JPH0432892A - Laser plotter - Google Patents

Laser plotter

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Publication number
JPH0432892A
JPH0432892A JP13932290A JP13932290A JPH0432892A JP H0432892 A JPH0432892 A JP H0432892A JP 13932290 A JP13932290 A JP 13932290A JP 13932290 A JP13932290 A JP 13932290A JP H0432892 A JPH0432892 A JP H0432892A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
laser beam
signal
pattern information
period
Prior art date
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Pending
Application number
JP13932290A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sakuya Tamada
作哉 玉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH0432892A publication Critical patent/JPH0432892A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To inexpensively obtain an image of high horizontal resolution by deflecting a laser beam obtained by converting a pattern information signal into a pattern information signal having frequency higher than a prescribed frequency and modulating the converted signal in the horizontal direction. CONSTITUTION:The laser plotter is provided with a converting means 1 for reading out a pattern information signal Va with a prescribed frequency f1 sent at a fixed period T at a period ts faster than the period T and converting the read signal Va into a pattern information signal V having frequency f2 higher than the frequency f1 and a horizontally deflecting means 6 for horizontally deflecting the laser beam l modulated by the signal component of the signal V. Since the laser beam l modulated by the signal component of the signal V having the higher frequency, a horizontal blanking period can be extended without changing the prescribed one-horizontal scanning period and a margin can be applied to the fly-back line of the laser beam l. Consequently, the beam diameter D can be increased and an image of high resolution can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は、レーザビームを用いて被描画媒体にパターン
情報を描画するレーザ描画装置に関し、特にレーザビー
ムを用いてテレビジョン画像等ヲ表示するレーザ描画装
置に用いて好適なものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a laser drawing device that uses a laser beam to draw pattern information on a medium to be drawn, and particularly to a laser drawing device that uses a laser beam to display television images, etc. It is suitable for use in a laser drawing device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、レーザビームをラスター走査させて被描画媒
体にパターン情報を描画するようにしたレーザ描画装置
において、一定の周期で送られてくる所定の周波数を有
するパターン情報信号を、上記一定の周期よりも速い周
期で読出して、上記所定の周波数よりも高い周波数のパ
ターン情報信号に変換する変換手段と、該変換手段から
の上記パターン情報信号成分により変調されたレーザビ
ームを水平方向に偏向させる水平偏向手段を有して構成
することにより、高速の水平ラスター走査が必要である
場合においても、従来とほぼ同じ光学系を用いて安価に
水平解像度の高い画像が得られるようにしたものである
The present invention provides a laser drawing device that draws pattern information on a medium to be drawn by raster scanning a laser beam. converting means for reading the pattern information signal at a faster period than the predetermined frequency and converting it into a pattern information signal having a frequency higher than the predetermined frequency; and a horizontal device for horizontally deflecting a laser beam modulated by the pattern information signal component from the converting means. By including the deflection means, even when high-speed horizontal raster scanning is required, images with high horizontal resolution can be obtained at low cost using almost the same optical system as conventional ones.

(従来の技術〕 近時、強度変調されたレーザビームを、水平及び垂直方
向に2次元的にラスター走査して、例えばテレビジョン
画像を表示するレーザ描画装置がある。
(Prior Art) Recently, there has been a laser drawing device that displays, for example, a television image by two-dimensionally raster scanning an intensity-modulated laser beam in the horizontal and vertical directions.

そして、このレーザ描画装置のレーザビームの走査方式
として、回転多面鏡を用いた機械方式があるが、この回
転多面鏡を用いた機械方式には、以下の欠点がある。
As a laser beam scanning method of this laser drawing apparatus, there is a mechanical method using a rotating polygon mirror, but this mechanical method using a rotating polygon mirror has the following drawbacks.

(i)回転多面鏡を回転駆動するモータの軸振れ等によ
る振動が発生する。
(i) Vibrations occur due to shaft vibration of the motor that rotationally drives the rotating polygon mirror.

(ii )回転多面鏡の回転による風切り音等の騒音が
発生する。
(ii) Noise such as wind noise is generated due to the rotation of the rotating polygon mirror.

(iii)回転多面鏡の軸受の耐久性に問題がある。(iii) There is a problem with the durability of the rotating polygon mirror bearing.

(iv)上述した回転駆動モータの回転の立ち上がりが
速みやかでは無いので、クイック・スタートが困難であ
る。
(iv) Since the rotation of the above-mentioned rotary drive motor does not start up quickly, a quick start is difficult.

(v)回転駆動モータの回転安定性に問題があるため、
時間シンターが発生する。
(v) There is a problem with the rotational stability of the rotary drive motor,
Time sinter occurs.

以上のような欠点を有する機械方式のレーザビーム走査
方式に対して、機械的な駆動部分の無い音響光学偏向器
を用いた音響光学走査方式が、例えば、「音響光学偏向
器を使用したラスター走査型レーザデイスプレィ装置」
 (電子通信学会論文誌第58巻C2第4号1975年
第209頁〜第216頁)に記載されている。
In contrast to the mechanical laser beam scanning method, which has the above-mentioned drawbacks, the acousto-optic scanning method uses an acousto-optic deflector without a mechanically driven part. type laser display device”
(Transactions of the Institute of Electronics and Communication Engineers Vol. 58, No. 4, C2, 1975, pp. 209 to 216).

この音響光学偏向器を使用したラスター走査型レーザデ
イスプレィ装置は、レーザ光源から出射されたレーザビ
ームを音響光学偏向器にてラスター走査させて、スクリ
ーン等に直接画像を描画するようにしている。
A raster scanning laser display device using this acousto-optic deflector uses the acousto-optic deflector to perform raster scanning of a laser beam emitted from a laser light source to directly draw an image on a screen or the like.

このレーザデイスプレィ装置によれば、機械方式のもの
と比較して、振動や騒音が無く、耐久性にも優れ、クイ
ック・スタートも容易で、時間ジッターも無い。また、
小型化も可能である。
This laser display device is free from vibration and noise, has excellent durability, is easy to quick start, and has no time jitter compared to mechanical devices. Also,
Miniaturization is also possible.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

一般に、レーザビームの伝搬モードがガウシアンビーム
であるとすると、第5図に示すように、スクリーン(3
1)上でのスポットサイズ(強度が1/e2となる直径
)dは、 d−TλL/D          ・・・・(1)で
与えられる。ここで、T−4/π−1,27、λはし一
ザビームlの波長、Lは音響光学偏向器(32)内にお
ける偏向点とスクリーン(31)間の距離、Dは偏向点
でのビーム径である。
Generally, if the propagation mode of the laser beam is a Gaussian beam, the screen (3
1) The spot size (diameter at which the intensity is 1/e2) d is given by d-TλL/D (1). Here, T-4/π-1, 27, λ is the wavelength of the beam l, L is the distance between the deflection point in the acousto-optic deflector (32) and the screen (31), and D is the distance at the deflection point. It is the beam diameter.

また、スクリーン(31)上での分解点数(分解能)N
は、φを偏向角とすると、次式 %式%(2) で見積ることができ、分解能NはφDに比例する。
Also, the number of resolution points (resolution) N on the screen (31)
can be estimated using the following equation (2), where φ is the deflection angle, and the resolution N is proportional to φD.

分解能Nを走査線本数N、で表わすと、N、は次式 N、=2N−1ζ2φD/r λ・・・・(3)となる
When the resolution N is expressed by the number of scanning lines N, N becomes the following equation N, =2N-1ζ2φD/rλ (3).

ところで、)(DTV (高精細度テ1/ビジョン)方
式のように、高速のラスクー走査が必要である場合、従
来のレーザ描画装置では、水平解像度が低下するという
不都合がある。即ち、HDTV方弐の水平走査周波数は
、NTSC方式の約2倍であり、水平ブランキング期間
はその1/2の約4μsecであるため、従来のままの
ビーム径では音響光学偏向器(32)内でのビームの帰
線に関し、余裕が無くなる。従って、ビーム径りを小さ
くして対応するしかないが、ビーム径りが小さくなると
、上式(2)及び(3)からもわかるとおり、分解能、
水平解像度が劣化する。
By the way, when high-speed Lasque scanning is required, such as in the HDTV (high-definition television/vision) system, conventional laser drawing devices have the disadvantage of decreasing horizontal resolution. The horizontal scanning frequency of 2 is about twice that of the NTSC system, and the horizontal blanking period is about 4 μsec, which is half of that, so if the beam diameter remains the same as before, the beam inside the acousto-optic deflector (32) There is no margin for the return line of
Horizontal resolution deteriorates.

そこで、上記音響光学偏向器(32)として、高速アク
セス対応の特殊な音響光学偏向器を用いて上記不都合を
回避させるという例もあるが、この音響光学偏向器の場
合、超音波の伝搬速度が非常に速いため、偏向角φが従
来のものと比して小さくなり、水平解像度は、期待する
程向上しない。偏向角φは、第6図に示すように、ブラ
ッグ帯域(超音波の周波数の掃引幅)Δfを広くとる程
、大きくなるため、この高速アクセス対応の音響光学偏
向器の場合、上記ブラッグ帯域△fを広くとる必要があ
り、掃引周波数(中心周波数f。)を上げ、位相同期型
(縦波型)などにしなければならず、音響光学偏向器自
体の構造が複雑化、大型化し、また、ビーム整形もめん
どうになることから、レーザ描画装置の高価格化を招く
という不都合がある。尚、第6図において、曲線Iは音
響光学偏向器に供給する掃引周波数fの回折効率分布を
示し、曲線■は回折角θの周波数分布を示す。
Therefore, there is an example in which a special acousto-optic deflector that supports high-speed access is used as the acousto-optic deflector (32) to avoid the above disadvantage, but in the case of this acousto-optic deflector, the propagation speed of the ultrasonic wave is Since it is very fast, the deflection angle φ becomes smaller than that of the conventional one, and the horizontal resolution does not improve as much as expected. As shown in FIG. 6, the deflection angle φ increases as the Bragg band (sweep width of ultrasonic frequency) Δf becomes wider. It is necessary to widen f, raise the sweep frequency (center frequency f.), and use a phase synchronization type (longitudinal wave type), etc., and the structure of the acousto-optic deflector itself becomes complicated and large. Since beam shaping is also troublesome, there is an inconvenience that the price of the laser drawing apparatus increases. In FIG. 6, the curve I shows the diffraction efficiency distribution of the sweep frequency f supplied to the acousto-optic deflector, and the curve ■ shows the frequency distribution of the diffraction angle θ.

また、fCはブラッグ帯域Δfの中心周波数、f。Further, fC is the center frequency of the Bragg band Δf, f.

及びf2は曲線Iにおいて回折効率50%の点A及び点
Bにおける周波数である。
and f2 are the frequencies at points A and B at which the diffraction efficiency is 50% in curve I.

本発明は、このような点に鑑み成されたもので、その目
的とするところは、高速の水平ラスター走査が必要であ
る場合においても、安価に水平解像度の高い画像を得る
ことができるレーザ描画装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of these points, and its purpose is to provide a laser drawing method that can inexpensively obtain images with high horizontal resolution even when high-speed horizontal raster scanning is required. The goal is to provide equipment.

[課題を解決するための手段〕 本発明は、レーザビーム!をラスター走査させて被描画
媒体(11)にパターン情報を描画するようにしたレー
ザ描画装置(A)において、一定の周期Tで送られてく
る所定の周波数f、を有するパターン情報信号■3を上
記一定の周期Tよりも速い周期t5で読出して、上記所
定の周波数f1よりも高い周波数12のパターン情報信
号■に変換する変換手段(1)と、この変換手段(1)
からのパターン情報信号■の信号成分により変調された
レーザビーム!を水平方向に偏向させる水平偏向手段(
6)を有して構成する。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a laser beam! In a laser drawing device (A) that draws pattern information on a drawing medium (11) by raster scanning, a pattern information signal (3) having a predetermined frequency f sent at a constant period T is transmitted. a converting means (1) for reading at a period t5 faster than the above-mentioned constant period T and converting it into a pattern information signal (1) having a frequency of 12 higher than the above-mentioned predetermined frequency f1;
A laser beam modulated by the signal component of the pattern information signal ■ from! horizontal deflection means (
6).

〔作用〕[Effect]

上述の本発明の構成によれば、一定の周期Tで送られて
くる所定の周波数f1を有するパターン情報信号■1を
高速の第2の周Mtsで読出して周波数の高いパターン
情報信号Vに変換し、このパターン情報信号■の信号成
分により変調されたレーザビーム!を水平偏向するよう
にしたので、所定の1水平走査期間を変えずに、水平ブ
ランキング期間を長くとることが可能となり、レーザビ
ーム!の帰線に関し、余裕をもたせることができる。従
って、ビーム径りを大きくすることが可能となり、高解
像度の画像を得ることができる。また、特殊な水平走査
手段を用いることな(2,従来の光学系とほぼ同じ構成
が採用できるため5、高解像度化を図ったレーザ描画装
置(八)の構造の簡略化、製造コストの低廉化を同時に
図ることができる。
According to the configuration of the present invention described above, the pattern information signal 1 having a predetermined frequency f1 sent at a constant period T is read out at a high speed second cycle Mts and converted into a pattern information signal V having a high frequency. And a laser beam modulated by the signal component of this pattern information signal ■! Since the laser beam is deflected horizontally, it is possible to lengthen the horizontal blanking period without changing one predetermined horizontal scanning period. It is possible to provide some leeway regarding the return line. Therefore, it is possible to increase the beam diameter and obtain a high resolution image. In addition, it does not require the use of special horizontal scanning means (2) because almost the same configuration as the conventional optical system can be adopted, (5) the structure of the laser drawing device with high resolution (8) can be simplified, and manufacturing costs can be reduced. can be achieved at the same time.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第1図〜第4図を参照しながら本発明の詳細な説
明する。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to FIGS. 1 to 4.

第1図は、本実施例に係るレーザ描画装置(A)を示す
構成図である。この図において、(])は一定の周期T
で送られてくる所定の周波数f、を有する映像信号■1
を上記周波数f1よりも高い周波数f2を有する映像信
号■に変換する周波数変換回路である。この回路(1)
の構成及び動作については後述する。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a laser drawing apparatus (A) according to this embodiment. In this figure, (]) is a constant period T
Video signal ■1 having a predetermined frequency f, sent at
This is a frequency conversion circuit that converts the signal into a video signal (2) having a frequency f2 higher than the frequency f1. This circuit (1)
The configuration and operation of will be described later.

そして、レーザ光源(2)から出射されたレーザビーム
はビーム絞り込みレンズ(3)を介して細く絞り込まれ
、音響光学光強度変調器(4)に供給される。
The laser beam emitted from the laser light source (2) is narrowed down through a beam narrowing lens (3) and supplied to an acousto-optic light intensity modulator (4).

この光強度変調器(4)は、音響光学媒体に印加される
超音波の強度を変えて、レーザビームがこの超音波によ
って回折される効率を変化させることで、回折レーザビ
ームの強度を変調するものである。
This light intensity modulator (4) modulates the intensity of the diffracted laser beam by changing the intensity of the ultrasound applied to the acousto-optic medium and changing the efficiency with which the laser beam is diffracted by the ultrasound. It is something.

この光強度変調器(4)には、周波数変換回路(])か
らの映像信号■が供給され、この映像信号■のうち、輝
度信号成分に応じてレーザビームlが光強度変調される
。そして、この光強度変調器(4)から出射した強度変
調されたレーザビーム2は、ビーム拡大レンズ(5)を
介して、所定の太さのレーザビームlに変換された後、
水平走査用音響光学偏向器(6)に供給される。
The light intensity modulator (4) is supplied with the video signal (2) from the frequency conversion circuit (2), and the laser beam (1) is modulated in light intensity according to the luminance signal component of the video signal (2). The intensity-modulated laser beam 2 emitted from the light intensity modulator (4) is converted into a laser beam l of a predetermined thickness via a beam expansion lens (5), and then
It is supplied to an acousto-optic deflector (6) for horizontal scanning.

この音響光学偏向器(6)は、音響光学媒体(6a)の
−面に、圧電効果を利用した超音波発生器(6b)が取
付けられた構造となっており、この超音波発生器(6b
)に高周波発生器(6c)からの電圧が印加されること
で音響光学媒体(6a)に超音波振動の進行波が作られ
る。この時、高周波発振器(6c)の発振周波数が低い
場合には波長の長い進行波が作られ、発振周波数が高い
場合には波長の短い進行波が作られる。
This acousto-optic deflector (6) has a structure in which an ultrasonic generator (6b) utilizing a piezoelectric effect is attached to the negative side of an acousto-optic medium (6a).
), a traveling wave of ultrasonic vibration is created in the acousto-optic medium (6a) by applying a voltage from the high frequency generator (6c) to the acousto-optic medium (6a). At this time, when the oscillation frequency of the high frequency oscillator (6c) is low, a traveling wave with a long wavelength is created, and when the oscillation frequency is high, a traveling wave with a short wavelength is created.

そして、音響光学偏向器(6)に供給されたレーザビー
ムEは、音響光学媒体(6aHこ導かれて、超音波振動
の進行波と遭遇され、この進行波によって、回折されて
、偏向を受ける。この時、超音波振動の進行波の波長が
短い程大きな偏向を受けるので、高周波発振器(6c)
の発振周波数を低い周波数から高い周波数へ鋸歯状に繰
り返し掃引することで、音響光学偏向器(6)から出射
するレーザビームは、偏向を受けて偏向走査を繰り返す
水平走査レーザビームlとなる。
The laser beam E supplied to the acousto-optic deflector (6) is guided through an acousto-optic medium (6aH), encounters a traveling wave of ultrasonic vibration, is diffracted by this traveling wave, and is deflected. At this time, the shorter the wavelength of the traveling wave of ultrasonic vibration, the greater the deflection, so the high frequency oscillator (6c)
By repeatedly sweeping the oscillation frequency from a low frequency to a high frequency in a sawtooth pattern, the laser beam emitted from the acousto-optic deflector (6) becomes a horizontal scanning laser beam l that undergoes deflection and repeats deflection scanning.

ここで、高分解能の画像を投影するには、音響光学偏向
器(6)に入射させるレーザビームlの径を太くする必
要がある。然るに、ビーム径が太い場合、音響光学媒体
(6a)中の超音波振動の進行波の伝達速度が有限であ
るため、入射したレーザビームlの超音波発生器(6b
)に近い部分と遠い部分では、遭遇する超音波の周波数
が異なり、偏向角度がビーム径の位置によって異なる。
Here, in order to project a high-resolution image, it is necessary to increase the diameter of the laser beam l that is incident on the acousto-optic deflector (6). However, when the beam diameter is large, the propagation speed of the traveling wave of ultrasonic vibration in the acousto-optic medium (6a) is finite.
) The frequencies of the ultrasonic waves encountered differ between the parts near and far from the beam, and the deflection angle differs depending on the position of the beam diameter.

つまり、超音波発生器(6b)に近い部分では、高い周
波数の超音波に遭遇して大きな偏向を受け、遠い部分で
は低い周波数の超音波に遭遇して小さな偏向を受けるの
で、あたかもシリンドリカルレンズを透過させた如くに
、レーザビームβは平行ビームとはならずに、集光して
偏向される。これをシリンドリカルレンズ効果と呼んで
いる。
In other words, the part close to the ultrasonic generator (6b) encounters high-frequency ultrasound and receives a large deflection, and the part far away encounters low-frequency ultrasound and receives a small deflection, so it is as if it were a cylindrical lens. As if transmitted, the laser beam β does not become a parallel beam, but is condensed and deflected. This is called the cylindrical lens effect.

そして、音響光学偏向器(6)から出射され、偏向走査
を繰り返す水平走査レーザビームとなったレーザビーム
lは、補正シリンドリカルレンズ(7)に供給される。
The laser beam l, which is emitted from the acousto-optic deflector (6) and becomes a horizontal scanning laser beam that repeats deflection and scanning, is supplied to the correction cylindrical lens (7).

この補正シリンドリカルレンズC7)は、上述のシリン
ドリカルレンズ効果を補正するためで、これを透過した
レーザビームは再び平行なレーザビームlとなって、水
平偏向走査を繰り返す。
This correction cylindrical lens C7) is for correcting the above-mentioned cylindrical lens effect, and the laser beam transmitted through it becomes a parallel laser beam l again and repeats horizontal deflection scanning.

そして、この補正シリンドリカルレンズ(7)を透過し
た水平偏向レーザビーム!は、垂直走査用音響光学偏向
器(8)に供給される。この音響光学偏向器〔8)は、
水平走査用音響光学偏向器(6)と同じ構造を有するも
ので、音響光学媒体(8a)の−面に、圧電効果を利用
した超音波発生器(8b)が取つけられ、高周波発振器
(8c)からの電圧を印加することで光学媒体(8a)
に超音波振動の進行波を作り、高周波発振器(8c)の
発振周波数を低い周波数から高い周波数へ鋸歯状に繰り
返し掃引して、入射したレーザビームlを垂直方向に繰
り返し偏向させるものである。
And the horizontally deflected laser beam transmitted through this correction cylindrical lens (7)! is supplied to a vertical scanning acousto-optic deflector (8). This acousto-optic deflector [8] is
It has the same structure as the horizontal scanning acousto-optic deflector (6), in which an ultrasonic generator (8b) using a piezoelectric effect is attached to the negative side of the acousto-optic medium (8a), and a high-frequency oscillator (8c) ) by applying a voltage from the optical medium (8a)
A traveling wave of ultrasonic vibration is created, and the oscillation frequency of the high-frequency oscillator (8c) is repeatedly swept in a sawtooth pattern from a low frequency to a high frequency, thereby repeatedly deflecting the incident laser beam l in the vertical direction.

なお、垂直偏向の走査繰り返し回数は例えば、毎秒60
回と、上述した水平偏向に比べて遅いので、音響光学偏
向器(8)でのシリンドリカルレンズ効果は無視できる
Note that the number of repetitions of vertical deflection scanning is, for example, 60 per second.
The cylindrical lens effect in the acousto-optic deflector (8) can be ignored because the deflection is slower than the horizontal deflection described above.

そして、この音響光学偏向器(8)から出射された水平
および垂直の二次元偏向走査を繰り返すレーザビームl
は拡大投影レンズ(9)および(10)を介してスクリ
ーン(11)上に投影される。この拡大投影レンズ(9
)および(10)は偏向器での偏向角度がわずか2°程
度で極めて小さくこのままでは、スクリーン(11)上
での画面サイズが大きくならない為、実用的なスクリー
ンサイズに描画サイズを拡大させる目的で用いている。
A laser beam l emitted from this acousto-optic deflector (8) repeats horizontal and vertical two-dimensional deflection scanning.
is projected onto the screen (11) via magnifying projection lenses (9) and (10). This magnifying projection lens (9
) and (10), the deflection angle with the deflector is only about 2 degrees, which is extremely small and the screen size on the screen (11) will not increase as it is, so the purpose of this is to increase the drawing size to a practical screen size. I am using it.

このようにしてスクリーン(]1)上にレーザビームが
ラスター走査されて、且つこの水平、垂直偏向に同期し
て光強度変調器(4)へ映像信号Vが与えられることで
テレビジョン画像が表示可能となる。
In this way, the laser beam is raster scanned on the screen (1), and the video signal V is given to the light intensity modulator (4) in synchronization with this horizontal and vertical deflection, thereby displaying a television image. It becomes possible.

次に、本例に係る周波数変換回路(1)の構成及び動作
を第2図及び第3図に基いて説明する。
Next, the configuration and operation of the frequency conversion circuit (1) according to this example will be explained based on FIGS. 2 and 3.

この周波数変換回路(1)は、第2図に示すように、一
定の周期T(例えば、ハイビジョンテレビ方式であれば
水平走査期間29.63μsec 、水平ブランキング
期間3.77μsec )で連続的に送られてくるアナ
ログの映像信号■、をデジタルの映像信号■6に変換す
るA/D変換器(21)と、上記アナログ映像信号■3
から水平同期信号shを分離させる同期分離回路(22
)と、上記A/D変換器(21)からの映像信号■、を
一旦格納する第1及び第2のラインメモリ(23a)及
び(23b)  と、各ラインメモリ(23a)又は(
23b)からの映像信号■゛4をアナログの映像信号■
に変換するD/A変換器(24)と、上記同期分離回路
(22)からの水平同期信号shに基いて、各回路に必
要なりロックパルスを供給する制御クロック発生器(2
5)とを有する。尚、(26)は、音響光学偏向器(6
)に掃引信号fを供給する掃引信号発生器、(27)は
掃引信号発生器(26)から出力される掃引信号fの出
力タイミングを所定時間遅延させる遅延回路である。
As shown in FIG. 2, this frequency conversion circuit (1) continuously transmits signals at a constant period T (for example, in the case of a high-definition television system, the horizontal scanning period is 29.63 μsec and the horizontal blanking period is 3.77 μsec). An A/D converter (21) that converts the incoming analog video signal ■, into a digital video signal ■6, and the analog video signal ■3
A synchronization separation circuit (22) that separates the horizontal synchronization signal sh from
), first and second line memories (23a) and (23b) that temporarily store the video signal (2) from the A/D converter (21), and each line memory (23a) or (
23b) video signal from ■゛4 is an analog video signal■
a D/A converter (24) for converting into
5). In addition, (26) is an acousto-optic deflector (6
), and (27) is a delay circuit that delays the output timing of the sweep signal f output from the sweep signal generator (26) by a predetermined time.

そして、第3図に示すように、一定周期Tで連続的に送
られて(る周波数f1が例えば30MH2の映像信号■
3のうち、例えば第1走査線に関する映像信号■、1(
第3図A参照)を第1の表示期間t1において、制御ク
ロック発生器(25)からのA/Dクロックパルスpa
dに基いて、A/D変換器(21)にてデジタル映像信
号Vdlに変換すると共に、制御クロック発生器(25
)からの周波数が例えば70MH2の書込みクロックパ
ルスl)W+ に基いて、上記デジタル映像信号Vdl
を例えば第1のラインメモ’) (23a)に書込む(
第3図C参照)。次に、第2走査線に関する映像信号■
、2(第3図A参照)を第2の表示期間t2において、
A/D変換器(21)にてデジタル映像信号Vd□に変
換すると共に、制御クロック発生器(25)からの周波
数が例えば70MHzの書込みクロックパルスpw□に
基いて、上記映像信号Vd2を第2のラインメモリ(2
3b)に書込む(第3図り参照)。また、この第2の表
示期間t2において、制御クロック発生器(25)から
の周波数が例えば100MH2の読出しクロックパルス
Pr+に基いて、第1のラインメモリ(23a)から第
1走査線に関する映像信号■゛4.を続出しく第3図C
参照)、制御クロ・ンク発生器(25)からのD/Aク
ロックパルスpd、に基いて、D/A変換器(24)に
て周波数f2が50M)12のアナログ映像信号V(V
l)に変換したのち、該アナログ映像信号V(V、)を
後段の光強度変調器(4)に供給し、レーザ光源(2)
から出射されたレーザビームlを上記映像信号V(V、
)の輝度信号成分により変調させる。
Then, as shown in FIG. 3, the video signal {
3, for example, the video signal ■, 1(
(see FIG. 3A) during the first display period t1, the A/D clock pulse pa from the control clock generator (25)
d, the A/D converter (21) converts it into a digital video signal Vdl, and the control clock generator (25
) with a frequency of, for example, 70 MH2, the digital video signal Vdl
For example, write in the first line memo') (23a) (
(See Figure 3C). Next, the video signal for the second scanning line ■
, 2 (see FIG. 3A) in the second display period t2,
The A/D converter (21) converts the video signal Vd2 into a digital video signal Vd□, and the video signal Vd2 is converted into a second digital video signal Vd2 based on a write clock pulse pw□ whose frequency is, for example, 70 MHz from the control clock generator (25). line memory (2
3b) (see third diagram). In addition, during this second display period t2, based on the read clock pulse Pr+ whose frequency is, for example, 100 MH2 from the control clock generator (25), the video signal 1 for the first scanning line is sent from the first line memory (23a).゛4. Figure 3 C
Based on the D/A clock pulse pd from the control clock generator (25), the D/A converter (24) generates an analog video signal V (V
1), the analog video signal V (V, ) is supplied to the subsequent light intensity modulator (4), and the laser light source (2)
The laser beam l emitted from the video signal V (V,
) is modulated by the luminance signal component.

即ち、上側では、第1走査線に関する映像信号■1を一
旦デジタル映像信号■、1に変換したのち、上記映像信
号V IIよりも高い周波数の書込みクロックパルスP
w+に基いて、上記デジタル映像信号V□を第1のライ
ンメモリ(23a)に書込み、次いで上記書込みクロッ
クパルスpw+よりも高い周波数の読出しクロックパル
スPr+に基いて、上記デジタル映像信号Vdlを入力
映像信号■1の表示期間t1よりも速い周期t5で読出
して第1走査線に関する入力映像信号■81を高周波の
映像信号■(■1)に変換する。従って、本例では、上
記周期t5が表示期間となる。
That is, on the upper side, after the video signal (1) regarding the first scanning line is once converted into a digital video signal (2),1, the write clock pulse P having a higher frequency than the video signal (VII) is applied.
w+, the digital video signal V□ is written to the first line memory (23a), and then, based on the read clock pulse Pr+ having a higher frequency than the write clock pulse pw+, the digital video signal Vdl is written to the input video. The input video signal 81 for the first scanning line is read out at a cycle t5 faster than the display period t1 of the signal 1, and is converted into a high-frequency video signal 2 (1). Therefore, in this example, the period t5 becomes the display period.

一方、遅延回路(27)は、同期分離回路(22)から
の水平同期信号shの入力に基いて、ある一定時間td
経過後に1つのパルスPdを出力する(第3図C参照)
。そして、このパルスPdに基いて、掃引信号発生器(
26)から音響光学偏向器(6)に対し掃引信号fを出
力する(第3図C参照)。二〇掃引信号fは、周波数を
低周波から高周波に掃引してなる鋸歯状の波形を有し、
その出力期間Tfは、パルスPdの繰返し周期Tdと同
じ、即ち入力映像信号Vaの基準となる周期T(水平走
査期間tと水平ブランキング期間tIIの合計期間)と
同じに設定される。特に本例では、レーザビーム!の出
射に合わせて、音響光学偏向器(6)における音響光学
媒体(6a)での超音波波長の空間分布が常に1次式、
所謂リニア・アクセス・モード(LAM)となるように
、掃引信号fの周波数変化量Δfが設定される。即ち、
上記の例では、第1走査線に関するレーザビーム2が出
射された段階でリニア・アクセス・モード(LAM)と
なるようにして、レーザビーム!を均一に水平偏向でき
るようにし、次のパルスPdの立上がり時にその掃引を
終了させると同時に次の走査vA!こ関するレーザビー
ムpへの掃引を開始する。このことから、本例の場合、
その水平ブランキング期間T、は、読出し終了時から次
の水平走査時までの期間になり、通常の水平ブランキン
グ期間tg&比較して(t  ts)分長くなる。
On the other hand, the delay circuit (27) operates for a certain period of time td based on the input of the horizontal synchronization signal sh from the synchronization separation circuit (22).
Output one pulse Pd after the elapsed time (see Figure 3C)
. Then, based on this pulse Pd, a sweep signal generator (
26) outputs a sweep signal f to the acousto-optic deflector (6) (see FIG. 3C). 20 The sweep signal f has a sawtooth waveform whose frequency is swept from a low frequency to a high frequency,
The output period Tf is set to be the same as the repetition period Td of the pulse Pd, that is, the same as the reference period T of the input video signal Va (the total period of the horizontal scanning period t and the horizontal blanking period tII). Especially in this example, laser beam! According to the emission of the ultrasonic wave, the spatial distribution of the ultrasonic wavelength in the acousto-optic medium (6a) in the acousto-optic deflector (6) always follows the linear equation,
The frequency change amount Δf of the sweep signal f is set so as to be in a so-called linear access mode (LAM). That is,
In the above example, the linear access mode (LAM) is set when the laser beam 2 related to the first scanning line is emitted, and the laser beam ! can be horizontally deflected uniformly, and at the same time the sweep ends at the rise of the next pulse Pd, the next scan vA! Sweep to the relevant laser beam p is started. Therefore, in this example,
The horizontal blanking period T is a period from the end of reading until the next horizontal scan, and is longer by (t ts) than the normal horizontal blanking period tg&.

そして、次の第3の表示期間t3において、第3走査線
に関するデジタル映像信号Vd3を第1のラインメモリ
(23δ)に書込むと共に(第3図C参照)、第2のラ
インメモリ(23b)から第2走査線に関する映像信号
■゛、2を周波数が例えば100MH2の読出しクロッ
クパルスPr2に基いて周期tsにて読出し、D/A変
換器(24)を介してアナログ映像信号V(vz)に変
換したのち、該信号V(vz;+を光強度変調器(4)
に供給する。もちろん、この続出し、期間t5において
も音響光学偏向器(6)がリニア・アクセス・モー1”
(LAM)4こ入るようになされる。
Then, in the next third display period t3, the digital video signal Vd3 regarding the third scanning line is written into the first line memory (23δ) (see FIG. 3C), and the digital video signal Vd3 regarding the third scanning line is written into the second line memory (23b). The video signal ゛, 2 related to the second scanning line is read out at a period ts based on a readout clock pulse Pr2 having a frequency of, for example, 100 MH2, and converted into an analog video signal V (vz) via a D/A converter (24). After conversion, the signal V(vz;+) is sent to an optical intensity modulator (4).
supply to. Of course, this continues, and even in period t5, the acousto-optic deflector (6) is in the linear access mode 1".
(LAM) It is made to fit 4 pieces.

そして、上記動作を順次繰返すことによって、レーザビ
ーム!がスクリーン(11)上において順次ラスター走
査され、このラスター走査ムこよどつ、スクリーン(1
1)に入力映像信号Vaに基づく画像が描画される。
Then, by sequentially repeating the above operations, the laser beam! are sequentially raster scanned on the screen (11), and each time this raster scan is performed, the screen (11)
1) An image based on the input video signal Va is drawn.

次に、実施例と比較例についてのレイリー限界による水
平解像度Nrの比較を下表及び第4図に基いて説明する
。ここで、レイリー限界による水平解像度Nrとは、次
式で求める分解本数であり、単位としてTV本が用いら
れる。
Next, a comparison of the horizontal resolution Nr according to the Rayleigh limit between the example and the comparative example will be explained based on the table below and FIG. 4. Here, the horizontal resolution Nr based on the Rayleigh limit is the number of resolved lines determined by the following equation, and TV lines are used as a unit.

上式(1)で、τは水平ブランキング期間、Tは水平走
査期間、Δfはブラッグ帯域、9/16はアスペクト比
を示す。
In the above equation (1), τ is the horizontal blanking period, T is the horizontal scanning period, Δf is the Bragg band, and 9/16 is the aspect ratio.

そして、通常のハイビジョン方式、即ち比較例の水平ブ
ランキング期間τは下表■及び第4図Aに示すように、
3.77μsecと非常に短いため、音響光学偏向器(
6)の開口を小さくしてレーザビームlのビーム径を小
さくしぼる必要があり、水平解像度Nrは26OTV本
と低い値になっている。
The horizontal blanking period τ of the normal high-definition system, that is, the comparative example, is as shown in Table ■ below and Figure 4 A.
Because it is very short at 3.77 μsec, an acousto-optic deflector (
6) It is necessary to reduce the diameter of the laser beam l by reducing the aperture, and the horizontal resolution Nr is as low as 26 OTV lines.

之に対して、本実施例は、上表■及び第4図Bに示すよ
うに、映像周波数を高< (51,3MH2)、表示期
間を短くして(15,13μ5ec)、水平ブランキン
グ期間を14.5μsecと長くとるようにしたので、
音響光学偏向器(6)の開口を大きくすることが可能と
なり、それに合わせてレーザビームlのビー・ム径も大
きくできることから、水平解像度Nrは590TV本と
高い値をとることができる。
On the other hand, in this embodiment, as shown in Table 3 above and FIG. Since we made it as long as 14.5μsec,
Since the aperture of the acousto-optic deflector (6) can be made larger and the beam diameter of the laser beam l can be made larger accordingly, the horizontal resolution Nr can take a high value of 590 TV lines.

上述の如く、本例によれば、一定の周期Tで送られてく
る映像信号Vaを上記一定の周期Tよりも速い周期t5
で読出して高周波の映像信号■に変換し、この映像信号
■の輝度信号成分により変調されたレーザビームlを水
平偏向するようにしたので、1水平走査期間Tを変えず
に水平ブランキング期間TIを長くとることが可能とな
り、レーザビームlの音響光学偏向器(6)内での帰線
に関し余裕ができる。従って、音響光学偏向器(6)の
開口を大きくすることが可能となり、それに伴なって、
レーザビーム!のビーム径を大きくすることができ、高
解像度の画像を得ることができる。また、ビーム径を大
きくできることから、比較的低アクセスであるが、簡素
な構造の通常の音響光学偏向器、即ち市販されている音
響光学偏向器が使用でき、高解像度化を図ったレーザ描
画装置(A)の構造の簡素化、製造コストの低廉化を同
時に図ることができる。
As described above, according to this example, the video signal Va sent at a constant period T is transmitted at a period t5 faster than the above-mentioned constant period T.
Since the laser beam l modulated by the luminance signal component of this video signal is horizontally deflected, the horizontal blanking period TI is changed without changing one horizontal scanning period T. This allows for a longer return line of the laser beam l within the acousto-optic deflector (6). Therefore, it becomes possible to enlarge the aperture of the acousto-optic deflector (6), and accordingly,
Laser beam! The beam diameter can be increased and high-resolution images can be obtained. In addition, because the beam diameter can be increased, a conventional acousto-optic deflector with a simple structure, that is, a commercially available acousto-optic deflector, can be used, although it is relatively inaccessible, and a laser drawing device with high resolution can be used. The structure of (A) can be simplified and the manufacturing cost can be reduced at the same time.

尚、上記実施例において、レーザ光源(2)と光強度変
調器(4)の代わりにレーザダイオードを用いるように
してもよい。この場合、周波数変換回路(1)からの映
像信号■を直接レーザダイオードに供給して、レーザダ
イオードから映像信号■の輝度信号成分により変調され
たレーザビーム!を出射させる。
In the above embodiment, a laser diode may be used instead of the laser light source (2) and the light intensity modulator (4). In this case, the video signal ■ from the frequency conversion circuit (1) is directly supplied to the laser diode, and the laser diode emits a laser beam modulated by the luminance signal component of the video signal ■! emit.

また、上記実施例では、垂直偏向手段として垂直定番用
音響光学偏向器(8)を用いたが、その他、ガルバノミ
ラ−やポリゴンミラー等を用いてもよい。
Further, in the above embodiment, a vertical acousto-optic deflector (8) is used as the vertical deflection means, but a galvanometer mirror, a polygon mirror, etc. may also be used.

(発明の効果〕 本発明に係るレーザ描画装置によれば、ハイビジョンテ
レビ方式のように、高速の水平ラスター走査が必要であ
る場合においても、従来とほぼ同じ光学系を用いて安価
に水平解像度の高い画像を得ることができる。
(Effects of the Invention) According to the laser drawing device of the present invention, even in cases where high-speed horizontal raster scanning is required, such as in high-definition television systems, horizontal resolution can be achieved at low cost using almost the same optical system as conventional ones. You can get high quality images.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本実施例に係るレーザ描画装置を示す構成図、
第2図は本例に係る周波数変換回路を示すブロック線図
、第3図はその動作を示すタイムチャート、第4図は水
平走査に関する各パラメータの違いを示す説明図、第5
図は音響光学偏向器の原理を示す説明図、第6図はブラ
ング帯域と偏向角の関係を示す特性図である。 (A)はレーザ描画装置、(1)は周波数変換回路、(
2)はレーザ光源、(3)はビーム縮小レンズ、(4)
は光強度変調器、(5)はビーム拡大レンズ、(6)は
水平走査用音響光学偏向器、(7)は補正シリンドリカ
ルレンズ、(8)は垂直走査用音響光学偏向器、(9)
、 (10)は拡大投影レンズ、(11)はスクリーン
である。 代 理 人 松 隈 秀 盛 T h 3a 岑イクln’f’fl伊I吹変1東回許丘泉1フロ・、
7矛畝図第2図 #4牡のl¥lシ灰数受本東ロ茎をの中アイ11袈事り
Δムナイート31又り□、゛−ン 第5図 フラ・77耳沌ビ4斤笥両0閘桃ン泉1年11函第6図 7に乎疋促、−7vIiz島ハ″クメーグの12、を本
l兇B111配第4図
FIG. 1 is a configuration diagram showing a laser drawing device according to this embodiment,
FIG. 2 is a block diagram showing the frequency conversion circuit according to this example, FIG. 3 is a time chart showing its operation, FIG. 4 is an explanatory diagram showing differences in parameters related to horizontal scanning, and FIG.
The figure is an explanatory diagram showing the principle of an acousto-optic deflector, and FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the Blang band and the deflection angle. (A) is a laser drawing device, (1) is a frequency conversion circuit, (
2) is a laser light source, (3) is a beam reduction lens, (4)
is a light intensity modulator, (5) is a beam expansion lens, (6) is an acousto-optic deflector for horizontal scanning, (7) is a correction cylindrical lens, (8) is an acousto-optic deflector for vertical scanning, (9)
, (10) is a magnifying projection lens, and (11) is a screen. Agent Hidemori Matsukuma T h 3a Iku ln'f'fl Ii Fubhen 1 East Times Kyo Izumi 1 Flo.
7 ridges Fig. 2 #4 Male l\l Shihai number book East Ro stem of the middle eye 11 Keji Δmunaito 31 again □, ゛-n Fig. 5 Fra 77 Ear Chaos Bi 4斤笥 ryo 0 Zia Taoun Quan 1st Year 11th Box No. 6, Figure 7, 乎疎语、-7vIiz Island ``Kumeg's 12'', book 1 box B111 distribution Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】  レーザビームをラスター走査させて被描画媒体にパタ
ーン情報を描画するようにしたレーザ描画装置において
、 一定の周期で送られてくる所定の周波数を有するパター
ン情報信号を上記一定の周期よりも速い周期で読出して
、上記所定の周波数よりも高い周波数のパターン情報信
号に変換する変換手段と、該変換手段からの上記パター
ン情報信号成分により変調されたレーザビームを水平方
向に偏向させる水平偏向手段を有して成るレーザ描画装
置。
[Claims] In a laser drawing device that draws pattern information on a medium to be drawn by raster scanning a laser beam, a pattern information signal having a predetermined frequency sent at a certain period is used as a pattern information signal having a predetermined frequency. converting means for reading the pattern information signal at a frequency faster than the predetermined frequency and converting the pattern information signal into a pattern information signal having a frequency higher than the predetermined frequency; and horizontally deflecting a laser beam modulated by the pattern information signal component from the converting means. A laser drawing device comprising horizontal deflection means.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007024912A (en) * 1996-12-09 2007-02-01 Fujitsu Ltd Method of examining height, and apparatus carrying out the method

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