一种适用于激光直写曝光设备的光学系统组件

摘要

本发明涉及一种适用于激光直写曝光设备的光学系统组件，包括照明组件，所述照明组件包括依次顺序连接的光棒调整件、第一倍率调整件、光斑调整组件及第一反射镜组件，光棒调整件包括壳体，所述壳体内设有光棒及用于固定光棒的固定机构，所述光斑调整组件包括镜座，所述镜座内设有多个用于安装镜片的卡槽；所述第一反射镜组件包括安装座，安装座内设有用于固定第一反射镜的固定支架，所述安装座的侧面设有反射出口，所述固定支架倾斜设于所述安装座内且与安装座的底部形成的夹角为锐角，以使第一反射镜反射的光线能够通过反射出口射出。本发明简化了原有光学系统组件的结构，使组件结构更加简单化，降低了生产成本，使得结构紧凑、便于装配调试。

权利要求

1.一种适用于激光直写曝光设备的光学系统组件，其特征在于：包括照明组件(1)，所述照明组件(1)包括依次顺序连接的光棒调整件(11)、第一倍率调整件(12)、光斑调整组件(14)及第一反射镜组件(15)，所述光棒调整件(11)包括壳体(111)，所述壳体(111)内设有光棒(112)及用于固定光棒(112)的固定机构，所述光斑调整组件(14)包括镜座(141)，所述镜座(141)内设有多个用于安装镜片的卡槽(142)；所述第一反射镜组件(15)包括安装座(151)，所述安装座(151)内设有用于固定第一反射镜的固定支架(152)，所述安装座(151)的侧面设有反射出口(153)，所述固定支架(152)倾斜设于所述安装座(151)内且与安装座(151)的底部形成的夹角为锐角，以使第一反射镜反射的光线能够通过反射出口(153)射出；

所述壳体(111)为圆筒形，所述固定机构包括固定件(113)，所述固定件(113)的外直径与所述壳体(111)的内直径大小相适配，在固定件(113)的中部设有与所述光棒(112)大小相适配的开孔(115)，所述光棒(112)通过开孔(115)安装在壳体(111)的内腔中，所述光棒(112)与所述壳体(111)之间的间隙通过夹紧件(114)固定；

所述夹紧件(114)为圆筒形，所述夹紧件(114)的孔径与所述光棒(112)的横截面大小相适配；所述固定件(113)及壳体(111)上对应设有第一螺孔(116)，所述光棒(112)通过螺杆穿过所述第一螺孔(116)使其压紧在所述壳体(111)内。

2.根据权利要求1所述的适用于激光直写曝光设备的光学系统组件，其特征在于：所述固定件(113)至少为两个，分别设于壳体(111)端部及中部，两个固定件(113)之间及外侧均设有夹紧件(114)，所述壳体(111)的连接端内侧设有橡胶垫(117)，所述固定件(113)及夹紧件(114)通过橡胶垫(117)压紧固定在所述壳体(111)内。

3.根据权利要求1所述的适用于激光直写曝光设备的光学系统组件，其特征在于：所述第一倍率调整件(12)包括第一连接部(121)及第二连接部(122)，所述第一连接部(121)与所述镜座(141)螺纹连接，所述第二连接部(122)与所述壳体(111)通过螺纹连接；

所述第一连接部(121)与镜座(141)的连接处设有第一锁紧圈(17)，所述第一锁紧圈(17)通过螺纹安装在所述第一连接部(121)上；所述第二连接部(122)与壳体(111)的连接处还设有第二锁紧圈(18)，所述第二锁紧圈(18)通螺纹安装在所述壳体(111)上。

4.根据权利要求1所述的适用于激光直写曝光设备的光学系统组件，其特征在于：所述镜座(141)为圆筒状，所述镜座(141)的外侧且靠近中部位置设有凸缘(143)；所述安装座(151)包括固定端(154)及安装部(155)，所述固定端(154)设有与所述镜座(141)端部大小相适配的安装孔，所述镜座(141)的端部安装在所述安装孔内且能够在所述安装孔内旋转，所述镜座(141)与固定端(154)的连接处通过压紧圈(16)固定。

5.根据权利要求1所述的适用于激光直写曝光设备的光学系统组件，其特征在于：还包括成像组件(2)，所述成像组件(2)包括DMD组件(21)、第二反射镜组件(22)、镜片组件(23)及第二倍率调整组件(24)，所述DMD组件(21)安装在所述第二反射镜组件(22)的上端，所述镜片组件(23)的一端与第二反射镜组件(22)连接，镜片组件(23)的另一端通过法兰(25)与第二倍率调整组件(24)连接；

所述第二反射镜组件(22)包括转接座(221)，所述转接座(221)内设有用于安装第二反射镜的连接支架(223)，所述转接座(221)上设有与所述连接支架(223)相对的圆孔(224)，安装在连接支架(223)上的反射镜角度通过连接支架(223)调节，以使第二反射镜能够通过圆孔(224)接收到第一反射镜反射的光线。

6.根据权利要求5所述的适用于激光直写曝光设备的光学系统组件，其特征在于：所述镜片组件(23)包括镜筒(231)，所述镜筒(231)内设有用于安装镜片的镜槽(232)，所述镜筒(231)的一端通过螺钉与转接座(221)固定连接，镜筒(231)的另一端通过法兰(25)与第二倍率调整组件(24)连接。

7.根据权利要求6所述的适用于激光直写曝光设备的光学系统组件，其特征在于：所述第二倍率调整组件(24)包括筒状外壳(241)，所述外壳(241)的内侧设有螺纹，外壳(241)的端部安装有镜片，所述法兰(25)的一端与外壳(241)的另一端螺纹连接，法兰(25)的另一端与镜筒(231)端部通过螺钉连接。

说明书

一种适用于激光直写曝光设备的光学系统组件

技术领域

[0001] 本发明涉及光学系统技术领域，具体涉及一种适用于激光直写曝光设备的光学系统组件。

背景技术

[0002] 随着近年来，数字直写曝光设备的发展，对光学系统有了新的需求：组件化、小型化、高光学利用率、低成本等。近年来的数字直写曝光设备的光学系统，大多数与整体设备
为一体，需要整体的装配调试，且系统过于沉珂，装配调试复杂，光学镜片过大，加工成本较
高。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种适用于激光直写曝光设备的光学系统组件，该组件结构简单、成本低廉、结构紧凑、便于装配调试。

[0004] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

[0005] 一种适用于激光直写曝光设备的光学系统组件，包括照明组件，所述照明组件包括依次顺序连接的光棒调整件、第一倍率调整件、光斑调整组件及第一反射镜组件，所述光
棒调整件包括壳体，所述壳体内设有光棒及用于固定光棒的固定机构，所述光斑调整组件
包括镜座，所述镜座内设有多个用于安装镜片的卡槽；所述第一反射镜组件包括安装座，所
述安装座内设有用于固定第一反射镜的固定支架，所述安装座的侧面设有反射出口，所述
固定支架倾斜设于所述安装座内且与安装座的底部形成的夹角为锐角，以使第一反射镜反
射的光线能够通过反射出口射出。

[0006] 作为上述技术方案的进一步改进：

[0007] 所述壳体为圆筒形，所述固定机构包括固定件，所述固定件的外直径与所述壳体的内直径大小相适配，在固定件的中部设有与所述光棒大小相适配的开孔，所述光棒通过
开孔安装在壳体的内腔中，所述光棒与所述壳体之间的间隙通过夹紧件固定。

[0008] 所述夹紧件为圆筒形，所述夹紧件的孔径与所述光棒的横截面大小相适配；所述固定件及壳体上对应设有第一螺孔，所述光棒通过螺杆穿过所述第一螺孔使其压紧在所述
壳体内。

[0009] 所述固定件至少为两个，分别设于壳体端部及中部，两个固定件之间及外侧均设有夹紧件，所述壳体的连接端内侧设有橡胶垫，所述固定件及夹紧件通过橡胶垫压紧固定
在所述壳体内。

[0010] 所述第一倍率调整件包括第一连接部及第二连接部，所述第一连接部与所述镜座螺纹连接，所述第二连接部与所述壳体通过螺纹连接；

[0011] 所述第一连接部与镜座的连接处设有第一锁紧圈，所述第一锁紧圈通过螺纹安装在所述第一连接部上；所述第二连接部与壳体的连接处还设有第二锁紧圈，所述第二锁紧
圈通螺纹安装在所述壳体上。

[0012] 所述镜座为圆筒状，所述镜座的外侧且靠近中部位置设有凸缘；所述安装座包括固定端及安装部，所述固定端设有与所述镜座端部大小相适配的安装孔，所述镜座的端部
安装在所述安装孔内且能够在所述安装孔内旋转，所述镜座与固定端的连接处通过压紧圈
固定。

[0013] 还包括成像组件，所述成像组件包括DMD组件、第二反射镜组件、镜片组件及第二倍率调整组件，所述DMD组件安装在所述第二反射镜组件的上端，所述镜片组件的一端与第
二反射镜组件连接，镜片组件的另一端通过法兰与第二倍率调整组件连接；

[0014] 所述第二反射镜组件包括转接座，所述转接座内设有用于安装第二反射镜的连接支架，所述转接座上设有与所述连接支架相对的圆孔，安装在连接支架上的反射镜角度通
过连接支架调节，以使第二反射镜能够通过圆孔接收到第一反射镜反射的光线。

[0015] 所述镜片组件包括镜筒，所述镜筒内设有用于安装镜片的镜槽，所述镜筒的一端通过螺钉与转接座固定连接，镜筒的另一端通过法兰与第二倍率调整组件连接。

[0016] 所述第二倍率调整组件包括筒状外壳，所述外壳的内侧设有螺纹，外壳的端部安装有镜片，所述法兰的一端与外壳的另一端螺纹连接，法兰的另一端与镜筒端部通过螺钉
连接。

[0017] 由上述技术方案可知，本发明所述的适用于激光直写曝光设备的光学系统组件，结构简单，拆卸及安装都较方便，成本低廉；简化了现有光学系统组件的结构，使得整体结
构更加紧凑，实现了模块化、组件化，使得光学系统自成一体，形成组件，具有结构紧凑，小
巧，便于装配调试、设备维护、加工成本偏低等优点。

附图说明

[0018] 图1是本发明的照明组件的结构示意图；

[0019] 图2是发明的照明组件的分解结构示意图；

[0020] 图3是发明的照明组件的剖视图；

[0021] 图4是本发明固定件的结构示意图；

[0022] 图5是本发明光棒与固定件配合安装的结构示意图；

[0023] 图6是本发明光棒、固定件及压紧件配合安装的剖视图；

[0024] 图7是本发明光棒、固定件及压紧件安装在壳体内的剖视图；

[0025] 图8是本发明成像组件的结构示意图；

[0026] 图9是本发明成像组件的剖视图；

[0027] 图10是本发明成像组件未安装DMD组件及反射镜时的剖视图；

[0028] 图11是本发明照明组件与成像组件配合使用的原理图。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图对本发明做进一步说明：

[0030] 如图1、2所示，本实施例的适用于激光直写曝光设备的光学系统组件，包括照明组件1，照明组件1包括依次顺序连接的光棒调整件11、第一倍率调整件12、光斑调整组件14及
第一反射镜组件15，该光棒调整件11包括圆筒形的壳体111，在壳体111内设有光棒112及用
于固定光棒112的固定机构。

[0031] 如图2、4所示，固定机构包括固定件113，该固定件113为柱形，固定件113的外直径与壳体111的内直径大小相适配，以使固定件113能够正好安装在壳体111内。如图4所示，在
固定件113的中部设有与光棒112大小相适配的开孔115，光棒112通过该开孔115安装在壳
体111的内腔中，光棒112与壳体111之间的间隙通过夹紧件114固定。

[0032] 夹紧件114与固定件113及光棒112配合安装的示意图，如图5‑7所示本实施例所述的光棒112横截面为方形，该夹紧件114为圆筒形，夹紧件114的孔径与光棒112的横截面大
小相适配。固定件113及夹紧件114的数量根据实际情况设定，本实施例优选于2个，该固定
件113分别设于壳体111下端部及中部，两个固定件113之间及固定件113的外侧均设有夹紧
件114，壳体111上端内侧设有橡胶垫117，固定件113及夹紧件114通过橡胶垫117压紧固定
在壳体111内。

[0033] 如图2、3所述，本实施例的第一倍率调整件12包括第一连接部121及第二连接部122，光斑调整组件14包括圆筒形的镜座141，镜座141的外侧且靠近中部位置设有凸缘143。
在镜座141内设有多个用于安装各种镜片的卡槽142，该卡槽142的形状及数量根据实际设
置的镜片结构进行设置；第一连接部121的外侧及镜座141的下端内侧均设有螺纹，第一连
接部121与镜座141的下端螺纹连接，第二连接部122的内侧及壳体111的外侧均设有螺纹，
第二连接部122与壳体111通过螺纹连接。

[0034] 第一反射镜组件15包括安装座151，安装座151包括固定端154及安装部155，固定端154设有与镜座141上端大小相适配的安装孔，镜座141的上端安装在该安装孔内且能够
在安装孔内旋转，通过凸缘143使镜座141与固定端154连接，在镜座141与固定端154的连接
处通过压紧圈16固定。

[0035] 在安装部155内设有用于固定第一反射镜的固定支架152，安装座151的侧面设有反射出口153，反射出口153内安装有透镜155，固定支架152倾斜设于安装部155内且与安装
部155的底部形成的夹角为45度，以使第一反射镜反156射的光线能够完全通过反射出口
153射出。为了简化第一反射镜组件15的结构，本实施例的，安装部155的横截面为直角三角
形，该直角三角形的夹角为45度，第一反射镜156安装在安装部155的内侧斜面上。

[0036] 在第一连接部121与镜座141的连接处设有第一锁紧圈17，该第一锁紧圈17通过螺纹安装在第一连接部121上，第二连接部122与壳体111的连接处还设有第二锁紧圈18，第二
锁紧圈18通螺纹安装在壳体111上。

[0037] 如图8‑10所示，还包括成像组件2，成像组件2包括DMD组件21、第二反射镜组件22、镜片组件23及第二倍率调整组件24，实际使用时，该DMD组件21通过固定装置26安装在第二
反射镜组件22的上端，本实施例的固定装置26包括散热组件，具体结构可根据实际情况进
行设定，镜片组件23的上端与第二反射镜组件22通过螺钉连接，镜片组件23的下端通过法
兰25与第二倍率调整组件24连接。

[0038] 进一步的，镜片组件23包括镜筒231，镜筒231内设有用于安装镜片的镜槽232，该镜槽232的形状及数量根据实际安装的镜片进行设置，镜筒231的上端通过螺钉与转接座
221固定连接，镜筒231的下端与法兰25通过螺钉连接。第二倍率调整组件24包括筒状外壳
241，外壳241的上端外侧设有螺纹，外壳241的端部安装有镜片245，法兰25与外壳241通过
螺纹连接。

[0039] 如图10所示，第二反射镜组件22包括转接座221，转接座221内设有用于安装第二反射镜225的连接支架223，转接座221上设有与连接支架223相对的圆孔224，安装在连接支
架223上的反射镜角度通过连接支架223调节，以使第二反射镜能够通过圆孔224接收到第
一反射镜156 反射的光线。

[0040] 如图11所示，本实施例的连接支架223的横截面为直角三角形，包括底面、直角面及斜面，斜面用于安装第二反射镜225，直角面通过螺栓22安装在转接座221内，转接座221
的侧面上还设有多个螺孔，该螺孔分布在直角面的边缘，通过调节安装在螺孔内的螺钉实
现连接支架223斜面的倾斜度调节。

[0041] 工作原理：激光器3发出的激光通过光纤导入光棒调整件11内，光棒调整件11将电光源转换成均匀的面光源，面光源通过第一倍率调整件12调整投影倍率，再通过光斑调整
组件14调节方向，最后通过第一反射镜156反射到第二反射镜组件22中，第二反射镜组件22
中的第二反射镜225将接收的光斑投射到DMD组件21中，DMD组件21将光斑反射投影到镜筒
231中，该光斑通过镜筒231中的各种透镜及第二倍率调整组件24最后在焦面处成像。

[0042] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方
案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。