光照射装置的制造方法_2

文档序号:8590852阅读:来源:国知局
将来自LED驱动电路的驱动电流供给各LED元件 114。
[0037]图3为表示本实施方式的LED元件114的构造的图。如图3所示,本实施方式的LED元件114具备在其内部配置成正方格子状的4个LED芯片114a。当向各LED元件114供给驱动电流时,则各LED芯片114a以对应于驱动电流的光量发光,从各LED元件114射出规定光量的紫外光。此外,在本实施方式中,各LED芯片114a被构造成从LED驱动电路接受驱动电流的供给,并射出波长为365nm的紫外光。即,从基板112上的各LED元件114以规定光量射出波长为365nm的紫外光。
[0038]此外,以本实施方式的各LED元件114射出大致相同的光量的紫外光的方式调整供给至各LED元件114的驱动电流。另外,如图2所示,在本实施方式中,LED元件114的X轴方向的节距PH、以及Y轴方向的节距PV都被设定为1mm左右。另外,本实施方式的LED单元110以基板112上的矩形区域112a的中心C与光轴AX大致一致的方式配置于壳体(未图示)内。
[0039]图4为表示本实施方式的透镜单元120的构造的图。如图4所示,本实施方式的透镜单元120具备底板122以及多个第一透镜124。底板122为用于一体地固定支撑多个第一透镜124的板状部件,在底板122上设置有安装有第一透镜124的6列(Y轴方向)X6个(X轴方向)的圆形开口 122a,第一透镜124嵌入并固定于各开口 122a。此外,作为将第一透镜124固定于底板122的方法,可以应用通过底板122和与底板122大致相同形状的板(未图示)夹持第一透镜123的方法以及嵌合、压接、粘合等方法。
[0040]第一透镜124为将从LED元件114射出的紫外光形成为规定的发散角的紫外光的平凸透镜,各第一透镜124的光轴以与各LED元件114的光轴大致一致的方式调整位置并配置。进而,通过各第一透镜124的紫外光朝后段玻璃棒130射出(图1)。
[0041]如上所述,在本实施方式的透镜单元120中,形成将多个第一透镜124—体地固定支撑的构造,不需要进行各LED元件114与各第一透镜124的位置调整(对准调整)。即,只要仅仅进行LED单元110与透镜单元120的位置调整,则各第一透镜124的光轴与各LED元件114的光轴大致一致,因此,被构造为各第一透镜124能够有效地(即,没有浪费)收入来自各LED元件114的紫外光,并向后段的玻璃棒130射出。在此,为了各第一透镜124的光轴与各LED元件114的光轴大致一致,需要在基板112上的规定位置准确配置各LED元件114,另外,也需要在底板122上的规定位置准确配置各第一透镜124,而实际上,存在基板112、LED元件114、第一透镜124、底板112的制造上的偏差以及组装上的误差,因此难以准确地使全部LED元件114的光轴和全部的第一透镜124的光轴一致。于是,第一透镜124的光轴与LED元件114的光轴不一致时(即,光轴倾斜、移位时),通过第一透镜124的紫外光不形成所希望的发散角,从透镜单元120射出与规定的发散角的紫外光混合的、比规定的发散角更大的发散角的紫外光(以下,称为“不需要的光”)。在此,在本实施方式中,在紫外光的光路中配置孔径光阑150来解决涉及到的问题(在后详述)。
[0042]如图1所示,通过各第一透镜124的紫外光射入后段玻璃棒130的入射面130a。图5为表示本实施方式的玻璃棒130的构造的图。如图5所示,玻璃棒130是由四棱柱形玻璃制成的导光部件,入射面130a形成于一个端面,出射面130b形成于另一端面。此外,本实施方式的玻璃棒130的尺寸为58mm (X轴方向)X 58mm (Y轴方向)X 250mm (Z轴方向),被构造成从透镜单元120射出的全部紫外光都射入入射面130a。如上所述,入射至玻璃棒130的入射面130a的紫外光(S卩,从透镜单元120射出的紫外光)具有规定的发散角,所以在玻璃棒130内,各角度成分的紫外光分别一边被反射(即,一边被混合)一边被传导,从出射面130b射出均匀的光量分布的紫外光。此外,本实施方式的玻璃棒130为四棱柱形,因此入射至入射面130a的紫外光的发散角在出射面130b上也被维持,从出射面130b向着后段的聚光透镜140、孔径光阑150、中继透镜160射出规定的发散角的紫外光(S卩,具有与从透镜单元120射出的紫外光大致相等的发散角的紫外光)。
[0043]图6为从本实施方式的玻璃棒130的出射面130b射出的紫外光的光路图。本实施方式的聚光透镜140与中继透镜160为以规定的倍率扩大出射面130b的图像并投影在照射对象物W上的投影光学系,如上所述,从本实施方式的玻璃棒130的出射面130b射出均匀的光量分布的紫外光,所以在照射对象物W上照射均匀的光量分布的紫外光。
[0044]如图1以及图6所示,聚光透镜140为一种将从玻璃棒130入射的紫外光形成为大致平行光的透镜。在本实施方式中,由一对双凸透镜141、142构成,从玻璃棒130入射的紫外光通过一对双凸透镜141、142后,形成具有Z轴方向±14°以下的扩散角的紫外光。
[0045]从聚光透镜140射出的紫外光通过孔径光阑150后射入中继透镜160。本实施方式的孔径光阑150为在中心具有直径86mm的圆形开口的光阑,具有去除从聚光透镜140射出的紫外光中不需要的光的功能。
[0046]如上所述,由于基板112、LED元件114、第一透镜124、底板122的制造上的偏差和组装上的误差的影响,从透镜单元120射出与规定的发散角的紫外光混合的、比规定的发散角大的发散角的紫外光(即,不需要的光)。该不需要的光也通过玻璃棒130、聚光透镜140,但是不需要的光的发散角比规定的发散角大,因此,即使通过聚光透镜140,也不能成为规定的(即,设计值)±14°以下的发散角。于是,如此一来,如果发散角大的不需要的光照射在照射对象物W上则会产生光量分布均匀性下降的问题。因此,在本实施方式中,构成为通过在聚光透镜140与中继透镜160之间配置孔径光阑150去除不需要的光,从而在照射对象物W上能够得到均匀的光量分布。即,在本实施方式中,通过配置孔径光阑150,消除了基板112、LED元件114、第一透镜124、底板122的制造上的偏差和组装上的误差的影响。因此,通过孔径光阑150去除不需要的光,使得仅仅规定的发散角的紫外光(即,通过聚光透镜140得到的具有Z轴方向±14°以下的发散角的紫外光)通过中继透镜160,并照射至照射对象物W上。
[0047]如图1以及图6所示,中继透镜160为以规定的倍率扩大通过孔径光阑后入射的紫外光,并在照射对象物W上聚光的透镜。在本实施方式中,由以凸面彼此相对的方式配置的一对平凸透镜161、162构成,通过孔径光阑150后入射的紫外光通过一对平凸透镜161、162后,在配置于工作距离WD上的照射对象物W上的矩形照射区内聚光,均匀地照明该照射区。
[0048]图7(a)?图7(c)为通过模拟求得的使用本实施方式的光照射装置100照明照射对象物W时的紫外光的光量分布以及光束角的分布的结果。图7(a)为照射对象物W上的X轴方向的紫外光的光量分布,横轴表示将光轴AX的位置设为Omm的X轴方向的位置,纵轴表示紫外光的强度(mW/cm2)。另外,图7(b)为照射对象物W上的Y轴方向的紫外光的光量分布,横轴表示将光轴AX的位置设为Omm的Y轴方向的位置,纵轴表示紫外光的强度(mW/cm2)。另外,图7 (c)为射入照射对象物W的紫外光的光束角的分布,横轴表示将光轴AX的方向(即,Z轴方向)设为0°时的紫外光的光束角度,纵轴为通过相对值表示各角度的度数的轴。如图7(a)以及图7(b)所示,可知配置于工作距离WD上的照射对象物W上的矩形照射区(±35mmX±35mm)内被紫外光均匀照明。另外,如图7(c)所示,可知在照射区内仅照明±14°以内的紫外光。
[0049]如上所述,在本实施方式的光照射装置100中,采用通过透镜单元120—体地固定支撑多个第一透镜124的构造,不需要进行各LED元件114与各第一透镜124的位置调整(对准调整)。另外,通过在紫外光的光路中配置孔径光阑
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1