JPH05136953A - ビデオクロツク信号発生装置および発生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】往路および復路で画像をサンプリングしてフレ
ームタイムを短くする場合に、サンプリングタイミング
を一致させ、画像のズレによる画質の劣化を軽減しある
いは生じないようにすることができるようにする。 【構成】波形の往路と復路とが対称的な基準信号によ
り、往路と復路とをいずれもサンプリングするようにし
たビデオクロック信号発生装置であって、走査方向判別
回路１６と、該走査方向判別回路１６の判別結果に対応
して動作するＦＩＦＯ用アドレス部２３およびＬＩＦＯ
用アドレス部２４を有するアドレス発生回路２２とを備
え、往路と復路との時間遅れを調節してサンプリングタ
イミングを合わせるオフセット処理部１０を設けてあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、往復運動するスキャナ
を用いて該スキャナの往路走査と復路走査との両方にお
いて走査角度に応じてサンプリング信号を発生させるビ
デオクロック信号発生装置および発生方法に関し、レー
ザ走査顕微鏡などのように、試料にスポット光を照射し
て走査し、そのスポット光の位置に応じて試料から得ら
れる反射光，透過光，蛍光等をとらえて画像を形成する
光走査型画像入力装置に利用できるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光走査型画像入力装置では、水平
スキャナとして、一方向に等角速度で振動する非対称動
作型のガルバノメータスキャナを使用していた。この方
式によれば、図６に示すように、往路ａ１に対して復路
ａ２の時間を十分短くする必要があり、極端に異なる角
速度を安定して動作させることは難しく、そのため、一
周期の走査時間もあまり早くできない。

【０００３】そこで、高速走査のため、水平スキャナと
して２方向に等速度で振動する対称型のガルバノメータ
や共振を利用するレゾナントスキャナを使用することが
行なわれている。この方式では動作が対称的であるの
で、図７に示すように、振れ角の時間変化は往路ａ３も
復路ａ４も等しくなる。水平スキャナを走査し、往路ａ
３および復路ａ４のいずれの走査からも画像をサンプリ
ングすると、周波数が一気に２倍になるので、フレーム
タイムは１／２になる。さらに、復路ａ４の傾斜が緩や
かで波形が対称形であるので、スキャナは安定した動作
をすることが容易となり、高速振動が可能となることも
あってよりフレームタイムの短縮化を図ることができ
る。

【０００４】そして、水平走査における往路と復路との
両方で画像を取り込むことができるよう、往路のときは
ＦＩＦＯ（First in first out）メモリ、復路ではＬＩ
ＦＯ（Last in first out ）メモリで画像を形成するよ
うにしていた。

【０００５】図５はＦＩＦＯ用アドレスとＬＩＦＯ用ア
ドレスにより画像を処理する場合の従来のビデオクロッ
ク信号発生装置を示している。水平スキャナ１は水平走
査制御回路２により動作する。サンプリングクロック発
生ユニット７からは往路走査と復路走査との両方におい
て走査角度に応じたサンプリングクロック信号が出力さ
れる。アドレス発生回路６では、水平走査制御回路２か
らの水平走査方向のモニタ信号が方向判別回路３により
波形整形され、その信号からＦＩＦＯ用アドレス発生回
路４またはＬＩＦＯ用アドレス発生回路５のいずれから
アドレスを出力するかを判断し、サンプリングクロック
発生ユニット７によるサンプリングクロックに同期して
アドレスが出力される。

【０００６】このようにＦＩＦＯメモリおよびＬＩＦＯ
メモリにより往路と復路とで画像を形成するようにする
と前記のようにフレームタイムは著しく短くなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術では、一般に光走査型画像入力装置で
は、あるポイントをサンプリングする場合、スキャナが
そのポイントに対応する角度に達してから実際にサンプ
リングされるまでに時間遅れが生じるものであり、往路
のみで画像を得る場合はこの時間遅れは画質にはほとん
ど影響を及ぼさないが、往路と復路とで画像を得る場合
は次のような問題が生じる。

【０００８】図３は前記時間遅れのない理想的な場合の
往路・復路走査で画像を取り込む様子を示している。試
料は垂直方向に長手の明・暗帯の或るものとし、矢印は
実際にサンプリングする試料の位置を示す。往路走査で
取り込まれた画像データはフレームメモリの奇数列に記
憶され、復路走査で取り込まれた画像データはフレーム
メモリの偶数列に記憶される。図にはフレームメモリ内
に記憶された画像データの様子をハッチングによる明暗
で表わしている。時間遅れのない場合は図３に示すよう
に、往路・復路でのサンプリング位置が一致して画像が
ずれることはない。しかしながら、これは理想的な場合
であって、実際にはあり得ない。

【０００９】実際には、図４に示すように時間遅れｔd
が生じ、サンプリング位置が走査方向にずれる。往路・
復路走査で画像を得る場合、このずれ方向がサンプリン
グすべき点に対して反対方向になるため、図３のフレー
ムメモリと図４のフレームメモリとを比べると一目で解
るように、往路走査と復路走査とで対応するそれぞれの
サンプリング位置は極端にずれ、画像が著しく悪化する
という問題点があった。

【００１０】本発明は、このような従来の技術が有する
問題点に着目してなされたもので、往路および復路走査
で画像をサンプリングしてフレームタイムを短くする場
合に、往路・復路走査でのサンプリング位置を一致さ
せ、画像のズレによる画質の劣化を軽減しあるいは生じ
ないようにすることができるようにしたビデオクロック
信号発生装置および発生方法を提供することを目的とし
ている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、 １ 往復運動するスキャナを用いて該スキャナの往路走
査と復路走査との両方において走査角度に応じてサンプ
リング信号を発生させるビデオクロック信号発生装置で
あって、走査方向判別回路（１６）と、該走査方向判別
回路（１６）の判別結果に対応してＦＩＦＯ用アドレス
（２３）およびＬＩＦＯ用アドレス（２４）を発生する
アドレス発生回路（２２）とを備え、往路走査と復路走
査においてサンプリングする位置がずれるのを補正する
オフセット処理部（１０）を設けたことを特徴とするビ
デオクロック信号発生装置。

【００１２】２ 往復運動するスキャナを用いて該スキ
ャナの往路走査と復路走査との両方において走査角度に
応じてサンプリング信号を発生させるビデオクロック信
号発生方法であって、往路走査時はＦＩＦＯ用アドレス
（２３）を用い、復路走査時は復路はＬＩＦＯ用アドレ
ス（２４）を用い、往路と復路とのすくなくとも一方で
一走査に必要な数より多くクロック信号を発生させ、往
路走査時と復路走査時でサンプリングクロック信号の有
効範囲を変え、しかもサンプリングクロック信号が発生
してから実際にサンプリングする時間を変えるようにし
たことを特徴とするビデオクロック信号発生方法、に存
する。

【００１３】

【作用】画像処理においては、往復運動するスキャナの
往路と復路との両方でサンプリングされる。走査方向は
走査方向判別回路（１６）により判別され、この判別結
果に応じてアドレス発生回路（２２）は、往路はＦＩＦ
Ｏ用アドレス（２３）により、復路はＬＩＦＯ用アドレ
ス（２４）によりアドレスを発生させる。オフセット処
理部１０は往路と復路とのサンプリングの開始クロック
をオフセットしサンプリング位置のずれをなくして良質
な画像になるようにする。

【００１４】より具体的な方法としては、往路と復路と
のすくなくとも一方で一走査に必要なサンプリング数よ
り多くクロック信号を発生させ、余分なクロック信号を
無効とすることで時間遅れを調節してサンプリングタイ
ミングを合わせることができるものである。

【００１５】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明
する。図１は本発明の一実施例を示している。

【００１６】ビデオクロック信号発生装置は、垂直スキ
ャナとして非対称動作型のガルバノメータ１１を用い、
水平スキャナとして対称動作型のガルバノメータ１２を
用い、水平往復画像取り込みによる高速走査型画像入力
装置に利用するものである。

【００１７】ガルバノメータ１１とガルバノメータ１２
とは同期制御されるよう水平・垂直の同期制御回路１３
に接続している。同期制御回路１３から出力されている
ガルバノメータ１２が走査している方向を示す判別信号
を受ける走査方向判別回路１６が設けられている。サン
プリングクロック発生ユニット１４からはガルバノメー
タ１２の往路走査と復路走査との両方の走査角度に応じ
たサンプリングクロックが出力されており（例えばエン
コーダのようなもの）、その数は往路または復路の１水
平走査内に必要なサンプリング数よりも数個多くなって
いる。さらにサンプリングクロックを１周期内で意図的
に遅延させることが可能なよう位相シフト回路１５がサ
ンプリングクロック発生ユニット１４に接続されてい
る。位相は数段階に調整することが可能である。

【００１８】走査方向判別回路１６にはサンプリングマ
スク回路１７およびアドレス発生回路２２に接続し、サ
ンプリングマスク回路１７には往路オフセットクロック
レジスタ１８と復路オフセットクロックレジスタ１９が
接続している。サンプリングマスク回路１７はオフセッ
トカウンタであり、走査方向判別回路１６からの往路，
復路の判別信号により復路オフセットクロックレジスタ
１９または往路オフセットクロックレジスタ１８からサ
ンプリングクロックをマスクすべきクロック数を読み込
み、該マスク信号をＡＮＤゲート２０に出力するもので
ある。

【００１９】往路オフセットクロックレジスタ１８は往
路画像取り込みで無効とするサンプリングクロック数を
記憶し、復路オフセットクロックレジスタ１９は復路画
像取り込みで無効とするサンプリングクロック数を記憶
しており、それぞれのレジスタには実際、回路の遅延に
よる往路，復路でのサンプリング位置のズレが最小とな
るような組み合わせが設定されている。

【００２０】サンプリングマスク回路１７と位相シフト
回路１５に接続しているＡＮＤゲート２０はサンプリン
グマスク回路１７のマスク信号により位相シフト回路１
５で調整されたクロック信号にゲートをかけ必要なサン
プリングクロックを通過させるものである。ＡＮＤゲー
ト２０にはＡ／Ｄ変換器２１とアドレス発生回路２２が
接続している。アドレス発生回路２２はＦＩＦＯ用アド
レス部２３とＬＩＦＯ用アドレス部２４とを有し、走査
方向判別回路１６からの信号によりＦＩＦＯ用アドレス
部２３からアドレスを出力するか、ＬＩＦＯ用アドレス
部２４からアドレスを出力するかを判断していずれかの
アドレスを出力するものである。

【００２１】位相シフト回路１５，サンプリングマスク
回路１７，往路オフセットクロックレジスタ１８，復路
オフセットクロックレジスタ１９，ＡＮＤゲート２０が
オフセット処理部１０を構成しており、さらに、アドレ
ス発生回路２２からのアドレスにＡ／Ｄ変換器２１によ
る画像信号のデータを記憶するフレームメモリ２５が設
けられている。

【００２２】次に作用を説明する。

【００２３】ビデオクロック信号発生装置は、垂直スキ
ャナとして非対称動作型のガルバノメータ１１を用い、
水平スキャナとして対称動作型のガルバノメータ１２を
用い、水平往復画像取り込みによる高速走査型画像入力
装置に利用するものである。

【００２４】ガルバノメータ１１とガルバノメータ１２
とは水平・垂直の同期制御回路１３により水平方向には
対称的に、垂直方向には非対称に同期走査される。図示
省略したレーザ光ビームはこの２つのスキャナにより２
次元走査される。また、同期制御回路１３からはガルバ
ノメータ１２が走査している方向を示す判別信号が走査
方向判別回路１６に出力され波形整形される。

【００２５】一方、サンプリングクロック発生ユニット
１４からは、往路または復路の１水平走査内に必要なサ
ンプリング数よりも数個多く、ガルバノメータ１２の走
査角度に応じたサンプリングクロックが出力される。そ
のサンプリングクロックは位相シフト回路１５により数
段階に位相を調整することが可能となっており、結果と
してサンプリングクロックを１周期内で意図的に遅延さ
せることが可能である。位相シフト回路１５を通ったサ
ンプリングクロックはサンプリングマスク回路１７から
のマスク信号によってＡＮＤゲート２０においてゲート
が掛けられ、サンプリングの有効クロックが出力され
る。

【００２６】サンプリングマスク回路１７はオフセット
カウンタになっており、走査方向判別回路１６からの往
路，復路の判別信号から、その走査のサンプリングクロ
ックの何個目からを有効にするかを往路の場合は往路オ
フセットクロックレジスタ１８より読み込み、復路の場
合は復路オフセットクロックレジスタ１９より読み込
み、それぞれ無効なクロックをマスクするようなタイミ
ングでマスク信号を出力する。このように余分なクロッ
ク信号を無効とすることで往路走査と復路走査での画像
の取り込み開始位置を１クロック単位に調整することが
できる。

【００２７】ＡＮＤゲート２０を通ったクロックはＡ／
Ｄ変換器２１とアドレス発生回路２２に入力される。ア
ドレス発生回路２２では、走査方向判別回路１６からの
信号によりＦＩＦＯ用アドレス部２３からアドレスを出
力するか、ＬＩＦＯ用アドレス部２４からアドレスを出
力するかを判断し、ＡＮＤゲート２０を通ったサンプリ
ングクロックによりアドレスをフレームメモリ２５に出
力し、フレームメモリ２５は当該データを記憶する。

【００２８】図２は余分なクロック信号を無効とするこ
とで時間遅れをなくしてサンプリングタイミング位置を
合わせた状態を示しており、往路・復路でのサンプリン
グ位置が一致しているので画像のずれが補正されてい
る。ここでは、図４で説明した時間遅れｔd が約２分の
１画素分に相当するものと仮定すると、往路と復路とで
対応するそれぞれのサンプリング位置の相対ずれ量は１
画素分に相当することになる。この１画素分のずれを除
去するには、復路における各画素のサンプリングのタイ
ミングを予め１画素分だけ早めておけばよい。

【００２９】すなわち、位置水平走査のサンプリングす
る数は、必要により数個多くしてあるので（図では２
個）、往路走査においては最初のクロック信号から有効
とし、最後のn+1,n+2 の２クロックを無効とする。復路
については、最初の１クロックを無効とし、第２のクロ
ック信号からが像の取り込みを開始し、最後のクロック
を無効とする。そのことにより、往路走査と復路走査で
サンプリングの位置ずれを軽減することができ、さらに
ずれ量の微調整は位相シフト回路１５にてクロックの位
相をずらすことにより調整できる。

【００３０】

【発明の効果】本発明にかかるビデオクロック信号発生
装置および発生方法によれば、基準信号の往路と復路と
を走査方向に応じて往路はＦＩＦＯメモリで、復路はＬ
ＩＦＯ用メモリでサンプリングし、往路と復路との時間
遅れを調節してサンプリングタイミングを合わせるよう
にしたから、サンプリングタイミングが一致し、画像の
ズレによる画質の劣化を軽減しあるいは生じないように
して良質な画像とするビデオクロック信号発生装置とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るビデオクロック信号発
生装置を示すブロック図である。

【図２】時間遅れをなくしてサンプリングタイミング位
置を合わせて往路と復路とをサンプリングする様子を示
す説明図である。

【図３】時間遅れがない場合の往路と復路とのサンプリ
ングの様子を示す説明図である。

【図４】時間遅れがある場合の往路と復路とのサンプリ
ングの様子を示す説明図である。

【図５】従来のビデオクロック信号発生装置を示すブロ
ック図である。

【図６】スキャナが非対称動作型である場合の、走査レ
ーザ光の振れ角の時間変化を示す線図である。

【図７】スキャナが対称動作型である場合の、走査レー
ザ光の振れ角の時間変化を示す線図である。

【符号の説明】

１１…垂直ガルバノメータ １２…水平ガルバノメータ １３…同期制御回路 １４…サンプリングクロック発生ユニット １６…走査方向判別回路 １０…オフセット処理部 １５…位相シフト回路 １７…サンプリングマスク回路 １８…往路オフセットクロックレジスタ １９…復路オフセットクロックレジスタ ２０…ＡＮＤゲート ２１…Ａ／Ｄ変換器 ２２…アドレス発生回路 ２３…ＦＩＦＯ用アドレス部 ２４…ＬＩＦＯ用アドレス部 ２５…フレームメモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】往復運動するスキャナを用いて該スキャナ
   の往路走査と復路走査との両方において走査角度に応じ
   てサンプリング信号を発生させるビデオクロック信号発
   生装置であって、 走査方向判別回路と、該走査方向判別回路の判別結果に
   対応してＦＩＦＯ用アドレスおよびＬＩＦＯ用アドレス
   を発生するアドレス発生回路とを備え、 往路走査と復路走査においてサンプリングする位置がず
   れるのを補正するオフセット処理部を設けたことを特徴
   とするビデオクロック信号発生装置。
2. 【請求項２】往復運動するスキャナを用いて該スキャナ
   の往路走査と復路走査との両方において走査角度に応じ
   てサンプリング信号を発生させるビデオクロック信号発
   生方法であって、 往路走査時はＦＩＦＯ用アドレスを用い、復路走査時は
   復路はＬＩＦＯ用アドレスを用い、往路と復路とのすく
   なくとも一方で一走査に必要な数より多くクロック信号
   を発生させ、往路走査時と復路走査時でサンプリングク
   ロック信号の有効範囲を変え、しかもサンプリングクロ
   ック信号が発生してから実際にサンプリングする時間を
   変えるようにしたことを特徴とするビデオクロック信号
   発生方法。