(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆ−θ型エッチング用レンズであって、入射光の伝播方向に同軸に配列される第一レンズ、第二レンズ、第三レンズおよび第四レンズから構成され、前記第一レンズはメニスカス状レンズであり、前記第二レンズはメニスカス状レンズであり、前記第三レンズは平凸型レンズであり、前記第四レンズは両側平面型レンズであり、
前記第一レンズは第一面と第二面を含み、前記第二レンズは第三面と第四面を含み、前記第三レンズは第五面と第六面を含み、前記第四レンズは第七面と第八面を含み、前記第一面ないし第八面は入射光の伝播方向に順に配列され、
前記第一面ないし前記第八面の曲率半径は順に、−２９ｍｍ、−８８ｍｍ、−５６ｍｍ、−３６ｍｍ、∞、−１１６ｍｍ、∞、∞であり、
前記第一レンズないし前記第四レンズの中心厚さは順に、３ｍｍ、６ｍｍ、６ｍｍ、３ｍｍであることを特徴とするＦ−θ型エッチング用レンズ。
【請求項２】
前記第一レンズの屈折率とアッベ数の比例値は１．５０／６２であり、前記第二レンズの屈折率とアッベ数の比例値は１．８０／２５であり、前記第三レンズの屈折率とアッベ数の比例値は１．８０／２５であり、前記第四レンズの屈折率とアッベ数の比例値は１．５０／６２であることを特徴とする請求項１に記載のＦ−θ型エッチング用レンズ。
【請求項３】
前記第二面と前記第三面の間の距離は２ｍｍであり、前記第四面と前記第五面の間の距離は０．２ｍｍであり、前記第六面と前記第七面の間の距離は２ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のＦ−θ型エッチング用レンズ。
【請求項４】
前記曲率半径、前記中心厚さ、前記屈折率とアッベ数の比例値、前記距離の公差範囲はいずれも±５％であることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか一項に記載のＦ−θ型エッチング用レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学レンズに関し、特に、Ｆ−θ型エッチング用レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、パーソナルコンピュータ、薄型テレビなどの電子装置の発展に伴い、それらに用いられるパネルの需要がますます増加している。パネルを生産する過程において、レーザーによってパネル上に刻線を形成し、該刻線に沿ってパネルをカットする。パネル製品の技術的要求に合わせるため、レーザーでパネルに刻線を形成するとき、刻線を細く深く形成することを確保しなければならない。このため、レーザーエッチング装置のエッチング用レンズに対する要求がますます高まっている。
【０００３】
従来のレーザーエッチング装置は１つのエッチング用レンズまたは複数（三個以下）のエッチング用レンズを採用する。１つのエッチング用レンズを採用すると、刻線の品質を向上させることができるが、一回に刻線を一本しか形成することができないので、刻線を形成する速度が非常に遅い。それに対して、複数のエッチング用レンズを採用すると、刻線を形成する速度を向上させることができるが、材料および工程などにより、刻線の品質を向上させることが難しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、刻線の品質がよく、刻線を形成する速度が速いＦ−θ型エッチング用レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のＦ−θ型エッチング用レンズは、入射光の伝播方向に同軸に配列される第一レンズ、第二レンズ、第三レンズおよび第四レンズから構成され、第一レンズはメニスカス状レンズであり、第二レンズはメニスカス状レンズであり、第三レンズは平凸型レンズであり、第四レンズは両側平面型レンズである。第一レンズは第一面と第二面を含み、第二レンズは第三面と第四面を含み、第三レンズは第五面と第六面を含み、第四レンズは第七面と第八面を含み、第一面ないし第八面は入射光の伝播方向に順に配列される。第一面ないし第八面の曲率半径は順に、−２９ｍｍ、−８８ｍｍ、−５６ｍｍ、−３６ｍｍ、∞、−１１６ｍｍ、∞、∞である。第一レンズないし第四レンズの中心厚さはそれぞれ、３ｍｍ、６ｍｍ、６ｍｍ、３ｍｍである。
【０００６】
本発明の一実施例において、第一レンズの屈折率とアッベ数の比例値は１．５０／６２であり、第二レンズの屈折率とアッベ数の比例値は１．８０／２５であり、第三レンズの屈折率とアッベ数の比例値は１．８０／２５であり、第四レンズの屈折率とアッベ数の比例値は１．５０／６２である。
【０００７】
本発明の一実施例において、第二面と第三面の間の距離は２ｍｍであり、第四面と第五面の間の距離は０．２ｍｍであり、第六面と第七面の間の距離は２ｍｍである。
【０００８】
本発明の一実施例において、曲率半径、中心の厚さ、屈折率とアッベ数の比例値、距離の公差の範囲はいずれも±５％程度である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のＦ−θ型エッチング用レンズは、Ｆ−θ構造のレンズを採用するので、刻線の品質がよく、刻線の細さと深さを確保することができ、かつ刻線を形成する速度が速く、従来の刻線用レンズより効率がよいという利点を有している。
【００１０】
図面に示された本発明の好適な実施例の技術的事項によって本発明を具体的に説明することにより、本発明の目的、特徴および発明の効果をよく理解することができる。図面において、同様の符号は同様の部分を示す。下記図面は、実際の製品のサイズ比によって描いたものではなく、本発明の趣旨をよく表すことができるように描かれている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例のＦ−θ型エッチング用レンズの構造を示す図である。
【図２】図１のＦ−θ型エッチング用レンズにおいて各部品の間の距離を示す図である。
【図３Ａ】本発明の一実施例のＦ−θ型エッチング用レンズの細い光束の収差を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施例のＦ−θ型エッチング用レンズの細い光束の収差を示す図である。
【図４】本発明の一実施例のＦ−θ型エッチング用レンズの幾何的収差を示す図である。
【図５】本発明の一実施例のＦ−θ型エッチング用レンズの変調伝達関数の曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の目的、特徴および発明の効果をより詳細に理解してもらうため、以下、図面により本発明の具体的な実施例をより詳細に説明する。下記実施例に示される具体的な技術的事項により、本発明を充分に理解することができる。明細書には本発明の好適な実施例が示されているが、本発明は、それらと異なる他の実施形態によって実施されることもできる。すなわち、本技術分野の技術者は本発明の要旨を逸脱しない範囲内で色々な設計の変更などをすることができ、本発明は下記実施例の構成にのみ限定されるものではない。
【００１３】
図１は本発明の一実施例のＦ−θ型エッチング用レンズの構造を示す図である。説明を簡単にするため、該図面には本発明に係る部分のみが示されている。
【００１４】
図１に示すように、本発明の一実施例のＦ−θ型エッチング用レンズは、入射光の伝播方向に同軸に配列される第一レンズＬ１、第二レンズＬ２、第三レンズＬ３および第四レンズＬ４を含む。
【００１５】
該Ｆ−θ型エッチング用レンズにおいて、光の伝播方向は図面の左側から右側に向かう。レンズの曲率半径の正負は球面と光軸の交差点によって決められ、球面の球心が該交差点の左側に位置するとき、曲率半径は負数になり、逆に、球面の球心が該交差点の右側に位置するとき、曲率半径は正数になる。以下同様である。
【００１６】
図１と図２に示すように、第一レンズＬ１は、メニスカス状レンズであり、第一面Ｓ１と第二面Ｓ２を含む。第一面Ｓ１は撮像側へ突出しており、曲率半径は−２９ｍｍであり、第二面Ｓ２は撮像側へ突出しており、曲率半径は−８８ｍｍである。第一レンズＬ１の中心厚さｄ１（すなわち第一レンズＬ１の光軸上の厚さ）は３ｍｍである。第一レンズＬ１の屈折率とアッベ数の比例値は１．５０／６２である。上述した第一レンズＬ１の各パラメーターは希望値であり、いずれも±５％の公差を許容する。すなわち、各パラメーターは希望値の±５％の範囲内で変化することができる。
【００１７】
第二レンズＬ２は、メニスカス状レンズであり、第三面Ｓ３と第四面Ｓ４を含む。第三面Ｓ３は撮像側へ突出しており、曲率半径は−５６ｍｍであり、第四面Ｓ４も撮像側へ突出しており、曲率半径は−３６ｍｍである。第二レンズＬ２の中心厚さｄ３は６ｍｍである。第二レンズＬ２の屈折率とアッベ数の比例値は１．８０／２５である。上述した第二レンズＬ２の各パラメーターの公差範囲は±５％である。
【００１８】
第三レンズＬ３は、平凸型レンズであり、第五面Ｓ５と第六面Ｓ６を含む。第五面Ｓ５は平面であり、曲率半径は∞、すなわち無限大であり、第六面Ｓ６は撮像側へ突出しており、曲率半径は−１１６ｍｍである。第三レンズＬ３の中心厚さｄ５は６ｍｍである。第三レンズＬ３の屈折率とアッベ数の比例値１．８０／２５である。上述した第三レンズＬ３の各パラメーターの公差範囲は±５％である。
【００１９】
第四レンズＬ４は両側平面型のレンズであり、レンズを保護するために用いられる。第四レンズＬ４は第七面Ｓ７と第八面Ｓ８を含む。第七面Ｓ７と第八面Ｓ８はいずれも平面であり、両面の曲率半径はいずれも∞である。第四レンズＬ４の中心厚さｄ７は３ｍｍである。第四レンズＬ４の屈折率とアッベ数の比例値は１．５０／６２である。上述した第四レンズＬ４の各パラメーターの公差範囲は±５％である。
【００２０】
第一面Ｓ１ないし第八面Ｓ８は入射光の伝播方向に順に配列される。
【００２１】
本発明の一実施例において、第一レンズＬ１の出射面（第二面Ｓ２）と第二レンズＬ２の入射面（第三面Ｓ３）の間の光軸上の距離ｄ２は２ｍｍであり、該距離ｄ２の公差範囲は５％である。第二レンズＬ２の出射面（第四面Ｓ４）と第三レンズＬ３の入射面（第五面Ｓ５）の間の光軸上の距離ｄ４は０．２ｍｍであり、該距離ｄ４の公差範囲は５％である。第三レンズＬ３の出射面（第六面Ｓ６）と第四レンズＬ４の入射面（第七面Ｓ７）の間の光軸上の距離ｄ６は２ｍｍであり、該距離ｄ６の公差範囲は５％である。
【００２２】
上述したＦ−θ型エッチング用レンズの焦点距離ｆは１６０ｍｍであり、外径Φは７ｍｍであり、エッチングの範囲Ａは１００＊１００ｍｍであり、作業用光線の波長λは１０６４ｎｍである。該Ｆ−θ型エッチング用レンズで刻線を形成するとき、刻線の深さは０．５ｍｍに達し、Ｆ−θ型エッチング用レンズの開口数がｓｉｎα＝０．０２になるとき、刻線の幅は０．０３ｍｍに達することができる。
【００２３】
図３〜図５にはそれぞれ、本発明の一実施例のＦ−θ型エッチング用レンズの細い光束の収差、幾何的収差および変調伝達関数の曲線（伝達関数のＭＴＦ図）が示されている。
【００２４】
図３Ａと図３Ｂはそれぞれ、該Ｆ−θ型エッチング用レンズの像面湾曲の特徴を示す曲線図と変形の特徴を示す曲線図である。図３Ａと図３Ｂに示すように、該Ｆ−θ型エッチング用レンズの像面湾曲と変形はいずれも理論値以上に達している。
【００２５】
図４に示すように、撮像全面の錯乱円はいずれも６μｍ以内になっており、いずれも理想的な状態になっている。
【００２６】
図５に示すように、解像度が２０ｌｉｎｅ／ｍｍになるとき、該Ｆ−θ型エッチング用レンズのＭＴＦは依然として０．３より大きく、理想的な状態に達している。
【００２７】
上述したとおり、本発明のＦ−θ型エッチング用レンズは、刻線形成の作業品質を向上させることができ、かつ従来のエッチング用レンズと比較してみると、刻線を形成する速度が速く、効率がよいという利点を有している。
【００２８】
以上、上述した複数の実施例により本発明の好適な実施例を詳述してきたが、本発明の構成は前記実施例にのみ限定されるものではない。本技術分野の当業者は本発明の要旨を逸脱しない範囲内で設計の変更等を行うことができ、このような設計の変更等があっても本発明に含まれることは勿論である。本発明の保護範囲は後述する特許請求の範囲が定めたことを基準にする。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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