(57)【要約】【課題】１％単位以下でしかも任意の変倍率での変倍補正を高精度、且つ高速に行うことができる画像処理装置を提供する。【解決手段】この画像処理装置に適用される光ビーム走査装置の画像処理制御部１３では、ＣＰＵ１３１が画像処理プログラムの手順に従ってＰＣ＿Ｉ／Ｆ１３２で受け付けられる描画用画像データ１７を制御用データ１９に従って変倍率を変更した階調値を作成して補正処理するときにテーブルを参照し、補正処理の対象である行又は列の画素の第１の階調値とそれらの隣接画素の第２の階調値との組み合わせから、変倍率により定まる挿入又は削除する位置からの相対位置に対して設定された補正の対象である行又は列の画素の階調値である第３の階調値を選択し、露光走査階調値に設定する。光ビーム発光部Ｉ／Ｆ１３６では、変倍の補正処理された描画用画像データ１７を露光するための書き込み情報へと変換した出力画像データ２１を送出する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報処理手段から送られてきた描画用画像データを受信する第１の受信工程と、
情報処理手段から送られてきた制御用データ信号を受信する第２の受信工程と、
前記第２の受信工程での前記制御用データ信号に基づいて、前記第１の受信工程で受信した前記描画用画像データに対して補正を行う補正工程と、
前記補正工程で補正された前記描画用画像データを出力画像データとして露光走査実行手段へ送信する送信工程と、を有する画像処理方法であって、
前記補正工程は、補正の対象である前記描画用画像データの行または列の画素の階調値である第１の階調値と、前記補正の対象である前記描画用画像データの行または列の画素に隣接する隣接画素の階調値である第２の階調値と、変倍率により定まる挿入または削除する位置からの相対位置に対して設定された前記補正の対象である前記描画用画像データの行または列の画素の階調値である第３の階調値と、を格納したテーブルを参照し、当該第１の階調値及び当該第２の階調値の組み合わせから当該第３の階調値を選択する階調値選択工程と、
前記階調値選択工程で選択した前記第３の階調値で前記描画用画像データを補正して露光走査階調値に設定する階調値設定工程と、を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記階調値選択工程は、前記補正の対象である前記描画用画像データを副走査方向に拡大する場合、当該補正の対象である当該描画用画像データの行とその上の行の前記隣接画素の前記第１の階調値及び前記第２の階調値の組み合わせから、当該補正の対象である当該描画用画像データの行の画素の前記第３の階調値を選択することを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記階調値選択工程は、前記補正の対象である前記描画用画像データを副走査方向に縮小する場合、当該補正の対象である当該描画用画像データの行の対象画素とその下の行の前記隣接画素の前記第１の階調値及び前記第２の階調値の組み合わせから、当該補正の対象の当該描画用画像データの行の対象画素の第３の階調値を選択することを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記階調値選択工程は、前記補正の対象である前記描画用画像データを主走査方向に拡大する場合、当該補正の対象である当該描画用画像データの画素と当該主走査方向の１つ手前の前記隣接画素の前記第１の階調値及び前記第２の階調値の組み合わせから、当該補正の対象である当該描画用画像データの列の画素の第３の階調値を選択することを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記階調値選択工程は、前記補正の対象である前記描画用画像データを主走査方向に縮小する場合、当該補正の対象である当該描画用画像データの画素と当該主走査方向の次の前記隣接画素の前記第１の階調値及び前記第２の階調値の組み合わせから、当該補正の対象である当該描画用画像データの列の画素の第３の階調値を選択することを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
請求項２乃至５の何れか１つに記載の画像処理方法において、
前記描画用画像データの１ライン毎に相対位置を計算した計算値から前記テーブルを参照する位置を切り替える切り替え工程を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
請求項６記載の画像処理方法において、
前記切り替え工程は、前記描画用画像データの描画範囲を示すデータと前記相対位置とを比較し、当該描画範囲が終了するまでは前記テーブルを参照する位置を切り替えない非切り替え工程を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
請求項７記載の画像処理方法において、
前記切り替え工程での前記描画用画像データの描画範囲を示すデータは、情報処理手段から送られてくることを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１つに記載の画像処理方法を情報処理手段において実行することが可能な画像処理プログラム。
【請求項１０】
請求項９記載の画像処理プログラムに基づいて画像処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】
請求項１乃至８の何れか１つに記載の画像処理方法により生成された出力画像データに基づいて露光対象物に露光走査を行うことを特徴とする光ビーム走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理方法、画像処理プログラム、画像処理装置、及び光ビーム走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像処理装置に適用される基板直描露光装置等の露光対象物に書き込みを行う光ビーム走査装置では、１〜数μｍ単位、或いはそれ以下の高精度な描画を行うために、微小な回転補正処置や、微小な変倍補正処理等をリアルタイムに行う必要がある。この上、大量の画像データを高速で描画するために、それらの処理を短時間で行う必要がある。
【０００３】
一般的な変倍補正方法として、二アレストネイバー法、バイリニア法、バイキュービック法等が既に知られている。しかし、それらの変倍補正技術は、以下の事項ａ）〜ｃ）の問題として、ａ）処理速度が高速ではあるが精度が低い、ｂ）精度は高いが処理速度が遅い、ｃ）精度は高く、高速ではあるが、プログラム容量が大きい、といった欠点がある。特に事項ｃ）の場合、精度及び速度は問題ないが、プログラム容量が大きいためにリアルタイム性が求められると共に、メモリ容量に制限のあるマイクロプロセッサによる組込み機器のプログラムでは、精度が高く、且つ高速な処理が困難となってしまう。
【０００４】
このような画像データの変倍補正に係る周知技術として、「ディジタル画像処理装置に於ける画像データ変倍処理方法及び回路」（特許文献１参照）が挙げられる。この特許文献１では、小容量のルックアップテーブルを備え、ユーザが変倍率を変更する度にルックアップテーブルに貯蔵されたデータを参照して所望の変倍率の画像を迅速に出力するための技術が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に係る画像データ変倍処理方法は、ユーザにより指定された変倍率を１と除算して商と余りを算出する変倍率除算過程を含む。また、変倍率除算過程から算出された商が１より小さい場合、ルックアップテーブルに貯蔵されたデータを参照して縮小処理を行う縮小処理過程を含む。更に、変倍率除算過程から算出された商が１より大きく、余りが０でない場合にルックアップテーブルに貯蔵されたデータを参照して拡大処理を行う第１拡大処理過程を含む。加えて、変倍率除算過程から算出された商が１より大きく、余りが０ならば単純拡大処理を行う第２拡大処理過程を含む。その他、前記過程を通じて計算された変倍処理用データを変倍処理用メモリに書き込むデータ書き込み過程を含むものである。
【０００６】
要するに、特許文献１に係る技術では、ディジタル画像処理装置に１〜９９％で１％単位の拡大縮小用ルックアップテーブルを使用し、ハードウェア回路で高速に処理する目的で拡大縮小する手段が開示されている。しかし、係る技術では、階調値のある画像データを、数μｍ単位以下、つまり１％未満の精度で、且つ任意の変倍率で補正を行う場合に対応できなかった。即ち、特許文献１記載の技術では、１％単位で９９％までの９９種類の変倍率への対応は可能であるが、１％単位以下でしかも任意の変倍率での変倍に対応することはできない。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、１％単位以下でしかも任意の変倍率での変倍補正を高精度かつ高速に行うことができる画像処理方法、画像処理プログラム、画像処理装置、及び光ビーム走査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の一態様は、情報処理手段から送られてきた描画用画像データを受信する第１の受信工程と、情報処理手段から送られてきた制御用データ信号を受信する第２の受信工程と、前記第２の受信工程での前記制御用データ信号に基づいて、前記第１の受信工程で受信した前記描画用画像データに対して補正を行う補正工程と、前記補正工程で補正された前記描画用画像データを出力画像データとして露光走査実行手段へ送信する送信工程と、を有する画像処理方法であって、前記補正工程は、補正の対象である前記描画用画像データの行または列の画素の階調値である第１の階調値と、前記補正の対象である前記描画用画像データの行または列の画素に隣接する隣接画素の階調値である第２の階調値と、変倍率により定まる挿入または削除する位置からの相対位置に対して設定された前記補正の対象である前記描画用画像データの行または列の画素の階調値である第３の階調値と、を格納したテーブルを参照し、当該第１の階調値及び当該第２の階調値の組み合わせから当該第３の階調値を選択する階調値選択工程と、前記階調値選択工程で選択した前記第３の階調値で前記描画用画像データを補正して露光走査階調値に設定する階調値設定工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、１％単位以下でしかも任意の変倍率での変倍補正を高精度、且つ高速に行うことができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係る画像処理の概要を説明するための図で、０から３の階調値で幅５画素の横線と、幅５画素の空白部が繰り返される画像データの例を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る画像処理の概要を説明するための図で、副走査方向（縦方向）に１％の拡大を行う時、１００ライン毎に１ライン挿入を行うと、実質的に拡大画像となることを示す図である。
【図３】本発明の実施例１に係る画像処理の概要を説明するための図で、ラインを挿入した挿入部分の元画像データと、挿入後の画像データの変化を示す図である。
【図４】本発明の実施例１に係る拡大の画像処理の概要を説明するための図で、１から１００ラインの間で、その位置により順次画像補正を行い、１００ライン目の挿入位置での変化が、より少なくなっている例を示す。
【図５】本発明の実施例１に係る画像処理装置に適用される光ビーム走査装置の一例である基板直描露光装置の概略構成を示す斜視図である。
【図６】図５の基板直描露光装置における画像データの流れを示す機能ブロック図である。
【図７】図６における画像処理制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図８】図５における基板直描露光装置の光ビーム発光ユニットの概略構成を示す図である。
【図９】図５に示した１つの光ビーム発光ユニットから出射されるビームの状態を示す図である。
【図１０】図４に示した補正方法を実施する際に使用する補正値をテーブル化した例を示す図である。
【図１１】画像処理制御部で実行される拡大処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施例１に係る縮小の画像処理の概要を説明するための図で、１から１００ラインの間で、その位置により順次画像補正を行い、所定のラインでの縮小位置での変化が、より少なくなっている例を示す図である。
【図１３】図１２に示した補正方法を実施する際に使用する補正値をテーブル化した例を示す図である。
【図１４】本発明の実施例２に係る画像処理の概要を説明するための図で、０から３の階調値で幅６画素の横線と、幅６画素の空白部が繰り返される画像データの例を示す図である。
【図１５】本発明の実施例２に係る画像処理の概要を説明するための図で、副走査方向（縦方向）に１％の拡大を行う時、１００ライン毎に１ライン挿入を行うと、実質的に拡大画像となることを示す図である。
【図１６】本発明の実施例２に係る画像処理の概要を説明するための図で、ラインを挿入した挿入部分の元画像データと、挿入後の画像データの変化を示す図である。
【図１７】本発明の実施例２に係る拡大の画像処理の概要を説明するための図で、１から１００ラインの間で、その位置により順次画像補正を行い、１００ライン目の挿入位置での変化が、より少なくなっている例を示す。
【図１８】図１７で説明した画像補正時に適用される画像データの画素領域を均一な領域分けした場合の画素分割領域と描画ブロックとの関係を示した図である。
【図１９】図１８に示す画素分割領域の最上領域を分ける位置を変えて描画ブロックに跨らないように下げた場合の様子を示した図である。
【図２０】本発明の実施例２に係る図７における画像処理制御部で実行される拡大の補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の実施例２に係る縮小の補正処理の概要を説明するための図で、１から１００ラインの間で、その位置により順次画像補正を行い、所定のラインでの縮小位置での変化が、より少なくなっている様子を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の画像処理方法、画像処理プログラム、画像処理装置、及び光ビーム走査装置に係る幾つかの実施例を挙げ、本発明の概要について述べる。
【実施例１】
【００１２】
最初に、本発明の画像処理の概要について説明する。基板直描露光装置等の露光対象物に書き込みを行う光ビーム走査装置では、主としてモノクロの線や図形描画が行われる。例えば、基板直描露光装置では、１μｍ〜数μｍ幅、あるいはそれ以下の高精度な描画を行うため、大量のデータ処理が必要となり、一般的には白黒の２値、もしくは数値程度の階調値の画像データが用いられる。
【００１３】
一般的に、３値以上の階調値のある画素データは、例えば画像の輪郭部、特に斜め輪郭部では、最小階調値と最大階調値の間の中間階調値とされることが多い。ここで、最小階調値が０（露光しない）、最大階調値が３（最大露光量）の場合、斜め輪郭部では、階調値３以外に、階調値１または階調値２とする。これは、輪郭部をがたつきが少なくスムーズに描画するために用いられる手段である。このような階調値が３値以上ある場合には、その元の階調値に従った補正を行うことにより、スムーズな輪郭部を描画することができる。
【００１４】
本発明では、対象となる画像の拡大縮小補正処理を、変倍率を元にした相対位置に従って階調値の補正と共に行うので、スムーズな輪郭部を実現した拡大縮小処理を行うことができる。
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係る画像処理の概要を説明するための図で、０から３の階調値で幅５画素の横線と、幅５画素の空白部が繰り返される画像データの例を示す図である。図２は、本発明の実施例１に係る画像処理の概要を説明するための図で、副走査方向（縦方向）に１％の拡大を行うとき、１００ライン（行、以下同様）毎に１ライン挿入を行うと、実質的に拡大画像となることを示す図である。図３は、本発明の実施例１に係る画像処理の概要を説明するための図で、１ライン挿入した部分の元画像データと、挿入後の画像データの変化を示す図である。図４は、本発明の実施例１に係る画像処理の概要を説明するための図で、１から１００ラインの間で、その位置により順次画像補正を行い、１００ライン目の挿入位置での変化が、より少なくなっている例を示す図である。
【００１６】
図１に示すように０から３の階調値で幅５画素の横線が、５画素単位で繰り返される画像データの場合、副走査方向（縦方向）に１％の拡大を行うとき、１００ライン毎に１ライン挿入を行うと実質的に拡大画像となる。０．１％の拡大なら、１０００ライン毎に１ライン挿入である。１％拡大のときに挿入した画像データの例を図２に示す。図２において下線部が挿入されたラインである。ここでは拡大は、１ライン目から下への一方向へ行うものとする。
【００１７】
しかし、このように拡大すると、全体的に１００ライン毎に、その部分の横線のみが太くなり、むらのある画像になってしまう。あるいは１００ライン区切り部分が空白部の場合は、その部分のみ広くなり、横線の間隔が広くなってしまう。
【００１８】
このときの元画像と１ライン挿入後の画像の変化を図３に示す。図３において、（Ａ）が元画像、（Ｂ）が挿入後の画像である。すなわち、図３から分かるように、１ラインを挿入すると、１００ライン毎に、幅５画素の横線が幅６画素の横線、または幅５画素の空白ラインが幅６画素の空白ラインになってしまい、むらが目立つことになる。
【００１９】
そこで、１ライン目から１００ライン目に至る間で、図４の下線部に示すように、横線の輪郭部でその相対位置により異なる補正処理を行うと、全体的にスムーズな画像となって拡大することができる。図４の（Ａ）が元画像、（Ｂ）が１００ライン内の例えば前半部分、（Ｃ）が例えば後半部分、（Ｄ）がライン挿入位置部分である。図３の（Ｂ）と図４の（Ｄ）を比較すると、元画像からの変化の差が抑えられているのがわかる。ここで、図４（Ｂ）あるいは図４（Ｃ）の補正処理の選択は、拡大率により定まる挿入する位置からの相対位置から求めるものであるため、任意の拡大率に対応することができる。
【００２０】
なお、図１から図４において、階調値０から３は、光ビームのエネルギー量により実現され、階調値０は露光しないことを意味し、階調値１から３と大きくなるに従ってエネルギー量が増すことを意味する。エネルギー量が大きいと、それだけ露光量が大きくなり、例えば階調値３で一本の線を露光する場合と、階調値１で一本の線を露光する場合では、前者が太い線、後者が細い線として描画されることになる。階調値２であれば、その中間となる。
【００２１】
そこで、本発明では、図４に示すような補正を、前後の画素の階調値とその拡大率に伴う位置の関係からテーブル化し、例えば対象の装置に搭載されるマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）によるソフトウェアで高速に処理できるようにした。
【００２２】
副走査方向（縦方向）の縮小の場合も同様に、１％の縮小なら１００ライン目で１ライン削除を行うと同時に、１〜１００ラインの間の輪郭部で補正を行うことにより、輪郭部がスムーズな縮小処理を行うことができる。
【００２３】
さらに、主走査方向（横方向）への拡大、及び縮小も、同様の原理で輪郭部がスムーズな拡大処理及び縮小処理が実現できる。
【００２４】
以上のように本発明は、光ビーム走査装置において、３値以上の階調値のある画素データを、任意の変倍率で微小な拡大、または縮小するとき、高速で、輪郭部がスムーズな拡大処理および縮小処理を行うことができるようにしたものである。この処理では、拡大の場合は、拡大率に従って画素挿入を行うまでの間の部分で、その位置に沿った補正処理を高速に行い、また縮小の場合は、縮小率に従って画素削除を行うまでの間の部分で、その位置に沿った補正処理を高速に行う。これにより、輪郭部がスムーズな拡大縮小処理を実現することができる。
【００２５】
図５は、本発明の実施例１に係る画像処理装置に適用される光ビーム走査装置の一例である基板直描露光装置１００の概略構成を示す斜視図である。基板直描露光装置１００は、基台１、光ビーム発光部３、光ビーム発光部３を支持する支持部５から基本的に構成されている。
【００２６】
露光対象としての基板７は基台１の上を図において左から右（Ｙ軸正方向）に移動し、基台１の上方に門状に形成された支持部５に備え付けられた光ビーム発光部３から、下に向かって（Ｚ軸負方向）光ビーム９が照射され、基板７を露光する。光ビーム９は図の奥側から手前側（Ｘ軸負方向）に走査しながら照射される。これが主走査方向である。この光ビーム発光部３の主走査方向の照射幅には限界があるため、複数の光ビーム発光ユニット３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆを用いて、基板７全体の幅を分割して光ビーム９を照射する。図５では６つの光ビーム発光ユニット３ａ〜３ｆから光ビーム９を照射する例を示している。基板７は、主走査方向への照射が行われながら、右方向（矢印Ｙ方向）に移動するため、主走査方向への照射が副走査方向に繰り返されることで、基板７全体が露光される。
【００２７】
図６は、図５に示す基板直描露光装置１００における画像データの流れを示す機能ブロック図である。図６を参照すれば、ホストコンピュータ１１から描画用画像データ１７及びそれを制御するための制御用データ１９が画像処理制御部１３に送られ、画像処理制御部１３から補正処理された出力画像データ２１が更に光ビーム発光部３に送られる。即ち、描画用画像データ１７及びその制御用データ１９は、ホストコンピュータ１１内で生成された上で画像処理制御部１３に送られる。画像処理制御部１３では、制御用データ１９に従って描画用画像データ１７への画像処理が行われる。この画像処理とは、例えば回転処理や変倍処理等、基板の位置のずれや歪等を補正するために描画用画像データ１７の補正処理を行うことである。この補正処理するための情報が制御用データ１９としてホストコンピュータ１１から画像処理制御部１３に送られる。本実施例における補正処理も画像処理制御部１３で行われる。それ故、画像処理制御部１３は情報処理手段として機能する。光ビーム発光部３は、出力画像データ２１に基づいて光ビーム９を出射し、基板表面を露光する。なお、図６に示す各機能ブロックは、１つの情報処理装置として形成することも可能な構成になっている。したがって、各機能ブロックを別々の装置として形成しなくてもよい。
【００２８】
画像処理制御部１３は、例えばハードウェア構成上でマイクロプロセッサ機能とそのプログラム、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ｗａｙ）等で構成される。上述した補正処理は、こうしたプログラムやＦＰＧＡ等の画像処理で実現される。
【００２９】
図７は、上述した画像処理制御部１３のハードウェア構成を示すブロック図である。図７を参照すれば、画像処理制御部１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１３１を中心に構成される。また、このＣＰＵ１３１に対して接続されたＰＣ＿Ｉ／Ｆ１３２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３４、不揮発性メモリ２１２のＮＶ−ＲＡＭ（Ｎｏｎ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ）１３５、及び光ビーム発光部Ｉ／Ｆ１３６の各モジュールを含む。Ｉ／Ｆはインターフェースの表記である。
【００３０】
ＣＰＵ１３１は、所定の画像処理プログラムの手順に従ってＰＣ＿Ｉ／Ｆ１３２で受け付けられる描画用画像データ１７を制御用データ１９に従って補正処理する。ＲＡＭ１３４はＣＰＵ１３１が処理するときのバッファ及びワークエリアとして機能するメモリ等として使われる。ＮＶ−ＲＡＭ１３５は電源を切っても保持したいデータを格納しておくための不揮発性メモリである。なお、この画像処理プログラムはＲＡＭ１３４、ＲＯＭ１３３に格納されて実行される場合もあるが、本願では省略している。
【００３１】
ＰＣ＿Ｉ／Ｆ１３２は、ホストコンピュータ１１から描画用画像データ１７及び制御用データ１９を受信するためのインターフェースである。光ビーム発光部Ｉ／Ｆ１３６は、光ビーム発光部３に出力画像データ２１を送信するためのインターフェースである。
【００３２】
ＣＰＵ１３１で変倍の補正処理が行われた描画用画像データ１７は、光ビーム発光部Ｉ／Ｆ１３６へ送られる。光ビーム発光部Ｉ／Ｆ１３６では、送られてきた変倍の補正処理された描画用画像データ１７をそれぞれの光ビーム発光ユニットで露光するための書き込み情報へと変換して光ビーム発光部３に備えられるそれぞれの光ビーム発光ユニットへ送出する。光ビーム発光ユニットでは、書き込み情報に基づいて光ビーム９を出射し、基板表面を露光する。
【００３３】
図８は、上述した光ビーム発光部３に備えられる光ビーム発光ユニット３ａの制御系構成を示す概略図である。他の光ビーム発光ユニット３ｂ〜３Ｆについても同一構成である。図８を参照すれば、光ビーム発光ユニット３ａの制御系は、書き込み制御部３０１、画素クロック生成部３０３、同期検知用点灯制御部３０５、レーザダイオードＬＤ制御部３０７、及びポリゴンモータ制御部３０９を備える。このうち、レーザダイオードＬＤ制御部３０７には画像処理制御部１３が接続される。また、光ビーム発光ユニットは光ビーム走査装置３１１を備え、この光ビーム走査装置３１１によって基板７を露光する。
【００３４】
光ビーム走査装置３１１は、ポリゴンミラー３１３、ｆθレンズ３１５、レーザダイオードＬＤユニット３１７、同期検知センサ３１９、レンズ３２１、及びミラー３２３を備える。ポリゴンミラー３１３は所謂多面鏡であり、レーザダイオードＬＤユニット３１７から入射したレーザ光を各面で反射して１ラインずつ主走査方向に走査する。ｆθレンズ３１５はポリゴンミラー３１３で等角速度偏向されたレーザビームＬを基板７の結像面で等速走査させるものである。
【００３５】
レーザダイオードＬＤユニット３１７は、露光を行うための光として、レーザビームＬを出射する。同期検知センサ３１９は、レーザビームＬの主走査方向の走査開始側に設けられ、レーザビームＬが通過する毎に同期検知信号を出力する。ミラー３２３及びレンズ３２１はレーザビームＬの主走査方向の走査開始側を通過するレーザビームＬを同期検知センサ３１９に入射させるためのものである。これにより、レーザダイオードＬＤユニット３１７から出射され、ポリゴンミラー３１３によって反射されてｆθレンズ３１５を透過したレーザビームＬがミラー３２３によって反射され、レンズ３２１によって集光されて同期検知センサ３１９に入射する。
【００３６】
この構成では、レーザビームＬが同期検知センサ３１９上を通過することにより、同期検知センサ３１９から同期検知信号が出力される。この同期検知信号は画素クロック生成部３０３、同期検知用点灯制御部３０５に送られる。画素クロック生成部３０３では、同期検知信号に同期した画素クロックを生成し、レーザダイオードＬＤ制御部３０７及び同期検知用点灯制御部３０５に送る。
【００３７】
レーザダイオードＬＤ制御部３０７では、書き込み制御部３０１からの制御信号に従い、同期検知用点灯制御部３０５からの同期検知用点灯制御信号と画像処理制御部１３からの出力画像データ２１とに基づいて、レーザダイオードＬＤ点灯データを生成する。このレーザダイオードＬＤ点灯データは、画素クロックに同期してレーザダイオードＬＤを駆動するデータに変換したもので、レーザダイオードＬＤユニット３１７に送られる。レーザダイオードＬＤユニット３１７は、書き込み制御部３０１から設定された光量で、レーザダイオードＬＤ点灯データに応じてレーザダイオードＬＤユニット３１７のレーザダイオードＬＤを点灯制御する。そして、レーザダイオードＬＤユニット３１７からレーザビームＬが出射し、ポリゴンミラー３１３で偏向され、ｆθレンズ３１５を通り、基板７上を走査することになる。ポリゴンモータ制御部３０９は、書き込み制御部３０１からの制御信号により、ポリゴンモータを規定の回転数を維持するように回転制御する。このような機構により基板７を露光する。因みに、ポリゴンミラー３１３は偏向手段として機能し、レーザダイオードＬＤユニット３１７は発光手段として機能する。また、ｆθレンズ３１５、同期検知センサ３１９、レンズ３２１、及びミラー３２３は、何れも走査手段として機能する。このような機構により基板７を露光する。
【００３８】
図９は、図５に示した１つの光ビーム発光ユニット５ａから出射されるビームの状態を示す図である。本実施形態では、同図に示すように、例えば１つの光ビーム発光ユニット３ａにおいて、主走査方向から垂直方向に、第１ビームＡ、第２ビームＢ、第３ビームＣ、第４ビームＤと４本のビームが発光される。この第１ないし第４の４本のビームＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが、主走査方向に、例えば図６の光ビーム発光部３の光ビーム発光ユニット３ａ〜３ｆで、光走査装置としての回転するポリゴンミラーの反射により、移動しながら基板７に照射され、かつ基板７の副走査方向への移動に従って、副走査方向に繰り返して照射される。つまり、第４ビームＤの下方には、次の第１ビームＡが繋がり、さらに次の第２ビームＢ、第３ビームＣ…が繋がる。円は、基板７に照射された光ビーム９の露光部分２２を示す。また、通常、光ビーム９は円形状であり、光ビーム９間で露光部分２２に隙間ができないように、重複するように露光される。符号２３は、各重複した部分である重複部を示す。
【００３９】
上述したように、階調値０は露光しないこと、そして、階調値１から３と大きくなるに従ってエネルギー量が増す。エネルギー量が大きいと、それだけ露光量が大きくなり、階調値３で一本の線を露光する場合と、階調値１で一本の線を露光する場合では、前者が太い線、後者が細い線として描画されることになる。階調値２であれば、その中間となる。
【００４０】
基板直描露光装置１００では、線の描画を行う場合、例えば図１に示すように複数のビームで線を描画する。例えばビーム間ピッチが５μｍであれば、図１で示される横線は、５μｍ×５＝２５μｍの線幅として描画されることになる。
【００４１】
この図１について図３のような単純な挿入を行うと、階調値３の画素が挿入されることになり、その時点の横線幅は、５μｍ×６＝３０μｍとなる。
【００４２】
元画像の２５μｍと比較して、５μｍ太い横線幅として描画されてしまう。すなわち、その部分だけ線幅が広くなり、例えば最終的に完成した基板７のバス信号の一本だけ抵抗値が他の部分と異なってしまう、ということにもなる。
【００４３】
これに対して、図４（Ｄ）では、挿入される位置は図３（Ｂ）と同等でありながら、階調値１だけ増加するため、５μｍの増加とはならず、例えば、１〜２μｍ程度の増加に留まる。このように最終的に小さな変化とするためには、挿入位置以外でも、図４（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、少しずつ補正を行っていく。
【００４４】
この補正方法についてさらに詳細に説明する。露光する階調値が１，２，３の３通りあるため、最初の起点位置から挿入する位置までを３等分する。最初の１／３の領域は、図４（Ａ）に示すように元の画像のままとする。次の１／３の領域は、図４（Ｂ）に示すように下方向に１階調分（１／３画素分）移動するような補正を行う。最後の１／３の領域は、図４（Ｃ）に示すように下方向に２階調分（２／３画素分）移動するような補正を行う。
【００４５】
図４の例では、元画像が０と３の階調値の２種類の例であるが、実際には、斜め線や、あるいは他の画像処理の結果、階調値１や２の画像データもあるため、この領域と前後の
画素の階調値と、それらに対応する補正値をテーブル化し、順次補正を行っていく。
【００４６】
図１０は、図４に示した補正方法を実施する際に使用する補正値をテーブル化した例を示す図である。図１０に示す第１のテーブル２００は、０から３の階調値を２進数で表したものである。図１０に示す第１のテーブル２００により、現在のライン位置の領域とその上のラインの画素の階調値から、現在のラインの補正結果を取得することができる。
【００４７】
次に、この１／３単位の領域の分割方法について説明する。拡大率が１％、つまり１．０１の場合、１００ラインで１ラインの挿入となるが、その位置を１とすると、最初の１ライン目は、０．０１の相対位置となる。２ライン目は０．０２の相対位置である。つまり、ｎライン目の相対位置は、相対位置＝（拡大率−１）×ライン数という関係式１となる。
【００４８】
図６の画像処理制御部１３内にあるＣＰＵ１３１上のソフトウェアにより補正する場合、ラインを進めるに従って（拡大率−１）値を順次加算していけばよい。その加算累計値が０．３３３…になるまでが、最初の１／３の領域となり、それに応じてテーブルから補正値を得る。０．３３３…を越え、０．６６６…となるまでが次の１／３の領域、また０．６６６・・・を越え１以上になる直前（１未満）までが、最後の１／３の領域となり、それぞれに応じてテーブルから補正値を得る。プログラム内部では、例えば、この（拡大率−１）値を固定小数点として持ち、それを順次加算して、０．３３３…、または０．６６６…、または１との比較で、容易に領域を求めることができる。１を越えたら、その時点で挿入処理を行い、加算累計値から１を減算し、再び（拡大率−１）値の加算を行っていく。
【００４９】
図１１は、画像処理制御部１３で実行される拡大処理手順を示すフローチャートである。ここでは、ＣＰＵ１３１のハード構成として理想的なＳＩＭＤ型マイクロプロセッサを使用するものとし、１ライン分の画素データを同時に演算処理ができるものとしている。実際には、１ライン全てを同時に演算できないため、複数に分割し、それを繰り返すことで、１ライン分の処理を行うことになる。
【００５０】
この処理では、ＣＰＵ１３１は、まず、ライン挿入位置に対する補正対象となるラインの相対位置をクリアする（ステップＳ１：なお、図ではステップＳをＳで表記している）。次いで、相対位置を設定する。相対位置は、上記関係式１に基づいて、相対位置←相対位置＋（拡大率−１）で設定する（ステップＳ２）。これにより、ラインを進めるに従って（拡大率−１）値が順次加算される。
【００５１】
相対位置が設定されると、図１０の第１のテーブル２００から現ラインの階調値と前ラインの階調値をそれぞれ取得する（ステップＳ３．Ｓ４）。そして、相対位置が最初の起点位置から１／３未満かを判断する（ステップＳ５）。１／３未満であれば、図１０を参照して現ラインと前ライン（上のライン）の階調値から相対位置である０〜１／３未満の現ラインの補正値を取得して光ビーム発光部３側に出力する（ステップＳ６）。ここでは、補正値は現ラインの階調値と同一なので、現ラインの階調値を維持する。このステップＳ２からステップＳ６までの処理を相対位置が１／３になるまで繰り返す。
【００５２】
相対位置が１／３以上となると（ステップＳ５：Ｎ）、相対位置が２／３を超えるか否かを判断する（ステップＳ７）。そして、相対位置が２／３を超える前まで（ステップＳ７：Ｙ）、現ラインと前ライン（上のライン）の階調値から図１０の第１のテーブル２００を参照して１／３移動の補正値を取得し、その補正値を光ビーム発光部３側に出力する（ステップＳ８）。このステップＳ２からＳ５、Ｓ７、Ｓ８までの処理を相対位置が２／３になるまで繰り返す。
【００５３】
相対位置が２／３以上となると（ステップＳ７：Ｎ）、相対位置が１を超えるか否かを判断する（ステップＳ９）。そして、相対位置が１を超える前まで（ステップＳ９：Ｙ）、現ラインと前ライン（上のライン）の階調値から図１０の第１のテーブル２００を参照して２／３移動の補正値を取得し、その補正値を光ビーム発光部３側に出力する（ステップＳ１０）。このステップＳ２からＳ５、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１０までの処理を相対位置が２／３になるまで繰り返す。
【００５４】
ステップＳ９で１以上になると（ステップＳ９：Ｎ）、加算累計値から１を減算し（ステップＳ１１）、その時点で挿入処理を行い（ステップＳ１２）、再び（拡大率−１）値の加算を行っていく。この処理を全ラインが終了するまで繰り返し（ステップＳ１３：Ｎ）、全ラインが終了した時点で（ステップＳ１３：Ｙ）、この処理を終える。
【００５５】
縮小する場合の補正方法は、拡大する場合の補正方法と原理は同様である。図１２は図１に示したラインの間で、その位置により順次画像補正を行い、所定のラインでの縮小位置での変化が、より少なくなっている例を示す図である。
【００５６】
縮小する場合も拡大の場合と同様に、露光する階調値が１，２，３の３通りあるため、図１２（Ａ）に示すように最初の起点位置から削除する位置までを３等分する。最初の１／３の領域は、元の画像のままとする。次の１／３の領域は、図１２（Ｂ）に示すように１／３画素分（１階調分）上方向に移動するような補正を行う。最後の１／３の領域は、図１２（Ｃ）に示すように上方向に２／３画素分（２階調分）移動するような補正を行う。
【００５７】
図１３は図１２に示した補正方法を実施する際に使用する補正値をテーブル化した例を示す図である。図１３に示す第２のテーブル３００は、０から３の階調値を２進数で表したものである。図１３に示す第２のテーブル３００により、図１０の第１のテーブル２００と同様にして現在のライン位置の領域とその下のラインの画素の階調値から、現在のラインの補正結果を取得することができる。
【００５８】
１／３単位の領域の分割方法についても、拡大時と同様の原理である。縮小率が１％、すなわち０．０１の場合、１００ラインで１ラインの削除となるが、その位置を１とすると、最初の１ライン目は、０．０１の相対位置となる。２ライン目は０．０２の相対位置である。つまり、ｎライン目の相対位置は、相対位置＝縮小率×ライン数という関係式２となる。
【００５９】
図６の画像処理制御部１３内にあるＣＰＵ１３１上のソフトウェアにより行う場合、ラインを進めるに従って縮小率を順次加算していけばよい。その加算累計値が０．３３３…になるまでが、最初の１／３の領域となり、それに応じて第２のテーブル３００から補正値を得る。０．３３３…を越え、０．６６６…となるまでが次の１／３の領域、また０．６６６…を越え１以上になる直前（１未満）までが、最後の１／３の領域となり、それぞれに応じてテーブルから補正値を得る。プログラム内部では、例えば、この縮小率を固定小数点として持ち、それを順次加算して、０．３３３…、または０．６６６…、または１との比較で、容易に領域を求めることができる。１を越えたら、その時点で削除処理を行い、加算累計値から１を減算し、再び縮小率値の加算を行っていく。
【００６０】
縮小処理の場合も、図１１に示した拡大処理時の処理手順を示すフローチャートに準じる。ただし、ステップＳ２の相対位置は、拡大時には関係式１に基づいて設定されたものが、関係式２に基づいて設定されることになる。
【００６１】
ここまで副走査方向（縦方向：行）での拡大、及び縮小方法について説明したが、主走査方向（横方向：列）の拡大、及び縮小方法も動作原理は全く同様である。
【００６２】
主走査方向の拡大は、列方向における対象（現）画素と左の画素（１つ手前の画素）の２つの画素と拡大率から定まる相対位置のテーブル、縮小は、現画素と右の画素（次の画素）と縮小率から定まる例えば列方向の相対位置のテーブルから、補正値を取得する。テーブルは、副走査方向用と同一でも構わないし、その装置の主走査方向と副走査方向の描画の特性の違いにより異なっても構わない。
【００６３】
一般的に、ソフトウェアによるテーブル変換処理は比較的容易に行うことができるものであり、本実施例１において第１のテーブル１００，第２のテーブル３００の値は変倍率に依存しない。このため、第１のテーブル１００，第２のテーブル３００が占めるデータ量は一定で、かつ図１０あるいは図１３に示す通り、容量も少ない。さらに、これまでの説明の通り、相対位置を求める手法も単純な加算、減算と比較演算のみであるため、高速に処理することができる。
【００６４】
なお、本実施形態における補正方法は、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）１３１用のソフトウェアだけではなく、ＦＰＧＡ等ハードウェアにおいても同様に実現できる。
【００６５】
以上のように、拡大の場合は、拡大率に従って画素挿入を行うまでの間の部分で、その位置に沿った補正処理を行い、また縮小の場合は、縮小率に従って画素削除を行うまでの間の部分で、その位置に沿った補正処理を行うことにより、スムーズな拡大縮小処理を実現することができる。
【実施例２】
【００６６】
図１４は、本発明の実施例２に係る画像処理の概要を説明するための図で、０から３の階調値で幅６画素の横線と、幅６画素の空白部が繰り返される画像データの例を示す図である。図１５は、本発明の実施例２に係る画像処理の概要を説明するための図で、副走査方向（縦方向）に１％の拡大を行うとき、１００ライン（行、以下同様）毎に１ライン挿入を行うと、実質的に拡大画像となることを示す図である。図１６は、本発明の実施例２に係る画像処理の概要を説明するための図で、１ライン挿入した部分の元画像データと、挿入後の画像データの変化を示す図である。図１７は、本発明の実施例２に係る画像処理の概要を説明するための図で、１から１００ラインの間で、その位置により順次画像補正を行い、１００ライン目の挿入位置での変化が、より少なくなっている例を示す図である。
【００６７】
図１４に示すように０から３の階調値で６本のビーム、即ち、幅６画素の横線が、６画素単位で繰り返される画像データの場合、副走査方向（縦方向）に１％の拡大を行うとき、１００ライン毎に１ライン挿入を行うと実質的に拡大画像となる。０．１％の拡大なら、１０００ライン毎に１ライン挿入である。１％拡大のときに挿入した画像データの例を図１５に示す。図１５において下線部が挿入されたラインである。ここでは拡大は、１ライン目から下への一方向へ行うものとする。この拡大時における１ライン挿入は、従来から用いられている手法である。
【００６８】
しかし、このように拡大すると、全体的に１００ライン毎に、その部分の横線のみが太くなり、むらのある画像になってしまう。あるいは１００ライン区切り部分が空白部の場合は、その部分のみ広くなり、横線と横線の間隔が広くなってしまう。
【００６９】
このときの元画像と１ライン挿入後の画像の変化を図１６に示す。図１６において、（Ａ）が元画像、（Ｂ）が挿入後の画像である。すなわち、図１６から分かるように、１ラインを挿入すると、１００ライン毎に、幅６画素の横線が幅６画素の横線、または幅６画素の空白ラインが幅６画素の空白ラインになってしまい、むらが目立つことになる。
【００７０】
そこで、１ライン目から１００ライン目に至る間で、図１７下線部に示すように、横線の輪郭部でその相対位置により異なる補正処理を行うと、全体的にスムーズな画像となって拡大することができる。図１７の（Ａ）を元画像とした場合、１００ラインを３分割し、１〜３３ラインまでを元画像と同一画像、３４〜６６ライン目までを（Ｂ）の画像、６７〜１００ライン目までを（Ｃ）の画像とする。そして、１０１ライン目に挿入が発生して（Ｄ）の画像となった場合を想定する。図１６の（Ｂ）と図１７の（Ｄ）を比較すると、元画像からの変化が抑えられているのがわかる。ここで、図１７（Ｂ）あるいは図１７（Ｃ）の補正処理の選択は、拡大率により定まる挿入する位置からの相対位置から求めるものであるため、任意の拡大率に対応することができる。
【００７１】
なお、図１４から図１７において、階調値０〜３は、光ビームのエネルギー量により実現され、階調値０は露光しないことを意味し、階調値１〜３と大きくなるに従ってエネルギー量が増すことを意味する。エネルギー量が大きいと、それだけ露光量が大きくなり、例えば階調値３で一本の線を露光する場合と、階調値１で一本の線を露光する場合では、前者が太い線、後者が細い線として描画されることになる。階調値２であれば、その中間となる。この例のように複数の光ビームで直線を表わす場合には、内側に配置される階調値３の光ビームを５本、外側に配置される上下の光ビームを階調値１、階調値２とすれば、予め階調値に対する露光量を適切に調整しておくことができる。こうした場合、挿入が発生するまでは、実質的に階調値３の光ビームが６本描画される場合と光ビームの露光量がほぼ同等となり、結果的にほぼ同様な直線の幅となる。関係式で表わせば、３×６＝２＋３×５＋１＝１＋３×５＋２＝１８となる。
【００７２】
ここで、挿入が発生するライン近傍では、１＋３×６＝１９の階調値となっているため、１階調値だけ差が出ていることになるが、そのときの画像のパターンや変倍率に依存し、全く差が出ないことも多く、総じてスムーズな変倍の補正処理を行うことができる。図１７の（Ｂ）や（Ｃ）の変倍の補正処理の選択は、拡大率により定まる挿入する位置からの相対位置から求めるものであるため、任意の拡大率に対応することができる。そこで、本発明では、図１７に示すような補正を、前後の画素の階調値とその拡大率に伴う位置の関係からテーブル化し、例えば対象の装置に搭載されるマイクロプロセッサによるソフトウェアで高速に処理できるようにする。但し、より高い精度が求められる場合、１階調値の差が問題になることも考えられるので、本発明ではそうしたやや不均一になる場合についても対策する。このように画素の１階調値の差が問題になる場合の対策として、第１の階調値が含まれる画像領域の形状情報をテーブル形式で記憶手段に格納しておけば良い。
【００７３】
図５に示した基板直描露光装置１００における拡大処理や縮小処理は、描画時の温度変化による基板の伸び縮みや基板７の装着時の位置ずれを補正するために行われる。通常は、例えば基板直描露光装置１００の起動時にそのような位置ずれを補正しているため、実際の描画時の補正量は極めて微小であり、例えば０．１％以下の変倍率とされる。また、基板７への描画において、ラインアンドスペースと呼ばれる線幅や線間の幅は、最低値が定まっている。例えば２５μｍと定めされている場合、１画素５μｍの大きさとすると、５画像以上ということになる。上記説明では６画素の線幅の繰り返しを例示したが、実際の基板７ではこのような等間隔の線の繰り返しは、例えば８ビット、１６ビット、３２ビット等のバス領域の描画が考えられる。
【００７４】
バス領域の描画を例えば横線について線幅６画素で１６ビット、即ち、１６本の線を描画する場合、６×１６×２＝１９２画素の描画が行われる。このとき、例えば最大０．１％の拡大を行う場合、１０００画素当りで１画素の挿入割合となり、その１０００画素の画素領域を上述したように３等分すると、１領域が３３３画素分であるため、その領域内に収まるか、或いは２つの領域に跨ることになる。後者の２つの領域に跨る場合に、テーブルの切り替えが起こり、場合によってはやや不均一になってしまう可能性がある。但し、ここで例示したように、必ずしも３領域に等分しなければならない理由もなく、その領域を分ける位置を変えれば１つの領域に収めることができる。こうした場合、画素分割領域の境界にかからないため、不均一になる部分が現れないことになる。
【００７５】
図１８は、図１７で説明した画像補正時に適用される画像データの画素領域を均一な領域分けした場合の画素分割領域と描画ブロックＧとの関係を示した図である。図１８を参照すれば、ここでは１０００画素の画素領域を３等分すると、１領域が３３３画素分となるため、最上段のテーブル切り替え位置Ｐ３は全体領域に該当する３／３位置を示し、テーブル切り替え位置Ｐ１は全体領域を１／３にした中上段の１／３位置を示す。また、テーブル切り替え位置Ｐ２は、同様に全体領域を１／３にしてテーブル切り替え位置Ｐ１に加算した場合に該当する中下段の２／３位置を示す。更に、最下段のテーブル切り替え位置Ｐ３は、同様に全体領域を１／３にしてテーブル切り替え位置Ｐ２に加算した場合に該当する３／３位置を示す。こうした３分割で領域分けされた画素領域において、描画ブロックＧが２つの領域に跨っている様子を示している。
【００７６】
図１９は、図１８に示す画素分割領域の最上領域を分ける位置を変えて描画ブロックＧに跨らないように下げた場合の様子を示した図である。図１９を参照すれば、ここでは図１８中のテーブル切り替え位置Ｐ１を最上領域を下げてテーブル切り替え位置Ｐ１′とすることにより、描画ブロックＧが最上領域である１つの画素分割領域内に収まっている様子を示している。因みに、３２ビットのバス描画領域を描画する場合、６×３２×２＝３８４画素分となり、描画ブロックが３つの領域に跨る可能性があるが、１０００画素に対して１／３強の幅であるため、境界位置を変化させれば１つの領域内に収める余地は十分である。或いは、１６本分を１つのブロックとして２つのブロックに分け、その間のスペース部分が境界となるようにすれば、線幅の不均一性がなくなり、逆にスペース部分が不均一になったとしても、そこは１６本と１６本との間になるため、むしろ３２本の中間を示すことにもなるため、問題はない。
【００７７】
このように、バス領域の描画のような描画ブロックＧを単位として、変倍の補正処理でテーブル切り替え位置を変化させれば、変倍処理結果に現れるむらの出現を回避することができる。尚、１本の線幅が７画素以上と大きくなる程、描画ブロックＧが３つ以上の分割領域に跨る可能性が高くなるが、そもそも線幅が大きいために例え何れか１本で１階調分程度のむらが発生したとしても、全体的に目立たなくなり、比率的に誤差とみなせ、問題はない。さらに、主走査方向（横方向）への拡大、及び縮小も、同様の原理で輪郭部がスムーズな拡大処理及び縮小処理を実現できる。
【００７８】
ところで、基板直描露光装置１００等の露光対象物に書き込みを行う光ビーム走査装置では、階調値０は露光しないこと、階調値１〜３と大きくなるに従ってエネルギー量が増すとそれだけ露光量が大きくなることは、上述した通りである。これにより、階調値３で一本の線を露光する場合と、階調値１で一本の線を露光する場合とでは、前者が太い線、後者が細い線として描画されることになり、階調値２であれば、その中間となる。基板直描露光装置１００において線の描画を行う場合、例えば図１４に示したように複数のビームで線を描画する。例えばビーム間ピッチが５μｍであれば、図１４に示される横線は、５μｍ×６＝３０μｍの線幅として描画されることになる。そこで、図１４について図１６に示したような単純な挿入を行うと、階調値３の画素が挿入されることになり、その時点の横線幅は、５μｍ×７＝３５μｍとなる。この結果、元画像の３０μｍと比較して、５μｍ太い横線幅として描画されてしまう。即ち、その部分だけ線幅が広くなり、例えば最終的に完成した基板７のバス信号の一本だけの抵抗値が他の部分と異なってしまうことにもなる。
【００７９】
これに対して、図１７の（Ｄ）では、挿入される位置は図１６の（Ｂ）と同等でありながら、階調値１だけ増加するため、５μｍの増加とはならず、例えば１〜２μｍ程度の増加に留まり、線幅のむらを減少させることができる。しかし、それでも他の部分と比較して、線幅のむらがなくなった訳ではない。そこで、図１７の（Ａ）〜（Ｂ）、図１７の（Ｂ）〜（Ｃ）、図１７の（Ｃ）〜（Ｄ）への切り替えが発生する位置を変倍率から求められる相対位置に限定せず、描画対象画素が含まれる画像領域の分割領域に描画ブロックＧが跨らないように変化させる位置を変える。これにより、その描画ブロックＧ内で切り替えが発生しないようにする。
【００８０】
描画ブロックＧの情報は、例えば図６に示すホストコンピュータ１１上で描画用画像データ１７を生成する際、自動若しくは手動で生成し、その情報を描画用画像データ１７と共に、画像処理制御部１３に送る。この情報は、補正対象の画素の１つ前の画素に対して描画ブロックＧの分割領域が変わったか否かを示すものであるため、例えば副走査方向で１ビット、更に主走査方向で１ビット、計最小２ビットで補正対象の画素を表わすことができる。この結果、ホストコンピュータ１１から画像処理制御部１３に送るデータが著しく増加することはない。それでも、全体の描画範囲が大きいときには、全体的なデータの転送速度に影響を及ぼすこともあるため、描画用画像データ１７を送る前に一括で描画ブロックＧの画素分割領域が変化する部分の座標を送っても良い。図６に示す画像処理制御部１３内のマイクロプロセッサ機能上で動作するプログラムでは、描画ブロックＧの画素分割領域の変化を先に示した２ビットで判定しても良い。この他、予め座標のデータが送られて来る場合は、最初にその位置をメモリ内に保存しておき、描画するときの位置とその保存した位置とを比較して判定するようにしても良い。ランダムな画像、或いは１階調程度のむらは無視できる程の線分等、特にブロック化しなくても良い場合には、デフォルトとして１／３毎の切り替えを用いれば良い。このように最終的に小さな変化とするためには、挿入位置以外でも、図１７の（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、少しずつ補正処理を行えば良い。
【００８１】
以下は、１／３毎の切り替えを行う場合の補正方法について、図１４の６画素間隔の横線の場合で説明する。描画ブロックＧが画素分割領域の境界に跨らないようにテーブル切り替え位置を変化させる場合も、原理は同様である。露光する階調値が１、２、３の３通りあるため、最初の起点位置から挿入する位置までを３等分する。最初の１／３の画素領域は、図１７の（Ａ）に示すように元の画像のままとする。次の１／３の画素領域は、図１７の（Ｂ）に示すように下方向に１階調分（１／３画素分）移動するような補正を行う。最後の１／３の画素領域は、図１７の（Ｃ）に示すように下方向に２階調分（２／３画素分）移動するような補正処理を行う。
【００８２】
図１７の例では、元画像が０、３の階調値の２種類の例であるが、実際には斜め線や、或いは他の画像処理の結果、階調値が１や２の画像データもあるため、この領域と前後の画素の階調値と、それらに対応する補正値をテーブル化し、順次補正処理を行うようにする。
【００８３】
以下は、実施例２に係る１／３単位の画素領域の分割方法について説明する。拡大率が１％、即ち、１．０１の場合、１００ラインで１ラインの挿入となるが、その位置を１とすると、最初の１ライン目は、０．０１の相対位置となる。２ライン目は０．０２の相対位置である。ここで、ｎライン目の相対位置は、相対位置＝（拡大率−１）×ライン数となる。
【００８４】
画像処理制御部１３内にあるＣＰＵ１３１上のソフトウェアにより補正処理する場合、ラインを進めるに従って（拡大率−１）の値を順次加算すれば良い。その加算累計値が０．３３３…になるまでが最初の１／３の画素分割領域となり、それに応じてテーブルから補正値を得る。０．３３３…を越え、０．６６６…となるまでが次の１／３の画素分割領域、更に０．６６６…を越え１以上になる直前の１未満までが最後の１／３の画素分割領域となり、それぞれに応じてテーブルから補正値を得る。プログラム内部では、例えば（拡大率−１）の値を固定小数点として持ち、それを順次加算して、０．３３３…、または０．６６６…、または１との比較で容易に画素分割領域を求めることができる。１を越えたら、その時点で挿入処理を行い、加算累計値から１を減算し、再び（拡大率−１）の値の加算を行う。バス信号等の描画する描画ブロックＧが画素分割領域の境界に跨る場合は、テーブル切り替え位置の変更を先延ばし、その描画ブロックＧの描画が終了した時点でテーブル切り替え位置を変化させるように変更する。
【００８５】
図２０は、上述した画像処理制御部１３で実行される拡大の補正処理の手順を示すフローチャートである。ここでは、ＣＰＵ１３１のハード構成として理想的なＳＩＭＤ型マイクロプロセッサを使用するものとし、１ライン分の画素データを同時に演算処理ができるものとしている。実際には、１ライン全てを同時に演算できないため、複数に画素分割し、それを繰り返すことで、１ライン分の処理を行うことになる。
【００８６】
この拡大の補正処理では、ＣＰＵ１３１により、まずライン挿入位置に対する補正処理対象となるラインの相対位置をクリアする相対位置クリア（ステップＳ１）の処理を行う。次いで、相対位置について、上記関係に基づいて、相対位置←相対位置＋（拡大率−１）（ステップＳ２）として設定する。これにより、ラインを進めるに従って（拡大率−１）の値が順次加算される。
【００８７】
相対位置が設定されると、図１０に示したテーブル２００から現ラインの階調値を取得することで現ラインのデータを入力（ステップＳ３）する処理を行った後、前ラインの階調値を取得することで前ラインのデータを入力（ステップＳ４）する処理を行う。引き続き、相対位置が最初の起点位置から１／３未満であるか否か、又は相対位置での切替不可能であるか否かについて、「相対位置＜１／３？又は相対位置での切替不可能？」の判定（ステップＳ５）を行う。この判定の結果、１／３未満、又は相対位置での切替不可能であれば、テーブル２００を参照して以下の処理を行う。即ち、現ラインの画素、前ラインの画素の階調値と１／３未満位置からテーブル変換した相対位置である０〜１／３未満の現ラインの補正値と、を取得して出力（ステップＳ６）処理を行う。ここでの出力先は光ビーム発光部３であり、前ラインは現ラインの上に該当する。ここでは、補正値が現ラインの階調値と同一なので、現ラインの階調値を維持する。このステップＳ２からステップＳ６までの処理を相対位置が１／３になるまで繰り返すように、その後は全ライン終了か否かの判定（ステップＳ１３）を行わせ、全ライン終了でなければ、相対位置←相対位置＋（拡大率−１）（ステップＳ２）の前に戻る。
【００８８】
これに対し、相対位置が１／３以上、又は相対位置での切替可能であれば、引き続いて相対位置が２／３未満であるか否か、又は相対位置での切替不可能であるか否かについて、「相対位置＜２／３？又は相対位置での切替不可能？」の判定（ステップＳ７）を行う。この判定の結果、２／３未満、又は相対位置での切替不可能であれば、テーブル２００を参照して以下の処理を行う。即ち、現ラインの画素、前ラインの画素の階調値と２／３未満位置からテーブル変換した相対位置である１／３〜２／３未満の現ラインの補正値と、を取得して出力する（ステップＳ７）処理を行う。ここでの出力先も光ビーム発光部３である。このステップＳ２からＳ５、Ｓ７、Ｓ８までの処理を相対位置が２／３になるまで繰り返すように、その後は全ライン終了か否かの判定（ステップＳ１３）を行わせ、全ライン終了でなければ、相対位置←相対位置＋（拡大率−１）（ステップＳ２）の前に戻る。
【００８９】
また、相対位置が２／３以上、又は相対位置での切替可能であれば、引き続いて相対位置が１未満であるか否か、又は相対位置での切替不可能であるか否かについて、「相対位置＜１？又は相対位置での切替不可能？」の判定（ステップＳ９）を行う。この判定の結果、１未満、又は相対位置での切替不可能であれば、テーブル２００を参照して以下の処理を行う。即ち、現ラインの画素、前ラインの画素の階調値と１未満位置からテーブル変換した相対位置である２／３〜１未満の現ラインの補正値と、を取得して出力する（ステップＳ１０）処理を行う。ここでの出力先も光ビーム発光部３である。このステップＳ２からＳ５、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１０までの処理を相対位置が２／３になるまで繰り返すように、その後は全ライン終了か否かの判定（ステップＳ１３）を行わせ、全ライン終了でなければ、相対位置←相対位置＋（拡大率−１）（ステップＳ２）の前に戻る。
【００９０】
更に、相対位置が１以上、又はテーブル切替可能であれば、引き続いて相対位置について、加算累計値から１を減算することで相対位置←相対位置−１（ステップＳ１１）とする処理を行う。この後は、その時点でライン挿入処理を行うことでライン挿入出力（ステップＳ１２）の処理を行ってから全ライン終了か否かの判定（ステップＳ１３）を行う。ここでの出力先も光ビーム発光部３である。上記判定の結果、全ライン終了でなければ、相対位置←相対位置＋（拡大率−１）（ステップＳ２）の前に戻って再び（拡大率−１）の値の加算が行われ、全ラインが終了するまで繰り返すことになる。全ラインが終了した時点で拡大処理を終了する。
【００９１】
縮小する場合の補正処理は、拡大する場合の補正処理と原理は同様である。図２１は、実施例２に係る縮小の補正処理の概要を説明するための図で、１から１００ラインの間で、その位置により順次画像補正を行い、所定のラインでの縮小位置での変化が、より少なくなっている様子を例示する図である。
【００９２】
縮小する場合も拡大の場合と同様に、露光する階調値が１、２、３の３通りあるため、最初の起点位置から削除する位置までを３等分する。最初の１／３の画素領域は、図２１の（Ａ）に示すように元の画像のままとする。次の１／３の画素領域は、図２１の（Ｂ）に示すように１階調分に該当する１／３画素分、上方向に移動するような補正を行う。最後の１／３の画素領域は、図２１の（Ｃ）に示すように上方向に２階調分に該当する２／３画素分、移動するような補正処理を行い、その結果として最終的に図２１の（Ｄ）の画像データを取得する。
【００９３】
１／３単位の画素領域の分割方法についても、拡大時と同様の原理である。縮小率が１％、即ち、０．０１の場合、１００ラインで１ラインの削除となるが、その位置を１とすると、最初の１ライン目は、０．０１の相対位置となる。２ライン目は０．０２の相対位置である。ここで、ｎライン目の相対位置は、相対位置＝縮小率×ライン数となる。
【００９４】
図７に示す画像処理制御部１３内にあるＣＰＵ１３１上のソフトウェアにより行う場合、ラインを進めるに従って縮小率の値を順次加算すれば良い。その加算累計値が０．３３３…になるまでが最初の１／３の画素分割領域となり、それに応じてテーブル３００から補正値を得る。０．３３３…を越え、０．６６６…となるまでが次の１／３の画素分割領域、また０．６６６…を越え１以上になる直前の１未満までが、最後の１／３の画素分割領域となり、それぞれに応じてテーブルから補正値を得る。プログラム内部では、例えば縮小率の値を固定小数点として持ち、それを順次加算して、０．３３３…、または０．６６６…、または１との比較で容易に領域を求めることができる。１を越えたら、その時点で削除処理を行い、加算累計値から１を減算し、再び縮小率の値の加算を行う。ここでもバス信号等の描画する描画ブロックＧが画素分割領域の境界に跨る場合は、テーブル切り替え位置の変更を先延ばし、その描画ブロックＧの描画が終了した時点でテーブル切り替え位置を変化させるように変更する。
【００９５】
縮小処理の場合も、図２０を参照して説明した拡大処理時の処理手順を示すフローチャートに準じる。但し、ステップＳ２の相対位置について、拡大処理では相対位置＝（拡大率−１）×ライン数の関係に基づいて設定したが、縮小処理では相対位置＝縮小率×ライン数の関係に基づいて設定することになる。
【００９６】
ここまでは、縦方向の行に該当する副走査方向での拡大又は縮小について説明したが、横方向の列に該当する主走査方向での拡大又は縮小も動作原理は全く同様である。主走査方向の拡大は、列方向における補正の対象となる現画素とその左の画素の１つ手前の画素との２つの画素及び拡大率から定まる相対位置のテーブルから補正値を取得する。また、横方向の列に該当する主走査方向での縮小は、現画素とその右の画素の次の画素との２つの画素及び縮小率から定まる相対位置のテーブルから補正値を取得する。主走査方向用のテーブルは、副走査方向用と同一でも構わないし、画像処理装置やそれに適用される光ビーム走査装置の主走査方向と副走査方向とでの描画の特性の違いにより異なっても構わない。
【００９７】
一般的に、ソフトウェアによるテーブル変換処理は比較的容易に行うことができるものであり、各実施例においてテーブル２００、３００の値は変倍率に依存しない。このため、これらのテーブル２００、３００が占めるデータ量は一定で、しかも図示した通り、容量も少ない。また、上述した通り、相対位置を求める手法も単純な加算、減算と比較演算のみであるため、高速に補正処理を行うことができる。
【００９８】
以上に述べた通り、各実施例に係る画像処理では、拡大の場合は、拡大率に従って画素挿入を行うまでの間の部分でその位置に沿った補正処理を行い、また縮小の場合は、縮小率に従って画素削除を行うまでの間の部分でその位置に沿った補正処理を行う。これにより、スムーズな拡大・縮小に係る補正処理を実現することができる。
【００９９】
即ち、各実施例によれば、画像処理方法の階調値選択工程において、補正の対象である描画用画像データ１７の行または列の画素の階調値である第１の階調値と、補正の対象である描画用画像データ１７の行または列の画素に隣接する隣接画素の階調値である第２の階調値と、変倍率により定まる挿入または削除する位置からの相対位置に対して設定された補正の対象である描画用画像データ１７の行または列の画素の階調値である第３の階調値と、を格納したテーブルを参照する。そして、補正の対象である描画用画像データ１７の行または列の対象画素と補正の対象である描画用画像データ１７の行または列の隣接画素の第１の階調値及び第２の階調値の組み合わせから、補正の対象である描画用画像データ１７の行または列の画素の第３の階調値を選択する。このように、第３の階調値を選択するまでの複雑なアルゴリズムなどを必要としないので、任意の変倍率での変倍補正を高精度かつ高速に行うことができる。
【０１００】
また、階調値選択工程において、補正の対象である描画用画像データ１７を副走査方向に拡大する場合、補正の対象である描画用画像データの行とその上の行の隣接画素の第１の階調値及び第２の階調値の組み合わせから、補正の対象である描画用画像データ１７の行の画素の第３の階調値を選択することが好ましい。更に、階調値選択工程において、補正の対象である描画用画像データ１７を副走査方向に縮小する場合、補正の対象である描画用画像データ１７の行の対象画素とその下の行の隣接画素の第１の階調値及び第２の階調値の組み合わせから、補正の対象の描画用画像データ１７の行の対象画素の第３の階調値を選択することが好ましい。
【０１０１】
加えて、階調値選択工程において、補正の対象である描画用画像データ１７を主走査方向に拡大する場合、補正の対象である描画用画像データ１７の画素と主走査方向の１つ手前の隣接画素の第１の階調値及び第２の階調値の組み合わせから、補正の対象である描画用画像データ１７の列の画素の第３の階調値を選択することが好ましい。その他、階調値選択工程は、補正の対象である描画用画像データ１７を主走査方向に縮小する場合、補正の対象である描画用画像データ１７の画素と主走査方向の次の隣接画素の第１の階調値及び第２の階調値の組み合わせから、補正の対象である描画用画像データ１７の列の画素の第３の階調値を選択することが好ましい。
【０１０２】
一方、係る画像処理方法では、描画用画像データ１７の１ライン毎に相対位置を計算した計算値からテーブルを参照する位置を切り替える切り替え工程を含むことが好ましい。また、切り替え工程では、描画用画像データ１７の描画範囲を示すデータと相対位置とを比較し、描画範囲が終了するまではテーブルを参照する位置を切り替えない非切り替え工程を含むことが好ましい。更に、切り替え工程での描画用画像データ１７の描画範囲を示すデータは、情報処理手段から送られてくることが好ましい。これらの画像処理方法は、情報処理手段である画像処理制御部１３（或いはその内にあるＣＰＵ１３１）により、実行することが可能な画像処理プログラムとして構築され、メモリ等の記録媒体に格納されることが好ましい。その場合、この記録媒体を用いてコンピュータに画像処理プログラムをインストールすることができる。なお、記録媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は特に限定されないが、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体を使用できる。即ち、画像処理装置では、画像処理制御部１３（或いはその内にあるＣＰＵ１３１）が係る画像処理プログラムに基づいて画像処理を行うことになる。また、画像処理装置の光ビーム走査装置が係る画像処理方法により生成された出力画像データ２１に基づいて露光対象物に露光走査を行うことになる。
【０１０３】
尚、本発明は上述した実施例の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施例は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０４】
３  光ビーム発光部
７  基板
１３  画像処理制御部（情報処理手段）
１７  描画用画像データ
１９  制御用データ
２１  出力画像データ
１００  基板直描露光装置
１３１  ＣＰＵ
２００  第１のテーブル（テーブル）
３００  第２のテーブル（テーブル）
３１１  光ビーム走査装置
３１３  ポリゴンミラー（偏向手段）
３１５  ｆθレンズ（走査手段）
３１７  ＬＤユニット（発光手段）
３１９  同期検知センサ（走査手段）
３２１  レンズ（走査手段）
３２３  ミラー（走査手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０５】
【特許文献１】特許第３６９４５４４号公報
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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