TWI535969B - A lamp unit and a light irradiation device provided with the lamp unit - Google Patents

Description

燈單元與具備該燈單元之光照射裝置

本發明係有關在被照射物上形成偏振光之線狀圖樣時，所使用之光照射裝置用燈單元，及具備該燈單元之光照射裝置。

3D影像顯示裝置可顯現三維立體影像，習知此類3D影像顯示裝置之研發，是用於電影院或電視觀賞用途。而未來可望用於娛樂設施、店面展示、醫療等等用途，近年來十分受到矚目。

專利文獻1中，記載了3D影像顯示裝置之一例。

圖15所示者，係專利文獻1所記載之3D影像顯示裝置的概略構成說明圖。該3D影像顯示裝置，具備：3D影像顯示體形成用薄膜102，係由右眼用影像送訊部101c與左眼用影像送訊部101d交互配置而成之液晶(LCD)製3D影像送訊部101、以及配置於右眼用影像送訊部101c前方之右眼用影像顯示部101a、以及配置於左眼用影像送訊部101d前方之左眼用影像顯示部101b，所構成；和設置於3D影像送訊部101後方之光源103。其中，從右眼用影像送訊部101c、左眼用影像送訊部101d所送出之影像，分別會導入右眼用影像顯示部101a、左眼用影像顯示部101b，而為觀察者接收。

依據該文獻之3D影像顯示裝置，可將偏光振動方向互異之右眼用影像與左眼用影像送出給觀察者，而觀察者接收右眼用影像及左眼用影像時，會藉由偏光眼鏡來捕捉影像，該偏光眼鏡係由僅可供右眼用影像透過之附偏光板右眼用鏡片、以及僅可供左眼用影像透過之附偏光板左眼用鏡片所組成，右眼用影像及左眼用影像的合成影像，會被認知成單一立體影像。

在此類3D影像顯示裝置中，為區分右眼用影像與左眼用影像，會使用圖樣化相位差薄膜。

圖樣化相位差薄膜之製造方法，是對於薄膜基材上介著配向膜而形成之光重合性材料層，以線狀之遮光部及透光部彼此交互排列形成之遮罩予以遮蓋並以光照射，形成條紋狀圖樣之液晶聚合物層，其後再將殘留之光重合性液晶材料層除去而得。

換言之，如圖16(a)所示，對於薄膜基材90上介著配向膜91而形成之光重合性液晶材料層92，以線狀之複數遮光部96及複數透光部97彼此交互排列配置之遮罩95予以遮蓋並以光照射，如圖16(b)所示，形成條紋狀圖樣之液晶聚合物層93，其後再將殘留之光重合性液晶材料層92除去而得。

像這樣製造圖樣化相位差薄膜時，會以紫外光等活性能量線，對光重合性液晶材料層進行廣範圍照射，藉此提升量產能力，故一般會使用具長弧型放電燈之光照射裝置。該光照射裝置，相對於線狀遮光部及透光部的延伸方向，放電燈配置時與其長度方向呈正交。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕日本特開2002-185983號公報

如上所述，製造圖樣化相位差薄膜時，一般認為需使用具長弧型放電燈之光照射裝置。但，長弧型放電燈為線狀光源，因其光學特性，放電燈所放射出之光，於該放電燈之長度方向，無法放射相互平行之平行光。

因此如圖17所示，透過遮罩95之透光部97的部分光，相對於遮罩95的面方向，會呈斜向入射，而被照射物之光重合性液晶材料層92，其被遮光部96邊緣部分遮擋之正下方之區域會受到照射，結果便難以忠實按照遮罩95的圖樣，形成具高解析度圖樣之液晶聚合物層93。

本發明係有鑑於上述問題，目的在於提供一種燈單元及具備該燈單元之光照射裝置，可忠於遮罩圖樣形成高解析度圖樣，且可以照度分布均勻的光照射。

本發明解決上述課題的方法如下。

(1)燈單元係具有：複數之光源元件列，分別朝同方向延伸，係由短弧型放電燈、及以包圍該放電燈的方式 配置之反光板所構成之複數光源元件，朝某一方向排列配置而成；和光源元件支撐框體，具有對應於各光源元件之光源元件容納部；該燈單元之構成如下。

前述各光源元件，為使其射出光之光軸彼此平行，而並排於前述光源元件容納部內；假設前述光源元件列的複數光源元件之配置方向為第1方向時，前述複數之光源元件列，係於與前述第1方向正交之第2方向並排排列。又，其中一個光源元件列11a的光源元件中前述放電燈的電極之間中心點A1，以及與該光源元件最為接近之另一光源元件列11b的光源元件中前述放電燈的電極之間中心點A2，兩點相連之直線，與前述第1方向呈斜交的方式配置；假設前述光源元件列的列數為N，各光源元件列中相鄰光源元件之前述放電燈的電極之間中心點的距離為A時，前述電極之間中心點A1與A2，於前述第1方向之距離為H，則H=A/N。

此外，前述光源元件支撐框體中，收納前述光源元件列11a部分之前述第1方向之端面，與收納前述光源元件列11b部分之前述第1方向之端面，於前述第1方向具有前述H之差距。

(2)在上述(1)中，前述光源元件支撐框體的各光源元件容納部之間形成有隔壁，各光源元件由該隔壁所隔開並相鄰配置。

(3)在上述(1)或(2)中，前述光源元件支撐框體之光射出側的面上設有玻璃，前述光源元件之燈的管軸 ，相對於該玻璃面呈垂直的方式配置，前述光源元件藉彈力被彈推至玻璃面側，使得該光源元件之反光板的光射出開口側端面，被頂壓至前述玻璃。

(4)將上述(1)(2)或(3)之燈單元，以相鄰燈單元之前述第1方向的端面彼此接觸的方式，於前述第1方向連結構成燈單元，其中該端面具有前述差距。

(5)將上述(1)(2)(3)或(4)之燈單元，作為光照射裝置的光射出部之用，來構成光照射裝置，該光射出部具備聚光構件，將來自前述光射出部之光聚光成線狀，朝前述第1方向延伸。

本發明可獲得下列功效。

(1)針對由短弧型放電燈及反光板所構成之複數光源元件，為使其射出光之光軸彼此平行，於某一方向並排排列而形成光源元件列；將複數該光源元件列，於與前述第1方向正交之第2方向並排排列，而構成燈單元；其中一個光源元件列11a的光源元件中放電燈的電極之間中心點A1，以及與該光源元件最為接近之另一光源元件列11b的光源元件中放電燈的電極之間中心點A2，兩點相連之直線，與前述第1方向呈斜交的方式配置；假設前述光源元件列的列數為N，各光源元件列中相鄰光源元件之放電燈的電極之間中心點的距離為A時，前述電極之間中心點A1與A2，於前述第1方向之距離為H，則H=A/N。因此 ，其中一個光源元件列11a的各光源元件之照度谷值部分，會因為另一光源元件列11b的各光源元件之照度峰值部分而獲得補償，使得光照射區域的照度分布均勻。

此外，收納上述光源元件列之光源元件支撐框體中，收納前述光源元件列11a部分之前述第1方向之端面，與收納前述光源元件列11b部分之前述第1方向之端面，於前述第1方向具有前述H之差距；可將上述燈單元於上述第1方向互相連結，構成具有相同光學性能之長型燈單元。

又，當光照射裝置具備遮罩，而該遮罩具有沿光源元件排列之某一方向延伸之複數線狀遮光部時，若應用本發明之燈單元，則於該某一方向，平行光便可介由遮罩而照射至被照射物。因此，若上述遮罩具有與上述線狀方向正交之複數線狀遮光部，便可防止或抑制位於遮罩遮光部正下方之區域受到光照射，而能忠於遮罩圖樣，形成高解析度之圖樣。

(2)光源元件列係收納於光源元件支撐框體的光源元件容納部內，而構成上述構造之燈單元，故當特定燈到達使用壽命時，可以整個燈單元為單位，輕易地將複數燈更換成新品，能夠大幅縮短燈交換所需之時間。此外，事先完成所有新品燈的照度分布調整，故無需在現場進行照度分布調整，而可迅速地更換燈單元。又，燈單元中，各光源元件所射出的光，其光軸互相平行，故無需針對各光源元件進行光軸調整，可直接安裝至光照射裝置上。

(3)光源元件支撐框體的各光源元件收納部之間形成有隔壁，將各光源元件隔開，並收納於光源元件支撐框體中，故可輕易地定位各光源元件，亦可緩和來自相鄰放電燈的熱影響。此外，即使產生漏光，亦不會影響相鄰的燈。

(4)前述光源元件支撐框體之光射出側的面上設有玻璃，針對前述光源元件，以燈的管軸相對於該玻璃面呈垂直的方式來配置，前述光源元件藉彈力被彈推至玻璃面側，使得該光源元件之反光板的光射出開口側端面，被頂壓至前述玻璃；藉此，只要預先提升前面玻璃的平面度，無須特殊調整，即可讓各光源元件12射出的光成為平行光。

(5)當光照射裝置具備將來自光射出部的光聚光成線狀之聚光構件時，若應用本發明之燈單元，則當來自該聚光構件的光介由遮罩照射至被照射物時，於上述線狀方向，平行光便可介由遮罩而照射至被照射物。

因此，來自上述燈單元的各放電燈之放射光，會藉由各反光板及聚光構件，而聚光成沿X方向延伸之線狀，能夠有效地將光聚光至有效照射寬度d(參照圖4、圖5)的範圍內，藉此，便可忠於遮罩圖樣，而形成高解析度之圖樣。

圖1為本發明具備光射出部(以下亦稱燈單元)之光照射裝置的概略構成圖，同圖(a)為立體圖、同圖(b)為從光射出側觀察燈單元各光源元件配置之圖。此外，圖2為圖1所示光照射裝置沿YZ面截斷之剖面圖，圖3為該光照射裝置沿XZ面截斷之剖面圖。

本實施例之光照射裝置，可用於製造前述圖樣化相位差薄膜，具備：燈單元10，由複數之光源元件12所構成；以及聚光構件20，將來自該燈單元10的光，朝光源元件12的排列方向(第1方向：X方向)延伸的方式聚光成線狀；以及遮罩30，將來自該聚光構件20的光整形為條紋狀。又，上述聚光構件20與遮罩30之間，視必要設置如圖2、圖3所示之偏光元件35。偏光元件35，例如可使用線柵偏光元件等。又，圖1中省略了偏光元件35。

被照射物W(例如，為形成前述圖樣化相位差薄膜，而具有介著配向膜形成光重合性液晶材料層之薄膜基材)如圖2所示，是與搬運手段40之滾子41接觸之狀態下，被搬運至遮罩30的正下方。

燈單元10如圖1所示，其具有光源元件列11a、11b，係複數之光源元件12沿其中一方向(X方向)並列配置而成，該光源元件列11a、11b是沿著上述X方向的正交方向(第2方向：Y方向)而並排。

光源元件列11a、11b中的每個光源元件12，如圖2所示，具有：短弧型之放電燈13，係發光管14內沿其管軸配置相互對向之一對電極(圖示省略)而成；以及反光板15，以包圍該放電燈13的方式配置，反射來自該放電燈13的光。

上述放電燈13，係發光管14內封入水銀、稀有氣體及鹵素，例如可使用高效率放射波長為270~450nm紫外光之超高壓水銀燈。此類放電燈13中，一對電極之間的電極間距離，例如可為0.5~2.0mm，水銀封入量例如可為0.08~0.30mg/mm³。

光源元件列11a之光源元件12、及光源元件列11b之光源元件12，相對於上述X方向，配置成斜向。換言之，各光源元件12，係光源元件列11a的光源元件12中放電燈13電極之間的中心點，以及與該光源元件12最為接近之另一光源元件列11b的光源元件12中放電燈13電極之間的中心點，兩點相連之直線T與上述X方向延伸之直線X，呈斜交的方式配置。

而如圖1(b)所示，光源元件列11a之各光源元件12的中心位置A1(放電燈13電極之間的中心點)，以及與該光源元件12最為接近之光源元件列11b的光源元件12之中心位置A2(放電燈13電極之間的中心點)，假設兩位置於X方向的間隔距離為H，則H可以下述式1來表示。

H=A/N…(式1)

其中，H為上述間隔距離、A為各光源元件於X方向之寬度、N為光源元件列之列數。又，燈單元的光源元件列之列數亦可為2列以上，若如圖1所示，光源元件列之列數為2的情形，則上述間隔距離H為A/2。

各光源元件12之反光板15，係以拋物線鏡所構成，以其光軸C為中心，具有旋轉拋物面狀之光反射面；該反光板15之光軸C，配置於放電燈13的發光管14之管軸上，且其焦點F位於放電燈13的電極之間的亮點(bright spot)上。

此外，各光源元件12如圖2、圖3所示，以該射出光之光軸平行於Z方向的方式並排，從各光源元件12射出的光如圖2、圖3所示成為平行光，射入聚光構件20。

聚光構件20，其垂直於X方向的剖面具有放物線狀之光反射面，由沿著X方向延伸之柱面拋物線鏡所構成；該聚光構件20，與燈單元10中各反光板15之光軸C垂直之方向為光射出面，在該光射出面前方，其焦點f位於被照射物W的表面上。

該聚光構件20亦可施以冷光鏡(cold mirror)鍍膜，使其僅反射所需波長之紫外光，其餘可視光及紅外光則可透過。

遮罩30，係於X方向呈長型之矩形板狀物，於聚光構件20之下方沿平面配置，垂直於該聚光構件20的反射光光軸L。該遮罩30，於X方向交互排列配置有線狀之複數遮光部及複數透光部，該線狀朝向垂直於X方向的Z方向(圖3中的上下方向)延伸。

圖4為遮罩30的具體構成例說明圖，同圖(a>為平面圖、(b)為側面圖。該遮罩30當中，在例如石英玻璃所構成之透光性基板31的一面上，以例如鉻所構成之複數線狀遮光膜32隔著所需之間隔排列配置，遮光膜32所形成之區域會形成線狀之遮光部33，相鄰遮光膜32之間的區域會形成透光部34。該遮罩30上如圖4(a)的虛線Lb所示，遮光部33及透光部34排列的X方向，有帶狀延伸的光射入。又，d為有效照射寬度。

圖5為上述搬運手段40的滾子41與遮罩30附近的放大圖。

搬運手段40具有滾子41，與被照射物W接觸以搬運該被照射物W。具體來說，滾子41的配置形態，是其與被照射物W接觸處位於遮罩30的正下方，而該滾子41的旋轉軸(圖示省略)朝前述X方向延伸，藉由該滾子41的旋轉，將被照射物W往Z方向搬運。

又，藉由在滾子41上設置水冷機構，即使被照射物W受到高照度紫外光照射，也會因被照射物W與滾子41接觸，而可冷卻被照射物W，可防止被照射物W發生收縮等變形。

被照射物W藉由搬運手段40往Z方向搬運，遮罩30相對於被照射物W，隔著間距G而配置。遮罩30與被照射物W之間的最小間距G，例如可為50~1000μm。又，減少滾子41的芯偏移，可使遮罩30及與滾子41接觸之薄膜狀被照射物W之間，得以保持一定間距。

由圖5可知，遮罩30與被照射物W之間的間距，會隨著該被照射物W往Z方向搬運而變動。換言之，被照射物W被搬運而通過遮罩30正下方區域時，被照射物W與遮罩30之間的間距，起初會隨著被照射物W往Z方向移動而愈來愈小，當到達遮罩30中央位置的正下方後，則會隨著被照射物W往Z方向移動而愈來愈大。因此，當有效照射寬度d愈大，則間距的變動寬度亦變大，便無法忠於遮罩30的圖樣而形成高解析度圖樣。

是故，針對遮罩30上來自聚光構件20的入射光有效照射寬度d，需考量遮罩30與被照射物W之間間距的變動容許值，以及滾子41的半徑，儘可能設定地較小為佳。

具體來說如圖5所示，假設遮罩30與被照射物W之間間距的變動容許值為a、滾子41的半徑為r，則有效照射寬度d可藉由d=√{r²-(r-a)²}×2來求得。又，理論上來說尚需考量被照射物W的厚度，但因被照射物W厚度相較於滾子41的半徑而言非常小，故可忽略。

舉一具體例子，假設遮罩30與被照射物W之間間距的變動容許值為50μm、滾子41的半徑r為300mm時，有效照射寬度d約為11mm以下較佳。

圖1、圖2、圖3所示光照射裝置當中，燈單元10中各光源元件12的放電燈13所放射的光，會經由反光板15的光反射面而反射，成為平行於反光板15光軸C的平行光，朝向聚光構件20射出。

該燈單元10所射出之平行光，會經由聚光構件20的光反射面而朝下方反射，聚光成於X方向延伸之線狀，介著偏光元件35而射入遮罩30。射入遮罩30的光，於X方向為相互平行之平行光。

射入遮罩30的光，會因遮罩30的遮光部及透光部而被整形成條紋狀，並照射至被照射物W，被照射物W與滾子41接觸處的表面上，會形成對應於遮罩30的遮光部及透光部圖樣之條紋狀光照射區域。而被照射物W藉由搬運手段40往Z方向搬運，達成該被照射物W所需之光照射處理。

在此類光照射裝置中，可使用光配向膜用材料，以下述方法製造出圖樣化相位差薄膜。

首先如圖6(a)所示，於薄膜基材51上塗布液狀之光配向膜用材料，使其乾燥或硬化而形成光配向膜用材料層55A。

接下來，對光配向膜用材料層55A，藉由上述光照射裝置以直線偏振光進行選擇性曝光處理，便如圖6(b)所示，薄膜基材51上會形成條紋狀圖樣之第1光配向膜55。

再利用適當之光照射裝置，以與上述圖6(b)照射之偏振光呈90°偏光方向相異之直線偏振光，進行全面曝光處理，便如圖6(c)所示，相鄰之第1光配向膜55之間，會形成第2光配向膜56。

接著如圖6(d)所示，在第1光配向膜55及第2光配向膜56的表面上，以適當之光照射裝置進行全面曝光處理，使該光重合性液晶材料層57A硬化，便如圖6(e)所示，第1光配向膜55上形成之第1液晶聚合物層部分57，及與該第1液晶聚合物層部分57的液晶配光狀態相異之第2液晶聚合物層部分58，兩部分會形成條紋狀圖樣化之液晶聚合物層59，依此得到圖樣化相位差薄膜。

圖1、圖2、圖3所示光照射裝置當中，由點光源之短弧型放電燈13，與具旋轉拋物面狀之光反射面的反光板15所構成的複數光源元件12，沿其中一方向(X方向)排列配置而成為光源元件列11a，11b，以此構成燈單元10。

因此，構成該光源元件列11之光源元件12，其各個放電燈13所放射之光，會因該光源元件12的各個反光板15，於光源元件12排列之其中一方向，成為彼此平行之平行光；藉此，來自聚光構件20的光便如圖7所示，相對於遮罩30的透光部34之面方向，呈正交或略正交射入，透過該透光部34。是故，被照射物W位於遮罩30的遮光部33正下方之區域，便可防止或抑制受到光照射，而能忠於遮罩30之圖樣，形成高解析度之圖樣。

此外，上述燈單元的兩個光源元件列11a、11b，其中一方的光源元件列11a之光源元件12中，放電燈13電極之間的中心點A1，以及與該光源元件12最為接近之，另一方的光源元件列11b之光源元件12中放電燈13電極之間的中心點A2，兩點相連之直線T，與X方向延伸之直線X呈斜交的方式配置。因此，被照射區域可獲得均勻之照度分布。

圖8為光照射區域中X方向之照度分布示意曲線圖。該圖中，縱軸為相對照度，橫軸為於X方向之相對位置，實線表示來自其中一方的光源元件列11a的光之光照射區域照度分布曲線，虛線表示來自另一方的光源元件列11b的光之光照射區域照度分布曲線。

如同圖所示，其中一個光源元件列11a的光源元件12產生的光，其照射區域照度最弱的位置，與該光源元件最為接近之，另一光源元件列11b的光源元件12產生的光之照射區域照度最強的位置重疊；另一方面，光源元件列11b的光源元件12產生的光，其照射區域照度最弱的位置，與光源元件列11a的光源元件12產生的光之照射區域最強位置重疊；結果便可獲得均勻的照度分布。

依據上述燈單元10，以聚光構件20聚光之光照射區域中，各光源元件列11a、11b的各光源元件12射出的光，其照度的峰值及谷值，針對各光源元件列，於光源元件12排列的其中一方向，各顯現於前述每隔A/2之位置。

因此，其中一個光源元件列11a的各光源元件12之照度谷值部分，會因為另一光源元件列11b的各光源元件12之照度峰值部分，而獲得補償。亦即，來自各光源元件12的聚光光彼此重疊，使得其中一個光源元件列11a的各光源元件12之照度峰值及谷值，與另一光源元件列11b的各光源元件12之照度峰值及谷值，成為互補關係。綜上所述，具備本發明燈單元之光照射裝置，擁有均勻之照度分布。

不過，當放電燈的照度比起初期下降了規定比率以上，而達使用壽命時，便需要更換新品。然而每個放電燈的使用壽命不同，亦可能發生如下情形：光射出部的某一特定燈的照度，提前較其他放電燈的照度快速降低，而達使用壽命。

此時，若僅將該特定燈更換成新品，則更換之新燈照度會與其餘燈的照度不同，導致照射區域的照度分布變得不均勻。因此，發生上述特定燈提前達使用壽命之情形時，構成光射出部的所有燈都必須一概更換成新品。

此外，上述光照射裝置的光源元件列其中一方向之全長，會因應被照射物的大小而變動。光源元件列其中一方向之全長為500~1500mm時，一般會使用包含8×8燈(計16燈)~24×24燈(計48燈)之光源元件。

也就是說，上述特定燈達使用壽命時，包須將複數燈一概更換成新品。

然而像這樣將複數燈一概更換成新品的作業並不容易，且需耗費長時間。特別是光源元件列於其中一方向的全長較長，亦即光源元件的個數較多時，光是將所有的燈取下再裝上新品，就需耗費長時間。

此外，各放電燈個別之照度相異，於交換所有燈時，必須進行照度分布調整。該照度分布調整，是將所有燈同時點燈，藉此測定照度分布。此時必須進行一些作業，如將照度較其他燈特別高或特別低者剔除，而選擇照度較平均的燈。因此，照度分布調整隨著光源元件個數愈多，所需時間愈長。考量在設置光照射裝置的使用者工廠處，進行該照度分布調整作業的情形下，必須長時間停止光照射裝置，故可能導致生產效率下降，給使用者帶來莫大的困擾。

因此，當燈達到使用壽命時，有必要迅速更換構成燈單元的所有燈。此外，針對裝入新品燈而成之燈單元，預先完成照度分布調整較佳，如此便不必在安裝光照射裝置的使用者工廠進行照度分布調整。

如上所述，針對具備燈單元之光照射裝置，其中該燈單元具有短弧型放電燈於其中一方向排列配置而成之複數光源元件列者，當燈單元達到使用壽命時，是以燈單元為單位進行交換。

以下說明本發明上述燈單元之具體構成例。該燈單元具備聚光構件，用以將光射出部射出之光聚光成線狀；利用該聚光構件，將線狀聚光於第1方向的光照射至被照射物，並用於光照射裝置；構成上述光射出部之燈單元，其特徵為：具有：複數之光源元件列，分別朝同方向延伸，由短弧型放電燈、及以包圍該放電燈的方式配置之，由反光板所構成之複數光源元件，朝上述第1方向排列配置而成；和光源元件支撐框體，具有對應於各光源元件之光源元件容納部；該燈單元可以整個燈單元為單位進行更換，且可獲得均勻之照度分布，且可視需要構成長型之燈單元。

圖9為本發明實施例的燈單元之具體構成例立體示意圖。又，圖9所示之燈單元既可單獨使用，亦可如後所述，將複數燈單元於光源元件的排列方向(前述X方向)予以連結，構成更長的燈單元。

本實施例之燈單元10係如前述，分別將各8個由短弧型放電燈13與反光板15所成之光源元件12，於其中一方向(前述X方向)排列配置以構成光源元件列11a、11b後，再將該兩個光源元件列11a、11b沿上述其中一方向之正交方向(前述Y方向)排列而成，各光源元件12被收納於具有光源元件容納部的蜂巢構造體(光源元件支撐框體)16之中。亦即，燈單元10由合計16個光源元件12所構成，於其中一方向之全長約為500mm。從各光源元件12放電燈上拉出引線12a，連接於端子12b。

蜂巢構造體16如圖10所示，具有與光源元件12同樣個數之光源元件容納部16a，各光源元件容納部16a之間設置隔壁16b。蜂巢構造體16的各光源元件容納部16a，係由兩列容納部所構成，以便收納光源元件列11a的8個光源元件12，及光源元件列11b的8個光源元件12。

蜂巢構造體16的各光源元件容納部16a所收納之各光源元件12的光射出側(前面)，如圖9所示設置前面玻璃18，前面玻璃18由玻璃固定金屬配件18a所固定。

玻璃固定金屬配件18a，係為一板狀體，與光源元件12具有同樣個數之開口，於各個燈單元為一體成形，於蜂巢構造體16的光射出側端面以螺絲固定。玻璃固定金屬配件18a各個開口之大小，比各光源元件12的前面玻璃18稍小，以防前面玻璃18脫落。

又，蜂巢構造體16所收納之各光源元件12，如前述圖1(b)所示，光源元件列11a的各光源元件12中心位置為A1、與該光源元件12最為接近之另一光源元件列11b的光源元件12中心位置為A2時，假設X方向的間隔距離為H，各光源元件12於X方向的寬度為A，則令H滿足H=A/N。

因此，蜂巢構造體16中收納光源元件列11a的部分，於光源元件12排列方向(前述X方向)之端面16d、以及收納前述光源元件列11b的部分，於光源元件12排列方向(前述X方向)之端面16e，便如圖1(b)、圖9、圖10所示，兩端面相對於光源元件12的排列方向(前述X方向)，具有前述H的差距(當光源元件列為2列時，值為A/2)。

圖11所示為蜂巢構造體的光源元件容納部剖面圖。

如同圖所示，蜂巢構造體16於光射出側的端面上，設有前面玻璃18並以玻璃固定金屬配件18a固定；此外，蜂巢構造體16於上述光射出側的反對側之面上，設有燈固定用的底蓋16c。

各光源元件12如圖11所示，固定於蜂巢構造體16的各光源元件容納部16a內。

首先，將前面玻璃18裝配於玻璃固定金屬配件18a上。接著，以放電燈13的管軸與前面玻璃18呈正交的方式，將光源元件12配置於蜂巢構造體16的光源元件容納部16a內。光源元件12由放電燈13、反光板15、反光板基座17所構成，藉由黏著劑等而固定。

同前所述，蜂巢構造體16的光源元件容納部16a由隔壁16b所區隔，各光源元件12藉由隔壁16b相互隔開，收納於各光源元件容納部16a內。又，在圖11中，從光射出側觀察時，光源元件12的反光板15呈圓形，為將其收納進四角形之光源元件容納部16a，會削去反光板15的一部分，圖11所示的曲線15a，即為被削去的反光板15之端部。

又如同圖所示，彈簧19介插於上述反光板基座17與底蓋16c之間，藉彈簧19將光源元件12朝玻璃面側彈推，使得光源元件12的反光板15光射出開口側之端面，頂壓於前面玻璃18上。藉此，前面玻璃18的前端面，被頂壓於玻璃固定用金屬配件18a光源元件側內面的邊緣部分；光源元件12中，反光板15光射出開口側的端面，被頂壓於前面玻璃18的光源元件12側之面，而固定於蜂巢構造體16。

藉由上述構成，將各光源元件12中，反光板15光射出開口側的端面，預先設定成與光源元件12所射出光之光軸互相垂直，且預先提升前面玻璃的平面度，如此一來，只要以彈簧19從下往上頂壓光源元件12，無須特殊調整，即可讓各光源元件12射出的光成為平行光。

此外，各光源元件12以隔壁16b所隔開並收納於蜂巢構造體16中，故可輕易地定位各光源元件12，亦可緩和來自相鄰放電燈的熱影響。此外，即使產生漏光，亦不會影響相鄰的燈。

上述燈單元10中，各個燈的照度有所差異，需要預先調整照度分布。照度分布之調整，例如可將所有燈同時點燈，進行照度分布測定，確認照度分布是否均勻，當照度分布不均勻，進行下述調整。

找出照度較其他燈特別高或特別低，會擾亂照度分布的特定燈之後，剔除該特定燈並更換之，而後再度測定照度分布，確認照度分布是否均勻。重覆進行該一連串手續，直到如前述圖8所示，其中一個光源元件列的光源元件之照射區域之照度谷值位置，與另一光源元件列的光源元件之照射區域之照度峰值位置彼此重疊，獲得均勻之照度分布為止。

以上述方式預先備妥已調整好照度分布之燈單元，則當前述光照射裝置之燈單元10的燈達到使用壽命時，即可在使用者的工廠迅速更換燈單元，而無需進行照度分布調整。此外，燈單元中，各光源元件12所射出的光，其光軸互相平行，故無需針對各光源元件進行光軸調整，可直接安裝至光照射裝置上。

圖12所示之燈單元，是將兩組圖9所示之燈單元10a、10b，利用板狀之連結用金屬配件16f以螺絲固定後連結而成者。燈單元10a、10b連結時，係燈單元10a的光源元件12排列方向之端面16d與16e，分別與燈單元10b的端面16e與16d接觸對位，再以連結用金屬配件16f予以連結。從各光源元件12放電燈上拉出引線12a，連接於端子12b。

以上述方式連結之燈單元，合計由32個光源元件所構成，其中一方向之全長約為1000mm。

以上述方式構成之燈單元同前述圖9，其中一個光源元件列的各光源元件12之中心位置A1，以及與該光源元件12最為接近之另一光源元件列的光源元件12之中心位置A2，兩中心位置相連之直線，與上述光源元件的排列方向(前述X方向)延伸之直線，呈斜交的方式配置；假設中心位置A1與A2於上述排列方向之距離為H，則H=A/2。

圖13為將圖12所示燈單元裝入光照射裝置之型態示意圖，同圖(a)為立體圖、(b)為從燈單元光射出側觀察時之圖。又，圖13中所示者為連結兩個燈單元所構成之物，裝入光照射裝置時之情形，但圖9所示之單一燈單元，同樣可裝入光照射裝置中。

如圖13(a)所示，光照射裝置之裝置本體60側上，設有複數之燈單元導軌62，以供燈單元10裝卸之用。各導軌62分別形成於各燈單元長度方向之兩端附近，並且朝燈單元10中各光源元件列的光源元件12排列方向之正交方向延伸。

燈單元10的蜂巢構造體16之底面上，為了對應上述裝置本體60的燈單元導軌62，在各蜂巢構造體16長度方向的兩端附近，分別形成有與上述導軌62朝同方向延伸之脚部61。此外，裝置本體60上設有定位擋塊63，用以抵接燈單元10並進行定位，其分別位於燈單元10的兩端部，以及對應於中央部之處。

燈單元10中，設於蜂巢構造體16底面之各脚部61，相對於設於上述裝置本體60上之各導軌62，從上述光源元件列的光源元件12排列方向之正交方向滑入；再如圖13(b)所示，令蜂巢構造體16兩端部的端面與上述定位擋塊63抵接，藉此安裝在裝置本體60上。

圖13中所示者，為兩個燈單元於長度方向彼此連結所構成之物，但裝入光照射裝置之燈單元個數，視其與被處理物全長的關係，可做適當調整。同圖例中，其照射於被處理物之線狀聚光光的光照射區域，於光源元件排列方向之全長為1000mm。該光照射區域之全長較短，例如為500mm左右時，那麼燈單元個數亦可為1個。

又，連結複數燈單元時，每個燈單元之形狀相同較佳。換言之，連結複數燈單元時，如圖9等各圖所示，複數個(例如8個)光源元件分別於某一方向並排而成燈單元，則複數燈單元連結時亦於該某一方向連結較佳。藉此，各燈單元連結部分正下方之光照射區域，便不會發生照度不均，而可獲得均勻之照度分布。

圖14為上述以外之燈單元實施例。

如圖14(a)(b)所示，燈單元10，亦可具有3列以上之，由複數光源元件12朝其中一方向排列形成之光源元件列11。光源元件列11的列數愈多，照度分布的均勻度愈能提升。若以圖14(a)(b)所示之燈單元為例，前述聚光構件20所聚光之光照射區域中，各光源元件列中各光源元件12射出光之照度峰值及谷值，針對各光源元件列，於光源元件排列的其中一方向，各顯現於每隔A/3之位置。因此，各光源元件的照度谷值部分，會因各光源元件的峰值部分而獲得補償。換言之，來自各光源元件之聚光光重疊時，各光源元件之照度峰值及谷值呈互補關係，使照度分布變得均勻。

10，10a、10b．．．燈單元

11，11a，11b．．．光源元件列

12．．．光源元件

12a．．．引線

12b．．．端子

13．．．放電燈

14．．．發光管

15．．．反光板

16．．．蜂巢構造體

16a．．．光源元件容納部

16b．．．隔壁

16c．．．底蓋

16d，16e．．．端面

16f．．．連結用金屬配件

17．．．反光板基座

18．．．前面玻璃

18a．．．玻璃固定金屬配件

19．．．彈簧

20．．．聚光構件

30．．．遮罩

31．．．透光性基板

32．．．遮光膜

33．．．遮光部

34．．．透光部

35．．．偏光元件

40．．．搬運手段

41．．．滾子

51．．．薄膜基材

52．．．配向膜

52A．．．配向膜用材料層

53．．．液晶聚合物層

53A．．．光重合性液晶材料層

60．．．裝置本體

61．．．脚部

62．．．燈單元導軌

63．．．定位擋塊

[圖1]本發明具備光射出部(燈單元)之光照射裝置的概略構成圖。

[圖2]圖1所示光照射裝置沿YZ面截斷之剖面圖。

[圖3]圖1所示光照射裝置沿XZ面截斷之剖面圖。

[圖4]具體的遮罩構成例示意圖。

[圖5]搬運手段的滾子與遮罩附近的放大圖。

[圖6]圖樣化相位差薄膜製程的一例之示意圖。

[圖7]圖1~圖3所示光照射裝置的光照射方向說明圖。

[圖8]使用圖1~圖3所示光照射裝置時，光照射區域中X方向之照度分布示意曲線圖。

[圖9]本發明實施例的燈單元之具體構成例立體示意圖。

[圖10]未收納光源元件的蜂巢構造體之立體示意圖。

[圖11]蜂巢構造體的光源元件容納部剖面圖。

[圖12]將兩個圖9所示燈單元予以連結，構成長型燈單元之示意圖。

[圖13]將圖12所示燈單元裝入光照射裝置之型態示意圖。

[圖14]燈單元其他實施例之示意圖。

[圖15]構成3D影像顯示裝置的一例之概略示意圖。

[圖16]圖樣化相位差薄膜製程之示意說明圖。

[圖17]使用習知之光照射裝置時，光通過遮罩透光部之示意說明圖。

11a，11b．．．光源元件列

12．．．光源元件

12a．．．引線

12b．．．端子

16．．．蜂巢構造體

16d，16e．．．端面

18．．．前面玻璃

18a．．．玻璃固定金屬配件

Claims (5)

1. 一種燈單元，係具有：複數之光源元件列，分別朝同方向延伸，係由短弧型的放電燈、及以包圍該放電燈的方式配置之反光板所構成之複數光源元件，朝某一方向排列配置而成；和光源元件支撐框體，具有對應於各光源元件之光源元件容納部；前述燈單元，其特徵為：前述各光源元件，為使其射出光之光軸彼此平行，而並排於前述光源元件容納部內；假設前述光源元件列的複數光源元件之配置方向為第1方向時，前述複數之光源元件列，係於與前述第1方向正交之第2方向並排排列，且其中一個光源元件列(11a)的光源元件中前述放電燈的電極之間中心點(A1)，以及與該光源元件最為接近之另一光源元件列(11b)的光源元件中前述放電燈的電極之間中心點(A2)，兩點相連之直線，與前述第1方向呈斜交的方式配置；假設前述光源元件列的列數為N，各光源元件列中相鄰光源元件之前述放電燈的電極之間中心點的距離為A時，前述電極之間中心點(A1)與(A2)，於前述第1方向之距離為H，則H=A/N；前述光源元件支撐框體中，收納前述光源元件列(11a)部分之前述第1方向之端面，與收納前述光源元件列(11b)部分之前述第1方向之端面，於前述第1方向具有前述H 之差距。
2. 如申請專利範圍第1項所述之燈單元，其中，前述光源元件支撐框體的各光源元件容納部之間形成有隔壁，各光源元件由該隔壁所隔開並相鄰配置。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之燈單元，其中，前述光源元件支撐框體之光射出側的面上設有玻璃，前述光源元件之燈的管軸，相對於該玻璃面呈垂直的方式配置，前述光源元件藉彈力被彈推至玻璃面側，使得該光源元件之反光板的光射出開口側端面，被頂壓至前述玻璃。
4. 一種燈單元，其特徵為：將申請專利範圍第1至3項之燈單元，以相鄰燈單元之前述第1方向的端面彼此接觸的方式，於前述第1方向連結，其中該端面具有前述差距。
5. 一種光照射裝置，係由申請專利範圍1至4項所述之燈單元所構成之，具有光射出部之光照射裝置，其特徵為：具備：聚光構件，將來自前述光射出部之光聚光成線狀，朝前述第1方向延伸。