JP4735028B2 - 多階調光書込み装置 - Google Patents

Description

本発明は、メモリ性を有する表示層と光導電層とを積層してなる光書込み型表示記録媒体に光を照射して画像を書き込む光書込み装置に関し、特に、２値的な階調特性を有する光書込み型記録表示媒体に多階調画像を書き込む多階調光書込み装置に関する。

近年、表示記録媒体として、紙媒体や電子ディスプレイデバイスの他に、電子ディスプレイの長所と紙の長所を併せ持った表示記録媒体（電子ペーパーもしくはデジタルペーパとも称せられる。）が注目されている。

この表示記録媒体は、表示に関してメモリ性を有することから、情報の書き替え時のみ、画像書込装置により書込みのエネルギーを与えるだけで良く、表示を維持するエネルギー付与は不要である。従って、情報の書込み後に画像書込装置から表示記録媒体のみを切り離し、紙媒体のように手軽に持ち運んだり、重ねたり、並べたり、手に持って情報を読むことができる。

上記のようなメモリ性を有する表示記録媒体として、光の照射と電圧の印加によって画像が可視的かつ消去自在にメモリされる光書込み型表示記録媒体、及びこの表示記録媒体に画像を書き込む光書込み装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載された光書込み型表示記録媒体は、一対の透明電極間に、液晶層と、光の照射によって抵抗値が変化する光導電層とが積層されたものである。また、その表示記録媒体に画像を書き込む光書込み装置は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）パネルから２次元的な光パターンを２次元マイクロレンズアレイを介して表示記録媒体の光導電層に結像するように照射し、光導電層に光パターンに基づく抵抗分布を生じさせ、透明電極間に受電部を介して電圧を印加して、光導電層の抵抗分布に基づく分圧分布を液晶層に印加し、分圧分布に応じた画像を液晶層に記録するものである。

この光書込み装置によれば、一対の電極全体に電圧を印加しながら画像情報を面状に露光することで印字が可能なため、ライン露光や走査露光などに比べ、大容量の画像情報を高速に書込むことが可能となる。

また、表示記録媒体に多階調書込みを行い、多階調表示が行えるようにした液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

この表示装置は、一対の透明基板の内側に一対の透明電極を設け、その間に調光層、第１キャリア注入阻止層、光導電層、第２キャリア注入阻止層を設けた構成の表示記録媒体を用いると共に、画像の多階調濃度を示す信号に基づいて動作する階調制御装置により露光装置を駆動して変調された出力光を生成し、この出力光により光導電層を露光し、高解像度と、正確な階調表示が得られるようにしている。

しかし、上記液晶表示装置は、表示記録媒体の調光層の光透過率特性の非線形が線形になるように階調制御装置で補正して露光を行うものであり、調光層を有しない構造の表示記録媒体には適用できない。

図１４は、調光層を有しない構造の表示記録媒体における露光時の光強度分布を示す。この種の表示記録媒体１４４は、図１４（ｂ）に示す２値的なγ特性（階調特性）を有し、図１４（ａ）に示すように、露光パネル１４１の画素１４３からの出射光１４２を受けた露光面１４３上では、出射光１４２を強度変調しても周囲部が急激に減衰する矩形状の強度分布になる。

階調信号に基づいて、露光パネル１４１の各画素からの出射光強度が変調された場合、強度分布の最大レベルは上下するが、印字に必要な閾値Ｅ1レベルの面積自体は大きく変動しないため、結果として、光書込み型表示記録媒体１４４上の光ドッド（画像ドット）のサイズは変化せず、図１４（ｃ）に示すように、弱い露光による光ドット１４５ａも、強い露光の光ドット１４５ｂも同一のサイズとなり、階調画像を形成することができない。
特開２００１−３０１２３３号公報（［００３１］〜［００４３］、図１、図２） 特開平７−７７７０３号公報（［００１５］〜［００２９］、図１、図２）

しかし、従来の多階調光書込み装置によると、２値的な階調特性を有する光書込み型記録表示媒体においては、強度変調した露光を照射しても、光スポットのサイズが変化しないため、階調表現ができない。

従って、本発明の目的は、２値的な階調特性を有する光書込み型記録表示媒体に対し、簡易な構成により、多階調画像の形成を安定的に行うことのできる多階調光書込み装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、メモリ性を有する表示層と光導電層とを積層してなる光書込み型表示記録媒体の前記光導電層に、書込部から出射された光ドットからなる画像光を照射し、前記表示層に画像を書込む光書込み装置において、前記書込部は、階調信号に応じた光強度信号を生成する信号生成部としての露光パネル駆動部と、前記光書込み型表示記録媒体に密着あるいは近接して配置され、前記光強度信号に基づいて光強度が異なる前記光ドットからなる画像光を出射する光出射部としての露光パネルを備え、前記露光パネルは、前記光ドットからなる画像光を出射する複数の画素が２次元に配列された画素アレイを備え、かつ前記画素アレイは、各画素の光出射領域を画素密度で規定される有効画素領域よりも狭い範囲に制限する光量規制部材を備えたことを特徴とする多階調光書込み装置を提供する。

上記多階調光書込み装置によれば、光ドットを光書込み型表示記録媒体の光導電層に照射することにより、表示層に光ドットのサイズに対応した画像ドットが書き込まれる。階調に応じて光ドットのサイズを変えることにより、表示層に書き込まれる画像ドットのサイズが変化する。従って、画像ドットのサイズと画像ドットの集まり具合を制御することにより、階調を擬似的に表現することができる。また、光ドットサイズに対応した画像ドットサイズの制御が可能であることから、露光面で隣接する光ドットとの重なり具合を制御し、画像のボケが少ない先鋭な画像を形成することができる。

メモリ性を有する表示層として、コレステリック液晶、スメクチック液晶、強誘電性液晶等の液晶材料を主体とするものや、気体中や液体中における帯電した着色粒子の電界による移動現象を利用したものなどを用いることができる。

書込部は、階調信号に応じた光強度信号を生成する信号生成部と、光書込み型表示記録媒体に密着あるいは近接して配置され、光強度信号に基づいて光強度が異なるとともに、サイズが異なる光ドットからなる画像光を出射する光出射部とを備えた構成としてもよい。光強度信号に応じて光強度を変化させると、閾値レベルの光強度の形状が変化し、サイズの異なる光ドットが得られる。「近接」とは、光書込み型表示記録媒体に書き込まれる画像にボケが生じない程度の距離（例えば１ｍｍ以下）をいう。

光出射部は、光ドットを出射する複数の画素が２次元に配列された画素アレイを備えた構成としてもよい。画素アレイを相対的に走査する必要がないため、画像を高速に書き込むことができる。複数の画素を１次元に配列した画素アレイを用いてもよい。この場合、画素アレイを相対的に走査する必要がある。

画素アレイは、各画素の光出射領域を画素密度で規定される有効画素領域よりも狭い範囲に規制する光量規制部材を備えた構成としてもよい。この構成により、画素から出射してやや周囲に広がりながら表示媒体の光導電層に到達した露光パターンにおいて、山形状の光強度分布が得られ、光強度変調により光ドットのサイズを変えることができる。

上記光量規制部材は、各画素に対応して円形あるいは矩形の複数の光透過領域を有するものでもよい。また、上記光量規制部材は、各画素に対応して所定の周波数帯（波長帯）の光を透過させる複数の光透過フィルタを有するものでもよい。これにより、光透過領域の円形あるいは矩形に近似した形状の光ドットが得られる。

画素アレイは、画素から出射される光に光強度分布を付与するフィルタを備えた構成としてもよい。画素から出射される光強度分布が矩形状でも、このフィルタにより山形状の光強度分布を付与することができ、光強度変調により光ドットのサイズを変えることができる。

また、画素アレイは、各画素から出射される光が有する矩形状の光強度分布を山形状の光強度分布に変換する変換部材を備えた構成としてもよい。この構成により、光強度変調により光ドットのサイズを変えることができる。

光出射部として、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＥＬＤ（エレクトロルミネッセンスディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）、ＶＦＤ（蛍光表示管ディスプレイ）、ＬＥＤ（発光ダイオード）ディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等のフラットディスプレイや、ＣＲＴディスプレイを用いることができる。ＬＣＤを用いた場合は、長寿命を期待することができる。ＥＬＤを用いた場合は、バックライトを不要にすることができる。

光出射部は、光量規制部材としてＲＧＢフィルタを用いたカラーＬＣＤを用い、バックライトとして赤色、緑色あるいは青色の光を発生する光源を用いてもよい。光源からの赤色、緑色あるいは青色の光がＲＧＢフィルタのＲ、ＧあるいはＢの部分を透過するので、画素の光出射領域がより狭い範囲に規制される。この構成によれば、一般に広く使用されているＲＧＢフィルタを光量規制部材として利用することができ、構成の簡素化を図ることができる。

光出射部として、ＥＬディスプレイを用い、行電極および列電極の少なくとも一方の電極の幅を所定の値に設定することにより、各画素の光出射領域を画素密度で規定される画素有効領域よりも狭い範囲に規制してもよい。これにより、画素から出射してやや周囲に広がりながら表示媒体の光導電層に到達した露光パターンにおいて、山形状の光強度分布が得られ、光強度変調により光ドットのサイズを変えることができる。

光出射部として、ＥＬディスプレイを用い、各画素を発光領域と非発光領域とから構成することにより、各画素の光出射領域を画素密度で規定される画素有効領域よりも狭い範囲に規制してもよい。この時、各画素はＴＦＴ素子のような電圧駆動手段で駆動されても良い。これにより、山形状の光強度分布が得られ、光強度変調により光ドットのサイズを変えることができる。

本発明の多階調光書込み装置によれば、簡易な構成により、２値的なγ特性（階調特性）を有する光書込み型記録表示媒体に対し、多階調画像の形成を安定的に行うことができる。また、画素ドットサイズの制御が可能であることから、画像のボケが少ない先鋭な画像を形成することができる。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る多階調光書込み装置を示す。多階調光書込み装置１は、光書込み型表示記録媒体（以下、「表示記録媒体」という。）４に対向配置され、複数の画素２１が２次元に配列された光照射部としての露光パネル２と、図示しない制御部から送信された階調画像信号Ｓｍに応じて露光パネル２の画素２１の出射光量を多段階に制御する信号生成部としての露光パネル駆動部３とを備える。なお、露光パネル２と露光パネル駆動部３により書込部を構成する。

露光パネル２は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）パネルと、ＬＣＤパネルの背面側に配設され、白色光等を発光するバックライトとを備える。なお、露光パネル２は、ＥＬＤ（エレクトロルミネッセンスディスプレイ）等の他のものを用いてもよい。

また、露光パネル２は、図１（ｂ）に示すように、１つの画素２１の光出射面積を、画素密度（画素２１の配列間隔ｄ）で規定される有効画素領域よりも狭い範囲に制限する光量規制部材２３をＬＣＤパネル２２の光出射面に貼着または塗布により設けている。

光量規制部材２３は、各画素の中心部に形成された円形の複数の光透過部２３ａと、各光透過部２３ａの周囲に形成された遮光部２３ｂとからなる。光透過部２３ａの光出射面積は、有効画素領域の２０〜８０％の範囲が好ましく、３０〜５０％の範囲がより好ましい。このようなＬＣＤパネル２２は、濃度フィルタや光吸収フィルタから形成することができる。なお、光量規制部材２３は、樹脂にカーボンブラック粒子を分散して遮光部２３ｂを形成し、各画素の中心に開口を設けて複数の光透過部２３ａを形成してもよい。

図２は、表示記録媒体４の構成を示す。この表示記録媒体４は、対向配置したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムからなる一対の透明な基板４０１Ａ，４０１Ｂと、一対の基板４０１Ａ，４０１Ｂの内側に設けられたＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる一対の透明電極４０２Ａ，４０２Ｂと、透明電極４０２Ａの内側に設けられるとともに印加電圧に応じて反射率（透過率）が変化するコレステリック液晶からなる液晶層４０３と、透明電極４０２Ｂの内側に配設された光吸収層４０４と、光吸収層４０４の内側に配設されると共に画像書込表示領域４４への書込パターン光４０の照射によって抵抗値が小さくなるように形成された光導電層４０５と、透明電極４０２Ａから裏面４ｂに向けて延在する延在部４０６と、延在部４０６と透明電極４０２Ｂに接続されていると共に裏面４ｂに露出する一対の受電部４０７と、基板４０１Ａ，４０１Ｂの両側間を埋めるように充填された樹脂充填部４０８と、液晶層４０３と光導電層４０５の間に設けられた隔離層４０９とを備える。

（多階調光書込み装置の動作）
次に、図１〜図３を参照して多階調光書込み装置１の動作を説明する。図３は、多階調光書込み装置１の動作原理を示す。

まず、ユーザの手動または自動により、画像書込表示領域４４が露光パネル２の露光面に対面するように表示記録媒体４を露光パネル２との間に１ｍｍ以下、好ましくは２００μｍ以下の間隙を設け、より好ましくは密着するようにセットする。

次に、ユーザは、図示しない操作部を操作して書込み対象の画像を選択し、書込み指示を行うと、図示しない制御部は、図示しない電源装置から所定の電圧を一対の受電部４０７間に印加する。また、制御部は、露光パネル駆動部３に階調画像信号Ｓｍを送ると、露光パネル駆動部３は露光パネル２の画素２１の出射光量を多段階に駆動するとともに、各画素２１を点順次駆動走査、線点順次駆動走査等により表示制御し、表示記録媒体４に露光を行う。

画素２１の光量を光量規制部材２３によって規制した場合、その画素２１から出射され、表示記録媒体４の画像書込表示領域（露光面）４４に到達した出射光の強度分布は、図３（ａ）に示すように、中心にピークを有する山形状になっている。また、露光パネル２の各画素２１からの出射光強度が大きくなるように変調された場合、強度分布のピークとともに、裾野部も持ち上がり、印字に必要な閾値レベルの断面積が大きくなる。この結果、表示記録媒体４の光導電層４０５上の光ドット（画像ドット）のサイズも大きく変化し、図３（ｃ）に示すように、弱い露光量では小さいサイズの光ドット４５ａ、強い露光量では大きいサイズの光ドット４５ｂが形成され、階調再現性が良くなる。なお、図３の（ｂ）のγ特性は、表示記録媒体４が従来と同じものであるため、図１４の（ｂ）と同じになる。

表示記録媒体４においては、画像書込表示領域４４に照射された露光パネル２からの書込パターン光４０は、基板４０１Ａから入射し、透明電極４０２Ａ、液晶層４０３、隔離層４０９を経て、光導電層４０５に到達する。光導電層４０５は、光が照射された部分の抵抗値が小さくなり、それにより、光導電層４０５とのインピーダンス比で決まる液晶層４０３の分圧が増加し、液晶層４０３における光反射率が大きくなる。従って、表示記録媒体４の表面４ａに照明光４１が照射されているとき、液晶層４０３の書込パターン光４０が照射された領域は、反射率が大きくなるために照明光４１が反射して白く見え、書込パターン光４０が照射されなかった領域は、照明光４１が液晶層４０３を透過して光吸収層４０４で吸収されるために黒く見え、反射光４３をＥ方向から画像として見ることができる。この画像は、受電部４０７への電圧印加が消失した後でも、長時間保持される。

（第１の実施の形態の効果）
この第１の実施の形態によれば、階調画像信号Ｓｍに特別な画像処理を行うことなく、２値的なγ特性（階調特性）を有する記録表示媒体４に対し、多階調画像の形成を安定的に行うことができる。また、特殊な調光層を必要としないため、構成が簡易なものとなる。

［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る多階調光書込み装置を示す。この第２の実施の形態は、第１の実施の形態において、光量規制部材２３の光透過部２３ａの形状を、円形から長方形に変えたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。ここでは、光透過部２３ａを横長にしているが、縦長であってもよい。

（多階調光書込み装置の動作）
図５は、第２の実施の形態の動作原理を示す。従来の露光パネル１４１は、図５（ｂ）に示すように、光出射領域は制限されていないために、各画素内の光強度分布は均一な矩形状を有する。これに対し、第２の実施の形態に係る露光パネル２は、図５（ｃ）に示すように、各画素内の光強度分布は山形状を有する。

このため、図５の（ａ）のような多階調レベルの入力画像データ２００に基づいて露光を行ったとき、図５の（ｂ）の従来の露光パネル１４１による表示記録媒体１４４への書込みは、図５の（ｄ）のように、黒印字領域１４７と白印字領域１４８による２値表示になる。これに対し、第２の実施の形態に係る露光パネル２によれば、図５の（ｅ）のように、黒印字領域２４は従来の黒印字領域１４７と同様に光ドット４５のサイズは同一となるが、白印字領域２５においては各画素内の光量が行単位で異なるように露光を行うことにより、光ドット４５のサイズが異なり、多階調の表示が得られる。

（第２の実施の形態の効果）
この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、簡易な構成で２値的なγ特性（階調特性）を有する記録表示媒体４に対し、多階調画像の形成を安定的に行うことができる。

［第３の実施の形態］
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る多階調光書込み装置を示す。この第３の実施の形態は、第１の実施の形態において、光量規制部材２３の遮光部２３ｂの形状を枠型にし、光透過部２３ａが四角形になるようにしたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。この第３の実施の形態によれば、階調画像信号Ｓｍに応じてサイズの異なる矩形の光ドットが表示記録媒体４に照射されるので、第２の実施の形態と同様に階調画像を表示することができる。

［第４〜第９の実施の形態］
図７（ａ）〜（ｃ）および図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ第４〜９の実施の形態に係る１つの画素の光量規制部材２３を示す。

第４の実施の形態に係る光量規制部材２３は、図７（ａ）に示すように、中央に縦に帯状の透明の光透過部２３ａを有し、その両側に遮光部２３ｂを設けたものである。この第４の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

第５の実施の形態に係る光量規制部材２３は、図７（ｂ）に示すように、画素毎に横方向に青色光透過部２３ｃ、赤色光透過部２３ｄ、緑色光透過部２３ｅを有する３色フィルタからなる。なお、赤と緑等の異なる色の光透過部からなる２色フィルタを用いてもよい。この第５の実施の形態において、露光パネル２のバックライトとして、例えば、赤色ＬＥＤ等の赤色光光源に用いることで、赤色光透過部２３ｄの部分のみを赤色光が透過し、青色光透過部２３ｃや緑色光透過部２３ｅの部分は光が吸収される。この第５の実施の形態によれば、赤色光光源の出射光の光量を赤色光透過部２３ｄによって制限することができるため、第１の実施の形態と同様に階調性を有する画像を表示記録媒体４に書き込むことができる。

第６の実施の形態に係る光量規制部材２３は、図７（ｃ）に示すように、赤色光を透過する赤色光透過部２３ｄが丸形を有し、その周囲が青色光を透過する青色光光透過部２３ｃからなる２色フィルタを用いたものである。この第６の実施の形態によれば、露光パネル２のバックライトとして、赤色光光源に用いることで、赤色フィルタの部分のみを光が透過するため、第５の実施の形態と同様の効果が得られる。

第７の実施の形態に係る光量規制部材２３は、図８（ａ）に示すように、光透過率が中心から外側に向かって連続的に低くなるようにした濃度フィルタによるものである。

第８の実施の形態に係る光量規制部材２３は、図８（ｂ）に示すように、中心から左右方向に向かって光透過率が連続的に低くなるようにした濃度フィルタによるものである。この濃度フィルタは、表示記録媒体４の光導電層４０５に達するまでに１次元方向に広がる光強度分布を有することになる。なお、中心から上下方向に向かって光透過率が連続的に低くなるようにした濃度フィルタを用いてもよい。

第９の実施の形態に係る光量規制部材２３は、図８（ｃ）に示すように、中心から対角方向に向かって連続的に光透過率が低くなるようにした濃度フィルタによるものである。

上述した第７から第９の実施の形態によれば、画素２１の中心を最大値として、周囲方向に低減する分布する光強度分布特性、いわゆるガウス分布特性を得ることができる。この結果、第１の実施の形態と同様に階調性を有する画像を表示記録媒体４に書き込むことができる。

［第１０の実施の形態］
図９は、本発明の第１０の実施の形態に係る露光パネルを示す。同図中、（ａ）は断面図、（ｂ）は部分平面図である。この第１０の実施の形態は、第１の実施の形態において、ＬＣＤによる露光パネル２に代えて無機ＥＬディスプレイによる露光パネル１０を用いたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

露光パネル１０は、図９（ａ）に示すように、一対の透明基板９０１Ａ，９０１Ｂと、透明基板９０１Ａの内側に一定間隔に設けられたＩＴＯからなる複数の行電極９０２と、透明基板９０１Ｂの内側に行電極９０２に直交させて一定間隔に設けられたＩＴＯからなる複数の列電極９０３と、行電極９０２及び列電極９０３の内側に設けられた一対の絶縁層９０４Ａ，９０４Ｂと、絶縁層９０４Ａ，９０４Ｂ間に設けられた多結晶薄膜からなり、例えば白色光を発光する発光層９０５とを備える。

行電極９０２及び列電極９０３は、図９（ｂ）に示すように、通常の電極幅より狭くしており、これにより、行電極９０２と列電極９０３が交差することにより形成される画素２１を小さくすることにより、光出射領域を画素密度で規定される有効画素領域よりも小さくしている。

（画像書込み動作）
交流駆動電源９０６から所定の電圧が露光パネル１０の行電極９０２と列電極９０３の間に選択的に印加されると、発光層９０５の内、行電極９０２と列電極９０３が交差することにより形成される画素２１に対応した部分が励起されて自発光し、一対の透明基板９０１Ａ，９０１Ｂの両面の光出射方向９０７，９０８から光が出射する。この第１０の実施の形態においては、光出射方向９０７の出射光を露光に用いる。

（第１０の実施の形態の効果）
この第１０の実施の形態によれば、露光パネル１０ に無機ＥＬディスプレイを用いたことにより、バックライトを不要にすることができる。その他の効果は、第１の実施の形態と同様である。なお、行電極９０２と列電極９０３のいずれか一方の電極を狭くし、発光領域を小さくしてもよい。また、露光パネル１０は無機ＥＬ発光層を用いたが、有機ＥＬ発光層でも同様な電極幅の設定により、光出射領域を画素の配列密度で決まるサイズよりも小さくすることができる。

［第１１の実施の形態］
図１０は、本発明の第１１の実施の形態に係る露光パネルを示す。この第１１の実施の形態は、第１０の実施の形態の露光パネル１０において、その無機ＥＬディスプレイに代えて、発光層９０５をホール輸送層１００１と電子輸送層１００２で挟んだ３層構造の有機ＥＬディスプレイを用いたものである。

この有機ＥＬディスプレイによる露光パネル１０は、図９の第１０の実施の形態において、絶縁層９０４と発光層９０５の間にホール輸送層１００１を設け、行電極９０２と発光層９０５の間に電子輸送層１００２を設け、行電極９０２と列電極９０３の間に直流駆動電源１００３による直流電圧を印加したときに光出射方向１００４から光が出射されるように構成にしたものである。

ここで、ホール輸送層１００１は、ホールを列電極９０３から発光層９０５へ円滑に移動させるため、及び発光層９０５に入った電子がホール輸送層１００１に移動してくるのを阻止するために設けられている。また、電子輸送層１００２は、電子を発光層９０５に円滑に移動させるため、及び発光層９０５に入ったホールが電子輸送層１００２に移動してくるのを阻止するために設けられている。

この第１１の実施の形態によれば、露光パネル１０に有機ＥＬパネルを用いたことにより、バックライトを不要にすることができる。また、無機ＥＬパネルと比較して多階調光書込み装置１の低電圧化が可能になる。その他の効果は、第１の実施の形態と同様である。

なお、有機ＥＬによる露光パネル１０は、図１０に示した３層構造に限定されず、様々なものを用いることができる。例えば、発光層９０５と電子輸送層１００２を兼用したもの、発光層９０５とホール輸送層１００１を兼用した２層構造等も採用することができる。また、電極と各輸送層間に電子注入層やホール注入層を加えた構成も知られている。いずれの場合も、本発明で用いる露光パネル１０としては、画素サイズを決定する行電極と列電極の内、少なくとも一方が通常の画素の配列密度で決まる画素サイズよりも小さいか、画素サイズよりも狭い幅の電極になる。

［第１２の実施の形態］
図１１は、本発明の第１２の実施の形態に係る多階調光書込み装置を示す。この第１２の実施の形態は、図２の第１の実施の形態の表示記録媒体４において、隔離層４０９を除去し、光吸収層４０４と光導電層４０５を入れ換えたたものであり、その他の構成は図２の表示記録媒体４と同様である。

この表示記録媒体４における初期化は、第１の実施の形態で説明した通りであるが、画像書込みは、裏面４ｂ側から画像書込領域４７に露光パネル２からの書込パターン光４０を照射し、更に、図示しない電源装置から所定の電圧を一対の受電部４０７に印加することにより行われる。なお、書込まれた画像は、図１１に示す方向Ｅから画像表示領域４８を見ることにより達成される。なお、この表示記録媒体４を用いた多階調光書込み装置１の効果は、第１の実施の形態と同様である。

図１２は、本発明の実施例１を示す。同図中、（ａ）は多階調光書込み装置の内部構成を示し、（ｂ）は制御系の構成を示す。この多階調光書込み装置１は、図１２（ａ）に示すように、上部に開口５０ａを有する筐体５０と、筐体５０の開口５０ａに臨ませて配置され、図７（ｂ）に示したのと同様のＲＧＢフィルタからなる光量規制部材２３を有し、対角２.２インチのＴＦＴ駆動方式カラーＬＣＤによる露光パネル２と、筐体５０内の側壁面に取り付けられた支持板５１と、支持板５１に取り付けられた高輝度赤色ＬＥＤによるバックライトとしての光源５２と、光源５２の光出射光路上に設置されたプラスチック製のフレネルレンズ５３と、フレネルレンズ５３の光出射光路上でかつ露光パネル２の下側に設置された反射ミラー５４とを備える。

この露光パネル２に用いたＴＦＴ駆動方式カラーＬＣＤは、共通電極と画素毎に設けられた画素電極との間に液晶を配置し、互いに直交するように設けられた複数の走査線と複数のデータ線との各交点にスイッチ素子としてのＴＦＴを接続した構成を有する。

また、この装置１は、図１２（ｂ）に示すように、露光パネル駆動部３を有し、この露光パネル駆動部３は、走査電圧を走査線を出力する走査駆動回路３１と、階調画像信号Ｓｍに応じたデータ電圧をデータ線に出力するデータ駆動回路３２と、画像記憶部３４に格納されている画像データから階調画像信号Ｓｍを生成すると共に、各駆動回路３１，３２を制御して露光パネル２への表示制御を行う駆動制御部３３と、各駆動回路３１，３２に電源を供給する電源回路３５とを有して構成されている。

駆動制御部３３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイミング信号発生回路等を備えて構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って走査駆動回路３１、データ駆動回路３２および電源回路３５を制御し、更に画像記憶部３４からの画像データから階調画像信号Ｓｍを生成し、階調画像信号Ｓｍに応じた電圧を画素に印加させる。

（画像書込み動作）
次に、実施例１の画像書込み動作を説明する。まず、ユーザは、図２に示す表示記録媒体４を、画像書込表示領域４４を下側にして露光パネル２上にセットする。このとき、露光パネル２は、光量規制部材２３が上側に位置している。

次に、ユーザは、図示しない専用のボタンまたはキーボードの操作により書込み指示を行うと、駆動制御部３３は光源５２を点灯させ、画像記憶部３４から画像データを取得し、その画像データから階調画像信号Ｓｍを生成する。次に、駆動制御部３３は、走査駆動回路３１、データ駆動回路３２および電源回路３５を制御して階調画像信号Ｓｍに応じた電圧を画素電極に印加させる。すなわち、走査駆動回路３１は、露光パネル２の走査線を走査電圧を印加して順次選択し、対応するＴＦＴをＯＮさせる。これに同期してデータ駆動回路３２は、階調画像信号Ｓｍに応じたデータ電圧をデータ線に印加する。これにより、画素には走査電圧とデータ電圧に基づく電圧が印加される。

このとき、光源５２からの赤色光は、フレネルレンズ５３で集光された後、反射ミラー５４で反射し、露光パネル２の背面に照射される。このバックライト光は、露光パネル２に設けた光量規制部材２３の赤色フィルタの部分を透過するので、露光パネル２は、階調画像信号Ｓｍに応じた光強度分布を有する画像光を表示記録媒体４の画像書込表示領域４４に照射する。第１の実施の形態と同様に、表示記録媒体４に階調に応じてドットのサイズが異なる画像が書き込まれる。

（実施例１の効果）
この実施例１によれば、ＲＧＢフィルタを光量規制部材として利用することができるため、構成の簡素化が図れる。光源５２は赤色光を出射するため、露光パネル２の出射光の領域は、実質的に有効画素領域の３０％程度に制限することができる。

図１３は、本発明の実施例２を示す。同図中、（ａ）は制御系の構成を示し、（ｂ）は露光パネルの断面を示す。この多階調光書込み装置１は、有機ＥＬディスプレイによる露光パネル１０を採用したものである。露光パネル駆動部３は、各画素に走査電圧を印加する行電極駆動回路６１と、各画素にデータ電圧を印加する列電極駆動回路６２と、画像記憶部３４に格納された画像データから階調画像信号Ｓｍを生成すると共に、各駆動回路６１，６２を制御して露光パネル１０への表示制御を行う駆動制御部６３と、各駆動回路６１，６２に電源を供給する電源回路６４とを備えて構成されている。なお、この実施例２は、自発光するＥＬを露光パネル１０に用いているため、バックライトは不要である。

露光パネル１０の有機ＥＬディスプレイは、図１３（ｂ）に示すように、互いに直交するように配置された複数の行電極９０２および複数の列電極９０３と、行電極９０２および列電極９０３の内側に配置された絶縁層９０４Ａ，９０４Ｂと、絶縁層９０４Ａ，９０４Ｂ間に設けられ、赤色発光する発光層９０５とを備える。

発光層９０５は、画素密度で規定される画素有効領域の約５０％の範囲に形成されており、周辺部分は非発光領域となっている。この非発光領域が実質的な出射領域制限手段の役割を果たしており、画素中心から出射した光は、表示記録媒体４の光導電層４０５に達するまでに２次元方向に広がり、ガウス分布に近い光強度分布が得られる。

駆動制御部６３は、実施例１の駆動制御部３３と同様に、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイミング信号発生回路等を備えて構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って行電極駆動回路６１、列電極駆動回路６２および電源回路６４を制御して、更に画像記憶部３４からの画像データから階調画像信号Ｓｍを生成し、階調画像信号Ｓｍに応じた電圧を画素に対応する行電極９０２と列電極９０３間に印加させる。

（画像書込み動作）
次に、実施例２の画像書込み動作を説明する。まず、ユーザは、図２に示す表示記録媒体４を、画像書込表示領域４４を下側にして露光パネル１０上にセットする。

次に、ユーザは、図示しない専用のボタンまたはキーボードの操作により書込み指示を行うと、駆動制御部６３は、画像記憶部３４から画像データを取得し、その画像データから階調画像信号Ｓｍを生成する。次に、駆動制御部６３は、行電極駆動回路６１、列電極駆動回路６２および電源回路６４を制御して階調画像信号Ｓｍに応じた電圧を画素に対応する行電極９０２と列電極９０３間に電圧を印加する。これにより、露光パネル１０の発光層９０５が印加電圧に応じた光強度分布を有する画像光を表示記録媒体４の画像書込表示領域４４に照射する。第１の実施の形態と同様に、表示記録媒体４に階調に応じてドットのサイズが異なる画像が書き込まれる。

（実施例２の効果）
この実施例２によれば、ＥＬ発光層を部分的に形成することにより、露光パネル２の出射光の領域は、実質的に有効画素領域の３０％程度に制限することができ、階調に応じて表示記録媒体４に記録されるドットの大きさを変えて階調性を有する画像を書き込むことができる。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態および上記各実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々な変形が可能である。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で上記各実施の形態および上記各実施例の構成要素を任意に組み合わせることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る多階調光書込み装置を示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は（ａ）の露光パネルの断面図である。 第１の実施の形態の表示記録媒体の構成を示す断面図である。 本発明に係る多階調光書込み装置の原理を示し、（ａ）は露光面の光強度分布図、（ｂ）は反射率−露光量特性図、（ｃ）は露光結果を模式的に示した画像図である。 本発明の第２の実施の形態に係る多階調光書込み装置を示す構成図である。 第２の実施の形態の動作原理を示し、（ａ）は入力画像データの画像図、（ｂ）は従来の書込み装置の画素構造図、（ｃ）は本発明の書込み装置の画素構造図、（ｄ）は従来の書込み装置により表示記録媒体に書込まれた画像図、（ｅ）は本発明の書込み装置により表示記録媒体に書込まれた画像図である。 本発明の第３の実施の形態に係る多階調光書込み装置を示す構成図である。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の第４乃至第６の実施の形態に係る光量規制部材を示す平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の第７乃至第９の実施の形態に係る光量規制部材を示す平面図である。 本発明の第１０の実施の形態に係る多階調光書込み装置を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は部分平面図である。 本発明の第１１の実施の形態に係る多階調光書込み装置を示す断面図である。 本発明の第１２の実施の形態に係る表示記録媒体の断面図である。 本発明の実施例１を示し、（ａ）は多階調光書込み装置の構成図、（ｂ）は制御系の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例２を示し、（ａ）は制御系の構成を示すブロック図、（ｂ）は露光パネルの断面図である。 従来の多階調光書込み装置の原理を示し、（ａ）は露光面の光強度分布図、（ｂ）は反射率−露光量特性図、（ｃ）は露光結果を模式的に示した画像図である。

符号の説明

１ 多階調光書込み装置
２ 露光パネル
３ 露光パネル駆動部
４ 表示記録媒体
４ａ 表面
４ｂ 裏面
１０ 露光パネル
２１ 画素
２２ ＬＣＤパネル
２３ 光量規制部材
２３ａ 光透過部
２３ｂ 遮光部
２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ 光透過部
２４ 黒印字領域
２５ 白印字領域
３１ 走査駆動回路
３２ データ駆動回路
３２ 画像記憶部
３３ 駆動制御部
３４ 画像記憶部
３５ 電源回路
４０ 書込パターン光
４１ 照明光
４３ 反射光
４４ 画像書込表示領域
４５ 光スポット
４５ａ 小さいサイズの光ドット
４５ｂ 大きいサイズの光ドット
４７ 画像書込領域
４８ 画像表示領域
５０ 筐体
５１ 支持板
５２ 光源
５３ フレネルレンズ
５４ 反射ミラー
６１ 行電極駆動回路
６２ 列電極駆動回路
６３ 駆動制御部
６４ 電源回路
１４１ 露光パネル
１４２ 出射光
１４３ 露光面
１４４ 表示記録媒体
１４５ａ 光ドット（強い露光）
１４５ｂ 光ドット（弱い露光）
１４７ 黒印字領域
１４８ 白印字領域
２００ 入力画像データ
４０１Ａ，４０１Ｂ 基板
４０２Ａ，４０２Ｂ 透明電極
４０３ 液晶層
４０４ 光吸収層
４０５ 光導電層
４０６ 延在部
４０７ 受電部
４０８ 樹脂充填部
４０９ 隔離層
９０１Ａ，９０１Ｂ 透明基板
９０２ 行電極
９０３ 列電極
９０４Ａ，９０４Ｂ 絶縁層
９０５ 発光層
９０６ 流駆動電源
９０７，９０８，１００４ 光出射方向
１００１ ホール輸送層
１００２ 電子輸送層
１００３ 直流駆動電源
Ｅ１ 閾値
Ｓｍ 階調画像信号

Claims (7)

1. メモリ性を有する表示層と光導電層とを積層してなる光書込み型表示記録媒体の前記光導電層に、書込部から出射された光ドットからなる画像光を照射し、前記表示層に画像を書込む光書込み装置において、
   前記書込部は、階調信号に応じた光強度信号を生成する信号生成部としての露光パネル駆動部と、前記光書込み型表示記録媒体に密着あるいは近接して配置され、前記光強度信号に基づいて光強度が異なる前記光ドットからなる画像光を出射する光出射部としての露光パネルを備え、
   前記露光パネルは、前記光ドットからなる画像光を出射する複数の画素が２次元に配列された画素アレイを備え、かつ前記画素アレイは、各画素の光出射領域を画素密度で規定される有効画素領域よりも狭い範囲に制限する光量規制部材を備えたことを特徴とする多階調光書込み装置。
2. 前記光量規制部材は、前記各画素に対応して円形の複数の光透過領域を有することを特徴とする請求項１に記載の多階調光書込み装置。
3. 前記光量規制部材は、前記各画素に対応して矩形の複数の光透過領域を有することを特徴とする請求項１に記載の多階調光書込み装置。
4. 前記光量規制部材は、前記各画素に対応して所定の周波数帯の光を透過させる複数の光透過フィルタを有することを特徴とする請求項１に記載の多階調光書込み装置。
5. 前記露光パネルが、ＬＣＤパネルと、前記ＬＣＤパネルの背面側に配置されたバックライトからなることを特徴とする請求項１乃至４に記載の多階調光書込み装置。
6. 前記光量規制部材が、画素毎に横方向に青色光透過部、赤色光透過部、緑色光透過部を有する３色（ＲＧＢ）フィルタ、もしくは異なる２色の光透過部からなる２色フィルタであり、前記バックライトが、赤色、緑色、青色のうちのいずれかの光を発生することを特徴とする請求項５に記載の多階調光書込み装置。
7. 前記露光パネルは、ＥＬディスプレイを用いたことを特徴とする請求項１に記載の多階調光書込み装置。