JPH09318890A - カラー画像露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミラーアレイデバイスを用いたカラー画像露
光装置において、画素ズラシを行なっても、高鮮鋭度の
画像を露光できるようにする。 【解決手段】 画素ズラシを行なう、ミラーアレイデバ
イスを用いたカラー画像露光装置において、ミラーアレ
イデバイス13の微小ミラー20の各々を、ミラーの相直交
する並び方向Ｘ、Ｙ双方について、ミラー配置ピッチ
ａ，ｂに十分近接したサイズａ’，ｂ’とする。各微小
ミラー20の表面に、無反射領域ＫおよびＢ色、Ｇ色、Ｒ
色の光を選択的に透過させるフィルター層を設けて４領
域に区分し、それぞれの領域で各色の光が反射されるよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ミラーアレイデバ
イスを用いて感光材料に画像を露光する装置に関し、特
に詳細には、画素ズラシを行なって高精細画像を露光で
きるようにしたカラー画像露光装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば「Ｏ plus Ｅ」誌1994年10月号の
第90〜94頁に記載されているように、２次元アレイ状に
配置された複数の微小ミラーと、これらの微小ミラーの
各々の向きを独立に変えさせる駆動部とを有し、入射し
た光を各微小ミラー毎に２つ方向のいずれかに選択的に
反射させるミラーアレイデバイスが公知となっている。

【０００３】このようなミラーアレイデバイスを用いれ
ば、画像信号に応じて上記駆動部の動作を制御すること
により、微小ミラーを介して所定の投写面に入射する光
を微小ミラー毎に変調して、該投写面に画像を投写する
ことができる。そして、この投写面に感光材料を配置し
ておけば、該感光材料に画像を露光することもできる。
またそのようにする場合、フレーム時間内において各微
小ミラーのオン時間（感光材料に光を入射させる向きに
なっている時間）をパルス幅変調する等により、各微小
ミラー毎に感光材料への入射光量を制御して、階調画像
を露光することも可能となる。

【０００４】ところで、この種のミラーアレイデバイス
においては、１画素となる微小ミラーと微小ミラーとの
間に大きな隙間が有ると、その隙間を通過した光が微小
ミラーを保持している基板や、あるいはこの基板上に形
成されたミラー駆動用の要素等において散乱する。この
散乱光は、微小ミラーで反射した光によって像が結ばれ
る面まで到達して、消光比を低下させることになる。

【０００５】この不具合を解消する上では、隣接する微
小ミラーどうしがほぼ接する状態、つまり縦、横方向と
もミラー配置ピッチとミラー長さがほぼ等しくて、ミラ
ー開口率が１００％に近い状態となっているのが理想的
である。そこで従来より、上述のような画像投写に適用
するミラーアレイデバイスにおいては、微小ミラーの各
々を隣接する微小ミラーと近接し合う十分な大きさに形
成して、ミラー開口率をできるだけ大きく（例えば８５
％以上）することが考えられて来た。

【０００６】他方、液晶パネル等の空間変調素子を利用
して感光材料に画像露光する際に、「画素ズラシ」とい
う手法により、露光画像の画素密度を上げて高精細化す
ることが提案されている。この画素ズラシは、例えば特
開平４−７５４２号に示されているように、空間変調素
子の画素（例えば液晶パネルにあっては各液晶セル）を
経た光により形成された感光材料上の露光ドットと露光
ドットの間に、さらにそれらの画素を経た光による露光
ドットをずらして形成するように、空間変調素子と感光
材料との光学的位置関係を周期的に変化させ、この光学
的位置関係を瞬間的に変える毎に画像露光する手法であ
る。

【０００７】なお、露光画像に関しては上述の露光ドッ
トが「画素」となるが、本明細書においては空間変調素
子の方の画素との混同を避けるために、露光画像に関し
ては原則としてこのように「露光ドット」という用語を
用いる。

【０００８】具体的に、空間変調素子がＸ方向にｉ個、
Ｙ方向にｊ個の画素がアレイ状に配設されてなるもので
ある場合、Ｘ、Ｙ方向にそれぞれ１回ずつ画素ズラシを
行なえば、感光材料上でＸ、Ｙ方向にそれぞれ２ｉ個、
Ｙ方向に２ｊ個の露光ドットが記録される。つまりこの
場合は、画素数が４（ｉ×ｊ）個の空間変調素子を用い
て１回露光する場合と同数の露光ドットを記録でき、画
像の高精細化が達成される。

【０００９】なお、上記のように空間変調素子と感光材
料との光学的関係を変化させるには、空間変調素子を移
動させる、感光材料を移動させる、あるいはそれら両者
の間に介設した光学部材を移動させる、等の方法を用い
ることができる。

【００１０】一般に液晶パネル等の空間変調素子にあっ
ては、多数の画素を高密度に集積するのは困難となって
いるが、上述の画素ズラシを適用すれば、画素が比較的
少数で低密度に配されている空間変調素子を用いても、
高密度の画像を露光可能となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記画素ズラシの手法
は、前述のミラーアレイデバイスを用いた画像露光装置
においても当然適用可能である。ところが、従来のミラ
ーアレイデバイスを用いた画像露光装置で画素ズラシを
行なうと、露光画像は鮮鋭度が低いものとなってしま
う。

【００１２】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、画素ズラシを行なっても、十分高鮮鋭度の画像
を露光することができる、ミラーアレイデバイスを用い
た画像露光装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によるカラー画像
露光装置は、感光材料を露光させるＲ色、Ｇ色、Ｂ色の
記録光を互いに時間をずらして発する光源手段と、前記
記録光を受ける位置において２次元アレイ状に配置され
た複数の微小ミラー、およびこれらの微小ミラーの各々
の向きを独立に変えさせる駆動部を有し、入射した記録
光を各微小ミラー毎に感光材料上に入射する方向と入射
しない方向のいずれかに選択的に反射させるミラーアレ
イデバイスと、画像信号に応じて前記駆動部の動作を制
御する制御回路と、前記複数の微小ミラーで反射した各
記録光により形成された感光材料上の露光ドットと露光
ドットの間に、さらにそれらの微小ミラーで反射した記
録光による露光ドットを形成するように、ミラーアレイ
デバイスと感光材料との光学的関係を変化させる画素ズ
ラシ手段とからなるミラーアレイデバイスを用いた画像
露光装置において、前記微小ミラーの各々の表面の互い
に異なる領域に、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の光を選択的に透過
させるフィルターが設けられ、前記微小ミラーが、ミラ
ーの２次元の並び方向について、ミラー配置ピッチに十
分近接したサイズに形成されていることを特徴とするミ
ラーアレイデバイスを用いるものである。

【００１４】すなわち、微小ミラーの、光を一時に反射
することのできる領域（開口）を制限し、かつ画素ズラ
シを行うことにより、鮮鋭度の高い画像を露光するもの
である。

【００１５】なお、ここで光学手段とは、例えば、白色
光源とＲ、Ｇ、Ｂ色の光を選択的に透過させるカラーフ
ィルターとの組合せ、あるいはＲ、Ｇ、Ｂ色の光を発す
る３つの光源からなるもの等である。

【００１６】

【発明の効果】本発明者の研究によると、従来のミラー
アレイデバイスを用いた画像露光装置で画素ズラシを行
なったとき露光画像の鮮鋭度が落ちるという問題は、前
述した散乱光の影響を避けるために微小ミラーの開口率
を上げていることに起因していることが判明した。本発
明によるミラーアレイデバイスは、微小ミラーの各々の
表面の互いに異なる領域に、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の光を選
択的に透過させるフィルターを設けることにより、Ｒ
色、Ｇ色、Ｂ色の光を反射する領域がそれぞれ制限さ
れ、かつ、画素ズラシを行うことにより、露光画像の鮮
鋭度を向上させることができる。

【００１７】また、本発明によるミラーアレイデバイス
を用いた画像露光装置全てにおいて、微小ミラー自体の
サイズは、ミラーの並び方向双方について、ミラー配置
ピッチに十分近接したものとされているから、微小ミラ
ーの各間の隙間は十分小さくなり、よって先に述べた散
乱光による消光比の低下も防止することができる。

【００１８】

【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、本発明によるカラ
ー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10を露光させる白色
の記録光Ｌを発するハロゲンランプ等の光源11と、この
光源11が焦点位置近傍にあるように配されて、該光源11
から発せられた記録光Ｌを平行光化する集光レンズ12
と、平行光化された記録光Ｌが入射する位置に配された
ミラーアレイデバイス13と、このミラーアレイデバイス
13で反射した記録光Ｌが入射する位置に配された結像レ
ンズ14と、ミラーアレイデバイス13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を有してい
る。

【００１９】またミラーアレイデバイス13と結像レンズ
14との間には、前述した画素ズラシを行なうための平行
平板17が配されている。この平行平板17は、図示しない
揺動機構により、図中の矢印Ａ方向および、軸Ｂを中心
とする方向に揺動されるようになっている。そしてミラ
ーアレイデバイス13と結像レンズ14との間の記録光Ｌの
光路から外れた位置には、光吸収部材18が配されてい
る。

【００２０】上記ミラーアレイデバイス13は、図２
（ａ）に拡大して示すように、シリコン基板21上に２次
元アレイ状に配置された複数の微小ミラー20を有してい
る。各微小ミラー20はアルミニウム合金等から四角形に
形成され、１つのミラー並び方向Ｘの配置ピッチａを例
えば１７μｍ、それと直交するミラー並び方向Ｙの配置
ピッチｂを例えば１７μｍとして配置されている。また
各微小ミラー20のミラー並び方向Ｘのサイズａ’および
ミラー並び方向Ｙのサイズｂ’は、それぞれミラー配置
ピッチａ、ｂに十分近接した１６μｍ、１６μｍとされ
ている。

【００２１】図２（ａ）においては中央部の１個の微小
ミラー20を省いてあり、そこに示されているように、各
微小ミラー20毎にそれを駆動させる駆動部が設けられて
いる。この駆動部は、図示しないミラー支持ポストを介
して微小ミラー20を支持するヨーク22、このヨーク22を
保持する１対の捩れヒンジ23、23、１対のアドレス電極
24、24および、これらの要素の下側に配されたバイアス
バス（図示せず）等からなり、上記バイアスバスとアド
レス電極24、24とによる電圧印加状態に応じて、静電力
により捩れヒンジ23の向きを変えるように構成されてい
る。なお、図２（ｂ）に示すように微小ミラー20の表面
は４領域に区分され、その４領域は、Ｒ、Ｇ、Ｂ色の光
を選択的に透過するフィルター層が設けられ、Ｒ、Ｇ、
Ｂ色の光のみを反射する領域および無反射領域Ｋからな
る。Ｒ、Ｇ、Ｂ色の記録光は、各反射領域により反射さ
れて、感光材料に画像を露光する。各記録光に対応して
シアンＣ、黄色Ｙ、マゼンダＭ色の画像が露光される。
なお、一般にミラーアレイデバイスの微小ミラーの中央
部には凹みがあるため、図２（ｂ）に示すように微小ミ
ラー20中央部をさけるようにフィルター層を設けるとそ
の凹みの影響を緩和する効果もある。

【００２２】各微小ミラー20毎のアドレス電極24、24へ
の電圧印加は、階調画像を示す画像信号Ｓを受ける制御
回路30（図１参照）によって制御される。すなわち、ア
ドレス電極24、24を介した電圧印加がなされない間は捩
れヒンジ23が（つまり微小ミラー20が）基板21に対して
平行な状態となるが、一方のアドレス電極24に所定極性
の電圧が印加されるとともに他方のアドレス電極24に逆
極性の相補的電圧が印加されると、微小ミラー20は図３
に示すように基板面に対して角度−θ傾き、アドレス電
極24、24に対する電圧印加状態が上記と逆にされると、
微小ミラー20は図４に示すように基板面に対して角度θ
傾くようになる。

【００２３】そこで、図３の場合は微小ミラー20で反射
した記録光Ｌが結像レンズ14の開口から外れ、図４の場
合は微小ミラー20で反射した記録光Ｌが結像レンズ14を
通過して、感光材料10に到達するようになる。このよう
にして、記録光Ｌの感光材料10への入射を、各微小ミラ
ー20単位で制御できることになる。そして、フレーム時
間内において各微小ミラー20のＯＮ時間が、各画素毎の
画像信号Ｓに基づいて例えばパルス幅変調されることに
より、各微小ミラー20毎に感光材料10への入射光量が制
御され、該感光材料10に階調画像が露光される。

【００２４】なお図３および図４では結像レンズ14を、
その開口角度範囲を示すためのみに示しているものであ
り、その大きさおよび位置は実際とは異なる。また以下
においては、微小ミラー20の図３、図４のような状態を
それぞれＯＦＦ状態、ＯＮ状態と称することとする。

【００２５】前述したカラーフィルター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ミラ
ーアレイデバイス13が駆動される。なお各色フィルター
の切替え期間には、全微小ミラー20がＯＦＦ状態にされ
る。このようにしてカラー感光材料10は、変調された
青、緑および赤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。

【００２６】なお、ＯＦＦ状態の微小ミラー20で反射し
た記録光Ｌは、図１に示した光吸収部材18に吸収され
る。また、各微小ミラー20のミラー並び方向Ｘのサイズ
ａ’およびミラー並び方向Ｙのサイズｂ’は、前述した
通り、それぞれミラー配置ピッチａ、ｂに十分近接した
ものとされて、微小ミラー20の各間の隙間は十分小さく
なっているから、先に述べた散乱光による消光比の低下
が防止される。

【００２７】次に、画素ズラシについて説明する。上記
各色フィルターのうちの１つが記録光Ｌの光路に挿入さ
れている期間に、平行平板17の向きは４通りに変えら
れ、その都度、該色フィルターに対応する各色画像信号
に基づいて画像露光がなされる。すなわち、例えばＢ
（青）フィルターが記録光Ｌの光路に挿入されていると
き、平行平板17をまず第１位置に配した状態でミラーア
レイデバイス13が駆動される。この際ミラーアレイデバ
イス13は、露光しようとする画像の奇数行、奇数列の画
素に関する青色画像信号に基づいて駆動される。この
時、Ｂフィルターの作用により、記録光は青色であり、
ミラーアレイデバイス13の各微小ミラーの青色反射領域
のみにより反射される。それにより感光材料10には、図
５の（１）において「１」を付して示すような露光ドッ
トＤが記録される。

【００２８】次いで、平行平板17が図１の矢印Ａ方向に
所定量揺動されて第２位置に配され、この状態でミラー
アレイデバイス13が駆動される。この際ミラーアレイデ
バイス13は、露光しようとする画像の奇数行、偶数列の
画素に関する青色画像信号に基づいて駆動される。それ
により感光材料10には、図５の（２）において「２」を
付して示すような露光ドットＤが記録される。

【００２９】次いで、平行平板17が図１の軸Ｂを中心と
して所定量揺動されて第３位置に配され、この状態でミ
ラーアレイデバイス13が駆動される。この際ミラーアレ
イデバイス13は、露光しようとする画像の偶数行、偶数
列の画素に関する青色画像信号に基づいて駆動される。
それにより感光材料10には、図５の（３）において
「３」を付して示すような露光ドットＤが記録される。

【００３０】次いで、平行平板17が図１の矢印Ａ方向
（第１位置から第２位置に動かした際と逆の方向）に所
定量揺動されて第４位置に配され、この状態でミラーア
レイデバイス13が駆動される。この際ミラーアレイデバ
イス13は、露光しようとする画像の偶数行、奇数列の画
素に関する青色画像信号に基づいて駆動される。それに
より感光材料10には、図５の（４）において「４」を付
して示すような露光ドットＤが記録される。

【００３１】以上のようにして、微小ミラー20の並び方
向ＸおよびＹについて各々１回ずつ画素ズラシがなされ
るので、これらの方向ＸおよびＹの双方に関して、微小
ミラー20の並設数のそれぞれ２倍の露光ドットＤが記録
され、高精細画像が露光されるようになる。

【００３２】以上の画素ズラシ操作は、Ｇ（緑）フィル
ターおよびＲ（赤）フィルターを記録光Ｌの光路に挿入
して画像露光する際も同様になされる。その後感光材料
10は通常の現像処理を受け、それにより露光画像が顕像
化される。

【００３３】なお、以上説明した各実施形態は、微小ミ
ラーの並び方向に画素ズラシを行なうものであるが、微
小ミラーの並び方向に対して斜めの方向に画素ズラシを
行なってもよく、本発明はそのような場合にも同様に適
用可能である。

【００３４】微小ミラーは、上述の実施形態のように、
４領域に区分する以外にも、種々の区分の方法がある。
例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ色反射領域の３等分にしてもよい
し、また、図６（ａ）に示すようにＲ、Ｇ、Ｂ色反射領
域を互いに異なる面積比で区分してもよい。この場合の
カラー感光材料への露光後のパターンは図６（ｂ）に示
すようなパターンとなり、一色について微小ミラー全面
を用いて露光する従来ののものと比較して、露光ドット
が小さくなり擬似的に鮮鋭度が向上して見える。

【００３５】なお、上述した実施形態はミラーアレイデ
バイス13を１つだけ用いるいわゆる単板式のものである
が、図７に示すように、ミラーアレイデバイス13の各微
小ミラーのＲ、Ｇ、Ｂ色反射領域の位置を変えた３枚の
ミラーアレイデバイスを用いて、各ミラーアレイデバイ
スによって記録光を空間変調してそれらの変調光をカラ
ー感光材料に重ねて照射するようにしたいわゆる３板式
の画像露光装置とすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態であるカラー画像露光装置
の平面図

【図２】上記カラー画像露光装置に用いられたミラーア
レイデバイスの一部破断正面図

【図３】上記ミラーアレイデバイスの微小ミラーの一状
態を示す側面図

【図４】上記微小ミラーの別の状態を示す側面図

【図５】上記画像露光装置による露光ドットの記録状態
を説明する概略図

【図６】本発明のミラーアレイデバイスの微小ミラー表
面の別の形態を示す図

【図７】３板式の画像露光装置に用いられる３枚のミラ
ーアレイデバイスの微小ミラー表面を示す図

【符号の説明】

10 カラー感光材料 11 光源 12 集光レンズ 13 ミラーアレイデバイス 14 結像レンズ 15 カラーフィルター 17 平行平板 18 光吸収部材 20 微小ミラー 22 ヨーク 23 捩れヒンジ 24 アドレス電極 30 ミラーアレイデバイスの制御回路 Ｌ 記録光

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光材料を露光させるＲ色、Ｇ色、Ｂ色
   の記録光を互いに時間をずらして発する光源手段と、 前記記録光を受ける位置において２次元アレイ状に配置
   された複数の微小ミラー、およびこれらの微小ミラーの
   各々の向きを独立に変えさせる駆動部を有し、入射した
   記録光を各微小ミラー毎に感光材料上に入射する方向と
   入射しない方向のいずれかに選択的に反射させるミラー
   アレイデバイスと、 画像信号に応じて前記駆動部の動作を制御する制御回路
   と、 前記複数の微小ミラーで反射した各記録光により形成さ
   れた感光材料上の露光ドットと露光ドットの間に、さら
   にそれらの微小ミラーで反射した記録光による露光ドッ
   トを形成するように、ミラーアレイデバイスと感光材料
   との光学的関係を変化させる画素ズラシ手段とからなる
   ミラーアレイデバイスを用いた画像露光装置において、 前記微小ミラーの各々の表面の互いに異なる領域に、Ｒ
   色、Ｇ色、Ｂ色の光を選択的に透過させるフィルターが
   設けられ、 前記微小ミラーが、ミラーの２次元の並び方向につい
   て、ミラー配置ピッチに十分近接したサイズに形成され
   ていることを特徴とするミラーアレイデバイスを用いる
   カラー画像露光装置。