JP2007012777A - 光照射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光照射装置は、超高圧水銀ランプと、点灯装置と、反射鏡とを備えた光源ユニットが複数配設されてなり、複数の光源ユニットの各々から投射されて重なり合った光が光照射領域に照射され、複数の光源ユニットは、互いに隣り合うもの同士が反射鏡が接触するよう配置され、反射鏡の各々が金属よりなるものであり、この反射鏡にその一端が超高圧水銀ランプにおける反射鏡の光投射口側に接続された給電線が接続されることにより、点灯装置から超高圧水銀ランプに電力を供給するための給電路が形成される。
【選択図】 図2
Description
この光照射装置によれば、発光部81を構成する複数の光源ユニット82の各々において、当該光源ユニット82を構成する超高圧水銀ランプ83から放射された光が反射鏡84の光投射口84Aから投射されることにより、複数の光源ユニット82の各々から投射された光が、重なり合うようにして発光部81からインテグレータレンズ16に向かって出射され、インテグレータレンズ16に入射されて合成された後、折り返しミラー17によって反射され、この反射光のうちのマスクステージ18に支持されたマスク18Aの光透過部を透過した光のみがワークステージ19上に載置されている光照射対象体1に対して照射される。図11には、発光部81から出射された光が光照射領域に至るまでの光路が示されている。
本発明の他の目的は、大きな光放射領域が得られると共に、複数の光源ユニットにより形成される発光部の構造が簡素なものであり、かつ冷却機構が設けられてなるものであっても、その構造が簡素なものである光照射装置を提供することにある。
前記複数の光源ユニットは、互いに隣り合うもの同士が反射鏡が接触するよう配置され、当該反射鏡の各々が金属よりなるものであり、この反射鏡にその一端が超高圧水銀ランプにおける反射鏡の光投射口側に接続された給電線が接続されることにより、点灯装置から超高圧水銀ランプに電力を供給するための給電路が形成されることを特徴とする。
前記複数の光源ユニットは、当該光源ユニットを構成する反射鏡が金属製の共通の基体に接触した状態で固定され、当該反射鏡の各々が金属よりなるものであり、この反射鏡にその一端が超高圧水銀ランプにおける反射鏡の光投射口側に接続された給電線が接続されることにより、点灯装置から超高圧水銀ランプに電力を供給するための給電路が形成されることを特徴とする。
図1は、本発明の光照射装置の構成の一例を概略的に示す説明図であり、図2は図1の光照射装置の発光部を冷却風供給手段と共に示す説明用斜視図であり、図3は、図2の発光部の電気回路を示す説明用回路図であり、図4は、図2の発光部を形成する一の光源ユニットの断面を示す説明図である。
この光照射装置(以下、「第1の光照射装置」ともいう。)10は、水銀が封入されてなる超高圧水銀ランプ21と、反射鏡30とを備えた光源ユニット20を複数(図の例においては30個)有し、これらの光源ユニット20が、連続する光源ユニット配置用面に並んだ状態(図の例においては縦5列、横6行)に配設されてなる発光部11を備えてなる構成のものである。
図1において、16は発光部11から出射された光の光路上に設けられた、光照射領域における照度分布を均一にするための光学素子であるインテグレータレンズであり、17はインテグレータレンズ16から出射された光を光照射領域に反射させる折り返しミラーであり、18は光照射対象体1における光を照射すべき領域に対応した位置のみに光透過部が形成されたマスク18Aを支持するためのマスクステージであり、19は光照射領域に設けられた、光照射対象体1を載置するためのワークステージである。また、同図には、発光部11から出射された光が光照射領域に至るまでの光路が示されている。
また、図2においては、発光部11における冷却風供給手段12によって隠されている部分を便宜上実線で示している。
ここに、発光部11には、当該発光部11を形成する複数の光源ユニット20の各々に個別に点灯装置27が設けられているため、これらの複数の光源ユニット20のいずれか1個において超高圧水銀ランプ21が故障した場合にも、その悪影響が他の光源ユニット20に及ぶことがない。
図4において、24は、封止管部22Bの外端部から突出し、一対の電極の各々と電気的に接続される状態に設けられた外部リード棒であり、25Aおよび25Bは、各々、その一端が外部リード棒24の各々に電気的に接続されている、例えばニッケル線よりなる給電線である。
光源ユニット20は、前面ガラス15によって反射鏡30の光投射口31が実質的に塞がれた構成とされていることにより、超高圧水銀ランプ21が破裂した場合においても、破片が飛散することが防止されるため安全である。
この反射鏡30を構成する反射面33は、例えば基材32の放物面状の内表面に沿うように設けられた銅製の凹状体33Aと、当該凹状体33Aの内表面に設けられた、銅(Cu)、Ni(ニッケル)、Co(コバルト)およびV(バナジウム)の少なくとも1種を含有する黒色のガラスのコーティング膜からなるガラス膜33Bと、当該ガラス膜33B上に形成された、例えば酸化珪素(SiO2 )層および酸化ジルコニウム(ZnO2 )層が交互に積層されてなる構成の誘電体多層膜33Cとよりなり、誘電体多層膜33Cにおいて波長300〜450nmの紫外領域の光を反射すると共に、ガラス膜33Bにおいて可視領域の光および赤外領域の光などの光照射対象体1の光照射処理に不要な光を吸収し、このガラス膜33Bに吸収された光に由来の熱が凹状体33Aおよび基材32を介して放熱される特性を有するものである。
ここに、反射鏡30は、基材32がアルミニウム製であって凹状体33Aが銅製であることにより、銅がプレス成形加工時において優れた延性が得られると共に、優れた熱伝導性を有するものであり、またアルミニウムが優れた熱伝導性を有するものであることから、反射鏡30自体に優れた熱伝導性が得られ、これにより、当該反射鏡30には高い放熱性が得られる。
この図の例においては、複数の光源ユニット20の各々は、例えばアルミニウム製のその全体形状が板状の基体13により、当該基体13の一面側(図2おける右方側)に形成された反射鏡30の筒状頸部30Bにより形成されている後方突部に対応した形状を有し、当該後方突部を受容するための貫通孔よりなる凹部13Aに、反射鏡30の後方突部が挿入されて密着した状態で基材13のネジ用孔13Cを挿通したネジ13Bによって連結されるように固定されることにより、保持されている。
この図の例においては、発光部11の上方(図2における上方)に、当該発光部11に対して冷却風を供給するための冷却風供給手段12が設けられている。
例えば、第1の光照射装置は、発光部を形成する複数の光源ユニットの各々を構成する反射鏡および超高圧水銀ランプが過熱されることを防止することができることから、複数の光源ユニットがアルミニウムなどの金属製の冷却フィンなどの冷却機構を備えた基体に反射鏡が接触された状態で固定されていることが好ましいが、互いに隣り合う光源ユニット同士が金属製の反射鏡が接触するように配置されてなる構成を有するものであれば、複数の光源ユニットが冷却機構を有さない金属製の基材に固定されていてもよく、また複数の光源ユニットが金属以外の材料よりなる基材に固定されていてもよく、更に複数の光源ユニット自体が互いに隣接するもの同士が適宜の手法により接合されることにより発光部を形成していてもよい。
図5は、本発明の光照射装置の構成の他の例における発光部を冷却風供給手段と共に示す説明用斜視図である。
この光照射装置(以下、「第2の光照射装置」ともいう。)は、複数(図5の例においては30個)の光源ユニット41の各々が、反射部43Aの筒状頸部43Bとの接合部分付近における外表面に凹凸部が形成されてなる基材よりなる反射鏡43を備え、かつその全体形状が板状であって、一面側(図5おける右面側)に反射鏡43の反射部43Aの後方部分における基材の凹凸部に由来の形状に対応した凹凸部42Aが形成されてなり、他面側(図5おける左面側)に発光部40の光出射方向後方に突出して伸びる冷却フィン45よりなる冷却機構が設けられている、例えばアルミニウムなどの金属よりなる基体42に保持されて固定されることによって発光部40が形成されており、当該基体42に共通給電線26がネジ26Aよりなる固定部材によって電気的に接続されていること以外は第1の実施の形態に係る第1の光照射装置10と同様の構成を有するものである。
ここに、第2の光照射装置における光源ユニット41は、当該光源ユニット41を構成する反射鏡43が、第1の光照射装置10に係る光源ユニット20を構成する反射鏡30の基材32と、その形状のみが、外表面に凹凸部が形成されている点において異なる基材を備えていること以外は第1の光照射装置10に係る光源ユニット20と同様の構成を有するものである。
図5においては、図1に係る第1の光照射装置10の発光部11の構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、また、発光部40における冷却風供給手段12によって隠されている部分を便宜上実線で示した。
この図の例においては、複数の光源ユニット41は、互いに隣り合うもの同士が、当該光源ユニット41を構成する反射鏡42の側面が接触するように配置されている。
例えば、第2の光照射装置は、図6に示すように、発光部50において、複数(図6の例においては30個)の光源ユニット51を構成する各々の反射鏡53が、その反射部53Aの外観形状がV字形状である基材を備えてなるものであると共に、基体52が、その一面側(図6において右面側)に反射鏡53の基材のV字形状に由来の形状に対応したV字形状の凹部52Aが形成され、他面側(図6において左面側)に発光部50の光出射方向後方に突出して伸びる冷却フィン55よりなる冷却機構が設けられてなるものであってもよい。
ここに、図6に係る光源ユニット51は、当該光源ユニット51を構成する反射鏡53が、図5に係る発光部40における反射鏡43の基材と、その形状のみが反射部53Aの外観形状がV字形状である点において異なる基材を備えていること以外は図5に係る光源ユニット41と同様の構成を有するものである。
図6においては、図5に係る第2の光照射装置の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、また、発光部50における冷却風供給手段12によって隠されている部分を便宜上実線で示した。
図7および図8において、発光部60は、基体61に流入口62Aおよび流出口62Bを有する冷却流路62が形成されており、冷却風供給手段12が設けられていないこと以外は、図3に係る第1の光照射装置における発光部11と同様の構成を有するものであり、図3に係る第1の光照射装置10における発光部11の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付した。図8において、69は給電線25B用の給電線カバーである。
なお、図1〜図4に係る第1の光照射装置は、発光部11を形成する複数の光源ユニット20の各々を構成する反射鏡30が金属よりなる基材32を備え、かつ当該反射鏡30が接触した状態で金属製の基体13に固定されている点で第2の光照射装置に必要とされる構成条件をすべて満たすものであるものである。
図9および図10において、発光部70は、基体72に、冷却機構として冷却フィン55に代えて流入口76Aおよび流出口76Bを有する冷却流路76が設けられていること以外は、図6に係る発光部50と同様の構成を有するものであり、図6に係る発光部50の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付した。
10 光照射装置
11 発光部
12 冷却風供給手段
13 基体
13A 凹部
13B ネジ
13C ネジ用孔
14 冷却フィン
15 前面ガラス
15A 給電線導出口
16 インテグレータレンズ
17 折り返しミラー
18 マスクステージ
18A マスク
19 ワークステージ
20 光源ユニット
21 超高圧水銀ランプ
22 放電容器
22A 発光管部
22B 封止管部
23A 陽極
23B 陰極
24 外部リード棒
25A、25B 給電線
26 共通給電線
26A ネジ
27 点灯装置
28 直流電源
29 商用電源
30 反射鏡
30A 反射部
30B 筒状頸部
30C 前方縁部
31 光投射口
32 基材
33 反射面
33A 凹状体
33B ガラス膜
33C 誘電体多層膜
35 開口
37 ホルダー
37A 接着剤
39 ネジ
40 発光部
41 光源ユニット
42 基体
42A 凹凸部
43 反射鏡
43A 反射部
43B 筒状頸部
43C 前方縁部
44 光投射口
45 冷却フィン
50 発光部
51 光源ユニット
52 基体
52A 凹部
53 反射鏡
53A 反射部
55 冷却フィン
60 発光部
61 基体
62 冷却流路
62A 流入口
62B 流出口
63A 貫通孔
63B ネジ用孔
69 給電線カバー
70 発光部
71 光源ユニット
72 基体
72A 凹凸部
73 反射鏡
73A 反射部
73B 筒状頸部
76 冷却流路
76A 流出口
76B 流入口
77A 貫通孔
77B ネジ用孔
81 発光部
82 光源ユニット
83 超高圧水銀ランプ
84 反射鏡
84A 光投射口
84B 給電線導出口
85 点灯装置
86 支持部材
87A、87B 給電線
89 前面ガラス
Claims (6)
- 0.08mg/mm3 以上の水銀が封入されてなる超高圧水銀ランプと、当該超高圧水銀ランプを点灯する点灯装置と、その光軸が超高圧水銀ランプの管軸に略一致し、当該超高圧水銀ランプに覆い被さるように配置された、超高圧水銀ランプから放射された光を反射するための反射鏡とを備えた光源ユニットが複数配設されてなり、この複数の光源ユニットの各々から投射されて重なり合った光が光照射領域に照射される光照射装置であって、
前記複数の光源ユニットは、互いに隣り合うもの同士が反射鏡が接触するよう配置され、当該反射鏡の各々が金属よりなるものであり、この反射鏡にその一端が超高圧水銀ランプにおける反射鏡の光投射口側に接続された給電線が接続されることにより、点灯装置から超高圧水銀ランプに電力を供給するための給電路が形成されることを特徴とする光照射装置。 - 0.08mg/mm3 以上の水銀が封入されてなる超高圧水銀ランプと、当該超高圧水銀ランプを点灯する点灯装置と、その光軸が超高圧水銀ランプの管軸に略一致し、当該超高圧水銀ランプに覆い被さるように配置された、超高圧水銀ランプから放射された光を反射するための反射鏡とを備えた光源ユニットが複数配設されてなり、この複数の光源ユニットの各々から投射されて重なり合った光が光照射領域に照射される光照射装置であって、
前記複数の光源ユニットは、当該光源ユニットを構成する反射鏡が金属製の共通の基体に接触した状態で固定され、当該反射鏡の各々が金属よりなるものであり、この反射鏡にその一端が超高圧水銀ランプにおける反射鏡の光投射口側に接続された給電線が接続されることにより、点灯装置から超高圧水銀ランプに電力を供給するための給電路が形成されることを特徴とする光照射装置。 - 金属製の共通の基体に反射鏡の後方突部を受容するための凹部が形成されており、当該凹部に反射鏡の後方突部が密着した状態で連結されていることを特徴とする請求項2に記載の光照射装置。
- 金属製の共通の基体が冷却機構を備えていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の光照射装置。
- 冷却機構が冷却フィンよりなることを特徴とする請求項4に記載の光照射装置。
- 冷却機構が金属製の共通の基体の内部に形成された冷却流路よりなることを特徴とする請求項4に記載の光照射装置。
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