DE3408187A1

DE3408187A1 - Bildverarbeitungsgeraet

Info

Publication number: DE3408187A1
Application number: DE19843408187
Authority: DE
Inventors: Tadashi Ichikawa Chiba Yoshida
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-03-08
Filing date: 1984-03-06
Publication date: 1984-09-13
Also published as: US4626923A; DE3408187C2; JPS59163952A; JPH0452667B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildverarbeitungsgerät zur Verarbeitung von Bildsignalen und insbesondere auf ein Bildverarbeitungsgerät zur Wiedergabe eines Bildes von hoher Qualität.

Zur Erläuterung des Standes der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, 'wird auf die beigefügten Zeichnungen, und zwar die Fig. 1 bis 3, Bezug genommen. Es .zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Laserstrahldruckers;

Fig. 2 ein Schaltschema einer herkömmlichen Impulsbreitenmodulationsschaltung zur Impulsbreitenmodulation eines 2-Bit-Digitalsignals;

Dresdner Bank (München) KIo 3939 844

Bayer. Vnremsbank (München) KIo 508 9Ί1

F'nslsclicok (Muiinhoill Kto. '-·- > -I i WM

Fig. 3A ein Ablaufdiagramm, das die Wellenform der Takte an den betreffenden Elementen der Schaltung von Fig. 2 darstellt;

Fig. 3B eine Darstellung der Impulsbreiten der durch die Impulsbreitenmodul-ationsschaltung von Fig. 2 erhaltenen Laserstrahl-Modulationssignale bzw. der Lagen und Größen der durch die in Fig. 2 gezeigten Schaltung aufgezeichneten Punkte.

Bei einem herkömmlichen Laserstrahldrucker wird ein Laserstrahl in Übereinstimmung mit einem digitalen Bildsignal moduliert, und ein lichtempfindlicher Körper wird mit dem Laserstrahl durch einen Polygon-Drehspiegel abgetastet, um eine digitale Abbildung zu erzeugen. Die Fig. 1 zeigt ein Beispiel für einen derartigen Laserstrahldrucker bekannter Art. Ein Halbleiterlaser 1 erzeugt einen Laserstrahl, der von dem Polygon-Drehspiegel 2 zu einer lichtempfindlichen Walze 3 hin abgelenkt wird. In Übereinstimmung mit einem digitalen Bildsignal moduliert der Laser 1 den Laserstrahl, der auf den in der Pfeilrichtung A drehenden Polygon-Drehspiegel 2 fällt, womit der lichtempfindliche Körper 3 abgetastet wird, der in Richtung des Pfeils 3 dreht und auf dem eine latente digitale Abbildung gebildet wird.

Bei einem üblichen Laserstrahldrucker dieser Art wird der Laserstrahl gemäß· Binärsignalen "1" und "O" moduliert, um ein Bild zu erzeugen. Da die Anstiegskennl inie des Laserstrahls steil ist, ist es schwierig, die Leistung des Laserstrahls zu modulieren, um eine Abbildung mit einer Farbtönung (Tonalität) auf Grund der Emissionskennlinien wiederzugeben. Das Ditherverfahren ist als eine Methode zur Wiedergabe einer Abbildung mit Farbtönung (ein Kalbtonbild) von Binärsignalen bekannt. Gemäß dem Zitter-bzw.Ditherverfahren wird in Übereinstimmung mit dem Flächenverhält-

nis von schwarzen Bildelementen zu weißen innerhalb jedes kleinen Bildbereichs eine Farbtönung (ein Graupegel) wiedergegeben. Deshalb wird, wenn die Zahl der Schwellenwerte oder -höhen der Dithermatrix vermindert wird, die Auflösung verschlechtert. Es wurde ein Verfahren zur Lieferung einer Farbtönung in einem ausgegebenen Bild durch Impulsmodulation eines Laserstrahls vorgeschlagen. Die Fig. 2 und 3 zeigen eine beispielhafte Ausführungsform für ein Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens, wobei die Fig. 2 ein Beispiel für eine. Impulsbreitenmodulationsschaltung zur Ausführung einer Impulsbreitenmodulation eines digitalen 2-Bit-Vierwert-(Vierpegel-)Bildsignals gibt. Eine Laserdiode la erzeugt einen Laserstrahl. An Eingangsklemmen 2a und 3a werden digitale 2-Bit-Bildsignale (DATA O und DATA 1) empfangen. Ein Übertragungs-(Transfer-)Takt CLK für die Übertragung der digitalen 2-Bit-Signale (DATA O und DATA 1) wird an eine Transfertakt-Eingangsklemme 4 gelegt. Ein Takt CLKH mit der dreifachen Frequenz des Taktes CLK liegt an einer Takt- -Eingangsklemme 5. Ein Decodierer 6 dec.odiert die digitalen 2-Bit-Signale zu einem digitalen · 4-Bit-Signal.

Eine Impulsbreitenmodulationsschaltung (PDM)7 erzeugt Takte CLKHl, CLKH2 und CLKH3 von unterschiedlichen Impulsbreiten aus dem Takt CLKH, der die dreifache Frequenz des Taktes CLK hat. Ein Zwischenspeicher 8 soeichert d_as dekodierte 4-Bit-Digitalsignal bei der Taktgabe des Transfertaktes CLK und ist über eine Eingangsklemme von jeweiligen UND-Schaltungen 9 an ein ODER-Glied 10 angeschlossen. Zwischen der Ausgangsklemme des ODER-Glieds 10 und der Laserdiode la ist zu deren Antrieb ein Transistor 11 eingefügt.

Die an den Eingängen 2a und 3a empfangenen digitalen 2-Bit-Signale (DATA O und DATA. 1) werden durch den Decodierer 6 zu entschlüsselten 4-Bit-Signalen Die oberen drei Bits des decodierten 4-Bit-Signals werden von dem Zwischenspeicher 8 bei der Taktgabe des Transfertaktes CLK gespeichert.zwischenzeitlich wird der Takt CLKH, der die dreifache Frequenz des Transfertaktes CLK hat, durch die Impulsbreitenmodulationsschaltunq 7 in die³ drei Takte CLKHl, CLKH2 und CLKH3, die unterschiedliche Tastverhältnisse haben, umgewandelt. Die Fig. 3A zeigt die Wellenformen der jeweiligen Takte. Die Wellenform (1) des Transfertaktes CLK hat eine Periode T und ein Tastverhältnis von 50%. Die Wellenform (2) des Taktes CLKH hat eine Periode T/3, ein Tastverhältnis von 50% und ist synchron zum Transfertakt CLK. Die Impulsbreitenmodulationsschaltung 7 moduliert den Takt CLKH mit der Periode T/3 und die Takte CLKHl, CLKH2 und CLKH3, die die Periode T , das Tastverhältnis von 1/3 bzw. 2/3 bzw. 1 sowie jeweils die Wellenformen (3) bis (5) haben. Die Takte CLKHl, CLKH2 und CLKH3 entsprechen jeweils (0,1), (I^ O) und (1, 1) der 2-Bit-Digitalsig.nale (DATA 0 und DATA 1) . Diese Wellenformen mit den unterschiedlichen Tastverhältnissen und das in dem Speicher gespeicherte sowie decodierte 4-Bit-Signal werden durch die UND-Schaltungen 9 aufgetastet oder eingeblendet, so daß sie den digitalen 2-Bit-Bildsignalen entsprechende Impulsbreiten haben. Das pulsmodulierte, decodierte obere 3-Bit-Signal wird durch das ODER-Glied 10 in ein 1-Bit-Signal umgewandelt. Das Signal vom ODER-Glied 10 treibt über den Transistor 11 die Laserdiode la. Deshalb entstehen die Impulsbreiten des·Modulationssignals des Laserstrahls, die den digitalen 2-Bit-Bildsignalen (DATA 0 und DATA 1) entsprechen, d.h. die Einschalttaktgabe und die Einschaltzeit, die in Fig. 3B gezeigt sind. Demzufolge werden in Übereinstimmung mit

den 2-Bit-Digitalsignalen (O, O), (O, 1), (1, O) und (1, 1) jeweils die impulsbreitenmodulierten Laserstrahlen "0", "1", "2" und "3", die in Fig. 3B gezeigt sind, erzeugt. Die Fig. 3B zeigt auch die Lage und Größe der auf dem lichtempfindlichen Körper aufgezeichneten Punkte, wobei der gestrichelte Teil einem tatsächlich aufgezeichneten Teil entspricht,. "0" in Fig. 3B ein Bildelement ohne Aufzeichnungsinhalt und "3" die maximale Punktgröße für ein Bildelement wiedergeben.

Bei einem Impulsbreitenmodulationsverfahren der obigen Art unterscheiden sich die Mitten der Pulsbreiten der jeweiligen Digitalsignale (0, 0), (0, 1), (1, 0) und (1, 1) und damit die Zentren für die Bildelemente - voneinander. Folglich bilden die Punkte des Halbtonbildteils (Rasterbildteils) keine Gitterform (eine regelmäßige Matrix), was zu einer mäßigen Abstufung, Erzeugung von Interferenzstreifen usw. führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben erwähnten Probleme auszuschalten.·

Es ist insofern' ein Ziel der Erfindung, ein Bildverarbeitungsgerät zu schaffen, das in der Lage ist, eine Bildausgabe von hoher Güte und Schärfe zu erzeugen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist in der Schaffung eines Bildverarbeitungsgeräts zu sehen, das einen einfachen Aufbau hat, dabei jedoch die Fähigkeit bietet, die Lagen der Aufzeichnungspunkte von unterschiedlichen Größen zu steuern.

Ferner wird auf die Schaffung eines Bildverarbeitungsgeräts abgezielt, das die Erzeugung eines Farbbildausgangs von hoher Qualität ermöglicht. .

Die Aufgabe, die Ziele und die Vorteile des Erfindungsgegenstandes v/erden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung deutlich. Es zeigen:

Fig. 4 ein Schaltschema für eine Impulsbreitenmodulation in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig.5A ein Ablaufdiagramm, das die Takte an den betreffenden Elementen der Schaltung von Fig. 4 darstellt;

Fig.5B eine Darstellung der Impulsbreiten der durch die Impulsbreitenmodulationsschaltung von Fig. 4 erhaltenen Laserstrahl-Modulationssignale bzw. der Lagen und Größen der durch die in Fig. 4 gezeigte Schaltung aufgezeichneten Punkte.

Die Erfindung wird anhand der bevorzugten Ausführungsform beschrieben, wobei in dem Schaltschema des Bildverarbeitungsgeräts der Fig. 4 Teile, die Elementen oder Teilen von Fig. 2 gleich sind, mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind und nicht erneut erläutert werden.

Zwischenspeicher 12 und 13 speichern Taktimpulse CLKHl und CLKH2 synchron mit einem Takt CLKH, der über Signalleitungen 14, 15 jeweils den Zwischenspeichern 12 und 13 zugeführt wird. Ein Inverter

16 erzeugt aus dem Takt CLKH einen zu diesen) um 180° phasenverschobenen Takt CLKL. Die Fig. 5A zeigt die Wellenformen der in Fig. 4 angegebenen Takte, wobei die Weilenformen (1), (2), (3), (4) und (5) in Fig. 5A zu denen der Fig. 3A gleich sind. Ein Transfertakt CLK hat die Wellenform (I") . Der Takt CLKH mit der dreifachen Frequenz des Transfertaktes CLK hat die Wellenform (2). Ein Takt CLKHl hat die Wellenform (3), ein Takt CLKH2 hat die Wellenform (4), und ein Takt CLKH3 hat die Wellenform (5). Im Schaltschema von Fig. 4 wird der Takt CLKHl um eine Periode des

Taktes CLKH durch den Zwischenspeicher 12 verzögert, um einen Takt CLKHl¹ mit der Wellenform (3¹) zu erzeugen, der eine vom Takt CLKH um 1/3T verzögerte Periode und ein Tastverhältnis von 1/3 hat. Das Signal CLKHl' wird über die Leitung 17 an eine UND-Schaltung 9 gelegt. Der Takt CLKH2 wird um die Hälfte der Periode des Taktes CLKH durch den Zwischenspeicher 13 verzögert, um einen Impuls CLKH2' der Wellenform (4') zu erzeugen, der eine um T/6 vom Takt CLKH verzögerte Periode und ein Tastverhältnis von 2/3 hat. Das Signal CLKK2¹ wird einer weiteren UND-Schaltung 9 über eine Signalleitung 18 zugeführt. Demzufolge haben die Auftastsignale der UND-Schaltungen 9, die den 2-Bit-Digitalsignalen (O, 1), (1, 0) und (1, 1) entsprechen, die Wellenformen (3'), (4¹) und (5) mil·, den in Fig. 5 gezeigten Tastverhältnissen.

Deshalb entstehen die Impulsbreiten der Laserstrahl-Modulationssignale entsprechend den 2-Bit-Digitalsignalen (0, 0), (0, 1), (1, 0) und (1, 1), d.h. die Einschalttaktgabe und die Einschaltzeit des Laserstrahls, die in Fig. 5B gezeigt sinä.

Auf diese Weise werden die Laserstrahlen "0", "1", "2" und "3", die impulsbreitenmoduliert sind, wie Fig. 5B zeigt, in Übereinstimmung mit den 2-Bit-Digitalsignalen (0, 0), (0, 1), (1, 0) und (1, 1) erzeugt. Wie im Fall der Fig. 3B zeigt die Fig. 5B die Lagen und Größen der Aufzeichnungsodar Schreibpunkte auf der lichtempfindlichen Walze, wobei die schraffierten Teile in Fig. 5B die tatsächlichen Punkte darstellen und "0" ein Bildelement ohno Aufzeichnungsinhalt, "3" eine maximale Größe für ein Bildelement wiedergeben.

Wie der Fig. 5B zu entnehmen ist, können, da die Zentren der Punkte (mittige Lagen der Punkte für Hilde lernente) unabhängig von digitalen Werten zum Fluchten gebracht werden können, die Bildpunkte in einer Matrixform gestaltet werden. Demzufolge wird durch die Erfindung ein Bildverarbeitungsgerät geschaffen, das in der Lage ist, ein Halbtonbild von guter Qualität wiederzugeben.

Bei der obigen Ausführungsform ist das Zentrum eines jeden Punkts einer jeden Größe auf die mittige Lage des Bildelements ausgerichtet. Eine gleichartige Wirkung kann jedoch auch erreicht werden, wenn die Erzeugung der Taktgabe für jeden Fall so gesteuert wird, daß der Punkt jeder Größe konstant ein Zentrum von einem Bildelement (maximaler Aufzeichnungspunkt) einschließt. Bei der obigen Ausführungsform wird ein 2-Bit-Digitalsignal impulsbreitenmoduliert, Die Zentren der Punkte können jedoch auch mit den mittigen Lagen der Bildelemente ausgerichtet werden, wenn ein digitales Signal von 3 Bits oder mehr impulsbreitenmoduliert wird. Ferner ist der Erfindungsgegenstand, obwohl die· Beschreibung auf einen Laserstrahl abgestellt wurde, in gleicher Weise bei anderen Arten von Bildverarbeitungsgeräten anwendbar, so z.B. bei Aufzeichnungsgeräten, wie Tintenstrahldruckern, Thermodruckern od. dgl., wobei eine Abbildung mit einem kollektiven Punktkörper wiedergegeben wird 'und die Punktgröße veränderbar ist.

Des weiteren ist die Erfindung auch auf einen Farb-Tintenstrahldrucker anwendbar; bei einem solchen Drucker wird, wenn ein roter Punkt auf einen gelben gedruckt wird, die Größe des roten Punkts auf verschiedene Weise verändert, wobei verschiedene Farbabstufungen oder -Schattierungen erzeugt werden. Wenn das Zentrum eines roten Punkts von jeweils unterschiedlicher Größe am Zentrum eines gelben

Punkts überlagert wird, so kann eine Abbildung von guter Farbabstimmung (-gleichgewicht) wiedergegeben werden.

Die Erfindung ist auch nicht auf die oben beschriebene Schaltung begrenzt und kann auf gleichartige Schaltungen,. bei denen die Lagen der Punkte von unterschiedlicher Größe gesteuert werden können, angewendet werden, wie sie auch nicht auf die beschriebene, spezielle Aus £ üh rungs Ji oini beschränkt ist, da Änderungen und Abwandlungen im Rahmen der Erfindung vorgenommen werden können.

Erfindungsgemäß weist ein Bildverarbeitungsgerät einen Decodierer zur Decodierung von eingegebenen Bilddaten, eine Impalsbreitenmodulationsschalung zur Erzeugung eines Signals für eine Impulsbreitenmodulation eines Laserstrahls aus einer Laserdiode in Übereinstimmung mit den dec.odierten Bilddaten und Zwischenspeicher zur Verzögerung des Ausgangssignals der Impulsbreitenmodulationsschaltung auf. Das Gerät erzeugt eine Halbtonabbildung, wobei das Zentrum eines jeden Punkts von verschiedenartiger Größe mit dem eines Bildalements zusammenfällt.

Insgesamt kann mit einem Gerät gemäß der Erfindung ein Ausqabebild von hoher Güte und ausgezeichneter Abstufung erhalten werden.

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

- durch eine Einrichtung (6) zur Eingabe von Bilddaten und

- durch eine Einrichtung (7) zur Bildung eines Signals, das eine Größe eines Aufzeichnungspunkts in Übereinstimmung mit den von der Eingabeeinrichtung eingegebenen Bilddaten ändert,

wobei die das Signal bildende Einrichtung das Signal so gestaltet, daß ein Zentrum des Aufzeichnungspunkts mit einer vorgegebenen Lage zusammenfällt.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Signal bildende Einrichtung eine Impulsbreitenmodulationseinrichtung (7) umfaßt, die die Impulsbreite eines Impulssignals in Übereinstimmung mit

den von der Eingabeeinrichtung (6) eingegebenen Eingabedaten moduliert.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Signal bildende Einrichtung (7) eine Taktschalteinrichtung (12, 13) enthält, die eine Erzeugungszeitdauer des impulsbreiten-modulierten Signals in Übereinstimmung mit den von der Eingabeeinrichtung (6) eingegebenen Bilddaten schaltet.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine einen Strahl in Übereinstimmung mit dem Impulssignal erzeugende Einrichtung (11) .
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung eine Decodiereinrichtung (6) umfaßt, die die Bilddaten einer Mehrzahl von durch die Eingabeeinrichtung eingegebenen Bits decodiert.
6. Bildverarbeitüngsgerät, gekennzeichnet

- durch eine Einrichtung (6) zur Eingabe von Bilddaten und

- durch eine Einrichtung (7) zur 3ildung eines Signals, das eine Größe eines Aufzeichnungspunkts in Übereinstimmung mit -den von der Eingabeeinrichtung eingegebenen Bilddaten ändert,

wobei die das Signal bildende Einrichtung das Signal so gestaltet, daß jeder von allen Aufzeichnungspunkten von unterschiedlicher Größe wenigstens ein Zentrum eines maximalen Aufzeichnungspunkts einschließt.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die das Signal bildende Einrichtung eine Impulsbreitenmodulationseinrichtung (7) umfaßt, die die Impuls-

breite eines Impulssignals in Übereinstimmung mit den von der Eingabeeinrichtung (6) eingegebenen Bilddaten moduliert.
8. Gerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die das Signal bildende Einrichtung (7) eine Taktschalteinrichtung (12, 13) enthält, die eine Erzeugungszeitdauer des impulsmodulierten Signals in Übereinstimmung mit den von der Eingabeeinrichtung (6) eingegebenen Bilddaten schaltet.
9. Gerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine einen Strahl in Übereinstimmung mit dem Impulssignal erzeugende Einrichtung (11).
10. Gerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung eine Decodiereinrichtung (6) umfaßt, die die Bilddaten einer Mehrzahl von durch die Eingabeeinrichtungen eingegebenen Bits decodiert.