JPH09258336A - 液晶表示パネルを用いた画像露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示パネルに表示させた画像を感光材料
上に結像させて画像露光する装置において、視角が０°
以外のときに最大透過率となるような液晶表示パネルを
用いてもその消光比を高く保ち、それにより、高階調画
像を記録可能にする。 【解決手段】 感光材料20を露光させる記録光Ｌを発す
る光源10と、この記録光Ｌを平行光化するコンデンサー
レンズ11と、ある特定面内における光の入射角がα（α
≠０）のとき最大透過率を示す複数の液晶セルが２次元
的に配されてなり、平行光化された記録光Ｌを空間変調
する液晶表示パネル12と、この液晶表示パネル12に形成
された階調画像を感光材料20上に結像させる結像レンズ
14とを有する画像露光装置において、光源10を、コンデ
ンサーレンズ11を通過した記録光Ｌが液晶表示パネル12
に対し上記特定面内においてほぼ入射角αで斜め入射す
るように、光源中心をコンデンサーレンズ光軸Ｏから外
して配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示パネルを用
いた画像露光装置に関し、特に詳細には、透過率の視角
依存性がある液晶表示パネルを用いながら高階調画像を
記録可能とした画像露光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電圧印加に応じて光の透過率
を変える液晶セルが多数２次元的に配されてなり、各液
晶セルを透過する光を空間変調して画像を表示する液晶
表示パネルが種々提供されている。また最近では、例え
ば特開平１−１３３０４１号に示されているように、液
晶表示パネルに表示された階調画像を感光材料上に結像
させて、この画像を感光材料に記録することも行なわれ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、現在広範に
実用に供されているＴＮ（ツイステッド・ネマチック）
液晶等からなる液晶セルにおいては、光の透過率が光の
入射角に応じて変わる特性がある。これは一般に、透過
率の視角依存性と言われているものであり、この特性の
ために、液晶セルの消光比も入射角に応じて変化する。
図２は、典型的なＴＮ液晶セルにおけるある特定面内の
入射角と消光比との関係を示すものであり、この場合は
入射角がほぼ＋５°のとき消光比が最大となり、入射角
がそこから増大あるいは低下するのにつれて消光比は低
下する。

【０００４】先に述べたように、液晶表示パネルを利用
して感光材料に階調画像を記録する場合、高階調の画像
を記録するためには当然高い消光比が求められるが、従
来の液晶表示パネルを用いた画像露光装置では、高い消
光比を得ることは困難となっていた。つまり従来装置で
は、露光用光源から発せられた記録光は平行光化された
状態で液晶表示パネルに垂直入射（つまり入射角が０
°）するように導かれるので、液晶表示パネルが上記図
２のような特性を有している場合は、液晶表示パネルは
本来250 ：１以上の消光比を確保し得るのにもかかわら
ず、実際の消光比は200 ：１にも達しないことになって
しまうのである。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、光の入射角が０°以外のときに最大透過率とな
るような透過率の視角依存性がある液晶表示パネルを用
いてもその消光比を高く保ち、それにより、高階調画像
を記録することができる画像露光装置を提供することを
目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の液晶
表示パネルを用いた画像露光装置は、請求項１に記載の
ように、感光材料を露光させる記録光を発する光源と、
この光源が焦点位置近傍にあるように配されて、該光源
から発せられた記録光を平行光化するコンデンサーレン
ズと、ある特定面内における光の入射角がα（α≠０）
のとき最大透過率を示す複数の液晶セルが２次元的に配
されてなり、上記コンデンサーレンズの光軸にほぼ垂直
な向きに配されて、平行光化された上記記録光を空間変
調する液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを通過し
た記録光が入射する位置に配されて、該液晶表示パネル
に形成された階調画像を感光材料上に結像させる結像レ
ンズとを有する画像露光装置において、上記光源が、コ
ンデンサーレンズを通過した記録光が液晶表示パネルに
対し上記特定面内においてほぼ入射角αで斜め入射する
ように、光源中心をコンデンサーレンズ光軸から外して
配設されたことを特徴とするものである。

【０００７】また本発明による第２の液晶表示パネルを
用いた画像露光装置は、請求項２に記載のように、上記
第１の液晶表示パネルを用いた画像露光装置において、
液晶表示パネルを通過した記録光を集光して結像レンズ
に導く集光レンズが、その光軸がコンデンサーレンズの
光軸上にあるように配置される一方、結像レンズが、上
記集光レンズを経た記録光の光束が開口に入るように、
光軸をコンデンサーレンズの光軸から外して配置された
ことを特徴とするものである。

【０００８】また本発明による第３の液晶表示パネルを
用いた画像露光装置は、請求項３に記載のように、上記
第１の液晶表示パネルを用いた画像露光装置において、
結像レンズが、その光軸がコンデンサーレンズの光軸上
にあるように配置される一方、液晶表示パネルを通過し
た記録光を集光して結像レンズに導く集光レンズが、そ
こを経た記録光の光束が結像レンズの開口に入るよう
に、光軸をコンデンサーレンズの光軸から外して配置さ
れたことを特徴とするものである。

【０００９】さらに本発明による第４の液晶表示パネル
を用いた画像露光装置は、請求項４に記載のように、上
記第１の液晶表示パネルを用いた画像露光装置におい
て、液晶表示パネルを通過した記録光を集光して結像レ
ンズに導く集光レンズおよび結像レンズが、ともに光軸
がコンデンサーレンズの光軸上にあるように配置され、
そして結像レンズとして、上記集光レンズを通過した記
録光の光束が全て入射し得る開口を有するものが用いら
れたことを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の効果】上記構成を有する第１の画像露光装置に
おいては、コンデンサーレンズを通過した記録光が液晶
表示パネルに対し前記特定面内においてほぼ入射角αで
斜め入射するから、液晶表示パネルの各液晶セルは最大
透過率を示し、ひいてはほぼ最大の消光比が得られるこ
ととなる。このようにして高い消光比が得られれば、高
階調画像を記録可能となる。

【００１１】なお多くの場合は、液晶表示パネルを通過
した記録光を集光して結像レンズに導く集光レンズが設
けられる。そのようにする際、集光レンズの光軸をコン
デンサーレンズの光軸と揃えておくと、液晶表示パネル
に斜め入射した上で集光レンズを通過した記録光は、コ
ンデンサーレンズの光軸から外れた位置で収束するよう
に進行する。

【００１２】そこでこのような場合は、第２の画像露光
装置のように結像レンズの光軸をコンデンサーレンズの
光軸から外して、集光レンズを経た記録光の光束が結像
レンズの開口に入射するようにしておけば、結像レンズ
部分における記録光のケラレを防止できる。

【００１３】また、第３の画像露光装置のように集光レ
ンズの光軸をコンデンサーレンズの光軸から外しておけ
ば、結像レンズの光軸をコンデンサーレンズの光軸と揃
えておいても、集光レンズを経た記録光の光束が結像レ
ンズの開口に入射するようになり、この場合も結像レン
ズ部分における記録光のケラレを防止できる。

【００１４】さらに、第４の画像露光装置のように、集
光レンズおよび結像レンズの光軸がコンデンサーレンズ
の光軸と揃えられていても、結像レンズとして、集光レ
ンズを通過した記録光の光束が全て入射し得る十分大き
い開口のものを用いれば、この場合も結像レンズ部分に
おける記録光のケラレを防止できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実
施形態による画像露光装置を示すものである。図示され
るようにこの画像露光装置は、カラー感光材料20を露光
させる記録光Ｌを発する光源10と、この光源10が焦点位
置近傍にあるように配されて、該光源10から発せられた
記録光Ｌを平行光化するコンデンサーレンズ11と、例え
ば多数のＴＮ液晶セルが２次元的に配されてなり、上記
コンデンサーレンズ11の光軸Ｏにほぼ垂直な向きに配さ
れた液晶表示パネル12と、この液晶表示パネル12を通過
した記録光Ｌを集光する集光レンズ13と、この集光レン
ズ13で集光された記録光Ｌが入射する位置に配された結
像レンズ14と、液晶表示パネル12の前において記録光Ｌ
の光路に挿入されるカラーフィルター15およびブラック
フィルター16とを有している。

【００１６】上記光源10は、例えば白色光を発するハロ
ゲンランプからなるものである。一方液晶表示パネル12
は、階調画像を示す画像信号Ｓを受ける駆動回路17によ
って駆動され、記録光Ｌを空間変調して階調画像を表示
する。すなわち、この液晶表示パネル12において２次元
的に配列された多数のＴＮ液晶セルの各々は、駆動回路
17により画像信号Ｓに応じた電圧印加を受け、その印加
電圧の値に応じて記録光Ｌの透過率を変え、それにより
該液晶表示パネル12に階調画像が表示される。結像レン
ズ14は、このようにして液晶表示パネル12に形成された
階調画像を感光材料20上に結像させ、この感光材料20を
露光させる。

【００１７】カラーフィルター15はＲ（赤）フィルタ
ー、Ｇ（緑）フィルターおよびＢ（青）フィルターから
なる。そしてこれらの各色フィルターが順次記録光Ｌの
光路に挿入され、各色フィルターが挿入されている期間
にその色に対応する各色画像信号に基づいて液晶表示パ
ネル12が駆動される。なお各色フィルターの切替え期間
には、記録光Ｌの光路にブラックフィルター16が挿入さ
れる。このようにしてカラー感光材料20は、変調された
赤、緑および青色光によって順次露光され、そこにカラ
ーの写真潜像が記録される。その後感光材料20は通常の
現像処理を受け、それにより上記記録画像が顕像化され
る。

【００１８】ここで図３に、上記カラー感光材料20の露
光量対発色濃度特性を示す。図中横軸が露光量Ｅの対数
値、縦軸が発色濃度（光学濃度）ＯＤである。本来の特
性曲線が実線で示すものであるとすると、高階調画像を
記録するためにこの感光材料20の最大濃度もまた最小濃
度も再現可能とするには、基本的に、図中Ａで示す露光
量範囲を確保できればよい。この露光量範囲は、対数値
の幅で一般に1.5 程度である。

【００１９】しかし感光材料20の特性曲線は、感度や現
像条件のバラツキ等により図中破線で示すように変動す
ることがあり、この変動幅は露光量（ｌｏｇＥ）に換算
すると上下にそれぞれ0.2 程度、つまり合計で0.4 程度
に相当する。また変調ムラや補正マージン等も考慮する
と、さらに0.4 程度の露光量範囲を付加して確保する必
要がある。

【００２０】そこで、常に感光材料20の最大濃度もまた
最小濃度も再現可能とするには、対数値の幅で2.3 程度
の露光量範囲を確保する必要があり、つまり200 ：１以
上の露光量のダイナミックレンジが求められることにな
る。

【００２１】以上により本例では、液晶表示パネル12に
おいて求められる消光比は200 ：１以上になる。図２
は、この液晶表示パネル12における上下方向（つまり、
左右方向に対して垂直な面内における）入射角と消光比
との関係を示すものである。なお、この図２における入
射角の＋（プラス）は液晶表示パネル12に対して上側か
ら斜め入射する場合を、−（マイナス）は液晶表示パネ
ル12に対して下側から斜め入射する場合を示している。

【００２２】ここに示されている通り、消光比は入射角
がほぼ＋５°のとき最大で、250 ：１以上となる。そこ
で光源10は、コンデンサーレンズ11を通過した記録光Ｌ
が液晶表示パネル12に対し上側から入射角＋５°で斜め
入射するように、光源中心をコンデンサーレンズ11の光
軸Ｏから上側に外した状態に配置されている。したがっ
て液晶表示パネル12においては、ほぼ最大の消光比250
：１が得られるようになる。そうであれば、200 ：１
以上の露光量のダイナミックレンジは容易に確保でき、
感光材料20に高階調画像を記録可能となる。

【００２３】なお本例において、集光レンズ13はその光
軸がコンデンサーレンズ11の光軸Ｏ上にあるように配設
されている。したがって、液晶表示パネル12に斜め入射
した上で集光レンズ13を通過した記録光Ｌは、コンデン
サーレンズ11の光軸Ｏから下方に外れた位置で収束する
ように進行する。それに対応させて結像レンズ14は、そ
の光軸がコンデンサーレンズ11の光軸Ｏから下方に外れ
た状態に配設されている。そこで、集光レンズ13を経た
記録光Ｌの光束が結像レンズ14の開口にすべて入射する
ようになり、この結像レンズ14の部分において記録光Ｌ
のケラレが生じることはなくなる。

【００２４】次に図４を参照して、本発明の第２の実施
形態による画像露光装置について説明する。なおこの図
４において、図１中の要素と同等の要素には同番号を付
してあり、それらについての重複した説明は省略する
（以下、同様）。

【００２５】この図４の装置は、図１の装置と比べる
と、集光レンズ13の光軸がコンデンサーレンズ11の光軸
Ｏから上方に外れている点、そして結像レンズ14の光軸
がコンデンサーレンズ11の光軸Ｏと揃えられている点が
異なるものである。

【００２６】集光レンズ13が上述のように配設されてい
ることにより、液晶表示パネル12に斜め入射した上で集
光レンズ13を通過した記録光Ｌは、コンデンサーレンズ
11の光軸Ｏ上で収束するように進行する。そこで、結像
レンズ14の光軸をコンデンサーレンズ11の光軸Ｏと揃え
ておいても、集光レンズ13を経た記録光Ｌの光束が結像
レンズ14の開口にすべて入射するようになり、この場合
も、結像レンズ14の部分における記録光Ｌのケラレを防
止できる。

【００２７】次に図５を参照して、本発明の第３の実施
形態による画像露光装置について説明する。この図５の
装置は、図１の装置と比べると、結像レンズ14の光軸が
コンデンサーレンズ11の光軸Ｏと揃えられている点、お
よびこの結像レンズ14として開口がより大きいものが用
いられている点が異なるものである。

【００２８】図１の装置におけるのと同様に、集光レン
ズ13は、その光軸がコンデンサーレンズ11の光軸Ｏ上に
あるように配設されている。したがって、液晶表示パネ
ル12に斜め入射した上で集光レンズ13を通過した記録光
Ｌは、コンデンサーレンズ11の光軸Ｏから下方に外れた
位置で収束するように進行する。そうであっても、結像
レンズ14として開口が比較的大きいものが用いられてい
ることにより、集光レンズ13を経た記録光Ｌの光束が結
像レンズ14の開口にすべて入射するようになり、この場
合も、結像レンズ14の部分における記録光Ｌのケラレを
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による画像露光装置の
側面図

【図２】本発明に関わる液晶表示パネルにおける光の入
射角と消光比との関係を示すグラフ

【図３】本発明に関わる写真感光材料の露光量対発色濃
度特性を示すグラフ

【図４】本発明の第２の実施形態による画像露光装置の
側面図

【図５】本発明の第３の実施形態による画像露光装置の
側面図

【符号の説明】

10 光源 11 コンデンサーレンズ 12 液晶表示パネル 13 集光レンズ 14 結像レンズ 15 カラーフィルター 17 液晶表示パネルの駆動回路 20 感光材料 Ｌ 記録光 Ｏ コンデンサーレンズの光軸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光材料を露光させる記録光を発する光
   源と、 この光源が焦点位置近傍にあるように配されて、該光源
   から発せられた記録光を平行光化するコンデンサーレン
   ズと、 ある特定面内における光の入射角がα（α≠０）のとき
   最大透過率を示す複数の液晶セルが２次元的に配されて
   なり、前記コンデンサーレンズの光軸にほぼ垂直な向き
   に配されて、平行光化された前記記録光を空間変調する
   液晶表示パネルと、 この液晶表示パネルを通過した前記記録光が入射する位
   置に配されて、該液晶表示パネルに形成された階調画像
   を感光材料上に結像させる結像レンズとを有する画像露
   光装置において、 前記光源が、前記コンデンサーレンズを通過した記録光
   が液晶表示パネルに対し前記特定面内においてほぼ入射
   角αで斜め入射するように、光源中心をコンデンサーレ
   ンズ光軸から外して配設されていることを特徴とする液
   晶表示パネルを用いた画像露光装置。
2. 【請求項２】 前記液晶表示パネルを通過した記録光を
   集光して前記結像レンズに導く集光レンズが、その光軸
   が前記コンデンサーレンズの光軸上にあるように配置さ
   れ、 前記結像レンズが、前記集光レンズを経た記録光の光束
   が開口に入るように、光軸を前記コンデンサーレンズの
   光軸から外して配置されていることを特徴とする請求項
   １記載の液晶表示パネルを用いた画像露光装置。
3. 【請求項３】 前記結像レンズが、その光軸がコンデン
   サーレンズの光軸上にあるように配置され、 前記液晶表示パネルを通過した記録光を集光して前記結
   像レンズに導く集光レンズが、そこを経た記録光の光束
   が結像レンズの開口に入るように、光軸を前記コンデン
   サーレンズの光軸から外して配置されていることを特徴
   とする請求項１記載の液晶表示パネルを用いた画像露光
   装置。
4. 【請求項４】 前記液晶表示パネルを通過した記録光を
   集光して前記結像レンズに導く集光レンズおよび前記結
   像レンズが、ともに光軸がコンデンサーレンズの光軸上
   にあるように配置され、 前記結像レンズとして、前記集光レンズを通過した記録
   光の光束が全て入射し得る開口を有するものが用いられ
   ていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル
   を用いた画像露光装置。