JP2013213987A - 偏光素子ユニット及び偏光光照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワイヤーグリッド偏光素子の向きを調整するに際して、ワイヤーグリッド偏光素子の歪みを防止し、光照射面において偏光軸のばらつきが生じないようにする。
【解決手段】 ワイヤーグリッド偏光素子８１を保持した第一のフレーム８２を第二のフレーム８３が保持する。第二のフレーム８３には、調整ピン９１、受けピン９２及び軸ピン９３より成る調整機構が設けられ、第一のフレーム８２の姿勢を変化させることでワイヤーグリッド偏光素子８１の向きが調整される。第一のフレーム８２において、段差を成す側壁面はワイヤーグリッド偏光素子８１よりも少し大きな断面方形の空間を成し、側壁面とワイヤーグリッド偏光素子８１との隙間には弾性体よりなる緩衝材８１１が介在されている。
【選択図】 図４

Description

本願の発明は、偏光光を照射するための偏光素子ユニット及び偏光素子ユニットを使用して偏光光を照射する偏光光照射装置に関する。

液晶パネルの配向膜や、紫外線硬化型液晶を用いた視野角補償フィルムの配向層などを得るための配向処理において、ワークに紫外線領域の偏光光を照射することにより配向を行なう光配向技術が採用されるようになってきている。以下、本明細書においては、光により配向を行うことを総称して光配向と呼び、光により配向処理された膜や層を光配向膜と総称する。尚、「配向」とは、対象物の何らかの性質について方向性を与えることである。

液晶パネルで用いられる光配向膜は、液晶パネルの大型化とともに大型化しており、それとともに偏光光を照射する偏光光照射装置も大型化している。例えば視野角補償フィルム用のワークは、帯状で長尺のワークであり、光配向処理後に所望の長さに切断され使用される。最近は、液晶パネルの大きさに合わせてワークも大きくなっており、その幅は２０００ｍｍ〜３０００ｍｍ程度である。このような幅広で帯状の長いワークに対して光配向を行うために、例えば特許文献１（特許第４５０６４１２号）に示すように、棒状のランプとワイヤーグリッド偏光素子とを組み合せた偏光光照射装置が提案されている。

ワイヤーグリッド偏光素子は、利用する光（偏光光）を透過するガラス基板にグリッドを形成した構造を有する。グリッドは、一定の方向に延びる導電性又は半導電性のラインをスペースを設けながら平行に多数形成したパターン（ライン・アンド・スペース）を有する。入射する光のうち、グリッドの長手方向に平行な偏光成分は大部分が反射もしくは吸収され、グリッドの長手方向に直交する偏光成分は透過する。したがって、ワイヤーグリッド偏光素子を透過した光は、グリッドの長手方向に直交する方向に偏光軸を有する偏光光となる。このようなワイヤーグリッド偏光素子の詳細は、例えば特許文献２（特開２００２−３２８２３４号公報）や特許文献３（特表２００３−５０８８１３号公報）に示されている。

特許文献１にも記載されているように、大型のワイヤーグリッド偏光素子を作ることは困難である。そのため、ワークの大型化に対応する方法として、複数のワイヤーグリッド偏光素子をユニット化する技術が開発されている。偏光素子ユニットは、複数のワイヤーグリッド偏光素子をフレーム内に並べて保持した構造を有する。
このように複数のワイヤーグリッド偏光素子を並べた構造とする場合、各ワイヤーグリッド偏光素子のグリッドの方向が一定に揃っている必要がある。一定に揃っていないと、各ワイヤーグリッド偏光素子から出射された偏光光の偏光軸がばらばらということになり、ワークに対する光配向処理もばらついてしまう。したがって、特許文献１に示すように、各ワイヤーグリッド偏光素子の向きを調整する機構が設けられる。

特許第４５０６４１２号公報 特開２００２−３２８２３４号公報 特表２００３−５０８８１３号公報

特許文献１に示されているように各ワイヤーグリッド偏光素子の向きを調整する機構を採用する場合、調整用のばねを各ワイヤーグリッド偏光素子に突き当てる機構が採用し得る。即ち、方形の板状であるワイヤーグリッド偏光素子の一つの辺の両端付近において各々ばねを突き当てる。そして、反対側の辺の中央において受けピンを突き当てる。調整用のばねの一方を回して前進させ他方を後退させるようにすることで、受けピンの先端を中心にしてワイヤーグリッド偏光素子が少し回転し、ワイヤーグリッド偏光素子の向きが変化する。このような調整機構を各ワイヤーグリッド偏光素子について設け、各ワイヤーグリッド偏光素子の向きをそれぞれ調整する。

しかしながら、上記のようにワイヤーグリッド偏光素子に対して調整用ばねや受けピンを直接突き当てた構造であると、ワイヤーグリッド偏光素子に直接力が加わるので、歪みが生じ易い。特に、ワイヤーグリッド偏光素子の基板はガラスであり、上記のように力が加わると歪みが生じ易い。ワイヤーグリッド偏光素子が歪むと、出射する偏光光の偏光軸の向きが場所によって異なることになり、光照射面における偏光光の偏光軸にばらつきが生じることになってしまう。

本願発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ワイヤーグリッド偏光素子の向きを調整するに際して、ワイヤーグリッド偏光素子の歪みを防止し、光照射面において偏光軸のばらつきが生じないようにすることを目的としている。

上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、ワイヤーグリッド偏光素子と、
ワイヤーグリッド偏光素子を保持した第一のフレームと、
第一のフレームを保持した第二のフレームと
を備えており、
第二のフレームには、第一のフレームの姿勢を変化させることでワイヤーグリッド偏光素子の向きを調整する調整機構が設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記第一のフレームは、前記ワイヤーグリッド偏光素子より大きな空間を成す側壁面を有し、この側壁面と前記ワイヤーグリッド偏光素子との間には弾性体より成る緩衝材が介在されており、この緩衝材により前記第一のフレームにおける前記ワイヤーグリッド偏光素子の位置が保持されているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項１又は２の構成において、前記ワイヤーグリッド偏光素子は角部を有する形状であり、前記第一のフレームは、この角部と同一の角度を成す角部を有する側壁面を有しており、前記ワイヤーグリッド偏光素子の角部を前記第一のフレームの角部に当接させることで前記第一のフレームに対する前記ワイヤーグリッド偏光素子の向きを保持しているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項１乃至３いずれかの構成において、前記第二のフレームは、複数の第一のフレームを保持しており、各第一のフレームは前記ワイヤーグリッド偏光素子を一つだけ保持しており、前記調整機構は各第一のフレームについて設けられており、各ワイヤーグリッド偏光素子の向きが独立して調整できるようになっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項１乃至４いずれかの構成において、前記調整機構は、前記第一のフレームが前記第二のフレームに当接した状態で前記第一のフレームの姿勢を変化させるものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記請求項１乃至５いずれかの構成において、前記調整機構は、前記ワイヤーグリッド偏光素子のグリッドが延びる面に対して垂直な軸ピンと、軸ピンを中心にして前記第一のフレームが回転するよう前記第一のフレームを押す調整ピンとを含んでいるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、前記請求項１乃至６いずれかに記載の偏光素子ユニットと、偏光素子ユニットが備えるワイヤーグリッド偏光素子を通してワークに偏光光を照射する光源とを備えているという構成を有する。

以下に説明する通り、本願の請求項１記載の発明によれば、ワイヤーグリッド偏光素子を保持した第一のフレームの姿勢を変化させることでワイヤーグリッド偏光素子の向きを調整する機構を備えているので、調整の際にワイヤーグリッド偏光素子の歪みが生じることがない。このため、照射面における偏光光の偏光軸がばらつくことがなく、面内均一性の高い光配向処理が行える。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、第一のフレームの側壁面とワイヤーグリッド偏光素子との間に弾性体より成る緩衝材が設けられているので、ワイヤーグリッド偏光素子の位置が安定して保持される。このため、光配向処理が安定して均一性良く行える。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、第一のフレームの側壁面が成す角部に対してワイヤーグリッド偏光素子の角部が当接されているので、ワイヤーグリッド偏光素子の向きが安定した状態に維持される。このため、第一のフレームを介した間接的な向き調整の実効性が高くなる。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、各第一のフレームがワイヤーグリッド偏光素子を一つだけ保持し、各々のワイヤーグリッド偏光素子について独立して向きが調整できるので、各ワイヤーグリッド偏光素子の向きのばらつきをきめ細かく修正することができる。このため、偏光軸のばらつきがより少ない偏光光照射が容易に行える。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、第一のフレームが第二のフレームに当接した状態で第一のフレームの姿勢を変化させるので、有害物質の進入を防いだり、向き調整の完了状態を維持したりするのが容易になる。
また、請求項６記載の発明によれば、上記請求項１乃至５いずれかに記載の発明の効果を得ながら、ワークに偏光光を照射することができる。

本願発明の実施形態に係る偏光光照射装置の斜視概略図である。 図１の装置に搭載された光照射部の構造を示した側面断面概略図である。 図１に示す偏光素子ユニットの平面概略図である。 図１に示す偏光素子ユニットの組み立てについて示した斜視概略図である。 図１に示す偏光素子ユニットにおける各ワイヤーグリッド偏光素子の保持構造について示した平面概略図である。 図３及び図４に示す調整機構による調整について模式的に示した平面図である。 各ピンの配置の他の例について示した平面概略図である。

次に、本願発明を実施するための形態（以下、実施形態）について説明する。
図１は、本願発明の実施形態に係る偏光光照射装置の斜視概略図である。図１に示す偏光光照射装置は、本願発明の実施形態に係る偏光素子ユニットを備えたものである。この装置は、ワークＷを搬送する搬送機構と、搬送されるワークＷに対して偏光光を照射する光照射部１０等から構成されている。図１において、ワークＷは、例えば視野角補償フィルム用の帯状の長尺ワークであり、送り出しロールＲ１から送り出され、図中矢印方向に搬送されながら偏光光照射により光配向処理され、巻き取りロールＲ２により巻き取られる。

図２は、図１の装置に搭載された光照射部１０の構造を示した側面断面概略図である。図２は、ワークＷの搬送方向での断面概略図となっている。図２に示すように、装置は、光源と、この光源からの光を偏光させるワイヤーグリッド偏光素子８１を有する偏光素子ユニット８０とを備えている。

光源は、光配向に必要な波長の光を放射するものである。ワークＷの幅方向に長いパターンで光を照射するため、棒状のランプ１１が光源として使用されている。本実施形態では、紫外域の光によって光配向を行うので、高圧水銀ランプや水銀に他の金属を加えたメタルハライドランプ等が使用される。紫外域の必要な波長の光を放射するＬＥＤを複数並べて長い照射パターンを得るようにしても良い。尚、棒状のランプ１１は、その長さ方向がワークＷの幅方向となるように配置される。ワークＷは、幅方向に対して垂直な水平方向に搬送される。

ランプ１１を覆うようにして、樋状の反射ミラー１２が設けられている。反射ミラー１２は、ランプ１１からの光を折り返してワークＷに向かわせることで光の利用効率を高めるものである。図１に示すように、ランプ１１からの光は、ワークＷに直接向かうものと、反射ミラー１２に反射してワークＷに向かうものとがある。樋状の反射ミラー１２としては、本実施形態では、反射面の断面形状が放物面を成すもの（樋状放物面鏡）が使用されている。この他、反射面の断面形状が楕円面を成すもの（樋状楕円集光鏡）が使用されることもある。

また、ランプ１１からの光による熱の問題を解消するため、ランプ１１等を収容したハウジング（以下、ランプハウスという）６０内を冷却する構造が採用されている。図１に示すように、反射ミラー１２は左右一対のものとなっている。左右の反射ミラー１２は、上部において離間しており、ランプ１１の上側において通風用のスリットを形成している。スリットの上方にはラジエータ２０が設けられており、その上にはブロア３０が設けられている。ブロア３０が動作すると、図１に破線矢印で示すようにラジエータ２０を通して風が流れ、ランプハウス６０内が冷却される。

冷却の目的は、ランプ１１自体の温度上昇を抑制する他、ランプハウス６０内の各部品を冷却したり、ランプハウス６０の表面が限度以上に熱くならないようにするためである。また、ワイヤーグリッド偏光素子８１を冷却することで熱的損傷を防止する目的の他、ワイヤーグリッド偏光素子８１が高温になることでその輻射熱でワークＷが異常加熱されるのを防止する目的もある。

偏光素子ユニット８０は、ワイヤーグリッド偏光素子８１がランプ１１とワークＷとの間に位置するよう設けられる。図３は、図１に示す偏光素子ユニット８０の平面概略図である。また、図４は、図１に示す偏光素子ユニット８０の組み立てについて示した斜視概略図である。

図３及び図４に示すように、偏光素子ユニット８０は、ワイヤーグリッド偏光素子８１と、ワイヤーグリッド偏光素子８１を保持した第一のフレーム８２と、第一のフレーム８２を保持した第二のフレーム８３とを備えている。本実施形態では、ワークＷの大型化に対応し、複数のワイヤーグリッド偏光素子８１を並べた構造が採用されている。ワイヤーグリッド偏光素子８１を並べた方向は、ワークＷの幅方向である。
尚、図３及び図４に示すように、各第一のフレーム８２が隣り合う箇所の隙間を塞ぐようにして遮光板８４が設けられている。遮光板８４は、ワイヤーグリッド偏光素子８１を経ない光（非偏光光）がワークＷに向けて照射されないように遮光するためものである。

図５は、偏光素子ユニット８０における各ワイヤーグリッド偏光素子８１の保持構造について示した平面概略図である。図５に示すように、一つのワイヤーグリッド偏光素子８１が、一つの第一のフレーム８２で保持されている。
図５に示すように、ワイヤーグリッド偏光素子８１は方形の板状である。第一のフレーム８２は、方形の枠状（額縁状）である。第一のフレーム８２の各辺の断面形状はＬ字状であり、段差を有する。ワイヤーグリッド偏光素子８１は、この段差に落とし込まれた状態で保持されている。ワイヤーグリッド偏光素子８１は、第一のフレーム８２が成す方形の開口よりも大きく、開口を閉鎖した状態で保持される。ワイヤーグリッド偏光素子８１から出射される偏光光は、この開口を通してワークＷに照射される。

尚、第一のフレーム８２が方形の枠状である必然性はないが、少なくとも、ワイヤーグリッド偏光素子８１から出射される偏光光を通過させてワークＷに到達させる形状であることが必要である。
また、第一のフレーム８２は、ワイヤーグリッド偏光素子８１に対して直接的に力を作用させて向き調整することの問題を回避するものであるので、調整に際して変形等が生じないよう剛性の高い材質とされることが望ましい。例えば、ステンレスやアルミ等の金属で第一のフレーム８２は形成される。

第一のフレーム８２において、段差を形成している側壁面は、ワイヤーグリッド偏光素子８１よりも少し大きな断面方形の空間を成している。ワイヤーグリッド偏光素子８１は、角部を第一のフレーム８２の隣り合う二つの辺の側壁面が成す一つの角部に当接させた状態で保持される。
そして、図５に示すように、第一のフレーム８２の他の二つの辺の側壁面とワイヤーグリッド偏光素子８１との間に形成される隙間には、ワイヤーグリッド偏光素子８１をガタつきなく安定して保持するため、緩衝材８１１が介在されている。緩衝材８１１としては、弾性体が採用されており、本実施形態では板ばねが用いられている。板ばねは、図５に示すように蛇行状に湾曲した形状であり、ワイヤーグリッド偏光素子８１の端面と各側壁面との空間を埋めてワイヤーグリッド偏光素子８１の姿勢を安定化させている。板ばねとして、アルミ又はステンレス等の金属製のものを用いると、紫外線による劣化がないので好適である。

各々ワイヤーグリッド偏光素子８１を保持した第一のフレーム８２は、第二のフレーム８３内に並べられ、第二のフレーム８３により保持されている。第二のフレーム８３も、全体としては方形の枠状である。但し、多数のワイヤーグリッド偏光素子８１を一列に並べて保持するため、図３に示すように、細長い方形となっている。第二のフレーム８３の長さ方向は、ランプ１１の長さ方向であり、ワークＷの幅方向である。第二のフレーム８３の幅方向は、ワークＷの搬送方向である。

図２に示すように、第二のフレーム８３も、枠の一辺の断面形状はＬ字状である。第二のフレーム８３において、幅方向で見た両側の枠の内縁の離間間隔は、第一のフレーム８２の幅よりも小さい。第二のフレーム８３の幅方向で見た段差の側壁面の離間間隔は、第一のフレーム８２の幅よりも大きい。第一のフレーム８２は、第二のフレーム８３の段差に落とし込まれた状態で並べられ、第二のフレーム８３に保持されている。尚、第二のフレーム８３も、ステンレスやアルミ等の金属製である。

各ワイヤーグリッド偏光素子８１を出射した偏光光は、第二のフレーム８３が成す長方形の開口８３０（図３に示す）を通してワークＷに照射される。尚、第二のフレーム８３の開口８３０は、ワイヤーグリッド偏光素８２を保持した第一のフレーム８２及び遮光板８４により閉鎖されている。第二のフレーム８３についても方形の枠状である必然性はないが、同様に少なくとも各ワイヤーグリッド偏光素子８１から出射される偏光光を通過させてワークＷに到達させる形状であることが必要である。

各ワイヤーグリッド偏光素子８１には、各ワイヤーグリッド偏光素子８１の向きを調整する調整機構が設けられている。各偏光素子の向きの調整とは、前述したように各ワイヤーグリッド偏光素子８１のグリッドが一つの方向に揃っているようにする調整の他、ワークＷに対する相対的な向きとして所定の方向に揃っているようにするという調整もある。本実施形態では、調整機構は、各ワイヤーグリッド偏光素子８１に対して部材を直接的に突き当てて行うのではなく、第一のフレーム８２の姿勢を変えることで間接的に各ワイヤーグリッド偏光素子８１の向きを調整する機構となっている。

調整機構は、第一のフレーム８２のそれぞれについて設けられている。即ち、第一のフレーム８２は、各調節機構によってそれぞれ独立して姿勢の変更が可能とされている。各調節機構は、各第一のフレーム８２の配置位置に合わせて第二のフレーム８３上に所定間隔で設けられている。
各調整機構は、図３及び図４に示すように、調整ピン９１と、受けピン９２と、軸ピン９３とから主に構成されている。調整ピン９１は、第二のフレーム８３の長さ方向の一方の辺に取り付けられている。受けピン９２は、長さ方向の他方の辺に取り付けられている。調整ピン９１と受けピン９２は、第二のフレーム８３の幅方向において向かい合った状態となっている。調整ピン９１及び受けピン９２は、台座９１１、９２１に固定されており、各台座９１１、９２１は、第二のフレーム８３に固定されている。

軸ピン９３は、調整のために第一のフレーム８２を垂直な軸の周りに回転可能にするためのものである。軸ピン９３は、円柱状であり、受けピン９２が取り付けられたのと同じ辺に固定されている。一方、第一のフレーム８２の下面には、図４に示すように、水平断面形状が円形であるピン用穴８２１が形成されている。ピン用穴８２１は、第一のフレーム８２の一つの角部に形成されている。ピン用穴８２１は、第一のフレーム８２を貫通した穴となっているが、軸ピン９３の高さ以上の深さであればよい。

図４に示すように、ワイヤーグリッド偏光素子８１を保持した第一のフレーム８２は、ピン用穴８２１に軸ピン９３が嵌った状態で第二のフレーム８３に載置される。この際、図３に示すように、調整ピン９１と受けピン９２は、第一のフレーム８２の幅方向の辺（ピン用穴８２１が設けられた辺とは反対側の辺）に沿って対向する状態となる。このような状態となるよう、調整ピン９１、受けピン９２、軸ピン９３の各取り付け位置が設定されている。

図６は、図３及び図４に示す調整機構による調整について模式的に示した平面図である。本実施形態では、調整ピン９１は精密ねじであり、受けピン９２はプランジャーである。調整ピン９１を回して前進させると、調整ピン９１の先端が第一のフレーム８２を僅かに押し出す。これにより、図６に矢印Ａ１で示すように、第一のフレーム８２は軸ピン９３を中心にして時計回りに僅かに回転する。調整ピン９１を逆に回して後退させると、受けピン９２内のスプリングの作用により、図６に矢印Ａ２で示すように、第一のフレーム８２が反時計回りに僅かに回転する。このような微小角度の回転により、第一のフレーム８２の姿勢が変更され、保持されたワイヤーグリッド偏光素子８１の向きが調整される。各調整機構は、同様の構造であり、各々調整ピン９１を操作することで、各ワイヤーグリッド偏光素子８１の向きが独立して調整される。

尚、上記調整の際、第一のフレーム８２の下面と第二のフレーム８３の上面とは当接しており、第一のフレーム８２は第二のフレーム８３上を滑りながら姿勢が変更される。第一のフレーム８２を第二のフレーム８３から浮かせた状態で位置を調整させた方が、摩擦はないので調整が容易になる面もあるが、光配向処理を行う際には第一のフレーム８２は第二のフレーム８３に当接していることが望ましい。というのは、光配向処理が行われる液晶製造プロセス等では、シロキサン化合物のような有害な物質がクリーンルーム内に存在していることが知られており、このような物質がランプハウス内に進入すると、反射ミラーの白濁などの汚損が生じるからである。有害物質の進入を防ぐため、第一のフレーム８２は第二のフレーム８３に当接していることが望ましい。浮かせた状態で調整をした後に第一のフレーム８２を下降させて当接させる方法もあるが、下降の際に向きがずれてしまうと、調整をした意味がなくなってしまう。したがって、第一のフレーム８２を第二のフレーム８３に当接させながら調整をし、調整後の向きをそのまま保持するようにすることが望ましい。

上述したように、ワイヤーグリッド偏光素子８１の調整は、グリッドの方向が所望の方向に向けるための調整である。この場合、グリッドの向きを顕微鏡で観察しながら調整を行うことも考えられるが、特開２００７−１２７５６７号公報に開示されているように、ワイヤーグリッド偏光素子８１を透過して出てくる偏光光の偏光軸の向きを観測し、その方向が所望の向きとなるように調整するのが実用的である。調整の最終的な目的は、照射面での偏光光の偏光軸を所望の向きに揃えることだからである。

上述した偏光素子ユニット８０は、予め組み立てられ、偏光光照射装置に搭載される。組み立ての際、上述した調整が各ワイヤーグリッド偏光素子８１について行われる。調整のためには、ある基準となる方向が必要である。これについては、例えば第二のフレーム８３の側面８３１の長さ方向とすることができる。側面８３１を直線性良く製作しておき、この側面８３１の長さ方向を基準にして各ワイヤーグリッド偏光素子８１の向き調整を行う。即ち、照射面の各点で観測される偏光光の偏光軸が側面８３１の長さ方向に対して所定の向きになるように、各ワイヤーグリッド偏光素子８１の向き調整を行う。

このようにして各ワイヤーグリッド偏光素子８１の調整を終えた偏光素子ユニット８０を、ワークＷに対して所定の向きで配置することで、偏光軸のばらつきのない偏光光照射により面内均一性の高い光配向処理が行えることになる。例えば、ワークＷの幅方向に光配向処理したい場合、上記のように偏光光の偏光軸が第二のフレーム８３の側面８３１の長さ方向になるよう各ワイヤーグリッド偏光素子８１の向きを予め調整した上で、第二のフレーム８３の側面８３１の長さ方向がワークＷの幅方向に一致するよう、精度良く偏光素子ユニット８０を装置に搭載すれば良い。

前述したように、ワークＷは、ランプハウス６０の下方を通り過ぎるようにして搬送され、この際、ワークＷに対して偏光光が照射され、光配向処理が施される。場合によっては、ワークＷを途中の長さまで処理した後、各偏光素子８１の向きを変え、異なる向きで光配向処理が行われるようにする場合もある。この場合は、偏光素子ユニット８０を装置から取り外した後、第二のフレーム８３から第一のフレーム８２ごと各ワイヤーグリッド偏光素子８１を取り外し、向きを変えてセットし直す。この際、上述したような調整がもう一度行われることは言うまでもない。

実施形態の偏光素子ユニット８０によれば、ワイヤーグリッド偏光素子８１を保持した第一のフレーム８２の姿勢を変化させることでワイヤーグリッド偏光素子８１の向きを調整する調整機構を備えているので、調整の際にワイヤーグリッド偏光素子８１の歪みが生じることがない。このため、照射面における偏光光の偏光軸がばらつくことがなく、面内均一性の高い光配向処理が行える。
また、第一のフレーム８２の側壁面とワイヤーグリッド偏光素子８１との間に弾性体より成る緩衝材８１１が設けられているので、ワイヤーグリッド偏光素子８１の位置が安定して保持される。このため、光配向処理が安定して均一性良く行える。

また、第一のフレーム８２の側壁面が成す形状がワイヤーグリッド偏光素子８１と同様に方形であり、側壁面が成す角部に対してワイヤーグリッド偏光素子８１の角部が当接されている構造は、ワイヤーグリッド偏光素子８１の向きを安定した状態に維持する意義を有する。前述したように調整機構により第一のフレーム８２の向きを調整しても、第一のフレーム８２に対するワイヤーグリッド偏光素子８１の向きがその時々で変化してしまうと、調整が無意味になってしまう。ワイヤーグリッド偏光素子８１の角部を第一のフレーム８２の角部に当接させた構造は、第一のフレーム８２に対するワイヤーグリッド偏光素子８１の相対的な向きを不変にすることで、第一のフレーム８２を介した間接的な向き調整の実効性をより高いものにしている。尚、ワイヤーグリッド偏光素子８１が方形であったため、側壁面は９０度を成していたが、ワイヤーグリッド偏光素子８１が他の形状、例えば正三角形である場合、側壁面は６０度を成すことになる。

また、本実施形態では、一つの第一のフレーム８２が一つのみのワイヤーグリッド偏光素子８１を保持し、各々について独立して向きが調整できるので、各ワイヤーグリッド偏光素子８１の向きのばらつきをきめ細かく修正することができる。このため、偏光軸のばらつきがより少ない偏光光照射が容易に行える。
一つの第一のフレーム８２が二つ又はそれ以上のワイヤーグリッド偏光素子８１を保持しており、そのような第一のフレーム８２について姿勢変更を行う構造を採用することもできる。この場合、複数のワイヤーグリッド偏光素子８１について一括して向きの調整ができるので、調整の手間が省けるというメリットはある。しかしながら、それら複数のワイヤーグリッド偏光素子８１については、予め何らかの手段によりグリッドの方向が揃えられていることが必要となる。揃えられていないと、照射面における偏光軸のばらつきに直結することになり、そのばらつきは上記調整機構では修正できない。この意味で、一つの第一のフレーム８２が一つのみのワイヤーグリッド偏光素子８１を保持し、各々について独立して向きが調整できる構造のメリットは著しい。

また、ワイヤーグリッド偏光素子８１が垂直な軸ピン９３を中心にして回転する点は、偏光軸のばらつきを十分に抑え込むのに好適なものとなっている。調整の目的は、ワイヤーグリッド偏光素子８１におけるグリッドの長手方向の向きの調整である。したがって、グリッドが形成されている面（以下、グリッド面）が同一の面上に位置する状態としながら、ワイヤーグリッド偏光素子８１の向きを変更する必要がある。このためには、グリッド面に対して垂直な回転軸を設定し、その軸の回りにワイヤーグリッド偏光素子８１を回転させるのが望ましい。

特許文献１のように、端面の三箇所にピンを突き当て、うち一箇所を支持ピンとし残り二箇所でピンの突き引きを行うようにしても向きの調整は行える。しかしながら、この場合、三つのピンの突き当て箇所がグリッド面と平行な面内に位置していないと、調整の際にワイヤーグリッド偏光素子があおられたような状態となり、グリッド面が調整前に比べて斜めに傾いてしまうことになる。この場合、グリッド面が光軸に対して斜めの状態になるため、偏光軸のばらつきを十分に抑え込むための調整は難しくなる。一方、グリッド面に対して垂直な軸ピン９３の回りに回転させて調整を行う構成は、グリッド面があおられることはないので、偏光軸のばらつきを十分に抑え込むための調整が容易である。

上記実施形態では、調整ピン９１が精密ねじであり受けピン９２がプランジャーであったが、一対のねじによって軸ピン９３回りの回転を行う構造が採用されることもある。この場合、一方のねじを回して前進させながら他方のねじを逆向きに回して後退させて第一のフレーム８２の姿勢を変化させる。
また、軸ピン９３が第一のフレーム８２に設けられ、ピン用穴８２１が第二のフレーム８３に設けられた構造であっても良い。例えば、第一のフレーム８２の角部の下面に軸ピンを設けて下方に垂直に突出させ、これが嵌るピン用穴を第二のフレーム８３に設けるようにしても良い。

尚、各ピンの配置は、前述した位置には限定されない。各ピンの配置の他の例について、図７を使用して説明する。図７は、各ピンの配置の他の例について示した平面概略図である。図７に示すように、第一のフレーム８２の各辺のうち第二のフレーム８３の長さ方向に沿った一方の辺の中央にピン用穴を形成して軸ピン９３を嵌め込み、他方の辺の両端付近において調整ピン９１と受けピン９２が第一のフレーム８２に突き当てられる構造であっても良い。

１１ ランプ
１２ 反射ミラー
２０ ラジエータ
６０ ランプハウス
７０ 光照射口
８０ 偏光素子ユニット
８１ ワイヤーグリッド偏光素子
８１１ 緩衝材
８２ 第一のフレーム
８２１ ピン用穴
８３ 第二のフレーム
８４ 遮光板
９１ 調整ピン
９２ 受けピン
９３ 軸ピン

Claims (7)

1. ワイヤーグリッド偏光素子と、
   ワイヤーグリッド偏光素子を保持した第一のフレームと、
   第一のフレームを保持した第二のフレームと
   を備えており、
   第二のフレームには、第一のフレームの姿勢を変化させることでワイヤーグリッド偏光素子の向きを調整する調整機構が設けられていることを特徴とする偏光素子ユニット。
2. 前記第一のフレームは、前記ワイヤーグリッド偏光素子より大きな空間を成す側壁面を有し、この側壁面と前記ワイヤーグリッド偏光素子との間には弾性体より成る緩衝材が介在されており、この緩衝材により前記第一のフレームにおける前記ワイヤーグリッド偏光素子の位置が保持されていることを特徴とする請求項１記載の偏光素子ユニット。
3. 前記ワイヤーグリッド偏光素子は角部を有する形状であり、前記第一のフレームは、この角部と同一の角度を成す角部を有する側壁面を有しており、前記ワイヤーグリッド偏光素子の角部を前記第一のフレームの角部に当接させることで前記第一のフレームに対する前記ワイヤーグリッド偏光素子の向きを保持していることを特徴とする請求項１又は２記載の偏光素子ユニット。
4. 前記第二のフレームは、複数の第一のフレームを保持しており、各第一のフレームは前記ワイヤーグリッド偏光素子を一つだけ保持しており、前記調整機構は各第一のフレームについて設けられており、各ワイヤーグリッド偏光素子の向きが独立して調整できるようになっていることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の偏光素子ユニット。
5. 前記調整機構は、前記第一のフレームが前記第二のフレームに当接した状態で前記第一のフレームの姿勢を変化させるものであることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の偏光素子ユニット
6. 前記調整機構は、前記ワイヤーグリッド偏光素子のグリッドが延びる面に対して垂直な軸ピンと、軸ピンを中心にして前記第一のフレームが回転するよう前記第一のフレームを押す調整ピンとを含んでいることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の偏光素子ユニット。
7. 請求項１乃至６いずれかに記載の偏光素子ユニットと、偏光素子ユニットが備えるワイヤーグリッド偏光素子を通してワークに偏光光を照射する光源とを備えていることを特徴とする偏光光照射装置。

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