KR102815096B1 - Fly eye lens, light emitting device including same, and method of manufacturing fly eye lens - Google Patents
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Abstract
본 발명은 종래의 것에 비해, 넓은 노광 영역의 조도를 균일하게 맞추는 조정이 실시하기 쉬운 플라이 아이 렌즈를 제공하는 것으로,
플라이 아이 렌즈(10)를, 복수의 렌즈 세그먼트(20)를 제1 방향으로 나열하여 구성하고, 각 렌즈 세그먼트(20)를, 각각 복수의 렌즈(24)를 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 나열하여 구성하며, 각 렌즈 세그먼트(20)의 표면과 이면은 서로 다른 광학 특성을 갖고 있고, 플라이 아이 렌즈(10)의 표면의 일부를 렌즈 세그먼트(20)의 표면으로 구성하고 잔부를 렌즈 세그먼트(20)의 이면으로 구성한다.The present invention provides a fly-eye lens that is easy to adjust to uniformly match the illuminance of a wide exposure area, compared to conventional ones.
A fly-eye lens (10) is configured by arranging a plurality of lens segments (20) in a first direction, and each lens segment (20) is configured by arranging a plurality of lenses (24) in a second direction orthogonal to the first direction, and the surface and back surface of each lens segment (20) have different optical characteristics, and a part of the surface of the fly-eye lens (10) is configured as the surface of the lens segment (20), and the remainder is configured as the back surface of the lens segment (20).
Description
본 발명은 광 조사 영역에서의 조도 분포를 균일하게 하는 플라이 아이 렌즈, 이를 구비한 광 조사 장치 및 플라이 아이 렌즈의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fly-eye lens that makes the illuminance distribution uniform in a light irradiation area, a light irradiation device having the same, and a method for manufacturing a fly-eye lens.
노광 장치 등의 광원으로서 광 조사 장치가 사용되고 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 이 광 조사 장치는 램프(1), 반사경(2), 셔터(3), 플라이 아이 렌즈(4) 및 콜리메이션 미러(5)로 구성되어 있다.A light irradiation device is used as a light source for an exposure device, etc. For example, as shown in Fig. 8, this light irradiation device is composed of a lamp (1), a reflector (2), a shutter (3), a fly-eye lens (4), and a collimation mirror (5).
램프(1)로부터 방사된 광은 반사경(2)에서 반사되어 방향을 바꾸고, 셔터(3)를 통과하여 플라이 아이 렌즈(4)에 입사한다.Light emitted from the lamp (1) is reflected by the reflector (2), changes direction, passes through the shutter (3), and enters the fly-eye lens (4).
플라이 아이 렌즈(4)는 입사된 광의 노광면(6)에서의 조도 분포를 균일하게 하는 역할을 갖고 있다.The fly-eye lens (4) has the role of making the illuminance distribution of the incident light uniform on the exposure surface (6).
플라이 아이 렌즈(4)에서 나온 광은 콜리메이션 미러(5)에서 반사됨으로써 평행광이 되어 노광면(6)에 조사된다.The light from the fly-eye lens (4) is reflected by the collimation mirror (5) to become parallel light and is irradiated onto the exposure surface (6).
특허 문헌 1에 개시된 플라이 아이 렌즈는 직사각형 형상의 렌즈가 한 방향으로 맞대어 서로 융착시킨 단책상의 복수의 렌즈 세그먼트로 구성되어 있고, 이 렌즈 세그먼트를 한 방향과는 직교하는 방향으로 나열함으로써 형성되어 있다.The fly-eye lens disclosed in patent document 1 is formed by arranging a plurality of single-lens segments in which rectangular lenses are fused together while facing each other in one direction, and the lens segments are aligned in a direction orthogonal to one direction.
이에 의해, 개개의 렌즈 세그먼트에서 서로 인접한 렌즈와 렌즈 사이의 접속면에 간극이 생기기 어렵고, 또한 하나의 렌즈에 오염이나 흠집이 생겨도, 그 렌즈를 포함하는 렌즈 유닛을 용이하게 교환할 수 있다.Thereby, it is difficult for a gap to form at the connecting surface between adjacent lenses in each lens segment, and also, even if one lens is contaminated or scratched, the lens unit including that lens can be easily replaced.
그러나, 최근 액정 패널의 대형화에 따라 노광 영역도 대형화되어 있고, 플라이 아이 렌즈의 전체 사이즈도 대형화되어 오고 있다. 이 때문에, 플라이 아이 렌즈를 조정함으로써 넓은 노광 영역의 조도를 균일하게 맞추는 것의 난이도가 올라가고 있다.However, as liquid crystal panels have become larger in recent years, the exposure area has also become larger, and the overall size of the fly-eye lens has also become larger. Because of this, the difficulty of adjusting the fly-eye lens to evenly match the illumination of a wide exposure area has increased.
본 발명은 상술한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 종래의 것에 비하여 넓은 노광 영역의 조도를 균일하게 맞추는 조정이 실시하기 쉬운 플라이 아이 렌즈, 이를 구비한 광 조사 장치 및 플라이 아이 렌즈의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and its purpose is to provide a fly-eye lens which is easy to adjust to uniformly match the illuminance over a wide exposure area compared to a conventional one, a light irradiation device having the same, and a method for manufacturing the fly-eye lens.
본 발명의 일 형태에 따르면,According to one embodiment of the present invention,
복수의 렌즈 세그먼트를 제1 방향으로 나열하여 구성된 플라이 아이 렌즈로서,A fly-eye lens configured by arranging a plurality of lens segments in a first direction,
상기 각 렌즈 세그먼트는 각각 복수의 렌즈를 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 나열하여 구성되어 있고,Each of the above lens segments is configured by arranging a plurality of lenses in a second direction orthogonal to the first direction,
상기 각 렌즈 세그먼트의 표면과 이면은 서로 다른 광학 특성을 갖고 있으며,The surface and back surface of each of the above lens segments have different optical properties.
상기 플라이 아이 렌즈의 표면은 일부가 상기 렌즈 세그먼트의 상기 표면으로 구성되어 있고, 잔부가 상기 렌즈 세그먼트의 상기 이면으로 구성되어 있는,The surface of the fly-eye lens is composed of a portion of the surface of the lens segment and a remainder of the surface of the lens segment.
플라이 아이 렌즈가 제공된다.Fly-eye lenses are provided.
본 발명의 다른 형태에 따르면,According to another aspect of the present invention,
상술한 플라이 아이 렌즈를 구비하는 광 조사 장치가 제공된다.A light irradiating device having the above-described fly-eye lens is provided.
본 발명의 다른 형태에 따르면,According to another aspect of the present invention,
복수의 렌즈를 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 나열하여 구성되어 있고, 표면과 이면이 서로 다른 광학 특성을 갖는 렌즈 세그먼트를 복수 준비하고,A plurality of lenses are arranged in a second direction orthogonal to the first direction, and a plurality of lens segments having different optical properties on the front and back surfaces are prepared.
복수의 상기 렌즈 세그먼트를 상기 제1 방향으로 나열하여 플라이 아이 렌즈를 제조하는 방법으로,A method for manufacturing a fly-eye lens by arranging a plurality of the above lens segments in the first direction,
복수의 상기 렌즈 세그먼트를 나열할 때, 상기 플라이 아이 렌즈의 표면에 상기 렌즈 세그먼트의 상기 표면 및 상기 이면 중 어느 것을 배치할지 선택하여 상기 플라이 아이 렌즈의 집광 상태를 조정하는 플라이 아이 렌즈의 제조 방법이 제공된다.A method for manufacturing a fly-eye lens is provided, wherein when listing a plurality of the above lens segments, the light-gathering state of the fly-eye lens is adjusted by selecting which of the surface and the back surface of the lens segment to place on the surface of the fly-eye lens.
본 발명에 관한 플라이 아이 렌즈에 의하면, 서로 다른 광학 특성을 갖는 표리면을 구비하는 렌즈 세그먼트를 사용하고 있음으로써, 해당 플라이 아이 렌즈의 표면에 각 렌즈 세그먼트의 표면을 사용할지 이면을 사용할지로 노광 영역의 조도의 조정을 실시할 수 있다. 이에 의해, 본 발명에 관한 플라이 아이 렌즈에 따르면, 넓은 노광 영역의 조도를 균일하게 맞추는 조정을 실시하기 쉬워진다.According to the fly-eye lens of the present invention, by using lens segments having front and back surfaces having different optical characteristics, it is possible to adjust the illuminance of the exposure area by using the front or back surface of each lens segment on the surface of the fly-eye lens. Accordingly, according to the fly-eye lens of the present invention, it becomes easy to adjust the illuminance of a wide exposure area to be uniform.
도 1a, 도 1b는 본 발명이 적용된 실시 형태에 관한 플라이 아이 렌즈(10)의 사시도 도 1a 및 단면도 도 1b이다.
도 2는 렌즈 유닛(12)을 도시한 분해 사시도이다.
도 3a, 도 3b는 렌즈 세그먼트(20)에서의, 렌즈(24)의 두께와, 유지 부재(26)의 두께를 도시한 도면이다.
도 4는 홀더(22)에 렌즈 세그먼트(20)를 부착한 상태를 도시한 일부 단면도이다.
도 5는 조사면에서의 조사 범위의 외형상이 「실감개형」인 예를 도시한 도면이다.
도 6은 조사면에서의 조사 범위의 외형상이 「통형」인 예를 도시하는 도면이다.
도 7은 홀더(22)의 변형예를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 노광 장치 등의 광원으로서 사용되는 광 조사 장치의 일례를 도시한 도면이다.FIG. 1a and FIG. 1b are a perspective view (FIG. 1a) and a cross-sectional view (FIG. 1b) of a fly-eye lens (10) according to an embodiment to which the present invention is applied.
Figure 2 is an exploded perspective view showing the lens unit (12).
FIG. 3a and FIG. 3b are drawings showing the thickness of the lens (24) and the thickness of the retaining member (26) in the lens segment (20).
Figure 4 is a partial cross-sectional view showing a state in which a lens segment (20) is attached to a holder (22).
Figure 5 is a drawing showing an example in which the external shape of the investigation range on the investigation surface is a “realistic image shape.”
Figure 6 is a drawing showing an example in which the outer shape of the investigation range on the investigation surface is “cylindrical.”
Figure 7 is an exploded perspective view showing a modified example of the holder (22).
Figure 8 is a drawing illustrating an example of a light irradiation device used as a light source for an exposure device, etc.
(플라이 아이 렌즈(10)의 구성)(Composition of fly eye lens (10))
본 발명이 적용된 실시 형태에 관한 플라이 아이 렌즈(10)에 대하여 이하에 설명한다. 이 플라이 아이 렌즈(10)는 도 1에 도시한 바와 같이, 대략 한 쌍의 렌즈 유닛(12)과, 케이스(14)를 구비하고 있다.The fly-eye lens (10) according to the embodiment to which the present invention is applied is described below. As shown in Fig. 1, this fly-eye lens (10) is provided with approximately a pair of lens units (12) and a case (14).
각각의 렌즈 유닛(12)은 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 렌즈 세그먼트(20)와, 이들 렌즈 세그먼트(20)를 제1 방향(도면 중의 좌우 방향)으로 나열하여 유지하는 홀더(22)를 갖고 있다.Each lens unit (12) has a plurality of lens segments (20) and a holder (22) that holds the lens segments (20) in a first direction (left-right direction in the drawing) as shown in FIG. 2.
각 렌즈 세그먼트(20)는 복수의 렌즈(24)를 제2 방향(제1 방향에 직교하는 방향: 도면 중의 상하 방향)으로 나열하여 구성되어 있다. 또한, 각 렌즈 세그먼트(20)의 양단부에는 홀더(22)에 유지되는 유지 부재(26)가 형성되어 있다.Each lens segment (20) is configured by arranging a plurality of lenses (24) in a second direction (a direction orthogonal to the first direction: the up-down direction in the drawing). In addition, a holding member (26) held in a holder (22) is formed at both ends of each lens segment (20).
각 렌즈(24)는 이들의 표리면에서 서로 다른 광학 특성을 갖도록 형성되어 있고, 이들 렌즈(24)를 나열하여 구성된 각 렌즈 세그먼트(20)는 표리면에서 서로 상이한 광학 특성을 갖고 있다. 또한, 렌즈(24)의 재질로서는 석영(합성·용융), 붕규산 유리, 수지 등이 생각된다.Each lens (24) is formed to have different optical characteristics on its front and back surfaces, and each lens segment (20) formed by arranging these lenses (24) has different optical characteristics on its front and back surfaces. In addition, quartz (synthetic/molten), borosilicate glass, resin, etc. are considered as materials for the lens (24).
서로 다른 광학 특성이란, 예를 들면 일방의 면이 볼록이고 타방의 면이 평면 형상의 렌즈(평볼록 렌즈), 양면 모두 볼록 형상이지만, 서로 직경(만곡의 정도)이 다른 렌즈(양볼록 렌즈) 등이 생각된다. 예를 들어, 렌즈(24)의 도 2에서의 바로 앞측의 면(표면)은 만곡의 정도가 비교적 심하고, 반대측의 면(이면)은 만곡의 정도가 비교적 완만해져 있다.Different optical characteristics include, for example, a lens in which one surface is convex and the other surface is flat (a plano-convex lens), a lens in which both surfaces are convex but have different diameters (degrees of curvature) (a bi-convex lens), etc. For example, the surface (front) directly in front of the lens (24) in Fig. 2 has a relatively severe degree of curvature, while the surface (back) on the opposite side has a relatively gentle degree of curvature.
또한, 각 렌즈(24)를 접착에 의해 제2 방향으로 이어 나열해도 되고, 프레스 가공이나 저융점 유리에 의한 접착 등에 의해 복수의 렌즈(24)를 제2 방향으로 나열한 상태로 구성해도 된다.In addition, each lens (24) may be arranged in the second direction by bonding, or a plurality of lenses (24) may be arranged in the second direction by press processing or bonding using low-melting-point glass.
또한, 유지 부재(26)의 두께는 도 3에 도시한 바와 같이, 렌즈(24)의 두께보다 얇아지도록 형성해도 되고(도 3a), 렌즈(24)의 두께 보다 두꺼워지도록 형성해도 된다(도 3b). 또한, 유지 부재(26)의 두께를 렌즈(24)의 두께와 동일하게 해도 된다.In addition, the thickness of the retaining member (26) may be formed to be thinner than the thickness of the lens (24), as shown in FIG. 3 (FIG. 3a), or may be formed to be thicker than the thickness of the lens (24) (FIG. 3b). In addition, the thickness of the retaining member (26) may be the same as the thickness of the lens (24).
도 2로 돌아가, 홀더(22)는 상술한 바와 같이 복수의 렌즈 세그먼트(20)를 제1 방향으로 나열하여 유지하는 부재이고, 한 쌍의 세로 유지 프레임(30)과 상측 가로 유지 프레임(32)과 하측 가로 유지 프레임(34)으로 사각 형상으로 형성되어 있다. 또한, 홀더(22)의 재질로서는 알루미늄, 스테인리스, 황동 등이 생각된다.Returning to Fig. 2, the holder (22) is a member that holds a plurality of lens segments (20) in a first direction as described above, and is formed in a square shape by a pair of vertical holding frames (30), an upper horizontal holding frame (32), and a lower horizontal holding frame (34). In addition, aluminum, stainless steel, brass, etc. are considered as materials for the holder (22).
세로 유지 프레임(30)은 홀더(22)의 세로 방향 좌우에 배치되는 부재이며, 그 두께는 렌즈 세그먼트(20)를 구성하는 렌즈(24)의 최대 두께보다 약간 두껍게 형성되어 있다.The vertical support frame (30) is a member arranged on the left and right sides of the vertical direction of the holder (22), and its thickness is formed to be slightly thicker than the maximum thickness of the lens (24) constituting the lens segment (20).
상측 가로 유지 프레임(32)은 홀더(22)의 가로 방향 상측에 배치된 부재이고, 하측 가로 유지 프레임(34)은 홀더(22)의 가로 방향 하측에 배치된 부재이다.The upper horizontal support frame (32) is a member arranged on the horizontal upper side of the holder (22), and the lower horizontal support frame (34) is a member arranged on the horizontal lower side of the holder (22).
또한, 상측 가로 유지 프레임(32) 및 하측 가로 유지 프레임(34)에는, 각각 단면을 L자 형상으로 형성함으로써 각각 내측을 향하는 유지 홈(42)이 형성되어 있고, 이 유지 홈(42)에 각 렌즈 세그먼트(20)의 유지 부재(26)를 탑재할 수 있도록 이루어져 있다.In addition, the upper horizontal retaining frame (32) and the lower horizontal retaining frame (34) are formed with retaining grooves (42) facing inward by forming their cross sections in an L shape, and are configured so that retaining members (26) of each lens segment (20) can be mounted in these retaining grooves (42).
또한, 상측 가로 유지 프레임(32) 및 하측 가로 유지 프레임(34) 중 적어도 어느 일방(본 실시 형태에서는 상측 가로 유지 프레임(32))에 있어서의 유지 홈(42)에는, 탑재된 렌즈 세그먼트(20)를 상측 가로 유지 프레임(32) 및 하측 가로 유지 프레임(34) 중 어느 타방(본 실시 형태에서는 하측 가로 유지 프레임(34))을 향하여 억압하는 제1 억압 부재(46)가 배치되어 있다. 본 실시 형태의 제1 억압 부재(46)에는 판 스프링이 사용되고 있지만, 제1 억압 부재(46)는 판 스프링에 한정되는 것은 아니고, 상기 기능을 갖는 탄성 부재이면 어떠한 것이어도 된다.In addition, in the retaining groove (42) of at least one of the upper horizontal retaining frame (32) and the lower horizontal retaining frame (34) (in the present embodiment, the upper horizontal retaining frame (32)), a first restraining member (46) is arranged to restrain the mounted lens segment (20) toward the other of the upper horizontal retaining frame (32) and the lower horizontal retaining frame (34) (in the present embodiment, the lower horizontal retaining frame (34)). Although a plate spring is used as the first restraining member (46) of the present embodiment, the first restraining member (46) is not limited to a plate spring, and any elastic member having the above-described function may be used.
또한, 한 쌍의 세로 유지 프레임(30) 중 어느 일방(본 실시 형태에서는 도면 중 우측의 세로 유지 프레임(30))에는 탑재된 렌즈 세그먼트(20)를 타방의 세로 유지 프레임(30)(본 실시 형태에서는 도면 중 좌측의 세로 유지 프레임(30)을 향하여 억압하는 제2 억압 부재(48)가 배치되어 있다. 본 실시 형태의 제2 억압 부재(48)에도 판 스프링이 사용되고 있지만, 제2 억압 부재(48)는 판 스프링에 한정되는 것은 아니고, 상기 기능을 갖는 탄성 부재이면 어떠한 것이어도 된다.In addition, a second restraining member (48) is arranged on one of the pair of vertical retaining frames (30) (in this embodiment, the vertical retaining frame (30) on the right in the drawing) to restrain the mounted lens segment (20) toward the other vertical retaining frame (30) (in this embodiment, the vertical retaining frame (30) on the left in the drawing). Although a plate spring is used for the second restraining member (48) of this embodiment, the second restraining member (48) is not limited to a plate spring, and any elastic member having the above function may be used.
홀더(22)에 필요한 매수의 렌즈 세그먼트(20)를 배치해 가면, 이들 제1 억압 부재(46) 및 제2 억압 부재(48)의 억압력에 의해 렌즈 세그먼트(20)가 하나의 모퉁이(본 실시 형태에서는 도면 중 좌하측의 모퉁이)를 향하여 억압되므로, 이 모퉁이가 기준 위치(기준면)가 되어 각 렌즈 세그먼트(20)를 정확한 위치에 배치할 수 있다.When the required number of lens segments (20) are arranged in the holder (22), the lens segments (20) are pressed toward one corner (the lower left corner in the drawing in this embodiment) by the pressing force of the first pressing member (46) and the second pressing member (48), so that this corner becomes a reference position (reference plane), and each lens segment (20) can be placed at an accurate position.
또한, 홀더(22)는 상측 가로 유지 프레임(32) 및 하측 가로 유지 프레임(34)의 유지 홈(42)에 탑재된 렌즈 세그먼트(20)의 유지 부재(26)에 접촉되도록 각각 겹쳐 얹히는 한 쌍의 협지 판재(44)를 구비하고 있다. 또한, 이 협지 판재(44)는 단순한 판재이어도 되고, 렌즈 세그먼트(20) 유지 부재(26)를 유지 홈(42)을 향하여 억압하는 탄성 재료(예를 들면, 판 스프링)로 구성해도 된다.In addition, the holder (22) is provided with a pair of interlocking plates (44) that are overlapped so as to come into contact with the retaining member (26) of the lens segment (20) mounted in the retaining groove (42) of the upper horizontal retaining frame (32) and the lower horizontal retaining frame (34). In addition, the interlocking plates (44) may be simple plates, or may be formed of an elastic material (e.g., a plate spring) that presses the lens segment (20) retaining member (26) toward the retaining groove (42).
이에 의해, 제1 억압 부재(46)로부터의 억압력을 받는 각 렌즈 세그먼트(20)의 도면 중 상측의 유지 부재(26)가 협지 판재(44)와 유지 홈(42)과의 사이에서 협지되고(도 4 참조), 또한 도면 중 하측의 유지 부재(26)도 협지 판재(44)와 유지 홈(42)과의 사이에서 협지되므로, 각 렌즈 세그먼트(20)가 홀더(22)로부터 부상하는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, the upper retaining member (26) of each lens segment (20) receiving the restraining force from the first restraining member (46) is held between the retaining plate (44) and the retaining groove (42) (see FIG. 4), and the lower retaining member (26) of each lens segment (20) is also held between the retaining plate (44) and the retaining groove (42), so that each lens segment (20) can be prevented from rising from the holder (22).
케이스(14)는 상술한 렌즈 유닛(12)을 2 매 수용할 수 있도록 되어 있고, 도 1b에 도시한 바와 같이, 각 렌즈 유닛(12)은 소정의 간격을 두고 대면 상태로 배치된다. 또한, 케이스(14)의 재질로서는 알루미늄, 스테인리스, 황동 등이 생각된다. 어떤 재질을 선택하는 경우에도, 홀더(22)의 재질과 케이스(14)의 재질을 일치시키는 것이 바람직하다.The case (14) is designed to accommodate two of the lens units (12) described above, and as shown in Fig. 1b, each lens unit (12) is placed facing each other with a predetermined interval. In addition, aluminum, stainless steel, brass, etc. are conceivable as the material of the case (14). Regardless of which material is selected, it is desirable to match the material of the holder (22) and the material of the case (14).
(플라이 아이 렌즈(10)의 조립·조정 방법)(Assembly and adjustment method of fly eye lens (10))
다음에, 상술한 플라이 아이 렌즈(10)를 조립하는 방법을 간단히 설명하고, 그 후, 이 플라이 아이 렌즈(10)에 의한 노광 영역의 조도의 조정 방법에 대하여 설명한다.Next, a method for assembling the above-described fly eye lens (10) will be briefly described, and then a method for adjusting the illuminance of the exposure area by the fly eye lens (10) will be described.
준비한 복수의 렌즈 세그먼트(20)의 각 양단(유지 부재(26))을 상하의 유지 홈(42)에 탑재하여 각 렌즈 세그먼트(20)를 제1 방향으로 나열해 간다. 모든 렌즈 세그먼트(20)를 배치 종료한 단계에서, 제1 억압 부재(46) 및 제2 억압 부재(48)에 의해 각 렌즈 세그먼트(20)가 기준 위치(본 실시 형태에서는 좌하측의 모퉁이)에 대하여 정확하게 위치 결정된다.Each end (retaining member (26)) of the prepared plurality of lens segments (20) is mounted on the upper and lower retaining grooves (42) and each lens segment (20) is arranged in the first direction. At the stage where all lens segments (20) are placed, each lens segment (20) is accurately positioned with respect to the reference position (the lower left corner in this embodiment) by the first suppressing member (46) and the second suppressing member (48).
그 후, 한 쌍의 협지 판재(44)를 각각 상측 가로 유지 프레임(32) 및 하측 가로 유지 프레임(34)에 부착함으로써 렌즈 유닛(12)이 완성된다. 그리고, 2 매의 렌즈 유닛(12)을 케이스(14)에 편성함으로써 플라이 아이 렌즈(10)가 완성된다. 또한, 2 매의 렌즈 유닛(12)을 편성할 때에는, 각 렌즈 유닛(12)에서의 기준 위치가 플라이 아이 렌즈(10)의 광축 방향을 기본으로 하여 동일한 축 상에 있도록 설정하는 것이 바람직하다.Thereafter, the lens unit (12) is completed by attaching a pair of siding plates (44) to the upper horizontal support frame (32) and the lower horizontal support frame (34), respectively. Then, the fly-eye lens (10) is completed by assembling two lens units (12) into a case (14). In addition, when assembling two lens units (12), it is preferable that the reference positions in each lens unit (12) be set to be on the same axis based on the optical axis direction of the fly-eye lens (10).
플라이 아이 렌즈(10)에 의한 노광 영역의 조도 분포를 조정할 때에는, 렌즈 유닛(12)을 구성하는 복수의 렌즈 세그먼트(20) 중 어느 것(최저 하나)을 뒤집음으로써 실시한다. 즉, 복수의 렌즈 세그먼트(20)를 나열할 때 플라이 아이 렌즈(10)의 표면에 렌즈 세그먼트(20)의 표면 및 이면 중 어느 것을 배치할지를 선택한다. 그 결과, 조정이 종료된 상태의 플라이 아이 렌즈(10)에서는, 일부가 렌즈 세그먼트(20)의 표면으로 구성되어 있고, 잔부가 렌즈 세그먼트(20)의 이면으로 구성된다.When adjusting the illuminance distribution of the exposure area by the fly-eye lens (10), this is done by flipping over any one (at least one) of the plurality of lens segments (20) constituting the lens unit (12). That is, when arranging the plurality of lens segments (20), which one of the surface and the back surface of the lens segment (20) is to be placed on the surface of the fly-eye lens (10) is selected. As a result, in the fly-eye lens (10) in a state where adjustment is completed, a part is composed of the surface of the lens segment (20), and the remainder is composed of the back surface of the lens segment (20).
노광 영역의 조도 분포의 조정에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. 일반적으로, 렌즈(24)의 볼록면(본 실시 형태에서는 표면)이 외측이 되도록 배치한 경우, 조사면에 있어서의 조사 범위의 외형상은 「실감개형」(도 5 참조)이 되고, 볼록면이 내측이 되도록 배치한 경우(즉, 본 실시 형태에서의 이면이 외측이 되도록 배치한 경우), 조사면에서의 조사 범위의 외형상은 「통형」(도 6 참조)이 된다. 그리고, 「실감개형」에서는 조사 범위에서의 네 모퉁이의 조도가 비교적 낮아지고, 반대로 「통형」에서는 조사 범위에서의 네 모퉁이의 조도가 비교적 높아진다.The adjustment of the illuminance distribution in the exposure area will be described more specifically. In general, when the convex surface (the surface in this embodiment) of the lens (24) is arranged so that it faces outward, the outer shape of the irradiation range in the irradiation surface becomes a "realistic shell shape" (see Fig. 5), and when the convex surface is arranged so that it faces inward (i.e., when the back surface in this embodiment is arranged so that it faces outward), the outer shape of the irradiation range in the irradiation surface becomes a "barrel shape" (see Fig. 6). In addition, in the "realistic shell shape", the illuminance of the four corners in the irradiation range becomes relatively low, and conversely, in the "barrel shape", the illuminance of the four corners in the irradiation range becomes relatively high.
이러한 특성을 이용하여, 각 렌즈 유닛(12)을 구성하는 렌즈 세그먼트(20)의 일부를 반전시킴으로써, 조사 범위의 외형상이나 조도 분포를 변화시킬 수 있게 된다.By utilizing these characteristics, it is possible to change the external shape or illuminance distribution of the investigation range by reversing a portion of the lens segments (20) constituting each lens unit (12).
물론, 렌즈 세그먼트(20)마다 표면 · 이면 중 어느 것을 외측을 향할지를 조정해도 되고, 복수의 렌즈 세그먼트(20)의 방향을 정리하여 조정해도 된다. 추가적으로 말하면, 렌즈 유닛(12) 단위로 어느 면이 외측을 향하게 할지 조정해도 된다.Of course, it is possible to adjust which of the front and back surfaces of each lens segment (20) faces outward, and to organize and adjust the directions of multiple lens segments (20). Additionally, it is also possible to adjust which surface faces outward for each lens unit (12).
또한, 조정에 의한 조사 상태의 영향도는, 조정된 렌즈 세그먼트(20)가 렌즈 유닛(12)에서의 어느 위치에 있는지에 따라 다르다. 일반적으로, 광 조사 장치에서의 램프로부터 조사된 광의 플라이 아이 렌즈(10)에 대한 조도 분포는 해당 플라이 아이 렌즈(10)의 중심 부근이 가장 높고, 해당 중심 부근으로부터 동심원 형상으로 낮아진다. 이 때문에, 렌즈 유닛(12)의 중앙 부근에 배치된 렌즈 세그먼트(20)를 조정한 편이 조사면에서의 조도 분포의 변화도 커진다.In addition, the influence of the irradiation state by adjustment varies depending on the position of the adjusted lens segment (20) in the lens unit (12). In general, the illuminance distribution of light irradiated from a lamp in a light irradiation device to a fly-eye lens (10) is highest near the center of the fly-eye lens (10) and decreases in a concentric circle shape from near the center. Therefore, the change in the illuminance distribution on the irradiation surface also becomes greater when the lens segment (20) positioned near the center of the lens unit (12) is adjusted.
또한, 한 쌍의 렌즈 유닛(12)끼리의 간격을 변경함에 의해서도 조도 분포의 조정을 실시할 수 있다.Additionally, the illuminance distribution can be adjusted by changing the spacing between a pair of lens units (12).
(플라이 아이 렌즈(10)의 특징)(Features of Fly Eye Lens (10))
본 실시 형태에 관한 플라이 아이 렌즈(10)에 따르면, 서로 다른 광학 특성을 갖는 표리면을 구비하는 렌즈 세그먼트(20)를 사용하고 있음으로써, 해당 플라이 아이 렌즈(10)의 표면에 각 렌즈 세그먼트(20)의 표면을 사용할지 이면을 사용할지로 노광 영역의 조도의 조정을 실시할 수 있다. 이에 의해, 본 발명에 관한 플라이 아이 렌즈(10)에 의하면, 넓은 노광 영역의 조도를 균일하게 맞추는 조정이 실시하기 쉬워진다.According to the fly-eye lens (10) of the present embodiment, by using lens segments (20) having front and back surfaces having different optical characteristics, it is possible to adjust the illuminance of the exposure area by using the front or back surface of each lens segment (20) on the surface of the fly-eye lens (10). As a result, according to the fly-eye lens (10) of the present invention, it becomes easy to perform adjustment to uniformly match the illuminance of a wide exposure area.
또한, 본 실시 형태에 관한 플라이 아이 렌즈(10)는 렌즈 유닛(12)을 2 매 1조로 사용하고 있고, 상대하는 1 조의 렌즈(24)끼리의 중심축을 다른 조의 렌즈(24)끼리의 중심축과 각각 평행하게 정리해 해 둘 필요가 있지만, 하나의 렌즈 유닛(12)에 있어서의 렌즈 세그먼트(20) 단위로 배치 위치 조정이 가능한 점에서, 이들 중심축의 조정도 용이하게 실시할 수 있다.In addition, the fly-eye lens (10) of the present embodiment uses two lens units (12) in one set, and the central axes of the lenses (24) of one set of opposing lenses need to be aligned parallel to the central axes of the lenses (24) of the other set. However, since the arrangement position can be adjusted for each lens segment (20) in one lens unit (12), the adjustment of these central axes can also be easily performed.
또한, 앞서 설명한 바와 같이, 기판이 되는 유리나 액정 패널의 대형화에 따라 플라이 아이 렌즈도 대형화되어 있는 점에서, 플라이 아이 렌즈 자체의 중량이나 치수가 커져 있어, 취급이 곤란해져 있는 바, 본 실시 형태에 관한 플라이 아이 렌즈(10)이라면 렌즈 세그먼트(20) 단위로 조립할 수 있으므로, 홀더(22)에의 설치가 용이해진다.In addition, as explained above, as the glass or liquid crystal panel that serves as the substrate becomes larger, the fly-eye lens also becomes larger, and thus the weight and dimensions of the fly-eye lens itself become larger, making handling difficult. However, since the fly-eye lens (10) according to the present embodiment can be assembled in units of lens segments (20), installation into the holder (22) becomes easier.
또한, 종래와 같이 1 매의 렌즈 유닛(12)의 경우, 어딘가 하나라도 결함이 있으면 렌즈 유닛(12) 전체가 쓸모 없게 되지만, 본 실시 형태에 관한 플라이 아이 렌즈(10)이라면, 결함이 발생한 렌즈(24)를 포함하는 렌즈 세그먼트(20)만을 교환하면 되므로, 렌즈 유닛(12)(플라이 아이 렌즈(10))의 수율이 향상된다.In addition, in the case of a single lens unit (12) as in the past, if there is a defect in even one part, the entire lens unit (12) becomes useless, but in the case of the fly-eye lens (10) according to the present embodiment, only the lens segment (20) including the lens (24) in which a defect has occurred needs to be replaced, so the yield of the lens unit (12) (fly-eye lens (10)) is improved.
(변형예 1)(Variation 1)
상술한 실시 형태에서는, 각 렌즈 세그먼트(20)는 복수의 렌즈(24)를 제2 방향(도면 중 상하 방향)으로 나열하여 구성되어 있고, 복수의 렌즈 세그먼트(20)를 제1 방향(도면 중 좌우 방향)으로 정렬되도록 하여 렌즈 유닛(12)이 구성되어 있었지만, 제1 방향과 제2 방향을 반대로 하여, 복수의 렌즈(24)를 제2 방향(좌우 방향)으로 나열하여 렌즈 세그먼트(20)를 구성하고, 복수의 렌즈 세그먼트(20)를 제1 방향(상하 방향)으로 정렬되도록 하여 렌즈 유닛(12)을 구성해도 된다.In the above-described embodiment, each lens segment (20) is configured by arranging a plurality of lenses (24) in a second direction (up-down direction in the drawing), and the lens unit (12) is configured by aligning the plurality of lens segments (20) in a first direction (left-right direction in the drawing). However, the lens segment (20) may be configured by arranging a plurality of lenses (24) in a second direction (left-right direction) with the first direction and the second direction reversed, and the lens unit (12) may be configured by aligning the plurality of lens segments (20) in the first direction (up-down direction).
(변형예 2)(Variation 2)
홀더(22)의 구조는 상술한 것에 한정되지 않고, 예를 들면 도 7에 도시한 바와 같이 한 쌍의 세로 유지 프레임(30)과 상측 가로 유지 프레임(32)과 하측 가로 유지 프레임(34)을 각각 별개로 형성하고, 이를 조립함으로써 사각 형상의 홀더(22)를 구성해도 된다.The structure of the holder (22) is not limited to that described above, and for example, as shown in Fig. 7, a pair of vertical holding frames (30), an upper horizontal holding frame (32), and a lower horizontal holding frame (34) may be formed separately, and then assembled to form a square-shaped holder (22).
세로 유지 프레임(30)은 홀더(22)를 조립했을 때 세로 방향 좌우에 배치되는 부재이고, 양단부에는 렌즈 세그먼트(20)의 유지 부재(26)와 동일한 두께의 유지 프레임 유지 부재(36)가 형성되어 있다. 또한, 유지 프레임 유지 부재(36) 이외의 본체 부분의 두께는 렌즈 세그먼트(20)를 구성하는 렌즈(24)의 최대 두께보다도 약간 두껍게 형성되어 있다.The vertical retaining frame (30) is a member that is arranged on the left and right in the vertical direction when the holder (22) is assembled, and a retaining frame retaining member (36) having the same thickness as the retaining member (26) of the lens segment (20) is formed at both ends. In addition, the thickness of the main body portion other than the retaining frame retaining member (36) is formed to be slightly thicker than the maximum thickness of the lens (24) constituting the lens segment (20).
상측 가로 유지 프레임(32)은 홀더(22)를 조립했을 때 가로 방향 상측에 배치되는 부재이고, 그 하면에는 길이 방향으로 연장되는 상측 홈(38)이 형성되어 있다. 이 상측 홈(38)은 렌즈 세그먼트(20)의 유지 부재(26)나, 세로 유지 프레임(30)의 유지 프레임 유지 부재(36)가 끼워 넣어지도록 이루어져 있다.The upper horizontal retaining frame (32) is a member that is placed on the upper side in the horizontal direction when the holder (22) is assembled, and an upper groove (38) extending in the longitudinal direction is formed on the lower surface thereof. This upper groove (38) is configured so that a retaining member (26) of a lens segment (20) or a retaining frame retaining member (36) of a vertical retaining frame (30) is inserted therein.
하측 가로 유지 프레임(34)은 홀더(22)를 조립했을 때 가로 방향 하측에 배치되는 부재이며, 그 상면에는 길이 방향으로 연장되는 하측 홈(40)이 형성되어 있다. 이 하측 홈(40)은 렌즈 세그먼트(20)의 유지 부재(26)나, 세로 유지 프레임(30)의 유지 프레임 유지 부재(36)가 끼워 넣어지도록 이루어져 있다.The lower horizontal retaining frame (34) is a member that is placed on the lower side in the horizontal direction when the holder (22) is assembled, and a lower groove (40) extending in the longitudinal direction is formed on its upper surface. This lower groove (40) is configured so that the retaining member (26) of the lens segment (20) or the retaining frame retaining member (36) of the vertical retaining frame (30) is inserted into it.
이 변형예 2에 관한 홀더(22)를 사용하여 플라이 아이 렌즈(10)를 조립하는 경우, 준비한 복수의 렌즈 세그먼트(20)를 제1 방향으로 나열한 후, 좌우 양단에 홀더(22)의 세로 유지 프레임(30)을 나열한다. 이것으로, 각 렌즈 세그먼트(20)의 유지 부재(26)와, 한 쌍의 세로 유지 프레임(30)의 유지 프레임 유지 부재(36)가 일방향으로 나열된 상태가 된다.When assembling a fly-eye lens (10) using the holder (22) of this modified example 2, after arranging the prepared plurality of lens segments (20) in the first direction, the vertical retaining frames (30) of the holder (22) are lined up at both left and right ends. In this way, the retaining members (26) of each lens segment (20) and the retaining frame retaining members (36) of the pair of vertical retaining frames (30) are lined up in one direction.
그 후, 상측 가로 유지 프레임(32)의 상측 홈(38)에 유지 부재(26) 및 유지 프레임 유지 부재(36)가 끼워지도록 하여 상측 가로 유지 프레임(32)이 부착된다. 동일하게, 하측으로부터 하측 가로 유지 프레임(34)을 부착한다.Thereafter, the upper horizontal retaining frame (32) is attached by fitting the retaining member (26) and the retaining frame retaining member (36) into the upper groove (38) of the upper horizontal retaining frame (32). Similarly, the lower horizontal retaining frame (34) is attached from the lower side.
여기까지로 렌즈 유닛(12)이 완성된다. 완성된 한 쌍의 렌즈 유닛(12)을 케이스(14) 내에 수용하여 플라이 아이 렌즈(10)를 완성한다.The lens unit (12) is completed up to this point. The completed pair of lens units (12) are housed in a case (14) to complete the fly-eye lens (10).
이번에 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 의해 나타내어지며, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것으로 의도된다.It should be understood that the disclosed embodiments are in all respects illustrative and not restrictive. The scope of the invention is indicated by the claims rather than the foregoing description, and it is intended that all modifications within the scope and meaning equivalent to the claims be included.
10: 플라이 아이 렌즈 12: 렌즈 유닛
14: 케이스 20: 렌즈 세그먼트
22: 홀더 24: 렌즈
26: 유지 부재 30: 세로 유지 프레임
32: 상측 가로 유지 프레임 34: 하측 가로 유지 프레임
36: 유지 프레임 유지 부재 38: 상측 홈
40: 하측 홈 42: 유지 홈
44: 협지 판재 46: 제1 억압 부재
48: 제2 억압 부재10: Fly eye lens 12: Lens unit
14: Case 20: Lens segment
22: Holder 24: Lens
26: Absence of maintenance 30: Vertical maintenance frame
32: Upper horizontal support frame 34: Lower horizontal support frame
36: Retaining frame retaining member 38: Upper groove
40: Lower groove 42: Maintenance groove
44: The first suppression board 46: Absence of the first suppression board
48: Absence of the second oppression
Claims (3)
상기 각 렌즈 세그먼트는 각각 복수의 렌즈를 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 나열하여 구성되어 있고,
상기 각 렌즈 세그먼트의 표면과 이면은 서로 다른 광학 특성을 갖고 있으며,
상기 플라이 아이 렌즈의 표면은 일부가 상기 렌즈 세그먼트의 상기 표면으로 구성되어 있고, 잔부가 상기 렌즈 세그먼트의 상기 이면으로 구성되어 있는, 플라이 아이 렌즈.A fly-eye lens configured by arranging a plurality of lens segments in a first direction,
Each of the above lens segments is configured by arranging a plurality of lenses in a second direction orthogonal to the first direction,
The surface and back surface of each of the above lens segments have different optical properties.
A fly-eye lens, wherein a portion of the surface of the fly-eye lens is composed of the surface of the lens segment and the remainder is composed of the back surface of the lens segment.
복수의 상기 렌즈 세그먼트를 상기 제1 방향으로 나열하여 플라이 아이 렌즈를 제조하는 방법으로서,
복수의 상기 렌즈 세그먼트를 나열할 때, 상기 플라이 아이 렌즈의 표면에 상기 렌즈 세그먼트의 상기 표면 및 상기 이면 중 어느 것을 배치할지 선택하여 상기 플라이 아이 렌즈의 집광 상태를 조정하는, 플라이 아이 렌즈의 제조 방법.A plurality of lenses are arranged in a second direction orthogonal to the first direction, and a plurality of lens segments having different optical properties on the front and back surfaces are prepared.
A method for manufacturing a fly-eye lens by arranging a plurality of the above lens segments in the first direction,
A method for manufacturing a fly-eye lens, wherein when listing a plurality of the above lens segments, the light gathering state of the fly-eye lens is adjusted by selecting which of the surface and the back surface of the lens segment to place on the surface of the fly-eye lens.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20221110 |
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| PA0201 | Request for examination | ||
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| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20241007 Patent event code: PE09021S01D |
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20250519 |
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| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20250527 Patent event code: PR07011E01D |
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Payment date: 20250528 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
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| PG1601 | Publication of registration |