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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025023799
(43)【公開日】2025-02-17
(54)【発明の名称】光源装置、及び照射装置
(51)【国際特許分類】
F21V 8/00 20060101AFI20250207BHJP
F21V 7/28 20180101ALI20250207BHJP
H10H 20/00 20250101ALI20250207BHJP
【ＦＩ】
F21V8/00 357
F21V7/28 240
H01L33/00 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024053080
(22)【出願日】2024-03-28
(31)【優先権主張番号】P 2023127623
(32)【優先日】2023-08-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】723014807
【氏名又は名称】岩崎電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003177
【氏名又は名称】弁理士法人旺知国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 和明
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 静二
(72)【発明者】
【氏名】米山 直人
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 敬
【テーマコード（参考）】
3K244
5F142
【Ｆターム（参考）】
3K244AA04
3K244BA08
3K244CA02
3K244CA03
3K244DA01
3K244EA02
3K244EA12
3K244EA16
5F142AA13
5F142DB42
5F142DB44
5F142EA31
(57)【要約】
【課題】照射エリア内の照度、及び分光スペクトルの均一性を改善できる光源装置、及び照射装置を提供する。
【解決手段】本開示の一態様に係る光源装置１Ａは、１種類以上の半導体光源を含み、第１紫外線Ｌ１を出射する第１光源ユニット１０－１と、１種類以上の半導体光源を含み、中心波長、及び分光スペクトルの少なくとも１つが第１紫外線Ｌ１と異なる第２紫外線Ｌ２を出射する第２光源ユニット１０－２と、第１紫外線Ｌ１と第２紫外線Ｌ２のそれぞれを導光するライトトンネル３０と、ライトトンネル３０の内部に設けられ、第１紫外線Ｌ１と第２紫外線Ｌ２を混合して第３紫外線Ｌ３を得る混合光学系４０と、を備え、ライトトンネル３０の内面３０Ａは、第１紫外線Ｌ１、第２紫外線Ｌ２、及び第３紫外線Ｌ３を反射する反射面であり、混合光学系４０によって混合された第３紫外線Ｌ３をライトトンネル３０から出射する。
【選択図】図２
【解決手段】本開示の一態様に係る光源装置１Ａは、１種類以上の半導体光源を含み、第１紫外線Ｌ１を出射する第１光源ユニット１０－１と、１種類以上の半導体光源を含み、中心波長、及び分光スペクトルの少なくとも１つが第１紫外線Ｌ１と異なる第２紫外線Ｌ２を出射する第２光源ユニット１０－２と、第１紫外線Ｌ１と第２紫外線Ｌ２のそれぞれを導光するライトトンネル３０と、ライトトンネル３０の内部に設けられ、第１紫外線Ｌ１と第２紫外線Ｌ２を混合して第３紫外線Ｌ３を得る混合光学系４０と、を備え、ライトトンネル３０の内面３０Ａは、第１紫外線Ｌ１、第２紫外線Ｌ２、及び第３紫外線Ｌ３を反射する反射面であり、混合光学系４０によって混合された第３紫外線Ｌ３をライトトンネル３０から出射する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１種類以上の半導体光源を含み、第１紫外線を出射する第１光源ユニットと、
１種類以上の半導体光源を含み、中心波長、及び分光スペクトルの少なくとも１つが前記第１紫外線と異なる第２紫外線を出射する第２光源ユニットと、
前記第１紫外線と前記第２紫外線のそれぞれを導光するライトトンネルと、
前記ライトトンネルの内部に設けられ、前記第１紫外線と前記第２紫外線を混合して第３紫外線を得る混合光学系と、を備え、
前記ライトトンネルの内面は、前記第１紫外線、前記第２紫外線、及び前記第３紫外線を反射する反射面であり、前記混合光学系によって混合された前記第３紫外線を前記ライトトンネルから出射する
光源装置。
１種類以上の半導体光源を含み、中心波長、及び分光スペクトルの少なくとも１つが前記第１紫外線と異なる第２紫外線を出射する第２光源ユニットと、
前記第１紫外線と前記第２紫外線のそれぞれを導光するライトトンネルと、
前記ライトトンネルの内部に設けられ、前記第１紫外線と前記第２紫外線を混合して第３紫外線を得る混合光学系と、を備え、
前記ライトトンネルの内面は、前記第１紫外線、前記第２紫外線、及び前記第３紫外線を反射する反射面であり、前記混合光学系によって混合された前記第３紫外線を前記ライトトンネルから出射する
光源装置。
【請求項2】
前記第１光源ユニット、及び前記第２光源ユニットは、それぞれ、
前記ライトトンネルの内面での多重反射が生じる放射角の範囲で前記第１紫外線、及び前記第２紫外線を放射する、
請求項１に記載の光源装置。
前記ライトトンネルの内面での多重反射が生じる放射角の範囲で前記第１紫外線、及び前記第２紫外線を放射する、
請求項１に記載の光源装置。
【請求項3】
前記ライトトンネルは、直線的に延び、前記第３紫外線を出射する出射口が一方の端部に開口する中空の筒体を含み、
前記筒体の他方の端部には、前記第１紫外線、及び前記第２紫外線の一方を導入する第１導入口が開口し、
前記筒体の側面には、前記第１紫外線、及び前記第２紫外線の他方を導入する第２導入口が開口し、
前記第１光源ユニット、及び前記第２光源ユニットのうち、より波長が短い紫外線を放射する方の光源ユニットが前記第２導入口に配置される
請求項１に記載の光源装置。
前記筒体の他方の端部には、前記第１紫外線、及び前記第２紫外線の一方を導入する第１導入口が開口し、
前記筒体の側面には、前記第１紫外線、及び前記第２紫外線の他方を導入する第２導入口が開口し、
前記第１光源ユニット、及び前記第２光源ユニットのうち、より波長が短い紫外線を放射する方の光源ユニットが前記第２導入口に配置される
請求項１に記載の光源装置。
【請求項4】
前記ライトトンネルの内部を複数の筒体に区画する区画ユニットを備える
請求項１に記載の光源装置。
請求項１に記載の光源装置。
【請求項5】
前記第１光源ユニット、及び前記第２光源ユニットのうち、より波長が短い紫外線を放射する方の光源ユニットと、前記混合光学系とを、前記複数の筒体ごとに備え、
前記ライトトンネルの側面には前記複数の筒体ごとに第２導入口が開口し、前記第２導入口のそれぞれに前記光源ユニットが配置される
請求項４に記載の光源装置。
前記ライトトンネルの側面には前記複数の筒体ごとに第２導入口が開口し、前記第２導入口のそれぞれに前記光源ユニットが配置される
請求項４に記載の光源装置。
【請求項6】
前記区画ユニットは、
複数の反射板を備え、
前記複数の反射板が互いに差込構造によって固定されている
請求項４又は請求項５に記載の光源装置。
複数の反射板を備え、
前記複数の反射板が互いに差込構造によって固定されている
請求項４又は請求項５に記載の光源装置。
【請求項7】
前記第１光源ユニット、及び前記第２光源ユニットのうち、前記第２導入口に配置される方の光源ユニットは、他方の光源ユニットが放射する紫外線を反射する反射部を備える
請求項３に記載の光源装置。
請求項３に記載の光源装置。
【請求項8】
前記混合光学系は、ダイクロイックミラーを備える、
請求項１から４のいずれかに記載の光源装置。
請求項１から４のいずれかに記載の光源装置。
【請求項9】
請求項１から４のいずれかに記載の光源装置と、
前記第１光源ユニットを冷却する第１冷却ユニットと、
前記第２光源ユニットを冷却する第２冷却ユニットと、
前記光源装置を収める外部筐体と、を備え、
前記第１冷却ユニット、及び前記第２冷却ユニットが前記外部筐体に固定されている
ことを特徴とする照射装置。
前記第１光源ユニットを冷却する第１冷却ユニットと、
前記第２光源ユニットを冷却する第２冷却ユニットと、
前記光源装置を収める外部筐体と、を備え、
前記第１冷却ユニット、及び前記第２冷却ユニットが前記外部筐体に固定されている
ことを特徴とする照射装置。
【請求項10】
請求項１から４のいずれかに記載の、複数の光源装置と、
互いの前記ライトトンネルが連結された前記複数の光源装置を収める外部筐体と、
を備える照射装置。
互いの前記ライトトンネルが連結された前記複数の光源装置を収める外部筐体と、
を備える照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光源装置、及び照射装置に関する。
【背景技術】
【0002】
高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの紫外線放電ランプを光源に備えた光源装置が知られている。この種の光源装置は、対象物の耐光性を試験する耐光性試験装置、光硬化性樹脂を光硬化させる光硬化装置、及び、印刷機に搭載され紫外線硬化型のインクを硬化させる紫外線光源装置などの各種の装置に広く用いられている。
一方、近年では、光源装置が属する技術分野において、環境負荷低減などを目的として、水銀を含有する放電ランプからＬＥＤ（light-emitting diode）への置き換えが行われている。しかしながら、紫外線放電ランプの分光スペクトルは、比較的広い波長範囲の連続スペクトルを有するため、紫外線放電ランプを単一種類の紫外線ＬＥＤで置き換えることが困難な場合がある。したがって、紫外線放電ランプの置き換えに利用可能な光源装置として、中心波長が異なる複数種類の紫外線ＬＥＤを備え、紫外線ＬＥＤを混合して照射することにより所望の波長範囲において連続スペクトルを得る構成が必要となる。
一方、近年では、光源装置が属する技術分野において、環境負荷低減などを目的として、水銀を含有する放電ランプからＬＥＤ（light-emitting diode）への置き換えが行われている。しかしながら、紫外線放電ランプの分光スペクトルは、比較的広い波長範囲の連続スペクトルを有するため、紫外線放電ランプを単一種類の紫外線ＬＥＤで置き換えることが困難な場合がある。したがって、紫外線放電ランプの置き換えに利用可能な光源装置として、中心波長が異なる複数種類の紫外線ＬＥＤを備え、紫外線ＬＥＤを混合して照射することにより所望の波長範囲において連続スペクトルを得る構成が必要となる。
【0003】
特許文献1には、互いに異なる光源の光をビームスプリッタによって混合する技術が示されている。また、特許文献２には、互いに異なる光源の光をダイクロイックミラーによって混合する技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－９６９９８号公報
【特許文献2】特開２０１０－２６３２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の技術では、混合された紫外線が照射される照射エリア内の照度、及び分光スペクトルの均一性については考慮されてない。
【0006】
本開示は、照射エリア内の照度、及び分光スペクトルの均一性を改善できる光源装置、及び照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の１つの態様に係る光源装置は、１種類以上の半導体光源を含み、第１紫外線を出射する第１光源ユニットと、１種類以上の半導体光源を含み、中心波長が前記第１紫外線と異なる第２紫外線を出射する第２光源ユニットと、前記第１紫外線と前記第２紫外線のそれぞれを導光するライトトンネルと、前記ライトトンネルの内部に設けられ、前記第１紫外線と前記第２紫外線を合成して第３紫外線を得る混合光学系と、を備え、前記ライトトンネルの内面は、前記第１紫外線、前記第２紫外線、及び前記第３紫外線を反射する反射面であり、前記混合光学系によって混合された前記第３紫外線を前記ライトトンネルから出射する。
【発明の効果】
【0008】
本開示の1つの態様によれば、照射エリア内の照度、及び分光スペクトルの均一性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の第１実施形態に係る光源装置の構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【図2】光源装置の内部構成の一例を模式的に示す断面図である。
【図3】第１光源ユニット、及び第２光源ユニットのそれぞれが備える紫外線ＬＥＤの一例を示す図である。
【図4】第２光源ユニットが備えるＬＥＤ基板の一例を示す平面図である。
【図5】照射エリアにおける分光スペクトルの測定点の位置を示す図である。
【図7】照射エリアにおける照度測定の測定点と、その測定点における照度測定値とを示す図である。
【図8】ＪＩＳの波長域規定への第３紫外線の適合状態を示す図である。
【図9】本開示の第２実施形態に係る光源装置の構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【図10】光源装置の内部構成の一例を模式的に示す断面図である。
【図11】ダイクロイックミラーの透過特性、及び反射特性を示す図である。
【図12】第１光源ユニットが備える２枚のＬＥＤ基板の一例を示す平面図である。
【図13】照射エリアの各測定点における分光スペクトルの測定結果を示す図である。
【図14】照射エリアにおける照度測定の測定点と、その測定点における照度測定値とを示す図である。
【図15】ＪＩＳの波長域規定への第３紫外線の適合状態を示す図である。
【図16】第３実施形態に係る照射装置を上側から視た斜視図である。
【図17】照射装置の外観構成を下側から視た斜視図である。
【図18】照射装置の分解斜視図である。
【図19】第３実施形態に係る光源装置の縦断面図である。
【図20】照射装置を底面から視た平面図である。
【図21】照射装置を底面の側から視た斜視図である。
【図22】区画ユニット、及びライトトンネルの組立図である。
【図23】照射装置を上面の側から視た斜視図である。
【図24】ＬＥＤ基板群の平面図である。
【図25】ＬＥＤ基板群の配置態様の変形例を示す図である。
【図26】第３実施形態に係る照射装置の変形例を示す図である。
【図27】第３実施形態に係る照射装置のその他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照しながら本開示に係る好適な形態を説明する。なお、図面において、各部の寸法、及び縮尺が実際と適宜に異なる場合があり、理解を容易にするために模式的に示している部分を含む場合がある。また、以下の説明において、本開示を限定する旨の特段の記載が無い限り、本開示の範囲は以下の説明に記載された形態に限られない。本開示の範囲は当該形態の均等の範囲を含む。
【0011】
１．第１実施形態
図１は本実施形態に係る光源装置１Ａの構成の一例を模式的に示す斜視図である。図２は光源装置１Ａの内部構成の一例を模式的に示す断面図である。
光源装置１Ａは、耐光性試験装置、光硬化装置、及び半導体プロセス装置などの各種の装置に、紫外線放電ランプの代替光源として組み込まれて使用されることが可能な装置である。本実施形態の光源装置１Ａは、図１及び図２に示すように、第１紫外線Ｌ１を出射する第１光源ユニット１０－１と、中心波長、及び分光スペクトルの少なくとも一方が第１紫外線Ｌ１と異なる第２紫外線Ｌ２を出射する第２光源ユニット１０－２と、第１紫外線Ｌ１と第２紫外線Ｌ２のそれぞれを導光するライトトンネル３０と、ライトトンネル３０の内部に設けられ、第１紫外線Ｌ１と第２紫外線Ｌ２を混合する混合光学系４０と、を備え、混合光学系４０によって混合された第３紫外線Ｌ３をライトトンネル３０からステージＡに向けて照射する。ステージＡには第３紫外線Ｌ３が照射される適宜の照射対象物が配置される。
図１は本実施形態に係る光源装置１Ａの構成の一例を模式的に示す斜視図である。図２は光源装置１Ａの内部構成の一例を模式的に示す断面図である。
光源装置１Ａは、耐光性試験装置、光硬化装置、及び半導体プロセス装置などの各種の装置に、紫外線放電ランプの代替光源として組み込まれて使用されることが可能な装置である。本実施形態の光源装置１Ａは、図１及び図２に示すように、第１紫外線Ｌ１を出射する第１光源ユニット１０－１と、中心波長、及び分光スペクトルの少なくとも一方が第１紫外線Ｌ１と異なる第２紫外線Ｌ２を出射する第２光源ユニット１０－２と、第１紫外線Ｌ１と第２紫外線Ｌ２のそれぞれを導光するライトトンネル３０と、ライトトンネル３０の内部に設けられ、第１紫外線Ｌ１と第２紫外線Ｌ２を混合する混合光学系４０と、を備え、混合光学系４０によって混合された第３紫外線Ｌ３をライトトンネル３０からステージＡに向けて照射する。ステージＡには第３紫外線Ｌ３が照射される適宜の照射対象物が配置される。
【0012】
本実施形態の光源装置１Ａは、第１光源ユニット１０－１を冷却する第１冷却ユニット５０－１と、第２光源ユニット１０－２を冷却する第２冷却ユニット５０－２と、を備える。第１冷却ユニット５０－１、及び第２冷却ユニット５０－２は、例えば、ヒートシンク、空冷ファン、及び水冷器などの１又は複数の種類の適宜の冷却手段を備える。光源装置１Ａは、図示を省略するが、第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２の点灯、消灯及び調光を制御する光源制御装置、並びに、第１冷却ユニット５０－１、及び第２冷却ユニット５０－２の動作を制御する冷却制御装置を備える。
【0013】
図３は、第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２のそれぞれが備える紫外線ＬＥＤの一例を示す図である。
代替する紫外線放電ランプの分光スペクトルに近似させるために、光源装置１Ａの第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２は、それぞれ、中心波長、及び分光スペクトルの少なくとも一方が互いに異なる1種類以上の紫外線ＬＥＤを備える。紫外線ＬＥＤは、本開示における「半導体光源」の一例である。
メタルハライドランプを光源とする既存の促進耐候性試験装置は、当該メタルハライドランプから放射されフィルターを透過した光を被照射物に照射する装置である。本実施形態の光源装置１Ａは、既存の促進耐候性試験装置においてフィルターを透過した光の分光スペクトルを、ピーク波長が異なる複数のＬＥＤの放射光を混合することで実現する。具体的には、当該分光スペクトルを再現するために、図３に示すように、第１光源ユニット１０－１は、第１紫外線ＬＥＤ、及び第２紫外線ＬＥＤの２種類の紫外線ＬＥＤを備え、第２光源ユニット１０－２は、第３紫外線ＬＥＤ、第４紫外線ＬＥＤ、第５紫外線ＬＥＤ、及び第６紫外線ＬＥＤの４種類の紫外線ＬＥＤを備える。
本実施形態において、第1紫外線ＬＥＤから第６紫外線ＬＥＤは、中心波長が互いに異なるＬＥＤである。すなわち、図３に示すように、第１紫外線ＬＥＤ、第２紫外線ＬＥＤ、第３紫外線ＬＥＤ、第４紫外線ＬＥＤ、第５紫外線ＬＥＤ、及び第６紫外線ＬＥＤの中心波長は、それぞれ、３２５ｎｍ、３４０ｎｍ、３６５ｎｍ、３７５ｎｍ、３８５ｎｍ、及び４０５ｎｍである。中心波長が互いに異なる６種類の紫外線ＬＥＤのそれぞれの紫外線が混合光学系４０によって第３紫外線Ｌ３として混合されることにより、第３紫外線Ｌ３の分光スペクトルは、比較的広い波長範囲の連続スペクトルとなる。
また、６種類の紫外線ＬＥＤのそれぞれの実装個数と順電流は、第３紫外線Ｌ３の分光スペクトルが、既存の促進耐候性試験装置においてフィルターを透過したメタルハライドランプの光の分光スペクトルに近似するように決定される。
代替する紫外線放電ランプの分光スペクトルに近似させるために、光源装置１Ａの第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２は、それぞれ、中心波長、及び分光スペクトルの少なくとも一方が互いに異なる1種類以上の紫外線ＬＥＤを備える。紫外線ＬＥＤは、本開示における「半導体光源」の一例である。
メタルハライドランプを光源とする既存の促進耐候性試験装置は、当該メタルハライドランプから放射されフィルターを透過した光を被照射物に照射する装置である。本実施形態の光源装置１Ａは、既存の促進耐候性試験装置においてフィルターを透過した光の分光スペクトルを、ピーク波長が異なる複数のＬＥＤの放射光を混合することで実現する。具体的には、当該分光スペクトルを再現するために、図３に示すように、第１光源ユニット１０－１は、第１紫外線ＬＥＤ、及び第２紫外線ＬＥＤの２種類の紫外線ＬＥＤを備え、第２光源ユニット１０－２は、第３紫外線ＬＥＤ、第４紫外線ＬＥＤ、第５紫外線ＬＥＤ、及び第６紫外線ＬＥＤの４種類の紫外線ＬＥＤを備える。
本実施形態において、第1紫外線ＬＥＤから第６紫外線ＬＥＤは、中心波長が互いに異なるＬＥＤである。すなわち、図３に示すように、第１紫外線ＬＥＤ、第２紫外線ＬＥＤ、第３紫外線ＬＥＤ、第４紫外線ＬＥＤ、第５紫外線ＬＥＤ、及び第６紫外線ＬＥＤの中心波長は、それぞれ、３２５ｎｍ、３４０ｎｍ、３６５ｎｍ、３７５ｎｍ、３８５ｎｍ、及び４０５ｎｍである。中心波長が互いに異なる６種類の紫外線ＬＥＤのそれぞれの紫外線が混合光学系４０によって第３紫外線Ｌ３として混合されることにより、第３紫外線Ｌ３の分光スペクトルは、比較的広い波長範囲の連続スペクトルとなる。
また、６種類の紫外線ＬＥＤのそれぞれの実装個数と順電流は、第３紫外線Ｌ３の分光スペクトルが、既存の促進耐候性試験装置においてフィルターを透過したメタルハライドランプの光の分光スペクトルに近似するように決定される。
【0014】
図４は、第２光源ユニット１０－２が備えるＬＥＤ基板１００の一例を示す平面図である。
ＬＥＤ基板１００は、第２光源ユニット１０－２が備える上記第３紫外線ＬＥＤから第６紫外線ＬＥＤの４種類の紫外線ＬＥＤと、これらの紫外線ＬＥＤを実装する実装基板１１０と、を備える。実装基板１１０は平面視略矩形のプリント基板である。実装基板１１０は、その略中央に位置する中央領域１１０Ｒの範囲内に各紫外線ＬＥＤが実装される。この中央領域１１０Ｒの範囲内において、各種類の紫外線ＬＥＤが中央領域の中心から点対称になるように、各紫外線ＬＥＤがその種類ごとに広く分散させて配置される。
ＬＥＤ基板１００は、第２光源ユニット１０－２が備える上記第３紫外線ＬＥＤから第６紫外線ＬＥＤの４種類の紫外線ＬＥＤと、これらの紫外線ＬＥＤを実装する実装基板１１０と、を備える。実装基板１１０は平面視略矩形のプリント基板である。実装基板１１０は、その略中央に位置する中央領域１１０Ｒの範囲内に各紫外線ＬＥＤが実装される。この中央領域１１０Ｒの範囲内において、各種類の紫外線ＬＥＤが中央領域の中心から点対称になるように、各紫外線ＬＥＤがその種類ごとに広く分散させて配置される。
【0015】
第１光源ユニット１０－１は、前掲図１に示すように、２枚のＬＥＤ基板１００を備え、一方のＬＥＤ基板１００には、第１紫外線ＬＥＤが中央領域１１０Ｒに配置され、他方のＬＥＤ基板１００には第２紫外線ＬＥＤが中央領域１１０Ｒに配置される。
【0016】
本実施形態において、中央領域１１０Ｒは一辺が約２５ｍｍの矩形状であり、その中央領域１１０Ｒの略全面から各種類の紫外線ＬＥＤの紫外線が放射される。また、本実施形態において、第１紫外線ＬＥＤから第６紫外線ＬＥＤは全てパッケージ型のＬＥＤであって、それ自身がレンズ等の光学素子を備えていない光源である。各紫外線ＬＥＤからは比較的広い放射角（例えば１２０度）で紫外線が放射されており、結果として、ＬＥＤ基板１００が放射する紫外線の放射角も比較的広くなっている。放射角は、１５度以上、かつ１８０度以下の適宜の角度が想定される。
なお、第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２のそれぞれが備える１種類以上のＬＥＤの一部、又は全部は、光学素子を備えてもよいし、ＳＭＤ（Surface Mount Device）型、ＣＯＢ（Chip On Board）型、又は砲弾型のＬＥＤでもよい。
なお、第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２のそれぞれが備える１種類以上のＬＥＤの一部、又は全部は、光学素子を備えてもよいし、ＳＭＤ（Surface Mount Device）型、ＣＯＢ（Chip On Board）型、又は砲弾型のＬＥＤでもよい。
【0017】
前掲図２に戻り、本実施形態の混合光学系４０は、ビームスプリッタ４００を備える。本実施形態のビームスプリッタ４００は、プレート型の光学素子であり、入射光の入射角が４５度の場合に透過率が７０％、及び反射率が３０％の光学特性を有し、第１紫外線Ｌ１の第１光軸Ｋ１と、第２紫外線Ｌ２の第２光軸Ｋ２とが直交する交点Ｂａに、第１光軸Ｋ１、及び第２光軸Ｋ２に対して４５度の傾きを有した姿勢で配置される。このビームスプリッタ４００により、第１紫外線Ｌ１のうち、ビームスプリッタ４００を透過した光成分と、第２紫外線Ｌ２のうち、ビームスプリッタ４００によって反射された光成分とが混合されることにより第３紫外線Ｌ３が得られる。
【0018】
図２に示すように、ライトトンネル３０は、直線的に延び、一端部３００Ｔ１に第３紫外線Ｌ３を出射する出射口３００Ｑが開口する中空の筒体３００である。この筒体３００の他方の端部３００Ｔ２には、第１紫外線Ｌ１、及び第２紫外線Ｌ２の一方を導入する第１導入口３００Ｍ１が開口し、また、筒体３００の側面には、第１紫外線Ｌ１、及び第２紫外線Ｌ２の他方を導入する第２導入口３００Ｍ２が開口する。
【0019】
本実施形態では、第１光源ユニット１０－１が第１導入口３００Ｍ１に配置され、当該第１導入口３００Ｍ１から第１紫外線Ｌ１が導入される。一方、第２光源ユニット１０－２が第２導入口３００Ｍ２から延びる副筒体３００Ｓに配置され、当該第２導入口３００Ｍ２から第２紫外線Ｌ２が導入される。この構成において、第１光源ユニット１０－１は、第１紫外線Ｌ１の第１光軸Ｋ１が概ね筒体３００の中心軸に一致するように設置され、第２光源ユニット１０－２は、第２紫外線Ｌ２の第２光軸Ｋ２が筒体３００の中心軸に直交するように設置される。そして、筒体３００の内部には、上述の通り、第１光軸Ｋ１と第２光軸Ｋ２の交点Ｂａにビームスプリッタ４００が設置され、このビームスプリッタ４００から第３紫外線Ｌ３が出射口３００Ｑに向けて進行する。
【0020】
本実施形態では、交点Ｂａから第１導入口３００Ｍ１、及び第２導入口３００Ｍ２のそれぞれまでの距離を概ね等しくするために、第２導入口３００Ｍ２には、筒体３００の中心軸に直交する方向に当該筒体３００の側面から延びる副筒体３００Ｓを備え、この副筒体３００Ｓの端部に第２光源ユニット１０－２が配置されている。この副筒体３００Ｓの断面形状、及び断面寸法は、筒体３００と略等しくなっている。
【0021】
本実施形態において、筒体３００、及び副筒体３００Ｓのそれぞれの断面形状、並びに、第１導入口３００Ｍ１、第２導入口３００Ｍ２、及び出射口３００Ｑのそれぞれの開口形状は、いずれも正方形状である。
筒体３００、及び副筒体３００Ｓのそれぞれの内寸は一辺が約５０ｍｍであり、第１導入口３００Ｍ１から出射口３００Ｑまでの距離は１６０．５ｍｍである。また、交点Ｂａから第１導入口３００Ｍ１までの距離は６５．５ｍｍであり、交点Ｂａから副筒体３００Ｓにおける第２光源ユニット１０－２の設置位置までの距離も６５．５ｍｍである。
出射口３００Ｑは、筒体３００の内寸と同様に、一辺が５０ｍｍの正方形状であり、当該出射口３００Ｑから５ｍｍだけ離れた位置に、第１光軸Ｋ１を中心Ｅとした所定寸法、及び所定形状の照射エリアＤが規定される。本実施形態では、照射エリアＤは、一辺が２５ｍｍの正方形の範囲として規定されている。
筒体３００、及び副筒体３００Ｓのそれぞれの内寸は一辺が約５０ｍｍであり、第１導入口３００Ｍ１から出射口３００Ｑまでの距離は１６０．５ｍｍである。また、交点Ｂａから第１導入口３００Ｍ１までの距離は６５．５ｍｍであり、交点Ｂａから副筒体３００Ｓにおける第２光源ユニット１０－２の設置位置までの距離も６５．５ｍｍである。
出射口３００Ｑは、筒体３００の内寸と同様に、一辺が５０ｍｍの正方形状であり、当該出射口３００Ｑから５ｍｍだけ離れた位置に、第１光軸Ｋ１を中心Ｅとした所定寸法、及び所定形状の照射エリアＤが規定される。本実施形態では、照射エリアＤは、一辺が２５ｍｍの正方形の範囲として規定されている。
【0022】
なお、筒体３００、及び副筒体３００Ｓの形状、及び寸法、並びに、第１導入口３００Ｍ１、第２導入口３００Ｍ２、及び出射口３００Ｑの形状、及び寸法は、例えば、照射エリアＤの所望の形状、寸法、及び照度などに応じて適宜に設定される。
【0023】
本実施形態のライトトンネル３０において、筒体３００、及び副筒体３００Ｓは、それぞれアルミニウム等の高反射率を有する材料を主材とした板材を用いて形成されており、その内面３０Ａは、高い反射率で紫外線を反射する反射面となっている。一方、上述の通り、第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２は、それぞれ、比較的大きな放射角（例えば１２０度以上）で第１紫外線Ｌ１、及び第２紫外線Ｌ２を放射する。
したがって、ライトトンネル３０の内部では、図２において破線矢印Ｃ１で示すように、第１紫外線Ｌ１、第２紫外線Ｌ２、及び第３紫外線Ｌ３のそれぞれが内面３０Ａで多重に反射しながら進行する。この結果、第３紫外線Ｌ３は、第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２が備える６種類の紫外線ＬＥＤのそれぞれの紫外線が十分に混ざり合った紫外線となる。かかる第３紫外線Ｌ３が照射エリアＤに照射されることにより、当該照射エリアＤにおける照度、及び分光スペクトルの均一性を改善できる。
なお、図２に示す破線矢印Ｃ１は、反射の様子を概念的に示すものであり、実際の光線の軌跡を示すものではない。
したがって、ライトトンネル３０の内部では、図２において破線矢印Ｃ１で示すように、第１紫外線Ｌ１、第２紫外線Ｌ２、及び第３紫外線Ｌ３のそれぞれが内面３０Ａで多重に反射しながら進行する。この結果、第３紫外線Ｌ３は、第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２が備える６種類の紫外線ＬＥＤのそれぞれの紫外線が十分に混ざり合った紫外線となる。かかる第３紫外線Ｌ３が照射エリアＤに照射されることにより、当該照射エリアＤにおける照度、及び分光スペクトルの均一性を改善できる。
なお、図２に示す破線矢印Ｃ１は、反射の様子を概念的に示すものであり、実際の光線の軌跡を示すものではない。
【0024】
次いで、照射エリアＤにおける照度、及び分光スペクトルの測定結果について説明する。
【0025】
図５は照射エリアＤにおける分光スペクトルの測定点の位置を示す図である。図６は図５に示す各測定点における分光スペクトルの測定結果を示す図である。
本実施形態の照射エリアＤは、上述の通り、一辺が２５ｍｍの正方形状であり、図５に示すように、この照射エリアＤに、第１測定点ＤＰ１から第５測定点ＤＰ５の測定点が設定される。第１測定点ＤＰ１、第２測定点ＤＰ２、第３測定点ＤＰ３、第４測定点ＤＰ４、及び第５測定点ＤＰ５は、それぞれ、照射エリアＤの中央、左上角部近傍、左下角部近傍、右下角部近傍、及び右上角部近傍に相当する。なお、図５において、各測定点を包囲する円は分光センサの受光範囲を示す。
本実施形態の照射エリアＤは、上述の通り、一辺が２５ｍｍの正方形状であり、図５に示すように、この照射エリアＤに、第１測定点ＤＰ１から第５測定点ＤＰ５の測定点が設定される。第１測定点ＤＰ１、第２測定点ＤＰ２、第３測定点ＤＰ３、第４測定点ＤＰ４、及び第５測定点ＤＰ５は、それぞれ、照射エリアＤの中央、左上角部近傍、左下角部近傍、右下角部近傍、及び右上角部近傍に相当する。なお、図５において、各測定点を包囲する円は分光センサの受光範囲を示す。
【0026】
図６に示すように、第１測定点ＤＰ１から第５測定点ＤＰ５のそれぞれで測定された分光スペクトルの相対強度は全て、略等しくなっている。したがって、照射エリアＤにおいて分光スペクトルが均一であることが分かる。
【0027】
図７は照射エリアＤにおける照度測定の測定点と、その測定点における照度測定値とを示す図である。
同図に示すように、照射エリアＤには、照度測定の測定点として、第６測定点ＤＰ６から第１４測定点ＤＰ１４が設定される。第６測定点ＤＰ６から第１４測定点ＤＰ１４は、それぞれ、照射エリアＤの中央、左上角部、左辺中央部、左下角部、上辺中央部、下辺中央部、右上角部、右辺中央部、及び右下角部に相当する。
第６測定点ＤＰ６から第１４測定点ＤＰ１４のそれぞれの位置での照度測定値から、照射エリアＤにおける均斉度は９０％以上であることが求められる。図７の照度測定値を数式（均斉度＝ＭＩＮ値／ＭＡＸ値×１００）にしたがって試算すると、均斉度は約９３％となり、照度の均一性が高いことが分かる。
同図に示すように、照射エリアＤには、照度測定の測定点として、第６測定点ＤＰ６から第１４測定点ＤＰ１４が設定される。第６測定点ＤＰ６から第１４測定点ＤＰ１４は、それぞれ、照射エリアＤの中央、左上角部、左辺中央部、左下角部、上辺中央部、下辺中央部、右上角部、右辺中央部、及び右下角部に相当する。
第６測定点ＤＰ６から第１４測定点ＤＰ１４のそれぞれの位置での照度測定値から、照射エリアＤにおける均斉度は９０％以上であることが求められる。図７の照度測定値を数式（均斉度＝ＭＩＮ値／ＭＡＸ値×１００）にしたがって試算すると、均斉度は約９３％となり、照度の均一性が高いことが分かる。
【0028】
図８は、ＪＩＳ(日本産業規格)の波長域規定への第３紫外線Ｌ３の適合状態を示す図である。なお、かかる波長域規定は、ＪＩＳ Ａ １５０１Ａ法「樹脂製建具のメタルハライドランプによる促進耐候性試験方法」についての規定である。
同図に示すように、第１測定点ＤＰ１から第５測定点ＤＰ５のいずれの点においても、ＪＩＳの波長域規定に適合していることが示されている。
同図に示すように、第１測定点ＤＰ１から第５測定点ＤＰ５のいずれの点においても、ＪＩＳの波長域規定に適合していることが示されている。
【0029】
以上説明したように、本実施形態の光源装置１Ａは、２種類の紫外線ＬＥＤを含み、第１紫外線Ｌ１を出射する第１光源ユニット１０－１と、４種類の紫外線ＬＥＤを含み、中心波長、及び分光スペクトルの少なくとも１つが第１紫外線Ｌ１と異なる第２紫外線Ｌ２を出射する第２光源ユニット１０－２と、第１紫外線Ｌ１と第２紫外線Ｌ２のそれぞれを導光するライトトンネル３０と、ライトトンネル３０の内部に設けられ、第１紫外線Ｌ１と第２紫外線Ｌ２を混合して第３紫外線を得る混合光学系４０と、を備える。ライトトンネル３０の内面３０Ａは、第１紫外線Ｌ１、第２紫外線Ｌ２、及び第３紫外線Ｌ３を反射する反射面であり、混合光学系４０によって混合された第３紫外線Ｌ３をライトトンネル３０から出射する。
【0030】
この構成によれば、全部で６種類の紫外線ＬＥＤの紫外線の混合によって第３紫外線Ｌ３が得られているため、第３紫外線Ｌ３の分光スペクトルは、紫外線放電ランプと同様に、連続スペクトルとなり、紫外線放電ランプの代替光源となり得る光特性を有する。特に、光源装置１Ａは、水銀放電ランプのように水銀を含まないため、環境負荷の低減に寄与できる。また、光源装置１Ａは、紫外線ＬＥＤのような半導体光源を光源とするため、放電ランプに対して比較的寿命が長く、放電ランプの交換作業といったメンテナンス作業の頻度を低減できる。
さらに、第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２の２つに光源が分けられているため、照度の要求に応じて紫外線ＬＥＤの実装数が増加した場合でも、個々の光源ユニットにおける紫外線ＬＥＤの設置面積が確保でき、装置の大型化を防止できる。また、光源が第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２に分けられることで、個々の光源ユニットを冷却する冷却ユニット（第１冷却ユニット５０－１、第２冷却ユニット５０－２）に要求される冷却能力を低減でき、冷却ユニットの大型化、及びコストを抑えることができる。
これに加え、ライトトンネル３０の内面３０Ａでの反射により、第１紫外線Ｌ１、第２紫外線Ｌ２、及び第３紫外線Ｌ３が、それぞれ混ざり合うため、照射エリアＤにおける照度、及び分光スペクトルのそれぞれの均一性を改善できる。
さらに、第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２の２つに光源が分けられているため、照度の要求に応じて紫外線ＬＥＤの実装数が増加した場合でも、個々の光源ユニットにおける紫外線ＬＥＤの設置面積が確保でき、装置の大型化を防止できる。また、光源が第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２に分けられることで、個々の光源ユニットを冷却する冷却ユニット（第１冷却ユニット５０－１、第２冷却ユニット５０－２）に要求される冷却能力を低減でき、冷却ユニットの大型化、及びコストを抑えることができる。
これに加え、ライトトンネル３０の内面３０Ａでの反射により、第１紫外線Ｌ１、第２紫外線Ｌ２、及び第３紫外線Ｌ３が、それぞれ混ざり合うため、照射エリアＤにおける照度、及び分光スペクトルのそれぞれの均一性を改善できる。
【0031】
本実施形態の光源装置１Ａにおいて、第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２は、それぞれ、ライトトンネル３０の内面３０Ａでの多重反射が生じる放射角で第１紫外線Ｌ１、及び第２紫外線Ｌ２を放射する。
【0032】
この構成によれば、ライトトンネル３０の内面３０Ａにおいて、第１紫外線Ｌ１、第２紫外線Ｌ２、及び第３紫外線Ｌ３のそれぞれの多重の反射が誘起されるため、照射エリアＤにおける照度、及び分光スペクトルのそれぞれの均一性が、より一層、改善できる。
【0033】
２．第２実施形態
第１実施形態では、混合光学系４０がビームスプリッタ４００を備える光源装置１Ａを説明した。本実施形態では、混合光学系４０がダイクロイックミラー４１０を備える光源装置１Ｂについて説明する。なお、第２実施形態の説明において、第１実施形態で説明した要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
第１実施形態では、混合光学系４０がビームスプリッタ４００を備える光源装置１Ａを説明した。本実施形態では、混合光学系４０がダイクロイックミラー４１０を備える光源装置１Ｂについて説明する。なお、第２実施形態の説明において、第１実施形態で説明した要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0034】
図９は本実施形態に係る光源装置１Ｂの構成の一例を模式的に示す斜視図である。図１０は光源装置１Ｂの内部構成の一例を模式的に示す断面図である。
図９、及び図１０に示すように、光源装置１Ｂにおいて、ライトトンネル３０の内部には、混合光学系４０の一例としての上記ダイクロイックミラー４１０が設けられる。ダイクロイックミラー４１０は、第１実施形態と同様に、第１紫外線Ｌ１の第１光軸Ｋ１と、第２紫外線Ｌ２の第２光軸Ｋ２とが直交する交点Ｂａに、第１光軸Ｋ１、及び第２光軸Ｋ２に対して４５度の傾きを有した姿勢で配置される。
図９、及び図１０に示すように、光源装置１Ｂにおいて、ライトトンネル３０の内部には、混合光学系４０の一例としての上記ダイクロイックミラー４１０が設けられる。ダイクロイックミラー４１０は、第１実施形態と同様に、第１紫外線Ｌ１の第１光軸Ｋ１と、第２紫外線Ｌ２の第２光軸Ｋ２とが直交する交点Ｂａに、第１光軸Ｋ１、及び第２光軸Ｋ２に対して４５度の傾きを有した姿勢で配置される。
【0035】
図１１は、本実施形態のダイクロイックミラー４１０の透過特性、及び反射特性を示す図である。
ダイクロイックミラー４１０は、透過、及び反射の設計入射角度が４５度であり、かつ、図１１に示すように、約３５６ｎｍ以下の波長帯域の紫外線を反射し、約３５６ｎｍ以上の波長帯域の紫外線を透過する特性を有する。
一方、第１光源ユニット１０－１には、前掲図３に示すように、中心波長が３４０ｎｍ以下の紫外線ＬＥＤが設けられており、当該第１光源ユニット１０－１は、ダイクロイックミラー４１０の反射を利用する光源として最適に構成されている。また、第２光源ユニット１０－２には、中心波長が３６５ｎｍ以上の紫外線ＬＥＤが設けられており、当該第２光源ユニット１０－２は、ダイクロイックミラー４１０の透過を利用する光源として最適に構成されている。
ダイクロイックミラー４１０は、透過、及び反射の設計入射角度が４５度であり、かつ、図１１に示すように、約３５６ｎｍ以下の波長帯域の紫外線を反射し、約３５６ｎｍ以上の波長帯域の紫外線を透過する特性を有する。
一方、第１光源ユニット１０－１には、前掲図３に示すように、中心波長が３４０ｎｍ以下の紫外線ＬＥＤが設けられており、当該第１光源ユニット１０－１は、ダイクロイックミラー４１０の反射を利用する光源として最適に構成されている。また、第２光源ユニット１０－２には、中心波長が３６５ｎｍ以上の紫外線ＬＥＤが設けられており、当該第２光源ユニット１０－２は、ダイクロイックミラー４１０の透過を利用する光源として最適に構成されている。
【0036】
したがって、ダイクロイックミラー４１０が備える第１の面４１０Ｐ１、及び第２の面４１０Ｐ２のうち、透過光を入射させる第１の面４１０Ｐ１に、第２光源ユニット１０－２の第２紫外線Ｌ２を入射し、また、反射光を入射させる第２の面４１０Ｐ２に、第１光源ユニット１０－１の第１紫外線Ｌ１を入射することにより、ダイクロイックミラー４１０によるロスを抑えて、第３紫外線Ｌ３が効率良く得られる。
【0037】
ここで、本実施形態では、ライトトンネル３０の側面に形成された第２導入口３００Ｍ２には、第２光源ユニット１０－２ではなく、当該第２光源ユニット１０－２の第２紫外線Ｌ２よりも波長が短い第１紫外線Ｌ１を放射する第１光源ユニット１０－１が配置される。すなわち、ダイクロイックミラー４１０は、第２の面４１０Ｐ２がライトトンネル３０の側面に対向し、更に出射口３００Ｑを臨む姿勢で設置される。さらに、本実施形態のライトトンネル３０は、副筒体３００Ｓが第２導入口３００Ｍ２には設けられておらず、第１光源ユニット１０－１が第２導入口３００Ｍ２に直接、設置される。したがって、第１光源ユニット１０－１から出射口３００Ｑ（照射エリアＤ）までの距離は、第２光源ユニット１０－２から出射口３００Ｑ（照射エリアＤ）までの距離よりも短くなる。
【0038】
一般に、ＬＥＤなどの半導体光源は、放射する光の波長が短くなるほど発光効率が低いため、ある光量の光を得るには、より多くの電力を消費する。
これに対し、この光源装置１Ｂによれば、より波長が短い第１光源ユニット１０－１が第２光源ユニット１０－２よりも照射エリアＤの近くに配置されるため、より少ない電力で所望の光量の第１紫外線Ｌ１が得られることとなり、高効率な光源装置１Ｂを実現することができる。
これに対し、この光源装置１Ｂによれば、より波長が短い第１光源ユニット１０－１が第２光源ユニット１０－２よりも照射エリアＤの近くに配置されるため、より少ない電力で所望の光量の第１紫外線Ｌ１が得られることとなり、高効率な光源装置１Ｂを実現することができる。
【0039】
図１２は、第１光源ユニット１０－１が備える２枚のＬＥＤ基板１００の一例を示す平面図である。
２枚のＬＥＤ基板１００のそれぞれには、上述の通り、中央領域１１０Ｒが設けられており、一方の中央領域１１０Ｒには複数の第１紫外線ＬＥＤが配置され、他方の中央領域１１０Ｒには複数の第２紫外線ＬＥＤが配置される。
また、本実施形態のＬＥＤ基板１００には、図１２に示す通り、中央領域１１０Ｒを挟む両側に、第２光源ユニット１０－２が放射する第２紫外線Ｌ２及び第１光源ユニット１０－１が放射する第１紫外線Ｌ１を反射する反射板１２０が設けられている。反射板１２０は、本開示における「反射部」の一例であり、例えば、アルミニウムなどの金属板である。ダイクロイックミラー４１０は比較的高い透過率を有するため、図１０に破線矢印Ｃ２に示すように、ダイクロイックミラー４１０を透過した第２紫外線Ｌ２の一部が第１光源ユニット１０－１のＬＥＤ基板１００に入射する。
そして、この第２紫外線Ｌ２が反射板１２０によって反射されることにより、第３紫外線Ｌ３として出射口３００Ｑから出射されるようになり、第２紫外線Ｌ２のロスが抑えられる。第１紫外線Ｌ１も追加されることにより、光源装置１Ｂの効率が一層高められる。
２枚のＬＥＤ基板１００のそれぞれには、上述の通り、中央領域１１０Ｒが設けられており、一方の中央領域１１０Ｒには複数の第１紫外線ＬＥＤが配置され、他方の中央領域１１０Ｒには複数の第２紫外線ＬＥＤが配置される。
また、本実施形態のＬＥＤ基板１００には、図１２に示す通り、中央領域１１０Ｒを挟む両側に、第２光源ユニット１０－２が放射する第２紫外線Ｌ２及び第１光源ユニット１０－１が放射する第１紫外線Ｌ１を反射する反射板１２０が設けられている。反射板１２０は、本開示における「反射部」の一例であり、例えば、アルミニウムなどの金属板である。ダイクロイックミラー４１０は比較的高い透過率を有するため、図１０に破線矢印Ｃ２に示すように、ダイクロイックミラー４１０を透過した第２紫外線Ｌ２の一部が第１光源ユニット１０－１のＬＥＤ基板１００に入射する。
そして、この第２紫外線Ｌ２が反射板１２０によって反射されることにより、第３紫外線Ｌ３として出射口３００Ｑから出射されるようになり、第２紫外線Ｌ２のロスが抑えられる。第１紫外線Ｌ１も追加されることにより、光源装置１Ｂの効率が一層高められる。
【0040】
また、第１光源ユニット１０－１が配置された第２導入口３００Ｍ２へ、ダイクロイックミラー４１０を透過した第２紫外線Ｌ２の一部が入射しても、副筒体３００Ｓが設けられていないため、第２紫外線Ｌ２は当該副筒体３００Ｓに進入することなく、第２導入口３００Ｍ２に設置された反射板１２０で反射される。
これにより、第２紫外線Ｌ２の一部が副筒体３００Ｓに進入すること、或いは、第１光源ユニット１０－１のＬＥＤ基板１００に吸収等されることに起因して、照射エリアＤにおいて均斉度が低下することが防止され、照度の均一性を維持できる。なお、反射板１２０を設置する他に紫外線に対する反射率が高いレジストをＬＥＤ基板１００に用いても同様の効果を奏する。また、図４に記載はないが、第２光源ユニット１０－２に、反射板１２０などの反射部を設けても良い。
これにより、第２紫外線Ｌ２の一部が副筒体３００Ｓに進入すること、或いは、第１光源ユニット１０－１のＬＥＤ基板１００に吸収等されることに起因して、照射エリアＤにおいて均斉度が低下することが防止され、照度の均一性を維持できる。なお、反射板１２０を設置する他に紫外線に対する反射率が高いレジストをＬＥＤ基板１００に用いても同様の効果を奏する。また、図４に記載はないが、第２光源ユニット１０－２に、反射板１２０などの反射部を設けても良い。
【0041】
次いで、照射エリアＤにおける照度、及び分光スペクトルの測定結果について説明する。
なお、以下の測定は、第２光源ユニット１０－２が備える第３紫外線ＬＥＤから第６紫外線ＬＥＤの順電流を、第１実施形態の半分（より正確には３５０ｍＡ）に下げて行われている。
なお、以下の測定は、第２光源ユニット１０－２が備える第３紫外線ＬＥＤから第６紫外線ＬＥＤの順電流を、第１実施形態の半分（より正確には３５０ｍＡ）に下げて行われている。
【0042】
図１３は照射エリアＤの各測定点における分光スペクトルの測定結果を示す図である。なお、各測定点の位置は第１実施形態と同様である。
同図に示すように、本実施形態の光源装置１Ｂにおいても、第１実施形態の光源装置１Ａと同様に、第１測定点ＤＰ１から第５測定点ＤＰ５のそれぞれで測定された分光スペクトルの相対強度は全て、略等しくなっている。したがって、照射エリアＤにおいて分光スペクトルが均一であることが分かる。
同図に示すように、本実施形態の光源装置１Ｂにおいても、第１実施形態の光源装置１Ａと同様に、第１測定点ＤＰ１から第５測定点ＤＰ５のそれぞれで測定された分光スペクトルの相対強度は全て、略等しくなっている。したがって、照射エリアＤにおいて分光スペクトルが均一であることが分かる。
【0043】
図１４は照射エリアＤにおける照度測定の測定点と、その測定点における照度測定値とを示す図である。
本実施形態の光源装置１Ｂにおいても、第１実施形態の光源装置１Ａと同様に、第６測定点ＤＰ６から第１４測定点ＤＰ１４のそれぞれの位置での照度測定値から、照射エリアＤにおける均斉度は９０％以上であることが求められる。図１４の照度測定値を数式（均斉度＝ＭＩＮ値／ＭＡＸ値×１００）にしたがって試算すると、均斉度は約９３％となり、照度の均一性が高いことが分かる。
これに加え、第２光源ユニット１０－２が備える第３紫外線ＬＥＤから第６紫外線ＬＥＤの順電流を、第１実施形態よりも下げた状態であっても、第６測定点ＤＰ６から第１４測定点ＤＰ１４のそれぞれの位置で、第１実施形態と同等の照度測定値が得られており、高効率化が実現されていることが分かる。
本実施形態の光源装置１Ｂにおいても、第１実施形態の光源装置１Ａと同様に、第６測定点ＤＰ６から第１４測定点ＤＰ１４のそれぞれの位置での照度測定値から、照射エリアＤにおける均斉度は９０％以上であることが求められる。図１４の照度測定値を数式（均斉度＝ＭＩＮ値／ＭＡＸ値×１００）にしたがって試算すると、均斉度は約９３％となり、照度の均一性が高いことが分かる。
これに加え、第２光源ユニット１０－２が備える第３紫外線ＬＥＤから第６紫外線ＬＥＤの順電流を、第１実施形態よりも下げた状態であっても、第６測定点ＤＰ６から第１４測定点ＤＰ１４のそれぞれの位置で、第１実施形態と同等の照度測定値が得られており、高効率化が実現されていることが分かる。
【0044】
図１５は、ＪＩＳの波長域規定への第３紫外線の適合状態を示す図である。なお、かかる波長域規定は、第１実施形態と同様に、ＪＩＳ Ａ １５０１Ａ法「樹脂製建具のメタルハライドランプによる促進耐候性試験方法」についての規定である。
同図に示すように、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１測定点ＤＰ１から第５測定点ＤＰ５のいずれの点においてＪＩＳの波長域規定に適合していることが示されている。
同図に示すように、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１測定点ＤＰ１から第５測定点ＤＰ５のいずれの点においてＪＩＳの波長域規定に適合していることが示されている。
【0045】
また、発明者らは、光源装置１Ｂの構成において、筒体３００の全長（すなわち、第１導入口３００Ｍ１から出射口３００Ｑまでの距離）を短くして測定を行った。なお、この場合、交点Ｂａ（第２導入口３００Ｍ２）から出射口３００Ｑまでの距離も短くなる。
この測定の結果、筒体３００の全長が１４０．５ｍｍ（交点Ｂａと出射口３００Ｑの距離は７５ｍｍ）、１２０．５ｍｍ（交点Ｂａと出射口３００Ｑの距離は５５ｍｍ）、１００．５ｍｍ（交点Ｂａと出射口３００Ｑの距離は３５ｍｍ）、及び５１ｍｍ（交点Ｂａと出射口３００Ｑの距離は２５ｍｍ）のいずれの場合でも、照射エリアＤにおける分光スペクトルの均一性、及び、ＪＩＳの波長域規定への適合状態は筒体３００の全長が短縮されても影響を受けない、との知見を得た。
この測定の結果、筒体３００の全長が１４０．５ｍｍ（交点Ｂａと出射口３００Ｑの距離は７５ｍｍ）、１２０．５ｍｍ（交点Ｂａと出射口３００Ｑの距離は５５ｍｍ）、１００．５ｍｍ（交点Ｂａと出射口３００Ｑの距離は３５ｍｍ）、及び５１ｍｍ（交点Ｂａと出射口３００Ｑの距離は２５ｍｍ）のいずれの場合でも、照射エリアＤにおける分光スペクトルの均一性、及び、ＪＩＳの波長域規定への適合状態は筒体３００の全長が短縮されても影響を受けない、との知見を得た。
【0046】
一方、全長が短くなると、照射エリアＤから視た第１光源ユニット１０－１と第２光源ユニット１０－２の配置位置の違いや、ライトトンネル３０の内面３０Ａで反射せずに照射エリアＤに到達する直接光成分の増加などに起因して、照度の均一性に影響が生じるものの、いずれの全長においても、９０％以上の均斉度が得られることが分かった。
【0047】
以上説明したように、本実施形態の光源装置１Ｂは、第１実施形態の光源装置１Ａと同様な効果を奏する。
【0048】
これに加え、本実施形態の光源装置１Ｂにおいて、第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２のうち、より波長が短い紫外線を放射する方の光源ユニット（すなわち、第１光源ユニット１０－１）が第２導入口３００Ｍ２に配置される。
【0049】
この構成によれば、より波長が短い第１光源ユニット１０－１が第２光源ユニット１０－２よりも照射エリアＤの近くに配置されるため、より少ない電力で所望の光量の第１紫外線Ｌ１が得られることとなり、高効率な光源装置１Ｂを実現できる。
【0050】
本実施形態の光源装置１Ｂにおいて、第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２のうち、第２導入口３００Ｍ２に配置される方の光源ユニット（すなわち、第１光源ユニット１０－１）は、他方の光源ユニット（すなわち、第２光源ユニット１０－２）が放射する紫外線を反射する反射板１２０を備える。
【0051】
この構成によれば、照射エリアＤにおいて均斉度が低下することが防止され、照度の均一性を維持できる。また、照射エリアＤの照度を高めることができ、より高効率な光源装置１Ｂを実現できる。
【0052】
本実施形態の光源装置１Ｂにおいて、混合光学系４０はダイクロイックミラー４１０を備える。
【0053】
この構成によれば、混合光学系４０が比較的高い透過率を有するダイクロイックミラー４１０を備える場合でも、照度の均一性を維持し、かつ、光源装置１Ｂの効率低下を抑えた光源装置１Ｂが得られる。
【0054】
３．第３実施形態
本実施形態では、照射装置１０００を説明する。
照射装置１０００は、第１実施形態に係る複数の光源装置１Ａ、又は第２実施形態に係る複数の光源装置１Ｂの構成要素を備え、光源装置１Ａ、又は光源装置１Ｂの単体よりも、照射エリアＤの面積の拡張を図りつつ、照度、及び分光スペクトルについて光源装置１Ａ、及び光源装置１Ｂと同等の均一性を達成するものである。
本実施形態では、照射装置１０００を説明する。
照射装置１０００は、第１実施形態に係る複数の光源装置１Ａ、又は第２実施形態に係る複数の光源装置１Ｂの構成要素を備え、光源装置１Ａ、又は光源装置１Ｂの単体よりも、照射エリアＤの面積の拡張を図りつつ、照度、及び分光スペクトルについて光源装置１Ａ、及び光源装置１Ｂと同等の均一性を達成するものである。
【0055】
以下、かかる照射装置１０００について詳述する。
なお、本実施形態では、第２実施形態に係る複数の光源装置１Ｂの構成要素を備える照射装置１０００について説明する。また、本実施形態の説明において、第１実施形態、又は第２実施形態で説明した構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
なお、本実施形態では、第２実施形態に係る複数の光源装置１Ｂの構成要素を備える照射装置１０００について説明する。また、本実施形態の説明において、第１実施形態、又は第２実施形態で説明した構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0056】
図１６は本実施形態に係る照射装置１０００を上側から視た斜視図である。図１７は照射装置１０００の外観構成を下側から視た斜視図である。また図１８は照射装置１０００の分解斜視図である。
照射装置１０００は、図１６、及び図１７に示すように、筒状の外部筐体２を備え、図１８に示すように、外部筐体２の内側に光源装置１Ｃが設けられる。本実施形態において外部筐体２の断面形状は矩形状であるが、他の形状であってもよい。外部筐体２には、剛性が高い例えば合金製の板材が用いられる。外部筐体２の底面部２Ａには、図１７に示すように、底面板３が取り付けられ、この底面板３には第３紫外線Ｌ３を出射するための出射開口３Ａが開口する。外部筐体２の上面部２Ｂは、図１６に示すように、開放端となっており、外部筐体２の内側、及び外側の間で空気及びＬＥＤ基板の配線が流通可能になっている。また、外部筐体２の側面には、運搬の際などに作業者によって把持される把持部５が設けられる。
照射装置１０００は、図１６、及び図１７に示すように、筒状の外部筐体２を備え、図１８に示すように、外部筐体２の内側に光源装置１Ｃが設けられる。本実施形態において外部筐体２の断面形状は矩形状であるが、他の形状であってもよい。外部筐体２には、剛性が高い例えば合金製の板材が用いられる。外部筐体２の底面部２Ａには、図１７に示すように、底面板３が取り付けられ、この底面板３には第３紫外線Ｌ３を出射するための出射開口３Ａが開口する。外部筐体２の上面部２Ｂは、図１６に示すように、開放端となっており、外部筐体２の内側、及び外側の間で空気及びＬＥＤ基板の配線が流通可能になっている。また、外部筐体２の側面には、運搬の際などに作業者によって把持される把持部５が設けられる。
【0057】
図１９は、本実施形態に係る光源装置１Ｃの縦断面図である。
光源装置１Ｃは、図１９に示すように、第１実施形態に係る光源装置１Ａ及び第２実施形態に係る光源装置１Ｂと同様に、第１紫外線Ｌ１を出射する第１光源ユニット１０－１と、中心波長、及び分光スペクトルの少なくとも一方が第１紫外線Ｌ１と異なる第２紫外線Ｌ２を出射する第２光源ユニット１０－２と、第１紫外線Ｌ１と第２紫外線Ｌ２のそれぞれを導光するライトトンネル３０と、ライトトンネル３０の内部に設けられ、第１紫外線Ｌ１と第２紫外線Ｌ２を混合する混合光学系４０と、を備え、混合光学系４０によって混合された第３紫外線Ｌ３をライトトンネル３０から照射する。
光源装置１Ｃは、図１９に示すように、第１実施形態に係る光源装置１Ａ及び第２実施形態に係る光源装置１Ｂと同様に、第１紫外線Ｌ１を出射する第１光源ユニット１０－１と、中心波長、及び分光スペクトルの少なくとも一方が第１紫外線Ｌ１と異なる第２紫外線Ｌ２を出射する第２光源ユニット１０－２と、第１紫外線Ｌ１と第２紫外線Ｌ２のそれぞれを導光するライトトンネル３０と、ライトトンネル３０の内部に設けられ、第１紫外線Ｌ１と第２紫外線Ｌ２を混合する混合光学系４０と、を備え、混合光学系４０によって混合された第３紫外線Ｌ３をライトトンネル３０から照射する。
【0058】
また、本実施形態の光源装置１Ｃは、第２実施形態に係る光源装置１Ｂと同様に、混合光学系４０の一例としてのダイクロイックミラー４１０を備える。加えて、光源装置１Ｃは、第２実施形態に係る光源装置１Ｂと同様に、ライトトンネル３０の側面に設けられた第２導入口３００Ｍ２には第１光源ユニット１０－１が配置され、ライトトンネル３０の端部３００Ｔ２に設けられた第１導入口３００Ｍ１には第２光源ユニット１０－２が配置される。
ライトトンネル３０の他方の端部３００Ｔ１には窓板４が配置されており、窓板４の材質には、少なくとも第３紫外線Ｌ３の波長に対して透明な、例えば石英ガラスなどが用いられる。
ライトトンネル３０の他方の端部３００Ｔ１には窓板４が配置されており、窓板４の材質には、少なくとも第３紫外線Ｌ３の波長に対して透明な、例えば石英ガラスなどが用いられる。
【0059】
図２０は照射装置１０００を底面から視た平面図であり、図２１は照射装置１０００を底面の側から視た斜視図である。なお、図２０、及び図２１において、照射装置１０００の底面板３、及び光源装置１Ｃの窓板４が省略されている。
図２０、及び図２１に示すように、光源装置１Ｃのライトトンネル３０は、その内部が複数の反射板６１から成る区画ユニット６０によって複数（本実施形態では４つ）の筒体３００に区画されている。本実施形態の各筒体３００は、いずれも、第１実施形態、及び第２実施形態の筒体３００と同様の構成を備える。すなわち、各筒体３００は、断面積及び断面形状が軸方向において一定の筒状であり、また断面形状は矩形状である。なお、筒体３００の断面形状は矩形状に限定されない。また、ライトトンネル３０が備える複数の筒体３００は、互いの断面積が同じであるが、互いの断面積が異なってもよいし、互いの断面形状が異なってもよい。
図２０、及び図２１に示すように、光源装置１Ｃのライトトンネル３０は、その内部が複数の反射板６１から成る区画ユニット６０によって複数（本実施形態では４つ）の筒体３００に区画されている。本実施形態の各筒体３００は、いずれも、第１実施形態、及び第２実施形態の筒体３００と同様の構成を備える。すなわち、各筒体３００は、断面積及び断面形状が軸方向において一定の筒状であり、また断面形状は矩形状である。なお、筒体３００の断面形状は矩形状に限定されない。また、ライトトンネル３０が備える複数の筒体３００は、互いの断面積が同じであるが、互いの断面積が異なってもよいし、互いの断面形状が異なってもよい。
【0060】
前掲図１９に示すように、照射装置１０００において、複数の筒体３００のそれぞれには、第１導入口３００Ｍ１に配置された第２光源ユニット１０－２から第２紫外線Ｌ２が導入される。また、照射装置１０００は、複数の筒体３００ごとに第１光源ユニット１０－１と、ダイクロイックミラー４１０とを備え、ライトトンネル３０の側面には、複数の筒体３００ごとに第２導入口３００Ｍ２が開口し、それぞれの第２導入口３００Ｍ２に第１光源ユニット１０－１が配置され、それぞれの第２導入口３００Ｍ２から第１光源ユニット１０－１の第１紫外線Ｌ１が導入される。
各筒体３００の内部において、第１紫外線Ｌ１が多重反射しながらダイクロイックミラー４１０を通過することによって第２紫外線Ｌ２と混合され、混合によって得られた第３紫外線Ｌ３と、第１紫外線Ｌ１、及び第２紫外線Ｌ２とが多重反射しながら端部３００Ｔ１に到達して外部に出射される。
したがって、個々の筒体３００の第３紫外線Ｌ３によって照射されるエリアはいずれも照度、及び分光分布が均一となる。そして、これらのエリアが隣接して照射装置１０００の照射エリアＤが形成されるため、照射エリアＤの面積を拡張しつつ、照度、及ぶ分光分布の均一性を維持できる。
各筒体３００の内部において、第１紫外線Ｌ１が多重反射しながらダイクロイックミラー４１０を通過することによって第２紫外線Ｌ２と混合され、混合によって得られた第３紫外線Ｌ３と、第１紫外線Ｌ１、及び第２紫外線Ｌ２とが多重反射しながら端部３００Ｔ１に到達して外部に出射される。
したがって、個々の筒体３００の第３紫外線Ｌ３によって照射されるエリアはいずれも照度、及び分光分布が均一となる。そして、これらのエリアが隣接して照射装置１０００の照射エリアＤが形成されるため、照射エリアＤの面積を拡張しつつ、照度、及ぶ分光分布の均一性を維持できる。
【0061】
これに加え、ライトトンネル３０の内部が複数の筒体３００に区画されることにより、個々の筒体３００の断面積が小さくなって、個々の筒体３００の内部における第１紫外線Ｌ１、第２紫外線Ｌ２、及び第３紫外線Ｌ３の多重反射回数が増えるため、照射エリアＤにおける照度、及ぶ分光分布の均一性を維持しつつ、ライトトンネル３０の全長を短縮することができる。
【0062】
次いで、照射装置１０００の細部について説明する。
上述の通り、光源装置１Ｃは、ライトトンネル３０の内部に、当該内部を複数の筒体３００に区画する区画ユニット６０を備える。本実施形態において、区画ユニット６０の各パーツ間の固定、及びライトトンネル３０への区画ユニット６０の固定には、螺子やボルトなどの締結部材ではなく、部材同士の差込構造が用いられる。
上述の通り、光源装置１Ｃは、ライトトンネル３０の内部に、当該内部を複数の筒体３００に区画する区画ユニット６０を備える。本実施形態において、区画ユニット６０の各パーツ間の固定、及びライトトンネル３０への区画ユニット６０の固定には、螺子やボルトなどの締結部材ではなく、部材同士の差込構造が用いられる。
【0063】
図２２は、区画ユニット６０、及びライトトンネル３０の組立図である。
同図に示すように、区画ユニット６０は、２枚の矩形状の反射板６１、６１を備え、反射板６１、６１のそれぞれには、各反射板６１の中心軸に沿って当該反射板６１の中心６１Ｏまで延びる差込スリット６２が形成されている。そして、２枚の反射板６１を、互いの差込スリット６２に差し込むことで、ライトトンネル３０を４つの筒体３００に区画する区画ユニット６０が差込構造によって組み立てられる。
同図に示すように、区画ユニット６０は、２枚の矩形状の反射板６１、６１を備え、反射板６１、６１のそれぞれには、各反射板６１の中心軸に沿って当該反射板６１の中心６１Ｏまで延びる差込スリット６２が形成されている。そして、２枚の反射板６１を、互いの差込スリット６２に差し込むことで、ライトトンネル３０を４つの筒体３００に区画する区画ユニット６０が差込構造によって組み立てられる。
【0064】
また、ライトトンネル３０は、平面視Ｌ字状に折り曲げられた２枚の反射板３１、３１を備え、これら２枚の反射板３１、３１が向かい合わせの姿勢で互いに締結されることにより断面矩形状の中空のライトトンネル３０が組み立てられる。反射板３１、３１の締結構造について詳細には、２枚の反射板３１、３１の縁部３１Ａには、外側にＬ字状に折り曲げられた折曲片３２と、他方の反射板３１の折曲片３２に当接する当接片３３とが設けられている。そして、一方の反射板３１の折曲片３２と他方の反射板３１の当接片３３とがボルトや螺子などの締結手段によって強固に締結される。
【0065】
また、区画ユニット６０を構成する反射板６１、６１の縁部６１Ａには、複数の差込片６３が形成されている。一方、ライトトンネル３０において、２枚の反射板３１、３１の面内にも区画ユニット６０の差込片６３が差し込まれる差込孔３４が形成されている。
そして、２枚の反射板３１、３１によって、区画ユニット６０の差込片６３が反射板３１、３１の差込孔３４に差し込まれるように当該区画ユニット６０を挟んだ状態で２枚の反射板３１、３１を締結することで、区画ユニット６０がライトトンネル３０に差込構造によって固定される。
そして、２枚の反射板３１、３１によって、区画ユニット６０の差込片６３が反射板３１、３１の差込孔３４に差し込まれるように当該区画ユニット６０を挟んだ状態で２枚の反射板３１、３１を締結することで、区画ユニット６０がライトトンネル３０に差込構造によって固定される。
【0066】
このように、区画ユニット６０の各反射板６１同士の固定、及びライトトンネル３０への区画ユニット６０の固定に、螺子やボルトなどの締結部材ではなく差込構造が用いられることにより、締結部材による低反射箇所がライトトンネル３０の各筒体３００のいずれの内面にも含まれることがなく、第１紫外線Ｌ１、第２紫外線Ｌ２、及び第３紫外線Ｌ３の多重反射時のロスが抑えられる。
【0067】
なお、本実施形態において、ダイクロイックミラー４１０は接着剤によって各筒体３００に固定される。この場合において、ダイクロイックミラー４１０の縁部にフランジを設け、ライトトンネル３０の反射板３１、３１や区画ユニット６０の反射板６１、６１に当該フランジを差込構造によって固定してもよい。
【0068】
また、本実施形態において、上述のライトトンネル３０は、前掲図１８に示すように、反射板３１、３１同士を締結するための当接片３３に固定片７０を締結し、この固定片７０を外部筐体２に締結することにより固定される。
【0069】
ここで、照射装置１０００は、第１実施形態の光源装置１Ａ、及び第２実施形態の光源装置１Ｂと同様に、図１８に示すように、第１光源ユニット１０－１を冷却する第１冷却ユニット５０－１と、第２光源ユニット１０－２を冷却する第２冷却ユニット５０－２と、を備える。
本実施形態において、第１光源ユニット１０－１は第１冷却ユニット５０－１に固定されており、また、第２光源ユニット１０－２は第２冷却ユニット５０－２に固定される。そして、第１冷却ユニット５０－１、及び第２冷却ユニット５０－２はいずれも、ライトトンネル３０ではなく外部筐体２に固定される。したがって、第１冷却ユニット５０－１、及び第２冷却ユニット５０－２、並びに、第１光源ユニット１０－１及び第２光源ユニット１０－２の荷重がライトトンネル３０に加わることがない。
これにより、ライトトンネル３０の反射板３１、３１、及び区画ユニット６０の反射板６１、６１に、アルミニウム板などの剛性が低い素材を用いた場合でも、ライトトンネル３０、及び区画ユニット６０に撓みが生じたり、損傷したりすることが防止される。
また、例えば区画ユニット６０によってライトトンネル３０の剛性を高める必要もないため、区画ユニット６０の各反射板６１、６１の板厚を薄くすることができ、各反射板６１、６１の板厚によって照射エリアＤに生じる影が照度、及び分光スペクトルに与える影響を抑えることができる。
本実施形態において、第１光源ユニット１０－１は第１冷却ユニット５０－１に固定されており、また、第２光源ユニット１０－２は第２冷却ユニット５０－２に固定される。そして、第１冷却ユニット５０－１、及び第２冷却ユニット５０－２はいずれも、ライトトンネル３０ではなく外部筐体２に固定される。したがって、第１冷却ユニット５０－１、及び第２冷却ユニット５０－２、並びに、第１光源ユニット１０－１及び第２光源ユニット１０－２の荷重がライトトンネル３０に加わることがない。
これにより、ライトトンネル３０の反射板３１、３１、及び区画ユニット６０の反射板６１、６１に、アルミニウム板などの剛性が低い素材を用いた場合でも、ライトトンネル３０、及び区画ユニット６０に撓みが生じたり、損傷したりすることが防止される。
また、例えば区画ユニット６０によってライトトンネル３０の剛性を高める必要もないため、区画ユニット６０の各反射板６１、６１の板厚を薄くすることができ、各反射板６１、６１の板厚によって照射エリアＤに生じる影が照度、及び分光スペクトルに与える影響を抑えることができる。
【0070】
本実施形態において、第１冷却ユニット５０－１には水冷式のユニットが用いられており、第２冷却ユニット５０－２には空冷式のユニットが用いられている。
より具体的には、第１冷却ユニット５０－１は、図１８に示すように、冷却水が内部を循環する水冷ヒートシンク５０１Ａと、水冷ヒートシンク５０１Ａに冷却水を導入する導入ポート５０１Ｂと、冷却水を水冷ヒートシンク５０１Ａから排水する排水ポート５０１Ｃとを備え、水冷ヒートシンク５０１Ａに、第１光源ユニット１０－１が固定される。かかる第１冷却ユニット５０－１は、水冷ヒートシンク５０１Ａには複数の支柱５０１Ｄが設けられており、各支柱５０１Ｄが外部筐体２の側面に固定された第１支持板８０に固定されることで、第１冷却ユニット５０－１が外部筐体２に固定される。
より具体的には、第１冷却ユニット５０－１は、図１８に示すように、冷却水が内部を循環する水冷ヒートシンク５０１Ａと、水冷ヒートシンク５０１Ａに冷却水を導入する導入ポート５０１Ｂと、冷却水を水冷ヒートシンク５０１Ａから排水する排水ポート５０１Ｃとを備え、水冷ヒートシンク５０１Ａに、第１光源ユニット１０－１が固定される。かかる第１冷却ユニット５０－１は、水冷ヒートシンク５０１Ａには複数の支柱５０１Ｄが設けられており、各支柱５０１Ｄが外部筐体２の側面に固定された第１支持板８０に固定されることで、第１冷却ユニット５０－１が外部筐体２に固定される。
【0071】
図２３は、照射装置１０００を上面の側から視た斜視図である。なお、同図では、照射装置１０００が備える第２支持板８１が省略されている。
第２冷却ユニット５０－２は、図１８に示すように、多数の放熱フィンが設けられた１又は複数（本実施形態では２つ）の空冷ヒートシンク５０２Ａと、空冷ヒートシンク５０２Ａに冷却風を吹き付ける軸流ファン５０２Ｂとを備える。第２冷却ユニット５０－２において、図１８、及び図２３に示すように、空冷ヒートシンク５０２Ａが支持棒５０２Ｃによって外部筐体２に固定され、また、図１８に示すように、軸流ファン５０２Ｂが外部筐体２の上面部２Ｂに固定された第２支持板８１に固定されることで、第２冷却ユニット５０－２が外部筐体２に固定される。
第２冷却ユニット５０－２は、図１８に示すように、多数の放熱フィンが設けられた１又は複数（本実施形態では２つ）の空冷ヒートシンク５０２Ａと、空冷ヒートシンク５０２Ａに冷却風を吹き付ける軸流ファン５０２Ｂとを備える。第２冷却ユニット５０－２において、図１８、及び図２３に示すように、空冷ヒートシンク５０２Ａが支持棒５０２Ｃによって外部筐体２に固定され、また、図１８に示すように、軸流ファン５０２Ｂが外部筐体２の上面部２Ｂに固定された第２支持板８１に固定されることで、第２冷却ユニット５０－２が外部筐体２に固定される。
【0072】
第２実施形態で説明した通り、第１光源ユニット１０－１は、第２光源ユニット１０－２よりも波長が短い紫外線を放射するＬＥＤを備えるため、より多くの電力を消費し、発熱が大きくなる。また、本実施形態の第１光源ユニット１０－１は、複数の筒体３００のそれぞれに導入する第２紫外線Ｌ２を放射するため、第１実施形態、及び第２実施形態の第１光源ユニット１０－１に比べて紫外線ＬＥＤの数や密度が大きくなり、発熱も顕著に増大する。
これに対し、本実施形態では、第１光源ユニット１０－１の冷却方式に、空冷式よりも高い冷却性能を実現できる水冷式が用いられているため、第１光源ユニット１０－１の発熱が大きくても十分に冷却することができ、発熱による第１光源ユニット１０－１の効率低下が抑えられる。
これに対し、本実施形態では、第１光源ユニット１０－１の冷却方式に、空冷式よりも高い冷却性能を実現できる水冷式が用いられているため、第１光源ユニット１０－１の発熱が大きくても十分に冷却することができ、発熱による第１光源ユニット１０－１の効率低下が抑えられる。
【0073】
一方、本実施形態において、第２光源ユニット１０－２は、図２０に示すように、複数のＬＥＤ基板群１００Ｇを備え、各ＬＥＤ基板群１００Ｇが複数の筒体３００のいずれかに一対一で対応し、１つの筒体３００には、対応する１つのＬＥＤ基板群１００Ｇから放射される第２紫外線Ｌ２が導入される。
【0074】
図２４は、ＬＥＤ基板群１００Ｇの平面図である。
１つのＬＥＤ基板群１００Ｇは、複数（本実施形態では６つ）のＬＥＤ基板１０１を含む。各ＬＥＤ基板１０１の面内には締結用の孔部１０１Ｈが設けられており、孔部１０１Ｈに螺子などの締結部材を挿通してベース板１０２（図２０）に締結される。なお、ＬＥＤ基板１０１とベース板１０２との間に、熱伝導グリスを塗布する、または熱伝導シートを挟み込むことで、ＬＥＤから発する熱を空冷ヒートシンクへ放熱させる。
１つのＬＥＤ基板群１００Ｇは、第１実施形態、及び第２実施形態のＬＥＤ基板１００に相当し、当該ＬＥＤ基板１００と同様に、第３紫外線ＬＥＤ、第４紫外線ＬＥＤ、第５紫外線ＬＥＤ、及び第６紫外線ＬＥＤの４種類の紫外線ＬＥＤを含む。ＬＥＤ基板１００における各紫外線ＬＥＤの配置は適宜である。
１つのＬＥＤ基板群１００Ｇは、複数（本実施形態では６つ）のＬＥＤ基板１０１を含む。各ＬＥＤ基板１０１の面内には締結用の孔部１０１Ｈが設けられており、孔部１０１Ｈに螺子などの締結部材を挿通してベース板１０２（図２０）に締結される。なお、ＬＥＤ基板１０１とベース板１０２との間に、熱伝導グリスを塗布する、または熱伝導シートを挟み込むことで、ＬＥＤから発する熱を空冷ヒートシンクへ放熱させる。
１つのＬＥＤ基板群１００Ｇは、第１実施形態、及び第２実施形態のＬＥＤ基板１００に相当し、当該ＬＥＤ基板１００と同様に、第３紫外線ＬＥＤ、第４紫外線ＬＥＤ、第５紫外線ＬＥＤ、及び第６紫外線ＬＥＤの４種類の紫外線ＬＥＤを含む。ＬＥＤ基板１００における各紫外線ＬＥＤの配置は適宜である。
【0075】
各ＬＥＤ基板１０１の平面視形状、及び寸法はいずれも同じ（すなわち合同形状）であり、本実施形態のＬＥＤ基板１０１は、矩形状部１０３と、係合形状部１０４とを含む。矩形状部１０３は、ＬＥＤ基板１０１における平面視矩形状の部位である。
【0076】
一方、係合形状部１０４は、矩形状部１０３の一辺に連続する部位である。この係合形状部１０４の平面視形状は、ＬＥＤ基板１０１の中心線１０１Ｃに対して線対称な形状であり、なおかつ、横並びに隣接する他のＬＥＤ基板１０１の係合形状部１０４との間に、当該係合形状部１０４の輪郭に相当する形状の隙間である受部δを形成する形状になっている。なお、図２４には、受部δの形状が二重鎖線で示されている。
【0077】
各ＬＥＤ基板１０１が矩形状部１０３を備えることで、複数のＬＥＤ基板１０１を横並びに略隙間なく配列することができ、第２光源ユニット１０－２の発光領域を横方向に簡単に拡張できる。また、横並びの２つのＬＥＤ基板１０１により形成された各受部δに、上下反転した姿勢の他のＬＥＤ基板１０１の係合形状部１０４を係合させることで、第２光源ユニット１０－２の発光領域を上下方向に簡単に拡張できる。
【0078】
ここで、本実施形態の係合形状部１０４は、突出部１０４Ａと、肩部１０４Ｂとを備える。肩部１０４Ｂの平面視形状は中心線１０１Ｃに対して、矩形状部１０３から突出部１０４Ａにかけて所定の角度α（本実施形態ではα＝３０度）で傾斜した形状であり、また、突出部１０４Ａの平面視形状は、その先端部が肩部１０４Ｂと同じ角度αで傾斜する２つの辺１０４Ａ１から成るＶ字形状になっている。
各ＬＥＤ基板１０１が、かかる係合形状部１０４を備えることにより、ＬＥＤ基板１０１の配置のバリエーションを増やすことができる。具体的には、複数のＬＥＤ基板１０１同士の係合形状部１０４の係合のさせ方によって、例えば図２５の配置態様Ａに示すように、上下反転した２つのＬＥＤ基板１０１を上下方向に直線状に並べたり、図２５の配置態様Ｂに示すように、複数のＬＥＤ基板１０１をスター状に並べたりできる。
各ＬＥＤ基板１０１が、かかる係合形状部１０４を備えることにより、ＬＥＤ基板１０１の配置のバリエーションを増やすことができる。具体的には、複数のＬＥＤ基板１０１同士の係合形状部１０４の係合のさせ方によって、例えば図２５の配置態様Ａに示すように、上下反転した２つのＬＥＤ基板１０１を上下方向に直線状に並べたり、図２５の配置態様Ｂに示すように、複数のＬＥＤ基板１０１をスター状に並べたりできる。
【0079】
以上説明したように、本実施形態の光源装置１Ｃは、ライトトンネル３０の内部を複数の筒体３００に区画する区画ユニット６０を備える。
この構成によれば、個々の筒体３００によって照射されるエリアでは照度、及び分光分布が均一であるため、これらのエリアが隣接して照射エリアＤが形成されることで、照射エリアＤの面積を拡張しつつ、照度を第２実施形態の光源装置１Ｂよりも高め、かつ分光分布の均一性が維持される。かかる光源装置１Ｃを備える照射装置１０００は、光源装置１Ｂの約３倍の照度（約１５０ｍＷ／ｃｍ２）を達成する。
この構成によれば、個々の筒体３００によって照射されるエリアでは照度、及び分光分布が均一であるため、これらのエリアが隣接して照射エリアＤが形成されることで、照射エリアＤの面積を拡張しつつ、照度を第２実施形態の光源装置１Ｂよりも高め、かつ分光分布の均一性が維持される。かかる光源装置１Ｃを備える照射装置１０００は、光源装置１Ｂの約３倍の照度（約１５０ｍＷ／ｃｍ２）を達成する。
【0080】
これに加え、ライトトンネル３０の内部が複数の筒体３００に区画されることにより、個々の筒体３００の断面積が小さくなって、個々の筒体３００の内部における第１紫外線Ｌ１、第２紫外線Ｌ２、及び第３紫外線Ｌ３の多重反射回数が増える。これにより、照射エリアＤにおける照度、及ぶ分光分布の均一性を維持しつつ、ライトトンネル３０の全長を短縮することができる。
【0081】
本実施形態の光源装置１Ｃにおいて、区画ユニット６０は、複数の反射板６１を備え、複数の反射板６１が互いに差込構造によって固定されている。
この構成によれば、締結部材による低反射箇所が各筒体３００のいずれの内面にも含まれることがなく、第１紫外線Ｌ１、第２紫外線Ｌ２、及び第３紫外線Ｌ３の多重反射時のロスを抑えることができる。
この構成によれば、締結部材による低反射箇所が各筒体３００のいずれの内面にも含まれることがなく、第１紫外線Ｌ１、第２紫外線Ｌ２、及び第３紫外線Ｌ３の多重反射時のロスを抑えることができる。
【0082】
本実施形態の照射装置１０００は、光源装置１Ｃと、第１光源ユニット１０－１を冷却する第１冷却ユニット５０－１と、第２光源ユニット１０－２を冷却する第２冷却ユニット５０－２と、光源装置１Ｃを収める外部筐体２と、を備え、第１冷却ユニット５０－１、及び第２冷却ユニット５０－２が外部筐体２に固定されている。
この構成によれば、ライトトンネル３０の反射板３１、３１、及び区画ユニット６０の反射板６１、６１に、アルミニウム板などの剛性が低い素材を用いた場合でも、ライトトンネル３０、及び区画ユニット６０に撓みが生じたり、損傷したりすることが防止される。
また、例えば区画ユニット６０によってライトトンネル３０の剛性を高める必要もないため、区画ユニット６０の各反射板６１、６１の板厚を薄くすることができ、各反射板６１、６１の板厚によって照射エリアＤに生じる影が照度、及び分光スペクトルに与える影響を抑えることができる。
この構成によれば、ライトトンネル３０の反射板３１、３１、及び区画ユニット６０の反射板６１、６１に、アルミニウム板などの剛性が低い素材を用いた場合でも、ライトトンネル３０、及び区画ユニット６０に撓みが生じたり、損傷したりすることが防止される。
また、例えば区画ユニット６０によってライトトンネル３０の剛性を高める必要もないため、区画ユニット６０の各反射板６１、６１の板厚を薄くすることができ、各反射板６１、６１の板厚によって照射エリアＤに生じる影が照度、及び分光スペクトルに与える影響を抑えることができる。
【0083】
なお、第３実施形態において、照射装置１０００は、複数の光源装置１Ａ、複数の光源装置１Ｂ、又は複数の光源装置１Ｃを備え、互いのライトトンネル３０が接触状態で連結された状態で複数の光源装置１Ａ、複数の光源装置１Ｂ、又は複数の光源装置１Ｃが外部筐体２に収められることにより、照射エリアＤの面積が拡張されてもよい。
【0084】
また、照射装置１０００は、第２実施形態に係る光源装置１Ｂに代えて、第１実施形態に係る複数の光源装置１Ａの要素を備えても良い。この場合、例えば図２６に示すように複数（図示例では２つ）の光源装置１Ａが横並びに配置され、かつ各光源装置１Ａのライトトンネル３０が互いに接触した状態で連結された照射装置１０００Ａが構成されてもよい。また例えば、図２７に示すように、一対の光源装置１Ａが対向配置され、かつ各光源装置１Ａのライトトンネル３０が互いに接触した状態で連結された照射装置１０００Ｂが構成されてもよい。また、照射装置１０００Ａ、及び照射装置１０００Ｂが外部筐体２を備え、各光源装置１Ａが外部筐体２に収められるとともに、第１冷却ユニット５０－１、及び第２冷却ユニット５０－２が外部筐体２に固定されてもよい。
【0085】
４．変形例
以上に例示した各実施形態に付加される変形の形態を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の形態を、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合してもよい。
以上に例示した各実施形態に付加される変形の形態を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の形態を、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合してもよい。
【0086】
第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２が備える各種類の紫外線ＬＥＤのそれぞれを光源制御装置が調光することによって、第３紫外線Ｌ３の分光スペクトルの相対強度を動的に変化させてもよい。
【0087】
複数の光源装置１Ａ、又は複数の光源装置１Ｂを併設することにより、より大きな照射エリアＤを照射する光源システムを構成してもよい。
また、光源装置１Ａ、又は光源装置１Ｂのライトトンネル３０の断面サイズを大きくすることにより、照射エリアＤを大きくしてもよい。
また、光源装置１Ａ、又は光源装置１Ｂのライトトンネル３０の断面サイズを大きくすることにより、照射エリアＤを大きくしてもよい。
【0088】
第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２のそれぞれにおいて、より多くの紫外線ＬＥＤをＬＥＤ基板１００に高密度に搭載することで、より高い照度が得られる構成としてもよい。
【0089】
第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２のそれぞれが備える紫外線ＬＥＤは、パッケージ型でなく、ベアチップ型でもよい。この場合において、ベアチップ型の紫外線ＬＥＤが実装された基板を、上記ＬＥＤ基板１００として用いてもよい。
【0090】
第１光源ユニット１０－１、及び第２光源ユニット１０－２のそれぞれが備える半導体光源の波長域は、第１実施形態、及び第２実施形態で説明した３２５ｎｍ～４０５ｎｍの範囲に限らない。すなわち、半導体光源の波長域は３００ｎｍ未満のＵＶ－Ｃ域や可視光域、赤外域の範囲でもよい。
【符号の説明】
【0091】
１Ａ…光源装置、１Ｂ…光源装置、１Ｃ…光源装置、１０－１…第１光源ユニット、２…外部筐体、１０－２…第２光源ユニット、５０－１…第１冷却ユニット、５０－２…第２冷却ユニット、３０…ライトトンネル、３０Ａ…内面、４０…混合光学系、６０…区画ユニット、６１…反射板、１００…ＬＥＤ基板、１１０…実装基板、１１０Ｒ…中央領域、１２０…反射板、３００…筒体、３００Ｍ１…第１導入口、３００Ｍ２…第２導入口、３００Ｑ…出射口、４００…ビームスプリッタ、４１０…ダイクロイックミラー、１０００…照射装置、Ｄ…照射エリア、Ｋ１…第１光軸、Ｋ２…第２光軸、Ｌ１…第１紫外線、Ｌ２…第２紫外線、Ｌ３…第３紫外線。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】