JP4059623B2 - Illumination device, and a uniform illumination device - Google Patents

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【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、照明光学装置、照明光学方式及びこれらを用いた投射装置、露光装置、レーザ加工装置に関し、より具体的には、レーザアレイ光等による複数の発光手段を光源として、この光源光を被照射部に均一照明する光学系に適用可能な装置に関し、投射装置(プロジェクタ)やステッパ(露光装置)などに適用できる技術に関する。 The present invention is an illumination optical apparatus, an illumination optical system and a projection apparatus using these, exposure apparatus, a laser processing apparatus, and more specifically, a plurality of light emitting means by the laser array light such as the light source, the light source light It relates applicable device optical system for uniformly illuminating the irradiated portion, a technique that can be applied to a projection apparatus (projector) or a stepper (exposure apparatus).
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
照射対象の被照射部を均一に照明するための光学系は、例えば、液晶表示素子を用いたライトとバルブ方式の投射装置や、半導体の製造等に用いるステッパ等に好適であるばかりでなく、種々の用途への適用が可能であり、高精度、コンパクトでかつ簡易な構成の光学系が求められる。 An optical system for uniformly illuminating an irradiated portion of the irradiation target, for example, the projection device and the light and the valve system using a liquid crystal display device, not only is suitable for stepper and the like used in semiconductor manufacturing and the like, it can be applied to various applications, high precision, the optical system of compact and simple construction is obtained. また、例えば上記のライトバルブ方式の投射装置においては、ライトバルブに対する最大入射角度ができるだけ小さくなるように(すなわち、ライトバルブの表面に対してできるだけ垂直に入射するように)、照明光学系が設定されることが望まれる。 Further, for example, in the projection device of the light valve system, such that the maximum incident angle to the light valve is as small as possible (i.e., to be incident as possible perpendicular to the surface of the light valve), the illumination optical system is set and it is strongly encouraged.
【0003】 [0003]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、コンパクトな構成を実現する複数光源による発光ユニットを用い、これら複数光源から発せられた光を被照射面に対して均一に、また被照射面対して最小の入射角で照射するための照明装置及びこれを用いた均一照明装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances described above, using a light-emitting unit by a plurality of light sources to achieve a compact structure, the light emitted from the plurality light sources uniformly against the illuminated surface, also the it is an object to provide an illuminating device and uniform illumination apparatus using the same for irradiating with a minimum angle of incidence for the irradiation surface.
【0004】 [0004]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
請求項1の発明は、複数の発光部を有する発光手段と、該発光部のそれぞれから出射する拡散光のそれぞれを、該拡散光の光軸に直交する面における少なくとも同一の一方向について平行光とする平行光化手段と、該平行光化手段から出射した複数の光束を所定の集光範囲に集光する集光手段とを有する照明装置において、前記発光手段は、前記複数の発光部が一方向にアレイ配列するように構成され、前記平行光化手段は、シリンドリカルレンズアレイにより構成され、該シリンドリカルレンズアレイを構成する各シリンドリカルレンズ部のアレイピッチが、前記発光部のアレイピッチと同等に設けられ、前記シリンドリカルレンズアレイによって、前記複数の発光部からの出射光を、光源アレイ方向の発散光成分を平行光化するように構 The invention of claim 1 includes a light emitting unit having a plurality of light emitting portions, each of the diffused light emitted from each of the light emitting portion, for at least the same direction in the plane perpendicular to the optical axis of the enlarged diffuser collimated light a collimating means and, in the illumination device and a focusing means for focusing a plurality of light beams emitted from the flat Gyohikarika means to a predetermined condensing range, it said light emitting means, said plurality of light emitting portions one direction is configured to array arrangement, the collimating means is composed of a cylindrical lens array, the array pitch of the cylindrical lens portions constituting the cylindrical lens array, equal to the array pitch of the light emitting portion provided, by the cylindrical lens array, the light emitted from the plurality of light emitting portions, configured as parallel light divergent light component of the light source array direction されることを特徴としたものである。 Is obtained characterized in that it is.
【0006】 [0006]
請求項の発明は、請求項1の発明において、前記発光手段は、レーザ光を発光するレーザ発光部を有して構成されることを特徴としたものである。 According to a second aspect of the invention, in the invention of claim 1, wherein the light emitting means is obtained characterized in that it is configured with a laser emitting unit for emitting a laser beam.
【0009】 [0009]
請求項の発明は、請求項1の発明において、前記シリンドリカルレンズアレイを、少なくとも2つ以上備えたことを特徴としたものである。 The invention of claim 3 is the invention of claim 1, the cylindrical lens array, in which is characterized by comprising at least two or more.
【0010】 [0010]
請求項の発明は、請求項の発明において、前記平行光化手段としてレンチキュラーレンズを用い、該レンチキュラーレンズを構成する各マイクロレンズのアレイピッチが、前記発光部のアレイピッチと同等であることを特徴としたものである。 A fourth aspect of the present invention, it the invention of claim 1, wherein using the lenticular lens as the collimating means, the array pitch of the microlenses constituting the lenticular lens is equal to the array pitch of the light emitting portion is obtained by it said.
【0011】 [0011]
請求項の発明は、請求項4の発明において、前記レンチキュラーレンズを、少なくとも2つ以上備えたことを特徴としたものである。 The invention of claim 5 is the invention of claim 4, said lenticular lens, in which characterized by including at least two or more.
【0012】 [0012]
請求項の発明は、請求項1ないしのいずれか1の照明装置と、該照明装置から出射した照明光を受光し、該受光した光の光軸に直交する面内の光強度分布を均一化させるための強度分布均一化手段とを有し、該強度分布均一化手段からの出射光を制御して照明対象を照明することを特徴としたものである。 The invention of claim 6, 1 and lighting device according to any one of claims 1 to 5, receives the illumination light emitted from the lighting device, the light intensity distribution in the plane perpendicular to the optical axis of the light receiving optical and a intensity distribution uniformizing means for uniformizing is obtained by said illuminating control to the illumination target light emitted from said intensity distribution uniformizing means.
【0013】 [0013]
請求項の発明は、請求項の発明において、前記強度分布均一化手段として、カライドスコープを用いることを特徴としたものである。 The invention of claim 7 is the invention of claim 6, as the intensity distribution uniformizing means, in which is characterized by using a kaleidoscope.
【0014】 [0014]
請求項の発明は、請求項の発明において、前記強度分布均一化手段として、ホモジナイザを用いることを特徴としたものである。 The invention of claim 8 is the invention of claim 6, as the intensity distribution uniformizing means, in which is characterized by using a homogenizer.
【0015】 [0015]
請求項の発明は、請求項の発明において、前記強度分布均一化手段として、フライアイレンズを用いることを特徴としたものである。 The invention of claim 9 is the invention of claim 6, as the intensity distribution uniformizing means, in which is characterized by using a fly-eye lens.
【0027】 [0027]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
まず本発明の必須の構成について図面を参照しながら以下に説明する。 First, the essential component of the present invention will be described below with reference to the drawings. なお、実施例の構成については、個々に再度図面を参照して具体的に後述する。 The configuration of the embodiment will be specifically described below with reference to the drawings individually again. 本発明の照明装置は、複数の発光部11a,11b,11cを有する発光手段11と、上記発光部11a,11b,11cのそれぞれから出射する拡散光のそれぞれを、該拡散光の光軸に直交する面における少なくとも同一の一方向について平行光とする平行光化手段12と、その平行光化手段12から出射した複数の光束を所定の集光範囲に集光する集光手段13((31,32,33),(41),(51))とを有する。 Lighting apparatus of the present invention, the orthogonal plurality of light emitting portions 11a, 11b, the light emitting unit 11 having the 11c, the light emitting portion 11a, 11b, each of the diffused light emitted from the respective 11c, the optical axis of the enlarged diffuser at least for the same direction as the collimating means 12, parallel light, focusing means 13 ((31 for condensing the plurality of light beams emitted from the collimating means 12 to a predetermined light collecting range in plane, 32, 33), (41), and a (51)). また、上記の照明装置において、平行光化手段12は、図13に示すように発光手段のそれぞれの発光部11aに取り付けられたレンズ12aによって構成してもよい。 Further, in the illumination device described above, collimating means 12 may be constituted by a lens 12a which is attached to each of the light emitting portion 11a of the light emitting means as shown in FIG. 13. また上記発光手段11は、レーザ光を発光するレーザ発光部11a,11b,11cによって構成できる。 The light emitting unit 11 may be configured laser emitting unit 11a for emitting a laser beam, 11b, by 11c.
【0028】 [0028]
また上記発光手段は、複数の発光部11a,11b,11cが一方向にアレイ配列するように構成され、平行光化手段12は、上記複数の発光部からの出射光を前記アレイ配列方向に一致する方向について平行光化するように構成される。 The light emitting means, a plurality of light emitting portions 11a, 11b, 11c is configured to array arranged in one direction, collimating means 12, matching the light emitted from the plurality of light emitting portions to the array arrangement direction configured to parallel light for direction. また上記平行光化手段12としてシリンドリカルレンズアレイを用い、そのシリンドリカルレンズアレイを構成する各シリンドリカルレンズ部のアレイピッチが、前記発光部のアレイピッチを同等する。 The use of a cylindrical lens array as the parallel light unit 12, an array pitch of the cylindrical lens portions constituting the cylindrical lens array to equal the array pitch of the light emitting portion. また、このシリンドリカルレンズアレイを、少なくとも2つ以上備えてもよい。 Further, the cylindrical lens array may comprise at least two or more.
【0029】 [0029]
また上記平行光化手段11としてレンチキュラーレンズを用い、該レンチキュラーレンズを構成する各マイクロレンズのアレイピッチを、上記発光部のアレイピッチと同等とする。 Also using a lenticular lens as the parallel light unit 11, an array pitch of the microlenses constituting the lenticular lens, is equal to the array pitch of the light emitting portion. またこのレンチキュラーレンズを、少なくとも2つ以上備えてもよい。 Also this lenticular lens may comprise at least two or more.
【0030】 [0030]
本発明の均一照明装置は、上記のごとくの照明装置と、その照明装置から出射した照明光を受光し、その受光した光の光軸に直交する面内の光強度分布を均一化させるための強度分布均一化手段14((42,43),(52,53))とを有し、その強度分布均一化手段14からの出射光を制御して照明対象を照明する。 Uniform illumination device of the present invention includes an illumination device as described above, receives the illumination light emitted from the lighting device, for equalizing the light intensity distribution in the plane perpendicular to the optical axis of the received light intensity distribution uniformizing means 14 ((42, 43), (52, 53)) and has, to illuminate the illumination target by controlling the light emitted from the intensity distribution uniformizing means 14.
【0031】 [0031]
(実施例1) (Example 1)
図1及び図2は、本発明の第1の一実施例を説明するための図で、照明光学系の上面概略構成を図1に、側面概略構成を図2にそれぞれ光路とともに示すもので、図1及び図2において、11はレーザアレイ、12はシリンドリカルレンズアレイ、13はコンデンサレンズ、14はカライドスコープ、15はリレーレンズ、16は被照射部である。 1 and 2 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention, Figure 1 a top schematic configuration of the illumination optical system, shows respectively with optical paths in Figure 2 a side schematic configuration, 1 and 2, 11 is a laser array, 12 a cylindrical lens array, 13 a condenser lens, the kaleidoscope 14, 15 a relay lens, 16 is irradiated portion. レーザアレイ11は、そのレーザ発光部11a,11b,11c…が直線状に等ピッチで配列されている。 The laser array 11, the laser emitting unit 11a, 11b, 11c ... are arranged at equal pitches in a straight line. 各レーザ発光部からの各々の出射光B1は拡散光として出射する。 Emitted light B1 of each from each laser emitting section emits a diffused light. これらの出射光B1をシリンドリカルレンズアレイ12で、その一方向について平行光束化させる。 These emitted light B1 by the cylindrical lens array 12, is collimated for that direction. 図1の例ではシリンドリカルレンズアレイ12は、入射した光束を紙面に平行な方向で平行化させた光束B2として出射させる。 The cylindrical lens array 12 in the example of Figure 1, emit an incident beam of light as a light beam B2 which is collimated in a direction parallel to the paper surface. この場合の平行光束B2は厳密に平行でなくても良い。 Parallel beam B2 in this case need not be exactly parallel. 次のコンデンサレンズ13で隣り合う光束どうしが大きな角度差で交じり合わなければ良い。 The light flux each other adjacent to each other in the following condenser lens 13 may need Awa intermingle with a large angle difference. すなわち、出射光束B2がある程度重なっていても角度差が小さければ問題とはならない。 In other words, the emitted light beam B2 is not a problem the smaller the angular difference be overlapped to some extent.
【0032】 [0032]
そしてコンデンサレンズ13によって、その出射光束B3がカライドスコープ14の入射側端面14aに収斂される。 And by the condenser lens 13, the outgoing light beam B3 is converged on the incident side end surface 14a of the kaleidoscope 14. そしてカライドスコープ14内を進行する光束は、カライドスコープ14内で多重反射し、その出射端面14bでは光束の面内強度の分布が均一化される。 The light beam traveling through the kaleidoscope 14 is multiply reflected inside the kaleidoscope 14, the distribution of the in-plane intensity of the light beam in the outgoing end surface 14b is uniform. この均一化された強度分布を有する光束がリレーレンズ15によって被照射部16へ照射される。 The homogenized light beam having an intensity distribution is irradiated to the irradiated portion 16 by the relay lens 15.
【0033】 [0033]
シリンドリカルレンズアレイ12は、いわゆるレンチキュラーレンズに置き換えてもよい。 The cylindrical lens array 12 may be replaced by a so-called lenticular lens. シリンドリカルレンズアレイ12は、レーザアレイ11のアレイピッチと同程度のアレイピッチを有するレンズアレイで、レーザアレイの配列方向に対してレンズパワーをもっていればよい。 The cylindrical lens array 12, a lens array having an array pitch about the same array pitch of the laser array 11, it is sufficient to have a lens power to the array direction of the laser array. レンチキュラーレンズを用いる場合も、同様にそのマイクロレンズのアレイピッチをレーザアレイ11のアレイピッチと同等にして同様に作用するように構成する。 Even when using the lenticular lens, similarly to the array pitch of the microlenses in the equivalent array pitch of the laser array 11 configured to act similarly. シリンドリカルレンズアレイ12(もしくはレンチキュラーレンズ)をレーザアレイ11の直後の光路上に置くことにより、例えばシリンドリカルレンズアレイ11を、直線状に配列したレンズアレイ(2次元のパワーをもつ)に置き換えた場合に比べて、図1で紙面厚み方向の設置許容範囲が広くなる。 By placing the cylindrical lens array 12 (or lenticular lens) on the optical path immediately after the laser array 11, for example, a cylindrical lens array 11, in the case of replacing the lens array arranged in a straight line (with a two-dimensional power) compared with installation tolerance of the paper thickness direction is wider in FIG. すなわち図1の上下方向の微調整のみを行えば良い。 That may be performed only fine adjustment in the vertical direction in FIG. 1.
【0034】 [0034]
シリンドリカルレンズアレイ(またはレンチキュラーレンズ)12を使うことによって被照射部16への最大入射角を小さくできることを光線追跡計算結果を用いて説明する。 It will be described with reference to ray tracing calculations to be able to reduce the maximum incident angle to the irradiated portion 16 by using the cylindrical lens array (or lenticular lens) 12. 図3は、レンチキュラーレンズを用いた照明光学系の効果を説明するための図で、照明光学系の概略構成を図3(A)に、図3(A)のB部の拡大図を図3(B)に示すものである。 Figure 3 is a diagram for explaining the effect of the illumination optical system using a lenticular lens, a schematic configuration of an illumination optical system in FIG. 3 (A), FIG. 3 is an enlarged view of a B portion shown in FIG. 3 (A) It illustrates in (B).
【0035】 [0035]
図3に示す構成において、実際には図1に示すごとくの光源11a,11cを含むレーザアレイが配置されるが、特徴的な光路を説明するためにレーザアレイ11の全体はその図示を省略している。 In the configuration shown in FIG. 3, actually the as shown in FIG. 1 is a light source 11a, the laser array comprising 11c is arranged, the entire laser array 11 in order to explain the characteristic light path thereof is omitted illustration ing. すなわち図示されている光源11aはレーザアレイの端部に位置し、光源11nはレーザアレイ11の中心に位置し、その他のレーザアレイを構成する光源は、図示を省略している。 That light source 11a shown is located at the end portion of the laser array, the light source 11n is located in the center of the laser array 11, the light source constituting the other of the laser array are not shown. レーザの光源11aの直後にはシリンドリカルレンズアレイ(またはレンチキュラーレンズ)12が配置されている。 Cylindrical lens array (or lenticular lens) 12 is arranged immediately after the laser light source 11a. 図3(B)において、12aはシリンドリカルレンズアレイ12を構成するひとつのレンズ部(シリンドリカルレンズ)で、光源11a…11nと同様にy方向にアレイ化されている。 In FIG. 3 (B), 12a is one of the lens portions constituting the cylindrical lens array 12 in (cylindrical lenses) are arrayed in the y-direction similarly to the light source 11a ... 11n.
【0036】 [0036]
レーザアレイ11の光源アレイピッチとシリンドリカルレンズアレイ12の各レンズのアレイピッチ(またはレンチキュラーレンズのマイクロレンズのアレイピッチ)は同ピッチであり、図3(B)では光源11aに対応するレンチキュラー部(レンチキュラーレンズ)を構成する一つのマイクロレンズ12aのみを示している。 Array pitch of the lenses of the light source array pitch and the cylindrical lens array 12 of the laser array 11 (or array pitch of the micro lenses of the lenticular lenses) have the same pitch, and FIG. 3 (B) lenticular portion corresponding to the light source 11a in (lenticular It shows only one microlens 12a of the lens). レンチキュラーレンズ12では、各レーザアレイからの出射光は、紙面に平行な方向に平行化される。 In the lenticular lens 12, light emitted from the laser array is collimated in a direction parallel to the paper surface. このレンチキュラーレンズ12では、レンズの球面収差のため、出射光は完全にコリメートされないが、ある程度の平行光束化で効果は十分得られる。 In the lenticular lens 12, for the spherical aberration of the lens, although the emitted light is not completely collimated, the effect can be sufficiently obtained in some collimated. 平行光束化されたビームB2はシリンドリカルレンズ21,22,23を通過してカライドスコープ14の入射側端面14aに到達する。 Beam B2 which is collimated to reach the incident surface 14a of the kaleidoscope 14 and passes through the cylindrical lens 21, 22 and 23. この場合、入射側端面14aへの最大入射角は12°である。 In this case, the maximum incident angle to the incident surface 14a is 12 °.
【0037】 [0037]
シリンドリカルレンズ21は、レーザアレイ光をカライドスコープ14の入射側端面14aに偏向させるはたらきをする。 The cylindrical lens 21 serves to deflect the laser array light-incident surface 14a of the kaleidoscope 14. シリンドリカルレンズ22,23は、レーザアレイの厚さ方向(紙面厚さ方向)の発散ビームを入射側端面14aに収斂させるはたらきをする。 The cylindrical lens 22 and 23, and serves to converge the divergent beam in the thickness direction of the laser array (paper thickness direction) on the incident side end surface 14a.
【0038】 [0038]
(比較例) (Comparative Example)
図4は、上記図3の構成において、レンチキュラーレンズ12が無い場合の光学系における作用を説明するための図である。 4, in the configuration of FIG 3 is a diagram for explaining the operation in the optical system when the lenticular lens 12 is not provided. 図4には、図3の光学系においてレーザアレイの端部に位置する光源11aの直後のシリンドリカルレンズアレイ12を削除した場合の光線を示している。 FIG 4 shows a light beam when removing the cylindrical lens array 12 immediately after the light source 11a located at the end of the laser array in the optical system of FIG. 光源11aからの発散光B11はシリンドリカルレンズ21,22,23を通過してカライドスコープ14の入射側端面14aに最大入射角16°で照射される。 Divergent light B11 from the light source 11a is irradiated at the maximum incidence angle 16 ° to the incident surface 14a of the kaleidoscope 14 and passes through the cylindrical lens 21, 22 and 23. カライドスコープ14の出射側端面(図示せず)からの出射光は、入射角度が維持されることから、最大角16°で出射される。 Light emitted from the emitting side end face of the kaleidoscope 14 (not shown), since the incident angle is maintained, is emitted at a maximum angle of 16 °. さらに図4と図3を比較すると、シリンドリカルレンズアレイ12を用いたほうがカライドスコープ14の口径を小さくすることが可能である。 Further comparison of FIGS. 4 and 3, it is possible to better using a cylindrical lens array 12 is to reduce the diameter of the kaleidoscope 14. 同じ反射回数のカライドスコープなら口径が小さいほど全長も短くなる。 Overall length becomes shorter as the diameter if the kaleidoscope of the same number of reflections is small. したがって、シリンドリカルレンズアレイ(もしくはレンチキュラーレンズ)を用いることで照明光学系を小さくすることができる。 Therefore, it is possible to reduce the illumination optical system by using a cylindrical lens array (or lenticular lens).
【0039】 [0039]
(実施例2) (Example 2)
図5及び図6は、本発明の第2の実施例を説明するための図で、照明光学系の上面概略構成を図5に、側面概略構成を図6にそれぞれ光路とともに示すもので、照明光学系は、レンズアレイ11、シリンドリカルレンズアレイ12、カライドスコープ14、リレーレンズ15、シリンドリカルレンズ31,32,33で構成され、16は被照射部である。 5 and 6 are views for explaining the second embodiment of the present invention, Figure 5 a top schematic configuration of the illumination optical system, shows respectively with optical path in FIG. 6 a side schematic configuration, lighting optics, a lens array 11, the cylindrical lens array 12, a kaleidoscope 14, a relay lens 15, a cylindrical lens 31, 32, 33, 16 is irradiated portion. なお、実施例1と同様に、シリンドリカルレンズアレイ12をレンチキュラーレンズに置き換えてもよい。 As in Example 1, it may be replaced by a cylindrical lens array 12 in the lenticular lens. このとき、レンチキュラーレンズのマイクロレンズのアレイ方向やアレイピッチはシリンドリカルレンズのアレイ構成と同様とし、両者は同様に作用するように構成されるものとする。 In this case, the array direction and the array pitch of the micro lenses of the lenticular lens is the same as the array configuration of the cylindrical lens, both of which shall be configured to act similarly. 本実施例では、シリンドリカルレンズアレイ12を用いた実施例として説明する。 In this embodiment, it will be described as an embodiment using the cylindrical lens array 12.
【0040】 [0040]
シリンドリカルレンズアレイ12は、レーザアレイ11のアレイピッチと同程度のピッチでシリンドリカル面が形成されていて、図5に示すように、レーザアレイ11のアレイ方向にレンズパワーを有する。 The cylindrical lens array 12 has have cylindrical surfaces an array pitch about the same pitch of the laser array 11 is formed, as shown in FIG. 5, the lens power in the array direction of the laser array 11. シリンドリカルレンズアレイ12によって、発散して放射される各々のレーザアレイ光B1が各々アレイ方向にのみ平行光束化される。 By the cylindrical lens array 12, each of the laser array light B1 emitted is collimated only in the respective array directions diverge. この場合に得られる平行光束B2は、厳密に平行でなくても良い。 The parallel light beam B2 obtained when may strictly not be parallel. すなわち、次のシリンドリカルレンズ31で隣り合う入射光束どうしが大きな角度差で交じり合わなければ良く、ある程度重なっていても角度差が小さければ問題ではない。 That may if Awa intermingle with incident light beam to each other is a large angle difference adjacent in the following cylindrical lens 31, is not a problem the smaller the angular difference be overlapped to some extent.
【0041】 [0041]
シリンドリカルレンズアレイ12とカライドスコープ14との間の光路上には、シリンドリカルレンズが少なくとも2つ以上配置される。 The optical path between the cylindrical lens array 12 and a kaleidoscope 14, a cylindrical lens is arranged at least two or more. 図5,図6ではシリンドリカルレンズが3枚で構成された例(シリンドリカルレンズ31,32,33)を示す。 Figure 5 shows an example in which the cylindrical lens 6 is composed of three (cylindrical lenses 31, 32 and 33). この場合、レーザアレイ11のアレイ方向にパワーを有する1枚のシリンドリカルレンズ32と、レーザアレイのアレイ方向の直交方向にレンズパワーを有する2枚のシリンドリカルレンズ31,33が配される。 In this case, a single cylindrical lens 32 having power in the array direction of the laser array 11, two cylindrical lenses 31, 33 having a lens power in the direction orthogonal to the array direction of the laser array is disposed.
【0042】 [0042]
これらシリンドリカルレンズ31,32,33の作用について説明する。 The action of these cylindrical lenses 31, 32 and 33 will be described. まず図5に示すように、レーザアレイ11のアレイ方向の光束については、シリンドリカルレンズ31,33が平行平板と同じであるとみなせるため、アレイ方向のみ平行光束化されたビームB2はシリンドリカルレンズ31をそのまま透過して光束B21としてシリンドリカルレンズ32に入射する。 First, as shown in FIG. 5, the array direction of the light beam of the laser array 11, since the cylindrical lenses 31 and 33 can be regarded to be the same as the parallel flat plate, beam B2 which is collimated only array direction of the cylindrical lens 31 it is transmitted through to be incident on the cylindrical lens 32 as a light flux B21. そしてその入射光束B21は、シリンドリカルレンズ32で偏向され(光束B22)、シリンドリカルレンズ33を通過して(光束B23)カライドスコープ14の入射側端面14aに到達する。 And the incident light beam B21 is deflected by the cylindrical lens 32 (the light beam B22), and passes through the cylindrical lens 33 to reach the incident surface 14a of the (light beam B23) kaleidoscope 14.
【0043】 [0043]
次に図6に示すように、レーザアレイ11におけるアレイ方向と直交方向のビームについては、シリンドリカルレンズアレイ12は平行平板とみなせるため、各レーザ発光部から発散された光束B1は、シリンドリカルレンズアレイ12を透過した後も発散して光束B2となり、シリンドリカルレンズ31で平行化され(光束B21)、シリンドリカルレンズ32を通過して(光束B22)、シリンドリカルレンズ33でカライドスコープ14に収斂する(光束B23)。 Next, as shown in FIG. 6, the beam from the array direction perpendicular directions in the laser array 11, can be considered a cylindrical lens array 12 is a parallel plate, the light beam B1 which is emitted from the laser emitting portion, a cylindrical lens array 12 the light beam B2 becomes even diverge after passing through, is collimated by the cylindrical lens 31 (the light beam B21), and passes through the cylindrical lens 32 (the light beam B22), converges to kaleidoscope 14 by the cylindrical lens 33 (the light beam B23 ). 光束B21,B22は、図6の上下方向(すなわちレーザアレイのアレイ方向と直交方向)に平行光束である必要はない。 Light beam B21, B22 need not be parallel light beams in the vertical direction (i.e. the array direction orthogonal direction of the laser array) in FIG. したがって、シリンドリカルレンズ31,33を一枚のシリンドリカルレンズに置き換えて、その一枚のレンズでカライドスコープに収斂しても本発明の効果に影響を与えない。 Therefore, by replacing the cylindrical lens 31 and 33 on a single cylindrical lens, does not affect the effects of the present invention also converge to the kaleidoscope in that a single lens.
【0044】 [0044]
(実施例3) (Example 3)
図7及び図8は、本発明の第3の実施例を説明するための図で、照明光学系の上面概略構成を図7に、側面概略構成を図8にそれぞれ光路とともに示すもので、照明光学系は、レーザアレイ11、シリンドリカルレンズアレイ(もしくはレンチキュラーレンズ)12、シリンドリカルレンズ41、ホモジナイザ42,43、シリンドリカルレンズ44,45で構成される。 7 and 8 are diagrams for explaining a third embodiment of the present invention, Figure 7 a top schematic configuration of the illumination optical system, shows respectively with optical paths in FIG. 8 a side schematic configuration, lighting optical system is composed of a laser array 11, a cylindrical lens array (or lenticular lens) 12, a cylindrical lens 41, a homogenizer 43, the cylindrical lens 44 and 45. 図16は、上記のホモジナイザを用いた特開平9−234579号公報に記載されたレーザ照射装置の構成を示す上面図(図16(A))及び側面図(図16(B))で、これは線状のレーザ光を均一性を高めて線状のビームとして被照射部に照射する装置である。 Figure 16 is a top view showing the structure of a laser irradiation apparatus described in JP-A-9-234579 discloses using the above homogenizer (FIG. 16 (A)) and a side view (Figure 16 (B)), which is a device that irradiates the irradiated portion to enhance the uniformity of the linear laser beam as a linear beam. 本実施例は、この光学系のなかで使われるホモジナイザ40a,40bを利用して、レーザアレイ光を矩形状の被照射部に均一照明させる。 This embodiment, homogenizer 40a used among the optical system, by using 40b, uniformly illuminate the laser array light into a rectangular shape of the irradiated portion.
【0045】 [0045]
シリンドリカルレンズアレイ12(またはこれに置き換え可能なレンチキュラーレンズ)の作用は上述のとおりなのでその説明を省略する。 Since the action of the cylindrical lens array 12 (or possible lenticular lens replaced with same), such as described above will not be described. シリンドリカルレンズ41は図8の上下方向、すなわちレーザアレイ11のアレイ方向と直交方向の発散ビーム成分を平行光束化させる(光束B31)。 The cylindrical lens 41 is the vertical direction in FIG. 8, i.e. is collimated the diverging beam component in the array direction and the direction perpendicular to the laser array 11 (light beam B31). ホモジナイザ42は、レーザアレイ11のアレイ方向の光束を均一化させる。 Homogenizer 42, thereby uniformizing the light beam of the array direction of the laser array 11. 本実施例のホモジナイザ42は5分割の構成を有しているが、分割数が多いほど光束が均一化される。 Homogenizer 42 of this embodiment has the structure of 5-division, but the light flux larger the number of divisions is made uniform. ただし、図7においてホモジナイザ42の各レンズアレイへの入射光が同じ強度分布となる場合にはホモジナイザの効果が得られない。 However, no effect of the homogenizer is not obtained when the incident light to the lens array homogenizer 42 in FIG. 7 are the same intensity distribution. 例えば、レンチキュラーレンズ12とホモジナイザ42のアレイピッチが整数倍の関係となるときには、このような現象が生じる。 For example, when the array pitch of the lenticular lens 12 and the homogenizer 42 becomes an integral multiple relationship, such a phenomenon occurs. ホモジナイザ42からの光(光束B32,B33)はシリンドリカルレンズ44によって被照射部16に集められる(光束B34)。 Light from homogenizer 42 (light beam B32, B33) is collected in the irradiated portion 16 by the cylindrical lens 44 (the light beam B34).
【0046】 [0046]
一方、レーザアレイ11のアレイ方向と直交方向の光束においては、図8に示すように、ホモジナイザ43によって光束の強度分布が均一化される。 On the other hand, in the optical beam array direction orthogonal direction of the laser array 11, as shown in FIG. 8, the intensity distribution of the light flux by homogenizer 43 is made uniform. すなわち、シリンドリカルレンズ41に入射した拡散光成分が平行光束化され(光束B31)、ホモジナイザ43で光束が分割され、その分割されたそれぞれの光束を集光させ、焦点を結んだあとさらに発散光となり(光束B33)、シリンドリカルレンズ45によって被照射部16上に重ね合わされる(光束B34)。 That is, the diffused light component incident on the cylindrical lens 41 is collimated (light flux B31), the light beam is divided by the homogenizer 43, is focused to each of light beams thereof divided, it becomes more divergent light after the focused (light beam B33), is superimposed on the irradiated portion 16 by the cylindrical lens 45 (the light beam B34). レーザアレイ11のアレイ方向と直交方向の光束制御を行うホモジナイザ43は、その分割数が多いほど均一化の効果が高い。 Homogenizer 43 for the light flux control array direction orthogonal direction of the laser array 11, a high effect of equalizing the more the number of divisions.
【0047】 [0047]
レーザアレイ11の直後にシリンドリカルレンズアレイ(レンチキュラーレンズ)12を配置することによって、アレイ方向の各アレイ光を平行光束化でき、ホモジナイザの効果を得ることができる。 By arranging the cylindrical lens array (lenticular lens) 12 immediately after the laser array 11, each array light array direction can collimated, it is possible to obtain the effect of the homogenizer. また、シリンドリカルレンズアレイ(もしくはレンチキュラーレンズ)であるため、レーザアレイのアイ方向と直交方向については設置精度を要求されないというメリットがある。 Further, since the cylindrical lens array (or lenticular lens), there is a merit that the direction orthogonal to the eye-direction of the laser array is not required to install precision.
【0048】 [0048]
(実施例4) (Example 4)
図9及び図10は、本発明の第4の実施例を説明するための図で、照明光学系の上面概略構成を図9に、側面概略構成を図10にそれぞれ光路とともに示すもので、照明光学系は、レーザアレイ11、シリンドリカルレンズアレイ(またはレンチキュラーレンズ)12、シリンドリカルレンズ51、フライアイレンズ52,53、コンデンサレンズ54で構成される。 9 and FIG. 10 is a diagram for explaining the fourth embodiment of the present invention, Figure 9 a top schematic configuration of the illumination optical system, it shows respectively with the optical path 10 a side schematic configuration, lighting optics, laser array 11, a cylindrical lens array (or lenticular lens) 12, a cylindrical lens 51, a fly-eye lens 52, and a condenser lens 54. 図示した本実施例では、2枚のフライアイレンズ52,53を用いているが、2枚目のフライアイレンズ53は必ずしも必要ではなく省略することができる。 In this embodiment shown, it is used the two fly-eye lenses 52 and 53, can be the two fly-eye lens 53 is necessary to omit no. また、コンデンサレンズ54は、2枚のシリンドリカルレンズを各々のレンズパワー方向を直交させたものに置き換えても良い。 Further, the condenser lens 54 may be replaced by two cylindrical lenses to that are perpendicular to each lens power direction. なお、本実施例においても、上述の各実施例と同様に、シリンドリカルレンズアレイを同様の機能を有するレンチキュラーレンズに置き換えることができる。 Also in this embodiment, in the same manner as the embodiment described above, it is possible to replace the cylindrical lens array lenticular lens having the same function.
【0049】 [0049]
まず、図9を参照してアレイ方向の光成分に関する作用を説明する。 First, referring to FIG. 9 for explaining the action in the light component in the array direction. シリンドリカルレンズアレイ12は、レーザアレイ11のアレイピッチと同程度のアレイピッチを有する。 The cylindrical lens array 12 has an array pitch about the same array pitch of the laser array 11. 作用は前述のとおりである。 Action are as described above. シリンドリカルレンズアレイ12でレーザアレイのアレイ方向のビームがほぼ平行な光束B2となり、シリンドリカルレンズ51を通過し(光束B41)、第1フライアイレンズ52で各々のアレイ光源からの出射光束が集光される(光束B42)。 The cylindrical lens array 12 in the array direction of the beam is substantially parallel light flux B2 next to the laser array, passes through the cylindrical lens 51 (the light beam B41), light beam emitted from each of the array light source in the first fly-eye lens 52 is condensed that (the light beam B42). 第1フライアイレンズ52の焦点位置には第2フライアイレンズ53が配置される。 The focal point of the first fly's eye lens 52 is disposed a second fly-eye lens 53. シリンドリカルレンズアレイ12を通過した光線の図9の紙面内における進行方向が、第1フライアイレンズ52の軸に平行であれば第2フライアイレンズ53は必要ではない。 Traveling direction within the plane of rays of Figure 9 that has passed through the cylindrical lens array 12, if parallel to the axis of the first fly-eye lens 52 and the second fly-eye lens 53 is not necessary. またレーザアレイ11からの出射光束B1が点光源からの出射光束とみなせない場合や、シリンドリカルレンズアレイ12の収差や、シリンドリカルレンズ12におけるレーザアレイ11とのピッチずれなどによって光束B41が第1フライアイレンズ52に対してわずかに傾く。 Further and if the outgoing beam B1 from the laser array 11 is not regarded as light beam emitted from a point light source, aberration and the cylindrical lens array 12, the light beam B41 is the first fly's eye, such as by a pitch misalignment between the laser array 11 in the cylindrical lens 12 inclined slightly with respect to the lens 52. このような場合、第1フライアイレンズ52を構成する各レンズ部から集光された光線は1点に集まらないため、第2フライアイレンズ53を必要とする。 In such a case, light beams condensed by the lens portions constituting the first fly-eye lens 52 because not collected at one point, requires a second fly-eye lens 53. そして第2フライアイレンズ53からの出射光束は、コンデンサレンズ54によって被照射部16に重ね合わされる(光束B43)。 The light beam emitted from the second fly-eye lens 53 is superimposed on the irradiated portion 16 by the condenser lens 54 (the light beam B43).
【0050】 [0050]
次に、図10を用いてレーザアレイのアレイ方向の直交方向の光束成分に関する作用を説明する。 Next, the operation relating to the luminous flux component in the direction orthogonal to the array direction of the laser array with reference to FIG. レーザアレイ11からの出射光束B1はシリンドリカルレンズアレイ12を通過して光束B2となり、シリンドリカルレンズ51で平行光束B41にされる。 Emitted light beam B1 is next light beam B2 through the cylindrical lens array 12 from the laser array 11, it is a parallel light beam B41 by the cylindrical lens 51. 上述のように第1フライアイレンズ52の焦点距離位置に第2フライアイレンズ53が配されており、第1フライアイレンズ52の各レンズ部からの出射光束(光束B42)が第2フライアイレンズ53の各レンズ部を通過して、コンデンサレンズ54によって被照射部16に重ね合わされて照度均一化される(光束B43)。 And second fly-eye lens 53 is arranged in the focal length position of the first fly-eye lens 52 as described above, the outgoing light beams from the respective lens portions of the first fly-eye lens 52 (the light beam B42) is the second fly's eye passes through the respective lens portions of the lens 53, is illumination equalizing superimposed on the irradiated portion 16 by the condenser lens 54 (the light beam B43).
【0051】 [0051]
レーザアレイ11の発光部の厚さ(アレイ方向と直交方向の厚さ)が大きい場合、光束B41は第1フライアイレンズ52の光軸に対して必ずしも平行とはならず、各アレイから集光される光線は1点に集まらない。 When the thickness of the light emitting portion of the laser array 11 (the thickness of the array direction and the perpendicular direction) is large, the light beam B41 is not necessarily parallel to the optical axis of the first fly-eye lens 52, the condenser from each array light rays are not collected at one point. このため、第2フライアイレンズ53を用いることになる。 Therefore, the using the second fly-eye lens 53. もしレーザアレイの発光部の上記厚さが十分小さいとみなせる場合には、第1フライアイレンズ52の各レンズ部からの出射光束(光束B42)はほぼ1点に集光されるため、第2フライアイレンズ53を必要としない。 If because when the thickness of the light emitting portion of the laser array can be regarded as sufficiently small, light beam emitted from the lens of the first fly-eye lens 52 (the light beam B42) is to be condensed to approximately one point, the second It does not require a fly's eye lens 53. シリンドリカルレンズアレイ12を用いることで、レーザアレイ11の上記厚さ方向の設置許容が広くなるというメリットがある。 By using the cylindrical lens array 12, there is a merit that installation tolerance of the thickness direction of the laser array 11 is widened.
【0052】 [0052]
参考例 (Reference Example)
図11 は投射装置の参考例の概略構成を光路とともに示す図で、投射装置は、上記実施例1から実施例4までのいずれかの照明光学系と、ライトバルブ、及び投射レンズとを備える。 Figure 11 is a view showing with optical path a schematic configuration of the reference example of projection morphism device, projection apparatus comprises any one of the illumination optical system to the fourth embodiment from the first embodiment, a light valve, and a projection lens . 図11に示す構成例の投射装置は、照明光学系61r,61g,61bと色合成素子62とライトバルブ65と投射レンズ64とにより構成される。 Projection apparatus configuration example shown in FIG. 11 includes an illumination optical system 61r, 61 g, 61b and the color combining element 62 and the light valve 65 and the projection lens 64 by. 図11に示す構成では照明光学系61r,61g,61bとして実施例3の光学系を用いているが、上述のように照明光学系として実施例1から実施例4までのいずれの光学系を用いても良い。 Illumination optics 61r in the configuration shown in FIG. 11, 61 g, is used an optical system of Example 3 as 61b, using any of the optical system from Example 1 as an illumination optical system as described above to Example 4 and it may be.
【0053】 [0053]
色合成素子62としては、例えばダイクロイックプリズムを用いることができる。 The color combining element 62, can be used, for example a dichroic prism. 照明光学系61r,61g,61bが、順に、赤色、緑色、青色のレーザアレイ光源である場合には、色合成素子(ダイクロイックプリズム)62はダイクロイック膜62rで赤色を反射させ、ダイクロイック膜62bで青色を反射させ、かつ、両方のダイクロイック膜62r,62bは緑色を透過させるように構成される。 Illumination optics 61r, 61 g, 61b is, in turn, red, green, when a blue laser array light source of the color combining element (dichroic prism) 62 reflects the red by the dichroic film 62r, blue the dichroic film 62b It was reflected, and both dichroic films 62r, 62b is configured to transmit the green. ライトバルブ65としては例えば液晶素子を用いることができる。 The light valve 65 may be a liquid crystal element is used, for example. 図11の構成ではライトバルブの直前にフィールドレンズ63を用いている。 In the configuration of FIG. 11 uses a field lens 63 immediately before the light valve. ライトバルブ65を透過した光が投射レンズ64の瞳を通過できるはたらきをする。 The light transmitted through the light valve 65 serves to pass through the pupil of the projection lens 64.
【0054】 [0054]
以上の構成によって、ライトバルブ65を照明する光の最大入射角は前述のとおり従来に比して低減されるため、特に液晶素子のように入射角によってコントラスト比が変化するようなライトバルブの場合、コントラスト比を向上させたり、色ムラや照度ムラを低減させることができる。 With the above arrangement, since the maximum angle of incidence of light illuminating the light valve 65 is reduced as compared with the conventional as described above, when the light valve, such as the contrast ratio changes particularly depending on the incident angle such as a liquid crystal element , it is possible to reduce or increase the contrast ratio, the color unevenness and illuminance unevenness.
【0055】 [0055]
図11では単板のライトバルブを用いた構成例を示したが、図12に示すように照明光学系61r,61g,61bに対応した計3枚のライトバルブ65r,65g,65b用いて構成しても良い。 Although an example configuration using the light valve of Figure 11 in a single plate, the illumination optical system 61r as shown in FIG. 12, 61 g, a total corresponding to 61b 3 sheets of light valves 65r, 65 g, was constituted by using 65b and it may be. 各ライトバルブ65r,65g,65bの直前に置かれているのはフィールドレンズ63r,63g,63bである。 The light valves 65r, 65 g, the field lens of being placed just before 65b 63r, 63g, is 63 b. 図12の構成は、図11の構成に比べて投射レンズ64とライトバルブ65r,65g,65bとの間の光路長が長くなるため、投射レンズ64のバックフォーカス長は図11の投射レンズ64のバックフォーカスより長くする必要がある。 Arrangement of Figure 12, projection lens 64 and the light valve 65r as compared with the configuration of FIG. 11, 65 g, the optical path length between the 65b is long, the back focus length of the projection lens 64 of the projection lens 64 in FIG. 11 there needs to be longer than the back focus. 3板のライトバルブの投射装置においても、単板の場合と同様に、コントラスト比を向上させたり、色ムラや照度ムラを低減させることができる。 3 also in the projection device of the light valve plate, as in the case of veneer, it is possible to reduce or increase the contrast ratio, the color unevenness and illuminance unevenness.
【0056】 [0056]
図14は、露光装置の参考例について説明するための図で、図中、71 は均一照明装置、72はレチクル、73は投影レンズ、74は基板ステージである。 Figure 14 is a diagram for explaining a reference example of EXPOSURE APPARATUS, in the figure, 71 is uniform one illumination device, 72 reticle, 73 projection lens, 74 is a substrate stage. 本発明の露光装置は、請求項9から請求項20までのいずれかに記載の均一照明光学装置71でレチクル72を照明し、投影レンズ73によってレチクル72のパターンが基板ステージ74に置かれたウエハーに露光されるものである。 The exposure apparatus of the present invention illuminates the reticle 72 with uniform illumination optical device 71 according to any one of claims 9 to claim 20, the pattern of the reticle 72 by the projection lens 73 is placed on the substrate stage 74 wafers it is intended to be exposed to.
【0057】 [0057]
図15は、レーザ加工機の参考例について説明するための図で、図中、75はレンズ、76はワークである。 Figure 15 is a diagram for explaining a reference example of les over The machine, in the figure, 75 is a lens, 76 is a work. 本発明のレーザ加工機は、均一照明光学装置からの照明光をレンズ75でワーク76に集光し、加工する。 Laser processing machine of the present invention, the illumination light from the equalizing one illumination optical system condenses the workpiece 76 by the lens 75, is processed. ワーク76上の集光スポット形状は照明系71の被照射部のアスペクト比と同じである。 Work 76 focused spots shape is the same as the aspect ratio of the irradiated portion of the illumination system 71. 集光させることでワークの微小部分にエネルギーを集中させることができ、表面加工や切断などができる。 Can be concentrated energy to small portions of the work by condensing, it is like the surface machining or cutting. また、レンズ75を投影レンズに置き換えるか、もしくは被照射部が直接ワーク76である配置では広い範囲にわたって均一照明できるため、レーザアニールとしても利用できる。 Further, since it uniform illumination over a wide range is arranged either replace lens 75 to the projection lens, or the irradiated portion is a direct workpiece 76, can be used as a laser annealing.
【0058】 [0058]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上の説明から明らかなように、本発明の照明装置によれば、複数光源を用いることによってコンパクトな光学系を実現し、この光源からの拡散光を平行光化して集光することにより、照明対象部への最大入射角を小さく押さえることが可能になり、これにより種々の用途に適用した際にも良好な特性の光学システムを得ることができる。 As apparent from the above description, according to the illumination device of the present invention, to realize a compact optical system by using multiple light sources, by focusing the diffused light from the light source is collimated, illumination it is possible to suppress decrease the maximum incident angle to the target portion, thereby making it possible to obtain an optical system having excellent characteristics even when applied to various applications.
【0059】 [0059]
また、本発明の均一照明装置によれば、上記の照明装置と、光の強度分布を均一化する手段を備えることにより、簡易でかつコンパクトな均一照明可能な照明装置を得ることができる。 Further, according to the uniform illumination device of the present invention, the illumination device described above, by providing a means for equalizing the intensity distribution of light, it is possible to obtain a simple and compact uniform illumination can lighting device.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】 本発明の第1の一実施例を説明するための図で、照明光学系の上面概略構成を示す図である。 [1] a diagram for explaining a first embodiment of the present invention, showing a top schematic configuration of the illumination optical system.
【図2】 本発明の第1の一実施例を説明するための図で、照明光学系の側面概略構成を示す図である。 A diagram for explaining a first embodiment of the present invention; FIG illustrates a side schematic configuration of an illumination optical system.
【図3】 レンチキュラーレンズを用いた照明光学系の効果を説明するための図である。 3 is a diagram for explaining an effect of the illumination optical system using a lenticular lens.
【図4】 図3の構成において、レンチキュラーレンズが無い場合の光学系における作用を説明するための図である。 In the configuration of FIG. 3; FIG diagrams for explaining the operation in the optical system in the case the lenticular lens is not.
【図5】 本発明の第2の実施例を説明するための図で、照明光学系の上面概略構成を示す図である。 [5] a diagram for explaining the second embodiment of the present invention, showing a top schematic configuration of the illumination optical system.
【図6】 本発明の第2の実施例を説明するための図で、照明光学系の側面概略構成を示す図である。 A diagram for explaining the second embodiment of Figure 6 the present invention, showing a side schematic configuration of an illumination optical system.
【図7】 本発明の第3の実施例を説明するための図で、照明光学系の上面概略構成を示す図である。 A diagram for explaining a third embodiment of the present invention; FIG illustrates a top schematic configuration of the illumination optical system.
【図8】 本発明の第3の実施例を説明するための図で、照明光学系の側面概略構成を示す図である。 A diagram for explaining a third embodiment of the present invention; FIG illustrates a side schematic configuration of an illumination optical system.
【図9】 本発明の第4の実施例を説明するための図で、照明光学系の上面概略構成を示す図である。 In FIG. 4 for explaining the embodiments of the present invention; FIG illustrates a top schematic configuration of the illumination optical system.
【図10】 本発明の第4の実施例を説明するための図で、照明光学系の側面概略構成を示す図である。 In FIG. 4 for explaining the embodiments of Figure 10 the present invention, showing a side schematic configuration of an illumination optical system.
【図11】 射装置の参考例の概略構成を光路とともに示す図である。 11 is a view showing with optical path a schematic configuration of the reference example of projection morphism device.
【図12】 投射装置の他の参考例の概略構成を光路とともに示す図である。 12 is a diagram showing along with the optical path a schematic configuration of another reference example of the projection device.
【図13】 本発明の発光手段と平行光化手段の構成例を示す図である。 13 is a diagram showing a configuration example of a collimating means and light emitting means of the present invention.
【図14】 露光装置の参考例を示す図である。 14 is a diagram showing a reference example of the exposure apparatus.
【図15】 ーザ加工機の参考例について説明するための図である。 FIG. 15 is a diagram for explaining a reference example of the record over The processing machine.
【図16】 本発明による投射装置の他の実施例の概略構成を光路とともに示す図である。 16 is a diagram showing a schematic configuration with an optical path of another embodiment of a projection apparatus according to the present invention.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
11…レーザアレイ、12…シリンドリカルレンズアレイ、13…コンデンサレンズ、14…カライドスコープ、15…リレーレンズ、16…被照射部、31,32,33,41,44,45,51…シリンドリカルレンズ、40a,40b…ホモジナイザ、42,43…ホモジナイザ、52,53…フライアイレンズ、54…コンデンサレンズ、61r,61g,61b…照明光学系、62…色合成素子、62r,62b…ダイクロイック膜、63,63r,63g,63b…フィールドレンズ、64…投射レンズ、65,65r,65g,65b…ライトバルブ、71…均一照明装置、72…レチクル、73…投影レンズ、74…基板ステージ、75…レンズ、76…ワーク。 11 ... laser array, 12 ... cylindrical lens array, 13 ... condenser lens, 14 ... kaleidoscopes, 15 ... relay lens 16 ... irradiated portion, 31,32,33,41,44,45,51 ... cylindrical lens, 40a, 40b ... homogenizer, 42, 43 ... homogenizer, 52, 53 ... fly-eye lens, 54 ... condenser lens, 61r, 61 g, 61b ... illumination optical system, 62 ... color combining element, 62r, 62b ... dichroic film, 63, 63r, 63 g, 63 b ... field lens, 64 ... projection lens, 65,65r, 65g, 65b ... light valve, 71 ... uniform illumination device, 72 ... reticle, 73 ... projection lens, 74 ... substrate stage, 75 ... lens, 76 …work.

Claims (9)

  1. 複数の発光部を有する発光手段と、該発光部のそれぞれから出射する拡散光のそれぞれを、該拡散光の光軸に直交する面における少なくとも同一の一方向について平行光とする平行光化手段と、該平行光化手段から出射した複数の光束を所定の集光範囲に集光する集光手段とを有する照明装置において、前記発光手段は、前記複数の発光部が一方向にアレイ配列するように構成され、前記平行光化手段は、シリンドリカルレンズアレイにより構成され、該シリンドリカルレンズアレイを構成する各シリンドリカルレンズ部のアレイピッチが、前記発光部のアレイピッチと同等に設けられ、前記シリンドリカルレンズアレイによって、前記複数の発光部からの出射光を、光源アレイ方向の発散光成分を平行光化するように構成されることを特徴 Light emitting means having a plurality of light emitting portions, each of the diffused light emitted from each of the light emitting portion, and a collimating means for parallel light in at least the same direction in the plane perpendicular to the optical axis of the enlarged diffuser , in the illumination device and a focusing means for focusing a plurality of light beams emitted from the flat Gyohikarika means to a predetermined condensing range, the light emitting means, so that said plurality of light emitting portions are arrays arranged in one direction is configured, the collimating means is composed of a cylindrical lens array, the array pitch of the cylindrical lens portions constituting the cylindrical lens array is provided equal to the array pitch of the light emitting portion, wherein the cylindrical lens array Accordingly, characterized in that the light emitted from the plurality of light emitting portions, are constituted divergent light component of the light source array direction so as to parallel light する照明装置。 Lighting device that.
  2. 請求項1に記載の照明装置において、前記発光手段は、レーザ光を発光するレーザ発光部を有して構成されることを特徴とする照明装置。 A lighting device as claimed in claim 1, wherein the light emitting means, the illuminating device characterized in that it is configured with a laser emitting unit for emitting a laser beam.
  3. 請求項に記載の照明装置において、前記シリンドリカルレンズアレイを、少なくとも2つ以上備えたことを特徴とする照明装置。 A lighting device as recited in claim 1, illumination device, characterized in that the cylindrical lens array, comprising at least two or more.
  4. 請求項に記載の照明装置において、前記平行光化手段としてレンチキュラーレンズを用い、該レンチキュラーレンズを構成する各マイクロレンズのアレイピッチが、前記発光部のアレイピッチと同等であることを特徴とする照明装置。 A lighting device as claimed in claim 1, wherein using the lenticular lens as the collimating means, the array pitch of the microlenses constituting the lenticular lens, characterized in that it is equivalent to the array pitch of the light emitting portion the lighting device.
  5. 請求項に記載の照明装置において、前記レンチキュラーレンズを、少なくとも2つ以上備えたことを特徴とする照明装置。 A lighting device as recited in claim 4, the lighting device, characterized in that said lenticular lens, comprising at least two or more.
  6. 請求項1ないしのいずれか1に記載の照明装置と、該照明装置から出射した照明光を受光し、該受光した光の光軸に直交する面内の光強度分布を均一化させるための強度分布均一化手段とを有し、該強度分布均一化手段からの出射光を制御して照明対象を照明することを特徴とする均一照明装置。 A lighting apparatus according to any one of claims 1 to 5, receives the illumination light emitted from the lighting device, for equalizing the light intensity distribution in the plane perpendicular to the optical axis of the light receiving optical intensity distribution uniformizing and means, uniform illumination device characterized by illuminating the illumination target by controlling the light emitted from said intensity distribution uniformizing means.
  7. 請求項に記載の均一照明装置において、前記強度分布均一化手段として、カライドスコープを用いることを特徴とする均一照明装置。 In uniform illumination device according to claim 6, as the intensity distribution uniformizing means, uniform illumination apparatus which comprises using a kaleidoscope.
  8. 請求項に記載の均一照明装置において、前記強度分布均一化手段として、ホモジナイザを用いることを特徴とする均一照明装置。 In uniform illumination device according to claim 6, as the intensity distribution uniformizing means, uniform illumination apparatus which comprises using a homogenizer.
  9. 請求項に記載の均一照明装置において、前記強度分布均一化手段として、フライアイレンズを用いることを特徴とする均一照明装置。 In uniform illumination device according to claim 6, as the intensity distribution uniformizing means, uniform illumination apparatus which comprises using a fly-eye lens.
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