(57)【要約】【課題】照度むらをより改善可能な偏光光照射装置を提供する。【解決手段】偏光光照射装置１は、線状の光源４と、この光源４の光を集光する樋状の主反射鏡５と、照射する光を直線偏光にするためのワイヤーグリッド偏光子１６とを備え、偏光光を照射対象物Ｗに照射する偏光光照射装置１において、光源４の発光端Ｐ近傍に、光源４からワイヤーグリッド偏光子近傍に延出する補助反射鏡６を設け構成とする。【選択図】図１
2015170409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の光源と、この光源の光を集光する樋状の主反射鏡と、照射する光を直線偏光にするためのワイヤーグリッド偏光子とを備え、偏光光を照射対象物に照射する偏光光照射装置において、
前記光源の発光端近傍に、前記光源から前記ワイヤーグリッド偏光子近傍に延出する補助反射鏡を設けたことを特徴とする偏光光照射装置。
【請求項２】
前記補助反射鏡は、前記照射対象物の鉛直方向に対して０°〜２０°の範囲で傾斜させて設けたことを特徴とする請求項１項に記載の偏光光照射装置。
【請求項３】
前記光源と前記ワイヤーグリッド偏光子との間に波長選択フィルタを備え、
前記補助反射鏡は、前記光源と前記波長選択フィルタとの間、及び、前記波長選択フィルタと前記ワイヤーグリッド偏光子との間に分割して配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の偏光光照射装置。
【請求項４】
前記補助反射鏡は、上部補助反射鏡と下部補助反射鏡に分割され、
前記光源の発光長が前記光源の長さ方向における前記照射対象物の長さよりも短い場合には、前記下部補助反射鏡の下端を前記照射対象物の長さ以上の位置に配置し、
前記光源の発光長が前記照射対象物の前記長さよりも長い場合には、前記下部補助反射鏡の角度を前記上部補助反射鏡と異ならせて配置したことを特徴とする請求項３に記載の偏光光照射装置。
【請求項５】
前記主反射鏡の先端と前記波長選択フィルタとの間の空間部、及び、前記波長選択フィルタと前記ワイヤーグリッド偏光子との間の空間部に冷却風を流すことを特徴とする請求項３又は４に記載の偏光光照射装置。
【請求項６】
前記補助反射鏡は、前記光源側の基端部を前記主反射鏡の断面を覆う大きさで形成し、前記基端部に前記光源を貫通させる切り欠き部を設けるとともに、前記ワイヤーグリッド偏光子側の先端部を少なくとも前記主反射鏡の断面開口幅以上の大きさで形成して構成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の偏光光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線状の光源、樋状の主反射鏡、及びワイヤーグリッド偏光子を備えた偏光光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樋状の主反射鏡内に線状の光源を収め、この光源の光を、主反射鏡の出射側に設けたワイヤーグリッド偏光子によって偏光して、照射対象物に照射する偏光光照射装置が知られている。この偏光光照射装置では、光源の長手方向の照度は、光源の中心に対して光源の端部近傍で急激に下がり、照度むらが大きい。
そこで、照度むらを補うため、光源の長手方向外側に向かう光を反射する補助反射鏡を、光源の両端部外側に設けた紫外線照射装置（例えば、特許文献１参照）がある。また、同様の補助反射鏡を、主反射鏡を囲う筐体の下方に設けた紫外可視光照射装置（例えば、特許文献２参照）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２１１７０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３８３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、偏光光照射装置に上述した従来の構成を単に適用しただけでは、照度むらを十分に補うことができなかった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、照度むらをより改善可能な偏光光照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した目的を達成するために、本発明は、線状の光源と、この光源の光を集光する樋状の主反射鏡と、照射する光を直線偏光にするためのワイヤーグリッド偏光子とを備え、偏光光を照射対象物に照射する偏光光照射装置において、前記光源の発光端近傍に、前記光源から前記ワイヤーグリッド偏光子近傍に延出する補助反射鏡を設けたことを特徴とする。
【０００６】
上述の構成において、前記補助反射鏡は、前記照射対象物の鉛直方向に対して０°〜２０°の範囲で傾斜させて設けてもよい。
【０００７】
上述の構成において、前記光源と前記ワイヤーグリッド偏光子との間に波長選択フィルタを備え、前記補助反射鏡は、前記光源と前記波長選択フィルタとの間、及び、前記波長選択フィルタと前記ワイヤーグリッド偏光子との間に分割して配置してもよい。
【０００８】
上述の構成において、前記補助反射鏡は、上部補助反射鏡と下部補助反射鏡に分割され、前記光源の発光長が前記光源の長さ方向における前記照射対象物の長さよりも短い場合には、前記下部補助反射鏡の下端を前記照射対象物の長さ以上の位置に配置し、前記光源の発光長が前記照射対象物の前記長さよりも長い場合には、前記下部補助反射鏡の角度を前記上部補助反射鏡と異ならせて配置してもよい。
【０００９】
上述の構成において、前記主反射鏡の先端と前記波長選択フィルタとの間の空間部、及び、前記波長選択フィルタと前記ワイヤーグリッド偏光子との間の空間部に冷却風を流してもよい。
【００１０】
上述の構成において、前記補助反射鏡は、前記光源側の基端部を前記主反射鏡の断面を覆う大きさで形成し、前記基端部に前記光源を貫通させる切り欠き部を設けるとともに、前記ワイヤーグリッド偏光子側の先端部を少なくとも前記主反射鏡の断面開口幅以上の大きさで形成して構成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光源の発光端近傍に、光源からワイヤーグリッド偏光子近傍に延出する補助反射鏡を設けたため、照度むらをより改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る偏光光照射装置を模式的に示す正面図である。
【図２】偏光光照射装置を示す側面図である。
【図３】偏光子ユニットの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側断面図である。
【図４】偏光光照射装置を示す側断面図である。
【図５】偏光光照射装置を、ランプの端部を拡大して示す模式図である。
【図６】補助反射板の角度とワークの総エネルギーとの関係を示すグラフである。
【図７】補助反射鏡の角度と照度との関係を示すグラフであり、（Ａ）は全体を、（Ｂ）は（Ａ）の部分Ｙを拡大して示す。
【図８】補助反射鏡の長さと照度との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第２実施形態に係る偏光光照射装置を模式的に示す正面図である。
【図１０】偏光光照射装置を示す側面図である。
【図１１】偏光光照射装置を、ランプの端部を拡大して示す模式図である。
【図１２】偏光光照射装置を示す側断面図である。
【図１３】補助反射鏡の長さと照度との関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る偏光光照射装置を、ランプの端部を拡大して示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態に係る偏光光照射装置を模式的に示す正面図であり、図２は偏光光照射装置を示す側面図である。図３は、偏光子ユニットの構成を示す図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は側断面図である。図４は、偏光光照射装置を示す側断面図である。
偏光光照射装置１は、図１及び２に示すように、板状もしくは、帯状のワーク（照射対象物）Ｗの光配向膜に偏光光を照射して光配向する光配向装置である。偏光光照射装置１は、下面に光出射開口部３Ａを有する筐体３内に光源たるランプ４、主反射板（主反射鏡）５及び補助反射板（補助反射鏡）６を備えるとともに、光出射開口部３Ａに偏光子ユニット１０を備えている。これら主反射板５及び補助反射板６は、偏光光照射装置１の反射鏡を構成している。
【００１４】
ワークＷは、直動機構（不図示）によって直動方向Ｘに沿って移送されて偏光光照射装置１の直下を通過し、この通過の際に偏光光に曝露されて光配向膜が配向される。本実施形態では、ワークＷは平面視で矩形状に形成され、ワークＷの短手方向が直動方向Ｘに一致するように移送されるようになっている。
筐体３は、ワークＷから所定距離離れた上方位置に配置されている。ランプ４は、放電灯であり、少なくともワークＷの長手方向の長さと同等以上に延びる直管型（棒状）の紫外線ランプが用いられている。
主反射板５は、断面楕円形、かつランプ４の長手方向に沿って延びるシリンドリカル凹面（樋状）反射鏡のであり、ランプ４の光を集光して光出射開口部３Ａから偏光子ユニット１０に向けて照射する。
【００１５】
光出射開口部３Ａは、ランプ４の直下に形成された平面視で矩形状の開口部であり、長手方向がランプ４の長手方向（軸方向）に一致するように設けられている。
光出射開口部３Ａの内側には、透過する光の波長を選択する波長選択フィルタ７が設けられ、この波長選択フィルタ７によって偏光光照射装置１は所望の波長の光を照射するようになっている。
なお、本実施形態では、波長選択フィルタ７を設けたが、ランプ４自体で所望の波長の光を出射できる場合には、波長選択フィルタ７を省略してもよい。
【００１６】
光出射開口部３Ａには、偏光子ユニット１０が設けられ、この偏光子ユニット１０によって光出射開口部３Ａが塞がれる。偏光子ユニット１０は、波長選択フィルタ７とワークＷの間に配置され、ワークＷに照射される光を偏光する。この偏光光がワークＷの光配向膜に照射されることで、当該光配向膜が配向される。
偏光子ユニット１０は、図３に示すように、複数の単位偏光子ユニット１２と、これら単位偏光子ユニット１２を横並びに一列に整列するフレーム１４とを備えている。フレーム１４は、各単位偏光子ユニット１２を連接配置する板状の枠体である。単位偏光子ユニット１２は、略矩形板状に形成されたワイヤーグリッド偏光子（偏光子）１６を備えている。
本実施形態では、各単位偏光子ユニット１２は、ワイヤーグリッド偏光子１６をワイヤー方向Ａが直動方向Ｘと平行になるように支持し、このワイヤー方向Ａと直交する方向と、ワイヤーグリッド偏光子１６の配列方向Ｂとが一致するようになされている。
【００１７】
ワイヤーグリッド偏光子１６は、直線偏光子の一種であり、基板の表面にグリッドを形成したものである。上述の通り、ランプ４が棒状であることから、ワイヤーグリッド偏光子１６には、さまざまな角度の光が入射するが、ワイヤーグリッド偏光子１６は、斜めに入射する光であっても直線偏光化して透過する。
ワイヤーグリッド偏光子１６は、その法線方向を回動軸にして面内で回動させて偏光軸Ｃ１の方向を微調整できるように単位偏光子ユニット１２に支持されている。すなわち、複数のワイヤーグリッド偏光子１６は、偏光軸Ｃ１の方向を微調整できるように互いに隙間を空けて配置されている。全ての単位偏光子ユニット１２について、ワイヤーグリッド偏光子１６の偏光軸Ｃ１が所定の照射基準方向に揃うように微調整されることで、偏光子ユニット１０の長軸方向の全長に亘り偏光軸Ｃ１が高精度に揃えられた偏光光が得られ、高品位な光配向が可能となる。偏光軸Ｃ１が調整されたワイヤーグリッド偏光子１６は、単位偏光子ユニット１２の上端、及び下端がねじ（固定手段）１９によってフレーム１４に固定されることで、フレーム１４に固定配置される。
【００１８】
また、偏光光照射装置１は、図４に示すように、ランプ４、主反射板５、波長選択フィルタ７及び偏光子ユニット１０を冷却する冷却経路３０を備えている。冷却経路３０には、冷却風を送風する送風機（不図示）が接続されている。
筐体３内には、ランプ４及び主反射板５の側方を囲む隔壁３１が、筐体３と隙間δ１を空けて設けられている。隔壁３１は、下部にランプ４及び主反射板５を下方に露出する開口３１Ａを有するとともに、上部に通風孔３１Ｂを有している。
【００１９】
冷却風は、隔壁３１と筐体３との間の隙間δ１に供給され、主反射板５の先端５Ｂと波長選択フィルタ７との間の空間部Ｓ１を流れて、主反射板５内と、主反射板５の外側であって隔壁３１内の空間Ｒとに流れ込み、ランプ４、主反射板５、波長選択フィルタ７及び偏光子ユニット１０の光学部材を冷却する。これらの光学部材を冷却して温度が高くなった冷却風は、主反射板５の上部に形成された貫通孔５Ａから、また、主反射板５の外側から、隔壁３１内の空間Ｒに流れ、隔壁３１外に排出される。偏光光照射装置１は、冷却風が冷却経路３０を循環するように構成されてもよいし、光学部材を冷却した冷却風を外部に排出してもよい。
【００２０】
この偏光光照射装置１においては、ランプ４の長手方向の照度は、ランプ４の中心に対してランプ４の両端部Ｑ近傍で急激に下がり、照度むらが大きい。照度むらを補うため、ランプの長手方向外側に向かう光を反射する補助反射鏡を、ランプの両端部外側、或いは、筐体の下方に設ける方法がある。補助反射鏡をランプの両端部外側、或いは、筐体の下方に設けた構成では、照度むらを十分に補うことができなかった。
そこで、本実施形態では、ランプ４の発光端（電極）Ｐ近傍に補助反射板６を設けている。なお、以下の説明では、発光端Ｐ間の距離を発光長Ｍとして説明する。
【００２１】
図５は、偏光光照射装置１を、ランプ４の端部Ｑを拡大して示す模式図である。
補助反射板６は、ランプ４とワークＷの間に設けられ、ワークＷの外に漏れる光をワークＷに向けて反射することで、ランプ４及び主反射板５の照射による照度分布を補うものである。
詳述すると、この偏光光照射装置１では、ランプ４及び主反射板５のみで照射した場合、図１及び図５に示すように、ランプ４の両端部Ｑに対応する領域Ｄで照度が不足する。この偏光光照射装置１では、この領域Ｄの照度不足を反射光によって補うように補助反射板６が構成されている。
【００２２】
具体的には、補助反射板６は、ランプ４の両端に対面する一対の端板２０を有し、その内壁面が反射面として構成されている。補助反射板６の基端８Ａはランプ４の発光端Ｐ近傍に位置する。
具体的には、発光長ＭがワークＷの長さＮより長い場合は、基端８Ａの位置は発光端ＰとワークＷの端Ｗ１との間が望ましく、基端８Ａを発光端Ｐの外側に配置する場合は、基端８Ａの位置は発光端Ｐから３０ｍｍ以内が望ましい。発光長ＭがワークＷの長さＮより短い場合は、基端８Ａの位置は発光端Ｐから３０ｍｍ以内が望ましく、先端８Ｂの位置はワークＷの端Ｗ１の外側に配置する必要がある。本実施形態では、発光長ＭがワークＷの長さＮより長く、基端８Ａの位置は発光端Ｐに配置している。
【００２３】
補助反射板６の長さＬは、少なくとも主反射板５の先端５Ｂ以上に設定される。図５（Ａ）は先端８Ｂを主反射板５の先端５Ｂと同位置に配置した場合、図５（Ｂ）は先端８Ｂを偏光子ユニット１０近傍に配置した場合を示す。
端板２０の基端部２０Ａは、図２に示すように、主反射板５の断面を覆う大きさで形成され、この基端部２０Ａには、ランプ４を貫通させる切り欠き部２１が形成されている。切り欠き部２１は、主反射板５の頂部５Ｃに向けて開口しており、この開口部２１Ａからランプ４が切り欠き部２１に挿入される。端板２０の先端部２０Ｂは、主反射板５の断面開口幅Ｋと略同等の大きさに形成されている。
【００２４】
係る構成の下、一対の端板２０は、上記領域Ｄに向けて光を反射し、この反射光によって領域Ｄの照度が補われる。
また、端板２０の傾斜角度θは、照度を補うべき領域Ｄに反射光を照射するように調整され、これにより、均斉度が高められる。
【００２５】
本実施形態の波長選択フィルタ７は透過吸収型フィルタ又は多層膜から形成されるフィルタで構成されており、このような波長選択フィルタ７は、入射角度が斜めになるほど透過光量が減る特性（角度特性）を有する。そして、この波長選択フィルタ７の角度特性によって、波長選択フィルタ７を透過して照射面を照射する光束は、斜めに透過する光線の割合が多い程照射面での光量が減少することになる。したがって、本実施形態では、補助反射板６は、図５（Ｃ）に示すように、基端８Ａの側から先端８Ｂの側にかけて拡開するように端板２０を傾斜することで、反射光の角度をワークの鉛直方向（法線方向）に近づけて、透過光量の減少を少なくしている。具体的には、端板２０は、ランプ４の軸方向との接点（本実施形態では、発光端Ｐ）を中心に、ワークＷの鉛直方向に対して傾斜角度θだけ傾けている。
【００２６】
図６は、補助反射板６の傾斜角度θとワークの総エネルギーとの関係を示すグラフである。図６では、横軸にワークＷの長さを、縦軸に補助反射板６がない場合に対するワークＷ内光量の増加比率を示す。図６中、巾１６００ｍｍの位置は、ランプ４の発光端Ｐ（電極）位置を示す。また、図６中、線Ｅ１は補助反射板６の傾斜角度θが０°の場合の結果、線Ｅ２は補助反射板６の傾斜角度θが５°の場合の結果、線Ｅ３は補助反射板６の傾斜角度θが１０°の場合の結果、線Ｅ４は補助反射板６の傾斜角度θが１５°の場合の結果、線Ｅ５は補助反射板６の傾斜角度θが２０°の場合の結果、Ｅ６は補助反射板６の傾斜角度θが２５°の場合の結果を示す。
図６に示すように、波長選択フィルタ７の角度特性により、補助反射板６に傾斜角度θがある方が、全体光量が増えている。本実施形態では、傾斜角度θは、５°付近において光量が最も増加している。また、傾斜角度θが大きくなると、光量の増加比率が低くなり、補助反射板６を設ける効果が低減する傾向がある。
【００２７】
図７は、補助反射鏡６の傾斜角度と照度との関係を示すグラフであり、図７（Ａ）は全体を、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の部分Ｙを拡大して示す。図７では、横軸にワークＷの軸方向における中心からの距離を、縦軸に発光長Ｍの中心における照度を１００％とした場合の照度比を示す。なお、発光長Ｍは１６００ｍｍであり、ランプ４の発光端Ｐ（電極）位置は８００ｍｍ付近の位置に対応する。また、図７中、線Ｆ１は補助反射板を設けずに主反射板のみの場合の結果、線Ｆ２は補助反射板の傾斜角度θが０°の場合の結果、線Ｆ３は補助反射板の傾斜角度θが５°の場合の結果、線Ｆ４は補助反射板の傾斜角度θが１０°の場合の結果、線Ｆ５は補助反射板の傾斜角度θが１５°の場合の結果、線Ｆ６は補助反射板の傾斜角度θが２０°の場合の結果を示す。
図７に示すように、照度比については、主反射板５のみで８０％の位置において、補助反射板６の傾斜角度θが０°〜１０°で９５％程度に改善され、主反射板５のみで７０％の位置においては、傾斜角度θが０°〜１０°で９０％以上に改善されている。主反射板５のみで６０％の位置においては、傾斜角度θが５°〜２０°で８０％以上に改善されている。
【００２８】
また、補助反射板６の長さＬによっても、照度比は変化する。
図８は、補助反射板６の長さと照度との関係を示すグラフである。図８では、横軸にワークＷの軸方向における中心からの距離を、縦軸にＰの中心における照度を１００％とした場合の照度比を示す。なお、図８は、補助反射板６の傾斜角度θを５°にした場合の結果を示す。図８中、線Ｇ１は補助反射板６を設けずに主反射板５のみの場合の結果、線Ｇ２は主反射板５の先端５Ｂからの補助反射板６の長さが０ｍｍの場合の結果、線Ｇ３は主反射板５の先端５Ｂからの補助反射板６の長さが６０ｍｍの場合の結果、線Ｇ４は主反射板５の先端５Ｂからの補助反射板６の長さが１２０ｍｍの場合の結果を示す。
図８に示すように、補助反射板６を偏光子ユニット１０に近付けるほど、実質的な反射面の面積を増やすことができるので、照度比を改善できる。
【００２９】
すなわち、偏光光照射装置１においては、傾斜角度θを０°〜２０°の範囲にすることが望ましく、補助反射板６の先端８Ｂを偏光子ユニット１０の近傍に位置させることが望ましい。本実施形態では、傾斜角度θを５°、補助反射板６の長さＬを、主反射板５の先端５Ｂからの補助反射板６の長さが１２０ｍｍとなるように設定している。
本実施形態では、補助反射板６をランプ４から偏光子ユニット１０近傍に延在させても、図４に示すように、ランプ４の両側には補助反射板６が設けられていないため、主反射板５の先端５Ｂと偏光子ユニット１０との間に空間部Ｓ１が形成される。この空間部Ｓ１に冷却風を流すことで、上述したように、光学部材を効果的に冷却できる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態によれば、ランプ４の発光端Ｐ近傍に、ランプ４から偏光子ユニット１０近傍に延出する補助反射板６を設ける構成とした。この構成により、ランプ４の両端部Ｑに対応する領域Ｄの照度不足を補助反射板６の反射光によって補うことができるので、ワークＷの均斉度を高めることができる。
【００３１】
また、本実施形態によれば、補助反射板６は、ワークＷの鉛直方向に対して０°〜２０°の範囲で傾斜させて設ける構成とした。波長選択フィルタ７が透過吸収型フィルタ又は多層膜から構成されるフィルタである場合には、波長選択フィルタ７の角度特性によって照射面に照射される光線の角度が制限される。この構成により、波長選択フィルタ７が透過吸収型フィルタであっても多層膜から構成されるフィルタであっても、透過光量の減少を少なくすることができる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、主反射板５の先端５Ｂと波長選択フィルタ７との間の空間部Ｓに冷却風を流す構成としたため、ランプ４、主反射板５、補助反射板６、波長選択フィルタ７及び偏光子ユニット１０を効果的に冷却できる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、補助反射板６は、ランプ４側の基端部２０Ａを主反射板５の断面を覆う大きさで形成し、基端部２０Ａにランプ４を貫通させる切り欠き部２１を設ける構成とした。この構成により、例えば補助反射板６をランプ４の下方に設ける場合に比べ、補助反射板６の反射面の面積を増やすことができるので、ワークＷに反射できる光量を増加させることができる。
また、偏光子ユニット１０側の先端部２０Ｂを少なくとも主反射板５の断面開口幅Ｋ以上の大きさで形成して構成した。この構成により、ランプ４の端部Ｑ外側に向かう光をより多く反射できるので、ワークＷに反射できる光量を増加させることができる。
【００３４】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、波長選択フィルタ７と偏光子ユニット１０とを近接して配置していたが、第２実施形態では、波長選択フィルタ７と偏光子ユニット１０とを離間して配置している。なお、第２実施形態では、偏光光照射装置１と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
図９は第２実施形態に係る偏光光照射装置を模式的に示す正面図であり、図１０は偏光光照射装置を示す側面図である。図１１は、偏光光照射装置を、ランプ４の端部を拡大して示す模式図である。
偏光光照射装置１００では、図９〜図１１に示すように、波長選択フィルタ７と偏光子ユニット１０とが比較的大きく離間して配置されている。
【００３６】
図１２は、偏光光照射装置１００を示す側断面図である。
また、偏光光照射装置１００は、図１２に示すように、ランプ４、主反射板５及び波長選択フィルタ７を冷却するための熱源冷却経路１３０と、波長選択フィルタ７及び偏光子ユニット１０を冷却するための偏光子冷却経路１４０とをそれぞれ独立して備えている。熱源冷却経路１３０及び偏光子冷却経路１４０のそれぞれには、冷却風を送風する送風装置（不図示）が接続されている。
筐体３内には、ランプ４及び主反射板５の側方を囲む隔壁３１が設けられている。隔壁３１は、下部にランプ４及び主反射板５を下方に露出する開口３１Ａを有するとともに、上部に通風孔３１Ｂを有している。また、筐体３と隔壁３１との間には、これらを仕切る仕切壁３２が設けられており、隔壁３１と仕切壁３２とは隙間δ２を空けて、筐体３と仕切壁３２とは隙間δ３を空けて配置されている。仕切壁３２は波長選択フィルタ７を下方に露出する開口３２Ａを有する。
【００３７】
熱源冷却経路１３０においては、冷却風は、隔壁３１と仕切壁３２との間の隙間δ２に供給され、主反射板５の先端５Ｂと波長選択フィルタ７との間の空間部Ｓ２を流れて、主反射板５内と、主反射板５の外側であって隔壁３１内の空間Ｒとに流れ込み、ランプ４、主反射板５、及び波長選択フィルタ７を冷却する。これらのランプ４、主反射板５、及び波長選択フィルタ７を冷却して温度が高くなった冷却風は、主反射板５の上部に形成された貫通孔５Ａから、また、主反射板５の外側から、隔壁３１内の空間Ｒに流れ、隔壁３１外に排出される。
【００３８】
偏光子冷却経路１４０においては、冷却風は、筐体３と仕切壁３２との間の隙間δ３の一方側に供給され、波長選択フィルタ７と偏光子ユニット１０との間の空間部Ｓ３に流れ込み、波長選択フィルタ７及び偏光子ユニット１０を冷却する。このとき、空間部Ｓ３に流れ込んだ冷却風は、ランプ４の長手方向に対して直交するように流れる。偏光子ユニット１０を冷却して温度が高くなった冷却風は、筐体３と仕切壁３２との間の隙間δ３の他方側から排出される。
偏光光照射装置１００は、冷却風が熱源冷却経路１３０及び偏光子冷却経路１４０のそれぞれを循環するように構成されてもよいし、光学部材を冷却した冷却風を外部に排出してもよい。
【００３９】
図１３は、補助反射板１０６の長さと照度との関係を示すグラフである。図１３では、横軸にワークＷの軸方向における中心からの距離を、縦軸に発光長Ｍの中心における照度を１００％とした場合の照度比を示す。なお、図１３は、補助反射板６の傾斜角度θを５°にした場合の結果を示す。図１３中、線Ｈ１は補助反射板１０６を設けずに主反射板５のみの場合の結果、線Ｈ２は補助反射板６が波長選択フィルタ７までの長さを有する場合の結果、線Ｈ３は補助反射板６が偏光子ユニット１０までの長さを有する場合の結果を示す。
図１３に示すように、照度比は、主反射板５のみで７０％の位置において、偏光子ユニット１０までの長さがあれば９０％以上にできるが、波長選択フィルタ７までの長さの場合は８５％にとどまる。すなわち、波長選択フィルタ７と偏光子ユニット１０とが離間して配置した場合でも、補助反射板１０６の長さＬによって照度比は変化する。
【００４０】
そこで、本実施形態の補助反射板１０６は、図１１に示すように、先端８Ｂを偏光子ユニット１０の近傍に位置させている。より詳細には、補助反射板１０６は、ランプ４と波長選択フィルタ７との間の上部補助反射板１０６Ａ、及び、波長選択フィルタ７と偏光子ユニット１０との間の下部補助反射板１０６Ｂに分割して配置されている。上部補助反射板１０６Ａの基端部１２０Ａには切り欠き部２１が設けられている。上部補助反射板１０６Ａの先端部１２０Ｂは、主反射板５の断面開口幅Ｋと略同等の大きさに形成されている。下部補助反射板１０６Ｂは、先端部１２０Ｂと略同等の幅に形成されている。
上部補助反射板１０６Ａは、補助反射板６と同様に、傾斜角度θを０°〜２０°の範囲にすることが望ましく、本実施形態では、傾斜角度θを５°に設定している。上部補助反射板１０６Ａの下端１０６Ａ１は、波長選択フィルタ７の近傍に位置している。
【００４１】
下部補助反射板１０６Ｂは、上部補助反射板１０６Ａと同じ傾斜角度θである必要は無く、鉛直方向を含む任意の角度に配置される。本実施形態では、ランプ４の発光長ＭがワークＷの長さよりも短いため、下部補助反射板１０６Ｂを、ランプ４側から偏光子ユニット１０側にかけて拡開するように傾斜させ、下部補助反射板１０６Ｂの下端（先端８Ｂ）をワークＷの長さＮ以上の位置に配置している。本実施形態では、上部補助反射板１０６Ａの傾斜角度θも５°に設定している。下部補助反射板１０６Ｂの上端１０６Ｂ１は、波長選択フィルタ７の近傍に位置している。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態と同等の効果を奏する。
また、本実施形態によれば、補助反射板１０６は、ランプ４と波長選択フィルタ７との間、及び、波長選択フィルタ７とワイヤーグリッド偏光子１６との間に分割して配置する構成とした。この構成により、補助反射板１０６の反射面の面積を極力確保できるので、ワークＷに反射できる光量を増加させることができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、補助反射板１０６は、上部補助反射板１０６Ａと下部補助反射板１０６Ｂに分割され、ランプ４の発光長Ｍがランプ４の長さ方向におけるワークＷの長さよりも短い場合には、下部補助反射板１０６Ｂの先端８ＢをワークＷの長さ以上の位置に配置する構成とした。この構成により、補助反射板１０６の反射面の面積を極力確保できるので、ワークＷに反射できる光量を増加させることができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、主反射板５の先端５Ｂと波長選択フィルタ７との間の空間部Ｓ２、及び、波長選択フィルタ７と偏光子ユニット１０との間の空間部Ｓ３に冷却風を流す構成とした。この構成により、ランプ４の発光長ＭがワークＷの長さよりも短い場合でも、ワークＷの長さに亘って照射できる。
【００４５】
また、本実施形態では、補助反射板１０６は、上部補助反射板１０６Ａ及び下部補助反射板１０６Ｂに分割されていたが、一の補助反射板に波長選択フィルタ７を挿入する挿入穴を形成してもよい。
【００４６】
＜第３実施形態＞
第１実施形態では、ランプ４の発光長ＭがワークＷの長さよりも短い場合を説明したが、第３実施形態では、ランプ４の発光長ＭがワークＷの長さよりも長い場合を説明する。なお、第３実施形態では、偏光光照射装置１００と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図１４は、本発明の第３実施形態に係る偏光光照射装置を、ランプの端部を拡大して示す模式図である。
偏光光照射装置２００は、図１４に示すように、ランプ４の発光長ＭがワークＷの長さよりも長いため、下部補助反射板１０６Ｂの角度を上部補助反射板１０６Ａと異ならせて、下部補助反射板１０６Ｂをワーク２の鉛直方向に配置している。また、下部補助反射板１０６Ｂの上端１０６Ｂ１は、上部補助反射板１０６Ａの下端１０６Ａ１よりも、ランプ４の軸方向外側に配置されている。
【００４７】
このように、補助反射板１０６は、上部補助反射板１０６Ａと下部補助反射板１０６Ｂに分割され、ランプ４の発光長Ｍがランプ４の長さ方向におけるワークＷの長さよりも長い場合には、下部補助反射板１０６Ｂの角度を上部補助反射板１０６Ａと異ならせて配置する構成とした。この構成により、下部補助反射板１０６Ｂの配置の自由度が向上する。
例えば、上部補助反射板１０６Ａを傾斜させることで、上部補助反射板１０６Ａによって反射された光線が波長選択フィルタ７に対し垂直な方向により近づくことができ、波長選択フィルタ７の角度特性によって生じる、透過光量の減少を抑制できるとともに、下部補助反射板１０６ＢをワークＷに対して鉛直に配置することで、偏光光照射装置２００の長さを短くできる。
【００４８】
但し、上述の実施形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上述した実施形態では、補助反射板６及び上部補助反射板１０６Ａの先端部２０Ｂは、主反射板５の断面開口幅Ｋと略同等の大きさに形成したが、これに限定されるものではなく、この先端部２０Ｂは、少なくとも主反射板５の断面開口幅Ｋ以上の大きさで形成すればよい。
【００４９】
また、上述した実施形態では、線状の光源にランプ４を用いていたが、線状の光源はこれに限定されるものではない。またランプ４に代えて、紫外線ＬＥＤ等の発光素子を直線状に配列した線状光源を用いることもできる。また、線状の光源が照射する光は紫外線に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５０】
１，１００，２００  偏光光照射装置
４  ランプ（光源）
５  主反射板（主反射鏡）
６，１０６  補助反射板（補助反射鏡）
７  波長選択フィルタ
１０  偏光子ユニット
１６  ワイヤーグリッド偏光子
２０Ａ  基端部
２０Ｂ  先端部
２１  切り欠き部
１０６Ａ  上部補助反射板（上部補助反射鏡）
１０６Ｂ  上部補助反射板（下部補助反射鏡）
Ｋ  断面開口幅
Ｍ  発光長
Ｐ  発光端
Ｓ１，Ｓ２  空間部
Ｗ  ワーク（照射対象物）
【図１】
2015170409.tif 000003
【図２】
2015170409.tif 000004
【図３】
2015170409.tif 000005
【図４】
2015170409.tif 000006
【図５】
2015170409.tif 000007
【図６】
2015170409.tif 000008
【図７】
2015170409.tif 000009
【図８】
2015170409.tif 000010
【図９】
2015170409.tif 000011
【図１０】
2015170409.tif 000012
【図１１】
2015170409.tif 000013
【図１２】
2015170409.tif 000014
【図１３】
2015170409.tif 000015
【図１４】
2015170409.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月4日(2015.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の光源と、この光源の光を集光する樋状の主反射鏡と、照射する光を直線偏光にするためのワイヤーグリッド偏光子とを備え、偏光光を照射対象物に照射する偏光光照射装置において、
前記光源と前記ワイヤーグリッド偏光子との間に波長選択フィルタを備え、
前記光源の発光端近傍に、前記主反射鏡の断面を覆い、前記光源から前記波長選択フィルタ近傍に延出する補助反射鏡を設けたことを特徴とする偏光光照射装置。
【請求項２】
線状の光源と、この光源の光を集光する樋状の主反射鏡と、照射する光を直線偏光にするためのワイヤーグリッド偏光子とを備え、偏光光を照射対象物に照射する偏光光照射装置において、
前記光源の発光端近傍に、前記光源から前記ワイヤーグリッド偏光子近傍に延出する補助反射鏡を設け、
前記光源と前記ワイヤーグリッド偏光子との間に波長選択フィルタを備え、
前記補助反射鏡は、前記光源と前記波長選択フィルタとの間、及び、前記波長選択フィルタと前記ワイヤーグリッド偏光子との間に分割して配置したことを特徴とする偏光光照射装置。
【請求項３】
前記補助反射鏡は、当該補助反射鏡からの反射光が前記波長選択フィルタの鉛直方向に近づくように、前記波長選択フィルタの鉛直方向に対して傾斜させて設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の偏光光照射装置。
【請求項４】
前記補助反射鏡は、前記照射対象物の鉛直方向に対して５°〜２０°の範囲で傾斜させて設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の偏光光照射装置。
【請求項５】
前記補助反射鏡は、前記光源と前記波長選択フィルタとの間、及び、前記波長選択フィルタと前記ワイヤーグリッド偏光子との間に分割して配置したことを特徴とする請求項１，３，４のいずれかに記載の偏光光照射装置。
【請求項６】
前記補助反射鏡は、上部補助反射鏡と下部補助反射鏡に分割され、
前記光源の発光長が前記光源の長さ方向における前記照射対象物の長さよりも短い場合には、前記下部補助反射鏡の下端を前記照射対象物の長さ以上の位置に配置し、
前記光源の発光長が前記照射対象物の前記長さよりも長い場合には、前記下部補助反射鏡の角度を前記上部補助反射鏡と異ならせて配置したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の偏光光照射装置。
【請求項７】
前記補助反射鏡を前記波長選択フィルタ近傍に延出させるとともに、前記主反射鏡の先端と前記波長選択フィルタとの間に空間部を形成したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の偏光光照射装置。
【請求項８】
前記主反射鏡の先端と前記波長選択フィルタとの間の空間部、及び、前記波長選択フィルタと前記ワイヤーグリッド偏光子との間の空間部に冷却風を流すことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の偏光光照射装置。
【請求項９】
前記補助反射鏡は、前記光源側の基端部を前記主反射鏡の断面を覆う大きさで形成し、前記基端部に前記光源を貫通させる切り欠き部を設けるとともに、前記ワイヤーグリッド偏光子側の先端部を少なくとも前記主反射鏡の断面開口幅以上の大きさで形成して構成したことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の偏光光照射装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上述した目的を達成するために、本発明は、線状の光源と、この光源の光を集光する樋状の主反射鏡と、照射する光を直線偏光にするためのワイヤーグリッド偏光子とを備え、偏光光を照射対象物に照射する偏光光照射装置において、前記光源と前記ワイヤーグリッド偏光子との間に波長選択フィルタを備え、前記光源の発光端近傍に、前記主反射鏡の断面を覆い、前記光源から前記波長選択フィルタ近傍に延出する補助反射鏡を設けたことを特徴とする。
また、本発明は、線状の光源と、この光源の光を集光する樋状の主反射鏡と、照射する光を直線偏光にするためのワイヤーグリッド偏光子とを備え、偏光光を照射対象物に照射する偏光光照射装置において、前記光源の発光端近傍に、前記光源から前記ワイヤーグリッド偏光子近傍に延出する補助反射鏡を設け、前記光源と前記ワイヤーグリッド偏光子との間に波長選択フィルタを備え、前記補助反射鏡は、前記光源と前記波長選択フィルタとの間、及び、前記波長選択フィルタと前記ワイヤーグリッド偏光子との間に分割して配置したことを特徴とする。
また、上述の構成において、前記補助反射鏡は、当該補助反射鏡からの反射光が前記波長選択フィルタの鉛直方向に近づくように、前記波長選択フィルタの鉛直方向に対して傾斜させて設けてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上述の構成において、前記補助反射鏡を前記波長選択フィルタ近傍に延出させるとともに、前記主反射鏡の先端と前記波長選択フィルタとの間に空間部を形成してもよい。
上述の構成において、前記主反射鏡の先端と前記波長選択フィルタとの間の空間部、及び、前記波長選択フィルタと前記ワイヤーグリッド偏光子との間の空間部に冷却風を流してもよい。