JPS6024624B2 - 光ビ−ム走査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は垂直偏向走査鏡として振動鏡を用いる光ビーム
走査方法に関し、さらに詳しくは垂直偏向における停止
やスキップの動作をおこなってもその後の記録画像の乱
れない光ビーム走査方法に関するものである。

光ビームを走査して記録や読み取りをする装置は従来よ
り多数開発されており、たとえばコンピューター出力情
報をマイクロフィルムに直接記録するコム装置やファク
シミリ装置などがある。

これらの装置においてはしーザ・ビームが利用されてお
り、その高輝度性を生かして高速にそのビームを走査さ
せて記録や読み取りをおこなっている。一般に光ビーム
を高速に走査させるための光偏向手段としては回転多面
鏡や振動鏡のような機械的な光偏向装置が光損失が少な
くかつ偏向角度が大きくとれる点で有利である。機械的
な光偏向装置を用いて光ビームを２次元に走査する方法
としては、水平方向の走査には回転多面鏡を用いて光ビ
ームの走査軌跡としての走査線を形成しかつ垂直方向の
走査には振動鏡を用いてその走査線を順次移動させてラ
スターを形成するものがある。この方法においては機械
的な光偏向装置が慣性を有しているために、その回動速
度を急激に変化させることができない。特に垂直方向へ
の走査線の通常の間隔の移動を停止した後に移動を再開
させたり、複数の走査線分をとばして移動（スキップと
称する）させた後に通常の間隔の移動を再開させたりす
る場合には振動鏡が急に目的の回動速度にならないため
、再開直後の走査線の間隔は場合により狭かったり広か
ったりして、それらの走査線に信号をのせて文字画像を
形成すると、文字画像は乱れて判読しにくいものとなる
。その様子は第２図〜第４図に示されている。本発明の
目的は上記のような文字画像を形成する走査線の間隔が
乱れる欠点を除去した光ビーム走査方法を提供すること
である。

さらに本発明の目的は停止やスキップの動作をおこなっ
ても走査線によって形成される文字等の画像の乱れない
高速な光ビーム走査方法を提供することである。本発明
は水平方向に偏向された光ビームを振動鏡によって垂直
方向に偏向し、走査面上に水平方向に走査線を形成しか
つ垂直方向に前記走査線を平向移動させて文字画像を形
成する二次元光ビーム走査方法において、前記走査線の
垂直走査を停止あるいはスキップさせた後に文字画像の
存在しない空白行間を形成し、前記空白行間の形成中に
前記振動鏡の垂直走査速度を実質的に一定にさせ、しか
る後に次の文字画像の走査線を発生させることを特徴と
する光ビーム走査方法である。ここで「実質的に一定」
とは目的に応じて決められるものであって、たとえば走
査線にドットをのせて文字を形成する場合には、形成さ
れた文字の品質が満足される程度であればよい。以下、
図面を用いて本発明を一実施例にもとづいて説明する。

第１図は本発明方法を用いたレーザコム装置の光学系お
よび電気系のブロック図である。

まずはじめに光学系について説明する。レーザ装置１か
ら発した光東は光変調器２により強度変調される。光変
調器２は音響光学型変調器又は電気光学型変調器のどち
らでも使用できるが消光比、効率で音響光学型変調器の
方が優れているので本実施例では前者を用いた。強度変
調された光東３は矢印４′の向きに回転する回転多面鏡
４により矢印５の方向に一次元に偏向され、さらに走査
レンズ６により矢印７′の向きに空間に集東した光点に
よって走査線７を形成する。この走査線７を形成した光
東は可動鉄片型振動鏡８により回転多面鏡４による偏向
方向とは直角な方向に偏向され、半透鏡１４を通って結
像レンズ１０‘こより記録材料１１上を微小な光点とし
て二次元に走査する。尚、本実施例で使用した可動鉄片
型振動鏡８は米国のゼネラル・スキャニング社製のオプ
ティカル・スキャナ−Ｇ−１００ＰＤに大きさが７柵×
７柳で厚さは１肌のミラーを取付けたものである。振動
鏡８を走査レンズ６を通った光東群が形成する最小の光
東部分９に設けたので、上記のサイズのミラーを使用し
ても光東のけられがなかった。可動鉄片型振動鏡の動作
速度はこれに取付けるミラーサイズに反比例するため、
できるだけ４・サイズが望ましい。なお回転多面鏡４は
発振器３１および駆動部３２により回転させられている
。

一方、フオームスラィド１２はフラッシュランプ１３に
より照明され、半透鏡１４を介して結像レンズ１０‘こ
よって記録材料１１上に結像投影されて前述のレーザ光
による走査光点によって形成される情報と光学的に重ね
合わされる。次に前述の記録材料１１上を二次元に走査
する光部こ信号をのせて文字信号を形成するための電気
系について説明する。

計算機や磁気テープユニットで構成されるデータ入力装
置１６からの出力信号は、マイクロフィルムの一コマ分
の記憶装贋１７に一旦蓄積される。これらの信号のうち
のデータ信号は次に文字発生器１８を通り、その後トリ
ガクロック発振器２０で制御されるシフトレジスター９
で並列直列変換されて、時系列の映像信号となる。この
映像信号は高周波変調器及び増幅器２．１により高周波
（本実施例では１１０ＭＨｚ）の搬送波により振幅変調
され、その後電力増幅されて、光変調器２に印加される
。その結果レーザ光は光変調器２によって時系列的に変
調されて記録材料１ １上を二次元走査して情報を記録
する。さてこれらの時系列的に強度変調された光を記録
材料１１上に同期させることにより乱れずに情報が記録
されるための各種の同期方法について簡単に説明する。
記憶装置１７に一旦蓄積された信号のうちの指令信号は
命令解読器２２により解読され、その結果、計算回路３
４、走査線計数器及び制御回路２３、Ｄ／Ａ変換器２４
、振動鏡駆動装置２５を経由して可動鉄片型振動鏡８を
制御し、また高圧回路２６を経由してフラッシュランプ
１３を制御し、さらにフィルム駆動装置３５を経由して
、フィルムのコマ送りを制御する。次に記録材料１１上
の各走査線の同期方法について説明する。走査線７の女
台点近傍に配置された先端がナイフエッヂ状の固定鏡２
７により回転多面鏡４の各南毎の走査開始時のレーザ光
が反射され光電変換素子２８によって検出され電気信号
とされて増幅器２９により増幅され、回転多面鏡４の各
面毎の同期信号となる。この同期信号の後端部でトリガ
クロック発振器２０にトｌｊガをかけ、高周波発振させ
クロックを作る。その結果各面毎に位相の揃ったクロッ
ク発振ができる。この発振パルスをクロック計数器３０
１こより、予め定めたパルス数（本実施例では１走査線
を形成するドット数に対応して１０ドット×１３Ｚ文字
＝１３２０）を計数した後、トリガクロック発振器２０
の発振を停止させる。この結果、回転多面鏡の速度むら
、角度分割誤差があっても記録材料１１上では走査線の
始点の位置がそろう。また前述の同期信号はアンドゲー
ト３６を通して走査線計数器及び制御回路２３に歩進パ
ルスを与え、これによりＤ／Ａ変換器２４で階段状の波
形を形成する。

さて本実施例では回転多面鏡４は２４面で構成されてお
り、（第１図では便宜上回転多面鏡は８面で描かれてい
る）毎分１０６６０回転の定速度で回転している。

従って毎分１０６６０×２七本（すなわち毎秒４２６七
本）の走査線を描いている。Ｄ／Ａ変換器２４により作
られた階段波は振動鏡駆動装置２５を経由して可動鉄片
型振動鏡８を回動させて光ビームを垂直偏向させるが、
この階段波が約４ＫＨｚもの高速で上昇していく場合に
は慣性のある振動鏡には階段状の応答がなく、光ビーム
の実際の偏向は階段状にはならずなめらかな掃引状とな
る。すなわち振動鏡は慣性により‘まぼ一定速度で回動
しており、個々の高周波の信号に対して個々に階段状に
応答しているわけではない。さて、このように高速で一
定の速度で回動している振動鏡８を停止させたり、高速
に回動（走査線のスキップ動作に対応）させたりする場
合の信号について説明する。

命令解読器２２によって解読された垂直走査のための指
令信号が停止信号である場合にはアンドゲート３６を閉
じて増中器２９からの歩進パルスの通過を禁止させて、
走査線計数器および制御回路２３の歩進をとめる。また
指令信号が１行スキップ信号、２行スキップ信号、３行
スキップ信号、フライバック信号等の場合には行数を走
査線数に変換させる計算回路３４を通して、走査線計数
器および制御回路２３の並列入力端子に走査線数分の信
号を入力させる。本実施例は１行を１６本の走査線（文
字画像の走査線９本、空白行間の走査線７本）によって
形成しているので１行スキップ信号の場合には（１６十
１）本の走査線分の信号を入力させればよい。また停止
状態から移動を開始するにはアンドゲート３６を開けて
増中器２９からの歩進パルスを通過させればよい。なお
行間形成に相当する期間には映像信号を発生させないの
で実際には走査線は記録されない。次にこのようなしー
ザコム装置によって記録されるマイクロフィルムの画像
の構成について第２図〜第４図を参照して説明する。

第２図は走査線の間隔が一定の場合である。第２図ａは
振動鏡駆動回路に入力する一定の階段波の電流波形５１
の漠式図であり、機軸は時間（ｔ）で縦軸は電流値（１
）（それぞれ任意単位）である。第２図ｂは第２図ａの
電流波形５１に対応する振動鏡の回動状態５２の模式図
であり、横軸は時間（ｔ）で縦軸は振動鏡の偏向角（８
）（それぞれ任意単位）である。すなわち前述のように
走査線の同期信号毎に発生する歩進パルスによって一定
の階段波が入力する場合には、振動鏡は一定の回動速度
で駆動されている。このとき各走査線の同期信号の一定
時間後に光変調器２に映像信号を印加すれば各走査線の
間隔は一定だから第２図ｃのような歪みのない文字画像
“Ａ”が記録材料に記録される。図面において５３は走
査線の位置あり、５４は映像信号によって記録されたド
ットであり、文字“Ａ”はこのようなドットによって形
成されている。次に垂直走査を一定の速度から変化させ
た場合で走査線の間隔が一定でない場合について第３図
および第４図を用いて説明する。

第３図は振動鏡が停止状態にあった後、振動鏡の駆動と
同時に最初の走査線の同期信号から光変調器２に映像信
号を印加した場合に記録されるマイクロフィルムの画像
の歪みを説明するための図である。

第３図において各図面の横軸および縦軸はそれぞれ第２
図に対応している。電流波形５５は一定の値から通常の
階段波形になったことを示しており、それに対応する振
動鏡の回動状態５６は振動鏡の慣性のために回動速度が
零から増加して一定値になることを示している。このと
き映像信号が走査線５７にのせられると、はじめのうち
は振動鏡の回動量が小さいために走査線５７の垂直方向
の間隔は狭く、文字“Ａ”は上部が圧縮された像となる
。また第４図は、振動鏡が高速回動状態にあった後通常
の振動鏡の駆動条件にすると同時に最初の走査線の同期
信号から光変調器２に映像信号を印加した場合に記録さ
れる画像の歪みを説明するための図である。

第４図において各図面の横軸および縦軸は第２図および
第３図に対応している。

すなわち電流波形５８は急速な電流の変化の後に通常の
階段波形になったことを示し、それに対応する振動鏡の
回動状態５９は振動鏡の慣性のために回転速度が大きな
値から減少して一定値になることを示している。このと
き映像信号が走査線６０にのせられるとはじめのうちは
振動鏡の偏向量が大きいために走査線６０の垂直方向の
間隔は広く、文字“Ａ”は上部が伸びた像となる。この
ように画像形成領域中で垂直走査を一時停止したり高速
にスキップさせたりした後にすぐに映像信号を発生させ
ると記録される画像は縮んだり伸びたりした乱れた像と
なる。

本実施例の装置の場合には走査線周波数約必Ｈｚ（１走
査線の走査時間２３５仏Ｓ）では走査線のはじめの３本
分に相当する部分の走査線間隔が縮んだり伸びたりして
いて文字品質を劣化させる原因であることが解明された
。そこで本発明は、たとえば行停止動作の後には３走査
線分の歩進パルスを与えて振動鏡８をほぼ一定の回動速
度にした後の４本則こ相当する走査線から映像信号を発
生させ、１行スキップ、２行スキップ、３行スキップ等
の動作の後の場合には振動鏡のその動作に要する回動に
要する時間（たとえば３行スキップ動作までは３走査線
を走査する時間）に３走査線分の走査時間を合わせた６
走査線の走査時間に相当する時間の後に映像信号を有す
る走査線を発生させることによって、第３図か第４図に
描かれているような乱れた画像にはならず良質な文字を
記録するようにしたものである。停止動作の後の場合は
第１図における文字発生器１８の列計数器３７の計数を
４になるまで増中器２９からの同期信号をカウンター３
９で計数しゲート３８を閉じ映像信号をオフにさせてお
き、また上述のようなスキップ動作の後の場合は７にな
るまでカウンター３９で計数しゲート３８を閉じて映像
信号を発生させないことにより達成された。本実施例の
場合にはたとえば通常の垂直走査を開始してから教本の
走査線分の走査に要する時間だけ映像信号を発生させな
くするものであるが、一般にはカウンター３９とゲート
３８により定めれた計数を行なわない間は文字発生器１
８の列カウンター３７を計数開始させないような数を適
宜設定すればよい。本実施例は１６本の走査線で１行が
構成されており、文字画像形成用に９本を使用するので
残りの７本の空白行間を形成する走査線のうち適当な本
数、たとえば３本とか４本を文字よりも上部の行間形成
用の走査線として設けて、この走査線の走査時間分を前
述のごとき映像信号を発生させない走査線領域とすれば
画像が歪むことはない。

また空白行間の距離に多少の差異が生じるが画像が形成
されていないので特に読みづらいことはない。以上本発
明を一実施例によって詳しく説明したが、本発明は本実
施例で用いられた数値に限定されるものではないことは
明白である。たとえば水平走査周波数のみを下げれば映
像信号をのせない走査線数も１本又は２本でよくなる。
レーザビ−ム以外の光ビームを用いてもよいし、機械的
な光偏向装置としても各種の性能のものを用いてもよい
ことはいうまでもない。本発明を垂直走査用として可動
鉄片型振動鏡をランダムアクセス動作させるＣＯＭ装置
へ応用した場合について述べたが、レーザによる文字謙
取装置（ＯＣＲ）等に応用して、行スキップ、行停止動
作させる場合にも利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を用いたコム装置の光学系および電
気系のブロック図。 第２図〜第４図はコム装置によって記録される画像の例
。図において、１はしーザ光源、２は光変調器、４は回
転多面鏡、８は振動鏡、１１は記録材料、１６はデータ
入力袋暦、１８は文字発生装置、２０はクロック発振器
、２２は命令解読器、２３は走査線計数器及び制御装置
、２４はＤ／Ａ変換器、２５は振動鏡駆動装置、２８は
同期信号発生用の光電変換素子、３７は列計数器、３９
はカウンター、５１，５５，５８は振動鏡駆動回路に入
力する電流波形、５２，５６，５９は振動鏡の回動状態
、５３，５７，６０は走査線の位置、５４は記録された
ドット。 図 船 第２図（ｏ） 第２図‘ｂ） 第２図（ｃ） 第３図（ｏ） 第３図（ｂ） 第３図Ｃ 第４図【ｏ） 第４図【ｂ） 第４図（ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水平方向に偏向された光ビームを振動鏡によつて垂
   直方向に偏向し、走査面上に水平方向に走査線を形成し
   かつ垂直方向に前記走査線を平向移動させて文字画像を
   形成する二次元光ビーム走査方法において、前記走査線
   の垂直走査を停止あるいはスキツプさせた後に文字画像
   の存在しない空白行間を形成し、前記空白行間の形成中
   に前記振動鏡の垂直走査速度を実質的に一定させ、しか
   る後に次の文字画像の走査線を発生させることを特徴と
   する光ビーム走査方法。