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JP2016129093A - Light irradiation device - Google Patents

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JP2016129093A JP2015002867A JP2015002867A JP2016129093A JP 2016129093 A JP2016129093 A JP 2016129093A JP 2015002867 A JP2015002867 A JP 2015002867A JP 2015002867 A JP2015002867 A JP 2015002867A JP 2016129093 A JP2016129093 A JP 2016129093A
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泰之 松川
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保文 川鍋
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裕和 石飛
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勝 山本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoirradiation device capable of blocking light with a wavelength unnecessary for an irradiation region at a high degree of accuracy, by a configuration using a wavelength selection filter having incident angle dependence.SOLUTION: A wavelength selection filter 33 for allowing transmission of light including a wavelength necessary for an irradiation region is provided, and an absorbing filter 35 for absorbing light outside the range of the necessary wavelength is provided. The light transmitted through the wavelength selection filter 33 and the absorbing filter 35 is applied to a workpiece W that is the irradiation region.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、波長選択フィルタを透過した光を照射領域に照射する光照射装置に関する。   The present invention relates to a light irradiation apparatus that irradiates an irradiation region with light transmitted through a wavelength selection filter.

一般に、紙やプラスチック等の表面に光硬化剤を被着し、この光硬化剤に光を照射して硬化する光硬化技術が知られており、液晶パネルの封止や、光学レンズ部品の接着、光ディスクの接着、プリント基板の部品仮止め等に広く応用されている。光硬化に用いられる光は、硬化剤の種類、硬化条件等によって異なり、紫外線(紫外光)の他、可視光や近赤外線が用いられることもある。
光硬化技術で用いられる光照射装置の光源には、光硬化に紫外線を利用する場合、通常、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電ランプが使用されている(例えば、特許文献1参照)。
この種の光照射装置には、光源からの熱的影響を極力回避するために、照射領域に不必要な可視光及び近赤外線を遮断する熱線カットフィルタを配置したものがある(例えば、特許文献2参照)。
In general, photo-curing technology is known in which a photo-curing agent is applied to the surface of paper, plastic, etc., and this photo-curing agent is cured by irradiating light, sealing liquid crystal panels and bonding optical lens components. It is widely applied to adhesion of optical disks, temporary fixing of printed circuit board components, and the like. The light used for photocuring varies depending on the type of curing agent, curing conditions, and the like, and visible light or near infrared light may be used in addition to ultraviolet light (ultraviolet light).
As a light source of a light irradiation device used in the photocuring technique, a discharge lamp such as a high-pressure mercury lamp or a metal halide lamp is usually used when ultraviolet rays are used for photocuring (see, for example, Patent Document 1).
In order to avoid the thermal influence from the light source as much as possible, this type of light irradiation apparatus includes a heat ray cut filter that blocks unnecessary visible light and near infrared rays in the irradiation region (for example, Patent Documents). 2).

特許第4642066号公報Japanese Patent No. 4642066 特開2007−191543号公報JP 2007-191543 A

ところで、カットフィルタには透明基板上に誘電体多層膜を積層した波長選択フィルタが用いられ、透過特性に入射角度依存性がある。このため、照射領域に必要な波長をカットフィルタだけで調整した場合、フィルタに斜めに入射した光については不必要な波長が透過し、照射領域に照射されてしまう、という問題がある。   By the way, a wavelength selective filter in which a dielectric multilayer film is laminated on a transparent substrate is used as the cut filter, and the transmission characteristic has an incident angle dependency. For this reason, when the wavelength required for the irradiation region is adjusted only by the cut filter, there is a problem that unnecessary wavelength is transmitted through the light incident obliquely on the filter, and the irradiation region is irradiated.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、入射角度依存性を有する波長選択フィルタを用いた構成で、照射領域に不必要な波長の光を高精度に遮断することが可能な光照射装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is possible to block light with an unnecessary wavelength in an irradiation region with high accuracy with a configuration using a wavelength selection filter having incident angle dependency. It aims at providing a light irradiation apparatus.

上記目的を達成するために、本発明は、照射領域に必要な波長を含む光を放射する光源と、前記必要な波長を含む光を透過する波長選択フィルタとを備え、前記光源から前記波長選択フィルタを透過した光を前記照射領域に照射する光照射装置において、前記必要な波長の範囲外の光を吸収する吸収フィルタを備え、前記波長選択フィルタ、及び前記吸収フィルタを透過した光を前記照射領域に照射することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention comprises a light source that emits light including a wavelength necessary for an irradiation region, and a wavelength selection filter that transmits light including the necessary wavelength. In the light irradiation apparatus that irradiates the irradiation region with light that has passed through a filter, the light irradiation device includes an absorption filter that absorbs light outside the necessary wavelength range, and the irradiation with the light that has passed through the wavelength selection filter and the absorption filter It is characterized by irradiating the area.

また本発明は、上記光照射装置において、前記吸収フィルタは、前記波長選択フィルタを透過した光が入射するように配置されることを特徴とする。   In the light irradiation apparatus according to the present invention, the absorption filter is disposed so that light transmitted through the wavelength selection filter is incident thereon.

また本発明は、上記光照射装置において、前記光源からの光を、前記波長選択フィルタに斜めの入射角度を含む角度範囲で入射するように反射する反射鏡を備えることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the light irradiation apparatus includes a reflecting mirror that reflects the light from the light source so that the light is incident on the wavelength selection filter in an angle range including an oblique incident angle.

また本発明は、上記光照射装置において、前記光源と前記波長選択フィルタとを箱体に収容し、前記箱体に設けた照射開口は、前記波長選択フィルタ、及び前記吸収フィルタを備えるカバーユニットで塞がれることを特徴とする。   Further, the present invention is the above light irradiation apparatus, wherein the light source and the wavelength selection filter are accommodated in a box, and the irradiation opening provided in the box is a cover unit including the wavelength selection filter and the absorption filter. It is characterized by being blocked.

また本発明は、上記光照射装置において、前記カバーユニットには、前記波長選択フィルタと前記吸収フィルタとの間に、前記波長選択フィルタ、及び前記吸収フィルタのうちの前記光源側に配置されるフィルタを透過せずに他方のフィルタに入射する光を遮光するパッキンが介挿されることを特徴とする。   In the light irradiation device according to the present invention, the cover unit includes a filter disposed between the wavelength selection filter and the absorption filter on the light source side of the wavelength selection filter and the absorption filter. A packing for shielding light incident on the other filter without passing through is inserted.

本発明によれば、照射領域に必要な波長を含む光を透過する波長選択フィルタを備えるとともに、必要な波長の範囲外の光を吸収する吸収フィルタを備え、波長選択フィルタ、及び吸収フィルタを透過した光を照射領域に照射するので、入射角度依存性を有する波長選択フィルタを用いた構成で、照射領域に不必要な波長の光を高精度に遮断することが可能になる。   According to the present invention, the irradiation area includes the wavelength selection filter that transmits light including the necessary wavelength, and includes the absorption filter that absorbs light outside the necessary wavelength range, and transmits the wavelength selection filter and the absorption filter. Since the irradiated light is irradiated to the irradiation region, it is possible to block light with a wavelength unnecessary for the irradiation region with high accuracy by using a wavelength selection filter having an incident angle dependency.

本発明の実施形態に係る光照射装置を示す図である。It is a figure which shows the light irradiation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 光照射装置の照射ユニットを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the irradiation unit of a light irradiation apparatus. 光照射装置のカバーユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the cover unit of a light irradiation apparatus. 波長選択フィルタ、及び吸収フィルタの分光特性を示す図である。It is a figure which shows the spectral characteristics of a wavelength selection filter and an absorption filter.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は実施形態に係る光照射装置1を示す図である。
この光照射装置1は、可視光で硬化する物質に向けて可視光を照射する装置であり、対象物の照射面であるワークWの上方に設置され、ワークWに対して390nm〜500nmの可視光(可視光の短波長側の光)を略均一に照射する装置に構成されている。
この光照射装置1の外装を構成する外装体2の中には、照射ユニット11と、照射ユニット11を冷却する冷却ユニット21と、照射ユニット11とワークWとの間に配置されるカバーユニット31とが収納されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a light irradiation apparatus 1 according to an embodiment.
This light irradiation apparatus 1 is an apparatus that irradiates visible light toward a substance that is cured by visible light, and is installed above a workpiece W that is an irradiation surface of an object, and visible from 390 nm to 500 nm with respect to the workpiece W. The apparatus is configured to irradiate light (light on the short wavelength side of visible light) substantially uniformly.
In the exterior body 2 constituting the exterior of the light irradiation apparatus 1, the irradiation unit 11, a cooling unit 21 for cooling the irradiation unit 11, and a cover unit 31 disposed between the irradiation unit 11 and the workpiece W are provided. And are stored.

図2は照射ユニット11を模式的に示す図である。
照射ユニット11は、光源を構成する直管型ランプ12と、直管型ランプ12から放射された光(図2中、光を破線で示す)を下方(ワークW側)に向けて反射する反射鏡ユニット13とを備えている。
直管型ランプ12は、例えば、発光管内にガリウムのハロゲン化物を封入し、400〜450nmの波長領域を多く出力するガリウムランプであり、ワークWに沿って略平行に延在する長尺の直管型のランプが使用される。この直管型ランプ12には、様々な光源を広く適用でき、例えば、高圧水銀ランプ、又は他のメタルハライドランプを適用しても良い。この直管型ランプ12を支持するランプ支持体12Sはカバーユニット31に結合されている。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the irradiation unit 11.
The irradiation unit 11 includes a straight tube lamp 12 that constitutes a light source, and a reflection that reflects light emitted from the straight tube lamp 12 (light is indicated by a broken line in FIG. 2) downward (to the workpiece W side). And a mirror unit 13.
The straight tube lamp 12 is, for example, a gallium lamp in which a gallium halide is sealed in an arc tube and outputs a large wavelength region of 400 to 450 nm, and is a long straight tube extending substantially parallel to the workpiece W. A tube-type lamp is used. Various types of light sources can be widely applied to the straight tube lamp 12. For example, a high-pressure mercury lamp or other metal halide lamp may be applied. A lamp support 12 </ b> S that supports the straight tube lamp 12 is coupled to the cover unit 31.

反射鏡ユニット13は、上方に凹む凹面鏡に形成され、直管型ランプ12の直下を空けて直管型ランプ12を囲うとともに直管型ランプ12の長手方向に沿って延在する。この反射鏡ユニット13は、直管型ランプ12の全長を上方から覆うことで、直管型ランプ12からワークWに放射されない直接光をワークWに向けて反射する。反射鏡ユニット13を設けることにより、ワークWに照射される光量を増やすことができ、直管型ランプ12の光の利用効率を高めることができる。なお、反射鏡ユニット13は、直管型ランプ12の長手方向に延在する一対のレール2Rにスライド自在に支持され、交換等のメンテナンスがし易い位置に反射鏡ユニット13を容易に移動可能である。   The reflecting mirror unit 13 is formed as a concave mirror that is recessed upward, surrounds the straight tube lamp 12 with a space directly below the straight tube lamp 12, and extends along the longitudinal direction of the straight tube lamp 12. The reflecting mirror unit 13 covers the entire length of the straight tube lamp 12 from above, and reflects direct light that is not radiated from the straight tube lamp 12 to the work W toward the work W. By providing the reflecting mirror unit 13, the amount of light irradiated onto the workpiece W can be increased, and the light use efficiency of the straight tube lamp 12 can be increased. The reflector unit 13 is slidably supported by a pair of rails 2R extending in the longitudinal direction of the straight tube lamp 12, and the reflector unit 13 can be easily moved to a position where maintenance such as replacement is easy. is there.

外装体2は、下方に開口する開口部2Kを有する金属製の箱体で形成され、反射鏡ユニット13の上方に、冷却用ラジエータ21A、冷却用ユニット21B、及び冷却用ブロア21C等を備えている。冷却用ラジエータ21A、冷却用ユニット21B、及び冷却用ブロア21Cは、冷却ユニット21を構成する部品であり、冷却用ブロア21Cにより冷却風を照射ユニット11に送風し、照射ユニット11の各部(直管型ランプ12、及び反射鏡ユニット13等)を空冷する。
また、冷却用ラジエータ21A、及び冷却用ユニット21Bは、反射鏡ユニット13に設けられた複数の孔部13Aにそれぞれ供給される冷却用流体を冷却する。複数の孔部13Aは反射鏡ユニット13の長手方向に延在しており、各孔部13Aのそれぞれに冷却用流体を流すことによって反射鏡ユニット13を効率良く冷却することができる。
The exterior body 2 is formed of a metal box having an opening 2K that opens downward, and includes a cooling radiator 21A, a cooling unit 21B, a cooling blower 21C, and the like above the reflecting mirror unit 13. Yes. The cooling radiator 21A, the cooling unit 21B, and the cooling blower 21C are components constituting the cooling unit 21. The cooling blower 21C blows cooling air to the irradiation unit 11, and each part of the irradiation unit 11 (straight pipe) The mold lamp 12 and the reflector unit 13 are air-cooled.
Further, the cooling radiator 21 </ b> A and the cooling unit 21 </ b> B cool the cooling fluid respectively supplied to the plurality of holes 13 </ b> A provided in the reflecting mirror unit 13. The plurality of holes 13A extend in the longitudinal direction of the reflector unit 13, and the reflector unit 13 can be efficiently cooled by flowing a cooling fluid through each of the holes 13A.

これにより照射ユニット11の各部(直管型ランプ12、及び反射鏡ユニット13等)を強制冷却でき、直管型ランプ12の発熱の影響による直管型ランプ12、及び反射鏡ユニット13等の温度上昇を十分に抑えることができる。またランプ収容ボックス15の開口部2Kはカバーユニット31で覆われるので、ランプ収容ボックス15を外部空間から区画でき、外部空間の熱影響を抑えてランプ収容ボックス15内に独立した冷却空間を形成することができる。   Thereby, each part (straight tube type lamp 12 and reflector unit 13 grade) of irradiation unit 11 can be forced-cooled, and temperature of straight tube type lamp 12 and reflector unit 13 grade by the influence of heat generation of straight tube type lamp 12 etc. The rise can be suppressed sufficiently. In addition, since the opening 2K of the lamp housing box 15 is covered with the cover unit 31, the lamp housing box 15 can be partitioned from the external space, and an independent cooling space is formed in the lamp housing box 15 by suppressing the thermal effect of the external space. be able to.

カバーユニット31は、外装体2の下方の開口部2Kを覆う蓋部材であり、直管型ランプ12の長手方向に沿って延びる矩形薄型のカバーに形成されている。このカバーユニット31には、直管型ランプ12の直下に、直管型ランプ12の長手方向に沿って延びる矩形の開口部31Aが形成されており、この開口部31Aを、直管型ランプ12の直接光、及び反射鏡ユニット13で反射した間接光が通過することによってワークWに光が照射される。つまり、外装体2の開口部31Aは、ワークWに向けて光を照射する照射開口部として機能する。また、このカバーユニット31は外装体2から容易に着脱自在に取り付けられる。カバーユニット31には、ランプ支持体12Sを介して直管型ランプ12が支持されているので、カバーユニット31と直管型ランプ12とを外装体2から容易に取り外し可能である。   The cover unit 31 is a lid member that covers the opening 2 </ b> K below the exterior body 2, and is formed in a rectangular thin cover that extends along the longitudinal direction of the straight tube lamp 12. In the cover unit 31, a rectangular opening 31A extending along the longitudinal direction of the straight tube lamp 12 is formed immediately below the straight tube lamp 12, and the opening 31A is formed in the straight tube lamp 12. The direct light and the indirect light reflected by the reflecting mirror unit 13 pass through and the work W is irradiated with light. That is, the opening 31 </ b> A of the exterior body 2 functions as an irradiation opening that irradiates light toward the workpiece W. Further, the cover unit 31 is easily detachably attached from the exterior body 2. Since the cover unit 31 supports the straight tube lamp 12 via the lamp support 12S, the cover unit 31 and the straight tube lamp 12 can be easily detached from the exterior body 2.

ここで、直管型ランプ12の光には、ワークWへの照射が不要な波長の光も含まれており、この不要波長の光を除去すべく、カバーユニット31の開口部31Aには、開口部31Aを覆うように波長選択フィルタ33が取り付けられている。
波長選択フィルタ33は、透明基板上に誘電体多層膜を積層して形成される光学フィルタであり、ワークWへの照射が必要な波長(必要波長)の光だけが透過し、不要波長の光は透過しない。これにより、波長選択フィルタ33は、ワークWに不必要な光を除去するカットフィルタとして機能する。
Here, the light from the straight tube lamp 12 also includes light having a wavelength that does not require irradiation of the workpiece W. In order to remove the light having this unnecessary wavelength, the opening 31A of the cover unit 31 includes: A wavelength selection filter 33 is attached so as to cover the opening 31A.
The wavelength selection filter 33 is an optical filter formed by laminating a dielectric multilayer film on a transparent substrate, and transmits only light having a wavelength (necessary wavelength) that is necessary to irradiate the workpiece W, and light having an unnecessary wavelength. Does not penetrate. Thereby, the wavelength selection filter 33 functions as a cut filter for removing light unnecessary for the workpiece W.

ところで、波長選択フィルタ33には、透過特性に入射角度依存性がある。このため、斜めに入射した光については不必要な波長であっても一部透過してしまう。特に、本実施形態の光照射装置1は、直管型ランプ12から離れた位置に平板状の波長選択フィルタ33を配置し、且つ、湾曲した反射鏡ユニット13を用いて直管型ランプ12の光を反射するため、図2に示すように、波長選択フィルタ33に斜めに入射する光成分が比較的多く存在し、波長選択フィルタ33を透過する不必要な波長の光が多くなり易い。
そこで、本構成では、不必要な波長の光を吸収する吸収フィルタ35を更に設け、波長選択フィルタ33、及び吸収フィルタ35を透過した必要波長の光だけを照射領域たるワークWに照射する構成にしている。
By the way, the wavelength selection filter 33 has an incident angle dependency in transmission characteristics. For this reason, the incident light is partially transmitted even at an unnecessary wavelength. In particular, in the light irradiation device 1 of the present embodiment, the plate-shaped wavelength selection filter 33 is disposed at a position away from the straight tube lamp 12, and the curved reflector unit 13 is used for the straight tube lamp 12. Since light is reflected, as shown in FIG. 2, there are a relatively large amount of light components incident obliquely on the wavelength selection filter 33, and light of unnecessary wavelengths that pass through the wavelength selection filter 33 tends to increase.
Therefore, in this configuration, an absorption filter 35 that absorbs light with an unnecessary wavelength is further provided, and only the light with the required wavelength that has passed through the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35 is irradiated onto the work W that is an irradiation region. ing.

図3はカバーユニット31の分解斜視図を示している。
図3に示すように、カバーユニット31は、開口部31Aを形成する枠カバー32と、この枠カバー32に積層配置される波長選択フィルタ33、パッキン34、及び吸収フィルタ35と、これら波長選択フィルタ33、パッキン34、及び吸収フィルタ35を、枠カバー32に固定するフィルタ押さえ36とを備えている。波長選択フィルタ33、及び吸収フィルタ35は、開口部31Aより若干大きい矩形の平板形状に形成され、本実施形態では同じ外形形状に形成されている。
FIG. 3 shows an exploded perspective view of the cover unit 31.
As shown in FIG. 3, the cover unit 31 includes a frame cover 32 that forms an opening 31 </ b> A, a wavelength selection filter 33, a packing 34, and an absorption filter 35 that are stacked on the frame cover 32, and these wavelength selection filters. 33, a packing 34, and an absorption filter 35 are provided with a filter retainer 36 for fixing the absorption filter 35 to the frame cover 32. The wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35 are formed in a rectangular flat plate shape slightly larger than the opening 31A, and are formed in the same outer shape in this embodiment.

枠カバー32、及びフィルタ押さえ36は、金属、又は樹脂等の剛性を有する材料で形成されている。枠カバー32の上面には、開口部31Aの外縁に沿って連続する矩形枠を形成するように凸条部32Aが設けられており、この凸条部32Aに、波長選択フィルタ33、パッキン34、及び吸収フィルタ35を挟むように上方からフィルタ押さえ36が配置され、複数の締結部材(本構成では締結ボルト)37によってフィルタ押さえ36が枠カバー32に固定される。これによって、枠カバー32とフィルタ押さえ36との間に、波長選択フィルタ33、パッキン34、及び吸収フィルタ35が挟持される。
本構成では、波長選択フィルタ33と吸収フィルタ35とをカバーユニット31に一体に構成するので、複数のフィルタ33、35の照射ユニット11への取り付けや取り外しが容易である。また複数のフィルタ33、35をほぼ重ねて配置するので、複数のフィルタ33、35を有するカバーユニット31の高さを抑えることができ、光照射装置1の高さの増大を抑えることができる。
The frame cover 32 and the filter retainer 36 are formed of a rigid material such as metal or resin. On the upper surface of the frame cover 32, a ridge portion 32A is provided so as to form a rectangular frame continuous along the outer edge of the opening portion 31A, and the wavelength selection filter 33, packing 34, The filter holder 36 is arranged from above so as to sandwich the absorption filter 35, and the filter holder 36 is fixed to the frame cover 32 by a plurality of fastening members (fastening bolts in this configuration) 37. As a result, the wavelength selection filter 33, the packing 34, and the absorption filter 35 are sandwiched between the frame cover 32 and the filter holder 36.
In this configuration, since the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35 are formed integrally with the cover unit 31, it is easy to attach and remove the plurality of filters 33 and 35 to the irradiation unit 11. In addition, since the plurality of filters 33 and 35 are disposed so as to be substantially overlapped, the height of the cover unit 31 having the plurality of filters 33 and 35 can be suppressed, and an increase in the height of the light irradiation device 1 can be suppressed.

パッキン34は、重ねて配置される波長選択フィルタ33と吸収フィルタ35との間に隙間を確保するための隙間調整部材であり、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等の遮光性、及び柔軟性を有する材料で形成されている。微少な隙間を空けることにより、一方のフィルタ33、又は35に外力が作用してもフィルタ33、及び35同士の接触を避けることができ、外力の伝達を抑えることができる。
特に波長選択フィルタ33と吸収フィルタ35の基材に、耐紫外線材であって透過率が高いといった利点を有する透明なガラス材(石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等)を用いた場合に、パッキン34を設けることによりこれらを積層配置しても、外力の影響によるガラス材の損傷等を効果的に抑制することができる。
The packing 34 is a gap adjusting member for securing a gap between the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35 that are arranged in an overlapping manner, and has light shielding properties such as PTFE (polytetrafluoroethylene) and flexibility. Made of material. By providing a minute gap, contact between the filters 33 and 35 can be avoided even when an external force acts on one filter 33 or 35, and transmission of the external force can be suppressed.
In particular, when a transparent glass material (quartz glass, borosilicate glass, etc.) having an advantage of being an ultraviolet-resistant material and having high transmittance is used for the base material of the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35, the packing 34 is used. Even if these are provided in a stacked manner, damage to the glass material due to the influence of external force can be effectively suppressed.

またパッキン34は、少なくとも直管型ランプ12側に配置される波長選択フィルタ33周囲の隙間を遮光可能に波長選択フィルタ33の外縁に沿った枠形状に形成されている。このため、直管型ランプ12の光が、波長選択フィルタ33の周囲から漏れてワークW側に配置される吸収フィルタ35に入射してしまう事態を確実に防止することができる。   The packing 34 is formed in a frame shape along the outer edge of the wavelength selection filter 33 so that at least the gap around the wavelength selection filter 33 disposed on the straight tube lamp 12 side can be shielded from light. For this reason, it is possible to reliably prevent the light from the straight tube lamp 12 from leaking from the periphery of the wavelength selection filter 33 and entering the absorption filter 35 disposed on the workpiece W side.

また図3に示すように、直管型ランプ12側の波長選択フィルタ33が複数枚のフィルタ33Aを直管型ランプ12の長手方向に並べた多板タイプに構成されており、これらフィルタ33間の微小隙間に直管型ランプ12からの光が入射する可能性がある。
本実施形態では、パッキン34が、波長選択フィルタ33を構成する複数のフィルタ33A(小片)の境界部分に沿って延びる境界遮光部34Aを一体に備えており、境界部分から漏れる光がワークW側に配置された吸収フィルタ35に入射しないようにしている。すなわち、パッキン34は、波長選択フィルタ33を透過せずに吸収フィルタ35に入射する光を遮光する遮光部材として機能し、吸収フィルタ35の光吸収物質の劣化を抑えることができる。また、直管型ランプ12の出射光は紫外光を含んでおり、この紫外光が吸収フィルタ35に照射されることをパッキン34で抑制できるので、光吸収物質の紫外線劣化を抑制することができる。これにより、吸収フィルタ35の性能劣化を効率良く抑え、長寿命化を図ることができる。
なお、波長選択フィルタ33を単板タイプに構成しても良い。単板タイプに構成した場合には、パッキン34の上記境界遮光部34Aを削除しても良いし、削除しなくても良い。削除しない場合は、境界遮光部34Aの数の分だけ波長選択フィルタ33、及び吸収フィルタ35の隙間をより適切に維持し易くなる。
Further, as shown in FIG. 3, the wavelength selection filter 33 on the straight tube lamp 12 side is configured as a multi-plate type in which a plurality of filters 33 A are arranged in the longitudinal direction of the straight tube lamp 12. There is a possibility that light from the straight tube lamp 12 may enter the small gap.
In this embodiment, the packing 34 is integrally provided with a boundary light shielding part 34A extending along the boundary part of the plurality of filters 33A (small pieces) constituting the wavelength selection filter 33, and light leaking from the boundary part is on the workpiece W side. So as not to be incident on the absorption filter 35 disposed in the position. That is, the packing 34 functions as a light shielding member that shields light incident on the absorption filter 35 without passing through the wavelength selection filter 33, and can suppress deterioration of the light absorption material of the absorption filter 35. Moreover, since the emitted light of the straight tube | pipe type lamp 12 contains ultraviolet light and it can suppress with the packing 34 that this ultraviolet light is irradiated to the absorption filter 35, the ultraviolet-ray deterioration of a light absorption material can be suppressed. . Thereby, the performance deterioration of the absorption filter 35 can be suppressed efficiently, and the lifetime can be extended.
The wavelength selection filter 33 may be configured as a single plate type. In the case of a single plate type, the boundary light shielding part 34A of the packing 34 may be deleted or may not be deleted. If not deleted, the gaps between the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35 can be more appropriately maintained as much as the number of boundary light shielding portions 34A.

図4は波長選択フィルタ33、及び吸収フィルタ35の分光特性を示している。図4中、符号f1が波長選択フィルタ33の分光特性を示し、符号f2が吸収フィルタ35の分光特性を示している。なお、図4に示す波長選択フィルタ33の分光特性は、垂直入射での透過率特性である。
波長選択フィルタ33は、図4に符号f1で示すように、垂直入射での透過率特性において、390〜500nmの波長範囲に最大透過率が85%以上となる透過波長域と、600〜800nmの波長範囲の少なくとも一部に最大透過率が1%以下となる可視域及び近赤外光側のカット波長域と、200〜400nmの波長範囲の少なくとも一部に最大透過率が1%以下となる紫外側カット波長域とを有している。また透明基板を耐熱性の比較的高い材料である石英ガラスで形成することで、波長選択フィルタ33の耐熱性を高めている。
FIG. 4 shows spectral characteristics of the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35. In FIG. 4, reference numeral f <b> 1 indicates the spectral characteristic of the wavelength selection filter 33, and reference numeral f <b> 2 indicates the spectral characteristic of the absorption filter 35. Note that the spectral characteristic of the wavelength selection filter 33 shown in FIG. 4 is a transmittance characteristic at normal incidence.
The wavelength selection filter 33 has a transmission wavelength region in which the maximum transmittance is 85% or more in a wavelength range of 390 to 500 nm and a wavelength range of 600 to 800 nm in the transmittance characteristic at normal incidence as indicated by reference numeral f1 in FIG. The maximum transmittance is 1% or less in at least a part of the wavelength range of 200 to 400 nm, and the cut wavelength region on the visible and near infrared light side where the maximum transmittance is 1% or less in at least a part of the wavelength range. And an ultraviolet cut wavelength region. Further, the heat resistance of the wavelength selection filter 33 is enhanced by forming the transparent substrate with quartz glass, which is a material having a relatively high heat resistance.

具体的には、波長選択フィルタ33は、石英ガラス製の透明基板の異なる面に、ナローバンドパス型(NBP型)のフィルタを構成する第1積層体と、ブロードバンドパス型(BBP型)のフィルタを構成する第2積層体とを有し、第1積層体により、400〜600nmの波長範囲に最大透過率が85%以上となる透過波長域と、透過波長域の短波長側の透過率が85%から5%以下となる透過率曲線の傾斜と、長波長側の透過率が85%から5%以下となる透過率曲線の傾斜とを構成している。さらに、NBP型の第2積層体により、600〜800nmの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が1%以下となる可視域および近赤外光側カット波長域と、200〜400nmの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が1%以下となる紫外側カット波長域とを構成している。   Specifically, the wavelength selection filter 33 includes a first laminated body constituting a narrow band pass type (NBP type) filter and a broadband pass type (BBP type) filter on different surfaces of a quartz glass transparent substrate. The first laminated body has a transmission wavelength region in which the maximum transmittance is 85% or more in the wavelength range of 400 to 600 nm, and a transmittance on the short wavelength side of the transmission wavelength region is 85. % To 5% or less of the transmittance curve, and the transmittance curve slope of the long wavelength side transmittance to 85% to 5% or less. Furthermore, the NBP-type second laminate allows the visible and near-infrared light-side cut wavelength regions where the minimum transmittance is 1% or less in at least part of the wavelength range of 600 to 800 nm, and the wavelength range of 200 to 400 nm. An ultraviolet cut wavelength region having a minimum transmittance of 1% or less is formed in at least a part of these.

吸収フィルタ35は、透明基板(石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等)中に所定の波長の光を吸収する光吸収物質を分散させて形成される光学フィルタであり、波長選択フィルタ33と同様に、カバーユニット31の開口部31Aを覆う矩形の平板形状に形成されている。この吸収フィルタ35は、図4に符号f2で示すように、波長選択フィルタ33の透過率が高く設定された波長範囲(390〜500nm)の光を透過させ、それ以外の所定波長の光、つまり、ワークWに不必要な波長の光を吸収する特性に設定される。吸収フィルタ35は入射角度依存性を有さない。   The absorption filter 35 is an optical filter formed by dispersing a light absorbing material that absorbs light of a predetermined wavelength in a transparent substrate (quartz glass, borosilicate glass, etc.). It is formed in a rectangular flat plate shape covering the opening 31 </ b> A of the unit 31. As indicated by reference numeral f2 in FIG. 4, the absorption filter 35 transmits light in a wavelength range (390 to 500 nm) in which the transmittance of the wavelength selection filter 33 is set high, and other light having a predetermined wavelength, that is, , The characteristic of absorbing light having a wavelength unnecessary for the workpiece W is set. The absorption filter 35 has no incident angle dependency.

より具体的には、吸収フィルタ35は、390nm未満の波長範囲を吸収波長域とし、390nm以上の波長範囲を最大透過率が90%以上となる透過波長域としている。これにより、斜め入射により波長選択フィルタ33を透過する、390nm未満の波長の光を吸収フィルタ35で吸収することができる。
なお、図3に示すように、この吸収フィルタ35についても、波長選択フィルタ33と同様に、直管型ランプ12の長手方向に並べた多板タイプに構成されている。このため、直管型ランプ12の長手方向に長くなる波長選択フィルタ33、及び吸収フィルタ35を一部品で製作する場合と比べて、容易かつ低コストで製作することができる。
More specifically, the absorption filter 35 has a wavelength range of less than 390 nm as an absorption wavelength region and a wavelength range of 390 nm or more as a transmission wavelength region where the maximum transmittance is 90% or more. Thereby, light having a wavelength of less than 390 nm that is transmitted through the wavelength selection filter 33 by oblique incidence can be absorbed by the absorption filter 35.
As shown in FIG. 3, the absorption filter 35 is also configured as a multi-plate type arranged in the longitudinal direction of the straight tube lamp 12, similarly to the wavelength selection filter 33. For this reason, the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35 that are elongated in the longitudinal direction of the straight tube lamp 12 can be manufactured easily and at a lower cost compared to the case where the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35 are manufactured as a single component.

以上の構成により、直管型ランプ12から放射された光は、図2に示したように、直接、或いは反射鏡ユニット13で反射されて波長選択フィルタ33に様々な入射角度で入射する。垂直入射した光は、波長選択フィルタ33の光学特性(図4中、符号f1参照)に従い、透過率が高く設定された波長範囲(390〜500nm)の光が透過し、それ以外の波長の光は殆ど透過しない。波長選択フィルタ33を透過した光は、吸収フィルタ35の透過率が高い波長範囲であるため、吸収フィルタ35を透過し、ワークWに照射される。   With the above configuration, the light emitted from the straight tube lamp 12 is reflected directly or by the reflecting mirror unit 13 and enters the wavelength selection filter 33 at various incident angles as shown in FIG. According to the optical characteristics of the wavelength selection filter 33 (see reference numeral f1 in FIG. 4), the vertically incident light transmits light in a wavelength range (390 to 500 nm) set with a high transmittance, and light of other wavelengths. Hardly penetrates. Since the light transmitted through the wavelength selection filter 33 is in a wavelength range where the transmittance of the absorption filter 35 is high, the light passes through the absorption filter 35 and is irradiated onto the workpiece W.

一方、波長選択フィルタ33に斜めに入射した光は、波長選択フィルタ33の入射角度依存性に従い、一部が波長選択フィルタ33を透過する。この透過した光は、吸収フィルタ35に入射し、吸収フィルタ35の光学特性(図4中、符号f2参照)に従い、透過率が高く設定された波長範囲(390nm〜)の光は透過し、透過率が低く設定された波長範囲(390nm未満)の光は吸収フィルタ35で吸収される。
これによって、波長選択フィルタ33と吸収フィルタ35の二段フィルタ構成によって、ワークWに必要な波長範囲(390〜500nm)の光をワークWに照射し、ワークWに不要な波長範囲(特に390nm未満)の光を高精度に遮断することができる。
On the other hand, a part of the light incident on the wavelength selection filter 33 obliquely passes through the wavelength selection filter 33 in accordance with the incident angle dependency of the wavelength selection filter 33. The transmitted light is incident on the absorption filter 35, and light in a wavelength range (from 390 nm) with a high transmittance is transmitted and transmitted according to the optical characteristics of the absorption filter 35 (see symbol f 2 in FIG. 4). Light in the wavelength range (less than 390 nm) set at a low rate is absorbed by the absorption filter 35.
Thus, the two-stage filter configuration of the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35 irradiates the work W with light in a wavelength range (390 to 500 nm) necessary for the work W, and an unnecessary wavelength range (particularly less than 390 nm) for the work W. ) Can be cut off with high accuracy.

また上記二段フィルタ構成では、波長選択フィルタ33を透過した光だけが吸収フィルタ35に入射するので、吸収フィルタ35の光吸収物質の劣化を抑え、吸収フィルタ35の性能劣化を抑えることができる。   Further, in the above-described two-stage filter configuration, only the light that has passed through the wavelength selection filter 33 is incident on the absorption filter 35. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the light absorption material of the absorption filter 35 and to suppress the performance deterioration of the absorption filter 35.

以上説明したように、本実施形の形態では、照射領域に必要な波長を含む光を透過する波長選択フィルタ33を備えるとともに、上記必要な波長の範囲外の光を吸収する吸収フィルタ35を備え、波長選択フィルタ33、及び吸収フィルタ35を透過した光を照射領域であるワークWに照射するようにしたので、入射角度依存性を有する波長選択フィルタ33を用いた構成で、照射領域に不必要な波長の光を高精度に遮断し、必要な波長の光を高精度に照射することが可能になる。   As described above, the present embodiment includes the wavelength selection filter 33 that transmits light including the necessary wavelength in the irradiation region, and the absorption filter 35 that absorbs light outside the necessary wavelength range. Since the light that has passed through the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35 is irradiated onto the work W that is the irradiation region, the configuration using the wavelength selection filter 33 having the incident angle dependency is unnecessary in the irradiation region. Therefore, it becomes possible to block light of a proper wavelength with high accuracy and to irradiate light of a necessary wavelength with high accuracy.

また吸収フィルタ35は、波長選択フィルタ33を透過した光が入射するように配置されるので、吸収フィルタ35に入射する光の量を抑えることができる。これにより、吸収フィルタ35の性能劣化を抑え、吸収フィルタ35の寿命を延ばすことができる。このように、本構成では、一段目に波長選択フィルタ33、二段目に吸収フィルタ35を配置した多段フィルタ構成にすることによって、照射領域に不必要な波長の光を高精度に遮断するとともに、吸収フィルタ35の長寿命化を図ることができる。   Further, since the absorption filter 35 is disposed so that light transmitted through the wavelength selection filter 33 is incident, the amount of light incident on the absorption filter 35 can be suppressed. Thereby, the performance deterioration of the absorption filter 35 can be suppressed and the life of the absorption filter 35 can be extended. As described above, in this configuration, by using a multi-stage filter configuration in which the wavelength selection filter 33 is arranged in the first stage and the absorption filter 35 is arranged in the second stage, light with an unnecessary wavelength in the irradiation region is blocked with high accuracy. The life of the absorption filter 35 can be extended.

但し、吸収フィルタ35の寿命を十分に確保できる範囲であれば、吸収フィルタ35を波長選択フィルタ33よりも直管型ランプ12側に配置しても良い。この構成によれば、吸収フィルタ35を透過した波長範囲の光だけが波長選択フィルタ33に入射するので、吸収フィルタ35で吸収される波長範囲の光がワークWに照射されることはない。   However, the absorption filter 35 may be disposed closer to the straight tube lamp 12 than the wavelength selection filter 33 as long as the lifetime of the absorption filter 35 can be sufficiently secured. According to this configuration, only light in the wavelength range that has passed through the absorption filter 35 is incident on the wavelength selection filter 33, so that light in the wavelength range that is absorbed by the absorption filter 35 is not irradiated onto the workpiece W.

また直管型ランプ12の光を、波長選択フィルタ33に斜めの入射角度を含む角度範囲で入射するように反射する反射鏡ユニット13を備えるので、反射鏡ユニット13を用いて光の利用効率を高めつつ、反射鏡ユニット13を用いるために波長選択フィルタ33に斜入射して透過してしまう不必要な光成分の増加による弊害を回避することができる。   Moreover, since the reflecting mirror unit 13 that reflects the light of the straight tube lamp 12 so as to be incident on the wavelength selection filter 33 in an angle range including an oblique incident angle is provided, the use efficiency of the light is improved by using the reflecting mirror unit 13. While increasing, it is possible to avoid an adverse effect due to an increase in unnecessary light components that are obliquely incident on and transmitted through the wavelength selection filter 33 because the reflecting mirror unit 13 is used.

また光源である直管型ランプ12と波長選択フィルタ33とを、外装体2を構成する箱体に収容し、この箱体に設けた照射開口を含む開口部2Kは、波長選択フィルタ33、及び吸収フィルタ35を備えるカバーユニット31で塞がれるので、波長選択フィルタ33、及び吸収フィルタ35をユニット化して容易に着脱することができる。従って、波長選択フィルタ33、及び吸収フィルタ35の着脱や点検等のメンテナンスを容易に行うことができる。
またカバーユニット31により外装体2を周囲と区画することができるので、周囲の熱影響を抑えて外装体2内に独立した冷却空間を形成することが可能になり、外装体2内の冷却を効率良く行うことができる。
Further, the straight tube lamp 12 and the wavelength selection filter 33 which are light sources are accommodated in a box constituting the exterior body 2, and the opening 2K including the irradiation opening provided in the box includes the wavelength selection filter 33, and Since it is blocked by the cover unit 31 including the absorption filter 35, the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35 can be easily united and detached. Therefore, maintenance such as attachment / detachment and inspection of the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35 can be easily performed.
Moreover, since the exterior body 2 can be partitioned from the surroundings by the cover unit 31, it becomes possible to form an independent cooling space in the exterior body 2 while suppressing the influence of the surroundings, and to cool the exterior body 2. It can be done efficiently.

さらにカバーユニット31には、波長選択フィルタ33と吸収フィルタ35との間に、光源側に配置される一方のフィルタ(波長選択フィルタ33)を透過せずに他方のフィルタ(吸収フィルタ35)に入射する光を遮光するパッキン34が介挿されるので、光源側のフィルタ(波長選択フィルタ33)を通過した照射領域に不要な光が照射領域に照射されてしまうこと、及び、吸収フィルタ35の性能劣化を抑えることができる。またパッキン34が介挿されるので、波長選択フィルタ33と吸収フィルタ35とを確実に隙間を空けて配置することができ、フィルタ33、35同士の接触等を抑えることができる。   Further, the cover unit 31 is incident between the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35 and the other filter (absorption filter 35) without passing through one filter (wavelength selection filter 33) disposed on the light source side. Since the packing 34 for shielding the light to be inserted is inserted, unnecessary light is irradiated to the irradiation region that has passed through the filter (wavelength selection filter 33) on the light source side, and the performance of the absorption filter 35 is deteriorated. Can be suppressed. In addition, since the packing 34 is inserted, the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35 can be disposed with a certain gap therebetween, and contact between the filters 33 and 35 can be suppressed.

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一実施の態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
例えば、波長選択フィルタ33と吸収フィルタ35とをカバーユニット31に一体に構成する場合を説明したが、これに限らず、各フィルタ33、35のいずれか一方、或いは、両方をカバーユニット31とは別の位置に配置するようにしても良い。要は、波長選択フィルタ33と吸収フィルタ35とを透過した光を照射領域に照射するように各フィルタ33、35を配置すれば良い。
また吸収フィルタ35の表面に反射防止膜を設け、吸収フィルタ35で反射される光成分を抑えるようにしても良い。
The above-described embodiments are merely illustrative of one embodiment of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the spirit of the present invention.
For example, the case where the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35 are configured integrally with the cover unit 31 has been described. However, the present invention is not limited to this, and one or both of the filters 33 and 35 is the cover unit 31. You may make it arrange | position in another position. In short, the filters 33 and 35 may be arranged so as to irradiate the irradiation region with the light transmitted through the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35.
Further, an antireflection film may be provided on the surface of the absorption filter 35 to suppress the light component reflected by the absorption filter 35.

また波長選択フィルタ33と吸収フィルタ35との二段フィルタ構成にする場合を説明したが、他の光学フィルタを、光源側、或いは、光源と反対側に配置して、三段以上のフィルタ構成にしても良い。但し、上記2段フィルタ構成が光透過率を確保する観点から最も有利である。
また光照射装置1の光源には、2本以上の直管型ランプを、各々の管軸を同軸に直列に並べ構成したものを用いることもできる。またLED等の発光素子を配列した光源を用いることもできる。
In addition, the case where the wavelength selection filter 33 and the absorption filter 35 are configured as a two-stage filter has been described. However, another optical filter is disposed on the light source side or the opposite side of the light source to form a three-stage or more filter configuration. May be. However, the two-stage filter configuration is most advantageous from the viewpoint of ensuring light transmittance.
Further, as the light source of the light irradiation device 1, it is also possible to use a configuration in which two or more straight tube lamps are arranged so that their respective tube axes are coaxially arranged in series. A light source in which light emitting elements such as LEDs are arranged can also be used.

1 光照射装置
2 外装体(箱体)
2K 開口部(照射開口)
11 照射ユニット
12 直管型ランプ(光源)
13 反射鏡ユニット
21 冷却ユニット
31 カバーユニット
33 波長選択フィルタ
34 パッキン
35 吸収フィルタ
W ワーク(照射領域)
1 Light irradiation device 2 Exterior body (box body)
2K opening (irradiation opening)
11 Irradiation unit 12 Straight tube lamp (light source)
13 Reflector unit 21 Cooling unit 31 Cover unit 33 Wavelength selection filter 34 Packing 35 Absorption filter W Workpiece (irradiation area)

Claims (5)

照射領域に必要な波長を含む光を放射する光源と、前記必要な波長を含む光を透過する波長選択フィルタとを備え、前記光源から前記波長選択フィルタを透過した光を前記照射領域に照射する光照射装置において、
前記必要な波長の範囲外の光を吸収する吸収フィルタを備え、前記波長選択フィルタ、及び前記吸収フィルタを透過した光を前記照射領域に照射することを特徴とする光照射装置。
A light source that emits light including a wavelength necessary for the irradiation region; and a wavelength selection filter that transmits light including the necessary wavelength, and irradiates the irradiation region with light transmitted through the wavelength selection filter from the light source. In the light irradiation device,
A light irradiation apparatus comprising an absorption filter that absorbs light outside the range of the necessary wavelength, and irradiating the irradiation region with light transmitted through the wavelength selection filter and the absorption filter.
前記吸収フィルタは、前記波長選択フィルタを透過した光が入射するように配置されることを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。   The light irradiation apparatus according to claim 1, wherein the absorption filter is arranged so that light transmitted through the wavelength selection filter is incident thereon. 前記光源からの光を、前記波長選択フィルタに斜めの入射角度を含む角度範囲で入射するように反射する反射鏡を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の光照射装置。   The light irradiation apparatus according to claim 1, further comprising a reflecting mirror that reflects the light from the light source so that the light is incident on the wavelength selection filter in an angle range including an oblique incident angle. 前記光源と前記波長選択フィルタとを箱体に収容し、
前記箱体に設けた照射開口は、前記波長選択フィルタ、及び前記吸収フィルタを備えるカバーユニットで塞がれることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光照射装置。
Housing the light source and the wavelength selection filter in a box;
The light irradiation apparatus according to claim 1, wherein the irradiation opening provided in the box is closed by a cover unit including the wavelength selection filter and the absorption filter.
前記カバーユニットには、前記波長選択フィルタと前記吸収フィルタとの間に、前記波長選択フィルタ、及び前記吸収フィルタのうちの前記光源側に配置されるフィルタを透過せずに他方のフィルタに入射する光を遮光するパッキンが介挿されることを特徴とする請求項4に記載の光照射装置。   Between the wavelength selection filter and the absorption filter, the cover unit is incident on the other filter without passing through the wavelength selection filter and the filter disposed on the light source side of the absorption filter. The light irradiation apparatus according to claim 4, wherein a packing for shielding light is inserted.
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