive material, for example on a card Designed to be used in the manufacture of a printed circuit, the recording is made according to image input signals avoiding any dimensional alteration. PCBs can be formed on insulating boards, specifically designed for the manufacture of printed boards, either by contact exposure or by direct exposure. In the contact exposure method, a board carrying a sensitive film applied on its surface is exposed to light with a mask, in which a pattern is preformed in negative or positive, and which is maintained in contact with the sensitive film The card thus exposed is then developed to make the diagram of the circuits. However, the method of exposure by contact has many disadvantages. It takes several hours of work to prepare a mask from the desired image or pattern, for example by means of a coodinatograph or a similar device; on the other hand, dimensional changes are observed in the wiring diagrams formed on an insulating card, when such a mask undergoes a narrowing or an expansion and thus causes distortions by variation of the temperature and / or the humidity. When such a size error occurs, there are difficulties later, when piercing the printed circuit board, by the fact that the positions of some of the holes are offset with respect to the printed circuit. Unlike the conventional contact exposure method mentioned
ci-dessus, le procédé d'exposition directe forme une image ou un schéma de la manière suivante, sans utilisation d'un masque En I'occurence, l'image bi- dimensionnelle est stockée sous forme de signaux numériques d'image dans une mémoire ou un organe similaire Les données d'image ainsi stockées sont 5 ensuite lues et transmises sous forme de signaux d'image Une carte isolante, conçue pour la fabrication d'un circuit imprimé, est alors balayée par de la lumière qui a été soumise au préalable à l'effet des signaux d'image, en opé- rant une deflexion du faisceau lumineux pendant que l'on fait avancer la carte isolante selon un programme prédéterminé Ce procédé sera décrit plus loin 10 plus en détail eiij-référence à la figure 1 Toutefois, il permet très difficilement d'obtenir une bonne précision dimensionnelle dans la direction du balayage à cause de la grande précision requise pour les dispositifs optiques utilisés. Pour remédier à cet inconvénient, on a perfectionné le procédé en superposant, 15 au faisceau lumineux qui impressionne la couche sensible, un second faisceau d'une longueur d'onde différente qui n'a pas d'effet sur la couche sensible. Ce second faisceau est utilisé pour la détection de la position du faisceau dé- fléchi en cours de balayage et pour commander, par un circuit de réaction, above, the direct exposure method forms an image or scheme in the following manner, without the use of a mask. In the present case, the two-dimensional image is stored as digital image signals in an image. The image data thus stored are then read and transmitted in the form of image signals. An insulating card, designed for the manufacture of a printed circuit, is then scanned by light which has been subjected to Prior to the effect of the image signals, by deflecting the light beam while advancing the insulating board according to a predetermined program. This method will be described later in more detail in reference to FIG. However, it makes it very difficult to obtain a good dimensional accuracy in the scanning direction because of the high accuracy required for the optical devices used. To overcome this disadvantage, the method has been perfected by superimposing on the light beam which impresses the sensitive layer a second beam of a different wavelength which has no effect on the sensitive layer. This second beam is used for detecting the position of the beam bent during scanning and for controlling, by a feedback circuit,
l'émission des signaux d'image en fonction de ladite position Un tel procédé 20 est décrit plus loin plus en détail en référence à la fig 2, de même que cer- tains inconvénients inhérents à l'appareillage qu'il nécessite En effet , la superposition de deux faisceaux de longueurs d'ondes différentes entraîne des phénomènes d'aberration chromatique qu'on ne peut pallier que difficilement et de manière coûteuse En outre, l'orientation parfaite des deux faisceaux 25 selon un axe commun est très difficile à obtenir. Par conséquent, l'objet de la présente invention consiste à fournir un procédé d'enregistrement d'une image permettant d'améliorer la précision de chaque image ou schéma enregistré, ainsi que d'abaisser le coût de fabrication d'un 30 dispositif d'enregistrement d'images utilisant ce procédé, en comparaison avec le procédé selon l'art antérieur illustré par la figure 2, grâce à l'utilisation d'un seul faisceau lumineux. Dans ce but, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on dérive 35 une portion du faisceau lumineux défléchi au moyen d'un miroir semi- transparent et on l'envoie à des moyens de détection optique de la position de déflexion, et en ce que l'on module le faisceau lumineux issu de la source de lumière The transmission of the image signals as a function of said position. Such a method 20 is described in more detail below with reference to FIG. 2, as well as certain disadvantages inherent to the apparatus it requires. the superposition of two beams of different wavelengths causes chromatic aberration phenomena that can only be overcome with difficulty and in a costly manner. Moreover, the perfect orientation of the two beams 25 along a common axis is very difficult to obtain. . Therefore, the object of the present invention is to provide a method of recording an image for improving the accuracy of each recorded image or pattern, as well as lowering the cost of manufacturing a printing device. recording images using this method, in comparison with the method according to the prior art illustrated in Figure 2, through the use of a single light beam. For this purpose, the method according to the invention is characterized in that a portion of the deflected light beam is derived by means of a semitransparent mirror and is sent to optical detection means of the position of deflection, and in that we modulate the light beam from the light source
-3- à l'aide d'un signal d'image délivré en synchronisation avec un signal de posi- tion produit par lesdits moyens de détection à partir de ladite portion du fais- ceau lumineux défléchi, de telle façon que l'intensité lumineuse minimale du faisceau lumineux ainsi modulé soit maintenue continuellement à un niveau 5 trop faible pour impressionner de manière sensible la matière photosensible. Selon une première forme du procédé, on utilise des moyens de détection op- tique de la position de déflexion, qui comportent un capteur optique et une échelle allongée conformée comme une grille, disposée en position conjuguée 10 d'un point image de la surface d'enregistrement par rapport au miroir semi- transparent, ce point image étant le point de la surface d'enregistrement qui est exposé au faisceau lumineux défléchi D'autre part, on peut utiliser des moyens de détection optique de la position de déflexion constitués par une rangée de capteurs photo-électriques, disposés sous une forme linéaire dans un 15 plan balayé par ladite portion du faisceau lumineux défléchi. By means of an image signal delivered in synchronism with a position signal produced by said detecting means from said portion of the deflected light beam, so that the light intensity The minimum of the modulated light beam is maintained continuously at a level too low to impress sensibly the photosensitive material. According to a first form of the method, optical deflection position detection means are used which comprise an optical sensor and an elongated grid-like scale arranged in the conjugate position of an image point of the surface of the surface. relative to the semi-transparent mirror, this image point being the point of the recording surface which is exposed to the deflected light beam. On the other hand, it is possible to use optical detection means of the deflection position constituted by a row of photoelectric sensors, arranged in a linear form in a plane swept by said portion of the deflected light beam.
Selon une autre forme de réalisation du procédé, on modifie le niveau du signal de position produit par les moyens de détection jusqu'à un niveau prédéterminé, en fonction du niveau du signal d'image qui commande l'intensité du faisceau 20 lumineux issu de la source de lumière On peut notamment disposer, à la sor- tie des moyens de détection optique de la position de déflexion, des moyens agencés pour modifier un facteur d'amplification du signal de position selon que le niveau du signal d'image est bas ou élevé En variante, on peut dispo- ser, à la sortie des moyens de détection optique de la position de déflexion, 25 des moyens agencés pour amplifier le signal de position quand le niveau du signal d'image est bas et pour atténuer le signal de position quand le niveau du signal d'image est élevé. Les divers aspects de la présente invention, ainsi que ses caractéristiques et 30 ses avantages, seront mieux compris à l'aide de la description détaillée donnée ci- dessous des procédés selon l'art antérieur et du procédé selon l'invention en se référant au dessin annexé, dans lequel La figure 1 est un schéma bloc illustrant un exemple de dispositif traditionnel 35 d'exposition directe pour la fabrication de circuits imprimés, La figure 2 est un schéma bloc d'un dispositif classique d'exposition directe According to another embodiment of the method, the level of the position signal produced by the detection means is changed to a predetermined level, depending on the level of the image signal which controls the intensity of the light beam from In the output of the optical detection means of the deflection position, it is possible, in particular, to have means arranged for modifying an amplification factor of the position signal depending on whether the level of the image signal is low. Alternatively, at the output of the optical detection means of the deflection position, there may be provided means arranged to amplify the position signal when the level of the image signal is low and to attenuate the signal. position when the image signal level is high. The various aspects of the present invention, as well as its features and advantages, will be better understood from the following detailed description of the methods according to the prior art and the method according to the invention with reference to FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a traditional direct exposure device for the manufacture of printed circuits. FIG. 2 is a block diagram of a conventional direct exposure device.
-4- faisant usage d'un faisceau laser auxiliaire et adapté à la fabrication de cir- cuits imprimés, La figure 3 est une vue frontale d'un exemple de l'échelle en forme de grille 5 représentée sur la fig 2, La figure 4 est un schéma bloc d'un dispositif d'enregistrement d'image utilisant la première forme de réalisation du procédé selon l'invention, et 10 La figure 5 est un schéma bloc d'un dispositif d'exposition directe utilisant une autre forme du procédé d'enregistrement d'image selon l'invention. En référence à la fig 1, on décrira tout d'abord un dispositif classique d'expo- sition directe pour la fabrication de circuits imprimés Dans ce dispositif, des 15 signaux d'image sont stockés sous forme binaire dans une mémoire l et sont classés selon les deux dimensions de l'image Les signaux d'image sont comman- dés par une unité centrale de traitement 2, de telle manière qu'ils sont con- vertis en signaux séquentiels de balayage pour l'enregistrement, par la tech- nique du balayage, d'une image ou d'un schéma correspondant aux signaux binaires d'image stockés dans la mémoire 1. 4. FIG. 3 is a front view of an example of the grid-shaped ladder 5 shown in FIG. 2, FIG. 4 is a block diagram of an image recording device using the first embodiment of the method according to the invention, and FIG. 5 is a block diagram of a direct exposure device using another form of the image recording method according to the invention. Referring to FIG. 1, a conventional direct exposure device for the manufacture of printed circuits will first be described. In this device, image signals are stored in binary form in memory 1 and are classified. in two dimensions of the image The image signals are controlled by a central processing unit 2, so that they are converted into sequential scan signals for recording, by the technique scanning, an image or a diagram corresponding to the image binary signals stored in the memory 1.
Les signaux de balayage qui en résultent sont transmis à un modulateur de lumière 3 du type acousto-optique. 25 Un faisceau lumineux issu d'une source de lumière d'exposition par exemple d'un tube laser 4 à ions argon, est modulé en tout ou rien par le modulateur de lumière acousto-optique 3, puis il est guidé vers un réf lec- teur polyédrique 5 au moyen d'un expanseur de faisceau 9 et de miroirs fixes 5, 6 Les diverses surfaces réfléchissantes du réflecteur polyédrique 7 tour- 30 nent sous l'action d'un moteur 8 et elles défléchissent le faisceau de lumière d'exposition en faisant balayer, par le faisceau défléchi, un angle prédéterminé (angle de déflexion). Le faisceau de lumière d'exposition traverse ensuite un objectif de focalisation 35 10 disposé tout près du réflecteur polyédrique 7, puis il est réfléchi par un miroir fixe Il disposé à proximité d'une carte isolante 12 appropriée à la fabrication d'un circuit imprimé Ainsi, le faisceau lumineux balaye et im- The resulting scanning signals are transmitted to a light modulator 3 of the acousto-optical type. A light beam originating from an exposure light source, for example an argon ion laser tube 4, is modulated in all or nothing by the acousto-optical light modulator 3, then it is guided towards a ref lec The various reflecting surfaces of the polyhedron reflector 7 rotate under the action of a motor 8 and deflect the beam of light. exposure by scanning, by the deflected beam, a predetermined angle (angle of deflection). The exposure light beam then passes through a focusing lens 35 disposed close to the polyhedral reflector 7, and is then reflected by a fixed mirror 11 disposed near an insulating card 12 suitable for the manufacture of a printed circuit. Thus, the light beam sweeps and im-
-5 - pressionne la carte isolante 12 en formant des points images à sa surface. La carte isolante 12 est fixée sur une platine 13 qui est mobile à une vitesse constante dans une direction perpendiculaire à la direction de balayage du fais- 5 ceau (c'est-à-dire dans la direction indiquée par la flèche O sur la figure) grâce à un moteur 14 entraînant un mécanisme auxiliaire du balayage. Quand le réflecteur polyédrique 7 tourne et que la platine 13 avance, la carte isolante 12 est alors balayée successivement sur toute sa surface au point image 10 du faisceau lumineux d'exposition. -5 - press the insulating card 12 by forming image points on its surface. The insulating board 12 is fixed on a board 13 which is movable at a constant speed in a direction perpendicular to the scanning direction of the bundle (i.e. in the direction indicated by the arrow O in the figure ) with a motor 14 driving an auxiliary mechanism of scanning. When the polyhedral reflector 7 rotates and the platen 13 advances, the insulating card 12 is then scanned successively over its entire surface at the image point 10 of the exposure light beam.
La précision du mouvement de la platine 13 dans la direction auxiliaire de balayage, sous l'effet de l'entraînement mécanique, peut être maintenue sans trop de difficulté à un niveau suffisant dans le dispositif d'exposition directe, 15 pour autant que le moteur 14 et le mécanisme de transmission soient conçus de manière adéquate Cependant, la précision de la vitesse de déflexion du faisceau et de la largeur du champ de balayage produit par la rotation du réflec- teur polyédrique 7, en d'autres termes la précision du balayage dans la direc- tion principale, est déterminée par la précision de conception et de fabrica- 20 tion du système optique formé par le réflecteur polyédrique 7, l'objectif 10, etc Il n'est pas facile de minimiser les erreurs inhérentes à la conception et/ou à la fabrication et d'atteindre un niveau de précision satisfaisant En outre, il est extrêmement difficile sur le plan technique de maintenir avec une pré- cision suffisante la linéarité de l'angle de rotation du réflecteur polyédrique 7 25 et celle de la position des points images le long de la ligne balayée par le fais- ceau lumineux. La fig 2 est un schéma bloc d'un dispositif d'exposition classique qui tend à remédier aux inconvénients décrits ci-dessus Dans cette figure, tous les 30 éléments ou parties de dispositif identifiés par les mêmes numéros de réfé- rence que sur la fig 1 remplissent les mêmes fonctions que les éléments décrits à propos de la fig 1 Leur description détaillée est donc superflue. En comparaison avec le dispositif illustré par la fig 1, le dispositif de la fig 2 35 comporte un équipement additionnel constitué par une échelle allongée 15 con- formée comme une grille, un capteur photoélectrique 16 et un tube laser auxi- liaire 17 De plus, les miroirs fixes 5, Il sont remplacés par des miroirs semi- The precision of the movement of the plate 13 in the auxiliary scanning direction, under the effect of the mechanical drive, can be maintained without too much difficulty to a sufficient level in the direct exposure device, provided that the motor 14 and the transmission mechanism are adequately designed However, the accuracy of the deflection speed of the beam and the width of the scanning field produced by the rotation of the polyhedral reflector 7, in other words the accuracy of the scanning in the main direction, is determined by the design and fabrication accuracy of the optical system formed by the polyhedral reflector 7, the lens 10, etc. It is not easy to minimize the errors inherent in the design. and / or the manufacture and to achieve a satisfactory level of precision In addition, it is extremely difficult technically to maintain the linearity with sufficient accuracy. the angle of rotation of the polyhedral reflector 7 and that of the position of the image points along the line swept by the light beam. FIG. 2 is a block diagram of a conventional exposure device which tends to remedy the drawbacks described above. In this figure, all the elements or device parts identified by the same reference numerals as in FIG. 1 perform the same functions as the elements described in FIG 1 Their detailed description is superfluous. In comparison with the device illustrated in FIG. 1, the device of FIG. 2 comprises additional equipment constituted by an elongate scale 15 configured as a gate, a photoelectric sensor 16 and an auxiliary laser tube 17. the fixed mirrors 5, they are replaced by semi-mirrors
6 - transparents 5 ', 11 '. La fig 3 représente une partie de l'échelle allongée 15 en forme de grille figu- rant sur la fig 2. 5 Dans le dispositif de la fig 2, l'échelle allongée 15 en forme de grille est disposée en position conjuguée du point d'exposition de la carte isolante 12, c'est- à-dire du point image de la surface d'enregistrement de cette carte par rap- port au miroir semi-transparent Il'. 10 Comme dans le dispositif de la fig 1, un faisceau laser, issu du tube laser à argon 4, balaye la carte isolante 12 de façon à l'impressionner D'autre part, le tube laser auxiliaire 17 est disposé de telle manière que tout faisceau laser qu'il produit suive le même axe optique que le faisceau laser issu du tube laser 15 à argon 4 Le faisceau laser issu du tube auxiliaire 17 présente une longueur d'onde qui est en dehors de la gamme de sensibilité de couleurs de la matière photosensible dont la carte isolante 12 est revêtue Le faisceau laser issu du tube auxiliaire 17 balaye la carte isolante 12 et, en même temps, il balaye la surface frontale de l'échelle 15 en forme de grille, qui l'atteint dans une 20 direction sensiblement parallèle à la longueur de la platine 15. Le faisceau laser qui balaye l'échelle 15 traverse les ouvertures de cette échelle en forme de grille (voir fig 3), se trouvant ainsi converti en un faisceau laser interrompu périodiquement à une fréquence proportionnelle à la vitesse de 25 déflexion Ce dernier faisceau laser atteint alors le capteur photoélectrique 16. Le capteur photo-électrique 16 convertit ce faisceau laser en impulsions électriques en fonction de la vitesse de déflexion Les signaux pulsés qui en résul- 30 tent sont introduits dans l'unité centrale 2, laquelle effectue alors la lecture des signaux d'image dans la mémoire en synchronisation avec les signaux pul- sés On obtient ainsi une image ou un schéma sans altérations dimensionnelles -sur la carte isolante 12. 35 Dans le dispositif connu illustré par la fig 2, on utilise deux types de faisceaux laser, présentant des fréquences différentes Même si l'on emploie pour l'ob- jectif de -focalisation 10 un objectif dont l'aberration chromatique est minimisée, 6 - transparencies 5 ', 11'. 3 represents a part of the elongated grid-shaped scale 15 shown in FIG. 2. In the device of FIG. 2, the elongated grid-shaped scale 15 is arranged in the conjugate position of the point of FIG. exposure of the insulating card 12, ie the image point of the recording surface of this card relative to the semi-transparent mirror 11 '. As in the device of FIG. 1, a laser beam, coming from the argon laser tube 4, scans the insulating card 12 so as to impress it. On the other hand, the auxiliary laser tube 17 is arranged in such a way that any The laser beam that it produces follows the same optical axis as the laser beam from the argon laser tube 4. The laser beam from the auxiliary tube 17 has a wavelength that is outside the range of color sensitivity of the laser beam. light-sensitive material whose insulating card 12 is coated The laser beam from the auxiliary tube 17 scans the insulating card 12 and, at the same time, it scans the front surface of the grid-shaped scale 15, which reaches it in a 20 direction substantially parallel to the length of the plate 15. The laser beam which scans the scale 15 passes through the openings of this grid-shaped scale (see FIG. 3), thus being converted into a laser beam interrupted periodically at a frequency of This photoelectric sensor 16 converts this laser beam into electrical pulses as a function of the deflection rate. The pulsed signals that result are introduced. in the central unit 2, which then reads the image signals in the memory in synchronization with the pulsed signals. An image or a diagram is thus obtained without dimensional alterations on the insulating board 12. As shown in FIG. 2, two types of laser beams having different frequencies are used. Even if a lens whose chromatic aberration is minimized is used for the objective of focusing 10,
-7- il subsiste toujours une certaine aberration chromatique résiduelle (fonction du grossissement) De plus, une aberration peut aussi se manifester dans le miroir semi-transparent 11 ', selon l'angle d'incidence de chaque faisceau laser. Par conséquent, il faut en outre donner à l'échelle 15 en forme de grille, re- 5 présentée à la fig 3, une configuration non linéaire afin de corriger les er- reurs de ce genre. Comme il y a un parcours relativement long entre le réflecteur polyédrique 7 et la carte isolante 12 pour le faisceau laser qui balaye la carte isolante 10 12, un autre inconvénient peut apparaître si les axes optiques des deux fais- ceaux laser ne coïncident pas parfaitement On peut alors observer un écart entre les points images des deux faisceaux laser sur la carte isolante 12, écart qui dépend de l'angle de déflexion du faisceau. There is still some residual chromatic aberration (magnification function). In addition, an aberration may also occur in the semi-transparent mirror 11 ', depending on the angle of incidence of each laser beam. Therefore, the grid-like scale shown in FIG. 3 must be given a non-linear configuration in order to correct such errors. Since there is a relatively long path between the polyhedral reflector 7 and the insulating card 12 for the laser beam which sweeps the insulating card 12, another disadvantage may arise if the optical axes of the two laser beams do not coincide perfectly with one another. can then observe a difference between the image points of the two laser beams on the insulating board 12, which gap depends on the deflection angle of the beam.
Pour remédier à ces inconvénients, le procédé selon la présente invention peut être mis en oeuvre par exemple au moyen des dispositifs décrits cidessous en référence aux fig 4 et 5 Il sous-entend l'utilisation d'une caractéristique particulière de l'exposition, en d'autres termes de la relation existant entre la quantité de lumière d'exposition et la densité de l'image ou schéma qui 20 en résulte, après développement dans la matière photosensible revêtant la carte isolante utilisée pour la fabrication d'un circuit imprimé D'une manière géné- rale, on utilise, dans le procédé selon l'invention, une matière photosensible adaptée à la fabrication de circuits imprimés et présentant une caractéristique e élevée, si bien qu'elle n'est pas impressionnée du tout par une lumière dont 25 l'intensité est égale ou inférieure à un certain seuil, mais elle est nettement impressionnée par une lumière dont l'intensité dépasse ce seuil. Une première forme de réalisation de l'invention est illustrée par le dispositif d'enregistrement représenté par la fig 4 Ce dispositif diffère de celui de la 30 fig 2 en 'ce que le tube laser auxilaire 17 a été supprimé et le miroir semi- transparent 5 ' a été remplacé par un miroir fixe 5. Comme on l'a décrit en référence à la fig 2, le faisceau laser d'entrée est modulé dans le modulateur de lumière acousto-optique 3 en fonction des si- 35 gnaux binaires d'image transmis par l'unité centrale 2 et il sort du modulateur de lumière 3 sous la forme d'un faisceau laser présentant en alternance deux niveaux d'intensité différents, à savoir une intensité permettant d'impressionner To overcome these drawbacks, the method according to the present invention can be implemented for example by means of the devices described below with reference to FIGS. 4 and 5. It implies the use of a particular characteristic of the exposure, in particular other terms of the relationship between the amount of exposure light and the resulting image density or pattern, after development in the photosensitive material coating the insulating board used for manufacturing a printed circuit board D Generally, in the process according to the invention, a photosensitive material suitable for the production of printed circuits and having a high characteristic e is used, so that it is not impressed at all with a light. whose intensity is equal to or less than a certain threshold, but it is clearly impressed by a light whose intensity exceeds this threshold. A first embodiment of the invention is illustrated by the recording device shown in FIG. 4. This device differs from that of FIG. 2 in that the auxiliary laser tube 17 has been removed and the semi-transparent mirror 5 'has been replaced by a fixed mirror 5. As described with reference to FIG. 2, the input laser beam is modulated in the acousto-optic light modulator 3 as a function of the binary signals. image transmitted by the central unit 2 and it leaves the light modulator 3 in the form of a laser beam having alternately two different intensity levels, namely an intensity to impress
-8 - la matière photosensible, et une intensité ne permettant pas d'impressionner la matière photosensible, mais permettant au capteur photoélectrique 16 de détecter le faisceau laser sous forme d'impulsions. 5 Cette technique de commande et modulation d'un faisceau laser sur deux ni- veaux au moyen du modulateur de lumière acousto-optique 3 et la technique de détection du faisceau laser au moyen du capteur photoélectrique 16 ne sont pas en elles-mêmes les objets de la présente invention On peut utiliser dans ce but toute technique connue appropriée Par conséquent, ces techniques ne 10 sont pas détaillées dans la présente description. La présente invention permet de se passer de l'un des deux tubes laser et d'u- tiliser en outre un objectif qui n'est pas spécialement corrigé pour réduire l'aberration chromatique Ainsi, l'invention présente des effets avantageux 15 en ce sens qu'elle évite certains travaux d'assemblage et de réglage tels que l'alignement des axes optiques des faisceaux, elle permet de réduire le coût de fabrication d'un dispositif d'enregistrement d'image et elle permet d'éviter l'aggravation des erreurs que produisaient les variations de l'angle de balayage dues aux défauts d'alignement des axes optiques des deux faisceaux laser. 20 Dans la première forme de réalisation décrite ci-dessus, on utilise l'échelle 15 en forme de grille et un capteur photoélectrique 16 En lieu et place de ces éléments, on pourrait aussi utiliser une rangée de capteurs photoélectri- ques disposés linéairement. 25 Dans la première forme de réalisation décrite ci-dessus, on envoie, sur la cou- che photosensible, un faisceau lumineux présentant une intensité trop faible pour impressionner de manière sensible la matière photosensible tant que le faisceau balaye une portion vide de l'image Contrairement à l'art antérieur, 30 c'est une portion du faisceau lumineux défléchi porteur de l'image qui est dé- rivée pour détecter une position correspondant exactement au point image sur la couche photosensible Sur la base du signal de position ainsi obtenu, le dispositif produit un signal de réaction qui permet de commander en fonc- tion du temps la modulation optique. 35 Dans cette première forme de réalisation, on dérive une portion du faisceau lumineux d'enregistrement au moyen d'un miroir semi-transparent ou similaire The photosensitive material, and an intensity not permitting to impress the photosensitive material, but allowing the photoelectric sensor 16 to detect the laser beam in the form of pulses. This technique of controlling and modulating a two-level laser beam by means of the acousto-optic light modulator 3 and the technique of detecting the laser beam by means of the photoelectric sensor 16 are not in themselves objects. Of the present invention Any suitable known technique can be used for this purpose. Therefore, these techniques are not detailed in this specification. The present invention makes it possible to dispense with one of the two laser tubes and to further use a lens which is not specifically corrected to reduce chromatic aberration. Thus, the invention has advantageous effects in this respect. meaning that it avoids certain assembly and adjustment work such as the alignment of the optical axes of the beams, it makes it possible to reduce the cost of manufacturing an image recording device and it makes it possible to avoid aggravation of the errors produced by the variations of the scanning angle due to misalignment of the optical axes of the two laser beams. In the first embodiment described above, the grid scale 15 and a photoelectric sensor 16 are used. Instead of these elements, a row of linearly arranged photoelectric sensors could also be used. In the first embodiment described above, a light beam having an intensity too weak to sensitively impress the photosensitive material is sent to the photosensitive layer as long as the beam is scanning an empty portion of the image. In contrast to the prior art, it is a portion of the image-bearing deflected light beam that is moved to detect a position exactly corresponding to the image point on the photosensitive layer. On the basis of the thus obtained position signal, the device produces a feedback signal which makes it possible to control the optical modulation as a function of time. In this first embodiment, a portion of the recording light beam is derived by means of a semi-transparent mirror or the like
9 - et l'on attribue, au faisceau lumineux d'enregistrement, deux niveaux d'inten- sité différents Du fait que l'on utilise un capteur photo-électrique présentant un seul niveau de sensibilité au faisceau lumineux défléchi, aussi bien lorsqu'on n'envoie sur la couche sensible qu'une faible intensité de lumière, trop faible 5 pour impressionner la matière photosensible, que lorsqu'on enregistre une por- tion d'image sur la couche sensible, il se peut que le niveau du faisceau lumi- neux défléchi de faible intensité, correspondant à une portion vide de l'image, soit par trop différent du niveau du faisceau lumineux défléchi de forte inten- sité correspondant à une portion positive de l'image Les impulsions qui en 10 résultent peuvent ainsi présenter des niveaux différents, ce qui est de nature à rendre instable le traitement du faisceau lumineux délivré par la source de lumière, ce traitement étant supposé être synchronisé avec les signaux d'image. La fig 5 illustre un dispositif d'exposition directe se prêtant à la mise en oeu- 15 vre du procédé d'enregistrement d'image selon la seconde forme de la présente invention, procédé qui permet d'effectuer de manière stable le traitement mentionné ci-dessus. En substance, le procédé d'enregistrement d'image selon la seconde forme de 20 la présente invention consiste, par exemple, à disposer un amplificateur à la sortie du capteur photo-électrique, à modifier le facteur d'amplification de l'amplificateur en fonction des signaux d'image et à délivrer des impulsions de réaction qui sont appropriées à la correction dans le temps de la modulation optique par une synchronisation des signaux d'image, tout en présentant des 25 niveaux qui permettent un traitement digital correct, de manière à maintenir à un niveau constant prédéterminé, les signaux pulsés de détec- tion produits pendant le balayage d'une partie vide de l'image, autrement dit pen- dant que l'intensité lumineuse du faisceau défléchi est à son niveau inférieur. 30 Dans le dispositif de la fig 5, on a ajouté un amplificateur 18 dans le circuit de réaction des impulsions P, circuit qui s'étend entre le capteur photo- élec- trique 16 et l'unité centrale 2 de la fig 4 Les autres parties ou éléments sont identiques à ceux de la f ig 4 et on s'abstiendra donc de les décrire. 35 Dans ce dispositif, -le faisceau laser ayant traversé la grille 15 est converti en impulsions P dans le capteur photo-électrique 16 en relation avec la vitesse de déflexion du faisceau laser Les impulsions P servent à transmettre une 9 - and the recording light beam is assigned two different intensity levels. Because a photoelectric sensor having a single level of sensitivity to the deflected light beam is used, both when the light layer, which is too weak to impress the photosensitive material, is sent to the sensitive layer only when an image portion is recorded on the sensitive layer, the beam level may be reduced. A deflected light of low intensity, corresponding to an empty portion of the image, is too different from the level of the high intensity deflected light beam corresponding to a positive portion of the image. The resulting pulses can thus be have different levels, which is likely to make unstable the processing of the light beam delivered by the light source, this processing being supposed to be synchronized with the image signals. Fig. 5 illustrates a direct exposure device suitable for carrying out the image recording method according to the second form of the present invention, which method makes it possible to stably perform the processing mentioned herein. -above. In essence, the image-recording method according to the second form of the present invention consists, for example, in arranging an amplifier at the output of the photoelectric sensor, in modifying the amplification factor of the amplifier. function of the image signals and to output reaction pulses which are suitable for the time correction of the optical modulation by synchronization of the image signals, while having levels which allow correct digital processing, so maintaining at a predetermined constant level the pulsed detection signals produced during the scanning of an empty portion of the image, that is, while the light intensity of the deflected beam is at its lower level. In the device of FIG. 5, an amplifier 18 has been added in the pulse reaction circuit P, which circuit extends between the photoelectric sensor 16 and the central unit 2 of FIG. parts or elements are identical to those of f ig 4 and we will therefore refrain from describing them. In this device, the laser beam which has passed through the gate 15 is converted into pulses P in the photoelectric sensor 16 in relation to the deflection speed of the laser beam. The pulses P serve to transmit a
10 - information de position indiquant le point image correspondant du faisceau lumineux défléchi sur la carte isolante 12, par exemple par comptage des im- pulsions ou par un procédé similaire Les impulsions P sont alors amplifiées par l'amplificateur 18 dont le facteur d'amplification est variable, puis elles 5 sont transmises en réaction à destination de l'unité centrale 2. A ce stade, un signal binaire d'image lu par l'unité centrale 2 a déjà été intro- duit dans l'amplificateur 18 sous forme d'un signal G de commande du facteur d'amplification L'amplificateur 18 change de facteur d'amplification selon 10 que le signal d'image est d'un niveau élevé ou d'un niveau bas Ainsi, le facteur d'amplification prend sa valeur la plus faible quand les niveaux des impul- sions P sont élevés Il prend sa valeur supérieure quand les niveaux des impul- sions P sont bas Grâce à l'amplificateur 18, on peut obtenir des impulsions présentant un niveau constant prédéterminé, malgré le fait que le capteur 15 photo-électrique 16 délivre des impulsions présentant des niveaux variés. Par conséquent, dans le cas d'un faisceau laser modifié en fonction d'un signal d'image correspondant à une portion vide de l'image et présentant une faible intensité lumineuse, le facteur d'amplification des impulsions qui correspondent 20 à la lumière ayant traversé l'échelle 15 en forme de grille est augmenté, si bien que le rapport signal/bruit de chaque élément d&information de position, transmis en réaction à l'unité centrale 2, est amélioré et que la commande en fonction du temps peut ainsi s'effectuer avec précision dans l'unité centrale 2. 25 Dans le cas d'un faisceau laser modulé en fonction d'un signal d'image corres- pondant à une portion positive de l'image et présentant donc une forte inten- sité lumineuse, le facteur d'amplification des impulsions correspondantes est diminué de telle façon que le niveau de ces impulsions devienne sensiblement 30 égal au niveau de celles qui correspondent à une portion vide de l'image. Les impulsions issues du capteur photo-électrique 16 sont coupées à un seuil convenable par une technique connue en soi, de manière à constituer des im- pulsions de réaction Pa de forme rectangulaire Elles sont ensuite converties 35 en impulsions à haute fréquence par un circuit en phase ou similaire Un comptage de ces impulsions est introduit dans l'unité centrale 2 pour commander la vitesse de lecture du signal d'image dans la mémoire 1 Ainsi, il est possi- Position information indicating the corresponding image point of the light beam deflected on the insulating board 12, for example by counting the pulses or by a similar method The pulses P are then amplified by the amplifier 18 whose amplification factor is variable, then they are transmitted in reaction to the central unit 2. At this stage, a binary image signal read by the central unit 2 has already been introduced into the amplifier 18 in the form of a signal. a signal G for controlling the amplification factor The amplifier 18 changes amplification factor according to whether the image signal is of a high level or of a low level Thus, the amplification factor takes its lowest value when the pulse levels P are high It takes its higher value when the pulse levels P are low With the amplifier 18, it is possible to obtain pulses having a predetermined constant level, poorly It is appreciated that the photoelectric sensor 16 delivers pulses with varying levels. Therefore, in the case of a laser beam modified according to an image signal corresponding to an empty portion of the image and having a low light intensity, the amplification factor of the pulses corresponding to the light having passed through the grid-shaped scale 15 is increased, so that the signal-to-noise ratio of each position information element, transmitted in response to the central unit 2, is improved and that the control as a function of time can in the case of a laser beam modulated according to an image signal corresponding to a positive portion of the image and therefore having a high intensity. When illuminated, the amplification factor of the corresponding pulses is decreased so that the level of these pulses becomes substantially equal to those corresponding to an empty portion of the image. The pulses from the photoelectric sensor 16 are cut to a suitable threshold by a technique known per se, so as to form reaction pulses Pa of rectangular shape. They are then converted into high frequency pulses by a circuit. phase or similar A count of these pulses is introduced in the central unit 2 to control the speed of reading of the image signal in the memory 1 Thus, it is possible to
il - ble d'enregistrer une image ou un schéma avec une synchronisation exacte de la vitesse de révolution du réflecteur polyédrique 7 et de la vitesse de lec- ture du signal d'image. 5 Dans la seconde forme de réalisation décrite ci-dessus, le faisceau laser cor- respondant à une portion vide de l'image et celui qui correspond à une portion .positive de l'image sont tous deux convertis en impulsions P de détection de la position de déflexion -par le capteur 16 à l'aide du miroir semitransparent 11 ' et de la grille 15 Les facteurs d'amplification des deux types d'impulsions 10 sont modifiés respectivement par les signaux d'image correspondant à une por- tion vide et à une portion positive de l'image ou du schéma à enregistrer Dans certains cas, il peut être préférable d'effectuer uniquement une atténuation des impulsions de détection d'un faisceau laser correspondant à des portions positives de l'image Dans certains autres cas, il peut être préférable d'effec- .15 tuer uniquement une amplification des impulsions de détection des faisceaux laser correspondants des portions vides de l'image. On peut modifier le facteur d'amplification en changeant le rapport entre une résistance de réaction et une résistance d'entrée d'un amplificateur opération- 20 nel au moyen d'un organe de commutation quand l'amplificateur 18 est cons- titué par l'amplificateur opérationnel, ou en installant deux types différents d'amplificateurs, d'atténuateurs_ ou similaires et en commutant leur sortie au moyen d'un commutateur, de manière à obtenir, à la sortie de l'amplificateur 18, des impulsions de position de déflexion dont les niveaux soient les mêmes. 25 Les signaux d'image lus dans la mémoire 1 sont convertis en signaux séquen- tiels de balayage qui sont synchronisés avec précision avec la vitesse de dé- flexion du faisceau, ce qui permet d'enregistrer, sur la carte isolante 12, une image ou un schéma ne présentant aucune altération dimensionnelle. 30 La seconde forme de réalisation de la présente invention est décrite ci- dessus en supposant qu'on impressionne une carte isolante pour fabriquer un circuit imprimé Il va sans dire que la présente invention peut également s'appliquer à un enregistrement sur d'autres supports d'image, par exemple des films photo35 graphiques, des matériaux thermosensibles conçus pour une exposition par fais- ceau laser infrarouge, etc. it is possible to record an image or a diagram with an exact synchronization of the revolution speed of the polyhedral reflector 7 and the reading speed of the image signal. In the second embodiment described above, the laser beam corresponding to an empty portion of the image and the one corresponding to a positive portion of the image are both converted into pulses P for detecting the deflection position - by the sensor 16 using the semitransparent mirror 11 'and the gate 15 The amplification factors of the two types of pulses 10 are respectively modified by the image signals corresponding to an empty portion and in a positive portion of the image or pattern to be recorded In some cases, it may be preferable to perform only attenuation of the detection pulses of a laser beam corresponding to positive portions of the image In some other cases it may be preferable to perform only an amplification of the corresponding laser beam detection pulses of the empty portions of the image. The amplification factor can be changed by changing the ratio between a feedback resistor and an input resistor of an operational amplifier by means of a switching element when the amplifier 18 is constituted by the amplifier. amplifier, or by installing two different types of amplifiers, attenuators or the like and switching their output by means of a switch, so as to obtain at the output of the amplifier 18 deflection whose levels are the same. The image signals read in the memory 1 are converted into sequential scan signals which are accurately synchronized with the beam deflection speed, thereby recording an image on the insulating board 12. or a diagram having no dimensional alteration. The second embodiment of the present invention is described above assuming that an insulating board is impressed to make a printed circuit. It goes without saying that the present invention can also be applied to recording on other carriers. image, for example graphic photo films, heat-sensitive materials designed for infrared laser beam exposure, etc.
12 - Dans la forme de réalisation décrite en référence à la fig 5, le facteur d'am- plification ou d'atténuation dans le circuit de réaction est modifié en fonction du niveau d'intensité du faisceau lumineux modulé par chaque signal d'image à enregistrer, de telle manière que les impulsions de position produites par 5 le faisceau défléchi soient amplifiées ou atténuées jusqu'à un niveau d'impul- sions prescrit Par conséquent, il est toujours possible d'obtenir des impulsions de détection de position présentant sensiblement le même niveau lors du ba- layage d'une portion vide ou d'une portion positive de l'image, ce qui permet de réaliser l'image ou le schéma prescrit sans altérations dimensionnelles. In the embodiment described with reference to FIG. 5, the amplification or attenuation factor in the reaction circuit is modified as a function of the intensity level of the light beam modulated by each image signal. In such a way that the position pulses produced by the deflected beam are amplified or attenuated to a prescribed pulse level Therefore, it is still possible to obtain position detection pulses having substantially the same level when scanning an empty portion or a positive portion of the image, which makes it possible to produce the image or the prescribed diagram without dimensional changes.
10 Le procédé selon l'invention, tel que décrit ci-dessus, permet en outre de ré- duire le coût global de fabrication des dispositifs d'enregistrement d'image utilisant ce procédé, puisqu'il n'utilise qu'un seul tube laser contrairement au procédé connu décrit plus haut, exigeant un dispositif coûteux du fait de la 15 dépendance de deux tubes laser. D'autre part, la présente invention n'exige pas de prendre en considération l'aberration chromatique, ce qui permet d'utiliser un objectif peu coûteux comme objectif de focalisation 10 Il suffit de tenir compte de l'aberration d'une seule 20 couleur en ce qui concerne l'échelle 15 en forme de grille. La caractéristique la plus avantageuse de l'invention consiste en l'utilisation d'un seul tube laser Cela rend inutile le travail d'alignement des axes opti- ques qui est nécessaire quand on utilise deux tubes laser D'autre part, les 25 procédés selon l'invention résolvent complètement le problème des erreurs causées par des variations de l'anglede balayage, variations qui étaient elles- mêmes accrues par un écart entre les deux axes optiques. Les procédés décrits ci-dessus peuvent faire l'objet de nombreuses variantes 30 et modifications évidentes pour l'homme de l'art, sans sortir du cadre de la présente invention.The method according to the invention, as described above, furthermore makes it possible to reduce the overall manufacturing cost of image recording devices using this method, since it uses only one tube. Unlike the known method described above, this laser requires an expensive device because of the dependence of two laser tubes. On the other hand, the present invention does not require consideration of chromatic aberration, which makes it possible to use an inexpensive lens as a focusing objective. It is sufficient to take into account the aberration of a single lens. color with respect to the grid-shaped scale. The most advantageous feature of the invention is the use of a single laser tube. This renders unnecessary the task of aligning the optical axes which is necessary when using two laser tubes. On the other hand, the methods according to the invention completely solve the problem of errors caused by variations in the scanning angle, variations which were themselves increased by a difference between the two optical axes. The processes described above may be subject to many variations and modifications obvious to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
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