JP2537277B2 - Scanning optics - Google Patents

Scanning optics

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JP2537277B2
JP2537277B2 JP1089460A JP8946089A JP2537277B2 JP 2537277 B2 JP2537277 B2 JP 2537277B2 JP 1089460 A JP1089460 A JP 1089460A JP 8946089 A JP8946089 A JP 8946089A JP 2537277 B2 JP2537277 B2 JP 2537277B2
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scanning
beams
optical system
photosensitive material
rotation
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英一 玉置
巧 吉田
康之 和田
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複数の光ビームを用いて感材を走査し、
それによって感材上に描画を行なう際に用いられる走査
光学系に関するもので、特に、感材上における光ビーム
のスポット径と画素ピッチとを互いに独立に変更するた
めの技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention scans a photosensitive material using a plurality of light beams,
Accordingly, the present invention relates to a scanning optical system used when drawing on a photosensitive material, and more particularly to a technique for changing the spot diameter and the pixel pitch of a light beam on the photosensitive material independently of each other.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

所望の画像を白/黒の2値画像として感材上に記録す
るレーザプロッタや、網点を用いた階調画像として感材
上に記録する製版用スキャナなどにおいて、描画時間の
短縮を目的として、複数のレーザビームを用いた走査光
学系(マルチビーム走査系)が使用される。
For the purpose of shortening the drawing time in a laser plotter that records a desired image as a binary image of white / black on a photosensitive material, or a plate making scanner that records a gradation image using halftone dots on the photosensitive material. , A scanning optical system using a plurality of laser beams (multi-beam scanning system) is used.

第30図は、このようなマルチビーム走査系による走査
軌跡を示す図であり、主走査方向Xに沿って伸びる走査
線L1〜L11が副走査方向Yに沿って配列されている。こ
の走査軌跡に沿った描画を2本のレーザビームを用いて
行なう場合を例にとると、感材上においてビームスポッ
ト径dを有する2つのビームスポットSP1,SP2が距離l
を離して形成されるように、マルチビーム走査系の調整
を行なっておく。ただし、距離lは、画素ピッチ(走査
線ピッチ)Pに対して、 l=(2n−1)P …(1) を満足しており、nは自然数(図示の場合はn=2)で
ある。
FIG. 30 is a diagram showing a scanning locus by such a multi-beam scanning system, in which scanning lines L 1 to L 11 extending along the main scanning direction X are arranged along the sub scanning direction Y. Taking the case where the drawing along the scanning locus is performed using two laser beams as an example, the two beam spots SP 1 and SP 2 having the beam spot diameter d on the photosensitive material are separated by the distance l.
The multi-beam scanning system is adjusted so that they are formed apart from each other. However, the distance l satisfies l = (2n-1) P (1) with respect to the pixel pitch (scanning line pitch) P, and n is a natural number (n = 2 in the case shown). .

そして、たとえば矢印ペアAR1で示すように、走査線L
1とL4とをそれぞれビームスポットSP1とSP2とで同時に
走査しながら、ビームスポットSP1とSP2とを、感材表面
に対して相対的に2Pだけ移動させ、走査線L3とL6とにつ
いての走査を行なう。このような副走査方向Yへの送り
と主走査とを繰返して行なうことにより、矢印ペアAR1
〜AR4で示す走行走査が順次に行なわれる。その結果、
図中、白抜きで示す奇数番目の走査線L1,L3,L5,…,L11
は第1のビームスポットSP1で、また斜線を付した偶数
番目の走査線L2,L4,…,L10は第2のビームスポットSP2
でそれぞれ走査されることになる。
Then, as indicated by arrow pair AR 1 , for example, scan line L
While scanning the same time the 1 and L 4, respectively and the beam spot SP 1 and SP 2, a beam spot SP 1 and SP 2, is moved by relative 2P against the photosensitive material surface, the scanning line L 3 Perform a scan on L 6 and. By repeatedly performing such feeding in the sub-scanning direction Y and main scanning, the arrow pair AR 1
The traveling scanning indicated by AR 4 is sequentially performed. as a result,
In the figure, the odd-numbered scanning lines L 1 , L 3 , L 5 , ..., L 11 shown in white
Is the first beam spot SP 1 and the even-numbered scanning lines L 2 , L 4 , ..., L 10 are the second beam spot SP 2
Will be scanned respectively.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

ところで、光ビームを用いた走査において、描画速度
を向上させるために画素ピッチPを大きくしたり、逆
に、描画密度を向上させるために画素ピッチPを小さく
したりする場合がある。シングルビームを用いた走査光
学系においてこのような画素ピッチ変更を行なう場合に
は、単に画像データ供給クロックや走査速度を変えれば
よいが、マルチビーム走査系では固有の問題が生ずる。
すなわち、互いに異なる画素ピッチをそれぞれP1,P2
したとき、 (2n1−1)P1=(2n2−1)P2 …(2) を満足する自然数n1,n2が存在する場合を除き、ビーム
スポットSP1とSP2との相互距離を変えなければ、画素ピ
ッチP1とP2との間の相互変更はできない。換言すれば、
画素ピッチP1で走査を行なうためには、2本のビームス
ポットSP1,SP2間の相互距離は、 l1=(2n1−1)P1 …(3) でなければならず、他方の画素ピッチP2で走査を行なう
ためには、上記相互距離は l2=(2n2−1)P2 …(4) でなければならないため、(2)式の条件が満足されな
ければ、l1≠l2となってしまうのである。
By the way, in scanning using a light beam, the pixel pitch P may be increased in order to improve the drawing speed, or conversely, the pixel pitch P may be decreased in order to improve the drawing density. When such a pixel pitch change is performed in a scanning optical system using a single beam, it suffices to simply change the image data supply clock or the scanning speed, but a unique problem occurs in the multi-beam scanning system.
That is, when different pixel pitches are P 1 and P 2 , respectively, there are natural numbers n 1 and n 2 that satisfy (2n 1 -1) P 1 = (2n 2 -1) P 2 (2) Except cases, the pixel pitches P 1 and P 2 cannot be mutually changed unless the mutual distance between the beam spots SP 1 and SP 2 is changed. In other words,
In order to perform scanning at the pixel pitch P 1 , the mutual distance between the two beam spots SP 1 and SP 2 must be l 1 = (2n 1 −1) P 1 (3), while In order to perform scanning with the pixel pitch P 2 of, the mutual distance must be l 2 = (2n 2 −1) P 2 (4), so if the condition of equation (2) is not satisfied, That is, l 1 ≠ l 2 .

このようにして相互距離lを変更する必要が生じたと
き、マルチビーム走査系の中の縮小光学系の倍率を変え
ることにより、感材上におけるビーム像全体としての縮
小率を変化させるという対処法も考えられる。しかしな
がら、このような方法を単純に適用すると、スポット径
dもまた変化してしまうため、相互距離l(したがって
画素ピッチ)のみを変更したいという要請を満足させる
ことはできない。また、同様の理由によって、画素ピッ
チを変えずにスポット径dのみを変更することも不可能
である。
In this way, when it becomes necessary to change the mutual distance l, the reduction ratio of the entire beam image on the photosensitive material is changed by changing the magnification of the reduction optical system in the multi-beam scanning system. Can also be considered. However, if such a method is simply applied, the spot diameter d will also change, and therefore the demand for changing only the mutual distance 1 (and therefore the pixel pitch) cannot be satisfied. Further, for the same reason, it is impossible to change only the spot diameter d without changing the pixel pitch.

一方、1本または2本以上の光ビームを周期的に偏向
して主走査を行ないつつ、走査光学系と感材とを相対的
に移動させて副走査を達成する記録装置では、副走査の
ための移動に伴って走査線が傾いてしまうという状況が
知られている。この状況が生ずる例として、第31A図の
感材1において、描画エリア2が複数の平行ストリップ
(ストライプ)2a,2b,…2zに概念的に分割され、各平行
ストリップ2a〜2zごとに順次に描画を行なう場合を考え
る。この方法では、光ビームをX方向に周期的に偏向し
つつ感材1を(−Y)方向に移動させることにより、ま
ずY=YAの位置からY=YBの位置まで第1のストリップ
2a内の描画を行なう。他のストリップ2b〜2zについても
同様である。このような分割描画方法は、描画対象領域
2の全幅にわたってレーザビームを偏向させる方法に比
べてレーザビーム偏向角が小さくてよいため、偏向誤差
等が生じにくいという利点を有している。また、偏向幅
が狭いと、走査甲レンズの焦点距離を短かくできるの
で、その分走査ビームの径を小さくでき、より細かなパ
ターンが描画できる。また、主走査と副走査との双方
を、走査光学系と感材1との機械的相対移動のみで達成
する方法に比べると、質量の大きな部材の機械的移動が
少ないため、描画が高速になるという利点もある。
On the other hand, in a recording apparatus that achieves sub-scanning by relatively moving the scanning optical system and a photosensitive material while performing main scanning by periodically deflecting one or more light beams, It is known that the scanning line is tilted with the movement for the purpose. As an example of this situation, in the photosensitive material 1 of FIG. 31A, the drawing area 2 is conceptually divided into a plurality of parallel strips (stripes) 2a, 2b, ... 2z, and the parallel strips 2a to 2z are sequentially arranged. Consider the case of drawing. In this way, by moving the light beam to the photosensitive material 1 while periodically deflected in the X direction (-Y) direction, firstly the first strip from the position of Y = Y A to the position of Y = Y B
Drawing inside 2a. The same applies to the other strips 2b to 2z. Such a divided writing method has an advantage that a deflection error or the like is less likely to occur because the laser beam deflection angle may be smaller than a method of deflecting the laser beam over the entire width of the writing target area 2. Further, if the deflection width is narrow, the focal length of the scanning instep lens can be shortened, so that the diameter of the scanning beam can be reduced accordingly and a finer pattern can be drawn. Further, as compared with the method in which both the main scanning and the sub-scanning are achieved only by the mechanical relative movement of the scanning optical system and the photosensitive material 1, the mechanical movement of the member having a large mass is small, and therefore the drawing speed is high. There is also an advantage that

このような分割露光方法においても、レーザビーム偏
向の方向をX方向とすると、感材1上でビームスポット
が走る方向は、レーザビーム偏向速度VX(図示せず)と
副走査速度(感材送り速度)VYとの比で定まる方向へと
ずれてしまうため、走査線配列4は図中の右上り方向に
傾いた配列となる。そして、その結果、描画された画像
も傾いたものとなる。
Even in such a divided exposure method, assuming that the direction of laser beam deflection is the X direction, the direction in which the beam spot travels on the photosensitive material 1 is the laser beam deflection speed V X (not shown) and the sub-scanning speed (sensitive material). The scanning line arrangement 4 is an arrangement inclined to the upper right direction in the figure, because the scanning line arrangement 4 is deviated in the direction determined by the ratio of the feed rate V Y. As a result, the drawn image also becomes tilted.

各ストリップ2a〜2zのそれぞれにつき、Y=YAの位置
からY=YBの位置まで同方向に描画を行なう場合には、
このような傾きを補償する方法が知られている。最も単
純な方法としては、感材1の移動方向とレーザビームの
偏向方向との関係を90度からずれた角度に固定しておく
ことにより、走査線配列4の傾きを補償する方法があ
る。また、特開昭55−111917号には、レーザビームを副
走査方向にも偏向することによって、上記傾きを補償す
る技術が開示されている。
For each of the strips 2a to 2z, when performing drawing from the position of Y = Y A in the same direction to the position of Y = Y B is
A method of compensating for such inclination is known. The simplest method is to compensate the inclination of the scanning line array 4 by fixing the relationship between the moving direction of the photosensitive material 1 and the deflection direction of the laser beam at an angle deviated from 90 degrees. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 55-111917 discloses a technique of compensating for the above-mentioned inclination by deflecting the laser beam also in the sub-scanning direction.

ところで、上記の単一方向副走査では、ひとつのスト
リップ2aの描画完了後に次のストリップ2bの描画に移る
とき、感材1をY方向に送り戻さねばならないため、待
ち時間によるロスがある。このため、偶数番目のストリ
ップについてはY=YBの位置からY=YAの位置に向って
走査を行なうような、往復走査の装置が望まれている。
By the way, in the above-mentioned single-direction sub-scanning, when the drawing of the next strip 2b is completed after the drawing of one strip 2a is completed, the photosensitive material 1 has to be sent back in the Y direction, which causes a loss due to a waiting time. Therefore, there is a demand for a reciprocating scanning device that scans even-numbered strips from the position Y = Y B toward the position Y = Y A.

往復走査の場合、奇数番目のストリップと偶数番目の
ストリップでは副走査方向が逆になるため、第31B図に
示すように、走査線配列4の傾きは、奇数番目のストリ
ップと偶数番目のストリップとでは逆になる。したがっ
て、上記したような従来の補償方法を用いると、第31C
図に示すように、奇数番目のストリップでの傾きは補償
できても、偶数番目のストリップでの傾きはむしろ大き
くなってしまう。また、速度VX,VYを変更した場合には
走査線の傾きも変わってくる。
In the case of reciprocal scanning, the sub-scanning directions are opposite between the odd-numbered strips and the even-numbered strips, so that the inclination of the scanning line array 4 is different between the odd-numbered strips and the even-numbered strips, as shown in FIG. 31B. Then the opposite is true. Therefore, using the conventional compensation method as described above, the 31C
As shown in the figure, even if the slope in the odd-numbered strip can be compensated, the slope in the even-numbered strip becomes rather large. Further, when the speeds V X and V Y are changed, the inclination of the scanning line also changes.

このように、走査線の傾きは種々の状況において生ず
るが、後述するように、マルチビーム走査系における画
素ピッチとスポット径との独立変更を行なう場合には特
に走査線の傾きに対する補償を有効に行なうことが望ま
しい。しかし、従来の傾き補償方法はこのような状況を
意識していないため、画素ピッチとスポット径との独立
変更のための改良には、この状況に合致した傾き補償を
開発することが望まれる。
As described above, the inclination of the scanning line occurs in various situations. However, as will be described later, when the pixel pitch and the spot diameter are independently changed in the multi-beam scanning system, the compensation for the inclination of the scanning line is particularly effective. It is desirable to do. However, since the conventional tilt compensation method is not conscious of such a situation, it is desired to develop a tilt compensation that matches this situation for improvement for independently changing the pixel pitch and the spot diameter.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

この発明は、上述のような従来技術の問題点の解決を
意図しており、まず、画素ピッチの独立変更を簡単な構
成で行うことができるマルチビームタイプの走査光学系
を提供することを第1の目的とする。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the prior art, and first, to provide a multi-beam type scanning optical system capable of independently changing the pixel pitch with a simple configuration. The purpose of 1.

また、第2の目的は、描画ピッチのほかに、スポット
サイズをも独立変更可能とすることである。
The second purpose is to make it possible to independently change the spot size in addition to the drawing pitch.

さらに、上記2つの目的を達成するにあたり、往復走
査における往路側および復路側の走査線の傾きを解消す
ることが、この発明の第3の目的である。
Further, in achieving the above two objects, it is a third object of the present invention to eliminate the inclination of the scanning lines on the forward path side and the backward path side in the reciprocal scanning.

〔問題を解決するための手段〕 第1の目的を達成するために、この発明の第1の構成
では、変調された複数の光ビームからなるビーム群を周
期的に偏向し、偏向された前記ビーム群によって感材を
走査しつつ、前記感材と前記ビーム群とを相対的に移動
させて、前記感材上の描画領域を順次に露光するために
使用される走査光学系において、(a) 変調された前
記複数の光ビームを、所定点で交差する第1の光ビーム
群へと転換するビーム方向転換手段と、(b) 前記ビ
ーム方向転換手段に結合されて、前記ビーム方向転換手
段に回転変位を与えることにより、前記所定点における
前記第1の光ビーム群の交差角を変化させる交差角変更
手段と、(c) 前記所定点に配置されて、前記第1の
光ビーム群を周期的に偏向し、それによって第2の光ビ
ーム群を生成する偏向手段と、(d)前記第2の光ビー
ム群に属する光ビームのそれぞれを前記感材上に集光す
る集光手段とを設けている。また、前記交差角変更手段
による前記ビーム方向転換手段の回転変位の中心を、該
交差角変更手段から前記偏向手段までの距離の約2倍の
距離だけ前記交差角変更手段から前記偏向手段側へ離れ
た点としている。
[Means for Solving the Problem] In order to achieve the first object, according to the first configuration of the present invention, a beam group including a plurality of modulated light beams is periodically deflected, A scanning optical system used for sequentially exposing the drawing areas on the photosensitive material by relatively moving the photosensitive material and the beam group while scanning the photosensitive material with the beam group, ) Beam redirecting means for redirecting the plurality of modulated light beams into a first light beam group intersecting at a predetermined point; and (b) the beam redirecting means coupled to the beam redirecting means. Crossing angle changing means for changing the crossing angle of the first light beam group at the predetermined point by giving a rotational displacement to (c) the first light beam group arranged at the predetermined point. Cyclically deflected, which causes a second And a condensing means for condensing each of the light beams belonging to the second light beam group on the photosensitive material. Further, the center of the rotational displacement of the beam direction changing means by the intersecting angle changing means is moved from the intersecting angle changing means to the deflecting means side by a distance about twice the distance from the intersecting angle changing means to the deflecting means. The points are separated.

また、この発明の第2の構成では、集光手段として、
焦点距離可変光学系を具備するものを使用している。
Moreover, in the second configuration of the present invention,
An optical system having a variable focal length optical system is used.

さらに、この発明の第3の構成では、上記(a)〜
(d)の手段のほかに、(e) 前記偏向手段と前記集
光手段との間に介挿されて、当該第2の光ビーム群の偏
向方向を回転させる偏向方向回転手段と、(f) 前記
偏向方向回転手段に結合されて、前記偏向方向回転手段
を回転させることにより前記第2の光ビーム群の偏向方
向の回転角度を変化させる回転角変更手段と、(g)前
記感材と前記ビーム群とを相対的に前記相対的移動方向
に往復移動させる往復移動手段と、(h)前記相対的移
動方向に基づいて、前記偏向方向回転手段の回転方向を
制御する方向制御手段と、を付加している。
Furthermore, in the third configuration of the present invention, the above (a) to
In addition to the means of (d), (e) a deflection direction rotation means which is interposed between the deflection means and the light condensing means and rotates the deflection direction of the second light beam group, ) Rotation angle changing means coupled to the deflection direction rotation means for changing the rotation angle in the deflection direction of the second light beam group by rotating the deflection direction rotation means, and (g) the sensitive material. A reciprocating means for relatively reciprocating the beam group in the relative movement direction; and (h) a direction control means for controlling the rotation direction of the deflection direction rotation means based on the relative movement direction, Is added.

〔作用〕[Action]

マルチビーム走査系では、一般に複数の光ビームがそ
れぞれ所定の光路上を進むが、「ビーム方向転換手段」
は、これらを受けて、所定点で交差する第1の光ビーム
群とする。そして、「交差角変更手段」が設けられてい
ることにより、その交差角は任意に変更可能である。し
かも、「交差角変更手段」が「ビーム方向転換手段」に
回転変位を与えることのみにより、その交差角度を変更
することができる。
In a multi-beam scanning system, a plurality of light beams generally travel on predetermined optical paths.
Is a first light beam group that receives these and intersects at a predetermined point. Further, since the "intersection angle changing means" is provided, the intersection angle can be arbitrarily changed. Moreover, the "intersection angle changing means" can change the intersection angle only by giving rotational displacement to the "beam direction changing means".

交差角が変更されるということは、第1の光ビーム群
に含まれる複数の光ビームの、スキャンレンズ通過後の
相互の距離を変更できるということである。このため、
上記所定点に配置された「偏向手段」によって、周期的
に偏向する第2の光ビーム群が得られたとき、この第2
の光ビーム群に含まれる複数の光ビームの相互の開きは
可変となる。したがって、この段階において相互距離を
自在に変更可能な複数の光ビームが得られることにな
り、感材上の画素ピッチも自在に変更できるようにな
る。
The fact that the crossing angle is changed means that the mutual distances of the plurality of light beams included in the first light beam group after passing through the scan lens can be changed. For this reason,
When a second light beam group that is periodically deflected is obtained by the "deflecting means" arranged at the above-mentioned predetermined point, this second
The mutual divergence of the plurality of light beams included in the light beam group is variable. Therefore, at this stage, a plurality of light beams whose mutual distances can be freely changed can be obtained, and the pixel pitch on the photosensitive material can also be freely changed.

また、複数の光ビームの交差点に偏向手段を配置して
いるため、光ビームの相互間隔を変更する場合にも、こ
れらの光ビームは常に偏向手段に向けられて入射する。
その結果、光ビームが偏向手段をそれてしまうこともな
い。以上が第1の構成における作用である。
Further, since the deflecting means is arranged at the intersection of the plurality of light beams, these light beams are always directed and incident on the deflecting means even when the mutual spacing of the light beams is changed.
As a result, the light beam does not deviate from the deflecting means. The above is the operation in the first configuration.

この発明の第2の構成においては、「集光手段」が焦
点距離可変光学系を備えている。この焦点距離可変光学
系において焦点距離を変化させると感材上での複数のビ
ームスポットのサイズとそれらの相互距離とが同時に変
化する。しかし、複数のビームスポットの相互距離の変
化は、「交差角変更手段」による交差角変更によって補
償することができる。その結果、例えばこの相互距離を
不変としつつ、スポットサイズのみを変更することも可
能となる。
In the second configuration of the present invention, the “light condensing unit” includes the variable focal length optical system. When the focal length is changed in this variable focal length optical system, the sizes of a plurality of beam spots on the photosensitive material and their mutual distances are changed at the same time. However, the change in mutual distance between the plurality of beam spots can be compensated by changing the crossing angle by the "crossing angle changing means". As a result, for example, it is possible to change only the spot size while keeping the mutual distance unchanged.

一方、画素ピッチを変更する場合には、偏向周期を変
えることは一般に不利なので、偏向周期一定のままで感
材と走査光学系との相対移動速度を変更する。たとえば
画素ピッチを大きくするときには、この相対移動速度を
大きくする。すると、第31A図〜第31C図において説明し
た走査線の傾き角も変わってくる。この傾きを補償する
ために「偏向方向回転手段」が設けられている。偏向方
向の回転角は「回転角変更手段」によって変更可能であ
り、その値は、感材と走査光学系との相対移動速度に応
じて指定される。このため、画素ピッチの変更に伴う走
査線の傾きの問題も解消される。また、往復走査を行う
場合、相対的移動方向に基づいて、往路側および復路側
で偏向方向回転手段の回転方向を制御することで、往路
側および復路側でそれぞれに対応して走査線の傾きも補
償する。
On the other hand, when the pixel pitch is changed, it is generally disadvantageous to change the deflection cycle. Therefore, the relative movement speed between the photosensitive material and the scanning optical system is changed with the deflection cycle kept constant. For example, when the pixel pitch is increased, this relative movement speed is increased. Then, the tilt angle of the scanning line described in FIGS. 31A to 31C also changes. A "deflection direction rotation means" is provided to compensate for this inclination. The rotation angle in the deflection direction can be changed by the "rotation angle changing means", and its value is designated according to the relative moving speed of the photosensitive material and the scanning optical system. Therefore, the problem of the inclination of the scanning line due to the change of the pixel pitch is solved. Further, when performing reciprocal scanning, by controlling the rotation direction of the deflection direction rotating means on the forward path side and the backward path side based on the relative movement direction, the inclination of the scanning line corresponding to the forward path side and the backward path side respectively. Also compensate.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例を説明するが、ここではま
ず、実施例である走査光学系を組込んだ新規な描画シス
テムの概略構成と動作とを述べる。その後、走査光学系
の詳細を説明し、最後に変形例について述べる。
Embodiments of the present invention will be described below. First, the schematic configuration and operation of a novel drawing system incorporating the scanning optical system according to the embodiment will be described. After that, details of the scanning optical system will be described, and finally, a modification will be described.

A.描画システム (A−1)機構的構成と動作 第1図はこの発明の一実施例である走査光学系を内蔵
した描画システム100の斜視図である。描画システム100
は、基台10の上に、感材送り機構20と描画機構30とを備
えている。感材送り機構20は吸引テーブル21を有してお
り、ガラス乾板などの感材1が吸引テーブル21上に吸着
されている。
A. Drawing System (A-1) Mechanical Structure and Operation FIG. 1 is a perspective view of a drawing system 100 incorporating a scanning optical system according to an embodiment of the present invention. Drawing system 100
On the base 10, a sensitive material feeding mechanism 20 and a drawing mechanism 30 are provided. The sensitive material feeding mechanism 20 has a suction table 21, and the sensitive material 1 such as a glass plate is adsorbed on the suction table 21.

吸引テーブル21は、水平Y方向に伸びる一対のガイド
22上にスライド自在に載置されており、図示しないモー
タによって回転するボールスクリューによって(±Y)
方向に往復移動する。これによって感材1もまた(±
Y)方向に往復移動する。
The suction table 21 is a pair of guides extending in the horizontal Y direction.
It is slidably mounted on 22 and is rotated by a motor (not shown) by a ball screw (± Y).
Move back and forth in the direction. As a result, the sensitive material 1 is also (±
Reciprocate in the Y) direction.

一方、描画機構30は、水平X方向に伸びる一対のガイ
ド31を有している。ただし、X方向はY方向に直角な方
向である。そして、ガイド31上にはハウジング32がスラ
イド可能に載置されており、この発明の一実施例である
走査光学系200がこのハウジング32内に収容されてい
る。図中の切欠き部に示された描画ヘッド33は、この走
査光学系200の一部分となっている。モータ34によって
ボールスクリュー35が回転すると、ハウジング32にした
がって走査光学系200はX方向または(−X)方向へ移
動する。その結果、描画ヘッド33もまたX方向または
(−X)方向へ移動する。
On the other hand, the drawing mechanism 30 has a pair of guides 31 extending in the horizontal X direction. However, the X direction is a direction perpendicular to the Y direction. A housing 32 is slidably mounted on the guide 31, and the scanning optical system 200 according to the embodiment of the present invention is housed in the housing 32. The drawing head 33 shown in the notch in the drawing is a part of the scanning optical system 200. When the ball screw 35 is rotated by the motor 34, the scanning optical system 200 moves in the X direction or the (−X) direction according to the housing 32. As a result, the drawing head 33 also moves in the X direction or the (-X) direction.

基台10の上面には、He−Neレーザ発振器40が設けられ
ている。このHe−Neレーザ発振器40からのレーザ光41
は、ビームスプリッタ42〜45によって2本のレーザ光41
X,41Yに分離される。ただし、ビームスプリッタ44,45
は、描画ヘッド33に固定されている。吸引テーブル21の
X方向端部および(−Y)方向端部には、それぞれ平面
ミラー46X,46Yが立設されている。そして、レーザ光41
X,41Yはこれらのミラー46X,46Yによってそれぞれ反射さ
れ、ビームスプリッタ44,45の位置へ戻る。図示しない
光干渉検出器によってこれらのレーザ光41X,41Yのミラ
ー反射光路長が検出され、それによって、描画ヘッド33
に対する感材1の水平面内相対位置が測定されるように
なっている。
On the upper surface of the base 10, a He-Ne laser oscillator 40 is provided. Laser light 41 from this He-Ne laser oscillator 40
Are divided into two laser beams 41 by beam splitters 42 to 45.
Separated into X and 41Y. However, beam splitters 44 and 45
Are fixed to the drawing head 33. Plane mirrors 46X and 46Y are provided upright at the X direction end and the (-Y) direction end of the suction table 21, respectively. Then, the laser light 41
X and 41Y are reflected by these mirrors 46X and 46Y, respectively, and return to the positions of the beam splitters 44 and 45. The mirror reflection optical path length of these laser lights 41X and 41Y is detected by an optical interference detector (not shown).
The relative position of the photosensitive material 1 in the horizontal plane with respect to the image is measured.

なお、図示しないが、感材送り機構20の全体は、開閉
自在な遮光フードの中に収容されている。
Although not shown, the entire photosensitive material feeding mechanism 20 is housed in a light-shielding hood that can be freely opened and closed.

第2図は、描画システム100における描画の基本的原
理を示す図である。描画ヘッド33からは、(±X)方向
に周期的に偏向した2本のレーザビームBa,Bbが感材1
上に照射される。これらのレーザビームBa,Bbはとも
に、所定の画像信号による変調を受けている。そして、
感材1をたとえば(−Y)方向に移動させつつレーザビ
ームBa,Bbによる露光を行なう場合には、(±X)方向
に伸びた走査線Lの配列に沿って描画が行なわれる。こ
の走査光学系200はマルチビーム走査系であるため、第3
0図において説明したような原理に従って露光走査が行
なわれる。ただし、後述するように、レーザビームBa,B
bのスポットサイズと画素ピッチとは独立に変更可能で
ある。また、後述する理由によって、走査線Lの傾きも
生じない。そして、感材1の描画エリア2は平行ストリ
ップ2a,2b,…に概念的に分割されており、描画は各スト
リップ2a,2b,…ごとに行なわれる。
FIG. 2 is a diagram showing the basic principle of drawing in the drawing system 100. Two laser beams B a and B b, which are periodically deflected in the (± X) direction, are emitted from the drawing head 33.
Irradiated on. Both of these laser beams B a and B b are modulated by a predetermined image signal. And
When exposure with the laser beams B a and B b is performed while moving the photosensitive material 1 in the (−Y) direction, for example, drawing is performed along the arrangement of the scanning lines L extending in the (± X) direction. Since this scanning optical system 200 is a multi-beam scanning system,
The exposure scanning is performed according to the principle described in FIG. However, as described later, the laser beams B a and B
The spot size of b and the pixel pitch can be changed independently. Further, the inclination of the scanning line L does not occur due to the reason described later. The drawing area 2 of the photosensitive material 1 is conceptually divided into parallel strips 2a, 2b, ... And the drawing is performed for each strip 2a, 2b ,.

第3図は、描画システム100を用いて感材1に描画を
行なう場合の、感材1と描画ヘッド33との相対的な動き
を示す図である。ただし、仮想線Y0は、描画ヘッド33の
(±X)方向の移動経路位置を示す。まず、第3図
(a)のように、感材1がY方向に移動し、描画ヘッド
33が感材1の左下隅付近の原点位置にくる。
FIG. 3 is a diagram showing the relative movement between the photosensitive material 1 and the drawing head 33 when drawing is performed on the photosensitive material 1 using the drawing system 100. However, the virtual line Y 0 indicates the position of the movement path of the drawing head 33 in the (± X) direction. First, as shown in FIG. 3A, the photosensitive material 1 moves in the Y direction, and the drawing head
33 comes to the origin position near the lower left corner of the photosensitive material 1.

描画の開始とともに感材1は(−Y)方向へ送られる
(第3図(b))。したがって、最初のストリップにつ
き描画がY方向へ進行し、感材1の(−Y)方向の送り
が完了した時点では、第3図(c)に示す状態となる。
次に、描画ヘッド33がX方向に所定距離ΔXだけ移動す
る(第3図(d))。この距離ΔXは、ストリップ間の
相互配列間隔に等しい距離とされる。
With the start of drawing, the photosensitive material 1 is sent in the (-Y) direction (FIG. 3B). Accordingly, the drawing progresses in the Y direction for the first strip, and when the photosensitive material 1 is completely fed in the (-Y) direction, the state shown in FIG. 3C is obtained.
Next, the drawing head 33 moves by a predetermined distance ΔX in the X direction (FIG. 3D). This distance ΔX is a distance equal to the mutual arrangement interval between the strips.

第2番目のストリップについての描画は、感材1をY
方向に送りつつ行なわれる(第3図(e))。そして、
第2番目のストリップについての描画が第3図(f)の
ように完了した後、以上の往復走査が繰返される。その
結果、第3図(g)に示すように、描画エリア内の描画
が順次に進行し、最終的には描画エリア内に所望の画像
が記録された状態となる。
For the drawing of the second strip, the photosensitive material 1 is set to Y
Is carried out while feeding in the direction (FIG. 3 (e)). And
After the drawing of the second strip is completed as shown in FIG. 3 (f), the reciprocating scanning described above is repeated. As a result, as shown in FIG. 3 (g), the drawing in the drawing area progresses sequentially, and finally, a desired image is recorded in the drawing area.

(A−2)電気的構成 第4図は、描画システム100の電気的構成を示す概略
ブロック図である。マイクロコンピュータやその周辺装
置などで構成される図形入力装置60では、所望の図形の
輪郭線を表現したベクトルデータが生成される。このベ
クトルデータは、各ストリップごとに分割されて分割ベ
クトルデータSVとなり、描画制御装置70に与えられる。
(A-2) Electrical Configuration FIG. 4 is a schematic block diagram showing the electrical configuration of the drawing system 100. In the graphic input device 60 including a microcomputer and its peripheral devices, vector data expressing the outline of a desired graphic is generated. This vector data is split vector data S V becomes divided into each strip is given to the drawing control unit 70.

描画制御装置70は、この分割ベクトルデータSVに基づ
いて、走査線順次のラスターデータを発生する。そし
て、ラスターデータがON/OFF変調信号SMとしてAOMドラ
イバ71に出力される。AOMドライバ71はこの変調信号SM
をAOMドライブ信号SMDに変換する。また、描画用レーザ
光を偏向するための偏向信号SDが発生され、これがAOD
ドライバ72によってAODドライブ信号SDDへと変換され
る。これらのドライブ信号SMD,SDDは、走査光学系200の
中に設けられているAOM(音響光学変調器)207およびAO
D(音響光学偏向器)213へそれぞれ与えられる。なお、
走査光学系200がマルチビーム走査系であることに対応
して、AOM207は2個のAOM207a,207b(第4図には図示せ
ず)を有しており、信号SM,SMDのそれぞれも2つの成分
を含んでいる。
Marking control device 70, on the basis of the split vector data S V, to generate a sequential raster data scan line. Then, the raster data is output to the AOM driver 71 as ON / OFF modulation signal S M. The AOM driver 71 uses this modulated signal S M
It is converted into AOM drive signal S MD. Further, a deflection signal SD for deflecting the drawing laser light is generated, and this is the AOD
It is converted into AOD drive signal S DD by the driver 72. These drive signals S MD and S DD are provided by AOM (acousto-optic modulator) 207 and AO provided in the scanning optical system 200.
D (acousto-optical deflector) 213. In addition,
Corresponding to the scanning optical system 200 being a multi-beam scanning system, the AOM 207 has two AOMs 207a and 207b (not shown in FIG. 4), and each of the signals S M and S MD is also included. Contains two ingredients.

一方、描画制御装置70は、走査光学系200を(±X)
方向へ移動させるためのモータ34と、感材テーブル21を
(±Y)方向へ移動させるためのモータ23とに対して、
モータドライブ信号MX,MYをそれぞれ供給する。また、
第1図のレーザ発振器40等に関連して説明したレーザ測
長器50から、感材テーブル21のX−Y方向の位置を表現
した位置信号SX,SYが描画制御装置70へ入力される。描
画制御装置70は、これらの位置信号SX,SYに同期して、
上記変調信号SMや偏向信号SDを発生するようになってい
る。
On the other hand, the drawing control device 70 sets the scanning optical system 200 to (± X)
With respect to the motor 34 for moving the photosensitive material table 21 in the (± Y) direction.
The motor drive signals M X and M Y are supplied respectively. Also,
Position signals S X and S Y expressing the position of the photosensitive material table 21 in the XY direction are input to the drawing control device 70 from the laser length measuring device 50 described in relation to the laser oscillator 40 and the like in FIG. You. The drawing control device 70 synchronizes with these position signals S X and S Y
The modulation signal SM and the deflection signal SD are generated.

B.走査光学系200の詳細 (B−1)レーザ発生および変調 第5図は走査光学系200の内部構成を示す斜視図であ
る。Ar+レーザ発振器201から出射したシングルレーザビ
ームLB0は、光量補正用AOM202に与えられる。このAOM20
2は、感材1上におけるビームスポット径を変更する際
に、最適の露光状態が常に得られるようにレーザビーム
の光量を補正する。その補正量は感材1の特性に合わせ
てあらかじめ実験的に求めておけばよく、スポット径お
よび、画素ピッチの種々の組み合わせ値ごとにひとつの
補正量が定められている。一般には、単位面積当りの光
量をほぼ一定とするために、例えば、大きなポット径に
対しては比較的大きな光量で露光を行なわせて露光を確
実にさせる。
B. Details of Scanning Optical System 200 (B-1) Laser Generation and Modulation FIG. 5 is a perspective view showing the internal structure of the scanning optical system 200. Single laser beam LB 0 emitted from the Ar + laser oscillator 201 is given to the light amount correction AOM202. This AOM20
When the beam spot diameter on the photosensitive material 1 is changed, 2 corrects the light quantity of the laser beam so that the optimum exposure state can always be obtained. The correction amount may be experimentally obtained in advance according to the characteristics of the photosensitive material 1, and one correction amount is set for each of various combinations of the spot diameter and the pixel pitch. Generally, in order to make the light amount per unit area substantially constant, for example, a large pot diameter is exposed with a relatively large light amount to ensure the exposure.

AOM202を出たレーザビームLB0は、ミラー203による反
射を受けた後、ビームスプリッタ204において2つのレ
ーザビームLBa,LBbに分割される。これらのうち、第1
のビームLBaはミラー205で反射された後、集光レンズ20
6aを介してAOM207aに与えられる。AOM207aはAOMドライ
ブ信号SMD(第4図)の第1の成分に応答してビームLB1
をON/OFF変調する。そして、変調後のビームB1はコリメ
ータ208aによってコリメートされ、後述するマルチビー
ム調整器300に与えられる。
The laser beam LB 0 emitted from the AOM 202 is reflected by the mirror 203 and then split into two laser beams LB a and LB b by the beam splitter 204. Of these, the first
Beam LB a is reflected by the mirror 205, and then the condenser lens 20
It is given to AOM207a via 6a. AOM 207a responds to the first component of AOM drive signal S MD (Fig. 4) by beam LB 1
ON / OFF modulation. Then, the modulated beam B 1 is collimated by the collimator 208a and given to the multi-beam adjuster 300 described later.

他方、ビームスプリッタ204で生成された第2のビー
ムLBbは、集光レンズ206bを介してAOM207bに与えられ
る。AOM207bはAOMドライブ信号SMDの第2の成分に応答
してビームLBbをON/OFF変調する。そして、変調後のビ
ームB2はコリメータ208bによってコリメートされ、ミラ
ー209を介してマルチビーム調整器300に与えられる。な
お、マルチビーム調整器300に入射する2本のビームB1,
B2は互いに直角方向に進行している。
On the other hand, the second beam LB b generated by the beam splitter 204 is provided to AOM207b through the condenser lens 206 b. AOM207b is ON / OFF modulation of the beam LB b in response to a second component of the AOM drive signal S MD. Then, the modulated beam B 2 is collimated by the collimator 208b and given to the multi-beam adjuster 300 via the mirror 209. In addition, the two beams B 1 , which are incident on the multi-beam adjuster 300,
B 2 is proceeding at right angles to each other.

尚、これら2本の変調後のビームは、この実施例に限
らず、各々を別のレーザ光源(半導体レーザを含む)よ
り得る方法など、他の慣用される方法により得るように
してもよい。さらに、半導体レーザによる場合の変調は
半導体レーザ自体で行うことができるので、必ずしも変
調手段を別個に設ける必要はない。
Note that these two modulated beams are not limited to this embodiment, and may be obtained by other commonly used methods such as a method of obtaining each from another laser light source (including a semiconductor laser). Furthermore, since the modulation by the semiconductor laser can be performed by the semiconductor laser itself, it is not always necessary to provide a separate modulating means.

(B−2)ビーム方向転換の原理 第6図は、マルチビーム調整器300の構成の前提とな
るビーム方向転換の原理の説明図である。マルチビーム
調整器300は、第5図に示すように、ビーム方向転換素
子301を有している。このビーム方向転換素子301はビー
ムスプリッタと同じ構成となっており、ハーフミラー面
302を有している。第1のビームB1の一部分はハーフミ
ラー面302を透過して第6図の直進ビームBaとなる。ま
た、第2のビームB2の一部分がハーフミラー面302で反
射されて反射ビームBbとなる。後述する規則に従って素
子301に回転変位を与えておくことにより、この2つの
ビームBa,Bbは素子301の後段側の所定点PCで互いに交差
する。これらの2つのビームBa,Bbを周期的に偏向する
ためのAOD213がこの交差点PCに配置されており、AOD213
による偏向を受けた後のビームBa,Bbが、スキャンレン
ズ216によって平行ビーム群に変換される。ただし、交
差点PCとスキャンレンズ216との間の距離は、スキャン
レンズ216の焦点距離fと同一とされている。
(B-2) Principle of Beam Direction Change FIG. 6 is an explanatory view of the principle of beam direction change, which is the premise of the configuration of the multi-beam adjuster 300. The multi-beam adjuster 300 has a beam redirecting element 301, as shown in FIG. This beam redirecting element 301 has the same structure as the beam splitter, and has a half mirror surface.
Has 302. A part of the first beam B 1 passes through the half mirror surface 302 and becomes a straight beam B a in FIG. Further, a part of the second beam B 2 is reflected by the half mirror surface 302 and becomes a reflected beam B b . By rotationally displacing the element 301 according to a rule described later, the two beams B a and B b intersect each other at a predetermined point P C on the rear side of the element 301. An AOD 213 for periodically deflecting these two beams B a , B b is arranged at this intersection P C ,
The beams B a and B b after being deflected by are converted into a parallel beam group by the scan lens 216. However, the distance between the intersection P C and the scan lens 216 is the same as the focal length f of the scan lens 216.

このようにビームBa,Bbを、交差点PCで交差する交差
ビームへと変換するのは次の理由による。まず、感材1
の表面上において画素ピッチを任意に変更するために
は、第30図で説明したように、感材1の表面上における
2つのビームスポット間の相互距離lを変更し得るよう
にしなければならない。そのためには、走査光学系200
内において、ビームBa,Bb間の相互距離を可変とするよ
うなメカニズムが必要とされる。
The reason why the beams B a and B b are thus converted into the intersecting beams that intersect at the intersection P C is as follows. First, sensitive material 1
In order to arbitrarily change the pixel pitch on the surface of the photosensitive material 1, it is necessary to change the mutual distance l between the two beam spots on the surface of the photosensitive material 1, as described with reference to FIG. For that purpose, the scanning optical system 200
In the above, a mechanism for changing the mutual distance between the beams B a and B b is required.

しかしながら、ビームBa,Bbを直ちに平行ビーム群へ
と変換し、それらの相互距離を変えるような構成を付加
したのでは、支障が生ずる。すなわち、2つのビームを
単純に平行にすると、スキャンレンズ216を通過後のこ
れらのビームは一点で結像して画素ピッチを所要の値に
設定することができなくなる。したがって、2本のビー
ム間に角度をつけることが必要とするが、このとき、両
ビームの交差点Pcで交わるようにするのは次の理由によ
る。その第1は、AOD素子を形成する結晶片はあまり大
きくないために、AOD213の入射側アパーチャの径は比較
的小さいということである。また、第2の事実は、感材
1上においてビームを十分に絞るためには、ビームB1,B
2のビーム径をあまり小さくできないという事実であ
る。したがって、この第2の事実を考慮してビームB1,B
2の径を比較的大きく設定し、これらのビームB1,B2間に
単に角度を与えただけでは特に、交差点がAODの中心位
置から離れれば離れるほど第1の事実によってビーム
B1,B2の双方がAOD213に入ることができない。また、AOD
213のかわりにポリゴンミラーなどを用いた場合にも、
ポリゴンミラーのミラー面の高さはあまり大きくないた
め、平行ビーム群が常にミラー面で反射されるように構
成することは容易ではない。
However, if the beams B a and B b are immediately converted into the parallel beam group and the structure in which the mutual distance between them is changed is added, a problem occurs. That is, if the two beams are simply made parallel, these beams after passing through the scan lens 216 will be imaged at one point and the pixel pitch cannot be set to a required value. Therefore, it is necessary to make an angle between the two beams, but at this time, the two beams intersect at the intersection Pc for the following reason. The first is that the diameter of the incident side aperture of the AOD 213 is relatively small because the crystal pieces forming the AOD element are not so large. The second fact is that in order to sufficiently narrow the beam on the photosensitive material 1, the beams B 1 , B
The fact is that the beam diameter of 2 cannot be made too small. Therefore, considering this second fact, the beams B 1 , B
Setting the diameter of 2 relatively large and simply giving an angle between these beams B 1 and B 2 causes the beam to move according to the first fact as the intersection gets farther from the center position of the AOD.
Both B 1 and B 2 cannot enter AOD 213. Also AOD
Even when using a polygon mirror or the like instead of 213,
Since the height of the mirror surface of the polygon mirror is not so large, it is not easy to configure the parallel beam group to be always reflected by the mirror surface.

そこで、この実施例では、ビームB1,B2を交差ビームB
a,Bbへと変換し、その交差角θを変更することにより、
偏向後のビームBa,Bbをスキャンレンズ216で平行ビーム
群へと変換した際の相互距離l0(したがって感材1上で
のスポット相互距離l)を変えようとしているのであ
る。この場合、上述した理由によりAOD213は交差点PC
配置され、交差角θが変化してもビームBa,Bbは確実にA
OD213に入射可能である。もっとも、交差点PCとAOD213
の中心点とを完全に一致させる必要はなく、AOD213の入
射側アパーチャが交差点PCと一致するようにしてもよ
い。AOD213のかわりにポリゴンミラーやガルバノミラー
を用いる場合には、それらのミラー面を交差点PCに配置
する。また、スキャンレンズ216の焦点位置を交差点PC
と一致させているのは、交差角θが変化しても、スキャ
ンレンズ216の後段側では常に平行ビーム群が得られる
ようにするためである。
Therefore, in this embodiment, the beams B 1 and B 2 are crossed with each other.
By converting to a , B b and changing the intersection angle θ,
It is intended to change the mutual distance l 0 (and thus the spot mutual distance 1 on the photosensitive material 1) when the deflected beams B a and B b are converted into parallel beam groups by the scan lens 216. In this case, the AOD 213 is arranged at the intersection P C for the reason described above, and the beams B a and B b are surely A if the intersection angle θ changes.
It can be incident on OD213. However, intersection P C and AOD213
The center point and completely not necessary to match, may be incident side aperture AOD213 coincides with the intersection P C. When a polygon mirror or a galvano mirror is used instead of the AOD213, those mirror surfaces are arranged at the intersection P C. Also, set the focus position of the scan lens 216 to the intersection P C
This is because the parallel beam group is always obtained on the rear side of the scan lens 216 even if the crossing angle θ changes.

次に、2つのビームBa,Bbが常に交差点PCで交差する
という条件を満足させつつ、交差角θを任意に変えるた
めの規則について解析する。この実施例では、所定点CR
を中心として素子301に回転変位を与え、それによって
交差角θを変えるように構成する。この場合、ビーム方
向転換素子301の基準位置(つまりハーフミラー面302が
第7図の位置302aに存在する場合の素子301の位置)と
回転中心CRとの距離をAとしたとき、素子301の基準位
置と交差点PCとの光路長aに対して、上記距離Aをどの
ように定めればよいかを決定する必要がある。
Then, two beams B a, while satisfying the condition that B b always intersect at an intersection P C, analyzed for rules for changing the crossing angle θ arbitrarily. In this embodiment, the predetermined point C R
A rotational displacement is applied to the element 301 about the center, and the crossing angle θ is changed accordingly. In this case, when the distance between the reference position of the beam redirecting element 301 (that is, the position of the element 301 when the half mirror surface 302 exists at the position 302a in FIG. 7) and the rotation center C R is A, the element 301 It is necessary to determine how the distance A should be determined with respect to the optical path length a between the reference position (1) and the intersection P C.

第7図はこの解析のための図であり、素子301(図示
せず)が回転中心CRのまわりに角度βだけ回転し、その
状態においてビームBa,Bbが交差点PCで角度θをなして
交差したものと仮定した図である。ただし、補助線等は
次のように定義されている。
FIG. 7 is a diagram for this analysis, in which the element 301 (not shown) rotates about the rotation center C R by the angle β, and in that state, the beams B a and B b have the angle θ at the intersection P C. It is the figure which assumed that it made and crossed. However, auxiliary lines and the like are defined as follows.

PR…ハーフミラー面302上のビームB2の反射点、 FH…点PRを通り、ビームB1の光軸に平行な線、 FN…ハーフミラー面302の法線、 F45…ビームB2の入射方向とπ/4の角度をなす線、 α…ビームB2の入射方向と直線FNとのなす角度、 h…ビームB1の光軸から見た点PRの高さ。Reflection points P R ... beam B2 on the half mirror surface 302, F H ... through the point P R, a line parallel to the optical axis of the beam B 1, the normal line of the F N ... half mirror surface 302, F 45 ... beam A line that makes an angle of π / 4 with the incident direction of B 2 , α ... an angle that the incident direction of beam B 2 makes with a straight line F N , h ... the height of point P R seen from the optical axis of beam B 1 .

このとき、直線FNとFHとのなす角度は(α−θ)とな
り、また直線FHとビームB2の進行方向とのなす角はπ/2
であることから(5)式が成立する。
In this case, the angle formed between the straight line F N and F H (α-θ), and the also the angle between the traveling direction of the straight line F H and the beam B 2 π / 2
Therefore, the equation (5) is established.

(α−θ)+α=π/2 …(5) また、直線F45とFHとのなす角度はπ/4であるから、
(6)式が成立する。
(Α−θ) + α = π / 2 (5) Since the angle between the straight line F 45 and F H is π / 4,
Formula (6) is materialized.

(α−θ)+β=π/4 …(6) (5),(6)式からαを消去すると(7)式が得ら
れる。
(Α−θ) + β = π / 4 (6) Equation (7) is obtained by eliminating α from Equations (5) and (6).

β=θ/2 …(7) 一方、次の(8),(9)式が成立する。β = θ / 2 (7) On the other hand, the following expressions (8) and (9) are established.

tanβ=h/A …(8) tanθ=h/a …(9) したがって、(7),(8)式より、 となり、(9)式から得られる関係式: cosθ=cos[tan-1(h/a)] …(11) を(10)式に代入して整理すると、 が得られる。tan β = h / A (8) tan θ = h / a (9) Therefore, from equations (7) and (8), Then, by substituting the relational expression obtained from the equation (9): cos θ = cos [tan −1 (h / a)] (11) into the equation (10), Is obtained.

(12)式がaに対する距離Aの依存性を示す式である
が、量a,hの値は、たとえば、 a=300mm …(13) h=0.04mm …(14) のように定められる。したがって、aに対してhは高次
微小量であり、(13)式は非常に高い精度において、 A2a …(15) と近似できる。したがってこの実施例では、ハーフミラ
ー面302の基準位置302aとAOD213の位置との間の光路長
aに対して、その2倍の距離だけ基準位置302aから離れ
た点を回転中心とする。このため、第4図のマルチビー
ム調整器300は、このような回転変位を素子301に与える
べく、後述するような構成とされている。
Equation (12) is an equation showing the dependency of the distance A on a, and the values of the quantities a and h are determined as, for example, a = 300 mm (13) h = 0.04 mm (14). Therefore, h is a high-order minute quantity with respect to a, and equation (13) can be approximated to A2a (15) with very high accuracy. Therefore, in this embodiment, the rotation center is a point separated from the reference position 302a by twice the optical path length a between the reference position 302a of the half mirror surface 302 and the position of the AOD 213. For this reason, the multi-beam adjuster 300 of FIG. 4 is configured as described later in order to give such a rotational displacement to the element 301.

ところで、素子301は第7図の上方に並進移動するの
ではなく、回転中心CRのまわりに回転するのであるか
ら、交差角θが0でない場合における反射点PRはハーフ
ミラー面301の中心からずれている。第8図はこの事情
を誇張して描いた図であり、素子301を仮想的に上方へ
並進してその中心まわりに回転した場合(実線)と、2
点鎖線で示すように、上記の回転中心CRまわりに回転さ
せた場合(破線)とが示されている。また、第9図は第
8図の反射点PR付近の拡大図であり、第8図および第9
図中の補助線等の定義は次の通りである。
By the way, since the element 301 does not translate upward in FIG. 7, but rotates around the rotation center C R , the reflection point P R when the intersection angle θ is not 0 is the center of the half mirror surface 301. It is out of alignment. FIG. 8 is an exaggerated drawing of this situation. When the element 301 is virtually translated upward and rotated around its center (solid line), 2
As indicated by the dotted chain line, the case where it is rotated around the rotation center C R (broken line) is shown. Further, FIG. 9 is an enlarged view of the vicinity of the reflection point P R of FIG.
Definitions of auxiliary lines in the figure are as follows.

J…実線で描かれた素子301についての、ハーフミラー
面302の中心点。
J: Center point of the half mirror surface 302 for the element 301 drawn by a solid line.

K…破線で描かれた素子301についての、ハーフミラー
面302の中心点。
K: The center point of the half mirror surface 302 for the element 301 drawn by the broken line.

PCE(第8図)…実際のビーム交差点の位置であり、上
記ずれによって、理想的な交差点PCからΔaだけ変位し
ている。
P CE (Figure 8) ... the position of the actual beam intersection, by the deviation, are displaced by Δa from the ideal intersection P C.

FL…実線の位置に素子301が存在する場合のビームBb
光路。
F L The optical path of the beam B b when the element 301 exists at the position indicated by the solid line.

FB…破線の位置に素子301が存在する場合のビームBb
光路。
F B : Optical path of the beam B b when the element 301 exists at the position indicated by the broken line.

ΔH…2つの光路FL,FBの上下方向距離、 T…点Kから直線PRJへ下した垂線の足。[Delta] H ... 2 two optical paths F L, vertical distance, perpendicular foot that beat from T ... point K to the straight line P R J of F B.

e,g,…第9図に示す各距離。e, g, ... Distances shown in FIG.

これらのうち、距離gは、第8図から、 g=2a−2a cosβ =2a(1−cosβ) …(16) となる。また∠PRKTは、ハーフミラー面302のβ回転に
伴って、 ∠PRKT=π/4+β …(17) となる。したがって、 が得られる。
Of these, the distance g is as follows from FIG. 8: g = 2a−2a cosβ = 2a (1-cosβ) (16) Further, ∠P R KT becomes ∠P R KT = π / 4 + β (17) with the β rotation of the half mirror surface 302. Therefore, Is obtained.

また、第8図より、 Δa=ΔH/tan(2β) …(19) である。 Further, from FIG. 8, Δa = ΔH / tan (2β) (19).

角度βは比較的小さな値とされるため、近似式: tanββ …(20) tan(2β)2β …(21) cosβ1−β2/2 …(22) が成立する。したがって、(18)〜(22)式を用いる
と、 Δaaβ(1+β)/[2(1−β)] …(23) となり、βについて主要項のみを残すと、 Δaaβ/2 …(24) となる。具体的には、 a=300mm …(25) h=0.04mm …(26) とすると、 βtanβ =h/(2a) =(2/3)×10-4 …(27) であるため、(24),(25),(27)式より、 Δa10-2 …(28) となり、この偏差Δaは十分に小さい。つまり、反射点
PRがハーフミラー面301の中心からずれてしまうことに
よる誤差は実質的に無視可能である。換言すれば、A=
2aの関係によって定まる回転中心CRのまわりに素子301
を回転させれば、ビームBa,Bbは常に点PCで交差すると
考えてよい。
Since the angle beta is to be a relatively small value, the approximate expression: tanββ ... (20) tan ( 2β) 2β ... (21) cosβ1-β 2/2 ... (22) is established. Therefore, using equations (18) to (22), Δaaβ (1 + β 2 ) / [2 (1-β)] (23), and leaving only the main term for β, Δaaβ / 2 (24) Becomes Specifically, if a = 300 mm (25) h = 0.04 mm (26), then βtan β = h / (2a) = (2/3) × 10 -4 (27), so (24 ), (25), (27), Δa10 -2 (28), and this deviation Δa is sufficiently small. That is, the reflection point
The error caused by the deviation of P R from the center of the half mirror surface 301 can be substantially ignored. In other words, A =
Element 301 around the center of rotation C R determined by the relationship of 2a
It can be considered that the beams B a and B b always intersect at the point P C when is rotated.

(B−3)マルチビーム調整器300の構成 第10図は、以上の原理に従って構成したマルチビーム
調整器300の斜視図である。また、第11図はその概念的
側面図である。第10図において、このマルチビーム調整
器300は、ビーム方向転換素子301と、この素子301に結
合してそれに回転変位を与えるための一体型切り欠きリ
ンク機構303とを有している。切り欠きリンク機構303は
一体の金属ブロック板などの弾性体を加工して得られた
ものであって、矩形に配列した外枠メンバ311〜314が固
定部を形成している。第10図の右側に立設しているメン
バ314からは水平方向にアームメンバ315,316が伸びてお
り、それらの間の境界は切り欠き部321,322となってい
る。また、これらのアームメンバ315,316の左端は、切
り欠き部323,324を介してセンタメンバ317に連なってい
る。
(B-3) Configuration of Multi-Beam Adjuster 300 FIG. 10 is a perspective view of the multi-beam adjuster 300 constructed according to the above principle. Further, FIG. 11 is a conceptual side view thereof. In FIG. 10, the multi-beam adjuster 300 has a beam redirecting element 301 and an integral notch link mechanism 303 that is coupled to the element 301 and imparts rotational displacement thereto. The cutout link mechanism 303 is obtained by processing an elastic body such as an integral metal block plate, and the outer frame members 311 to 314 arranged in a rectangle form a fixing portion. Arm members 315 and 316 extend horizontally from a member 314 standing upright on the right side of FIG. 10, and cutout portions 321 and 322 form boundaries between them. The left ends of these arm members 315 and 316 are connected to the center member 317 via cutouts 323 and 324.

左下側の切り欠き部324に隣接して切り欠き部325が設
けられ、この切り欠き部325から右方へと他のアームメ
ンバ318が伸びている。このアームメンバ318は切り欠き
部326を介して外枠メンバ311に連結している。また、こ
のアームメンバ318の右端部は、切り欠き部327を介して
ピエゾ素子330に結合している。さらに、右側の外枠メ
ンバ314には支持部材331が取付けられており、この支持
部材331で支持されたマイクロメータ332を操作すること
により、ピエゾ素子330は上下方向に変位する。
A cutout portion 325 is provided adjacent to the cutout portion 324 on the lower left side, and another arm member 318 extends rightward from the cutout portion 325. The arm member 318 is connected to the outer frame member 311 via the notch 326. The right end portion of the arm member 318 is connected to the piezo element 330 via the cutout portion 327. Further, a support member 331 is attached to the right outer frame member 314, and by operating the micrometer 332 supported by this support member 331, the piezo element 330 is displaced in the vertical direction.

センタメンバ317にはビーム方向転換素子301が固定さ
れている。第10図の左側から入射する第1のビームB1
外枠メンバ312とセンタメンバ317とに設けられた貫通孔
341を通して素子301に至り、ハーフミラー面302を透過
した成分が、外枠メンバ314および支持部材331に設けら
れた貫通孔342を通ってビームBaとなる。また、上方か
ら与えられる第2のビームB2は、外枠メンバ313とアー
ムメンバ315とに設けた貫通孔343を通ってハーフミラー
面302に至る。このビームB2のうち、ハーフミラー面302
で反射した成分は貫通孔342を通ってビームBbとなる。
The beam redirecting element 301 is fixed to the center member 317. The first beam B 1 incident from the left side of FIG. 10 is a through hole provided in the outer frame member 312 and the center member 317.
Reaches the element 301 through 341, components transmitted through the half mirror surface 302, the beam B a through the through hole 342 provided in the outer frame member 314 and the support member 331. Further, the second beam B 2 given from above reaches the half mirror surface 302 through the through holes 343 provided in the outer frame member 313 and the arm member 315. Of this beam B 2 , the half mirror surface 302
The component reflected by becomes a beam B b through the through hole 342.

切り欠きリンク機構303は弾性体で形成されている
が、切り欠き部321〜327以外の部分は比較的大きな断面
を持っており、切り欠き部321〜327のみで弾性的なたわ
みを生ずる。このため、この切り欠きリンク機構330
は、切り欠き部321〜327をリンク節とし、メンバ315〜3
18をアームとするリンクを形成している。
The cutout link mechanism 303 is formed of an elastic body, but portions other than the cutout portions 321 to 327 have a relatively large cross section, and only the cutout portions 321 to 327 cause elastic bending. Therefore, this notch link mechanism 330
The cutouts 321-327 as link nodes, and members 315-3
A link with 18 as an arm is formed.

第11図に示すように、切り欠き部321と323との間には
Δuだけの高低差がある。同様に、切り欠き部322と324
との間にも高低差Δuがある。このため、切り欠きリン
ク機構303を模式的に表現した第12図において、アーム
メンバ315と316とのそれぞれの延長線は一点CAにおいて
交差する。また、メンバ315,316,317によって4節リン
ク機構340が形成され、切り欠き部326を支点とするテコ
341がこの4節リンク機構340に結合している。そして、
このリンク機構によるビーム方向転換素子301の変位が
前記距離2aに比してほぼ無視できお程度に各メンバの長
さが設定されている。したがって、4節リンク機構340
にリンク運動を与えたときには、センタメンバ317(し
たがって素子301)が、点CAを瞬時の回転中心として回
転する。このため、素子301と点CAとの距離が上記距離2
aとなるように切り欠きリンク機構303の各部分のサイズ
を定めておけば、点CAを第6図の回転中心CRとして、第
6図に相当する回転変位を素子301に与えることができ
る。
As shown in FIG. 11, there is a height difference of Δu between the cutouts 321 and 323. Similarly, cutouts 322 and 324
There is also a height difference Δu between and. Therefore, in FIG. 12 that schematically represents the cutout link mechanism 303, the extension lines of the arm members 315 and 316 intersect at a point C A. Further, the members 315, 316, 317 form a four-bar linkage mechanism 340, and the lever having the notch 326 as a fulcrum
341 is connected to the four-bar linkage 340. And
The length of each member is set so that the displacement of the beam redirecting element 301 by this link mechanism can be almost ignored compared to the distance 2a. Therefore, the four-bar linkage 340
When a link motion is applied to the center member 317 (and therefore the element 301), the center member 317 rotates about the point C A as an instantaneous center of rotation. Therefore, the distance between the element 301 and the point C A is
If the size of each part of the notch link mechanism 303 is determined so as to be a, it is possible to apply the rotational displacement corresponding to FIG. 6 to the element 301 with the point C A as the rotation center C R of FIG. it can.

一方、第12図のテコ341は、ピエゾ素子330によって駆
動される。たとえばピエゾ素子330に伸びを与えて切り
欠き部327に押下力FPを加えると、テコ341の左端に存在
する切り欠き部325には押上力FLが生じ、その結果、セ
ンタメンバ317には回転力FCが加わる。そして、それに
よって素子301は回転中心CA=CRのまわりに回転変位す
る。なお、第10図のマイクロメータ332は、素子301の初
期位置を定めるにあたっての粗調用である。
On the other hand, the lever 341 in FIG. 12 is driven by the piezo element 330. For example, when the piezoelectric element 330 is stretched and a pressing force FP is applied to the cutout portion 327, a pushup force FL is generated in the cutout portion 325 existing at the left end of the lever 341, and as a result, a rotational force is applied to the center member 317. FC is added. And, thereby, the element 301 is rotationally displaced around the center of rotation C A = C R. The micrometer 332 in FIG. 10 is for rough adjustment in determining the initial position of the element 301.

ピエゾ素子330の伸長量ΔLP(図示せず)と交差角θ
(第6図)との関係は、例えば有限要素法に基づく解析
によってあらかじめ知っておくことが可能である。実施
例において採用された切り欠きリンク機構300では、次
の(29)式が成立するようなサイズを有している。
The extension amount ΔL P (not shown) of the piezo element 330 and the crossing angle θ
The relationship with (Fig. 6) can be known in advance by analysis based on the finite element method, for example. The notch link mechanism 300 adopted in the embodiment has a size such that the following expression (29) is satisfied.

θ=2β=3.0ΔLP …(29) このため、所望の交差角θを得るための伸長量ΔL
Pが、(29)式に従ってピエゾ素子330に付与される。
θ = 2β = 3.0ΔL P (29) Therefore, the extension amount ΔL to obtain the desired crossing angle θ
P is given to the piezo element 330 according to the equation (29).

(B−4)ビームBa,Bbの偏向 第5図に戻って、このようにしてマルチビーム調整器
300で得られたビームBa,Bbは、ミラー210による反射を
受けた後、AOD213内の交差点PCにおいて互いに交差す
る。ただし、第5図においては、図示の便宜上、この交
差状態は示されていない。また、第6図において定義し
た距離aは、第5図の素子301からAOD213に至るまでの
光路長に相当する。さらに、第5図の構成では、ミラー
210においてビームBa,Bbの進行方向が変化するが、第6
図の回転中心CRは、第5図のマルチビーム調整器300と
ミラー210とを結ぶ直線をそのまま延長した先に存在す
る(第5図では図示せず)。
(B-4) Deflection of Beams B a and B b Returning to FIG.
300 obtained in beam B a, B b, after being reflected by the mirror 210 intersect each other at the intersection P C in AOD213. However, in FIG. 5, this intersecting state is not shown for convenience of illustration. The distance a defined in FIG. 6 corresponds to the optical path length from the element 301 in FIG. 5 to the AOD 213. Furthermore, in the configuration of FIG.
At 210, the traveling directions of the beams B a and B b change, but
The center of rotation C R in the figure exists at the point where the straight line connecting the multi-beam adjuster 300 and the mirror 210 in FIG. 5 is extended as it is (not shown in FIG. 5).

AOD213は、2つのビームBa,Bbを偏向方向DF0へ周期的
に偏向する。偏向後のビームBa,Bbはスキャンレンズ216
に至り、このスキャンレンズ216において、交差角θに
応じた相互間隔を持つ相互平行ビームとなる。そして、
このように平行化されたビームBa,Bbはミラー217で反射
され、描画ヘッド33内へ入射する。
AOD213 periodically deflecting the two beams B a, a B b the deflection direction DF 0. The deflected beams B a and B b are scanned by the scan lens 216.
In this scan lens 216, mutually parallel beams having a mutual interval according to the crossing angle θ are formed. And
The beams B a and B b thus collimated are reflected by the mirror 217 and enter the drawing head 33.

尚、マルチビーム調整器300で得られたビームBa,B
bは、慣用されるビームエキスパンダにより適宜その光
束を変えることができるが、この場合、こちらによるビ
ームのゆがみを考慮して前記の回転中心CR、ひいてはAO
D213の位置を決めればよい。
The beams B a and B obtained by the multi-beam adjuster 300
b can change its luminous flux appropriately by a commonly used beam expander, but in this case, the rotation center C R , and thus AO
Decide the position of D213.

(B−5)偏向方向調整器400 描画ヘッド33の初段部には、偏向方向調整器400が配
置されている。この偏向方向調整器400は、ペチャンプ
リズム401とプリズム回転機構402とを備えている。周知
のように、ペチャンプリズム401は「像回転プリズム」
の1種であり、ペチャンプリズム401をその中心軸まわ
りに回転させると、ペチャンプリズム401を介して得ら
れる像は、プリズム401の回転角の2倍の角度だけ回転
する。このため、第13図に示すように、ペチャンプリズ
ム401を角度φだけ回転させると、ビームBa,Bbの偏向方
向DF0は角度2φだけ回転し、ペチャンプリズム401の後
段側における偏向方向はDFとなる。
(B-5) Deflection Direction Adjuster 400 The deflection direction adjuster 400 is arranged at the first stage of the drawing head 33. The deflection direction adjuster 400 includes a Pechan prism 401 and a prism rotation mechanism 402. As is well known, the Pechan prism 401 is an “image rotation prism”.
When the Pechan prism 401 is rotated around its central axis, the image obtained through the Pechan prism 401 rotates by an angle twice the rotation angle of the prism 401. Therefore, as shown in FIG. 13, when the Pechan prism 401 is rotated by the angle φ, the deflection direction DF 0 of the beams B a and B b is rotated by the angle 2φ, and the deflection direction on the rear side of the Pechan prism 401 is Become DF.

第14図は偏向方向調整器400の具体例を示す斜視図で
あり、第15図はその正面図である。この偏向方向調整器
400においては、偏向方向回転手段としてのペチャンプ
リズム401と、このペチャンプリズム401自身をその中心
軸まわりに回転させることによりビームBa,Bbの偏向方
向を自在に回転させるプリズム回転機構(回転角変更手
段)402とが相互に結合されている。
FIG. 14 is a perspective view showing a specific example of the deflection direction adjuster 400, and FIG. 15 is a front view thereof. This deflection direction adjuster
In 400, a Pechan prism 401 as a deflection direction rotating means and a prism rotating mechanism (rotation angle that freely rotates the deflecting directions of the beams B a , B b by rotating the Pechan prism 401 itself around its central axis. Change means) 402 and are mutually connected.

プリズム回転機構402は、矩形の外枠体403の4隅から
板バネ404〜407を内側に向けて内向き放射線状に張り出
し、この板バネ404〜407によって内枠体408を支持して
いる。内枠体408の内部にはペチャンプリズム401が固定
されており、ペチャンプリズム408の上面にはミラー409
が取付けられている。また、内枠体408と外枠体403との
間には、水平方向に2本のピエゾ素子410,411が介挿さ
れている。この2本のピエゾ素子410,411のそれぞれの
両端には切り欠き部412〜415(第15図)を有する弾性メ
ンバが設けられている。また、ピエゾ素子410,411のそ
れぞれの取付け高さは互いに異なり、第15図に示すよう
に、ペチャンプリズム401の中心点Z0の高さからそれぞ
れ上方および下方に同一距離ΔZだけずれている。その
結果、ピエゾ素子410,411を同一量だけ伸長させると、
その伸長力によってペチャンプリズム401に偶力が働
き、ペチャンプリズム401は中心点Z0のまわりに回転す
る。また、ピエゾ素子410,411への駆動信号を不活性化
すると、板バネ404〜407の弾性力によってペチャンプリ
ズム401は初期位置(角度)へと戻る。
The prism rotation mechanism 402 projects leaf springs 404 to 407 radially inward from four corners of a rectangular outer frame body 403, and supports the inner frame body 408 by the leaf springs 404 to 407. A Pechan prism 401 is fixed inside the inner frame body 408, and a mirror 409 is provided on the upper surface of the Pechan prism 408.
Is installed. In addition, two piezo elements 410 and 411 are horizontally inserted between the inner frame body 408 and the outer frame body 403. Elastic members having notches 412 to 415 (FIG. 15) are provided at both ends of each of the two piezoelectric elements 410 and 411. The mounting heights of the piezo elements 410 and 411 are different from each other, and as shown in FIG. 15, they are deviated by the same distance ΔZ from the height of the center point Z 0 of the Pechan prism 401, respectively. As a result, when the piezoelectric elements 410 and 411 are expanded by the same amount,
A couple acts on the Pechan prism 401 by the extension force, and the Pechan prism 401 rotates around the center point Z 0 . Further, when the drive signals to the piezo elements 410 and 411 are deactivated, the elastic force of the leaf springs 404 to 407 causes the Pechan prism 401 to return to the initial position (angle).

外枠体402の上辺部には、半導体レーザ発振器416とビ
ームスプリッタ417とが取付けられている。レーザ発振
器416から出射したレーザビームLS(第15図)は、ビー
ムスプリッタ417で反射された後に透孔418を介してミラ
ー409に到達する。ミラー409で反射されたレーザビーム
LSは上方へと向い、ビームスプリッタ417および透孔419
を経て、外枠体403の上方に固定されているPSD(Positi
on Sensing Device)420へと至る。したがって、ピエゾ
素子410,411の駆動によってペチャンプリズム401が回転
すると、その回転角φ(第14図および第15図には図示せ
ず)が、PSD420上の光スポットの位置変位として検出さ
れる。
A semiconductor laser oscillator 416 and a beam splitter 417 are attached to the upper side of the outer frame 402. The laser beam L S (FIG. 15) emitted from the laser oscillator 416 reaches the mirror 409 via the through hole 418 after being reflected by the beam splitter 417. Laser beam reflected by mirror 409
L S faces upwards, beam splitter 417 and through hole 419
Through the PSD (Positi) that is fixed above the outer frame 403.
on Sensing Device) 420. Therefore, when the Pechan prism 401 is rotated by driving the piezo elements 410 and 411, the rotation angle φ (not shown in FIGS. 14 and 15) is detected as the positional displacement of the light spot on the PSD 420.

第16図は、偏向方向調整器400の制御ブロック図であ
る。描画制御装置70に対して所望の画素ピッチPの値が
入力される。描画制御装置70では、この画素ピッチPに
基づいて、走査線の傾きを補償するための補償角δを演
算して求める。すなわち、画素ピッチPに対応するビー
ム偏向速度をVXとし、Y方向の感材送り速度をVYとした
とき、補償角δは δ(VY/VX) …(30) のように定まる。なお、速度VX,VYと画素ピッチPとの
間には、 VXτ=P …(31) VYτ=2P …(32) の関係があり、τXはそれぞれ、X方向およびY方
向についての走査クロックのクロック周期である。そし
て画素ピッチPを変更するときには、たとえばτとVY
とが変更される。また、描画制御装置70からは、現在描
画中のストリップが奇数番目のストリップか偶数番目の
ストリップかを示すストリップ指示信号SCが与えられて
いる。
FIG. 16 is a control block diagram of the deflection direction adjuster 400. A desired pixel pitch P value is input to the drawing control device 70. The drawing control device 70 calculates and obtains the compensation angle δ for compensating the inclination of the scanning line based on the pixel pitch P. That is, when the beam deflection speed corresponding to the pixel pitch P is V X and the photosensitive material feed speed in the Y direction is V Y , the compensation angle δ is determined as δ (V Y / V X ) (30) . There is a relationship of V X τ X = P (31) V Y τ Y = 2P (32) between the velocities V X , V Y and the pixel pitch P, and τ X and τ Y are respectively , X-direction and Y-direction are clock cycles of the scanning clock. When changing the pixel pitch P, for example, τ X and V Y
And are changed. Further, the drawing control device 70 supplies a strip instruction signal S C indicating whether the strip currently being drawn is an odd-numbered strip or an even-numbered strip.

指令値発生回路440では、補償角δからペチャンプリ
ズム回転角φを演算して求める。第13図で説明した偏
向方向回転の原理に従って、この角度φは、 φ=γ(δ/2) …(33) で与えられる。ただし、係数γは、描画中のストリップ
が奇数番目のストリップのとき(+1)であり、偶数番
目のストリップのとき(−1)である。
In the command value generation circuit 440, the Pechan prism rotation angle φ 0 is calculated from the compensation angle δ. According to the principle of rotation in the deflection direction described with reference to FIG. 13, this angle φ 0 is given by φ 0 = γ (δ / 2) (33). However, the coefficient γ is (+1) when the strip being drawn is an odd-numbered strip and (−1) when it is an even-numbered strip.

一方、周知のように、PSD420からは、その中に設けら
れている一対の電極から一対の検出信号S1,S2(第16
図)が出力される。周知のPSD信号処理回路430ではこれ
らの検出信号S1,S2に基づいて、PSD420の検出面上にお
ける光スポット変位Δtを演算して求める。また、この
光スポット変位Δtを2lP(lPはミラー409とPSD420との
距離)で除算し、ペチャンプリズム401の実際の回転角
φを求める。この除算において係数“2"があるのは、プ
リズム401の回転角φの2倍が検出ビームLSの偏向角と
なっているためである。
On the other hand, as is well known, the PSD 420 outputs a pair of detection signals S 1 , S 2 (sixteenth signal) from a pair of electrodes provided therein.
(Fig.) Is output. The known PSD signal processing circuit 430 calculates and obtains the light spot displacement Δt on the detection surface of the PSD 420 based on these detection signals S 1 and S 2 . Further, this light spot displacement Δt is divided by 2 l P (l P is the distance between the mirror 409 and PSD 420) to obtain the actual rotation angle φ of the Pechan prism 401. The coefficient “2” is present in this division because the deflection angle of the detection beam L S is twice the rotation angle φ of the prism 401.

この実際の回転角φの値と指令回転角φの値とはPI
D制御回路442に取込まれる。PID制御回路442はこれらの
偏差(φ−φ)についての比例信号、積分信号および
微分信号を生成し、それらの組合せとしてのPID制御信
をピエゾドライバ443に出力する。そして、ピエゾドラ
イバ443はピエゾ素子駆動信号SPZを発生し、それによっ
てピエゾ素子410,411を同一量だけ伸縮させる。
The value of this actual rotation angle φ and the value of the command rotation angle φ 0 are PI
It is taken into the D control circuit 442. The PID control circuit 442 generates a proportional signal, an integral signal, and a differential signal for these deviations (φ 0 −φ), and the PID control signal as a combination thereof. Is output to the piezo driver 443. Then, the piezo driver 443 generates the piezo element drive signal SPZ , and thereby expands and contracts the piezo elements 410 and 411 by the same amount.

以上のようなクローズドループ制御を行なうことによ
り、ペチャンプリズム401の回転角φは指令値φと一
致するようになり、さらに、ピエゾ素子のヒステリシア
スのによる影響も除外され、その結果としてビームBa,B
bの偏向方向も角度δ(=2φ)だけ回転する。もっ
とも、偏向方向調整器400の制御にあたっては、オープ
ンループ制御を行なってもよい。ただし、ピエゾ素子に
はヒステリシスが存在するため、回転角φを変化させる
際にはいったんピエゾ素子駆動信号SPZを“0"として、
ピエゾ素子410,411の原点復帰を行なわせることが望ま
しい。
By performing the closed loop control as described above, the rotation angle φ of the Pechan prism 401 becomes equal to the command value φ 0, and further, the influence of the hysteresis of the piezo element is excluded, and as a result, the beam B a , B
The deflection direction of b also rotates by the angle δ (= 2φ 0 ). However, in controlling the deflection direction adjuster 400, open loop control may be performed. However, since there is hysteresis in the piezo element, when changing the rotation angle φ, once set the piezo element drive signal S PZ to “0”,
It is desirable to return the piezoelectric elements 410 and 411 to the origin.

(B−6)可変集光機構500 再び第5図に戻って、偏向方向回転後のビームBa,Bb
はリレーレンズ218を介して可変集光機構500に与えられ
る。第17図はリレーレンズ218の機能を示す図であり、
便宜上、ペチャンプリズム401はその配置位置のみが示
されており、また第5図のミラー217は省略されてい
る。第17図に示すように、スキャンレンズ216を出た後
のビームBa,Bbは相互に平行なビームであり、ビームBa,
Bbのそれぞれは収束光束となっている。そして、それぞ
れの収束点Fa,Fbの位置にペチャンプリズム218が配置さ
れる。なお、ペチャンプリズム218による光路長分を配
慮すれば、このFa,Fbに限ることなく、偏向後の位置で
あれば、適宜配置することができる。リレーレンズ218
によってビームBa,Bbは交差光とされ、後述する対物レ
ンズ501(または502〜504)によって、ビームBa,Bbは感
材1上に集光される。このように、スキャンレンズ216
とリレーレンズ218とによる2段集光を行なうのは、単
一のスキャンレンズ216のみによって集光を行なうより
も設計の自由度が増加するためである。
(B-6) Variable condensing mechanism 500 Returning to FIG. 5 again, the beams B a and B b after rotation in the deflection direction
Is given to the variable focusing mechanism 500 via the relay lens 218. FIG. 17 is a diagram showing the function of the relay lens 218,
For convenience, only the position of the Pechan prism 401 is shown, and the mirror 217 in FIG. 5 is omitted. As shown in FIG. 17, the beams B a and B b after having exited the scan lens 216 are beams parallel to each other, and the beams B a and
Each of B b is a convergent light flux. Then, each of the convergence point F a, Pechan prism 218 to the position of the F b is arranged. Note that consideration is given to the optical path length caused by Pechan prism 218, if the F a, not limited to F b, the position after the deflection, can be appropriately arranged. Relay lens 218
Thus, the beams B a and B b are made to cross light, and the beams B a and B b are condensed on the photosensitive material 1 by the objective lens 501 (or 502-504) described later. In this way, the scan lens 216
The reason why the two-stage light collection is performed by the relay lens 218 and the relay lens 218 is that the degree of freedom in design is increased as compared with the case where only a single scan lens 216 collects light.

一方、第5図の可変集光機構500では、焦点距離が互
いに異なる複数個の対物レンズ501〜504の配列を穴あき
円板状のレンズホルダ505で保持している。レンズホル
ダ505の外周面は歯車面となっており、この歯車面と駆
動ギア508の歯車面とが噛合している。駆動ギア508は駆
動モータ507で回転駆動され、それによってレンズホル
ダ505は軸506のまわりに回転する。
On the other hand, in the variable condensing mechanism 500 of FIG. 5, a plurality of objective lenses 501 to 504 having different focal lengths are held by a perforated disk-shaped lens holder 505. The outer peripheral surface of the lens holder 505 is a gear surface, and this gear surface and the gear surface of the drive gear 508 mesh with each other. The drive gear 508 is rotationally driven by the drive motor 507, which causes the lens holder 505 to rotate about the axis 506.

このようなターレット式のレンズホルダ505において
ひとつの対物レンズ(たとえば501)が選択され、その
対物レンズ501がビームBa,Bbの光路内に回転移動する。
そして、対物レンズ501固有の縮小率でビームBa,Bbが感
材1上に縮小投射される。また、他の対物レンズ502を
選択し、それによってビームBa,Bbを集光すると、感材
1上でのビームBa,BbのスポットSPa,SPb(17図)のサイ
ズと相互距離lとが変化する。したがって、この実施例
では、スポットSPa,SPbのサイズは、対物レンズ501〜50
4の中からの選択自由度に応じて4通りに変更可能であ
る。
One objective lens (for example, 501) is selected in the turret type lens holder 505, and the objective lens 501 is rotationally moved in the optical paths of the beams B a and B b .
Then, the beams B a and B b are reduced and projected onto the photosensitive material 1 at a reduction ratio specific to the objective lens 501. When another objective lens 502 is selected and the beams B a and B b are condensed by the objective lens 502, the size of the spots SP a and SP b (FIG. 17) of the beams B a and B b on the photosensitive material 1 is determined. The mutual distance l changes. Therefore, in this embodiment, the sizes of the spots SP a and SP b are the objective lenses 501 to 50.
It can be changed in 4 ways according to the degree of freedom of selection from among the 4.

尚、上記の「スキャンレンズ217とリレーレンズ218」
又は「リレーレンズと対物レンズは、各々、ズームレン
ズなどの焦点距離可変の光学系で構成してもよい。
The above "scan lens 217 and relay lens 218"
Alternatively, “the relay lens and the objective lens may each be configured by an optical system having a variable focal length such as a zoom lens.

(B−7)実施例の総括 以上の構成において、可変集光機構500における対物
レンズの選択変更を通じてスポットSPa,SPbのサイズと
相互距離lとを、たとえば、 サイズ:d1→d2 距離:l1→l2 のように変更するとともに、マルチビーム調整器300に
よって距離l2をl1へと戻すように交差角θを変更すれ
ば、結果としてスポットサイズのみを変更可能である。
また、対物レンズの変更は行なわずに交差角θのみを変
更すれば、距離lのみの変更が達成され、それによっ
て、スポットサイズを固定したままで画素ピッチの変更
が可能となる。
(B-7) Summary of Examples In the above-described configuration, the size of the spots SP a and SP b and the mutual distance l are changed by changing the selection of the objective lens in the variable focusing mechanism 500, for example, size: d 1 → d 2 If the distance: l 1 → l 2 is changed and the crossing angle θ is changed so that the distance l 2 is returned to l 1 by the multi-beam adjuster 300, only the spot size can be changed as a result.
Further, if only the intersection angle θ is changed without changing the objective lens, only the distance 1 can be changed, whereby the pixel pitch can be changed with the spot size fixed.

さらに第18図(a)に示すように感材1が(−Y)方
向へ送られるときには、偏向方向調整手段400によっ
て、X軸から右下りに測った角度δだけビーム偏向方向
を変化させる。すると、感材1の表面上で見た場合に
は、感材1の送りによる走査線の傾きが補償されて、第
18図(b)のようにX方向に平行な走査線が得られる。
感材1が(+Y)方向に送られる場合(第18図(c))
には、補償角δの方向を反転させれば、やはり第18図
(b)の走査線が得られる。画素ピッチの変更に伴って
走査速度を変更するごとに、補償角δの大きさも変化さ
せる。
Further, when the photosensitive material 1 is fed in the (-Y) direction as shown in FIG. 18 (a), the deflection direction adjusting means 400 changes the beam deflection direction by an angle δ measured downward to the right from the X axis. Then, when viewed on the surface of the photosensitive material 1, the inclination of the scanning line due to the feeding of the photosensitive material 1 is compensated, and
Scanning lines parallel to the X direction are obtained as shown in FIG.
When the photosensitive material 1 is fed in the (+ Y) direction (Fig. 18 (c))
If the direction of the compensation angle δ is reversed, the scanning line of FIG. 18 (b) can be obtained. The magnitude of the compensation angle δ is also changed every time the scanning speed is changed along with the change of the pixel pitch.

C.変形例 (C−1)3本以上のビーム使用 この発明は、2本のレーザビームを用いる場合に限ら
ず、3本以上のレーザビームを用いて描画を行なう装置
にも適用可能である。たとえば第19A図に示す3本のビ
ームB1〜B3を交差ビームBa〜Bcへと変換する場合、ハー
フミラー面302A,302Bをそれぞれ有する2つのビーム方
向転換素子(図示せず)によって、ビームB2とB3とのそ
れぞれの進行方向を転換する。そして、第10図の切り欠
きリンク機構330と同様の機構を2つの準備し、ハーフ
ミラー面302A,302Bとを個別に回転変位させる。ただ
し、ハーフミラー面302A,302Bと交差点PCとのそれぞれ
の距離は互いに異なるため、回転中心までの距離は互い
に異なる値とされる。このようにすると、交差角θ12,
θ13のそれぞれを任意に変更することができる。
C. Modified Example (C-1) Use of Three or More Beams The present invention is not limited to the case of using two laser beams, but can be applied to an apparatus that performs drawing using three or more laser beams. . For example, when converting the three beams B 1 to B 3 shown in FIG. 19A into the cross beams B a to B c , two beam redirecting elements (not shown) having half mirror surfaces 302 A and 302 B , respectively. ), The traveling directions of the beams B 2 and B 3 are changed. Then, two mechanisms similar to the cutout link mechanism 330 of FIG. 10 are prepared, and the half mirror surfaces 302 A and 302 B are individually rotationally displaced. However, since the distances between the half mirror surfaces 302 A and 302 B and the intersection P C are different from each other, the distances to the rotation centers are different values. By doing this, the intersection angle θ 12 ,
Each of θ 13 can be changed arbitrarily.

なお、3本以上のビームを用いる場合、感材1上にお
けるそれらのスポット間隔は必ずしも同一でなくてもよ
い。一般に、m本(m≧2)のビームを用いる場合、そ
れらの感材1上における相互距離l12,l13,…,l1m(第19
B図)が、 l1j=[mIj+(j−1)]P (j=2〜m,Ijは自然数) …(33) を満足するように選択すれば、1回のビーム偏向ごとに
画素ピッチPのm倍の距離だけ感材1を移動させること
により、描画エリアの全体をカバーする描画が可能であ
る。これは、走査線の配列をm本ごとに区分し、各区分
内においてi番目(1≦i≦m)の走査線はi番目のビ
ームで走査するという規則に対応している。このため、
上記(33)式の条件下で任意にスポット間距離を変更す
ればよい。
When three or more beams are used, the spot intervals on the photosensitive material 1 do not necessarily have to be the same. Generally, when using a beam of the m (m ≧ 2), the mutual distance l 12, l 13 in their photosensitive material on 1, ..., l 1 m (19
B) is selected so as to satisfy l 1j = [mI j + (j-1)] P (j = 2 to m, I j is a natural number) (33) By moving the photosensitive material 1 by a distance m times the pixel pitch P, it is possible to perform drawing covering the entire drawing area. This corresponds to the rule that the array of scanning lines is divided into m lines, and the i-th (1 ≦ i ≦ m) scanning line is scanned with the i-th beam in each section. For this reason,
The spot-to-spot distance may be arbitrarily changed under the condition of the above formula (33).

(C−2)マルチビーム調整器300の変形 マルチビーム調整器300は、ビーム方向転換素子301に
回転変位を与えるように構成されればよい。このため、
第20図に示すように、素子301をステージ370上に固定
し、切り欠きリンクを介してピエゾ素子371,372でこの
ステージ370を支持する構造でもよい。この場合、ピエ
ゾ素子71,372の伸長量を互いに異なったものとすること
により、素子301は図のθ方向に回転変位する。
(C-2) Modification of Multi-Beam Adjuster 300 The multi-beam adjuster 300 may be configured to give rotational displacement to the beam redirecting element 301. For this reason,
As shown in FIG. 20, the element 301 may be fixed on the stage 370, and the stage 370 may be supported by the piezo elements 371 and 372 via cutout links. In this case, by making the expansion amounts of the piezo elements 71 and 372 different from each other, the element 301 is rotationally displaced in the θ a direction in the drawing.

また、第21図に示すように、アーム381〜383を順次に
結合した4節リンク機構を用いれば、アーム381,383の
それぞれの延長線の交点PRを回転中心として素子301が
回転変位する。
Further, as shown in FIG. 21, if a four-joint link mechanism in which arms 381 to 383 are sequentially connected is used, the element 301 is rotationally displaced about the intersection P R of the extension lines of the arms 381 and 383 as the center of rotation.

(C−3)偏向方向調整器400の変形 像回転プリズムとしては、ペチャンプリズムのほかに
たとえばダブプリズム450(第22図)がある。したがっ
て、第14図のプリズム回転機構402を用いてこのダブプ
リズム450をその中心軸まわりに回転させることによ
り、偏向方向DFを変更してもよい。ただし、ダブプリズ
ム450に収束ビームを通すと非点収差が発生するため、
ダブプリズム450を用いた偏向方向調整器は、第5図の
ビームエキスパンダ214とスキャンレンズ216との間に設
けることが望ましい。ダブプリズム450を用いた偏向方
向調整器をスキャンレンズ216の後段に配置する場合に
は、第23図に示すように、非点収差補正用レンズ451を
スキャンレンズ216の前段側に設けておく。ペチャンプ
リズム401の場合にはこのような非点収差は生じないた
め、AOD213から可変集光機構500までの区間の任意の位
置に設置可能である。
(C-3) Deformation of the deflection direction adjuster 400 As the image rotation prism, there is a Dove prism 450 (FIG. 22) in addition to the Pechan prism. Therefore, the deflection direction DF may be changed by rotating the Dove prism 450 around its central axis using the prism rotating mechanism 402 shown in FIG. However, astigmatic aberration occurs when passing the convergent beam through the Dove prism 450,
The deflection direction adjuster using the Dove prism 450 is preferably provided between the beam expander 214 and the scan lens 216 in FIG. When the deflection direction adjuster using the Dove prism 450 is arranged at the rear stage of the scan lens 216, the astigmatism correction lens 451 is provided at the front stage side of the scan lens 216 as shown in FIG. In the case of the Pechan prism 401, since such astigmatism does not occur, it can be installed at any position in the section from the AOD 213 to the variable condensing mechanism 500.

ダブプリズム450は、第24図に示すように、3枚のミ
ラー452〜454と等価である。このため、この3枚のミラ
ー452〜454の相対位置を変えずにこれらを回転させても
よい。
The Dove prism 450 is equivalent to the three mirrors 452 to 454 as shown in FIG. Therefore, these three mirrors 452 to 454 may be rotated without changing their relative positions.

レーザビームBa,Bbの偏向方向を変化させるには、第2
5図に示すようにミラー455を用いてもよい。ミラー455
をφ方向に回転すると偏向方向DFもまた回転する。た
だし、ミラー455ではその回転に伴ってビームBa,Bbの反
射位置が変位するため、ミラー455での反射後でのビー
ムBa,Bbの光軸がずれる。このため、ペチャンプリズム4
01やダブプリズム450を用いる方が望ましい。
To change the deflection direction of the laser beams B a and B b , use the second
A mirror 455 may be used as shown in FIG. Mirror 455
When is rotated in the φ m direction, the deflection direction DF also rotates. However, since the reflection positions of the beams B a and B b are displaced with the rotation of the mirror 455, the optical axes of the beams B a and B b after being reflected by the mirror 455 are deviated. For this reason, Pechan Prism 4
It is preferable to use 01 or Dove prism 450.

第26図はペチャンプリズム401を回転させるための他
の機構460を示す。この機構460は、ウインドウ461を有
する円板462を使用し、ウインドウ461内にペチャンプリ
ズム401を収容している。円板462は基台463上に回転自
在に取付けられ、ピエゾ素子463の伸縮によってその中
心軸まわりに回転する。その結果、ペチャンプリズム40
1もφ方向に回転する。
FIG. 26 shows another mechanism 460 for rotating the Pechan prism 401. This mechanism 460 uses a disc 462 having a window 461, and the Pechan prism 401 is housed in the window 461. The disc 462 is rotatably mounted on the base 463, and is rotated around its central axis by the expansion and contraction of the piezo element 463. As a result, Pechan Prism 40
1 also rotates in the φ direction.

第27図に示すさらに他の機構470では4節切り欠きリ
ンク機構471をピエゾ素子472で駆動する。ただし、斜辺
を構成する2つのアームメンバ473,474のそれぞれの延
長線はペチャンプリズム401の中心点Z0で交差するよう
になっている。この機構470によれば、ピエゾ素子472の
伸縮に伴って、ペチャンプリズム401がその中心点Z0
わりに回転する。
In still another mechanism 470 shown in FIG. 27, a four-node cutout link mechanism 471 is driven by a piezo element 472. However, the extension lines of the two arm members 473 and 474 forming the hypotenuse intersect at the center point Z 0 of the Pechan prism 401. According to this mechanism 470, the Pechan prism 401 rotates around its center point Z 0 as the piezo element 472 expands and contracts.

第28図はダブプリズム450を回転させる機構の他の例
を示す。ダブプリズム450をステージ481上に固定し、こ
のステージ481を2本のピエゾ素子482,483で支持する。
ピエゾ素子482,483を互いに逆方向に伸縮させることに
より、ダブプリズム450を回転させることができる。な
お、第26図〜第28図に示した各機構は、ペチャンプリズ
ム401およびダブプリズム450のいずれにも適用可能であ
る。
FIG. 28 shows another example of the mechanism for rotating the Dove prism 450. The dove prism 450 is fixed on the stage 481, and the stage 481 is supported by the two piezo elements 482 and 483.
The Dove prism 450 can be rotated by expanding and contracting the piezo elements 482 and 483 in opposite directions. The mechanisms shown in FIGS. 26 to 28 can be applied to both the Pechan prism 401 and the Dove prism 450.

第29図は、第25図のようなミラー455を用いて偏向方
向を回転する機構の例を示す。三角柱の形状を有するス
テージ491をピエゾ素子492,493で支持し、このピエゾ素
子492,493を互いに逆方向に伸縮させることにより、ミ
ラー455が回転する。
FIG. 29 shows an example of a mechanism for rotating the deflection direction using the mirror 455 as shown in FIG. A stage 491 having a triangular prism shape is supported by piezo elements 492 and 493, and the piezo elements 492 and 493 are expanded and contracted in opposite directions, whereby the mirror 455 rotates.

(C−4)他の変形例 画素ピッチの変更に伴う走査線の傾きは、上述のよう
に偏向方向調整器400を用いて補償することが好まし
い。しかしながら、感材1の送り速度VYが比較的小さ
く、かつ描画走査が一方向走査の場合などには、傾き補
償を行なわなくても実用に耐えることがある。このた
め、偏向方向調整器400を省略した構成もこの発明の範
囲に含まれる。
(C-4) Other Modifications It is preferable that the inclination of the scanning line due to the change of the pixel pitch is compensated by using the deflection direction adjuster 400 as described above. However, when the feed speed V Y of the photosensitive material 1 is relatively small and the drawing scanning is one-way scanning, it may be practical without the tilt compensation. Therefore, a configuration in which the deflection direction adjuster 400 is omitted is also included in the scope of the present invention.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、この発明の第1の構成によれ
ば、偏向手段における複数の光ビームの交差角を可変と
して複数の光ビームの相互距離を任意に変え得るように
しているため、感材上における画素ピッチを、スポット
サイズとは独立に変更可能である。しかも、この構成に
よれば、交差角変更手段によりビーム方向転換手段を回
転変位することのみにより、常に所定点で光ビームを交
差させながらその交差角度を変更することができ、簡単
な構成で画素ピッチを変更することができる。また、複
数の光ビームは常に偏向手段において交差するため、光
ビームの相互距離を変更する場合にも、光ビームが変更
手段からそれてしまうこともない。
As described above, according to the first configuration of the present invention, the mutual distance between the plurality of light beams can be arbitrarily changed by changing the crossing angle of the plurality of light beams in the deflecting means. The pixel pitch above can be changed independently of the spot size. Moreover, according to this configuration, the intersection angle can be changed while always intersecting the light beams at a predetermined point only by rotationally displacing the beam direction changing means by the intersection angle changing means, and the pixel can be easily configured. You can change the pitch. Further, since the plurality of light beams always intersect at the deflecting means, the light beams do not deviate from the changing means when changing the mutual distance of the light beams.

また、第2の構成によれば、焦点距離可変光学系を用
いて集光手段を構成しているため、この集光手段と上記
第1の構成との組合わせによって、スポットサイズもま
た独立に変更可能となる。
Further, according to the second configuration, since the condensing unit is configured by using the variable focal length optical system, the spot size is also independently set by the combination of the condensing unit and the first configuration. It can be changed.

さらに、第3の構成によれば、画素ピッチの変更に伴
って走査線の傾き角が変化した場合にも、その傾きを常
に補償することができる。往復走査の場合には、往復い
ずれにおいても走査線の傾きを補償できるため、描画の
高速性を確保するための往復走査において、感材上に得
られた画像のゆがみを防止可能である。
Further, according to the third configuration, even when the tilt angle of the scanning line changes with the change of the pixel pitch, the tilt can be always compensated. In the case of reciprocal scanning, the inclination of the scanning line can be compensated in both reciprocating operations, so that it is possible to prevent distortion of the image obtained on the photosensitive material in reciprocal scanning for ensuring high-speed drawing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、この発明の一実施例である走査光学系200を
組込んだ描画システム100の斜視図、 第2図および第3図は、描画システム100における感材
1の走査原理の説明図、 第4図は、描画システム100の電気的構成の概略を示す
ブロック図、 第5図は、走査光学系200の構成図、 第6図から第9図は、ビーム方向転換素子301の回転に
よる交差角θの変更の説明図、 第10図,第11図および第12図はそれぞれマルチビーム調
整器300の斜視図、側面図および機構模式図、 第13図はペチャンプリズム401の説明図、 第14図および第15図はそれぞれ、偏向方向調整器400の
斜視図および正面図、 第16図は、偏向方向調整器400の制御ブロック図、 第17図は、走査光学系200の内部におけるレーザビーム
の光路の説明図、 第18図は、走査線の傾き補償の説明図、 第19A図は、3本のレーザビームを用いた場合の交差角
変更の説明図、 第19B図は、任意の本数のレーザビームを用いた場合の
スポット間隔の説明図、 第20図および第21図は、マルチビーム調整器の変形例の
説明図、 第22図は、ダブプリズム450の説明図、 第23図から第29図は、偏向方向調整器の変形例の説明
図、 第30図は、マルチビームによる描画の説明図、 第31A図から第31C図は、走査線の傾きの説明図である。 1……感材、2……描画エリア、 2a〜2z……ストリップ、33……描画ヘッド、 100……描画システム、200……走査光学系、 207a,207b……AOM、 213……AOD、 300……マルチビーム調整器、 301……ビーム方向転換素子、 302……ハーフミラー面、 303……切り欠きリンク機構、 400……偏向方向調整器、 401……ペチャンプリズム、 402……プリズム回転機構、 500……可変集光機構、 501〜504……対物レンズ、 Ba,Bb……レーザビーム、 d……スポットサイズ、P……画素ピッチ、 l……スポット間距離、DF……偏向方向
FIG. 1 is a perspective view of a drawing system 100 incorporating a scanning optical system 200 according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are explanatory views of a scanning principle of a photosensitive material 1 in the drawing system 100. 4, FIG. 4 is a block diagram showing an outline of an electrical configuration of the drawing system 100, FIG. 5 is a configuration diagram of the scanning optical system 200, and FIGS. 6 to 9 are diagrams showing rotation of the beam redirecting element 301. FIGS. 10, 11, and 12 are perspective views of the multi-beam adjuster 300, a side view and a schematic view of the mechanism, and FIG. 13 is an explanatory view of the Pechan prism 401, respectively. 14 and 15 are respectively a perspective view and a front view of the deflection direction adjuster 400, FIG. 16 is a control block diagram of the deflection direction adjuster 400, and FIG. 17 is a laser beam inside the scanning optical system 200. 18 is an explanatory view of the optical path of FIG. 18, FIG. 18 is an explanatory view of scanning line inclination compensation, and FIG. 19A is FIG. 19B is an explanatory view of changing a crossing angle when three laser beams are used, FIG. 19B is an explanatory view of a spot interval when an arbitrary number of laser beams are used, and FIGS. 20 and 21 are multi-beams. Explanatory drawing of a modified example of the adjuster, FIG. 22 is an explanatory view of the Dove prism 450, FIGS. 23 to 29 are explanatory views of a modified example of the deflection direction adjuster, and FIG. 30 is drawing by a multi-beam. And FIGS. 31A to 31C are explanatory diagrams of the inclination of the scanning line. 1 ... sensitive material, 2 ... drawing area, 2a-2z ... strip, 33 ... drawing head, 100 ... drawing system, 200 ... scanning optical system, 207a, 207b ... AOM, 213 ... AOD, 300 …… Multi-beam adjuster, 301 …… Beam direction changing element, 302 …… Half mirror surface, 303 …… Notch link mechanism, 400 …… Deflection direction adjuster, 401 …… Pechan prism, 402 …… Prism rotation mechanism, 500 ...... variable condensing mechanism, 501 to 504 ...... objective lens, B a, B b ...... laser beam, d ...... spot size, P ...... pixel pitch, l ...... spot distance, DF ...... Deflection direction

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 巧 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る4 丁目天神北町1番地の1 大日本スクリ ーン製造株式会社内 (72)発明者 和田 康之 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る4 丁目天神北町1番地の1 大日本スクリ ーン製造株式会社内 (56)参考文献 実開 昭58−69817(JP,U) 実開 昭61−42515(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Takumi Yoshida, Teranouchi, Horikawa-dori, Kamigyo-ku, Kyoto Prefecture 1 at 1 Tenjin Kitamachi 4-chome, Horikawa-dori Teranouchi, Kamigyo-ku, Kyoto, Kyoto Prefecture (1) Within Dainippon Screen Manufacturing Co., Ltd. (56) References 42515 (JP, U)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】変調された複数の光ビームからなるビーム
群を周期的に偏向し、偏向された前記ビーム群によって
感材を走査しつつ、前記感材と前記ビーム群とを相対的
に相対的移動方向に移動させて、前記感材上の描画領域
を順次に露光するために使用される走査光学系であっ
て、 (a) 変調された前記複数の光ビームを、所定点で交
差する第1の光ビーム群へと転換するビーム方向転換手
段と、 (b) 前記ビーム方向転換手段に結合されて、前記ビ
ーム方向転換手段に回転変位を与えることにより、前記
所定点における前記第1の光ビーム群の交差角を変化さ
せる交差角変更手段と、 (c) 前記所定点に配置されて、前記第1の光ビーム
群を周期的に偏向し、それによって第2の光ビーム群を
生成する偏向手段と、 (d) 前記第2の光ビーム群に属する光ビームのそれ
ぞれを前記感材上に集光する集光手段と、を備え、 前記交差角変更手段は、該交差角変更手段から前記偏向
手段までの距離の約2倍の距離だけ前記交差角変更手段
から前記偏向手段側へ離れた点を回転中心として前記ビ
ーム方向転換手段を回転変位させることを特徴とする走
査光学系。
1. A beam group consisting of a plurality of modulated light beams is periodically deflected, and the beam is deflected to scan a photosensitive material, and the photosensitive material and the beam group are relatively moved. A scanning optical system used for sequentially exposing the drawing areas on the photosensitive material by moving the plurality of modulated light beams at predetermined points. Beam redirecting means for redirecting to a first light beam group, and (b) being coupled to the beam redirecting means for rotationally displacing the beam redirecting means so as to provide the first beam at the predetermined point. A crossing angle changing means for changing a crossing angle of the light beam group; and (c) is arranged at the predetermined point to periodically deflect the first light beam group, thereby generating a second light beam group. Deflecting means for: (d) the second Condensing means for condensing each of the light beams belonging to the beam group onto the light-sensitive material, wherein the intersection angle changing means is about twice the distance from the intersection angle changing means to the deflecting means. A scanning optical system, wherein the beam direction changing means is rotationally displaced about a point distant from the intersection angle changing means to the deflecting means side as a rotation center.
【請求項2】集光手段は、焦点距離可変光学系を具備し
てなる請求項1記載の走査光学系。
2. The scanning optical system according to claim 1, wherein the focusing means comprises a variable focal length optical system.
【請求項3】請求項1又は請求項2記載の走査光学系で
あって、さらに、 (e) 前記偏向手段と前記集光手段との間に介挿され
て、当該第2の光ビーム群の偏向方向を回転させる偏向
方向回転手段と、 (f) 前記偏向方向回転手段に結合されて、前記偏向
方向回転手段を回転させることにより前記第2の光ビー
ム群の偏向方向の回転角度を変化させる回転角変更手段
と、 (g) 前記感材と前記ビーム群とを相対的に前記相対
的移動方向に往復移動させる往復移動手段と、 (h) 前記相対的移動方向に基づいて、前記偏向方向
回転手段の回転方向を制御する方向制御手段と、 を備える走査光学系。
3. The scanning optical system according to claim 1 or 2, further comprising: (e) the second light beam group which is inserted between the deflecting means and the condensing means. And (f) is coupled to the deflection direction rotation means and rotates the deflection direction rotation means to change the rotation angle of the second light beam group in the deflection direction. Rotation angle changing means for: (g) reciprocating movement means for relatively reciprocating the sensitive material and the beam group in the relative movement direction; (h) the deflection based on the relative movement direction. A scanning optical system comprising: direction control means for controlling the rotation direction of the direction rotation means.
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