本實用新型涉及光刻直寫曝光機及投影顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種復(fù)眼勻光系統(tǒng)、照明調(diào)節(jié)機構(gòu)及照明裝置。

背景技術(shù)：

光刻技術(shù)是用于在基底表面上印刷具有特征構(gòu)圖的技術(shù)。這樣的基底可用于制造半導(dǎo)體器件、多種集成電路、平面顯示器(例如液晶顯示器)、電路板、生物芯片、微機械電子芯片、光電子線路芯片等。由于市面上大多數(shù)的印刷電路板(Printed Circuit Board，簡稱PCB板)都為精密線路，普遍的解析能力達到10-20μm量級，因此激光直接成像(Laser Direct Image，簡稱LDI)能量的均勻性是影響曝光質(zhì)量的主要因素，但是，現(xiàn)有技術(shù)中的復(fù)眼勻光系統(tǒng)存在LDI曝光時激光器能量分布不均勻，進而導(dǎo)致PCB板報廢率居高不下的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種復(fù)眼勻光系統(tǒng)的光路、照明調(diào)節(jié)機構(gòu)及照明裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)眼勻光系統(tǒng)存在的LDI曝光時激光器能量分布不均勻，進而導(dǎo)致PCB板報廢率居高不下的問題。

第一方面，本實用新型實施例提供了一種復(fù)眼勻光系統(tǒng)，包括第一鏡片組和第二鏡片組，第一鏡片組包括第二鏡片和第三鏡片，第二鏡片組包括第一鏡片和第四鏡片；

平行入射光依次經(jīng)過第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片和第四鏡片；

第二鏡片的出光面和第三鏡片的入光面均設(shè)有第一復(fù)眼透鏡陣列；第一鏡片的入光面和第四鏡片的出光面均設(shè)有第二復(fù)眼透鏡陣列；第一復(fù)眼透鏡陣列垂直于第二復(fù)眼透鏡陣列；

第一鏡片的第二復(fù)眼透鏡陣列中各小透鏡的焦點與第二鏡片的第一復(fù)眼透鏡陣列中對應(yīng)的小透鏡的光心重合；第三鏡片的第一復(fù)眼透鏡陣列中各小透鏡的焦點與第四鏡片的所述第二復(fù)眼透鏡陣列中對應(yīng)的小透鏡的光心重合。

結(jié)合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，第一復(fù)眼透鏡陣列的曲率小于第二復(fù)眼透鏡陣列的曲率。

結(jié)合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，第一復(fù)眼透鏡陣列的曲率為1～2mm，第二復(fù)眼透鏡陣列的曲率為4.5～5.5mm，優(yōu)選地，第一復(fù)眼透鏡陣列的曲率為1.5mm，第二復(fù)眼透鏡陣列的曲率為5mm。

結(jié)合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，第二鏡片貼近第一鏡片；第三鏡片與第二鏡片間的距離為3.05～3.25mm，與第四鏡片間的距離為4.8～5.2mm；本實施方式中，第三鏡片與第二鏡片間的距離優(yōu)選為3.15mm，第三鏡片與第四鏡片間的距離優(yōu)選為5.55mm。

結(jié)合第一方面及其可能的實施方式，本實用新型實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，第一復(fù)眼透鏡陣列和第二復(fù)眼透鏡陣列均為柱面鏡。

第二方面，本實用新型實施例還提供了一種照明調(diào)節(jié)機構(gòu)，包括固定座以及第一方面及其可能的實施方式所述的復(fù)眼勻光系統(tǒng)光路，固定座包括第一腔體和第二腔體，第一腔體與第二腔體之間設(shè)置有通光孔；

第一腔體內(nèi)固定有第一鏡片和第二鏡片；

第二腔體內(nèi)設(shè)有相互垂直的第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌，以及沿第一導(dǎo)軌運動的第一滑塊，和沿第二導(dǎo)軌運動的第二滑塊，第三鏡片固定在第一滑塊上，第四鏡片固定在第二滑塊上。

結(jié)合第二方面，本實用新型實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，第一滑塊和第二滑塊中部設(shè)置有透光孔。

結(jié)合第二方面，本實用新型實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，第一導(dǎo)軌包括兩平行導(dǎo)軌，第一滑塊包括固定第三鏡片的鏡片腔，鏡片腔對稱設(shè)有沿兩平行導(dǎo)軌運動的第一連接部。

結(jié)合第二方面，本實用新型實施例提供了第二方面的第三種可能的實施方式，其中，第二導(dǎo)軌包括兩平行導(dǎo)軌，第二滑塊包括固定第四鏡片的鏡片腔，鏡片腔對稱設(shè)有沿兩平行導(dǎo)軌運動的第二連接部。

第三方面，本實用新型實施例還提供了一種復(fù)眼勻光系統(tǒng)的照明裝置，包括激光器、準(zhǔn)直透鏡以及第二方面及其可能的實施方式所述的照明調(diào)節(jié)機構(gòu)，激光器發(fā)出的光依次經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡和復(fù)眼勻光系統(tǒng)。

本實用新型實施例帶來了以下有益效果：

平行入射光依次經(jīng)過第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片和第四鏡片，第一復(fù)眼透鏡陣列垂直于第二復(fù)眼透鏡陣列，且第一鏡片的第二復(fù)眼透鏡陣列中各小透鏡的焦點與第二鏡片的第一復(fù)眼透鏡陣列中對應(yīng)的小透鏡的光心重合；第三鏡片的第一復(fù)眼透鏡陣列中各小透鏡的焦點與第四鏡片的第二復(fù)眼透鏡陣列中對應(yīng)的小透鏡的光心重合，使通過第一鏡片后的每個細(xì)光束范圍內(nèi)的微小不均勻性得到多次補償，實現(xiàn)對光線的有效均勻化，從而在曝光時能夠獲得所需要的均勻能量。

本實用新型的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優(yōu)點在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例1提供的復(fù)眼勻光系統(tǒng)示意圖；

圖2為本實用新型實施例1提供的復(fù)眼勻光系統(tǒng)中的第一(第二)復(fù)眼透鏡陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例2提供的照明調(diào)節(jié)機構(gòu)的第一立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型實施例2提供的照明調(diào)節(jié)機構(gòu)的第二立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型實施例2提供的照明調(diào)節(jié)機構(gòu)中導(dǎo)軌的第二種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型實施例3提供的復(fù)眼勻光裝置的示意圖。

圖標(biāo)：01-平行入射光；02-均勻出射光；03-激光；1-第一鏡片組；11-第二鏡片；12-第三鏡片；13-第一復(fù)眼透鏡陣列；2-第二鏡片組；21-第一鏡片；22-第四鏡片；23-第二復(fù)眼透鏡陣列；31-第一腔體；32-第二腔體；4-壓片；51-第一滑塊；511-第一連接部；512-第一固定件；52-第二滑塊；521-第二連接部；522-第二固定件；61-第一導(dǎo)軌；62-第二導(dǎo)軌；7-準(zhǔn)直透鏡；8-激光器。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

目前的復(fù)眼勻光系統(tǒng)存在LDI曝光時激光器能量分布不均勻的問題，基于此，本實用新型實施例提供的一種復(fù)眼勻光系統(tǒng)、照明調(diào)節(jié)機構(gòu)及照明裝置，可以實現(xiàn)光線的有效均勻化，最后曝光時能夠獲得所需要的均勻能量。

為便于對本實施例進行理解，首先對本實用新型實施例所公開的一種復(fù)眼勻光系統(tǒng)進行詳細(xì)介紹。

實施例1

如圖1所示，本實用新型提供的復(fù)眼勻光系統(tǒng)，包括第一鏡片組1和第二鏡片組2，第一鏡片組1包括第二鏡片11和第三鏡片12，第二鏡片組2包括第一鏡片21和第四鏡片22。

平行入射光01依次經(jīng)過第一鏡片21、第二鏡片11、第三鏡片12和第四鏡片22。

第二鏡片11的出光面和第三鏡片12的入光面均設(shè)有第一復(fù)眼透鏡陣列13；第一鏡片21的入光面和第四鏡片22的出光面均設(shè)有第二復(fù)眼透鏡陣列23；第一復(fù)眼透鏡陣列13垂直于第二復(fù)眼透鏡陣列23。

第一鏡片21的第二復(fù)眼透鏡陣列23中各小透鏡的焦點與第二鏡片11的第一復(fù)眼透鏡陣列13中對應(yīng)的小透鏡的光心重合；第三鏡片12的第一復(fù)眼透鏡陣列13中各小透鏡的焦點與第四鏡片22的所述第二復(fù)眼透鏡陣列23中對應(yīng)的小透鏡的光心重合。

平行入射光01依次經(jīng)過第一鏡片21、第二鏡片11、第三鏡片12和第四鏡片22，第一復(fù)眼透鏡陣列13垂直于第二復(fù)眼透鏡陣列23，且第一鏡片21的第二復(fù)眼透鏡陣列23中各小透鏡的焦點與第二鏡片11的第一復(fù)眼透鏡陣列13中對應(yīng)的小透鏡的光心重合；第三鏡片12的第一復(fù)眼透鏡陣列13中各小透鏡的焦點與第四鏡片22的第二復(fù)眼透鏡陣列23中對應(yīng)的小透鏡的光心重合，使通過第一鏡片21后的每個細(xì)光束范圍內(nèi)的微小不均勻性得到多次補償，實現(xiàn)對光線的有效均勻化，從而在曝光時能夠獲得所需要的均勻能量。

其中，第一復(fù)眼透鏡陣列13的曲率小于第二復(fù)眼透鏡陣列23的曲率，第一復(fù)眼透鏡陣列13的曲率為1～2mm，第二復(fù)眼透鏡陣列23的曲率為4.5～5.5mm。對應(yīng)第一鏡片組1鏡片和第二鏡片組2鏡片的曲率，第二鏡片11貼近第一鏡片21；第三鏡片12與第二鏡片11間的距離為3.05～3.25mm，第三鏡片12與第四鏡片22間的距離為4.8～5.2mm。

如圖2所示，第一復(fù)眼透鏡陣列13和第二復(fù)眼透鏡陣列23均采用柱面鏡，柱面鏡便于不同鏡片之間光軸的調(diào)節(jié)與對齊，從而降低了加工難度和成本，提高了出射光的均勻性。

作為本實施例的優(yōu)選實施方式，第一鏡片組鏡片的曲率優(yōu)選為5mm，第二鏡片組鏡片的曲率優(yōu)選為1.5mm，第二鏡片貼近第一鏡片，第二鏡片和第三鏡片之間的距離為3.15mm，第三鏡片和第四鏡片之間的距離為5mm，且復(fù)眼透鏡陣列中透鏡的大小為10mm×10mm×1.2mm，Pitch＝0.5mm。

實施例2

如圖3和圖4所示，本實施例提供的照明調(diào)節(jié)機構(gòu)包括固定座以及實施例1所述的復(fù)眼勻光系統(tǒng)，固定座包括第一腔體31和第二腔體32，第一腔體31與第二腔體32之間設(shè)置有通光孔。

第一腔體31內(nèi)固定有第一鏡片和第二鏡片。

第二腔體32內(nèi)設(shè)有相互垂直的第一導(dǎo)軌61和第二導(dǎo)軌62，以及沿第一導(dǎo)軌61運動的第一滑塊51，和沿第二導(dǎo)軌62運動的第二滑塊52，第三鏡片固定在第一滑塊51上，第四鏡片固定在第二滑塊52上。

平行入射光依次經(jīng)過設(shè)于第一腔體31內(nèi)的第一鏡片、第二鏡片以及第一滑塊51內(nèi)的第三鏡片和第二滑塊52的第四鏡片，最后以均勻出射光射出。

由于第一復(fù)眼透鏡陣列和第二復(fù)眼透鏡陣列垂直放置，因此，當(dāng)?shù)谝荤R片和第二鏡片固定后，只需要分別對第三鏡片和第四鏡片在相互垂直的方向上進行一維調(diào)節(jié)，即通過第一滑塊51在第一導(dǎo)軌61上的運動和第二滑塊52在第二導(dǎo)軌62上的運動，就可以減少由第三鏡片和第四鏡片復(fù)眼透鏡陣列自身的光軸偏差帶來的系統(tǒng)誤差。

其中，第二鏡片靠近第二腔體32，即裝配時，第一腔體31內(nèi)依次放置第二鏡片和第一鏡片，然后放置壓片4，再通過沉頭螺釘固定。第一滑塊51內(nèi)置第三鏡片，并靠近第一腔體31；第二滑塊52內(nèi)置第四鏡片，并位于第一滑塊51外側(cè)，第三鏡片由螺釘通過壓片4固定于第一滑塊51，第四鏡片由螺釘通過壓片4固定于第二滑塊52，第一滑塊51和第二滑塊52的中部均開設(shè)有透光孔，以使第二鏡片的出射光依次經(jīng)過第三鏡片和第四鏡片。

作為本實施例的優(yōu)選實施方式，第一導(dǎo)軌61和第二導(dǎo)軌62呈“井”型分布，即第一導(dǎo)軌61和第二導(dǎo)軌62相互垂直，且均包括兩平行導(dǎo)軌，第一滑塊51包括第一鏡片腔，第一鏡片腔內(nèi)固定有第三鏡片，且第一鏡片腔在平行于第三鏡片的平面對稱設(shè)有兩個第一連接部511和兩個第一固定件512，其中，兩個第一連接部511的連線垂直于兩個第一固定件512的連線。第一連接部511底部設(shè)有凹槽，并沿第一導(dǎo)軌61運動；第一固定件512一端連接第一鏡片腔，另一端伸出第二腔體32，第一固定件512用于將第一滑塊51固定于第一導(dǎo)軌61上。本實施方式中的第一固定件512優(yōu)選為螺栓，當(dāng)?shù)谝换瑝K51位置確定后，通過旋轉(zhuǎn)螺母將第一滑塊51固定。

第二導(dǎo)軌62設(shè)于第一導(dǎo)軌61外側(cè)，并垂直于第一導(dǎo)軌61，第二滑塊52包括第二鏡片腔，第二鏡片腔內(nèi)固定有第四鏡片，且第二鏡片腔在平行于第四鏡片的平面對稱設(shè)有兩個第二連接部521和兩個第二固定件522，其中，兩個第二連接部521的連線垂直于兩個第二固定件522的連線，第二連接部521底部設(shè)有凹槽，并沿第二導(dǎo)軌62運動；第二固定件522一端連接第二鏡片腔，另一端伸出第二腔體32，第二固定件522用于將第二滑塊52固定于第二導(dǎo)軌62上。本實施方式中的第二固定件522優(yōu)選為螺栓，當(dāng)?shù)诙瑝K52位置確定后，通過旋轉(zhuǎn)螺母將第二滑塊52固定。

另外，第三鏡片和第四鏡片均通過壓片4和沉頭螺釘固定。

本實施例還提供了導(dǎo)軌的第二種實施方式，如圖5所示，第一導(dǎo)軌61與第二導(dǎo)軌62的上方均設(shè)有滑槽，第一連接部511和第二連接部521均設(shè)有與滑槽配合使用的突起，且第一連接部511、第二連接部521和滑槽的配合使用限定了第一滑塊51和第二滑塊52的運動軌跡。

此外，如圖3和圖4所示，第一腔體31的外徑小于第二腔體32的外徑。

調(diào)節(jié)過程

首先確定第一滑塊51需要移動的方向和距離，然后旋轉(zhuǎn)與第一滑塊51運動方向相對的第一固定件512直至所需距離，然后滑動第一滑塊51至所需位置，最后旋轉(zhuǎn)另一第一固定件512直至將第一滑塊51固定在第一導(dǎo)軌61上；或是旋轉(zhuǎn)與第一滑塊51運動方向相對的第一固定件512直至所需距離，然后直接旋轉(zhuǎn)另一第一固定件512推動第一滑塊51運動，直至將第一滑塊51固定于第一導(dǎo)軌61上。依次類推，第二滑塊52的調(diào)節(jié)方式不再贅述。

實施例3

如圖6所示，本實施例提供了一種復(fù)眼勻光系統(tǒng)的照明裝置，包括激光器8、準(zhǔn)直透鏡7以及如實施例2所述的照明調(diào)節(jié)機構(gòu)，激光器8發(fā)出的激光03依次經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡7和復(fù)眼勻光系統(tǒng)。

激光器8發(fā)出的激光03通過準(zhǔn)直透鏡7形成平行入射光01，平行入射光01的光斑大小與復(fù)眼尺寸大小相同，平行入射光01依次通過復(fù)眼勻光系統(tǒng)的第一鏡片21、第二鏡片11、第三鏡片12和第四鏡片22，實現(xiàn)了對光源的有效勻光，并輸出均勻出射光02，繼而對LDI最后曝光的能量做到有效均勻化，降低了PCB板的報廢率。

優(yōu)選地，激光器8采用波長為405nm激光器，采用的光纖通道技術(shù)(Fiber Channel，簡稱FC)接口方式提供385～405nm的光源，光纖端面直徑為0.49mm，數(shù)值孔徑(Numerical Aperture，簡稱NA)為0.2的半導(dǎo)體激光器8，即激光二極管(Laser Diode，簡稱LD)；準(zhǔn)直透鏡7前鏡曲率范圍是31.775～35.775mm，后鏡曲率范圍是-17.986～13.986mm，本實施例中準(zhǔn)直透鏡7的前鏡曲率優(yōu)選為33.775mm，后鏡曲率優(yōu)選為-15.986mm，半高為9mm，厚度5mm，激光器8的激光03經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡7后形成的光斑大小與復(fù)眼尺寸大小相同，以免復(fù)眼系統(tǒng)出現(xiàn)“旁瓣”現(xiàn)象，導(dǎo)致能量不均勻。

本實用新型實施例提供的照明裝置，與上述實施例提供的照明調(diào)節(jié)機構(gòu)及復(fù)眼勻光系統(tǒng)具有相同的技術(shù)特征，所以也能解決相同的技術(shù)問題，達到相同的技術(shù)效果。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)和裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。

另外，在本實用新型實施例的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

最后應(yīng)說明的是：以上所述實施例，僅為本實用新型的具體實施方式，用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制，本實用新型的保護范圍并不局限于此，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型實施例技術(shù)方案的精神和范圍，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。