JP4338184B2 - Optical unit array and pattern drawing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複数の光ビームを出射する光学ユニットが配列される光学ユニットアレイ、および、この光学ユニットアレイを使用するパターン描画装置に関する。 The present invention relates to an optical unit array in which optical units for emitting a plurality of light beams are arranged, and a pattern drawing apparatus using the optical unit array.
従来より、半導体やガラスの基板、刷版等への描画に用いられるパターン描画装置では、複数の描画用の光ビームを出射する光源が配列された光源アレイを用いて描画速度の向上を図る技術が利用されている。例えば、ドラムタイプ走査型画像記録装置では、感光材料の巻き付けられたドラムを高速に回転させつつ、2次元配列された複数の光ビームを出射する光源アレイをドラムの回転方向(主走査方向)と垂直な副走査方向に移動させることにより、感光材料への高速な画像記録が実現されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a pattern drawing apparatus used for drawing on a semiconductor or glass substrate, a printing plate, etc., a technique for improving the drawing speed by using a light source array in which light sources for emitting a plurality of light beams for drawing are arranged. Is being used. For example, in a drum-type scanning image recording apparatus, a light source array that emits a plurality of light beams arranged two-dimensionally while rotating a drum around which a photosensitive material is wound is defined as a drum rotation direction (main scanning direction). By moving in the vertical sub-scanning direction, high-speed image recording on the photosensitive material is realized.
また、光通信に用いられる光伝送路においては、複数の光ファイバ同士を接続する際に、複数の光ファイバをコネクタに2次元的に配列して接続し、コネクタ同士を接続することにより多数の光ファイバを一度に効率良く接続する技術が利用されている。 Further, in an optical transmission line used for optical communication, when connecting a plurality of optical fibers, a plurality of optical fibers are two-dimensionally arranged and connected to connectors, and a number of connectors are connected to each other. A technique for efficiently connecting optical fibers at a time is used.
このような複数の光学デバイス要素の配列構造に関しては様々な技術が開示されている。例えば、特許文献1では、複数の半導体レーザを互いに電気的に絶縁して配置し、レーザ発光面とは反対側においてそれぞれ配線することにより、各半導体レーザからの光ビームのon/offおよび強度を制御する技術が開示されている。
Various techniques have been disclosed for such an arrangement structure of a plurality of optical device elements. For example, in
また、特許文献2では、基台ブロックに立設された位置決めピンを、複数の半導体レーザを有する光源部材のピン穴に挿入することにより、複数の光ビームを出射する光源ユニットを簡易な構造で小型化する技術が開示されている。さらに、特許文献3では、光ビームを出射する複数の発光ダイオードが高精度に位置決めされた光学素子ブロックを支持部材の櫛歯状部により支持することにより、精度の高い2次元の光学素子結合体を形成する技術が開示されている。
ところで、このような複数の光学デバイス要素の配列構造では精度の良い配列が重要となる。また、光学デバイス要素が半導体レーザ等の光源である場合は、複数の光ビームの出射位置および出射角度を精度良く揃えて決定する必要がある。 By the way, in such an arrangement structure of a plurality of optical device elements, an accurate arrangement is important. When the optical device element is a light source such as a semiconductor laser, it is necessary to determine the emission positions and emission angles of a plurality of light beams with high accuracy.
例えば、特許文献2に開示される光源ユニットでは、位置決めピンとピン穴とにより複数の半導体レーザを有する光源部材の位置決めが精度良く行われるが、光源部材が絶縁材料で形成されている場合には、ワイヤ放電加工(エッチング)等による加工ができず、ピン穴を高精度に形成することが難しくなる。特に、複数のピン穴を形成する際の各ピン穴間の距離を精度良く決定することが困難となる。
For example, in the light source unit disclosed in
また、特許文献3に開示される光学素子結合体では、高精度に溝が形成された櫛歯部材に光学素子ブロックをはめ込むことにより、複数の光学素子ブロックの相対的な位置を決定し、さらに、ロッドレンズを利用することにより、発光ダイオードの配列方向と直交する方向の光ビームの出射位置を精度良く決定しているが、発光ダイオードの配列方向の位置については修正が不可能となっている。さらに、光学素子ブロックが1枚の基板上に複数個の発光ダイオードが直接実装される構成であるため、信頼性が高いとはいえない(すなわち、エージング等でスクリーニングをかけた場合に欠損が出る可能性のある)半導体レーザ等の光源を利用することが難しい。
Further, in the optical element combination disclosed in
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、光源、レンズ等の光学デバイス要素を配列した光学ユニットをさらに配列した光学ユニットアレイにおいて、複数の光学ユニット間の相対的な位置を精度良く決定することを目的としている。特に、複数の光を出射する光源として光学ユニットアレイが用いられるパターン描画装置においては、光源からの複数の光の出射位置および出射角度を精度良く決定することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and in an optical unit array in which an optical unit in which optical device elements such as a light source and a lens are arranged is further arranged, the relative position between the plurality of optical units is accurately determined. The purpose is to do. In particular, in a pattern drawing apparatus in which an optical unit array is used as a light source that emits a plurality of lights, an object is to accurately determine an emission position and an emission angle of the plurality of lights from the light source.
請求項1に記載の発明は、光学ユニットアレイであって、それぞれが第1の方向に沿って配置された複数の光学デバイス要素を備える複数の光学ユニットと、前記複数の光学ユニットを前記第1の方向におよそ垂直な第2の方向に配列して保持する保持部とを備え、前記複数の光学ユニットのそれぞれが、前記第1の方向および前記第2の方向に平行であって前記複数の光学デバイス要素が配置される配置面と、前記複数の光学デバイス要素の配置基準とされ、前記第1の方向に所定の間隔で設けられるとともに前記配置面に垂直な方向に突出する第1の突出部および第2の突出部とを備え、前記保持部が、前記複数の光学ユニットの複数の第1の突出部を前記第1の方向に関して外側から保持して前記複数の第1の突出部の位置を決定する複数の溝が形成された第1の櫛歯部と、前記複数の光学ユニットの複数の第2の突出部を前記第1の方向に関して外側から保持して前記複数の第2の突出部の位置を決定する複数の溝が形成された第2の櫛歯部と、前記複数の光学ユニットの複数の配置面に当接するアレイ基準面とを備え、前記第1の櫛歯部が前記複数の第1の突出部に当接して前記複数の第1の突出部の前記第1の方向および前記第2の方向の位置を決定し、前記第2の櫛歯部が前記複数の第2の突出部に当接して前記複数の第2の突出部の前記第2の方向の位置を決定する。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光学ユニットアレイであって、前記複数の光学ユニットのそれぞれが、前記複数の光学デバイス要素が取り付けられるとともに前記第1の突出部および前記第2の突出部が挿入される2つの開口が形成された位置決め部材をさらに備え、前記第1の突出部および前記第2の突出部と前記2つの開口との嵌め合いにより、前記第1の突出部および前記第2の突出部に対する前記複数の光学デバイス要素の位置が決定される。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の光学ユニットアレイであって、前記複数の光学デバイス要素のそれぞれが突起部を備え、前記複数の光学ユニットのそれぞれが、前記複数の光学デバイス要素の複数の突起部がそれぞれ挿入される複数の開口をさらに備え、前記複数の光学デバイス要素のそれぞれの光学ユニットにおける位置が、前記突起部と開口との嵌め合いにより決定される。 A third aspect of the present invention is the optical unit array according to the first aspect, wherein each of the plurality of optical device elements includes a protrusion, and each of the plurality of optical units includes the plurality of optical devices. A plurality of openings into which the plurality of protrusions of the element are respectively inserted are further provided, and the positions of the plurality of optical device elements in the respective optical units are determined by fitting of the protrusions and the openings.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の光学ユニットアレイであって、前記突起部が、前記開口に挿入される外側面を、嵌め合いにより前記光学ユニットにおける光軸の位置を決定する位置基準面として備えるレンズ部である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical unit array according to the third aspect, the position of the optical axis in the optical unit is determined by fitting the protrusion with the outer surface inserted into the opening. It is a lens part provided as a position reference plane.
請求項5に記載の発明は、請求項3または4に記載の光学ユニットアレイであって、前記複数の光学ユニットのそれぞれが、前記複数の開口が形成された薄膜状の位置決め部材をさらに備える。 A fifth aspect of the present invention is the optical unit array according to the third or fourth aspect , wherein each of the plurality of optical units further includes a thin film-like positioning member in which the plurality of openings are formed.
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の光学ユニットアレイであって、前記位置決め部材が、前記第1の突出部および前記第2の突出部が挿入される2つの開口をさらに備え、前記複数の光学ユニットのそれぞれが、前記第1の突出部および前記第2の突出部が設けられるとともに前記位置決め部材が当接する基準面をさらに備え、前記第1の突出部および前記第2の突出部と前記2つの開口との嵌め合いにより、前記第1の突出部および前記第2の突出部に対する前記位置決め部材の位置が決定される。 A sixth aspect of the present invention is the optical unit array according to the fifth aspect , wherein the positioning member further includes two openings into which the first protrusion and the second protrusion are inserted. Each of the plurality of optical units further includes a reference surface on which the first projecting portion and the second projecting portion are provided and the positioning member abuts, and the first projecting portion and the second projecting portion are provided. The position of the positioning member with respect to the first protrusion and the second protrusion is determined by fitting the protrusion and the two openings.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の光学ユニットアレイであって、前記複数の光学ユニットのそれぞれが、前記基準面との間で前記位置決め部材を挟む補強板をさらに備える。 A seventh aspect of the present invention is the optical unit array according to the sixth aspect, wherein each of the plurality of optical units further includes a reinforcing plate that sandwiches the positioning member with the reference surface.
請求項8に記載の発明は、請求項1に記載の光学ユニットアレイであって、前記複数の光学デバイス要素のそれぞれが、光を出射する光源モジュールである。
The invention according to claim 8 is the optical unit array according to
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の光学ユニットアレイであって、前記光源モジュールが、光ビームを出射する光源と、前記光源からの光が入射するレンズ部と、前記光源および前記レンズ部を保持する構造体とを備える。 Invention of Claim 9 is an optical unit array of Claim 8 , Comprising: The said light source module is a light source which radiate | emits a light beam, The lens part into which the light from the said light source injects, The said light source, A structure for holding the lens unit.
請求項10に記載の発明は、請求項1に記載の光学ユニットアレイであって、前記複数の光学ユニットのそれぞれにおいて、前記複数の光学デバイス要素のそれぞれが指向性を有する光線を出射し、前記複数の光学デバイス要素のそれぞれが、平面である前記配置面に当接することにより前記光線の出射方向を決定する角度基準面を備える。
Invention of
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の光学ユニットアレイであって、前記複数の光学ユニットのそれぞれが、前記配置面との間で前記複数の光学デバイス要素を挟み込んで前記複数の光学デバイス要素を前記配置面側へと押圧する押圧部をさらに備える。
The invention according to
請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の光学ユニットアレイであって、前記押圧部が電力供給源に接続されており、前記押圧部が、前記複数の光学デバイス要素と当接する部位に、前記複数の光学デバイス要素にそれぞれ電力を供給する複数の電気端子を備える。
Invention of
請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の光学ユニットアレイであって、前記複数の電気端子が複数の電気プローブであり、前記押圧部が、前記複数の電気プローブが当接する配線基板をさらに備える。
The invention according to
請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の光学ユニットアレイであって、前記複数の電気プローブが、前記配線基板と前記複数の光学デバイス要素との間で押圧されて弾性収縮する。
The invention according to
請求項15に記載の発明は、請求項12ないし14のいずれかに記載の光学ユニットアレイであって、前記配置面が前記電力供給源に接続されており、前記複数の光学デバイス要素のぞれぞれの前記角度基準面が電気端子である。 A fifteenth aspect of the present invention is the optical unit array according to any one of the twelfth to fourteenth aspects, wherein the arrangement surface is connected to the power supply source, and each of the plurality of optical device elements. Each said angle reference plane is an electrical terminal.
請求項16に記載の発明は、請求項12ないし15のいずれかに記載の光学ユニットアレイであって、前記複数の光学ユニットが互いに電気的に絶縁されている。 A sixteenth aspect of the present invention is the optical unit array according to any one of the twelfth to fifteenth aspects, wherein the plurality of optical units are electrically insulated from each other.
請求項17に記載の発明は、対象物上にパターンを描画するパターン描画装置であって、請求項8ないし16のいずれかに記載の光学ユニットアレイと、前記光学ユニットアレイからの複数の光ビームを対象物に導く光学系と、前記対象物上において前記複数の光ビームの照射位置を走査する走査機構とを備える。 The invention according to claim 17 is a pattern drawing apparatus for drawing a pattern on an object, and the optical unit array according to any one of claims 8 to 16 and a plurality of light beams from the optical unit array. And an optical system that guides the target to the target, and a scanning mechanism that scans irradiation positions of the plurality of light beams on the target.
本発明では、複数の光学ユニット間の相対的な位置を精度良く決定することができる。 In the present invention, the relative positions between the plurality of optical units can be determined with high accuracy.
請求項2の発明では、複数の光学デバイス要素の光学ユニットにおける位置を精度良くかつ容易に決定することができる。 According to the second aspect of the present invention, the positions of the plurality of optical device elements in the optical unit can be determined accurately and easily.
請求項4の発明では、レンズ部の光軸の光学ユニットにおける位置を精度良く決定することができる。
In the invention of
請求項5の発明では、光学デバイス要素の向きに影響を与えることなく、光学デバイス要素の位置を決定することができる。 In the invention of claim 5 , the position of the optical device element can be determined without affecting the orientation of the optical device element.
請求項6の発明では、位置決め部材の第1の突出部および第2の突出部に対する相対的な位置を簡単な構造で精度良く決定することができる。 In the invention of claim 6 , the relative position of the positioning member with respect to the first protrusion and the second protrusion can be accurately determined with a simple structure.
請求項7の発明では、光学デバイス要素を位置決め部材に対して容易に着脱することができる。 In the invention of claim 7 , the optical device element can be easily attached to and detached from the positioning member.
請求項8の発明では、複数の光源モジュールを精度良く配置することができる。 In the invention of claim 8 , a plurality of light source modules can be arranged with high accuracy.
請求項10の発明では、複数の光学デバイス要素からの指向性を有する光線の光学ユニットに対する相対的な出射方向を精度良く決定することができる。 According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to accurately determine the relative emission direction of light beams having directivity from a plurality of optical device elements with respect to the optical unit.
請求項11の発明では、光学デバイス要素からの光ビームの出射位置および出射角度の経時変化を防止することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to prevent the light beam emission position and the emission angle from the optical device element from changing with time.
請求項12および15の発明では、光学デバイス要素への電力の供給構造を簡素化することができる。
In the inventions of
請求項13の発明では、光学ユニットを容易に組み立てることができる。
In the invention of
請求項14の発明では、電気プローブを確実に光学デバイス要素に当接させることができる。
In the invention of
請求項16の発明では、光学ユニットアレイへの配線を分割して1つの配線の大型化を防止することができる。 In the invention of claim 16 , the wiring to the optical unit array can be divided to prevent one wiring from being enlarged.
請求項17の発明では、高精度なパターンの描画が実現される。 In the invention of claim 17 , high-precision pattern drawing is realized.
本発明の一の実施の形態に係る光学ユニットアレイでは、光を出射する光源モジュールをそれぞれ複数備える複数の光学ユニットが用いられる。以下、光学ユニットアレイの光学デバイス要素である光源モジュールおよび光学ユニットの構成について順に説明し、その後、光学ユニットアレイの構成について説明する。 In the optical unit array according to one embodiment of the present invention, a plurality of optical units each including a plurality of light source modules that emit light are used. Hereinafter, the configurations of the light source module and the optical unit, which are optical device elements of the optical unit array, will be described in order, and then the configuration of the optical unit array will be described.
図1は、光学ユニットアレイに用いられる光源モジュール1の構成を示す斜視図であり、図2ないし図5はそれぞれ、光源モジュール1の平面図、図1中の(+X)側からの正面図、左側面図および右側面図である。図1に示すように、光源モジュール1は、指向性を有する光線(以下、「光ビーム」という。)を出射する光源である半導体レーザのベアチップ(以下、単に「半導体レーザ」という。)11、半導体レーザ11からの光ビームが入射するレンズ部12、並びに、半導体レーザ11およびレンズ部12を保持する構造体(以下、「プラットフォーム」という。)13を備える。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a
半導体レーザ11は、図2および図3に示すように、サブマウント112に取り付けられた上で、例えば、はんだ付け等の方法によりプラットフォーム13の内部に実装される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
レンズ部12は、図2および図3中に一点鎖線にて示す光軸121を有するコリメータレンズ123(例えば、セルフォック(登録商標)レンズ)、および、コリメータレンズ123を内部に有する円筒形のレンズホルダ122を備え、レンズホルダ122の光軸121に平行なレンズ部外側面122aの中心軸は光軸121と高精度に一致する。すなわち、レンズ部12では、光軸121に垂直な面で切断した場合の断面の中心が光軸121と高精度に一致する。なお、レンズ部12はコリメータレンズ123そのもの(または側面がメタライズされたレンズ)でもよく、この場合、コリメータレンズ123の側面がレンズ部外側面122aとなる。
The
レンズ部12は、光軸121と半導体レーザ11から出射される光ビームの主光線とが高精度に一致するようにアライメント(位置決め)され、はんだ、ガラスパウダ、UV接着剤等を用いて、あるいはYAGレーザによる溶接によりプラットフォーム13に固定される。このとき、レンズ部12(の一部)はプラットフォーム13の外部に突出するよう固定され、光源モジュール1の取り付け位置を決定するための突起部となる。
The
プラットフォーム13は、熱伝導率が高く熱膨張率が低い材料、例えば、銅タングステン(CuW)等で形成され、レンズ部12の周囲の3方向(図5中のレンズ部12の(+X)側、(−X)側および(−Y)側)を囲むように略U字状に設けられた面131、および、半導体レーザ11の一方の電極(本実施の形態ではアノード)にワイヤ114を介してワイヤボンディング法により接続されたモジュール電極14を有し、面131は光軸121に垂直とされる。
The
モジュール電極14は、図3に示すように、半導体レーザ11のレンズ部12とは反対側であって面131の中央部近傍と対向する位置(すなわち、(+Z)方向へと延長した光軸121近傍)に配置され、モジュール電極14、半導体レーザ11、面131の中央部およびレンズ部12は光軸121に沿う方向にほぼ一直線状に並ぶ。図4に示すようにモジュール電極14は絶縁材15を介してプラットフォーム13から絶縁された状態で接合される。また、モジュール電極14および絶縁材15を除いたプラットフォーム13の表面には金メッキが施され、図2および図3に示すように、半導体レーザ11のもう一方の電極(本実施の形態ではカソード)にワイヤ113を介して接続される。
As shown in FIG. 3, the
光源モジュール1では、電力供給源からプラットフォーム13の表面およびモジュール電極14を介して供給される電力により半導体レーザ11から光ビームが出射され、この光ビームがレンズ部12に入射し、光軸121に平行な平行光とされてレンズ部12から出射される。
In the
図6は、複数(本実施の形態では32個)の光源モジュール1を備える光学ユニット2を示す斜視図であり、図7は光学ユニット2の分解斜視図である。図7では、図示の便宜上、光源モジュール1を2個だけ描いているが、実際には図7中のX方向に沿って16個の光源モジュール1が1列に配置され(以下、光源モジュール1が配置される方向を「光源モジュール1の配列方向」ともいう。)、さらにもう1列(16個)の光源モジュール1が上記光源モジュール1と平行に配列される。
FIG. 6 is a perspective view showing the
光学ユニット2は、複数の光源モジュール1の光ビームの出射側に、光源モジュール1が挿入される複数の取付開口201が形成された取付板20(後述の2つの板22,23からなる。)、および、複数の取付開口201に対応する複数の開口211が形成されたユニット基部21を備える。
The
取付板20は、複数の光源モジュール1がそれぞれ挿入される複数の位置決め開口221がエッチングにより所定の位置に精度良く形成された薄膜状の位置決め板22、および、位置決め開口221に対応する位置に位置決め開口221より僅かに大きい開口231が形成された角度決め板23を有する。取付開口201は位置決め開口221および開口231を重ね合わせたものであり、角度決め板23の(+Z)側の面は複数の光源モジュール1が配置される平面である配置面232となっている。
The mounting
ユニット基部21は、配置面232に平行に位置決め板22に対向する基準面212を備え、基準面212には、配置面232および基準面212に垂直な方向に突出する突出部である第1ピン213、並びに、第1ピン213から光源モジュール1の配列方向(図7中の(−X)方向)に所定の間隔だけ離れて設けられるとともに配置面232および基準面212に垂直な方向に突出する第2ピン214が設けられる。第1ピン213および第2ピン214は、ユニット基部21と一体物として形成されてもよく、また、ユニット基部21に圧入されて取り付けられてもよい。位置決め板22には、第1ピン213および第2ピン214がそれぞれ挿入される2つのピン用開口223が形成され、また、角度決め板23にも同様に2つのピン用開口233が形成される。
The
光学ユニット2は、配置面232との間で複数の光源モジュール1を挟み込んで複数の光源モジュール1を配置面232側へと押圧する押圧部30をさらに備え、押圧部30は、複数の光源モジュール1と当接する部位に設けられて複数の光源モジュール1にそれぞれ電力を供給する電気端子である複数の電気プローブ24(2つのみ図示)、電気プローブ24が挿入される複数の開口251が形成された放熱シート25、開口251に対応する複数の開口261が形成されるとともに開口261に挿入される電気プローブ24を保持するプローブ保持板26、および、複数の電気プローブ24が当接する配線基板27を備える。
The
図8は、電気プローブ24を示す図である。電気プローブ24は、略円柱状のプローブピン241、および、内部にバネ242aを有する略円筒状のプローブ本体部242を有する。電気プローブ24は、長手方向の両側から圧縮する方向に力が加えられることにより弾性収縮する(すなわち、バネ242aが収縮してプローブピン241がプローブ本体部242の内へと移動する)。また、図7に示すプローブ保持板26には、第1ピン213および第2ピン214にそれぞれ対応する2つのピン用開口263が設けられる。
FIG. 8 is a diagram showing the
光学ユニット2が組み立てられる際には、まず、位置決め板22の2つのピン用開口223に第1ピン213および第2ピン214が挿入され、位置決め板22が、光源モジュール1が挿入される側とは反対側の面にてユニット基部21の基準面212に当接して取り付けられる。光学ユニット2では、第1ピン213および第2ピン214と位置決め板22の2つのピン用開口223との嵌め合いにより、第1ピン213および第2ピン214に対する位置決め板22の位置が決定される。続いて、角度決め板23が、基準面212との間で位置決め板22を挟んでユニット基部21に取り付けられる。角度決め板23の厚さは0.1mmないし0.2mmであり、薄い位置決め板22をユニット基部21との間に挟んで補強する補強板としての機能も有する。
When the
次に、図2に示す複数の光源モジュール1の複数のレンズ部12が図7に示す取付板20の取付開口201(位置決め板22の位置決め開口221)に挿入される。位置決め開口221は、中心がレンズ部12の光軸121と精度良く一致し、内径がレンズ部外側面122aと精度良く嵌め合うように形成されており、位置決め開口221に挿入されるレンズ部外側面122aは、嵌め合いにより(光学ユニット2の)取付板20の位置決め板22に対する相対的な光軸121の位置、すなわち、光ビームの出射位置を決定する基準面(以下、レンズ部外側面122aを「位置基準面122a」という。)となっている。上述のように、位置決め板22は第1ピン213および第2ピン214に対して位置決めされているため、複数の光源モジュール1および光軸121のそれぞれの第1ピン213および第2ピン214に対する相対的な位置が、位置決め開口221にレンズ部12が挿入されることにより決定される。
Next, the plurality of
また、取付板20を構成する角度決め板23の配置面232は平坦度の高い平面として形成されており、複数の光源モジュール1のレンズ部12の周囲に設けられた光軸121に垂直な面131(図5参照)は、配置面232にそれぞれ当接することにより、取付板20に対する相対的な光ビームの出射角度(出射方向)(取付板20の法線に対する傾斜角度および傾斜方向を指す。)を決定する基準面(以下、面131を「角度基準面131」という。)となっている。
Further, the
以上のように、複数の光源モジュール1が取付板20(すなわち、位置決め板22および角度決め板23)に取り付けられることにより、複数の光源モジュール1および光軸121のそれぞれの光学ユニット2に対する相対的な位置が、レンズ部12(の位置基準面122a)と位置決め開口221との嵌め合いにより第1ピン213および第2ピン214を配置基準として決定され、光源モジュール1から出射される光ビームの出射方向が、光源モジュール1(の角度基準面131)が配置面232に当接することにより決定される。
As described above, the plurality of
次に、放熱シート25およびプローブ保持板26の複数の開口251および開口261が、それぞれ光源モジュール1のモジュール電極14(図4参照)と位置合わせされ、配置面232との間で複数の光源モジュール1を挟んで、2つのピン用開口263にそれぞれ挿入される固定ねじ265によりユニット基部21(の第1ピン213および第2ピン214)に取り付けられる。複数の開口251および開口261のそれぞれに電気プローブ24が光源モジュール1のレンズ部12の光軸121(図2および図3参照)にほぼ平行に挿入され、電気プローブ24の先端が光源モジュール1のモジュール電極14に当接する。
Next, the plurality of
続いて、コネクタ271およびケーブル291を介して電力供給源29と接続されている配線基板27が、取付ピン275および取付ナット276により複数の電気プローブ24のモジュール電極14に当接する先端とは反対側の端部と当接してプローブ保持板26(の固定ねじ265)に取り付けられる。電気プローブ24と当接する配線基板27の表面には、予め複数の電気プローブ24に対応する配線が形成されている。複数の電気プローブ24は、配線基板27と複数の光源モジュール1との間で押圧されて弾性収縮し、光源モジュール1を数10g重の力で角度決め板23の配置面232に向かって押圧する。より詳しくは、弾性収縮した電気プローブ24の片側の端部に当接して直接的に押圧される被押圧部でもあるモジュール電極14が、配線基板27を介して電力供給源29に接続された電気プローブ24によりレンズ部12の光軸121にほぼ平行であって角度基準面131へと向かう方向に押圧されることにより、角度基準面131が配置面232に対して押圧されて密着する。
Subsequently, the
このとき、光源モジュール1の半導体レーザ11の一方の電極(アノード)は、モジュール電極14、電気プローブ24および配線基板27を介して電力供給源29に電気的に接続される。また、半導体レーザ11のもう一方の電極(カソード)は、金メッキされたプラットフォーム13の角度基準面131を介して取付板20の配置面232に電気的に接続され、導電体である配置面232は、角度決め板23のピン用開口233に挿入される第1ピン213および第2ピン214、第1ピン213および第2ピン214に取り付けられる固定ねじ265に電気的に接続される配線基板27を介して電力供給源29と接続される。すなわち、図2および図3に示す光源モジュール1のモジュール電極14および角度基準面131は、光源モジュール1の半導体レーザ11に接続されて半導体レーザ11に電力を供給する電気端子としての役割を担う。
At this time, one electrode (anode) of the
なお、光源モジュール1の位置基準面(レンズ部外側面)122a、および、これと嵌まり合う位置決め板22が導電体(例えば、薄膜金属板)である場合には、角度基準面131の代わりに位置基準面122aが光源モジュール1の一方の電気端子とされてもよい。この場合、半導体レーザ11の電極(カソード)は、光源モジュール1の金メッキされた表面を介して位置基準面122aに接続されてもよく、直接位置基準面122aにワイヤボンディング法等により接続されてもよい。また、位置決め板22は、上述の角度決め板23の配置面232と同様に電力供給源29と接続される。
In addition, when the position reference surface (lens part outer surface) 122a of the
光学ユニット2では、さらに、放熱器28が固定ねじ285により配線基板27の裏面(電気プローブ24と当接する配線が予め形成された主面とは反対側の面)に当接して取り付けられる。図9は、組み立てられた光学ユニット2の構成を示す断面図である。
Further, in the
上述のように、複数の光源モジュール1を使用する光学ユニット2では、取付板20に配置された複数の光源モジュール1のそれぞれが電気プローブ24により取付板20に押圧された上で電気プローブ24および取付板20を介して電力が供給され、精度良く決定された出射位置および出射角度にて複数の光ビームが出射される。このとき、複数の半導体レーザ11から大量の熱エネルギーが放出される。放出された熱エネルギーは、熱伝導率が高い銅タングステンで形成されたプラットフォーム13、および、放熱シート25を介して効率良くプローブ保持板26へと伝えられる。なお、既述のように銅タングステンは熱膨張率が低いため、半導体レーザ11から放出される熱エネルギーによる光源モジュール1の変形が抑制され、光ビームの出射位置および出射角度の変動が抑制される。
As described above, in the
プローブ保持板26に伝えられた熱エネルギーは配線基板27を介して放熱器28へと伝えられ、放熱器28により効率良く放熱される。プローブ保持板26および配線基板27を形成する材料としては、放熱性が高く、かつ、電力供給源29(図7参照)からの電力を電気プローブ24等を介して光源モジュール1に供給するための絶縁性も兼ね備えた窒化アルミニウム(AlN)等のセラミックスやベリリア(酸化ベリリウム(BeO))等が好ましい。以上のように、光学ユニット2では、発熱の著しい高出力光源である半導体レーザ11を複数個使用した場合でも、光源から発生する熱エネルギーを光源モジュール1の後方(光ビームを出射する方向とは反対側)に配置される放熱器28へと効率良く伝えることにより、十分な放熱量を確保することができる。
The thermal energy transmitted to the
図10は、複数の光学ユニット2(本実施の形態では5個)を用いる光学ユニットアレイ4の構成を示す分解斜視図である。図10では、図示の便宜上、光学ユニット2を1個だけ描いているが、実際には複数の光源モジュール1の配列方向(図9中のX方向)におよそ垂直な上下方向(図9中のY方向にほぼ沿う方向)に5個の光学ユニット2が配列される。
FIG. 10 is an exploded perspective view showing a configuration of an
光学ユニットアレイ4は、上記の配列方向に配列される複数の光学ユニット2を保持する保持部40を備え、保持部40は、複数の光学ユニット2の複数の第1ピン213を保持して第1ピン213の位置を決定する複数の溝411が形成された第1の櫛歯部である第1櫛歯部材41、複数の第2ピン214を保持して第2ピン214の位置を決定する複数の溝421が形成された第2の櫛歯部である第2櫛歯部材42、並びに、第1櫛歯部材41および第2櫛歯部材42が固定されるアレイ基部43を有する。
The
第1櫛歯部材41および第2櫛歯部材42はセラミックス等の絶縁体により作成され、溝411および溝421が切削加工により精度良く形成される。また、アレイ基部43はステンレスにより作成される。
The first
光学ユニットアレイ4が組み立てられる際には、まず、図11に示すように、複数の光学ユニット2の複数の第1ピン213が第1櫛歯部材41の複数の溝411により光源モジュール1の配列方向に関して外側(すなわち、第1ピン213に関して第2ピン214とは反対側)からそれぞれ保持され、また、複数の第2ピン214が第2櫛歯部材42の複数の溝421により光源モジュール1の配列方向の関して外側(すなわち、第2ピン214に関して第1ピン213とは反対側)からそれぞれ保持される。
When the
その後、複数の光学ユニット2のそれぞれは、図12の光学ユニットアレイ4の断面図に示すように、ユニット固定ねじ415により第1櫛歯部材41に固定される。さらに、アレイ基部43が、図10および図12に示すように、第1櫛歯部材41および第2櫛歯部材42の(−Z)側の主面との間にユニット基部21を挟み込んで、第1櫛歯部材41および第2櫛歯部材42に複数のねじ435により固定される。なお、アレイ基部43と複数の光学ユニット2とは当接しておらず電気的に絶縁状態とされる。また、図12では、図示の便宜上、図中の1番上の光学ユニット2については、第1ピン213を含む断面を示し、上から2番目の光学ユニット2については、ユニット固定ねじ415を含む断面を示す。
Thereafter, each of the plurality of
このとき、図11に示す複数の第1ピン213がそれぞれ、第1櫛歯部材41の各溝411のX方向に垂直な底面414、および、(+Y)方向を向く(図11中の溝411の下側の)側面413に当接して第1ピン213のX方向およびY方向(すなわち、光源モジュール1の配列方向および光学ユニット2の配列方向)の位置が決定され、また、複数の第2ピン214がそれぞれ、第2櫛歯部材42の各溝421の下側の側面423に当接して第2ピン214のY方向(すなわち、光学ユニット2の配列方向)の位置が決定される。この結果、複数の光学ユニット2の光学ユニットアレイ4における位置が決定され、複数の光学ユニット2のそれぞれに配置される複数の光源モジュール1から出射される光ビームの出射位置が決定される。
At this time, the plurality of
また、複数の光学ユニット2のそれぞれの配置面232は、図10に示すように光源モジュール1および光学ユニット2の配列方向に平行とされ、ユニット固定ねじ415により第1櫛歯部材41の(−Z)側の主面(以下、「アレイ基準面」という。)412に引き寄せられて当接する。さらに、複数の光学ユニット2のそれぞれは、ユニット基部21のアレイ基部43側からステンレス製のユニット押圧ねじ436により絶縁フィルム437(図12参照)を介して押圧され、配置面232がアレイ基準面412に押圧される。アレイ基準面412は光源モジュール1および光学ユニット2の配列方向に平行に形成された平坦な平面であり、複数の光学ユニット2の配置面232はアレイ基準面412に押圧されることにより同一平面上に配置され、複数の光学ユニット2のそれぞれに配置される複数の光源モジュール1から出射される光ビームの出射方向が決定される。
Further, as shown in FIG. 10, the arrangement surfaces 232 of the plurality of
さらに、光学ユニットアレイ4では、絶縁フィルム437を介することによりアレイ基部43と複数の光学ユニット2との間の電気的な絶縁状態が保たれ、複数の光源モジュール1に供給される電力のアレイ基部43への漏れが防止される。また、第1櫛歯部材41および第2櫛歯部材42も絶縁体であるため、複数の光学ユニット2は互いに電気的に絶縁される。なお、ユニット押圧ねじ436がセラミックス等の絶縁材料で形成されている場合には、絶縁フィルム437が省略されてもよい。
Further, in the
以上のように、光学ユニットアレイ4では、複数の光学ユニット2の第1ピン213および第2ピン214が精度良く形成された第1櫛歯部材41および第2櫛歯部材42に当接することにより、複数の光学ユニット2間の相対的な位置、および、複数の光学ユニット2のそれぞれの光学ユニットアレイ4における位置を精度良く決定することができ、複数の光源モジュール1を精度良く配置することができる。
As described above, in the
光学ユニット2では、レンズ部12の位置基準面122aが取付板20の位置決め開口221に挿入され、複数の光源モジュール1が嵌め合いにより取付板20に取り付けられることにより、各光源モジュール1の取付板20に対する相対的な位置を精度良く決定することができる。また、位置基準面122aの中心軸はレンズ部12の光軸121と高精度に一致するため、レンズ部12の光軸121の光学ユニット2における位置を精度良く決定することができ、光源モジュール1からの光ビームの出射位置を精度良く決定することができる。
In the
さらに、第1ピン213および第2ピン214が取付板20のピン用開口223に挿入され、取付板20が嵌め合いによりユニット基部21に取り付けられることにより、取付板20の第1ピン213および第2ピン214に対する相対的な位置を簡単な構造で精度良く決定することができ、複数の光源モジュール1の光学ユニット2における位置を精度良くかつ容易に決定することができる。
Further, the
また、光学ユニット2では、複数の光源モジュール1の角度基準面131が取付板20の配置面232に当接することにより、各光源モジュール1からの光ビームの光学ユニット2に対する相対的な出射角度(出射方向)を精度良く決定することができる。また、複数の光学ユニット2の配置面232がアレイ基準面412に押圧されることにより、各光学ユニット2からの複数の光ビームの光学ユニットアレイ4に対する相対的な出射角度を精度良く決定することができる。さらに、光ビームの出射箇所(レンズ部12の出射側の端面)、位置基準面122aおよび角度基準面131が近接して配置されているため、光ビームの出射位置および出射角度をより精度良く決定することができ、光源モジュール1自体も容易に製作することができる。
Further, in the
さらに、光学ユニット2では、光源モジュール1の被押圧部であるモジュール電極14が押圧されて角度基準面131が取付板20の配置面232に押圧されることにより、光源モジュール1からの光ビームの出射位置および出射角度の経時変化を防止することができる。
Further, in the
光学ユニット2では、位置決め板22が薄膜状であるため、光源モジュール1の向きに影響を与えることなく、光源モジュール1の位置を決定することができる。また、薄膜状の位置決め板22がユニット基部21と角度決め板23とにより挟まれて補強されるため、光源モジュール1を位置決め板22に対して容易に着脱することができる。
In the
光学ユニットアレイ4では、複数の光学ユニット2が互いに電気的に絶縁されているため、光学ユニットアレイ4に供給される総電力が光学ユニット2毎に分割され、各光学ユニット2に独立して供給される(例えば、本実施の形態では、各光学ユニット2に流れる電流は約10A(アンペア)となる。)。これにより、配線を分割して1つの配線の大型化を防止することができる。
In the
光学ユニット2では、配置面232および電気プローブ24が電力供給源29に接続されており、光源モジュール1では、配置面232に当接する角度基準面131(または、配置面232に電気的に接続される位置基準面122a)、および、電気プローブ24に当接するモジュール電極14が半導体レーザ11に電力を供給する電気端子としての役割を果たすため、電力の供給構造を簡素化することができ、電気配線に拘束されずに光ビームの出射位置および出射角度を決定することができる。
In the
また、電気プローブ24が弾性収縮された状態でモジュール電極14を押圧するため、電気プローブ24を確実に光源モジュール1に当接させることができる。さらに、複数の電気プローブ24と配線基板27とが分割して形成されているため、光学ユニット2を容易に組み立てることができる。その上、光源モジュール1の取付後に行われる電力の供給構造の接続(例えば、電気端子への配線のはんだ付け)も簡素化(もしくは省略)され、既に決定されている光ビームの出射位置および出射角度のずれを防止することができる。
Further, since the
図13は、図10に示す光学ユニットアレイ4とほぼ同様の構造を有する光学ユニットアレイ4aを備えるラスタ走査型の画像記録装置3の構造を示す図である。画像記録装置3は、対象物である版材上にパターンを描画するパターン描画装置であり、光学ユニットアレイ4aからの複数の光ビームを版材に導く光学系36、および、これらの構成を保持するベース部34を備え、また、感材が塗布された版材を外側面に保持するドラム35を備える。
FIG. 13 is a diagram showing a structure of a raster scanning type
画像記録装置3の光学ユニットアレイ4aは、光源モジュール1が4個1列に配列された光学ユニットを4つ上下に並べたものである点を除いて、図10に示す光学ユニットアレイ4と同様の構成を有する。また、光学系36は、アパーチャ板31、フィールドレンズ32およびズーム光学系33を有する。
The
画像記録装置3では、光学ユニットアレイ4aから出射される複数の光ビームのビーム形状がアパーチャ板31により整形され、両側テレセントリック光学系であるフィールドレンズ32およびズーム光学系33によりドラム35上の版材の描画領域91に導かれ、版材上において複数の光ビームの照射位置が走査される。版材に対する複数の光ビームの主走査はドラム35の中心軸を中心とする回転により行われ、副走査はドラム35の中心軸に平行な方向にベース部34を移動することにより行われる。
In the
画像記録装置3では、光学ユニットアレイ4aにおいて、出射される複数の光ビームが所定の出射位置および出射角度にて出射されるよう複数の光源モジュール1が精度良く配置されているため、高精度なパターンの描画が実現される。
In the
図14は、図10に示す光学ユニットアレイ4とほぼ同様の構造の光学ユニットアレイ4bを備える光伝送路6の構成を示す図である。光伝送路6は、光増幅器5、複数の光ファイバ61および64、並びに、光ファイバ61および64がそれぞれ2次元的に配列されて接続されるコネクタ62および63を備える。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of an optical transmission line 6 including an
光増幅器5は、複数のフォトダイオード(以下、「PD」という。)を有するフォトダイオードアレイ(以下、「PDアレイ」という。)51、既述の光源モジュール1を複数有する光学ユニットアレイ4b、および、複数のPDのそれぞれを対応する光源モジュール1に接続する配線52を備える。光学ユニットアレイ4bは、光源モジュール1が5個1列に配列された光学ユニットを5つ上下に並べたものである点を除いて、図10に示す光学ユニットアレイ4と同様の構成を有する。コネクタ62およびコネクタ63には、それぞれ25本の光ファイバ61および光ファイバ64が5×5のマトリックス状に高精度に(誤差数μm(マイクロメートル)の精度にて)配列される。
The optical amplifier 5 includes a photodiode array (hereinafter referred to as “PD array”) 51 having a plurality of photodiodes (hereinafter referred to as “PD”), an
光伝送路6では、複数の光ファイバ61により伝送される光信号が、コネクタ62を介してPDアレイ51に入力されて電気信号に変換され、配線52を介して光学ユニットアレイ4bへと送信される。光学ユニットアレイ4bでは、受信された電気信号が光信号へと変換して光の強度が増幅された後、コネクタ63を介して光ファイバ64へと送信される。
In the optical transmission path 6, optical signals transmitted through the plurality of
光増幅器5では、光学ユニットアレイ4bにおいて、出射される複数の光信号(光ビーム)が所定の出射位置および出射角度にて出射されるよう複数の光源モジュール1が精度良く配置されているため、光信号を受信するコアの直径が数μmの光ファイバ64に対しても、増幅された光信号を精度良く送出することができる。
In the optical amplifier 5, since the plurality of
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、光源モジュール1の光源は半導体レーザ11に限定されず、発光ダイオード等の他の発光素子が光源として用いられてもよく、出射される光もビーム状のものには限定されない。レンズ部12に設けられるコリメータレンズ123は、ボールレンズ、ドラムレンズ等が用いられてもよい。さらに、コリメータレンズ123に代えて他のレンズがレンズ部12に設けられてもよい。プラットフォーム13も、要求される熱伝導率が満たされるのであればヘビーメタル等の他の材料で形成されてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible. For example, the light source of the
光源モジュール1では、角度基準面131を角度決め板23に対して押圧する際に外部から直接的に押圧される被押圧部は、半導体レーザ11への電力の供給構造の簡素化という観点からモジュール電極14であることが好ましいが、他の方法で電力を供給することができる場合はモジュール電極14以外の他の部位であってもよい。
In the
角度基準面131は、レンズ部12の光軸121に対して完全に垂直である必要はなく、光ビームの所定の出射角度を決定することができるのであれば、およそ垂直に設けられるのみでよい。また、角度基準面131はレンズ部12の全周にわたって設けられてもよく、レンズ部12の周囲の複数箇所に設けられてもよい。
The
また、位置基準面122は、光源モジュール1の構造の簡素化という観点からレンズ部外側面122であることが好ましいが、光源モジュール1に他の突起部が立設されている場合には、この突起部の外側面が位置基準面として他の専用の位置決め開口に挿入されることにより光源モジュール1の位置が決定されてもよい。
In addition, the
光学ユニット2において、複数の光源モジュール1は、第1ピン213と第2ピン214とを結ぶ直線方向に沿って千鳥状に配列されてもよい。
In the
光学ユニット2では、複数の光源モジュール1の第1ピン213および第2ピン214に対する位置決めは、位置決め板22の2つのピン用開口223と第1ピン213および第2ピン214との嵌め合いによるものには限定されず、例えば、位置決め板22の両端に設けられた凹部(例えば、U字状に切り欠かれた開口)が第1ピン213および第2ピン214に当接することにより位置決めが行われてもよい。
In the
光学ユニット2では、使用される光源モジュール1の数は上記実施の形態にて示した個数には限定されず、目的に合わせて複数の光源モジュール1が使用される。また、光学ユニット2では、光源モジュール1に代えてレンズモジュールや受光モジュール等の他の光学デバイス要素が設けられてもよい。
In the
光学ユニット2の電気プローブ24は、長手方向に弾性収縮するのであれば、プローブ本体部242の内部にバネ以外の弾性体を有する構造であってもよく、適度な弾性を有する材料により形成される部材であってもよい。また、光源モジュール1への電力の供給構造の簡素化という観点からは、光源モジュール1を押圧する部位である電気プローブ24により光源モジュール1に対して電力が供給される構造が好ましいが、光源モジュール1を押圧する部位と光源モジュール1に電力を供給する部位とが異なっていてもよい。さらに、押圧部30では、電気プローブ24と配線基板27は一体物として形成されてもよい。
As long as the
光学ユニット2では、基準面212および位置決め板22が配置面232と同等の平坦度を実現している場合であって、かつ、光学ユニット2に対する光源モジュール1の着脱に支障のない場合には、角度決め板23が省略されてもよい。
In the
光学ユニットアレイ4の保持部40では、第1櫛歯部材41および第2櫛歯部材42に代えて、複数の溝411を有する第1の櫛歯部と、第1の櫛歯部と対向する位置に配置されて複数の溝421を有する第2の櫛歯部とを備える一体的な櫛歯部材が設けられてもよい。
In the holding
光学ユニットアレイ4の放熱器28は、複数の光学ユニット2が保持部40に取り付けられて光学ユニットアレイ4が組み立てられた後に各光学ユニット2に取り付けられてもよく、この場合、複数の光学ユニット2に対応する1個の大型の放熱器が取り付けられてもよい。
The
光学ユニットアレイ4aを備えるパターン描画装置は、画像記録装置3に限定されるわけではなく、例えば、半導体基板や平面表示装置のガラス基板等にパターンを描画する装置として利用することもできる。
The pattern drawing device including the
1 光源モジュール
2 光学ユニット
3 画像記録装置
4,4a,4b 光学ユニットアレイ
11 半導体レーザ
12 レンズ部
13 プラットフォーム
22 位置決め板
23 角度決め板
24 電気プローブ
27 配線基板
29 電力供給源
30 押圧部
35 ドラム
36 光学系
40 保持部
41 第1櫛歯部材
42 第2櫛歯部材
91 描画領域
121 光軸
122a 位置基準面
131 角度基準面
212 基準面
213 第1ピン
214 第2ピン
221 位置決め開口
223 ピン用開口
232 配置面
411 溝
412 アレイ基準面
421 溝
DESCRIPTION OF
Claims (17)
それぞれが第1の方向に沿って配置された複数の光学デバイス要素を備える複数の光学ユニットと、
前記複数の光学ユニットを前記第1の方向におよそ垂直な第2の方向に配列して保持する保持部と、
を備え、
前記複数の光学ユニットのそれぞれが、
前記第1の方向および前記第2の方向に平行であって前記複数の光学デバイス要素が配置される配置面と、
前記複数の光学デバイス要素の配置基準とされ、前記第1の方向に所定の間隔で設けられるとともに前記配置面に垂直な方向に突出する第1の突出部および第2の突出部と、
を備え、
前記保持部が、
前記複数の光学ユニットの複数の第1の突出部を前記第1の方向に関して外側から保持して前記複数の第1の突出部の位置を決定する複数の溝が形成された第1の櫛歯部と、
前記複数の光学ユニットの複数の第2の突出部を前記第1の方向に関して外側から保持して前記複数の第2の突出部の位置を決定する複数の溝が形成された第2の櫛歯部と、
前記複数の光学ユニットの複数の配置面に当接するアレイ基準面と、
を備え、
前記第1の櫛歯部が前記複数の第1の突出部に当接して前記複数の第1の突出部の前記第1の方向および前記第2の方向の位置を決定し、
前記第2の櫛歯部が前記複数の第2の突出部に当接して前記複数の第2の突出部の前記第2の方向の位置を決定することを特徴とする光学ユニットアレイ。 An optical unit array,
A plurality of optical units each comprising a plurality of optical device elements arranged along a first direction;
A holding unit that holds the plurality of optical units arranged in a second direction approximately perpendicular to the first direction;
With
Each of the plurality of optical units is
An arrangement surface that is parallel to the first direction and the second direction and on which the plurality of optical device elements are arranged;
A first projecting portion and a second projecting portion that serve as an arrangement reference of the plurality of optical device elements, are provided at predetermined intervals in the first direction and project in a direction perpendicular to the arrangement surface;
With
The holding part is
First comb teeth in which a plurality of first protrusions of the plurality of optical units are held from the outside in the first direction and a plurality of grooves for determining the positions of the plurality of first protrusions are formed. And
Second comb teeth in which a plurality of second protrusions of the plurality of optical units are held from the outside with respect to the first direction and a plurality of grooves for determining the positions of the plurality of second protrusions are formed. And
An array reference surface in contact with a plurality of arrangement surfaces of the plurality of optical units;
Equipped with a,
The first comb teeth are in contact with the plurality of first protrusions to determine the positions of the plurality of first protrusions in the first direction and the second direction;
It said second optical unit array comb teeth is characterized that you determine the contact with the position of the second direction of the second protrusion of the plurality of the plurality of second protrusions.
前記複数の光学ユニットのそれぞれが、前記複数の光学デバイス要素が取り付けられるとともに前記第1の突出部および前記第2の突出部が挿入される2つの開口が形成された位置決め部材をさらに備え、
前記第1の突出部および前記第2の突出部と前記2つの開口との嵌め合いにより、前記第1の突出部および前記第2の突出部に対する前記複数の光学デバイス要素の位置が決定されることを特徴とする光学ユニットアレイ。 The optical unit array according to claim 1 ,
Each of the plurality of optical units further includes a positioning member to which the plurality of optical device elements are attached and two openings into which the first protrusion and the second protrusion are inserted are formed.
The positions of the plurality of optical device elements with respect to the first protrusion and the second protrusion are determined by fitting the first protrusion and the second protrusion and the two openings. An optical unit array characterized by that.
前記複数の光学デバイス要素のそれぞれが突起部を備え、
前記複数の光学ユニットのそれぞれが、前記複数の光学デバイス要素の複数の突起部がそれぞれ挿入される複数の開口をさらに備え、
前記複数の光学デバイス要素のそれぞれの光学ユニットにおける位置が、前記突起部と開口との嵌め合いにより決定されることを特徴とする光学ユニットアレイ。 The optical unit array according to claim 1,
Each of the plurality of optical device elements includes a protrusion.
Each of the plurality of optical units further comprises a plurality of openings into which the plurality of protrusions of the plurality of optical device elements are respectively inserted.
The position of each of the plurality of optical device elements in the optical unit is determined by the fitting of the protrusion and the opening.
前記突起部が、前記開口に挿入される外側面を、嵌め合いにより前記光学ユニットにおける光軸の位置を決定する位置基準面として備えるレンズ部であることを特徴とする光学ユニットアレイ。 The optical unit array according to claim 3 ,
The optical unit array, wherein the protrusion is a lens unit including an outer surface inserted into the opening as a position reference surface for determining a position of an optical axis in the optical unit by fitting.
前記複数の光学ユニットのそれぞれが、前記複数の開口が形成された薄膜状の位置決め部材をさらに備えることを特徴とする光学ユニットアレイ。 The optical unit array according to claim 3 or 4 ,
Each of the plurality of optical units further includes a thin film-like positioning member in which the plurality of openings are formed.
前記位置決め部材が、前記第1の突出部および前記第2の突出部が挿入される2つの開口をさらに備え、
前記複数の光学ユニットのそれぞれが、前記第1の突出部および前記第2の突出部が設けられるとともに前記位置決め部材が当接する基準面をさらに備え、
前記第1の突出部および前記第2の突出部と前記2つの開口との嵌め合いにより、前記第1の突出部および前記第2の突出部に対する前記位置決め部材の位置が決定されることを特徴とする光学ユニットアレイ。 The optical unit array according to claim 5 , wherein
The positioning member further includes two openings into which the first protrusion and the second protrusion are inserted;
Each of the plurality of optical units further includes a reference surface on which the first protrusion and the second protrusion are provided and the positioning member abuts.
The position of the positioning member with respect to the first protrusion and the second protrusion is determined by fitting the first protrusion and the second protrusion and the two openings. An optical unit array.
前記複数の光学ユニットのそれぞれが、前記基準面との間で前記位置決め部材を挟む補強板をさらに備えることを特徴とする光学ユニットアレイ。 The optical unit array according to claim 6 ,
Each of the plurality of optical units further includes a reinforcing plate that sandwiches the positioning member with the reference surface.
前記複数の光学デバイス要素のそれぞれが、光を出射する光源モジュールであることを特徴とする光学ユニットアレイ。 The optical unit array according to claim 1,
The optical unit array, wherein each of the plurality of optical device elements is a light source module that emits light.
前記光源モジュールが、
光ビームを出射する光源と、
前記光源からの光が入射するレンズ部と、
前記光源および前記レンズ部を保持する構造体と、
を備えることを特徴とする光学ユニットアレイ。 The optical unit array according to claim 8 ,
The light source module is
A light source that emits a light beam;
A lens portion on which light from the light source is incident;
A structure for holding the light source and the lens unit;
An optical unit array comprising:
前記複数の光学ユニットのそれぞれにおいて、前記複数の光学デバイス要素のそれぞれが指向性を有する光線を出射し、
前記複数の光学デバイス要素のそれぞれが、平面である前記配置面に当接することにより前記光線の出射方向を決定する角度基準面を備えることを特徴とする光学ユニットアレイ。 The optical unit array according to claim 1,
In each of the plurality of optical units, each of the plurality of optical device elements emits a light beam having directivity,
Each of the plurality of optical device elements includes an angle reference plane that determines an emission direction of the light beam by abutting against the arrangement surface that is a plane.
前記複数の光学ユニットのそれぞれが、前記配置面との間で前記複数の光学デバイス要素を挟み込んで前記複数の光学デバイス要素を前記配置面側へと押圧する押圧部をさらに備えることを特徴とする光学ユニットアレイ。 The optical unit array according to claim 10 , wherein
Each of the plurality of optical units further includes a pressing portion that sandwiches the plurality of optical device elements with the arrangement surface and presses the plurality of optical device elements toward the arrangement surface. Optical unit array.
前記押圧部が電力供給源に接続されており、
前記押圧部が、前記複数の光学デバイス要素と当接する部位に、前記複数の光学デバイス要素にそれぞれ電力を供給する複数の電気端子を備えることを特徴とする光学ユニットアレイ。 The optical unit array according to claim 11 , wherein
The pressing portion is connected to a power supply source;
The optical unit array, wherein the pressing portion includes a plurality of electrical terminals that respectively supply power to the plurality of optical device elements at a portion that contacts the plurality of optical device elements.
前記複数の電気端子が複数の電気プローブであり、
前記押圧部が、前記複数の電気プローブが当接する配線基板をさらに備えることを特徴とする光学ユニットアレイ。 The optical unit array according to claim 12 ,
The plurality of electrical terminals are a plurality of electrical probes;
The optical unit array, wherein the pressing portion further includes a wiring board with which the plurality of electric probes abut.
前記複数の電気プローブが、前記配線基板と前記複数の光学デバイス要素との間で押圧されて弾性収縮することを特徴とする光学ユニットアレイ。 An optical unit array according to claim 13 ,
The optical unit array, wherein the plurality of electric probes are elastically contracted by being pressed between the wiring board and the plurality of optical device elements.
前記配置面が前記電力供給源に接続されており、
前記複数の光学デバイス要素のぞれぞれの前記角度基準面が電気端子であることを特徴とする光学ユニットアレイ。 The optical unit array according to any one of claims 12 to 14 ,
The placement surface is connected to the power supply;
The optical unit array, wherein the angle reference plane of each of the plurality of optical device elements is an electrical terminal.
前記複数の光学ユニットが互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする光学ユニットアレイ。 The optical unit array according to any one of claims 12 to 15 ,
The optical unit array, wherein the plurality of optical units are electrically insulated from each other.
請求項8ないし16のいずれかに記載の光学ユニットアレイと、
前記光学ユニットアレイからの複数の光ビームを対象物に導く光学系と、
前記対象物上において前記複数の光ビームの照射位置を走査する走査機構と、
を備えることを特徴とするパターン描画装置。 A pattern drawing device for drawing a pattern on an object,
An optical unit array according to any of claims 8 to 16 ,
An optical system for guiding a plurality of light beams from the optical unit array to an object;
A scanning mechanism for scanning irradiation positions of the plurality of light beams on the object;
A pattern drawing apparatus comprising:
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