JPH0852899A - High-resolution printing method and space light modulator array - Google Patents
High-resolution printing method and space light modulator arrayInfo
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- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Color, Gradation (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、プリント技術に関し、
より詳細には画質およびグレイスケールを改良したプリ
ント技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to printing technology,
More particularly, it relates to printing techniques with improved image quality and gray scale.
【0002】[0002]
【従来技術】デジタル複写機およびプリンタは、高解像
度の像およびグレイスケールを再現する上で固有の問題
がある。デスクトッププリンタは一般に300dpi
(1インチ当たりのドット数)の解像度しか有せず、実
際のプリンタの解像度を決定するオーバーラップができ
るように若干オーバーサイズのピクセルによってプリン
トしている。これらの制約は、テキスト上のぎざぎざし
たエッジおよびグラフィック上のエリアシングによる人
為的な効果として現れるが、この理由は公称解像度で
は、個々のピクセルは曲線および斜め線を正確には再現
できないからである。Digital copiers and printers have inherent problems in reproducing high resolution images and gray scales. Desktop printers are generally 300 dpi
It has only (dots per inch) resolution, and is printed with slightly oversized pixels to allow overlap to determine the actual printer resolution. These constraints appear as artifacts due to jagged edges on the text and aliasing on the graphic because at the nominal resolution, individual pixels cannot accurately reproduce curved lines and diagonal lines. .
【0003】オルタネート(交互)ドット操作方法は、
商業的には欠点があり、グレイスケールレベルを再現で
きない。その代わりに、この方法はレーザーのパワーお
よびタイミングを制御することにより、デジタルの黒色
ピクセルの形状、大きさまたは位置を変えている。ドッ
トの露光時間を短くし、露光時間を遅延することによ
り、スポットをより小さく、かつ楕円形にし、これによ
り標準的なピクセルセルの境界内にドットを位置決めで
きるようになっている。更に、ラスタースキャン運動方
向にピクセルセルの幅を横断するようにスポットを移動
できる。ラスター内のパワーレベルを下げると、スキャ
ン運動方向に直交するプリントプロセス方向にスポット
を平らにできる。一般にスキャン方向はページ上で水平
方向であり、プリントプロセス方向は垂直方向である。
エッジをスムーズにすることは、適当にひずまされたピ
クセルを適当に配置することにより達成でき、この方法
は一般に解像度向上法と称されている。The alternate (alternate) dot operating method is
Commercially it has drawbacks and cannot reproduce grayscale levels. Instead, this method changes the shape, size or position of the digital black pixels by controlling the laser power and timing. By shortening the dot exposure time and delaying the exposure time, the spot becomes smaller and elliptical, which allows the dot to be positioned within the boundaries of a standard pixel cell. Further, the spot can be moved across the width of the pixel cell in the direction of the raster scan motion. Reducing the power level in the raster allows the spots to be flattened in the print process direction, which is orthogonal to the scan motion direction. Generally, the scan direction is horizontal on the page and the print process direction is vertical.
Smoothing the edges can be achieved by the proper placement of appropriately distorted pixels, a method commonly referred to as resolution enhancement.
【0004】レーザープリンタは、より複雑なコントロ
ーラおよびプリンタプロセス用サブシステムを用いるこ
とにより、300dpiよりも高い解像度が容易に得ら
れる。例えばプリンタページ記述言語は、その全体解像
度でデジタルプリンタに文書または像を表現できる。し
かしながらより高い解像度をサポートするためのプリン
タのメモリ、マイクロプロセッサおよびプリンタ装置お
よび光スキャナの能力への負担は一般的に、リニア解像
度の二乗に従って増加する。より高い解像度を要求する
用途で使用されるシステムは、1200〜2500dp
iで作動できるが、一般的なデスクトップ形の300d
piのプリンタよりもその解像度に比例してより高価と
なる。リニア解像度を上げると、二進プリンタはハーフ
トーンと称されるプロセスによりグレイスケールの像を
二進プリンタがシミュレートできるという利点がある。Laser printers can easily achieve resolutions higher than 300 dpi by using more complex controllers and printer process subsystems. For example, the printer page description language can represent a document or image on a digital printer at its full resolution. However, the burden on the printer's memory, microprocessor and printer device and optical scanner's ability to support higher resolutions generally increases with the square of the linear resolution. The system used for applications requiring higher resolution is 1200 to 2500 dp
i can be operated by i, but a general desktop type 300d
It is more expensive in proportion to its resolution than a pi printer. Increasing the linear resolution has the advantage that the binary printer can simulate a grayscale image by a process called halftone.
【0005】プリンタ、複写機およびファクシミリで用
いられるようなゼログラフィープロセスは性質が二進的
であり、変化するグレイのシェーディングを得るのを困
難にしている。感光体に露光した潜像に帯電したトナー
粒子を付着させる現像プロセスは、性質上、あたかもデ
ジタル状であるかのように作動する(すなわちこの方法
は極めてハイコントラストなアナログプロセスであ
る)。従って、いわゆるハーフトーンと称される方法で
グレイスケールをシミュレートできるようにするより高
い解像度の二進ゼログラフィーシステムを使用する必要
がある。より小さいピクセルを次第に密集させて、より
大きなピクセルすなわちハーフトーンセルを形成する。
これにより、白黒である要素の数および配置を変えるこ
とができ、この結果、視覚的にグレイのハーフトーンセ
ルが得られる。Xerographic processes, such as those used in printers, copiers and facsimiles, are binary in nature, making it difficult to obtain varying shades of gray. The development process, which deposits charged toner particles on the exposed latent image on the photoreceptor, operates by nature as if it were digital (ie, the method is a very high contrast analog process). Therefore, there is a need to use a higher resolution binary xerographic system that allows the gray scale to be simulated in a so-called halftone manner. Smaller pixels are increasingly populated to form larger pixels or halftone cells.
This allows the number and placement of black and white elements to be varied, resulting in a visually gray halftone cell.
【0006】かかるセルを発生するための精度および計
算能力は、二進デスクトップレーザープリンタのための
値よりもより高く、グレイスケールを達成する上でのレ
ーザープリンタ能力の制限要因となっている。ハーフト
ーンプロセスは本来的に複雑であるので、最近では、グ
レイスケールは、知覚されるより高い解像度の外に、フ
ォトグラフィーソースまたはコンピュータディスプレイ
からのシーン像を再現するようになっているプリンタに
おける必要な特性となってきている。The accuracy and computational power to generate such cells is higher than that for binary desktop laser printers and is a limiting factor in laser printer capabilities in achieving gray scale. Due to the inherent complexity of the halftone process, gray scale has recently become necessary in printers that are designed to reproduce scene images from a photography source or computer display outside the perceived higher resolution. It has become a characteristic.
【0007】後者の場合、コンピュータディスプレイは
広いダイナミックレンジにわたって像のグレイスケール
または強度を変えるのに、人の眼の積分応答を活用で
き、ピクセルは眼が積分するフレームのディスプレイ時
間内の所定時間の間オフとなって、連続したトーン強度
の階調を認識できるようにできる。コンピュータディス
プレイは、頻繁にプリント用の像を発生するので、ディ
スプレイ上で発生される像と、この像をプリントするデ
ジタル式の二進プリンタの能力とは両立していない。こ
れはデジタル式にスキャンされる連続トーンのフォトグ
ラフィー像についても当てはまる。In the latter case, the computer display can take advantage of the integral response of the human eye to change the gray scale or intensity of the image over a wide dynamic range, and the pixel is of a predetermined time within the display time of the frame that the eye integrates. It can be turned off during a period of time so that continuous tone intensity gradations can be recognized. Computer displays frequently produce images for printing, so the image produced on the display is incompatible with the ability of digital binary printers to print this image. This is also true for digitally scanned continuous tone photography images.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】要約すれば、二進デジ
タルプリンタによるプリントは限界がある。より低い解
像度でひずみ、ディテールの喪失、サンプリング人為的
効果または位置エラーを生じることなく、文字を再現す
る上で問題がある。より高い解像度のプリンタを用いた
グレイスケールのシミュレーションの結果、グレイスケ
ールと視覚的な人為効果をなくすことを許容できる。In summary, printing with binary digital printers is limited. There are problems reproducing characters at lower resolutions without distortion, loss of detail, sampling artifacts or position errors. As a result of grayscale simulations using higher resolution printers, it is acceptable to eliminate grayscale and visual artifacts.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】ここに開示した本発明
は、ピクセルの大きさを操作し、標準的なプリントパラ
メータ内に納めることにより、解像度の向上およびマル
チグレイスケールレベルの双方を可能とするプリントシ
ステムから成る。これら能力は、所定レンジの、ユーザ
ーが選択可能なピクセル要素寸法を含む空間光変調器を
用いて、サブピクセルの変調を実行する能力から得られ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The invention disclosed herein enables both resolution enhancement and multi-grayscale levels by manipulating pixel size and fitting within standard print parameters. It consists of a printing system. These capabilities result from the ability to perform sub-pixel modulation using a spatial light modulator that includes a range of user selectable pixel element dimensions.
【0010】このシステムの利点は、ハーフトーン方法
を用いる従来の二進プリンタよりも、より多数のグレイ
シェードと、より高い解像度とを組み合わせた点にあ
る。本システムの別の利点は、現在利用されているより
高い解像度のハーフトーンプリンタよりも、同じ解像度
およびグレイスケールでより少ないメモリでよく、かつ
グレイスケールをシミュレートするのにディザーアルゴ
リズムを用いなくてもよいことである。双方の要因はシ
ステムの効率の向上、コストの低減およびプリント像の
画質の改善につながっている。The advantage of this system is that it combines more gray shades and higher resolution than conventional binary printers using the halftone method. Another advantage of the system is that it requires less memory at the same resolution and grayscale than the higher resolution halftone printers currently available and uses no dither algorithm to simulate grayscale. Is also good. Both factors have led to improved system efficiency, reduced cost and improved print image quality.
【0011】本発明をより完全に理解し、更にその利点
を理解するため、次に添付図面を参照して、次の詳細な
説明について説明する。For a more complete understanding of the present invention and its advantages, the following detailed description is set forth with reference to the accompanying drawings.
【0012】[0012]
【実施例】すべてのタイプのメディアのためのデジタル
複写機およびプリンタは、高解像度の像およびグレイス
ケールの双方を許容できるように再現する上で固有の問
題を有している。レーザープリンタの性能は、ドットマ
トリックスプリンタよりもピクセルの大きさだけプリン
トの画質が改善され、プリント画質の標準装置としてオ
フィス用タイプライタと置き換わっている。しかしなが
らまだ、代表的なデスクトップレーザープリンタは、解
像度およびグレイスケールの能力の双方の点で限界があ
ることが判っている。文字を注意深く見れば、エッジが
ぎざぎざしており、グラフィック像は粗く見えることが
多いが、その理由は、公称解像度では個々のピクセルは
曲線および斜線は良好に再現できないからである。DETAILED DESCRIPTION Digital copiers and printers for all types of media have inherent problems in acceptably reproducing both high resolution images and gray scales. The performance of laser printers has improved the print quality by the pixel size compared to dot matrix printers, and has replaced the office typewriter as the standard device for print quality. However, typical desktop laser printers are still found to be limited in both resolution and grayscale capability. If you look carefully at the letters, the edges will be jagged and the graphic image will often look rough, because at the nominal resolution, individual pixels cannot reproduce curves and diagonals well.
【0013】標準的デスクトップレーザープリンタおよ
び多くの解像度を向上したシステムは300dpi(1
インチ当たりのドット数)の解像度およびプリンタの基
本的な解像度を決定する若干大きな(オーバーラップ)
ピクセルしか有していない。これと類似してディスプレ
イシステムは通常像のオーバーラップおよびスムーズ化
を助けるため、アドレス指定グリッドよりも大きいドッ
トを有している。しかしながら、ディスプレイは個々の
ディスプレイの強度を変調できるが、デジタルゼログラ
フィー式プリンタはそのような変調はできない。Standard desktop laser printers and many resolution-enhanced systems have 300 dpi (1
Dots per inch) resolution and slightly larger (overlap) to determine the printer's basic resolution
It has only pixels. Similar to this, display systems usually have larger dots than the addressing grid to help in image overlap and smoothing. However, while displays can modulate the intensity of individual displays, digital xerographic printers cannot.
【0014】しかしながら、上記プリンタおよびディス
プレイの双方に対し、最小の寸法の特徴および白から黒
への過渡現象を解像できる人の眼の能力は、ディスプレ
イシステムの解像能力を越えている。ディスプレイとデ
ジタルプリンタとの主な違いは、ディスプレイはグレイ
レベルすなわち強度を所定ピクセル要素内で広いダイナ
ミックレンジにわたって変化できるのに対し、デジタル
プリンタは白黒(二進)のスポットを発生するだけであ
る。コンピュータディスプレイはプリント用の像を発生
することが多いので、ディスプレイ上に発生された像
と、これを再現するデジタル(二進)プリンタの能力と
は、本来両立しない。このことは、フォトグラフィー法
によって発生される連続トーン(コントーン)像につい
ても当てはまる。プリンタは、より高い解像度のシステ
ムに対し像をマッピングし、次にグレイスケールをシミ
ュレートするのにハーフトーンの方法を用いなければな
らない。However, for both the printer and the display, the human eye's ability to resolve minimal size features and white-to-black transients exceeds the resolution capability of display systems. The main difference between a display and a digital printer is that the display can vary the gray level or intensity over a wide dynamic range within a given pixel element, whereas the digital printer only produces black and white (binary) spots. Computer displays often produce images for printing, so the image produced on the display and the ability of a digital (binary) printer to reproduce it are inherently incompatible. This also applies to continuous tone (contone) images produced by photography. The printer must map the image to the higher resolution system and then use the halftone method to simulate gray scale.
【0015】レーザープリンタはコントローラおよびプ
リンタエンジンのサブシステムが複雑になるのと代償
に、300dpiよりも高い解像度を容易に達成でき、
ハードコピーテキストおよびグラフィックの外観から引
き出した要素をほぼ見えない状態まで低下できる。基準
として、適当なアナログ(明るいレンズ)の電子写真コ
ピーシステムは、ひずみを検出する眼の能力を越える6
00dpiの解像度に対応する特徴を、分解および再現
できる。デバイスと無関係であるプリンタページ記述言
語は、プリンタ自体の限界解像度でデジタルプリンタに
対し一文章または像を表示できる。しかしながら例えば
600dpiでは、像は操作し、ラスター化し、かつ像
形成するのに4倍の数のピクセルを含む。このような高
い解像度をサポートするのに、プリンタのメモリおおび
マイクロプロセッサに対する負担および必要とされるプ
リンタ装置および光スキャナの能力も、リニア解像度の
二乗に従って、一般に増加する。装置の信頼性および消
耗品(例えばトナーおよび紙)の品質も主な制限要因と
なる。Laser printers can easily achieve resolutions higher than 300 dpi at the cost of increased controller and printer engine subsystem complexity.
You can reduce the appearance of hardcopy text and graphics to almost invisible elements. As a standard, a suitable analog (bright lens) electrophotographic copying system exceeds the eye's ability to detect distortion6.
Features corresponding to a resolution of 00 dpi can be decomposed and reproduced. The printer page description language, which is device independent, can display a sentence or image to a digital printer at the printer's own limiting resolution. However, for example at 600 dpi, the image contains four times as many pixels to manipulate, rasterize, and image. To support such high resolutions, the burden on the printer's memory and microprocessor and the required capabilities of the printer device and optical scanner also generally increase with the square of the linear resolution. Device reliability and consumables (eg toner and paper) quality are also major limiting factors.
【0016】植字、版胴製造、フィルム処理および高解
像度が要求される用途に用いられるシステムは、120
0〜2500dpiの解像度で作動する。従ってこれら
装置は、一般的な300dpiのプリンタよりも通常、
より大きく、より低速で、購入および維持する上でより
高価である。リニア解像度を増すと、像のグレイスケー
ルの発生と引き換えにする場合、ハーフトーン法と称さ
れている方法によりデジタルプリンタはグレイスケール
またはフォトグラフィック像をシミュレートできるとい
う利点がある。The system used for typesetting, plate cylinder manufacturing, film processing, and applications requiring high resolution is 120.
It operates at a resolution of 0 to 2500 dpi. Therefore, these devices are usually more expensive than typical 300 dpi printers.
Larger, slower, and more expensive to buy and maintain. Increasing the linear resolution has the advantage that the digital printer can simulate a grayscale or photographic image by a method called the halftone method, at the cost of grayscale generation in the image.
【0017】像領域がベタ黒またはベタ白でないグレイ
スケール像は、種々のシェーディングによって所望の像
を正確にシミュレートできる能力を必要としており、こ
れはレーザーゼログラフィープリンタでは基本的な問題
点となっている。問題の一部はプロセス自体の性質に起
因している。ゼログラフィープリンタ装置、複写機およ
び普通紙ファックス装置等では、(レンズまたは電子手
段による原画からの)感光媒体に光を露光してこの潜像
にトナーをかけ、すなわち現像し、次にトナーを静電手
段により紙の上へ転写することにより、プリントを行っ
ている。この場合、帯電したトナーは潜像が生じている
感光体の露光部分に移動するか、または露光していない
部分に移動するが、これは現像がポジかネガであるかに
よって決まる。Grayscale images where the image area is not solid black or solid white require the ability to accurately simulate the desired image with various shadings, which is a fundamental problem in laser xerographic printers. ing. Part of the problem stems from the nature of the process itself. In xerographic printers, copiers, plain paper fax machines, etc., the latent image is tonered, ie, developed, by exposing the photosensitive medium (from the original by lens or electronic means) to light and then developing the toner. Printing is performed by transferring onto paper by electric means. In this case, the charged toner moves to an exposed portion of the photoreceptor on which a latent image is formed or to an unexposed portion thereof, which depends on whether the development is positive or negative.
【0018】代表的な露光現像プロセスは、作動時には
アナログというよりもむしろデジタル式であり、その結
果、極めてハイコントラストであるので、トナーの可変
部分を各露光ピクセル位置にて感光体に引き寄せること
には、種々の問題がある。トナーの粒度は、低ノイズの
グレイスケールの像を得るプロセスにおける要因でもあ
る。この問題は、種々のタイプのゼログラフィープリン
タ、複写機おけるファックス装置に対して、同じような
セッティングを行う上でも存在している。スムーズで正
確なグレイレベルでピクセルを再現できるように、露光
プロセス、感光体の感度および現像プロセスを制御する
ことは、極めて要求の強い作業である。The typical exposure-development process is digital rather than analog in operation and, as a result, is extremely high-contrast in attracting a variable portion of toner to the photoreceptor at each exposed pixel position. Have various problems. Toner particle size is also a factor in the process of obtaining a low noise grayscale image. This problem also exists with similar settings for various types of xerographic printers and fax machines in copiers. Controlling the exposure process, the sensitivity of the photoreceptor and the development process so that the pixels can be reproduced in smooth and accurate gray levels is a very demanding task.
【0019】この結果、高解像度の二進ゼログラフィー
システムは、いわゆるハーフトーン法と称される方法に
頼って連続トーン像の再生のためのグレイスケールをシ
ミュレートしている。最小のプリンタピクセルのアレイ
から成るマクロピクセルは、所望レベルのグレイをシミ
ュレートするよう、白黒の可変数のアドレス指定可能な
要素によって発生される。欠点は、リニア解像度と利用
可能なレベルのグレイスケールとプリント中にハーフト
ーンセルを発生するための計算条件とを妥協させなけれ
ばならないことである。セルは種々の多くの方法で満た
すことができるので、人為的な効果およびピクセル間の
相互作用も発生する。As a result, high resolution binary xerographic systems rely on a so-called halftone method to simulate gray scale for reproduction of continuous tone images. A macropixel consisting of an array of minimal printer pixels is generated by a variable number of black and white addressable elements to simulate a desired level of gray. The disadvantage is that the linear resolution, the available levels of gray scale and the computational requirements for generating halftone cells during printing must be compromised. Since cells can be filled in many different ways, artifacts and pixel-to-pixel interactions also occur.
【0020】例えば、m個のサブピクセル要素を備えた
マクロピクセルは、一般に(m+1)個の階調レベルを
発生でき、従って4個の要素から成る2x2のピクセル
は、白黒レベルおよび3つの中間レベルのグレイ、合計
5つのレベルを発生できる。隣接するセルはベタ塗りシ
ーケンスに応じて不要な人為的効果、例えばエッジ効果
または粗さを発生するように相互作用し得る。その他ベ
タ塗りパターンは、人の眼で見ることができる対称的ス
クリーンパターンを発生し得る。For example, a macropixel with m subpixel elements can generally generate (m + 1) gray levels, so a 2x2 pixel of 4 elements will have a black and white level and three intermediate levels. A total of 5 levels can be generated. Adjacent cells can interact to produce unwanted artifacts, such as edge effects or roughness, depending on the solid fill sequence. Other solid patterns can produce symmetrical screen patterns that are visible to the human eye.
【0021】かかるハーフトーンのセルを形成する直接
の結果として、リニア解像度は、2倍喪失することにな
り、わずか5つのレベルでは、2x2のセルでは有効な
グレイスケールを発生するには、全体として不適当であ
る。目の子計算によれば、リニア解像度と、いわゆるス
クリーンサイズと、良好な画質のプリントのためのグレ
イスケールには、所定の関係があることが示唆される。
最低64個のグレイレベルおよび100ラインのスクリ
ーン、好ましくは128個のグレイレベルおよび200
ラインのスクリーンが望まれる。1200dpiのレー
ザープリンタの場合、妥協により120ラインのスクリ
ーンで約100個のグレイレベルとなり、ローエンド用
途に限り良好な性能が得られる。商業用の植字用システ
ムでは、写真の複製を行うグレイスケールを得るため、
少なくとも2500dpiの解像度を使用している。As a direct result of forming such a halftone cell, the linear resolution is lost by a factor of two, and for only 5 levels to produce a valid gray scale for a 2x2 cell, the overall Inappropriate. Eye calculations suggest that there is a certain relationship between linear resolution, so-called screen size, and gray scale for good quality prints.
Screen with a minimum of 64 gray levels and 100 lines, preferably 128 gray levels and 200
A screen of lines is desired. For a 1200 dpi laser printer, the compromise yields about 100 gray levels on a 120 line screen, which gives good performance only for low end applications. In commercial typesetting systems, to obtain a gray scale for photo reproduction,
It uses a resolution of at least 2500 dpi.
【0022】テキストおよびライングラフィックを改良
するには、個々のピクセルの寸法または強度を変えるこ
とも有効であるが、一般的なレーザープリンタは能力が
不足している。レーザープリンタ業界で最近生まれた別
の解決方法は、解像度向上法RETと称されるシミュレ
ーションプロセスである。このプロセスもグレイレベル
のピクセルを発生しない。このプロセスは、レーザーパ
ワーおよびタイミングを制御することにより、デジタル
ピクセルの形状、寸法および位置を変えるものであり、
ドット露光時間を短くし、それを遅延することにより、
フルサイズのピクセル境界ないに、より小さくて楕円形
のスポットを位置決め可能にしている。スポットはレー
ザースキャン運動の方向にピクセルの幅を横断するよう
に移動でき、このプロセスによりスキャン方向の解像度
を有効に高めている。レーザーパワーレベルを下げるこ
とにより、スポットを平らにできる。すなわちスキャン
軸に直交するプリント処理方向にその寸法を縮小でき
る。ピクセルのビット回りに移動させることにより、文
字の外観を高め、ぎざぎざがある特徴がスムーズにされ
る。To improve text and line graphics, varying the size or intensity of individual pixels is also effective, but typical laser printers lack the capability. Another solution that has recently emerged in the laser printer industry is a simulation process called resolution enhancement RET. This process also does not produce gray level pixels. This process changes the shape, size and position of digital pixels by controlling the laser power and timing,
By shortening the dot exposure time and delaying it,
It allows the positioning of smaller, elliptical spots on full-size pixel boundaries. The spot can be moved across the width of the pixel in the direction of the laser scanning movement, this process effectively increasing the resolution in the scanning direction. The spot can be flattened by lowering the laser power level. That is, the size can be reduced in the print processing direction orthogonal to the scan axis. Moving around the bits of a pixel enhances the appearance of the character and smooths jagged features.
【0023】一般的なプリント法の問題は、次のように
要約できる。文字はゆがみ、ぼけすなわちディテールの
喪失、サンプリング人為的効果または位置エラーを生じ
ることなく、人の眼に忠実に再現しなければならない。
グレイスケールの構成は、ハーフトーンセルの形成から
人為的効果のない、グレイレベルおよびリニア解像度の
許容可能な組み合わせを発生しなければならない。更に
システムのアプローチは、信頼性がなければならず、日
々一貫した結果を再現できなければならない。The problems of common printing methods can be summarized as follows. Characters must be faithfully reproduced in the human eye without distortion, blurring or loss of detail, sampling artifacts or position errors.
The grayscale construction must produce an acceptable artifact-free combination of gray levels and linear resolution from the formation of halftone cells. Furthermore, the system approach must be reliable and able to reproduce consistent results day by day.
【0024】広く採用されているレーザー用ポリゴンス
キャン式プリンタシステムの外に、種々の形態の空間光
変調器(SLM)および発光アレイ例えば発光ダイオー
ド(LED)アレイを使用するゼログラフィープリンタ
およびフィルム露光システムが開発されている。SLM
は、コスト、寸法および製造の点で望ましいが、一般に
上記のようなプリントプロセスに対する条件の点で、一
つ以上の制限があるデジタルシステムとなっている。か
かるSLMの例としては、液晶デバイス(LCD)、電
子光クリスタル、光磁気セルおよび変形可能なミラーデ
バイスとしても知られているデジタルマイクロミラーデ
バイス(DMD)がある。In addition to the widely adopted laser polygon scan printer systems, xerographic printers and film exposure systems that use various forms of spatial light modulators (SLMs) and light emitting arrays such as light emitting diode (LED) arrays. Is being developed. SLM
Although desirable in terms of cost, size and manufacturing, it is generally a digital system with one or more limitations in terms of the printing process as described above. Examples of such SLMs are liquid crystal devices (LCDs), electro-optical crystals, magneto-optical cells and digital micromirror devices (DMDs), also known as deformable mirror devices.
【0025】これら変調器の多くは、透過状態を変える
ことにより、オンオフするようにアドレス指定できるセ
ルのアレイから成る。反射式変調器、例えばDMDは、
セルが光をイメージャーレンズに向けて偏向し、次にビ
ュースクリーンまたは感光媒体のいずれかである像形成
表面に向ける際に、一般にオン状態であるとみなされ
る。他のアレイのいくつかは、オフ状態時に入射光を吸
収し、オン状態時に光を透過する。また、スペクトルバ
ンド幅が制限されているものもある。ある場合には、ア
ーキテクチャによりピクセル間のクロストークの問題が
ある。ハイブリッド技術、例えば電子光技術のいずれ
も、一般に製造上の問題があるが、DMDは上記問題の
いずれもない。Many of these modulators consist of an array of cells that can be addressed to turn on and off by changing the transmission state. Reflective modulators, such as DMDs,
It is generally considered to be in the on state when the cell deflects light towards the imager lens and then towards the imaging surface, either the view screen or the photosensitive medium. Some of the other arrays absorb incident light in the off state and transmit light in the on state. Also, some have a limited spectral bandwidth. In some cases, the architecture has crosstalk issues between pixels. While any hybrid technology, such as electro-optical technology, generally has manufacturing problems, DMDs do not have any of the above problems.
【0026】DMD SLMデバイス デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)は、モノリ
シックシリコン金属酸化物半導体(MOS)プロセスを
用いて製造される。この基板は、デジタルデータ入力信
号を取り込み、所望のSLM集積回路(IC)の形状に
製造されたメモリセルアレイにこれら入力信号をルート
化するアドレス指定回路および論理回路を含む。アドレ
ス指定回路の上には微細な(17ミクロンx17ミクロ
ン)の金属ミラー素子のアレイが製造されており、この
アレイは、アレイの平面内の軸線を中心として回転する
ことにより、下方のアドレス回路に応答できる(図1
a)。代表的な回転角度は±10度であり、応答時間は
10〜19μ秒である。アレイはディスプレイの場合の
ように、本質的に正方形にでき、またはプリント用には
細長くできる。前者の例としては、640x480ピク
セルおよび後者の例としては2500x16ピクセルが
ある。DMD SLM Devices Digital micromirror devices (DMDs) are manufactured using a monolithic silicon metal oxide semiconductor (MOS) process. The substrate includes addressing circuits and logic circuits that capture digital data input signals and route these input signals to a memory cell array manufactured in the shape of the desired SLM integrated circuit (IC). An array of fine (17 micron x 17 micron) metal mirror elements is fabricated on top of the addressing circuitry, which is rotated about an axis in the plane of the array to allow the addressing circuitry below Can respond (Fig. 1
a). The typical rotation angle is ± 10 degrees, and the response time is 10 to 19 μsec. The array can be square in nature, as in displays, or elongated for printing. An example of the former is 640x480 pixels and an example of the latter is 2500x16 pixels.
【0027】作動時にDMDは受動反射形SLMである
外部光源により照明しなければならない。プリント用の
実際のSLMシステムを構成するための光学系の配置に
ついては、1992年3月31日の、米国特許第5,101,
236 号「光エネルギー制御システムおよび作動方法」に
記載されている。同じ光学的原理は、面アレイ状のDM
Dを使用するディスプレイシステムにも適用できる。In operation, the DMD must be illuminated by an external light source which is a passive reflective SLM. See US Pat. No. 5,101, March 31, 1992 for placement of optics to form an actual SLM system for printing.
No. 236, "Light Energy Control System and Method of Operation". The same optical principle is used for DM in the form of surface array.
It can also be applied to a display system using D.
【0028】ディスプレイ用のモジュレータセルは、通
常はオンであり、フレーム時間の何分の1かである全体
のオン時間に対して繰り返してオフされ、フレーム時間
の何分の1かはオンにされたままであり、次にオフにス
イッチングされる。パルス幅変調(PWM)法により全
体の光レベルを低下する3つの方法のいずれかにより、
ディスプレイは人の眼の積分特性を活用することにより
グレイスケールをシミュレートできる。当然ながらグレ
イスケールはカラーディスプレイにも適用できる強度の
ための一般的条件であり、PWMによるグレイスケール
技術は、最小位ビット(LSB)から最大位ビット(M
SB)まで変化し、一般に二進スケールによって何分の
1かに表示される(例えば2分の1、4分の1、等)8
個の二進セグメントに、各カラーフィールドを分割する
ことにより、カラーのシェードを変えることができる。
LSBは最も短い時間のオン時間を有し、MSBは最も
長いオン時間を有する。8個の二進セグメントを適当に
組み合わせることにより、各カラーに256個の個とな
るグレイレベルを発生し、合計1600万のカラーを発
生できる。The modulator cells for the display are normally on and are repeatedly turned off for a whole on-time which is a fraction of the frame time and a fraction of the frame time is on. It remains on and is then switched off. By any of the three methods of reducing the overall light level by the pulse width modulation (PWM) method,
The display can simulate gray scale by taking advantage of the integral characteristics of the human eye. Of course, gray scale is a general condition for intensity that can also be applied to color displays, and the gray scale technique by PWM is the least significant bit (LSB) to the most significant bit (M
SB) and is typically displayed in fractions of a binary scale (eg, 1/2, 1/4, etc.) 8
By dividing each color field into individual binary segments, the shade of color can be changed.
The LSB has the shortest on-time and the MSB has the longest on-time. With the proper combination of eight binary segments, 256 gray levels can be generated for each color, giving a total of 16 million colors.
【0029】面アレイのディスプレイは、ディスプレイ
面内の固定点に各DMDピクセルを再像形成し、(60
Hz)のディスプレイフレームに対する時間はカラーの
各フィールドに対し5. 7ミリ秒であるので、8ビット
のPWMを使用してカラーのグレイスケールを極めて容
易に達成できる。プリント用の問題は、PWMを実行す
るのに利用できるラスターライン時間が比較的短いこと
である。300dpiのプリンタが毎分当たりのページ
数で妥当な出力を発生できるようにするには、全ライン
をミリ秒以下でプリントできなければならない。フレー
ム時間が16ミリ秒も長いディスプレイ用の上記グレイ
スケールを達成することは、現実的でない。毎分15頁
よりも速いプリント速度でラスターライン内に有効にオ
ンオフできる回数を制限することになる。したがって限
られたグレイスケールのレンジしか可能でない。A planar array display reimages each DMD pixel at a fixed point in the display plane (60
Since the time for a (Hz) display frame is 5.7 ms for each field of color, grayscale of color can be very easily achieved using 8-bit PWM. A problem for printing is the relatively short raster line time available to perform PWM. In order for a 300 dpi printer to be able to produce reasonable output in pages per minute, all lines must be able to print in less than a millisecond. Achieving the above gray scales for displays with frame times as long as 16 ms is impractical. This limits the number of times the raster line can be effectively turned on and off at print speeds faster than 15 pages per minute. Therefore, only a limited gray scale range is possible.
【0030】図1aは、DMD空間光変調機のピクセル
要素の一例を示す。双安定性DMDは、一般にねじりヒ
ンジ5aおよび5bにより、ポスト2aおよび2b上に
支持された高反射性ミラー1の回転軸線の両側に設けら
れた2つのアドレス指定電極8aおよび8bから成る。
更にDMDセルは接点の溶着の危険を防止するよう、ミ
ラー素子1と同じ電圧に保持されたランディング電極3
および4を有する。アドレス指定電極は、下方のアドレ
ス指定論理回路からの入力信号に応答して、0ボルトと
5ボルトの間で交互に変わり、したがってミラーは静電
吸引力に応答して回転する。「空間光変調器およびその
方法」を発明の名称とする米国特許第5,061,049 号は、
これらデバイスについてより詳細に述べている。作動
中、個々の素子は、電極8aまたは8bのいずれかに応
答してヒンジを中心に回転し、ランディングギアとミラ
ーエッジが接触するまで、±10度だけ偏向する。電極
8aおよび8bは、ミラーを所定角度だけ回転させるの
でこれら電極はΦA およびΦ B 電極と称されることが多
い。ミラー素子は、エッジ上(0. 0003平方mm)
で公称17ミクロンの厚さであるが、その寸法、形状お
よびピッチは、設計によりランディング角θのように変
えることができる。FIG. 1a shows a pixel of a DMD spatial light modulator.
An example of an element is shown. Bistable DMDs are generally
On the posts 2a and 2b by the flanges 5a and 5b.
Provided on both sides of the rotation axis of the supported highly reflective mirror 1.
Two addressed electrodes 8a and 8b.
In addition, the DMD cell is designed to prevent the risk of contact welding.
Landing electrode 3 held at the same voltage as the Raler element 1
And 4. The addressing electrodes are
0 volt in response to the input signal from the specified logic circuit
Alternating between 5 volts, so the mirror is electrostatic
Rotates in response to suction force. "Spatial light modulator and its
U.S. Pat.
These devices are described in more detail. Actuation
In the middle, the individual elements are responsive to either electrode 8a or 8b.
In response, rotate around the hinge, and landing gear and mirror
-Deflect by ± 10 degrees until the edges touch. electrode
8a and 8b are for rotating the mirror by a predetermined angle.
And these electrodes are ΦAAnd Φ BOften referred to as an electrode
Yes. The mirror element is on the edge (0.0003 mm2)
The nominal thickness is 17 microns, but its size and shape
The pitch and pitch vary depending on the design, such as the landing angle θ.
Can be obtained.
【0031】図1bは、DMD素子を作動するのに必要
なタイミングおよび電圧の詳細を示す。この図は、クロ
スハッチング面がミラーのオン状態(またはt3 後はオ
フ状態)を示す場合の、ミラーライン18の回転状態に
おける、制御機能バイアス10、アドレスバイアス14
および16、リセットパルス列(tR )の作用を示す。FIG. 1b details the timing and voltages required to operate the DMD element. This figure shows the control function bias 10 and the address bias 14 in the rotating state of the mirror line 18 when the cross-hatched surface shows the mirror on state (or the off state after t 3 ).
16 and 16 show the action of the reset pulse train (t R ).
【0032】図1bのシーケンスでは、図1a内のシリ
コン基板6内のそれぞれのメモリセルを介して、8aお
よび8bに対応するアドレス電極のアドレス電圧14お
よび16(+5ボルト)をt0 で(オンからオフ状態
へ)スイッチングする。ミラーはすべてのミラー素子に
並列に印加されているバイアス電圧10(−10ボル
ト)の引き寄せ作用により、先の状態にラッチされたま
まである。t0 では、負バイアスが存在しているが、リ
セットシーケンス12は存在していない。アドレス電圧
が真になった後、t1 でリセットシーケンス12が開始
し、t2 まで数サイクル続く。この期間中、バイアス電
圧Vbias10はオフとなる。リセットパルス列が特定の
DMDミラーアーキテクチャのプレート共鳴状態になる
よう同調され、t1 とt2 との間(2μ秒)の間でミラ
ーピクセル内に機械的エネルギーを電気的にポンピング
する。これは一般に−24ボルトの5つのパルスの列で
ある。In the sequence of FIG. 1b, the address voltages 14 and 16 (+5 volts) of the address electrodes corresponding to 8a and 8b are turned on at t 0 (on by way of the respective memory cells in the silicon substrate 6 in FIG. 1a). To the off state). The mirror remains latched in its previous state due to the pulling action of the bias voltage 10 (-10 volts) applied in parallel to all mirror elements. At t 0 , there is a negative bias, but no reset sequence 12. After the address voltage goes true, the reset sequence 12 begins at t 1 and continues for several cycles until t 2 . During this period, the bias voltage V bias 10 is off. The reset pulse train is tuned to the plate resonance of the particular DMD mirror architecture, electrically pumping mechanical energy into the mirror pixel between t 1 and t 2 (2 μsec). This is typically a train of 5 pulses of -24 volts.
【0033】t2 にてバイアス電圧およびリセット電圧
の双方は0となり、(t3 の若干前に)リセットミラー
は偏向状態18からフラット状態へ自由に回転し、新し
いアドレス電圧ΦB およびt3 にて再印加されるバイア
ス電圧10(−10ボルト)の協働引き寄せ力により、
t4 にて逆の偏向状態19となる。負バイアスの絶対値
および正のアドレス電圧が結合して15ボルトとなる
が、この値は逆のランディング(−10度)の状態にミ
ラー素子を完全に回転するのに十分な値である。ミラー
が新しいアドレス電圧条件の結果として、角度のオフセ
ットを物理的に完了した後、すなわちt3 でバイアスを
正確に印加しなければならない。ミラーのフライト時間
t2 −t3 は、約8〜10μ秒であり、米国特許第5,09
6,279 号にリセットシーケンスがより詳細に記載されて
いる。At t 2 , both the bias voltage and the reset voltage are zero and the reset mirror is free to rotate from the deflected state 18 to the flat state (slightly before t 3 ) to the new address voltages Φ B and t 3 . By the cooperative pulling force of the bias voltage 10 (−10 V) re-applied by
At t 4, the reverse deflection state 19 is set. The absolute value of the negative bias and the positive address voltage combine to 15 volts, which is sufficient to fully rotate the mirror element to the opposite landing (-10 degrees) condition. The bias must be applied exactly after the mirror has physically completed the angular offset as a result of the new address voltage condition, ie at t 3 . The flight time t 2 -t 3 of the mirror is about 8-10 μsec and is described in US Pat.
The reset sequence is described in more detail in No. 6,279.
【0034】このシーケンスの問題の一つは、セルをリ
セットするのにかかる時間にある。リセットサイクルが
完了すると、DMDは一般にその非偏向状態に戻り、次
に新しい状態に移動できるようにするバイアス電圧の印
加を待つ。上記例では、データが状態変化を生じさせる
が、同一のリセットおよび中立状態への復帰が生じる
と、状態の変化は不要であるので、この結果、一時的、
かつ効率の低いオフ状態の時間となる。One of the problems with this sequence is the time it takes to reset the cell. When the reset cycle is complete, the DMD generally returns to its undeflected state and then waits for the application of a bias voltage that allows it to move to the new state. In the above example, the data causes a state change, but if the same reset and return to the neutral state occur, then the state change is unnecessary, so that
In addition, the off time is low in efficiency.
【0035】図1cは、DMDによるグレイスケールを
達成するための上記パルス幅変調(PWM)方法を実際
に示す。ディスプレイの場合のライン時間、すなわちフ
レーム時間内で、グレイスケールの4ビットに対応し、
DMDのサイクルは本例では4回オン、オフする。この
理由は、各オンセグメントは先のセグメントの時間幅の
半分であるからである。したがってオン時間18aは最
大位のビットであり、オン時間18dは最小位のビット
(LSB)である。これら二進パルス幅を組み合わせる
ことにより、所定のピクセル要素がオンとなっている全
ライン(すなわちフレーム)時間のそれぞれの部分に対
応して、2の4乗、すなわち16の異なるグレイレベル
をシミュレートできる。ライン10にて各リセット時間
tR は、ミラーのライン18の許容できるオン時間から
減算されていることに留意されたい。リセットサイクル
tR は、細部を示すように拡大されているが、実際はL
SBの桁上にある。FIG. 1c actually illustrates the above pulse width modulation (PWM) method for achieving gray scale with DMD. Corresponding to 4 bits of gray scale in the line time, that is, frame time in the case of display,
In this example, the DMD cycle is turned on and off four times. The reason for this is that each on-segment is half the duration of the previous segment. Therefore, the on time 18a is the most significant bit, and the on time 18d is the least significant bit (LSB). The combination of these binary pulse widths simulates 2 4 or 16 different gray levels, corresponding to each portion of the total line (ie frame) time that a given pixel element is on. it can. Note that each reset time t R on line 10 is subtracted from the allowable on-time on line 18 of the mirror. The reset cycle t R has been expanded to show details, but is actually L
It is on the order of SB.
【0036】ディスプレイの場合、各ピクセル像はスク
リーン上で空間的に固定されており、図1cの二進PW
Mは観察者の眼に知覚されるような固定スポットとして
の光強度を積分する。しかしながら感光媒体または有機
受光体(OPC)が露光DMDの空間的に固定された像
に対して移動するようなプリント方法に対しては、不要
な人為的効果が発生し得る。この結果、OPC運動がP
WM信号の成分を空間的に分離することにより、下記の
関係式に従ってパルスを時間領域から空間領域へ有効に
マッピングする結果が得られる。In the case of a display, each pixel image is spatially fixed on the screen, the binary PW of FIG.
M integrates the light intensity as a fixed spot as perceived by the observer's eyes. However, for printing methods where the photosensitive medium or organic photoreceptor (OPC) moves relative to the spatially fixed image of the exposure DMD, unwanted artifacts can occur. As a result, the OPC movement is P
The spatial separation of the components of the WM signal results in an effective mapping of the pulses from the time domain to the spatial domain according to the relation:
【0037】X(位置)=V(OPC速度)*t(秒)
ここでtは例えばMSBとLSBとの間の最悪のケース
の時間差であり、Xは像形成されたスポットの合成され
た物理的分離を定義している。X (position) = V (OPC speed) * t (seconds)
Where t is the worst case time difference between MSB and LSB, for example, and X defines the combined physical separation of the imaged spots.
【0038】この結果生じる二進PWMパターンは、1
mm当たり5〜10ラインの対の大きさで、所定の空間
周波数において人の眼に対し特に不快な人為的効果を与
える。この間隔は300dpiのプリンタの方法に極め
て近いので、PWMからの空間的な分離は容易に明らか
である。2つの極めて均等なグレイレベル、例えばMS
BとMSB−1は、レベルMSB−1を発生するのに下
位ビットのすべてを組み合わせなければならないことに
より、極めて空間的に異なることになる。2つのピクセ
ルパターンの間の実質的な空間的な違いによりグレイレ
ベルの不明瞭な変化はなくすことができる。従って、二
進でなくこの効果に認められないパターンのある組み合
わせを使用するPWMにより、グレイスケールを用いて
プリントを行うことが好ましい。ピクセルを等間隔に離
間したオンオフバーにリニアパターンで簡単に分割する
ことにより、グレイレベルのスムーズさを改善できる
が、数レベルのグレイよりも多く実行するには不可能な
ほど複雑となる。The resulting binary PWM pattern is 1
Pair sizes of 5 to 10 lines per mm give particularly unpleasant artifacts to the human eye at a given spatial frequency. This spacing is very close to the method of a 300 dpi printer, so the spatial separation from PWM is readily apparent. Two very even gray levels, eg MS
B and MSB-1 will be very spatially different because all of the low order bits must be combined to generate level MSB-1. Obscure changes in gray level can be eliminated due to the substantial spatial difference between the two pixel patterns. Therefore, it is preferable to print using gray scale by PWM using some combination of patterns that are not seen in this effect rather than binary. Simple splitting of the pixels into evenly spaced on-off bars in a linear pattern can improve gray level smoothness, but is too complex to perform beyond a few levels of gray.
【0039】特に、16のグレイレベルが生じるよう
に、1ミリ秒の比較的低速のドットラインを再分割する
には、ライン当たり16のピクセルの変化が必要となる
が、4ビットの16レベルの二進の例では16だけでよ
い。各ライン対は、62μ秒だけの総許容可能時間に対
応している。リセットアドレス時間は20μ秒であり、
ライン対ごとに2つのアドレス時間が必要であるので、
DMDのアドレス指定にほとんどすべての時間が使わ
れ、露光効率はわずか30%まで低下する。いずれの場
合でも、プリント用には1ミリ秒のライン時間およびわ
ずか16個のグレイレベルが、わずかの限られた関心事
項となる。従って毎秒50頁のプリントプロセスに対応
するライン時間で、すなわち300μ秒で、ピクセルレ
ベルで人為的効果を生じることなく、120個のグレイ
レベルを発生するための改善された技術が必要となる。
あるDMD素子をラッチしながら他のDMD素子を選択
的に再アドレス指定する方法を実行できれば、一つの可
能性が生じる。In particular, subdividing a relatively slow dot line of 1 millisecond so that 16 gray levels occur would require 16 pixel changes per line, but 4 bit 16 level In the binary example, only 16 is needed. Each line pair corresponds to a total acceptable time of only 62 μs. The reset address time is 20 μs,
Since two address times are required for each line pair,
Almost all the time is used to address the DMD, and the exposure efficiency drops to only 30%. In either case, a line time of 1 millisecond and only 16 gray levels for printing are of limited interest. Therefore, there is a need for an improved technique for producing 120 gray levels in a line time corresponding to a printing process of 50 pages per second, ie 300 μs, without artifacts at the pixel level.
One possibility arises if a method of selectively readdressing other DMD elements while latching one DMD element can be implemented.
【0040】DMDの動作 DMDの偏向はミラー素子と下方の基板、特にアドレス
電極との間の静電吸引力により生じる。吸引力は電位差
の大きさの平方に比例しており、ミラーと基板との間の
空気ギャップの平方に逆比例する。ネジリヒンジに起因
する回復力はスプリング定数kおよびネジリ角θにリニ
アに比例しており、最大(ランディング)偏向角のある
パーセントで、吸引力の二次の力はリニア回復トルクよ
りも大きくなり、ミラーは同時に先端が平衡反作用力を
生じているランディング電極に接触するまで、静電電位
井戸に落下する。ピクセルはエアギャップおよび先端か
ら回転軸線までのピクセルの大きさによって決まる精密
な角度で停止する。Operation of DMD Deflection of the DMD is caused by an electrostatic attraction force between the mirror element and the lower substrate, especially the address electrode. The attractive force is proportional to the square of the magnitude of the potential difference and inversely proportional to the square of the air gap between the mirror and the substrate. The recovery force due to the torsion hinge is linearly proportional to the spring constant k and the torsion angle θ, and at a certain percentage of the maximum (landing) deflection angle, the secondary force of the suction force becomes larger than the linear recovery torque, Simultaneously drops into the electrostatic potential well until the tip contacts the landing electrode, which is producing an equilibrium reaction force. The pixel stops at a precise angle determined by the air gap and the size of the pixel from the tip to the axis of rotation.
【0041】電位差は2つの成分から成る。第1の成分
は、公称ゼロまたは5ボルトの正アドレス電圧であり、
第2の成分はミラー構造体に直接印加される負のバイア
ス電圧である。アドレス指定がなく、理想的なミラー構
造体の場合、トーションヒンジの各側における吸引力の
対称性により、ミラーはバイアス電圧の印加のみによる
回転が防止される。実際にアドレス電極ΦA またはΦB
のいずれかの位相に+5ボルトのアドレス信号を印加す
ると、ミラーは最大許容偏向量のうちのわずかなパーセ
ントだけ、その方向へミラーを傾斜させる。負のバイア
ス電圧のその後の印加は、完全な回転角への崩壊が生じ
るまで、偏向量を増加するように働く。引用した特許に
記載のデバイス形状に対し、合計15ボルトとなるよ
う、−10ボルトのバイアスと組み合わされた5ボルト
のアドレスは、完全な角度の変位を行うのに十分な吸引
力を発生する。崩壊電圧と称される完全回転を生じさせ
る平均電圧は、公称12ボルトであるので、原則的には
+2ボルトのアドレスと−10ボルトのバイアス電圧で
偏向を行うことができる。作動条件のレンジにわたって
すべてのピクセルの完全な偏向を保証し、かつ時間に対
するデバイスの変化に対応するのにアドレスマージンを
更に3ボルト増すことが必要である。The potential difference consists of two components. The first component is a positive address voltage of nominally zero or 5 volts,
The second component is the negative bias voltage applied directly to the mirror structure. In the case of an ideal mirror structure without addressing, the symmetry of the attractive forces on each side of the torsion hinge prevents the mirror from rotating solely by the application of a bias voltage. Actually address electrode Φ A or Φ B
Applying a +5 volt address signal on either phase of the mirror causes the mirror to tilt in that direction by a small percentage of the maximum allowable deflection. Subsequent application of a negative bias voltage acts to increase the amount of deflection until collapse to full rotation occurs. For the device geometries described in the cited patents, a 5 volt address combined with a -10 volt bias to generate a total of 15 volts produces sufficient suction to make a full angular displacement. The average voltage that causes full rotation, called the collapse voltage, is nominally 12 volts, so that deflection can in principle be achieved with an address of +2 volts and a bias voltage of -10 volts. It is necessary to increase the address margin by an additional 3 volts to ensure full deflection of all pixels over a range of operating conditions and to accommodate device changes over time.
【0042】ピクセルステートをアップデートしなけれ
ばならない場合、最初の工程は、バイアス電圧をオフに
切り替えることである。アドレス電圧は、トーションス
プリングに抗して完全回転状態にピクセルを保持するに
は不十分であるので、すべてのピクセルが解放され、フ
ラットな状態に近い場所に復帰するのが理想的である。
実際には制御された−24ボルトのプリセットパルスを
用いてピクセルを電気的に「引き抜き」、そのピクセル
内に共振状態で機械的エネルギーを蓄積し、フラット状
態への解放および復帰を補助するようになっている。ミ
ラーがアドレス電極の状態により決まるフラット(θ=
0)の状態のいずれかの側に平衡状態になると、バイア
スが再印加され、従ってピクセルは再度±θmax に回転
する。If the pixel state must be updated, the first step is to turn off the bias voltage. Since the address voltage is insufficient to hold the pixel in a fully rotated state against the torsion spring, it is ideal to release all pixels and return to a near flat position.
In practice, a controlled -24 volt preset pulse is used to electrically "pull" a pixel to store mechanical energy in the pixel at resonance, helping release and return to the flat state. Has become. The mirror is flat (θ =
When equilibrium is reached on either side of the 0) state, the bias is reapplied, thus causing the pixel to rotate again to ± θ max .
【0043】バイアス、リセット、アドレス、および保
持電圧の発生およびその振幅の関係を微細に制御する能
力は、データを変えるべきミラーの選択的リセットおよ
び回転を可能とする。データが変わらないミラーはリセ
ットプロセス全体にわたって固定されたままである。リ
セット信号が発生していても完全に回転されたDMDピ
クセルは、データをラッチし保持できる。The ability to finely control the relationship between the generation of bias, reset, address, and hold voltages and their amplitudes allows the selective reset and rotation of mirrors to change data. The mirror whose data does not change remains fixed throughout the reset process. A fully rotated DMD pixel can latch and hold data even when a reset signal is generated.
【0044】フラット状態(θ=0)への復帰およびそ
の後の初期状態への再回転に関連する遅延を回避するこ
とが好ましい。かかる一つの方法は、リセット中および
その後にVbiasを0に戻す現在のリセットプロセスを変
えるものである。残留リセットまたはバイアス電圧はア
ドレス電圧のマージンから直接減算されるので、5ボル
トのアドレス指定にはVbias=0が必要であり、3ボル
トのアドレスマージンに対してはそれに関連する電圧が
必要である。ピクセルはθ=0だけ回転できず、よっ
て、交互に変わるアドレス条件に応答できないので、ピ
クセルがθ=0まで復帰する際の期間中は、信頼性のあ
る作動を残留バイアス電圧で行うことはできない。アド
レス電極のみに5ボルトのアドレス指定を残すことは、
リセット後のピクセルをラッチするには十分でないこと
については指摘してある。It is preferable to avoid the delays associated with returning to the flat state (θ = 0) and then re-rotating to the initial state. One such method alters the current reset process that returns V bias to zero during and after reset. The residual reset or bias voltage is subtracted directly from the margin of the address voltage, the addressing of 5 volts is required V bias = 0, it is necessary voltage related thereto for 3 volt address margin . Since the pixel cannot rotate by θ = 0 and therefore cannot respond to alternating address conditions, reliable operation with residual bias voltage is not possible during the period when the pixel returns to θ = 0. . Leaving 5 volt addressing on the address electrodes only
It is noted that it is not enough to latch the pixel after reset.
【0045】現在のCMOSアドレス構造設計により5
ボルトから10ボルトの間の電圧で、アドレス指定を行
わせることは可能である。Vaddress が例えば6. 5ボ
ルトまで増加したとすると、15ボルトのアドレス電圧
+バイアス電圧の一定の値に対し、Vbiasは−8. 5ボ
ルトまで減少できる。より重要なことは、Vbiasはリセ
ットプロセスにわたって−1. 5ボルトに維持でき、更
に+3ボルトの真のアドレス電圧のマージンを可能とす
ることである。これは残留バイアス電圧(−1. 5ボル
ト)および最小スレッショルドアドレス電圧(+2. 0
ボルト)を減算し、所望のアドレス電圧マージン(3ボ
ルト)に達した結果である。5 according to the current CMOS address structure design
It is possible to have addressing at voltages between 10 and 10 volts. If Vaddress were increased to 6.5 volts, for example, Vbias could be reduced to -8.5 volts for a constant value of the address voltage plus the bias voltage of 15 volts. More importantly, V bias can be maintained at -1.5 volts over the reset process, allowing for +3 volts of true address voltage margin. It has a residual bias voltage (-1.5 volts) and a minimum threshold address voltage (+2.0 volts).
Volt) is subtracted to reach the desired address voltage margin (3 volts).
【0046】アドレス電圧を増加し、アドレスにおける
各増加電圧を残留Vbias(すなわちピクセルのθmax か
らθ=0のフライト時間中のリセットサイクルの直後に
生じるバイアス電圧)の対応する増加量とバランスでき
るようにする結果、保持電位の大きさはアドレスにおけ
るボルトごとに2ボルトだけ増加する。組み合わせ電圧
が約10ボルトの保持電圧に達すると、ピクセルはラッ
チダウンされ、リセット後はθ=0に復帰しない。図1
dは図1bに対応するこの状況を図示するものである。The address voltage is increased and each increased voltage at the address can be balanced with a corresponding increase in the residual V bias (ie, the bias voltage that occurs immediately after the reset cycle during the flight time of θ max to θ = 0 of the pixel). As a result, the magnitude of the holding potential increases by 2 volts for every volt at the address. When the combined voltage reaches the holding voltage of about 10 volts, the pixel is latched down and does not return to θ = 0 after reset. FIG.
d illustrates this situation corresponding to FIG. 1b.
【0047】リセット12aは連続してアドレス指定さ
れたピクセルを瞬間的に自由にできるが、印加電圧(1
0ボルト)15aがそのピクセルをθmax に戻す前に、
θma x =10度のうちのある角度または2度だけ、逆方
向に回転するにすぎない。光出力11のわずかな低下に
より示されるような光効率または露光時間の損失はな
い。他の回転状態への切り替えのため、カウンター電極
16にはVaddress が印加されており、ピクセルはθ=
0だけ復帰し、更に残留保持電圧15bにかかわらず、
新しくアドレス指定された状態に戻ることができる。矢
印15aおよび15bの大きさはそれぞれ15ボルトお
よび2. 5ボルトである吸引電位に対応していない。減
少したバイアス電圧のセッティング、すなわち図1dに
おける−2. 5ボルトはリセットされてから選択された
ピクセルのラッチングを保証するために、完全V
bias(これはリセットピクセルを完全に回転させる)を
印加するまでの10または15μ秒の間維持されるにす
ぎない。これと同様に、上昇したアドレス電圧はCMO
S回路に応力が加わるのを防止するため、瞬間的に印加
するだけでよい。The reset 12a allows the consecutively addressed pixels to be momentarily free, but the applied voltage (1
0 volt) 15a before returning the pixel to θ max ,
angle or twice certain of theta ma x = 10 degrees, only rotates in the opposite direction. There is no loss of light efficiency or exposure time as indicated by a slight drop in light output 11. In order to switch to another rotation state, Vaddress is applied to the counter electrode 16, and the pixel has θ =
Only 0 is recovered, and regardless of the residual holding voltage 15b,
You can return to the newly addressed state. The magnitude of arrows 15a and 15b does not correspond to the attraction potential of 15 and 2.5 volts, respectively. The reduced bias voltage setting, ie -2.5 volts in Figure 1d, is reset to full V to ensure latching of the selected pixel.
It is only maintained for 10 or 15 microseconds before applying bias (which causes the reset pixel to rotate completely). Similarly, the increased address voltage is
In order to prevent stress from being applied to the S circuit, it is only necessary to apply it instantaneously.
【0048】DMDヒンジの柔軟性により、上記タイプ
の信頼性のある作動モードを構成すると考えられる別の
変形例を提供する。その理由は、より柔軟なヒンジはよ
り低いバイアス電圧およびより低いラッチング電位を必
要とするからである。The flexibility of the DMD hinge provides another variation that is believed to constitute a reliable mode of operation of the type described above. The reason is that more flexible hinges require lower bias voltages and lower latching potentials.
【0049】この方法は、リライトのための個々のDM
Dセルを選択するのに、ランダムにアドレス指定可能な
CMOS構造の別の特徴を必要とする。DMD CMO
Sアドレス指定アレイは、一般にSRAMまたはDRA
Mメモリアレイであるので、構成は困難なことではな
い。これを達成するためのワードおよびビットレコード
およびアドレス指定の特徴は、当業者に周知である。ハ
ードコピーのDMDデバイスは一般にかなり浅いコラム
を有する極めて長いアレイとして構成されるので、(例
えば16〜128ビットの)x−yアドレス指定は複雑
なことではない。This method is used for individual DM for rewrite.
The selection of the D cell requires another feature of the randomly addressable CMOS structure. DMD CMO
S addressing arrays are typically SRAM or DRA
Since it is an M memory array, the configuration is not difficult. Word and bit record and addressing features for accomplishing this are well known to those skilled in the art. Since hardcopy DMD devices are typically configured as very long arrays with fairly shallow columns, xy addressing (eg, 16-128 bits) is not a complication.
【0050】この構成は、アドレス指定用バンド幅の問
題を簡単にし、データアレイの小さい部分しか偏向しな
い際に、DMDの作動サイクルを短縮するという利点を
有する。プリント用には二進PWMに関連した人為的効
果、すなわちリニアPWMの解像度の限界を解消すると
いう別の利点を有する。This configuration has the advantage of simplifying the addressing bandwidth problem and shortening the DMD operating cycle when only a small portion of the data array is deflected. For printing, it has the additional advantage of overcoming the artifacts associated with binary PWM, the resolution limit of linear PWM.
【0051】これらラッチングおよびDMDのリセット
特性を利用する多くの方法の例として、グレイスケール
をエミュレートするのに使用される4つのピクセルの1
グループを検討する。図1bにおけるライン18上に示
すように、4つの異なる露光シーケンスを示す4つの隣
接するピクセルを検討する。ラインの開始点では4つの
ピクセルすべてがオンとなる。第1ピクセルはグループ
18aのうちの最高位のビットを示すが、これは最長の
ものの上に留まっていることを意味している。リセット
ライン12の第1パルスでは、3つのより高い位のビッ
ト18a、18bおよび18cのための電極状態は変わ
っていないが、下位のピクセル18dはオフに切り替え
られる。次のビットは第2パルスでオフに切り替えら
れ、第3ビットは第3パルスでオフに切り替えられる。
最後に、最終ビットすなわち当該ピクセルが他のピクセ
ルのアップデートと共に次のプリントラインに対応する
新しいデータを受け、プロセスが再度開始する。As an example of the many ways to utilize these latching and DMD reset characteristics, one of the four pixels used to emulate a gray scale
Consider groups. Consider four adjacent pixels showing four different exposure sequences, as shown on line 18 in FIG. 1b. At the start of the line all four pixels are on. The first pixel shows the most significant bit of group 18a, which means that it remains above the longest one. In the first pulse on reset line 12, the electrode state for the three higher order bits 18a, 18b and 18c has not changed, but the lower pixel 18d is switched off. The next bit is switched off with the second pulse and the third bit is switched off with the third pulse.
Finally, the last bit, i.e. the pixel in question, receives new data corresponding to the next printed line along with updates of other pixels, and the process begins again.
【0052】このように、パルス幅変調によりグレイス
ケールを達成するのにかかる時間オーバーヘッドはかな
り改善される。これにより1分当たりの競合するページ
レートのライン時間を維持することができ、達成される
グレイスケールレベルの数を更に制御できる。電圧をチ
ューニングすることによっても、適当な像を完成するの
にデータの容易な操作が可能となる。Thus, the time overhead of achieving gray scale with pulse width modulation is significantly improved. This allows the line time of the competing page rate per minute to be maintained and further control of the number of grayscale levels achieved. Tuning the voltage also allows for easy manipulation of the data to complete the proper image.
【0053】像の解像度向上に際し、タイミングに関し
てデータを操作することも適用できる。空間光変調器プ
リンタによる解像度を向上する上での最も大きな問題の
一つは、セルの像を紙に転写していることから生じてい
る。高解像度のページプリンタでさえも、プリントされ
た像はカーブしたエッジに階段効果が生じる。この現象
は、セルがほぼ正方形であり、カーブを満たすために階
段状となるために生じるからである。Manipulating the data with respect to timing can also be applied in improving the resolution of the image. One of the biggest problems in improving the resolution of spatial light modulator printers arises from the transfer of the image of the cells to the paper. Even on high resolution page printers, the printed image has a staircase effect on the curved edges. This phenomenon occurs because the cell is almost square and has a step shape to fill the curve.
【0054】図2aに、空間光変調器アレイの代表的な
レイアウトを示す。ピクセル20aが水平ライン24と
垂直ライン22aの中心となっている。右に移動するに
つれ、ライン上のピクセルはライン22a、22b等が
次々に中心となる。図2bに標準的な方法でロードされ
たデータによるコラム22aから生じたプリント像が示
されている。図2aのアレイからの最初の第3ピクセル
の像は、図2b上のエリア26に転写される。FIG. 2a shows a typical layout of a spatial light modulator array. The pixel 20a is the center of the horizontal line 24 and the vertical line 22a. As it moves to the right, the pixels on the line are centered on the lines 22a, 22b and the like one after another. FIG. 2b shows the print image produced from column 22a with the data loaded in the standard way. The image of the first third pixel from the array of Figure 2a is transferred to area 26 on Figure 2b.
【0055】図2cは、プリント像29のエッジにおけ
る階段効果を改善する一つの方法を示す。アレイからの
頂部ピクセル20はそのデータをその後の時間に受信
し、ドラムは回転し続け、ピクセル像はオフセット位置
30に現れる。次のピクセル像が転写されるにつれ、ピ
クセルの底部は次の標準的なタイミングのピクセル29
の像のうちの一部となる。これにより、プリントの特徴
の詳細なエッジをより細かいステップで表現できるよう
に、ピクセルの垂直幅を操作できる。例えば8ステップ
の遅延をした場合、カーブは先のピクセルの大きさから
その高さの8分の1を引いた大きさの一連のピクセルと
して生じる。これは図2dに示されている。従って、ピ
クセルの選択的再アドレス指定を用いてプロセス方向の
個々の素子の解像度よりも細かいアドレスグリッド上の
プリント対称のエッジを移動する。FIG. 2c shows one way to improve the staircase effect at the edges of the printed image 29. The top pixel 20 from the array receives its data at a later time, the drum continues to rotate and the pixel image appears at offset position 30. As the next pixel image is transferred, the bottom of the pixel is at the next standard timing pixel 29.
Become part of the statue. This allows the vertical width of the pixels to be manipulated so that detailed edges of print features can be represented in finer steps. With a delay of 8 steps, for example, the curve results as a series of pixels of the size of the previous pixel minus one eighth of its height. This is shown in Figure 2d. Therefore, selective re-addressing of pixels is used to move print-symmetric edges on the address grid that are finer than the resolution of individual elements in the process direction.
【0056】図2における制限はピクセルの中心の位置
決めにある。異なった寸法のピクセルのすべては、標準
的大きさのピクセルと同じx−yグリッドを中心とした
ままである。プロセス方向に上記解像度向上法を相補化
するため、SLMアレイの方向に沿って解像度を向上す
る方法は多数存在している。これら方法のうちの一つ
は、分解される特徴を容易にプリントできる際は、現在
の300dpiの規格を維持し、次にカーブまたは微細
な特徴の対称をプリントする際は、より高いdpiの水
平モードに切り替える方法である。図3にこれを行う空
間光変調器のアレイを示す。適当な列を選択することに
より、図2に示したようなタイミングを変えることによ
り、垂直すなわちプロセス方向にオフセットしたのと同
じだけ、水平方向に像のエッジをインクリメンタリーに
オフセットできる。The limitation in FIG. 2 is the positioning of the center of the pixel. All the different sized pixels remain centered on the same xy grid as the standard sized pixels. There are many ways to improve the resolution along the direction of the SLM array in order to complement the above resolution enhancement methods in the process direction. One of these methods is to maintain the current 300 dpi standard when the decomposed features can be easily printed, and then to the higher dpi horizontal when printing curves or fine feature symmetry. It is a method of switching to the mode. FIG. 3 shows an array of spatial light modulators that do this. By selecting the proper columns, the timing can be varied as shown in FIG. 2 to incrementally offset the edges of the image horizontally as much as they are offset vertically or in the process direction.
【0057】図3の標準ピクセル40は同じ寸法のまま
になっている。ピクセル40の後に開始するピクセル4
01の列は、増加した距離だけ右へ移動する。例えば9
00dpiを望めば、ピクセルの次の列を位置42とし
て示したように、第1列から3分の1ピクセルだけオフ
セットしなければならない。ピクセル402と共に開始
する列は先の列から更に3分の1移動するので、距離4
4は標準ピクセルの幅の3分の2に等しくなる。列を互
いにどれだけオフセットできるかについては、制限はな
い。このシステムはまずインデントされた列を発生さ
せ、次に標準列を発生させ、次に別のインデントされた
列を発生させることを必要とする。更に設計者は、2つ
以上の列を所定量オフセットさせなければならないと考
えることもできる。The standard pixel 40 of FIG. 3 remains the same size. Pixel 4 starting after pixel 40
Column 01 moves to the right an increased distance. Eg 9
If 00 dpi is desired, then the next column of pixels should be offset by one third pixel from the first column, as shown as position 42. The column starting with pixel 402 moves one third further from the previous column, so the distance 4
4 equals two-thirds the width of a standard pixel. There is no limit as to how the columns can be offset from each other. This system requires first generating an indented column, then a standard column, and then another indented column. Further, the designer may think that two or more columns must be offset by a predetermined amount.
【0058】これらピクセル用のアドレス指定回路は、
通常のアレイ(図2aを参照)用の回路と同じである。
プリンタコントローラは、より正確に像の特徴を表示す
るのに、いつ遅延されたエッジが必要であるかを判断
し、ライン401または402等がOPC上の潜像位置
に整合するまで、ラインのためのデータを遅延する。The addressing circuit for these pixels is
It is the same as the circuit for a normal array (see Figure 2a).
The printer controller determines when the delayed edge is needed to more accurately display the image features and waits for the line, such as line 401 or 402, to align with the latent image position on the OPC. Delay the data.
【0059】図4には、このオフセット技術から生じた
プリントラインが示されている。最初の2つのプリント
の特徴はピクセルライン50によって示されている。特
徴間のギャップ52は、プリント露光時の公称2つのピ
クセル幅のギャップから生じたものであるが、特徴54
の第3の様相は、標準ピクセルの幅の3分の1に等しい
距離42だけオフセットされた列401(図3より)の
ピクセルによってプリントされたものである。(図3か
らの)DMD列402により露光されるオフセットギャ
ップ44の3分の2だけ後に、ライン内の別のギャップ
が発生する。ピクセル列45にてプロセッサは、非整数
ギャップ47で生じたオフセットされていないピクセル
すなわち列400に戻す必要があるかどうかを判断す
る。ライン56は、紙に転写された合成像を示す。l
(エル)と表示したラインは、列400(図3)に対応
した未調節のピクセル分解能グリッドを示す。The print lines resulting from this offset technique are shown in FIG. The features of the first two prints are indicated by pixel lines 50. The feature-to-feature gap 52 results from a nominal two-pixel-wide gap during print exposure, but features 54
The third aspect of is printed by the pixels in column 401 (from FIG. 3) offset by a distance 42 equal to one third of the width of a standard pixel. Another gap in the line occurs only two-thirds after the offset gap 44 exposed by the DMD column 402 (from FIG. 3). At pixel column 45, the processor determines if it needs to return to the non-offset pixel or column 400 that occurred in the non-integer gap 47. Line 56 shows the composite image transferred to the paper. l
The line labeled (El) shows the unadjusted pixel resolution grid corresponding to column 400 (FIG. 3).
【0060】プリントされた像の特徴の大きさを操作す
るより好ましい方法は、DMDアレイ内のピクセルをプ
リンタ用に構成された分解能グリッドよりも短く、狭く
または均等に小さくなるように、物理的に変えることで
ある。図5にこれを示す。標準ピクセル20は寸法1と
称す。本例では、4分の1サイズのリクリメントの縮小
を行っているが、この方法はこのような特定のセッティ
ングに限定されるものではない。ピクセル34はリニア
寸法の0. 75を有し、ピクセル20の面積の0. 5を
有する。同様にピクセル36は寸法の0. 25を有し、
ピクセル38は面積の0. 0625(16分の1)を有
する。これら小さい寸法のピクセルは、これらが用いら
れる用途によってのみ制限された各寸法の行および列を
備えた変調器用と考えることができる。例えば、設計者
は、各寸法のピクセルの3つの列を有するように決定で
きる。A more preferred method of manipulating the feature size of the printed image is to physically make the pixels in the DMD array shorter, narrower, or even smaller than the resolution grid configured for the printer. To change. This is shown in FIG. The standard pixel 20 is referred to as dimension 1. In this example, the quarter size reduction is reduced, but the method is not limited to such a specific setting. Pixel 34 has a linear dimension of 0.75 and an area of pixel 20 of 0.5. Similarly, pixel 36 has a dimension of 0.25,
Pixel 38 has an area of 0.0625 (1/16). These small size pixels can be considered for modulators with rows and columns of each size limited only by the application in which they are used. For example, the designer can decide to have three columns of pixels of each size.
【0061】明らかに上記方法の利点を組み合わせて、
グレイスケールの像形成と共に水平方向の解像度の向上
および垂直方向の解像度の双方のよりパワフルな特徴の
組み合わせを達成している。図6には、タイミング遅延
(垂直オフセット)、可変ピクセル寸法、形状およびグ
リッド位置、および水平オフセットを行うことができる
アレイが示されている。Clearly combining the advantages of the above methods,
Along with gray scale imaging, a more powerful combination of features, both horizontal resolution enhancement and vertical resolution, is achieved. FIG. 6 shows an array capable of timing delay (vertical offset), variable pixel size, shape and grid position, and horizontal offset.
【0062】参考として、通常のx−yグリッド(図2
aのライン22および24)を中心とする標準寸法のピ
クセル20が示されている。ピクセル58aおよび58
bは、ピクセル20のエッジと整合するようオフセット
された、寸法が半分のピクセルを示す。これらピクセル
58aおよび58bは、複雑さおよびアドレス指定回路
が増えることを犠牲に、正方形のピクセル要素をシミュ
レートするように、別々ニ、または関連するように作動
できる。ゼログラフィープロセスにおける移動は、ピク
セル像をプロセス方向にぼかすので、純粋に正方形のピ
クセルは光学的な利点を有する。ピクセル60aおよび
60bは、正方形の寸法のピクセルおよびタイミング遅
延を示しており、ピクセル60bはドットラインの半分
だけ遅延した場合のピクセル像となっている。ピクセル
対62a〜b、64a〜bは、より小さいピクセルは標
準ピクセルの左右のエッジに一致させるよう、左右にシ
フトできることを示している。これら対は、4分の3お
よび4分の1ピクセルを示しているが、これら対は標準
ピクセル20の幅に合うようなピクセルの大きさにでき
る。一般に設計者は、これらピクセルをランダムに配置
しないが、この図は上記方法の種々の組み合わせを示し
ている。For reference, a normal xy grid (see FIG. 2)
A standard size pixel 20 is shown centered on lines 22 and 24) of a. Pixels 58a and 58
b shows a half-sized pixel, offset to align with the edge of pixel 20. These pixels 58a and 58b can operate separately or in association to simulate a square pixel element at the expense of increased complexity and addressing circuitry. Purely square pixels have optical advantages because movement in the xerographic process blurs the pixel image in the process direction. Pixels 60a and 60b show square sized pixels and timing delays, and pixel 60b is the pixel image with a delay of half a dot line. Pixel pairs 62a-b, 64a-b show that smaller pixels can be shifted left and right to match the left and right edges of a standard pixel. Although the pairs show three quarters and one quarter pixel, the pairs can be sized to fit the width of the standard pixel 20. Designers generally do not randomly arrange these pixels, but this figure illustrates various combinations of the above methods.
【0063】次にかかるデバイスの製造に関する疑問に
ついて述べる。ほとんどの変調器用の、かかるアレイの
製造は、明らかに困難である。これは真実であるが、上
記変調器のいずれもかかるアレイにおける結果に適合で
きると考えられる。このタイプのアレイに特に適する変
調器は、特に隠れヒンジアーキテクチャのデジタルマイ
クロミラーデバイス(DMD)である。Next, questions concerning the manufacture of such a device will be described. The manufacture of such arrays for most modulators is obviously difficult. While this is true, it is believed that any of the above modulators can accommodate the results in such an array. A particularly suitable modulator for this type of array is a digital micromirror device (DMD), especially with a hidden hinge architecture.
【0064】DMDの製造については、1991年10
月29日発行された米国特許第5,061,049 号に記載され
ており、ダブルレベルDMDの製造は1992年1月2
8日に発行された米国特許第5,083,857 号に記載されて
いる。両米国特許を引用例としてここに援用する。シリ
コン基板は従来のCMOS方法により製造されたデジタ
ルアドレス指定回路を有し、その後、この基板に電極が
堆積され、CMOSに接続される。これら電極は次に有
機材料が被覆され、これら有機材料はプラズマエッチン
グにより除去可能である。有機材料内にバイアス部がカ
ットされ、その上に金属の第1層が堆積され、このバイ
アス部を充填し、その後支持ポストを形成するようにパ
ターン化される。次に、金属の第2層が堆積され、ミラ
ー素子を形成するようにパターン処理される。次に全構
造体をエッチングして有機材料を除き、電極上に懸架さ
れ、ポストに支持されたミラーを残す。ミラーを有機材
料の残りにより支持し、ポストでは支持しないような変
形例を含む変形例が、このプロセスには多く存在してい
る。For the manufacture of DMD, 1991, 10
US Pat. No. 5,061,049, issued Jan. 29, the manufacture of a double level DMD is Jan. 2, 1992.
It is described in US Pat. No. 5,083,857 issued on the 8th. Both US patents are incorporated herein by reference. The silicon substrate has digital addressing circuits manufactured by conventional CMOS methods, after which electrodes are deposited on this substrate and connected to the CMOS. The electrodes are then coated with an organic material, which can be removed by plasma etching. The vias are cut in the organic material and a first layer of metal is deposited thereon, filling the vias and then patterned to form support posts. Then a second layer of metal is deposited and patterned to form mirror elements. The entire structure is then etched to remove the organic material, leaving the mirror suspended on the electrodes and supported by the posts. There are many variations to this process, including variations where the mirror is supported by the rest of the organic material and not the posts.
【0065】隠れヒンジアーキテクチャは、この基本プ
ロセスの別の適合例である。図7aに隠れヒンジDMD
の従来の図を示す。基板66はその基板の上および内部
に61のような電極の元の層を有する。有機材料は元々
ギャップ73として示されている層内に存在している。
番号68aおよび68bとして示されている金属層はス
ペーサ層により電極から分離された状態に留まる。この
点で、元のDMDが完成される。隠れヒンジは、像を追
加したプロセスの適合例である。隠れヒンジ形実施例で
は、電極70aおよび70bはギャップ73だけ基板よ
りも上に設けられ、これら電極に接続された元の単一高
さの構造体内に設けられた今はミラー75となっている
ものを持っている。この盛り上がった電極層上に有機材
料の第2層を形成し、金属層58bに対してバイアス部
を形成し、ポスト72および第2レベルのミラー74を
形成するように、金属の別の層を積層する。第2レベル
のミラーは一般に元のミラー75の中心領域に形成され
る。こうして形成された構造は、電極/ミラー68a〜
bの上下から有機材料の第1および第2層を除いた後
に、空気ギャップ76の上に懸架されたミラー素子74
となる。電極/ミラー68a〜bは次に、空気ギャップ
73によりアドレス回路から分離される。The hidden hinge architecture is another adaptation of this basic process. Hidden hinge DMD in Figure 7a
FIG. Substrate 66 has an original layer of electrodes, such as 61, on and within the substrate. Organic material is present in the layer originally shown as gap 73.
The metal layers designated as 68a and 68b remain separated from the electrodes by the spacer layer. At this point, the original DMD is completed. Hidden hinges are an adaptation of the process of adding images. In the hidden hinge embodiment, the electrodes 70a and 70b are provided above the substrate by a gap 73 and are now mirrors 75 within the original single height structure connected to these electrodes. I have things. Another layer of metal is formed on the raised electrode layer to form a second layer of organic material, to form a bias for metal layer 58b, and to form post 72 and second level mirror 74. Stack. The second level mirror is typically formed in the central region of the original mirror 75. The structure thus formed is equivalent to the electrode / mirror 68a ...
a mirror element 74 suspended above an air gap 76 after removing the first and second layers of organic material from above and below b.
Becomes The electrodes / mirrors 68a-b are then separated from the address circuit by an air gap 73.
【0066】別の利点を与える別の適合例により、金属
の第1層68は、上記のような電極として層68を使用
しないで、電極71から分離される。従来のDMD構造
体は、金属層68内に製造され、ヒンジ、支持ポストお
よびレベル71に留まる電極を備えるように完成され
る。この方法では、アドレス指定パルスは、アドレス指
定用の第1レベルのミラーを作動させ、空気ギャップ7
4は一義的に偏向角を決定する。これにより第2レベル
のミラー74である光学的にアクティブな層から電子的
にアクティブな層を分離する。この構造の別の利点は、
可変ミラーをど打ちつ回転角で作動できる状態で均一な
空気ギャップ73および空気ギャップ76を生じさせる
ような第2の均一なスペーサを備えるように製造できる
ことである。この構造は、図7bに示されている。According to another adaptation, which provides another advantage, the first layer 68 of metal is separated from the electrode 71 without using the layer 68 as an electrode as described above. A conventional DMD structure is fabricated in metal layer 68 and completed with hinges, support posts and electrodes that stay on level 71. In this method, the addressing pulse actuates the first level mirror for addressing, causing air gap 7
4 uniquely determines the deflection angle. This separates the electronically active layer from the optically active layer, which is the second level mirror 74. Another advantage of this structure is
It is possible to fabricate the deformable mirror with a second uniform spacer that produces a uniform air gap 73 and an air gap 76 with the hammering angle of rotation operable. This structure is shown in Figure 7b.
【0067】デジタルマイクロミラーの本実施例の主な
利点は、第2レベルミラーを設置できることにある。こ
の第2レベルミラーは、アドレス指定可能なように制限
されていないので、中心ポスト位置に対して移動でき、
更に図5および6に示すように、異なる寸法にできる。
図7bにこの実施例の側面図を略図で示す。アドレス指
定電極70a〜bは、従来の第1レベルのミラー75を
アドレス指定する。この第1レベルのミラー75は、ス
ペーサ層に対応してその上にポスト72を有し、電気層
素子75と光学層素子74および77との間の空気ギャ
ップを保証している。全DMDアレイは、電極70a〜
bおよびミラー75上の制御信号に応答して、同じよう
に角度±θに作動する均一寸法の電気素子75から成
る。ポスト72および78上には光学的素子74および
その周囲の平らな特殊な金属の表面77が支持されてい
る。光学的素子74は、寸法、位置または形状にかかわ
らず制御素子75に沿って精密な偏向角±θまで載る。
不活性の金属重点構造体77は、光が下方のミラー素子
75に入射し、光学系に進入しないようにしている。The main advantage of this embodiment of the digital micromirror is that a second level mirror can be installed. This second level mirror is not restricted to being addressable, so it can move relative to the center post position,
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, different sizes are possible.
FIG. 7b shows a schematic side view of this embodiment. Addressing electrodes 70a-b address a conventional first level mirror 75. This first level mirror 75 has posts 72 thereon corresponding to the spacer layer to ensure an air gap between the electrical layer element 75 and the optical layer elements 74 and 77. The entire DMD array has electrodes 70a ...
b and in response to control signals on the mirror 75, it also consists of a uniform-sized electrical element 75 that operates at angles ± θ. An optical element 74 and a flat special metal surface 77 around it are supported on posts 72 and 78. The optical element 74 mounts up to a precise deflection angle ± θ along the control element 75 regardless of size, position or shape.
The inert metal emphasis structure 77 prevents light from entering the lower mirror element 75 and entering the optical system.
【0068】第1レベルのバイアス部をプレーナー化材
料80で満たし、第1レベルバイアス部のすぐ上に第2
レベルバイアス部78を製造することが可能である。図
7cに示す別の構造では、非変調金属光シールド77を
支持するポストは、アクティブな制御素子75から離間
し、バイアス部72の直接上にはないように、81に示
す位置に設けることができる。図7cは、この構造およ
び光ピクセル素子の寸法および位置82、83を交互に
した2つのサンプルの平面図である。制御電極(図示せ
ず)上に八角形の制御素子75を懸架しているヒンジ8
4が、プレーナー化フィラー80によりバイアス部72
に取り付けられるように示されている。The first level bias portion is filled with the planarizing material 80, and the second level portion is immediately above the first level bias portion.
It is possible to manufacture the level bias section 78. In another configuration shown in FIG. 7c, the post supporting the non-modulating metal light shield 77 may be located at 81, spaced apart from the active control element 75 and not directly above the biasing portion 72. it can. FIG. 7c is a plan view of two samples with alternating dimensions and locations 82, 83 of this structure and photopixel element. Hinge 8 suspending an octagonal control element 75 on a control electrode (not shown)
4 is a biasing portion 72 due to the planarized filler 80.
Are shown to be attached to.
【0069】光学系から制御レベルのピクセル構造体を
シールドするのに、作動しない光学レベルの金属のクロ
スハッチングを付けたサンプル77が必要である。この
サンプルは設計条件に応じてバイアス部81または78
(図7b)上に支持される。Shielding the control level pixel structure from the optics requires a non-working optical level metal cross-hatched sample 77. This sample has a bias section 81 or 78 depending on design conditions.
(Fig. 7b) supported above.
【0070】最初の2つの列におけるピクセル素子82
は、バイアス部72により下方の素子75に取り付けら
れたアレイのうちの正方形の(斜めの影をつけた)光学
的にアクティブな部分である。第2の実施例では図5お
よび6に合わせるように、作動素子75の4つの列に沿
って半分の大きさのピクセル(斜めの影をつけた)が配
列され、セル境界エッジに整合するように、中心からず
れた状態で、蛇行されている。電子的に再インターレー
ス化された際の4つの素子83の組み合わせは、基本制
御素子の解像度の2倍の解像度で、ライン像を形成する
ように整合できる。この組み合わせは、電気作動条件を
満たすように制約されている。素子83は、図6の64
aおよび64bに示した概念にも対応している。Pixel elements 82 in the first two columns
Is the square (shaded) optically active portion of the array attached to the lower element 75 by the biasing portion 72. In the second embodiment, half the size of the pixel (shaded) is arranged along the four columns of actuating elements 75 to match the cell boundary edges, as shown in FIGS. In addition, it is meandering in a state of being offset from the center. The combination of the four elements 83 when electronically re-interlaced can be aligned to form a line image at twice the resolution of the basic control elements. This combination is constrained to meet the electrical operating requirements. The element 83 is 64 in FIG.
It also corresponds to the concepts shown in a and 64b.
【0071】図7cは、簡潔にするための制限ヒンジア
レイを示すが、この方法は、45度のヒンジまたはその
他の角度の配列にも適合できる。Although FIG. 7c shows a constraining hinge array for simplicity, the method is also compatible with 45 degree hinges or other angular arrays.
【0072】先に述べたようなその他多くの組み合わせ
もこの構造上で実行できる。偏向を行う上での静電力の
制約は、第1レベルのミラーで処理されるので、第2レ
ベルのミラーは、あったとしてもほとんど制約がない状
態で、より多くの光学的な像形成の可能性を有してい
る。光学的条件とアドレス指定および電気作動条件とを
分けたことが主な利点である。これらの可能性のすべて
を可能とするアレイを製造すれば、グレイスケールでの
高解像度のプリントが可能である。図8aは、プリント
像の特徴の標準的300dpiプリンタを実行した結果
である。所望のプリント像の特徴は、ドットラインで示
されている。この図から判るように、像の解像度を低下
するような解像度に関連した欠点が多数ある。番号78
を付けた人為的効果は、現在では分解できないへこみを
構成している。突起76は、限界を越えて延長すること
なく像内のギャップを満たすには大きすぎる場合の反対
の問題を有する人為的効果を示している。Many other combinations such as those mentioned above can also be implemented on this structure. The electrostatic force constraint on the deflection is handled by the first level mirror, so the second level mirror provides more optical imaging with little, if any, constraint. Have the potential. The separation of optical and addressing and electrical operating conditions is the main advantage. Fabricating arrays that enable all of these possibilities allows for high resolution printing in gray scale. FIG. 8a is the result of running a standard 300 dpi printer with print image features. The desired print image characteristics are indicated by the dot lines. As can be seen from this figure, there are many resolution-related drawbacks that reduce the resolution of the image. Number 78
Artificial effects marked with make up dents that cannot be decomposed at present. The protrusions 76 exhibit artifacts with the opposite problem when they are too large to fill the gap in the image without extending beyond the limit.
【0073】図8bでは、これら人為的効果は分解され
ている。クロスハッチングを付けた80および82と表
示されたピクセルは、標準ピクセル寸法の0. 75倍、
0.5倍または0. 25倍のいずれかの異なる寸法のピ
クセルとなっている。ドットを付けたピクセル86は、
タイミングが遅延されたピクセルであるので、これらは
垂直方向にシフトして発生する。クロスパターンで満た
されたピクセル84は、水平方向にオフセットされたピ
クセルである。更に上記のような組み合わせが起こり得
る。例えばピクセル80では、0. 5倍の大きさのピク
セルだけでなく、そのコーナーを満たすよう水平方向に
もオフセットしている。ピクセル82は、0. 25倍の
大きさのピクセルであり、このピクセルは、タイミング
ディレイにより水平方向に更にオフセットできる。グレ
イスケールは示されていないが、先に述べたように、こ
のアレイによりグレイスケールにすることも可能であ
る。このように、プリントされた特徴の外観およびアウ
トラインを更に強調するのに、グレイスケールを使用で
きる。この組み合わせは、図5に示されるより小さいサ
ブピクセルを使用することによって得られるリニア解像
度の低下を生じることなく、パルス幅制御による密度変
調または面積変調を用いることにより、真のグレイスケ
ール像をシミュレートできるという別の利点を有する。In FIG. 8b these artifacts have been resolved. Pixels labeled 80 and 82 with cross-hatching are 0.75 times the standard pixel size,
Pixels with different sizes, either 0.5 or 0.25. The dotted pixel 86 is
Since they are delayed timing pixels, they occur vertically shifted. Pixels 84 filled with the cross pattern are pixels that are horizontally offset. Further combinations such as those mentioned above are possible. For example, pixel 80 is not only a 0.5 times larger pixel, but is also horizontally offset to fill its corners. Pixel 82 is a 0.25 times larger pixel, which can be further offset in the horizontal direction by a timing delay. Gray scale is not shown, but it is possible to gray scale with this array, as described above. Thus, gray scale can be used to further enhance the appearance and outline of the printed features. This combination simulates a true grayscale image by using pulse width controlled density modulation or area modulation without the loss of linear resolution obtained by using the smaller subpixels shown in FIG. Another advantage is that
【0074】ボード上にDMDを内蔵できるASICリ
フォーマッターチップは、必要なデータパス制御スイッ
チングおよびこのアレイを作動するのに適当な遅延を行
う。プロセッサは、列のどのタイプが、または異なる寸
法のピクセルにするか、または水平方向にオフセットし
たピクセルまたは標準的なピクセルのうちのいずれがデ
ータストリームの特定部分を受信するかを決定しなけれ
ばならない。更にプロセッサは、像の特徴が300dp
iまたは900dpiのいずれを必要としているか、ま
たはアレイの最終選択によりどの有効オフセットdpi
を得るかを決定しなければならない。所望のプリントさ
れた像の特徴を得るのに、タイミング、位置またはピク
セル寸法を条件として適当にエンコードされたデータを
DMDでデコードする。プロセッサは、リセットプロセ
スをモニタし、適当なレベルのグレイを得るのにも必要
である。The ASIC reformatter chip, which can contain a DMD on the board, provides the necessary datapath control switching and the appropriate delay to activate this array. The processor must determine which type of columns, or differently sized pixels, or which of the horizontally offset or standard pixels will receive a particular portion of the data stream. . In addition, the processor has 300 dp image features.
i or 900 dpi, or which effective offset dpi, depending on the final selection of the array.
You have to decide what to get. The DMD decodes the appropriately encoded data subject to timing, position or pixel size to obtain the desired printed image characteristics. The processor is also required to monitor the reset process and obtain the proper level of gray.
【0075】これにより、システムはより高い画質のプ
リントを行う上でのすべての可能性、すなわちグレイス
ケール、タイミング遅延データ、水平方向にオフセット
されたピクセルおよび異なる寸法のピクセルを活用でき
る。This allows the system to take advantage of all the possibilities for higher quality printing: gray scale, timing delay data, horizontally offset pixels and pixels of different sizes.
【0076】これまでより高い画質のプリントを行う方
法の特定の実施例について説明したが、かかる特定の説
明は、次の特許請求の範囲の記載を除き、本発明の範囲
を制限するものとみなすべきでない。Although specific embodiments of methods of producing higher quality prints have been described above, such specific descriptions are deemed to limit the scope of the invention, except as set forth in the following claims. Should not
【0077】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1) i.プリント像を微細に垂直方向に制御するよう、像デ
ータを時間遅延する方法; ii.プリント像を微細に水平方向に制御するよう、ピ
クセル像を水平方向にオフセットする方法; iii.プリント像のベタ塗りを微細に制御するような
部分的な寸法にされたピクセルを用いる方法;から成
り、 a.それら3つの方法のうちの少なくともひとつの方法
により、最終像を変えるようデータを処理し、解析する
ようにした高解像度プリント方法。With respect to the above description, the following items will be further disclosed. (1) i. A method of time delaying the image data so as to finely control the printed image in the vertical direction; ii. A method of horizontally offsetting the pixel image so as to finely control the printed image in the horizontal direction; iii. A method of using partially dimensioned pixels for finely controlling the solid fill of the printed image; a. A high-resolution printing method in which data is processed and analyzed so as to change the final image by at least one of the three methods.
【0078】(2)グレイスケールを達成する方法を更
に含む、第1項記載の方法。 (3) a.空間光変調器の各セルのためのアドレス指定回路に
データをロードして、所定の数の前記セルを附勢し、 b.前記所定の数のセルを附勢し、 c.前記所定の数のセルのうちの選択されたセルを選択
的に除勢し、感光面の露光量を減少し、グレイスケール
を達成し、 d.所望のグレイのシェードが得られるまで前記除勢を
繰り返す、ことからなるグレイスケールプリント方法。 (4)前記空間光変調器はデジタルマイクロミラーデバ
イスである、第3項記載の方法。 (5)前記空間光変調器はダブルレベルのデジタルマイ
クロミラーデバイスである第3項記載の方法。(2) The method according to item 1, further comprising a method for achieving gray scale. (3) a. Loading data into the addressing circuitry for each cell of the spatial light modulator to activate a predetermined number of said cells, b. Energizing the predetermined number of cells, c. Selectively deenergizing selected cells of the predetermined number of cells to reduce the exposure of the photosensitive surface and achieve gray scale; d. A grayscale printing method comprising repeating the deenergization until a desired shade of gray is obtained. (4) The method according to item 3, wherein the spatial light modulator is a digital micromirror device. (5) The method according to claim 3, wherein the spatial light modulator is a double-level digital micromirror device.
【0079】(6)空間光変調器のセルを附勢し、前記
セルのうちの選択されたセルを除勢するように、送信デ
ータを遅延し、像の垂直方向への感光媒体上のピクセル
像の寸法を微細に制御することからなる、解像度向上方
法。 (7)アレイ内のピクセルを水平方向の部分的なインク
リメント量だけアレイ内のピクセルをオフセットするこ
とにより、元のインチ当たりのドット数の解像度の何倍
かを得るよう、アレイのうちのピクセルを水平方向にオ
フセットすること、および、グレイスケールを達成する
方法を含む、第4項記載の方法。 (8)アレイ内のピクセルを水平方向の部分的なインク
リメント量だけアレイ内のピクセルをオフセットするこ
とにより、元のインチ当たりのドット数の解像度の何倍
かを得るよう、アレイのうちのピクセルを水平方向にオ
フセットすることを含む解像度向上方法。(6) Delay the transmitted data so as to energize the cells of the spatial light modulator and deactivate selected ones of said cells, pixels on the photosensitive medium in the vertical direction of the image. A method for improving resolution, which comprises finely controlling the size of an image. (7) Pixels in the array are obtained by offsetting the pixels in the array by a partial horizontal increment to obtain some multiple of the resolution of the original number of dots per inch. The method of claim 4 including horizontally offsetting and a method of achieving gray scale. (8) Pixels in the array are offset by offsetting the pixels in the array by a partial horizontal increment to obtain multiples of the original dot-per-inch resolution. A resolution enhancement method comprising horizontally offsetting.
【0080】(9)標準的なピクセルが好ましくない人
為的効果を残している場合のプリント像の領域内を満た
すよう、標準的なピクセルの部分的な寸法のピクセルを
用いること、およびグレイスケールを達成するための方
法を含む、第8項記載の方法。 (10)標準的なピクセルが好ましくない人為的効果を
残している場合のプリント像の領域内を満たすよう、標
準的なピクセルの部分的な寸法のピクセルを用いること
を含む、解像度向上方法。 (11)グレイスケールを達成するための方法も含む、
第10項記載の方法。 (12) a.x−yグリッドを中心とする標準的寸法の空間的光
変調器のセルと、 b.x−yグリッドを中心とする標準的寸法のうちの部
分的な寸法の空間光変調器セルと、 c.前記x−yグリッドを中心とする前記セルから水平
方向にオフセットした標準的寸法のうちの部分的寸法の
空間光変調器セルと、 d.前記x−yグリッドを中心とする前記セルから水平
方向にオフセットした標準寸法の空間光変調器セルと、
を備えた、光学的にアクティブなレベルと電気的にアク
ティブなレベルを有する空間光変調器アレイ。(9) Use a pixel of a partial size of the standard pixel to fill the area of the printed image where the standard pixel leaves undesired artifacts, and grayscale The method of claim 8 including a method to achieve. (10) A method for improving resolution, which comprises using a pixel having a partial size of a standard pixel so as to fill the area of a printed image where the standard pixel leaves an undesired artifact. (11) Including a method for achieving gray scale,
The method according to item 10. (12) a. a cell of standard size spatial light modulator centered on an xy grid; b. a spatial light modulator cell of a partial dimension of the standard dimension about the xy grid, c. A spatial light modulator cell of a partial dimension of the standard dimension that is horizontally offset from the cell about the xy grid, and d. A standard dimension spatial light modulator cell horizontally offset from the cell about the xy grid;
And a spatial light modulator array having optically active and electrically active levels.
【0081】(13)前記変調器はデジタルマイクロミ
ラーデバイスである、第12項記載の変調器。 (14)前記変調器はダブルレベルのマイクロミラーデ
バイスである、第12項記載の変調器。 (15)光学的にアクティブなレベルと電気的にアクテ
ィブなレベルは別のレベルである、第12項記載の変調
器。 (16)前記セルはいずれも寸法にかかわらず、実質的
に同じ偏向角に均一に偏向できる、第12項記載の変調
器。(13) The modulator according to item 12, wherein the modulator is a digital micromirror device. (14) The modulator according to item 12, wherein the modulator is a double-level micromirror device. (15) The modulator according to Item 12, wherein the optically active level and the electrically active level are different levels. (16) The modulator according to item 12, wherein each of the cells can be uniformly deflected to substantially the same deflection angle regardless of size.
【0082】(17)空間光変調器プリンタにおいて、
高画質のプリントを実行すことは困難である。ライン時
間の制約内でグレイスケールを達成することと、プリン
トされた像(81)内で階段状の人為的効果を除くとい
う2つの主な問題がある。この問題は、データをセル内
にロードする際に、空間光変調器におけるセルをリセッ
トすること、タイミング遅延(86)、水平オフセット
(84)および別の寸法のピクセル(80、82)を用
いる、異なる方法を使用することにより改善できる。(17) In the spatial light modulator printer,
It is difficult to perform high quality printing. There are two main problems: achieving gray scale within line time constraints and eliminating staircase artifacts in the printed image (81). This problem involves resetting the cell in the spatial light modulator, timing delay (86), horizontal offset (84) and another size pixel (80, 82) when loading data into the cell. It can be improved by using different methods.
【図1a】デジタルマイクロミラーの線図である。FIG. 1a is a diagram of a digital micromirror.
【図1b】デジタルマイクロミラー上でデータをリセッ
トする方法を示す。FIG. 1b shows a method of resetting data on a digital micromirror.
【図1c】デジタルマイクロミラー上でデータをリセッ
トする方法を示す。FIG. 1c shows a method of resetting data on a digital micromirror.
【図1d】デジタルマイクロミラー上でデータをリセッ
トする方法を示す。FIG. 1d shows a method of resetting data on a digital micromirror.
【図2】空間光変調器の標準的レイアウトおよびエリア
シング効果を良好に制御するのにデータのタイミングを
どのように使用できるかを示す図。FIG. 2 illustrates a standard layout of a spatial light modulator and how data timing can be used to better control aliasing effects.
【図3】水平方向にオフセットされたピクセルを示す
図。FIG. 3 shows horizontally offset pixels.
【図4】水平方向にオフセットされたピクセルを使用す
る方法およびその方法の結果得られたプリント像を示す
図。FIG. 4 illustrates a method of using horizontally offset pixels and the resulting printed image of the method.
【図5】x−yブリッドを中心とする部分的な寸法のピ
クセルのレイアウトを示す図。FIG. 5 shows a layout of partial sized pixels centered on an xy brid.
【図6】解像度の向上を行うよう、ピクセルを種々組み
合わせた例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an example in which various pixels are combined so as to improve resolution.
【図7】ダブルレベルのデジタルマイクロミラーの図。FIG. 7 is a diagram of a double level digital micromirror.
【図8】標準的空間光変調器アレイを使用したプリント
の特徴および適合されたアレイを使用した同じ特徴を示
す。FIG. 8 shows print features using a standard spatial light modulator array and the same features using an adapted array.
1 ミラー 2a、2b ポスト 3、4 ランディング電極 5a、5b ねじりヒンジ 1 Mirror 2a, 2b Post 3, 4 Landing electrode 5a, 5b Torsional hinge
Claims (2)
るよう、像データを時間遅延する方法; ii.プリント像を微細に水平方向に制御するよう、ピ
クセル像を水平方向にオフセットする方法; iii.プリント像のベタ塗りを微細に制御するような
部分的な寸法にされたピクセルを用いる方法;から成
り、 a.それら3つの方法のうちの少なくともひとつの方法
により、最終像を変えるようにデータを処理し、解析す
るようにした高解像度プリント方法。1. i. A method of time delaying the image data so as to finely control the printed image in the vertical direction; ii. A method of horizontally offsetting the pixel image so as to finely control the printed image in the horizontal direction; iii. A method of using partially dimensioned pixels for finely controlling the solid fill of the printed image; a. A high-resolution printing method in which data is processed and analyzed so as to change the final image by at least one of the three methods.
法の空間的光変調器のセルと、 b.x−yグリッドを中心とする標準的寸法のうちの部
分的な寸法の空間光変調器セルと、 c.前記x−yグリッドを中心とする前記セルから水平
方向にオフセットした標準的寸法のうちの部分的寸法の
空間光変調器セルと、 d.前記x−yグリッドを中心とする前記セルから水平
方向にオフセットした標準寸法の空間光変調器セルと、
を備え、光学的にアクティブなレベルと電気的にアクテ
ィブなレベルを有する空間光変調器アレイ。2. A. a cell of standard size spatial light modulator centered on an xy grid; b. a spatial light modulator cell of a partial dimension of the standard dimension about the xy grid, c. A spatial light modulator cell of a partial dimension of the standard dimension that is horizontally offset from the cell about the xy grid, and d. A standard dimension spatial light modulator cell horizontally offset from the cell about the xy grid;
And a spatial light modulator array having an optically active level and an electrically active level.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17864794A JPH0852899A (en) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | High-resolution printing method and space light modulator array |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17864794A JPH0852899A (en) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | High-resolution printing method and space light modulator array |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0852899A true JPH0852899A (en) | 1996-02-27 |
Family
ID=16052125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17864794A Pending JPH0852899A (en) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | High-resolution printing method and space light modulator array |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0852899A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100486704B1 (en) * | 1999-11-05 | 2005-05-03 | 삼성전자주식회사 | Optical scanner and laser image projector adopting the same and driving method of the projector |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP17864794A patent/JPH0852899A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100486704B1 (en) * | 1999-11-05 | 2005-05-03 | 삼성전자주식회사 | Optical scanner and laser image projector adopting the same and driving method of the projector |
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