(57)【要約】      （修正有）【課題】発光ダイオード（ＬＥＤ）のモノリシックアレイを使用して高解像、高速イメージングを提供する。【解決手段】イメージング装置600は、レンズ604を含んでいるイメージング・アセンブリ602およびイメージング表面620の上のハウジング606を支持することができるサポート612aおよび612bを含み、イメージング・アセンブリ602に含まれるＬＥＤアレイは、イメージング表面620およびレンズ604と平行である。【選択図】図６
2015111265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高解像度イメージを提供する方法であって、
第１の列のいずれか２つの発光ダイオードの間のスペースが、第２の隣接する列の発光ダイオードと整列されるように千鳥状パターンに複数の平行列として配置された個々にアドレス可能な発光ダイオードのアレイを提供するステップであって、各列の隣接する発光ダイオードの間の分離が、列の方向の１つの発光ダイオードのサイド寸法と実質的に等しく、アレイがウェハから製造され、前記千鳥状パターンがウェハの製造を容易にすることを特徴とする、ステップと、
各発光ダイオードの強度を判断するステップと、
光受容体に高解像度イメージを形成するように、各発光ダイオードの判断された強度を使用して発光ダイオード放射を制御するステップと、
を有し、
発光ダイオードの第１の列および発光ダイオードの第２の列の放射のタイミング及び位置決めにより、発光ダイオードの両方の列の放射が、発光ダイオードの第１の列及び第２の列に対向する光受容体に対して単一の列のように見えるようにすることができることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記発光ダイオード放射を制御するステップが、
各発光ダイオードの測定された強度に基づいて各発光ダイオードに関するパルス幅変調期間を計算するステップであって、前記計算されたパルス幅変調期間が、１以上の発光ダイオードの不均一性を修正するように構成されることを特徴とする、計算するステップを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各発光ダイオードに関する計算されたパルス幅変調期間をストアするステップを更に有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
アレイに提供される電圧を調整するようにプログラム可能な電源を使用してアレイの発光ダイオードの強度を制御するステップを更に有し、
電圧の調整が、電流の制御をアレイの発光ダイオードと、発光ダイオード放射の強度の制御に提供することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第１のエンコーダリードヘッドおよび第１のエンコーダストリップを使用して、Ｘ軸のイメージング表面の上にアレイを保持するアセンブリの速いスキャン運動を調整するステップと、
第１のエンコーダリードヘッド運動をＸ軸に沿ったアレイの運動と同調させるステップであって、第１のエンコーダストリップがＸ軸位置インジケータを第１のエンコーダリードヘッドに提供することを特徴とする、同調させるステップと、
アレイの個々の発光ダイオードの放射のタイミングを計算する際にＸ軸位置インジケータを用いるステップと、
を有し、
Ｘ軸位置インジケータが、高解像度イメージングを許容するようにイメージング表面にわたってアレイの位置制御を提供することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第２のエンコーダリードヘッドおよび第２のエンコーダストリップを使用して、Ｙ軸のアセンブリの遅いスキャン運動を調整するステップと、
第２のエンコーダリードヘッド運動をＹ軸に沿ったアレイの運動と同調させるステップであって、第２のエンコーダストリップがＹ軸位置インジケータを第２のエンコーダリードヘッドに提供することを特徴とする、同調させるステップと、
アレイの個々の発光ダイオードの発光のタイミングを計算する際に、Ｙ軸位置インジケータを使用するステップと、
を有し、
Ｙ軸位置インジケータが、高解像度イメージングを許容するようにイメージング表面にわたってアレイの位置制御を提供することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
各発光ダイオードの強度を判断するステップが、集積パワーセンサ、望ましくは光受容体を使用して各発光ダイオードの強度を測定することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記光受容体に投影レンズを介して発光ダイオードの放射を投影するステップを
更に有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記投影レンズが、単一の合成のレンズであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第１の列のいずれか２つの発光ダイオードの間のスペースが、第２の隣接する列の発光ダイオードと整列されるように千鳥状パターンに複数の平行列として配置された個々にアドレス可能な発光ダイオードのアレイであって、各列の隣接する発光ダイオードの間の分離が、列の方向の１つの発光ダイオードのサイド寸法と実質的に等しく、ウェハから製造されることを特徴とするアレイと、
各発光ダイオードの強度を判断するように構成された集積パワーセンサと、
光受容体に高解像度イメージを形成するために各発光ダイオードの判断された強度を使用して発光ダイオード放射を制御するためのエレクトロニクスコントローラと
を有し、
発光ダイオードの第１の列および発光ダイオードの第２の列の放射のタイミング及び位置決めにより、発光ダイオードの両方の列の放射が、発光ダイオードの第１の列及び第２の列に対向する光受容体に対して単一の列のように見えるようにすることができることを特徴とする装置。
【請求項１１】
各発光ダイオードの測定された強度に基づいて各発光ダイオードに関するパルス幅変調期間を計算するように構成されたコンピュータプロセッサと、
を更に有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
各発光ダイオードに関する計算されたパルス幅変調期間をストアするためのエレクトロニクスストレージと、
を更に有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
アレイの発光ダイオードの強度を制御するためのプログラム可能な電源を更に有し、
前記プログラム可能な電源はアレイに提供される電圧を調整し、
電圧の調整は、アレイの発光ダイオードに対する電流の制御と、発光ダイオード放射の強度の制御を提供することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
Ｘ軸のイメージング表面の上にアレイを保持するアセンブリの速いスキャン運動を調整するための第１のエンコーダリードヘッドおよび第１のエンコーダストリップであって、第１のエンコーダリードヘッド運動が、Ｘ軸に沿ったアレイの運動と同調され、第１のエンコーダストリップが、Ｘ軸位置インジケータを第１のエンコーダリードヘッドに提供することを特徴とする第１のエンコーダリードヘッドおよび第１のエンコーダストリップと、
高解像度イメージングを許容するようにイメージング表面にわたってアレイの位置制御を提供するように、アレイの個々の発光ダイオードの放射のタイミングを計算するのにＸ軸位置インジケータを用いるように構成されたプロセッサと、
を有する事を特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
Ｙ軸のアセンブリの遅いスキャン運動を調整するための第２のエンコーダリードヘッドおよび第２のエンコーダストリップであって、第２のエンコーダリードヘッド運動が、Ｙ軸に沿ったアレイの運動と同調され、第２のエンコーダストリップがＹ軸位置インジケータを第２のエンコーダリードヘッドに提供することを特徴とする、第２のエンコーダリードヘッドおよび第２のエンコーダストリップと、
高解像度イメージングを許容するようにイメージング表面にわたってアレイの位置制御を提供するように、アレイの個々の発光ダイオードの放射のタイミングを計算するのにＹ軸位置インジケータを使用するように構成されたプロセッサと、
を有することを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記集積パワーセンサが、アレイの置換可能性、発光ダイオードの強度の周期的再校正、および、イメージ品質の低下の検出の少なくとも１つに基づいて、各発光ダイオードの放射を校正するように、各発光ダイオードの強度を判断するのに用いられることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１７】
前記光受容体に発光ダイオードの放射を投影するように構成された投影レンズ
を更に有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１８】
前記投影レンズが、単一の合成のレンズであることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
個々にアドレス可能な発光ダイオードの１以上の追加的なアレイであって、該追加的アレイが各追加的なアレイに関する追加的なウェハから製造されることを特徴とする、追加的なアレイと、
閉ループシステムに構成されたペルチェ冷却器であって、該ペルチェ冷却器が、アレイの作動中に、複数のアレイのサイズを温度変化に関連して低減させるように構成されることを特徴とするペルチェ冷却器と、
イメージング表面にわたって複数のアレイを保持するアセンブリであって、該アセンブリが、銅ベースの上に複数のアレイを取付け、前記銅ベースがペルチェ冷却器の上に取り付けられることを特徴とするアセンブリと、
を更に有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項２０】
露出領域および露出されていない領域の光受容材料の有用な差分を生成するために、回路基板上に被覆された光受容体材料に高解像度イメージを使用して印刷回路基板の製造をする方法であって、
請求項１乃至９のいずれか１項によって光受容体材料に高解像度イメージを提供するステップを有する
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願についてのクロス・リフアレインス
[0001]  本出願は、「Method To Obtain High Resolution Images On Photoreceptive 
Materials Using Massive Monolithic Arrays Of Light Emitting Diodes」と名付けられ
2009年5月14日に米国に仮出願された出願番号第61/178,146号に基づく優先権を主張し、
その全体をリフアレインスとしてここに組み入れる。
【０００２】
[0002]  本開示の実施形態は、発光ダイオード（ＬＥＤ）の複数の塊状の個々にアドレ
ス指定可能なモノリシックアレイを使用している基板におおわれていることができる光受
容性材料上の高解像度イメージの高速イメージングに関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003] さまざまな基板におおわれている光受容材料上の高解像度イメージングが、半
導体装置、印刷回路基板およびオフセット刷の製造のような製造プロセスにおいて使われ
る。この種の製造プロセスにおいて、光受容材料は、追加的な処置がとられるときに、被
露出領域および露出されていない領域の光受容材料の有用な差分を生成する所望の画像を
例えば作成する方法でさらされ得る。この違いは、次いで、製造プロセスを前進させるの
に用いることができる。
【０００４】
[0004]  一つの例として印刷しているオフセットでは、使用する金属プレートは、疎水
性である領域と親水性である領域との間に差別化されている表面を有する。次いで、プレ
ートは、水に露出される。疎水性の領域は水をはじき、親水性領域はそうならない。プレ
ートがインクと接触するとき、水がない所で、インクは領域によって吸い上げられる。イ
ンクのこのパターンは、それから間接的に紙へ転送されることができ、かくして、このよ
うに印刷ページが生成される。
【０００５】
[0005]  これらの基板上の画像を作成する方法は、レーザーおよび複合の高価な機構の
使用に、基板上へレンズによる照らされたイメージを基板の表面をスキャンすると予測さ
れて、10年にわたって進化した。全ての周知のイメージング方法に対する共通項は、ソリ
ューションがコストに関して実際的である場合、速度が拘束されるということである。
【０００６】
[0006]  現在の開示の実施形態は、高速かつ費用効果的であるイメージングに関する方
法を提供する。
【０００７】
[0007]  現在の開示の実施形態は、基板のスペクトル感度に変えるかまたは光源を適応
させるために方法と装置を提供する。
【０００８】
[0008]  さらに、現在の開示の実施形態は、必須の精度、精度および決定を高さに提供
するために速くなるような傾向の基板の上のイメージング機構を輸送するための方法と装
置に決定イメージングを提供する。
【０００９】
[0009]  この開示の実施形態は、加えて、電圧および現在の特徴を働かせることによる
発光ダイオードの強度を制御する方法と装置を提供する。
【００１０】
[0010]  この開示の実施形態はまた、全体的なイメージング必要条件と整合した速度で
、モノリシック発光ダイオードアレイの各々の個々の照明を制御するために方法と装置を
提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
[0011]  この開示の実施形態によれば、方法および装置は、個々にアドレス指定可能な
発光ダイオードの塊状のモノリシックアレイを製造し、個々にアドレス指定可能な発光ダ
イオードの複数のかかる塊状のモノリシックアレイをアセンブリし、各々の個々の発光ダ
イオードを制御し、次いで、投影光学素子を使用して光受容体表面に焦点合わせされる個
々に制御された発光ダイオードの塊の数に関して要求される精度および安定性を成し遂げ
るために同じ方法でアセンブリするために提供される。加えて、方法と装置は、イメージ
ングシステムを移動するために提供され、かくして、互いに対して直行する２本の軸の光
受容体表面に関して記載され、かくして、光受容体表面を露出する。
【００１２】
[0012]  ここで記載された方法は、の開示の実施形態で実装されるアプリケーションに
関するイメージングシステムによって要求されるイメージング速度および品質を生じる密
度と同様に、方法及び装置によって生成されたピクセルの精度を確実にする。
【００１３】
[0013]  本発明は、更なる目的および利点と共に、添付の図面とともに以下の説明を参
照することで、最も理解されることができ、いくつかの図面では、同じ参照番号は同じエ
レメントを参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
[0014]  
【図１】図１は、典型的な実施形態によるアレイの個々の発光ダイオードエレメントのパターンである。  [0015]
【図２】図２は、典型的な実施形態による塊状のアレイを形成している発光ダイオードの配置の詳細なトップレイアウトである。  [0016]
【図３】図３は、典型的な実施形態よるアレイのプランおよび印刷回路基板（PCB）上の制御エレクトロニクスを例示する。  [0017]
【図４】図４は、典型的な実施形態によるボンディングパッドを有するアレイのレイアウトおよびPCB上のボンディングパッドを示す。  [0018]
【図５】図５は、典型的な実施形態によるイメージング・アセンブリの配置の側面図を表す。  [0019]
【図６】図６は、典型的な実施形態による光受容被覆材料および輸送コンポーネントを２つの軸に対してサポートするための装置の平面図を表す。  [0020]
【図７】図７は、典型的な実施形態によるデータおよび制御情報管理を表しているシステム・ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0021]  この開示は、１つの塊状のアレイに複数のかかるアレイのアセンブリと互換性
を持つパターンで、限定はしないが、好ましくは線形で、アレイを製造するために発光ダ
イオードの製造を適用する方法を記載する。更に、各々のアレイが、異なる基板にあり、
効率および波長の異なるレベルを成し遂げるプロセスであってもよい。
【００１６】
[0022]  発光ダイオードの製造は、目標波長を成し遂げるのに望まれるバンドギャップ
エネルギーの材料を選ぶことを含む。現在の開示の実施形態は、下にある半導体技術、ま
たは、発光ダイオードを製造するのに用いられる方法から独立している。本願明細書にお
いて提供される開示は、発光ダイオードの製造のいかなる形状にもあてはまる。
【００１７】
[0023]  半導体製造プロセスにおいて、非常に純粋な結晶ウェハは、必要な装置を形成
するために異なる領域を造るために特定の不純物にさらされる。これらの領域のパターン
は、選択的なエッチング、堆積および拡散プロセスによって形成されることができる。選
択的なエッチングは、フォトレジスト材料での結晶面の繰り返されたコーティングによっ
てなされる。このフォトレジスト材料は、次いで、フォトレジスト材料の感度に合う波長
の光（例えば、紫外線）を使用して、ガラス上に担持される所望のパターン（マスクと呼
ばれる）にさらされる。
【００１８】
[0024]  一つ以上の実施形態では、交互の発光ダイオードが交互の列で見られるように
、発光ダイオードは千鳥状に配置されることができる。これは、半導体製作プロセスを容
易にしている隣接した発光ダイオード構造間のギャップを考慮に入れることができる。隣
接した発光ダイオード間のギャップは、高解像度イメージングのためのアレイを使用する
ためのチャレンジを提示する。隣接した発光ダイオードが、垂直軸ではない、直角軸にお
いて隣接しているとき、イメージングの従来の方法は、イメージングの困難を生じうる。
現在の開示の一つ以上の実施形態によれば、方法および装置は、隣接した発光ダイオード
構造が隣接するように見えるようにするのに用いられてよく、かくして、照明の仮想塊状
の線形アレイを作成する。
【００１９】
[0025]  図１は、寸法m×nの正方形の構成としてエレメントを示しているアレイの個々
の発光ダイオードエレメントのパターンであり、ここで、mはＬＥＤエレメントの所望の
幅であり、ｎはＬＥＤエレメントの所望の高さである。いくつかの実施形態では、エレメ
ントの２つの行があり、互いに平行であり、既知の距離だけ離れており、すなわち、好ま
しくは、エレメントの幅ｍの整数倍であり、すなわち、ｌ×ｍにおいて、ｌはゼロでない
正の整数であり、ｍは寸法である。垂直分離は、エレメントの高さ（n）に等しい。エレ
メントの数は、ウェハおよびアプリケーションのサイズにより変化する。
【００２０】
[0026]  一組のマスクは、結晶ウェハに作製されるデバイスのパターンを定めることが
できる。このように、発光ダイオードのパターンが塊状のアレイの個別のエレメントを形
成し、各個別に制御可能に構築することができる。いくつかの実施形態では、個々の発光
ダイオードエレメントは、垂直方向（高さ）が距離ｎだけ離れ、水平（幅）がｌ×ｍの距
離だけ離れた２列の寸法ｍ×ｎ（ここでは、ｍ＝ｎ）の正方形で形成され、ここでｌはゼ
ロでない正の整数である。図１にて図示したように、LHDエレメント102a-102(c)は、スペ
ース106bで示すｎの垂直距離によって分離されることができる。垂直距離ｎは、106aおよ
び106cで示すようにＬＥＤエレメント102a-102(e)の高さに等しい。ＬＥＤエレメント102
a-102(e)は、スペース108で示すようにｌ×ｍの水平距離だけ分離される。水平距離ｍは
、104に示すようにＬＥＤエレメント102a-102(e)の幅に等しい。
【００２１】
[0027]  典型的な実施形態では、寸法は、ｍ ｎ  20マイクロメートルおよびｌ=4であ
り、そして、アレイのエレメントの数は、1024毎の2つの列で2048である。
【００２２】
[0028]  図１にて図示したように、ＬＥＤ 102aおよび102bは、第一の列のＬＥＤであ
り、102c、102dおよび、102eは第二の列のＬＥＤであってもよい。２つの列の千鳥状のア
レイは、隣接した列（106a）の発光ダイオードと整列配置する1つの列（例えば106b）の
いかなる2つの発光ダイオードの間のスペースに結果としてなる。この千鳥状パターンは
、ウェハの構成を容易にすることができる。上記のように、これはイメージングにチャレ
ンジを呈する。いくつかの実施形態では、起動のタイミングは、発光ダイオードが帰属す
る行に依存することができる。光受容体が1つの行の照明を見るように、2つの行は起動す
ることができる。これは、図６に関して更に詳細に下で議論される。
【００２３】
[0029]  図２は、塊状のアレイを形成している発光ダイオードの配置の詳細トップレイ
アウトである。各列のエレメントの総数は、製造プロセスの歩留まり曲線で測定されるこ
とができる。各々のダイオードエレメント204は、ボンディングパッドまたはコンタクト
パッド202にルーティングされる導体206を有することを示す。ボンディングパッド202の
寸法は、パッケージ技術によって測定されることができる。
【００２４】
[0030]  各々の個々の発光ダイオードエレメントは、エレクトロニクス・アセンブリに
、エレメントを結合する導線のためのボンディングパッドに接続し、かくして、個々に、
そして、別に各々の発光ダイオードを制御するための方法を提供する。アレイのエレメン
トの数は、製造プロセスによって制限されることができる。
【００２５】
[0031]  単一のウェハが、それらの特徴の非常に小さいスプレッドを有するデバイスを
生産することは、半導体製造の当業者に明らかでなければならない。このように、（ウェ
ハの一部である）発光ダイオードアレイは、同等の電流のために同等の強度の光を発する
発光ダイオードを有し、順方向電流および順電圧との間の同一の関係を有する。アレイの
発光ダイオードは、この開示において想像されるアプリケーションの要求の範囲内で、類
似したビーム構造を備える。半導体結晶ウェハの高い純度および製作方法の整合性のため
に、発光ダイオードアレイは、グラフィックアートおよび他の高品質高解像度高精度アプ
リケーションのために必要な均質性を有することができる。
【００２６】
[0032]  上記の配置は、適切に制御され更に以下で後述するように、イメージ平面上に
ピクセルの垂直線を生成する。
【００２７】
[0033]  アセンブリの各々のアレイの位置決めは、標準の半導体マスク配置技術を使用
して達成される配置の高い精度を必要とすることができる。
【００２８】
[0034]  これらのアレイの典型的な実施形態は、最低256のＬＥＤを含み、ウェハのサ
イズとしての許容されるのと同じである。ウェハの制限は、利用できる結晶ウェハサイズ
で判断され得る。いくつかの実施形態では、これらのアレイは、各々２行の1024のＬＥＤ
エレメントを有することができる。
【００２９】
[0035]  図３は、典型的な実施形態によるアレイのプランおよびプリント回路基板（PC
B）302上の制御エレクトロニクスを示す。
【００３０】
[0036]  PCB 302はエレクトロニクスを担持することができ、図3でブロック図として示
される。エレクトロニクスは、遠隔ソース（例えばデータ・コネクタ304を介して接続さ
れるコンピュータ）から、データおよび制御情報を受け取ることができる。典型的な制御
情報は、他の情報の間に、発光ダイオードの強度特性に必要な光度、発光ダイオードを表
しているテーブルおよび順方向電流を含むことができる。パワーコネクタ306は、電気の
メインまたは他の電力供給につながることができる。
【００３１】
[0037]  データおよび制御情報は、データ・コネクタ304を介してPCB（例えば、書替え
可能ゲートアレイ（FPGA）308）に埋め込まれた一つ以上の回路によって受け取られ得る
。FPGA 308または他の回路によって受け取られるデータは、第１のアウトベースのシフト
レジスタ上へ通過することができ、それから駆動エレクトロニクスに通すことができる。
例えば、データは、FPGA 308によって受け取られ、それから一つ以上の多機能プログラマ
ブル論理素子（Complex Programmable Logic Devices）（CPLD）310a、310b、310cおよび
310dにパスされる。各々のComplex Programmable Logic Devices（CPLD）は、310a、310b
、310cおよび310dは、ＬＥＤエレメント（例えば、各々のCPLDのための512のLHDエレメン
ト）のサブセットの原因となり得る。制御情報は、一つ以上の方法および／またはコンポ
ーネントを介してLEDアレンジメント314の発光ダイオードの光度を制御するのに用いるこ
とができる。制御情報はまた、パラメータをタイミングおよび制御エレクトロニクスに設
定するのに使われることができる。
【００３２】
[0038]  アレイ内の発光ダイオードが同時に1枚のウェハ上に形成されるので、電流の
関係に対する光度は、この開示において視覚化されるアプリケーションによって許容され
るバリエーションの範囲の中でよくてもよい。したがって、いくつかの実施形態よれば、
１つのモノリシックアレイの範囲内で、発光ダイオードの強度を制御するために、プログ
ラム可能な電圧源が使用される（例えば、プログラム可能電源（Programmable Voltage S
ource）（PVS）312）。プログラム可能な電源を使用している発光ダイオードに印加され
る電圧を変えることによって、アレイのダイオードに対する電流は、変わることができ、
このようにダイオード放出の強度を変えることができる。ドライブエレクトロニクスは、
アレイに関する電流対光強度の関係を保持するためのストレージ（例えば、パワーの入手
可能性に関係なくその内容を維持するプロセッサ不揮発性メモリのような不揮発性電子ス
トレージ）を含むことができる。いくつかの実施形態では、CPLDs 310a、310b、310cおよ
び310dは、ＬＥＤデバイスの１つ以上のサブセットに関する光度比率データに対する電流
をストアすることができる。例えば、CPLD 310aはアレイのＬＥＤエレメント0-511に関す
る光度データに電流を格納することができ、利用することができ、CPLD 310bはアレイの
ＬＥＤエレメント512-1023に関する光度データに電流を格納することができ、利用するこ
とができ、CPLD 310cはアレイのＬＥＤエレメント1024-1535に関する光度データに電流を
格納することができ、利用することができ、CPLD 310dはアレイのＬＥＤエレメント1536-
2048に関する光度データに電流を格納することができ、利用することができる。
【００３３】
[0039]  上記の強度調節は、上記の通りの高密度のアレイを形成するのに用いられる2
つ以上の発光ダイオードアレイの同等の強度を生み出すのに用いることができる。
【００３４】
[0040]  各々の個々の発光ダイオードエレメントの光の強度を制御することはまた、各
々のＬＥＤエレメントを介して電流のパルス幅変調を使用して成し遂げられることができ
る。このパルス幅変調は、埋込み型プロセサの一部であってもよい非揮発性メモリのデー
タのテーブルの使用を通して成し遂げられることができる。光度が装置に載置された集積
パワーセンサ（例えば、光受容体）によって測定されることができる最初の較正期間の間
に、データの表は、造られることができる。
【００３５】
[0041]  アレイのエレメントを調整するために、各発光ダイオードエレメントは、同時
にオンになり、パワーセンサからの読み込みが得られる。次いで、パワーセンサからの読
み込みは、不揮発性メモリに保存されることができる。次いで、各々のエレメントに関す
るこれらの値は、不統一を修正することを必要とするパルス幅変調期間を算出するのに用
いることができる。次いで、このデータは、適当な制御エレクトロニクスへ移され、その
結果、発光ダイオードがスイッチオンのとき、それらは、不揮発性メモリから制御エレク
トロニクス（例えばCPLDs）に転送されるこのパルス幅定義に応じてスイッチオフされる
。異なる光受容体（フォトレセプタ）が強度の違いに異なる感度を有するので、一方また
は両方の方法が、光度の所望の均一性を達成するために用いることができる。
【００３６】
[0042]  他の実施形態では、発光ダイオードからの光の捕獲の効率を増やすために、マ
イクロレンズのアレイが、用いられ得る。一つ以上の実施形態の他のバリエーションは、
各々のComplex Programmable Logic Device（CPLD）のドライバのより高い度合いを使用
することができる。一つ以上の実施形態は、各々の発光ダイオードの特定の電流制御を駆
動するために特別なアナログ集積回路を使用することができる。
【００３７】
[0043]  図４は、ボンディングパッドを備えたアレイおよびPCB上のボンディングパッ
ドのレイアウトを例示する。いくつかの実施形態では、図４にて図示したようなイメージ
ングシステムは、光受容体表面上の2048のドットを撮像することができ得る。他の実施形
態では、この数は、kの倍数によって増加することができ、ここで、kもまた増減すること
ができる。図示するように、ｋは１に等しくなることができ得る。図４に示すように、PC
B 408は、ＬＥＤ 204a乃至204nを含むことができる。ＬＥＤは、ボンディングパッド202a
、202b、202cおよび202dにコネクタによって接続されることができる。ボンディングパッ
ド202aは、ボンディングパッド402aに作動可能に接続され得る。ボンディングパッド202b
は、ボンディングパッド402bに作動可能に接続され得る。ボンディングパッド202cは、有
効に402cに接続され得る。ボンディングパッド202nは、有効にボンディングパッド402dに
接続され得る。エレクトロニクス404は、ボンディングパッド402aおよびボンディングパ
ッド402cにつながることができる。エレクトロニクス406は、ボンディングパッド402bお
よび402nにつながることができる。
【００３８】
[0044]  図５は、イメージング・アセンブリ502の配置の側面図を表す。ＬＥＤアレイ5
14は、エレクトロニクス506および510を含んでいるPCBを担持する銅ブロック522に載置す
ることができる。このアセンブリは、次いで、一端に載置される投影レンズ516を備えた
アルミニウムまたは銅ハウジング504に入れられることができる。ハウジング504は、次い
で、不活性ガスで密封し、空気を置換する。出口は、パワー、データおよび制御信号に関
するハウジングの外観に提供される（例えば出口512）。冷えている液体が必要な場合、
追加的な出口が提供されることができる。
【００３９】
[0045]  発光ダイオード514の塊状の個々のアドレス指定可能なアレイは、銅ベース522
に載置され得る。この銅ベース522は、次いで、デバイスの熱管理を提供するためにペル
チェ冷却器524に載置することができる。ペルチェ冷却器524は、次いで、エレクトロニク
ス、温度センサおよびペルチェ冷却器からなるフィードバックループを介して制御される
ことができる。発光ダイオード514の塊状の個々のアドレス指定可能なアレイは、イメー
ジング面518上にレンズ516を介してＬＥＤ放出をすることができる。さまざまなイメージ
ング比率が、使われることができる。図５の光軸520によって表されるように、典型的な
実施形態によれば、１対１の比率が使われることができる。単一の合成のレンズが表され
ているけれども、一つ以上の実施形態によれば、複数のマイクロレンズが提供されること
ができる（例えば、各々のＬＥＤエレメントにつきレンズのアレイおよび／または１つの
レンズ）。
【００４０】
[0046]  図6は、光受容体被覆材料および２軸に関するトランスポートコンポーネント
をサポートするための装置の平面図を表す。図６にて図示したように、イメージング装置
600は、レンズ604を含んでいるイメージング・アセンブリ602およびイメージング表面620
の上のハウジング606を支持することができるサポート612aおよび612bを含むことができ
る。いくつかの実施形態では、イメージング・アセンブリ602は、図5に関して上述したよ
うに一つ以上のコンポーネントを含むことができる（例えば、発光ダイオード514の塊状
の個々のアドレス指定可能なアレイ）。イメージング・アセンブリ602に含まれるアレイ
は、イメージング表面620およびレンズ604と平行でもよい。イメージング・アセンブリ60
2は、X軸に沿って運動を可能にすることができるレール624に載置することができる。エ
ンコーダストリップ610は、レール624へのイメージングアセンブリ602の移動の範囲を走
ることができる。エンコーダストリップ610は、エンコーダ・リードヘッド608にX軸に位
置インジケータ（例えば、磁性物質、オプティカルその他）を提供することができる。イ
メージングアセンブリ602は、一つ以上のサーボメカニカルデバイス（例えば、リニアモ
ータ）によってレール624にそって移動される。図6に更に例示されるように、614aおよび
614bは、線形レール626aのベアリングであってもよい。線形レール626bは、ベアリング61
4cおよび614dを含むことができる。線形レール626aおよび626bは、イメージング・アセン
ブリ602に関するＹ軸に沿って運動を可能にすることができる。エンコーダ・リードヘッ
ド616は、エンコーダストリップ618からY軸位置インジケータを受け取ることができる。
【００４１】
[0047]  投影レンズ604は、所望のアドレス可能性および解像度を成し遂げるために所
望の低減でイメージを投影するのに選ばれることができる。いくつかの実施形態では、イ
メージング表面620は、堅いイメージング表面を保持することによってイメージングを容
易にしている吸引装置システムの一部であってもよい。
【００４２】
[0048]   次いで、イメージング・アセンブリは、光受容材料および平坦なテーブル（
例えばイメージング表面620）上のその基板を備え、図６に示すように２つの軸の運動シ
ステムに載置することができる。本実施形態では、光受容材料は移動することができず、
イメージングシステムは２つの軸において移動する。当該技術分野において速いスキャン
と称される第１の運動が、光受容材料全体にわたり、遅いスキャンと称される第２の運動
は、この第１の運動に対して直角でもよく、そうすると、イメージングシステムは、方向
を逆転させることができる。各々の速いスキャンは、イメージングシステムが光受容材料
にわたって完全に横断することができ、イメージングシステムは、第２のスキャンの第１
のエレメントと隣接している１つのスキャンの最後の発光ダイオードエレメントのために
必要な距離を正確に直交して移動することができる。この精度は、上記した線形運動シス
テムによって可能であってもよい。スキャン間の発光ダイオードの隣接関係は、スキャン
の範囲内で発光ダイオードエレメントの隣接関係と等しくてもよい。
【００４３】
[0049]  ２つの軸運動システムは、両方の軸上の非常に高い決定リニア・エンコーダお
よびＤＣリニアモータを有する２つの軸サーボシステムによって、発光ダイオードを制御
することができる。直線運動システムは、非常に高速な制御発光ダイオードと同様に加速
および高解像度が可能である。これらの属性は、好ましい実施形態に関して想像されるア
プリケーションで使用するために高品質にイメージングシステムを提供することができる
。
【００４４】
[0050]  光受容材料にわたるイメージングシステムの運動の間、発光ダイオードは、CP
LDに格納されるデータによって起動することができる。起動のタイミングは、発光ダイオ
ードが帰属する行に依存することができる。全体のシステムを委任する最初の位相の間、
ソフトウェアは、各々のアレイの発光ダイオードの２つの行を活性化させる関係を調整す
るのに用いることができる。このソフトウェアは、２つの行が、光受容体が１つの行の照
明を見るような仕方で活性化されるのを保証する信号を導出するようにリニアモータの線
形エンコーダから、エンコーダ信号を使用することができる。これは、異なる時間でアレ
イのＬＥＤの２つの列に点火することにより達成されることができ、その結果、特定の列
がイメージング表面の同じポイントにわたって、各々の点火が行われる。
【００４５】
[0051]  速いスキャンが移動のその端に達するとき、サーボシステムは、運動の方向を
逆転させることができ、一方、それは、直交する速いスキャンメカニズムを（例えば、p*
q*rと正確に等しい距離によって）促進させる（ここで、pは、導出アレイのエレメントの
数であり、qは、光受容体の投影されたエレメントのピッチであり、rは、イメージングア
センブリの導出アレイの数である）。一つ以上の実施形態によれば、特定のアプリケーシ
ョン（新聞紙アプリケーションのためのフォトポリマー・プレート上のイメージング）の
ための距離は、2048×20×4＝163840ミクロンすなわち163.84mmであってよい。
【００４６】
[0052]  使用する速いスキャンの数は、光受容材料の全長と次の速いスキャンの間の直
角距離の定量に依存することができる。
【００４７】
[0053]  図７は、典型的な実施形態によれば、データおよび制御情報管理を表すシステ
ム・ブロック図である。データおよび制御情報は、撮像されるラスタイメージを作成する
ことができる外部ソースから、データ・トランシーバ・プロセッサ704で受け取られるこ
とができる。このデータが、データをバッファリングすることができるFIFOシフトレジス
タ708a、708b、708cおよび708dに送信され、その結果、データの１セットが外にシフトさ
れるので、次がシフトインされる。制御情報が、電圧源706の電圧をセットするのに用い
られ、タイミングおよび制御システム702のための温度および変数にセットするのに用い
られてもよい。タイミングおよび制御システム702は、XY運動システムから来ているエン
コーダ信号と同様にセットされる変数に反応する。イメージング・アセンブリがエンコー
ダに関して移動するにつれて、ドライバ710が達成され、これはイメージング・アセンブ
リの物理的な位置を表し、このように、イメージングベッドの光受容体に関係するＬＥＤ
アレイエレメント７１２の位置を表す。電源706が、ドライバ71Odに接続しているように
表されているけれども、電圧源706が、ＬＥＤドライバ710（例えば、ドライバ710a、710b
、710c、および71Od）に接続していると理解され得る。
【００４８】
[0054]  ここに記載したソフトウェアは、１以上の物理的な媒体に具体的に実装される
ことに更に留意し、かかる物理的な媒体は、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデ
オディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク、ハードドライブ、読み取り専用メモリ（Ｒ
ＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、並びに、ソフトウェアをストアすることが
できる他の物理的媒体、またはそれらの組み合わせなどであるが、それらに限定されない
。さらに、図は、別々にさまざまなコンポーネントを例示する。さまざまなコンポーネン
トで実行されると評される機能は、他のコンポーネントで実行されることができ、さまざ
まなコンポーネントは結合されることができまたは分離される。他の変更態様も、なされ
ることができる。
【００４９】
[0055]  前述の明細書では、さまざまな好ましい実施形態が、添付の図面を参照して記
載されてきた。しかし、種々の変更態様と修正がそれに対してなされることができること
は明白であり、後の特許請求の範囲に記載の発明のより幅広い範囲から逸脱することなく
、追加的な実施形態は実行されることができる。したがって、明細書および図面は、これ
に限定されることはなく、例示の意味であることに注意すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015111265.tif 000008
【図７】
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【外国語明細書】
2015111265000001.pdf