(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部および内部空間を有する光源装置本体と、
複数の光源と、
複数の光学具とを備えており、
前記複数の光源は、前記ベース部の表面に実装されており、
前記複数の光学具は、それぞれ少なくとも２つのレンズで構成されており、かつ、前記内部空間に配置されており、
前記各光学具は、対応する前記光源からの光を平行光にする
光源装置。
【請求項２】
前記各光学具によって平行光になった前記各光源からの光の光軸は、互いに平行である
請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記各光学具によって平行光になった前記各光源からの光の光軸は、照射面上で互いに収束する
請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
請求項１から３項のいずれか１項に係る光源装置と、
前記各光源装置からの光を受ける受光面を有するインテグレータとを備える
照明装置。
【請求項５】
前記各光源装置と前記インテグレータとの間に配設された光路補正部材をさらに備えている
請求項４に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光源を有する光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従前より、例えば特許文献１に示すように、ひとつ（ひとまとまり）の光源７を有する光源装置１を用意し、この光源装置１から放射された平行光Ｌを例えばフライアイレンズ等のインテグレータ２における受光面３全体に照射するようになっている照明装置４が開発されている（図８を参照）。
【０００３】
そして、放射された平行光Ｌがインテグレータ２の受光面３全体を照らすことができ、かつ、光源装置１からの光軸ＣＬがインテグレータ２における受光面３の中央部に当たるように、光源装置１が必要な角度を付けてベース部材５に取りつけられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６３７１９２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、現実的には、各部材の加工精度や取付精度に問題があった場合、ベース部材５に対する光源装置１の取付角度や取付位置が計画値からずれてしまうおそれがあった。光源装置１の取付角度や取付位置が計画値からずれてしまうと、光源装置１から放射された平行光Ｌによる照射範囲が計画からずれてしまい、当該平行光Ｌの一部が照射面（例えばインテグレータの受光面３）から外れてしまう。この結果として、インテグレータ２の出光面６から出る光の強度が大きく低下してしまう場合があった。
【０００６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源装置の取付角度や取付位置がずれた場合であっても、照射面を照らす光の強度の低下を小さく抑えることのできる光源装置、およびそれを用いた照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面によれば、
ベース部および内部空間を有する光源装置本体と、
複数の光源と、
複数の光学具とを備えており、
前記複数の光源は、前記ベース部の表面に実装されており、
前記複数の光学具は、それぞれ少なくとも２つのレンズで構成されており、かつ、前記内部空間に配置されており、
前記各光学具は、対応する前記光源からの光を平行光にする
光源装置が提供される。
【０００８】
好適には、前記各光学具によって平行光になった前記各光源からの光の光軸は、互いに平行である。
【０００９】
好適には、前記各光学具によって平行光になった前記各光源からの光の光軸は、照射面上で互いに収束する。
【００１０】
本発明の他の局面によれば、
複数の上述した光源装置と、
前記各光源装置からの光を受ける受光面を有するインテグレータとを備える
照明装置が提供される。
【００１１】
好適には、前記各光源装置と前記インテグレータとの間に配設された光路補正部材をさらに備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の光源から放射された光がそれぞれ対応する光学具によって平行光になるので、ひとつの光源装置に備わる「平行光を照射する光学部」を複数にすることができる。これにより、光源装置の取付角度や取付位置がずれた場合であっても、照射面から外れてしまう光が複数の光源のうちのいずれかひとつの光源から放射された光にとどめることができる。これにより、照射面を照らす光の強度の低下を小さく抑えることができる光源装置、およびそれを用いた照明装置を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用された実施形態に係る照明装置１０を示す図である。
【図２】本発明が適用された実施形態に係る光源装置１００を示す図である。
【図３】光源装置１００における各光源１２０から放射される光全体が互いに平行になっていることを説明する図である。
【図４】ひとつの光源装置１００から放射された光がインテグレータ１２（照射面）を照らす光強度の分布を示す図である。
【図５】複数の光源装置１００から放射された光がインテグレータ１２（照射面）を照らしたときの全体光強度の分布を示す図である。
【図６】変形例１に係る光源装置１００における複数の光源１２０から放射された光がインテグレータ１２（照射面）を照らしたときの光強度の分布を示す図である。
【図７】変形例１に係る光源装置１００を示す図である。
【図８】従来技術に係る照明装置４を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（照明装置１０の構成）
以下、図面を用いて、本発明が適用された照明装置１０の構成について説明する。なお、本発明が適用された照明装置１０は、例えば、露光装置等の産業用途に使用されてもよいし、舞台照明や道路照明等の一般照明用途に使用されてもよい。
【００１５】
図１に示すように、照明装置１０は、大略、光源装置１００と、インテグレータ１２と、光路補正部材１４とを備えている。
【００１６】
光源装置１００は、図２に示すように、光源装置本体１１０と、複数の光源１２０と、複数の光学具１３０とを備えている。
【００１７】
本実施形態に係る光源装置本体１１０はベース部１１２を有する略角筒状に形成されており、その内部空間１１４に光学具１３０が配置されている。また、ベース部１１２の表面１１６に光源１２０が実装されている。もちろん、光源装置本体１１０の形状は角筒状に限定されるものではなく、丸筒状であってもよいし、あるいは、必要な数の光源１２０および光学具１３０を所定の位置に配置および保持できるものであれば、側方（光源１２０の光軸ＣＬに直交する方向）が覆われておらず、光源装置１００の側方から、内部の光源１２０や光学具１３０が目視できるような形状であってもよい。
【００１８】
なお、本実施形態では、複数の光源１２０が実装されるベース部１１２の表面１１６は平らに形成されており、当該表面１１６に実装された各光源１２０の光軸ＣＬは互いに平行となっている。
【００１９】
光源１２０は、所定の光量および波長の光を放射する部材であり、本実施形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用されている。もちろん、光源１２０の種類は発光ダイオードに限定されるものではなく、有機ＥＬや白熱灯、レーザーランプ、あるいは、放電灯等であってもよい。
【００２０】
光学具１３０は、それぞれ互いに異なる光源１２０に対応しており、この対応する光源１２０からの光を平行光にする役割を有している。
【００２１】
なお、本明細書全体を通じて、「平行光」とは幾何学的な意味合いで完全な平行（＝０°）に限定されるものではなく、±１０°までは許容されるものであり、±５°以下となるのが好適である。
【００２２】
本実施形態では、光学具１３０として２つのレンズが使用されている。具体的には、第１レンズ１３２が光源１２０の近傍に配置されており、第２レンズ１３４が光源装置本体１１０の開口１１８の近傍に配置されている。光源１２０から出た光は、これら２つのレンズ１３２,１３４を透過する際に屈折し、第２レンズ１３４を出た段階でほぼ平行光Ｌになっている。
【００２３】
なお、上述のように、本実施形態に係る光学具１３０は２つのレンズ１３２，１３４で構成されているが、光学具１３０の態様はこれに限定されるものではなく、１つ、あるいは３つ以上のレンズで構成してもよいし、反射面を有するリフレクターやミラー等であってもよい。さらには、レンズ、リフレクター、ミラー等を適宜組み合わせたものであってもよい。
【００２４】
また、上述のように、本実施形態では、光源装置本体１１０のベース部１１２の表面１１６に光軸ＣＬが互いに平行となるように各光源１２０が配置されているので、図３に示すように、各光源１２０から放射される光全体が互いに平行な光Ｌになっている。
【００２５】
図１に戻り、インテグレータ１２は、複数の光源装置１００からの光を受光面１６で受け、これら光の均斉度を高めて出光面１８から放射する役割を有する部材である。本実施形態では、インテグレータ１２として、その表面上に多数の小さいレンズ体が形成されたフライアイレンズが使用されている。
【００２６】
なお、上述した役割を果たすものであればインテグレータ１２はフライアイレンズに限定されるものではなく、例えば、ロッドレンズ等を使用してもよい。
【００２７】
光路補正部材１４は、対応する光源装置１００からの光Ｌの平行度が足りない場合等において、当該光Ｌの平行度をより高めるために用いられる部材であり、対応する光源装置１００とインテグレータ１２との間に配置される。なお、光路補正部材１４は、図示するように、光源装置１００と同じ数を準備して、１つの光源装置１００に対応して１つの光路補正部材１４を使用してもよいし、１つの光路補正部材１４ですべての光源装置１００からの光に対応してもよい。
【００２８】
また、本実施形態では光路補正部材１４としてレンズが使用されている。もちろん、光路補正部材１４はレンズに限定されるものではなく、例えば、反射鏡等を光路補正部材１４として使用してもよい。
【００２９】
なお、光路補正部材１４は本発明の必須構成要素ではないことから、照明装置１０としては光路補正部材１４を含まない態様も考えられる。
【００３０】
（光源装置１００および照明装置１０の特徴）
上述した本実施形態に係る照明装置１０によれば、図３に示したように、各光源装置１００における各光源１２０から放射された光はそれぞれ対応する光学具１３０によって互いに平行な複数の平行光Ｌとなり、インテグレータ１２の受光面１６を照射する。
【００３１】
これにより、図４に示すように、ひとつのインテグレータ１２をあたかも複数の小さな（高さ方向の長さが小さな）インテグレータ１２であるかのように個別の光源１２０から出た光が互いに重複することなく受光面１６を照らす（図中の「光強度」を参照）。つまり、ひとつの光源装置１００に備わる「平行光Ｌを照射する光学部１４０」（図４における一点鎖線）を複数にすることができる。これにより、光源装置１００の取付角度や取付位置がずれた場合であっても、インテグレータ１２の受光面１６から外れてしまう光が複数の光源１２０のうちのいずれかひとつの光源１２０から放射された光にとどめることができる。これにより、インテグレータ１２の出光面１８から出る光の強度の低下をより小さくすることができる。
【００３２】
また、この結果、図５に示すように、インテグレータ１２の中央部から端部近傍における照度の均一性をより高めることができる（図中の「全体光強度」を参照）。
【００３３】
（変形例１）
上述した実施形態では、複数の光源１２０が実装されるベース部１１２の表面１１６は平らに形成されており、当該表面１１６に実装された各光源１２０の光軸ＣＬは互いに平行となっていたが、これに代えて、図６に示すように、各光源１２０の光軸ＣＬがインテグレータ１２の中央部で互いに収束（一致）するように各光源１２０および光学具１３０を互いに角度を付けて配置してもよい（なお、同図では、光学具１３０を第１レンズ１３２のみで構成する場合を示している。）。例えば、同図に示すようにベース部１１２における表面１１６に対して所定の角度を付けて光源１２０等を配置してもよいし、図７に示すように、各光源１２０に対応する複数の小ベース部１１３を設け、これら小ベース部１１３を互いに角度を付けて配置してもよい。
【００３４】
これにより、同図に示すように、インテグレータ１２の中央部における照度をより高めることができる。
【００３５】
（変形例２）
上述した実施形態では、光源装置１００が照射する対象はインテグレータ１２であったが、光源装置１００による照射の対象はインテグレータ１２に限定されるものではなく、より広い概念の「照射面」であればよい。
【００３６】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３７】
１０…照明装置、１２…インテグレータ、１４…光路補正部材、１６…受光面、１８…出光面
１００…光源装置
１１０…光源装置本体、１１２…ベース部、１１３…小ベース部、１１４…内部空間、１１６…（ベース部１１２の）表面、１１８…開口
１２０…光源
１３０…光学具、１３２…第１レンズ、１３４…第２レンズ
１４０…光学部
【要約】
【課題】光源装置の取付角度や取付位置がずれた場合であっても、インテグレータの出光面を照らす光の強度の低下を小さくすることのできる光源装置を提供する。
【解決手段】光源装置１００を、複数の光源１２０と、対応する光源１２０からの光を平行光にする複数の光学具１３０とで構成する。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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