電気光学装置
【課題】画素ピッチと開口部との比を整数分の１に基づく値にすることによって、画素ずらしによる分割露光時に各露光領域同士が重なることを防止して、画質を向上させる。
【解決手段】 基板に設けた複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配設され、前記走査線及びデータ線によって駆動されて画像信号に応じて光の透過率を変化させる複数の画素と、各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向の画素ピッチの夫々整数分の１の領域に制限する遮光手段２３と、を具備したことを特徴とする。
【解決手段】 基板に設けた複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配設され、前記走査線及びデータ線によって駆動されて画像信号に応じて光の透過率を変化させる複数の画素と、各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向の画素ピッチの夫々整数分の１の領域に制限する遮光手段２３と、を具備したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素ずらしによる分割露光を行うデジタル露光装置に好適な電気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、写真焼き付けに用いる露光装置として、画像データに応じた光を印画紙に出射して露光するデジタル露光装置が開発されている。このようなデジタル露光装置としては、レーザーを利用した装置及び液晶パネル等の電気光学装置を利用した装置がある。
【０００３】
デジタル露光装置は、デジタル化された画像データに応じて露光を行う。画像データはコンピュータによって映像の明るさ調整等の各種画像処理が容易であり、デジタル露光装置を用いることで、撮影した画像に対する画像処理から露光までの作業性が良好となる。
【０００４】
レーザーを利用した装置では、画像データに応じてレーザ光をスキャニングすることにより露光が行われる。従って、解像度を上げようとすれば露光に要するトータルの時間が長くなり、逆に時間を短くしようとすると、解像度を下げるか、単位面積あたりの露光時間を下げる必要が生じ、階調表現が犠牲となる。このように、レーザー方式では、スループット（単位時間当たりの処理枚数）と解像度・階調性との両立が困難である。
【０００５】
一方、液晶パネルを用いたデジタル露光装置においては、画像信号に基づいて液晶パネルを駆動することで、液晶パネルを通過する光源からの光を映像光に変換し、この映像光を印画紙に露光することで、写真露光を行う。従って、液晶パネルを用いたデジタル露光装置においては、面順次での露光が可能であり、単位面積当たりの露光時間を長くとることができる。このため、液晶パネルを用いたデジタル露光装置は、階調性に優れ、高解像度の画像を得ることができる。
【０００６】
更に、近年、印画紙に対する液晶パネルの相対的な位置を面方向にずらしながら露光を行うことで、解像度を向上させる手法が特許文献１において開示されている。特許文献１の技術は、液晶パネルの各画素からの映像光をマイクロレンズを介して印画紙に照射するもので、マイクロレンズの焦点を制御して各画素毎の印画紙上の集光部を小さくする。そして、集光部のサイズに応じて液晶パネルを水平方向、垂直方向にずらすしながら露光を行うことで、全面を露光する。例えば、集光部の大きさが印画紙上の画素の１／４（水平及び垂直方向に夫々１／２）であるものとすると、液晶パネルを半画素分ずつずらしながら４回の露光を行うことで印画紙全面を露光する。このような画素ずらしを利用した分割露光では、各集光部の位置に対応した画像データを用いて露光を行うことで、液晶パネルの画素数の４倍の画素数の解像度での焼き付けが可能となる。
【特許文献１】ＷＯ ２００４／１０７７３３ Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、特許文献１においては、光学系によって印画紙上の集光部のサイズを制御することで、画素ずらしに応じた分割露光を行っており、光学系に極めて高い精度が要求されてしまう。現実的には、集光部のサイズを印画紙上の画素の整数分の１に正確に制御することは困難であり、集光部同士をオーバーラップさせるように光学系が設定されている。
【０００８】
このため、特許文献１の装置においては、オーバーラップ部分は異なる２つの画像に基づく露光が行われてしまい、画質が低下してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、画素ずらしによる１回の露光領域のサイズに応じて画素ピッチに対する開口率を設定することにより、画質低下を防止することができる電気光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電気光学装置は、基板に設けた複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配設され、前記走査線及びデータ線によって駆動されて画像信号に応じて光の透過率を変化させる複数の画素と、各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向の画素ピッチの夫々整数分の１の領域に制限する遮光手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、遮光手段によって、画素の開口率は１００％を基準として整数分の１に制限される。従って、透過光を用いて感光材料に露光を行うと、１回の露光で各画素に対応した露光領域の整数分の１の領域が露光される。例えば、画素ずらしにより分割露光を繰返すことで、感光材料の全域への露光が可能となる。画素ずらしによる１回の露光のサイズは、遮光手段によって規定されることとなり、露光領域のサイズを正確に規定することができる。
【００１２】
本発明に係る電気光学装置は、光源からの光を画像信号に基づく映像光に変換し、光学系を介して感光材料上に露光するための電気光学装置であって、基板に設けた複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配設され、前記走査線及びデータ線を通じて供給される信号に応じて光の透過率を変化させる複数の画素と、各画素の光の透過領域及び前記光学系を通過した光が照射される前記感光材料上における各露光領域のサイズが、光学系に基づき計算される前記感光材料上における前記画素ピッチに相当するサイズの整数分の１となるように、各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向夫々について制限する遮光手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、映像光が所定の光学系を介して感光材料上に照射されて露光が行われる。遮光手段は、各画素の開口率を制限することによって、１回の露光で各画素に対応した露光領域の整数分の１の領域が露光されるようにする。例えば、画素ずらしによる分割露光を繰返すことで、感光材料の全域への露光が可能となる。画素ずらしによる１回の露光のサイズは、遮光手段によって規定されることとなり、露光領域のサイズを正確に規定することができる。
【００１４】
また、本発明に係る電気光学装置は、光源からの光を画像信号に基づく映像光に変換し光学系を介して感光材料上に露光するための電気光学装置であって、基板に設けた複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配設され、前記走査線及びデータ線を通じて供給される信号に応じて光の透過率を変化させる複数の画素と、各画素に夫々対応した前記感光材料上の各露光領域の水平及び垂直サイズが、夫々前記感光材料上における前記画素ピッチに対応した露光領域の水平及び垂直サイズの整数分の１のサイズとなるように、前記各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向夫々について画素ピッチの整数分の１の領域に制限する遮光手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、映像光が所定の光学系を介して感光材料上に照射されて露光が行われる。遮光手段は、各画素の開口率を１００％を基準として整数分の１に制限する。従って、１回の露光で各画素に対応した露光領域の整数分の１の領域が露光される。例えば、画素ずらしによる分割露光を繰返すことで、感光材料の全域への露光が可能となる。画素ずらしによる１回の露光のサイズは、遮光手段によって規定されることとなり、露光領域のサイズを正確に規定することができる。
【００１６】
また、前記遮光手段は、前記所定の光学系による前記映像光の拡がり分だけ、前記各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向の画素ピッチの夫々整数分の１よりも小さい領域に制限することを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、遮光手段は、所定の光学系による映像光の拡がり分だけ、整数分の１よりも小さい開口率を設定する。透過領域を制限することによって、例えば、画素ずらしによる分割露光のサイズを制御しており、制御が困難な光学系の調整は不要であり、確実に露光サイズの制御が可能である。
【００１８】
また、前記画素は、前記基板と該基板に対向配置される他の基板との間に電気光学物質を挟持させて構成され、前記遮光手段は、前記基板及び他の基板の少なくとも一方に形成された遮光膜によって構成されることを特徴とする。
【００１９】
このような構成によれば、液晶装置を用いて正確な露光制御が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置の一部の主要要素を示す平面図である。図２は図１の電気光学装置を組込んだデジタル露光装置を示す概略構成図である。図３は図１の電気光学装置である液晶装置を構成する素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図４は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ'線の位置で切断して示す断面図である。図５は液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。また、図６は液晶装置の画素構造を詳細に示す断面図である。なお、上記各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００２１】
先ず、図２乃至図５を参照して、液晶装置の構造について説明する。
【００２２】
液晶装置は、図３及び図４に示すように、例えば、石英基板、ガラス基板、シリコン基板を用いたＴＦＴ基板１０と、これに対向配置される、例えばガラス基板や石英基板を用いた対向基板２０との間に液晶５０を封入して構成される。対向配置されたＴＦＴ基板１０と対向基板２０とは、シール材５２によって貼り合わされている。
【００２３】
ＴＦＴ基板１０上には画素を構成する画素電極（ＩＴＯ）９ａ等がマトリクス状に配置される。また、対向基板２０上には全領域に対向電極（ＩＴＯ）２１が設けられる。ＴＦＴ基板１０の画素電極９ａ上には、配向処理が施された配向膜１６が設けられている。一方、対向基板２０上の全面に渡って形成された対向電極２１上にも、配向処理が施された配向膜２２が設けられている。
【００２４】
図５は画素を構成するＴＦＴ基板１０上の素子の等価回路を示している。図５に示すように、画素領域においては、複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差するように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画された領域に画素電極９ａがマトリクス状に配置される。そして、走査線３ａとデータ線６ａの各交差部分に対応してＴＦＴ３０が設けられ、このＴＦＴ３０に画素電極９ａが接続される。
【００２５】
ＴＦＴ３０は走査線３ａのＯＮ信号によってオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。この画素電極９ａと対向基板２０に設けられた対向電極２１との間の電圧が液晶５０に印加される。また、画素電極９ａと並列に蓄積容量７０が設けられており、蓄積容量７０によって、画素電極９ａの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量７０によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【００２６】
画素電極９ａは、ＴＦＴ基板１０上にマトリクス状に複数設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ及び走査線３ａが設けられている。データ線６ａは、後述するように、アルミニウム膜等により構成され、走査線３ａは、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる。また、走査線３ａは、後述するチャネル領域１ａ’に対向して形成されている。すなわち、走査線３ａとデータ線６ａとの交差する箇所にはそれぞれ、走査線３ａに接続されたゲート電極とチャネル領域１ａ’とが対向配置されて画素スイッチング用のＴＦＴ３０が構成されている。
【００２７】
対向基板２０の縁辺に沿って液晶を封入するシール材５２が、素子基板１０と対向基板２０間に形成されている。シール材５２は対向基板２０の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板１０と対向基板２０を相互に固着する。シール材５２は、素子基板１０の１辺の一部において欠落しており、液晶５０を注入するための液晶注入口１０８が形成される。貼り合わされた素子基板１０及び対向基板２０相互の間隙には、液晶注入口１０８より液晶が注入される。液晶注入後に、液晶注入口１０８を封止材１０９で封止するようになっている。
【００２８】
素子基板１０のシール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路１０１及び実装端子１０２が素子基板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線駆動回路１０４が設けられている。素子基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４間を接続するための複数の配線１０５が設けられている。シール材５２の外側の４隅において、上下導通材１０６が配置されている。上下導通材１０６は下端が上下導通端子１０７に接触し、上端が共通電極２１に接触して、両者を電気的に接続する。これにより、画素領域外に形成された配線１０５と共通電極２１とが電気的に接続される。
【００２９】
本実施の形態においては、対向基板２０上には、遮光膜２３が設けられている。電気光学装置においては、ＴＦＴや配線等の要素が映りこまない様、画像表示領域を開口領域と遮光領域とに分け、遮光領域にＴＦＴを設置している。直視型のディスプレイやプロジェクタ用のライトバルブでは、明るい画像が求められることから、開口領域の面積を広げる努力がなされている。
【００３０】
これに対し、本実施の形態における遮光膜２３は、画素ピッチに対する開口率を制限するように、平面的には、データ線６ａ及び走査線３ａの形成領域だけでなく、画素電極９ａ上の多くの部分を覆うように構成される。例えば、後述するように、遮光膜２３は、開口部３５が画素ピッチの整数分の１のサイズなるように形成される。なお、画素電極９ａを、開口部３５に対向する領域及びその周辺のみに形成するようにしてもよい。
【００３１】
図６は一つの画素に着目した液晶装置の模式的断面図である。なお、図６は図１のＡ−Ａ’線における断面構造を示している。
【００３２】
ガラスや石英等の素子基板１０には、ＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、チャネル領域１ａ’、ソース領域１ｄ、ドレイン領域１ｅが形成された半導体層に絶縁膜２を介してゲート電極をなす走査線３ａが設けられてなる。
【００３３】
ＴＦＴ３０上には第１層間絶縁膜４が積層され、第１層間絶縁膜４上にはデータ線６ａが積層される。データ線６ａは、第１層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介してソース領域１ｄに電気的に接続される。
【００３４】
第１層間絶縁膜４上及びデータ線６ａ上には、第２層間絶縁膜７が形成されている。第２層間絶縁膜７上には画素電極９ａが形成されている。画素電極９ａは、第２層間絶縁膜７及び第１層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール８によりドレイン領域１ｅに電気的に接続される。画素電極９ａ上及び第２層間絶縁膜７上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜１６が積層され、所定方向に配向処理されている。
【００３５】
走査線３ａ（ゲート電極）にＯＮ信号が供給されることで、チャネル領域１ａ’が導通状態となり、ソース領域１ｄとドレイン領域１ｅとが接続されて、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに与えられる。
【００３６】
一方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基板のデータ線６ａ、走査線３ａ及びＴＦＴ３０の形成領域に対向する領域並びに画素電極９ａの一部の領域に対向する領域において遮光膜２３が設けられている。遮光膜２３は開口部３５を除き、対向基板２０の全面に形成されている。この遮光膜２３によって、対向基板２０側からの入射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止されると共に、各画素の開口領域が規定される。
【００３７】
。遮光膜２３上に、対向電極（共通電極）２１が基板２０全面に亘って形成されている。対向電極２１上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜２２が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００３８】
そして、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０が封入されている。これにより、ＴＦＴ３０は所定のタイミングでデータ線６ａから供給される画像信号を画素電極９ａに書き込む。書き込まれた画素電極９ａと対向電極２１との電位差に応じて液晶５０の分子集合の配向状態が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【００３９】
なお、素子基板１０には、図５の蓄積容量７０を構成する図示しない導体層及び誘電体層も形成されている。本実施の形態においては、遮光膜２３によって開口率が十分に小さく設定されており、遮光領域に形成する必要がある蓄積容量７０を十分に広い面積に形成することも可能である。
【００４０】
図１において、Ｙ方向に延設されたデータ線６ａとＸ方向に延設された走査線３ａとの交点に、ＴＦＴ３０を構成するチャネル領域１ａ’が形成される。なお、図１は水平及び垂直の２×２＝４画素の部分のみを示している。従来の液晶装置においては、データ線６ａ及び走査線３ａの形成領域以外の領域、即ち、データ線６ａと走査線３ａとによって囲まれた領域が開口領域となる。これに対し、本実施の形態においては、開口部３５は、開口領域として設定可能な領域の一部の領域のみに設定される。図１の例では、水平方向の画素ピッチをＬｈ、垂直方向の画素ピッチをＬｖとして、開口部３５のサイズは、水平Ｌｈ／２、垂直Ｌｖ／２に設定される。
【００４１】
なお、図１の例では、データ線６ａ及び走査線３ａを除く領域であって、開口領域として設定可能な領域の略中央に開口部３５を設けた例を示しているが、開口領域として設定可能な領域のいずれの位置に開口部３５を設けてもよい。
【００４２】
また、図１の例では、開口部３５のサイズを画素ピッチの１／２に設定した例を示したが、整数分の１のサイズに設定することが可能である。開口部３５以外の領域は遮光膜２３によって、対向基板２０側から入射した光が素子基板１０側に通過することが阻止されるようになっている。
【００４３】
なお、図６においては対向基板２０に設けた遮光膜２３によって開口率を制御する例について示したが、対向基板２０側だけでなく素子基板１０側にも開口率を制御する遮光膜を設けてもよい。更に、対向基板２０側にはＴＦＴ３０への光の入射を阻止する遮光膜のみを設け、素子基板１０側に開口率を制御する遮光膜を設けるようにしてもよい。
【００４４】
図２はこのような液晶装置を用いたデジタル露光装置を示している。図２において、デジタル露光装置は、光源装置１１と印画紙１４との間に、電気光学装置である液晶装置１２及び焼き付けレンズ１３が配設されている。なお、液晶装置１２の両側には、偏光板４１，４２が配設されている。偏光板４１，４２は夫々所定の偏光軸の光のみを通過させる。偏光板４１によって液晶装置１２の入射光の偏光軸が規定され、偏光板４２によって液晶装置１２の出射光の偏光軸が規定される。液晶装置１２において、通過光の偏光軸を画像データに応じて変化させることで、偏光板４２から映像光を出射させることができる。
【００４５】
光源装置１１は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイによって構成することができる。光源装置１１としてのＬＥＤアレイは、発光帯域が異なる複数波長域の色光を夫々発光する複数種類のＬＥＤを備えている。例えば、光源装置１１としてのＬＥＤアレイは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）光を出射することができる。光源装置１１からの感光材料である印画紙１４までの光路上に配設された焼き付けレンズ１３は、入射光像を印画紙１４に結像させるためのレンズである。
【００４６】
なお、光学装置１１に代えて、ランプと面順次で切換るフィルタを用いてもよい。
【００４７】
画像処理装置４３は、露光する画像に対して必要ならば所定の画像処理を施した後、露光のために画像データを駆動装置４４に供給する。本実施の形態においては、画像処理装置４３は液晶装置１２の画素数に対して画素ピッチと開口部３５サイズとの比（以下、解像度倍率という）に応じた画素数の画像データを出力する。例えば、図１の例では画素ピッチと開口部３５サイズとの比が水平及び垂直方向のいずれにも２：１であるので、水平及び垂直方向の解像度倍率は２であり、液晶装置１２の画素数が水平６４０×垂直４８０画素の場合には、水平６４０×２、垂直４８０×２画素の解像度の画像データを出力する。
【００４８】
駆動装置４４は、液晶装置１２に画像データを供給して駆動する。この場合には、駆動装置４４は、１回の露光で、液晶装置１２の各画素に対応して画像処理装置４３からの１画素分の画像データを出力する。光学系の画像の拡がりを無視すると、液晶装置１２からの映像光を印画紙１４上に露光すると、１回の露光で、印画紙１４上には液晶装置１２の各画素サイズに応じた露光面積に対して、水平及び垂直方向に夫々解像度倍率分の１のサイズの面積に露光が行われる。
【００４９】
移動制御装置４５は、露光毎に、液晶装置１２を解像度倍率に応じて移動させる。液晶装置１２は、図示しないピエゾ素子やＸＹステージによって、入出射面に平行な面内を水平及び垂直方向に移動自在に構成されている。駆動装置４４は、次の露光で、液晶装置１２の各画素に対応して画像処理装置４３からの次の１画素分の画像データを出力する。以後、液晶装置１２の移動と露光を水平解像度倍率×垂直解像度倍率だけ繰返すことにより、印画紙１４の露光範囲の全面に対する露光を行う。
【００５０】
次に、このように構成された実施の形態の作用について図７を参照して説明する。図７は図２中の印画紙１４上の露光の状態を示す説明図である。図７（ａ）乃至図７（ｄ）は夫々第１乃至第４回の露光の様子を示している。図７は図１に対応させて水平及び垂直方向の解像度倍率が２の例を示している。なお、カラー露光では、光源装置１１からのＲ，Ｇ，Ｂ光を用いて露光を行うが、簡略化のために、これらのＲ，Ｇ，Ｂ光の切換えについては説明を省略する。
【００５１】
本実施の形態は、光源からの光を映像光に変換する液晶装置と感光材料との少なくとも一方を光軸に対して垂直な面内に移動させることにより、感光材料と液晶装置との位置関係を相対的にずらす、所謂画素ずらしを用いた露光を行うものに好適である。以下、画素ずらしによる露光について説明する。
【００５２】
画像処理装置４３は露光を行う画像について、必要に応じて画像処理を施した後、画像データを駆動装置４４に出力する。画像処理装置４３からの画像は、少なくとも（液晶装置１２の画素数×水平方向の解像度倍率×垂直方向の解像度倍率）の解像度を有する。以下、水平方向の解像度倍率及び垂直方向の解像度倍率はいずれも２であるものとして説明する。
【００５３】
駆動装置４４は入力された画像データを液晶装置１２に与えて液晶装置１２を駆動する。この場合には、駆動装置４４は、各露光毎に、液晶装置１２の各画素毎に画像処理装置４３からの画像の１画素分のデータを出力する。即ち、駆動装置４４は、画素ずらしによる分割露光によって露光される領域に応じた画像データを液晶装置１２に与えて駆動する。例えば、駆動装置４４は、１回目の露光時に、液晶装置１２の各画素の上左の位置の１／４画素のデータを液晶装置１２に供給するものとする。
【００５４】
液晶装置１２は駆動装置４４からの画像データに基づいて駆動されて、光源１１からの出射光の透過率を、画像データに基づいて変化させる。これにより、液晶装置１２の出射面側の偏光板４２からは、画像データに基づく映像光が出射される。この映像光は焼き付けレンズ１３を介して印画紙１４上に照射されて露光が行われる。
【００５５】
図７（ａ）はこの場合において、印画紙１４上の一部の領域における露光を示している。図７（ａ）の左下り斜め斜線は露光が行われた領域を示している。図７において水平線及び垂直線によって囲まれた領域は、液晶装置１２の各画素に対応した露光領域である。上述したように、液晶装置１２の開口部３５の水平及び垂直サイズが水平及び垂直方向の画素ピッチの夫々１／２であるので、１回の露光によって、印画紙１４上には図７の枠で囲った各露光領域の１／４（水平１／２、垂直１／２）の領域しか露光されない。
【００５６】
次に、移動制御装置４５は、液晶装置１２を入出射面に対して平行な面内で、例えば水平の一方向に１／２画素ピッチ分移動させる。即ち、この状態で露光を行うと、印画紙１４上では、図７（ｂ）の左下り斜め斜線に示すように、右下り斜め斜線で示す１回目の露光領域の水平隣の位置に露光が行われる。この２回目の露光時には、駆動装置１４は、２回目の露光領域に対応した画像データを液晶装置１２の各画素に供給する。
【００５７】
同様に、３回目の露光時には、移動制御装置４５は、液晶装置１２を入出射面に対して平行な面内で、例えば垂直方向に１／２画素ピッチ分移動させる。この状態で露光を行うと、印画紙１４上では、図７（ｃ）の左下り斜め斜線に示すように、右下り斜め斜線で示す１，２回目の露光領域のうちの２回目の露光領域の垂直下方の位置に露光が行われる。更に、４回目の露光時には、移動制御装置４５は、液晶装置１２を入出射面に対して平行な面内で、例えば水平の他方向に１／２画素ピッチ分移動させる。この状態で露光を行うと、印画紙１４上では、図７（ｄ）の左下り斜め斜線に示すように、右下り斜め斜線で示す１〜３回目の露光領域のうちの１回目の露光領域の垂直下方の位置に露光が行われる。
【００５８】
こうして、４回の画素ずらしによる分割露光によって、液晶装置１２の画素数の４倍の画素数での露光が可能となる。この場合には、各露光時の露光領域が、液晶装置１２の開口部３５のサイズで厳密に規定されており、各露光において露光領域同士が重なることはなく、画質の劣化が生じることはない。
【００５９】
このように本実施の形態においては、液晶装置１２の開口部を画素ピッチの整数分の１に設定していることから、画素ずらしによる分割露光を行う場合でも、各露光時の露光領域同士が重なることはなく、画質が劣化することを防止することができる。
【００６０】
なお、上記実施の形態においては、画素ピッチと開口部のサイズとの比である水平方向の解像度倍率と垂直方向の解像度倍率が２の例を示したが、３以上であってもよいことは明らかである。また、水平方向の解像度倍率と垂直方向の解像度倍率とが異なる値であってもよい。
【００６１】
図８は本発明の第２の実施の形態に係る電気光学装置の一部の主要要素を示す平面図である。図８において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態は開口部のサイズが図１と異なるのみである。第１の実施の形態においては、光学系の影響を無視した例について説明した。しかし、実際には、光学系の影響によって、画素ずらしの各露光による印画紙上の露光領域は、画素ピッチと開口部サイズとの比によって与えられる解像度倍率に基づく領域よりも若干大きくなり、各露光の露光領域同士は一部重なってしまう。
【００６３】
そこで、光学系の影響を考慮して、開口部サイズを小さくすることで、画素ずらしの各露光による露光領域同士が重なることを防止するようにしている。
【００６４】
本実施の形態においては、開口部３５’の水平サイズＫｈ及び垂直サイズＫｖは、夫々水平画素ピッチＬｈ及び垂直画素ピッチＬｖの整数分の１（図８の例は１／２）よりも若干小さい。例えば、水平及び垂直画素ピッチが２０．５μｍの場合に、開口部３５’の水平及び垂直サイズＫｈ＝Ｋｖとして８μｍを採用する。なお、この数値は光学系の影響を考慮したものであり、光学系が異なれば異なる数値を採用する必要がある。
【００６５】
開口部３５’を形成するために、第２の実施の形態の液晶装置には、遮光膜２３’が設けられている。即ち、本実施の形態の液晶装置は遮光膜２３’の平面形状が遮光膜２３と異なるのみである。
【００６６】
本実施の形態における液晶装置の画素ピッチに対応した感光材料上の露光領域に対して、画素ずらしの各露光による露光領域を整数分の１にするためには、液晶装置の画素ピッチと各画素の開口部との比を、光学系の影響を考慮した分だけ整数分の１よりも若干小さくすればよい。
【００６７】
これにより、図７と同様に、画素ずらしの各露光による露光領域同士が重なることはなく、画質を劣化させることなく解像度を向上させることができる。
【００６８】
このように、本実施の形態においては、光学系の影響がある場合でも、画素ずらしの各露光による露光領域同士が重なることを確実に防止することができ、画質を向上させることができる。なお、制御が困難な光学系を調整するのではなく、確実な制御が可能な開口部サイズを調整しており、確実に光学系の影響を無くして、高画質化を図ることができる。
【００６９】
また、本発明の電気光学装置は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をスイッチング素子として備えた液晶表示パネルだけでなく、他のアクティブマトリックス型の液晶パネル（例えば、ＴＦＤ（薄膜ダイオード）をスイッチング素子として備えた液晶パネル）や、パッシブマトリックス型の液晶パネルにも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置の一部の主要要素を示す平面図。
【図２】図１の電気光学装置を組込んだデジタル露光装置を示す概略構成図。
【図３】図１の電気光学装置である液晶装置を構成する素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図。
【図４】素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ'線の位置で切断して示す断面図。
【図５】液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図６】液晶装置の画素構造を詳細に示す断面図。
【図７】図２中の印画紙１４上の露光の状態を示す説明図。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る電気光学装置の一部の主要要素を示す平面図。
【符号の説明】
【００７１】
３ａ…走査線、６ａ…データ線、２３…遮光膜、３５…開口部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素ずらしによる分割露光を行うデジタル露光装置に好適な電気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、写真焼き付けに用いる露光装置として、画像データに応じた光を印画紙に出射して露光するデジタル露光装置が開発されている。このようなデジタル露光装置としては、レーザーを利用した装置及び液晶パネル等の電気光学装置を利用した装置がある。
【０００３】
デジタル露光装置は、デジタル化された画像データに応じて露光を行う。画像データはコンピュータによって映像の明るさ調整等の各種画像処理が容易であり、デジタル露光装置を用いることで、撮影した画像に対する画像処理から露光までの作業性が良好となる。
【０００４】
レーザーを利用した装置では、画像データに応じてレーザ光をスキャニングすることにより露光が行われる。従って、解像度を上げようとすれば露光に要するトータルの時間が長くなり、逆に時間を短くしようとすると、解像度を下げるか、単位面積あたりの露光時間を下げる必要が生じ、階調表現が犠牲となる。このように、レーザー方式では、スループット（単位時間当たりの処理枚数）と解像度・階調性との両立が困難である。
【０００５】
一方、液晶パネルを用いたデジタル露光装置においては、画像信号に基づいて液晶パネルを駆動することで、液晶パネルを通過する光源からの光を映像光に変換し、この映像光を印画紙に露光することで、写真露光を行う。従って、液晶パネルを用いたデジタル露光装置においては、面順次での露光が可能であり、単位面積当たりの露光時間を長くとることができる。このため、液晶パネルを用いたデジタル露光装置は、階調性に優れ、高解像度の画像を得ることができる。
【０００６】
更に、近年、印画紙に対する液晶パネルの相対的な位置を面方向にずらしながら露光を行うことで、解像度を向上させる手法が特許文献１において開示されている。特許文献１の技術は、液晶パネルの各画素からの映像光をマイクロレンズを介して印画紙に照射するもので、マイクロレンズの焦点を制御して各画素毎の印画紙上の集光部を小さくする。そして、集光部のサイズに応じて液晶パネルを水平方向、垂直方向にずらすしながら露光を行うことで、全面を露光する。例えば、集光部の大きさが印画紙上の画素の１／４（水平及び垂直方向に夫々１／２）であるものとすると、液晶パネルを半画素分ずつずらしながら４回の露光を行うことで印画紙全面を露光する。このような画素ずらしを利用した分割露光では、各集光部の位置に対応した画像データを用いて露光を行うことで、液晶パネルの画素数の４倍の画素数の解像度での焼き付けが可能となる。
【特許文献１】ＷＯ ２００４／１０７７３３ Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、特許文献１においては、光学系によって印画紙上の集光部のサイズを制御することで、画素ずらしに応じた分割露光を行っており、光学系に極めて高い精度が要求されてしまう。現実的には、集光部のサイズを印画紙上の画素の整数分の１に正確に制御することは困難であり、集光部同士をオーバーラップさせるように光学系が設定されている。
【０００８】
このため、特許文献１の装置においては、オーバーラップ部分は異なる２つの画像に基づく露光が行われてしまい、画質が低下してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、画素ずらしによる１回の露光領域のサイズに応じて画素ピッチに対する開口率を設定することにより、画質低下を防止することができる電気光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電気光学装置は、基板に設けた複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配設され、前記走査線及びデータ線によって駆動されて画像信号に応じて光の透過率を変化させる複数の画素と、各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向の画素ピッチの夫々整数分の１の領域に制限する遮光手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、遮光手段によって、画素の開口率は１００％を基準として整数分の１に制限される。従って、透過光を用いて感光材料に露光を行うと、１回の露光で各画素に対応した露光領域の整数分の１の領域が露光される。例えば、画素ずらしにより分割露光を繰返すことで、感光材料の全域への露光が可能となる。画素ずらしによる１回の露光のサイズは、遮光手段によって規定されることとなり、露光領域のサイズを正確に規定することができる。
【００１２】
本発明に係る電気光学装置は、光源からの光を画像信号に基づく映像光に変換し、光学系を介して感光材料上に露光するための電気光学装置であって、基板に設けた複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配設され、前記走査線及びデータ線を通じて供給される信号に応じて光の透過率を変化させる複数の画素と、各画素の光の透過領域及び前記光学系を通過した光が照射される前記感光材料上における各露光領域のサイズが、光学系に基づき計算される前記感光材料上における前記画素ピッチに相当するサイズの整数分の１となるように、各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向夫々について制限する遮光手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、映像光が所定の光学系を介して感光材料上に照射されて露光が行われる。遮光手段は、各画素の開口率を制限することによって、１回の露光で各画素に対応した露光領域の整数分の１の領域が露光されるようにする。例えば、画素ずらしによる分割露光を繰返すことで、感光材料の全域への露光が可能となる。画素ずらしによる１回の露光のサイズは、遮光手段によって規定されることとなり、露光領域のサイズを正確に規定することができる。
【００１４】
また、本発明に係る電気光学装置は、光源からの光を画像信号に基づく映像光に変換し光学系を介して感光材料上に露光するための電気光学装置であって、基板に設けた複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配設され、前記走査線及びデータ線を通じて供給される信号に応じて光の透過率を変化させる複数の画素と、各画素に夫々対応した前記感光材料上の各露光領域の水平及び垂直サイズが、夫々前記感光材料上における前記画素ピッチに対応した露光領域の水平及び垂直サイズの整数分の１のサイズとなるように、前記各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向夫々について画素ピッチの整数分の１の領域に制限する遮光手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、映像光が所定の光学系を介して感光材料上に照射されて露光が行われる。遮光手段は、各画素の開口率を１００％を基準として整数分の１に制限する。従って、１回の露光で各画素に対応した露光領域の整数分の１の領域が露光される。例えば、画素ずらしによる分割露光を繰返すことで、感光材料の全域への露光が可能となる。画素ずらしによる１回の露光のサイズは、遮光手段によって規定されることとなり、露光領域のサイズを正確に規定することができる。
【００１６】
また、前記遮光手段は、前記所定の光学系による前記映像光の拡がり分だけ、前記各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向の画素ピッチの夫々整数分の１よりも小さい領域に制限することを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、遮光手段は、所定の光学系による映像光の拡がり分だけ、整数分の１よりも小さい開口率を設定する。透過領域を制限することによって、例えば、画素ずらしによる分割露光のサイズを制御しており、制御が困難な光学系の調整は不要であり、確実に露光サイズの制御が可能である。
【００１８】
また、前記画素は、前記基板と該基板に対向配置される他の基板との間に電気光学物質を挟持させて構成され、前記遮光手段は、前記基板及び他の基板の少なくとも一方に形成された遮光膜によって構成されることを特徴とする。
【００１９】
このような構成によれば、液晶装置を用いて正確な露光制御が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置の一部の主要要素を示す平面図である。図２は図１の電気光学装置を組込んだデジタル露光装置を示す概略構成図である。図３は図１の電気光学装置である液晶装置を構成する素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図４は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ'線の位置で切断して示す断面図である。図５は液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。また、図６は液晶装置の画素構造を詳細に示す断面図である。なお、上記各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００２１】
先ず、図２乃至図５を参照して、液晶装置の構造について説明する。
【００２２】
液晶装置は、図３及び図４に示すように、例えば、石英基板、ガラス基板、シリコン基板を用いたＴＦＴ基板１０と、これに対向配置される、例えばガラス基板や石英基板を用いた対向基板２０との間に液晶５０を封入して構成される。対向配置されたＴＦＴ基板１０と対向基板２０とは、シール材５２によって貼り合わされている。
【００２３】
ＴＦＴ基板１０上には画素を構成する画素電極（ＩＴＯ）９ａ等がマトリクス状に配置される。また、対向基板２０上には全領域に対向電極（ＩＴＯ）２１が設けられる。ＴＦＴ基板１０の画素電極９ａ上には、配向処理が施された配向膜１６が設けられている。一方、対向基板２０上の全面に渡って形成された対向電極２１上にも、配向処理が施された配向膜２２が設けられている。
【００２４】
図５は画素を構成するＴＦＴ基板１０上の素子の等価回路を示している。図５に示すように、画素領域においては、複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差するように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画された領域に画素電極９ａがマトリクス状に配置される。そして、走査線３ａとデータ線６ａの各交差部分に対応してＴＦＴ３０が設けられ、このＴＦＴ３０に画素電極９ａが接続される。
【００２５】
ＴＦＴ３０は走査線３ａのＯＮ信号によってオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。この画素電極９ａと対向基板２０に設けられた対向電極２１との間の電圧が液晶５０に印加される。また、画素電極９ａと並列に蓄積容量７０が設けられており、蓄積容量７０によって、画素電極９ａの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量７０によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【００２６】
画素電極９ａは、ＴＦＴ基板１０上にマトリクス状に複数設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ及び走査線３ａが設けられている。データ線６ａは、後述するように、アルミニウム膜等により構成され、走査線３ａは、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる。また、走査線３ａは、後述するチャネル領域１ａ’に対向して形成されている。すなわち、走査線３ａとデータ線６ａとの交差する箇所にはそれぞれ、走査線３ａに接続されたゲート電極とチャネル領域１ａ’とが対向配置されて画素スイッチング用のＴＦＴ３０が構成されている。
【００２７】
対向基板２０の縁辺に沿って液晶を封入するシール材５２が、素子基板１０と対向基板２０間に形成されている。シール材５２は対向基板２０の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板１０と対向基板２０を相互に固着する。シール材５２は、素子基板１０の１辺の一部において欠落しており、液晶５０を注入するための液晶注入口１０８が形成される。貼り合わされた素子基板１０及び対向基板２０相互の間隙には、液晶注入口１０８より液晶が注入される。液晶注入後に、液晶注入口１０８を封止材１０９で封止するようになっている。
【００２８】
素子基板１０のシール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路１０１及び実装端子１０２が素子基板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線駆動回路１０４が設けられている。素子基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４間を接続するための複数の配線１０５が設けられている。シール材５２の外側の４隅において、上下導通材１０６が配置されている。上下導通材１０６は下端が上下導通端子１０７に接触し、上端が共通電極２１に接触して、両者を電気的に接続する。これにより、画素領域外に形成された配線１０５と共通電極２１とが電気的に接続される。
【００２９】
本実施の形態においては、対向基板２０上には、遮光膜２３が設けられている。電気光学装置においては、ＴＦＴや配線等の要素が映りこまない様、画像表示領域を開口領域と遮光領域とに分け、遮光領域にＴＦＴを設置している。直視型のディスプレイやプロジェクタ用のライトバルブでは、明るい画像が求められることから、開口領域の面積を広げる努力がなされている。
【００３０】
これに対し、本実施の形態における遮光膜２３は、画素ピッチに対する開口率を制限するように、平面的には、データ線６ａ及び走査線３ａの形成領域だけでなく、画素電極９ａ上の多くの部分を覆うように構成される。例えば、後述するように、遮光膜２３は、開口部３５が画素ピッチの整数分の１のサイズなるように形成される。なお、画素電極９ａを、開口部３５に対向する領域及びその周辺のみに形成するようにしてもよい。
【００３１】
図６は一つの画素に着目した液晶装置の模式的断面図である。なお、図６は図１のＡ−Ａ’線における断面構造を示している。
【００３２】
ガラスや石英等の素子基板１０には、ＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、チャネル領域１ａ’、ソース領域１ｄ、ドレイン領域１ｅが形成された半導体層に絶縁膜２を介してゲート電極をなす走査線３ａが設けられてなる。
【００３３】
ＴＦＴ３０上には第１層間絶縁膜４が積層され、第１層間絶縁膜４上にはデータ線６ａが積層される。データ線６ａは、第１層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介してソース領域１ｄに電気的に接続される。
【００３４】
第１層間絶縁膜４上及びデータ線６ａ上には、第２層間絶縁膜７が形成されている。第２層間絶縁膜７上には画素電極９ａが形成されている。画素電極９ａは、第２層間絶縁膜７及び第１層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール８によりドレイン領域１ｅに電気的に接続される。画素電極９ａ上及び第２層間絶縁膜７上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜１６が積層され、所定方向に配向処理されている。
【００３５】
走査線３ａ（ゲート電極）にＯＮ信号が供給されることで、チャネル領域１ａ’が導通状態となり、ソース領域１ｄとドレイン領域１ｅとが接続されて、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに与えられる。
【００３６】
一方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基板のデータ線６ａ、走査線３ａ及びＴＦＴ３０の形成領域に対向する領域並びに画素電極９ａの一部の領域に対向する領域において遮光膜２３が設けられている。遮光膜２３は開口部３５を除き、対向基板２０の全面に形成されている。この遮光膜２３によって、対向基板２０側からの入射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止されると共に、各画素の開口領域が規定される。
【００３７】
。遮光膜２３上に、対向電極（共通電極）２１が基板２０全面に亘って形成されている。対向電極２１上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜２２が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００３８】
そして、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０が封入されている。これにより、ＴＦＴ３０は所定のタイミングでデータ線６ａから供給される画像信号を画素電極９ａに書き込む。書き込まれた画素電極９ａと対向電極２１との電位差に応じて液晶５０の分子集合の配向状態が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【００３９】
なお、素子基板１０には、図５の蓄積容量７０を構成する図示しない導体層及び誘電体層も形成されている。本実施の形態においては、遮光膜２３によって開口率が十分に小さく設定されており、遮光領域に形成する必要がある蓄積容量７０を十分に広い面積に形成することも可能である。
【００４０】
図１において、Ｙ方向に延設されたデータ線６ａとＸ方向に延設された走査線３ａとの交点に、ＴＦＴ３０を構成するチャネル領域１ａ’が形成される。なお、図１は水平及び垂直の２×２＝４画素の部分のみを示している。従来の液晶装置においては、データ線６ａ及び走査線３ａの形成領域以外の領域、即ち、データ線６ａと走査線３ａとによって囲まれた領域が開口領域となる。これに対し、本実施の形態においては、開口部３５は、開口領域として設定可能な領域の一部の領域のみに設定される。図１の例では、水平方向の画素ピッチをＬｈ、垂直方向の画素ピッチをＬｖとして、開口部３５のサイズは、水平Ｌｈ／２、垂直Ｌｖ／２に設定される。
【００４１】
なお、図１の例では、データ線６ａ及び走査線３ａを除く領域であって、開口領域として設定可能な領域の略中央に開口部３５を設けた例を示しているが、開口領域として設定可能な領域のいずれの位置に開口部３５を設けてもよい。
【００４２】
また、図１の例では、開口部３５のサイズを画素ピッチの１／２に設定した例を示したが、整数分の１のサイズに設定することが可能である。開口部３５以外の領域は遮光膜２３によって、対向基板２０側から入射した光が素子基板１０側に通過することが阻止されるようになっている。
【００４３】
なお、図６においては対向基板２０に設けた遮光膜２３によって開口率を制御する例について示したが、対向基板２０側だけでなく素子基板１０側にも開口率を制御する遮光膜を設けてもよい。更に、対向基板２０側にはＴＦＴ３０への光の入射を阻止する遮光膜のみを設け、素子基板１０側に開口率を制御する遮光膜を設けるようにしてもよい。
【００４４】
図２はこのような液晶装置を用いたデジタル露光装置を示している。図２において、デジタル露光装置は、光源装置１１と印画紙１４との間に、電気光学装置である液晶装置１２及び焼き付けレンズ１３が配設されている。なお、液晶装置１２の両側には、偏光板４１，４２が配設されている。偏光板４１，４２は夫々所定の偏光軸の光のみを通過させる。偏光板４１によって液晶装置１２の入射光の偏光軸が規定され、偏光板４２によって液晶装置１２の出射光の偏光軸が規定される。液晶装置１２において、通過光の偏光軸を画像データに応じて変化させることで、偏光板４２から映像光を出射させることができる。
【００４５】
光源装置１１は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイによって構成することができる。光源装置１１としてのＬＥＤアレイは、発光帯域が異なる複数波長域の色光を夫々発光する複数種類のＬＥＤを備えている。例えば、光源装置１１としてのＬＥＤアレイは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）光を出射することができる。光源装置１１からの感光材料である印画紙１４までの光路上に配設された焼き付けレンズ１３は、入射光像を印画紙１４に結像させるためのレンズである。
【００４６】
なお、光学装置１１に代えて、ランプと面順次で切換るフィルタを用いてもよい。
【００４７】
画像処理装置４３は、露光する画像に対して必要ならば所定の画像処理を施した後、露光のために画像データを駆動装置４４に供給する。本実施の形態においては、画像処理装置４３は液晶装置１２の画素数に対して画素ピッチと開口部３５サイズとの比（以下、解像度倍率という）に応じた画素数の画像データを出力する。例えば、図１の例では画素ピッチと開口部３５サイズとの比が水平及び垂直方向のいずれにも２：１であるので、水平及び垂直方向の解像度倍率は２であり、液晶装置１２の画素数が水平６４０×垂直４８０画素の場合には、水平６４０×２、垂直４８０×２画素の解像度の画像データを出力する。
【００４８】
駆動装置４４は、液晶装置１２に画像データを供給して駆動する。この場合には、駆動装置４４は、１回の露光で、液晶装置１２の各画素に対応して画像処理装置４３からの１画素分の画像データを出力する。光学系の画像の拡がりを無視すると、液晶装置１２からの映像光を印画紙１４上に露光すると、１回の露光で、印画紙１４上には液晶装置１２の各画素サイズに応じた露光面積に対して、水平及び垂直方向に夫々解像度倍率分の１のサイズの面積に露光が行われる。
【００４９】
移動制御装置４５は、露光毎に、液晶装置１２を解像度倍率に応じて移動させる。液晶装置１２は、図示しないピエゾ素子やＸＹステージによって、入出射面に平行な面内を水平及び垂直方向に移動自在に構成されている。駆動装置４４は、次の露光で、液晶装置１２の各画素に対応して画像処理装置４３からの次の１画素分の画像データを出力する。以後、液晶装置１２の移動と露光を水平解像度倍率×垂直解像度倍率だけ繰返すことにより、印画紙１４の露光範囲の全面に対する露光を行う。
【００５０】
次に、このように構成された実施の形態の作用について図７を参照して説明する。図７は図２中の印画紙１４上の露光の状態を示す説明図である。図７（ａ）乃至図７（ｄ）は夫々第１乃至第４回の露光の様子を示している。図７は図１に対応させて水平及び垂直方向の解像度倍率が２の例を示している。なお、カラー露光では、光源装置１１からのＲ，Ｇ，Ｂ光を用いて露光を行うが、簡略化のために、これらのＲ，Ｇ，Ｂ光の切換えについては説明を省略する。
【００５１】
本実施の形態は、光源からの光を映像光に変換する液晶装置と感光材料との少なくとも一方を光軸に対して垂直な面内に移動させることにより、感光材料と液晶装置との位置関係を相対的にずらす、所謂画素ずらしを用いた露光を行うものに好適である。以下、画素ずらしによる露光について説明する。
【００５２】
画像処理装置４３は露光を行う画像について、必要に応じて画像処理を施した後、画像データを駆動装置４４に出力する。画像処理装置４３からの画像は、少なくとも（液晶装置１２の画素数×水平方向の解像度倍率×垂直方向の解像度倍率）の解像度を有する。以下、水平方向の解像度倍率及び垂直方向の解像度倍率はいずれも２であるものとして説明する。
【００５３】
駆動装置４４は入力された画像データを液晶装置１２に与えて液晶装置１２を駆動する。この場合には、駆動装置４４は、各露光毎に、液晶装置１２の各画素毎に画像処理装置４３からの画像の１画素分のデータを出力する。即ち、駆動装置４４は、画素ずらしによる分割露光によって露光される領域に応じた画像データを液晶装置１２に与えて駆動する。例えば、駆動装置４４は、１回目の露光時に、液晶装置１２の各画素の上左の位置の１／４画素のデータを液晶装置１２に供給するものとする。
【００５４】
液晶装置１２は駆動装置４４からの画像データに基づいて駆動されて、光源１１からの出射光の透過率を、画像データに基づいて変化させる。これにより、液晶装置１２の出射面側の偏光板４２からは、画像データに基づく映像光が出射される。この映像光は焼き付けレンズ１３を介して印画紙１４上に照射されて露光が行われる。
【００５５】
図７（ａ）はこの場合において、印画紙１４上の一部の領域における露光を示している。図７（ａ）の左下り斜め斜線は露光が行われた領域を示している。図７において水平線及び垂直線によって囲まれた領域は、液晶装置１２の各画素に対応した露光領域である。上述したように、液晶装置１２の開口部３５の水平及び垂直サイズが水平及び垂直方向の画素ピッチの夫々１／２であるので、１回の露光によって、印画紙１４上には図７の枠で囲った各露光領域の１／４（水平１／２、垂直１／２）の領域しか露光されない。
【００５６】
次に、移動制御装置４５は、液晶装置１２を入出射面に対して平行な面内で、例えば水平の一方向に１／２画素ピッチ分移動させる。即ち、この状態で露光を行うと、印画紙１４上では、図７（ｂ）の左下り斜め斜線に示すように、右下り斜め斜線で示す１回目の露光領域の水平隣の位置に露光が行われる。この２回目の露光時には、駆動装置１４は、２回目の露光領域に対応した画像データを液晶装置１２の各画素に供給する。
【００５７】
同様に、３回目の露光時には、移動制御装置４５は、液晶装置１２を入出射面に対して平行な面内で、例えば垂直方向に１／２画素ピッチ分移動させる。この状態で露光を行うと、印画紙１４上では、図７（ｃ）の左下り斜め斜線に示すように、右下り斜め斜線で示す１，２回目の露光領域のうちの２回目の露光領域の垂直下方の位置に露光が行われる。更に、４回目の露光時には、移動制御装置４５は、液晶装置１２を入出射面に対して平行な面内で、例えば水平の他方向に１／２画素ピッチ分移動させる。この状態で露光を行うと、印画紙１４上では、図７（ｄ）の左下り斜め斜線に示すように、右下り斜め斜線で示す１〜３回目の露光領域のうちの１回目の露光領域の垂直下方の位置に露光が行われる。
【００５８】
こうして、４回の画素ずらしによる分割露光によって、液晶装置１２の画素数の４倍の画素数での露光が可能となる。この場合には、各露光時の露光領域が、液晶装置１２の開口部３５のサイズで厳密に規定されており、各露光において露光領域同士が重なることはなく、画質の劣化が生じることはない。
【００５９】
このように本実施の形態においては、液晶装置１２の開口部を画素ピッチの整数分の１に設定していることから、画素ずらしによる分割露光を行う場合でも、各露光時の露光領域同士が重なることはなく、画質が劣化することを防止することができる。
【００６０】
なお、上記実施の形態においては、画素ピッチと開口部のサイズとの比である水平方向の解像度倍率と垂直方向の解像度倍率が２の例を示したが、３以上であってもよいことは明らかである。また、水平方向の解像度倍率と垂直方向の解像度倍率とが異なる値であってもよい。
【００６１】
図８は本発明の第２の実施の形態に係る電気光学装置の一部の主要要素を示す平面図である。図８において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態は開口部のサイズが図１と異なるのみである。第１の実施の形態においては、光学系の影響を無視した例について説明した。しかし、実際には、光学系の影響によって、画素ずらしの各露光による印画紙上の露光領域は、画素ピッチと開口部サイズとの比によって与えられる解像度倍率に基づく領域よりも若干大きくなり、各露光の露光領域同士は一部重なってしまう。
【００６３】
そこで、光学系の影響を考慮して、開口部サイズを小さくすることで、画素ずらしの各露光による露光領域同士が重なることを防止するようにしている。
【００６４】
本実施の形態においては、開口部３５’の水平サイズＫｈ及び垂直サイズＫｖは、夫々水平画素ピッチＬｈ及び垂直画素ピッチＬｖの整数分の１（図８の例は１／２）よりも若干小さい。例えば、水平及び垂直画素ピッチが２０．５μｍの場合に、開口部３５’の水平及び垂直サイズＫｈ＝Ｋｖとして８μｍを採用する。なお、この数値は光学系の影響を考慮したものであり、光学系が異なれば異なる数値を採用する必要がある。
【００６５】
開口部３５’を形成するために、第２の実施の形態の液晶装置には、遮光膜２３’が設けられている。即ち、本実施の形態の液晶装置は遮光膜２３’の平面形状が遮光膜２３と異なるのみである。
【００６６】
本実施の形態における液晶装置の画素ピッチに対応した感光材料上の露光領域に対して、画素ずらしの各露光による露光領域を整数分の１にするためには、液晶装置の画素ピッチと各画素の開口部との比を、光学系の影響を考慮した分だけ整数分の１よりも若干小さくすればよい。
【００６７】
これにより、図７と同様に、画素ずらしの各露光による露光領域同士が重なることはなく、画質を劣化させることなく解像度を向上させることができる。
【００６８】
このように、本実施の形態においては、光学系の影響がある場合でも、画素ずらしの各露光による露光領域同士が重なることを確実に防止することができ、画質を向上させることができる。なお、制御が困難な光学系を調整するのではなく、確実な制御が可能な開口部サイズを調整しており、確実に光学系の影響を無くして、高画質化を図ることができる。
【００６９】
また、本発明の電気光学装置は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をスイッチング素子として備えた液晶表示パネルだけでなく、他のアクティブマトリックス型の液晶パネル（例えば、ＴＦＤ（薄膜ダイオード）をスイッチング素子として備えた液晶パネル）や、パッシブマトリックス型の液晶パネルにも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置の一部の主要要素を示す平面図。
【図２】図１の電気光学装置を組込んだデジタル露光装置を示す概略構成図。
【図３】図１の電気光学装置である液晶装置を構成する素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図。
【図４】素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ'線の位置で切断して示す断面図。
【図５】液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図６】液晶装置の画素構造を詳細に示す断面図。
【図７】図２中の印画紙１４上の露光の状態を示す説明図。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る電気光学装置の一部の主要要素を示す平面図。
【符号の説明】
【００７１】
３ａ…走査線、６ａ…データ線、２３…遮光膜、３５…開口部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に設けた複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配設され、前記走査線及びデータ線を通じて供給される信号に応じて光の透過率を変化させる複数の画素と、
各画素の光の透過領域を、水平方向及び垂直方向夫々について、画素ピッチの整数分の１の領域に制限する遮光手段と、
を具備したことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
光源からの光を画像信号に基づく映像光に変換し、光学系を介して感光材料上に露光するための電気光学装置であって、
基板に設けた複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配設され、前記走査線及びデータ線を通じて供給される信号に応じて光の透過率を変化させる複数の画素と、
各画素の光の透過領域及び前記光学系を通過した光が照射される前記感光材料上における各露光領域のサイズが、光学系に基づき計算される前記感光材料上における前記画素ピッチに相当するサイズの整数分の１となるように、各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向夫々について制限する遮光手段と、
を具備したことを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
光源からの光を画像信号に基づく映像光に変換し光学系を介して感光材料上に露光するための電気光学装置であって、
基板に設けた複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配設され、前記走査線及びデータ線を通じて供給される信号に応じて光の透過率を変化させる複数の画素と、
各画素に夫々対応した前記感光材料上の各露光領域の水平及び垂直サイズが、夫々前記感光材料上における前記画素ピッチに対応した露光領域の水平及び垂直サイズの整数分の１のサイズとなるように、前記各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向夫々について画素ピッチの整数分の１の領域に制限する遮光手段と、
を具備したことを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
前記遮光手段は、前記所定の光学系による前記映像光の拡がり分だけ、前記各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向の画素ピッチの夫々整数分の１よりも小さい領域に制限することを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記画素は、前記基板と該基板に対向配置される他の基板との間に電気光学物質を挟持させて構成され、
前記遮光手段は、前記基板及び他の基板の少なくとも一方に形成された遮光膜によって構成されることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一方に記載の電気光学装置。
【請求項１】
基板に設けた複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配設され、前記走査線及びデータ線を通じて供給される信号に応じて光の透過率を変化させる複数の画素と、
各画素の光の透過領域を、水平方向及び垂直方向夫々について、画素ピッチの整数分の１の領域に制限する遮光手段と、
を具備したことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
光源からの光を画像信号に基づく映像光に変換し、光学系を介して感光材料上に露光するための電気光学装置であって、
基板に設けた複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配設され、前記走査線及びデータ線を通じて供給される信号に応じて光の透過率を変化させる複数の画素と、
各画素の光の透過領域及び前記光学系を通過した光が照射される前記感光材料上における各露光領域のサイズが、光学系に基づき計算される前記感光材料上における前記画素ピッチに相当するサイズの整数分の１となるように、各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向夫々について制限する遮光手段と、
を具備したことを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
光源からの光を画像信号に基づく映像光に変換し光学系を介して感光材料上に露光するための電気光学装置であって、
基板に設けた複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配設され、前記走査線及びデータ線を通じて供給される信号に応じて光の透過率を変化させる複数の画素と、
各画素に夫々対応した前記感光材料上の各露光領域の水平及び垂直サイズが、夫々前記感光材料上における前記画素ピッチに対応した露光領域の水平及び垂直サイズの整数分の１のサイズとなるように、前記各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向夫々について画素ピッチの整数分の１の領域に制限する遮光手段と、
を具備したことを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
前記遮光手段は、前記所定の光学系による前記映像光の拡がり分だけ、前記各画素の光の透過領域を水平及び垂直方向の画素ピッチの夫々整数分の１よりも小さい領域に制限することを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記画素は、前記基板と該基板に対向配置される他の基板との間に電気光学物質を挟持させて構成され、
前記遮光手段は、前記基板及び他の基板の少なくとも一方に形成された遮光膜によって構成されることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一方に記載の電気光学装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２３３５９４（Ｐ２００８−２３３５９４Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７４１３４（Ｐ２００７−７４１３４）
【出願日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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