KR0180856B1 - 비 구면 집광 렌즈를 사용한 조명계 - Google Patents

Abstract

이 발명은 조명계에 관한 것으로서, 구면 수차를 보정할 수 있는 비구면 렌즈를 제2집광 렌즈로 사용하여 파리 눈 렌즈를 통과한 빛이 광축에 평행하도록 하여 조도 균일도를 향상하는 조명계이다.

Description

비 구면 집광 렌즈를 사용한 조명계

제1도는 종래의 조명계의 구조를 도시한 단면도이고,

제2도는 제2집광 렌즈로서 구면 렌즈를 사용한 종래의 조명계의 일부분을 도시한 단면도이고,

제3도는 이 발명에 의한 조명계의 집광 렌즈 부분의 구조를 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 광원 20 : 타원 반사경

30 : 제1집광 렌즈 40 : 제2집광 렌즈(구면 렌즈)

42 : 제2집광 렌즈(비 구면 렌즈) 50 : 파리 눈 렌즈

이 발명은 조명계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 비 구면 집광 렌즈를 사용하는 조명계에 관한 것이다.

일반적으로 조명계는 정밀한 패턴을 어떤 기판에 전달하여 상을 형성하는데 사용되는 노광 장치에 이용되는 것으로, 노광 영역 전체에 걸쳐 균일한 조도 균일도를 가질 수 있도록 구성된다.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 종래의 조명계에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

제1도는 종래의 조명계의 구조를 도시한 단면도이다.

제1도에 도시한 바와 같이, 종래의 조명계에는 타원 반사경이 있고, 타원 반사경의 제1초점에 광원이 위치하고 있으며, 이 광원은 타원 반사경에 의하여 타원 반사경의 제2초점 위치에 제1집광 렌즈가 형성되어 있어 일정한 크기를 갖는 제2차 광원을 형성한다. 이 제2차 광원으로부터 나온 빛은 제2집광 렌즈와 파리 눈 렌즈를 통과하게 된다. 파리 눈 렌즈계에 의하여 다수의 제3차 광원으로 변환되는데, 이 제3차 광원은 제2집광 렌즈의 영향을 받는다.

제2도는 제2집광 렌즈로서 구면 렌즈를 사용한 종래의 조명계의 일부분을 도시한 단면도이다.

제2차 광원으로부터 나온 빛이 그 한 옆에 위치하고 있는 구면 집광 렌즈를 통과하여 그 옆에 위치하고 있는 파리 눈 렌즈를 통과하게 된다. 이 때, 제2차 광원으로부터 나온 빛은 광축에 대하여 대칭적으로 형성되며 광축 상이 한 점에서 출사되는 빛이 각각의 파리 눈 렌즈를 중심으로 광축과 평행하게 입사되어야 하는데 구면 집광 렌즈에 의해 발생되는 구면 수차에 의하여 파리 눈 렌즈에 입사됨으로 인하여 파리 눈 렌즈 각각에 의해 형성되는 제3차 광원은 조명계 광축에서 멀어질수록 각각의 파리 눈 렌즈의 광축에서 크게 벗어나 형성된다.

이러한 종래의 조명계에서는 제1차 광원으로부터 나온 빛이 제1집광 렌즈와 제2집광 렌즈 및 파리 눈 렌즈를 통과하면서 다수의 광원으로 변환된다.

그러나, 이러한 종래의 조명계에서는 제2집광 렌즈로서 구면 렌즈를 이용함으로써, 구면 수차에 의해 파리 눈 렌즈를 통과하면서 생긴 제3차 광원이 불균일해진다는 문제점을 가지고 있다. 이는 궁극적으로 광학계 전체의 조도 균일도를 나쁘게 한다.

이 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구면 수차를 보정할 수 있는 비 구면 집광 렌즈를 사용하여 제3차 광원의 균일도를 달성할 수 있는 조명계를 제공하는 데에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 파리 눈 렌즈를 포함하는 조명계는, 제1집광 렌즈, 상기 제1집광 렌즈 한 쪽 옆에 간격을 두고 위치하고 있는 비 구면 집광 렌즈, 상기 제1 집광 렌즈와 반대쪽으로 상기 비 구면 렌즈의 한 쪽에 위치하고 있는 파리눈 렌즈를 포함하고 있다.

이 발명에 따른 이러한 조명계에서는 구면 수차를 보정할 수 있는 비 구면 렌즈를 사용하여 파리 눈 렌즈를 통과한 빛이 광축에 평행하도록하여 조도 균일도를 향상한다.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 이 발명에 따른 조명계의 실시예를 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.

제3도는 이 발명에 의한 조명계의 집광 렌즈 부분의 구조를 도시한 단면도이다.

제3도에 도시한 바와 같이 이 발명의 실시예에 따른 조명계에서는 제1차 광원의 타원 반사경의 제2초점에 위치하는 제1집광 렌즈에 의해 제2차 광원이 형성된다. 제1집광 렌즈의 한 옆으로 제2집광 렌즈가 위치하고 있으며, 또 제2집광 렌즈의 옆에는 파리 눈 렌즈가 위치하고 있다. 여기서, 제2집광 렌즈는 비 구면 렌즈로서 종래의 구면 수차가 보정된다.

도면의 실선은 빛의 경로를 나타낸 것으로 빛이 제2차 광원으로부터 파리 눈 렌즈를 통과하는 경로를 나타낸 것이다.

제3도에서 보이는 것과 같이, 빛은 제2집광 렌즈를 통과할 때, 제2집광 렌즈가 비 구면 렌즈이므로 구면 수차가 발생하지 않는다. 따라서 빛이 각 파리 눈 렌즈의 중심 축을 기준으로 대칭하게 입사하게 되고, 파리 눈 렌즈를 통과한 빛은 전체 광축에 평행하게 된다.

따라서, 이 발명에 따른 조명계는 구면 수차를 보정할 수 있는 비 구면 렌즈를 제2집광 렌즈로 사용하여 파리 눈 렌즈를 통과한 빛이 광축에 평행하도록 하여 조도 균일도를 향상하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 제1 집광 렌즈, 상기 제1 집광 렌즈 한 쪽 옆에 간격을 두고 위치하고 있는 비 구면 집광 렌즈, 상기 제1집광 렌즈와 반대쪽으로 상기 비 구면 렌즈의 한 쪽에 위치하고 있는 파리눈 렌즈를 포함하는 조명계.
2. 제2항에서, 상기 제1 집광 렌즈의 한쪽에 위치하는 타원 반사경, 상기 타원 반사경의 제1초점에 위치하는 제1광원을 더 포함하는 조명계.
3. 제1항 또는 제2항에서, 상기 제1 집광 렌즈는 상기 타원 반사경의 제2초점에 위치하는 조명계.
4. 제1항 또는 제2항에서, 상기 타원 반사경은 상기 제1집광 렌즈를 기준으로 상기 비 구면 집광 렌즈의 반대쪽에 위치하는 조명계.
5. 제4항에서, 상기 광원, 상기 제1집광 렌즈의 초점, 상기 비 구면 집광 렌즈의 초점, 상기 파리 눈 렌즈의 중심이 일직선상에 위치하는 조명계.