光照射装置制造方法

光照射装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种光照射装置，对具有旋转对称形状的被照射面的被照射对象物照射与该被照射面的旋转对称轴大致平行的照射光、使涂布在所述被照射面上的紫外线固化型树脂固化，具备：多个发光部，光轴一致都在与旋转对称轴平行的方向上，分别射出大致平行光；以及调光单元，调整从多个发光部射出的光的光量，被照射对象物配置在与多个发光部相距规定距离的规定位置，多个发光部在与旋转对称轴同轴的中心轴的周围排列成同心圆状，从各发光部射出的光在规定位置与从相邻的发光部射出的光的一部分重合，调光单元针对配置在相同圆周上的每个发光部调整光量，使得被照射面上的各点处的照射光的照射强度变得大致均匀。
【专利说明】光照射装置

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及对具有立体的被照射面的被照射对象物照射光的光照射装置，特别是涉及使涂布在被照射面上的紫外线固化型树脂固化的光照射装置。

【背景技术】
[0002]以往，在照相机等的摄像透镜中，为了防止照入重影和闪光等不需要的光，在实际使用中提供在透镜表面形成有防反射结构体的透镜。这样的防反射结构体为了在透镜表面的附近产生折射率变化，例如，利用纳米压印技术，通过在透镜表面设置三角锥、四角锥等的细微结构而形成(例如，专利文献I)。
[0003]在专利文献I中记载的防反射结构体是在透镜表面密集配置的圆锥状突起的集合体。通过以下方式形成防反射结构体:在透镜表面涂布具有与构成透镜主体的树脂的折射率大致相等的折射率的紫外线固化型树脂，将形成有细微结构(即，圆锥状的多个突起)的成形模具按压在透镜表面上，使来自UV光源的紫外线(UV光)经由透镜(即，从未涂布紫外线固化型树脂的透镜背面侧)照射到紫外线固化型树脂，使紫外线固化型树脂固化。此外，已知一般细微结构的突起具有200nm?3000nm的平均高度和50nm?300nm的平均最大直径，以50nm?300nm的平均间距形成，突起的前端部的角度(顶角)2Θ满足2 Θ<37.8°的情况下，防反射结构体成为无反射结构(例如，专利文献2)。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利特开2013-068839号公报
[0007]专利文献2:日本专利特开2008-233850号公报。
实用新型内容
[0008]实用新型要解决的技术问题
[0009]这样，在专利文献I中记载的防反射结构体通过使来自UV光源的紫外线大致均匀地照射到透镜(即，被照射对象物)，使紫外线固化型树脂固化而形成。然而，防反射结构体在具有立体形状的透镜表面形成，透镜的中心部和周边部到UV光源的距离不同，因此存在即使对透镜大致均匀地照射紫外线，也存在导致照射到透镜的中心部的紫外线固化型树脂的紫外线的照射强度(即，光束分布(Ii 一 A:/ 口 7 r O ))和照射到透镜的周边部的紫外线固化型树脂的紫外线的照射强度不同的问题。这样，如果在透镜的中心部和周边部(即，根据透镜的立体形状)，照射到紫外线固化型树脂的紫外线的照射强度不同，则紫外线固化型树脂的固化速度产生差别，产生固化不均，因此难以形成期望的精度及强度的细微结构。
[0010]另外，专利文献I中使来自UV光源的紫外线大致均匀地照射到透镜，但通常存在由于来自UV光源的紫外线中包含各种角度成分的光，因此紫外线不一定均等地入射到各突起内及各突起间的问题。这样，如果紫外线未均等地入射到各突起内及各突起间，则紫外线固化型树脂的固化速度产生部分偏差、产生固化不均，因此难以形成期望的精度及强度的细微结构。
[0011]本实用新型是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供一种能够对在立体透镜表面(即，被照射对象物的被照射面)形成的细微结构(即，各突起内及各突起间)照射大致均匀的照射强度的大致平行光的光照射装置。
[0012]解决技术问题的技术方案
[0013]为了达成上述目的，本实用新型的光照射装置是对具有旋转对称形状的被照射面的被照射对象物照射与该被照射面的旋转对称轴平行的照射光，并使涂布在所述被照射面上的紫外线固化型树脂固化的光照射装置，其特征在于，具备:多个发光部，光轴一致都在与旋转对称轴平行的方向上，分别射出平行光；以及调光单元，调整从多个发光部射出的光的光量，被照射对象物配置在与多个发光部相距规定的距离的规定的位置，多个发光部在与旋转对称轴同轴的中心轴的周围排列成同心圆状，从各发光部射出的光在规定的位置与从相邻的发光部射出的光的一部分重合，调光单元针对配置在相同圆周上的每个发光部调整光量，使得被照射面上的各点处的照射光的照射强度变得均匀。
[0014]根据这样的结构，在被照射面上的各点大致平行地射入大致均匀的照射强度的照射光。因此，可以使涂布在被照射面上的紫外线固化型树脂均匀地固化。
[0015]另外，优选的结构为:在设定从各发光部射出的光在规定的位置的照射强度分布的半值宽度的1/2为A，设定各发光部与相邻的发光部之间的最大距离为B的情况下，满足以下的条件式⑴:
[0016]0.3 彡 A/B 彡 0.8...(I)。
[0017]根据这样的结构，从各发光部射出的光与从相邻的发光部射出的光的一部分充分地重合，因此规定的位置的照射光的光束分布平滑地连续。
[0018]另外，优选紫外线固化型树脂形成包括多个细微突起的防反射结构体，设定突起的顶角为2 Θ时,从各发光部射出的光的扩散角相对于光轴在Θ以下。另外,在该情况下，光的扩散角优选相对于光轴在10°以内。根据这样的结构，紫外线直接射入各突起间，因此即使在突起的根部也可以获得规定的光量，可以使由紫外线固化型树脂形成的防反射结构体均匀地固化。
[0019]另外，多个发光部能够形成包括配置在中心轴上的第一发光部的结构。另外，在该情况下，多个发光部能够包括在包围第一发光部的第一圆周上等间隔排列的8个第二发光部。而且，多个发光部能够包括在包围第二发光部的第二圆周上等间隔排列的16个第三发光部。
[0020]另外，能够构成为多个发光部包括在包围第二发光部的第二圆周上等间隔排列的8个第三发光部，第二发光部和第三发光部相对于中心轴互相偏移22.5°而配置。
[0021]另外，优选各发光部具备具有正方形状的发光面的发光元件，发光元件配置成发光面的一个对角线位于通过发光面的中心和中心轴的假想直线上。
[0022]实用新型的效果
[0023]如上所述，根据本实用新型的光照射装置，能够在被照射面上的各点射入大致均匀的照射强度的大致平行光。因此，可以使涂布在被照射面上的紫外线固化型树脂均等地固化。

【专利附图】

【附图说明】
[0024]图1是示出本实用新型的第一实施方式的光照射装置的概略结构的立体图。
[0025]图2是从透镜L侧观察本实用新型的第一实施方式的光照射装置的光学头时的图。
[0026]图3(a)和图3(b)是说明本实用新型的第一实施方式的光照射装置的光源单元的内部结构的图。
[0027]图4(a)?图4(c)是说明由本实用新型的第一实施方式的光照射装置照射的、射入在透镜L的表面形成的细微结构的紫外线的入射角度与细微结构的突起的前端部的角度(顶角)2Θ的关系的图。
[0028]图5是示出从本实用新型的第一实施方式的光照射装置的光源单元射出的紫外线的、在工作距离WD上的光束分布的图。
[0029]图6是说明本实用新型的第一实施方式的光照射装置的光源单元10a(斜线部)与和光源单元1a相邻的光源单元的关系的图。
[0030]图7是说明本实用新型的第一实施方式的光照射装置的光源单元1b (斜线部)与和光源单元1b相邻的光源单元的关系的图。
[0031]图8是说明本实用新型的第一实施方式的光照射装置的光源单元1c (斜线部)与和光源单元1c相邻的光源单元的关系的图。
[0032]图9是说明本实用新型的第一实施方式的光照射装置的光源单元10d(斜线部)与和光源单元1d相邻的光源单元的关系的图。
[0033]图10是示出从本实用新型的第一实施方式的光源单元1a?1d射出的紫外线的光束分布例的图。
[0034]图11是示出从本实用新型的第一实施方式的光源单元1a?1d射出的紫外线的光束分布例的图。
[0035]图12是示出从本实用新型的第一实施方式的光源单元1a?1d射出的紫外线的光束分布例的图。
[0036]图13是示出从本实用新型的第一实施方式的光源单元1a?1d射出的紫外线的光束分布例的图。
[0037]图14是示出本实用新型的第二实施方式的光照射装置的光学头的概略结构的图。
[0038]图15是说明本实用新型的第二实施方式的光照射装置的光源单元1aM(斜线部)与和光源单元1aM相邻的光源单元的关系的图。
[0039]图16是说明本实用新型的第二实施方式的光照射装置的光源单元1bM(斜线部)与和光源单元1bM相邻的光源单元的关系的图。
[0040]图17是说明本实用新型的第二实施方式的光照射装置的光源单元1cM(斜线部)与和光源单元1cM相邻的光源单元的关系的图。
[0041]图18是示出从本实用新型的第二实施方式的光源单元1aM?1cM射出的紫外线的光束分布例的图。
[0042]图19是示出从本实用新型的第二实施方式的光源单元1aM?1cM射出的紫外线的光束分布例的图。
[0043]图20是示出从本实用新型的第二实施方式的光源单元1aM?1cM射出的紫外线的光束分布例的图。
[0044]图21是示出从本实用新型的第二实施方式的光源单元1aM?1cM射出的紫外线的光束分布例的图。

【具体实施方式】
[0045]以下，参照附图详细地说明本实用新型的实施方式。此外，对图中相同或相当部分标记相同的符号而不重复说明。
[0046](第一实施方式)
[0047]图1是示出本实用新型的第一实施方式的光照射装置I的概略结构的立体图。本实施方式的光照射装置I是如下的装置:向在表面形成有基于紫外线固化型树脂的防反射结构体的被照射对象物(透镜L)照射规定的照射强度分布(光束分布)的紫外线(例如，波长405nm的光)，使表面的紫外线固化型树脂固化。
[0048]如图1所示，光照射装置I具备射出紫外线的光学头10、调节从光学头10射出的紫外线的光束分布的调光单元20 (调光机构)、以及将光学头10和调光单元20电连接的电缆30。
[0049]光学头10由沿透镜L的光轴AX配置的光源单元10a、包围光源单元1a配置的8个光源单元10b、包围光源单元1b配置的8个光源单元1c以及包围光源单元1c配置的8个光源单元1d构成。各光源单元1a?1d是在圆筒状的壳体11内容纳各种部件(后述的LED元件12等)并射出与透镜L的光轴AX大致平行的紫外线的单元。光源单元1a?1d在与光轴AX正交的相同平面上使射出端对齐，以光源单元1a为中心配置成同心圆状。
[0050]此外，本实施方式中，透镜L是使凸面或凹面朝向光学头10侧的平凸透镜或平凹透镜，作为在凸面或凹面形成(涂布)有基于紫外线固化型树脂的防反射结构体(也就是说，包括圆锥状的多个突起P的细微结构)的部件来进行说明。另外，本实施方式中，设定细微结构的突起P(图4(a)?图4(c))的平均高度为200nm?3000nm，平均最大直径为50nm?300nm，突起P的前端部的角度(顶角)2Θ约为30°，以下按防反射结构体为无反射结构部件来进行说明。
[0051]调整透镜L的位置，配置成使其与光源单元10相距规定的距离且光轴AX与光源单元10的中心轴0(也就是说，光源单元1a的中心轴O)同轴。以下，称光源单元10的射出端面和透镜L的基端面(平面)之间的距离为“工作距离WD”，本实施方式中，以工作距离WD为300mm来进行说明。此外，图1中示出透镜L是平凸透镜的情况。
[0052]另外，本说明书中，定义从各光源单元1a?1d射出的紫外线的射出方向(也就是说，光轴AX方向)为Z轴方向，定义与Z轴正交且互相正交的两个方向为X轴方向及Y轴方向来进行说明。
[0053]图2是从透镜L侧观察光源单元1a?1d时(也就是说，沿Z轴观察时)的图。如图2所示，本实施方式中，光源单元1a沿中心轴O配置，8个光源单元1b以包围光源单元1a的方式在以中心轴O为中心的直径44mm的圆周(图1中，用“P.C.D.Φ44”表示的圆周)上等间隔(也就是说，以45°的角度间距)配置。另外，8个光源单元1c以包围光源单元1b的方式在以中心轴O为中心的直径70mm的圆周(图1中，用“P.C.D.Φ70”表示的圆周)上等间隔地(也就是说，以45°的角度间距)且相对于光源单元1b在圆周方向上偏移22.5°地配置。另外，8个光源单元1d以包围光源单元1c的方式在以中心轴O为中心的直径86mm的圆周(图1中，用“P.C.D.Φ86”表示的圆周)上等间隔地(也就是说，按45°的角度间距)且相对于光源单元1c在圆周方向上偏移22.5°地配置。此外，在本说明书中，“P.C.D.”是“Pitch Circle Diameter:间距圆直径”的省略。
[0054]图3(a)和图3(b)是说明光源单元1a?1d的内部结构的图，图3 (a)示出光源单元1a的光路图，图3(b)示出各光源单元1b?1d的光路图。
[0055]如图3(a)所示，本实施方式的光源单元1a具备发出波长405nm的紫外线的LED (Light Emitting D1de:光电二极管)元件12、以及具有和LED元件12相同的光轴的3块两凸透镜13。LED元件12具有大致正方形形状的发光面，从透镜L侧观察时，发光面的两条对角线配置成分别与X轴方向及Y轴方向一致(图2)。LED元件12经由电缆30与调光单元20连接，从LED元件12的发光面射出与从调光单元20供给的驱动电流对应的规定光量的紫外线。从LED元件12的发光面射出的紫外线被3块两凸透镜13折射，构成为从光源单元1a射出扩散角为10°以内的(也就是说，大致平行光的)紫外线。此外，从本实施方式的光源单元1a射出的紫外线的最大照射强度(也就是说，100%的照射强度)设定为 50mW。
[0056]另外，如图3 (b)所示，本实施方式的各光源单元1b?1d具备发出波长405nm的紫外线的LED元件12、以及具有与LED元件12相同的光轴的2块两凸透镜13。各光源单元1b?1d的LED元件12的发光面配置成发光面的一个对角线位于通过发光面的中心和中心轴O的假想直线上(图2)。各光源单元1b?1d的LED元件12与光源单元1a的LED元件12同样，经由电缆30与调光单元20连接，从LED元件12的发光面射出与从调光单元20供给的驱动电流对应的规定光量的紫外线。从LED元件12射出的紫外线被2块两凸透镜13折射，构成为从光源单元1a射出扩散角为10°以内的(也就是说，大致平行光的)紫外线。此外，从本实施方式的各光源单元1b?1d射出的紫外线的最大照射强度(也就是说，100%的照射强度)设定为25mW。
[0057]图4(a)?图4(c)是说明射入在透镜L的凸面或凹面形成的细微结构的紫外线的入射角度和细微结构的突起P的前端部的角度(顶角)2Θ的关系的图。图4(a)是说明紫外线的入射角小于Θ时的图。图4(b)是说明紫外线的入射角与Θ大致相等的情况的图。图4(c)是说明紫外线的入射角大于Θ的情况的图。
[0058]如图4(a)及图4(b)所示，设细微结构的突起P的前端部的角度(顶角)为2 Θ时，如果紫外线的入射角为Θ以下，则紫外线直接射入各突起P间，因此即使在突起P的根部分也能获得规定的光量。因此，可以使基于紫外线固化型树脂的细微结构均匀地固化。另一方面，如图4(c)所示，如果紫外线的入射角大于Θ，则紫外线在突起P的前端部被弹出，射入各突起P间的紫外线的光量减少。因此，产生在突起P的根部分得不到规定的光量，不能够使基于紫外线固化型树脂的细微结构均匀地固化的问题。因此，本实施方式中，构成为使紫外线的入射角为Θ以下，从各光源单元1a?1d射出的紫外线的扩散角为10°以内(也就是说，紫外线对透镜L的入射角为10°以内)。
[0059]图5是示出从光源单元1a及各光源单元1b?1d射出的紫外线在工作距离WD上的光束分布的图，图5的横轴表不设各光源单兀1a?1d的光轴为O时离光轴的距离，纵轴表示设从各光源单元1a?1d射出的紫外线的峰值强度为I而进行归一化时的相对强度。如图5所示，从光源单元1a射出在图5中用实线表示的半值宽度22_的光束分布的紫外线，照射以光源单元1a的光轴为中心的半径约20mm的圆形的区域。另外，从各光源单元1b?1d射出在图5中用虚线表示的半值宽度30mm的光束分布的紫外线，照射以各光源单元1b?1d的光轴为中心的半径约25mm的圆形的区域。而且，本实施方式中，构成为从各光源单元1b?1d射出的紫外线的照射区域和从与各光源单元1b?1d相邻的多个光源单元射出的紫外线的照射区域在工作距离WD上一部分重合(重叠)。
[0060]图6?图9是说明各光源单元1a?1d和与其相邻的光源单元之间的距离与从各光源单元1a?1d射出的紫外线的关系的图。图6是说明光源单元10a(斜线部)和与光源单元1a相邻的光源单元的关系的图。图7是说明光源单元1b (斜线部)和与光源单元1b相邻的光源单元的关系的图。图8是说明光源单元1c (斜线部)和与光源单元1c相邻的光源单元的关系的图。图9是说明光源单元10d(斜线部)和与光源单元1d相邻的光源单元的关系的图。
[0061]首先，说明配置在中央的光源单元1a和与光源单元1a相邻的光源单元(也就是说，光源单元1b)的关系。如图6所示，光源单元1a的中心和与光源单元1a相邻的光源单元1b的中心的距离是固定的，与光源单元1a相邻的光源单元1b的中心位于以光源单元1a的光轴为中心的半径22mm的圆Cl (也就是说，“P.C.D.Φ44”)的圆周上。这里，从光源单元1a射出的紫外线在工作距离WD上照射以光源单元1a的光轴为中心的半径约20mm的圆形的区域，从各光源单元1b射出的紫外线在工作距离WD上照射以各光源单元1b的光轴为中心的半径约25mm的圆形的区域时，光源单元1a的光轴和各光源单元1b的光轴仅相距22mm，因此从光源单元1a射出的紫外线和从8个光源单元1b射出的紫外线在工作距离WD上互相重叠。这样，从光源单元1a射出的紫外线和从各光源单元1b射出的紫外线在工作距离WD上互相重合时，在重合的部分照射能量被叠加，因此从光源单元1a和各光源单元1b射出的紫外线的整体的光束分布变得平滑连续。这样，本实施方式中，构成为设从光源单元1a射出的紫外线的半值宽度的1/2为A，设光源单元1a和与光源单元1a相邻的光源单元之间的距离为B时，A/B = llmm/22mm = 0.5,使得从光源单元1a射出的紫外线和从各光源单元1b射出的紫外线在工作距离WD上互相重合、光束分布连续。
[0062]接着，说明各光源单元1b和与各光源单元1b相邻的光源单元(也就是说，光源单元10a、10b、10c、1d)的关系。如图7所示，本实施方式中，各光源单元1b的中心和与各光源单元1b相邻的光源单元(也就是说，光源单元10a、10b、10c、1d)的中心的距离在与光源单元1a之间最大，与光源单元1b相邻的光源单元10a、10b、10c、1d的中心位于以光源单元1b为中心的半径22mm的圆C2内。因此，从光源单元1a射出的紫外线在工作距离WD上照射以光源单元1a的光轴为中心的半径约20mm的圆的区域，从各光源单元1b?1d射出的紫外线在工作距离WD上照射以各光源单元1b?1d的光轴为中心的半径约25mm的圆的区域时，各光源单元1b的光轴和与光源单元1b相邻的光源单元10a、1bUOcUOd的光轴最大仅相距22mm，因此从各光源单元1b射出的紫外线和从与各光源单元1b相邻的6个光源单元(光源单元10a、10b、10c、1d)射出的紫外线在工作距离WD上互相重合。这样，从各光源单元1b射出的紫外线和从与各光源单元1b相邻的光源单元10a、10b、10c、1d射出的紫外线在工作距离WD上互相重合时，在重合的部分照射能量被叠加，因此从各光源单元1b和与各光源单元1b相邻的光源单元10a、10b、10c、1d射出的紫外线的整体的光束分布变得平滑连续。这样，本实施方式中，构成为设从光源单元1b射出的紫外线的半值宽度的1/2为A、从光源单元1b和与光源单元1b相邻的光源单元之间的距离为B时,A/B = 15mm/22mm = 0.68,使得从各光源单元1b射出的紫外线和从与各光源单元1b相邻的光源单元10a、10b、10c、1d射出的紫外线在工作距离WD上互相重合、光束分布连续。
[0063]接着，说明各光源单元1c和与各光源单元1c相邻的光源单元(也就是说，光源单元10b、10c、1d)的关系。如图8所示，本实施方式中，各光源单元1c的中心和与各光源单元1c相邻的光源单元(也就是说，光源单元10b、10c、10d)的中心的距离在与光源单元1c之间最大，与光源单元1c相邻的光源单元10b、10c、1d的中心位于以光源单元1c为中心的半径26.8mm的圆C3内。因此，如上所述，从各光源单元1b?1d射出的紫外线在工作距离WD上照射以各光源单元1b?1d的光轴为中心的半径约25mm的圆的区域时，各光源单兀1c的光轴和与光源单兀1c相邻的光源单兀10b、10c、1d的光轴最大仅相距26.8mm,因此从各光源单元1c射出的紫外线和从与各光源单元1c相邻的6个光源单元(光源单元10b、10c、1d)射出的紫外线在工作距离WD上互相重合。这样，从各光源单元1c射出的紫外线和从与各光源单元1c相邻的光源单元10b、10c、1d射出的紫外线在工作距离WD上互相重合时，在重合的部分照射能量被叠加，因此从各光源单元1c和从与各光源单元1c相邻的光源单元10b、10c、1d射出的紫外线的整体的光束分布平滑连续。这样，本实施方式中，构成为设从光源单元1c射出的紫外线的半值宽度的1/2为A，设光源单元1c和与光源单元1c相邻的光源单元之间的距离为B时,A/B = 15mm/26.8mm=0.68，使得从各光源单元1c射出的紫外线和从与各光源单元1c相邻的光源单元10b、1cUOd射出的紫外线在工作距离WD上互相重合、光束分布连续。
[0064]接着，说明各光源单元1d和与各光源单元1d相邻的光源单元(也就是说，光源单元1bUOc)的关系。如图9所示，本实施方式中，各光源单元1d的中心和与各光源单元1d相邻的光源单元(也就是说，光源单元10b，10c)的中心的距离在与光源单元1b之间最大，与光源单元1d相邻的光源单元1bUOc的中心位于以光源单元1d为中心的半径21mm的圆C4内。因此，从各光源单元10b、1d射出的紫外线在工作距离WD上照射以各光源单元10b、10d的光轴为中心的半径约25mm的圆的区域时，各光源单元1d的光轴和与光源单元1d相邻的光源单元1bUOc的光轴最大仅相距21mm，因此从各光源单元1d射出的紫外线和从与各光源单元1d相邻的3个光源单元(光源单元10b，1c)射出的紫外线在工作距离WD上互相重合。这样，从各光源单元1d射出的紫外线和从与各光源单元1d相邻的光源单元10b、1c射出的紫外线在工作距离WD上互相重合时，在重合的部分照射能量被叠加，因此各光源单元1d和从与各光源单元1d相邻的光源单元1bUOc射出的紫外线的整体的光束分布平滑连续。这样，本实施方式中，构成为设从光源单元1d射出的紫外线的半值宽度的1/2为A，设光源单元1d和与光源单元1d相邻的光源单元之间的距离为B时,A/B = 15mm/21mm = 0.71,使得从光源单元1d射出的紫外线和从与各光源单元1d相邻的光源单元1bUOc射出的紫外线在工作距离WD上互相重合、光束分布连续。
[0065]这样，本实施方式中，通过构成为设从各光源单元1a?1d射出的紫外线的半值宽度的1/2为A，设各光源单元1a?1d和与各光源单元1a?1d相邻的光源单元间的最大距离为B时，0.50彡A/B彡0.71成立，从而从各光源单元1a?1d射出的紫外线和从与各光源单元1a?1d相邻的多个光源单元射出的紫外线互相重合，在工作距离WD上得到作为整体大致均匀的(也就是说，无间隙的)光束分布的紫外线。
[0066]这里，本实施方式的透镜L是使凸面或凹面朝向光学头10侧的立体的平凸透镜或平凹透镜，在凸面或凹面形成(涂布)有基于紫外线固化型树脂的细微结构。也就是说，本实施方式中，成为紫外线的照射对象的涂布有紫外线固化型树脂的凸面或凹面呈立体形状，透镜L的中心部和周边部到光学头10的距离不同，因此存在即使对透镜L大致均匀地照射紫外线，向透镜的中心部的紫外线固化型树脂照射的紫外线的照射强度和向透镜的周边部的紫外线固化型树脂照射的紫外线的照射强度不同的问题。这样，在透镜的中心部和周边部向紫外线固化型树脂照射的紫外线的照射强度不同时，紫外线固化型树脂的固化速度产生差异，发生固化不均，因此难以形成期望的精度及强度的细微结构。因此，本实施方式的光照射装置I中，进行调整，使得透镜L的凸面或凹面(也就是说，被照射面)上各点的紫外线的照射强度大致均匀，使得从光学头10射出的紫外线的光束分布沿着透镜L的曲线(也就是说，表面形状)。
[0067]具体而言，从调光单元20的操作面板(未图示)输入透镜L的曲线信息(也就是说，与表面形状相关的信息)，基于该曲线信息分别改变各光源单元1a?1d的光量。也就是说，本实施方式中，通过对配置成同心圆状的光源单元1a?1d的光量按照每一个光源单元1a?10d(也就是说，按照每个配置在相同圆周上的光源单元)进行调整，照射沿着透镜L的曲线的光束分布的紫外线。
[0068]图10?图13是示出分别设光源单元1a?1d的光量为规定的值时的、紫外线的光束分布的图。图10?图13的横轴表不设光学头10的中心轴O为O时的X轴方向或Y轴方向的距离，纵轴表示紫外线的强度。此外，在图10?图13中，粗线表示X轴方向的光束分布，细线表不Y轴方向的光束分布。
[0069]图10是从光源单元1a射出100%的照射强度(50mW)的紫外线、从光源单元1b射出100%的照射强度(25mW)的紫外线而熄灭光源单元1c及1d时的、在工作距离WD上的紫外线的凸型光束分布。图10中，形成在以光学头10的中心轴O (也就是说，透镜L的光轴AX)为中心的直径30mm的范围(也就是说，横轴±15mm的范围)沿着透镜L的凹面曲线的光束分布。
[0070]图11是从光源单元1a射出5%的照射强度的紫外线，从光源单元1b射出52%的照射强度的紫外线、从光源单元1c及1d射出100%的照射强度的紫外线时的、工作距离WD上的紫外线的凹型光束分布。图11中，形成在以光学头10的中心轴0(也就是说，透镜L的光轴AX)为中心的直径40mm的范围(也就是说，横轴±20mm的范围)沿着透镜L的凸面曲线的光束分布。
[0071]图12是从光源单元1a射出70% %的照射强度的紫外线、从光源单元1b及1c射出100%的照射强度的紫外线而熄灭光源单元1d时的、工作距离WD上的紫外线的凸型光束分布。图12中，形成在以光学头10的中心轴0(也就是说，透镜L的光轴AX)为中心的直径50mm的范围(也就是说，横轴±22.5mm的范围)沿着透镜L的凹面曲线的光束分布。
[0072]图13是从光源单元1a射出17%的照射强度的紫外线、从光源单元1b射出32%的照射强度的紫外线、从光源单元1c射出80%的照射强度的紫外线、从光源单元1d射出100%的照射强度的紫外线时的、工作距离WD上的紫外线的凹型光束分布。图13中，形成在以光学头10的中心轴0(也就是说，透镜L的光轴AX)为中心的直径60mm的范围(也就是说，横轴±30mm的范围)沿着透镜L的凸面曲线的光束分布。
[0073]这样，本实施方式中，以能够按照配置在相同圆周上的光源单元调整配置成同心圆状的光源单元1a?1d的光量，能够照射沿着作为紫外线的照射对象的透镜L的曲线的光束分布的紫外线的方式构成。因此，在透镜L的凸面或凹面上的各点的紫外线的照射强度变得大致均匀，能够同样地且以相同的固化速度固化涂布在透镜L的凸面或凹面的紫外线固化型树脂，可以抑制产生固化不均等。
[0074]以上是本实施方式的说明，但本实用新型并不限于上述的结构，在本实用新型的技术思想的范围内可进行各种变形。
[0075]例如，本实施方式的光照射装置I中，采用在以光源单元1a为中心的3个同心圆上分别配置光源单元1b?1d的结构，但并不限于这样的结构，可以根据透镜L的大小增加光源单元的数量，并且在多个同心圆上配置光源单元。另外，配置在一个同心圆上的光源单元并不限于8个，也可以配置更多的光源单元。
[0076]另外，本实施方式中，以光源单元1a的结构和光源单元1b?1d的结构不同来进行说明，但也能够使用结构与光源单元1b?1d相同的光源单元10a。此外，在该情况下，光量在光学头10的中心部下降，因此将光源单元1a和1b之间的距离(也就是说，圆Cl的半径)设定得更小。
[0077]另外，本实施方式中，以在透镜L的凸面或凹面形成的防反射结构体是包括多个圆锥状的突起P的细微结构来进行说明，但只要具有多个细微突起即可，突起P的形状不限于圆锥状。作为突起P的形状，例如能够适用针状、圆柱状、多角锥状、截头圆锥体状、角锥台状、抛物线形状等。
[0078]另外，本实施方式中对在透镜L的表面(凸面或凹面)形成防反射结构体的结构进行了说明，但并不限于形成防反射结构体的结构，也能够适用于其他用途的紫外线固化型树脂的固化。
[0079](第二实施方式)
[0080]图14是示出本实用新型的第二实施方式的光照射装置IM的光学头1M的概略结构的图，与图2同样，是从透镜L侧观察光学头1M时的图。本实施方式的光照射装置IM在构成光学头1M的光源单元1aM?1cM以光源单元1aM为中心配置在2个同心圆上这一点上与第一实施方式的光照射装置I不同。以下，详细说明与第一实施方式的光照射装置I的不同点。
[0081]如图14所示，本实施方式的光学头1M由沿着与透镜L的光轴AX同轴的中心轴O配置的光源单元10aM、以包围光源单元1aM的方式在以中心轴O为中心的直径55mm的圆周(图14中，用“P.C.D.Φ55”表示的圆周)上等间隔(也就是说，以45°的角度间距)配置的8个光源单元10bM、以及以包围光源单元1bM的方式在以中心轴O为中心的直径IlOmm的圆周(图1中，用“P.C.D.Φ110”表示的圆周)上等间隔地(也就是说，以22.5°的角度间距)配置的16个光源单元1cM构成。此外，本实施方式的光源单元1aM的结构与第一实施方式的光源单元1a的结构相同，各光源单元1bMUOcM的结构与第一实施方式的各光源单元1b?1d的结构相同。
[0082]图15?图17是说明各光源单元1aM?1cM和与其相邻的光源单元之间的距离与从各光源单元1aM?1cM射出的紫外线的关系的图。图15是说明光源单元1aM(斜线部)和与光源单元1aM相邻的光源单元的关系的图。图16是说明光源单元1bM(斜线部)和与光源单元1bM相邻的光源单元的关系的图。图17是说明光源单元1cM(斜线部)和与光源单元1cM相邻的光源单元的关系的图。
[0083]如图15所示，光源单元1aM的中心和与光源单元1aM相邻的光源单元1bM的中心的距离是固定的，与光源单元1aM相邻的光源单元1bM的中心位于以光源单元1aM的光轴为中心的半径27.5mm的圆Cl (也就是说，“P.C.D.Φ55”)的圆周上。这里，从光源单元1aM射出的紫外线在工作距离WD上照射以光源单元1aM的光轴为中心的半径约20mm的圆形的区域，从各光源单元1bM射出的紫外线在工作距离WD上照射以各光源单元1bM的光轴为中心的半径约25mm的圆形的区域时，光源单元1aM的光轴和各光源单元1bM的光轴仅相距27.5mm,因此从光源单元1aM射出的紫外线和从8个光源单元1bM射出的紫外线在工作距离WD上互相重合。这样，与第一实施方式同样，从光源单元1aM射出的紫外线和从各光源单元1bM射出的紫外线在工作距离WD上互相重合，因此从光源单元1aM和各光源单元1bM射出的紫外线的整体的光束分布变得平滑连续。此外，本实施方式中，构成为设从光源单元1aM射出的紫外线的半值宽度的1/2为A，设光源单元1aM和与光源单元1aM相邻的光源单元之间的距离为B时,A/B = 27.5mm/22mm = 0.4,使得从光源单元1aM射出的紫外线和从各光源单元1bM射出的紫外线在工作距离WD上互相重合、光束分布连续。
[0084]接着，说明各光源单元1bM和与各光源单元1bM相邻的光源单元(也就是说，光源单元10aM、1bMUOcM)的关系。如图16所示，本实施方式中，各光源单元1bM的中心和与各光源单元1bM相邻的光源单元(也就是说，光源单元10aM、1bMUOcM)的中心的距离在与光源单元1cM之间最大，与光源单元1bM相邻的光源单元10aM、1bMUOcM的中心位于以光源单元1b为中心的半径31.4mm的圆C2内。因此，从光源单元1aM射出的紫外线在工作距离WD上照射以光源单元1aM的光轴为中心的半径约20mm的圆的区域，从各光源单元1bM?1cM射出的紫外线在工作距离WD上照射以各光源单元1bM?1cM的光轴为中心的半径约25mm的圆的区域时，各光源单元1bM的光轴和与光源单元1bM相邻的光源单元10aM、1bMUOcM的光轴最大仅相距31.4mm,因此从各光源单元1bM射出的紫外线和从与各光源单元1bM相邻的6个光源单元(光源单元10aM、1bMUOcM)射出的紫外线在工作距离WD上互相重合。这样，从各光源单元1bM射出的紫外线和从与各光源单元1bM相邻的光源单元10aM、1bMUOcM射出的紫外线在工作距离WD上互相重合，因此从各光源单元1bM和与各光源单元1bM相邻的光源单元10aM、1bMUOcM射出的紫外线的整体的光束分布变得平滑连续。此外，本实施方式中，构成为设从光源单元1bM射出的紫外线的半值宽度的1/2为A，设光源单元1bM和与光源单元1bM相邻的光源单元之间的距离的最大值为B时，A/B = 15mm/31.4mm = 0.48，使得从各光源单元1bM射出的紫外线和从与各光源单元1bM相邻的光源单元10aM、1bMUOcM射出的紫外线在工作距离WD上互相重合、光束分布连续。
[0085]接着，说明各光源单元1cM和与各光源单元1cM相邻的光源单元(也就是说，光源单元10bM、10cM)的关系。如图17所示，本实施方式中，各光源单元1cM的中心和与各光源单元1cM相邻的光源单元(也就是说，光源单元10bM、10cM)的中心的距离在与光源单元1bM之间最大，与光源单元1cM相邻的光源单元10bM、10cM的中心位于以光源单元1c为中心的半径27.5mm的圆C3内。因此，如上所述，从各光源单元10bM、1cM射出的紫外线在工作距离WD上照射以各光源单元1bMUOcM的光轴为中心的半径约25mm的圆的区域时，各光源单元1cM的光轴和与光源单元1cM相邻的光源单元1bMUOcM光轴最大仅相距27.5mm,因此从各光源单元1cM射出的紫外线和从与各光源单元1cM相邻的3个光源单元(光源单元10bM、10cM)射出的紫外线在工作距离WD上互相重合。这样，从各光源单元1cM射出的紫外线和从与各光源单元1cM相邻的光源单元1bMUOcM射出的紫外线在工作距离WD上互相重合，因此作为从各光源单元1cM和与各光源单元1cM相邻的光源单元1bMUOcM射出的紫外线的整体的光束分布变得平滑连续。此外，本实施方式中，构成为设从光源单元1cM射出的紫外线的半值宽度的1/2为A，设光源单元1cM和与光源单元1cM相邻的光源单元之间的距离的最大值为B时，A/B = 15mm/27.5mm = 0.55，使得从各光源单元1cM射出的紫外线和从与各光源单元1cM相邻的光源单元1bMUOcM射出的紫外线在工作距离WD上互相重合、光束分布连续。
[0086]这样，在本实施方式中也和第一实施方式同样，通过构成为设从各光源单兀1aM?1cM射出的紫外线的半值宽度的1/2为A，设各光源单元1aM?1cM和与各光源单元1aM?1cM相邻的光源单元间的最大距离为B时0.40彡A/B ( 0.55成立，从而从各光源单元1aM?1cM射出的紫外线和从与各光源单元1aM?1cM相邻的多个光源单元射出的紫外线互相重合，在工作距离WD上得到作为整体大致均匀的(也就是说，无间隙的)光束分布的紫外线。
[0087]另外，在本实施方式中也和第一实施方式同样，以能够对配置成同心圆状的光源单元1aM?1cM的光量按照每一个光源单元1aM?1cM (也就是说，按照每个配置在相同圆周上的光源单元)进行调整，能够照射沿着作为紫外线的照射对象的透镜L的曲线的光束分布的紫外线的方式构成。因此，在透镜L的凸面或凹面上的各点的紫外线的照射强度变得大致均匀，能够同样地且以相同的固化速度使涂布在透镜L的凸面或凹面的紫外线固化型树脂固化，可以抑制产生固化不均等。
[0088]图18?图21是示出分别改变光源单元1aM?1cM的光量时的、从光学头1M射出的紫外线的光束分布的图。图18?图21的横轴表示设光学头1M的中心轴O为O时的X轴方向或Y轴方向的距离，纵轴表示紫外线的强度。此外，在图18?图21中，粗线表/Jn X轴方向的光束分布，细线表不Y轴方向的光束分布。
[0089]图18是从光源单元1aM射出100%的照射强度(50mW)的紫外线、从光源单元1bM射出100%的照射强度(25mW)的紫外线、从光源单元1cM射出20%的照射强度的紫外线时的、工作距离WD上中的紫外线的凸型光束分布。在图18中，形成在以光学头1M的中心轴O (也就是说，透镜L的光轴AX)为中心的直径80mm的范围(也就是说，横轴±40mm的范围)内沿着透镜L的凹面曲线的光束分布。
[0090]图19是从光源单元1aM射出40%的照射强度的紫外线、从光源单元1bM射出60%的照射强度的紫外线、从光源单元1cM射出100%的照射强度的紫外线时的、在工作距离WD上的紫外线的凹型光束分布。图19中，形成在以光学头1M的中心轴0(也就是说，透镜L的光轴AX)为中心的直径80mm的范围(也就是说，横轴±40mm的范围)内沿着透镜L的凸面曲线的光束分布。
[0091]图20是从光源单元1aM射出100%的照射强度的紫外线、从光源单元1bM射出15%的照射强度的紫外线而熄灭光源单元1cM时的、工作距离WD上的紫外线的凸型光束分布。图20中，形成在以光学头1M的中心轴O (也就是说，透镜L的光轴AX)为中心的直径45mm的范围(也就是说，横轴±22.5mm的范围)内沿透镜L的凹面曲线的光束分布。
[0092]图21是熄灭光源单元10aM、从光源单元1bM射出45%的照射强度的紫外线、从光源单元1cM射出100%的照射强度的紫外线时的、在工作距离WD上的紫外线的凹型光束分布。图21中，形成在以光学头1M的中心轴O (也就是说，透镜L的光轴AX)为中心的直径60mm的范围(也就是说，横轴±30mm的范围)内沿透镜L的凸面曲线的光束分布。
[0093]以上是本实施方式的说明，但与第一实施方式同样，本实用新型并不限于上述的结构，在本实用新型的技术思想的范围内可以进行各种变形。
[0094]此外，第一实施方式中，以设从各光源单元1a?1d射出的紫外线的半值宽度的1/2为A、从各光源单元1a?1d和与各光源单元1a?1d相邻的光源单元之间的最大距离为B时，0.50 ( A/B ( 0.71成立的方式构成，在第二实施方式中，以设从各光源单元1aM?1cM射出的紫外线的半值宽度的1/2为A、从各光源单元1aM?1cM和与各光源单元1aM?1cM相邻的光源单元之间的最大距离为B时，0.40 ( A/B ( 0.55成立的方式构成，但A/B的数值不限定于该范围。也就是说，从各光源单元1a?1d(各光源单元1aM?1cM)射出的紫外线和与各光源单元1a?1d(各光源单元1aM?1cM)相邻的多个光源单元射出的紫外线互相重合，在工作距离WD上获得作为整体大致均匀的(也就是说，无间隙的)光束分布的紫外线即可，从发明人得到的模拟结果可知，A/B的数值满足
0.3 ^ A/B ^ 0.8即可，更优选满足0.4 ^ A/B ^ 0.7即可。
[0095]此外，本次公开的实施方式在各个方面都是例示，应视为非限制性的。本实用新型的范围并非由上述说明示出，而由权利要求书示出，在与权利要求书均等的意义及范围内的全部的变更都包含在内。
[0096]符号说明
[0097]1、IM光照射装置10、10M光学头
[0098]10a、10b、10c、10d、10aM、1bMUOcM 光源单元
[0099]11壳体 12 LED元件 13两凸透镜
[0100]20调光单元30 电缆。
【权利要求】
1.一种光照射装置，对具有旋转对称形状的被照射面的被照射对象物照射与该被照射面的旋转对称轴平行的照射光，使涂布在所述被照射面上的紫外线固化型树脂固化，其特征在于， 具备: 多个发光部，光轴一致都在与所述旋转对称轴平行的方向上，分别射出平行光；以及 调光单元，调整从多个所述发光部射出的光的光量， 所述被照射对象物配置在与多个所述发光部相距规定的距离的规定的位置， 多个所述发光部在与所述旋转对称轴同轴的中心轴的周围排列成同心圆状， 从各所述发光部射出的光在所述规定的位置与从相邻的发光部射出的光的一部分重入I=I ? 所述调光单元针对配置在相同圆周上的每个所述发光部调整光量，使得所述被照射面上的各点处的所述照射光的照射强度变得均匀。
2.根据权利要求1所述的光照射装置，其特征在于， 在设从各所述发光部射出的光在所述规定的位置的照射强度分布的半值宽度的1/2为A，设各所述发光部与相邻的发光部之间的最大距离为B的情况下，满足以下的条件式(I):
0.3 彡 A/B 彡 0.8...(I)。
3.根据权利要求1所述的光照射装置，其特征在于， 所述紫外线固化型树脂形成包括多个细微突起的防反射结构体， 设所述突起的顶角为2Θ时,从各所述发光部射出的光的扩散角相对于所述光轴在Θ以下。
4.根据权利要求2所述的光照射装置，其特征在于， 所述紫外线固化型树脂形成包括多个细微突起的防反射结构体， 设所述突起的顶角为2Θ时,从各所述发光部射出的光的扩散角相对于所述光轴在Θ以下。
5.根据权利要求3所述的光照射装置，其特征在于， 所述光的扩散角相对于所述光轴在10°以内。
6.根据权利要求4所述的光照射装置，其特征在于， 所述光的扩散角相对于所述光轴在10°以内。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光照射装置，其特征在于， 多个所述发光部包括配置在所述中心轴上的第一发光部。
8.根据权利要求7所述的光照射装置，其特征在于， 多个所述发光部包括在包围所述第一发光部的第一圆周上等间隔排列的8个第二发光部。
9.根据权利要求8所述的光照射装置，其特征在于， 多个所述发光部包括在包围所述第二发光部的第二圆周上等间隔排列的16个第三发光部。
10.根据权利要求8所述的光照射装置，其特征在于， 多个所述发光部包括在包围所述第二发光部的第二圆周上等间隔排列的8个第三发光部， 所述第二发光部和所述第三发光部相对于所述中心轴互相偏移22.5°而配置。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的光照射装置，其特征在于， 各所述发光部具备具有正方形状的发光面的发光元件， 所述发光元件配置成所述发光面的一个对角线位于通过所述发光面的中心和所述中心轴的假想直线上。
【文档编号】G02B1/10GK204018175SQ201420335319
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2013年6月24日
【发明者】紫藤和孝 申请人:豪雅冠得股份有限公司