JP2006350011A - Image exposure device - Google Patents

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弘美 石川
Shuichi Ishii
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image exposure device for preventing the quality of an exposure image from deteriorating, for example, when dust adheres to a microlens array. <P>SOLUTION: The image exposure device comprises a spatial light modulator comprising a two-dimensional arrangement of a great number of pixel portions each modulating irradiated light; a light source for applying light to the spatial light modulator; and an image-forming optical system that includes a microlens array 55 having an arrangement of a microlenses 55a each individually converging light from each pixel section of the spatial light modulator in an array and forms an image by light modulated by the spatial light modulator on a photosensitive material. The microlens array 55 is arranged so that a surface which carries the microlens 55a faces the side of the spatial light modulator, and has a thickness that is larger than the focal distance of the microlens. As a result, a focal position A in the microlens is inside the microlens array 55. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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を結像光学系に通し、この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。   The present invention relates to an image exposure apparatus, and more particularly to image exposure in which light modulated by a spatial light modulation element is passed through an imaging optical system, and an image formed by the light is formed on a photosensitive material to expose the photosensitive material. Relates to the device.

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多数の画素部が2次元状に配列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 includes a spatial light modulation element in which a large number of pixel units that modulate irradiated light according to a control signal are two-dimensionally arranged, and the spatial light modulation element. A light source for irradiating light and an imaging optical system for forming an image of light modulated by the spatial light modulation element on a photosensitive material are provided.

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は、例えばLCD(液晶表示素子)や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る。   In this type of image exposure apparatus, as the spatial light modulation element, for example, an LCD (liquid crystal display element), a DMD (digital micromirror device), or the like can be suitably used. 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.

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。   Therefore, the first imaging optical system is arranged on the optical path of the light modulated by the spatial light modulation element, and the microscopic surface corresponding to each pixel portion of the spatial light modulation element is formed on the imaging surface by the imaging optical system. A microlens array in which lenses are arranged in an array is arranged, and in the optical path of the light that has passed through the microlens array, a second connection for forming an image of the modulated light on a photosensitive material or a screen. It is considered that an image optical system is disposed 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。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
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. In Patent Document 2, an aperture array (aperture plate) having apertures (openings) corresponding to the microlenses of the microlens array is arranged on the rear side of the microlens array in the same type of image exposure apparatus. A configuration is shown in which only the light passing through the microlens passes through the aperture. In this configuration, light from adjacent microlenses that do not correspond to each aperture of the aperture plate is prevented from entering, so that stray light can be prevented from entering the adjacent pixels. Even when the DMD pixel (micromirror) is turned off so that light is not irradiated onto the exposure surface, a slight amount of light may be incident on the exposure surface. As a result, the amount of light on the exposure surface when the DMD pixel is in the off state can be reduced.
JP 2001-305663 A JP 2004-122470 A

上述のように空間光変調素子とマイクロレンズアレイとを組み合わせてなる従来の画像露光装置においては、マイクロレンズアレイに不純物によるゴミ(汚染物)が付着することにより、そのマイクロレンズを透過する光量が著しく低下して、露光画像の画質が損なわれるという問題が認められる。つまり、そのようにゴミが付着したマイクロレンズアレイを通過した光が照射されるべき感光材料の位置においては、その光の変調状態に関わり無く常に露光光量が極めて少ない状態になって、例えば露光画像に黒い点が記録されてしまうような事態が発生する。   As described above, in the conventional image exposure apparatus in which the spatial light modulation element and the microlens array are combined, dust (contaminants) due to impurities adheres to the microlens array. There is a problem that the image quality of the exposed image is deteriorated significantly. That is, at the position of the photosensitive material to be irradiated with the light passing through the microlens array to which dust is attached, the amount of exposure light is always extremely small regardless of the modulation state of the light, for example, an exposure image A situation occurs in which black dots are recorded on the screen.

また、図21に示すように、マイクロレンズ100がアレイ状に配されたマイクロレンズアレイ102を透過した光が集光する位置(焦点位置A)ではエネルギー密度が高くなり、光集塵効果によって焦点位置A付近の空気が汚染され、ゴミが集まりやすくなる場合がある。この場合、近くのマイクロレンズアレイ102の表面にゴミが付着しやすくなり、光量が低下して露光画像の画質が損なわれるという問題もある。   In addition, as shown in FIG. 21, the energy density is high at the position (focal position A) where the light transmitted through the microlens array 102 in which the microlenses 100 are arranged in an array is collected. There are cases where the air near the position A is contaminated and dust tends to collect. In this case, dust tends to adhere to the surface of the nearby microlens array 102, and there is also a problem that the amount of light is reduced and the quality of the exposed image is impaired.

本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、空間光変調素子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において、マイクロレンズアレイにゴミが付着した場合等でも露光画像の画質が低下することを防止す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 made in consideration of the above facts, and in an image exposure apparatus comprising a combination of a spatial light modulation element and a microlens array, the image quality of the exposed image is reduced even when dust adheres to the microlens array. An object of the present invention is to provide an image exposure apparatus that can prevent this from happening.

上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、照射された光を各々変調する多数の画素部が2次元状に配列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の各画素部からの光をそれぞれ集光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含み、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、を備えた画像露光装置において、前記マイクロレンズアレイは、前記マイクロレンズが形成された面が前記空間光変調素子側を向くように配置されると共に、前記マイクロレンズの焦点距離よりも大きい厚さを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is directed to a spatial light modulation element in which a large number of pixel portions each for modulating irradiated light are arranged two-dimensionally, and light to the spatial light modulation element. And a microlens array in which microlenses for condensing light from each pixel portion of the spatial light modulator are arranged in an array, and the light modulated by the spatial light modulator An image exposure apparatus comprising an imaging optical system that forms an image on a photosensitive material, wherein the microlens array is disposed such that a surface on which the microlens is formed faces the spatial light modulation element side. And a thickness greater than the focal length of the microlens.

空間変調素子は、光源から照射された光を各々変調する多数の画素部が2次元状に配列されてなり、結像光学系は、空間光変調素子の各画素部からの光をそれぞれ集光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含んで構成され、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。なお、請求項4に記載したように、前記空間光変調素子が、前記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)である構成とすることができる。   The spatial modulation element is a two-dimensional array of a large number of pixel units that modulate light emitted from a light source, and the imaging optical system collects light from each pixel unit of the spatial light modulation element. The microlens array includes a microlens array in which the microlenses are arranged in an array, and forms an image of light modulated by the spatial light modulator on the photosensitive material. According to a fourth aspect of the present invention, the spatial light modulation element is a DMD (digital micromirror device) in which micromirrors as the pixel unit are two-dimensionally arranged. it can.

マイクロレンズアレイは、マイクロレンズが形成された面が空間光変調素子側を向くように配置される。そして、マイクロレンズアレイは、マイクロレンズの焦点距離よりも大きい厚さを有している。これにより、マイクロレンズを透過した光の焦点位置が、マイクロレンズアレイの内部となる。従って、光集塵効果によって空気が汚染されることがなく、光量不足により露光画像の画質が低下するのが効果的に防止される。さらに、マイクロレンズアレイに不純物によるゴミ(汚染物)が付着したような場合でも、マイクロレンズアレイから出射される光のエネルギーは小さくなるため、露光画像の画質に与える影響は小さく、ゴミの付着によって光量が低下することによる画質の低下を極力抑えることができる。   The microlens array is arranged so that the surface on which the microlens is formed faces the spatial light modulation element side. The microlens array has a thickness larger than the focal length of the microlens. Thereby, the focal position of the light transmitted through the microlens is inside the microlens array. Therefore, air is not polluted by the light dust collection effect, and it is effectively prevented that the image quality of the exposure image is deteriorated due to insufficient light quantity. Furthermore, even if dust (contaminants) due to impurities adheres to the microlens array, the energy of the light emitted from the microlens array is small, so the influence on the image quality of the exposure image is small. A reduction in image quality due to a decrease in the amount of light can be suppressed as much as possible.

例えばマイクロレンズアレイ55に通す光の波長が350nm〜450nmの短波長の範囲にあり、また、光源からの光を結像する結像レンズの結像位置近傍又は周辺にマイクロレンズアレイを配置した場合、特に高エネルギー状態となる前記結像位置付近のマイクロレンズアレイの表面も非常に高いエネルギー状態となり、マイクロレンズアレイの表面に不純物が付着しやすくなる。このような場合に本発明を適用することにより、露光画像の画質が低下するのを抑えることができる。   For example, when the wavelength of light passing through the microlens array 55 is in the short wavelength range of 350 nm to 450 nm, and the microlens array is arranged near or around the imaging position of the imaging lens that images light from the light source In particular, the surface of the microlens array near the imaging position that is in a high energy state is also in a very high energy state, and impurities are likely to adhere to the surface of the microlens array. By applying the present invention in such a case, it is possible to suppress the deterioration of the image quality of the exposure image.

なお、請求項2に記載したように、照射された光を各々変調する多数の画素部が2次元状に配列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の各画素部からの光をそれぞれ集光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含み、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、を備えた画像露光装置において、前記マイクロレンズからの光を透過する透過部材を備え、前記透過部材が、前記マイクロレンズの焦点位置が前記透過部材の内部となる位置に配置された構成としてもよい。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a spatial light modulation element in which a large number of pixel portions that respectively modulate the irradiated light are two-dimensionally arranged, and a light source that irradiates the spatial light modulation element with light. A microlens array in which microlenses for condensing light from the respective pixel portions of the spatial light modulator are arranged in an array, and an image formed by the light modulated by the spatial light modulator is displayed on the photosensitive material. An image forming optical system that forms an image on the image exposure apparatus, further comprising: a transmissive member that transmits light from the microlens, wherein the transmissive member has a focal position of the microlens within the transmissive member. It is good also as a structure arrange | positioned in the position which becomes.

この場合、請求項3に記載したように、前記透過部材に遮光性のマスクが形成された構成としてもよい。   In this case, as described in a third aspect, a light-shielding mask may be formed on the transmissive member.

マスクは、遮光性の部材で構成され、各マイクロレンズに対応して開口が設けられたアパーチャアレイとすることができる。このようなマスクを設けることにより、効果的に消光比を高めることができる。   The mask may be an aperture array made of a light-shielding member and provided with an opening corresponding to each microlens. By providing such a mask, the extinction ratio can be effectively increased.

本発明によれば、マイクロレンズアレイにゴミが付着した場合等でも露光画像の画質が低下することを防止することができる、という効果を有する。   According to the present invention, even when dust adheres to the microlens array, it is possible to prevent the image quality of the exposure image from being deteriorated.

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る画像露光装置について説明する。   Hereinafter, an image exposure apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(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。移動ステージ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移動ステージ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。
(Configuration of image exposure apparatus)
As shown in FIG. 1, the image exposure apparatus includes a flat plate-like moving stage 152 that holds a sheet-like photosensitive material 150 on the surface thereof. Two guides 158 extending along the stage moving direction are installed on the upper surface of the thick plate-shaped installation table 156 supported by the four legs 154. The moving stage 152 is arranged so that the longitudinal direction thereof faces the stage moving direction, and is supported by a guide 158 so as to be reciprocally movable. The image exposure apparatus is provided with a stage driving device 304 (see FIG. 15) described later for driving a moving stage 152 as a sub-scanning means along a guide 158.

設置台156の中央部には、移動ステージ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、移動ステージ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。   A U-shaped gate 160 is provided at the center of the installation table 156 so as to straddle the movement path of the movement stage 152. Each of the ends of the U-shaped gate 160 is fixed to both side surfaces of the installation table 156. A scanner 162 is provided on one side of the gate 160, and a plurality of (for example, two) sensors 164 for detecting the front and rear ends of the photosensitive material 150 are provided on the other side. The scanner 162 and the sensor 164 are respectively attached to the gate 160 and fixedly arranged above the moving path of the moving stage 152. The scanner 162 and the sensor 164 are connected to a controller (not shown) that controls them.

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 scanner 162 includes a plurality of (for example, 14) exposure heads 166 arranged in an approximately matrix of m rows and n columns (for example, 3 rows and 5 columns). . In this example, four exposure heads 166 are arranged in the third row in relation to the width of the photosensitive material 150. In addition, when showing each exposure head arranged in the m-th row and the n-th column, it is expressed as an exposure head 166 mn .

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、移動ステージ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 exposure area 168 by the exposure head 166 has a rectangular shape with a short side in the sub-scanning direction. Accordingly, as the moving stage 152 moves, a strip-shaped exposed area 170 is formed for each exposure head 166 in the photosensitive material 150. In addition, when showing the exposure area by each exposure head arranged in the m-th row and the n-th column, it is expressed as an exposure area 168 mn .

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 regions 170 are arranged in the direction orthogonal to the sub-scanning direction without gaps. These are arranged with a predetermined interval (natural number times the long side of the exposure area, twice in this example) in the arrangement direction. Therefore, can not be exposed portion between the exposure area 168 11 in the first row and the exposure area 168 12, it can be exposed by the second row of the exposure area 168 21 and the exposure area 168 31 in the third row.

露光ヘッド16611〜166mn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。 As shown in FIGS. 4 and 5, each of the exposure heads 166 11 to 166 mn is a spatial light modulation element that modulates an incident light beam for each pixel in accordance with image data. Digital micromirror device (DMD) 50. The DMD 50 is connected to a controller 302 (see FIG. 15), which will be described later, provided with a data processing unit and a mirror drive control unit. The data processing unit of the controller 302 generates a control signal for driving and controlling each micromirror in the region to be controlled by the DMD 50 for each exposure head 166 based on the input image data. The area to be controlled will be described later. The mirror drive control unit controls the angle of the reflection surface of each micromirror of the DMD 50 for each exposure head 166 based on the control signal generated by the image data processing unit. The control of the angle of the reflecting surface will be described later.

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 DMD 50, a fiber array light source 66 including a laser emitting section in which emission ends (light emitting points) of an optical fiber are arranged in a line along a direction corresponding to the long side direction of the exposure area 168, a fiber A lens system 67 that corrects laser light emitted from the array light source 66 and collects it on the DMD, and a mirror 69 that reflects the laser light transmitted through the lens system 67 toward the DMD 50 are arranged in this order. In FIG. 4, the lens system 67 is schematically shown.

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。   As shown in detail in FIG. 5, the lens system 67 condenses the condensing lens 71 that condenses the laser light B as illumination light emitted from the fiber array light source 66, and is inserted into the optical path of the light that has passed through the condensing lens 71. The rod-shaped optical integrator 72 (hereinafter referred to as a rod integrator) 72 and an imaging lens 74 disposed in front of the rod integrator 72, that is, on the mirror 69 side. The condensing lens 71, the rod integrator 72, and the imaging lens 74 cause the laser light emitted from the fiber array light source 66 to enter the DMD 50 as a light beam that is close to parallel light and has a uniform beam cross-sectional intensity. The shape and action of the rod integrator 72 will be described in detail later.

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 lens system 67 is reflected by the mirror 69 and irradiated to the DMD 50 through a TIR (total reflection) prism 70. In FIG. 4, the TIR prism 70 is omitted.

またDMD50の光反射側には、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、から構成されている。   An imaging optical system 51 that images the laser beam B reflected by the DMD 50 on the photosensitive material 150 is disposed on the light reflection side of the DMD 50. This imaging optical system 51 is schematically shown in FIG. 4, but as shown in detail in FIG. 5, a first imaging optical system comprising lens systems 52 and 54 and a first imaging system comprising lens systems 57 and 58 are shown. It comprises two image forming optical systems and a microlens array 55 inserted between these image forming optical systems.

マイクロレンズアレイ55は、DMD50の各画素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。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の配置ピッチは縦方向、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0.19mm、NA(開口数)が0.11である。なおマイクロレンズ55aの形状は一例として半円球状である。そして、各マイクロレンズ55aの位置におけるレーザ光Bのビーム径は、41μmである。なお、マイクロレンズ55aの焦点位置等の詳細については後述する。   The microlens array 55 is formed by two-dimensionally arranging a number of microlenses 55a corresponding to each pixel of the DMD 50. In this example, as described later, only 1024 × 256 rows of the 1024 × 768 rows of micromirrors of the DMD 50 are driven, and accordingly, 1024 × 256 rows of microlenses 55a are arranged. The arrangement pitch of the micro lenses 55a is 41 μm in both the vertical and horizontal directions. As an example, the micro lens 55a has a focal length of 0.19 mm and an NA (numerical aperture) of 0.11. The shape of the microlens 55a is, for example, a semispherical shape. The beam diameter of the laser beam B at the position of each microlens 55a is 41 μm. Details of the focal position of the micro lens 55a will be described later.

上記第1結像光学系は、DMD50による像を3倍に拡大してマイクロレンズアレイ55上に結像する。そして第2結像光学系は、マイクロレンズアレイ55を経た像を1.6倍に拡大して感光材料150上に結像、投影する。したがって全体では、DMD50による像が4.8倍に拡大して感光材料150上に結像、投影されることになる。   The first image-forming optical system forms an image on the microlens array 55 by enlarging the image by the DMD 50 three times. The second imaging optical system enlarges the image passing through the microlens array 55 by 1.6 times, and forms and projects the image on the photosensitive material 150. Therefore, as a whole, the image formed by the DMD 50 is magnified 4.8 times and formed on the photosensitive material 150 and projected.

なお本例では、第2結像光学系と感光材料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。   In this example, a prism pair 73 is disposed between the second imaging optical system and the photosensitive material 150, and the prism pair 73 is moved in the vertical direction in FIG. The focus can be adjusted. In the figure, the photosensitive material 150 is sub-scanned in the direction of arrow F.

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、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 DMD 50, on a SRAM cell (memory cell) 60, a large number (for example, 1024 × 768) of micromirrors (micromirrors) 62 constituting pixels (pixels) are arranged in a grid pattern. This is a mirror device. In each pixel, a rectangular micromirror 62 supported by a support column is provided at the top, and a material having high reflectance such as aluminum is deposited on the surface of the micromirror 62. The reflectance of the micromirror 62 is 90% or more, and the arrangement pitch is 13.7 μm as an example in both the vertical and horizontal directions. A silicon gate CMOS SRAM cell 60 manufactured in a normal semiconductor memory manufacturing line is disposed directly below the micromirror 62 via a support including a hinge and a yoke, and the entire structure is monolithic. ing.

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 SRAM cell 60 of the DMD 50, the micromirror 62 supported by the support is tilted in a range of ± α degrees (for example, ± 12 degrees) with respect to the substrate side on which the DMD 50 is disposed with the diagonal line as the center. It is done. FIG. 7A shows a state in which the micromirror 62 is tilted to + α degrees in the on state, and FIG. 7B shows a state in which the micromirror 62 is tilted to −α degrees in the off state. Therefore, by controlling the tilt of the micromirror 62 in each pixel of the DMD 50 according to the image signal as shown in FIG. 6, the laser light B incident on the DMD 50 is reflected in the tilt direction of each micromirror 62. 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 DMD 50 is enlarged and the micromirror 62 is controlled to + α degrees or −α degrees. On / off control of each micromirror 62 is performed by the controller 302 connected to the DMD 50. Further, a light absorber (not shown) is arranged in the direction in which the laser beam B reflected by the off-state micromirror 62 travels.

また、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。   Further, it is preferable that the DMD 50 is arranged with a slight inclination so that the short side forms a predetermined angle θ (for example, 0.1 ° to 5 °) with the sub-scanning direction. 8A shows the scanning trajectory of the reflected light image (exposure beam) 53 by each micromirror when the DMD 50 is not tilted, and FIG. 8B shows the scanning trajectory of the exposure beam 53 when the DMD 50 is tilted. Show.

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 DMD 50, a number of micromirror arrays in which a large number (for example, 1024) of micromirrors are arranged in the longitudinal direction are arranged in a short direction (for example, 756 sets). As shown in FIG. Further, by tilting the DMD 50, the pitch P 1 of the scanning locus (scanning line) of the exposure beam 53 by each micromirror becomes narrower than the pitch P 2 of the scanning line when the DMD 50 is not tilted, and the resolution is greatly improved. Can be made. On the other hand, since the tilt angle of the DMD 50 is very small, the scan width W 2 when the DMD 50 is tilted and the scan width W 1 when the DMD 50 is not tilted are substantially the same.

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 DMD 50.

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、光ファイバ31のマルチモード光ファイバ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 array light source 66 includes a plurality of (for example, 14) laser modules 64, and one end of the multimode optical fiber 30 is coupled to each laser module 64. An optical fiber 31 having the same core diameter as that of the multimode optical fiber 30 and a smaller cladding diameter than the multimode optical fiber 30 is coupled to the other end of the multimode optical fiber 30. As shown in detail in FIG. 9B, seven ends of the optical fiber 31 opposite to the multimode optical fiber 30 are arranged along the main scanning direction orthogonal to the sub-scanning direction, and they are arranged in two rows. Thus, a laser emitting unit 68 is configured.

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、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。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 laser emitting portion 68 constituted by the end portion of the optical fiber 31 is sandwiched and fixed between two support plates 65 having a flat surface. Moreover, it is desirable to arrange a transparent protective plate such as glass on the light emitting end face of the optical fiber 31 for protection. The light exit end face of the optical fiber 31 has high light density and is likely to collect dust and easily deteriorate. However, by arranging the protective plate as described above, it is possible to prevent the dust from adhering to the end face and to delay the deterioration. Can do.

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。それらのマルチモード光ファイバ30,光ファイバ31は、それぞれのコア軸が一致する状態で光ファイバ31の入射端面をマルチモード光ファイバ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 optical fiber 31 having a small cladding diameter of about 1 to 30 cm is coaxially coupled to a tip portion on the laser beam emission side of a multimode optical fiber 30 having a large cladding diameter. Yes. The multimode optical fiber 30 and the optical fiber 31 are coupled by fusing the incident end face of the optical fiber 31 to the outgoing end face of the multimode optical fiber 30 in a state where the respective core axes coincide. As described above, the diameter of the core 31 a of the optical fiber 31 is the same as the diameter of the core 30 a of the multimode optical fiber 30.

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、グレーテ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 optical fiber 30 and the optical fiber 31, any of a step index type optical fiber, a graded index type optical fiber, and a composite type optical fiber can be applied. For example, a step index type optical fiber manufactured by Mitsubishi Cable Industries, Ltd. can be used. In this example, the multimode optical fiber 30 and the optical fiber 31 are step index type optical fibers, and the multimode optical fiber 30 has a cladding diameter = 125 μm, a core diameter = 50 μm, NA = 0.2, and transmission of the incident end face coating. The ratio is 99.5% or more, and the optical fiber 31 has a cladding diameter = 60 μm, a core diameter = 50 μm, and NA = 0.2.

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、マルチモード光ファイバ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 optical fiber 31 is not limited to 60 μm. The clad diameter of many optical fibers used in conventional fiber light sources is 125 μm. However, the smaller the clad diameter, the deeper the depth of focus. Therefore, the clad diameter of the multimode optical fiber is preferably 80 μm or less, preferably 60 μm or less. Is more preferable. On the other hand, in the case of a single mode optical fiber, the core diameter needs to be at least 3 to 4 μm, and therefore the cladding diameter of the optical fiber 31 is preferably 10 μm or more. In addition, it is preferable from the viewpoint of coupling efficiency that the core diameter of the multimode optical fiber 30 and the core diameter of the optical fiber 31 are matched.

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つのマルチモード光ファイバ、光ファイバ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9(A)の例ならばマルチモード光ファイバ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, as described above, it is not always necessary to use two multimode optical fibers having different clad diameters, that is, optical fibers 31 by fusion (so-called different diameter fusion), and the clad diameter is constant. A fiber array light source may be configured by bundling a plurality of optical fibers (for example, the multimode optical fiber 30 in the example of FIG. 9A) as they are in a bundle.

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 laser module 64 is configured by a combined laser light source (fiber light source) shown in FIG. The combined laser light source includes a plurality of (for example, seven) chip-like lateral multimode or single mode GaN-based semiconductor lasers LD1, LD2, LD3, LD4, LD5, LD6, and the like arranged and fixed on the heat block 10. LD 7, collimator lenses 11, 12, 13, 14, 15, 16 and 17 provided corresponding to each of GaN-based semiconductor lasers LD 1 to LD 7, one condenser lens 20, and one multimode light And fiber 30. The number of semiconductor lasers is not limited to seven, and other numbers may be adopted. Further, instead of the seven collimator lenses 11 to 17 as described above, a collimator lens array in which these lenses are integrated can be used.

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 package 40 having an upper opening together with other optical elements. The package 40 includes a package lid 41 created so as to close the opening thereof, and is formed by introducing a sealing gas after the deaeration process and closing the opening of the package 40 with the package lid 41. The combined laser light source is hermetically sealed in a closed space (sealed space).

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 base plate 42 is fixed to the bottom surface of the package 40, and the heat block 10, a condensing lens holder 45 that holds the condensing lens 20, and the multimode optical fiber 30 are disposed on the top surface of the base plate 42. A fiber holder 46 that holds the incident end is attached. The exit end of the multimode optical fiber 30 is drawn out of the package from an opening formed in the wall surface of the package 40.

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 collimator lens holder 44 is attached to the side surface of the heat block 10, and collimator lenses 11 to 17 are held there. An opening is formed in the lateral wall surface of the package 40, and wiring 47 for supplying a driving current to the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 is drawn out of the package through the opening.

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 collimator lens 17 among the plurality of collimator lenses is numbered. is doing.

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。   FIG. 14 shows the front shape of the attachment part of the collimator lenses 11-17.

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。   Each of the collimator lenses 11 to 17 is formed in a shape obtained by cutting a region including the optical axis of a circular lens having an aspherical surface into a long and narrow plane. This elongated collimator lens can be formed, for example, by molding resin or optical glass. The collimator lenses 11 to 17 are closely arranged in the arrangement direction of the light emitting points so that the length direction is orthogonal to the arrangement direction of the light emitting points of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 (left and right direction in FIG. 14).

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 each of the laser beams B1 to B1 having a divergence angle in a direction parallel to the active layer and a direction perpendicular thereto, for example 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 elongated collimator lenses 11 to 17 as described above. Incident light is incident in a state where the direction coincides with the width direction (direction perpendicular to the length direction). That is, the collimator lenses 11 to 17 have a width of 1.1 mm and a length of 4.6 mm, and the horizontal and vertical beam diameters of the laser beams B1 to B7 incident thereon are 0.9 mm and 2. 6 mm. Each of the collimator lenses 11 to 17 has a focal length f 1 = 3 mm, NA = 0.6, and a lens arrangement pitch = 1.25 mm.

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 lens 20 is formed by cutting a region including the optical axis of a circular lens having an aspheric surface into a long and narrow shape in parallel planes, and is long in the arrangement direction of the collimator lenses 11 to 17, that is, in a horizontal direction and short in a direction perpendicular thereto. Is formed. The condenser lens 20 has a focal length f 2 = 23 mm and NA = 0.2. The condensing lens 20 is also formed by molding resin or optical glass, for example.

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、前記移動ステージ152を駆動するステージ駆動装置304が接続されている。
Next, the electrical configuration of the image exposure apparatus of this example will be described with reference to FIG.
As shown here, a modulation circuit 301 is connected to the overall control unit 300, and a controller 302 that controls the DMD 50 is connected to the modulation circuit 301. The overall control unit 300 is connected to an LD drive circuit 303 that drives the laser module 64. Furthermore, a stage driving device 304 that drives the moving stage 152 is connected to the overall control unit 300.

次に、マイクロレンズアレイ55について詳細に説明する。   Next, the microlens array 55 will be described in detail.

図5に示すように、マイクロレンズアレイ55は、マイクロレンズ55aが形成された面がレンズ系54側、すなわち光の入射側となるように配置されている。   As shown in FIG. 5, the microlens array 55 is arranged such that the surface on which the microlens 55a is formed is on the lens system 54 side, that is, the light incident side.

そして、図17に示すように、マイクロレンズアレイ55は、各マイクロレンズ55aの焦点位置Aが、マイクロレンズアレイ55の内部となるような厚さdを有している。すなわち、マイクロレンズアレイ55の厚さdは、マイクロレンズ55aの焦点距離よりも大きい厚さとなっている。ここで、厚さdは、図17に示すように、マイクロレンズ55aの頂点部からマイクロレンズアレイ55の底面までの距離である。   As shown in FIG. 17, the microlens array 55 has a thickness d such that the focal position A of each microlens 55 a is inside the microlens array 55. That is, the thickness d of the microlens array 55 is larger than the focal length of the microlens 55a. Here, the thickness d is a distance from the apex portion of the microlens 55a to the bottom surface of the microlens array 55 as shown in FIG.

前述したように、焦点位置Aでは、レンズ系54を透過した光が集められるためエネルギー密度が高くなるが、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ55では、各マイクロレンズ55aの焦点位置Aがマイクロレンズアレイ55の内部に存在するため、光集塵効果によって空気が汚染されるといった現象は発生しない。従って、光量不足により露光画像の画質が低下するのを効果的に防止することができる。   As described above, at the focal position A, the energy density is increased because the light transmitted through the lens system 54 is collected. However, in the microlens array 55 according to the present embodiment, the focal position A of each microlens 55a is a microlens. Since it exists inside the array 55, the phenomenon that the air is contaminated by the light dust collecting effect does not occur. Therefore, it is possible to effectively prevent the image quality of the exposure image from being deteriorated due to insufficient light quantity.

また、マイクロレンズの集光位置以外に汚染物(ゴミ)が付着した場合でも、集光位置近傍以外は、集光位置近傍と比較して光量密度が低く、汚染物による各ビーム強度の低下は抑制できる。このため、図17に示すように、マイクロレンズアレイ55の底面にゴミ80が付着した場合であっても、その位置では光は広がっており光のエネルギーは小さい。従って、露光画像の画質に与える影響は小さく、画質が低下するのを抑えることができる。   In addition, even when contaminants (dust) adhere to other than the condensing position of the microlens, the light intensity is lower than in the vicinity of the condensing position except in the vicinity of the condensing position. Can be suppressed. Therefore, as shown in FIG. 17, even when dust 80 is attached to the bottom surface of the microlens array 55, the light spreads at that position and the light energy is small. Therefore, the influence on the image quality of the exposure image is small, and the deterioration of the image quality can be suppressed.

また、本実施形態では、レーザ光Bの波長は405nmであり、前述した短波長の350nm〜450nmの範囲に含まれる。従って、レーザ光Bのエネルギーが高いことから、特にマイクロレンズアレイ55の表面に不純物が付着しやすくなるが、上記のように構成したことにより、ゴミの付着による画質の低下を抑えることができる。   In this embodiment, the wavelength of the laser beam B is 405 nm, and is included in the short wavelength range of 350 nm to 450 nm. Accordingly, since the energy of the laser beam B is high, impurities easily adhere to the surface of the microlens array 55 in particular. However, with the above configuration, it is possible to suppress a deterioration in image quality due to dust adhesion.

さらに、マイクロレンズアレイ55を厚くすることにより、マイクロレンズアレイ55が温度変化等によって反り等の変形が生じるのを防ぐことができる。このため、各マイクロレンズ55aの焦点位置がばらつくのを防ぐことができ、面精度が劣化するのを防ぐことができる。   Further, by making the microlens array 55 thick, it is possible to prevent the microlens array 55 from being deformed such as warpage due to a temperature change or the like. For this reason, it can prevent that the focal position of each micro lens 55a varies, and it can prevent that surface accuracy deteriorates.

(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。
(Operation of image exposure device)
Next, the operation of the image exposure apparatus will be described. In each exposure head 166 of the scanner 162, laser light B1, B2, B3 emitted in a divergent light state from each of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 (see FIG. 11) constituting the combined laser light source of the fiber array light source 66. Each of B4, B5, B6, and B7 is collimated by the corresponding collimator lenses 11-17. The collimated laser beams B <b> 1 to B <b> 7 are collected by the condenser lens 20 and converge on the incident end face of the core 30 a of the multimode optical fiber 30.

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 collimating lenses 11 to 17 and the condensing lens 20 constitute a condensing optical system, and the condensing optical system and the multimode optical fiber 30 constitute a multiplexing optical system. That is, the laser beams B1 to B7 collected as described above by the condenser lens 20 enter the core 30a of the multimode optical fiber 30 and propagate through the optical fiber to be combined with one laser beam B. The light is emitted from the optical fiber 31 coupled to the output end of the multimode optical fiber 30.

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 optical fiber 30 is 0.9 and each output of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 is 50 mW, the light arranged in an array For each of the fibers 31, a combined laser beam B having an output of 315 mW (= 50 mW × 0.9 × 7) can be obtained. Therefore, the entire 14 optical fibers 31 can provide a laser beam B with an output of 4.4 W (= 0.315 W × 14).

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 modulation circuit 301 shown in FIG. 15 to the controller 302 of the DMD 50 and temporarily stored in the frame memory. This image data is data representing the density of each pixel constituting the image by binary values (whether or not dots are recorded).

感光材料150を表面に吸着した移動ステージ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。移動ステージ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。なお本例の場合、1画素部となる上記マイクロミラーのサイズは13.7μm×13.7μmである。   The moving stage 152 that adsorbs the photosensitive material 150 to the surface is moved at a constant speed from the upstream side to the downstream side of the gate 160 along the guide 158 by the stage driving device 304 shown in FIG. When the leading end of the photosensitive material 150 is detected by the sensor 164 attached to the gate 160 when the moving stage 152 passes under the gate 160, the image data stored in the frame memory is sequentially read out for a plurality of lines. A control signal is generated for each exposure head 166 based on the image data read by the data processing unit. Then, each of the micromirrors of the DMD 50 is controlled on and off for each exposure head 166 based on the generated control signal by the mirror drive control unit. In the case of this example, the size of the micromirror serving as one pixel portion is 13.7 μm × 13.7 μm.

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、結像光学系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が移動ステージ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 array light source 66 to the DMD 50, the laser light reflected when the micromirror of the DMD 50 is on is imaged on the photosensitive material 150 by the imaging optical system 51. In this manner, the laser light emitted from the fiber array light source 66 is turned on and off for each pixel, and the photosensitive material 150 is exposed in pixel units (exposure area 168) that is approximately the same number as the number of pixels used in the DMD 50. In addition, the photosensitive material 150 is moved at a constant speed together with the moving stage 152, so that the photosensitive material 150 is sub-scanned in the direction opposite to the stage moving direction by the scanner 162, and a strip-shaped exposed region 170 for each exposure head 166. Is formed.

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。   In this example, as shown in FIGS. 16A and 16B, the DMD 50 has 768 pairs of micromirror arrays in which 1024 micromirrors are arranged in the main scanning direction. In this example, the controller 302 performs control so that only a part of micromirror rows (eg, 1024 × 256 rows) are driven.

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。   In this case, a micromirror array arranged at the center of the DMD 50 as shown in FIG. 16 (A) may be used, and the micromirror arranged at the end of the DMD 50 as shown in FIG. 16 (B). A column may be used. In addition, when a defect occurs in some of the micromirrors, the micromirror array to be used may be appropriately changed depending on the situation, such as using a micromirror array in which no defect has occurred.

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 DMD 50 is limited and the modulation speed per line is determined in proportion to the number of pixels used, the modulation speed per line can be increased by using only a part of the micromirror rows. Get faster. On the other hand, in the case of an exposure method in which the exposure head is continuously moved relative to the exposure surface, it is not necessary to use all the pixels in the sub-scanning direction.

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、移動ステージ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 photosensitive material 150 by the scanner 162 is completed and the rear end of the photosensitive material 150 is detected by the sensor 164, the moving stage 152 is moved along the guide 158 by the stage driving device 304 on the most upstream side of the gate 160. Returned to the origin at the point, and again moved along the guide 158 from the upstream side to the downstream side of the gate 160 at a constant speed.

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 array light source 66, the condensing lens 71, the rod integrator 72, the imaging lens 74, the mirror 69, and the TIR prism 70 shown in FIG. 5 and irradiates the DMD 50 with the laser light B as illumination light. The optical system will be described. The rod integrator 72 is a translucent rod formed in, for example, a rectangular column shape, and the intensity distribution in the beam cross section of the laser beam B is made uniform while the laser beam B travels while totally reflecting inside the rod integrator 72. The entrance end face and exit end face of the rod integrator 72 are coated with an antireflection film to increase the transmittance. As described above, if the intensity distribution in the beam cross section of the laser beam B that is illumination light can be made highly uniform, non-uniform illumination light intensity can be eliminated and a high-definition image can be exposed on the photosensitive material 150.

ところで、前述したように、マイクロレンズアレイ55の厚さdは、マイクロレンズ55aの焦点距離よりも大きい厚さとなっている。このため、マイクロレンズ55aに入射した光は、マイクロレンズアレイ55の内部に集光され、広がった状態でマイクロレンズアレイ55から出射される。従って、光集塵効果によって空気が汚染されることがなく、光量不足により露光画像の画質が低下するのが効果的に防止される。   As described above, the thickness d of the microlens array 55 is larger than the focal length of the microlens 55a. Therefore, the light incident on the microlens 55a is collected inside the microlens array 55 and emitted from the microlens array 55 in a spread state. Therefore, air is not polluted by the light dust collection effect, and it is effectively prevented that the image quality of the exposure image is deteriorated due to insufficient light quantity.

さらに、マイクロレンズアレイ55の底面等にゴミが付着したような場合でも、マイクロレンズアレイ55から出射される光のエネルギーは小さくなっているため、露光画像の画質に与える影響は小さく、ゴミの付着によって光量が低下することによる画質の低下を極力抑えることができる。   Further, even when dust adheres to the bottom surface or the like of the microlens array 55, the energy of the light emitted from the microlens array 55 is small, so that the influence on the image quality of the exposure image is small and the dust adheres. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the image quality due to the decrease in the amount of light as much as possible.

さらに、マイクロレンズアレイ55を厚くしたため、マイクロレンズアレイ55が温度変化等によって反り等の変形が生じるのを防ぐことができる。従って、各マイクロレンズ55aの焦点位置がばらつくのを防ぐことができ、面精度が劣化するのを防ぐことができる。   Furthermore, since the microlens array 55 is thickened, it is possible to prevent the microlens array 55 from being deformed such as warpage due to a temperature change or the like. Therefore, it is possible to prevent the focal positions of the micro lenses 55a from varying, and it is possible to prevent the surface accuracy from deteriorating.

なお、本実施形態では、マイクロレンズアレイ55の厚さdを、マイクロレンズ55aの焦点距離よりも大きい厚さとしたが、マイクロレンズアレイ55を厚くするのではなく、マイクロレンズ55aの焦点位置Aに、ガラス等の光を透過する透過部材を設けるようにしてもよい。   In the present embodiment, the thickness d of the microlens array 55 is set to be larger than the focal length of the microlens 55a. However, the microlens array 55 is not thickened, but is positioned at the focal position A of the microlens 55a. Alternatively, a transmissive member that transmits light, such as glass, may be provided.

例えば図18に示すように、マイクロレンズアレイ55とは別個独立に透過部材84を設け、マイクロレンズ55aの焦点位置Aが透過部材84の内部となるように配置する。これにより、光集塵効果によって空気が汚染されるのを防ぐことができ、光量不足により露光画像の画質が低下するのが効果的に防止される。   For example, as shown in FIG. 18, a transmissive member 84 is provided separately from the microlens array 55, and is arranged so that the focal position A of the microlens 55 a is inside the transmissive member 84. Thereby, it is possible to prevent the air from being contaminated by the light dust collecting effect, and it is effectively prevented that the image quality of the exposure image is deteriorated due to insufficient light quantity.

また、このように透過部材84をマイクロレンズアレイ55と別個独立に設ける場合には、図19に示すように、マイクロレンズアレイ55のマイクロレンズ55aが形成された面が透過部材84側を向くように配置してもよい。   Further, when the transmissive member 84 is provided separately from the microlens array 55 as described above, the surface on which the microlens 55a of the microlens array 55 is formed faces the transmissive member 84 as shown in FIG. You may arrange in.

さらに、図20に示すように、透過部材84にマスク86を設けても良い。このマスク86は、マイクロレンズアレイ55の各マイクロレンズ55aに対応して開口(アパーチャ)が二次元状に配置されたアパーチャアレイである。このようなマスク86を設けることにより、マイクロレンズアレイ55のマイクロレンズ55a以外の部分を透過した余計な光がマスク86によって反射され、消光比を高めることができる。   Furthermore, as shown in FIG. 20, a mask 86 may be provided on the transmissive member 84. The mask 86 is an aperture array in which openings (apertures) are two-dimensionally arranged corresponding to the microlenses 55a of the microlens array 55. By providing such a mask 86, extra light transmitted through the portion other than the microlens 55a of the microlens array 55 is reflected by the mask 86, and the extinction ratio can be increased.

なお、マスク86は、図20に示すように透過部材84のマイクロレンズアレイ55と対向する側の面に設けても良いし、その面と反対側の面に設けるようにしてもよい。また、マスク86を透過部材84と別個独立に設けても良い。   As shown in FIG. 20, the mask 86 may be provided on the surface of the transmission member 84 on the side facing the microlens array 55, or on the surface opposite to the surface. Further, the mask 86 may be provided separately from the transmission member 84.

本発明の一実施形態である画像露光装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the image exposure apparatus which is one Embodiment of this invention. 図1の画像露光装置のスキャナの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the scanner of the image exposure apparatus of FIG. (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である。(A) is a top view which shows the exposed area | region formed in a photosensitive material, (B) is a figure which shows the arrangement | sequence of the exposure area by each exposure head. 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である。It is a perspective view which shows schematic structure of the exposure head of the image exposure apparatus of FIG. 上記露光ヘッドの断面図である。It is sectional drawing of the said exposure head. 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である。It is the elements on larger scale which show the structure of a digital micromirror device (DMD). (A)および(B)はDMDの動作を説明するための説明図である。(A) And (B) is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of DMD. (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である。(A) And (B) is a top view which compares the arrangement | positioning of an exposure beam, and a scanning line by the case where it does not incline and arranges DMD. (A)はファイバアレイ光源の構成を示す斜視図、(B)は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である。(A) is a perspective view which shows the structure of a fiber array light source, (B) is a front view which shows the arrangement | sequence of the light emission point in the laser emission part of a fiber array light source. マルチモード光ファイバの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a multimode optical fiber. 合波レーザ光源の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a combined laser light source. レーザモジュールの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a laser module. 図12に示すレーザモジュールの構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the laser module shown in FIG. 図12に示すレーザモジュールの構成を示す部分正面図である。It is a partial front view which shows the structure of the laser module shown in FIG. 上記画像露光装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the said image exposure apparatus. (A)および(B)は、DMDの使用領域の例を示す図である。(A) And (B) is a figure which shows the example of the use area | region of DMD. マイクロレンズアレイの断面図である。It is sectional drawing of a microlens array. マイクロレンズアレイ及び透過部材の断面図である。It is sectional drawing of a microlens array and a transmissive member. マイクロレンズアレイ及び透過部材の断面図である。It is sectional drawing of a microlens array and a transmissive member. マイクロレンズアレイ及びマスクが設けられた透過部材の断面図である。It is sectional drawing of the permeation | transmission member provided with the micro lens array and the mask. 従来例に係るマイクロレンズアレイの集光位置について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the condensing position of the microlens array which concerns on a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

30 マルチモード光ファイバ
31 光ファイバ
50 デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)
51 結像光学系
55 マイクロレンズアレイ
62 マイクロミラー
64 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
84 透過部材
86 マスク
150 感光材料
162 スキャナ
166 露光ヘッド
300 全体制御部
30 Multimode optical fiber 31 Optical fiber 50 Digital micromirror device (DMD)
51 Imaging optical system 55 Micro lens array 62 Micro mirror 64 Laser module 66 Fiber array light source 68 Laser emitting part 84 Transmission member 86 Mask 150 Photosensitive material 162 Scanner 166 Exposure head 300 Overall control part

Claims (4)

照射された光を各々変調する多数の画素部が2次元状に配列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の各画素部からの光をそれぞれ集光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含み、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、
を備えた画像露光装置において、
前記マイクロレンズアレイは、前記マイクロレンズが形成された面が前記空間光変調素子側を向くように配置されると共に、前記マイクロレンズの焦点距離よりも大きい厚さを有することを特徴とする画像露光装置。
A spatial light modulation element in which a large number of pixel portions each modulating the irradiated light are two-dimensionally arranged;
A light source for irradiating light to the spatial light modulator;
Including a microlens array in which microlenses for condensing light from each pixel portion of the spatial light modulator are arranged in an array, and an image formed by the light modulated by the spatial light modulator is formed on a photosensitive material. An imaging optical system for imaging;
In an image exposure apparatus comprising:
The microlens array is disposed such that a surface on which the microlens is formed faces the spatial light modulation element side, and has a thickness larger than a focal length of the microlens. apparatus.
照射された光を各々変調する多数の画素部が2次元状に配列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の各画素部からの光をそれぞれ集光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含み、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、
を備えた画像露光装置において、
前記マイクロレンズからの光を透過する透過部材を備え、前記透過部材が、前記マイクロレンズの焦点位置が前記透過部材の内部となる位置に配置されたことを特徴とする画像露光装置。
A spatial light modulation element in which a large number of pixel portions each modulating the irradiated light are two-dimensionally arranged;
A light source for irradiating light to the spatial light modulator;
Including a microlens array in which microlenses for condensing light from each pixel portion of the spatial light modulator are arranged in an array, and an image formed by the light modulated by the spatial light modulator is formed on a photosensitive material. An imaging optical system for imaging;
In an image exposure apparatus comprising:
An image exposure apparatus comprising: a transmissive member that transmits light from the microlens, wherein the transmissive member is disposed at a position where a focal position of the microlens is inside the transmissive member.
前記透過部材に遮光性のマスクが形成されたことを特徴とする請求項2記載の画像露光装置。   The image exposure apparatus according to claim 2, wherein a light-shielding mask is formed on the transmissive member. 前記空間光変調素子が、前記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乃至請求項3の何れか1項に記載の画像露光装置。   4. The spatial light modulation element according to claim 1, wherein the spatial light modulation element is a DMD (digital micromirror device) in which micromirrors as the pixel unit are two-dimensionally arranged. The image exposure apparatus according to item.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008298807A (en) * 2007-05-29 2008-12-11 Fujifilm Corp Image exposure apparatus

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JP2008298807A (en) * 2007-05-29 2008-12-11 Fujifilm Corp Image exposure apparatus

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