JP2006251748A - 画像露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 空間光変調素子で変調した光によって感光材料を露光させる画像露光装置において、光利用効率および消光比を高く確保する。
【解決手段】 照射された光を各々変調する多数の反射型画素部が２次元状に配列されてなるＤＭＤ等の空間光変調素子５０と、この空間光変調素子５０に光Ｂを照射する光源６６と、空間光変調素子５０を経た光Ｂによる像を感光材料１５０上に結像する結像光学系５１とを備えてなる画像露光装置において、空間光変調素子５０の各画素部（例えばＤＭＤのマイクロミラー）を、露光するための光Ｂを集光する凹面鏡状もしくは凸面鏡状に形成する。
【選択図】 図５

Description

本発明は画像露光装置に関し、特に詳細には、空間光変調素子で変調された光による像を感光材料上に結像させて該感光材料を露光する画像露光装置に関するものである。

従来、空間光変調素子で変調された光を結像光学系に通し、この光による像を所定の感光材料上に結像して該感光材料を露光する画像露光装置が公知となっている。この種の画像露光装置は、基本的に、照射された光を各々制御信号に応じて変調する画素部が複数並設されてなる空間光変調素子と、この空間光変調素子に光を照射する光源と、前記空間光変調素子により変調された光による像を感光材料上に結像する結像光学系とを備えてなるものである。

この種の画像露光装置において、上記空間光変調素子として、例えばＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等が好適に用いられ得る。なお上記のＤＭＤは、制御信号に応じて反射面の角度を変化させる多数の矩形のマイクロミラーが、シリコン等の半導体基板上に２次元状に配列されてなるミラーデバイスであり、そこでは、上記マイクロミラーが反射型の画素部として作用する。

上述のような画像露光装置においては、感光材料に投影する画像を拡大したいという要求が伴うことも多く、その場合には、結像光学系として拡大結像光学系が用いられる。そのようにする際、空間光変調素子を経た光をただ拡大結像光学系に通しただけでは、空間光変調素子の各画素部からの光束が拡大して、投影された画像において画素サイズが大きくなり、画像の鮮鋭度が低下してしまう。

そこで、空間光変調素子で変調された光の光路に第１の結像光学系を配し、この結像光学系による結像面には、空間光変調素子の各画素部にそれぞれ対応するマイクロレンズがアレイ状に配されてなるマイクロレンズアレイを配置し、そしてこのマイクロレンズアレイを通過した光の光路には、変調された光による像を感光材料やスクリーン上に結像する第２の結像光学系を配置して、これら第１および第２の結像光学系によって像を拡大投影することが考えられている。この構成においては、感光材料やスクリーン上に投影される画像のサイズは拡大される一方、空間光変調素子の各画素部からの光はマイクロレンズアレイの各マイクロレンズによって集光されるので、投影画像における画素サイズ（スポットサイズ）は絞られて小さく保たれるので、画像の鮮鋭度も高く保つことができる。

なお特許文献１には、空間光変調素子としてＤＭＤを用い、それとマイクロレンズアレイとを組み合わせてなる画像露光装置の一例が示されている。

また特許文献２には、同種の画像露光装置において、マイクロレンズアレイの後側にマイクロレンズアレイの各マイクロレンズと対応するアパーチャ（開口）を有するアパーチャアレイ（開口板）を配置して、対応するマイクロレンズを経た光のみが開口を通過するようにした構成が示されている。この構成においては、開口板の各開口に、それと対応しない隣接のマイクロレンズからの光が入射することが防止されるので、隣接画素への迷光の入射を抑制できる。また、ＤＭＤの画素（マイクロミラー）をオフ状態にして露光面上に光が照射されないようにする場合であっても、露光面上に僅かな光が入射することがあるが、上記構成とすることで、ＤＭＤ画素がオフ状態にある時の露光面上の光量を低減することができる。
特開２００１−３０５６６３号公報 特開２００４−１２２４７０号公報

上述のＤＭＤのように反射型の画素部を有する空間光変調素子とマイクロレンズアレイと結像光学系とを組み合わせてなる従来の画像露光装置においては、結像光学系によって前記マイクロミラー等の画素部の像を結像させ、その結像位置にマイクロレンズアレイの各マイクロレンズが位置するように構成されている。

しかし、そのような構成の画像露光装置においては、空間光変調素子とマイクロレンズアレイとの相対位置関係が厳密に所定関係に保たれていないと、光利用効率や消光比が低下するという問題が発生しやすくなっていた。以下、この点に関して詳しく説明する。

図１８の（１）に示す１００は、結像光学系によって結ばれる空間光変調素子の画素部、つまり例えばＤＭＤのマイクロミラーの像を示し、同図（２）の１０１は、マイクロレンズ１０２が並設されてなるマイクロレンズアレイを示している。上述のようなマイクロミラー像１００をマイクロレンズアレイ１０１のマイクロレンズ１０２の部分に結像させる場合、そのマイクロミラー像１００がマイクロレンズ１０２のサイズよりも大きく結像されると、図１９の（１）に示す状態となり、空間光変調素子とマイクロレンズアレイとが光軸と交わる方向にずれると同図の（２）に示す状態となり、大きなケラレが発生することになる。このようになると、マイクロミラーの周辺部で反射した光は画像露光に利用されなくなるので、光利用効率が低いものとなる。

なお多くの場合、マイクロレンズ１０２の周縁の外側には、それと一体的あるいは別体にして、不要光を遮断するマスクが設けられる。そのようなマスクが設けられる場合、上述のようにケラレた光はこのマスクで遮断される。またそのようなマスクが設けられない場合でも、上述のようにケラレた光はマイクロレンズ１０２の開口から外れて集光されなくなるので、当然、本来の用途に利用されなくなる。

さらに、図１９の（１）に示したずれの程度が大きくなると、本来、Ａというマイクロレンズ１０２の部分に結像されるべきマイクロミラー像１００の一部が、そのマイクロレンズ１０２に隣接するＢというマイクロレンズ１０２の部分に結像されるようになる。そうであると、Ｂなるマイクロレンズ１０２を通過する光は完全に遮断したい場合に、そこに、Ａなるマイクロレンズ１０２を通過すべき光が入射してしまうので、消光比の低下を招く。

本発明は上記の事情に鑑みて、光利用効率が高く、また消光比も高く保つことができる画像露光装置を提供することを目的とする。

本発明による画像露光装置は、前述したように、
照射された光を各々制御信号に応じて変調する反射型画素部が複数並設されてなる空間光変調素子と、
この空間光変調素子に光を照射する光源と、
前記空間光変調素子により変調された光による像を感光材料上に結像する結像光学系とを備えてなる画像露光装置において、
前記空間光変調素子の各画素部が前記光を集光する凹面鏡状もしくは凸面鏡状に形成されたことを特徴とするものである。

なお、上記構成の画像露光装置において、
空間光変調素子の各画素部を経た光を受けて該画素部の像を結像させる光学系が設けられるとともに、
この光学系を通過した光を受けて、前記空間光変調素子の各画素部を経た光を個別に集光するレンズが複数並設されてなるマイクロレンズアレイが設けられる場合は、
上記マイクロレンズアレイが、前記光学系による画素部の結像位置から外れた、前記凹面鏡状画素部もしくは凸面鏡状画素部および前記光学系による集光位置に配置されることが望ましい。

また、上述のマイクロレンズアレイが設けられる場合、前記結像光学系は、該マイクロレンズアレイを通過した光を受けて、その各マイクロレンズ毎の光を感光材料上に結像させる光学系を含んで構成されることが望ましい。

また上記マイクロレンズアレイに代えて、空間光変調素子の各画素部を経た光を個別に透過させる開口が複数並設されてなるアパーチャアレイが設けられてもよい。その場合もアパーチャアレイは、前記光学系による画素部の結像位置から外れた、前記凹面鏡状画素部もしくは凸面鏡状画素部および前記光学系による集光位置に配置されることが望ましい。

そして上述のアパーチャアレイが設けられる場合、前記結像光学系は、該アパーチャアレイを通過した光を受けて、その各開口毎の光を感光材料上に結像させる光学系を含んで構成されることが望ましい。

また本発明の画像露光装置において、空間光変調素子としては、先に説明したＤＭＤを好適に用いることができる。

さらに、本発明の画像露光装置は、照射された光を各々制御信号に応じて変調する反射型画素部が複数並設されてなる空間光変調素子と、空間光変調素子に光を照射する光源と、空間光変調素子により変調された光による像を感光材料上に結像する光学系とを備えてなる画像露光装置において、空間変調素子の各画素部が曲面状に形成されており、空間光変調素子から射出される光の主光線が広がり角度を有しているとき、各画素部および光学系による光の主光線の集光角度が、主光線の広がり角度よりも大きく形成されていることを特徴とするものである。

ここで、空間光変調素子の各画素部は、曲面を有していればその形状を問わず、凹面鏡状に形成されていても良いし、凸面鏡状に形成されていてもよい。

なお、画素部および光学系による結像位置から外れた、画素部および光学系による集光位置にマイクロレンズアレイが配置されていてもよい。このとき、マイクロレンズアレイは、焦点を調整するために光の光軸方向に移動可能に配置されていてもよい。

また、光学系を通過した光を受けて、空間光変調素子の各画素部を経た光を個別に透過させる開口が複数並設されてなるアパーチャアレイをさらに有していてもよい。このときアパーチャアレイは、光学系による画素部の結像位置から外れた、画素部および結像光学系による集光位置に配置されていることが好ましい。

さらに、光の主光線の集光角度が、主光線の広がり角度よりも大きくするために、空間光変調素子に入射する光の主光線の広がり角度である照明角度が、光の主光線の集光角度と空間光変調素子による回折角度との差よりも小さく形成されているものであってもよい。

なお、上述した「集光位置」とは、画素部および光学系によって形成される結像位置から外れた位置において、画素部から反射した光が分離して集光した位置を意味する。

空間光変調素子の各画素部を経た光を感光材料に照射して画像露光する場合、各画素部を経た光は基本的に集光して、結像させなければならない。本発明の画像露光装置において、空間光変調素子の各画素部は凹面鏡状もしくは凸面鏡状に形成されているので、それによって各画素部毎に分離して集光させる機能を与えることができる。さらには、各画素部の形状および光学系によって定まる光の主光線の集光角度が、主光線の広がり角度よりも大きく形成されていることによっても、各画素部毎に分離して集光させる機能を与えることができる。したがって、それらの画素部によって集光された光が所望のビーム径となっている場合は、マイクロレンズアレイを省くことができるので、そのマイクロレンズアレイを配設することによって前述のように光利用効率や消光比が低下することを防止できる。

また、空間光変調素子の各画素部を経た光を受けて該画素部の像を結像させる光学系および、この光学系を通過した光を受ける前述のマイクロレンズアレイが設けられる場合でも、該マイクロレンズアレイを、上記光学系による画素部の結像位置から外れた、凹面鏡状画素部もしくは凸面鏡状画素部による集光位置に配置しておけば、同様に光利用効率や消光比の低下を防止することができる。以下、その点について、図２０および図２１を参照して説明する。

図２０の（１）に示す１１０は、凹面鏡状画素部および上記光学系による集光像を示し、同図（２）の１０１は、マイクロレンズ１０２が並設されてなるマイクロレンズアレイを示している。上述のような集光像は画素部の像と異なって、小さなサイズ（集光サイズ）の光点となる。そこでこのような集光像と、マイクロレンズアレイ１０１のマイクロレンズ１０２との関係は、図２１（１）、（２）に示すようなものとなる。つまり、同図（１）のように集光像とマイクロレンズ１０２とが同芯状態にある場合は勿論のこと、同図（２）のように空間光変調素子とマイクロレンズアレイとが多少ずれた場合でも、集光像がケラレたり、あるマイクロレンズ１０２に入射すべき集光像が隣のマイクロレンズ１０２に入り込むことがなくなるので、光利用効率や消光比の低下が防止される。

さらに、凹面鏡状画素部で集光された歪の少ない光のみがマイクロレンズを通過するようになるので、集光していない、歪を反映した迷光を、マイクロレンズの外側に配置した前述のアパーチャアレイ等で遮断しやすくなる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。まず、本発明の第１の実施形態による画像露光装置について説明する。

［画像露光装置の構成］
この画像露光装置は、図１に示すように、シート状の感光材料１５０を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ１５２を備えている。４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド１５８が設置されている。ステージ１５２は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド１５８によって往復移動可能に支持されている。なお、この画像露光装置には、副走査手段としてのステージ１５２をガイド１５８に沿って駆動する後述のステージ駆動装置３０４（図１５参照）が設けられている。

設置台１５６の中央部には、ステージ１５２の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート１６０が設けられている。コ字状のゲート１６０の端部の各々は、設置台１５６の両側面に固定されている。このゲート１６０を挟んで一方の側にはスキャナ１６２が設けられ、他方の側には感光材料１５０の先端および後端を検知する複数（例えば２個）のセンサ１６４が設けられている。スキャナ１６２およびセンサ１６４はゲート１６０に各々取り付けられて、ステージ１５２の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ１６２およびセンサ１６４は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。

スキャナ１６２は、図２および図３（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（例えば３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば１４個）の露光ヘッド１６６を備えている。この例では、感光材料１５０の幅との関係で、３行目には４個の露光ヘッド１６６を配置してある。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド１６６_ｍｎと表記する。

露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア１６８_ｍｎと表記する。

また、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本例では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８_１１と露光エリア１６８_１２との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８_２１と３行目の露光エリア１６８_３１とにより露光することができる。

露光ヘッド１６６_１１〜１６６_ｍｎの各々は、図４および図５に示すように、入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、米国テキサス・インスツルメンツ社製のデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。このＤＭＤ５０は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた後述のコントローラ３０２（図１５参照）に接続されている。このコントローラ３０２のデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御については後述する。

ＤＭＤ５０の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア１６８の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を備えたファイバアレイ光源６６、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ上に集光させるレンズ系６７、このレンズ系６７を透過したレーザ光をＤＭＤ５０に向けて反射するミラー６９がこの順に配置されている。なお図４では、レンズ系６７を概略的に示してある。

上記レンズ系６７は、図５に詳しく示すように、ファイバアレイ光源６６から出射した照明光としてのレーザ光Ｂを集光する集光レンズ７１、この集光レンズ７１を通過した光の光路に挿入されたロッド状オプティカルインテグレータ（以下、ロッドインテグレータという）７２、およびこのロッドインテグレータ７２の前方つまりミラー６９側に配置された結像レンズ７４から構成されている。集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２および結像レンズ７４は、ファイバアレイ光源６６から出射したレーザ光を、平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束としてＤＭＤ５０に入射させる。このロッドインテグレータ７２の形状や作用については、後に詳しく説明する。

上記レンズ系６７から出射したレーザ光Ｂはミラー６９で反射し、ＴＩＲ（全反射）プリズム７０を介してＤＭＤ５０に照射される。なお図４では、このＴＩＲプリズム７０は省略してある。

またＤＭＤ５０の光反射側には、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光Ｂによる像を、感光材料１５０上に結像する光学系５１が配置されている。この光学系５１は図４では概略的に示してあるが、図５に詳細を示すように、レンズ系５２，５４からなる第１光学系と、レンズ系５７，５８からなる第２光学系と、これらの光学系の間に挿入されたマイクロレンズアレイ５５と、アパーチャアレイ５９とから構成されている。

ＤＭＤ５０は図６に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、各々画素（ピクセル）を構成する多数（例えば１０２４個×７６８個）の微小ミラー（マイクロミラー）６２が格子状に配列されてなるミラーデバイスである。各ピクセルにおいて、最上部には支柱に支えられた矩形のマイクロミラー６２が設けられており、マイクロミラー６２の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、マイクロミラー６２の反射率は９０％以上であり、そのサイズは縦方向、横方向とも一例として１３μｍ、配列ピッチは縦方向、横方向とも一例として１３．７μｍである。また各マイクロミラー６２は、後述する方法によって、集光機能を有する凹面鏡状に形成されている。また、マイクロミラー６２の直下には、ヒンジおよびヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル６０が配置されており、全体はモノリシックに構成されている。

ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー６２が、対角線を中心としてＤＭＤ５０が配置された基板側に対して±α度（例えば±１２度）の範囲で傾けられる。図７（Ａ）は、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図７（Ｂ）は、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。したがって、画像信号に応じて、ＤＭＤ５０の各ピクセルにおけるマイクロミラー６２の傾きを、図６に示すように制御することによって、ＤＭＤ５０に入射したレーザ光Ｂはそれぞれのマイクロミラー６２の傾き方向へ反射される。

なお図６には、ＤＭＤ５０の一部を拡大し、マイクロミラー６２が＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー６２のオンオフ制御は、ＤＭＤ５０に接続された前記コントローラ３０２によって行われる。また、オフ状態のマイクロミラー６２で反射したレーザ光Ｂが進行する方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。

図５に示したマイクロレンズアレイ５５は、ＤＭＤ５０の各画素、つまり各マイクロミラー６２に対応する多数のマイクロレンズ５５ａが２次元状に配列されてなるものである。各マイクロレンズ５５ａは、それぞれ対応するマイクロミラー６２からのレーザ光Ｂが入射する位置において、レンズ系５２，５４によるマイクロミラー６２の結像位置から外れた、該マイクロミラー６２およびレンズ系５２，５４による集光位置に配されている。本例では、後述するようにＤＭＤ５０の１０２４個×７６８列のマイクロミラーのうち１０２４個×２５６列だけが駆動されるので、それに対応させてマイクロレンズ５５ａは１０２４個×２５６列配置されている。またマイクロレンズ５５ａのサイズは縦方向、横方向とも４１μｍである。このマイクロレンズ５５ａは、一例として焦点距離が０．２３ｍｍ、ＮＡ（開口数）が０．０６で、石英ガラスから形成されている。

一方アパーチャアレイ５９は、遮光性部材５９ｂに、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａに対応する多数のアパーチャ（開口）５９ａが形成されてなるものである。なお本実施形態において、アパーチャ５９ａの径は１２μｍである。

また、図５に示したレンズ系５２，５４からなる第１光学系は、ＤＭＤ５０による像を３倍に拡大し、そしてレンズ系５７，５８からなる第２光学系は、マイクロレンズアレイ５５を経た集光像を１．６倍に拡大して感光材料１５０上に結像する。

なお本例では、第２光学系と感光材料１５０との間にプリズムペア７３が配設され、このプリズムペア７３を図５中で上下方向に移動させることにより、感光材料１５０上における像のピントを調節可能となっている。なお同図中において、感光材料１５０は矢印Ｆ方向に副走査送りされる。

ここでＤＭＤ５０は、その短辺が副走査方向と所定角度θ（例えば、０．１°〜５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図８（Ａ）はＤＭＤ５０を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）５３の走査軌跡を示し、図８（Ｂ）はＤＭＤ５０を傾斜させた場合の露光ビーム５３の走査軌跡を示している。

ＤＭＤ５０には、長手方向にマイクロミラーが多数個（例えば１０２４個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば７５６組）配列されているが、図８（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム５３の走査軌跡（走査線）のピッチＰ_１が、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ_２より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、ＤＭＤ５０の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ５０を傾斜させた場合の走査幅Ｗ_２と、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査幅Ｗ_１とは略同一である。

また、異なるマイクロミラー列により同じ走査線上が重ねて露光（多重露光）されることになる。このように、多重露光されることで、露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、主走査方向に配列された複数の露光ヘッドの間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。

なお、ＤＭＤ５０を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を副走査方向と直交する方向に所定間隔ずらして千鳥状に配置しても、同様の効果を得ることができる。

ファイバアレイ光源６６は図９ａに示すように、複数（例えば１４個）のレーザモジュール６４を備えており、各レーザモジュール６４には、マルチモード光ファイバ３０の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ３０の他端には、コア径がマルチモード光ファイバ３０と同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバ３０より小さい光ファイバ３１が結合されている。図９ｂに詳しく示すように、マルチモード光ファイバ３１の光ファイバ３０と反対側の端部は副走査方向と直交する主走査方向に沿って７個並べられ、それが２列に配列されてレーザ出射部６８が構成されている。

マルチモード光ファイバ３１の端部で構成されるレーザ出射部６８は、図９ｂに示すように、表面が平坦な２枚の支持板６５に挟み込まれて固定されている。また、マルチモード光ファイバ３１の光出射端面には、その保護のために、ガラス等の透明な保護板が配置されるのが望ましい。マルチモード光ファイバ３１の光出射端面は、光密度が高いため集塵し易く劣化し易いが、上述のような保護板を配置することにより、端面への塵埃の付着を防止し、また劣化を遅らせることができる。

本例では図１０に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ３０のレーザ光出射側の先端部分に、長さ１〜３０ｃｍ程度のクラッド径が小さい光ファイバ３１が同軸的に結合されている。それらの光ファイバ３０，３１は、それぞれのコア軸が一致する状態で光ファイバ３１の入射端面を光ファイバ３０の出射端面に融着することにより結合されている。上述した通り、光ファイバ３１のコア３１ａの径は、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの径と同じ大きさである。

マルチモード光ファイバ３０および光ファイバ３１としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーデッドインデックス型光ファイバ、および複合型光ファイバの何れも適用可能である。例えば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。本例において、マルチモード光ファイバ３０および光ファイバ３１はステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ３０は、クラッド径＝１２５μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２、入射端面コートの透過率＝９９．５％以上であり、光ファイバ３１は、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２である。

ただし、光ファイバ３１のクラッド径は６０μｍには限定されない。従来のファイバ光源に使用されている多くの光ファイバのクラッド径は１２５μｍであるが、クラッド径が小さくなるほど焦点深度がより深くなるので、マルチモード光ファイバのクラッド径は８０μｍ以下が好ましく、６０μｍ以下がより好ましい。一方、シングルモード光ファイバの場合、コア径は少なくとも３〜４μｍ必要であることから、光ファイバ３１のクラッド径は１０μｍ以上が好ましい。また、光ファイバ３０のコア径と光ファイバ３１のコア径を一致させることが、結合効率の点から好ましい。

なお本発明においては、上述のようにクラッド径が互いに異なる２つの光ファイバ３０、３１を融着（いわゆる異径融着）して用いることは必ずしも必要ではなく、クラッド径が一定の光ファイバ（例えば図９ａの例ならば光ファイバ３０）を複数本そのままバンドル状に束ねてファイバアレイ光源を構成してもよい。

レーザモジュール６４は、図１１に示す合波レーザ光源（ファイバ光源）によって構成されている。この合波レーザ光源は、ヒートブロック１０上に配列固定された複数（例えば７個）のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのＧａＮ系半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６，およびＬＤ７と、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各々に対応して設けられたコリメータレンズ１１，１２，１３，１４，１５，１６および１７と、１つの集光レンズ２０と、１本のマルチモード光ファイバ３０とから構成されている。なお、半導体レーザの個数は７個に限定されるものではなく、その他の個数が採用されてもよい。また、上述のような７個のコリメータレンズ１１〜１７に代えて、それらのレンズが一体化されてなるコリメータレンズアレイを用いることもできる。

ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、発振波長がほぼ共通（例えば、４０５ｎｍ）であり、最大出力も総てほぼ共通（例えばマルチモードレーザでは１００ｍＷ、シングルモードレーザでは５０ｍＷ程度）である。なお、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各出力は、最大出力以下で、互いに異なっていても構わない。また、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲において、上記４０５ｎｍ以外の波長で発振するレーザを用いてもよい。

上記の合波レーザ光源は、図１２および図１３に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ４０内に収納されている。パッケージ４０は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋４１を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ４０の開口をパッケージ蓋４１で閉じることにより、それらによって形成される閉空間（封止空間）内に上記合波レーザ光源が気密封止されている。

パッケージ４０の底面にはベース板４２が固定されており、このベース板４２の上面には、前記ヒートブロック１０と、集光レンズ２０を保持する集光レンズホルダー４５と、マルチモード光ファイバ３０の入射端部を保持するファイバホルダー４６とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ３０の出射端部は、パッケージ４０の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。

また、ヒートブロック１０の側面にはコリメータレンズホルダー４４が取り付けられており、そこにコリメータレンズ１１〜１７が保持されている。パッケージ４０の横壁面には開口が形成され、この開口を通してＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７に駆動電流を供給する配線４７がパッケージ外に引き出されている。

なお、図１３においては、図の煩雑化を避けるために、複数のＧａＮ系半導体レーザのうちＧａＮ系半導体レーザＬＤ７にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ１７にのみ番号を付している。

図１４は、上記コリメータレンズ１１〜１７の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズ１１〜１７の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズ１１〜１７は、長さ方向がＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の発光点の配列方向（図１４の左右方向）と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。

一方ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、発光幅が２μｍの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば１０°、３０°の状態で各々レーザ光Ｂ１〜Ｂ７を発するレーザが用いられている。これらＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設されている。

したがって、各発光点から発せられたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ１１〜１７に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向（長さ方向と直交する方向）と一致する状態で入射することになる。つまり、各コリメータレンズ１１〜１７の幅が１．１ｍｍ、長さが４．６ｍｍであり、それらに入射するレーザ光Ｂ１〜Ｂ７の水平方向、垂直方向のビーム径は各々０．９ｍｍ、２．６ｍｍである。また、コリメータレンズ１１〜１７の各々は、焦点距離ｆ_１＝３ｍｍ、ＮＡ＝０．６、レンズ配置ピッチ＝１．２５ｍｍである。

集光レンズ２０は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズ１１〜１７の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ２０は、焦点距離ｆ_２＝２３ｍｍ、ＮＡ＝０．２である。この集光レンズ２０も、例えば樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。

次に図１５を参照して、本例の画像露光装置における電気的な構成について説明する。ここに示されるように全体制御部３００には変調回路３０１が接続され、該変調回路３０１にはＤＭＤ５０を制御するコントローラ３０２が接続されている。また全体制御部３００には、レーザモジュール６４を駆動するＬＤ駆動回路３０３が接続されている。さらにこの全体制御部３００には、前記ステージ１５２を駆動するステージ駆動装置３０４が接続されている。

［画像露光装置の動作］
次に、上記画像露光装置の動作について説明する。スキャナ１６２の各露光ヘッド１６６において、ファイバアレイ光源６６の合波レーザ光源を構成するＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７（図１１参照）の各々から発散光状態で出射したレーザ光Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，およびＢ７の各々は、対応するコリメータレンズ１１〜１７によって平行光化される。平行光化されたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７は、集光レンズ２０によって集光され、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの入射端面上で収束する。

本例では、コリメータレンズ１１〜１７および集光レンズ２０によって集光光学系が構成され、その集光光学系とマルチモード光ファイバ３０とによって合波光学系が構成されている。すなわち、集光レンズ２０によって上述のように集光されたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７が、このマルチモード光ファイバ３０のコア３０ａに入射して光ファイバ内を伝搬し、１本のレーザ光Ｂに合波されてマルチモード光ファイバ３０の出射端部に結合された光ファイバ３１から出射する。

各レーザモジュールにおいて、レーザ光Ｂ１〜Ｂ７のマルチモード光ファイバ３０への結合効率が０．９で、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各出力が５０ｍＷの場合には、アレイ状に配列された光ファイバ３１の各々について、出力３１５ｍＷ（＝５０ｍＷ×０．９×７）の合波レーザ光Ｂを得ることができる。したがって、１４本のマルチモード光ファイバ３１全体では、４．４Ｗ（＝０．３１５Ｗ×１４）の出力のレーザ光Ｂが得られる。

画像露光に際しては、図１５に示す変調回路３０１から露光パターンに応じた画像データがＤＭＤ５０のコントローラ３０２に入力され、そのフレームメモリに一旦記憶される。この画像データは、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。

感光材料１５０を表面に吸着したステージ１５２は、図１５に示すステージ駆動装置３０４により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ１５２がゲート１６０下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられたセンサ１６４により感光材料１５０の先端が検出されると、フレームメモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部で読み出された画像データに基づいて各露光ヘッド１６６毎に制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部により、生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。

ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０にレーザ光Ｂが照射されると、ＤＭＤ５０のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光は、レンズ系５１により感光材料１５０上に結像される。このようにして、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光が画素毎にオンオフされて、感光材料１５０がＤＭＤ５０の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア１６８）で露光される。また、感光材料１５０がステージ１５２と共に一定速度で移動されることにより、感光材料１５０がスキャナ１６２によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、各露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。

なお本例では、図１６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０には、主走査方向にマイクロミラーが１０２４個配列されたマイクロミラー列が副走査方向に７６８組配列されているが、本例では、コントローラ３０２により一部のマイクロミラー列（例えば、１０２４個×２５６列）だけが駆動するように制御がなされる。

この場合、図１６（Ａ）に示すようにＤＭＤ５０の中央部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよく、図１６（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０の端部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよい。また、一部のマイクロミラーに欠陥が発生した場合は、欠陥が発生していないマイクロミラー列を使用するなど、状況に応じて使用するマイクロミラー列を適宜変更してもよい。

ＤＭＤ５０のデータ処理速度には限界があり、使用する画素数に比例して１ライン当りの変調速度が決定されるので、一部のマイクロミラー列だけを使用することで１ライン当りの変調速度が速くなる。一方、連続的に露光ヘッドを露光面に対して相対移動させる露光方式の場合には、副走査方向の画素を全部使用する必要はない。

スキャナ１６２による感光材料１５０の副走査が終了し、センサ１６４で感光材料１５０の後端が検出されると、ステージ１５２は、ステージ駆動装置３０４により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。

次に、図５に示したファイバアレイ光源６６、集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２、結像レンズ７４、ミラー６９およびＴＩＲプリズム７０から構成されてＤＭＤ５０に照明光としてのレーザ光Ｂを照射する照明光学系について説明する。ロッドインテグレータ７２は例えば四角柱状に形成された透光性ロッドであり、その内部をレーザ光Ｂが全反射しながら進行するうちに、該レーザ光Ｂのビーム断面内強度分布が均一化される。なお、ロッドインテグレータ７２の入射端面、出射端面には反射防止膜がコートされて、透過率が高められている。以上のようにして、照明光であるレーザ光Ｂのビーム断面内強度分布を高度に均一化できれば、照明光強度の不均一を無くして、高精細な画像を感光材料１５０に露光可能となる。

そして本装置において、図５に示したマイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａは、レンズ系５２，５４によるマイクロミラー６２の結像位置から外れた、該マイクロミラー６２およびレンズ系５２，５４による集光位置に配されているので、ＤＭＤ５０とマイクロレンズアレイ５５とが多少位置ずれを起こしても、光利用効率および消光比が高く保たれる。その理由は、先に図２０および図２１を参照して説明した通りである。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１７は、本発明の第２の実施形態による画像露光装置の露光ヘッドを示す概略断面図である。この露光ヘッドは、図５に示した第１の実施形態における露光ヘッドと比べると、レンズ系５７，５８からなる第２光学系が省かれた点が基本的に異なるものである。すなわちこの画像露光装置においては、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａによる集光位置に感光材料１５０が配置され、該マイクロレンズアレイ５５が集光した像が直接この感光材料１５０に露光されるようになっている。

本実施形態においても、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａが、レンズ系５２，５４によるマイクロミラー６２の結像位置から外れた、該マイクロミラー６２およびレンズ系５２，５４による集光位置に配されているので、第１の実施形態におけるのと同様、ＤＭＤ５０とマイクロレンズアレイ５５とが多少位置ずれを起こしても、光利用効率および消光比が高く保たれる。

なお、マイクロミラー６２およびレンズ系５２，５４によって集光されたレーザ光Ｂが、所望のビーム径となっている場合は、マイクロレンズアレイ５５を省くことも可能である。

また、上述した２つの実施形態で使用されたマイクロレンズアレイ５５に代えて、多数のアパーチャ（開口）が並設されてなるアパーチャアレイを採用することも可能である。その場合もアパーチャアレイは、マイクロミラー６２およびレンズ系５２，５４による集光位置に配される。そのようなアパーチャアレイは、光利用効率が高く、また開口によってビーム形状を整形できるという効果も奏する。

次に、ＤＭＤ５０を作製する方法の例について説明する。図２２は、上述したＤＭＤ５０の一素子４００の部分を詳しく示す平面図であり、また図２３は、この素子４００を図２２のＡ−Ａ線を通る面で切断して示す側断面図である。まず、ＤＭＤ５０の１画素部となるこの素子４００について説明する。

本素子４００は、駆動回路基板４５１上に、互いに離して形成された第１下部電極４６３ａおよび第２下部電極４６３ｂと、それらから上方に離間して形成された第１上部電極４６７ａおよび第２上部電極４６７ｂと、下部電極４６３ａ、４６３ｂと上部電極４６７ａ、４６７ｂとの間に配設された可動部材４６１（ヒンジ４５５およびミラー部４５７からなる）とが設けられてなる。第１上部電極４６７ａは第１下部電極４６３ａと対応する位置に、第２上部電極４６７ｂは第２下部電極４６３ｂと対応する位置に各々配置されている。なお、図２２における４７９はヒンジ４５５の支持部、４８３は上部電極４６７ａ、４６７ｂの支持部である。

図７等に概略的に示したマイクロミラー６２は、上記ミラー部４５７の中央領域（上部電極４６７ａ、４６７ｂによって遮られない部分）に対応する。またこの図２２では図示の明確化のために、１素子４００の全体の大きさに対してミラー部４５７の中央領域を相対的に小さく示しているが、この素子４００は実際には、その中でミラー部４５７の中央領域が大部分を占めるように構成される。

図２３に示す通り、第１下部電極４６３ａと第２上部電極４６７ｂは互いに接続された上で第１駆動電極４８５に接続される。一方第２下部電極４６３ｂと第１上部電極４６７ａは互いに接続された上で第２駆動電極４８７に接続される。また導電体からなるヒンジ４５５は、可動体電極４８９に接続される。これらの第１駆動電極４８５、第２駆動電極４８７および可動体電極４８９の各電位Ｖ１，Ｖ２，およびＶｍは、駆動回路基板４５１内に形成された半導体集積回路、例えばＣＭＯＳ回路によって制御される。

ここで、Ｖｍに対するＶ１の電位差をＶ（１）と表し、Ｖｍに対するＶ２の電位差をＶ（２）と表すと、Ｖ（１）＝Ｖ（２）に設定された場合は、可動部材４６１の一端と第１下部電極４６３ａとの間、該一端と第１上部電極４６７ａとの間に作用する静電気力が互いに等しくなり、また可動部材４６１の他端と第２下部電極４６３ｂとの間、該他端と第２上部電極４６７ｂとの間に作用する静電気力も互いに等しくなるので、可動部材４６１つまりミラー部４５７は駆動回路基板４５１に対して平行に保たれる。この状態は、ヒンジ４５５の弾性により安定に維持される。

次にＶ（１）＞Ｖ（２）に設定された場合は、可動部材４６１の一端と第１下部電極４６３ａとの間に作用する静電気力Ｆ、並びに可動部材４６１の他端と第２上部電極４６７ｂとの間に作用する静電気力Ｆが、可動部材４６１の一端と第１上部電極４６７ａとの間に作用する静電気力ｆ、並びに可動部材４６１の他端と第２下部電極４６３ｂとの間に作用する静電気力ｆよりも大となるので、ヒンジ４５５が捻れつつ、図２３に示すようにミラー部４５７が傾斜する。一方、Ｖ（１）＜Ｖ（２）に設定された場合は、図２３の状態とは反対の向きにミラー部４５７が傾斜する。以上のようにしてミラー部４５７を、２つの傾斜位置の一方に選択的に設定することができる。

次に図２４および図２５を参照して、上記素子４００の作製方法について説明する。なお図２４では、図２２のＡ−Ａ線を通る面で切断した概略側面形状を左側に、そして同じくＢ−Ｂ線を通る面で切断した概略側面形状を右側に示す。

先ず図２４の（ａ）に示すように、駆動回路基板４５１が用意される。この駆動回路基板４５１は図２５に詳しく示す通り、例えばＳｉ基板４６９上に駆動回路を構成するＣＭＯＳ回路４７１および配線回路４７３を形成し、その上に絶縁層４７５を形成し、その表面をＣＭＰ等によって平坦化した後、配線回路４７３と素子の各電極とを接続するためのコンタクトホールを形成することによって構成されたものである。

この駆動回路基板４５１の上に、図示しない第１のアルミニウム薄膜（好ましくは高融点金属を含有したアルミニウム合金）をスパッタにより成膜し、それを通常のフォトリソエッチングにより所望の電極形状にパターニングして第１下部電極４６３ａおよび第２下部電極４６３ｂを形成する。なお、これらの第１下部電極４６３ａおよび第２下部電極４６３ｂは、上記コンタクトホールを通る配線および配線回路４７３を介してＣＭＯＳ回路４７１の出力側に接続され、それぞれ所定の電位に設定される。

次に同図（ｂ）に示すように第１のポジ型レジスト４９１を塗布し、ヒンジ４５５の支持部４７９を形成する箇所４９１ａをパターニングして、その後ハードベークする。この第１レジスト４９１からなる層は犠牲層として機能し、後述の工程で除去される。したがって、ハードベーク後のレジストの膜厚は、下部電極４６３ａおよび４６３ｂと、後に形成されるヒンジ４５５との間の間隔を決定する。なおポジ型レジスト４９１の代わりに、感光性ポリイミド等も使用可能である。

次に同図（ｃ）に示すように、ヒンジ４５５およびその支持部４７９となる第２のアルミニウム薄膜（好ましくは高融点金属を含有したアルミニウム合金）４９３をスパッタにより成膜し、その後、ＰＥ−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）によりＳｉＯ_２膜（図示せず）を成膜する。このＳｉＯ_２膜は、第２のアルミニウム薄膜４９３のエッチングマスクとして機能する。次にフォトリソエッチングにより該ＳｉＯ_２膜を、所望のヒンジ４５５およびその支持部４７９の形状となるように、パターニングする。

次に、ミラー部４５７となる第３のアルミニウム薄膜（好ましくは高融点金属を含有したアルミニウム合金）４９５をスパッタにより成膜し、その後、ＰＥ−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）によりＳｉＯ_２膜（図示せず）を成膜する。このＳｉＯ_２膜は、第３アルミニウム薄膜４９５のエッチングマスクとして機能する。次にフォトリソエッチングにより該ＳｉＯ_２膜を、所望のミラー部形状となるようにパターニングする。

次いで上記ＳｉＯ_２膜をエッチングマスクとして、第３アルミニウム薄膜４９５および第２アルミニウム薄膜４９３を連続してエッチングし、最後にＳｉＯ_２膜をプラズマエッチングにより除去する。なおアルミニウム薄膜のエッチングは、リン酸、硝酸および酢酸の混合水溶液からなるアルミエッチャントによるウエットエッチング、または塩素系ガスを用いるプラズマエッチング等によってなされる。また、上記ＳｉＯ_２膜にはコンタクトホールが形成され、ヒンジ４５５はこのコンタクトホールを通る配線および配線回路４７３を介してＣＭＯＳ回路４７１の出力側に接続され、所定の電位に設定される。

次に同図（ｄ）に示すように、第２のポジ型レジスト４９７を塗布し、上部電極４６７ａ、４６７ｂの支持部４８３を形成する箇所をパターニングして、その後ハードベークする。なおこのポジ型レジスト４９７の表面は、ハードベーク時のリフロー効果により、下地膜の段差に拘わらず平坦となる。この第２レジスト４９７からなる層は犠牲層として機能し、後述の工程で除去される。したがって、ハードベーク後の第２レジスト４９７の膜厚は、ヒンジ４５５およびミラー部４５７と、後に形成される上部電極４６７ａ、４６７ｂとの間の間隔を決定する。なおポジ型レジスト４９７の代わりに、感光性ポリイミド等も使用可能である。

次に同図（ｅ）に示すように、上部電極４６７ａ、４６７ｂおよびその支持部となる第４のアルミニウム薄膜（好ましくは高融点金属を含有したアルミニウム合金）４９９をスパッタにより成膜し、その後フォトリソエッチングにより該第４のアルミニウム薄膜４９９を、所望の上部電極４６７ａ、４６７ｂおよびその支持部４８３の形状となるようにパターニングする。なおアルミニウム薄膜のエッチングは、リン酸、硝酸および酢酸の混合水溶液からなるアルミエッチャントによるウエットエッチング、または塩素系ガスを用いるプラズマエッチング等によってなされる。このとき、第１上部電極４６７ａと第２上部電極４６７ｂは、駆動回路基板４５１上で、第２下部電極４６３ｂおよび第１下部電極４６３ａにそれぞれ接続される。

次に同図（ｆ）に示すように、酸素ガス系のプラズマエッチングにより、犠牲層である第２のレジスト層４９７と第１のレジスト層４９１を除去して、空隙４５３，４６５を形成する。これにより、第１下部電極４６３ａおよび第２下部電極４６３ｂが設けられた基板４５１上に、空隙４５３を介して可動部材４６１（ヒンジ４５５およびミラー部４５７）が配置され、この可動部材４６１の上方にさらに空隙４６５を介して第１上部電極４６７ａと第２上部電極４６７ｂが配置されてなる素子４００が得られる。このような素子４００は同時に複数形成され、それらによってＤＭＤ５０が構成される。

以上述べたようにしてＤＭＤ５０を作製する場合、ミラー部４５７となる第３のアルミニウム薄膜４９５を成膜する際に、その成膜温度を制御することで膜に応力分布を与えておき、その後犠牲層である第１レジスト４９１の層を除去することにより、ミラー部４５７を、前述したような凹面鏡状に形成することができる。

またその他に、ミラー部４５７となる第３のアルミニウム薄膜４９５と、その下地となるヒンジ４５５とを互いに異なる材料から形成し、両者の熱膨張係数の差によってミラー部４５７を湾曲させ、それによって該ミラー部４５７を凹面鏡状に形成することもできる。

さらに、ミラー部４５７およびヒンジ４５５の下地となる第１レジスト４９１を層成する前に、その層成面上に、後に該第１レジスト４９１とともに除去される凹面のパターンを形成しておくことにより、第１レジスト４９１の表面を凹面状に形成しておいてもよい。そのようにすれば、該第１レジスト４９１の表面上に形成されるミラー部４５７を、凹面鏡状に形成することができる。なおこの場合、第１レジスト４９１の粘度によっては、下地の形状によらずその表面が平坦となることもあるので、該第１レジスト４９１の粘度を適切に設定する必要がある。

次に、別の構成を有するＤＭＤの作製方法について説明する。図２６は、この別のＤＭＤの一素子５００の部分を詳しく示す平面図であり、また図２７は、この素子５００を図２６のＡ−Ａ線を通る面で切断して示す側断面図である。まず、ＤＭＤの１画素部となるこの素子５００について説明する。

本素子５００は、駆動回路基板４５１上に、互いに離して形成された第１下部電極５４３ａおよび第２下部電極５４３ｂと、それらから上方に離間して形成された第１上部電極５４５ａおよび第２上部電極５４５ｂと、第１下部電極５４３ａおよび第１上部電極５４５ａの組と第２下部電極５４３ｂおよび第２上部電極５４５ｂの組との間に配設された可動部材５３１（ヒンジ５２５およびミラー部５２７からなる）とが設けられてなる。上記第１上部電極５４５ａは絶縁層５４９を間に介して第１下部電極５４３ａと対応する位置に、第２上部電極５４５ｂは同じく絶縁層５４９を間に介して第２下部電極５４３ｂと対応する位置に各々配置されている。なお、図２６における５５１はヒンジ５２５の支持部、５５３は上部電極５４５ａ、５４５ｂの支持部である。

本例では上記ミラー部５２７が、図７等に概略的に示したマイクロミラー６２に対応する。またこの図２６では図示の明確化のために、１素子５００の全体の大きさに対してミラー部５２７を相対的に小さく示しているが、この素子５００は実際には、その中でミラー部５２７が大部分を占めるように構成される。

図２７に示す通り、第１下部電極５４３ａと第２上部電極５４５ｂは互いに接続された上で第１駆動電極５５５に接続される。一方第２下部電極５４３ｂと第１上部電極５４５ａは互いに接続された上で第２駆動電極５５７に接続される。また導電体から一体的に形成されたヒンジ５２５およびミラー部５２７は、可動体電極５５９に接続される。これらの第１駆動電極５５５、第２駆動電極５５７および可動体電極５５９の各電位Ｖ１，Ｖ２，およびＶｍは、駆動回路基板５２１内に形成された半導体集積回路、例えばＣＭＯＳ回路によって制御される。

ここで、Ｖｍに対するＶ１の電位差をＶ（１）と表し、Ｖｍに対するＶ２の電位差をＶ（２）と表すと、Ｖ（１）＝Ｖ（２）に設定された場合は、可動部材５３１の一端と第１下部電極５４３ａとの間、該一端と第１上部電極５４５ａとの間に作用する静電気力が互いに等しくなり、また可動部材５３１の他端と第２下部電極５４３ｂとの間、該他端と第２上部電極５４５ｂとの間に作用する静電気力も互いに等しくなるので、可動部材５３１つまりミラー部５２７は駆動回路基板５２１に対して平行に保たれる。この状態は、ヒンジ５２５の弾性により安定に維持される。

次にＶ（１）＞Ｖ（２）に設定された場合は、可動部材５３１の一端と第１下部電極５４３ａとの間に作用する静電気力Ｆ、並びに可動部材５３１の他端と第２上部電極５４５ｂとの間に作用する静電気力Ｆが、可動部材５３１の一端と第１上部電極５４５ａとの間に作用する静電気力ｆ、並びに可動部材５３１の他端と第２下部電極５４３ｂとの間に作用する静電気力ｆよりも大となるので、ヒンジ５２５が捻れつつ、図２７に示すようにミラー部５２７が傾斜する。一方、Ｖ（１）＜Ｖ（２）に設定された場合は、図２７の状態とは反対の向きにミラー部５２７が傾斜する。以上のようにしてミラー部５２７を、２つの傾斜位置の一方に選択的に設定することができる。

次に図２８および図２９を参照して、上記素子５００の作製方法について説明する。なお図２８では、図２６のＡ−Ａ線を通る面で切断した概略側面形状を左側に、そして同じくＢ−Ｂ線を通る面で切断した概略側面形状を右側に示す。

先ず図２８（ａ）に示すように駆動回路基板５２１が用意される。この基板５２１は図２９に詳しく示す通り、例えばＳｉ基板５３５上に駆動回路を構成するＣＭＯＳ回路５３７および配線回路５３９を形成し、その上に絶縁層５４１を形成し、その表面をＣＭＰ等によって平坦化した後、配線回路５３９と素子の各電極とを接続するためのコンタクトホールを形成することによって構成されたものである。

この基板５２１上に、図示しない第１のアルミ薄膜（好ましくは高融点金属を含有したアルミ合金）をスパッタにより成膜し、それを通常のフォトリソエッチングにより所定の電極形状にパターニングすることにより、図２８（ｂ）に示すように、第１下部電極５４３ａおよび第２下部電極５４３ｂを形成する。このとき、第１下部電極５４３ａおよび第２下部電極５４３ｂは、上記コンタクトホールを通して配線回路５３９（図２９参照）と接続され、所定の電位を印加可能とされる。なお、下部電極５４３ａおよび５４３ｂは、後述するヒンジ５２５およびミラー部５２７と高精度に近接させる必要があるので、フォトリソはステッパ露光で行い、エッチングはドライエッチングを適用するのが好ましい。

次に図２８（ｃ）に示すように、ＰＥ−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）により、ＳｉＯ_２あるいはＳｉＮからなる絶縁層５４９を形成する。この絶縁層５４９は、下部電極５４３ａおよび５４３ｂと、後述する上部電極５４５ａ、５４５ｂとの層間絶縁膜として機能し、その層厚は上部電極５４５ａ、５４５ｂの位置を決定する。その後、通常のフォトリソエッチングにより、絶縁層５４９を所定形状にパターニングする。なお、この絶縁層５４９の端面は、ヒンジ５２５およびミラー部５２７と高精度に近接させる必要があるので、フォトリソはステッパ露光で行い、エッチングはドライエッチングを適用するのが好ましい。

次に同図（ｄ）に示すように、基板５２１の上にポジ型のレジスト５６１を塗布し、ヒンジ５２５の支持部５５１を形成する箇所をパターニングして、ハードベークする。このレジスト５６１の層は犠牲層として機能し、後述の工程で除去されて空隙５２３となる。したがって、ハードベイク後のレジスト５６１の膜厚は、後に形成される可動部材５３１（ヒンジ５２５およびミラー部５２７）の位置を決定する。なおこのレジスト５６１の代わりに、感光性ポリイミド等も好適に用いることができる。

次に同図（ｅ）に示すように、第２のアルミ薄膜（好ましくは高融点金属を含有したアルミ合金）をスパッタにより成膜し、それを通常のフォトリソエッチングにより加工して、第１上部電極５４５ａおよび第２上部電極５４５ｂ、並びにヒンジ５２５（梁体）、その支持部５５１およびミラー部５２７を形成する。また、第１上部電極５４５ａおよび第２上部電極５４５ｂを、コンタクトホールを介して基板５２１の配線回路５３９（図２９参照）に接続する。本例では配線回路５３９により、第１上部電極５４５ａと第２下部電極５４３ｂとが、第２上部電極５４５ｂと第１下部電極５４３ａとがそれぞれ接続される。またヒンジ５２５は、図示外の手段によって、図２９に示すＣＭＯＳ回路５３７に接続される。

なお、第１上部電極５４５ａおよび第２上部電極５４５ｂは、可動部材５３１と高精度に近接させる必要があるので、フォトリソはステッパ露光で行い、エッチングはドライエッチングを適用するのが好ましい。

最後に図２８（ｆ）に示すように、酸素ガス系のプラズマエッチングにより、犠牲層であるレジスト５６１を除去して、空隙５２３を形成する。これによりヒンジ５２５およびミラー部５２７は、ヒンジ５２５内を通る軸を中心として揺動自在となる。

以上により、基板５２１上に空隙５２３を介してヒンジ５２５が架設され、このヒンジ５２５の動きによってミラー部５２７が揺動するように構成された素子５００が得られる。このような素子５００は同時に複数形成され、それらによってＤＭＤ５０が構成される。

このようにしてＤＭＤ５０を作製する場合も、先に説明したミラー部４５７を凹面鏡状に形成するための３つの手法を同様に適用して、ミラー部５２７を凹面鏡状に形成することができる。

なお以上説明した２つの素子４００および５００は、２対の電極を用いてミラー部を揺動させるように構成され、またミラー部の下側にアドレス電極との接触用の梁は持たないものであるが、本発明の画像露光装置は、現在実用されている代表的なＤＭＤのように、１対の電極を用いてミラー部を揺動させ、またミラー部の下側にアドレス電極との接触用の梁を持つＤＭＤを用いて構成することも可能である。

また、以上説明した実施形態の画像露光装置は、空間光変調素子としてＤＭＤを用いるものであるが、ＤＭＤ以外の反射型空間光変調素子を用いる画像露光装置においても、本発明を適用することにより、光利用効率および消光比の低下を防止可能である。

ここで、ＤＭＤ５０から反射した光が分離して集光されることを具体的に説明する。図３０は上述した図５および図１７におけるＤＭＤ（空間光変調素子）５０により光が集光される様子を示す模式図である。図３０のＤＭＤ５０の各画素部６２は、上述したように凹面鏡状（たとえば曲面に形成された凹状のミラー）からなっている。そして、凹面鏡状画素部６２に入射された光は、凹面鏡状画素部６２および光学系５２、５４により集光され結像位置ｆ１において結像するようになっている。光学系５２、５４から結像位置ｆ１までの範囲において、各画素部６２の集光像１１０はそれぞれ重なり合う。

一方、結像位置ｆ１から光学系５２、５４から遠ざかる方向（矢印Ｘ１方向）に外れたとき、各画素部６２の集光像１１０は各画素毎にそれぞれ分離した状態になる。集光像１１０が所望のビーム径となっている場合は、光学系５２、５４から感光材料に直接露光することができる。このため、上述したようにマイクロレンズアレイを配置する必要がなくなり、そのマイクロレンズアレイを配設することによって前述のように光利用効率や消光比が低下することを防止できる。

つまり、図３１に示すように、ＤＭＤ５０の画素部が平面に形成されている場合、各集光像１１０ａは結像位置ｆ０において隙間なく配列され、結像位置から外れた集光位置においては重なり合ってしまう。よって、図１８、図１９を用いて説明したように、マイクロレンズ１０２およびマスクの位置が結像位置ｆ０からずれている場合には、光利用効率の低下を招いてしまうという問題がある。一方、図３０においては、結像位置ｆ１から外れた集光位置における各集光像１１０が分離して集光されるため、集光像１１０が所望のビーム径となっている場合は、マイクロレンズアレイを省くことができ、そのマイクロレンズアレイを配設することによって前述のように光利用効率や消光比が低下することを防止できる。

さらに、図３０において、光学系５２、５４による画素部６２の結像位置から外れた、凹面鏡状画素部６２による集光位置にマイクロレンズアレイ５５を配置した場合であっても、上述した図２０、図２１を用いて説明したように、光利用効率や消光比の低下を防止することができる。

図３２は本発明の画像露光装置の第３の実施の形態を示す構成図であり、図３２を参照して画像露光装置について説明する。なお、図３２の画像露光装置において図３０と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

図３２の画像露光装置が図３０の画像露光装置と異なる点は、空間光変調素子の各画素部が凸面鏡状に形成されている点である。具体的には、ＤＭＤ（空間光変調素子）２５０の各画素部２６２が凸面鏡状（たとえば凸状の曲面に形成されたミラー）からなっている。そして、凸面鏡状画素部２６２に入射された光は結像光学系５２、５４を経て、結像位置ｆ１０において結像するようになっている。

ここで、光学系５２、５４から結像位置ｆ１０までの範囲においては、各画素２６２の集光像２１０がそれぞれ分離した状態になる。一方、結像位置ｆ１０から矢印Ｘ１方向に外れた集光位置において集光像２１０は重なり合う。結像位置ｆ１０から外れた、結像位置ｆ１０と光学系５２、５４との間の集光位置において、集光像２１０がそれぞれ分離した所望のビーム径となっている場合は、光学系５２、５４から感光材料に直接露光することができるため、マイクロレンズアレイ５５を省くことができ、そのマイクロレンズアレイ５５を配設することによって前述のように光利用効率や消光比が低下することを防止できる。

また、光学系５２、５４を通過した光を受ける前述のマイクロレンズアレイ５５が設けられる場合でも、マイクロレンズアレイ５５を、上記光学系による画素部２６２の結像位置ｆ１０から外れた、凸面鏡状画素部２６２による集光位置に配置しておけば、同様に光利用効率や消光比の低下を防止することができる（図２０、図２１参照）。

なお、凸面鏡状のＤＭＤ２５０は、図２２から図２８に示した凹面鏡状のＤＭＤ５０と同様に作製することができる。

ところで、ＤＭＤ５０、２５０に入射される光は、集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２および結像レンズ７４において平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束になるようにしている（図４、図５参照）。しかし、実際にＤＭＤ５０、２５０に入射される光は広がりを有したものになっており、結果としてＤＭＤ５０、２５０から射出される光は一定の広がり角度を有している。各画素部６２、２６２および結像光学系５２、５４によって集光された光の大きさは光の広がり角度に依存し、広がり角度の大きさによっては各画素部６２、２６２毎に分離して集光させることができないという問題がある。

そこで、図３０、図３２に示すように、ＤＭＤ５０に入射される光の主光線が所定の広がり角βを有しているとき、各画素部６２、２６２および光学系５２、５４によって定まる光の主光線の集光角度γが、主光線の広がり角度βよりも大きく形成されている（γ＞β）。

図３３は各画素部６２が凹面鏡状に形成されている場合の集光角度γおよび広がり角度βを示す模式図である。図３３（Ａ）に示すように、主光線の集光角度γが広がり角度βよりも大きいとき（γ＞β）、結像位置ｆ１から外れた集光位置において各画素部６２毎の分離した光の集光が可能となる（図３０参照）。一方、図３３（Ｂ）に示すように集光角度γが広がり角度β以下であるとき（γ≦β）、各画素６２毎に分離して集光することができず、結像位置ｆ１の前後において重なり合った状態になってしまう。

同様に、図３４（Ａ）に示すように、各画素部２６２が凸面鏡状に形成されている場合であって主光線の集光角度γが広がり角度βよりも大きいとき（γ＞β）、結像位置ｆ１０から外れた集光位置において各画素部２６２毎の分離した光の集光が可能となる（図３２参照）。一方、図３４（Ｂ）に示すように集光角度γが広がり角度β以下であるとき（γ≦β）、各画素２６２毎に分離して集光することができず、結像位置ｆ１０の前後において各画素部２６２毎に集光された光が重なり合ってしまう。したがって、図３３（Ａ）、図３４（Ａ）に示すように、集光角度γ＞広がり角度βにすることにより、各画素部６２、２６２において反射した光を分離して集光させることができる。

ここで、主光線の集光角度γは、各画素部６２、２６２および光学系５２、５４による光の集光度合いによって定まる。一方、広がり角度βは、照明角度β１と回折角度β２とを加算したものとして表すことができる（β＝β１＋β２）。照明角度β１は集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２および結像レンズ７４を介してＤＭＤ５０に出射された光の主光線の広がりを示すものである。回折角度β２は、たとえば特開２００４−１３３２７９号公報、特開２０００−３３８４７５号公報に開示されているような、ＤＭＤ５０の光出射面側に配置される回折光学素子による回折角度を示すものである（図３０、図３２においては図示せず）。

よって、集光角度γ＞広がり角度βを成立させるために、照明角度β１＜集光角度γ−回折角度β２になるような光が集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２および結像レンズ７４を介してＤＭＤ５０に出射されるようになっている（図４，図５参照）。

このように、光の主光線の集光角度γが、主光線の広がり角度βよりも大きく形成されていることにより、各画素部６２、２６２から反射した光を分離して集光することができ、特に、各画素部６２、２６２によって集光された光２１０がそれぞれ分離した所望のビーム径となっている場合は、光学系５２、５４から感光材料に直接露光することができるため、マイクロレンズアレイ５５を省くことができ、そのマイクロレンズアレイ５５を配設することによって前述のように光利用効率や消光比が低下することを防止できる。

なお、光学系５２、５４による画素部６２、２６２の結像位置ｆ１、ｆ１０から外れた、各画素部６２、２６２毎に分離して集光された位置にマイクロレンズアレイ５５を配置するようにしてもよい。これにより、上述した図２０、図２１において説明したように光利用効率や消光比の低下を防止することができる。

さらに、配置したマイクロレンズアレイ５５が光の光軸方向（矢印Ｘ方向）に移動可能に配置されていれば、光の焦点の調整を容易に行うことができる。特に、マイクロレンズアレイ５５が結像位置ｆ１、ｆ１０ではなく集光位置に配置されていることにより、焦点一の調整を行ったときに光利用効率の変化量を最小限に押さえることができる。すなわち、図３０、図３２において結像位置ｆ１、ｆ１０とその前後との光利用効率の変化量よりも、集光位置とその前後との光利用効率の変化量の方が小さい。よって、マイクロレンズアレイ５５を矢印Ｘ方向に移動させたときに、光利用効率が急激に変化するのを防止することができる。

なお、図３４に示すように、光学系５２、５４による結像位置ｆ１、ｆ１０での像面が湾曲している場合、マイクロレンズアレイ５５は、各画素部の結像位置における平均位置を基準に配置するようにしても良いし、結像位置の頂点を基準に配置するようにしてもよい。

さらに、光学系５２、５４による画素部６２、２６２の結像位置ｆ１、ｆ１０から外れた、各画素部６２、２６２毎に分離して集光された位置にアパーチャアレイが配置されていてもよい。これにより、上述したように迷光を遮断することができる。なお、集光位置にアパーチャアレイとマイクロレンズとの双方を配置するようにしてもよい（図２０、図２１参照）。

本発明の第１の実施形態による画像露光装置の外観を示す斜視図 図１の画像露光装置のスキャナの構成を示す斜視図 （Ａ）は感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図、（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図 図１の画像露光装置の露光ヘッドの概略構成を示す斜視図 上記露光ヘッドの概略断面図 デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の構成を示す部分拡大図 （Ａ）および（Ｂ）はＤＭＤの動作を説明するための説明図 （Ａ）および（Ｂ）は、ＤＭＤを傾斜配置しない場合と傾斜配置する場合とで、露光ビームの配置および走査線を比較して示す平面図 ファイバアレイ光源の構成を示す斜視図 ファイバアレイ光源のレーザ出射部における発光点の配列を示す正面図 マルチモード光ファイバの構成を示す図 合波レーザ光源の構成を示す平面図 レーザモジュールの構成を示す平面図 図１２に示すレーザモジュールの構成を示す側面図 図１２に示すレーザモジュールの構成を示す部分正面図 上記画像露光装置の電気的構成を示すブロック図 （Ａ）および（Ｂ）は、ＤＭＤの使用領域の例を示す図 本発明の第２の実施形態による画像露光装置に用いられた露光ヘッドの概略断面図 従来装置の問題点を説明する説明図 従来装置の問題点を説明する説明図 本発明装置の効果を説明する説明図 本発明装置の効果を説明する説明図 本発明の画像露光装置に用いられるＤＭＤの要部を示す概略平面図 図２２に示すＤＭＤの要部を示す概略側面図 図２２に示すＤＭＤの作製工程を示す概略図 図２２に示すＤＭＤに用いられる駆動回路基板を示す概略側面図 本発明の画像露光装置に用いられる他のＤＭＤの要部を示す概略平面図 図２６に示すＤＭＤの要部を示す概略側面図 図２６に示すＤＭＤの作製工程を示す概略図 図２６に示すＤＭＤに用いられる駆動回路基板を示す概略側面図 本発明装置におけるＤＭＤおよび光学系により光が集光される様子を示す模式図 従来装置におけるＤＭＤおよび光学系により光が集光される様子を示す模式図 本発明装置におけるＤＭＤおよび光学系により光が集光される別の一例を示す模式図 本発明の画像露光装置の別の実施の形態の要部を示す模式図 本発明の画像露光装置の別の実施の形態の要部を示す模式図

符号の説明

ＬＤ１〜ＬＤ７ ＧａＮ系半導体レーザ
３０、３１ マルチモード光ファイバ
５０、２５０ デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）
５１ 光学系
５２，５４ レンズ系
５５ マイクロレンズアレイ
５５ａ マイクロレンズ
５７，５８ レンズ系
５９ アパーチャアレイ
５９ａ アパーチャ
６２ マイクロミラー
６６ レーザモジュール
６６ ファイバアレイ光源
６８ レーザ出射部
７２ ロッドインテグレータ
１５０ 感光材料
１５２ ステージ
１６２ スキャナ
１６６ 露光ヘッド
１６８ 露光エリア
１７０ 露光済み領域
ｆ０、ｆ１、ｆ１０ 結像位置
γ 集光角度
β 広がり角度
β１ 照明角度
β２ 回折角度

Claims (12)

1. 照射された光を各々制御信号に応じて変調する反射型画素部が複数並設されてなる空間光変調素子と、
   この空間光変調素子に光を照射する光源と、
   前記空間光変調素子により変調された光による像を感光材料上に結像する結像光学系とを備えてなる画像露光装置において、
   前記空間光変調素子の各画素部が凹面鏡状もしくは凸面鏡状に形成されたことを特徴とする画像露光装置。
2. 前記空間光変調素子の各画素部を経た光を受けて該画素部の像を結像させる光学系が設けられるとともに、
   この光学系を通過した光を受けて、前記空間光変調素子の各画素部を経た光を個別に集光するマイクロレンズが複数並設されてなるマイクロレンズアレイが設けられ、
   前記マイクロレンズアレイが、前記光学系による画素部の結像位置から外れた、前記凹面鏡状画素部もしくは凸面鏡状画素部および前記光学系による集光位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像露光装置。
3. 前記結像光学系が、前記マイクロレンズアレイを通過した光を受けて、その各マイクロレンズ毎の光を前記感光材料上に結像させる光学系を含むものであることを特徴とする請求項２記載の画像露光装置。
4. 前記空間光変調素子の各画素部を経た光を受けて該画素部の像を結像させる光学系が設けられるとともに、
   この光学系を通過した光を受けて、前記空間光変調素子の各画素部を経た光を個別に透過させる開口が複数並設されてなるアパーチャアレイが設けられ、
   前記アパーチャアレイが、前記光学系による画素部の結像位置から外れた、前記凹面鏡状画素部もしくは凸面鏡状画素部および前記光学系による集光位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像露光装置。
5. 前記結像光学系が、前記アパーチャアレイを通過した光を受けて、その各開口毎の光を前記感光材料上に結像させる光学系を含むものであることを特徴とする請求項４記載の画像露光装置。
6. 前記空間光変調素子が、画素部としての微小ミラーが２次元状に配列されてなるＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）であることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の画像露光装置。
7. 照射された光を各々制御信号に応じて変調する反射型画素部が複数並設されてなる空間光変調素子と、
   該空間光変調素子に光を照射する光源と、
   前記空間光変調素子により変調された光による像を感光材料上に結像する光学系とを備えてなる画像露光装置において、
   前記空間変調素子の各画素部が曲面状に形成されており、
   前記空間光変調素子から射出される光の主光線が広がり角度を有しているとき、前記各画素部および前記光学系による前記光の主光線の集光角度が、前記主光線の広がり角度よりも大きく形成されていることを特徴とする画像露光装置。
8. 前記空間光変調素子の各画素部が凹面鏡状もしくは凸面鏡状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の画像露光装置。
9. 前記画素部および前記光学系による結像位置から外れた、前記画素部および前記光学系による集光位置にマイクロレンズアレイが配置されていることを特徴とする請求項７または８記載の画像露光装置。
10. 前記マイクロレンズアレイが、前記光の光軸方向に移動可能に配置されていることを特徴とする請求項９記載の画像露光装置。
11. 前記光学系を通過した光を受けて、前記空間光変調素子の各画素部を経た光を個別に透過させる開口が複数並設されてなるアパーチャアレイをさらに有し、該アパーチャアレイが、前記光学系による画素部の結像位置から外れた、前記画素部および前記結像光学系による集光位置に配置されていることを特徴とする請求項７記載の画像露光装置。
12. 前記空間光変調素子に入射する光の主光線の広がり角度である照明角度が、前記光の主光線の集光角度と前記空間光変調素子による回折角度との差よりも小さく形成されているものであることを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項記載の画像露光装置。

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