ES2335452T3 - Unidad de ilumunacion y procedimiento para la iluminacion puntual de un medio. - Google Patents

Abstract

Unidad de iluminación para la iluminación puntual de un medio que comprende una fuente de luz que comprende una pluralidad de emisores de luz dispuestos para iluminar al menos una superficie de iluminación a través de una disposición de microobturadores de dicha unidad, comprendiendo dicha disposición de microobturadores una pluralidad de microobturadores, comprendiendo cada microobturador un canal de luz y un dispositivo (4) de diafragma que puede activarse eléctricamente asociado con el mismo, caracterizada porque al menos uno de los emisores (1) de luz está dispuesto para iluminar al menos dos microobturadores a través de una primera disposición (2; 23) de lentes de dicha unidad, comprendiendo dicha disposición de lentes al menos una microlente dispuesta con respecto a cada microobturador, enfocando de este modo la luz emitida por los emisores de luz en o en la proximidad del eje óptico del canal (6; 26) de luz de los microobturadores individuales.

Description

Unidad de iluminación y procedimiento para la iluminación puntual de un medio.

Campo de la invención

La invención se refiere a una unidad de iluminación para la iluminación puntual de un medio tal como se expone en la parte introductoria de la reivindicación 1, y a un procedimiento para iluminar un medio tal como se expone en la parte introductoria de la reivindicación 19.

En la industria gráfica, las planchas de impresión offset se producen tradicionalmente copiando una película que contiene la imagen que va a imprimirse sobre la plancha de impresión.

Esto tiene lugar en una prensa a vacío para garantizar un buen contacto entre la película y la plancha de impresión. La película, cuya fotoemulsión es sensible en un intervalo dado, por ejemplo de 350-450 nm, se ilumina a través de la película por una lámpara potente, tal como por ejemplo una lámpara de mercurio o xenón, por lo que la imagen de la película se transfiere a la plancha de impresión.

La imagen sobre la película usada se ha producido normalmente dibujando un haz láser la imagen sobre la película en un montador de imágenes. El haz láser se enciende y se apaga mediante un modulador que se controla mediante información digital.

Por tanto están implicadas dos etapas de proceso principales: la fabricación de película y el copiado de plancha.

Es evidente que puede ahorrarse tanto tiempo como dinero saltándose la fabricación de película e iluminando directamente la imagen sobre la plancha basándose en la información digital. Esta solución sería particularmente ventajosa si fuera posible exponer planchas de impresión convencionales comercialmente atractivas.

Sin embargo, es problemático obtener fuentes de iluminación controladas digitalmente o más particularmente fuentes de láser que puedan iluminar las planchas de impresión convencionales a la longitud de onda correcta y con suficiente potencia óptica. Este problema es particularmente pronunciado en la zona UV y la zona azul en el intervalo de 350-450 nm.

Una forma de obviar estas circunstancias puede ser, por ejemplo, desarrollar planchas particularmente muy sensibles que puedan exponerse mediante láser a longitudes de onda mayores. Esta técnica se usa en la actualidad en las denominadas máquinas CtP (Computer-to-Plate Image Setters, montadores de imágenes de ordenador a plancha). Sin embargo, estas planchas de impresión son de obtención costosa, al igual que estas planchas de impresión altamente sensibles deben manipularse en consideración con el hecho de que se exponen a la luz del día. Por tanto, sería una ventaja en varios aspectos si fuera posible conseguir suficiente iluminación de más planchas de impresión comercialmente atractivas con menos sensibilidad, que puede conseguirse aumentando la intensidad de luz en la propia plancha de impresión.

Sin embargo, esta solución dará lugar a nuevos problemas, puesto que las únicas fuentes de luz comercialmente disponibles tales como las mencionadas anteriormente no proporcionan suficiente potencia óptica a las longitudes de onda necesarias.

Este problema puede obviarse usando por ejemplo lámparas de arco corto que pueden emitir una mayor potencia óptica.

Sin embargo, esta solución técnica supone complicaciones adicionales, puesto que una lámpara no puede modularse de la misma manera que los láseres conocidos lo que puede solucionarse, sin embargo, mediante una modulación meramente mecánica de la fuente de luz.

Las patentes europeas EP 0 642 423 y EP 0 643 645 del presente solicitante dan a conocer aplicaciones del tipo mencionado anteriormente, en las que se ilumina directamente una película o una plancha de impresión a través de denominados microobturadores mediante una denominada exposición directa. Sin embargo, estas aplicaciones con requisitos de resolución de iluminación aumentados serán relativamente complicadas y caras en su estructura, puesto que cada microobturador se ilumina por una fuente de luz asociada en forma de una fibra óptica y una óptica asociada. Por tanto, en caso de grandes resoluciones de iluminación, éstas suponen una complejidad muy alta y la necesidad de un número muy grande de fibras ópticas, teniendo que calibrarse cada una para la aplicación en cuestión. Por tanto, en el caso de sistemas de iluminación del tipo mencionado anteriormente, las fibras ópticas restringirán la posible resolución puesta en práctica, al igual que las pérdidas ópticas serán un factor limitante para todo el sistema, puesto que la utilización de esta exposición de proximidad requiere iluminar uniformemente los puntos de aguja individuales por toda la superficie de orificios en el lado de entrada. Si la luz se conduce meramente hacia abajo hacia los puntos de aguja individuales desde, por ejemplo, una lente de colimación, habrá una pérdida muy grande de luz que incide fuera del punto de aguja. Si la luz se enfoca hacia abajo al interior del orificio, por ejemplo mediante una microlente, el perfil de intensidad de la luz en la entrada al orificio no será uniforme, aunque se asemejara a una curva de Gauss, y por tanto sólo puede usarse una pequeña parte del haz para conseguir una iluminación uniforme.

El objeto de la invención es por tanto en primer lugar conseguir un tipo de modulador que pueda usarse en un sistema de iluminación para una iluminación eficaz y económica de planchas de impresión convencionales que requieren una intensidad de iluminación relativamente alta.

Sumario de la invención

Cuando, tal como se expone en las reivindicaciones 1 y 19, al menos uno de los emisores de luz de la unidad de iluminación está dispuesto para iluminar al menos dos microobturadores a través de una primera disposición de lentes de dicha unidad, comprendiendo dicha disposición de lentes al menos una microlente dispuesta con respecto a cada microobturador de modo que la luz emitida por el emisor de luz se enfoca en o en la proximidad del eje óptico del canal de luz de los microobturadores individuales, se consigue un aparato muy adecuado para iluminar medios fotosensibles con una menor sensibilidad óptica.

La luz desde el emisor de luz o uno de los emisores de luz se enfoca por tanto en los microobturadores individuales, que por tanto pueden modular la luz coherente alimentada en un lugar de iluminación.

Por tanto se ha encontrado que cuando se usan planchas comercialmente disponibles puede proporcionarse suficiente "energía óptica" o intensidad desde un emisor de luz a varios microobturadores al mismo tiempo. Por tanto, según la invención será suficiente subdividir los microobturadores usados en grupos más pequeños.

Esto se consigue en parte por la circunstancia de que se ha encontrado que es mecánicamente posible distribuir un haz de luz colimada subdividiendo este haz de luz en varios haces de luz y enfocándolos en sus microobturadores respectivos mediante la primera disposición de microlentes según la invención. Además, se ha encontrado que esta distribución supone pérdidas ópticas sorprendentemente pequeñas, aunque mediante esta división pueden temerse pérdidas ópticas considerables.

Dentro del alcance de la invención las disposiciones de microlentes pueden construirse de varias maneras diferentes. Un ejemplo de una variación dentro del alcance de las reivindicaciones puede ser una disposición en línea de múltiples capas.

Debe indicarse que la optimización de potencia según la invención puede conseguirse enfocando todo o la mayor parte del haz de luz a través de los canales de luz asociados sin considerar la necesidad de un perfil de intensidad plano en la entrada de todo el canal de luz. Por tanto puede conseguirse un desperdicio de potencia mínimo o reducido entre las aperturas del obturador mediante un enfoque adecuado.

Según la invención, también es posible iluminar varios obturadores mediante un emisor de luz en forma de, por ejemplo, un extremo de fibra óptica.

Por tanto, a medida que tiene lugar la iluminación de un medio usando paralelamente uno o relativamente pocos emisores de luz, esta división hace posible conseguir y mantener una elevada intensidad de iluminación en los puntos de iluminación individuales a una tasa de iluminación muy alta.

Por tanto, es posible la iluminación reproducible de un medio basándose en datos digitales almacenados mediante exposición a tasa elevada, puesto que una intensidad de iluminación alta permite reducir los tiempos de apertura de los microobturadores individuales, lo que, sin embargo, también requiere un tiempo reducido de ascenso/descenso. Una estructura razonable de los obturadores micromecánicos permite conseguir un tiempo de ascenso/descenso que es tan pequeño que la disposición de obturadores según la invención puede usarse también cuando todo el sistema implica un movimiento relativo entre la zona de iluminación y la disposición de iluminación, que puede ser el caso, por ejemplo, en conexión con una exploración por una zona de iluminación. Por tanto, un tiempo de ascenso/descenso pequeño hará que el punto de iluminación se aproxime a su forma ideal.

Según la invención, se conseguirá una realización particularmente ventajosa de un microobturador mediante un orificio que forma un canal de luz a través del que puede trasmitirse luz sin atenuación y sin reflexión mediante el uso de, por ejemplo, espejos, y donde la abertura puede bloquearse y abrirse mecánicamente para la transmisión mediante un diafragma mecánico que puede activarse eléctricamente. La atenuación en el propio canal de luz será de forma ideal cero.

Una de las varias ventajas diferentes de usar los obturadores micromecánicos es que éstos pueden transmitir una energía luminosa relativamente grande a la zona de iluminación por un intervalo de tiempo corto, y por consiguiente, en conexión con el movimiento relativo entre la disposición de obturadores y la zona de iluminación descrita anteriormente debe llevarse a cabo una menor concesión para la circunstancia de que un punto dado en la zona de iluminación deba recibir una cantidad específica de luz antes de alcanzar el resultado iluminado deseado. Por ejemplo, debería llevarse a cabo una mayor concesión si el mismo punto debiera iluminarse varias veces para conseguir una exposición correcta. La invención también permite una iluminación considerable y rápida de puntos de iluminación individuales, incluso si la iluminación se realiza por ejemplo explorando, al igual que es posible aumentar la velocidad del movimiento de exploración.

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Ejemplos de medios fotosensibles pueden ser, por ejemplo, planchas de impresión, películas, placas de circuito impreso (PCB), etc.

Se indica que la invención permite de manera eficaz la modulación paralela simultánea por una zona más grande a una intensidad de iluminación muy alta.

Según la presente invención es igualmente posible conseguir una proporción de apertura/cierre muy alta, es decir, la proporción de cuánta luz pasa a través de un microobturador en el estado abierto y el estado cerrado, respectivamente.

La forma del canal de luz puede adaptarse a las aplicaciones individuales mediante la variación adecuada de, por ejemplo, la sección transversal.

Además la invención permite realizar una prueba digital, por ejemplo, la realización de una corrección, en la misma máquina cuando expone las planchas de impresión. La producción de una prueba que es idéntica a la imagen sobre el papel impreso no es posible con los procedimientos de realización de pruebas tradicionales sin tener que exponer en primer lugar una película, como es el caso, por ejemplo, con los procedimientos de realización de pruebas reconocidos tales como Cromalin y Matchprint.

Por tanto, según la invención es posible realizar una imagen idéntica tanto en el papel de prueba como el papel de impresión, y por tanto será posible obtener una prueba que coincide bastante bien con la impresión acabada.

Esto significa por ejemplo que la invención proporciona una posibilidad de predecir problemas de moiré en la impresión, siendo la razón que es posible según la invención modular luz UV directamente y de este modo generar los mismos puntos de trama en los materiales de prueba sensibles a UV tradicionales como en la impresión acabada.

Una fuente de iluminación que puede usarse para realizar la invención puede ser, por ejemplo, una lámpara de arco corto de UV. Por tanto, puede conseguirse una intensidad de iluminación muy alta (intensidad radiante) en el intervalo de 350-450 nm usando una lámpara de intervalo de arco corto de mercurio. De este modo puede conseguirse una intensidad radiante superior a 10 W/sr con la que una lámpara es suficiente para conseguir una tasa de iluminación razonable para una plancha offset convencional.

En un aspecto general, la invención permite por tanto la modulación a una intensidad de iluminación muy alta y a longitudes de onda muy pequeñas, motivo por el cual pueden conseguirse planchas de impresión económicas convencionales.

Un aspecto adicional y muy esencial de la invención y el uso de las planchas de impresión mencionadas es que la menor sensibilidad a la luz también mencionada anteriormente es una gran ventaja en conexión tanto con el almacenamiento como con la manipulación, puesto que éstas, al contrario que planchas de impresión muy sensibles, pueden tolerar la luz del día durante un determinado periodo sin exponerse.

Se apreciará que la invención no sólo puede usarse para exponer películas y planchas de impresión, sino que puede usarse ventajosamente para iluminar otros tipos de materiales sensibles a la luz en campos de uso completamente diferentes.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 2, la unidad de iluminación comprende adicionalmente una segunda disposición de microlentes dispuesta entre los microobturadores y la superficie de iluminación, de modo que la luz transmitida a través del canal de luz del microobturador individual se enfoca de manera adecuada sobre la superficie de iluminación, se consigue una iluminación ventajosa sobre la superficie de iluminación, puesto que la luz modulada a través de los obturadores puede enfocarse sobre la superficie de iluminación al punto de luz, cuya forma y extensión se proporcionan mediante el dimensionamiento y la estructura del sistema óptico.

Puesto que el perfil de intensidad de los haces individuales en la abertura del obturador es no uniforme, se mejora la utilización de la energía óptica usando la segunda disposición de microlentes. Esto se aplica en particular en conexión con canales de luz que tienen un diámetro pequeño (puntos de aguja). El uso de una óptica de enfoque en el lado de salida de los microobturadores proporciona por tanto un aumento significativo de la eficacia, puesto que la zona de borde del perfil de haz se enfoca asimismo hacia el punto de iluminación.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 3, al menos uno de los emisores de luz está formado por una guía de luz óptica que está conectada de manera óptica a al menos una fuente de luz, se consigue una realización ventajosa de la invención, puesto que la luz puede conducirse de manera selectiva a las disposiciones de microobturadores en cuestión de una manera sencilla con pérdidas ópticas reducidas.

Con guías ópticas se hace referencia a fibras ópticas, guías de enfoque automático, guías de ondas, etc.

Cuando se usan guías ópticas como emisores de luz y cuando éstas están conectadas de manera óptica a una fuente de luz, es por tanto posible conducir una gran cantidad de luz al lugar de iluminación de una manera óptima. Este es particularmente el caso cuando se usan lámparas de arco como fuente de luz, puesto que éstas emiten considerablemente menos luz bien definida que en el caso de, por ejemplo, láseres.

Además será posible graduar la cantidad de luz inyectada en cada guía de luz individual, por ejemplo usando diferentes filtros grises dependiendo del perfil de intensidad radiada desde el arco de la fuente de luz y el nivel de intensidad deseado.

Cuando se usan guías de luz, tales como fibras ópticas, la fuente o fuentes de luz pueden colocarse de manera central a una distancia desde el conjunto de modulación, lo que facilita el servicio y el enfriamiento.

También se obtiene un grado de libertad adicional en la colocación de una o más fuentes de luz, lo que facilita el diseño y la construcción. Esto debe considerarse especialmente como una ventaja, recordando que la extensión física de las fuentes de luz cuando se montan directamente sobre los obturadores sin el uso de guías de luz produce grandes demandas respecto al dimensionamiento de un sistema de iluminación cuando se desea una resolución de exposición relativamente alta.

Por tanto, las consideraciones de espacio restringen el sistema de iluminación en menor medida, puesto que puede ser más fácil disponer extremos de guías de luz que fuentes de luz directamente sobre las disposiciones de microobturadores, ya que los extremos de fibras tienen habitualmente una menor extensión que las fuentes de luz.

El uso de guías de luz o fibras ópticas como emisores de luz que pueden conectarse de manera óptica a una fuente de luz también hace posible producir algunas unidades de iluminación muy compactas que pueden unirse para formar unidades de iluminación más grandes de una manera relativamente sencilla, al igual que es posible unir estas unidades de iluminación en primer lugar considerando las condiciones de iluminación físicas que pueden requerirse, puesto que la transmisión óptica crítica entre la fuente de iluminación y los puntos de iluminación individuales o todo el lugar de iluminación no es crítico con respecto a la posición física de las unidades de iluminación individuales o la posición necesaria de las fuentes de luz en todo el sistema de iluminación.

Del mismo modo será posible colocar las fuentes de luz a una distancia desde componentes sensibles que pueden incluirse en la estructura, y de este modo puede simplificarse mucho la construcción de toda la disposición, lo que debería considerarse una ventaja particular cuando se usa una gran cantidad de fuentes de láser.

Finalmente, debe observarse que una fibra óptica homogeneiza o "limpia el haz" por una longitud determinada, normalmente un par de metros, y de este modo la luz emitida por la fuente de luz sufre una corrección automática antes de conducirse hacia el lugar de iluminación o la superficie de iluminación y la óptica de modulación.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 4, la(s) guía(s) de luz óptica(s) está(n) formada(s) por fibras ópticas, se consigue una realización particularmente ventajosa de la invención, puesto que las fibras ópticas son relativamente sencillas de manipular con respecto a sistemas ópticos convencionales. Esto es pronunciado en conexión con sistemas ópticos relativamente complicados en los que la óptica de transmisión convencional sin guías de luz no puede manipular un mayor número de sistemas de subiluminación teniendo cada uno un emisor de luz propio.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 5, al menos una de las fuentes de luz está formada por una lámpara de arco corto, es posible conseguir una intensidad de iluminación muy alta por un número muy grande de microobturadores y de este modo, por una zona de iluminación grande, puesto que es posible conseguir una potencia relativamente mayor a las longitudes de onda deseadas dadas de lo que es posible de conseguir mediante, por ejemplo, fuentes de láser comercialmente disponibles.

La ventaja conseguida es extremadamente pronunciada cuando debe restringirse el número de fuentes de iluminación, puesto que las lámparas de arco corto del estado de la técnica tienen una ventaja sobre las fuentes de láser, de modo que una única lámpara puede iluminar mayores superficies de iluminación a través de microobturadores de iluminación.

Por ejemplo, la intensidad radiante deseada en el intervalo de 350-450 nm puede conseguirse usando una lámpara de arco corto de mercurio. De este modo puede conseguirse una intensidad radiante por encima de 10 W/sr, con la que es suficiente una lámpara para conseguir una tasa de iluminación razonable para una plancha offset convencional.

Así, la invención abre la posibilidad de conseguir una intensidad de iluminación homogénea sin precedente por una zona mayor de una manera relativamente sencilla.

Cuando se usan fibras ópticas para absorber la potencia óptica desde una lámpara de arco, puede evitarse un desgaste de potencia debido a la estructura y forma física de la fuente de luz de una manera sencilla y óptima, puesto que las fibras ópticas pueden colocarse con relativa libertad y según se requiera en los campos de luz de la lámpara de arco.

Las fibras ópticas también proporcionan la posibilidad de sumar la intensidad de iluminación por la zona de iluminación.

Las fibras pueden disponerse también en un conjunto de fibras grande que se coloca de manera conveniente con respecto a un haz de luz concentrado recogido mediante un reflector en el que se coloca la fuente de luz.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 6, la fuente de luz comprende una lámpara de arco corto que tiene fibras o guías de luz ópticas receptoras de luz dispuestas dentro de un ángulo de +/- 75º con respecto al eje del ecuador E de la lámpara en una superficie esférica alrededor de la lámpara, y que están conectadas de manera óptica y conducen luz a los emisores de luz, se consigue una realización ventajosa sin el uso de un reflector según la invención, puesto que la luz desde una lámpara de arco corto se recibe de manera óptima en las fibras individuales que de este modo pueden disponerse en una superficie esférica que tenga la misma forma que la bombilla a una distancia de la misma.

Según un ejemplo de un uso concreto, la conexión de fibras comprende aproximadamente 150 fibras ópticas dispuestas entre la lámpara de arco corto y la disposición de microobturadores.

Por tanto, parece interesante según la invención usar una lámpara, por ejemplo una lámpara de UV, puesto que la intensidad y orientación de la luz por el contrario ciertamente no uniforme de la lámpara puede absorberse y utilizarse por guías ópticas orientadas de manera correspondiente, que posteriormente conducen a e iluminan el sistema de iluminación de superficie usado.

La lámpara puede ser por ejemplo una lámpara de arco corto de mercurio.

Cuando una pluralidad de extremos de recepción de luz está distribuida por la superficie esférica de la lámpara, también es posible ajustar la absorción de luz en los extremos de recepción de luz de las guías de luz ajustando su posición con respecto a la lámpara y su perfil de radiación.

Otra realización posible puede ser construir la fuente de luz con un reflector, como se mencionó anteriormente, recubierto con un recubrimiento de filtro adecuado y un conjunto de fibras orientado de manera adecuada con respecto al mismo. Un filtrado de este tipo requerirá entonces normalmente un enfriamiento del reflector.

Una ventaja de una recogida de este tipo de la energía de luz es que el procedimiento tiene una gran posibilidad de control, y que el procedimiento puede proporcionar una entrada homogeneizada de una manera relativamente sencilla en las guías de luz orientadas con respecto al reflector. Una ventaja adicional de un prefiltrado y una recogida de reflector de este tipo es que puede facilitarse considerablemente el montaje y el servicio.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 7, al menos una de las fuentes de luz está formada por una fuente de láser, se consigue una ventaja adicional según la invención, puesto que la potencia de iluminación necesaria por una zona de iluminación más grande puede sumarse mediante varias fuentes de láser.

Además, según la invención, el uso de fuentes de láser implica una pérdida de energía reducida y por tanto, una eficacia aumentada, en parte por la posibilidad de pérdida de inyección reducida, y en parte por un grado de utilización de la fuente de luz considerablemente mayor. Cuando una lámpara de arco de 2000 W puede generar normalmente una potencia en la zona de longitud de onda deseada de 20 W en forma de puntos de luz modulados en el medio fotosensible, es decir de aproximadamente el 1%, entonces un láser de diodo con una longitud de onda bien definida puede generar normalmente un orden del 5% de potencia.

La luz desde una fuente de láser es elíptica y astigmática, lo que debe corregirse en el sistema óptico. Cuando se usa una fibra, la luz se distribuye en la fibra y la fibra emite un haz "mixto", considerablemente más uniforme que requiere menos corrección óptica.

Cuando la fuente de iluminación tiene por tanto superficies sumadas como varias fuentes de láser, es posible aumentar la homogeneidad de iluminación por la superficie de iluminación, puesto que las fuentes de láser pueden ajustarse individualmente con el fin de conseguir una iluminación homogénea de las disposiciones de microobturadores individuales con la obtención simultánea de un aumento en la eficacia de todo el sistema.

Las fuentes de láser pueden ser por ejemplo láseres de diodo, láseres de estado sólido, láseres de gas, láseres con líquido, láseres semiconductores o similar.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 8, los dispositivos de diafragma que pueden activarse se forman por placas que están articuladas de manera pivotante a la disposición de microobturadores, se consigue una realización ventajosa de la invención.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 9, la unidad de iluminación comprende un emisor de luz en forma de una guía de luz conectada de manera óptica a una fuente de luz y dispuesta para iluminar una pluralidad de microobturadores dispuestos en una forma de superficie dada, estando dispuesta al menos una lente de colimación entre el emisor de luz y la forma de superficie de modo que la luz colimada se conduce hacia la pluralidad de microobturadores mediante la primera disposición de microlentes asociada con los microobturadores, se consigue una subdivisión ventajosa de disposiciones de microobturadores y óptica asociada, que puede formar parte de un sistema de iluminación subdividido.

Debe indicarse que la unidad de iluminación puede construirse como una unidad compacta con microobturador, óptica y guías de luz integradas o fibras ópticas, de modo que la unidad como tal puede comercializarse como una unidad compacta y ajustada que sólo tiene que ajustarse con respecto a una fuente de luz usada en una aplicación
dada.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 10, la forma de superficie de los microobturadores forma un hexágono, se consigue una forma de superficie de la disposición de microobturadores que puede unirse con y actuar conjuntamente con disposiciones de microobturadores correspondientes de una manera sencilla.

Además de las condiciones geométricas mencionadas anteriormente en conexión con disposiciones de microobturadores correspondientes, una forma de superficie hexagonal tiene la ventaja de que es posible conseguir un grado de llenado relativamente grande usando un emisor de luz que ilumina la disposición de microobturadores con una sección transversal circular.

El grado de llenado de una forma de superficie hexagonal es por tanto de aproximadamente el 83%, lo que debería considerarse en relación con un grado de llenado de aproximadamente el 63% para una forma de superficie cuadrada con respecto a un circuncírculo.

Además, una forma de superficie hexagonal tiene la ventaja de que es posible distribuir los microobturadores individuales por la forma de superficie de una manera sencilla de modo que se consigue la distribución de iluminación deseada.

Sin embargo, también pueden implementarse muchas otras formas de superficie de manera concebible dentro del alcance de la invención.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 11, la unidad de iluminación comprende al menos ocho hexágonos estando iluminado cada uno por una fibra óptica conectada de manera óptica a una fuente de iluminación, se consigue un sistema de iluminación de elemento modular que puede unirse de manera sencilla para formar una característica de iluminación deseada en la que cada hexágono se alimenta mediante una fuente de iluminación a través de una fibra óptica.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 12, los microobturadores individuales con óptica de microlentes asociada están colocados en filas en la dirección transversal T de la forma de superficie con los microobturadores a una distancia mutua dada, estando desplazadas mutuamente dichas filas en la dirección longitudinal de las filas, es posible conseguir una resolución de iluminación aumentada.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 13, las filas están dispuestas de modo que la proyección de todos los microobturadores individuales en la dirección transversal T en la forma de superficie da como resultado una pluralidad de puntos de iluminación a una distancia mutua \DeltaL en la dirección transversal T, se consigue una realización ventajosa de la invención, puesto que la forma de superficie puede usarse de manera ventajosa para, por ejemplo, una exploración o una iluminación de movimiento similar en la que una resolución de iluminación es menor que la menor distancia posible entre los microobturadores.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 14, la primera y/o segunda disposición de lentes está formada completa o parcialmente por lentes focales hexagonales, se consigue una forma geométrica particularmente ventajosa de la disposición de lentes, puesto que las lentes hexagonales pueden empaquetarse de manera más apretada que las lentes circulares, lo que adicionalmente permite aumentar la eficacia del sistema.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 15, la forma o formas de superficie de los microobturadores está(n) dispuesta(s) en una o más cabezas de iluminación, estando adaptada dicha cabeza de iluminación y dicha superficie de iluminación para realizar un movimiento relativo mutuo a través de una zona de iluminación, estando dotado también dicho dispositivo de una unidad de control para controlar los microobturadores en función del movimiento relativo entre la barra y la superficie de iluminación, se consigue una alternativa ventajosa a la exposición flash, puesto que la unidad de iluminación puede usarse por tanto para iluminar zonas de iluminación más grandes, al igual que puede aumentarse la resolución de iluminación.

Se apreciará que el movimiento relativo entre cada cabeza de iluminación y la zona de iluminación puede realizarse fijando cada cabeza de iluminación y moviendo la zona de iluminación, fijando la zona de iluminación y moviendo cada cabeza de iluminación, y moviendo la(s) cabeza(s) de iluminación así como la zona de iluminación.

El movimiento a través de la superficie de iluminación puede disponerse entre otras cosas en función de la estructura y forma de la unidad móvil. Por ejemplo, una unidad de iluminación discreta con una pluralidad de obturadores puede moverse alrededor de la superficie de iluminación en un movimiento gradual, por lo que puede conseguirse una exposición dada como una suma de superficies de iluminación discretas para formar un área total.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 16, la unidad móvil está formada por una barra, el movimiento relativo entre la superficie de iluminación y la barra que es un único movimiento progresivo en la dirección transversal de la barra, se consigue una realización particularmente ventajosa de la invención, puesto que una exploración de este tipo puede proporcionar una iluminación total en toda la dirección transversal de la superficie de iluminación, evitando así líneas de límite entre zonas de iluminación discretas de modo que la imprecisión de colocación en la exposición de puntos de manera transversal a la dirección de movimiento por la exposición total se reduce sustancialmente a la imprecisión de colocación mutua entre los microobturadores individuales de la unidad de iluminación y la imprecisión en el guiado.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 17, cada microobturador individual está formado por un elemento de diafragma oscilante que puede moverse de un lado a otro entre dos posiciones, estando suspendido dicho elemento de diafragma oscilante de modo que fuerzas elásticas actúan hacia una posición de equilibrio entre las dos posiciones, comprendiendo adicionalmente dicha unidad de iluminación una unidad de control para controlar el elemento de diafragma oscilante mediante fuerzas electrostáticas, bloqueando dicho elemento de diafragma el canal de luz del microobturador en una de las dos posiciones, es posible conseguir una modulación rápida puesto que la frecuencia natural del elemento oscilante, en función de los parámetros de oscilación del elemento, tal como masa, elasticidad y geometría así como fuerzas internas y externas, determina el tiempo de conmutación del microobturador.

El tiempo de respuesta de los microobturadores individuales a una señal de control dada desde la unidad de control se mejora por tanto por la frecuencia natural del sistema oscilante que por tanto puede dimensionarse hasta el tiempo de conmutación deseado.

Por ejemplo pueden construirse otros tipos de microobturadores sin contribuciones significativas de la suspensión elástica mencionada anteriormente, puesto que puede tirarse del elemento de diafragma del obturador de una posición a otra principalmente mediante electrodos colocados a lo largo de todo el elemento de diafragma y su brazo.

Cuando, tal como se expone en la reivindicación 18, la unidad de iluminación, entre la disposición de microobturadores y la superficie de iluminación comprende adicionalmente medios ópticos para divergir los haces de luz emitidos por los canales de luz sobre la superficie de iluminación, es posible realizar una exposición flash por una zona de iluminación más grande, puesto que los medios ópticos para divergir los haces de luz emitidos por los canales de luz garantizan que la disposición de microobturadores pueda iluminar una zona que corresponde a la extensión de la disposición de microobturadores asociada, y también pueda cubrir las zonas ciegas entre otras cosas entre los diversos elementos modulares en el sistema de iluminación.

Cuando la sección transversal de los canales de luz tiene el mayor diámetro en la terminación inferior del canal de luz hacia la superficie de iluminación, entonces la luz puede conducirse de la mejor manera posible a través del microobturador si las placas de obturador individuales están colocadas en o por encima de la terminación superior del canal de luz, recordándose que se pretende normalmente enfocar la luz desde la primera disposición de microlentes sobre la propia placa de obturador.

Cuando al menos uno de los canales de luz es cónico, con el mayor diámetro en la terminación inferior del canal de luz hacia la superficie de iluminación, se consigue una realización ventajosa de la invención.

Dibujos

La invención se describirá de manera más completa a continuación con referencia a los dibujos, en los que

la figura 1 muestra la invención en su forma básica,

la figura 2 muestra un ejemplo de cómo emisores de luz pueden estar conectados a una fuente de luz,

la figura 3 muestra un ejemplo adicional según la invención en el que las fuentes de luz están formadas por diodos de láser,

la figura 4 muestra un ejemplo adicional según la invención en el que los emisores de luz están formados por guías de luz,

la figura 5 muestra la estructura de una unidad de iluminación adicional según la invención,

la figura 6 muestra una unidad de exploración según la invención,

las figuras 7-10 ilustran el modo de funcionamiento de una unidad de iluminación que tiene un gran número de microobturadores según la invención,

las figuras 11 y 12 muestran módulos de iluminación para explorar según la invención,

la figura 13 muestra una estructura de módulos de iluminación según la invención para exposición flash,

la figura 14 muestra una sección transversal de los módulos de iluminación mostrados en la figura 13, y

la figura 15 muestra ejemplos de la forma de canales de luz según la invención.

Ejemplo

La figura 1 muestra un ejemplo según la invención.

Un aparato para la iluminación puntual de un medio 9 comprende un emisor 1 de luz dispuesto a una distancia desde una disposición de lentes que consiste en microlentes 2 y una disposición de microobturadores que consiste en un elemento de placa con una pluralidad de aberturas 6 y elementos 4 de diafragma asociados. Los elementos 4 de diafragma pueden activarse individualmente de manera eléctrica mediante desplazamiento o rotación.

Microobturadores o válvulas de luz significan diafragmas de luz de transmisión en un sentido amplio, y éstos pueden estar formados por ejemplo por obturadores micromecánicos. Los elementos de obturador individuales pueden ser por ejemplo del tipo descrito en la solicitud de patente francesa n.º 9412928 o el documento correspondiente EP-A 709 706, siendo decisivo según la invención que la luz que va a modularse se transmita directamente a través del microobturador individual para conseguir una pérdida de transmisión mínima.

Debe indicarse a este respecto que los microobturadores descritos en la solicitud de patente mencionada anteriormente pueden ser particularmente ventajosos en conexión con esta invención, puesto que los microobturadores tienen que (y pueden) tener un tiempo de ascenso/descenso muy pequeño si debe conseguirse un punto bastante bien definido en un medio fotosensible durante el movimiento mutuo entre la disposición de iluminación y el medio. Además debe indicarse a este respecto que según la invención es posible tener un tiempo de iluminación relativamente pequeño en los puntos de iluminación individuales debido al elevado efecto de luz transmitida.

Cada válvula de luz tiene al menos un estado abierto y cerrado que puede controlarse individualmente, en cuyos estados se muestran una atenuación mínima y una atenuación máxima, respectivamente, con respecto al paso de la luz a través del canal de luz asociado.

A este respecto los obturadores micromecánicos tienen la ventaja de que la atenuación en los dos estados mencionados anteriormente es realmente óptima, puesto que la atenuación de la luz se proporciona físicamente por una placa micromecánica o similar que simplemente bloquea el paso de luz en el estado de atenuación máxima y en principio provoca una no atenuación del haz de luz en el estado de atenuación mínima.

La función del ejemplo mostrado es que se enfoca un haz de luz colimado A recogido en las aberturas 6 de la disposición de microobturadores de modo que los elementos 4 de diafragma en la posición mostrada en la figura 1 bloquean el paso de luz, mientras que, en su estado abierto, permiten el paso de luz a través de las aberturas 6 de modo que se ilumina un punto de iluminación asociado con la abertura 6 individual en el medio 9.

Debe indicarse que la presente realización es particularmente sencilla en su estructura puesto que no se usa ninguna óptica de enfoque entre las aberturas 6 y el medio 9.

Esta técnica se describe en su forma básica en el documento EP 0 642 423 B1, estando dispuesto el medio 9 o el plano de iluminación con precisión en la transición entre la zona de Fresnel y la zona de Frauenhofer de los haces de luz.

Además debe indicarse que en una realización adecuada de la disposición de microobturadores las placas de obturador pueden estar colocadas también en el lado inferior de la oblea orientada hacia la superficie de iluminación o el medio 9.

La figura 2 muestra una sección transversal de una realización adicional de la invención.

Un sistema de iluminación comprende una pluralidad de disposiciones de microobturadores (no mostradas) estando conectada cada una de manera óptica a una pluralidad de fibras 13 ópticas, que además están conectadas de manera óptica a un revestimiento 11, 12 de absorción en forma de arco que en conjunto se extienden 360º alrededor del eje de una lámpara 10 de arco corto.

Las fibras 13 ópticas están fijadas en el revestimiento de absorción de modo que éstas absorben luz por los 360º de la lámpara en una zona en el revestimiento 11, 12 de absorción entre un ángulo superior Ua y un ángulo inferior La.

Los ángulos Ua y La están adaptados a la lámpara 10 de arco corto concreta usada. Para una lámpara de arco corto de Hg, Ua y La pueden seleccionarse por ejemplo a +60º y -30º con respecto al plano del ecuador E de la lámpara.

La posición y fijación real de las fibras 13 individuales en los revestimientos 11, 12 de absorción con respecto al ángulo entre las mismas y el plano del ecuador puede seleccionarse del mismo modo con respecto al perfil de intensidad de la lámpara en cuestión.

Cada fibra 13 óptica puede iluminar por tanto un subsistema, que por ejemplo puede corresponder al mostrado en la figura 1, en el que el extremo 13 emisor de luz de la fibra óptica corresponde al emisor 1 de luz.

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Según una realización, el número de fibras 13 ópticas alrededor del revestimiento 11, 12 de absorción será de aproximadamente 150, pudiendo iluminar por tanto cada una un sistema de microobturador conectado de manera óptica a las mismas.

Según la presente realización, cada fibra óptica puede iluminar 5-600 canales de luz y de este modo distribuir la luz desde la fibra en un número correspondiente de haces de luz más pequeños.

Por tanto, según la invención es posible conseguir una iluminación homogénea de los microobturadores y de este modo de la superficie de iluminación mientras se mantiene una buena eficacia.

Según la realización mostrada de la invención el número de guías de luz necesarias entre la fuente de luz y la superficie de iluminación se reduce por un factor de 5-600 con respecto a tener una guía de luz independiente para cada canal de luz, mientras se mantiene una iluminación homogénea por toda la superficie de iluminación.

Las fibras 13 pueden distribuirse de manera ventajosa a los sistemas de microobturador de modo que la diferencia de intensidad entre dos fibras adyacentes no supera un límite máximo dado, o de modo que dos fibras adyacentes, si se supera el límite máximo, no den lugar a dos disposiciones de microobturadores adyacentes.

La figura 3 muestra una realización adicional según la invención en la que se usa un diodo de láser como fuente de luz.

Los diodos 21 láser se colocan por tanto en una sujeción 20 para iluminar una lente 22 de colimación, una primera disposición 23 de microlentes, una disposición de microobturadores dispuesta en una oblea 25 con canales 26 de luz y elementos 24 de diafragma asociados, una segunda disposición 27 de microlentes y finalmente un plano 28 de iluminación.

Debe hacerse hincapié en que por motivos de claridad la figura mostrada no muestra una aplicación típica para por ejemplo exposición de imágenes, puesto que la lente 22 de colimación en tales aplicaciones iluminará normalmente un número mucho mayor de microlentes y obturadores asociados.

Los elementos 24 de diafragma individuales se abren y cierran, es decir, modulan, en función de datos digitales almacenados y un posible movimiento relativo dado con respecto al plano 28 de iluminación.

Los diodos 21 láser emiten por tanto un haz de luz que se colima en la lente 22 de colimación al haz de luz A'. El haz de luz A' se conduce posteriormente a la disposición 23 de microlentes, que enfoca el haz de luz A' a un número de haces de luz B' en los canales 26 de luz de la disposición de microobturadores, desde la que los haces de luz C' se conducen a la segunda disposición 27 de microobturadores en la que los haces de luz D' individuales se enfocan sobre el plano 28 de iluminación como puntos de iluminación con un diámetro de punto Sp. Esto no está dibujado a escala en la figura por motivos de claridad.

Cada emisor de luz puede iluminar 5-600 canales de luz en una aplicación específica. Una resolución según la invención puede seleccionarse por ejemplo a 2540 DPI, es decir 10 \mum entre los puntos.

El diámetro de la lente 22 de colimación es de 5-10 mm, y las microlentes individuales en las disposiciones 23 y 27 de microlentes tienen un diámetro de 2-300 mm. La distancia central entre las microlentes es del mismo modo del orden de 2-300 mm, lo que así también corresponde a la distancia entre los orificios en la oblea 25. Los canales 26 de luz individuales en la oblea 25 tienen normalmente un diámetro menor de 20-40 mm, y la propia placa 24 de obturador es ligeramente más grande de modo que puede cubrir el orificio por completo. El diámetro de punto Sd del plano 28 de iluminación puede ser de 12-25 mm según la presente realización.

La proporción de cierre-apertura (la proporción de cuánta luz pasa a través de un obturador abierto y un obturador cerrado, respectivamente) es del orden de 1000:1 o mejor, lo que es aproximadamente 10 veces mejor que para el mejor de los chips de LCD conocidos.

Se apreciará que según la invención una lente de colimación puede, en algunos casos debe, estar construida como un sistema de lentes de colimación para conseguir una mayor eficacia.

La figura 4 muestra una realización que está construida como la mostrada en la figura 3 en su forma básica.

Las guías 29 de luz están colocadas por tanto en una sujeción 20 para iluminar una lente 22 de colimación, una primera disposición 23 de microlentes, una disposición de microobturadores dispuesta en una placa 25 con canales 26 de luz y elementos 24 de diafragma asociados, una segunda disposición 27 de microlentes y finalmente un plano 28 de iluminación.

Debe hacerse hincapié en que por motivos de claridad la figura mostrada no muestra una aplicación típica para por ejemplo exposición de imágenes, puesto que la lente 22 de colimación en tales aplicaciones iluminará normalmente un número mucho mayor de microlentes y obturadores asociados.

Los elementos 24 de diafragma individuales se abren y cierran, es decir, modulan, en función de datos digitales almacenados y un posible movimiento relativo dado con respecto al plano 28 de iluminación.

Las fibras 29 ópticas o guías de luz con propiedades ópticas adaptadas emiten un haz de luz que se colima en la lente 22 de colimación a un haz de luz A'. El haz de luz A' se conduce posteriormente a la disposición 23 de microlentes, que enfoca el haz de luz A' a una pluralidad de haces de luz B' en las aberturas 26 de la disposición de microobturadores, desde los que los haces de luz C' se conducen a la segunda disposición 27 de microobturadores en la que los haces de luz D' individuales se enfocan sobre el plano 28 de iluminación como puntos de iluminación.

Lo que es decisivo en esta aplicación es por tanto que los grupos de microobturadores individuales reciban luz desde una fuente de luz a través de las fibras ópticas mostradas.

Como se muestra, es por tanto posible colocar los microobturadores individuales en consideración principal de su posición necesaria o deseada con respecto a la iluminación real de la superficie de iluminación, tras lo cual la luz puede conducirse a los grupos de microobturadores sin grandes dificultades técnicas a través de las fibras ópticas mostradas u otras formas de guías de luz que tengan propiedades correspondientes.

La figura 5 muestra un ejemplo de una arquitectura de microobturador según la invención, vista desde arriba.

Una barra 30 de exploración para el movimiento en la dirección X comprende una serie de hexágonos 32 comprendiendo cada uno un gran número de microobturadores según la invención.

Cada hexágono comprende una disposición de microobturadores correspondiente a las mostrada en la figura 4, comprendiendo dicha disposición de microobturadores 400-600 canales de luz con una disposición de microlentes asociada y elementos 26 de diafragma.

Cada hexágono 32 está iluminado por una fibra óptica dispuesta por encima del mismo a través de una lente 31 de colimación correspondiente a la mostrada en la figura 4.

Las subzonas 34 y 38 constituyen denominadas zonas de solapamiento en la dirección longitudinal de la barra 30 de exploración, estando dispuestas dichas zonas de solapamiento entre sí de modo que mediante el movimiento de la barra 30 de exploración en la dirección X con una sincronización en el tiempo adecuada determinada por la tasa relativa entre la barra de exploración y el medio sensible a la luz subyacente, los microobturadores individuales de la barra 30 de exploración pueden iluminar puntos de iluminación equidistantes en este medio.

Una proyección de los puntos de iluminación de todos los microobturadores en los hexágonos en la dirección longitudinal de la barra 30 de exploración proporcionará por tanto puntos de iluminación a la misma distancia en toda la dirección longitudinal de la barra 30 de exploración.

Una sección detallada de los microobturadores individuales en el hexágono según la invención ilustrado anteriormente se muestra en las figuras 7-9.

La figura 6 muestra una sección transversal de una disposición 40 de exploración.

El fin global de usar una barra de exploración para realizar la invención es conseguir una mayor resolución de lo que se permite por las dimensiones de los microobturadores seleccionados y también conseguir una estructura del sistema ventajosa desde el punto de vista económico.

La disposición 40 de exploración puede realizar un movimiento relativo en la dirección X con respecto al sustrato 41 mediante medios de movimiento (no mostrados). La disposición 40 de exploración comprende una barra 30 de exploración que corresponde a la mostrada en la figura 5.

La disposición de exploración mostrada puede realizar un movimiento de exploración relativamente rápido mientras mantiene una iluminación eficaz con una alta intensidad de iluminación, una alta tasa de apertura/cierre, una alta resolución de iluminación y un pequeño tiempo de ascenso/descenso.

Las figuras 7-9 muestran una sección de una disposición de microobturadores según la invención, en la que los microobturadores individuales están dispuestos en una forma de superficie de filas 61, 62, 63, 64, 65 y 66.

Por motivos de claridad, sólo se muestran la microlente 50 asociada con el microobturador individual y el canal 51 de luz previsto en el microobturador.

Cada microobturador con óptica asociada tiene una extensión máxima que corresponde a la distancia central entre las microlentes 50 asociadas que, según el ejemplo ilustrado, es aproximadamente de 100 \mum, y los puntos de luz sobre el medio fotosensible subyacente (no mostrado) asociados con los microobturadores individuales son aproximadamente de 12-25 \mum con una resolución de aproximadamente 10 \mum y 10 filas de obturadores.

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Las filas 61, 62; 63, 64; 65 y 66 están desplazadas mutuamente por la mitad de la distancia mutua eficaz, mientras que las filas 62, 63; 64, 65 están desplazadas mutuamente por la mitad de la distancia mutua eficaz más la resolución deseada.

En la práctica, cada microobturador tendrá normalmente una extensión de aproximadamente 250 \mum, y por tanto se requiere un mayor número de filas en el conjunto de microobturadores con una resolución de aproximadamente
10 \mum.

Se muestra en la figura 7 cómo la fila 61 pasa por una línea de exploración SL durante el movimiento de la disposición de exploración, lo que permite una orientación y una modulación de la línea de exploración en los puntos mostrados en la línea 1 BL.

Se muestra en la figura 8 cómo la fila 62 pasa por la línea de exploración SL durante el movimiento de la disposición de exploración, lo que permite una orientación y una modulación en la línea de exploración en los puntos mostrados en la línea 2 BL, donde los puntos 61' proceden de la fila 61 de microobturadores y los puntos 62' proceden de la fila 62 de microobturadores.

Se muestra en la figura 9 cómo la fila 63 pasa por la línea de exploración SL durante el movimiento de la disposición de exploración, lo que permite una orientación y una modulación en la línea de exploración en los puntos mostrados en la línea 3 BL, donde los puntos 61', como se muestra en la figura 8, proceden de la fila 61 de microobturadores y los puntos 62' proceden de la fila 62 de microobturadores, y donde los puntos 63' proceden de la fila 63 de microobturadores.

En la figura 10 se muestra cómo puede formarse una imagen sumada cuando las diez filas (de las que se muestran sólo las filas 61-66) han pasado por la línea de exploración, correspondiendo los puntos 61'-66' de luz a las filas 61-66.

Debe indicarse en conexión con las figuras 7-9, que las microlentes individuales asociadas con cada obturador pueden por ejemplo construirse como lentes hexagonales, permitiendo de este modo minimizar pérdidas de luz al evitar que la luz incida fuera de las microlentes.

La figura 11 muestra un ejemplo adicional de un módulo de iluminación según la invención.

El módulo 80 de iluminación comprende ocho superficies 81 hexagonales comprendiendo cada una 400-600 microobturadores (no mostrados) según la invención y una óptica asociada. Cada hexágono se ilumina por la luz 82 colimada desde una fibra óptica (no mostrada). La estructura básica de las superficies hexagonales individuales se muestra también en la figura 4. Las fibras ópticas están conectadas a una fuente de luz UV en forma de una lámpara de arco corto de Hg.

Los módulos de iluminación individuales pueden colocarse mutuamente con una precisión de aproximadamente \pm 1 \mum.

Las superficies 81 hexagonales actúan conjuntamente entre sí de modo que las zonas de solapamiento forman juntas un conjunto de iluminación que corresponde al conjunto de iluminación que está fuera de las zonas de solapamiento.

Los microobturadores de las superficies 81 hexagonales están conectados de manera eléctrica a una unidad de control que, basándose en por ejemplo un RIP (Raster Image Processor, Procesador de Imágenes de Trama), proporciona los datos de control necesarios para los microobturadores, y abre y cierra los microobturadores individuales de manera sincronizada con el movimiento relativo entre la barra de exploración y el medio sensible a la luz.

La forma geométrica de los módulos 80 de iluminación garantiza que los módulos 80 puedan construirse juntos de una manera sencilla para formar por ejemplo una barra de exploración que tenga una longitud deseada.

Cada uno de los módulos de iluminación mostrados se ilumina por ocho fibras ópticas (no mostradas) según el presente ejemplo.

Los módulos 80 de iluminación pueden producirse como módulos compactos con una óptica de colimación integrada y fibras ópticas, de modo que los módulos se calibran correctamente y "preparan" conectando y ajustando las fibras ópticas con una fuente de luz de una manera sencilla, al igual que una o más puertas eléctricas (no mostradas) pueden conectarse a una unidad de procesador de control global (no mostrada).

Los módulos de iluminación pueden usarse por ejemplo en una unidad de exploración que corresponde a la mostrada en la figura 6, con 24 módulos 80 de iluminación (LSA, Light Screen Arrays, Conjuntos de Pantallas Luminosas) dispuestos sobre una barra de exploración, estando conectado cada uno de dichos módulos de iluminación de manera óptica a 8 guías de luz. Las 192 fibras están conectadas en su totalidad a la misma fuente de luz, por ejemplo una lámpara de mercurio de arco corto de Hg de 1 kW.

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El uso de una barra de exploración larga, en lugar de una iluminación de zonas discretas, da como resultado una iluminación continua por toda la sección transversal de una superficie de iluminación, obviando de este modo discontinuidades o denominadas zonas de separación en zonas de límite.

La figura 12 muestra un trazado de un ejemplo de un módulo 85 de iluminación según la invención, que corresponde básicamente al módulo 80 de iluminación mostrado en la figura 12.

Las zonas 85 de iluminación individuales pueden colocarse mutuamente con una precisión de aproximadamente \pm 1 \mum.

Los módulos 80, 85 de iluminación pueden usarse por ejemplo en un montador de imágenes del tipo de superficie plana con una resolución de 2540 PPP.

El módulo 85 de iluminación comprende ocho superficies 87 hexagonales de las que cada una comprende 400-600 microobturadores (no mostrados) según la invención y una óptica asociada. Cada superficie hexagonal está iluminada por luz 87 colimada desde una fibra óptica (no mostrada). Las fibras ópticas están conectadas a una o más fuentes de luz UV en forma de por ejemplo una lámpara de arco corto de Hg.

Las superficies 87 hexagonales cooperan mutuamente de modo que las zonas de solapamiento forman juntas un conjunto de iluminación que corresponde al conjunto de iluminación fuera de las zonas de solapamiento.

Los microobturadores de las superficies 87 hexagonales están conectados eléctricamente a una unidad de control que proporciona los datos de control necesarios para los microobturadores basándose por ejemplo en un RIP (Raster Image Processor, Procesador de Imágenes de Trama).

La forma geométrica de los módulos 85 de iluminación garantiza que los módulos puedan construirse juntos de una manera sencilla para formar por ejemplo una barra de exploración de la longitud deseada.

Adicionalmente, la forma de superficie mostrada puede usarse de manera ventajosa para una exposición doble cuando pueda ser deseable, ya que cada punto puede iluminarse dos veces de una manera sencilla.

Cada uno de los módulos de iluminación mostrados está iluminado por ocho fibras ópticas (no mostradas).

Los módulos 85 de iluminación también pueden producirse como módulos compactos con una óptica de colimación integrada y fibras ópticas, de modo que los módulos se calibran y correctamente y "preparan" conectando las fibras ópticas a una fuente de luz de una manera sencilla, al igual que una o más puertas eléctricas (no mostradas) pueden conectarse a una unidad de procesador de control básica (no mostrada).

La figura 13 muestra un trazado de un ejemplo de un módulo 95 de iluminación según la invención. El módulo de iluminación corresponde al mostrado en la figura 12 en su forma básica, aunque con una óptica divergente entre la terminación inferior de los canales de luz y la zona de iluminación.

El módulo 95 de iluminación comprende ocho superficies 97 hexagonales comprendiendo cada una 400-600 microobturadores (no mostrados) según la invención y una óptica asociada. Cada superficie hexagonal está iluminada por una luz 97 colimada desde una fibra óptica (no mostrada). Las fibras ópticas están conectadas a una o más fuentes de luz UV en forma de por ejemplo diodos láser (no mostrados).

Las superficies 97 hexagonales cooperan mutuamente de modo que forman juntas un conjunto de iluminación que puede iluminar al mismo tiempo toda la zona de iluminación subyacente sin realizar una exploración. Este tipo de exposición flash puede realizarse por ejemplo con una resolución de aproximadamente 50 \mum, 508 PPP y puntos de iluminación de 50-100 \mum. Para una exposición flash de por ejemplo una página A4 entera, una matriz de iluminación de este tipo debe comprender un número de 4200 x 5940 microobturadores.

De forma ideal, los módulos 95 de iluminación individuales deberían colocarse en este caso con una precisión mutua correspondiente a aproximadamente \pm 1 \mum sobre la imagen proyectada.

Los microobturadores de las superficies 97 hexagonales están conectados eléctricamente a una unidad de control que proporciona los datos de control necesarios para los microobturadores basándose en un RIP (Raster Image Processor, Procesador de Imágenes de Trama).

La forma geométrica de los módulos 95 de iluminación garantiza que los módulos puedan construirse juntos de una manera sencilla para formar una unidad de iluminación completa con la extensión de zona que pueda ser deseable.

Debe indicarse que la fuente de luz en el ejemplo mostrado puede se monocromática, y por tanto cada forma de superficie puede iluminarse por ejemplo mediante diodos láser, como se muestra en la figura 3.

Debe indicarse también que la distribución de las regiones de obturador individuales o formas de superficie puede ser por ejemplo cuadrada en vez de hexagonal y tener diferentes tamaños.

La figura 14 muestra una sección transversal de los módulos 95 de iluminación mostrados en la figura 13.

Los módulos de iluminación corresponden a los mostrados en la figura 4 en sus características básicas, estando sustituida la segunda disposición de microlentes por una óptica 98 divergente que diverge los haces 99 de luz C' a los haces 99' de luz D' y los enfoca sobre la placa 94 de iluminación.

La figura 15 muestra un ejemplo adicional según la invención de cómo pueden formarse los canales de luz.

Por motivos de claridad, los canales de luz mostrados se muestran en la misma oblea.

Un canal 101 de luz puede estar formado de este modo como dos subcompartimentos que se graban al ácido en una oblea 100 de vidrio.

Otro canal 102 de luz puede estar conformado de manera similar como un cono en la misma u otra oblea 100.

En las realizaciones mostradas, la placa de obturador asociada con el canal de luz puede estar orientada en el lado de la oblea en el que la sección transversal del canal de luz es menor, ya que la luz desde los emisores de luz o la fuente de iluminación (no mostrada) se enfoca normalmente sobre la propia placa de obturador con el fin de conseguir una modulación lo más discreta y rápida posible por todo el punto de iluminación asociado. Si las placas de obturador están colocadas sobre el lado inferior de la oblea, los canales de luz tendrán por tanto normalmente la menor sección transversal sobre el lado inferior (no mostrado).

Se apreciará que en algunos aspectos los ejemplos mostrados están simplificados con fines ilustrativos. Sin embargo, esto no restringe la invención en ningún modo a lo descrito anteriormente, sino que sirve exclusivamente para ilustrar las características fundamentales globales de la invención.

Por tanto se apreciará que la invención no sólo puede usarse para la exposición de películas o planchas de impresión como en los ejemplos mostrados, sino que puede usarse de manera ventajosa para la iluminación de otros tipos de materiales sensibles a la luz en aplicaciones totalmente diferentes dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (21)

1. Unidad de iluminación para la iluminación puntual de un medio que comprende una fuente de luz que comprende una pluralidad de emisores de luz dispuestos para iluminar al menos una superficie de iluminación a través de una disposición de microobturadores de dicha unidad, comprendiendo dicha disposición de microobturadores una pluralidad de microobturadores, comprendiendo cada microobturador un canal de luz y un dispositivo (4) de diafragma que puede activarse eléctricamente asociado con el mismo,

caracterizada porque al menos uno de los emisores (1) de luz está dispuesto para iluminar al menos dos microobturadores a través de una primera disposición (2; 23) de lentes de dicha unidad, comprendiendo dicha disposición de lentes al menos una microlente dispuesta con respecto a cada microobturador, enfocando de este modo la luz emitida por los emisores de luz en o en la proximidad del eje óptico del canal (6; 26) de luz de los microobturadores individuales.

2. Unidad de iluminación según la reivindicación 1, caracterizada porque adicionalmente comprende una segunda disposición (27) de microlentes dispuesta entre los microobturadores y la superficie de iluminación, enfocando de este modo luz transmitida a través del canal (6; 26) de luz del microobturador individual sobre la superficie (9; 28) de iluminación.

3. Unidad de iluminación según la reivindicación 1, caracterizada porque al menos uno de los emisores de luz está formado por una guía (13; 29) de luz óptica que está conectada de manera óptica a al menos una fuente de luz.

4. Unidad de iluminación según la reivindicación 3, caracterizada porque la(s) guía(s) de luz óptica(s) está(n) formada(s) por fibras ópticas.

5. Unidad de iluminación según las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque al menos una de las fuentes (1) de luz está formada por una lámpara de arco corto.

6. Unidad de iluminación según las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque la fuente de luz comprende una lámpara (10) de arco corto que tiene fibras (13) o guías de luz ópticas receptoras de luz que están dispuestas dentro de un ángulo de +/- 75º con respecto al eje del ecuador (E) de la lámpara en una superficie (11, 12) esférica alrededor de la lámpara, y que están conectadas de manera óptica y conducen luz al emisor de luz.

7. Unidad de iluminación según las reivindicaciones 1-6, caracterizada porque al menos una de las fuentes de luz está formada por una fuente (21) de láser.

8. Unidad de iluminación según las reivindicaciones 1-7, caracterizada porque los dispositivos de diafragma que pueden activarse están formados por placas que están articuladas de manera pivotante a la disposición de microobturadores.

9. Unidad de iluminación según las reivindicaciones 1-8, caracterizada porque comprende al menos un emisor de luz en forma de una guía (29) de luz conectada de manera óptica a una fuente de luz y dispuesta para iluminar una pluralidad de microobturadores de dicha unidad dispuestos en una forma de superficie dada, estando dispuesta al menos una lente (22) de colimación entre el emisor de luz y la forma de superficie de modo que la luz colimada se conduce hacia la primera disposición (2; 23) de microlentes asociada con los microobturadores.

10. Unidad de iluminación según la reivindicación 9, caracterizada porque la forma de superficie de los microobturadores forma un hexágono (32; 81; 87).

11. Unidad de iluminación según la reivindicación 9 ó 10, caracterizada porque la unidad de iluminación comprende al menos ocho hexágonos (81; 87) estando iluminado cada uno por una fibra óptica conectada de manera óptica a una fuente de iluminación.

12. Unidad de iluminación según las reivindicaciones 9-11, caracterizada porque los microobturadores individuales con óptica de microlentes asociada están colocados en filas en la dirección transversal de la forma de superficie con los microobturadores a una distancia mutua dada, estando desplazadas mutuamente dichas filas en la dirección transversal.

13. Unidad de iluminación según las reivindicaciones 9-12, caracterizada porque las filas están dispuestas de modo que la proyección de todos los microobturadores individuales en la dirección transversal en la forma de superficie da como resultado una pluralidad de puntos de iluminación a una distancia mutua en la dirección transversal.

14. Unidad de iluminación según las reivindicaciones 1-13, caracterizada porque la primera y/o la segunda disposición (23, 27) de lentes está formada completa o parcialmente por lentes focales hexagonales.

15. Unidad de iluminación según las reivindicaciones 1-14, caracterizada porque la forma o formas de superficie de los microobturadores está(n) dispuesta(s) en una o más cabezas (40) de iluminación, estando adaptada cada cabeza (40) de iluminación y la superficie de iluminación para realizar un movimiento relativo mutuo, estando dotado también dicho dispositivo de una unidad de control para controlar los microobturadores en función del movimiento relativo entre la cabeza de iluminación y la superficie (41) de iluminación.

16. Superficie de iluminación según las reivindicaciones 1-15, caracterizada porque la cabeza de iluminación está formada por una barra (30), siendo el movimiento relativo entre la superficie (41) de iluminación y la barra (30) un único movimiento de progresión en la dirección transversal de la barra (30).

17. Unidad de iluminación según las reivindicaciones 1-16, caracterizada porque cada microobturador individual está formado por un elemento de diafragma oscilante que puede moverse de un lado a otro entre dos posiciones, estando suspendido dicho elemento de diafragma oscilante de modo que fuerzas elásticas actúan hacia una posición de equilibrio entre las dos posiciones, comprendiendo adicionalmente dicha unidad de iluminación una unidad de control para controlar el elemento de diafragma oscilante mediante fuerzas electrostáticas, bloqueando dicho elemento de diafragma el canal de luz del microobturador en una de las dos posiciones.

18. Unidad de iluminación según las reivindicaciones 1-17, caracterizada porque la unidad de iluminación, entre la disposición de microobturadores y la superficie de iluminación comprende adicionalmente medios (98) ópticos para divergir los haces de luz emitidos por los canales de luz sobre la superficie de iluminación.

19. Procedimiento para la iluminación puntual de un medio mediante al menos un emisor de luz dispuesto para iluminar al menos una superficie de iluminación a través de una disposición de microobturadores, comprendiendo dicha disposición de microobturadores una pluralidad de microobturadores, comprendiendo cada microobturador un canal de luz y un dispositivo (4) de diafragma que puede activarse eléctricamente asociado con el mismo, caracterizado porque al menos uno de los emisores (1) de luz está dispuesto para iluminar al menos dos microobturadores a través de una primera disposición (2; 23) de lentes, comprendiendo dicha disposición de lentes al menos una microlente dispuesta con respecto a cada microobturador, enfocando de este modo la luz emitida por los emisores de luz en o en la proximidad del eje óptico del canal (6; 26) de luz del microobturador individual.

20. Procedimiento según la reivindicación 19, caracterizado porque la segunda disposición (27) de microlentes está dispuesta entre los microobturadores y la superficie de iluminación de modo que se enfoca de manera adecuada luz transmitida a través del canal (6; 26) de luz del microobturador individual sobre la superficie (9; 28) de iluminación.

21. Procedimiento según la reivindicación 19 ó 20, caracterizado porque al menos uno de los emisores de luz está formado por una guía (13; 29) de luz óptica que está conectada de manera óptica a al menos una fuente de luz.