JP2007094116A - フレームデータ作成装置、方法及び描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロミラー単位データ等の描画点形成要素単位データから描画ユニット単位のフレームデータへの転置処理を高速かつ簡易に行う。
【解決手段】複数のマイクロミラー４０を備えるＤＭＤ３６により描画面に形成しようとする画像に対応する画像データ１０２（又は画像データ１０４）から複数のマイクロミラー４０のそれぞれに順次供給するマイクロミラー単位データ１０６を作成し、作成したマイクロミラー単位データ１０６のデータ変化点を抽出して中間データ１１４を作成し、作成した中間データ１１４中のデータ変化点毎にデータを反転させることでマイクロミラー単位データ１０６からＤＭＤ３６単位のフレームデータ１１６への転置処理を行う。
【選択図】図１５

Description

この発明は、複数の描画点からなる描画点群を描画面上に形成する複数の描画点形成要素を備える描画ユニットを前記描画面に対して所定の走査方向に相対的に移動させるとともに、前記走査方向への移動に応じて前記描画ユニット単位のフレームデータを前記描画ユニットに順次供給し、前記描画ユニットにより前記描画点群を前記描画面に時系列的に形成することで前記描画面に画像（２次元パターン）を形成する描画装置に組み込まれるフレームデータ作成装置、前記描画装置に適用されるフレームデータ作成方法、及び描画装置に関する。

従来から、画像データが表す所望の画像を描画面上に形成する描画装置が種々知られている。

このような描画装置として、たとえば、デジタル・マイクロミラー・デバイス（以下、ＤＭＤという）等の空間光変調素子を利用し、画像データに応じて前記空間光変調素子により光ビームを変調して露光を行う露光装置が種々提案されている。

ＤＭＤは、シリコン等の半導体基板上のメモリアレイ（ＳＲＡＭアレイ）に、微小なマイクロミラーが２次元状に多数配置されて構成されたものである。そして、メモリアレイに蓄積される電荷による静電気力を制御することによってマイクロミラーを傾斜させて反射面の角度を変化させることができ、この反射面の角度変化により描画面上の所望の位置に描画点を形成して画像を形成することができるものである。

そして、上記のようなＤＭＤを用いた露光装置としては、たとえば、ＤＭＤを露光面に対して所定の走査方向に相対的に移動させるとともに、その走査方向への移動に応じてＤＭＤのメモリアレイにマイクロミラー群に対応した複数の描画点形成要素データからなるフレームデータを入力し、ＤＭＤのマイクロミラー群に対応した描画点群を露光面に時系列に順次形成することにより所望の画像を露光面に形成する露光装置が提案されている（特許文献１）。

また、露光面上に形成される画像の解像度を上げるため、ＤＭＤを走査方向に対して所定の角度だけ傾けて上記のような露光を行う露光装置も提案されている。

このような露光装置を用いて露光を行う際には、ＤＭＤの走査方向への相対的な移動に応じてフレームデータをＤＭＤに入力する必要があるので、露光の前に予め露光面に対するＤＭＤの位置に対応した複数のフレームデータを作成しておく必要がある。

ここで、たとえば、図１６Ａ〜図１６Ｅ、図１７Ａ〜図１７Ｅ、図１８Ａ〜図１８Ｅに示すような数字の「２」を露光面上に形成する場合における従来のフレームデータの作成方法について説明する。なお、図１６Ａ〜図１８Ｅに示す丸１〜丸８は、１個のＤＭＤを構成する８個のマイクロミラーを模式的に示したものである。

そして、図１６Ａ〜図１８Ｅの下部に示すフレーム１〜フレーム１５は、それぞれの図において示される位置にＤＭＤがある時に、ＤＭＤに入力されるフレームデータを模式的に示したものである。

従来は、たとえば、先ず、図１６Ａ〜図１８Ｅに示す各画素に対応する画素データからなる画像データをＤＲＡＭ等のメモリに一旦記憶し、図１６Ａ〜図１８Ｅに示すように、ＤＭＤの各位置について、ＤＭＤの各マイクロミラー丸１〜丸８に対応する画素データを上記メモリから順次読み出すことにより描画点データからなる各フレームデータを作成していた。

なお、図１６Ａ〜図１８Ｅに示す白四角と斜線四角の画素に対応する画素データはＤＭＤを構成する各マイクロミラーのオフデータ「０」であり、黒四角の画素に対応する画素データはオンデータ「１」である。また、斜線四角部分の範囲は、描画面上に描画される画像の実質的な範囲を示すものであり、画素データとしては白四角と同じ「０」である。

特開２００４−５６１００号公報

しかしながら、上記のように各マイクロミラーに対応する画素データを丸１〜丸８まで順次読み出してフレームデータを作成したのでは、たとえば、図１６Ａ〜図１８Ｅの各図における走査方向に直交する方向に、連続するアドレスが割り当てられ、そのアドレスが連続する方向に順次各マイクロミラーのデータが読み出されるようにメモリの読み出しが制御されるような場合には、各マイクロミラーに対応するデータが格納されたアドレスは、メモリを制御する制御手段からみたメモリのアドレス空間において離散的に配置されており、このような配置のアドレスに１つ１つアクセスしながらデータを読み出すのはメモリの制御上、非常に時間がかかり、全てのフレームデータを取得するのに膨大な時間がかかってしまう。

この問題を解決するために、この出願人は、以下に説明する技術を考案している（特願２００５−０４５１１１号明細書）。

すなわち、メモリには、図１９に示すように、画素データからなる画像データを、メモリのアドレスが連続する方向と走査方向とを一致させて格納する。

次いで、図１９に示したようにメモリに格納された画像データに対して、予め設定されている各マイクロミラーによる描画点形成軌跡データを参照し、図２０Ａ〜図２０Ｄ及び図２１Ａ〜図２１Ｄに示すように、図２０Ａ〜図２１Ｄの示す順に、位置情報のオフセット情報を含む各マイクロミラー毎のデータ（マイクロミラー単位データという。）を読み出し、図２２Ｂに示すように、フレームデータメモリに格納する。

このとき、図２２Ｂに示すように、フレームデータメモリのアドレスが連続する方向と、同じフレームデータ（換言すれば同じＤＭＤに属するマイクロミラーのデータ）が格納される配列方向とが一致するように画像データを、ＤＭＤ毎のデータであるフレームデータとしてフレームデータメモリに格納する。

そして、図２２Ｂのように格納したフレームデータメモリからアドレスが連続する方向にフレームデータを順次読み出し、ＤＭＤを構成する丸１〜丸８のマイクロミラーにそれぞれデータ（描画点データ）を供給し、かつＤＭＤを露光面の走査方向に対して相対的に移動させることで、図１９に示した画像データに対応する「２」を表す画像（２次元パターン）を露光面に形成することができる。

ここで、理解の容易化のために、上記したマイクロミラー単位データの群からなるデータ、通常、メモリに一時的に格納保持されるデータであるマイクロミラー単位データ群データを図２２Ａに示す。

ところで、図２０Ａ〜図２１Ｄを参照して説明したように、メモリに格納された画像データから各マイクロミラー単位データを読み出すことはメモリのアドレスが連続する方向となっているので、高速に行うことができる。しかし、そのようにして読み出したマイクロミラー単位データの各描画点データ、すなわち図２２Ａに示したマイクロミラー単位データ群データを構成するマイクロミラー単位データの各描画点データを、図２２Ｂに示すように、置き場所を変えてフレームデータメモリに格納する処理（転置処理という。）は、アドレスが連続していないので、この転置処理をソフトウエアにより実行しようとすると時間がかかる。

転置処理のための時間が長くかかると、上記のように、ＤＭＤを露光面に対して所定の走査方向に相対的に移動させるとともに、その走査方向への移動に応じてＤＭＤのメモリアレイにマイクロミラー群に対応した複数のマイクロミラー単位データからなるフレームデータを入力し、ＤＭＤのマイクロミラー群に対応した描画点群を露光面に時系列に順次形成することにより所望の画像を露光面に形成する露光装置では、走査方向への移動速度に制限を与える。

高速描画が要求される場合、特に量産時等には、この制限を解消するため、前記複数のマイクロミラー単位データ、換言すれば、前記マイクロミラー単位データ群データのフレームデータへの描画点データの場所を置き変える転置処理は、ハードウエアにより行う。ただ、ハードウエアは、ソフトウエアに比較して、高価となる。

この発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、マイクロミラー単位データ等の描画点形成要素単位データから描画ユニット単位のフレームデータへの転置処理を高速かつ簡易に行うことを可能とするフレームデータ作成装置、方法及び描画装置を提供することを目的とする。

また、この発明は、描画点形成要素単位データが圧縮データである場合に、その圧縮データである描画点形成要素単位データから描画ユニット単位のフレームデータへの転置処理を行う際に、解凍処理を併せて行い、結果、転置・解凍処理を高速かつ簡易に行うことを可能とするフレームデータ作成装置、方法及び描画装置を提供することを目的とする。

この発明に係るフレームデータ作成装置は、複数の描画点からなる描画点群を描画面上に形成する複数の描画点形成要素を備える描画ユニットを前記描画面に対して所定の走査方向に相対的に移動させるとともに、前記走査方向への移動に応じて前記描画ユニット単位のフレームデータを前記描画ユニットに順次供給し、前記描画ユニットにより前記描画点群を前記描画面に時系列的に形成することで前記描画面に画像を形成する描画装置に組み込まれるフレームデータ作成装置であって、前記描画面に形成しようとする前記画像に対応する画像データから前記複数の描画点形成要素のそれぞれに順次供給する描画点形成要素単位データを作成する描画点形成要素単位データ作成部と、前記描画点形成要素単位データのデータ変化点を抽出した中間データを作成した後、前記中間データ中の前記データ変化点毎にデータを反転させて前記フレームデータを作成するフレームデータ作成部と、を備えることを特徴とする。

また、この発明に係るフレームデータ作成方法は、複数の描画点からなる描画点群を描画面上に形成する複数の描画点形成要素を備える描画ユニットを前記描画面に対して所定の走査方向に相対的に移動させるとともに、前記走査方向への移動に応じて前記描画ユニット単位のフレームデータを前記描画ユニットに順次供給し、前記描画ユニットにより前記描画点群を前記描画面に時系列的に形成することで前記描画面に画像を形成する描画装置に適用されるフレームデータ作成方法であって、前記描画面に形成しようとする前記画像に対応する画像データから前記複数の描画点形成要素のそれぞれに順次供給する描画点形成要素単位データを作成する描画点形成要素単位データ作成ステップと、前記描画点形成要素単位データのデータ変化点を抽出した中間データを作成した後、前記中間データ中の前記データ変化点毎にデータを反転させて前記フレームデータを作成するフレームデータ作成ステップと、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、前記複数の描画点形成要素を備える前記描画ユニットにより前記描画面に形成しようとする前記画像に対応する前記画像データから前記複数の描画点形成要素のそれぞれに順次供給する描画点形成要素単位データを作成し、作成した前記描画点形成要素単位データのデータ変化点を抽出して中間データを作成し、作成した前記中間データ中の前記データ変化点毎にデータを反転させることで前記描画点形成要素単位データから前記描画ユニット単位のフレームデータへの転置処理を行うようにしているので、転置処理を高速かつ簡易に行うことができる。

なお、描画点形成要素単位データを圧縮データとすることで、描画点形成要素単位データを格納する記憶手段の記憶容量を少なくすることができる。また、圧縮データのデータ変化点を抽出して中間データを作成し、作成した中間データ中のデータ変化点毎にデータを反転させることで、転置・解凍処理を高速に行うことができる。

圧縮データとしては、例えばランレングス圧縮データ、その累積データ等とすることができる。可逆圧縮データであることが好ましい。

また、前記中間データ中の前記データ変化点毎にデータを反転させて前記フレームデータを作成する際、ある時点に前記描画ユニットに供給される前記描画ユニット単位のフレームデータをＦｎとし、前記ある時点の１つ前の時点に前記描画ユニットに供給される前記描画ユニット単位のフレームデータをＦｎ−１とするとき、Ｆｎを、Ｆｎ←Ｆｎ−１ ＸＯＲ Ｆｎ 但し、ｎ＝２，３，…として求めることができる。ＸＯＲ（排他的論理和）を使用する転置処理は、ソフトウエアで好適に行うことができる。

また、前記フレームデータ作成装置を組み込んだ前記描画装置及び前記フレームデータ作成方法が適用された前記描画装置も、前記課題を解決するので、この発明に含まれる。

描画ユニットとして、ＤＭＤ、インクジェット記録ヘッド等が含まれる。

すなわち、この発明は、描画ユニットとしてＤＭＤ等の空間光変調素子に限らず、インクジェット記録ヘッドを備えた描画装置にも適用できることから、一般的に、複数の描画点からなる描画点群を描画面上に形成する複数の描画点形成要素を備える描画ユニットを前記描画面に対して所定の走査方向に相対的に移動させるとともに、前記走査方向への移動に応じて前記描画ユニット単位のフレームデータを前記描画ユニットに順次供給し、前記描画ユニットにより前記描画点群を前記描画面に時系列的に形成することで前記描画面に画像（２次元パターン）を形成する描画装置に組み込まれるフレームデータ作成装置、前記描画装置に適用されるフレームデータ作成方法、及び前記描画装置に適用することができる。

この発明によれば、描画点形成要素単位データから描画ユニット単位のフレームデータを作成するための転置処理を高速かつ簡易に行うことができる。

描画点形成要素単位データが圧縮データである場合に、その圧縮データである描画点形成要素単位データから描画ユニット単位のフレームデータへの転置処理を行う際に、解凍処理を併せて行い、結果、転置・解凍処理を高速かつ簡易に行うことができる。

以下、図面を参照してこの発明に係る描画装置、この描画装置に組み込まれるフレームデータ作成装置、前記描画装置に適用されるフレームデータ作成方法について、これらの一実施形態が適用された露光記録システムを例として説明する。

図１は、この発明の一実施形態が適用された露光記録システム４の構成を示している。

この露光記録システム４は、画像データを作成しベクトルデータとして出力するＣＡＤ装置（ＣＡＤサーバ）６と、ＣＡＤ装置６から送信されたベクトルデータをラスタイメージデータであるビットマップデータに変換した後、このビットマップデータをランレングス符号化処理し、ランレングスデータ（圧縮データ）を画像データとして出力するラスタイメージプロセッサ（ＲＩＰ）８と、ＲＩＰ８から送信された画像データをフレームデータに変換し、このフレームデータに基づき、基板（記録媒体）の描画面に画像を露光記録（形成）する露光記録装置１０と、ＣＡＤ装置６、ＲＩＰ８及び露光記録装置１０の管理制御を行うシステム管理サーバ１１とから基本的に構成される。

ここで、露光記録装置１０は、ビットマップデータに基づいて積層プリント配線基板等の露光処理を行う装置であり、図２に示すように構成される。

すなわち、露光記録装置１０は、複数の脚部１２によって支持された変形の極めて小さい定盤１４を備え、この定盤１４上には、２本のガイドレール１６を介して露光ステージ１８が矢印Ｙ方向に往復移動可能に設置される。露光ステージ１８には、感光材料が塗布された長方形状の基板Ｆが吸着保持される。基板Ｆの感光材料塗布面が描画面になる。

定盤１４の中央部には、ガイドレール１６を跨ぐようにして門型のコラム２０が設置される。このコラム２０の一方の側部には、基板Ｆの先端及び後端を検知するＣＣＤカメラ２２ａ、２２ｂが固定され、コラム２０の他方の側部には、基板Ｆに対して画像を露光記録する複数の露光ヘッド２４ａ〜２４ｊが位置決め保持されたスキャナ２６が固定される。

露光ヘッド２４ａ〜２４ｊは、基板Ｆの移動方向（矢印Ｙ方向）と直交する方向に２列で千鳥状（略マトリクス状）に配列される。

図３は、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの構成を示す。露光ヘッド２４ａ〜２４ｊには、例えば、光源ユニット２８を構成する複数の半導体レーザから出力されたレーザビームＬが合波され光ファイバ３０を介して導入される。レーザビームＬが導入された光ファイバ３０の出射端には、ロッドレンズ３２、反射ミラー３４及び描画ユニット（描画点形成要素群）としてのデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）３６が順に配列される。

ここで、ＤＭＤ３６は、図４に示すように、ＳＲＡＭアレイ（メモリアレイ）３８の上に格子状に配列された多数のマイクロミラー４０（描画点形成要素）を揺動可能な状態で配置したものであり、各マイクロミラー４０の表面には、アルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。ＳＲＡＭアレイ３８にＤＭＤコントローラ４２からフレームデータに従ったデジタル信号が書き込まれると、その信号に応じて各マイクロミラー４０が所定方向に傾斜し、その傾斜状態に従ってレーザビームＬのオンオフ状態が実現される。

オンオフ状態が制御されたＤＭＤ３６によって反射されたレーザビームＬの射出方向には、拡大光学系である第１結像光学レンズ４４、４６、ＤＭＤ３６の各マイクロミラー４０に対応して多数のレンズを配設したマイクロレンズアレー４８、ズーム光学系である第２結像光学レンズ５０、５２が順に配列される。なお、マイクロレンズアレー４８の前後には、迷光を除去するとともに、レーザビームＬを所定の径に調整するためのマイクロアパーチャアレー５４、５６が配置される。

各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊに組み込まれるＤＭＤ３６は、図５及び図６に示すように、高い解像度を実現すべく、基板Ｆの移動方向（矢印Ｙ方向）に対して所定角度傾斜した状態に設定される。すなわち、ＤＭＤ３６を基板Ｆの移動方向に対して傾斜させることにより、ＤＭＤ３６を構成するマイクロミラー４０の矢印Ｙ方向と直交する方向（矢印Ｘ方向）に対する間隔を狭くし、これによって、矢印Ｘ方向に記録される画像の解像度を高くすることができる。矢印Ｙ方向の解像度は、基板Ｆの移動速度によって調整することができる。なお、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊにより一度に露光される範囲である露光エリア５８ａ〜５８ｊは、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊ間の継ぎ目が生じることのないよう、図６に示すように矢印Ｘ方向に重畳するように設定される。

露光記録装置１０の制御回路は、図１に示すように、ＣＣＤカメラ２２ａ、２２ｂを用いて取得した基板Ｆの先端及び後端に基づき、ＲＩＰ８から供給された画像データを、各マイクロミラー４０の基板Ｆの描画面に対して、予め設定されている各マイクロミラー４０による描画点形成軌跡データを参照し、マイクロミラー単位データ（描画点形成要素単位データ）に変換する画像データ処理部７０と、画像データ処理部７０から供給されたマイクロミラー単位データからフレームデータを作成し、ＤＭＤ３６を駆動して基板Ｆに画像を露光記録する露光部７２とを備える。

画像データ処理部７０は、マイクロミラー単位データ作成部（描画点形成要素データ作成部）７５等として機能するＣＰＵ７４を有する、例えばパーソナルコンピュータにより構成される。ＣＰＵ７４には、ＲＩＰ８から送信された画像データを受信するインタフェース（Ｉ／Ｆ）７６と、ＣＣＤカメラ２２ａ、２２ｂを用いて取得した基板Ｆの先端及び後端等のアライメント情報データを受信するインタフェース（Ｉ／Ｆ）７８と、受信した前記画像データと取得した前記アライメント情報データとシステム管理サーバ１１から図示しないインタフェースを介して受信した各マイクロミラー４０による描画点形成軌跡データとをハードディスクドライブ（ＨＤＤ）８０を介して記憶するハードディスク（ＨＤ）８２と、主記憶装置であるメモリ８４と、マイクロミラー単位データ作成部７５により作成されたマイクロミラー単位データを露光部７２に送信するインタフェース（Ｉ／Ｆ）８６と、がバス８８を介して接続される。

マイクロミラー単位データ作成部７５は、基板Ｆの描画面に形成しようとする画像に対応する前記画像データから前記複数のマイクロミラー４０のそれぞれに順次供給する前記マイクロミラー単位データを作成する。

露光部７２は、画像データ処理部７０のＩ／Ｆ８６から送信された前記マイクロミラー単位データを一旦記憶する等のメモリであるバッファ９０と、バッファ９０に記憶された前記マイクロミラー単位データを、ＤＭＤ３６を構成する複数のマイクロミラー４０の配列に従ったフレームデータに変換するフレームデータ作成部９２と、フレームデータを一時記憶するメモリであるバッファ９４と、バッファ９４に記憶されたフレームデータに基づき、ＤＭＤ３６を構成するマイクロミラー４０を制御し、基板Ｆに画像を露光記録するＤＭＤコントローラ４２とを備える。

フレームデータ作成部９２は、バッファ９０に記憶された前記マイクロミラー単位データのデータ変化点を抽出した中間データ（エッジフレームデータともいう。）を作成した後、前記中間データ中の前記データ変化点ごとにデータを反転させて前記フレームデータを作成する。

この実施形態に係る露光記録システム４は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作及び作用効果について、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。

先ず、ステップＳ１において、ＣＡＤ装置６を用いて、基板Ｆに露光記録する画像に対応する画像データを作成する。

ＣＡＤ装置６で作成された画像データは、ベクトルデータ形式でＲＩＰ８に送信される。

ステップＳ２において、ＲＩＰ８は、ベクトルデータを図８に示すラスタイメージデータ形式の画像データ１０２に変換する。

次いで、ＲＩＰ８は、画像データ１０２をランレングス符号化処理し、図９に示す圧縮されたランレングスデータ形式の画像データ１０４に変換する（ステップＳ３）。

ここで、画像データ１０４は、図９に示すように、例えば、画像のライン１〜８中、各ラインについて、画像データ１０２を構成する「０」の画素が、ライン方向に連続する数と、画像データ１０４を構成する「１」の画素が、ライン方向に連続する数とを用いて表すことができる。例えば、ライン１及びライン２について説明すれば、図８の画像データ１０２中、ライン１は「０」の画素がライン方向に１６個連続しているので、ランレングスデータ形式の画像データ１０４は、「１６」になる。また、ライン２は、ライン方向に、「０」が２個連続、「１」が４個連続、「０」が４個連続、「１」が４個連続、「０」が２個連続しているので、ランレングス形式の画像データ１０４は、「２，４，４，４，２」になる。なお、ランレングス形成の画像データ「２，４，４，４，２」は、同様に圧縮データである累積データとして表せば、「２，６，１０，１４，１６」となる。

このようにして、ＲＩＰ８で作成されたランレングスデータ形式の画像データ１０４は、ＲＩＰ８から露光記録装置１０を構成する画像データ処理部７０のＩ／Ｆ７６、バス８８、ＨＤＤ８０を通じてＨＤ８２に記憶される。

次いで、画像データ処理部７０のマイクロミラー単位データ作成部７５は、基板Ｆの描画面に形成しようとする画像に対応する画像データ１０４と、各マイクロミラー４０による描画点形成軌跡データとから複数のマイクロミラー４０のそれぞれに順次供給するマイクロミラー単位データを作成する。実際上、画像データ１０４は、ランレングス形式の圧縮データであるが、圧縮データでなくともマイクロミラー単位データを作成することができる。

図１０は、理解の容易化のために、ＤＭＤ３６の数が、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊに対応する１０個のＤＭＤ３６ではなく、３個のＤＭＤ１〜３であると仮定し、この３個のＤＭＤ１〜３がそれぞれ、位置に応じて番号１〜６が付けられた６個のマイクロミラー４０から構成されるものと仮定した場合の各マイクロミラー４０から基板Ｆに照射される光ビームの走査軌跡である描画点形成軌跡データ１１０を模式的に示している。

このように仮定した場合、例えばＤＭＤ１を構成する番号１のマイクロミラー４０と番号４のマイクロミラー４０とは、走査方向上同一ライン１（図８も参照）上の描画点形成軌跡データ１１０となることが分かり、ＤＭＤ１を構成する番号２のマイクロミラー４０と番号５のマイクロミラー４０とは、同一ライン２（図８も参照）上の描画点形成軌跡データ１１０となることが分かる。

また、描画点形成軌跡データ１１０には、各マイクロミラー４０（各ビーム）の初期位置から画像先端までの距離を解像度で割ったオフセット値（オフセット情報）と、各マイクロミラー４０（各ビーム）の画像後端位置から終止位置までの距離を解像度で割ったオフセット値とが含まれる。

なお、図１０に示す描画点形成軌跡データ１１０は、画像のライン方向に平行したものとなっているが、実際には、基板Ｆ等にも変形が発生している場合があり、その場合には、例えばＣＣＤカメラ２２ａ、２２ｂから得られる画像情報に基づき描画点形成軌跡データ１１０を修正して利用することができる。

図１１は、図１０に示した描画点形成軌跡データ１１０と、画像データ１０４（圧縮データ）あるいは画像データ１０２とに基づいて作成されたマイクロミラー単位データ１０６の群データ（マイクロミラー単位データ群データ）１０８を示している。例えば、ＤＭＤ１の番号２のマイクロミラー４０では、初期位置から画像先端までのオフセット値が「５」（描画点データとしては、露光しないので、「０」値）、画像データ１０２のライン２の最初の２描画点データはオフデータであるので、「０」値が２個で計７個が「０」値、次いで、「１」値が４個、「０」値が４個、「１」値が４個、「０」値が２個と画像後端位置から終止位置までのオフセット値が「４」で計６個の「０」値が連続する。したがって、ＤＭＤ１の番号２のマイクロミラー４０のマイクロミラー単位データ１０６は、「７（「０」値），４（「１」値），４（「０」値），４（「１」値），６（「０」値）」となる。

このようにして作成された、マイクロミラー単位データ１０６からなるマイクロミラー単位データ群データ１０８（図１１参照）は、画像データ処理部７０のメモリ８４からＩ／Ｆ８６を通じて露光部７２のバッファ９０に送信され記憶される。

次いで、ステップＳ５において、フレームデータ作成部９２は、バッファ９０に記憶されたマイクロミラー単位データ群データ１０８を構成する各マイクロミラー単位データ１０６のデータ変化点を抽出した中間データを作成した後、前記中間データ中の前記データ変化点ごとにデータを反転させて前記フレームデータを作成する。

図１２は、フレームデータ作成部９２により実行される前記フレームデータの作成フローチャートを示している。このフレームデータの作成処理は、排他的論理和（ＸＯＲ）処理を利用して行われる。

このとき、先ず、ステップＳ５１において、図１３に示すように、バッファ９４のフレームデータのメモリ領域をゼロクリアすることで初期化した（１ビットが保持される各メモリセルにゼロを書き込んだ）ゼロデータ１１２を作成する。

ここで、バッファ９４のゼロデータ１１２のメモリ領域のメモリ容量は、図１１のマイクロミラー単位データ群データ１０８を参照すれば理解されるように、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊ（ここでは、３個の露光ヘッドに収容されるＤＭＤ１〜ＤＭＤ３に限定して説明している。）の相対移動方向（基板Ｆの移動方向）である矢印Ｙ方向に２５描画点分、矢印Ｙ方向と直交する方向である矢印Ｘ方向に、マイクロミラー４０の数に対応する１８描画点分の合計４５０（２５×１８）描画点分を考慮すれば、４５０ビット分であることが分かる。

次いで、バッファ９０に格納されている図１１に示すマイクロミラー単位データ群データ１０８を参照して、各マイクロミラー単位データ１０６のデータ変化点を抽出し、図１４に示すように、その変化点に対応するゼロデータ１１２のフレームデータのメモリ領域の該当メモリセルの列にフラグ＝「１」を立てた中間データ１１４を作成する。

一例として、ＤＭＤ１のミラー番号２のマイクロミラー４０についてのデータ変化点についての抽出及び中間データ１１４の作成について説明すれば、マイクロミラー単位データ１０６は、「７，４，４，４，６」であるので、５個のオフセット描画点を含むフレームデータ番号１〜７までの最初の７個のメモリセル（描画点）は「０」値、フレームデータ番号７からフレームデータ番号８になると、ランレングスデータが「７」から「４」に変化するので、フレームデータ番号８のメモリセル（描画点）をフラグ＝「１」値とする。次に、フレームデータ番号１１（１１＝７＋４）からフレームデータ番号１２になると、ランレングスデータが「４」から「４」に変化するので、そのフレームデータ番号１２のメモリセル（描画点）をフラグ＝「１」値とする。以下、同様である。なお、この中間データ１１４は、エッジデータ（エッジ抽出データ）と考えることもできる。

次いで、ステップＳ５３では、図１４に示す中間データ１１４中、各マイクロミラー４０のミラー番号に対応する矢印Ｙ方向の中間データ１１４中のフラグ＝「１」を立てたデータ変化点毎にデータを反転することで、図１５Ｂに示すフレームデータ１１６を作成する。一例として、上述したＤＭＤ１のミラー番号２のマイクロミラー４０についての中間データ１１４からフレームデータを作成する手順を説明すれば、フレームデータ番号７までの最初の７個のメモリセル（描画点）は「０」値で、フレームデータ番号８でデータが、「０」値から「１」値に変化するので、次のデータ変化点であるフレームデータ番号１２の１つ前までのデータを「０」値から「１」値に反転する。次に、フレームデータ番号１２が中間データ１１４のデータ変化点となるので、次のデータ変化点であるフレームデータ番号１６の１つ前までのデータを「１」値から「０」値に反転する。以下、同様である。

実際上、このフレームデータ作成処理は、フレームデータの上下のデータ同士で排他的論理和（ＸＯＲ）を掛ける。そして、このとき、ＸＯＲを掛けた結果は元のデータに上書きし、次は、その更新されたデータを使ってＸＯＲを掛ける。これをフレーム番号ｎをｎ＝２，３…，２５まで行えば、図１５Ｂに示すフレームデータ１１６が作成される。

数式で示せば、ある時点で３個の描画ユニットに対応する３個のＤＭＤ１〜３に供給されるＤＭＤ１〜３各単位のフレームデータをＦｎとし、ある時点の１つ前の時点に前記描画ユニットに供給されるＤＭＤ１〜３各単位のフレームデータをＦｎ−１とするとき、Ｆｎを、次の（１）式で求めることができる。
Ｆｎ←Ｆｎ−１ ＸＯＲ Ｆｎ 但し、ｎ＝２，３，… …（１）

すなわち、図１５Ａ（図１４を再掲）に示す中間データ１１４から上記（１）式によるＸＯＲ処理を行うことにより、図１５Ｂに示すフレームデータ１１６を高速に作成することができる。このＸＯＲを使用する転置処理は、フレームデータ作成部９２のＣＰＵの性能・仕様によるが、通常、３２ビットのデータずつ、ＸＯＲを掛けることは容易でありソフトウエアにより高速に実行することができる。

このようにしてＸＯＲ処理によりフレームデータ１１６をバッファ９４に作成したとき、ステップＳ５の画像形成処理が実行される。

ステップＳ５において、露光記録装置１０は、露光ステージ１８をスキャナ２６側からＣＣＤカメラ２２ａ、２２ｂ側に移動させ、ＤＭＤコントローラ４２は、バッファ９４に記憶されたフレームデータ１１６をＤＭＤ１〜３に供給し、基板Ｆに所望の画像を露光記録する。

以下、図２、図３の構成にもどって説明すれば、光源ユニット２８から出力されたレーザビームＬは、光ファイバ３０を介して各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊに導入される。導入されたレーザビームＬは、ロッドレンズ３２から反射ミラー３４を介してＤＭＤ３６に入射する。

ＤＭＤコントローラ４２は、バッファ９４からフレームデータを読み出し、このフレームデータの「１」値及び「０」値に従いＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラー４０をオンオフ制御する。ＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラー４０により所望の方向に選択的に反射されたレーザビームＬは、第１結像光学レンズ４４、４６によって拡大された後、マイクロアパーチャアレー５４、マイクロレンズアレー４８及びマイクロアパーチャアレー５６を介して所定の径に調整され、次いで、第２結像光学レンズ５０、５２により所定の倍率に調整されて基板Ｆに導かれる。

露光ステージ１８は、定盤１４に沿って移動し、基板Ｆには、露光ステージ１８の移動方向と直交する方向に配列される複数の露光ヘッド２４ａ〜２４ｊを構成するＤＭＤ３６により所望の画像が露光記録されて形成される。

以上説明したように、上述した実施形態によれば、複数の描画点からなる描画点群を基板Ｆの描画面上に形成する複数の描画点形成要素であるマイクロミラー４０を複数備えるＤＭＤ３６を前記描画面に対して所定の走査方向である矢印Ｙ方向に相対的に移動させるとともに、前記走査方向への移動に応じて前記ＤＭＤ３６単位（毎）のフレームデータをＤＭＤ３６に順次供給し、ＤＭＤ３６により前記描画点群を前記描画面に時系列的に形成することで前記描画面に画像を形成する描画装置としての露光記録装置１０に組み込まれるフレームデータ作成装置（露光部７２）であって、前記描画面に形成しようとする前記画像に対応する画像データ１０２（又は画像データ１０４）から複数のマイクロミラー４０のそれぞれに順次供給するマイクロミラー単位データ１０６を作成するマイクロミラー単位データ作成部（描画点形成要素単位データ作成部）としての画像データ処理部７０と、マイクロミラー単位データ１０６のデータ変化点を抽出した中間データ１１４を作成した後、中間データ１１４中のデータ変化点毎にデータを反転させてフレームデータ１１６を作成するフレームデータ作成部９２とを備える。

また、上述した実施形態によれば、複数の描画点からなる描画点群を基板Ｆの描画面上に形成する複数の描画点形成要素であるマイクロミラー４０を備えるＤＭＤ３６を前記描画面に対して所定の走査方向である矢印Ｙ方向に相対的に移動させるとともに、前記走査方向への移動に応じてＤＭＤ３６単位（毎）のフレームデータをＤＭＤ３６に順次供給し、ＤＭＤ３６により前記描画点群を前記描画面に時系列的に形成することで前記描画面に画像を形成する描画装置としての露光記録装置１０に適用されるフレームデータ作成方法であって、前記描画面に形成しようとする前記画像に対応する画像データ１０２（又は画像データ１０４）から複数のマイクロミラー４０のそれぞれに順次供給するマイクロミラー単位データ１０６を作成するマイクロミラー単位データ作成ステップ（描画点形成要素単位データ作成ステップ）Ｓ４と、マイクロミラー単位データ１０６のデータ変化点を抽出した中間データ１１４を作成した後、中間データ１１４中のデータ変化点毎にデータを反転させてフレームデータ１１６を作成するフレームデータ作成ステップＳ５とを備える。

この実施形態によれば、複数のマイクロミラー４０を備えるＤＭＤ３６により前記描画面に形成しようとする前記画像に対応する画像データ１０２（又は画像データ１０４）から複数のマイクロミラー４０のそれぞれに順次供給するマイクロミラー単位データ１０６を作成し、作成したマイクロミラー単位データ１０６のデータ変化点を抽出して中間データ１１４を作成し、作成した中間データ１１４中のデータ変化点毎にデータを反転させることでマイクロミラー単位データ１０６からＤＭＤ３６単位のフレームデータ１１６への転置処理を行うようにしているので、転置処理を高速かつ簡易に行うことができる。

なお、マイクロミラー単位データ１０６を圧縮データとしているので、これを格納するメモリ８４の記憶容量を少なくすることができる。また、圧縮データのデータ変化点を抽出して中間データ１１４を作成し、作成した中間データ１１４中のデータ変化点毎にデータを反転させることで、マイクロミラー単位データ１０６からＤＭＤ３６単位のフレームデータ１１６への転置・解凍処理を高速に行うことができる。

圧縮データとしては、例えばランレングス圧縮データ、その累積データ等とすることができる。可逆圧縮データであることが好ましい。

また、中間データ１１４中のデータ変化点毎にデータを反転させてフレームデータ１１６を作成する際、ある時点にＤＭＤ３６に供給されるＤＭＤ３６単位のフレームデータをＦｎとし、前記ある時点の１つ前の時点にＤＭＤ３６に供給されるＤＭＤ３６単位のフレームデータをＦｎ−１とするとき、Ｆｎを、Ｆｎ←Ｆｎ−１ ＸＯＲ Ｆｎ 但し、ｎ＝２，３，…として求めることができる。ＸＯＲ（排他的論理和）を使用する転置処理は、ソフトウエアで好適に行うことができる。

なお、上述した露光記録装置１０は、例えば、多層プリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）の製造工程におけるドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ：Ｄｒｙ Ｆｉｌｍ Ｒｅｓｉｓｔ）の露光、液晶表示装置（ＬＣＤ）の製造工程におけるカラーフィルタの形成、ＴＦＴの製造工程におけるＤＦＲの露光、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）の製造工程におけるＤＦＲの露光等の用途に好適に用いることができる。また、描画ユニットとしては、ＤＭＤ３６等の空間光変調素子に限らず、インクジェット記録ヘッドを備えた描画装置にも適用することができる。

この実施形態の露光記録システムのブロック図である。 この実施形態の露光記録装置の構成図である。 この実施形態の露光記録装置における露光ヘッドの概略構成図である。 この実施形態の露光ヘッドを構成するＤＭＤの説明図である。 この実施形態の露光記録装置における露光ヘッドと、露光ステージに位置決めされた基板との関係説明図である。 この実施形態の露光記録装置における露光ヘッドと、基板上の露光エリアとの関係説明図である。 この実施形態の露光記録システムを構成するマイクロミラー単位データ作成部及びフレームデータ作成部の処理フローチャートである。 ３個のＤＭＤと画像データとの位置関係を示す模式図である。 図８に示す画像データの圧縮データの構成図である。 描画点形成軌跡データを説明する模式図である。 マイクロミラー単位データ群データの構成図である。 この実施形態の露光記録システムを構成するフレームデータ作成部の処理フローチャートである。 フレームデータの所定領域のゼロクリア初期化の説明図である。 各マイクロミラー単位データのデータ変化点を抽出してフラグを立てた中間データの構成図である。 図１５Ａは、中間データの構成図であり、図１５Ｂはフレームデータの構成図である。 図１６Ａ〜図１６Ｅは、従来のフレームデータの作成方法の説明図である。 図１７Ａ〜図１７Ｅは、従来のフレームデータの作成方法の説明図である。 図１８Ａ〜図１８Ｅは、従来のフレームデータの作成方法の説明図である。 画素データからなる画像データを、メモリのアドレスが連続する方向と走査方向とを一致させて格納したメモリの説明図である。 図２０Ａ〜図２０Ｄは、フレームデータの新規な作成方法の説明図である。 図２１Ａ〜図２１Ｄは、フレームデータの新規な作成方法の説明図である。 図２２Ａは、メモリに一時的に格納保持されるデータであるマイクロミラー単位データ群データの説明図である。図２２Ｂは、メモリに格納されたフレームデータの説明図である。

符号の説明

４…露光記録システム ６…ＣＡＤ装置
８…ＲＩＰ １０…露光記録装置
１１…システム管理サーバ １８…露光ステージ
２４ａ〜２４ｊ…露光ヘッド ３６…ＤＭＤ
７０…画像データ処理部 ７２…露光部
７４…ＣＰＵ ７５…マイクロミラー単位データ作成部
９２…フレームデータ作成部 Ｆ…基板

Claims (8)

1. 複数の描画点からなる描画点群を描画面上に形成する複数の描画点形成要素を備える描画ユニットを前記描画面に対して所定の走査方向に相対的に移動させるとともに、前記走査方向への移動に応じて前記描画ユニット単位のフレームデータを前記描画ユニットに順次供給し、前記描画ユニットにより前記描画点群を前記描画面に時系列的に形成することで前記描画面に画像を形成する描画装置に組み込まれるフレームデータ作成装置であって、
   前記描画面に形成しようとする前記画像に対応する画像データから前記複数の描画点形成要素のそれぞれに順次供給する描画点形成要素単位データを作成する描画点形成要素単位データ作成部と、
   前記描画点形成要素単位データのデータ変化点を抽出した中間データを作成した後、前記中間データ中の前記データ変化点毎にデータを反転させて前記フレームデータを作成するフレームデータ作成部と、
   を備えることを特徴とするフレームデータ作成装置。
2. 請求項１記載のフレームデータ作成装置において、
   前記描画点形成要素単位データは、圧縮データとする
   ことを特徴とするフレームデータ作成装置。
3. 請求項１記載のフレームデータ作成装置において、
   前記フレームデータ作成部が、前記中間データ中の前記データ変化点毎にデータを反転させて前記フレームデータを作成する際、ある時点に前記描画ユニットに供給される前記描画ユニット単位のフレームデータをＦｎとし、前記ある時点の１つ前の時点に前記描画ユニットに供給される前記描画ユニット単位のフレームデータをＦｎ−１とするとき、Ｆｎを、
   Ｆｎ←Ｆｎ−１ ＸＯＲ Ｆｎ 但し、ｎ＝２，３，…
   として求める
   ことを特徴とするフレームデータ作成装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のフレームデータ作成装置を組み込んだ前記描画装置。
5. 複数の描画点からなる描画点群を描画面上に形成する複数の描画点形成要素を備える描画ユニットを前記描画面に対して所定の走査方向に相対的に移動させるとともに、前記走査方向への移動に応じて前記描画ユニット単位のフレームデータを前記描画ユニットに順次供給し、前記描画ユニットにより前記描画点群を前記描画面に時系列的に形成することで前記描画面に画像を形成する描画装置に適用されるフレームデータ作成方法であって、
   前記描画面に形成しようとする前記画像に対応する画像データから前記複数の描画点形成要素のそれぞれに順次供給する描画点形成要素単位データを作成する描画点形成要素単位データ作成ステップと、
   前記描画点形成要素単位データのデータ変化点を抽出した中間データを作成した後、前記中間データ中の前記データ変化点毎にデータを反転させて前記フレームデータを作成するフレームデータ作成ステップと、
   を備えることを特徴とするフレームデータ作成方法。
6. 請求項５記載のフレームデータ作成方法において、
   前記描画点形成要素単位データは、圧縮データとする
   ことを特徴とするフレームデータ作成方法。
7. 請求項５記載のフレームデータ作成方法において、
   前記フレームデータ作成ステップで、前記中間データ中の前記データ変化点毎にデータを反転させて前記フレームデータを作成する際、ある時点に前記描画ユニットに供給される前記描画ユニット単位のフレームデータをＦｎとし、前記ある時点の１つ前の時点に前記描画ユニットに供給される前記描画ユニット単位のフレームデータをＦｎ−１とするとき、Ｆｎを、
   Ｆｎ←Ｆｎ−１ ＸＯＲ Ｆｎ 但し、ｎ＝２，３，…
   として求める
   ことを特徴とするフレームデータ作成方法。
8. 請求項５〜７のいずれか１項に記載のフレームデータ作成方法が適用された前記描画装置。

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