JPH05508125A - 連続階調レーザプリンタのためのダイナミックレンジの拡張 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ゛　ｉレーザプリン　のための゛イナミノクレンジのム技徂的分野 一般に、この発明は連続階調レーザ画像化システムに関係しており、更に詳細に はこの発明は拡張されたダイナミックレンジを存するフィルムを露光させるため の連続階調レーザプリンタに関係している。

背景伎酉 レーザ画像化システムはハードコピー、例えば紙又はフィルム、におけるディジ タルデータ及びディジタル画像の再現において広範囲の応用性を見い出している 。典型的には、気体レーザ又はダイオードレーザがレーザ源として使用されてい る。

気体レーザの変調は、気体レーザにより発生されたレーザビームを変調する音響 光学的変調器によって行われることができる。レーザダイオードがレーザ源であ るときには、それは入力ディジタル信号によって直接変調されることができる。

しかしながら、両方の場合において、レーザ画像化システムのダイナミックレン ジは音響光学的変調器又はダイオードレーザによって制限されている。典型的な 音響光学的変調器は３００　：　１のダイナミックレンジを持っており、又典型 的なダイオードレーザは１５０　：　１のダイナミックレンジを持っている。こ れらのダイナミックレンジは、１９８３年４月１２日発行された、「複写機機能 及びプリンタ機能を有する装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ　Ｈａｖｉｎｇ　ａ　Ｃｏ ｐｉｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａ　Ｐｒ１ｎｔｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ）　vとい う名称の米国特許４３７９６３１、及び１９８８年１１月８日発行された、「プ リンタ／複写機のための中間調スクリーニングシステム（）Ｉａｌｆｔｏｎｅ　 Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　５ｙｓｔｅｓ＋ｆｏｒ　Ｐｒ１ｎｔｅｒ　／Ｃｏｐｉｅｒ ）　Ｊという名称の米国特許４７８３６８０に開示されたような通常のレーザプ リンタ／複写機応用例に対しては十分であろう、これらの特許は両方共、出力ビ ームが音響光学的変調器によって変調される直接変調式レーザダイオード又は気 体レーザを用いた電子写真システムを開示している。

これらの限られたダイナミックレンジは、高コントラスト放射線写真画像がプリ ントされるときの記録用フィルムの全ダイナミックレンジ（これは一般に約１０ ００：１である）を取り扱うために十分に大きくはない０例えば、放射線写真画 像のプリンティングにおいては、原初画像の最大濃度は４．０のように高い、音 響光学的変調器の限られたダイナミックレンジのために、現在入手可能な放射線 写真レーザプリンタは２．８最大重度の画像を再現できるにすぎない。その結果 として、若干の貴重な診断情報が失われて画像品質が低下する。それゆえにレー ザプリンタの分野においては、プリントフィルムの全ダイナミンクレンジを利用 するレーザプリンタに対する及びレーザプリンタのダイナミックレンジを拡張す るための技術に対する必要性が存在する。

発皿Ω！約 この発明に従って、プリントフィルムの全ダイナミックレンジを十分に利用する ことができ且つ連続階調プリンティングのためにダイナミックレンジを拡張した 放射線写真プリンタのようなレーザ画像化システムが準備されている。この発明 の−！ｓ、様に従って、レーザダイオード、音響光学的変調器、並びにダイオー ドレーザ及び音響光学的変調器をディジタル画像信号で同時に変調するだめの装 置を備えたレーザ画像化システムが準備されている。変調装置は望ましくは、各 ディジタル信号画像値を二つのディジタル語（ワード）に変換する一対の探索表 を備えていて、その一方はダイオ−トルレーザのパワーレベルを設定し、且つ他 方は音響光学的変調器の回折効率を設定する。一対のディジタル−アナログ変換 器が探索表のディジタル出力をアナログ出力に変換し、このアナログ出力が適当 な駆動器を通してダイオードレーザ及び音響光学的変調器をそれぞれ変調する。

区皿二直車バ説皿 下に与えられるこの発明の詳細な説明においては、類（以の素子が１１（１ｕの 数字で番号付けされている添付の諸口面に言及が行われる。

図１はこの発明の実施例を組み込んだ、放射線写真レーザプリンタのようなレー ザ画像化システムの構成図である。

図２はダイオードレーザに対する典型的な動作特性曲線を示した図表である。

図３はこの発明の動作を図解した図表である。

図４は音響光学的変調器の動作特性曲線である。

図５はこの発明の動作を図解した図表である。

図６は入力画像値に対する変調回折効率を示した図表である。

図７は入力画像値に対する書込みビームパワーの図表である。

採択実施斑例説皿 今度は図１に言及すると、この発明の実施例を組み込んだ放射線写真プリンティ ング応用例に特に使用可能なレーザプリンタを含んだレーザ画像化システムが示 されている。図示されたように、ディジタル画像信号はデータ記憶装置１ｏに記 憶される。ディジタル画像信号は多数の源から得られることができる。ディジタ ル信号が医療診断画像信号であるならば、それはコンピュータトモグラフィ走査 器、磁気共鳴画像化走査器、ディジタル血管造影走査器、超音波走査器などのよ うな周知の医用画像化設備から得られたであろう。医療診断画像は又、放射線写 真フィルム画像をディジタル化することによって、又は記憶蛍光体に記憶された 放射線写真潜像からディジタル画像が読み取られる電子計算機処理放射線写真シ ステムから得られることができたであろう。

一般に、このレーザ画像化システムは、音響光学的変調器１４によって変調され るレーザビーム光出力を発生するダイオードレーザ１２を備えている。変調器１ ４からの変調されたレーザビームは回転多面鏡・走査器光学系１６によって回転 ドラム上のフィルム１８上へと走査される０回転多面鏡及び走査器光学系は主走 査方向にフィルムを横切ってレーザビームを反復的に走査し且つドラムは副走査 方向にフィルムを移動させる。多面鏡サーボ２０及びドラムサーボ２２はそれぞ れ回転多面鏡及びドラムの走査速度を制御する。線開始センサ２４は制御・タイ ミング論理回路２６に走査線の開始を知らせる。制御計算８１２８はレーザ画像 化システムの諸構成部分の動作を制御する。

この発明に従って、データ記憶装置１０からのディジタル画像信号は制御計算機 ２８によってフレーム記憶装置３０に転送される。データ記憶装置１０は磁気デ ィスク駆動機構又は光デイスク駆動機構のような大容量記憶装置からなっており 、且つフレーム記憶装置３０は動的等速呼出記憶装置のような迅速アクセス形記 憶装置からなっている。フレーム記憶装置１０に記憶された（フィルム上で再現 されるべき）ディジタル画像信号は、各画素が符号値Ｃｖにより表されたビア） 深度を持っている複数の画素のマトリックス〔行列〕を構成している。−例とし て、画素深度が１２ビツトであるならば、各画素は０ないし４０９５の十進符号 値を持っている。

フレーム記憶装置３０からのディジタル画像ＣＶはそれぞれ動的等速呼出記憶装 置３２の探索表ＬＵＴＩ及びＬＵＴ２に同時に加えられる。１．ｔｌＴｌの出力 はディジタル語ＣＶＩであって、これは電流駆動器３６を駆動するディジタル− アナログ変換器（ＤＡＣ）３４に加えられる。Ｌ［ＩＴ２の出力はディジタル語 ＣＶ２であって、これは無線周波駆動器（ＲＦ駆動器）４０を駆動するディジタ ル−アナログ変換器（ＤＡＣ）　３８に加えられる。を流駆動器３６はダイオー ドレーザ１２を直接駆動し、又ＲＦ駆動器４０は音響光学的変調器１４を同時に 変調する。

この発明の変調技法を含む、レーザ画像化システムの動作を図２ないし図７の線 図に関して更に詳細に説明される。ダイオードレーザ１２のレーザ波長は音響光 学的変調器１４の応答と適合するように選ばれる。−例として、ダイオードレー ザ１２は６７５ナノメートルで６ミリワントのパワーを有するＮＥＣレーザダイ オードモデルＮＤＬ　３２１０でよく、又音響光学的変調器１４は１１０メガヘ ルツの中心周波数を有するクリスタル・テクノロジ（Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｔｅｃｈ ｎｏｌｏｇｙ）モデル３１１０（Ｔｅ　０２）である、察知されることであろう が、ダイオードレーザは、気体レーザと異なり、駆動を流を変えることによって 数百メガヘルツのような高い周波数で直接変調されることができる。

図２はダイオードレーザの動作曲線であって、出力レーザパワー（Ｐ）が符号値 ＣＶＩに対してプロントされている。図示されたように、この動作曲線は出力パ ワーの低い方のレベルにおける非線形動作領域及び符号値の高い方のレベルにお ける線形レーザ光発生領域を持っている。それゆえ、ダイオードレーザをその線 形領域で動作させることが望ましい。しかしながら、これは出力レーザパワーの ダイナミックレンジを制限する。

この発明に従って、探索表（ＬＩＩＴＩ）はこれに加えられた画像信号符号値を 、レーザダイオードの線形動作領域にある二つのレーザダイオードパワー出力（ ＰＬ及びＰ工）に変換する０図３に示されたように、入力符号値ＣＶに対する出 力符号値（ＣＶＩ）は鮮鋭な立上り遷移値（ＣＶ、）を有する線形ステップ関数 である。遷移点より下の入力符号値に対しては、ダイオードレーザはダイオード レーザをパワー出力（ＰＬ）で駆動する出力符号値（ＣＶＩＬ　）で動作させら れる。遷移点より上の入力符号値に対しては、ダイオードレーザはダイオードレ ーザをパワー出力（ＰＭ）で駆動する出力符号値（ＣＶＩＮ　）で動作させられ る。

所定のしきい値ＣＶ、、に比べての画像値の大きさに依存して、レーザダイオー ド１２のパワーはＰ、に対するＰ８の比が１よりはるかに大きくなるように設定 される。例えば、この比は工より５又は１０倍も大きい。

図４は音響光学的変調器１４の回折効率Ｅ対符号値（ＣＶ２）動作曲線である。

図５はＡＯＭの回折効率が入力画像値の線形関数であるように音響光学的変調器 の校正から構成されたＬ［ＩＴ２ヘロードされたＡＯＩ’１校正曲線である。そ れゆえ、入力ディジタル画像符号値ＣＶは探索表ＬＵＴ２によって出力信号値Ｃ Ｖ２に変換される。

図６及び７は入力画像値ＣＶへの、変調器１４の回折効率Ｅ及びＢＲＡＧＧ　（ ブラッグ）−次回折ビームのパワーＰＦＯＩの、結果として生しる依存性を示し ている。

図６に示されていることであるが、Ｅは符号値Ｃｖと共に線形に変化するが、レ ーザパワーが低い方のパワーレベルＰＬから高い方のパワーレベルＰイに切り換 えられる遷移符号値ＣＶＴ、において傾きを変える０図７はＡＯ門１４からのレ ーザビームパワーＰＦＯＩが入力画像信号符号値ＣＶの線形関数（−次間数）で あることを示している。ダイオードレーザ１２の直接変調により発生されたレー ザパワーレベルの比が５であり且つＡＯＭのダイナミックレンジが３００：１で あると仮定すると、（放射線写真フィルムを露光させる）レーザビームパワーの 全ダイナミックレンジは１５００：１になる。この拡張されたダイナミックレン ジは単独でとられたダイオードレーザ又は音響光学的変調器のダイナミックレン ジよりはるかに大きい。

又、入力画像値の全範囲を通して、書込みビームパワーの解像度（ΔＰ、。、／ ΔＣＶ＞　は一定のままである。

上の゛　び　占 この発明は連続階調放射線写真レーザプリンタのようなレーザ画像化システムに おいて用途を持っていて、レーザダイオード及び音響光学的変調器を同時に変調 することによって、レーザプリンタの拡張されたダイナミックレンジは、記録フ ィルムの全ダイナミックレンジに及び濃度で画像をプリントすることを可能にし 且つ４．０のような高い最大濃度を持った原初放射線写真の再現を可能にする。

ＦＩＧ、／ Ｐ（レーザパワー）　ＣｖＩ ＦＩＧ、２　ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、　４　ＦＩＧ、　５ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．レーザ出力ビームを発生するためのレーザダイオード、前記のレーザ出力ビ ームを変調するための音響光学的変調器、並びに入力画像信号を加えて前記のレ ーザダイオード及び前記の音響光学的変調器を前記の入力信号の関数として同時 に変調するようにするための装置、を備えているレンジ拡張形レーザ画像化シス テム。
2. ２．前記の加える装置がディジタル画像入力信号を加え且つ更に前記のダイオー ドレーザ及び前記の音響光学的変調器をそれぞれの線形動作領域において同時に 駆動する出力ディジタル信号を発生するための探索装置を含んでいる、請求項１ のシステム。
3. ３．ディジタル−アナログ変換装置、ダイオードレーザ駆動器装置、及び音響光 学的変調器駆動器装置を含んでいて、これにより前記の探索表装置のディジタル 出力信号が前記のディジタル−アナログ変換器装置に加えられてアナログ信号を 発生し、この信号が前記のレーザ駆勤器装置及び前記の変調器駆動器装置をそれ ぞれ駆動して前記のダイオードレーザ及び前記の音響光学的変調器を前記の探索 表装置からの前記の出力信号の関数として同時に変調するようになっている、請 求項２のシステム。
4. ４．前記の変調されたレーザビームを感光性媒体上へ走査して、前記の入力画像 信号に対応して前記の媒体上に画像を生成するための走査器装置を含んでいる、 請求項４のシステム。
5. ５．前記の入力画像信号が放射線写真画像信号であり且つ前記の感光性媒体が放 射線写真フィルムであり、従って前記のレーザダイオードが前記の入力画像信号 に対応して前記の放射線写真フィルムに放射線写真画像を生成する、請求項４の システム。