JP2003186118A - 動画に対応する画像フレームの印刷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い解像度を維持しながら高速で、動画に対
応する画像フレームを印刷することである。 【解決手段】 動画のデジタル画像ファイルから画像フ
レームを印刷する装置１０において、動画のデジタル画
像ファイルは、コンピュータ１２のローカルディスク１
４上等に記憶される。印刷エンジン２４と呼ばれる光学
アセンブリの内部に、駆動可能な二次元反射型ＬＣＤ変
調器２３が備えられる。ＬＣＤ変調器２３は所定の複数
の画素を有し、デジタル画像ファイルに応答して複数の
画素が駆動され、カラー光源としての赤、緑、青のＬＥ
Ｄのアレイ３６，３８，４０からの入射光に応答して、
各動画フレームに対応した視覚可能な画像が生成され、
感光性媒体上に記録される。感光性媒体２２は、媒体搬
送システムによりフィルムゲート４６に位置決めされ、
印刷位置が正しく合わせられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画のデジタル画
像ファイルから画像フレームを印刷する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル画像は、液晶表示（Ｌｉｑｕｉ
ｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）を変調
器（モジュレータ）として使い、感光性媒体上に印刷さ
れる。ＬＣＤ変調器上に表現された画像は、光学的な焦
点を媒体上に結ばせるように配置され、１または複数の
光源によりＬＣＤ変調器が照明されることで、媒体上に
潜像が生成される。デジタル画像ファイル内のデータに
よって意図された色と密度を有する画像を生成するため
に、媒体の分光感度に合わせて光源の波長を慎重に選択
または調整する必要がある。従来、カラー動画フィルム
上に画像を印刷する場合、画像を生成するためのＬＣＤ
変調器の照明光源として、赤、緑、青の単色の三原色光
源が用いられている。各原色のそれぞれは、デジタル画
像データおよび媒体上の色面（カラープレーン）におけ
る、３つに分離可能な色記録（カラーレコード）の中の
１つに対応している。１個のＬＣＤ変調器を用いるとき
は、媒体上における３つの色面の各々が、その各色面に
対応する画像ファイルの色記録とそれに対応する照明光
源によって、逐次的に露光される。一般的に、これらの
光源の波長は、ほぼ６５０ｎｍ（赤）、５４０ｎｍ
（緑）および４５０ｎｍ（青）の範囲である。モノクロ
画像の場合、媒体上には１つの色画像面しかないため、
３光源の中の１つだけを用いて画像を作ることができ
る。照明光源の波長の選択は、媒体の波長スペクトラム
感度によって異なる。

【０００３】今日用いられているデジタル動画像プリン
タにはさまざまな技術が用いられている。これらのシス
テムは、陰極管（Ｃａｔｈｏｄ Ｒａｙ Ｔｎｂｅ：Ｃ
ＲＴ）、ラスター走査レーザービームおよび電子ビーム
の書き込みエンジンに基づく技術を採用している。現時
点の成熟レベルでのこのようなテクノロジーには、固有
の限界があることが知られている。米国特許第４，７５
４，３３４号等に記載されているＣＲＴシステムは、ス
ピードが遅く、さらにＣＲＴの放射輝度出力が低いの
で、動画の全露光範囲を利用できる画像生成能力を一般
的には有していない。このシステムを使用した場合、フ
ルアパーチャで２ｋ解像度を有する画像を印刷するのに
約２０秒かかる。ラスター走査システムは、スキャナー
と呼ばれる回転ミラーを使用し、焦点を絞った変調レー
ザービームに動きを付与して、１回に１画素を露光し画
像を構築する。２ｋ解像度を有する画像は６００万個以
上の画素が含まれる場合がある。ラスター走査システム
には、シングルミラーまたはマルチミラーのスキャナー
を備えるものを用いることができる。米国特許第５，２
９６，９５８号等に記載されるこの方式のシステムの限
界は、主としてスキャナーのスピードの制限による。ま
た、ラスター走査システムは構造が比較的複雑である。
シングルビーム、シングルスキャナーシステムの最高印
刷速度は、現在の商業的コンポーネントとテクノロジー
を使い、２ｋ解像度を有する画像につき約０．２秒であ
る。電子ビームシステムは複雑で、特殊なフィルムを使
わなければならない欠点がある。

【０００４】スピードを改善する目的でこれらのシステ
ムを単純に大型化するのは現実的ではない。例えば、ラ
スター走査レーザービームレコーダを用いてより高速に
印刷するためには、スキャナーの速度を高めればよい。
最新のシングルミラースキャナー（モノゴン）は、約６
５，０００ＲＰＭで動作し、ほぼその最高能力に達して
いる。また、今日用いられている１６ミラー面マルチミ
ラースキャナー（ポリゴン）は、約６，５００ＲＰＭで
動作する。印刷速度を上げるために、スキャナーはより
速く動作しなければならないが、速度、スキャナーミラ
ーの数、スキャナーディスクの直径およびコストに関す
る実用上の制約がある。例えば、スキャナーモータの負
荷は、その直径の５乗と速度の２乗の関数で変化する。
速度を上げることはできるが、そのためにスキャナーを
真空チャンバーに入れて保護しまた回転による引きずり
を低減する等、より複雑な結果となる。書き込み点への
パワー密度を増加する必要の可能性があり、また露光時
間を短縮する必要の可能性もあり、これらは感光性媒体
において解決策が相反して不良につながる可能性があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】１つの２時間動画フィ
ルムにおける一連の場面には、高解像度の１７２，８０
０個の画像が含まれる。デジタルソースに基づいた動画
フィルムをより多く見ることが一般的となってきてい
る。このために、これらの画像全体をデジタル複製市場
の需要を満たすごく短時間で印刷することを可能にする
ニーズが存在する。最新で最高の技術を用いて、これら
の２ｋ解像度の画像を３５ｍｍフィルム上に印刷するの
に、１台の機械で約１９２時間かかる。この時間を１０
時間以下に、工業的に減らすニーズがある。

【０００６】二次元空間光変調器、例えばテキサス州ダ
ラスのテキサス・インスツルメンツによるデジタルマイ
クロミラーデバイス（ＤＭＤ）、あるいは日本ビクター
株式会社による液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を、画像形
成用入射光学ビームを変調するのに用いることができ
る。空間光変調器は、本質的には、各々の素子が１つの
画素に対応するライトバルブ素子の二次元アレイと考え
ることができる。アレイの各素子はそれぞれ個別にアド
レスされ、光の偏光状態を変調させることで、光源から
の入射光に対する変調をデジタル的に制御することがで
きる。したがって、空間光変調器のための支援光学系の
全体的設計において、偏光に関する考慮が重要である。

【０００７】現在用いられているＬＣＤ空間光変調器に
は、透過型と反射型の２つの基本的タイプがある。空間
光変調器は、テレビやヘルメットディスプレイといった
携帯機器のデジタル投影システムおよびイメージディス
プレイ等の、比較的解像度の低い用途のために開発され
用いられている。その応用や技術は、米国特許第５，３
２５，１３７号、第５，８０８，８００号、第５，７４
３，６１０号の記載に見出すことができる。この投影お
よびディスプレイシステムの要件は、高解像度印刷、例
えば動画業界において必要とされる感光性媒体への印刷
に関する要件と大きく異なる。第１世代の高解像度感光
性媒体を用いた画像は、最終的に、劇場のスクリーン上
への投影に用いられる印刷フィルムを作るのに使われ
る。最終的な投影可能感光性媒体を作る工程において
は、投影可能な媒体を作るに先立ち、コンピューターシ
ステムによっていくつかの複製版や修正版が作成され
る。これらの中間的な高解像度感光性媒体の出力を見る
とき、あるいは高解像度のスキャナーでオリジナルの媒
体を電子的に走査するときに、画像のアーチファクト、
収差および不均一性がより明らかにされる。

【０００８】プロジェクターやディスプレイについての
光学システムは、表示される画像が連続的に更新されま
た離れた場所から見られることから、ディスプレイを見
たときに画像のアーチファクト、収差、不均一性に対し
て比較的鈍感な人間の目に対応して設計されている。も
っと重要なのは、解像度要件の違いである。人間の目に
合わせて調整された投影およびディスプレイシステム
は、およそ２．８３ドット／ｍｍ（７２ｄｐｉ）または
それ以下という見るための代表的解像度で最適化されて
いるが、動画業界で用いられる写真印刷は一般に、およ
そ７４．８ドット／ｍｍ（１９００ｄｐｉ）を上回る解
像度で印刷される。こうした要求条件の相違の結果、動
画業界で要求される動画プリンタ用の光学、照明および
画像処理システムは、上記のシステムとは大きく異なる
可能性がある。

【０００９】デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭ
Ｄ）は、米国特許第５，０６１，０４９号および第５，
４６１，４１１号に開示されているように、現在実現可
能な解像度は動画フィルム業界の印刷ニーズから見て十
分ではなく、また解像度を増加させる技術的な見通しが
明確でない。ＤＭＤは高価であり、より高い解像度のた
めに大型化することも容易ではない。

【００１０】ＬＣＤ変調器を使用した安価なソリューシ
ョンは、米国特許第５，６５２，６６１号、第５，７０
１，１８５号、第５，７４５，１５６号に記載されてい
る。たいてい、透過型ＬＣＤ変調器の使用を含んでい
る。かかる方法は、印刷用光学設計の容易さの面でいく
つかの利点を有するが、従来の透過型ＬＣＤ技術の使用
にはいくつかの欠点もある。透過型ＬＣＤ変調器は一般
的に開口率が小さく、ガラス基板上の透過型電界効果型
トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔ
ｏｒ：ＴＦＴ）を用いる技術は、多くの印刷用途、特に
高解像度の動画形成に求められる画素間の均一性が改善
できない。高解像度を実現するために、透過型ＬＣＤ変
調器の設置面積は、縦横およそ数十ｍｍ（例えば数イン
チ）でなければならず、このための実用的な出力投影レ
ンズの設計は、コスト、サイズ両面で妥当とはいえない
ものとなる。透過型ＬＣＤ変調器には、低解像度または
小さな画像のいずれかの制約があり、この点は動画業界
での使用に適さない。

【００１１】使用可能な別の空間光変調器は、単一デジ
タル画像光増幅器（ＳｉｎｇｌｅＩｍａｇｅ Ｌｉｇｈ
ｔ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＳＤ−ＩＬＡ）ＬＣＤであ
る。この機器は、一体型ＲＧＢ色分離ホログラフィーフ
ィルターを用いることで、照明光源の白色光スペクトル
全体におけるＲＧＢ成分を、変調器の各画素のＲＧＢサ
ブピクセルに焦点を合わせることができる。かかる機器
は、日本ビクター株式会社から入手できる。この機器の
明白な利点は、媒体を露光し、像を形成するために、Ｒ
ＧＢの各単色を備えた照明光源の代わりに、ただ１個の
白色照明光源を使用することができることである。動画
プリンタにこれらの機器を使用する場合の問題は、３５
ｍｍの動画フィルム上に６から１２マイクロメートルの
画素ピッチの要求高解像度を実現するために、ＬＣＤ変
調器がかなり大きくなることである。このため出力投影
レンズの設計が高価かつ複雑となる。画素内における３
色の収束もまた、画像中にはっきり見えて受け入れがた
いカラーシフトその他のアーチファクトを形成する問題
となりうる。

【００１２】本発明の目的は、市販されている要素を用
いながら、上記問題を最小限に抑えることができる装置
を提供することである。

【００１３】本発明の別の目的は、動画から、感光性媒
体上の白黒およびカラーのデジタル画像への変換におい
て、反射型ＬＣＤ変調器を利用できるようにすることで
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、動画のデジ
タル画像ファイルから画像記録を印刷する方法であっ
て、 ａ）入射光に応答し、単色の視覚可能な画像を提供する
ように選択的に駆動可能な所定の画素を有する二次元Ｌ
ＣＤ変調器を提供する工程と、 ｂ）デジタル画像ファイルに応答する工程であって、前
記デジタル画像ファイルに含まれるデジタル情報を操作
することで、感光性媒体上に印刷される画像において所
望の効果を実現する情報操作ファイル応答工程と、 ｃ）前記デジタル画像ファイルに応答する工程であっ
て、前記デジタル画像ファイルに応答して前記ＬＣＤ変
調器のディスプレイにおける画素を駆動し、駆動された
前記ＬＣＤ変調器を逐次的に照明し、視覚可能な画像面
を供給することで、動画の各フレームに対応する画像を
提供する画素駆動ファイル応答工程と、 ｄ）感光性媒体を移動させる工程であって、前記ディス
プレイの先において前記感光性媒体を移動させること
で、前記照明されたＬＣＤ変調器から前記感光性媒体の
異なる部分を照明し、前記感光性媒体上に画像面を記録
する移動工程と、を含む方法によって実現できる。

【００１５】上記目的はさらに、カラー動画のデジタル
画像ファイルから、各フレームが少なくとも３つの分離
可能なカラー画像記録を含む複数のフレームを印刷する
装置であって、 ａ）動画シーケンスのデジタル画像ファイルを受け取
り、記憶する手段と、 ｂ）各動画フレームに対応して異なる色の単色カラーの
視覚可能な画像を生成できる所定の画素を有する駆動可
能な二次元反射型ＬＣＤ変調器と、 ｃ）前記反射型ＬＣＤ変調器を駆動する手段であって、
前記デジタル画像ファイルに応答して前記反射型ＬＣＤ
変調器を駆動することで反射光が視覚可能な画像を生成
する変調器駆動手段と、 ｄ）少なくとも３個の、間隔を設けて設置されたＬＥＤ
アレイであって、各アレイはそれぞれ異なる色の波長で
作動し、各波長はそれぞれ１つの画像面に対応するＬＥ
Ｄアレイと、 ｅ）前記各アレイから光を受け取り、その光を分配して
均一な光ビームを提供する光学アセンブリと、 ｆ）前記均一な光ビームに応答し、前記均一な光ビーム
を偏光する第１の偏光器と、 ｇ）前記偏光された均一な光ビームを受け取り、受け取
った均一な偏光光ビームの一部の進路を前記駆動状態の
ＬＣＤ変調器上に方向付け、そのＬＣＤ変調器からの反
射光を受け取り、受け取った反射光の進路を方向付ける
ビームスプリッターと、 ｈ）前記方向付けられたＬＣＤ変調器からの反射光に応
答し、ノイズを最小限にする第２の偏光器と、 ｉ）感光性媒体を移動させる手段であって、前記第２の
偏光器によって生成された反射光の先において前記感光
性媒体を移動させることにより、前記感光性媒体を視覚
可能な画像面で十分な時間照明し、前記感光性媒体の感
度に適合する適正な露出で前記画像面を前記感光性媒体
上に記録する移動手段と、を備える装置によって実現で
きる。

【００１６】本発明は特に、白黒またはカラーの動画の
フレームを印刷するのに適している。適用される動画
は、例えばデジタルカメラによって生成したものでも、
写真媒体上に記録した画像から走査されたものでも、あ
るいはコンピュータによって生成されたデジタル画像で
もよい。

【００１７】本発明の好ましい実施形態において、反射
型液晶ディスプレイは画像フレームを生成するのに効果
的に使用することができる。本発明は、特定の波長を持
つ発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄ
ｉｏｄｅ：ＬＥＤ）と、そのアレイによって生成される
光を用いて反射型ＬＣＤ変調器を効率的に照明する装置
とを利用することができる。

【００１８】プリンタシステムにおいて反射型ＬＣＤ変
調器を用いる本発明は、現在の問題に対するいくつかの
新規な解決策を提供する。先行技術において、コンピュ
ータ上にあるデジタル画像はその代表的な色記録に分解
でき、各色記録は単独でＬＣＤ変調器に書き込むことが
できる。米国特許第６，０１６，１５７号および第５，
９７０，２１６号はこのような技術を使い、携帯印刷シ
ステムにおける１個の透過型ＬＣＤ変調器を用いてカラ
ー印刷を実現する。上記発明は、画像印刷に対する要求
が構成部品および技術の限界を超えない特定の用途にお
いて有益である。上記特許に特有の限界は、透過型ＬＣ
Ｄ変調器の解像度が比較的低くて非常に高速の下で感光
性媒体を露光する際に必要な光エネルギーである。上記
特許において指摘されているように、上記発明の目的
は、コンパクトな低エネルギーの乾電池式システムを提
供することである。システムを単純に拡張することは、
速度の問題の現実的な解決とはいえず、技術と設計にお
ける改良をさらに開発しなければならない。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１には、動画のデジタル画像フ
ァイルから少なくとも３つの分離可能な画像面を印刷す
るための装置１０が示される。デジタル画像ファイル
は、コンピュータ１２のローカルディスク１４上、ある
いはコンピュータがアクセスできる好適のデジタルファ
イル記憶手段に記憶される。この記憶手段は外部ネット
ワーク１６の記憶手段であってもよい。以下の説明から
明らかになるように、画像デジタルファイルは、デジタ
ル画像面を提供するＬＣＤ変調器を駆動するのに用いら
れる。ネットワークインタフェース１８は、外部ネット
ワーク１６から読み取られるデジタル画像ファイルのた
めの、共通の入力ポイントを提供する。ローカルディス
ク１４からの画像ファイルは、直接にフレーム記憶装置
２０に入力される。装置１０は、個別のデジタル化され
たカラー動画または個別のデジタル化された白黒動画を
含むデジタル画像ファイルに応答し、デジタル画像ファ
イルから、感光性媒体２２に記録されるべき光の画像、
すなわち視覚で捉えることができる画像が生成される。
この光の画像は、カラーまたは白黒動画フレームのデジ
タル画像ファイルからの、少なくとも１つまたは複数の
分離可能な単色カラーの画像の記録に対応する。この光
の画像、すなわち視覚で捉えられる画像を、視覚可能な
画像と呼ぶことにする。

【００２０】デジタル画像は、デジタル動画または静止
画カメラの出力から、あるいはコンピュータにより生成
されたグラフィクスまたは感光性媒体上からデジタル走
査によって読取られた写真画像から作ることができる。
デジタル画像を記憶する手段にはさまざまあり、例えば
コンパクト光ディスク、磁気テープ、従来のコンピュー
タディスク等である。いったんファイルに記憶される
と、コンピュータシステムによりこれらにアクセスし
て、操作し閲覧できる。デジタル画像は、作成し記憶さ
れるとき、ＪＰＥＧ，ＴＩＦＦ，ＤＰＸといった標準的
なグラフィク画像フォーマットで記憶されるということ
が重要である。フォーマットは、画像を再構築するため
に、デジタル情報をどのように解釈すべきかを定義す
る。それぞれフレームと呼ばれる一連の画像は、小さな
順序付けされたシーケンスにおいて相互に異なり、特定
のフレームレートによりこのシーケンスで閲覧され、観
察者にとって動きの効果を与える。これは、９０年以上
も前からクリーン上に映画を投影する方法として用いら
れてきたプロセスである。

【００２１】装置１０は、印刷エンジン２４と呼ばれる
光学アセンブリ内に収納された駆動可能な二次元反射型
ＬＣＤ変調器２３を備える。ＬＣＤ変調器２３は所定の
複数の画素を有し、この複数の画素によって、各動画フ
レームに対応した視覚可能な画像が生成される。視覚可
能な画像は、単色の画像で、異なる単色カラーの画像が
ある。各画素は選択的に駆動することができる。かかる
反射型ＬＣＤ変調器デバイスは日本ビクター株式会社、
アリゾナ州テンピーのスリーファイブ・システムズ社そ
の他によって製造される。印刷エンジン２４は、カラー
光源からの光を受け取り、比較的一様の光ビームを供給
するための光として分配する。ＬＣＤ変調器２３は入射
光に応答して、感光性媒体に記録される視覚可能な画像
を作る。

【００２２】駆動可能な二次元反射型ＬＣＤ変調器を駆
動するために、以下の回路が次のように記憶されたデジ
タル画像に対して応答する。デジタルカラー画像フレー
ムは、１つまたは複数の視覚可能な画像面で構成され、
それぞれの画像面は、アパーチャを限界付ける２次元に
配置された画素で構成される。この業界で用いられる標
準規格であるＳＭＰＴＥ５９−１９９８標準は、３５ｍ
ｍ動画フィルムで使用するアパーチャを定義している。
各画素は、デジタルデータを用いて、分離可能な単色の
カラー記録の１つまたは複数から、媒体上に作られる。
デジタルデータの分離可能な単色のカラー記録は、感光
性媒体２２上の１つまたは複数の分離可能なカラー画像
面に対応したものが用いられる。白黒感光性媒体２２用
の白黒画像の場合は、１つの単色画像面しかないため、
１つのデータファイル記録のみが必要となる。実カラー
画像の場合、一般には、３つのデータファイル色記録
と、感光性媒体２２上の３つの画像面が存在する。

【００２３】各色記録はその色面における画素密度を決
定する。密度は、例えばステータスＭ、ステータスＡの
ように、使用する感光性媒体２２の種類に応じた印刷密
度で、メートル法の単位で測定できる。画素密度はある
大きさの値で表現でき、これはカラービットデプスと呼
ばれる。この大きさは、ｎビットのデジタル値で表すこ
とができる。８ビット値は２５６の離散的密度レベルの
ビットデプスを持ち、１０ビット値は１０２４の離散的
密度レベルを持つ。

【００２４】デジタル画像は、一度に１フレームずつ、
記憶手段１４または１６から画像処理サブシステム１７
の中のフレーム記憶装置２０に転送される。画像処理サ
ブシステム１７は、内蔵プロセッサ１９によって規定さ
れ制御されるいくつかの処理機能の集合を提供する。デ
ータの処理には、一般的なコンピュータ１２内では提供
されない非常に高速なデータパスが必要となる。画像処
理サブシステム１７は、特殊化された高速外置きコンピ
ュータ、またはコンピュータ１２内の１または複数の周
辺処理カードで構成することができる。ＦＰＧＡまたは
ＡＳＩＣ等の高速処理素子を用いて、ファームウェアプ
ログラムコントロールに従って画像を処理することもで
きる。

【００２５】フレーム記憶装置２０は、設計および操作
上で必要とされる数に応じて、同時に複数の画像を保有
することができるが、一般には、一度に１つの画像のみ
が印刷のために処理される。フレーム記憶装置は単純な
データ操作、例えばポジとネガの画像とで媒体上の画像
の物理的位置が異なっているときにポジまたはネガ画像
印刷用のライン反転等を行うことができる。

【００２６】次に、フレームの分離可能な色記録の各々
は、ユーザーのニーズに応じて、フレーム記憶装置から
１つまたは複数の画像処理素子に転送される。画像処理
要素２６，２８，３０，３２はデジタル画像データを操
作し、媒体上に特定の結像を実現する。かかる技術は当
業界で公知である。また、媒体上の物理的アパーチャサ
イズを増減するために、デジタル画像のサイズ変更とい
う工程を含んでもよい。アパーチャ修正として知られる
別の工程が、デジタル画像データのデータ転送の結果と
して生じるかもしれない画素の欠陥を修正するのに用い
られる。アパーチャ修正はまた、画像を鮮明化したり、
ぼかしたりするのにも用いることができる。

【００２７】デジタル画像データに行われる色修正処理
ステップは色修正と呼ばれる。色修正は、同じ画像をス
トックまたはバッチが異なる感光性媒体２２上に印刷す
る場合、あるいは媒体の分光感度に適合させる必要性か
らきている。ある場合には、画像データを操作して画像
の色混合において特別な効果を実現する。

【００２８】トーンスケール較正手段３２は、媒体スト
ック乳剤、媒体の化学処理の違いおよびＬＣＤ変調器ま
たは光学装置の少なくともいずれか一方の違いを修正す
るための、デジタル画像データの補償を行う。トーンス
ケール較正の目的は、媒体ストック、プリンタ、媒体処
理の違いにかかわらず、デジタル画像が表現する内容と
一致する画像を作ることである。デジタル画像データ
は、すべて同じ色、同じ密度の画像における画素で表示
することがあり、これはフラットフィールド画像と呼ば
れ、しばしば画像解析に用いられる。トーンスケール較
正を行わずに印刷すると、フラットフィールド画像は、
デジタル画像ファイルにおいて定義されたものに比較し
て密度がより高く、あるいはより低くなることがある。
トーンスケール較正はまた、期待される結果を得るため
に、上記の差異に関する予め分かっている知識を用いて
印刷に先立ってデータを調整することもできる。デジタ
ル画像データによって定義される密度および色要件を満
たすように、媒体上の画像が調整される。

【００２９】画像処理において他に必要なものはファイ
ル変換である。前述のように、デジタル画像ファイルは
さまざまな標準的フォーマット（例えばＴＩＦＦ，ＪＰ
Ｇ，ＤＰＸ等）で記憶できる。これらの標準的フォーマ
ットの多くは、圧縮されていれば圧縮情報、カラービッ
トデプス、カラーデータオーダーシーケンス、時にはサ
ブサンプル画像等、ファイルの構成や内容に関する情報
を含む付加的なデータを含む。このような付加的情報
は、画像をＬＣＤ変調器に表現できるようにする前に取
り除く必要がある。画像処理サブシステム１７は、入力
されるすべてのデジタル画像ファイルを、上記の付加的
な非画像内容情報を排除して、内部に固有の標準的なフ
ォーマットに変換する必要がある。これらの多くのフォ
ーマットの間で変換することも可能である。内蔵プロセ
ッサ１９は、記憶手段からデジタル画像ファイルフレー
ムを受け取ると、画像処理サブシステムにとり必要な内
部フォーマットへファイルの変換を実行することができ
る。

【００３０】ＬＣＤ変調器の画像形成領域は、画像フレ
ームのアパーチャフォーマットに類似した画素位置（サ
イト）の集合である。画素位置の数とそれらの間の二次
元的間隔がデバイスの解像度を決定する。現在のデバイ
スは、２０４８×１５３６画素の解像度を持つ。高解像
度画像形成においては、すべての画素位置にわたり均一
な反射変換特性を持っていることが非常に重要である。
理想的には、変調器のすべての画素が、特定の許容誤差
範囲内で、有効な動的反射率の範囲全体について同じ反
射率を持つことが望ましい。これが満たされないと、障
害となるアーチファクト（虚像）が生じ、媒体上に認識
されることがある。ネガ動画フィルム（例えばイースト
マン・コダック社ＥＣＮ５２４４）において、密度の相
対値で０．００２ばらつくと、それが印刷フィルムに印
刷され、スクリーン上に投影された場合、観察者には障
害として認知されることがある。フィルムにおける密度
の相対値で０．００２のばらつきは、画素位置間におけ
る０．５％の反射の差から生じる。ＬＣＤ変調器の反射
率のばらつきは、製造時の工程の違いに起因する静特性
である。

【００３１】ＬＣＤドライバーの均一性修正部３４にお
いて、単純な修正では、ＬＣＤ変調器内の各画素に関す
るゲインとオフセットの調整により、所定の修正係数が
適用され、システムの反射率ばらつきを画像印刷時にお
いて特定限度以下まで低減させる。同分野のこの教示に
関する特許は、米国特許第５，０４７，８６１号であ
る。この特許では、上記の修正を提供する方法と手段を
プラグラム可能なルックアップテーブルで実現すること
ができる。各画素の修正係数を得るための１つの方法で
は、ＬＣＤ変調器に修正補償を適用せずに、媒体上にフ
ルアパーチャのフラットフィールド画像を印刷する必要
がある。フラットフィールド画像は、すべての画素が同
じ密度のデジタル画像である。画像の密度はほぼ中間程
度であることが望ましい。媒体上のフラットフィールド
画像は、１つの色面内におけるすべての画像の密度デー
タを得るために、最大の画像アパーチャサイズおよび解
像度の下でデジタル化される。画像のデジタル化には、
高解像度スキャナーまたはマイクロデンシトメーターを
用いることができる。こうして均一性データマップデジ
タルファイルが得られ、そこからＬＣＤ変調器上での画
素反射率の相対的ばらつきを決定することができる。デ
ータは対数空間（密度）から線形空間（輝度）に変換さ
れ、中央値（メディアン）の反射率レベルが決定され
る。各画素の修正係数は、色フレームの各画素の中央値
（メディアン）からの偏差を百分率で示したものであ
る。この修正係数が、ＬＣＤドライバーの均一性修正部
３４によって画像印刷時において画像データに適用され
る。

【００３２】データが対数空間（密度）にある時、これ
をデジタル画像ファイルに直接適用することで、均一性
データマップからの修正係数を画像の修正に用いること
もできる。この方法は、長い処理時間と、デジタルファ
イルの記憶またはオリジナルのデジタル画像ファイルに
対する修正を要し、好ましい場合もあればそうでない場
合もある。

【００３３】均一性修正部３４によって用いられる反射
率修正値は、ＬＣＤ変調器２３上の特定の画素、その画
素のカラービットデプスの関数として、また特定の色面
の関数として変化する。ＬＣＤ変調器上の画素位置の反
射率は、デジタル画像ファイルの密度コード値によって
制御される。したがって、多くの修正値を提供すること
が必要であり、修正値の数は、ＬＣＤ変調器の画素数と
分離可能な色面の数と各画素のカラービットデプスとの
積に等しい。このことは、非常に多数の個別の修正値
が、コンピュータ１２に記憶され、またパワーアップ時
にＬＣＤドライバーにロードされることを意味する。こ
の修正を適用するための、より効率的な手段が数多くあ
るが、これは本発明の範囲ではないし、当業界でよく知
られていることである。修正された画像データは、デバ
イス製造者の具体的な要件に従って、ＬＣＤ変調器２３
へ提示される。

【００３４】好ましい実施の形態においては、照明光源
と呼ばれる、少なくとも３つの、間隔を設けて設置され
た赤、緑、青のＬＥＤのアレイ３６，３８，４０があ
る。各アレイについて、ライトパワーの出力絶対値とと
もに、各アレイが点灯して光を放射している継続時間を
管理することが必要である。ライトパワー出力の大きさ
と時間との組み合わせは、フィルム露出値として知られ
る。露出値の対数は、媒体上の画像の密度を決定する。
標準的な等式、Ｄ＝ｌｏｇＨが、業界においてこの関係
を決定するのに一般的に用いられており、Ｄは密度、Ｈ
は露出値（ルックス・秒）である。照明光源の大きさと
時間の制御は、各色面の最大密度をそれぞれ画定し、そ
の一方で、ＬＣＤ変調器はこの露出制御限度内で、各色
面に関する各画素の密度を動的に制御する。

【００３５】これらのＬＥＤは、次の要素によって制御
される。ＬＥＤは、ダイオード接合を通る順方向電流に
比例した放射エネルギーを放出する。順方向電流と放出
された放射エネルギーとの間の関係は、一次関数にきわ
めて近い。最大順方向電流は、デバイスとその製造者に
よって限定される。ニチア・アメリカ社製デバイスの代
表的最大連続値は３０から５０ミリアンペアの範囲で、
放射パワー出力は、波長４００から７００ナノメートル
で約３から５ミリワットである。これらのデバイスは、
パルス継続時間とデューティーサイクルが超過しないか
ぎり、パルスモードで駆動することができる。パルスモ
ードにおいて、パルスの短い継続時間については、その
放射出力レベルを５０％上げることができる。

【００３６】照明制御手段４２の機能は、照明光源３
６，３８，４０を制御することで、その制御は、アプリ
ケーションソフトウェアの管理下にあるコンピュータ１
２によって、デバイスの限度内においていかなるパワー
出力の所望のレベルでも設定できるように行われる。照
明制御手段への入力値は、各色チャンネルについての、
媒体面での０から１００％のパワー出力を表すコンピュ
ータからのアナログ電圧を用いることができる。照明光
源３６，３８，４０のパワー出力を特定の数値に設定す
るために、入力電圧対パワー出力のデータ応答プロフィ
ールがコンピュータ上で生成され、記憶される。媒体面
でのライトパワーは、光学アセンブリ中のフォトセンサ
４４によって検出され、コンピュータ１２によってその
数値が読み取られて記憶される。この工程においては、
ＬＣＤ変調器は最大有効反射率に設定され、照明制御手
段４２へのアナログ電圧入力は離散的ステップで０から
最大値まで変えられて、各ステップにおけるライトパワ
ーが記録される。この結果得られる変換関数は、単純な
ルックアップテーブルの形でコンピュータにより用いら
れ、照明光源のパワー出力の大きさを任意に設定するこ
とができる。

【００３７】照明制御手段４２は、コンピュータ１２か
らのコマンドおよびフォトセンサ４４の測定パワー出力
とに応答して、アレイの全体的動作を制御する。コンピ
ュータからのプログラム制御の下で、感光性媒体２２
は、媒体の露光されていない部分がフィルムゲート４６
内に位置するように位置決めされる。画像フレームの１
つまたは複数の色記録が、場合に応じて単独で、または
逐次的に、ＬＣＤ変調器２３を駆動するのに用いられ
る。ＬＣＤ変調器２３上の画像が安定すると、照明制御
手段４２は、所定の露出時間とパワー出力レベルを用い
て、各色記録についての照明光源を駆動させ、これによ
ってＬＣＤ変調器上の画像の潜像が媒体上に創り出され
る。各フレームについてその各色記録を露光するこのシ
ーケンスが、すべての色記録について繰り返される。そ
して、次の画像フレームを受け取るために、媒体の露光
されていない領域が再び位置決めされ、上記のシーケン
ス全体が繰り返される。この工程は、デジタル画像動画
シーケンスファイルのすべての画像が媒体上に像形成さ
れるまで繰り返される。

【００３８】印刷エンジン２４は、図２に、より詳細に
示されている。図２に示すように、印刷エンジンは、Ｌ
ＥＤアレイ５０，５２，５４として、分離して設置され
た赤、緑、青の照明光源を含む。これらは、さまざまな
製造業者から容易に入手でき、狭い波長範囲の光を放射
する。分離して設置されたＬＥＤアレイの放射波長範囲
は、感光性媒体２２の個々のカラーエマルジョン層にお
けるクロストーク露光の可能性を低下させるよう、スペ
クトルトリムフィルター６６，６８，７０によってさら
に狭められ、媒体の分光感度にマッチするよう特定され
る。赤、緑、青のＬＥＤアレイ５０，５２，５４は、デ
ジタル画像ファイルに含まれる色情報に応じて逐次的に
駆動され、照明制御手段４２によって供給される制御信
号に応答し、媒体上の画像を一度に１つのカラーエマル
ジョン層ずつ露光する。

【００３９】コンデンサレンズ５６，５８，６０は、光
を集めて、これを光学経路に沿って効率的に投影する。
Ｘキューブプリズム７２の各内側表面には、特定の波長
の光を通過または通過させない特定の光学コーティング
が施されている。これらの表面コーティングは、３つの
定義された光線が、Ｘキューブプリズム７２から同軸の
光学経路で出ることができるようにする上で必要であ
る。

【００４０】当業者にとって、システムからスペクトル
トリムフィルター６６，６８，７０を取り除き、Ｘキュ
ーブプリズム７２の外側表面をフィルターに代わるもの
として波長範囲を狭めるコーティングで被覆する可能性
を認めることができるだろう。

【００４１】照明システムの均一性光学部７４は、Ｘキ
ューブプリズム７２から出た光を集め、レンズによっ
て、平行で均一な光線を生成するよう条件付けられる。
均一性光学部にあるインテグレーターは、均一な照明を
提供するのに役立ち、放射される光線を長方形のアパー
チャに成形する。入力偏光光学装置７６は、投影された
光線を受け取り、二次元ＬＣＤ変調器７８によって好適
な直線偏光で受け取られるようにこれを条件付ける。光
ビームリレーおよび集束光学装置８０は、均一化された
光ビームを集め、二次元ＬＣＤ変調器７８を効率的に照
明するよう適正なサイズにする。光ビームリレーおよび
集束光学装置によって条件付けがされると、光は偏光ビ
ームスプリッター８２に入り、内側表面を横切り、この
とき、光はＳ面、Ｐ面と呼ばれる２つの個別の偏光に分
けられる。Ｐ偏光の光は偏光ビームスプリッターを通過
して消滅する。Ｓ偏光の光は、偏光ビームスプリッター
の内側表面によって９０度の角度で反射され、二次元Ｌ
ＣＤ変調器７８を照明して動画フレームの像を生成す
る。

【００４２】二次元ＬＣＤ変調器７８は、ＬＣＤドライ
バー３４の動作により、デジタル画像信号に応答して電
子的に駆動される。ＬＣＤドライバーの信号により、均
一化され偏光された光に比例した部分が、二次元ＬＣＤ
変調器７８の各画素位置から反射される。反射の割合は
ＬＣＤドライバー３４のデジタル画像信号に応答してい
るため、シーンの内容に依存する。この反射において、
二次元ＬＣＤ変調器７８に最初に投影されたＳ偏光は、
実質的にＰ面まで回転され、これによって偏光ビームス
プリッター８２を通過する。画像を含む光線が偏光ビー
ムスプリッターを通過すると、画像のわずかな一部はラ
ンダムに偏光されることがある。出力偏光光学装置８４
を取り入れることで、このエネルギーを排除し、画像の
コントラストを改善できる。

【００４３】次に、画像投影光学装置８６は投影された
画像を集め、所望の画像サイズを得るために画像を縮小
または拡大し、媒体搬送システム８８とフィルムゲート
９０内で印刷位置に合わせられた媒体表面上に焦点をあ
わせて像を結ばせ、これにより露光を行う。媒体搬送シ
ステム８８は、フィルムゲート９０を備え、これによ
り、媒体の露光点および、露光されていない媒体をゲー
トに送り出し露光された媒体を収集するカセットの供給
と取り出しについて、印刷位置が正しく合わせられる。
また、媒体搬送システム８８には、張力システムが含ま
れ、露光された媒体を損傷の心配なく安全にカセットの
中に巻き取ることができる。

【００４４】個別のＬＥＤアレイ照明光源５０，５２，
５４について他の実施例を図３に詳細に示す。図３にお
いて、分離して設置された赤、緑、青のＬＥＤ（図示せ
ず）は、１つのＲＧＢ−ＬＥＤアレイ１００にまとめら
れている。この種の照明光源は、さまざまな製造業者か
ら容易に入手可能で、波長幅の狭い光を放射する。分離
して設置されたＬＥＤから放出された波長範囲は、感光
性媒体２２の個々のカラーエマルジョン層におけるクロ
ストーク露光の可能性を低減するために、個別の各ＬＥ
Ｄ（図示せず）のスペクトルトリムフィルターによって
さらに狭められ、媒体の分光感度にマッチするよう特定
される。ＲＧＢ−ＬＥＤアレイ１００における赤、緑、
赤のＬＥＤは、デジタル画像ファイルに含まれる色情報
に応じて逐次的に駆動され、照明制御手段４２が供給す
る制御信号に応答して、一度に１つのカラーエマルジョ
ン層ごとに、媒体上の画像を露光する。コンデンサレン
ズ１０２は光を集め、光学経路に沿ってこれを効率的に
投影する。この点以降、システムの残りの部分は図２に
示すものと同様に機能する。

【００４５】図２と図３についてこれまで説明した照明
の構成は、白黒媒体への露光のみが必要な場合は、小型
化することができる。このような場合、図２における３
つのＬＥＤアレイのうちの１つだけ、あるいは図３にお
けるＲＧＢ−ＬＥＤアレイのカラーＬＥＤグループの１
つだけが必要とされる。光学設計を縮小し簡素化するた
めの他の変更を加えた光学要素によって、図３に示すも
のと同様のシステムを実現してもよい。要素が削減され
ることに加え、システムの印刷速度が改善される。

【００４６】

【発明の効果】本発明に係る動画に対応する画像フレー
ムの印刷によれば、高い解像度を維持しながら高速で、
動画に対応する画像フレームを印刷することができる。
本発明に係る動画に対応する画像フレームの印刷によれ
ば、動画から、感光性媒体上の白黒およびカラーのデジ
タル画像への変換において、反射型ＬＣＤ変調器を利用
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る動画に対応する画像フレームの
印刷装置のブロック図である。

【図２】 本発明に係る動画に対応する画像フレームの
印刷装置における光学アセンブリを詳細に示す略図であ
る。

【図３】 他の実施の形態における、動画に対応する画
像フレームの印刷装置の照明システムを詳細に示す略図
である。

【符号の説明】

１０ 印刷装置、１２ コンピュータ、１４ ローカル
ディスク（記憶装置）、１７ 画像処理サブシステム、
２０ フレーム記憶装置、２２ 感光性媒体、２３，７
８ 二次元ＬＣＤ変調器、２４ 印刷エンジン、３４
ＬＣＤドライバーの均一性修正部、３６，３８，４０，
５０，５２，５４ ＬＥＤのアレイ、４２ 照明制御手
段、４６，９０ フィルムゲート、５６，５８，６０
コンデンサレンズ、６６，６８，７０ スペクトルトリ
ムフィルター、７２ Ｘキューブプリズム、７６ 入力
偏光光学装置、８０ 光ビームリレーおよび集束光学装
置、８２ 偏光ビームスプリッター、８４ 出力偏光光
学装置、８６ 画像投影光学装置、８８ 媒体搬送シス
テム、１００ ＲＧＢ−ＬＥＤアレイ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロックウェル エヌ イヤリッド アメリカ合衆国 ニューヨーク チャーチ ビル チリ リガ センター ロード 7217 (72)発明者 リチャード レオナード ドルジンスキー アメリカ合衆国 ニューヨーク イースト ロチェスター ノース リンカーン ロ ード 202 Ｆターム(参考） 2C162 AE02 AE12 AE23 AE28 AE47 AF06 AF14 AF61 FA05 FA17 FA34 2H088 EA44 EA62 HA21 HA28 HA29 MA04 MA06 2H106 AB33 AB42 AB86 BF05 5C052 AA11 DD10 FA03 FA07 FB01 FD13 FE04 FE07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動画のデジタル画像ファイルから複数の
   画像フレームを印刷する方法であって、 ａ）入射光に応答し、単色の視覚可能な画像を提供する
   ように選択的に駆動可能な所定の画素を有する二次元Ｌ
   ＣＤ変調器を提供する工程と、 ｂ）前記デジタル画像ファイルに応答する工程であっ
   て、前記デジタル画像ファイルに応答して前記ＬＣＤ変
   調器内の画素を駆動することにより、前記動画の各フレ
   ームに対応する視覚可能な画像の面を提供するファイル
   応答工程と、 ｃ）感光性媒体を移動させる工程であって、前記ＬＣＤ
   変調器の先において前記感光性媒体を移動させることに
   より、照明されたＬＣＤ変調器から前記感光性媒体の異
   なる部分を照明し、前記感光性媒体上に画像面を記録す
   る移動工程と、 を含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 カラー動画のデジタル画像ファイルから
   複数のカラー画像フレームを印刷する方法であって、 ａ）入射光に応答し、異なる色の単色の視覚可能な画像
   を提供するように選択的に駆動可能な所定の画素を有す
   る二次元ＬＣＤ変調器を提供する工程と、 ｂ）前記デジタル画像ファイルに応答する工程であっ
   て、前記デジタル画像ファイルに応答して前記画素を駆
   動し、駆動された前記ＬＣＤ変調器を逐次的に照明し、
   視覚可能なカラー画像の面を逐次的に供給することで、
   前記カラー動画の各フレームに対応する画像を提供する
   ファイル応答工程と、 ｃ）感光性媒体を移動させる工程であって、前記ＬＣＤ
   変調器の先において前記感光性媒体を移動させること
   で、前記照明されたＬＣＤ変調器から前記感光性媒体の
   異なる部分を照明し、前記感光性媒体上にカラー画像面
   を記録する移動工程と、 を含むことを特徴とする方法。
3. 【請求項３】 動画のデジタル画像ファイルから複数の
   画像フレームを印刷する方法であって、 ａ）各画像フレームに対応して単色の視覚可能な画像を
   生成できる所定の画素を有する二次元反射型ＬＣＤ変調
   器を提供する工程と、 ｂ）光源生成駆動時に有効に稼動する、少なくとも１つ
   の光源を提供する工程と、 ｃ）前記デジタル画像ファイルに応答して前記反射型Ｌ
   ＣＤ変調器を駆動する工程と、 ｄ）上記光を偏光し前記反射型ＬＣＤ変調器を照明する
   工程であって、前記偏光された光の照明により前記動画
   のフレームに対応した画像を生成する偏光照明工程と、 ｅ）感光性媒体を移動させる工程であって、前記反射型
   ＬＣＤ変調器の先において前記感光性媒体を移動させる
   ことで、前記感光性媒体の異なる部分を照明し、前記感
   光性媒体上に１フレームを一度に同時記録する移動工程
   と、 を含むことを特徴とする方法。
4. 【請求項４】 白黒画像のデジタル画像ファイルから、
   各フレームが少なくとも１つの単色画像面を含む複数の
   フレームを印刷する方法であって、 ａ）各画像フレームのそれぞれに対応して１つの単色の
   視覚可能な画像を生成できる所定の画素を有する二次元
   反射型ＬＣＤ変調器を提供する工程と、 ｂ）光源生成駆動時に有効に稼動する、少なくとも１つ
   の光源を提供する工程と、 ｃ）感光性媒体を移動させる工程であって、前記反射型
   ＬＣＤ変調器の先において前記感光性媒体を移動させる
   ことにより、前記視覚可能な画像の面で感光性媒体を照
   明し、前記感光性媒体に前記画像面を記録する移動工程
   と、 を含むことを特徴とする方法。