JP5538467B2

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Info

Publication number: JP5538467B2
Application number: JP2012078936A
Authority: JP
Inventors: 努岸根; 和孝紫藤
Original assignee: Hoya Candeo Optronics Corp
Current assignee: Hoya Candeo Optronics Corp
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2032-03-30
Also published as: TWI539196B; KR101599936B1; JP2013210422A; KR20130111321A; TW201350907A; CN103363442B; CN103363442A

Description

Translated fromJapanese

この発明は、照射光の照度分布を細長のライン状に成形するレンズユニット並びに該レンズユニットを備えた光照射ユニット及び光照射装置に関する。 The present invention relates to a lens unit that molds an illuminance distribution of irradiated light into an elongated line, and a light irradiation unit and a light irradiation apparatus including the lens unit.

工業製品のコーティングや光学部品等の組み立て用接着剤として、紫外線硬化型樹脂が用いられている。紫外線硬化型樹脂は、流動性を有するモノマーやオリゴマーが紫外線（紫外光）を吸収して光重合反応を起こし、固体のポリマーに変化する樹脂である。そして、この紫外線硬化型樹脂を硬化させるための光源として紫外線照射装置（以下「ＵＶ照射装置」という。）が開発されている。 An ultraviolet curable resin is used as an adhesive for assembling industrial product coatings and optical parts. The ultraviolet curable resin is a resin that changes into a solid polymer by causing a photopolymerization reaction when a monomer or oligomer having fluidity absorbs ultraviolet rays (ultraviolet light). An ultraviolet irradiation device (hereinafter referred to as “UV irradiation device”) has been developed as a light source for curing the ultraviolet curable resin.

ＵＶ照射装置としては、高圧水銀ランプや水銀キセノンランプ等を光源とするランプ型照射装置が知られているが、近年、消費電力の削減や装置サイズのコンパクト化の要請から、紫外光を発光可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とするＵＶ照射装置が開発されている（例えば、特許文献１）。 As a UV irradiation device, a lamp type irradiation device using a high-pressure mercury lamp, a mercury xenon lamp, or the like as a light source is known. However, in recent years, UV light can be emitted due to a demand for reduction of power consumption and downsizing of the device A UV irradiation apparatus using a light emitting diode (LED) as a light source has been developed (for example, Patent Document 1).

特開２００７−２７２９５号公報JP 2007-27295 A

特許文献１に開示されるＵＶ照射装置は、照射ヘッド内に直列に配置された２枚の球面レンズを備えており、ＬＥＤ光をスポット状に集光する。このようなＵＶ照射装置を使用して液晶パネルの張り合わせ工程のような大面積の接着を行う場合には、隣接する照射ヘッドのスポットの裾同士が重なり合うように複数の照射ヘッドを一列に並べて使用すると効率的に接着剤の硬化を行うことができる。しかしながら、特許文献１のＵＶ照射装置は、球面レンズにより直交２方向に集光される為、照射光のスポットサイズが小さく、多数の照射ヘッドを並べなければならない。 The UV irradiation apparatus disclosed inPatent Document 1 includes two spherical lenses arranged in series in an irradiation head, and condenses LED light in a spot shape. When bonding such a large area as in the bonding process of a liquid crystal panel using such a UV irradiation apparatus, a plurality of irradiation heads are used in a line so that the hems of the spots of adjacent irradiation heads overlap each other. Then, the adhesive can be efficiently cured. However, since the UV irradiation apparatus ofPatent Document 1 is focused in two orthogonal directions by a spherical lens, the spot size of the irradiation light is small and a large number of irradiation heads must be arranged.

また、球面レンズをシリンドリカルレンズに替えることで、シリンドリカルレンズの焦線方向におけるビーム幅の長いライン状の照射光を得ることができるが、ライン方向（ビームの長径方向）において強度（照度）が均一な照射光を得るには、２枚のシリンドリカルレンズの焦線方向を高い精度で合わせる必要がある。従来、シリンドリカルレンズの焦線方向の調整は、複雑な光学的アライメントによって行われていた為、球面レンズからシリンドリカルレンズへの置き換えは、製造コストの大幅な増大を伴った。 In addition, by replacing the spherical lens with a cylindrical lens, it is possible to obtain line-shaped irradiation light with a long beam width in the focal line direction of the cylindrical lens, but the intensity (illuminance) is uniform in the line direction (the long axis direction of the beam). In order to obtain an appropriate irradiation light, it is necessary to align the focal direction of the two cylindrical lenses with high accuracy. Conventionally, adjustment of the focal direction of the cylindrical lens has been performed by complicated optical alignment, so that replacement of the spherical lens with the cylindrical lens has accompanied a significant increase in manufacturing cost.

また、ライン状の照射光を出射する照射ヘッドを複数並べて使用する場合には、照射ヘッドを並べる方向に照射光の長径方向を正確に揃える必要があるが、紫外光は不可視であるため、例えば蛍光板に照射光を当てながら照射ヘッドの向きを調整しなければならず、煩雑な調整作業を必要とした。 In addition, when using a plurality of irradiation heads that emit line-shaped irradiation light, it is necessary to accurately align the major axis direction of the irradiation light in the direction in which the irradiation heads are arranged, but since ultraviolet light is invisible, for example, The direction of the irradiation head had to be adjusted while irradiating the fluorescent plate with the irradiation light, requiring complicated adjustment work.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、組み立て及び設置が容易な、ライン状の均一な照度分布を有する照射光を出射するレンズユニット、光照射ユニット及び光照射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a lens unit, a light irradiation unit, and a light irradiation device that emit irradiation light having a uniform illumination distribution in a line shape that is easy to assemble and install. For the purpose.

上記目的を達成するため、本発明の実施形態に係るレンズユニットは、それぞれ第１面に凸レンズ面が形成されたシリンドリカルレンズである第１及び第２のレンズと、第１及び第２のレンズを、凸レンズ面同士が所定の距離を置いて対向し、且つ各光軸が一致するように保持する鏡筒と、を備え、鏡筒は、第１及び第２のレンズの焦線が光軸に垂直な第１の方向に向くように各レンズの凸レンズ面の先端部と嵌合し、各レンズの回転を規制すると共に各レンズを位置決めする中間鏡筒部を備え、中間鏡筒部の外周面には、光軸を通り、第１の方向又は光軸及び第１の方向に垂直な第２の方向に延びる直線上の少なくとも一箇所にマーカーが形成されていることを特徴とする。In order to achieve the above object, a lens unit according to an embodiment of the present invention includes a first lens and a second lens, which are cylindrical lenses each having a convex lens surface formed on a first surface, and a first lens and a second lens. , convex faces are opposed at a predetermined distance, and and a barrel for holding such that each optical axes coincide, the barrelisfocal line of the first and second lenses to the optical axis An intermediate lens barrel part thatfits with the tip of the convex lens surface of each lens so as to face the first vertical direction, regulates the rotation of each lens and positions each lens, and has an outer peripheral surface of the intermediate lens barrel part Is characterized in that a marker is formed in at least one place on a straight line that passes throughtheoptical axis andextendsin the firstdirection or the second directionperpendicular to theoptical axis and the first direction .

上記の構成によれば、中間鏡筒部の外周面に設けられたマーカーにより、レンズユニットの集光方向を正確に認識することができ、レンズユニットを設置する際の位置決めを正確且つ容易に行うことが可能になる。また、上記の構成によれば、光束が第１の方向（長径方向）に集光されない為、第１の方向のビーム幅を短くすることなく出射光の強度を高めることができる。また、上記の構成によれば、組み立て時に２枚のシリンドリカルレンズの焦線の向きを正確且つ容易に合わせることができる。According to said structure, the marker provided in the outer peripheral surface of the intermediate lens-barrel part can recognize the condensing direction of a lens unit correctly, and positioning at the time of installing a lens unit is performed correctly and easily. It becomes possible. Moreover, according to said structure, since a light beam is not condensed in a1st direction (major axis direction), the intensity | strength of emitted light can be raised, without shortening the beam width of a1st direction. Moreover, according to said structure, the direction of the focal line of two cylindrical lenses can be match | combined correctly and easily at the time of an assembly.

中間鏡筒部が、中間鏡筒部の内周面から中心軸に向かって突出する突出部を有し、突出部には、光軸を通り第１の方向に延びる直線上に、光軸を挟んで一対の切欠部が設けられており、第１及び第２のレンズの凸レンズ面の先端部がそれぞれ一対の切欠部に嵌り込むように構成してもよい。The intermediate lens barrel portion has a protruding portion that protrudes from the inner peripheral surface of the intermediate lens barrel portion toward the central axis, and the protruding portion has an optical axis on a straight line that extends in thefirst direction through the optical axis. a pair of notched portions are provided to sandwich the tip portion of the convex lens surface of the first and second lens may be respectivelyconfigured to fit into a pair of cutout portions.

この構成によれば、各レンズの凸レンズ面を中間鏡筒部の突出部に押し付けながら中心軸の周りに回転させるだけの簡単な作業により、凸レンズ面の先端部が切欠部に嵌り込んで、各レンズの方向を高精度に位置決めすることができる。 According to this configuration, the tip portion of the convex lens surface is fitted into the notch portion by a simple operation of rotating around the central axis while pressing the convex lens surface of each lens against the protruding portion of the intermediate lens barrel portion. The direction of the lens can be positioned with high accuracy.

第１及び第２のレンズが、それぞれ円柱状の側面を有し、中間鏡筒部が、第１及び第２のレンズの外径よりもわずかに内径が広い内周面を有する略円筒状であり、第１及び第２のレンズの凸レンズ面側の少なくとも一部をそれぞれ該中間鏡筒部の中空部内に収容し、突出部が、第１及び第２のレンズの外径よりも狭い内径を有する略円環状に形成されている構成としてもよい。 Each of the first and second lenses has a cylindrical side surface, and the intermediate lens barrel has a substantially cylindrical shape having an inner peripheral surface slightly wider in inner diameter than the outer diameter of the first and second lenses. Yes, at least a part of the first lens and the second lens on the convex lens surface side are respectively accommodated in the hollow portion of the intermediate lens barrel, and the protrusion has an inner diameter narrower than the outer diameter of the first and second lenses. It is good also as a structure currently formed in the substantially annular shape which has.

また、中間鏡筒部の内周面には、光軸を挟んだ第１の方向の両側に、光軸方向の一端より突出部を横断して光軸方向に延びる一対の溝が形成されており、該一対の溝を形成することにより、突出部に一対の切欠部が設けられた構成としてもよい。In addition, a pair of grooves extending in the optical axis direction across one end of the optical axis direction from one end in the optical axis direction are formed on the inner peripheral surface of the intermediate barrel portion on both sides in thefirst direction across the optical axis. In addition, by forming the pair of grooves, the protrusion may be provided with a pair of notches.

上記の構成によれば、切欠部を容易に形成することができる。 According to said structure, a notch part can be formed easily.

また、マーカーが、中間鏡筒部の軸方向に延びるマーカー溝である構成としてもよい。 The marker may be a marker groove extending in the axial direction of the intermediate lens barrel.

上記の構成によれば、例えばマシニングセンタを使用して中間鏡筒部を加工することにより、高い相対位置精度で切欠部とマーカーを形成することができると共に、視認性の良好なマーカーが実現する。 According to the above configuration, for example, by processing the intermediate lens barrel portion using a machining center, the notch portion and the marker can be formed with high relative positional accuracy, and a highly visible marker is realized.

また、第１及び第２のシリンドリカルレンズの外径が同一である構成としてもよい。 Further, the first and second cylindrical lenses may have the same outer diameter.

上記の構成によれば、部品の種類が少なく、また少ない工程で中間鏡筒部を加工することができる為、レンズユニットを低コストで製造することが可能になる。 According to the above configuration, the number of types of parts is small, and the intermediate lens barrel can be processed with a small number of processes, so that the lens unit can be manufactured at a low cost.

本発明の実施形態に係る光照射ユニットは、光源ユニットと、光源ユニットが出射した光束を第２の方向に集光する、上記のレンズユニットと、を備え、第１の方向に長いライン状の照射領域を有する照射光を生成する。A light irradiation unit according to an embodiment of the present invention includes a light source unit and the lens unit that collects a light beam emitted from the light source unit in asecond direction, and has a linear shape that is long in thefirst direction. Irradiation light having an irradiation region is generated.

また、光源ユニットが、二次元配列された複数のＬＥＤ素子を備えた構成としてもよい。また、光源ユニットが、第１及び第２の方向にそれぞれ平行な二辺を有する矩形状の発光面を備えた構成としてもよい。 Moreover, it is good also as a structure with which the light source unit was provided with several LED element arranged in two dimensions. In addition, the light source unit may include a rectangular light emitting surface having two sides parallel to each of the first and second directions.

上記の構成によれば、シリンドリカルレンズにより一方向のみに集光しても、十分に高い強度の照射光を得ることができる。 According to said structure, even if it condenses only to one direction with a cylindrical lens, sufficiently high intensity | strength irradiation light can be obtained.

本発明の実施形態に係る光照射装置は、上記の光照射ユニットを複数備え、複数の光照射ユニットは、光軸を互いに平行にして第１の方向に所定間隔で並べられており、所定間隔は、光照射ユニットの照射光の照射領域における第１の方向の半値全幅と同じ長さであることを特徴とする。A light irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention includes a plurality of the light irradiation units described above, and the plurality of light irradiation units are arranged at predetermined intervals in thefirst direction with the optical axes parallel to each other. Is characterized by having the same length as the full width at half maximum in thefirst direction in the irradiation region of the irradiation light of the light irradiation unit.

上記の構成によれば、第１の方向において照射領域が長く且つ強度が均一な光源が実現する。
According to the above configuration, a light source having a long irradiation area and uniform intensity in thefirst direction is realized.

以上のように、本発明の実施形態の構成によれば、組み立て及び設置が容易な、照射光の照度分布を細長のライン状に成形する照射ヘッド及び該照射ヘッドを備えた光照射装置が実現する。 As described above, according to the configuration of the embodiment of the present invention, an irradiation head that forms an illuminance distribution of irradiation light into an elongated line shape and a light irradiation apparatus including the irradiation head that are easy to assemble and install are realized. To do.

図１は、本発明の実施の形態に係るＵＶ照射装置１の外観図である。FIG. 1 is an external view of aUV irradiation apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.図２は、本発明の実施の形態に係るＵＶ照射装置１のレンズユニット１２０の概略構成を示す分解図である。FIG. 2 is an exploded view showing a schematic configuration of thelens unit 120 of theUV irradiation apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.図３は、出射側から見た中間鏡筒部３０の正面図である。FIG. 3 is a front view of theintermediate lens barrel 30 viewed from the emission side.図４は、中間鏡筒部３０の側面図である。FIG. 4 is a side view of theintermediate lens barrel 30.図５は、入射側から見た中間鏡筒部３０の背面図である。FIG. 5 is a rear view of theintermediate lens barrel 30 viewed from the incident side.図６は、中間鏡筒部３０の縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of theintermediate lens barrel 30.図７は、焦線ＦをＺ軸方向に向けて第１レンズ２０及び第２レンズ４０を中空部に挿し込んだ状態の中間鏡筒部３０の縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view of theintermediate lens barrel 30 in a state where thefirst lens 20 and thesecond lens 40 are inserted into the hollow portion with the focal line F directed in the Z-axis direction.図８は、第１レンズ２０及び第２レンズ４０を正しく装着した状態の中間鏡筒部３０の縦断面図である。FIG. 8 is a longitudinal sectional view of theintermediate lens barrel 30 in a state where thefirst lens 20 and thesecond lens 40 are correctly mounted.図９は、照射モジュール３００の外観図である。FIG. 9 is an external view of theirradiation module 300.図１０は、照射モジュール３００の照射領域における照度分布を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the illuminance distribution in the irradiation region of theirradiation module 300.図１１は、シリンドリカルレンズの種類を変更した中間鏡筒部３０の様々な変形例の縦断面図である。FIG. 11 is a longitudinal sectional view of various modified examples of theintermediate lens barrel 30 in which the type of the cylindrical lens is changed.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るＵＶ照射装置１について説明する。図１はＵＶ照射装置１の外観図であり、図２はその分解図である。なお、以下の説明においては、後述するレンズユニット１２０の光軸方向をＸ軸方向、後述する平凸シリンドリカルレンズ（第１レンズ２０、第２レンズ４０）の焦線Ｆの方向をＹ軸方向、平凸シリンドリカルレンズの集光方向をＺ軸方向と呼ぶ。なお、平凸シリンドリカルレンズは焦線Ｆの方向（Ｙ軸方向）には屈折力を有さず、焦線Ｆと垂直な方向（Ｚ軸方向）に屈折力を有している。 Hereinafter, theUV irradiation apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view of theUV irradiation apparatus 1, and FIG. 2 is an exploded view thereof. In the following description, the optical axis direction of thelens unit 120 described later is the X axis direction, and the direction of the focal line F of the planoconvex cylindrical lenses (first lens 20 and second lens 40) described later is the Y axis direction. The light collecting direction of the plano-convex cylindrical lens is referred to as the Z-axis direction. The plano-convex cylindrical lens does not have a refractive power in the direction of the focal line F (Y-axis direction) but has a refractive power in a direction perpendicular to the focal line F (Z-axis direction).

本実施形態のＵＶ照射装置１は、箱形の電源ユニット２００と、電源ユニット２００の正面から延びる細長い本体ユニット１００を備えている。また、本体ユニット１００は、レンズユニット１２０、光源ユニット１４０及びケーブル部１６０を備えている。ケーブル１６０は、光源ユニット１４０に給電するための電力線や光源ユニット１４０の動作を制御するための信号を送る信号線が金属可撓管によって被覆保護されたものであり、電源ユニット２００と本体ユニット１００とを接続する。光源ユニット１４０は、略円筒形状のケーシング１４１を有し、一端にＬＥＤ素子１４２が配置されている。光源ユニット１４０のケーシング１４１内にはＬＥＤ素子１４２を駆動する駆動回路（不図示）が収容されており、光源ユニット１４０の他端はケーブル１６０を介して電源ユニット２００に接続されている。また、光源ユニット１４０の一端には、レンズユニット１２０が取り付けられている。 TheUV irradiation apparatus 1 of the present embodiment includes a box-shapedpower supply unit 200 and an elongatedmain body unit 100 extending from the front of thepower supply unit 200. Themain unit 100 includes alens unit 120, alight source unit 140, and acable unit 160. In thecable 160, a power line for supplying power to thelight source unit 140 and a signal line for transmitting a signal for controlling the operation of thelight source unit 140 are covered and protected by a metal flexible tube. And connect. Thelight source unit 140 has a substantiallycylindrical casing 141, and anLED element 142 is disposed at one end. A drive circuit (not shown) for driving theLED element 142 is accommodated in thecasing 141 of thelight source unit 140, and the other end of thelight source unit 140 is connected to thepower supply unit 200 via thecable 160. Alens unit 120 is attached to one end of thelight source unit 140.

レンズユニット１２０は、光源ユニット１４０のケーシング１４１と略同一の外径を有する鏡筒１２１と、鏡筒１２１内に保持された一対の平凸シリンドリカルレンズ（第１レンズ２０、第２レンズ４０）を備えている。第１レンズ２０と第２レンズ４０は、同一の形状及び光学特性を有している。鏡筒１２１は、光軸方向において３つの部材（光源ユニット１４０側から順に、入射側鏡筒部１０、中間鏡筒部３０、出射側鏡筒部５０）に分割されている。また、第１レンズ２０は入射側鏡筒部１０と中間鏡筒部３０の間で挟み込まれ、第２レンズ４０は中間鏡筒部３０と出射側鏡筒部５０の間で挟み込まれ、それぞれ鏡筒１２１内で保持されている。 Thelens unit 120 includes alens barrel 121 having substantially the same outer diameter as thecasing 141 of thelight source unit 140, and a pair of plano-convex cylindrical lenses (first lens 20 and second lens 40) held in thelens barrel 121. I have. Thefirst lens 20 and thesecond lens 40 have the same shape and optical characteristics. Thelens barrel 121 is divided into three members (in the order from thelight source unit 140 side, the incident sidelens barrel portion 10, the intermediatelens barrel portion 30, and the emission side lens barrel portion 50) in the optical axis direction. Further, thefirst lens 20 is sandwiched between the incidentside barrel portion 10 and theintermediate barrel portion 30, and thesecond lens 40 is sandwiched between theintermediate barrel portion 30 and the exitside barrel portion 50, respectively. It is held in thecylinder 121.

次に、中間鏡筒部３０の構成について説明する。図３〜５は、順に中間鏡筒部３０の正面図、側面図、及び背面図である。また、図６は、中間鏡筒部３０の縦断面図である。中間鏡筒部３０は略円筒形状の部材であるが、その内周面のＸ軸方向中央部には、内側に突出する略環状の突出部３２が形成されている。図２に示すように、一対の平凸シリンドリカルレンズである第１レンズ２０及び第２レンズ４０は、それぞれ凸面（凸レンズ面）を中間鏡筒部３０に向けて配置され、凸面側の一部が中間鏡筒部３０の中空部内に収容される。図７及び図８は、第１レンズ２０及び第２レンズ４０の凸面側の一部が中間鏡筒部３０の中空部内に挿し込まれた状態を示す図である。具体的には、図７は、第１レンズ２０の焦線Ｆ_２０及び第２レンズ４０の焦線Ｆ_４０をそれぞれＺ軸方向に向けて各レンズを中間鏡筒部３０に挿し込んだ状態を示し、図８は、焦線Ｆ_２０及びＦ_４０をそれぞれＹ軸方向に向けて各レンズを中間鏡筒部３０に挿し込んだ状態を示す。図８に示す配置が、光源ユニット１４０の完成時の配置である。Next, the configuration of theintermediate lens barrel 30 will be described. 3 to 5 are a front view, a side view, and a rear view of theintermediate barrel portion 30 in order. FIG. 6 is a longitudinal sectional view of theintermediate lens barrel 30. The intermediatelens barrel portion 30 is a substantially cylindrical member, and a substantially annular projectingportion 32 projecting inward is formed at the center portion in the X-axis direction of the inner peripheral surface thereof. As shown in FIG. 2, thefirst lens 20 and thesecond lens 40, which are a pair of plano-convex cylindrical lenses, are respectively arranged with their convex surfaces (convex lens surfaces) facing theintermediate lens barrel 30, and part of the convex surface side is It is accommodated in the hollow part of the intermediatelens barrel part 30. 7 and 8 are views showing a state in which a part of the convex surface side of thefirst lens 20 and thesecond lens 40 is inserted into the hollow part of the intermediatelens barrel part 30. FIG. Specifically, FIG. 7 shows a state in which elaborate inserted each lens in theintermediate barrel portion 30 toward the focal line F₂₀ and focal line F₄₀ of thesecond lens 40 of thefirst lens 20 in the Z-axis direction FIG. 8 shows a state in which each lens is inserted into theintermediate lens barrel 30 with the focal lines F₂₀ and F₄₀ directed in the Y-axis direction. The arrangement shown in FIG. 8 is the arrangement when thelight source unit 140 is completed.

中間鏡筒部３０の内周面には、Ｙ軸方向両端部（図３において矢印Ｒｗで示す箇所）に、溝３４が形成されている。溝３４は、中間鏡筒部３０のＸ軸正方向側の端（図６における右端）から突出部３２を越えた位置まで形成されている。その為、突出部３２のＹ軸方向両端部には切欠部３５（図５）が設けられている。 Grooves 34 are formed in the inner peripheral surface of theintermediate lens barrel 30 at both ends in the Y-axis direction (locations indicated by arrows Rw in FIG. 3). Thegroove 34 is formed from the end (right end in FIG. 6) on the X axis positive direction side of theintermediate lens barrel 30 to a position beyond theprotrusion 32. Therefore, notches 35 (FIG. 5) are provided at both ends in the Y-axis direction of theprotrusion 32.

図３及び図８に示すように、突出部３２における中間鏡筒部３０の内径Ｒｎ（例えばφ７．５ｍｍ）は、第１レンズ２０及び第２レンズ４０の外径（例えばφ８．２ｍｍ）よりも狭く成形されている。また、突出部３２が形成されていない箇所における中間鏡筒部３０の内径Ｒｗ（例えばφ８．２［プラス公差］ｍｍ）は、第１レンズ２０及び第２レンズ４０の外径よりもわずかに広く成形されている。従って、第１レンズ２０及び第２レンズ４０を中間鏡筒部３０の中空部に挿し込んでも、第１レンズ２０及び第２レンズ４０の凸面の少なくとも一部が突出部３２に当接して、それ以上に奥には入らない状態となる。 As shown in FIGS. 3 and 8, the inner diameter Rn (for example, φ7.5 mm) of theintermediate barrel portion 30 in the protrudingportion 32 is larger than the outer diameters (for example, φ8.2 mm) of thefirst lens 20 and thesecond lens 40. Narrowly shaped. In addition, the inner diameter Rw (for example, φ8.2 [plus tolerance] mm) of the intermediatelens barrel portion 30 at a location where the protrudingportion 32 is not formed is slightly wider than the outer diameters of thefirst lens 20 and thesecond lens 40. Molded. Therefore, even if thefirst lens 20 and thesecond lens 40 are inserted into the hollow portion of the intermediatelens barrel portion 30, at least a part of the convex surfaces of thefirst lens 20 and thesecond lens 40 abut against the protrudingportion 32, It will be in the state which does not enter in the back more.

図７に示すように、第１レンズ２０及び第２レンズ４０を、各焦線Ｆ_２０及びＦ_４０を突出部３２の溝３４が形成されていない方向（例えばＺ軸方向）に向けて、中間鏡筒部３０の中空部に挿し込むと、第１レンズ２０及び第２レンズ４０の凸面の頂点Ｖが突出部３２に当接する。この状態で、第１レンズ２０及び第２レンズ４０を突出部３２に押し当てながら、中間鏡筒部３０の中心軸Ｃの周りに回転させて、各焦線Ｆ_２０及びＦ_４０の方向を溝３４が形成されたＹ軸方向に合わせると、図８に示すように、突出部３２が形成されていない切欠部３５に第１レンズ２０及び第２レンズ４０の凸面の先端部（頂点Ｖ及びその近傍の部分）が嵌り込み、これにより第１レンズ２０及び第２レンズ４０が正しい位置に位置決めされる。すなわち、第１レンズ２０と第２レンズ４０の光軸Ｃ及び焦線Ｆ_２０、Ｆ_４０の方向が略完全に一致する。また、各レンズ２０、４０の凸面の先端部が切欠部３５に嵌り込むことにより、各レンズを中間鏡筒部３０に押し込んだ状態では、各レンズは中心軸Ｃの周りに回転し難くなる。そのため、第１レンズ２０及び第２レンズ４０の焦線Ｆ_２０及びＦ_４０の方向は、それぞれ中間鏡筒部３０に対して正しい方向に保たれる。また、溝３４のＺ軸方向の寸法により、第１レンズ２０と第２レンズ４０との間隔も正確に設定することができる。As shown in FIG. 7, thefirst lens 20 and thesecond lens 40 are arranged so that the focal lines F₂₀ and F₄₀ are directed in a direction in which thegroove 34 of the protrudingportion 32 is not formed (for example, the Z-axis direction). When inserted into the hollow portion of thelens barrel 30, the vertexes V of the convex surfaces of thefirst lens 20 and thesecond lens 40 abut against theprotrusion 32. In this state, while pressing thefirst lens 20 andsecond lens 40 to theprotrusions 32, is rotated around the central axis C of theintermediate barrel portion 30, the direction of the focal line F₂₀ and F₄₀ groove When aligned with the Y-axis direction in which 34 is formed, as shown in FIG. 8, the convex ends of thefirst lens 20 and the second lens 40 (vertex V and its vertex V) are formed in thenotch 35 where theprotrusion 32 is not formed. In the vicinity, thefirst lens 20 and thesecond lens 40 are positioned at the correct positions. That is, the directions of the optical axis C and the focal lines F₂₀ and F₄₀ of thefirst lens 20 and thesecond lens 40 are almost completely coincident with each other. In addition, when the front end portions of the convex surfaces of thelenses 20 and 40 are fitted into thenotch portions 35, each lens is difficult to rotate around the central axis C in a state where each lens is pushed into the intermediatelens barrel portion 30. Therefore, the directions of the focal lines F₂₀ and F₄₀ of thefirst lens 20 and thesecond lens 40 are kept in the correct directions with respect to theintermediate lens barrel 30, respectively. Further, the distance between thefirst lens 20 and thesecond lens 40 can be accurately set by the dimension of thegroove 34 in the Z-axis direction.

また、中間鏡筒部３０の側面におけるＺ軸方向両端には、光軸方向に延びるマーカー溝３６が高い位置精度で形成されている。ユーザは、本体ユニット１００を設置する際に、マーカー溝３６の向きによって、本体ユニット１００から照射される照射光の長径方向を正確に認識することができるため、ＵＶ照射装置１を作動させることなく、本体ユニット１００の位置決めを正確かつ容易に行うことができる。 Further,marker grooves 36 extending in the optical axis direction are formed with high positional accuracy at both ends in the Z-axis direction on the side surface of theintermediate lens barrel 30. When installing themain unit 100, the user can accurately recognize the major axis direction of the irradiation light emitted from themain unit 100 depending on the orientation of themarker groove 36, so that theUV irradiation apparatus 1 is not operated. The positioning of themain unit 100 can be performed accurately and easily.

上記に説明した本実施形態の本体ユニット１００をＹ軸方向に所定間隔で複数並べることにより、長いライン状の照射領域を形成することができる。図９は、複数の本体ユニット１００（１００Ａ〜Ｄ）を備えた照射モジュール１０００の外観図である。照射モジュール１０００は、Ｙ軸方向に並べられた４個の本体ユニット１００Ａ〜Ｄと、これらを連結する連結ブロック３００を備える。連結ブロック３００には、Ｘ軸方向に貫通する４つの貫通穴３１０がＹ軸方向に等間隔で形成されている。各貫通穴３１０はレンズユニット１２０の外径よりも僅かに大きな内径を有しており、各貫通穴３１０には、それぞれ本体ユニット１００Ａ〜Ｄのレンズユニット１２０が挿し込まれている。また、連結ブロック３００には、各貫通穴３１０の中心軸を通るＺ軸上にタップ穴３２０が貫通している。本体ユニット１００Ａ〜Ｄは、タップ穴３２０に捩じ込まれた止めねじ（不図示）によって、連結ブロック３００に固定されている。また、連結ブロック３００の出射側（Ｘ軸正方向側）の面には、各貫通穴３１０の上端からＺ軸方向に延びるマーカー溝３３０が形成されている。 A long line-shaped irradiation region can be formed by arranging a plurality of themain unit 100 of the present embodiment described above at a predetermined interval in the Y-axis direction. FIG. 9 is an external view of anirradiation module 1000 including a plurality of main body units 100 (100A to 100D). Theirradiation module 1000 includes fourmain body units 100 A to 100 D arranged in the Y-axis direction and aconnection block 300 that connects them. In the connectingblock 300, four throughholes 310 penetrating in the X-axis direction are formed at equal intervals in the Y-axis direction. Each throughhole 310 has an inner diameter slightly larger than the outer diameter of thelens unit 120, and thelens units 120 of themain body units 100 A to 100 D are inserted into the respective throughholes 310. Further, the tappedhole 320 passes through the connectingblock 300 on the Z axis passing through the central axis of each throughhole 310. Themain body units 100 A to 100 D are fixed to the connection block 300 by set screws (not shown) screwed into the tap holes 320. In addition, amarker groove 330 extending in the Z-axis direction from the upper end of each throughhole 310 is formed on the exit side (X-axis positive direction side) surface of the connectingblock 300.

照射モジュール１０００は、次のようにして組み立てられる。先ず、連結ブロック３００の各貫通穴３１０に本体ユニット１００Ａのレンズユニット１２０を出射側鏡筒部５０から入射側鏡筒部１０まで（中間鏡筒部３０が貫通穴３１０を通り抜けるまで）挿し込む。このとき、各レンズユニット１２０からの照射光の照射領域における強度が均一になるように、連結ブロック３００の出射側の端面から各レンズユニット１２０の先端がＸ軸方向に突出する長さを正確に一致させる。次に、本体ユニット１００Ａを回転させて、中間鏡筒部３０の側面に設けられたマーカー溝３６を連結ブロック３００の出射側面に形成されたマーカー溝３３０の位置に合わせ、その状態で止めねじにより本体ユニット１００Ａを連結ブロック３００に固定する。この手順を本体ユニット１００Ｂ〜Ｄについても行うことにより、照射モジュール１０００が完成する。 Theirradiation module 1000 is assembled as follows. First, thelens unit 120 of themain body unit 100A is inserted into each through-hole 310 of the connectingblock 300 from the exit-side barrel unit 50 to the entrance-side barrel unit 10 (until theintermediate barrel unit 30 passes through the through-hole 310). At this time, the length at which the tip of eachlens unit 120 protrudes in the X-axis direction from the end surface on the emission side of the connectingblock 300 is accurately set so that the intensity in the irradiation region of the irradiation light from eachlens unit 120 is uniform. Match. Next, themain unit 100A is rotated so that themarker groove 36 provided on the side surface of theintermediate lens barrel 30 is aligned with the position of themarker groove 330 formed on the emission side surface of the connectingblock 300, and in that state, Themain unit 100A is fixed to theconnection block 300. Theirradiation module 1000 is completed by performing this procedure for themain body units 100B to 100D.

上述のように、マーカー溝３６は、レンズユニット１２０の光軸（Ｘ軸）を通り、焦線方向（Ｙ軸方向）と直交する平面（ＺＸ平面）上に形成されている。また、マーカー溝３３０は、貫通穴３１０の中心軸を通り、貫通穴３１０の配列方向と直交する平面上に形成されている。レンズユニット１２０は貫通穴３１０内に略隙間無く収容されるため、レンズユニット１２０の光軸（Ｘ軸）は貫通穴３１０の中心軸上に配置される。また、本体ユニット１００Ａ〜Ｄを回転させてマーカー溝３６をマーカー溝３３０の位置に合わせることにより、レンズユニット１２０の焦線方向（Ｙ軸方向）が貫通穴３１０の配列方向と一致する。従って、４つの本体ユニット１００Ａ〜Ｄから出射するライン状の照明光は、隣接する照明光と裾の部分が重なり合って、Ｙ軸方向に延びる一本のライン状の照明光を形成する。 As described above, themarker groove 36 is formed on a plane (ZX plane) passing through the optical axis (X axis) of thelens unit 120 and orthogonal to the focal line direction (Y axis direction). Themarker groove 330 is formed on a plane that passes through the central axis of the throughhole 310 and is orthogonal to the arrangement direction of the throughholes 310. Since thelens unit 120 is accommodated in the throughhole 310 with almost no gap, the optical axis (X axis) of thelens unit 120 is disposed on the central axis of the throughhole 310. Further, by rotating themain body units 100 A to 100 D to align themarker groove 36 with the position of themarker groove 330, the focal line direction (Y-axis direction) of thelens unit 120 coincides with the arrangement direction of the throughholes 310. Therefore, the line-shaped illumination light emitted from the fourmain body units 100A to 100D forms a single line-shaped illumination light extending in the Y-axis direction by overlapping the adjacent illumination light and the skirt portion.

図１０は、照射モジュール１０００から出射する照明光のＹ軸方向におけるビームプロファイルを説明するグラフである。図１０のグラフの横軸はＹ軸方向の位置を示し、縦軸は各位置における照射モジュール１０００の照射光の強度（照度）を示す。なお、照射光の強度分布（照度分布）は、照射モジュール１０００からの距離によって変化する。図１０のグラフは、照射モジュール１０００の先端から所定の設計距離（例えば２８ｍｍ）離れた位置における強度を示す。 FIG. 10 is a graph for explaining a beam profile in the Y-axis direction of illumination light emitted from theirradiation module 1000. The horizontal axis of the graph in FIG. 10 indicates the position in the Y-axis direction, and the vertical axis indicates the intensity (illuminance) of irradiation light of theirradiation module 1000 at each position. The intensity distribution (illuminance distribution) of the irradiation light varies depending on the distance from theirradiation module 1000. The graph of FIG. 10 shows the intensity at a position away from the tip of theirradiation module 1000 by a predetermined design distance (for example, 28 mm).

図１０における実線Ｐ_ＳＵＭは、照射モジュール１０００全体のビームプロファイルであり、破線Ｐ_Ａ〜Ｐ_Ｄは、それぞれ本体ユニット１００Ａ〜Ｄの単体が照射する光束のビームプロファイルである。本実施形態においては、各本体ユニット１００のビームプロファイルのＹ軸方向における半値全幅に等しい間隔で本体ユニット１００Ａ〜ＤがＹ軸方向に配列されている。そのため、隣接する各本体ユニット１００の照射光の裾の部分が重なり合い、各本体ユニット１００の照射光の境界部分においても略平坦なビームプロファイルが得られている。液晶パネルの張り合わせ工程のような広い面積の接着を行う際には、このように、一方向に長く平坦なビームプロファイルを有する紫外線照射光を使用することにより、均質な接着を効率的に行うことが可能になる。The solid line_{P SUM} in Fig. 10 is a beam profile of theirradiation module 1000 whole, broken line_P A to P_D, the singlemain unit 100A~D each a beam profile of the light beam to be irradiated. In the present embodiment, themain body units 100A to 100D are arranged in the Y axis direction at intervals equal to the full width at half maximum of the beam profile of eachmain body unit 100 in the Y axis direction. Therefore, the skirt portions of the irradiation light of the adjacentmain body units 100 overlap with each other, and a substantially flat beam profile is obtained even at the boundary portion of the irradiation light of eachmain body unit 100. When bonding a large area such as in the process of bonding liquid crystal panels, uniform UV bonding is used to efficiently perform uniform bonding by using ultraviolet irradiation light having a flat beam profile that is long in one direction. Is possible.

以上が、本発明の実施形態の一例の説明であるが、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によって表現された技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。 The above is the description of an example of the embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and is within the scope of the technical idea expressed by the description of the scope of claims. Various modifications are possible.

上記の実施形態では、レンズユニット１２０に凸レンズ面同士を向かい合わせて配置した一対の平凸シリンドリカルレンズが使用されているが、外側のレンズ面の形状は平面に限定されず、例えば外側のレンズ面も凸面にした両凸レンズ（図１１（Ａ）を参照）や、外側のレンズ面を凹面にした正の屈折力を有する凹凸レンズを使用した構成（図１１（Ｂ）を参照）としてもよい。さらに、上記の実施形態では、凸レンズ面同士を向かい合わせて配置したそれぞれのレンズが同一の形状を呈しているが、必ずしも同一形状に限定されず、異形のものを組合せて採用すること（図１１（Ｃ）を参照）が可能である。 In the above embodiment, a pair of plano-convex cylindrical lenses are used in which the convex lens surfaces are arranged facing each other on thelens unit 120, but the shape of the outer lens surface is not limited to a flat surface, for example, the outer lens surface Alternatively, a biconvex lens having a convex surface (see FIG. 11A) or a concave / convex lens having a positive refractive power with the outer lens surface concave may be used (see FIG. 11B). Further, in the above-described embodiment, the lenses arranged with the convex lens surfaces facing each other have the same shape, but are not necessarily limited to the same shape, and adopt a combination of different shapes (FIG. 11). (See (C)).

また、上記の実施形態は光源としてＬＥＤを使用したものであるが、別の種類の光源（例えば、水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電ランプや半導体レーザ）を使用することもできる。また、上記の実施形態は、光源ユニットにレンズユニットが直接接続された構成のものであるが、バンドルファイバ等のライトガイドを介して光源ユニットにレンズユニットが接続された構成とすることもできる。 Moreover, although said embodiment uses LED as a light source, another kind of light source (For example, discharge lamps, such as a mercury lamp and a metal halide lamp, and a semiconductor laser) can also be used. In the above-described embodiment, the lens unit is directly connected to the light source unit. However, the lens unit may be connected to the light source unit via a light guide such as a bundle fiber.

また、上記の実施形態は、マーカー溝３６が中間鏡筒部３０の側面におけるＺ軸方向（照射光の長径方向）の両端に形成された構成であるが、片端のみにマーカー溝を形成した構成としてもよい。また、マーカー溝３６を中間鏡筒部３０の側面におけるＹ軸方向（照射光の短径方向）の少なくとも一端に形成する構成としてもよい。 In the above-described embodiment, themarker groove 36 is formed at both ends in the Z-axis direction (the major axis direction of the irradiation light) on the side surface of theintermediate lens barrel 30. However, the marker groove is formed only at one end. It is good. Further, themarker groove 36 may be formed at least at one end in the Y-axis direction (the minor axis direction of the irradiation light) on the side surface of theintermediate lens barrel 30.

１ＵＶ照射装置
１０入射側鏡筒部
２０第１レンズ
３０中間鏡筒部
３２突出部
３４溝
３６マーカー溝
４０第２レンズ
５０出射側鏡筒部
１００本体ユニット
１２０レンズユニット
１２１鏡筒
１４０光源ユニット
１４１ケーシング
１４２ＬＥＤ素子
１６０ケーブル
２００電源ユニット
３００連結ブロック
３１０貫通穴
３３０マーカー溝
１０００照射モジュール
Ｆ_２０、Ｆ_４０焦線
Ｒｎ内径（突出部）
Ｒｗ内径（切欠部）DESCRIPTION OFSYMBOLS 1UV irradiation apparatus 10 Incident sidelens barrel part 20First lens 30 Intermediatelens barrel part 32Projection part 34Groove 36Marker groove 40Second lens 50 Outgoing sidelens barrel part 100Main body unit 120Lens unit 121Lens barrel 140Light source unit 141Casing 142LED element 160Cable 200Power supply unit 300Connection block 310 Throughhole 330Marker groove 1000 Irradiation module F₂₀ , F₄₀ Focal line Rn Inner diameter (protrusion)
Rw Inner diameter (notch)

Claims

Translated fromJapanese

入射した光束を集光して、ライン状の照度分布を有する照明光を出射するレンズユニットであって、
それぞれ第１面に凸レンズ面が形成されたシリンドリカルレンズである第１及び第２のレンズと、
前記第１及び前記第２のレンズを、前記凸レンズ面同士が所定の距離を置いて対向し、且つ各光軸が一致するように保持する鏡筒と、
を備え、
前記鏡筒は、前記第１及び前記第２のレンズの焦線が前記光軸に垂直な第１の方向に向くように各レンズの前記凸レンズ面の先端部と嵌合し、各レンズの回転を規制すると共に各レンズを位置決めする中間鏡筒部を備え、
前記中間鏡筒部の外周面には、前記光軸を通り、前記第１の方向又は前記光軸及び前記第１の方向に垂直な第２の方向に延びる直線上の少なくとも一箇所にマーカーが形成されていることを特徴とするレンズユニット。A lens unit that collects incident light flux and emits illumination light having a linear illumination distribution,
First and second lenses, which are cylindrical lenses each having a convex lens surface formed on the first surface;
A lens barrel that holds the first and second lenses so that the convex lens surfaces face each other at a predetermined distance and the respective optical axes coincide;
With
The lens barrelisfitted to the tip of the convex lens surface of each lens so that the focal lines of the first and second lenses are directed in a first direction perpendicular to the optical axis, and the rotation of each lens And includesan intermediate lens barrelthat positions each lens .
On the outer peripheral surface of the intermediate barrel portion, there is a marker in at least one place on a straight line that passes throughtheoptical axis andextends in the firstdirection ora second directionperpendicular to theoptical axis and the first direction. A lens unit that is formed.

前記中間鏡筒部が、該中間鏡筒部の内周面から中心軸に向かって突出する突出部を有し、
前記突出部には、前記光軸を通り前記第１の方向に延びる直線上に、前記光軸を挟んで一対の切欠部が設けられており、
前記第１及び前記第２のレンズの前記凸レンズ面の先端部がそれぞれ前記一対の切欠部に嵌り込むことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。The intermediate lens barrel portion has a protrusion protruding from the inner peripheral surface of the intermediate lens barrel portion toward the central axis;
The projecting portion is provided with a pair of notches on the straight line passing through the optical axis and extending in thefirst direction with the optical axis interposed therebetween,
2. The lens unit according to claim 1, wherein tip portions of the convex lens surfaces of the first and second lenses are fitted into the pair of cutout portions, respectively.

前記第１及び前記第２のレンズが、それぞれ円柱状の側面を有し、
前記中間鏡筒部が、前記第１及び前記第２のレンズの外径よりもわずかに内径が広い内周面を有する略円筒状であり、前記第１及び前記第２のレンズの前記凸レンズ面側の少なくとも一部をそれぞれ該中間鏡筒部の中空部内に収容し、
前記突出部が、前記第１及び前記第２のレンズの外径よりも狭い内径を有する略円環状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のレンズユニット。The first and second lenses each have a cylindrical side surface;
The intermediate lens barrel has a substantially cylindrical shape having an inner peripheral surface slightly wider in outer diameter than the outer diameters of the first and second lenses, and the convex lens surfaces of the first and second lenses. Accommodate at least a part of each side in the hollow part of the intermediate lens barrel part,
3. The lens unit according to claim 2, wherein the projecting portion is formed in a substantially annular shape having an inner diameter narrower than outer diameters of the first and second lenses.

前記中間鏡筒部の内周面には、前記光軸を挟んだ前記第１の方向の両側に、前記光軸方向の一端より前記突出部を横断して前記光軸方向に延びる一対の溝が形成されており、該一対の溝を形成することにより、前記突出部に前記一対の切欠部が設けられたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のレンズユニット。A pair of grooves extending in the optical axis direction across one end of the optical axis direction from one end of the optical axis direction on both sides in thefirst direction across the optical axis on the inner peripheral surface of the intermediate lens barrel portion 4. The lens unit according to claim 2, wherein the pair of notches are provided in the projecting portion by forming the pair of grooves. 5.

前記マーカーが、前記光軸方向に延びるマーカー溝であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレンズユニット。 The lens unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the marker is a marker groove extending in the optical axis direction.

前記第１及び前記第２のレンズの外径が同一であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のレンズユニット。 The lens unit according to claim 1, wherein the first and second lenses have the same outer diameter.

光源ユニットと、
前記光源ユニットが出射した光束を前記第２の方向に集光する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のレンズユニットと、
を備え、前記第１の方向に長いライン状の照射領域を有する照射光を生成する光照射ユニット。A light source unit;
The lens unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the light beam emitted from the light source unit is collected in thesecond direction.
A light irradiation unit that generates irradiation light having a linear irradiation region that is long in thefirst direction.

前記光源ユニットが、二次元配列された複数のＬＥＤ素子を備えたことを特徴とする請求項７に記載の光照射ユニット。 The light irradiation unit according to claim 7, wherein the light source unit includes a plurality of LED elements arranged two-dimensionally.

前記光源ユニットが、前記第１及び前記第２の方向にそれぞれ平行な二辺を有する矩形状の発光面を備えた、ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の光照射ユニット。 9. The light irradiation unit according to claim 7, wherein the light source unit includes a rectangular light emitting surface having two sides parallel to the first and second directions, respectively.

請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の光照射ユニットを複数備え、
前記複数の光照射ユニットは、前記光軸を互いに平行にして前記第１の方向に所定間隔で並べられており、
前記所定間隔は、前記光照射ユニットの照射光の照射領域における前記第１の方向の半値全幅と同じ長さであることを特徴とする光照射装置。A plurality of light irradiation units according to any one of claims 7 to 9,
The plurality of light irradiation units are arranged at predetermined intervals in thefirst direction with the optical axes parallel to each other.
The said predetermined space | interval is the same length as the full width at half maximum of the said1st direction in the irradiation area | region of the irradiation light of the said light irradiation unit, The light irradiation apparatus characterized by the above-mentioned.