JP3088148B2 - 走査式描画装置 - Google Patents

走査式描画装置

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JP3088148B2
JP3088148B2 JP26473991A JP26473991A JP3088148B2 JP 3088148 B2 JP3088148 B2 JP 3088148B2 JP 26473991 A JP26473991 A JP 26473991A JP 26473991 A JP26473991 A JP 26473991A JP 3088148 B2 JP3088148 B2 JP 3088148B2
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飯塚隆之
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旭光学工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、テーブル上の描画対
象物に像を描くための走査式描画装置に関する。
【0002】
【従来の技術】走査式描画装置には、描画対象物に精密
な像を描画するために、テレセントリックなレンズを用
いるものがある。このような走査式描画装置の一例が図
6に示されている。この走査式描画装置では、走査レン
ズ41がテレセントリックなレンズとなっている。走査
レンズ41に入射する光束1は、ポリゴンミラー等によ
り矢印Aの主走査方向に走査される。走査レンズ41に
入射した光束1は、テーブル42上の描画対象物に垂直
に射出されて、この描画対象物を走査する。これによ
り、テーブル42上の描画対象物に像が描かれる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、走査式描画
装置では、描画対象物が例えばフィルムのように薄い物
からガラスのように厚い物にまで及ぶことがある。描画
対象物の厚みが変化すると、走査レンズと描画対象物と
の間隔が変化するため、光束の焦点調節が必要である。
【0004】このような場合、図6に示されるように、
走査レンズ41を光軸方向、すなわち矢印Bの方向又は
逆の方向に移動させれば、光束を収束させて焦点を合わ
せることが可能である。ところが、走査レンズ41を光
軸方向に移動させて焦点を調整すると、走査レンズ41
に向かう光束1に対して、走査レンズ41の入射瞳の位
置が変化し、走査レンズ41によるテレセントリックな
状態が保持できない。
【0005】そこで、このようなことを防ぐために、従
来の走査式描画装置は、テーブルを光軸方向に移動し
て、焦点を調整している。しかし、描画対象物が大きく
なる等により、テーブルが大型化して、テーブルの重量
が重くなると、テーブルを駆動するための装置が大きく
なるという欠点が生じる。
【0006】この発明の目的は、このような欠点を除
き、描画対象物の厚みが変わったときに、テレセントリ
ックな状態を保ち、かつ、テーブルを固定した状態で焦
点調整ができる走査式描画装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、その目的を
達成するため、描画用の光束を発する光源と、光源から
の光束を偏向、走査させる偏向手段と、偏向手段からの
光束を描画対象物に収束させるテレセントリックな走査
レンズと、走査レンズを光軸方向に移動して焦点調節を
する走査レンズ駆動手段と、偏向手段と走査レンズとの
間に設けられ、走査レンズの移動により焦点調節が行わ
れるとき、走査レンズのテレセントリック状態を保持し
ながら偏向手段からの光束の光路を変更する光路変更手
段と、偏向手段から所定の距離に設けられ、描画対象物
を支える対象物支持手段とを備えている。
【0008】
【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
【0009】
【実施例1】図1は、この発明の係る走査式描画装置の
実施例1を示したものである。この走査式描画装置は、
光源11と、偏向手段12と、光路変更手段13と、走
査レンズ14と、走査レンズ駆動手段15と、テーブル
(対象物支持手段)16とを備えている。
【0010】光源11は、描画用の光束を発光する走査
用レーザ11Aと、走査用レーザ11Aからのレーザ光
の光束を収束する収束レンズ11Bと、収束レンズ11
Bにより収束された光束を変調するA/O変調器11C
と、A/O変調器11Cからの光束を平行光束にするコ
リメートレンズ11Dとを備えている。
【0011】偏向手段12は、一定方向に回転するモー
タ12Aと、モータ12Aにより回転され、光源11か
らの平行光束を走査、偏向させるポリゴンミラー12B
とを備えている。
【0012】光路変更手段13は、平行平面板13A
と、平面板駆動部13Bとを備えている。
【0013】平行平面板13Aは、所定の厚みの透明な
板状のガラス、プラスチック等からなり、入射した光束
を入射角に応じて屈折により平行移動させて光束の光路
を変更する。
【0014】平面板駆動部13Bは、走査レンズ駆動手
段15からの駆動信号により、平行平面板13Aを矢印
Aの主走査方向に移動させて、偏向手段12からの光束
の光路に平行平面板13Aを挿入する。これにより、偏
向手段12からの光束は、平行平面板13Aにより、入
射角に応じて屈折によって平行移動されて、光束の光路
が変更される。また、逆の方向に平行平面板13Aを移
動させて、光路から平行平面板13Aを外す。
【0015】走査レンズ14は、テーブル16側に対し
てテレセントリックなレンズであって、光路変更手段1
3からの光束をテーブル16上の描画対象物に収束させ
る。
【0016】走査レンズ駆動手段15は、走査レンズ駆
動部15Aと、検出部15Bとを備えている。
【0017】走査レンズ駆動部15Aは、検出部15B
からの検出信号により、走査レンズ14を光軸方向、す
なわち矢印B又はその逆の方向に移動させる。また、走
査レンズ駆動部15Aは、この移動を示す駆動信号を光
路変更手段13の平面板駆動部13Bに送る。
【0018】検出部15Bは、テーブル16上の描画対
象物に当てられた光束が合焦状態にあるか否かを検出し
て、検出結果を示す検出信号を生成する。そして、この
検出信号を走査レンズ駆動部15Aに送る。
【0019】テーブル16は、厚みの異なる描画対象物
を保持するものであり、ポリゴンミラー12Bから所定
の距離に配置されている。
【0020】次に、実施例1の動作について説明する。
【0021】まず、厚みの厚い描画対象物に像を描く場
合について説明する。図2に示されるように、厚みの厚
い描画対象物101がテーブル16上に置かれている場
合、平行平面板13Aは、平面板駆動部13Bにより矢
印Aの主走査方向に移動して、実線で示されるように、
光路から外されている。したがって、偏向手段12によ
り偏向、走査された、光源11からの光束1は、直接、
走査レンズ14に入射する。
【0022】このとき、走査レンズ14は、テーブル1
6上の描画対象物に対してテレセントリックな状態とな
っており、光束1は、走査レンズ14により収束されて
描画対象物101に垂直に入射する。
【0023】次に、図2のテーブル16上の描画対象物
が厚みの薄い物に置き換えられると、検出部15Bは、
描画対象物に当てられている光束が合焦状態にないこと
を検出して、この検出結果を示す検出信号を走査レンズ
駆動部15Aに送る。走査レンズ駆動部15Aは、この
検出信号を受け取ると、テーブル16に垂直な方向に走
査レンズ14を移動させると同時に、この移動を示す駆
動信号を平面板駆動部13Bに送る。
【0024】平面板駆動部13Bは、この駆動信号を受
け取ると、平行平面板13Aを矢印Aの主走査方向と逆
の方向に移動させる。この移動により、平行平面板13
Aは、図2の鎖線で示されるように、光路内に挿入され
る。したがって、光束1は、図2の鎖線で示されるよう
に、平行平面板13Aで屈折されて光路を変更され、走
査レンズ14に入射する。
【0025】このとき、走査レンズ14は矢印Bの光軸
方向に移動しており、描画対象物に当てられる光束が合
焦状態となると、検出部15Bはこの状態を検出して、
合焦状態を示す検出信号を走査レンズ駆動部15Aに送
る。走査レンズ駆動部15Aは、この検出信号により走
査レンズ14の移動をやめる。これにより、厚みの薄い
描画対象物に対する合焦状態が保たれる。
【0026】このとき、図2の鎖線で示される平行平面
板13Aからの光束1は、厚い描画対象物を走査したと
きと同じ状態で走査レンズ14に入射する。したがっ
て、走査レンズ14によるテレセントリックな状態は保
持され、厚みの薄い描画対象物での描画が可能となる。
【0027】このように、描画対象物が置き換えられる
と、実施例1は、光束の光路を平行平面板13Aを用い
て変更する。これにより、テレセントリックな状態が保
たれ、かつ、テーブル16が固定された状態で、焦点調
整が可能となる。なお、実施例1では、描画対象物の厚
みは2通りであったが、3通り以上の厚みの物が描画対
象になる場合には、それぞれの描画対象物に応じて、厚
みの異なる平行平面板、又は屈折率の異なる平行平面板
を用いることにより、テレセントリックな状態を保つこ
とが可能になる。
【0028】
【実施例2】図3は、この発明に係る走査式描画装置の
実施例2を示したものである。
【0029】実施例2は、図1の光路変更手段として、
くさび形のプリズム21A,21Bと、プリズム駆動部
21Cとを用いている。
【0030】プリズム21A及び21Bは、図4に示さ
れるように、くさび形をしたガラスで形成されており、
偏向手段12からの光束の光路に挿入されている。さら
に、プリズム21Aの斜面である射出端面202が、プ
リズム21Bの斜面である入射端面203と向かい合っ
て配置されている。そして、プリズム21Aと21Bと
は、プリズム駆動部21Cにより、相対的に移動する。
すなわち、プリズム21Aが矢印Cで示される傾斜方向
に移動すると、プリズム21Bは、プリズム21Aの射
出端面202を、矢印Cと逆の方向に移動する。また、
プリズム21Aと21Bとは、それぞれ逆の動きをす
る。
【0031】プリズム駆動部21Cは、走査レンズ駆動
部15Aからの駆動信号により、プリズム21A及び2
1Bを矢印Cの傾斜方向又は逆の方向に移動させる。
【0032】このような実施例2は、描画対象物の厚み
が薄くなると、プリズム21Aの入射端面201からプ
リズム21Bの射出端面204までの面間距離aを大き
くする。逆に、厚みが厚くなると、面間距離aを小さく
して、光束の光路を変更する。また、面間距離aを連続
的に変えることができ、描画対象物の厚さに応じて、光
束1の光路を連続的に変更できる。
【0033】このように、実施例2は、描画対象物の厚
みが変わると、2つのくさび形プリズム21A及び21
Bにより光束の光路を変更する。これにより、テレセン
トリックな状態が保たれ、かつ、テーブル16が固定さ
れた状態で、焦点調整が可能となる。また、実施例2
は、実施例1に比べ、2つのプリズム21A及び21B
のスライドにより連続的に光束の光路を変更できるの
で、厚みの異なる複数の描画対象物に対しても、プリズ
ムを交換しないで対応できる。
【0034】
【実施例3】図5は、この発明に係る走査式描画装置の
実施例3を示したものである。
【0035】実施例3は、図1の光路変更手段として、
ミラー32〜35を備えるミラー部31と、ミラー駆動
部36とを備えている。
【0036】ミラー32及び35は、光束を反射させる
ミラー面32A及び35Aを外側にして、ハの字状に配
置されている。ミラー33及び34は、ミラー面33A
及び34Aを内側にして、ハの字状に配置されている。
さらに、ミラー面32Aがミラー面33Aと向い合うよ
うに、ミラー面34Aがミラー面35Aと向かい合うよ
うに、各ミラー32〜35が配置されている。
【0037】ミラー駆動部36は、走査レンズ14の走
査レンズ駆動部15Aからの駆動信号により、ミラー3
3,34を矢印Aの主走査方向又は逆の方向に移動させ
る。
【0038】このような実施例3により、描画対象物の
厚みが薄いときには、ミラー駆動部36によりミラー3
3,34が矢印Aの主走査方向に移動する。また、描画
対象物の厚みが厚いときには、ミラー33,34が逆の
方向に移動する。これにより、描画対象物の厚みに応じ
て、光束1の光路が連続的に変更される。
【0039】このように、描画対象物が置き換えられる
と、実施例3は、ミラー33,34を移動させて、光束
の光路を変更する。これにより、テレセントリックな状
態が保たれ、かつ、テーブル16を固定した状態で、焦
点調整が可能となる。また、実施例3は、ミラー33,
34を矢印Aの方向又は逆の方向に移動させるので、光
束の光路を大きく変更でき、実施例2に比べて、厚みが
大きく異なる描画対象物にも対応できる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、この発明は、置換
された描画対象物の厚みが変わったときに、テレセント
リックな状態を保ち、かつ、テーブルを固定した状態
で、焦点調整を可能にする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を説明するための図であ
る。
【図2】図1の実施例の平行平面板を説明するための図
である。
【図3】この発明の実施例2を説明するための図であ
る。
【図4】図2の実施例のくさび形のプリズムを説明する
ための図である。
【図5】この発明の実施例3を説明するための図であ
る。
【図6】従来の走査式描画装置を説明するための図であ
る。
【符号の説明】
11 光源 12 偏向手段 13 光路変更手段 14 走査レンズ 15 走査レンズ駆動手段 16 テーブル(対象物支持手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 26/10 G02B 13/22

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】描画用の光束を発する光源と、 前記光源からの光束を偏向、走査させる偏向手段と、 前記偏向手段からの光束を描画対象物に収束させるテレ
    セントリックな走査レンズと、 前記走査レンズを光軸方向に移動して焦点調節をする走
    査レンズ駆動手段と、 前記偏向手段と前記走査レンズとの間に設けられ、前記
    走査レンズの移動により焦点調節が行われるとき、前記
    走査レンズのテレセントリック状態を保持しながら前記
    偏向手段からの光束の光路を変更する光路変更手段と、 前記偏向手段から所定の距離に設けられ、描画対象物を
    支える対象物支持手段とを備える走査式描画装置。
  2. 【請求項2】前記光路変更手段は、 前記偏向手段と前記走査レンズとの間の光路中に挿脱自
    在に設けられた平行平面板と、 焦点調整のために前記走査レンズが前記対象物支持手段
    に近づく方向に移動するとき、前記偏向手段からの光束
    の光路に前記平行平面板を挿入し、前記走査レンズが前
    対象物支持手段から離れる方向に移動するとき、前記
    平行平面板を前記光路から外す平面板駆動部とを備える
    請求項1記載の走査式描画装置。
  3. 【請求項3】前記光路変更手段は、 一方の入射端面が他方の入射端面と平行な状態を保ちつ
    つ、前記入射端面と射出端面との面間距離を可変とする
    ように互いの斜面を密着させてスライド自在に保持され
    る二つのくさび形のプリズムと、 焦点調整のために前記走査レンズが前記対象物支持手段
    に近づく方向に移動するときに、前記面間距離を小さく
    し、前記走査レンズが前記対象物支持手段から離れる方
    向に移動するとき、前記面間距離を大きくするように前
    記二つのくさび形プリズムを移動させるプリズム駆動部
    とを備える請求項1記載の走査式描画装置。
  4. 【請求項4】前記光路変更手段は、 前記偏向手段からの光束を順次に反射させてこの光束の
    光路を変更させる第一、第二、第三及び第四のミラーを
    具備し、前記第一及び第四のミラーはミラー面を外側に
    向けて固定されると共にハ字状に配置され、前記第二及
    び第三のミラーはミラー面を内側に向けられると共に前
    記第一及び第四のミラーに対して離反、接近可能に、ハ
    字状に配置され、前記第一及び第四のミラーのミラー面
    が向かい合うと共に前記第三及び第四のミラーのミラー
    面が向かい合うように配置されたミラー部と、 焦点調整のために前記走査レンズが前記対象物支持手段
    に近づく方向に移動するとき、前記第一及び第四のミラ
    ーから離反し、前記走査レンズが前記対象物支持手段
    ら離れる方向に移動するとき、前記第一及び第四のミラ
    ーに接近するように前記第二及び第三のミラーを移動さ
    せるミラー駆動部とを備える請求項1記載の走査式描画
    装置。
  5. 【請求項5】前記光路変更手段を通過する光束は、平行
    光束である請求項1,2,3又は4記載の走査式描画装
    置。
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