JP4746444B2 - Illumination optics - Google Patents

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Description

本発明は長尺な領域を照明する照明装置、特に、液晶パネル用の液晶基板、プリント配線基板、半導体素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスを製造するための露光に好ましい照明装置に関する。   The present invention relates to an illuminating device that illuminates a long region, and more particularly to an illuminating device that is preferable for exposure for manufacturing microdevices such as liquid crystal substrates for liquid crystal panels, printed wiring boards, semiconductor elements, image sensors, and thin film magnetic heads. .

長尺な領域を照明するための従来の照明装置は、シリンドリカルレンズを用いるものであった(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−353090号公報
A conventional illumination device for illuminating a long region uses a cylindrical lens (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-353090 A

従来の照明装置は、シリンドリカルレンズを用いて、長尺な領域を照明するものであった。シリンドリカルレンズを用いた場合には、少なくとも2つのシリンドリカルレンズを必要とした。このため、照明する領域を大きくすることが困難であり、また、仮に大きくできたとしても、装置が高価にならざるを得なかった。   The conventional illumination device illuminates a long area using a cylindrical lens. When a cylindrical lens was used, at least two cylindrical lenses were required. For this reason, it is difficult to increase the area to be illuminated, and even if the area can be increased, the apparatus must be expensive.

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、長尺かつ広い領域を、照度を低下させることなく的確に照明できる照明光学系を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide an illumination optical system capable of accurately illuminating a long and wide area without reducing illuminance.

以上のような目的を達成するために、本発明においては、入射面に入射された光束を、その断面の大きさを変更すると共に、射出面に導く断面積変更インテグレータを用いて、断面積変更インテグレータの射出面に対して光学的にほぼ共役な位置に配置された被照射体を照明する。   In order to achieve the above object, in the present invention, the cross-sectional area is changed using a cross-sectional area changing integrator that changes the size of the cross section of the light beam incident on the incident surface and guides it to the exit surface. Illuminates an object to be irradiated that is arranged at a position that is optically conjugate with respect to the exit surface of the integrator.

具体的には、本発明に係る照明光学系は、
光源から発せられた光束を被照射体に照射する照明光学系であって、
前記光源から発せられた光束を集光する集光光学系と、
前記集光光学系から導かれた光束が入射する入射面と、前記入射面に入射された光束を射出する射出面と、を有する断面積変更インテグレータと、を含み、
前記断面積変更インテグレータは、前記入射面に入射された光束を、その断面の大きさを変更すると共に、前記射出面に導き、
前記被照射体は、前記断面積変更インテグレータの前記射出面に対して光学的にほぼ共役な位置に配置され、
前記断面積変更インテグレータの前記射出面から射出された光束を導いて、前記被照射体に照野を形成することを特徴とする。
Specifically, the illumination optical system according to the present invention is:
An illumination optical system for irradiating an irradiated body with a light beam emitted from a light source,
A condensing optical system for condensing a light beam emitted from the light source;
A cross-sectional area change integrator having an incident surface on which a light beam guided from the condensing optical system is incident, and an exit surface that emits the light beam incident on the incident surface,
The cross-sectional area change integrator changes the size of the cross section of the light beam incident on the incident surface, and guides it to the exit surface.
The irradiated body is disposed at a position optically substantially conjugate with the exit surface of the cross-sectional area change integrator,
An illumination field is formed in the irradiated object by guiding a light beam emitted from the exit surface of the cross-sectional area changing integrator.

本発明に係る照明光学系は、光源から発せられた光束を被照射体に照射するものである。この照明光学系は、集光光学系と、断面積変更インテグレータとを含む。集光光学系は、光源から発せられた光束を集光する。断面積変更インテグレータは、入射面と射出面とを有する。入射面には、集光光学系から導かれた光束が入射する。射出面からは、入射面に入射された光束を射出される。断面積変更インテグレータは、入射面に入射された光束を、その断面の大きさを変更する。すなわち、入射面に入射された光束が射出面に向かって進むに従って、その光束の断面の大きさが変更される。ここで断面とは、光束の進行方向に対して略垂直な面における光束の断面である。光束の進行方向は、断面積変更インテグレータ内で光束の全体がおおよそ進行する方向であればよい。断面の大きさが変更された光束は、断面積変更インテグレータの射出面に導かれ射出される。   An illumination optical system according to the present invention irradiates an irradiated body with a light beam emitted from a light source. This illumination optical system includes a condensing optical system and a cross-sectional area changing integrator. The condensing optical system condenses the light beam emitted from the light source. The cross-sectional area changing integrator has an entrance surface and an exit surface. The light beam guided from the condensing optical system is incident on the incident surface. From the exit surface, the light beam incident on the entrance surface is emitted. The cross-sectional area changing integrator changes the size of the cross section of the light beam incident on the incident surface. That is, as the light beam incident on the incident surface travels toward the exit surface, the size of the cross section of the light beam is changed. Here, the cross section is a cross section of the light beam in a plane substantially perpendicular to the traveling direction of the light beam. The traveling direction of the light beam may be a direction in which the entire light beam travels approximately in the cross-sectional area changing integrator. The light flux whose cross-sectional size has been changed is guided to the exit surface of the cross-sectional area change integrator and emitted.

被照射体は、断面積変更インテグレータの射出面に対して光学的にほぼ共役な位置に配置されている。このように配置することで、照度を高くして光束を被照射体に照射することができる。   The irradiated body is disposed at a position optically conjugate with respect to the exit surface of the cross-sectional area changing integrator. By arranging in this way, it is possible to increase the illuminance and irradiate the irradiated body with the light flux.

上述したように、断面積変更インテグレータは、入射面に入射された光束を、その断面の大きさを変更する。このため、被照射体の照明すべき領域の形状に適合するように、光束の断面を変更して、光束を照射することができる。また、断面積変更インテグレータに入射した光束を射出できるので、照度を下げることなく、被照射体に光束を照射することができる。   As described above, the cross-sectional area changing integrator changes the size of the cross section of the light beam incident on the incident surface. For this reason, the light beam can be irradiated by changing the cross section of the light beam so as to match the shape of the region to be illuminated of the irradiated object. In addition, since the light beam incident on the cross-sectional area changing integrator can be emitted, the light beam can be irradiated onto the irradiated object without reducing the illuminance.

本発明に係る照明光学系は、
前記断面積変更インテグレータの前記射出面の面積が、前記断面積変更インテグレータの前記入射面の面積よりも大きいのが好ましい。
The illumination optical system according to the present invention is
It is preferable that an area of the exit surface of the cross-sectional area change integrator is larger than an area of the incident surface of the cross-section area change integrator.

断面積変更インテグレータの射出面の面積が、入射面の面積よりも大きいので、被照射体の広い領域を照射することができる。   Since the area of the exit surface of the cross-sectional area change integrator is larger than the area of the entrance surface, a wide area of the irradiated object can be irradiated.

本発明に係る照明光学系は、
前記断面積変更インテグレータは、前記入射面に入射した光束が前記射出面に向かって進むに従って、その光束の断面を、前記断面積変更インテグレータの光軸に対して垂直な一の方向に沿って伸張変形又は収縮変形させるものが好ましい。
The illumination optical system according to the present invention is
The cross-sectional area changing integrator extends a cross section of the light beam along a direction perpendicular to the optical axis of the cross-sectional area changing integrator as the light beam incident on the incident surface travels toward the exit surface. Those that are deformed or contracted are preferred.

このようにすることで、被照射体に光束を照射すべき長尺な領域の形状に応じて、照射する光束の断面の形状を適合させることができる。   By doing in this way, according to the shape of the elongate area | region which should irradiate a to-be-irradiated body with a light beam, the shape of the cross section of the light beam to irradiate can be adapted.

本発明に係る照明光学系は、
前記断面積変更インテグレータの前記入射面と、前記断面積変更インテグレータの前記射出面とは、略長方形状の形状を有し、
前記断面積変更インテグレータの前記入射面の一の向かい合う辺の長さと、前記断面積変更インテグレータの前記射出面の一の向かい合う辺の長さとは、略同じであり、
前記断面積変更インテグレータの前記射出面の一の向かい合う辺と異なる他の向かい合う辺の長さは、前記断面積変更インテグレータの前記入射面の一の向かい合う辺と異なる他の向かい合う辺の長さよりも長いものが好ましい。
The illumination optical system according to the present invention is
The entrance surface of the cross-sectional area change integrator and the exit surface of the cross-sectional area change integrator have a substantially rectangular shape,
The length of one opposing side of the entrance surface of the cross-sectional area change integrator and the length of one opposing side of the exit surface of the cross-sectional area change integrator are substantially the same,
The length of the other opposite side different from one opposite side of the exit surface of the cross-sectional area change integrator is longer than the length of another opposite side different from the one opposite side of the incident surface of the cross-sectional area change integrator Those are preferred.

このようにすることで、被照射体に光束を照射すべき長尺な領域の形状に応じて、照射する光束の断面の形状を適合させることができる。また、断面積変更インテグレータの入射面の一の向かい合う辺の長さと、射出面の一の向かい合う辺の長さとは、略同じであるので、断面積変更インテグレータの構造を簡素にでき、照明光学系を安価にすることができる。   By doing in this way, according to the shape of the elongate area | region which should irradiate a to-be-irradiated body with a light beam, the shape of the cross section of the light beam to irradiate can be adapted. In addition, the length of one opposite side of the entrance surface of the cross-sectional area change integrator is substantially the same as the length of one opposite side of the exit surface, so that the structure of the cross-sectional area change integrator can be simplified, and the illumination optical system Can be made cheaper.

本発明に係る照明光学系は、
前記集光光学系と前記断面積変更インテグレータとの間に配置された均一化インテグレータを含み、
前記均一化インテグレータは、前記集光光学系によって集光された光束が入射する入射面と、前記均一化インテグレータの前記入射面に入射された光束を射出する射出面と、を有し、前記均一化インテグレータの前記入射面に入射された光束の照度を均一に近づけて前記均一化インテグレータの前記射出面に導き、
前記均一化インテグレータの前記射出面は、前記断面積変更インテグレータの前記入射面に向かい合うように位置づけられたものが好ましい。
The illumination optical system according to the present invention is
A homogenizing integrator disposed between the condensing optical system and the cross-sectional area changing integrator,
The uniformizing integrator has an incident surface on which a light beam condensed by the condensing optical system is incident, and an exit surface on which the light beam incident on the incident surface of the uniformizing integrator is emitted, and the uniform integrator The illuminance of the light beam incident on the incident surface of the integrating integrator is made close to uniform and led to the exit surface of the uniformizing integrator,
The exit surface of the uniformizing integrator is preferably positioned so as to face the entrance surface of the cross-sectional area changing integrator.

このようにすることで、均一化インテグレータから射出された光束を断面積変更インテグレータに入射させることができるので、均一化インテグレータで予め照度を均一に近づけることができ、照度がより均一に近づいた光束を被照射体に照射することができる。   In this way, the light beam emitted from the homogenizing integrator can be incident on the cross-sectional area changing integrator, so that the illuminance can be made closer to uniform in advance by the homogenizing integrator, and the light beam whose illuminance has become more uniform. Can be irradiated to the irradiated object.

本発明に係る照明光学系は、
前記均一化インテグレータの前記射出面に配置された反射手段を含み、
前記反射手段は、前記均一化インテグレータの前記射出面から射出された光束の一部を通過させる通過部と、残りの光束を反射させる反射部とを有し、
前記反射手段の前記通過部は、前記断面積変更インテグレータの前記入射面に向かい合うように位置づけられ、
前記反射手段の前記通過部を透過した光束は、前記断面積変更インテグレータの前記入射面へ導かれ、
前記反射手段の前記反射部によって反射された光束は、前記均一化インテグレータの前記入射面と、前記集光光学系とを介して前記光源近傍に至るものが好ましい。
The illumination optical system according to the present invention is
Reflecting means disposed on the exit surface of the homogenizing integrator;
The reflecting means includes a passing portion that passes a part of the light beam emitted from the exit surface of the uniformizing integrator, and a reflecting portion that reflects the remaining light beam,
The passing portion of the reflecting means is positioned so as to face the incident surface of the cross-sectional area changing integrator,
The light beam that has passed through the passage part of the reflecting means is guided to the incident surface of the cross-sectional area change integrator,
It is preferable that the light beam reflected by the reflecting portion of the reflecting means reaches the vicinity of the light source via the incident surface of the homogenizing integrator and the condensing optical system.

このようにしたことで、光源の出力を高めたり、光源を大きくしたりする等の光源に変更を加えることなく、被照射物体の照野に、照度が均一でかつ大きい光束を照射することができる。特に、被照射物体の照野の形状が円形でないような場合、例えば矩形のような場合でも、光源に変更を加えることなく、照射する光束の照度を上げることができる。   This makes it possible to irradiate the illuminated field of the irradiated object with a large luminous flux without changing the light source, such as increasing the output of the light source or increasing the light source. it can. In particular, when the illumination field of the irradiated object is not circular, for example, even when it is rectangular, the illuminance of the irradiated light beam can be increased without changing the light source.

本発明に係る照明光学系は、
前記断面積変更インテグレータから射出された光束を、第1の直線偏光成分の第1偏光光束と、前記第1偏光光束に対して直交する第2の直線偏光成分の第2偏光光束と、に分離する偏光手段を含み、かつ、
前記第1偏光光束は、前記被照射体へ導かれ、前記被照射体の前記照野を形成するものが好ましい。
The illumination optical system according to the present invention is
The light beam emitted from the cross-sectional area changing integrator is separated into a first polarized light beam having a first linearly polarized light component and a second polarized light beam having a second linearly polarized light component orthogonal to the first polarized light beam. A polarizing means for
It is preferable that the first polarized light beam is guided to the irradiated body and forms the illumination field of the irradiated body.

このようにすることで、光源の出力を高めたり、光源を大きくしたりする等の光源に変更を加えることなく、被照射物体の照野に、照度が均一でかつ大きい光束を照射することができる。   This makes it possible to irradiate the illuminated field of the irradiated object with a large luminous flux without changing the light source, such as increasing the output of the light source or increasing the light source. it can.

「第1偏光光束」がP偏光の光束であり、「第2偏光光束」がS偏光の光束であるものが好ましい。   It is preferable that the “first polarized light beam” is a P-polarized light beam and the “second polarized light beam” is an S-polarized light beam.

長尺かつ広い領域を、照度を低下させることなく的確に照明できる。   A long and wide area can be accurately illuminated without lowering the illuminance.

以下に、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

<<<第1の実施の形態>>>
図1は、本発明に係る第1の実施の形態の照明装置10の概略を示す図である。
照明装置10は、ランプハウス20と、ロッド240と、ロッド250と、レンズ系290とを含む。ランプハウス20は、載置台50に載置され、発光体210から発せられた光束が、被照射体40に照射されるように配置されている。
<<<< first embodiment >>>>
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a lighting device 10 according to a first embodiment of the present invention.
The lighting device 10 includes a lamp house 20, a rod 240, a rod 250, and a lens system 290. The lamp house 20 is mounted on the mounting table 50 and is arranged so that the light beam emitted from the light emitter 210 is irradiated onto the irradiated body 40.

なお、図1では、後述する発光体210から発せられる光束のうち1つの光線の光路について示した。また、図1では、光学系を明確に示すために、ランプハウス20と、載置台50とは、破線で示した。さらにまた、被照射体40は、図示しない支持台に搭載されて、所望する位置に位置づけられているものとする。   In FIG. 1, the optical path of one light beam among the light beams emitted from the light emitter 210 described later is shown. In FIG. 1, the lamp house 20 and the mounting table 50 are indicated by broken lines in order to clearly show the optical system. Furthermore, the to-be-irradiated body 40 shall be mounted in the support stand which is not shown in figure, and shall be located in the desired position.

<<光源>>
光源は、発光体210からなる。この発光体210は、所望する波長の光束を発するものを用いる。例えば、水銀ランプ等の短い波長の紫外線を発するものを用いることができる。発光体210のバルブ内には、発光物質である水銀と、陽極(図示せず)と陰極(図示せず)との2つの電極が封入されている。この陰極と陽極とは、対向して配置されている。各電極は金属導体(図示せず)に電気的に接続されており、陰極と陽極との間でアーク放電が形成される。
<< light source >>
The light source is composed of a light emitter 210. As this illuminator 210, one that emits a light beam having a desired wavelength is used. For example, a lamp that emits ultraviolet rays having a short wavelength, such as a mercury lamp, can be used. In the bulb of the illuminator 210, mercury, which is a luminescent material, and two electrodes, an anode (not shown) and a cathode (not shown), are enclosed. The cathode and the anode are arranged to face each other. Each electrode is electrically connected to a metal conductor (not shown), and an arc discharge is formed between the cathode and the anode.

発光体210の一方の口金212aは、後述する楕円鏡220の外側に設けられた支持部材(図示せず)に固定されている。また、他方の口金212bは、図示しない電源ケーブルに接続されている。発光体210は、これらの口金を介して両電極に所定の電圧が引加されることにより放電する。なお、電源ケーブルは、径が小さく、発光体210から発せられる光束を妨げることはない。   One base 212a of the light emitter 210 is fixed to a support member (not shown) provided outside an elliptical mirror 220 described later. The other base 212b is connected to a power cable (not shown). The light emitter 210 is discharged by applying a predetermined voltage to both electrodes through these caps. Note that the power cable has a small diameter and does not hinder the luminous flux emitted from the light emitter 210.

陽極と陰極との間でアーク放電を起こすと、アーク柱と呼ばれる放電部分から強い発光を生じる。このアーク柱から放射される光束は、四方に広がる発散光である。   When arc discharge is generated between the anode and the cathode, strong light emission is generated from a discharge portion called an arc column. The luminous flux emitted from this arc column is divergent light spreading in all directions.

<<集光光学系>>
集光光学系は、光源から発せられた光束を集光する。具体的には、集光光学系は、発光体210から発せられた光束を集光する。
<< Condensing optical system >>
The condensing optical system condenses the light beam emitted from the light source. Specifically, the condensing optical system condenses the light beam emitted from the light emitter 210.

<楕円鏡220>
集光光学系は、楕円鏡220からなる。図3に示すように、楕円鏡220は、反射面222を有し、楕円鏡220は、反射面222の形状を回転楕円面とした反射鏡である。楕円鏡220は、光を発するための開放端部224を有する。開放端部224の縁に沿った輪郭は、略円形状の形状を有する。楕円鏡220の底部には、貫通孔226が形成されている。貫通孔226には、発光体210の一部が配置される。発光体210の一部を貫通孔226に配置することで、後述するように、発光体210のアーク部分が楕円鏡220の第1の焦点に位置するように、発光体210を位置づけることができる。楕円鏡220は、開放端部224が最も上になるように、かつ、底部の貫通孔226が最も下になるように配置される。楕円鏡220をこのように配置することで、発光体210から発せられた光束を、楕円鏡220で反射して、ランプハウス20の上部に導くことができる。
<Oval mirror 220>
The condensing optical system includes an elliptical mirror 220. As shown in FIG. 3, the elliptical mirror 220 has a reflective surface 222, and the elliptical mirror 220 is a reflective mirror whose shape of the reflective surface 222 is a spheroid. The elliptical mirror 220 has an open end 224 for emitting light. The contour along the edge of the open end 224 has a substantially circular shape. A through hole 226 is formed at the bottom of the elliptical mirror 220. A part of the light emitter 210 is disposed in the through hole 226. By arranging a part of the light emitter 210 in the through hole 226, the light emitter 210 can be positioned so that the arc portion of the light emitter 210 is located at the first focal point of the elliptical mirror 220, as will be described later. . The elliptical mirror 220 is arranged so that the open end 224 is at the top and the through hole 226 at the bottom is at the bottom. By arranging the elliptical mirror 220 in this way, the light beam emitted from the light emitter 210 can be reflected by the elliptical mirror 220 and guided to the upper part of the lamp house 20.

上述したように、発光体210から発せられる光束は、四方に広がる発散光であるため、発光体210からの発散光を被照射体40に直接照射した場合には、被照射体40上の照野に照射する光束の照度が不足する。このため、発光体210から発せられた光束を一旦集光することによって、被照射体40上の照野に照射する光束の照度を上げることができる。このようにすることで、発光体210から発せられた光束の利用効率を高めることができる。   As described above, the luminous flux emitted from the light emitter 210 is divergent light that spreads in all directions. Therefore, when the subject 40 is directly irradiated with the divergent light from the light emitter 210, the illumination on the object 40 is illuminated. Insufficient illuminance of luminous flux to irradiate the field. For this reason, the illuminance of the light beam applied to the illumination field on the irradiated body 40 can be increased by once collecting the light beam emitted from the light emitter 210. By doing in this way, the utilization efficiency of the light beam emitted from the light emitter 210 can be increased.

上述したように、本発明に係る照明装置では、集光光学系に楕円鏡220を使用する。楕円鏡220は、第1の焦点と第2の焦点との2つの焦点を有し、発光体210は、発光体210のアーク部分が楕円鏡220の第1の焦点に位置するように、支持部材(図示せず)によって支持されている。このようにすることで、発光体210から発せられた光束は、楕円鏡220の反射面222で反射して第2の焦点に集光される。   As described above, in the illumination device according to the present invention, the elliptical mirror 220 is used for the condensing optical system. The elliptical mirror 220 has two focal points, a first focal point and a second focal point, and the illuminator 210 is supported so that the arc portion of the illuminant 210 is located at the first focal point of the elliptical mirror 220. It is supported by a member (not shown). In this way, the light beam emitted from the light emitter 210 is reflected by the reflecting surface 222 of the elliptical mirror 220 and collected at the second focal point.

<反射ミラー230>
反射ミラー230は、楕円鏡220の上方に配置されている。反射ミラー230は、発光体210から発せられ、楕円鏡220で反射された光束の進行方向を変更するためのものであり、発光体210から発せられた光束を、後述するオプティカルインテグレータの入射面に導くためのものである。具体的には、反射ミラー230は、楕円鏡220で反射されて、上方に向かった光束を、ランプハウス20の側方(図1又は図3の右方向)に向かうように、進行方向を変更する。発光体210や後述するオプティカルインテグレータの配置に応じて、反射ミラー230を、省略したり、配置する位置や角度を適宜変更したりしてもよい。
<Reflection mirror 230>
The reflection mirror 230 is disposed above the elliptical mirror 220. The reflection mirror 230 is for changing the traveling direction of the light beam emitted from the light emitter 210 and reflected by the elliptical mirror 220. The light beam emitted from the light emitter 210 is incident on the incident surface of an optical integrator described later. It is for guiding. Specifically, the reflecting mirror 230 changes the traveling direction so that the light beam reflected upward by the elliptical mirror 220 and directed upward is directed to the side of the lamp house 20 (right direction in FIG. 1 or FIG. 3). To do. Depending on the arrangement of the light emitter 210 and the optical integrator described later, the reflection mirror 230 may be omitted or the arrangement position and angle may be changed as appropriate.

<<均一化インテグレータ>>
均一化インテグレータは、入射面と射出面とを有する。入射面には、集光光学系によって集光された光束が入射する。均一化インテグレータは、入射面に入射された光束によって被照射体40に形成される照野を均一に照明するためのものである。均一化インテグレータの射出面からは、被照射体40上に形成される照野を均一に照明するための光束が射出される。均一化インテグレータは、入射面に入射された光束によって照野を均一に照明できるものであればよい。さらに、光源である発光体210に色むらがある場合や、発光体210のアークにちらつきがある場合でも、被照射体40の照野における色むらやちらつきを低下させることができる。
<< Homogenization integrator >>
The homogenizing integrator has an entrance surface and an exit surface. The light beam collected by the condensing optical system is incident on the incident surface. The homogenizing integrator is for uniformly illuminating the illumination field formed on the irradiated object 40 by the light beam incident on the incident surface. A light flux for uniformly illuminating the illumination field formed on the irradiated body 40 is emitted from the exit surface of the uniformizing integrator. Any uniformizing integrator may be used as long as it can uniformly illuminate the illumination field with the light beam incident on the incident surface. Furthermore, even when the light emitter 210 as the light source has color unevenness or when the arc of the light emitter 210 has flicker, the color unevenness or flicker in the illumination field of the irradiated object 40 can be reduced.

均一化インテグレータには、例えば、後述するように、ロッド240がある。   The homogenizing integrator includes, for example, a rod 240 as described later.

<ロッド240>
ロッド240は、本実施の形態では、略六角柱状の形状を有するガラスロッドである。ロッド240は、図2に示すように、入射面242と射出面244と、6つの側面248a〜248fとを有する。
<Rod 240>
In this embodiment, the rod 240 is a glass rod having a substantially hexagonal columnar shape. As shown in FIG. 2, the rod 240 has an incident surface 242, an exit surface 244, and six side surfaces 248 a to 248 f.

ロッド240の入射面242には、発光体210から発せられた光束の全体が入射される。このため、ロッド240の入射面242に入射する光束の形状は、ほぼ円形である。このようなことから、ロッド240の断面形状を円形に近いものにし、かつ、ロッド240の製造を容易にするために、断面形状を六角形にしたロッドを用いるのが望ましい。断面形状が六角形のロッドを用いることで、エネルギーロスを少なくすることができる。   The entire light beam emitted from the light emitter 210 is incident on the incident surface 242 of the rod 240. For this reason, the shape of the light beam incident on the incident surface 242 of the rod 240 is substantially circular. For this reason, it is desirable to use a rod having a hexagonal cross-sectional shape in order to make the cross-sectional shape of the rod 240 nearly circular and to facilitate the manufacture of the rod 240. Energy loss can be reduced by using a hexagonal cross-section rod.

ロッド240は、入射面242から入射した光束の照度を均一に近づけて射出面244から射出する。入射面242から入射した光束は、ロッド240の内部で、6つの側面248a〜248fにおける反射を繰り返し、光束が射出面244に至るまでに角度成分が混合されて照度が均一に近づけられる。さらに、ロッド240は、色むら、ちらつきなどを低減することもできる。   The rod 240 exits from the exit surface 244 with the illuminance of the light beam incident from the entrance surface 242 made close to uniform. The light beam incident from the incident surface 242 is repeatedly reflected on the six side surfaces 248 a to 248 f inside the rod 240, and the angle components are mixed until the light beam reaches the emission surface 244 so that the illuminance is made closer to uniform. Further, the rod 240 can reduce uneven color and flicker.

さらに、ロッド240は、ロッド240内を光束が進行するに従って、光束の断面の形状を変換する。例えば、発光体210から発せられる光束の場合には、光束の進行方向に対して垂直な断面における形状は、ほぼ円形状であり、この断面形状を有する光束が、ロッド240の入射面242に入射される。ロッド240の断面が六角形である場合には、ロッド240の射出面244から射出される光束は、その断面の形状はほぼ六角形となる。   Furthermore, the rod 240 changes the cross-sectional shape of the light beam as the light beam travels in the rod 240. For example, in the case of a light beam emitted from the light emitter 210, the shape in a cross section perpendicular to the traveling direction of the light beam is substantially circular, and the light beam having this cross-sectional shape is incident on the incident surface 242 of the rod 240. Is done. When the cross section of the rod 240 is hexagonal, the light beam emitted from the exit surface 244 of the rod 240 has a substantially hexagonal cross section.

なお、本実施の形態では、ロッド240として、略六角柱状の形状を有するものを用いたが、照度を均一に近づることができ、かつ、エネルギーロスを少なくできるものであればよい。例えば、円柱や、四角柱等の断面が多角形の形状を有する柱状体でもよい。   In the present embodiment, a rod 240 having a substantially hexagonal columnar shape is used. However, any rod can be used as long as the illuminance can be made uniform and energy loss can be reduced. For example, a columnar body having a polygonal cross section such as a cylinder or a quadrangular column may be used.

ロッド240は、図1又は図3に示すように、長手方向が水平になるように配置されている。具体的には、入射面242が左側に位置し、射出面244が右側に位置するように、ロッド240を配置する。このようにすることで、入射面242に入射した光を射出面244から水平方向に射出することができる。   As shown in FIG. 1 or FIG. 3, the rod 240 is arranged so that the longitudinal direction is horizontal. Specifically, the rod 240 is arranged so that the incident surface 242 is located on the left side and the exit surface 244 is located on the right side. In this way, light incident on the incident surface 242 can be emitted in the horizontal direction from the emission surface 244.

ロッド240は、ロッド240の光源像共役面が、光学的に楕円鏡220の第2の焦点に、又は第2の焦点と共役な点に、位置するように配置される。本実施の形態では、上述したように、反射ミラー230を設けた構成としているので、ロッド240は、ロッド240の光源像共役面が、反射ミラー230を介して、光学的に楕円鏡220の第2の焦点に、又は第2の焦点と共役な点に、位置するように配置されている。   The rod 240 is disposed such that the light source image conjugate plane of the rod 240 is located at the optically second focal point of the elliptical mirror 220 or at a point conjugate with the second focal point. In the present embodiment, as described above, since the reflection mirror 230 is provided, the rod 240 has a light source image conjugate surface of the rod 240 optically through the reflection mirror 230 and optically connected to the first mirror of the elliptical mirror 220. It is arranged so as to be located at the second focal point or at a point conjugate with the second focal point.

なお、楕円鏡220とロッド240との間に、リレー光学系(図示せず)を設けてもよい。このような構成とした場合には、リレー光学系によって、楕円鏡220の第2焦点の位置が、ロッド240の照野共役面にリレーされるようにすればよい。さらに、光源共役の関係に着目した場合には、光源共役面が、ロッド240の入射面になるように、リレー光学系を構成して配置すればよい。   Note that a relay optical system (not shown) may be provided between the elliptical mirror 220 and the rod 240. In such a configuration, the position of the second focal point of the elliptical mirror 220 may be relayed to the illumination field conjugate plane of the rod 240 by the relay optical system. Furthermore, when focusing on the light source conjugate relationship, the relay optical system may be configured and arranged so that the light source conjugate surface becomes the incident surface of the rod 240.

このようにロッド240を配置することで、発光体210から発せられた光束を、楕円鏡220の反射面222によって、均一化インテグレータの光源像共役面に集光させることができる。   By arranging the rod 240 in this way, the light beam emitted from the light emitter 210 can be condensed on the light source image conjugate surface of the uniformizing integrator by the reflecting surface 222 of the elliptical mirror 220.

<<反射手段246>>
図2は、ロッド240の例(a)と、このロッド240に形成された反射手段246の例(b)とを示す図である。なお、図2(a)は、ロッド240の正面図であり、図2(b)は、ロッド240の右側面図である。
<< Reflecting means 246 >>
FIG. 2 is a diagram showing an example (a) of the rod 240 and an example (b) of the reflecting means 246 formed on the rod 240. 2A is a front view of the rod 240, and FIG. 2B is a right side view of the rod 240.

上述したように、ロッド240は、光束の進行方向に沿って長尺な略六角柱状の形状を有する共に、その長手方向に対して垂直な断面は、6つの側面248a〜248fから構成される略六角形状の形状を有する。   As described above, the rod 240 has a substantially hexagonal columnar shape that is long along the traveling direction of the light beam, and the cross section perpendicular to the longitudinal direction is substantially composed of six side surfaces 248a to 248f. It has a hexagonal shape.

ロッド240は、発光体210から発せられた光束が入射する入射面242と、ロッド240の内部で照度が均一に近づけられた光束が射出される射出面244とを有する。   The rod 240 has an incident surface 242 on which a light beam emitted from the light emitter 210 is incident, and an exit surface 244 from which a light beam whose illuminance is made close to uniform inside the rod 240 is emitted.

図2(b)に示すように、射出面244には、反射手段246が形成されている。この反射手段246は、反射部246a及び246bと、通過部246cとを有する。なお、図2(b)に示した例では、反射部246a及び246bと、通過部246cとを明確に区別して示すために、反射部246a及び246bに斜線を付して示した。   As shown in FIG. 2B, the reflecting surface 246 is formed on the exit surface 244. The reflecting means 246 includes reflecting portions 246a and 246b and a passing portion 246c. In the example shown in FIG. 2B, the reflective portions 246a and 246b are indicated by hatching in order to clearly distinguish the reflective portions 246a and 246b from the passing portion 246c.

後述するように、反射部246aと246bとは、射出面244から射出された光束を反射させて、再び、ロッド240に戻す。通過部246cは、射出面244から射出された光束を通過させる。   As will be described later, the reflection portions 246a and 246b reflect the light beam emitted from the emission surface 244 and return it to the rod 240 again. The passage part 246c allows the light beam emitted from the emission surface 244 to pass through.

通過部246cの形状は、扁平な六角形をしており、後述する断面積変更インテグレータであるロッド250の入射面252の形状に適合するように定められた形状である。なお、ロッド250の入射面252の形状が矩形である場合には、通過部246cの形状も矩形にするのが最も好ましいが、この第1の実施の形態では、反射手段246の形成を簡便にするため、通過部246cの形状を扁平な六角形とした。   The shape of the passage portion 246c is a flat hexagon, and is a shape determined so as to match the shape of the incident surface 252 of the rod 250 which is a cross-sectional area change integrator described later. When the shape of the incident surface 252 of the rod 250 is rectangular, it is most preferable that the shape of the passage portion 246c is also rectangular. However, in the first embodiment, the reflection means 246 is easily formed. Therefore, the shape of the passage portion 246c is a flat hexagon.

反射部246aと246bとの形状は、通過部246cの形状によって定められる。反射部246aと246bとを形成する材料は、光束を反射するものであればよく、特に、反射率が高く、かつ、熱によって反射率等が変化しにくいものが好ましい。例えば、クロムやアルミ等の金属を、特に、望ましいのは誘電体を、射出面244に蒸着することによって、反射部246aと246bとを形成することができる。誘電体を用いた場合には、光束の吸収を少なくして熱の発生を抑えることができる。   The shapes of the reflection portions 246a and 246b are determined by the shape of the passage portion 246c. The material for forming the reflecting portions 246a and 246b may be any material that reflects the light beam, and in particular, a material that has a high reflectivity and is difficult to change the reflectivity due to heat. For example, the reflective portions 246a and 246b can be formed by evaporating a metal such as chrome or aluminum, particularly preferably a dielectric, on the exit surface 244. When a dielectric is used, heat generation can be suppressed by reducing absorption of light flux.

通過部246cを通過した光束は、後述するロッド250に向かって進む。一方、反射部246a又は246bによって反射された光束は、再びロッド240の内部を通過して、入射面242から集光光学系に向かって射出される。   The light beam that has passed through the passage portion 246c travels toward the rod 250 described later. On the other hand, the light beam reflected by the reflecting portion 246a or 246b passes through the rod 240 again and is emitted from the incident surface 242 toward the condensing optical system.

<反射手段246による光束の経路>
以下では、発光体210から発せられた光束が辿る経路を図3を用いて説明する。なお、図3に示した光路は、発光体210から発せられ光束のうちの代表的な1つの光線について示したものである。上述したように、ロッド240の射出面244には、反射手段246が形成されている。図3では、発光体210から発せられて反射手段246の反射部246aと246bとに至るまでの光路を実線P1〜P5で示し、反射手段246の反射部246a又は246bによって反射されて戻る光路を破線R1〜R6で示した。
<The path of the light beam by the reflecting means 246>
Below, the path | route which the light beam emitted from the light-emitting body 210 follows is demonstrated using FIG. Note that the optical path shown in FIG. 3 shows one representative light beam out of the luminous flux emitted from the light emitter 210. As described above, the reflecting means 246 is formed on the exit surface 244 of the rod 240. In FIG. 3, the optical paths from the light emitter 210 to the reflecting portions 246a and 246b of the reflecting means 246 are indicated by solid lines P1 to P5, and the optical paths reflected by the reflecting portions 246a or 246b of the reflecting means 246 are returned. Indicated by broken lines R1 to R6.

この反射手段246を用いるときには、ロッド240は、ロッド240の光源像共役面が、光学的に楕円鏡220の第2の焦点に位置するように配置される。なお、ロッド240の光源像共役面が、光学的に楕円鏡220の第2の焦点と共役な点に位置するように、ロッド240を配置してもよい。本実施の形態では、上述したように、反射ミラー230を設けた構成としているので、ロッド240は、ロッド240の光源像共役面が、反射ミラー230を介して、光学的に楕円鏡220の第2の焦点に位置するように配置されている。   When this reflecting means 246 is used, the rod 240 is arranged so that the light source image conjugate surface of the rod 240 is optically positioned at the second focal point of the elliptical mirror 220. The rod 240 may be arranged so that the light source image conjugate surface of the rod 240 is optically located at a point conjugate with the second focal point of the elliptical mirror 220. In the present embodiment, as described above, since the reflection mirror 230 is provided, the rod 240 has a light source image conjugate surface of the rod 240 optically through the reflection mirror 230 and optically connected to the first mirror of the elliptical mirror 220. The two focal points are arranged.

なお、楕円鏡220とロッド240との間に、リレー光学系(図示せず)を設けた構成としてもよい。この場合には、リレー光学系によって、楕円鏡220の第2焦点の位置が、ロッド240の照野共役面にリレーされるようにすればよい。さらに、光源共役の関係に着目した場合には、光源共役面が、ロッド240の入射面になるように、リレー光学系を構成して配置すればよい。このようなリレー光学系は、反射ミラー230によって集光された光束を、ロッド240に入射させるのに、適切な光束に変換する。   Note that a relay optical system (not shown) may be provided between the elliptical mirror 220 and the rod 240. In this case, the position of the second focal point of the elliptical mirror 220 may be relayed to the illumination field conjugate plane of the rod 240 by the relay optical system. Furthermore, when focusing on the light source conjugate relationship, the relay optical system may be configured and arranged so that the light source conjugate surface becomes the incident surface of the rod 240. Such a relay optical system converts the light beam collected by the reflection mirror 230 into a light beam suitable for entering the rod 240.

まず、発光体210のアーク部分から発せられた光束は、光路P1に示すように、楕円鏡220の反射面222に到達する。光束は、反射面222によって反射されて、光路P2に示すように、反射ミラー230に至る。光束は、反射ミラー230によって反射されて、光路P3に示すように、ロッド240の入射面242に到達し、ロッド240の内部に進入する。ロッド240の内部では、光路P4及びP5に示すように、6つの側面248a〜248fによって反射しながら均一化されてロッド240の射出面244に向かって進む。ロッド240は、ロッド240の内部に進入した光束によって、被照射体40上に形成される照野を均一に照明するためのものである。ロッド240の射出面244に形成された反射手段246の通過部246cからは、このような光束が射出される。   First, the light beam emitted from the arc portion of the light emitter 210 reaches the reflecting surface 222 of the elliptical mirror 220 as indicated by the optical path P1. The light beam is reflected by the reflecting surface 222 and reaches the reflecting mirror 230 as indicated by the optical path P2. The light beam is reflected by the reflection mirror 230, reaches the incident surface 242 of the rod 240, and enters the rod 240 as indicated by the optical path P3. Inside the rod 240, as shown by optical paths P4 and P5, the light is uniformed while being reflected by the six side surfaces 248a to 248f and proceeds toward the exit surface 244 of the rod 240. The rod 240 is for uniformly illuminating the illumination field formed on the irradiated object 40 by the light flux that has entered the inside of the rod 240. Such a light beam is emitted from the passage portion 246 c of the reflecting means 246 formed on the emission surface 244 of the rod 240.

ロッド240の射出面244において、通過部246cに至った光束S1及びS2は、通過して後述するロッド250に向かって進む。一方、反射部246a又は246bに至った光束は、反射部246a又は246bによって反射されて、光路R1及びR2に示すように、6つの側面248a〜248fによって反射しながらロッド240の入射面242に向かってロッド240の内部を進む。入射面242に至った光束は、入射面242から射出されて、反射ミラー230に至る。光束は、反射ミラー230によって反射されて、光路R3に示すように、楕円鏡220の反射面222に向かって進む。反射面222に到達した光束は、反射面222によって反射されて、光路R4に示すように、発光体210のアーク部分(図示せず)に向かって進む。   On the exit surface 244 of the rod 240, the light beams S1 and S2 reaching the passage portion 246c pass and travel toward the rod 250 described later. On the other hand, the light beam reaching the reflecting portion 246a or 246b is reflected by the reflecting portion 246a or 246b, and is reflected by the six side surfaces 248a to 248f toward the incident surface 242 of the rod 240 as indicated by the optical paths R1 and R2. To advance inside the rod 240. The light beam reaching the incident surface 242 is emitted from the incident surface 242 and reaches the reflection mirror 230. The light beam is reflected by the reflecting mirror 230 and travels toward the reflecting surface 222 of the elliptical mirror 220 as indicated by the optical path R3. The light beam that has reached the reflecting surface 222 is reflected by the reflecting surface 222 and travels toward the arc portion (not shown) of the light emitter 210 as indicated by the optical path R4.

アーク部分に到達した光束は、光路R4に示すように、アーク部分を通り抜けて、楕円鏡220に反射面222に向かって進み、反射面222によって反射される。上述したように、発光体210のアーク部分は、楕円鏡220の第1の焦点であるため、反射面222によって反射された光束は、光路R5及びR6に示すように、反射ミラー230を介して、楕円鏡220の第2の焦点であるロッド240の光源像共役面(図示せず)に向かって進む。すなわち、アーク部分に到達した光束は、光路R4に示すように、楕円鏡220の反射面222に向かって進み、反射面222によって反射されて、光路R5に示すように、再び、反射ミラー230に向かって進む。反射ミラー230に到達した光束は、反射ミラー230によって反射されて、ロッド240の入射面242に向かって進み、ロッド240に進入する。   The light beam that has reached the arc portion passes through the arc portion as shown by the optical path R4, travels toward the reflecting surface 222 to the elliptical mirror 220, and is reflected by the reflecting surface 222. As described above, since the arc portion of the light emitter 210 is the first focal point of the elliptical mirror 220, the light beam reflected by the reflecting surface 222 passes through the reflecting mirror 230 as shown in the optical paths R5 and R6. Then, it proceeds toward the light source image conjugate plane (not shown) of the rod 240, which is the second focal point of the elliptical mirror 220. That is, the light beam that has reached the arc portion travels toward the reflecting surface 222 of the elliptical mirror 220 as shown in the optical path R4, is reflected by the reflecting surface 222, and again enters the reflecting mirror 230 as shown in the optical path R5. Proceed toward. The light beam that has reached the reflection mirror 230 is reflected by the reflection mirror 230, travels toward the incident surface 242 of the rod 240, and enters the rod 240.

このように、反射手段246の反射部246a及び246bによって反射された光束は、ロッド240の入射面242と、集光光学系である楕円鏡220と、を介して光源である発光体210のアーク部分に至る。さらに、その後、光束は、楕円鏡220を介して、再び、ロッド240の入射面242に導かれて、ロッド240の内部を進む。   In this way, the light beam reflected by the reflecting portions 246a and 246b of the reflecting means 246 passes through the incident surface 242 of the rod 240 and the elliptical mirror 220 that is a condensing optical system, and the arc of the light emitter 210 that is a light source. To the part. Further, thereafter, the light beam is again guided to the incident surface 242 of the rod 240 through the elliptical mirror 220 and travels inside the rod 240.

上述したように、通過部246cの形状は、ロッド250の入射面の形状に適合するように定められた形状である。反射部246aと246bによって反射された光束は、本来、反射部246aと246bがない場合には、ロッド250の入射面に到達しなかった光束であり、ロッド250への入射に寄与し得なかった光束である。この光束を反射部246aと246bとによって反射し、再び、ロッド240に戻すことによって、ロッド250に至らしめることができ、発光体210の出力や数を変更することなく、ロッド250に入射させる光束の量を増やすことができ、被照射体40に形成される照野の照度を上げることができる。   As described above, the shape of the passage portion 246 c is a shape determined so as to match the shape of the incident surface of the rod 250. The light beams reflected by the reflecting portions 246a and 246b were originally light beams that did not reach the incident surface of the rod 250 in the absence of the reflecting portions 246a and 246b, and could not contribute to the incidence on the rod 250. Luminous flux. The light beam is reflected by the reflecting portions 246a and 246b, and returned to the rod 240 again to reach the rod 250. The light beam incident on the rod 250 without changing the output or number of the light emitters 210. The amount of illumination can be increased, and the illumination intensity of the illumination field formed on the irradiated object 40 can be increased.

<<断面積変更インテグレータ>>
断面積変更インテグレータは、入射面と射出面とを有する。入射面には、集光光学系から発せられ、均一化インテグレータであるロッド240を通過した光束が入射する。断面積変更インテグレータは、入射面に入射された光束を、その断面の大きさを変更すると共に射出面に導く。射出面からは、入射面から導かれた光束が射出される。
<< Cross section change integrator >>
The cross-sectional area changing integrator has an entrance surface and an exit surface. A light beam emitted from a condensing optical system and passing through a rod 240 that is a uniformizing integrator is incident on the incident surface. The cross-sectional area change integrator changes the size of the cross section of the light beam incident on the incident surface and guides it to the exit surface. From the exit surface, the light beam guided from the entrance surface is emitted.

断面積変更インテグレータには、例えば、後述するように、ロッド250がある。   The cross-sectional area changing integrator includes, for example, a rod 250 as described later.

<ロッド250>
図4は、ロッド250を示す正面図(a)、平面図(b)、左側面図(c)及び右側面図(d)である。ロッド250は、入射面252と、射出面254と、2つの側面256a及び256bと、2つの側面258a及び258bとを有する。
<Rod 250>
FIG. 4 is a front view (a), a plan view (b), a left side view (c) and a right side view (d) showing the rod 250. The rod 250 has an incident surface 252, an exit surface 254, two side surfaces 256a and 256b, and two side surfaces 258a and 258b.

入射面252は、図4(c)に示すように、略長方形状の形状を有する。この入射面252が、上述したロッド240の射出面244に形成された反射手段246の通過部246cと隣り合うように、ロッド250は配置されている(図5参照)。なお、ロッド250の入射面252が、ロッド240の射出面244に形成された反射手段246の通過部246cと密着するように、ロッド250を配置するのが好ましい。   As shown in FIG. 4C, the incident surface 252 has a substantially rectangular shape. The rod 250 is disposed so that the incident surface 252 is adjacent to the passage portion 246c of the reflecting means 246 formed on the exit surface 244 of the rod 240 described above (see FIG. 5). The rod 250 is preferably arranged so that the incident surface 252 of the rod 250 is in close contact with the passage portion 246c of the reflecting means 246 formed on the exit surface 244 of the rod 240.

射出面254は、図4(d)に示すように、略長方形状の形状を有する。また、図4(a)及び(b)に示すように、射出面254は、入射面252と略平行になるように形成されている。この射出面254が、被照射体40に形成される照野と共役となるように、ロッド250は配置されている。   As shown in FIG. 4D, the emission surface 254 has a substantially rectangular shape. Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, the exit surface 254 is formed to be substantially parallel to the entrance surface 252. The rod 250 is arranged so that the emission surface 254 is conjugate with the illumination field formed on the irradiated object 40.

図4(c)及び(d)に示すように、入射面252の一の向かい合う辺262a及び262bの長さと、射出面254の一の向かい合う辺264a及び264bの長さとは、略同じになるように、入射面252と射出面254とは形成されている。また、射出面254の一の向かい合う辺264a及び264bと異なる他の向かい合う辺264c及び264dの長さが、入射面252の一の向かい合う辺262a及び262bと異なる他の向かい合う辺262c及び262dの長さよりも長くなるように、入射面252と射出面254とは形成されている。   As shown in FIGS. 4C and 4D, the lengths of the opposite sides 262a and 262b of the incident surface 252 are substantially the same as the lengths of the opposite sides 264a and 264b of the emission surface 254. In addition, the entrance surface 252 and the exit surface 254 are formed. Further, the length of the other opposite sides 264c and 264d different from the one opposite side 264a and 264b of the exit surface 254 is longer than the length of the other opposite sides 262c and 262d different from the one opposite side 262a and 262b of the incident surface 252. Also, the incident surface 252 and the exit surface 254 are formed so as to be longer.

図4(a)に示すように、2つの側面256aと256bとは、略長方形状の形状を有する。また、図4(b)に示すように、2つの側面256aと256bとは、互いに向かい合ってはいるが平行とならないように形成されている。   As shown in FIG. 4A, the two side surfaces 256a and 256b have a substantially rectangular shape. Further, as shown in FIG. 4B, the two side surfaces 256a and 256b are formed so as to face each other but not to be parallel to each other.

図4(b)に示すように、2つの側面258aと258bとは、略台形状の形状を有する。また、図4(c)又は(d)に示すように、2つの側面258aと258bとは、互いに平行となるように形成されている。具体的には、図4(b)に示すように、入射面252から射出面254へ向かうに従って、2つの側面256aと256bとの間隔が次第に広がるように、2つの側面256a及び256bと、2つの側面258a及び258bとが形成されている。   As shown in FIG. 4B, the two side surfaces 258a and 258b have a substantially trapezoidal shape. As shown in FIG. 4C or 4D, the two side surfaces 258a and 258b are formed to be parallel to each other. Specifically, as shown in FIG. 4 (b), the two side surfaces 256a and 256b, and 2 so that the distance between the two side surfaces 256a and 256b gradually increases from the entrance surface 252 toward the exit surface 254. Two side surfaces 258a and 258b are formed.

この2つの側面256aと256bとの広がり方は、図4(b)に示すように、光軸T1に対して対称となるようにするのが好ましい。光軸T1に対して対称となるように、2つの側面256aと256bとを形成することによって、光軸T1に対して照度に偏りが生じないように、ロッド250内を通過する光束の照度を均一に保つことができる。さらに、入射面252から射出面254へ向かうに従って、2つの側面256aと256bとの間隔が広がるようにすることで、ロッド250内を通過する光束の断面の形状を、光軸T1に対して垂直な一の方向Xに沿って伸張させることができる。本実施の形態では、この「一の方向」は、図3(c)又は(d)に示す線Xの方向であり、入射面252や射出面254の長手方向である。   As shown in FIG. 4B, it is preferable that the two side surfaces 256a and 256b spread in a symmetric manner with respect to the optical axis T1. By forming the two side surfaces 256a and 256b so as to be symmetric with respect to the optical axis T1, the illuminance of the light beam passing through the rod 250 can be reduced so that the illuminance is not biased with respect to the optical axis T1. It can be kept uniform. Further, by increasing the distance between the two side surfaces 256a and 256b from the entrance surface 252 to the exit surface 254, the cross-sectional shape of the light beam passing through the rod 250 is perpendicular to the optical axis T1. Can be stretched along one direction X. In the present embodiment, this “one direction” is the direction of the line X shown in FIG. 3C or 3D, and is the longitudinal direction of the entrance surface 252 and the exit surface 254.

上述したように、ロッド250内を光束を通過させることで、光束を伸張させることができる。この伸張の度合いは、入射面252の向かい合う辺262c又は262dの長さと、射出面254の向かい合う辺264c又は264dの長さとの比で定まる。具体的には、辺262cの長さと辺264cの長さとの比、又は辺262dの長さと辺264dの長さとの比によって、伸張率が定まる。例えば、辺262cの長さと辺264cの長さとが、2:3であるときには、伸張率は、3/2倍となる。すなわち、入射面252に入射した光束は、その断面が、X方向(図4(c)又は(d)参照)に3/2倍だけ伸張されて、射出面254から射出される。この伸張率は、ロッド250の入射面252の形状と、被照射体40に形成される照野の形状と、に応じて定めればよい。例えば、被照射体40に形成される照野の形状が、縦と横との比が1:4の矩形であり、ロッド250の入射面252の形状が、縦と横の比が1:2.7である場合には、4/2.7≒3/2と求めることができる。すなわち、辺262cの長さと辺264cの長さとの比、又は辺262dの長さと辺264dの長さとの比を2:3と定めることができる。なお、上述した例では、ロッド250の入射面252の形状と、被照射体40に形成される照野の形状と、から伸張率を定める場合を示したが、伸張率と、被照射体40に形成される照野の形状と、からロッド250の入射面252の形状を定めてもよい。   As described above, the light beam can be extended by passing the light beam through the rod 250. The degree of this extension is determined by the ratio between the length of the opposite side 262c or 262d of the entrance surface 252 and the length of the opposite side 264c or 264d of the exit surface 254. Specifically, the expansion ratio is determined by the ratio between the length of the side 262c and the length of the side 264c, or the ratio between the length of the side 262d and the length of the side 264d. For example, when the length of the side 262c and the length of the side 264c is 2: 3, the expansion ratio is 3/2 times. That is, the light beam incident on the incident surface 252 is emitted from the exit surface 254 with its cross section expanded by 3/2 times in the X direction (see FIG. 4C or FIG. 4D). The expansion ratio may be determined according to the shape of the incident surface 252 of the rod 250 and the shape of the illumination field formed on the irradiated object 40. For example, the shape of the illumination field formed on the irradiated object 40 is a rectangle with a ratio of vertical to horizontal of 1: 4, and the shape of the incident surface 252 of the rod 250 has a ratio of vertical to horizontal of 1: 2. .7, 4 / 2.7≈3 / 2 can be obtained. That is, the ratio between the length of the side 262c and the length of the side 264c or the ratio between the length of the side 262d and the length of the side 264d can be set to 2: 3. In the above-described example, the case where the expansion rate is determined from the shape of the incident surface 252 of the rod 250 and the shape of the illumination field formed on the irradiated body 40 has been described. The shape of the incident surface 252 of the rod 250 may be determined from the shape of the illumination field formed on the rod.

また、本実施の形態では、入射面252の辺262a及び262bの長さと、射出面254の辺264a及び264bの長さとが、略同じになるようにしたが、これらについても辺の比が異なるようにしてもよい。このようにすることで、被照射体40に形成される照野の形状に適合した光束を射出面254から射出することができる。   In the present embodiment, the lengths of the sides 262a and 262b of the incident surface 252 and the lengths of the sides 264a and 264b of the exit surface 254 are substantially the same, but the ratio of the sides is also different. You may do it. By doing in this way, the light beam suitable for the shape of the illumination field formed in the to-be-irradiated body 40 can be inject | emitted from the output surface 254. FIG.

上述したように、ロッド250の入射面252が、上述したロッド240の射出面244に形成された反射手段246の通過部246cと隣り合うように、ロッド250は配置されている。ロッド250を、上述したような形状とし、かつ、このように配置することで、入射面252に入射したときの光束の断面よりも一の方向(X方向)に伸張した断面の光束を、射出面254から射出することができる。このように一の方向(X方向)に伸張した断面の光束を、射出面254から射出することができるので、NA(開口数)を大きくすることができ、照度を低下させることなく射出面254から光束を射出することができる。また、一の方向(X方向)に対して垂直な方向については、光束の断面を広げずに射出面254から射出するので、照野の輪郭を明確にして被照射体40を照明することができる。このようにすることで、被照射体40の長尺な形状の領域を、照度を下げることなく、照野の輪郭を明確にして照明することができる。   As described above, the rod 250 is disposed so that the incident surface 252 of the rod 250 is adjacent to the passage portion 246c of the reflecting means 246 formed on the exit surface 244 of the rod 240 described above. By arranging the rod 250 in the shape as described above and arranging in this manner, a light beam having a cross section extending in one direction (X direction) from the cross section of the light beam when entering the incident surface 252 is emitted. The surface 254 can be ejected. Since the light beam having a cross section extending in one direction (X direction) can be emitted from the emission surface 254 in this way, the NA (numerical aperture) can be increased, and the emission surface 254 can be obtained without reducing the illuminance. Can emit a luminous flux. Further, in the direction perpendicular to the one direction (X direction), the light beam exits from the exit surface 254 without expanding the cross section of the light beam, so that the illumination target 40 can be illuminated with a clear outline of the illumination field. it can. By doing in this way, the area | region of the elongate shape of the to-be-irradiated body 40 can be illuminated by making the outline of an illumination field clear, without reducing illumination intensity.

<<導光手段>>
<レンズ系290>
図1に示すように、上述したロッド250の射出面254から発せられた光束の進行方向には、レンズ系290が配置されている。なお、レンズ系290は、少なくとも1枚以上のレンズからなり、図1では、レンズ系290を代表するものとして、2枚のレンズのみを示した。また、図1では、光束の進行方向を変更するための反射ミラー280も配置されている。このレンズ系290は、ロッド250の射出面254の像を、拡大して被照射体40に投影するためのものである。レンズ系290は、リレーレンズであり、被照射体40の近傍で、光束がテレセントリックになるように光束を変換する。なお、レンズ系290は、被照射体40に形成する照野の大きさや照野までの距離等に応じて適宜変更したり省略したりしてもよい。
<< light guide means >>
<Lens system 290>
As shown in FIG. 1, a lens system 290 is arranged in the traveling direction of the light beam emitted from the exit surface 254 of the rod 250 described above. The lens system 290 includes at least one lens. In FIG. 1, only two lenses are shown as representative of the lens system 290. In FIG. 1, a reflection mirror 280 for changing the traveling direction of the light beam is also disposed. This lens system 290 is for enlarging and projecting the image of the exit surface 254 of the rod 250 onto the irradiated object 40. The lens system 290 is a relay lens, and converts the light beam in the vicinity of the irradiated body 40 so that the light beam becomes telecentric. The lens system 290 may be appropriately changed or omitted depending on the size of the illumination field formed on the irradiated object 40, the distance to the illumination field, and the like.

<<照明装置10の概要>>
上述したように、ロッド250は、入射面252から射出面254へ向かうに従って、2つの側面256aと256bとの間隔が次第に広がるようにして、射出面254が入射面252よりも大きくなるように形成されている。ロッド250をこのようにすることで、射出面254から射出される光束の断面を、入射面252に入射したときの光束の断面よりも一の方向に伸張した断面にすることができる。具体的には、断面が楕円となるような光束を射出面254から射出することができ、ロッド250の射出面254から発せられた光束の全体の形状が楕円錐又は楕円錐台となるようにして、被照射体40を照明することができる。このため、矩形状の形状の照野や、長尺な形状の照野を被照射体40に適切に形成することができる。さらに、上述した一の方向に対して垂直な方向については、照野の輪郭を明確にできる。
<< Outline of Lighting Device 10 >>
As described above, the rod 250 is formed so that the exit surface 254 is larger than the entrance surface 252 such that the distance between the two side surfaces 256a and 256b gradually increases from the entrance surface 252 toward the exit surface 254. Has been. By making the rod 250 in this way, the cross section of the light beam emitted from the exit surface 254 can be made to be a cross section extending in one direction from the cross section of the light beam when entering the entrance surface 252. Specifically, a light beam having an elliptical cross section can be emitted from the exit surface 254, and the entire shape of the light beam emitted from the exit surface 254 of the rod 250 is an elliptical cone or an elliptical truncated cone. Thus, the irradiated object 40 can be illuminated. For this reason, a rectangular-shaped illumination field or a long-shaped illumination field can be appropriately formed in the irradiated object 40. Furthermore, the outline of the illumination field can be clarified in a direction perpendicular to the one direction described above.

また、このように照野を形成する場合に、入射面252に入射した光束の全てを、射出面254から射出することができるので、一の方向(図4(c)又は(d)のX方向)についてのNA(開口数)を大きくすることができ、照度を低下させることなく、射出面254から光束を射出することができ、被照射体40に照野を形成することができる。   Further, when the illumination field is formed in this way, all the light beams incident on the incident surface 252 can be emitted from the emission surface 254, and therefore, in one direction (X in FIG. 4C or FIG. 4D). NA (numerical aperture) can be increased with respect to (direction), the light beam can be emitted from the emission surface 254 without reducing the illuminance, and an illumination field can be formed on the irradiated object 40.

さらに、反射手段246が、上述したロッド240の射出面244に形成されている。反射手段246は、通過部246cと反射部246a及び246bとを有する。通過部246cは、集光光学系によって集光された光束の一部を通過させる。通過部246cを通過した光束は、ロッド250の入射面252に入射する。一方、反射部246a及び246bは、通過部246cを通過できなかった残りの光束を反射させる。反射手段によって反射された光束は、楕円鏡220等の集光光学系を介して発光体210近傍に至り、その後、再び、ロッド240に向かう。このようにすることで、反射手段246の通過部246cを通過する光束を増やすことができるので、発光体210の出力や数を変更することなく、ロッド250に入射させる光束の照度を上げることができ、被照射体40に形成する照野の照度を上げることができる。   Further, the reflection means 246 is formed on the exit surface 244 of the rod 240 described above. The reflection means 246 includes a passage portion 246c and reflection portions 246a and 246b. The passage part 246c passes a part of the light beam condensed by the condensing optical system. The light beam that has passed through the passage portion 246 c is incident on the incident surface 252 of the rod 250. On the other hand, the reflection portions 246a and 246b reflect the remaining light flux that could not pass through the passage portion 246c. The light beam reflected by the reflecting means reaches the vicinity of the illuminator 210 via a condensing optical system such as the elliptical mirror 220, and then goes again to the rod 240. By doing so, it is possible to increase the light flux that passes through the passage portion 246c of the reflecting means 246, so that the illuminance of the light flux incident on the rod 250 can be increased without changing the output or number of the light emitters 210. The illumination intensity of the illumination field formed on the irradiated object 40 can be increased.

<<<第2の実施の形態>>>
図6は、本発明に係る第2の実施の形態の照明装置100の概略を示す図である。なお、図6に示した図では、第1の実施の形態と同様の構成には、同一の符号を付して示した。
<<< Second Embodiment >>>
FIG. 6 is a diagram showing an outline of the illumination device 100 according to the second embodiment of the present invention. In the diagram shown in FIG. 6, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment.

第2の実施の形態では、発光体210からなる光源と、楕円鏡220からなる集光光学系と、均一化インテグレータであるロッド240と、断面積変更インテグレータであるロッド250と、レンズ系290と、プリズム310と、λ/4波長板320と、偏光フィルター330とを含む。なお、発光体210からなる光源と、楕円鏡220からなる集光光学系と、均一化インテグレータであるロッド240と、断面積変更インテグレータであるロッド250と、レンズ系290とは、第1の実施の形態と同様の構成であるので説明を省略する。   In the second embodiment, a light source composed of a light emitter 210, a condensing optical system composed of an elliptical mirror 220, a rod 240 that is a homogenizing integrator, a rod 250 that is a cross-sectional area change integrator, and a lens system 290, , A prism 310, a λ / 4 wavelength plate 320, and a polarizing filter 330. The light source composed of the light emitter 210, the condensing optical system composed of the elliptical mirror 220, the rod 240 serving as the homogenizing integrator, the rod 250 serving as the cross-sectional area change integrator, and the lens system 290 are the first implementation. Since it is the same structure as the form of, description is abbreviate | omitted.

<プリズム310>
レンズ系290から発せられた光束は、プリズム310に入射される。プリズム310は、光束を反射させて斜め下方に導くためのものである。
<Prism 310>
The light beam emitted from the lens system 290 is incident on the prism 310. The prism 310 is for reflecting the light beam and guiding it obliquely downward.

<λ/4波長板320>
プリズム310によって導かれた光束は、λ/4波長板320に入射する。λ/4波長板320は、通過する光束の位相をπ/2だけ遅らせた光波を射出する。また、本実施の形態では、λ/4波長板320を用いたが、λ/4波長板320に限らず、所定方向の直線偏光の位相を所望する角度ωだけ遅らせる光学リターダーを用いることができる。
<Λ / 4 wave plate 320>
The light beam guided by the prism 310 enters the λ / 4 wavelength plate 320. The λ / 4 wavelength plate 320 emits a light wave obtained by delaying the phase of the passing light beam by π / 2. In this embodiment, the λ / 4 wavelength plate 320 is used. However, the optical retarder is not limited to the λ / 4 wavelength plate 320, and an optical retarder that delays the phase of linearly polarized light in a predetermined direction by a desired angle ω can be used. .

<偏光フィルター330>
偏光フィルター330は、入射した光束のうち、P偏光の光束のみを透過させ、S偏光の光束を反射する。ここで、P偏光とは、光の振動面が入射面と平行な直線偏光をいい、S偏光は、光の振動面が入射面と垂直な直線偏光をいう。P偏光の光束が「第1偏光光束」に対応し、S偏光の光束が「第2偏光光束」に対応する。
<Polarizing filter 330>
The polarizing filter 330 transmits only the P-polarized light beam among the incident light beams, and reflects the S-polarized light beam. Here, P-polarized light refers to linearly polarized light whose light vibration plane is parallel to the incident surface, and S-polarized light refers to linearly polarized light whose light vibration surface is perpendicular to the incident surface. The P-polarized light beam corresponds to the “first polarized light beam”, and the S-polarized light beam corresponds to the “second polarized light beam”.

偏光フィルター330を透過した光束は、被照射体40に向かって射出され、被照射体40に照射される。   The light beam that has passed through the polarizing filter 330 is emitted toward the irradiated object 40 and is irradiated on the irradiated object 40.

<光束の経路>
発光体210のアーク部分から発せられた光束が、プリズム310に至るまでの経路(P11〜P15)は、第1の実施の形態の照明装置10と同様である。
<Path of luminous flux>
The paths (P11 to P15) from the light beam emitted from the arc portion of the light emitter 210 to the prism 310 are the same as those of the illumination device 10 of the first embodiment.

図6の光路P15に示すように、レンズ系290から発せられた光束は、プリズム310に至り、プリズム310によって反射された光束は、光路P16に示すように、λ/4波長板320と偏光フィルター330とを介して、被照射体40に照射される。   As shown in the optical path P15 in FIG. 6, the light beam emitted from the lens system 290 reaches the prism 310, and the light beam reflected by the prism 310 is converted into the λ / 4 wavelength plate 320 and the polarizing filter as shown in the optical path P16. The irradiated object 40 is irradiated through the line 330.

偏光フィルター330は、偏光フィルター330に入射した光束のうち、P偏光の光束のみを透過し、S偏光の光束は反射する。したがって、被照射体40には、P偏光の光束のみが照射される。偏光フィルター330によって反射されたS偏光の光束は、光吸収体340に入射されて、光吸収体340の内部で吸収される。   The polarizing filter 330 transmits only the P-polarized light beam among the light beams incident on the polarizing filter 330 and reflects the S-polarized light beam. Therefore, only the P-polarized light beam is irradiated on the irradiated object 40. The S-polarized light beam reflected by the polarizing filter 330 enters the light absorber 340 and is absorbed inside the light absorber 340.

<<照明装置100の概要>>
この第2の実施の形態の照明装置100でも、ロッド250を用いている。このため、射出面254から射出される光束の断面を、入射面252に入射したときの光束の断面よりも一の方向(図4(c)又は(d)のX方向)に伸張した断面にすることができる。したがって、矩形状の形状の照野や、長尺な形状の照野を被照射体40に適切に形成することができる。さらに、上述した一の方向に対して垂直な方向については、照野の輪郭を明確することができる。
<< Outline of Lighting Device 100 >>
Also in the illumination device 100 of the second embodiment, the rod 250 is used. Therefore, the cross section of the light beam emitted from the exit surface 254 is a cross section extending in one direction (X direction in FIG. 4C or FIG. 4D) from the cross section of the light beam when incident on the incident surface 252. can do. Therefore, a rectangular-shaped illumination field or a long-shaped illumination field can be appropriately formed on the irradiated object 40. Furthermore, the outline of the illumination field can be clarified in the direction perpendicular to the one direction described above.

また、このように照野を形成する場合に、入射面252に入射した光束の全てを、射出面254から射出することができるので、一の方向(図4(c)又は(d)のX方向)についてのNA(開口数)を大きくすることができ、照度を低下させることなく、射出面254から光束を射出することができ、被照射体40に照野を形成することができる。   Further, when the illumination field is formed in this way, all the light beams incident on the incident surface 252 can be emitted from the emission surface 254, and therefore, in one direction (X in FIG. 4C or FIG. 4D). NA (numerical aperture) can be increased with respect to (direction), the light beam can be emitted from the emission surface 254 without reducing the illuminance, and an illumination field can be formed on the irradiated object 40.

また、反射手段246が、上述したロッド240の射出面244に形成されている。この反射手段246によって、通過部246cを通過できなかった残りの光束を反射させる。反射手段246によって反射された光束は、楕円鏡220等の集光光学系を介して発光体210近傍に至り、その後、再び、ロッド240に向かう。このようにすることで、反射手段246の通過部246cを通過する光束を増やすことができるので、発光体210の出力や数を変更することなく、ロッド250に入射させる光束の照度を上げることができ、被照射体40に形成する照野の照度を上げることができる。   Further, the reflection means 246 is formed on the exit surface 244 of the rod 240 described above. By this reflecting means 246, the remaining light flux that could not pass through the passage portion 246c is reflected. The light beam reflected by the reflecting means 246 reaches the vicinity of the light emitter 210 via a condensing optical system such as the elliptical mirror 220, and then travels toward the rod 240 again. By doing so, it is possible to increase the light flux that passes through the passage portion 246c of the reflecting means 246, so that the illuminance of the light flux incident on the rod 250 can be increased without changing the output or number of the light emitters 210. The illumination intensity of the illumination field formed on the irradiated object 40 can be increased.

さらに、第2の実施の形態では、集光光学系によって集光された光束を、P偏光の光束と、S偏光の光束とに分離する。S偏光の光束は、偏光フィルター330によって反射される成分の光束である。   Further, in the second embodiment, the light beam collected by the condensing optical system is separated into a P-polarized light beam and an S-polarized light beam. The S-polarized light beam is a light beam of a component reflected by the polarization filter 330.

第1の実施の形態による照明装置10の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the illuminating device 10 by 1st Embodiment. ロッド240の例を示す正面図(a)と、このロッド240に形成された反射手段246の例を示す右側面図(b)とである。The front view (a) which shows the example of the rod 240, and the right view (b) which shows the example of the reflection means 246 formed in this rod 240. 第1の実施の形態による照明装置10における光路を示す図である。It is a figure which shows the optical path in the illuminating device 10 by 1st Embodiment. ロッド250を示す正面図(a)、平面図(b)、左側面図(c)及び右側面図(d)である。They are the front view (a) which shows the rod 250, a top view (b), a left view (c), and a right view (d). ロッド240とロッド250との配置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows arrangement | positioning of the rod 240 and the rod 250. FIG. 第2の実施の形態による照明装置100の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the illuminating device 100 by 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10、100 照明装置
40 被照射体
210 発光体(光源)
220 楕円鏡(集光光学系)
240 ロッド(均一化インテグレータ)
242 入射面
244 射出面
246 反射手段(反射手段)
246a及び246b 通過部
246c 反射部
250 ロッド(断面積変更インテグレータ)
252 入射面
254 射出面
320 λ/4波長板
10, 100 Illumination device 40 Subject to be irradiated 210 Light emitter (light source)
220 Elliptical mirror (condensing optical system)
240 Rod (Uniform integrator)
242 Entrance surface 244 Exit surface 246 Reflection means (reflection means)
246a and 246b Passing part 246c Reflecting part 250 Rod (cross-sectional area changing integrator)
252 entrance surface 254 exit surface 320 λ / 4 wave plate

Claims (7)

光源から発せられた光束を集光する集光光学系と、
入射光束の形状に近づけられた断面形状で、入射した光束を内部で反射を繰り返すことで角度成分を混合して照度を均一に近づける均一化インテグレータと、
前記均一化インテグレータから光束を入射し、入射面及び出射面の断面形状が略長方形で、前記入射面の形状と被照射体に形成される照野の形状に応じた伸張率で断面の大きさが変更され、断面の大きさが変更された前記光束を射出する断面積変更インテグレータと、
を備え、
前記均一化インテグレータの出射面には、前記断面積変更インテグレータの入射面の形状に適合する形状で前記光束を通過させる通過部と、前記通過部の形状によって定められた形状で前記光束を反射させる反射部とを有する反射手段が形成される
ことを特徴とする照明光学系。
A condensing optical system for condensing the luminous flux emitted from the light source;
A uniformizing integrator that mixes the angle components by repeating reflection inside the incident light beam with a cross-sectional shape that is close to the shape of the incident light beam, and makes the illuminance close to uniform,
The light beam is incident from the uniformizing integrator, and the cross-sectional shape of the incident surface and the output surface is substantially rectangular, and the cross-sectional size is in accordance with the shape of the incident surface and the shape of the illumination field formed on the irradiated object. Is changed, and the cross-sectional area change integrator for emitting the light flux whose cross-section size is changed, and
With
The exit surface of the homogenizing integrator reflects the light beam in a shape determined by the shape of the passage portion that passes the light beam in a shape that matches the shape of the entrance surface of the cross-sectional area change integrator. An illumination optical system, characterized in that a reflecting means having a reflecting portion is formed.
前記断面積変更インテグレータから入射した光束のうち、光の振動面が入射面と平行な直線偏光の第1偏光光束のみを透過させて前記被照射体へ出射され、光の振動面が入射面と垂直な直線偏光の第2偏光光束を反射する偏光分離手段を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。
Of the light beams incident from the cross-sectional area changing integrator, the light vibrating surface transmits only the first polarized light beam that is linearly polarized parallel to the incident surface and is emitted to the irradiated object, and the light vibrating surface is the incident surface. The illumination optical system according to claim 1, further comprising a polarization separation unit that reflects the second linearly polarized light beam that is vertically linearly polarized.
前記均一化インテグレータにおいて、前記入射光束の形状が略円形状であり、前記断面形状が略六角形の六角柱形状である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学系。
3. The illumination optical system according to claim 1, wherein, in the uniformizing integrator, the shape of the incident light beam is a substantially circular shape, and the cross-sectional shape is a hexagonal prism shape having a substantially hexagonal shape.
前記通過部は、前記断面積変更インテグレータの入射面の形状に適合するように定められると共に、前記反射手段の形成を簡便にする扁平な六角形の形状である、
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の照明光学系。
The passing portion is a flat hexagonal shape that is determined so as to conform to the shape of the incident surface of the cross-sectional area change integrator and that facilitates the formation of the reflecting means.
The illumination optical system according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記集光光学系は、第1の焦点と第2の焦点を有する楕円鏡を使用し、前記第1の焦点に位置する前記光源から発せられた光束を前記第2の焦点に集光し、
前記均一化インテグレータは、前記第2の焦点又は第2の焦点と共役な点に光源像共役面が位置するように配置され、
前記断面積変更インテグレータは、射出面が前記被照射体に形成される照野と共役となるように配置される、
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の照明光学系。
The condensing optical system uses an elliptical mirror having a first focal point and a second focal point, condenses a light beam emitted from the light source located at the first focal point, on the second focal point,
The uniformizing integrator is disposed such that a light source image conjugate plane is located at a point conjugate with the second focal point or the second focal point,
The cross-sectional area change integrator is disposed so that the emission surface is conjugate with an illumination field formed on the irradiated object.
The illumination optical system according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記断面積変更インテグレータは、
入射面の辺の長さよりも出射面の辺の長さが長くなるように断面の大きさが変更され、入射面から射出面へ向かうに従い間隔が次第に広がる略台形状の形状で向かい合うように形成された2つの側面と、
入射面辺の長さと射出面の辺の長さとが略同じになるように形成された2つの側面と、
を有し、
内部を通過する光束を、断面の形状が光軸に対して垂直な一の方向に沿って伸張させて出射させる
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の照明光学系。
The cross-sectional area change integrator is:
The size of the cross section is changed so that the length of the side of the exit surface is longer than the length of the side of the entrance surface, and it is formed so as to face each other in a substantially trapezoidal shape in which the interval gradually increases from the entrance surface to the exit surface Two aspects,
Two side surfaces formed such that the length of the incident surface side and the length of the exit surface side are substantially the same;
Have
The illumination optical system according to any one of claims 1 to 5, wherein the light beam passing through the inside is emitted while being stretched along one direction whose cross-sectional shape is perpendicular to the optical axis. .
前記略台形状の2つの側面は、光軸に対して対称に形成される
ことを特徴とする請求項6に記載の照明光学系。
The illumination optical system according to claim 6, wherein the two substantially trapezoidal side surfaces are formed symmetrically with respect to the optical axis.
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