JP2893542B2 - 画像記録装置における濃度補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、画像信号に基づいて変調した光を記録媒体
上に走査させて階調画像を記録する画像記録装置に関
し、特に、画像記録に係る種々の因子の変動によって画
像濃度等が変動するのを防止することを目的とした濃度
補正装置に関する。

〈従来の技術〉 従来より、画像記録装置として、光ビームを画像信号
に基づいて変調し、この変調された光ビームを記録媒体
としての感光材料上に走査させ、それにより感光した感
光材料を現像するようにした光走査記録装置が知られて
いる（特開昭54−42243号公報及び特開昭59−83150号公
報等参照）。

これを第10図に基づいて説明すると、半導体レーザ１
から射出された光ビーム（レーザビーム）２は、コリメ
ータレンズ３によって平行ビームとされた上でミラー４
で反射された後に回転多面鏡等の光偏向器５に入射す
る。光ビーム２はこの光偏向器５によって反射偏向さ
れ、集束レンズ６に通され感光材料７上を矢印Ｙ方向と
略直角な方向に走査（主走査）する。それと共に感光材
料７が図示しない搬送装置によって上記矢印Ｙ方向に搬
送されて副走査がなされ、従って、感光材料７上には光
ビーム２が２次元的に照射される。

上記光ビーム２は、画像信号出力装置から出力された
画像信号に基づいて変調されており、この変調された光
ビームに感光した感光材料６上には、上記画像信号が担
持する画像が写真潜像として記録される。

上記画像信号はデジタル信号であり、第11図に示すよ
うに、画像メモリ８を経て信号変換回路９に通され所定
の変換テーブルに基づいて信号に変換され、ラッチ回路
10を経た後にD/A変換器11でアナログ信号に変調されてA
OM等の強度変調器からなる光変調回路12に入力される。
この光変調回路12がアナログの画像信号に基づいて前記
半導体レーザ１のドライバを制御することにより、光ビ
ーム２が上述のように変調される。

更に、感光した感光材料７は次に公知の現像機に送ら
れ、そこで現像、定着、水洗、乾燥の各処理を受ける。
この処理により前記写真潜像が現像され、感光材料７に
は前記画像信号が担持する画像が可視像として記録され
る。

尚、上記の光変調回路12にあってはAOM等の強度変調
器を使用しているが、光源としてレーザダイオード（以
下、LDと称する）を用いる場合には、AOM等の強度変調
器を使用せずにLD直接変調手段が用いられる。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、第12図は画像信号と感光材料上に記録され
た濃度特性つまり階調特性の一例を示している。この図
から明らかなように、一般に階調特性はリニアになら
ず、このままでは、良好な階調画像を得ることは不可能
である。

これは、次のような理由によるものである。

（１）感光材料等の記録媒体の特性がリニアでない（光
量の対数と濃度の関係が略リニアである）。

（２）AOM等の強度変調器の特性がリニアでない。

（３）LDを使用した場合には、LDに流す電流と出射光量
の関係が著しくリニアでない。

しかも、階調特性がリニアとならないだけでなく、機
体差、調整状態の違い、環境温度等により光量特性が異
なり、記録濃度が一定しない。

又、上述したように光源としてLDを用い、直接変調手
段により階調特性を得ようとする場合には、環境温度に
よりLDの光出力特性が変化し、望ましい濃度特性が得ら
れなくなるため、その度に信号変換特性を設定し直さな
ければならない。

尚、信号変換特性の決定時間は短い方が良い。

例えば特に高階調が必要とされる医療用画像の記録に
おいては、上記の問題点があると、その画像の診断性能
が損なわれてしまい、極めて不都合である。

このため、通常は上述した第11図に示すような信号変
換回路を設けて、トータルの特性（画像信号対記録濃
度）ができるだけリニアに近づくような工夫がなされて
いる。

従来の場合は、信号変換回路を通さない系で濃度特性
を測定し、その逆関数を信号変換特性としている（第13
図参照）。

しかし、このような従来装置にあっては、信号変換回
路の特性を決定するのに、ステップウェッジ等を作成す
る必要があり、操作の煩雑な現像、濃度測定という作業
が必要である。

上記の作業を全て自動化して行うことも考えられる
が、そのために装置に現像機や濃度測定機等う装備させ
る必要があり、設備的にコストアップを来たす。更に、
自動化と言えども現像工程を必要とするため、少なくと
も数分間の時間を要する等時間的にも不利である。

更に、従来の場合には、記録用光源と階調変換テーブ
ル作成用の濃度測定用光源とが同じでないため、即ち、
系が異なるため、濃度測定系の変動（光源の劣化等）に
より特性が変わってしまうという問題点がある。

本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、階調変換
テーブル作成構造の改良により、操作の煩雑な現像、濃
度測定という作業が不要で、設備的なコストアップもな
く、時間的にも有利な構成とによって良好な階調変換特
性等が得られる画像記録装置における濃度補正装置を提
供することを目的とする。

〈濃度を解決するための手段〉 このため、本発明の画像記録装置における濃度補正装
置は、画像信号に基づいて光変調手段により変調した光
を記録媒体上に走査させて階調画像を記録する画像記録
装置において、 前記光変調手段に入力される画像信号を所定の変調テ
ーブルに基づいて変換処理する信号変換手段と、 前記変調した光の少なくとも一部を受光して光電変換
する光電変換手段と、 記録媒体の濃度特性を含む予め設定された情報とそれ
に基づく所定の関係を記憶した記憶手段と、 前記信号変換手段に入力される画像信号と前記光電変
換手段から出力される信号との関係が前記記録媒体の濃
度特性を含む予め設定された情報とそれに基づく所定の
関係を満足するように前記信号変換手段における変換テ
ーブルを作成する変換テーブル作成手段と、 を備えた構成とする。

〈作用〉 上記の構成においては、変換テーブルに従って変換さ
れて光変調手段に入力される画像信号と、光電変換手段
から出力される信号との関係は、記憶手段に記憶されて
いるところの記録媒体の濃度特性を含む予め設定された
情報とそれに基づく所定の関係、例えば理想の特性とな
るような関係を満足するようになる。

従って、機体差、調整状態の違い、環境温度等により
光量特性が異なる場合であっても、画像信号と感光材料
上への出力濃度との関係を常に一定なものとすることが
でき、記録濃度を一定にすることができ、良好な階調画
像を得ることが可能となり、画像信号と出力濃度との関
係をリニアにすることも容易に可能である。

又、画像信号と感光材料上への出力濃度との関係が明
らかになる結果、画像処理としての階調変換が容易にな
る。

更に、操作の煩雑な現像、濃度測定という作業が不要
であり、この作業を全て自動化して行うもののように装
置に現像機や濃度測定機等う装備させる必要がなく、組
立や調整等の工数も低減できると共に、設備的にコスト
ダウンを図ることができる。しかも、変換テーブルの作
成時間を短縮化できるため、画像出力毎に変換テーブル
を作成することも問題なく行える。この結果、様々な環
境の変化にも対応でき、光源としてLDを用い、直接変調
手段により階調特性を得ようとする場合にも、問題が生
じない。

以上の利点を奏する結果、例えば特に高階調が必要と
される医療用画像の記録において、その画像の診断性能
が向上し、極めて有効である。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、半導体レーザ13から射出された光ビ
ーム（レーザビーム）14は、コリメータレンズ、ミラ
ー、光偏向器、集束レンズ等からなる光学装置並びに搬
送装置からなる走査手段15を介して感光材料上に照射さ
れる構成は従来と同様である。

ここで、半導体レーザ13と走査手段15との間には、光
ビーム14を画像信号出力装置16から出力された画像信号
に基づいて変調する光変調手段としてのAOM（硬度変調
器）17とハーフミラー18とが配設されている。上記ハー
フミラー18は、変調された光ビーム14の一部を屈曲させ
て後述する光電変換手段としてのセンサ19に入射させる
機能を有する。

一方、画像信号出力装置16から出力された画像信号を
内蔵された所定の変換テーブル〔LUT:ルックアップテー
ブル〕に基づいて変換処理する信号変換手段20が設けら
れており、信号変換手段20から出力される信号は後述す
る切換スイッチ21とD/A変換器22とAOM17のドライバ23を
介してAOM17に入力される。

前記ハーフミラー18により屈曲された光ビームの一部
は、光電変換手段としてのセンサ19とアンプ24とA/D変
換器25を介してマイクロコンピュータ等を内蔵したコン
トロールユニット26に装備された後述する変換テーブル
作成手段に入力される。

この変換テーブル作成手段は、前記AOM17に入力され
る画像信号と前記A/D変換器25から出力される信号との
関係が記録媒体の濃度特性を含む予め設定された情報と
それに基づく所定の関係を満足するように前記AOM17に
おける変換テーブルを作成するもので、この変換テーブ
ル作成手段から出力される信号は、前記切換スイッチ21
とD/A変換器22とAOM17のドライバ23を介してAOM17に入
力されると共に、信号変換手段20に前記変換テーブルの
設定信号を出力し得るようになっている。前記切換スイ
ッチ21は、コントロールユニット26から出力される信号
と、信号変換手段20から出力される信号とを選択的にD/
A変換器22に入力させるべく切り換えられるスイッチ
で、図のようにＡ接点をＢ接点とＣ接点に選択的に接続
する。

次に、かかる構成の濃度補正装置を使用して前記変換
テーブルの作成を行う方法を第３図のフローチャート等
を用いて説明する。

この実施例は、12bit入力、12bit出力の変換テーブル
を作成する場合である。

まず、半導体レーザ13等を作動すると共に、切換スイ
ッチ21のＡ接点とＣ接点とを接続する。

この場合、画像記録装置の理想の階調特性Ｒ（ｓ）
（第４図参照）をコントロールユニット内の記憶手段と
してROM等に予め記憶させておくか演算してそのテーブ
ルを作成し記憶手段としてのRAMに記憶させておく。

そして、フローチャートのステップ（以下、図と同様
にＳと略称する）１において、（１）コントロールユニ
ット26からドライバ23に決まったパターンの信号Ｓ
（ｔ）を出力する。（２）センサ19によりハーフミラー
18を介して屈曲されてきた光ビームの光量値を読み取っ
てコントロールユニット26に入力させる。

上記（１），（２）を繰り返すことで、画像記録装置
が持つ固有の階調特性Ｊ（ｓ）（第５図参照）をRAM上
に作成する。

この場合、出力信号のｔに対する読み取り信号のＪ
（ｔ）を次々にポイントし、このポイントを結ぶことに
より、第６図のＪ（ｔ）の曲線が形成される。

尚、上記ｔの値は０〜4095（整数）とする。

これにより、RAM上には、画像記録装置の理想の階調
特性Ｒ（ｔ）と画像記録装置が持つ固有の階調特性Ｊ
（ｔ）とのテーブルが作成される（第６図参照）。

S2においては、両特性のテーブル値より、|J（ｔ＊）
−８（ｔ）｜＜ΔＥ（ΔE:許容誤差設定値）を満足する
（t:t＊）の組み合わせを見つけ出す。

即ち、第６図において、出力信号のｔにおけるＲ
（ｔ）を満足するＪ（ｔ）上の点に対応する出力信号の
ｔ＊点を見つけ出し、これを繰り返し行って、ｔ（０〜
4095（整数））に対応するｔ＊即ち、（t:t＊）を4096
組見つけ出す。

S3では、コントロールユニット26からの設定信号に基
づいて上記（t:t＊）を、信号変換手段20における変換
テーブル（RAM）に書き込む。

即ち、ｔに対するｔ＊をポイントしていき、第７図に
示すような特性線を作成する。

そして、切換スイッチ21のＡ接点とＢ接点とを接続す
る。これにより、画像信号は信号変換手段20で上記の変
換テーブルに従って変換された後、切換スイッチ21、D/
A変換器22、ドライバ23を介してAOM17に入力される。

この結果、上記変換テーブルに従って変換されてAOM1
7に入力される画像信号と、センサ19から出力される信
号との関係は予め設定された所定の関係即ち、上記の場
合は第４図に示す理想の特性となるような関係を満足す
るようになる。

次に、本実施例の濃度変換装置を使用して変換テーブ
ルの作成を行う他の方法を第８図のフローチャート等を
用いて説明する。

まず、先の実施例と同様に半導体レーザ13等を作動す
ると共に、切換スイッチ21のＡ接点とＣ接点とを接続す
る。この場合、画像記録装置の理想の階調特性（第４図
参照）をコントロールユニット26内のROM等に予め記憶
させておくか演算してそのテーブルをRAM上に作成して
おく。

又、後述するｔを１にセットし、ｔ＊をｔにセットす
る。

そして、フローチャートのS11において、コントロー
ルユニット26からドライバ23に決まったパターンの信号
Ｓ（ｔ＊）を出力し、センサ19により光量値Ｉ（ｔ＊）
を読み取る。

S12において、第９図において前記光量値Ｉ（ｔ＊）
とこの光量値Ｉ（ｔ＊）を満足するＲ（ｔ）との関係
が、|I（ｔ＊）−Ｒ（ｔ）E|＜ΔＥ（ΔE:許容誤差設定
値係）か否かを判定し、これを満足すれば、S13に進ん
でt:t＊の組み合わせを確定する。満足しなければ、S14
に進んで、ｔ＊を変更して、S11に戻る。S15では、ｔを
ｔ＋１にして、S11に戻る。このような作業をｔ＝１〜4
096まで繰り返し行い、（t:t＊）を4096組見つけ出し、
これを信号変換手段20における変換テーブル（RAM）に
書き込む。

そして、切換スイッチ21のＡ接点とＢ接点とを接続す
る。これにより、画像信号は信号変換手段20で変換テー
ブルに従って変換された後、切換スイッチ21、D/A変換
器22、ドライバ23を介してAOM17に入力される。

かかる実施例にあっても、上記変換テーブルに従って
変換されてAOM17に入力される画像信号と、センサ19か
ら出力される信号との関係は予め設定された所定の関係
即ち、上記の場合は第４図に示す理想の特性となるよう
な関係を満足するようになる。

以上の構成の濃度補正装置によると、次のような利点
がある。

即ち、機体差、調整状態の違い、環境温度等により光
量特性が異なる場合であっても、画像信号と感光材料上
への出力濃度との関係を常に一定なものとすることがで
き、記録濃度を一定にすることができ、良好な階調画像
を得ることが可能となり、画像信号と出力濃度との関係
をリニアにすることも容易に可能である。

この場合、感光材料としてのフィルムの濃度特性（Ｈ
−Ｄ曲線）の逆関数を、理想の特性（Ｒ（ｓ））とすれ
ば良く、例えば、フィルムの濃度特性がＤ＝ａ＋ｂ＊lo
gEで表せる時は、 の特性を理想の特性（Ｒ（ｓ））とすれば良い。

又、画像信号と感光材料への出力濃度との関係が明ら
かになる結果、画像処理としての階調変換が容易にな
る。

更に、従来のようにステップウェッジ等を作成する必
要がなく、操作の煩雑な現像、濃度測定という作業が不
要であり、この作業を全て自動化して行うもののように
装置に現像機や濃度測定機等う装備させる必要がなく、
組立や調整等の工数も低減できると共に、設備的にコス
トダウンを図ることができる。しかも、変換テーブルの
作成時間を短縮化（１秒程度あれば充分）できるため、
画像出力毎に変換テーブルを作成することも問題なく行
える。この結果、様々な環境の変化にも対応でき、光源
としてLDを用い、直接変調手段により階調特性を得よう
とする場合にも、問題が生じない。

更に、従来の場合には、記録用光源と階調変換テーブ
ル作成用の濃度測定用光源とが同じでないため、即ち、
系が異なるため、濃度測定系の変動（光源の劣化等）に
より特性が変わってしまうという問題点があるが、上記
実施例ではこの問題が全くない。

以上の利点を奏する結果、例えば特に高階調が必要と
される医療用画像の記録において、その画像の診断性能
を向上し、極めて有効である。

尚、上記の実施例においては、光電変換手段としての
センサ19は、AOM17か出射した光ビームをハーフミラー1
8により分割し、この分割ビームを受光するようにして
いるが、必要な時にセンサ19をソレノイド等を使用して
光ビームの光路の途中に挿入するような構成を採用して
も良い。

又、実施例では、センサ19で光電変換した信号をA/D
変換した信号で演算処理を行う構成としており、これは
処理の融通性から好ましい方法であるが、この方法に限
定されるものでなく、アナログ的に処理する構成として
も一向に構わない。

本実施例においては、光ビームを半導体レーザ13を使
用して出射するようにしているが、LDでも良い。このLD
を使用した場合には、新たにセンサ19を設ける必要がな
く、通常のLDのチップ内に収められているP.Dを用いる
ことができる。又、パルス幅変調を行う際には、その平
均光量を測定すれば良い。

更に、上記実施例においては、光変調手段としてAOM1
7,AOMドライバ23を使用するようにしたが、上記LDを使
用した場合には、光変調手段としてLD変調回路を設けれ
ば良い。

又、信号変換手段20に入力される画像信号と、光電変
換手段としてのセンサ19から出力される信号との理想的
な関係を複数種ROM等に書き込んでおき、所望する理想
的な関係をその都度変更するようにしても良い。これに
より、複数の種類の感光材料に対応できるし、種々の画
像処理条件にも対応することができ、感光材料における
記録内容の見る箇所に応じて画像の濃淡コントラストを
変化させることができる。勿論、記録内容を見る者の好
みに合わせた画像を得ることができる。

又、本発明は自動現像機を備えたシステムにも適用で
きることは言うまでもない。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、画像信号に基
づいて光変調手段により変調した光を記録媒体上に走査
させて階調画像を記録する画像記録装置において、画像
信号を所定の変換テーブルに基づいて変換処理する信号
変換手段に入力される信号と変調した光の少なくとも一
部を受光して光電変換する手段から出力される信号との
関係が記憶手段に記憶されているところの記録媒体の濃
度特性を含む予め設定された情報とそれに基づく所定の
関係を満足するように前記信号変換手段における変換テ
ーブルを作成するようにしたから、画像信号と感光材料
上への出力濃度との関係の安定化，均一化を図れると共
に、画像処理としての階調変換の容易化、作業性の向
上、組立や調整等の工数も低減、設備費用の低減、変換
テーブルの作成時間の短縮化等を図れ、例えば特に高階
調が必要とされる医療用画像の記録において、その画像
の診断性能が向上し、極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像記録装置における濃度補正装
置のクレーム対応図、第２図は同上の濃度補正装置の一
実施例のシステム図、第３図は同上実施例の作用を説明
するフローチャート、第４図は画像記録装置の理想の階
調特性図、第５図は画像記録装置が持つ固有の階調特性
図、第６図は画像記録装置の理想の階調特性と画像記録
装置が持つ固有の階調特性とのテーブルを示す図、第７
図は変換テーブルを示す図、第８図は他の実施例の作用
を説明するフローチャート、第９図は同上の他の実施例
における画像記録装置の理想の階調特性と画像記録装置
が持つ固有の階調特性とのテーブルを示す図、第10図は
従来の画像記録装置の概略図、第11図は同上の従来装置
における光変調構造を示すブロック図、第12図及び第13
図は夫々従来の作用を説明する特性図である。 13……半導体レーザ、14……光ビーム、15……走査手
段、16……画像信号出力装置、17……AOM（強度変調
器）、18……ハーフミラー、19……センサ、20……信号
変換手段、21……切換スイッチ、22……D/A変換器、23
……ドライバ、24……アンプ、25……A/D変換器、26…
…コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 裕孝 東京都日野市さくら町１番地 コニカ株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−102546（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−102545（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−249351（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/52 B41J 2/44 G03G 15/04 H04N 11/23

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像信号に基づいて光変調手段により変調
   した光を記録媒体上に走査させて階調画像を記録する画
   像記録装置において、 前記光変調手段に入力される画像信号を所定の変調テー
   ブルに基づいて変換処理する信号変換手段と、 前記変調した光の少なくとも一部を受光して光電変換す
   る光電変換手段と、 記録媒体の濃度特性を含む予め設定された情報とそれに
   基づく所定の関係を記憶した記憶手段と、 前記信号変換手段に入力される画像信号と前記光電変換
   手段から出力される信号との関係が前記記録媒体の濃度
   特性を含む予め設定された情報とそれに基づく所定の関
   係を満足するように前記信号変換手段における変換テー
   ブルを作成する変換テーブル作成手段と、 を備えたことを特徴とする画像記録装置における濃度補
   正装置。