光照射裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種光照射裝置，對具有旋轉對稱形狀的被照射面的被照射對象物照射與該被照射面的旋轉對稱軸大致平行的照射光、使涂布在所述被照射面上的紫外線固化型樹脂固化，具備：多個發(fā)光部，光軸一致都在與旋轉對稱軸平行的方向上，分別射出大致平行光；以及調光單元，調整從多個發(fā)光部射出的光的光量，被照射對象物配置在與多個發(fā)光部相距規(guī)定距離的規(guī)定位置，多個發(fā)光部在與旋轉對稱軸同軸的中心軸的周圍排列成同心圓狀，從各發(fā)光部射出的光在規(guī)定位置與從相鄰的發(fā)光部射出的光的一部分重合，調光單元針對配置在相同圓周上的每個發(fā)光部調整光量，使得被照射面上的各點處的照射光的照射強度變得大致均勻。
【專利說明】光照射裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及對具有立體的被照射面的被照射對象物照射光的光照射裝置，特別是涉及使涂布在被照射面上的紫外線固化型樹脂固化的光照射裝置。

【背景技術】
[0002]以往，在照相機等的攝像透鏡中，為了防止照入重影和閃光等不需要的光，在實際使用中提供在透鏡表面形成有防反射結構體的透鏡。這樣的防反射結構體為了在透鏡表面的附近產生折射率變化，例如，利用納米壓印技術，通過在透鏡表面設置三角錐、四角錐等的細微結構而形成(例如，專利文獻I)。
[0003]在專利文獻I中記載的防反射結構體是在透鏡表面密集配置的圓錐狀突起的集合體。通過以下方式形成防反射結構體:在透鏡表面涂布具有與構成透鏡主體的樹脂的折射率大致相等的折射率的紫外線固化型樹脂，將形成有細微結構(即，圓錐狀的多個突起)的成形模具按壓在透鏡表面上，使來自UV光源的紫外線(UV光)經由透鏡(即，從未涂布紫外線固化型樹脂的透鏡背面?zhèn)?照射到紫外線固化型樹脂，使紫外線固化型樹脂固化。此外，已知一般細微結構的突起具有200nm?3000nm的平均高度和50nm?300nm的平均最大直徑，以50nm?300nm的平均間距形成，突起的前端部的角度(頂角)2Θ滿足2 Θ<37.8°的情況下，防反射結構體成為無反射結構(例如，專利文獻2)。
[0004]在先技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利特開2013-068839號公報
[0007]專利文獻2:日本專利特開2008-233850號公報。
實用新型內容
[0008]實用新型要解決的技術問題
[0009]這樣，在專利文獻I中記載的防反射結構體通過使來自UV光源的紫外線大致均勻地照射到透鏡(即，被照射對象物)，使紫外線固化型樹脂固化而形成。然而，防反射結構體在具有立體形狀的透鏡表面形成，透鏡的中心部和周邊部到UV光源的距離不同，因此存在即使對透鏡大致均勻地照射紫外線，也存在導致照射到透鏡的中心部的紫外線固化型樹脂的紫外線的照射強度(即，光束分布(Ii 一 A:/ 口 7 r O ))和照射到透鏡的周邊部的紫外線固化型樹脂的紫外線的照射強度不同的問題。這樣，如果在透鏡的中心部和周邊部(即，根據透鏡的立體形狀)，照射到紫外線固化型樹脂的紫外線的照射強度不同，則紫外線固化型樹脂的固化速度產生差別，產生固化不均，因此難以形成期望的精度及強度的細微結構。
[0010]另外，專利文獻I中使來自UV光源的紫外線大致均勻地照射到透鏡，但通常存在由于來自UV光源的紫外線中包含各種角度成分的光，因此紫外線不一定均等地入射到各突起內及各突起間的問題。這樣，如果紫外線未均等地入射到各突起內及各突起間，則紫外線固化型樹脂的固化速度產生部分偏差、產生固化不均，因此難以形成期望的精度及強度的細微結構。
[0011]本實用新型是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于，提供一種能夠對在立體透鏡表面(即，被照射對象物的被照射面)形成的細微結構(即，各突起內及各突起間)照射大致均勻的照射強度的大致平行光的光照射裝置。
[0012]解決技術問題的技術方案
[0013]為了達成上述目的，本實用新型的光照射裝置是對具有旋轉對稱形狀的被照射面的被照射對象物照射與該被照射面的旋轉對稱軸平行的照射光，并使涂布在所述被照射面上的紫外線固化型樹脂固化的光照射裝置，其特征在于，具備:多個發(fā)光部，光軸一致都在與旋轉對稱軸平行的方向上，分別射出平行光；以及調光單元，調整從多個發(fā)光部射出的光的光量，被照射對象物配置在與多個發(fā)光部相距規(guī)定的距離的規(guī)定的位置，多個發(fā)光部在與旋轉對稱軸同軸的中心軸的周圍排列成同心圓狀，從各發(fā)光部射出的光在規(guī)定的位置與從相鄰的發(fā)光部射出的光的一部分重合，調光單元針對配置在相同圓周上的每個發(fā)光部調整光量，使得被照射面上的各點處的照射光的照射強度變得均勻。
[0014]根據這樣的結構，在被照射面上的各點大致平行地射入大致均勻的照射強度的照射光。因此，可以使涂布在被照射面上的紫外線固化型樹脂均勻地固化。
[0015]另外，優(yōu)選的結構為:在設定從各發(fā)光部射出的光在規(guī)定的位置的照射強度分布的半值寬度的1/2為A，設定各發(fā)光部與相鄰的發(fā)光部之間的最大距離為B的情況下，滿足以下的條件式⑴:
[0016]0.3 彡 A/B 彡 0.8...(I)。
[0017]根據這樣的結構，從各發(fā)光部射出的光與從相鄰的發(fā)光部射出的光的一部分充分地重合，因此規(guī)定的位置的照射光的光束分布平滑地連續(xù)。
[0018]另外，優(yōu)選紫外線固化型樹脂形成包括多個細微突起的防反射結構體，設定突起的頂角為2 Θ時,從各發(fā)光部射出的光的擴散角相對于光軸在Θ以下。另外,在該情況下，光的擴散角優(yōu)選相對于光軸在10°以內。根據這樣的結構，紫外線直接射入各突起間，因此即使在突起的根部也可以獲得規(guī)定的光量，可以使由紫外線固化型樹脂形成的防反射結構體均勻地固化。
[0019]另外，多個發(fā)光部能夠形成包括配置在中心軸上的第一發(fā)光部的結構。另外，在該情況下，多個發(fā)光部能夠包括在包圍第一發(fā)光部的第一圓周上等間隔排列的8個第二發(fā)光部。而且，多個發(fā)光部能夠包括在包圍第二發(fā)光部的第二圓周上等間隔排列的16個第三發(fā)光部。
[0020]另外，能夠構成為多個發(fā)光部包括在包圍第二發(fā)光部的第二圓周上等間隔排列的8個第三發(fā)光部，第二發(fā)光部和第三發(fā)光部相對于中心軸互相偏移22.5°而配置。
[0021]另外，優(yōu)選各發(fā)光部具備具有正方形狀的發(fā)光面的發(fā)光元件，發(fā)光元件配置成發(fā)光面的一個對角線位于通過發(fā)光面的中心和中心軸的假想直線上。
[0022]實用新型的效果
[0023]如上所述，根據本實用新型的光照射裝置，能夠在被照射面上的各點射入大致均勻的照射強度的大致平行光。因此，可以使涂布在被照射面上的紫外線固化型樹脂均等地固化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是示出本實用新型的第一實施方式的光照射裝置的概略結構的立體圖。
[0025]圖2是從透鏡L側觀察本實用新型的第一實施方式的光照射裝置的光學頭時的圖。
[0026]圖3(a)和圖3(b)是說明本實用新型的第一實施方式的光照射裝置的光源單元的內部結構的圖。
[0027]圖4(a)?圖4(c)是說明由本實用新型的第一實施方式的光照射裝置照射的、射入在透鏡L的表面形成的細微結構的紫外線的入射角度與細微結構的突起的前端部的角度(頂角)2Θ的關系的圖。
[0028]圖5是示出從本實用新型的第一實施方式的光照射裝置的光源單元射出的紫外線的、在工作距離WD上的光束分布的圖。
[0029]圖6是說明本實用新型的第一實施方式的光照射裝置的光源單元10a(斜線部)與和光源單元1a相鄰的光源單元的關系的圖。
[0030]圖7是說明本實用新型的第一實施方式的光照射裝置的光源單元1b (斜線部)與和光源單元1b相鄰的光源單元的關系的圖。
[0031]圖8是說明本實用新型的第一實施方式的光照射裝置的光源單元1c (斜線部)與和光源單元1c相鄰的光源單元的關系的圖。
[0032]圖9是說明本實用新型的第一實施方式的光照射裝置的光源單元10d(斜線部)與和光源單元1d相鄰的光源單元的關系的圖。
[0033]圖10是示出從本實用新型的第一實施方式的光源單元1a?1d射出的紫外線的光束分布例的圖。
[0034]圖11是示出從本實用新型的第一實施方式的光源單元1a?1d射出的紫外線的光束分布例的圖。
[0035]圖12是示出從本實用新型的第一實施方式的光源單元1a?1d射出的紫外線的光束分布例的圖。
[0036]圖13是示出從本實用新型的第一實施方式的光源單元1a?1d射出的紫外線的光束分布例的圖。
[0037]圖14是示出本實用新型的第二實施方式的光照射裝置的光學頭的概略結構的圖。
[0038]圖15是說明本實用新型的第二實施方式的光照射裝置的光源單元1aM(斜線部)與和光源單元1aM相鄰的光源單元的關系的圖。
[0039]圖16是說明本實用新型的第二實施方式的光照射裝置的光源單元1bM(斜線部)與和光源單元1bM相鄰的光源單元的關系的圖。
[0040]圖17是說明本實用新型的第二實施方式的光照射裝置的光源單元1cM(斜線部)與和光源單元1cM相鄰的光源單元的關系的圖。
[0041]圖18是示出從本實用新型的第二實施方式的光源單元1aM?1cM射出的紫外線的光束分布例的圖。
[0042]圖19是示出從本實用新型的第二實施方式的光源單元1aM?1cM射出的紫外線的光束分布例的圖。
[0043]圖20是示出從本實用新型的第二實施方式的光源單元1aM?1cM射出的紫外線的光束分布例的圖。
[0044]圖21是示出從本實用新型的第二實施方式的光源單元1aM?1cM射出的紫外線的光束分布例的圖。

【具體實施方式】
[0045]以下，參照附圖詳細地說明本實用新型的實施方式。此外，對圖中相同或相當部分標記相同的符號而不重復說明。
[0046](第一實施方式)
[0047]圖1是示出本實用新型的第一實施方式的光照射裝置I的概略結構的立體圖。本實施方式的光照射裝置I是如下的裝置:向在表面形成有基于紫外線固化型樹脂的防反射結構體的被照射對象物(透鏡L)照射規(guī)定的照射強度分布(光束分布)的紫外線(例如，波長405nm的光)，使表面的紫外線固化型樹脂固化。
[0048]如圖1所示，光照射裝置I具備射出紫外線的光學頭10、調節(jié)從光學頭10射出的紫外線的光束分布的調光單元20 (調光機構)、以及將光學頭10和調光單元20電連接的電纜30。
[0049]光學頭10由沿透鏡L的光軸AX配置的光源單元10a、包圍光源單元1a配置的8個光源單元10b、包圍光源單元1b配置的8個光源單元1c以及包圍光源單元1c配置的8個光源單元1d構成。各光源單元1a?1d是在圓筒狀的殼體11內容納各種部件(后述的LED元件12等)并射出與透鏡L的光軸AX大致平行的紫外線的單元。光源單元1a?1d在與光軸AX正交的相同平面上使射出端對齊，以光源單元1a為中心配置成同心圓狀。
[0050]此外，本實施方式中，透鏡L是使凸面或凹面朝向光學頭10側的平凸透鏡或平凹透鏡，作為在凸面或凹面形成(涂布)有基于紫外線固化型樹脂的防反射結構體(也就是說，包括圓錐狀的多個突起P的細微結構)的部件來進行說明。另外，本實施方式中，設定細微結構的突起P(圖4(a)?圖4(c))的平均高度為200nm?3000nm，平均最大直徑為50nm?300nm，突起P的前端部的角度(頂角)2Θ約為30°，以下按防反射結構體為無反射結構部件來進行說明。
[0051]調整透鏡L的位置，配置成使其與光源單元10相距規(guī)定的距離且光軸AX與光源單元10的中心軸0(也就是說，光源單元1a的中心軸O)同軸。以下，稱光源單元10的射出端面和透鏡L的基端面(平面)之間的距離為“工作距離WD”，本實施方式中，以工作距離WD為300mm來進行說明。此外，圖1中示出透鏡L是平凸透鏡的情況。
[0052]另外，本說明書中，定義從各光源單元1a?1d射出的紫外線的射出方向(也就是說，光軸AX方向)為Z軸方向，定義與Z軸正交且互相正交的兩個方向為X軸方向及Y軸方向來進行說明。
[0053]圖2是從透鏡L側觀察光源單元1a?1d時(也就是說，沿Z軸觀察時)的圖。如圖2所示，本實施方式中，光源單元1a沿中心軸O配置，8個光源單元1b以包圍光源單元1a的方式在以中心軸O為中心的直徑44mm的圓周(圖1中，用“P.C.D.Φ44”表示的圓周)上等間隔(也就是說，以45°的角度間距)配置。另外，8個光源單元1c以包圍光源單元1b的方式在以中心軸O為中心的直徑70mm的圓周(圖1中，用“P.C.D.Φ70”表示的圓周)上等間隔地(也就是說，以45°的角度間距)且相對于光源單元1b在圓周方向上偏移22.5°地配置。另外，8個光源單元1d以包圍光源單元1c的方式在以中心軸O為中心的直徑86mm的圓周(圖1中，用“P.C.D.Φ86”表示的圓周)上等間隔地(也就是說，按45°的角度間距)且相對于光源單元1c在圓周方向上偏移22.5°地配置。此外，在本說明書中，“P.C.D.”是“Pitch Circle Diameter:間距圓直徑”的省略。
[0054]圖3(a)和圖3(b)是說明光源單元1a?1d的內部結構的圖，圖3 (a)示出光源單元1a的光路圖，圖3(b)示出各光源單元1b?1d的光路圖。
[0055]如圖3(a)所示，本實施方式的光源單元1a具備發(fā)出波長405nm的紫外線的LED (Light Emitting D1de:光電二極管)元件12、以及具有和LED元件12相同的光軸的3塊兩凸透鏡13。LED元件12具有大致正方形形狀的發(fā)光面，從透鏡L側觀察時，發(fā)光面的兩條對角線配置成分別與X軸方向及Y軸方向一致(圖2)。LED元件12經由電纜30與調光單元20連接，從LED元件12的發(fā)光面射出與從調光單元20供給的驅動電流對應的規(guī)定光量的紫外線。從LED元件12的發(fā)光面射出的紫外線被3塊兩凸透鏡13折射，構成為從光源單元1a射出擴散角為10°以內的(也就是說，大致平行光的)紫外線。此外，從本實施方式的光源單元1a射出的紫外線的最大照射強度(也就是說，100%的照射強度)設定為 50mW。
[0056]另外，如圖3 (b)所示，本實施方式的各光源單元1b?1d具備發(fā)出波長405nm的紫外線的LED元件12、以及具有與LED元件12相同的光軸的2塊兩凸透鏡13。各光源單元1b?1d的LED元件12的發(fā)光面配置成發(fā)光面的一個對角線位于通過發(fā)光面的中心和中心軸O的假想直線上(圖2)。各光源單元1b?1d的LED元件12與光源單元1a的LED元件12同樣，經由電纜30與調光單元20連接，從LED元件12的發(fā)光面射出與從調光單元20供給的驅動電流對應的規(guī)定光量的紫外線。從LED元件12射出的紫外線被2塊兩凸透鏡13折射，構成為從光源單元1a射出擴散角為10°以內的(也就是說，大致平行光的)紫外線。此外，從本實施方式的各光源單元1b?1d射出的紫外線的最大照射強度(也就是說，100%的照射強度)設定為25mW。
[0057]圖4(a)?圖4(c)是說明射入在透鏡L的凸面或凹面形成的細微結構的紫外線的入射角度和細微結構的突起P的前端部的角度(頂角)2Θ的關系的圖。圖4(a)是說明紫外線的入射角小于Θ時的圖。圖4(b)是說明紫外線的入射角與Θ大致相等的情況的圖。圖4(c)是說明紫外線的入射角大于Θ的情況的圖。
[0058]如圖4(a)及圖4(b)所示，設細微結構的突起P的前端部的角度(頂角)為2 Θ時，如果紫外線的入射角為Θ以下，則紫外線直接射入各突起P間，因此即使在突起P的根部分也能獲得規(guī)定的光量。因此，可以使基于紫外線固化型樹脂的細微結構均勻地固化。另一方面，如圖4(c)所示，如果紫外線的入射角大于Θ，則紫外線在突起P的前端部被彈出，射入各突起P間的紫外線的光量減少。因此，產生在突起P的根部分得不到規(guī)定的光量，不能夠使基于紫外線固化型樹脂的細微結構均勻地固化的問題。因此，本實施方式中，構成為使紫外線的入射角為Θ以下，從各光源單元1a?1d射出的紫外線的擴散角為10°以內(也就是說，紫外線對透鏡L的入射角為10°以內)。
[0059]圖5是示出從光源單元1a及各光源單元1b?1d射出的紫外線在工作距離WD上的光束分布的圖，圖5的橫軸表不設各光源單兀1a?1d的光軸為O時離光軸的距離，縱軸表示設從各光源單元1a?1d射出的紫外線的峰值強度為I而進行歸一化時的相對強度。如圖5所示，從光源單元1a射出在圖5中用實線表示的半值寬度22_的光束分布的紫外線，照射以光源單元1a的光軸為中心的半徑約20mm的圓形的區(qū)域。另外，從各光源單元1b?1d射出在圖5中用虛線表示的半值寬度30mm的光束分布的紫外線，照射以各光源單元1b?1d的光軸為中心的半徑約25mm的圓形的區(qū)域。而且，本實施方式中，構成為從各光源單元1b?1d射出的紫外線的照射區(qū)域和從與各光源單元1b?1d相鄰的多個光源單元射出的紫外線的照射區(qū)域在工作距離WD上一部分重合(重疊)。
[0060]圖6?圖9是說明各光源單元1a?1d和與其相鄰的光源單元之間的距離與從各光源單元1a?1d射出的紫外線的關系的圖。圖6是說明光源單元10a(斜線部)和與光源單元1a相鄰的光源單元的關系的圖。圖7是說明光源單元1b (斜線部)和與光源單元1b相鄰的光源單元的關系的圖。圖8是說明光源單元1c (斜線部)和與光源單元1c相鄰的光源單元的關系的圖。圖9是說明光源單元10d(斜線部)和與光源單元1d相鄰的光源單元的關系的圖。
[0061]首先，說明配置在中央的光源單元1a和與光源單元1a相鄰的光源單元(也就是說，光源單元1b)的關系。如圖6所示，光源單元1a的中心和與光源單元1a相鄰的光源單元1b的中心的距離是固定的，與光源單元1a相鄰的光源單元1b的中心位于以光源單元1a的光軸為中心的半徑22mm的圓Cl (也就是說，“P.C.D.Φ44”)的圓周上。這里，從光源單元1a射出的紫外線在工作距離WD上照射以光源單元1a的光軸為中心的半徑約20mm的圓形的區(qū)域，從各光源單元1b射出的紫外線在工作距離WD上照射以各光源單元1b的光軸為中心的半徑約25mm的圓形的區(qū)域時，光源單元1a的光軸和各光源單元1b的光軸僅相距22mm，因此從光源單元1a射出的紫外線和從8個光源單元1b射出的紫外線在工作距離WD上互相重疊。這樣，從光源單元1a射出的紫外線和從各光源單元1b射出的紫外線在工作距離WD上互相重合時，在重合的部分照射能量被疊加，因此從光源單元1a和各光源單元1b射出的紫外線的整體的光束分布變得平滑連續(xù)。這樣，本實施方式中，構成為設從光源單元1a射出的紫外線的半值寬度的1/2為A，設光源單元1a和與光源單元1a相鄰的光源單元之間的距離為B時，A/B = llmm/22mm = 0.5,使得從光源單元1a射出的紫外線和從各光源單元1b射出的紫外線在工作距離WD上互相重合、光束分布連續(xù)。
[0062]接著，說明各光源單元1b和與各光源單元1b相鄰的光源單元(也就是說，光源單元10a、10b、10c、1d)的關系。如圖7所示，本實施方式中，各光源單元1b的中心和與各光源單元1b相鄰的光源單元(也就是說，光源單元10a、10b、10c、1d)的中心的距離在與光源單元1a之間最大，與光源單元1b相鄰的光源單元10a、10b、10c、1d的中心位于以光源單元1b為中心的半徑22mm的圓C2內。因此，從光源單元1a射出的紫外線在工作距離WD上照射以光源單元1a的光軸為中心的半徑約20mm的圓的區(qū)域，從各光源單元1b?1d射出的紫外線在工作距離WD上照射以各光源單元1b?1d的光軸為中心的半徑約25mm的圓的區(qū)域時，各光源單元1b的光軸和與光源單元1b相鄰的光源單元10a、1bUOcUOd的光軸最大僅相距22mm，因此從各光源單元1b射出的紫外線和從與各光源單元1b相鄰的6個光源單元(光源單元10a、10b、10c、1d)射出的紫外線在工作距離WD上互相重合。這樣，從各光源單元1b射出的紫外線和從與各光源單元1b相鄰的光源單元10a、10b、10c、1d射出的紫外線在工作距離WD上互相重合時，在重合的部分照射能量被疊加，因此從各光源單元1b和與各光源單元1b相鄰的光源單元10a、10b、10c、1d射出的紫外線的整體的光束分布變得平滑連續(xù)。這樣，本實施方式中，構成為設從光源單元1b射出的紫外線的半值寬度的1/2為A、從光源單元1b和與光源單元1b相鄰的光源單元之間的距離為B時,A/B = 15mm/22mm = 0.68,使得從各光源單元1b射出的紫外線和從與各光源單元1b相鄰的光源單元10a、10b、10c、1d射出的紫外線在工作距離WD上互相重合、光束分布連續(xù)。
[0063]接著，說明各光源單元1c和與各光源單元1c相鄰的光源單元(也就是說，光源單元10b、10c、1d)的關系。如圖8所示，本實施方式中，各光源單元1c的中心和與各光源單元1c相鄰的光源單元(也就是說，光源單元10b、10c、10d)的中心的距離在與光源單元1c之間最大，與光源單元1c相鄰的光源單元10b、10c、1d的中心位于以光源單元1c為中心的半徑26.8mm的圓C3內。因此，如上所述，從各光源單元1b?1d射出的紫外線在工作距離WD上照射以各光源單元1b?1d的光軸為中心的半徑約25mm的圓的區(qū)域時，各光源單兀1c的光軸和與光源單兀1c相鄰的光源單兀10b、10c、1d的光軸最大僅相距26.8mm,因此從各光源單元1c射出的紫外線和從與各光源單元1c相鄰的6個光源單元(光源單元10b、10c、1d)射出的紫外線在工作距離WD上互相重合。這樣，從各光源單元1c射出的紫外線和從與各光源單元1c相鄰的光源單元10b、10c、1d射出的紫外線在工作距離WD上互相重合時，在重合的部分照射能量被疊加，因此從各光源單元1c和從與各光源單元1c相鄰的光源單元10b、10c、1d射出的紫外線的整體的光束分布平滑連續(xù)。這樣，本實施方式中，構成為設從光源單元1c射出的紫外線的半值寬度的1/2為A，設光源單元1c和與光源單元1c相鄰的光源單元之間的距離為B時,A/B = 15mm/26.8mm=0.68，使得從各光源單元1c射出的紫外線和從與各光源單元1c相鄰的光源單元10b、1cUOd射出的紫外線在工作距離WD上互相重合、光束分布連續(xù)。
[0064]接著，說明各光源單元1d和與各光源單元1d相鄰的光源單元(也就是說，光源單元1bUOc)的關系。如圖9所示，本實施方式中，各光源單元1d的中心和與各光源單元1d相鄰的光源單元(也就是說，光源單元10b，10c)的中心的距離在與光源單元1b之間最大，與光源單元1d相鄰的光源單元1bUOc的中心位于以光源單元1d為中心的半徑21mm的圓C4內。因此，從各光源單元10b、1d射出的紫外線在工作距離WD上照射以各光源單元10b、10d的光軸為中心的半徑約25mm的圓的區(qū)域時，各光源單元1d的光軸和與光源單元1d相鄰的光源單元1bUOc的光軸最大僅相距21mm，因此從各光源單元1d射出的紫外線和從與各光源單元1d相鄰的3個光源單元(光源單元10b，1c)射出的紫外線在工作距離WD上互相重合。這樣，從各光源單元1d射出的紫外線和從與各光源單元1d相鄰的光源單元10b、1c射出的紫外線在工作距離WD上互相重合時，在重合的部分照射能量被疊加，因此各光源單元1d和從與各光源單元1d相鄰的光源單元1bUOc射出的紫外線的整體的光束分布平滑連續(xù)。這樣，本實施方式中，構成為設從光源單元1d射出的紫外線的半值寬度的1/2為A，設光源單元1d和與光源單元1d相鄰的光源單元之間的距離為B時,A/B = 15mm/21mm = 0.71,使得從光源單元1d射出的紫外線和從與各光源單元1d相鄰的光源單元1bUOc射出的紫外線在工作距離WD上互相重合、光束分布連續(xù)。
[0065]這樣，本實施方式中，通過構成為設從各光源單元1a?1d射出的紫外線的半值寬度的1/2為A，設各光源單元1a?1d和與各光源單元1a?1d相鄰的光源單元間的最大距離為B時，0.50彡A/B彡0.71成立，從而從各光源單元1a?1d射出的紫外線和從與各光源單元1a?1d相鄰的多個光源單元射出的紫外線互相重合，在工作距離WD上得到作為整體大致均勻的(也就是說，無間隙的)光束分布的紫外線。
[0066]這里，本實施方式的透鏡L是使凸面或凹面朝向光學頭10側的立體的平凸透鏡或平凹透鏡，在凸面或凹面形成(涂布)有基于紫外線固化型樹脂的細微結構。也就是說，本實施方式中，成為紫外線的照射對象的涂布有紫外線固化型樹脂的凸面或凹面呈立體形狀，透鏡L的中心部和周邊部到光學頭10的距離不同，因此存在即使對透鏡L大致均勻地照射紫外線，向透鏡的中心部的紫外線固化型樹脂照射的紫外線的照射強度和向透鏡的周邊部的紫外線固化型樹脂照射的紫外線的照射強度不同的問題。這樣，在透鏡的中心部和周邊部向紫外線固化型樹脂照射的紫外線的照射強度不同時，紫外線固化型樹脂的固化速度產生差異，發(fā)生固化不均，因此難以形成期望的精度及強度的細微結構。因此，本實施方式的光照射裝置I中，進行調整，使得透鏡L的凸面或凹面(也就是說，被照射面)上各點的紫外線的照射強度大致均勻，使得從光學頭10射出的紫外線的光束分布沿著透鏡L的曲線(也就是說，表面形狀)。
[0067]具體而言，從調光單元20的操作面板(未圖示)輸入透鏡L的曲線信息(也就是說，與表面形狀相關的信息)，基于該曲線信息分別改變各光源單元1a?1d的光量。也就是說，本實施方式中，通過對配置成同心圓狀的光源單元1a?1d的光量按照每一個光源單元1a?10d(也就是說，按照每個配置在相同圓周上的光源單元)進行調整，照射沿著透鏡L的曲線的光束分布的紫外線。
[0068]圖10?圖13是示出分別設光源單元1a?1d的光量為規(guī)定的值時的、紫外線的光束分布的圖。圖10?圖13的橫軸表不設光學頭10的中心軸O為O時的X軸方向或Y軸方向的距離，縱軸表示紫外線的強度。此外，在圖10?圖13中，粗線表示X軸方向的光束分布，細線表不Y軸方向的光束分布。
[0069]圖10是從光源單元1a射出100%的照射強度(50mW)的紫外線、從光源單元1b射出100%的照射強度(25mW)的紫外線而熄滅光源單元1c及1d時的、在工作距離WD上的紫外線的凸型光束分布。圖10中，形成在以光學頭10的中心軸O (也就是說，透鏡L的光軸AX)為中心的直徑30mm的范圍(也就是說，橫軸±15mm的范圍)沿著透鏡L的凹面曲線的光束分布。
[0070]圖11是從光源單元1a射出5%的照射強度的紫外線，從光源單元1b射出52%的照射強度的紫外線、從光源單元1c及1d射出100%的照射強度的紫外線時的、工作距離WD上的紫外線的凹型光束分布。圖11中，形成在以光學頭10的中心軸0(也就是說，透鏡L的光軸AX)為中心的直徑40mm的范圍(也就是說，橫軸±20mm的范圍)沿著透鏡L的凸面曲線的光束分布。
[0071]圖12是從光源單元1a射出70% %的照射強度的紫外線、從光源單元1b及1c射出100%的照射強度的紫外線而熄滅光源單元1d時的、工作距離WD上的紫外線的凸型光束分布。圖12中，形成在以光學頭10的中心軸0(也就是說，透鏡L的光軸AX)為中心的直徑50mm的范圍(也就是說，橫軸±22.5mm的范圍)沿著透鏡L的凹面曲線的光束分布。
[0072]圖13是從光源單元1a射出17%的照射強度的紫外線、從光源單元1b射出32%的照射強度的紫外線、從光源單元1c射出80%的照射強度的紫外線、從光源單元1d射出100%的照射強度的紫外線時的、工作距離WD上的紫外線的凹型光束分布。圖13中，形成在以光學頭10的中心軸0(也就是說，透鏡L的光軸AX)為中心的直徑60mm的范圍(也就是說，橫軸±30mm的范圍)沿著透鏡L的凸面曲線的光束分布。
[0073]這樣，本實施方式中，以能夠按照配置在相同圓周上的光源單元調整配置成同心圓狀的光源單元1a?1d的光量，能夠照射沿著作為紫外線的照射對象的透鏡L的曲線的光束分布的紫外線的方式構成。因此，在透鏡L的凸面或凹面上的各點的紫外線的照射強度變得大致均勻，能夠同樣地且以相同的固化速度固化涂布在透鏡L的凸面或凹面的紫外線固化型樹脂，可以抑制產生固化不均等。
[0074]以上是本實施方式的說明，但本實用新型并不限于上述的結構，在本實用新型的技術思想的范圍內可進行各種變形。
[0075]例如，本實施方式的光照射裝置I中，采用在以光源單元1a為中心的3個同心圓上分別配置光源單元1b?1d的結構，但并不限于這樣的結構，可以根據透鏡L的大小增加光源單元的數(shù)量，并且在多個同心圓上配置光源單元。另外，配置在一個同心圓上的光源單元并不限于8個，也可以配置更多的光源單元。
[0076]另外，本實施方式中，以光源單元1a的結構和光源單元1b?1d的結構不同來進行說明，但也能夠使用結構與光源單元1b?1d相同的光源單元10a。此外，在該情況下，光量在光學頭10的中心部下降，因此將光源單元1a和1b之間的距離(也就是說，圓Cl的半徑)設定得更小。
[0077]另外，本實施方式中，以在透鏡L的凸面或凹面形成的防反射結構體是包括多個圓錐狀的突起P的細微結構來進行說明，但只要具有多個細微突起即可，突起P的形狀不限于圓錐狀。作為突起P的形狀，例如能夠適用針狀、圓柱狀、多角錐狀、截頭圓錐體狀、角錐臺狀、拋物線形狀等。
[0078]另外，本實施方式中對在透鏡L的表面(凸面或凹面)形成防反射結構體的結構進行了說明，但并不限于形成防反射結構體的結構，也能夠適用于其他用途的紫外線固化型樹脂的固化。
[0079](第二實施方式)
[0080]圖14是示出本實用新型的第二實施方式的光照射裝置IM的光學頭1M的概略結構的圖，與圖2同樣，是從透鏡L側觀察光學頭1M時的圖。本實施方式的光照射裝置IM在構成光學頭1M的光源單元1aM?1cM以光源單元1aM為中心配置在2個同心圓上這一點上與第一實施方式的光照射裝置I不同。以下，詳細說明與第一實施方式的光照射裝置I的不同點。
[0081]如圖14所示，本實施方式的光學頭1M由沿著與透鏡L的光軸AX同軸的中心軸O配置的光源單元10aM、以包圍光源單元1aM的方式在以中心軸O為中心的直徑55mm的圓周(圖14中，用“P.C.D.Φ55”表示的圓周)上等間隔(也就是說，以45°的角度間距)配置的8個光源單元10bM、以及以包圍光源單元1bM的方式在以中心軸O為中心的直徑IlOmm的圓周(圖1中，用“P.C.D.Φ110”表示的圓周)上等間隔地(也就是說，以22.5°的角度間距)配置的16個光源單元1cM構成。此外，本實施方式的光源單元1aM的結構與第一實施方式的光源單元1a的結構相同，各光源單元1bMUOcM的結構與第一實施方式的各光源單元1b?1d的結構相同。
[0082]圖15?圖17是說明各光源單元1aM?1cM和與其相鄰的光源單元之間的距離與從各光源單元1aM?1cM射出的紫外線的關系的圖。圖15是說明光源單元1aM(斜線部)和與光源單元1aM相鄰的光源單元的關系的圖。圖16是說明光源單元1bM(斜線部)和與光源單元1bM相鄰的光源單元的關系的圖。圖17是說明光源單元1cM(斜線部)和與光源單元1cM相鄰的光源單元的關系的圖。
[0083]如圖15所示，光源單元1aM的中心和與光源單元1aM相鄰的光源單元1bM的中心的距離是固定的，與光源單元1aM相鄰的光源單元1bM的中心位于以光源單元1aM的光軸為中心的半徑27.5mm的圓Cl (也就是說，“P.C.D.Φ55”)的圓周上。這里，從光源單元1aM射出的紫外線在工作距離WD上照射以光源單元1aM的光軸為中心的半徑約20mm的圓形的區(qū)域，從各光源單元1bM射出的紫外線在工作距離WD上照射以各光源單元1bM的光軸為中心的半徑約25mm的圓形的區(qū)域時，光源單元1aM的光軸和各光源單元1bM的光軸僅相距27.5mm,因此從光源單元1aM射出的紫外線和從8個光源單元1bM射出的紫外線在工作距離WD上互相重合。這樣，與第一實施方式同樣，從光源單元1aM射出的紫外線和從各光源單元1bM射出的紫外線在工作距離WD上互相重合，因此從光源單元1aM和各光源單元1bM射出的紫外線的整體的光束分布變得平滑連續(xù)。此外，本實施方式中，構成為設從光源單元1aM射出的紫外線的半值寬度的1/2為A，設光源單元1aM和與光源單元1aM相鄰的光源單元之間的距離為B時,A/B = 27.5mm/22mm = 0.4,使得從光源單元1aM射出的紫外線和從各光源單元1bM射出的紫外線在工作距離WD上互相重合、光束分布連續(xù)。
[0084]接著，說明各光源單元1bM和與各光源單元1bM相鄰的光源單元(也就是說，光源單元10aM、1bMUOcM)的關系。如圖16所示，本實施方式中，各光源單元1bM的中心和與各光源單元1bM相鄰的光源單元(也就是說，光源單元10aM、1bMUOcM)的中心的距離在與光源單元1cM之間最大，與光源單元1bM相鄰的光源單元10aM、1bMUOcM的中心位于以光源單元1b為中心的半徑31.4mm的圓C2內。因此，從光源單元1aM射出的紫外線在工作距離WD上照射以光源單元1aM的光軸為中心的半徑約20mm的圓的區(qū)域，從各光源單元1bM?1cM射出的紫外線在工作距離WD上照射以各光源單元1bM?1cM的光軸為中心的半徑約25mm的圓的區(qū)域時，各光源單元1bM的光軸和與光源單元1bM相鄰的光源單元10aM、1bMUOcM的光軸最大僅相距31.4mm,因此從各光源單元1bM射出的紫外線和從與各光源單元1bM相鄰的6個光源單元(光源單元10aM、1bMUOcM)射出的紫外線在工作距離WD上互相重合。這樣，從各光源單元1bM射出的紫外線和從與各光源單元1bM相鄰的光源單元10aM、1bMUOcM射出的紫外線在工作距離WD上互相重合，因此從各光源單元1bM和與各光源單元1bM相鄰的光源單元10aM、1bMUOcM射出的紫外線的整體的光束分布變得平滑連續(xù)。此外，本實施方式中，構成為設從光源單元1bM射出的紫外線的半值寬度的1/2為A，設光源單元1bM和與光源單元1bM相鄰的光源單元之間的距離的最大值為B時，A/B = 15mm/31.4mm = 0.48，使得從各光源單元1bM射出的紫外線和從與各光源單元1bM相鄰的光源單元10aM、1bMUOcM射出的紫外線在工作距離WD上互相重合、光束分布連續(xù)。
[0085]接著，說明各光源單元1cM和與各光源單元1cM相鄰的光源單元(也就是說，光源單元10bM、10cM)的關系。如圖17所示，本實施方式中，各光源單元1cM的中心和與各光源單元1cM相鄰的光源單元(也就是說，光源單元10bM、10cM)的中心的距離在與光源單元1bM之間最大，與光源單元1cM相鄰的光源單元10bM、10cM的中心位于以光源單元1c為中心的半徑27.5mm的圓C3內。因此，如上所述，從各光源單元10bM、1cM射出的紫外線在工作距離WD上照射以各光源單元1bMUOcM的光軸為中心的半徑約25mm的圓的區(qū)域時，各光源單元1cM的光軸和與光源單元1cM相鄰的光源單元1bMUOcM光軸最大僅相距27.5mm,因此從各光源單元1cM射出的紫外線和從與各光源單元1cM相鄰的3個光源單元(光源單元10bM、10cM)射出的紫外線在工作距離WD上互相重合。這樣，從各光源單元1cM射出的紫外線和從與各光源單元1cM相鄰的光源單元1bMUOcM射出的紫外線在工作距離WD上互相重合，因此作為從各光源單元1cM和與各光源單元1cM相鄰的光源單元1bMUOcM射出的紫外線的整體的光束分布變得平滑連續(xù)。此外，本實施方式中，構成為設從光源單元1cM射出的紫外線的半值寬度的1/2為A，設光源單元1cM和與光源單元1cM相鄰的光源單元之間的距離的最大值為B時，A/B = 15mm/27.5mm = 0.55，使得從各光源單元1cM射出的紫外線和從與各光源單元1cM相鄰的光源單元1bMUOcM射出的紫外線在工作距離WD上互相重合、光束分布連續(xù)。
[0086]這樣，在本實施方式中也和第一實施方式同樣，通過構成為設從各光源單兀1aM?1cM射出的紫外線的半值寬度的1/2為A，設各光源單元1aM?1cM和與各光源單元1aM?1cM相鄰的光源單元間的最大距離為B時0.40彡A/B ( 0.55成立，從而從各光源單元1aM?1cM射出的紫外線和從與各光源單元1aM?1cM相鄰的多個光源單元射出的紫外線互相重合，在工作距離WD上得到作為整體大致均勻的(也就是說，無間隙的)光束分布的紫外線。
[0087]另外，在本實施方式中也和第一實施方式同樣，以能夠對配置成同心圓狀的光源單元1aM?1cM的光量按照每一個光源單元1aM?1cM (也就是說，按照每個配置在相同圓周上的光源單元)進行調整，能夠照射沿著作為紫外線的照射對象的透鏡L的曲線的光束分布的紫外線的方式構成。因此，在透鏡L的凸面或凹面上的各點的紫外線的照射強度變得大致均勻，能夠同樣地且以相同的固化速度使涂布在透鏡L的凸面或凹面的紫外線固化型樹脂固化，可以抑制產生固化不均等。
[0088]圖18?圖21是示出分別改變光源單元1aM?1cM的光量時的、從光學頭1M射出的紫外線的光束分布的圖。圖18?圖21的橫軸表示設光學頭1M的中心軸O為O時的X軸方向或Y軸方向的距離，縱軸表示紫外線的強度。此外，在圖18?圖21中，粗線表/Jn X軸方向的光束分布，細線表不Y軸方向的光束分布。
[0089]圖18是從光源單元1aM射出100%的照射強度(50mW)的紫外線、從光源單元1bM射出100%的照射強度(25mW)的紫外線、從光源單元1cM射出20%的照射強度的紫外線時的、工作距離WD上中的紫外線的凸型光束分布。在圖18中，形成在以光學頭1M的中心軸O (也就是說，透鏡L的光軸AX)為中心的直徑80mm的范圍(也就是說，橫軸±40mm的范圍)內沿著透鏡L的凹面曲線的光束分布。
[0090]圖19是從光源單元1aM射出40%的照射強度的紫外線、從光源單元1bM射出60%的照射強度的紫外線、從光源單元1cM射出100%的照射強度的紫外線時的、在工作距離WD上的紫外線的凹型光束分布。圖19中，形成在以光學頭1M的中心軸0(也就是說，透鏡L的光軸AX)為中心的直徑80mm的范圍(也就是說，橫軸±40mm的范圍)內沿著透鏡L的凸面曲線的光束分布。
[0091]圖20是從光源單元1aM射出100%的照射強度的紫外線、從光源單元1bM射出15%的照射強度的紫外線而熄滅光源單元1cM時的、工作距離WD上的紫外線的凸型光束分布。圖20中，形成在以光學頭1M的中心軸O (也就是說，透鏡L的光軸AX)為中心的直徑45mm的范圍(也就是說，橫軸±22.5mm的范圍)內沿透鏡L的凹面曲線的光束分布。
[0092]圖21是熄滅光源單元10aM、從光源單元1bM射出45%的照射強度的紫外線、從光源單元1cM射出100%的照射強度的紫外線時的、在工作距離WD上的紫外線的凹型光束分布。圖21中，形成在以光學頭1M的中心軸O (也就是說，透鏡L的光軸AX)為中心的直徑60mm的范圍(也就是說，橫軸±30mm的范圍)內沿透鏡L的凸面曲線的光束分布。
[0093]以上是本實施方式的說明，但與第一實施方式同樣，本實用新型并不限于上述的結構，在本實用新型的技術思想的范圍內可以進行各種變形。
[0094]此外，第一實施方式中，以設從各光源單元1a?1d射出的紫外線的半值寬度的1/2為A、從各光源單元1a?1d和與各光源單元1a?1d相鄰的光源單元之間的最大距離為B時，0.50 ( A/B ( 0.71成立的方式構成，在第二實施方式中，以設從各光源單元1aM?1cM射出的紫外線的半值寬度的1/2為A、從各光源單元1aM?1cM和與各光源單元1aM?1cM相鄰的光源單元之間的最大距離為B時，0.40 ( A/B ( 0.55成立的方式構成，但A/B的數(shù)值不限定于該范圍。也就是說，從各光源單元1a?1d(各光源單元1aM?1cM)射出的紫外線和與各光源單元1a?1d(各光源單元1aM?1cM)相鄰的多個光源單元射出的紫外線互相重合，在工作距離WD上獲得作為整體大致均勻的(也就是說，無間隙的)光束分布的紫外線即可，從發(fā)明人得到的模擬結果可知，A/B的數(shù)值滿足
0.3 ^ A/B ^ 0.8即可，更優(yōu)選滿足0.4 ^ A/B ^ 0.7即可。
[0095]此外，本次公開的實施方式在各個方面都是例示，應視為非限制性的。本實用新型的范圍并非由上述說明示出，而由權利要求書示出，在與權利要求書均等的意義及范圍內的全部的變更都包含在內。
[0096]符號說明
[0097]1、IM光照射裝置10、10M光學頭
[0098]10a、10b、10c、10d、10aM、1bMUOcM 光源單元
[0099]11殼體 12 LED元件 13兩凸透鏡
[0100]20調光單元30 電纜。
【權利要求】
1.一種光照射裝置，對具有旋轉對稱形狀的被照射面的被照射對象物照射與該被照射面的旋轉對稱軸平行的照射光，使涂布在所述被照射面上的紫外線固化型樹脂固化，其特征在于， 具備: 多個發(fā)光部，光軸一致都在與所述旋轉對稱軸平行的方向上，分別射出平行光；以及 調光單元，調整從多個所述發(fā)光部射出的光的光量， 所述被照射對象物配置在與多個所述發(fā)光部相距規(guī)定的距離的規(guī)定的位置， 多個所述發(fā)光部在與所述旋轉對稱軸同軸的中心軸的周圍排列成同心圓狀， 從各所述發(fā)光部射出的光在所述規(guī)定的位置與從相鄰的發(fā)光部射出的光的一部分重入I=I ? 所述調光單元針對配置在相同圓周上的每個所述發(fā)光部調整光量，使得所述被照射面上的各點處的所述照射光的照射強度變得均勻。
2.根據權利要求1所述的光照射裝置，其特征在于， 在設從各所述發(fā)光部射出的光在所述規(guī)定的位置的照射強度分布的半值寬度的1/2為A，設各所述發(fā)光部與相鄰的發(fā)光部之間的最大距離為B的情況下，滿足以下的條件式(I):
0.3 彡 A/B 彡 0.8...(I)。
3.根據權利要求1所述的光照射裝置，其特征在于， 所述紫外線固化型樹脂形成包括多個細微突起的防反射結構體， 設所述突起的頂角為2Θ時,從各所述發(fā)光部射出的光的擴散角相對于所述光軸在Θ以下。
4.根據權利要求2所述的光照射裝置，其特征在于， 所述紫外線固化型樹脂形成包括多個細微突起的防反射結構體， 設所述突起的頂角為2Θ時,從各所述發(fā)光部射出的光的擴散角相對于所述光軸在Θ以下。
5.根據權利要求3所述的光照射裝置，其特征在于， 所述光的擴散角相對于所述光軸在10°以內。
6.根據權利要求4所述的光照射裝置，其特征在于， 所述光的擴散角相對于所述光軸在10°以內。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的光照射裝置，其特征在于， 多個所述發(fā)光部包括配置在所述中心軸上的第一發(fā)光部。
8.根據權利要求7所述的光照射裝置，其特征在于， 多個所述發(fā)光部包括在包圍所述第一發(fā)光部的第一圓周上等間隔排列的8個第二發(fā)光部。
9.根據權利要求8所述的光照射裝置，其特征在于， 多個所述發(fā)光部包括在包圍所述第二發(fā)光部的第二圓周上等間隔排列的16個第三發(fā)光部。
10.根據權利要求8所述的光照射裝置，其特征在于， 多個所述發(fā)光部包括在包圍所述第二發(fā)光部的第二圓周上等間隔排列的8個第三發(fā)光部， 所述第二發(fā)光部和所述第三發(fā)光部相對于所述中心軸互相偏移22.5°而配置。
11.根據權利要求1至6中任一項所述的光照射裝置，其特征在于， 各所述發(fā)光部具備具有正方形狀的發(fā)光面的發(fā)光元件， 所述發(fā)光元件配置成所述發(fā)光面的一個對角線位于通過所述發(fā)光面的中心和所述中心軸的假想直線上。
【文檔編號】G02B1/10GK204018175SQ201420335319
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權日:2013年6月24日
【發(fā)明者】紫藤和孝 申請人:豪雅冠得股份有限公司