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技術 原稿投影光学系

出願人 株式会社目白プレシジョン
発明者 上原誠
出願日 1997年8月29日 (24年5ヶ月経過) 出願番号 1997-247612
公開日 1999年3月16日 (22年11ヶ月経過) 公開番号 1999-072845
状態 未査定
技術分野 投影装置 投影機 ホトレジスト感材への露光・位置合せ
主要キーワード レリーフ加工 対称分 多角錐 照度分布ムラ 透過型原稿 ロッド内 角度成分 光束密度
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年3月16日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

配光分布が均一でない2次光源を使用しても、投影面を明るくかつ均一な照度分布照射できる光学系を提供すること。及び軸対称な配光分布をもつ2次光源を用いて軸対称でない外形形状をもつ原稿を照射しても光の損失がない光学系を提供すること。

解決手段

2次光源作成手段10と、原稿30と、投影レンズ40から成る光学系において、2次光源作成手段10と原稿30の間にロッド20を配置する。

概要

背景

従来、透過型原稿投影するにはケーラー照明系投影レンズを組み合わせた光学系が用いられてきた。2図にその原理図を示す。ここで10は2次光源作成手段の1例であり、光源11、楕円鏡12とライトガイド13から成り、ライトガイド入射端に集まった光14を出射端転送して2次光源15を作成する。投影レンズ40の入射瞳41には、コンデンサーレンズ60によって2次光源15の像が形成される。投影レンズ40は原稿30の像を投影面50に形成する。このようなケーラー照明にあっては、2次光源15の配光分布が均一でない限り原稿30は均一に照明されず、ひいては投影面50も均一な照度分布にならない。ところが、ライトガイド13に入射する光は、楕円鏡12の中心に穴が開いているため光軸と平行な角度成分が無い。さらに楕円鏡12の各部から反射する光束密度も必ずしも一様でない。このため、2次光源15の配光分布は必ずしも均一にならない。そこで通常2次光源15と原稿30の間には拡散板70が配置され、原稿30上の照度分布ムラ緩和している。

概要

配光分布が均一でない2次光源を使用しても、投影面を明るくかつ均一な照度分布で照射できる光学系を提供すること。及び軸対称な配光分布をもつ2次光源を用いて軸対称でない外形形状をもつ原稿を照射しても光の損失がない光学系を提供すること。

2次光源作成手段10と、原稿30と、投影レンズ40から成る光学系において、2次光源作成手段10と原稿30の間にロッド20を配置する。

目的

しかし、従来の投影光学系では、原稿30上の照度分布を均一にしようとすると拡散板70の拡散の程度を増さなければならないため、図2の光線Aのように投影レンズの入射瞳に入らない光が増える。このため、光の利用効率が低下し、投影面50上の照度が著しく低下するという問題があった。一方、通常2次光源15の配光分布は光軸を中心とした対称分布である。このため原稿30の照射領域も円形になる。しかし、原稿30の外形は矩形であることが多く、この場合原稿30は円形の照射領域に内接する矩形となり、原稿30の外側に照射される光はすべて無駄になるという問題があった。そこで、本発明は配光分布が均一でない2次光源を使用しても、投影面50を明るくかつ均一な照度分布で照射できる光学系を提供することを第1の目的とする。さらに、本発明は軸対称の配光分布をもつ2次光源を使用し、軸対称でない外形形状をもつ原稿を照射する場合であっても光の損失なく照射できる光学系を提供することを第2の目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

次光源作成手段10と、原稿30と、投影レンズ40から成る光学系において、2次光源作成手段10と原稿30の間にロッド20を配置したことを特徴とする原稿投影光学系。

技術分野

0001

本発明はスライドフォトマスクなどの透過型原稿投影する光学系に関する。

背景技術

0002

従来、透過型原稿を投影するにはケーラー照明系投影レンズを組み合わせた光学系が用いられてきた。2図にその原理図を示す。ここで10は2次光源作成手段の1例であり、光源11、楕円鏡12とライトガイド13から成り、ライトガイド入射端に集まった光14を出射端転送して2次光源15を作成する。投影レンズ40の入射瞳41には、コンデンサーレンズ60によって2次光源15の像が形成される。投影レンズ40は原稿30の像を投影面50に形成する。このようなケーラー照明にあっては、2次光源15の配光分布が均一でない限り原稿30は均一に照明されず、ひいては投影面50も均一な照度分布にならない。ところが、ライトガイド13に入射する光は、楕円鏡12の中心に穴が開いているため光軸と平行な角度成分が無い。さらに楕円鏡12の各部から反射する光束密度も必ずしも一様でない。このため、2次光源15の配光分布は必ずしも均一にならない。そこで通常2次光源15と原稿30の間には拡散板70が配置され、原稿30上の照度分布ムラ緩和している。

発明が解決しようとする課題

0003

しかし、従来の投影光学系では、原稿30上の照度分布を均一にしようとすると拡散板70の拡散の程度を増さなければならないため、図2光線Aのように投影レンズの入射瞳に入らない光が増える。このため、光の利用効率が低下し、投影面50上の照度が著しく低下するという問題があった。一方、通常2次光源15の配光分布は光軸を中心とした対称分布である。このため原稿30の照射領域も円形になる。しかし、原稿30の外形矩形であることが多く、この場合原稿30は円形の照射領域に内接する矩形となり、原稿30の外側に照射される光はすべて無駄になるという問題があった。そこで、本発明は配光分布が均一でない2次光源を使用しても、投影面50を明るくかつ均一な照度分布で照射できる光学系を提供することを第1の目的とする。さらに、本発明は軸対称の配光分布をもつ2次光源を使用し、軸対称でない外形形状をもつ原稿を照射する場合であっても光の損失なく照射できる光学系を提供することを第2の目的とする。

課題を解決するための手段

0004

2次光源作成手段10と、原稿30と、投影レンズ40から成る光学系において、2次光源作成手段10と原稿30の間にロッド20を配置する。

発明を実施するための最良の形態

0005

図1に本発明の実施の形態を示す。図2に示す従来例と異なるのは、拡散板70が無いこと、及び、コンデンサーレンズ70に替えてロッド20が配置されていることである。ここでロッドとは、ガラス石英プラスチック液体などの透明物質を多角柱多角錐円柱、または円錐状の形態にしたものをいう。このようなロッドの一端から光を入射させると光はロッド内部で全反射を繰り返し他の一端で均一な光束密度になる。従って、原稿30に近接してロッド20の出射端を配置すれば、原稿30もまた均一に照明される。そして、投影面50もまた均一に照射される。一方、(光が光軸となす最大角正接)は2次光源15のNAと、ロッド20の形状で決まる。ロッド20が多角柱または円柱の場合はロッド20に入射する光のNAと出射する光のNAは等しく、ロッド20が多角錐または円錐の場合は、錐体頂角母線の長さでロッド20の出射NAは決まる。従ってロッド20の出射NAと投影レンズ40の入射NAを合致させることによって、光の損失なしに投影面50を照射できる。つまり投影面50は達成し得る最大の明るさになる。しかも、ロッド20の出射端を原稿30の外形形状と相似形にしておけば、無為に原稿30の外側を照射する光もなく、光の損失なしに投影面50を照射できる。

0006

なお、2次光源作成手段には図1のような構成のものの他、ライトガイド13が無く、楕円鏡12の集光点14が直接2次光源15になっているものも含まれる。さらに、楕円鏡12の代りレンズを使用してもよいし、あるいは光源11をそのまま2次光源15としてもよい。また、原稿30は交換可能にできることはいうまでもない。そして、原稿30にはスライドやフォトマスクの他、ガラスなどの透明材料にレリーフ加工サンドブラスト加工によって必要な絵柄を刻んだものも含まれる。そして原稿30はロッド20と密着させてもよく、場合によっては両者を一体にしてもよい。この場合は実質的にはロッド20の出射面に必要な絵柄を書き込んだものになる。

発明の効果

0007

本発明による投影光学系を用いれば、第1に配光分布が均一でない2次光源を使用しても、光量損失なくかつ均一に投影面を照射できる。第2に、軸対称の配光分布をもつ2次光源を使用し、軸対称でない外形形状の原稿を照射する場合であっても光の損失なく照射できる。

図面の簡単な説明

0008

図1本発明による投影光学系を説明する図である。
図2従来の投影光学系の全体構成図である。

--

0009

10 2次光源作成手段
20ロッド
30原稿
40投影レンズ
50投影面

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