JP6936868B2 - 画像露光装置、及び画像露光方法 - Google Patents

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Description

本発明は画像露光装置、及び画像露光方法に係り、画像を感光性記録媒体に記録する画像露光装置、及び画像露光方法に関する。
近年、インスタントフィルム等の感光性記録媒体に、発光表示スクリーン等の画像表示装置の表示画像を露光する装置が種々検討されている。
例えば、特許文献1には、発光表示スクリーンとインスタントフィルムとの間に、コリメーション層を配置した装置が開示されている。特許文献1では、コリメーション層が発光表示スクリーンからの非平行光を遮断するので、装置内のレンズ等を不要にすることができる。
また、特許文献2には、ピークシフト量が異なる2つのフィルタを積層したフィルタ装置を透過した特定の波長の光を感光材料に露光することが開示されている。特許文献2では、混色等を防止して再現性良く感光材料を露光することができる。
米国特許第9126396号明細書 特開平7−043528号公報
しかしながら、コリメーション層のアスペクト比h/d(h:トンネル高さ、d:トンネルの直径)によっては、ある広がりの放射角を持つ光がインスタントフィルムに照射されるため、画像の滲み等が生じ、画質が低下する懸念がある。また、トンネルの直径が画素ピッチより小さい場合でも、トンネルが画素ピッチの間に位置すると、画像のぼけを引き起こす光を遮光できない場合があり、画質の低下を招く懸念がある。また、コリメーション層が複数の光ファイバーを束にしたファイバアレイである場合、開口数が0.43程度であり、受光角度が±25°と大きくなる。
コリメーション層では、発光表示スクリーンの画素ピッチとコリメーション層のトンネルピッチとの関係では、モアレが発生する場合もある。
特許文献2のフィルタ装置では、30°を超える入射角度の光を透過させるので漏れ光となり、画像の滲み等が生じ、画質が低下する懸念がある。また、このフィルタ装置は一定の波長の光を透過させることに適用されており、複数の波長を含む光を透過させることを開示していない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされ、画質の低下、及びモアレの発生を抑制でき、複数の波長の光を露光することができる画像露光装置、及び画像露光方法を提供することを目的とする。
本発明の目的を達成するために、第1形態の画像露光装置は、複数の波長の光を発する画素を備える画像表示装置と、画像表示装置の画像を記録する感光性記録媒体を、感光性記録媒体の露光面を画像表示装置に対向させて支持する感光性記録媒体支持部と、画像表示装置と感光性記録媒体支持部との間に配置された、画素から放射される複数の波長の光を含む放射光を、放射光の放射角より狭い第1の放射角の範囲内に放射される第1の透過光にするコリメート部と、コリメート部と感光性記録媒体支持部との間に配置された、複数の波長の光を含む第1の透過光を、第1の放射角の範囲以下の第2の放射角の範囲内に放射される第2の透過光にする干渉フィルタと、を備える。
第2形態の画像露光装置において、干渉フィルタが、nの屈折率を有する複数の高屈折率層と、nの屈折率を有する複数の低屈折率層と、が交互に積層され、かつ高屈折率層の光学膜厚がλ/4の整数倍であり、低屈折率層の光学膜厚がλ/4の整数倍である多層膜により構成される。
第3形態の画像露光装置において、多層膜が、λ/4の4倍以上の光学膜厚を有する厚膜高屈折率層、又はλ/4の4倍以上の光学膜厚を有する厚膜低屈折率層の何れかを2層以上含む。
第4形態の画像露光装置において、厚膜高屈折率層又は厚膜低屈折率層の何れか2層のλ/4に対する光学膜厚の比が異なる。
第5形態の画像露光装置において、コリメート部が、ルーバー、ファイバーオプティックプレート、及びキャピラリプレートから選ばれる少なくとも1つを含む。
第6形態の画像露光装置において、画像表示装置が二次元状に配列された画素を有し、感光性記録媒体の露光面の二次元状の全ての領域を同時に露光する。
第7形態の画像露光装置において、画像表示装置が一次元状に配列された画素を有し、画像表示装置及び感光性記録媒体支持部に支持された感光性記録媒体の少なくともいずれか一方を、画像表示装置の画素の配列方向に対して垂直となる方向に沿って走査する走査部と、を備える。
第8形態の画像露光装置において、画像表示装置が、感光性記録媒体の露光面より小さい面積となる領域の上に二次元状に配列された画素を有し、画像表示装置及び感光性記録媒体支持部に支持された感光性記録媒体の少なくともいずれか一方を画像表示装置の画素の配列方向と画素の配列方向に対して垂直となる方向の両方に沿って走査する走査部を備える。
第9形態の画像露光装置において、画素から放射される光による露光範囲において、隣り合う露光範囲が一部重複する。
第10形態の画像露光装置において、画像表示装置が、着脱可能である。着脱可能とは、取り付けおよび取り外しできることをいう。
第11形態の画像露光装置において、感光性記録媒体支持部は、感光性記録媒体を着脱可能に支持する。
第12形態の画像露光方法において、複数の波長の光を発する画素を備える画像表示装置を準備するステップと、画像表示装置の画像を記録する感光性記録媒体を、感光性記録媒体の露光面を画像表示装置に対向させて支持する感光性記録媒体支持部を準備するステップと、画像表示装置と感光性記録媒体支持部との間に配置され、画素から放射される複数の波長の光を含む放射光を、放射光の放射角より狭い第1の放射角の範囲内に放射される第1の透過光にするコリメート部と、コリメート部と感光性記録媒体支持部との間に配置され、複数の波長の光を含む第1の透過光を、第1の放射角の範囲以下の第2の放射角の範囲内に放射される第2の透過光にする干渉フィルタと、を介して、感光性記録媒体の露光面に第2の透過光を露光するステップと、を含む。
本発明によれば、画質の低下、及びモアレの発生を抑制でき、かつ複数の波長の光を露光することができる
図1は、本発明の原理を説明する図である。 図2は、本発明の露光方法を示すフローチャートである。 図3は、実施形態の入射角度と透過率との関係を示すグラフである。 図4は、実施形態の入射角度と透過率との関係を示すグラフである。 図5は、実施形態の入射角度と透過率との関係を示すグラフである。 図6は、実施形態の入射角度と透過率との関係を示すグラフである。 図7は、実施形態の入射角度と透過率との関係を示すグラフである。 図8は、実施形態の入射角度と透過率との関係を示すグラフである。 図9は、実施形態の入射角度と透過率との関係を示すグラフである。 図10は、第1実施形態の画像露光装置の分解斜視図ある。 図11は、第1実施形態の画像露光装置の断面図である。 図12は、第2実施形態の画像露光装置の斜視図である。 図13は、第2実施形態の画像露光装置の変形例の斜視図である。 図14は、第3実施形態の画像露光装置の斜視図である。 図15は、第3実施形態の画像露光装置の変形例の斜視図である。
以下、添付図面にしたがって本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施形態により説明される。本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、実施形態以外の他の実施形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。
本発明の原理を、図1を参照して説明する。図1に示されるように、画像露光装置10は、画像表示装置20と、感光性記録媒体40を支持する感光性記録媒体支持部70とを備える。感光性記録媒体支持部70は、感光性記録媒体40を直接的に支持しても、間接的に支持してもよい。
画像表示装置20は画素21を備える。画素21から複数の波長の光を含む放射光RLが画像表示装置20の画像表示面23から発せられる。画素21とは、画像表示面23を構成する色情報の最小単位である。画素21を有することにより、画像表示装置20は、画像を表示できる。
画像表示装置20は画像を表示するため複数の画素21を備えることが好ましい。画素21を有する画像表示装置20として、液晶表示(LCD: liquid crystal display)装置、有機発光ダイオード(OLED: Organic Light Emitting Diode)表示装置、プラズマ表示装置、発光ダイオード(LED: Light Emitting Diode)表示装置、CRT(Cathode Ray Tube)表示装置等を適用することができる。
画素21が何らかの色情報を表示でき、画像を表示することができれば、画像表示装置20は上述の構造に限定されない。
ここで、画素21には、例えば、液晶表示装置に代表されるようにバックライトユニットの光が画素21を介して放射する場合、及び有機発光ダイオード表示装置に代表されるように、画素21自体が光を放射する場合、を含む。
画像表示装置20の画像表示面23は、二次元状に配列された画素21を有していても、一次元状に配列された画素21を有していてもよい。また、二次元状の画像表示面23は、平面視において矩形であっても、矩形以外の形状であってもよい。
感光性記録媒体支持部70は、感光性記録媒体40が、画像表示装置20の画像表示面23に対向する位置に配置されるように、感光性記録媒体40を支持する。感光性記録媒体支持部70は、感光性記録媒体40を支持することができる限り、その構造は特に限定されない。
感光性記録媒体40は、光により露光でき、画像を形成できるものであれば、特に限定されない。
感光性記録媒体40は、例えば、支持体と、支持体の上に設けられた感光材とから構成される。感光性記録媒体40は光により露光される露光面41を有する。感光性記録媒体40として、写真フィルム,乾板,印画紙や青写真,陽画感光紙,製版用湿板、フォトレジスト、インスタントフィルムなど、感光性をもった製品であれば、特に限定されない。インスタントフィルムを適用することが好ましい。
図1に示されるように、画像露光装置10は、画像表示装置20と感光性記録媒体支持部70との間に配置されたコリメート部50と、コリメート部50と感光性記録媒体支持部70との間に配置された干渉フィルタ60と、を備える。
コリメート部50は、画素21から放射される複数の波長を含む放射光RLを透過させることにより、放射光RLを、放射光RLの放射角より狭い第1の放射角θの範囲内に放射される第1の透過光TLにする。ここで、放射角とは、光の光軸に対する光の広がりの角度を意味する。
隣接する画素21からの光が感光性記録媒体40の露光面41に到達すると、画質の低下を引き起こす。コリメート部50は、画素21に対応する光のみを露光面41に到達させ、隣接する画素21からの光が露光面41に到達することを制限する。画像露光装置10はコリメート部50を備えるので、画像露光装置10は、感光性記録媒体40に画像露光装置10からの光を結像するためのレンズ等の光学系を備える必要がない。コリメート部50は、1mm以上5mm以下の厚さを有することが好ましい。
コリメート部50は、として、例えば、ルーバー、ファイバーオプティックプレート、及びキャピラリプレートから選ばれる少なくとも1つを適用することができる。
ルーバーは、複数の光透過部と、複数の光透過部の間に配置され、隣接する空間に光を到達させない光吸収体と、から構成される。光透過部は、例えば、矩形であり、一定のピッチで二次元的に配列される。ピッチとは、隣接するものの距離を意味する。
例えば、2個のルーバーにより光透過部を形成することができる。一の方向に延びる光透過部と光吸収体とを交互に配置したルーバーを2個重ね合せ、上下の光透過部で成す角度を例えば、90°とすることで、矩形の光透過部を形成することができる。上下の光透過部で成す角度は90°に限定されず、適宜決定することができる。
ファイバーオプティックプレートは、一定のピッチで二次元的に複数配列された、光を転送する複数の光ファイバーと、光ファイバーから漏れた光を吸収する吸収体ガラスと、を含むプレートである。
キャピラリプレートは、一定のピッチで二次元的に複数配列された、数十μm以下の径を有する毛細管(キャピラリ)の集合体からなるプレートである。
実施形態における、コリメート部50は、ルーバー、ファイバーオプティックプレート、及びキャピラリプレート等に代表されるように、画素21からの光の放射角を制限するため、光伝送部(光透過部、毛細管等)を、光反射、及び/又は光吸収の機能を有する光遮蔽部(光吸収体、吸収体ガラス、及び毛細管の外壁等)で囲う物理的な構造を備えている。
そのため、放射光RLを第1の放射角θよりも狭い範囲に制限した場合でも、画素21のピッチと、コリメート部50のピッチとの関係により干渉縞と呼ばれるモアレが、第1の透過光TLに生じる懸念がある。モアレの生じた第1の透過光TLが、直接、感光性記録媒体40の露光面41に露光されると、画質の低下を招く場合がある。
コリメート部50を構成する光伝送部のアスペクト比h/d(h:伝送部高さ、d:伝送部直径)の関係によっては、第1の放射角θを所望する角度以下に制限できない場合がある。コリメート部50の伝送部直径dは、加工精度に依存する。伝送部高さh(コリメート部50の厚み)は、画像露光装置10の全体の大きさに依存する。伝送部直径d、及び伝送部高さhを所望の大きさにできない場合もある。
また、コリメート部50が、オプティカルファイバアレイである場合、開口数NA(numerical aperture)が0.43程度である。開口数NAとオプティカルファイバアレイの受光角度θとは、NA=n×sinθ(n:屈折率)の関係がある。空気の屈折率n=1とすると、0.43=sinθとなる。θ=asin(0.43)=±25°となる。受光角度θは1個のファイバーの光軸に対する角度を意味する。放射光RLを、コリメート部50を透過させて、第1の放射角θに第1の透過光TLに制限しても、感光性記録媒体40に隣接する画素21からの光が到達し、結果、画質の低下を招く場合がある。
放射角を制限するためには、コリメート部50は、画像表示装置20、及び感光性記録媒体40に密着させることが望ましい。しかしながら、画像露光装置10の構造上、完全に密着させることは困難を伴う。
上述したように、コリメート部50を、画像表示装置20と、感光性記録媒体支持部70との間に配置するのみでは、画素21からの放射光RLの放射角を十分に制限できない懸念がある。
上述の懸念に対応するため、実施形態の画像露光装置10は、コリメート部50と感光性記録媒体40を支持する感光性記録媒体支持部70との間に、複数の波長の光を透過する干渉フィルタ60を備えている。
干渉フィルタ60は、コリメート部50と同様に、光の放射角を制限する機能を有する。図1に示されるように、干渉フィルタ60は、第1の透過光TLを、第1の放射角θの範囲以下の第2の放射角θの範囲内に放射される第2の透過光TLにする。実施形態の干渉フィルタ60は、コリメート部50とは異なり、光の放射角を制限するための、上述の光伝送部及び光遮蔽部のような物理的な構造を備えていない。
コリメート部50により制限された第1の透過光TLを、干渉フィルタ60は、さらに制限された第2の放射角θの範囲内に放射される第2の透過光TLにする。したがって、隣接する画素21間で重なり合う第1の透過光TLが露光面41に到達するのを防止でき、画質の低下を防止することができる。特に、コリメート部50がオプティカルファイバープレートであって、受光角度θが25°より大きい場合に、干渉フィルタ60を配置することは、画質の低下を防止するのに有利である。したがって、画像露光装置10は、画像表示装置20と、コリメート部50と、干渉フィルタ60と、感光性記録媒体40を支持する感光性記録媒体支持部70と、をこの順で備えることが重要になる。受光角度θとは、光がコリメート部50に入射する際、コリメート部50の入射面の法線と光の入射方向とが成す角度であって、コリメート部50の内部を全反射する角度を意味する。
また、干渉フィルタ60は、コリメート部50と比較して、厚みが小さいので、画像露光装置10の構造上の制限を受けにくい。
なお、干渉フィルタ60は物理的な構造を備えておらず、かつ第1の放射角θの範囲以下、好ましくは狭い第2の放射角θの範囲内に放射される第2の透過光TLにするので、モアレを解消することができる。なお、画素21のピッチよりコリメート部50のピッチを大きくすることにより、モアレを解消することができる。コリメート部50のピッチを大きくした場合でも、干渉フィルタ60により、隣接する画素21間で重なり合う第1の透過光TLが露光面41に到達するのを防止できる。
放射角は、ビーム光を入射して、透過光の角度分布から測定する。角度プロファイルで、ピーク光の半分になった角度を、放射角とする。長波と短波側の両方で測定し、その幅を放射角とする。例えば、分光変角色差計・光度計GC5000 (日本電色工業製)を使えば測定可能である。
次に、干渉フィルタ60の好ましい態様について説明する。干渉フィルタ60の一例として、複数の誘電体層で構成される多層膜の干渉フィルタを挙げることができる。
干渉フィルタ60は、nの屈折率を有する誘電体材料で構成される複数の高屈折率層と、nの屈折率を有する誘電体材料で構成される複数の低屈折率層とを交互に積層する多層膜により構成される。
高屈折率層、及び低屈折率層に適用される誘電体材料として以下を挙げることができる。屈折率は波長により異なるため、対象とする光の波長に応じて適宜材料を選択することが好ましい。
可視光域において、概ね1.6以上の屈折率nを有する、高屈折率層用の材料として、TiO、CeO、Ta、ZrO、Sb、HfO、La、NdO、Y、ZnO、Nb5、MgO、Al、CeF、LaF、及びNdFを挙げることができる。
また、可視光域において、概ね1.5以下の屈折率nを有する、低屈折率層用の材料として、SiO、AlF、MgF、NaAlF、NaF、LiF、CaF、及びBaFを挙げることができる。
干渉フィルタ60では、特定波長において、入射角度の大きい光は、入射角度の小さい光より、スペクトルのピークが短波長にシフトすることが知られている。
この特性を利用することにより、干渉フィルタ60に、特定波長において、特定角度で入射して透過するスペクトルのピーク波長が等しく、かつ、特定角度と異なる角度で入射して透過するスペクトルのピークシフト量が異なる2つの狭帯域干渉フィルタを備えさせることができる。
このピークシフト量は、干渉フィルタ60の層構造により決定できる。すなわち、第1の透過光TLから、第2の放射角θの範囲を超える光を透過せず、第2の放射角θの範囲以内の光を透過し、第2の透過光TLとなるように、干渉フィルタ60の高屈折率層及び低屈折率層の層数と膜厚とを決定することができる。
高屈折率層、及び低屈折率層の層数と膜厚は、例えば、公知の手法(H.A.Macleod 著「光学薄膜」、日刊工業新聞社刊、1989年、第47頁〜51頁参照)により算出することができる。
この計算を実施するためには、コンピュータプログラムを使用でき、例えば、Software Spectra, Inc.(USA) 製のソフトTFCalc(Thin Film Calculations)を用いることができる。コンピュータプログラムを利用する場合、透過スペクトルのピーク波長となる目的波長λが設定される。次いで、この目的波長λに基づいて、屈折による干渉を生じさせる複数の高屈折率層及び複数の低屈折率層の多層膜が設計される。
このように設計された、高屈折率層の物理膜厚は目的波長の(λ/4)×nの整数倍の値になり、その光学膜厚は目的波長のλ/4の整数倍の値になる。同様に、低屈折率層の物理膜厚は目的波長の(λ/4)×nの整数倍の値になり、その光学膜厚は目的波長のλ/4の整数倍の値になる。なお、光学膜厚は、各層の物理膜厚に層の屈折率を乗じた値になる。本明細書においては、整数倍とは、完全な整数倍の場合の他、略整数倍も含む。略整数倍とは算出に基づく許容範囲内で、整数倍に対する差分を含むことを意味し、±10%が整数倍として許容される。
なお、上記の多層膜の設計は、特定の波長及びその近傍の光を透過する狭帯域干渉フィルタとして使用するのに適している。しかしながら、画像表示装置20の画素21から放射される放射光RLは、複数の波長の光を含んでいる。そのため干渉フィルタ60には、特定の波長だけでなく、複数の波長の光を透過させ、かつ放射角を制限することが求められる。実施形態の干渉フィルタ60は、複数の波長を透過できる多層膜の設計がなされている。
表1から表3は、複数の波長の光を透過できる干渉フィルタ60の代表的な多層膜の構造を示している。何れもが、24層である。種類の欄に表示されるnは高屈折率層を、nは低屈折率層を意味する。光学膜厚/(λ/4)は、λ/4に対する光学膜厚の比を示している。すわなち、各層の光学膜厚が(λ/4)の何倍であるかを示している。
表1に示される多層膜は、12層の高屈折率層と、12層の低屈折率層とを有している。高屈折率層の光学膜厚は、第7の層を除き、(λ/4)に対して1倍である。第7の層の光学膜厚は(λ/4)に対して6倍である。低屈折率層の光学膜厚は、第18の層を除き、(λ/4)に対して1倍である。第18の層の光学膜厚は(λ/4)に対して8倍である。
Figure 0006936868
表2に示される多層膜は、12層の高屈折率層と、12層の低屈折率層とを有している。全ての高屈折率層の光学膜厚は、(λ/4)に対して1倍である。低屈折率層の光学膜厚は、第6の層と第18の層とを除き、(λ/4)に対して1倍である。第6の層の光学膜厚は(λ/4)に対して6倍であり、第18の層の光学膜厚は(λ/4)に対して8倍である。
Figure 0006936868
表3に示される多層膜は、12層の高屈折率層と、12層の低屈折率層とを有している。高屈折率層の光学膜厚は、第7の層と第19の層とを除き、(λ/4)に対して1倍である。第7の層の光学膜厚は(λ/4)に対して6倍であり、第19の層の光学膜厚は(λ/4)に対して8倍である。全ての低屈折率層の光学膜厚は、(λ/4)に対して1倍である。
Figure 0006936868
表1から表3に示される光学膜厚の値は、(λ/4)に対して完全な整数倍である。完全な整数倍だけでなく略整数倍であってもよい。
表1から表3に示される多層膜は、(λ/4)の4倍以上の光学膜厚を有する厚膜高屈折率層、又は(λ/4)の4倍以上の光学膜厚を有する厚膜低屈折率層の何れかを2層以上を含んでいる。
表1の多層膜では、第7の層が厚膜高屈折率層(6倍)であり、第18の層が厚膜低屈折率層(8倍)である。1層の厚膜高屈折率層と1層の厚膜低屈折率層の計、2層を含んでいる。
表2の多層膜では、第6の層が厚膜低屈折率層(6倍)であり、第18の層が厚膜低屈折率層(8倍)である。2層の厚膜低屈折率層を含んでいる。
表3の多層膜では、第7の層が厚膜高屈折率層(6倍)であり、第19の層が厚膜高屈折率層(8倍)である。2層の厚膜高屈折率層を含んでいる。
また、表1から表3の多層膜において、2層の(λ/4)に対する光学膜厚の比が異なる。表1から表3の構造において、2層の厚膜層(厚膜高屈折率層及び/又は厚膜低屈折率層)の比は、6:8であり、異なっている。
2層の厚膜層は、多層膜の最初の層を基準に1/4程度の位置と、3/4程度の位置に配置される。表1の多層膜では、7/24と18/24の位置に厚膜層がそれぞれ配置される。表2の多層膜では、6/24と18/24の位置に厚膜層がそれぞれ配置される。表3の多層膜では、7/24と18/24の位置に厚膜層がそれぞれ配置される。
多層膜を上述の構成とすることにより、複数の波長の光を透過することができ、かつ光の放射角を制限することができる。
上述のTFCalcを利用した多層膜の構造と、波長に対する透過率のグラフについて説明する。表4は54層の多層膜の構造を示している。波長を550nmとし、高屈折率層としてNbを適用し、低屈折率層としてSiOを適用した。ここでの膜厚は物理膜厚を示している。表4に示されるように、第14の層が厚膜低屈折率層に相当し、第41の層が厚膜高屈折率層に相当する。
Figure 0006936868
図3から図9は、表4に示される多層膜の入射角度と透過率との関係を示すグラフである。縦軸は透過率(%)を示し、横軸は波長(nm)を示している。
図3は入射角度が0°のグラフである。入射角度は光が干渉フィルタに入射する際、干渉フィルタの入射面の法線と光の入射方向とが成す角度を意味する。図3は光が干渉フィルタに垂直に入射する場合を示している。
図3に示されるように、グラフは干渉フィルタを透過したスペクトルを表している。干渉フィルタを透過した光は、約490nm、約550nm、及び約630nmにピークを有し、各波長は20%以上の透過率を有している。入射角度が0°において、干渉フィルタが複数の波長を透過することを理解できる。
図4は入射角度が10°のグラフである。図4に示されるよう、約490nm、約550nm、及び約630nmにピークを有する光の透過率は、5%以下の透過率である。
図5は入射角度が20°のグラフであり、図6は入射角度が30°のグラフであり、図7は入射角度が40°のグラフであり、図8は入射角度が50°のグラフであり、図9は60°のグラフである。
図5及び図6から明らかなように、干渉フィルタは、入射角度が10°を超えかつ30°以下の、約490nm、約550nm、及び約630nmにピークを有する光を透過しないことを理解できる。実施形態の多層膜を有する干渉フィルタを透過した約490nm、約550nm、及び約630nmにピークを有する光は、放射角が10°以下に制限されることを理解できる。
一方、図7から図9によれば、単独の干渉フィルタでは、入射角度が40°以上の場合、約490nm、約550nm、及び約630nmにピークを持つ光とは異なる光のスペクトラムがグラフに示されている。これらの光が干渉フィルタを透過することが示されている。これらの光は、意図しないで干渉フィルタを透過した光で、いわゆる漏れ光となる。漏れ光が露光面に到達すると画質の低下を招く懸念がある。
実施形態では、コリメート部50が、30°以上の入射角度になる放射角の光を制限するので、干渉フィルタ60からの漏れ光を抑制できる。漏れ光が露光面41に到達することを防止できる。
なお、図3の入射角度0°のグラフには、短波長の側にピークを持つスペクトルが表れている。感光性記録媒体40を露光する際に、影響が出ることが懸念される。そこで、短波長の側にピークを持つスペクトルが干渉フィルタ60を透過しないように、光学フィルタを配置することが好ましい。例えば、光学干渉膜や、光吸収材料を用いた光学フィルタを使うことができる。前者の例としては、エドモンドオプティクス社製のダイクロイックロングパスフィルタが挙げられる。後者の例としては、エドモンドオプティクス社製のUV吸収フィルタが挙げられる。
次に、画像露光装置10を用いた画像露光方法について説明する。図2は、本発明の露光方法を示すフローチャートである。まず、画像表示装置20を準備する(ステップS11)。次いで、画像表示装置20の画像を記録する感光性記録媒体40を、感光性記録媒体40の露光面41を画像表示装置20に対向させて支持する感光性記録媒体支持部70を準備する(ステップS12)。ステップS11の画像表示装置20の準備と、ステップS12の感光性記録媒体支持部70の準備とは、順序に関して、いずれが先であってもよい。
次いで、画像表示装置20からの光を、感光性記録媒体40の露光面41に露光する(ステップS13)。ステップS13において、画像表示装置20と感光性記録媒体支持部70との間に配置され、画素21からの複数の波長の光を含む放射光RLを、放射光RLの放射角より狭い第1の放射角θの範囲内に放射される第1の透過光TLにするコリメート部50と、コリメート部50と感光性記録媒体支持部70との間に配置され、複数の波長の光を含む第1の透過光TLを、第1の放射角θの範囲以下の第2の放射角θの範囲内に放射される第2の透過光TLにする干渉フィルタ60とを介して、感光性記録媒体40の露光面41に第2の透過光TLを露光する。
次に、本発明の好ましい実施形態について説明する。以下の実施形態で、代表的な画像露光装置の構成について説明する。これらの実施形態は、例示の目的のみのためであり、本明細書に記載の画像露光装置を限定することを意味するものではない。
<第1実施形態>
図10は第1実施形態に係る画像露光装置100の分解斜視図であり、図11は第1実施形態に係る画像露光装置100の断面図である。
図10、及び図11に示されるように、第1実施形態の画像露光装置100は、画像表示装置110を備える。図10に示されるように、画像表示装置110は二次元状である。二次元状とは、X−Y方向に延びる状態を意味する。第1実施形態では画像表示装置110はX−Y方向に延びている。また、画像表示装置110の複数の画素(不図示)も二次元状に配列される。
二次元状の画像表示装置110として、例えば、スマートフォン、及びタブレットに代表される携帯端末が適用できる。画像表示装置110は画像を表示することができれば、画像表示方式に限定はなく、LCD方式、OLED方式等の構造が適用できる。画像表示装置は、表面ガラスを除去するのが好ましい。
LCD方式の場合、画像表示装置110は、例えば、光源として機能するバックライトユニット、及び画像を表示するためのカラーフィルタを備える複数の画素を備える。複数の画素を保護するため、画像表示装置110は筐体及び表面ガラス等を備えることが好ましい。
図10、及び図11に示されるように、画像露光装置100は、コリメート部としてファイバーオプティックプレート120を備える。ファイバーオプティックプレート120は、光ファイバーに入射された光を全反射して伝送する。ファイバーオプティックプレート120の光ファイバーのピッチは、画像表示装置110の画素ピッチ以下であることが好ましい。ファイバーオプティックプレート120として、例えば、浜松ホトニクス社製のファイバーオプティックプレートJ12221(NA=0.43、受光角度±25.5°)を適用することができる。したがって、第1の透過光は25.5°以下の範囲に制限できる。
また、ファイバーオプティックプレート120に代えて、ルーバーを適用することができる。ルーバーとして、エレコム社製のルーバーフィルム200−LCD024を適用することができる。200−LCD024は視野角60°である。入射角で換算すると30°となる。したがって、第1の透過光は30°以下の範囲に制限できる。
ファイバーオプティックプレート120は、画像表示装置110の画像表示面の全域を覆うことが好ましい。
図10、及び図11に示されるように、画像露光装置100は、干渉フィルタ130を備える。干渉フィルタ130が、ファイバーオプティックプレート120に対して画像表示装置110と反対側に配置される。干渉フィルタ130は上述のTFCalcを利用することにより、高屈折率層、及び低屈折率層の層数、及び膜厚を設計することができる。干渉フィルタ130は、例えば、5μm以上50μm以下であることが好ましい。干渉フィルタ130は、例えば、ファイバーオプティックプレート120の画像表示装置110と反対側の面に積層することが好ましい。ファイバーオプティックプレート120を高屈折率層と低屈折率層とを支持する基板として適用できる。
図10、及び図11に示されるように、画像露光装置100は、感光性記録媒体を構成するインスタントフィルム142と、インスタントフィルム142を収納するケース144とから構成されるフィルムパック140を備える。フィルムパック140を支持するための感光性記録媒体支持部である筐体148を備える。筐体148はフィルムパック140を着脱可能に支持することができる。
ケース144は、複数のインスタントフィルム142を収納することができる。図11に示されるように、ケース144、及び筐体148には、画像表示装置110に対向する側に、開口部146が形成されている。
インスタントフィルム142は矩形のカード形状を有する。インスタントフィルム142は、裏面側が露光面142A、正面側が観察面142Bとして構成される。露光面142Aが、平行光による露光により像を記録する面であり、観察面142Bが、記録された像を観察する面である。
インスタントフィルム142の露光面142Aには、露光部と、露光部を挟んでポッド部とトラップ部とを有する(不図示)。ポッド部には現像処理液を内包した現像処理液ポッドが内蔵されている。トラップ部には吸収剤が内蔵される。
インスタントフィルム142は、露光後、ポッド部の現像処理液を露光部に展開させることにより現像処理される。ポッド部の現像処理液は、インスタントフィルム142をローラー対(不図示)の間に通すことで、ポッド部から絞り出され、露光部に展開される。展開処理時に余った現像処理液が、トラップ部で捕捉される。
第1実施形態では画像表示装置110がX−Y方向に延びる二次元状に配列された画素を有する。画像表示装置110の画像表示面の大きさおよび形状は、ファイバーオプティックプレート120と、干渉フィルタ130と、インスタントフィルム142の二次元状の露光面の大きさおよび形状と略同じである。したがって、画像表示装置110から放射される画像を、インスタントフィルム142の露光面の二次元状の全ての領域を同時に露光することができる。
露光したい画像を画像表示装置110に表示させる。画像表示装置110の画素から放射される放射光は、ファイバーオプティックプレート120を透過することにより、放射光の放射角より狭い第1の放射角の範囲内に放射される第1の透過光にされ、干渉フィルタ130を透過することにより、第1の放射角の範囲以下の第2の放射角の範囲内に放射され、例えば、平行光に近い第2の透過光になる。第2の透過光がインスタントフィルム142の露光面142Aに到達し、インスタントフィルム142を同時に露光することができる。露光面142Aの二次元状の全ての領域を同時に露光する態様として、例えば、1次元状に画素が配列された画像表示装置を、複数並べて二次元状とし、同時に露光してもよい。
露光後、現像処理がインスタントフィルム142に対し行われる。インスタントフィルム142には、画像ぼけのほとんどない、画像が形成される。画質の低下が抑制されることが、上述した原理から容易に理解できる。
なお、画像表示装置110が画像を表示する時間を制御することにより、画像表示装置110はシャッターの機構を持つことができる。また、画像表示装置110とインスタントフィルム142との間に、シャッター機構を設けることもできる。
画像表示装置110が携帯端末である場合、画像表示装置110は、画像露光装置100に対して着脱可能であることが好ましい。例えば、画像表示装置110の使用者が、画像表示装置110により画像を取得する。使用者は、画像表示装置110を画像露光装置100の一部の構成として取り付ける。画像表示装置110の画像により、インスタントフィルム142を露光する。露光後、画像露光装置100から画像表示装置110を取り出し、画像表示装置110により新たな画像を取得することができる。
<第2実施形態>
第2実施形態について図12を参照して説明する。なお、上述した第1実施形態と同一の作用を奏する部分には、同一の符号を付することによりその部分の詳細な説明を省略し、主に他の実施形態と異なる点を説明する。
図12に示されるように、画像露光装置100は、画像表示装置110と、ファイバーオプティックプレート120と、干渉フィルタ130と、複数のインスタントフィルム(不図示)を収納するケース144により構成されるフィルムパック140と、を備える。
第1実施形態と異なり、第2実施形態の画像表示装置110は、一次元状である。一次元とは、X−Y方向の一方の方向に延びる状態を意味する。図12に示されるように、画像表示装置110はX方向に延びている。画像表示装置110は、一次元状に配列された画素を有している。
画像表示装置110は、インスタントフィルムのX方向とほぼ同じ長さである。一方で、画像表示装置110は一次元であるので、画像表示装置110のY方向の長さは、インスタントフィルムのY方向の長さより短い。画像表示装置110はインスタントフィルムの露光面より小さいことになる。
第2実施形態では、インスタントフィルムを露光するため、画像表示装置110は、画素の配列方向であるX方向に対して垂直方向であるY方向に沿って走査される。
図12に示されるように、画像露光装置100は、画像表示装置110を走査するための走査部200を備える。走査部200は、画像表示装置110の両端を支持する支持部210と、フィルムパック140を支持する支持台220と、支持台220に内蔵される駆動部(不図示)と、を備える。支持台220はレール250を備え、駆動部は支持部210をレール250に沿ってY方向に走査することができる。
走査部200が画像表示装置110を垂直方向に走査しながら、画像表示装置110はインスタントフィルムを順次露光することができる。画像表示装置110の画像表示と、走査部200の駆動とを、同期させるため不図示の制御部を備えることが好ましい。
画像表示装置110の画素から放射される放射光は、ファイバーオプティックプレート120、及び干渉フィルタ130を透過することにより、平行光に近い第2の透過光になる。第2の透過光がインスタントフィルム142の露光面142Aに到達し、インスタントフィルム142を順次露光することができる。
露光後、現像処理がインスタントフィルム142に行われる。インスタントフィルム142には、画像ぼけのほとんどない、画像が形成される。画質の低下が抑制されることは、上述した原理から容易に理解できる。
図13は、第2実施形態の画像露光装置100の変形例を示す。変形例の画像露光装置100は、画像表示装置110と、ファイバーオプティックプレート120と、干渉フィルタ130と、インスタントフィルム142を収納するケース144により構成されるフィルムパック140を着脱可能に支持する筐体148と、を備える。
変形例の画像露光装置100では、ファイバーオプティックプレート120と、干渉フィルタ130とが、画像表示装置110の画素の配列方向と同様にX方向に延びる一次元状で構成される。
走査部200は、画像表示装置110と、ファイバーオプティックプレート120と、干渉フィルタ130とを、画像表示装置110の画素の配列方向に対して垂直方向に沿って走査させる。画像表示装置110は、走査しながら、インスタントフィルム142を順次露光することができる。
第1実施形態と同様に、画像表示装置110の画素から放射される放射光は、ファイバーオプティックプレート120、及び干渉フィルタ130を透過することにより、平行光に近い第2の透過光になる。第2の透過光がインスタントフィルム142の露光面142Aに到達し、インスタントフィルム142を順次露光することができる。
露光後、現像処理がインスタントフィルム142に対し行われる。インスタントフィルム142には、画像ぼけのほとんどない、画像が形成される。画質の低下が抑制されることは、上述した原理から容易に理解できる。
画像表示装置110を走査しながら露光する場合を説明したが、画像表示装置110とインスタントフィルム142とが相対的に走査できれば、インスタントフィルムを走査しながら露光してもよい。すなわち、画像表示装置110及びインスタントフィルム142の少なくとも一方を走査させればよい。
<第3実施形態>
第3実施形態について図14を参照して説明する。なお、上述した第1実施形態及び第2実施形態と同一の作用を奏する部分には、同一の符号を付することによりその部分の詳細な説明を省略し、主に他の実施形態と異なる点を説明する。
図14に示されるように、画像露光装置100は、画像表示装置110と、ファイバーオプティックプレート120と、干渉フィルタ130と、複数のインスタントフィルム(不図示)を収納するケース144により構成されるフィルムパック140を着脱可能に支持する筐体148と、走査部200と、を備える。
第2実施形態と異なり、第3実施形態の画像表示装置110は、二次元状である。また、画像表示装置110は感光性記録媒体であるインスタントフィルムの露光面より小さい面積となる領域の上に二次元状に配列された画素を有している。複数の画素は、例えば、行列状に二次元状に配列されることが好ましい。
インスタントフィルムを露光するため、第2実施形態と同様に、第3実施形態は、走査部200を備える。一方で、第2実施形態と異なり、第3実施形態の走査部200は、画像表示装置110をY方向に走査するだけでなく、X方向にも走査することができる。
例えば、行列状に二次元状に配列された画素では、行方向をX方向とした場合、行方向(X方向)と行方向(X方向)に対して垂直となる方向(Y方向)の両方向に沿って、走査部を走査させることが好ましい。
したがって、走査部200は、ボールネジ230と、ボールネジ230に係合するナットを備える移動部240と、を備える。ボールネジ230の回転運動により、移動部240はX方向に移動できる。移動部240は、画像表示装置110を保持するための保持部(不図示)を有することが好ましい。
走査部200が画像表示装置110をX方向とY方向とに走査しながら、画像表示装置110はインスタントフィルムを順次露光することができる。画像表示装置110の画像表示と、走査部200の駆動とを、同期させるため不図示の制御部を備えることが好ましい。
第3実施形態では、画像表示装置110より大きな露光面を有する感光性記録媒体に露光する場合に有効に適用することができる。
第1実施形態と同様に、画像表示装置110の画素から放射される放射光は、ファイバーオプティックプレート120、及び干渉フィルタ130を透過することにより、平行光に近い第2の透過光になる。第2の透過光がインスタントフィルム142の露光面142Aに到達し、インスタントフィルム142を順次露光することができる。
露光後、現像処理がインスタントフィルム142に対し行われる。インスタントフィルム142には、画像ぼけのほとんどない、画像が形成される。画質の低下が抑制されることは、上述した原理から容易に理解できる。
図15は、第3実施形態の画像露光装置100の変形例を示す。変形例の画像露光装置100は、画像表示装置110と、ファイバーオプティックプレート120と、干渉フィルタ130と、インスタントフィルム142を収納するケース144により構成されるフィルムパック140を着脱可能に支持する筐体148と、走査部200と、を備える。
変形例の画像露光装置100では、ファイバーオプティックプレート120と、干渉フィルタ130とが、画像表示装置110と同様に感光性記録媒体であるインスタントフィルム142より小さい二次元状である。
走査部200が、画像表示装置110と、ファイバーオプティックプレート120と、干渉フィルタ130と、をX方向とY方向とに走査しながら、画像表示装置110はインスタントフィルム142を順次露光することができる。画像表示装置110の画像表示と、走査部200の駆動とを、同期させるため不図示の制御部を備えることが好ましい。
画像表示装置110の画素から放射される放射光は、ファイバーオプティックプレート120、及び干渉フィルタ130を透過することにより、平行光に近い第2の透過光になる。第2の透過光がインスタントフィルム142の露光面142Aに到達し、インスタントフィルム142を順次露光することができる。
露光後、インスタントフィルム142に対し現像処理が行われる。インスタントフィルム142には、画像ぼけのほとんどない、画像が形成される。画質の低下が抑制されることは、上述した原理から容易に理解できる。
画像表示装置110をX方向とY方向とに走査しながら露光する場合を説明したが、画像表示装置110とインスタントフィルム142とが相対的に走査できれば、インスタントフィルムをX方向とY方向とに走査しながら、露光してもよい。すなわち、画像表示装置110及びインスタントフィルム142の少なくとも一方をX方向とY方向の両方向に沿って走査させればよい。
第2実施形態と第3実施形態では、画像表示装置が感光性記録媒体より小さい。画像表示装置の画素から放射される放射光による露光範囲において、隣り合う露光範囲が一部重複してもよい。露光範囲の一部を重複させない場合、感光性記録媒体の上に未露光領域が発生する懸念がある。未露光領域に起因する感光性記録媒体に画像が形成されない状態を回避することが好ましい。
10 画像露光装置
20 画像表示装置
21 画素
23 画像表示面
40 感光性記録媒体
41 露光面
50 コリメート部
60 干渉フィルタ
70 感光性記録媒体支持部
100 画像露光装置
110 画像表示装置
120 ファイバーオプティックプレート
130 干渉フィルタ
140 フィルムパック
142 インスタントフィルム
142A 露光面
142B 観察面
144 ケース
146 開口部
148 筐体
200 走査部
210 支持部
220 支持台
230 ボールネジ
240 移動部
250 レール
RL 放射光
TL 第1の透過光
TL 第2の透過光θ 第1の放射角θ 第2の放射角

Claims (11)

  1. 複数の波長の光を発する画素を備える画像表示装置と、
    前記画像表示装置の画像を記録する感光性記録媒体を、前記感光性記録媒体の露光面を前記画像表示装置に対向させて支持する感光性記録媒体支持部と、
    前記画像表示装置と前記感光性記録媒体支持部との間に配置された、前記画素から放射される前記複数の波長の光を含む放射光を、前記放射光の放射角より狭い第1の放射角の範囲内に放射される第1の透過光にするコリメート部と、
    前記コリメート部と前記感光性記録媒体支持部との間に配置された、前記複数の波長の光を含む第1の透過光を、前記第1の放射角の範囲以下の第2の放射角の範囲内に放射される第2の透過光にする干渉フィルタと、
    を備える画像露光装置であって、
    前記画像表示装置が一次元状に配列された前記画素を有し、
    前記画像表示装置及び前記感光性記録媒体支持部に支持された前記感光性記録媒体の少なくともいずれか一方を、前記画像表示装置の前記画素の配列方向に対して垂直となる方向に沿って走査する走査部を備える画像露光装置。
  2. 複数の波長の光を発する画素を備える画像表示装置と、
    前記画像表示装置の画像を記録する感光性記録媒体を、前記感光性記録媒体の露光面を前記画像表示装置に対向させて支持する感光性記録媒体支持部と、
    前記画像表示装置と前記感光性記録媒体支持部との間に配置された、前記画素から放射される前記複数の波長の光を含む放射光を、前記放射光の放射角より狭い第1の放射角の範囲内に放射される第1の透過光にするコリメート部と、
    前記コリメート部と前記感光性記録媒体支持部との間に配置された、前記複数の波長の光を含む第1の透過光を、前記第1の放射角の範囲以下の第2の放射角の範囲内に放射される第2の透過光にする干渉フィルタと、
    を備える画像露光装置であって、
    前記画像表示装置が、前記感光性記録媒体の前記露光面より小さい面積となる領域の上に二次元状に配列された画素を有し、
    前記画像表示装置及び前記感光性記録媒体支持部に支持された前記感光性記録媒体の少なくともいずれか一方を前記画像表示装置の前記画素の配列方向と前記画素の配列方向に対して垂直となる方向の両方に沿って走査する走査部を備える画像露光装置。
  3. 前記干渉フィルタが、nの屈折率を有する複数の高屈折率層と、nの屈折率を有する複数の低屈折率層と、が交互に積層され、かつ前記高屈折率層の光学膜厚がλ/4の整数倍であり、前記低屈折率層の光学膜厚がλ/4の整数倍である多層膜により構成される請求項1又は2に記載の画像露光装置。
  4. 前記多層膜が、λ/4の4倍以上の光学膜厚を有する厚膜高屈折率層、又はλ/4の4倍以上の光学膜厚を有する厚膜低屈折率層の何れかを2層以上含む請求項に記載の画像露光装置。
  5. 前記厚膜高屈折率層又は前記厚膜低屈折率層の何れか2層のλ/4に対する光学膜厚の比が異なる請求項に記載の画像露光装置。
  6. 前記コリメート部が、ルーバー、ファイバーオプティックプレート、及びキャピラリプレートから選ばれる少なくとも1つを含む請求項1からのいずれか1項に記載の画像露光装置。
  7. 前記画素から放射される光による露光範囲において、隣り合う前記露光範囲が一部重複する請求項1から6のいずれか一項に記載の画像露光装置。
  8. 前記画像表示装置が、着脱可能である請求項1からの何れか1項に記載の画像露光装置。
  9. 前記感光性記録媒体支持部は、前記感光性記録媒体を着脱可能に支持する請求項1からの何れか一項に記載の画像露光装置。
  10. 複数の波長の光を発する画素を備える画像表示装置を準備するステップと、
    前記画像表示装置の画像を記録する感光性記録媒体を、前記感光性記録媒体の露光面を前記画像表示装置に対向させて支持する感光性記録媒体支持部を準備するステップと、
    前記画像表示装置と前記感光性記録媒体支持部との間に配置され、前記画素から放射される前記複数の波長の光を含む放射光を、前記放射光の放射角より狭い第1の放射角の範囲内に放射される第1の透過光にするコリメート部と、前記コリメート部と前記感光性記録媒体支持部との間に配置され、前記複数の波長の光を含む第1の透過光を、前記第1の放射角の範囲以下の第2の放射角の範囲内に放射される第2の透過光にする干渉フィルタとを介して、前記感光性記録媒体の前記露光面に前記第2の透過光を露光するステップと、
    を含む画像露光方法であって、
    前記画像表示装置が一次元状に配列された前記画素を有し、
    前記画像表示装置及び前記感光性記録媒体支持部に支持された前記感光性記録媒体の少なくともいずれか一方を、前記画像表示装置の前記画素の配列方向に対して垂直となる方向に沿って走査することを含む画像露光方法。
  11. 複数の波長の光を発する画素を備える画像表示装置を準備するステップと、
    前記画像表示装置の画像を記録する感光性記録媒体を、前記感光性記録媒体の露光面を前記画像表示装置に対向させて支持する感光性記録媒体支持部を準備するステップと、
    前記画像表示装置と前記感光性記録媒体支持部との間に配置され、前記画素から放射される前記複数の波長の光を含む放射光を、前記放射光の放射角より狭い第1の放射角の範囲内に放射される第1の透過光にするコリメート部と、前記コリメート部と前記感光性記録媒体支持部との間に配置され、前記複数の波長の光を含む第1の透過光を、前記第1の放射角の範囲以下の第2の放射角の範囲内に放射される第2の透過光にする干渉フィルタとを介して、前記感光性記録媒体の前記露光面に前記第2の透過光を露光するステップと、
    を含む画像露光方法であって、
    前記画像表示装置が、前記感光性記録媒体の前記露光面より小さい面積となる領域の上に二次元状に配列された画素を有し、
    前記画像表示装置及び前記感光性記録媒体支持部に支持された前記感光性記録媒体の少なくともいずれか一方を前記画像表示装置の前記画素の配列方向と前記画素の配列方向に対して垂直となる方向の両方に沿って走査する画像露光方法。
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