JPH03216074A

JPH03216074A - 画像信号処理装置

Info

Publication number: JPH03216074A
Application number: JP2013025A
Authority: JP
Inventors: Koji Hata; 幸次畑
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1990-01-22
Publication date: 1991-09-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、画像信号と三角形状波信号とを人力し−ごパ
ルス幅変調信号を正確に出力することが出来るとともに
、前記パルス幅変調信号のパルス幅を安定して狭くする
ことが可能となる画像信号処理装置に関する。

［従来の技術］一般に、画像の濃度を正確に再現するためには、画像の
明度範囲に対応する濃度階調数が高いこと、所謂、濃度
のダイナミックレンジが広いことが必要とされる。

広い濃度のダイナミックレンジを得るための従来技術と
して、画像信号と三角形状波信号とを入力してパルス幅
変調信号を出力する第３図に示す画像信号処理装置２を
掲げることが出来る。

この画像信号処理装置２は第４図に示す波形のように動
作するものであり、比較器６を含み、さらに画素同期信
号Ａに同期して三角形状波である積分信号Ｂを比較器６
の一方の入力端子に導入する積分器４と、画素同期信号
Ａに同期して画像信号Ｃを出力し、この画像信号Ｃを比
較器６の他方の入力端子に導入する画像信号発生器８と
を備える（第３図参照）。

このように構成される画像信号処理装置２の比較器６か
らパルス幅変調信号Ｄが出力される。

このパルス幅変調信号Ｄは、第５図から理解されるよう
に、画像信号Ｃのレベルに比例するパルス幅を有する信
号である。

ところで、画像信号処理装置２を利用する分野において
は、前記したように、所謂、濃度のダナミックレンジが
広いことが要請されている。

パルス幅変調方式を用いる場合において、濃度のダイナ
ミックレンジは、最小パルス幅に対する最大パルス幅の
比によって決定される。

一方、画像信号処理装置２を利用する分野においては、
その信号処理の高速化が要請されている。処理の高速化
を図ることにより、当該画像信号処理装置２を利用する
装置の付加価値を高めるためである。

結局、濃度のダイナミックレンジを広げることと信号処
理の高速化とを図るためには、最小パルス幅を出来るだ
け狭くすることが望まれる。

従来の画像信号処理装置２において、パルス幅変調信号
Ｄのパルス幅を狭くしようとする場合には、第５図に示
すように、積分信号Ｂの最大レベルを画像信号Ｃの最大
レベルよりも大きくして、且つ積分信号Ｂの最大レベル
と画像信号Ｃの最大レベルとの差（オーバードライブ量
）を小さくする必要がある。

［発明が解決しようとする課題］然しなから、オーバードライブ量を小さくし過ぎると、
比較器６が安定に動作しなくなる虞があり、パルス幅が
不安定になってくる問題がある。また、積分器４の高速
応答性には制限があるため、第６図に示すように、積分
信号Ｂの尖端部に、所謂、波形なまりが発生する。結局
、比較器６の安定性の問題と波形なまりの関係で、最小
パルス幅をそれ程狭くすることが出来ないという難点が
ある。

本発明は前記の問題点を解決するためになされたもので
あって、遅延回路と論理積回路とを利用して、パルス幅
変調信号の最小パルス幅を遅延時間分だけ安定して狭く
することが出来、従って、正確な狭パルス幅変調信号を
出力することを可能とする画像信号処理装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記の課題を解決するために、本発明は画像信号と三角
形状波信号とを比較してパルス幅変調信号を出力するパ
ルス幅変調回路と、前記パルス幅変調信号を所定時間信
号遅延させる遅延回路と、前記パルス幅変調回路から出力されるパルス幅変調信号
が一方の人力端子に導入され、他方の入力端子には前記
遅延回路から出力される遅延パルス幅変調信号が導入さ
れて、前記パルス幅変調信号のパルス幅よりも狭いパル
ス幅を有する狭パルス幅変調信号を出力する論理積回路
と、を備えることを特徴とする。

「作用コ上記のように構成される本発明の画像信号処理装置では
、パルス幅変調回路から出力されるパルス幅変調信号を
そのまま論理積回路の一方の人力端子に導入し、一方、
前記パルス幅変調信号を遅延回路を介．して前記論理積
回路の他方の人力端子に導入することで、遅延回路の遅
延時間分だけパルス幅が狭くなる狭パルス幅変調信号を
得ることが出来る。

［実施例コ次に、本発明の一実施例に係る画像信号処理装置につい
て、これを組み込む装置との関係において好適な実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する
。

第１図において、参照符号２０は本実施例に係る画像信
号処理装置２２を組み込む露光装置である。

この露光装置２０は、フイルムＦを発光光Ｌて露光記録
するレーザダイオードＬＤと、画素同期信号Ｓ１とデジ
タル画像データＳＤとに基づいて狭パルス幅変調信号Ｓ
ｐ３、Ｓｐ３を出力する画像信号処理装置２２と、前記
狭パルス幅変調信号Ｓｐ３を入力して前記レーザダイオ
ドＬＤを直接変調するだめの駆動電流Ｉを出力丈るレー
ザダイオード駆動回路２４　（以下、ＬＤ駆動回路とい
う）とからなる。

前記画像信号処理装置２２は画素同期信号Ｓ１と、画像
信，号Ｓ３とを入力して第１のパルス幅変調信号Ｓｐｌ
を出力するパルス幅変調回路２３と、前記第１のパルス
幅変調信号Ｓｐｌを人力して前記狭パルス幅変調信号Ｓ
ｐ３、Ｓｐ３を出力する狭パルス発生回路２５とを有す
る。

前記パルス幅変調回路２３には方形波信号である画素同
期信号Ｓ１を人力して三角形状波信号Ｓ２を出力するミ
ラー積分器２６と、前記デジタル画像データＳＤを入力
して画像信号Ｓ３を発生する画像信号出力器２８と、前
記三角形状波信号Ｓ２と画像信号Ｓ３とを入力して第１
のパルス幅変調信号Ｓｐｌを出力ずる比較器３０とから
構成される。

一方、前記狭パルス発生回路２５は、遅延時間がｔｄで
ある遅延回路２９と、整合用抵抗ＲＯと、遅延回路２９
の出力信号である第２のパルス幅変調信号Ｓｐ２と前記
比較回路３０の出力信号である第１のパルス幅変調信号
Ｓｐｌとを入力して狭パルス幅変調信号Ｓｐ３、Ｓｐ３
を出力するＥＣＬ　　ＩＣからなる論理積回路３１とか
ら構成される。

ここで、前記画像信号Ｓ３は、第２図に示すように、第
１の直流レベルＶ１と、この第１の直流レベルＶ１を越
える第２の直流レベルＶ２との間のレベルＶｘを変化領
域とする信号であり、三角形状波信号Ｓ２は前記第１の
直流レベルＶ１未満の第３の直流レベルＶ３と、前記第
２の直流レベルＶ２間のレベルＶＹを変化領域とするも
のである。

なお、三角形状波信号Ｓ２にかかる第３の直流レベルｖ
３は前記ミラー積分器２６を構成する演算増幅器２７の
入力側に設けられた抵抗Ｒ１と抵抗ＲＶ２からなる抵抗
分圧回路３２の中、抵抗ＲＶ２の値を変化させることに
よって変化することが出来、三角形状波信号Ｓ２の傾斜
は抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３で決定出来る。また、第１
の直流レベルＶ１と第２の直流レベルＶ２のレベル決定
については後述する。

前記画像信号出力器２８は、Ｄ／Ａ変換器３４と、前記
Ｄ／Ａ変換器３４の基準電圧人力端子Ｖｒｅｆに接続さ
れる抵抗Ｒ４と抵抗ＲＶ５からなる抵抗分圧回路３６と
からなり、Ｄ／Ａ変換器３４の出力端子Ｖｏｕｔは比較
器３０の入力端子に接続される。従って、前記第１の直
流レベルＶ１と第２の直流レベルＶ２は抵抗分圧回路３
６の抵抗ＲＶ５を変化させればよい。

なお、Ｄ／Ａ変換器３４のデータ入力端子Ｄａには１０
ビットのデジタル画像データＳＤが導入されるように構
成されている。

前記ＬＤ駆動回路２４は極性の異なる狭パルス幅変調信
号Ｓｐ３、Ｓｐ３が導入される電流スイッチ部４０と、
電流■の値を決定する定電流部４２とから構成され、電
流スイッチ部４０はエミッタ端子同士が結合されたトラ
ンジスタＴＲ’ｌとトランジスタＴＲ２とから基本的に
構成されている。一方、前記定電流部４２は、定電圧発
生器４４とトランジスタＴＲ３と抵抗Ｒ１６とから構成
され、電流Ｉは、電源電圧−■ＣＣとトランジスタＴＲ
３のエミッタ間電圧と抵抗Ｒ１６とによって決定される
。そして、前記したように、ＬＤ駆動回路２４から出力
される電流Ｉは、レーザダイオードＬＤに導入される。

本実施例に係る画像信号処理装置を組み込む露光装置は
以上のように構成されるものであり、次に、その動作に
ついて説明する。

第２図は第１図に示す露光装置２０の動作を説明する波
形図である。

そこで、方形波信号の画素番号ｎ乃至ｎ＋５（第２図参
照）にかかる画素同期信号Ｓ１が画像信号処理装置２２
を構成するミラー積分器２６とＤ／Ａ変換器３４の同期
信号人力端子ＣＬとに人力される。この場合、ミラー積
分器２６は画素同期信号Ｓ１を積分して、第２図に示す
ように、直流レベルが第３の直流レベルＶ３と第２の直
流レベルＶ２間を変化領域とする三角形状波信号Ｓ２を
出力する。

一方、前記画素同期信号Ｓ１に同期して、前記画像信号
出力器２８を構成するＤ／Ａ変換器３４に入力されるデ
ジタル画像データＳＤは、その直流レベルが第１の直流
レベルＶ１と第２の直流レベルＶ２間を変化領域とする
画像信号Ｓ３に変換される。なお、画像信号Ｓ３の直流
レベルは、ここでは、第１の直流レベルｖ１、第２の直
流レベルＶ２、前記第１の直流レベルＶ１と第２の直流
レベルＶ２との間の第４の直流レベルＶ４の３つのレベ
ルとしている。

そこで、比較器３０の出力信号として、第２図に示す第
１のパルス幅変調信号Ｓｐｌが得られる。この場合、図
から理解されるように、画像信号Ｓ３についての第１の
直流レベルＶ１と三角形状波信号Ｓ２についての第３の
直流レベルＶ３間に、所謂、オフセッ｝Ｖｏｆｆを持た
せることで、図に示すような、画像信号Ｓ３にかかる画
素番号ｎから画素番号ｎ＋１に移る際の信号遅延、ある
いは画素番号ｎ＋２から画素信号ｎ＋３に移る際の信号
遅延が発生しても画像信号Ｓ３の波形が整定された後の
信号レベルで比較処理を行っているので、同一の第１の
直流レベルＶ１を有する画像信号Ｓ３に対して、当該画
像信号処理装置２２から出力されるパルス幅変調信号Ｓ
ｐｌのパルス幅ＰＡ，ＰＢ，ＰＣは正確に一定なものと
なり変動することがない。

この第１のパルス幅変調信号Ｓｐｌは、前記したように
、論理積回路３１の一方の人力端子にそのまま導入され
るとともに、整合用抵抗ＲＯ、遅延時間がｔｄである遅
延回路２９を介して論理積回路３１の他方の入力端子に
第２のパルス幅変調信号Ｓｐ２として導入される。第２
のパルス幅変調信号Ｓｐ２は、第２図から理解されるよ
うに、第１のパルス幅変調信号Ｓｐｌに比較して遅延時
間ｔｄだけ遅れた信号となる。

論理積回路３１の出力信号である狭パルス幅変調信号Ｓ
ｐ３は、第２図に示すように、前記第１のパルス幅変調
信号Ｓｐｌと、第２のパルス幅変調信号Ｓｐ２の共通す
るハイレベル部分のみが通過した信号となるので、結局
、第２のパルス幅変調信号Ｓｐ２を構成する各パルスの
パルス幅が遅延時間ｔｄだけ狭くなってＬＤ駆動回路２
４に導入されることになる。なお、狭パルス幅変調信号
Ｓｐ３は狭パルス幅変調信号Ｓｐ３の反転信号として得
られる。

ＬＤ駆動回路２４では、前記狭パルス幅変調信号Ｓｐ３
のハイレベルおよび狭パルス幅変調信号Ｓｐ３のローレ
ベルに対応して、電流スイツチ部４０を構成するトラン
ジスタＴＲＩが能動状態とされ、トランジスタＴＲ２が
オフ状態とされる。一方、狭パルス幅変調信号Ｓｐ３の
ローレベルおよび狭パルス幅変調信号Ｓｐ３のハイレベ
ルに対応してトランジスタＴＲ１がオフ状態とされる。

そして、トランジスタＴＲ’ｌが能動状態とされた際に
は、レーザダイオードＬＤを駆動する電流Ｉが定電流部
４２側から供給され、これによって前記狭パルス幅変調
信号Ｓｐ３によってレーザダイオードＬＤが変調される
。従って、フイルムＦを紙面と直交する方向に移動させ
なからレーザダイオードＬＤから前記狭パルス幅変調信
号Ｓｐ３に応じた発光光ＬをフイルムＦ上に照射するこ
とで、フイルムＦ上に前記デジタル画像データＳＤに対
応する画像が形成される。

この場合、本実施例によれば、例えば、パルス幅変調信
号Ｓｐｌのパルス幅が１　５ｎｓ乃至１９（ｌｎｓであ
り、遅延回路２９の遅延時間ｔｄがＩｏｎｓであるとす
れば、狭パルス幅変調信号Ｓｐ３のパルス幅が５ｎｓｅ
ｃから１８０ｎｓｅｃとされ、パルス幅変調信号Ｓｐｌ
の各パルスのパルス幅が狭くなる。従って、最小パルス
幅に対する最大パルス幅の比で表される、所謂、濃度の
ダイナミックレンジは、（１９０ｎ　ｓ　／　１　５　
ｎ　ｓ　）　＝　１　２．　７から（１　８　０　ｎ　
ｓ／５ｎｓ）　−３６になり、略３倍に広がることとな
る。

なお、Ｉｏｎｓの遅延時間ｔｄを得る遅延回路２９には
同軸ケーブルを略２ｍ使用することで得られ、同軸ケー
ブルの高速応答性がよいことから、その出力側において
、さほどには波形歪を生じない。また、同軸ケーブルに
代替して、ＥＣＬ　　ＩＣのバッファ素子を遅延時間分
直列に接続してもよい。

また、レーザダイオードＬＤから出力される発光光Ｌの
強度を一定値に保持するために、狭パルス発生回路２５
を構成する論理積回路３１から出力される狭パルス幅変
調信号Ｓｐ３、Ｓｐ３を第７図に示ずΔＰ　Ｃ　（Ａｕ
ｔｏｍａｔｉｃ　ＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）回路が付
加されたＬＤ駆動回路５０に供給するようにしてもよい
。

なお、このＡＰＣ回路は、第７図から理解されるように
、レーザダイオードＬＤの発光光Ｌの強度をモニタする
フォトダイオードＰＤと、フォトダイオードＰＤの出力
電流ｌを電圧信号ｅ１に変換するＩ／Ｖ変換器５２と、
電圧信号ｅ１をデジタル電圧信号Ｅ１に変換するＡ／Ｄ
変換器５４と、デジタル電圧信号Ｅ１とレーザダイオー
ドＬＤを駆動する電流Ｉとの対応関係について予め測定
されて格納されているルックアップテーブルを含むワン
チップマイクロプロセッサであるＣＰＵ５６と、前記対
応関係に基づいてＣＰＵ５　６から出力されるデジタル
電圧信号Ｅ２をアナログ電圧信号ｅ２に変換するＤ／Ａ
変換器５８と、このアナログ電圧信号ｅ２にかかる出力
インピーダンスを低下させて前記定電流部４２を構成す
るトランジスタＴＲ３のベース端子に導入する利得が１
のバッファ５９とから構成されている。

［発明の効果］以上のように、本発明によれば、パルス幅変調信号を遅
延回路と論理積回路とを用いて、狭パルス幅変調信号に
変換することが出来る。

ここで、遅延回路と論理積回路とは比較的高速、広帯域
な回路が採用出来るので、狭パルス幅変調信号には、所
謂、波形なまりが発生しない。このため、画像の明度範
囲に対応する濃度階調数が高く出来、所謂、濃度のダイ
ナミックレンジの広い画像信号処理装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る画像信号処理装置を組
み込む露光装置の回路ブロック図、第２図は第１図に示
す露光装置の動作を説明するための波形図、第３図は従来技術に係る画像信号処理装置の回路ブロッ
ク図、第４図乃至第６図は第３図に示す画像信号処理装置の動
作を説明する波形図、第７図は第１図に示す露光装置の中、レーザダイオード
駆動回路の変形例を示す回路ブロック図である。２０・・・露光装置２２・・・画像信号処理装置２３・・・パルス幅変調回路２５・・・狭パルス発生回路２６・・・ミラー積分器２８・・・画像信号出力器２９・・・遅延回路３０・・・比較器３１・・・論理積回路３２、３６・・・抵抗分圧回路３４・・・Ｄ／Ａ変換器Ｆ・・・フイルムＬ・・・発光光ＬＤ・・・レーザダイオードＳ１・・・画素同期信号Ｓ２・・・三角形状波信号Ｓ３・・・画像信号ＳＤ・・・デジタル画像データＳｐｌ・・・第１のパルス幅変調信号Ｓｐ２・・・第２のパルス幅変調信号Ｓｐ３、Ｓｐ３・・・狭パルス幅変調信号Ｖ１〜■３・
・・直流レベル

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像信号と三角形状波信号とを比較してパルス幅
変調信号を出力するパルス幅変調回路と、前記パルス幅
変調信号を所定時間信号遅延させる遅延回路と、前記パルス幅変調回路から出力されるパルス幅変調信号
が一方の入力端子に導入され、他方の入力端子には前記
遅延回路から出力される遅延パルス幅変調信号が導入さ
れて、前記パルス幅変調信号のパルス幅よりも狭いパル
ス幅を有する狭パルス幅変調信号を出力する論理積回路
と、を備えることを特徴とする画像信号処理装置。