説明

ランプ位置調整方法、ランプ位置調整用具、及び照射装置

【課題】ランプ位置の目視での調整を容易にすること。
【解決手段】ランプ12、及び当該ランプ12の光を集光する集光鏡14とを備え、前記集光鏡14で集光した光束を出力する照射装置10のランプ位置調整方法において、前記集光鏡14の第2焦点f2に集光像を拡散し透過する拡散板たるアークモニタ板32を配置し、中心部33Aの透過率が周辺部33Bよりも高い減光フィルタ33を、前記中心部33Aを前記光束の光軸Kに合わせて前記アークモニタ板32の裏側に配置し、当該減光フィルタ33の裏側に指標板34を配置し、当該指標板34に投影された前記アークモニタ板32の集光像の光点Lに基づいて前記ランプ12の位置を調整する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ランプ位置調整方法、ランプ位置調整用具、及び照明装置に係り、特にランプの位置調整を容易にする技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、照明光学系を応用した照射装置において、特にランプ交換等のメンテナンス時に照射面上で目的の照度、照度分布を維持するために、ランプの位置だしを容易に調節できる機構が必要となる。
そこで、例えば露光装置のランプの位置合わせでは、作業者が、ランプの陰極または陽極の像をピンホールとアークモニタ板を用いて目視しながら、アークモニタ板上の所定の位置にランプの陰極または陽極の像が来るようにランプ位置を調整するといった、ランプ位置調整方法がとられている(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特公平6−20036号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来のランプ位置調整方法では、アークモニタ板上の像を目視して調整する際に、ランプ位置のズレの方向を把握し難く、ランプ位置を決め難い、といった問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ランプ位置の目視での調整を容易にするランプ位置調整方法、ランプ位置調整用具、及び照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために、本発明は、ランプ、及び当該ランプの光を集光する集光鏡とを備え、前記集光鏡で集光した光束を出力する照射装置のランプ位置調整方法において、前記集光鏡の焦点位置に集光像を拡散し透過する拡散板を配置し、中心部の透過率が周辺部よりも高い減光フィルタを、前記中心部を前記光束の光軸に合わせて前記拡散板の裏側に配置し、当該減光フィルタの裏側に指標板を配置し、当該指標板に投影された前記拡散板の集光像の光点に基づいて前記ランプの位置を調整することを特徴とする。
【0006】
また本発明は、上記ランプ位置調整方法において、前記集光鏡の光束を、光軸を中心とした円環状のスリット板を通し、前記拡散板に入射させたことを特徴とする。
【0007】
また上記目的を達成するために、本発明は、ランプ、及び当該ランプの光を集光する集光鏡とを備え、前記集光鏡で集光した光束を出力する照射装置のランプ位置を調整するためのランプ位置調整用具において、前記集光鏡の焦点位置に配置され、集光像を拡散し透過する拡散板と、中心部の透過率が周辺部よりも高く、前記中心部を前記光束の光軸に合わせて前記拡散板の裏側に配置される減光フィルタと、前記減光フィルタの裏側に配置されて前記拡散板の集光像が投影され、当該集光像の目標位置が付された指標板と、を備えたことを特徴とする。
【0008】
また上記目的を達成するために、本発明は、ランプ、及び当該ランプの光を集光する集光鏡とを備え、前記集光鏡で集光した光束を出力する照射装置において、前記ランプ位置を調整するためのランプ位置調整用具を備え、前記ランプ位置調整用具は、前記集光鏡の焦点位置に配置され、集光像を拡散し透過する拡散板と、中心部の透過率が周辺部よりも高く、前記中心部を前記光束の光軸に合わせて前記拡散板の裏側に配置される減光フィルタと、前記減光フィルタの裏側に配置されて前記拡散板の集光像が投影され、当該集光像の目標位置が付された指標板と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、中心部の透過率が周辺部よりも高い減光フィルタを、集光鏡の光束の光軸に中心部を合わせて配置し、当該減光フィルタの裏側に指標板を配置したため、指標板上に拡散板の集光像が投影されてできる光点は、ランプの位置ズレが無い場合、中心部に位置し、かつ輝度が最大となるため、これら集光像の位置と、輝度の変化を目視で確認しながら、ランプの位置出しを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】ランプ位置調整システムの概略構成図である。
【図2】アークモニタシステムの要部拡大図である。
【図3】減光フィルタを模式的に示す図である。
【図4】指標板上の集光像の光点を示す模式図であり、(A)はランプの位置ズレが無い場合、(B)はランプの位置がZ軸方向にのみズレてる場合、(C)はランプの位置がXY軸方向にズレている場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1はランプ位置調整システム1の概略構成図であり、図2はアークモニタシステム18の要部拡大図である。
ランプ位置調整システム1は、ランプ12、集光鏡14とを有する照射装置10のランプ12の位置を調整するためのシステムであって、XYZ軸調整機構16と、透過平面ミラー17と、アークモニタシステム18とを備えている。
照射装置10のランプ12には、水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ等が用いられている。ランプ12の周囲には、ランプ12の放射光を集光して出力する集光鏡14が設けられている。集光鏡14は、例えば楕円鏡であって、鏡面内に位置する第1焦点f1にランプ12のアーク位置を合わせて当該ランプ12が配置されており、第2焦点で集光する光束Hを出力する。
【0012】
XYZ軸調整機構16は、集光鏡14内でのランプ12の位置をX軸、Y軸及びZ軸の互いに直交する3軸方向の位置をそれぞれ独立して調整するものであり、X軸方向に移動するX軸用ステージ16A、Y軸方向に移動するY軸用ステージ16B、及びZ軸方向に移動するZ軸ステージ16Cを積層して構成されている。これらの最上層16Dには、ランプ12の端部12Aが固定され、各ステージ16A〜16Cを個別に動かすことで、ランプ12の3軸方の調整が可能となる。なお、本実施形態では、Z軸を集光鏡14の光軸Kとしている。
【0013】
透過平面ミラー17は、照射装置10(集光鏡14)の光軸K上であって、照射装置10から第2焦点f2の間に配置された平面ミラーであり、入射した光束Hの一部を透過する特性を有し、アークモニタシステム18でのモニタ用の光束H1を透過する。また透過平面ミラー17で反射された光束H2は、照射装置10の照射対象や、当該照射装置10の使用目的に応じた他の光学部品(図示例では、第2焦点f2に端面を合わせて配置したロッドインテグレータ20)に入射される。
また、図1において、反射平面ミラー30は、透過平面ミラー17を透過した光束H2の光路をアークモニタシステム18に向けるものである。
【0014】
アークモニタシステム18は、ランプ12のアーク位置と集光鏡14の第1焦点f1とのズレを目視により観察するためのシステムであり、円環スリット31と、アークモニタ板32と、減光フィルタ33と、指標板34と、観察用拡大レンズ35と、UV−IRカットフィルター36と、目視用減光フィルタ37とを備え、この順番で、これらが光軸Kに沿って配置されている。
【0015】
アークモニタ板32は、面内に一様な拡散効果を有する板材であって、図1に示すように、集光鏡14の第2焦点f2に入射面(拡散面)が配置される。このアークモニタ板32で光束が集光することで集光像が拡散、透過し、入射面での集光像が裏面側から目視観察できる。
【0016】
指標板34は、図2及び図4に示すように、入射側の面(表面)とは反対側の面(裏面)に複数の同心円線50と、各同心円線50の中心O2を中心とする十字線51とをランプ位置合わせの指標として描いた板材であり、中心O2を光軸Kに合わせて配置され、アークモニタ板32を透過した集光像が投影されて光点ができる。指標板34は、この光点を裏側から視認できる程度の透過性を有する。
観察用拡大レンズ35は、指標板34の光点位置を拡大して目視し易くするレンズであり、ランプ位置調整時には、観察用拡大レンズ35を通じて、指標板34の光点位置と十字線51、及び同心円線50とを対比しながら調整が行われる。すなわち、ランプ12のXY軸方向の位置ズレを調整する場合には、光点の中心を十字線51、及び同心円線50の中心O2に来るようにして調整し、またランプ12のZ軸方向の位置ズレを調整する場合には、光点の大きさが所定の大きさ(例えば最小径の同心円線50)になるように調整する。
UV−IRカットフィルター36は、紫外線や赤外線をカットして目を保護するものである。当該UV−IRカットフィルター36は、アークモニタシステム18の光軸K上の任意の位置に配置することができる。
目視用減光フィルタ37は、指標板34上の光点の輝度を低下させて目視観察し易くするものである。
【0017】
ここで、反射平面ミラー30で反射した光束H3を、円環スリット31を通さずに、直接アークモニタ板32に照射して集光像の光点を指標板34に作った場合、集光像が比較的高輝度であることから、集光像の大きさを目視で把握しづらく、Z軸方向の位置ズレが調整し難いといった問題があった。かかる問題は、集光鏡14の焦点深度が大きいほど、Z軸方向にランプ12を移動させたときの光点の大きさの変化が小さくなることから、特に顕著となる。
そこで本実施形態では、アークモニタ板32の光源側に、上記円環スリット31を配置することで、かかる問題を解決している。
【0018】
円環スリット31は、図2に示すように、円環状透過窓38を有したスリット板であって、透明板材31A(図1)の面上に円環状透過窓38を形成するように遮蔽材39を設けて構成されている。円環スリット31は、円環状透過窓38の円環中心O1を光軸Kに合わせて配置されており、円環状透過窓38の内径が作る中心遮蔽部40が光束H2の断面中心部を遮光して中抜けした光束H4を作る。
円環状透過窓38の外周側の直径r2は、ランプ12が適正な位置に配置されたときの光束H3の断面径に合わせて形成され、また中心遮蔽部40の直径r1は、円環状透過窓38からモニタに十分な光量を後段に透過できる程度の大きさで形成されている。
【0019】
かかる円環スリット31に光束H3を通すと、当該光束H3の断面において、中心部(すなわち光軸K近傍)の強度の高い箇所がカットされ中抜けした光束H4が出力される。このとき、ランプ12のZ方向の位置が前後にずれるほど、光束H3の断面径が大きくなって円環状透過窓38の外側によって遮蔽される光量が増え、或いは、光束H3の断面径が小さくなって円環状透過窓38を透過する光量が減ることから、指標板34の上で光点が高輝度になるZ方向の範囲が絞られることとなる。
これにより、指標板34の上での光点の輝度の変化に基づき、ランプ12のZ軸方向の調整が容易となる。また透過光量が制限されることで、指標板34の光点の輝度が抑えられるため、目視観察時の目を保護することができる。
【0020】
上述の通り、反射平面ミラー30で反射した光束H3を、円環スリット31を通さずに、直接アークモニタ板32に照射して集光像を指標板34の上に作った場合には、集光像が比較的高輝度であることから、集光像の中心の位置ズレも目視で把握しづらく、XY軸方向へのズレの調整も容易ではない。
そこで本実施形態では、アークモニタ板32と指標板34との間に、上記減光フィルタ33を配置することで、かかる問題を解決している。
【0021】
図3は、減光フィルタ33を模式的に示す図である。
減光フィルタ33は、中心O3に開口43を設けたNDフィルタである。当該中心O3の開口43によって中心部33Aの透過率Taが、その周辺部33Bの透過率Tbよりも高くなっている。この中心部33Aの直径r3は、ランプ12が適正な位置に配置されたときの光束H3の断面径に合わせて形成されている。
なお、減光フィルタ33としては、中心部33Aが、その周辺部33Bよりも透過率が高くなるものであれば任意のものを使用でき、例えば、中心O3から離れるにしたがって透過率が低くなるアポダイジングNDフィルタを用いることもとできる。
【0022】
かかる減光フィルタ33は、中心O3を光軸Kに合わせて配置される。そして、減光フィルタ33に光束H4を通すと、ランプ12がXY軸方向に位置ズレしている場合、減光フィルタ33の開口43を外れた位置を光が通ることで、アークモニタ板32の集光像が減光されて指標板34に光点を作ることとなるから、XY軸方向の位置ズレが無いときよりも、目視観察時の集光像の輝度が低下する。かかる輝度低下の有無により、XY軸方向の位置ズレを把握し、容易に調整することができる。
【0023】
作業者が照射装置10のランプ12を交換したときには、ランプ12の交換後に、上記アークモニタシステム18によってランプ12の位置ズレを目視により確認しながら調整を行う。
【0024】
すなわち、ランプ12の位置がXYZ軸のいずれにもズレていないときには、図4(A)に示すように、集光像の光点Lが指標板34の中心O2に位置し、当該光点Lの輝度は最高となる。
一方、ランプ12の位置がZ軸方向にのみズレてる場合には、図4(B)に示すように、集光像の光点Lは、指標板34の中心O2に位置するものの、円環スリット31によって中抜けして全体的に輝度が低くなり、また光点Lの大きさも、ズレの無いとき(図4(A))よりも大きくなる。また、光点Lが大きくなることで、減光フィルタ33の開口43からはみ出す部分が生じて一部が減光されることでも光点Lの輝度が低下する。
【0025】
またランプ12の位置がXY軸方向にズレておりZ軸方向にはズレが無い場合には、図4(C)に示すように、集光像の光点Lは、指標板34の中心O2から外れた箇所に位置し、また光点Lの輝度も減光フィルタ33によって減光されて低くなる。すなわち、XY軸方向のズレについて、光点Lの中心O2からの位置ズレと、輝度の低下との2つの要素から目視により容易に把握することができる。
【0026】
作業者は、集光点の光点Lが、上記図4(A)〜図4(C)のどれに該当するかを目視で確認し、XYZ軸の位置ズレの方向を特定し、図4(A)のように、指標板34の中心Oに中抜けのない高輝度な光点Lが位置するように調整することで、ランプ12の位置を調整する。
【0027】
このように、本実施形態によれば、集光鏡14の第2焦点f2に集光像を拡散し透過する拡散板としてのアークモニタ板32を配置し、中心部33Aの透過率Taが周辺部33Bの透過率Tbよりも高い減光フィルタ33を中心部33Aを光束の光軸Kに合わせてアークモニタ板32の裏側に配置し、当該減光フィルタ33の裏側に指標板34を配置し、当該指標板34に投影されたアークモニタ板32の集光像の光点Lに基づいてランプ12の位置を調整するようにした。
これにより、ランプ12がXY軸方向にズレている場合には、減光フィルタ33で減光されて輝度が低下し、なおかつ中心O2から位置がズレるため、これらの両方からXY軸方向の位置ズレを容易に把握できる。一方、ランプ12がZ軸方向にズレている場合には、中心部33Aの開口43からはみ出して減光されることから、中心部33Aでの輝度の低下によりZ軸方向の位置ズレを容易に把握できる。
したがって、ランプ位置調整の際には、集光像の光点Lが指標板34の中心O2に位置で最も輝度が高くなるように調整することで、ランプ12の位置ズレを調整できる。
【0028】
またアークモニタ板32には、円環スリット31を通して光束H4を入射させたため、指標板34の上で光点Lが高輝度になるZ方向の範囲が絞られることとなり、Z軸方向の位置決めが容易となる。
【0029】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上記アークモニタシステム18を一体にした装置(ランプ位置調整用具)として構成しても良い。
特に、照射装置10が装置筐体内にアークモニタシステム18を予め備え、ランプ12の交換時等に当該アークモニタシステム18を用いてランプ12の位置調整を実施できるようにしても良い。
また、例えば、本発明は、半導体露光装置の照射装置や、太陽電池等のデバイスの特性評価等の各種試験に用いて好適な照射装置(例えば、特願2010−166726)といった、出力(光量)が大きなランプを備えた照射装置の当該ランプの位置調整に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【0030】
1 ランプ位置調整システム
10 照射装置
12 ランプ
14 集光鏡
16 XYZ軸調整機構
17 透過平面ミラー
18 アークモニタシステム
30 反射平面ミラー
31 円環スリット
32 アークモニタ板(拡散板)
33 減光フィルタ
33A 中心部
33B 周辺部
34 指標板
38 円環状透過窓
43 開口
50 同心円線
51 十字線
L 集光像の光点
f1 第1焦点
f2 第2焦点
K 光軸
Ta、Tb 透過率

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ランプ、及び当該ランプの光を集光する集光鏡とを備え、前記集光鏡で集光した光束を出力する照射装置のランプ位置調整方法において、
前記集光鏡の焦点位置に集光像を拡散し透過する拡散板を配置し、中心部の透過率が周辺部よりも高い減光フィルタを、前記中心部を前記光束の光軸に合わせて前記拡散板の裏側に配置し、当該減光フィルタの裏側に指標板を配置し、当該指標板に投影された前記拡散板の集光像の光点に基づいて前記ランプの位置を調整する
ことを特徴とするランプ位置調整方法。
【請求項2】
前記集光鏡の光束を、光軸を中心とした円環状のスリット板を通し、前記拡散板に入射させたことを特徴とする請求項1に記載のランプ位置調整方法。
【請求項3】
ランプ、及び当該ランプの光を集光する集光鏡とを備え、前記集光鏡で集光した光束を出力する照射装置のランプ位置を調整するためのランプ位置調整用具において、
前記集光鏡の焦点位置に配置され、集光像を拡散し透過する拡散板と、
中心部の透過率が周辺部よりも高く、前記中心部を前記光束の光軸に合わせて前記拡散板の裏側に配置される減光フィルタと、
前記減光フィルタの裏側に配置されて前記拡散板の集光像が投影され、当該集光像の目標位置が付された指標板と、
を備えたことを特徴とするランプ位置調整用具。
【請求項4】
ランプ、及び当該ランプの光を集光する集光鏡とを備え、前記集光鏡で集光した光束を出力する照射装置において、
前記ランプ位置を調整するためのランプ位置調整用具を備え、
前記ランプ位置調整用具は、
前記集光鏡の焦点位置に配置され、集光像を拡散し透過する拡散板と、
中心部の透過率が周辺部よりも高く、前記中心部を前記光束の光軸に合わせて前記拡散板の裏側に配置される減光フィルタと、
前記減光フィルタの裏側に配置されて前記拡散板の集光像が投影され、当該集光像の目標位置が付された指標板と、
を備えたことを特徴とする照射装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−199488(P2012−199488A)
【公開日】平成24年10月18日(2012.10.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−63968(P2011−63968)
【出願日】平成23年3月23日(2011.3.23)
【特許番号】特許第5045833号(P5045833)
【特許公報発行日】平成24年10月10日(2012.10.10)
【出願人】(000000192)岩崎電気株式会社 (533)
【Fターム(参考)】