JPH10272805A - Image exposing method using two-dimensional matrix type space optical modulator - Google Patents

Image exposing method using two-dimensional matrix type space optical modulator

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JPH10272805A
JPH10272805A JP8043297A JP8043297A JPH10272805A JP H10272805 A JPH10272805 A JP H10272805A JP 8043297 A JP8043297 A JP 8043297A JP 8043297 A JP8043297 A JP 8043297A JP H10272805 A JPH10272805 A JP H10272805A
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JP
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voltage
state
exposure
dimensional matrix
spatial light
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JP8043297A
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Japanese (ja)
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Koichi Kimura
宏一 木村
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove the influence by the DC component in each pixel part by a method wherein counter-polar DC voltages are applied to every pixel part in the exposure of a photosensitive material by irradiating exposing lights, which are modulated at every pixel part arranged in a two-dimensional matrix-fashion by means of space optical modulator. SOLUTION: The light emitted from a light source 3 is focused by a condenser 4 and incident in a polarized light beam splitter (henceforth expressed as a PBS) 2. An S polarized light wave among these rays of light incident is reflected at the PBS 2 so as to be incident in a two-dimensional space optical modulator 1 in order to be reflected at pixel electrodes through a liquid crystal layer, resulting in being incident in the PBS 2 by passing through the liquid crystal layer again. At this time, only the P polarized light wave of the reflected light passes through the PBS 2 so as to form an image on a photosensitive material 7 through a projecting lens 6. In this case, under the condition that the pixel parts are set for the predetermined time under an ON state, under which an exposing light is outputted, a DC voltage, the absolute value of which is nearly equal to that of an applied DC voltage and the polarity of which is opposite to that of the applied DC voltage, is applied during the period except the On state so as to remove the influence by the DC component in the pixel parts, to which the exposing light is applied during their exposure period.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶素子等から構
成された2次元マトリクス型空間光変調素子を使用して
感光材料に画像露光する方法に関し、特に詳細には、空
間光変調素子に残る直流成分の影響を除去できるように
した画像露光方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for imagewise exposing a photosensitive material using a two-dimensional matrix type spatial light modulator composed of a liquid crystal element or the like, and more particularly, to a method of exposing a photosensitive material to a spatial light modulator. The present invention relates to an image exposure method capable of removing the influence of a DC component.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、画像データに基づいて変調された
光で感光材料、例えば銀塩感材、非銀塩系光反応発色感
材、光熱変換発色感材等を露光し、画像を再現するプリ
ンター装置が各種方式で開発されている。このようなプ
リンター装置に要求される性能の一つに、露光速度の高
速化が挙げられている。
2. Description of the Related Art In recent years, an image is reproduced by exposing a photosensitive material, for example, a silver salt sensitive material, a non-silver salt based photoreactive coloring sensitive material, a photothermal conversion coloring sensitive material, etc., with light modulated based on image data. Printer devices have been developed in various ways. One of the performances required for such a printer device is to increase the exposure speed.

【0003】一般的な露光方式としては、レーザ走査露
光による方式が知られている。しかし、この方式は点順
次露光動作であり、露光時間が長いという欠点がある。
より高速露光に適した方法としては、ライン型光変調素
子、または2次元マトリクス型光変調素子を利用した露
光方式が知られている。前者はライン順次露光動作であ
り、高速露光が可能である。後者は面露光動作であり、
さらに高速露光が期待できる2次元マトリクス型光変調
素子は、駆動信号に応じて光変調状態が変わる画素部が
行、列を構成して2次元マトリクス状に配置されてなる
ものである。この種の空間光変調素子の一つに、新たな
駆動信号が入力されるまで光変調状態を維持する画素部
を備えてなるものが知られている。このタイプの空間光
変調素子は、高品位なディスプレイ素子として開発、商
品化されている。特にアクティブマトリクス型液晶素子
のディスプレイ素子は、その代表的なものである。
As a general exposure method, a method using laser scanning exposure is known. However, this method is a dot-sequential exposure operation, and has a disadvantage that the exposure time is long.
As a method suitable for higher-speed exposure, an exposure method using a line-type light modulation element or a two-dimensional matrix-type light modulation element is known. The former is a line-sequential exposure operation, and enables high-speed exposure. The latter is a surface exposure operation,
The two-dimensional matrix type light modulation device, which can be expected to perform high-speed exposure, has a pixel portion whose light modulation state changes according to a drive signal, is arranged in rows and columns and arranged in a two-dimensional matrix. As one of such spatial light modulators, there has been known a device including a pixel portion that maintains a light modulation state until a new drive signal is input. This type of spatial light modulator has been developed and commercialized as a high-quality display device. In particular, a display element of an active matrix type liquid crystal element is a typical example.

【0004】ところで、この種の空間光変調素子におい
ては、面露光処理において集光率を高めるため、素子の
面積が極力小さいことが望まれる。さらに高品位な画像
を得るためには、素子の画素数を多くする必要がある。
しかし、素子の面積を小さくし、また画素数を増やす
と、当然1画素の面積が小さくなるので、素子の高精細
化が要求される。
In this type of spatial light modulator, it is desired that the area of the element be as small as possible in order to increase the light collection rate in the surface exposure process. In order to obtain a higher quality image, it is necessary to increase the number of pixels of the element.
However, when the area of the element is reduced and the number of pixels is increased, the area of one pixel is naturally reduced. Therefore, high definition of the element is required.

【0005】このような背景から、前述のアクティブマ
トリクス型液晶素子のなかでも、その基板、および画素
回路(主にMOS−FET等のスイッチング素子と信号
保持回路、SRAM回路等のメモリー、デジタル回路)
と周辺駆動回路(主に行選択駆動回路と、列における画
像信号駆動回路)が単結晶半導体で一体型に構成され、
画素回路上部に反射電極を設けて液晶に電圧を供給する
構成の反射型アクティブマトリクス型液晶素子が特に高
集積化、高開口率化の点から好ましい。
[0005] From such a background, among the aforementioned active matrix type liquid crystal elements, the substrate and the pixel circuit (mainly switching elements such as MOS-FETs and signal holding circuits, memories such as SRAM circuits, digital circuits)
And a peripheral drive circuit (mainly a row selection drive circuit and an image signal drive circuit in a column) are integrally formed of a single crystal semiconductor,
A reflective active matrix liquid crystal element having a configuration in which a reflective electrode is provided above the pixel circuit to supply a voltage to the liquid crystal is particularly preferable in terms of high integration and high aperture ratio.

【0006】一方、アクティブマトリクス型液晶素子の
なかでも、液晶材料として強誘電性液晶を用いたもの
は、その高速応答性(応答時間は液晶素材と液晶に印加
する電圧、および温度などに依るが、数μs〜 100μs
程度である)から、プリンター装置用の露光素子として
非常に期待されている。
On the other hand, among the active matrix type liquid crystal elements, those using ferroelectric liquid crystal as a liquid crystal material have high-speed response (the response time depends on the liquid crystal material, voltage applied to the liquid crystal, temperature, etc.). , Several μs to 100 μs
Therefore, it is very expected as an exposure element for a printer device.

【0007】この強誘電性液晶を用いたアクティブマト
リクス型光変調素子は、基本的にスタチック駆動(常に
所望の電圧を液晶層に印加する駆動)が可能であり、必
ずしも液晶自身にメモリー性を有する必要がなく、より
安定に、より高速での書き込みが可能となっている。
The active matrix type light modulation device using the ferroelectric liquid crystal can basically perform static drive (drive always applying a desired voltage to the liquid crystal layer), and the liquid crystal itself necessarily has a memory property. There is no need, and writing can be performed more stably and at higher speed.

【0008】ここで、強誘電性液晶を光変調部に用いた
2次元マトリクス型光変調素子による画像露光について
詳しく説明する。
Here, image exposure by a two-dimensional matrix type light modulating element using a ferroelectric liquid crystal in a light modulating section will be described in detail.

【0009】2次元マトリクス型光変調素子の構造 図1は、この種の空間光変調素子の画素部の断面図であ
る。ここに示されている通り、単結晶のp- 型シリコン
半導体基板10上には、n-MOS−FET11と電荷蓄積容
量Cstg 12が形成されている。n-MOS−FET11はn
+ 型のドレイン領域13、ソース領域14、ゲート酸化膜1
5、および poly-Si膜よりなるゲート電極16から構成
される。また、電荷蓄積容量Cstg 12は、p+ 領域17、
酸化膜18、および poly-Si膜19で構成されている。
[0009] 2-dimensional matrix type light modulation structure diagram 1 of the device, a cross-sectional view of a pixel portion of the spatial light modulator of this kind. As shown here, an n-MOS-FET 11 and a charge storage capacitor Cstg 12 are formed on a single crystal p - type silicon semiconductor substrate 10. n-MOS-FET11 is n
+ Type drain region 13, source region 14, gate oxide film 1
5, and a gate electrode 16 made of a poly-Si film. Further, the charge storage capacitance Cstg 12 is a p + region 17,
It is composed of an oxide film 18 and a poly-Si film 19.

【0010】また、第1層間絶縁膜20を介して第1層A
l配線21が形成され、これにより、ソース領域14に接続
されたソース電極22が形成されている。このソース電極
22により、ソース領域14と電荷蓄積容量Cstg 12の pol
y-Si膜19とが接続されている。なおドレイン領域13に
は、ドレイン電極23が接続されている。さらに第2層間
絶縁膜24を介して画素電極(第2層Al)25が形成さ
れ、ソース電極22と接続されている。
Also, the first layer A is interposed via the first interlayer insulating film 20.
An l wiring 21 is formed, thereby forming a source electrode 22 connected to the source region 14. This source electrode
22, the pol of the source region 14 and the charge storage capacitor Cstg 12
The y-Si film 19 is connected. Note that a drain electrode 23 is connected to the drain region 13. Further, a pixel electrode (second layer Al) 25 is formed via a second interlayer insulating film 24, and is connected to the source electrode 22.

【0011】画素電極25上には配向膜26が形成されてい
る。一方、対向透明基板27の片側にはITOからなる対
向透明共通電極28が形成され、さらにその上に配向膜29
が形成されている。上記2つの基板10、27は、各々と一
体化している配向膜26、29が対向するように配置され、
その間隙に強誘電性液晶30が保持されている。
An alignment film 26 is formed on the pixel electrode 25. On the other hand, a counter transparent common electrode 28 made of ITO is formed on one side of the counter transparent substrate 27, and an alignment film 29 is further formed thereon.
Are formed. The two substrates 10 and 27 are arranged such that the alignment films 26 and 29 integrated therewith face each other,
The ferroelectric liquid crystal 30 is held in the gap.

【0012】図2は、図1の空間光変調素子の画素部の
等価回路である。図示の通り、n-MOS−FET11のソ
ース電極22と電荷蓄積容量Cstg 12の一方、および画素
電極25が接続されている。電荷蓄積容量Cstg 12の他方
は素子の電源グランド電位Vssに接続されている。また
画素電極25と、配向膜26、29、強誘電性液晶30および対
向透明共通電極28により容量Clcが形成されている。
FIG. 2 is an equivalent circuit of a pixel portion of the spatial light modulator of FIG. As shown, the source electrode 22 of the n-MOS-FET 11, one of the charge storage capacitors Cstg 12, and the pixel electrode 25 are connected. The other end of the charge storage capacitor Cstg12 is connected to the power supply ground potential Vss of the element. A capacitor Clc is formed by the pixel electrode 25, the alignment films 26 and 29, the ferroelectric liquid crystal 30, and the opposing transparent common electrode 28.

【0013】ここで、電源グランド電位Vssを基準に、
n-MOS−FET11のゲート電極電圧をVg 、ドレイン
電極電圧をVd 、ソース電極電圧をVs 、対向透明共通
電極電圧をVcom とする。また、Vcom を基準に画素電
極電圧を液晶層電圧Vlcとする。
Here, based on the power supply ground potential Vss,
The gate electrode voltage of the n-MOS-FET 11 is Vg, the drain electrode voltage is Vd, the source electrode voltage is Vs, and the opposing transparent common electrode voltage is Vcom. Also, the pixel electrode voltage is set to the liquid crystal layer voltage Vlc based on Vcom.

【0014】空間光変調素子の基本動作 図3は、空間光変調素子の基本動作を説明するための、
概略の光変調光学系を示すものである。空間光変調素子
1の対向透明基板側に偏光ビームスプリッター(PB
S)2を配置する。光源3からの光はPBS2によりS
偏光波が反射され、空間光変調素子1の対向透明基板27
に入射する。入射した光は液晶30の層を介して画素電極
25により反射され、再度液晶層を通ってPBS2に入射
する。このとき、反射光のP偏光波成分のみがPBS2
を透過し、その光が出力光となる。
FIG. 3 shows the basic operation of the spatial light modulation device.
1 shows a schematic light modulation optical system. A polarizing beam splitter (PB) is provided on the opposite transparent substrate side of the spatial light modulator 1.
S) 2 is arranged. The light from the light source 3 is S
The polarized wave is reflected, and the opposing transparent substrate 27 of the spatial light modulator 1 is reflected.
Incident on. The incident light passes through the pixel electrode through the layer of liquid crystal 30.
The light is reflected by 25 and again enters the PBS 2 through the liquid crystal layer. At this time, only the P-polarized wave component of the reflected light is
And the light becomes output light.

【0015】また図4は、同じく空間光変調素子の基本
動作を説明するための、液晶層電圧Vlcと液晶配向位置
の関係を示している。液晶には双安定性配向を示す強誘
電性液晶を使用するものとする。液晶層電圧Vlcが−V
lcs のとき液晶配向方向が入射偏光軸と一致し、液晶層
電圧VlcがVlcs のとき液晶配向方向が入射偏光軸から
45度の位置になるように、配向処理を行なう。また、液
晶配向方向が入射偏光軸から45度の位置のとき所望の出
力光が得られるように、液晶素材、液晶層厚を適宜調整
する。
FIG. 4 shows the relationship between the liquid crystal layer voltage Vlc and the liquid crystal alignment position for explaining the basic operation of the spatial light modulator. As the liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal exhibiting bistable orientation is used. The liquid crystal layer voltage Vlc is -V
When lcs, the liquid crystal alignment direction coincides with the incident polarization axis, and when the liquid crystal layer voltage Vlc is Vlcs, the liquid crystal alignment direction is shifted from the incident polarization axis.
An orientation process is performed so that the position is 45 degrees. The liquid crystal material and the thickness of the liquid crystal layer are appropriately adjusted so that desired output light is obtained when the liquid crystal alignment direction is at a position at 45 degrees from the incident polarization axis.

【0016】こうすることにより、出力光は液晶層電圧
Vlcが−Vlcs のときOFFとなり、Vlcs のときON
となる。
In this manner, the output light is turned off when the liquid crystal layer voltage Vlc is -Vlcs, and turned on when the liquid crystal layer voltage Vlc is Vlcs.
Becomes

【0017】次に図5は、図1〜4で説明した構成にお
ける画素部の各電圧と出力光の波形とを示している。ま
ず、n-MOS−FET11が導通状態となるようにゲート
電極電圧Vg を十分高いVgon にする。同時にドレイン
電極電圧Vd をVd(on) にすると、画素電圧Vs は略V
d(on) となる。その後にn-MOS−FET11が非導通状
態となるようにゲート電極電圧Vg を十分低いVgoffに
しても、画素電圧Vsは電荷蓄積容量Cstg 12と液晶層
容量Clcにより略Vd(on) を保持する。したがってこの
期間(図5の(a) )の液晶層電圧Vlcは、Vlc=(Vd
(on) −Vcom )となる。
FIG. 5 shows each voltage of the pixel portion and the waveform of output light in the configuration described with reference to FIGS. First, the gate electrode voltage Vg is set to a sufficiently high Vgon so that the n-MOS-FET 11 becomes conductive. At the same time, when the drain electrode voltage Vd is set to Vd (on), the pixel voltage Vs becomes approximately Vd.
d (on). Thereafter, even if the gate electrode voltage Vg is set to a sufficiently low Vgoff so that the n-MOS-FET 11 is turned off, the pixel voltage Vs is maintained at approximately Vd (on) by the charge storage capacitance Cstg12 and the liquid crystal layer capacitance Clc. . Therefore, the liquid crystal layer voltage Vlc during this period (FIG. 5 (a)) is Vlc = (Vd
(on) -Vcom).

【0018】一方、n-MOS−FET11が導通状態とな
るようにゲート電極電圧Vg を十分に高くし、同時にド
レイン電極電圧Vd をVd(off)にすると、画素電圧Vs
は略Vd(off)となる。その後にn-MOS−FET11が非
導通状態となるようにゲート電極電圧Vg を十分低くし
ても、画素電圧Vs は電荷蓄積容量Cstg と液晶層容量
Clcにより略Vd(off)を保持する。したがってこの期間
(図4の(b) )における液晶層電圧Vlcは略Vlc=(V
d(off)−Vcom )となる。
On the other hand, when the gate electrode voltage Vg is made sufficiently high so that the n-MOS-FET 11 is turned on and the drain electrode voltage Vd is made Vd (off) at the same time, the pixel voltage Vs
Is approximately Vd (off). Thereafter, even if the gate electrode voltage Vg is sufficiently reduced so that the n-MOS-FET 11 becomes non-conductive, the pixel voltage Vs is kept substantially at Vd (off) by the charge storage capacitance Cstg and the liquid crystal layer capacitance Clc. Therefore, the liquid crystal layer voltage Vlc during this period (FIG. 4 (b)) is approximately Vlc = (V
d (off) −Vcom).

【0019】ここで対向共通電極電圧Vcom を Vcom =(Vd(on) +Vd(off))/2 となるように印加すると、 (a)期間、 (b)期間の各々の
液晶層電圧Vlcは、 (a)期間: Vlc= (Vd(on) −Vd(off))/2 (b)期間: Vlc=−(Vd(on) −Vd(off))/2 となる。このとき、 (a)期間、 (b)期間の液晶層電圧V
lcが各々Vlcs 以上、−Vlcs 以下になるようにVd(o
n) 、Vd(off)を決定すると、出力光は各々ON、OF
Fと変調できることになる。
Here, when the common electrode voltage Vcom is applied so that Vcom = (Vd (on) + Vd (off)) / 2, the liquid crystal layer voltage Vlc in each of the periods (a) and (b) becomes (a) Period: Vlc = (Vd (on) −Vd (off)) / 2 (b) Period: Vlc = − (Vd (on) −Vd (off)) / 2. At this time, the liquid crystal layer voltage V during the periods (a) and (b)
Vd (o) so that lc is not less than Vlcs and not more than -Vlcs, respectively.
n) and Vd (off), the output light is ON and OF
It is possible to modulate with F.

【0020】なお、実際にはn-MOS−FET11の寄生
容量等の原因により、液晶層電圧Vlcは (a )期間と
(b )期間とで非対称となる場合があるが、本発明に
は特に影響ないので、Vlcは上記式に従うものとする。
In practice, the liquid crystal layer voltage Vlc may be asymmetric between the periods (a) and (b) due to the parasitic capacitance of the n-MOS-FET 11 or the like. Since there is no influence, Vlc follows the above equation.

【0021】ここで、図5のTr は強誘電性液晶の光学
的な応答時間であり、これは一般的に液晶素材、液晶層
電圧Vlc、温度等に依存するが、実用的には数μs〜 1
00μs程度が得られる。画素にデータを書き込む時間
は、液晶層電圧Vlcを液晶の動作電圧Vlcs (または−
Vlcs )にするのに必要な電気的な応答時間と、上記液
晶の光学的な応答時間に依存する。高速にデータを書き
込むためには、これらの両者の時間を短くする必要があ
るが、特に液晶の光学的な応答時間は実用的に限界があ
る。
Here, Tr in FIG. 5 is the optical response time of the ferroelectric liquid crystal, which generally depends on the liquid crystal material, liquid crystal layer voltage Vlc, temperature, etc., but practically several μs. ~ 1
About 00 μs can be obtained. The time for writing data to the pixel is determined by changing the liquid crystal layer voltage Vlc to the liquid crystal operating voltage Vlcs (or −
Vlcs) and the optical response time of the liquid crystal. In order to write data at high speed, it is necessary to shorten both of these times, but the optical response time of the liquid crystal is practically limited.

【0022】空間光変調素子の2次元マトリクス駆動方
図6は、2次元マトリクス空間光変調素子の等価回路で
ある。この例は、m列×n行の画素を有する空間光変調
素子であり、m列×n行の画素回路と、画素回路に信号
を与える行選択駆動回路と、画像信号駆動回路とにより
構成されている。画像データは画像信号駆動回路へ転送
され、また、制御信号と各駆動回路により後述するシー
ケンスが満たされる。ここで、同じ行の画素のゲート電
極が共に接続され、行選択駆動回路の出力である行選択
信号[Vg1、Vg2………、Vgn]によって各々制御され
る。また、同じ列の画素のドレイン電極が共に接続さ
れ、画像信号駆動回路の出力である画像信号[Vd1、V
d2………、Vdm]によって各々データが供給される。
Two-dimensional matrix driving method of spatial light modulator
Act 6 is an equivalent circuit of the two-dimensional matrix spatial light modulation element. This example is a spatial light modulator having m columns × n rows of pixels, and is composed of an m columns × n rows of pixel circuits, a row selection drive circuit that supplies signals to the pixel circuits, and an image signal drive circuit. ing. The image data is transferred to the image signal drive circuit, and a sequence described later is satisfied by the control signal and each drive circuit. Here, the gate electrodes of the pixels in the same row are connected together, and each is controlled by a row selection signal [Vg1, Vg2,..., Vgn] which is an output of the row selection drive circuit. Also, the drain electrodes of the pixels in the same column are connected together, and the image signals [Vd1, Vd1,
d2..., Vdm].

【0023】なお、図6の等価回路で示されるm列×n
行の画素回路、および行選択駆動回路と画像信号駆動回
路は、同一のシリコン基板に形成されている。
Incidentally, m columns × n shown in the equivalent circuit of FIG.
The row pixel circuits, and the row selection drive circuit and the image signal drive circuit are formed on the same silicon substrate.

【0024】図7は、図6の回路における2次元マトリ
クス空間光変調素子の駆動方法を示すタイミング図であ
る。以下、1画面分の画像信号の書込みシーケンスを説
明する。
FIG. 7 is a timing chart showing a method of driving the two-dimensional matrix spatial light modulator in the circuit of FIG. Hereinafter, a writing sequence of an image signal for one screen will be described.

【0025】a)1行目の画素に書き込む画像信号を、
画像信号駆動回路の出力[Vd1、Vd2………、Vdm]か
ら供給する。次に1行目の行選択信号であるVg1のみ
を、MOS−FETが導通となるVgon にし、他の行選
択信号を非導通となるVgoffにする。この時1行目の画
素電極に各々の画像信号電圧が印加される。その後Vg1
をMOS−FETが非導通となるVgoffにしても、画素
電極の電圧は殆ど変化せずに保持される。出力光はこの
画素電圧に従って、図5のように応答する。このように
して1行目の画素の画像信号書込みが行われる。この1
行分の書込み時間をτとする。
A) The image signal to be written to the pixels in the first row is
It is supplied from the outputs [Vd1, Vd2..., Vdm] of the image signal drive circuit. Next, only the first row selection signal Vg1 is set to Vgon at which the MOS-FET is turned on, and the other row selection signals are set to Vgoff at which the MOS-FET is turned off. At this time, each image signal voltage is applied to the pixel electrodes in the first row. Then Vg1
Is set to Vgoff at which the MOS-FET becomes non-conductive, the voltage of the pixel electrode is kept almost unchanged. The output light responds as shown in FIG. 5 according to the pixel voltage. Thus, the image signal writing of the pixels in the first row is performed. This one
The writing time for a row is assumed to be τ.

【0026】b)2行目以降も同様のシーケンスで画像
信号の書込みを行ない、n行目の画像信号の書込みが終
了すると、1画面分の画像信号の書込みが終了する。し
たがって、1画面分(n行)の画像信号の書込み時間T
f は、n×τとなる。
B) Image signals are written in the same sequence in the second and subsequent rows. When the writing of the image signals in the nth row is completed, the writing of the image signals for one screen is completed. Therefore, the writing time T of the image signal for one screen (n rows)
f is n × τ.

【0027】露光システムの説明 図8は、上述の反射型2次元マトリスクス空間光変調素
子を使用した感光材料の露光システムを示している。
Description of Exposure System FIG. 8 shows an exposure system for a photosensitive material using the above-mentioned reflection type two-dimensional matrix photonic spatial light modulator.

【0028】まず、光源3からの光は集光レンズ4で集
光され、PBS2に入射する。この光のうちS偏光波が
PBS2で反射されて、2次元マトリスクス空間光変調
素子1の対向透明基板側に入射する。入射した光は液晶
層を介して画素電極で反射され、再度液晶層を通ってP
BS2に入射する。このとき、反射光のP偏光波のみが
出力光としてPBS2を透過し、投影レンズ6によって
感光材料7上で結像する。感光材料7に結像する2次元
の光量分布は、画像信号発生装置8によって2次元マト
リスクス空間光変調素子1に書き込まれた画像信号に従
う。すなわち前述の図5のように、画素電圧にVd(on)
を書き込むとその部分の感光材料7の光量がONとな
り、画素電圧にVd(off)を書き込むとその部分の感光材
料7の光量はOFFとなる。
First, the light from the light source 3 is condensed by the condenser lens 4 and enters the PBS 2. The S-polarized wave of this light is reflected by the PBS 2 and is incident on the opposite transparent substrate side of the two-dimensional matrix light spatial light modulator 1. The incident light is reflected by the pixel electrode through the liquid crystal layer, passes through the liquid crystal layer again, and
It is incident on BS2. At this time, only the P-polarized wave of the reflected light passes through the PBS 2 as output light, and forms an image on the photosensitive material 7 by the projection lens 6. The two-dimensional distribution of the amount of light formed on the photosensitive material 7 follows the image signal written to the two-dimensional matrix light modulator 1 by the image signal generator 8. That is, as shown in FIG. 5 described above, the pixel voltage is Vd (on)
Is written, the light amount of the photosensitive material 7 at that portion is turned on, and when Vd (off) is written as the pixel voltage, the light amount of the photosensitive material 7 at that portion is turned off.

【0029】図9は、感光材料7に対する露光のシーケ
ンスである。まず、集光レンズ4の後に配置された光学
シャッター5を閉じておく。その間に感光材料7を投影
レンズ6の結像面に搬送し固定する。同時に画像信号発
生装置8により、2次元マトリスクス空間光変調素子1
の全画素にVd(off)の信号を書き込む。その後に光学シ
ャッター5を開く。このとき出力光は全面OFFであ
る。
FIG. 9 shows an exposure sequence for the photosensitive material 7. First, the optical shutter 5 disposed after the condenser lens 4 is closed. In the meantime, the photosensitive material 7 is conveyed to the image forming surface of the projection lens 6 and fixed. At the same time, the two-dimensional matrix light spatial light modulator 1 is
The signal of Vd (off) is written to all the pixels. Thereafter, the optical shutter 5 is opened. At this time, the output light is entirely OFF.

【0030】この状態で画像信号発生装置8により2次
元マトリスクス空間光変調素子1へ1行目から順番に画
像データ信号(Vd(on) またはVd(off))を書き込む。
出力光は画像信号に従って順次出力され、感光材料7を
露光する。1行目から最終のn行目までの書込み時間は
nτである。最終のn行目に画像信号を書き込んだ後、
再び1行目から出力光をOFFにするためにVd(off)の
信号を書き込む。最終のn行目にVd(off)の信号を書き
込むと、感光材料7への露光期間は終了する。この後に
光学シャッター5が閉じられ、次の感光材料7の搬送・
固定が行なわれる。
In this state, the image signal generator 8 writes the image data signals (Vd (on) or Vd (off)) into the two-dimensional matrix light modulator 1 sequentially from the first row.
The output light is sequentially output according to the image signal, and exposes the photosensitive material 7. The writing time from the first row to the last n-th row is nτ. After writing the image signal in the last n rows,
The signal of Vd (off) is written from the first row again to turn off the output light. When the signal of Vd (off) is written in the last n-th row, the exposure period to the photosensitive material 7 ends. After that, the optical shutter 5 is closed, and the next photosensitive material 7 is conveyed.
Fixation is performed.

【0031】上記の露光シーケンスによると、感光材料
7への露光時間Te は、各画素へ書き込まれた画像信号
がONのときnτであり、OFFのときゼロである。ま
た、この露光に必要な時間To は2nτである。
According to the above exposure sequence, the exposure time Te to the photosensitive material 7 is nτ when the image signal written to each pixel is ON, and is zero when the image signal is OFF. The time To required for this exposure is 2nτ.

【0032】すなわち、1行の書込み時間をτとする
と、n行、2階調の画像の露光を行なうのに必要な時間
To は2nτであり、この時の感光材料7への露光時間
Te はnτとなる。ここで、露光期間To はシャッター
開閉時の安定時間も加わるが、この時間はnτに比べて
非常に小さいので無視する。
That is, assuming that the writing time of one row is τ, the time To required for exposing an image of n rows and two gradations is 2nτ, and the exposure time Te to the photosensitive material 7 at this time is nτ. Here, the exposure period To includes a stabilization time when the shutter is opened and closed, but this time is ignored since it is very small compared to nτ.

【0033】[0033]

【発明が解決しようとする課題】ここで、以上の説明か
らも分かるように、各画素の液晶層には1画面分の露光
期間において、画像データに従った直流電圧が印加され
ることになる。すなわち、画像データが出力光をONと
するものであるときは、液晶層電圧Vlcとして+Vlcs
が印加され、画像データが出力光をOFFとするもので
あるときは、液晶層電圧Vlcとして−Vlcs が印加され
る。したがって、画像データが液晶層電圧の極性と対応
するような前記の2次元マトリクス型光変調素子を使用
した露光方式では、その露光期間内における液晶層電圧
の平均値はゼロとならず、直流成分が残存することにな
る。
Here, as can be seen from the above description, a DC voltage according to image data is applied to the liquid crystal layer of each pixel during an exposure period for one screen. . That is, when the image data turns on the output light, the liquid crystal layer voltage Vlc is set to + Vlcs
Is applied, and when the image data turns off the output light, -Vlcs is applied as the liquid crystal layer voltage Vlc. Therefore, in the exposure method using the two-dimensional matrix type light modulation element in which the image data corresponds to the polarity of the liquid crystal layer voltage, the average value of the liquid crystal layer voltage during the exposure period does not become zero and the DC component does not become zero. Will remain.

【0034】また、露光期間内の液晶層電圧の平均値を
ゼロとするように、画像データに従って印加した電圧の
逆極性の電圧を印加することも考えられるが、そのよう
にすると、露光期間内に、画像データに従った所望の出
力光とは別の出力光により感光材料が露光されることに
なり好ましくない。
It is also conceivable to apply a voltage having a polarity opposite to the voltage applied in accordance with the image data so that the average value of the liquid crystal layer voltage during the exposure period becomes zero. In addition, the photosensitive material is exposed to output light different from desired output light according to image data, which is not preferable.

【0035】上記のように液晶層電圧に直流成分が加わ
ると、強誘電性液晶を含む一般の液晶では、動作品質上
問題を起こすことが知られている。特に、直流成分が0.
1 V程度を超え、ある程度の時間が経過すると、液晶層
内、または配向膜内の可動キャリア(不純物イオン、電
子/正孔など)がこの直流成分により分極を起こす。
It is known that when a DC component is applied to the liquid crystal layer voltage as described above, a problem occurs in the operation quality of a general liquid crystal including a ferroelectric liquid crystal. In particular, the DC component is 0.
After a certain period of time, which exceeds about 1 V, mobile carriers (impurity ions, electrons / holes, etc.) in the liquid crystal layer or the alignment film are polarized by the DC component.

【0036】一たん分極した可動キャリアは、分極を緩
和させるような逆極性の電界を印加しても、その緩和速
度は遅く、完全に緩和するまで分極による内部電界が液
晶層内に存在することになる。この内部電界の存在によ
り、正規な制御電圧を液晶層に印加しても、実効電界は
制御電圧による電界とは異なって所望の動作が得られな
い、という問題が生じる。特に強誘電性液晶の場合は、
その応答時間が、分極より寄生した内部電界により変化
してしまうという問題が起きる。
The once-polarized movable carrier has a slow relaxation rate even when an electric field of the opposite polarity is applied to relax the polarization, and the internal electric field due to the polarization is present in the liquid crystal layer until it is completely relaxed. become. Due to the presence of the internal electric field, there arises a problem that, even when a normal control voltage is applied to the liquid crystal layer, a desired operation cannot be obtained because the effective electric field is different from the electric field due to the control voltage. Especially in the case of ferroelectric liquid crystal,
There arises a problem that the response time changes due to the internal electric field parasitic from the polarization.

【0037】また場合によっては、分極したキャリアが
各層界面、または内部にトラップされるなどして分極が
永久的に存在し、液晶層平面に空間電荷分布が形成さ
れ、面内の動作ムラを引き起こすなどの経時劣化が発生
し易くなる。
In some cases, polarized carriers are permanently present due to trapped polarized carriers at each layer interface or inside, and a space charge distribution is formed on the liquid crystal layer plane, causing in-plane operation unevenness. Deterioration over time easily occurs.

【0038】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、露光期間内に印加される画素部内の直流成分に
よる影響を取り除くことができる、2次元マトリクス型
空間光変調素子を用いた画像露光方法を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an image using a two-dimensional matrix type spatial light modulator capable of removing the influence of a DC component in a pixel portion applied during an exposure period. An object of the present invention is to provide an exposure method.

【0039】[0039]

【課題を解決するための手段】本発明による2次元マト
リクス型空間光変調素子を用いた画像露光方法は、印加
電圧に応じて光変調状態が変わる前述の液晶層等からな
る画素部が2次元マトリクス状に配置されるとともに、
各画素部の光変調状態を更新、維持する回路を備えてな
る空間光変調素子を露光光の光路に配し、この空間光変
調素子により上記画素部毎に変調した露光光を感光材料
に照射して該感光材料を露光させる、2次元マトリクス
型空間光変調素子を用いた画像露光方法において、上記
画素部の各々毎に、この直流電圧と逆極性の直流電圧を
印加することを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided an image exposure method using a two-dimensional matrix type spatial light modulator, wherein a pixel portion comprising a liquid crystal layer or the like whose light modulation state changes according to an applied voltage is two-dimensional. While being arranged in a matrix,
A spatial light modulation element including a circuit for updating and maintaining the light modulation state of each pixel portion is arranged in the optical path of the exposure light, and the photosensitive material is irradiated with the exposure light modulated for each pixel portion by the spatial light modulation element. An image exposing method using a two-dimensional matrix type spatial light modulator for exposing the photosensitive material, wherein a DC voltage having a polarity opposite to that of the DC voltage is applied to each of the pixel portions. Things.

【0040】なお上記逆極性の直流電圧は、液晶動作モ
ード等に応じて、直流電圧を印加して露光光を変調した
後の露光期間外に印加してもよいし、この露光期間内に
印加してもよい。
The DC voltage of the opposite polarity may be applied outside the exposure period after applying the DC voltage and modulating the exposure light according to the liquid crystal operation mode or the like, or may be applied during this exposure period. May be.

【0041】またこの直流電圧は、例えば、露光光変調
のための直流電圧と絶対値をほぼ等しくして、この露光
光変調のための直流電圧の印加時間とほぼ等しい時間印
加するのが望ましい。
It is desirable that the DC voltage has an absolute value substantially equal to the DC voltage for exposure light modulation, and is applied for a time substantially equal to the application time of the DC voltage for exposure light modulation.

【0042】またこの逆極性の直流電圧は、より具体的
には、例えば、画素部が露光光を出力させるON状態に
所定時間設定される場合、ON時以外の期間に、このO
N状態設定のための印加直流電圧と絶対値がほぼ等しく
て逆極性の直流電圧を、ON状態設定の時間とほぼ等し
い時間該画素部に印加し、画素部が露光光を出力させな
いOFF状態に所定時間設定される場合、OFF時以外
の期間に、このOFF状態設定のための印加直流電圧と
絶対値がほぼ等しくて逆極性の直流電圧を、OFF状態
設定の時間とほぼ等しい時間該画素部に印加するように
なされる。
More specifically, for example, when the pixel portion is set to the ON state for outputting the exposure light for a predetermined period of time, the DC voltage of the opposite polarity is used during a period other than the ON period.
A DC voltage having an absolute value substantially equal to the applied DC voltage for setting the N state and having the opposite polarity is applied to the pixel portion for a time substantially equal to the ON state setting time, so that the pixel portion is set to the OFF state where the exposure light is not output. When the predetermined time is set, during the period other than the OFF state, the DC voltage having an absolute value substantially equal to the applied DC voltage for setting the OFF state and having a reverse polarity is applied to the pixel portion for a time substantially equal to the OFF state setting time. Is applied.

【0043】またそれ以外に、画素部が露光光を出力さ
せるON状態に所定時間設定される場合、ON時以外の
期間に、このON状態設定のための印加直流電圧と絶対
値がほぼ等しくて逆極性の直流電圧を、ON状態設定の
時間とほぼ等しい時間該画素部に印加し、画素部が露光
光を出力させないOFF状態に所定時間設定される場
合、OFF時以外の期間に、ほぼ0Vを所定時間該画素
部に印加するようにしてもよい。
In addition, when the pixel section is set to the ON state for outputting the exposure light for a predetermined time, the applied DC voltage for setting the ON state is substantially equal to the absolute value during the period other than the ON state. When a DC voltage having a reverse polarity is applied to the pixel unit for a time substantially equal to the ON state setting time, and the pixel unit is set to the OFF state in which the exposure light is not output for a predetermined time, almost 0 V during periods other than the OFF state May be applied to the pixel portion for a predetermined time.

【0044】さらに、上記逆極性の直流電圧を印加する
処理は、画素部のON状態、OFF状態にかかわらず常
にほぼ0Vを印加する処理を含むものであってもよい。
Further, the process of applying the DC voltage of the opposite polarity may include a process of always applying substantially 0 V regardless of the ON state and the OFF state of the pixel portion.

【0045】他方、上記の画像露光方法においては、露
光光の感光材料への光路を開閉可能なシャッターを設
け、上記直流電圧と逆極性の直流電圧を印加する期間、
このシャッターを閉じておくのが望ましい。
On the other hand, in the above-described image exposure method, a shutter capable of opening and closing the optical path of the exposure light to the photosensitive material is provided, and a period during which a DC voltage having a polarity opposite to that of the DC voltage is applied,
It is desirable to keep this shutter closed.

【0046】また、本発明による別の2次元マトリクス
型空間光変調素子を用いた画像露光方法は、上記の方法
と同様に、印加電圧に応じて光変調状態が変わる画素部
が2次元マトリクス状に配置されるとともに、各画素部
の光変調状態を更新、維持する回路を備えてなる空間光
変調素子を露光光の光路に配し、この空間光変調素子に
より前記画素部毎に変調した露光光を感光材料に照射し
て該感光材料を露光させる、2次元マトリクス型空間光
変調素子を用いた画像露光方法において、上記画素部の
各々毎に、直流電圧を印加して露光光を変調した後の露
光期間外に、交流電圧を印加することを特徴とするもの
である。
Further, in the image exposure method using another two-dimensional matrix type spatial light modulator according to the present invention, the pixel portion whose light modulation state changes in accordance with the applied voltage is formed in a two-dimensional matrix in the same manner as the above method. A spatial light modulation element provided with a circuit for updating and maintaining the light modulation state of each pixel portion is disposed in the optical path of the exposure light, and the exposure light modulated by the spatial light modulation element for each of the pixel portions is provided. In an image exposure method using a two-dimensional matrix-type spatial light modulator that irradiates light to a photosensitive material to expose the photosensitive material, in each of the pixel units, a DC voltage is applied to modulate exposure light. An AC voltage is applied outside the subsequent exposure period.

【0047】この場合も、露光光の感光材料への光路を
開閉可能なシャッターを設け、上記交流電圧を印加する
期間、このシャッターを閉じておくのが望ましい。
Also in this case, it is desirable to provide a shutter capable of opening and closing the optical path of the exposure light to the photosensitive material, and to close the shutter during the period of applying the AC voltage.

【0048】なお以上の各方法において、印加電圧に応
じて光変調状態が変わる画素部としては、強誘電性液晶
から構成されたもの、その中でも特に、少なくとも1つ
の配向方向にメモリー性を有する強誘電性液晶から構成
されたものを好適に用いることができる。
In each of the above methods, the pixel portion whose light modulation state changes in accordance with the applied voltage is made of a ferroelectric liquid crystal, and among those, a pixel portion having a memory property in at least one alignment direction is particularly preferred. A liquid crystal composed of a dielectric liquid crystal can be suitably used.

【0049】また上記の光変調状態を更新、維持する回
路としては、単結晶半導体を含む素子で構成されたもの
や、多結晶半導体を含む素子で構成されたもの、さらに
は非晶質半導体を含む素子で構成されたもの等を好適に
用いることができる。
As a circuit for updating and maintaining the above-mentioned light modulation state, a circuit composed of an element containing a single crystal semiconductor, a circuit composed of an element containing a polycrystalline semiconductor, and an amorphous semiconductor can be used. An element composed of an element including the like can be preferably used.

【0050】他方、上記の方法においては、空間光変調
素子の画素部毎に照射時間を制御した露光光を感光材料
に照射して、該感光材料を多階調露光させることも可能
である。
On the other hand, in the above-described method, it is possible to irradiate the photosensitive material with exposure light whose irradiation time is controlled for each pixel portion of the spatial light modulation element, thereby exposing the photosensitive material to multiple gradations.

【0051】その際には、空間光変調素子の全ての行
を、相異なる複数の時間間隔毎に選択走査し、選択され
た行における各画素部に、画像データに基づいた直流電
圧を印加し、上記相異なる複数の時間間隔毎になされる
選択走査を時間的に多重化し、この多重化走査を受けた
相異なる複数の行から、時分割によって1つの選択行を
決定するのが望ましい。
At this time, all the rows of the spatial light modulator are selectively scanned at a plurality of different time intervals, and a DC voltage based on image data is applied to each pixel portion in the selected row. It is desirable to temporally multiplex the selection scans performed for each of the plurality of different time intervals, and to determine one selected row by time division from the plurality of different rows that have received the multiplex scan.

【0052】また上記複数の時間間隔は、2の等比数列 1:2:………:2(g-1) {gは正の整数} であるのが望ましい。The plurality of time intervals are desirably a geometric progression of 2: 1: 2:...: 2 (g-1) {g is a positive integer}.

【0053】さらに上記の行選択は、行選択の時間を
τ、上記複数の間隔数をgとしたとき、基本周期gτで
行なうのが望ましい。
Further, it is desirable that the above-mentioned row selection be performed at a basic cycle gτ, where τ is the row selection time and g is the number of intervals.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明の画像露光方法においては、空間
光変調素子の液晶層等からなる画素部の各々毎に、直流
電圧を印加して露光光を変調した後、この直流電圧と逆
極性の直流電圧を印加したり、あるいは交流電圧を印加
することにより、露光期間内に印加される画素部内の直
流成分が打ち消されるようになり、この直流成分による
影響を取り除くことができる。
According to the image exposure method of the present invention, a DC voltage is applied to each of the pixel portions comprising a liquid crystal layer or the like of a spatial light modulation element to modulate the exposure light, and then the polarity opposite to the DC voltage is applied. By applying the DC voltage or the AC voltage, the DC component applied in the pixel portion during the exposure period is canceled, and the influence of the DC component can be removed.

【0055】また上記逆極性の直流電圧や、あるいは交
流電圧の印加は、露光期間外に行なうようにしているの
で、これらの電圧印加のために露光期間内に出力光が生
じて、それにより感光材料が露光されることはない。
Further, since the application of the above-mentioned DC voltage or AC voltage of the opposite polarity is performed outside the exposure period, output light is generated during the exposure period due to the application of these voltages, whereby the photosensitive material is exposed. No material is exposed.

【0056】[0056]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0057】<第1実施形態>図10は、本発明の第1
実施形態における行選択信号のタイミングと走査タイミ
ングラインを説明するものである。同図において横軸は
時間軸であり、縦軸は行選択信号(上から順にVg1、V
g2、………、Vgn)を示している。またこの図10にお
いて、実線ラインは走査タイミングライン(画像データ
書込み)を示し、行選択信号によって選択される画像デ
ータ書込み行のタイミングを記号化したものである。ま
た、破線ラインは走査タイミングライン(OFF書込
み)を示し、行選択信号によって選択されるOFF書込
み行のタイミングを記号化したものである。
<First Embodiment> FIG. 10 shows a first embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a timing of a row selection signal and a scanning timing line in the embodiment. In the figure, the horizontal axis is the time axis, and the vertical axis is the row selection signal (Vg1, Vg1 in order from the top).
g2,..., Vgn). In FIG. 10, a solid line indicates a scanning timing line (image data writing), and symbolizes the timing of the image data writing row selected by the row selection signal. The broken line indicates a scanning timing line (OFF writing), and symbolizes the timing of the OFF writing row selected by the row selection signal.

【0058】ここで、空間光変調素子としては例えば図
1に示したようなもの、その駆動回路としては図6に示
したようなもの、露光システムとしては図8に示したよ
うなものをそれぞれ利用することができる。
Here, for example, the spatial light modulator shown in FIG. 1 is used as the spatial light modulator, the driving circuit shown in FIG. 6 is used, and the exposure system shown in FIG. 8 is used. Can be used.

【0059】また図11は、本実施形態における直流成
分の補正を含む露光シーケンスを示す図である。なおこ
の場合、記録階調は2階調とする。また、1枚の感光材
料に1回の露光(2階調)を行なう全体の周期を、露光
シーケンス周期Tt とする。この露光シーケンス周期T
t は、期間T1 、T2 、T3 に区分される。走査タイミ
ングライン図の下には、各行の液晶層電圧Vlcの例を示
している。ここで、シーケンスの初期において、全画素
の液晶層電圧Vlcは−Vlcs (OFF)であるとする。
FIG. 11 is a diagram showing an exposure sequence including correction of a DC component in the present embodiment. In this case, the recording gradation is two gradations. An entire cycle of performing one exposure (two gradations) on one photosensitive material is defined as an exposure sequence cycle Tt. This exposure sequence period T
t is divided into periods T1, T2 and T3. Below the scanning timing line diagram, an example of the liquid crystal layer voltage Vlc of each row is shown. Here, it is assumed that the liquid crystal layer voltages Vlc of all the pixels are −Vlcs (OFF) at the beginning of the sequence.

【0060】期間T1 は、感光材料を露光する期間であ
り、これを露光期間To とする。期間T1 の前半では、
走査タイミングライン(細い実線)に従って画像データ
の書き込みが行なわれる。1画面をn行、1行の書き込
み時間をτとすると、画像データの書き込み時間Tf は
nτとなる。このとき、1行目の画素で階調[0](出
力光OFF)が書き込まれたときの液晶層電圧Vlcは−
Vlcs であり、階調[1](出力光ON)が書き込まれ
たときの液晶層電圧Vlcは+Vlcs である。また、n行
目の画素では、画像データの書き込みが行なわれていな
いので、液晶層電圧Vlcは階調[0]、階調[1]とも
に初期値の−Vlcs である。
The period T1 is a period during which the photosensitive material is exposed, which is referred to as an exposure period To. In the first half of period T1,
Image data is written in accordance with a scanning timing line (thin solid line). Assuming that one screen has n rows and the writing time of one row is τ, the writing time Tf of the image data is nτ. At this time, the liquid crystal layer voltage Vlc when the gradation [0] (output light OFF) is written in the pixels in the first row is −
Vlcs, and the liquid crystal layer voltage Vlc when the gradation [1] (output light ON) is written is + Vlcs. In the pixels on the n-th row, since no image data is written, the liquid crystal layer voltage Vlc is -Vlcs, which is the initial value for both the gradation [0] and the gradation [1].

【0061】期間T1 の後半では、走査タイミングライ
ン(太い破線)に従って、全行に逐次OFFが書き込ま
れる。このとき、1行目の画素の液晶層電圧Vlcは階調
[0]、階調[1]ともに−Vlcs となる。またn行目
の画素では、階調[0]のとき液晶層電圧Vlcは−Vlc
s であり、階調[1]のとき液晶層電圧Vlcは+Vlcs
である。このように、露光期間To においては、行およ
び階調により液晶層電圧Vlcが異なって、直流成分が残
存する場合がある。
In the latter half of the period T1, OFF is sequentially written to all rows in accordance with the scanning timing line (thick broken line). At this time, the liquid crystal layer voltage Vlc of the pixels in the first row is -Vlcs for both the gradation [0] and the gradation [1]. In the pixel of the n-th row, the liquid crystal layer voltage Vlc is -Vlc when the gradation is [0].
s, and at gradation [1], the liquid crystal layer voltage Vlc is + Vlcs
It is. As described above, in the exposure period To, the liquid crystal layer voltage Vlc differs depending on the row and the gradation, and the DC component may remain.

【0062】期間T2 と期間T3 は直流電圧除去期間T
c 、つまり、露光期間To での液晶層電圧Vlcの直流成
分を打ち消す電圧を印加する期間である。まず期間T2
の前半では、走査タイミングライン(細い破線)に従っ
て、期間T1 で書き込んだ画像データの反転データを書
き込む。
The period T2 and the period T3 are the DC voltage removal period T
c, that is, a period in which a voltage for canceling the DC component of the liquid crystal layer voltage Vlc during the exposure period To is applied. First, period T2
In the first half, the inverted data of the image data written in the period T1 is written in accordance with the scanning timing line (thin broken line).

【0063】次に期間T2 の後半では、走査タイミング
ライン(太い実線)に従って全行に逐次ONを書き込
む。さらに期間T3 の前半では、走査タイミングライン
(太い実線)に従って全行に逐次ONを書き込む。次に
期間T3 の後半では、走査タイミングライン(太い破
線)に従って全行に逐次OFFを書き込む。この結果、
露光シーケンス周期Tt (=T1 +T2 +T3 )におい
て、階調の如何にかかわらず、各行とも液晶層電圧Vlc
の平均値はゼロとなり、上記の残存する直流成分が除去
されることになる。
Next, in the latter half of the period T2, ON is sequentially written to all rows in accordance with the scanning timing line (thick solid line). Further, in the first half of the period T3, ON is sequentially written to all rows in accordance with the scanning timing line (thick solid line). Next, in the latter half of the period T3, OFF is sequentially written to all rows in accordance with the scanning timing line (thick broken line). As a result,
In the exposure sequence cycle Tt (= T1 + T2 + T3), the liquid crystal layer voltage Vlc is applied to each row regardless of the gradation.
Is zero, and the remaining DC component is removed.

【0064】図12は、本実施形態における直流成分の
補正タイミングと、露光システムの駆動タイミングとの
関係を示した図である。この図の上段は、図11で示し
た補正期間を伴う空間光変調素子の駆動タイミングを示
している。一方図の下段は、図8に示した露光システム
の駆動タイミングである。露光期間To では、感光材料
7が固定され、シャッター5が開かれている。一方直流
電圧除去期間Tc では、シャッター5が閉じられ、感光
材料7の搬送が行なわれる。この例では、直流電圧除去
期間Tc =2To であるが、期間Tc を感光材料7の搬
送期間に割り当てることにより、システムの時間効率を
上げることができる。
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the DC component correction timing and the exposure system drive timing in the present embodiment. The upper part of the figure shows the drive timing of the spatial light modulator with the correction period shown in FIG. On the other hand, the lower part of the figure shows the drive timing of the exposure system shown in FIG. In the exposure period To, the photosensitive material 7 is fixed and the shutter 5 is open. On the other hand, in the DC voltage removal period Tc, the shutter 5 is closed, and the photosensitive material 7 is conveyed. In this example, the DC voltage removal period Tc = 2To, but the time efficiency of the system can be improved by allocating the period Tc to the transport period of the photosensitive material 7.

【0065】<第2実施形態>次に、露光シーケンス周
期Tt を第1実施形態よりも短縮させた、本発明の第2
実施形態について説明する。図13は、この第2実施形
態における強誘電性液晶の特性(液晶層電圧と出力光の
応答)を示したものである。この強誘電性液晶の特性と
しては、少なくとも片方の配向状態がメモリー性(外部
電圧を液晶層に印加しない状態で、その配向状態を安定
に維持する特性)を有したものが望ましい。また、この
メモリー性を有する配向方向において、出力光がOFF
となるように配向処理および出力光学系を設定する。
<Second Embodiment> Next, the second embodiment of the present invention in which the exposure sequence period Tt is shortened compared to the first embodiment.
An embodiment will be described. FIG. 13 shows characteristics (response of liquid crystal layer voltage and output light) of the ferroelectric liquid crystal in the second embodiment. As the characteristics of the ferroelectric liquid crystal, it is desirable that at least one of the alignment states has a memory property (a property of maintaining the alignment state stably without applying an external voltage to the liquid crystal layer). Further, in the alignment direction having the memory property, the output light is turned off.
The alignment process and the output optical system are set so that

【0066】このような条件下で、期間Tonにおいて液
晶層電圧Vlcを+Vlcs にすると、その出力光は瞬時に
ONとなり、電圧が印加されている間はONの状態を安
定に維持する。期間Tm-onで液晶層電圧Vlcを0Vにす
ると、強誘電性液晶のメモリー性が存在する場合(双安
定性)には、図の実線のようにONの状態を安定に維持
する。
Under these conditions, when the liquid crystal layer voltage Vlc is set to + Vlcs in the period Ton, the output light is instantaneously turned ON, and the ON state is stably maintained while the voltage is applied. When the liquid crystal layer voltage Vlc is set to 0 V during the period Tm-on, when the memory property of the ferroelectric liquid crystal exists (bistability), the ON state is stably maintained as shown by the solid line in the figure.

【0067】また、強誘電性液晶のメモリー性が存在し
ない場合(片安定性)には、図の破線のようにONから
OFFの状態へ遷移する。期間Toff で、液晶層電圧V
lcを−Vlcs にすると、前の状態にかかわらず瞬時にO
FFとなり、電圧が印加されている間はOFFの状態を
安定に維持する。期間Tm-off で液晶層電圧Vlcを0V
にしても、少なくともOFF状態の配向方法にメモリー
性が存在するので、必ずOFF状態を安定に維持するこ
とになる。
When the memory property of the ferroelectric liquid crystal does not exist (hemi-stable), the state changes from ON to OFF as shown by the broken line in the figure. During the period Toff, the liquid crystal layer voltage V
When lc is -Vlcs, O is instantaneous regardless of the previous state.
It becomes FF and keeps the OFF state stably while the voltage is applied. During the period Tm-off, the liquid crystal layer voltage Vlc is set to 0V.
In any case, at least the OFF state has a memory property in the orientation method, so that the OFF state is always maintained stably.

【0068】以上のような液晶の特性を利用して、複数
種類の書き込み行なうことができる。図14は、その書
き込みの種類と、印加する液晶層電圧との関係を示した
ものである。まず、[画像データ]書き込みでは、階調
[0](露光期間において出力光はOFF)のとき、液
晶層電圧Vlcを0Vにする。階調[1](露光期間にお
いて出力光はON)のときは、液晶層電圧Vlcを+Vlc
s にする。また[反転データ]書き込みでは、階調
[0]のとき液晶層電圧Vlcを0Vにし、階調[1]の
とき液晶層電圧Vlcを−Vlcs にする。すなわち、[画
像データ]書き込みで印加した電圧の逆極性の電圧を印
加する。[状態維持]書き込みでは、階調[0]のとき
液晶層電圧Vlcを0Vにし、階調[1]のときも液晶層
電圧Vlcを0Vにする。つまり、現状を維持させる。
A plurality of types of writing can be performed by utilizing the characteristics of the liquid crystal as described above. FIG. 14 shows the relationship between the type of writing and the applied liquid crystal layer voltage. First, in [image data] writing, the liquid crystal layer voltage Vlc is set to 0 V when the gradation is [0] (output light is off during the exposure period). When the gradation is [1] (the output light is ON during the exposure period), the liquid crystal layer voltage Vlc is set to + Vlc.
s. In the [inverted data] writing, the liquid crystal layer voltage Vlc is set to 0 V when the gradation is [0], and the liquid crystal layer voltage Vlc is set to -Vlcs when the gradation is [1]. That is, a voltage having a polarity opposite to the voltage applied in writing [image data] is applied. In the [state maintaining] writing, the liquid crystal layer voltage Vlc is set to 0 V at the gradation [0], and the liquid crystal layer voltage Vlc is set to 0 V also at the gradation [1]. That is, the current situation is maintained.

【0069】図15は、上述の書き込みモードを使用し
た直流成分の補正を含む露光シーケンスを示す図であ
る。図の上段は各書き込みモードの走査タイミングを示
し、図の下段は、1行目と最終n行目の階調[0]、お
よび階調[1]における液晶層電圧Vlcを示している。
FIG. 15 is a view showing an exposure sequence including correction of a DC component using the above-described write mode. The upper part of the figure shows the scanning timing of each writing mode, and the lower part of the figure shows the liquid crystal layer voltage Vlc in the gray scale [0] and the gray scale [1] in the first and last n rows.

【0070】期間T1 は露光期間To であり、その前半
では走査タイミングライン(細い実線)に従って[画像
データ]の書き込みを行なう。期間T1 の後半では、走
査タイミングライン(細い破線)に従って[反転デー
タ]の書き込みを行なう。期間T2 は直流電圧除去期間
Tc であり、走査タイミングライン(太い破線)に従っ
て[状態維持]の書き込みを行なう。各期間の液晶層電
圧Vlcは、前述の図14で説明した関係に従って設定さ
れる。
The period T1 is an exposure period To, and in the first half, writing of [image data] is performed according to a scanning timing line (thin solid line). In the latter half of the period T1, writing of [inverted data] is performed according to a scanning timing line (thin broken line). The period T2 is a DC voltage removal period Tc, and writing of [state maintenance] is performed according to the scanning timing line (thick broken line). The liquid crystal layer voltage Vlc in each period is set according to the relationship described with reference to FIG.

【0071】この結果、露光シーケンス周期Tt (=T
1 +T2 )において、階調の如何にかかわらず各行とも
液晶層電圧Vlcの平均値はゼロとなり、残存する直流成
分が除去されることになる。この第2実施形態ではTc
=To /2であり、第1実施形態の露光シーケンス周期
Tt をさらに短縮させることができる。当然、この第2
実施形態でも、期間Tc を感光材料の搬送期間に割り当
てることにより、システムの時間効率を上げることがで
きる。
As a result, the exposure sequence period Tt (= T
In 1 + T2), the average value of the liquid crystal layer voltage Vlc becomes zero in each row regardless of the gradation, and the remaining DC component is removed. In the second embodiment, Tc
= To / 2, and the exposure sequence cycle Tt of the first embodiment can be further reduced. Of course, this second
Also in the embodiment, the time efficiency of the system can be improved by allocating the period Tc to the period for transporting the photosensitive material.

【0072】<第3実施形態>次に、本発明の第3実施
形態による画像露光方法について説明する。図16は、
この第3実施形態における空間光変調素子の駆動タイミ
ングと、露光システムの駆動タイミングとの関係を示し
た図である。この実施形態では、露光シーケンス周期T
t は期間T1 と期間T2 とで構成されており、期間T1
は第1実施形態および第2実施形態で説明したような露
光期間To である。期間T2 は、露光期間To における
直流成分の影響を除去する期間Tc である。
<Third Embodiment> Next, an image exposure method according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG.
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a drive timing of a spatial light modulator and a drive timing of an exposure system according to a third embodiment. In this embodiment, the exposure sequence cycle T
t is composed of a period T1 and a period T2.
Is the exposure period To as described in the first and second embodiments. The period T2 is a period Tc for removing the influence of the DC component in the exposure period To.

【0073】期間T2 では液晶層電圧Vlcに適当な振
幅、周波数の交流電圧を印加する。本発明者の実験によ
れば、露光期間において、直流成分による液晶層内のキ
ャリア分極は、適当な振幅、周波数の交流電圧を液晶層
に適当な時間印加することで十分緩和するという知見を
得ている。ここで交流電圧の振幅は高い方が効果は大き
いが、約5V〜約40V程度が好ましい。また、周波数
は50Hz〜20kHz程度が好ましい。交流電圧印加
時間は、液晶素材、配向、直流成分の値、交流電圧の振
幅、周波数にも依るが、100ms(ミリ・秒)〜数s
(秒)程度が好ましい。
In the period T2, an AC voltage having an appropriate amplitude and frequency is applied to the liquid crystal layer voltage Vlc. According to the experiments of the present inventors, it has been found that during the exposure period, the carrier polarization in the liquid crystal layer due to the DC component is sufficiently relaxed by applying an AC voltage having an appropriate amplitude and frequency to the liquid crystal layer for an appropriate time. ing. Here, the higher the amplitude of the AC voltage is, the greater the effect is, but it is preferably about 5 V to about 40 V. Further, the frequency is preferably about 50 Hz to 20 kHz. The AC voltage application time depends on the liquid crystal material, the orientation, the value of the DC component, the amplitude and the frequency of the AC voltage, and is 100 ms (millisecond) to several s.
(Second) is preferable.

【0074】ここで、印加される具体的な交流電圧を図
17および18に示す。図17に示す例では、全行のゲ
ート電圧(Vg1〜Vgn)にMOS−FET(図6参照)
がONとなるような電圧Vgon を印加する。このとき、
全列のドレイン電圧(Vd1〜Vdm)に、Vd(on) とVd
(off)の電圧を一定の周波数fc で交互に与える。ま
た、対向共通電極の電圧Vcom は、ほぼVd(on) とVd
(off)の中間電位とする。この結果、液晶層電圧Vlcと
して、振幅Vlcs 、周波数fc の交流矩形波を印加する
ことができる。
Here, specific AC voltages to be applied are shown in FIGS. In the example shown in FIG. 17, the gate voltages (Vg1 to Vgn) of all the rows are MOS-FETs (see FIG. 6).
Is applied to turn ON. At this time,
Vd (on) and Vd are applied to the drain voltages (Vd1 to Vdm) of all columns.
The (off) voltage is applied alternately at a constant frequency fc. The voltage Vcom of the common electrode is substantially equal to Vd (on) and Vd
(off) intermediate potential. As a result, an AC rectangular wave having an amplitude Vlcs and a frequency fc can be applied as the liquid crystal layer voltage Vlc.

【0075】図18に示す例において、全行のゲート電
圧(Vg1〜Vgn)および全列のドレイン電圧(Vd1〜V
dm)に印加する電圧は図17の例と同じであるが、対向
共通電極の電圧Vcom には、ドレイン電圧と同じ振幅、
周波数で逆位相の電圧を印加する。この結果、液晶層電
圧Vlcとして、振幅が2Vlcs 、周波数fc の交流矩形
波を印加することができる。すなわちこの場合は、同じ
電源電圧で、図17の例の2倍の振幅を持った交流電圧
を印加することができる。
In the example shown in FIG. 18, the gate voltages (Vg1 to Vgn) of all rows and the drain voltages (Vd1 to Vd1) of all columns
dm) is the same as in the example of FIG. 17, but the voltage Vcom of the common electrode has the same amplitude as the drain voltage,
Apply a voltage of opposite phase at frequency. As a result, an AC rectangular wave having an amplitude of 2 Vlcs and a frequency fc can be applied as the liquid crystal layer voltage Vlc. That is, in this case, an AC voltage having twice the amplitude of the example in FIG. 17 can be applied at the same power supply voltage.

【0076】<第4実施形態>次に、本発明を多階調露
光に適用した第4実施形態について説明する。強誘電性
液晶のような2値の状態を取る光変調素子を使用して多
階調露光を実現する方法として、感光材料への露光期間
内において露光時間を変化させる露光方法が知られてい
る。一般的には、前述した第1実施形態での露光期間に
おける露光を複数回行なうことにより、容易に多階調露
光することができる。
<Fourth Embodiment> Next, a fourth embodiment in which the present invention is applied to multi-tone exposure will be described. As a method for realizing multi-tone exposure using a light modulation element which takes a binary state such as a ferroelectric liquid crystal, there is known an exposure method in which an exposure time is changed within an exposure period on a photosensitive material. . In general, multi-tone exposure can be easily performed by performing exposure several times in the exposure period in the first embodiment described above.

【0077】ただしこの方法は、階調数が増えるとトー
タルの露光期間が極端に長くなるという問題を有する。
例えば階調数を2g (gは正の整数)、1行の書き込み
時間をτ、行数をnとすると、トータルの露光期間To
は、 To =2g nτ[sec] となる。
However, this method has a problem that the total exposure period becomes extremely long as the number of gradations increases.
For example, if the number of gradations is 2 g (g is a positive integer), the writing time for one row is τ, and the number of rows is n, the total exposure period To
Becomes To = 2 g nτ [sec].

【0078】この問題を解決する方法として、2次元マ
トリクス型空間光変調素子の全ての行を相異なる複数の
時間間隔毎に選択走査し、選択された行における各画素
部に、画像データに基づいた直流電圧を印加し、上記相
異なる複数の時間間隔毎になされる選択走査を時間的に
多重化し、この多重化走査を受けた相異なる複数の行か
ら、時分割によって1つの選択行を決定する、という方
法が考えられる。以下、このような多階調露光方法につ
いて説明する。
As a method for solving this problem, all the rows of the two-dimensional matrix type spatial light modulator are selectively scanned at a plurality of different time intervals, and each pixel portion in the selected row is based on image data. The selected scan performed at each of the plurality of different time intervals is temporally multiplexed, and one selected row is determined by time division from the plurality of different rows that have received the multiplexed scan. Is possible. Hereinafter, such a multi-tone exposure method will be described.

【0079】図19は、この多階調露光方法における書
き込み走査のタイミングチャートである。この図19に
おいて、実線の斜め線(a) 、(b) 、(c) は画像データを
書込む走査タイミングラインであり、破線の斜め線(a)
はOFFを書き込む走査タイミングラインである。各走
査タイミングラインは1行目から順に1行毎に走査され
るが、走査の開始は画像データ書込み(a) →画像データ
書込み(b) →画像データ書込み(c) →OFF書き込み
(a) の順番で行なわれる。
FIG. 19 is a timing chart of write scanning in this multi-tone exposure method. In FIG. 19, solid oblique lines (a), (b), and (c) are scanning timing lines for writing image data, and are dashed oblique lines (a).
Is a scanning timing line for writing OFF. Each scan timing line is scanned in order from the first row for each row. Scanning starts at image data write (a) → image data write (b) → image data write (c) → OFF write
It is performed in the order of (a).

【0080】ここで、実線の走査タイミングライン(a)
と実線の走査タイミングライン(b)の時間間隔をTab、
実線の走査タイミングライン(b) と実線の走査タイミン
グライン(c) の時間間隔をTbc、実線の走査タイミング
ライン(c) と破線の走査タイミングライン(a) の時間間
隔をTcaとすると、それらの比をTab:Tbc:Tca=
1:2:4に設定する。具体的にはTab:Tbc:Tca=
(3/7 )nτ:(6/7 )τ:(12/7)nτに設定する。
このようにすると、どの行も3回の画像データ書き込み
走査で、8階調(23 階調)の露光を行なうことができ
る。
Here, a solid scanning timing line (a)
And the time interval between the solid scanning timing line (b) and Tab,
Assuming that the time interval between the solid scanning timing line (b) and the solid scanning timing line (c) is Tbc, and the time interval between the solid scanning timing line (c) and the dashed scanning timing line (a) is Tca, The ratio is Tab: Tbc: Tca =
Set 1: 2: 4. Specifically, Tab: Tbc: Tca =
(3/7) nτ: Set to (6/7) τ: (12/7) nτ.
In this way, on any line 3 times of the image data writing scanning, it is possible to perform exposure of 8 gradations (2 3 tones).

【0081】なお、本来、同時に複数行の書き込み走査
(行選択)を行なうことはできない。したがって実際に
は、走査タイミングライン(a) 、(b) 、(c) に従って行
なわれる行選択信号のタイミングは、期間(A) 、(B) 、
(C) に各々割り当てられ、これにより走査タイミングラ
インの重複するところは期間(A) 、(B) 、(C) で時分割
に行選択が行なわれる。
It should be noted that originally, writing scanning (row selection) of a plurality of rows cannot be performed simultaneously. Therefore, in actuality, the timing of the row selection signal performed according to the scanning timing lines (a), (b), and (c) corresponds to the periods (A), (B),
(C), and where the scanning timing lines overlap, row selection is performed in a time division manner in periods (A), (B) and (C).

【0082】また図20および21は、図19中の時刻
t1 と時刻t2 における、行選択信号タイミングと走査
タイミングラインとの関係を示している。図20の露光
開始直後の時刻t1 では、走査タイミングライン(a) に
従って1行目から順に書き込み走査が行なわれる。ただ
し、行選択信号のタイミングは期間(A) のみで行なわ
れ、そこで、走査タイミングライン(a) に従って行なわ
れる行選択の周期は3τになる。期間(B) 、(C) ではど
の行も走査されない。
FIGS. 20 and 21 show the relationship between the row selection signal timing and the scanning timing line at time t1 and time t2 in FIG. At time t1 immediately after the start of exposure in FIG. 20, writing scan is performed sequentially from the first row according to the scan timing line (a). However, the timing of the row selection signal is performed only in the period (A), and the cycle of the row selection performed according to the scanning timing line (a) is 3τ. In the periods (B) and (C), no row is scanned.

【0083】また、図21の時刻t2 では、走査タイミ
ングライン(a) 、(b) 、(c) が重複しているが、実際の
行選択信号のタイミングは、走査タイミングライン(a)
では期間(A) で行選択が行なわれ、走査タイミングライ
ン(b) では期間(B) で行選択が行なわれ、走査タイミン
グライン(c) では期間(C) で行選択が行なわれる。各走
査タイミングラインに従って行なわれる行選択の周期は
3τになる。
At time t2 in FIG. 21, the scanning timing lines (a), (b), and (c) overlap, but the actual timing of the row selection signal is the scanning timing line (a).
In this case, row selection is performed in the period (A), row selection is performed in the scanning timing line (b) in the period (B), and row selection is performed in the scanning timing line (c) in the period (C). The cycle of row selection performed according to each scanning timing line is 3τ.

【0084】次に図22は、図19に示した多階調露光
方法による出力光の例である。この場合、Tab:Tbc:
Tca=(3/7) nτ:(6/7) nτ:(12/7)nτ(=1:
2:4)であるので、23 =8階調の露光を行なうこと
ができる。
Next, FIG. 22 shows an example of output light by the multi-tone exposure method shown in FIG. In this case, Tab: Tbc:
Tca = (3/7) nτ: (6/7) nτ: (12/7) nτ (= 1:
2: 4), it is possible to perform exposure with 2 3 = 8 gradations.

【0085】まず、1行目の例について説明する。階調
[0]のときは、画像データ書き込み走査タイミングラ
イン(a) 、(b) 、(c) による書き込みデータを、全てO
FFにする。この結果出力光は全てOFFとなり、感光
材料への露光時間はゼロとなる。階調[5]のときは、
画像データ書き込み走査タイミングライン(a) 、(b)、
(c) による書き込みデータを各々ON、OFF、ONに
する。この結果出力光はTab+Tcaの時間ONとなり、
感光材料への露光時間は(15/7)nτとなる。階調[7]
のときは、画像データ書き込み走査タイミングライン
(a) 、(b) 、(c)による書き込みデータを全てONにす
る。この結果出力光はTab+Tba+Tcaの時間ONとな
り、感光材料への露光時間は3nτとなる。
First, an example of the first row will be described. When the gradation is [0], all the write data by the image data write scan timing lines (a), (b) and (c) are
Set to FF. As a result, all the output lights are turned off, and the exposure time to the photosensitive material becomes zero. At gradation [5],
Image data writing scan timing lines (a), (b),
The write data according to (c) is turned ON, OFF, and ON, respectively. As a result, the output light is ON for the time of Tab + Tca,
The exposure time to the photosensitive material is (15/7) nτ. Gradation [7]
In the case of, the image data write scan timing line
Turn on all the write data according to (a), (b) and (c). As a result, the output light is ON for the time of Tab + Tba + Tca, and the exposure time to the photosensitive material is 3nτ.

【0086】このようにして、階調レベルと感光材料へ
の露光時間が比例した多階調露光を行なうことができ
る。またn行目についても、1行目と同様にして、階調
レベルと感光材料への露光時間が比例した多階調露光を
行なうことができる。
In this way, it is possible to perform multi-tone exposure in which the gradation level is proportional to the exposure time on the photosensitive material. Also, on the n-th row, similarly to the first row, multi-tone exposure in which the exposure time on the photosensitive material is proportional to the tone level can be performed.

【0087】以上の通りこの方法によると、8階調の露
光期間To は6nτとなり、前述した従来方法の露光期
間8nτより高速に露光できる。
As described above, according to this method, the exposure period To of eight gradations is 6nτ, and exposure can be performed at a higher speed than the exposure period 8nτ of the above-described conventional method.

【0088】この多階調露光方法によると、階調数が多
いほど高速露光の効果が顕著になる。以下、この点につ
いて詳しく説明する。今、階調数を2g とする。このと
き本方法によれば、画像データ書き込み走査タイミング
ラインはg本となり、各走査タイミングラインの間隔比
は1:2:4:………:2(g-1) {gは正の整数}とな
る。また各走査タイミングラインに従って行なわれる行
選択の周期はgτになる。よって、階調数2g のときの
露光期間To は、下式の通りとなる。
According to this multi-tone exposure method, the effect of high-speed exposure becomes more pronounced as the number of gradations increases. Hereinafter, this point will be described in detail. Now, assume that the number of gradations is 2 g . At this time, according to this method, the number of scanning timing lines for writing image data is g, and the interval ratio between the scanning timing lines is 1: 2: 4:...: 2 (g-1) {g is a positive integer} Becomes The cycle of row selection performed according to each scanning timing line is gτ. Therefore, the exposure period To when the number of gradations is 2 g is as follows.

【0089】To =2gnτ [sec ] なお上記の例では、階調数を2g (gは正の整数)とし
たが、これ以外の階調数でも有効に作用する。今、階調
数をhとした場合、画像データ書き込み走査タイミング
ラインをg本(gは2g ≧hを満たす最小の整数)とす
ると、露光期間To は2gnτにより計算される。
To = 2gnτ [sec] In the above example, the number of tones is set to 2 g (g is a positive integer). However, any other number of tones works effectively. Assuming that the number of gradations is h, the number of image data writing scan timing lines is g (g is the smallest integer satisfying 2 g ≧ h), and the exposure period To is calculated by 2gnτ.

【0090】また上記の多階調露光方法において、各走
査タイミングラインの間隔(Tab:Tbc:………)は、
厳密に2の等比数列(1:2:………:2(g-1) )に設
定することが望ましく、具体的には (Tab:Tbc:………)=(1:2:………:
(g-1) )gnτ/(2g −1) であることが望ましい。また、(Tab:Tbc:………)
は、複数(g本)の走査タイミングラインで時分割によ
り行選択を行なう基本周期gτの整数倍である必要性が
あり、したがって n=k(2g −1){kは正の整数} であることが望ましい。しかし、実際にはn=k(2g
−1){kは正の整数}でない行数nが存在する。この
場合の解決手段の一つとしては、実際の素子の行数を
n’としたとき、 n=k(2g −1){kは正の整数}≧n’ となる最小のnの値を仮想の行数として各走査タイミン
グラインの間隔(Tab:Tbc:………)を (Tab:Tbc:………)=(1:2:………:
(g-1) )gnτ/(2g −1) に設定する。このようにすると、実際の素子の行数n’
以外に(n−n’)行余ることになるが、この余った行
はダミー行として走査すればよい。
In the above-described multi-tone exposure method, the interval (Tab: Tbc:...) Between the scanning timing lines is
It is desirable to set exactly a geometric progression of 2 (1: 2:...: 2 (g-1) ). Specifically, (Tab: Tbc:...) = (1: 2:. ……:
It is desirable that 2 (g-1)) gnτ / (2 g -1). Also, (Tab: Tbc: .........)
Needs to be an integral multiple of the fundamental period gτ for performing row selection by time division on a plurality (g) of scanning timing lines, and therefore, n = k (2 g −1) {k is a positive integer} Desirably. However, actually n = k (2 g
-1) There is a row number n that is not {k is a positive integer}. As one of the solutions in this case, assuming that the actual number of rows of the element is n ′, n = k (2 g −1) {k is a positive integer} ≧ n ′, the minimum value of n. Is the virtual number of lines, and the interval (Tab: Tbc:...) Of each scanning timing line is (Tab: Tbc:...) = (1: 2:...):
Set to 2 (g-1)) gnτ / (2 g -1). In this way, the actual number of element rows n ′
In addition, (nn ') rows are left, but the remaining rows may be scanned as dummy rows.

【0091】一例として、n’=2000、2g =20
48{g=11}とした場合、仮想行nを n=k(2g −1){kは正の整数} =2047{k=1} とする。これにより、 (Tab:Tbc:………) =(1:2:………:2(g-1) )gnτ/(2g −1) =(1:2:−−−:1028)gτ と厳密に設定することができる。このとき、(n−
n’)=48行が余るが、それらはダミー行として走査
すればよい。
As an example, n ′ = 2000, 2 g = 20
When 48 {g = 11}, the virtual row n is set as n = k (2 g -1) {k is a positive integer} = 2047 {k = 1}. Thus, (Tab: Tbc:...) = (1: 2:...: 2 (g-1) ) gnτ / (2 g −1) = (1: 2: −−− 1028) gτ And can be set strictly. At this time, (n-
n ′) = 48 rows remain, but they may be scanned as dummy rows.

【0092】さらにこの多階調露光方法においては、各
走査タイミングラインの間隔(Tab:Tbc:………)を
厳密に2の等比数列(1:2:………:2(g-1) )とせ
ず、実用上問題が無い間隔に設定してもよい。一例とし
て、n=2000、走査タイミングラインをg=11本
とした場合、 (Tab:Tbc:………)=(1:2:4………256:
512:977) と設定する。右辺の数列の最後の数が2の等比数列にな
っていないが、右辺の数列の級数は2000であるの
で、(Tab:Tbc:………)は行選択の基本周期gτの
整数倍であり、設定した間隔による行選択走査が可能と
なる。ここで、最後の数が977であるため、2g (=
2048)の値からは47の組み合わせが重複し、最終
的な階調数は2g −47=2001階調となる。しか
し、2001階調でも実用上問題がなければ、効果は十
分に得られる。
Further, in this multi-tone exposure method, the interval (Tab: Tbc:...) Of each scanning timing line is strictly set to a geometric progression of 1: 2 (1: 2:...: 2 (g-1)). ) ), The interval may be set so as to have no practical problem. As an example, when n = 2000 and g = 11 scanning timing lines, (Tab: Tbc: ...) = (1: 2: 4 ... 256:
512: 977). Although the last number of the sequence on the right side is not a geometric progression of 2, but the series of the sequence on the right side is 2000, (Tab: Tbc:...) Is an integral multiple of the basic period gτ of row selection. Yes, row selection scanning at set intervals becomes possible. Here, since the last number is 977, 2 g (=
From the value of (2048), 47 combinations overlap, and the final number of tones is 2 g -47 = 2001. However, if there is no practical problem even in the 2001 gradation, the effect can be sufficiently obtained.

【0093】図23は本発明の第4実施形態、つまり、
以上述べた多階調露光方法に本発明を適用させた実施形
態における、直流成分の補正を含む露光シーケンスを示
す図である。同図中、走査タイミングラインの下には、
各行の液晶層電圧Vlcの例を示している。
FIG. 23 shows a fourth embodiment of the present invention, that is, FIG.
FIG. 7 is a diagram showing an exposure sequence including correction of a DC component in an embodiment in which the present invention is applied to the multi-tone exposure method described above. In the figure, below the scanning timing line,
The example of the liquid crystal layer voltage Vlc of each row is shown.

【0094】この例は基本的に、第1実施形態と同様の
考え方に基づいている。つまり露光シーケンス周期をT
t とし、この露光シーケンス周期Tt は、期間T1 、T
2 、T3 に区分される。ここで、シーケンスの初期にお
いて全画素の液晶層電圧Vlcは−Vlcs (OFF)とす
る。
This example is basically based on the same concept as in the first embodiment. That is, the exposure sequence cycle is set to T
t, and the exposure sequence period Tt is divided into the periods T1, T
2 and T3. Here, at the beginning of the sequence, the liquid crystal layer voltages Vlc of all the pixels are -Vlcs (OFF).

【0095】期間T1 は、感光材料に露光を行なう期間
であり、露光期間To とする。期間T1 の前半にかけ
て、複数の走査タイミングライン(細い実線)に従って
多階調の画像データの書き込み、および露光が行なわれ
る。このとき、1行目の画素では、出力光OFFが書き
込まれたときの液晶層電圧Vlcは−Vlcs であり、出力
光ONが書き込まれたときの液晶層電圧Vlcは+Vlcs
である。また、n行目の画素では、画像データの書き込
みが行なわれていないので、液晶層電圧Vlcは初期値の
−Vlcs である。
The period T1 is a period during which the photosensitive material is exposed to light, and is referred to as an exposure period To. In the first half of the period T1, writing and exposure of multi-gradation image data are performed according to a plurality of scanning timing lines (thin solid lines). At this time, in the pixels in the first row, the liquid crystal layer voltage Vlc when the output light OFF is written is −Vlcs, and the liquid crystal layer voltage Vlc when the output light ON is written is + Vlcs.
It is. Further, in the pixels in the n-th row, since no image data is written, the liquid crystal layer voltage Vlc is the initial value -Vlcs.

【0096】期間T1 の後半では、走査タイミングライ
ン(太い破線)に従って、全行に逐次OFFが書き込ま
れる。このとき、1行目の画素の液晶層電圧Vlcは、全
て−Vlcs となる。また、n行目の画素では、出力光O
FFのとき液晶層電圧Vlcは−Vlcs であり、出力光O
Nのとき液晶層電圧Vlcは+Vlcs である。このよう
に、露光期間To においては、行および階調により液晶
層電圧Vlcが異なって、直流成分が残存する場合があ
る。
In the latter half of the period T1, OFF is sequentially written to all the rows according to the scanning timing line (thick broken line). At this time, the liquid crystal layer voltages Vlc of the pixels in the first row are all -Vlcs. In the pixels on the n-th row, the output light O
In the case of FF, the liquid crystal layer voltage Vlc is −Vlcs, and the output light O
When N, the liquid crystal layer voltage Vlc is + Vlcs. As described above, in the exposure period To, the liquid crystal layer voltage Vlc differs depending on the row and the gradation, and the DC component may remain.

【0097】期間T2 と期間T3 は直流電圧除去期間T
c 、つまり、露光期間To での液晶層電圧Vlcの直流成
分を打ち消す電圧を印加する期間である。まず期間T2
の前半にかけて走査タイミングライン(細い破線)に従
って、期間T1 で書き込んだ画像データの反転データを
書き込む。
The period T2 and the period T3 are the DC voltage removal period T
c, that is, a period in which a voltage for canceling the DC component of the liquid crystal layer voltage Vlc during the exposure period To is applied. First, period T2
The inverted data of the image data written in the period T1 is written in accordance with the scanning timing line (thin broken line) in the first half of the period.

【0098】次に期間T2 の後半では、走査タイミング
ライン(太い実線)に従って全行に逐次ONを書き込
む。さらに期間T3 の前半では、走査タイミングライン
(太い実線)に従って全行に逐次ONを書き込む。次に
期間T3 の後半では、走査タイミングライン(太い破
線)に従って全行に逐次OFFを書き込む。この結果、
露光シーケンス周期Tt (=T1 +T2 +T3 )におい
て、階調の如何にかかわらず、各行とも液晶層電圧Vlc
の平均値はゼロとなり、上記の残存する直流成分が除去
されることになる。
Next, in the latter half of the period T2, ON is sequentially written to all rows in accordance with the scanning timing line (thick solid line). Further, in the first half of the period T3, ON is sequentially written to all rows in accordance with the scanning timing line (thick solid line). Next, in the latter half of the period T3, OFF is sequentially written to all rows in accordance with the scanning timing line (thick broken line). As a result,
In the exposure sequence cycle Tt (= T1 + T2 + T3), the liquid crystal layer voltage Vlc is applied to each row regardless of the gradation.
Is zero, and the remaining DC component is removed.

【0099】この第4実施形態でも、図12に示した第
1実施形態の場合と同様に、直流電圧除去期間Tc を感
光材料の搬送期間に割り当てることに、システムの時間
効率を上げることができる。また、第3実施形態のよう
に、直流成分の補正期間Tcにおいて、交流電圧を印加
してもよい。
In the fourth embodiment, as in the case of the first embodiment shown in FIG. 12, the time efficiency of the system can be improved by assigning the DC voltage removal period Tc to the photosensitive material transport period. . Further, as in the third embodiment, an AC voltage may be applied in the DC component correction period Tc.

【0100】<第5実施形態>次に、本発明を上記とは
別の多階調露光方式に適用した第5実施形態について説
明する。図24は、この第5実施形態における直流成分
の補正を含む露光シーケンスを示す図である。同図中、
走査タイミングラインの下には、各行の液晶層電圧Vlc
の例を示している。
<Fifth Embodiment> Next, a description will be given of a fifth embodiment in which the present invention is applied to a multi-tone exposure system different from the above. FIG. 24 is a diagram showing an exposure sequence including correction of a DC component in the fifth embodiment. In the figure,
Below the scan timing line, the liquid crystal layer voltage Vlc of each row
Is shown.

【0101】この例も、第4実施形態と同様に、1:
2:4と相異なる時間間隔の複数の走査タイミングライ
ンにより、8階調の露光を行なうものである。ここで露
光シーケンス周期をTt とし、この露光シーケンス周期
Tt は、期間T1 、T2 に区分される。
In this example, as in the fourth embodiment, 1:
Exposure of eight gradations is performed by a plurality of scanning timing lines at time intervals different from 2: 4. Here, the exposure sequence cycle is Tt, and this exposure sequence cycle Tt is divided into periods T1 and T2.

【0102】期間T1 は、感光材料に露光を行なう期間
であり、露光期間To とする。期間T1 で(a) 、(b) 、
(c) [細い実線]は画像データ書き込みの走査タイミン
グラインであり、それらの間隔は1:2:4と相異なる
ものとされている。さらに、(a')、(b')、(c')[細い破
線]は、画像データの反転データを書き込む走査タイミ
ングラインである。ここで(a')は(a) と(b) の中間に設
けられ、(b')は(b) と(c) の中間に設けられ、(c')は、
(c) と状態維持を書き込む走査タイミングライン[太い
破線]の中間に設けられる。状態維持書き込み走査タイ
ミングライン[太い破線]は、期間T1 の後半から開始
される。この場合、6本の走査タイミングが多重化され
ているので、これらを時分割により行選択する。したが
って、期間T1 の時間は6nτ×2=12nτとなる。
The period T1 is a period during which the photosensitive material is exposed, and is defined as an exposure period To. In the period T1, (a), (b),
(c) [Thin solid lines] are scanning timing lines for writing image data, and their intervals are different from 1: 2: 4. Further, (a '), (b'), and (c ') [thin broken lines] are scanning timing lines for writing inverted data of image data. Here, (a ') is provided between (a) and (b), (b') is provided between (b) and (c), and (c ') is
It is provided between (c) and the scanning timing line [thick broken line] for writing the state maintenance. The state maintenance write scan timing line [thick broken line] starts from the latter half of the period T1. In this case, since six scanning timings are multiplexed, these are selected by time division. Therefore, the time of the period T1 is 6nτ × 2 = 12nτ.

【0103】上記の3種類の走査タイミングラインにお
ける具体的な印加液晶層電圧は、図14に従う(OFF
を書き込む場合は同図の上段に従い、ONを書き込む場
合は同図の下段に従う)。このような方式によると、図
14の各液晶層電圧からも判るように、ON書き込みに
より+Vlcs が印加された後に、必ずそれと逆極性の−
Vlcs が同じ時間印加される。また、OFF書き込み
時、および状態維持書き込み時は、常にゼロVである。
この結果、期間T1 において、階調の如何にかかわらず
各行とも液晶層電圧Vlcの平均値はゼロとなり、上記の
残存する直流成分が除去されることになる。
The specific applied liquid crystal layer voltages in the above three types of scanning timing lines are as shown in FIG.
Is written according to the upper part of the figure, and ON is written according to the lower part of the figure.) According to such a method, as can be seen from the liquid crystal layer voltages in FIG. 14, after + Vlcs is applied by ON writing, -Vlcs having a polarity opposite to that of + Vlcs is always applied.
Vlcs is applied for the same time. The voltage is always zero V during OFF writing and state maintaining writing.
As a result, in the period T1, the average value of the liquid crystal layer voltage Vlc becomes zero in each row irrespective of the gradation, and the above-mentioned remaining DC component is removed.

【0104】前述の実施形態とは異なり、期間T2 では
直流成分の除去を必ずしも必要としないが、感光材料の
搬送時間Tc として時間待ちする必要があり、それを利
用して適当な電圧印加を行なうことができる。図24の
例は、期間T1 の最後の状態から、何も変化させない場
合である。この場合、期間T2 では、全画素がOFFで
あり、液晶層電圧VlcもゼロVであるので問題ない。ま
た、この期間に交流電圧を加えるようにしてもよい。
Unlike the above-described embodiment, the removal of the DC component is not necessarily required in the period T2, but it is necessary to wait as the photosensitive material transport time Tc, and an appropriate voltage is applied using this. be able to. The example of FIG. 24 is a case where nothing is changed from the last state of the period T1. In this case, there is no problem in the period T2 because all the pixels are OFF and the liquid crystal layer voltage Vlc is also zero V. Further, an AC voltage may be applied during this period.

【0105】なお本発明の実施の形態は、以上説明した
第1〜5実施形態に限定されるものではなく、走査タイ
ミング、書き込みモード、液晶層電圧等について、種々
の変更がなされ得るものである。
The embodiments of the present invention are not limited to the above-described first to fifth embodiments, and various changes can be made in the scanning timing, the writing mode, the liquid crystal layer voltage, and the like. .

【0106】例えば第1実施形態では、画素部の光変調
状態を維持する回路は、n-MOS−FETと蓄積容量C
stg で構成されていたが、蓄積容量Cstg が無くても動
作上問題とならなければ、この蓄積容量は省略可能であ
る。
For example, in the first embodiment, the circuit for maintaining the light modulation state of the pixel portion is an n-MOS-FET and a storage capacitor C.
Although the storage capacity is constituted by stg, this storage capacity can be omitted if there is no operational problem even without the storage capacity Cstg.

【0107】また、画素部の光変調状態を維持する図1
の回路は、単結晶半導体で構成されていたが、図25の
ように多結晶半導体で構成されてもよい。この図25の
画素部回路は、画素のMOS−FETをガラス基板50上
にpoly- Si TFTプロセスで形成してなるものであ
る。なお同図中、51はゲート絶縁膜、52は層間絶縁膜、
53は画素電極(Al)、54はソース電極、55はゲート電
極、56はドレイン電極である。
FIG. 1 shows a state where the light modulation state of the pixel portion is maintained.
Is composed of a single crystal semiconductor, but may be composed of a polycrystalline semiconductor as shown in FIG. The pixel section circuit of FIG. 25 is formed by forming a MOS-FET of a pixel on a glass substrate 50 by a poly-Si TFT process. In the figure, 51 is a gate insulating film, 52 is an interlayer insulating film,
53 is a pixel electrode (Al), 54 is a source electrode, 55 is a gate electrode, and 56 is a drain electrode.

【0108】また図26に示した例のように、画素部回
路は非晶質半導体で構成されてもよい。この図26の画
素部回路は、画素のMOS−FETをガラス基板60上に
a-Si TFTプロセスで形成してなるものである。な
お同図中、61はゲート絶縁膜(SiNx)、62は層間絶
縁膜、63は画素電極(Al)、64はソース電極、65はゲ
ート電極、66はドレイン電極、67はチャンネル保護膜
(SiNx)である。
As in the example shown in FIG. 26, the pixel section circuit may be made of an amorphous semiconductor. In the pixel section circuit of FIG. 26, a MOS-FET of a pixel is mounted on a glass substrate 60.
It is formed by an a-Si TFT process. In the figure, 61 is a gate insulating film (SiNx), 62 is an interlayer insulating film, 63 is a pixel electrode (Al), 64 is a source electrode, 65 is a gate electrode, 66 is a drain electrode, and 67 is a channel protective film (SiNx). ).

【0109】また、周辺の駆動回路が単結晶半導体で構
成され、画素部が多結晶半導体もしくは非晶質半導体で
構成された複合構成が採用されてもよい。
Further, a composite structure in which the peripheral driving circuit is formed of a single crystal semiconductor and the pixel portion is formed of a polycrystalline semiconductor or an amorphous semiconductor may be employed.

【0110】さらに、画素部の光変調状態を維持する回
路は、図27に示すように、SRAM回路などの2値メ
モリー回路で構成されてもよい。この図27の例では、
データ信号Vd 、/Vd より1または0のデータが供給
されると同時に、行選択信号/WEにSRAMへのデー
タ書き込みをイネーブルにするパルスが与えられるとS
RAMに1または0のデータが書き込まれ、出力電圧V
s は保持される。液晶は書き込まれたデータに従って光
変調を行ない、その状態は、新たにSRAMのデータが
更新されるまで維持される。
Further, the circuit for maintaining the light modulation state of the pixel portion may be constituted by a binary memory circuit such as an SRAM circuit as shown in FIG. In the example of FIG. 27,
When data of 1 or 0 is supplied from the data signals Vd and / Vd and a pulse for enabling data writing to the SRAM is given to the row selection signal / WE at the same time, S
Data of 1 or 0 is written to the RAM, and the output voltage V
s is retained. The liquid crystal performs light modulation according to the written data, and this state is maintained until the data of the SRAM is newly updated.

【0111】また、本発明の目的に合うものであれば、
それ以外の如何なる画素回路が用いられてもよい。
Further, if it is suitable for the purpose of the present invention,
Any other pixel circuit may be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に用いられ得る空間光変調素子の画素部
の断面図
FIG. 1 is a sectional view of a pixel portion of a spatial light modulator that can be used in the present invention.

【図2】上記空間光変調素子の画素部の等価回路図FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a pixel portion of the spatial light modulator.

【図3】上記空間光変調素子を用いた光変調光学系を示
す概略図
FIG. 3 is a schematic view showing a light modulation optical system using the spatial light modulation element.

【図4】液晶層電圧と液晶配向位置の関係を示す説明図FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a liquid crystal layer voltage and a liquid crystal alignment position.

【図5】上記画素部の各電圧と出力光波形を示すグラフFIG. 5 is a graph showing each voltage of the pixel unit and an output light waveform.

【図6】2次元マトリクス型空間光変調素子の等価回路
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a two-dimensional matrix type spatial light modulator.

【図7】2次元マトリクス型空間光変調素子の駆動方法
を示す概略図
FIG. 7 is a schematic view showing a driving method of a two-dimensional matrix type spatial light modulator.

【図8】空間光変調素子を用いた露光システムの概略図FIG. 8 is a schematic diagram of an exposure system using a spatial light modulator.

【図9】本発明に適用され得る、感光材料への露光シー
ケンスを示す概略図
FIG. 9 is a schematic view showing an exposure sequence on a photosensitive material applicable to the present invention.

【図10】本発明の第1実施形態における行選択信号タ
イミングと走査タイミングラインを示す概略図
FIG. 10 is a schematic diagram showing a row selection signal timing and a scanning timing line in the first embodiment of the present invention.

【図11】上記第1実施形態における露光シーケンスを
示す概略図
FIG. 11 is a schematic view showing an exposure sequence in the first embodiment.

【図12】上記第1実施形態における直流成分の補正タ
イミングと、露光システムの駆動タイミングとの関係を
示す概略図
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating the relationship between the DC component correction timing and the exposure system drive timing in the first embodiment.

【図13】本発明の第2実施形態に用いられる強誘電性
液晶の特性(液晶層電圧と出力光の応答)を示す概略図
FIG. 13 is a schematic diagram showing characteristics (response of liquid crystal layer voltage and output light) of a ferroelectric liquid crystal used in a second embodiment of the present invention.

【図14】上記第2実施形態における書き込みの種類
と、印加する液晶層電圧との関係を示す説明図
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a relationship between a type of writing and an applied liquid crystal layer voltage in the second embodiment.

【図15】上記第2実施形態における露光シーケンスを
示す概略図
FIG. 15 is a schematic view showing an exposure sequence in the second embodiment.

【図16】本発明の第3実施形態における空間光変調素
子の駆動タイミングと、露光システムの駆動タイミング
との関係を示す概略図
FIG. 16 is a schematic diagram showing the relationship between the drive timing of a spatial light modulator and the drive timing of an exposure system according to a third embodiment of the present invention.

【図17】液晶層に印加される交流電圧波形の例を示す
説明図
FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of an AC voltage waveform applied to a liquid crystal layer.

【図18】液晶層に印加される交流電圧波形の別の例を
示す説明図
FIG. 18 is an explanatory diagram showing another example of an AC voltage waveform applied to the liquid crystal layer.

【図19】本発明の第4実施形態における書き込み走査
のタイミングチャート
FIG. 19 is a timing chart of a write scan in the fourth embodiment of the present invention.

【図20】図19中の一時刻における行選択信号タイミ
ングと走査タイミングラインを示す概略図
FIG. 20 is a schematic diagram showing a row selection signal timing and a scanning timing line at one time in FIG. 19;

【図21】図19中の別の時刻における行選択信号タイ
ミングと走査タイミングラインを示す概略図
FIG. 21 is a schematic diagram showing a row selection signal timing and a scanning timing line at another time in FIG. 19;

【図22】上記第4実施形態における出力光の変調状態
を示す概略図
FIG. 22 is a schematic diagram showing a modulation state of output light in the fourth embodiment.

【図23】上記第4実施形態における露光シーケンスを
示す概略図
FIG. 23 is a schematic view showing an exposure sequence in the fourth embodiment.

【図24】本発明の第5実施形態における露光シーケン
スを示す概略図
FIG. 24 is a schematic view showing an exposure sequence according to a fifth embodiment of the present invention.

【図25】多結晶半導体で構成された画素部の断面図FIG. 25 is a cross-sectional view of a pixel portion formed of a polycrystalline semiconductor.

【図26】非晶質半導体で構成された画素部の断面図FIG. 26 is a cross-sectional view of a pixel portion formed of an amorphous semiconductor.

【図27】SRAM回路で構成された画素部の断面図FIG. 27 is a cross-sectional view of a pixel portion including an SRAM circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 2次元マトリクス型空間光変調素子 2 PBS 3 光源 4 集光レンズ 5 シャッター 6 投影レンズ 7 感光材料 8 画像信号発生装置 10 p- 型シリコン半導体基板 11 n-MOS−FET 12 電荷蓄積容量 13 ドレイン領域 14 ソース領域 15 ゲート酸化膜 16 ゲート電極 17 p+ 領域 18 酸化膜 19 poly-Si膜 20 第1層間絶縁膜 21 第1層Al配線 22 ソース電極 23 ドレイン電極 24 第2層間絶縁膜 25 画素電極(第2層Al) 26 配向膜 27 対向透明基板 28 対向透明共通電極 29 配向膜 50 ガラス基板 51 ゲート絶縁膜 52 層間絶縁膜 53 画素電極(Al) 54 ソース電極 55 ゲート電極 56 ドレイン電極 60 ガラス基板 61 ゲート絶縁膜(SiNx) 62 層間絶縁膜 63 画素電極(Al) 64 ソース電極 65 ゲート電極 66 ドレイン電極 67 チャンネル保護膜(SiNx)REFERENCE SIGNS LIST 1 two-dimensional matrix type spatial light modulator 2 PBS 3 light source 4 condenser lens 5 shutter 6 projection lens 7 photosensitive material 8 image signal generator 10 p - type silicon semiconductor substrate 11 n-MOS-FET 12 charge storage capacitor 13 drain region 14 source region 15 gate oxide film 16 gate electrode 17 p + region 18 oxide film 19 poly-Si film 20 first interlayer insulating film 21 first layer Al wiring 22 source electrode 23 drain electrode 24 second interlayer insulating film 25 pixel electrode ( Second layer Al) 26 Alignment film 27 Opposing transparent substrate 28 Opposing transparent common electrode 29 Alignment film 50 Glass substrate 51 Gate insulating film 52 Interlayer insulating film 53 Pixel electrode (Al) 54 Source electrode 55 Gate electrode 56 Drain electrode 60 Glass substrate 61 Gate insulating film (SiNx) 62 Interlayer insulating film 63 Pixel electrode (Al) 64 Source electrode 65 Gate electrode 66 Drain electrode 67 Channel protective film (SiNx)

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 印加電圧に応じて光変調状態が変わる画
素部が2次元マトリクス状に配置されるとともに、各画
素部の光変調状態を更新、維持する回路を備えてなる空
間光変調素子を露光光の光路に配し、 この空間光変調素子により前記画素部毎に変調した露光
光を感光材料に照射して該感光材料を露光させる、2次
元マトリクス型空間光変調素子を用いた画像露光方法に
おいて、 前記画素部の各々毎に、この直流電圧と逆極性の直流電
圧を印加することを特徴とする2次元マトリクス型空間
光変調素子を用いた画像露光方法。
1. A spatial light modulation device comprising: a pixel section whose light modulation state changes according to an applied voltage; and a circuit for updating and maintaining a light modulation state of each pixel section, the pixel section being arranged in a two-dimensional matrix. An image exposure using a two-dimensional matrix type spatial light modulator, which is arranged on an optical path of exposure light, and irradiates the photosensitive material with the exposure light modulated for each pixel unit by the spatial light modulator to expose the photosensitive material. An image exposure method using a two-dimensional matrix type spatial light modulator, wherein a DC voltage having a polarity opposite to the DC voltage is applied to each of the pixel units.
【請求項2】 前記逆極性の直流電圧を、前記露光光変
調のための直流電圧と絶対値をほぼ等しくして、この露
光光変調のための直流電圧の印加時間とほぼ等しい時間
印加することを特徴とする請求項1記載の2次元マトリ
クス型空間光変調素子を用いた画像露光方法。
2. The method according to claim 1, wherein the DC voltage of the opposite polarity has an absolute value substantially equal to the DC voltage for the exposure light modulation, and is applied for a time substantially equal to the application time of the DC voltage for the exposure light modulation. 2. An image exposure method using the two-dimensional matrix type spatial light modulator according to claim 1.
【請求項3】 前記画素部が露光光を出力させるON状
態に所定時間設定される場合、ON時以外の期間に、こ
のON状態設定のための印加直流電圧と絶対値がほぼ等
しくて逆極性の直流電圧を、ON状態設定の時間とほぼ
等しい時間該画素部に印加し、 前記画素部が露光光を出力させないOFF状態に所定時
間設定される場合、OFF時以外の期間に、このOFF
状態設定のための印加直流電圧と絶対値がほぼ等しくて
逆極性の直流電圧を、OFF状態設定の時間とほぼ等し
い時間該画素部に印加することを特徴とする請求項1ま
たは2記載の2次元マトリクス型空間光変調素子を用い
た画像露光方法。
3. When the pixel section is set to an ON state for outputting exposure light for a predetermined time, an absolute value of the applied DC voltage for setting the ON state is substantially equal to that of the pixel section during a period other than the ON state, and the pixel section has an opposite polarity. Is applied to the pixel unit for a time substantially equal to the ON state setting time, and when the pixel unit is set to the OFF state in which the exposure light is not output for a predetermined time, the OFF state is applied during periods other than the OFF state.
3. The method according to claim 1, wherein a DC voltage having an absolute value substantially equal to the applied DC voltage for setting the state and having the opposite polarity is applied to the pixel portion for a time substantially equal to the OFF state setting time. An image exposure method using a dimensional matrix type spatial light modulator.
【請求項4】 前記画素部が露光光を出力させるON状
態に所定時間設定される場合、ON時以外の期間に、こ
のON状態設定のための印加直流電圧と絶対値がほぼ等
しくて逆極性の直流電圧を、ON状態設定の時間とほぼ
等しい時間該画素部に印加し、 前記画素部が露光光を出力させないOFF状態に所定時
間設定される場合、OFF時以外の期間に、ほぼ0Vを
所定時間該画素部に印加することを特徴とする請求項1
または2記載の2次元マトリクス型空間光変調素子を用
いた画像露光方法。
4. When the pixel section is set to an ON state for outputting exposure light for a predetermined time, during a period other than the ON state, the applied DC voltage for setting the ON state is substantially equal to the absolute value, and has an opposite polarity. Is applied to the pixel portion for a time substantially equal to the ON state setting time, and when the pixel portion is set to the OFF state in which the exposure light is not output for a predetermined time, almost 0 V is applied during a period other than the OFF state. 2. The method according to claim 1, wherein the voltage is applied to the pixel unit for a predetermined time.
Or an image exposure method using the two-dimensional matrix type spatial light modulator according to 2.
【請求項5】 前記直流電圧と逆極性の直流電圧を印加
する処理が、画素部のON状態、OFF状態にかかわら
ず常にほぼ0Vを印加する処理を含むことを特徴とする
請求項1から4いずれか1項記載の2次元マトリクス型
空間光変調素子を用いた画像露光方法。
5. The method according to claim 1, wherein the step of applying a DC voltage having a polarity opposite to that of the DC voltage includes a step of always applying substantially 0 V regardless of the ON state and the OFF state of the pixel unit. An image exposure method using the two-dimensional matrix type spatial light modulator according to any one of the preceding claims.
【請求項6】 前記露光光の感光材料への光路を開閉可
能なシャッターを設け、前記逆極性の直流電圧を印加す
る期間、このシャッターを閉じておくことを特徴とする
請求項1から5いずれか1項記載の2次元マトリクス型
空間光変調素子を用いた画像露光方法。
6. The shutter according to claim 1, further comprising a shutter capable of opening and closing an optical path of the exposure light to the photosensitive material, and closing the shutter during a period in which the reverse polarity DC voltage is applied. An image exposure method using the two-dimensional matrix type spatial light modulator according to claim 1.
【請求項7】 印加電圧に応じて光変調状態が変わる画
素部が2次元マトリクス状に配置されるとともに、各画
素部の光変調状態を更新、維持する回路を備えてなる空
間光変調素子を露光光の光路に配し、 この空間光変調素子により前記画素部毎に変調した露光
光を感光材料に照射して該感光材料を露光させる、2次
元マトリクス型空間光変調素子を用いた画像露光方法に
おいて、 前記画素部の各々毎に、直流電圧を印加して露光光を変
調した後の露光期間外に、交流電圧を印加することを特
徴とする2次元マトリクス型空間光変調素子を用いた画
像露光方法。
7. A spatial light modulation element comprising a pixel section whose light modulation state changes according to an applied voltage is arranged in a two-dimensional matrix, and a circuit for updating and maintaining the light modulation state of each pixel section. Image exposure using a two-dimensional matrix-type spatial light modulation element, which is arranged on an optical path of exposure light, and irradiates the photosensitive material with exposure light modulated for each pixel unit by the spatial light modulation element to expose the photosensitive material. In the method, a two-dimensional matrix-type spatial light modulator is used, in which, for each of the pixel units, an AC voltage is applied outside the exposure period after applying a DC voltage and modulating the exposure light. Image exposure method.
【請求項8】 前記露光光の感光材料への光路を開閉可
能なシャッターを設け、前記交流電圧を印加する期間、
このシャッターを閉じておくことを特徴とする請求項7
記載の2次元マトリクス型空間光変調素子を用いた画像
露光方法。
8. A shutter for opening and closing an optical path of the exposure light to the photosensitive material, and a period for applying the AC voltage,
8. The method according to claim 7, wherein the shutter is closed.
An image exposure method using the two-dimensional matrix type spatial light modulator according to the above.
【請求項9】 前記印加電圧に応じて光変調状態が変わ
る画素部が、強誘電性液晶からなるものであることを特
徴とする請求項1から8いずれか1項記載の2次元マト
リクス型空間光変調素子を用いた画像露光方法。
9. The two-dimensional matrix type space according to claim 1, wherein the pixel portion whose light modulation state changes according to the applied voltage is made of a ferroelectric liquid crystal. An image exposure method using a light modulation element.
【請求項10】 前記強誘電性液晶が、少なくとも1つ
の配向方向にメモリー性を有するものであることを特徴
とする請求項9記載の2次元マトリクス型空間光変調素
子を用いた画像露光方法。
10. The image exposure method using a two-dimensional matrix type spatial light modulator according to claim 9, wherein the ferroelectric liquid crystal has a memory property in at least one alignment direction.
【請求項11】 前記光変調状態を更新、維持する回路
が、単結晶半導体を含む素子で構成されたものであるこ
とを特徴とする請求項1から10いずれか1項記載の2
次元マトリクス型空間光変調素子を用いた画像露光方
法。
11. The circuit according to claim 1, wherein the circuit for updating and maintaining the light modulation state is configured by an element including a single crystal semiconductor.
An image exposure method using a dimensional matrix type spatial light modulator.
【請求項12】 前記光変調状態を更新、維持する回路
が、多結晶半導体を含む素子で構成されたものであるこ
とを特徴とする請求項1から10いずれか1項記載の2
次元マトリクス型空間光変調素子を用いた画像露光方
法。
12. The method according to claim 1, wherein the circuit for updating and maintaining the light modulation state is configured by an element including a polycrystalline semiconductor.
An image exposure method using a dimensional matrix type spatial light modulator.
【請求項13】 前記光変調状態を更新、維持する回路
が、非晶質半導体を含む素子で構成されたものであるこ
とを特徴とする請求項1から10いずれか1項記載の2
次元マトリクス型空間光変調素子を用いた画像露光方
法。
13. The device according to claim 1, wherein the circuit for updating and maintaining the light modulation state is configured by an element including an amorphous semiconductor.
An image exposure method using a dimensional matrix type spatial light modulator.
【請求項14】 前記空間光変調素子の画素部毎に照射
時間を制御した露光光を感光材料に照射して、該感光材
料を多階調露光させることを特徴とする請求項1から1
3いずれか1項記載の2次元マトリクス型空間光変調素
子を用いた画像露光方法。
14. The photosensitive material according to claim 1, wherein the photosensitive material is irradiated with exposure light whose irradiation time is controlled for each pixel portion of the spatial light modulator, and the photosensitive material is exposed in multiple gradations.
3. An image exposure method using the two-dimensional matrix type spatial light modulator according to any one of 3.
【請求項15】 前記空間光変調素子の全ての行を、相
異なる複数の時間間隔毎に選択走査し、 選択された行における各画素部に、画像データに基づい
た直流電圧を印加し、 前記相異なる複数の時間間隔毎になされる選択走査を時
間的に多重化し、 この多重化走査を受けた相異なる複数の行から、時分割
によって1つの選択行を決定することを特徴とする請求
項14記載の2次元マトリクス型空間光変調素子を用い
た画像露光方法。
15. A method for selectively scanning all rows of the spatial light modulator at a plurality of different time intervals, applying a DC voltage to each pixel unit in the selected row based on image data, 9. The method according to claim 8, wherein the selected scans performed at different time intervals are temporally multiplexed, and one selected row is determined by time division from the plurality of different rows that have received the multiplexed scan. 15. An image exposure method using the two-dimensional matrix type spatial light modulator according to 14.
【請求項16】 前記複数の時間間隔が、2の等比数列 1:2:………:2(g-1) {gは正の整数} であることを特徴とする請求項15記載の2次元マトリ
クス型空間光変調素子を用いた画像露光方法。
16. The method according to claim 15, wherein the plurality of time intervals is a geometric progression of 2: 1: 2:...: 2 (g-1) {g is a positive integer}. An image exposure method using a two-dimensional matrix type spatial light modulator.
【請求項17】 前記行選択の時間をτ、前記複数の間
隔数をgとしたとき、基本周期gτで前記行選択を行な
うことを特徴とする請求項15または16記載の2次元
マトリクス型空間光変調素子を用いた画像露光方法。
17. The two-dimensional matrix type space according to claim 15, wherein when the time of the row selection is τ and the number of intervals is g, the row selection is performed at a basic period gτ. An image exposure method using a light modulation element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1453031A1 (en) * 2003-02-28 2004-09-01 Agfa-Gevaert AG Method and device for exposure of image information onto light sensitive material

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