(57)【要約】【課題】　ＡｇＸ（ハロゲン化銀）プリントシステムにおいて、媒体平面に高画素濃度カラー画像を提供する。【解決手段】　本発明のプリンタは、感光性媒体（１００）にプリントを行う。このプリンタは、複数の光ビームを生成する複数の光源（１０）と、光源（１０）からの光ビームの発散を低減し、その発散が低減された光ビームを、少なくとも１つの回折格子変調器アレイ（６０）に照射する照明光学系と、変調器アレイ（６０）に接続され、変調器アレイ（６０）上の変調器サイトを個々にアドレス指定するアドレス手段と、変調器アレイ（６０）からの光を感光性媒体（１００）に導く画像形成レンズ（７０）とを備える。画像形成レンズ（７０）は、変調器アレイ（６０）からの光を回折光及び非回折光に変換する第１のレンズ素子と、回折光と非回折光とを区別する空間フィルタ（８０）と、変調器サイトの画像を再構成する第２のレンズ素子とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性媒体にプリントするプリンタであって、
　光ビームを生成する複数の光源と、
　前記光源からの複数の前記光ビームの発散を低減し、その発散が低減された前記光ビームを、少なくとも１つの回折格子変調器アレイに照射する照明光学系と、
　前記回折格子変調器アレイに接続され、前記回折格子変調器アレイ上の変調器サイトを個々にアドレス指定するアドレス手段と、
　前記回折格子変調器アレイからの光を前記感光性媒体に導く画像形成レンズと
　を備え、
　前記照明光学系は、走査方向に沿って光をコリメートする構成要素と、走査方向と交差する方向に沿って光を合焦する構成要素と、
　前記画像形成レンズは、
　前記回折格子変調器アレイからの前記光を回折光及び非回折光に変換する第１のレンズ素子と、
　前記回折光と前記非回折光とを区別する空間フィルタと、
　前記変調器サイトの画像を再構成する第２のレンズ素子と
　を備えるプリンタ。
【請求項２】
　前記回折格子変調器アレイが、一体化された単一のユニットである請求項１に記載のプリンタ。
【請求項３】
　前記回折格子変調器アレイが、複数のサブアレイから成る請求項１に記載のプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、一般に、光ビームを、空間的に、かつ時間的に変調する方法に関し、より詳細には、変調光を、感光性媒体に画像化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　写真画像は、伝統的に、従来のフィルムを用いた光学プリンタを用いて、印画紙にプリントされる。しかし、写真産業は、デジタル画像化に移行しつつある。デジタルカメラから得られた画像、又は伝統的な写真カメラ内で露光された走査フィルムを使用したデジタルプリント処理における１つのステップは、その後印画紙にプリントされるデジタル画像ファイルを生成することである。
【０００３】
　デジタルプリント産業の成長は、デジタルプリントに関する多数の方法を生み出した。デジタルプリントに使用された初期の方法の１つは、セントロニクスＣＲＴレコーダ等の陰極線管（ＣＲＴ）を用いたプリンタであった。この技術は、リン光体及び電子ビームに関する複数の制限がある。この技術は、２０．３２ｃｍ×２５．４ｃｍの印画等の大きなフォーマット画像をプリントするときに不十分である。また、ＣＲＴプリンタは、高価になりがちであり、これは、費用重視のマーケットにおいて深刻な欠点である。更なる制限は、ＣＲＴプリンタが、１時間に１０，０００回以上のプリントというフレーム速度で動作するとき、媒体に対して十分に赤い露光を提供しないことである。
【０００４】
　デジタル印刷について一般に使用される別の方法は、レーザを使用したエンジンである（例えば、特許文献１参照。）。そのようなシステムは、一般的に、赤色、緑色、及び青色のレーザを使用する多角形フライングスポットシステムである。残念なことに、レーザベースシステムは、青色レーザ及び緑色レーザが依然として非常に高価なため、ＣＲＴプリンタと同様に、高価になりがちである。さらに、現在利用可能なレーザは小型でない。レーザベースプリンタシステムについての別の問題は、伝統的な写真撮影に使用される印画紙が、相反則不軌のために、カラーレーザプリンタに適していないことである。強度の相反則不軌は、印画紙が短期間強い光に露出されるとき、それによって感度が悪くなる現象である。例えば、フライングスポットレーザプリンタが、各々の画素を、マイクロ秒の割合で露光するのに対し、光学プリンタシステムは、全フレーム期間中印画紙を露光し、それが、秒オーダの場合がある。従って、レーザプリンタには、特別な用紙が必要である。
【０００５】
　より新しい方法は、テキサスインスツルメンツ社のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等の単一の空間光変調器を使用する（例えば、特許文献２参照。）。空間光変調器は、より長い露光時間を可能にするとともに、費用においても十分な効果を提供する。それは、ラインプリントシステムとは異なる種類のプリントシステム（例えば、特許文献３参照。）、及びエリアプリントシステム（例えば、特許文献４参照。）に対して提案された。
【０００６】
　テキサスインスツルメンツ社のＤＭＤを用いたプリントに対する手法の１つは、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いて、より長い露光時間等の効果を提供する（例えば、特許文献５、６参照）。しかし、この技術は、広範囲に利用できない。結果として、ＤＭＤは高価になり、より高い解像度に対して容易には測定できない。また、現在の利用可能な解像度は、全てのプリント要求にとって十分でない。
【０００７】
　別の安価な解決策は、ＬＣＤ変調器を用いる。一般に利用可能なＬＣＤ技術を用いる複数の写真プリンタがある（例えば、特許文献４、７、及び８参照。）。これらの設計のほとんどは、透過型ＬＣＤ変調器（例えば、特許文献４、９参照。）の使用を要する。そのような方法は、プリントの光学設計を容易にするという点でいくつかの効果を提供する一方、従来の透過型ＬＣＤ技術の使用に対して、いくつかの欠点がある。透過型ＬＣＤ変調器は、一般に、低減されたアパーチャ比を有し、ガラス技術と関連した透過型電界効果型トランジスタ（ＴＦＴ）の使用は、多くのプリント用途において望まれる画素毎の均一性を奨励しない。さらに、多数の画素を提供するために、多くの高解像度の透過型ＬＣＤは、数インチの設置面積を有する。そのような大きな設置面積は、プリントレンズと結合されると、扱いにくくなる場合がある。結果として、透過技術を使用するほとんどのＬＣＤプリンタは、低解像度、又は小さいプリントサイズに制約される。
【０００８】
　別の方法は、ディスプレイマーケットで広く受け入れられる反射型ＬＣＤ変調器を使用することである。反射型ＬＣＤ変調器における動作のほとんどは、映写ディスプレイに関連している。映写機は、スクリーンに最大光束を提供するように最適化され、２番目にコントラスト、及び解像度に重点を置く。映写表示の目的を達成するために、ほとんどの光学設計は、高い強度のランプ光源を使用する。加えて、多くの映写機設計は、主色の各々に対して１つずつある、３つの反射型ＬＣＤ変調器を使用する（例えば、特許文献１０参照。）。３つの反射型ＬＣＤ変調器を使用することは、高価、かつ厄介である。
【０００９】
　最近、１００：１より大きい、高いコントラストを有する高解像度の反射型ＬＣＤが出現したことは、以前は利用できなかったプリントの可能性を提供する（例えば、特許文献１１、１２参照。）。とくに、プリンタは、赤色、緑色、及び青色発光ダイオードによって連続して照射された反射型ＬＣＤ変調器に基づいてもよい（例えば、特許文献１３参照。）。この技術は、解像度が制限されすぎる。また、装置の応答時間がミリ秒であるので、速さが必要とされる走査は容易には使用されない。
【００１０】
　反射型ＬＣＤ変調器は、感光性媒体への低費用のデジタルプリントを可能にするが、高解像度プリントの要求は、十分に対処されていない。医療用途に対する画像形成等の多くの用途において、解像度は重要である。マイクロメカニカルな変調器、及び電気光学変調器は、多くの画素を近接して配置する能力を提供する。そのような装置は、高解像度プリントに容易に影響を受けやすい。回折格子ライトバルブ等のリニアデバイス（例えば、特許文献１４、１５参照。）は、しばしば、プリントシステムに組み込まれる場合がある。ドラム又は走査デバイスと連動するリニア変調器は、高速なプリント時間を可能にできる。
【００１１】
　変調器プリントシステムは、階調を達成する種々の方法を組み込むことができる。テキサスインスツルメンツは、ラインアレイとよく連携する時間遅延統合システムを採用する（例えば、特許文献１６、１７参照。）。この方法が、合理的な速度で十分な階調レベルを提供できる一方、ラインプリント時間遅延統合（ＴＤＩ）方法は、結果として、登録問題及びソフト画像をもたらす場合がある。別の方法が、特に透過型ＬＣＤについて提案される（例えば、特許文献１８参照。）。
【００１２】
　十分な階調を保ち、低費用を維持する一方、利用可能な技術を用いて写真画像の解像度を増すこと、相反則不軌を低減することが望まれる。回折格子ライトバルブ等のライン変調器は、しばしば、非常に早い応答時間を有する。結果は、異なる電圧印加、又はパルス幅変調によって十分に達成可能な階調である。一般に、写真プリントシステムにおいて、シュリーレン（ｓｃｈｌｉｅｒｅｎ）モードで動作するライン変調器は、しばしば、解像度及び速度において効果を提供する。
【特許文献１】米国特許第４７２８９６５号明細書
【特許文献２】米国特許第５０６１０４９号明細書
【特許文献３】米国特許第５５２１７４８号明細書
【特許文献４】米国特許第５６５２６６１号明細書
【特許文献５】米国特許第５４６１４１１号明細書
【特許文献６】米国特許第５５０４５１４号明細書
【特許文献７】米国特許第５７０１１８５号明細書
【特許文献８】米国特許第５７４５１５６号明細書
【特許文献９】米国特許第５７０１１８５号明細書
【特許文献１０】米国特許第５７４３６１０号明細書
【特許文献１１】米国特許第５３２５１３７号明細書
【特許文献１２】米国特許第５８０５２７４号明細書
【特許文献１３】米国特許第６２１５５４７号明細書
【特許文献１４】米国特許第５３１１３６０号明細書
【特許文献１５】米国特許第５４５９６１０号明細書
【特許文献１６】米国特許第５７２１６２２号明細書
【特許文献１７】米国特許第５４６１４１０号明細書
【特許文献１８】米国特許第５７５４３０５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
　本発明の目的は、ＡｇＸ（ハロゲン化銀）プリントシステムにおいて、媒体平面に高画素濃度カラー画像を提供することである。また、本発明の目的は、高いサイト密度のリニア空間光変調器を使用して、写真媒体上に画像形成するデジタル画像を生成する手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
　簡単に説明すると、本発明の１つの側面によれば、感光性媒体上にプリントするプリンタは、光ビームを生成する光源を備える。照射光学系は、走査方向に沿って光をコリメートする構成要素と、走査方向と交差する方向に沿って光を合焦する構成要素とを含み、光源からのビームの発散を低減する。アドレス手段は、回折格子変調器アレイに接続され、回折格子変調器アレイ上の変調器サイトを個々にアドレス指定し、低減された光ビームに位相変化を与える。画像形成レンズは、回折格子変調器アレイからの光を感光性媒体に導く。画像形成レンズは、光を、回折光、及び非回折光に変換する第１のレンズ素子と、回折光と非回折光とを区別する空間フィルタと、変調器サイトの画像を再構成する第２のレンズ素子とを備える。
【００１５】
　別の実施の形態において、レーザ源は、均一化光学系、及びアナモフィック光学系により、空間光変調器の平面に本質的に直線照明を形成し、色が順次に出力されて画像形成される。空間光変調器は、直線上に、複数の変調器サイトを備える。個々の変調器サイトは、入射光を複数の空間オーダに回折、及び反射する。その後、光は、プリントレンズアセンブリ、及び空間フィルタによって、媒体面に画像形成される。空間フィルタは、その媒体面上で、１以上の回折オーダを分離するのに役立つ。変調器が１つのサイトで動作するとき、光は、光学システムを通過し、媒体面上に画像形成される。正反対の状態において、光は、空間フィルタによってブロックされ、画像平面上に画像形成されない。媒体は、ドラム速度が、選択された媒体の照明要件に従って設定されるように、回転ドラム上に配置される。
【００１６】
　本発明の更なる別の実施の形態において、レーザ源は、回転ホイールの使用を介して、所定の位置まで連続して回転され、又はガルバノメータの使用を介して、変調器の表面上で走査される。
【００１７】
　更なる実施の形態において、発光ダイオードの直線配列は、空間光変調器上で連続的に走査される。
【００１８】
　その他の実施の形態において、色フィルタに続く広帯域光源は、リニア空間光変調器を連続的に照射する。
【００１９】
　更なる他の実施の形態において、３本の照明ラインは、空間的に分離され、３つの異なる空間光変調器で使用される。
【００２０】
　別の実施の形態において、３つの異なる空間フィルタが採用される。
【発明の効果】
【００２１】
　本発明によれば、ＡｇＸ（ハロゲン化銀）プリントシステムにおいて、媒体平面に高画素濃度カラー画像を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
　以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
　回折格子ライトバルブ等の回折格子空間光変調器は、単色フォーマットプリンタ、又は多色フォーマットプリンタに使用される。空間光変調器は、各々の変調器サイトが、複数の光学素子から成る回折格子から構成されたリニアデバイスである。ある状態において、入射光は、平面ミラーと同様に変調器から反射される。駆動状態において、所定の変調器サイトは、光を複数の空間オーダに回折する反射型回折格子である。
【００２３】
　図１を参照すると、光は、光源１０によって生成される。光源１０は、レーザ、又は複数の発光ダイオードのリニアアレイのどちらかであってよい。入射光は、コリメータレンズ２０２０、及び円柱レンズ４０の光学素子によって、走査方向に沿ってコリメートされ、かつ、走査方向と交差する方向に沿って合焦される。実質的に、入射光ビームの発散は低減される。もし、使用される光源１０が、複数の光学素子から構成されるなら、ある実施の形態において、均一化光学系３０が含まれ、より均一な空間光変調器６０の照明を提供してもよい。
【００２４】
　光は、プリズム５０によって空間光変調器６０に向けられる。空間光変調器６０は、入射（ｉｍｐｉｎｇｅｎｔ）光に対して、サイト毎の基準で位相差を与える。位相差は、適用された回折格子のピッチ、及び入射光の波長によって決定される。変調器の遠距離場、又はフーリエ平面において、光は、回折オーダに分離される。空間光変調器６０に続いて、画像形成レンズ（イメージングレンズ）７０、及び空間フィルタ８０がある。空間フィルタ８０は、指定オーダの光のみを通すように設計される。変調器サイトが「オン」状態にあるとき、つまり、それが電気的にアドレス指定されていることを示すとき、光は、空間フィルタ８０によって回折され、媒体上に画像化される。その変調器は、アドレス信号によって、サイト毎を基準として、光を変調する。空間フィルタ８０は、スリット、絞り、一連のスリット、一連の絞り、ホログラフィーフィルタ、又は動的にアドレス指定可能な光学素子であってよい。空間フィルタ８０に続いて、レンズ素子９０がある。レンズ素子９０は、感光性媒体１００上に、指定された倍率の画像を提供するように設計される。媒体１００は、ドラム１１０に付着する。そのドラム１１０は、媒体１００上で必要とされる露光によって定められる速度で回転する。
【００２５】
　図２は、媒体平面上に波長の異なる３本の照明を同時に提供するように設計された３色システムを示す。そのシステムは、３つの分離された照明ラインから成る。その照明ラインは、画像平面に配置される３本のラインを描く。ドラムが回転するとき、その媒体は、所定の位置に向かって回転する。カラーシーケンスにおいて、各々のライン画像は、媒体上に同じ線を描き、よって、フルカラー画像を形成する。光の強さ、露光時間、及びドラムの回転速度は、画像の濃度を決定する。階調が２つの方法のうち１つで確立されてもよい。変調器は、アナログ方式で操作できる。アナログ方式では、変調器サイトにおける回折格子は、回折格子におけるあらかじめ設定された深さに相当する所定の電圧でアドレス指定される。電圧は、事実上、そのサイトがどれほど効率的に光を所定のオーダに偏向させるかに相当する。あるいは、各々のサイトは、パルス幅変調シーケンスにおいてアドレス指定できる。
【００２６】
　変調器をアドレス指定することと、照明レベルを変化させることによって、追加のビット深さが達成できる。プリントは、リアルタイム用途ではないので、画像データは、ビデオフレーム速度で循環する必要はない。たとえ、処理により長い時間がかかっても、それは、画質に影響しない。カラーフィルタホイールを備えた広帯域光源を採用することによって、図２のシステムを構築することが可能である。
【００２７】
　図３は、単一の投射レンズ及びプリズム５０を用いた三色システムを示す。図３において、空間光変調器６０は、各々の色に対して１つずつの３つの異なるラインを含まなくてはならない。各々のラインは、特定の色の照明に対して最適化されてよい。そのような変調器システムは、図３に示される。このシステムは、３色の照明ラインを示す。もし、白色光源が使用されるなら、下流において、カラーフィルタリングが効果的に達成できる。変調器が、カラーフィルタを組み込んでもよい。もし、回折角が、各々の色で全く異なるなら、単純に３つの全く異なる空間フィルタを用いることにより、十分な区別が達成できる。
【００２８】
　図４において、赤色ライン６２、緑色ライン６４、及び青色ライン６６が、１つの空間光変調器６０に統合される。もし、部品を組み込むパッケージが十分に小さくなるなら、３つの異なる装置が互いに近接して配置されてもよいことに留意すべきである。
【００２９】
　もし、３つの異なるラインが採用されるなら、空間フィルタは、図５に示されるように、各々の色８４，８２，８６に対応する３つの空間フィルタを必要とする。回折角は、波長に依存するので、フィルタは異なってもよい。空間フィルタ８０は、図５ａに示される。もし、回折角が全く異なるなら、信号空間フィルタは、図５ｂに示されるように、各々の波長をアドレス指定する素子を含んでもよい。
【００３０】
　もし、３本の照明ラインが媒体平面上に画像形成されるなら、３つのラインの重ね合わせとして、合成画像が形成される。まず、赤色の照明ライン１０５が画像化され、２番目に、赤色画像上に、緑色１０７が重ね合わせられる。最後に、青色ライン１０９が、現存する赤色画像及び緑色画像上に画像化される。この方法は、図６に示される。この方法が動作するために、３つの光学素子のうち１つが動かなければならない。つまり、プリントアセンブリ全体が、重ねあわせを可能にするように動き、画像が動き、又は画像平面が動く。１番目の場合、プリントヘッドアセンブリ全体が、移動アセンブリに取り付けられる。あるいは、図３に示されるような、プリズムアセンブリが１つのみの配置については、プリズムが傾き、媒体平面上の同じ位置に、色が順次に出力されて、画像がプリントされる。別の方法は、プリントレンズアセンブリに続いて、走査ミラー１１１、又は透過素子を必要とする。それは、画像平面に、色を順次に出力して、画像を配置する。これは、図７に示される。走査ミラーは、第１の位置１１１から第２の位置１１２に動く。赤色ライン等の所定の描かれたラインは、第１のライン１１４から第２のライン１１５に動く。これは、カラー順次プリントの方法である。順次プリントは、もし、媒体が、例えばドラム１１０上で移動しているなら、迅速な露光速度を必要とする。
【００３１】
　図２に示されるように変調器が複数の場合、図８に示されるように、各照明ラインからの画像は、画像形成経路をミラー１１３、又は再方向付け光学素子で調整して、各々の色で同じラインで画像を形成することによって、直接重ね合わせられてもよい。これは、カラー再合成プリントの形態である。このミラー方法は、単一の照明ラインが存在するか、複数の照明ラインが存在するかに関わらず採用されてよい。
【００３２】
　あるいは、もしドラムプリントが採用されるなら、ドラムの自然な回転が、媒体を、各々の色に必要とされる照明経路に位置決めする。この方法は、３色全ての色が、異なるデータのラインを描くことによって同時に動作することを可能にする。これは、図２に示される。
【００３３】
　もし、ユーザが、十分に大きい投射レンズを使用する、又は、軸外の画像形成システムと連携しようとするなら、プリズムは設計から省略されてもよいことに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の光学系を側面から示す図である。
【図２】投射レンズとプリズムを別個に使用する三色カラーシステムを示す図。
【図３】単一の投影レンズ及びプリズムを使用する三色カラーシステムを示す図。
【図４】単一の基板における３本の色線を示す平面図。
【図５ａ】本発明による複合フィルタを示す図。
【図５ｂ】本発明による別の複合フィルタを示す図。
【図６】重ね合わせられた赤色ライン、緑色ライン、及び青色ラインを示す図。
【図７】走査ミラーを用いる３色システムの図。
【図８】単一の合成画像ラインを有する３色システムの図。
【符号の説明】
【００３５】
　１０　光源
　２０　コリメータレンズ
　３０　均一化光学系
　４０　円柱レンズ
　５０　プリズム
　６０　空間変調器
　７０　画像形成レンズ
　８０　空間フィルタ
　９０　レンズ素子
　１００　感光性媒体
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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