JP2017208245A - 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駆動される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 that are driven to be 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。しかしながら、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 emitted from a flash lamp. However, in the current flash lamp, since the amount of emitted vacuum ultraviolet light is very small, it is impossible to complete the exposure with a single light emission, and a lot of processing time is required. is there.
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駆動される複数の光源体と、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、前記複数の光源体が前記反射部材の周囲に平面的にまたは立体的に配置されてな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、当該反射部材を姿勢制御する反射部材姿勢制御装置とを備えており、
当該反射部材姿勢制御装置は、一方向に延びる軸を中心とする回転駆動機構、当該一方向に直交する方向に延びる軸を中心とする回転駆動機構または揺動機構、当該一方向の並進駆動機構および当該一方向に直交する平面内の並進駆動機構のうちから選ばれた少なくとも2つの駆動機構を備えており、
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 that are driven to be driven 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 in which the plurality of light source bodies are arranged in a plane or three-dimensionally around the reflecting member,
A lighting drive 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, and an optical axis direction of light emitted from the light source body during the operation of the reflecting surface of the reflecting member A reflection member attitude control device that controls the attitude of the reflection member so as to face
The reflection member attitude control device includes a rotation drive mechanism centered on an axis extending in one direction, a rotation drive mechanism or a swing mechanism centered on an axis extending in a direction orthogonal to the one direction, and the one-way translation drive mechanism. And at least two drive mechanisms selected from translational drive mechanisms in a plane perpendicular to the one direction,
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、フラッシュランプと、当該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 is preferably configured to include a flash lamp and 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、前記複数の光源体によって第一光源体群および第二光源体群が形成されており、当該第一光源体群を構成する各々の光源体および当該第二光源体群を構成する各々の光源体は、一方向において互いに異なる位置に設定された第一領域および第二領域において、当該一方向に延びる軸を中心とする仮想円の円周に沿って配置されており、
前記反射部材は、当該仮想円の中心軸上に配置されており、
前記反射部材姿勢制御装置は、前記反射部材の反射面に沿って前記一方向に直交する方向に延びる軸を中心に当該反射部材を揺動させる揺動機構と、前記仮想円の中心軸を中心に当該反射部材を回転駆動する回転駆動機構とを備えた構成とすることができる。
In the light source device of the present invention, a first light source body group and a second light source body group are formed by the plurality of light source bodies, and each of the light source bodies and the second light source body constituting the first light source body group. Each light source constituting the group is arranged along the circumference of an imaginary circle centered on an axis extending in the one direction in the first region and the second region set at different positions in one direction. And
The reflecting member is disposed on the central axis of the virtual circle,
The reflection member attitude control device has a swing mechanism that swings the reflection member about an axis extending in a direction orthogonal to the one direction along the reflection surface of the reflection member, and a central axis of the virtual circle. And a rotation drive mechanism for rotating the reflection member.
このような構成のものにおいては、前記第一光源体群を構成する各々の光源体および前記第二光源体群を構成する各々の光源体は、光軸が前記仮想円の径方向外方に向かって延びる状態で配置されており、
当該第一光源体群を構成する各々の光源体から照射される光を反射して前記反射部材に入射させる第二の反射部材、および、当該第二光源体群を構成する各々の光源体から照射される光を反射して前記反射部材に入射させる第三の反射部材をさらに備えた構成とすることができる。
In such a structure, each light source body that constitutes the first light source body group and each light source body that constitutes the second light source body group has an optical axis radially outward of the virtual circle. It is arranged in a state extending toward
From the second reflecting member that reflects the light emitted from each light source body constituting the first light source body group and enters the reflecting member, and from each light source body constituting the second light source body group It can be set as the structure further provided with the 3rd reflection member which reflects the light irradiated and injects into the said reflection member.
さらにまた、本発明の光源装置においては、前記複数の光源体によって第一光源体群および第二光源体群が形成されており、当該第一光源体群を構成する各々の光源体および当該第二光源体群を構成する各々の光源体は、一方向において互いに異なる位置に設定された第一領域および第二領域において、当該一方向に延びる軸を中心とする仮想円の円周に沿って配置されており、
前記反射部材は、当該仮想円の中心軸上に配置されており、
前記反射部材姿勢制御装置は、前記仮想円の中心軸を中心に当該反射部材を回転駆動する回転駆動機構と、当該反射部材を当該仮想円の中心軸に沿って並進駆動する並進駆動機構とを備えた構成とすることができる。
Furthermore, in the light source device of the present invention, a first light source body group and a second light source body group are formed by the plurality of light source bodies, and each of the light source bodies constituting the first light source body group and the first light source body group. Each of the light source bodies constituting the two light source body groups is arranged along the circumference of a virtual circle centered on an axis extending in the one direction in the first region and the second region set at different positions in one direction. Has been placed,
The reflecting member is disposed on the central axis of the virtual circle,
The reflection member attitude control device includes: a rotational drive mechanism that rotationally drives the reflective member around the central axis of the virtual circle; and a translational drive mechanism that translates the reflective member along the central axis of the virtual circle. It can be set as the structure provided.
さらにまた、本発明の光源装置においては、前記複数の光源体によって第一光源体群および第二光源体群が形成されており、当該第一光源体群を構成する各々の光源体および当該第二光源体群を構成する各々の光源体は、一方向に直交する平面内において直線状に延びる走査路を挟んだ両側に位置される第一領域および第二領域において、当該走査路の延びる方向に並んで配置されており、
前記反射部材姿勢制御装置は、前記一方向に延びる軸を中心に当該反射部材を回転駆動する回転駆動機構と、当該反射部材を前記一方向に直交する平面内において前記走査路に沿って並進駆動する並進駆動機構とを備えた構成とすることができる。
Furthermore, in the light source device of the present invention, a first light source body group and a second light source body group are formed by the plurality of light source bodies, and each of the light source bodies constituting the first light source body group and the first light source body group. Each of the light source bodies constituting the two light source body groups has a direction in which the scanning path extends in the first area and the second area located on both sides of the scanning path extending linearly in a plane orthogonal to one direction. Arranged side by side,
The reflection member attitude control device includes a rotational drive mechanism that rotationally drives the reflection member about an axis extending in the one direction, and a translation drive of the reflection member along the scanning path in a plane orthogonal to the one direction. And a translation drive mechanism.
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、一方向に延びる軸に沿って螺旋状に並んだ位置に配置されており、
前記反射部材は、当該螺旋の中心軸上に配置されており、
前記反射部材姿勢制御装置は、前記螺旋の中心軸を中心に当該反射部材を回転駆動する回転駆動機構と、前記反射部材の反射面に沿って前記一方向に直交する方向に延びる軸を中心に当該反射部材を揺動させる揺動機構とを備えた構成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 at positions spirally arranged along an axis extending in one direction,
The reflective member is disposed on a central axis of the spiral;
The reflection member attitude control device is centered on a rotation drive mechanism that rotates the reflection member around the central axis of the spiral, and an axis that extends in a direction orthogonal to the one direction along the reflection surface of the reflection member. It can be set as the structure provided with the rocking mechanism which rocks the said reflection member.
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姿勢制御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 irradiated to the reflecting member from each light source body by controlling the posture so that the reflecting surface thereof faces the optical axis direction of the light irradiated from the light source body during the operation period. 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概略的に示す斜視図である。図2は、図1に示す光源装置を光出射方向から見た、第一光源体群における光源体の配置例を示す平面図である。図3は、図1に示す光源装置の一部を省略して示す側面図である。
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を例えば連続的に駆動して、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反射部材20を姿勢制御する反射部材姿勢制御装置30とを備えている。
[First embodiment]
FIG. 1 is a perspective view schematically 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 showing an arrangement example of the light source bodies in the first light source body group when the light source device shown in FIG. 1 is viewed from the light emitting direction. FIG. 3 is a side view showing the light source device shown in FIG. 1 with a part thereof omitted.
The light source device includes a plurality of
各々の光源体10は、例えば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4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10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10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
この光源装置においては、複数の光源体10は、反射部材20の周囲に立体的に配置されている。具体的には、複数の光源体10によって第一光源体群10aおよび第二光源体群10bが形成されており、第一光源体群10aを構成する複数の光源体10および第二光源体群10bを構成する複数の光源体10は、一方向における互いに異なる位置、この例では、鉛直方向における互いに異なるレベル位置に設定された第一領域A1および第二領域A2にそれぞれ配置されている。以下においては、図1における上下方向を便宜上「鉛直方向」とするが、使用形態等を限定するものではない。
In this light source device, the plurality of
第一光源体群10aを構成する複数の光源体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P1」という。)上に位置された状態において、当該光源体配置面P1において設定された、鉛直方向に延びる軸を中心とする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P1上において、仮想円Vの径方向内方に向かって延びるよう位置されている。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
また、第二光源体群10bを構成する複数の光源体10についても同様であって、複数の光源体10が、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P2」という。)上に位置された状態において、当該光源体配置面P2において設定された、鉛直方向に延びる軸を中心とする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。当該仮想円の中心軸は、第一光源体群10aに係る仮想円Vの中心軸と一致している。第二光源体群10bにおける光源体10の各々は、光軸Laが光源体配置面P2に対して傾斜した状態で配置された構成とされている。各々の光源体10の光軸Laの、光源体配置面P2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。
The same applies to the plurality of
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、例えば光源体群毎に、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。
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おり、前記仮想円Vの中心軸上に配置されている。この例においては、反射部材20は、その反射面21上に、一の光源体群を構成するすべての光源体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に発光点Xを形成する。なお、この光源装置においては、すべての光源体10の光軸Laが一点で交差するよう配置されている必要はなく、反射部材20は、前記仮想円の中心軸上において、すべての光源体10からの光が入射される位置に配置されていればよい。
The reflecting
反射部材20は、上述したように、反射部材姿勢制御装置30によって、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姿勢制御される。
この例における反射部材姿勢制御装置30は、反射部材20を、例えば反射面21に沿って水平方向に延びる軸(揺動軸)C1を中心に揺動可能に、かつ、発光点Xを通る鉛直方向に延びる前記仮想円の中心軸(回転中心軸)C2を中心に回転可能に支持する支持部材31と、反射部材20を揺動軸C1を中心に揺動させる揺動機構35と、反射部材20を回転中心軸C2を中心に回転させる回転駆動機構38とを備えている。この例においては、揺動軸C1は、鉛直方向における、例えば発光点Xが位置されるレベル位置に位置されている。
As described above, the reflecting
The reflecting member
支持部材31は、回転中心軸C2を中心に回転可能とされた鉛直方向に延びるロッド状の支柱32と、この支柱32の上端部に固定された支持アーム33とを有する。支持アーム33は、水平方向に延びる板状の基部33aとこの基部33aの両端の各々に連続して鉛直方向に延びる板状の支持部33bとを有する。反射部材20は、その両側面の各々において水平方向外方に延びる枢支軸が支持アーム33における支持部33bによって揺動可能に軸支されている。
The
揺動機構35は、例えばステッピングモータなどの駆動用モータ(図示せず)を備えており、駆動用モータが制御された駆動量で駆動されることにより枢支軸が回動されて反射部材20が揺動軸C1を中心に揺動される。反射部材20の揺動角度範囲は、反射面21が第一光源体群10aに係る光源体配置面に対して45°傾斜した状態を基準として例えば±10°の範囲内である。
The
回転駆動機構38は、例えばステッピングモータなどの駆動用モータ39を備えており、駆動用モータ39が制御された駆動量で駆動されることにより支持部材31が回転されて反射部材20が回転中心軸C2を中心に回転される。
The
回転駆動機構38による反射部材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 cycle 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5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5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. 5 is a diagram showing the relationship between the angle change amount (rotation angle) [°] of the reflecting
<光源装置の仕様>
光源体群の数:2つ
各々の光源体群(10a,10b)を構成する光源体(10)の数:8つ
各々の光源体配置面における反射部材(20)の回転中心軸(C2)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
ロッドインテグレータ(50)の入射面のサイズ:35mm角、ロッドインテグレータ(50)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 body groups: 2 Number of light source bodies (10) constituting each light source body group (10a, 10b): 8 Rotation center axis (C2) of reflecting member (20) on each light source body arrangement surface Between the bright spot of the lamp and the flash lamp (11) (the radius of the virtual circle): 200 mm
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 Size of incident surface of rod integrator (50): 35 mm square, reflective member (20 as a secondary light source of incident surface of rod integrator (50)) ) Distance from light emitting point (X): 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、例えば、反射部材20の反射面21が第一光源体群10aを構成する光源体10から照射される光の光軸方向を向くよう反射部材20が姿勢制御された状態において、第一光源体群10aを構成する複数の光源体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回転駆動機構38によって反射部材20が回転駆動される。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例えば連続的に回転駆動される。次いで、揺動機構35によって、反射面21が第二光源体群10bを構成する光源体10から照射される光の光軸方向を向くよう反射部材20が姿勢制御される。この状態において、第二光源体群10bを構成する複数の光源体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回転駆動機構38によって反射部材20が回転駆動される。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例えば連続的に回転駆動される。その後、上記のような、反射部材20の揺動による光源体群の選択動作および反射部材20の回転駆動による走査駆動が繰り返される。
このような点灯駆動制御がなされることにより、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50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, for example, the
By such lighting drive control, the light emitted from each
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
図6は、本発明の第一実施形態に係る光源装置の他の例における構成を概略的に示す図である。
この光源装置においては、複数の光源体10によって第一光源体群10aおよび第二光源体群10bが形成されており、第一光源体群10aを構成する複数の光源体10および第二光源体群10bを構成する複数の光源体10は、一方向における異なる位置、例えば鉛直方向における互いに異なるレベル位置に設定された第一領域A1および第二領域A2にそれぞれ配置されている。以下においては、図6における上下方向を便宜上「鉛直方向」とするが、使用形態等を限定するものではない。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration in another example of the light source device according to the first embodiment of the present invention.
In this light source device, a first light
第一光源体群10aを構成する複数の光源体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P1」という。)上に位置された状態において、当該光源体配置面P1において設定された、鉛直方向に延びる軸を中心とする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P1上において、仮想円の径方向外方に向かって延びるよう位置されている。
The plurality of
また、第二光源体群10bを構成する複数の光源体10についても同様であって、複数の光源体10が、フラッシュランプ11の輝点が同一水平面(以下、「光源体配置面P2」という。)上に位置された状態において、当該光源体配置面P2において設定された、鉛直方向に延びる軸を中心とする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。各々の光源体10の光軸Laは、光源体配置面P2上において、仮想円の径方向外方に向かって延びるよう位置されている。
The same applies to the plurality of
この光源装置においては、すべての光源体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一の反射部材20aと、第一光源体群10aを構成する複数の光源体10の各々から照射される光を第一の反射部材20aに向かって反射する第二の反射部材20bと、第二光源体群10bを構成する複数の光源体10の各々から照射される光を第一の反射部材20aに向かって反射する第三の反射部材20cとを備えている。
In this light source device, a first reflecting
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おり、前記仮想円の中心軸上に配置されている。この例においては、第一の反射部材20aは、複数の光源体10の各々から照射された光の第二の反射部材20bおよび第三の反射部材30cによる反射光の光軸Lc,Ldの交点が反射面21a上に位置された状態で、配置されている。
The first reflecting
第二の反射部材20bおよび第三の反射部材20c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。なお、第二の反射部材20bおよび第三の反射部材20c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。第二の反射部材20bおよび第三の反射部材20c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21b,21c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。
第二の反射部材20bおよび第三の反射部材20cは、その光軸が仮想円の中心を通り、光源配置面P1,P2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 second reflecting
The second reflecting
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、光源体群毎に、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、反射部材姿勢制御装置30によって姿勢制御される。反射部材姿勢制御装置30は、図1に示す光源装置と同様の構成を有し、第一の反射部材20aを水平方向に延びる揺動軸C1を中心に揺動させる揺動機構と、第一の反射部材20aを鉛直方向に延びる前記仮想円の中心軸を回転中心軸C2として回転駆動する回転駆動機構とを備えている。第一の反射部材20aの駆動条件は、図1に示す光源装置と同様である。
The posture of the first reflecting
上記の光源装置においては、例えば、第一の反射部材20aの反射面21aが第一光源体群10aを構成する光源体10から照射される光の第二の反射部材20bによる反射光の光軸Lc方向を向くよう第一の反射部材20aが姿勢制御される。この状態において、第一光源体群10aを構成する複数の光源体10の各々が順次に点灯駆動されると共に、反射面21aが動作期間中の光源体から照射された光が第二の反射部材20bによって反射された反射光の光軸Lc方向を向くよう、回転駆動機構によって連続的に回転駆動される。次いで、揺動機構によって、第一の反射部材20aの反射面21aが第二光源体群10bを構成する光源体10から照射される光の第三の反射部材20cによる反射光の光軸Ld方向を向くよう第一の反射部材20aが姿勢制御される。この状態において、第二光源体群10bを構成する複数の光源体10の各々が順次に点灯駆動されると共に、反射面21aが動作期間中の光源体から照射された光が第三の反射部材20cによって反射された反射光の光軸Ld方向を向くよう、回転駆動機構によって連続的に回転駆動される。
その後、上記のような、第一の反射部材20aの揺動による光源体群の選択動作および第一の反射部材20aの回転駆動による走査駆動が繰り返される。
このような点灯駆動制御がなされることにより、各々の光源体10から照射される光は、第一の反射部材20aによって反射されて、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6に示すように、例えばロッドインテグレータ50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, for example, the optical axis of the reflected light by the second reflecting
Thereafter, the selection operation of the light source group by the swinging of the first reflecting
By such lighting drive control, the light emitted from each
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.
〔第二実施形態〕
図7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概略的に示す斜視図である。
この光源装置は、第二光源体群を構成する複数の光源体の配置および反射部材姿勢制御装置の構成が異なることの他は、図1に示す光源装置と同様の構成を有する。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。また、図7における上下方向を便宜上「鉛直方向」とするが、使用形態等を限定するものではない。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a perspective view schematically showing a configuration in an example of a light source device according to the second embodiment of the present invention.
This light source device has the same configuration as the light source device shown in FIG. 1 except that the arrangement of the plurality of light source bodies constituting the second light source body group and the configuration of the reflecting member attitude control device are different. In FIG. 7, the same components as those of the light source device shown in FIG. In addition, although the vertical direction in FIG. 7 is referred to as a “vertical direction” for convenience, the usage form and the like are not limited.
この光源装置における第二光源体群10bを構成する複数の光源体10は、第一光源体群10aと同様に、フラッシュランプ11の輝点S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、一方向例えば鉛直方向に延びる軸を中心とする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(図2参照)。そして、各々の光源体10の光軸Laが光源体配置面上において、仮想円の径方向内方に向かって延びるよう位置されている。
In the plurality of
反射部材姿勢制御装置30aは、反射部材20を発光点Xを通る鉛直方向に延びる軸(回転中心軸)C2を中心に回転させる回転駆動機構38と、反射部材20を回転中心軸C2に沿って鉛直方向に並進駆動する並進駆動機構40とを備えている。ここに、反射部材20は、その反射面21が第一光源体群10aに係る光源体配置面および第二光源体群10bに係る光源体配置面に対して傾斜した状態で配置されている。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。
回転駆動機構38は、図1に示す光源装置における回転駆動機構38と同様の構成を有する。また、反射部材20の回転駆動条件は、図1に示す光源装置と同様である。
並進駆動機構40は、例えば回転駆動機構38における駆動用モータ39が載置されるステージ41を鉛直方向に移動させる昇降機構により構成されている。この並進駆動機構40によって、反射部材20は、第一光源体群10aを構成する複数の光源体10が配置される第一領域A1の鉛直方向レベル位置と、第二光源体群10bを構成する複数の光源体10が配置される第二領域A2の鉛直方向レベル位置との間で、並進駆動(往復動)される。
The reflection member
The
The
上記の光源装置においては、例えば、反射部材20の反射面21が第一光源体群10aを構成する光源体10から照射される光の光軸方向を向くよう反射部材20が第一領域A1の鉛直方向レベル位置(光源体配置面のレベル位置)に位置された状態とされる。この状態において、第一光源体群10aを構成する複数の光源体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回転駆動機構38によって反射部材20が回転駆動される。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例えば連続的に回転駆動される。次いで、並進駆動機構40によって、反射面21が第二光源体群10bを構成する光源体10から照射される光の光軸方向を向くよう反射部材20が鉛直方向上方に向かって駆動されて第二領域A2の鉛直方向レベル位置(光源体配置面のレベル位置)に位置された状態とされる。この状態において、第二光源体群10bを構成する複数の光源体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回転駆動機構38によって反射部材20が回転駆動される。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例えば連続的に回転駆動される。その後、上記のような、反射部材20の並進駆動による光源体群の選択動作および反射部材20の回転駆動による走査駆動が繰り返される。
このような点灯駆動制御がなされることにより、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7に示すように、例えばロッドインテグレータ50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, for example, the reflecting
By such lighting drive control, the light emitted from each
而して、上記の第二実施形態に係る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。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、上記の光源装置によれば、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, even with the light source device according to the second embodiment, the same effect as that of the light source device shown in FIG. 1 can be obtained. That is, the reflecting
〔第三実施形態〕
図8は、本発明の第三実施形態に係る光源装置の一例における構成を概略的に示す斜視図である。
この光源装置は、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して同一の光軸Lbに沿って出射する第一の反射部材20aと、第一の反射部材20aによる反射光を一方向例えば鉛直方向(以下、この方向を「z方向」とする。)に延びる光軸Lc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、連続的に駆動する反射部材姿勢制御装置30bとを備えている。図8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。また、この例においては、図8の上下方向を便宜上「鉛直方向」としているが、使用形態等を限定するものではない。
[Third embodiment]
FIG. 8 is a perspective view schematically showing a configuration in an example of a light source device according to the third embodiment of the present invention.
The light source device includes a plurality of
この光源装置においては、複数の光源体10は、第一の反射部材20aの周囲に平面的に配置されている。具体的には、複数の光源体10によって第一光源体群10aおよび第二光源体群10bが形成されており、第一光源体群10aを構成する複数の光源体10および第二光源体群10bを構成する複数の光源体10は、前記一方向に直交する平面内、例えば水平面内において直線状に延びる走査路46を挟んだ両側に設定された第一領域A1および第二領域A2にそれぞれ配置されている。以下、走査路46が延びる方向を「x方向」とする。
In this light source device, the plurality of
第一光源体群10aを構成する複数の光源体10は、x方向に例えば等間隔毎に並んだ位置において、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で配置されている。各々の光源体10の光軸Laは、光源体配置面上において互いに平行にx方向に直交する方向(以下、「y方向」とする。)に延びるよう配置されている。
The plurality of
第二光源体群10bを構成する複数の光源体10は、x方向に例えば等間隔毎に並んだ位置において、フラッシュランプ11の輝点が第一光源体群10aに係る光源体配置面と同一水平面上に位置された状態で配置されている。各々の光源体10の光軸Laは、光源体配置面上において互いに平行にy方向に延びるよう配置されている。
この例においては、第二光源体群10bを構成する複数の光源体10は、第一光源体群10aを構成する複数の光源体10と互いに対向する状態とされている。
In the plurality of
In this example, 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おり、反射面21aがz方向に沿って延びる姿勢で配置されている。
The first reflecting
第一の反射部材20aは、反射部材姿勢制御装置30bによって姿勢制御される。
この例における反射部材姿勢制御装置30bは、第一の反射部材20aをz方向(鉛直方向)に延びる軸を回転中心軸Cとして回転駆動する回転駆動機構38と、第一の反射部材20aを水平面内においてx方向に延びる走査路46に沿って並進駆動(往復動)させる並進駆動機構45とを備えている。
The attitude of the first reflecting
The reflection member
回転駆動機構は、図1に示す光源装置における回転駆動機構38と同様の構成を有する。また、第一の反射部材20aの回転駆動条件は、図1に示す光源装置と同様である。
The rotation drive mechanism has the same configuration as the
並進駆動機構45は、例えば一軸ステージにより構成されており、これにより直線状走査路46が構成されている。
並進駆動機構45による第一の反射部材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20a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
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、例えば、第一の反射部材20aの反射面21aが第一光源体群10aを構成する光源体10から照射される光の光軸方向を向くよう第一の反射部材20aが姿勢制御された状態される。この状態において、第一光源体群10aを構成する複数の光源体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並進駆動機構45によって第一の反射部材20aが並進駆動される。すなわち、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例えば連続的に並進駆動される。次いで、回転駆動機構38によって、反射面21aが第二光源体群10bを構成する光源体10から照射される光の光軸方向を向くよう第一の反射部材20aが姿勢制御される。この状態において、第二光源体群10bを構成する複数の光源体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並進駆動機構45によって第一の反射部材20aが並進駆動される。すなわち、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例えば連続的に並進駆動される。その後、上記のような、第一の反射部材20aの回転駆動による光源体群の選択動作および第一の反射部材20aの並進駆動による走査駆動が繰り返される。
このような点灯駆動制御がなされることにより、各々の光源体10から照射される光は、第一の反射部材20aによって反射されて、x方向に延びる同一の光軸Lbに沿って出射される。第一の反射部材20aによる反射光は、第二の反射部材20bによって反射され、z方向に延びる光軸Lc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50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, for example, the first reflecting
By such lighting drive control, the light emitted from each
而して、上記の第三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 third 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。
例えば、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。
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。
さらにまた、本発明の光源装置においては、光源体は、例えばレーザ励起光源型のものにより構成されていてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various change can be added.
For example, 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.
Moreover, 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.
Furthermore, in the light source device of the present invention, the light source body may be constituted by, for example, a laser excitation light source type.
また、第一実施形態に係る光源装置においては、図9に示すように、複数の光源体10が、一方向例えば鉛直方向に延びる反射部材による反射光の光軸Lbに沿って螺旋状に並んだ位置に配置された構成とすることができる。この例においては、複数の光源体10が、反射部材20による反射光の光軸Lbを中心とする仮想円柱体の周面に沿って螺旋状に並んだ位置に配置されている。各々の光源体10は、例えば光軸が一点で交差する姿勢で、配置されており、反射部材20は、すべての光源体10の光軸Laの交点(発光点X)が反射面21上に位置される状態で、配置されている。
この例における反射部材姿勢制御装置30は、図1に示す光源装置における反射部材姿勢制御装置30と同一の構成を有する。
この光源装置においては、反射部材20が回転駆動機構によって鉛直方向に延びる前記仮想円柱体の中心軸を回転中心軸C2として回転駆動されながら、揺動機構によって反射面に沿って水平方向に延びる揺動軸を中心に揺動されることにより、反射面21が順次に点灯駆動される複数の光源体10における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、反射部材20が姿勢制御される。
Further, in the light source device according to the first embodiment, as shown in FIG. 9, the plurality of
The reflecting member
In this light source device, the reflecting
さらにまた、複数の光源体が仮想球体の球面に沿って配置された構成とされていてもよい。このような構成のものにおいては、反射部材は前記仮想球体の中心点上に配置され、姿勢制御装置としては、図9に示す光源装置と同様に、回転駆動機構と揺動機構とを備えた構成のものとすることができる。 Furthermore, a plurality of light source bodies may be arranged along the spherical surface of the virtual sphere. In such a configuration, the reflecting member is disposed on the center point of the virtual sphere, and the posture control device includes a rotation drive mechanism and a swing mechanism as in the light source device shown in FIG. It can be of a configuration.
さらにまた、第一実施形態に係る光源装置および第二実施形態に係る光源装置のように複数の光源体が立体的に配置された構成のものにおいては、複数の光源体によって形成される光源体群の数は2つに限定されるものではない。例えば、複数の光源体によって第三光源体群が形成されて当該第三光源体群を構成する複数の光源体が、第一領域および第二領域と鉛直方向レベル位置が異なる第三領域に配置された構成とされていてもよい。 Furthermore, in the light source device according to the first embodiment and the light source device according to the second embodiment, in a configuration in which a plurality of light source bodies are arranged in three dimensions, a light source body formed by a plurality of light source bodies. The number of groups is not limited to two. For example, a third light source body group is formed by a plurality of light source bodies, and a plurality of light source bodies constituting the third light source body group are arranged in a first region and a third region having different vertical level positions from the second region. It may be configured as such.
さらにまた、本発明の光源装置においては、複数の光源体から照射される光を反射する反射部材は、平面状ミラーである必要はなく、例えばポリゴンミラーなどの走査型のミラーデバイスにより構成されていてもよい。 Furthermore, in the light source device of the present invention, the reflecting member that reflects the light emitted from the plurality of light source bodies does not need to be a planar mirror, and is configured by a scanning mirror device such as a polygon mirror. May be.
図10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。
この光源装置においては、複数の光源体10によって第三光源体群10cがさらに形成されて当該第三光源体群10cを構成する複数の光源体10が、第一光源体群10aに係る第一領域A1および第二光源体群10bに係る第二領域A2と一方向において互いに異なる位置、例えば鉛直方向におけるレベル位置が異なる第三領域に配置された構成とされている。
この例における反射部材20は、例えばポリゴンミラーにより構成されており、回転中心軸C1が水平方向に延びる姿勢で配置されている。
反射部材姿勢制御装置は、反射部材20を鉛直方向に延びる軸を回転中心軸C2として回転駆動する第一の回転駆動機構と、反射部材を水平に延びる回転中心軸C1を中心に回転駆動する第二の回転駆動機構とを備えた構成とすることができる。第一の回転駆動機構は、例えば図1に示す光源装置における回転駆動機構38と同様の構成とすることができる。
FIG. 10 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.
In this light source device, the third light
The reflecting
The reflection member attitude control device rotates and drives the
この光源装置においては、例えば、図10(a)に示すように、第一光源体群10aを構成する複数の光源体10の各々が順次に点灯駆動されると共に反射部材20が回転中心軸C2を中心に回転駆動される。これにより、第一光源体群10aを構成する複数の光源体10の各々から照射された光は、反射部材20によって反射されて同一の光軸Lbに沿って出射される。次いで、図10(b)に示すように、反射部材20が第二の回転駆動機構によって制御された駆動量で回転中心軸C1を中心に回転駆動される。この状態において、第二光源体群10bを構成する複数の光源体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第一の回転駆動機構によって反射部材20が回転駆動される。これにより、第二光源体群10bを構成する複数の光源体10の各々から照射された光は、反射部材20によって反射されて同一の光軸Lbに沿って出射される。さらに、図10(c)に示すように、反射部材20が第二の回転駆動機構によって制御された駆動量で回転中心軸C1を中心に回転駆動される。この状態において、第三光源体群10cを構成する複数の光源体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第一の回転駆動機構によって反射部材20が回転駆動される。これにより、第三光源体群10bを構成する複数の光源体10の各々から照射された光は、反射部材20によって反射されて同一の光軸Lbに沿って出射される。
In this light source device, for example, as shown in FIG. 10 (a), each of the plurality of
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 第一光源体群
10b 第二光源体群
10c 第三光源体群
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
20c 第三の反射部材
21 反射面
21a 反射面
21b 反射面
21c 反射面
30 反射部材姿勢制御装置
30a 反射部材姿勢制御装置
30b 反射部材姿勢制御装置
31 支持部材
32 支柱
33 支持アーム
33a 基部
33b 支持部
35 揺動機構
38 回転駆動機構
39 駆動用モータ
40 並進駆動機構
41 ステージ
45 並進駆動機構
46 走査路
50 ロッドインテグレータ
A1 第一領域
A2 第二領域
C1 揺動軸
C2 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 第二の反射部材による反射光の光軸
Ld 第三の反射部材による反射光の光軸
P 射影
P1 第一光源体群に係る光源配置面
P2 第二光源体群に係る光源配置面
S フラッシュランプの輝点
V 仮想円
X 発光点
DESCRIPTION OF
Claims (8)
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、当該反射部材を姿勢制御する反射部材姿勢制御装置とを備えており、
当該反射部材姿勢制御装置は、一方向に延びる軸を中心とする回転駆動機構、当該一方向に直交する方向に延びる軸を中心とする回転駆動機構または揺動機構、当該一方向の並進駆動機構および当該一方向に直交する平面内の並進駆動機構のうちから選ばれた少なくとも2つの駆動機構を備えており、
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 that are driven to be lit under a 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 arranged in a plane or three-dimensionally around the reflection member,
A lighting drive 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, and an optical axis direction of light emitted from the light source body during the operation of the reflecting surface of the reflecting member A reflection member attitude control device that controls the attitude of the reflection member so as to face
The reflection member attitude control device includes a rotation drive mechanism centered on an axis extending in one direction, a rotation drive mechanism or a swing mechanism centered on an axis extending in a direction orthogonal to the one direction, and the one-way translation drive mechanism. And at least two drive mechanisms selected from translational drive mechanisms in a plane perpendicular to the one direction,
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.
一方向において互いに異なる位置に設定された第一領域および第二領域において、当該一方向に延びる軸を中心とする仮想円の円周に沿って配置されており、
前記反射部材は、当該仮想円の中心軸上に配置されており、
前記反射部材姿勢制御装置は、前記反射部材の反射面に沿って前記一方向に直交する方向に延びる軸を中心に当該反射部材を揺動させる揺動機構と、前記仮想円の中心軸を中心に当該反射部材を回転駆動する回転駆動機構とを備え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。 A first light source body group and a second light source body group are formed by the plurality of light source bodies, and each light source body constituting the first light source body group and each light source body constituting the second light source body group. Is
In the first region and the second region set at different positions in one direction, arranged along the circumference of a virtual circle centered on the axis extending in the one direction,
The reflecting member is disposed on the central axis of the virtual circle,
The reflection member attitude control device has a swing mechanism that swings the reflection member about an axis extending in a direction orthogonal to the one direction along the reflection surface of the reflection member, and a central axis of the virtual circle. The light source device according to claim 1, further comprising a rotation driving mechanism that rotationally drives the reflecting member.
当該第一光源体群を構成する各々の光源体から照射される光を反射して前記反射部材に入射させる第二の反射部材、および、当該第二光源体群を構成する各々の光源体から照射される光を反射して前記反射部材に入射させる第三の反射部材をさらに備えていることを特徴とする請求項4に記載の光源装置。 Each light source body constituting the first light source body group and each light source body constituting the second light source body group are arranged in a state where the optical axis extends outward in the radial direction of the virtual circle. ,
From the second reflecting member that reflects the light emitted from each light source body constituting the first light source body group and enters the reflecting member, and from each light source body constituting the second light source body group The light source device according to claim 4, further comprising a third reflecting member that reflects irradiated light and enters the reflecting member.
前記反射部材は、当該仮想円の中心軸上に配置されており、
前記反射部材姿勢制御装置は、前記仮想円の中心軸を中心に当該反射部材を回転駆動する回転駆動機構と、当該反射部材を当該仮想円の中心軸に沿って並進駆動する並進駆動機構とを備え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。 A first light source body group and a second light source body group are formed by the plurality of light source bodies, and each light source body constituting the first light source body group and each light source body constituting the second light source body group. Are arranged along the circumference of a virtual circle centered on an axis extending in the one direction in the first region and the second region set at different positions in one direction,
The reflecting member is disposed on the central axis of the virtual circle,
The reflection member attitude control device includes: a rotational drive mechanism that rotationally drives the reflective member around the central axis of the virtual circle; and a translational drive mechanism that translates the reflective member along the central axis of the virtual circle. The light source device according to claim 1, wherein the light source device is provided.
前記反射部材姿勢制御装置は、前記一方向に延びる軸を中心に当該反射部材を回転駆動する回転駆動機構と、当該反射部材を前記一方向に直交する平面内において前記走査路に沿って並進駆動する並進駆動機構とを備え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。 A first light source body group and a second light source body group are formed by the plurality of light source bodies, and each light source body constituting the first light source body group and each light source body constituting the second light source body group. Are arranged side by side in the direction in which the scanning path extends in the first area and the second area located on both sides of the scanning path extending linearly in a plane orthogonal to one direction,
The reflection member attitude control device includes a rotational drive mechanism that rotationally drives the reflection member about an axis extending in the one direction, and a translation drive of the reflection member along the scanning path in a plane orthogonal to the one direction. The light source device according to claim 1, further comprising: a translational drive mechanism that performs the following operation.
前記反射部材は、当該螺旋の中心軸上に配置されており、
前記反射部材姿勢制御装置は、前記螺旋の中心軸を中心に当該反射部材を回転駆動する回転駆動機構と、前記反射部材の反射面に沿って前記一方向に直交する方向に延びる軸を中心に当該反射部材を揺動させる揺動機構とを備え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 plurality of light source bodies are arranged at positions spirally arranged along an axis extending in one direction,
The reflective member is disposed on a central axis of the spiral;
The reflection member attitude control device is centered on a rotation drive mechanism that rotates the reflection member around the central axis of the spiral, and an axis that extends in a direction orthogonal to the one direction along the reflection surface of the reflection member. The light source device according to claim 1, further comprising a swing mechanism that swings the reflecting member.
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JP2016100230A JP2017208245A (en) | 2016-05-19 | 2016-05-19 | Light source device |
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- 2016-05-19 JP JP2016100230A patent/JP2017208245A/en active Pending
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