專利名稱：繪圖設備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種繪圖設備和繪圖方法。具體的，本發(fā)明涉及一種 通過執(zhí)行多圖像繪制在繪圖面上形成由圖像數(shù)據(jù)表示的二維圖案的繪 圖設備和繪圖方法。
背景技術(shù)：
通常，己知多種繪圖設備通過繪圖頭在繪圖面上形成由圖像數(shù)據(jù) 表示的所需二維圖案。這種繪圖設備的一個典型的例子就是一種曝光 設備，其用于通過曝光頭在例如光敏材料之類的曝光面形成所需二維 圖案。這種曝光設備應用在半導體襯底或者印刷板的生產(chǎn)中。 一般說 來，曝光設備的曝光頭包含像素陣列，如光源陣列和空間光調(diào)制元件。 像素陣列包括許多像素，并且產(chǎn)生形成所需二維圖案的一組光點。在 曝光設備中，通過相對于曝光面相對移動曝光頭的同時使曝光頭工作， 能在曝光面上形成所需二維圖案。
近來提出了幾乎將曝光面上每一點在光下曝光多次的一些曝光 設備。曝光設備的曝光頭包含像素陣列，其中像素二維排列，以改進 分辨率等。在該曝光設備中，使用曝光頭，使得從每個像素發(fā)出的光 束的掃描線和從像素陣列中另一像素發(fā)出的光束的掃描線相匹配。
例如，在日本未經(jīng)審査專利公開No. 2004-181723中，提出能產(chǎn) 生高分辨率均勻圖像的曝光設備。在該曝光設備中，控制繪圖時，考 慮數(shù)字微鏡裝置(DMD)中空間光調(diào)制元件(微鏡)的實際傾角。一 般說來，DMD是含有曝光頭的反射鏡裝置，其中二維排列了許多微 鏡。微鏡排列形成L行XM列的矩陣，并且每個微鏡反射面的角度根 據(jù)控制信號變化。在實際曝光中，曝光頭沿著曝光面以不變的方向， 掃描曝光面。在日本未經(jīng)審査專利公開No. 2004-181723公開的設備
中，對每一繪圖列，控制曝光使用的繪圖像素數(shù)量。繪圖像素的數(shù)量 根據(jù)二維排列的微鏡相對于掃描方向的傾角與其設定角度的誤差來控 制。于是，可以控制被微鏡反射的曝光束的掃描路徑間距偏差為常量。 因此，可產(chǎn)生均勻的圖像。
但是，在日本未經(jīng)審查專利公開No. 2004-181723公開的設備中， 假設二維排列的所有微鏡中，每一微鏡的傾角誤差是相同的。因此， 假設在整個繪圖面中曝光束掃描路徑的間距偏移了固定值。于是，如 果圖像中存在圖形失真，就不可能充分減低圖像的不均勻度。圖形失 真是指在繪圖點列中繪圖點列間距偏差不相同的一種失真。這里，短 語"繪圖點列"指的是一列繪圖點。短語"繪圖點列間距"指的是繪 圖點各列之間的間距。當存在圖形失真時，出現(xiàn)的問題就是不可能充 分減低不均勻度以及繪制出高質(zhì)量的圖像。
為了解決上述問題，必須改進曝光頭安裝角度的調(diào)節(jié)精度、像素 排列精度和光學系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。但是，如果試圖改進這些精度，不 可避免的是設備的生產(chǎn)成本將變得極高。
上述問題不僅在曝光設備中而且在其他繪圖設備如噴墨打印機 中發(fā)生。噴墨打印機是包含噴墨記錄頭的打印機，其通過向繪圖面上 噴射墨滴來執(zhí)行繪圖操作。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到前述情況，本發(fā)明的目的是給出一種繪圖設備以及繪圖方 法，其中分辨率或密度的不均勻得到降低。分辨率或密度的不均勻是 由繪圖頭的安裝角度誤差或者繪制圖像中的圖案失真導致的。具體的， 本發(fā)明的目的是給出一種繪圖設備和繪圖方法，其中即使每一繪圖點 列相對于掃描方向的傾角不相同，換句話說當傾角值有變化時，也能 降低繪制圖像的不均勻。
具體的，根據(jù)本發(fā)明的繪圖設備是用于通過執(zhí)行N元繪圖(N是 大于等于1的自然數(shù))在繪圖面上形成圖像數(shù)據(jù)所表示的二維圖案的
繪圖設備，該設備包括
至少一個繪圖頭，每一繪圖頭包括像素陣列；
移動裝置，用于相對于繪圖面，沿掃描方向相對移動所述至少一 個繪圖頭中的每一個；以及
待使用像素設置裝置，用于針對所述至少一個繪圖頭中的每一 個，基于像素陣列中像素列相對于掃描方向的傾角中的變化，設置待 使用像素，其中，
所述至少一個繪圖頭中的每一個相對于繪圖面安裝，使得所述至 少一個繪圖頭中的每一個的可用像素的像素列方向與相對掃描方向形 成預定的設置傾角，以及
像素陣列包括多個二維排列的可用像素，并基于圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生形 成二維圖案的繪圖點組，以及
待使用像素設置裝置設置待使用像素，使得所述多個可用像素中
在N元繪圖中所使用的待使用像素進行操作。術(shù)語"待使用像素"指
的是使用的像素。
待使用像素設置裝置可以基于繪圖點組所表示的繪圖面上實際 像素列方向與掃描方向形成的實際傾角，設置待使用像素。
待使用像素設置裝置可以包括待使用像素指定裝置，用于指定
待使用像素；以及設置改變裝置，用于改變設置，使得僅有待使用像
素進行操作。
本發(fā)明中，像素在像素陣列中二維排列。換言之，像素沿兩個方 向排列。本發(fā)明中，短語"像素列"指的是相對于掃描方向成較小角 度方向的像素排列。短語"像素行"指的是相對于掃描方向成較大角 度的另一方向的像素排列。這里，像素陣列中像素排列成矩形網(wǎng)格并 不總是必須的。例如，像素可以排列成平行四邊形。
此外，本發(fā)明中，短語"N元繪圖"指的是根據(jù)如下設置的繪圖 在繪圖面上繪圖區(qū)的幾乎全部區(qū)域中，平行于掃描方向的直線和己被
投影在繪圖面上的N個待使用像素的像素列相交。這里，使用短語"幾
乎全部區(qū)域"是因為在每個像素陣列各側(cè)的邊緣處，與平行于掃描方 向的直線相交的待使用像素的像素列數(shù)量可能減少。像素列的數(shù)量可 能減少是因為像素列是傾斜的。在這種情況下，即使使用多個繪圖頭 來使他們相互連接，與平行于掃描方向的直線相交的待使用像素的像
素列數(shù)量由于至少一個繪圖頭中每一個的安裝角度誤差、排列誤差等， 而可能略有增加或減少。另外使用短語"幾乎全部區(qū)域"是因為在繪 圖區(qū)小于或等于分辨率的非常小的部分中，垂直于掃描方向上的像素 間距可能和繪圖區(qū)其它部分的像素間距不完全相等。繪圖區(qū)非常小的 部分是在待使用像素的像素列之間連接區(qū)域中的區(qū)域。由于安裝角、 像素排列等誤差，在非常小部分中的像素間距可能不完全相等。因為 像素間距可能不完全相等，和平行于掃描方向的直線相交的待使用像 素的像素列數(shù)量可能在士l的范圍內(nèi)增加或減少。
同時，短語"理想N元繪圖"指的是根據(jù)如下設置的繪圖在繪 圖面上繪圖區(qū)的全部區(qū)域中，平行于掃描方向的直線和已被投影在繪 圖面上的精確的N個待使用像素的像素列相交。
在下面的描述中，將使用短語"N元曝光"作為和本發(fā)明實施例
中短語"N元繪圖"相對應的短語，在該實施例中，根據(jù)本發(fā)明的繪
圖設備和繪圖方法應用于曝光設備或曝光方法。
此外，本發(fā)明中"待使用像素指定裝置"可以是接收待使用像素 手動指定的裝置?？蛇x的，"待使用像素指定裝置"可以是包括位置檢 測裝置、選擇裝置等的裝置，這將在后文描述，并且自動選擇最優(yōu)的 待使用像素。此外，表述"像素陣列中像素列相對于掃描方向的傾角 的變化"指的是二維像素陣列中每個像素列的傾斜誤差在所有像素列 中不相同的狀態(tài)。該表述還指的是每列中傾斜誤差不同的狀態(tài)。該表 述還指的是每組多個列的傾角誤差和另外一組的傾角誤差不相同的狀 態(tài)。當像素列的傾角存在變化時，就在繪制圖像中產(chǎn)生圖形失真。本 發(fā)明中，"待使用像素指定裝置"是在二維像素陣列中自動選擇在繪圖 中使用的像素(也就是"待使用像素")的裝置?？蛇x的，"待使用像 素指定裝置"是接收已手動選擇的待使用像素指定的裝置。"待使用像 素指定裝置"自動選擇待使用像素，或者接收其指定，來抑制由圖形 失真導致的繪制圖像不均勻。
此外，以上描述中表述"改變設置使得僅有待使用像素進行操作" 可以指例如將待使用像素之外的其他像素的設置改變?yōu)殛P(guān)閉，使得在 可用像素中，待使用像素之外的其它像素都不進行操作。可選的，該
表述可以指將發(fā)送到待使用像素外其它像素的圖像數(shù)據(jù)一部分的狀態(tài) 改變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)(換言之，表示"禁止繪圖"的數(shù)據(jù))?？蛇x的，該表 述可以指改變設置使得在可用像素中待使用像素外的其他像素也進行 操作，但是來自待使用像素外的其它像素來的繪圖介質(zhì)(例如光束或 墨滴)被阻擋而不能到達繪圖面。
此外，在根據(jù)本發(fā)明所述的繪圖設備中，優(yōu)選地，設置傾角e滿
足下述算術(shù)表達式-
s'p.sin0^N5，
其中s是構(gòu)成可用像素中每個像素列的像素數(shù)目，p是可用像素 沿像素列方向的像素間距，以及5是可用像素沿與掃描方向垂直的方 向的像素列間距。短語"像素列間距"指的是像素列之間的間距。
此外，待使用像素指定裝置可以針對每個繪圖點列，指定繪圖點 組所表示的繪圖面上每個繪圖點列的實際方向與掃描方向形成的實際 傾角，并且針對每個繪圖點列，指定待使用像素以吸收實際傾角和設 置傾角之間的誤差。
此外，待使用像素指定裝置可以確定繪圖面上與從可用像素的像 素列中選擇的多個像素列中每一個相對應的繪圖點列作為代表繪圖點 列，并針對每個代表繪圖點列，指定每個代表繪圖點列的方向與掃描 方向形成的實際傾角，并且指定待使用像素，使得吸收相關(guān)實際傾角 和設置傾角之間的每個誤差。
此外，每個實際傾角可以是代表繪圖點列的方向及其附近的繪圖 點列的方向中每一個與掃描方向所規(guī)定的個體實際傾角的平均值、中 間值、最大值和最小值之一。
此外，所述至少一個繪圖頭中的每一個的像素陣列可以產(chǎn)生光點 組，作為繪圖點組。
在該繪圖設備中，所述至少一個繪圖頭中的每一個的像素陣列可
以產(chǎn)生光點組作為繪圖點組，以及待使用像素指定裝置可以包括位 置檢測裝置，用于針對所述至少一個繪圖頭中的每一個，檢測繪圖面
上構(gòu)成光點組的光點的位置；以及選擇裝置。選擇裝置針對所述至少 一個繪圖頭中的每一個，基于位置檢測裝置的檢測結(jié)果，選擇多個代表區(qū)域，每個代表區(qū)域包括至少一個由繪圖面上的待使用像素的像素 列之間的連接部分形成的繪圖部分；指定可用像素中的未使用像素， 使得在每個代表區(qū)域中執(zhí)行理想N元繪圖；并選擇未使用像素之外的 其他像素作為待使用像素。術(shù)語"未使用像素"指的是不使用的像素。
在該繪圖設備中，位置檢測裝置可以檢測多個像素列中每一個中 至少兩個光點的位置。在該繪圖設備中，選擇裝置可以基于檢測結(jié)果， 指定由掃描方向與光點所表示、且已經(jīng)投影到繪圖面上的每個像素列 的實際方向形成的實際傾角，并基于實際傾角指定未使用像素。
選擇裝置可以利用繪圖面上與像素陣列中可用像素的多個像素 列中每一個相對應的光點列作為代表光點列，并基于位置檢測裝置對 構(gòu)成代表光點列及其附近的光點列的光點中至少兩個光點的位置檢測 結(jié)果，指定所述多個代表光點列中每一個的實際傾角。短語"光點列" 指的是一列光點，而短語"代表光點列"指的是光點的代表列。
選擇裝置可以利用繪圖面上與可用像素的多個像素列相對應的 多個光點列作為代表光點列，指定由掃描方向與每個代表光點列及其 附近的光點列的每一個的方向形成的個體實際傾角，并將個體實際傾 角的代表值視為每個代表光點列的實際傾角。
個體實際傾角的代表值是代表光點列及其附近的光點列的個體 實際傾角的平均值、中間值、最大值和最小值之一。
根據(jù)本發(fā)明的繪圖設備可以是這樣的繪圖設備，還包括
參考繪圖裝置，用于當N大于等于2時，針對所述至少一個繪圖 頭中的每一個，通過僅使用所述多個可用像素中構(gòu)成彼此之間間隔為 (N-l)列的像素列的像素，執(zhí)行參考繪圖，以由待使用像素指定裝 置指定待使用像素。
可選的，根據(jù)本發(fā)明的繪圖設備可以是這樣的繪圖設備，還包括
參考繪圖裝置，用于當N大于等于2時，針對所述至少一個繪圖
頭中的每一個，通過僅使用所述多個可用像素中數(shù)目與可用像素總數(shù)
的1/N相對應、且構(gòu)成彼此相鄰的像素列組的像素，執(zhí)行參考繪圖，
以由待使用像素指定裝置指定待使用像素。這里，如果可用像素總數(shù)
不能被N整除，可以選擇包括數(shù)量最接近像素總數(shù)1/N的像素的組等，
作為"數(shù)目與可用像素總數(shù)的1/N相對應、且構(gòu)成彼此相鄰的像素列
組的像素"。最接近像素總數(shù)1/N的數(shù)量可以是小于像素總數(shù)1/N的最 大數(shù)，或是大于像素總數(shù)1/N的最小數(shù)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的繪圖設備可以是這樣的設繪圖備，還包括.-數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，用于轉(zhuǎn)換圖像數(shù)據(jù)，使得圖像數(shù)據(jù)所表示的二維 圖案的預定部分的大小變?yōu)榕c通過使用所指定的待使用像素可以繪制 的相應部分的大小相同。
此外，根據(jù)本發(fā)明的繪圖設備中，像素陣列可以是空間光調(diào)制元 件，用于基于圖像數(shù)據(jù)，針對每個像素，對從光源發(fā)出的光進行調(diào)制。 這里，"光源"可以是結(jié)合到所述至少一個繪圖頭(曝光頭)的每一個 中的光源?？蛇x的，"光源"可以是為所述至少一個繪圖頭每一個設置 在所述至少一個繪圖頭中每一個外部的光源。"光源"可被多個繪圖頭 共享。
N可以是在3-7范圍內(nèi)的自然數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的繪圖方法是使用至少一個包括像素陣列的繪圖頭 的繪圖方法，其中所述至少一個繪圖頭中的每一個相對于繪圖面安裝， 使得所述至少一個繪圖頭中的每一個的可用像素的像素列方向與相對 掃描方向形成預定的設置傾角，并且像素陣列包括多個二維排列的可 用像素，并基于圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生形成二維圖案的繪圖點組，
該方法包括步驟
針對所述至少一個繪圖頭中的每一個，基于像素陣列中像素列相 對于掃描方向的傾角中的變化，設置待使用像素，使得所述多個可用
像素中在N元繪圖中所使用的待使用像素進行操作，其中N是大于等 于1的自然數(shù)；以及
通過在相對于繪圖面沿掃描方向相對移動所述至少一個繪圖頭 中的每一個同時，使所述至少一個繪圖頭中的每一個操作，在繪圖面 上形成二維圖案。
可基于繪圖點組所表示的繪圖面上實際像素列方向與掃描方向 形成的實際傾角，設置待使用像素。
設置待使用像素的步驟可以包括指定待使用像素的步驟以及改
變設置使得僅有待使用像素進行操作的步驟。
這里，表述"在相對于繪圖面沿掃描方向相對移動所述至少一個 繪圖頭中的每一個同時，使所述至少一個繪圖頭中的每一個操作"可 以指當恒定移動至少一個繪圖頭中的每個繪圖頭的同時執(zhí)行連續(xù)的繪 圖?？蛇x的，該表述可以指當逐步移動至少一個繪圖頭中的每個繪圖 頭的同時執(zhí)行繪圖。當繪圖頭逐步移動時，在每一移動的位置停止繪 圖頭，以執(zhí)行繪圖。
根據(jù)本發(fā)明的繪圖設備和繪圖方法中，由繪圖元件陣列的傾斜局 域性導致的繪制圖像中的失真可被更有效的修正。因此，可以更有效 的修正不均勻并繪制更高質(zhì)量的圖像。此外，繪圖設備和繪圖方法不 用改進光學系統(tǒng)等的調(diào)節(jié)精度，便能應付二維繪圖元件陣列的較大圖 形失真。因此，可以不增加生產(chǎn)成本而繪制高圖像質(zhì)量的圖像。
如果待使用像素指定裝置包括位置探測裝置和選擇裝置，不需熟 練工作人員的操作(例如目視檢査參考繪圖結(jié)果等)便可指定待使用 像素。因此，待使用像素可被自動指定，其數(shù)量是能最小化繪圖頭安 裝角度誤差或相對圖案失真的影響的像素數(shù)量。此外，繪圖設備的設 置可自動執(zhí)行。
此外，當N為2或更大時，可通過僅使用構(gòu)成彼此之間間隔為 (N-l)列的像素列的的像素，或通過僅使用與可用像素總數(shù)的1/N 相對應、且構(gòu)成彼此相鄰的像素列組的像素，來執(zhí)行參考繪圖。當能 夠以該種方式執(zhí)行參考繪圖時，能獲得大約單繪圖形成的圖案，該圖 案比多繪圖形成的圖案簡單。因此，當操作者目視檢查圖案等來指定 待使用像素時，他/她能更容易的指定合適的待使用像素。因此，可以 更容易的設置最優(yōu)的待使用像素。
此外，如果圖像數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換使得由圖像數(shù)據(jù)表示的二維圖案的預 定部分的大小變?yōu)楹蛯糠值拇笮∠嗤?，那么可以使圖像數(shù)據(jù)表示 的二維圖案的大小與使用指定的待使用像素可繪制的預定部分的大小 相匹配。因此，可以在繪圖面形成和所需二維圖案完全相同的高精度 圖案。


圖1是闡釋曝光設備外視圖的透視圖，該曝光設備是根據(jù)本發(fā)明
的繪圖設備的一個實施例；
圖2是闡釋圖1所示曝光設備中掃描器結(jié)構(gòu)的透視圖3A是闡釋曝光區(qū)域的平面圖，其中曝光區(qū)域在光敏材料的曝
光面上形成；
圖3B是闡釋曝光頭形成的曝光區(qū)域排列的平面圖4是闡釋圖1所示曝光設備的曝光頭結(jié)構(gòu)的示意性透視圖5A是闡釋圖1所示曝光設備的曝光頭詳細結(jié)構(gòu)的平面圖5B是闡釋圖1所示曝光設備的曝光頭詳細結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖6是闡釋圖1所示曝光設備的DMD結(jié)構(gòu)的局部放大視圖7A是說明DMD操作的透視圖7B是說明DMD操作的透視圖8是闡釋光纖陣列光源結(jié)構(gòu)的透視圖9是闡釋光纖陣列光源激光發(fā)射部分中發(fā)光點排列的前視圖； 圖10A是用于說明像素陣列中像素列相對于掃描方向的傾角誤 差以及當不存在傾角誤差時繪制圖像中不均勻的圖IOB是用于說明像素陣列中像素列相對于掃描方向的傾角誤差
以及當傾角小于設置傾角時繪制圖像中不均勻的圖IOC是用于說明像素陣列中像素列相對于掃描方向的傾角誤差 以及當傾角大于設置傾角時繪制圖像中不均勻的示意圖11是說明當像素陣列中像素列相對于掃描方向的傾角存在變 化時繪制圖形中產(chǎn)生的不均勻的圖12是具體說明條不均勻如何出現(xiàn)的圖13是闡釋由DMD曝光的曝光區(qū)和與該曝光區(qū)相對應的狹縫之 間的位置關(guān)系的圖14是說明通過使用狹縫測量曝光面上光點位置的圖15是說明通過僅使所選的待使用像素進行操作來改進曝光面 上圖案中產(chǎn)生的不均勻的狀態(tài)的圖16是說明當執(zhí)行雙曝光時繪制圖像中代表區(qū)域中出現(xiàn)的不均
勻的例子的圖17是說明對圖16中所示代表區(qū)域當僅使所選的待使用像素進 行操作時曝光面上圖案中產(chǎn)生的不均勻的圖18是說明通過在雙曝光中僅使所選的待使用像素進行操作來 改進曝光面上圖案中產(chǎn)生的不均勻的狀態(tài)的圖19A是說明圖案失真是擴大率失真時圖案失真的例子的圖19B是說明圖案失真是束徑失真時圖案失真的例子的圖20A是說明參考曝光示例的圖20B是說明參考曝光示例的圖21A是說明參考曝光示例的圖21B是說明參考曝光示例的圖22A是闡釋在連接部分獲得偏移量時繪在曝光面上的像素繪 圖點形成直線的圖22B是闡釋在連接部分獲得偏差量時曝光面上繪制的像素繪圖 點所形成的直線的圖22C是闡釋在連接部分獲得偏差量時曝光面上繪制的像素繪圖 點所形成的直線的圖23是闡釋在連接部分獲得偏差量時微鏡狀態(tài)和像素繪圖點形 成的直線部分的對應關(guān)系的圖24是闡釋在連接部分獲得偏差量時沿X軸方向延伸的直線部 分的圖；以及
圖25是闡釋參考標尺的圖。
具體實施例方式
將參考附圖詳細描述作為根據(jù)本發(fā)明的繪圖設備實施例的曝光設備。
如圖1所示，本實施例中的曝光設備10包括平板形狀的移動臺14。 移動臺14在其表面通過吸引持有片狀光敏材料12。在厚板形狀的底座 18的上表面上設置沿臺14的移動方向延伸的兩個導軌20。底座18由四 條腿16支撐。放置臺14，使得其縱向位于臺14的移動方向上，且由導
軌20支撐。導軌20支撐臺14，以允許前后移動臺14。另外，曝光設備 10包括臺驅(qū)動設備124，用于沿導軌20驅(qū)動作為移動裝置的臺14。
在底座18的中央設置U形門22，以橫跨臺14的移動路徑。U形門22 的每個端部固定在底座18的每一側(cè)。在門22的一側(cè)設置掃描器24，并 且在門22的相對一側(cè)設置多個(例如，兩個)傳感器26。多個傳感器 26檢測光敏材料12的前沿和后沿。掃描器24和傳感器26中每一個附于 門22上，并且位于臺14移動路徑之上的固定位置。掃描器24、傳感器 26、臺驅(qū)動設備124等連接到用于控制每個單元的操作和定時的控制器 160。這里，為了解釋的目的，在與臺14的表面平行的平面上定義彼此 正交的X軸和Y軸，如圖1所示。
在臺14沿掃描方向處于上游一側(cè)(后文簡稱為"上游側(cè)")的邊緣 處，以規(guī)則的間隔形成十個"L形"狹縫28。每個狹縫28的L形是朝向 X軸方向開口的形狀。每個狹縫28包括上游側(cè)的狹縫28a以及下游側(cè)的 狹縫28b。狹縫28a和28b彼此垂直。狹縫28a相對于X軸成-45度的角度， 狹縫28b相對于X軸成+45度的角度。在每個狹縫28之下設置單單元 (singlecell)型光電探測器122。光電探測器122并入到臺14中。每個 光電探測器連接到稍后將描述的位置指定單元126。位置指定單元126 連接到操作設備130，操作設備130是用于選擇待使用像素的選擇裝置。
狹縫28、光電探測器122以及位置指定單元126形成作為位置檢測 裝置的位置檢測單元120。另外，作為待使用像素指定裝置的待使用像 素指定單元140包括位置檢測單元120和操作設備130。
掃描器24包括十個曝光頭30,它們排列為大致形成2行X5列的矩 陣，如圖2和3B所示。后文，排列在第m行、第n列中的曝光頭30以曝 光頭30mn來表示。
每個曝光頭30在掃描器24中的安裝方式使得每個曝光頭30中的數(shù) 字微鏡裝置(DMD) 36的像素列方向相對于掃描方向形成預定的設置 傾角e (DMD將在后文描述)。因此，由每個曝光頭30形成的曝光區(qū)域 32是向掃描方向傾斜的矩形區(qū)域。當臺14移動時，每個曝光頭30在光 敏材料12上形成帶狀已曝光區(qū)域34。后文，由排列在第m行、第n列中 的曝光頭形成的曝光區(qū)域32以曝光區(qū)域32^來表示。
如圖3B所示，曝光頭30按行線性排列。每一行中的曝光頭30相對 于另一行中的曝光頭沿著排列方向偏移預定距離(通過將曝光區(qū)域的 長邊乘以自然數(shù)得到的值，在該實施例中所述自然數(shù)為2)。偏移曝光 頭30，使得每個帶狀曝光區(qū)域34與相鄰的帶狀曝光區(qū)域34部分重疊， 如圖3A所示。因此，第一行中曝光區(qū)域32 和曝光區(qū)域3212之間的區(qū)域 (不能被曝光)可以通過第二行中的曝光區(qū)域3221而曝光。
這里，每個曝光頭30的中心位置基本上與十個狹縫28之一的位置 相匹配。每個狹縫28的大小足夠大，以覆蓋由與每個狹縫28相對應的 曝光頭30所形成的曝光區(qū)域32的寬度。
如圖4、 5A和5B所示，每個曝光頭30包括由美國的德州儀器公司 制造的DMD36。 DMD36是空間光調(diào)制元件，其基于圖像數(shù)據(jù)，針對 每個像素部分，對入射光進行調(diào)制。DMD36連接到控制器160，該控 制器160包括數(shù)據(jù)處理單元和鏡驅(qū)動控制單元?？刂破?60的數(shù)據(jù)處理 單元基于輸入圖像數(shù)據(jù)，生成控制信號，用于控制每個曝光頭30的 DMD 36的待使用區(qū)域中每個微鏡的驅(qū)動。另外，鏡驅(qū)動控制單元基 于由圖像數(shù)據(jù)處理單元生成的控制信號，控制每個曝光頭30的DMD 36中每個微鏡的反射面角度。
如圖4所示，光纖陣列光源38、透鏡系統(tǒng)40和反射鏡42按照上述順 序排列在DMD 36的光接收一側(cè)。光纖陣列光源38包括激光發(fā)射部分， 其中光纖的發(fā)光端(發(fā)光點)沿與曝光區(qū)域32的縱向相對應的方向排 列成行。透鏡系統(tǒng)40修正從光纖陣列光源38發(fā)出的激光束，并將修正 的激光束會聚到DMD 36上。反射鏡42將透射通過透鏡系統(tǒng)40的激光 束向著DMD36反射。在圖4中，透鏡系統(tǒng)40是示意性圖示的。
如圖5A和5B中詳細所示，透鏡系統(tǒng)40包括組合透鏡對44、組合透 鏡對46和會聚透鏡48。組合透鏡對44對從光纖陣列光源38發(fā)出的激光 束進行準直。組合透鏡對46對準直激光束進行修正，使得激光束的光 量均勻分布。會聚透鏡48將光量分布已經(jīng)被修正過的激光束會聚到 DMD36上。
另外，透鏡系統(tǒng)50置于DMD 36的光反射一側(cè)。透鏡系統(tǒng)50利用 DMD 36反射的激光束在曝光面12A上形成圖像，其中曝光面12A是光
敏材料12的繪圖面。透鏡系統(tǒng)50包括兩個透鏡52和54，將它們排列， 使得DMD 36和光敏材料12的曝光面12A (后文將省略附圖標記12A)
具有共軛關(guān)系。
在本實施例中，從光纖陣列光源38發(fā)出的激光束幾乎被放大5倍。 在激光束被放大之后，由DMD 36中每個微鏡反射的光束由透鏡系統(tǒng) 50縮窄至大約5pm。
如圖6所示，DMD36是反射鏡裝置，其中在SRAM (靜態(tài)隨機存 取存儲器)單元(存儲單元)56上排列多個微鏡58，每個微鏡形成一 個像素。微鏡58排列成網(wǎng)格形狀。在本實施例中，使用其中排列了1024 列X768行微鏡58的DMD。然而，假設在1024列X 768行的微鏡58中， 只有1024列X256行的微鏡可以由連接到DMD 36的控制器160驅(qū)動， 換言之，控制器160只可以使用1024列X256行的微鏡。1024列X256 行的微鏡形成包括多個可用像素的像素陣列。DMD 36的數(shù)據(jù)處理速 度受到限制，并且每行調(diào)制速度與使用的微鏡數(shù)目成比例。因此，如 果如上所述僅利用一部分微鏡，則每行調(diào)制速度變高。每個微鏡58由 支柱支撐。另外，在每個微鏡58的表面上通過氣相沉積，沉積諸如鋁 之類的高反射率材料。在該實施例中，每個微鏡58的反射率高于或等 于卯％，并且微鏡的排列間距沿垂直方向和水平方向均為13.7pm。 SRAM單元56通過支撐柱設置，支撐柱具有鉸鏈和軛架。SRAM單元 56是硅柵CMOS (互補金屬氧化物半導體)，并且在半導體存儲器的一 般生產(chǎn)線中制造CMOS。另外，SRAM單元56整體上具有單片結(jié)構(gòu)。
當圖像信號存儲在DMD36的SRAM單元56中時，由支撐柱支撐的 每個微鏡58相對于每個微鏡58的對角線被傾斜。圖像信號是通過二進 制值表示形成所需二維圖案的每個點的密度的信號。每個微鏡58相對 于DMD36所處的基板，被傾斜+ot度或-a度(例如士10度)。在圖7A中， 微鏡58開啟，并且微鏡58被傾斜+a度。在圖7B中，微鏡58關(guān)閉，并且 微鏡58被傾斜-a度。在DMD中，對于DMD 36的每個像素，基于圖像 信號控制微鏡的傾角，如圖6所示。因此，進入DMD 36的激光束B被 反射到與每個微鏡58的傾角相對應的方向。
圖6圖示了DMD 36的局部放大圖。在圖6所圖示的例子中，控制每個微鏡58，以傾斜+a度或-a度。通過與DMD 36相連的控制器160來 控制每個微鏡58的開啟/關(guān)閉。另外，在由關(guān)閉的微鏡58反射的激光束 B的傳播方向中，設置光吸收材料(未示出)。
光纖陣列光源38包括多個激光器模塊60(例如，14個模塊)，如圖 8所示。每個激光器模塊60連接到多模光纖62的一端。包層直徑比多模 光纖62小的多模光纖64連接到多模光纖62的另一端。如圖9中詳細所 示，通過排列每個多模光纖64的端部(與和多模光纖62相連的一端相 對)，形成激光發(fā)射部分66。沿與掃描方向垂直的方向?qū)⒍嗄９饫w64 的七個端部排列成行，并排列每一行包括七個端部的兩行，以形成激 光發(fā)射部分66。
由每個多模光纖64的端部形成激光發(fā)射部分66。另外，激光發(fā)射 部分66通過夾在兩個支撐板68之間而被固定，每個支撐板68具有平坦 表面，如圖9所示。優(yōu)選地，在多模光纖64的發(fā)光端的表面上設置諸如 玻璃之類的透明保護板，以保護發(fā)光端。每個多模光纖64的發(fā)光端處 的光密度較高。因此，發(fā)光端容易聚集塵粒，且發(fā)光端的條件趨于惡 化。如果設置如上所述的保護板，可以防止塵粒附著到端部表面上。 另外，可以延緩惡化。
接著，將描述二維像素陣列的傾角變化及其影響。 圖10A圖示了當像素陣列中每個像素列的傾角與設置傾角相同且 不存在傾角誤差時曝光面上的圖像(繪制圖像)。預先設置像素陣列，
以相對于掃描方向傾斜設置傾角eo。如果實際傾角與設置傾角eo相同，
二維像素陣列中沿掃描方向延伸的列(條)和與之相鄰的列(條)之 間的區(qū)域(條連接區(qū)域)中不會產(chǎn)生間隙或重疊。因此，所繪制的圖
像不會變得不均勻。同時，如果像素陣列的傾角是ei (<e。)，如圖10B
所示，則在條連接區(qū)域中產(chǎn)生間隙。因此，所繪制的圖像變得不均勻。
另夕卜，在圖10C所示的例子中，像素陣列的傾角是92 (>eQ)。在這種情
況下，在條之間的區(qū)域(條連接區(qū)域)中產(chǎn)生重疊。因此，所繪制的
圖像變得不均勻。在圖10B和10C所示的每個例子中，整個像素陣列中
的傾角相同。換言之，整個像素陣列中實際傾角和設置傾角之間的差 相同。在圖10B和10C所示的例子中，整個像素陣列中，像素陣列的傾角 相同。因此，整個像素陣列中，實際傾角與設置傾角的誤差相同。然 而，在有些情況下，整個像素陣列中的誤差可能不同。例如，在圖ll 中，像素陣列的傾角誤差存在變化。在圖11中，誤差在從0MAX (>e0) 到0Mm(〈e。)的范圍中。如果誤差存在變化，在條連接區(qū)域中產(chǎn)生"重
疊"或"間隙"。因此，不可能指出導致單個繪制圖像不均勻的單獨因素。
具體地，如圖12所示，條連接區(qū)域中的不均勻表現(xiàn)為繪制圖像中
線寬的變化。
如上所述，傾角失真是由多種因素導致的，例如DMD 36和曝光 面之間的光學系統(tǒng)的各種像差、對準偏差、DMD 36本身的失真、以 及微鏡的排列誤差。
在本實施例中，將描述用于在單曝光(N=l)中抑制不均勻的設 備和方法。
假設采用略大于角度0id^的角度作為每個曝光頭3O的設置傾角e， 換言之，作為每個DMD 36的設置傾角e。角度eid^是通過使用1024列 X256行可用的微鏡58在理想狀態(tài)下執(zhí)行精確單曝光的角度。理想狀態(tài) 是如設計一樣每個曝光頭30的安裝角度無誤差的狀態(tài)。角度6id^通過
如下算術(shù)表達式給出 s-p sin 9ideal = N5，
其中，N元曝光的次數(shù)是N，構(gòu)成每個像素列的可用微鏡58的數(shù)目為s， 可用微鏡58的像素列方向的像素間距為p，可用微鏡58沿與掃描方向垂 直的方向的像素列間距為5。短語"像素列間距"是指像素列之間的間 距。在本實施例中，DMD 36包括多個微鏡58，它們排列形成矩形網(wǎng) 格，如上所述。在DMD36中，水平方向的排列間距與垂直方向的排 列間距相同。另外，滿足如下算術(shù)表達式 p'cos 0ideal = 5。
因此，得到如下算術(shù)表達式 s.tan 9ideal = N。
在本實施例中，如上所述，執(zhí)行處理，以減小曝光面上產(chǎn)生的不
均勻。使用如上所述包括狹縫28和光電探測器122對以及位置指定單元
126的位置檢測單元120，并且對每個曝光頭30，檢測投影到曝光面上 的光點的位置。該光點是像素繪圖點，其己經(jīng)被繪制在繪圖面上。然 后，與位置指定單元126相連的操作設備130指定包括光點(換言之， 像素繪圖點)的繪圖列的實際傾角e'。操作設備130執(zhí)行待使用像素選 擇處理，以基于實際傾角e'，選擇在實際曝光處理中使用的微鏡。指
定實際傾角e'的處理以及選擇待使用像素的處理將參考圖i3和i4進行描述。
圖13是圖示單個DMD 36的曝光區(qū)域32和與該曝光區(qū)域32相對應 的狹縫之間的位置關(guān)系的頂視圖。如前所述，狹縫28的大小足夠大， 以覆蓋曝光區(qū)域32的寬度。
在本實施例中，選擇三個繪圖點列作為代表繪圖點列。曝光區(qū)域 32實質(zhì)上被分為三個相等區(qū)域。于是，選擇三個區(qū)域中每個區(qū)域的大 約中心(第170列，第512列以及第854列)處的繪圖點列作為代表繪圖 點列。選擇作為代表繪圖點列的繪圖點列數(shù)目不必是三?？蛇x地，可 以適當選擇曝光頭像素陣列中的像素列，并可以選擇曝光面上與該像 素列對應的繪圖點歹i」作為代表繪圖點列。
這里，可以通過將像素陣列中單個微鏡設置為開啟，將光點投影 到曝光面上，并可以獲得該光點的位置作為"將成為繪圖點的位置"。 然后，對于相同像素列上的另一微鏡，可以以類似方式獲得光點位置。 然后，可以獲得繪圖點列為光點列，該光點列是連接兩個光點的直線。 投影到曝光面上的光點是由曝光頭30在繪圖面上繪制的像素繪圖點。 因此，由投影到曝光面上的光點形成的光點列是"當實際執(zhí)行繪圖時 將成為繪圖點列的列"。在下面的描述中將使用獲得繪圖點列為光點列 的方法。
在本實施例中，如上所述，測量由每個代表繪圖點列的方向和曝
光頭掃描方向形成的角度，分別作為傾角er、 e2'、或93'。具體地，DMD
36的第1行第170列中的微鏡、以及DMD 36的第256行第170列中的微
鏡被設置為開啟。然后，檢測與第i行第no列中的微鏡對應的光點p^
(1， 170)的位置、以及與第256行第170列中的微鏡對應的光點P^
(256， 170)的位置。然后，由連接這兩個光點的直線和掃描方向形 成的角度被指定作為實際傾角6i'。類似地，通過檢測光點Pm (1， 512) 的位置和光點Pb2 (256， 512)的位置，指定實際傾角92'。類似地，通 過檢測光點P。 U， 854)的位置和光點Pc2 (256, 854)的位置，指 定實際傾角93'。
圖14是用于解釋光點PB2 (256， 512)的位置檢測方法的圖。首先， 將像素陣列中位置(256， 512)處的微鏡設置為開啟，并緩慢移動臺 14。臺14由臺驅(qū)動設備124驅(qū)動。然后，狹縫28相對向Y方向移動。狹 縫28位于任意位置，使得光點Pb2 (256, 512)位于上游側(cè)狹縫28a和 下游側(cè)狹縫28b之間。在這種狀態(tài)下，狹縫28a和狹縫28b的交點的坐標 被定義為(X0， Y0)?；谂_14向上述位置的移動距離(由向臺14提 供的驅(qū)動信號表示)以及狹縫28相對于X方向的位置，確定坐標(X0， Y0)的值。狹縫28相對于X方向的位置是已知位置。然后，記錄坐標 (X0， Y0)的值。
接著，移動臺14，并且狹縫28相對向圖14中Y軸右側(cè)移動。如圖 14中雙點虛線所示，當來自光點Pb2 (256， 512)的光透射通過左側(cè)狹 縫28b并被光電探測器檢測到時，停止臺14。該狀態(tài)下狹縫28a和狹縫 28b的交點的坐標被記錄為(X0， Yl)。
接著，移動臺M，并且狹縫28相對向圖14中Y軸左側(cè)移動。如圖 14中雙點虛線所示，當來自光點Pb2 (256， 512)的光透射通過右側(cè)狹 縫28a并被光電探測器檢測到時，停止臺14。該狀態(tài)下狹縫28a和狹縫 28b的交點的坐標被記錄為(X0， Y2)。
然后，通過使用如下算術(shù)表達式計算光點PB2 (256， 512)的坐標 (X， Y):
X = X0 + (Y1 -Y2)/2;以及
Y = (Y1 +Y2)/2
類似地，確定光點Pm (1， 512)的坐標。然后，獲得由連接光點 PB1 (1， 512)和光點Pb2 (256， 512)的直線的方向與掃描方向形成 的角度。(該直線是在執(zhí)行實際繪圖時成為"代表繪圖點列"的光點列。 因此，后文中，稱之為"代表光點列"。)因此，指定了實際傾角62'。
類似地，也指定實際傾角仏'和實際傾角03'。
這里，通過與光電探測器122相連的位置指定單元126檢測每個光 點如光點Pb,和光點Pb2的位置。具體地，位置指定單元126通過使用如 上所述的方法獲得每個光點的位置。位置指定單元126基于表示光電探 測器122已經(jīng)檢測到每個光點的信息以及表示在已經(jīng)檢測到光點時臺 14的位置的信息，來獲得上述位置。表示臺14的位置的信息從控制器 160輸入。
然后，操作設備130接收表示每個光點的位置的信息，并指定實際 傾角e'。另外，操作設備130執(zhí)行待使用像素選擇處理，以基于指定的
實際傾角e'，選擇在實際曝光處理中實際使用的微鏡。
當位置檢測單元120執(zhí)行檢測位置的處理時，臺14由控制器160控 制的臺驅(qū)動設備124驅(qū)動，并沿導軌20移動。因此，臺驅(qū)動設備124、 導軌20、臺14、控制器160等也是形成位置檢測單元120的組件。
操作設備130使用指定的實際傾角e'，并獲得與滿足如下算術(shù)表達 式的值k最接近的自然數(shù)Tn:
tn'tan 0n' = N。
例如，對實際傾角92'，獲得自然數(shù)T2。執(zhí)行選擇DMD36中第1行 至第T行中微鏡的處理。選擇第1行至第T行中的微鏡作為在相應代表 光點列附近的區(qū)域曝光期間實際使用的微鏡。例如，在本實施例中，
選擇第1行至第T2行中的微鏡作為曝光中使用的微鏡。在中心為連接光
點Pw (1， 512)和光點Pb2 (256， 512)的代表光點列的區(qū)域中選擇 第l行至第T2行中的微鏡。中心為連接光點PBi(l，512)和光點PB2(256， 512)的代表光點列的區(qū)域是從第342列到第683列的區(qū)域。
類似地，基于實際傾角e卩，獲得自然數(shù)T,。在中心為連接光點PA, (1， 170)和光點Pm (256， 170)的代表光點列的區(qū)域中(從第l列 到第341列)，選擇第l行至第Ti行中的微鏡作為曝光中使用的微鏡。
另外，基于實際傾角03'，獲得自然數(shù)T3。在中心為連接光點Pd (1， 854)和光點Pc2 (256， 854)的代表光點列的區(qū)域中(從第684 列到第1024列)，選擇第1行至第T3行中的微鏡作為曝光中使用的微鏡。
進行設置，使得在曝光中不使用所選微鏡之外的其他微鏡。具體
地，向不使用的每個微鏡，發(fā)送用于將微鏡傾角總是設置為關(guān)閉的信 號。
例如，在本實施例中，如果每個實際傾角e 、 02'和63'與設置傾角90 滿足如下關(guān)系
<formula>formula see original document page 24</formula>
則將如圖15所示的區(qū)域設置為未使用像素區(qū)域。
具體地，表示己經(jīng)由操作設備130選擇且在曝光中實際使用的微鏡 的信息輸入到設置改變裝置150。(這里，該信息也是表示未使用像素 的信息。)設置改變裝置150改變控制器160的設置，使得只有已經(jīng)被選 擇為將實際使用的微鏡的微鏡進行操作。在控制器160的設置改變之 后，在設置己經(jīng)改變的控制器160的控制之下，執(zhí)行曝光。因此，即使 每個繪圖列的傾角不同，也適當?shù)貙L圖列選擇待使用像素。因此， 可以抑制曝光面的失真影響。
待使用像素指定裝置140和設置改變裝置150可以集成為待使用像 素設置裝置。待使用像素設置裝置執(zhí)行設置，使得可用像素中只有待 使用像素進行操作。
另外，可以選擇大量代表光點列，并可以對每個代表光點列指定 實際傾角。如果選擇更大數(shù)量的代表光點列，則可以更精確地修正繪 制圖像中的失真。
這里，通過使用如下方法，也可以獲得代表光點列的實際傾角。 具體地，當使用代表光點列附近的區(qū)域作為代表區(qū)域時，對該代表區(qū) 域中部分或所有光點列中的每一列，指定實際傾角(稱之為個體實際 傾角)。另外，將個體實際傾角的平均值視為代表區(qū)域的實際傾角。通 過測量每一列上至少兩個光點的位置，可獲得每一光點列。可選地， 可以將個體實際傾角的中間值、最大值和最小值之一視為代表區(qū)域的 實際傾角。例如，如果使用個體實際傾角的最小值作為代表區(qū)域的實 際傾角，可以更有效地抑制由代表區(qū)域中條連接區(qū)域中的間隙所產(chǎn)生 的不均勻?？蛇x地，如果使用個體實際傾角的最大值作為代表區(qū)域的
實際傾角，可以更有效地抑制由條連接區(qū)域中的重疊所產(chǎn)生的不均勻。 在上述實施例中，操作設備130接收光點位置的檢測結(jié)果，該檢測
結(jié)果通過使用狹縫28和光電探測器122對以及位置指定單元126獲得。 然后，操作設備130獲得多個實際傾角。另外，操作設備130基于每個 實際傾角，選擇待使用像素。在上述實施例中，已經(jīng)描述了作為待使 用像素指定裝置的待使用像素指定單元140的操作。可選地，待使用像
素指定裝置可以在不獲得實際傾角的情況下，指定可用微鏡中在N元 繪圖中所使用的待使用像素。另外，使待使用像素指定裝置用作由操 作者手動指定待使用的微鏡的裝置，也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，通 過使用可用微鏡執(zhí)行參考曝光(稍后描述)，并且操作者目視檢查參考 曝光結(jié)果。因此，操作者可以通過檢査分辨率或密度的不均勻，指定 待使用的微鏡。
已經(jīng)詳細描述了根據(jù)本發(fā)明的曝光設備的實施例以及在執(zhí)行單 (N=l)曝光時曝光設備的修改示例。接著，將描述將設置待使用像 素的方法應用于雙(N二2)曝光時的有益效果。另外，將描述在所謂 的多曝光中用于有效抑制繪制圖像不均勻的曝光設備修改示例。多曝 光是指N大于等于2時的曝光。在如下描述中，將使用與曝光設備10(在 解釋單曝光時使用)具有相同結(jié)構(gòu)的曝光設備，除非另外指明。另外，
假設在多曝光中還是滿足以上算術(shù)表達式所給出的關(guān)系。
在雙曝光中，由奇數(shù)列形成的曝光圖案與由偶數(shù)列形成的曝光圖 案彼此疊加，以形成單個繪制圖像。
已經(jīng)針對單曝光的例子描述了在微鏡中選擇待使用像素以解決所 謂的"角度失真"問題的方法。"角度失真"是由DMD36中微鏡58的 列方向的傾角誤差導致的失真。在說明選擇待使用像素的例子中，選 擇三個代表光點列。另外，指定三個代表光點列中每一個的實際傾角。 然后，對于每一代表區(qū)域，基于所指定的實際傾角，指定待使用的像 素行。代表區(qū)域是每一代表光點列附近的區(qū)域。在該方法中，如上所 述，如果所選的代表光點列的數(shù)目越小，在指定待使用像素之前所需 的計算量越小。然而，如果代表光點列的數(shù)目較小，則在某些情況下 可能不能充分減小由每一代表區(qū)域中的傾角變化導致的繪制圖像中的
失真影響。
例如，在圖16所示的代表區(qū)域中，如果沒有指定待使用像素，在 條連接區(qū)域中產(chǎn)生間隙和重疊。當對代表區(qū)域設置"未使用像素區(qū)域" 時，如圖17所示，減小了由角度失真引起的繪制圖像不均勻。然而， 在由奇數(shù)列形成的曝光圖案和由偶數(shù)列形成的曝光圖案每一個中，略 微產(chǎn)生了 "不足曝光區(qū)域(條連接區(qū)域中產(chǎn)生間隙的區(qū)域)"和"過度 曝光區(qū)域(條連接區(qū)域中產(chǎn)生重疊的區(qū)域)"。在圖17所示的例子中， 使用大致位于代表區(qū)域中心的光點列作為代表光點列。然后，基于代 表光點列的實際傾角，獲得待使用像素的行數(shù)。另外，在代表區(qū)域中 確定未使用像素區(qū)域。未使用像素區(qū)域包括代表區(qū)域中特定數(shù)目的行。 因此，在代表區(qū)域的每一邊緣附近略微產(chǎn)生條連接區(qū)域中的不均勻， 這些邊緣遠離中心處的光列(圖17中，左側(cè)的曝光圖案和右側(cè)的曝光 圖案中每一個)。
如上所述，如果僅執(zhí)行一次曝光，可能殘留輕微的不均勻。然而， 當執(zhí)行雙曝光時，由奇數(shù)列形成的曝光圖案與由偶數(shù)列形成的曝光圖 案彼此疊加。因此，由奇數(shù)列形成的曝光圖案與由偶數(shù)列形成的曝光 圖案彼此補充。因而，減小了每一曝光圖案中條連接區(qū)域中的不均勻， 并且這種不均勻變得不明顯。因此，如果在選擇待使用像素期間選擇 了較少數(shù)目的代表光點列，可以減小用于選擇待使用像素的計算量。 另外，通過選擇待使用像素，可以獲得減小不均勻的有益效果。另外， 通過將多曝光中的圖案疊加，可以獲得減小不均勻的有益效果。因此， 可以繪制高質(zhì)量圖像。
具體地，在多曝光中，當存在圖形失真時，在有些情況下不能充
分抑制失真的影響(圖17)。在這種情況下，如果以與單曝光中的處理 類似的方式基于實際傾角選擇待使用像素，可以獲得更精確的圖像。
具體地，如圖i8所示，當實際傾角為&' (>e0)、 e2， (=e0)以及93'(< e。時，基于實際傾角的變化，選擇待使用像素的數(shù)目。如果以這種 方式選擇待使用像素的數(shù)目，可以抑制不均勻的產(chǎn)生，或者抑制每一 階段中所繪制的圖像(例如，由奇數(shù)列形成的曝光圖案與由偶數(shù)列形 成的曝光圖案中每一個)中條連接區(qū)域中產(chǎn)生間隙。因此，在多曝光
中(其中，每一階段所繪制的圖像彼此疊加)，可以獲得更精確的圖像。 如果通過選擇較大數(shù)目的代表光點列來確定待使用像素，并且執(zhí)
行多曝光，則繪制圖像的質(zhì)量甚至更高。
接著，將描述減小由角度失真之外的其他因素導致的繪制圖像不均勻。
除了角度失真之外，繪制圖像的不均勻由"放大失真"造成(圖
19A)。當來自DMD 36的每一微鏡58的光束以彼此不同的放大率到達 曝光面上的曝光區(qū)域32時，產(chǎn)生"放大失真"。另外，繪制圖像的不均 勻還由"束徑局域性"造成(圖19B)。"束徑局域性"是來自DMD36 的每一微鏡58的光束以彼此不同的光束直徑到達曝光面的狀態(tài)。放大 失真和束徑局域性主要由DMD 36和曝光面之間的光學系統(tǒng)的各種像 差以及對準偏差造成。另外，繪制圖像的不均勻還由"光量局域性" 造成。"光量局域性"是從DMD36的每一微鏡58發(fā)出的光束以彼此不 同的光量到達曝光面上的曝光區(qū)域32的狀態(tài)。光量局域性由各種像差 以及對準偏差造成。光量局域性也由DMD 36和曝光面之間的光學元 件(例如，圖5中的透鏡52和54，每一個均為單透鏡)的透射率的位置 依賴性造成。光量局域性還由照射DMD 36的照明的光量的局域性造 成。
通過選擇待使用像素，可以減小由這些失真產(chǎn)生的繪制圖像不均 勻。另外，通過執(zhí)行雙曝光從而疊加曝光圖案，可以減小不均勻。
在曝光設備10的修改示例中，當N大于等于2時，可以通過僅使用 可用微鏡中構(gòu)成彼此間間隔為(N-l)列的像素列的微鏡，來執(zhí)行參 考曝光。可選地，可以通過僅使用數(shù)目對應于像素總數(shù)的1/N、且構(gòu)成 彼此相鄰的像素行組的微鏡，來執(zhí)行參考曝光。執(zhí)行參考曝光，使得 實現(xiàn)接近理想單曝光的狀態(tài)。然后，可以在參考曝光中使用的微鏡中 指定實際曝光中不使用的微鏡。具體地，如果指定了實際曝光中不使 用的微鏡，可以指定微鏡中在實際曝光中使用的微鏡。這些微鏡是參 考曝光中使用的像素。
圖20A和20B是用于解釋參考曝光例子的圖。在圖20A和20B所示 的例子中，N大于等于2，并且通過僅使用構(gòu)成彼此間間隔為(N-l)
列的像素列的微鏡來執(zhí)行參考曝光。在該例子中，假設實際曝光為雙 曝光。因此，N = 2。首先，通過僅使用與奇數(shù)光點列(圖20A中以實 線表示)相對應的微鏡，執(zhí)行參考曝光，并且參考曝光的結(jié)果輸出作 為樣本。然后，操作者基于參考曝光的輸出結(jié)果，目視檢查分辨率或 密度的不均勻。操作者還估計實際傾角。因此，操作者可以指定實際 曝光中使用的微鏡，使得在實際曝光中最小化分辨率或密度的不均勻。
例如，可以將構(gòu)成奇數(shù)像素列的微鏡中與圖20B中陰影光點列相對應
的微鏡之外的其他微鏡指定為實際曝光中實際使用的微鏡?？梢砸灶?似的方式對偶數(shù)像素列中的微鏡單獨執(zhí)行參考曝光，以指定實際曝光 中使用的微鏡?？蛇x地，可以將與用于奇數(shù)像素列的圖案相同的圖案 用于偶數(shù)像素列。因為如上所述指定了實際曝光中使用的微鏡，可以 在實際曝光中執(zhí)行與理想雙曝光接近的雙曝光，其中在雙曝光中使用 奇數(shù)微鏡列以及偶數(shù)微鏡列。參考曝光的結(jié)果可以由操作者目視檢查 或者通過機器分析。短語"微鏡列"是指一列微鏡。
圖21A和21B是用于解釋參考曝光的另一例子的圖。在圖21A和 21B所示的例子中，N大于等于2，并且通過僅使用與像素總數(shù)的1/N 相對應、且構(gòu)成彼此相鄰的像素行組的微鏡來執(zhí)行參考曝光。在該例 子中，假設實際曝光是雙曝光。因此，N=2。首先，通過僅使用與從 第1行至第128 (=256/2)行的光點相對應的微鏡(圖21A中以實線表 示)，來執(zhí)行參考曝光。然后，參考曝光的結(jié)果輸出作為樣本。然后， 操作者基于參考曝光的輸出結(jié)果，目視檢査分辨率或密度的不均勻。 操作者還估計實際傾角。因此，操作者可以指定實際曝光中使用的微 鏡，使得在實際曝光中最小化分辨率或密度的不均勻。例如，可以將 第1行至第128行的微鏡中與圖21B中陰影光點列相對應的微鏡之外的 其他微鏡指定為實際曝光中實際使用的微鏡?？梢砸耘c對第l行至第 128行中的微鏡執(zhí)行參考曝光相類似的方式，對第129行至第256行中的 微鏡，單獨執(zhí)行參考曝光，以指定實際曝光中使用的微鏡?？蛇x地， 可以將與用于第1行至第128行中微鏡的圖案相同的圖案用于第129行 至第256行中的微鏡。因為如上所述指定了實際曝光中使用的微鏡，可 以在實際曝光中執(zhí)行與理想雙曝光接近的雙曝光，其中在雙曝光中使
用所有微鏡。參考曝光的結(jié)果可以由操作者目視檢査或者通過機器分 析。
在描述實施例及其修改示例時，實際曝光是雙曝光。然而，實際 曝光不必是雙曝光。實際曝光可以是曝光次數(shù)大于等于2的多曝光。具 體地，如果實際曝光是三曝光至七曝光之一等，可以在獲得高分辨率 與和減小分辨率和密度的不均勻之間獲得平衡。
另外，在上述實施例及其修改示例的曝光設備中，優(yōu)選地，提供 用于轉(zhuǎn)換圖像數(shù)據(jù)的機構(gòu)。用于轉(zhuǎn)換圖像數(shù)據(jù)的機構(gòu)是用于轉(zhuǎn)換圖像 數(shù)據(jù)使得由圖像數(shù)據(jù)表示的二維圖案的預定部分的大小變?yōu)榕c由所選 待使用像素可形成的相應部分的大小相同的機構(gòu)。如果以這種方式轉(zhuǎn) 換圖像數(shù)據(jù)，可以在曝光面上形成與所需二維圖案精確相同的高精度 圖案。
在以上實施例的描述中，省略了每個單元如移動裝置的驅(qū)動機構(gòu)。
可以使用常規(guī)驅(qū)動機構(gòu)作為驅(qū)動機構(gòu)。例如，可以釆用球軌(ball mil) 系統(tǒng)、空氣活塞(air-slide)系統(tǒng)等作為滑動系統(tǒng)。在球軌系統(tǒng)中，移 動基座在軌道上移動。另外，可以采用滾珠(ball bearing)、空氣軸承
(air bearing)等作為轉(zhuǎn)動機構(gòu)?？梢圆捎猛馆?cam)機構(gòu)、連桿(link) 機構(gòu)、齒條小齒輪(rack pinion)機構(gòu)、滾珠螺旋/滾珠襯套
(ball-screw/ball-bush)機構(gòu)、空氣活塞機構(gòu)、活塞-氣缸機構(gòu)等作為 驅(qū)動力傳送機構(gòu)。另外，可以采用電機、油壓致動器、氣壓致動器等 作為驅(qū)動源。
曝光設備10是根據(jù)本發(fā)明的繪圖設備的例子。根據(jù)本發(fā)明的繪圖 設備是用于通過執(zhí)行N元(N是大于等于2的自然數(shù))繪圖在繪圖面上 繪圖以在繪圖面上形成由圖像數(shù)據(jù)表示的二維圖案的繪圖設備。根據(jù) 本發(fā)明的繪圖設備包括具有像素陣列的繪圖頭。像素陣列包括多個可 用像素，并且像素二維排列。像素陣列基于圖像數(shù)據(jù)，產(chǎn)生形成二維 圖案的繪圖點組。換言之，使用像素陣列來在繪圖面上繪制表示二維 圖案的像素繪圖點。另外，可用像素的像素列方向相對于繪圖頭的掃 描方向形成預定的設置傾角。該繪圖設備還包括移動裝置、待使用像 素指定裝置和設置改變裝置。移動裝置相對于繪圖頭，沿掃描方向相
對移動繪圖面。待使用像素指定裝置指定繪圖頭中包括的多個可用像 素中在N元曝光中使用的待使用像素。設置改變裝置改變設置，使得
繪圖頭中包括的可用像素中僅有被指定的待使用像素進行操作。
產(chǎn)生繪圖點組的像素陣列可以是DMD中排列的多個微鏡。如上所
述排列的多個微鏡基于每個微鏡的曝光或非曝光狀態(tài)，發(fā)出一組光通 量。被微鏡反射的這組光通量是一組繪圖點。通過這組光通量，繪圖 面被曝光。換言之，像素繪圖點被繪制在繪圖面上。另外，可以使用 本實施例中所使用的像素陣列之外的其他像素陣列。例如，像素陣列 可以是具有多個噴嘴、這些噴嘴排列以執(zhí)行噴墨方法的像素陣列。如 上所述排列的多個噴嘴基于每個噴嘴的繪制或非繪制狀態(tài)，發(fā)出一組 墨滴。這組墨滴是一組繪圖點。這組墨滴從多個噴嘴噴射，以在繪圖 面上繪圖。換言之，像素繪圖點被繪制在繪圖面上。
表述"可用像素的像素列方向相對于繪圖頭的掃描方向形成預定 的設置傾角"是指"可用像素的像素列方向和繪圖面相對于繪圖頭的 相對掃描方向形成預定的設置傾角"。另外，預定的設置傾角可以由像 素繪圖點列的延伸方向和繪圖面相對于繪圖頭的掃描方向形成的角度
表示D通過每個像素在繪圖面上繪制的像素繪圖點構(gòu)成像素繪圖點列。
另外，繪圖頭中的像素陣列可以是用于發(fā)出每個光通量以在繪圖 面上繪制表示二維圖案的像素繪圖點的像素陣列。像素陣列可以向繪 圖面發(fā)出每個光通量，使得每個光通量對應于構(gòu)成像素陣列的每個像 素。在這種情況下，待使用像素指定裝置基于像素繪圖點的位置檢測 結(jié)果，獲得像素陣列中像素的位置。通過發(fā)出每個光通量在繪圖面上 形成像素繪圖點。
另外，待使用像素指定裝置可以包括位置檢測裝置和選擇裝置。
位置檢測裝置可以指定在按設計執(zhí)行預定的N元繪圖時的過度繪圖部
分。過度部分是與構(gòu)成像素陣列的像素列之間的連接部分相對應、且 執(zhí)行了過度繪圖的部分?？蛇x地，位置檢測裝置可以指定在按設計執(zhí)
行預定的N元繪圖時的不足繪圖部分。不足繪圖部分是與構(gòu)成像素陣 列的像素列之間的連接部分相對應、且執(zhí)行了不足繪圖的部分。另外， 選擇裝置可以指定與所指定的過度繪圖部分以及所指定的不足繪圖部分相對應的像素。選擇裝置去除與過度繪圖部分相對應的像素，或者 添加與不足繪圖部分相對應的像素。因此，選擇裝置可以選擇像素陣 列中可用像素中實際曝光中使用的待使用像素，使得去除過度繪圖部 分和不足繪圖部分。
另外，選擇裝置可以在像素陣列中選擇實際曝光中使用的待使用 像素，使得與過度繪圖部分相對應的像素繪圖點的數(shù)目最小化，并使 得與不足繪圖部分相對應的像素繪圖點消除。
另外，選擇裝置可以在像素陣列中選擇實際曝光中使用的待使用 像素，使得與過度繪圖部分相對應的像素繪圖點消除，并且使得與不 足繪圖部分相對應的像素繪圖點的數(shù)目最小化。
接著，將描述待使用像素指定裝置的例子。該待使用像素指定裝
置在不獲得實際傾角e'的情況下，指定可用微鏡中在N元繪圖中使用的
待使用像素。
下面將描述的待使用像素指定裝置的例子可以應用于如下情況 可用微鏡中僅構(gòu)成彼此之間間隔為(N-l)列的像素列的微鏡被用于 執(zhí)行參考曝光?？蛇x地，該待使用像素指定裝置的例子可以應用于如 下情況可用微鏡中僅數(shù)目與像素總數(shù)的1/N相對應、且構(gòu)成彼此相鄰 的像素行組的微鏡被用于執(zhí)行參考曝光。執(zhí)行參考曝光，使得實現(xiàn)與 理想單曝光接近的狀態(tài)。該待使用像素指定裝置的例子可以應用于如 下情況在參考曝光中已經(jīng)使用的微鏡中指定實際曝光中不使用的微 鏡。
在如下描述中，投影到曝光面上、并且在執(zhí)行實際繪制時成為繪 圖點的光點被稱作像素繪圖點。
圖22A、 22B和22C是分別示出由像素繪圖點形成、且沿X方向延 伸的直線的圖。像素繪圖點是在連接部分處獲得偏差量時在曝光面上 繪制的點。圖22A是示出連接部分處的偏差量為零的狀態(tài)的圖。圖22B 是示出連接部分中存在偏差且繪圖過度的狀態(tài)的圖。圖22C是示出連 接部分中存在偏差且繪圖不足的狀態(tài)的圖。另外，圖23是示出在微鏡 的連接部分中獲得偏差量時像素列狀態(tài)和由像素列繪制的直線之間的 對應關(guān)系的圖。微鏡構(gòu)成像素陣列中彼此相鄰的像素列。圖24是示出
在連接部分處獲得偏差量時沿X軸方向延伸的直線的一部分的圖。圖
25是示出參考標尺的圖。這里，圖23圖示了連接部分處的偏差量為零
的狀態(tài)。
可以在不獲得實際傾角e'的情況下指定待使用微鏡。在該方法中，
像素陣列中彼此相鄰的像素列之間的連接部分被用作標準。像素陣列
是N元曝光中使用的像素陣列，并且其中像素按設計理想排列。然后，
獲得連接部分處的偏差量，這是像素列之間的連接部分處的實際偏差 量。另外，基于連接部分處的偏差量，指定待使用微鏡(待使用像素)。 可以基于繪圖過度部分中像素繪圖點的數(shù)目，來獲得連接部分處的偏 差量。可選地，可以基于繪圖不足部分中像素繪圖點的數(shù)目，來獲得 連接部分處的偏差量。
當獲得連接部分處的偏差量時，僅使用曝光頭的像素中構(gòu)成彼此
之間間隔為(N-l)列的像素列的微鏡。像素是按設計在N元曝光中使 用的像素。執(zhí)行曝光，使得通過將曝光面曝光而形成的像素繪圖點形 成沿X軸方向的直線。X軸方向是與掃描方向(Y軸方向)垂直的方向。 通過將曝光面曝光而形成、且沿X軸方向延伸的直線的厚度可以是一 個像素繪圖點的大小。可選地，該直線的厚度可以大于等于兩個像素 繪圖點的大小。后文，將其中在N元曝光中僅使用構(gòu)成彼此之間間隔 為(N-l)列的像素列的微鏡的方法稱作"細化參考曝光"。在如下描 述中，假設執(zhí)行細化參考曝光。
另外，當通過曝光頭執(zhí)行繪圖時，執(zhí)行曝光，使得不使用超出與 可能的最大連接部分處偏差量(后文稱作"可能的連接部分處偏差量") 相對應的像素繪圖點數(shù)目的微鏡。可能的連接部分處偏差量是對于將 執(zhí)行過度繪圖的部分可設想的偏差量。換言之，通過將超出與可能的 連接部分處偏差量相對應的像素繪圖點數(shù)目的微鏡設置為非曝光狀 態(tài)，來執(zhí)行曝光。與可能的連接部分處偏差量相對應的微鏡數(shù)目對應 于N元曝光中使用、且構(gòu)成彼此相鄰的像素列的像素在曝光面上沿掃
描方向繪制多于一次的可能的像素繪圖點的數(shù)目。
接著，將參考圖22A、 22B、 22C和23描述如下情況基于彼此相
鄰的像素列所繪制的像素繪圖點，獲得連接部分處的實際偏差量。
當測量像素列Sa和Sb (它們是彼此不同的繪圖單元)之間的連接 部分處的偏差量時，對間隔像素Sa (16， e)至Sa (20， e)不執(zhí)行繪 圖，繪制間隔相鄰像素Sa (15， e)和Sb (1， e+l)。間隔相鄰像素Sa (15， e)禾口Sb (1， e+l)是分別與間隔像素Sa (16， e)至Sa (20， e) 一側(cè)相鄰的像素。間隔像素是沿像素列排列的預定數(shù)目的連續(xù)像素， 且至少包括像素列Sa和Sb之一中的像素。在該例子中，間隔像素的數(shù) 目為5。另外，應該繪制像素列Sa和像素列Sb，使得它們彼此相鄰， 并且像素列Sa的邊緣Fa和像素列Sb的邊緣Fb位于其間。然后，將由間 隔相鄰像素Sa (15， e)和Sb (1， e+l)在曝光面上繪制的像素繪圖 點Qa (15， e)和Qb (1， e+l)之間可插入的像素繪圖點數(shù)目與間隔 像素Sa (16， e)至Sa (20， e)的數(shù)目彼此比較。因此，獲得像素列 Sa和像素列Sb之間的連接部分處的偏差量。
圖22A所示的連接部分的狀態(tài)對應于圖23所示的連接部分的狀 態(tài)。在圖22A和圖23中，連接部分不存在偏差。圖22B是示出執(zhí)行過度 繪圖且連接部分中存在偏差的狀態(tài)的圖。圖22C是示出執(zhí)行不足繪圖 且連接部分中存在偏差的狀態(tài)的圖。
間隔像素Sa (16， e)至Sa (20， e)如上所述是預定數(shù)目的像素。 該預定數(shù)目是略大于可能的連接部分處偏差量的數(shù)目。在圖23所示的 像素列Sa中，以白圈表示的像素是不用來在曝光面上執(zhí)行曝光的像素 (微鏡)。在圖23中，其他像素，即以黑圈表示的像素是用來在曝光面 上執(zhí)行曝光的像素(微鏡)。
間隔像素繪圖點組可以僅排列在像素繪圖點列Qa中?？蛇x地，間 隔像素繪圖點組可以僅排列在像素繪圖點列Qb中。可選地，可以排列 間隔像素繪圖點組，以橫跨像素繪圖點列Qa和像素繪圖點列Qb。
在圖23下部以及圖24中示出了如上所述在曝光面上繪制、且沿X 軸方向延伸的直線。直線部分La是通過像素陣列中像素列Sa曝光的區(qū) 域。直線部分Lb是通過像素陣列中像素列Sb曝光的區(qū)域。直線部分Le 是沒有被微鏡曝光的部分，其數(shù)目對應于可能的連接部分處偏差量。 具體地，直線部分Le是未被對應于間隔像素Sa (16， e)至Sa (20， e) 的微鏡曝光的部分。換言之，直線部分Le對應于圖22A、 22B和22C中
所示的間隔像素繪圖點組J。
然后，在將與可能的連接部分處偏差量相對應的微鏡設置為非曝 光狀態(tài)同時，將曝光面曝光。另外，通過將曝光面曝光，由曝光頭單
獨形成如圖25所示的參考標尺Ls。參考標尺Ls是通過使用構(gòu)成像素陣 列中一個像素列的微鏡執(zhí)行曝光所形成、且沿x軸方向延伸的直線。 在參考標尺Ls中，形成作為非曝光部分的直線部分L (n)、 L (n+l)、 L (n+2)、 L (n+3)、 L (n-1)、 L (n畫2)和L (n-3)。直線部分L (n)、 L (n+l)、 L (n+2)、 L (n+3)、 L (n-l)、 L (n畫2)和L (n-3)是在n 個像素(微鏡)、(n+l)個像素(微鏡)、(n+2)個像素(微鏡)、(n+3) 個像素(微鏡)、(n-l)個像素(微鏡)、(n-2)個像素(微鏡)以及
(n-3)個像素(微鏡)被設置為非曝光狀態(tài)且與非曝光狀態(tài)的像素相 鄰的每個像素(微鏡)被設置為曝光狀態(tài)時，通過執(zhí)行繪圖形成的。 參考標尺Ls中每一直線部分L (n)中的像素繪圖點的數(shù)目(n) 被設置為與對應于可能的連接部分處偏差量的微鏡數(shù)目(該情況下，n =5)相同的數(shù)目。因此，通過比較每個直線部分Le的長度與參考標 尺Ls中每個直線部分L (n-3)至L (n+3)的長度，可以獲得與連接部 分處的偏差量相對應的微鏡數(shù)目。
例如，如果直線部分Le的長度與直線部分L (n)的長度相同，則 連接部分處的偏差量為零(0)。如果直線部分Le的長度與直線部分L
(n-3)的長度相同，則與連接部分處的偏差量相對應的微鏡數(shù)目是-3。 具體地，像素列Sa和像素列Sb彼此重疊3個微鏡，換言之，重疊3個像 素。因此，通過指定待使用像素從而不使用像素列Sa和像素列Sb之間 連接部分處的三個微鏡，可以抑制像素繪圖點列之間連接部分處的不 均勻。通過將三個微鏡設置為非曝光狀態(tài)，從而不使用這三個微鏡。 另外，如果直線部分Le的長度與直線部分L (n+2)的長度相同， 則與連接部分處的偏差量相對應的微鏡數(shù)目是+2。在這種情況下，像 素列Sa和像素列Sb彼此分開兩個微鏡，并且缺少兩個像素。因此，通 過額外指定兩個多余微鏡作為待使用像素，向像素列Sa和像素列Sb之 間的連接部分中加入兩個像素，并執(zhí)行曝光。因此，可以抑制像素繪 圖點列之間連接部分處的不均勻。
如上所述，獲得了每個直線部分La (Le)、 Lb和L (n)的圖像以 及形成參考標尺的每個直線部分L (nil)…的圖像。在按設計執(zhí)行預 定的N元繪圖時，每個直線部分的圖像是表示與像素列之間連接部分 相對應的繪圖是過度的部分的圖像，或者表示繪圖不足部分的圖像。
然后，基于表示每個直線部分的圖像的信息，獲得繪圖過度或不 足的連接部分處的偏差量。然后，從可用像素中選擇待使用像素，使 得補償過度繪圖部分和不足繪圖部分。待使用像素是像素陣列中在實 際曝光時使用的像素。具體地，在可用像素中指定未使用像素，并且 選擇所指定的未使用像素之外的其他像素作為待使用像素，從而在連 接部分中不產(chǎn)生不均勻。
然后，基于表示待使用像素(未使用像素)的信息，進行設置， 使得可用像素中僅有所選的待使用像素實際進行操作。然后，基于設 置，執(zhí)行實際曝光。
這里，直線部分Le的長度和每個直線部分L (n)、 L (n±l)…的 長度可以彼此目視比較?？蛇x地，使用與上述方法不同方法的預定設 備可用于比較長度。
另外，在上述實施例及其修改示例的曝光設備中，使用對從光源 發(fā)出的光逐個像素進行調(diào)制的DMD作為像素陣列。然而，不必使用 DMD作為像素陣列。除了DMD之外，諸如液晶陣列之類的光調(diào)制元 件以及光源陣列(例如，LD (激光二極管)陣列、LED (發(fā)光二極管) 陣列、有機EL (電致發(fā)光)陣列等)可以用作像素陣列。
另外，在上述實施例及其修改示例的曝光設備中，在恒定移動曝 光頭的同時，可以連續(xù)執(zhí)行曝光?？蛇x地，可以逐步移動曝光頭，并 且通過在每個移動位置處停止曝光頭來執(zhí)行曝光。
另外，本發(fā)明可以應用于曝光設備和方法之外的任何種類的設備 或方法，只要該設備或方法是通過在繪圖面上執(zhí)行N元繪圖(N是大于 等于l的自然數(shù))而在繪圖面上形成圖像數(shù)據(jù)所表示的二維圖案的繪圖 設備和繪圖方法。例如，本發(fā)明可以應用于噴墨打印機和噴墨打印方 法。具體地，噴墨打印機的噴墨記錄頭通常包括噴射墨滴、且形成在 與記錄介質(zhì)(例如，記錄紙、OHP (高射投影儀)片等)相對的噴嘴
面上的噴嘴。有些噴墨打印機可以通過執(zhí)行N元繪圖來記錄圖像。在 這種噴墨打印機中，多個噴嘴排列形成網(wǎng)格，并且頭本身相對于掃描 方向傾斜。在采用二維排列的噴墨打印機中，如上所述，頭本身的實 際傾角可能偏離理想傾角。另外，在噴墨打印機中，可能由于噴嘴本 身的排列誤差等而存在圖案失真。即使實際傾角偏離理想傾角，或者 即使存在圖案失真，通過應用本發(fā)明，也可以減小繪制圖像的不均勻。 通過指定數(shù)目足以使頭安裝角度誤差或圖案失真的影響最小化的噴嘴 作為實際使用的噴嘴，可以減小不均勻。另外，如果執(zhí)行多曝光，如 雙曝光等，通過多曝光的補償效應，可以消除其他因素導致的不均勻。 因此，可以進一步減小記錄圖像中分辨率或密度的不均勻。
另外，已經(jīng)詳細描述了每一實施例作為本發(fā)明的示例。不必說， 本發(fā)明的技術(shù)范圍應當僅由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種繪圖設備，用于通過執(zhí)行N元繪圖在繪圖面上形成圖像數(shù)據(jù)所表示的二維圖案，其中N是大于等于1的自然數(shù)，所述設備包括至少一個繪圖頭，每一繪圖頭包括像素陣列；移動裝置，用于相對于繪圖面，沿掃描方向相對移動所述至少一個繪圖頭中的每一個；以及待使用像素設置裝置，用于針對所述至少一個繪圖頭中的每一個，基于像素陣列中像素列相對于掃描方向的傾角變化，設置待使用像素，其中，所述至少一個繪圖頭中的每一個相對于繪圖面安裝，使得所述至少一個繪圖頭中的每一個的可用像素的像素列方向與相對掃描方向形成預定的設置傾角，以及像素陣列包括多個二維排列的可用像素，并基于圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生形成二維圖案的繪圖點組，以及待使用像素設置裝置設置待使用像素，使得所述多個可用像素中在N元繪圖中所使用的待使用像素進行操作。
2. 如權(quán)利要求1所述的繪圖設備，其中，待使用像素設置裝置 基于繪圖點組所表示的繪圖面上實際像素列方向與掃描方向形成的實 際傾角，設置待使用像素。
3. 如權(quán)利要求1所述的繪圖設備，其中，待使用像素設置裝置 包括待使用像素指定裝置，用于指定待使用像素；以及設置改變裝 置，用于改變設置，使得僅有待使用像素進行操作。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的繪圖設備，其中，設置傾角e滿足如下算術(shù)表達式其中，s是構(gòu)成可用像素中每個像素列的像素數(shù)目，p是可用像素 沿像素列方向的像素間距，以及S是可用像素沿與掃描方向垂直的方向的像素列間距。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的繪圖設備，其中，待使用像素指定裝置針對每個繪圖點列，指定繪圖點組所表示的繪圖面上每個繪圖點 列的實際方向與掃描方向形成的實際傾角，并且針對每個繪圖點列， 指定待使用像素以吸收實際傾角和設置傾角之間的誤差。
6. 如權(quán)利要求3或4所述的繪圖設備，其中，待使用像素指定 裝置確定繪圖面上與從可用像素的像素列中選擇的多個像素列中每一 個相對應的繪圖點列作為代表繪圖點列，并針對每個代表繪圖點列， 指定代表繪圖點列的方向與掃描方向形成的實際傾角，并且指定待使 用像素，使得吸收相關(guān)實際傾角和設置傾角之間的每個誤差。
7. 如權(quán)利要求6所述的繪圖設備，其中，每個代表繪圖點列的 實際傾角是代表繪圖點列的實際傾角及其附近的繪圖點列的實際傾角 的平均值、中間值、最大值和最小值之一。
8. 如權(quán)利要求1至7中任一項所述的繪圖設備，其中，所述至 少一個繪圖頭中的每一個的像素陣列產(chǎn)生光點組，作為繪圖點組。
9. 如權(quán)利要求3或4所述的繪圖設備，其中，所述至少一個繪 圖頭中的每一個的像素陣列產(chǎn)生光點組，作為繪圖點組，以及待使用像素指定裝置包括位置檢測裝置，用于針對所述至少一個繪圖頭中的每一個， 檢測繪圖面上構(gòu)成光點組的光點的位置；以及 選擇裝置，其中，選擇裝置針對所述至少一個繪圖頭中的每一個，基于 位置檢測裝置的檢測結(jié)果，選擇多個代表區(qū)域，每個代表區(qū)域包括至 少一個由繪圖面上的待使用像素的像素列之間的連接部分形成的繪圖 部分；指定可用像素中的未使用像素，使得在每個代表區(qū)域中執(zhí)行理 想N元繪圖；并選擇未使用像素之外的其他像素作為待使用像素。
10. 如權(quán)利要求9所述的繪圖設備，其中， 位置檢測裝置檢測多個像素列中每一個中至少兩個光點的位置，以及選擇裝置基于檢測結(jié)果，指定由掃描方向與光點所表示、且已經(jīng)投影到繪圖面上的每個像素列的實際方向形成的實際傾角，并基于實 際傾角指定未使用像素。
11. 如權(quán)利要求io所述的繪圖設備，其中，選擇裝置利用繪圖面上與像素陣列中可用像素的多個像素列中每一個相對應的光點列作為代表光點列，并基于位置檢測裝置對構(gòu)成代表光點列及其附近的光 點列的光點中至少兩個光點的位置檢測結(jié)果，指定所述多個代表光點 列中每一個的實際傾角。
12. 如權(quán)利要求11所述的繪圖設備，其中，選擇裝置利用繪圖 面上與可用像素的多個像素列相對應的多個光點列作為代表光點列， 指定由掃描方向與每個代表光點列及其附近的光點列的方向形成的個 體實際傾角，并將個體實際傾角的代表值視為每個代表光點列的實際 傾角。
13. 如權(quán)利要求12所述的繪圖設備，其中，個體實際傾角的代 表值是代表光點列及其附近的光點列的個體實際傾角的平均值、中間 值、最大值和最小值之一。
14. 如權(quán)利要求3或4所述的繪圖設備，還包括 參考繪圖裝置，用于當N大于等于2時，針對所述至少一個繪圖頭中的每一個，通過僅使用所述多個可用像素中構(gòu)成彼此之間間隔為 (N-l)列的像素列的像素，執(zhí)行參考繪圖，以由待使用像素指定裝 置指定待使用像素。
15. 如權(quán)利要求3或4所述的繪圖設備，還包括 參考繪圖裝置，用于當N大于等于2時，針對所述至少一個繪圖頭中的每一個，通過僅使用所述多個可用像素中數(shù)目與可用像素總數(shù) 的1/N相對應、且構(gòu)成彼此相鄰的像素列組的像素，執(zhí)行參考繪圖， 以由待使用像素指定裝置指定待使用像素。
16. 如權(quán)利要求1至15中任一項所述的繪圖設備，還包括 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，用于轉(zhuǎn)換圖像數(shù)據(jù)，使得圖像數(shù)據(jù)所表示的二維圖案的預定部分的大小變?yōu)榕c通過使用所指定的待使用像素可以繪制 的相應部分的大小相同。
17. 如權(quán)利要求1至16中任一項所述的繪圖設備，其中，像素陣列是空間光調(diào)制元件，用于基于圖像數(shù)據(jù)，針對每個像素，對從光 源發(fā)出的光進行調(diào)制。
18. 如權(quán)利要求1至17中任一項所述的繪圖設備，其中，N是 從3到7范圍內(nèi)的自然數(shù)。
19. 一種繪圖方法，使用至少一個包括像素陣列的繪圖頭，其中 所述至少一個繪圖頭中的每一個相對于繪圖面安裝，使得所述至少一 個繪圖頭中的每一個的可用像素的像素列方向與相對掃描方向形成預 定的設置傾角，并且像素陣列包括多個二維排列的可用像素，并基于 圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生形成二維圖案的繪圖點組，該方法包括步驟針對所述至少一個繪圖頭中的每一個，基于像素陣列中像素列相 對于掃描方向的傾角中的變化，設置待使用像素，使得所述多個可用 像素中在N元繪圖中所使用的待使用像素進行操作，其中N是大于等 于1的自然數(shù)；以及通過在相對于繪圖面沿掃描方向相對移動所述至少一個繪圖頭 中的每一個同時，使所述至少一個繪圖頭中的每一個操作，在繪圖面 上形成二維圖案。
20. 如權(quán)利要求19所述的繪圖方法，其中，設置待使用像素的 步驟基于繪圖點組所表示的繪圖面上實際像素列方向與掃描方向形成 的實際傾角來執(zhí)行。
21. 如權(quán)利要求19所述的繪圖方法，其中，設置待使用像素的 步驟包括指定待使用像素的步驟以及改變設置使得僅有待使用像素進 行操作的步驟。
22. —種繪圖方法，包括沿掃描方向相對于繪圖面相對移動至少一個頭；以及 通過所述至少一個頭在繪圖面上形成束點，束點二維排列，使得 束點的列方向和掃描方向不同，基于掃描方向和每一列方向之間的不 同選擇每一列上的每個束點，使得繪圖面被每一列上的束點掃描N次， 其中N是大于等于1的自然數(shù)。
全文摘要
在執(zhí)行N元繪圖的繪圖設備中，安裝繪圖頭(30)使得二維排列的可用像素的像素列方向和繪圖頭(30)的掃描方向相對于繪圖面(12A)形成預定的設置傾角。待使用像素設置裝置基于像素列相對于掃描方向傾角的變化，設置多個可用像素中在N元繪圖中使用的待使用像素進行操作。待使用像素設置裝置包括待使用像素指定裝置(140)、設置改變裝置(150)等。通過在將繪圖頭(30)相對于臺(14)相對移動的同時使由設置指定的待使用像素進行操作，在繪圖面(12A)上繪制圖像。
文檔編號G03F7/20GK101189555SQ20068001940
公開日2008年5月28日 申請日期2006年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者角克人 申請人:富士膠片株式會社