KR100702912B1

KR100702912B1 - 엑시머 방전 램프 조광 장치

Info

Publication number: KR100702912B1
Application number: KR1020040062138A
Authority: KR
Inventors: 후지와라구니히코; 나카무라마사키
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2007-04-03
Anticipated expiration: 2024-08-06
Also published as: CN1592534A; TW200509755A; JP2005078928A; JP4556396B2; US7015653B2; US20050057190A1; CN100531508C; KR20050022296A; TWI287947B

Abstract

엑시머 방전 램프를 안정되고 또한 광범위한 조광을 가능하게 한 엑시머 방전 램프 조광장치를 제공하는 것으로서, 엑시머 방전 램프(8)에 kHz 대역 이상의 고주파 전압을 인가하고, 상기 고주파 전압의 주파수를 변화시킴으로써 조광을 행하는 엑시머 방전 램프 조광 장치에 있어서, 상기 주파수의 1/2 사이클당 ON 시간을, 상기 엑시머 방전 램프(8)의 발광에 기여하는 전하가 충전되는 시간과 거의 같게 한다. 이에 따라 안정된 조광이 가능해진다. 또한, 상기 엑시머 방전 램프에 인가되는 상기 고주파 전압을, 상기 고주파 전압의 주파수보다 낮은 주파수를 갖는 구형파 전압에 의해 변조함으로써, 보다 광범위한 조광이 가능해진다.

Description

엑시머 방전 램프 조광 장치{EXCIMER DISCHARGE LAMP DIMMER}

도 1은 제1 실시 형태의 발명에 관한 엑시머 방전 램프 조광 장치의 구성을 도시하는 도면,

도 2는 도 1에 도시하는 엑시머 방전 램프 조광 장치의 각 부에 있어서의 전류나 신호 파형을 도시하는 도면,

도 3은 도 1에 도시하는 엑시머 방전 램프 조광 장치의 쵸퍼 회로(4)의 출력 전압 파형 및 풀 브리지 회로(5)의 출력 전압 파형을 도시하는 도면,

도 4는 제2 실시 형태의 발명에 관한 엑시머 방전 램프 조광 장치의 구성을 도시하는 도면,

도 5는 도 4에 도시하는 엑시머 방전 램프 조광 장치의 쵸퍼 회로(4)의 출력 전압 파형 및 풀 브리지 회로(5)의 출력 전압 파형을 도시하는 도면,

도 6은 제3 실시 형태의 발명에 관한 엑시머 방전 램프 조광 장치의 구성을 도시하는 도면,

도 7은 도 6에 도시하는 엑시머 방전 램프 조광 장치의 쵸퍼 회로(4)의 출력 전압 파형 및 풀 브리지 회로(5)의 출력 전압 파형을 도시하는 도면,

도 8은 제4 실시 형태의 발명에 관한 엑시머 방전 램프 조광 장치의 구성을 도시하는 도면,

도 9는 본 발명의 엑시머 방전 램프 조광 장치의 램프 전압 파형, 램프 전류 파형 및 풀 브리지 회로의 게이트 신호 파형을 도시하는 도면,

도 10은 종래의 풀 브리지 회로를 이용한 엑시머 방전 램프의 조광 장치에 있어서의 램프 전압 파형, 램프 전류 파형 및 풀 브리지 회로의 게이트 신호 파형을 도시하는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 직류 전원부 2 : 상용 전원

3 : 정류기 4 : 쵸퍼 회로

5 : 풀 브리지 회로 6 : 전류 검출기

7 : 트랜스 8 : 엑시머 방전 램프

9 : 구형파 발생 회로 10 : 쵸퍼 전압용 PWM 제어 회로

11 : 전압 검출기 12 : 전류 검출 회로

13 : TTL 레벨 파형 정형 회로

14 : 논리 회로 15 : PWM 제어 회로

16 : 드라이브 회로 17 : 정현파 발생 회로

18 : 전압 제한 회로 19 : 가산 회로

20 : 전압 제한 회로 21 : 광 검출기

22 : 광 검출 회로

본 발명은 엑시머 방전 램프의 조광 장치에 관한 것이다.

종래, 엑시머 방전 램프의 조광 장치로는 점등 전압이나 점등 주파수를 가변시켜 조광하거나, 버스트 조광하는 것이 알려져 있다.

엑시머 방전 램프에 인가하는 구형파 전압의 점등 주파수를 가변시켜 조광하는 것으로는 예를 들면, 일본국 특개 2002-216993호 공보에 개시되어 있는 것이 알려져 있다.

일반적으로, 엑시머 방전 램프에 인가되는 고주파 고전압은 구형파쪽이 방사하는 광의 강도를 강하게 할 수 있으므로, 엑시머 방전 램프를 구형파 전압으로 점등한 경우, l/2 사이클당 충전(charge)되는 전하량은 엑시머 방전 램프의 전극간 용량과 램프에 인가되는 전압에 의존한다. 예를 들면, 외관과 내관으로 구성되어 2중관 구조의 방전 용기로 이루어지는 엑시머 방전 램프에 있어서, 각각의 관의 두께를 2㎜, 갭 길이를 5㎜, 봉입 가스에 Xe를 이용하여, 봉입 가스압을 55Pa 정도로 한 경우, 입력 전력을 8W/㎝으로 하면, Q= CV= it의 식으로 표시되어, 충전 시간(t)은 2μsec 정도로 된다. 여기서, Q는 충전되는 전하량, C는 엑시머 방전 램프의 정전 용량, V는 인가 전압, i는 전류이다.

이와 같이, 엑시머 방전 램프에 인가되는 구형파 전압의 점등 주파수를 가변시켜 조광하는 경우, l/2 사이클당 듀티 비율이 일정하므로, 점등 주파수를 변화시키면, 1/2 사이클당 ON 타임, 즉, 풀 브리지(full bridge) 회로의 스위칭용 FET의 게이트가 열려 있는 시간도 변화한다. 예를 들면, ON 듀티 비율 20%인 경우, 점등 주파수가 100kHz이면, ON 타임은 2μsec, OFF 타임은 8μsec 이지만, 점등 주파수가 50kHz로 되면, ON 타임은 4μsec, OFF 타임은 16μsec로 된다.

또한, 엑시머 방전 램프를 버스트 조광하는 것으로는, 예를 들면, 일본국 특개평 10-97898호 공보에 개시되어 있는 것이 알려져 있다. 이 버스트 조광은 몇십 kHz에서 몇백 kHz의 고주파 고전압을 이 고주파 고전압보다 저주파인 펄스 전압으로 변조한 전압을 엑시머 방전 램프에 인가하는 것으로, 이 펄스 전압의 ON·OFF비를 가변시킴으로써 조광을 행하는 것이다.

<특허문헌 1> 일본국 특개평 2002-216993호 공보

<특허문헌 1> 일본국 특개평 10-97898호 공보

그런데, 엑시머 방전 램프에 인가하는 점등 전압을 가변시켜 조광하는 장치에 있어서는, 점등 전압을 올리는데 따라 램프 전력을 크게 하여 엑시머 방전 램프로부터 방사되는 광의 강도를 강하게 할 수 있지만, 점등 전압이 높아짐에 따라서, 엑시머광인 172㎚의 광을 발광하기 위한 에너지 준위와는 별도의 에너지 준위 여기량이 많아지고, 172㎚ 광의 발광 효율이 저하한다는 문제가 있다. 또한 점등 전압을 낮추면, 램프 전력이 적어지고, 램프가 꺼져 버린다는 문제가 있다.

도 10은 종래의 엑시머 방전 램프에 인가되는 구형파 전압의 주파수를 가변시켜 조광하는 장치에 있어서의, 램프 전압 파형, 램프 전류 파형, 및 풀 브리지 회로의 게이트 신호 파형을 표시하는 도면이다.

동 도면에 도시하는 바와 같이, ON 타임이 1/2 사이클당 충전 시간 이상인 경우, 즉, 충전 시간 이상으로 풀 브리지 회로의 스위칭용 FET의 게이트가 열려 있는 경우는, 램프 전류 파형에 보여지는 바와같이, 충전이 종료한 후에 진동 전류에 의해 역전류가 흐른다. 즉, 충전이 종료한 후도 풀 브리지 회로의 FET의 게이트가 열려 있는 기간에서는, 트랜스의 인덕턴스 성분과, 부하의 용량 성분과, 부하의 저항 성분에 의해 직렬 공진이 발생하므로, 엑시머 방전 램프에 대해 제어할 수 없는 불안정한 방전이 발생하여, 안정된 조광을 행하는 것이 곤란하다.

또한, 점등 주파수를 가변시켜 조광하는 경우, 점등 주파수가 변화하면 ON 타임도 변화하므로, 트랜스의 자속 밀도는 B= Vt/NS의 식으로 표시되고, 시간(t)이 스위칭용 FET의 ON 타임에 의존하여 증대하므로, 여자 전류가 증가하여 트랜스가 발열한다는 문제도 발생한다. 여기서, V는 트랜스에 인가되는 전압, N은 코일 권수, S는 트랜스 코어의 단면적이다.

또한, 버스트 조광에서는, 조광 가능한 범위를 비약적으로 확대하여, 약 0∼l00%까지의 범위의 조광이 가능해지는데, 복잡한 제어 회로를 필요로 한다. 또한, 저 주파 펄스 전압의 ON·OFF를 반복하기 때문에, 그 때마다 엑시머 방전 램프에 인가되는 전압의 오버슈트(overshoot)가 발생하여, 불균일한 방전이나 이질(異質) 방전을 일으킨다는 문제도 있다. 또한, ON 기간에 있어서도, 엑시머 방전 램프의 부하의 변동에 의해 기준 주파수가 되는 고주파 전압으로 점등되는 광이 안정되지 않으므로, 전체로서 안정된 조광을 하는 것이 곤란했다.

본 발명의 목적은, 상기의 다양한 문제점에 비추어, 엑시머 방전 램프에 kHz 대역 이상의 고주파 전압을 인가하여, 상기 고주파 전압의 주파수를 변화시킴으로 써 조광을 행하는 엑시머 방전 램프 조광 장치에 있어서, 엑시머 방전 램프를 안정되고 또한 광범위한 조광을 가능하게 한 엑시머 방전 램프 조광 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해서, 다음과 같은 수단을 채용했다.

제1 수단은, 엑시머 방전 램프에 kHz 대역 이상의 고주파 전압을 인가하여, 상기 고주파 전압의 주파수를 변화시킴으로써 조광을 행하는 엑시머 방전 램프 조광 장치에 있어서, 상기 주파수의 1/2 사이클당 ON 시간을, 상기 엑시머 방전 램프의 발광에 기여하는 전하가 충전되는 시간과 거의 같게 한 것을 특징으로 한다.

제2 수단은, 제1 수단에 있어서, 상기 엑시머 방전 램프의 발광에 기여하는 전하가 충전되는 시간을, 램프 전류의 주 방전 기간에 따라서 설정하는 것을 특징으로 한다.

제3 수단은, 제1 수단에 있어서, 상기 엑시머 방전 램프의 발광에 기여하는 전하가 충전되는 시간을, 램프 전류가 소정의 임계치 이상 흐르는 기간에 의해서 설정하는 것을 특징으로 한다.

제4 수단은, 제1 수단 내지 제3 수단중 어느 하나의 수단에 있어서, 상기 엑시머 방전 램프에 인가되는 상기 고주파 전압은, 상기 고주파 전압의 주파수보다 낮은 주파수를 갖는 구형파 전압에 의해 변조되는 것을 특징으로 한다.

제5 수단은, 제1 수단 내지 제3 수단중 어느 하나의 수단에 있어서, 상기 엑시머 방전 램프에 인가되는 상기 고주파 전압은, 상기 고주파 전압의 주파수보다 낮은 주파수를 갖는 정현파 전압을 소정의 임계치 이하로 컷한 전압에 의해 변조되는 것을 특징으로 한다.

제6 수단은, 제1 수단 내지 제3 수단중 어느 하나의 수단에 있어서, 상기 엑시머 방전 램프에 인가되는 상기 고주파 전압은, 이 고주파 전압의 주파수보다 낮은 주파수를 갖는 정현파 전압을 소정의 임계치로 오프셋하고, 또한 소정의 임계치 이하로 컷한 전압에 의해 변조되는 것을 특징으로 한다.

제7 수단은, 제1 수단 내지 제6 수단중 어느 하나의 수단에 있어서, 상기 엑시머 방전 램프로부터 방사되는 방사광의 강도를 검출하여, 상기 방사광의 강도에 따라 상기 고주파 전압의 주파수를 변화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1의 실시 형태를 도 1 내지 도 3을 이용하여 설명한다.

도 1은 본 실시 형태의 발명에 관한 엑시머 방전 램프 조광 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시하는 엑시머 방전 램프 조광 장치의 각 부에서의 전류 파형이나 신호 파형을 도시하는 도면이고, 도 3(a)는 도 1에 도시하는 쵸퍼 회로(4)의 출력 전압 파형, 도 3(b)는 도 1에 도시하는 풀 브리지 회로(5)의 출력 전압 파형을 도시하는 도면이다.

도 1에 있어서, 1은 직류 전원부, 2는 상용 전원, 3은 정류기, 4는 쵸퍼 회로, 5는 풀 브리지 회로, 6은 램프 전류를 검출하는 전류 검출기, 7은 트랜스, 8은 엑시머 방전 램프, 9는 구형파 신호를 발생시키는 구형파 발생 회로, 10은 구형파 발생 회로(9)로부터 출력되는 구형파 신호에 따라서 쵸퍼 회로(4)의 스위칭 소자를 개폐하는 신호를 송출하는 쵸퍼 전압용 PWM 제어 회로, 11은 전압 검출기, 12는 전 류 검출기(6)로 검출된 램프 전류를 정류하는 전류 검출 회로, 13은 내장되는 비교기(comparator)에 있어서, 전류 검출 회로(12)로부터 입력된 정류 램프 전류와 임계치인 비교 레벨 신호를 비교하여, 전류 신호를 정형 펄스 신호로 변환하는 TTL 레벨 파형 정형 회로, 14는 논리 회로, 15는 풀 브리지 회로(5)의 각 스위칭 소자를 제어하기 위한 PWM 펄스 신호를 출력하는 PWM 제어 회로, 16은 드라이브 회로이다.

도 2에 있어서, (1)은 전류 검출 회로(12)에서 검출된 램프 전류 파형, (2)는 TTL 레벨 파형 정형 회로(13)에 있어서의, 전류 검출 회로(12)로부터 입력된 램프 전류를 정류한 정류 램프 전류 파형과 비교 레벨 신호와의 대비, (3)은 TTL 레벨 파형 정형 회로(13)로부터 논리 회로(14)에 출력되는, 비교 레벨 신호 이상의 크기를 갖는 램프 전류 기간에 상응하는 기간 출력되는 정형 펄스 신호 파형, (4), (5)는 PWM 제어 회로(15)로부터 논리 회로(14)에 입력되는 PWM 펄스 신호, (6), (7)은 논리 회로(14)에 있어서 정형 펄스 신호와 PWM 펄스 신호와의 논리곱을 구하고, 드라이브 회로(16)로부터 풀 브리지 회로(5)의 각 스위칭 소자에 출력되는 게이트 드라이브 신호이다.

여기서, PWM 제어 회로(15)로부터 출력되는 PWM 펄스 신호는, 예를 들면, 듀티비가 40%에서 주파수가 100kHz이고, 이 주파수를 가변시킴으로써, 엑시머 방전 램프(8)를 조광할 수 있다.

본 실시 형태의 발명에 의하면, 도 2의 (6), (7)에 도시하는 바와 같이, 게이트 드라이브 신호는 도 2의 (1)에 도시하는 엑시머 방전 램프(8)가 발광에 기여 하는 주방전이 행해지는 램프 전류 기간만, 풀 브리지 회로(5)의 스위칭 소자가 구동되고, 이 램프 전류 기간 이외는 닫혀진다. 그 결과, 엑시머 방전 램프(8)에 인가되는 고주파 전압의 1/2 사이클당 ON 시간이 엑시머 방전 램프(8)의 발광에 기여하는 전하가 충전되는 시간과 거의 같아지고, 충전이 종료하는 동시에 풀 브리지 회로(5)의 스위칭 소자의 게이트는 닫혀지게 된다.

이와 같이, 본 실시 형태의 발명에 의하면, 엑시머 방전 램프(8)에 흐르는 전류의 흐름 전환을 검출하여, 충전 시간을 피드백함으로써, 확실하게 충전 시간과 구형파상 인가 전압의 1/2 사이클당 ON 시간을 일치시킬 수 있으므로, 풀 브리지 회로(5)의 스위칭 소자가 턴 오프하고 있을 때에는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 충전 종료후는, 램프 전류는 진동 전류로 되지 않고, 또한 램프 전압도 일정값으로 유지된다. 즉, 도 10에 도시하는 충전이 종료한 후의 진동된 램프 전류는 흐르지 않고, 오프 기간이 제어된 상태로 된다. 이에 따라, 오프 기간은 엑시머 방전 램프에 있어서의 전압 강하를 발생시키지 않고, 조광하기 위해서 주파수가 변화하여, 오프 기간이 변화하더라도, 엑시머 방전 램프(8)에 인가되는 전압은 변하지 않으므로, 안정된 조광이 가능해 진다.

또한, 스위칭 소자를 온 하는 기간을 발광에 기여하는 전하가 충전되는 시간과 거의 같게 하였으므로, 주파수를 변화해도 온 기간은 변하지 않으므로, B=Vt/NS로 표시되는 자속 밀도(B)의 변화가 없으므로, 여자 전류가 흐르지 않아, 트랜스의 발열을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 발명에 의하면, 구형파 발생 회로(9)의 구형파 신호에 따라서, 쵸퍼 전압용 PWM 제어 회로(10)로부터 출력되는 신호에 의해 쵸퍼 회로(4)가 제어되므로, 쵸퍼 회로(4)로부터는, 도 3(a)에 도시하는 것과 같은 구형파 전압을 출력한다. 이 때문에, 풀 브리지 회로(5)에서는, 이 구형파 전압이 입력된 기간 풀 브리지 회로(5)의 스위칭 소자가 구동되고, 풀 브리지 회로(5)로부터는, 도 3(b)에 도시하는 것과 같은 구형파 전압에 의해서 변조된 고주파 전압을 출력시킬 수 있다. 그 결과, 먼저 기술한 바와같이, 풀 브리지 회로(5)의 스위칭 소자에 송신되는 게이트 드라이브 신호의 주파수를 변화시킴으로써 조광을 행할 수 있는 동시에, 쵸퍼 회로(4)로부터 출력되는 구형파 전압의 크기나 도통 기간을 가변시킴으로써도 조광을 행할 수 있다. 그 결과, 2중으로 조광을 행할 수 있어, 엑시머 방전 램프를 광범위하게, 또한 안정된 조광이 가능해진다.

본 발명의 제2의 실시 형태를 도 4 및 도 5를 이용하여 설명한다.

도 4는 본 실시 형태의 발명에 관한 엑시머 방전 램프 조광 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 5(a)는 쵸퍼 회로(4)의 출력 전압 파형, 도 5(b)는 풀 브리지 회로(5)의 출력 전압 파형을 도시하는 도면이다.

도 4에 있어서, 17은 정현파 신호를 발생하는 정현파 발생 회로, 18은 정현파 발생 회로(17)로부터 입력된 정현파 신호를 음양으로 소정의 임계치를 갖는 신호로 컷된 신호를 출력하는 전압 제한 회로이다. 또한, 그 밖의 구성은 도 1에 도시한 동 부호의 구성에 대략 대응하므로 설명을 생략한다.

본 실시 형태의 발명에 의하면, 정현파 발생 회로(17)로부터 출력된 정현파 신호는 전압 제한 회로(18)에 의해서 소정의 임계치에 의해서 컷되므로, 쵸퍼 전압 용 PWM 제어 회로(10)로부터는 정현파 신호가 컷된 신호가 쵸퍼 회로(4)에 출력된다. 그 결과, 쵸퍼 회로(4)로부터는, 도 5(a)에 도시하는 것과 같은 정현파 전압이 컷된 전압이 출력된다. 이 컷된 전압이 풀 브리지 회로(5)에 입력되면, 풀 브리지 회로(5)로부터는, 이 컷된 전압이 입력된 기간, 풀 브리지 회로(5)의 스위칭 소자가 구동되므로, 풀 브리지 회로(5)로부터는, 도 5(b)에 도시하는 것 같은 컷된 전압에 의해서 변조된 고주파 전압을 출력시킬 수 있다. 그 결과, 제1 실시 형태의 엑시머 방전 램프 조광 장치에서 기술한 바와같이, 풀 브리지 회로(5)의 스위칭 소자에 송신되는 드라이브 회로(16)로부터 출력된 게이트 드라이브 신호의 주파수를 변화시킴으로써 조광을 행할 수 있는 동시에, 쵸퍼 회로(4)로부터 출력되는 컷된 전압의 주파수를 가변시킴으로써도 조광을 행할 수 있다. 이 때문에, 2중으로 조광을 행하는 것이 가능해지고, 엑시머 방전 램프를 광범위하게 또한 안정된 조광이 가능해진다.

본 발명의 제3의 실시 형태를 도 6 및 도 7을 이용하여 설명한다.

도 6은 본 실시형태의 발명에 관한 엑시머 방전 램프 조광 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 7(a)은 쵸퍼 회로(4)의 출력 전압 파형, 도 7(b)는 풀 브리지 회로(5)의 출력 전압 파형을 도시하는 도면이다.

도 6에서 19는 정현파 발생 회로(17)로부터 입력된 정현파 신호를 소정 임계치(제2 임계치)로 오프 셋하는 가산 회로, 20은 가산 회로(19)로부터 입력된 오프 셋된 신호를 고정 임계치(제1 임계치)를 가지는 신호로 컷된 신호를 출력하는 전압 제어 회로이다. 또한, 그 외의 구성은 도 1 및 도 4에 도시한 동 부호의 구성에 대략 대응하므로 설명을 생략한다.

본 실시 형태의 발명에 의하면, 정현파 발생 회로(17)로부터 출력된 정현파 신호는, 가산 회로(19)에 있어서 소정의 임계치(제2 임계치)로 오프셋된다. 즉, 정현파 신호에 직류 신호가 중첩된다. 다음에, 가산 회로(19)로부터 출력된 오프 셋된 신호는, 전압 제한 회로(20)에 있어서, 소정의 임계치(제l 임계치)에 의해서 컷된다. 이 때문에, 쵸퍼 전압용 PWM 제어 회로(10)로부터는, 오프 셋되고, 또한 컷된 신호가 쵸퍼 회로(4)로부터 출력된다. 그 결과, 쵸퍼 회로(4)에서는, 도 7(a)에 도시하는 것과 같은 정현파 전압이 오프 셋되고, 또한 컷된 전압이 출력된다. 이 오프 셋되고 또한 컷된 전압은 풀 브리지 회로(5)에 입력되고, 풀 브리지 회로(5)에서는, 이 오프 셋되고 또한 컷된 전압이 입력된 기간, 풀 브리지 회로(5)의 스위칭 소자가 구동되므로, 풀 브리지 회로(5)로부터는, 도 7(b)에 도시하는 것과 같은 오프 셋되고 또한 컷된 전압에 의해서 변조된 고주파 전압을 출력시킬 수 있다. 그 결과, 제1 실시 형태의 엑시머 방전 램프 조광 장치에서 기술한 바와 같이, 풀 브리지 회로(5)의 스위칭 소자에 송신되는 드라이브 회로(16)로부터 출력된 게이트 드라이브 신호의 주파수를 변화시킴으로써 조광을 행할 수 있는 동시에, 쵸퍼 회로(4)로부터 출력되는 오프 셋되고 또한 컷된 전압의 주파수를 가변시킴으로써도 조광을 행할 수 있다. 이와 같이 2중으로 조광을 행할 수 있으므로, 엑시머 방전 램프를 광범위하고 또한 안정된 조광이 가능해진다.

본 발명의 제4 실시 형태를 도 8을 이용하여 설명한다.

도 8은 본 실시 형태의 발명에 관한 엑시머 방전 램프 조광 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 동 도면에 있어서, 21은 엑시머 방전 램프(8)의 방사광의 강도를 검출하는 광 검출기, 22는 광 검출기(21)로 검출된 광전류를 정류하는 광 검출 회로이다. 또, 그 밖의 구성은 도 1에 도시한 동 부호의 구성에 대략 대응하므로 설명을 생략한다.

본 실시 형태의 발명에 의하면, 제1 실시 형태의 발명에 추가하여, 풀 브리지 회로(5)의 스위칭 소자에 송신되는 게이트 드라이브 신호의 주파수를, 엑시머 방전 램프(8)로부터 방사되는 방사광의 강도에 따라 가변하여, 조광을 행하는 것이 가능해진다.

구성 1에 의하면, 엑시머 방전 램프에 kHz 대역 이상의 고주파 전압을 인가하여, 상기 고주파 전압의 주파수를 변화시킴으로써 조광을 행하는 엑시머 방전 램프 조광 장치에 있어서, 상기 주파수의 1/2 사이클당 ON 시간을, 상기 엑시머 방전 램프의 발광에 기여하는 전하가 충전되는 시간과 대략 같게 하였으므로, 충전이 종료한 후에 진동 전류가 흐르지 않고, 오프 기간이 제어된 상태로 되어, 오프 기간에는 엑시머 방전 램프에 있어서의 전압 강하를 발생시키지 않고, 조광하므로, 주파수를 변화시키는 결과, 오프 기간이 변화해도, 엑시머 방전 램프에 인가되는 전압이 변하지 않으므로, 안정된 조광이 가능해진다.

구성 2에 의하면, 상기 엑시머 방전 램프의 발광에 기여하는 전하가 충전되는 시간을, 램프 전류의 주방전 전류 기간에 따라서 설정하도록 했으므로, 엑시머 방전 램프의 발광에 기여하는 전하가 충전되는 시간을 적정히 설정하는 것이 가능 해진다.

구성 3에 의하면, 상기 엑시머 방전 램프의 발광에 기여하는 전하가 충전되는 시간을, 램프 전류가 소정의 임계치 이상 흐르는 기간에 따라 설정하도록 하였으므로, 엑시머 방전 램프의 발광에 기여하는 전하가 충전되는 시간을 용이하게 설정하는 것이 가능해진다.

구성 4에 의하면, 상기 엑시머 방전 램프에 인가되는 상기 고주파 전압은, 상기 고주파 전압의 주파수보다 낮게 도통 기간이 가변가능한 구형파 전압에 의해 변조하도록 하였으므로, 상기 고주파 전압의 주파수를 변화시킴으로써 조광을 행할 수 있음과 동시에, 구형파 전압의 도통 기간을 가변함으로써도 조광을 행할 수 있어, 엑시머 방전 램프를 광범위하고 안정된 조광을 행하는 것이 가능해진다.

구성 5에 의하면, 상기 엑시머 방전 램프에 인가되는 상기 고주파 전압은, 상기 고주파 전압의 주파수보다 낮게 주파수가 가변가능하고, 파고값이 소정의 임계치 이하로 컷된 정현파 전압에 의해 변조하도록 하였으므로, 상기 고주파 전압의 주파수를 변화시킴으로써 조광을 행할 수 있음과 동시에, 상기 컷된 정현파 전압의 주파수를 가변함으로써도 조광을 행할 수 있어, 엑시머 방전 램프를 광범위하고 안정된 조광을 행하는 것이 가능해진다.

구성 6에 의하면, 상기 엑시머 방전 램프에 인가되는 상기 고주파 전압이, 상기 고주파 전압의 주파수보다 낮게 주파수가 가변가능하고, 소정의 임계치로 오프셋되는 동시에 소정의 임계치 이하로 컷된 정현파 전압에 의해 변조하도록 하였으므로, 상기 오프셋되고 또한 컷된 정현파 전압의 주파수를 가변함으로써도 조광 을 행할 수 있어, 엑시머 방전 램프를 광범위하고 안정된 조광을 행하는 것이 가능해진다.

구성 7에 의하면, 상기 엑시머 방전 램프로부터 방사되는 방사광의 강도를 검출하고, 상기 방사광의 강도에 따라 상기 고주파 전압의 주파수를 변화시키도록 하였으므로, 방사광의 강도에 따라 조광을 행하는 것이 가능해진다.

Claims

엑시머 방전 램프에 kHz 대역 이상의 고주파 전압을 인가하는 고주파 전압 인가 수단과 상기 고주파 전압의 주파수를 변화시키는 주파수 변화 수단을 구비하는 엑시머 방전 램프 조광장치에 있어서,

상기 주파수 변화 수단은, 상기 주파수의 1/2 사이클 당 ON시간을, 상기 엑시머 방전 램프의 발광에 기여하는 전하가 충전하는 시간과 동일하게 한 것을 특징으로 하는 방전 램프 조광 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 엑시머 방전 램프의 발광에 기여하는 전하가 충전되는 시간을, 램프 전류의 주방전 기간에 따라서 설정하는 것을 특징으로 하는 엑시머 방전 램프 조광 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 엑시머 방전 램프의 발광에 기여하는 전하가 충전되는 시간을, 램프 전류가 임계치 이상 흐르는 기간에 의해서 설정하는 것을 특징으로 하는 엑시머 방전 램프 조광 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 엑시머 방전 램프에 인가되는 고주파 전압의 주파수보다 낮은 주파수를 가지는 구형파 전압을 출력하는 구형파 전압 출력 수단을 구비하고,

상기 엑시머 방전 램프에 인가되는 고주파 전압은, 상기 구형파 전압 출력 수단으로부터 출력되는 구형파 전압에 의해 변조되는 것을 특징으로 하는 엑시머 방전 램프 조광 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 엑시머 방전 램프에 인가되는 고주파 전압의 주파수보다 낮은 주파수를 가지고, 또한 임계치 이하로 컷 된 정현파 전압을 출력하는 정현파 전압 출력 수단을 구비하고,

상기 엑시머 방전 램프에 인가되는 고주파 전압은, 상기 정현파 전압 출력 수단으로부터 출력되는 전압에 의해 변조되는 것을 특징으로 하는, 엑시머 방전 램프 조광 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 엑시머 방전 램프에 인가되는 고주파 전압의 주파수보다 낮은 주파수를 가지고, 또한 제1 임계치 이하로 컷 됨과 동시에 제2 임계치로 오프셋(offset)된 정현파 전압을 출력하는 정현파 전압 출력 수단을 구비하고,

상기 엑시머 방전 램프에 인가되는 고주파 전압은, 상기 정현파 전압 출력 수단으로부터 출력되는 전압에 의해 변조되는 것을 특징으로 하는, 엑시머 방전 램프 조광 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 엑시머 방전 램프로부터 방사되는 방사광의 강도를 검출하는 광검출수단과, 상기 방사광의 강도에 따라 상기 엑시머 방전 램프에 인가되는 고주파 전압의 주파수를 변화시키는 주파수 변화 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 엑시머 방전 램프 조광 장치.