JPH02267515A - Scanning optical system - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To change a picture element pitch independently from a beam spot size by making an intersection angle of plural light beams variable by a deflecting means, and varying arbitrarily a mutual distance of the light beams. CONSTITUTION:A beam LB0 of an Ar laser oscillator 201 is divided into beams LBa, LBb by a beam splitter 204, and thereafter, modulated, becomes beams B1, B2 and given to a multi-beam modulator 300. Subsequently, the beams B1, B2 are converted to beams for intersecting with each other at a prescribed point of the post-stage side of the modulator 300, and thereafter, converted to parallel beams Ba, Bb by a scan lens 216. Next, these beams are set to the deflecting direction DF by a deflecting direction modulator 400 and a projected to a sensitized material 1 by a variable condensing mechanism 500. Therefore, when an intersection angle is changed by adjusting a direction converting element 301 of the modulator 300 without changing an objective lens, a picture element pitch is changed singly.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複数の光ビームを用いて感材を走査し、そ
れによって感材上に描画を行なう際に用いられる走査光
学系に関するもので、特に、感材上における光ビームの
スポット径と画素ピッチとを互いに独立に変更するため
の技術に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a scanning optical system used when scanning a sensitive material using a plurality of light beams and thereby drawing on the sensitive material. In particular, the present invention relates to a technique for independently changing the spot diameter of a light beam and the pixel pitch on a sensitive material.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

所望の画像を白／黒の２値画像として感材上に記録する
レーザプロッタや、網点を用いた階調画像として感材上
に記録する製版用スキャナなどにおいて、描画時間の短
縮を目的として、複数のレーザビームを用いた走査光学
系（マルチビーム走査系）が使用される。For the purpose of shortening the drawing time in laser plotters that record a desired image on a photosensitive material as a binary image of black and white, and plate-making scanners that record a desired image on a photosensitive material as a gradation image using halftone dots. , a scanning optical system using multiple laser beams (multi-beam scanning system) is used.

第３０図は、このようなマルチビーム走査系による走査
軌跡を示す図であり、主走査方向Ｘに沿って伸びる走査
線Ｌ　　−Ｌ１□が副走査方向Ｙに沿って配列されてい
る。この走査軌跡に沿った描画を２本のレーザビームを
用いて行なう場合を例にとると、感材上においてビーム
スポット径ｄを有する２つのビームスポットｓｐ、ｓｐ
２が距離ｐを離して形成されるように、マルチビーム走
査系の調整を行なっておく。ただし、距離９は、画素ピ
ッチ（走査線ピッチ）Ｐに対して、１１　−　　（２ｎ
−１）　Ｐ　　　　　　　＝・（１）を満足しており、
ｎは自然数（図示の場合はｎ　−２）である。FIG. 30 is a diagram showing a scanning trajectory by such a multi-beam scanning system, in which scanning lines L-L1□ extending along the main scanning direction X are arranged along the sub-scanning direction Y. For example, when drawing along this scanning trajectory is performed using two laser beams, two beam spots sp and sp with beam spot diameter d are formed on the sensitive material.
The multi-beam scanning system is adjusted so that the beams 2 and 2 are formed at a distance p. However, the distance 9 is 11 − (2n
-1) P = · (1) is satisfied,
n is a natural number (n −2 in the illustrated case).

そして、たとえば矢印ペアＡＲ１で示すように、走査線
Ｌ　とＬ４とをそれぞれビームスポットＳ■ Ｐ　とＳＦ３とで同時に走査しながら、ビームスポット
ＳＰ　とＳ　Ｐ　２とを、感材表面に対して相対的に２
Ｐだけ移動させ、走査線Ｌ３とＬ６とについての走査を
行なう。このような副走査方向Ｙへの送りと主走査とを
繰返して行なうことにより、矢印ベアＡ　Ｒ−Ａ　Ｒ４
で示す並行走査が順次に行なわれる。その結果、図中、
白抜きで示す奇数番目の走査線Ｌ　　、Ｌ　　、Ｌ　　
、・・・、Ｌ１□は第１のビームスポットＳＰｌで、ま
た斜線を付した偶数番口の走査線Ｌ　　、Ｌ　４　、・
・・”ｔｏは第２のと−ムスポットＳＰ２でそれぞれ走
査されることになる。For example, as shown by the arrow pair AR1, while scanning the scanning lines L and L4 simultaneously with the beam spots SP and SF3, the beam spots SP and SP2 are moved relative to the surface of the photosensitive material. Target 2
It moves by P and scans scanning lines L3 and L6. By repeating such feeding in the sub-scanning direction Y and main scanning, the arrow bear A R-A R4
Parallel scanning shown by is performed sequentially. As a result, in the figure,
Odd-numbered scanning lines L , L , L shown in white
,..., L1□ is the first beam spot SPl, and even-numbered scanning lines L, L4,...
. . "to" will be scanned by the second spot SP2.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで、光ビームを用いた走査において、描画速度を
向上させるために画素ピッチＰを大きくしたり、逆に、
描画、密度を向上させるために画素ピッチＰを小さくし
たりする場合がある。シングルビームを用いた走査光学
系においてこのような画素ピッチ変更を行なう場合には
、単に画像データ供給クロックや走査速度を変えればよ
いが、マルチビーム走査系では固有の問題が生ずる。す
なわち、互いに異なる画素ピッチをそれぞれＰｌ。By the way, in scanning using a light beam, the pixel pitch P may be increased in order to improve the drawing speed, or conversely,
In order to improve drawing density, the pixel pitch P may be reduced. When changing the pixel pitch in a scanning optical system using a single beam, it is sufficient to simply change the image data supply clock or the scanning speed, but a unique problem arises in a multi-beam scanning system. That is, the pixel pitches, which are different from each other, are respectively Pl.

Ｐ２としたとき、 （２ｎ　　　１　）　Ｐ　　−（２ｎ　２−１　）　Ｐ
　２・・・（２） を満足する自然数ｎ　　、ｎ２が存在する場合を除■ き、ビームスポットＳＰ　とＳＦ３との相互距離を変え
なければ、画素ピッチＰ　とＰ２との間の■ 相互変更はできない。換言すれば、画素ピッチＰ１で走
査を行なうなためには、２本のビームスポットｓｐ、ｓ
ｐ２間の相互距離は、 １１　−　（２ｎ１−１）Ｐｌ　　　　　・（３）でな
ければならず、他方の画素ピッチＰ２で走査を行なうた
めには、上記相互距離は １　−（２ｎ２−１）Ｐ２　　　　　−（４）でなけれ
ばならないため、（２）式の条件が満足されなければ、
夕　≠１２となってしまうのである。When P2, (2n 1) P - (2n 2-1) P
2...(2) Unless there are natural numbers n and n2 that satisfy (2), unless the mutual distance between beam spots SP and SF3 is changed, the mutual change between pixel pitches P and P2 will be Can not. In other words, in order to scan at the pixel pitch P1, two beam spots sp and s are required.
The mutual distance between p2 must be 11 - (2n1-1) Pl · (3), and in order to scan with the other pixel pitch P2, the mutual distance between p2 must be 1 - (2n2-1) P2 -(4), so if the condition of equation (2) is not satisfied,
Evening ≠ 12.

このようにして相互距離９を変更する必要が生じたとき
、マルチビーム走査系の中の縮小光学系の倍率を変える
ことにより、感材上におけるビーム像全体としての縮小
率を変化させるという対処法も考えられる。しかしなが
ら、このような方法を単純に適用すると、スポット径ｄ
もまた変化してしまうため、相互距ｆｌｌｌｉｌ　（し
たがって画素ピッチ）のみを変更したいという要請ル満
足させることはできない。また、同様の理由によって、
画素ピッチを変えずにスポット径ｄのみを変更すること
も不可能である。When it becomes necessary to change the mutual distance 9 in this way, a countermeasure is to change the reduction ratio of the beam image as a whole on the photosensitive material by changing the magnification of the reduction optical system in the multi-beam scanning system. can also be considered. However, if such a method is simply applied, the spot diameter d
Also changes, so the request to change only the mutual distance flllil (and therefore the pixel pitch) cannot be satisfied. Also, for the same reason,
It is also impossible to change only the spot diameter d without changing the pixel pitch.

一方、１本または２本以上の光ビームを周期的に偏向し
て主走査を行ないつつ、走査光学系と感材とを相対的に
移動させて副走査を達成する記録装置では、副走査のた
めの移動に伴って走査線が傾いてしまうという状況が知
られている。この状況が生ずる例として、第３１Ａ図の
感材１において、描画エリア２が複数の平行ストリップ
（ストライブ）２ａ、２ｂ、・・・２ｚに概念的に分割
され、各平行ストリップ２８〜２ｚごとに順次に描画を
行なう場合を考える。この方法では、光ビームをＸ方向
に周期的に偏向しつつ感材１を（−Ｙ）方向に移動させ
ることにより、まずＹ−ＹＡの位置からＹ−ＹＢの位置
まで第１のストリップ２ａ内の描画を行なう。他のスト
リップ２ｂ〜２ｚについても同様である。このような分
割描画方法は、描画対象領域２の全幅にわたってレーザ
ビームを偏向させる方法に比べてレーザビーム偏向角が
小さくてよいため、偏向誤差等が生じにくいという利点
を有している。また、偏光幅が狭いと、走査中レンズの
焦点距離を短かくできるので、その分走査ビームの径を
小さくでき、より細かなパターンが描画できる。また、
主走査と副走査との双方を、走査光学系と感材１との機
械的相対移動のみで達成する方法に比べると、質量の大
きな部材の機械的移動が少ないため、描画が高速になる
という利点もある。On the other hand, in a recording device that performs main scanning by periodically deflecting one or more light beams, and performs sub-scanning by moving the scanning optical system and the sensitive material relatively, There is a known situation in which the scanning line becomes tilted as the object moves. As an example where this situation occurs, in the photosensitive material 1 shown in FIG. 31A, the drawing area 2 is conceptually divided into a plurality of parallel strips (stripe) 2a, 2b, . . . 2z, and each parallel strip 28 to 2z is Consider the case where drawing is performed sequentially. In this method, by moving the sensitive material 1 in the (-Y) direction while periodically deflecting the light beam in the Draw. The same applies to the other strips 2b to 2z. Such a divided drawing method has the advantage that the laser beam deflection angle may be smaller than the method of deflecting the laser beam over the entire width of the drawing target area 2, and thus deflection errors are less likely to occur. Furthermore, if the polarization width is narrow, the focal length of the lens during scanning can be shortened, so the diameter of the scanning beam can be correspondingly reduced, and a finer pattern can be drawn. Also,
Compared to a method in which both main scanning and sub-scanning are achieved only by mechanical relative movement between the scanning optical system and the photosensitive material 1, drawing is faster because there is less mechanical movement of the large mass members. There are also advantages.

このような分割露光方法においても、レーザビーム偏向
の方向をＸ方向とすると、感材１上でビームスポットが
走る方向は、レーザビーム偏向速度ｖｘ　（図示せず）
と副走査速度（感材送り速度）■、との比で定まる方向
へとずれてしまうため、走査線配列４は図中の右上り方
向に傾いた配列となる。そして、その結果、描画された
画像も傾いたものとなる。Even in such a divided exposure method, if the direction of laser beam deflection is the X direction, the direction in which the beam spot runs on the sensitive material 1 is determined by the laser beam deflection speed vx (not shown).
Since the scanning line arrangement 4 is deviated in the direction determined by the ratio of the sub-scanning speed (sensitive material feeding speed) and the sub-scanning speed (sensitive material feeding speed), the scanning line array 4 becomes an array tilted upward to the right in the figure. As a result, the drawn image also becomes tilted.

各ストリップ２ａ〜２ｚのそれぞれにつき、Ｙ−Ｙ　　
の位置からＹ　””　Ｙ　ｎの位置まで同方向に描画を
行なう場合には、このような傾きを補償する方法が知ら
れている。最も単純な方法としては、感材１の移動方向
とレーザビームの偏向方向との関係を９０度からずれた
角度に固定しておくことにより、走査線配列４の傾きを
補償する方法がある。また、特開昭５５−１１１９１７
号には、レーザビームを副走査方向にも偏向することに
よって、上記傾きを補償する技術が開示されている。For each strip 2a to 2z, Y-Y
When drawing is performed in the same direction from the position Y"" to the position Yn, a method for compensating for such an inclination is known. The simplest method is to compensate for the inclination of the scanning line array 4 by fixing the relationship between the moving direction of the photosensitive material 1 and the deflection direction of the laser beam at an angle deviated from 90 degrees. Also, JP-A-55-111917
No. 2, No. 2002-11-112 discloses a technique for compensating for the above-mentioned inclination by deflecting the laser beam also in the sub-scanning direction.

ところで、上記の単一方向副走査では、ひとつのストリ
ップ２ａの描画完了後に次のストリップ２ｂの描画に移
るとき、感材１をＹ方向に送り戻さねばならないため、
待ち時間によるロスがある。By the way, in the above-mentioned unidirectional sub-scanning, when moving to the drawing of the next strip 2b after the completion of drawing one strip 2a, the photosensitive material 1 must be sent back in the Y direction.
There is a loss due to waiting time.

このため、偶数番目のストリップについてはＹ−Ｙ　の
位置からＹ　”’　Ｙ　Ａの位置に向って走査を行なう
ような、往復走査の装置が望まれている。For this reason, a reciprocating scanning device is desired that scans even-numbered strips from the YY position to the Y''YA position.

往復走査の場合、奇数番目のストリップと偶数番目のス
トリップでは副走査方向が逆になるため、第３１Ｂ図に
示すように、走査線配列４の傾きは、奇数番目のストリ
ップと偶数番目のストリップとでは逆になる。したがっ
て、上記したような従来の補償方法を用いると、第３１
Ｃ図に示すように、奇数番目のストリップでの傾きは補
償できても、偶数番目のストリップでの傾きはむしろ大
きくなってしまう。また、速度ｖ　、■　を変更した場
Ｙ 合には走査線の傾きも変わってくる。In the case of reciprocating scanning, the sub-scanning direction is reversed between odd-numbered strips and even-numbered strips, so the slope of the scanning line array 4 is different between odd-numbered strips and even-numbered strips, as shown in FIG. 31B. Now it's the other way around. Therefore, if the conventional compensation method as described above is used, the 31st
As shown in Figure C, even if the slope in odd-numbered strips can be compensated for, the slope in even-numbered strips becomes rather large. Furthermore, when the speeds v and ■ are changed, the slope of the scanning line also changes.

このように、走査線の傾きは種々の状況において生ずる
が、後述するように、マルチビーム走査系における画素
ピッチとスポット径との独立変更を行なう場合には特に
走査線の傾きに対する補償を有効に行なうことが望まし
い。しかし、従来の傾き補償方法はこのような状況を意
識していないため、画素ピッチとスポット径との独立変
更のための改良には、この状況に合致した傾き補償を開
発することが望まれる。As described above, the tilt of the scanning line occurs in various situations, but as will be explained later, compensation for the tilt of the scanning line is especially effective when changing the pixel pitch and spot diameter independently in a multi-beam scanning system. It is desirable to do so. However, since conventional tilt compensation methods are not aware of this situation, it is desirable to develop a tilt compensation method that meets this situation in order to improve the ability to independently change the pixel pitch and spot diameter.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は、上述のような従来技術の問題点の解決を意
図しており、まず、画素ピッチの独立変更を可能とする
マルチビームタイプの走査光学系を提供することを第１
の目的とする。The present invention is intended to solve the problems of the prior art as described above, and the first object is to provide a multi-beam type scanning optical system that can independently change the pixel pitch.
The purpose of

また、第２の目的は、描画ピッチのほかに、スポットサ
イズをも独立変更可能とすることである。A second purpose is to enable independent changes in spot size as well as drawing pitch.

さらに、上記２つの目的を達成するにあたり、走査線の
傾きを解消することが、この発明の第３の目的である。Furthermore, in achieving the above two objects, a third object of the present invention is to eliminate the inclination of the scanning line.

〔問題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

第１の目的を達成するために、この発明の第１の構成で
は、変調された複数の光ビームからなるビーム群を周期
的に偏向し、偏向された前記ビーム群によって感材を走
査しつつ、前記感材と前記ビーム群とを相対的に移動さ
せて、前記感材上の描画領域を順次に露光するために使
用される走査光学系において、（ａ）　　変調された前
記複数の光ビームを、所定点で交差する第１の光ビーム
群へと転換するビーム方向転換手段と、（ｂ）　　前記
ビーム方向転換手段に結合されて、前記ビーム方向転換
手段に回転変位を与えることにより、前記所定点におけ
る前記第１の光ビーム群の交差角を変化させる交差角変
更手段と、（ｃ）　　前記所定点に配置されて、前記第
１の光ビーム群を周期的に偏向し、それによって第２の
光ビーム群を生成する偏向手段と、（ｄ）前記第２の光
ビーム群に属する光ビームのそれぞれを前記感材上に集
光する集光手段とを設けている。In order to achieve the first object, in a first configuration of the present invention, a beam group consisting of a plurality of modulated light beams is periodically deflected, and a sensitive material is scanned by the deflected beam group. , in a scanning optical system used to sequentially expose a drawing area on the sensitive material by relatively moving the sensitive material and the beam group, (a) the plurality of modulated light beams; (b) beam redirection means for redirecting the light beams into a first group of light beams that intersect at a predetermined point; (c) intersecting angle changing means for changing the intersecting angle of the first group of light beams at a predetermined point; (d) a focusing means for focusing each of the light beams belonging to the second light beam group onto the sensitive material.

また、この発明の第２の構成では、集光手段として、焦
点距離可変光学系を具備するものを使用している。Furthermore, in the second configuration of the present invention, the condensing means includes a variable focal length optical system.

さらに、この発明の第３の構成では、上記（ａ）〜（ｄ
）の手段にほかに、（ｅ）　　前記偏向手段と前記集光
手段との間に介挿されて、当該ｆｆ１２の光ビーム群の
偏向方向を回転させる偏向方向回転手段と、（ｒ）　　
前記偏向方向回転手段に結合されて、前記偏向方向回転
手段を回転させることにより前記第２の光ビーム群の偏
向方向の回転角度を変化させる回転角変更手段とを付加
している。Furthermore, in a third configuration of the present invention, the above (a) to (d)
In addition to the means of ), (e) a deflection direction rotation means that is inserted between the deflection means and the condensing means and rotates the deflection direction of the light beam group of the ff12, and (r)
A rotation angle changing means is added, which is coupled to the deflection direction rotation means and changes the rotation angle of the deflection direction of the second light beam group by rotating the deflection direction rotation means.

〔作用〕[Effect]

マルチビーム走査系では、一般に複数の光ビームがそれ
ぞれ所定の光路上を進むが、「ビーム方向転換手段」は
、これらを受けて、所定点で交差する第１の光ビーム群
とする。そして、「交差角変更手段」が設けられている
ことにより、その交差角は任意に変更可能である。In a multi-beam scanning system, generally a plurality of light beams each travel on a predetermined optical path, but the "beam direction changing means" receives these and converts them into a first group of light beams that intersect at a predetermined point. Since the "crossing angle changing means" is provided, the crossing angle can be changed arbitrarily.

交差角が変更されるということは、第１の光ビーム群に
含まれる複数の光ビームの、スキャンレンズ通過後の相
互の距離を変更できるということである。このため、上
記所定点に配置された「偏向手段」によって、周期的に
偏向する第２の光ビーム群が得られたとき、この第２の
光ビーム群に含まれる複数の光ビームの相互の開きは可
変となる。したがって、この段階において相互距離を自
在に変更可能な複数の光ビームが得られることになり、
感材上の画素ピッチも自在に変更できるようになる。Changing the intersection angle means that the distance between the plurality of light beams included in the first light beam group after passing through the scan lens can be changed. Therefore, when a second group of light beams that is periodically deflected is obtained by the "deflection means" placed at the predetermined point, the plurality of light beams included in this second group of light beams are The opening is variable. Therefore, at this stage, multiple light beams whose mutual distance can be freely changed are obtained.
The pixel pitch on the photosensitive material can also be changed freely.

また、複数の光ビームの交差点に偏向手段を配置してい
るため、光ビームの相互間隔を変更する場合にも、これ
らの光ビームは常に偏向手段に向けられて入射する。そ
の結果、光ビームが偏向手段をそれてしまうこともない
。以ヒが第１の構成における作用である。Furthermore, since the deflection means is disposed at the intersection of the plurality of light beams, even when changing the mutual spacing of the light beams, these light beams are always directed toward the deflection means and incident thereon. As a result, the light beam will not deviate from the deflection means. The following is the operation in the first configuration.

この発明の第２の構成においては、「集光手段」が焦点
距離可変光学系を備えている。この焦点距離可変光学系
において焦点距離を変化させると感材上での複数のビー
ムスポットのサイズとそれらの相互距離とが同時に変化
する。しかし、複数のビームスポットの相互距離の変化
は、「交差角変更手段」による交差角変更によって補償
することができる。その結果、例えばこの相互距離を不
変としつつ、スポットサイズのみを変更することも可能
となる。In the second configuration of the invention, the "condensing means" includes a variable focal length optical system. When the focal length is changed in this variable focal length optical system, the sizes of the plurality of beam spots on the photosensitive material and their mutual distances are simultaneously changed. However, changes in the mutual distances of the plurality of beam spots can be compensated for by changing the crossing angle by the "crossing angle changing means". As a result, it is possible to change only the spot size while keeping this mutual distance unchanged, for example.

一方、画素ピッチを変更する場合には、偏向周期を変え
ることは一般に不利なので、偏向周期−定のままで感材
と走査光学系との相対移動速度を変更する。たとえば画
素ピッチを大きくするときには、この相対移動速度を大
きくする。すると、第３１Ａ図〜第３１Ｃ図において説
明した走査線の傾き角も変わってくる。この傾きを補償
するために「偏向方向回転手段」が設けられている。偏
向方向の回転角は「回転角変更手段」によって変更可能
であり、その値は、感材と走査光学系との相対移動速度
に応じて指定される。このため、画素ピッチの変更に伴
う走査線の傾きの問題も解消される。この作用はこの発
明の第３の構成におけるものであって、往復走査を行な
う場合には、往復走査に伴う傾き方向の反転にも対応可
能である。On the other hand, when changing the pixel pitch, it is generally disadvantageous to change the deflection period, so the relative movement speed between the photosensitive material and the scanning optical system is changed while keeping the deflection period constant. For example, when increasing the pixel pitch, this relative movement speed is increased. Then, the inclination angle of the scanning line explained in FIGS. 31A to 31C also changes. A "deflection direction rotation means" is provided to compensate for this inclination. The rotation angle of the deflection direction can be changed by a "rotation angle changing means", and its value is specified according to the relative movement speed between the photosensitive material and the scanning optical system. Therefore, the problem of inclination of scanning lines caused by changing the pixel pitch is also solved. This effect is provided in the third configuration of the present invention, and when performing reciprocating scanning, it is possible to cope with reversal of the tilt direction accompanying reciprocating scanning.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の詳細な説明するが、ここではまず、実
施例である走査光学系を組込んだ新規な描画システムの
概略構成と動作とを述べる。その後、走査光学系の詳細
を説明し、最後に変形例について述べる。The present invention will be described in detail below, but first, a schematic configuration and operation of a novel drawing system incorporating a scanning optical system, which is an embodiment, will be described. Thereafter, details of the scanning optical system will be explained, and finally, modifications will be explained.

第１図はこの発明の一実施例である走査光学系を内蔵し
た描画システム１００の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a drawing system 100 incorporating a scanning optical system, which is an embodiment of the present invention.

描画システム１００は、基台１０の上に、感材送り機構
２０と描画機構３０とを備えている。感材送り機構２０
は吸引テーブル２１を有しており、ガラス乾板などの感
材１が吸引テーブル２１上に吸着されている。The drawing system 100 includes a sensitive material feeding mechanism 20 and a drawing mechanism 30 on a base 10 . Sensitive material feeding mechanism 20
The apparatus has a suction table 21, and a photosensitive material 1 such as a glass dry plate is suctioned onto the suction table 21.

吸引テーブル２１は、水平Ｙ方向に伸びる一対のガイド
２２上にスライド自在に載置されており、図示しないモ
ータによって回転するボールスクリューによって（±Ｙ
）方向に往復移動する。これによって感材１もまた（±
Ｙ）方向に往復移動する。The suction table 21 is slidably placed on a pair of guides 22 extending in the horizontal Y direction, and is rotated by a ball screw (±Y) rotated by a motor (not shown).
) direction. As a result, photosensitive material 1 is also (±
Move back and forth in the Y) direction.

一方、描画機＄４３０は、水平Ｘ方向に伸びる一対のガ
イド３１を有している。ただし、Ｘ方向はＹ方向に直角
な方向である。そして、ガイド３１上にはハウジング３
２がスライド可能に載置されており、この発明の一実施
例である走査光学系２００がこのハウジング３２内に収
容されている。On the other hand, the drawing machine $430 has a pair of guides 31 extending in the horizontal X direction. However, the X direction is a direction perpendicular to the Y direction. Then, the housing 3 is placed on the guide 31.
2 is slidably mounted, and a scanning optical system 200, which is an embodiment of the present invention, is housed within this housing 32.

図中の切欠き部に示された描画ヘッド３３は、この走査
光学系２００の一部分となっている。モータ３４によっ
てボールスクリュー３５が回転すると、ハウジング３２
したがって走査光学系２００はＸ方向または（−Ｘ）方
向へ移動する。その結果、描画ヘッド３３もまたＸ方向
または（−Ｘ）方向へ移動する。The drawing head 33 shown in the notch in the figure is a part of this scanning optical system 200. When the ball screw 35 is rotated by the motor 34, the housing 32
Therefore, the scanning optical system 200 moves in the X direction or the (-X) direction. As a result, the drawing head 33 also moves in the X direction or (-X) direction.

基台１０の上面には、Ｈｅ−Ｎｅレーザ発振器４０が設
けられている。このＨｅ−Ｎｅレーザ発振器４０からの
レーザ光４１は、ビームスプリッタ４２〜４５によって
２本のレーザ光４１Ｘ、４１Ｙに分離される。ただし、
ビームスプリッタ４４．４５は、描画ヘッド３３に固定
されている。A He-Ne laser oscillator 40 is provided on the upper surface of the base 10. A laser beam 41 from this He-Ne laser oscillator 40 is separated into two laser beams 41X and 41Y by beam splitters 42 to 45. however,
Beam splitters 44, 45 are fixed to the drawing head 33.

吸引テーブル２１のＸ方向端部および（−Ｙ）方向端部
には、それぞれ平面ミラー４６Ｘ、４６Ｙが立設されて
いる。そして、レーザ光４１Ｘ、４１Ｙはこれらのミラ
ー４６Ｘ、４６Ｙによってそれぞれ反射され、ビームス
プリッタ４４．４５の位置へ戻る。図示しない光干渉検
出器によってこれらのレーザ光４１Ｘ、４１Ｙのミラー
反射光路長が検出され、それによって、描画ヘッド３３
に対する感材１の水平面内相対位置が１１−１定される
ようになっている。Plane mirrors 46X and 46Y are erected at the X-direction end and the (-Y) direction end of the suction table 21, respectively. The laser beams 41X and 41Y are reflected by these mirrors 46X and 46Y, respectively, and return to the position of the beam splitter 44.45. The mirror reflection optical path lengths of these laser beams 41X and 41Y are detected by an optical interference detector (not shown), and thereby the drawing head 33
The relative position of the photosensitive material 1 in the horizontal plane relative to the photosensitive material 1 is fixed at 11-1.

なお、図示しないが、感材送り機構２０の全体は、開閉
自在な遮光フードの中に収容されている。Although not shown, the entire photosensitive material feeding mechanism 20 is housed in a light-shielding hood that can be opened and closed.

第２図は、描画システム１００における描画の基本的原
理を示す図である。描画ヘッド３３からは、（±Ｘ）方
向に周期的に偏向した２本のレーザビームＢ、Ｂｂが感
材１上に照射される。これらのレーザビームＢ　　、Ｂ
ｂはともに、所定の画像信号による変調を受けている。FIG. 2 is a diagram showing the basic principle of drawing in the drawing system 100. From the drawing head 33, the sensitive material 1 is irradiated with two laser beams B and Bb which are periodically deflected in the (±X) direction. These laser beams B,B
Both signals b are modulated by a predetermined image signal.

そして、感材１をたとえば（−Ｙ）方向に移動させつつ
レーザビームＢ、Ｂ、による露光を行なう場合には、（
±Ｘ）方向に伸びた走査線りの配列に沿って描画が行な
われる。この走査光学系２００はマルチビーム走査系で
あるため、第３０図において説明したような原理に従っ
て露光走査が行なわれる。When exposing the photosensitive material 1 to laser beams B and B while moving it in the (-Y) direction, for example, (
Drawing is performed along an array of scanning lines extending in the ±X) directions. Since this scanning optical system 200 is a multi-beam scanning system, exposure scanning is performed according to the principle explained in FIG. 30.

ただし、後述するように、レーザビームＢ　　、Ｂ、の
スポットサイズと画素ピッチとは独立に変更可能である
。また、後述する理由によって、走査線りの傾きも生じ
ない。そして、感材１の描画エリア２は平行ストリップ
２ａ　、　　２　ｂ　＊　・・・に概念的に分割されて
おり、描画は各ストリップ２ａ、２ｂ、・・・ごとに行
なわれる。However, as will be described later, the spot size and pixel pitch of the laser beams B and B can be changed independently. Further, for reasons described later, the scanning line does not tilt. The drawing area 2 of the photosensitive material 1 is conceptually divided into parallel strips 2a, 2b*, . . . , and drawing is performed for each strip 2a, 2b, .

第３図は、描画システム１００を用いて感材１に描画を
行なう場合の、感材１と描画ヘッド３３との相対的な動
きを示す図である。ただし、仮想線Ｙ。は、描画ヘッド
３３の（±Ｘ）方向の移動経路位置を示す。まず、第３
図（ａ）のように、感材１がＹ方向に移動し、描画ヘッ
ド３３が感材１の左下隅付近の原点位置にくる。FIG. 3 is a diagram showing relative movements between the photosensitive material 1 and the drawing head 33 when drawing is performed on the photosensitive material 1 using the drawing system 100. However, the virtual line Y. indicates the moving path position of the drawing head 33 in the (±X) direction. First, the third
As shown in FIG. 1A, the photosensitive material 1 moves in the Y direction, and the drawing head 33 comes to the origin position near the lower left corner of the photosensitive material 1.

描画の開始とともに感材１は（−Ｙ）方向へ送られる（
第３図（ｂ））。したがって、最初のストリップにつき
描画がＹ方向へ進行し、感材１の（−Ｙ）方向の送りが
完了した時点では、第３図（ｃ）に示す状態となる。次
に、描画ヘッド３３がＸ方向に所定距離ΔＸだけ移動す
る（第３図（ｄ））。この距離ΔＸは、ストリップ間の
相互配列間隔に等しい距離とされる。At the start of drawing, the photosensitive material 1 is sent in the (-Y) direction (
Figure 3(b)). Therefore, the drawing progresses in the Y direction for the first strip, and when the feeding of the photosensitive material 1 in the (-Y) direction is completed, the state shown in FIG. 3(c) is reached. Next, the drawing head 33 moves by a predetermined distance ΔX in the X direction (FIG. 3(d)). This distance ΔX is equal to the mutual spacing between the strips.

第２番目のストリップについての描画は、感材１をＹ方
向に送りつつ行なわれる（第３図（ｅ））。Drawing on the second strip is performed while feeding the photosensitive material 1 in the Y direction (FIG. 3(e)).

そして、第２番目のストリップについての描画が第３図
（「）のように完了した後、以上の往復走査が繰返され
る。その結果、第３図（ｇ）に示すように、描画エリア
内の描画が順次に進行し、最終的には描画エリア内に所
望の画像が記録された状態となる。After the drawing of the second strip is completed as shown in Fig. 3 (), the above-mentioned back and forth scanning is repeated. As a result, as shown in Fig. 3 (g), the area within the drawing area is Drawing progresses sequentially, and eventually a desired image is recorded within the drawing area.

（Ａ−２）電気的構成 第４図は、描画システム１００の電気的構成を示す概略
ブロック図である。マイクロコンピュータやその周辺装
置などで構成される図形入力装置６０では、所望の図形
の輪郭線を表現したベクトルデータが生成される。この
ベクトルデータは、各ストリップごとに分割されて分割
ベクトルデータＳｖとなり、描画制御装置７０に与えら
れる。(A-2) Electrical Configuration FIG. 4 is a schematic block diagram showing the electrical configuration of the drawing system 100. A graphic input device 60 composed of a microcomputer or its peripheral devices generates vector data representing the outline of a desired graphic. This vector data is divided into strips to form divided vector data Sv, which is supplied to the drawing control device 70.

描画制御装置７０は、この分割ベクトルデータＳｖに基
づいて、走査線順次のラスターデータを発生する。そし
て、ラスターデータが０Ｎ１０ＦＦＮ１０ＦＦ変調器て
ＡＯＭドライバ７１に出力される。ＡＯＭドライバ７１
はこの変調信号ＳＭをＡＯＭドライブ信号ＳＭＤに変換
する。また、描画用レーザ光を偏向するための偏向信号
Ｓ、が発生され、これがＡＯＤドライバ７２によってＡ
ＯＤドライブ信号ＳＤＤへと変換される。これらのドラ
イブ信号Ｓ　、Ｓ　は、走査光学系２００の中ＭＤ　　
　ＤＤ に設けられているＡＯＭ　（音響光学変調器）２０７お
よびＡＯＤ　（音響光学偏向器）２１３へそれぞれ与え
られる。なお、走査光学系２００がマルチビーム走査系
であることに対応して、ＡＯＭ２０７は２個のＡＯＭ２
０７ａ、２０７ｂ　（第４図には図示せず）を有してお
り、信号Ｓ　、Ｓ　の　　　ＭＤ それぞれも２つの成分を含んでいる。The drawing control device 70 generates scanning line sequential raster data based on this divided vector data Sv. The raster data is then output to the AOM driver 71 through the 0N10FFN10FF modulator. AOM driver 71
converts this modulation signal SM into an AOM drive signal SMD. Further, a deflection signal S for deflecting the laser beam for drawing is generated, and this is sent to AOD by the AOD driver 72.
It is converted into an OD drive signal SDD. These drive signals S , S are applied to the MD in the scanning optical system 200
The signal is applied to an AOM (acousto-optic modulator) 207 and an AOD (acousto-optic deflector) 213 provided in the DD. Note that since the scanning optical system 200 is a multi-beam scanning system, the AOM 207 has two AOM2s.
07a and 207b (not shown in FIG. 4), and the MD of the signals S and S also each contain two components.

一方、描画制御装置７０は、走査光学系２００を（±Ｘ
）方向へ移動させるためのモータ３４と、感材テーブル
２１を（±Ｙ）方向へ移動させるためのモータ２３とに
対して、モータドライブ信号Ｍｘ、Ｍ、をそれぞれ供給
する。また、第１図のレーザ発振器４０等に関連して説
明したレーザＩＩｐＪ長器５０から、感材テーブル２１
のＸ−Ｙ方向の位置を表現した位置信号Ｓ　、Ｓ　が描
画制御装Ｙ 置７０へ入力される。描画制御装置７０は、これらの位
置信号Ｓ　、Ｓ　に同期して、上記変調器Ｙ 号Ｓ　や偏向信号Ｓｏを発生するようになっている。On the other hand, the drawing control device 70 controls the scanning optical system 200 (±X
Motor drive signals Mx and M are respectively supplied to the motor 34 for moving the photosensitive material table 21 in the ) direction and the motor 23 for moving the photosensitive material table 21 in the (±Y) direction. Further, from the laser II pJ length device 50 described in connection with the laser oscillator 40 etc. in FIG.
Position signals S 1 and S 2 expressing the position of Y in the X-Y direction are input to the drawing control device Y 70 . The drawing control device 70 is configured to generate the modulator Y signal S and the deflection signal So in synchronization with these position signals S and S.

第５図は走査光学系２００の内部構成を示す斜視図であ
る。Ａｒ　　レーザ発振器２０１から出射したシングル
レーザビームＬＢｏは、光量補正用ＡＯＭ２０２に与え
られる。このＡＯＭ２０２は、感材１上におけるビーム
スポット径を変更する際に、最適の露光状態が常に得ら
れるようにレーザビームの光量を補正する。その補正量
は感材１の特性に合わせてあらかじめ実験的に求めてお
けばよく、スポット径および、画素ピッチの種々の組み
合わせ値ごとにひとつの補正量が定められている。一般
には、単位面積当りの光量をほぼ一定とするために、例
えば、大きなポット径に対しては比較的大きな光量で露
光を行なわせて露光を確実にさせる。FIG. 5 is a perspective view showing the internal configuration of the scanning optical system 200. A single laser beam LBo emitted from the Ar laser oscillator 201 is given to an AOM 202 for light amount correction. This AOM 202 corrects the light intensity of the laser beam when changing the beam spot diameter on the photosensitive material 1 so that the optimum exposure state is always obtained. The amount of correction may be determined experimentally in advance in accordance with the characteristics of the photosensitive material 1, and one amount of correction is determined for each of various combinations of spot diameter and pixel pitch. Generally, in order to keep the amount of light per unit area approximately constant, for example, for a pot with a large diameter, exposure is performed with a relatively large amount of light to ensure exposure.

ＡＯＭ２０２を出たレーザビームＬＢｏは、ミラー２０
３による反射を受けた後、ビームスプリッタ２０４にお
いて２つのレーザビームＬＢ　　。The laser beam LBo exiting the AOM 202 is directed to the mirror 20.
After being reflected by 3, the two laser beams LB at the beam splitter 204.

ＬＢ、に分割される。これらのうち、第１のビームＬＢ
　　はミラー２０５で反射された後、集光しンズ２０６
ａを介してＡＯＭ２０７ａに与えられる。ＡＯＭ２・０
７ａはＡＯＭドライブ信号”ＭＤ（第４図）の第１の成
分に応答してビームＬＢ１を０Ｎ１０ＦＦ変調する。そ
して、変調後のビームＢｌはコリメータ２０８ａによっ
てコリメートされ、後述するマルチビーム調整器３００
に与えられる。It is divided into LB. Among these, the first beam LB
After being reflected by the mirror 205, the condensing lens 206
a to the AOM 207a. AOM2・0
7a modulates the beam LB1 by 0N10FF in response to the first component of the AOM drive signal ``MD'' (FIG. 4).The modulated beam Bl is then collimated by the collimator 208a, and the multi-beam adjuster 300 (described later)
given to.

他方、ビームスプリッタ２０４で生成された第２のビー
ムＬＢｂは、集光レンズ２０６ｂを介してＡＯＭ２０７
ｂに与えられる。ＡＯＭ２０７　ｂはＡＯＭドライブ信
号ＳＭＤの第２の成分に応答してビームＬＢｂを０Ｎ１
０ＦＦ変調する。そして、変調後のビームＢ２はコリメ
ータ２０８ｂによってコリメートされ、ミラー２０９を
介してマルチビーム調整器３００に与えられる。なお、
マルチビーム調整器３００に入射する２本のビームＢ１
゜Ｂ２は互いに直角方向に進行している。On the other hand, the second beam LBb generated by the beam splitter 204 is sent to the AOM 207 via the condenser lens 206b.
given to b. AOM207b responds to the second component of the AOM drive signal SMD to set beam LBb to 0N1.
0FF modulation. The modulated beam B2 is then collimated by a collimator 208b, and provided to a multi-beam adjuster 300 via a mirror 209. In addition,
Two beams B1 incident on the multi-beam adjuster 300
°B2 are proceeding at right angles to each other.

尚、これら２本の変調後のビームは、この実施例に限ら
ず、各々を別のレーザ光源（半導体レーザを含む）より
得る方法など、他の慣用される方法により得るようにし
てもよい。さらに、半導体レーザによる場合の変調は半
導体レーザ自体で行うことができるので、必ずしも変調
手段を別個に設ける必要はない。Note that these two modulated beams are not limited to this embodiment, and may be obtained by other commonly used methods, such as a method in which each is obtained from a separate laser light source (including a semiconductor laser). Furthermore, since modulation using a semiconductor laser can be performed by the semiconductor laser itself, it is not necessarily necessary to provide a separate modulation means.

（Ｂ−２）ビーム方向転換の原理 第６図は、マルチビーム調整器３００の構成の前提とな
るビーム方向転換の原理の説明図である。(B-2) Principle of beam direction change FIG. 6 is an explanatory diagram of the principle of beam direction change, which is the premise of the configuration of the multi-beam adjuster 300.

マルチビーム調整器３００は、第５図に示すように、ビ
ーム方向転換素子３０１を有している。このビーム方向
転換素子３０１はビームスプリッタと同じ構成となって
おり、ハーフミラ−而３０２を有している。第１のビー
ムＢｌの一部分はハーフミラ−而３０２を透過して第６
図の直進ビームＢ　となる。また、第２のビームＢ２の
一部分がハーフミラ−面３０２で反射されて反射ビーム
Ｂ５となる。後述する規則に従って素子３０１に回転変
位を与えておくことにより、この２つのビームＢ　　、
Ｂ　　は素子３０１の後段側の所定点Ｐ。The multi-beam adjuster 300 has a beam direction changing element 301, as shown in FIG. This beam direction changing element 301 has the same configuration as a beam splitter and includes a half mirror 302. A portion of the first beam Bl passes through the half mirror 302 and passes through the sixth beam Bl.
This becomes straight beam B in the figure. Further, a portion of the second beam B2 is reflected by the half mirror surface 302 and becomes a reflected beam B5. By applying rotational displacement to the element 301 according to the rules described later, these two beams B,
B is a predetermined point P on the downstream side of the element 301.

ａ　　　　　　ｂ で互いに交差する。これらの２つのビームＢ、。a b intersect with each other. These two beams B,.

Ｂ、を周期的に偏向するためのＡＯＤ２１３がこの交差
点Ｐ。に配置されており、ＡＯＤ、２１３による偏向を
受けた後のビームＢ、Ｂ、が、スキャンレンズ２１６に
よって平行ビーム群に変換される。ただし、交差点Ｐｃ
とスキャンレンズ２１６との間の距離は、スキャンレン
ズ２１６の焦点圧Ｍｆと同一とされている。The AOD 213 for periodically deflecting B is at this intersection P. The beams B, B after being deflected by the AOD 213 are converted into a group of parallel beams by the scan lens 216. However, intersection Pc
The distance between the scanning lens 216 and the scanning lens 216 is set to be the same as the focal pressure Mf of the scanning lens 216.

このようにビームＢ　　、Ｂ　　を、交差点Ｐ。てｂ 交差する交差ビームへと変換するのは次の理由による。In this way, beams B and B are connected to the intersection P. teb The reason for converting to intersecting cross beams is as follows.

まず、感材１の表面上において画素ピッチを任意に変更
するためには、第３０図で説明したように、感材１の表
面上における２つのビームスポット間の相互距離９を変
更し得るようにしなければならない。そのためには、走
査光学系２００内において、ビームＢ、Ｂｂ間の相互距
離を可変とするようなメカニズムが必要とされる。First, in order to arbitrarily change the pixel pitch on the surface of the photosensitive material 1, as explained in FIG. must be done. For this purpose, a mechanism is required within the scanning optical system 200 to vary the mutual distance between the beams B and Bb.

しかしながら、ビームＢ、Ｂ、を直ちに平行ビーム群へ
と変換し４、それらの相互距離を変えるような構成を付
加したのでは、支障が生ずる。すなわち、２つのビーム
を単純に平行にすると、スキャンレンズ２１６を通過後
のこれらのビームは一点で結像して画素ピッチを所要の
値に設定することができなくなる。したがって、２本の
ビーム間に角度をつけることが必要とするが、このとき
、両ビームを交差点Ｐｃで交わるようにするのは次の理
由による。その第１は、ＡＯＤ素子を形成する結晶片は
あまり大きくないために、ＡＯＤ２１３の入射側アパー
チャの径は比較的小さいということである。また、第２
の事実は、感材１上においてビームを十分に絞るために
は、ビームＢｌ。However, if a configuration is added in which the beams B, B are immediately converted into a group of parallel beams 4 and the mutual distance between them is changed, a problem will occur. That is, if the two beams are simply made parallel, these beams after passing through the scan lens 216 will form an image at one point, making it impossible to set the pixel pitch to a desired value. Therefore, it is necessary to make an angle between the two beams, and the reason why both beams are made to intersect at the intersection Pc is as follows. The first is that the diameter of the entrance side aperture of the AOD 213 is relatively small because the crystal pieces forming the AOD element are not very large. Also, the second
The fact is that in order to focus the beam sufficiently on the photosensitive material 1, the beam Bl.

Ｂ２のビーム径をあまり小さくできないという事実であ
る。したがって、この第２の事実を考慮してビームＢ、
Ｂ２の径を比較的大きく設定し、■ これらのビームＢ、８２間に単に角度を与えただけでは
特に、交差点がＡＯＤの中心位置から離れれば離れるほ
ど第１の事実によってビームＢ１゜Ｂ２の双方がＡＯＤ
２１３に入ることができない。This is the fact that the beam diameter of B2 cannot be made very small. Therefore, considering this second fact, beam B,
If the diameter of B2 is set relatively large, and only an angle is given between these beams B and 82, the distance between the beams B1 and B2 will increase due to the first fact that the farther the intersection is from the center of the AOD, the more is AOD
I can't enter 213.

また、ＡＯＤ２１３のかわりにポリゴンミラーなどを用
いた場合にも、ポリゴンミラーのミラー面の高さはあま
り大きくないため、平行ビーム群が常にミラー面で反射
されるように構成することは容易ではない。Also, even if a polygon mirror is used instead of the AOD213, the height of the mirror surface of the polygon mirror is not very large, so it is not easy to configure the parallel beam group so that it is always reflected by the mirror surface. .

そこで、この実施例では、ビームＢ　、Ｂ２を交差ビー
ムＢ’、Ｂｂへと変換し、その交差角θを変更すること
により、偏向後のビームＢ　　、Ｂｂをスキャンレンズ
２１６で平行ビーム群へと変換した際の相互距離！Ｑ、
ｌたがって感材１上でのスポット相互距離Ｉ）を変えよ
うとしているのである。この場合、上述した理由により
ＡＯＤ２１３は交差点Ｐｃに配置され、交差角θが変化
しでもビームＢ、Ｂｂは確実にＡＯＤ２１３に人射可能
である。もつとも、交差点Ｐ。とＡＯＤ２１３の中心点
とを完全に一致させる必要はなく、ＡＯＤ２１３の入射
側アパーチャが交差点Ｐ。と一致するようにしてもよい
。ＡＯＤ２１Ｂのかわりにポリゴンミラーやガルバノミ
ラ−を用いる場合には、それらのミラー面を交差点Ｐ。Therefore, in this embodiment, the beams B 1 and B2 are converted into crossed beams B' and Bb, and by changing the crossing angle θ, the deflected beams B 1 and Bb are converted into a group of parallel beams by the scan lens 216. Mutual distance when converted! Q,
Therefore, the mutual distance I) between the spots on the photosensitive material 1 is being changed. In this case, the AOD 213 is disposed at the intersection Pc for the above-mentioned reason, and even if the intersection angle θ changes, the beams B and Bb can reliably illuminate the AOD 213. Anyway, intersection P. It is not necessary to completely match the center point of the AOD 213 with the entrance aperture of the AOD 213 at the intersection P. It may be made to match. If a polygon mirror or a galvano mirror is used instead of the AOD21B, the mirror surface is the intersection point P.

に配置する。また、スキャンレンズ２１６の焦点位置を
交差点Ｐｃと一致させているのは、交差角θが変化して
も、スキャンレンズ２１６の後段側では常に平行ビーム
群が得られるようにするためである。Place it in Furthermore, the focal position of the scan lens 216 is made to coincide with the intersection point Pc so that a group of parallel beams can always be obtained on the downstream side of the scan lens 216 even if the intersection angle θ changes.

次に、２つのビームＢ、Ｂｂが常に交差点Ｐ。で交差す
るという条件を満足させつつ、交差角θを任意に変える
ための規則について解析する。Next, the two beams B and Bb are always at the intersection P. We will analyze the rules for arbitrarily changing the intersection angle θ while satisfying the condition that the intersection angle θ is satisfied.

この実施例では、所定点ＣＲを中心として素子３０１に
回転変位を与え、それによって交差角θを変えるように
構成する。この場合、ビーム方向転換素子３０１の基準
位置（つまりハーフミラ−面３０２が第７図の位置３０
２ａに存在する場合の素子３０１の位置）と回転中心Ｃ
Ｒとの距離をＡとしたとき、素子３０１の基準位置と交
差点Ｐ。In this embodiment, a rotational displacement is applied to the element 301 about a predetermined point CR, thereby changing the intersection angle θ. In this case, the reference position of the beam direction changing element 301 (that is, the half mirror surface 302 is at the position 30 in FIG.
2a) and the rotation center C
When the distance from R is A, the reference position of the element 301 and the intersection P.

との光路長ａに対して、上記距離Ａをどのように定めれ
ばよいかを決定する必要がある。It is necessary to determine how to determine the distance A with respect to the optical path length a.

第７図はこの解析のための図であり、素子３０１（図示
せず）が回転中心ＣＲのまわりに角度βだけ回転し、そ
の状態においてビームＢ、Ｂｂが交差点ＰＣで角度θを
なして交差したものと仮定した図である。ただし、補助
線等は次のように定義されている。FIG. 7 is a diagram for this analysis, in which the element 301 (not shown) is rotated by an angle β around the rotation center CR, and in this state, the beams B and Bb intersect at the intersection PC at an angle θ. This figure is based on the assumption that However, auxiliary lines etc. are defined as follows.

ＰＲ・・・ハーフミラ−面３０２上のビームＢ２の反射
点、 Ｆ　・・・点ＰＲを通り、ビームＢ１の光軸に平行な線
、 Ｆｓ・・・ハーフミラ−面３０２の法線、Ｆ　・・・ビ
ームＢ２の入射方向とπ／４の角度をなす線、 α・・・ビームＢ２の入射方向と直線ＦＮとのなす角度
、 ｈ・・・ビームＢ１の光軸から見た点ＰＲの高さ。PR...Reflection point of beam B2 on half mirror surface 302, F...Line passing through point PR and parallel to the optical axis of beam B1, Fs... Normal to half mirror surface 302, F...・A line making an angle of π/4 with the incident direction of beam B2, α...Angle between the incident direction of beam B2 and straight line FN, h...Height of point PR seen from the optical axis of beam B1 .

このとき、直線ＦＮとＦＨとのなす角度は（α−θ）と
なり、また直線ＦＩＩとビームＢ２の進行方向とのなす
角はπ／２であることから（５）式が成立する。At this time, since the angle between the straight lines FN and FH is (α-θ), and the angle between the straight line FII and the traveling direction of the beam B2 is π/2, equation (5) holds true.

（α−θ）＋α＼−π／２　　　　・・・（５）また、
直線Ｆ４５とＦＩＩとのなす角度はπ／４であるから、
（８）式が成立する。(α-θ)+α\-π/2...(5) Also,
Since the angle between straight line F45 and FII is π/4,
Equation (8) holds true.

（α−θ）＋β　−π／４　　　　・・・（６）（５）
　、　（８）式からαを消去すると（７）式が得られる
。(α-θ)+β-π/4...(6)(5)
, By eliminating α from equation (8), equation (7) is obtained.

β　　　−θ　／　２ 一方、次の（８）　、　（９）式が成立する。β −θ / 2 On the other hand, the following equations (8) and (9) hold true.

ｔａｎ　　β　　　簡　　　ｈ／Ａ ｔａｎθ−ｍｈ／ａ したがって、（７）、（８）式より、 ・・・（７） ・・・（８） ・・・（９） Ａ−ｈ／ｌａｎβ −ｈ／１ａｎ（θ／２） −ｈｆ「＝τｏｓ＃／ｒτ訂Ｔ　・・・（１０）となり
、（９）式から得られる関係式：ｃｏｓθ　−ｃｏｓ　
［Ｌａｎ−’　（ｈ　／　ａ　）］　　−（１１）を（
１０）式に代入して整理すると、 Ａ　　−ｍ　＋　ａ　　　　　・（１２）が得られる。tan β simple h/A tanθ-mh/a Therefore, from equations (7) and (8), ...(7) ...(8) ...(9) A-h/lanβ -h/1an (θ/2) -hf "=τos#/rτcorrectionT...(10), and the relational expression obtained from equation (9): cosθ -cos
[Lan-' (h/a)] -(11) as (
10) By substituting and rearranging the equation, A −m + a · (12) is obtained.

（１２）式がａに対する距ｆｉＡの依存性を示す式であ
るが、Ｊｌａ、ｈの値は、たとえば、ａ　　　　ｍ　　
　　３００　　ａｍ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　−（１８）ｈ　　−０，０４龍　　　
　　　　　　・・・（１４）のように定められる。した
がって、ａに対してｈは高次微小量であり、（１３）式
は非常に高い精度において、 Ａ　　念　　２ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　
・・・（１５）と近似できる。したがってこの実施例で
は、ハーフミラ−面３０２の基準位置３０２ａとＡＯＤ
２１３の位置との間の光路長ａに対して、その２倍の距
離だけ基準位置３０２ａから離れた点を回転中心とする
。このため、第４図のマルチビーム調整器３００は、こ
のような回転変位を素子３０１に与えるべく、後述する
ような構成とされている。Equation (12) shows the dependence of the distance fiA on a, but the values of Jla, h are, for example, a m
300am
-(18)h -0,04 Dragon
... is defined as (14). Therefore, h is a high-order infinitesimal quantity with respect to a, and equation (13) can be expressed as
...(15) can be approximated. Therefore, in this embodiment, the reference position 302a of the half mirror surface 302 and the AOD
The center of rotation is set at a point that is twice the optical path length a from the reference position 302a to the position 213. Therefore, the multi-beam adjuster 300 shown in FIG. 4 is configured as described below in order to apply such rotational displacement to the element 301.

ところで、素子３０１は第７図の上方に並進移動するの
ではなく、回転中心ＣＲのまわりに回転するのであるか
ら、交差角θが０でない場合における反射点ＰＲはハー
フミラ−面３０１の中心からずれている。第８図はこの
事情を誇張して描いた図であり、素子３０１を仮想的に
上方へ並進してその中心まわりに回転した場合（実線）
と、２点鎖線で示すように、上記の回転中心ＣＲまわり
に回転させた場合（破線）とが示されている。また、第
９図は第８図の反射点ＰＲ付近の拡大図であり、第８図
および第９図中の補助線等の定義は次の通りである。By the way, since the element 301 does not translate upward in FIG. 7 but rotates around the rotation center CR, the reflection point PR when the intersection angle θ is not 0 is shifted from the center of the half mirror surface 301. ing. FIG. 8 is an exaggerated diagram of this situation, where the element 301 is virtually translated upward and rotated around its center (solid line).
and, as shown by the two-dot chain line, the case of rotation around the rotation center CR (dashed line). Moreover, FIG. 9 is an enlarged view of the vicinity of the reflection point PR in FIG. 8, and the definitions of auxiliary lines, etc. in FIGS. 8 and 9 are as follows.

Ｊ・・・実線で描かれた素子３０１についての、ハーフ
ミラ−面３０２の中心点。J: Center point of the half mirror surface 302 of the element 301 drawn with a solid line.

Ｋ・・・破線で描かれた素子３０１についての、ハーフ
ミラ−面３０２の中心点。K...The center point of the half mirror surface 302 of the element 301 drawn with a broken line.

ＰＣＢ（第８図）・・・実際のビーム交差点の位置であ
り、上記ずれによって、理想的な交差点ＰｃからΔａだ
け変位している。PCB (FIG. 8): This is the position of the actual beam intersection, which is displaced by Δa from the ideal intersection Pc due to the above-mentioned deviation.

ＦＬ・・・実線の位置に素子３０１が存在する場合のビ
ームＢ、の光路。FL: Optical path of the beam B when the element 301 exists at the position indicated by the solid line.

Ｆｎ・・・破線の位置に素子３０１が存在する場合のビ
ームＢｂの光路。Fn: Optical path of beam Bb when element 301 is present at the position indicated by the broken line.

ΔＨ・・・２つの光路Ｆ　　、Ｆ　　の上下方向距離、
Ｂ Ｔ・・・点Ｋから直線ＰＲＪへ下した垂線の足。ΔH...Distance in the vertical direction of the two optical paths F and F,
B T...The foot of the perpendicular line drawn from point K to straight line PRJ.

ｅ、ｇ、・・・第９図に示す各距離。e, g, . . . each distance shown in FIG.

これらのうち、距離ｇは、第８図から、ｇ　　＝　　２
ａ−２ａｃｏｓβ 一２ａ（１−ｃｏｓβ）　　　　　・（１Ｂ）となる。Among these, the distance g is g = 2 from Fig. 8.
a-2a cosβ -2a(1-cosβ) ・(1B).

またＺＰＲＫＴは、ハーフミラ−面３０２のβ回転に伴
って、 ＺＰＲＫＴ　−π／４＋β　　　　・・・（１７）とな
る。したがって、 ΔＨ■Ｐ　ＲＴ　　ｅ −ｇｔａｎ（π／４＋β）−ｇｔａｎβ−ｇ　［ｔａｎ
　（π／４＋β）　　−ｔａｎβ］１−ｔａｎβ ・・・（１８） が得られる。Further, ZPRKT becomes ZPRKT -π/4+β (17) as the half mirror surface 302 rotates by β. Therefore, ΔH■P RT e -gtan(π/4+β)-gtanβ-g [tan
(π/4+β) -tanβ]1-tanβ (18) is obtained.

また、第８図より、 Δ　ａ　　　　−Δ　Ｈ／ｊａｎ（２β　）　　　　　
　　　−（１９）である。Also, from Figure 8, Δ a - Δ H/jan(2β)
-(19).

角度βは比較的小さな値とされるため、近似式：％式％
（２０） が成立する。したがって、（１８）〜（２２）式を用い
ると、 Δａ”ａβ（１＋β２）／［２（１−β）］・・・（２
３） となり、βについて主要項のみを残すと、Δａ　諷　ａ
β／２　　　　　　　　・・・（２４）となる。具体的
には、 ａ　　　　■　　　　３００　−鳳　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・
　（２５）ｈ　　　　　−０，０４ｍ璽　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・　（２
６）とすると、 β　億　ｔａｎβ −ｈ／　（２ａ） −（２／３）Ｘ　１０−’　　　　　　・・・（２７）
であるため、（２４）　、　（２５）　、　（２７）式
より、Δａ　〜　１０−２　　　　　　　　　・・・（
２８）となり、この偏差Δａは十分に小さい。つまり、
反射点ＰＲがハーフミラ−面３０１の中心からずれてし
まうことによる誤差は実質的に無視可能である。換言す
れば、Ａ−２ａの関係によって定まる回転中心ＣＲのま
わりに素子３０１を回転させれば、ビームＢ、Ｂ、は常
に点ＰＣで交差すると考えてよい。Since the angle β is assumed to be a relatively small value, the approximate formula: % formula %
(20) holds true. Therefore, using equations (18) to (22), Δa"aβ(1+β2)/[2(1-β)]...(2
3) Then, if we leave only the main terms for β, Δa
β/2 (24). Specifically, a ■ 300 - Otori
...
(25)h -0.04m seal
... (2
6), then β billion tanβ -h/ (2a) -(2/3)X 10-'...(27)
Therefore, from equations (24), (25), and (27), Δa ~ 10-2...(
28), and this deviation Δa is sufficiently small. In other words,
Errors caused by the reflection point PR being shifted from the center of the half mirror surface 301 can be substantially ignored. In other words, if the element 301 is rotated around the rotation center CR determined by the relationship A-2a, it can be considered that the beams B and B always intersect at the point PC.

（Ｂ−３）マルチビーム調整器３００の構成第１０図は
、以上の原理に従って構成したマルチビーム調整器３０
０の斜視図である。また、第１１図はその概念的側面図
である。第１０図において、このマルチビーム調整器３
００は、ビーム方向転換素子３０１と、この素子３０１
に結合してそれに回転変位を与えるための一体型切り欠
きリンク機構３０３とを有している。切り欠きリンク機
構３０３は一体の金属ブロック板などの弾性体を加工し
て得られたものであって、矩形に配列した外枠メンバ３
１１〜３１４が固定部を形成している。第１０図の右側
に立設しているメンバ３１４からは水平方向にアームメ
ンバ３１５．３１６が伸びており、それらの間の境界は
切り欠き部３２１．３２２となっている。また、これら
のアームメンバ３１５，３１６の左端は、切り欠き部３
２３．３２４を介してセンタメンバ３１７に連なってい
る。(B-3) Configuration of multi-beam adjuster 300 FIG. 10 shows a multi-beam adjuster 30 configured according to the above principle.
FIG. Further, FIG. 11 is a conceptual side view thereof. In FIG. 10, this multi-beam adjuster 3
00 is a beam direction changing element 301 and this element 301
and an integral cutout linkage 303 for coupling to and imparting rotational displacement thereto. The notched link mechanism 303 is obtained by processing an elastic body such as an integrated metal block plate, and has outer frame members 3 arranged in a rectangular shape.
11 to 314 form a fixed part. Arm members 315 and 316 extend horizontally from the member 314 standing on the right side of FIG. 10, and the boundaries between them are cutouts 321 and 322. Furthermore, the left ends of these arm members 315 and 316 are connected to the notch 3.
It is connected to the center member 317 via 23 and 324.

左下側の切り欠き部３２４に隣接して切り欠き部３２５
が設けられ、この切り欠き部３２５から右方へと他のア
ームメンバ３１８が伸びている。A notch 325 is adjacent to the notch 324 on the lower left side.
is provided, and another arm member 318 extends from this notch 325 to the right.

このアームメンバ３．１８は切り欠き部３２６を介して
外枠メンバ３１１に連結している。また、このアームメ
ンバ３１８の右端部は、切り欠き部３２７を介してピエ
ゾ素子３３０に結合している。This arm member 3.18 is connected to the outer frame member 311 via a cutout 326. Further, the right end portion of this arm member 318 is coupled to a piezo element 330 via a notch portion 327.

さらに、右側の外枠メンバ３１４には支持部材３３１が
取付けられており、この支持部材３３１で支持されたマ
イクロメータ３３２を操作することにより、ピエゾ素子
３３０は上下方向に変位する。Furthermore, a support member 331 is attached to the right outer frame member 314, and by operating a micrometer 332 supported by this support member 331, the piezo element 330 is displaced in the vertical direction.

センタメンバ３１７にはビーム方向転換素子３０１が固
定されている。第１０図の左側から入射する第１のビー
ムＢｌは外枠メンバ３１２とセンタメンバ３１７とに設
けられた貫通孔３４１を通して素子３０１に至り、ハー
フミラ−面３０２を透過した成分が、外枠メンバ３１４
および支持部材３３１に設けられた貫通孔３４２を通っ
てビームＢ　となる。また、上方から与えられる第２の
ビームＢ２は、外枠メンバ３１３とアームメンバ３１５
とに設けた貫通孔３４３を通ってハーフミラ−面３０２
に至る。このビームＢ２のうち、ノ１−フミラー面３０
２で反射した成分は貫通孔３４２を通ってビームＢｂと
なる。A beam direction changing element 301 is fixed to the center member 317. The first beam Bl incident from the left side of FIG.
The beam then passes through a through hole 342 provided in the support member 331 and becomes a beam B. In addition, the second beam B2 applied from above connects the outer frame member 313 and the arm member 315.
Through the through hole 343 provided in the half mirror surface 302
leading to. Of this beam B2, the No. 1-f mirror surface 30
The component reflected by the beam Bb passes through the through hole 342 and becomes the beam Bb.

切り欠きリンク機構３０３は弾性体で形成されているが
、切り欠き部３２１〜３２７以外の部分は比較的大きな
断面を持っており、切り欠き部３２１〜３２７のみで弾
性的なたわみを生ずる。このため、この切り欠きリンク
機構３３０は、切り欠き部３２１〜３２７をリンク節と
し、メンバ３１５〜３１８をアームとするりンンを形成
している。Although the notch link mechanism 303 is made of an elastic body, the portions other than the notches 321 to 327 have a relatively large cross section, and elastic deflection occurs only in the notches 321 to 327. Therefore, this notch link mechanism 330 forms a ring in which the notches 321 to 327 are link nodes and the members 315 to 318 are arms.

第１１図に示すように、切り欠き部３２１と３２３との
間にはΔＵだけの高低差がある。同様に、切り欠き部３
２２と３２４との間にも高低差ΔＵがある。このため、
切り欠きリンク機構３０３を模式的に表現した第１２図
において、アームメンバ３１５と３１６とのそれぞれの
延長線は一点ＣＡにおいて交差する。また、メンバ３１
５．３１６．３１７によって４節リンク機構３４０が形
成され、切り欠き部３２６を支点とするテコ３４１がこ
の４節リンク機構３４０に結合している。そして、この
リンク機構によるビーム方向転換素子３０１の変位が前
記距＃１２ａに比してほぼ無視できる程度に各メンバの
長さが設定されている。したがって、４節リンク機構３
４０にリンク運動を与えたときには、センタメンバ３１
７（したがって素子３０１）が、点ＣＡを瞬時の回転中
心として回転する。このため、素子３０１と点ＣＡとの
距離が上記距１！！１２ａとなるように切り欠きリンク
機構３０３の各部分のサイズを定めておけば、点Ｃを第
６図の回転中心ＣＲとして、第６図に相当する回転変位
を素子３０１に与えることができる。As shown in FIG. 11, there is a height difference of ΔU between the notches 321 and 323. Similarly, notch 3
There is also a height difference ΔU between 22 and 324. For this reason,
In FIG. 12, which schematically represents the notch link mechanism 303, the respective extension lines of arm members 315 and 316 intersect at one point CA. Also, member 31
A four-bar link mechanism 340 is formed by 5, 316, and 317, and a lever 341 with the notch 326 as a fulcrum is coupled to this four-bar link mechanism 340. The length of each member is set so that the displacement of the beam direction changing element 301 due to this link mechanism can be almost ignored compared to the distance #12a. Therefore, the four-bar linkage mechanism 3
When the link movement is applied to the center member 31
7 (and thus element 301) rotates about point CA as an instantaneous center of rotation. Therefore, the distance between element 301 and point CA is the distance 1! ! 12a, the rotational displacement corresponding to that shown in FIG. 6 can be applied to the element 301 by setting the point C as the rotation center CR in FIG. 6.

一方、第１２図のテコ３４１は、ピエゾ素子３３０によ
って駆動される。たとえばピエゾ素子３３０に伸びを与
えて切り欠き部３２７に押下刃ＦＰを加えると、テコ３
４１の左端に存在する切り欠き部３２５には押上刃ＦＬ
が生じ、その結果、センタメンバ３１７には回転力ＦＣ
が加わる。そして、それによって素子３０１は回転中心
ＣＡ−ＣＲのまわりに回転変位する。なお、第１０図の
マイクロメータ３３２は、素子３ｎｌの初期位置を定め
るにあたっての粗調用である。On the other hand, the lever 341 in FIG. 12 is driven by the piezo element 330. For example, if the piezo element 330 is stretched and the push-down blade FP is added to the notch 327, the lever 3
The push-up blade FL is in the notch 325 present at the left end of 41.
occurs, and as a result, the center member 317 receives a rotational force FC.
is added. As a result, the element 301 is rotationally displaced around the rotation center CA-CR. Note that the micrometer 332 in FIG. 10 is used for coarse adjustment in determining the initial position of the element 3nl.

ピエゾ素子３３０の伸長量ΔＬ、（図示せず）と交差角
θ（第６図）との関係は、例えば有限要素法に基づく解
析によってあらかじめ知っておくことが可能である。実
施例において採用された切り欠きリンク機構３００では
、次の（２９）式が成立するようなサイズを有している
。The relationship between the amount of expansion ΔL (not shown) of the piezo element 330 and the intersection angle θ (FIG. 6) can be known in advance by analysis based on the finite element method, for example. The notch link mechanism 300 employed in the embodiment has a size that satisfies the following equation (29).

θ−２β−３゜０ΔＬｐ　　　　　　　　・・・（２９
）このため、所望の交差角θを得るための伸長量ΔＬｐ
が、（２９）式に従ってピエゾ素子３３０に付与される
。θ−2β−3゜0ΔLp...(29
) Therefore, the amount of extension ΔLp to obtain the desired crossing angle θ
is applied to the piezo element 330 according to equation (29).

（Ｂ−４）ビームＢ　　、Ｂ　　の偏向第５図に戻って
、このようにしてマルチビーム調整器３００で得られた
ビームＢ、Ｂ、は、ミラー２１０による反射を受けた後
、ＡＯＤ２１Ｂ内の交差点Ｐｃにおいて互いに交差する
。ただし、第５図においては、図示の便宜上、この交差
状態は示されていない。また、第６図において定義した
距離ａは、第５図の素子３０１からＡＯＤ２１３に至る
までの光路長に相当する。さらに、第５図の構成で・は
、ミラー２１０においてビームＢ　。(B-4) Deflection of beams B and B Returning to FIG. They intersect each other at intersection Pc. However, in FIG. 5, this crossing state is not shown for convenience of illustration. Further, the distance a defined in FIG. 6 corresponds to the optical path length from the element 301 to the AOD 213 in FIG. Furthermore, in the configuration of FIG. 5, beam B at mirror 210.

Ｂ、の進行方向が変化するが、第６図の回転中心ＣＲは
、第５図のマルチビーム調整器３００とミラー２１０と
を結ぶ直線をそのまま延長した先に存在する（第５図で
は図示せず）。B, the direction of movement changes, but the rotation center CR in FIG. 6 exists at the end of the straight line connecting the multi-beam adjuster 300 and mirror 210 in FIG. 5 (not shown in FIG. 5). figure).

ＡＯＤ２１３は、２つのビームＢ、Ｂｂを偏向方向ＤＦ
ｏへ周期的に偏向する。偏向後のビームＢ　　、Ｂｂは
スキャンレンズ２１６に至り、このスキャンレンズ２１
６において、交差角θに応じた相互間隔を持つ相互平行
ビームとなる。そして、このように平行化されたビーム
Ｂ、Ｂｂはミラー２１７で反射され、描画ヘッド３３内
へ入射する。The AOD213 deflects the two beams B and Bb in the deflection direction DF.
o periodically deflected. The deflected beams B and Bb reach the scan lens 216, and the scan lens 21
6, the beams become mutually parallel beams with mutual spacing corresponding to the crossing angle θ. The beams B and Bb thus collimated are reflected by the mirror 217 and enter the drawing head 33.

尚、マルチビーム調整器３００で得られたビームＢ　　
、Ｂｂは、慣用されるビームエキスパンダにより適宜そ
の光束を変えることができるが、この場合、こちらによ
るビームのゆがみを考慮して前記の回転中心Ｃ１ひいて
はＡＯＤ２１３の位置を決めればよい。Note that beam B obtained by the multi-beam adjuster 300
, Bb can change their luminous flux appropriately using a commonly used beam expander, but in this case, the rotation center C1 and the position of the AOD 213 can be determined by taking into consideration the distortion of the beam caused by this.

（Ｂ−５）偏向方向調整器４００ 描画ヘッド３３の初段部には、偏向方向調整器４００が
配置されている。この偏向方向調整器４００は、ペチャ
ンプリズム４０１とプリズム回転機構４０２とを備えて
いる。周知のように、ペチャンプリズム４０１は「像回
転プリズム」の１種であり、ペチャンプリズム４０１を
その中心軸まわりに回転させると、ペチャンプリズム４
０１を介して得られる像は、プリズム４０１の回転角の
２倍の角度だけ回転する。このため、第１３図に示すよ
うに、ペチャンプリズム４０１を角度φだけ回転させる
と、ビームＢ、Ｂ、の偏向方向ＤＦｏは角度２φだけ回
転し、ペチャンプリズム４０１の後段側における偏向方
向はＤＦとなる。(B-5) Deflection Direction Adjuster 400 A deflection direction adjuster 400 is arranged at the first stage portion of the drawing head 33. This deflection direction adjuster 400 includes a Pechan prism 401 and a prism rotation mechanism 402. As is well known, the Pechan prism 401 is a type of "image rotation prism", and when the Pechan prism 401 is rotated around its central axis, the Pechan prism 401 is rotated around its central axis.
The image obtained through prism 401 is rotated by an angle twice the rotation angle of prism 401. Therefore, as shown in FIG. 13, when the Pechan prism 401 is rotated by an angle φ, the deflection direction DFo of the beams B, B is rotated by an angle 2φ, and the deflection direction on the rear side of the Pechan prism 401 is DF. Become.

第１４図は偏向方向調整器４００の具体例を示す斜視図
であり、第１５図はその正面図である。FIG. 14 is a perspective view showing a specific example of the deflection direction adjuster 400, and FIG. 15 is a front view thereof.

この偏向方向調整器４００においては、偏向方向回転手
段としてのペチャンプリズム４０１と、このペチャンプ
リズム４０１自身をその中心軸まわりに回転させること
によりビームＢ、Ｂｂの偏向方向を自在に回転させるプ
リズム回転機構（回転角変更手段）４０２とが相互に結
合されている。This deflection direction adjuster 400 includes a Pechan prism 401 as a deflection direction rotating means, and a prism rotation mechanism that freely rotates the deflection direction of the beams B and Bb by rotating the Pechan prism 401 itself around its central axis. (rotation angle changing means) 402 are mutually coupled.

プリズム回転機構４０２は、矩形の外枠体４０３の４隅
から板バネ４０４〜４０７を内側に向けて内向き放射線
状に張り出し、この板バネ４０４〜４０７によって内枠
体４０８を支持している。The prism rotation mechanism 402 has leaf springs 404 to 407 radially extending inward from the four corners of a rectangular outer frame 403, and supports an inner frame 408 by the leaf springs 404 to 407.

内枠体４０８の内部にはペチャンプリズム４０１が固定
されており、ペチャンプリズム４０８の上面にはミラー
４０９が取付けられている。また、内枠体４０８と外枠
体４０３との間には、水平方向に２本のピエゾ素子４１
０，４１１が介挿されている。この２本のピエゾ素子４
１０，４１１のそれぞれの両端には切り欠き部４１２〜
４１５（第１５図）を有する弾性メンバが設けられてい
る。また、ピエゾ素子４１０，４１１のそれぞれの取付
は高さは互いに異なり、第１５図に示すように、ペチャ
ンプリズム４０１の中心点ｚｏの高さからそれぞれ上方
および下方に同一距離Δ２だけずれている。その結果、
ピエゾ素子４１０，４１１を同一量だけ伸長させると、
その仲良力によってペチャンプリズム４０１に偶力が働
き、ペチャンプリズム４０１は中心点ｚｏのまわりに回
転する。また、ピエゾ素子４１０，４１１への駆動信号
を不活性化すると、板バネ４０４〜４０７の弾性力によ
ってペチャンプリズム４０１は初期位置（角度）へと戻
る。A Pechan prism 401 is fixed inside the inner frame body 408, and a mirror 409 is attached to the upper surface of the Pechan prism 408. Furthermore, two piezo elements 41 are arranged horizontally between the inner frame body 408 and the outer frame body 403.
0,411 is inserted. These two piezo elements 4
10, 411 have notches 412 to 412 at each end.
415 (FIG. 15) is provided. Furthermore, the mounting heights of the piezo elements 410 and 411 are different from each other, and as shown in FIG. 15, they are shifted upward and downward by the same distance Δ2 from the height of the center point zo of the Pechan prism 401, respectively. the result,
When piezo elements 410 and 411 are extended by the same amount,
Due to this friendly force, a couple acts on the Pechan prism 401, and the Pechan prism 401 rotates around the center point zo. Furthermore, when the drive signals to the piezo elements 410 and 411 are inactivated, the Pechan prism 401 returns to its initial position (angle) due to the elastic force of the leaf springs 404 to 407.

外枠体４σ２の上辺部には、半導体レーザ発振器４１６
とビームスプリッタ４１７とが取付けられている。レー
ザ発振器４１６から出射したレーザビームＬｓ　（第１
５図）は、ビームスプリッタ４１７で反射された後に透
孔４１８を介してミラー４０９に到達する。ミラー４０
って反射されたレーザビームＬｓは上方へと向い、ビー
ムスプリッタ４１７および透孔４１９を経て、外枠体４
０３の上方に固定されているＰ　Ｓ　Ｄ　（ＰｏｓｌＬ
ｌｏｎ　Ｓｏｎｓｌｎｇ　Ｄｅｖｔｃｅ）　４２０へと
至る。したがって、ピエゾ素子４１０，４１１の駆動に
よってペチャンプリズム４０１が回転すると、その回転
角φ（第１４図および第１５図には図示せず）が、ＰＳ
Ｄ４２０上の光スポットの位置変位として検出される。A semiconductor laser oscillator 416 is provided on the upper side of the outer frame 4σ2.
and a beam splitter 417 are attached. Laser beam Ls (first
5) reaches the mirror 409 via the through hole 418 after being reflected by the beam splitter 417. mirror 40
The reflected laser beam Ls is directed upward, passes through the beam splitter 417 and the through hole 419, and enters the outer frame 4.
P S D (PoslL) fixed above 03
lon Sonslng Devtce) 420. Therefore, when the Pechan prism 401 is rotated by driving the piezo elements 410 and 411, the rotation angle φ (not shown in FIGS. 14 and 15) is
It is detected as a positional displacement of the light spot on D420.

第１６図は、偏向方向調整器４００の制御ブロック図で
ある。描画制御装置７０に対して所望の画素ピッチＰの
値が入力される。描画制御装置７０では、この画素ピッ
チＰに基づいて、走査線の傾きを補償するための補償角
δを演算して求める。FIG. 16 is a control block diagram of the deflection direction adjuster 400. A desired pixel pitch P value is input to the drawing control device 70 . The drawing control device 70 calculates and obtains a compensation angle δ for compensating for the inclination of the scanning line based on this pixel pitch P.

すなわち、画素ピッチＰに対応するビーム偏向速度をＶ
　とし、Ｙ方向の感材送り速度をＶ、としたとき、補償
角δは δ　−（Ｖ　　／Ｖｘ）　　　　　　　　−（Ｈ）のよ
うに定まる。なお、速度ｖ　、■　と画素ピＹ ッチＰとの間には、 Ｖ　τ　　−Ｐ　　　　　　　　　・・・（３１）ｘ Ｖ　τ　　−２Ｐ　　　　　　　　・・・（３２）Ｙ の関係があり、τ　、τＹはそれぞれ、Ｘ方向およびＹ
方向についての走査クロックのクロック周期である。そ
して画素ピッチＰを変更するときには、たとえばτ　と
Ｖｙとが変更される。また、描画制御装置７０からは、
現在描画中のストリップが奇数番目のストリップか偶数
番目のストリップかを示すストリップ指示信号Ｓ。が与
えられている。In other words, the beam deflection speed corresponding to the pixel pitch P is V
When the feeding speed of the sensitive material in the Y direction is V, the compensation angle δ is determined as δ −(V /Vx) −(H). It should be noted that there is a relationship between the speed v, ■ and the pixel pitch Y as follows: V τ -P (31) x V τ -2P (32) Y, and τ and τY are X direction and Y direction respectively
is the clock period of the scan clock in the direction. When changing the pixel pitch P, for example, τ and Vy are changed. Further, from the drawing control device 70,
A strip instruction signal S indicating whether the strip currently being drawn is an odd-numbered strip or an even-numbered strip. is given.

指令値発生回路４４０では、補償角δからペチャンプリ
ズム回転角φ。を演算して求める。第１３図で説明した
偏向方向回転の原理に従って、この角度φ。は、 φ０−　γ（δ／　２　）　　　　　　　−＝　（３３
）で与えられる。ただし、係数γは、描画中のストリッ
プが奇数番目のストリップのとき（＋１）であり、偶数
番目のストリップのとき（−１）である。The command value generation circuit 440 calculates the Pechan prism rotation angle φ from the compensation angle δ. Calculate and find. According to the principle of deflection direction rotation explained in FIG. 13, this angle φ. is φ0− γ(δ/2) −= (33
) is given by However, the coefficient γ is (+1) when the strip being drawn is an odd-numbered strip, and is (-1) when the strip being drawn is an even-numbered strip.

一方、周知のように、ＰＳＤ４２０からは、その中に設
けられている一対の電極から一対の検出信号Ｓ、Ｓ２　
（第１６図）が出力される。周知のＰＳＤ信号処理回路
４３０ではこれらの検出信号Ｓ　　、ｓ２に基づいて、
ＰＳＤ４２０の検出面上における光スポツト変位Δｔを
演算して求める。On the other hand, as is well known, the PSD 420 generates a pair of detection signals S, S2 from a pair of electrodes provided therein.
(Fig. 16) is output. In the well-known PSD signal processing circuit 430, based on these detection signals S and s2,
The light spot displacement Δt on the detection surface of the PSD 420 is calculated and determined.

また、この光スポツト変位Δｔを２１．（Ｊ２．はミラ
ー４０９とＰＳＤ４２０との距離）で除算し、ペチャン
プリズム４０１の実際の回転角φを求める。この除算に
おいて係数“２”があるのは、プリズム４０１の回転角
φの２倍が検出ビームＬ８の偏向角となって０るためで
ある。Moreover, this light spot displacement Δt is set to 21. (J2. is the distance between the mirror 409 and the PSD 420) to obtain the actual rotation angle φ of the Pechan prism 401. The reason why there is a coefficient "2" in this division is that twice the rotation angle φ of the prism 401 becomes the deflection angle of the detection beam L8, which becomes 0.

この実際の回転角φの値と指令回転角φ。の値とはＰＩ
Ｄ制御回路４４２に取込まれる。ＰＩＤ制御回路４４２
はこれらの偏差（φ。−φ）についての比例信号、積分
信号および微分信号を生成し、それらの組合せとしての
ＰＩＤ制御信号Δφをピエゾドライバ４４３に出力する
。そして、ピエゾドライバ４４３はピエゾ素子駆動信号
ｓＰｚを発生し、それによってピエゾ素子４１０，４４
１を同一量だけ伸縮させる。The value of this actual rotation angle φ and the commanded rotation angle φ. The value of PI
The signal is taken into the D control circuit 442. PID control circuit 442
generates a proportional signal, an integral signal, and a differential signal regarding these deviations (φ.−φ), and outputs a PID control signal Δφ as a combination thereof to the piezo driver 443. Then, the piezo driver 443 generates a piezo element drive signal sPz, thereby driving the piezo elements 410 and 44.
1 by the same amount.

以上のようなりローズドループ制御を行なうことにより
、ペチャンプリズム４０１の回転角φは指令値φ。と一
致するようになり、さらに、ピエゾ素子のヒステリジア
スのによる影響も除外され、その結果としてビームＢ、
Ｂ、の偏向方向も角度δ（−２φ。）だけ回転する。も
っとも、偏向方向調整器４００の制御にあたっては、オ
ープンループ制御を行なってもよい。ただし、ピエゾ素
子にはヒステリシスが存在するため、回転角φを変化さ
せる際にはいったんピエゾ素子駆動信号ＳＰＺを“０°
として、ピエゾ素子４１０，４１１の原点復帰を行なわ
せることが望ましい。By performing the rose loop control as described above, the rotation angle φ of the Pechan prism 401 is set to the command value φ. In addition, the influence of the hysteresis of the piezo element is also excluded, and as a result, the beam B,
The deflection direction of B is also rotated by an angle δ (-2φ.). However, when controlling the deflection direction adjuster 400, open loop control may be performed. However, since the piezo element has hysteresis, when changing the rotation angle φ, the piezo element drive signal SPZ is set to "0°".
Therefore, it is desirable that the piezo elements 410 and 411 return to their origin.

（Ｂ−６）可変集光機構５００ 再び第５図に戻って、偏向方向回転後のビームＢ　　、
Ｂｂはリレーレンズ２１８を介して可変集光機構５００
に与えられる。第１７図はリレーレンズ２１８の機能を
示す図であり、便宜上、ペチャンプリズム４０１はその
配置位置のみが示されており、また第５図のミラー２１
７は省略されている。第１７図に示すように、スキャン
レンズ２１６を出た後のビームＢ、Ｂ、は相互に平行な
ビームであり、ビームＢ、Ｂ、のそれぞれは収東光束と
なっている。そして、それぞれの収束点Ｆ　　、Ｆｂの
位置にペチャンプリズム２１８が配置される。なお、ペ
チャンプリズム２１８による光路長骨を配慮すれば、こ
のＦ　　、Ｆｂに限ることなく、偏光後の位置であれば
、適宜配置することができる。リレーレンズ２１８によ
ってビームＢ、Ｂ、は交差光とされ、後述する対物レン
ズ５０１（または５０２〜５０４）によって、ビームＢ
、Ｂｂは感材１上に集光される。このように、スキャン
レンズ２１６とリレーレンズ２１８とによる２段集光を
行なうのは、単一のスキャンレンズ２１６のみによって
集光を行なうよりも設計の自由度が増加するためである
。(B-6) Variable condensing mechanism 500 Returning to FIG. 5 again, the beam B after rotation of the deflection direction,
Bb is the variable condensing mechanism 500 via the relay lens 218
given to. FIG. 17 is a diagram showing the function of the relay lens 218. For convenience, only the placement position of the Pechan prism 401 is shown, and the mirror 218 of FIG.
7 is omitted. As shown in FIG. 17, the beams B and B after exiting the scan lens 216 are mutually parallel beams, and each of the beams B and B is a convergent light flux. Pechan prisms 218 are placed at the respective convergence points F 1 and Fb. Note that if consideration is given to the optical path length of the Pechan prism 218, the light beams are not limited to F and Fb, and can be placed at any position after polarization. Beams B and B are crossed by the relay lens 218, and the beam B is crossed by the objective lens 501 (or 502 to 504) described later.
, Bb are focused on the photosensitive material 1. The reason why two-stage light focusing is performed using the scan lens 216 and the relay lens 218 in this way is that the degree of freedom in design is increased compared to when light is focused using only a single scan lens 216.

一方、第５図の可変集光機構５００では、焦点距離が互
いに異なる複数個の対物レンズ５０１〜５０４の配列を
穴あき円板状のレンズホルダ５０５で保持している。レ
ンズホルダ５０５の外周面は歯車面となっており、この
歯車面と駆動ギア５０８の歯車面とが噛合している。駆
動ギア５０８は駆動モータ５０７で回転駆動され、それ
によってレンズホルダ５０５は軸５０６のまわりに回転
する。On the other hand, in the variable condensing mechanism 500 shown in FIG. 5, an arrangement of a plurality of objective lenses 501 to 504 having different focal lengths is held by a perforated disk-shaped lens holder 505. The outer peripheral surface of the lens holder 505 is a gear surface, and this gear surface and the gear surface of the drive gear 508 mesh with each other. The drive gear 508 is rotationally driven by the drive motor 507, thereby causing the lens holder 505 to rotate around the axis 506.

このようなターレット式のレンズホルダ５０５において
ひとつの対物レンズ（たとえば５０１）が選択され、そ
の対物レンズ５０１がビームＢａ。One objective lens (for example, 501) is selected in such a turret-type lens holder 505, and the objective lens 501 emits beam Ba.

Ｂ、の光路内に回転移動する。そして、対物レンズ５０
１固有の縮小率でビームＢ、Ｂｂが感材１上に縮小投射
される。また、他の対物レンズ５０２を選択し、それに
よってビームＢ、Ｂｂを集光すると、感材１上でのビー
ムＢ、Ｂ、のスポットＳＰ　　、ＳＰｂ　（１７図）の
サイズと相互距離量とが変化する。したがって、この実
施例では、スポットｓｐ、ｓｐｂのサイズは、対物しン
ズ５０１〜５０４の中からの選択自由度に応じて４通り
に変更可能である。It rotates into the optical path of B. And objective lens 50
The beams B and Bb are reduced and projected onto the sensitive material 1 at a unique reduction ratio of 1. In addition, when another objective lens 502 is selected and the beams B and Bb are focused by it, the size and mutual distance of the spots SP and SPb of the beams B and B on the photosensitive material 1 (Fig. 17) are changed. Change. Therefore, in this embodiment, the sizes of the spots sp and spb can be changed in four ways depending on the degree of freedom of selection from among the objective lenses 501 to 504.

尚、上記の「スキャンレンズ２１７とリレーレンズ２１
８」又は［リレーレンズと対物レンズは、各々、ズーム
レンズなどの焦点距離可変の光学系で構成してもよい。In addition, the above-mentioned "scan lens 217 and relay lens 21
8'' or [The relay lens and the objective lens may each be configured with a variable focal length optical system such as a zoom lens.

（Ｂ−７）実施例の総括 以上の構成において、可変集光機構５００における対物
レンズの選択変更を通じてスポットＳＰ、、ｓｐｂのサ
イズと相互距離ｐとを、たとえば、サイズ　：ｄｉ−４
ｄ２ 距　　離　　＝　　１１　→　ｆＩ２ のように変更するとともに、マルチビーム調整器３００
によって距離１２を１、へと戻すように交差角θを変更
すれば、結果としてスポットサイズのみを変更可能であ
る。また、対物レンズの変更は行なわずに交差角θのみ
を変更すれば、距離ｐのみの変更が達成され、それによ
って、スポットサイズを固定したままで画素ピッチの変
更が可能となる。(B-7) Summary of Examples In the above configuration, the size and mutual distance p of the spots SP, , spb can be changed by changing the selection of the objective lens in the variable focusing mechanism 500, for example, size: di-4
In addition to changing the d2 distance = 11 → fI2, the multi-beam adjuster 300
By changing the intersection angle θ so that the distance 12 returns to 1, only the spot size can be changed as a result. Further, by changing only the intersection angle θ without changing the objective lens, only the distance p can be changed, thereby making it possible to change the pixel pitch while keeping the spot size fixed.

さらに第１８図（ａ）に示すように感材１が（−Ｙ）方
向へ送られるときには、偏向方向調整手段４００によっ
て、Ｘ軸から右下りに測った角度δだけビーム偏向方向
を変化させる。すると、感材１の表面上で見た場合には
、感材１の送りによる走査線の傾きが補償されて、第１
８図（ｂ）のようにＸ方向に平行な走査線が得られる。Furthermore, when the photosensitive material 1 is fed in the (-Y) direction as shown in FIG. 18(a), the beam deflection direction is changed by the angle δ measured downward to the right from the X axis by the deflection direction adjusting means 400. Then, when viewed on the surface of the photosensitive material 1, the inclination of the scanning line due to the feeding of the photosensitive material 1 is compensated, and the first
As shown in FIG. 8(b), scanning lines parallel to the X direction are obtained.

感材１が（＋Ｙ）方向に送られる場合（第１８図（ｃ）
）には、補償角δの方向を反転させれば、やはり第１８
図（ｂ）の走査線が得られる。画素ピッチの変更に伴っ
て走査速度を変更するごとに、補償角δの大きさも変化
させる。When photosensitive material 1 is sent in the (+Y) direction (Fig. 18(c)
), if the direction of the compensation angle δ is reversed, the 18th
The scanning line shown in Figure (b) is obtained. Each time the scanning speed is changed in accordance with a change in pixel pitch, the magnitude of the compensation angle δ is also changed.

Ｃ１変形例 （ｃ−１）　３本以上のビーム使用 この発明は、２本のレーザビームを用いる場合に限らず
、３本以上のレーザビームを用いて描画を行なう装置に
も適用可能である。たとえば第１９八図に示す３本のビ
ーム８１〜Ｂ３を交差ビームＢ　　−Ｂ　　へと変換す
る場合、ハーフミラ−面ａ　　　　　　Ｃ ３０２，３０２Ｂをそれぞれ有する２つのビーム方向転
換素子（図示せず）によって、ビームＢ２と８３とのそ
れぞれの進行方向を転換する。そして、第１０図の切り
欠きリンク機構３３０と同様の機構を２つの準備し、ハ
ーフミラ−而３０２、．３０２Ｂとを個別に回転変位さ
せる。ただし、ハーフミラ−面３０２　．３０２Ｂと交
差点Ｐｃとのそれぞれの距離は互いに異なるため、回転
中心までの距離は互いに異なる値とされる。このように
すると、交差角θ　　θ　のそれぞれを任意１２’　　
　１３ に変更することができる。C1 Modification (c-1) Use of three or more beams The present invention is not limited to the case of using two laser beams, but can also be applied to an apparatus that performs drawing using three or more laser beams. For example, when converting the three beams 81 to B3 shown in FIG. 198 into crossed beams B-B, two beam direction changing elements (not shown) each having a half-mirror surface aC 302, 302B, The respective traveling directions of beams B2 and 83 are changed. Then, two mechanisms similar to the notch link mechanism 330 in FIG. 10 are prepared, and half mirrors 302, . 302B and are individually rotationally displaced. However, the half mirror surface 302. Since the respective distances between 302B and the intersection Pc are different from each other, the distances to the rotation center are set to different values. In this way, each of the crossing angles θ θ can be set to any 12′
13 can be changed.

なお・、３本以上のビームを用いる場合、感材１上にお
けるそれらのスポット間隔は必ずしも同一でなくてもよ
い。一般に、ｍ本（ｍ≧２）のビームを用いる場合、そ
れらの感材１上における相互距離９．１　、・・・、１
４．（第１９Ｂ図）が、ｆｌ　　−［ｍＩｊ＋　（Ｊ　
　１）］Ｐｌｊ （ｊ−２〜ｍ、１ｊは自然数）　・・・（３３）を満足
するように選択すれば、１回のビーム偏向ごとに画素ピ
ッチＰのｍ倍の距離だけ感材１を移動させることにより
、描画エリアの全体をカバーする描画が可能である。こ
れは、走査線の配列をｍ本ごとに区分し、各区分内にお
いてｉ番目（１≦ｉ≦ｍ）の走査線はｉ番目のビームで
走査するという規則に対応している。このため、上記（
３３）式の条件下で任意にスポット間距離を変更すれば
よい。Note that when three or more beams are used, their spot intervals on the photosensitive material 1 do not necessarily have to be the same. Generally, when m beams (m≧2) are used, their mutual distance on the photosensitive material 1 is 9.1,...,1
4. (Fig. 19B) is fl −[mIj+ (J
1)]Plj (j-2 to m, 1j is a natural number)...If selected to satisfy (33), the sensitive material 1 is moved by a distance m times the pixel pitch P for each beam deflection. By moving it, it is possible to draw to cover the entire drawing area. This corresponds to the rule that the array of scanning lines is divided into m sections, and within each division, the i-th scanning line (1≦i≦m) is scanned by the i-th beam. For this reason, the above (
The distance between spots may be changed arbitrarily under the conditions of formula 33).

（ｃ−２）マルチビーム調整器３００の変形マルチビー
ム調整器３００は、ビーム方向転換素子３０１に回転変
位を与えるように構成されればよい。このため、第２０
図に示すように、素子３０１をステージ３７０上に固定
し、切り欠きリンクを介してピエゾ素子３７１，３７２
でこのステージ３７０を支持する構造でもよい。この場
合、ピエゾ素子７１，３７２の伸長量を互いに異なった
ものとすることにより、素子３０１は図のθ８方向に回
転変位する。(c-2) Modification of multi-beam adjuster 300 The multi-beam adjuster 300 may be configured to apply rotational displacement to the beam direction changing element 301. For this reason, the 20th
As shown in the figure, the element 301 is fixed on the stage 370, and the piezo elements 371 and 372 are connected via notch links.
A structure that supports this stage 370 may also be used. In this case, by making the extension amounts of the piezo elements 71 and 372 different from each other, the element 301 is rotationally displaced in the θ8 direction in the figure.

また、第２１図に示すように、アーム３８１〜３８３を
順次に結合した４節リンク機構を用いれば、アーム３８
１，３８３のそれぞれの延長線の交点ＰＲを回・転中心
として素子３０１が回転変位する。Moreover, as shown in FIG.
The element 301 is rotationally displaced around the intersection PR of the extension lines of 1,383 as the center of rotation.

（ｃ−３）偏向方向調整器４００の変形像回転プリズム
としては、ペチャンプリズムのほかにたとえばダブプリ
ズム４５０（第２２図）がある。したがって、第１４図
のプリズム回転機構４０２を用いてこのダブプリズム４
５０をその中心軸まわりに回転させることにより、偏向
方向ＤＦを変更してもよい。ただし、ダブプリズム４５
０に収束ビームを通すと非点収差が発生するため、ダブ
プリズム４５０を用いた偏向方向調整器は、第５図のビ
ームエキスパンダ２１４とスキャンレンズ２１６との間
に設けることが望ましい。(c-3) As the modified image rotating prism of the deflection direction adjuster 400, there is, for example, a Dove prism 450 (FIG. 22) in addition to the Pechan prism. Therefore, using the prism rotation mechanism 402 shown in FIG.
The deflection direction DF may be changed by rotating the deflector 50 around its central axis. However, Dove Prism 45
Since astigmatism occurs when a beam converges at zero, it is desirable to provide a deflection direction adjuster using Dove prism 450 between beam expander 214 and scan lens 216 in FIG.

ダブプリズム４５０を用いた偏向方向調整器をスキャン
レンズ２１６の後段に配置する場合には、第２３図に示
すように、非点収差補正用レンズ４５１をスキャンレン
ズ２１６の前段側に設けておく。ペチャンプリズム４０
１の場合にはこのような非点収差は生じないため、ＡＯ
Ｄ２１３から可変集光機構５００までの区間の任意の位
置に設置可能である。When a deflection direction adjuster using a Dove prism 450 is disposed after the scan lens 216, an astigmatism correction lens 451 is provided before the scan lens 216, as shown in FIG. Pechan prism 40
1, such astigmatism does not occur, so AO
It can be installed at any position in the section from D213 to variable condensing mechanism 500.

ダブプリズム４５０は、第２４図に示すように、３枚の
ミラー４５２〜４５４と等価である。このため、この３
枚のミラー４５２〜４５４の相対位置を変えずにこれら
を回転させてもよい。Dove prism 450 is equivalent to three mirrors 452-454, as shown in FIG. For this reason, these three
The mirrors 452 to 454 may be rotated without changing their relative positions.

レーザビームＢ、Ｂ、の偏向方向を変化させるには、第
２５図に示すようにミラー４５５を用いてもよい。ミラ
ー４５５をφ　方向に回転すると偏向方向ＤＦもまた回
転する。ただし、ミラー４５５ではその回転に伴ってビ
ームＢ、Ｂｂの反射位置が変位するため、ミラー４５５
で”の反射後でのビームＢ、Ｂｂの光軸がずれる。この
ため、ペチャンプリズム４０１やダブプリズム４５０を
用いる方が望ましい。To change the deflection direction of the laser beams B, B, a mirror 455 may be used as shown in FIG. When the mirror 455 is rotated in the φ direction, the deflection direction DF is also rotated. However, as the mirror 455 rotates, the reflection positions of the beams B and Bb are displaced, so the mirror 455
The optical axes of the beams B and Bb after reflection are shifted.For this reason, it is preferable to use the Pechan prism 401 or the Dove prism 450.

第２６図はペチャンプリズム４０１を回転させるための
他の機構４６０を示す。この機構４６０は、ウィンドウ
４６１を有する円板４６２を使用し、ウィンドウ４６１
内にペチャンプリズム４０１を収容している。円板４６
２は基台４６３上に回転自在に取付けられ、ピエゾ素子
４６３の伸縮によってその中心軸まわりに回転する。そ
の結果、ペチャンプリズム４０１もφ方向に回転する。FIG. 26 shows another mechanism 460 for rotating the Pechan prism 401. This mechanism 460 uses a disc 462 with a window 461;
A Pechan prism 401 is housed inside. Disk 46
2 is rotatably mounted on a base 463 and rotates around its central axis as the piezo element 463 expands and contracts. As a result, the Pechan prism 401 also rotates in the φ direction.

第２７図に示すさらに他の機構４７０では４節切り欠き
リンク機構４７１をピエゾ素子４７２で駆動する。ただ
し、斜辺を構成する２つのアームメンバ４７３．４７４
のそれぞれの延長線はペチャンプリズム４０１の中心点
Ｚｏで交差するようになっている。この機構４７０によ
れば、ピエゾ素子４７２の伸縮に伴って、ペチャンプリ
ズム４０１がその中心点２゜まわりに回転する。In yet another mechanism 470 shown in FIG. 27, a four-section notch link mechanism 471 is driven by a piezo element 472. However, the two arm members 473 and 474 that constitute the hypotenuse
The respective extension lines intersect at the center point Zo of the Pechan prism 401. According to this mechanism 470, the Pechan prism 401 rotates around its center point by 2 degrees as the piezo element 472 expands and contracts.

第２８図はダブプリズム４５０を回転させる機構の他の
例を示す。ダブプリズム４５０をステージ４８１上に固
定し、このステージ４８１を２本のピエゾ素子４８２．
４８３で支持する。ピエゾ素子４８２，４８３を互いに
逆方向に伸縮させることにより、ダブプリズム４５０を
回転させることができる。なお、第２６図〜第２８図に
示した各機構は、ペチャンプリズム４０１およびダブプ
リズム４５０のいずれにも適用可能である。FIG. 28 shows another example of a mechanism for rotating the Dove prism 450. A Dove prism 450 is fixed on a stage 481, and this stage 481 is connected to two piezo elements 482.
Supported by 483. Dove prism 450 can be rotated by expanding and contracting piezo elements 482 and 483 in opposite directions. Note that each mechanism shown in FIGS. 26 to 28 is applicable to both the Pechan prism 401 and the Dove prism 450.

第２９図は、第２５図のようなミラー４５５を用いて偏
向方向を回転する機構の例を示す。三角柱の形状を有す
るステージ４９１をピエゾ素子４９２．４９３で支持し
、このピエゾ素子４９２゜４９３を互いに逆方向に伸縮
させることにより、ミラー４５５が回転する。FIG. 29 shows an example of a mechanism for rotating the deflection direction using the mirror 455 shown in FIG. 25. A stage 491 having the shape of a triangular prism is supported by piezo elements 492 and 493, and the mirror 455 is rotated by expanding and contracting the piezo elements 492 and 493 in opposite directions.

（ｃ−０他の変形例 画素ピッチの変更に伴う走査線の傾きは、上述のように
偏向方向調整器４００を用いて補償することが好ましい
。しかしながら、感材１の送り速度ＶＹが比較的小さく
、かつ描画走査が一方向走査の場合などには、傾き補償
を行なわなくても実用に耐えることがある。このため、
偏向方向調整器４００を省略した構成もこの発明の範囲
に含まれる。(c-0 Other Modifications It is preferable to compensate for the inclination of the scanning line due to a change in the pixel pitch using the deflection direction adjuster 400 as described above. However, the feeding speed VY of the sensitive material 1 is relatively If the size is small and the drawing scan is unidirectional, it may be practical even without tilt compensation.
A configuration in which the deflection direction adjuster 400 is omitted is also included within the scope of the present invention.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明の第１の構成によれば、
偏向手段における複数の光ビームの交差角を可変として
複数の光ビームの相互距離を任意に変え得るようにして
いるため、感材上における画素ピッチを、スポットサイ
ズとは独立に変更可能である。また、複数の光ビームは
常に偏向手段において交差するため、光ビームの相互距
離を変更する場合にも、光ビームが偏向手段からそれて
しまうこともない。As explained above, according to the first configuration of the present invention,
Since the intersecting angle of the plurality of light beams in the deflection means is made variable so that the mutual distance of the plurality of light beams can be arbitrarily changed, the pixel pitch on the sensitive material can be changed independently of the spot size. Furthermore, since the plurality of light beams always intersect at the deflection means, the light beams will not deviate from the deflection means even when the mutual distance between the light beams is changed.

また、第２の構成によれば、焦点距離可変光学系を用い
て集光手段を構成しているため、この集光手段と上記第
１の構成との組合わせによって、スポットサイズもまた
独立に変更可能となる。Furthermore, according to the second configuration, since the focusing means is configured using a variable focal length optical system, the spot size can also be independently determined by the combination of this focusing means and the first configuration. Can be changed.

さらに、第３の構成によれば、画素ピッチの変更に伴っ
て走査線の傾き角が変化した場合にも、その傾きを常に
補償することができる。往復走査の場合には、往復いず
れにおいても走査線の傾ききを補償できるため、描画の
高速性を確保するための往復走査において、感材上に得
られた画像のゆがみを防止可能である。Further, according to the third configuration, even if the inclination angle of the scanning line changes due to a change in the pixel pitch, the inclination can always be compensated for. In the case of reciprocating scanning, since the inclination of the scanning line can be compensated for in both directions, it is possible to prevent distortion of the image obtained on the photosensitive material during reciprocating scanning to ensure high-speed drawing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は、この発明の一実施例である走査光学系２００
を組込んだ描画システム１００の斜視図、第２図および
第３図は、描画システム１００における感材１の走査原
理の説明図、 第４図は、描画システム１００の電気的構成の概略を示
すブロック図、 第５図は、走査光学系２００の構成図、第６図から第９
図は、ビーム方向転換素子３０−ム調整器３００の斜視
図、側面図および機構模式図、 第１３図はペチャンプリズム４０１の説明図、第１４図
および第１５図はそれぞれ、偏向方向調整器４００の斜
視図および正面図、 第１６図は、偏向方向調整器４００の制御ブロック図、 第１７図は、走査光学系２００の内部におけるレーザビ
ームの光路の説明図、 第１８図は、走査線の傾き補償の説明図、第１９Ａ図は
、３本のレーザビームを用いた場合の交差角変更の説明
図、 第１９Ｂ図は、任意の本数のレーザビームを用いた場合
のスポット間隔の説明図、 第２０図および第２１図は、マルチビーム調整器の変形
例の説明図、 第２２図は、ダブプリズム４５０の説明図、第２３図か
ら第２９図は、偏向方向調整器の変形例の説明図、 第３０図は、マルチビームによる描画の説明図、第３１
Ａ図から第３１Ｃ図は、走査線の傾きの説明図である。 １・・・感材、２・・・描画エリア、 ２８〜２ｚ・・・ストリップ、　　３３・・・描画ヘッ
ド、１００・・・描画システム、　２００・・・走査光
学系、２０７　ａ、２０７ｂ−ＡＯＭ。 ２１３・・・ＡＯＤ。 ３００・・・マルチビーム調整器、 ３０１・・・ビーム方向転換素子、 ３０２・・・ハーフミラ−面、 ３０３・・・切り欠きリンク機構、 ４００・・・偏向方向調整器、 ４０１・・・ペチャンプリズム、 ４０２・・・プリズム回転機構、 ５００・・・可変集光機構、 ５０１〜５０４・・・対物レンズ、 Ｂ、Ｂｂ・・・レーザビーム、FIG. 1 shows a scanning optical system 200 which is an embodiment of the present invention.
FIGS. 2 and 3 are perspective views of the drawing system 100 incorporating the drawing system 100, and FIG. A block diagram, FIG. 5 is a configuration diagram of the scanning optical system 200, and FIGS.
The figures are a perspective view, a side view, and a schematic diagram of the beam direction changing element 30-me adjuster 300, FIG. 13 is an explanatory diagram of the Pechan prism 401, and FIGS. 16 is a control block diagram of the deflection direction adjuster 400, FIG. 17 is an explanatory diagram of the optical path of the laser beam inside the scanning optical system 200, and FIG. 18 is a diagram of the scanning line. An explanatory diagram of tilt compensation, Fig. 19A is an explanatory diagram of changing the intersection angle when three laser beams are used, and Fig. 19B is an explanatory diagram of spot spacing when an arbitrary number of laser beams are used. 20 and 21 are explanatory diagrams of modified examples of the multi-beam adjuster, FIG. 22 is an explanatory diagram of the Dove prism 450, and FIGS. 23 to 29 are explanatory diagrams of modified examples of the deflection direction adjuster. Fig. 30 is an explanatory diagram of writing using multi-beams, Fig. 31
Figures A to 31C are explanatory diagrams of the inclination of the scanning line. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Sensitive material, 2... Drawing area, 28-2z... Strip, 33... Drawing head, 100... Drawing system, 200... Scanning optical system, 207a, 207b-AOM . 213...AOD. 300...Multi-beam adjuster, 301...Beam direction changing element, 302...Half mirror surface, 303...Notch link mechanism, 400...Deflection direction adjuster, 401...Pechan prism , 402... Prism rotation mechanism, 500... Variable focusing mechanism, 501-504... Objective lens, B, Bb... Laser beam,

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）変調された複数の光ビームからなるビーム群を周
期的に偏向し、偏向された前記ビーム群によって感材を
走査しつつ、前記感材と前記ビーム群とを相対的に移動
させて、前記感材上の描画領域を順次に露光するために
使用される走査光学系であって、 （ａ）変調された前記複数の光ビームを、所定点で交差
する第１の光ビーム群へと転換するビーム方向転換手段
と、 （ｂ）前記ビーム方向転換手段に結合されて、前記ビー
ム方向転換手段に回転変位を与えることにより、前記所
定点における前記第１の光ビーム群の交差角を変化させ
る交差角変更手段と、 （ｃ）前記所定点に配置されて、前記第１の光ビーム群
を周期的に偏向し、それによって第２の光ビーム群を生
成する偏向手段と、 （ｄ）前記第２の光ビーム群に属する光ビームのそれぞ
れを前記感材上に集光する集光手段と、を備えることを
特徴とする走査光学系。(1) Periodically deflecting a beam group consisting of a plurality of modulated light beams, scanning a sensitive material with the deflected beam group, and moving the sensitive material and the beam group relatively. , a scanning optical system used to sequentially expose a drawing area on the sensitive material, the scanning optical system comprising: (a) directing the plurality of modulated light beams to a first group of light beams that intersect at a predetermined point; (b) beam direction changing means for changing the intersection angle of the first group of light beams at the predetermined point by applying a rotational displacement to the beam direction changing means; (c) deflection means disposed at the predetermined point to periodically deflect the first group of light beams, thereby generating a second group of light beams; (d) ) A scanning optical system comprising: condensing means for condensing each of the light beams belonging to the second light beam group onto the sensitive material. （２）集光手段は、焦点距離可変光学系を具備してなる
請求項１記載の走査光学系。(2) The scanning optical system according to claim 1, wherein the condensing means includes a variable focal length optical system. （３）請求項１又は請求項２記載の走査光学系であって
、さらに、 （ｅ）前記偏向手段と前記集光手段との間に介挿されて
、当該第２の光ビーム群の偏向方向を回転させる偏向方
向回転手段と、 （ｆ）前記偏向方向回転手段に結合されて、前記偏向方
向回転手段を回転させることにより前記第２の光ビーム
群の偏向方向の回転角度を変化させる回転角変更手段と
、 を備える走査光学系。(3) The scanning optical system according to claim 1 or 2, further comprising: (e) interposed between the deflecting means and the condensing means to deflect the second group of light beams; (f) rotation that is coupled to the deflection direction rotation means and changes the rotation angle of the deflection direction of the second group of light beams by rotating the deflection direction rotation means; A scanning optical system comprising: an angle changing means;