照射装置
【課題】装置を小型化し、なおかつ装置コストを抑えながらも、平行度が高い照射光を照射できる照射装置を提供すること。
【解決手段】光を放射するランプ１０、当該ランプの光を集光する集光反射鏡たる楕円反射鏡１１、当該楕円反射鏡１１からの光束が入射するフライアイレンズ１３、及び、当該フライアイレンズ１３を通った光束を平行光化して照射面たる試料載置面９に照射するコリメーション光学系１４を備えた擬似太陽光照射装置１において、前記楕円反射鏡１１の光束を鋭角に反射する第１ミラー２０と、前記第１ミラー２０で反射した光束を鋭角に反射する第２ミラー２２とを備えるとともに、前記コリメーション光学系１４に球面鏡１６を設け、前記第１ミラー２０と前記第２ミラー２２との間の光路Ｌ１上に前記フライアイレンズ１３を配置し、前記第２ミラー２２で反射した光束を前記楕円反射鏡１１の光軸Ｋ１と平行に前記試料載置面９に向けて反射するように前記球面鏡１６を配置した。
【解決手段】光を放射するランプ１０、当該ランプの光を集光する集光反射鏡たる楕円反射鏡１１、当該楕円反射鏡１１からの光束が入射するフライアイレンズ１３、及び、当該フライアイレンズ１３を通った光束を平行光化して照射面たる試料載置面９に照射するコリメーション光学系１４を備えた擬似太陽光照射装置１において、前記楕円反射鏡１１の光束を鋭角に反射する第１ミラー２０と、前記第１ミラー２０で反射した光束を鋭角に反射する第２ミラー２２とを備えるとともに、前記コリメーション光学系１４に球面鏡１６を設け、前記第１ミラー２０と前記第２ミラー２２との間の光路Ｌ１上に前記フライアイレンズ１３を配置し、前記第２ミラー２２で反射した光束を前記楕円反射鏡１１の光軸Ｋ１と平行に前記試料載置面９に向けて反射するように前記球面鏡１６を配置した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平行度の高い照射光を照射可能にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池に代表される各種太陽エネルギー利用機器の性能測定や加速劣化試験などのために、自然太陽光の発光スペクトルを再現した光（以下、擬似太陽光と言う）を、太陽エネルギー利用機器の被照射面に照射する擬似太陽光照射装置（ソーラーシミュレーターとも呼ばれる）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６４９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５は、擬似太陽光照射装置の一般的な光学配置を示す模式図である。
一般的な擬似太陽光照射装置１００にあっては、光源に直管型のランプ１０１が用いられている。高出力化のために大型の発光管を有するランプ１０１を用いている場合、陽極１０１Ａ側を上側にする必要があることから、通常、反射鏡１０２により上側に光束を射出するように構成される。一方、試験対象の試料を載置する試料台１０３は、水平に設置されることから、ランプ１０１から試料台１０３に至る光路が、いわゆる門型（下方開放のコ字状）になる。
【０００５】
しかしながら、光路を門型にした場合、試料台１０３での光束の平行度が±１°以下になるように、コリメーションレンズ１０４やフライアイレンズ１０５を含む光学配置を設計すると、門型の光路の内側に大きな無駄な空間が発生し、擬似太陽光照射装置全体が必要以上に大きくなる、という問題がある。
【０００６】
さらに、試料台１０３に照射する平行光を生成するコリメーション光学部品にコリメーションレンズ１０４のような透過レンズを用いていると、大きな面積の照射エリアを照射する場合には、コリメーションレンズが照射エリアの対角長をカバーする必要がある。このため例えば、照射エリアが２００ｍｍ四角エリアの場合には、コリメーションレンズ１０４の直径は大凡３００ｍｍ以上となり、光学素子の大型化を招くばかりか製造コストも増大する、という問題もある。
一方、天文学や精密計測の分野では、望遠鏡や計測機器に組み込むコリメーション光学部品にコリメーション反射鏡が用いられることがある。この分野のコリメーション反射鏡には、通常、放物面鏡が用いられているが、放物面鏡の作成には時間がかかり、また高コストとなる。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、装置を小型化し、なおかつ装置コストを抑えながらも、平行度が高い照射光を照射できる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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、光を放射するランプ、当該ランプの光を集光する集光反射鏡、当該集光反射鏡からの光束が入射するフライアイレンズ、及び、当該フライアイレンズを通った光束を平行光化して照射面に照射するコリメーション光学系を備えた照射装置において、前記集光反射鏡の光束を鋭角に反射する第１ミラーと、前記第１ミラーで反射した光束を鋭角に反射する第２ミラーとを備えるとともに、前記コリメーション光学系に球面鏡を設け、前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間の光路上に前記フライアイレンズを配置し、前記第２ミラーで反射した光束を前記集光反射鏡の光軸と平行に前記照射面に向けて反射するように前記球面鏡を配置したことを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上記照射装置において、前記第２ミラーから前記球面鏡に光束を、前記球面鏡の光軸に対し８°〜３０°の範囲の入射角θ１で入射したことを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、上記照射装置において、前記第２ミラーと前記球面鏡の反射光の光束との間、及び、前記フライアイレンズと前記第２ミラーとの間のそれぞれに、前記フライアイレンズから照射面に向かう迷光を遮光する遮光板を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、上記照射装置において、前記フライアイレンズの射出側に、前記フライアイレンズの射出光束よりも小さな径の絞りを設け、前記照射面での光束の平行度を±ψ、前記球面鏡の曲率半径をＲとしたときに、前記絞りの半径ｒを、
ｒ≦Ｒ・ｔａｎ（ψ／２）
としたことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、上記照射装置において、前記フライアイレンズからの射出光束の拡がり角θ２が、前記照射面での照射エリアの対角方向の平行度±ψの絶対値ψに対し、（θ２／２）≦１０・ψの関係を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、集光反射鏡の光束を鋭角に反射する第１ミラーと、前記第１ミラーで反射した光束を鋭角に反射する第２ミラーとを備えるとともに、コリメーション光学系に球面鏡を設け、第１ミラーと第２ミラーとの間の光路上にフライアイレンズを配置し、第２ミラーで反射した光束を集光反射鏡の光軸と平行に前記照射面に向けて反射するように球面鏡を配置する構成とした。
この構成により、集光反射鏡から照射面に至る光路がＭ字型になって、集光反射鏡と照射面の間の空間が光路として利用されることとなり、装置を小型化しても十分な平行度を得るための長い光路を確保することができる。
さらに、コリメーション光学系に球面鏡を設ける構成としたため、照射面の面積が広くなってもコリメーション光学系が大型化することなく、また放物面鏡に比べて作成が容易であるためコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る擬似太陽光照射装置の外観構成を示す図である。
【図２】擬似太陽光照射装置の側面を内部構成とともに示す側面図である。
【図３】擬似太陽光照射装置の光学配置を模式的に示す図である。
【図４】フライアイレンズの構成を模式的に示す図である。
【図５】従来の擬似太陽光照射装置の光学配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、照射装置の一例として擬似太陽光照射装置を例示する。
図１は本実施形態に係る擬似太陽光照射装置１の外観構成を斜視図であり、図２は擬似太陽光照射装置１の側面を内部構成とともに示す側面図である。
これらの図に示すように、擬似太陽光照射装置１は、側面視略矩形の箱形の筐体２と、この筐体２を載置した矩形板状のステージ３とを有している。ステージ３の底面には装置移動用の車輪であるキャスター４が設けられ、また筐体２の天面には装置を吊り上げて移動等するための吊り金具５が設けられている。また筐体２の側面には、内部をメンテナンスするための開閉扉６Ａ〜６Ｃと、換気用の通気口７とが設けられている。また筐体２の背面側には内部に冷却風を導入する送風ファン８が設けられている。
また、筐体２は、ステージ３の片方の端部を露出するように切り欠いた形状を成し、このステージ３の露出面が試料を載置する試料載置面（照射面）９として構成されており、この試料載置面９に垂直に擬似太陽光Ｓが照射される。
【００１６】
図３は、擬似太陽光照射装置１の光学配置を模式的に示す図である。
擬似太陽光照射装置１は、図２及び図３に示すように、擬似太陽光を生成可能なランプ１０、及び当該ランプ１０の光を集光する集光反射鏡たる楕円反射鏡１１を有した装置光源１２と、楕円反射鏡１１からの光束が入射するフライアイレンズ１３と、当該フライアイレンズ１３を通った光束を平行光化して試料載置面９に照射するコリメーション光学系１４とを備えている。
ランプ１０は、擬似太陽光Ｓの高出力化を実現可能にすべく、発光管の大きな直管型のランプが用いられている。かかるランプ１０には、全波長域でブロードなスペクトル特性を有し、例えばキセノンランプやハロゲンランプが用いられ得るが、本実施形態ではキセノンランプを用いることとしている。
楕円反射鏡１１は、光軸Ｋ１が鉛直上向きになるように配置され、この楕円反射鏡１１の光軸Ｋ１と同軸に、ランプ１０が陽極１０Ａ側を上方に向け垂直に立てた姿勢で挿入配置されている。
これらランプ１０及び楕円反射鏡１１は、上記送風ファン８によって直接空冷される。
【００１７】
フライアイレンズ１３は、透過型インテグレータ光学系であり、装置光源１２から射出された光の照度ムラ及び色ムラを打ち消す。コリメーション光学系１４は、フライアイレンズ１３を通った光束を平行光化して試料載置面９に照射する。このコリメーション光学系１４には、反射型光学系である球面鏡１６が用いられている。
本実施形態では、上記試料載置面９は、擬似太陽光Ｓの照射エリアが少なくとも１５０ｍｍ角となる面積を有しているものの、コリメーション光学系に反射型光学系を用いることで、コリメーション光学系が照射エリアを覆う必要がないため、小型化及び軽重量化が容易となり、また研磨が球面鏡１６の片面（反射面）だけで良いため低コストに作成できる。さらに、反射型のコリメーション光学系１４として、楕円反射鏡ではなく球面鏡１６を用いているため、作成が容易で、更なる低コスト化を実現できる。
【００１８】
また、図２及び図３に示すように、本実施形態の擬似太陽光照射装置１にあっては、装置光源１２から試料載置面９に至る光路がＭ字状に形成されている。すなわち、楕円反射鏡１１の光軸Ｋ１上には、楕円反射鏡１１の光束を鋭角α（図３）で反射する第１ミラー２０が設けられるとともに、この第１ミラー２０で反射した反射光の光路Ｌ１上に設けられ、当該反射光の光束を鋭角β（図３）で反射する第２ミラー２２が設けられている。そして、この第２ミラー２２で反射した反射光の光路Ｌ２上に上記球面鏡１６が配置され、また、上記フライアイレンズ１３が第１ミラー２０と第２ミラー２２の間の光路Ｌ２上に配置され、さらに、擬似太陽光Ｓが装置光源１２の光軸Ｋ１と平行な光路Ｌ３に沿って反射されるように球面鏡１６が配置されている。
【００１９】
これにより、装置光源１２から試料載置面９に至る光路がＭ字状に形成され、装置光源１２と試料載置面９との間の空間が光路として有効に利用される。また、これら装置光源１２と試料載置面９との間を広げることなく、装置光源１２から試料載置面９までの光路長を長くできることから、擬似太陽光照射装置１をコンパクトにしつつ、フライアイレンズ１３で十分に照度ムラ及び色ムラを打ち消すことができる。また試料載置面９での擬似太陽光Ｓの平行度を十分に高めることができる。
【００２０】
なお、図２及び図３において、図示を省略したが、装置光源１２とフライアイレンズ１３との間には、装置光源１２の射出光のスペクトル特性を太陽光のスペクトル特性に変換する、誘電体多層膜から成る波長変換フィルタや、光量調整用の減光フィルタが配置されている。
【００２１】
ここで、図３に示すように、球面鏡１６においては、球面鏡１６の球心（図示せず）と、当該球面鏡１６のミラー頂点３０とを結ぶ光軸Ｋ２上に、第２ミラー２２の反射光の光軸、及び球面鏡１６の反射光（擬似太陽光Ｓ）の光軸が位置しておらず、これら第２ミラー２２の反射光の光軸、及び球面鏡１６の反射光（擬似太陽光Ｓ）の光軸は、それぞれ光軸Ｋ２に対して対称に配置された軸外し光学系となっている。したがって、この球面鏡１６では、通常の球面収差の他に軸外の収差（コマ収差、非焦点収差、歪曲収差など）が発生してしまい、そのままでは、擬似太陽光Ｓの平行度が劣化する。
【００２２】
そこで本実施形態では、次のようにして擬似太陽光Ｓの平行度を高めることとしている。すなわち、球面鏡１６への第２ミラー２２からの反射光の入射角θ１（球面鏡１６の反射光の反射角）が８°〜３０°の範囲となるように球面鏡１６、及び第２ミラー２２を配置している。
詳述すると、入射角θ１が３０°以上になると、収差による擬似太陽光Ｓの光束の乱れが大きくなり、特に、球面鏡１６での反射により光束が曲げられる方向（図３中、矢印Ｘ方向）と、これに直角な方向（図３中、Ｙ方向）での光線角度の誤差が大きくなる。このため、例えば、擬似太陽光Ｓの光束の平行度を、Ｘ方向で±１°とするとＹ方向で±１°を超え、これとは逆に、Ｙ方向で±１°とするとＸ方向で±１°を超えるということが発生し、試料載置面９の面内での平行度を±１°以下とすることができなくなる。
一方、入射角θ１が８°以下となると、第２ミラー２２の反射光と、球面鏡１６の反射光とが接近しすぎて、第２ミラー２２が球面鏡１６の反射光の光束内に入り込み、試料載置面９に影が生じてしまう。
このように、反射光の入射角θ１を８°〜３０°とすることで、収差の発生を抑えて平行度を±１°以下とすることができる。特に、入射角θ１を８°とすることで、試料載置面９での影が発生しない範囲で、第２ミラー２２と試料載置面９とを最大限に近づけることができるため、装置を非常に小型化できる。
【００２３】
ただし、第２ミラー２２と試料載置面９とを近づけるほど、図３に示すように、フライアイレンズ１３から射出され第２ミラー２２を逸れてしまった光が迷光Ｃ１となって試料載置面９に照度ムラを生じさせることがある。そこで、第２ミラー２２と、球面鏡１６の反射光（擬似太陽光Ｓ）の光束の間には、試料載置面９への迷光を遮光する遮光板４０が配置されている。この遮光板４０は、第２ミラー２２に隣接して略同一の高さ位置に配置されるとともに、その上端４０Ａが反射光束の近傍まで延びており、試料載置面９への迷光Ｃ１を最大限に遮光している。
これに加え、フライアイレンズ１３から射出後に光路Ｌ２から大きく逸れて試料載置面９に向かう迷光Ｃ２を防止すべく、フライアイレンズ１３と第２ミラー２２との間にも（より正確には、フライアイレンズ１３の射出光束と第２ミラー２２の反射光束の間に）、遮光板４２を配置することとしている。この遮光板４２は、その下端部４２Ａがフライアイレンズ１３の射出光束の近傍まで延び、これにより、フライアイレンズ１３から光路Ｌ２を大きく逸れて試料載置面９に向かう迷光Ｃ２を最大限に遮光している。
【００２４】
ところで、フライアイレンズ１３の射出光を、そのまま球面鏡１６に入射すると、この射出光が球面鏡１６に斜入射することから、光束の外周部の光線Ｑ１、Ｑ２と、入射光の光軸上の光線Ｑ３とのそれぞれ入射角が異り球面鏡１６で収差が発生する。この収差により球面鏡１６で反射した外周部の光線Ｑ１、Ｑ２のそれぞれが光軸上の光線Ｑ３に対し互いに異なる方向に向かい、試料載置面９での平行度が悪くなる。
そこで、本実施形態では、図２及び図３に示すように、フライアイレンズ１３の射出側に、射出光の光束を絞る絞り５０を設け、この絞り５０により、試料載置面９での平行度劣化の要因となる外周部の光線Ｑ１、Ｑ２、及び、フライアイレンズ１３の外側を回り込む光線をカットして、平行度の劣化を防止することとしている。
【００２５】
この絞り５０について詳述すると、図４に示すように、フライアイレンズ１３は、射出面が平面視矩形に形成されている。絞り５０は、フライアイレンズ１３の射出面に内接する内接円５２の半径Ｄよりも小さな半径ｒの開口でフライアイレンズ１３の射出光束を絞るように構成されており、これにより、外周部の光線Ｑ１、Ｑ２をカットする。なお、絞り５０がフライアイレンズ１３の射出面から離れた位置に配置される場合には、上記内接円５２は、その位置における射出光束断面の内接円となる。
このとき、試料載置面９での擬似太陽光Ｓの光束の平行度を±ψ°、球面鏡１６の曲率半径をＲとした場合、絞り５０の半径ｒは、次式（１）となるように設定されている。
ｒ≦Ｒ・ｔａｎ（ψ／２） （１）
【００２６】
上記式（１）において、絞り５０の半径ｒは、コリメーション光学系１４が略無収差であれば、最大の大きさ（Ｒ・ｔａｎ（ψ／２））となるが、球面鏡１６は収差が大きいため、それよりも小さい値が設定される。また、半径ｒを小さくするほど平行度は高くなるが、集光径の光の利用効率が悪くなるため、当該利用効率を考慮して半径ｒを決定することが好ましい。
【００２７】
また、上述の通り、球面鏡１６で反射した外周部の光線Ｑ１、Ｑ２のそれぞれが光軸上の光線Ｑ３に対し互いに異なる方向に向かう性質を有することから、試料載置面９での光束の平行度の劣化を防止するためには、これら光線Ｑ１、Ｑ２の球面鏡１６への入射角を決定付けるフライアイレンズ１３の射出光束の拡がり角θ２を抑える必要がある。
具体的には、フライアイレンズ１３からの射出光束の拡がり角θ２（図３）は、試料載置面９での照射エリアの対角方向（１５０ｍｍ角の照射エリアの対角方向）の平行度±ψ°の絶対値ψに対し、
（θ２／２）≦１０・ψ （２）
の関係を満たすように設定されており、これにより試料載置面９での任意方向の平行度を±ψ°以下とすることができる。
なお、上記（２）式の関係が満たされるようにフライアイレンズ１３が構成されている場合、平行度を劣化させる外周部の光線Ｑ１、Ｑ２が抑制されることから、上記絞り５０を省略することもできる。
【００２８】
次いで、擬似太陽光照射装置１の内部構成について説明する。
図３に示すように、筐体２の内部は、下段側空間６１と上段側空間６２との上下２段に仕切られ、下段側空間６１にスターター６３、及び装置光源１２の光軸調整機構６４等の電気部品及び機械部品が収められている。一方、上段側空間６２には、装置光源１２から試料載置面９までの光路をＭ字型に構成した上述の各種光学部品が配置されている。
光学部品の配置においては、装置光源１２の射出光を第１ミラー２０を用いずに直接フライアイレンズ１３に入射する構成（光路をＮ字型にする構成）も考え得るが、そうすると、装置光源１２が筐体２の天面側に配置されることから、擬似太陽光照射装置１が縦に長くなり大型化する。これに対して、光路をＭ字型にすることで、擬似太陽光照射装置１の縦幅を抑えた小型な装置を構成することができる。
【００２９】
また、上段側空間６２にあっては、図２に示すように、フライアイレンズ１３と第２ミラー２２との間に、上段側空間６２を左右に仕切りつつ下端側で連通する仕切壁６７が設けられており、この仕切壁６７が上記遮光板４２として機能する。
また、上段側空間６２の底面６８は試料載置面９の真上まで延出し、この延出した部位に、球面鏡１６の反射光束（擬似太陽光Ｓ）を通過する射出開口６９が設けられている。このように底面６８を試料載置面９の真上まで延出させ射出開口６９だけから光を外部に取り出す構成とすることで、筐体２の内部で発生した迷光が試料載置面９に到達するのが抑制される。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態によれば、装置光源１２、第１ミラー２０、第２ミラー２２、及びコリメーション光学系１４の球面鏡１６で、装置光源１２から試料載置面９に至る光路をＭ字型に構成した。
この構成により、装置光源１２と試料載置面９の間の空間が光路として利用されることとなり、擬似太陽光照射装置１を小型化しても、十分な平行度を得るための長い光路を確保することができる。
さらに、コリメーション光学系１４に球面鏡１６を用いる構成としたため、試料載置面９の面積が広くなってもコリメーション光学系１４を大型化することがなく、また放物面鏡に比べて作成が容易であるため製造コストを抑えることができる。
【００３１】
また本実施形態によれば、第２ミラー２２から球面鏡１６に光束を、図３に示すように、球面鏡１６の光軸Ｋ２に対し８°〜３０°の範囲の入射角θ１で入射する構成とした。
この構成により、安価で製造が容易な球面鏡１６をコリメーション光学系１４として設けつつ、収差の発生を抑えて平行度を±１°以下とすることができる。また入射角θ１を８°とすることで、試料載置面９での影が発生しない範囲で、第２ミラー２２と試料載置面９とを最大限に近づけることができるため、装置を非常に小型化できる。
【００３２】
また本実施形態によれば、第２ミラー２２と球面鏡１６の反射光の光束との間、及び、フライアイレンズ１３と第２ミラー２２との間のそれぞれに、フライアイレンズ１３から試料載置面９に向かう迷光を遮光する遮光板４０、４２を設ける構成とした。
この構成により、試料載置面９への迷光が防止され、試料載置面９の照度ムラを防止できる。
【００３３】
また本実施形態によれば、フライアイレンズ１３の射出側に、フライアイレンズ１３の射出光束よりも小さな径の絞り５０を設け、試料載置面９での光束の平行度を±ψ°、球面鏡１６の曲率半径をＲとしたときに、絞り５０の半径ｒを、
ｒ≦Ｒ・ｔａｎ（ψ／２）
と設定する構成とした。
この構成により、試料載置面９での光束の平行度を±ψ°以下とすることができる。
【００３４】
また本実施形態によれば、フライアイレンズ１３からの射出光束の拡がり角θ２が、試料載置面９での照射エリアの対角方向の平行度±ψ°の絶対値ψに対し、（θ２／２）≦１０・ψの関係を満たすように構成した。
この構成により、試料載置面９での任意方向の平行度を±ψ°以下とすることができる。
【００３５】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上述した実施形態では、照射装置の一例として擬似太陽光照射装置を例示したが、これに限らず、照射面に対し平行度の高い光の照射が要求される任意の分野の照射装置に本発明を提供することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１、１００ 擬似太陽光照射装置
２ 筐体
９ 試料載置面（照射面）
１０、１０１ ランプ
１１ 楕円反射鏡（集光反射鏡）
１２ 装置光源
１３、１０５ フライアイレンズ
１４ コリメーション光学系
１６ 球面鏡
２０ 第１ミラー
２２ 第２ミラー
４０、４２ 遮光板
５２ 内接円
１０３ 試料台
１０４ コリメーションレンズ
Ｃ１、Ｃ２ 迷光
Ｋ１、Ｋ２ 光軸
Ｌ１〜Ｌ３ 光路
Ｑ１〜Ｑ３ 光線
Ｓ 擬似太陽光
ｒ 半径
θ１ 入射角
θ２ 拡がり角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平行度の高い照射光を照射可能にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池に代表される各種太陽エネルギー利用機器の性能測定や加速劣化試験などのために、自然太陽光の発光スペクトルを再現した光（以下、擬似太陽光と言う）を、太陽エネルギー利用機器の被照射面に照射する擬似太陽光照射装置（ソーラーシミュレーターとも呼ばれる）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６４９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５は、擬似太陽光照射装置の一般的な光学配置を示す模式図である。
一般的な擬似太陽光照射装置１００にあっては、光源に直管型のランプ１０１が用いられている。高出力化のために大型の発光管を有するランプ１０１を用いている場合、陽極１０１Ａ側を上側にする必要があることから、通常、反射鏡１０２により上側に光束を射出するように構成される。一方、試験対象の試料を載置する試料台１０３は、水平に設置されることから、ランプ１０１から試料台１０３に至る光路が、いわゆる門型（下方開放のコ字状）になる。
【０００５】
しかしながら、光路を門型にした場合、試料台１０３での光束の平行度が±１°以下になるように、コリメーションレンズ１０４やフライアイレンズ１０５を含む光学配置を設計すると、門型の光路の内側に大きな無駄な空間が発生し、擬似太陽光照射装置全体が必要以上に大きくなる、という問題がある。
【０００６】
さらに、試料台１０３に照射する平行光を生成するコリメーション光学部品にコリメーションレンズ１０４のような透過レンズを用いていると、大きな面積の照射エリアを照射する場合には、コリメーションレンズが照射エリアの対角長をカバーする必要がある。このため例えば、照射エリアが２００ｍｍ四角エリアの場合には、コリメーションレンズ１０４の直径は大凡３００ｍｍ以上となり、光学素子の大型化を招くばかりか製造コストも増大する、という問題もある。
一方、天文学や精密計測の分野では、望遠鏡や計測機器に組み込むコリメーション光学部品にコリメーション反射鏡が用いられることがある。この分野のコリメーション反射鏡には、通常、放物面鏡が用いられているが、放物面鏡の作成には時間がかかり、また高コストとなる。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、装置を小型化し、なおかつ装置コストを抑えながらも、平行度が高い照射光を照射できる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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、光を放射するランプ、当該ランプの光を集光する集光反射鏡、当該集光反射鏡からの光束が入射するフライアイレンズ、及び、当該フライアイレンズを通った光束を平行光化して照射面に照射するコリメーション光学系を備えた照射装置において、前記集光反射鏡の光束を鋭角に反射する第１ミラーと、前記第１ミラーで反射した光束を鋭角に反射する第２ミラーとを備えるとともに、前記コリメーション光学系に球面鏡を設け、前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間の光路上に前記フライアイレンズを配置し、前記第２ミラーで反射した光束を前記集光反射鏡の光軸と平行に前記照射面に向けて反射するように前記球面鏡を配置したことを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上記照射装置において、前記第２ミラーから前記球面鏡に光束を、前記球面鏡の光軸に対し８°〜３０°の範囲の入射角θ１で入射したことを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、上記照射装置において、前記第２ミラーと前記球面鏡の反射光の光束との間、及び、前記フライアイレンズと前記第２ミラーとの間のそれぞれに、前記フライアイレンズから照射面に向かう迷光を遮光する遮光板を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、上記照射装置において、前記フライアイレンズの射出側に、前記フライアイレンズの射出光束よりも小さな径の絞りを設け、前記照射面での光束の平行度を±ψ、前記球面鏡の曲率半径をＲとしたときに、前記絞りの半径ｒを、
ｒ≦Ｒ・ｔａｎ（ψ／２）
としたことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、上記照射装置において、前記フライアイレンズからの射出光束の拡がり角θ２が、前記照射面での照射エリアの対角方向の平行度±ψの絶対値ψに対し、（θ２／２）≦１０・ψの関係を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、集光反射鏡の光束を鋭角に反射する第１ミラーと、前記第１ミラーで反射した光束を鋭角に反射する第２ミラーとを備えるとともに、コリメーション光学系に球面鏡を設け、第１ミラーと第２ミラーとの間の光路上にフライアイレンズを配置し、第２ミラーで反射した光束を集光反射鏡の光軸と平行に前記照射面に向けて反射するように球面鏡を配置する構成とした。
この構成により、集光反射鏡から照射面に至る光路がＭ字型になって、集光反射鏡と照射面の間の空間が光路として利用されることとなり、装置を小型化しても十分な平行度を得るための長い光路を確保することができる。
さらに、コリメーション光学系に球面鏡を設ける構成としたため、照射面の面積が広くなってもコリメーション光学系が大型化することなく、また放物面鏡に比べて作成が容易であるためコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る擬似太陽光照射装置の外観構成を示す図である。
【図２】擬似太陽光照射装置の側面を内部構成とともに示す側面図である。
【図３】擬似太陽光照射装置の光学配置を模式的に示す図である。
【図４】フライアイレンズの構成を模式的に示す図である。
【図５】従来の擬似太陽光照射装置の光学配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、照射装置の一例として擬似太陽光照射装置を例示する。
図１は本実施形態に係る擬似太陽光照射装置１の外観構成を斜視図であり、図２は擬似太陽光照射装置１の側面を内部構成とともに示す側面図である。
これらの図に示すように、擬似太陽光照射装置１は、側面視略矩形の箱形の筐体２と、この筐体２を載置した矩形板状のステージ３とを有している。ステージ３の底面には装置移動用の車輪であるキャスター４が設けられ、また筐体２の天面には装置を吊り上げて移動等するための吊り金具５が設けられている。また筐体２の側面には、内部をメンテナンスするための開閉扉６Ａ〜６Ｃと、換気用の通気口７とが設けられている。また筐体２の背面側には内部に冷却風を導入する送風ファン８が設けられている。
また、筐体２は、ステージ３の片方の端部を露出するように切り欠いた形状を成し、このステージ３の露出面が試料を載置する試料載置面（照射面）９として構成されており、この試料載置面９に垂直に擬似太陽光Ｓが照射される。
【００１６】
図３は、擬似太陽光照射装置１の光学配置を模式的に示す図である。
擬似太陽光照射装置１は、図２及び図３に示すように、擬似太陽光を生成可能なランプ１０、及び当該ランプ１０の光を集光する集光反射鏡たる楕円反射鏡１１を有した装置光源１２と、楕円反射鏡１１からの光束が入射するフライアイレンズ１３と、当該フライアイレンズ１３を通った光束を平行光化して試料載置面９に照射するコリメーション光学系１４とを備えている。
ランプ１０は、擬似太陽光Ｓの高出力化を実現可能にすべく、発光管の大きな直管型のランプが用いられている。かかるランプ１０には、全波長域でブロードなスペクトル特性を有し、例えばキセノンランプやハロゲンランプが用いられ得るが、本実施形態ではキセノンランプを用いることとしている。
楕円反射鏡１１は、光軸Ｋ１が鉛直上向きになるように配置され、この楕円反射鏡１１の光軸Ｋ１と同軸に、ランプ１０が陽極１０Ａ側を上方に向け垂直に立てた姿勢で挿入配置されている。
これらランプ１０及び楕円反射鏡１１は、上記送風ファン８によって直接空冷される。
【００１７】
フライアイレンズ１３は、透過型インテグレータ光学系であり、装置光源１２から射出された光の照度ムラ及び色ムラを打ち消す。コリメーション光学系１４は、フライアイレンズ１３を通った光束を平行光化して試料載置面９に照射する。このコリメーション光学系１４には、反射型光学系である球面鏡１６が用いられている。
本実施形態では、上記試料載置面９は、擬似太陽光Ｓの照射エリアが少なくとも１５０ｍｍ角となる面積を有しているものの、コリメーション光学系に反射型光学系を用いることで、コリメーション光学系が照射エリアを覆う必要がないため、小型化及び軽重量化が容易となり、また研磨が球面鏡１６の片面（反射面）だけで良いため低コストに作成できる。さらに、反射型のコリメーション光学系１４として、楕円反射鏡ではなく球面鏡１６を用いているため、作成が容易で、更なる低コスト化を実現できる。
【００１８】
また、図２及び図３に示すように、本実施形態の擬似太陽光照射装置１にあっては、装置光源１２から試料載置面９に至る光路がＭ字状に形成されている。すなわち、楕円反射鏡１１の光軸Ｋ１上には、楕円反射鏡１１の光束を鋭角α（図３）で反射する第１ミラー２０が設けられるとともに、この第１ミラー２０で反射した反射光の光路Ｌ１上に設けられ、当該反射光の光束を鋭角β（図３）で反射する第２ミラー２２が設けられている。そして、この第２ミラー２２で反射した反射光の光路Ｌ２上に上記球面鏡１６が配置され、また、上記フライアイレンズ１３が第１ミラー２０と第２ミラー２２の間の光路Ｌ２上に配置され、さらに、擬似太陽光Ｓが装置光源１２の光軸Ｋ１と平行な光路Ｌ３に沿って反射されるように球面鏡１６が配置されている。
【００１９】
これにより、装置光源１２から試料載置面９に至る光路がＭ字状に形成され、装置光源１２と試料載置面９との間の空間が光路として有効に利用される。また、これら装置光源１２と試料載置面９との間を広げることなく、装置光源１２から試料載置面９までの光路長を長くできることから、擬似太陽光照射装置１をコンパクトにしつつ、フライアイレンズ１３で十分に照度ムラ及び色ムラを打ち消すことができる。また試料載置面９での擬似太陽光Ｓの平行度を十分に高めることができる。
【００２０】
なお、図２及び図３において、図示を省略したが、装置光源１２とフライアイレンズ１３との間には、装置光源１２の射出光のスペクトル特性を太陽光のスペクトル特性に変換する、誘電体多層膜から成る波長変換フィルタや、光量調整用の減光フィルタが配置されている。
【００２１】
ここで、図３に示すように、球面鏡１６においては、球面鏡１６の球心（図示せず）と、当該球面鏡１６のミラー頂点３０とを結ぶ光軸Ｋ２上に、第２ミラー２２の反射光の光軸、及び球面鏡１６の反射光（擬似太陽光Ｓ）の光軸が位置しておらず、これら第２ミラー２２の反射光の光軸、及び球面鏡１６の反射光（擬似太陽光Ｓ）の光軸は、それぞれ光軸Ｋ２に対して対称に配置された軸外し光学系となっている。したがって、この球面鏡１６では、通常の球面収差の他に軸外の収差（コマ収差、非焦点収差、歪曲収差など）が発生してしまい、そのままでは、擬似太陽光Ｓの平行度が劣化する。
【００２２】
そこで本実施形態では、次のようにして擬似太陽光Ｓの平行度を高めることとしている。すなわち、球面鏡１６への第２ミラー２２からの反射光の入射角θ１（球面鏡１６の反射光の反射角）が８°〜３０°の範囲となるように球面鏡１６、及び第２ミラー２２を配置している。
詳述すると、入射角θ１が３０°以上になると、収差による擬似太陽光Ｓの光束の乱れが大きくなり、特に、球面鏡１６での反射により光束が曲げられる方向（図３中、矢印Ｘ方向）と、これに直角な方向（図３中、Ｙ方向）での光線角度の誤差が大きくなる。このため、例えば、擬似太陽光Ｓの光束の平行度を、Ｘ方向で±１°とするとＹ方向で±１°を超え、これとは逆に、Ｙ方向で±１°とするとＸ方向で±１°を超えるということが発生し、試料載置面９の面内での平行度を±１°以下とすることができなくなる。
一方、入射角θ１が８°以下となると、第２ミラー２２の反射光と、球面鏡１６の反射光とが接近しすぎて、第２ミラー２２が球面鏡１６の反射光の光束内に入り込み、試料載置面９に影が生じてしまう。
このように、反射光の入射角θ１を８°〜３０°とすることで、収差の発生を抑えて平行度を±１°以下とすることができる。特に、入射角θ１を８°とすることで、試料載置面９での影が発生しない範囲で、第２ミラー２２と試料載置面９とを最大限に近づけることができるため、装置を非常に小型化できる。
【００２３】
ただし、第２ミラー２２と試料載置面９とを近づけるほど、図３に示すように、フライアイレンズ１３から射出され第２ミラー２２を逸れてしまった光が迷光Ｃ１となって試料載置面９に照度ムラを生じさせることがある。そこで、第２ミラー２２と、球面鏡１６の反射光（擬似太陽光Ｓ）の光束の間には、試料載置面９への迷光を遮光する遮光板４０が配置されている。この遮光板４０は、第２ミラー２２に隣接して略同一の高さ位置に配置されるとともに、その上端４０Ａが反射光束の近傍まで延びており、試料載置面９への迷光Ｃ１を最大限に遮光している。
これに加え、フライアイレンズ１３から射出後に光路Ｌ２から大きく逸れて試料載置面９に向かう迷光Ｃ２を防止すべく、フライアイレンズ１３と第２ミラー２２との間にも（より正確には、フライアイレンズ１３の射出光束と第２ミラー２２の反射光束の間に）、遮光板４２を配置することとしている。この遮光板４２は、その下端部４２Ａがフライアイレンズ１３の射出光束の近傍まで延び、これにより、フライアイレンズ１３から光路Ｌ２を大きく逸れて試料載置面９に向かう迷光Ｃ２を最大限に遮光している。
【００２４】
ところで、フライアイレンズ１３の射出光を、そのまま球面鏡１６に入射すると、この射出光が球面鏡１６に斜入射することから、光束の外周部の光線Ｑ１、Ｑ２と、入射光の光軸上の光線Ｑ３とのそれぞれ入射角が異り球面鏡１６で収差が発生する。この収差により球面鏡１６で反射した外周部の光線Ｑ１、Ｑ２のそれぞれが光軸上の光線Ｑ３に対し互いに異なる方向に向かい、試料載置面９での平行度が悪くなる。
そこで、本実施形態では、図２及び図３に示すように、フライアイレンズ１３の射出側に、射出光の光束を絞る絞り５０を設け、この絞り５０により、試料載置面９での平行度劣化の要因となる外周部の光線Ｑ１、Ｑ２、及び、フライアイレンズ１３の外側を回り込む光線をカットして、平行度の劣化を防止することとしている。
【００２５】
この絞り５０について詳述すると、図４に示すように、フライアイレンズ１３は、射出面が平面視矩形に形成されている。絞り５０は、フライアイレンズ１３の射出面に内接する内接円５２の半径Ｄよりも小さな半径ｒの開口でフライアイレンズ１３の射出光束を絞るように構成されており、これにより、外周部の光線Ｑ１、Ｑ２をカットする。なお、絞り５０がフライアイレンズ１３の射出面から離れた位置に配置される場合には、上記内接円５２は、その位置における射出光束断面の内接円となる。
このとき、試料載置面９での擬似太陽光Ｓの光束の平行度を±ψ°、球面鏡１６の曲率半径をＲとした場合、絞り５０の半径ｒは、次式（１）となるように設定されている。
ｒ≦Ｒ・ｔａｎ（ψ／２） （１）
【００２６】
上記式（１）において、絞り５０の半径ｒは、コリメーション光学系１４が略無収差であれば、最大の大きさ（Ｒ・ｔａｎ（ψ／２））となるが、球面鏡１６は収差が大きいため、それよりも小さい値が設定される。また、半径ｒを小さくするほど平行度は高くなるが、集光径の光の利用効率が悪くなるため、当該利用効率を考慮して半径ｒを決定することが好ましい。
【００２７】
また、上述の通り、球面鏡１６で反射した外周部の光線Ｑ１、Ｑ２のそれぞれが光軸上の光線Ｑ３に対し互いに異なる方向に向かう性質を有することから、試料載置面９での光束の平行度の劣化を防止するためには、これら光線Ｑ１、Ｑ２の球面鏡１６への入射角を決定付けるフライアイレンズ１３の射出光束の拡がり角θ２を抑える必要がある。
具体的には、フライアイレンズ１３からの射出光束の拡がり角θ２（図３）は、試料載置面９での照射エリアの対角方向（１５０ｍｍ角の照射エリアの対角方向）の平行度±ψ°の絶対値ψに対し、
（θ２／２）≦１０・ψ （２）
の関係を満たすように設定されており、これにより試料載置面９での任意方向の平行度を±ψ°以下とすることができる。
なお、上記（２）式の関係が満たされるようにフライアイレンズ１３が構成されている場合、平行度を劣化させる外周部の光線Ｑ１、Ｑ２が抑制されることから、上記絞り５０を省略することもできる。
【００２８】
次いで、擬似太陽光照射装置１の内部構成について説明する。
図３に示すように、筐体２の内部は、下段側空間６１と上段側空間６２との上下２段に仕切られ、下段側空間６１にスターター６３、及び装置光源１２の光軸調整機構６４等の電気部品及び機械部品が収められている。一方、上段側空間６２には、装置光源１２から試料載置面９までの光路をＭ字型に構成した上述の各種光学部品が配置されている。
光学部品の配置においては、装置光源１２の射出光を第１ミラー２０を用いずに直接フライアイレンズ１３に入射する構成（光路をＮ字型にする構成）も考え得るが、そうすると、装置光源１２が筐体２の天面側に配置されることから、擬似太陽光照射装置１が縦に長くなり大型化する。これに対して、光路をＭ字型にすることで、擬似太陽光照射装置１の縦幅を抑えた小型な装置を構成することができる。
【００２９】
また、上段側空間６２にあっては、図２に示すように、フライアイレンズ１３と第２ミラー２２との間に、上段側空間６２を左右に仕切りつつ下端側で連通する仕切壁６７が設けられており、この仕切壁６７が上記遮光板４２として機能する。
また、上段側空間６２の底面６８は試料載置面９の真上まで延出し、この延出した部位に、球面鏡１６の反射光束（擬似太陽光Ｓ）を通過する射出開口６９が設けられている。このように底面６８を試料載置面９の真上まで延出させ射出開口６９だけから光を外部に取り出す構成とすることで、筐体２の内部で発生した迷光が試料載置面９に到達するのが抑制される。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態によれば、装置光源１２、第１ミラー２０、第２ミラー２２、及びコリメーション光学系１４の球面鏡１６で、装置光源１２から試料載置面９に至る光路をＭ字型に構成した。
この構成により、装置光源１２と試料載置面９の間の空間が光路として利用されることとなり、擬似太陽光照射装置１を小型化しても、十分な平行度を得るための長い光路を確保することができる。
さらに、コリメーション光学系１４に球面鏡１６を用いる構成としたため、試料載置面９の面積が広くなってもコリメーション光学系１４を大型化することがなく、また放物面鏡に比べて作成が容易であるため製造コストを抑えることができる。
【００３１】
また本実施形態によれば、第２ミラー２２から球面鏡１６に光束を、図３に示すように、球面鏡１６の光軸Ｋ２に対し８°〜３０°の範囲の入射角θ１で入射する構成とした。
この構成により、安価で製造が容易な球面鏡１６をコリメーション光学系１４として設けつつ、収差の発生を抑えて平行度を±１°以下とすることができる。また入射角θ１を８°とすることで、試料載置面９での影が発生しない範囲で、第２ミラー２２と試料載置面９とを最大限に近づけることができるため、装置を非常に小型化できる。
【００３２】
また本実施形態によれば、第２ミラー２２と球面鏡１６の反射光の光束との間、及び、フライアイレンズ１３と第２ミラー２２との間のそれぞれに、フライアイレンズ１３から試料載置面９に向かう迷光を遮光する遮光板４０、４２を設ける構成とした。
この構成により、試料載置面９への迷光が防止され、試料載置面９の照度ムラを防止できる。
【００３３】
また本実施形態によれば、フライアイレンズ１３の射出側に、フライアイレンズ１３の射出光束よりも小さな径の絞り５０を設け、試料載置面９での光束の平行度を±ψ°、球面鏡１６の曲率半径をＲとしたときに、絞り５０の半径ｒを、
ｒ≦Ｒ・ｔａｎ（ψ／２）
と設定する構成とした。
この構成により、試料載置面９での光束の平行度を±ψ°以下とすることができる。
【００３４】
また本実施形態によれば、フライアイレンズ１３からの射出光束の拡がり角θ２が、試料載置面９での照射エリアの対角方向の平行度±ψ°の絶対値ψに対し、（θ２／２）≦１０・ψの関係を満たすように構成した。
この構成により、試料載置面９での任意方向の平行度を±ψ°以下とすることができる。
【００３５】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上述した実施形態では、照射装置の一例として擬似太陽光照射装置を例示したが、これに限らず、照射面に対し平行度の高い光の照射が要求される任意の分野の照射装置に本発明を提供することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１、１００ 擬似太陽光照射装置
２ 筐体
９ 試料載置面（照射面）
１０、１０１ ランプ
１１ 楕円反射鏡（集光反射鏡）
１２ 装置光源
１３、１０５ フライアイレンズ
１４ コリメーション光学系
１６ 球面鏡
２０ 第１ミラー
２２ 第２ミラー
４０、４２ 遮光板
５２ 内接円
１０３ 試料台
１０４ コリメーションレンズ
Ｃ１、Ｃ２ 迷光
Ｋ１、Ｋ２ 光軸
Ｌ１〜Ｌ３ 光路
Ｑ１〜Ｑ３ 光線
Ｓ 擬似太陽光
ｒ 半径
θ１ 入射角
θ２ 拡がり角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射するランプ、当該ランプの光を集光する集光反射鏡、当該集光反射鏡からの光束が入射するフライアイレンズ、及び、当該フライアイレンズを通った光束を平行光化して照射面に照射するコリメーション光学系を備えた照射装置において、
前記集光反射鏡の光束を鋭角に反射する第１ミラーと、前記第１ミラーで反射した光束を鋭角に反射する第２ミラーとを備えるとともに、前記コリメーション光学系に球面鏡を設け、
前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間の光路上に前記フライアイレンズを配置し、前記第２ミラーで反射した光束を前記集光反射鏡の光軸と平行に前記照射面に向けて反射するように前記球面鏡を配置した
ことを特徴とする照射装置。
【請求項２】
前記第２ミラーから前記球面鏡に光束を、前記球面鏡の光軸に対し８°〜３０°の範囲の入射角θ１で入射したことを特徴とする請求項１に記載の照射装置。
【請求項３】
前記第２ミラーと前記球面鏡の反射光の光束との間、及び、前記フライアイレンズと前記第２ミラーとの間のそれぞれに、前記フライアイレンズから照射面に向かう迷光を遮光する遮光板を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の照射装置。
【請求項４】
前記フライアイレンズの射出側に、前記フライアイレンズの射出光束よりも小さな径の絞りを設け、前記照射面での光束の平行度を±ψ、前記球面鏡の曲率半径をＲとしたときに、前記絞りの半径ｒを、
ｒ≦Ｒ・ｔａｎ（ψ／２）
としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の照射装置。
【請求項５】
前記フライアイレンズからの射出光束の拡がり角θ２が、前記照射面での照射エリアの対角方向の平行度±ψの絶対値ψに対し、（θ２／２）≦１０・ψの関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の照射装置。
【請求項１】
光を放射するランプ、当該ランプの光を集光する集光反射鏡、当該集光反射鏡からの光束が入射するフライアイレンズ、及び、当該フライアイレンズを通った光束を平行光化して照射面に照射するコリメーション光学系を備えた照射装置において、
前記集光反射鏡の光束を鋭角に反射する第１ミラーと、前記第１ミラーで反射した光束を鋭角に反射する第２ミラーとを備えるとともに、前記コリメーション光学系に球面鏡を設け、
前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間の光路上に前記フライアイレンズを配置し、前記第２ミラーで反射した光束を前記集光反射鏡の光軸と平行に前記照射面に向けて反射するように前記球面鏡を配置した
ことを特徴とする照射装置。
【請求項２】
前記第２ミラーから前記球面鏡に光束を、前記球面鏡の光軸に対し８°〜３０°の範囲の入射角θ１で入射したことを特徴とする請求項１に記載の照射装置。
【請求項３】
前記第２ミラーと前記球面鏡の反射光の光束との間、及び、前記フライアイレンズと前記第２ミラーとの間のそれぞれに、前記フライアイレンズから照射面に向かう迷光を遮光する遮光板を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の照射装置。
【請求項４】
前記フライアイレンズの射出側に、前記フライアイレンズの射出光束よりも小さな径の絞りを設け、前記照射面での光束の平行度を±ψ、前記球面鏡の曲率半径をＲとしたときに、前記絞りの半径ｒを、
ｒ≦Ｒ・ｔａｎ（ψ／２）
としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の照射装置。
【請求項５】
前記フライアイレンズからの射出光束の拡がり角θ２が、前記照射面での照射エリアの対角方向の平行度±ψの絶対値ψに対し、（θ２／２）≦１０・ψの関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１３４５９（Ｐ２０１２−１３４５９Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４８３２７（Ｐ２０１０−１４８３２７）
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
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