JPH02221920A - 複数のｌａｌｃセルのレーザによる同時書込みのための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） 本発明は概略的に像の書込みに関し、より詳細にはレー
ザビームを用いた液晶セルへの像の書込みに関する。

記録すべき像情報を担持する光に感光性の媒体を露出さ
せることによって視覚像を形成することはよく知られて
いる。露出光は情報源から反射し、あるいはこれを透過
した後に感光性の媒体に向けられる。

このような情報源は特定の例としてレーザ・アドレス型
液晶（ＬＡＬＣ）セルによって形成されるマスクのよう
なフォトマスクでもよい。

また書込むべき像によって変調された走査されるレーザ
ビームを用いて液晶セル上に像情報を書込むことも知ら
れている。感光性の媒体に像を形成する際に、書込みの
なされた液晶セルは露出光の透過または反射のためのマ
スクとして用いられる。このような装置の例が「光学技
術（０ρｔｊｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）　Ｊ　２
３（３）（１９８４年５−６月号）第２３０〜２４０頁
のデューイによる「レーザ・アドレス型液晶デイスプレ
ィ」に記載されている。

感光性の媒体にカラー像を再生する場合、各々三原色の
１つに対応するマスクをなす少くとも３枚の液晶セルが
用いられる。このとき３枚のマスクは感光性の媒体を三
原色の露出光に同時に、または順次的に露出させるのに
用いられよう。

カラー像の場合レーザ・アドレス型液晶（ＬＡＬＣ）の
セルに書込みを行うために単一のレーザ書込み装置を用
いるのが典型的になっている。このセルは順次的に書込
まれるので、完全な像に要する全体の書込み時間が比較
的長く、単一のセルに必要な時間の３倍になる。特に典
型的にはレーザ走査の際に用いられるガルボ・ミラーと
ビームをマスク面上に結像させるのに用いられるレンズ
系との経費により、単純に３つの書込み装置を備えるよ
うにするのは実際的でない。フルカラー像の色成分に対
応する複数の像を書込む際の他の問題は複数のセルの間
に適切な位置合せを行わなければならないことである。

これは単一の書込み装置が順次的に用いられるか、複数
の独立した装置が同時に用いられるかにかかわらず事実
である。でなければ完成したカラー像は色ずれを示すで
あろう。

しかしながらこれは少なくとも部分的にセルの位置決め
の非反復性とともにレーザ走査の際に典型的に用いられ
るガルバノメータ・ミラーの浮遊によって困難であるこ
とがわかった。

それゆえ必要なのは複数のセル上に、あるいは単一のセ
ルの別個の領域上に同時に複数の像を書込むための方法
及び装置である。像の間の位置合せは正確で反復性のあ
るものとすべきである。さらにこの方法及び装置は妥当
な価格及び複雑さのものとすべきである。

（発明の概略） 本発明は少なくとも１枚の感光性の面上に同時に複数の
像を書込むための方法及び装置を提供するものである。

この方法は第１の像に対応する像情報に従って第１のレ
ーザビームを変調するステップを含む、第２の像に対応
する像情報に従っで第２のレーザビームが変調される。

第１のレーザビームは第１の入射角Ａ１で走査ミラー上
に向けられ、第２のレーザビームは第２の入射角Ａｔで
同じ走査ミラー上に向けられる。第１のレーザビームは
走査ミラーから感光性の面上にこれに第１の像を書込む
ように結像する。第２のレーザビームは第１の像から空
間的に間隔をおいて第２の像を書込むように走査ミラー
から液晶の面上に結像する。

個々の像は単一のフルカラー像の分離した色に対応する
ようにするのが°好ましい。かくして２本より多くの、
例えば３本または４本のビームが用いられる方法が通常
用いられるものと考えられる。

しかしながら当業者に理解されるように、この方法は、
対応する装置とともに、特に前述した２本より多いビー
ムに容易に適合するように拡張される。

第１及び第２のレーザビームは同時に走査ミラー上に向
けられよう、このような場合ミラーへのビーム入射角は
等しくなく、Ａ、≠＾２である。

他の実施例において、細長い走査ミラーを用いてミラー
が細長い方向の走査軸を有するようにして１よい、第１
及び第２のレーザビームが走査ミシー上に向けられてこ
の軸に沿って分離される。

この実施例において、入射角はＡ＋＝ｌｈであるか、Ａ
１≠Ａ！であるかのいずれかである。

本発明はまた少なくとも１つの感光性の面上に同時に複
数の像を書込むための装置を提供するものである。この
装置は第１及び第２のレーザビームを発生させるレーザ
光源を含む、第１の像に対応する像情報に従って第１の
ビームを変調するための適当な手段が、第２の像に対応
する像情報に従って第２のレーザビームを変調するため
の手段とともに備えられる。走査手段には走査ミラーに
感光性の面を走査させるための手段が設けられる。

第１の指向手段が第１のレーザビームを第１の変調手段
から走査ミラー上に第１の入射角Ａ１をなすように向け
、第２の指向手段が第２のレーザビームを第２の変調手
段から走査ミラー上に第２の入射角Ａ８をなすように向
ける。

第１の結像手段が走査ミラーから第１のレーザビームを
受取り、これを感光性の面上に結像させてこれに第１の
像を書込む、第２の結像手段が走査ミラーから第２のレ
ーザビームを受取り、このレーザビームを液晶面上に結
像させてこれに第１の像から空間的に間隔をおいて第２
の像を書込む。

好ましい実施例において、第１及び第２の結像手段はと
もに単レンズである。走査ミラー上に向けられたレーザ
ビームの角度間隔はビームがミラーから出てゆく際に維
持される。それからビームは単レンズを通過して感光性
の面の別個の位置に結像するであろう。

従って、１枚またはそれ以上の液晶セル上に複数の像を
書込むための方法及び装置を提供すること、このような
像を形成するのに必要な書込み時間全体を減少させるた
めにこのような像を同時に書込む方法及び装置を提供す
ること、像を同時に書込むとともに個々の像についであ
る種の高価なあるいは複雑な装置部分を共用することが
できる方法及び装置を提供すること、フルカラー像の色
分解像をなす個々の像を形成するのに特に適合した方法
及び装置を提供すること、像投影装置においてフォトマ
スクとして用いられる書込まれだ液晶セルを形成するの
に特に適切な方法及び装置を提供すること、が本発明の
目的である。

（好ましい実施例の詳細な説明） 本発明の他の目的及び利点は添付の図面を参照して以下
の説明から容易に理解されよう。

本発明は最初に第１図に示される公知の液晶書込み装置
について考察することによって最もよく理解されよう。

従来のダイオード・レーザＩＯからの放射がビーム整形
光学系１２によって平行光束化され整形される。このビ
ームは平滑視野形Ｆ−θレンズ１６の入射瞳の位置にあ
る車軸ガルバノメータ・ミラー１４上に向けられる。ガ
ルボ・ミラー１４は概略的に両方矢印１５によって示さ
れる方向に走査可能である。ビームはレンズ１６の像平
面において適当な従来のＬＡＬＣセル１８上にレンズ１
６によって結像する。レーザ１０が像のデータを書込む
ように変調されているので、ガルバノメータはビームが
矢印１９で示されるように像のラスクー線を掃引するよ
うにする。像を書込む際のラスクー線の前進は、好まし
くはリードねし及びステップモータの結合体（図示せず
）によって、セル１８を図面の平面に垂直な方向に物理
的に前進させることによってなされる。

本発明によれば数本のビームを単一のガルボ・ミラー上
に結合させることによって複数の像の同時書込みがなさ
れる。複数のビームはまた好ましくは単一のＦ−θレン
ズを介して１枚または複数枚のセル上に結像する。この
ような装置は単一のガルボ・ミラーだけを必要とするが
、これは最も高価な単一のセル書込み装置の部分である
。このような装置はまた１軸だけでなくレンズの視野全
体を用いることを可能にする。入射ビームの角度により
ビームによって形成される各々の走査線の間の位置ずれ
が決定される。

本発明による装置が第２図に示されている。各々１本の
ビームが完全なカラー像のブルー・グリーン、レッド成
分を別個の液晶セル上に書込むのに用いられるようにし
た３本のビームが示されている。レーザ１０ａ、　１０
ｂ及び１０ｃは走査用ガルボ・ミラー１４上の同じ位置
に向けられるビームを発生させる、しかしながら各々の
ビームがミラー１４上に向けられるので、ビームがミラ
ー１４からレンズ１６に向けられる際にビームの角度間
隔が維持される。レンズ１６からは３本のビームが３枚
のセル１８ａ、　１８ｂ及び１８ｃ上に結像する。セル
はこれをそれぞれの位置に固定するようにフレーム２１
に装着されるのが好ましい、セル１８ａ、　１８ｂ及び
１８ｃは明確にするため第２図で直線状に配置して示さ
れている。実際的な好ましい実施例において、セルは第
２図Ａに示されるようにフレーム２１上に配置される。

当業者に理解されるように、このような配置はレンズ１
６の視野をより有効に利用するものである。

本発明とともに適切ないかなるＬＡＬＣセルを用いても
よい、−例が米国特許筒４，７８７，７１３号に開示さ
れている。さらにここに開示されている例は全て書込ま
れる情報の投影のために透過型モードで動作するセルを
用いているが、反射型セルも同様に用いられることが当
業者に容易に理解されよう。

第２図の実施例は各々のビームに対して別個のレーザと
ビーム整形光学系とを必要とするが、最も高価な要素、
すなわちガルバノメータ及びＦ−θレンズが共用される
。

本発明に多くの変形が可能であり、当業者には明らかで
あろう、セル上の像領域がレンズ１６の視野内に全てが
入るのに十分な程度に小さければ、平行光束化されたレ
ーザビームの角度を慎重に位置決めするだけでよい、こ
のような装置が第２図に示されている。

像領域が大き過ぎると、レンズと液晶セルとの間に配置
された折曲げミラーが用いられる。このような装置が第
２図Ｂに示されている。明確にするため２本のビームだ
けが示されているが、ここでも実際的な装置は少なくと
も３本のビームを必要とすることが理解されよう。第２
図Ｂに示される参照番号は第２図の参照番号に対応して
いて、同様の参照番号は同様の部分を示す、ビームはレ
ンズ１６から出て折曲げミラー２３及び２４によりセル
１８ａ及び１８ｂに向けられる。ミラー２３及び２４を
用いるとより大きい面積のセルが用いられるようになる
ことがわかる。この場合レンズの焦点距離によって、ま
た程度は下がるがビームがレンズを出る際のその直径に
よって、像の大きさに制限が加わる。

全ての色分解像が同じように逆になるのでなければ、ミ
ラーを用いて像のいずれかが逆になるのを避けるのが望
ましい。このようにして画素の配置の許容がずっと緩和
される。

第３図を参照すると複数の、セルを同時にレーザ書込み
するようにした本発明の他の実施例が示されている。こ
の場合レーザ１０ａ、ＩＯｂ及び１０ｃがらの３本の書
込みビームが単一のミラー１４′によって掃引されるよ
うにした特殊な細長いガルボ・ミラー１４’が用いられ
ている。この場合各々のビームは離れた位置でミラー１
４′から反射される。

各々のビームには共用するＦ−θレンズでなくてそれぞ
れそれ自身のレンズ２０ａ、２０ｂ及び２０ｃが備えら
れている。３つのレンズを全て動作させるために単一の
ダイナミックな合焦機構２２が用いられる。セル１８ａ
、１８ｂ及び１８ｃは全てフレーム２１に固着され、そ
の後にプリンタによって投影されるように適切に配置さ
れる。書込みビームの間隔はセルの位置に合うように選
択されるので、投影のためにセルを再位置合せする必要
がない。

前述の実施例のいずれにおいても、液晶マスクは図示の
ように共通の剛性支持体に装着された別個のセルか、あ
るいは大きい単一のセルでもよい。

マスク組立体は手動的または機械的にセル書込み装置と
投影プリンタとの間を往復動可能である。

フルカラー像を形成するためセルに書込まれた像を感光
性媒体上に投影するのは以下なる従来の手段を用いても
なされよう、適当な投影装置の一例が第４図に示されて
いるが、ここで３枚のセル１８ａ、　１８ｂ及び１８ｃ
がフレーム２１によって支持されているものとして示さ
れている。（装置の種々の部分の支持構造は明確にする
ため省略されている。）投影ランプ２Ｇはカラーフィル
タ２７ａを介して投影ビームをセル１８ａ上に向ける。

それからビームは投影レンズ２８を通過し、その後にビ
ームが像平面上に投影される。１枚の感光性材料３０が
この平面内に配置され、第１の色分解像がこの感光性媒
体上に投影される。それからフィルタ２７ｂが選択され
、セル１８ｂ上に書込まれた色分解像が感光性材料３０
上に投影されるようにフレーム２１が移動する。

最後に第３の色分解像を感光性媒体上に書込むために投
影ビームがセル１８ｃを通して向けられてフルカラー像
を与える。

セル１８ａ、　１８ｂ及び１８ｃによって形成されるマ
スクとともに他の投影装置も用いられ、用いられる特定
の装置はセル１８ａ、　１８ｂ及び１８ｃが図示のよう
に透過型モードで投影の作用をするか、反射型モードで
作用をするかによるものである。適切な装置は当業者に
明らかであろう。１枚の投影レンズだけを必要とする他
の実施例が「リサーチ・ディスクロージャ」第２８１１
２号（１９８７年９月号）において公表された記事「像
投影空間におけるミラーを用いたカラー露光装置」を参
照して理解される。

露出光の特性及び露光のパラメータが特定の媒体に適切
になっているとすれば、本発明はいかなる感光性材料上
ともに用いることもできることも理解されよう、しかし
ながら本発明が特に適切になる特定の媒体はミード・コ
ーポレーションによって開発されたマイクロカプセル型
の圧力現像媒体である。この媒体は例えば米国特許筒４
，４４０，８４６号及び第４，３９９．２０９号に開示
されている。

ここに説明した方法及び装置の形態は本発明の好ましい
実施例をなすものであるが、本発明はこれらの方法及び
装置の形態そのものに限定されるものではなく、発明の
範囲を逸脱せずに変形がなされることが理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の液晶セル書込み装置の概略図である。 第２図は本発明による液晶セル書込み装置の概略図であ
る。 第２図Ａはフレーム及び３枚の液晶セルからなるセル組
立体の平面図である。 第２図Ｂは第２図の実施例に対する変形を示す第２図と
同様の概略図である。 第３図は本発明のセル書込み装置の他の実施例を示す概
略図である。 第４図は書込まれたセルとともに用いるための投影装置
の例の概略図である。 図中、 １０ａ、１０ｂ、１０ｃ　・・・レーザ光源１２ａ、　
１２ｂ、　１２ｃ・・・ビーム整形光学系１４・・・走
査　　　　　　　　１６・・・結像レンズ１８ａ、１８
ｂ、１８ｃ　−−・液晶セル　２１・・・フレーム２３
、２４・・・ミラー　　　　　２６・・・投影ランプ２
７ａ　、　２７ｂ　、　２７ｃ・・・フィルタ　２Ｂ・
・・投影レンズ３０・・・感光性材料 （外４名） ＩＧ−３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つの感光性の面上に同時に複数の像を
   書込む方法において、 第１の像に対応する像情報に従って第１のレーザビーム
   を変調するステップと、 第２の像に対応する像情報に従って第２のレーザビーム
   を変調するステップと、 上記第１のレーザビームを第１の入射角Ａ＿１で走査ミ
   ラー上に向けるステップと、 上記第２のレーザビームを第２の入射角Ａ＿２で上記走
   査ミラー上に向けるステップと、上記走査ミラーからの
   上記第１のレーザビームを上記感光性の面上に結像させ
   てこれに上記第１の像を書込むステップと、 上記走査ミラーからの上記第２のレーザビームを上記液
   晶面上に結像させてこれに上記第２の像を上記第１の像
   から空間的に間隔をおいて書込むようにするステップと
   、 からなることを特徴とする複数の像を同時に書込む方法
   。 ２、請求項１に記載の方法にして、上記感光性の面が液
   晶面であることを特徴とする複数の像を同時に書込む方
   法。 ３、請求項２に記載の方法にして、上記液晶面が単一の
   液晶セルとして形成されていることを特徴とする複数の
   像を同時に書込む方法。 ４、請求項２に記載の方法にして、上記液晶面が複数の
   別個の液晶セルとして形成され、上記第１の像及び第２
   の像が上記セルの別個のものに形成されることを特徴と
   する複数の像を同時に書込む方法。 ５、請求項１に記載の方法にして、上記第１のレーザビ
   ーム及び第２のレーザビームが上記走査ミラー上に同時
   に向けられ、Ａ＿１≠Ａ＿２であるようにしたことを特
   徴とする複数の像を同時に書込む方法。 ６、請求項１に記載の方法にして、上記走査ミラーが細
   長い方向の軸を有する細長いミラーであり、上記第１及
   び第２のレーザビームが上記軸に沿って上記ミラー上に
   分離されるように上記走査ミラー上に向けられるように
   したことを特徴とする複数の像を同時に書込む方法。 ７、請求項６に記載の方法にして、Ａ＿１＝Ａ＿２であ
   るようにしたことを特徴とする複数の像を同時に書込む
   方法。 ８、請求項６に記載の方法にして、Ａ＿１≠Ａ＿２であ
   るようにしたことを特徴とする複数の像を同時に書込む
   方法。 ９、少なくとも１枚の感光性の面上に複数の像を同時に
   書込むための装置において、 第１のレーザビームを発生させるための光源と、該第１
   のレーザビームを第１の像に対応する情報に従って変調
   するための手段と、 第２のレーザビームを発生させるための光源と、該第２
   のレーザビームを第２の像に対応する情報に従って変調
   するための手段と、 走査ミラーと、 該走査ミラーに上記感光性の面を走査させるための手段
   と、 上記第１の変調手段からの上記第１のレーザビームを上
   記走査手段上に第１の入射角Ａ＿１をなすように向ける
   ための第１の指向手段と、 上記第２の変調手段からの上記第２のレーザビームを上
   記走査手段上に第２の入射角Ａ＿２をなすように向ける
   ための第２の指向手段と、 上記走査ミラーから上記第１のレーザビームを受取り該
   第１のレーザビームを上記感光性の面上に結像させてこ
   れに上記第１の像を書込むための第１の結像手段と、 上記走査ミラーから上記第２のレーザビームを受取り該
   第２のレーザビームを上記感光性の面上に結像させてこ
   れに上記第２の像を上記第１の像から空間的に間隔をお
   いて書込むための第２の結像手段と、 からなることを特徴とする複数の像を同時に書込むため
   の装置。 １０、請求項９に記載の装置にして、上記感光性の面が
   液晶面であることを特徴とする複数の像を同時に書込む
   ための装置。 １１、請求項１０に記載の装置にして、上記液晶面が単
   一液晶セルとして形成されていることを特徴とする複数
   の像を同時に書込むための装置。 １２、請求項１０に記載の装置にして、上記液晶面が複
   数の別個の液晶セルとして形成され、上記第１の像及び
   第２の上記セルに別個に形成されるようにしたことを特
   徴とする複数の像を同時に書込むための装置。 １３、請求項９に記載の装置にして、上記第１及び第２
   の指向手段が上記第１及び第２のレーザビームをそれぞ
   れ上記走査ミラー上に同時に向け、Ａ＿１≠Ａ＿２であ
   るようにしたことを特徴とする複数の像を同時に書込む
   ための装置。 １４、請求項９に記載の装置にして、上記走査ミラーが
   細長い方向に軸を有する細長いミラーであり、上記第１
   及び第２の指向手段が上記第１及び第２のレーザビーム
   を上記軸に沿って上記走査ミラーで分離されるように走
   査ミラー上に向けるようにしたことを特徴とする複数の
   像を同時に書込むための装置。 １５、請求項１４に記載の装置にして、上記第１及び第
   ２の指向手段が上記第１及び第２のレーザビームをＡ＿
   １＝Ａ＿２となるように向けるようにしたことを特徴と
   する複数の像を同時に書込むための装置。 １６、請求項１４に記載の装置にして、上記第１及び第
   ２の指向手段が上記第１及び第２のレーザビームをＡ＿
   １≠Ａ＿２となるように向けるようにしたことを特徴と
   する複数の像を同時に書込むための装置。 １７、請求項９に記載の装置にして、上記第１の結像手
   段及び第２の結像手段がともに単レンズであることを特
   徴とする複数の像を同時に書込むための装置。 １８、請求項９に記載の装置にして、上記第１の結像手
   段及び第２の結像手段が各々別個の異なる結像レンズで
   あることを特徴とする複数の像を同時に書込むための装
   置。