JPS6134164B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光ビーム並列投射型の図形入出力装
置に関するものである。

従来、図形入出力装置として、スタイラスでタ
ブレツト上に描いた図形をCRTに表示するもの
や、ライトペンでCRT上に描いた図形をその
CRTに表示するようにしたもの等があるが、
CRTに表示された図形を観察する場合には、チ
ユーブの前面ガラスにより視差が生じるのが避け
られず、さらに大画面CRTでは管面の湾曲によ
り図形が歪をもち、しかも前者の方法では入力面
としてのタブレツトと出力面としてのCRTがそ
れぞれ別個に存在するため、タブレツト上の操作
でCRT上の図形を加筆修正するのが著しく困難
であり、また、後者ではライトペンの位置精度が
悪いため図形を描きにくいという難点がある。

本発明の目的は、図形を容易に描くことがで
き、しかも描いた図形が描かれた位置に精度良く
且つ歪むことなく実時間的に表示され、さらにそ
の図形を視差なく観察できるようにした図形入出
力装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の図形入出力
装置は、スタイラスによつて図形が描かれると共
にスクリーンとして機能する平板状の半透明デジ
タイザで構成された図形入出力板と、それによつ
て電気信号として検出された上記図形における各
点の座標値を、ラスタ毎の複数のラスタデータに
変換処理する原子計算機と、複数のラスタデータ
を記憶すると共に、それらを同期信号に同期して
読み出し可能にした画像メモリと、画像メモリか
らのラスタデータに基づいて強度変調された平行
な複数の光ビームを同時に発生させる走査光発生
部と、上記複数の光ビームを電子計算機からの信
号と上記同期信号とに基づいて水平及び垂直に走
査させ、上記図形入出力板の裏面に上記図形を投
影する水平走査用回転多面体ミラー及び垂直走査
用ガルバノミラーとにより構成したことを特徴と
するものである。

このような本発明の光ビーム並列投射型図形入
出力装置においては、スタイラスで図形入出力板
の表面に図形を描けば、その図形が図形入出力板
をスクリーンとしてその裏面から実時間的に正確
に投影表示され、従つてその図形を光の散乱光と
して表面から視差なく正確に見ながら加筆修正す
ることも容易となり、また図形入出力板を平板状
の半透明デジタイザで構成したので、スタイラス
により容易に図形を描くことができるだけでな
く、投影表示される図形が歪むこともなく、さら
に、図形の投影表示を平行な複数の光ビームによ
り行うようにしたので、簡単な走査で良質の画
像、即ち、図形表示に適う高速度、高精度でラス
タスキヤン表示、例えば1/30秒で1024×1024ポイ
ント程度で表示される良質画像を得ることができ
る。

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳
細に説明する。

第１図において、１は半透明デジタイザで構成
した図形入出力板、２はその表面に図形を描記す
るためのスタイラスで、スタイラス２により図形
入出力板１の表面に図形を描くと、その図形の表
示位置が電気信号として検出される。即ち、上記
図形入出力板１とスタイラス２は、座標読取器３
を介して電子計算機及び画像メモリに接続され、
これにより、上記スタイラス２で図形入出力板１
上に図形を描けば、その過程におけるスタイラス
２の図形入出力板１上の座標値が、座標読取器３
により順次連続してデジタル量として検出され、
それらの座標値が電子計算機に送られる。上記計
算機は、入力された座標値に基づいて図形の認識
や図形間の演算等の処理を行い、その図形を再現
表示するための図形データベースを管理すると共
に、その図形データベースをデジタル画像データ
として画素に変換した後、ラスタ単位に編成した
ラスタデータとし、そのラスタデータを画像メモ
リに送信して記憶させる。上記画像メモリは、後
述する走査光発生部４からの要求に基づき、複数
本分のラスタデータを同時に出力可能に構成され
る。

上記画像メモリに接続された走査光発生部４
は、画像メモリに記憶されたラスタデータに基づ
いて、図形入出力板１に画像を走査表示するため
の多数の平行な光ビームを発生させると共に、そ
れらに対して強度変調等を施すためのもので、映
像信号解読器５、光ビーム発生器６，６…、ビー
ム径調節器７，７…及びビーム間隔調整器８を備
えている。

上記映像信号解読器５は、画像メモリに記憶さ
れたラスタデータの複数本分を同時に読み出し、
それを光ビーム発生器群６，６，…への光変調信
号として送出するもので、後述する走査部１１の
光走査制御器１８及び回転同期信号発生器２０に
接続され、上記制御器１８からの制御信号に基づ
いて、予め決められた複数本のラスタデータが、
それらのラスタデータに含まれている画素の順序
に従い且つ上記発生器２０からの同期信号に同期
して読み出され、それらのラスタデータがアナロ
グ映像信号に変換されて、光ビーム発生器６，
６，…に光変調信号として送出される。また、上
記同期信号に同期して走査線帰線期間におけるブ
ランキングも行われる。

光ビーム発生器６，６，…は、平行な複数の光
ビーム群を発生させるためのもので、各光ビーム
は、上記同期信号に同期して断続し、且つ上記ア
ナログ映像信号に対応して強度変調されたものと
して発生し、それらの光ビームはビーム径調節器
７，７，…に送られて所定のビーム径に収束され
た後、ビーム間隔調整器８に送られ、ラスタ間隔
が所定の値になるように各光ビームの間隔が平行
のまま狭められ、これにより図形入出力板１上で
所定のビームスポツト径及びラスタ精度が実現さ
れる。なお、上記光ビーム発生器及びビーム間隔
調整器は、レンズ系によつて構成される。

このようにして制御された複数の平行な光ビー
ムによつて図形入出力板１を走査する走査部１１
は、それらの光ビームを水平に振つて図形入出力
板１を水平に走査するための水平走査用回転多面
体ミラー１２と、各光ビームを垂直に振つて上記
入出力板１を垂直に走査するための垂直走査用ガ
ルバノミラー１３とを備えている。上記回転多面
体ミラー１２及びガルバノミラー１３は、回転同
期信号発生器２０において発生させた前記同期信
号と電子計算機からの表示フレーム情報とに基づ
いて光走査制御器１８により水平走査と垂直走査
のタイミングを実現するための駆動制御信号を発
生させ、この信号によつて駆動制御されるもので
ある。

即ち、上記回転多面体ミラー１２は、それに駆
動軸１４を介して取り付けられた高精度モータか
らなる回転多面体ミラー駆動器１５によつて回転
可能に構成され、またガルバノミラー１３は、そ
れに駆動軸１６を介して取り付けられた高精度サ
ーボ型回転振動器からなるガルバノミラー駆動器
１７によつて振動可能に構成され、さらに上記各
駆動器１５，１７は光走査制御器１８からの駆動
制御信号によつて駆動制御されるように接続さ
れ、その駆動制御信号は、制御器１８に加えられ
た前記同期信号と計算機からの表示フレーム情報
とに基づいて発生せしめられる。上記同期信号
は、レーザー光源からなる回転検出用光源１９か
らのレーザー光を回転多面体ミラー１２に投射
し、その反射光を回転同期信号発生器２０で受け
ることにより、回転多面体ミラー１２における各
ミラーのエツジを検出し、ミラー１２の回転に同
期した矩形波状のものとして得られるものであ
る。また、毎秒当りのフレーム数の制御は、回転
多面体ミラー１２の回転数を検知して、予め計算
されている回転数毎に光走査制御器１８において
鋸歯状波形の信号を発生させ、その信号をガルバ
ノミラー駆動器１７に加え、それによりガルバノ
ミラー１３を振動させることにより行われる。上
記毎秒当りのフレーム数は、計算機からの信号で
任意の値に調節される。

このような構成を有する図形入出力装置におい
ては、回転同期信号発生器２０からの同期信号に
基づいて画像メモリから読出されたデジタル画像
データが、映像信号解読器５においてアナログ映
像信号に変換され、それによつて光ビーム発生器
群６，６，…が制御され、必要な光強度を有する
光ビームが発生せしめられる。この光ビームは、
所要のラスタ精度、ビームスポツト径をもつよう
にした後、水平走査用回転多面体ミラー１２によ
る水平偏向を受けると共に、垂直走査用ガルバノ
ミラー１３による垂直偏向を受け、図形入出力板
１の全面をラスタ走査して、画像メモリ内にあつ
た図形を半透明デジタイザからなる図形入出力板
１の裏面に投影表示する。

図形入出力板１上においては、スタイラス２に
よつて任意の図形を描くことができ、この場合の
スタイラス２の動きは、そのスタイラス２から出
る信号を座標読取器３で検知して、図形入出力板
１に固有の座標値を変換し、電子計算機へ送られ
る。

電子計算機においては、表面図形データベース
を画素に変換し、ラスタ単位に編成して、それを
画像データとして画像メモリへ送信し、走査光発
生部４からの要求に応じて、予め決められている
本数分のラスタを画素の順序に従つて走査光発生
部４へ送信し、その結果、図形入出力板１にその
図形が表示される。

このようにして、図形入出力板１には、スタイ
ラス２を動かした軌跡を直ちに解析表示させるこ
とができ、従つて表示する図形はスタイラス２の
動きを確認しつつその軌跡に重ねて精度よく入力
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体構成図である。 １……図形入出力板、２……スタイラス、４…
…走査光発生部、１２，１３……ミラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スタイラスによつて図形が描かれると共にス
   クリーンとして機能する平板状の半透明デジタイ
   ザで構成された図形入出力板と、 それによつて電気信号として検出された上記図
   形における各点の座標値を、ラスタ毎の複数のラ
   スタデータに変換処理する電子計算機と、 複数のラスタデータを記憶すると共に、それら
   を同期信号に同期して読み出し可能にした画像メ
   モリと、 画像メモリからのラスタデータに基づいて強度
   変調された平行な複数の光ビームを同時に発生さ
   せる走査光発生部と、 上記複数の光ビームを電子計算機からの信号と
   上記同期信号とに基づいて水平及び垂直に走査さ
   せ、上記図形入出力板の裏面に上記図形を投影す
   る水平走査用回転多面体ミラー及び垂直走査用ガ
   ルバノミラーと、 により構成したことを特徴とする光ビーム並列投
   射型図形入出力装置。