JP5541312B2 - 偏光子ユニット、及び調整用治具 - Google Patents
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Description
光配向に用いる照射装置は、一般に光源と、偏光子とを備えて構成され、特に近年では、帯状の長い光配向膜の光配向を可能にするために、光源を棒状ランプとするとともに、この棒状ランプの長軸方向に複数のワイヤーグリッド偏光子を配列した照射装置も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
そこで、複数のワイヤーグリッド偏光子をフレームに取り付けて配列する構成において、個々のワイヤーグリッド偏光子を光軸(光の透過軸方向)回りに回転可能に取り付けることで、ワイヤーグリッド偏光子のそれぞれのワイヤーの方向(すなわち偏光軸)を調整可能にすることが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
図1は本実施形態に係る偏光子ユニット10を備えた光配向装置1の模式図である。
光配向装置1は、光配向対象物2に偏光光を照射して光配向する装置である。図1において、ワークステージ3は、矩形板状のステージであり上面に光配向対象物2が載置される。光配向対象物2は、例えば液晶パネル等の薄板状のパネル体であり、光配向対象の光配向膜を含む。定盤4は、ワークステージ3を支持する防振が図られたステージであり、ワークステージ3を直動する直動機構(図示せず)が内設されており、この直動機構によってワークステージ3が直動方向Xに沿って定盤4の面上を往復移動する。照射器収容ボックス5は、定盤4に固定されることで、定盤4の上方位置で定盤4の幅方向(直動機構の直動方向Xに垂直な方向)に横架される箱体である。照射器6は、照射器収容ボックス5に内蔵され、定盤4に向けて偏光光を照射する。
具体的には、ランプ7は、少なくとも光配向対象物2の幅と同等以上に延びる直管型(棒状)の紫外線ランプである。反射鏡8は、断面楕円形、かつランプ7の長手方向に沿って延びるシリンドリカル凹面反射鏡であり、光配向対象物2に反射光を照射する。
偏光子ユニット10は、反射鏡8と光配向対象物2の間に配置され、光配向対象物2に照射される光を偏光する。この偏光光が光配向対象物2の光配向膜に照射されることで、当該光配向膜が偏光光の偏光軸方向に応じて配向される。
これらの図に示すように、偏光子ユニット10は、複数の単位偏光子ユニット12と、これら単位偏光子ユニット12を横並びに一列に配列するフレーム14とを備え、少なくとも反射鏡8の長手方向の長さに亘る分の単位偏光子ユニット12が配列されている。フレーム14は、各単位偏光子ユニット12の支持体として機能するとともに、各々の取付位置を規定するように構成されており、各単位偏光子ユニット12の配列方向の位置ズレが防止されるようになっている。なお、この構成については、後に詳述する。
単位偏光子ユニット12は、ワイヤーグリッド偏光子16と、このワイヤーグリッド偏光子16を支持する支持フレーム18とを備える。
支持フレーム18は、金属板の面内に略矩形の開口20を有した枠体であり、開口20を挟む上下の端部22の各々にワイヤーグリッド偏光子16の端部16Aを挟み込んで支持する支持部24を備える。また支持フレーム18は、開口20の左右両側の辺25(すなわち、上下の端部22の間に延びる辺25)の幅Wが、照射野に幅Wによる影が生じ難くなるように幅狭に形成されている。
ワイヤーグリッド偏光子16は、支持フレーム18の開口20を閉塞する大きさを有する略矩形状の板材であり、上下の端部16Aを結ぶ両側の縁部である一対の側縁16Bがワイヤーの方向Aと略平行に成るように形成されている。
偏光子ユニット10にあっては、かかる構成の複数の単位偏光子ユニット12が各ワイヤーグリッド偏光子16の側縁16B同士を近接させて横並びに配列されることで、ワイヤーの方向Aが配列の方向B(図2)と略直交した方向に揃った状態で配列される。
フレーム14は、これらの図に示すように、矩形の枠形状を成し、この枠の中に単位偏光子ユニット12が並べて配列される。すなわち、フレーム14は、上下の縁部を成す上縁フレーム14A、及び下縁フレーム14Bを備え、これら上縁フレーム14A、及び下縁フレーム14Bに上記単位偏光子ユニット12の上下の端部22が係合して支持される。
更に詳述すると、上縁フレーム14Aの面内には、単位偏光子ユニット12の上端12A(図3(A))の側の端部22の外形に合わせて凹みを設けた上端係合部30Aが形成され、同様に、下縁フレーム14Bの面内にも単位偏光子ユニット12の下端12B(図3(A))の側の端部22の外形に合わせて凹みを設けた下端係合部30Bが形成されている。そして、これら一対の上端係合部30A、及び下端係合部30Bによって、上記単位偏光子ユニット12の取付位置を規定する取付部31が構成される。フレーム14には、長手方向に沿って単位偏光子ユニット12の分だけ取付部31が設けられており、これにより、それぞれの取付部31に単位偏光子ユニット12を嵌め込むだけで、それぞれが所定の決まった位置に簡単に配置されることとなる。
フレーム14の上記上端係合部30A、及び下端係合部30Bには、単位偏光子ユニット12をネジ止めするネジ孔32が適宜に設けられており、単位偏光子ユニット12の上端12A、及び下端12Bのそれぞれの端部22のネジ孔29(図3(A))にネジ19(図2(A))を通してフレーム14にネジ止めすることで、フレーム14に固定配置される。なお、単位偏光子ユニット12のネジ孔29は、当該単位偏光子ユニット12の所定量の後述する回動を許容するように横長形状に形成されている。
そこで、この偏光子ユニット10には、フレーム14に取り付けられた個々の単位偏光子ユニット12のワイヤーの方向Aを調整するために次の機構が設けられている。
すなわち、単位偏光子ユニット12の上端12Aの端部22、及び下端12Bの端部22の外形が円弧状に形成されるとともに、これらの端部22の円弧形状に係合するようにフレーム14の取付部31においても上端係合部30A、及び下端係合部30Bが円弧状に形成されおり、これにより単位偏光子ユニット12の面内での回動をガイドするガイド部として機能する。
また、単位偏光子ユニット12は、ワイヤーグリッド偏光子16の平面の中心Cを軸心として回動するため、この単位偏光子ユニット12の回動角度と、ワイヤーグリッド偏光子16のワイヤーの方向Aの回動角度とが常に一致することから、簡単かつ正確に単位偏光子ユニット12のワイヤーの方向Aを調整することができ、調整作業が非常に容易となる。
これに加え、単位偏光子ユニット12が回動するときの端部22は、前掲図3(A)に示す円Dの範囲内に必ず収められる。すなわち、単位偏光子ユニット12の回動の軸心が各々の単位偏光子ユニット12の間で揃っていない場合、端部22の範囲が個々にばらつくことから、個々の単位偏光子ユニット12の回動を妨げないように、単位偏光子ユニット12の隣り同士の隙間75(図6(A)参照)の幅αを大きくとる必要がある。このように隙間75が大きくなると、ワイヤーグリッド偏光子16での偏光制御がされない領域が拡大してしまう。
特に、前掲図3(A)に示すように、単位偏光子ユニット12の上下の端部22は、それぞれ両側の肩部22Aが辺25から角度δだけ内側に傾斜することで、肩部22Aを切り落とした形状とされている。肩部22Aが切り落とされることで、図6(A)に示すように、隣り合う単位偏光子ユニット12の端部22同士の間に、隙間75の幅αよりも広い回動用の調整しろ76が形成される。このように、隙間75の幅αを小さくしつつ、大きな調整しろ76が設けられることから、単位偏光子ユニット12同士の間を狭くして偏光制御されない光の発生を抑えつつ、単位偏光子ユニット12のワイヤーの方向Aの調整量が十分に確保されることとなる。
図5は調整用治具60の構成を示す図であり、図5(A)は平面図、図5(B)は側断面視図、図5(C)はマイクロメータ64A、64Bの側からみた側面図である。また図6は調整用治具60を偏光子ユニット10に装着した態様を示す図であり、図6(A)は平面図、図6(B)は側断面視図、図6(C)はマイクロメータ64、64Bの側からみた側面図である。
調整用治具60は、矩形枠状の枠体62と、この枠体62の上端62A、及び下端62Bのうちの下端62Bに配設された調整手段としての一対のマイクロメータ64A、64Bとを備えている。
枠体62は、単位偏光子ユニット12の開口20と略同一寸法形状、或いは開口20よりも広い開口63を有し、図6(B)に示すように、フレーム14の取付部31に位置決め配置された単位偏光子ユニット12を間に挟むようにしてフレーム14に取り付けられる。
すなわち、図5(A)に示すように、調整用治具60の枠体62の四隅には、フレーム14の取付部31の四隅に設けた基準位置決め凹部38(図4(A)参照)に嵌る凸部68が設けられており、これ位置決め凹部38、及び凸部68の係合によって、図6(A)に示すように、調整用治具60の枠体62がフレーム14の所定の位置に位置決めされ、図6(B)に示すように、このフレーム14と調整用治具60の間に単位偏光子ユニット12が挟み込まれる。
調整用治具60の枠体62には、図5(A)に示すように、単位偏光子ユニット12のリブ36が遊貫する遊貫孔66が設けられ、この遊貫孔66を挟んで、上記一対のマイクロメータ64A、64Bが設けられている。
このように、調整用治具60に単位偏光子ユニット12のネジ19を露出させるネジ止め用開口67を設けたため、調整用治具60で単位偏光子ユニット12を回動調整した後、工具をネジ締め用開口67に通してネジ19を締めて当該単位偏光子ユニット12をフレーム14に固定することで、回転ズレが生じることなく単位偏光子ユニット12がフレーム14に固定される。単位偏光子ユニット12を調整した後、調整用治具60はフレーム14から取り外され、このフレーム14に配列された他の単位偏光子ユニット12の調整に供される。
この構成によれば、リブ36の押し引き量と、これに伴うワイヤーグリッド偏光子16の回動角度、及びワイヤーの方向Aの回動角度とは比例することから、押し引き量を調整量として管理することで、ワイヤーの方向Aの調整量を正確に管理できる。
これにより、リブ36の押し引き操作が容易となり、またマイクロメータ64A、64Bによる微調整が可能となる。
更に、マイクロメータ64A、64Bに設けた目盛65によって、調整量を正確に管理することができる。
図7は本変形例に係る偏光子ユニット100の構成を示す平面図である。また図8は調整用治具160の構成を示す図であり、図8(A)は平面図、図8(B)は側断面視図である。なお、これらの図において、実施形態で説明した部材については同一の符号を付して説明を省略する。
また、このフレーム114には、単位偏光子ユニット112の取付位置ごとに、当該単位偏光子ユニット112の対角位置に、調整用治具160と係合して位置決めする位置決め凹部38が設けられている。
この単位偏光子ユニット112の上端12A、及び下端12Bの端部22は、上述の実施形態で説明した単位偏光子ユニット12と同様に、ワイヤーグリッド偏光子16の中心Cを中心とした円Dの円周の一部を成す円弧状である。一方、調整用治具160の裏面には、図8(A)に示すように、この円Dの円弧に沿った位置に複数のガイドピン50が設けられている。すなわち、調整用治具160をフレーム114に係合させると、各々のガイドピン50が単位偏光子ユニット112の上端12A側の端部22の円弧状の外周に当接する。これにより、マイクロメータ64A、64Bが操作されると、単位偏光子ユニット112が円Dの円弧に沿って配置された各々ガイドピン50によってガイドされながら回動することとなる。なお、図7において、符号70は、ガイドピン50の先端を受けるようにフレーム114に設けられた穴部70である。
2 光配向対象物
6 照射器
10、100 偏光子ユニット
12、112 単位偏光子ユニット
14、114 フレーム
16 ワイヤーグリッド偏光子
18 支持フレーム
30A 上端係合部
30B 下端係合部
31 取付部
32 ネジ孔(取付部)
36 リブ
38 位置決め凹部
50 ガイドピン
60、160 調整用治具
64A、64B マイクロメータ(調整手段)
65 目盛
66 遊貫孔
A ワイヤーの方向
B 配列方向
C ワイヤーグリッド偏光子の平面の中心
E 平面に平行な方向
Claims (4)
- 光を偏光する複数のワイヤーグリッド偏光子ごとに支持フレームに支持して並べて配置するフレームとを備えた偏光子ユニットにおいて、
前記支持フレームのそれぞれは、上端の端部及び下端の端部の外形が前記ワイヤーグリッド偏光子の平面の中心を中心とした円の円周の一部に一致する円弧状に形成され、
前記フレームは、前記ワイヤーグリッド偏光子の支持フレームごとに取付部を備え、
前記取付部は、前記支持フレームの端部の円弧状に係合するように円弧状に形成され、前記ワイヤーグリッド偏光子の平面の中心を軸心に前記支持フレームが回動するようにガイドする
ことを特徴とする偏光子ユニット。 - 前記ワイヤーグリッド偏光子の支持フレームは、前記平面に対して垂直に延びるリブを備え、前記リブを前記平面に平行な方向に押し引きして前記ワイヤーグリッド偏光子を支持した前記支持フレームを回動可能にしたことを特徴とする請求項1に記載の偏光子ユニット。
- 請求項2に記載の偏光子ユニットが備える前記ワイヤーグリッド偏光子を支持した支持フレームの各々の回動を調整する調整用治具において、
前記ワイヤーグリッド偏光子の支持フレームの前記リブが遊貫する遊貫孔が設けられ、前記遊貫孔に前記リブを貫通させながら前記ワイヤーグリッド偏光子を覆うように前記フレームと係合し、
前記遊貫孔に貫通した前記リブを前記平面に平行な方向に押し引きして前記ワイヤーグリッド偏光子を支持した前記支持フレームの回動を調整する調整手段をそなえることを特徴とする調整用治具。 - 光を偏光する複数のワイヤーグリッド偏光子ごとに支持フレームに支持して並べて配置するフレームとを備え、前記支持フレームのそれぞれは、上端の端部及び下端の端部の外形が前記ワイヤーグリッド偏光子の平面の中心を中心とした円の円周の一部に一致する円弧状に形成され、前記フレームは、前記ワイヤーグリッド偏光子の支持フレームごとに取付部を備えた偏光子ユニットの前記支持フレームの各々の回動を調整する調整用治具において、
前記取付部に配置された前記ワイヤーグリッド偏光子を覆うように前記フレームと係合する係合部と、
前記支持フレームの上端、及び下端の端部の円弧に沿った位置に設けられた複数のガイド部とを備え、
前記ガイド部で前記ワイヤーグリッド偏光子の支持フレームの回動をガイドしながら調整可能としたことを特徴とする調整用治具。
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