JPH0653589A

JPH0653589A - 画像出力装置用露光光学系

Info

Publication number: JPH0653589A
Application number: JP4220801A
Authority: JP
Inventors: Naoto Nakajima; 直人中島; Seigo Imai; 清吾今井
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1992-07-27
Publication date: 1994-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】音響光学変調器の回折角の固体差補正を簡
単な方法で実現し、露光光学系の焦点ズレによる描画
パターンの形状精度への影響を防止するとともに、そ
の組立性を簡素化する。【構成】第１レンズ９の光軸を入射光４０の入射軸な
いしは０次光４６の光軸の延長線上に配置する。又、入
射光軸を移動量（回折角×第１レンズの焦点距離）だけ
回折光４５を含む面内で上方へ平行移動して得られる軸
上に、第２レンズ１１の光軸を配置する。両レンズ９、
１１の間隔は、両レンズの焦点距離の和に等しい。又、
第２レンズ１１の後側焦点は、フィルム１５上の描画点
と共役である。従って、第１レンズ９に入射した回折光
４５はフィルム１５面に垂直に入射する。音響光学変調
器７の回折角の固体差は、第１レンズ９又は第２レンズ
１１の一方を上下動させるだけで補正される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数の光ビームを光
変調器で変調した上で、変調後の光ビームを用いて画像
記録を行う画像出力装置、例えばレーザープロッタやレ
ーザー製版機等の装置で用いられる露光光学系に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】（１）Ａｒ⁺レーザーなどのガスレー
ザーを用いた画像出力装置（レーザープロッタ，レーザ
ー製版機等）においては、レーザー発振器自身が高速ス
イッチング機能を備えていないため、スイッチング素子
を投影光学系内に配置し、感材上へのレーザービームの
走査に同期してレーザービームの強度を変調することに
より、画像を記録することが行われている。

【０００３】ここで、スイッチング素子としては、音響
光学変調器が一般的に使用されている。これは、音響光
学変調器が他のスイッチング素子と比較して安価に製作
できること、及び集合型の素子も構成可能であり多チャ
ンネル型の画像出力装置のスイッチング素子として好適
であること等、係る音響光学変調器の利点によるもので
ある。しかし、周知の通り、音響光学変調器による変調
では１次回折光が一般的に利用されているため、露光に
使用するレーザービームの主光線と音響光学変調器へ入
射した元のレーザービームの主光線とはある角度をなす
という特性がある。この角度が回折角に該当する。

【０００４】（２）又、画像出力装置としては、記録
速度向上のために、複数の光ビームを同時に照射するこ
とにより画像記録を行う多チャンネル型の画像出力装置
が広く用いられている。係る装置では、集合型音響光学
変調器がスイッチング素子として用いられている。この
集合型音響光学変調器とは、同一結晶基板内に複数の音
響光学変調素子が形成されたものである。この様な画像
出力装置の詳細な構成を記載した文献としては、特開昭
６０−１６９８２０号，特開昭６０−１７２０２２号，
特開平３−１５０１８号等の公報がある。

【０００５】図１３は、上記公報等に開示された画像出
力装置の露光光学系を模式的に示した説明図である。同
図に示す通り、本光学系では、次の方式が採用されてい
る。即ち、集合型音響光学変調器２０における第１のレ
ーザースポット像２３が回折光束２２の光軸に垂直な面
となるものと想定した上で、この光軸上に投影光学系２
４を配置する方式を採用している。そして、両テレセン
トリック系の光学系と折返し用のミラー２面とを上記投
影光学系２４として使用しており、しかも集合型音響光
学変調器２０より出射したレーザー光束（回折光束２２
に該当）を上記ミラー２面で折り返す際に、当該ミラー
２面の角度を若干傾けることにより、集合型音響光学変
調器２０による光軸の傾きを補正している。この補正に
より、投影光学系２４を水平に配置した場合において
も、常に回折光束２２がフィルム２６の表面に垂直に入
射することとなる（図の投影像２５）。従って、フィル
ム２６を巻着するドラムの加工誤差等によって焦点位置
が変動したとしても、レーザースポットが焼付けられる
間隔や中心位置は変動しない様に構成されていた。即
ち、従来の画像出力装置では、焦点位置が多少変動した
としても、描画パターンの形状精度は損なわれにくい様
に配慮されていた。なお、符号２１は０次光である。

【０００６】（３）尚、前述の画像出力装置に係る光
学系とは異なるが、本発明の要旨に関連するものとし
て、特開昭６１−２３０１１４号公報に開示された従来
技術がある。当該従来技術はアライメント用の光学装置
に関するものであり、その要旨は次の通りである。

【０００７】即ち、ウェハ上のアライメントマークとマ
スク上のアライメントマークとを通った光束が反射鏡や
対物レンズ等を介してコリメータ用レンズへ導かれ、平
行光束化される。更に、当該平行光束の主光線にその光
軸が合致する様に、結像レンズが上記コリメータ用レン
ズの光軸から偏心して配置されており、この結像レンズ
によって平行光束はスクリーン上へ集光され、その結
果、両アライメントマークの像がスクリーン上に結像さ
れる。これらの像は、対物レンズを介して更に撮像装置
へ結像される。この様に本従来技術では、コリメータ用
レンズとその光軸がコリメータ用レンズの光軸に対し偏
心させられた結像レンズとより構成される光学系を用い
ることにより、スクリーンないしは撮像装置の画面に対
して常に光束が垂直に入射する様に構成されている。こ
の点に関しては、前述の画像出力装置の露光光学系とそ
の目的・効果を共通にしている。

【０００８】しかし、本従来技術では、ウェハないしマ
スクを相対移動させることにより、光束がコリメータ用
レンズの前側焦点を常に通る様にしており、それにより
平行光束が実現されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術では、
焦点ずれが描画パターンの形状精度に影響を及ぼし難い
という特性は実現されてはいるが、その反面、露光光学
系の組立性に関しては、その配慮が十分ではなかった。

【００１０】音響光学変調器利用による変調の場合に
は、変調光が入射光に対して回折角を持つという点は既
述した通りである。ところが、実際の回折角の値には製
造上のバラツキがあり、音響光学変調器１個１個につい
てその回折角の値は異なっている（勿論、ある一定の範
囲内でばらついている）。これを、本出願人は、音響光
学変調器の回折角の固体差と呼んでいる。そのため、画
像出力装置１台１台毎に、露光光学系を調整し、当該回
折角の相違を修正する必要があった。そのため、従来技
術では、図１１及び図１２に示す方法（ミラーの回転・
調整）が調整方法として用いられている。以下、当該方
法について詳述する。

【００１１】先ず、回折光束を折り返すためのミラー７
０，７１を所定位置に設定し、オートコリメータにより
角度ずれを調整する（ステップＳＴ１）。ここでオート
コリメータを用いて調整を行う必要性から、この時点で
はミラー７０、７１以外の光学部材は取付けられていな
い。

【００１２】ここで、ステップＳＴ２は準備ステップに
相当する。即ち、現在使用している音響光学変調器２０
の回折角を予め測定しておく。尚、この測定は、各音響
光学変調器毎に行われる。

【００１３】次に、音響光学変調器２０を取付けた上で
（ステップＳＴ３）、上記回折角の測定結果に基づき、
ミラー７０、７１の角度を同じ角度だけ精密に傾ける作
業を行う（ステップＳＴ４，図１１参照）。その後、両
テレセントリック系を構成するレンズ類を取付け、当該
レンズ類の調整を行うこととなる（ステップＳＴ５）。

【００１４】この様に従来技術に於いては、露光光学系
組立ての前作業が多くなり、しかも音響光学変調器やレ
ンズ類が無い状態で一旦ミラーの取付け位置を調整した
上で、音響光学変調器取付け後に再度ミラーを調整しな
ければならないという組立て工程上、不都合な点があっ
た。係る組立ての難点は露光光学系の製作上不都合であ
るばかりでなく、画像出力装置のコストアップの要因と
もなり得るものである。

【００１５】

【発明の目的】この発明は、上記問題点に鑑みなされた
ものである。その目的は、露光光学系の焦点ずれが描
画パターンの形状精度に影響を及ぼし難いという従来技
術が有する特性を満足しつつ、音響光学変調器の回折
角の補正をより単純な方法で実現し得る露光光学系を提
供しようとするものである。従って、本発明に係る露光
光学系は、簡素な光学系構成と良好な組立性とを備えて
いる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明
では、複数の光ビームからなる第一光束を画像信号が印
可された光変調器によって変調することにより複数の回
折光ビームからなる第２光束を作成した後、当該第２光
束を感光材料に照射することにより画像を記録する画像
出力装置用露光光学系に関して、次の様な構成を備える
様にしたものである。

【００１７】即ち、（ａ）光変調器の入射光軸上にまた
は当該入射光軸の近傍に光軸を、光変調器の回折位置近
傍に前側焦点を、それぞれ有するレンズを備えてなり、
且つ光変調器より出射した第２光束が入射する第１投影
光学系と、（ｂ）入射光軸から所定の移動量だけ隔てら
れ且つ入射光軸に平行な軸上にまたは当該軸の近傍に光
軸を、第１投影光学系より出射した第２光束の収束点近
傍に前側焦点を、感光材料上の点に対応して後側焦点
を、それぞれ有しており、第１投影光学系より出射した
第２光束が入射する第２投影光学系とを備えたものであ
る。

【００１８】請求項２に係る発明では、請求項１に
係る露光光学系の第１投影光学系を次の様に特徴づけて
いる。即ち、第１投影光学系は、（ａ−１）光変調器の
入射光軸上にまたは当該入射光軸の近傍に光軸を、光変
調器の回折位置近傍に前側焦点を、それぞれ有する第１
レンズと、（ａ−２）前記入射光軸から所定の移動量だ
け隔てられ且つ前記入射光軸に平行な軸上にまたは当該
軸の近傍に光軸を、第１レンズより出射した第２光束の
収束点近傍に前側焦点を、それぞれ有する第２レンズと
を備えたものである。

【００１９】

【作用】請求項１に係る発明では、第１及び第２投
影光学系は、第２光束に対して次の様に作用する。

【００２０】第１投影光学系は、光変調器より出射した
第２光束を、第２投影光学系の前側焦点近傍へ収束す
る。その結果、第２投影光学系は、当該光学系に入射し
た第２光束を上記入射光軸に対し平行化する。

【００２１】ここで、第２光束の回折角が光変調器毎に
異なる場合には、第１投影光学系の光軸を上記入射光軸
の近傍に移動・配置することにより、第１投影光学系
は、第２光束を第２投影光学系の前側焦点近傍へ収束さ
せることができる。逆に第１投影光学系の光軸を上記入
射光軸上に配置するものとし、第２投影光学系の光軸を
上記入射光軸から所定の移動量だけ平行に隔てられた軸
の近傍に移動・配置することにより、第１投影光学系は
同じく第２光束を第２投影光学系の前側焦点近傍へ収束
させることが可能となる。

【００２２】従って、第２投影光学系を出射した第２光
束は、常に感光材料に対し垂直に入射する。

【００２３】請求項２に係る発明では、第２レンズ
は、第１レンズより出射した第２光束を常に第２投影光
学系の前側焦点近傍に収束させることができる。従っ
て、第２投影光学系を出射した第２光束は平行光束化さ
れる。

【００２４】又、第１レンズを入射光軸の近傍に移動・
配置することにより、ないしは第２レンズを上記入射光
軸から所定の移動量だけ平行に隔てられた軸の近傍に移
動・配置することにより、第２光束の回折角に相違があ
る場合でも、第１及び第２レンズは常に第２光束を第２
投影光学系の前側焦点近傍へ収束させることができる。

【００２５】

【実施例】Ａ．実施例１（１）露光光学系の原理本発明の詳細な説明に入る前に、ここで本発明の露光光
学系で用いられている基本原理について、図６に基づき
説明することとする。

【００２６】本図に示す様に、先ず、第１のレーザース
ポット３０を、音響光学変調器２７の入射光（以下、
「光束」を単に「光」と称す。）や０次光２８に対して
垂直な面内におく。その上で、音響光学変調器２７の
（１次）回折光２９が投影レンズ３１の前側焦点３２を
通過する様な位置に、当該投影レンズ３１をその光軸が
音響光学変調器２７の入射光軸と平行になるように配置
する。

【００２７】この結果、幾何光学で示される様に、回折
光２９は、投影レンズ３１の前側焦点３２を通過してい
るので、投影レンズ３１から後はその光軸に平行に射出
され、これらの光軸と垂直に配置されているフィルム３
４（感光性部材）の表面に垂直に入射される。以上が、
基本原理である。

【００２８】（２）露光光学系の構成光学的構成図１は、この発明の第１実施例であるレーザープロッタ
用露光光学系ＥＯＳ（露光ヘッドに該当）を示す構成図
である。同図において、ベース部材１上に配置されたＡ
ｒ⁺レーザー発振器２から出射したレーザー光は、ミラ
ー３，４を介して光量調整器５に導かれる。光量調整器
５は、ドラム１４上に装着されたフィルム１５の感度に
よって定まる所定の値に、レーザー光の強度を調整す
る。その後、レーザー光は分配器６によって複数の光ビ
ーム４０（第１光束）に分配された上で、集合型音響光
学変調器７（以下、集合型音響光学変調器を単に音響光
学変調器と呼ぶ。）に入射し、当該音響光学変調器７内
にレーザースポットの像面を生成させる。尚、当該分配
数は、音響光学変調器７のスイッチングチャネル数に相
当している。

【００２９】音響光学変調器７以後の光学系が、本露光
光学系ＥＯＳの中核をなしている。先ず、第１レンズ９
が、音響光学変調器７（厳密には、音響光学変調器内部
の回折光が発せられる部分ないしその近傍）より第１レ
ンズの焦点距離ｆ₁だけ離されて配置されている。尚、
第１レンズ９の光軸は、ベース部材１の上面に平行であ
る。又、第２レンズ１１が、第１レンズ９より距離（ｆ
₁＋ｆ₂）（ｆ₂：第２レンズ９の焦点距離）だけその
光路が隔たった位置に、同じくその光軸がベース部材１
の上面と平行となる様に配置されている。両レンズ９，
１１は、後述する通り、両テレセントリック系Ｔ１を構
成している。

【００３０】更に、第３レンズ１２と第４レンズ１３と
が両テレセントリック系Ｔ２を構成している。即ち、第
３レンズ１２（焦点距離ｆ₃）が第２レンズ１１より距
離（ｆ₂＋ｆ₃）だけその光路が隔たった位置に、第４
レンズ１３（焦点距離ｆ₄）が第３レンズ１２より距離
（ｆ₃＋ｆ₄）だけその光路が隔てられた位置に、しか
も両レンズ１２，１３共その光軸がベース部材１の上面
に平行となる様に、それぞれ配置されている。又、第４
レンズ１３の後側焦点の位置にフィルム１５の照射面が
くる様に、ドラム１４が配置されている。従って、最終
レーザースポット像は、第４レンズ１４の後側焦点面に
結像される。

【００３１】ここで各レンズ９、１１、１２、１３の配
置位置の高さは、次の通り設定されている。先ず、第１
レンズ９の高さについては、その光軸が音響光学変調器
７への入射光（第１光束４０）の光軸（入射光軸）と同
一となる様に設定されている。尚、当該入射光軸も、当
然ながらベース部材１の上面に平行に配置されている。
一方、レンズ１１、１２、１３については、設計標準値
では、音響光学変調器の回折角θと第１レンズの焦点距
離ｆ₁の積として与えられる移動量Δｈ（＝θ・ｆ₁）
だけ第１レンズ９の光軸の位置から高い位置に、各レン
ズの光軸の高さが設定されている。上述した各レンズ
９、１１、１２、１３の光軸間の相対的位置関係につい
ては、後述する図２に於いてより一層明確に理解される
こととなろう。尚、ミラー８、１０は、光路を折り返
すための反射鏡であり、それぞれ従来例におけるミラー
７０、７１に対応している。又、遮断板１６は、音響光
学変調器７より出射される（露光に際し不要な）０次光
ビーム４６（図２参照）を遮断するためのものである。

【００３２】画像出力装置の概略構成図１０は、露光光学系ＥＯＳの周辺部の構成を模式的に
示した図である。露光光学系ＥＯＳは露光ヘッドとして
副走査方向Ｙに移動可能であり、その副走査方向Ｙにお
ける位置はリニアエンコーダ１２０によって測定されて
いる。

【００３３】又、ドラム１４はその中心軸を回転軸とし
て主走査方向Ｘに回転可能であり、その主走査方向Ｘに
於ける位置はローターリーエンコーダ１３０によって測
定されている。

【００３４】一方、音響光学変調器７は、制御装置１０
０内のドット信号作成部１１０によって作成されたドッ
ト信号Ｖ_D（画像信号）により駆動される。即ち、ドッ
ト信号Ｖ_Dのオン・オフするタイミングに同期して、音
響光学変調器７より（１次）回折光ビームが出射され
る。

【００３５】（３）投影光学系の動作露光光学系ＥＯＳに於いて、主たる部分をなすのが音響
光学変調器７以後の投影光学系である。その内、本実施
例では、第１レンズ９が第１投影光学系に、第２レンズ
１１が第２投影光学系に該当している。そこで、以下で
は、この投影光学系の動作について詳述する。

【００３６】ここに図２は、本投影光学系の縦断面図を
示している。尚、本図で図示している入射光４０、回折
光４５等は本投影光学系で投影している像面の両端部の
主光軸である。

【００３７】図２に示す様に、平行な入射光４０を音響
光学変調器７に入射させ、当該音響光学変調器７で発生
させた回折光４５を、入射光４０やその延長上にある０
次光４６の光軸上に配置した第１レンズ９に入射させ
る。該回折光４５は、第１レンズ９よりその焦点距離ｆ
₁だけ離れた位置に収束する。この位置は、該回折光４
５が第１レンズ９に回折角だけ上向きに入射するため、
第１レンズ９の焦点距離ｆ₁と該回折角θの積で近似計
算される距離Δｈだけ、入射光４０の光軸より上方にず
れている。

【００３８】又、本実施例では、第２レンズ１１を、第
１レンズ９と第２レンズ１１の焦点距離の和（ｆ₁＋ｆ
₂）だけ第１レンズ９より離し、かつ、第２レンズ１１
の光軸を音響光学変調器７の入射光軸より上記回折光４
５が収束されている位置まで上方へ平行移動して設けて
いる。従って、第２レンズ１１の前側焦点１７と、回折
光４５が第１レンズ９によって収束される点とは、合致
している。この結果、回折光４５は、第２レンズ１１の
前側焦点位置１７を通過することになり、第２レンズ１
１を透過後、該回折光４５は、第２レンズ１１の光軸に
平行な光束となる。これは、レンズの焦点の性質であ
る。ここで、第２レンズ１１は、その光軸が音響光学変
調器７の入射光と平行になるように設けられているの
で、第２レンズ１１より射出される回折光４５もまた、
音響光学変調器７の入射光４０と平行な平行光束にな
る。

【００３９】一方、上記第１レンズ９と第２レンズ１１
よりなる光学系を第１のレーザースポット像４１から見
ると、第１レンズ９もまた第１のレーザースポット像４
１から第１レンズ９の焦点距離ｆ₁だけはなれた位置に
ある。従って、第１のレーザースポット像４１の１点か
ら出た光束は、第１レンズ９を透過後、平行光束とな
る。該光束は、さらに、第２レンズ１１に入射するが、
平行光で入射するので、第２レンズ１１の後側焦点面に
収束される。第１のレーザースポット像４１全体でも同
様の関係が成り立つので、第２レンズ１１の後側焦点位
置に、第１のレーザースポット像４１が投影され、その
結果、第２のレーザースポット像４２が結像されること
になる。ここで、第２のレーザースポット像４２を投影
している回折光は音響光学変調器７の入射光軸と平行
で、かつ、平行な光束であるため、この第２のレーザー
スポット像４２は、光軸方向に多少前後した位置に於い
ても、その大きさや該入射光軸に垂直な断面内での位置
が変化しないようになっている。この状態で、例えば破
線４４の位置にフィルムを仮設し、当該フィルム上を走
査させパターンを描画すると、フィルムに焦点変動があ
っても、描画されるレーザースポットの位置や間隔が変
化せず、描画される図形の歪みが最小限に押さえられ、
高精度レーザープロッターに適した描画性能が得られ
る。

【００４０】なお、本実施例では、該第２のレーザース
ポット像４２では、レーザースポット間隔がまだ大きい
ので、第３レンズ１２、第４レンズ１３より成る両テレ
セントリック系Ｔ２の投影光学系で、再度、第２のレー
ザースポット像４２を縮小投影し、フィルム１５上に最
終のレーザースポット像を結像して、フィルム１５を描
画するようになっている（投影像４３）。図３に、本投
影光学系の平面図の光学系統図を示す。

【００４１】（４）露光光学系の描画時の動作以下、本実施例によるフィルム描画時の動作を、簡単に
説明する。先ず、Ａｒレーザー発振器２から出射したレ
ーザー光を、光量調整器５と分配器６とを通して、フィ
ルム１５の感度に合わせた適当な強度の第１のレーザー
スポット像４１を音響光学変調器７に生成させる。その
際、該第１のレーザースポット像４１を、ドラム１４に
吸着されたフィルム１５の走査に同期して、制御装置１
００の指示Ｖ_Dに基づき、音響光学変調器７によって第
１のレーザースポット像４１の強度を変調している。そ
して、該第１のレーザースポット像４１を第１レンズ９
より第４レンズ１３までで構成される投影光学系にてフ
ィルム１５へ投影し、目的とする画像をフィルム１５上
に形成している。

【００４２】（５）回折角の固体差の微調整方法次に、音響光学変調器の回折角の固体差を微調整する方
法を説明する。ここでは、図４に示すように、音響光学
変調器７の回折光４７が、通常の破線で示す回折光４５
よりも回折角が小さい場合について説明する。

【００４３】この場合、第１レンズ９の取り付け高さ
を、破線のレンズ位置９から実線のレンズ位置へ微調整
し、該回折光４７が第１レンズ９によって絞りこまれる
位置を、第２レンズ１１の前側焦点１７に合致させるこ
とで所定の平行度の回折光を得ることができる。この調
整の結果、第２のレーザースポット像や最終のレーザー
スポット像は多少移動するが、投影光学系が縮小系であ
ることから、該移動量は、極く小さな量となり、実用上
支障となることはない。

【００４４】（６）組立て調整さらに、本実施例の組立て調整について説明する。

【００４５】本実施例では、組み立て調整は、図５に記
載の手順で行われる。すわなち、音響光学変調器７、各
種レンズ等を組み付ける前に、ミラーの取り付け角度を
調整する（ステップＳ１）。この場合には、露光光が通
過する光路がすべて空いているので、例えば、オートコ
リメーター等の装置を使用して、容易、かつ、高精度
に、ミラー面全ての調整を行うことができる。

【００４６】次に、音響光学変調器７と第１レンズ９か
ら第４レンズ１３までを取り付ける。ここで、音響光学
変調器７の回折角の固体差を上述の方法で微調整する
（ステップＳ２）。その後、第３レンズ１１、第４レン
ズ１２を両テレセントリック系Ｔ２となるように調整
し、露光光学系の調整を完了する（ステップＳ３）。

【００４７】図１２記載の従来装置の組み立て調整手順
と比較すると、ミラー調整に関する冗長性が大幅に改善
されていることが明白である。

【００４８】以上より、本実施例によって、音響光学変
調器７の回折角の固体差を補正し、露光光学系の焦点ず
れが描画精度に影響を及ぼし難いという描画特性と、簡
素な光学系構成からもたらされる良好な組立性とを同時
に満足することができる。

【００４９】尚、本発明の実施形態は、実施例１に限定
されるものではなく、種々の形態が考えられる。

【００５０】Ｂ．変形例（１）実施例２図７は、この発明の第２の実施例である露光光学系にお
ける投影光学系の縦断面図を示す光学系統図である。本
投影光学系においても、第１レンズ７５、第２レンズ７
７が、それぞれ第１投影光学系、第２投影光学系をなし
ている。

【００５１】本実施例２は、音響光学変調器７４の回折
角の固体差補正を、第２レンズ７７の上下動で行うもの
であり、第１レンズ７５の位置は不動とされる。従っ
て、調整後の第２レンズ７７、７７１の光軸の位置は、
入射光４０の光軸を移動量Δｈ（回折角×焦点距離
ｆ₁）だけ回折光７９、７９１を含む平面内で上方へ平
行移動した場合の光軸の近傍にある。又、他の構成は、
前実施例１と同様である。それ故、本補正方法によって
も、前実施例１と同様の作用・効果が得られることは明
白である。なお、符号７６は第２レンズ７７の前側焦
点、７８は投影像である。

【００５２】（２）実施例３図８は、この発明の第３の実施例における投影光学系の
縦断面図を示す光学系統図である。本実施例３では、第
１レンズ８２、第２レンズ８３及び第３レンズ８５の光
軸は、共に入射光軸ないしは０次光の光軸の延長線上に
あり、第４レンズ８７のみが入射光軸より移動量Δｈだ
け平行移動した位置（勿論、回折光を含む面内で）にそ
の光軸が配置されている。そして、各レンズ間の距離
は、前実施例１、２の場合と同様である。従って、本実
施例３では、第３レンズ８５ないしは第１〜第３レンズ
８２、８３、８５が第１投影光学系に、第４レンズ８７
が第２投影光学系に該当している。なお、符号８４は第
２レーザースポット像、８６は第４レンズ８７の前側焦
点、８８は投影像である。

【００５３】以上より、本実施例３は、第３レンズ８５
及び第４レンズ８７より成る２段目の両テレセントリッ
ク系により、音響光学変調器８０の回折角の固体差補正
を行うものである。本構成によっても、同様の効果が得
られることは明白である。その補正の具体的調整方法や
組立て調整等は、前実施例１、２に準ずる。

【００５４】（３）実施例４図９は、この発明の第４実施例における投影光学系の縦
断面図を示した光学系統図である。

【００５５】実施例４は、実施例１に於ける２段目の両
テレセントリック光学系Ｔ２を、片テレセントリック光
学系の第３レンズ９８と置き変えたものである。具体的
には、各レンズ９２、９５、９８の配置は次の通りであ
る。

【００５６】第１レンズ９２：その光軸は入射光軸
と合致しており、その前側焦点位置は音響光学変調器９
０の回折位置にあり、その後側焦点面は点９３を含む。

【００５７】第２レンズ９５：その光軸は、入射光
軸を移動量Δｈだけ回折光を含む面内で上方へ平行移動
した光軸に合致する。又、その前側焦点と第１レンズ９
２の後側焦点との間隔はΔｄである。この間隔Δｄは、
後述する通り可変される。

【００５８】第３レンズ９８：その光軸は、第２レ
ンズ９５の光軸と合致し、その前側焦点は点９７にあ
る。即ち、前側焦点９７は、第１レンズ９２の後側焦点
９３と光学的に共役な点である。又、本後側焦点は、フ
ィルム１５上にある。

【００５９】本実施例４では、第１レンズ９２、第２レ
ンズ９５によって、一旦、第２のレーザースポット像９
６が投影される。しかし、同時に、第１レンズ９２によ
る回折光の収束点９３が、第２レンズ９５によって第３
レンズ９８の前側焦点９７に投影される様に、上記間隔
Δｄが適切に調整されている。即ち、本実施例４では、
第１レンズ９２と第２レンズ９５とが、その間隔を前実
施例１〜３よりも広げて（ｆ₁＋ｆ₂＋Δｄ）、配置さ
れている。

【００６０】この結果、音響光学変調器９０の回折光が
最終の第３レンズの前側焦点９７で収束され、前実施例
１〜３と同様に、本実施例４でもまた、最終レーザース
ポット像が垂直で、かつ、レーザースポット相互が平行
にフィルム（図省略）に投影される（投影像９９）。
又、回折角の固体差補正についても、前実施例１〜３に
準じて容易に調整することができる。

【００６１】尚、本実施例４では、第１レンズ９２と第
２レンズ９５とからなる光学系が第１投影光学系に、第
３レンズ９８が第２投影光学系をなしているものとみる
ことができる。

【００６２】（４）他の変形例実際の光学装置では、組み立て調整時の誤差なども当然
考えられる。従って、前実施例１〜４等に於いては、音
響光学変調器の入射光軸上に第１投影光学系に含まれる
レンズを必ずしも正確に配置する必要はなく、該入射光
軸の近傍に当該第１投影光学系のレンズを配置し、か
つ、第２投影光学系のレンズを設計上、意図的にその中
心を移動して配置する様にしても良い。この場合でも、
上記実施例１〜４と同様の効果を得ることができる。

【００６３】なお、実施例１でも示した如く、第２投影
光学系のレンズの移動量Δｈは、音響光学変調器の回折
角や第１投影光学系のレンズの焦点距離にもよるが、高
々数ｍｍ程度とあまり大きくない量ではあるが、通常の
数１００μｍ程度の調整代を越えるおおむね１ｍｍ程度
以上の偏心量を、第１及び第２投影光学系間に設けれ
ば、本発明の効果が得られる。

【００６４】又、実施例４で示された様に、本発明で
は、両テレセントリック系の投影光学系に限定されるも
のではなく、第１及び第２のレンズに組みあわされる他
の投影光学系によっては、第１と第２のレンズの間隔
（ｆ₁＋ｆ₂＋Δｄ）は、最終的な投影状態に関連して
調整されることがある。

【００６５】

【発明の効果】請求項１及び２に係る発明によれば、以
下の効果が得られる。

【００６６】ｉ）光変調器の回折角のバラツキ（固体
差）を、第１投影光学系と第２投影光学系との相対的配
置の調整のみによって補正することができる。即ち、従
来必要とされたミラーの調整や回折角の測定作業等を不
要とすることができる。

【００６７】ii）ｉ）の効果に基づき、露光光学系の
構成を簡素化して、その組立て調整を容易化することが
可能となる。

【００６８】iii ）ｉ）に基づき常に回折角のバラツ
キを補正し得るので、感光材料上の焦点位置が変動した
としても、描画されるビームスポットの間隔や位置が変
動しないという高精度な画像記録を実現することができ
る。

【００６９】iv） ii）及びiii ）の効果より、画像出
力装置全体の製造コストを低減化すると同時に、装置自
体の安定性をも増大させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例である露光光学系の構成
を示す斜視図である。

【図２】本露光光学系における投影光学系の構成を示す
縦断面の光学系統図である。

【図３】本露光光学系における投影光学系の構成を示す
平面図の光学系統図である。

【図４】この発明における音響光学変調器の回折角の固
体差補正の原理を示す光学系統図である。

【図５】この発明の組立て調整手順を示すフローチャー
トである。

【図６】この発明の露光光学系における基本原理を模式
的に示した説明図である。

【図７】この発明の第２実施例における音響光学変調器
の回折角の固体差補正の原理を示す光学系統図である。

【図８】この発明の第３実施例における投影光学系の縦
断面を示す光学系統図である。

【図９】この発明の第４実施例における投影光学系の縦
断面を示す光学系統図である。

【図１０】露光光学系周辺機器の構成を模式的に示す説
明図である。

【図１１】従来の露光光学系における回折角の固体差補
正のためのミラー回転を示す説明図である。

【図１２】従来の露光光学系における回折角の固体差補
正の手順を示すフローチャートである。

【図１３】従来の露光光学系における基本原理を模式的
に示した説明図である。

【符号の説明】

９、４８、７５、８２、９２第１レンズ１１、７７、８３、９５第２レンズ１２、８５、９８第３レンズ１３、８７第４レンズ７音響光学変調器４０入射光４１第１のレーザースポット像４２中間像４５回折光４６０次光１５フィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光ビームからなる第一光束を画像
信号が印可された光変調器によって変調することにより
複数の回折光ビームからなる第２光束を作成した後、当
該第２光束を感光材料に照射することにより画像を記録
する画像出力装置用露光光学系であって、（ａ）前記光変調器の入射光軸上にまたは当該入射光
軸の近傍に光軸を、前記光変調器の回折位置近傍に前側
焦点を、それぞれ有するレンズを備えてなり、且つ前記
光変調器より出射した第２光束が入射する第１投影光学
系と、（ｂ）前記入射光軸から所定の移動量だけ隔てられ且
つ前記入射光軸に平行な軸上にまたは当該軸の近傍に光
軸を、前記第１投影光学系より出射した第２光束の収束
点近傍に前側焦点を、前記感光材料上の点に対応して後
側焦点を、それぞれ有しており、且つ前記第１投影光学
系より出射した第２光束が入射する第２投影光学系と
を、備えたことを特徴とする画像出力装置用露光光学系。
【請求項２】前記第１投影光学系（ａ）は、（ａ−１）前記光変調器の入射光軸上にまたは当該入
射光軸の近傍に光軸を、前記光変調器の回折位置近傍に
前側焦点を、それぞれ有する第１レンズと、（ａ−２）前記入射光軸から所定の移動量だけ隔てら
れ且つ前記入射光軸に平行な軸上にまたは当該軸の近傍
に光軸を、前記第１レンズより出射した第２光束の収束
点近傍に前側焦点を、それぞれ有する第２レンズとを、備えるものであることを特徴とする請求項１記載の画像
出力装置用露光光学系。