JP2007101730A - Image exposure device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像露光装置に係り、特に、空間光変調素子で変調された光による像を感光材料に結像させて感光材料を露光する画像露光装置に関する。 The present invention relates to an image exposure apparatus, and more particularly to an image exposure apparatus that exposes a photosensitive material by forming an image of light modulated by a spatial light modulator on a photosensitive material.
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an image exposure apparatus that passes light modulated by a spatial light modulation element through an imaging optical system, forms an image of this light on a predetermined photosensitive material, and exposes the photosensitive material. This type of image exposure apparatus basically irradiates light to a spatial light modulation element in which a plurality of pixel portions that modulate irradiated light according to a control signal are arranged in parallel, and the spatial light modulation element. A light source and an imaging optical system that forms an image of light modulated by the spatial light modulation element on a photosensitive material.
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。 In this type of image exposure apparatus, for example, a DMD (digital micromirror device) can be suitably used as the spatial light modulation element. The DMD is a mirror device in which a number of rectangular micromirrors that change the angle of the reflecting surface in accordance with a control signal are two-dimensionally arranged on a semiconductor substrate such as silicon. The micromirror functions as a reflective pixel portion.
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。 In the image exposure apparatus as described above, there is often a demand for enlarging an image projected on a photosensitive material, and in that case, an enlarged imaging optical system is used as an imaging optical system. In doing so, simply passing the light that has passed through the spatial light modulation element through the magnification imaging optical system expands the luminous flux from each pixel portion of the spatial light modulation element, and the pixel size in the projected image is reduced. The image becomes larger and the sharpness of the image decreases.
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、この結像光学系を経た、空間光変調素子の各画素部の光束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。 Therefore, the first imaging optical system is arranged on the optical path of the light modulated by the spatial light modulation element, and microlenses corresponding to the light beams of the respective pixel portions of the spatial light modulation element that have passed through the imaging optical system are provided. A second imaging optical system in which a microlens array arranged in an array is arranged, and an image of the modulated light is formed on a photosensitive material or a screen in the optical path of the light that has passed through the microlens array. It is considered that a system is arranged and an image is enlarged and projected by the first and second imaging optical systems. In this configuration, the size of the image projected on the photosensitive material and the screen is enlarged, while the light from each pixel portion of the spatial light modulator is condensed by each microlens of the microlens array. Since the pixel size (spot size) in the image is reduced and kept small, the sharpness of the image can be kept high.
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。 Patent Document 1 shows an example of an image exposure apparatus using DMD as a spatial light modulation element and combining it with a microlens array.
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。
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、その結像位置付近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。 In the conventional image exposure apparatus in which a spatial light modulation element having a reflective pixel portion, a microlens array, and an imaging optical system are combined as in the DMD described above, pixels such as the micromirrors are formed by the imaging optical system. An image of the portion is formed, and each microlens of the microlens array is positioned in the vicinity of the image forming position.
このような構成の画像露光装置は、約3μmのビームで感光材料を露光する。しかし、外乱振動が加わると、露光ヘッドと感光材料を保持するステージとの相対位置が約1〜2μmずれてしまい、感光材料上に正しい像が形成されなくなってしまう問題がある。 The image exposure apparatus having such a configuration exposes the photosensitive material with a beam of about 3 μm. However, when disturbance vibration is applied, there is a problem that the relative position between the exposure head and the stage holding the photosensitive material is shifted by about 1 to 2 μm, and a correct image cannot be formed on the photosensitive material.
このような問題に対処するために、露光により得られた画像データをソフトウエアで補正することが考えられる。しかし、ソフトウエアで補正する処理は複雑で、かつ高タクト化に対して処理時間をさくことができない。 In order to deal with such a problem, it is conceivable to correct the image data obtained by exposure with software. However, the process of correcting by software is complicated, and the processing time cannot be reduced for high tact.
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、外乱振動の影響を受けることなく感光材料を露光して高画質の画像を得る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。 The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems, and provides an image exposure apparatus that can expose a photosensitive material and obtain a high-quality image without being affected by disturbance vibration. Objective.
本発明の画像露光装置は、照射された光を2次元状に配列された各々の画素部で変調する空間光変調素子と、前記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を経た光を集光して、前記画素部の像をそれぞれ結像する第1の光学系と、前記第1の光学系を経た光束を複数2次元状に配列された各々のマイクロレンズで感光材料上に結像させるマイクロレンズアレイと、外乱振動によって生じる前記感光材料と前記マイクロレンズアレイからの光との相対的な位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、前記位置ずれ検出手段により検出された位置ずれに基づいて、前記マイクロレンズアレイを移動させるマイクロレンズアレイ移動手段と、を備えたものである。 The image exposure apparatus of the present invention includes a spatial light modulation element that modulates irradiated light at each pixel unit arranged in a two-dimensional manner, a light source that irradiates light to the spatial light modulation element, and the spatial light modulation A first optical system that focuses the light that has passed through the element to form an image of the pixel unit, and a plurality of light beams that have passed through the first optical system are arranged in a plurality of two-dimensionally with each microlens. A microlens array that forms an image on a photosensitive material, a misalignment detection unit that detects a relative misalignment between the photosensitive material and light from the microlens array caused by disturbance vibration, and detection by the misregistration detection unit And a microlens array moving means for moving the microlens array based on the positional deviation.
外乱振動が生じると、光源や光学系等を有する露光側と感光材料との間で相対的な位置がずれてしまい、感光材料上の光の位置ずれが生じる。そこで、画像露光装置は、外乱振動によって生じる感光材料と前記マイクロレンズアレイからの光との相対的な位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、位置ずれ検出手段により検出された位置ずれに基づいて、マイクロレンズアレイを移動させるマイクロレンズアレイ移動手段と、を備えることにより、外乱振動の影響を受けることなく感光材料を露光して高画質の画像を得ることができる。 When disturbance vibration occurs, the relative position between the exposure side having the light source and the optical system and the photosensitive material shifts, and the positional deviation of the light on the photosensitive material occurs. Therefore, the image exposure apparatus is based on a positional deviation detection unit that detects a relative positional deviation between the photosensitive material caused by disturbance vibration and the light from the microlens array, and a positional deviation detected by the positional deviation detection unit. By providing the microlens array moving means for moving the microlens array, it is possible to obtain a high-quality image by exposing the photosensitive material without being affected by disturbance vibration.
本発明に係る画像露光装置は、外乱振動の影響を受けることなく感光材料を露光して高画質の画像を得ることができる。 The image exposure apparatus according to the present invention can obtain a high-quality image by exposing a photosensitive material without being affected by disturbance vibration.
[第1の実施形態]
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。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, an image exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described.
(Configuration of image exposure apparatus)
As shown in FIG. 1, the image exposure apparatus includes a flat plate-like moving
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1
60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。
In the center of the installation table 156, the U-shaped gate 1 extends across the moving path of the
60 is provided. Each of the ends of the U-shaped
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166mnと表記する。
As shown in FIGS. 2 and 3B, the
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168mnと表記する。
An
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16811と露光エリア16812との間の露光できない部分は、2行目の露光エリア16821と3行目の露光エリア16831とにより露光することができる。
Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, each of the exposure heads in each row arranged in a line so that the strip-shaped exposed
露光ヘッド16611〜166mnの各々は、図4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のデータ処理部は、入力された画像データに基づいて、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。また、ミラー駆動制御部は、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、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。
As shown in FIG. 4, each of the
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。
On the light incident side of the
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。
As shown in detail in FIG. 5, the
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。
The laser beam B emitted from the
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5に示すように、レンズ系52,54からなる第1光学系と、マイクロレンズアレイ55と、レンズ系54とマイクロレンズアレイ55との間に設けられた光透過平板80と、を備えている。
Further, on the light reflection side of the
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。
A
本実施形態においては、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、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。
In the present embodiment, each microlens 55 a of the
光透過平板80は、例えばBK7で構成され、所定の厚みを有した平板である。光透過平板80は、露光面やマイクロレンズアレイ55の面に平行に配置されているが、後述する光透過平板駆動装置によって露光面とのなす角が調整可能になっている。
The light transmitting
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。
As shown in FIG. 6, in the
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。
When a digital signal is written in the
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。
FIG. 6 shows an example of a state in which a part of the
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。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。
The
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。
Here, it is preferable that the
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P1が、DMD50を傾斜させない場合の走査線のピッチP2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W2と、DMD50を傾斜させない場合の走査幅W1とは略同一である。
In the
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。 Further, the same scanning line is overlapped and exposed (multiple exposure) by different micromirror rows. In this way, by performing multiple exposure, it is possible to control a minute amount of the exposure position and to realize high-definition exposure. Further, joints between a plurality of exposure heads arranged in the main scanning direction can be connected without a step by controlling a very small amount of exposure position.
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。
Note that the same effect can be obtained by arranging the micromirror rows in a staggered manner by shifting the micromirror rows by a predetermined interval in a direction orthogonal to the sub-scanning direction instead of inclining the
ファイバアレイ光源66は、図9(A)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9(B)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。
As shown in FIG. 9A, the fiber
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9(B)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。
As shown in FIG. 9B, the
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。
In this example, as shown in FIG. 10, an
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。
As the multimode
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。
However, the cladding diameter of the
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。
In the present invention, it is not always necessary to use the two
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。
The
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。 The GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 have substantially the same oscillation wavelength (for example, 405 nm), and all the maximum outputs are also almost the same (for example, about 100 mW for the multimode laser and about 50 mW for the single mode laser). Note that the outputs of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 may be different from each other below the maximum output. Further, as the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7, lasers that oscillate at wavelengths other than 405 nm in the wavelength range of 350 nm to 450 nm may be used.
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。
As shown in FIGS. 12 and 13, the above-described combined laser light source is housed in a box-shaped
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。
A
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。
A
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。
In FIG. 13, in order to avoid complication of the drawing, only the GaN semiconductor laser LD7 among the plurality of GaN semiconductor lasers is numbered, and only the
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。
FIG. 14 shows the front shape of the attachment part of the collimator lenses 11-17. Each of the
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。 On the other hand, each of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 includes an active layer having a light emission width of 2 μm, and the laser beams B1 to A laser emitting B7 is used. These GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 are arranged so that the light emitting points are arranged in a line in a direction parallel to the active layer.
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f1=3mm、NA=0.6、レンズ配置ピッチ=1.25mmである。
Therefore, in the laser beams B1 to B7 emitted from the respective light emitting points, the direction in which the divergence angle is large coincides with the length direction and the divergence angle is small with respect to the
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f2=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。
The condensing
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、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。全体制御部300には、さらに、マイクロレンズアレイ55を露光面に対して平行な方向に移動させるマイクロレンズアレイ駆動装置305、マイクロレンズアレイ55とのなす角が変化する光透過平板80を傾斜させる光透過平板駆動装置306、外乱振動を検出するための変位センサ192、194、196が接続されている。
Next, the electrical configuration of the image exposure apparatus of this example will be described with reference to FIG. As shown here, a
図16に示すように、変位センサ192は、感光材料150と露光ヘッドとのx方向の相対位置を測定する。変位センサ194、196は、感光材料150と露光ヘッドとのy方向の相対位置を測定する。変位センサ192、194、196は、本実施形態ではレーザ測長器であり、スキャナ162と剛体的に運動可能なように不図示の指示部材により固定されている。
As shown in FIG. 16, the
変位センサ192は、ステージ152のy方向に平行な側面に設けられたバー状のミラー193に対応する位置に配置され、ミラー193による反射を利用して位置測定を行う。変位センサ194、196は、それぞれステージ152のx方向に平行な辺の両端近傍に設けられた2つのミラー195、197による反射を利用して位置測定を行う。
The
変位センサ192、194、196は、感光材料150に対する露光ヘッドの相対位置を測定し、その測定情報を図15に示す全体制御部300へ出力する。測定情報には、x方向位置、2つのy方向位置が含まれる。
The
全体制御部300は、測定情報からステージ152のx方向及びy方向の位置、ステージ152の姿勢(z軸周りの回転角)を算出して、感光材料150に対する露光ヘッドのx方向及びy方向の相対的な位置のずれを求め、その相対的な位置ずれを補正するためのx方向及びy方向のシフト量を算出する。そして、全体制御部300は、シフト量に基づいて、マイクロレンズアレイ駆動装置305及び/又は光透過平板駆動装置306を制御する。
(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。
The
(Operation of image exposure device)
Next, the operation of the image exposure apparatus will be described. In each
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。
In this example, the
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。
In each laser module, when the coupling efficiency of the laser beams B1 to B7 to the multimode
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。
At the time of image exposure, image data corresponding to the exposure pattern is input from the
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。
The
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。
When the laser light B is irradiated from the fiber
このとき、図17(A)に示すように、光透過平板80は、露光面に平行に配置されている。よって、図5に示すレンズ系54からの光は、光透過平板80をそのまま透過して、マイクロレンズアレイ55の各マイクロレンズ55aによって感光材料150上に結像される。しかし、外部から外乱振動が加わると、ステージ55と光学系にずれが生じてしまい、露光位置がずれてしまう。
At this time, as shown in FIG. 17A, the light transmitting
そこで、図15に示すマイクロレンズアレイ駆動装置305は、変位センサ192、194、196の少なくとも1つが外乱振動による変位を検出すると、図17(B)に示すように、その外乱振動による露光位置のずれを打ち消す方向にマイクロレンズアレイ55を平行移動させる。これにより、露光位置のずれを補正できるので、外乱振動の影響を受けることなく、高画質の画像を形成することができる。
Therefore, when at least one of the
このとき更に、光透過平板駆動装置306は、図17(B)に示すように、外乱振動による露光位置のずれを打ち消す方向に光透過平板80と露光面とのなす角を変化させながら、光透過平板80を傾斜させる。これにより、光透過平板80に入射した光は、光透過平板80内で屈折して、水平方向にシフトした状態で光透過平板80から出射する。このため、光透過平板駆動装置306は、外乱振動による露光位置を打ち消す方向に光透過平板80を傾斜移動させることにより、露光位置のずれを補正できる。
At this time, as shown in FIG. 17B, the light transmission flat
なお本例では、図18(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。
In this example, as shown in FIGS. 18A and 18B, the
この場合、図18(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18(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。
In this case, a micromirror array arranged at the center of the
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。
Since the data processing speed of the
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。
When the sub-scan of the
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。
Next, illumination that is configured by the fiber
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。
In this apparatus, each
以上のように、第1の実施形態に係る画像露光装置は、外乱振動によってレーザ光の露光位置とステージ152上の位置との間に相対的なずれが生じた場合であっても、外乱振動に基づいてマイクロレンズアレイ55を露光面に対して平行に移動させる共にアパーチャアレイ59も平行に移動させることにより、露光位置のずれを補正して感光材料を露光し、高画質の画像を得ることができる。
As described above, in the image exposure apparatus according to the first embodiment, even when a relative deviation occurs between the exposure position of the laser beam and the position on the
なお、本実施形態の画像露光装置は、図5に示す光学系51に変えて、図19に示すような光学系51を備えてもよい。この光学系51は、図19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、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。すなわち、光学系51は、図5に示す構成に加えて、マイクロレンズアレイ55と感光材料150との間に設けられたアパーチャアレイ59を更に備えている。
Note that the image exposure apparatus of the present embodiment may include an
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。すなわち、アパーチャアレイ59は、2次元状に配列された複数の円形アパーチャ(開口)59aを有している。
The
このようなアパーチャアレイ59を備えた画像露光装置は、さらにビーム形状を整形して感光材料を露光して高画質の画像を得ることができる。
The image exposure apparatus provided with such an
また、図19に示す光学系51に変えて、図20に示すような光学系51を備えてもよい。この光学系51は、図20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、マイクロレンズアレイ55と、第2のマイクロレンズアレイとから構成されている。すなわち、この光学系51は、図19に示す光学系51のアパーチャアレイ59の代わりに、第2のマイクロレンズアレイ81を備えている。
Further, instead of the
これにより、マイクロレンズアレイ55と露光面との距離が小さく、それらの間にアパーチャアレイ59を設けることができない場合であっても、マイクロレンズアレイ55と露光面との間に第2のマイクロレンズアレイを設けることにより、感光材料150を露光することができる。
Thus, even when the distance between the
[第2の実施形態]
つぎに、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同一の部位には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。第2の実施形態に係る画像露光装置は、図19に示したマイクロレンズアレイ55とアパーチャアレイ59の配置位置を入れ替えたものである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part same as 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted. In the image exposure apparatus according to the second embodiment, the arrangement positions of the
具体的には図21に示すように、アパーチャアレイ59は、遮光性部材59bに2次元状に配列された複数の円形アパーチャ(開口)59aを有している。DMD50の各マイクロミラー62の像が各アパーチャ59aに対応するように、各アパーチャ59aがアパーチャアレイ59に形成されている。このアパーチャアレイ59は、アパーチャ59aによってビーム形状を整形できる。
Specifically, as shown in FIG. 21, the
なお、アパーチャアレイ59は、上述した構成に限らず、次のように構成されたものでもよい。例えば図22に示すように、アパーチャアレイ59は、光透過基板59cに、各マイクロレンズ55aの外周領域(マイクロレンズ55aの中心から所定距離の領域を除いた部分)を遮光するマスク59bを形成したものでもよい。これにより、アパーチャアレイ59は、2次元状に配列された複数の円形アパーチャ59aを有している。
The
一方マイクロレンズアレイ55は、アパーチャアレイ59の各アパーチャ59aに対応する(つまりDMD50の各マイクロミラー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いる。これらのマイクロレンズ55aは、それぞれ対応するアパーチャ59aの部分の像を、感光材料150上に結像させる。
On the other hand, in the
このときで、図23(A)に示すように、アパーチャアレイ59の各アパーチャ59aを通過した光は、そのままマイクロレンズアレイ55の各マイクロレンズ55aに入射され、各マイクロレンズ55aによって感光材料150上に結像される。
At this time, as shown in FIG. 23A, the light that has passed through each
そして、変位センサ192、194、196の少なくとも1つが外乱振動による変位を検出すると、マイクロレンズアレイ駆動装置305は、図23(B)に示すように、その外乱振動による露光位置のずれを打ち消す方向にマイクロレンズアレイ55及びアパーチャアレイ59を共に平行移動させる。これにより、外乱振動によってずれた分の光はアパーチャアレイ59によって必ず遮光され、露光位置のずれていない光のみがマイクロレンズアレイ55の各マイクロレンズ55aに入射される。この結果、露光位置のずれ分を遮光するので、外乱振動の影響を受けることなく感光材料150を露光して、高画質の画像を得ることができる。
When at least one of the
なお、マイクロレンズアレイ55及びアパーチャアレイ59は、図22に示す構成に変えて、次のような構成であってもよい。例えば図24に示すように、マイクロレンズアレイ55に、各マイクロレンズ55aの外周領域を遮光する第1のマスク55bを形成してもよい。
The
また、アパーチャアレイ59は、本実施形態の態様に限定されるものではなく、マイクロレンズアレイ55の光入射側又は光出射側に、当該マイクロレンズアレイ55と一体に形成されたものでもよい。
Further, the
例えば図25に示すように、マイクロレンズアレイ55の光出射側に各マイクロレンズ55aの外周領域を遮光する第1のマスク55bを形成すると共に、マイクロレンズアレイ55の光入射側に各マイクロレンズ55aの外周領域を遮光する第2のマスク55cを形成してもよい。なお、第1のマスク55bと第2のマスク55cのいずれか一方だけを形成してもよい。このようなマイクロレンズアレイ55によって、アパーチャ59aによってビーム形状を整形できる。
For example, as shown in FIG. 25, a
[第3の実施形態]
つぎに、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、上述した実施形態と同一の部位には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。第3の実施形態に係る画像露光装置は、図26に示すように、図5又は図19に示した構成と異なる構成の結像光学系51と、結像光学系51と感光材料150との間に配置された光路長変更部材73と、を備えている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part same as embodiment mentioned above, and the detailed description is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 26, the image exposure apparatus according to the third embodiment includes an imaging
DMD50の光反射側には、図26に示すように、DMD50で反射されたレーザ光Bを、感光材料150上に結像する結像光学系51が配置されている。この結像光学系51は、レンズ系52、54からなる第1結像光学系と、レンズ系57、58からなる第2結像光学系と、これらの結像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、を有している。なお、マイクロレンズアレイ55及びアパーチャアレイ59は、第2の実施形態と同様に、図15に示すマイクロレンズアレイ駆動装置305によって露光面と平行な方向に移動可能になっている。
On the light reflection side of the
ファイバアレイ光源66から射出された光ビームは、DMD50により変調された後、結像光学系51を経て感光材料150に向かって射出される。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。
The light beam emitted from the fiber
光路長変更部材73は、互いに反転した向きで隣接配置されたくさび型プリズム730Aおよびくさび型プリズム730Bからなる。くさび型プリズム730Aおよびくさび型プリズム730Bは、例えば、ガラスやアクリル等の透明材料からなる平行平板をこの平行平板の平行平面に対して斜めに傾く平面で切断して得られる1対のくさび型プリズムを採用することができる。ここでは、上記くさび型プリズム730A、くさび型プリズム730Bは屈折率1.51のガラスで形成されたものとする。
The optical path
くさび型プリズム730Aとくさび型プリズム730Bを組み合わせることで、これらの間に空気層740が形成される。くさび型プリズム730Aおよびくさび型プリズム730Bは、この空気層740を介して平行平板が形成されるように、図示しないホルダにマウントされている。
By combining the
このように構成された光路長変更部材73は、一対のくさび型プリズム730A、730Bの組み合わせによって形成される平行平板の実質的な厚さ(上記のように形成された平行平板の厚さから空気層の厚さtを除いた厚さ)を変更することによって、これにより感光材料150と結像光学系51との間の光路長を補正する。なお、光路長は、平行平板の実質的な厚さに平行平板の屈折率を乗じた値である。
The optical path
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can also be applied to a design modified within the scope of the claims.
例えば、第1及び第3の実施形態で示したマイクロレンズアレイ55に、マイクロレンズ55aの外周領域を遮光するマスクを形成してもよい。また、図26に示したアパーチャアレイ59は、図19に示すように、遮光性部材にアパーチャ59aを形成したものでもよいし、光透過部材にマスクを形成することによってアパーチャ59aを形成したものでもよい。
For example, a mask that shields the outer peripheral region of the
また、上述した実施形態では、変位センサは、ステージ周囲に配置されたレーザ測長器によりステージの振動を検出し、露光ビームの露光面上での光の位置ずれを算出しているが、これに限定されるものではない。すなわち、露光ヘッドとステージとの相対的位置関係の変動を検出できるものであれば良く、露光ヘッドとステージの両者の振動を検出してもよい。また直接露光ビームの露光面上での位置ずれを検出する構成としても良い。 In the above-described embodiment, the displacement sensor detects the vibration of the stage by a laser length measuring device arranged around the stage and calculates the positional deviation of the light on the exposure surface of the exposure beam. It is not limited to. That is, it is sufficient if it can detect a change in the relative positional relationship between the exposure head and the stage, and vibrations of both the exposure head and the stage may be detected. Further, it is possible to adopt a configuration for detecting the positional deviation of the direct exposure beam on the exposure surface.
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
LD1 to LD7
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記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を経た光を集光して、前記画素部の像をそれぞれ結像する第1の光学系と、
前記第1の光学系を経た前記画素部からの光束を複数2次元状に配列された各々のマイクロレンズで感光材料上に結像させるマイクロレンズアレイと、
外乱振動によって生じる前記感光材料と前記マイクロレンズアレイからの光との相対的な位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
前記位置ずれ検出手段により検出された位置ずれに基づいて、前記マイクロレンズアレイを移動させるマイクロレンズアレイ移動手段と、
を備えた画像露光装置。 A spatial light modulation element that modulates the irradiated light in each pixel portion arranged in a two-dimensional manner;
A light source for irradiating the spatial light modulator with light;
A first optical system that focuses the light that has passed through the spatial light modulator and forms an image of the pixel unit;
A microlens array that forms an image on a photosensitive material with each of the microlenses arranged in a two-dimensional manner by a plurality of light beams from the pixel unit that has passed through the first optical system;
A displacement detection means for detecting a relative displacement between the photosensitive material and the light from the microlens array caused by disturbance vibration;
A microlens array moving means for moving the microlens array based on the positional deviation detected by the positional deviation detection means;
An image exposure apparatus comprising:
請求項1に記載の画像露光装置。 The image exposure apparatus according to claim 1, further comprising: a second optical system that forms and projects an image formed by the microlens array on the photosensitive material.
前記位置ずれ検出手段により検出された位置ずれに基づいて、前記光透過平板と前記マイクロレンズアレイとのなす角が変化するよう、前記光透過平板を傾斜させる光透過平板傾斜手段と、を更に備えた
請求項1または請求項2に記載の画像露光装置。 A light transmission flat plate that transmits light from the first optical system and enters the microlens array;
Light transmission flat plate tilting means for tilting the light transmission flat plate so that an angle formed by the light transmission flat plate and the microlens array changes based on the positional shift detected by the positional shift detection means. The image exposure apparatus according to claim 1 or 2.
前記マイクロレンズアレイ移動手段は、前記位置ずれ検出手段により検出された位置ずれに基づいて、前記マイクロレンズアレイと共に前記アパーチャアレイを移動させる
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像露光装置。 An aperture array on which a mask for shielding the outer peripheral area of each microlens of the microlens array is formed;
The image according to any one of claims 1 to 3, wherein the microlens array moving unit moves the aperture array together with the microlens array based on the positional shift detected by the positional shift detection unit. Exposure device.
請求項4に記載の画像露光装置。 The image exposure apparatus according to claim 4, wherein the aperture array is formed integrally with the microlens array on a light incident side or a light emitting side of the microlens array.
請求項1または請求項2に記載の画像露光装置。 The image exposure apparatus according to claim 1, wherein the microlens array is formed with a mask that shields an outer peripheral region of each microlens on at least one of a light incident side and a light emitting side.
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