DE3117219A1

DE3117219A1 - Laser-aufzeichnungsgeraet

Info

Publication number: DE3117219A1
Application number: DE19813117219
Authority: DE
Inventors: Yuji Asaka Saitama Ohara
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1980-04-30
Filing date: 1981-04-30
Publication date: 1982-03-04
Also published as: JPS6230549B2; US4375065A; JPS56153333A; DE3117219C2

Description

PATENTANWÄLTE

*"N Λ ■* ~~^τ ·"■·· -* s-S

Ji I / ^ i J

A. GRÜNECKER

DtFL-ING.

H. KINKELDEY

DR-INa

W. STOCKMAIR

DR-ING-- AeE[CALTED-Q

K. SCHUMANN

DH. VEH. NAT - DPL.-FWSL

P. H. JAKOB

DIPL-ING.

β. BEZOLD

DR. PER. MAT CIFL-CHBVt.

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

B e s c h r e ibung
Laser-Auf zeichnungsgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufzeichnungsgerät, das einen Halbleiterlaser benutzt, der.ein Bild, wie z.B. eine Halbtöne.aufweisende Fotografie, mit hoher Genauigkeit
wiedergeben kann.

Um einen Laserstrahl hinsichtlich seiner Intensität zum
Aufzeichnen des Abbildes eines Üalbtönejaufweisenden Bildes zu modulieren, kann jede der folgenden Techniken benutzt
werden:

(1) Eine einen optischen Ultraschallmodulator benutzende Technik,

(2) eine den Entladestrom eines Gaslasers ändernde Technik und

TELEFON (O8O) 22 3882 TELEX O5-S938Ö TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIEHER

(3) eine den Strom eines Halbleiterlasers -verändernde Technik.

Die erste Technik hat den Nachteil, daß sie einen teuren optischen Ultraschallmodulator und einen Mechanismus zum feinen Einstellen eines Modulators auf den Bragg-Winkel benutzt und damit insgesamt hohe Herstellungskosten und einen komplizierten Aufbau benutzt.

Die zweite Technik zum Ändern des Entladestroms des Gaslasers ist ebenfalls nachteilig, da die Modulationsfrequenz niedrig ist und bei einigen hundert Hertz liegt sowie die Lebensdauer der Laserröhre infolge von Änderungen des Entladestroms vermindert ist.

Die dritte Technik mit einer Änderung des Stroms des Halbleiterlasers hat den Nachteil, daß der Halbleiterlaser die in Figur 1 gezeigte Kennlinie einer optischen Ausgangsgröße in Abhängigkeit von dem Strom hat, wobei die optische Ausgangsgröße bereits durch eine kleine Änderung des Eingangsstroms stark geändert wird, wodurch es besonders schwierig ist, ein Bild mit Halbtönen durch Steuern der optischen Ausgangsgröße in analoger Weise durch Ändern des zugeführten Stroms aufzuzeichnen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Laser-Aufzeichnungsgerät zu schaffen, das Halbtöne mit hoher Genauigkeit wiedergeben kann.

Die Erfindung verbessert die Qualität eines Bildes, das von einem Laser-Aufzeichnungsgerät erzeugt xfird, wie es in der US-Patentanmeldung, Ser.Uo. 214 815 vom 9. Dezember 1980 beschrieben ist, wobei ein Eingangssignal mit einem Abtastimpulssignal abgetastet wird, ein Hochfrequenzimpuls mit einer Frequenz von mindestens 10 Hz unter Benutzung des Abtastim-

pulssignals erzeugt wird, und die Anzahl der Hochfrequenzimpulse, die während einer AbtastZeitdauer abgegeben werden, gesteuert und an einen Halbleiterlaser gegeben wird.

Der Ausdruck "Abtastimpulse" oder "Abtastimpulssignal" soll hier Impulse oder ein Impulssignal zum Abtasten eines Eingangsvideosignals zu bestimmten Zeitintervallen bedeuten. Die Frequenz des Abtastimpulssignals kann in gewünschter Weise gewählt werden, obwohl vorzugsweise zum Wiedergeben des Bildes mit einer hohen Auflösung diese frequenz etwas höher als die maximale !frequenz des Eingangsvideosignals sein soll. Außerdem bedeutet der Ausdruck "Hochfrequenzimpulssignal" ein Impulssignal mit einer Frequenz, die höher als die des Abtastimpulssignals ist und vorzugsweise mehrere 100 bis zu mehreren 1000 Hz beträgt. Diese zwei Impulssignale können unabhängig voneinander erzeugt werden. Torzugsweise wird jedoch das Abtastimpulssignal durch Frequenzteilung des Hochfrequenzimpulssignals erhalten.

Die Größe der Belichtung eines jeden der Bildelemente, die ein Bild bilden, wird durch die Anzahl der Hochfrequenzimpulse bestimmt, die an einen Halbleiterlaser nach Maßgabe des Pegels eines Eingangsvideosignals während einer Abtastzeitdauer zugeführt werden. Wenn die optische Energie des Halbleiterlasers, die an ein lichtempfindliches Material entsprechend einem Hochfrequenzimpuls gegeben wird, durch (f gegeben ist, und die Anzahl der Hochfrequenzimpulse, die für ein Bildelement erzeugt werden, nach Maßgabe des Pegels eines Eingangsvideosignals durch IT gegeben ist, ist die gesamte optische Energie, d.h. die dem Bildelement zugeführte Belichtung

E = Ή . ^e.

Die Anzahl der Hochfrequenzimpulse entspricht nicht nur linear dem Eingangssignal, sondern sie berücksichtigt auch

I i . -: i J

die logarithmische Umformung des Eingangs signals und die Kennlinien eines benutzten Aufzeichnungsmaterials oder eine bestimmte gespeicherte Eingangs- und Ausgangs-Kennlinie. Der Ausdruck "Eingangssignal", wie er hier benutzt wird, bedeutet ein Videosignal, das entweder ein analoges oder ein digitales Signal sein kann.

Die Beziehung zwischen der Anzahl der Impulse und der Dichte eines aufgezeichneten Bildes, wobei das Bild mit einem Halbleiterlaser aufgezeichnet wird, der durch die Anzahl der ihm zugeführten Hochfrequenzimpulse gesteuert wird, wird anhand der Figur 2 erläutert.

Eine Kurve I in Figur 2 gibt eine Kennlinie eines Aufzeichnungsmaterials an. Im einzelnen ist sie ein Beispiel der Beziehung zwischen dem logarithmischen Wert der Belichtung E und der Dichte D. Eine Kurve II in Figur 2 ist ein Beispiel der Beziehung zwischen der Anzahl Ή von abgegebenen Hochfrequenzimpulsen und dem logarithmischen Wert der Belichtung E für das Aufzeichnungsmaterial, der aus der Zahl Ή erhalten wird.

Wenn in Figur 2 ein Dichtepegel gewählt ist, kann die entsprechende Anzahl Ή der Hochfrequenzimpulse erhalten werden, wie dieses durch die Pfeile in Figur 2 angegeben ist. Wenn z.B. die Dichte D von 0,1 auf 0,2 im Teil niedriger Dichte der Figur 2 geändert wird, vergrößert sich die Impulsanzahl U lediglich um etwa 9 Impulse. Wenn jedoch die Dichte D von 1,3 auf 1,4 im Teil hoher Dichte der Kurve geändert wird, muß die Impulsanzahl H um etwa 50 Impulse vergrößert werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird klar, daß, um Abstufungen mit gleichen DichteIntervallen mit einer ausreichend hohen Genauigkeit wiedergeben zu können, die Frequenz

des- Hochfrequenzimpulssignals sehr viel höher sein muß als die des Abtastimpulssignals, nämlich z.B. um einen Faktor von mehreren Hundert bis zu mehreren Tausend höher.

Die Beziehung der Frequenz £ des Abtastimpulssignal, der Frequenz f-n· des Hochfrequenzimpuls signals und der maximalen

Impulsanzahl iL_o__, die für den maximalen Pegel des Eingangsmax

signals erforderlich ist, für den die maximale Belichtung erzeugt werden soll, ist durch die folgende Gleichung festgelegt :

Wenn es erforderlich ist, die Genauigkeit bei der Wiedergabe der Abstufungen zu verbessern, indem die Dichteintervalle kleiner gemacht werden, wia?d in Abhängigkeit von den Kennlinien des lichtempfindlichen Materials, wie dem maximalen Gradienten γ der Kennlinie und dem Bereich der Dichte D, die maximale Impulsanzahl IL₃₃. sehr viel größer als die Impulsanzahl Ή in Figur 2. Dadurch wird auch die Frequenz fg. des Hochfrequenzimpulssignals sehr hoch. Es kann daher schwierig werden, eine Schaltung zum Ausführen dieser Technik aufzubauen.

Wenn z.B. die Abtastimpulsfrequenz f = 100 KHz und die maximale Impulsanzahl H____ = 500 sind, wird die zugehörige

HIaLX.

Frequenz f-g. des Hochfrequenzimpulssignals aus der Gleichung (2) = 50 MSz. In diesem Fall kann die zu benutzende Schaltung nicht mit herkömmlichen TTL-Logikelementen aufgebaut werden, und es müssen EGL-Logike.lemente benutzt werden, wodurch die Schaltung in nachteiliger Weise sehr teuer wird.

Ein weiterer Hachteil ist der folgende: Wenn, wie in Figur gezeigt ist, die maximale Anzahl Ή der Hochfrequenzim-

■--■-·-! -λ ι „_ ; J

pulse während der Abtastzeitdauer ein-c; Eildelementes abgegeben wird, wird kein Licht während einer Zeitdauer, die in Figur 3 ii durch den schraffierten Bereich angegeben ist, zwischen benachbarten Impulsen erzeugt, wodurch ■ der Uutzfaktor der Lichtquelle niedrig ist und damit die Intensität des abgegebenen Lichtes der Lichtquelle vergrößert werden muß.

Wie außerdem in der US-Patentanmeldung, Ser.Ho. 214 815, erläutert ist, wird, wenn der Lichtstrahl mit einer Impulsbreite abgegeben wird, die der Anzahl IT der Hochfrequenzimpulse entspricht, wie es in Figur 3 iü gezeigt ist, was nachfolgend als "Impulsbreitenmodulation" bezeichnet wird, der optische Nutzfaktor annähernd verdoppelt, während das Belichtungsinkrement Δ e entsprechend etwa zweimal dem für die Impulsanzahlmodulation (Figur 3 ü) ist. Dadurch wird die Auflösung eines Belichtungspegels für jedes Bildelement, d.h. die Wiedergabedichte-Auflösung, unvermeidbar vermindert.

Im Hinblick auf die vorstehend erläuterten Probleme' ist es Aufgabe der Erfindung, ein Laser-Aufzeichnungsgerät zu schaffen, bei dem die Frequenz f^. des Hochfrequenzimpulssignals auf die Hälfte der bei der herkömmlichen Anordnung vermindert werden kann, wobei die Wiedergabedichte-Auflösung unverändert beibehalten wird, wodurch die Herstellungskosten für die Schaltung vermindert werden und der Nutzfaktor der Lichtquelle annähernd verdoppelt wird.

Diese Aufgabe und weitere Ziele der Erfindung werden durch ein Laser-Aufzeichnungsgerät gelöst bzw. erreicht, bei dem ein Eingangssignal mit einem Abtastsignal abgetastet wird. Ein erstes Signal, das durch Steuerung der Anzahl der Impulse, die während einer Abtastzeitdauer nach Maßgabe des

Pegels des Eingangssignals abgegeben werden, erzeugt wird, und ein zweites Signal, das durch Steuern der Breite der Impulse, die während der Abtastzeitdauer nach Maßgabe des Pegels des Eingangssignals abgegeben werden, erzeugt wird, werden zu einem, dritten Signal zusammengefaßt, und ein Lichtstrahl wird einer binären (EIE/AUS) Modulation mit dem dritten Signal unterworfen, um ein Abbild eines Bildes mit Halbtönen aufzuzeichnen.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den TJnteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt:

ig. 1 Eine den Strom eines Halbleiterlasers in Beziehung zur optischen Ausgangsgröße angebende Kennlinie,

Fig. 2 und 3i bis 3üi Kennlinien und Signaldiagramme zur Erläuterung der Prinzipien einer Impulsanzahlmodulation und einer Impulsbreitenmodulation,

Fig. 4 Ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Laser-Aufzeichnungsgerätes,

Pig. 5 und 6i bis 6viii Signaldiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung des in Figur 4 gezeigten Laser-Aufzeichnungsgerätes und

Fig. 7 Schematisch eine Zeitgeberschaltung, die bei dem in Figur 4 gezeigten Laser-Aufzeichnungsgerät benutzt wird.

-ί ι

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Laser-Aufzeichnungsgerätes wird anhand der Zeichnungen erläutert.

Bei dem in Figur 4- gezeigten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Laser-Aufzeichnungsgerätes ist ein Halbleiterlaser-Oszillator 1, eine den Strahl formende Linse 2, eine Ablenkungseinrichtung 3j eine lOkussLerlinse 4 und ein Aufzeichnungsblatt 5 gezeigt. Das Aufzeichnungsblatt 5 soll ein mit Silbersalz beschichtetes fotografisches oder ein elektronisch-fotografisches Aufzeichnungsmaterial sein, das Halbtöne wiedergeben kann und gegenüber der "Wellenlänge eines Halbleiterlaserstrahls im roten oder infraroten Spektrum empfindlich ist. Ein stromimpulsmodulierter Halbleiterlaserstrahl 6 wird durch die den Strahl formende Linse 2 gesammelt, durch die Ablenkeinrichtung 3 abgelenkt und mit Hilfe der Fokussieelinse 4 auf eine bestimmte Punktgröße geformt. Der so geformte Laserstrahl wird in einer Hauptabtastrichtung auf dem Aufzeichnungsblatt 5 bewegt, um eine Abtastzeile 7 auf diesem zu ziehen. Ein hilfsweises Abtasten wird durch Bewegen des Aufzeichnungsblattes 5 in Richtung des Pfeils 8 ausgeführt. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird als Ablenkeinrichtung 3 ein Galvanometer benutzt .

Ein Halbleiterlaser-Modulationsverfahren, das eines der Merkmale der Erfindung darstellt, wird jetzt erläutert.

Ein Halbleiterlaser kann mit einer Hochfrequenz bis zu mehreren 100 MHz impulsmoduliert werden. Die Größe des von dem Laser erzeugten Halbleiterlaserlichtes kann durch Steuern der Anzahl von Impulsen gesteuert werden, die nachfolgend als eine Impulsanzahl bezeichnet wird und zum Impulsmodulieren des Lasers benutzt wird, um damit Halbtöne

3 Λ *■ *~Ί O ^ -'Ί I ! ι .-._ ι

mit hoher Genauigkeit aufzuzeichnen.

Ein Beispiel einer solchen Impuls-Modulationstechnik wird anhand der Figur 3 erläutert. Ein Eingangsvideosignal 9 wird durch einen signalformenden Verstärker 10 auf einen bestimmten Pegel verstärkt. Das "Videosignal 9 ist z.B. ein Faksimileeingangssignal, das die Dichte des ursprünglichen Bildes angibt.

Das so signalgeformte Eingangssignal wird an einen Analog-Digital-Umformer 11 gegeben, wo es z.B. in ein 5-Bit-Digitalsignal 12 quantisiert wird. Die Arbeitsweise des A/D-Umformers 11 wird durch ein Abtastimpulssignal 14 gesteuert, das von einer Zeitgeberschaltung 13 abgegeben wird. Der A/D-Umformer 11 speichert das Digitalsignal, bis ihm ein nachfolgender Abtastimpuls zugeführt wird. Das Digitalsignal 12 wird an eine Sammelschaltung 15 für den digitalen Wert gegeben. Die Sammelschaltung 15 gibt eine Hochfrequenzimpulsanzahl IT ab, die einem Eingangssignalpegel entspricht, d.h. einem Dichtepegel D, wie er anhand von Figur 2 erläutert wurde. Die Schaltung 15 kann mit einem programmierbaren Festspeicher PROM realisiert werden. Die Bits des Eingangssignals 12 werden als ein Adressensignal an die Schaltung 15 gegeben, aufgrund dessen die Schaltung 15 die Hochfrequenzimpulsanzahl Ή abgibt, die an dieser Adresse gespeichert ist.

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Signal von dem Faksimilesender ein Signal, das die Dichte des Originalbildes angibt und die Form eines logarithmischen Umformungssignals hat. Wenn jedoch ein Signal in logarithmischer Form eingegeben wird* kann eine Schaltung zum Ausführen der logarithmischen "umformung in der Umformer schaltung'für den digitalen· Wert enthalten sein.

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Bits des Eingangssignal 12 in einer Folge an das erste Adresseneingangsbit über das fünfte Adresseneingangsbit der Sammelschaltung 15 für den digitalen Wert zugeführt,.

und ein Adressenschaltsignal 16 von der Zeitgeberschaltung 13 wird an das sechste Adresseneingangsbit der Schaltung gegeben.

Die Beziehung zwischen dem Abtastimpulssignal 14· und dem Adressenschaltsignal 16 ist in Figur 5 gezeigt. Im einzelnen nimmt das Adressenschaltsignal 16 einen niedrigen logischen Pegel "L" und einen hohen logischen Pegel "H" abwechselnd während jeder Abtastperiode an. Die Sammelschaltung 15 für den digitalen Wert gibt daher zwei Arten von Daten nacheinander in Abhängigkeit von dem Adresseneingang ab, der durch die Kombination des 5-Bit-Eingangssignals 12 und des Adressenschaltsignals 16 bezeichnet ist. Ein erstes Datenwort 17, das durch die Sammelschaltung für den digitalen Wert abgegeben wird, wenn das Adressenschaltsignal 16 den Pegel ¹¹L" hat, wird an eine erste Verriegelungsschaltung 18 gegeben und in dieser nach Maßgabe eines ersten Zeitgabeimpulses 19 "von der Ze it gäbe schaltung 13 verriegelt. Andererseits wird ein zweites Datenwort 20, das von der Sammelschaltung 15 für den digitalen Wert abgegeben wird, wenn das Adressenschaltsignal 16 den Pegel "H" hat, an eine zweite Verriegelungsschaltung 21 gegeben und in dieser nach Maßgabe eines zweiten Zeitgabeimpulses 22 von der Zeitgabeschaltung 13 verriegelt. Gleichzeitig wird das von der ersten Verriegelungsschaltuqg 18 verriegelte erste Datenwort 17 an eine dritte Verriegelungsschaltung 23 gegeben und in dieser bei Erhalt des zweiten Zeitgabeimpulses 22 verriegelt. Das erste von der dritten Ver— riegelungsschaltung 23 verriegelte Datenwort 17 wird an einen ersten Eingang einer ersten Vergleichsschaltung 24-gegeben, während das zweite Datenwort 20, das von der zwei-

3 i ι / - -16 -

ten Verriegelungsschaltung 21 verriegelt ist, an einen ersten Eingang einer zweiten Vergleichsschaltung 25 gegeben wird.

Impulse des ersten Zeitgabeimpulssignals 19» wie sie in S¹XgUr 5 gezeigt sind, werden abgegeben, wenn das Adressenschaltsignal 16 den Pegel "L" hat, und das von der Sammelschaltung.15 für den digitalen Wert abgegebene erste Datenwort 17 ist stabil. In gleicher Weise werden Impulse der zweiten Zeitgabeimpulse 22 abgegeben, wenn das Adressenschal tsignal 16 auf den Pegel "H" ansteigt, und das zweite Datenwort 20, das von der Sammelschaltung 15 für den digitalen Wert abgegeben wird, ist stabil.

Eine Zahlerschaltung 28 zählt Impulse eines Hochfrequenzimpulssignals 27₅ das von einem Hochfrequenzimpulsgenerator 26 abgegeben wird. Der Zählerstandswert 29 der Zählerschaltung 28 wird an einem zweiten Eingang der ersten Vergleichsschaltung 24 und an einem zweiten Eingang der zweiten Ver-■ gleichsschaltung 25 gegeben. Der Zählerstandswert 29 wird außerdem an die Zeitgabeschaltung 15 gegeben. Die Zeitgabeschaltung 13 erzeugt das zuvor erläuterte Abtastimpulssignal 14, das Adressenschaltsignal 16, das erste Zeitgabeimpulssignal 19 und das zweite Zeitgabeimpulssignal 22 nach Maßgabe des Zählerstandswertes 29· Die zweiten Zeitgabeimpulssignale 22 werden außerdem an einen. Lös ehe ingang des Zählers 28 gegeben, um den Zähler zu löschen und Anschlüsse von ersten und zweiten Flip-Flop-Schaltungen 30 und 31 zu setzen.

Die Zeitgabeschaltung 13 wird im einzelnen anhand der Figur erläutert, die ein Schaltungsbeispiel der Zeitgabeschaltung 13 zeigt, die Inverter 101 bis 1*i3,- TOID-Glieder 114 bis 117 und ein Flip-Flop 118 aufweist. Bei der folgenden Erläuterung wird angenommen, daß 254 Impulse von dem Impulsgenerator 26

lediglich, als ein Beispiel angegeben ist. Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß die ZeitbeZiehung, die zwischen dem Abtastimpuls 14- und dem zweiten Zeitgabeimpuls 22 angegeben ist, ebenfalls nur ein Beispiel ist.

Wenn das erste Datenwort 17, das an den ersten Eingang der ersten Vergleichssehaltung 24· gegeben wird, mit dem Zählerstandswert 29 der Zählerschaltung 28 übereinstimmt, gibt die erste Vergleichsschaltung 24- ein erstes Koinzidenzsignal 32 ab, das das Flip-Flop 30 zurücksetzt. Wenn andererseits das an den ersten Eingang der zweiten Vergleichsschaltung 25 gegebene zweite Datenwort 20 mit dem Zählerstandswert 29 der Zählerschaltung 28 übereinstimmt, gibt die zweite Vergleichsschaltung 25 ein zweites Koinzidenzsignal 33 ab, das das zweite Flip-Hop 31 zurücksetzt. Ein von dem ersten Flip-Flop 30 abgegebenes Verknüpfungssignal 34- wird an einen Eingang eines tTÜD-G-liedes 35 gegeben, an dessen anderen Eingang das Hochfrequenzimpulssignal 27 von dem Hochfrequenzimpuls-Generator 26 gegeben wird. Wenn das Verknüpfungssignal 34- einen Pegel "H" hat, gibt das TIHD-Glied 35 ein Impulsanzahl-Modulationssignal 36 ab, das an einem Eingang eines ODER-Gliedes 37 gegeben wird. Ein impulsbreiten-Modulationssignal 38, das von dem zweiten Flip-Flop 31 abgegeben wird, wird an den anderen Eingang des ODER-Gliedes 37 gegeben. Dadurch gibt das ODER-Glied 37 ein zusammengesetztes Impulsanzahl-Impulsbreiten-Modulationssignal 39 ab, das an eine Halbleiterlaser-Oszillatortreiberschaltung 4-0 gegeben wird, mit der das Ausgangssignal des Halbleiterlaser-rOszillators 1 einer EIN/AUS-Steuerung unterworfen wird.

Die zusammengesetzte Impulsanzahl-Impulsbreiten-Modulation, die ein besonderes Merkmal der Erfindung darstellt, wird jetzt im einzelnen anhand der Figur 6 erläutert. Figur 6i zeigt das zweite Zeitgabeimpulssignal 22. Das zweite Zeit-

- 18 - 3 i 1 IL \ d

gäbeimpulssignal 22 wird zum Verriegeln des ersten Datenvrortes 17 "und des zweiten Datenwortes 20 in der dritten Verriegelungsschaltung 25 und der zweiten Verriegelungsschaltung 21 Jeweils benutzt, um die ersten und zweiten Flip-Flops 30 und 31 zu setzen sowie die Zählerschaltung zu löschen. Das Verknüpfungssignal 34- (Figur 6iii und 6v) wird zur Steuerung der Anzahl H der Impulse des Hochfrequenzimpulssignals 27 (Figur 6ii) benutzt, das während der AbtastZeitdauer, d.h. während einer Periode des zweiten Zeitgabeimpulssignals 22, erzeugt wird. Das Verknüpfungssignal 34- wird als das Impuls an zahl-Modulat ions signal 36 von dem TJID-Glied 35 abgegeben (Fig. 6iv oder Fig. 6vi).

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel bedeutet der Ausdruck "Abtastzeitdauer" die Periodendauer des zweiten Zeitgabeimpulssignals 22, das in Figur 2i gezeigt ist, anstelle der Periodendauer des Abtastimpulssignals 14, das in Figur 5 gezeigt ist, obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist.

Das Impulsbreiten-Modulationssignal 38 (Figur 6viii), das von dem zeiten Flip-Flop 31 abgegeben wird, und das Impulsanzahl-Modulationssignal 36 (Figur 6vi) werden an das ODER-Glied 37 gegeben, das Impulsbreiten-Modulationssignal 38 wird als Komplement zu dem Impulsanzahl-Modulationssignal 36 (Figur 6vi) benutzt, wie dieses durch die schraffierten Teile der Figur 6viii'gezeigt ist. Auf diese Weise wird das zusammengesetzte Impulsanzahl-Impulsbreiten-Signal erhalten, das in Figur 6viii gezeigt ist.

Das zuvor beschriebene Laser-Aufzeichnungsgerät ist so ausgelegt, daß,wenn der Belichtungspegel so groß ist, daß die Impulsanzahl IT des Impulsanzahl-Modulationssignals 36 die maximale Anzahl ^_maJC der Impulse übersteigt, die während

für jede AbtastZeitdauer abgegeben werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Zeitgabeschaltung 13 wird das zweite Zeitgabeimpulssignal 22 durch den Inverter 101 und das UND-Glied 114 erzeugt, wenn der Zählerstandswert 29 der Zählerschaltung 28 = 254 ist. Das erste Zeitgabeimpulssignal 19 wird von dem Inverter 102 und dem UND-Glied 115 erzeugt, wenn der Zählerstandswert 29 = 127 ist. Das Abtastimpulssignal 14 wird von den Invertern 103 bis 108 und dem UND-Glied 116 erzeugt, wenn der Zählerstandswert 29 = 10 ist. Außerdem wird ein Signal von den Invertern 109 bis 113 irnd dem UND-Glied 117 erzeugt, wenn der Zählerstandswert 29 = 137 ist, wobei dieses Signal an den Setzeingang des Flip-Flops 118 gegeben wird, während der Abtastimpuls an dessen Rücksetzeingang gegeben wird. Auf diese Weise hat das von dem Flip-Flop 118 erzeugte Adressenschaltsignal 1£ 3 inen logischen Pegel "L", wenn der Zählerstandswert 29 von 10 auf 137 vergrößert wird, und es hat einen Pegel von "H", wenn der Zählerstandswert 29 von 137 zurück auf 10 vermindert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann, obwohl die Zeitdauer von der Erzeugung des Abtastimpulssignals 14 bis zur Erzeugung des ersten Zeitgabeimpulssignals 19 auf die Zeitdauer zum Zählen von 117 Zeitinkrementen (« 127 -10) eingestellt ist, das erste Zeitgabeimpulssignal 19 solange"abgegeben werden, wie die folgende Bedingung erfüllt ist. D.h., es kann abgegeben werden, wenn das Eingangsvideosignal 9» das von dem A/D-Umformer 11 mit der Zeitgabe des Abtastimpulssignals 14 quantisiert wird, in.das Eingangs-Digitalsignal 12 umgeformt wird, und das erste Datenwort 17 von der Sammelschaltung 15 für den digitalen Wert stabil ist, das ausgegeben wird, wenn das Adressenschaltsignal 16 den Pegel "L" hat. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die Einstellung der Änderung des Zählerstandswertes 29 von der Erzeugung des Abtastimpulssignals 14 bis zu der des ersten Zeitgabeimpulses

~ 20 ~ oil/ , ϋ

der Abtast Zeitdauer abgegeben wird ₅ das Impulsbreiten-Mo dulat ionssignal 38 in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Datenworten 17 und 20 abgegeben wird, die nach. Maßgabe des Pegels des Eingangssignals 9 von der Sammelschaltung 15 für den digitalen Wert erzeugt werden. Daher wird, wie in Pigur 2 gezeigt ist, die Größe der Belichtung durch die Impulsanzahl-Modulation zum Wiedergeben von Teilen niedriger Dichte und durch die zusammengesetzte Impulsanzahl-Impulsbreiten-Modulation zum Wiedergeben von Teilen, hoher Dichte gesteuert, für die die Impulsanzahl Ή die maximale Impulsanzahl 3ÜL__ übersteigt.

IUgUC

Aus der vorstehenden Beschreibung wird klar, daß nach Maßgabe der Erfindung das Belichtungsverhältnis, d.h. die Belichtung pro Impuls, bezogen auf die maximale Belichtung, im wesentlichen gleich zweimal dem bei der herkömmlichen Modulationstechnik ist, die nur die Impulsanzahl benutzt. Daher kann bei der Erfindung zum Erreichen des gleichen Modulationsverhältnisses die Frequenz £„ des Hochfrequenzimpulssignals, die durch die Gleichung (2) bestimmt ist, gegenüber der bisher erforderlichen auf die Hälfte vermindert werden. Die Schaltung kann daher mit herkömmlichen {KOIr-Logikelementen aufgebaut werden, und der Hutzfaktor der Intensität der Lichtquelle kann verdoppelt werden, ohne daß die Auflösung eines Belichtungspegels für Jedes BiIdelement, d.hi die Wiedergabedichte-Auflösung, vermindert wird. Die Ausgangsgröße des Lichtes der Lichtquelle kann daher vermindert werden. Dieses sind die mit der Erfindung erzielbaren bedeutenden Wirkungen.

Claims

Patentansprüche

1. Laser-Aufzeichnungsgerät, gekennzeichnet. durch eine Abtasteinrichtung (11,13) zum Abtasten eines Eingangssignals (9) mit einer bestimmten Abtastzeitdauer, eine Einrichtung (18) zum Erzeugen eines ersten Signals (17) in Abhängigkeit vom abgetasteten Eingangssignal zum Steuern einer Anzahl von Impulsen, die während der Abtastzeitdauer nach Maßgabe eines Pegels des abgetasteten Eingangssignals abzugeben sind, eine Einrichtung (21) zum Erzeugen eines zweiten Signals (20) zum Steuern der Breite der während der Abtastzeitdauer nach Maßgabe des Pegels des abgetasteten Eingangssignals abzugebenden Impulse, eine Einrichtung (24,25,26,28,30,31,35,37) zum Zusammenfassen der ersten und zweiten Signale zur Erzeugung eines dritten Signals und einer Einrichtung (40) zum Modulieren einer Lichtstrahlquelle (1) nach Maßgabe des dritten Signals .

TELEFON (O8O) 39 38 62

TELEX Ο6-28 38Ο

TELEQRAMMS MONAPAT

telekopierer

2. Laser-Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (40) zum Modulieren der Lichtstrahlquelle (1) diese in Abhängigkeit des dritten Signals (39) binär moduliert.

3. Laser-Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn ze ichnet, daß die Lichtstrahlquelle (1) einen Halbleiterlaser aufweist.

4. Laser-Aufzeichnungsgerät, gekennzeichnet durch eine Abtasteinrichtung (11,13) zum Abtasten eines analogen Eingangssignals (9) mit einer bestimmten Abtastzeitdauer, eine Einrichtung (18) zum Erzeugen eines ersten Signals (17) in Abhängigkeit vom abgetasteten Eingangssignal zum Steuern einer Anzahl von ersten Impulsen, die während der Abtastzeitdauer abzugeben sind, eine Einrichtung (21) zum Erzeugen eines zweiten Signals zum Steuern der Breite mindestens eines zweiten Impulses, der während der Abtastzeitdauer abzugeben ist, wobei die Breite nach Maßgabe des Pegels des Eingangssignals bestimmt ist, und das zweite Signal nur dann erzeugt wird, wenn der Pegel des Eingangssignals einen bestimmten Wert übersteigt, eine Einrichtung (24,25,26,28,30, 31,35,37) zum Zusammenfassen der ersten und zweiten Signale zur Erzeugung eines dritten Signals (39), durch eine Halbleiterlaserquelle (1) und durch eine Einrichtung (40) zum binären Modulieren der Halbleiterlaserquelle nach Maßgabe des dritten Signals.

5. Laser-Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten und zweiten Signale (17,20) digitale Worte aufweisen.

6. Laser-Aufzeichnungsgerät, gekennzeichnet durch einen Analog-Digital-Umformer (11), dessen analogem Eingang ein analoges Eingangsvideosignal (9) zugeführt ist,

durch eine Zeitgabeschaltung (13) zum Erzeugen eines Abtastimpulssignals (14), eines Adressenschaltsignals (16), eines ersten Zeitgabeimpulssignals (19) und eines zweiten Zeitgabeimpulssignals (22), wobei das Abtastimpulssignal eine Periodendauer hat, die gleich einer Abtastzeitdauer ist, das Abtastimpulssignal an einen Abtastsignaleingang des Analog-Digital-Umformers gegeben wird, das Adressenschaltsignal ein Rechtecksignal mit einer Periodendauer ist, die durch die bestimmte Abtastzeitdauer bestimmt ist, ein Impuls des ersten Zeitgabeimpulssignals während eines ersten logischen Zustandes des Adressenschaltsignals und ein Impuls des zweiten Zeitgabeimpulssignals während eines zweiten logischen Zustandes des Adressenschaltsignals erzeugt werden, durch einen Festspeicher (15), der erste Adresseneingänge, die mit digitalen Ausgängen des Analog-Digital-Umformers verbunden sind, und einen zweiten Adresseneingang hat, dem das Adressenschaltsignal zugeführt wird, durch erste und zweite Verriegelungsschaltungen (18,21), deren Eingänge mit den Ausgängen des Festspeichers verbunden sind, wobei das erste Zeitgabeimpulssignal an einen Takteingang der ersten Verriegelungsschaltung und das zweite Zeitgabeimpulssignal an einen Takteingang der zweiten Verriegelungsschaltung gegeben werden, durch eine dritte Verriegelungsschaltung (23), deren Eingänge mit den Ausgängen der ersten Verriegelungsschaltung verbunden sind und deren Takteingang das zweite Zeitgabeimpulssignal erhält, durch einen' Impulsgenerator (26) zum Erzeugen einer kontinuierlichen Folge von Hochfrequenzimpulsen, durch einen Zähler (28), dessen einer Takteingang mit einem Ausgang des Impulsgenerators verbunden ist, und der einen Zählerstand in Abhängigkeit der von dem Impulsgenerator erzeugten Impulse erzeugt, wobei Eingänge der Zeitgabeschaltung (13) mit den Ausgängen des Zählers verbunden sind, und die Zeitgabeschaltung das Abtastimpulssignal, das Adressenschaltsignal, das erste Zeitgabeimpulssignal und das zweite Zeitgabeimpulssignal in Abhängig-

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keit von den Ausgangssignalen des Zählers erzeugt, durch erste und zweite Vergleicher (24,25) mit ersten Eingängen, die mit den Ausgängen des Zählers verbunden sind, wobei der erste Vergleicher (24) zweite Eingänge hat, die mit den Ausgängen der dritten Verriegelungsschaltung (23) verbunden sind, und der zweite Vergleicher (25) zweite Eingänge hat, die mit den Ausgängen der zweiten Verriegelungsschaltung (21) verbunden sind, die dritte Verriegelungsschaltung (23) ein erstes digitales Wort speichert, das eine Anzahl von Hochfrequenzimpulsen angibt, und die zweite Verriegelungsschaltung (21) ein zweites digitales Wort speichert, das eine Impulsbreite angibt, ein erstes S-R-Flip-Flop (30), dessen Setzeingang mit einem Vergleichsausgang des ersten Vergleichers (24) verbunden ist, ein zweites S-R-Flip-Flop (31), dessen Setzeingang mit einem Vergleichsausgang des zweiten Vergleichers (25) verbunden ist, wobei der Zähler und die ersten und zweiten S-R-Flip-Flops Rücksetzeingänge haben, denen das zweite Zeitgabeimpulssignal zugeführt ist, ein UND-Glied (35), dessen erster Eingang mit dem Ausgang des Impulsgenerators (26) und dessen zweiter Eingang mit einem Ausgang des ersten S-R-Flip-Flops (30) verbunden sind, ein ODER-Glied (37), dessen erster Eingang mit einem Ausgang des UND-Gliedes und dessen zweiter Eingang mit einem Ausgang des zweiten S-R-Flip-Flops verbunden sind, einen Halbleiterlaser (1) und einen Treiber (40) zum Modulieren des Halbleiterlasers nach Maßgabe eines Ausgangssignals des ODER-Gliedes.

7. Laser-Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Zeitgabeschaltung (13) erste bis vierte Decoder, die einen Eingang haben, der mit den Ausgängen des Zählers (28) verbunden ist, die Ausgangsimpulse in Abhängigkeit von bestimmten ersten bis vierten Ausgangszählerständen des Zählers erzeugen, wobei der erste Zählerstandswert größer als der zweite Zählerstandswert ist,

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der zweite Zählerstandswert größer als der dritte Zählerstandswert ist, und der dritte Zählerstandswert größer als der vierte Zählerstandswert ist, das zweite Zeitgabesignal (22) an einem Ausgang (114) des ersten Decoders erzeugt wird, das erste Zeitgabeimpulssignal (19) an einem Ausgang (115) des dritten Decoders erzeugt wird, und das Abtastimpulssignal (14) an einem Ausgang (116) des vierten Decoders erzeugt wird, und ein drittes S-R-Flip-Flop (118) aufweist, wobei der Ausgang (116) des vierten Decoders mit einem Rücksetzeingang des dritten S-R-Flip-Flops verbunden ist, während ein Ausgang (117) des zweiten Decoders axt einem Setzeingang des dritten S-R-Flip-Flops verbunden ist, und das Adressenschaltsignal (16) an einem Ausgang des dritten S-R-Flip-Flops erzeugt wird.