JP2017208213A - Light source device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光源装置に関し、特に、各々一回の発光時間が1ms以下となる条件で点灯されるフラッシュランプを備えた複数の光源体を有する多灯式の光源装置に関する。 The present invention relates to a light source device, and more particularly, to a multi-lamp type light source device having a plurality of light source bodies each provided with a flash lamp that is turned on under the condition that each emission time is 1 ms or less.
現在、フラッシュ点灯を行う放電灯は、例えば半導体製造工程におけるフラッシュアニールをはじめ、様々な産業用途に用いられている。
例えば、ショートアーク型フラッシュランプは、点光源に近い光源として扱うことができ、光の方向性や分布にムラが比較的少ない光を得やすいものであるため、小領域に高密度な光を短時間で照射することができる。また、主電極間にアークが形成される時間が極端に短いため、放電により出力される光が、アークによって遮られたり、吸収されたりする機会が低減され、光の利用効率の面で優れている。このようなショートアーク型フラッシュランプは、例えば特許文献1に記載されている。
At present, discharge lamps that perform flash lighting are used in various industrial applications such as flash annealing in semiconductor manufacturing processes.
For example, a short arc flash lamp can be handled as a light source close to a point light source, and can easily obtain light with relatively little unevenness in the directionality and distribution of light. Can be irradiated in time. In addition, since the arc formation time between the main electrodes is extremely short, the opportunity for the light output by the discharge to be blocked or absorbed by the arc is reduced, which is excellent in terms of light utilization efficiency. Yes. Such a short arc type flash lamp is described in Patent Document 1, for example.
しかしながら、フラッシュランプは、発光時間が極めて短いことから積算光量を高くすることが難しい、という問題がある。そのため使用用途によっては、必要な光量を確保することが難しい。例えば、特許文献2には、フラッシュランプから放射される真空紫外光を用いた露光用の光源装置が記載されているが、現状のフラッシュランプでは、放射される真空紫外光の光量はわずかであるため、一回の発光で露光を完遂させることができず、多大な処理時間が必要になってしまうのが実情である。 However, the flash lamp has a problem that it is difficult to increase the integrated light quantity because the light emission time is extremely short. Therefore, it is difficult to secure a necessary light amount depending on the intended use. For example, Patent Document 2 describes a light source device for exposure using vacuum ultraviolet light radiated from a flash lamp. However, in the current flash lamp, the amount of radiated vacuum ultraviolet light is small. Therefore, the actual situation is that the exposure cannot be completed with one light emission and a long processing time is required.
一方、複数の放電灯を搭載した光源装置が知られており、例えば特許文献3には、例えば紫外光を含む光を放射する高圧水銀ランプと反射鏡とを備えた光源ユニットを複数備えた構成の光源装置が記載されている。
しかしながら、このような多灯方式の光源装置では、各々の光源ユニットからの光を同一視角内に集めることができない。このため、端部に位置される光源ユニットの輝度が犠牲になり、高輝度の光源装置を設計することが難しい。
On the other hand, a light source device equipped with a plurality of discharge lamps is known. For example, Patent Document 3 includes, for example, a configuration including a plurality of light source units each including a high-pressure mercury lamp that emits light including ultraviolet light and a reflecting mirror. The light source device is described.
However, in such a multi-lamp type light source device, the light from each light source unit cannot be collected within the same viewing angle. For this reason, the luminance of the light source unit located at the end is sacrificed, and it is difficult to design a high-luminance light source device.
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、各々間欠的に点灯駆動される複数の光源体を備えており、各々の光源体の輝度を犠牲にすることなく、積算照度を高くすることが可能な光源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the circumstances as described above, and includes a plurality of light source bodies that are driven to be intermittently driven and integrated without sacrificing the luminance of each light source body. It aims at providing the light source device which can make illumination intensity high.
本発明の光源装置は、各々一回の発光時間が1ms以下となる条件で点灯されるフラッシュランプを備えた複数の光源体と、前記複数の光源体の各々からの光を反射させる反射部材とを備えており、前記反射部材からの反射光を出射する光源装置において、
少なくとも一の光源体が動作状態とされるよう前記複数の光源体の各々を点灯駆動する点灯駆動装置と、
前記反射部材を、その反射面が動作期間中の光源体から照射される光の光軸方向を向くよう、駆動する駆動機構とを備えており、
前記複数の光源体の各々から前記反射部材に入射される光が、同一の光軸に沿って出射されることを特徴とする。
The light source device of the present invention includes a plurality of light source bodies each provided with a flash lamp that is turned on under the condition that each light emission time is 1 ms or less, and a reflecting member that reflects light from each of the plurality of light source bodies. In the light source device that emits the reflected light from the reflective member,
A lighting driving device that lights and drives each of the plurality of light source bodies so that at least one light source body is in an operating state;
A driving mechanism for driving the reflecting member so that the reflecting surface thereof faces the optical axis direction of the light emitted from the light source body during the operation period;
The light incident on the reflecting member from each of the plurality of light source bodies is emitted along the same optical axis.
本発明の光源装置においては、前記複数の光源体の各々は、フラッシュランプから放射される光を前記反射部材に向かって反射するリフレクタを備えた構成とされていることが好ましい。
このような構成のものにおいては、前記リフレクタは、集光性を有するものであることが好ましい。
In the light source device of the present invention, each of the plurality of light source bodies preferably includes a reflector that reflects light emitted from the flash lamp toward the reflecting member.
In the thing of such a structure, it is preferable that the said reflector has a condensing property.
本発明の光源装置においては、前記駆動機構は、前記反射部材をその反射面を通る軸を中心として回転駆動させるものであり、
前記複数の光源体は、前記反射部材の回転中心軸を中心とする円の円周に沿って配置された構成とされていることが好ましい。
また、このような構成のものにおいては、前記複数の光源体の各々は、光軸が前記反射部材の回転中心軸に垂直な平面に対して傾斜した状態で配置されていることが好ましい。
In the light source device of the present invention, the drive mechanism rotates the reflecting member around an axis passing through the reflecting surface.
The plurality of light source bodies are preferably arranged along the circumference of a circle centered on the rotation center axis of the reflecting member.
Moreover, in the thing of such a structure, it is preferable that each of these light source bodies is arrange | positioned in the state which the optical axis inclined with respect to the plane perpendicular | vertical to the rotation center axis | shaft of the said reflection member.
さらにまた、本発明の光源装置においては、前記複数の光源体は、一方向に並んで配置されており、
前記駆動機構は、前記反射部材を当該一方向に沿って移動させる構成のものとすることができる。
Furthermore, in the light source device of the present invention, the plurality of light source bodies are arranged in one direction,
The drive mechanism may be configured to move the reflecting member along the one direction.
さらにまた、本発明の光源装置においては、前記反射部材の反射面がいずれか一の光源体と対向する状態にあるとき、当該反射部材の、当該光源体の光軸に垂直な面への射影の寸法が、前記リフレクタの開口径の大きさ以下である構成とされていることが好ましい。 Furthermore, in the light source device of the present invention, when the reflecting surface of the reflecting member is in a state facing any one light source body, the projection of the reflecting member onto the surface perpendicular to the optical axis of the light source body is performed. It is preferable that the size of the reflector is not larger than the opening diameter of the reflector.
本発明の光源装置によれば、反射部材がその反射面が動作期間中の光源体から照射される光の光軸方向を向くよう駆動されることにより各々の光源体から反射部材に照射される光を同一視角内に集めることができる。このため、各々の光源体の輝度を犠牲にすることなく、積算照度を高くすることができる。 According to the light source device of the present invention, the reflecting member is driven so that the reflecting surface thereof faces the optical axis direction of the light irradiated from the light source body during the operation period, and thereby the reflecting member is irradiated from each light source body. Light can be collected within the same viewing angle. Therefore, the integrated illuminance can be increased without sacrificing the luminance of each light source body.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
〔第一実施形態〕
図1は、本発明の第一実施形態に係る光源装置の一例における構成を示す斜視図である。図2は、図1に示す光源装置を光出射方向から見た平面図である。
この光源装置は、複数の光源体10と、各々の光源体10からの光を反射する共通の反射部材20と、少なくとも一の光源体が動作状態とされるよう複数の光源体10の各々を点灯駆動する点灯駆動装置(不図示)と、反射部材20を、その反射面21が動作期間中の光源体から照射される光の光軸方向を向くよう、例えば連続的に駆動する駆動機構30とを備えている。
[First embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an example of a light source device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the light source device shown in FIG. 1 viewed from the light emitting direction.
The light source device includes a plurality of
各々の光源体10は、点光源型すなわちショートアーク型のフラッシュランプ11と、フラッシュランプ11から放射される光を反射部材20に向かって反射するリフレクタ15とを備えている。リフレクタ15は、その光軸がフラッシュランプ11の中心軸と一致し、焦点がフラッシュランプ11の輝点Sと一致する状態で、設けられている。
Each
フラッシュランプ11は、例えば、真空紫外光透過性材料からなる発光管内において対向配置される一対の主電極の電極間距離が例えば12.5mm以下であって、発光管内にキセノンガスを含むガスが所定の封入圧力で封入されてなるもの(VUV−SFL)が用いられる。なお、フラッシュランプ11には、一対の始動補助用電極がその先端が一対の主電極間に位置されるよう配置されている。
フラッシュランプ11は、一端封止型のものであっても、両端封止型のものであっても、いずれのものであってもよい。
The
The
リフレクタ15は、集光性を有するものであることが好ましい。リフレクタ15として集光性を有するものが用いられることにより、反射部材20の受光面(反射面21)を小さく設計することができる。すなわち、図3に示すように、反射部材20の反射面21がいずれか一の光源体10aと対向する状態にある場合を考えたとき、反射部材20の、光源体10aの光軸Laに垂直な面への射影Pの寸法Dp(反射部材20の厚みは無視できるものとする)が、リフレクタ15の開口径の大きさDr以下となるサイズのものを用いることができる。なお、反射部材20の射影における紙面に垂直な方向の寸法についても同様である。このように、リフレクタ15として集光性を有するものが用いられることにより、反射部材20の受光面(反射面21)を小さく設計することができ、その結果、反射部材20の駆動制御を容易に行うことができる。
It is preferable that the
具体的には、リフレクタ15は、フラッシュランプ11から放射される光を集光して照射する楕円反射鏡、またはフラッシュランプ11から放射される光を平行光化して照射する放物反射鏡により構成されていることが好ましい。
楕円反射鏡を用いる場合は、光を集光させることができるため、反射部材20の受光面(反射面21)を極めて小さく設計することができる。ただし、露光面に平行光を投射するためには、別途、インテグレータ光学系(ロッドインテグレータやフライアイインテグレータ、ライトトンネル等、照射面への照度の均一性を高めるために使われる光学系を指す。)等の光学部材を用いる必要がある。これに対し、放物反射鏡を用いる場合は、平行光が得られるため、光学部材を減らせることができるものの、反射部材20の受光面(反射面21)の面積を大きく確保する必要があり、反射部材20の駆動制御が楕円反射鏡を用いる場合より難しくなるというデメリットがある。上記の点から、用途に応じて、最適な反射鏡を選定する必要がある。
Specifically, the
In the case of using an elliptical reflecting mirror, light can be condensed, so that the light receiving surface (reflecting surface 21) of the reflecting
複数の光源体10は、フラッシュランプ11の輝点Sが同一水平面(以下、「光源体配置面」という。)上に位置された状態において、当該光源体配置面において設定された所定の大きさの半径の仮想円Vの円周に沿って周方向に等間隔に並んで配置されている。この例の光源装置においては、各々の光源体10の光軸Laが光源体配置面上に位置されている。
ここに、仮想円Vの半径(仮想円Vの中心から各々のフラッシュランプ11の輝点Sまでの距離)の大きさは、例えば150mm〜350mmである。また、光源体10の数は目的に応じて設定することができるが、例えば4〜16個である。
The plurality of
Here, the size of the radius of the virtual circle V (the distance from the center of the virtual circle V to the bright spot S of each flash lamp 11) is, for example, 150 mm to 350 mm. Moreover, although the number of the
この例においては、複数の光源体10の各々におけるフラッシュランプ11は、点灯駆動装置によって、間欠的に点灯駆動されると共に、例えば一の光源体におけるフラッシュランプ11の発光期間中において他の光源体におけるフラッシュランプ11の消灯状態が維持されるよう、順次に連続して点灯駆動される。
In this example, the
各々の光源体10におけるフラッシュランプ11の点灯周波数は、例えば、点灯周期(動作間隔)が1/300〔sec〕以上となる大きさとされることが好ましい。点灯周期(動作間隔)が1/300〔sec〕より小さい場合には、放電が不安定となり不点灯の発生リスクが高まる。実際には、点灯周期が1/100〔sec〕以上の大きさとなるよう、点灯周波数が100Hz以下とされることが好ましい。
It is preferable that the lighting frequency of the
また、各々の光源体10におけるフラッシュランプ11の発光時間(点灯時間)は、例えば1msec以下とされ、より好ましくは500μsec以下とされる。フラッシュランプ11の発光時間が1msecより長いと、フラッシュランプ11に対する給電停止後においても、アークが残りやすく、その間は主電極間の再充電が行えなくなるためである。また、真空紫外光(VUV)の発光効率はフラッシュランプ11の発光時間に大きく関連しており、発光時間が短いほど真空紫外光の発光効率は高くなる。そのため真空紫外光の出力を考慮すると、発光時間は50μsec以下にすることがさらに好ましい。
Further, the light emission time (lighting time) of the
反射部材20は、例えば平板状ミラーにより構成されている。反射部材20は、その反射面21が光源体配置面に対して傾斜し、反射面21上に複数の光源体10の各々の光軸の交点が位置された状態で、配置されている。すなわち、反射部材20の反射面21は二次光源を構成し、反射面21上における複数の光源体10の各々の光軸の交点が発光点Xを形成する。この例においては、反射部材20の反射面21の、光源体配置面に対する傾斜角度は、例えば45°とされている。
The reflecting
反射部材20は、駆動機構によって、反射面21上における複数の光源体10の各々の光軸の交点(発光点X)を通る鉛直方向に延びる軸を回転中心軸Cとして回転駆動される。
駆動機構30は、例えば回転軸が鉛直方向に延びる姿勢で配置された駆動モータからなる駆動源31を備えており、回転軸の上端に反射部材20が固定されている。
The
The
反射部材20の回転周期は、フラッシュランプ11の点灯周期にあわせて適宜設定することができ、例えば1/300〔sec〕以下(300Hz以下の回転周波数)に設定されることが望ましい。これにより、フラッシュランプ11の発光期間(発光開始から発光終了までの期間)における反射部材20の角度変化量を適正に制御することができて光の利用効率を高くすることができる。
The rotation period of the reflecting
すなわち、反射部材20の回転周期が小さく(回転数が大きく)なるに従って、フラッシュランプ11の発光期間中の反射部材20の角度変化量が大きくなる。角度変化量が大きくなるほど、反射部材20からの反射効率が著しく悪化することとなる。このため、フラッシュランプ11の発光期間における反射部材20の角度変化量は少なくとも18°以下に抑える必要がある。この角度変化量は、発光期間の長さと反射部材20の回転数により一義的に決まるものであり、角度変化量が18°以上であると反射光の照射エリアが大幅にズレるため、光の利用効率が大幅に悪化し、実用的でない。また、より効率よくする(およそ80%以上の利用効率を得る)ためには、反射部材20の角度変化量を10°以下に抑える必要があり、90%以上の利用効率を目指すのであれば、角度変化量を7°以下に抑えた設計にすることが望ましい。また角度変化量が3°以下であれば、実質全ての光を利用することができる。
例えば、フラッシュランプ11の発光期間を166μsecとするとき、反射部材20の回転周期を1/300〔sec〕以下とすると反射部材20の角度変化量を18°以下にすることができる。また、反射部材20の回転周期を、1/167〔sec〕以下、1/117〔sec〕以下、1/50〔sec〕以下とすると、反射部材20の角度変化量を、それぞれ、10°以下、7°以下、3°以下にすることができる。
That is, as the rotation period of the reflecting
For example, when the light emission period of the
図4は、フラッシュランプ11の発光期間中の反射部材20の角度変化量(回転角度)〔°〕と、露光面における捕捉光量(相対値)との関係を示す図である。この結果は、以下に示す仕様の光源装置において、反射部材20の回転周期を適宜変更しながら、以下に示す条件で各々のフラッシュランプ11を点灯駆動したときに得られたものである。図4における曲線(a)は、反射部材20の角度変化量に対する捕捉光量を示す曲線であり、曲線(b)は反射部材20の角度変化量に対する捕捉光量の時間平均値を示す曲線である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the angle change amount (rotation angle) [°] of the reflecting
<光源装置の仕様>
光源体(10)の数:8つ
二次光源としての反射部材(20)の発光点(各々の光源体(10)の光軸の交点)とフラッシュランプ(11)の輝点との間の距離(仮想円の半径):200mm
フラッシュランプ(11)における主電極の電極間距離:3mm
発光ガス種:キセノンガス、封入圧力:15MPa
リフレクタ(15):楕円反射鏡、開口径:φ100mm
反射部材(20):40×55mmの反射面(21)を有する平面鏡、反射面(21)の光源体配置面に対する傾斜角度:45°
ロッドインテグレータ(40)の入射面のサイズ:35mm角、ロッドインテグレータ(40)の入射面の二次光源としての反射部材(20)の発光点(X)からの距離:100mm
<点灯条件および動作条件>
一方の主電極および一方の始動補助電極の間、他方の主電極および他方の始動補助電極の間、並びに、一対の始動補助電極間の各々に対する印加電圧:10kV
フラッシュランプ(11)の発光期間:20μsec
フラッシュランプ(11)の点灯周波数:15Hz(点灯周期:1/15sec)
<Specifications of light source device>
Number of light source bodies (10): 8 Between a light emitting point (intersection of optical axes of each light source body (10)) as a secondary light source and a bright spot of the flash lamp (11) Distance (radius of virtual circle): 200mm
Distance between main electrodes of flash lamp (11): 3 mm
Luminescent gas type: Xenon gas, Filling pressure: 15 MPa
Reflector (15): elliptical reflector, aperture diameter: φ100 mm
Reflective member (20): plane mirror having a reflective surface (21) of 40 × 55 mm, inclination angle of reflective surface (21) with respect to light source body arrangement surface: 45 °
Size of incident surface of rod integrator (40): 35 mm square, distance from light emitting point (X) of reflecting member (20) as secondary light source of incident surface of rod integrator (40): 100 mm
<Lighting conditions and operating conditions>
Applied voltage between one main electrode and one start auxiliary electrode, between the other main electrode and the other start auxiliary electrode, and between the pair of start auxiliary electrodes: 10 kV
Flash lamp (11) emission period: 20 μsec
Flash lamp (11) lighting frequency: 15 Hz (lighting cycle: 1/15 sec)
上記の光源装置においては、複数の光源体10の各々が順次に点灯駆動されると共に反射部材20がその反射面21が動作期間中の光源体から照射される光の光軸方向を向くよう連続的に駆動される。すなわち、反射部材20がその反射面21が動作期間中の光源体と対向するよう連続的に駆動される。これにより、各々の光源体10から照射される光は、反射部材20によって反射されて、反射部材20の反射面21における発光点Xを通る鉛直方向に延びる同一の光軸Lbに沿って出射される。光源装置から出射される光は、図1に示すように、例えばロッドインテグレータ40などのインテグレータ光学系に入射される。
In the above light source device, each of the plurality of
而して、上記の第一実施形態に係る光源装置によれば、反射部材20がその反射面21が動作期間中の光源体から照射される光の光軸方向を向くよう連続的に駆動されることにより、フラッシュランプ11の発光期間中において各々の光源体10から反射部材20に照射される光を同一視角内に集めることができる。このため、すべての光源体10について二次光源としての反射部材20における反射面21の輝度を均一にすることができ、従って、各々の光源体10の輝度を犠牲にすることなく、積算照度を高くすることができる。
Thus, according to the light source device according to the first embodiment, the reflecting
以上の本発明の第一実施形態に係る光源装置においては、例えば、図5に示すように、複数の光源体10の各々は、光軸Laが反射部材20の回転中心軸Cに垂直な平面に対して、すなわち光源体配置面に対して傾斜した状態で配置された構成とされていてもよい。各々の光源体10の光軸Laの、光源体配置面に対する傾斜角度は、特に限定されるものではないが、例えば20°〜45°であることが好ましい。このような構成によれば、上記の光源装置と同様の効果を得ることができると共に、複数の光源体10を密集配置させることができるため、図1に示す光源装置よりもコンパクトな構成のものとすることができる。
In the light source device according to the first embodiment of the present invention described above, for example, as shown in FIG. 5, each of the plurality of
〔第二実施形態〕
図6は、本発明の第二実施形態に係る光源装置の一例における構成を示す斜視図である。
この光源装置は、一方向(以下、この方向を「x方向」とする。)に等間隔に並んで配置された複数の光源体10と、複数の光源体10の各々から照射される光を反射する第一の反射部材20aと、第一の反射部材20aによる反射光が入射されて複数の光源体10の各々からの光を鉛直方向(以下、この方向を「z方向」とする。)に延びる互いに同一の光軸Lbに沿って出射する第二の反射部材20bと、複数の光源体10を順次に点灯駆動する点灯駆動装置(不図示)と、第一の反射部材20aをその反射面21aが動作期間中の光源体から照射される光の光軸方向を向くよう、連続的に駆動する駆動機構30aとを備えている。図6においては、図1に示す光源装置と同一の構成部材については同一の符号が付してあり、説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of an example of a light source device according to the second embodiment of the present invention.
The light source device includes a plurality of
複数の光源体10は、フラッシュランプ11の輝点が同一水平面(光源体配置面)上に位置され、光軸Laが光源体配置面上において互いに平行にx方向に垂直な方向(以下、「y方向」とする。)に延びるよう配置されている。
In the plurality of
複数の光源体10の各々におけるフラッシュランプ11は、点灯駆動装置によって、間欠的に点灯駆動されると共に、一の光源体におけるフラッシュランプ11の発光期間中において他の光源体におけるフラッシュランプ11の消灯状態が維持されるよう、順次に連続して点灯駆動される。複数の光源体10の各々におけるフラッシュランプ11の点灯条件は、図1に示す光源装置と同様である。
The
第一の反射部材20aは、例えば平板状ミラーにより構成されている。第一の反射部材20aは、その反射面21aがy方向およびz方向に延びる平面に対して傾斜する状態で、配置されている。この例においては、第一の反射部材20aの反射面21aの、y方向およびz方向に延びる平面に対する傾斜角度は、例えば45°とされている。
The first reflecting
第一の反射部材20aは、駆動機構30aによって、反射面21aの向きが固定された状態でx方向に沿って移動(往復動)される。駆動機構30aは、例えば一軸ステージにより構成されている。
第一の反射部材20aの移動速度は、フラッシュランプ11の点灯周期にあわせて適宜設定することができ、例えば100〔m/sec〕以下に設定されることが好ましい。これにより、フラッシュランプ11の発光期間(発光開始から発光終了までの期間)における第一の反射部材20の移動量を適正に制御することができて光の利用効率を高くすることができる。
The first reflecting
The moving speed of the first reflecting
第二の反射部材20bは、例えば平板状ミラーにより構成されている。第二の反射部材20bは、その反射面21bが第一の反射部材20aの反射面21aと対向する状態で、配置されている。第二の反射部材20bにおける反射面21bは、光源体配置面(x方向およびy方向に延びる平面)に対して傾斜した状態とされている。この例においては、第二の反射部材20bの反射面21bの、光源体配置面に対する傾斜角度は、例えば45°とされている。
The second reflecting
上記の光源装置においては、複数の光源体10の各々が順次に点灯駆動されると共に第一の反射部材20aがその反射面21aが動作期間中の光源体と対向するようx方向に沿って連続的に駆動される。これにより、各々の光源体10から照射される光は、第一の反射部材20aによってx方向に向かって反射されて、第二の反射部材20bに入射される。図6におけるLcは、第一の反射部材20aによる反射光の光軸である。
第二の反射部材20bに入射された光は、第二の反射部材20bによって反射され、z方向に延びる同一の光軸Lbに沿って出射される。光源装置から出射される光は、例えばロッドインテグレータ40などのインテグレータ光学系に入射される。
In the light source device described above, each of the plurality of
The light incident on the second reflecting
而して、上記の第二実施形態に係る光源装置によれば、第一の反射部材20aがその反射面21aが動作期間中の光源体から照射される光の光軸方向を向くよう連続的に駆動されることにより、フラッシュランプ11の発光期間中に各々の光源体10から照射される光を、第二の反射部材20bの反射面21b上の発光点Xにおいて同一視角内に集めることができる。このため、各々の光源体10の輝度を犠牲にすることなく、積算照度を高くすることができる。
Thus, according to the light source device according to the second embodiment, the first reflecting
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various change can be added.
図7は、本発明の第一実施形態に係る光源装置のさらに他の例における構成を概略的に示す図である。
この光源装置は、各々点光源型(ショートアーク型)のフラッシュランプ11を備えた複数の光源体10と、各々の光源体10から照射される光を反射する第一の反射部材20aと、第一の反射部材20aによる反射光が入射されて複数の光源体10の各々からの光を鉛直方向に延びる互いに同一の光軸Lbに沿って出射する第二の反射部材20bと、複数の光源体10を順次に点灯駆動する点灯駆動装置(不図示)と、第二の反射部材20bをその反射面21が動作期間中の光源体から照射される光の光軸方向(第一の反射部材20aによる反射光の光軸Lc方向)を向くよう、連続的に駆動する駆動機構30とを備えている。図7においては、図1に示す光源装置と同一の構成部材については同一の符号が付してあり、説明を省略する。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a configuration in still another example of the light source device according to the first embodiment of the present invention.
The light source device includes a plurality of
複数の光源体10は、フラッシュランプ11の輝点が同一水平面(光源体配置面)上に位置された状態において、当該光源体配置面において設定された所定の大きさの半径の仮想円の円周に沿って周方向に等間隔に並んで配置されている。この例の光源装置においては、各々の光源体10の光軸Laが光源体配置面上において仮想円の径方向外方に向かって放射状に延びるよう位置されている。
The plurality of
複数の光源体10の各々におけるフラッシュランプ11は、点灯駆動装置によって、間欠的に点灯駆動されると共に、例えば一の光源体におけるフラッシュランプ11の発光期間中において他の光源体におけるフラッシュランプ11の消灯状態が維持されるよう、順次に連続して点灯駆動される。複数の光源体10の各々におけるフラッシュランプ11の点灯条件は、図1に示す光源装置と同様である。
The
この例における第一の反射部材20aは、例えば、鉛直方向上方に向かって拡開する筒状ミラーにより構成されている。第一の反射部材20aは、複数のミラー要素を複数の光源体10が配置される仮想円と同心円の円周に沿って配置させたものにより構成されていてもよい。第一の反射部材20aが筒状ミラーよりなる場合において、筒状ミラーの反射面21aの形状は、所望の光学設計により適宜変更することができる。
第一の反射部材20aは、その光軸が仮想円の中心を通り、光源配置面に垂直な方向に延びる姿勢で、複数の光源体10の各々の周囲を囲むよう配置されている。
The first reflecting
The first reflecting
第二の反射部材20bは、例えば平板状ミラーにより構成されている。第二の反射部材20bは、その反射面21bが第一の反射ミラー20aの光軸に対して傾斜し、反射面21b上に複数の光源体10の各々から照射された光が第一の反射ミラー20aによって反射された反射光の光軸Lcの交点が位置された状態で、配置されている。
The second reflecting
第二の反射部材20bは、駆動機構によって、第一の反射ミラー20aの光軸を回転中心軸Cとして回転駆動される。駆動機構30は、図1に示す光源装置と同様の構成を有する。また、第二の反射部材20bの駆動条件は、図1に示す光源装置と同様である。
The second reflecting
上記の光源装置においては、複数の光源体10の各々が順次に点灯駆動されると共に第二の反射部材20bがその反射面21bが動作期間中の光源体から照射された光が第一の反射部材20aによって反射された反射光の光軸Lc方向を向くよう連続的に回転駆動される。これにより、各々の光源体10から照射される光が第一の反射部材20aによって反射された反射光は、第二の反射部材20bによって反射され、鉛直方向に延びる同一の光軸Lbに沿って出射される。光源装置から出射される光は、例えばロッドインテグレータ40などのインテグレータ光学系に入射される。
In the above light source device, each of the plurality of
而して、このような光源装置によっても、図1に示す光源装置と同様の効果を得ることができる。 Thus, even with such a light source device, the same effect as the light source device shown in FIG. 1 can be obtained.
また、本発明の光源装置においては、光源体の構成は、上記実施形態に係るものに限定されず、一の光源体が複数のフラッシュランプを備えた構成とされていてもよい。
さらにまた、本発明の光源装置においては、点灯駆動装置によって、複数の光源体が同一期間中に(同時に)動作状態とされてもよい。
In the light source device of the present invention, the configuration of the light source body is not limited to that according to the above-described embodiment, and one light source body may be configured to include a plurality of flash lamps.
Furthermore, in the light source device of the present invention, the plurality of light source bodies may be in an operating state during the same period (simultaneously) by the lighting driving device.
本発明の光源装置は、例えば、フォトレジストによるパターン形成工程を用いずに、真空紫外光を用いて、自己組織化単分子膜(以下、「SAM膜」ともいう。)をパターニングするため露光装置などの光源として有用なものとなることが期待される。 The light source device of the present invention is, for example, an exposure apparatus for patterning a self-assembled monomolecular film (hereinafter also referred to as “SAM film”) using vacuum ultraviolet light without using a pattern forming process using a photoresist. It is expected to be useful as a light source.
10 光源体
10a 光源体
11 フラッシュランプ
15 リフレクタ
20 反射部材
20a 第一の反射部材
20b 第二の反射部材
21 反射面
21a 反射面
21b 反射面
30 駆動機構
30a 駆動機構
31 駆動源
40 ロッドインテグレータ
C 回転中心軸
La 光源体の光軸
Lb 光源装置から出射される光の光軸
Lc 第一の反射部材による反射光の光軸
P 射影
S フラッシュランプの輝点
V 仮想円
X 発光点
DESCRIPTION OF
Claims (7)
少なくとも一の光源体が動作状態とされるよう前記複数の光源体の各々を点灯駆動する点灯駆動装置と、
前記反射部材を、その反射面が動作期間中の光源体から照射される光の光軸方向を向くよう、駆動する駆動機構とを備えており、
前記複数の光源体の各々から前記反射部材に入射される光が、同一の光軸に沿って出射されることを特徴とする光源装置。 A plurality of light source bodies each including a flash lamp that is turned on under the condition that each light emission time is 1 ms or less; and a reflection member that reflects light from each of the plurality of light source bodies. In the light source device that emits the reflected light from the member,
A lighting driving device that lights and drives each of the plurality of light source bodies so that at least one light source body is in an operating state;
A driving mechanism for driving the reflecting member so that the reflecting surface thereof faces the optical axis direction of the light emitted from the light source body during the operation period;
The light source device, wherein light incident on the reflecting member from each of the plurality of light source bodies is emitted along the same optical axis.
前記複数の光源体は、前記反射部材の回転中心軸を中心とする円の円周に沿って配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の光源装置。 The drive mechanism rotates the reflection member around an axis passing through the reflection surface,
4. The light source device according to claim 1, wherein the plurality of light source bodies are arranged along a circumference of a circle centering on a rotation center axis of the reflecting member. 5.
前記駆動機構は、前記反射部材を当該一方向に沿って移動させるものであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の光源装置。 The plurality of light source bodies are arranged in one direction,
4. The light source device according to claim 1, wherein the driving mechanism moves the reflecting member along the one direction. 5.
When the reflecting surface of the reflecting member is in a state facing any one of the light source bodies, the size of projection of the reflecting member onto the surface perpendicular to the optical axis of the light source body is larger than the opening diameter of the reflector. The light source device according to any one of claims 3 to 6, wherein the light source device is less than or equal to.
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2016
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