CN1637589A

CN1637589A - 图像曝光方法和装置

Info

Publication number: CN1637589A
Application number: CNA2004100817377A
Authority: CN
Inventors: 石川弘美; 石井秀一
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2005-07-13
Also published as: KR100742251B1; US7164523B2; TW200532360A; TWI283795B; US20050168823A1; KR20050067073A

Abstract

本发明提供图像曝光装置以及使用该图像曝光装置的曝光方法。所述方法，在具备分别调制被照射光的多个像素部以二维排列而成的DMD等空间光调制元件(50)、照射这种空间光调制元件(50)的光源(66)、由分别将来自空间光调制元件(50)的各像素部的光B聚光的微透镜(55a)，以阵列状配置而成的微透镜阵列(55)的图像曝光装置中，将微透镜阵列(55)的各微透镜(55a)，制成补正因上述像素部的面的变形而产生的像差的非球面形状。从而，在由空间光调制元件和微透镜阵列组合而成的图像曝光装置中，防止微透镜聚光光束的变形。

Description

图像曝光方法和装置

技术领域

本发明涉及图像曝光装置，更详细地讲本发明涉及一种使被空间光调制元件调制的光通过成像光学系统，将由这种光的像在感光材料上成像，对该感光材料进行曝光的图像曝光装置。

本发明也涉及使用上述图像曝光装置的曝光方法。

背景技术

过去已知，使被空间光调制元件调制的光通过成像光学系统，将由这种光的像在规定感光材料上成像，对该感光材料进行曝光的图像曝光装置。这种图像曝光装置，基本上是由具备分别根据控制信号调制被照射光的多个像素部以二维状排列的空间光调制元件，对该光调制元件照射光的光源，和使被所述的空间光调制元件调制的光的像在感光材料上成像的成像光学系统构成的。其中在非专利文献1和本申请人提出的专利申请号第2002-149886号说明书中，示出了具有上述基本构成的图像曝光装置。

这种图像曝光装置中，可以适当使用例如LCD(液晶显示元件)和DMD(数字微反射镜器件)等。而上述DMD是指，根据控制信号使反射面变化的多个微反射镜在硅等半导体基板上以二维状排列而成的反射镜器件。

上述图像曝光装置中，大多伴随着希望放大在感光材料上投影图像的这一要求，这种情况下可以使用放大成像光学系统作为成像光学系统。这样实施时，当仅使经过空间光调制元件的光通过放大成像光学系统的情况下，来自空间光调制元件的各像素部的光将会放大，所投影的图像中像素尺寸增大，从而使图像的清晰度降低。

而且正如上述专利申请第2002-149886号说明书中所示，提出在经空间光调制元件调制的光的光路上，配置第一成像光学系统，在此成像光学系统的成像面上配置将分别与空间光调制元件的各像素部对应的微透镜以列状排列而成的微透镜阵列，而且在通过此微透镜阵列的光的光路上，配置使调制光的像在感光材料和屏幕上成像的第二光学系统，由这些第一和第二成像光学系统将像放大和投影。在这种构成中，一方面可以放大在感光材料和屏幕上投影图像的尺寸，另一方面由于来自空间光调制元件各像素部的光被微透镜阵列中的各微透镜所聚光，所以投影像素中的像素尺寸(点尺寸)被缩小，所以能够将图像的清晰度保持得更高。

另外，专利文献1中采用DMD作为空间光调制元件，示出了一种将其与微透镜阵列组合而成的图像曝光装置的实例。

专利文献1：特开2001-305663号公报

非专利文献：石川明人“无掩模曝光而开发的缩短与批量生产适用化”《电子实用技术》株式会社技术调查会，18卷第6期，2002年74-79页。

然而如上述那样在将空间光调制元件与微透镜阵列组合而成的已有的图像曝光装置中，在由微透镜阵列中各微透镜聚光光束的聚光位置上，却发现了形状变形的问题。据认为此问题特别是在使用上述DMD作为空间光调制元件的情况下变得显著。

发明内容

本发明正是鉴于上述情况而提出的，其目的在于在由空间光调制元件与微透镜阵列组合而成的像素曝光装置中，防止被微透镜聚光的光束的变形。

而且本发明目的还在于提供一种能够防止上述光束变形的图像曝光方法。

本发明的第一种图像曝光装置，其中具备：

空间光调制元件，其分别调制被照射光的多个像素部以二维状排列而成；

光源，以对此空间光调制元件照射光；和

成像光学系统，其包含分别将来自所述的空间光调制元件各像素部的光聚光的微透镜以阵列状配置而成的微透镜阵列，使由所述的空间光调制元件调制的光的像在感光材料上成像；其特征在于，

所述微透镜阵列的各微透镜，被制成补正因所述像素部的面的变形而产生的像差用的非球面形状。

而且作为所述非球面，例如可以适当采用复曲面。

另外，本发明的第二种图像曝光装置，其中具备与第一种图像曝光装置中同样的空间光调制元件；光源；和成像光学系统，其特征在于，成像光学系统中包含的微透镜阵列的各微透镜，被制成具有补正因所述的像素部的面的变形而产生的像差用的折射率分布的。

而且本发明的第三种图像曝光装置，其中具备：

空间光调制元件，其分别调制被照射光的多个矩形像素部以二维状排列而成；

光源，以对所述的空间光调制元件照射光；和

成像光学系统，其包含分别将来自所述空间光调制元件各像素部的光聚光的微透镜以阵列状配置而成的微透镜阵列，使由所述空间光调制元件调制的光像在感光材料上成像，其特征在于，

成像光学系统中所含的微透镜阵列的各微透镜，被制成具有不使来自空间光调制元件像素部的周边部的光入射的透镜开口形状。

另外，这种第三种图像曝光装置，特别优选也兼备第一种图像曝光装置的特征部分，将微透镜阵列的各微透镜制成补正因空间光调制元件的像素部的面的变形而产生的像差用的非球面形状。这种情况下，上述非球面优选是复曲面。

而且上述第三种图像曝光装置，特别优选也兼备上述第二种图像曝光装置的特征部分，将微透镜阵列的各微透镜制成具有补正因空间光调制元件的像素部的面的变形而产生的像差用的折射率分布的。

此外在上述第三种图像曝光装置中，微透镜阵列的各微透镜具有圆形透镜开口的。

而且在上述第三种图像曝光装置中，微透镜的开口形状优选由在该透镜面的一部分上设置遮光部所规定。

此外在以上说明的本发明的第一种～第三种图像曝光装置中，所述成像光学系统，在具有由所述空间光调制元件所调制的光的像在所述微透镜阵列中成像的第一成像光学系统，和和使由所述的微透镜阵列聚光的光的像在感光材料上成像第二成像光学系统的情况下，第一成像光学系统的成像位置，优选设定在微透镜阵列的透镜面上。

而且在以上说明的本发明的第一种～第三种图像曝光装置中，所述的成像光学系统，在具有与上述同样的第一成像光学系统和第二成像光学系统的情况下，优选在微透镜阵列与第二成像光学系统之间，配置有使从微透镜出射的光分别逐个缩小的多个开口以阵列状排列而具有的开口阵列。在这种情况下，优选将上述开口阵列配置在微透镜的焦点位置上。

此外，本发明的第一种～第三种图像曝光装置，优选将作为图像部分的微小反射镜以二维排列而成的DMD(数字微反射镜器件)用作空间光调制元件，以采用这种空间光调制元件的图像曝光装置为构成前提。

另外，本发明的图像曝光方法，其特征在于，使用上述图像曝光装置使规定图案在感光材料上曝光。

根据本发明人的研究查明，被微透镜聚光的光束的聚光位置上形成产生变形的上述问题，是由空间光调制元件像素部的变形引起的。特别是在DMD中，形成像素部的微小反射镜的反射面，据认为虽然能以良好精度形成平坦的，但是根据本发明人的分析，这种反射面有相当的变形，因此采用该DMD作为空间光调制元件制成像素曝光装置的情况下，很容易产生上述问题。

鉴于上述发现，在本发明的第一种像素曝光装置中，将微透镜阵列制成补正空间光调制元件像素部的面的变形所产生的像差而用的非球面形状。于是根据本发明的第一种像素曝光装置，防止因上述像素部的面的变形而引起的问题，即防止在聚光光束的聚光位置上形状产生变形的问题将成为可能。

而且在本发明的第二种图像曝光装置中，鉴于上述发现，微透镜阵列的各微透镜被制成具有补正因像素部的变形所产生的像差而用的折射率分布的。于是，在本发明的第二种图像曝光装置中，防止上述问题，即防止在聚光光束的聚光位置上形状产生变形的问题将成为可能。

综上所述，若能够防止因微透镜阵列的各微透镜聚光的光束在聚光位置上产生的形状变形，则能够进行无变形、更高精细的图像曝光。

而且根据本发明人的研究，特别是在DM中，形成像素部的微小反射镜的变形量，具有自像素的中心向周边部分逐渐增大的趋势，因此当用该DMD作为空间光调制元件制成图像曝光装置的情况下，上述问题的发生将变得更加容易。

鉴于上述发现，在本发明的第三种图像曝光装置中，将微透镜阵列的各微透镜，制成具有不使来自空间光调制元件的矩形像素周边部的光入射的透镜开口形状的。其中若采用这种第三种图像曝光装置，则透过变形量大的上述像素部周边部的光，不会被微透镜所聚光，因而能够防止被聚光的光束在聚光位置上产生形状变形的问题。

如上所述，若能防止被微透镜阵列的各微透镜聚光的光束在聚光位置上的变形，则能够进行无变形、更高精细的图像曝光。

另外，在此第三种图像曝光装置中，特别是当将微透镜阵列的各微透镜制成能够补正因空间光调制元件的像素部的面的变形而产生的像差的非球面形状的情况下，由于能够使这样制成非球面所产生的效果(第一种图像曝光装置中的效果)具有协同作用，所以能够进行无变形、更高精细的图像曝光。

而且在这种第三种图像曝光装置中，特别是当将微透镜阵列的各微透镜制成具有能够补正因空间光调制元件像素部的面的变形而产生的像差的折射率分布的情况下，由于这种折射率分布所产生的效果(第二种图像曝光装置中的效果)也能产生协同作用，所以能够进行无变形、更高精细的图像曝光。

而且在这种第三种图像曝光装置中，当微透镜的开口形状是由在该透镜的一部分面上设置的遮光部所规定的情况下，由于经过空间光调制元件像素部周边的光被该遮光部所遮断，所以能够更加确实地防止被聚光光束的聚光位置上形状变形的问题。

此外，在以上说明的第一种～第三种图像曝光装置中，特别是当所述的成像光学系统是具有：使由空间光调制元件调制的光像在微透镜阵列上成像的第一成像光学系统、和使由微透镜阵列聚光的光的像在感光材料上成像的第二成像光学系统的，而且第一成像光学系统的成像位置被设定在微透镜阵列的透镜面上的情况下，第一成像光学系统连接的像素部的像，在该面上将处于最小状态下。这样的话，由于能使光束在感光材料上缩小得最小，所以更高精细的图像的曝光将成为可能。而且一般而言，由于DMD的微小反射镜等像素部在中央附近的变形一般更少，所以像上述那样若能使像素部的像在透镜面上减小得最小，则将仅使与像素部中央附近相比像差更小的光通过微透镜，因而能够改善该微透镜的聚束性能。

如上所述，当将第一成像光学系统的成像位置设定在微透镜阵列的透镜面上的情况下，特别是微透镜通过在其透镜面的一部分上设置遮光部，将其制成不使来自空间光调制元件的矩形像素部的光入射的透镜开口形状，并使之具有补正因上述像素部的面的变形而产生的像差的非球面形状或具有折射率分布的情况下，光的利用率增高，能以更高强度的光使感光材料曝光。也就是说在这种情况下，借助于第一成像光学系统将光折射，使因像素部的面的变形而产生的散射光在该光学系统成像位置上聚焦为一点，若在此位置上形成限制开口的上述遮光部，则不会遮挡散射光以外的光，因而将提高光的利用效率。

此外，在以上说明的本发明的第一种～第三种图像曝光装置中，特别是当所述成像光学系统是具有与上述同样的第一成像光学系统和第二成像光学系统的，而且在微透镜阵列与第二成像光学系统之间设置从微透镜出射的光分别逐个减小的多个开口以阵列状排列而成的开口阵列的情况下，可以防止来自不与其对应的相邻的微透镜的光入射到各开口上，提高消光比。当上述开口阵列被配置在微透镜的焦点位置上的情况下，可以特别显著地获得这种效果。

另外，本发明的第一种～第三种图像曝光装置，在采用微小反射镜以二维排列而成的DMD(数字微反射镜器件)用作空间光调制元件，以这种空间光调制元件的图像曝光装置为构成前提构成的情况下，由于能够防止该情况下特别容易发生的上述问题，所以特别优选。

另外，根据本发明的图像曝光方法，由于是采用上述的本发明的图像曝光装置使规定图案对感光材料曝光的，所以能够防止被聚光的光束在聚光位置上产生形状变形，能够进行高精细图案曝光。

附图说明

图1是表示本发明的一种实施方式的图像曝光装置外观的立体图。

图2是表示图1的图像曝光装置中扫描仪构成的立体图。

图3(A)是表示在感光材料上形成的曝光完毕区域的平面图，(B)是表示各曝光头曝光区域排列状态的图。

图4是表示图1的图像曝光装置中曝光头示意构成的立体图。

图5是上述曝光头的截面图。

图6是表示数字微反射镜器件(DMD)构成的局部放大图。

图7(A)和(B)是表示说明DMD动作的说明图。

图8(A)和(B)是在未倾斜配置和倾斜配置DMD情况下，比较曝光光束的配置和扫描线的平面图。

图9a是表示光纤光源构成的立体图。

图9b是表示光纤光源的激光光线纤出射部中发光点排列的正面图。

图10是表示多模光纤个构成的图。

图11是表示合波激光光源的构成的平面图。

图12是表示激光模块的构成的平面图。

图13是表示图12所示的激光模块的构成的侧面图。

图14是表示图12所示的激光模块的构成的部分正面图。

图15是表示上述图像曝光装置中电学构成的方框图。

图16(A)和(B)是表示DMD使用区域的实例的图。

图17是以等高线表示构成DMD的微反射镜反射面的变形的图。

图18是表示上述微反射镜反射面的变形在该反射镜两个对角线方向上的曲线。

图19是表示上述图像曝光装置中使用的微透镜阵列的正面图(A)和侧面图(B)。

图20是表示构成上述微透镜阵列的微透镜的正面图(A)和侧面图(B)。

图21是表示在一个截面内(A)和另一截面内(B)的上述微透镜产生的聚光状态的示意图。

图22a是表示在本发明的图像曝光装置中，对微透镜聚光位置附近的光束直径进行模拟结果的图。

图22b是表示在另一位置上对与图22a同样的模拟结果的图。

图22c是表示在其他位置上对与图22a同样的模拟结果的图。

图22d是表示在其他位置上对与图22a同样的模拟结果的图。

图23a是表示在现有的图像曝光装置中，对微透镜聚光位置附近的光束直径进行模拟结果的图。

图23b是表示在另一位置上对与图23a同样的模拟结果的图。

图23c是表示在其他位置上对与图23a同样的模拟结果的图。

图23d是表示在其他位置上对与图23a同样的模拟结果的图。

图24是表示构成本发明的另一图像曝光装置中使用的微透镜阵列的微透镜的正面图(A)和侧面图(B)。

图25是表示在一个截面内(A)和另一截面内(B)，由图24的微透镜产生的聚光状态的示意图。

图26是表示微透镜的另一实例的正面图(A)和侧面图(B)。

图27是表示微透镜的其它实例的正面图(A)和侧面图(B)。

图28是表示球面透镜形状实例的曲线图。

图29是表示本发明中采用的微透镜的其它透镜面形状的曲线图。

图30是表示另一微透镜阵列实例的立体图。

图31是表示其它微透镜阵列的平面图。

图32是表示其它微透镜阵列的平面图。

图33是表示其它微透镜阵列的平面图。

图中：

LD1～LD7：GaN半导体激光器，30、31-多模光纤，50-数字微反射镜器件(DMD)，51-放大成像光学系统，53、54-第一成像光学系统的透镜，55、255、455、655、755、855-微透镜阵列，55a、55a’、55a”、255a、455a、655a、755a、855a-微透镜，57、58-第二成像光学系统，59-小孔阵列，66-激光模块，67-光纤阵列光源，68-激光出射部分，72-棒积分仪，150-感光材料，152-台架，162-扫描仪，166-曝光头，168-曝光区域，170-曝光完毕区域

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的一种实施方式的图像曝光装置。

[图像曝光装置的构成]

这种图像曝光装置，如图1所示，备有表面上吸附保持片状感光材料150的平板状移动台架152。在被四根支柱154支持的厚板状设置台156的上面，设置有沿着台架移动方向延伸的两根导轨158。台架152被设置得其纵向朝向台架移动方向，同时由导轨158支持得能作往复移动。而且，在此图像曝光装置中，设置有后述的台架驱动装置304(参照图15)，其沿着导轨158驱动作为副扫描机构用的台架152。

在设置台156的中央部分上，设有跨越台架152的移动路径的コ字形门160。在コ字形门160的各端部被固定在设置台156的两个侧面上。夹住此门160，在一侧设置有扫描仪162，另一侧设置有检测感光材料150前端和后端用的多个(例如两个)敏感元件164。扫描仪162和敏感元件164分别安装在门160上，被固定配置在台架152的移动路径的上方。而且扫描仪162和敏感元件164被连接在控制它们用的、图中未示出的控制器上。

扫描仪162，如图2和图3(B)所示，备有以m行n列(例如3行5列)大体阵列状排列的多个(例如14个)曝光头166。本例中，在与感光材料150的宽度方向上在第三行配置了四个曝光头166。其中，当表示以m行n列排列的每个曝光头的情况下，记作曝光头166_mn。

由曝光头166曝光的区域168是以副扫描方向作为短边的矩形。因此，随着台架152的移动，在感光材料150上可以被每个曝光头166形成带状的曝光完毕区域170。而且，当表示由以m行n列排列的每个曝光头所曝光的区域的情况下，将记作曝光区域168_mn。

另外，如图3(A)和图3(B)所示，以线状被排列的各行的曝光头，使带状的曝光完毕区域170在与副扫描方向正交的方向上无间隙并列，每个都被配置得能够在排列方向上以规定间隔(曝光区域长边的自然数倍数，本例中为2倍)移动。因此，在第一行曝光区域168₁₁与曝光区域168₁₂之间不能曝光的部分，能够由第二行曝光区域168₂₁和第三行曝光区域168₃₁曝光。

每个曝光头166₁₁～166_mn，如图所示，均备有美国Texas Instrument公司制造的数字微反射镜器件(DMD)50，以作为根据图像数据对于每个像素将入射的光束进行调制的空间光调制元件。将这种DMD 50与具备数据处理部分连接在反射镜驱动控制部的后述控制器302(参照图15)。在这种控制器302的数据处理部内，基于被输入的图像数据，对于每个曝光头166，在DMD 50应当控制的区域内，生成驱动控制各微反射镜用的控制信号。而且，关于应当控制的区域详见后述。而且在反射镜驱动控制部分内，根据图像数据处理部分生成的控制信号，对每个曝光头166控制DMD 50的各微反射镜的反射面的角度。另外，关于反射面的角度控制详见后述。

在DMD 50的光入射侧，依次配置有光纤的出射端部(发光点)沿着与曝光区域168的长边方向对应方向成列排列的激光出射部分的光纤阵列光源66、对光纤光源66出射的激光光线进行补正，使其聚光在DMD上的透镜系列67、和将透过此透镜系列67的激光光线朝着DMD 50反射的反射镜69。而且在图4中示意示出了透镜系列67。

上述透镜系列67，如图5详细示出的那样，由对作为光纤阵列光源66出射的照明光的激光光线进行聚光的聚光透镜71、在通过此聚光透镜71的光的光路上插入的棒状光学积分仪(以下叫作棒状积分仪)72、和被配置在此棒状积分仪72的前方即反射镜69一侧的成像透镜74构成。聚光透镜71、棒状积分仪72和成像透镜74，将光纤阵列光源66出射的激光光线，以接近平行光而且光束截面内强度均匀的光束形式入射到DMD 50上。关于这种棒状积分仪72的形状或作用将在后面作详细说明。

从上述透镜系67中出射的激光光线B被反射镜69所反射，通过TIR(全反射)棱镜70后照射在DMD 50上。其中在图4中，省略了这种TIR棱镜70。

而且在DMD 50的光反射侧，设置将被DMD 50反射的激光光线B在感光材料150上成像的成像光学系51。这种成像光学系51虽然在图4中被示意示出，但是正如图5所详细示出的那样，由透镜系52、54构成的第一成像光学系统、由透镜系57、58构成的第二成像光学系统、插入在这些成像光学系统之间的微透镜阵列55、和小孔阵列59构成。

微透镜阵列55，是与DMD 50的各像素对应的多个微透镜55a以二维状排列而成的。在本例中，如后述那样，在DMD 50的1024个×768列的微反射镜中，由于仅有1024个×256列被驱动，所以与其对应地将微透镜55a配置成1024个×256列。而且微透镜55a的配置间距，在纵向和横向均为41微米。这种微透镜55a，作为一例由焦点距离0.19毫米、NA(数值孔径)0.11，由光学玻璃BK7制成的。而且关于微透镜55a的形状将在后述详细说明。而且各微透镜55a位置处激光光线B的光束直径为41微米。

而且上述的小孔阵列59，由与微透镜阵列55的各微透镜55a对应的多个小孔(开口)59a组成。在本实施方式中，小孔59a的直径为10微米。

上述第一成像光学系统，将由DMD 50的像放大3倍后在微透镜阵列55上成像。于是第二成像光学系统将经过微透镜阵列55的像放大1.6倍后在感光材料150上成像、投影。因此作为全体，将由DMD50的像放大4.8倍后在感光材料150上成像、投影。

另外在本例中，在第二成像光学系统与感光材料150之间设置棱镜对73，通过使这种棱镜对73在图5中沿着上下方向移动，能够调节感光材料150上的像的点。而且在同图中，感光材料150可以沿着箭头F的方向输送副扫描。

DMD 50，如图6所示，是在SRA单元(存储单元)上使构成各像素(pixel)的多个(例如1024个×768个)的镜(微反射镜)62以格状排列而成的反射镜器件。各像素中，最上部分设有被支柱支持的微反射镜62，在微反射镜62的表面上蒸镀有铝等反射率高的材料。另外，微反射镜62的反射率处于90％以上，其排列间距纵向和横向均为13.7微米。而且在微反射镜62的正下方，通过包含铰链和叉形件的支柱配置由通常的半导体存储器制造流水线制造的硅门的CMOS的SRAM单元60，总体上由单片构成。

一旦在DMD 50的SRAM单元60上写入数字信号，被支柱支撑的微反射镜62就会以对角线为中心相对于配置DMD50的基板一侧在±a度(例如±12度)范围内倾斜。图7(A)表示微反射镜62处于接通状态下+a度倾斜的状态，图7(B)表示处于关闭状态下+a度倾斜的状态。因此，通过根据图像信号，如图6所示对DMD50的各微单元中微反射镜62的倾斜进行控制，入射到DMD50中的激光光线B就能向各微反射镜62的倾斜方向反射。

另外在图6中，表示将DMD50的一部分放大，微反射镜62被控制在+a度或-a度状态下的一例。各微反射镜62的接通关闭控制，由与DMD50连接的上述控制器302进行。而且在接通状态的微反射镜62反射的激光光线B的行进方向上配置有光吸收体(图中未示出)。

而且优选将DMD50倾斜配置，使其短边与副扫描方向仅呈规定角度？(例如0.1～5°)。图8(A)表示未使DMD50倾斜的情况下由各微反射镜的反射光(例如曝光光束)53的扫描轨迹，图8(B)表示使DMD50倾斜的情况下曝光光束53的扫描轨迹。

在DMD50上沿着纵向配置了多个(例如1024个)微反射镜的微反射镜列，在横向配置有多组(例如756组)，但是如图8(B)所示，通过使DMD50倾斜，各微反射镜的曝光光束53的扫描轨迹(扫描线)的间距P1，与不使DMD50倾斜情况下的扫描线间距P2相比将会变窄，因而能够大幅度提高分辨率。另一方面，由于DMD50的倾斜角度微小，所以使DMD50倾斜情况下的扫描宽度W₂，与未使DMD50倾斜情况下的扫描宽度W₁大体一致。

而且，利用不同的微反射镜列使相同的扫描线上重复曝光(多重曝光)。如此，通过进行多重曝光，能够控制相对于校准标记的曝光位置的微小量，因而能够实现高精细的曝光。此外，通过对曝光位置的微量控制，能够无阶差地连接在主扫描方向上排列的多个曝光头间的连接点。

再有，也可以将各微反射镜列沿着与副扫描方向正交的方向以规定间隔配置成锯齿状，以代替使DMD50倾斜，也能得到同样的效果。

光纤列光源66，如图9a所示，具有多个(例如14个)激光模块64，多模光纤30的一端结合在各激光模块64上。多模光纤30的另一端上，结合有芯径与多模光纤30相同而且包层直径比多模光纤30小的光纤31。如图9b所示，多模光纤31的光纤30和反侧的端部，沿着与副扫描方向正交的主扫描方向并列7个，其被配置成两列，构成了激光的出射部分68。

在多模光纤31的端部构成的激光出射部68，如图9b所示，被表面平坦的两块支持板65夹持固定着。而且在多模光纤31的光纤出射端面，为保护起见，优选在其上配置玻璃等保护板。多模光纤31的光出射端面，因光密度高而容易集尘，容易劣化，但是通过配置上述那种保护板，能够防止端面上附着灰尘，而且还能使劣化延迟。

在本例中如图10所示，在包皮直径大的多模光纤30的激光光线出射侧的端部上，可以同轴结合有长度1～30厘米左右的包皮直径小的光纤31。这些光纤30和31，在各自心轴一致的状态下，通过使光纤31的入射端面熔合在光纤30的出射端面上的方式结合。如上所述，光纤31的芯31a的直径，与多模光纤30的芯30a直径大小相等。

作为多模光纤30和光纤31，可以采用阶梯折射率型光纤、缓变折射率型光纤和符合型光纤中任何品种。例如，可以使用三菱电线工业株式会社制造的阶梯折射率型光纤。在本例中，多模光纤30和光纤31均是阶梯折射率型光纤，多模光纤30包皮直径＝125微米，芯径＝50微米，NA＝0.2，入射端面涂层透过率＝99.5％以上，光纤31包皮直径＝60微米，芯径＝50微米，NA＝0.2。

但是光纤31的包皮直径并不限于60微米。在已有的光纤光源中使用的多个光纤的包皮直径为125微米，但是由于包皮直径越小焦点深度越深，所以多模光纤的包皮直径优选处于80微米以下，更优选60微米以下。另一方面，在单模光纤的情况下，芯径至少需要3～4微米，所以光纤31的包皮直径优选处于10微米以上。而且从结合效率的观点而言，优选使光纤30的芯径与光纤31的芯径一致。

激光模块64由图11所示的合波激光光源(光纤光源)构成的。这种合波激光光源，由在加热板10上排列固定的多个(例如七个)芯片状的横向多模或单模的GaN系半导体激光器LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6和LD7，分别与GaN系半导体激光器LD1～LD7对应设置的准直透镜11、12、13、14、15、16和17，一个聚光透镜20，和一根多模光纤30所构成。另外，半导体激光器的个数并不限于七个，也可以采用其它个数。而且还可以采用将这些透镜一体化制成的准直透镜阵列，以代替上述的七个准直透镜11～17。

GaN系半导体激光器LD1～LD7，谐振波长都是共同(例如405nm)的，最大输出功率也是共同(例如在多模激光器中为100毫瓦，在单模激光器中为50毫瓦)的。其中也可以使用在350～450nm的波长范围内，处于上述405nm以外波长下谐振的激光器，作为GaN系半导体激光器LD1～LD7。

上述的合波激光器光源，如图12和图13所示，与其它光学要素一起被收容在上方开口的箱状外壳40内。外壳40具备将其开口盖住的外壳盖41，脱气处理后导入封入气体，用外壳盖41将外壳40的开口盖住，将上述合波激光器气密地密封在由其形成的密闭空间(密封空间)内。

在外壳40的底面上固定有基板42，在此基板42的上面安装有上述的加热板10、保持聚光透镜20的聚光透镜保持架45、和保持多模光纤30的入射端部的光纤保持架46。多模光纤30的出射端面部，从在外壳40的壁面上形成的开口引出到外壳之外。

而且，在加热板10的侧面上安装有准直透镜保持架44，在其上保持准直透镜11～17。在外壳40的横壁面上形成开口，通过此开口将向GaN系半导体激光器LD1～LD7供给驱动电流的布线47从外壳中引出。

还有，在图13中，为了避免图示的复杂化，仅对多个GaN系半导体激光器中的GaN半导体激光器LD7附以符号，仅对多个平行光管透镜中的平行光管透镜17附以符号。

图14是表示上述平行光管透镜11～17安装部分正面形状的图。平行光管透镜11～17中的每个，在与包含具备非球面的圆形透镜光轴的区域平行的平面内形成了细长地切断的形状。这种细长形状的平行光管透镜，例如可以利用树脂或光学玻璃模塑成形的方式形成。平行光管透镜11～17，在上述发光点的排列方向上密接而配置，使其纵向与GaN系半导体激光器D1～D7发光点的排列方向正交。

另一方面，作为GaN系半导体激光器D1～D7，可以使用其中具备发光宽度为2微米的活性层，在与活性层的平行方向、直角方向的扩展角例如分别为10°和30°的状态下分别发射激光光线B1～B7的激光器。这些GaN系半导体激光器D1～D7，在与活性层平行的方向上将发光点配置成一列地排列。

因此，由各发光点发出的激光光线B1～B7，如上所述，相对于细长形状的各平行光管透镜11～17而言，将在扩展角大的方向与纵向一致，扩展角小的方向与宽度方向(与纵向正交的方向)一致的状态下入射。也就是说，各平行光管透镜11～17的宽1.1毫米、长4.6毫米，向其中入射的激光光线B1～B7在水平方向和垂直方向上的光束直径，分别为0.9毫米和2.6毫米。而且各平行光管透镜11～17，焦点距离f₁＝3毫米、NA＝0.6、透镜配置间距＝1.25毫米。

聚光透镜20被制成将与包含具备非球面的圆形透镜光轴的区域在平行的平面内切得细长，平行光管透镜11～17的排列方向，即水平方向长，与其成直角的方向短的形状。这种聚光透镜20，焦点距离f₂＝23毫米、NA＝0.2。这种聚光透镜20例如也能利用树脂或光学玻璃模塑成形的方式形成。

以下参照图15，说明本例的图像曝光装置中的电学构成。其中如图所示，将调制电路301与全体控制部300连接，将控制DMD50的控制器302与该调制电路301相连接。而且将驱动激光模块64的LD驱动电路303与全体控制部分300相连接。进而将驱动上述台架152的台架驱动装置304与此全体控制部分300相连接。

[图像曝光装置的动作]

以下说明图像曝光装置的动作。在扫描仪162的各曝光头166中，由构成光纤阵列光源66合波激光光源的各GaN半导体激光器LD1～LD7(参见图11)以发散状态出射的激光光线B1、B2、B3、B4、B5、B6和B7，均被相应的平行光管透镜11～17形成平行光。平行光化的激光光线B1～B7，被聚光透镜20聚光后，在多模光纤30的芯30A的入射端面上聚焦(收束)。

本例中，聚光光学系统由平行光管透镜11～17和聚光透镜20构成，而合波光学系统则由该聚光光学系统和多模光纤30所构成。也就是说，如上所述经过聚光透镜20聚光的激光光线B1～B7，入射到这种多模光纤30的芯30a中后在光纤内传输，被合波成一根激光光线B后，从与多模光纤出射端部的光纤31中出射。

在各激光模块中，激光光线B1～B7与多模光纤30的结合效率为0.9，当GaN半导体激光器LD1～LD7的各自输出为50毫瓦的情况下，就以阵列状排列的各光纤31，能够得到输出为315毫瓦(＝50毫瓦×0.9×7)的合波激光光线B。因此，14根多模光纤31全体能够得到4.4瓦(＝0.315×14)输出的激光光线B。

当图像曝光之际，从图15所示的调制电路301向DMD50的控制器302输入与曝光图案相应的图像数据，被存储在其固定存储器内。这种图像数据是用2数值(点的有无)表示构成图像的各像素浓度的数据。

表面上吸附了感光材料150的台架152，通过图15所示的台架驱动装置304，以一定速度，沿着导轨158从门160的上游侧向下游侧移动。当台架152通过门160下方时，一旦被安装在门160上的敏感元件164检出到感光材料的前端，就能数行分行依次读出存储在固定存储器中的图像数据，根据数据处理部所读出的图像数据，在每个曝光头166中生成控制信号。于是，由反射镜驱动控制部，根据所生成的控制信号，对各曝光头166的每个中各DMD50的微反射镜进行接通、断开控制。而且在本例的情况下，形成一个像素部的上述微反射镜尺寸为14微米×14微米。

一旦DMD50被来自光纤阵列光源166的激光光线所照射，则DMD50的微反射镜处于接通状态时被反射的激光光线，经过透镜54、58后就能在感光材料150上成像。这样一来，从光纤阵列光源166出射的激光光线对每个像素开闭，感光材料150与DMD50使用像素数目大体相同的像素单位(曝光区域168)被曝光。而且由于感光材料150与台架152共同以一定速度移动，所以感光材料150在扫描仪162带动下在与台架移动方向相反的方向上被副扫描，对于每个曝光头166而言均可以形成带状曝光完毕的区域170。

在本例中，如图16(A)和16(B)所示，沿着副扫描方向虽然在DMD50上排列有768组在主扫描方向上排列着1024个微反射镜的微反射镜列，但是在本例中由控制器302驱动的仅是一部分微反射镜列(例如1024个×256列)。

这种情况下，既可以如图16(A)所示使用在DMD50的中央部分设置的微反射镜列，也可以如图16(B)所示使用在DMD50的端部配置的微反射镜列。而且，当一部分微反射镜产生缺陷的情况下，还可以使用未产生缺陷的微反射镜列等，也可以根据情况适当变更使用的微反射镜列。

由于DMD50的数据处理速度是有限度的，与使用的像素数成正比相当于每行的调制速度受到限制，所以，仅使用一部分微反射镜列的情况下，与每行相当的调制速度将会加速。另一方面，使曝光头相对于曝光面连续作相对移动的情况下，不必全部使用副扫描方向的像素。

当扫描仪162对感光材料150的副扫描终止，由敏感元件164检出感光材料150的后端时，台架152在台架驱动装置304的驱动下，将沿着导轨158回归到处于门160最上侧的圆点处，并再次沿着导轨158从门160的上游侧以一定速度向下游侧移动。

以下说明图5所示的由光纤阵列光源66、聚光透镜71、棒状光学积分仪72、成像透镜74、反射镜69和TIR棱镜70所构成，作为照明光对DMD50照射激光光线B的照明光学系统。棒状光学积分仪72例如是一种形成为四角柱状的透光性棒，当激光光线B在其内部一边全反射一边行进的过程中，该激光光线B的光束截面内强度分布被均匀化。而且，在棒状光学积分仪72的入射截面和出射截面上涂布防反射膜，提高了透过率。综上所述，若能使作为照明光用的激光光线B的光束截面内强度分布高度均匀，则能在没有照明强度不均的情况下，使高精细的图像在感光材料150上曝光。

其中图17示出了对于构成DMD50中微反射镜62的反射面的平面度测定结果。该图表示以等高线将反射面相同高度位置连接起来的图，等高线间距为5纳米。其中该图所示的X方向和Y方向，是微反射镜62的两个对角线的方向，微反射镜62以沿着Y方向延伸的旋转轴为中心像上述那样旋转。另外图18的(A)和(B)中分别表示在上述X方向和Y方向上微反射镜62的反射面的高度位置。

正如上述图17和图18所示，在微反射镜62的反射面上存在变形，而且一旦能在反射镜的中央部分看到，则一个对角线方向(Y方向)上的变形，就会比另一对角线方向(X方向)上的变形更大。因此，被微透镜阵列55的微透镜55a聚光的激光光线B，在聚光位置上的形状就会产生这种变形的问题。

本实施方式的图像曝光装置中，为了防止上述问题出现，将微透镜阵列55的微透镜55a制成与以往不同的特殊形状。以下将就此点作详细说明。

图19的(A)和(B)是分别详细表示微透镜阵列55全体的正面形状和侧面形状的图。在这些图中也记入了微透镜阵列55各部分的尺寸，尺寸单位是毫米。在本实施方式中，正如前面参照图16说明的那样，被驱动的是DMD50的1024个×256列的微反射镜62，与其对应微透镜阵列55，由沿着纵向并列256列在横向上并列了1024个微透镜55a的列构成的。其中该图(A)中，关于微透镜阵列55的并列顺序，在横向记为j，在纵向记为k。

图20的(A)和(B)是分别表示上述微透镜阵列55中一个微透镜55a的正面形状和侧面形状的图。其中在同图(A)中，同时表示微透镜55a的等高线。各微透镜55a的光出射侧端面，被制成补正因上述的微反射镜62反射面的变形而产生的像差的非球面形状。更具体讲，本实施方式中将微透镜55a制成复曲面透镜，与上述X方向对应的光学方向上的曲率半径Rx＝-0.125毫米，与上述Y方向对应方向上的曲率半径Ry＝-0.1毫米。

因此，与上述X方向和Y方向平行的截面内激光光线B的聚光状态，大体分别如图21的(A)和(B)所示。也就是说，若将与X方向平行的截面内与Y方向平行的截面内加以对比，则后者截面内微透镜55a的曲率半径更小，焦点距离变得更短。

将微透镜55a制成上述形状的情况下，对该微透镜55a的聚光位置(焦点位置)附近的光束用计算机进行模拟的结果，示于图22a、b、c和d中。而且为了比较，当微透镜55a为曲率半径Rx＝Ry＝-0.1毫米的球面形状的球面的情况下，将进行了同样模拟的结果示于图23a、b、c和d中。其中各图中的z值表示微透镜55a的点方向的评价位置与该微透镜55a的光束出射面之间的距离。

而且，在上述模拟中采用的微透镜55a的面形状为，

【数1】

z = \frac{Cx X^{2} + Cy Y^{2}}{1 + SQRT (1 - C x^{2} X^{2} + C y^{2} Y^{2})}

上式中，Cx：X方向上的曲率(＝1/Rx)，Cy：Y方向上的曲率(＝1/Ry)，X：在X方向上与透镜光轴O的距离，Y：在Y方向上与透镜光轴O的距离。

图22a～d与图23a～d比较后表明，本实施方式中通过将微透镜55a制成Y方向平行截面内焦点距离比X方向平行截面内焦点距离更小的复曲面透镜，可以抑制在该聚光位置附近光束形状的变形。若能这样，则能够使更高精细的图像在感光材料150上曝光。而且在图22a～d所示的本实施方式中，光束直径较小的区域更广，即焦点深度更大。

另外，关于微反射镜62在X方向和Y方向上中央部的变形的大小，当与上述相反的情况下，若能用X方向平行截面内的焦点距离比Y方向平行截面内焦点距离更小的复曲面透镜制成微透镜，则同样能够在没有变形的情况下使更高精细的图像在感光材料150上曝光。

而且配置在微透镜阵列55的聚光位置附近的小孔阵列59，配置得仅能使经过与其对应微透镜55a的光入射在该各小孔59a上。也就是说，通过设置这些小孔59，可以防止来自不与之对应的微透镜55a的光入射到各小孔59a上，提高消光比。而且，这些小孔阵列59，优选事先配置在微透镜55a的焦点位置上。若能这样，则可以更加确实地防止来自与各小孔59a不对应的相邻微透镜55a的光产生入射。

本来若以上述目的将小孔阵列59的小孔59a的直径减小到一定程度，也能获得抑制微透镜55a的聚光位置上光束形状的变形的效果。但是这样处理的情况下，被小孔阵列59遮断的光量将变得更多，因而使光的利用效率降低。对此将微透镜55a制成非球面形状的情况下，由于不会遮断光，所以也能保持高的光利用效率。

另外在本实施方式中，虽然采用作为与微反射镜62两个对角线方向光学上对应的X方向和Y方向上曲率不同的复曲面透镜的微透镜55a，但是也可以根据微反射镜62的变形，采用如图26(A)、(B)分别所示的带等高线的正面形状、侧面形状，使由与矩形微反射镜62的两个边方向在光学上对应的XX方向和YY方向的曲率不同的复曲面透镜构成的微透镜55a。

而且在本实施方式中，虽然将微透镜55a制成二维的非球面形状，但是通过采用更高次(四次、六次…)的非球面形状，能使光束形状进一步改善。此外还可以根据微反射镜62的反射面的变形，采用使上述的X方向和Y方向的曲率互相一致的透镜形状。以下详细说明这种透镜形状的实例。

图27(A)、(B)分别表示带等高线的正面形状、侧面形状的微透镜55a，在X方向和Y方向的曲率互相相等，而且该曲率，是根据距离透镜中心的距离h将球面透镜的曲率Cy加以补正的。也就是说，这种微透镜55a的作为透镜形状基础的球面透镜形状，例如采用下式(数2)中规定了透镜高度(透镜曲面的光轴方向位置)z的。

【数2】

z = \frac{Cy h^{2}}{1 + SQRT (1 - C y^{2} h^{2})}

其中将上述曲率Cy＝(1/0.1毫米)情况下的透镜高度z与距离h的关系制成曲线，并示于图28中。

而且，根据距离透镜中心的距离h，根据下式(数3)补正上述球面透镜形状的曲率，制成微透镜55a的透镜形状。

【数3】

z = \frac{Cy h^{2}}{1 + SQRT (1 - C y^{2} h^{2})} + a h^{4} + b h^{6}

在此(数3)中，z的含义与(数2)相同，式中用四次系数a和六次系数b补正曲率Cy。其中当上述曲率Cy＝(1/0.1毫米)、四次系数a＝1.2×10³、六次系数b＝5.5×10⁷的情况下，将透镜高度z与距离h的关系制成曲线，示于图29中。

此外在以上说明的实施方式中，微透镜55a的光出射端面虽然被制成非球面(复曲面)，但是由两个光通过端面中的一个制成球面，将另一个制成圆柱面的微透镜构成微透镜阵列，也能获得与上实施方式同样的效果。

在以上说明的实施方式中，微透镜阵列55的微透镜55a，虽然被制成补正微反射镜62的反射面的变形引起像差的非球面形状，但是也可以不采用这种非球面形状，而使构成微透镜阵列的各微透镜，具有补正微反射镜62的反射面的变形引起像差的折射率分布，这样也能获得同样的效果。

图24示出了这种微透镜155a的一种实例。该图中的(A)和(B)，分别表示微透镜155a的正面形状和侧面形状，如图所示，这种微透镜155a的外部形状是平行平板状。其中同图中的X、Y方向，与已述的相同。

而且图25的(A)和(B)，表示由这种微透镜155a产生的在与上述X方向和Y方向平行的截面内激光光线B的聚光状态。这种微透镜155a具有自光轴O向外依次增大的折射率分布，该图中在微透镜155a内表示的虚线，表示其折射率与光轴O以规定的等间距变化的位置。如图所示，若比较X方向平行的截面内与Y方向平行的截面内，则后者截面内微透镜155a的折射率变化比例更大，焦点距离更短。即使使用这种折射率分布型透镜构成的微透镜阵列，也可以得到与采用上述微透镜阵列55时同样的效果。

再有，如前面图20和21所示的微透镜55a那样，在将面形状制成非球面的微透镜中，再通过赋予上述那种折射率分布，或者借助于面形状和折射率分布，也可以对微反射镜62的反射面的变形引起的像差进行补正。

以下说明本发明另一实施方式采用的图像曝光装置。本实施方式的图像曝光装置，与前面参照附图1～15说明的图像曝光装置相比，仅在使用图30所示的微透镜阵列255代替图5所示的微透镜阵列这一点上不同，其他点是基本上同样形成的。以下将对这种微透镜阵列255作详细说明。

首先如参照附图17和图18说明的那样，在DMD50的微反射镜62的反射面上存在变形，其变形量具有自微反射镜62的中心向周边部分逐渐增大的倾向。而且微反射镜62在一个对角线方向(Y方向)周边的变形量，与另一对角线方向(X方向)周边部的变形量相比更大，上述倾向也更加显著。

本实施方式的图像曝光装置，为了处置上述问题，采用的是图30所示的微透镜阵列255。以阵列状配置的微透镜255a，被制成具有圆形的透镜开口。而且，如上所述变形大的微反射镜62的反射面周边部，特别是被四角部反射的激光光线B不能被微透镜255a所聚光，因而能够防止被聚光的激光光线B在聚光位置上的形状变形。这样能够将无变形、更精细的图像在感光材料150上曝光。

而且在本实施方式中，如同图所示，在保持微透镜阵列255的微透镜255a的透明材料255b(这通常是与微透镜255a一体成形的)的背面，即微透镜255a形成面的反面上，通过使互相分离的多个微透镜255a的透镜开口外侧区域处于埋设状态下，形成有遮光性掩模255c。这样通过设置掩模255c，由于被微反射镜62反射面的周边部，特别是被四角部反射的激光光线B在其中能被吸收、遮断，所以可以更加确实地防止被聚光的激光光线B的形状产生变形的问题。

本发明中，微透镜的开口形状并不限于上述的圆形，例如也可以采用如图31所示的那种，将具有椭圆形开口的微透镜455a多个并列构成的微透镜阵列455，以及如图32所示的那种，将具有多角形(这里是四角形)开口的微透镜555a多个并列构成的微透镜阵列555等。其中上述的微透镜455a和555a，是将通常轴对称球面透镜的一部分切成圆形或多角形的，具有与通常轴对称球面透镜相同的功能。

此外本发明中，还可以采用图33的(A)、(B)和(C)所示的那些微透镜阵列。图33(A)所示的微透镜阵列655，是在透明材料655b的激光光线B的出射面侧面上，由与上述微透镜55a、455a和555a同样的多个微透镜655a互相密接地并列设置，在激光光线B的入射侧面上形成有与上述掩模255c同样的掩模655c的。而且，图30的掩模255c在透镜开口的外侧部分形成，与此相比，这种掩模655c是被设置在透镜开口之内的。而且图33(B)所示的微透镜阵列755，是在透明材料755b的激光光线B的出射侧面上并列设置互相分离的多个微透镜755a，在这些微透镜755a之间形成掩模755c。而且图33(C)所示的微透镜阵列855，是在透明材料855b的激光光线B出射侧面上，以互相接触状态并列设置多个微透镜855a，在各微透镜855a的周边部分形成掩模855c而构成的。

其中，上述的掩模655c、755c和855c，都具有与上述的掩模255c同样的圆形开口，这样能将各微透镜的开口限定为圆形。

正如以上说明的255a、455a、555a、655a和755a那样，通过设置掩模等，制成使来自DMD50的微反射镜62周边部的光不会入射的透镜开口形状，这种构成也能同时采用如已述的微透镜55a(参见图20)那样对微反射镜62的面的变形引起的像差进行补正的非球面透镜，或微透镜155a(参见图24)那样，具有补正上述像差的折射率分布的透镜。若能这样，则对于因微反射镜62的变形而使曝光图像变形的防止效果因协同作用而得到提高。

特别是在如图33(C)所示在微透镜855a的透镜面上形成掩模855c的构成中，将微透镜855a制成具有上述那种非球面形状或折射率分布的，并且将第一成像光学系统(例如图5所示的透镜系统52、54)的成像位置设定在微透镜855a的透镜面上的情况下，特别能够提高光利用效率，并能用更高强度的光使感光材料150曝光。也就是说，这种情况下通过第一成像光学系统，使光折射得使因微反射镜62的反射面的变形所引起的散射光，在该光学系统的成像位置上聚焦在一点上，若能在此位置上形成掩模855c，则不会遮挡散射光以外的光，使光的利用效率提高。

而且在上述的实施方式中，虽然采用了激光光源作为对空间光调制元件照射光的光源，但是本发明中并不限于这种光源，例如也可以采用水银灯等灯光源。

此外在上述实施方式中，虽然是对因构成DMD50的微反射镜62的反射面的变形引起的像差进行补正，但是在采用DMD以外的空间光调制元件的图像曝光装置中，当存在因该空间光调制元件中像素部的面上存在变形的情况下，也能够采用本发明对该变形引起的像差进行补正，可以防止光束形状产生变形。

Claims

一种图像曝光装置，其中具备：

空间光调制元件，其分别调制被照射光的多个像素部以二维状排列而成；

光源，其对所述空间光调制元件照射光；和

成像光学系统，其包含分别将来自所述的空间光调制元件各像素部的光聚光的微透镜以阵列状配置而成的微透镜阵列，使由所述空间光调制元件调制的光形成的像在感光材料上成像；其特征在于，

所述微透镜阵列的各微透镜，被制成补正因所述像素部的面的变形而产生的像差的非球面形状。
2.根据权利要求1所述的图像曝光装置，其特征在于所述的非球面是复曲面。
3.一种图像曝光装置，其中具备：

空间光调制元件，分别调制被照射光的多个像素部以二维状排列而成；

光源，以对所述的空间光调制元件照射光；和

成像光学系统，其包含分别将来自所述的空间光调制元件各像素部的光聚光的微透镜以阵列状配置而成的微透镜阵列，使由所述的空间光调制元件调制的光形成的像在感光材料上成像；其特征在于，

所述微透镜阵列的各微透镜，被制成具有补正因所述的像素部的面的变形而产生的像差的折射率分布的。
4.一种图像曝光装置，其中具备：

空间光调制元件，其分别调制被照射光的多个矩形像素部以二维状排列而成；

光源，以对所述的空间光调制元件照射光；和

成像光学系统，其包含分别将来自所述的空间光调制元件各像素部的光聚光的微透镜以阵列状配置而成的微透镜阵列，使由所述的空间光调制元件调制的光形成的像在感光材料上成像；其特征在于，

所述微透镜阵列的各微透镜，被制成具有不使来自所述的像素部的周边部分的光入射的透镜开口形状的。
5.根据权利要求4所述的图像曝光装置，其特征在于，所述微透镜阵列的各微透镜，被制成补正因所述的像素部的面的变形而产生的像差的非球面形状。
6.根据权利要求5所述的图像曝光装置，其特征在于，所述非球面是复曲面。
7.根据权利要求4所述的图像曝光装置，其特征在于，所述微透镜阵列的各微透镜，被制成具有补正因所述的像素部的面的变形而产生的像差的折射率分布的。
8.根据权利要求4～7中任何一项所述的图像曝光装置，其特征在于，所述微透镜具有圆形透镜开口形状。
9.根据权利要求4～8中任何一项所述的图像曝光装置，其特征在于，所述微透镜的开口形状，由在该透镜面的一部分上设置遮光部所规定。
10.根据权利要求1～9中任何一项所述的图像曝光装置，其特征在于，所述成像光学系统具有：使由所述空间光调制元件调制的光形成的像在所述微透镜阵列上成像的第一成像光学系统，和使因被所述微透镜阵列聚光的光而成的像在感光材料上成像的第二光学系统，

所述第一成像光学系统的成像位置，被设定在所述的微透镜阵列的透镜面上。
11.根据权利要求1～10中任何一项所述的图像曝光装置，其特征在于，所述成像光学系统具有：使由所述的空间光调制元件调制光形成的像在所述微透镜阵列上成像的第一成像光学系统，和使因被所述微透镜阵列聚光的光而成的像在感光材料上成像的第二光学系统，

在所述微透镜阵列与所述第二成像系统之间，配置有使从所述微透镜出射的光分别逐个缩小光圈的多个开口以阵列状排列有开口阵列。
12.根据权利要求11所述的图像曝光装置，其特征在于，所述开口阵列被配置在所述的微透镜的焦点位置上。
13.根据权利要求1～11中任何一项所述的图像曝光装置，其特征在于，所述空间光调制元件，是由微小反射镜以二维排列而成的DMD即数字微反射镜器件。
14.一种图像曝光方法，其特征在于，使用权利要求1～13中任何一项所述的图像曝光装置使规定图案在感光材料上曝光。