JP2019003762A - Luminaire - Google Patents
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Abstract
【課題】照明装置の小型化を図りつつ当該照明装置により安定して照明する。【解決手段】照射ユニットから出射された光をコリメート光学系を介して照射する照明装置であって、前記照射ユニットが、複数の発光素子と、前記発光素子毎に、入射面を前記発光素子側に向けるとともに出射面を前記コリメート光学系側に向けて配置された複数のロッドレンズと、前記複数のロッドレンズを互いに離間させた状態で保持するレンズ保持部と、前記レンズ保持部に対して前記複数のロッドレンズを固定するレンズ固定部とを備えている。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To stably illuminate a lighting device while reducing the size of the lighting device. A lighting device that irradiates light emitted from an irradiation unit via a collimating optical system, wherein the irradiation unit has a plurality of light emitting elements and an incident surface on the light emitting element side for each of the light emitting elements. A plurality of rod lenses arranged so that the emission surface is directed toward the collimating optical system side, a lens holding portion that holds the plurality of rod lenses in a state of being separated from each other, and the lens holding portion. It is equipped with a lens fixing part for fixing a plurality of rod lenses. [Selection diagram] Fig. 3
Description
この発明は、複数のLED(light emitting diode)などの発光素子を用いて照射面を照明する照明装置に関するものである。 The present invention relates to an illumination device that illuminates an irradiation surface using a plurality of light emitting elements such as LEDs (light emitting diodes).
半導体素子や液晶基板等を製造するために露光装置が使用されている。この露光装置では、大面積の露光エリアを均一に照明するために、水銀ランプ、集光鏡、フライアイレンズおよび凹面鏡を基本構成とする照明装置が広く用いられている(例えば特許文献1参照)。この特許文献1に記載された装置では、水銀ランプより発せられた露光光が集光鏡および平面鏡を介してフライアイレンズに入射する。そして、当該フライアイレンズを通過した光が凹面鏡を介して露光照射面に照射される。これにより、露光照射面が均一に、かつ安定して照明される。
An exposure apparatus is used to manufacture semiconductor elements, liquid crystal substrates, and the like. In this exposure apparatus, in order to uniformly illuminate a large exposure area, an illumination apparatus having a basic configuration of a mercury lamp, a condensing mirror, a fly-eye lens, and a concave mirror is widely used (see, for example, Patent Document 1). . In the apparatus described in
しかしながら、上記照明装置では、光源として水銀ランプが用いられており、照明装置の大型化は避けられず、このことが当該照明装置を装備する露光装置の大型化の主要因の一つとなっていた。 However, a mercury lamp is used as the light source in the illumination device, and the enlargement of the illumination device is inevitable, and this has been one of the main factors for the enlargement of the exposure apparatus equipped with the illumination device. .
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、照明装置の小型化を図りつつ当該照明装置により安定して照明することができる技術を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at providing the technique which can be stably illuminated with the said illuminating device, aiming at size reduction of a illuminating device.
本発明の一態様は、照射ユニットから出射された光をコリメート光学系を介して照射する照明装置であって、照射ユニットが、複数の発光素子と、発光素子毎に、入射面を発光素子側に向けるとともに出射面をコリメート光学系側に向けて配置された複数のロッドレンズと、複数のロッドレンズを互いに離間させた状態で保持するレンズ保持部と、レンズ保持部に対して複数のロッドレンズを固定するレンズ固定部とを備えることを特徴としている。 One embodiment of the present invention is a lighting device that irradiates light emitted from an irradiation unit via a collimating optical system, and the irradiation unit includes a plurality of light-emitting elements and a light-emitting element-side incident surface. And a plurality of rod lenses arranged with the exit surface facing the collimating optical system side, a lens holding unit that holds the plurality of rod lenses in a state of being separated from each other, and a plurality of rod lenses with respect to the lens holding unit And a lens fixing portion for fixing the lens.
このように構成された発明では、複数の発光素子と、複数のロッドレンズとが1対1対1の対応関係で配置されている。ここで、1つの発光素子に着目すると、当該発光素子および当該発光素子に対応するロッドレンズによって、当該発光素子から発光された発光光をコリメート光学系に向けて照射する光学要素(以下「単位照射部」という)が構成されている。そして、単位照射部毎に光をコリメート光学系に入射し、単位照射部の個数に相当する数の光がコリメート光学系によりコリメートされる。このように複数の発光素子を光源として用いて広い範囲にわたって照射面を照明することが可能となっており、単一光源(水銀ランプ)を用いた従来装置に比べて装置を小型化することができる。また、単位照射部の配置によってコリメーション半角を変更可能となっており、多様なニーズに応じた照明装置を提供することが可能となる。 In the invention configured as described above, a plurality of light emitting elements and a plurality of rod lenses are arranged in a one-to-one correspondence relationship. Here, focusing on one light emitting element, an optical element that emits emitted light emitted from the light emitting element toward a collimating optical system by the light emitting element and a rod lens corresponding to the light emitting element (hereinafter referred to as “unit irradiation”). Part)). Then, light is incident on the collimating optical system for each unit irradiation unit, and the number of lights corresponding to the number of unit irradiation units is collimated by the collimating optical system. In this way, it is possible to illuminate the irradiation surface over a wide range using a plurality of light emitting elements as light sources, and it is possible to reduce the size of the apparatus as compared with the conventional apparatus using a single light source (mercury lamp). it can. Further, the collimation half angle can be changed by the arrangement of the unit irradiation units, and it is possible to provide an illumination device that meets various needs.
また、複数のロッドレンズは互いに離間された状態でレンズ保持部に保持されるとともに、レンズ保持部に対して複数のロッドレンズがレンズ固定部により固定される。したがって、ロッドレンズの組立精度を向上させることができる。さらに、振動や温度変化などの外乱による位置ずれが防止され、光損失の発生が抑制される。 The plurality of rod lenses are held by the lens holding unit in a state of being separated from each other, and the plurality of rod lenses are fixed to the lens holding unit by the lens fixing unit. Therefore, the assembly accuracy of the rod lens can be improved. Further, the positional shift due to disturbance such as vibration and temperature change is prevented, and the occurrence of light loss is suppressed.
以上のように、本発明によれば、照明装置の小型化を図りつつ当該照明装置により安定して照明することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to stably illuminate the illumination device while reducing the size of the illumination device.
図1は本発明にかかる照明装置の第1実施形態を示す図である。また、図2は図1の照明装置で用いる照射ユニットの構成を示す図である。さらに、図3は図2の照射ユニットで採用している光源部およびテーパーロッドレンズユニットの構成を示す斜視図である。この照明装置100は、複数の光を照射するLED照射ユニット1と、コリメーションミラー2と、LED照射ユニット1でのLED点灯を制御するコントローラ3とを備えており、コントローラ3によるLED点灯により照射面(露光面)Sを均一に照明する機能を有している。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a lighting device according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an irradiation unit used in the illumination device of FIG. Further, FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a light source unit and a taper rod lens unit employed in the irradiation unit of FIG. The
LED照射ユニット1は、複数(本実施形態では49個)の紫外線LED11(以下単に「LED11」という)を有する光源部10と、複数(本実施形態では49本)のテーパーロッドレンズ121を複数のレンズ保持部123で保持するテーパーロッドレンズユニット12と、入射側フライアイレンズ13と、出射側フライアイレンズ14とを備えている。図示を省略しているが、光源部10では、平板状基板111の一方主面上にLED11が7×7の二次元マトリックス状に配置されている(なお、図2では、1つのLED列(またはLED行)が図示されている)。各LED11はコントローラ3と電気的に接続されており、コントローラ3のLED点灯制御部31からの指令に応じて独立して点灯および消灯可能となっている。なお、いずれのLED11を点灯させるかについては、後述するようにコリメーション半角や照射面Sでの照度などの照明条件に応じてコントローラ3の照明条件設定部32からLED点灯制御部31に与えられる情報によって決定される。
The
また、テーパーロッドレンズユニット12では、49本のテーパーロッドレンズ121が、図3に示すように、LED11と同様に7×7の二次元マトリックス状で、しかも、それぞれLED11と1対1で対応して配置されている。より詳しくは、各テーパーロッドレンズ121は入射面121aから出射面121bに向けて断面積が拡大するテーパー形状を有している。そして、テーパーロッドレンズ121は、図2に示すように、LED11毎にテーパーロッドレンズ121の入射面121aがLED11の発光面11aと対向するように配置されるとともに、LED11の出射面とコンタクトされている。
Further, in the taper
ここで、テーパーロッドレンズ121が設計位置からずれると、LED11とテーパーロッドレンズ121の入射面121aとの間、ならびにテーパーロッドレンズ121の出射面121bとレンズエレメント131との間で光損失が発生する。そこで、本実施形態では。例えば図3に示すように、7本のテーパーロッドレンズ121を1つのロッドレンズグループ122とし、ロッドレンズグループ122毎にテーパーロッドレンズ121をレンズ保持部123により一体的に保持している。
Here, when the
レンズ保持部123は図3中の破線領域に示すように短冊状の金属プレート123aで構成されている。金属プレート123aには、複数(本実施形態では7個)の貫通孔123bがテーパーロッドレンズ121の配列ピッチと同じピッチで設けられている。金属プレート123aの両主面のうちLED11と対向する側(同図の右手側)の入射側主面123cにおける貫通孔123bの開口も、コリメーションミラー2に対向する側(同図の左手側)の出射側主面123dにおける貫通孔123bの開口も、テーパーロッドレンズ121の出射面121bと同一形状および同一サイズを有している。このため、テーパーロッドレンズ121の出射面121b側の端部、つまり反LED側端部121dを貫通孔123bに嵌入すると、複数のテーパーロッドレンズ121は、互いに離間された状態でしかもテーパーロッドレンズ121の出射面121bが金属プレート123aの出射側主面123dと面一となっている状態で、レンズ保持部123に保持される。一方、金属プレート123aの入射側主面123cにおいてはテーパーロッドレンズ121は遊挿された状態となっており、隙間領域が形成されている。本実施形態では、隙間領域に接着剤124が充填され、金属プレート123aに対してテーパーロッドレンズ121を強固に固定している。このように、本実施形態では、接着剤124が本発明の「レンズ固定部」として機能している。なお、図3の破線領域では、隙間領域の内部に入り込んだ接着剤124を模式的に示すために、ドットを付している。
The
また、本実施形態では、隙間領域に対して接着剤124を円滑にかつ均等に充填するために、レンズ保持部123では、貫通孔123bの内壁のうちテーパーロッドレンズ121の稜線121cに対応する領域に溝部123eが設けられている。これによって、外部から注入された接着剤124が溝部123eを介して隙間領域全体に広がって比較的大きな接合面積が得られ、固定強度を高めることができる。なお、溝部123eを設けることは接着剤124による固定のための必須要件ではなく、例えば後で説明する図5に示すように溝部123eを設けることなく接着剤124を上記隙間領域に充填するように構成してもよい。
In the present embodiment, in order to smoothly and evenly fill the adhesive 124 with respect to the gap region, the
このように本実施形態では、テーパーロッドレンズ121の反LED側端部121d(図3の左手側端部)をレンズ保持部123で保持するとともに接着剤124で固定している。このため、テーパーロッドレンズユニット12の組立精度の向上ならびに振動や温度変化などの外乱による位置ずれを効果的に防止することができ、光損失の発生を効果的に抑制することができる。すなわち、各LED11において、LED11の発光光が効率良く入射面121aを介してテーパーロッドレンズ121に入射される。また、入射された光はテーパーロッドレンズ121の内部で複数回繰り返して反射されながら出射面121bに進行する。このため、輝度ムラの少ない光が出射面121bから入射側フライアイレンズ13に向けて照射される。
As described above, in this embodiment, the anti-LED
この入射側フライアイレンズ13は49個のレンズエレメント131を有している。これらのレンズエレメント131は、LED11やテーパーロッドレンズ121と同様に7×7の二次元マトリックス状で、しかも、それぞれテーパーロッドレンズ121と1対1で対応して配置されている。より詳しくは、図2に示すように、テーパーロッドレンズ121毎にレンズエレメント131がテーパーロッドレンズ121の出射面121bとコンタクトするように配置されている。このようにレンズエレメント131とテーパーロッドレンズ121の出射面121bとをコンタクトさせることでテーパーロッドレンズ121からレンズエレメント131に光を効率的に入射させることができる。
The incident side fly-
また、本実施形態では、このように構成された入射側フライアイレンズ13から反LED側(図2の左手側)に離れた位置に出射側フライアイレンズ14が配置されている。この出射側フライアイレンズ14も入射側フライアイレンズ13と同様に49個のレンズエレメント141を有している。そして、図2に示すように、レンズエレメント141はレンズエレメント131と1対1で対応して設けられている。
In the present embodiment, the exit-side fly-
このように本実施形態では、1つのLED11からの発光光は、当該LED11と対応するテーパーロッドレンズ121、レンズエレメント131、141を介してコリメーションミラー2に照射される。これらのLED11、テーパーロッドレンズ121、レンズエレメント131、141によってLED11からの発光光をコリメーションミラー2に向けて照射する光学要素、つまり単位照射部15(図2参照)が構成されている。すなわち、本実施形態のLED照射ユニット1では、49個の単位照射部15が7×7の二次元マトリックス状に設けられている。そして、LED11の点灯により各単位照射部15から光がコリメーションミラー2に照射され、当該コリメーションミラー2によりコリメートされて照射面Sに照射される。
As described above, in this embodiment, the light emitted from one
さらに、本実施形態では、上記したようにコントローラ3により点灯させるLED11を選択することでコリメーションミラー2に向けて光を照射する単位照射部15の個数および配置を変更させることが可能となっており、これによってコリメーション半角を変更可能となっている。この点について、図4を参照しつつ詳述する。
Furthermore, in this embodiment, it is possible to change the number and arrangement of the
図4は、図1の照明装置におけるコリメーション半角の調整動作を示す図である。同図の右欄に示す図はコリメーションミラー2側からLED照射ユニット1を見たときの模式図であり、レンズエレメント141のうちハッチングが付されたものは当該レンズエレメント141に対応するLED11を消灯していることを示し、それ以外は対応するLED11が点灯されていることを示している。つまり、同図(a)は全LED11を点灯させたときを示し、同図(b)は中央5×5のLED11を点灯させたときを示している。
FIG. 4 is a diagram illustrating a collimation half-angle adjustment operation in the illumination device of FIG. The figure shown in the right column of the figure is a schematic view when the
図4の左欄には、照射面Sに照射される光線の一部を2点鎖線で示しているが、これらから明らかなように、LED11を全部点灯(7×7)から部分点灯(5×5)に変更することでコリメーション半角はコリメーション半角(θa/2)からコリメーション半角(θb/2)への小さくなる。また、図4への図示を省略しているが、中央3×3のLED11のみを点灯させると、コリメーション半角をさらに小さくすることができる。このように点灯しているLED11(単位照射部15)の配置によってコリメーション半角を変更することができる。また、図4ではコリメーション半角のみを図示しているが、照射面Sにおける照度や照度分布についても、LED11の点灯/消灯制御によって変化させることが可能となっている。
In the left column of FIG. 4, a part of the light beam applied to the irradiation surface S is indicated by a two-dot chain line. As is clear from these, the
以上のように、本実施形態では、複数の単位照射部15を二次元配置して照射面Sを照明するように構成している。したがって、単一光源(水銀ランプ)を用いた従来装置に比べて照明装置100の小型化が可能となる。また、LED11を独立して点灯/消灯制御することでコリメーション半角、照度および照度分布を変更制御することができ、多様なニーズに応じた照明が可能となっている。
As described above, in this embodiment, the plurality of
また上記したようにレンズ保持部123に矩形の貫通孔123bを設け、各貫通孔123bにテーパーロッドレンズ121の反LED側端部121dを嵌入してレンズ保持部123で保持させるとともに接着剤124によって固定している。したがって、テーパーロッドレンズユニット12の組立精度の向上ならびに振動や温度変化などの外乱による位置ずれの防止効果によって上記光損失の発生を効果的に抑制することができる。また、上記実施形態ではテーパーロッドレンズ121の入射面121aおよび出射面121bをそれぞれLED11およびレンズエレメント131とコンタクトさせているため、外乱による位置ずれによりコンタクト面に傷が付いてしまう可能性がある。しかしながら、本実施形態では、上記したようにレンズ保持部123による位置ずれ防止効果によってコンタクト面が傷付くのを効果的に防止することができる。
Further, as described above, the
このように上記第1実施形態では、LED11が本発明の「発光素子」の一例に相当している。また、コリメーションミラー2が本発明の「コリメート光学系」の一例に相当している。また、金属プレート123aが本発明の「平板部材」の一例に相当している。
Thus, in the said 1st Embodiment, LED11 is equivalent to an example of the "light emitting element" of this invention. The
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記第1実施形態では、入射側主面123cおよび出射側主面123dにおける貫通孔123bの開口がともに同一形状および同一サイズとなっているが、これらを相互に相違させてもよい。例えば図5に示すように、出射側主面123dにおける貫通孔123bの開口をテーパーロッドレンズ121の出射面121bと同一形状および同一サイズとする一方、入射側主面123cにおける貫通孔123bの開口をそれよりも広げてもよい(第2実施形態)。この場合、貫通孔123bが入射面121aから出射面121bに向けて断面積が縮小する逆テーパー形状を有しており、入射側主面123cにおけるテーパーロッドレンズ121の遊挿度合は大きく、隙間領域が広がっている。このため、溝部123eを設けるまでもなく、隙間領域全体に接着剤124を良好に充填することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the first embodiment, the openings of the through
また、上記第1実施形態および第2実施形態では、接着剤124を本発明の「レンズ固定部」として機能させているが、これ以外の方式、例えば図6ないし図9に示す機械的なレンズ固定部によりテーパーロッドレンズ121をレンズ保持部123に固定させてもよい(第3実施形態ないし第6実施形態)。
In the first embodiment and the second embodiment, the adhesive 124 functions as the “lens fixing portion” of the present invention. However, other systems such as the mechanical lens shown in FIGS. 6 to 9 are used. The
図6に示すように、金属プレート123aに対して貫通孔123bと連通する貫通孔123fを設けるとともに、当該貫通孔123fにボールプランジャー125を装着することで貫通孔123bに嵌入されたテーパーロッドレンズ121の反LED側端部121dを押圧して固定してもよい(第3実施形態)。
As shown in FIG. 6, a taper rod lens fitted in the through
また、図7に示すように、貫通孔123bの形状を矩形から円形に変更するとともに、当該貫通孔123bにロッドリング126aを挿入した後、貫通孔123fおよびロッドリング126aに設けられた貫通孔にボールプランジャー126bを装着することでロッドリング126aに嵌入されたテーパーロッドレンズ121の反LED側端部121dを押圧して固定してもよい(第4実施形態)。このように、図7に示す実施形態では、ロッドリング126aおよびボールプランジャー126bによりレンズ固定部126が構成されている。
Further, as shown in FIG. 7, the shape of the through
また、図8に示すように、ロッドホールド板127aで構成されたレンズ固定部127を用いてもよい(第5実施形態)。ロッドホールド板127aには、テーパーロッドレンズ121の稜線121cと係合可能な貫通孔127bが設けられている。テーパーロッドレンズ121の入射面121a側からロッドホールド板127aを装着し、キャップビス127cによりレンズ保持部123に取り付けることでテーパーロッドレンズ121を固定することができる。
In addition, as shown in FIG. 8, a
また、図9に示すように、テーパーロッドレンズ121を遊挿自在な貫通孔128aを有するロッドレンズホルダ128bと、2種類のロッドリング128c、128dと、スズ(Zn)板128eとを備えたレンズ固定部128を用いてもよい(第6実施形態)。ここでは、ロッドレンズホルダ128bがキャップビス128fによりレンズ保持部123に取り付けられている。また、ロッドレンズホルダ128bの貫通孔128aを介してテーパーロッドレンズ121が挿入され、テーパーロッドレンズ121の反LED側端部121dが貫通孔123bに嵌入される。さらに、当該テーパーロッドレンズ121に対してロッドリング128c、128dが外嵌されるとともにスズ板128eがテーパーロッドレンズ121とロッドリング128c、128dとの間に圧入される。さらに、ロッドリング128c、128dがセットビス128gによりロッドレンズホルダ128bに対して固定される。このようにテーパーロッドレンズ121はレンズ保持部123に嵌入されて保持されるのみならずレンズ固定部128によりロッドレンズホルダ128bに固定される。
Further, as shown in FIG. 9, a lens including a
また、上記実施形態では、コリメート光学系としてコリメーションミラー2を用いているが、例えば図10に示すようにコリメーションレンズ4を用いてもよく(第7実施形態)、当該コリメーションレンズ4を用いた照明装置200においても、第1実施形態ないし第6実施形態にかかる照明装置100と同様の作用効果が得られる。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、第1実施形態では、「レンズアレイ」としてフライアイレンズを用いているが、例えば図11に示すようにドラムレンズアレイを上記「レンズアレイ」として用いてもよい(第8実施形態)。すなわち、この第8実施形態では、LED照射ユニット1は、5×5の合計25個のLED11と、5×5の合計25個のテーパーロッドレンズ121で構成されるテーパーロッドレンズユニット12と、5×5の合計25個のドラムレンズ161で構成されるドラムレンズアレイ16とを備えている。LED11、テーパーロッドレンズ121およびドラムレンズ161はいずれも5×5の二次元マトリックス状に配置されている。これらのうちテーパーロッドレンズ121は第1実施形態や第2実施形態と同様にレンズ保持部129により保持されるとともに接着剤(図示省略)により固定されている。そして、1つのLED11からの発光光は、当該LED11と対応するテーパーロッドレンズ121、ドラムレンズ161を介してコリメーションミラー2やコリメーションレンズ4などのコリメート光学系に照射される。このように第8実施形態では、25個の単位照射部15(=LED11+テーパーロッドレンズ121+ドラムレンズ161)が5×5の二次元マトリックス状に設けられている。そして、LED11の点灯により各単位照射部15から光がコリメート光学系に照射され、当該コリメート光学系によりコリメートされて照射面Sに照射される。なお、第8実施形態では、ドラムレンズ161が「レンズエレメント」に相当している。また、第1実施形態ないし第7実施形態と同様に、複数のテーパーロッドレンズ121を複数のロッドレンズグループ122に区分けし、ロッドレンズグループ122毎にテーパーロッドレンズ121をレンズ保持部123で一体的に保持してもよい。
In the first embodiment, a fly-eye lens is used as the “lens array”. However, for example, a drum lens array may be used as the “lens array” as shown in FIG. 11 (eighth embodiment). That is, in the eighth embodiment, the
また、上記第1実施形態ないし第7実施形態では、複数のロッドレンズグループ122に区分けし、ロッドレンズグループ122毎にテーパーロッドレンズ121をレンズ保持部123で一体的に保持しているが、第8実施形態と同様に、全テーパーロッドレンズ121を1つのレンズ保持部で一体的に保持するように構成してもよい。
In the first to seventh embodiments, the
また、上記実施形態では、コントローラ3によって各LED11を独立して点灯/消灯制御することでコリメーション半角を変更可能としているが、複数のLED11を独立して制御することは本発明の必須要件ではなく、任意要件である。例えば照明装置100、200の仕様(コリメーション半角を含む)が予め決まっている場合には、上記コリメーション半角に応じて単位照射部15の数や配置を設定すればよく、本発明によれば、種々のニーズに対応した照明装置を提供することが可能である。
Moreover, in the said embodiment, although the collimation half-angle can be changed by controlling each LED11 independently by the
また、上記実施形態では、紫外線LED11を発光素子として用いているが、発光素子の種類はこれに限定されるものではなく、例えば紫外線以外のLEDを発光素子として用いてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although ultraviolet LED11 is used as a light emitting element, the kind of light emitting element is not limited to this, For example, you may use LED other than an ultraviolet ray as a light emitting element.
また、上記実施形態では、本発明の「ロッドレンズ」として四角錐台形状のテーパーロッドレンズ121を用いているが、その他の形状のロッドレンズを用いてもよく、例えば多角錐台形状や円錐台形状のロッドレンズなどを用いてもよい。また、テーパーロッドレンズ121の入射面121aおよび出射面121bをそれぞれLED11およびレンズエレメント131とコンタクトさせているが、コンタクトさせることは必須事項ではなく、任意である。つまり、テーパーロッドレンズ121の入射面121aとLED11との間、および/またはテーパーロッドレンズ121の出射面121bとレンズエレメント131との間に隙間を設けて傷が付くのを防止してもよい。ただし、光損失を抑制するためには、上記隙間のサイズを可能な限り小さくするのが望ましく、第4実施形態や第5実施形態と同様にレンズ保持部123を用いてテーパーロッドレンズ121をLED11およびレンズエレメント131に対して精密に位置決めするのが好適である。
In the above-described embodiment, the quadrangular frustum-shaped tapered
また、上記実施形態では、LED11などの発光素子を二次元マトリックス状に配置しているが、発光素子の配置パターンはこれに限定されるものではなく、任意である。 Moreover, in the said embodiment, although light emitting elements, such as LED11, are arrange | positioned in the two-dimensional matrix form, the arrangement pattern of a light emitting element is not limited to this, It is arbitrary.
さらに、本発明にかかる照明装置の適用対象は、露光装置に限定されるものではなく、光学検査用の照明装置などが含まれる。 Furthermore, the application target of the illumination apparatus according to the present invention is not limited to the exposure apparatus, and includes an illumination apparatus for optical inspection.
この発明は、複数の発光素子を用いて照射面を照明する照明装置全般に適用することができる。 The present invention can be applied to all lighting devices that illuminate an irradiation surface using a plurality of light emitting elements.
1…LED照射ユニット
2…コリメーションミラー(コリメート光学系)
4…コリメーションレンズ(コリメート光学系)
11…LED(発光素子)
12…テーパーロッドレンズユニット
121…テーパーロッドレンズ
121a…(テーパーロッドレンズの)入射面
121b…(テーパーロッドレンズの)出射面
123、129…レンズ保持部
124…接着剤(レンズ固定部)
125…ボールプランジャー(レンズ固定部)
126、127、128…レンズ固定部
DESCRIPTION OF
4 ... Collimation lens (collimating optical system)
11 ... LED (light emitting element)
DESCRIPTION OF
125 ... Ball plunger (lens fixing part)
126, 127, 128 ... Lens fixing portion
Claims (6)
前記照射ユニットが、
複数の発光素子と、
前記発光素子毎に、入射面を前記発光素子側に向けるとともに出射面を前記コリメート光学系側に向けて配置された複数のロッドレンズと、
前記複数のロッドレンズを互いに離間させた状態で保持するレンズ保持部と、
前記レンズ保持部に対して前記複数のロッドレンズを固定するレンズ固定部と
を備えることを特徴とする照明装置。 An illumination device for irradiating light emitted from an irradiation unit via a collimating optical system,
The irradiation unit is
A plurality of light emitting elements;
For each of the light emitting elements, a plurality of rod lenses arranged with the incident surface facing the light emitting element and the exit surface facing the collimating optical system side;
A lens holding unit for holding the plurality of rod lenses in a state of being separated from each other;
An illumination device comprising: a lens fixing unit that fixes the plurality of rod lenses to the lens holding unit.
前記ロッドレンズは、前記入射面から前記出射面に向けて断面積が拡大するテーパー形状を有し、
前記ロッドレンズの側面のうち前記出射面側の端部が前記レンズ保持部と係合して支持されるとともに前記レンズ固定部により前記レンズ保持部に固定される照明装置。 The lighting device according to claim 1,
The rod lens has a tapered shape in which a cross-sectional area increases from the incident surface toward the emission surface,
An illuminating device in which an end portion on the emission surface side of the side surface of the rod lens is supported by being engaged with the lens holding portion and fixed to the lens holding portion by the lens fixing portion.
前記レンズ保持部は、前記発光素子に対向する入射側主面および前記コリメート光学系に対向する出射側主面を有する平板部材と、前記ロッドレンズ毎に前記出射面側の端部を嵌入可能に設けられた複数の貫通孔とを有し、
前記出射側主面における前記貫通孔の開口の形状およびサイズはそれぞれ前記ロッドレンズの前記出射面の形状およびサイズと同一であり、前記ロッドレンズの前記出射面と前記出射側主面とを一致させて保持する照明装置。 The lighting device according to claim 2,
The lens holding portion can be fitted with a flat plate member having an incident-side main surface facing the light-emitting element and an emission-side main surface facing the collimating optical system, and an end on the emission surface side for each rod lens. A plurality of through holes provided,
The shape and size of the opening of the through hole in the exit side main surface are the same as the shape and size of the exit surface of the rod lens, respectively, and the exit surface of the rod lens and the exit side main surface are made to coincide with each other. Holding device.
前記入射側主面における前記貫通孔の開口は前記ロッドレンズを遊挿可能となっており、
前記レンズ固定部は前記貫通孔と前記ロッドレンズの側面との間に充填された接着剤である照明装置。 The lighting device according to claim 3,
The opening of the through hole in the incident side main surface is capable of loose insertion of the rod lens,
The illuminating device, wherein the lens fixing portion is an adhesive filled between the through hole and a side surface of the rod lens.
前記ロッドレンズは多角錐台形状を有し、
前記レンズ保持部では、前記貫通孔の内壁のうち前記ロッドレンズの稜線に対応する領域に溝部が設けられている照明装置。 The lighting device according to claim 4,
The rod lens has a polygonal frustum shape,
In the lens holding portion, a groove portion is provided in a region corresponding to a ridge line of the rod lens in the inner wall of the through hole.
前記ロッドレンズは前記入射面から前記出射面に向けて断面積が拡大するテーパー形状を有し、
前記レンズ保持部では、前記貫通孔の内壁が前記入射面から前記出射面に向けて断面積が縮小する逆テーパー形状を有する照明装置。 The lighting device according to claim 4,
The rod lens has a tapered shape in which a cross-sectional area increases from the incident surface toward the emission surface,
In the lens holding part, the inner wall of the through hole has an inversely tapered shape in which a cross-sectional area is reduced from the incident surface toward the emission surface.
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US11363697B2 (en) | 2020-01-18 | 2022-06-14 | Nichia Corporation | Lighting device |
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| JP2000162478A (en) * | 1998-11-27 | 2000-06-16 | Rohm Co Ltd | Position confirming method for optical element, and light source device for illumination |
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| JP2012009154A (en) * | 2010-06-22 | 2012-01-12 | Seiko Epson Corp | Lighting system and display device |
-
2017
- 2017-06-13 JP JP2017115837A patent/JP6935238B2/en active Active
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