JP2006106183A

JP2006106183A - 露光装置及び露光方法

Info

Publication number: JP2006106183A
Application number: JP2004290198A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Uchida; 光明内田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】制御回路を複雑化することなく、精度よく光量補正を行うことができる露光装置及び露光方法を提供する。
【解決手段】露光装置の発光ユニットは、複数の発光素子を主走査方向に配列した複数の発光ラインを副走査方向に４列並べた発光ラインＬ１〜Ｌ４から構成された多列発光部を有しており、各発光ラインに発光量を分散させることにより多重露光を行う。制御部は、画像データの階調値を点灯時間に変換し、これを各発光ラインＬ１〜Ｌ４の数で除してそれぞれの負担量を求める。この負担量を各発光素子の発光効率で除して、駆動時間が求められる。この駆動時間を整数桁と小数点以下の桁に分割し、上位桁を各発光ラインＬ１〜Ｌ４の駆動時間として割り当てる。小数点以下の桁については、各ライン分を合計し、合計値を輝度補正用発光ラインである発光ラインＬ４に加算する。
【選択図】図３

Description

主走査方向に複数のラインを持つ多列発光部を用いて、副走査方向に搬送される印画紙に対してライン露光する露光装置及び露光方法に関するものである。

印画紙を露光して画像をプリントする写真処理装置の露光部としては、レーザー光源を用いるレーザー露光ユニットが一般的であるが、レーザー光源以外にも、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＥＬ（Electro Luminescence）などの発光素子を光源として用いたものが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。

発光素子を光源として用いる場合には、レーザー光の光量と同等の光量を得るために、例えば、複数の発光素子を主走査方向に並べた発光ラインを副走査方向に複数列配列して多列発光部を構成する場合が多い。そして、この多列発光部の複数の発光ラインからの光を副走査方向に搬送される印画紙上の同一ラインに対して重ねて露光（多重露光）する露光方法が知られている。

この多重露光によれば、各画素について所定の階調数を与える場合、各発光ラインの階調表現能力を低くすることができるので、制御回路の複雑化を防止することができる。というのは、例えば、多重露光を用いずに、１４ｂｉｔ（１６３８４ステップ）の階調を表現するためには、各ライン毎に１４ｂｉｔ（１６３８４ステップ）の階調表現能力を与える必要があるが、例えば、４列のラインを持つ多列露光部で多重露光を行えば、各ライン毎の階調表現能力を１／４、すなわち、１２ｂｉｔ（４０９６ステップ）に減らすことができる。これにより、制御回路の複雑化が防止される。

下記特許文献１に記載の露光装置は、発光素子からの光を直接印画紙に対して照射するのではなく、ＬＥＤからの光をデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を介して間接的に印画紙に照射しているが、露光方法としては多重露光方法を採用している。

また、多重露光を採用すると、画像１ラインを記録するために必要な露光量を複数のラインで分担することになるので、多列発光部を構成する１つの発光ラインの発光時間が短くなり、発光素子の寿命を延ばせるというメリットもある。発光素子の中でも、ＥＬは寿命が比較的短いため、こうした方法は特に有効である。
特開平９−３１４９１０号公報

しかしながら、個々の発光素子の発光効率（与えた電流に対する光量）にはバラツキがあり、正確な階調表現を行うためには、この発光効率に応じた補正が必要になる。発光効率の補正を精度よく行うためには、例えば、小数点以下の計算など桁数が多い計算が必要となり、この計算をライン毎に行うと、制御回路が複雑化してしまうという問題があった。

本発明は、制御回路を複雑化することなく、精度よく光量補正を行うことができる露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。

本発明の露光装置は、複数の発光素子を主走査方向に沿って複数個配列した発光ラインを副走査方向にＮ列並べた多列発光部を持ち、この多列発光部に対面して副走査方向に搬送される印画紙に対して、前記多列発光部が発光する光を照射してライン露光する発光ユニットと、画像データに応じて、各発光素子の発光時間をＭ段階に制御するとともに、前記印画紙の搬送タイミングに合わせて、前記複数の発光ラインからの照射光を前記印画紙上に多重露光することにより、各画素毎に最大でＮ×Ｍ段階の階調制御を行う制御部とを備えた露光装置において、前記制御部は、前記画像データに応じて前記各発光ライン毎にそれぞれが負担すべき目標点灯時間を算出する負担量算出部と、前記各発光素子について予め測定された個々の発光効率を予め記憶する発光効率テーブルと、前記目標点灯時間と前記発光効率テーブルとに基づいて前記各ライン毎の実際の駆動時間を求める駆動時間算出部と、算出された各発光ラインの駆動時間を上位桁と下位桁とに分割し、前記上位桁を各ラインの駆動時間として割り当てるとともに、前記多列発光部のうちの１ラインに対して、前記下位桁の全ライン分の合計値を加算することにより端数処理を行う駆動時間補正部とからなることを特徴とする。

前記多列発光部は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色毎に設けられていることが好ましい。また、前記発光素子は、例えば、ＥＬ素子である。

本発明の露光方法は、複数の発光素子を主走査方向に沿って複数個配列した発光ラインを副走査方向にＮ列並べた多列発光部を持ち、この多列発光部に対面して副走査方向に搬送される印画紙に対して、前記多列発光部が発光する光を照射してライン露光する発光ユニットを用い、画像データに応じて、各発光素子の発光時間をＭ段階に制御するとともに、前記印画紙の搬送タイミングに合わせて、前記複数の発光ラインからの照射光を前記印画紙上に多重露光することにより、各画素毎に最大でＮ×Ｍ段階の階調制御を行う露光方法において、前記画像データに応じて前記各発光ライン毎にそれぞれが負担すべき目標発光時間を算出する負担量算出ステップと、前記各発光素子について予め測定された個々の発光効率を予め記憶する発光効率テーブルを参照して、前記目標発光時間と前記発光効率とに基づいて前記各発光ライン毎に実際の駆動時間を求める駆動時間算出ステップと、算出された各発光ラインの駆動時間を上位桁と下位桁とに分割し、前記上位桁を各発光ラインの駆動時間として割り当てるとともに、前記多列発光部のうちの１ラインに対して、前記下位桁の全ライン分の合計値を加算することにより端数処理を行う駆動時間補正ステップとからなることを特徴とする。

本発明は、画像データに応じて、多列発光部の各発光ライン毎にそれぞれが負担すべき目標発光時間を算出する負担量算出し、前記各発光素子について予め測定された個々の発光効率を予め記憶する発光効率テーブルを参照して、前記目標発光時間と前記発光効率とに基づいて前記各発光ライン毎に実際の駆動時間を求め、算出された各発光ラインの駆動時間を上位桁と下位桁とに分割し、前記上位桁を各発光ラインの駆動時間として割り当てるとともに、前記多列発光部のうちの１ラインに対して、前記下位桁の全ライン分の合計値を加算することにより端数処理を行うから、制御回路を複雑化することなく、精度よく光量補正を行うことができる。

図１及び２は、印画紙１０を露光して画像を記録する写真処理装置の露光装置１１を示す。露光装置１１の発光ユニット１２は、光源としてＥＬ素子１４を使用した、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の多列発光部１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを備えている。各多列発光部１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは、各色の光を発光するＥＬ１４をマトリックス状に配列したものであり、例えば、主走査方向に沿って配列された発光ラインが、副走査方向に沿って４列（Ｌ１〜Ｌ４）並べられる。

印画紙１０は、発光ユニット１２に対して副走査方向に搬送される。この搬送中に、各多列発光部１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂが各色光を照射して、印画紙１０に対してライン露光を行う。各多列発光部１３Ｒ，１２Ｇ，１３Ｂを構成する各発光ラインＬ１〜Ｌ４は、印画紙１０上の同一ライン１０ａに対して重ねて光を照射する（多重露光）。各発光ラインの数をＮ（本例では４ライン）とし、各発光ラインＬ１〜Ｌ４がそれぞれ点灯時間の制御の制御によりＭ段階の階調表現が可能であるとすると、多重露光により、各多列発光部全体で、Ｍ×Ｎ段階の階調表現が可能となる。例えば、各発光ラインＬ１〜Ｌ４が、それぞれ１２ｂｉｔ（４０９６ステップ）の階調表現能力を持つ場合には、多重露光を行うことで、４列の合計で１４ｂｉｔ（１６３８４ステップ）の濃度階調が表現される。

この発光ユニット１２は、制御部１６によって制御される。制御部１６には、写真処理装置に取り込まれた各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の画像データを一時的に記憶するフレームメモリ１７が接続されている。画像データは、画素毎の濃度階調を表すデータであり、制御部１６は、この画像データをライン単位で読み出し、読み出した画像データに基づいて、発光ユニット１２の点灯時間を制御する。これにより、画像データに応じた露光量が印画紙１０に与えられて、画像が記録される。ドライバ１８は、制御部１６が算出した駆動時間に応じた駆動パルスを発生して、発光ユニット１２をパルス駆動する。ドライバ１８は、与えられた駆動時間に応じてパルス発生周期内のパルス幅を変化させるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行うことにより、発光ユニット１２の点灯時間を制御する。

制御部１６は、負担量算出部２１、重み付け係数テーブル２２、発光効率テーブル２３、駆動時間算出部２４、駆動時間補正部２５からなる。制御部１６は、例えば、Ｒ光を発する多列発光部１３Ｒを駆動する場合には、まず、負担量算出部２１が、Ｒの画像データに基づいて、その階調値に応じた点灯時間を示す時間データに変換する。そして、この時間データを、多列発光部１３Ｒを構成する発光ライン数で除して、それぞれの発光ラインＬ１〜Ｌ４が負担すべき目標点灯時間を負担量の初期値Ｃ₀として算出する。図３（Ａ）に示すように、ある画素の階調値から変換された点灯時間を１００ｍｓｅｃとした場合には、この１００ｍｓｅｃを発光ライン数（「４」）で割り、各発光ラインの負担量の初期値Ｃ₀（「２５」）を求める。

重み付け係数ｋとは、各発光ラインＬ１〜Ｌ４に割り当てる負担量を調整するためのものである。本例では、後述するように、発光ラインＬ４が輝度補正用の補正用発光ラインとして割り当てられるので、この発光ラインＬ４の負担量を他のラインよりも少なくするように重み付け係数ｋが設定されている。例えば、本例では、発光ラインＬ１〜Ｌ３のそれぞれの重み付け係数を「１．１」とし、発光ラインＬ４のそれを「０．７」にしている。これにより、発光ラインＬ４について、輝度補正分の発光量を賄うことができるように、マージンが取られる。重み付け係数ｋは、重み付け係数テーブル２２に発光ライン番号と関連付けて格納される。負担量算出部２１は、重み付け係数テーブル２２から重み付け係数ｋを読み出して、これを初期の負担量Ｃ₀に乗じて、実質負担量Ｃ₁を求める。

発光効率テーブル２３は、各ＥＬ素子１４毎に製造時に測定された発光効率Ｅを記憶する。発光効率Ｅは、所定の電流を単位時間流したときの光量を示し、予め設定した基準値（この例では、「１」）で規格化した値で示される。すなわち、発光効率が「１．１１」の場合には、基準値に対して１．１１倍の発光効率を持ち、「０．８１」の場合には、基準値に対して０．８１倍の発光効率を持つ。

駆動時間算出部２４は、各ＥＬ素子１４に実際に電流を流す駆動時間Ｔを算出する。駆動時間Ｔは、実質負担量Ｃ₁を発光効率Ｅで除して求められる（Ｔ＝Ｃ₁／Ｅ）。発光効率Ｅが基準値よりも大きいＥＬ素子１４（例えば、Ｌ１やＬ４）は、実質負担量Ｃ₁よりも実際の駆動時間Ｔが短くなり、その反対に発光効率Ｅが基準値よりも小さいＥＬ素子１４（例えば、Ｌ２やＬ３）は、実質負担量Ｃ₁よりも実際の駆動時間Ｔが長くなる。この駆動時間Ｔは、例えば、小数点以下４桁まで求められるが、各発光ライン毎にその全桁分を制御しようとすると、ＰＷＭ制御の時間分解能力を各発光ラインのそれぞれについて高くする必要があるため、制御回路が複雑化してしまう。

そこで、駆動時間補正部２５は、まず、駆動時間算出部２４が求めた駆動時間を、上位桁（整数桁）と、下位桁（小数桁）に分割し、前記整数桁を各発光ラインの駆動時間Ｔとして割り当てる。例えば、発光ラインＬ１の駆動時間Ｔが「２４．７７４８」の場合には、整数桁である「２４」を発光ラインＬ１の駆動時間として割り当てる。他の発光ラインに対しても同様に上位桁を割り当てる。そして、図３（Ｂ）に示すように、各発光ラインＬ１〜Ｌ４の小数桁を合計した値を、補正用発光ラインである発光ラインＬ４に加算する。このように、補正用発光ラインに小数桁以下の駆動時間をまとめて負担させることにより、端数処理が行われるので、各ライン毎に小数桁の制御を行わずに済むため、制御回路が簡素化される。

なお、上記例では、Ｒ光を発する多列発光部１３Ｒを例に説明したが、多色の光を発する各多列発光部１３Ｇ，１３Ｂについても同様の制御が行われる。

以下、上記構成による作用について図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。プリント指示がなされると、露光装置１１に印画紙１０が供給されて露光処理が開始される。負担量算出部２１は、フレームメモリ１７から読み出したＲ，Ｇ，Ｂの各色の画像データに基づいて、各多列発光部１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ毎に、各発光ラインＬ１〜Ｌ４の負担量の初期値Ｃ₀を算出する。そして、重み付け係数テーブル２２を参照して、各発光ラインＬ１〜Ｌ４の重み付け係数ｋを読み出して、これを負担量の初期値Ｃ₀に乗じて実質負担量Ｃ₁を求める。

駆動時間算出部２４は、この実質負担量Ｃ₁と各ＥＬ素子１４の発光効率Ｅとに基づいて、駆動時間Ｔを算出する。駆動時間補正部２５は、この駆動時間Ｔの整数桁を、各発光ラインＬ１〜Ｌ４に割り当てるとともに、小数点以下の桁の４ライン分の合計値を補正用発光ラインの駆動時間に加算する。こうして求められた駆動時間で各ＥＬ素子１４が駆動される。各発光ラインＬ１〜Ｌ４は、印画紙１０の搬送タイミングに合わせて発光し、４ライン分進むと、印画紙上の１ライン分の画像の露光が完了する。こうした手順でライン露光が行われて１画面分の露光が完了する。

上記実施形態では、多列発光部を構成する発光ライン数を便宜的に４ラインで説明したが、例えば、３２ラインや６４ラインなど、４ライン以外でもよい。発光ライン数が多くなればなるほど、本発明による制御回路の簡素化の効果はより大きなものとなる。

また、上記実施形態では、各色の多列発光部１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂのライン数が同一の例で説明したが、例えば、Ｒを６４ラインとし、他の色を３２ラインとするなど、色毎にライン数を変えてもよい。

上記実施形態では、駆動時間の上位桁を整数桁とし、下位桁を小数点以下の桁としているが、整数桁を上位桁と下位桁に分割して制御してもよい。

また、上記実施形態では、発光素子としてＥＬ素子を用いた例で説明したが、ＬＥＤなどの他の発光素子を利用してもよい。

本発明の露光装置の概略構成図である。露光装置の電気構成の概略を示すブロック図である。発光ユニットの制御例を示す表である。制御手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０印画紙
１１露光装置
１２発光ユニット
１６制御部
１８ドライバ
２１負担量算出部
２２重み付け係数テーブル
２３発光効率テーブル
２４駆動時間算出部
２５駆動時間補正部

Claims

複数の発光素子を主走査方向に沿って複数個配列した発光ラインを副走査方向にＮ列並べた多列発光部を持ち、この多列発光部に対面して副走査方向に搬送される印画紙に対して、前記多列発光部が発光する光を照射してライン露光する発光ユニットと、画像データに応じて、各発光素子の発光時間をＭ段階に制御するとともに、前記印画紙の搬送タイミングに合わせて、前記複数の発光ラインからの照射光を前記印画紙上に多重露光することにより、各画素毎に最大でＮ×Ｍ段階の階調制御を行う制御部とを備えた露光装置において、
前記制御部は、前記画像データに応じて前記各発光ライン毎にそれぞれが負担すべき目標点灯時間を算出する負担量算出部と、前記各発光素子について予め測定された個々の発光効率を予め記憶する発光効率テーブルと、前記目標点灯時間と前記発光効率テーブルとに基づいて前記各ライン毎の実際の駆動時間を求める駆動時間算出部と、算出された各発光ラインの駆動時間を上位桁と下位桁とに分割し、前記上位桁を各ラインの駆動時間として割り当てるとともに、前記多列発光部のうちの１ラインに対して、前記下位桁の全ライン分の合計値を加算することにより端数処理を行う駆動時間補正部とからなることを特徴とする露光装置。
前記多列発光部は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色毎に設けられていることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
前記発光素子は、ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
複数の発光素子を主走査方向に沿って複数個配列した発光ラインを副走査方向にＮ列並べた多列発光部を持ち、この多列発光部に対面して副走査方向に搬送される印画紙に対して、前記多列発光部が発光する光を照射してライン露光する発光ユニットを用い、画像データに応じて、各発光素子の発光時間をＭ段階に制御するとともに、前記印画紙の搬送タイミングに合わせて、前記複数の発光ラインからの照射光を前記印画紙上に多重露光することにより、各画素毎に最大でＮ×Ｍ段階の階調制御を行う露光方法において、
前記画像データに応じて前記各発光ライン毎にそれぞれが負担すべき目標発光時間を算出する負担量算出ステップと、前記各発光素子について予め測定された個々の発光効率を予め記憶する発光効率テーブルを参照して、前記目標発光時間と前記発光効率とに基づいて前記各発光ライン毎に実際の駆動時間を求める駆動時間算出ステップと、算出された各発光ラインの駆動時間を上位桁と下位桁とに分割し、前記上位桁を各発光ラインの駆動時間として割り当てるとともに、前記多列発光部のうちの１ラインに対して、前記下位桁の全ライン分の合計値を加算することにより端数処理を行う駆動時間補正ステップとからなることを特徴とする露光方法。