TWI567504B - 用於直接成像之系統及方法 - Google Patents

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TWI567504B
TWI567504B TW101125908A TW101125908A TWI567504B TW I567504 B TWI567504 B TW I567504B TW 101125908 A TW101125908 A TW 101125908A TW 101125908 A TW101125908 A TW 101125908A TW I567504 B TWI567504 B TW I567504B
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史蒂芬 亨曼
沃夫岡 瑞斯凱
霍葛 瓦格納
約努斯 巴高夫
亞伯拉罕 葛羅斯
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奧寶科技有限公司
雷射影像系統Ｇｍｂｈ公司
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Description

用於直接成像之系統及方法
本發明在其某些實施例中係關於使用聲調變來直接成像(DI)，且更特定而言(而非排外地)係關於藉助半導體雷射二極體(LD)之直接成像。
在直接成像(DI)系統中，使用一掃描光束以將一影像、一或多個像素一次直接寫入至一曝光表面(諸如一光阻劑)上。該影像有時係藉由用亦稱為一佈雷格胞(Bragg cell)之一聲光調變器(AOM)調變該掃描光束而獲得。該AOM使用聲光效應以基於所儲存影像資料使用音波(通常以射頻)來繞射及偏轉光。一旦經調變，通常即藉由在曝光表面(或掃描光束)沿一掃描方向前進時將經調變光束反射離開一多面旋轉多面體而以一光柵圖案提供掃描。
在某些習知系統中，使用史可風(Scophony)掃描效應來最小化由a)聲波在調變器中之一最終速度及b)雷射照明器之一連續性本質所致之一所產生圖案之空間模糊。該史可風掃描效應之一要求係音波在AOM中之聲速(其藉由光學系統在AOM與曝光表面之間的一放大比率而增加)等於該曝光表面上之一寫入點之掃描速度，但沿相反方向。史可風掃描效應導致將資料資訊「站在」曝光表面上之一預定地點上。
美國專利第4,205,348號(標題為「Laser scanning utilizing facet tracking and acousto pulse imaging techniques」，其 內容以引用方式併入本文中)闡述一種用於使用一多面旋轉多面體作為掃描裝置來改良雷射掃描系統之效率及解析度之方法及設備。利用一聲光佈雷格胞作為一作用光元件以既調變又偏轉一入射雷射光束，以便致使在一完全掃描期間經調變光束追蹤掃描器之一個刻面且針對下一掃描移位至毗鄰刻面。為提供刻面追蹤，聲載波頻率必須與記錄媒體表面之掃描動作時間同步地變化。已闡述藉由與雷射記錄或寫入光束之速度相比以相同相對速度沿相反方向移動聲脈衝在一記錄媒體之表面處之影像來使用史可風掃描效應無模糊地達成輸入電信號在記錄媒體表面上之成像。
美國專利第5,309,178號(標題為「Laser marking apparatus including an acoustic modulator」，其內容以引用方式併入本文中)闡述一種雷射標記設備，該雷射標記設備包含：至少一個雷射光束源；一多通道聲調變器，其定義複數個至少部分地重疊之調變區；用於引導來自該至少一個雷射光束源之至少一個雷射光束穿過該多通道聲波調變器以使得每一雷射光束橫跨該等至少部分地重疊之調變區中之至少兩者延伸之設備；及成像設備，其用於將來自該調變器之光引導至一雷射標記影像平面。
該雷射光束源係以連續波模式操作。已闡述將一雷射二極體(LD)用作雷射光束源，以藉助一高光感性材料來掃描一記錄媒體。視情況地，將各自具有一對應驅動器之一對LD、一阻滯板及一準直透鏡作為雷射光束源。在採用該對LD時，阻滯板旋轉該等LD之偏光向量以使得該等偏光 向量可由一偏光分光器無能量損失地組合。
美國專利第6,770,866號(標題為「Direct pattern writer」，其內容以引用方式併入本文中)闡述一種用於掃描橫跨一表面之一光束之設備，該設備包含：一掃描器，其掃描橫跨一表面之一經脈衝雷射光束；及一位置指示器，其接收來自橫跨該表面之複數個位置處之經脈衝雷射光束之一輸入並輸出指示該經脈衝雷射光束沿著該表面之一位置之位置指示。該等位置指示用於調變用於將表面上之圖案(舉例而言，光感表面上之電路圖案)曝光之設備中之資料。此種設備之一個用途係電路之製造。已闡述藉由採用史可風掃描效應來達成邊緣固定。
美國專利第7,046,266號(標題為「Scanner System」，其內容以引用方式併入本文中)闡述一種用於將一圖案寫入一表面上之掃描方法。該方法包含：提供由複數個可獨立定址子光束構成之一掃描光束，該掃描光束之一未經調變能量具有一大體高斯(Gaussian)曲線；藉助該掃描光束複數次地掃描該表面，該等子光束沿跨掃描方向並排掃描該表面，每一該子光束經調變以反射欲寫入之資訊；及沿跨掃描方向重疊連續掃描中之光束以使得在至少兩個掃描期間該表面之所有寫入區域上皆被寫入。調變係由一聲光調變器(佈雷格胞)提供。史可風效應用於減小或移除飛點掃描器之沿掃描方向所產生邊緣之模糊。
亦闡述一種具有包括在兩個相異光譜線處之能量(藉由資料調變)之一光束之掃描設備，及一種接收該光束並將 其聚焦於表面上以使得藉由該至少一個光束將一圖案寫入該表面上且使得在兩個光譜線處之能量聚焦於該表面上在同一位置處之光學系統。聚焦於同一位置處係藉由設計AOM之入射面及出射面以使得在輸入面及輸出面處之兩個光束(以不同波長)之折射差恰好相等且與光束之佈雷格角度之差相反來提供。因此，一起入射之兩個光束一起出射。
美國專利公開案第2007/0058149號(標題為「Lighting System and Exposure Apparatus」，其內容以引用方式併入本文中)闡述一種用於藉助兩個半導體LD二維陣列來照明一記錄媒體之方法及設備。該兩個LD二維陣列用於取代較低效率之水銀燈或準分子雷射。自該LD二維陣列輸出之經漫射光束係轉換成具有藉由兩類圓柱形透鏡圓周均等化之擴展角之高定向性光束。由於與光束中心之未對準所致的個別光束之光軸傾斜係藉由一個二維陣列楔形玻璃校正。該等光束係藉助一個二維光調變器(諸如一光罩)或用於無光罩曝光之一數位反射裝置(DMD)調變。
根據本發明之某些實施例之一態樣，提供一種用於藉助用一聲光調變器(AOM)調變之一或多個光源陣列來直接成像(DI)之系統及方法。根據本發明之某些實施例，用於DI之系統及方法使用史可風原理朝向一單個曝光點不相干地組合來自該一或多個光源陣列之光束。視情況地，該一或多個光束源陣列係一低功率光束源(例如，LD)陣列。視情 況地，組合來自不同陣列之光束以按比例調整該等光束之功率。視情況地，該光源陣列係包含多個波長之一光源陣列。
根據本發明之某些實施例之一態樣，提供一種直接成像系統，其包括：一照明單元，其包括複數個光源，該複數個光源經組態以發射複數個光束；一光學系統，其用於將該複數個光束形成為在位置或角度上對準；一聲光調變器，其經定位以接收在位置或角度中之一者上對準之該複數個光束且在一聲波沿一聲方向傳播時連續地繞射該複數個光束之不同部分；及一掃描元件，其經調適以藉助經該聲光調變器調變之該複數個光束以一掃描速度掃描一曝光平面，其中該掃描速度經選擇以將該複數個光束之該等不同部分不相干地合併成一單個曝光點。
視情況地，該複數個光源係複數個半導體雷射二極體。
視情況地，該複數個光源中之至少一個光源經調適以發射不同於該複數個光源中之至少一個其他光源之一波長之光。
視情況地，該複數個光源發射介於370 nm至410 nm之間的一範圍之光。
視情況地，該複數個光源中之至少一個光源經調適以具有不同於該複數個光源中之至少一個其他光源之一偏光。
視情況地，該複數個光源配置成一或多個陣列，其中每一陣列與該直接成像系統之一掃描方向對準。
視情況地，該等陣列中之每一者包含2至100個光源。
視情況地，一次操作該等光源之僅一部分的。
視情況地，該掃描元件係包含複數個刻面之一旋轉多面體，且其中所操作之該等光源之部分係回應於在掃描期間該複數個刻面中之一者之一角度來選擇。
視情況地，該複數個光源中之每一光源與一專用透鏡相關聯，其中該專用透鏡經調適以塑形自一光源發射之一光束。
視情況地，該專用透鏡經調適以將該光束塑形為沿垂直於該掃描方向之一方向伸長。
視情況地，該專用透鏡經調適以將該光束塑形為沿垂直於該跨掃描方向之一方向伸長。
視情況地，該聲光調變器與用於接收該複數個光束之一孔隙相關聯，且其中該專用透鏡及該光學系統經調適以將該光束塑形為沿垂直於一掃描方向之一方向及垂直於一跨掃描方向之一方向中之至少一者填充該孔隙。
視情況地，該光學系統包含經調適以準直自該複數個光源朝向該聲光調變器引導之光束。
視情況地，該光學系統包含經調適以將該複數個光束引導至該聲光調變器之一孔隙之一遠心光學系統。
視情況地，該複數個光束之該等不同部分中之每一者包含來自自該聲光調變器接收之該複數個光束中之每一者之一部分。
視情況地，該複數個光束之該等不同部分中之每一者包含來自該複數個光束之一或多個光束。
視情況地，該掃描速度經定義以匹配聲光調變器之一聲速乘以該系統之一放大比率，但沿一相反方向。
視情況地，該聲光調變器係一多通道聲光調變器。
視情況地，該系統額外包括至少兩個照明單元及用於組合來自該至少兩個照明單元之對應光束之至少一個光學元件。
視情況地，來自該一個以上照明單元之對應光束在波長及偏光中之至少一者上不同。
根據本發明之某些實施例之一態樣，提供一種用於直接成像之方法，該方法包括：提供包含複數個光源之一照明單元，該複數個光源經調適以發射複數個光束；朝向一聲光調變器引導該複數個光束以使得該複數個光束在位置或角度中之一者上對準；在一聲波沿一聲方向傳播時連續地繞射該複數個光束之不同部分；及藉助來自該聲光調變器之輸出沿一掃描方向掃描一曝光平面，其中該掃描係以一掃描速度執行，且其中該掃描速度經選擇以將該複數個光束之該等不同部分不相干地合併成一單個曝光點。
視情況地，該複數個光源係複數個半導體雷射二極體。
視情況地，調適該複數個光源中之至少一個光源以使其發射不同於該複數個光源中之至少一個其他光源之一波長之光。
視情況地，該光源陣列發射介於370nm至410nm之間的一範圍之光。
視情況地，調適該複數個光源中之至少一個光源以使其具有不同於該複數個光源中之至少一個其他光源之一偏光。
視情況地，將該複數個光源配置成一或多個陣列，其中每一陣列與該掃描之一方向對準。
視情況地，該等陣列中之每一者包含2至100個光源。
視情況地，該方法進一步包括一次操作該等光源之僅一部分。
視情況地，所操作之該等光源之該部分係回應於用於掃描之一刻面之一角度來選擇。
視情況地，該方法進一步包括將該複數個光束中之每一者塑形為沿垂直於該掃描之一掃描方向之一方向伸長。
視情況地，該方法進一步包括將該複數個光束中之每一者塑形為沿垂直於該掃描之一跨掃描方向之一方向伸長。
視情況地，該方法進一步包括將該複數個光束中之每一者塑形為沿垂直於該掃描之一掃描方向之一方向及垂直於該掃描之一跨掃描方向之一方向中之至少一者填充該聲光調變器之一孔隙。
視情況地，該複數個光束之該等不同部分中之每一者包含來自自該聲光調變器接收之該複數個光束中之每一者之一部分。
視情況地，該複數個光束之該等不同部分中之每一者包含來自該複數個光束之一或多個光束。
視情況地，該方法進一步包括準直自該複數個光源朝向 該聲光調變器引導之光束。
視情況地，該方法進一步包括匹配聲光調變器之一聲速乘以該系統之一放大比率，但沿一相反方向。
視情況地，該方法進一步包括提供複數個照明單元並組合來自該複數個照明單元之對應光束。
視情況地，來自該複數個照明單元之該等對應光束在波長及偏光中之至少一者上不同。
根據本發明之某些實施例之一態樣，提供一種用於一直接成像系統中之刻面追蹤之方法，該方法包括：提供經調適以發射一光束陣列之一光源陣列，其中該光源陣列與該直接成像系統之一掃描方向對準；朝向一聲光調變器引導來自該光源陣列之光束以使得該複數個光源沿著大於用於掃描之一旋轉多面體之一單個刻面之長度的一長度投射光；藉助來自該聲光調變器之輸出沿該掃描方向掃描一曝光平面；及與該多面體之旋轉一致地選擇性操作該等光源之不同子組，其中所選擇之該等光源之該等子組係照射於用於掃描之一刻面上之光源。
視情況地，該方法進一步包括調整陣列之每一光源以在聲光調變器中具有一不同入射角以使得所操作之該複數個光束沿著用於掃描之該刻面之一長度照射。
視情況地，該方法進一步包括：與多面體之旋轉一致地關斷來自該複數個光源之發射照射於用於掃描之該刻面之一邊緣附近或經過該邊緣之光束之光源。
視情況地，該方法進一步包括將所操作之該複數個光束 不相干地合併成一單個曝光點。
除非另外定義，否則本文中使用之所有技術及/或科學術語皆具有與熟習此項技術者通常所瞭解之意義相同的意義。儘管與本文所述方法及材料類似或等效之方法及材料皆可用於實踐或測試本發明實施例，但下文描述實例性方法及/或材料。倘若出現衝突，則以本說明書(包含定義)為準。另外，材料、方法及實例僅係例示性而不意欲必要地限定。
本文僅以實例方式參照附圖闡述本發明之某些實施例。在現在詳細地特定參照附圖時，應強調，所展示之特定事物係以實例方式且出於本發明實施例之例示性論述之目的。就此而言，對圖式進行的闡述將使熟習此項技術者顯而易見可如何實踐本發明之實施例。
在本發明之某些實施例中，本發明係關於使用聲調變之DI，且更特定而言(而非排外地)係關於藉助半導體LD之直接成像。
根據本發明之某些實施例，提供一種使用由一AOM調變之一或多個光源陣列以形成用於掃描一記錄媒體之一寫入光束之DI系統。在某些實例性實施例中，該光源陣列係一密集陣列，例如包含50個光源或2至100個光源，其經塑形以形成寫入光束。在某些實例性實施例中，使用包含50×10個光源之複數個陣列及/或光源矩陣以形成一寫入光束。視情況地，該陣列包含具有不同光譜性質之光源，舉 例而言，具有不同波長(例如，介於370 nm至410 nm之間的範圍中及/或不同偏光)之光源。通常，該陣列中之光源係以連續波模式操作。在某些實例性實施例中，該陣列係一半導體LD陣列。
通常，該系統包含用於將AOM之平面成像於一記錄媒體(例如將以一所期望放大率曝光之面板)上之一掃描光學系統。根據本發明之某些實施例，該掃描光學系統在光源陣列之波長範圍上係消色差的。通常，一多面體鏡偏轉光束以提供光柵掃描。
根據本發明之某些實施例，一種DI方法提供用於在DI系統之一單個掃描掃掠期間藉助陣列中之不同光源來重複地曝光記錄媒體上之點。根據本發明之某些實施例，經由一單個掃描掃掠之重複曝光係藉由應用史可風掃描效應來提供。
根據本發明之某些實施例，該一或多個陣列中之每一者中之光源係沿著聲方向在AOM中橫向配置，以使得在聲波傳播時，波連續地切換該一或多個陣列中之每一者中之個別光束。在某些實例性實施例中，光束經塑形以跨越AOM之一聲方向，以便在聲波傳播時聲波連續地切換該一或多個陣列中之所有光束之部分。根據本發明之某些實施例，使用史可風掃描效應以藉助該掃描速度協調該聲波之速度與一掃描光學系統所提供之放大率，以使得該陣列中之經切換光束中之每一者在同一點處照射該記錄媒體。
在某些實例性實施例中，AOM係一多通道AOM(例如， 一24通道AOM或4至1000通道AOM)，且在掃描期間同時寫入多個像素(或點)，該多個像素(或點)中之每一者可藉由應用如本文所述之史可風掃描效應而經由一單個掃掠重複地曝光。在某些實例性實施例中，來自該一或多個陣列中之個別光源之光束經塑形以沿跨掃描方向伸長，且多通道AOM之通道沿著該跨掃描方向配置以使得每一通道調變每一經伸長光束之一不同部分。在其他實例性實施例中，來自該陣列中之個別光源之光束中之每一者經塑形以填充AOM之一孔隙之整個區域。
本發明人已發現，使用如本文所述之史可風掃描效應藉助複數個半導體LD之重複曝光可提供複數個優勢。視情況地，該等優勢中之某些優勢與藉由用一較低成本之光源陣列(例如，半導體LD)取代通常用於DI之雷射單元來減少一DI系統之一材料賬單相關聯，該等光源中之每一者以一較低功率操作，例如5 W至50 W雷射光源或0.1 W至2 W半導體LD。具體而言，與先前系統之脈衝式固態雷射相比，半導體LD成本較低、服務相對免費且具有一相對較長使用壽命。在某些實例性實施例中，使用本文所述之DI系統及方法藉助低功率光源之重複曝光提供用於掃描低光感性材料。本發明人已發現，藉助複數個較低功率LD對同一點之重複曝光提供在具有低光感性之一材料上寫入所要求之累積能量。在某些實例性實施例中，藉助複數個光源之重複曝光允許使用具有較高容限(通常與較低成本光源相關聯)之光源，此乃因所得空間曲線及光譜可由光源 之平均性質定義。本發明人亦已發現，藉助複數個光源之重複曝光提供改良曝光之總品質之一平滑效應。在某些實例性實施例中，光源陣列包含在陣列中之另一光源失靈時可操作之一或多個輔助光源。本發明人已發現，藉由在陣列中包含輔助光源，可在不使光源單元之使用壽命及/或可靠性折衷之情況下使用通常與較低可靠性相關聯之較低成本光源。視情況地，藉由輔助光源提供之冗餘性允許即使某些光源出故障照明單元亦繼續操作。視情況地，該複數個光源經組合以塑形一所期望光譜。LD之另一優勢係其相對高的壁式插座效率，例如與習知氣體雷射及習知二極體激升固態(DPSS)雷射相比。
根據本發明之某些實施例，本文闡述之DI系統及方法提供對習知DI系統之改良變通性。在某些實例性實施例中，光源陣列包含具有不同光譜特性之光源。視情況地，該陣列包含具有不同波長之光源。通常，使用較短波長以提供記錄媒體之一表面上之剛性，而較長波長用於穿透該記錄媒體。在某些實例性實施例中，使用不同波長來曝光該曝光面板上之同一點。視情況地，針對一特定應用及/或一特定掃掠，選擇該陣列中之特定光源(及所要求波長)且僅操作彼等光源。視情況地，使用一個以上光源陣列以比例調整該照明單元可提供之輸出功率。視情況地，來自不同陣列中之光源之光束相組合以形成一單個光束。
根據本發明之某些實施例，藉由使用光源之僅一部分以將每一像素或點寫入一曝光表面上並變更與用於掃描之作 用刻面之一定向同步使用之光源部分來提供刻面追蹤。在刻面追蹤期間，該等光束中之每一者或該等光束之至少一部分經形成以在一不同位置處照射該多面體。
在詳細闡釋本發明之至少一項實施例之前，應瞭解，本發明未必將其應用限於在下列說明中列舉及/或圖式中圖解說明之組件及/或方法之構造及配置之細節。本發明能夠具有其他實施例或以各種方式實踐或實施其他實施例。
現在參照圖式，圖1圖解說明根據本發明之某些實施例之一實例性DI掃描系統之一簡化方塊圖。根據本發明之某些實施例，一照明單元100包含光源501、502、...50N之一陣列50，其提供藉助一光束形成光學系統60塑形以適合於一AOM 70之一孔隙71之複數個光束65。通常，該等光源係LD。根據本發明之某些實施例，複數個光束65係沿著AOM 70之一聲方向穿過孔隙71橫向配置且準直成一個一維陣列。另一選擇係，複數個光束65中之每一者具有一大的光束直徑，例如跨越孔隙71之大小，且該等光束在AOM中之一個位置中重疊。通常，AOM 70基於自一資料控制單元700接收之影像資料來調變傳入光束65，且在光束自旋轉多面體80偏轉時一掃描光學系統90將包含經調變資料之AOM之平面成像至曝光平面95上。
根據本發明之某些實施例，AOM 70具有一孔隙71，例如視情況地係矩形形狀且足夠寬(沿著聲方向75)以接收光束65之經準直陣列之一大孔隙。視情況地，孔隙71具有在10 mm與40 mm之間的一寬度。在某些實例性實施例中， AOM 70係一多通道AOM，且孔隙71沿垂直於聲方向75之一方向足夠寬以跨越AOM 70中之所有通道。視情況地，AOM 70包含24個至48個通道之間。在某些實例性實施例中，AOM 70係由展示一低聲曲率因子之一聲光材料形成。視情況地，AOM 70係由一石英晶體形成。視情況地，AOM係由一TeO2晶體形成。
根據本發明之某些實施例，陣列50係一個LD一維陣列。視情況地，該陣列係配置成一新月形形狀之光源密集陣列，以使得可朝向光束形成光學系統60引導來自大量光源之照明。在某些實例性實施例中，該陣列中之每一LD與來自一透鏡陣列55之一專用透鏡55n(n=1、2、...N)相關聯，該專用透鏡將來自LD 55之光束65聚焦及對準至光束形成光學系統60上。通常，透鏡陣列55係包含於照明單元100中且包封於一共同外殼中。
根據本發明之某些實施例，陣列50包含具有不同波長(視情況地介於370 nm至410 nm之間的範圍中)之LD。視情況地，陣列50包含具有同一波長之兩個或兩個以上LD。在某些實例性實施例中，陣列50包含具有平行於或垂直於掃描方向定向之一偏光之LD。在某些實例性實施例中，LD係以連續模式操作。通常，光源單元包含2個與100個LD之間，例如50個LD。在某些實例性實施例，陣列50包含一定量的冗餘且一次操作陣列50中之LD之僅部分。
根據本發明之某些實施例，使用光束形成光學系統來塑形個別光束及配置AOM 70之孔隙71內側之個別LD光束。 在某些實例性實施例中，光束形成光學系統60包含用於沿著AOM 70之一聲方向75準直一個平面中之光束之單耦合光學器件。
在某些實例性實施例中，多面體80類似於所併入之美國專利第6,770,866號中闡述之多面體，且包含如(舉例而言)所併入之美國專利第4,205,348號中所述之光束刻面追蹤能力。視情況地，如下文將更詳細闡述，藉由在每一曝光期間操作該陣列之僅一子組且在刻面旋轉時連續地移位所操作之子組來達成刻面追蹤。在某些實例性實施例中，在操作期間以1000 RPM至4000 RPM之間(例如，3000 RPM)的一速度旋轉多面體80。根據本發明之某些實施例，掃描光學系統90在LD之波長範圍上係消色差的。
根據本發明之某些實施例且如下文將更詳細地闡述，在一聲波沿聲方向75傳播時，該波藉由朝向多面體80繞射光束65來連續地依次切換其中之每一者以照射至曝光平面95上。視情況地，一聲波在其沿聲方向75傳播時一次繞射光束65中之一個以上光束。通常，朝向一光闌10引導未經繞射之光束。另一選擇係，情形可係相反的，且可將來自AOM 70之未經繞射光成像至記錄媒體上，而經繞射光可遇到一光闌。
現在參照圖2，其展示根據本發明之某些實施例之一實例性光源陣列之一簡化示意圖。根據本發明之某些實施例，一照明單元100包含安裝於一平臺57上之光源501、502、...50N之一密集陣列。視情況地，該陣列包含2個與 100個LD之間，例如，50個LD。通常，照明單元100包含針對安裝於平臺57上之每一LD之一專用透鏡55，用於聚焦及對準該等光束中之每一者。視情況地，該等LD係以一新月形形狀安裝於平臺57中。視情況地，使用一個以上光源陣列，例如兩個光源陣列。
現在參照圖3A，其展示用於根據本發明之某些實施例將陣列之個別光束配置於一AOM之一孔隙內側之一實例性光學設計之一示意圖。根據本發明之某些實施例，該光束形成光學系統包含用於沿著一聲方向75準直來自新月形陣列50中之個別LD之光束65之一圓柱形透鏡11。通常，聲方向75平行於掃描方向。根據本發明之某些實施例，該光學設計額外地包含一遠心望遠鏡透鏡系統62，以將沿著一聲方向75之光束中繼至AOM 70之孔隙71中且所有光束皆以其佈雷格角入射於AOM中。通常，遠心望遠鏡透鏡用於調節光束大小以使得其適合於孔隙71且作為並行光束之一陣列進入孔隙71。視情況地，藉由調整光束調整透鏡63之間的距離來提供跨掃描方向之可變光束擴展。根據本發明之某些實施例，一圓柱形透鏡83彎曲自AOM繞射之個別光束以使得該等光束在同一點處但自不同角度照射一光瞳平面。根據本發明之某些實施例且如下文將更詳細闡述，在一聲波沿聲方向75傳播時個別光束係藉助AOM連續地繞射，但藉由使用史可風原理而在一曝光平面上之同一點上曝光。
現在參照圖3B，其展示用於分別沿掃描方向及跨掃描方向塑形一個別光束之一實例性光學設計之一示意圖，及參 照圖3C，其展示根據本發明之某些實施例成像於一AOM及一光瞳平面兩者上之光束之一簡化示意圖。如所展示，一實線651n表示沿與掃描方向85對準之一快軸之一束個別光束65n，且一虛線652n表示沿通常與跨掃描方向86對準之一慢軸之一束光束65。根據本發明之某些實施例，在一AOM平面及/或目標平面73(例如，曝光平面)中，每一LD光束651、652、653、...65n、...65N經形成以具有沿著掃描方向85之一窄光束腰且經形成以沿著跨掃描方向86伸長。視情況地，該光束具有沿著該光束之一快軸之一近高斯光束曲線(例如M2~1.5)及沿著慢軸之一較高階光束曲線(例如，M2~7)。在某些實例性實施例中，準直透鏡61將光束腰調整至沿掃描方向之一所期望寬度。通常，曝光平面中之光束係AOM平面中之光束之一影像，而光瞳平面係對AOM平面與曝光平面兩者之一共軛平面。
根據本發明之某些實施例，在一光瞳平面89中(圖3C)，來自LD 501、502、503、...50N之所有光束651、652、653、...65N照射在同一點處，但自不同角度。根據本發明之某些實施例，光束651、652、653、...65N中之每一者經形成以具有沿著掃描方向85(在掃描光瞳平面87中)之一寬光束腰，且經形成以具有沿著一跨掃描方向86(在跨掃描光瞳平面84中)之一窄光束腰。通常，光瞳平面89(圖3C)係由通常與多面體80之一刻面平面相一致之實體掃描光瞳平面87與通常定位於AOM 70與多面體80之一刻面平面(圖3B)之間的跨掃描光瞳平面組成之一虛擬平面。
現在參照圖4A，其展示根據本發明之某些實施例用於將陣列之個別光束配置於一AOM之一孔隙內側之一替代實例性光學設計之一示意圖。根據本發明之某些替代實施例，該光束形成光學系統塑形該等光束以具有沿掃描方向及跨掃描方向兩者皆大之一光束直徑。通常，光束陣列65中之光束中之每一者經塑形以填充孔隙71。通常，一圓柱形透鏡61沿著一聲方向75準直來自陣列50中之個別LD之光束，且一透鏡系統72將該等光束中繼至AOM 70之孔隙71中以使得個別光束在AOM 70中之一個位置中重疊。儘管該等個別光束重疊，但該等光束中之每一者以不同角度(例如，稍微不同之角度但通常接近於佈雷格角度)照射AOM晶體。
根據本發明之此等替代實施例，自AOM繞射之個別光束在不同點處但自同一角度照射一光瞳平面，且在同一點處但自不同角度照射曝光平面95(圖1)。在此等實施例中，同時地繞射所有大直徑光束之一部分(例如，作用光束)。如下文將更詳細地闡述，在一聲波沿聲方向75傳播時所有大直徑光束之後續部分係以一連續方式繞射，但藉由使用史可風原理而在一曝光平面上之同一點處曝光。
現在參照圖4B，其展示用於分別沿掃描方向及跨掃描方向塑形一個別光束之一替代實例性光學設計之一示意圖，及參照圖4C，其展示根據本發明之某些實施例在一替代實例性光學設計中照射於一AOM及一光瞳平面上之光束之一簡化示意圖。如所展示，一實線651n表示沿與掃描方向85 對準之一快軸之一束個別光束65n，且虛線652n表示沿通常與跨掃描方向86對準之一慢軸之一束光束65n。根據本發明之某些實施例，在AOM平面及/或目標平面73中，每一LD光束651、652、653、...65n、...65N經形成以沿掃描方向85及跨掃描方向86兩者具有一大光束腰，其沿掃描方向及跨掃描方向兩者填充孔隙71。視情況地，該光束具有沿著該光束之一快軸之一近高斯光束曲線(例如，M2~1.5)及沿著慢軸之一較高階光束曲線(例如，M2~7)。在某些實例性實施例中，準直透鏡61將光束腰調整至沿掃描方向之一所期望寬度。視情況地，藉由調整光束調整透鏡(為簡易起見未展示)之間的距離來提供沿跨掃描方向之可變光束擴展。
根據本發明之某些實施例，在一光瞳平面89中，來自LD 501、502、503、...50N之所有光束651、652、653、...65N照射於不同點處但自同一角度。根據本發明之某些實施例，光束651、652、653、...65N中之每一者經形成以具有沿著掃描方向85(在掃描光瞳平面87中)及跨掃描方向86(在跨掃描光瞳平面84中)兩者之一窄光束腰。通常，光瞳平面89(圖4C)係由通常與多面體80之一刻面平面相一致之實體掃描光瞳平面87與通常定位於AOM 70與多面體80之一刻面平面(圖4B)之間的跨掃描光瞳平面組成之一虛擬平面。
現在參照圖5，其展示根據本發明之某些實施例在DI系統中之一光束形成光學系統之一實例性光學路徑。根據本 發明之某些實施例，來自LD 50之一密集陣列之照明係藉助一準直透鏡61準直且經由複數個反射表面66朝向AOM 70引導供用於光束調變。通常，該陣列中之LD中之每一者與一專用透鏡(例如來自透鏡陣列55)相關聯，用於將光束聚焦至準直透鏡61上。視情況地，該陣列中之LD包含不同波長及/或偏光之LD。在某些實例性實施例中，在掃描期間操作陣列50中之LD中之僅一部分。在某些實例性實施例中，來自該陣列之光束中之每一者係藉助透鏡63沿跨掃描方向塑形且藉助一對望遠透鏡62中繼至AOM上。視情況地，可藉由調整透鏡63之間的距離來調整沿跨掃描方向之光束擴展。
現在參照圖6，其展示根據本發明之某些實施例配置於一多通道AOM中之一實例性光束陣列之一示意圖。根據本發明之某些實施例，經準直之照明光束65之一陣列係配置成沿著掃描方向85及/或聲方向75進入AOM 70之一孔隙71。視情況地，沿著聲方向75配置2個至100個照明光束。通常，每一光束65經塑形以沿著垂直於聲方向之一方向伸長。通常，藉助電極陣列79經由複數個聲通道來調變每一光束。通常，電極陣列79沿著垂直於聲方向75、視情況地與跨掃描方向86對準之一軸配置。通常，該多個通道提供用於一次寫入一個以上像素。
在操作期間，基於一調變圖案將RF信號傳輸至電極79，以起始聲音波沿著聲方向75自電極79之一位置傳播。根據本發明之某些實施例，在一聲波沿著一聲通道傳播時，該 波連續地繞射與所觸發之聲通道相關聯之陣列65之每一光束之部分。根據本發明之某些實施例，由於同一通道中之所有光束係藉由同一信號調變，因此該通道中之所有光束係以一相同方式調變。在某些實例性實施例中，一聲波封包一次調變來自陣列65之複數個光束。
現在參照圖7，其展示根據本發明之某些實施例一AOM視窗在聲波封包傳播之三個不同時間訊框(由t1、t2、t3標識)上之一影像之一實例性示意圖。通常，AOM 70之一影像88藉助旋轉多面體80(圖1)沿掃描方向85以一速度vscan橫跨曝光平面95移動。然而，整個影像係沿掃描方向85移動，僅朝向曝光平面95繞射與聲波封包之一部分相一致之影像88之一部分110。與聲波封包之一位置相一致之影像88之彼部分110以藉由聲波封包之速度及掃描光學系統90之放大率判定之一速度沿聲方向75(與掃描方向85相反)移動。
根據本發明之某些實施例，將掃描速度vscan調整至在量值上等於聲速vacoust但在方向上相反(vscan=-vacoust)，以使得移動AOM視窗88中之一正在前進之聲波封包總是朝向曝光平面95上之同一點951繞射影像88之一部分110。因此，在記錄媒體之一曝光平面中，點951係固定的，且可由所有個別雷射二極體光束連續照明。以此方式，不相干地組合該等光束。視情況地，沿跨掃描方向重疊掃描線以達成平滑能量曲線。
現在參照圖8，其展示根據本發明之某些實施例形成為 一寫入光束之一實例性光源矩陣之簡化示意圖。根據本發明之某些實施例，一照明單元101包含光源5011、5012、...5021、5022、...50NM之一矩陣555及/或一個以上光源陣列，其提供藉助專用透鏡(例如，類似於透鏡55(圖1))及光束形成光學系統666塑形以適合於一AOM 70之一孔隙71之複數個光束665。根據本發明之某些實施例，矩陣555係配置於一凹面形平面上以使得可朝向光束形成光學系統666引導來自大量光源之照明。在某些實例性實施例中，矩陣555中之每一LD與將來自LD 555之光束665聚焦及對準至光束形成光學系統666上之一專用透鏡(為簡易起見未展示)相關聯。根據本發明之某些實施例，矩陣555包含2個至100個光源之1個至20個陣列。
根據本發明之某些實施例，可耦合至系統中之光束665之數目係由掃描光學器件90之一角度接受範圍及孔隙71之一大小限定。通常，角度接受範圍針對掃描方向85及跨掃描方向86而不同，且係由影像平面95中之掃描光學器件90之一數值孔徑及系統在AOM 70與影像平面95之間的放大率判定。根據本發明之某些實施例，針對一既定角度接受範圍，可計算來自一單個LD之在AOM 70之孔隙71中之一光束之一大小，例如可計算一最小可達成光束大小。通常，最小可達成光束取決於LD之光束參數乘積(M2)，其係光束針對一既定點大小之一角發散之一量度。根據本發明之某些實施例，一旦已計算孔隙71中之一單個光束之一大小，孔隙71之大小即定義適合於孔隙71之LD光束之數 目，該等LD光束中之每一者具有適合於掃描光學器件90之角度接受範圍之一角發散。通常，矩陣555中之列對行之數目取決於孔隙71之兩個維度。通常，AOM 70基於自一資料控制單元700接收之影像資料來調變傳入光束665，且在光束自旋轉多面體80偏轉時一掃描光學系統90將包含經調變資料之AOM之平面成像至曝光平面95上。
現在參照圖9A、圖9B、圖9C及圖9D，其展示根據本發明之某些實施例配置成複數個陣列之光束在成像於AOM平面及對應光瞳平面上時的實例性示意圖。出於實例性目的，展示來自一矩陣555之光束之光束形成，其中該矩陣包含沿著跨掃描方向86之僅5個LD及沿著掃描方向85之12個LD。通常，光瞳平面中之孔隙係一成角度孔隙。通常，一照明單元101之一矩陣555包含藉助光學系統666形成以適合於孔隙71之50×10個LD。根據本發明之某些實施例，矩陣555中之光束可以複數個不同組態形成以形成一寫入光束。
現在參照圖9A，在某些實例性實施例中，光束665經形成以沿一跨掃描方向及掃描方向兩者皆係窄的，且以一交錯矩陣形態配置於AOM平面中以形成影像701。在某些實例性實施例中，在影像701中，光束665中之每一者自同一角度但在一不同位置中照射AOM平面733。在此等實施例中，對應光瞳平面899中之每一光束在同一位置處照射且填充整個孔隙。
現在參照圖9B，在某些實例性實施例中，光束665經形 成以沿跨掃描方向86係寬的且沿掃描方向85係窄的，且以一交錯行陣列配置於AOM平面中以形成影像702。根據本發明之某些實施例，來自每一行中之不同列(例如，五個列)中之每一列之光束665經形成以在同一位置處但自不同角度照射AOM平面733，而來自不同行中之每一行之光束665經形成以在一不同位置但以同一角度照射AOM平面733。在此等實施例中，AOM平面733中之所得影像702通常係包含對應於行數(例如，沿著掃描方向85交錯之12個行)之一定數目個寬點之一單個陣列。根據本發明之某些實施例，在對應光瞳平面899中，所得影像802係包含對應於列數(例如，5列)沿著跨掃描方向交錯之寬點之一單個陣列之一影像802。通常，在此等實施例中，在光瞳平面899中，來自不同行但來自同一列之光束655照射於同一點中。
現在參照圖9C，在某些實例性實施例中，光束665經形成以沿掃描方向85係寬的且沿跨掃描方向86係窄的以形成影像703。在此等實施例中，來自每一列中之不同行(例如，12行)中之每一行之光束665經形成以在同一位置處但自不同角度照射AOM平面733，而來自不同列中之每一列之光束665經形成以在一不同位置處但以同一角度照射AOM平面733。通常，AOM平面733中之所得影像703係包含對應於列數(例如，5列)之一定數目個寬點(其沿著跨掃描方向86交錯)之一單個陣列。在此等實施例中，在對應光瞳平面899中，光束655形成包含對應於行數(例如，12 行)之一定數目個寬點(其沿著掃描方向85交錯)之一單個陣列之影像803。在光瞳平面899之影像803中，來自不同列但來自同一行之光束655通常照射於同一點中。
現在參照圖9D，在某些實例性實施例中，光束665係藉助光學系統666形成以照射於同一位置處並沿掃描方向85及跨掃描方向86兩者(各自來自一不同角度)填充孔隙71以形成影像704。根據本發明之某些實施例，在對應光瞳平面899中，光束665中之每一者照射於一不同位置處且在影像804中(形成)沿一掃描方向及一跨掃描方向兩者形成一矩陣形態。在此等實施例中，光瞳平面899中之光束665中之每一者通常沿掃描方向85及跨掃描方向86兩者皆係窄的。
根據本發明之某些實施例，光束665經形成以使得孔隙71中之一平均跨掃描光束曲線係平滑的，此乃因連續掃描線係沿跨掃描方向重疊。通常，與影像703相比，影像702提供沿跨掃描方向之一較平滑曲線。視情況地，影像701中之光束655之交錯矩陣形態提供沿跨掃描方向86之重疊，此可改良曲線之平滑度。
現在參照圖10A至圖10D，其展示根據本發明之某些實施例圖解說明一刻面追蹤方法之簡化示意圖。根據本發明之某些實施例，刻面追蹤係藉由與多面體80之旋轉及/或多面體80之刻面(用於掃描，例如刻面81)之角度一致地順序接通及關斷陣列50中之不同LD而達成。
根據本發明之某些實施例，光源50經配置及/或其各別光束經形成以使得來自陣列50之每一光源投射沿著刻面81 之一長度L在一不同位置處照射刻面81之一光束。視情況地，沿著刻面81之長度之照射光束分佈係藉由調整陣列之每一光源以在AOM 70中具有一不同入射角度而達成。視情況地，沿刻面81之長度之所期望分佈係藉助一圓柱形透鏡83達成。在某些實例性實施例中，來自陣列50中之光源之光束經配置及/或形成以沿著大於一單個刻面之長度L之一長度投射光。
根據本發明之某些實施例，在多面體80旋轉時，一組不同光源提供照射於刻面81上之光束，同時關斷發射照射於刻面81之一邊緣附近或經過該邊緣之光束之其他光源及/或不將該等其他光源用於寫入。通常，針對所寫入之每一點或像素，使用一組不同光源。另一選擇係，針對所寫入之每隔一個點或像素及/或在寫入複數個點之後變更所使用之光源組。
以實例方式，在圖10A中展示一第一階段，其中在一掃描線之一開始處操作LD 504、505、506及507，而不使用投射在刻面81之一邊緣附近或經過該邊緣之光之LD 501、502及503。視情況地，該系統係組態用於操作光源之一半用於將每一點及/或像素寫入曝光面板上。現在參照圖10B，在多面體80旋轉時，操作LD 502、503、504、505及506且關斷LD 501及507，以使得僅操作朝向刻面81引導之光束。參照圖10C，在多面體80進一步旋轉時，操作LD 501、502、503及504且關斷LD 503、506及507。在圖10D中，藉由往回移位以操作光源之第一部分LD 504、505、 506及507而在刻面82處開始一額外掃描線。以此方式，可達成刻面追蹤同時以一單個RF頻率操作AOM 70。通常，當在任一時間處操作光源之僅一部分時，可達成之輸出功率係折衷的。視情況地，可使用一較大陣列及/或一個以上陣列來按比例增加輸出功率。
現在參照圖11，其展示根據本發明之某些實施例包含兩個光源密集陣列及用於組合來自該兩個陣列之光束之光學器件之一實例性照明單元之一簡化示意圖。通常，可適合穿過一AOM之一孔隙之個別光束之數目係有限的。根據本發明之某些實施例，可藉由將來自兩個或兩個以上光源之光束組合成一單個光束而進一步增加輸出功率。根據本發明之某些實施例，藉由使用包含一個以上陣列(例如陣列51及陣列52)之一照明單元101並組合來自該等不同陣列之光束而達成照明之改良可擴縮性。通常，陣列51具有與陣列52不同之一對應波長及/或偏光，以使得可在低功率損失及/或無功率損失之情況下組合來自每一陣列之光束。根據本發明之某些實施例，使用一偏光分光器94及/或一波長選擇元件92將光束陣列6501及6502組合成一個光束陣列67。視情況地，陣列51及52中之每一者可用經組合以形成一單個經比例調整之光束矩陣之一LD矩陣取代。
現在參照圖12，其展示根據本發明之某些實施例用於組合來自不同陣列之光束之一實例性光學設計之一示意圖。根據本發明之某些實施例，將來自四個不同陣列之LD組合成一單個陣列。根據本發明之某些實施例，一波長選擇 元件92組合不同波長之光束，且一偏光分光器94組合不同偏光之光束。舉例而言，來自兩個不同陣列之一LD 511與512具有同一波長但不同偏光，且一LD 511與521之波長不同但具有同一偏光。類似地，LD 512與522之波長不同但具有同一偏光。視情況地，可完全組合來自511、512、521及522之光束，此乃因每一者在波長及偏光中之至少一者上不同。
現在參照圖13，其展示根據本發明之某些實施例之一實例性DI系統。根據本發明之某些實施例，在一DI系統100中，藉助一準直光學透鏡61準直來自LD陣列50之照明並將其朝向AOM 70引導供用於調變。在沿一掃描方向85掃描一記錄媒體95時，朝向旋轉多面體80引導由AOM 70提供之經調變光束以掃描至該記錄媒體上。通常，在曝光記錄媒體95之前藉助掃描光學器件90放大由旋轉多面體80轉向之照明。根據本發明之某些實施例，將掃描速率調整至等於AOM 70之聲速乘以掃描光學器件90所提供之放大率，以提供用於使用史可風掃描效應藉助陣列50中之複數個LD來重複地曝光點及/或像素。在某些實例性實施例中，多面體係以3000 RPM之一速率旋轉。
術語「包括(comprises)」、「包括(comprising)」、「包含(includes)」、「包含(including)」、「具有(having)」及其同源詞皆意指「包含但不限於」。
術語「由...組成」意指「包含且限於」。
術語「基本上由...組成」意指組合物、方法或結構可包 含額外成分、步驟及/或部件，但僅在該等額外成分、步驟及/或部件在材料上不變更所主張組合物、方法或結構之基本及新穎特性時如此。
應瞭解，本發明為清楚起見而闡述於單獨實施例上下文中之某些特徵亦可在一單個實施例中組合提供。相反地，為簡潔起見而在一單個實施例上下文中闡述之本發明之各種特徵亦可單獨提供或以任一適合子組合提供或在適合於本發明之任一其他所述實施例時提供。在各種實施例上下文中闡述之某些特徵不應視為彼等實施例之基本特徵，除非該實施例在不藉助彼等元件之情況下不操作。
10‧‧‧光闌
50‧‧‧陣列/新月形陣列/雷射二極體
501‧‧‧光源/雷射二極體
501,1‧‧‧光源
501,2‧‧‧光源
502‧‧‧光源/雷射二極體
502,1‧‧‧光源
502,2‧‧‧光源
503‧‧‧光源/雷射二極體
504‧‧‧光源/雷射二極體
505‧‧‧光源/雷射二極體
506‧‧‧光源/雷射二極體
507‧‧‧光源/雷射二極體
5016‧‧‧光源/雷射二極體
5034‧‧‧光源/雷射二極體
50n‧‧‧光源/雷射二極體
50N‧‧‧光源/雷射二極體
50N,M‧‧‧光源
51‧‧‧陣列
511‧‧‧雷射二極體
512‧‧‧雷射二極體
52‧‧‧陣列
521‧‧‧雷射二極體
522‧‧‧雷射二極體
55‧‧‧透鏡陣列/雷射二極體/陣列/專用透鏡/透鏡
55n‧‧‧專用透鏡
57‧‧‧平臺
60‧‧‧光束形成光學系統
61‧‧‧準直透鏡/圓柱形透鏡/準直光學透鏡
62‧‧‧遠心望遠鏡透鏡系統/望遠透鏡
63‧‧‧光束調整透鏡/透鏡
65‧‧‧光束/傳入光束/照明光束/陣列/光束陣列
651‧‧‧光束/雷射二極體光束
652‧‧‧光束/雷射二極體光束
653‧‧‧光束/雷射二極體光束
65n‧‧‧光束/雷射二極體光束
65N‧‧‧光束/雷射二極體光束
66‧‧‧反射表面
67‧‧‧光束陣列
70‧‧‧聲光調變器
71‧‧‧孔隙
72‧‧‧透鏡系統
73‧‧‧聲光調變器平面及/或目標平面
75‧‧‧聲方向
79‧‧‧電極陣列/電極
80‧‧‧旋轉多面體/多面體
81‧‧‧刻面
82‧‧‧刻面
83‧‧‧圓柱形透鏡
84‧‧‧跨掃描光瞳平面
85‧‧‧掃描方向
86‧‧‧跨掃描方向
87‧‧‧掃描光瞳平面/實體掃描光瞳平面
88‧‧‧影像/聲光調變器視窗
89‧‧‧光瞳平面
90‧‧‧掃描光學系統/掃描光學器件
92‧‧‧波長選擇元件
94‧‧‧偏光分光器
95‧‧‧曝光平面/影像平面/記錄媒體
100‧‧‧照明單元/直接成像系統
101‧‧‧照明單元
110‧‧‧影像部分
555‧‧‧矩陣/雷射二極體
6501‧‧‧光束陣列
6502‧‧‧光束陣列
651n‧‧‧實線
652n‧‧‧虛線
665‧‧‧光束/傳入光束
666‧‧‧光束形成光學系統/光學系統
700‧‧‧資料控制單元
701‧‧‧影像
702‧‧‧影像
703‧‧‧影像
704‧‧‧影像
733‧‧‧聲光調變器平面
802‧‧‧影像
803‧‧‧影像
804‧‧‧影像
899‧‧‧光瞳平面
951‧‧‧點
t1‧‧‧時間訊框
t2‧‧‧時間訊框
t3‧‧‧時間訊框
圖1係根據本發明之某些實施例之一實例性DI掃描系統之一簡化方塊圖；圖2係根據本發明之某些實施例之一實例性光源陣列之一簡化示意圖；圖3A係根據本發明之某些實施例用於將該陣列之個別光束配置於一AOM之一孔隙內側之一實例性光學設計之一示意圖；圖3B係根據本發明之某些實施例用於沿一掃描方向及跨掃描方向塑形一個別光束之一實例性光學設計之一示意圖；圖3C展示根據本發明之某些實施例成像於一AOM及一光瞳平面上之光束之一簡化示意圖；圖4A係根據本發明之某些實施例用於將該陣列之個別光 束配置於一AOM之一孔隙內側之一替代實例性光學設計之一示意圖；圖4B係根據本發明之某些實施例用於沿一掃描方向及跨掃描方向塑形一個別光束之一替代實例性光學設計之一示意圖；圖4C展示根據本發明之某些實施例以一替代實例性光學設計成像於一AOM及一光瞳平面上之光束之一簡化示意圖；圖5係根據本發明之某些實施例在一DI系統中之一光束形成光學系統之一實例性光學路徑；圖6係根據本發明之某些實施例展示配置於一多通道AOM中之一實例性光束陣列之一示意圖；圖7係根據本發明之某些實施例在三個不同時間訊框上使用史可風掃描效應之光束調變之一實例性示意圖；圖8係根據本發明之某些實施例形成為一寫入光束之一實例性光源矩陣之一簡化示意圖；圖9A、圖9B、圖9C及圖9D係根據本發明之某些實施例配置成複數個陣列之一光束矩陣在成像於AOM平面及對應光瞳平面上時的實例性示意圖；圖10A、圖10B、圖10C及圖10D係根據本發明之某些實施例圖解說明一刻面追蹤方法之簡化示意圖；圖11係根據本發明之某些實施例包含兩個光源陣列及用於組合來自該兩個陣列之光束之光學器件之一實例性照明單元之一簡化示意圖； 圖12係根據本發明之某些實施例用於組合來自不同陣列之光束之一實例性光學設計之一示意圖；且圖13係根據本發明之某些實施例之一實例性DI系統。
10‧‧‧光闌
50‧‧‧陣列/新月形陣列/雷射二極體
501‧‧‧光源/雷射二極體
502‧‧‧光源/雷射二極體
50N‧‧‧光源/雷射二極體
55‧‧‧透鏡陣列/雷射二極體/陣列/專用透鏡/透鏡
60‧‧‧光束形成光學系統
65‧‧‧光束/傳入光束/照明光束/陣列/光束陣列
70‧‧‧聲光調變器
71‧‧‧孔隙
75‧‧‧聲方向
79‧‧‧電極陣列/電極
80‧‧‧旋轉多面體/多面體
90‧‧‧掃描光學系統/掃描光學器件
95‧‧‧曝光平面/影像平面/記錄媒體
100‧‧‧照明單元/直接成像系統
700‧‧‧資料控制單元

Claims (43)

  1. 一種直接成像系統，其包括：一照明單元，其包括複數個光源，該複數個光源經組態以發射複數個光束；一光學系統，其在位置或角度上對準該複數個光束，該光學系統包括至少一光學元件，所有該複數個光束穿過該至少一光學元件；一聲光調變器，其接收在位置或角度中之一者上對準之該複數個光束，且其連續地繞射該複數個光束之不同部分，其中所有該複數個光束係透過該聲光調變器傳輸；及一掃描元件，其藉助經該聲光調變器調變之該複數個光束以一掃描速度掃描一曝光平面，其中該掃描元件基於該掃描元件之一掃描速度將該複數個光束之該等不同部分不相干地合併在該曝光平面上之一單個曝光點上。
  2. 如請求項1之系統，其中該複數個光源係複數個半導體雷射二極體。
  3. 如請求項1之系統，其中該複數個光源中之至少一個光源經調適以發射不同於該複數個光源中之至少一個其他光源之一波長之光。
  4. 如請求項1之系統，其中該複數個光源發射介於370nm至410nm之間的一範圍之光。
  5. 如請求項1之系統，其中該複數個光源中之至少一個光源經調適以具有不同於該複數個光源中之至少一個其他 光源之一偏光。
  6. 如請求項1之系統，其中該複數個光源配置成一或多個陣列，其中每一陣列與該直接成像系統之一掃描方向對準。
  7. 如請求項6之系統，其中該等陣列中之每一者包含2至100個光源。
  8. 如請求項1之系統，其中一次操作該複數個光源之僅一小部分，該複數個光源之該小部分少於所有該複數個光源。
  9. 如請求項8之系統，其中該掃描元件係包括複數個刻面之一旋轉多面體，且其中所操作之該複數個光源之該小部分係基於在掃描期間該複數個刻面中之一者之一角度來選擇。
  10. 如請求項1之系統，其中該複數個光源中之每一光源與一專用透鏡相關聯，其中該專用透鏡經調適以塑形自一光源發射之一光束。
  11. 如請求項10之系統，其中該專用透鏡經調適以將該光束塑形為沿垂直於該掃描方向之一方向伸長。
  12. 如請求項10之系統，其中該專用透鏡經調適以將該光束塑形為沿垂直於該跨掃描方向之一方向伸長。
  13. 如請求項10之系統，其中該聲光調變器包括用於接收該複數個光束之一孔隙，且其中該專用透鏡及該光學系統經調適以將該複數個光束塑形為沿垂直於一掃描方向之一方向及垂直於一跨掃描方向之一方向中之至少一者填 充該孔隙。
  14. 如請求項11之系統，其中該光學系統包含經調適以準直來自該複數個光源之朝向該聲光調變器引導之光束。
  15. 如請求項11之系統，其中該光學系統包括經調適以將該複數個光束引導至該聲光調變器之一孔隙之一遠心光學系統。
  16. 如請求項11之系統，其中該聲光調變器不同地調變該複數個光束之不同部分，藉此沿垂直於一聲方向分割該複數個光束成多資料通道。
  17. 如請求項11之系統，其中該複數個光束之該等不同部分中之每一者包含來自該複數個光束之一或多個光束。
  18. 如請求項1之系統，其中該掃描速度經定義為該聲光調變器之一聲速與該系統之一放大比率沿一相反方向之一乘積。
  19. 如請求項1之系統，其中該聲光調變器係一多通道聲光調變器。
  20. 如請求項1之系統，其中該照明單元包括至少兩個照明單元；及該光學系統包括至少一個光學元件，其用於組合來自該至少兩個照明單元之光束。
  21. 如請求項20之系統，其中該至少兩個照明單元包括一第一照明單元及一第二照明單元及輸出自該第一照明單元之複數個光束與輸出自一第二照明單元之複數個光束在波長及偏光中之至少一者上不同。
  22. 一種用於直接成像之方法，該方法包括： 提供包含複數個光源之一照明單元，該複數個光源經調適以發射複數個光束；朝向一聲光調變器引導該複數個光束以使得該複數個光束在位置或角度上對準；使用一聲光調變器以連續地繞射該複數個光束之不同部分，其中所有該複數個光束係透過該聲光調變器傳送；及藉助輸出自該聲光調變器之該複數個光束沿一掃描方向掃描一曝光平面，其中該掃描基於該掃描之一掃描速度將該複數個光束之該等不同部分在該曝光平面上不相干地合併成一單個曝光點。
  23. 如請求項22之方法，其中該複數個光源係複數個半導體雷射二極體。
  24. 如請求項22之方法，其中調適該複數個光源中之至少一個光源以使其發射不同於該複數個光源中之至少一個其他光源之一波長之光。
  25. 如請求項24之方法，其中該光源陣列發射介於370nm至410nm之間的一範圍之光。
  26. 如請求項22之方法，其中調適該複數個光源中之至少一個光源以使其具有不同於該複數個光源中之至少一個其他光源之一偏光。
  27. 如請求項22之方法，其中將該複數個光源配置成一或多個陣列，其中每一陣列與該掃描之一方向對準。
  28. 如請求項27之方法，其中該等陣列中之每一者包含2至 100個光源。
  29. 如請求項22之方法，其中該朝向一聲光調變器引導該複數個光束以使得該複數個光束在位置或角度上對準包括一次引導該複數個光源之僅一小部分。
  30. 如請求項29之方法，其中所引導之該複數個光束之該小部分係基於用於該掃描之一刻面之一角度來選擇。
  31. 如請求項22之方法，其進一步包括將該複數個光束中之每一者塑形為沿垂直於該掃描之一掃描方向之一方向伸長。
  32. 如請求項22之方法，其進一步包括將該複數個光束中之每一者塑形為沿垂直於該掃描之一跨掃描方向之一方向伸長。
  33. 如請求項22之方法，其進一步包括將該複數個光束中之每一者塑形為沿垂直於該掃描之一掃描方向之一方向及垂直於該掃描之一跨掃描方向之一方向中之至少一者填充該聲光調變器之一孔隙。
  34. 如請求項22之方法，其中該聲光調變器不同地調變該複數個光束之不同部分，藉此沿垂直於一聲方向分割該複數個光束成多資料通道。
  35. 如請求項22之方法，其中該複數個光束之該等不同部分中之每一者包含來自該複數個光束之一或多個光束。
  36. 如請求項22之方法，其進一步包括準直自該複數個光源朝向該聲光調變器引導之光束。
  37. 如請求項22之方法，其中該掃描包括以一掃描速度掃 描，該掃描速度為該聲光調變器之一聲速與該系統之一放大比率沿一相反方向之一乘積。
  38. 如請求項22之方法，其中該提供一照明單元包括提供複數個照明單元，及該方法進一步包括組合來自該複數個照明單元之之每一者之光束。
  39. 如請求項38之方法，其中該複數個照明單元包括一第一照明單元及一第二照明單元及輸出自該第一照明單元之複數個光束與輸出自該第二照明單元之複數個光束在波長及偏光中之至少一者上不同。
  40. 一種用於一直接成像系統中之刻面追蹤之方法，該方法包括：提供經組態以發射複數個光束之一光源陣列，其中該光源陣列在該直接成像系統之一掃描方向上對準；朝向一聲光調變器引導來自該光源陣列之該複數個光束及調變該複數個光束以使得小於全部該複數個光束之一子集合入射於用於掃描之一旋轉多面體之一單個刻面上；藉助輸出自該聲光調變器之該複數個光束之該子組沿該掃描方向掃描一曝光平面；及與該旋轉多面體之一旋轉一致地選擇性操作該等光源之複數個子組，其中在一給定時間所選擇之該等光源之一子組對應於該複數個光束之該子組，該複數個光束在該給定時間係入射於該旋轉多面體之一刻面上。
  41. 如請求項40之方法，其中該提供該光源陣列包括配置該 複數個光源之每一者以發射一光束，該光束在該聲光調變器上具有一不同入射角度。
  42. 如請求項40之方法，其進一步包括關斷該複數個光源之發射入射於用於掃描之該旋轉多面體之該刻面之一邊緣附近或經過該邊緣之光束之光源。
  43. 如請求項40之方法，其進一步包括將該複數個光束不相干地合併在一單個曝光點上。
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