JP2554892B2 - 光ビーム走査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光ビームを偏向して被走査体を走査し画像の
記録あるいは読取を行う光ビーム走査装置に関し、一層
詳細には、例えば、放射線画像が蓄積記録された蓄積性
蛍光体シートをレーザ光等の励起光により走査し前記蓄
積性蛍光体シートからの輝尽発光光を得、この輝尽発光
光を光電的に検出した後これをA/D変換して画像信号を
形成する際、前記被走査体の有効走査の始点を各走査線
毎に確実に検出して前記A/D変換の際の始点同期信号と
して用いることにより画像歪のない精緻な画像信号を得
ることを可能とした光ビーム走査装置に関する。

［発明の背景］ 従来より、ガルバノメータミラーや回転多面鏡、ホロ
グラムスキャナ等の光偏向手段によって一次元方向に偏
向された光ビームにより被走査体上を主走査すると共
に、該被走査体を主走査方向と略直交する方向（副走査
方向）に相対的に移動して、被走査体を二次元的に走査
するよう構成した光ビーム走査装置が各種記録装置並び
に走査読取装置において広汎に使用されている。

このような光ビーム走査装置においては、画像の記録
あるいは読取を行うに際し、前記光ビームの走査に同期
する同期信号が必要である。すなわち、光ビーム走査装
置を用いて画像を読み取る場合には同期信号に基づいて
画像情報を光電的に読み取り、また、画像記録を行う場
合には同期信号に基づいて画像信号を取り込んで光ビー
ムを変調し写真感光材料等の記録担体上に記録してい
る。

上記の同期信号を得る方法としては、従来から、同期
用光ビームを前記光偏向器により偏向し、この同期用光
ビームの光路上に明部と暗部とが交互に並べられてなる
グリッドをこの同期用光ビームによって走査されるよう
に配設し、前記グリッドを通過（透過または反射）した
光を光検出手段により検出し、当該検出された光の光量
変化を電気的なパルス信号に変換する同期信号発生手段
に入力し、上記走査によりグリッド通過光量の周期的変
化を検出して同期信号を得る方法が知られている。

ところで、前記のような主走査線内における光ビーム
位置検出とは別に前記光ビーム走査装置においては各主
走査線毎に実質的な記録あるいは読取を開始するための
有効走査の始点の制御を行う必要がある。この始点制御
を行うために従来の装置には被走査体の側方に光検出器
が配設されており、走査用光ビームがこの光検出器を横
切る毎に走査用光ビームを検出して始点制御用検出信
号、所謂、始点同期信号を発生してこの始点同期信号に
基づいて有効走査を開始する構成とされている。

然しながら、前記グリッドに加えてこのような光検出
器が設けられていると装置が複雑化し、特に、複数のサ
イズのシートに対して走査を行う装置においてはシート
の各サイズに応じた位置に複数の光検出器を設ける必要
があるので、特に、構造が複雑なものとなり製造コスト
も相当に上昇するという不都合が惹起される。その上、
光検出器により始点制御を行い、グリッドにより位置検
出を行うという上述の方法はグリッドに基づいて得られ
る位置検出信号と光検出器から発生する始点同期信号の
位相を合わせておく必要があるため、グリッド、光検出
器等の各素子の位置を正確に調整しなければならず、そ
れが極めて煩雑な作業となっている。

［発明の目的］ 本出願人はこのような欠点に鑑み、始点位置に対応し
て光ビームを変調する部分を形成したグリッドを使用す
ることにより光ビームの位置検出を行うと共に同時に始
点位置制御を行い、それにより装置の構造を簡略化する
と共にグリッド、光検出器等の各素子の位置の微調整を
不要にする光ビーム走査装置を既に提案している（特願
昭第61−090544号）。

本発明はこのような始点位置に対応して光ビームを変
調する部分を形成したグリッドを用いた光ビーム走査装
置において、簡単な構成で始点同期信号および同期信号
を得ることが出来るようにすることを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は、一次元方向
に偏向された光ビームにより被走査体を主走査すると共
に、該被走査体を主走査方向と略直交する方向に相対的
に移動して被走査体を二次元的に走査し文字情報、画像
情報等の記録あるいは読取を行うにあたり、同期用光ビ
ームにより主走査方向に複数の明暗パターンが成形され
たグリッドを走査し該グリッドを通過した光ビームを光
学的に検出して同期信号を得る光ビーム走査装置におい
て、 前記グリッドは、前記被走査体の主走査開始位置に対
応する部分を通過した同期用光ビームの光電変換後のパ
ルス信号のパルス幅を変調する始点制御部を含み、 前記始点制御部を含むグリッドを通過した光ビームの
光電変換後のパルス信号であるグリッド信号が供給され
る始点検出信号・同期信号出力手段を有し、 該出力手段は、前記グリッド信号の周期に同期してそ
の周波数を逓倍したグリッド逓倍信号を同期信号として
出力するとともに、前記グリッド信号の各一周期の中で
前記グリッド逓倍信号の所定個（前記パルス幅変調部を
検出し得る数に設定された値）の発生時における前記グ
リッド信号のレベルがローレベルであるかハイレベルで
あるかを前記各一周期毎に検出し、検出したレベルがそ
れ以前に検出したレベルの反転レベルであるとき、この
反転レベルの検出時点においてレベルが変化する信号を
発生し、この発生信号を前記被走査体の主走査開始位置
に対応する始点検出信号として出力することを特徴とす
る。

［実施態様］ 次に、本発明に係る光ビーム走査装置について好適な
実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に
説明する。

第１図は本発明に係る光ビーム走査装置10の概略構成
を示す。当該光ビーム走査装置10は画像情報の記録され
た被走査体、例えば、副走査方向（矢印Ａ方向）に搬送
される蓄積性蛍光体シートＳを光ビームＬにより走査す
るレーザ走査部12と、前記光ビームＬによる走査で得ら
れた画像情報を有する光を光電変換する画像読取部14
と、前記光ビームＬから前記始点同期信号としての始点
検出信号と同期信号を形成する同期信号発生部16と、画
像読取部14からの信号を前記同期信号によりデジタル化
するA/D変換器18と、A/D変換器18の出力信号を輪郭強調
等の画像処理を行う画像処理部20と、画像処理部20の出
力信号を記録する画像メモリ22と、当該画像メモリ22の
出力信号を必要に応じて可視像として表示するCRT等の
表示手段24とから基本的に構成される。なお、ここで蓄
積性蛍光体とは、放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電
子線および紫外線等）を照射すると、この放射線エネル
ギの一部を蓄積した後に可視光等の励起光を照射するこ
とにより蓄積されたエネルギに応じて輝尽発光光を生ず
る蛍光体をいい、また、蓄積性蛍光体シートとは当該蓄
積性蛍光体からなる層を有するシートをいう。

そこで、レーザ走査部12を構成するレーザ光源26から
発せられた光ビームＬはビームエキスパンダ28を通過し
て所望の太さのビーム径に形成された後、矢印Ｂ方向に
回転する回転多面鏡30に入射して反射偏向される。この
ように光ビームＬを偏向する光偏向器としては、前記回
転多面鏡30の他に前記したガルバノメータミラーやホロ
グラムスキャナ、さらにはAOD（音響光学光偏向器）等
が使用可能である。

そこで、回転多面鏡30の作用により反射偏向された光
ビームＬは光路中に設けられたｆθレンズ等の走査レン
ズ32を通過した後、光路上に主走査方向に延在して配設
されたハーフミラー34に入射する。このハーフミラー34
は入射した光ビームＬの中、走査に必要な量の光ビーム
を走査用光ビームLaとして反射し、残りの光ビームを同
期用光ビームLbとしてグリッド38に入射させる。前記ハ
ーフミラー34により反射された走査用光ビームLaは光路
上に配設された蓄積性蛍光体シートＳ上で収束し、蓄積
性蛍光体シートＳ上を主走査方向（矢印Ｃ方向）に走査
する。

画像読取部14は光電変換手段としての長尺なフォトマ
ルチプライヤ36と、光ビームLaによって蓄積性蛍光体シ
ートＳから発せられる輝尽発光光を前記フォトマルチプ
ライヤ36の受光面に導く光ガイド37とを含む。フォトマ
ルチプライヤ36は主走査方向にその本体が延在する。

この場合、フォトマルチプライヤ36における光ビーム
Laの入射面は蓄積性蛍光体シートＳに近接してその主走
査方向（矢印Ｃ方向）に沿って配置されている。なお、
前記フォトマルチプライヤ36により光電変換され出力さ
れた画像信号はA/D変換器18の画像信号入力端子に導入
される。

一方、同期信号発生部16は前記ハーフミラー34を通過
した光ビームLbの走査方向に沿って交互にされてなるグ
リッド38と、前記グリッド38の後方に沿って配設される
円柱状の光ガイド40と、前記光ガイド40の両端部に設け
られグリッド38を透過した光ビームLbを検出する光検出
センサ42aおよび42bと、光検出センサ42a、42bから出力
されるグリッド信号Sgに基づいて始点同期信号としての
始点検出信号および同期信号を発生する始点検出信号・
同期信号発生器44からなる。

ところで、前述のように前記走査用光ビームLaは蓄積
性蛍光体シートＳ上において主走査方向の所定の位置か
ら実質的な記録または読取を行う主走査（以下、有効走
査という）を開始する必要があり、各走査線毎に有効走
査の始点が制御される必要がある。そこで、本装置にお
いては、前記グリッド38を第３図ａに示す構成として始
点制御を行うようにしている。すなわち、グリッド38は
同期用光ビームLbを透過させる透過部38bと同期用光ビ
ームLbを遮る非透過部38aが一定のピッチで交互に形成
されているが、その開始点近傍の一部は、図に示すよう
に、他の部分とはピッチが異なるように形成されてお
り、この部分がグリッド38の始点制御部38cとなってい
る。この始点制御部38cは、この始点制御部38cを通過し
た同期用光ビームLbを光電変換して得られるパルス信号
のパルス幅を他の部分とはパルス幅が異なるように変調
するので、グリッド38に基づいて得られるグリッド信号
Sgは、第３図ｂに示すように、前記始点制御部38cに対
応する部分のみが他の部分とパルス幅が異なったものと
なる。

前記始点検出信号・同期信号発生器44の出力信号はA/
D変換器18の同期信号入力端子に導入される。

次に、画像処理部20では同期信号を基にA/D変換され
た画像信号に対し階調補正、輪郭強調等の処理を施した
後、画像メモリ22に画像信号を導入する。そして、画像
メモリ22に記録された画像信号に基づきCRT等の表示手
段24に再現画像が可視像として出力される。

第２図に本発明の要部に係る前記始点検出信号・同期
信号発生器44の電気回路のブロック図を示す。当該始点
検出信号・同期信号発生器44は基本的にグリッド信号Sg
の周波数ｆをｍ逓倍する周波数シンセサイザ50と、周波
数シンセサイザ50の出力信号、すなわち、グリッド逓倍
信号Smを計数処理するカウンタ52と、カウンタ52の出力
デジタル値と予め定められた設定値ｎを比較してカウン
タ52の出力デジタル値と設定値ｎとが等しい時にフリッ
プフロップ54のクロック入力端子CLKにクロック信号Sc
を発生するコンパレータ56とを含む。この場合、カウン
タ52のリセット入力端子Rsおよびフリップフロップ54の
データ入力端子Ｄには前記グリッド信号Sgが導入され
る。そして、始点検出信号・同期信号発生器44の出力信
号、すなわち、フリップフロップ54の変調検出信号Stと
周波数シンセサイザ50からのグリッド逓倍信号Smは前記
A/D変換器18の同期信号入力端子に導入されるように構
成される。

本実施態様の光ビーム走査装置は基本的には以上のよ
うに構成されるものであり、次にその作用並びに効果に
ついて説明する。

第１図において、Ｘ線等を曝射することによって被写
体の画像情報を蓄積された蓄積性蛍光体シートＳは図示
しない搬送機構によって副走査方向（矢印Ａ方向）に搬
送される。一方、前記蓄積性蛍光体シートＳの表面には
レーザ光源26から射出される光ビームLaが主走査方向
（矢印Ｃ方向）に照射され、前記蓄積性蛍光体シートＳ
に記録された被写体の画像記録情報が輝尽発光光として
取り出される。この輝尽発光光は蓄積性蛍光体シートＳ
の主走査方向に沿って配設された光ガイド37を介してフ
ォトマルチプライヤ36に入射し電気信号に変換されA/D
変換器18の画像信号入力端子に導入される。

一方、ハーフミラー34を通過した光ビームLbは同期信
号発生部16を構成するグリッド38に入射する。次いで、
前記光ビームLbは回転多面鏡30の回転動作により矢印Ｄ
方向に走査され、グリッド38の一端部から他端部側へと
移動する。

この場合、グリッド38の透過部38bを透過した光ビー
ムLbが光ガイド40に入射し、光ガイド40の光ビームの入
射側と反対側に形成されている拡散帯（図示せず）によ
り種々の異なる方向に拡散され、光ガイド40内を全反射
を繰り返し光ビームLbは光検出センサ42a、42bに到達
し、光電変換されグリッド信号Sgが形成される。この場
合、グリッド信号Sgは前記したように、そのグリッド38
の開始点部分において始点制御部38cに係る幅広の透過
部38bがあるために第３図ｂに示すように生成される。
該グリッド信号Sgは周波数シンセサイザ50の入力端子に
導入されると共にフリップフロップ54のデータ入力端子
Ｄおよびカウンタ52のリセット入力端子Rsに導入され
る。そこで、第４図に始点検出信号・同期信号発生器44
に係るタイムチャートを示す。この場合、周波数シンセ
サイザ50の逓倍数ｍは、例えば、ｍ＝３とし、コンパレ
ータ56の設定数ｎはｍよりも小さな値、例えば、ｎ＝２
に決めておく。そこで、第４図ａに再掲したグリッド信
号Sgが周波数シンセサイザ50に入力すると、周波数シン
セサイザ50の出力信号であるグリッド逓倍信号Smは、第
４図ｂに示すように、グリッド信号Sgの立ち上がりエッ
ジを基準に周波数が３逓倍された信号となる。この時、
カウンタ52の出力信号はグリッド信号Sgの立ち上がりエ
ッジによりリセットされながら且つ周波数シンセサイザ
50のグリッド逓倍信号Smに応じて０、１、２、０、１、
２、０、１、２、０、１…のように変化する（第４図ｃ
参照）。そして、コンパレータ56は、比較の基準値とし
ての設定値ｎが２とされているので、カウンタ52の出力
値が２の時にのみその出力端子に第４図ｄに示すクロッ
ク信号を出力する。次いで、当該コンパレータ56の出力
信号としてのクロック信号Scがフリップフロップ54のク
ロック入力端子CLKに導入される。一方、前記第４図ａ
に示すグリッド信号Sgがフリップフロップ54のデータ入
力端子Ｄに入力されているのでコンパレータ56の出力信
号でありクロック信号Scの立ち上がりエッジでフリップ
フロップ54の出力信号、すなわち、始点同期信号として
の変調検出信号Stが付勢される。この場合、前記グリッ
ド38の幅広な透過部38bに係る部分で変調検出信号Stが
付勢される（第４図ｅ参照）。そして、当該変調検出信
号Stとグリッド逓倍信号SmがA/D変換器18に導入される
と始点同期信号としての変調検出信号Stがハイレベルと
された後の同期信号としてのグリッド逓倍信号Smにより
フォトマルチプライヤ36から導出された画像信号がA/D
変換器18によりA/D変換処理される。A/D変換処理された
信号は画像処理部20で階調補正、輪郭強調等の補正がさ
れた後、画像メモリ22に画像情報が記憶される。当該画
像情報は必要に応じてCRT等の表示手段24上に表示され
る。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、グリッドの明暗間隔
を主走査の開始点に対応する位置で、例えば、幅広とし
且つカウンタ、コンパレータ、フリップフロップ等から
なる位相検波回路を利用して主走査点の開始位置に対応
する信号を生成する構成としている。このため、グリッ
ドとは別に始点制御のために光検出器を設ける場合に比
べ光学素子の点数を著しく減らして装置の構造を極めて
簡略化することが出来、特に、被走査体の大きさが複数
存在する場合に従来複数個設けられていた光検出器が全
て不要となるのでその効果は極めて大きい。さらに、走
査用光ビームの位置検出と始点制御とを同一のグリッド
に基づいて行うことにより、同期信号と始点同期信号の
位相は予め所望の状態に設定することが出来、従来の装
置のように、光検出器の１つ１つについて位相が合うよ
うに調整を行う必要もなくなる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明し
たが、本発明はこの実施態様に限定されるものではな
く、画像記録装置にも適用出来る等、本発明の要旨を逸
脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可
能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ビーム走査装置の概略構成図、 第２図は第１図に示す光ビーム走査装置の中、始点検出
信号・同期信号発生器の詳細構成説明図、 第３図ａは本発明に係るグリッドの説明図、 第３図ｂは第３図ａに示すグリッドを用いて生成される
グリッド信号の説明図、 第４図は第２図に示す始点検出信号・同期信号発生器の
作用説明に供するタイムチャートである。 10……光ビーム走査装置、12……レーザ走査部 14……画像読取部、16……同期信号発生部 18……A/D変換器、20……画像処理部 22……画像メモリ、24……表示手段 26……レーザ光源 28……ビームエキスパンダ、30……回転多面鏡 32……走査レンズ、34……ハーフミラー 36……フォトマルチプライヤ 38……グリッド、40……光ガイド 42a,42b……光検出センサ 44……始点検出信号・同期信号発生器 50……周波数シンセサイザ、52……カウンタ 54……フリップフロップ、56……コンパレータ Ｌ……光ビーム La……走査用光ビーム Lb……同期用光ビーム Ｓ……蓄積性蛍光体シート、Sc……クロック信号 Sg……グリッド信号 Sm……グリッド逓倍信号、St……変調検出信号

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一次元方向に偏向された光ビームにより被
   走査体を主走査すると共に、該被走査体を主走査方向と
   略直交する方向に相対的に移動して被走査体を二次元的
   に走査し文字情報、画像情報等の記録あるいは読取を行
   うにあたり、同期用光ビームにより主走査方向に複数の
   明暗パターンが成形されたグリッドを走査し該グリッド
   を通過した光ビームを光電的に検出して同期信号を得る
   光ビーム走査装置において、 前記グリッドは、前記被走査体の主走査開始位置に対応
   する部分を通過した同期用光ビームの光電変換後のパル
   ス信号のパルス幅を変調する始点制御部を含み、 前記始点制御部を含むグリッドを通過した光ビームの光
   電変換後のパルス信号であるグリッド信号が供給される
   始点検出信号・同期信号出力手段を有し、 該出力手段は、前記グリッド信号の周期に同期してその
   周波数を逓倍したグリッド逓倍信号を同期信号として出
   力するとともに、前記グリッド信号の各一周期の中で前
   記グリッド逓倍信号の所定個（前記パルス幅変調部を検
   出し得る数に設定された値）の発生時における前記グリ
   ッド信号のレベルがローレベルであるかハイレベルであ
   るかを前記各一周期毎に検出し、検出したレベルがそれ
   以前に検出したレベルの反転レベルであるとき、この反
   転レベルの検出時点においてレベルが変化する信号を発
   生し、この発生信号を前記被走査体の主走査開始位置に
   対応する始点検出信号として出力することを特徴とする
   光ビーム走査装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、前記始点検
   出信号・同期信号出力手段は、前記グリッド信号が供給
   される周波数シンセサイザと、該周波数シンセサイザの
   出力信号を入力信号とするｎ進カウンタ（ｎは自然数）
   と、該ｎ進カウンタの出力計数値と予め設定した所定の
   設定値を比較する比較器と、該比較器の出力信号をクロ
   ック信号とし且つ前記グリッド信号をデータ入力信号と
   するフリップフロップ回路とを含むことを特徴とする光
   ビーム走査装置。