JPH0110808Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は超高圧水銀ランプ、キセノンランプ
などの点光源を使用し、これらの光をミラーによ
り一旦集光した後、レンズにより感光板に照射露
光する装置に関する。このような装置は主として
フオトエツチングやプリント基板の露光に用いら
れている。

従来の技術 この種の装置ではランプから出る光を有効に利
用するため、ランプの少なくとも半分を取囲む楕
円ミラーの一方の焦点にランプの発光中心を置
き、他の焦点近くに配置された複数個の凸レンズ
よりなるインテグレータ上に集光し、前記インテ
グレータを構成する凸レンズにより、多重に露光
面に投射することにより露光面の照射強度を出来
るだけ一様となるように構成されている。使用さ
れるランプの発光強度は、一般にランプの中心軸
の直角方向に強く、かつ直角方向での配光断面は
円形となつている。また、楕円ミラーはその中心
軸がランプの中心軸に一致するよう取付けられて
おり、中心軸に直角方向のミラー断面は円形であ
る。従つてインテグレータ上には円形の光が集光
され、これより露光面上に照射される強度分布も
ほぼ円形となる。一方、露光面に置かれた感光板
は長方形または正方形であるため、小さい寸法の
感光板を用いるとランプの照射光が有効に利用出
来ず、また大きい寸法の感光板を用いると四隅の
照射強度が不足する。

問題点を解決するための手段 本考案はインテグレータを構成する複数個の凸
レンズに異なる形状のレンズの組合せを用い、特
に露光面の四隅に効率よく照射するために半球面
レンズに加えてシリンドリカルレンズを組合せ使
用することにより、正方形または長方形の露光面
の照射強度分布が一様で、かつ露光面以外への光
の損失を最小とするものである。

実施例 以下、本考案を図面に基いて説明する。第１図
において、１は点光源として用いる超高圧水銀ラ
ンプ、キセノンランプなどの点光源であり、ラン
プの中心軸は図のＸ−Ｙ方向に置かれている。ラ
ンプは一般に500ワツトから5000ワツトのものが
用いられ、その発光長は３〜15mmである。

ランプの発光中心Ｏからの光はOZ方向に最も
強く放射され、楕円ミラー２で反射された光はイ
ンテグレータ３の一方の面上に集光される。イン
テグレータ３は複数個の凸レンズにより構成さ
れ、それぞれのレンズからの投射光は拡散されて
露光面６に重複して照射される。本考案ではイン
テグレータ３の周辺部に位置する全個数の3/5以
下のレンズにシリンドリカル凸レンズ４を使用
し、残部に半球面凸レンズ５を組合せ使用する。

第２図はインテグレータ３に入射する光と、こ
れより凸レンズを通つて拡散し、露光面に投射さ
れる光を模式的に表わした図であり、インテグレ
ータ上のＰ、Ｑはそれぞれ周辺と中央付近に入射
する光を示す。また７はランプよりＯ−Ｚ方向に
向いミラーにより反射された光が集光し、インテ
グレータ上に作る最強々度円を示す。

インテグレータを構成する凸レンズのうち、中
央付近Ｑに位置するレンズには第４図に示した如
き形状の半球面凸レンズ４を使用しており、第２
図のＳに投射される像はその分布強度が同心円状
となる。一方、周辺付近Ｐに位置する凸レンズに
は第３図に示した如きシリンドリカル凸レンズを
使用している。このようなシリンドリカルレンズ
によりＲに投影される像の強度分布は、第３図に
おけるレンズの曲率の方向Ａ−Ｂにのみ拡大さ
れ、第２図のようにＡ−Ｂに長く、Ｃ−Ｄに短く
投影され、ほぼ長方形となるとともに、その長方
形内の最大強度は同一寸法で曲率半径の等しい半
球面レンズを用いたときより大きい。

さらに、周辺部に位置する他のシリンドリカル
凸レンズを上記と直角方向に向きを変えて組合わ
せると、投影された二つの長方形像が重なり、そ
の交点部分で露光面の強度が極大となる。

本考案によればシリンドリカル凸レンズの配置
と向きを適当に選び、組合せることにより、露光
面内の四隅の照射強度の弱い部分に交点の極大部
分を作り、露光面全体の強度分布を同心円状から
ほぼ長方形または正方形にすることができる。こ
のように半球面レンズに加えてシリンドリカルレ
ンズを組合せると露光面内での強度分布が一様と
なるとともに露光面外に照射される損失が少くな
る。

第５図はこのようにして組合わされたインテグ
レータのレンズ配列図を示し、矢印（←→）は第３
図のシリンドリカルレンズでＡ−Ｂ方向を示して
おり、丸印（〇）は第４図の半球面レンズを示し
ている。レンズの断面形状は組合せ容易な正方形
とし、一例として一方が６mmで厚さ６mmの石英製
レンズを64枚用いた。

この実施例ではインテグレータレンズの全個数
の1/4（16枚）のレンズにシリンドリカルレンズ
が使用され、その位置は第２図における最強々度
円７の近辺および外側にあり、残部の中央付近に
は半球面レンズが使用されている。この組合せの
レンズを使用すると、インテグレータより約1.5
ｍ離れた露光面上で400mm×400mmの感光板上の強
度分布は75％であつた。一方、シリンドリカルレ
ンズを使用せず、全数を半球面レンズで構成した
場合の強度分布は68％に低下した。第６図はシリ
ンドリカルレンズの個数割合をさらに多くした、
他の実施例のインテグレータのレンズ配列図を示
している。この実施例ではインテグレータを構成
するレンズの全個数の1/2（32枚）にシリンドリ
カルレンズが使用され、残部は半球面レンズであ
る。前記と同一条件で感光板上の強度分布は88％
に向上した。インテグレータレンズの総個数を64
枚と変えずにシリンドリカルレンズの割合をさら
に大きくすると露光面内での強度分布の凹凸が多
くなり強度分布の調整が困難となる。インテグレ
ータレンズの総個数を上記実施例より増した場
合、全個数の3/5以下のレンズにシリンドリカル
レンズを使用し、感光板上の強度分布をさらに改
善することが出来た。しかしながら全個数の3/5
より多くシリンドリカルレンズを使用すると露光
面での凹凸が過大となり強度分布は逆に悪化し
た。一方、インテグレータレンズの総個数を64枚
と変えずにシリンドリカルレンズの割合を小さく
していくと、全個数の1/8のレンズにシリンドリ
カルレンズを使用し、強度分布改善の効果が認め
られた。しかしながら、シリンドリカルレンズの
個数をさらに減じて1/16にすると改善の効果はほ
とんどなくなつた。従つて、本考案では全個数の
レンズの少なくとも1/8以上にシリンドリカルレ
ンズを使用することが必要であつた。

尚、上記実施例では複数個のレンズを正方形に
組合わせたインテグレータおよび正方形の露光面
について説明したが、インテグレータは８角形も
しくは近似の円形、長方形のいずれの組合せ形状
でも同様な効果が得られ、さらにインテグレータ
の方向性をシリンドリカルレンズ組合せ方向によ
り変えて、上下と左右を非対象にすると長方形の
露光面にも適合し得る。

考案の効果 以上のように、本考案ではインテグレータ付き
照射装置において、複数個のレンズより構成され
たインテグレータ上に点光源の光をミラーにより
集光し、個々のレンズの入射光を重複して露光面
に照射するとともに、インテグレータの周辺部に
位置する全個数の3/5以下のレンズにシリンドリ
カル凸レンズを使用し、残部に半球面凸レンズを
組合せ使用したものであり、長方形または正方形
の露光面において、照射強度の分布が一様とな
り、かつ照射光が露光面内に有効に利用される特
徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はインテグレータ付き照射装置の構成該
略図、第２図はインテグレータに入射する光と露
光面に投射されるスポツト光を表わす模式図、第
３図はシリンドリカルレンズの斜視図、第４図は
半球面レンズの斜視図、第５図および第６図は本
考案装置に用いられるインテグレータのシリンド
リカルレンズと半球面レンズの組合せ配列を示す
図である。 １……ランプ、２……ミラー、３……インテグ
レータ、４……シリンドリカルレンズ、５……半
球面レンズ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数個のレンズより構成されたインテグレータ
   上に点光源の光をミラーにより集光し、個々のレ
   ンズの入射光を長方形または正方形露光面に重複
   して投射する装置において、インテグレータの周
   辺部に位置する全個数の3/5以下のレンズにシリ
   ンドリカル凸レンズを使用し、残部に半球面凸レ
   ンズを組合せ使用したインテグレータ付き照射装
   置。