光照射裝置制造方法

光照射裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種光照射裝置，其使用在一方向上連接多個光學元件而形成的光學元件模塊，得到平坦的光束分布。該光照射裝置具有：在配置面上沿一方向并列，且光軸朝向與配置面垂直的方向配置的多個光源；和具有在一方向上相連接的多個透過型光學元件的光學元件模塊，光學元件模塊與配置面平行設置，透過型光學元件具有：來自光源的光入射的入射面；入射至入射面的光出射的出射面；和與光軸大致平行，在一方向上與相鄰的透過型光學元件接近并對置的連接面，多個光源中至少一個光源的光軸通過連接面的任意至少一部分或對置的連接面的任意一對之間。
【專利說明】光照射裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光照射裝置，其在一定方向并列配置多個光源，產生在一定方向擴展、具有均勻照度分布的照射光。
【背景技術】
[0002]在液晶面板貼合工序等使用紫外線(UV)硬化型粘合劑進行大面積粘貼時，使用細長的產生線狀照射光的照射裝置。在專利文獻I中公開一種照射裝置，其在柱面透鏡的焦線方向上排列有多個線導光管(line light guide)和柱面透鏡的組，由此不使用價格極高的長條狀透鏡，就能產生具有長照射區域的UV光。
[0003]公知在排列多個短條狀的柱面透鏡時，因形成在相鄰的柱面透鏡端面間的間隙的影響，照度分布在線方向上產生不均。這是因為從光源發出的光(發散光)的一部分被柱面透鏡的端面(透鏡基材與空氣層的分界面)反射造成的。尤其是，由于以大于臨界角(菲涅耳定律)的角度入射到端面的光線被全反射，因此在將端面配置于主光線附近時，照度分布的起伏顯著。
[0004]在專利文獻I的照射裝置中，通過研磨各柱面透鏡的端面，使該端面彼此對接，使各光源產生的光量的角度特性相對于端面的對接面左右對稱，且以使光線在柱面透鏡的端面發生全反射的方式來配置光源，從而消除柱面透鏡的接縫的影響。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻I日本發明專利公開第2001 - 174402號公報實用新型內容
[0008]根據專利文獻I的照射裝置的構成，必須以極高的角度精度和面精度形成端面，并且必須使用經鏡面研磨后的專用的柱面透鏡，仍存在透鏡成本非常高的問題。
[0009]根據本實用新型實施方式提供一種光照射裝置，其具有:在配置面上沿一方向排列，且光軸的朝向均沿與配置面垂直的方向的多個光源；和具有在一方向上連接的多個透過型光學元件的光學元件模塊，光學元件模塊與配置面平行設置，透過型光學元件具有來自光源的光入射的入射面；入射至入射面的光出射的出射面；和與光軸大致平行，在一方向與相鄰的透過型光學元件接近并對置的連接面，多個光源中至少一個光源的光軸通過連接面的任意至少一部分，或對置的連接面的任意一對之間。
[0010]根據上述各結構，由于光軸從光學元件模塊中相鄰的透過型光學元件的分界部(由相鄰并對置的一對連接面(端面)夾持的部分)通過的光源光幾乎不被分界部的連接面反射，因此可抑制因在分界部上反射引起的照度分布變動，實現均勻性好的光束分布。通常意義下，在難以明確確定光源光軸的情形下，例如可以將通過光束分布中心(一般是光強度最高的部分)的光線作為光軸。另外，對于發光面大的光源，可假定截面與光學元件的發光面相同、有寬度的光軸。此時，可使有寬度的光軸的至少一部分通過分界部。所謂連接面“接近并對置”包含連接面彼此在大致全表面上貼緊的狀態，連接面彼此為完全非接觸的狀態，或連接面彼此部分接觸的狀態。
[0011]優選在上述光照射裝置中，任意光源的光軸配置在連接面的對置各對之間、或配置在該各對連接面的至少一部分。
[0012]根據該結構，可抑制連接面引起的反射，使多個透過型光學元件沿一方向連接，在該一方向上供給長且強度均勻的照射光。
[0013]優選在上述光照射裝置中，在多個光源和光學元件模塊之間設有分別配置在多個光源的光軸上且至少在一方向上具有正的折射率的透鏡。
[0014]根據該結構，可防止由于從光源發出的光在該光源的光軸不通過的光學元件模塊分界部的連接面反射，而造成照度分布不均勻。
[0015]優選在上述光照射裝置中，在一方向上相鄰的一對透過型光學元件在連接面的至少一部分相互抵接。
[0016]優選在上述光照射裝置中，連接面為鏡面。
[0017]根據該結構，可減少產生在連接面上的散射光，得到照度分布更均勻的照射光。
[0018]優選在上述光照射裝置中，在一方向上相鄰的一對透過型光學元件在連接面的至少一部分相互抵接。
[0019]優選在上述光照射裝置中，具有第I和第2光學元件模塊作為并排配置于光軸方向上的兩個光學元件模塊，多個光源中至少一個光源的光軸通過第I和第2光學元件模塊各自的連接面的任意至少一部分、或對置的連接面的任意一對之間。
[0020]根據該結構，由于光軸附近的光不會連續通過兩光學元件模塊的分界部，因此，在通過光學元件模塊的分界部時發生的散射等產生的照度分布變化不會發生累積，可得到平坦的照度分布。
[0021 ] 優選在上述光照射裝置中，具有第I和第2光學元件模塊，其作為并排配置于光軸方向上的兩個光學元件模塊，多個光源中至少一個光源的光軸通過第I和第2光學元件模塊的任意一方的連接面的任意至少一部分、或對置的連接面的任意一對之間。
[0022]由于根據該結構，能夠減少通過透過型光學元件分界部的光軸的數量，因此能夠通過光穿過分界部，來限制照度分布發生變動的區域。
[0023]優選在上述光照射裝置中，連接面為與一方向垂直的面。
[0024]根據該結構，容易進行透過型光學元件成形和各光學部件對準。
[0025]優選在上述光照射裝置中，連接面為相對于一方向傾斜的面
[0026]當在批量生產中使用光照射裝置時，一般將光照射裝置配置在輸送機等搬送裝置周圍，并對沿搬送裝置移動的被照射物照射光。此時，為了擴大照射區域，將一方向垂直于搬送方向來設置光照射裝置。另外，因在光學元件模塊的分界部處發生散射等而造成的照度分布在空間上的變化相對于連接面大致對稱。因此，通過使連接面(即透過型光學元件的分界部)相對于一方向(換言之，相對于被照射物的搬送方向)傾斜，可在照射中使被照射物所受的照度分布在空間上的變化平均，緩和對連接面的影響。
[0027]優選在上述光照射裝置中，具有多個第I光源，和多個第2光源，其為在配置面上的不同直線上排列的兩組多個光源，多個第I光源和多個第2光源沿與連接面平行的方向排列。[0028]根據該結構，可得到平坦度好且具有面狀大照射區域的照射裝置。
[0029]優選在上述光照射裝置中，透過型光學元件包括透鏡、窗板、波長濾光器、相位板和偏光板中的至少一種。即，本實用新型可應用于各種透過型光學元件。
[0030]優選在上述光照射裝置中，透過型光學元件由光學樹脂材料制成。
[0031]根據該結構，由于不必對透過型光學元件的連接面進行鏡面研磨，因此例如可以將光學樹脂材料出射成形制的透過型光學元件直接對接，用作光學元件模塊，可大幅降低光學元件模塊的加工成本。
[0032]優選在上述光照射裝置中，透過型光學元件為具有沿一方向的焦線的柱面透鏡，以在一方向上產生長線狀的照射光。
[0033]根據上述結構，可提供照度分布平坦度好的線狀光照射裝置，且不使用加工困難且高價的長條狀透過型光學元件。
[0034]優選在上述光照射裝置中，光源包括LED元件。
[0035]根據本實用新型實施方式，具有第I和第2光照射模塊，第I光照射模塊具有:在第I配置面上沿一方向排列，且光軸的朝向均沿與第I配置面垂直的方向的多個第I光源；和具有在一方向上連接的多個第I透過型光學元件，與第I配置面平行設置的第I光學元件模塊；第I透過型光學元件具有:來自第I光源的光入射的第I入射面；入射至第I入射面的光出射的第I出射面；和與第I光源的光軸大致平行，在一方向與相鄰的第I透過型光學元件接近并對置的第I連接面；至少一個第I光源的光軸通過第I連接面的任意至少一部分或對置的第I連接面的任意一對之間；第2光照射模塊具有:在第2配置面上沿一方向排列，且光軸的朝向均沿與第2配置面垂直的方向的多個第2光源；和具有在一方向連接的多個第2透過型光學元件、與第2配置面平行設置的第2光學元件模塊；第2透過型光學元件具有:入射來自第2光源的光的第2入射面；使入射至第2入射面的光出射的第2出射面；和與第2光源的光軸大致平行，在一方向上與相鄰的第2透過型光學元件接近并對置的第2連接面；至少一個第2光源的光軸通過第2連接面的任意至少一部分、或對置的第2連接面的任意一對之間；第I和第2光照射模塊以沿一方向延伸的照射區域為中心配置成扇形，以使第I和第2光源的光軸分別通過照射區域，第I連接面和第2連接面形成在不同的平面上。
[0036]根據該結構，通過使多個光照射模塊的光重合，能夠產生在一方向上具有長且寬的照射區域、平坦度高、照射強度大的照射光。由于穿過各光照射單元的光學元件模塊的分界部的光不重合，因此，在通過光學元件模塊的分界部時發生的散射而造成的照度分布的變動不會相互增強，能夠得到平坦的照度分布。
[0037]優選在上述光照射裝置中，第I和第2透過型光學元件是具有沿一方向的焦線的柱面透鏡。利用柱面透鏡的第I和第2透過型光學元件，使從第I和第2光源發出的光分別匯聚在照射區域。根據該結構，可產生照射強度大的照射光。
[0038]優選在上述光照射裝置中，還具有第3光照射模塊，第3光照射模塊具有:在第3配置面上沿一方向排列，且光軸的朝向均沿與第3配置面垂直的方向的多個第3光源；和具有在一方向上連接的多個第3透過型光學元件，與第3配置面平行設置的第3光學元件模塊；第3透過型光學元件具有:來自第3光源的光的入射第3入射面；入射至第3入射面的光出射的第3出射面；和與第3光源的光軸大致平行，在一方向上與相鄰的第3透過型光學元件接近并對置的第3連接面；至少一個第3光源的光軸通過第3連接面的任意至少一部分、或對置的第3連接面的任意一對之間；第3光照射模塊與第I和第2光照射模塊一同，以照射區域為中心配置成扇形，使多個第3光源的光軸穿過照射區域，第1、第2和第3連接面形成在相互不同的平面上。
[0039]根據該結構，可維持平坦的照度分布，并產生照射強度更大的照射光。
[0040]優選在上述光照射裝置中，第1、第2和第3光照射單元在照射區域周圍以等角度間隔配置。根據該結構，可得到更平坦的照度分布。另外，優選在上述光照射裝置中，多個第1、第2和第3發光元件分別在第2方向上以等間隔配置。根據該結構，可得到更平坦的照度分布。
[0041]如上所述，根據本實用新型實施方式，即使使用由在一方向上連接的多個透過型光學元件構成的光學元件模塊，也可以抑制因光在對接的連接面上反射引起的照射光強度分布發生變動，得到均勻的光束分布。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1是本實用新型實施方式的UV照射裝置I的外觀圖。
[0043]圖2是本實用新型實施方式UV照射裝置I的部分分解圖。
[0044]圖3是表示本實用新型第I實施方式的UV照射裝置I的光學系統的圖。
[0045]圖4是本實用新型實施方式的UV照射裝置I的出射光的光束分布。
[0046]圖5是表示本實用新型第2實施方式光學系統的圖。
[0047]圖6是表示本實用新型第3實施方式光學系統的圖。
[0048]圖7是表不本實用新型第4實施方式光學系統的圖。
[0049]圖8是表不本實用新型第5實施方式光學系統的圖。
[0050]圖9是表不本實用新型第6實施方式光學系統的圖。
[0051]圖10是表示參考例的光學系統的圖。
[0052]符號說明
[0053]IUV照射裝置
[0054]100主體單元
[0055]101 殼體
[0056]102前面板
[0057]110LED 元件
[0058]200透鏡單元
[0059]201 殼體
[0060]202透鏡固定器
[0061]210球面透鏡
[0062]220第I柱面透鏡模塊
[0063]230第2柱面透鏡模塊
[0064]240 窗板
[0065]J對接面
[0066]T被照射物搬送方向【具體實施方式】
[0067](第I實施方式)
[0068]下面，結合附圖對本實用新型第I實施方式的UV照射裝置I進行說明。UV照射裝置I是在紫外線硬化型粘合劑等光硬化處理中使用的、用于產生具有線狀照射區域的UV照射光的裝置。圖1是UV照射裝置I的外觀圖。UV照射裝置I具有主體單元100和透鏡單元200。圖2表示，從UV照射裝置I拆下側板103，將主體單元100和透鏡單元200分離，并從透鏡單元200拆下窗板240 (玻璃板)后的狀態。圖3是表示UV照射裝置I的光學系統(不包含窗板240)的圖。
[0069]主體單元100具有多個(在本實施方式中為12個)LED元件110和收容在殼體101內的驅動電路(未圖示)。LED元件110從驅動電路接受驅動電流的供給，發射紫外線硬化型粘合劑硬化波長(例如為365nm)的UV光。LED元件110以等間隔排成一列，安裝于殼體101前表面的前面板102上。在以下說明中，如圖2的坐標所示，令LED元件110發射UV光的水平方向為X軸方向，LED元件110的排列方向為Y軸方向，豎直方向為Z軸方向。
[0070]以下，對透鏡單元200的結構進行說明。透鏡單元200以一定的配置關系準確保持透鏡群，該透鏡群用于使LED兀件110發出的UV光形成一定的光束分布。如圖2所不，在透鏡單元200的殼體201內收容有保持各透鏡的透鏡固定器202。在透鏡固定器202上，以高相對位置精度保持有與LED元件110相同數量的球面透鏡210 ;構成第I柱面透鏡模塊220的一對第I柱面透鏡220a、220b (圖3);和構成第2柱面透鏡模塊230的一對第2柱面透鏡230a、230b。
[0071]在將透鏡單元200安裝于主體單元100時，使12個球面透鏡210與相應的LED元件110對置配置地保持在透鏡固定器202上。通過使用球面透鏡210，來減小從LED元件110出射的光發散。設定LED元件110的間隔和球面透鏡210的曲率(Y軸方向上為正折射率)，使得從相鄰LED元件110發出的LED光的照射區域邊緣部分彼此重合，Y軸方向(LED元件110的排列方向)上照度分布大致均勻。而且，在本實施方式中，使用球面透鏡210 (具有兩個曲率方向)，使光在Y軸和Z軸這兩個方向發生匯聚(抑制發散)，但也可以使用焦線為Z軸方向的柱面透鏡，僅使光在Y軸方向發生匯聚。
[0072]利用硅樹脂射出成型形成第I柱面透鏡220a、220b和第2柱面透鏡230a、230b。通過將一對第I柱面透鏡220a、220b (第2柱面透鏡230a、230b)的焦線方向上的平坦的端面彼此保持在對接(接觸或接近)狀態下，而形成第I柱面透鏡模塊220 (第2柱面透鏡模塊230)。使一對第I柱面透鏡220a、220b (第2柱面透鏡230a、230b)在分界部(對接部)處端面彼此對接，且使各光學面大致連續(即，在光學面上沒有階差或大的間隙)。對于第I柱面透鏡模塊220和第2柱面透鏡模塊230，分別使各自焦線向Y軸方向配置成排(即，在光軸Pb方向上排列)，使LED元件110發出的UV光向各自Z軸方向匯聚。而且，在本實施方式中，不是利用粘合劑等對相鄰的第I柱面透鏡220a、220b (第2柱面透鏡230a、230b)的端面彼此直接固定，而是使其以剛剛對接的狀態保持于透鏡固定器202。在另一實施方式中，例如也可以用光學用粘合劑對各透鏡的端面彼此直接固定后，利用透鏡固定器202加以保持。另外，也可以用折射率匹配劑填充端面間的間隙。在本實施方式中，對于射出成形的各透鏡，不研磨其端面而直接使用，但也可以在對接前預先將各透鏡端面研磨成鏡面。而且，在本實施方式中，為了提高要對接的各柱面透鏡的端面彼此的緊密性，對端面施加規定的推壓。在本實施方式中，由于使用具有彈性的硅樹脂制柱面透鏡，因此例如即使受到振動使透鏡固定器202等松弛，也可穩定維持推壓。
[0073]圖3的(a)為從Z軸方向觀看各柱面透鏡的分界部(夾在相鄰的柱面透鏡端面之間的部分)J1、J2附近處的UV照射裝置I的光學系統的平面圖，圖3的(b)為從Y軸方向觀看UV照射裝置I的光學系統的側視圖。在本實用新型實施方式中，如圖3的(a)所示，最接近第I柱面透鏡模塊220的分界部Jl的LED元件IlOb的光軸Pb通過分界部Jl內。另外，光軸Pb還通過第2柱面透鏡模塊230的分界部J2內。因此，LED元件IlOb出射的光(包括不沿光軸Pb通過的副光線)幾乎不會在各分界部Jl、J2處被反射，能夠以低損失透過柱面透鏡。
[0074]圖4的(a)是表示本實用新型實施方式的結構(最接近于分界部Jl、J2的光軸Pb通過分界部Jl、J2內的光學配置)對照射光的平坦度方面產生效果的圖表(照明光在Y軸方向上的照度分布圖)。橫軸表示Y軸方向的位置，以分界部J1、J2的位置為原點。縱軸是照射區域(其中Z = O)上照射強度的相對值。照度分布曲線As是圖3所示本實施方式的光學系統的光束分布。照度分布曲線Bs是圖10所示光學系統(比較例)的光束分布。在圖10的光學系統中，與光軸Pa、Pb平行的分界部J1、J2配置在相鄰的兩個LED元件110a、IlOb的光軸Pa、Pb的大致中間部分。
[0075]此時，光軸Pa、Pb不通過分界部Jl、J2，副光線Ps (LED光的邊緣部分)入射至分界部Jl、J2并被反射。
[0076]如圖4的(a)所示，比較例的照度分布曲線Bs，在分界部J1、J2 (Y = O)附近有兩個大的谷部b。其原因是，從LED元件IlOaUlOb發出的LED光的邊緣部分(副光線Ps)被分界部Jl、J2反射，透過率下降。另一方面，本實施方式的照度分布曲線As在y = O的位置有I個谷部a，與比較例相比光束分布的平坦度高。而且，照度分布曲線As和Bs是使構成分界部Jl、J2的各柱面透鏡·的端面為散射面的情形下的光束分布。照度分布曲線As的谷部a，是因光軸Pb (圖3)附近的光當在分界部J1、J2內傳播時所受到的強散射引起的。
[0077]圖4的(b)表示對分界部J1、J2進行鏡面研磨的情形下的光束分布。照度分布曲線Am為以鏡面形成圖3所示本實施方式中的光學系統的分界部Jl、J2的情形，照度分布曲線Bm為以鏡面形成圖10所示比較例中構成分界部J1、J2的各柱面透鏡端面的情形。照度分布曲線Bm，與照度分布曲線Bs同樣地，在分界部Jl、J2 (Y = O)附近有兩個大的谷部。另一方面，照度分布曲線Am，與照度分布曲線As同樣地，在Y = O處產生谷部，但谷部的大小非常小。即，在本實施方式的光學系統(圖3)中，在分界部J1、J2的位置(Y = O)處的照度分布曲線上，呈現出因被分界部J1、J2散射引起的谷部，但可通過使分界部J1、J2形成為鏡面而使該谷部大幅減小。另一方面，在比較例的光學系統(圖10)中，在照度分布曲線上，呈現出因被分界部J1、J2反射引起的兩個大的谷部，但改變分界部J1、J2的粗糙度也不能使其減小。
[0078]在本實施方式(圖3)中，從與LED元件IlOb相鄰的LED元件IlOc出射的光中，裙擺形外側部分的副光線Ps以不足臨界角Θ c的入射角0 1入射至分界部】1、】2。但，入射至分界部J1、J2的副光線Ps的光量為微量，而且在分界部J1、J2上的反射率也低，因此幾乎可以忽視從LED元件IlOc出射的光在分界部J1、J2上的反射產生的影響。另外，在構成分界部jl、J2的各柱面透鏡的端面為散射面的情形下，圖4的(a)中谷部a的相對強度，與在分界部Jl、J2處，LED元件IlOc的光在邊緣部分處的功率密度相對于LED元件IlOb的光軸Pb附近的功率密度的比率大致相同。優選使該功率密度的比率為大致不足10% (更優選為不足5%)。
[0079](第2實施方式)
[0080]上述第I實施方式的光學系統，其直列配置有兩級柱面透鏡，但也可僅使用I級柱面透鏡，或者直列配置3級以上的柱面透鏡。圖5所示本實用新型第2實施方式的光學系統，是將本實用新型應用于僅使用第I柱面透鏡模塊220的光學系統的例子。除不具有第2柱面透鏡模塊230以外，第2實施方式的結構與第I實施方式的結構相同。與第I實施方式同樣地，其光學配置為，使最接近于第I柱面透鏡模塊220的分界部J的光軸P通過分界部J，抑制因分界部J造成的反射，因此，與圖4的照度分布曲線As、Am同樣地得到平坦度高的光束分布。通過使柱面透鏡為I級，可減少對光束分布的平坦度造成影響的分界部J的數量，得到與第I實施方式相比平坦度更高的光束分布。
[0081](第3實施方式)
[0082]也可將本實用新型應用于未使用球面透鏡210的構成。圖6所示本實用新型第3實施方式的光學系統是將本實用新型應用于未使用球面透鏡210的光學系統的例子。除不具有球面透鏡210以外,第3實施方式的結構與第2實施方式的結構相同。與第I和第2實施方式同樣地，其光學配置為，使最近于第I柱面透鏡模塊220的分界部J的光軸P橫穿分界部J，抑制因分界部J造成的反射，因此，與圖4的照度分布曲線As、Am同樣地得到平坦度高的光束分布。
[0083](第4實施方式)
[0084]上述第I?第3實施方式，使用將兩個柱面透鏡在端面處對接的組件，但也可將本實用新型應用于，使用了將透鏡以外的多個透過型光學元件(例如，窗板、透過型波長濾光器、相位板、偏光板等)在端面處對接的組件的構成。圖7所示本實用新型第4實施方式的光學系統，將本實用新型應用于使用將端面彼此對接的兩個窗板240a、240b的光學系統。第4實施方式的光學系統包括:在Y軸方向以等間隔排成一列的多個LED元件110，和使對置的端面彼此對接的一對窗板240a、240b。其光學配置為，使最接近于窗板240a、240b的分界部J的LED元件IlOb的光軸P通過分界部J，抑制因分界部J造成的反射，因此，與圖4的照度分布曲線As、Am同樣地能夠得到平坦度高的光束分布。
[0085](第5實施方式)
[0086]圖8表示本實用新型第5實施方式的光學系統。第5實施方式具有，在平面上排列成蜂窩格子形(六方格子狀)的多個LED元件110，和將5個玻璃板240a?240e的端面彼此對接形成的窗板240。在上述第4實施方式(圖7)中，在配置窗板240時，使分界部J的長度方向向著與LED元件的排列方向(Y軸方向)垂直的Z軸方向，并且僅使I個LED元件IlOb的光軸P通過分界部J，但在本實施方式中，各個LED元件110的光軸P均通過任一分界部J。
[0087]在上述第4實施方式中，在配置窗板240時，使分界部J的長度方向向著與LED元件110的排列方向垂直的Z軸方向，但在本實施方式中，在配置窗板240時，使各分界部J的長度方向相對于Z軸傾斜例如大致30°。一般來說，在使用具有線狀照射區域的UV照射裝置1，對液晶面板等進行大面積粘合時，使用搬送裝置使被加工物相對于UV照射裝置I緩慢移動，并進行照射。在本實施方式的情形下，假設向圖8所示箭頭T的方向移動被加工物并進行UV照射。如圖4的照度分布曲線可知，在與分界部J垂直的方向(圖4中圖表的橫軸方向)發生因分界部J散射產生的照度在空間上的變動。因此，當在與分界部J平行的方向上移動被加工物并進行照射時，照射光的照度分布被直接轉印為被加工物的照射量分布，造成粘接不均勻。如圖8所示，通過使被加工物相對于分界部J在傾斜方向T上移動并進行照射，可使被加工物的照射量分布平均(即緩解照度分布中的谷部的影響)，能夠均勻地進行粘接。
[0088](第6實施方式)
[0089]圖9表不本實用新型第6實施方式的光學系統。第6實施方式的光學系統包括3個光學單元10、10’、10”。光學單元10 (10’、10”)包括:在Y軸方向上排成一列的5個LED元件110 (110’、110”);與相應的LED元件110 (110’、110”)的出射面對置配置的5個球面透鏡210 (210’、210”);和柱面透鏡模塊220 (220，、220，，)。利用透鏡固定器(未圖示)使柱面透鏡模塊220 (220，、220”)保持在使兩個柱面透鏡220a (220a，、220a”)和220b (220b，、220b”)的相鄰端面彼此對接狀態。光學單元10、10’、10”分別產生大致相同照度分布的線狀UV光。
[0090]各光學單元10、10’、10”以照射區域R為中心，以規定角度間隔Θ配置成扇形，且使在Y軸方向上延伸的線狀照射區域R重合。
[0091]光學單元10的柱面透鏡模塊220是使相同長度的兩個柱面透鏡220a和220b的端面彼此對接而成。在沿Y軸方向排列的5個LED元件110中，配置在中央的I個LED元件IlOb的光軸Pb通過柱面透鏡模塊220的分界部J。
[0092]光學單元10’的柱·面透鏡模塊220’是將長度不同的兩個柱面透鏡220a’和220b’的端面彼此對接而成。與圖9的(b)中右側的柱面透鏡220b’相比，左側的柱面透鏡220a’更長，分界部J’位于柱面透鏡模塊220’的Y軸方向中央偏右側。在沿Y軸方向排列的5個LED元件110’中，與中央一個相鄰(圖9的(b)中右側相鄰)的LED元件110c’的光軸Pc’通過柱面透鏡模塊220’的分界部J’。
[0093]光學單元10”的柱面透鏡模塊220”也是將長度不同的兩個柱面透鏡220a”和220b”在端面處對接而成。與圖9的(b)中左側的柱面透鏡220a”相比，右側的柱面透鏡220b”更長，分界部J”位于柱面透鏡模塊220”的Y軸方向中央偏左側。在沿Y軸方向排列的5個LED元件110”中，與中央一個相鄰(圖9的(b)中左側相鄰)的LED元件110a”的光軸Pc”通過柱面透鏡模塊220”的分界部J”。
[0094]從各光學單元10、10’、10”發射的光的照度分布大致相同，但由于對接部^’，了”的位置不同，因對接部J，J’，J”散射而在光束分布中產生的谷部的位置，因光學單元10、10’、10”而不同。在使各光學單元10、10’、10”的對接部J，J’，J”在Y軸方向上的位置相同時，在各光學單兀10、10’、10”的光束分布中產生的谷部的位置相同。因此,在使3個光學單元10、10’、10”的光重合時，谷部的強度變動會被放大，使得合成后的光束分布的平坦度下降。而如本實施方式，通過相互改變各光學單元10、10’、10”的對接部的位置，能夠抑制在對各光學單兀10、10’、10”的光進行合成時谷部被放大。
[0095]以上是對本實用新型實施方式的一個例子的說明，但本實用新型不限定于上述實施方式的結構，可在權利要求書所描述的技術思想的范圍內做各種變形。
[0096]例如，上述實施方式是將本實用新型應用于產生紫外線照射光的裝置的例子，但也可以將本實用新型應用于產生其他波段照射光(例如白色光等可見光、紅外線等)的照射
>J-U ρ?α裝直。
[0097]另外，在上述第I實施方式中，LED元件IlOb的光軸Pb通過第I柱面透鏡模塊220的分界部Jl和第2柱面透鏡模塊230的分界部J2兩方，也可以使光軸Pb僅通過分界部Jl、J2中的一方。在第I實施方式中，是在光軸上配置有2級柱面透鏡(透過型光學元件)的例子，也可以配置3級以上具有分界部J的透過型光學元件。可以使至少一個發光元件的光軸通過各分界部J。在具有多個發光元件時，不必使發光元件的光軸均通過任一分界部J。
[0098]在上述各實施方式中，使用硅樹脂射出成型制的柱面透鏡，但透過性光學元件的材質及形成方法不限于此。例如，除可以使用以娃酸硼冕牌玻璃(borosilicate crownglass)及合成石英玻璃、超白玻璃為代表的各種光學玻璃材料以外，也可使用由聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、環狀聚烯`烴、聚酯等光學樹脂形成的透過性光學元件。
【權利要求】
1.一種光照射裝置，其特征在于，具有: 在配置面上沿一方向排列，且光軸的朝向均沿與所述配置面垂直的方向的多個光源；和 具有在所述一方向上連接的多個透過型光學元件的光學元件模塊， 所述光學元件模塊與所述配置面平行設置， 所述透過型光學元件具有: 來自所述光源的光入射的入射面； 入射至所述入射面的光出射的出射面；和 與所述光軸大致平行，在所述一方向與相鄰的所述透過型光學元件接近并對置的連接面， 所述多個光源中至少一個光源的光軸通過所述連接面的任意至少一部分，或所述對置的連接面的任意一對之間。
2.如權利要求1所述光照射裝置，其特征在于: 任意所述光源的光軸配置在所述連接面的對置各對之間，或配置在該各對連接面的至少一部分。
3.如權利要求1或2所述光照射裝置，其特征在于:· 在所述多個光源和所述光學元件模塊之間設有分別配置在所述多個光源的光軸上且至少在所述一方向上具有正的折射率的透鏡。
4.如權利要求1中任一項所述光照射裝置，其特征在于: 在所述一方向上相鄰的一對所述透過型光學元件在所述連接面的至少一部分相互抵接。
5.如權利要求1中任一項所述光照射裝置，其特征在于: 所述連接面為鏡面。
6.如權利要求1中任一項所述光照射裝置，其特征在于: 具有第I和第2光學元件模塊，其為并排配置于所述光軸方向上的兩個所述光學元件模塊， 所述多個光源中至少一個光源的光軸通過所述第I和第2光學元件模塊各自的所述連接面的任意至少一部分、或所述對置的連接面的任意一對之間。
7.如權利要求1中任一項所述光照射裝置，其特征在于: 具有第I和第2光學元件模塊，其為并排配置于所述光軸方向上的兩個所述光學元件模塊， 所述多個光源中至少一個光源的光軸通過所述第I和第2光學元件模塊的任意一方的所述連接面的任意至少一部分、或所述對置的連接面的任意一對之間。
8.如權利要求1中任一項所述光照射裝置，其特征在于: 所述連接面為與所述一方向垂直的面。
9.如權利要求1中任一項所述光照射裝置，其特征在于: 所述連接面為相對于所述一方向傾斜的面。
10.如權利要求1中任一項所述光照射裝置，其特征在于: 具有多個第I光源，和多個第2光源，其為在所述配置面上的不同直線上排列的兩組所述多個光源， 所述多個第I光源和所述多個第2光源沿與所述連接面平行的方向排列。
11.如權利要求1中任一項所述光照射裝置，其特征在于: 所述透過型光學元件包括透鏡、窗板、波長濾光器、相位板和偏光板中的至少一種。
12.如權利要求1中任一項所述光照射裝置，其特征在于: 所述透過型光學元件由光學樹脂材料制成。
13.如權利要求1中任一項所述光照射裝置，其特征在于: 所述透過型光學元件為具有沿所述一方向的焦線的柱面透鏡，在所述一方向上產生長線狀的照射光。
14.如權利要求1中任一項所述光照射裝置，其特征在于: 所述光源包括LED元件。
15.—種光照射裝置,其特征在于: 具有第I和第2光照射模塊， 所述第I光照射模塊具有: 在第I配置面上沿一方向排列，且光軸的朝向均沿與所述第I配置面垂直的方向的多個第I光源；和· 具有在所述一方向上連接的多個第I透過型光學元件、與所述第I配置面平行設置的第I光學元件模塊， 所述第I透過型光學元件具有: 來自所述第I光源的光入射的第I入射面； 入射至所述第I入射面的光出射的第I出射面；和 與所述第I光源的光軸大致平行，在所述一方向與相鄰的所述第I透過型光學元件接近并對置的第I連接面， 至少一個所述第I光源的光軸通過所述第I連接面的任意至少一部分、或所述對置的第I連接面的任意一對之間， 所述第2光照射模塊具有: 在第2配置面上沿所述一方向排列，且光軸的朝向均沿所述第2配置面垂直的多個第2光源；和 具有在所述一方向連接的多個第2透過型光學元件、與所述第2配置面平行設置的第2光學元件模塊， 所述第2透過型光學元件具有: 來自所述第2光源的光入射的第2入射面； 入射至所述第2入射面的光出射的第2出射面；和 與所述第2光源的光軸大致平行，在所述一方向與相鄰的所述第2透過型光學元件接近并對置的第2連接面， 至少一個所述第2光源的光軸通過所述第2連接面的任意至少一部分、或所述對置的第2連接面的任意一對之間， 所述第I和所述第2光照射模塊以沿所述一方向延伸的照射區域為中心配置成扇形，以使所述第I和所述第2光源的光軸分別通過所述照射區域，所述第I連接面和所述第2連接面形成在不同的平面上。
16.如權利要求15所述光照射裝置，其特征在于: 還具有第3光照射模塊， 所述第3光照射模塊具有: 在第3配置面上沿所述一方向排列，且光軸的朝向均沿與所述第3配置面垂直的方向的多個第3光源；和 具有在所述一方向上連接的多個第3透過型光學元件、與所述第3配置面平行設置的第3光學元件模塊， 所述第3透過型光學元件具有: 來自所述第3光源的光入射的第3入射面； 入射至所述第3入射面的光出射的第3出射面；和 與所述第3光源的光軸大致平行，在所述一方向上與相鄰的所述第3透過型光學元件接近并對置的第3連接面， 至少一個所述第3光源的光軸通過所述第3連接面的任意至少一部分、或所述對置的第3連接面的任意一對之間， 所述第3光照射模塊與所述第I和所述第2光照射模塊一同，以所述照射區域為中心配置成扇形，以使所述多個·第3光源的光軸通過所述照射區域， 所述第1、所述第2和所述第3連接面形成在相互不同的平面上。
【文檔編號】G02F1/1339GK203635457SQ201320588039
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年9月23日 優先權日:2012年10月5日
【發明者】紫藤和孝 申請人:豪雅冠得股份有限公司