JP2534568B2 - Image processing device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、空間光変調素子を用いた画像処理装置に関
する。The present invention relates to an image processing device using a spatial light modulator.

［従来の技術］ フルカラー画像を作成、編集、複写する装置として、
カラー複写機が知られている。[Prior Art] As a device for creating, editing, and copying full-color images,
Color copiers are known.

カラー複写機には、一般に、アナログ方式のものとデ
ジタル方式のものとがあり、それぞれに長所、短所が存
在する。Color copiers are generally classified into analog type and digital type, and each has its own advantages and disadvantages.

アナログ方式のカラー複写機は、光学像のまま露光、
現像してカラーコピーを作成するため、色補正、階調処
理等の画像処理を加えることが難しい。これに対してデ
ジタル方式のカラー複写機は、原画像をイメージスキャ
ナでデジタル信号に変換しこのデジタル信号に応じてプ
リンタによってカラーコピーを作成するようにしている
ため、色補正、階調処理等の画像処理等を容易に行うこ
とができる。An analog color copier exposes an optical image,
Since a color copy is created by development, it is difficult to add image processing such as color correction and gradation processing. On the other hand, in a digital color copier, an original image is converted into a digital signal by an image scanner, and a color copy is made by a printer in accordance with the digital signal. Image processing and the like can be easily performed.

なお、本明細書において、画像処理なる用語は、階調
処理（ガンマ補正、シェーディング補正）、鮮鋭化（シ
ャープネス強調）、エリア指定（トリミング、マスキン
グ）、色処理（色再現、ペイント機能、色による切り出
し）、移動（回転）、編集処理（はめ込み合成、文字合
成）等の処理を含む広義の意味で用いている。In the present specification, the term image processing means gradation processing (gamma correction, shading correction), sharpening (sharpness enhancement), area designation (trimming, masking), color processing (color reproduction, paint function, depending on color). It is used in a broad sense including processing such as cutout), movement (rotation), and editing processing (embedding composition, character composition).

作成されるカラーコピーについて比較してみると、ア
ナログ方式のカラー複写機は、画室が滑らか（解像度が
800DPI程度）であるが、カラーマスキング（黒色と有彩
色との分離）が容易でなく色再現性があまり良くない。
具体的には、黒色の線画が色付いたりする。一方、デジ
タル方式のカラー複写機は、カラーマスキングが容易で
あり色再現性が優れているが、高精細化が困難である。
高精細化して読み取り画素数を増大させるとデータ量が
増え、高速処理プロセッサや大容量メモリが必要となる
ことからアナログ方式に比してコストの点で大幅に不利
となる。Comparing the color copies that are made, analog color copiers have smooth rooms (resolution is
Although it is about 800 DPI), color masking (separation of black and chromatic colors) is not easy and color reproducibility is not very good.
Specifically, a black line drawing may be colored. On the other hand, a digital color copying machine is easy to color mask and has excellent color reproducibility, but it is difficult to achieve high definition.
When the resolution is increased and the number of read pixels is increased, the amount of data increases and a high-speed processor and a large-capacity memory are required, which is significantly disadvantageous in cost compared with the analog method.

このような点から、アナログ方式のカラー複写機は大
量のコピー処理を行う場合に有利であり、また、デジタ
ル方式のカラー複写機は色再現性が重要なデザイン原稿
の作成、簡単な印刷等に有利となる。From this point of view, the analog type color copier is advantageous when a large amount of copy processing is to be performed, and the digital type color copier is suitable for the production of design manuscripts where color reproducibility is important and simple printing. Be advantageous.

アナログ方式のカラー複写機とデジタル方式のカラー
複写機との以上述べた比較内容をまとめると第１表の如
くなる。Table 1 shows the summary of the comparison between the analog color copying machine and the digital color copying machine.

［発明が解決しようとする課題］ 上述したように、アナログ方式、デジタル方式にはそ
れぞれ長所、短所があるため、画像の種類、処理目的、
用途等に応じて使い分けすることが行われる。 [Problems to be Solved by the Invention] As described above, since the analog method and the digital method have advantages and disadvantages, respectively, the image type, the processing purpose,
It is used properly according to the purpose.

しかしながら、従来は、１つの装置でアナログ方式及
びデジタル方式の両方の処理を可能とするものが存在せ
ず、このように使い分けする場合は少なくとも２台の装
置を用意する必要があった。However, conventionally, there is no apparatus capable of performing both analog type and digital type processing with one apparatus, and it is necessary to prepare at least two apparatuses in the case of properly using them.

さらに、従来は、アナログ方式による優れた処理とデ
ジタル方式による優れた処理とを組み合わせて実行でき
る装置が存在しなかった。このため、高精細化された画
質を色再現性良く作成するためにはデジタル方式による
非常に高価な装置を用いる必要があった。Further, conventionally, there has been no apparatus capable of executing a combination of excellent processing by analog method and excellent processing by digital method. Therefore, in order to create a high definition image quality with good color reproducibility, it is necessary to use a very expensive digital device.

さらにまた、従来は、アナログ画像とデジタル画像と
を１つの画面中に混在させることが可能な装置が全く存
在しなかった。Furthermore, conventionally, there has been no device capable of mixing an analog image and a digital image in one screen.

従って本発明の目的は、アナログ画像とデジタル画像
とが混在、融合した画像を扱うことのできる画像処理装
置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an image processing device capable of handling an image in which an analog image and a digital image are mixed and fused.

本発明の他の目的は、高解像度で色再現性が優れてお
り、しかも低コストで実現できる画像処理装置を提供す
ることにある。Another object of the present invention is to provide an image processing apparatus which has high resolution and excellent color reproducibility and can be realized at low cost.

［課題を解決するための手段］ 上述の目的を達成する本発明の特徴は、画像書き込み
平面を構成する光伝導体、該光伝導体に積層され記憶作
用を有する強誘電性液晶、及び該光伝導体と液晶とを挟
む電極を具備する空間光変調素子と、原画像をこの空間
光変調素子にアナログ的に書き込むアナログ書き込み系
と、空間光変調素子上でレーザビームを２次元走査させ
ることにより空間光変調素子に書き込まれている画像を
デジタル的に読み出すデジタル読み出し系と、読み出し
た画像データについて画像処理を行う処理部と、レーザ
ビームを２次元走査させることにより前述の処理を行っ
た画像データを空間光変調素子にデジタル的に書き込む
デジタル書き込み系と、空間光変調素子に書き込まれて
いる画像をアナログ的に読み出すアナログ読み出し系と
を備えたことにある。[Means for Solving the Problems] A feature of the present invention that achieves the above-mentioned object is that a photoconductor that constitutes an image writing plane, a ferroelectric liquid crystal that is laminated on the photoconductor and has a memory function, and the photoconductor. By a spatial light modulator having electrodes sandwiching a conductor and a liquid crystal, an analog writing system for writing an original image in an analog manner in the spatial light modulator, and a two-dimensional scanning of a laser beam on the spatial light modulator. A digital reading system that digitally reads an image written in the spatial light modulator, a processing unit that performs image processing on the read image data, and image data that has been subjected to the above-described processing by two-dimensionally scanning a laser beam. The digital writing system that digitally writes the data to the spatial light modulator and the analog reading that reads the image written in the spatial light modulator in an analog manner It is equipped with a projecting system.

［作用］ 最初に空間光変調素子に原画像をアナログ的に書き込
み、このようにして空間光変調素子に書き込まれた画像
は、２次元走査されるレーザビームによって各画素毎に
デジタル的に読み出される。そして、読み出された画像
データは、所望の画像処理された後、２次元走査される
レーザビームによって空間光変調素子にデジタル的に再
び書き込まれる。そして最終的に空間光変調素子から画
像がアナログ的に読み出される。[Operation] First, the original image is written in the spatial light modulator in an analog manner, and the image thus written in the spatial light modulator is digitally read out for each pixel by the two-dimensionally scanned laser beam. . Then, the read image data is digitally rewritten in the spatial light modulator by the two-dimensionally scanned laser beam after the desired image processing. Finally, the image is read out from the spatial light modulator in an analog manner.

空間光変調素子の液晶として、記憶作用を有する強誘
電性液晶を用いているため、空間光変調素子のどちら側
からでも読み出し用の光を照射することができる。この
ため、書き込み処理と読み出し処理とを空間光変調素子
に対して同一の側から行うことができる。Since the ferroelectric liquid crystal having a memory function is used as the liquid crystal of the spatial light modulation element, the reading light can be emitted from either side of the spatial light modulation element. Therefore, the writing process and the reading process can be performed from the same side with respect to the spatial light modulator.

［実施例］ 以下図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第２図は本発明の一実施例としてカラー画像編集・出
力装置の基本構造を概略的に示す構成図である。FIG. 2 is a block diagram schematically showing the basic structure of a color image editing / outputting device as an embodiment of the present invention.

同図において、10は画像書き込み平面を有する空間光
変調素子、11は空間光変調素子10への画像のアナログ書
き込み系、12はアナログ読み出し系、13はデジタル読み
出し系、14はデジタル書き込み系をそれぞれ示してい
る。In the figure, 10 is a spatial light modulation element having an image writing plane, 11 is an analog writing system of an image to the spatial light modulation element 10, 12 is an analog reading system, 13 is a digital reading system, and 14 is a digital writing system. Shows.

デジタル読み出し系13及びデジタル書き込み系14は、
種々の画像処理を行う処理部15に電気的に接続されてい
る。処理部15には、ディスプレイ16と制御部17とが接続
されている。The digital read system 13 and the digital write system 14 are
It is electrically connected to a processing unit 15 that performs various image processing. A display 16 and a control unit 17 are connected to the processing unit 15.

制御部17は、主としてコンピュータで構成されてお
り、上述のアナログ書き込み系11、アナログ読み出し系
12、デジタル読み出し系13、及びデジタル書き込み系14
に電気的に接続されている。なお第２図において、白矢
印はアナログによる光学像、黒矢印はデジタルによる光
学像を表しており、破線は電気的信号を表している。The control unit 17 is mainly composed of a computer, and has the above-mentioned analog writing system 11 and analog reading system.
12, digital read system 13, and digital write system 14
Is electrically connected to In FIG. 2, white arrows represent an optical image by analog, black arrows represent an optical image by digital, and a broken line represents an electrical signal.

空間光変調素子10は、透過率分布、反射率分布、又は
位相分布が、入力される空間的な光の強度分布（光画
像）に応じて変化することからその光の強度分布、即ち
画像を一時的に記憶させることができる。画像を記憶さ
せた空間光変調素子に他の光を照射すると、その記憶さ
れた２次元（空間）画像情報に応じて透過光、反射光、
又は散乱光が変調を受ける。この変調された透過光、反
射光、又は散乱光を検出又は露光することによって、書
き込まれている画像が読み出されることとなる。The spatial light modulation element 10 changes the transmittance distribution, the reflectance distribution, or the phase distribution according to the spatial intensity distribution (optical image) of the input light, so that the intensity distribution of the light, that is, the image Can be stored temporarily. When the spatial light modulation element storing the image is irradiated with other light, the transmitted light, the reflected light, the reflected light, or the like depending on the stored two-dimensional (spatial) image information.
Alternatively, the scattered light is modulated. By detecting or exposing the modulated transmitted light, reflected light, or scattered light, the written image is read.

空間光変調素子10に入力される空間的な光の強度分布
は、光学像であるアナログ画像であってもよいし、変調
したレーザビームを２次元走査させて得られるデジタル
画像であってもよい。また、空間光変調素子10からの読
み出しも、一様な光をこの空間光変調素子10に照射して
アナログ画像を得てもよいし、一定の強さのレーザビー
ムを２次元走査させて照射することにより得られるデジ
タル画像であってもよい。The spatial intensity distribution of the light input to the spatial light modulator 10 may be an analog image which is an optical image, or a digital image which is obtained by two-dimensionally scanning a modulated laser beam. . Further, when reading from the spatial light modulation element 10, uniform light may be applied to the spatial light modulation element 10 to obtain an analog image, or a laser beam having a constant intensity may be two-dimensionally scanned and applied. It may be a digital image obtained by

アナログ書き込み系11は、原稿18上の原画の光学像を
空間光変調素子10に書き込む機能を有しており、原稿18
を照明する光源とこれによって得られる原画の光学像を
空間光変調素子10上に結像させる光学系とから主として
構成されている。The analog writing system 11 has a function of writing the optical image of the original image on the original document 18 into the spatial light modulation element 10.
It is mainly composed of a light source for illuminating the light source and an optical system for forming an optical image of an original image obtained by the light source on the spatial light modulator 10.

アナログ読み出し系12は、空間光変調素子10に書き込
まれている光学像を例えば感光紙等の記録紙19に投影す
る機能を有しており、空間光変調素子10を照明する光源
とこれによって得られる空間光変調素子10の像を記録紙
19上に結像させる光学系とから主として構成されてい
る。The analog reading system 12 has a function of projecting the optical image written in the spatial light modulation element 10 onto a recording paper 19 such as a photosensitive paper, and a light source for illuminating the spatial light modulation element 10 and a light source for illuminating the spatial light modulation element 10. Recording paper with the image of the spatial light modulator 10
It is mainly composed of an optical system for focusing on 19.

デジタル読み出し系13は、空間光変調素子10に書き込
まれている像をレーザビームを２次元走査して照射する
ことにより画像信号として時系列的に読み出す機能を有
しており、レーザ光源とレーザビーム走査系と受光系と
から主として構成されている。The digital reading system 13 has a function of reading the image written in the spatial light modulator 10 two-dimensionally with a laser beam and irradiating the image, thereby reading the image signal in time series. It is mainly composed of a scanning system and a light receiving system.

デジタル書き込み系14は、処理部15から与えられる画
像信号に基づいてデジタル画像を空間光変調素子10に書
き込む機能を有しており、レーザ光源とレーザビーム走
査系とレーザビーム変調部とから主として構成されてい
る。The digital writing system 14 has a function of writing a digital image in the spatial light modulation element 10 based on an image signal given from the processing unit 15, and is mainly composed of a laser light source, a laser beam scanning system, and a laser beam modulation unit. Has been done.

処理部15は、デジタル読み出し系13から印加される画
像信号についてデジタル画像処理を施し、処理後の画像
信号をデジタル書き込み系14へ出力する。この処理部15
で処理された結果は、ディスプレイ16に表示される。The processing unit 15 performs digital image processing on the image signal applied from the digital reading system 13 and outputs the processed image signal to the digital writing system 14. This processing unit 15
The result processed by is displayed on the display 16.

上述した構成を全て組み合わせることにより画像編集
・出力機能が得られる。さらに、空間光変調素子10、デ
ジタル読み出し系13、処理部15、及びデジタル書き込み
系14を組み合わせることによって画像編集機能が得られ
る。また、アナログ書き込み系11、空間光変調素子10、
及びデジタル読み出し系13を組み合わせることによって
イメージスキャナ機能が得られる。またさらに、デジタ
ル書き込み系14、空間光変調素子10、及びアナログ読み
出し系12を組み合わせることによってプリンタ機能が得
られる。そして、アナログ書き込み系11、空間光変調素
子10、及びアナログ読み出し系12を組み合わせることに
よってアナログ複写機能が得られる。これらの各機能モ
ードは、制御部17のコンピュータによって実現される。An image editing / outputting function can be obtained by combining all the above-mentioned configurations. Furthermore, an image editing function can be obtained by combining the spatial light modulator 10, the digital reading system 13, the processing unit 15, and the digital writing system 14. Also, the analog writing system 11, the spatial light modulator 10,
An image scanner function can be obtained by combining the digital reading system 13 and the digital reading system 13. Furthermore, the printer function can be obtained by combining the digital writing system 14, the spatial light modulator 10, and the analog reading system 12. Then, by combining the analog writing system 11, the spatial light modulator 10, and the analog reading system 12, an analog copying function can be obtained. Each of these functional modes is realized by the computer of the control unit 17.

第１図は、第２図の実施例の構成をより具体的に表し
たものである。FIG. 1 more specifically shows the configuration of the embodiment shown in FIG.

第２図に示したアナログ書き込み系11は、Ｒ（赤）、
Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つの光源（例えば蛍光ランプ）
11a、11b、11cとレンズ11dで示された光学系とによって
表されている。原稿18が光源11a、11b、11cからの一様
な光で順次照明されることにより、その原画の光学像が
レンズ11dによって空間光変調素子10の書き込み平面上
に縮小投影される。The analog writing system 11 shown in FIG. 2 has R (red),
Three light sources of G (green) and B (blue) (eg fluorescent lamp)
11a, 11b, 11c and the optical system represented by the lens 11d. The original document 18 is sequentially illuminated with uniform light from the light sources 11a, 11b, and 11c, so that the optical image of the original image is reduced and projected onto the writing plane of the spatial light modulator 10 by the lens 11d.

カラー画像を色分解するには面順次で処理する。１つ
の原画に対してまずＲの光源11aを点灯してその光学像
を空間光変調素子10に書き込み、その像の読み出し処理
を行った後、Ｇの光源11bを点灯してその光学像を空間
光変調素子10に書き込み、その像の読み出し処理を行っ
た後、同様な処理をＢの光源11cについても行う。Color separation of a color image is performed in a frame sequential manner. For one original image, first, the R light source 11a is turned on, the optical image is written to the spatial light modulator 10, the image is read out, and then the G light source 11b is turned on to scan the optical image in space. After writing to the light modulation element 10 and reading the image, the same processing is performed on the B light source 11c.

色分解画像を得るには、上述の光源切換え方式の他
に、カラーフィルタ方式がある。In order to obtain a color separated image, there is a color filter system in addition to the above-mentioned light source switching system.

このカラーフィルタ方式は、レンズ11dと空間光変調
素子10との間にＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタを設けこれ
らを順次切換えて色分解画像を得る方式である。具体的
には、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタを例えば回転体に貼
着してこれを回転させることにより順次切換える。カラ
ーフィルタ方式においては光源としてハロゲン電球のよ
うな白色光源を用いる。This color filter system is a system in which R, G, and B color filters are provided between the lens 11d and the spatial light modulator 10, and these are sequentially switched to obtain a color separation image. Specifically, the R, G, and B color filters are attached to, for example, a rotator and rotated to sequentially switch the color filters. In the color filter method, a white light source such as a halogen bulb is used as a light source.

なお、光源切換え方式及びカラーフィルタ方式におい
て、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の代りにシアン、イエロー、マゼ
ンタの３色を用いてもよい。In the light source switching method and the color filter method, three colors of cyan, yellow, and magenta may be used instead of the three colors of R, G, and B.

デジタル読み出し系13は、レーザ光源13a、レーザビ
ーム走査系13b、集光レンズ13c、及び受光素子13dとを
有している。レーザ光源13aから出射された光強度一定
のレーザビームがレーザビーム走査系13bに印加されて
上下左右方向に偏向される。これにより、レーザビーム
が空間光変調素子10上を２次元的に走査されることとな
る。レーザビームスポットに対応した画素の画像情報に
応じて変調された透過光、反射光、又は散乱光がレンズ
13cを介して受光素子13dに印加された光電変換される。
このようにして、空間光変調素子10上に書き込まれてい
る画像情報を時系列的に読み出すことができる。カラー
画像情報を得るには、このような読み出し動作はＲ、
Ｇ、Ｂの各色分解画像について行う。読み出された画像
情報は、処理部15に送り込まれる。The digital readout system 13 has a laser light source 13a, a laser beam scanning system 13b, a condenser lens 13c, and a light receiving element 13d. A laser beam having a constant light intensity emitted from the laser light source 13a is applied to the laser beam scanning system 13b and is deflected in the vertical and horizontal directions. As a result, the laser beam two-dimensionally scans the spatial light modulator 10. The transmitted light, reflected light, or scattered light modulated according to the image information of the pixel corresponding to the laser beam spot is a lens
Photoelectric conversion is applied to the light receiving element 13d via 13c.
In this way, the image information written on the spatial light modulator 10 can be read out in time series. In order to obtain color image information, such a read operation is performed by R,
This is performed for each color separated image of G and B. The read image information is sent to the processing unit 15.

レーザ光源13aは、半導体レーザ、又はHe−Ne（ヘリ
ウム−ネオン）等のザスレーザが用いられる。半導体レ
ーザは、小型であるため装置全体をコンパクトに構成す
ることができる。またガスレーザは、干渉性が良いため
レーザビームのスポット径を小さくすることができ、こ
れによって読み出しの解像度をより高めることができ
る。As the laser light source 13a, a semiconductor laser or a sus laser such as He—Ne (helium-neon) is used. Since the semiconductor laser is small, the entire device can be made compact. Further, since the gas laser has good coherence, the spot diameter of the laser beam can be made small, which can further improve the reading resolution.

レーザビーム走査径13bは、主走査部と副走査部とか
ら主として構成される。主走査部は、レーザビームスポ
ットについて空間光変調素子10上を１行走査させる。副
走査部は、主走査方向と直交する方向にレーザビームス
ポットを走査させる。即ち、１行の主走査が終了する
と、次の行へスポットを移動させる。このように、主走
査部と副走査部とによって空間光変調素子10上をレーザ
ビームスポットが２次元的に走査せしめられる。The laser beam scanning diameter 13b is mainly composed of a main scanning unit and a sub-scanning unit. The main scanning unit scans the spatial light modulation element 10 for one row with respect to the laser beam spot. The sub-scanning unit scans the laser beam spot in a direction orthogonal to the main scanning direction. That is, when the main scanning of one row is completed, the spot is moved to the next row. In this way, the laser beam spot is two-dimensionally scanned on the spatial light modulator 10 by the main scanning unit and the sub-scanning unit.

主走査部は、ホログラムスキャナ、回転多面鏡、超音
波偏向器、又はガルバノメータ等で構成される。また、
副走査部は、ホログラムスキャナ、又はガルバノメータ
等で構成される。この副走査は、空間光変調素子10を機
械的に移動させて行うようにしてもよい。The main scanning unit is composed of a hologram scanner, a rotary polygon mirror, an ultrasonic deflector, a galvanometer, or the like. Also,
The sub-scanning unit is composed of a hologram scanner, a galvanometer, or the like. This sub-scan may be performed by mechanically moving the spatial light modulator 10.

受光素子13dは、高速のホトダイオードで構成でき
る。数行分（副走査方向）の画像情報を１度に読み出す
ためにレーザビームを副走査方向に伸びるスリット状と
した場合は、受光素子としてダイオードアレイ又はCCD
（電荷結合素子）を用いることがある。The light receiving element 13d can be composed of a high speed photodiode. If the laser beam has a slit shape extending in the sub-scanning direction in order to read image information for several lines (sub-scanning direction) at one time, a diode array or CCD is used as the light receiving element.
(Charge-coupled device) may be used.

デジタル書き込み系14は、デジタル読み出し系13と共
用のレーザ光源14a（13a）及びレーザビーム走査系14b
（13b）を有しており、さらにレーザ変調回路14cとを有
している。The digital writing system 14 includes a laser light source 14a (13a) and a laser beam scanning system 14b which are shared with the digital reading system 13.
(13b), and further has a laser modulation circuit 14c.

レーザ変調回路14cには処理部15から信号が印加さ
れ、この信号に応じてレーザ光源14a（13a）から発生す
るレーザビームの強度が変調せしめられる。レーザ光源
14a（13a）として半導体レーザを用いた場合は、その駆
動電流を変調することにより直接変調できるが、ガスレ
ーザを用いた場合は、出射されたレーザビームを外部で
変調する変調器（図示なし）が必要である。A signal is applied from the processing unit 15 to the laser modulation circuit 14c, and the intensity of the laser beam generated from the laser light source 14a (13a) is modulated according to the signal. Laser light source
When a semiconductor laser is used as 14a (13a), it can be directly modulated by modulating its drive current, but when a gas laser is used, a modulator (not shown) that externally modulates the emitted laser beam is used. is necessary.

変調されたレーザビームは、レーザビーム走査系14b
（13b）に印加されて上下左右方向に偏向される。これ
により、レーザビームが空間光変調素子10上を２次元的
に走査することとなる。空間光変調素子10上のレーザビ
ームスポットが１画素に対応し、その光強度が画素の階
調を表している。The modulated laser beam is emitted by the laser beam scanning system 14b.
It is applied to (13b) and deflected vertically and horizontally. As a result, the laser beam scans the spatial light modulator 10 two-dimensionally. The laser beam spot on the spatial light modulator 10 corresponds to one pixel, and its light intensity represents the gradation of the pixel.

レーザ変調回路14cとレーザビーム走査系14b（13b）
とは互いに同期して動作し、処理部15から与えられた信
号に基づいてデジタル画像を空間光変調素子10に書き込
む。カラー画像情報について扱うには、このような書き
込み動作をＲ、Ｇ、Ｂの各色について行う。Laser modulation circuit 14c and laser beam scanning system 14b (13b)
Operate in synchronization with each other, and write a digital image in the spatial light modulator 10 based on the signal given from the processing unit 15. In order to handle color image information, such a writing operation is performed for each color of R, G and B.

アナログ読み出し系12は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの光源
（例えば蛍光ランプ）12a、12b、12cとレンズ12dで示さ
れる光学系とを有している。空間光変調素子10に書き込
まれている像が光源12a、12b、12cからの一様な光で順
次照明されることにより、レンズ12dによって記録紙19
上に拡大投影される。The analog reading system 12 has three light sources of R, G, and B (for example, fluorescent lamps) 12a, 12b, 12c and an optical system indicated by a lens 12d. The image written in the spatial light modulator 10 is sequentially illuminated with uniform light from the light sources 12a, 12b, 12c, so that the recording paper 19 is recorded by the lens 12d.
Projected on top.

Ｒの画像が空間光変調素子10に書き込まれているとき
に、Ｒの光源12aを点灯して空間光変調素子10を照射
し、その反射光で記録紙19を露光する。同様の処理を
Ｇ、Ｂの色分解画像についても順次繰り返して行う。こ
のようにしてＲ、Ｇ、Ｂの画像が露光された記録紙19
が、現像処理されることによってカラーハードコピーが
得られる。When the R image is written in the spatial light modulator 10, the R light source 12a is turned on to illuminate the spatial light modulator 10, and the recording paper 19 is exposed by the reflected light. The same process is sequentially repeated for G and B color separation images. The recording paper 19 on which the R, G, and B images have been exposed in this manner
However, a color hard copy is obtained by being developed.

アナログ読み出し系12も、アナログ書き込み系11と同
様に光源切換え方式の他にカラーフィルタ方式を用いる
ことがある。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの代りにシアン、イエロ
ー、マゼンタの３色を用いてもよい。As with the analog writing system 11, the analog reading system 12 may use a color filter system in addition to the light source switching system. Further, three colors of cyan, yellow and magenta may be used instead of R, G and B.

処理部15は、マイクロプロセッサ、メモリ等を含むコ
ンピュータから主として構成されており、受光素子13d
で光電変換された画像信号を受け取って画像処理、即
ち、階調処理（ガンマ補正、シェーディング補正）、鮮
鋭化（シャープネス強調）、エリア指定（トリミング、
マスキング）、色処理（色再現、ペイント機能、色によ
り切り出し）、移動（回転）、編集処理（はめ込み合
成、文字合成）等の一部又は全部のデジタル処理を行
う。なお処理部15において、特別の処理を必ずしも行な
わなくともよい。処理結果はディスプレイ16に表示さ
れ、結果を確認しながら対話的に処理を行うことができ
る。処理後の画像信号は、レーザ変調回路14cへ出力さ
れる。The processing unit 15 is mainly composed of a computer including a microprocessor, a memory, etc., and has a light receiving element 13d.
The image signal photoelectrically converted in is received and subjected to image processing, that is, gradation processing (gamma correction, shading correction), sharpening (sharpness enhancement), area designation (trimming,
Some or all digital processing such as masking), color processing (color reproduction, paint function, cut out by color), movement (rotation), and editing processing (embedding combination, character combination) are performed. Note that the processing unit 15 does not necessarily have to perform special processing. The processing result is displayed on the display 16, and the processing can be performed interactively while confirming the result. The processed image signal is output to the laser modulation circuit 14c.

なお、第１図においては、第２図に示した制御部17の
図示が省略されている。Note that the control unit 17 shown in FIG. 2 is omitted in FIG.

第３図は、本発明の主構成要素である空間光変調素子
10の一構成例を示す断面図である。FIG. 3 shows a spatial light modulator which is a main component of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing one configuration example of 10.

同図において、10a、10bは両側端に配置したガラス板
であり、一方のガラス板10aの内側の全面には電極10cが
積層され、さらにこの電極10cの内側には光伝導体10dが
積層されている。他方のガラス板10bの内側の全面に
は、薄膜ヒータ10e及び絶縁膜10fが積層され、さらにこ
の絶縁膜10fの内側には電極10gが積層されている。In the figure, reference numerals 10a and 10b denote glass plates arranged at both ends, an electrode 10c is laminated on the entire inner surface of one glass plate 10a, and a photoconductor 10d is further laminated on the inside of the electrode 10c. ing. A thin film heater 10e and an insulating film 10f are laminated on the entire inner surface of the other glass plate 10b, and an electrode 10g is further laminated inside the insulating film 10f.

電極10gと伝導体10dとの間にはスペーサ10hが挿入さ
れており、電極10gと伝導体10dとスペーサ10hとによっ
て形成される空間に液晶10iが注入され封止されてい
る。電極10c及び10gには、電源10jが接続されている。A spacer 10h is inserted between the electrode 10g and the conductor 10d, and a liquid crystal 10i is injected and sealed in a space formed by the electrode 10g, the conductor 10d, and the spacer 10h. A power supply 10j is connected to the electrodes 10c and 10g.

電極10c及び10gは、透明電極であり、インジウム・ス
ズ・オキサイド（ITO）膜で構成することが好ましい。The electrodes 10c and 10g are transparent electrodes, and are preferably composed of an indium tin oxide (ITO) film.

光伝導体10dとしては、硫化カドミウム（CdS）、テル
ル化カドミウム（CdTe）、セレン（Se）、硫化亜鉛（Zn
S）、ケイ酸ビスマス結晶（BSO）、アモルファスシリコ
ン、又は有機光伝導体等が用いられる。なおカラー画像
を扱う場合、光伝導体としてアモルファスシリコンを用
いることが最良である。これは、アモルファスシリコン
の波長感度が可視光全体で平坦なためである。As the photoconductor 10d, cadmium sulfide (CdS), cadmium telluride (CdTe), selenium (Se), zinc sulfide (Zn
S), bismuth silicate crystal (BSO), amorphous silicon, or organic photoconductor is used. When handling color images, it is best to use amorphous silicon as the photoconductor. This is because the wavelength sensitivity of amorphous silicon is flat over the entire visible light.

光伝導体10dは入力された光によって液晶の分子配向
を変化させるもので、光によって抵抗が変化する光伝導
体の他の材料を使うことができる。例えば、光によって
電圧を発生させる材料（例えば太陽電池）、光によって
熱を発生させる材料、光によって構造が変化する材料
（例えばホトクロミック化合物）等である。光によって
熱を発生させる材料及び光によって構造が変化する材料
は、電気を介さずに直接液晶の分子配向を変える働きが
ある。The photoconductor 10d changes the molecular orientation of the liquid crystal according to the input light, and other materials of the photoconductor whose resistance changes with light can be used. For example, a material that generates a voltage by light (for example, a solar cell), a material that generates heat by light, a material that changes its structure by light (for example, a photochromic compound), and the like. The material that generates heat by light and the material whose structure is changed by light have a function of directly changing the molecular orientation of liquid crystal without using electricity.

ガラス板10a、10bは、透明でありかつ液晶10iを封止
するための基板となるように機能する。このため、ガラ
ス板の代りに、透明プラスチック板又は透明セラミック
ス板を用いてもよい。The glass plates 10a and 10b are transparent and function as substrates for sealing the liquid crystal 10i. Therefore, a transparent plastic plate or a transparent ceramic plate may be used instead of the glass plate.

空間光変調素子を透過型に構成する場合には、薄膜ヒ
ータ10eとしてITO膜等が用いられる。また、絶縁膜10f
には酸化シリコン（SiO₂）、窒化シリコン（Si₃N₄）、
酸化アルミニウム（Al₂O₃）等の透明膜が用いられる。When the spatial light modulator is of a transmissive type, an ITO film or the like is used as the thin film heater 10e. Insulating film 10f
Silicon oxide (SiO ₂ ), silicon nitride (Si ₃ N ₄ ),
A transparent film such as aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) is used.

液晶10gには、記憶作用のある強誘電性液晶が用いら
れる。A ferroelectric liquid crystal having a memory effect is used for the liquid crystal 10g.

強誘電性液晶は、一般的な特性として、自発分極Psに
電界Ｅの及ぼすトルクPsEを利用しているため、応答速
度が非常に速い（例えばμsecの桁）。Ferroelectric liquid crystals use a torque PsE exerted by the electric field E on the spontaneous polarization Ps as a general characteristic, and therefore have a very fast response speed (for example, in the order of μsec).

強誘電性液晶材料としては、カイラルスメクチックＣ
液晶（SmC^＊）、カイラルスメクチックＣ液晶と非カイ
ラルスメクチックＣ液晶（SmC）との混合液晶、又はカ
イラルスメクチックＣ液晶と光学活性物質との混合液晶
がある。As a ferroelectric liquid crystal material, chiral smectic C
There are liquid crystals (SmC ^* ), mixed liquid crystals of chiral smectic C liquid crystals and non-chiral smectic C liquid crystals (SmC), and mixed liquid crystals of chiral smectic C liquid crystals and optically active substances.

カイラルスメクチックＣ液晶は液晶分子が層状構造を
なしていて、その分子の長軸は層の垂線に対してある一
定の角度傾いている。バルク状態では、分子の長軸はこ
の角度を保ちながら螺旋に回転している。In the chiral smectic C liquid crystal, liquid crystal molecules have a layered structure, and the long axis of the molecule is inclined at a certain angle with respect to the perpendicular of the layer. In the bulk state, the long axis of the molecule rotates spirally while maintaining this angle.

まず、厚いセルの場合について説明する。 First, the case of a thick cell will be described.

強誘電性液晶をホモジニアス配向させて、10μｍ以上
という比較的厚いセル厚として電極間に挿設する。この
ような電極間にパルス状電圧を印加すると、液晶は不透
明状態から透明状態に変化する。これは、電界によって
螺旋構造が壊れてドメインの形状が大きくなり、散乱が
減少するためである。The ferroelectric liquid crystal is homogeneously aligned and is inserted between the electrodes with a relatively thick cell thickness of 10 μm or more. When a pulsed voltage is applied between such electrodes, the liquid crystal changes from an opaque state to a transparent state. This is because the electric field causes the spiral structure to be broken, the shape of the domain to increase, and scattering to decrease.

この場合の電気光学特性は比較的なだらかな曲線であ
り、その中間値を利用することができる。The electro-optical characteristic in this case is a comparatively gentle curve, and its intermediate value can be used.

液晶材料として粘度の少し高いものを選べば、応答速
度は遅くなるが記憶効果を持たせることができる。記憶
内容を消去するためには、高周波電圧を電極間に印加す
ればよい。これによって元の螺旋構造に戻る。If a liquid crystal material having a slightly higher viscosity is selected, the response speed becomes slower, but a memory effect can be provided. In order to erase the stored contents, a high frequency voltage may be applied between the electrodes. This restores the original spiral structure.

このようにして、厚いセルの場合、記憶効果を持たせ
つつ階調表現可能な空間光変調素子を構成することがで
きる。なおこの場合、第３図における薄膜ヒータ10e及
び絶縁膜10fは不要となる。In this way, in the case of a thick cell, it is possible to configure a spatial light modulation element capable of expressing gradation while having a memory effect. In this case, the thin film heater 10e and the insulating film 10f shown in FIG. 3 are unnecessary.

上述の如き厚い液晶セルの空間光変調素子を用いる場
合、以下のように制御される。When the spatial light modulator of the thick liquid crystal cell as described above is used, it is controlled as follows.

空間光変調素子10への書き込みは、画像書き込み平面
を構成する光伝導体10dへ平面画像光の投影又は強度変
調されたレーザビームの照射により光画像を入射する
と、その光強度分布に応じて光伝導体10dに抵抗の分布
が生じる。即ち、光の当たった部分の光伝導体10dの抵
抗が下がり、光の当たらなかった部分の光伝導体10dは
高抵抗のままとなる。Writing to the spatial light modulation element 10 is performed by projecting a plane image light or irradiating an intensity-modulated laser beam on a photoconductor 10d forming an image writing plane, and a light image is emitted according to the light intensity distribution. A distribution of resistance occurs in the conductor 10d. That is, the resistance of the photoconductor 10d in the light-exposed portion decreases, and the resistance of the photoconductor 10d in the non-lighted portion remains high.

この状態で、電極10c及び10g間にパルス状の電圧を印
加すると、入射された光強度分布と同じ分布の電圧が液
晶10iに印加されることとなり、透明状態がそれに応じ
て変化する。このようにして液相10iに書き込まれた光
画像は、記憶せしめられる。When a pulsed voltage is applied between the electrodes 10c and 10g in this state, a voltage having the same distribution as the incident light intensity distribution is applied to the liquid crystal 10i, and the transparent state changes accordingly. The optical image written in the liquid phase 10i in this manner is stored.

空間光変調素子10からの読み出しは、一様な光をこの
空間光変調素子10の全面に照射すると、各点に書き込ま
れている情報に応じて変調された散乱光又は反射光が得
られ、これをレンズで結像させることによりアナログ画
像を読み出すことができる。また、レーザビーム等のス
ポット光を照射すると、そのスポットの画素情報を読み
出すことができる。For reading from the spatial light modulator 10, when uniform light is applied to the entire surface of the spatial light modulator 10, scattered light or reflected light that is modulated according to the information written in each point is obtained, An analog image can be read out by forming an image with a lens. Further, when spot light such as a laser beam is emitted, the pixel information of the spot can be read.

なお、空間光変調素子10に書き込まれた画像を全面消
去するには、電極10c及び10g間に高周波の交流電圧を印
加した状態で光伝導体10d全面に一様な光を照射すれば
よい。In order to erase the entire image written in the spatial light modulator 10, it is sufficient to irradiate the entire surface of the photoconductor 10d with uniform light while applying a high-frequency AC voltage between the electrodes 10c and 10g.

空間光変調素子10に書き込まれた画像を部分消去する
には、電極10c及び10g間に高周波の交流電圧を印加した
状態で光伝導体10dの消去すべき部分に一定の光強度の
レーザビームを２次元走査して均一に照射する。In order to partially erase the image written in the spatial light modulation element 10, a laser beam having a constant light intensity is applied to the portion to be erased of the photoconductor 10d in a state where a high frequency AC voltage is applied between the electrodes 10c and 10g. Two-dimensional scanning and uniform irradiation.

次に、薄いセルの場合について説明する。 Next, the case of a thin cell will be described.

強誘電性液晶を極薄いセル厚として電極間に挿設する
と、記憶効果を有すると共に双安定動作する。When a ferroelectric liquid crystal having an extremely thin cell thickness is inserted between electrodes, it has a memory effect and a bistable operation.

即ち、SmC^＊液晶をホモジニアス配向させて、５μｍ
以下（一般的には３μｍ以下）という極薄いセル厚とし
て電極間に挿設する。このように構成すると、平面配向
の影響で螺旋構造をとることができなくなり、分子長軸
の傾斜角は２つの値（＋θ、−θ）しかとれなくなる。That is, the SmC ^* liquid crystal is homogeneously aligned and 5 μm
It is inserted between the electrodes with an extremely thin cell thickness of the following (generally 3 μm or less). According to this structure, the helical structure cannot be formed due to the influence of the plane orientation, and the tilt angle of the molecular long axis can take only two values (+ θ, −θ).

この状態のセルに直流電界＋Ｅを印加すると、液晶の
自発分極Psは電界＋Ｅの向きに一致し、液晶分子は全て
＋θの方向に揃い、電界−Ｅを印加すると、液晶分子は
全て−θの方向に揃う。つまり、電界の極性を切り換え
ることで、液晶分子が＋θと−θとの２つの方向のどち
らかに向くため、双安定状態を作り出すことができる。
また、分子配向状態は、電界を取り去っても平面配向の
影響で記憶効果を有しているため、変化しない。When a DC electric field + E is applied to the cell in this state, the spontaneous polarization Ps of the liquid crystal matches the direction of the electric field + E, all the liquid crystal molecules are aligned in the direction of + θ, and when the electric field −E is applied, all the liquid crystal molecules of −θ. Align in the direction. That is, by switching the polarity of the electric field, the liquid crystal molecules are oriented in either of two directions of + θ and −θ, so that a bistable state can be created.
Further, the molecular orientation state does not change even if the electric field is removed because it has a memory effect due to the influence of the plane orientation.

このような薄いセルは、表示容量の大きい大型表示素
子への応用が期待されている。Such a thin cell is expected to be applied to a large display element having a large display capacity.

空間光変調素子へ応用するためには、中間調を表現す
る必要がある。即ち、記憶効果を持たせつついかに中間
調を表現するかが重要となる。In order to apply it to the spatial light modulator, it is necessary to express halftone. That is, it is important to express halftones while having a memory effect.

第４図は、薄いセルにおける強誘電性液晶の電気光学
特性を示している。FIG. 4 shows the electro-optical characteristics of the ferroelectric liquid crystal in the thin cell.

同図に示すように、曲線が急峻であり従って双安定動
作を行う。このような電気光学特性を有する強誘電性液
晶について、しきい値電圧を制御することにより面積階
調で中間調を表現する方法を以下に説明する。As shown in the figure, the curve is steep and therefore bistable operation is performed. With respect to the ferroelectric liquid crystal having such electro-optical characteristics, a method of expressing halftone by area gradation by controlling the threshold voltage will be described below.

しきい値電圧は、トルクPsEとSmC^＊液晶の粘度とに依
存している。即ち、粘度が小さくなれば、液晶分子が動
きやすくなるため、当然に粘度が小さくなる。一方、自
発分極Psが大きくなると駆動力が増すので、液晶分子は
小さいしきい値電圧で反転する。The threshold voltage depends on the torque PsE and the viscosity of the SmC ^* liquid crystal. That is, when the viscosity is low, the liquid crystal molecules are likely to move, and thus the viscosity is naturally low. On the other hand, as the spontaneous polarization Ps increases, the driving force increases, so that the liquid crystal molecules invert with a small threshold voltage.

液晶材料の中には、自発分極P4に温度依存性を有する
ものがある。このような液晶材料を用い、温度勾配を与
えることにより、しきい値電圧を変化させることができ
る。Some liquid crystal materials have temperature dependence in the spontaneous polarization P4. The threshold voltage can be changed by applying a temperature gradient using such a liquid crystal material.

実際に面積階調を与えるためには、液晶セル中でマト
リクス状の温度分布を持たせてしきい値電圧に分布を与
える。これは、薄膜ヒータ10eによって行われる。In order to actually give an area gradation, a threshold voltage is given a distribution by providing a matrix-like temperature distribution in the liquid crystal cell. This is done by the thin film heater 10e.

第５図に例えば示すように、薄膜ヒータ10eは、複数
のマイクロヒータ20を並列に設けたパターンで形成され
る。これらの各マイクロヒータ20はそれぞれ１画素に対
応しており、そのピッチは解像度に影響を与えるもので
あるから小さい方が好ましい。各マイクロヒータ20の径
が10μｍ以下であり、そのピッチが20μｍ以下であるこ
とが適切である。As shown in FIG. 5, for example, the thin film heater 10e is formed in a pattern in which a plurality of micro heaters 20 are provided in parallel. Each of these micro-heaters 20 corresponds to one pixel, and the pitch thereof affects the resolution, so it is preferable that the pitch is small. It is appropriate that the diameter of each micro-heater 20 is 10 μm or less and the pitch thereof is 20 μm or less.

このように、薄膜ヒータ10eによって液晶にマトリク
ス状の温度分布を与えることによりしきい値電圧分布を
与え、液晶の両面に印加される電圧に応じて液晶分子の
反転する領域の大きさが変化することとなる。As described above, the threshold voltage distribution is given by applying a matrix-like temperature distribution to the liquid crystal by the thin film heater 10e, and the size of the inversion region of the liquid crystal molecule is changed according to the voltage applied to both surfaces of the liquid crystal. It will be.

上述の如き薄い液晶セルの空間光変調素子を用いる場
合、以下のように制御される。When the spatial light modulator of the thin liquid crystal cell as described above is used, it is controlled as follows.

空間光変調素子10への書き込みは、画像書き込み平面
を構成する光伝導体10dへ平面画像光の投影により光画
像を入射すると、その光強度分布に応じて光伝導体10d
に抵抗の分布が生じる。即ち、光の当たった部分の光伝
導体10dの抵抗が下がり、光の当たらなかった部分の光
伝導体10dは高抵抗のままとなる。Writing to the spatial light modulation element 10 is performed by projecting a light image by projecting a plane image light onto a photoconductor 10d that constitutes an image writing plane, and the photoconductor 10d according to the light intensity distribution.
Distribution of resistance occurs. That is, the resistance of the photoconductor 10d in the light-exposed portion decreases, and the resistance of the photoconductor 10d in the non-lighted portion remains high.

薄膜ヒータ10eには図示しない電源から通電されてお
り、これによって液晶セルに温度分布が与えられてい
る。The thin film heater 10e is energized by a power source (not shown), which gives a temperature distribution to the liquid crystal cell.

この状態で、電極10c及び10g間にパルス状の電圧＋Ｖ
を印加する。この場合、直流電圧を印加してもよいが、
液晶の寿命を考慮するとパルス状電圧の方がよい。この
電圧値＋Ｖは、光が強く照射されている部分の液晶分子
を反転させるのに必要な電圧である。In this state, pulse voltage + V between electrodes 10c and 10g
Is applied. In this case, a DC voltage may be applied,
Considering the life of the liquid crystal, the pulsed voltage is preferable. This voltage value + V is a voltage required to invert the liquid crystal molecules in the portion where light is strongly irradiated.

これにより、光伝導体10dの抵抗分布と液晶セルの温
度分布とに依存して、液晶分子に反転が生じる。一般
に、光の強く照射された部分は液晶の反転領域が大き
く、光の弱い部分は液晶の反転領域が小さい。このよう
にして、液晶10iに光画像が書き込まれ、記憶せしめら
れる。As a result, inversion occurs in the liquid crystal molecules depending on the resistance distribution of the photoconductor 10d and the temperature distribution of the liquid crystal cell. In general, the liquid crystal inversion region is large in a portion irradiated with strong light, and the liquid crystal inversion region is small in a light weak portion. In this way, the optical image is written and stored in the liquid crystal 10i.

レーザビームによる書き込みも同様であり、電極10c
及び10g間にパルス状電圧＋Ｖを印加した状態で強度変
調されたレーザビームを照射して１画素の書き込みを行
う。そしてレーザビームを２次元的に走査して画像を書
き込んでいく。ただし、階調を面積階調で表すため、１
画素はマイクロヒータ20のピッチに相当させる必要があ
り、レーザビームのスポットの大きさもこれに合わされ
る。Writing with a laser beam is similar, and the electrode 10c
And a pulse voltage + V is applied between 10 and 10 g, the intensity-modulated laser beam is irradiated to write one pixel. Then, the laser beam is two-dimensionally scanned to write an image. However, since the gradation is expressed by area gradation, 1
The pixel needs to correspond to the pitch of the micro heater 20, and the spot size of the laser beam is also adapted to this.

空間光変調素子10からの読み出しは、次のようにして
行われる。Reading from the spatial light modulator 10 is performed as follows.

この方法は、液晶分子の配向を反転させ偏光状態を変
化させて変調するものである。そのため、図示しないポ
ラライザ及びアナライザを用いる。ポラライザを通った
読み出し用の直線偏光を、電極10c及び10g間に電圧を印
加しない状態で空間光変調素子10の全面に照射し、その
散乱光又は反射光をアナライザを通して光量変化に変換
し、読み出しを行う。ポラライザ及びアナライザの偏光
の方向は直角又は平行方向である。In this method, the orientation of liquid crystal molecules is reversed to change the polarization state and modulate. Therefore, a polarizer and an analyzer (not shown) are used. The linearly polarized light for reading that has passed through the polarizer is applied to the entire surface of the spatial light modulation element 10 without applying a voltage between the electrodes 10c and 10g, and the scattered light or reflected light is converted into a light quantity change through an analyzer and read. I do. The polarization directions of the polarizer and analyzer are perpendicular or parallel.

なお、液晶10iに記憶効果があるため、光伝導体10dに
読み出し用の光が照射されても書き込まれている画像が
消去されることはない。Since the liquid crystal 10i has a memory effect, the written image is not erased even when the reading light is applied to the photoconductor 10d.

このように偏光された一様な光を空間光変調素子10の
全面に照射すると、各点に書き込まれている情報に応じ
て変調された散乱光又は反射光が得られ、これをアナラ
イザを通してレンズで結像させることによりアナログ画
像を読み出すことができる。また、レーザビーム等のス
ポット光を同様に照射すると、そのスポットの画素情報
を読み出すことができる。When uniform light polarized in this way is applied to the entire surface of the spatial light modulator 10, scattered light or reflected light that is modulated according to the information written at each point is obtained, and this is obtained through a lens through an analyzer. An analog image can be read by forming an image with. Further, when spot light such as a laser beam is similarly irradiated, the pixel information of the spot can be read.

本発明の如く記憶作用を有する液晶を用いた場合、光
伝導体に光と電圧の両方を同時に印加しない限り書き込
みは行われない。即ち、読み出し用のレーザビーム又は
一様な光が光伝導体に照射されても書き込まれた像が変
化することはない。このため、液晶と光伝導体との間に
遮光膜を設けて読み出し時に光伝導体に光が印加されな
いようにする必要はなくなり、読み出し光学系を透過型
とすることができる。しかも、読み出し用のレーザビー
ムはガラス板10a側から印加しても、又はガラス板10b側
から印加してもよい。また、遮光膜を設けて反射型とし
てもよい。When a liquid crystal having a memory function as in the present invention is used, writing is not performed unless both light and voltage are applied to the photoconductor at the same time. That is, the written image does not change when the reading laser beam or uniform light is applied to the photoconductor. Therefore, it is not necessary to provide a light-shielding film between the liquid crystal and the photoconductor to prevent light from being applied to the photoconductor at the time of reading, and the reading optical system can be a transmissive type. Moreover, the laser beam for reading may be applied from the glass plate 10a side or the glass plate 10b side. Further, a light-shielding film may be provided to make it a reflection type.

特に、第１図に示すように、書き込み用と同じ側から
読み出し用のレーザビームを印加するように構成すれ
ば、デジタル書き込み系とデジタル読み出し系とで大部
分の光学系を共用することができる。In particular, as shown in FIG. 1, if a laser beam for reading is applied from the same side as that for writing, most of the optical system can be shared by the digital writing system and the digital reading system. .

なお、空間光変調素子10に書き込まれた画像を全面消
去するには、電極10c及び10g間にパルス状電圧−Ｖを印
加した状態で光伝導体10d全面に比較的光強度の強い一
様な光を照射すればよい。その結果、液晶分子は全て−
θの方向に配向される。なお、この場合の電圧−Ｖは、
液晶分子を反転させるのに十分な電圧である。In order to erase the entire surface of the image written in the spatial light modulation element 10, a relatively strong light intensity is applied uniformly over the entire surface of the photoconductor 10d with a pulsed voltage -V applied between the electrodes 10c and 10g. It may be irradiated with light. As a result, all liquid crystal molecules-
It is oriented in the θ direction. The voltage -V in this case is
The voltage is sufficient to invert the liquid crystal molecules.

空間光変調素子10に書き込まれた画像を部分消去する
には、電極10c及び10g間にパルス状電圧−Ｖを印加した
状態で光伝導体10dの消去すべき部分に一定の比較的光
強度の強いレーザビームを１画素ずつ２次元走査して均
一に照射する。In order to partially erase the image written in the spatial light modulation element 10, the portion to be erased of the photoconductor 10d with a constant light intensity is applied to the portion to be erased while the pulsed voltage -V is applied between the electrodes 10c and 10g. A strong laser beam is two-dimensionally scanned one pixel at a time and uniformly irradiated.

次に、アナログ書き込みによる画像とデジタル書き込
みによる画像との重ね書き込み動作について説明する。Next, the overwriting operation of the image by analog writing and the image by digital writing will be described.

デジタル画像が階調を有しておらず、Ｒ、Ｇ、Ｂがそ
れぞれ２値程度（８色）で表される画像の場合は、アナ
ログ画像を書き込んだ上にそのままデジタル画像を重ね
て書き込めばよい。又は逆に、デジタル画像を書き込ん
だ上にそのままアナログ画像を重ねて書き込めばよい。If the digital image does not have gradation and R, G, and B are each represented by binary values (8 colors), write the analog image on top of the digital image Good. Or conversely, the analog image may be overwritten as it is after the digital image is written.

一方、階調を有するデジタル画像を書き込む場合は、
まずアナログ画像を書き込み、次いでデジタル画像を書
き込む部分の消去を行った後にデジタル画像の書き込み
を行う。デジタル画像の書き込みを行う前に、デジタル
画像を書き込む部分を初期状態に戻すため上述の如き部
分消去が必要となる。On the other hand, when writing a digital image with gradation,
First, an analog image is written, and then a digital image is written after erasing a portion where a digital image is written. Before the digital image is written, the above-described partial erasing is necessary to restore the portion where the digital image is written to the initial state.

この部分消去により、レーザビームの当たっている１
画素分の液晶分子が−θの方向に配向されて初期状態に
戻る。By this partial erasure, the laser beam hits 1
The liquid crystal molecules for the pixels are oriented in the -θ direction and return to the initial state.

その後、前述の場合と同様に、電極10c及び10g間にパ
ルス状電圧＋Ｖを印加した状態で強度変調されたレーザ
ビームを照射して１画素ずつ書き込みを行う。After that, as in the case described above, the intensity-modulated laser beam is irradiated while the pulsed voltage + V is applied between the electrodes 10c and 10g, and writing is performed pixel by pixel.

第６図は、第２図に示した制御部17に設けられたコン
ピュータの制御プログラムの一部を概略的に表すフロー
チャートである。このプログラムは、カラー画像編集・
出力機能モードを実行するためのものであり、このモー
ドが指示されると、コンピュータは以下の如く動作す
る。FIG. 6 is a flow chart schematically showing a part of a computer control program provided in the control unit 17 shown in FIG. This program is for color image editing
The output function mode is executed, and when this mode is designated, the computer operates as follows.

まずステップS1において、Ｒ、Ｇ、Ｂの切換えを行う
ためのフラグｎをｎ←０に初期設定する。次いでステッ
プS2において、ｎ＝０であるかどうかを判定する。First, in step S1, a flag n for switching between R, G and B is initialized to n ← 0. Next, in step S2, it is determined whether or not n = 0.

ｎ＝０の場合は、ステップS3でアナログ書き込み系11
のＲの光源11aを点灯させ、次のステップS4で、原稿18
のＲの光源11aからの一様な光による光学像をレンズ11d
を介して空間光変調素子10に書き込む。If n = 0, the analog writing system 11 is executed in step S3.
The R light source 11a is turned on, and in the next step S4, the document 18
The optical image of the uniform light from the R light source 11a
Write to the spatial light modulation element 10 via.

ステップS2でｎ＝０ではない場合は、ステップS5にお
いて、ｎ＝１であるかぞうかを判別する。ｎ＝１の場合
は、ステップS6でＧの光源11bを点灯させ、次のステッ
プS4で、原稿18のＧの光源11bからの一様な光による光
学像をレンズ11dを介して空間光変調素子10に書き込
む。ｎ＝１ではない場合は、ステップS7でＢの光源11c
を点灯させ、次のステップS4で、原稿18のＢの光源11c
からの一様な光による光学像をレンズ11dを介して空間
光変調素子10に書き込む。If n = 0 is not satisfied in step S2, it is determined in step S5 whether n = 1. In the case of n = 1, the G light source 11b is turned on in step S6, and in the next step S4, an optical image of the uniform light from the G light source 11b of the document 18 is transmitted through the lens 11d to the spatial light modulator. Write to 10. If n = 1 is not satisfied, the light source 11c of B in step S7
Is turned on, and in the next step S4, the B light source 11c of the document 18 is
An optical image of uniform light from is written in the spatial light modulator 10 via the lens 11d.

次のステップS8においては、デジタル読み出し系13を
作動させる。即ち、レーザ光源13aから出射されたレー
ザビームを空間光変調素子10上で２次元的に走査させ、
その透過光、反射光、又は散乱光を受光素子13dに印加
することにより空間光変調素子10上に書き込まれている
画像情報を読み出す。In the next step S8, the digital read system 13 is activated. That is, the spatial light modulator 10 is two-dimensionally scanned with the laser beam emitted from the laser light source 13a,
By applying the transmitted light, reflected light, or scattered light to the light receiving element 13d, the image information written on the spatial light modulation element 10 is read.

次いでステップS9において、処理部15を作動させ、読
み出した画像情報について種々の画像処理を施す。Next, in step S9, the processing unit 15 is operated to perform various image processing on the read image information.

次のステップS10では、デジタル書き込み系14を作動
させる。即ち、処理部15からの信号をレーザ変調回路14
cに印加し、レーザビームを変調させて空間光変調素子1
0上を２次元的に走査し書き込みを行う。このデジタル
書き込み時に、空間光変調素子10の全体にデジタル画像
を書き込んでもよいし、その一部にデジタル画像を書き
込むようにしてもよい。これによって、アナログ画像と
デジタル画像とが混在、融合した画像を得ること可能と
なる。In the next step S10, the digital writing system 14 is activated. That is, the signal from the processing unit 15 is supplied to the laser modulation circuit 14
applied to c to modulate the laser beam and spatial light modulator 1
0 is two-dimensionally scanned and writing is performed. At the time of this digital writing, the digital image may be written on the entire spatial light modulation element 10, or the digital image may be written on a part thereof. This makes it possible to obtain an image in which analog images and digital images are mixed and fused.

ステップS11では、処理部15による画像処理が全て終
了したかどうかを判別し、否の場合はステップS8〜S10
の処理を繰り返して実行する。In step S11, it is determined whether or not the image processing by the processing unit 15 is completed, and if not, steps S8 to S10.
Is repeatedly executed.

次のステップS12では、ｎ＝０であるかどうかを判別
する。ｎ＝０の場合は、ステップS13へ進んでアナログ
読み出し系12のＲの光源12aを点灯させる。そして次の
ステップS14において、空間光変調素子10上に書き込ま
れている画像情報をこのＲの光源12aからの一様な光で
読み出し、その光学像をレンズ12dを介して記録紙19に
露光させる。In the next step S12, it is determined whether or not n = 0. If n = 0, the process proceeds to step S13 to turn on the R light source 12a of the analog reading system 12. Then, in the next step S14, the image information written on the spatial light modulator 10 is read by the uniform light from the R light source 12a, and the optical image is exposed on the recording paper 19 via the lens 12d. .

ステップS12でｎ＝０ではない場合は、ステップS15に
おいて、ｎ＝１であるかどうかを判別する。ｎ＝１の場
合は、ステップS16でＧの光源12bを点灯させ、次のステ
ップS14で、空間光変調素子10上に書き込まれている画
像情報をこのＧの光源12bからの一様な光で読み出し、
その光学像をレンズ12dを介して記録紙19に露光する。
ｎ＝１ではない場合は、ステップS17でＢの光源12cを点
灯させ、次のステップS14で、空間光変調素子10上に書
き込まれている画像情報をこのＢの光源12cからの一様
な光で読み出し、その光学像をレンズ12dを介して記録
紙19に露光する。If n = 0 is not satisfied in step S12, it is determined in step S15 whether n = 1. In the case of n = 1, the G light source 12b is turned on in step S16, and in the next step S14, the image information written on the spatial light modulator 10 is converted into uniform light from the G light source 12b. reading,
The optical image is exposed on the recording paper 19 via the lens 12d.
If n = 1 is not satisfied, the B light source 12c is turned on in step S17, and in the next step S14, the image information written on the spatial light modulation element 10 is uniformly illuminated from the B light source 12c. And the optical image is exposed on the recording paper 19 via the lens 12d.

次いでステップS18においてｎをｎ←ｎ＋１と歩進さ
せた後、ステップS19においてｎ＝３であるかどうかを
判別する。ｎ＝３の場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂの全ての色の処
理が終了したとしてこのプログラムを終了する。ｎ＝３
でない場合はステップS2へ戻り、前述の処理を繰り返
す。Next, in step S18, n is incremented by n ← n + 1, and then in step S19, it is determined whether or not n = 3. In the case of n = 3, this program is terminated assuming that the processing of all the colors of R, G, B has been completed. n = 3
If not, the process returns to step S2 to repeat the above-mentioned processing.

カラー画像編集機能モードが指示された場合、コンピ
ュータは、第６図のプログラムのステップS8〜S11の処
理のみを実行する。ただし、ステップS8〜S11の処理は
Ｒ、Ｇ、Ｂの全ての色について繰り返して実行される。When the color image editing function mode is designated, the computer executes only the processes of steps S8 to S11 of the program shown in FIG. However, the processes of steps S8 to S11 are repeatedly executed for all R, G, and B colors.

イメージスシャナ機能モードが指示された場合は、第
６図のプログラムのステップS1〜S8の処理のみが実行さ
れる。この場合もＲ、Ｇ、Ｂの全ての色について蒸り返
して実行される。即ち、ｎ＝３となるまで行われる。When the image shana function mode is designated, only the processes of steps S1 to S8 of the program shown in FIG. 6 are executed. Also in this case, all the colors of R, G, and B are steamed and executed. That is, the process is repeated until n = 3.

プリンタ機能モードが指示された場合は、第６図のプ
ログラムのステップS20がまず実行され、制御部17又は
その他の外部装置から画像情報が入力される。次いでス
テップS10以降の処理が実行される。ただし、これらの
処理はＲ、Ｇ、Ｂの全ての色について繰り返して実行さ
れる。When the printer function mode is instructed, step S20 of the program shown in FIG. 6 is first executed, and image information is input from the control unit 17 or other external device. Next, the processing of step S10 and subsequent steps is executed. However, these processes are repeatedly executed for all R, G, and B colors.

アナログ複写機能モードが指示された場合は、第６図
のプログラムのステップS4からステップS12へ常にジャ
ンプするようにして処理が実行される。When the analog copying function mode is instructed, the processing is executed so as to always jump from step S4 to step S12 of the program shown in FIG.

本実施例によれば、画像の種類等により、アナログ処
理又はデジタル処理を使い分けることができる。例え
ば、線画又は文字中心の画像ではアナログ複写機能モー
ドを指示してアナログ処理を行うことにより滑らかな線
を再現することができる。また、色を重視する画像はカ
ラー画像編集・出力機能モードを指示して色補正等を行
い忠実に色再現することができる。According to the present embodiment, analog processing or digital processing can be selectively used depending on the type of image. For example, in a line drawing or a character-centered image, a smooth line can be reproduced by instructing the analog copy function mode and performing analog processing. Further, for an image in which color is emphasized, color correction can be performed by instructing a color image editing / output function mode, and color can be faithfully reproduced.

アナログ処理では困難な像の領域分離もカラー画像編
集・出力機能モード、カラー画像編集機能モードを指示
して部分消去等のデジタル処理を行うことによって容易
に処理可能である。また、デジタル画像にアナログ画像
をはめ込んだり、アナログ画像にデジタル画像をはめ込
んだり、アナログ画像にデジタル画像を重ね書きする等
アナログ画像とデジタル画像とが混在、融合した画像を
得ることも可能である。Area separation of an image, which is difficult with analog processing, can be easily processed by instructing the color image editing / output function mode or the color image editing function mode and performing digital processing such as partial erasing. It is also possible to obtain an image in which an analog image and a digital image are mixed and fused such that an analog image is embedded in a digital image, a digital image is embedded in an analog image, or a digital image is overwritten on an analog image.

また、空間光変調素子からの読み出し走査時に、走査
間隔又は受光素子のサンプリング間隔を粗くすることに
より、解像度を段階的に低下させることも可能である。
また、走査間隔を通常より密にし画像表示時に通常の間
隔で表示すれば、ズームアップした画像を得ることがで
きる。空間光変調素子の面積を充分大きくすることによ
ってズームアップした画像の画質低下を避けることがで
きる。このズームアップ機能は、任意の場所の任意の倍
率のズームアップ像を得るのに、原稿を動かしたり、光
学レンズを動かしたりすることなく行うことができる。Further, it is also possible to gradually reduce the resolution by making the scanning interval or the sampling interval of the light receiving element rough during the read scanning from the spatial light modulator.
Further, if the scanning intervals are made closer than usual and the images are displayed at regular intervals during image display, a zoomed-in image can be obtained. By making the area of the spatial light modulator sufficiently large, it is possible to avoid deterioration of the image quality of the zoomed-in image. This zoom-up function can be performed without moving the document or moving the optical lens in order to obtain a zoom-up image of an arbitrary magnification at an arbitrary place.

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように本発明によれば、画像書き
込み平面を構成する光伝導体、該光伝導体に積層され記
憶作用を有する強誘電性液晶、及び該光伝導体と液晶と
を挟む電極を具備する空間光変調素子と、原画像をこの
空間光変調素子にアナログ的に書き込むアナログ書き込
み系と、空間光変調素子上でレーザビームを２次元走査
させることにより空間光変調素子に書き込まれている画
像をデジタル的に読み出すデジタル読み出し系と、読み
出した画像データについて画像処理を行う処理部と、レ
ーザビームを２次元走査させることにより前述の処理を
行った画像データを空間光変調素子にデジタル的に書き
込むデジタル書き込み系と、空間光変調素子に書き込ま
れている画像をアナログ的に読み出すアナログ読み出し
系とを備えているため、アナログ画像とデジタル画像と
が混在、融合した画像を扱うことのでき、しかも高解像
度でかつ色再現性良く画像を再生することができかつ低
コストな画像処理装置を実現することができる。[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, a photoconductor forming an image writing plane, a ferroelectric liquid crystal laminated on the photoconductor and having a memory function, and the photoconductor. A spatial light modulator having electrodes sandwiching a liquid crystal, an analog writing system for writing an original image into the spatial light modulator in an analog manner, and a spatial light modulator by two-dimensionally scanning a laser beam on the spatial light modulator. A digital reading system that digitally reads the image written in the element, a processing unit that performs image processing on the read image data, and the image data that has been subjected to the above-described processing by two-dimensionally scanning the laser beam into spatial light. A digital writing system that digitally writes to the modulation element, and an analog reading system that analogically reads the image written to the spatial light modulation element Since it is equipped with an analog image and a digital image, a mixed and fused image can be handled, and an image processing device that can reproduce an image with high resolution and good color reproducibility and at a low cost is realized. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本発明の一実施例としてカラー画像編集・出力
装置の基本構造を示す構成図、第２図は第１図の実施例
の構成を概略的に表したブロック図、第３図は空間光変
調素子の一構成例を示す断面図、第４図は薄いセルにお
ける強誘電性液晶の電気光学特性図、第５図は第３図の
空間光変調素子における薄膜ヒータの平面図、第６図は
第１図の実施例のコンピュータの制御プログラムの一部
を概略的に表すフローチャートである。 10……空間光変調素子、10a、10b……ガラス板、10c、1
0g……電極、10d……光伝導体、10e……薄膜ヒータ、10
f……絶縁膜、10h……スペーサ、10i……液晶、10j……
電源、11……アナログ書き込み系、11a、11b、11c、12
a、12b、12c……光源、11d、12d、13d……レンズ、12…
…アナログ読み出し系、13……デジタル読み出し系、13
a、14a……レーザ光源、13b、14b……レーザビーム走査
系、13d……受光素子、14……デジタル書き込み系、14c
……レーザ変調回路、15……処理部、16……ディスプレ
イ、17……制御部、18……原稿、19……記録紙、20……
マイクロヒータ。FIG. 1 is a block diagram showing the basic structure of a color image editing / outputting apparatus as one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the embodiment of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing one structural example of the spatial light modulator, FIG. 4 is an electro-optical characteristic diagram of a ferroelectric liquid crystal in a thin cell, FIG. 5 is a plan view of a thin film heater in the spatial light modulator of FIG. FIG. 6 is a flow chart schematically showing a part of the control program of the computer of the embodiment shown in FIG. 10 ... Spatial light modulator, 10a, 10b ... Glass plate, 10c, 1
0g …… electrode, 10d …… photoconductor, 10e …… thin film heater, 10
f …… insulating film, 10h …… spacer, 10i …… liquid crystal, 10j ……
Power supply, 11 ... Analog writing system, 11a, 11b, 11c, 12
a, 12b, 12c ... light source, 11d, 12d, 13d ... lens, 12 ...
… Analog readout system, 13 …… Digital readout system, 13
a, 14a ... laser light source, 13b, 14b ... laser beam scanning system, 13d ... light receiving element, 14 ... digital writing system, 14c
...... Laser modulation circuit, 15 …… Processor, 16 …… Display, 17 …… Control, 18 …… Original, 19 …… Recording paper, 20 ……
Micro heater.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】画像書き込み平面を構成する光伝導体、該
光伝導体に積層され記憶作用を有する強誘電性液晶、及
び該光伝導体と液晶とを挟む電極を具備する空間光変調
素子と、原画像を該空間光変調素子にアナログ的に書き
込むアナログ書き込み系と、該空間光変調素子上でレー
ザビームを２次元走査させることにより該空間光変調素
子に書き込まれている画像をデジタル的に読み出すデジ
タル読み出し系と、読み出した画像データについて画像
処理を行う処理部と、レーザビームを２次元走査させる
ことにより前記処理を行った画像データを前記空間光変
調素子にデジタル的に書き込むデジタル書き込み系と、
該空間光変調素子に書き込まれている画像をアナログ的
に読み出すアナログ読み出し系とを備えたことを特徴と
する画像処理装置。1. A spatial light modulator comprising a photoconductor constituting an image writing plane, a ferroelectric liquid crystal laminated on the photoconductor and having a memory function, and an electrode sandwiching the photoconductor and the liquid crystal. , An analog writing system for writing an original image into the spatial light modulation element in an analog manner, and digitally writing an image written in the spatial light modulation element by two-dimensionally scanning a laser beam on the spatial light modulation element. A digital reading system for reading, a processing unit for performing image processing on the read image data, and a digital writing system for digitally writing the processed image data on the spatial light modulator by two-dimensionally scanning a laser beam. ,
An image processing apparatus comprising: an analog reading system for reading an image written in the spatial light modulation element in an analog manner.