JP5021011B2 - Printing lenticular images - Google Patents

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本発明は、概して、飛点スキャナおよび複数のレーザによるレンチキュラ画像の印刷に関する。本発明は、特にガルボミラースキャナおよび複数の多重モードレーザによるレンチキュラ画像の印刷に適する。   The present invention generally relates to the printing of lenticular images with a flying spot scanner and multiple lasers. The present invention is particularly suitable for printing lenticular images with a galvo mirror scanner and multiple multimode lasers.

レンチキュラシートは、画像に奥行きを与えるために使用される。より詳細に説明すると、レンチキュラシートは、狭くて、外表面上に平行な小さな凸状レンズ(半円筒形レンズ)Bを持つ透明な上の層Aと、上記小さな凸状レンズを通して、画像を投影する画像を含む基板層Cを含む(図1(A)参照)。レンチキュラシートの上記二つの層は、画像の異なる部分が、レンチキュラシートを見る角度の関数として、選択的に見ることができるように画像を供給する。画像が、異なる角度から写したある光景の多数の異なる部分を一つの合成物にすることにより作られた合成画面であり、小さな凸状レンズが垂直方向を向いている場合には、見る人のそれぞれの目は、異なる構成部分を見ることになり、最終的な結果を三次元(3D)画像として見ることになる。見る人は、自分の頭を小さな凸状レンズに対して動かすことができ、それによりそれぞれの目で他の場面を見て、その光景の奥行きの効果を高める。   The lenticular sheet is used to add depth to the image. More specifically, the lenticular sheet is narrow and projects an image through a transparent upper layer A having a small convex lens (semi-cylindrical lens) B parallel to the outer surface and the small convex lens. The substrate layer C including the image to be displayed is included (see FIG. 1A). The two layers of the lenticular sheet provide an image so that different portions of the image can be selectively viewed as a function of the angle at which the lenticular sheet is viewed. An image is a composite screen created by combining many different parts of a scene taken from different angles into a composite, and if the small convex lens is oriented vertically, Each eye will see a different component and will see the final result as a three-dimensional (3D) image. The viewer can move his head relative to the small convex lens, thereby looking at other scenes with each eye and enhancing the depth effect of that scene.

三次元画像を投影するもう一つの方法は、合成画像から特定の距離に位置する阻止ラインスクリーンを使用する方法である。パララックス・プロセスと呼ばれるこのプロセスは、一つの特定の画像以外のすべての画像を阻止する。そうすることにより、阻止ラインスクリーンが垂直方向を向いている場合には、両方の目は、異なる画像を三次元(3D)画像として見ることができる。   Another method of projecting a three-dimensional image is to use a blocking line screen located at a specific distance from the composite image. This process, called the parallax process, blocks all images except one specific image. By doing so, both eyes can see different images as three-dimensional (3D) images when the blocking line screen is oriented vertically.

小さな凸状レンズまたは阻止ラインスクリーンが水平方向を向いている場合には、それぞれの目は同じ画像を見る。この場合、合成画像が、見る人の両目に平行なラインを中心にして回転すると、複数の画像が運動するような錯覚を生じる。それ故、レンチキュラシートまたは阻止ラインスクリーンを傾斜させたり、または見る人の頭をレンチキュラシートに対して異なる角度に移動させることにより、運動をシミュレーションすることができる。   When a small convex lens or blocking line screen is oriented horizontally, each eye sees the same image. In this case, when the composite image rotates about a line parallel to both eyes of the viewer, an illusion that a plurality of images move is generated. Therefore, motion can be simulated by tilting the lenticular sheet or blocking line screen or moving the viewer's head to different angles with respect to the lenticular sheet.

小さな凸状レンズまたは阻止ラインスクリーンが垂直方向を向いているか、水平方向を向いているかにより、小さな凸状レンズ、または阻止ラインスクリーンの空間周波数と絡み合った画像のライン(画像ラインとも呼ばれる)により、目に映る各画像が発生する。他の画像と各画像との絡み合う線は、交互嵌合と呼ばれる。このように交互嵌合した画像ラインの全部の組が、レンチキュラ画像を形成する。三つの小さな凸状レンズを持つ材料で、合成画像を形成するために使用される四つの画像の例を考えれば、交互嵌合をよりよく理解することができるだろう。この例の場合、四つの各画像からの線1は、第一の小さな凸状レンズと整合している。四つの各画像からの線2は、第二の小さな凸状レンズと整合している。以下同じ。小さな凸状レンズは、それぞれ、複数の画像ラインD、または一組の画像ラインと関連を持ち(図1参照)、見る人は、小さな各凸状レンズに対して、それぞれの目で、各組の一本の画像ラインだけを見る。そのため、画像ラインの組は、必ず小さな凸状レンズと正確に整合することになり、その結果、形成されたものを見る場合、正しい画像が形成される。交互嵌合した画像ラインの従来の記録方法の一つの場合、基板層C上に含まれる記録材料上に、交互嵌合した画像ラインを記録し、その後で、基板層Cを上の層Aに取り付けなければならなかった。その場合、必要な画像構造を形成するために、記録した画像ラインDは、小さな凸状レンズBに正確に整合する。レンズ上のオーバーレイに記録材料を取り付ける場合に、特定の小さな凸状レンズを必要な画像ラインと正確に整合させるのは難しい。そのため、画像の質が劣化する。   Depending on whether the small convex lens or blocking line screen is oriented vertically or horizontally, the small convex lens or line of image intertwined with the spatial frequency of the blocking line screen (also called the image line) Each image appears in the eye. The line where the other image and each image are intertwined is called an alternating fit. The entire set of image lines that are alternately fitted in this way forms a lenticular image. Considering the example of four images used to form a composite image with a material with three small convex lenses, a better understanding of interdigitation can be obtained. In this example, line 1 from each of the four images is aligned with the first small convex lens. Line 2 from each of the four images is aligned with the second small convex lens. same as below. Each small convex lens is associated with a plurality of image lines D, or a set of image lines (see FIG. 1), and the viewer sees each pair with each eye for each small convex lens. See only one image line. Thus, the set of image lines will always be accurately aligned with a small convex lens, so that when looking at what is formed, the correct image is formed. In one conventional method of recording interdigitated image lines, the interdigitated image lines are recorded on the recording material contained on the substrate layer C, and then the substrate layer C is placed on the upper layer A. Had to be installed. In that case, the recorded image line D is precisely aligned with the small convex lens B in order to form the required image structure. When attaching recording material to an overlay on a lens, it is difficult to accurately align a particular small convex lens with the required image line. As a result, the quality of the image deteriorates.

従来、レンチキュラ画像は、光学的露出を使用する立体画像記録装置により記録されてきた。ハロゲンランプのような光源が、投影レンズにより、元の画像の焦点をレンチキュラシートの基板層上に結んだ。レンチキュラ画像は、交互嵌合した画像ラインとして、記録材料上に露出される。日本国(公告)特許出願42−5473/1967、48−6488/1973、49−607/1974および53−33847/1978が、二つの元の画像を印刷するために、レンチキュラ記録材料上に投影する記録装置を開示している。この方法でレンチキュラ画像を記録するには、(i)高価で複雑な投影レンズシステムを必要とし、(ii)ハロゲンランプまたは類似の光源が発生する電力よりも、多くの電力を必要とするので、熱ダイ転写方法ではうまく動作しない。   Traditionally, lenticular images have been recorded by stereoscopic image recording devices that use optical exposure. A light source such as a halogen lamp focused the original image on the substrate layer of the lenticular sheet by a projection lens. The lenticular image is exposed on the recording material as interdigitated image lines. Japanese (published) patent applications 42-5473 / 1967, 48-6488 / 1973, 49-607 / 1974 and 53-33847 / 1978 project two original images onto a lenticular recording material. A recording apparatus is disclosed. Recording lenticular images in this way requires (i) an expensive and complex projection lens system, and (ii) requires more power than that generated by a halogen lamp or similar light source, The thermal die transfer method does not work well.

反対に、走査(リニア)露出による画像の記録は、比較的簡単な光学系しか必要としないが、種々の画像処理動作に適応することができ、また小さな凸状レンズのサイズが変化してもそれに適応することができる柔軟性を持つ。この特徴を利用して、走査露出により画像を記録するための種々の方法および装置が提案されてきた。例えば、日本国(公告)特許出願59−3781/1984の場合には、複数の元の画像をTVカメラで撮影し、処理し、フレームメモリに記憶し、このフレームメモリから記憶した画像信号を使用した小さな凸状レンズのピッチに従って、画像ラインとして順次検索する立体画像記録装置を開示している。走査露出により、基板層上に画像ラインを記録してから、レンチキュラシートの上の層が、画像ラインを含む基板層に接着される。もう一つの画像記録装置は、1994年9月20日付の米国特許第5,349,419号が開示しているレンチキュラシートの感光性裏面上に立体画像を直接露出するための多角形露出を使用する。   On the other hand, image recording by scanning (linear) exposure requires only a relatively simple optical system, but can be adapted to various image processing operations, and even if the size of the small convex lens changes. With the flexibility to adapt to it. Utilizing this feature, various methods and apparatus have been proposed for recording images by scanning exposure. For example, in the case of Japanese patent application 59-3781 / 1984, a plurality of original images are taken with a TV camera, processed, stored in a frame memory, and image signals stored from the frame memory are used. A stereoscopic image recording apparatus that sequentially searches as image lines according to the pitch of the small convex lens is disclosed. The image line is recorded on the substrate layer by scanning exposure, and then the layer on the lenticular sheet is bonded to the substrate layer including the image line. Another image recording device uses polygonal exposure to directly expose a stereoscopic image on the photosensitive back side of a lenticular sheet disclosed in US Pat. No. 5,349,419, dated 20 September 1994 To do.

熱ダイ転写により、レンチキュラシートの裏面に直接交互嵌合した画像を書き込むのは望ましい方法である。そうすることにより、基板層の特定の印刷前の画像ラインをレンチキュラシートの上の層の特定の小さな凸状レンズに注意深く整合する必要がなくなる。しかし、上記の交互嵌合した画像を書き込むのに熱ダイ転写を使用するには、大量のエネルギーを必要とする。そのような大量のエネルギーは、大電力レーザにより供給することができる。   It is a desirable method to write images that are interdigitated directly on the back of the lenticular sheet by thermal die transfer. By doing so, it is not necessary to carefully align a particular pre-print image line of the substrate layer with a particular small convex lens of the layer above the lenticular sheet. However, using thermal die transfer to write the interdigitated images requires a large amount of energy. Such a large amount of energy can be supplied by a high power laser.

さらに、高品質のレンチキュラ画像を得るには、多数の画像をピッチの狭いレンチキュラシートの背後に配置しなければならない。例えば、1インチ当り100個の小さな凸状レンズのレンチキュラシートにより25の画像を形成するには、1インチ当り連続した色調の点のラインを2,500本引かなければならない。そうするには、約10ミクロンまたはそれ以下のピクセルサイズを必要とする。そのような小さなサイズのピクセルを露出するには、ビームの大きさが、ピクセルの大きさとほぼ同じ大きさでなければならない。単モードレーザなら、そのような小さなビームサイズを容易に形成することができる。それ故、単モードレーザは、交互嵌合画像を書き込むのに使用することができる。都合の悪いことに、高電力の安価な単モードダイオードレーザは市販されていない。   Furthermore, in order to obtain a high quality lenticular image, many images must be placed behind a lenticular sheet with a narrow pitch. For example, to form 25 images with lenticular sheets of 100 small convex lenses per inch, 2,500 lines of continuous tone points per inch must be drawn. This requires a pixel size of about 10 microns or less. To expose such small sized pixels, the beam size must be approximately the same as the pixel size. A single mode laser can easily form such a small beam size. Therefore, single mode lasers can be used to write interdigitated images. Unfortunately, high power, inexpensive single mode diode lasers are not commercially available.

多重モードレーザは、必要な高電力を発生するし、比較的安価である。都合の悪いことに、上記レーザが出力する多重モードレーザビームは、記録材料のところで必要な小さな点を形成するには、走査ミラーの断面積が大きすぎる。それ故、上記走査ミラーは、非常に大きなミラーアパーチャを必要とする。ハロゲンスキャナおよび多角形スキャナは、飛点プリンタで頻繁に使用される。上記の大きなミラーアパーチャを必要としなければ、ハロゲンスキャナおよび多角形スキャナのコストを低減し、サイズを小さくすることができ、振動のない環境でもっと容易に保守を行うことができる。   Multimode lasers generate the necessary high power and are relatively inexpensive. Unfortunately, the multimode laser beam output by the laser is too large in cross-sectional area for the scanning mirror to form the small dots required at the recording material. Therefore, the scanning mirror requires a very large mirror aperture. Halogen scanners and polygon scanners are frequently used in flying spot printers. If the large mirror aperture is not required, the halogen scanner and polygon scanner can be reduced in cost, reduced in size, and more easily maintained in a vibration-free environment.

検流計ミラー(ガルボミラー)は、大きなミラーアパーチャを持つことができるのに、物理的に軽量で安価である。共振ガルボミラーは、速度とアパーチャを供給することができるが、ピクセルを書き込む時に正弦波振動を起こし、非常に複雑な信号タイミング問題およびドエルタイム問題を引き起こす。非共振ガルボミラーはこのような問題を生じない。しかし、非共振ガルボミラーは、比較的速度が遅い。多重レーザが供給する多重レーザビームで印刷することにより、非共振ガルボミラーの遅い速度を補償するのも下記の理由により困難である。   Although a galvanometer mirror (galvo mirror) can have a large mirror aperture, it is physically light and inexpensive. Resonant galvo mirrors can provide speed and aperture but cause sinusoidal oscillations when writing pixels, causing very complex signal timing and dwell time problems. A non-resonant galvo mirror does not cause such a problem. However, non-resonant galvo mirrors are relatively slow. It is also difficult to compensate for the slow speed of the non-resonant galvo mirror by printing with multiple laser beams supplied by multiple lasers for the following reasons.

都合の悪いことに、湿度と温度が変化すると、小さな凸状レンズ間の間隔が若干変化し、レンチキュラシートのピッチが変化する。このような変化が起こると、正確な画像ラインの組が、正しい小さな凸状レンズに対応するように、画像ラインのピッチを調整しなければならない。一本の多重モードレーザで書き込む場合には、記録材料の並進速度(横走査方向)を変えることにより、各画像ラインの間の間隔を容易に変化させることができる。しかし、ガルボミラーを使用すると、印刷速度が問題になる。ガルボミラーの走査周波数は、約200Hzに制限される。そのため、この走査速度が印刷速度を制限する要因となる。   Unfortunately, as humidity and temperature change, the spacing between the small convex lenses changes slightly and the pitch of the lenticular sheet changes. When such a change occurs, the pitch of the image lines must be adjusted so that the correct set of image lines corresponds to the correct small convex lens. When writing with a single multimode laser, the spacing between the image lines can be easily changed by changing the translation speed (horizontal scanning direction) of the recording material. However, when a galvo mirror is used, printing speed becomes a problem. The scanning frequency of the galvo mirror is limited to about 200 Hz. Therefore, this scanning speed becomes a factor that limits the printing speed.

(非共振)ガルボミラーを使用するシステムでの印刷速度を速くするために、一つ以上の多重モードレーザを同時に使用すると有利である。しかし、湿度および温度変化を補償するために、レーザ間の間隔を変更するのは困難でもあり、コストも高い。画像ラインの間隔を一定に維持し、小さな凸状レンズの幅を変化させると、画像ラインと小さな凸状レンズとの間の整合が崩れる(図1(B)参照)。その結果、見る距離が不適当になったり、または画像がごちゃ混ぜになる。(すなわち、見る人は、異なる画像の異なる部分を同時に見ることになる。)   In order to increase the printing speed in systems using (non-resonant) galvo mirrors, it is advantageous to use one or more multimode lasers simultaneously. However, it is difficult and costly to change the spacing between lasers to compensate for humidity and temperature changes. When the interval between the image lines is kept constant and the width of the small convex lens is changed, the alignment between the image line and the small convex lens is lost (see FIG. 1B). As a result, the viewing distance is inappropriate or the image is confused. (That is, the viewer will see different parts of different images simultaneously.)

本発明の一つの目的は、高速で印刷しながら、レンチキュラシートのピッチの変化を補償するレンチキュラ画像を印刷する方法を提供することである。   One object of the present invention is to provide a method for printing a lenticular image that compensates for changes in the pitch of the lenticular sheet while printing at high speed.

本発明は、上記問題の中の一つまたはそれ以上を克服するためのものである。簡単に説明すると、少なくとも二つの多重モードレーザの放射アパーチャにより形成された、少なくとも二つの多重モードレーザビームにより、記録材料上に画像を印刷するための方法は、各走査点の長手方向が、多重モードレーザの一つの各放射アパーチャの長手方向に対応するように、各多重モードレーザビームで、長手方向の直径と短手方向の直径を持つ点を形成するステップと;記録材料を横切る方向の多重モードレーザビームに対する走査が、(i)各走査点の長手方向が、走査方向に平行になり、(ii)それぞれが、複数の画像ラインを持つ一連の間隔を置いた走査帯を形成する際、一本の走査帯の画像ラインの間の間隔が、二つの隣接する走査帯の間の間隔とは異なるように、記録材料を横切って多重モードレーザビームを走査するステップとを含む。   The present invention is directed to overcoming one or more of the problems set forth above. Briefly, a method for printing an image on a recording material with at least two multimode laser beams formed by a radiation aperture of at least two multimode lasers, wherein the longitudinal direction of each scan point is multiplexed Forming a point having a longitudinal diameter and a transverse diameter with each multimode laser beam so as to correspond to the longitudinal direction of each radiating aperture of one of the mode lasers; When scanning with a mode laser beam, (i) the longitudinal direction of each scanning point is parallel to the scanning direction, and (ii) each forming a series of spaced scan bands with multiple image lines, A multimode laser beam is traversed across the recording material so that the spacing between image lines in one scan band is different from the spacing between two adjacent scan bands. And a step of 査.

本発明の一実施形態の場合には、複数の小さな凸状レンズを持つレンチキュラシート上に、レンチキュラ画像を形成する装置は、レーザが第一の方向で多重モードであり、上記第一の方向に垂直な第二の方向では単モードである場合に、それぞれが放射アパーチャを持つ複数のレーザと;放射アパーチャの長手方向が、スキャナの高速走査方向に対応するように、走査線に沿ってレーザからレーザビームを走査する方向を向いているガルボミラースキャナと;走査線に対して、レンチキュラシートを移動させるための駆動装置とを含む。駆動装置は、一回の走査により形成された画像ラインの間の間隔が、二つの隣接する走査により形成された画像ラインの間の間隔とは異なるようにレンチキュラシートを移動させることができる。   In one embodiment of the present invention, an apparatus for forming a lenticular image on a lenticular sheet having a plurality of small convex lenses is such that the laser is multi-mode in a first direction and the first direction is A plurality of lasers each having a radiating aperture when single-mode in the second vertical direction; and from the laser along the scan line so that the longitudinal direction of the radiating aperture corresponds to the fast scan direction of the scanner A galvo mirror scanner oriented in the direction of scanning the laser beam; and a drive for moving the lenticular sheet relative to the scan line. The driving device can move the lenticular sheet so that the interval between the image lines formed by one scan is different from the interval between the image lines formed by two adjacent scans.

本発明の上記および他の目的、利点および新規な特徴は、以下の図面を参照しながら、以下の詳細な説明を読めば明らかになるだろう。   The above and other objects, advantages and novel features of the present invention will become apparent from the following detailed description when read in conjunction with the following drawings.

(A)は従来技術のレンチキュラシートであり、(B)は、画像ラインと小さな凸状レンズとの間を正しく整合するにはどのように温度調整したらよいかを示す図である。(A) is a lenticular sheet of the prior art, and (B) is a diagram showing how the temperature should be adjusted to correctly align the image line and the small convex lens. 通常の多重モードレーザの放射アパーチャおよび放射光線の略図である。1 is a schematic diagram of the radiation aperture and radiation of a conventional multimode laser. ダイオードレーザの放射アパーチャから放射された円錐状のレーザビームであって、(A)は放射アパーチャの短手方向の直径に対応し、(B)は放射アパーチャの長手方向に対応する図である。It is a conical laser beam radiated | emitted from the radiation aperture of the diode laser, Comprising: (A) respond | corresponds to the diameter of the transversal direction of a radiation aperture, (B) is a figure corresponding to the longitudinal direction of a radiation aperture. 小さなアパーチャのアレイを含む、放射アパーチャを持つレーザの略図である。1 is a schematic diagram of a laser with a radiating aperture, including an array of small apertures. 高速走査方向へのレンチキュラシートの露出が行われている間の多重モードダイオードレーザの走査点の方向の略図である。6 is a schematic illustration of the direction of a multimode diode laser scan point during exposure of a lenticular sheet in the fast scan direction. 横走査方向へレンチキュラシート(及び熱ダイ転写方法を使用する場合の熱ドナー)を並進するためのステージを示すプリンタの略図である。1 is a schematic diagram of a printer showing a stage for translating a lenticular sheet (and a thermal donor when using a thermal die transfer method) in the lateral scan direction. 多角形ミラーを使用するプリンタの簡単な斜視図である。1 is a simple perspective view of a printer using a polygon mirror. FIG. (A),(B)は、走査帯を構成する画像ラインの間隔とは異なる走査帯間隔を示す図である。(A), (B) is a figure which shows the scanning zone space | interval different from the space | interval of the image line which comprises a scanning zone. 基板上のレーザ装置の略図である。1 is a schematic diagram of a laser device on a substrate. 下垂基板の略図である。1 is a schematic view of a drooping substrate. 走査点の不均等分布を示す図である。It is a figure which shows the uneven distribution of a scanning point. 相互に水平方向にオフセットしている走査点である。These are scanning points that are offset in the horizontal direction. レンチキュラシート上に画像ラインを書き込む目的で、その結果三つの熱ドナーを露出させるために、多重モードダイオードレーザを使用する一実施形態の略図である。FIG. 4 is a schematic illustration of one embodiment using a multimode diode laser to write three lines of heat donor for the purpose of writing image lines on a lenticular sheet.

以下に本発明の装置の一部を形成する素子、または本発明の装置ともっと直接協力する素子について特に詳細に説明する。特に図示せず、説明しない素子は、当業者なら周知の種々の形をとることができることを理解することができるだろう。   In the following, elements which form part of the device of the invention or which cooperate more directly with the device of the invention will be described in particular detail. Those skilled in the art will appreciate that elements not specifically shown and described may take various forms well known to those skilled in the art.

図2について説明すると、通常の多重モードの1ワットのエッジ発光ダイオードレーザ10の放射アパーチャ12の大きさは、100ミクロン×1ミクロンである。この狭い放射アパーチャは、製造プロセスより直接形成される。より大電力のレーザは、より長い放射アパーチャを持つ。例えば、2ワットレーザは、通常、200ミクロン×1ミクロンの寸法の放射アパーチャを持つ。(1ワットレーザからの)レーザ光線は、100ミクロン×1ミクロンの放射アパーチャから、通常、10度の全値半幅(FWHM)×40度全値半幅の円錐14内に放射される。図3(A)および図3(B)は、大きく拡大したアパーチャ12の略図であり、大きい方の円錐角が短手方向のアパーチャ直径に対応し、小さい方の円錐角が長手方向のアパーチャ直径16に対応することを示す。放射アパーチャ12の長手方向は、100ミクロン×1ミクロンの小さなアパーチャ12’(図4参照)のアレイとして、または図2に示すように、一つの隣接するアパーチャとして形成することができる。   Referring to FIG. 2, the size of the radiating aperture 12 of a typical multimode 1 watt edge emitting diode laser 10 is 100 microns by 1 micron. This narrow radiating aperture is formed directly from the manufacturing process. Higher power lasers have longer radiation apertures. For example, a 2 watt laser typically has a radiating aperture with dimensions of 200 microns x 1 micron. The laser beam (from a 1 watt laser) is emitted from a 100 micron × 1 micron radiation aperture, typically into a 10 degree full width at half maximum (FWHM) × 40 degree full width at half maximum cone 14. 3 (A) and 3 (B) are schematic views of a greatly enlarged aperture 12, where the larger cone angle corresponds to the short aperture diameter and the smaller cone angle is the longitudinal aperture diameter. 16 is shown. The longitudinal direction of the radiating aperture 12 can be formed as an array of small apertures 12 '(see FIG. 4) of 100 microns by 1 micron, or as one adjacent aperture, as shown in FIG.

レーザビームのラグランジュ値Hは、通常、ビームサイズの半分およびビームの開き角度の半分の積で表わされる。ビームサイズは、多重モードレーザに対する放射アパーチャ直径の半分、および単モードレーザに対するFWHMビームのくびれた部分として表わされる。   The Lagrangian value H of the laser beam is usually represented by the product of half the beam size and half the beam opening angle. The beam size is expressed as half of the radial aperture diameter for a multimode laser and the constricted portion of the FWHM beam for a single mode laser.

通常の単(空間)モードレーザは、H=0.35*λ/πのラグランジュ値を持つ。この場合、λはレーザビームの波長である。それ故、0.83ミクロンの波長の場合には、単モードレーザのラグランジュ値は、H=0.35*0.83/π=0.09ミクロンで表わされる。通常の単モード1ワット・レーザは、放射アパーチャの長手方向に垂直な方向の、単モードレーザのように動作し、実際の目的もそうである。それ故、この方向の多重モードレーザのラグランジュ値は、約0.09である。   A normal single (spatial) mode laser has a Lagrange value of H = 0.35 * λ / π. In this case, λ is the wavelength of the laser beam. Therefore, for a wavelength of 0.83 microns, the Lagrangian value of a single mode laser is represented by H = 0.35 * 0.83 / π = 0.09 microns. A typical single mode 1 watt laser behaves like a single mode laser in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the radiating aperture, and for practical purposes. Therefore, the Lagrangian value of the multimode laser in this direction is about 0.09.

放射アパーチャの長手方向(すなわち、短手方向に垂直な方向)においては、1ワット多重モードレーザ(100ミクロンの長さの放射アパーチャを持つ)のラグランジュ値は、H=(50ミクロン)*(0.14)=7ミクロンである。この数値は、単モードレーザのラグランジュ値より遥かに大きく、そのため、この方向の放射を多重モード放射と呼ぶ。走査線に沿った飛点レーザプリンタの解像可能な点の数は、レーザビームのラグランジュ値に反比例することは周知である。これが、飛点レーザプリンタが、ラグランジュ値が小さい単モードレーザを何時でも使用する理由である。しかし、すでに説明したとおり、大電力単モードレーザは高価である。   In the longitudinal direction of the radiating aperture (ie, perpendicular to the short direction), the Lagrangian value of a 1 watt multimode laser (having a radiating aperture length of 100 microns) is H = (50 microns) * (0 .14) = 7 microns. This number is much larger than the Lagrangian value of a single mode laser, so radiation in this direction is called multimode radiation. It is well known that the number of resolvable points of a flying spot laser printer along a scan line is inversely proportional to the Lagrangian value of the laser beam. This is the reason why a flying spot laser printer always uses a single mode laser with a small Lagrangian value. However, as already explained, high power single mode lasers are expensive.

図5〜図7について説明すると、画像ラインの、レンチキュラシート18の裏面上への印刷は、高速走査方向が、多重モードレーザ10の放射アパーチャ12の長手方向16の方向に対応するような方法で、飛点スキャナ20により行われる。上記プリンタ装置は、複数の多重モードレーザを使用する。多重レーザビームは、印刷速度を増大するために使用される。レーザビーム24により形成される複数の走査点22は、高速走査方向において長くなっている(図5参照)。この方向(すなわち、高速走査方向)のレーザビーム24のラグランジュ値は大きいので、この方向の解像可能な点の数は、単モードレーザの場合に可能な数と比較するとかなり少ない。しかし、この用途の場合、一回の走査線当り(3.5インチ)全体で、約1000の解像可能な点を使用することができる。それは、横の走査方向においては、解像度は、1インチ当りの小さな凸状レンズの数により決まるからである。これにより、見ている各画像に対する解像可能な点の全数は200に制限される。すでに説明したとおり、横走査方向の走査点22のサイズは、約10ミクロンである。   Referring to FIGS. 5 to 7, the image line is printed on the back surface of the lenticular sheet 18 in such a way that the high-speed scanning direction corresponds to the direction of the longitudinal direction 16 of the radiation aperture 12 of the multimode laser 10. This is performed by the flying spot scanner 20. The printer apparatus uses a plurality of multimode lasers. Multiple laser beams are used to increase printing speed. The plurality of scanning points 22 formed by the laser beam 24 are long in the high-speed scanning direction (see FIG. 5). Since the Lagrangian value of the laser beam 24 in this direction (i.e. the fast scan direction) is large, the number of resolvable points in this direction is considerably less than that possible with a single mode laser. However, for this application, approximately 1000 resolvable points can be used per scan line (3.5 inches) overall. This is because in the horizontal scanning direction, the resolution is determined by the number of small convex lenses per inch. This limits the total number of resolvable points for each image being viewed to 200. As already described, the size of the scanning point 22 in the horizontal scanning direction is about 10 microns.

レンチキュラシート18により表わされる各画像の解像度は比較的低い。しかし、各小さな凸状レンズ18Aに対応する(各画像から一本ずつの)複数の画像ライン25により、絡み合った画像ライン25は、非常に細いもので相互に近接していなければならない。それ故、これら画像ライン25を記録するプリンタは、横方向に高い解像度のパターンを供給する。それ故、レンチキュラ画像の厳しい要件のために、横走査方向だけに小さな点を必要とするので、横方向において大きい点22を供給する、走査レーザビーム24により、書き込みを行うことができる。   The resolution of each image represented by the lenticular sheet 18 is relatively low. However, the intertwined image lines 25 must be close to each other by the plurality of image lines 25 (one from each image) corresponding to each small convex lens 18A. Therefore, the printer that records these image lines 25 supplies a high resolution pattern in the lateral direction. Therefore, because of the strict requirements of the lenticular image, small points are required only in the horizontal scanning direction, so writing can be done with a scanning laser beam 24 that provides a large point 22 in the horizontal direction.

図5に示すように、走査多重モードレーザビーム24が供給する走査点22の長手方向は、高速走査(ライン走査とも呼ばれる)に沿っていて、好適には、横走査方向に垂直であることが好ましい。走査点の長手方向は、放射アパーチャ12の長手方向16および大きなラグランジュ値を持つビームの断面に対応する。走査点の短手方向の直径は、放射アパーチャ12の短手方向の直径、および小さなラグランジュ値を持つビームの断面に対応する。横走査方向の走査点のサイズが小さいので、幅約10ミクロンの非常に狭いライン25が、記録材料30上に走査点により形成される。記録材料30としては、例えば、レンチキュラシートの裏面および熱作動ドナーを使用することができる。熱ダイ転写方法の方が好ましいが、可視光線レーザを使用することができる場合には、ハロゲン化銀のような化学線により露出した材料も、使用することができる。化学線により露出されたレーザを使用する場合には、熱ドナーは必要でない。   As shown in FIG. 5, the longitudinal direction of the scanning point 22 supplied by the scanning multimode laser beam 24 is along high-speed scanning (also called line scanning), and preferably perpendicular to the horizontal scanning direction. preferable. The longitudinal direction of the scanning point corresponds to the longitudinal direction 16 of the radiating aperture 12 and the cross section of the beam having a large Lagrangian value. The short diameter of the scanning point corresponds to the short diameter of the radiating aperture 12 and the cross section of the beam with a small Lagrangian value. Since the size of the scanning point in the horizontal scanning direction is small, a very narrow line 25 having a width of about 10 microns is formed on the recording material 30 by the scanning point. As the recording material 30, for example, the back surface of a lenticular sheet and a thermally operated donor can be used. The thermal die transfer method is preferred, but if a visible light laser can be used, a material exposed by actinic radiation such as silver halide can also be used. If a laser exposed by actinic radiation is used, a thermal donor is not necessary.

レーザビーム24により走査を行っている間、レーザ10は、レーザビームの輝度を正しく変調するために、画像データにより電流変調される。画像ラインの間の平均間隔を均一に維持するために、また正しい小さな凸状レンズと、画像ラインとの整合を正しく維持するために、好適には、多重モードレーザの数が10を越えないことが好ましい。好適には、多重モードレーザの数が2〜5であることがさらに好ましい。好適には、レーザの数が2であることが最も好ましい。レーザの数が10を越えた場合には、レーザ間隔の不整合が増大して、ガルボミラーの一回の掃引により生じる、画像ラインの間の間隔が目で見えるようになる。「走査帯」は、そのガルボミラーまたは他のスキャナの一回の走査で書かれた走査線または画像ラインの集まりであると定義される。走査帯を形成している画像ラインの数は、画像ラインを書き込むために同時に使用したレーザビームの数に対応する。記録材料の横方向の走査移動の速度は、見る距離が正しくなるように選択される。それ故、レーザの間の間隔が一定であるので、この走査帯の間隔dは、任意の一つの走査帯の画像ライン25の間の間隔dとは異なる(すなわち、d≠d)。図8(A)および図8(B)はこの様子を示す。 While scanning with the laser beam 24, the laser 10 is current modulated with image data to correctly modulate the brightness of the laser beam. Preferably, the number of multimode lasers should not exceed 10 in order to maintain a uniform average spacing between the image lines and to maintain correct alignment of the correct small convex lens with the image lines. Is preferred. Preferably, the number of multimode lasers is more preferably 2-5. Preferably, the number of lasers is most preferably 2. When the number of lasers exceeds 10, the laser spacing mismatch increases and the spacing between the image lines caused by one sweep of the galvo mirror becomes visible. A “scan band” is defined as a collection of scan lines or image lines written in a single scan of the galvo mirror or other scanner. The number of image lines forming the scan band corresponds to the number of laser beams used simultaneously to write the image lines. The speed of the lateral scanning movement of the recording material is selected so that the viewing distance is correct. Therefore, since the spacing between the lasers is constant, the spacing d 1 of this scanning band is different from the spacing d 2 between the image lines 25 of any one scanning band (ie, d 1 ≠ d 2 ). FIG. 8A and FIG. 8B show this state.

複数の走査点22を形成するために、多重モードレーザ10は、多重モードレーザの放射アパーチャの長手方向軸に平行なラインと整列状態で、平らな面上に置かれる。レーザ10は、その後、走査点の間の間隔d1が、隙間ができないように、またあまり重なり合わないように、記録材料上に形成された点の解像度をマッチするように、ずらされ、より好適には、傾斜される(図9)。好適には、複数のレーザからのビームは、そのサイズを小さくするために、ディフレクタのところで一致することが好ましい。二つの多重モードレーザを使用する場合には、多重モードレーザは自動的に一列になる。二つ以上の多重モードレーザを使用する場合には、基板の反りおよび湾曲が発生する場合があり、またはレーザ10それ自体の構造体に、反りまたは湾曲が発生する場合がある(図10)。上記湾曲または反りが発生した場合には、各レーザ点の間の間隔を均一にすることはできない(図11)。それ故d≠d’である。それ故、好適には、上記湾曲または反りを補償することが好ましい。そうすると、(二つの以上のレーザを使用する場合には)、レーザの装着が有意にもっと複雑になる。そのため、多重モードレーザの使用数は、二つだけにしておくことが好ましい。走査点は、距離dだけ水平方向にずれている(図12)。(何故なら、レーザそれ自身が、かなり密集しているので、レーザそれ自身を相互にオフセットまたは傾斜しなければならないし、熱管理を行う必要がある場合があるからである。)そのため、各レーザへのデータは、書き込まれたピクセルの間のタイミング中にオフセットを持つ必要がある。幅1センチのレーザパッケージの場合には、隣接する放射アパーチャの間の間隔は1センチである。プリンタの光学系の列が5の縮小率を持っている場合には、水平方向(高速走査方向)の媒体における点の間の間隔dは2ミリになる。そのため、(二つのレーザを使用している場合には)走査線の両側で2ミリだけ余計に走査する必要がある。 To form a plurality of scanning points 22, the multimode laser 10 is placed on a flat surface in alignment with a line parallel to the longitudinal axis of the multimode laser radiation aperture. The laser 10 is then shifted so as to match the resolution of the points formed on the recording material so that the distance d1 between the scanning points does not create a gap and does not overlap so much. Is inclined (FIG. 9). Preferably, the beams from the plurality of lasers are matched at the deflector to reduce their size. When two multimode lasers are used, the multimode lasers are automatically aligned. When two or more multimode lasers are used, the substrate may be warped and curved, or the structure of the laser 10 itself may be warped or curved (FIG. 10). When the curve or warp occurs, the distance between the laser points cannot be made uniform (FIG. 11). Therefore, d 1 ≠ d 1 ′. Therefore, it is preferable to compensate for the curvature or warp. This makes the mounting of the laser significantly more complex (when using more than one laser). Therefore, it is preferable to use only two multimode lasers. Scanning point by a distance d 3 is shifted in the horizontal direction (FIG. 12). (Because the lasers themselves are fairly dense, they must be offset or tilted with respect to each other and thermal management may need to be performed.) Therefore, each laser The data to must have an offset during the timing between the written pixels. In the case of a 1 cm wide laser package, the spacing between adjacent radiation apertures is 1 cm. If the column of the optical system of the printer has a reduction ratio of 5, the distance d 3 between the point in the medium in the horizontal direction (fast scan direction) will be 2 mm. Therefore, it is necessary to scan an extra 2 mm on both sides of the scan line (if two lasers are used).

走査機能は、好適には、非共振ガルボミラー40(図6参照)により行うことが好ましい。何故なら、上記ミラーは軽量で、複数の多重モード光レーザを受け入れることができる大きなアパーチャを持ち、比較的安価であるからである。   The scanning function is preferably performed by the non-resonant galvo mirror 40 (see FIG. 6). This is because the mirror is lightweight, has a large aperture that can accept multiple multimode lasers, and is relatively inexpensive.

記録材料30は、図5に垂直な矢印で示すように、低速走査(横走査)方向に送られ、その結果、走査帯がスタートすると、一つの狭いライン間隔が二つの走査帯の間にできる。すでに説明したとおり、この間隔は、画像ラインが適当な小さな凸状レンズと整合するように、種々の環境の変化を補償するために調整することができる。視認距離が正しい距離になり、画像の「ごちゃ混ぜ」が最小限度まで軽減するか、完全になくなる。レーザビーム24の焦点は、例えば、図6のf−θレンズのような光学的システム50により、記録材料30の上に結ばれる。上記光学的システムは、屈折および/または反射構成部材により作ることができる。   The recording material 30 is fed in the slow scan (horizontal scan) direction as shown by the vertical arrows in FIG. 5, and as a result, when the scan band starts, one narrow line interval is created between the two scan bands. . As already explained, this spacing can be adjusted to compensate for various environmental changes such that the image line is aligned with a suitable small convex lens. The viewing distance becomes the correct distance, and the “jumble” of the image is reduced to the minimum or completely eliminated. The focal point of the laser beam 24 is focused on the recording material 30 by an optical system 50 such as the f-θ lens of FIG. The optical system can be made with refractive and / or reflective components.

熱ダイ転写方法と一緒に走査多重モードレーザビームを使用するために、レンチキュラシートの裏面に接着された熱ドナーを横切ってレーザビームによる走査が行われる。記録材料を支持しているステージ45は、駆動装置46により、走査レーザビーム24に対して並進する。記録材料30が熱ドナー52A、52B、52Cを含む場合には、全カラー画像形成するために、最初、第一の熱ドナー52Aが除去され、(異なる色の)二つの新しい熱ドナー52Bおよび52Cに対して同じプロセスが反復して行われる。図13にそれを示す。   In order to use a scanning multimode laser beam in conjunction with a thermal die transfer method, a laser beam scan is performed across a thermal donor bonded to the backside of the lenticular sheet. The stage 45 supporting the recording material is translated with respect to the scanning laser beam 24 by the driving device 46. If the recording material 30 includes thermal donors 52A, 52B, 52C, the first thermal donor 52A is first removed to form a full color image and two new thermal donors 52B and 52C (of different colors) are removed. The same process is repeated. This is shown in FIG.

10 ダイオードレーザ 12 アパーチャ 14 円錐 16 長手方向 20 飛点レーザスキャナ 25 ライン 30 記録材料 40 ガルボミラー 45 ステージ 46 ステージ駆動装置 50 光学的システム 52A、B、C ダイドナー DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Diode laser 12 Aperture 14 Cone 16 Longitudinal direction 20 Flying point laser scanner 25 Line 30 Recording material 40 Galvo mirror 45 Stage 46 Stage drive device 50 Optical system 52A, B, C Dydonor

Claims (1)

An apparatus for generating a lenticular image on a lenticular sheet having a plurality of small convex lenses ,
A laser with a radiating aperture, wherein the laser is multimode in a first direction and is single mode in a second direction perpendicular to the first direction;
A scanner oriented to scan a laser beam from a laser along a scan line, wherein the longitudinal direction of the radiation aperture corresponds to a high-speed scanning direction of the scanner;
An optical system that focuses the laser beam at a point having a longitudinal diameter and a short-side diameter, wherein the longitudinal direction of the point is along a high-speed scanning direction ;
A driving device for moving the lenticular sheet with respect to the scanning line;
An apparatus in which the drive device can move the lenticular sheet to adjust the spacing of the scanning bands .
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