JP2004310095A - 反射型空間光変調器の技術を利用するディジタル／光学ハイブリッドプリンター - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、光学及びディジタル印刷を同時に行なう系を提供する。
【解決手段】 本発明は、感光性媒体を保持するためのコンベヤー（２００）、コンベヤーに隣接して位置決めされたレンズ、及びレンズを通じて感光性媒体へ光を方向付けるためにレンズに関して位置決めされた光学結合器（１２０）を有するプリンターを含む。本発明は、光学露出を光学結合器へ方向付けるために位置決めされた光学プリンター（１００）、及びディジタル露出（６３０）を光学結合器へ方向付けるために位置決めされたディジタルプリンター（１１０）を含む。制御器は、光学プリンター及びディジタルプリンターへ接続され、光学プリンター及びディジタルプリンターは、光学結合器へ光学露出及びディジタル露出の両方を同時に方向付けるために、制御器によって制御され、その光学結合器は、次にはレンズを通じて感光性媒体へ、組み合わせられたディジタル露出を通過させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、感光紙に印刷する分野に、より詳しくは、感光紙に光学露出及びディジタル露出を印刷する系（システム）に関する。

現像されたフィルム及びディジタル画像を、多くの異なる方法で印画紙へ転写することができる。例えば、（ここでは参照によって組み込まれる）特許文献１に記載されるように、光学プリンター（印刷機）は、現像されたフィルムの画像を印画紙上へ転写することができる。光学プリンターは、典型的には、光源、集束レンズ、及び現像所を含む。フィルムは、光源によって照明され、画像は、集束レンズを通じて印画紙へ転写される。代わりに、現像されたフィルムの画像を、処理装置中へ走査すると共にディジタル画像へ変換することができる。走査された及びディジタルのフィルムの画像並びにディジタル機器で得られた画像は、一般的に、ディジタルプリンターで印刷される。

ディジタルプリンターは、一般的に、（ここでは参照によって組み込まれる）特許文献２で議論されているディジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）又は液晶デバイス（ＬＣＤ）のような空間光変調器を使用して印画紙上に選択的に露出される、光源（色フィルターで分離した白熱光、有色のレーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）など）を含む。光学系と同様に、生成された画像は、レンズを通じて印画紙上へ集束される。

いくつかの光学系は、ディジタルプリンターを光学プリンターと組み合わせる（例えば、特許文献３、特許文献４、及び特許文献５参照、それらの全ては、ここでは参照によって組み込まれる）。しかしながら、このような系は、光学プリンターの動作をディジタルプリンターから分離する。これは、（各々の感光性の画像について多数の動作を行なわなければならないので）印刷する過程をより遅くし、（印刷する装置内に多数の場所を含めなければならので）印刷する装置をより大きくすると共により複雑にする。加えて、ランプハウスを伴った光学印刷、及びレーザーに基づいた照明を伴ったディジタル印刷のような、印刷する特定の方法は、媒体における相反性の不足を回避するために、露出時間の注意深い均衡を要求する。

レーザーでマーキングする機関、又は線形ＣＲＴのような走査に基づいたディジタルの機関は、走査する装置が紙の経路に組み込まれることを要求する。エリア光学プリンターを線形ディジタルプリンターと組み合わせることは、必ずしも自明ではない。最後に、ＬＣＤに基づいたディジタル書き込み器の含有は、特にディジタル書き込み器が、全体の画像を印刷することも同じ解像度で印刷することもいずれも要求されないのであれば、相当により費用効率が高くあり得る。
米国特許第５，６５２，６６１号明細書 米国特許第５，０６１，０４９号明細書 米国特許第６，０２５，９０４号明細書 米国特許第５，７３４，４６１号明細書 米国特許第５，６５２，６６１号明細書

前述のことを考慮して、本発明は、光学及びディジタル印刷を同時に行なう系を提供するために創作されてきた。

より具体的には、本発明は、感光性媒体を保持するためのコンベヤーを有するプリンター、コンベヤーに隣接して位置決めされたレンズ、及びレンズを通じて感光性媒体へ光を方向付けるために、レンズに関して位置決めされた光学結合器を含む。本発明は、光学結合器へ光学露出を方向付けるために位置決めされた光学プリンター、及び光学結合器へディジタル露出を方向付けるために位置決めされたディジタルプリンターを含む。制御器は、光学プリンター及びディジタルプリンターへ接続され、光学プリンター及びディジタルプリンターは、光学結合器へ光学露出及びディジタル露出の両方を同時に方向付けるために、制御器によって制御され、その光学結合器は、次には、レンズを通じて感光性媒体へ、組み合わされたディジタル露出を通過させる。

光学プリンターは、光学プリンターの光源を含むことができ、ディジタルプリンターは、別個のディジタルプリンターの光源を含むことができる。代わりに、光学プリンター及びディジタルプリンターの両方へ光を提供するために、共通の光源を光学プリンター及びディジタルプリンターに関して位置決めすることができる。このような状況において、ビームスプリッターは、共通の光源に隣接して位置決めされる。光学プリンター及びディジタルプリンターへ異なる量の光を供給する、並びに光学プリンター及びディジタルプリンターの異なる照明の要求を満足させるために、光学プリンター及びディジタルプリンターの間における共通の光源からの光を変動して分割するために、ビームスプリッターを適合させることができる。また、ディジタルプリンターは、感光性媒体の限定された領域へディジタル露出を制限するために使用される空間光変調器を含むことができる。

また、本発明は、感光性媒体を露出する方法を提供する。この方法は、レンズに隣接して感光性媒体を位置決めし、レンズを通じて光学露出を透過させるために光学プリンターを位置決めし、レンズを通じてディジタル露出を透過させるためにディジタルプリンターを位置決めし、感光性媒体へレンズを通じて光学露出及びディジタル露出を同時に透過させるために光学プリンター及びディジタルプリンターを制御する。

本発明は、従来のディジタル／光学印刷系に対して比較したとき、多くの利点を生成する。一つの利点は、本発明が、ディジタル及び光学プリンターを使用して感光性材料を同時に露出することである。また、単一の光源の使用を通じて複合系の大きさを減少させることができる。空間光変調器（ＳＬＭ）に基づいたディジタル機関の使用は、レーザー系が用いる、旋回するポリゴンに対する必要性を除去する。ＳＬＭが、投射産業における急増により、容易に利用可能になっていると、この設計の正味の費用は、顕著により少ない。ある一定の実施形態に記載されるような多数の光源に使用で、色域は、拡張される。

本発明は、ディジタル及び光学プリンターを単一のプリンターに一体化し、光学的及びディジタル的に同時に印刷する。一つの例において、本発明は、フィルムを白色光のランプの源で照明する伝統的なフィルムプリンターとディジタルプリンターを組み合わせる。次に、発生した画像は、投射レンズを通じて媒体の平面へ通過させられる。ディジタルの区切りにおいて、透過型の空間光変調器（ＳＬＭ）表示機は、ランプ及びフィルターの輪、ＬＥＤ、又はレーザーで照明される。次に、画像は、結合器を通じて印刷レンズへ中継される。ＬＣＤ表示機の場合には、照明は、偏光させられることが必要であり、照明は、分析される。

ディジタルプリンターの目的を認識することが重要である。その意図が、いくらか複雑なものの追加の画像データを作成することであるとすれば、光学設計と共に注意を払わなければならない。具体的には、透過型ＬＣＤの照明組み立て品は、本質的にテレセントリック及び極めて均一であるべきである。加えて、積分棒又は小レンズアレイのような均一な光学部品を用いてもよい。ＬＣＤによって投射された画像データが、複雑ではない（すなわち、単純な商標の記章）とすれば、光学的なリレー（中継）機構は、テレセントリックである必要はない。さらに、加えられたディジタルデータが、単色性であるとすれば、照明の源は、広帯域である必要はない。それが多色性であれば、フィルターを備えた白色光源を用いる必要があるか、又は単一のＬＣＤの系で連続的に照明されるＬＥＤを使用するか、いずれかである。

この点で、ディジタルプリンターにおけるＬＣＤの利用を議論する必要がある。ＬＣＤは、目で見える画像を与えるために、設計される。画像データに対する目の応答は、写真の媒体の応答とはかなり異なる。このように、本発明と共に、ＬＣＤ又は空間光変調器は、媒体のスペクトル域のみならずそのダイナミックレンジ（動作範囲）で動作するために調節される。これは、媒体によって定義されるようなコントラストを決定するためのアドレス電圧を調節することを要求する。追加のアドレス電圧及び駆動条件を、媒体に適切な応答曲線又はガンマ曲線を実現するために、ために、調節することができる。最後に、電圧のようなアドレス条件は、照明の波長に関して最適な応答を決定することができる。カラーの連続的な印刷の場合には、印加電圧を、色の関数として循環させてもよい。

照明の時間及びパワーは、媒体の要求される露出の関数である。画像は、単一の合成画像であるが、光学及びディジタル機関の間における要求された露出は、本発明と共に均衡がとられる。例えば、印刷物の領域は、１．４の密度を有することが期待されるとすれば、光学機関は、１．０をもたらしてもよく、ディジタル機関は、０．４をもたらす。代わりに、プリンターの各々の区切りは、異なるエリアを照明すると共に全ての要求される密度に寄与することができる。最大の密度で、ディジタルで加える副題又は情報の場合には、均衡は、ある者が、ある領域に対して最大又は超過の露出を単純に与えることができると、それほど重大ではない。

本発明の別の特徴は、赤外（ＩＲ）の照明のような交互の照明の使用に関する。ＳＬＭをＩＲで照明し次に結果として生ずる画像を媒体上へ投射することによって、ある者は、権利侵害を予防することを助けるために、“隠された”データ又は商標の記号を組み込むことができる。

図１は、光学プリンター１００及びディジタルプリンター１１０を含む本発明の一つの実施形態を図説する。光学プリンター１００からの光学露出の出力は、光学加算器又はビームスプリッター／再結合器１２０によって、ディジタルプリンター１１０からのディジタル露出の出力と組み合わせられる。次に、これらの組み合わせられた露出は、印刷レンズ１３０を通じて感光性材料１４０上へ同時に結像される。

図２は、連続的な処理装置を図説し、それによって感光性材料１４０は、コンベヤー（移送機）のベルト２００に沿って動かされ、光学プリンター１００及びディジタルプリンター１１０によって連続的に露出される。

図３は、本発明の別の実施形態を図説し、ここで光学プリンター１００及びディジタルプリンター１１０は、感光性材料１４０上の単一の場所にねらいを定められる。図１に示す構造と同様に、図３に示す構造は、図２における構造がそうでない一方で、光学プリンター及びディジタルプリンターが、感光性材料１４０を同時に露出することを可能にする。

光学プリンター１００の一つの例の詳細を図４に示す。より具体的には、光学プリンター１００は、閉鎖された及び有色のフィルターで分離した白熱光源、異なる有色のレーザー光源、ＬＥＤ、赤外源などのような感光性材料を除去するために使用される任意の従来の源であり得る光源４００を含む。現像されたフィルムの画像は、符号４００によって表される。図４に示す光学プリンターは、現像されたフィルムの画像４１０を支持すると共に光学プリンターを通じて多数のフィルムの画像を通過させることを可能にする多くの構造を含む。しかしながら、本発明の顕著な特徴をより明確に図説するために、このような構造を、図面から意図的に省略してきた。加えて、光学プリンター１００は、シャッター又は遮蔽板４１５のいくらかの形態を含む。シャッター／遮蔽版４１５は、光学機関の露出の大きさ及び時間を制御する。代わりに、光源を、遮蔽を果たすために方向付けると共に変調してもよい。集束レンズ４２０は、露出した画像を感光性材料１４０上に集束させる。

図５Ａは、ディジタルプリンター１１０の一つの例をより詳細に図説する。図５Ａは、光源５００を図説する。上で議論したように、このような光源は、遮蔽された（又は変調された）及び有色のフィルターで分離された白熱光源、異なる有色のレーザー光源、ＬＥＤなどを含むことができる。空間光変調器は、符号５１０として示される。

カラーディジタルプリンターは、異なる色が、異なる露出の段階で照明される、連続的な様式で動作し得る。代わりに、空間光変調器５１０に基づいた系は、単一の露出が感光性材料１４０上にカラーの画像を生成することを可能にする、色に基づいた構成単位を含むことができる。これは、ＳＬＭ上における色フィルターの組み込みを通じてか、又は多重チャネルＳＬＭ系の使用を通じてか、いずれかで達成される。

多重チャネル系は、例えば、赤、緑、及び青のチャンネルを組み込んでもよい。図５Ｂは、このような多数の照明源５００、多数の空間光変調器５１０、及び多数のシャッター４１５を含むディジタルプリンターを図説する。異なるデバイスからの光の出力は、光加算器５２０を使用して組み合わせられる。上で議論したものと類似の様式で、集束レンズ４２０は、加算器からの光の出力を感光性材料１４０上へ集束させる。

図１に示す光学／ディジタルプリンターを、図６において符号６１０として完全な系（囲まれたプリンターデバイス）６０に示す。現像されたフィルム及び／又はディジタル画像データは、符号６０５によって、プリンターデバイス６０中へ入力される。現像された光学フィルムは、走査された画像のディジタル表現を中央処理装置６１５へ提供するスキャナ（走査器）６００によって走査される。ディジタルデータは、中央処理装置６１５によって処理される。現像された光学フィルムは、スキャナ６００から光学／ディジタルプリンター６１０へ、次にコンベヤー系６３５を使用して出力６７０へ通過させられる。感光紙６２５は、供給材料６２０から提供され、（上に記載したように）光学／ディジタルプリンター６１０によって生成された光学及びディジタル露出６３０によって同時に露出される。

加えて、図６に示す系を、フィルムの複製を作るために、使用することができる。例えば、供給材料６２０は、光学／ディジタルプリンター６１０によって露出される、露出されてない映画のフィルム６２５を含有することができる。現像剤／処理機構６４０は、感光紙／フィルム６２５を処理する。カッター（切断機）６５０は、自由選択で、感光紙を写真印画に切断し、出力６７５を通じて現像した画像を出力する。

図７は、本発明の光学／ディジタルプリンター内に含まれる構成成分をより詳細に図説する。プリンターの光学的な部分においては、照明を提供するためにランプ７００を使用する。照明は、フィルム７０３上の光学的な画像を通過するより先に、フィルターの輪７０１及び照明レンズ７０２を通じて処理される。次に、この画像は、リレーレンズ７０４を通過し、その点で、それは、再結合器（光学結合器）７２０によってディジタル画像と組み合わせられる。次に、組み合わせられた光学／ディジタル画像は、印刷レンズ７２１を通じて感光性媒体７３０上へ方向付けられる。

図７に示すプリンターのディジタル部分は、ディジタル照明組み立て品７１１、偏光子７１２、空間光変調器７１３、及び検光子７１４を通じて方向付けられる光を生成する光源７１０を含む。光学的な画像と同様に、ディジタル画像は、次に、リレーレンズ７０４を通過し、その点で、それは、再結合器７２０によって光学的な画像と組み合わせられる。次に、組み合わせられた光学／ディジタル画像は、印刷レンズ７２１を通じて感光性媒体７３０上へ方向付けられる。

代替の実施形態は、光学及びディジタル機関に対して同じ照明源を用いる。このような系を図８に示す。（ランプ、及びフィルターの輪、ＬＥＤ又はレーザーからなってもよい）単一の光源８００は、ビームスプリッター８０１によって二つの照明の経路に分割される。ミラー（鏡）８０２、８０３は、光学及びディジタルの処理経路の各々を通じて光を方向付けるために使用される。ＳＬＭがＬＣＤパネルである場合には、ビームスプリッターは、変調器へ優先の偏光状態を送る偏光ビームスプリッターであってもよく、その場合には偏光子７１２を除去することができる。

図９及び１０は、図９に示す局所のエリアの空間光変調器９００を利用する本発明の別の態様を図説する。図９において、空間光変調器の領域９０２は、“オン”のピクセルで取り扱われる。デバイスの残りは、“オフ”（又は逆に）のピクセルに対応するデータで出力を増加させる。図１０に示す画像１０００において、合成画像１００２の同じ領域１００４のみが、ディジタルデータを表示する。このような系の一つの利点は、ディジタルデータの場所、容量、及び広がりを、枠の基盤によって枠上で調節することができることである。例えば、挨拶状を印刷するとき、テキストは、異なる領域に現れ得る。

本発明は、従来のディジタル／光学印刷系と比較したとき、多くの利点を生成する。一つの利点は、本発明が、ディジタル及び光学プリンターを使用して感光性材料を同時に露出することである。一つの実施形態において、ディジタル印刷の態様は、単色性であり、光学系よりも低い解像度のものである。これは、ディジタルの露出時間が先の実施形態よりも低いことを可能にする。

さらに、本発明は、ディジタル印刷及び光学印刷系の間における光学的な差を補正する。例えば、ＳＬＭのアスペクト比が、印刷の又は光学的な画像のアスペクト比に合わない場合には、どんな割合が要求されるものへでもＳＬＭの画像の大きさを変更するために、アナモルフィックレンズを使用することができる。像平面内に長方形の画像を作成するために用いられる正方形のＳＬＭ、経路における円筒形の又はアナモルフィックレンズ、又は印刷レンズのようなものを用いることができるであろう。代わりに、要求される画像の大きさに対応する、用いられるＳＬＭの一部分を取り扱うことができる。

光学的な構築の具体的な例は、透過型ＬＣＤを示してきたことに注意するべきである。この系は、反射型ＬＣＤ、又は等しい容易さでＤＭＤを容易に用いることができるであろう。

提案した構造は、多くの使用及び利点を有する。まず第一に、単一の光源の使用を通じて複合系の大きさを減少させることができる。また、ＳＬＭに基づいたディジタル機関の使用は、レーザー系が用いる、旋回するポリゴンに対する必要性を除去する。また、ＳＬＭは、投射産業における急増により、容易に利用可能になっており、この設計の正味の費用は、顕著により少ない。ある一定の実施形態に記載されるような多数の光源の使用で、色域は、拡張される。

この系の使用は多い。第一に、テキストを光学印刷物に加えることができる。その結果は、挨拶状、名刺、パンフレット、又は任意の他の印刷製品であり得るであろう。加えて、プリンターに対する別個のディジタルの区画は、映画のフィルムの用途に特に有用であってもよい。例えば、フィルムの多くの複製を、配布のために作ってもよい。複製を従来どおりに作ってもよい一方で、どんな言語が要求されるのであれ無関係に副題を加えることができることは、有用である。また、著作権の記章の又は“隠された”情報を加えることは、（上で議論した赤外の露出の実施形態を使用して）著作権侵害及び著作権の権利侵害を予防することができる。最後に、ディジタルのチャネルを、元来のフィルムの画像における欠陥を補正するために、使用することができる。

この系の使用は多い。第一に、テキストを光学印刷物に加えることができる。その結果は、挨拶状、名刺、パンフレット、又は任意の他の印刷製品であり得るであろう。加えて、プリンターに対する別個のディジタルの区画は、映画のフィルムの用途に特に有用であってもよい。例えば、フィルムの多くの複製を、配布のために作ってもよい。複製を従来どおりに作ってもよい一方で、どんな言語が要求されるのであれ無関係に副題を加えることができることは、有用である。また、著作権の記章の又は“隠された”情報を加えることは、著作権侵害及び著作権の権利侵害を予防することができる。最後に、ディジタルのチャネルを、元来のフィルムの画像における欠陥を補正するために、使用することができる。

ディジタルプリンター及び光学プリンターからの出力を組み合わせる光学加算器を図説する概略図である。 光学露出及びディジタル露出で感光性材料を連続的に露出するコンベヤー系の概略図である。 単一の場所にねらいを定めた光学プリンター及びディジタルプリンターの概略図である。 光学プリンターの概略図である。 Ａ及びＢは、ディジタルプリンターの概略図である。 本発明に従う印刷装置の概略図である。 本発明に従う印刷装置の概略図である。 本発明に従う印刷装置の概略図である。 画像の一部分におけるディジタル印刷の使用を図説する概略図である。 画像の一部分におけるディジタル印刷の使用を図説する概略図である。

符号の説明

６０ プリンターデバイス
１００ 光学プリンター
１１０ ディジタルプリンター
１２０、７２０ 再結合器
１３０、７２１ 印刷レンズ
１４０ 感光性材料
２００ ベルト
４００、５００、７１０、８００ 光源
４１０ フィルムの画像
４１５ シャッター／遮蔽版
４２０ 集束レンズ
５１０、７１３、９００ 空間光変調器
５２０ 光加算器
６００ スキャナ
６０５ 現像された加増
６１０ 光学／ディジタルプリンター
６１５ 中央処理装置
６２０ 供給材料
６２５、７０３ フィルム
６３０ 光学及びディジタル露出
６３５ コンベヤー系
６４０ 現像剤
６５０ カッター
６７０、６７５ 出力
７００ ランプ
７０１ フィルターの輪
７０２ 照明レンズ
７０４ リレーレンズ
７１１ ディジタル照明組み立て品
７１２ 偏光子
７１４ 検光子
７３０ 感光性媒体
８０１ ビームスプリッター
８０２、８０３ ミラー
９０２、１００４ 領域
１０００ 画像
１００２ 合成画像

Claims (4)

1. 光学プリンター、及び
   前記光学プリンターに隣接して位置決めされたディジタルプリンター、
   を含み、
   前記光学プリンターは、感光性媒体のエリアへ光学露出を方向付けるように適合され、
   前記ディジタルプリンターは、前記感光性媒体の前記エリアへディジタル露出を同時に方向付けるように適合される系。
2. 前記媒体の前記エリアに隣接するレンズをさらに含み、
   前記光学プリンター及び前記ディジタルプリンターは、前記レンズを通じて同時に前記光学露出及び前記ディジタル露出の両方を方向付けるように、前記レンズに関して位置決めされる請求項１記載の系。
3. 前記光学露出及び前記ディジタル露出を受けるように前記光学プリンター及び前記ディジタルプリンターに関して位置決めされた光学結合器をさらに含み、
   前記光学結合器は、前記光学露出及び前記ディジタル露出を、組み合わせられた露出に組み合わせるように適合される請求項１記載の系。
4. 前記感光性媒体の前記エリアに隣接するレンズをさらに含み、
   前記光学結合器は、前記レンズを通じて前記感光性媒体の前記エリアへ前記組み合わせられた露出を方向付けるように、前記レンズに関して位置決めされる請求項３記載の系。

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