JPH117084A - 画像露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素ズラシを行なう画像露光装置において、
一般的な画素構造の空間光変調素子をそのまま使用可能
とする。 【解決手段】 光源11から発せられた記録光Ｌを、２次
元アレイ状に配置された複数の画素を有する空間光変調
素子15により変調して感光材料10に照射する画像露光装
置において、光源11と空間光変調素子15との間に、上記
画素の２次元的配設ピッチと相似の関係にあるピッチで
２次元的に並設された、各並び方向についての開口率が
５０％以下の複数の開口を有する遮光マスク17を配置す
る。この遮光マスク17の像を結像レンズ14により、空間
光変調素子15の上に、開口部分の各々が１つの画素の上
に位置するように結像させる。そして遮光マスク17を、
その開口部分の、空間光変調素子の画素上での位置が順
次変わるように、駆動手段18により移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルやミラ
ーアレイデバイス等の空間光変調素子を用いて感光材料
に画像を露光する装置に関し、特に詳細には、画素ズラ
シを行なって高精細画像を露光できるようにした画像露
光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より空間光変調素子の代表的なもの
として、液晶パネルが知られている。また空間光変調素
子として、例えば特開平５−１５０１７３号に示されて
いるように、２次元アレイ状に配置された複数の微小ミ
ラーと、これらの微小ミラーの各々の向きを独立に変え
させる駆動部とを有し、入射した光を各微小ミラー毎に
２つ方向のいずれかに選択的に反射させるミラーアレイ
デバイスが公知となっている。

【０００３】このようなミラーアレイデバイスを用いれ
ば、画像信号に応じて上記駆動部の動作を制御すること
により、それぞれが１画素となる微小ミラーを介して所
定の投写面に入射する光を微小ミラー毎に変調して、該
投写面に画像を投写することができる。そして、この投
写面に感光材料を配置しておけば、該感光材料に画像を
露光することもできる。またそのようにする場合、フレ
ーム時間内において各微小ミラーのオン時間（感光材料
に光を入射させる向きになっている時間）をパルス幅変
調する等により、各微小ミラー毎に感光材料への入射光
量を制御して、階調画像を露光することも可能となる。

【０００４】また、前述の液晶パネル等のその他の空間
光変調素子を用いる場合も、同様に変調した記録光を感
光材料に投写することによって、該感光材料に画像を露
光することができる。

【０００５】ところで、上記のような空間変調素子を利
用して感光材料に画像露光する際に、「画素ズラシ」と
いう手法により、露光画像の画素密度を上げて高精細化
することが提案されている。この画素ズラシは、例えば
特開平８−２２７１０８号に示されているように、空間
変調素子の画素を経た光により形成された感光材料上の
露光ドットと露光ドットの間に、さらにそれらの画素を
経た光による露光ドットを形成するように、空間変調素
子と感光材料との光学的関係を変化させ、この光学的関
係を変える毎に画像露光する手法である。

【０００６】なお、露光画像に関しては上述の露光ドッ
トが「画素」となるが、本明細書においては空間変調素
子の方の画素との混同を避けるために、露光画像に関し
ては原則としてこのように「露光ドット」という用語を
用いる。

【０００７】具体的に、空間変調素子がＸ方向にｉ個、
Ｙ方向にｊ個の画素がアレイ状に配設されてなるもので
ある場合、Ｘ、Ｙ方向にそれぞれ１回ずつ画素ズラシを
行なえば、感光材料上でＸ、Ｙ方向にそれぞれ２ｉ個、
Ｙ方向に２ｊ個の露光ドットが記録される。つまりこの
場合は、画素数が４（ｉ×ｊ）個の空間変調素子を用い
て１回露光する場合と同数の露光ドットを記録でき、画
像の高精細化が達成される。

【０００８】なお、上記のように空間変調素子と感光材
料との光学的関係を変化させるには、空間変調素子を移
動させる、感光材料を移動させる、あるいはそれら両者
の間に介設した光学部材を移動させる、等の方法を用い
ることができる。

【０００９】一般に液晶パネル等の空間変調素子にあっ
ては、多数の画素を高密度に集積するのは困難となって
いるが、上述の画素ズラシを適用すれば、画素が比較的
少数で低密度に配されている空間変調素子を用いても、
高密度の画像を露光可能となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来は、この画
素ズラシを行なおうとすると、特殊な画素構造の空間光
変調素子を新たに作成したりする必要があった。

【００１１】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、一般的な画素構造の空間光変調素子をそのまま
用いて画素ズラシを行なうことができる画像露光装置を
提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による画像露光装
置は、記録光を通過させる複数の開口を有する遮光マス
クを用いて、空間光変調素子の画素を見かけ上微細にす
ることにより、一般的な画素構造の空間光変調素子をそ
のまま用いて画素ズラシを行なえるようにしたものであ
り、具体的には、感光材料を露光させる記録光を発する
光源と、２次元アレイ状に配置された複数の画素を有
し、前記記録光を受ける位置に配設された空間光変調素
子と、この空間光変調素子を経た記録光を感光材料上に
投写する投写光学系と、前記画素の２次元的配設ピッチ
と相似の関係にあるピッチで２次元的に並設された、各
並び方向についての開口率が５０％以下の複数の開口を
有し、前記光源と空間光変調素子との間において前記記
録光の光路に配された遮光マスクと、この遮光マスクの
像を前記空間光変調素子の上に、前記開口の部分の各々
が１つの画素の上に位置するように結像させるマスク結
像光学系と、前記開口部分の前記画素上での位置が順次
変わるように、前記遮光マスクの像と空間光変調素子と
の相対位置を変化させる画素ズラシ手段と、この画素ズ
ラシ手段によって前記相対位置が変化する毎に、各画素
により記録光を変調するように前記空間光変調素子を制
御する変調回路とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１３】

【発明の効果】上記遮光マスクの像と空間光変調素子と
の相対位置を変化させて、遮光マスク像の開口の各々が
空間光変調素子の画素上において取る位置を変化させる
と、この位置が変化する毎に、該遮光マスク像の開口か
らのぞく画素の位置が変わるようになる。つまり見かけ
上は、空間光変調素子の実際の画素よりも小さな画素
が、順次位置を変えるのと同じ状態となる。そこで、こ
のように見かけ上画素の位置が変わる毎に、空間光変調
素子により記録光を空間変調して画像露光を行なえば、
通常の画素ズラシを行なう場合と同様にして、高精細な
画像を露光できるようになる。

【００１４】そして本装置においては、上述のような遮
光マスクを用いて空間光変調素子の画素を見かけ上微細
にしているので、一般的な画素構造の空間光変調素子を
そのまま用いることが可能で、装置コストを低く抑える
ことができる。

【００１５】

【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。図１は、本発明の一つの実
施形態による画像露光装置を示すものである。

【００１６】図示されるようにこの画像露光装置は、感
光材料10を露光させる無偏光の記録光Ｌを発するハロゲ
ンランプ等の光源11と、この光源11が焦点位置近傍にあ
るように配されて、該光源11から発せられた記録光Ｌを
平行光化する集光レンズ12と、平行光化された記録光Ｌ
が入射する位置に配された偏光ビームスプリッタ13と、
この偏光ビームスプリッタ13の膜面13ａで反射した記録
光Ｌのｓ波成分が入射する位置に配された結像レンズ14
と、この結像レンズ14を経たｓ波の記録光Ｌが入射する
位置に配された反射型の液晶パネル15と、上記偏光ビー
ムスプリッタ13と感光材料10との間に配された投写レン
ズ16とを有している。

【００１７】また集光レンズ12と偏光ビームスプリッタ
13との間の記録光Ｌの光路には、２次元的に並設された
多数の微小開口を有する遮光マスク17が配されている。
この遮光マスク17は、例えば２個の圧電素子等からなる
画素ズラシ用駆動手段18により、上記開口の２つの並設
方向に移動自在とされている。上記駆動手段18の作動
は、画素ズラシ制御回路19によって制御される。

【００１８】一方前述した液晶パネル15は、液晶層を挟
むように配された透明の全面共通電極および２次元マト
リクス画素電極と、各画素電極と共通電極間の印加電圧
を制御するスイッチマトリクスとを有するものである。
この液晶パネル15の作動は、階調画像を示す画像信号Ｓ
が入力される変調制御回路20によって制御される。また
この変調制御回路20と上記画素ズラシ制御回路19は、全
体制御装置21によって制御される。

【００１９】次に、上記画像露光装置の作用について説
明する。画像露光時には光源11が点灯され、そこから発
せられた無偏光の記録光Ｌが偏光ビームスプリッタ13に
入射する。この記録光Ｌのうち、偏光ビームスプリッタ
13の膜面13ａにｐ波として入射した成分はこの膜面13ａ
を透過し、ｓ波として入射した成分はこの膜面13ａで反
射して結像レンズ14に入射する。結像レンズ14で集光さ
れた記録光Ｌは液晶パネル15で反射し、その際、該液晶
パネル15により空間変調される。

【００２０】すなわち変調制御回路20は、入力された画
像信号Ｓに基づいて、液晶パネル15の各画素（共通電極
と１つの画素電極との間の部分）に印加される電圧を制
御し、それにより各画素単位で液晶分子の傾きを制御す
る。そこでこの液晶パネル15に入射した記録光Ｌは、上
記液晶分子の傾きに応じて偏光形態に変調を受け、楕円
偏光や円偏光に変換される。

【００２１】この変調を受けた記録光Ｌは、結像レンズ
14を経て偏光ビームスプリッタ13の膜面13ａに再入射す
る。このとき記録光Ｌは液晶パネル15の各画素毎に、ｓ
波の状態（無変調の場合）と、ｐ波の状態（最大変調の
場合）との間の状態を取る。この記録光Ｌのｓ波成分は
膜面13ａで反射し、一方ｐ波成分は膜面13ａを透過して
投写レンズ16に入射し、該レンズ16により感光材料10に
投写される。

【００２２】以上のようにして、液晶パネル15の各画素
毎に画像信号Ｓに基づいて強度変調された記録光Ｌが感
光材料10に投写され、この感光材料10に、画像信号Ｓが
示す階調画像が露光される。

【００２３】なお、本実施形態ではモノクロ画像を露光
するようにしているが、Ｒ（赤）フィルター、Ｇ（緑）
フィルターおよびＢ（青）フィルターの各色フィルター
を順次記録光Ｌの光路に挿入し、各色フィルターが挿入
されている期間にその色に対応する各色画像信号に基づ
いて液晶パネル15を駆動することにより、カラー感光材
料にカラー画像を露光することも可能である。

【００２４】次に、画素ズラシについて説明する。１つ
の画像を露光する期間に、遮光マスク17の位置は駆動手
段18により４通りに変えられ、その都度、画像信号Ｓに
基づいて画像露光がなされる。

【００２５】すなわち、遮光マスク17をまず第１位置に
配した状態で液晶パネル15が駆動される。このとき結像
レンズ14の作用により、液晶パネル15の上に遮光マスク
17の像が、図２に示す状態で結像される。つまり、ここ
に図示される通り遮光マスク17は、液晶パネル15の各画
素15ａの２次元的配設ピッチと相似の関係にあるピッチ
で２次元的に並設された、各並び方向についての開口率
が５０％をやや下回る複数の開口17ａを有するものであ
るが、これらの各開口17ａの部分が、液晶パネル15の各
画素15ａの約１／４の領域Ａ上に位置する状態で遮光マ
スク17の像が結像される。

【００２６】そしてこのとき液晶パネル15は、露光しよ
うとする画像の奇数行、奇数列の画素に関する画像信号
Ｓに基づいて駆動される。それにより感光材料10には、
図３の（１）において「１」を付して示すような露光ド
ットＤが記録される。なお図３では、露光ドットＤの形
状を概略的に円形として示してある。

【００２７】次いで、遮光マスク17が駆動手段18により
図１の紙面と垂直な方向に所定量動かされて第２位置に
配され、この状態で液晶パネル15が駆動される。この際
は、遮光マスク17の開口17ａの部分が、液晶パネル15の
各画素15ａの約１／４の領域Ｂ（図２参照）上に位置す
る状態で遮光マスク17の像が結像される。

【００２８】このとき液晶パネル15は、露光しようとす
る画像の奇数行、偶数列の画素に関する画像信号Ｓに基
づいて駆動される。それにより感光材料10には、図３の
（２）において「２」を付して示すような露光ドットＤ
が記録される。

【００２９】次いで、遮光マスク17が駆動手段18により
図１の紙面と平行な方向に所定量動かされて第３位置に
配され、この状態で液晶パネル15が駆動される。この際
は、遮光マスク17の開口17ａの部分が、液晶パネル15の
各画素15ａの約１／４の領域Ｃ（図２参照）上に位置す
る状態で遮光マスク17の像が結像される。

【００３０】このとき液晶パネル15は、露光しようとす
る画像の偶数行、偶数列の画素に関する画像信号Ｓに基
づいて駆動される。それにより感光材料10には、図３の
（３）において「３」を付して示すような露光ドットＤ
が記録される。

【００３１】次いで、遮光マスク17が駆動手段18により
図１の紙面と垂直な方向に所定量動かされて第４位置に
配され、この状態で液晶パネル15が駆動される。この際
は、遮光マスク17の開口17ａの部分が、液晶パネル15の
各画素15ａの約１／４の領域Ｄ（図２参照）上に位置す
る状態で遮光マスク17の像が結像される。

【００３２】このとき液晶パネル15は、露光しようとす
る画像の偶数行、奇数列の画素に関する画像信号Ｓに基
づいて駆動される。それにより感光材料10には、図３の
（４）において「４」を付して示すような露光ドットＤ
が記録される。

【００３３】以上のようにして、液晶パネル15の画素15
ａの並び方向ＸおよびＹについて各々１回ずつ画素ズラ
シがなされるので、これらの方向ＸおよびＹの双方に関
して、画素15ａの並設数のそれぞれ２倍の露光ドットＤ
が記録され、高精細画像が露光されるようになる。

【００３４】その後感光材料10は通常の現像処理を受
け、それにより露光画像が顕像化される。

【００３５】なお以上の例では、液晶パネル15の画素15
ａの並び方向ＸおよびＹについて各々１回ずつ画素ズラ
シを行なっているが、画素ズラシの回数はこれに限られ
るものではない。例えば、画素15ａの並び方向Ｘおよび
Ｙについて各々２回ずつ画素ズラシを行なえば、これら
の方向ＸおよびＹの双方に関して、画素15ａの並設数の
それぞれ３倍の露光ドットＤが記録される。その場合
は、遮光マスク17として、開口17ａの各並び方向につい
ての開口率が３３％程度のもの用いればよい。

【００３６】また本発明においては液晶パネルに限ら
ず、前述したミラーアレイデバイス等、その他の反射型
あるいは透過型の空間光変調素子を用いることも勿論可
能である。さらに、液晶パネルを用いる場合も、上記実
施形態で説明した電気的アドレス方式のものに限らず、
光学的アドレス方式の液晶パネルも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による画像露光装置の平面
図

【図２】上記画像露光装置における液晶パネルの画素と
遮光マスク像との位置関係を示す概略図

【図３】上記画像露光装置による露光ドットの記録状態
を説明する概略図

【符号の説明】

10 感光材料 11 光源 12 集光レンズ 13 偏光ビームスプリッタ 14 結像レンズ 15 液晶パネル 15ａ 液晶パネルの画素 16 投写レンズ 17 遮光マスク 17ａ 遮光マスクの開口 18 画素ズラシ用駆動手段 19 画素ズラシ制御回路 20 変調制御回路 21 全体制御装置 Ｌ 記録光

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光材料を露光させる記録光を発する光
   源と、 ２次元アレイ状に配置された複数の画素を有し、前記記
   録光を受ける位置に配設された空間光変調素子と、 この空間光変調素子を経た記録光を感光材料上に投写す
   る投写光学系と、 前記画素の２次元的配設ピッチと相似の関係にあるピッ
   チで２次元的に並設された、各並び方向についての開口
   率が５０％以下の複数の開口を有し、前記光源と空間光
   変調素子との間において前記記録光の光路に配された遮
   光マスクと、 この遮光マスクの像を前記空間光変調素子の上に、前記
   開口の部分の各々が１つの画素の上に位置するように結
   像させるマスク結像光学系と、 前記開口部分の前記画素上での位置が順次変わるよう
   に、前記遮光マスクの像と空間光変調素子との相対位置
   を変化させる画素ズラシ手段と、 この画素ズラシ手段によって前記相対位置が変化する毎
   に、各画素により記録光を変調するように前記空間光変
   調素子を制御する変調回路とを備えてなる画像露光装
   置。