JP3364663B2 - 複数のメカニカルシャッターとフィルターによる光量調節装置及び同期装置 - Google Patents
複数のメカニカルシャッターとフィルターによる光量調節装置及び同期装置Info
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- JP3364663B2 JP3364663B2 JP18877292A JP18877292A JP3364663B2 JP 3364663 B2 JP3364663 B2 JP 3364663B2 JP 18877292 A JP18877292 A JP 18877292A JP 18877292 A JP18877292 A JP 18877292A JP 3364663 B2 JP3364663 B2 JP 3364663B2
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は露光ないし光造形
装置に用いられる光量調整装置及びそのための同期装置
に関するものである。
装置に用いられる光量調整装置及びそのための同期装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来技術として、先ず、メカニカルシャ
ッターを用いて光のシャッタリングを行なう場合を考え
る。このメカニカルシャッターは、ソレノイドに電気信
号を加え、遮蔽膜を移動させ光の経路を開放または遮蔽
を選択的に行なうものである。その際、ソレノイドに入
力される電気信号と遮蔽膜の移動終了までは、遮蔽膜の
慣性と電磁石のヒステリシスにより若干の時間が経過す
る。メカニカルシャッターは安価であるが、このような
理由により、非常に短時間の露光には不向きとされてい
た。
ッターを用いて光のシャッタリングを行なう場合を考え
る。このメカニカルシャッターは、ソレノイドに電気信
号を加え、遮蔽膜を移動させ光の経路を開放または遮蔽
を選択的に行なうものである。その際、ソレノイドに入
力される電気信号と遮蔽膜の移動終了までは、遮蔽膜の
慣性と電磁石のヒステリシスにより若干の時間が経過す
る。メカニカルシャッターは安価であるが、このような
理由により、非常に短時間の露光には不向きとされてい
た。
【０００３】この短時間の露光を可能にする方法とし
て、電子光学素子（ＡＯＭ：超音波光変調素子）が用い
られている。原理は、レーザー光など直進する光を、結
晶に透過させ、結晶を超音波などで加振することにより
起きる屈折光と直進光を選択的に使用するものである。
電子光学素子では、毎秒数千回のシャッタリングが可能
であり、光量調節も同時に行なうことができる。しかし
この方法では、屈折光を選択的に取り出すための空間を
必要とし、高価な原材料も必要であるため、装置全体が
大型で高価なものとなる。
て、電子光学素子（ＡＯＭ：超音波光変調素子）が用い
られている。原理は、レーザー光など直進する光を、結
晶に透過させ、結晶を超音波などで加振することにより
起きる屈折光と直進光を選択的に使用するものである。
電子光学素子では、毎秒数千回のシャッタリングが可能
であり、光量調節も同時に行なうことができる。しかし
この方法では、屈折光を選択的に取り出すための空間を
必要とし、高価な原材料も必要であるため、装置全体が
大型で高価なものとなる。
【０００４】また均一な露光を可能にする方法として、
減光フィルターが用いられている。露光の原理は、光源
から照射される光ビームをフィルターの回転角と透過率
特性が線形に変化する減光フィルタを用いて出力を零か
ら透過最大まで制御する。移動の速度に応じて光源出力
を調整することにより、均一な露光を可能にするもので
ある。しかし、この方法では、光量制御を行なう制御装
置と減光フィルターを回転させるモーターなど設備に要
する大きな経費が必要である。
減光フィルターが用いられている。露光の原理は、光源
から照射される光ビームをフィルターの回転角と透過率
特性が線形に変化する減光フィルタを用いて出力を零か
ら透過最大まで制御する。移動の速度に応じて光源出力
を調整することにより、均一な露光を可能にするもので
ある。しかし、この方法では、光量制御を行なう制御装
置と減光フィルターを回転させるモーターなど設備に要
する大きな経費が必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】すなわち上記従来の装
置では、以上のように装置が大型で高価になりがちであ
る。
置では、以上のように装置が大型で高価になりがちであ
る。
【０００６】この発明の光量調整装置及びそのための同
期装置は従来例の上記欠点を解消するため、メカニカル
シャッター及びメカニカルフィルターを特殊なコントロ
ーラで制御し、ステッピングモータの自起動速度で段階
的に露光速度を制御することにより、いずれも安価な部
品のみで構成するものである。
期装置は従来例の上記欠点を解消するため、メカニカル
シャッター及びメカニカルフィルターを特殊なコントロ
ーラで制御し、ステッピングモータの自起動速度で段階
的に露光速度を制御することにより、いずれも安価な部
品のみで構成するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願発明は下記の（１）
〜（３）の請求項により構成されている。 （１）光源から照射位置までの光路間に、電気信号によ
り作動する遮蔽膜を備えた複数のメカニカルシャッター
を設置し、電気信号入力時からシャッターが作動するま
での時間（動作遅れ時間）より短い間隔で交互に複数の
遮蔽膜を開閉させることにより、動作遅れ時間より短時
間の光透過を可能としたことを特徴とする露光ないし光
造形装置に用いる複数のメカニカルシャッターによる光
量調節装置。 （２）請求項１の装置の光源から照射位置までの光路間
に、１個以上の絞り装置またはフィルター装置を付設
し、絞り装置又はフィルター装置を開閉（閉じると絞り
装置またはフィルター装置を光が透過）して光の強弱制
御を可能にしたことを特徴とする露光ないし光造形装置
に用いる複数のメカニカルシャッターとフィルターによ
る光量調節装置。 （３）請求項１または２の装置を、露光対象の搬送装置
との同期をとりながら制御して、均一な露光を可能とし
た複数のメカニカルシャッターとフィルターによる光量
調節装置の同期装置。
〜（３）の請求項により構成されている。 （１）光源から照射位置までの光路間に、電気信号によ
り作動する遮蔽膜を備えた複数のメカニカルシャッター
を設置し、電気信号入力時からシャッターが作動するま
での時間（動作遅れ時間）より短い間隔で交互に複数の
遮蔽膜を開閉させることにより、動作遅れ時間より短時
間の光透過を可能としたことを特徴とする露光ないし光
造形装置に用いる複数のメカニカルシャッターによる光
量調節装置。 （２）請求項１の装置の光源から照射位置までの光路間
に、１個以上の絞り装置またはフィルター装置を付設
し、絞り装置又はフィルター装置を開閉（閉じると絞り
装置またはフィルター装置を光が透過）して光の強弱制
御を可能にしたことを特徴とする露光ないし光造形装置
に用いる複数のメカニカルシャッターとフィルターによ
る光量調節装置。 （３）請求項１または２の装置を、露光対象の搬送装置
との同期をとりながら制御して、均一な露光を可能とし
た複数のメカニカルシャッターとフィルターによる光量
調節装置の同期装置。
【０００８】要するに、この発明の複数のメカニカルシ
ャッターとフィルターによる光量調節装置及び同期装置
は、次のように構成されている。
ャッターとフィルターによる光量調節装置及び同期装置
は、次のように構成されている。
【０００９】光源から照射部分までの伝送経路におい
て、メカニカルシャッターを２つ設ける。ステッピング
モータの自起動速度を越える移動速度を必要とする場合
は複数の減光フィルターを設ける。メカニカルシャッタ
ーは、開閉動作に時間遅れが生じるが、開閉動作命令と
動作までの時間遅れは十分に安定している。
て、メカニカルシャッターを２つ設ける。ステッピング
モータの自起動速度を越える移動速度を必要とする場合
は複数の減光フィルターを設ける。メカニカルシャッタ
ーは、開閉動作に時間遅れが生じるが、開閉動作命令と
動作までの時間遅れは十分に安定している。
【００１０】露光を行なう手順を説明する。まず、メカ
ニカルシャッターを開放すると同時に、ステッピングモ
ータを自起動速度で動作させ、露光を開始する。ステッ
ピングモータの自起動速度を越える移動速度を必要とす
る場合は、はじめにフィルターを閉じた状態で露光を開
始し、フィルターを開放すると同時に、インパルス状に
速度を上げる。露光終点が近付いたらフィルターを閉じ
ると同時に速度を落とし、目的位置に到達したらステッ
ピングモータの停止と同時にシャッターを閉じる。これ
らの制御を電子回路により高精度に行なう。
ニカルシャッターを開放すると同時に、ステッピングモ
ータを自起動速度で動作させ、露光を開始する。ステッ
ピングモータの自起動速度を越える移動速度を必要とす
る場合は、はじめにフィルターを閉じた状態で露光を開
始し、フィルターを開放すると同時に、インパルス状に
速度を上げる。露光終点が近付いたらフィルターを閉じ
ると同時に速度を落とし、目的位置に到達したらステッ
ピングモータの停止と同時にシャッターを閉じる。これ
らの制御を電子回路により高精度に行なう。
【００１１】本発明は以上のように、高価な材料を使用
せず、小型化が可能であるため、製品を低価格で提供す
ることができる。
せず、小型化が可能であるため、製品を低価格で提供す
ることができる。
【００１２】この発明の複数のメカニカルシャッターと
フィルターによる光量調節装置及び同期装置は以上のよ
うに、複数のメカニカルシャッターの動作と搬送モータ
の動作を簡易な同期装置で制御するとともに、フィルタ
ーの開閉動作とモータの回転速度をインパルス状に制御
するようにしたので、大がかりな機構を必要とせず、十
分な加工精度と加工速度を実現することが可能となる。
フィルターによる光量調節装置及び同期装置は以上のよ
うに、複数のメカニカルシャッターの動作と搬送モータ
の動作を簡易な同期装置で制御するとともに、フィルタ
ーの開閉動作とモータの回転速度をインパルス状に制御
するようにしたので、大がかりな機構を必要とせず、十
分な加工精度と加工速度を実現することが可能となる。
【００１３】また機構が簡単で、小型化、自動化が可能
となり、安価にシステムを実現することができる。
となり、安価にシステムを実現することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下この発明の複数のメカニカル
シャッターとフィルターによる光量調節装置及び同期装
置を、プリント平板の露光に利用した実施例について図
面に基いて説明する。
シャッターとフィルターによる光量調節装置及び同期装
置を、プリント平板の露光に利用した実施例について図
面に基いて説明する。
【００１５】メカニカルシャッターを図１に示す。１は
遮蔽膜、２はソレノイド、３は光ビームである。ソレノ
イド２に開放の電気信号が入力されると、（イ）に示す
ように、遮蔽膜１が移動し、光ビーム３を透過させる。
ソレノイド２に遮蔽の電気信号が入力されると、（ロ）
に示すように遮蔽膜１が移動し、光ビーム３を遮蔽す
る。ソレノイド２に入力される電気信号と透過する光の
強さは、図２に示すように動作遅れ時間だけ遅く反応す
る。
遮蔽膜、２はソレノイド、３は光ビームである。ソレノ
イド２に開放の電気信号が入力されると、（イ）に示す
ように、遮蔽膜１が移動し、光ビーム３を透過させる。
ソレノイド２に遮蔽の電気信号が入力されると、（ロ）
に示すように遮蔽膜１が移動し、光ビーム３を遮蔽す
る。ソレノイド２に入力される電気信号と透過する光の
強さは、図２に示すように動作遅れ時間だけ遅く反応す
る。
【００１６】この発明では、図３のように、シャッター
ＡとシャッターＢをレーザビームの光路上に位置させ
る。シャッター開閉の制御信号は、光制御信号をいった
んシャッター制御装置により信号処理しシャッターＡ、
シャッターＢのソレノイドに電気信号を出力する。この
信号処理は図４のように行なう。この方法によれば、シ
ャッターＡとシャッターＢそれぞれに動作遅れ時間が発
生するものの、これを考慮に入れておけば短い時間間隔
の信号を正確に制御することが可能になる。モータを用
いて露光対象の搬送装置を構成する場合は、図５のよう
に、シャッターの動作にかかる遅れ時間を遅延装置など
で遅らせてモータの動作と同期をとることにより、高精
度な露光作業が実現される。
ＡとシャッターＢをレーザビームの光路上に位置させ
る。シャッター開閉の制御信号は、光制御信号をいった
んシャッター制御装置により信号処理しシャッターＡ、
シャッターＢのソレノイドに電気信号を出力する。この
信号処理は図４のように行なう。この方法によれば、シ
ャッターＡとシャッターＢそれぞれに動作遅れ時間が発
生するものの、これを考慮に入れておけば短い時間間隔
の信号を正確に制御することが可能になる。モータを用
いて露光対象の搬送装置を構成する場合は、図５のよう
に、シャッターの動作にかかる遅れ時間を遅延装置など
で遅らせてモータの動作と同期をとることにより、高精
度な露光作業が実現される。
【００１７】本発明の複数のメカニカルシャッターとフ
ィルターによる光量調節装置及び同期装置をプリント平
板の露光に利用した例の構成図を図６に示す。１１は入
力されるコマンドを翻訳し、各制御回路に指令を送信す
るインタプリタである。１２はシャッターを制御する電
子回路である。１３，１４はメカニカルシャッターであ
る。１９は、Ｘ軸モータ１７、Ｙ軸モータ１８により駆
動されるＸ−Ｙステージで、露光対象であるプリント平
板を所定位置まで搬送するための搬送装置である。１
５，１６はモータに送信するパルスの発生装置である。
２０は、Ｘ−Ｙステージ上に光ビームの焦点を位置する
ためのレンズである。２１は、紫外線ビームを発生する
ヘリウム−カドミウムレーザーである。２２は、露光を
行なうサンプル版である。２３はメカニカルシャッター
の遮蔽膜の代わりにフィルターを設けたメカニカルフィ
ルターである。メカニカルフィルターは、フィルターを
閉じることにより透過光量を減衰させることができる。
ィルターによる光量調節装置及び同期装置をプリント平
板の露光に利用した例の構成図を図６に示す。１１は入
力されるコマンドを翻訳し、各制御回路に指令を送信す
るインタプリタである。１２はシャッターを制御する電
子回路である。１３，１４はメカニカルシャッターであ
る。１９は、Ｘ軸モータ１７、Ｙ軸モータ１８により駆
動されるＸ−Ｙステージで、露光対象であるプリント平
板を所定位置まで搬送するための搬送装置である。１
５，１６はモータに送信するパルスの発生装置である。
２０は、Ｘ−Ｙステージ上に光ビームの焦点を位置する
ためのレンズである。２１は、紫外線ビームを発生する
ヘリウム−カドミウムレーザーである。２２は、露光を
行なうサンプル版である。２３はメカニカルシャッター
の遮蔽膜の代わりにフィルターを設けたメカニカルフィ
ルターである。メカニカルフィルターは、フィルターを
閉じることにより透過光量を減衰させることができる。
【００１８】露光は、Ｘ−Ｙステージによりサンプル版
２２を移動させながら実施する。Ｈｅ−Ｃｄレーザーで
発生させる紫外線ビームは、シャッター１３、シャッタ
ー１４、フィルター２３を通り、ミラーで反射した後、
レンズ２０により絞られ、サンプル版２２に照射されて
露光が実施される。サンプル版２２の移動速度とサンプ
ル版２２に照射される光のタイミングを図に示す。図７
はＸ−Ｙステージが停止状態から露光を開始し、露光終
了と同時に停止する例である。図８は、高速移動で目的
位置に達した後露光を開始し、露光の終了後高速移動を
行なう例である。図９は、停止状態から露光を開始し、
移動速度をインパルス状に変化させる例である。
２２を移動させながら実施する。Ｈｅ−Ｃｄレーザーで
発生させる紫外線ビームは、シャッター１３、シャッタ
ー１４、フィルター２３を通り、ミラーで反射した後、
レンズ２０により絞られ、サンプル版２２に照射されて
露光が実施される。サンプル版２２の移動速度とサンプ
ル版２２に照射される光のタイミングを図に示す。図７
はＸ−Ｙステージが停止状態から露光を開始し、露光終
了と同時に停止する例である。図８は、高速移動で目的
位置に達した後露光を開始し、露光の終了後高速移動を
行なう例である。図９は、停止状態から露光を開始し、
移動速度をインパルス状に変化させる例である。
【００１９】本発明によれば、以上のように制御するこ
とにより、高精度に露光を実施することが可能である。
とにより、高精度に露光を実施することが可能である。
【００２０】
【発明の効果】この発明は、露光装置において、複数の
メカニカルシャッターを用いて電子回路で制御し、大が
かりな機構と設備を使用せずに、高精度な露光作業を提
供することができる。
メカニカルシャッターを用いて電子回路で制御し、大が
かりな機構と設備を使用せずに、高精度な露光作業を提
供することができる。
【００２１】このため、機構が簡単で小型化、自動化が
可能であり、安価にシステムを実現することができる。
可能であり、安価にシステムを実現することができる。
【図１】（イ）及び（ロ）は、それぞれこの発明におい
て使用されるメカニカルシャッターの動作を示す正面図
及び側面図である。
て使用されるメカニカルシャッターの動作を示す正面図
及び側面図である。
【図２】上記メカニカルシャッターの動作特性を示すブ
ラフである。
ラフである。
【図３】２個のメカニカルシャッターを組み合わせた状
態の概略側面図である。
態の概略側面図である。
【図４】光制御信号とシャッターの動作を示すグラフで
ある。
ある。
【図５】シャッターとモータの同期制御を示すグラフで
ある。
ある。
【図６】プリント平板の露光に利用した例を示す概略図
である。
である。
【図７】停止状態から露光を開始される露光工程を示す
グラフである。
グラフである。
【図８】高速移動状態からの露光工程を示すグラフであ
る。
る。
【図９】停止状態から露光を開始し、移動速度をインパ
ルス状に変化させる露光工程を示すグラフである。
ルス状に変化させる露光工程を示すグラフである。
１ 遮蔽膜
２ ソレノイド
３ 光ビーム
１１ インタプリタ
１２ 電子回路
１３，１４ メカニカルシャッター
１５，１６ パルス発生装置
１７ Ｘ軸モータ
１８ Ｙ軸モータ
１９ Ｘ−Ｙステージ
２０ レンズ
２１ ヘリウム−カドミウムレーザー
２２ サンプル版
２３ メカニカルフィルター
Ａ，Ｂ シャッター
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｓ 3/10 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１６Ｄ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03F 7/20 - 7/24
G03F 9/00 - 9/02
Claims (3)
- 【請求項１】光源から照射位置までの光路間に、電気信
号により作動する遮蔽膜を備えた複数のメカニカルシャ
ッターを設置し、電気信号入力時からシャッターが作動
するまでの時間（動作遅れ時間）より短い間隔で交互に
複数の遮蔽膜を開閉させることにより、動作遅れ時間よ
り短時間の光透過を可能としたことを特徴とする露光な
いし光造形装置に用いる複数のメカニカルシャッターに
よる光量調節装置。 - 【請求項２】請求項１の装置の光源から照射位置までの
光路間に、１個以上の絞り装置またはフィルター装置を
付設し、絞り装置またはフィルター装置を開閉（閉じる
と絞り装置またはフィルター装置を光が透過）して光の
強弱制御を可能にしたことを特徴とする露光ないし光造
形装置に用いる複数のメカニカルシャッターとフィルタ
ーによる光量調節装置。 - 【請求項３】請求項１または２の装置を、露光対象の搬
送装置との同期をとりながら制御して、均一な露光を可
能とした露光ないし光造形装置に用いる複数のメカニカ
ルシャッターとフィルターによる光量調節装置の同期装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18877292A JP3364663B2 (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 複数のメカニカルシャッターとフィルターによる光量調節装置及び同期装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18877292A JP3364663B2 (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 複数のメカニカルシャッターとフィルターによる光量調節装置及び同期装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065492A JPH065492A (ja) | 1994-01-14 |
| JP3364663B2 true JP3364663B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=16229514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18877292A Expired - Fee Related JP3364663B2 (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 複数のメカニカルシャッターとフィルターによる光量調節装置及び同期装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3364663B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6177007B2 (ja) * | 2013-05-30 | 2017-08-09 | オリンパス株式会社 | 顕微鏡システム |
| CN105216320B (zh) * | 2015-10-19 | 2017-04-26 | 西安交通大学 | 一种双光路投影曝光3d打印装置及方法 |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP18877292A patent/JP3364663B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH065492A (ja) | 1994-01-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111101 Year of fee payment: 9 |
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