JP2007536598A - 実質的に等しい量のエネルギーの伝送を可能にする方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、強度の時間的変動を有する少なくとも一つの光源（ＬＳ）から、少なくとも二つの光感応点（ＬＳＰ）に、実質的に等しい量のエネルギーの伝送を可能にする方法であって、前記伝送が、少なくとも一つの照明の構成（１）を手段として制御され、かつ前記方法が、前記強度の変動と前記照明の構成の少なくとも一つの特徴の間の相関の設定を含む方法に関する。本発明はまた、少なくとも二つの光感応点（ＬＳＰ）へのエネルギーの伝送を制御するための照明の構成（１）であって、前記伝送の制御は、前記少なくとも二つの光感応点（ＬＳＰ）の各々への、実質的に等しい量のエネルギーの伝送を可能にする、照明の構成に関する。

Description

本発明は、強度が変動する光源を含む照明の構成の状況における、少なくとも二つの光感知点への実質的に等しい量のエネルギーの伝送を可能にすることに関する。

いくつかの技術分野において、照明は主要な目的であるか、または所望の結果を得るための道具として用いられるかのどちらかである。その用途は、例えば、画像および映画の映写、フォトリソグラフィ、コンピュータ印刷版アプリケーション、セリグラフィ、プリント回路基板のような他の写真のアプリケーション等、光分解、断面積層試作法、断面積層製造法、通信およびその他のいくつかを含んでいる。

各々が異なる目的をもくろんで生産され、しばしばその他の目的を無視するように強いられた、照明を目的とする、多くのカテゴリと型式の光源が存在する。関心を持たれる目的は、出力率、照明効率、発光強度の安定性、放射点の精度、色表現等である。例えば、ショートアークランプ、即ち高圧放電ランプは、高い出力率、高い照明効率、優れた色表現、非常に小さい放射点の精度を提供するので、多くのアプリケーションで用いられている。しかしながら運の悪いことに、それらの構造はまた、材料の電極からのずれを引き起こし、使用中の定格電圧の変動、製品寿命の短縮、放射点即ちアークの変動の原因となる。当業界ではこれらの問題はよく知られていて、種々の方法で探求されており、いくつかのものは変化する駆動電流および／または頻繁な電流ピークの使用を含んでいる。そのような解決方法はしばしば新しい問題をもたらすが、ショートアークランプの例では、電流ピークは放射される発光強度の変動の原因となる。

以上に記載した照明のアプリケーションのいくつかは、それらが低品質の製品での使用を意図しているので、またはある特定の用途には変動が重要ではないと考えられるので、発光強度の変動および／または放射点の変動を有する、光ビームを発生する光源を受け入れている。例えば、映画プロジェクタでの使用においては、その光ビームが同じ領域を連続的に照明するために用いられ、人の眼はその変化を認識することができず、さらに放射されたイメージが早いペースで変化するので、わずかに変動する発光強度も受け入れられることができる。しかしながらそのような変動は、高品質のプロジェクタの特定の用途においては受け入れることができない。

しかしながら例えば、露光される領域がわずかずつのみ照明される、フォトリソグラフィおよびその他の技術のような分野では、発光強度の変動は、危険であると考えられている。これは、露光される媒体、例えば印刷版の異なる領域が交互に照明されるので、ある領域があるレベルの強度で照明され、それに隣接する領域が他のレベルで照明されることを可能にするためである。これは矛盾する結果を引き起こし、さらに起こりうる強度変化の周期性は縞模様またはその他の目に見える周期的なパターンの発生の原因となる。

本発明のいくつかの目的の一つは、一般的に定常的な強度のランプのみが使用されるアプリケーションにおいて、例えばサプライピーキング時間に余分な強度を伴うショートアークランプのような、変化する発光強度を有する光源の使用を容易にするための、補償手段を確率することである。

本発明のいくつかの目的の一つは、光ビームにおいて周期的に発生するリアルタイムの変化に適合して、一般的に定常的な強度の光ビームのみが使用されるアプリケーションにおいて、結果的にそのような光ビームを使用するための補償を容易にする手段を確率することである。

本発明のいくつかの目的の一つは、例えばＤＭＤモジュレータのような、空間的な光モジュレータを経由して、改善された均一な光の伝送を容易にすることである。

本発明は、強度の時間的変動を有する少なくとも一つの光源ＬＳから、少なくとも二つの光感応点ＬＳＰに、実質的に等しい量のエネルギーの伝送を可能にする方法であって、前記伝送が、少なくとも一つの照明の構成１を手段として制御され、かつ前記方法が、前記強度の変動と前記照明の構成の少なくとも一つの特徴の間の相関の設定を含む方法に関する。

本発明に従えば、変動する強度を有する光源の使用の欠点、例えばピーキングパワーサプライを伴うショートアークランプが解決され、かつ好ましい実施形態では、そのような方法でピーク強度が効率を最適化するために利用される。

本発明に従えば、光強度の時間についての累積により、光感応点にエネルギーが伝送される。エネルギー量の制御は従って、強度と露光時間の制御を基本的に含んでいる。

本発明に従えば、光源から放射された光は、人の眼では恐らく認識できないレートで時間的に変動する強度、即ちフリッカ、および／または空間的に変動する強度、即ち不均一な強度分布を含んでいる。特に、時間的な強度の変動の欠点に対処することが、本発明の目的である。

ピークを伴う光源の使用と、強度の変動の利用さえも可能にするためには、その変動とエネルギー量制御手段の間の相関が、示されなければならない。しかしながらそのような相関は、強度の変動と照明の構成のいくつかの制御可能な特徴の一つまたはそれ以上の間で設定されるか、またはその相関は、強度の変動の制御により設定される。

以下での用語、照明の構成と光モジュレータ構成は、実質的に同種の手段として用いられることが、留意されるべきである。

前記強度の時間的変動が、実質的に周期的な強度のピークを含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば、光源の強度変動は実質的に周期的な強度のピークを含むが、それはランプの寿命を延ばすためにランプドライバーが意図的にそのようにされているからである。いくつかのアプリケーションでは、ランプドライバーが周期的な強度のピークを制御可能であるように制御されているが、それでもそれらを全く避けることは不可能である。

前記少なくとも一つの照明の構成１と、前記少なくとも二つの光感応点ＬＳＰが、互いに対して相対的に移動しており、かつ前記照明の構成の前記少なくとも一つの特徴が、前記相対的な移動の特性を有する場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば、照明の構成は光感応点に対して、その光感応点を含む平面、即ち光感応媒体に平行な方向に、好ましくは移動する。このようにして、ピークタイミングとの相関を設定するために制御される種々の特徴のいくつかは、例えば速度および方向である移動の特性と、光変調レイアウトの幅、即ち各々の行における光モジュレータの数である。

前記相関の設定が、前記相対的な移動の前記特性を、前記強度の時間的変動と同期するように適合させることを含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば、例えば速度および方向である移動の特性は、相関を設定するために制御される。

前記相関の設定が、前記強度の時間的変動を、前記相対的な移動の前記特性と同期するように適合させることを含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば、例えば周期的な強度ピークである強度の変動は、例えば速度と方向である移動の特性との相関を設定するために制御される。

前記強度の変動と前記相対的な移動の前記特性の間の前記同期が、前記少なくとも二つの光感応点の各々の照明の間に発生する、前記周期的な強度のピークの整数倍を含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば相関は、各々の光感応点の照明中に発生する周期的な強度のピークの整数倍を、好ましくは含む。このようにして各々の光感応点は、実質的に等しい量のエネルギーを受領する。

前記照明の構成１が、少なくとも一つの光変調手段３を含み、かつ前記照明の構成の前記少なくとも一つの特徴が、前記光変調手段の特性を含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

光変調手段の特性は、例えば現在の光変調の制御情報、変調のタイミング、例えば強度、周波数等である光の特性が変調される変調の空間的な範囲等を含んでいる。本発明に従えばそのような特性は、光源の強度変動との相関を設定するために制御される。

前記少なくとも一つの光変調手段３が、複数の光モジュレータＬＭを有する少なくとも一つの空間光モジュレータを含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明の好ましい実施形態において使用される空間光変調器は、ＤＭＤ−チップである。それは、複数のマイクロミラー、即ち光モジュレータＬＭを含んでいる。複数の光モジュレータを含む空間光変調器の特定の特性は、例えばどの光モジュレータが稼働されまたは停止されるか、各々の光モジュレータに対する個々の稼働時間等を含んでいる。本発明に従えばそのような特性は、光源の強度変動に対する相関を設定するために制御される。

前記少なくとも一つの照明の構成１を手段とする前記伝送の前記制御が、前記少なくとも一つの光変調手段３の前記特性を、光モジュレータを定義して動作不能にする少なくとも一つの変調マスクＭＭに基づいて、少なくとも部分的に制御することを含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば光変調手段の特性の制御は、変調マスクの使用により好ましくは達成される。そのような変調マスクは、例えば特定の光モジュレータに印加される状態の情報を含み、かつ作業用イメージビットマップとそれらを組合せることにより、ロードされる合成ビットマップが設定されて、光変調手段にロードされる。

前記相関の設定が、前記少なくとも一つの光変調手段３の前記特性が、前記強度の時間的変動と同期して制御されるように、前記少なくとも一つの変調マスクＭＭを適合させることを含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば変調マスクは、強度変動と相関するように適合される。そのような適合は予め定められるか、または露光中に決定され、１回の露光中に一つの引き続く適合またはいくつかの適合を含んでいる。

前記少なくとも一つの変調マスクＭＭの適合が、連続的に実行される場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば、変調マスクは強度変動と相関して、連続的に適合される。この適合は、変調マスクの集積から予め定められた変調マスクを選択し、移動中に変調マスクの設定を決定して、どちらかの側に変調マスクをシフトさせることなどを含んでいる。この適合はまた、強度変動の周期性における変動に従う適合的な調整を含む。

前記少なくとも一つの変調マスクＭＭの適合が、変調マスクの集積から予め定義された変調マスクを選択することを含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

前記少なくとも一つの変調マスクＭＭが、前記光変調手段または前記照明の構成１の光学的特徴により引き起こされる、空間的な強度の変動が原因である、不均一なエネルギーの伝送を避けるための制御情報をさらに含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば変調マスクは、時間的な強度変動を伴う照明の構成の特性の相関の設定に付け加えて、空間的な強度変動を取り扱うための情報を、好ましくは含む。

前記相関の設定が、前記制御情報を時間的に再調整することを含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば時間的な強度変動を取り扱う情報は、時間的に、即ち異なって配置された制御情報を含む、異なる変調マスクの間を、時間的に切り換えることにより、再調整される。

前記相関の設定が、前記制御情報を空間的に再調整することを含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば空間的な強度変動を取り扱う情報は、空間的に、即ち制御情報をどちらかの側にシフトし、制御情報をランダム化する等により、再調整される。

本発明はさらに、少なくとも二つの光感応点ＬＳＰへのエネルギーの伝送を制御するための照明の構成１であって、前記伝送の制御は、前記少なくとも二つの光感応点ＬＳＰの各々への、実質的に等しい量のエネルギーの伝送を可能にする、照明の構成に関し、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば照明の構成は、光感応点に実質的に等しい量のエネルギーを伝送するために動作され、それにより強度が変動する光源の欠点を解決する。

本発明に従えば、同様に光モジュレータ構成としても言及される照明の構成は、光ビームを設定し、その光ビームを複数の個々に制御される光ビームに変調し、かつその光ビームを光感応媒体に向かって導く手段を好ましくは含んでいる。

前記照明の構成が、少なくとも一つの光源ＬＳを含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

前記少なくとも一つの光源ＬＳが、実質的に周期的な強度の変動を含む光を放出する場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば光源ドライバーは、意図的に周期的な強度変動を設定する。本発明により、しばしば必要悪であるこの欠点は、光感応媒体のより効率的な照明に変更される。

前記照明の構成が、少なくとも一つの光変調手段３を含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

前記少なくとも一つの光変調手段３が、少なくとも一つの空間光変調手段を含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

前記少なくとも一つの空間光変調手段３がＤＭＤ−チップを含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

前記少なくとも一つの空間光変調手段３がマイクロメカニカルシャッタアレイを含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

前記照明の構成が、前記少なくとも二つの光感応点に対して相対的に移動する場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば照明の構成は、光感応点を含む平面、即ち光感応媒体に平行な方向に、光感応点に対して相対的に好ましくは移動する。

前記少なくとも二つの光感応点ＬＳＰの各々への、実質的に等しい量のエネルギーの前記伝送が、前記照明の構成と前記少なくとも二つの光感応点の間の、前記相対的な移動の制御を手段として、少なくとも部分的に可能にされる場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば等しい量のエネルギーは、例えば速度および方向である移動の特性と、また光変調レイアウトの幅、即ち各々の行における光モジュレータの数により、保証される。

前記相対的な移動の前記制御が、前記相対的な移動を前記周期的な強度の変動と同期させることを含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば、例えば速度および方向である移動の制御は好ましくは、強度の変動をその移動に同期させるべきである。

前記少なくとも二つの光感応点ＬＳＰの各々への、実質的に等しい量のエネルギーの前記伝送が、前記光変調手段３の制御を手段として、少なくとも部分的に可能にされる場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば光変調手段の制御は、実質的に等しい量のエネルギーを保証する。制御される特徴は、どの光モジュレータが稼働されまたは停止されるか、および各々の光モジュレータの稼働時間等を含んでいる。この制御はさらに、強度の減衰、波長フィルタ等のような特徴を含んでいる。

前記光変調手段３の前記制御が、少なくとも一つの変調マスクＭＭの適用を含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば変調マスクは、好ましくは光変調手段を制御するために使用される。変調マスクは、例えば、各々の光モジュレータの命令された停止または稼働のような、光変調手段の各々の光モジュレータについての制御情報を含んでいる。変調マスクは、露光される作業用ビットマップとそれを組合せ、次に合成ビットマップをロードすることにより、好ましくは光変調手段にロードされる。

前記少なくとも一つの変調マスクＭＭが、前記周期的な強度の変動の特性に基づいて設定される場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば変調マスクの特性は、例えば周波数、印加時間等である、強度変動の特性に基づいて、好ましくは決定される。従って、強度変動と光変調手段の制御の間の相関は、実質的に等しい量のエネルギーの伝送を可能にしつつ設定される。

前記少なくとも一つの変調マスクＭＭがさらに、前記照明の構成のさらなる欠点を取り扱うための制御情報を含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば照明の構成のさらなる欠点は、一般的に光変調レイアウト上の光強度分布を不均一にさせ、さらに一般的に光変調レイアウトの辺および隅において、非線形または非対称な歪みを生じさせる、光学設計、とりわけ光変調手段の限定を含んでいる。

本発明に従えば変調マスクは、時間的な強度変動と照明の構成のさらなる欠点の両者が、同様に対処されるような方法で設定される。

前記光変調手段３の前記制御が、さらなる欠点を取り扱うための前記制御情報の再調整を含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明に従えば光変調手段の制御は、さらなる欠点を取り扱うための情報の再調整を含んでいる。それにより、この制御情報は修正された形式であるが、双方の問題に対処するために保存される。

照明の構成が、以上に記載された方法を実行するための手段を含む場合は、本発明の有利な実施形態が得られる。

本発明は、添付の図面を参照して以下に記述される。

図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の好ましいアプリケーションを示す図である。図１Ａは、フォトリソグラフィ、即ち一般的に印刷版の露光の目的に使用される、光モジュレータ構成１を示す。構成１の第１の部分２は、焦点合わせされた均一な光のビームを生成する。第１の部分２は、光源ＬＳ、ランプドライバーＬＤ、ブロア２５およびファン２６、保護ガラスおよびフィルタ２１、シャッタ２２、集光ロッド２３、ビーム形成光学系２４を含んでいる。

光源ＬＳの型式は、とりわけ露光される印刷版の型式に依存する。可能な型式は、従来の短いアークバルブ、レーザーソース、ダイオードアレイおよびその他を含んでいる。好ましい従来のランプは、２７０Ｗの電力消費を有するが、本発明はこのバルブまたは以上に言及したランプの型式にいささかも限定されない。代替案として、例えば２５０Ｗおよび３５０Ｗのものが、考慮されてもよい。

光源ＬＳからの光は、干渉フィルタとして機能するフィルタ（アプリケーションに応じて、例えば赤外または紫外のフィルタ）２１を通して、およびランプを消灯することなく光ビームをオフにすることができるようにする、シャッタ機構２２を通して、伝送される。一般的な型式のランプは、起動後それらが安定するまでにある時間を必要とするので、これは重要である。ブロア２５およびファン２６は、ランプＬＳの冷却を保証する。

続いて光ビームは、集光ロッド２３を通して伝送される。それにより、強度に関してビーム全体の光を均一にするように、光が混合される。ビームの辺縁の光が、実質的にビームの中心の光と同じ強度を有することを、これが保証する。集光ロッド２３を通った後に、光はビーム形成光学系２４により焦点合わせされる。

構成１の次の部分は、電気的に記憶されたイメージデータを反映するために、光ビームを変調する。この部分は、光変調手段３と、変調された光ビーム出力を妨害することなく、未変調の光ビームを光変調手段３に導くための手段３５とを含んでいる。

適切な光変調手段３は、例えばＤＭＤモジュレータまたはＧＬＶモジュレータである、マイクロミラー空間光変調器、ＬＣＤおよびマイクロメカニカルシャッタを含む伝達シャッタ空間光変調器、その他を含んでいる。図１Ａの好ましい実施形態については、ＤＭＤ光モジュレータチップ３１が、冷却板３３および温度センサ３４を有するＰＣＢ３２上にマウントされている。

導光手段３５は、使用される光変調手段３の型式に依存する。伝達光変調手段の場合は、未変調の光ビームは光変調手段の一方の面に導かれ、変調された光ビームは他方の面から放射される。そのような構成においては、導光手段３５は省略される。

ＤＭＤモジュレータの場合は、未変調の光ビームは変調された光ビームが放射されるのと、同じポイントに導かれる。これが、導光手段３５の使用を必要とさせる。図１Ａの好ましい実施形態では、ＴＩＲプリズムが導光手段として使用される。ＴＩＲは、「全内部反射」を意味する略語である。ＴＩＲプリズムは、一方向から（この実施形態での左方から）入射する光に鏡として作用し、他方向から（この実施形態での上方から）入射する光をまっすぐ通す、表面３６を含んでいる。

構成１の最終部分４は、導光手段３５を通って光変調手段３１から放射される、多数の変調された光ビームを、例えば印刷版である照明表面５上に焦点合わせする。この部分は、ハウジング４内部に配置された、一群のレンズ／マクロレンズ４１を含んでいる。

図１Ｂは、図１Ａの光モジュレータ構成１が、印刷版または他の種類の光感応媒体５を露光させるために、どのように使用されるかを示す。明瞭化のために図１Ｂでは、構成１の光変調手段３とレンズハウジング４のみが示されている。この図はさらに、光感応媒体５の表面上の光モジュレータ構成により設定される、光変調レイアウトＬＭＬを示している。光感応媒体５全体を露光するために、光変調レイアウトＬＭＬ、従って光モジュレータ構成１、および光感応媒体５は、露光させる必要のある印刷版の部分を光変調レイアウトが最終的にカバーするように、互いに対して移動しなければならない。これは好ましくは、例えば光モジュレータ構成を印刷版の幅方向にスキャンさせ、次に印刷版をその長さ方向に沿って１ステップ前進させ、次いで以前とは逆方向に第２のスキャンを実行する等々による、印刷版に対する光モジュレータ構成の、例えば点線で示されるような、スキャン動作を用いることによりなされる。

本発明が、図１Ａおよび１Ｂを参照して以上に記述された以外の、いくつかのさらなる用途を有することが理解されるべきである。本発明はさらに、例えば、プリント回路基板の製造に際しての回路基板の露光、断面積層試作法、即ち断面積層試作法として周知のプロセスによる３次元モデルの製造、オフセット印刷版およびフィルムの露光、および例えばセリグラフィの用途、写真仕上げのプロセス、例えばＤＮＡプロファイルに関する研究のためのバイオメディカルの用途、映写の用途および広告塔、デジタル映画の用途等、およびその他の、光源を用い、光感応媒体に伝送されるエネルギーの正確な制御が重要である、アプリケーションまたはプロセスに対して有利に用いられる。

光源ＬＳは、向ましくはショートアークランプ、即ち高圧放電ランプであるが、以下で扱われるように、同様に本発明の範囲内である、例えば、任意の型式の白熱灯、蛍光灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー放射器等を含む、任意の光放射デバイスであってもよい。ショートアークランプは、例えば金属ハロゲンランプ、水銀蒸気ランプまたはナトリウムランプ等の、任意の型式であってもよく、好ましくは交流（ＡＣ）ランプであるが、同様に本発明の範囲内である、直流（ＤＣ）ランプまたはより複雑な電力を必要とするランプであってもよい。好ましくは光源は、可能な限り高い発光強度を有する光ビームを得るために、一つまたはそれ以上のリフレクタまたはその他の光指向手段を備えている。

ランプドライバーＬＤは、特定の光源を駆動するために適した、任意の種類のパワーサプライであってよい。光源がショートアークランプの場合には、ランプドライバーＬＤは、ランプの寿命を延長し、アークの位置を安定化するために、ピーキングを伴う交流（ＡＣ）を好ましくは設定する。代替案として、適切なショートアークランプに対しては、ピーキングを伴う直流（ＤＣ）、またはその他の例えば鋸歯形状の変化する電流または電圧を設定しても良い。ランプドライバーＬＤは、好ましくは電流源であるが、同様に本発明の範囲内である、電圧源であってもよい。

図２Ａは、光変調レイアウトＬＭＬの例を示す。この例は、２次元の光変調点ＬＭＰのアレイを含んでいる。このアレイは、多数の行Ｒ０−Ｒ１０２３と、多数の列Ｃ０−Ｃ７６７を含む。行および列の実際の数は任意であり、これは、ＸＧＡの解像度に対応するこの特定の例のために、１０２４行および７６８列であるように選択されている。このように、この例の光変調レイアウトＬＭＬは７８６，４３２の光変調点ＬＭＰを含んでいる。他の好ましい例は、ＳＸＧＡの解像度に対応する１２８０行および１０２４列、またはＨＤの解像度に対応する１２８０行および７２０列を有している。

本特許出願における用語行および列の使用は、例えばディスプレイまたはモニターに関する、他の出願における使用とは異なっているかもしれないことが、留意されるべきである。特に、この用語の使用は、いくつかの出願において入れ替わっている。

各々の光変調点ＬＭＰが、例えばＤＭＤチップである光変調手段３の、例えばマイクロミラーである光モジュレータＬＭに対応する。各々の光変調点ＬＭＰのコンテント、例えば明るいまたは明るくないは、対応する光モジュレータＬＭの設定に直接対応し、かつ各々の光モジュレータＬＭが光変調手段３により個々に制御されるので、各々の光変調点ＬＭＰは対応して光変調手段３により個々に設定される。この光モジュレータ構成の好ましい実施形態では、各々の光変調点ＬＭＰにおける光の存在のみが、光変調手段３により制御されているが、例えば強度または波長（色）等のような、光の他のパラメータを光変調手段に制御させることも、同様に本発明の範囲内である。

図１Ａの光モジュレータ構成の好ましい実施形態では、光変調手段３はＤＭＤ光モジュレータチップ３１を含んでいる。未変調の光ビームに露出されているチップの表面は、２次元のアレイに配置された、数十万または数百万の小さなミラーにより覆われている。一般的にこのチップは、１０２４×７６８のミラー、または１２８０×１０２４のミラーを含んでいる。各々のミラーは光モジュレータＬＭからなり、入射する光を二つの方向に導くことができる。第１の方向は光学系４１および光感応媒体５に向かい、第２の方向はいくつかの光吸収材料に向かう。このようにして変調された光ビームは、実際は各々が小さいミラーの一つにより反射された、多数のサブビームからなる。各々のミラー、即ち光モジュレータＬＭの方向を制御することにより、光変調レイアウトＬＭＬのどの光変調点ＬＭＰが、ある特定の時間に光を受領するかを制御することができる。

本発明の範囲内である、例えば、マイクロメカニカルシャッタ、一つ以上の光変調手段、異なる移動パターン等の使用である、光モジュレータ構成、光変調手段等のいくつかの他の実施形態は、参照により引用する、ＷＯ２００４／０２１２６９として公開された、ＰＣＴ特許出願に開示されている。

以下の記載において、光モジュレータＬＭがオンされるまたはオフされると言及した場合、それが対応する光変調点ＬＭＰを照明しているか否かを表わしている。さらに、以下の記載における本発明は、図２Ａに従う光変調レイアウトＬＭＬを設定し、図１Ｂに従う移動パターンを実行する、ＤＭＤ空間光モジュレータを含む、図１Ａに従う光モジュレータ構成である。しかしながら、任意の種類の光変調レイアウトを設定し、任意の移動パターンを実行する、任意の光変調手段を含む、任意の光モジュレータ構成が、本発明の範囲内であることが、留意されるべきである。

図２Ｂは、図１Ｂの移動パターンが光感応媒体上の各々の点ＬＳＰを、どのようにいくつかの光モジュレータＬＭの可能な光に露光させるかを示す。光感応媒体上の点への参照符号は、その媒体上に物理的に定義された点を参照する必要はなく、むしろ光変調レイアウトＬＭＬにより論理的に定義された点を参照している。そのため光感応媒体は実際には、この記述に関する点よりも顕著により小さいサイズ、例えば分子サイズの点解像度を有する。

明瞭化のために、光変調レイアウトＬＭＬは、好ましい実施形態におけるように、かなり少ない光変調点ＬＭＰを有して示されている。光変調構成、従って光変調レイアウトＬＭＬは、矢印で示される方向に光感応媒体５上を移動するので、光感応媒体上の各々の点は、いくつかの光モジュレータから、しかし常に同じ行に存在する光モジュレータから、光を受領する。例えば、光感応媒体上の特定の光感応点は、行Ｒ２内に配置された光モジュレータからのみ光を受領し、その行はその時点ではその点ＬＳＰ上に存在する。光変調レイアウトが特定の点ＬＳＰ上を移動した場合、その点は、オンにされた行Ｒ２内の各々の光モジュレータから、発光強度の時間ベースの累積に対応するエネルギーを、全体で受領している。しかしながら、重複移動パターンが使用された場合、またはその光モジュレータ構成が一つ以上の光変調手段を含む場合には、各々の点は１行以上の光モジュレータＬＭから光を受領する。

本発明の範囲内の代替案の実施形態では、光モジュレータ構成１、従って光変調レイアウトＬＭＬは、好ましくは各々のステップが光変調レイアウトＬＭＬの幅である、光感応媒体５上をステップ状に移動する。それにより各々の光感応点ＬＳＰは、一つの光モジュレータＬＭのみにより、一度だけ照明される。このようにして、この代替案の実施形態におけるエネルギーの累積は、スキャンする動作により、それを照明する光モジュレータの数に依存せず、むしろある特定の光感応点上に、一つの光モジュレータが位置して（かつオンにされて）いるタイムスパンの数に依存する。スキャンとステップの移動パターン、およびその他の任意の移動と照明パターンの組合せは、本発明の範囲内であることが留意されるべきである。

一般的に、例えば印刷版である光感応媒体５は、以下のステップを含むアルゴリズムを通して、繰り返すことにより、例えばＤＭＤベースの光モジュレータ構成１を用いて、所望のイメージに露光される。
（１）露光するイメージの全部または一部についての、デジタル的に記録された情報に基づいて、光モジュレータ構成１と光感応媒体５の間の現在の相対位置に対して、各々の光モジュレータＬＭに対する設定を含むビットマップを確立し、
（２）確立されたビットマップを、ＤＭＤ−チップの内部メモリにロードし、
（３）ロードされたデータに従って、ＤＭＤ−チップを光モジュレータＬＭと関連づけさせ、
（４）例えばスキャン速度、ピークタイム等に基づいて決定された、ある時間の経過後にＤＭＤ−チップを光モジュレータＬＭから解放させる。

上記の例のアルゴリズムは以下の記述を簡単にするためだけに提供され、任意のアルゴリズムが本発明の範囲内であることが、留意されるべきである。さらに、上記のアルゴリズムはＤＭＤ−ベースの光モジュレータ構成と共に用いるために設計され、従って修正なしには他の光変調手段と共には動作しないかもしれないことが、留意されるべきである。しかしながらそのような修正は、特定の光変調手段に対応するマニュアルから、一般的にかなり容易に得られまたは決定されることができる。

同様に、本発明の以下の記述を明瞭にするために、以上に言及した所望のイメージは以下の全ての例において、それ自身で全ての光モジュレータをオンにさせる、即ち媒体の型式に応じて負または正のどちらかの、全て白または全て黒のイメージであるように選択されている。例としてそのようなイメージを選択することにより、光モジュレータ構成の特性、ＤＭＤ、特定の実施形態等は、例のイメージによりぼやかされた場合よりも、明瞭に際だつ。このようにして、原理が適用される任意のイメージに対して正しいのに対して、以下の図面、値等はある特定のテストイメージに対してのみ正しいかもしれない。

図３Ａおよび３Ｂは、以上に記載したようなピーキングを有するＡＣ電力を必要とする、ランプの使用に伴う問題を示す。図３Ａは、本発明の一実施形態が光源ＬＳに適用された、電圧Ｖ_ＬＳと電流Ｉ_ＬＳのタイムチャートを含む。図示された例では、ランプドライバーはピーキングを有する交流電流を設定する。このランプドライバーは、正および負の電流ＣＦに加えて、各々の方向転換に先だつ電流ピークＣＰを含む、交流Ｉ_ＬＳを出力する。ランプに対する電圧Ｖ_ＬＳは、図示された例の正および負の電圧ＶＦの間を交番し、かつ電流のピークに対応した電圧ピークＶＰを含む。電圧が極めて短い期間のみ、普通は０ボルトであるグラウンドポテンシャルの領域内にあることを保証するために、電圧および電流の波形は好ましくは矩形波である。電力はＲＭＳ電流およびＲＭＳ電圧の積として計算されるので、この光源により消費される電力は、電流ピークＣＰのために一定にはならない。

ピーキングを伴うＡＣにより駆動される、ショートアークランプの場合の実際の値の例は、例えば７７−１４０ボルトの電圧ＶＦ、例えば１．７−３．３アンペアの電流ＣＦ、例えば電流ＣＦの値の１５０−２００％の電流ピークＣＰ、例えば３−１０ｍｓのＶ_ＳＡＬ期間、例えば２００−６００μｓの持続時間を有する電流ピークＣＰを含んでいる。本発明が以上に言及された値、波形等に限定されないことが、留意されるべきである。ショートアークランプにしばしば用いられる代替案のタイムスキームは、鋸歯形の電流を伴う直流スキームである。

ショートアークランプに電流ピークを適用することは、アークの位置、従って光放射点が変動し難くなるので、その有用性を精密なアプリケーション内で顕著に改良することが、業界ではよく知られている。

図３Ａは、この光源ＬＳにより設定された、光ビームの結果の光強度ＬＩ_ＬＢをさらに示す。光強度は消費された電力から導出されるので、電圧ＶＦと電流ＣＦの積に比例する強度ＩＦと、電圧ＶＦと電流ピークＣＰの積に比例する値を有する、電流ピークＣＰから受け継がれた強度ピークＩＰとを、光強度は含んでいる。このように強度ピークＩＰは改良された精度とのトレードオフであるが、実質的に一定の光強度が必要である多数のアプリケーションでは、それにもかかわらず受け入れることができない。

ＬＩ_ＬＢの図は、本発明が取り組む一つの問題を、明らかに示している。光ビームＬＢの光強度が強度ピークＩＰを含んでいるので、この光ビームＬＢに露光される任意の領域は一定でない照明を経験する。これは、例えば光ビームが連続的に同じ領域を照明するために用いられる、映写機のようなアプリケーションには受け入れ可能であるが、例えば露光される領域がわずかずつのみ照明される、フォトリソグラフィおよびその他の技術のようないくつかの分野では受け入れることができない。これは、人の眼が、例えば一つのドットの強度変化より、個々に設定され横に並んで表わされた、二つのドットの相対的強度を判定することに優れていることを理由とする。さらに、強度ピークの周期性は、運が悪い時には縞模様またはその他の目に見える周期的なパターンの発生の原因となる。

図３Ａが、ピークを伴うＡＣランプの使用に由来する、継続的な問題を示す一方で、図３Ｂは、以上から誘導されるが、かなりの期間の経過後にのみ顕著になる、さらなる問題を示す。図３Ｂのタイムチャートは図３Ａのタイムチャートに多くの点で対応するが、しかしながらその時間軸は、図３Ａのそれよりはるかに引き延ばされている。このはるかに長い期間は、各々の時間軸の破断により表わされている。各々の破断は、例えば２００時間である、数百時間に対応する。

第１の図は、光源ＬＳに対する電圧Ｖ_ＬＳを示す。これは図３Ａでのように矩形波であるが、電圧ＶＦは使用時間に伴って増加する。これは、電極材料のずれを理由とする、使用に伴うショートアークランプの、電極ギャップの緩慢な拡大により生じる。拡大されたギャップは、電子がそのギャップをジャンプするために、より高い電圧を必要とし、そのように光放射アークを設定する。

光ビームの光強度が一定であるためには、この光源により消費される電力は実質的に固定されているべきであるので、この電極ギャップにより表わされる電気抵抗の増大は、電力が電圧と電流の積により決定されるので、電圧の増加および電流の減少の原因となる。図３Ｂの第２の図は、使用中の異なる時点での、光源電流Ｉ_ＬＳの三つの状態を示す。電圧が増大するにつれて、電流ＣＦの減少が見られる。しかしながら、ランプドライバーＬＤはむしろ光源ＬＳの電力損失よりその特定の値を決定するので、電流ピークＣＰは一定値を維持する。

図３Ｂの第３の図は、図３Ｂの電圧および電流のスキームに基づいて、光源により設定される光ビームＬＩ_ＬＢの光強度を示す。光強度は電力に比例するので、光強度は強度ＩＦにより表わされる一定のレベルを維持するが、一方強度のピークＩＰの強度は、増大した電圧と一定の電流の積との対応関係により増加する。

図４は、この光ビームに含まれる強度ピークＩＰが、媒体５の各々の光感応点ＬＳＰに累積されるエネルギーに、如何に影響するかを示す。この図は上方に、図３Ｂの最後の図のコピー、即ち光源により設定される光ビームの強度のタイムチャートを含んでいる。その下に、即ち光強度の図と時間軸を共有して、三つの連続する光感応点ＬＳＰ１、ＬＳＰ２、ＬＳＰ３に累積される、エネルギーＥの図が示されている。従ってこの図は、三つの光感応点ＬＳＰ１、ＬＳＰ２、ＬＳＰ３上を、光モジュレータ構成１が移動した結果を示す。時間軸の下に、各々の点が露光されたタイムスパン、即ちその点の上を光変調レイアウトＬＭＬが通過するのに要する時間が示されている。曲線は累積されたエネルギーを示すので、曲線の斜度は光ビームの強度ピークの間に急になる。この図に見られるように、第１の光感応点ＬＳＰ１の露光の間に、三つの強度ピークが発生し、次の光感応点ＬＳＰ２の露光の間には、二つのピークのみが発生し、第３の光感応点ＬＳＰ３の露光の間には、約二つ半のピークが発生している。従って、第１の点ＬＳＰ１に累積されるエネルギーは、第３の点ＬＳＰ３に累積されるエネルギーよりも大きく、第３の点ＬＳＰ３は第２の点ＬＳＰ２に累積されるエネルギーよりも大きい。

例えばフォトリソグラフィである、いくつかのアプリケーションに対しては、エネルギーの差異がどんなに小さくても、例えば印刷版等の上の周期的な縞模様である、受け入れがたい結果が容易に発生する。この問題は、強度ピークの周期と光変調レイアウトのスキャン速度の間の関係に、密接につながっている。例えば各々の光感応点ＬＳＰの露光の間に、数百のピークが発生する場合には、多かれ少なかれ、一つまたは二つは受け入れがたいエネルギーの差異の原因とならない。しかし一般的には、望ましいピーク周期と好ましいスキャン速度は、問題が顕著で受け入れがたいような程度に関連している。

本発明のある実施形態では、スキャン速度をピーク周期と同期させることで、この問題を解決する。この解決策は、図５に示されている。一つの光感応ピクセルに対する露光時間が、正確にピークの整数倍、例えば図５の例での三つのピークに対応するように、スキャン速度が調整される。それにより、各々の光感応点ＬＳＰ１、ＬＳＰ２、ＬＳＰ３に累積されるエネルギーは、図５に示されるように同じである。

スキャン速度とピークの間の同期は、正確なピーク周期を測定または別の方法で決定し、それに従ってスキャン速度を調整するか、または反対に、スキャン速度を測定または別の方法で決定し、それに従ってピーク周期を調整することにより、確立される。本発明の他の実施形態では、ピーク周期とスキャン速度は双方が変数であり、それらの間の同期ができるだけ長く維持されるように、露光途中に調整される。代替案として、または上記に組合せて、光変調レイアウトの列の数即ちその幅の調整により、同期が設定される。例えばＤＭＤ−チップである光変調手段は、一般的に数少ない異なる大きさでのみ製造されているので、光変調レイアウトの幅の調整は実際には、例えばＤＭＤ−チップである、幅が広すぎる変調手段を選択して、その一部の幅のみを使用することにより行われる。

一時に１点以上を照明する、より進歩した光モジュレータ構成またはその他の手段は、光ビームの断面内の強度変動、または光変調レイアウト上の強度の均一性を歪曲するその他のものを補償するための手段を含んでいる。実際には、光学設計、光変調手段等の限定のため、光変調レイアウト上の光強度分布は均一ではなく、歪みは一般的に線形でも対称でもない。普通、光強度は、光変調レイアウトの中心またはその付近のどこかで最大であり、隅では最小でかつ最も歪んでいる。この不均一性を補償するために、フィルタまたはマスクが導入される。

実際の強度分布を決定するための、一方法の簡単な記述は、図６を参照して与えられる。それは、測定ライン６１上のスキャン動作により移動される、光変調レイアウトの例を含んでいる。この測定ラインは、光変調レイアウトの各々の行に対して１つずつの、例えば強度またはエネルギーのメーターの列を含んでもよい。この測定ライン６１からの結果は、図６の右方に示されるような、図を設定するために使用される。これは、各々の行に対する、累積されたエネルギーＥを含んでいる。これにより、最低強度の行を決定することが可能であり、点線６２により示される全ての行に対する共通部分として、その累積されたエネルギーポテンシャルを使用することが出来る。決定された共通部分６２、または安全またはその他の理由で、さらに低いレベルよりも大きいエネルギーを、個々の光感応点に対してどの行も提供しない場合には、均一の強度分布が達成されたことになる。

全ての行に、最低強度の行に対応するまたはそれ以下の、エネルギーのみを提供させるために、マスクが設定される。図７Ａ−７Ｃは、不均一な強度分布を中和する、光モジュレータ構成と共に使用するための、いくつかの可能な変調マスクを示している。矢印は、意図される移動の方向、即ち光変調レイアウトの行に沿った方向を表わす。マスクは、決定された共通部分６２、またはより低い安全なレベルを越えないようにオフにされるべきである、例えばマイクロミラーである、多数の光モジュレータを表わす。図７Ａ−７Ｃにおいて、黒い領域は使用されるべきでない、光モジュレータを表わす。中央部内よりも上部内および底部内のより多くの光モジュレータに適用されるようにすることにより、これらの図中のマスクは明らかに、同様に図６に示されるように、強度が中心で最大であり、辺部に向かって減少する、分布パターンを補償するように意図されている。図７Ａおよび７Ｂは、光変調レイアウトの行に沿って起こりうる歪曲を考慮していない、かなり単純なマスクを示しているが、図７Ｃは、ブロックされた光モジュレータが、行に沿って不均質または疑似ランダムまたはランダムに分布する、より進歩したマスクパターンを示している。この最後の実施形態はまた、各々の光感応点を照明するために、各々の行が中心部分と同様にエッジ領域からも光モジュレータを使用するので、行に沿った分布に対しても補償する。

以上に記載されたアルゴリズムに関する、このマスクの使用は、以下のステップを含むアルゴリズムを通して繰り返すことにより、典型的に、例えば印刷版である光感応媒体５が、例えばＤＭＤ−ベースの光モジュレータ構成１を用いて、所望のイメージに露光されるような、追加のステップの挿入を必要とする。
（１Ａ）露光するイメージの全部または一部についての、デジタル的に記録された情報に基づいて、光モジュレータ構成１と光感応媒体５の間の現在の相対位置に対して、各々の光モジュレータＬＭに対する設定を含むビットマップを確立し、
（１Ｂ）確立されたビットマップを、ビット毎のＡＮＤ操作を用いて変調マスクＭＭと組合せることにより、合成ビットマップを確立し、
（２）確立された合成ビットマップを、ＤＭＤ−チップの内部メモリにロードし、
（３）ロードされたデータに従って、ＤＭＤ−チップを光モジュレータＬＭと関連づけさせ、
（４）例えばスキャン速度、ピークタイミング等に基づいて決定された、ある時間の経過後にＤＭＤ−チップを光モジュレータＬＭから解放させる。

上記の例のアルゴリズムは記述を簡単にするためだけに提供され、任意のアルゴリズムが本発明の範囲内であることが、再度留意されるべきである。さらに、上記のアルゴリズムはＤＭＤ−ベースの光モジュレータ構成と共に用いるために設計され、従って修正なしには他の光変調手段と共には動作しないかもしれないことが、留意されるべきである。しかしながらそのような修正は、特定の光変調手段に対応するマニュアルから、一般的にかなり容易に得られまたは決定されることができる。

マスクの使用のより詳細な記述、強度分布をどのように決定するか、マスクの設計時に考慮すべきパラメータ、および課題を解決するいくつかの異なる実施形態は、参照により引用する、ＷＯ２００４／０２１２６９として公開された、ＰＣＴ特許出願に開示されている。

光ビームの強度のピークに由来する強度変動の問題に戻ると、図５を参照して以上に記述された実施形態は、光変調レイアウト上の不均一な強度分布を補償するために、以上に記述されたマスクが使用される場合には、動作しないかもしれない。これは、この実施形態が、各々の行における、例えばマイクロミラーである、全ての光モジュレータの使用、または各々の行における少なくとも同数のモジュレータの使用を、意味しているからである。各々の行で、数が異なる光モジュレータ、または異なって配置された光モジュレータが使用された場合には、いくつかの行では、ピークの時点にある数の光感応点を、使用されない光モジュレータがパスする一方で、他の行ではある強度の時点にある対応する光感応点を、使用されないモジュレータがパスすることになりそうである。

この問題は、図８Ａ−８Ｃに示されている。図８Ａには、明瞭化のためにここでも一般的に含んでいる行と列の一部のみからなる、変調マスクＭＭの例が示されている。図８Ａ−８Ｃについては、黒いピクセルはブロック、即ち対応する光モジュレータＬＭはオフを続けるようにされている。図８Ｂは、例えば印刷版である、光感応媒体５上の光変調レイアウトの移動を示している。図８Ｂは、印刷版上の同じ行内に互いに隣接して配置された、４つの光感応点ＬＳＰ１、ＬＳＰ２、ＬＳＰ３、ＬＳＰ４を示す、光感応媒体５の一部を含んでいる。図８Ｂの右方には、縦の時間軸と横の強度軸を有する、強度ピークタイミングチャートが示されている。縦の時間軸は、各々の光感応点に対する照明時間と、光モジュレータの動作の間の静止を示すマークを含んでいる。

さらに図８Ｂは、縦の時間軸に対応する、異なる時点での変調マスクの行の位置を示すことにより、４つの光感応点上の一つの変調マスクの行ＭＭＲの移動を表わしている。この例における変調マスクの行ＭＭＲは、図８Ａの変調マスクＭＭの第４行である。この図の読解を容易にするために、強度ピークが発生する時点には、変調マスクの行の上に「ｐ」が記載されている。

この図示された例では、スキャン速度は図５の実施形態と同様に、ピーク周期と同期している。マスクの行が光感応点上を移動するにつれて、それらは、標準強度で照明されるか、ピーク強度で照明されるか、またはブロックされる。このように実際の照明は、マスク、スキャン速度およびピークタイミングの組合せにより決定される。光感応点の下の、各々の列８１、８２、８３、８４は、このようにして、異なる時間における各々の点の個々の露光を含んでいる。例えば第１の光感応点ＬＳＰ１は、標準強度に３回、ピーク強度に３回露光され、３回は露光されないことが見られる。同様に第２の光感応点は、標準強度に４回露光され、ピークとブロックの一致のためにピーク強度には２回露光され、３回は露光されない。第３の光感応点は、標準強度に５回され、ピークとブロックの一致のためにピーク強度には１回のみ露光され、３回は露光されない。

図８Ｃは、発生するエネルギーの累積を示す図を含んでいる。図８Ｃは再度、横の時間軸に対応する、強度ピークタイミングチャートを含んでいる。時間軸の下に、図８Ｂの列８１、８２、８３、８４が示されているが、それらは時間軸に対応して、９０度回転されている。このようにして、各々の光感応点ＬＳＰ１、ＬＳＰ２、ＬＳＰ３、ＬＳＰ４が、どの時点に何を経験するかを、図８Ｃから見ることが出来る。その下にエネルギー図が、列８１、８２、８３、８４が経験したことから決定された、各々の光感応点に対するエネルギーの累積を示す。この例において、スキャン速度が実際にピークタイミングと同期しているにもかかわらず、各々の点により経験されたピークの数が異なるために、明らかに異なる点は異なるエネルギーレベルを得る。

いくつかの光感応点に対して、変調マスクが強度のピークと一致する問題を解決するために、本発明の好ましい実施形態では、マスクはスキャン動作よりむしろピークタイミングにロックされ、それにより一つの光感応点がマスクのせいで強度のピークを受領した場合は、全ての光感応点がそのピークを受領し、かつマスクのせいで一つの光感応点についてピークがブロックされた場合は、どの光感応点もそのピークを受領しないことを保証するように適合される。図９Ａ−９Ｃはこれを示すために提供される。

スキャン速度を考慮する場合に、マスクを光変調レイアウトＬＭＬと共に移動する代わりに、今度はマスクが時間、即ちピークタイミング、従って実際は光感応媒体に対して固定される。ある強度のピークが、ある行内の全ての光感応点により吸収されるか、またはどの光感応点にも吸収されないことを保証するために、その行内の全ての光感応点をピーク時間には公平に扱う、即ちオンにするかオフにするかのどちらかであることが必要である。全ての光モジュレータをオフにするといつでも、明らかに露光は起こらず、また全ての光モジュレータをオンにするといつでも、明らかに不均一な分布に対するマスクの使用が不可能になり、マスクの動作中への適合が可能である。これは、異なる時間に使用する異なるマスクの集積の設定、またはその時点に対応するマスクの設定が常に可能なアルゴリズムの設定のどちらかを含んでいる。

マスクのいくつかの可能な適合パターンが、ピークの行毎の共通な受け入れまたは拒絶を行うために、使用されてもよい。図９Ａは、そのような可能なスキームの一つを示す。図８Ａに示される例のような、変調マスクの使用の主要な目的は、全ての行に対して均一なエネルギー累積を保証することなので、例えば９つのうち３つが光モジュレータをブロックすることからなるマスクの行は、９つの照明期間のうち３つの間、その行の全ての光モジュレータをブロックし、かつ残りの６つの照明期間に全ての光モジュレータをオンにすることにより、同様に具体化される。図９Ａは、９つの変調マスクＭＭ１、ＭＭ２．．．ＭＭ９を含んでいる。これらの変調マスクは、図８Ａのマスクを９つの照明期間に対して繰り返して適用することが、ＭＭ１からＭＭ９までの各々の変調マスクを一度だけ適用することに等しくなるような方法で、図８Ａの変調マスクにより引き起こされる。こうして、図９Ａの第１の変調マスクＭＭ１の全ての列は、図８Ａのマスクの最も右の列に等しく、変調マスクＭＭ２の全ての列は、図８Ａのマスクの右から２番目の列に等しく、以下同様である。このようにして、図８Ａのマスクにより達成される均一な強度分布が維持されることが、強度ピークを同様に扱う一方で保証される。

図９Ｂは、光感応点上を移動する変調マスクの行の内容を除いては、図８Ｂに対応する。本発明のこの実施形態における変調マスクは、変調マスクＭＭ１．．．ＭＭ９の集積を実際に含んでいるので、図９Ｂの変調マスクの行は、参照符号ＭＭ１．．．ＭＭ９により表わされるように、各々の照明期間に対して変更される。列９１、９２、９３、９４はここでも、光感応点ＬＳＰ１、ＬＳＰ２、ＬＳＰ３、ＬＳＰ４の各々により経験された強度を含んでいる。この実施形態の変調マスク適合技術により、全ての光感応点が各々の照明期間に同じ量の光を経験することが保証される。従って同様にこの例では、全ての点が３つの標準強度の露光、３つのピーク強度の露光を受け、また３つの光なしの露出を得ることが保証される。

図９Ｃは、発生するエネルギーの累積を示す、図８Ｃに対応する図を含んでいる。しかしながら図８Ｃの例とは異なり、この例における光感応点は、正確に同量のエネルギーを吸収する。この図から、ブロックされる光モジュレータ、即ち変調マスクは、光変調レイアウトの代わりに、時間と強度のピークに同期して、それらにロックされていることが、同様に明らかである。

以上に記載されたアルゴリズムについて、本発明の好ましい実施形態に関する、上記のような強度ピークを補償するためのマスクの使用は、以下のステップを含むアルゴリズムを通して繰り返すことにより、例えば印刷版である光感応媒体５が、例えばＤＭＤ−ベースの光モジュレータ構成１を用いて、所望のイメージに露光されるような、追加のステップの挿入を必要とする。
（１Ａ）露光するイメージの全部または一部についての、デジタル的に記録された情報に基づいて、光モジュレータ構成１と光感応媒体５の間の現在の相対位置に対して、各々の光モジュレータＬＭに対する設定を含むビットマップを確立し、
（１Ａａ）ロードおよび／またはプロセスにより、変調マスクＭＭを確立し、
（１Ｂ）確立されたビットマップを、ビット毎のＡＮＤ操作を用いて変調マスクＭＭと組合せることにより、合成ビットマップを確立し、
（２）確立された合成ビットマップを、ＤＭＤ−チップの内部メモリにロードし、
（３）ロードされたデータに従って、ＤＭＤ−チップを光モジュレータＬＭと関連づけさせ、
（４）例えばスキャン速度、ピークタイム等に基づいて決定された、ある時間の経過後にＤＭＤ−チップを光モジュレータＬＭから解放させる。

図８Ａに示されたマスクの集積が単なる例であって、任意のスキームまたは、露光の実行中であれその事前であれ、変調マスクを決定、確立または適合する任意の方法は、本発明の範囲内であることが留意されるべきである。さらに、マスクの適合のタイミングは、照明期間、スキャン速度等に対応している必要はなく、任意のパラメータに基づいて決定されてよいことに留意するべきである。

本発明の好ましい実施形態では、変調マスクまたはマスクの集積が、ピーク時間には光モジュレータを決してオフにしないように最適化されている。これは、強度のピークが含んでいる割り増しのエネルギーと、従って面倒で問題の多いピーキングパワーサプライとは別の方法の利点を実際に利用することである。しかしながら、いくつかまたは全てのピークをブロックする、変調マスクも同様に本発明の範囲内であることに、留意するべきである。

本発明の別の実施形態は、空間光変調器を含む光モジュレータ構成と、光変調レイアウト上の不均一な強度分布を避けるための変調マスクの使用を含んでいる。ピークを伴う光源の使用を可能にするために、スキャン中の変調マスクは、一つまたはそれ以上の光モジュレータの幅の量だけ、スキャン方向に沿ってまたはそれに反してシフトされる。それにより変調マスクは、強度のピークと同期されてロックされる。

以上の実施形態における強度のピークは明瞭化のために、１照明期間の幅、即ち光変調レイアウトが一つの光感応点のエッジから、次の点のエッジまで移動するために要する時間に、ほぼ対応する幅になっている。しかしながらこのピークは、一般的に他のパラメータとは全く関連しておらず、強度のピークの周期および幅と照明期間、スキャン速度等の間の全てまたは任意の対応は、本発明の範囲内である。

図３Ｂを参照して以上に記載された、ピーキングパワーサプライを有する光源を使用することによるさらなる問題、即ち例えば２００時間以上であるかなりの時間をかけて変化する、強度の基準レベルと強度のピークレベルの間の差異の問題は、全ての光感応点に対してそのピークが全て利用されるか、または例えばピーク時間には光モジュレータをブロックすることにより、全ての光感応点に対して完全に無視される限り、そのような変化は重要ではないので、本発明の以上に記載された実施形態により同様に対処される。

本発明の代替案の実施形態は、主にスキャン移動パターンの代わりにステップ移動パターンを実行する、光モジュレータ構成を指向している。そのような移動パターンが使用される場合には、各々の光感応点ＬＳＰは、その光感応点上に確実に配置されている一つの光モジュレータＬＭにより、ある時間の間照明される。この照明は、同じまたは異なる光モジュレータＬＭにより、同じまたは異なる時間の長さだけ繰り返される。従って、この代替案の実施形態におけるエネルギーの累積は、主にスキャン移動中にそれを照明する光モジュレータの数には依存せず、むしろ一つの光モジュレータがある特定の光感応点上に配置（されてオンに）されている期間に依存する。従って、ブロックされた光モジュレータは、対応する光感応点に到達する光を全く出さないので、一定の変調マスクの使用は不可能である。

これを解決するために、本発明のある実施形態は、露光中に変調マスクを変更することを含んでいる。この変更は、ある周期または任意の可能な時間に適用され、周期的、疑似ランダムまたはランダムな光モジュレータの稼働と停止を含んでいる。タイミングの変更は、好ましくは強度のピークタイミングと同期しているべきである。この実施形態はまた、累積された変調マスクとして記述され、ある特定の時間に、またはある特定の周期に従って、最も上方のマスクが適用されて、その前に適用されたマスクはその累積の最も下に置かれる。好ましくはその第１のマスクの適用は、ピークタイミングと同期しているべきである。

この実施形態の一つの変形は、照明のタイムスパンに変調マスクを適用することを含む。強度のピークタイミングとその量をモニターおよび／または制御することにより、強度ピークの発生時に、照明時間を調整すること即ちその時間に変調マスクを適用することが可能である。

本発明が以上に記載された以上のいくつかの用途を有することが、留意されるべきである。本発明はさらに、例えば、プリント回路基板の製造に際しての回路基板の露光、断面積層試作法および断面積層製造法、即ち断面積層試作法又は断面積層製造法として周知のプロセスによる３次元モデルの製造、オフセット印刷版およびフィルムの露光、および例えばセリグラフィの用途、写真仕上げのプロセス、例えばＤＮＡプロファイルに関する研究のためのバイオメディカルの用途、映写の用途および広告塔、デジタル映画の用途等、およびその他の、光源を用い、光感応媒体における異なる点に累積されるエネルギーの可能な均一性が特定の重要性を有する、アプリケーションまたはプロセスに対して有利に用いられる。

光モジュレータ構成の一実施形態を示す図である。 この構成の好ましい移動パターンを示す図である。 光変調レイアウトの一例を示す図である。 媒体に対する光変調レイアウトの移動を示す図である。 光源のタイミングチャートを示す図である。 光源のさらなるタイミングチャートを示す図である。 周知技術の欠点を示す図である。 本発明のある実施形態の効果を示す図である。 光変調レイアウト上の強度分布の測定を示す図である。 変調マスクの例を示す図である。 変調マスクの他の例を示す図である。 媒体上の変調マスクの移動を示す図である。 変調マスクに基づく照明の結果を示す図である。 変調マスクの集積を示す図である。 露光中の変調マスクの集積の循環を示す図である。 変調マスクの集積に基づく照明の結果を示す図である。

符号の説明

１ 照明の構成
３ 光変調手段
ＬＳ 光源
ＬＳＰ 光感応点
ＬＭ 光モジュレータ
ＭＭ 変調マスク

Claims (31)

1. 強度の時間的変動を有する少なくとも一つの光源（ＬＳ）から、少なくとも二つの光感応点（ＬＳＰ）に、実質的に等しい量のエネルギーの伝送を可能にする方法であって、
   前記伝送が、少なくとも一つの照明の構成（１）を手段として制御され、かつ
   前記方法が、前記強度の変動と前記照明の構成の少なくとも一つの特徴の間の相関の設定を含む方法。
2. 前記強度の時間的変動は、実質的に周期的な強度のピークを有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも一つの照明の構成（１）と、前記少なくとも二つの光感応点（ＬＳＰ）は、互いに対して相対的に移動しており、かつ前記照明の構成の前記少なくとも一つの特徴は前記相対的な移動の特性を有する、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記相関の設定は、前記相対的な移動の前記特性を、前記強度の時間的変動と同期するように適合させることを含む、請求項１〜３の１つに記載の方法。
5. 前記相関の設定は、前記強度の時間的変動を、前記相対的な移動の前記特性と同期するように適合させることを含む、請求項１〜４の１つに記載の方法。
6. 前記強度の変動と前記相対的な移動の前記特性の間の前記同期は、前記少なくとも二つの光感応点の各々の照明の間に発生する、前記周期的な強度のピークの整数倍を含む、請求項１〜５の１つに記載の方法。
7. 前記照明の構成（１）は、少なくとも一つの光変調手段（３）を含み、かつ前記照明の構成の前記少なくとも一つの特徴は、前記光変調手段の特性を含む、請求項１〜６の１つに記載の方法。
8. 前記少なくとも一つの光変調手段（３）は、複数の光モジュレータ（ＬＭ）を有する少なくとも一つの空間光モジュレータを含む、請求項１〜７の１つに記載の方法。
9. 前記少なくとも一つの照明の構成（１）を手段とする前記伝送の前記制御は、前記少なくとも一つの光変調手段（３）の前記特性を、光モジュレータを定義して動作不能にする少なくとも一つの変調マスク（ＭＭ）に基づいて、少なくとも部分的に制御することを含む、請求項１〜８の１つに記載の方法。
10. 前記相関の設定は、前記少なくとも一つの光変調手段（３）の前記特性が、前記強度の時間的変動と同期して制御されるように、前記少なくとも一つの変調マスク（ＭＭ）を適合させることを含む、請求項１〜９の１つに記載の方法。
11. 前記少なくとも一つの変調マスク（ＭＭ）の前記適合は、連続的に実行される、請求項１〜１０の１つに記載の方法。
12. 前記少なくとも一つの変調マスク（ＭＭ）の前記適合は、変調マスクの集積から予め定義された変調マスクを選択することを含む、請求項１〜１１の１つに記載の方法。
13. 前記少なくとも一つの変調マスク（ＭＭ）は、前記光変調手段または前記照明の構成（１）の光学的特徴により引き起こされる、空間的な強度の変動が原因である、不均一なエネルギーの伝送を避けるための制御情報をさらに含む、請求項１〜１２の１つに記載の方法。
14. 前記相関の設定は、前記制御情報を時間的に再調整することを含む、請求項１〜１３の１つに記載の方法。
15. 前記相関の設定は、前記制御情報を空間的に再調整することを含む、請求項１〜１４の１つに記載の方法。
16. 少なくとも二つの光感応点（ＬＳＰ）へのエネルギーの伝送を制御するための照明の構成（１）であって、
    前記伝送の制御は、前記少なくとも二つの光感応点（ＬＳＰ）の各々への、実質的に等しい量のエネルギーの伝送を可能にする、照明の構成。
17. 前記照明の構成は、少なくとも一つの光源（ＬＳ）を含む、請求項１６に記載の照明の構成。
18. 前記少なくとも一つの光源（ＬＳ）は、実質的に周期的な強度の変動を含む光を放出する、請求項１６または１７に記載の照明の構成。
19. 前記照明の構成は、少なくとも一つの光変調手段（３）を含む、請求項１６〜１８の１つに記載の照明の構成。
20. 前記少なくとも一つの光変調手段（３）は、少なくとも一つの空間光変調手段を含む、請求項１６〜１９の１つに記載の照明の構成。
21. 前記少なくとも一つの空間光変調手段（３）はＤＭＤ−チップを含む、請求項１６〜２０の１つに記載の照明の構成。
22. 前記少なくとも一つの空間光変調手段（３）はマイクロメカニカルシャッタアレイを含む、請求項１６〜２１の１つに記載の照明の構成。
23. 前記照明の構成は、前記少なくとも二つの光感応点に対して相対的に移動する、請求項１６〜２２の１つに記載の照明の構成。
24. 前記少なくとも二つの光感応点（ＬＳＰ）の各々への、実質的に等しい量のエネルギーの前記伝送は、前記照明の構成と前記少なくとも二つの光感応点の間の、前記相対的な移動の制御を手段として、少なくとも部分的に可能にされる、請求項１６〜２３の１つに記載の照明の構成。
25. 前記相対的な移動の前記制御は、前記相対的な移動を前記周期的な強度の変動と同期させることを含む、請求項１６〜２４の１つに記載の照明の構成。
26. 前記少なくとも二つの光感応点（ＬＳＰ）の各々への、実質的に等しい量のエネルギーの前記伝送は、前記光変調手段（３）の制御を手段として、少なくとも部分的に可能にされる、請求項１６〜２５の１つに記載の照明の構成。
27. 前記光変調手段（３）の前記制御は、少なくとも一つの変調マスク（ＭＭ）の適用を含む、請求項１６〜２６の１つに記載の照明の構成。
28. 前記少なくとも一つの変調マスク（ＭＭ）は、前記周期的な強度の変動の特性に基づいて設定される、請求項１６〜２７の１つに記載の照明の構成。
29. 前記少なくとも一つの変調マスク（ＭＭ）はさらに、前記照明の構成のさらなる欠点を取り扱うための制御情報を含む、請求項１６〜２８の１つに記載の照明の構成。
30. 前記光変調手段（３）の前記制御は、さらなる欠点を取り扱うための前記制御情報の再調整を含む、請求項１６〜２９の１つに記載の照明の構成。
31. 請求項１〜１５の１つに記載の方法を実行するための手段を含む、請求項１６〜３０の１つに記載の照明の構成。

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