Осветитель для проекционной оптической печати Советский патент 1989 года по МПК G03B27/32 G03B27/72 

(fJtJS. 1

J465863

Изобретение относится к оптическим системам и может найти применение в микроэлектронике в проекционных установках экспонирования.

Цель изобретения-- увеличение поля освещения, а также регулирование формы и размеров освещаемого поля.

На фиг. 1 изображена принципиаль- jn ная оптическая схема предлагаемого осветителя; на фиг. - световой интегратор в виде прямоугольного стержня; на фиг. 3 - изображение первой

.„ос™ с.ер™, „ „„„екос., -ер-,5 ;;;,bT,:™ :;:;z Bo°::o Z ™ K

:s-T.Lrr-:--r.

Осветитель содержит источник 1 света, например ртутную дуговую лампу, коллектор 2 в виде эллипсоидального отражателя, тепловой фильтр 3, световой интегратор 4, выполненный из кварцевого стекла в виде прямовьтолненные из кварцевого стекла конденсор 17, состоящий из положительного мениска 18, обращенного вог нутостью к полевой диафрагме, и поло жительной линзы 19, выполненных из кварцевого стекла.

Осветитель работает следующим образом.

Свет от источника 1 с помощью коллектора 2 фокусируется на перво й поверхности прямоугольного стержня 4 Полевая линза 6 передает размноженны изображения первой поверхности прямо

угольного стержня, торцовые грани которого преломляющие, а боковые грани отражающие, причем размеры ре бер выбираются из соотношения

ной диафрагмы затем они при помощи объектива 14 и конденсора . 17 пере- 20 даются во входной зрачок проекционного объектива (не показан). Полевая диафрагма 5 вьшолнекная в виде четырех ортогонально расположенных шторок с автоматической регулиров- 25 кой, передается с помощью объективов 9 и 14 и конденсора 17 в плоскость фотошаблона. Тепловой фильтр 3 и полосовой фйл1,тр 7 вырезают из спектрального излуч ения источника 30 рабочую линию спектра.

4

0,01 F,6 А и О J F А и В 1,5 Aj. 15 А . С 25 А,

полевую диафрагму 5с автоматически изменяемым положением шторок, расположенную на расстоянии Oj-QOS F, 63 0,05 F от светового интегратора, полевую (коллективную) линзу 6,. расположенную рядом с полевой диафрагмой, выполненную из кварцевого стекла с соотношением радиусов 1,8 : 1, элемент 7 изменения равномерности освещенности, в виде светофильтра с :радиальным изменением пропускания, полосовой фильтр 8, пропускающий рабочую линию спектра, объектив 9 с фокусным расстоянием F , состоящий из положительного мениска 10,- обращенного вогнутостью к полевой диафрагме, полижительной линзы 11 и отрицательного мениска 12, обращенного вогнутостью к полевой диафрагме 5, выполненных из кварцевого стекла, апертурную диафрагму 3, расположенную за объективом 9 на расстоянии L 6 0,05 F, объектив 14 с фокусньм расстоянием F,j, , содержащий отрица- тельнлто 15 и положительную 16 линзы.

;;;,bT,:™ :;:;z Bo°::o Z ™ K

вьтолненные из кварцевого стекла конденсор 17, состоящий из положительного мениска 18, обращенного вогнутостью к полевой диафрагме, и положительной линзы 19, выполненных из кварцевого стекла.

Осветитель работает следующим образом.

Свет от источника 1 с помощью коллектора 2 фокусируется на перво й поверхности прямоугольного стержня 4. Полевая линза 6 передает размноженные изображения первой поверхности прямо:s-T.Lrr-:--r.

ной диафрагмы затем они при помощи объектива 14 и конденсора . 17 пере- 20 даются во входной зрачок проекционного объектива (не показан). Полевая диафрагма 5 вьшолнекная в виде четырех ортогонально расположенных шторок с автоматической регулиров- 25 кой, передается с помощью объективов 9 и 14 и конденсора 17 в плоскость фотошаблона. Тепловой фильтр 3 и полосовой фйл1,тр 7 вырезают из спектрального излуч ения источника 30 рабочую линию спектра.

Пучок лучей, падающих на входную преломляющую гра.нь стержня, разделяется по углу на части, каждая из которых претерпевает различную очеред- 25 ность и количество отражений от боковых граней а, Ь, с, d в меридиональном и сагиттальном сечениях пучка. .Каждая из частей пучка образует мнимое изображение на входной прелом- Q ляющей грани стержня. Совокупность мнимых изображений представляет собой .размультиплицированное изображение входной грани. Каждое вторичное изображение создает на выходной пре- 5 ломляющей грани стержня свое, присущее только ему распределение освещенности. Суммирование всех вторичных источников приводит к равномерному распределению освещенности на выход- ной преломляющей поверхности стержня. Допуск равномерности освещенности зависит от соотношения а : b ; с размеров ребер стеклянного стержня. На фиг. 3 внутри каждого прямоугольника указаны грани, отражение от которых приводит к освещению зтого участка. Например, обозначение а, b означает, что освещение данного участка поля осуществляется излучением, отраженным сначала от грани а, а затем от грани Ь.

Применение предлагаемого осветителя дает возможность равномерно осветить поле jpasMepoM 140 100 мм ,

Формула .изобретения

1, Осветитель для проекционной оптической печати, содержащий источник света, коллектор, световой интегратор, полевую линзу, светофильтр с радиальным изменением коэффициента пропускания, конденсор и апертурную диафрагму, о тличающийся тем, что, с целью увеличения поля освещения, между светофильтром с радиальным изменением коэффициента пропускания и конденсором установлены два объектива, между световым инте- гратором и полевой линзой установлен полевая диафрагма, а апертурная диафрагма размещена между первым и вторым объективами, при этом световой, интегратор выполнен в виде прямоугольного стержня, на боковые грани которого нанесено отражающее покрытие .

2, Осветитель по п. 1, отличающийся тем, что расстояние

между полевой линзой и первым объективом равно 0,4 F , расстоя.ние между апертурной диафрагмой и вторым объективом равно 0,28 F, , расстояние между первым объективом и полевой диафрагмой не превьшает 0,05 F, , расстояние между световым интегратором и полевой диафрагмой составляет не менее 0,005 F и не более 0,05 F , фокусные расстояния первого F, и второго F объективов удовлетворяют соотношению

15

2 F

F 64

f

а длины ребер А, В, С светового интегратора удовлетворяют соотношениям

0,01 7, А О, 1 F, ; А В 1,5 А;

15 F С 6 25 А.

25

3. Осветитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью регулирования формы и размеров освещаемого поля, полевая диафрагма вы- 30 полнена в виде четырех ортогонально расположенных подвижных шторок, каждая из которых снабжена приводом.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в проекционных установках экспонирования для микроэлектроники. Цель изобретения - увеличение поля освещения. Изображение входной грани светового интегратор а 4, освещенной источником 1 с помощью коллектора 2, переносится полевой линзой 6во входной зрачок объектива 9, а затем посредством объектива 14 и конденсора 17 - во входной зрачок проекционного объектива. Изображение полевой диафрагмы 5 объективами 9, 10 и конденсором 17 переносится в плоскость фотошаблона. Светофильтр 7с радиальным изменением коэффициента пропускания выравнивает распределение освещенности. Приведены соотношения, связывающие фокусные расстояния объективов 9. и 14 и позволяющие определить оптимальные величины ребер светового интег1 атор а 4 в виде -прямоугольного, стержня. 1с. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л

/

В

/ /

/

/

/

/

ff

Фиг. 2

Фиг.З

вШ,

-60 -И -fTWWTo ю го 30 4о fo so

Фиг.4

Цмн