KR20110108246A

KR20110108246A - 광 조사 장치

Info

Publication number: KR20110108246A
Application number: KR1020110014533A
Authority: KR
Inventors: 가즈요시 스즈키; 요시하루 이노마타
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2011-10-05
Also published as: CN102200694A; TW201133157A; JP2011204957A

Abstract

(과제) 램프를 과냉각으로 하지 않고, 집광경에 대해서 충분한 냉각풍을 공급할 수 있는 구조를 실현하는 것이다.
(해결수단) 램프와, 이 램프로부터의 광을 반사하는 곡면의 반사면을 가지는 집광경과, 이 집광경을 상향으로 지지하는 집광경 지지 기구와, 램프와 집광경을 냉각시키는 냉각풍을 도입하는 냉각풍 도입구 램프와 집광경을 냉각시킨 후의 냉각풍을 배기하는 냉각풍 배기구를 구비한 광 조사 장치에 있어서, 집광경 지지 기구는, 집광경을 이면측으로부터 집광경의 곡면에 대해서 법선 방향으로 탄성체에 의해 들어올리는 지지봉을 설치한 복수개의 지지체와, 지지체가 부착되는 프레임과, 집광경의 광 출사구의 둘레 가장자리가 가압되는 집광경 가압판을 구비한다. 집광경의 광 출사구의 둘레 가장자리는, 집광경 가압판의 개구와 이 개구의 주변에 형성한 통풍공의 사이에 가압한다.

Description

광 조사 장치 {LIGHT IRRADIATION APPARATUS}

본 발명은, 반도체 소자나 프린트 기판, 액정 기판 등의 제조용 노광 장치에 이용하는 광 조사 장치에 관한 것이다.

반도체 소자나 프린트 기판, 액정 표시 기판의 노광 장치에 이용되는 광원으로서, 숏 아크형의 방전 램프, 예를 들면 몇kW로부터 몇십kW의 대형 초고압 수은 램프가 이용되고 있다.

도 6에, 상기 노광 장치의 광 조사부로서 사용되는, 종래의 광 조사 장치의 구조의 일예를 나타낸다.

광 조사 장치는, 숏 아크형의 방전 램프(1), 타원 집광경(2), 제1의 평면경(13), 인터그레이터 렌즈(14), 셔터 기구(15), 제2의 평면경(16), 콜리메이터 렌즈(17) 등을 구비한다.

램프(1)는, 발광점이 타원 집광경(2)의 제1 초점에 오도록 배치된다. 램프(1)로부터의 자외선을 포함하는 광은, 집광경(2)의 내측에 형성되어 있는 반사면에 의해 반사되어 집광되고, 동 도면 상측의 광 출사구(2b)로부터 출사한다.

광 출사구(2b)로부터 출사한 광은, 제1의 평면경(13)에 의해 반사되고, 집광경의 제2 초점에 배치된 인터그레이터 렌즈(14)에 입사된다. 인터그레이터 렌즈(14)는 플라이 아이(Fly Eye) 렌즈라고도 하고, 광 조사면(18)에서의 조도 분포를 균일하게 하는 작용을 한다.

인터그레이터 렌즈(14)로부터 출사한 광은, 셔터 기구(15)를 통하여 제2의 평면경(16)에 의해 되꺾여, 광을 평행광으로 하는 콜리메이터 렌즈(17)에 입사하고, 평행광으로 되어 광 조사 장치로부터 출사하여, 광 조사면(18)에 조사된다. 또한, 콜리메이터 렌즈(17) 대신에 콜리메이터 미러를 사용해도 된다.

도 7에, 종래의 광 조사 장치의 램프와 집광경을 구비하는 광원부의 확대도를 도시한다. 또한 도 8은, 종래의 광원부의 집광경과 집광경의 지지판의 관계를 나타내는 사시도이다. 이들 도면을 이용하여, 램프와 집광경의 지지 구조에 대해서 설명한다.

집광경(2)은, 곡면의 반사면을 가지고, 이 반사면에서 반사한 광을 출사하는 광 출사구(2b)와, 광 출사구(2b)와는 반대측에 관통공(2a)이 형성되어 있다.

또한, 집광경(2)은, 광 출사구(2b)가 상향이 되도록 집광경 지지판(3) 상에 놓여지고, 관통공(2a)의 주변부가 집광경 지지판(3)의 표면에 접하여 지지된다. 또한, 집광경 지지판(3)에도 집광경의 관통공(2a)과 거의 동일한 직경의 관통공(3c)이 형성되어 있다.

집광경 지지판(3)은, 프레임(6)에 대해서 용수철(3a)을 통하여 부착되어 있다. 이 용수철(3a)에 의해, 집광경 지지판(3)에는, 집광경(2)을 동 도면 상방향으로 들어 올리려고 하는 힘이 작용한다. 이에 따라, 집광경(2)은 광 출사구(2b)의 둘레 가장자리가, 집광경 가압판(7)에 가압된다. 또한, 집광경 가압판(7)에는, 광 출사구(2b)로부터 출사하는 광이 통과하는 개구(7b)가 형성되어 있다.

집광경 내에 부착되는 숏 아크형의 램프(1)는, 램프의 축(1a)을 집광경(2)의 관통공(2a)과 집광경 지지판(3)의 관통공(3c)을 통과하고, 프레임(6)의 냉각풍 유입구(6a)를 통하여 집광경(2)의 외측 배후에 설치된 대좌(4)에 고정되어 지지된다. 이 대좌(4)는 광 조사 장치의 램프축 조절 기구(5)에 부착되어 있다.

램프축 조절 기구(5)는, 램프(1)를 XYZ 방향으로 이동시키는 스테이지를 구비한다. 램프축 조절 기구(5)를 이동시킴으로써, 램프(1)를 그 발광점이 집광경(2)의 제1 초점에 오도록 조절한다.

또한, 대좌(4)는 램프 점등 전원(11)에 접속되어 있다. 램프(1)로의 전력의 공급은, 램프의 대좌(4)에 고정되는 측의 극에는 이 대좌(4)를 통하여, 다른쪽 집광경(2)의 광 출사구(2b)측의 극에는, 램프 전원(11)으로부터의 급전선(11a)이 부착되고, 이 급전선(11a)을 통하여 행해진다.

이와 같이, 광 출사구를 상향으로 배치한 집광경의 지지 구조에 관한 선행 기술로서, 특허문헌 1이 있다.

특허 문헌 1 : 일본국 특허공개 2000－40655호 공보

상기한 것처럼, 냉각풍은 램프와 집광경의 냉각에 사용된다. 광 조사 장치가 노광 장치의 광 조사부로서 사용되는 경우, 집광경은 노광에 불필요한 광(예를 들면 가시광이나 적외광)을 반사하지 않고, 노광에 필요한 광(예를 들면 자외선)을 반사하는 증착막을 반사면에 형성한 반사경을 이용하는 경우가 많다.

그러한 증착막 반사경을 이용하는 경우에는, 증착막이 벗겨지지 않도록, 반사경의 온도를, 예를 들면 350℃ 이하로 유지할 필요가 있다. 이에 대해서, 램프의 밀봉체로 불리는 발광관 부분의, 점등 중의 최적 온도는 650℃∼750℃라고 알려져 있다. 이 때문에, 집광경은 냉각을 행하지 않으면, 램프의 밀봉체로부터의 복사열 등에 의해 온도가 상승하여 350℃ 이상으로 되어, 증착막이 벗겨져 버리는 등의 문제를 일으키는 경우가 있다.

즉, 집광경은 램프보다 낮은 온도로 유지하지 않으면 안되고, 냉각은, 램프보다도 오히려 집광경을 중점적으로 행할 필요가 있다. 특히, 집광경(2)은, 램프의 축이 통과하는 관통공(2a)의 근방의 부분(관통공(2a)의 둘레 가장자리로부터 폭 약 10㎜의 영역)이, 램프의 발광 부분에 가장 가까워지므로 온도가 높아지기 쉽다. 따라서, 냉각풍은, 집광경의 관통공(2a)의 근방에 많은 양을 공급하지 않으면 안된다.

한편, 광원부를 흐르는 냉각풍은, 상기한 것처럼, 관통공(2a)으로부터 들어가 집광경(2)의 내측(반사면측)으로 들어가 흐르는 바람(도 7의 (a))과, 집광경(2)의 외측을 돌아 흐르는 바람(도 7의 (b))의 2개로 나누어진다. 여기서, 관통공(2a)으로부터 집광경(2)의 내측으로 들어간 냉각풍(a)은, 대부분이 램프(1)의 표면을 따라 흘러 램프를 냉각시키는데 사용된다. 한편, 집광경(2)의 냉각은, 실질적으로는, 집광경(2)의 외측을 돌아 흐르는 바람(b)에 의해 행해진다.

그런데, 상기한 것처럼, 집광경(2)은 관통공(2a)의 주변부에 있어서 집광경 지지판(3)에 의해 지지되어 있다. 이 때문에, 도 8에 도시하는 바와같이, 집광경(2)의 관통공(2a)의 주위에는 집광경 지지판(3)이 있고, 도 7에 도시하는 바와같이, 이 집광경 지지판(3)이 차풍판이 되어, 집광경(2)의 외측을 돌아 흐르는 바람(b)은, 가장 온도가 높아지는 집광경(2)의 관통공(2a)의 근방에는 접근할 수 없다.

이러한 상태에서는, 냉각풍은 집광경(2)을 효율적으로 냉각시킬 수 없다. 집광경(2)의 온도를 내리고자 하여 냉각풍량을 많게 하면, 그만큼 램프의 냉각풍도 증가하게 된다. 이 때문에, 램프가 상기에 나타낸 적절한 온도 범위(650℃∼750℃) 이하, 즉 과냉각이 되어, 경우에 따라서는 램프가 꺼져 버리는 경우가 있다.

한편, 램프를 상기 적절한 온도 범위로 하기 위해서 냉각풍을 줄이면, 이번에는 집광경을 냉각시키기 위한 풍량도 줄어들기 때문에, 집광경의 온도가 증착막이 벗겨지지 않는 온도(350℃) 이상으로 되어, 증착막이 벗겨지는 원인이 되는 경우가 있다.

본 발명은, 상기의 문제점을 감안하여, 집광경의 외측을 흐르는 바람이, 집광경의 온도가 가장 높아지는 관통공 근방의 영역을 가능한한 많이 흐르도록 하는 것, 즉, 집광경의 외측이며 관통공 근방의 영역에, 가능한한 많은 냉각풍을 공급할 수 있는 구조를 실현하여, 램프로의 냉각풍을 늘리지 않고, 즉 램프의 온도를 낮추지 않고(램프를 과냉각으로 하지 않고), 집광경의 온도를 내릴 수 있도록, 집광경에 충분한 냉각풍을 공급할 수 있는 구조를 실현하는 것을 목적으로 한다.

종래는, 집광경을 판형상의 집광경 지지판에 의해 들어올려 지지하고 있었다. 이 때문에, 이것이 집광경의 외측을 흐르는 냉각풍의 차풍판이 되어, 집광경의 관통공의 외측 근방에 냉각풍이 도달하지 않는 원인이 되었다.

여기서, 본 발명에 있어서는, 집광경을 광 출사구가 상향이 되도록 지지하는 집광경 지지 기구를, 다음과 같이 구성함으로써, 상기 과제를 해결한다.

램프와, 이 램프로부터의 광을 반사하는 곡면의 반사면을 가지는 집광경과, 이 집광경을 상향으로 지지하는 집광경 지지 기구와, 램프와 집광경을 냉각시키는 냉각풍을 도입하는 냉각풍 도입구 램프와 집광경을 냉각시킨 후의 냉각풍을 배기하는 냉각풍 배기구를 구비한 광 조사 장치에 있어서, 집광경 지지 기구는, 집광경을 이면측으로부터 집광경의 곡면에 대해서 법선 방향으로 탄성체에 의해 들어올리는 지지봉을 설치한 복수개의 지지체와, 지지체가 부착되는 프레임과, 집광경의 광 출사구의 둘레 가장자리가 가압되는 집광경 가압판을 구비한다.

집광경의 광 출사구의 둘레 가장자리는, 집광경 가압판의 개구와 이 개구의 주변에 형성한 통풍공의 사이에 가압한다.

본 발명에 있어서, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

집광경의 들어올림을 복수 점 형상으로 배치한 지지체에 의해 행하므로, 집광경의 외측을 흐르는 냉각풍을 차풍하는 것이 없어져, 집광경의 관통공 근방에 냉각풍이 흐른다. 따라서, 집광경의 가장 온도가 높아지는 관통공 근방의 영역의 온도를 낮게 할 수 있다.

또한, 집광경 가압판의, 집광경의 광 출사구의 둘레 가장자리가 가압되는 부분의 주변에 통풍공을 형성하고 있으므로, 집광경의 외측을 흐르는 냉각풍은, 집광경의 이면을 따라 흐르고, 집광경 전체를 효율적으로 냉각하여 배기된다. 따라서, 집광경 전체의 온도를 낮게 할 수 있다.

도 1은 노광 장치의 광 조사부로서 사용되는 본 발명의 광 조사 장치의 구조의 일예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 광 조사 장치의 램프와 집광경을 구비하는 광원부의 확대도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 광원부의 집광경과 집광경의 지지체 및 집광경 가압판과의 관계를 나타내는 사시도이다.
도 4는 집광경 지지체의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 5는 집광경 지지체의 사시도를 나타내는 도면이다.
도 6은 노광 장치의 광 조사부로서 사용되는 종래의 광 조사 장치의 구조의 일예를 나타내는 도면이다.
도 7은 종래의 광 조사 장치의 램프와 집광경을 구비하는 광원부의 확대도를 나타내는 도면이다.
도 8은 종래의 광원부의 집광경과 집광경의 지지판과의 관계를 나타내는 사시도이다.

도 1에, 노광 장치의 광 조사부로서 사용되는 본 발명의 광 조사 장치의 구조의 일예를 나타낸다.

본 발명의 광 조사 장치는, 램프(1)와 집광경(2)을 구비하는 광원부(10)의 구조를 제외하고, 기본적으로는 도 6의 구성과 동일하다.

램프(1)는, 숏 아크형의 초고압 수은 램프가 사용되고, 집광경(2)은, 유리제의 타원 집광경이 사용된다. 그리고, 방전 램프(1)의 발광 중심이 집광경(2)의 제1 초점에 위치하도록 배치된다.

집광경(2)은, 노광에 필요한 광인 자외선을 반사하여 불필요한 적외선이나 가시광을 제거하기 위하여, 자외선을 반사하여 적외선이나 가시광을 투과하는 무기 다층 증착막을, 곡면의 광 반사면의 표면에 형성하고 있다. 광 반사면에 의해 반사된 자외선을 포함하는 광은 광 출사구(2b)로부터 출사한다.

집광경(2)의 광 출사구(2b)에서 출사한 광은, 제1 평면경(13)에서 반사되고, 조사 영역에서의 조도 분포를 균일화하는 인터그레이터 렌즈(14)에 입사한다.

인터그레이터 렌즈(14)로부터 출사한 광은, 인터그레이터 렌즈(14)의 광 출사측에 배치된 셔터 기구(15)를 통하여, 제2 평면경(16)에 반사되고, 콜리메이터 렌즈(17)에 입사한다. 콜리메이터 렌즈(17)에 입사한 광은 평행광이 되어, 광 조사면(18)에 재치된 마스크나 워크와 같은 피조사물을 조사한다. 또한, 콜리메이터 렌즈(17)를 대신해 콜리메이터 미러를 사용해도 된다.

피조사물의 자외선 조사량은 셔터 기구(15)의 개폐에 의해 제어된다. 또한, 셔터 기구(15)는, 인터그레이터 렌즈(14)의 광 입사측에 배치해도 된다.

램프(1) 및 집광경(2)을 냉각시키는 냉각풍은, 광 조사 장치의, 집광경(2)의 광 출사구(2b)와는 반대측에 설치된 냉각풍 도입구(10a)로부터 도입되고, 집광경(2)의 광 출사구(2b)측에 설치된 배기 팬(20)에 의해 배기구(19)로부터 배기된다.

도 2에, 본 발명의 광 조사 장치의 램프와 집광경을 구비하는 광원부의 확대도를 도시한다. 동 도면은, 도 7과 마찬가지로, 냉각풍의 흐름을 도면의 좌측밖에 표시하지 않는다. 또한, 도 3에, 본 발명의 광원부의 집광경과 집광경의 지지체 및 집광경 가압판과의 관계를 나타내는 사시도를 도시한다.

도 2와 도 3을 이용하여, 광원부의 구조와 냉각풍의 흐름에 대해서 설명한다.

종래와 마찬가지로, 집광경(2)은, 곡면의 광 반사면을 가지고, 반사된 광을 출사하는 광 출사구(2b)와, 광 출사구(2b)와는 반대측에 관통공(2a)이 형성되어 있다. 그리고, 집광경 지지 기구에 의해, 광 출사구(2b)가 상향이 되도록 지지된다. 집광경 지지 기구의 상세에 대해서는 후술한다. 상기한 것처럼, 집광경(2)의 광 반사면에는, 자외선을 반사하여 적외선이나 가시광을 투과하는 무기 다층막이 증착되어 있다.

집광경(2) 내에 부착되는 숏 아크형의 램프(1)는, 램프(1)의 축(1a)이 집광경의 관통공(2a)과 프레임(6)에 형성되어 있는 냉각풍 유입구(6a)를 관통하고, 집광경(2)의 외측 배후에 설치한 대좌(4)에 고정되어 지지된다.

이 대좌(4)는 광 조사 장치의 램프축 조절 기구(5)에 부착되고, 램프축 조절 기구(5)는, 램프(1)를 XYZ 방향으로 이동시키는 스테이지를 구비한다. 대좌(4)는 램프 점등 전원(11)에 접속되고, 또한, 집광경(2)의 개구(2b)측의 램프(1)의 극에는, 램프 전원(11)으로부터의 급전선(11a)이 부착되고, 램프(1)로의 전력의 공급은 대좌(4)와 이 급전선(11a)을 통하여 행해진다.

이어서 집광경 지지 기구의 구조에 대해서 설명한다.

집광경 지지 기구는, 집광경(2)의 이면에 점형상으로 접하여 탄성체의 힘에 의해 집광경을 위로 들어올리는 복수개의 지지체(30), 지지체(30)가 부착되는 프레임(6), 지지체(30)에 의해 들어올려진 집광경(2)이 가압되는 집광경 가압판(7)을 구비한다.

집광경(2)은, 광 출사구(2b)를 위로 하여 집광경 지지체(30) 상에 놓여진다. 집광경 지지체(30)가 위에 실려 있는 집광경(2)을 탄성체의 힘으로 들어올림으로써, 집광경(2)의 광 출사구(2b)의 둘레 가장자리가, 집광경 가압판(7)에 가압된다. 이에 따라 집광경(2)은 광 출사구(2b)가 위로 된 상태로 지지 고정된다. 집광경 지지체(30)의 상세한 구조에 대해서는 후술한다.

집광경 지지체(30)는, 복수개의 프레임(6) 상에 고정되어 설치되어 있다. 또한, 프레임(6)에는, 광 조사 장치의 냉각풍 도입구(10a)로부터 도입된 냉각풍을, 광원부(10)에 도입하기 위한 냉각풍 유입구(5a)가 형성되어 있다.

집광경 가압판(7)에는, 집광경(2)의 광 출사구(2b)로부터 출사하는 광이 통과하는 개구(7b)가 형성되고, 또한, 이 개구(7b)의 주변에는, 집광경(2)의 외측을 흐르는 냉각풍이 통과하는 통풍공(7a)이 형성되어 있다. 집광경 지지체(30)에 의해 들어올려진 집광경(2)의 광 출사구(2b)의 둘레 가장자리는, 이 개구(7b)와 통풍공(7a)의 사이에 가압된다.

다음에, 집광경 지지체(30)의 구조에 대해서 설명한다.

도 4는 집광경 지지체(30)의 단면도이며, 동 도면(a)는 집광경 지지체(30)가 집광경(2)을 지지하지 않은 상태, (b)는 집광경(2)을 지지하고 있는 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 5는 집광경 지지체의 사시도이다.

집광경 지지체(30)는, 프레임(6)에 나사 등으로 고정되는 본체부(31)와, 집광경(2)의 이면(반사면과는 반대측의 면)에 점 형상으로 접하여 들어올리는 지지봉(32)을 구비한다.

지지봉(32)은, 본체부(31) 내부에 설치된 용수철(33) 등의 탄성체를 통하여 본체부(31)에 부착되어 있다. 지지봉(32)은 용수철(33)에 의해 본체부(31)에 대해서 들어갔다 나왔다 한다.

지지봉(32)의 선단이 집광경(2)의 이면에 접한다. 이 때문에, 지지봉(32)의 선단에는 집광경(2)을 손상시키지 않도록, 또한 고온에 견딜 수 있도록, 내열성의 완충재(34)를 부착하고 있다.

집광경 지지체(30)가 집광경(2)을 지지하고 있지 않은 경우는, 도 4(a)에 도시하는 바와같이, 용수철(33)이 신장하여 지지봉(32)은 본체보다 크게 나와 있다.

한편, 집광경 지지체(30)가 집광경(2)을 지지하고 있는 경우는, 도 4(b)에 나타내는 바와같이, 집광경(2)의 무게에 의해 용수철(33)이 수축되고, 지지봉(32)에는 집광경(2)을 위로 밀어 올리는 힘이 작용한다. 이에 따라, 집광경(2)의 광 출사구(2b)의 둘레 가장자리가 집광경 가압판(7)에 가압되고, 집광경(2)은 지지 고정된다.

여기서, 집광경 지지체(30)의 지지봉(32)은, 유리제인 집광경(2)에 무리한 힘이 걸리는 것을 막기 위해서, 기본적으로는 집광경의 곡면에 대해서 법선 방향으로 힘을 가하도록 배치한다.

집광경 지지체(30)가 집광경(2)을 지지하는 위치, 즉 지지봉(32)이 집광경(2)의 이면에 접하는 위치는, 집광경(2)의 하단(관통공(2a)의 둘레 가장자리)으로부터, 40㎜∼50㎜ 상측이다. 상기한 것처럼, 집광경(2)의 가장 온도가 높아지는 부분은, 관통공(2a)의 둘레 가장자리로부터 폭 대략 10㎜의 영역이며, 이 영역에 지지봉(32)이 접하면, 그 부분은 냉각풍이 닿지않게 되어, 차가워지기 어렵기 때문이다.

또한, 집광경(2)을 단단히 지지 고정하기 위해서는, 집광경(2)을 집광 가압판(7)에 가압하는 힘, 즉 집광경(2)을 들어올리는 힘이 클수록 좋다.

집광경 지지체(30)의 지지봉(32)이 집광경(2)의 곡면에 대해서 법선 방향으로 힘을 가했을 때, 집광경(2)을 들어올리는 힘을 크게 하기 위해서는, 지지봉(32)은, 집광경(2)의 가능한한 하측(관통공(2a)에 가까운 부분)에 배치한 것이 좋다.

그러나, 상기한 바와같이, 집광경의 하측(관통공(2a)에 가까운 부분)은, 가장 높은 고온으로 되어 냉각을 행하고 싶은 부분이므로 지지봉(32)을 배치할 수 없다. 여기서, 지지봉(32)은, 집광경의 온도가 가장 높아지는 관통공(2a) 근방의 영역을 피하고, 또한, 집광경(2)의 곡면에 대해서 법선 방향으로 힘을 가했을 때, 집광경(2)을 들어올리는 힘이 가능한 한 커지는 부분에 배치한다.

또한, 집광경 지지체(30)의 수는, 집광경(2)의 크기나 무게, 지지한 상태에서의 집광경의 안정성을 고려하여 결정한다. 3개 내지 4개를 프레임(6)의 냉각풍 도입구(6a)의 주변부에 등간격으로 배치하는 것이 바람직하다.

이어서, 광원부의 냉각풍의 흐름에 대해서 설명한다.

광 조사 장치의, 집광경(2)의 광 출사구(2b)와는 반대측에 설치된 냉각풍 도입구(10a)로부터 도입된 냉각풍은, 프레임(6)에 형성된 냉각풍 유입구(6a)로부터 광원부(10)로 들어가고, 집광경(2)의 관통공(2a)으로부터 집광경(2)의 내측으로 들어가 램프(1)를 냉각시키는 흐름(a)과, 집광경(2)의 외측을 돌아 집광경(2)을 이면측으로부터 냉각시키는 흐름(b)으로 나누어진다.

집광경 지지체(30)는, 상기와 같이 점형상으로 집광경(2)을 지지한다. 이 때문에, 집광경 지지체(30)는, 집광경(2)의 외측을 흐르는 냉각풍이 집광경(2) 이면을 따라 흐르는 것을, 실질적으로 방해하지 않는다. 즉, 집광경(2)의 외측을 흐르는 냉각풍은, 도 2중에서 (b)에 나타내는 바와같이, 램프의 발광 부분에 가까워 가장 온도가 높아지는 집광경(2)의 관통공(2a)의 근방 이면에 닿고, 그 후 집광경(2) 전체의 열을 빼앗으면서 집광경(2)의 이면을 따라 상승한다.

한편, 집광경(2)의 광 출사구(2b)의 둘레 가장자리는, 집광경 가압판(7)의, 광이 통과하는 개구(7b)와 그 주변에 형성한 통풍공(7a)의 사이의 부분에 가압되어 있다.

이 때문에, 집광경(2)의 외측을 이면을 따라 흘러온 냉각풍은, 통풍공(7a)을 향해 집광경(2)의 이면으로부터 떨어지지 않고 흘러 통풍공(7a)을 향한다. 그리고, 통풍공(7a)으로부터 나온 집광경(2)을 냉각시킨 냉각풍은, 램프(1)를 냉각시킨 냉각풍과 함께 배기구(19)를 향해 흘러 배기된다.

이로써, 집광경(2)의 외측을 흐르는 냉각풍은, 집광경(2) 전체를 효율적으로 냉각시킬 수 있다. 따라서, 집광경의 관통공(2a)의 근방의 온도는, 종래 약 320℃∼약 350℃였는데, 본 발명에 있어서는, 냉각풍량을 바꾸지 않고 약 180℃∼약 240℃로 낮출 수 있었다. 이에 따라, 램프를 과냉각으로 하지 않고 집광경의 온도를 낮출 수 있었다.

1 : 램프 1a : 램프의 축
2 : 집광경 2a : 관통공
2b : 광 출사구 3 : 집광경 지지판
4 : 대좌 5 : 램프축 조절 기구
6 : 프레임 6a : 냉각풍 유입구
7 : 집광경 가압판 7a : 통풍공
7b : 개구 10 : 광원부
10a : 냉각풍 도입구 11 : 램프 점등 전원
11a : 급전선 12 : 하우징
13 : 제1 평면경 14 : 인터그레이터 렌즈
15 : 셔터 기구 16 : 제2 평면경
17 : 콜리메이터 렌즈 18 : 광 조사면
19 : 배기구 20 : 배기 팬
30 : 집광경 지지체 31 : 본체부
32 : 지지봉 33 : 용수철
34 : 완충재

Claims

램프와, 그 램프로부터의 광을 반사하는 곡면의 반사면을 가짐과 더불어 상기 반사면에서 반사한 광이 출사하는 광 출사구와 그 광 출사구와는 반대측에 관통공을 형성한 집광경과, 그 집광경을 상기 광 출사구가 상향이 되도록 지지하는 집광경 지지 기구와, 상기 램프와 상기 집광경을 냉각시키는 냉각풍을, 상기 집광경의 광 출사구와는 반대측으로부터 도입하는 냉각풍 도입구와, 그 냉각풍 도입구로부터 도입된 냉각풍을, 상기 집광경의 광 출사구측으로부터 배기하는 냉각풍 배기구를 구비한 광 조사 장치에 있어서,
상기 집광경 지지 기구는, 상기 집광경을 이면측으로부터 집광경의 곡면에 대해서 법선 방향으로 탄성체에 의해 들어올리는 지지봉을 설치한 복수개의 지지체와, 그 지지체가 부착됨과 더불어, 상기 냉각풍 도입구로부터 도입된 냉각풍을 유입하는 냉각풍 유입구를 형성한 프레임과, 상기 집광경의 광 출사구로부터 출사하는 광이 통과하는 개구와 그 개구의 주변에 냉각풍이 통과하는 통풍공이 형성되고, 상기 개구와 상기 통풍공의 사이에 상기 지지체의 지지봉에 의해 들어올려진 집광경의 광 출사구의 둘레 가장자리가 가압되는 집광경 가압판을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.