(57)【要約】【課題】  重水素ランプの信頼性の向上を図った光源装置を提供することを目的とする。【解決手段】  光源装置１は重水素ランプ１０を備え、この重水素ランプ１０には、絶縁部材２６が、着脱自在に固定されている。重水素ランプ１０のステム部１１ｂから外方に突出するステムピン１９ａ〜１９ｄは、絶縁部材２６に取付けられたピンソケット２７を介してリード線２８に電気的に接続されている。このような光源装置１では、リード線２８の折り曲げ時に作用する力が、まず、ピンソケット２７に伝達される。これにより、ステム部１１ｂにおけるステムピン１９ａ〜１９ｄの貫通部に作用する負荷が低減され、ステム部ピン１１ｂでのクラックの発生が防止されるため、重水素ランプ１０の寿命の延長を図ることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステムピンが貫通するステム部を有する重水素ランプと、前記ステムピンに電気的に接続されるリード線と、を備える光源装置において、
前記重水素ランプに着脱自在に固定される絶縁部材と、
前記絶縁部材に取り付けられ、前記ステムピンと電気的に接続される共に前記リード線と電気的に接続されるピンソケットと、を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記絶縁部材は、断熱性を有し、前記重水素ランプの外方から前記ステム部の外面を覆うように前記重水素ランプに着脱自在に固定されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記ステム部は、前記重水素ランプの内方へ凹むように形成された凹部を有し、
前記絶縁部材は、前記凹部に嵌合する凸部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、分析装置や半導体検査装置等の光源として使用され、所定波長の光を出射する重水素ランプを備えた光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような光源装置に用いられる重水素ランプは、所定波長の光を発光させる発光部をガラス製の密封容器に収容している。この密封容器は、例えば円筒状の側管部と、この側管部の一端部を封止すると共に発光部から延びる複数のステムピンを貫通させて密封容器外へ延出するガラスステム部とを備えている。密封容器外に導出されたステムピンは、リード線に接続されて、発光部を駆動させる駆動回路に接続される。このような重水素ランプとして、ガラスステム部が密封容器の内側へ凹むように形成された凹部を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、重水素ランプとしては、上記凹部を例えばシリコン接着剤等でポッティングした状態で使用されるものもある。
【特許文献１】特開２０００−１７３５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
重水素ランプを製作する際には、先ず、ステムピンをガラスステム部に貫通させて発光部に固定すると共に、ステムピンにリード線を溶接する。次に、発光部を側管部内に収容して、ガラスステム部を側管部に融着し重水素ランプの封止を行う。この融着の際に、高温（約１０００℃）の熱によりリード線全体が酸化することがあり、この状態で、駆動回路が実装された基板等にリード線をハンダ付けすると、リード線とハンダとのなじみが悪く、接触不良を起こす虞がある。そのため、封止工程の後にリード線を酸処理し、手作業による研磨処理を行った後、ハンダ付けを行っていた。
【０００４】
しかしながら、上記光源装置にあっては、リード線が折り曲げられると、リード線に作用する力がステムピンに伝達されるため、ガラスステム部のステムピン貫通部にクラックが発生し、重水素ランプの寿命低下を招き、信頼性を低下させる虞があった。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、重水素ランプの信頼性の向上を図った光源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】
【０００６】
本発明による光源装置は、ステムピンが貫通するステム部を有する重水素ランプと、ステムピンに電気的に接続されるリード線と、を備える光源装置において、重水素ランプに着脱自在に固定される絶縁部材と、当該絶縁部材に取り付けられ、ステムピンと電気的に接続される共にリード線と電気的に接続されるピンソケットと、を備えることを特徴としている。
【０００７】
このような光源装置によれば、絶縁部材が、重水素ランプに固定された状態では、ステム部から外方に突出するステムピンは、ピンソケットを介してリード線に電気的に接続される。これにより、例えばリード線の折り曲げ時に作用する力は、ピンソケットに伝達され、そのピンソケットに伝達された力は、絶縁部材によって分散されることになるため、ステムピンに作用する力が低減される。従って、ステム部におけるステムピン貫通部に作用する負荷が低減され、ステムピン貫通部でのクラックの発生を防止することができる。その結果、重水素ランプの寿命の延長を図ることができる。また、絶縁部材は、重水素ランプに対して着脱自在な構成であるため、重水素ランプとリード線とを分離して、重水素ランプの封止を行うことができる。これにより、重水素ランプの封止を行う際に、従来のように、融着熱によりリード線が酸化することが無くなる。従って、リード線の酸処理および研磨処理等の必要性が無く、光源装置の製作工程が簡素化される。また、絶縁部材が重水素ランプに対して着脱自在であるため、重水素ランプの交換等の保守作業が容易となる。
【０００８】
好ましくは、絶縁部材は、断熱性を有し、重水素ランプの外方からステム部の外面を覆うように重水素ランプに着脱自在に固定されている。これにより、重水素ランプ外の周囲温度変化等の外乱の影響を低減させることが可能となり、重水素ランプの輝度の安定性を向上させることができる。
【０００９】
また、好ましくは、ステム部は、重水素ランプの内方へ凹むように形成された凹部を有し、絶縁部材は、凹部に嵌合する凸部を有する構成とする。これにより、簡素な構成で絶縁部材を重水素ランプに確実に固定させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光源装置によれば、重水素ランプの寿命の延長が図られるため、光源装置の信頼性を向上させることができる。また、重水素ランプとリード線とが分離可能な構成であるため、光源装置の製作工程が簡素化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による光源装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の実施形態に係る光源装置の概略斜視図、図２は、図１に示す光源装置の正面図、図３は、図１に示す光源装置の側面図である。なお、以下の説明において、「上」、「下」等の方向を示す語については各図の状態において言うものとする。
【００１２】
図１〜図３に示す光源装置１は、例えば分析装置等の光源として利用されるもので、所定波長の紫外光を出射する重水素ランプ１０を備えている。この重水素ランプ１０は、サイドから紫外線を出射させる所謂サイドオン型の重水素ランプである。この重水素ランプ１０は、ガラス製の密封容器１１と、この密封容器１１内に収容される発光部組立体１２と、を備えている。
【００１３】
密封容器１１は、円筒状の側管部１１ａと、この側管部１１ａの下端側（一端部）を封止するガラスステム部（ステム部）１１ｂと、を有し、この密封容器１１内には数百Ｐａ程度の重水素ガスが封入されている。ガラスステム部１１ｂは、密封容器１１の内方（上方）に突出した突起部１１ｃを有し、この突起部１１ｃには、密封容器１１の内方に向かって凹む凹部１１ｄが形成されている。この凹部１１ｄの密封容器１１の管軸方向（長手方向）Ｌに直交する断面形状は、略円形とされている。突起部１１ｃの上端部には、所定の直線上に沿って複数（本実施形態では４本）の導電性のステムピン１９ａ〜１９ｄが各々挿通されて密封固定されている。そして、このステムピン１９ａ〜１９ｄは、管軸方向Ｌに沿って延在している。
【００１４】
密封容器１１内に収容される発光部組立体１２は、アーク放電を発生させて紫外線を発光させるためのもので、放電に寄与する熱電子を発生させる陰極部１７と、この陰極部１７からの熱電子を受容する陽極板(不図示)と、を備えている。また、発光部組立体１２は、陽極板を収容するベース部材２１と、ベース部材２１の正面側に配置された支持部材２２と、この支持部材２２の正面を覆うフロントカバー２３と、を具備している。陰極部１７は、支持部材２２とフロントカバー２３との間に配置されている。フロントカバー２３の中央部には、紫外光が通過する開口窓２３ａが設けられ、側管部１１ａにおける開口窓２３ａの正面に位置する部分が、紫外光を出射する光出射窓となる。
【００１５】
ステムピン１９ａ〜１９ｄは、発光部組立体１２の背面側から正面側に向かって順に立設されている。ステムピン１９ａは、ベース部材２１を上下方向に貫通して、発光部組立体１２を支持している。ステムピン１９ａの上端部は、ベース部材２１から上方へ突出すると共に、支持部材２２の正面側に配置された放電遮蔽部２４に電気的に接続されている。ステムピン１９ｂは、陽極板（不図示）を支持すると共に、陽極板に電気的に接続されている。ステムピン１９ｃは、発光部組立体１２の下方で屈曲されて連結棒１６に電気的に接続されている。この連結棒１６は、支持部材２２を上下方向に貫通し、更に支持部材２２の上方で屈曲された状態で、陰極部１７の上端部に連結されている。ステムピン１９ｄは、発光部組立体１２の下方で屈曲されて、陰極部１７の下端部に連結されている。
【００１６】
ここで、光源装置１は、重水素ランプ１０のステム部１１ｂに装着されるランプハーネス２５を備えている。このランプハーネス２５は、ステム部１１ｂに着脱自在に固定される断熱カバー（絶縁部材）２６と、この断熱カバー２６に設けられ、ステムピン１９ａ〜１９ｄと電気的に接続される複数（本実施形態では４つ）のピンソケット２７と、これらのピンソケット２７にそれぞれ電気的に接続される複数（本実施形態では４本）のリード線２８を束ねたリード線束２９と、各リード線２８が接続される基板３０を実装した基板ボックス３１とを備えている。
【００１７】
断熱カバー２６は、図４及び図５に示すように、断熱性及び電気的絶縁性を有する樹脂材料（例えばポリエーテルエーテルケトン樹脂材料）から成り、略円盤状を有している。この断熱カバー２６は、密封容器１１と略同径とされたカバー本体２６ａと、このカバー本体２６ａの中央から上方へ突出し、ステム部１１ｂの凹部１１ｄに嵌合する凸部２６ｂと、を有している。また、断熱カバー２６には、凸部２６ｂを上下方向に貫通し、ステムピン１９ａ〜１９ｄが各々挿入されると共にピンソケット２７が各々挿着された貫通孔２６ｃが複数形成されている。この断熱カバー２６は、凸部２６ｂが凹部１１ｄに嵌合することで、断熱カバー２６が簡単に重水素ランプ１０に密着固定される。このとき、凸部２６ｂの外径寸法及び凹部１１ｄの内径寸法を適切に設定することで、重水素ランプ１０に対する断熱カバー２６の装着を外れにくくすることが可能となる。この状態では、断熱カバー本体２６ａがステム部１１ｂの裏面（外面）を全体的に覆うことになるため、重水素ランプ１０外の周囲の温度変化による影響を低減させることができる。特に、重水素ランプ１０のステム部１１ｂ側からの外乱を防止することが可能となる。
【００１８】
ピンソケット２７は、導電性を有する金属（例えば銅合金にニッケル、金メッキ処理を施したもの）等から形成されている。ピンソケット２７は、ステムピン１９ａ〜１９ｄが接続される円筒(ソケット)部２７ａと、この円筒部２７ａと一体化されたピン部２７ｂとを備えている。そして、ピンソケット２７は、円筒部２７ａが断熱カバー２６の貫通孔２６ｃに各々挿入されて、ピン部２７ｂが断熱カバー２６の下面２６ｄから下方（重水素ランプ１０の外方）に突出するように断熱カバー２６に固定されている。
【００１９】
リード線２８は、図６に示すように、絶縁チューブ３２によって各々被覆され、一束とされて捻られリード線束２９を構成している。このリード線束２９は、導電性のメッシュ材からなるシールドメッシュ３３によって被覆され、更に絶縁チューブ３４によって被覆されている。これにより、例えばスイッチング電源等の使用時における放射ノイズの影響を防止することができる。そして、リード線２８は、一方の端部がピンソケット２７のピン部２７ｂに各々圧着又は溶接され、電気的に接続されている。
【００２０】
基板３０は、例えば、重水素ランプ１０の使用時間を確認するためのランプタイマー機能と、重水素ランプ１０のランプ固有情報を記録し、記録されたランプ固有情報の確認を可能とする情報記録機能とを有している。ランプタイマー機能は、アノード電流（または管電圧）を検出し、重水素ランプ１０への通電時間を算出して記録するものである。このとき、例えば簡易表示機能を備え、所定時間（例えば５００時間）毎のＬＥＤ表示を行うようにしても良い。情報記録機能は、ランプ固有情報として、例えば、ランプ型名、ランプ仕様、ランプＳ／Ｎ、出荷先、製造日又は出荷日等の日付、記録された情報を確認するためのパスワード等を記録するものである。従来では、重水素ランプに刻印したり、タグ等を付したりすることによって、ランプ固有情報を記録していたが、情報記録機能を設けることで、その必要性が無く、容易かつ確実にランプ固有情報を記録することが可能となる。情報記録機能の使用方法として、例えば、光源装置１がセットされる分析装置の制御部との通信を行うことにより、情報記録機能に記録されたランプ固有情報に基づいてランプの種類を分析装置側の制御部に認識させるようにし、分析装置側の制御部において、予め設定されたランプの種類と異なるランプがセットされたと認識した場合、分析装置の駆動を停止するようにしても良い。このようにすればランプの種類を取り違えてセットしてしまうことによって起こるランプ自体及び分析装置の破損を防止することができる。基板ボックス３１は、基板３０を搭載して保護するものであり、ランプ入力用のコネクタ３５を備えている。また、ランプハーネス２５では、基板ボックス３１内においてアースをとることにより、基板３０に対するシールド対策を施している。
【００２１】
このように構成された光源装置１においては、断熱カバー２６の凸部２６ｂが重水素ランプ１０の凹部１１ｄに嵌合されて着脱自在に固定され、ステムピン１９ａ〜１９ｄが、断熱カバー２６の貫通孔２６ｃに挿通されてピンソケット２７に嵌着されている。すなわち、ステムピン１９ａ〜１９ｄは、ピンソケット２７を介して、リード線２８に電気的に接続されている。
【００２２】
このような光源装置１にあっては、リード線２８の折り曲げ時等に作用する力は、まずピンソケット２７に伝達される。このとき、そのピンソケット２７に伝達された力は、密封容器１１に固定された断熱カバー２６に伝わり拡散する。このようにリード線２８の折り曲げ等の負荷がステムピン１９ａ〜１９ｄに直接かかることはないため、ステムピン１９ａ〜１９ｄに係る力が低減され、これに伴って、ステム部１１ｂのステムピン貫通部に作用する負荷が低減される。従って、ステム部１１ｂでのクラックの発生を防止することが可能となり、重水素ランプ１０の長寿命化が図られる。その結果、信頼性の高い光源装置１を提供することができる。
【００２３】
また、ステム部１１ｂに作用する負荷が低減されているため、リード線２８を折り曲げて分析装置等に組み込んでも、特に支障はない。これにより、光源装置１の設置スペースを縮小することが可能となり、分析装置等の小型化を図ることができる。
【００２４】
また、断熱カバー２６は、重水素ランプ１０に対して着脱自在な構成であるため、重水素ランプ１０とリード線２８とを分離して、密封容器１１を封止することができる。従って、密封容器１１の封止工程の際に、ガラスを融着するための熱によりリード線２８が酸化することが防止されるため、従来のようなリード線２８の酸処理および研磨処理等の工程を削減することができる。従来実施されていたリード線２８の研磨処理は、手作業で行われていため、過度の力がリード線およびステムピンに係ることがあり、ステム部のステムピン貫通部にクラックが発生することがあった。しかし、本実施形態の光源装置１では、リード線２８の研磨処理工程が削減されるため、不良品の発生が減り、生産効率が向上する。このため、光源装置１の生産コストの削減を図ることができる。また、重水素ランプ１０とランプハーネス２５との分離が容易なため、重水素ランプ１０の交換等の保守作業を簡素化することができる。
【００２５】
このとき、断熱カバー２６が、重水素ランプ１０の外方からステム部１１ｂの外面を覆うように配置されているため、上述したように重水素ランプ１０の外部周囲温度の変化等の影響が低減される。その結果、重水素ランプ１０の輝度の安定性を向上させることができ、光源装置１の信頼性の向上を一層図ることが可能となる。
【００２６】
また、光源装置１にあっては、ランプハーネス２５を備え、十分なノイズ（静電気）対策が施されているため、基板３０の設置を簡易化することができる。また、従来にあっては、スイッチング電源等を使用した際に、放射ノイズ等が問題となり光源装置に悪影響を与えていたが、光源装置１ではランプハーネス２５を設けたので、その影響を受けることがない。また、ランプタイマー機能及び情報記録機能等を有する回路としてマイコンを用いる場合には、ノイズ対策のために基板内に保護回路等を設ける必要があるが、ランプハーネス２５を設けることで、基板３０に保護回路を設けることなく、タイマ回路を形成することができる。これにより、基板３０のハングアップ等を防止することができる。
【００２７】
また、ランプタイマー機能を有する基板３０を設けることにより、従前のような水銀タイマを使用せずに重水素ランプ１０の使用時間を把握することができるため、環境に対する負荷を低減することが可能となる。
【００２８】
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、断熱カバー２６の凸部２６ｂをステム部１１ｂの凹部１１ｄに嵌合して、重水素ランプ１０と断熱カバー２６とを密着固定する構造としているが、断熱カバーを重水素ランプ１０に着脱自在に固定する手段としては、その他の構造（例えば固定金具等を用いた構造）であってもよい。
【００２９】
また、ステム部１１ｂに形成された凹部１１ｄをシリコン接着剤等でポッティングした重水素ランプ１０に対し断熱カバー２６を密着固定する構成とすれば、ステムピン貫通部に作用する負荷及び外部周囲温度の変化等の影響を一層低減することができる。
【００３０】
また、上記実施形態では、ピンソケット２７のソケット部２７ａが断熱カバー２６の貫通孔２６ｃ内に配置される構成としたが、ピンソケット全体を断熱カバー２６の上面（内面）または裏面（外面）に取り付けた構成であっても良い。
【００３１】
また、上記実施形態では、重水素ランプ１０をサイドオン型としているが、本発明は、ヘッドオン型の重水素ランプを備えたものにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る光源装置の主要部の概略斜視図である。
【図２】図１に示す光源装置の正面図である。
【図３】図１に示す光源装置の側面図である。
【図４】図１中の断熱カバーの斜視図である。
【図５】図４に示す断熱カバーの一部破断斜視図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ矢視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…光源装置、１０…重水素ランプ、１１ｂ…ステム部、１１ｄ…凹部、１９ａ〜１９ｄ…ステムピン、２６…断熱カバー（絶縁部材）、２６ａ…凸部、２７…ピンソケット、２８…リード線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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