JPS60200890A - イメ−ジ炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はフローティング・ゾーン法による単結晶の製造
等に用いられるイメージ炉の試料を観察するための構造
をこ関するものである。

（従来技術とその問題点） イメージ炉は、回転楕円面鏡から成る反射鏡の一方の焦
点に熱光源をおき、もう一方の焦点に試料をおいて熱光
源から出た光（輻射線）を試料側の焦点に集光し、試料
を加熱するものである。この装置には反射鏡を一個の回
転楕円面のみで構成する単槽円型、反射鏡が２個の回転
楕円面の組み合わせで構成される双楕円型、更に反射鏡
を３個以上の回転楕円面の組み合わせで構成する長楕円
型とがある。

はじめにイメージ炉の概念を双楕円型イメージ炉を例と
して説明する。

第１図は、双楕円型のイメージ炉の加熱炉の部分を示す
縦断面図である。

図において１０１が反射鏡であり、その反射鏡面１０２
ａ、１０２ｂはそれぞれＦ１Ｆ２を焦点とする楕円をＸ
軸上の回転させた回転楕円面とＦ、Ｆ’３を焦点とする
楕円をＸ軸上ζこ回転させた回転楕円面で構成される。

１０３ａ、１０３ｂはそれぞれ反射鏡面１０２ａ、１０
２ｂの焦点Ｆ、　、Ｆ３におかれた熱光源ランプでハロ
ゲンランプなどが使用される。

１０４は上側試゛料、１０５は下側試料であり、１０６
は加熱溶融された溶融域（モルテυゾーン）である。

また１０７は炉心管であり、石英のような耐熱性透明ガ
ラスでできている。

一方、上側試料１０４は上側試料チャック１０８を介し
て、上シャフト１０９は固定され、上シャフト１０９は
上シャフト送り機構（図示せず）にまり上下に移動でき
る。また下側試料１０５は下側試別チャック１１０を介
して下シャフト１１１に固定され、下シャフト１１１は
下シャフト送り機構（図示せず）により、上下に移動で
きる。更に反射釧１０１の内側１１２は０リング１１３
．１１４でシールされ、外気との気密が保たれている。

炉心管内には例えば不活性ガスなどの雰囲気を流して、
加熱時の試料の酸化等を防いでいる。

次に従来のイメージ炉における欠点を反別円型イメージ
炉を例として説明する。第２図は、従来の反別円型イメ
ージ炉の加熱炉部分の横断面図である。第２図の炉の縦
方向断面は第１図と同様の構造を有している。

図において２０１が反射鏡であり、２Ｌｊ２ａ、　２０
２ｂが反射鏡面である。２０３ａ、２０３ｂはそれぞれ
反射鏡面２０２ａ、２０２ｂの焦点に置かれた熱光源ラ
ンプでハロゲンランプなどが使用される。２０４が試料
、２０５が試料を覆っている炉心管である。

２０６は観察窓、２０７はガラス板であり、Ｑ　ＩＪン
グ２０８Ｉこよってシールされており、炉内の気密を保
っている。赤熱した試料から発せられる光２１１は、レ
ンズ２０９によって２１２のスクリーン上に結像され、
２１０のスライド機構によりスクリーンを動かし結像の
ピント調整を行う。従来のイメージ炉ではこのようにス
クリーン上ζこ映る試料の像の観察ｔこより試料の溶融
状６１．にどを外から観測していた。

しかしながら、このような従来のイメージ炉では試料の
像がスリガラスなどで作られたスクリーン２１２に投影
されているため、解像度か悪かった。

また溶融状態の記録が必要な場合、写真撮影、ソネ撮影
、あるじはＴＶカメラを使ったＶ　Ｔ　）Ｌ記録をスク
リーン上の像を被写体として、行なうことしか出来す、
記録した映像の分解能が非常に悪い欠点があった。更に
、溶融状態の遠隔地での観察に対してはスクリーン上の
像をＴＶカメラを介して、ＴＶモニタに写す必要が生じ
るが、この場合にも解像度に問題が生じる。

（発明の目的） 本発明の目的は、このような従来の欠点を除去せしめて
、試料溶融状態を鮮明な画像としてＴＶモニタにて観測
あるいはＶＴＲに記録できるようなイメージ炉を提供す
ることζこある。

（発明の構成） 本発明によれば、ピンホールレンズ及びＴＶカメラから
成る、試料を観察するための構造を・ｆｌすることを特
徴とするイメージ炉が得られる。

（構成の詳ｎｉな説明） 本発明は、上述の構成をとることにより従来技術の間紡
点を解決した。まずピンホールレンズ及びＴＶカメラを
用いることにより、ＴＶカメラの撮像面に映った像をケ
ーブルを通じて′Ｐｖモニクに映し出し、観察すること
が出来る。従って、画像の解像度が高くなり、遠隔地で
の観察、記録も可能となる。

（実施例） 以下、本発明について実施例を示す図面を参照して説明
する。

第３図は、本発明の一実施例を示した反別円型イメージ
炉の加熱炉の部分を示す横断面図である。

第３図の炉の縦方向断面は第１図と同様の構造を有して
いる。

図シこおいて、３０１が反射鏡であり、３０２ａ、３０
２ｂが反射鏡面である。３０３ａ、３０３ｂはそれぞれ
反射鏡面３０２ａ、３０２ｂの焦点に置かれた熱光源ラ
ンプで、ハロゲンランプなどが使用される。３０４が試
料、３０５が試料を覆っている炉心管である。

３０６は観察窓、３０７はガラス板であり、Ｑ　ＩＪソ
ング０８によってシールされており炉内の気密を保って
いる。３０９はピンホールレンズであり、試料から出た
光３１１はピンホールレンズ３０９　ヲＡ　リ、ＴＶカ
メラ３１０内の撮像面（図示せず）に像を結ぶ仕組にｌ
っでいる。このＴＶカメラをケーブル３１２を通してＴ
Ｖモニタ３１３につなぐことによって試料の浴融状態を
モニタで見ることができる。ここでピンホールレンズ３
０９とは複数のレンズ郡で構成されるレンズ機構で、例
えばコズミカ・ビンポールＴＶレンズ０−９３４ＰＬＢ
Ｘに代表されるように、φ１〜２祁程度の小径のレンズ
先端３１１から例えは６０°程度の広角度の視野域をカ
メラの撮像面上ζこ結像することができるものである。

更にレンズ機構自身の外径が小さいため、イメージ炉の
窓に接する付近までレンズ先端３１１を挿入することが
できる。

一方、イメージ炉では炉の加熱効率を上げるため、反射
鏡の有効反射面をできるだけ多くする必要があり、この
意味で観察窓の直径は、出来る限り小さいことが要求さ
れ、通常直径φ６〜φ１０程度におさえられる。従って
ピンホールレンズ以外のレンズすなわち標準レンズやマ
クロレンズをつけたＴＶカメラにより試料の観察を試み
てもこれらのレンズの外径が大きく観察窓の近くまで接
近させることができないことも手伝って観察窓の直径（
φ６〜φ１０唄程度）の試料範囲しか観察できなＧ）。

しかしながら、本発明によればピンホールレンズを用い
ていることにより観察窓に接近させたレンズ先端３１１
から、観察窓の径を見込む角度αの範囲が全て視野ｌこ
入ることになり、例えばφ６０縮といった広範囲な試料
範囲を視野域内Ｏこ入れることができる。

（発明の効果） 本発明によれば、反射鏡内の試料を直接ＴＶカメラを介
して、ＴＶモニタにて観、察できるようになり、スリガ
ラスのスクリーンに比べはるかに分解能が高く、鮮明な
画像を観察できる。またモニタ画面の大きさは例えは１
２インチＴＶモニタのように、スリガラスのスクリーン
よりも十分大きく適切な大きさを設定することができ、
観察者の見易い位置に見易い大きさで試料の像を映すこ
とができる。更には、ＶＴＲによる映像記録が容易に行
なえるのは勿論のこと、ＴＶモニタの位置を目出に設定
できるため、遠隔地での観測が可能で、コントロールル
ームでの複数装置の集中監視等がきわめて容易となる。

すなわち、本発明は従来のイメージ炉における観察像の
分解能の悪さ、記録の不自由さを解消するとともに、＃
！察者の咄察労力を箸るしく軽減するものであり、本発
明による効果は非常Ｏこ大きい。

なお、ここでは反別円型のイメージ炉につぃて説明して
きたが、単槽円型あるいは多槽円型のイメージ炉につい
ても本発明は適用でき同様の効果を生じる。

更Ｏこ、以上の説明で述べた熱光源ランプとしては、ハ
ロゲンランプ、キセノンランプ、水銀ランプ等の任意の
ランプの使用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、水槽円型イメージ炉の加熱炉の部分を示す縦
断面図で、第２図は従来構造を有する水槽円型イメージ
炉の加熱炉の部分を示す＋ｒ＋Ｙ　１ｌＪｉ面図で、第
３図は本発明の一実施例を示す双楕円型イメージ炉の加
熱炉の部分を示す横断面図である。 図において、 １０１・・・・・・反射鏡、　１０３ａ、　１（＋３ｂ
・・・・・・熱光源ランプ、　１０４・・・・・・上側
試料、　１０５・・・・・・下側試料、１０８・・・・
・・上側試料チャ、り、１０９・・・・・・上シャフト
、１１０・・・・・・下側試料チャック、１１１・・・
・・・下シャフト、３０７・・・・・・ガラス板、　３
０８・・・・・・０リング、３０９−＝　゛°°ビンホ
ー／ｌ／、Ｌ／７ズ、３１０−　Ｔ　Ｖ　カメラ、３１
３・・・・・・ＴＶモニタ ７′− オ　１　図 Ｙ ７１−２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一個または複数個の回転楕円面から成る反射鏡の一方の
   焦点に熱光源を配し、他の一方の焦点に配した試料に光
   を集中して加熱するイメージ炉においてピンホールレン
   ズ及びＴＶカメラから成る、試料を観察するための構造
   を有することを％徴とするイメージ炉。