JP2533809B2 - Image processing device - Google Patents

Image processing device

Info

Publication number
JP2533809B2
JP2533809B2 JP2042095A JP4209590A JP2533809B2 JP 2533809 B2 JP2533809 B2 JP 2533809B2 JP 2042095 A JP2042095 A JP 2042095A JP 4209590 A JP4209590 A JP 4209590A JP 2533809 B2 JP2533809 B2 JP 2533809B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
spatial light
laser beam
digital
analog
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2042095A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03243937A (en
Inventor
眞行 片桐
宣捷 賀好
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2042095A priority Critical patent/JP2533809B2/en
Priority to US07/624,729 priority patent/US5235437A/en
Priority to DE69023618T priority patent/DE69023618T2/en
Priority to EP90124438A priority patent/EP0433944B1/en
Publication of JPH03243937A publication Critical patent/JPH03243937A/en
Priority to US08/063,780 priority patent/US5327263A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2533809B2 publication Critical patent/JP2533809B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection-Type Copiers In General (AREA)
  • Fax Reproducing Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、空間光変調素子を用いた画像処理装置に関
する。
The present invention relates to an image processing device using a spatial light modulator.

[従来の技術] フルカラー画像を作成、編集、複写する装置として、
カラー複写機が知られている。
[Prior Art] As a device for creating, editing, and copying full-color images,
Color copiers are known.

カラー複写機には、一般に、アナログ方式のものとデ
ジタル方式のものとがあり、それぞれに長所、短所が存
在する。
Color copiers are generally classified into analog type and digital type, and each has its own advantages and disadvantages.

アナログ方式のカラー複写機は、光学像のまま露光、
現像してカラーコピーを作成するため、色補正、階調処
理等の画像処理を加えることが難しい。これに対してデ
ジタル方式のカラー複写機は、原画像をイメージスキャ
ナでデジタル信号に変換しこのデジタル信号に応じてプ
リンタによってカラーコピーを作成するようにしている
ため、色補正、階調処理等の画像処理等を容易に行うこ
とができる。
An analog color copier exposes an optical image,
Since a color copy is created by development, it is difficult to add image processing such as color correction and gradation processing. On the other hand, in a digital color copier, an original image is converted into a digital signal by an image scanner, and a color copy is made by a printer in accordance with the digital signal. Image processing and the like can be easily performed.

作成されるカラーコピーについて比較してみると、ア
ナログ方式のカラー複写機は、画室が滑らか(解像度が
800DPI程度)であるが、カラーマスキング(黒色と有彩
色との分離)が容易でなく色再現性があまり良くない。
具体的には、黒色の線画が色付いたりする。一方、デジ
タル方式のカラー複写機は、カラーマスキングが容易で
あり色再現性が優れているが、高精細化が困難である。
高精細化して読み取り画素数を増大させるとデータ量が
増え、高速処理プロセッサや大容量メモリが必要となる
ことからアナログ方式に比してコストの点で大幅に不利
となる。
Comparing the color copies that are made, analog color copiers have smooth rooms (resolution is
Although it is about 800 DPI), color masking (separation of black and chromatic colors) is not easy and color reproducibility is not very good.
Specifically, a black line drawing may be colored. On the other hand, a digital color copying machine is easy to color mask and has excellent color reproducibility, but it is difficult to achieve high definition.
When the resolution is increased and the number of read pixels is increased, the amount of data increases and a high-speed processor and a large-capacity memory are required, which is significantly disadvantageous in cost compared with the analog method.

このような点から、アナログ方式のカラー複写機は大
量のコピー処理を行う場合に有利であり、また、デジタ
ル方式のカラー複写機は色再現性が重要なデザイン原稿
の作成、簡単な印刷等に有利となる。
From this point of view, the analog type color copier is advantageous when a large amount of copy processing is to be performed, and the digital type color copier is suitable for the production of design manuscripts where color reproducibility is important and simple printing. Be advantageous.

上述したように、アナログ方式、デジタル方式にはそ
れぞれ長所、短所があるため、画像の種類、処理目的、
用途等に応じて使い分けすることが行われる。
As described above, since the analog method and the digital method have advantages and disadvantages, respectively, the image type, the processing purpose,
It is used properly according to the purpose.

しかしながら、アナログ方式による優れた処理とデジ
タル方式による優れた処理とを組み合わせて実行できる
装置が存在せず、高精細化された画質を色再現性良く作
成するためにはデジタル方式による非常に高価な装置を
用いる必要があった。
However, there is no device capable of executing a combination of excellent processing by the analog method and excellent processing by the digital method, and in order to create a high definition image quality with good color reproducibility, it is very expensive due to the digital method. It was necessary to use the device.

さらにまた、アナログ画像とデジタル画像とを1つの
画面中に混在させることが可能な装置が全く存在しなか
った。
Furthermore, there is no device capable of mixing analog images and digital images in one screen.

このため、本出願人は、アナログ画像とデジタル画像
とが混在、融合した画像を扱うことのでき、しかも高解
像度で色再現性が優れている画像処理装置を既に提案し
ている。
Therefore, the applicant has already proposed an image processing apparatus that can handle an image in which an analog image and a digital image are mixed and fused and that has high resolution and excellent color reproducibility.

この画像処理装置は、液晶を用いた空間光変調素子
に、原画像をアナログ的に書き込むアナログ書き込み
系、レーザビームを2次元走査されることにより空間光
変調素子に書き込まれている画像をデジタル的に読み出
すデジタル読み出し系、読み出した画像データについて
画像処理を行う処理部、レーザビームを2次元走査させ
ることにより前述の処理を行った画像データを空間光変
調素子にデジタル的に書き込むデジタル書き込み系、及
び空間光変調素子に書き込まれている画像をアナログ的
に読み出すアナログ読み出し系を備えたものである。
In this image processing device, an analog writing system for writing an original image in an analog manner on a spatial light modulating element using liquid crystal, and an image written on the spatial light modulating element by a two-dimensional scanning with a laser beam is digitalized. A digital reading system for reading the image data, a processing unit for performing image processing on the read image data, a digital writing system for digitally writing the image data subjected to the above-described processing to the spatial light modulator by two-dimensionally scanning a laser beam, and It is provided with an analog reading system for analogically reading an image written in the spatial light modulator.

[発明が解決しようとする課題] 本出願人の先に提案した上述の画像処理装置におい
て、デジタル読み出し系及びデジタル書き込み系のレー
ザビームの走査密度を変えることにより高速の又は高画
質の読み出し及び書き込みを行うことができる。例え
ば、走査密度を粗くすると画質は落ちるが、情報量が減
るため走査時間及び伝送時間が短くなり、高速の読み出
り及び書き込みができる。これとは逆に、走査密度を細
かくすると、時間はかかるが、高画質の読み出り及び書
き込みができる。さらに、読み出し時に走査密度を細か
くし、書き込み時に通常の走査密度とすれば、拡大され
た画像を得ることができる。
[Problems to be Solved by the Invention] In the above-described image processing apparatus proposed by the present applicant, high-speed or high-quality reading and writing can be performed by changing the scanning density of the laser beam of the digital reading system and the digital writing system. It can be performed. For example, if the scanning density is made coarse, the image quality is deteriorated, but since the amount of information is reduced, the scanning time and the transmission time are shortened, and high-speed reading and writing can be performed. On the contrary, if the scanning density is made fine, it takes time, but high-quality reading and writing can be performed. Further, if the scanning density is made fine at the time of reading and the normal scanning density is made at the time of writing, an enlarged image can be obtained.

しかしながら、上述した画像処理装置においては、走
査密度の限界がレーザビームのビームスポット径によっ
て定まってしまい、ビームスポット径が相対的に大きい
と走査密度を細かくしても画素とビームスポットとが対
応せず、画質の向上に限界があった。
However, in the above-described image processing device, the limit of the scanning density is determined by the beam spot diameter of the laser beam, and if the beam spot diameter is relatively large, the pixel and the beam spot can correspond even if the scanning density is made fine. However, there was a limit to the improvement of image quality.

また逆に、ビームスポット径を小さく設定しておく
と、走査密度を粗くした際に画像を正確に表すことが難
しくなる。特に、走査密度に近い空間周波数を有するパ
ターンを読み出す際に大きな誤差が生じていた。
On the contrary, if the beam spot diameter is set small, it becomes difficult to accurately represent the image when the scanning density is made coarse. In particular, a large error occurs when reading a pattern having a spatial frequency close to the scanning density.

従って本発明の目的は、デジタル読み出し系及びデジ
タル書き込み系のレーザビームの走査密度を変えた際
に、その走査密度で最良の画質を得ることができしかも
誤差のより少ない画像を出力可能な画像処理装置を提供
することにある。
Therefore, an object of the present invention is to perform image processing capable of obtaining the best image quality at the scanning density of the laser beam in the digital reading system and the digital writing system, and outputting an image with less error. To provide a device.

[課題を解決するための手段] 上述の目的を達成する本発明の特徴は、画像書き込み
平面を構成する光伝導体、光伝導体に積層された液晶、
及び光伝導体と液晶とを挟む電極を具備する空間光変調
素子と、原画像を空間光変調素子にアナログ的に書き込
むアナログ書き込み系と、空間光変調素子上でレーザビ
ームを2次元走査させることにより空間光変調素子に書
き込まれている画像をデジタル的に読み出すデジタル読
み出し系と、読み出した画像データについて画像処理を
行う処理部と、レーザビームを2次元走査させることに
より前述の処理を行った画像データを空間光変調素子に
デジタル的に書き込むデジタル書き込み系と、空間光変
調素子に書き込まれている画像をアナログ的に読み出す
アナログ読み出し系と、レーザビームの走査密度を所望
の値に可変制御する手段と、制御された走査密度に応じ
てレーザビームのビームスポット径を調節する手段とを
備えたことにある。
[Means for Solving the Problems] A feature of the present invention that achieves the above object is that a photoconductor that constitutes an image writing plane, a liquid crystal layered on the photoconductor,
And a spatial light modulator having electrodes sandwiching a photoconductor and a liquid crystal, an analog writing system for analogly writing an original image in the spatial light modulator, and two-dimensionally scanning a laser beam on the spatial light modulator. A digital reading system that digitally reads the image written in the spatial light modulator, a processing unit that performs image processing on the read image data, and an image that has been subjected to the above-described processing by two-dimensionally scanning a laser beam. A digital writing system for digitally writing data in the spatial light modulation element, an analog reading system for reading out an image written in the spatial light modulation element in an analog manner, and means for variably controlling the scanning density of the laser beam to a desired value. And means for adjusting the beam spot diameter of the laser beam according to the controlled scanning density.

[作用] 最初に空間光変調素子に原画像をアナログ的に書き込
み、このようにして空間光変調素子に書き込まれた画像
は、2次元走査されるレーザビームによって各画素毎に
デジタル的に読み出される。そして、読み出された画像
データは、所望の画像処理された後、2次元走査される
レーザビームによって空間光変調素子にデジタル的に再
び書き込まれる。そして最終的に空間光変調素子から画
像がアナログ的に読み出される。
[Operation] First, the original image is written in the spatial light modulator in an analog manner, and the image thus written in the spatial light modulator is digitally read out for each pixel by the two-dimensionally scanned laser beam. . Then, the read image data is digitally rewritten in the spatial light modulator by the two-dimensionally scanned laser beam after the desired image processing. Finally, the image is read out from the spatial light modulator in an analog manner.

デジタル的に読み出す場合、又はデジタル的に書き込
む場合、もしくはその両方の場合、レーザビームの走査
密度を所望の値に可変制御すると、この制御された走査
密度に応じてレーザビームのビームスポット径が調節さ
れ、その走査密度に最適なビームスポット径でデジタル
読み出し、デジタル書き込みが行われる。
In the case of digital reading, digital writing, or both, when the scanning density of the laser beam is variably controlled to a desired value, the beam spot diameter of the laser beam is adjusted according to the controlled scanning density. Then, digital reading and digital writing are performed with a beam spot diameter optimal for the scanning density.

[実施例] 以下図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第2図は本発明の一実施例としてカラー画像編集・出
力装置の基本構造を概略的に示す構成図である。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the basic structure of a color image editing / outputting device as an embodiment of the present invention.

同図において、10は画像書き込み平面を有する空間光
変調素子、11は空間光変調素子10への画像のアナログ書
き込み系、12はアナログ読み出し系、13はデジタル読み
出し系、14はデジタル書き込み系をそれぞれ示してい
る。
In the figure, 10 is a spatial light modulation element having an image writing plane, 11 is an analog writing system of an image to the spatial light modulation element 10, 12 is an analog reading system, 13 is a digital reading system, and 14 is a digital writing system. Shows.

デジタル読み出し系13及びデジタル書き込み系14は、
種々の画像処理を行う処理部15に電気的に接続されてい
る。処理部15には、ディスプレイ16と制御部17とが接続
されている。
The digital read system 13 and the digital write system 14 are
It is electrically connected to a processing unit 15 that performs various image processing. A display 16 and a control unit 17 are connected to the processing unit 15.

制御部17は、主としてコンピュータで構成されてお
り、上述のアナログ書き込み系11、アナログ読み出し系
12、デジタル読み出し系13、及びデジタル書き込み系14
に電気的に接続されている。なお第2図において、白矢
印はアナログによる光学像、黒矢印はデジタルによる光
学像を表しており、破線は電気的信号を表している。
The control unit 17 is mainly composed of a computer, and has the above-mentioned analog writing system 11 and analog reading system.
12, digital read system 13, and digital write system 14
Is electrically connected to In FIG. 2, white arrows represent an optical image by analog, black arrows represent an optical image by digital, and a broken line represents an electrical signal.

空間光変調素子10は、透過率分布、反射率分布、又は
位相分布が、入力される空間的な光の強度分布(光画
像)に応じて変化することからその光の強度分布、即ち
画像を一時的に記憶させることができる。画像を記憶さ
せた空間光変調素子に他の光を照射すると、その記憶さ
れた2次元(空間)画像情報に応じて透過光、反射光、
又は散乱光が変調を受ける。この変調された透過光、反
射光、又は散乱光を検出又は露光することによって、書
き込まれている画像が読み出されることとなる。
The spatial light modulation element 10 changes the transmittance distribution, the reflectance distribution, or the phase distribution according to the spatial intensity distribution (optical image) of the input light, so that the intensity distribution of the light, that is, the image Can be stored temporarily. When the spatial light modulation element storing the image is irradiated with other light, the transmitted light, the reflected light, the reflected light, or the like depending on the stored two-dimensional (spatial) image information.
Alternatively, the scattered light is modulated. By detecting or exposing the modulated transmitted light, reflected light, or scattered light, the written image is read.

空間光変調素子10に入力される空間的な光の強度分布
は、光学像であるアナログ画像であってもよいし、変調
したレーザビームを2次元走査させて得られるデジタル
画像であってもよい。また、空間光変調素子10からの読
み出しも、一様な光をこの空間光変調素子10に照射して
アナログ画像を得てもよいし、一定の強さのレーザビー
ムを2次元走査させて照射することにより得られるデジ
タル画像であってもよい。
The spatial intensity distribution of the light input to the spatial light modulator 10 may be an analog image which is an optical image, or a digital image which is obtained by two-dimensionally scanning a modulated laser beam. . Further, when reading from the spatial light modulation element 10, uniform light may be applied to the spatial light modulation element 10 to obtain an analog image, or a laser beam having a constant intensity may be two-dimensionally scanned and applied. It may be a digital image obtained by

アナログ書き込み系11は、原稿18上の原画の光学像を
空間光変調素子10に書き込む機能を有しており、原稿18
を照明する光源とこれによって得られる原画の光学像を
空間光変調素子10上に結像させる光学系とから主として
構成されている。
The analog writing system 11 has a function of writing the optical image of the original image on the original document 18 into the spatial light modulation element 10.
It is mainly composed of a light source for illuminating the light source and an optical system for forming an optical image of an original image obtained by the light source on the spatial light modulator 10.

アナログ読み出し系12は、空間光変調素子10に書き込
まれている光学像を例えば感光紙等の記録紙19に投影す
る機能を有しており、空間光変調素子10を照明する光源
とこれによって得られる空間光変調素子10の像を記録紙
19上に結像させる光学系とから主として構成されてい
る。
The analog reading system 12 has a function of projecting the optical image written in the spatial light modulation element 10 onto a recording paper 19 such as a photosensitive paper, and a light source for illuminating the spatial light modulation element 10 and a light source for illuminating the spatial light modulation element 10. Recording paper with the image of the spatial light modulator 10
It is mainly composed of an optical system for focusing on 19.

デジタル読み出し系13は、空間光変調素子10に書き込
まれている像をレーザビームを2次元走査して照射する
ことにより画像信号として時系列的に読み出す機能を有
しており、レーザ光源とレーザビーム走査系と受光系と
から主として構成されている。
The digital reading system 13 has a function of reading the image written in the spatial light modulator 10 two-dimensionally with a laser beam and irradiating the image, thereby reading the image signal in time series. It is mainly composed of a scanning system and a light receiving system.

デジタル書き込み系14は、処理部15から与えられる画
像信号に基づいてデジタル画像を空間光変調素子10に書
き込む機能を有しており、レーザ光源とレーザビーム走
査系とレーザビーム変調部とから主として構成されてい
る。
The digital writing system 14 has a function of writing a digital image in the spatial light modulation element 10 based on an image signal given from the processing unit 15, and is mainly composed of a laser light source, a laser beam scanning system, and a laser beam modulation unit. Has been done.

処理部15は、デジタル読み出し系13から印加される画
像信号についてデジタル画像処理を施し、処理後の画像
信号をデジタル書き込み系14へ出力する。この処理部15
で処理された結果は、ディスプレイ16に表示される。
The processing unit 15 performs digital image processing on the image signal applied from the digital reading system 13 and outputs the processed image signal to the digital writing system 14. This processing unit 15
The result processed by is displayed on the display 16.

上述した構成を全て組み合わせることにより画像編集
・出力機能が得られる。さらに、空間光変調素子10、デ
ジタル読み出し系13、処理部15、及びデジタル書き込み
系14を組み合わせることによって画像編集機能が得られ
る。また、アナログ書き込み系11、空間光変調素子10、
及びデジタル読み出し系13を組み合わせることによって
イメージスキャナ機能が得られる。またさらに、デジタ
ル書き込み系14、空間光変調素子10、及びアナログ読み
出し系12を組み合わせることによってプリンタ機能が得
られる。そして、アナログ書き込み系11、空間光変調素
子10、及びアナログ読み出し系12を組み合わせることに
よってアナログ複写機能が得られる。これらの各機能モ
ードは、制御部17のコンピュータによって実現される。
An image editing / outputting function can be obtained by combining all the above-mentioned configurations. Furthermore, an image editing function can be obtained by combining the spatial light modulator 10, the digital reading system 13, the processing unit 15, and the digital writing system 14. Also, the analog writing system 11, the spatial light modulator 10,
An image scanner function can be obtained by combining the digital reading system 13 and the digital reading system 13. Furthermore, the printer function can be obtained by combining the digital writing system 14, the spatial light modulator 10, and the analog reading system 12. Then, by combining the analog writing system 11, the spatial light modulator 10, and the analog reading system 12, an analog copying function can be obtained. Each of these functional modes is realized by the computer of the control unit 17.

第1図は、第2図の実施例の構成をより具体的に表し
たものである。
FIG. 1 more specifically shows the configuration of the embodiment shown in FIG.

第2図に示したアナログ書き込み系11は、R(赤)、
G(緑)、B(青)の3つの光源(例えば蛍光ランプ)
11a、11b、11cとレンズ11dで示された光学系とによって
表されている。原稿18が光源11a、11b、11cからの一様
な光で順次照明されることにより、その原画の光学像が
レンズ11dによって空間光変調素子10の書き込み平面上
に縮小投影される。
The analog writing system 11 shown in FIG. 2 has R (red),
Three light sources of G (green) and B (blue) (eg fluorescent lamp)
11a, 11b, 11c and the optical system represented by the lens 11d. The original document 18 is sequentially illuminated with uniform light from the light sources 11a, 11b, and 11c, so that the optical image of the original image is reduced and projected onto the writing plane of the spatial light modulator 10 by the lens 11d.

カラー画像を色分解するには面順次で処理する。1つ
の原画に対してまずRの光源11aを点灯してその光学像
を空間光変調素子10に書き込み、その像の読み出し処理
を行った後、Gの光源11bを点灯してその光学像を空間
光変調素子10に書き込み、その像の読み出し処理を行っ
た後、同様な処理をBの光源11cについても行う。
Color separation of a color image is performed in a frame sequential manner. For one original image, first, the R light source 11a is turned on, the optical image is written to the spatial light modulator 10, the image is read out, and then the G light source 11b is turned on to scan the optical image in space. After writing to the light modulation element 10 and reading the image, the same processing is performed on the B light source 11c.

色分解画像を得るには、上述の光源切換え方式の他
に、カラーフィルタ方式がある。
In order to obtain a color separated image, there is a color filter system in addition to the above-mentioned light source switching system.

このカラーフィルタ方式は、レンズ11dと空間光変調
素子10との間にR、G、Bのカラーフィルタを設けこれ
らを順次切換えて色分解画像を得る方式である。具体的
には、R、G、Bのカラーフィルタを例えば回転体に貼
着してこれを回転させることにより順次切換える。カラ
ーフィルタ方式においては光源としてハロゲン電球のよ
うな白色光源を用いる。
This color filter system is a system in which R, G, and B color filters are provided between the lens 11d and the spatial light modulator 10, and these are sequentially switched to obtain a color separation image. Specifically, the R, G, and B color filters are attached to, for example, a rotator and rotated to sequentially switch the color filters. In the color filter method, a white light source such as a halogen bulb is used as a light source.

なお、光源切換え方式及びカラーフィルタ方式におい
て、R、G、Bの3色の代りにシアン、イエロー、マゼ
ンタの3色を用いてもよい。
In the light source switching method and the color filter method, three colors of cyan, yellow, and magenta may be used instead of the three colors of R, G, and B.

デジタル読み出し系13は、レーザ光源13a、ビームス
ポット径調整部13b、レーザビーム走査系13c、集光レン
ズ13d、及び受光素子13eとを有している。レーザ光源13
aから出射された光強度一定のレーザビームがビームス
ポット径調整部13bに印加されてスポット径が調整さ
れ、その後レーザビーム走査系13cに印加されて上下左
右方向に偏向される。これにより、レーザビームが空間
光変調素子10上を2次元的に走査されることとなる。レ
ーザビームスポットに対応した画素の画像情報に応じて
変調された透過光、反射光、又は散乱光がレンズ13dを
介して受光素子13eに印加され光電変換される。このよ
うにして、空間光変調素子10上に書き込まれている画像
情報を時系列的に読み出すことができる。
The digital readout system 13 has a laser light source 13a, a beam spot diameter adjusting unit 13b, a laser beam scanning system 13c, a condenser lens 13d, and a light receiving element 13e. Laser light source 13
A laser beam having a constant light intensity emitted from a is applied to the beam spot diameter adjusting unit 13b to adjust the spot diameter, and then applied to the laser beam scanning system 13c to be deflected in the vertical and horizontal directions. As a result, the laser beam two-dimensionally scans the spatial light modulator 10. The transmitted light, the reflected light, or the scattered light modulated according to the image information of the pixel corresponding to the laser beam spot is applied to the light receiving element 13e via the lens 13d and photoelectrically converted. In this way, the image information written on the spatial light modulator 10 can be read out in time series.

カラー画像情報を得るには、このような読み出し動作
はR、G、Bの各色分解画像について行う。読み出され
た画像情報は、処理部15に送り込まれる。
In order to obtain color image information, such a reading operation is performed for each color separated image of R, G and B. The read image information is sent to the processing unit 15.

レーザ光源13aは、半導体レーザ、又はHe−Ne(ヘリ
ウム−ネオン)等のザスレーザが用いられる。半導体レ
ーザは、小型であるため装置全体をコンパクトに構成す
ることができる。またガスレーザは、干渉性が良いため
レーザビームのスポット径を小さくすることができ、こ
れによって読み出しの解像度をより高めることができ
る。
As the laser light source 13a, a semiconductor laser or a sus laser such as He—Ne (helium-neon) is used. Since the semiconductor laser is small, the entire device can be made compact. Further, since the gas laser has good coherence, the spot diameter of the laser beam can be made small, which can further improve the reading resolution.

受光素子13eは、高速のホトダイオードで構成でき
る。数行分(副走査方向)の画像情報を1度に読み出す
ためにレーザビームを副走査方向に伸びるスリット状と
した場合は、受光素子としてダイオードアレイ又はCCD
(電荷結合素子)を用いることがある。
The light receiving element 13e can be composed of a high speed photodiode. If the laser beam has a slit shape extending in the sub-scanning direction in order to read image information for several lines (sub-scanning direction) at one time, a diode array or CCD is used as the light receiving element.
(Charge-coupled device) may be used.

本発明のレーザビームのビームスポット径を調節する
手段の一構成例であるビームスポット径調整部13b及び
本発明のレーザビームの走査密度を所望の値に可変制御
する手段の一構成例であるレーザビーム走査系13cにつ
いては、後に詳しく説明する。
The beam spot diameter adjusting unit 13b, which is one configuration example of means for adjusting the beam spot diameter of the laser beam of the present invention, and the laser, which is one configuration example of means for variably controlling the scanning density of the laser beam of the present invention to a desired value. The beam scanning system 13c will be described in detail later.

デジタル書き込み系14は、レーザ光源14a、ビームス
ポット径調整部13bと同様の構成のビームスポット径調
整部14b、レーザビーム走査系14c、及びレーザ変調回路
14dとを有している。レーザ変調回路14dには処理部15か
ら信号が印加され、この信号に応じてレーザ光源14aか
ら発生するレーザビームの強度が変調せしめられる。レ
ーザ光源14aとして半導体レーザを用いた場合は、その
駆動電流を変調することにより直接変調できるが、ガス
レーザを用いた場合は、出射されたレーザビームを外部
で変調する変調器(図示なし)が必要である。
The digital writing system 14 includes a laser light source 14a, a beam spot diameter adjusting unit 14b having the same configuration as the beam spot diameter adjusting unit 13b, a laser beam scanning system 14c, and a laser modulation circuit.
14d and. A signal is applied from the processing unit 15 to the laser modulation circuit 14d, and the intensity of the laser beam generated from the laser light source 14a is modulated according to the signal. When a semiconductor laser is used as the laser light source 14a, it can be directly modulated by modulating its drive current, but when a gas laser is used, a modulator (not shown) for externally modulating the emitted laser beam is required. Is.

変調されたレーザビームは、ビームスポット径調整部
14bに印加されてスポット径が調整され、その後レーザ
ビーム走査系14cに印加されて上下左右方向に偏向され
る。これにより、レーザビームが空間光変調素子10上を
2次元的に走査することとなる。空間光変調素子10上の
レーザビームスポットが1画素に対応し、その光強度が
画素の階調を表している。
The modulated laser beam has a beam spot diameter adjustment unit.
The spot diameter is adjusted by being applied to 14b, and then applied to the laser beam scanning system 14c to be deflected vertically and horizontally. As a result, the laser beam scans the spatial light modulator 10 two-dimensionally. The laser beam spot on the spatial light modulator 10 corresponds to one pixel, and its light intensity represents the gradation of the pixel.

本発明のレーザビームのビームスポット径を調節する
手段の一構成例であるビームスポット径調整部14b及び
本発明のレーザビームの走査密度を所望の値に可変制御
する手段の一構成例であるレーザビーム走査系14cにつ
いては、後に詳しく説明する。
A beam spot diameter adjusting unit 14b, which is one configuration example of means for adjusting the beam spot diameter of the laser beam of the present invention, and a laser, which is one configuration example of means for variably controlling the scanning density of the laser beam of the present invention to a desired value. The beam scanning system 14c will be described in detail later.

レーザ変調回路14dとレーザビーム走査系14cとは互い
に同期して動作し、処理部15から与えられた信号に基づ
いてデジタル画像を空間光変調素子10に書き込む。カラ
ー画像情報について扱うには、このような書き込み動作
をR、G、Bの各色について行う。
The laser modulation circuit 14d and the laser beam scanning system 14c operate in synchronization with each other, and write a digital image in the spatial light modulation element 10 based on the signal given from the processing unit 15. In order to handle color image information, such a writing operation is performed for each color of R, G and B.

アナログ読み出し系12は、R、G、Bの3つの光源
(例えば蛍光ランプ)12a、12b、12cとレンズ12dで示さ
れる光学系とを有している。空間光変調素子10に書き込
まれている像が光源12a、12b、12cからの一様な光で順
次照明されることにより、レンズ12dによって記録紙19
上に拡大投影される。
The analog reading system 12 has three light sources of R, G, and B (for example, fluorescent lamps) 12a, 12b, 12c and an optical system indicated by a lens 12d. The image written in the spatial light modulator 10 is sequentially illuminated with uniform light from the light sources 12a, 12b, 12c, so that the recording paper 19 is recorded by the lens 12d.
Projected on top.

Rの画像が空間光変調素子10に書き込まれているとき
に、Rの光源12aを点灯して空間光変調素子10を照射
し、その反射光で記録紙19を露光する。同様の処理を
G、Bの色分解画像についても順次繰り返して行う。こ
のようにしてR、G、Bの画像が露光された記録紙19
が、現像処理されることによってカラーハードコピーが
得られる。
When the R image is written in the spatial light modulator 10, the R light source 12a is turned on to illuminate the spatial light modulator 10, and the recording paper 19 is exposed by the reflected light. The same process is sequentially repeated for G and B color separation images. The recording paper 19 on which the R, G, and B images have been exposed in this manner
However, a color hard copy is obtained by being developed.

アナログ読み出し系12も、アナログ書き込み系11と同
様に光源切換え方式の他にカラーフィルタ方式を用いる
ことがある。また、R、G、Bの代りにシアン、イエロ
ー、マゼンタの3色を用いてもよい。
As with the analog writing system 11, the analog reading system 12 may use a color filter system in addition to the light source switching system. Further, three colors of cyan, yellow and magenta may be used instead of R, G and B.

処理部15は、マイクロプロセッサ、メモリ等を含むコ
ンピュータから主として構成されており、受光素子13e
で光電変換された画像信号を受け取って画像処理、即
ち、階調処理(ガンマ補正、シェーディング補正)、鮮
鋭化(シャープネス強調)、エリア指定(トリミング、
マスキング)、色処理(色再現、ペイント機能、色によ
り切り出し)、移動(回転)、編集処理(はめ込み合
成、文字合成)等の一部又は全部のデジタル処理を行
う。なお処理部15において、特別の処理を必ずしも行う
必要はない。処理結果はディスプレイ16に表示され、結
果を確認しながら対話的に処理を行うことができる。処
理後の画像信号は、レーザ変調回路14dへ出力される。
The processing unit 15 is mainly composed of a computer including a microprocessor, a memory, etc., and has a light receiving element 13e.
The image signal photoelectrically converted in is received and subjected to image processing, that is, gradation processing (gamma correction, shading correction), sharpening (sharpness enhancement), area designation (trimming,
Some or all digital processing such as masking), color processing (color reproduction, paint function, cut out by color), movement (rotation), and editing processing (embedding combination, character combination) are performed. Note that the processing unit 15 does not necessarily have to perform special processing. The processing result is displayed on the display 16, and the processing can be performed interactively while confirming the result. The processed image signal is output to the laser modulation circuit 14d.

なお、第1図においては、第2図に示した制御部17の
図示が省略されている。
Note that the control unit 17 shown in FIG. 2 is omitted in FIG.

第3図は、本発明の主構成要素である空間光変調素子
10の一構成例を示す断面図である。
FIG. 3 shows a spatial light modulator which is a main component of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing one configuration example of 10.

同図において、10a、10bは両側端に配置したガラス板
であり、一方のガラス板10aの内側の全面には電極10cが
積層され、さらにこの電極10cの内側には光伝導体10dが
積層されている。他方のガラス板10bの内側の全面には
電極10eが積層されている。
In the figure, reference numerals 10a and 10b denote glass plates arranged at both ends, an electrode 10c is laminated on the entire inner surface of one glass plate 10a, and a photoconductor 10d is further laminated on the inside of the electrode 10c. ing. An electrode 10e is laminated on the entire inner surface of the other glass plate 10b.

電極10eと伝導体10dとの間にはスペーサ10fが挿入さ
れており、電極10eと伝導体10dとスペーサ10fとによっ
て形成される空間に液晶10gが注入され封止されてい
る。電極10c及び10eには、電源10hが接続されている。
A spacer 10f is inserted between the electrode 10e and the conductor 10d, and a liquid crystal 10g is injected and sealed in the space formed by the electrode 10e, the conductor 10d, and the spacer 10f. A power source 10h is connected to the electrodes 10c and 10e.

電極10c及び10eは、透明電極であり、インジウム・ス
ズ・オキサイド(ITO)膜で構成することが好ましい。
The electrodes 10c and 10e are transparent electrodes, and are preferably composed of an indium tin oxide (ITO) film.

光伝導体10dとしては、硫化カドミウム(CdS)、テル
ル化カドミウム(CdTe)、セレン(Se)、硫化亜鉛(Zn
S)、ケイ酸ビスマス結晶(BSO)、アモルファスシリコ
ン、又は有機光伝導体等が用いられる。なおカラー画像
を扱う場合、光伝導体としてアモルファスシリコンを用
いることが最良である。これは、アモルファスシリコン
の波長感度が可視光全体で平坦なためである。
As the photoconductor 10d, cadmium sulfide (CdS), cadmium telluride (CdTe), selenium (Se), zinc sulfide (Zn
S), bismuth silicate crystal (BSO), amorphous silicon, or organic photoconductor is used. When handling color images, it is best to use amorphous silicon as the photoconductor. This is because the wavelength sensitivity of amorphous silicon is flat over the entire visible light.

光伝導体10dは入力された光によって液晶の分子配向
を変化させるもので、光によって抵抗が変化する光伝導
体の他の材料を使うことができる。例えば、光によって
電圧を発生させる材料(例えば太陽電池)、光によって
熱を発生させる材料、光によって構造が変化する材料
(例えばホトクロミック化合物)等である。光によって
熱を発生させる材料及び光によって構造が変化する材料
は、電気を介さずに直接液晶の分子配向を変える働きが
ある。
The photoconductor 10d changes the molecular orientation of the liquid crystal according to the input light, and other materials of the photoconductor whose resistance changes with light can be used. For example, a material that generates a voltage by light (for example, a solar cell), a material that generates heat by light, a material that changes its structure by light (for example, a photochromic compound), and the like. The material that generates heat by light and the material whose structure is changed by light have a function of directly changing the molecular orientation of liquid crystal without using electricity.

ガラス板10a、10bは、透明でありかつ液晶10gを封止
するための基板となるように機能する。このため、ガラ
ス板の代りに、透明プラスチック板又は透明セラミック
ス板を用いてもよい。
The glass plates 10a and 10b are transparent and function as substrates for sealing the liquid crystal 10g. Therefore, a transparent plastic plate or a transparent ceramic plate may be used instead of the glass plate.

液晶10gには、記憶作用のある液晶が用いられる。例
えば、動的散乱型(DS)液晶、相移転型液晶、スメクチ
ックA液晶、強誘電性液晶等が用いられる。
A liquid crystal having a memory function is used as the liquid crystal 10g. For example, dynamic scattering type (DS) liquid crystal, phase transfer type liquid crystal, smectic A liquid crystal, ferroelectric liquid crystal and the like are used.

以下一例として、動的散乱型(DS)液晶を用いた空間
光変調素子の書き込み及び読み出し動作について説明す
る。
As an example, writing and reading operations of the spatial light modulator using the dynamic scattering (DS) liquid crystal will be described below.

動的散乱型液晶に直流電圧又は約100Hzの低周波の交
流電圧を印加すると、この液晶は動的散乱を起し、白濁
状態となる。この状態は電圧を取り除いても維持、記憶
される。そしてカットオフ周波数以上の高周波(例えば
700Hz)の電圧と一様な比較的強い光とを印加すると、
記憶されていた像が消去される。この現像を空間光変調
素子に応用する。
When a direct current voltage or a low frequency alternating current voltage of about 100 Hz is applied to the dynamic scattering type liquid crystal, the liquid crystal undergoes dynamic scattering and becomes a white turbid state. This state is maintained and stored even if the voltage is removed. And high frequencies above the cutoff frequency (eg
When a voltage of 700 Hz) and uniform relatively strong light are applied,
The stored image is erased. This development is applied to the spatial light modulator.

空間光変調素子10への書き込みは、電極10c及び10eの
間に電源10hから直流電圧又は約100Hzの低周波の交流電
圧を印加すると同時に画像書き込み平面を構成する光伝
導体10dへ平面画像光の投影又は強度変調されたレーザ
ビームの照射により光画像を入射する。これにより、光
強度分布に応じて光伝導体10に抵抗の分布が生じる。即
ち、光の当たった部分の光伝導体10dの抵抗が下がり、
光の当たらなかった部分の光伝導体10dは高抵抗のまま
となる。その結果、光強度分布に応じた電圧が液晶10g
に印加され、電圧が印加された部分の液晶が散乱現象を
起こす。
Writing to the spatial light modulator 10 is performed by applying a direct current voltage or a low frequency alternating current voltage of about 100 Hz from the power source 10h between the electrodes 10c and 10e, and at the same time, transmitting the planar image light to the photoconductor 10d forming the image writing plane. An optical image is made incident by irradiation of a projected or intensity-modulated laser beam. This causes a distribution of resistance in the photoconductor 10 according to the light intensity distribution. That is, the resistance of the photoconductor 10d in the exposed part is lowered,
The portion of the photoconductor 10d that was not exposed to the light remains high in resistance. As a result, the voltage corresponding to the light intensity distribution is 10g
The liquid crystal in the portion to which the voltage is applied causes a scattering phenomenon.

空間光変調素子10からの読み出しは、一様な光をこの
空間光変調素子10の全面に照射すると、各点に書き込ま
れている情報に応じて変調された散乱光又は反射光が得
られ、これをレンズで結像させることによりアナログ画
像を読み出すことができる。また、レーザビーム等のス
ポット光を照射すると、そのスポットの画素情報を読み
出すことができる。
For reading from the spatial light modulator 10, when uniform light is applied to the entire surface of the spatial light modulator 10, scattered light or reflected light that is modulated according to the information written in each point is obtained, An analog image can be read out by forming an image with a lens. Further, when spot light such as a laser beam is emitted, the pixel information of the spot can be read.

なお、空間光変調素子10に書き込まれた画像を全面消
去するには、電極10c及び10e間に高周波の交流電圧を印
加した状態で光伝導体10d全面に一様な光を照射すれば
よい。
In order to erase the entire image written in the spatial light modulator 10, it is sufficient to irradiate the entire surface of the photoconductor 10d with uniform light while applying a high-frequency AC voltage between the electrodes 10c and 10e.

空間光変調素子10に書き込まれた画像を部分消去する
には、電極10c及び10e間に高周波の交流電圧を印加した
状態で光伝導体10dの消去すべき部分に一定の光強度の
レーザビームを2次元走査して均一に照射する。この部
分消去は、色階調を有するデジタル画像をアナログ画像
に重ね書きする場合に特に必要となる。
In order to partially erase the image written in the spatial light modulation element 10, a laser beam having a constant light intensity is applied to a portion to be erased of the photoconductor 10d in a state where a high frequency AC voltage is applied between the electrodes 10c and 10e. Two-dimensional scanning and uniform irradiation. This partial erasure is especially necessary when a digital image having color gradation is overwritten on an analog image.

液晶10gとして、記憶作用を有する液晶を用いた場
合、光伝導体に光と電圧の両方を同時に印加しない限り
書き込みは行われない。即ち、読み出し用のレーザビー
ム又は一様な光が光伝導体に照射されても書き込まれた
像が変化することはない。このため、液相と光伝導体と
の間に遮光膜を設けて読み出し時に光伝導体に光が印加
されないようにする必要はなくなり、読み出し光学系を
透過型とすることができる。しかも、読み出し用のレー
ザビームはガラス板10a側から印加しても、又はガラス
板10b側から印加してよい。また、遮光膜を設けて反射
型としてもよい。
When a liquid crystal having a memory function is used as the liquid crystal 10g, writing is not performed unless both light and voltage are applied to the photoconductor at the same time. That is, the written image does not change when the reading laser beam or uniform light is applied to the photoconductor. Therefore, it is not necessary to provide a light-shielding film between the liquid phase and the photoconductor to prevent light from being applied to the photoconductor at the time of reading, and the reading optical system can be a transmissive type. Moreover, the laser beam for reading may be applied from the glass plate 10a side or the glass plate 10b side. Further, a light-shielding film may be provided to make it a reflection type.

特に、書き込み用と同じ側から読み出し用のレーザビ
ームを印加するように構成すれば、デジタル書き込み系
とデジタル読み出し系とで大部分の光学系を共用するこ
とができる。第4図は、本実施例におけるレーザビーム
の走査機構の構成例を概略的に示している。
In particular, if the laser beam for reading is applied from the same side as that for writing, most of the optical system can be shared by the digital writing system and the digital reading system. FIG. 4 schematically shows a configuration example of a laser beam scanning mechanism in this embodiment.

同図に示すように、レーザ光源14a(13a)から出射さ
れたレーザビームは、レンズ20及び21によって空間光変
調素子10上に結像される。このレーザビームは、空間光
変調素子10上に結像される前に、レーザビーム走査系14
c(13c)で走査される。
As shown in the figure, the laser beam emitted from the laser light source 14a (13a) is imaged on the spatial light modulator 10 by the lenses 20 and 21. This laser beam is scanned by the laser beam scanning system 14 before being imaged on the spatial light modulator 10.
Scanned at c (13c).

レーザビーム走査系14c(13c)は、主走査用ガルバノ
メータ22、副走査用ガルバノメータ23、補正レンズ24、
及び走査制御部25から主として構成されている。主走査
用ガルバノメータ22は、レーザビームスポットについて
空間光変調素子10上を1行走査させる。副走査用ガルバ
ノメータ23は、主走査方向と直交する方向にレーザビー
ムスポットを走査させる。即ち、1行の主走査が終了す
ると、次の行へスポットを移動させる。このように、主
走査用ガルバノメータ22と副走査用ガルバノメータ23と
によって空間光変調素子10上をレーザビームスポットが
2次元的に走査せしめられる。
The laser beam scanning system 14c (13c) includes a main scanning galvanometer 22, a sub-scanning galvanometer 23, a correction lens 24,
And the scan control unit 25. The main scanning galvanometer 22 scans the spatial light modulation element 10 for one row with respect to the laser beam spot. The sub-scanning galvanometer 23 scans the laser beam spot in a direction orthogonal to the main scanning direction. That is, when the main scanning of one row is completed, the spot is moved to the next row. As described above, the laser beam spot is two-dimensionally scanned on the spatial light modulator 10 by the main scanning galvanometer 22 and the sub scanning galvanometer 23.

補正レンズ24は、空間光変調素子10の中心部と周辺部
とでは光路長が異なり、中心部に合焦させると周辺部で
は合焦しない不都合が生じるのでこれを補正するために
設けられている。このような補正レンズは、一般的に
は、Fθレンズと呼ばれている。
The correction lens 24 has a different optical path length between the central portion and the peripheral portion of the spatial light modulator 10, and when focusing on the central portion, there is a disadvantage that the peripheral portion does not focus. Therefore, the correction lens 24 is provided to correct this. . Such a correction lens is generally called an Fθ lens.

走査制御回路25は、主走査用ガルバノメータ22及び副
走査用ガルバノメータ23に制御信号を送る。レーザ変調
回路14d及び受光素子13eもこの走査制御回路25から信号
を受取り、これに同期して動作する。
The scanning control circuit 25 sends a control signal to the main scanning galvanometer 22 and the sub scanning galvanometer 23. The laser modulation circuit 14d and the light receiving element 13e also receive a signal from the scanning control circuit 25 and operate in synchronization with this.

読み出し時の主走査密度は、受光素子13eのサンプリ
ング周波数に依存している。主走査密度を変えるには、
このサンプリング周波数と副走査用ガルバノメータ23の
回転速度とを制御すればよい。これによって、低解像度
読み出しや高解像度読み出しを行うことができる。
The main scanning density at the time of reading depends on the sampling frequency of the light receiving element 13e. To change the main scan density,
The sampling frequency and the rotation speed of the sub-scanning galvanometer 23 may be controlled. As a result, low resolution reading and high resolution reading can be performed.

空間光変調素子10のある任意の部分を高解像度で読み
出し、読み出した信号をその読み出し部分の面積より大
きい面積の領域に通常の密度で書き込めば、拡大した画
像を形成することができる。この逆を行えば、縮小した
画像を形成できる。
An enlarged image can be formed by reading out an arbitrary portion of the spatial light modulation element 10 with high resolution and writing the read-out signal in a region having an area larger than the area of the reading-out portion at a normal density. If the reverse is done, a reduced image can be formed.

書き込み時に主走査密度を変えるには、レーザ変調回
路14dの変調周波数と副走査用ガルバノメータ23の回転
速度とを制御すればよい。
To change the main scanning density during writing, the modulation frequency of the laser modulation circuit 14d and the rotation speed of the sub-scanning galvanometer 23 may be controlled.

第4図の構成例において、ビームスポット径調整部14
b(13b)は、レンズ20及び21の焦点距離を変えることに
よりビームスポット径の調整を行う。より具体的には、
レンズ21を光軸方向に移動させることによって焦点距離
を変える。これはいわゆるズームレンズと同じ構成であ
り、その駆動はモータ等によって行われる。
In the configuration example of FIG. 4, the beam spot diameter adjusting unit 14
The b (13b) adjusts the beam spot diameter by changing the focal lengths of the lenses 20 and 21. More specifically,
The focal length is changed by moving the lens 21 in the optical axis direction. This has the same structure as a so-called zoom lens, and its drive is performed by a motor or the like.

レンズ21の焦点距離を変えるには、その他に、レンズ
21を電圧に応じて屈折率(又は見掛上の屈折率)が変化
する材料、例えば電気光学材料、液晶等で構成する方法
がある。この方法は、機械的な駆動部が不要のため装置
が小型となり、信頼性も高い。
To change the focal length of the lens 21,
There is a method of forming 21 with a material whose refractive index (or apparent refractive index) changes according to voltage, such as an electro-optical material or liquid crystal. In this method, a mechanical drive unit is not required, so that the device is small and highly reliable.

またその他に、レンズ21としてレンズアレイを用い、
これを切り換えることによってマルチビームの重なり具
合でビームスポット径の調整を行う方法がある。
In addition, a lens array is used as the lens 21,
There is a method in which the beam spot diameter is adjusted by switching this by the degree of overlap of the multi-beams.

いずれの方法によっても、レンズ21の焦点距離を変え
るためのこれら駆動部、焦点可変レンズ、ビームアレイ
切り換え部は、走査制御回路25、レーザ変調回路14d、
及び受光素子13eと連動する。
In any of these methods, these drive unit for changing the focal length of the lens 21, the focus variable lens, the beam array switching unit, the scanning control circuit 25, the laser modulation circuit 14d,
And the light receiving element 13e.

空間光変調素子10の走査密度に応じてビームスポット
径が制御される。この空間光変調素子10の走査密度とビ
ームスポット径との関係が第5図に示されている。
The beam spot diameter is controlled according to the scanning density of the spatial light modulator 10. The relationship between the scanning density of the spatial light modulator 10 and the beam spot diameter is shown in FIG.

走査ピッチpとビームスポット径Dとの比D/pは、理
想的にはできるだけ1に近くなるように制御される。読
み出し時に、比D/pは、1を越えてもよい。しかしなが
ら、書き込み時に、比D/pは、1を越えてはいけない。
The ratio D / p between the scanning pitch p and the beam spot diameter D is ideally controlled to be as close to 1 as possible. The ratio D / p may exceed 1 when reading. However, at the time of writing, the ratio D / p should not exceed 1.

第5図(D)、(E)、(F)は、走査密度を変えた
にもかかわらずビームスポット径が一定に保たれている
場合のドットパターンを示しており、同図(D)は通常
の走査密度、同図(E)は低解像度の走査密度、同図
(F)は高解像度の走査密度の場合である。
FIGS. 5 (D), (E), and (F) show dot patterns when the beam spot diameter is kept constant despite changing the scanning density. A normal scanning density, a low resolution scanning density in FIG. 6E, and a high resolution scanning density in FIG.

読み出し時を考えると、同図(E)の場合、空間光変
調素子に書き込まれている像が走査ピッチpとほぼ同じ
空間周波数を有している際、大きな読み出し誤差の発生
する恐れがある。また同図(F)の場合、走査密度を上
げても正確な画像を読み出すことが難しい。
Considering the time of reading, in the case of FIG. 6E, when the image written in the spatial light modulator has a spatial frequency substantially equal to the scanning pitch p, a large reading error may occur. Further, in the case of FIG. 6F, it is difficult to read an accurate image even if the scanning density is increased.

従って、本実施例の如く走査密度に合わせて、比D/p
ができるだけ最適値に近くなるようにビームスポット径
を調節すると、同図(A)、(B)、(C)に示すよう
に、その走査密度における最良の画質を有する画像を得
ることができしかも誤差のより少ない画像を得ることが
できる。
Therefore, according to the scanning density as in this embodiment, the ratio D / p
If the beam spot diameter is adjusted so as to be as close to the optimum value as possible, it is possible to obtain an image having the best image quality at the scanning density as shown in (A), (B) and (C) of FIG. Images with less error can be obtained.

第6図は、本実施例におけるレーザビームの走査機構
の他の構成例を概略的に示している。
FIG. 6 schematically shows another configuration example of the laser beam scanning mechanism in the present embodiment.

同図に示すように、レーザ光源14a(13a)から出射さ
れたレーザビームは、レンズ26によって平行光に変換さ
れ、ミラー27によって反射されてホログラムディスク28
に入射せしめられる。そして、このホログラムディスク
28によって、主走査方向の偏向が行われ、ガルバノメー
タ29によって副走査方向の偏向が行われる。ホログラム
ディスク28はレンズ作用も有しており、これによってレ
ーザビームは、空間光変調素子10上に結像されると共に
2次元的に走査せしめられる。
As shown in the figure, the laser beam emitted from the laser light source 14a (13a) is converted into parallel light by the lens 26, reflected by the mirror 27, and reflected by the hologram disc 28.
Is made incident on. And this hologram disc
Deflection in the main scanning direction is performed by 28, and deflection in the sub scanning direction is performed by the galvanometer 29. The hologram disk 28 also has a lens function, whereby the laser beam is imaged on the spatial light modulator 10 and is two-dimensionally scanned.

空間光変調素子10で変調された光は、入射時と逆の経
路を通って、即ちガルバノメータ29及びホログラムディ
スク28を経てレンズ13dで集光され、受光素子13eに印加
される。
The light modulated by the spatial light modulation element 10 passes through a path opposite to that at the time of incidence, that is, passes through the galvanometer 29 and the hologram disk 28, is condensed by the lens 13d, and is applied to the light receiving element 13e.

走査制御回路30は、ホログラムディスク28及びガルバ
メータ29制御信号を送る。レーザ変調回路14d及び受光
素子13eもこの走査制御回路30から信号を受取り、これ
に同期して動作する。
The scanning control circuit 30 sends a control signal for the hologram disc 28 and the galvanometer 29. The laser modulation circuit 14d and the light receiving element 13e also receive a signal from the scanning control circuit 30 and operate in synchronization with this.

この構成例ではビームスポット径を調節する方法とし
て、レーザ光源14a(13a)から出射されるレーザビーム
の波長を変える方法を用いている。
In this configuration example, a method of changing the wavelength of the laser beam emitted from the laser light source 14a (13a) is used as a method of adjusting the beam spot diameter.

空間光変調素子10への記録時の収束光の焦点距離F
1と、波長λと、再生時の再生光の焦点距離F2と、波
長λとの間には、次式の関係がある。
Focal length F of convergent light at the time of recording on the spatial light modulator 10
1 , the wavelength λ 1 , the focal length F 2 of the reproduction light at the time of reproduction, and the wavelength λ 2 have the following relationship.

F1・λ=F2・λ 従って、F1及びλを一定にしてλを変えると、再
生光の焦点距離F2が変わり、ビームスポット径を調節す
ることができる。レーザ光源14a(13a)が半導体レーザ
であれば、印加電圧を変えることで波長λを変えるこ
とができる。
F 1 · λ 1 = F 2 · λ 2 Therefore, if you the F 1 and lambda 1 constant changing lambda 2, change the focal length F 2 of the reproducing light, it is possible to adjust the beam spot diameter. If the laser light source 14a (13a) is a semiconductor laser, the wavelength λ 2 can be changed by changing the applied voltage.

なお、ホログラムディスク28に、第7図に示す如く異
なる焦点距離F1又は異なる波長λの収束光で記録した
ホログラムレンズ28a及び28bを同心円状に固着せしめ、
ミラー27又はホログラムディスク28を移動させることに
よりレーザビームをホログラムレンズ28a又は28bに選択
的に通過させるように構成してもよい。波長λの一定
とし、焦点距離F1が異なるような光で記録した場合、上
式において、λ及びλ2一定でF1を変えることにより
F2を制御することを意味する。また、焦点距離F1を一定
とし、波長λ1が異なるような光で記録した場合、F1及
びλ2一定でλ1を変えることによりF2を制御すること
を意味する。
As shown in FIG. 7, hologram lenses 28a and 28b recorded with convergent light having different focal lengths F 1 or different wavelengths λ 1 are concentrically fixed to the hologram disc 28,
The laser beam may be selectively passed through the hologram lens 28a or 28b by moving the mirror 27 or the hologram disk 28. When recording with light with a fixed wavelength λ 1 and different focal lengths F 1 , by changing F 1 with constant λ 1 and λ 2 in the above equation,
It means controlling F2. Further, when recording is performed with light having different focal lengths F1 and different wavelengths λ1, it means that F 2 is controlled by changing λ1 with constant F1 and λ2.

なお、第6図の例において、ビームスポット径を調節
する方法として、前に述べた種々の方法を用いてもよい
ことはいうまでもない。
In the example of FIG. 6, it goes without saying that the various methods described above may be used as the method of adjusting the beam spot diameter.

第8図は、第2図に示した制御部17に設けられたコン
ピュータの制御プログラムの一部を概略的に表すフロー
チャートである。このプログラムは、カラー画像編集・
出力機能モードを実行するためのものであり、このモー
ドが指示されると、コンピュータは以下の如く動作す
る。
FIG. 8 is a flow chart schematically showing a part of a computer control program provided in the control unit 17 shown in FIG. This program is for color image editing
The output function mode is executed, and when this mode is designated, the computer operates as follows.

まずステップS1において、R、G、Bの切換えを行う
ためのフラグnをn←0に初期設定する。次いでステッ
プS2において、n=0であるかどうかを判定する。
First, in step S1, a flag n for switching between R, G and B is initialized to n ← 0. Next, in step S2, it is determined whether or not n = 0.

n=0の場合は、ステップS3でアナログ書き込み系11
のRの光源11aを点灯させ、次のステップS4で、原稿18
のRの光源11aからの一様な光による光学像をレンズ11d
を介して空間光変調素子10に書き込む。
If n = 0, the analog writing system 11 is executed in step S3.
The R light source 11a is turned on, and in the next step S4, the document 18
The optical image of the uniform light from the R light source 11a
Write to the spatial light modulation element 10 via.

ステップS2でn=0ではない場合は、ステップS5にお
いて、n=1であるかぞうかを判別する。n=1の場合
は、ステップS6でGの光源11bを点灯させ、次のステッ
プS4で、原稿18のGの光源11bからの一様な光による光
学像をレンズ11dを介して空間光変調素子10に書き込
む。n=1ではない場合は、ステップS7でBの光源11c
を点灯させ、次のステップS4で、原稿18のBの光源11c
からの一様な光による光学像をレンズ11dを介して空間
光変調素子10に書き込む。
If n = 0 is not satisfied in step S2, it is determined in step S5 whether n = 1. In the case of n = 1, the G light source 11b is turned on in step S6, and in the next step S4, an optical image of the uniform light from the G light source 11b of the document 18 is transmitted through the lens 11d to the spatial light modulator. Write to 10. If n = 1 is not satisfied, the light source 11c of B in step S7
Is turned on, and in the next step S4, the B light source 11c of the document 18 is
An optical image of uniform light from is written in the spatial light modulator 10 via the lens 11d.

次のステップS8においては、デジタル読み出し系13を
作動させる。即ち、レーザ光源13aから出射されたレー
ザビームを空間光変調素子10上で2次元的に走査させ、
その透過光、反射光、又は散乱光を受光素子13dに印加
することにより空間光変調素子10上に書き込まれている
画像情報を読み出す。
In the next step S8, the digital read system 13 is activated. That is, the spatial light modulator 10 is two-dimensionally scanned with the laser beam emitted from the laser light source 13a,
By applying the transmitted light, reflected light, or scattered light to the light receiving element 13d, the image information written on the spatial light modulation element 10 is read.

次いでステップS9において、処理部15を作動させ、読
み出した画像情報について種々の画像処理を施す。
Next, in step S9, the processing unit 15 is operated to perform various image processing on the read image information.

次のステップS10では、デジタル書き込み系14を作動
させる。即ち、処理部15からの信号をレーザ変調回路14
cに印加し、レーザビームを変調させて空間光変調素子1
0上を2次元的に走査し書き込みを行う。このデジタル
書き込み時に、空間光変調素子10の全体にデジタル画像
を書き込んでもよいし、その一部にデジタル画像を書き
込むようにしてもよい。これによって、アナログ画像と
デジタル画像とが混在、融合した画像を得ること可能と
なる。
In the next step S10, the digital writing system 14 is activated. That is, the signal from the processing unit 15 is supplied to the laser modulation circuit 14
applied to c to modulate the laser beam and spatial light modulator 1
0 is two-dimensionally scanned and writing is performed. At the time of this digital writing, the digital image may be written on the entire spatial light modulation element 10, or the digital image may be written on a part thereof. This makes it possible to obtain an image in which analog images and digital images are mixed and fused.

ステップS11では、処理部15による画像処理が全て終
了したかどうかを判別し、否の場合はステップS8〜S10
の処理を繰り返して実行する。
In step S11, it is determined whether or not the image processing by the processing unit 15 is completed, and if not, steps S8 to S10.
Is repeatedly executed.

次のステップS12では、n=0であるかどうかを判別
する。n=0の場合は、ステップS13へ進んでアナログ
読み出し系12のRの光源12aを点灯させる。そして次の
ステップS14において、空間光変調素子10上に書き込ま
れている画像情報をこのRの光源12aからの一様な光で
読み出し、その光学像をレンズ12dを介して記録紙19に
露光させる。
In the next step S12, it is determined whether or not n = 0. If n = 0, the process proceeds to step S13 to turn on the R light source 12a of the analog reading system 12. Then, in the next step S14, the image information written on the spatial light modulator 10 is read by the uniform light from the R light source 12a, and the optical image is exposed on the recording paper 19 via the lens 12d. .

ステップS12でn=0ではない場合は、ステップS15に
おいて、n=1であるかどうかを判別する。n=1の場
合は、ステップS16でGの光源12bを点灯させ、次のステ
ップS14で、空間光変調素子10上に書き込まれている画
像情報をこのGの光源12bからの一様な光で読み出し、
その光学像をレンズ12dを介して記録紙19に露光する。
n=1ではない場合は、ステップS17でBの光源12cを点
灯させ、次のステップS14で、空間光変調素子10上に書
き込まれている画像情報をこのBの光源12cからの一様
な光で読み出し、その光学像をレンズ12dを介して記録
紙19に露光する。
If n = 0 is not satisfied in step S12, it is determined in step S15 whether n = 1. In the case of n = 1, the G light source 12b is turned on in step S16, and in the next step S14, the image information written on the spatial light modulator 10 is converted into uniform light from the G light source 12b. reading,
The optical image is exposed on the recording paper 19 via the lens 12d.
If n = 1 is not satisfied, the B light source 12c is turned on in step S17, and in the next step S14, the image information written on the spatial light modulation element 10 is uniformly illuminated from the B light source 12c. And the optical image is exposed on the recording paper 19 via the lens 12d.

次いでステップS18においてnをn←n+1と歩進さ
せた後、ステップS19においてn=3であるかどうかを
判別する。n=3の場合は、R、G、Bの全ての色の処
理が終了したとしてこのプログラムを終了する。n=3
でない場合はステップS2へ戻り、前述の処理を繰り返
す。
Next, in step S18, n is incremented by n ← n + 1, and then in step S19, it is determined whether or not n = 3. In the case of n = 3, this program is terminated assuming that the processing of all the colors of R, G, B has been completed. n = 3
If not, the process returns to step S2 to repeat the above-mentioned processing.

カラー画像編集機能モードが指示された場合、コンピ
ュータは、第8図のプログラムのステップS8〜S11の処
理のみを実行する。ただし、ステップS8〜S11の処理は
R、G、Bの全ての色について繰り返して実行される。
When the color image editing function mode is instructed, the computer executes only the processes of steps S8 to S11 of the program shown in FIG. However, the processes of steps S8 to S11 are repeatedly executed for all R, G, and B colors.

イメージスシャナ機能モードが指示された場合は、第
6図のプログラムのステップS1〜S8の処理のみが実行さ
れる。この場合もR、G、Bの全ての色について繰り返
して実行される。即ち、n=3となるまで行われる。
When the image shana function mode is designated, only the processes of steps S1 to S8 of the program shown in FIG. 6 are executed. Also in this case, it is repeatedly executed for all the colors of R, G, and B. That is, the process is repeated until n = 3.

プリンタ機能モードが指示された場合は、第8図のプ
ログラムのステップS20がまず実行され、制御部17又は
その他の外部装置から画像情報が入力される。次いでス
テップS10以降の処理が実行される。ただし、これらの
処理はR、G、Bの全ての色について繰り返して実行さ
れる。
When the printer function mode is instructed, step S20 of the program shown in FIG. 8 is first executed, and image information is input from the control unit 17 or other external device. Next, the processing of step S10 and subsequent steps is executed. However, these processes are repeatedly executed for all R, G, and B colors.

アナログ複写機能モードが指示された場合は、第8図
のプログラムのステップS4からステップS12へ常にジャ
ンプするようにして処理が実行される。
When the analog copy function mode is instructed, the processing is executed so as to always jump from step S4 to step S12 of the program shown in FIG.

本実施例によれば、画像の種類等により、アナログ処
理又はデジタル処理を使い分けることができる。例え
ば、線画又は文字中心の画像ではアナログ複写機能モー
ドを指示してアナログ処理を行うことにより滑らかな線
を再現することができる。また、色を重視する画像はカ
ラー画像編集・出力機能モードを指示して色補正等を行
い忠実に色再現することができる。
According to the present embodiment, analog processing or digital processing can be selectively used depending on the type of image. For example, in a line drawing or a character-centered image, a smooth line can be reproduced by instructing the analog copy function mode and performing analog processing. Further, for an image in which color is emphasized, color correction can be performed by instructing a color image editing / output function mode, and color can be faithfully reproduced.

アナログ処理では困難な像の領域分離もカラー画像編
集・出力機能モード、カラー画像編集機能モードを指示
して部分消去等のデジタル処理を行うことによって容易
に処理可能である。また、デジタル画像にアナログ画像
をはめ込んだり、アナログ画像にデジタル画像をはめ込
んだり、アナログ画像にデジタル画像を重ね書きする等
アナログ画像とデジタル画像とが混在、融合した画像を
得ることも可能である。
Area separation of an image, which is difficult with analog processing, can be easily processed by instructing the color image editing / output function mode or the color image editing function mode and performing digital processing such as partial erasing. It is also possible to obtain an image in which an analog image and a digital image are mixed and fused such that an analog image is embedded in a digital image, a digital image is embedded in an analog image, or a digital image is overwritten on an analog image.

[発明の効果] 以上詳細に説明したように本発明によれば、レーザビ
ームの走査密度を所望の値に可変制御する手段と、制御
された走査密度に応じてレーザビームのビームスポット
径を調節する手段とを備えているため、デジタル読み出
し系及びデジタル書き込み系のレーザビームの走査密度
を変えた際に、その走査密度で最良の画質を得ることが
できしかも誤差のより少ない画像を出力可能な画像処理
装置を実現することができる。
As described in detail above, according to the present invention, the means for variably controlling the scanning density of the laser beam to a desired value and the beam spot diameter of the laser beam according to the controlled scanning density. When the scanning density of the laser beam in the digital reading system and the digital writing system is changed, the best image quality can be obtained with the scanning density and an image with less error can be output. An image processing device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例としてカラー画像編集・出力
装置の基本構造を示す構成図、第2図は第1図の実施例
の構成を概略的に表したブロック図、第3図は空間光変
調素子の一構成例を示す断面図、第4図は第1図の実施
例におけるレーザビームの走査機構の一構成例の概略
図、第5図は空間光変調素子におけるドットパターンを
示す説明図、第6図は第1図の実施例におけるレーザビ
ームの走査機構の他の構成例の概略図、第7図はホログ
ラムディスクの構成図、第8図は第1図の実施例のコン
ピュータの制御プログラムの一部を概略的に表すフロー
チャートである。 10……空間光変調素子、10a、10b……ガラス板、10c、1
0e……電極、10d……光伝導体、10f……スペーサ、10g
……液晶、10h……電源、11……アナログ書き込み系、1
1a、11b、11c、12a、12b、12c……光源、11d、12d、13
d、20、21、26……レンズ、12……アナログ読み出し
系、13……デジタル読み出し系、13a、14a……レーザ光
源、13b、14b……ビームスポット径調整部、13c、14c…
…レーザビーム走査系、13e……受光素子、14……デジ
タル書き込み系、14d……レーザ変調回路、15……処理
部、16……ディスプレイ、17……制御部、18……原稿、
19……記録紙、22、23、29……ガルバノメータ、24……
補正レンズ、25、30……走査制御回路、28……ホログラ
ムディスク、28a、28b……ホログラムレンズ。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic structure of a color image editing / outputting apparatus as one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the embodiment of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a sectional view showing an example of the structure of the spatial light modulator, FIG. 4 is a schematic view of an example of the structure of the laser beam scanning mechanism in the embodiment of FIG. 1, and FIG. 5 shows a dot pattern of the spatial light modulator. FIG. 6 is a schematic diagram of another configuration example of the laser beam scanning mechanism in the embodiment of FIG. 1, FIG. 7 is a configuration diagram of a hologram disk, and FIG. 8 is a computer of the embodiment of FIG. 3 is a flowchart schematically showing a part of the control program of FIG. 10 ... Spatial light modulator, 10a, 10b ... Glass plate, 10c, 1
0e …… electrode, 10d …… photoconductor, 10f …… spacer, 10g
...... Liquid crystal, 10h ...... Power supply, 11 ...... Analog writing system, 1
1a, 11b, 11c, 12a, 12b, 12c ... Light source, 11d, 12d, 13
d, 20, 21, 26 ... Lens, 12 ... Analog readout system, 13 ... Digital readout system, 13a, 14a ... Laser light source, 13b, 14b ... Beam spot diameter adjustment unit, 13c, 14c ...
… Laser beam scanning system, 13e… Light receiving element, 14… Digital writing system, 14d… Laser modulation circuit, 15… Processing section, 16… Display, 17… Control section, 18… Original,
19 …… Recording paper, 22,23,29 …… Galvanometer, 24 ……
Correction lens, 25, 30 ... Scan control circuit, 28 ... Hologram disk, 28a, 28b ... Hologram lens.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】画像書き込み平面を構成する光伝導体、該
光伝導体に積層された液晶、及び該光伝導体と液晶とを
挟む電極を具備する空間光変調素子と、原画像を該空間
光変調素子にアナログ的に書き込むアナログ書き込み系
と、該空間光変調素子上でレーザビームを2次元走査さ
せることにより該空間光変調素子に書き込まれている画
像をデジタル的に読み出すデジタル読み出し系と、読み
出した画像データについて画像処理を行う処理部と、レ
ーザビームを2次元走査させることにより前記処理を行
った画像データを前記空間光変調素子にデジタル的に書
き込むデジタル書き込み系と、該空間光変調素子に書き
込まれている画像をアナログ的に読み出すアナログ読み
出し系と、前記レーザビームの走査密度を所望の値に可
変制御する手段と、該制御された走査密度に応じてレー
ザビームのビームスポット径を調節する手段とを備えた
ことを特徴とする画像処理装置。
1. A spatial light modulator comprising a photoconductor forming an image writing plane, a liquid crystal laminated on the photoconductor, and electrodes sandwiching the photoconductor and the liquid crystal, and an original image in the space. An analog writing system for writing in the light modulation element in an analog manner, and a digital reading system for digitally reading an image written in the spatial light modulation element by two-dimensionally scanning a laser beam on the spatial light modulation element, A processing unit that performs image processing on the read image data, a digital writing system that digitally writes the processed image data in the spatial light modulator by two-dimensionally scanning a laser beam, and the spatial light modulator. An analog reading system for reading the image written in the image in an analog manner, and means for variably controlling the scanning density of the laser beam to a desired value The image processing apparatus characterized by comprising a means for adjusting a beam spot diameter of the laser beam according to the scanning density was the control.
JP2042095A 1989-12-18 1990-02-22 Image processing device Expired - Fee Related JP2533809B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2042095A JP2533809B2 (en) 1990-02-22 1990-02-22 Image processing device
US07/624,729 US5235437A (en) 1989-12-18 1990-12-11 Analog/digital image processor apparatus with liquid crystal light modulator
DE69023618T DE69023618T2 (en) 1989-12-18 1990-12-17 Image processing device.
EP90124438A EP0433944B1 (en) 1989-12-18 1990-12-17 Image processing apparatus
US08/063,780 US5327263A (en) 1989-12-18 1993-05-20 Image processing apparatus employing a spatial light modulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2042095A JP2533809B2 (en) 1990-02-22 1990-02-22 Image processing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03243937A JPH03243937A (en) 1991-10-30
JP2533809B2 true JP2533809B2 (en) 1996-09-11

Family

ID=12626443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2042095A Expired - Fee Related JP2533809B2 (en) 1989-12-18 1990-02-22 Image processing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2533809B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002277851A (en) * 2001-03-21 2002-09-25 Hamamatsu Photonics Kk Spatial light modulating device
JP5541375B2 (en) * 2013-01-18 2014-07-09 セイコーエプソン株式会社 projector

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03243937A (en) 1991-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5235437A (en) Analog/digital image processor apparatus with liquid crystal light modulator
JP2551497B2 (en) Image processing device
US4564853A (en) Electronic image sensing and printing apparatus
JP2710310B2 (en) Electronically printing a copy of a painting manuscript
JPH0436742A (en) Overhead projector
JP2533809B2 (en) Image processing device
JP2534568B2 (en) Image processing device
JPS63189268A (en) Image recorder
CA2147516A1 (en) Image output apparatus
JP2563841B2 (en) Color image processor
JP2534564B2 (en) Color image processing device
JP2542268B2 (en) Image processing device
JPH09329846A (en) Light pattern irradiation device and its method
US4264193A (en) Image converting and projecting method and apparatus for carrying out the same
JP2543427B2 (en) Image processing device
JP2545295B2 (en) Image processing device
JPH04211240A (en) Color image processing device
JPH05127140A (en) Color image processor
JPH04368967A (en) Color copying machine
JPH07270746A (en) Image recorder and its use method
JPS6371828A (en) Image printer
JPS63189269A (en) Image recorder
JPH02125767A (en) Digital image output apparatus
JPS59815B2 (en) Image conversion projection method
JPS63189271A (en) Image recorder

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees