CN117666298A - 一种多led球面拼接的曝光机光源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多LED球面拼接的曝光机光源，包括调节板座、机架、组合光源装置、冷光镜装置、曲镜装置和曝光台面，调节板座上左右间隔设置组合光源装置和冷光镜装置，机架内上下间隔设置曲镜装置和曝光台面；组合光源装置包括壳体、盖板和匀光器机构以及光源机构；光源机构发出光束朝向匀光器机构；匀光器机构出射的光束朝向冷光镜装置，冷光镜装置包括伸缩立杆以及万向可调设置在伸缩立杆顶部的冷光镜组件；冷光镜装置反射光束至曲镜装置，曲镜装置转动设置在机架顶部，曲镜装置反射光束至曝光台面。本发明简化了光源的拼接结构，可方便对曝光机光源中的各个零部件进行安装调试和更换，具有能耗低、使用寿命长、更换便捷的特点。

Description

一种多LED球面拼接的曝光机光源

技术领域

本发明涉及曝光机技术领域，尤其涉及一种多LED球面拼接的曝光机光源。

背景技术

曝光机是指通过开启灯光发出 UVA波长的紫外线，将胶片或其他透明体上的图像信息转移到涂有感光物质的表面上的设备。常规的曝光机光源采用汞灯，汞灯发出的光束经过匀光器后朝向平面镜，平面镜将光束反射至曲镜上，通过曲镜进行平行整光，将光束照射在曝光台上进行曝光，这是曝光机光源的工作原理。

以上采用的传统汞灯寿命只有1000h，耗电量大且更换频率高，在工作过程中会挥发，造成对环境的污染，汞灯光源照度有限，很难满足市场越来越高的照度要求。

随着光刻技术的发展，LED逐渐替代汞灯，LED的寿命有3万小时，且耗电量小，因此LED光源成为绝佳的替代品。而单颗LED光源的辐射功率难以满足需求，为了实现辐射功率的提高，多LED拼接光源应运而生，该拼接光源是由多个单颗LED光源拼接而成。

我单位原先采用的拼接光源是由按照一定规律排布的多个光源模组构成，多个光源模组之间拼接呈一个球面状，拼接后的多个光源模组的轴线要汇聚于同一点。相邻两个光源模组之间采用固定件来连接固定，固定件是单独的机加工件。

该多灯光源结构具有较多数量的光源模组，致使拼接复杂、光源可靠性与稳定性会降低。在大面积拼接时花费时间较长，拼接完成后受限于拼接结构，使得单独光源模组的角度不易调整，安装调试难度大，调试是为了保证光源模组轴线汇于一点。

虽然LED光源相对于汞灯的使用寿命有极大的提升，但是LED光源一旦衰减或失效就需要及时更换，防止光源提供的照度与均匀度不足。在单个LED光源更换时难免会影响到相邻的LED光源，因此就要对LED光源再次调试，这不利于曝光面均匀性的调试。同时LED光源的散热也是要考虑的，如果没有散热手段光源运行产生高温，造成使用寿命的快速降低。

在拼接光源安装完成后，为保证光束路径的准确，相配套的匀光器、平面镜和曲镜等也都需要调试，调试是为了保证匀光器、平面镜和曲镜位置的准确，促使曝光机光源中的各个零部件之间准确配合。但是相配套的零部件多为固定安装，难以进行角度的微调，也就是难以根据现场环境来调整拼接光源的照射角度，也就无法实现光束准直精度及均匀性的调节，这会影响到后续曝光。

发明内容

本发明为了解决常规曝光机光源结构拼接复杂，不易安装调试和更换的问题，提供一种多LED球面拼接的曝光机光源，优化拼接光源结构使其能够便捷进行拼接，同时可以进行方便的安装调试和更换，相配套的匀光器、平面镜和曲镜也都能做到方便的姿态调整，有利于曝光面均匀性的调试。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种多LED球面拼接的曝光机光源，包括调节板座、机架、组合光源装置、冷光镜装置、曲镜装置和曝光台面，所述调节板座和机架前后间隔布设，调节板座上左右间隔设置所述组合光源装置和冷光镜装置，所述机架内上下间隔设置所述曲镜装置和曝光台面；

所述组合光源装置前后滑接在调节板座一侧，便于组合光源装置沿着调节板座进行滑动，组合光源装置包括带有底座的中空壳体、分别可拆卸设置在壳体两端的盖板和匀光器机构以及可拆卸设置在壳体内部的光源机构，方便了组合光源装置中各零部件的拆装；

所述光源机构包括球面支架和可拆卸设置在球面支架上的多个LED光源模块，球面支架上开设有安装孔，每个所述安装孔内活动设置所述LED光源模块，方便LED光源模块在安装孔内摆动，方便对其装配角度进行微调，多个LED光源模块的中轴线汇聚于球面支架的球心处，球面支架的球心位置布设所述匀光器机构；

光源机构发出光束朝向所述匀光器机构，匀光器机构包括基准框、设置在基准框四周侧的支板和活动设置在基准框内的复眼模块，便于复眼模块在基准框范围内进行位置调整；

匀光器机构出射的光束朝向所述冷光镜装置，冷光镜装置前后滑接在调节板座另一侧，便于冷光镜装置沿着调节板座进行滑动，冷光镜装置包括伸缩立杆以及万向可调设置在伸缩立杆顶部的冷光镜组件，方便了冷光镜组件高度和角度的调整；

冷光镜装置反射光束至曲镜装置，所述曲镜装置转动设置在机架顶部，可方便对曲镜装置的摆动角度进行调整，曲镜装置反射光束至所述曝光台面，曲镜装置的覆盖区域罩设曝光台面。

进一步地，所述调节板座为型材拼装而成的矩形板架结构，调节板座横向布置，调节板座边角处均设置有带有螺栓的调节板，通过操作螺栓便于对调节板座的高度和水平度进行调整；

所述机架为型材拼装而成的矩形框架结构，机架竖向布置，机架高度大于调节板座高度，机架底部边角处均设置有调节脚杯，方便调整机架的高度。

进一步地，所述调节板座两侧分别设置有滑动型材，便于为组合光源装置和冷光镜装置的滑动提供载体，每侧滑动型材的数量为两根，一侧的所述滑动型材上方滑接有所述组合光源装置，组合光源装置的底座和滑动型材之间设置有滑动组件，便于控制组合光源装置的滑动和锁止；

所述滑动组件包括滑动螺栓和滑动块，所述滑动块滑动设置在滑动型材内，滑动块上设置所述滑动螺栓，滑动螺栓伸出滑动块连接所述底座，拧转滑动螺栓就可以便捷控制滑动块的固定或松动状态；

另一侧的所述滑动型材上方滑接有所述冷光镜装置，冷光镜装置和组合光源装置的滑动方向相同、均靠近或远离机架，冷光镜装置的伸缩立杆和滑动型材之间也设置有滑动组件，方便对冷光镜装置的滑动和锁止进行控制。

进一步地，所述壳体为通道式结构，壳体截面从光源机构至匀光器机构依次减小，壳体包括依次拼装的多段罩壳，相邻的两段所述罩壳之间螺栓连接，方便了壳体的拆装，多段罩壳的截面依次减小；

截面最小的罩壳内螺栓连接所述匀光器机构的支板，截面最大的罩壳内螺栓连接所述盖板，盖板和匀光器机构封闭所述壳体两端，光源机构的球面支架螺栓连接在罩壳内，光源机构与匀光器机构的间距大于光源机构与盖板的间距。

进一步地，所述球面支架上带有球面状的圆弧面，球面支架上的安装孔和LED光源模块一一对应，所述安装孔直径大于LED光源模块直径，便于LED光源模块在安装孔内进行摆动；

每个LED光源模块和球面支架还设置有多个安装螺栓来连接，提高了LED光源模块更换拆装的便捷性，球面支架上还设置有多个调节螺栓，调节螺栓头部抵在LED光源模块上以微调LED光源模块朝向，方便对LED光源模块的摆动角度进行调节，多个安装螺栓和调节螺栓环向交替在安装孔周侧，安装螺栓直径大于调节螺栓直径。

进一步地，所述LED光源模块包括水冷板、LED灯珠板、透镜座一、透镜座二、透镜一、透镜二和透镜三，所述水冷板、LED灯珠板、透镜座一和透镜座二左右依次贴合布置，水冷板、LED灯珠板和透镜座一之间螺栓连接，透镜座一和所述透镜座二之间设置有对接螺母来连接，方便了两个透镜座的连接固定；

所述LED灯珠板贴合水冷板的一侧开设有水冷槽，为冷水流动提供空间，所述水冷槽内布置有散热翅片，提高了冷水与LED灯珠板的接触面积，LED灯珠板和水冷板之间设置有密封圈，LED灯珠板贴合透镜座一的一侧布置有灯珠，灯珠和水冷槽左右相对，LED灯珠板上还设置有插头，所述水冷板两侧分别设置有水冷接头，两个所述水冷接头分别贯穿水冷板连通所述水冷槽，便于水冷槽的输水和出水，水冷接头加φ10mm水管与冷水机相连进行水循环散热；

所述透镜座一为环形座，透镜座一内壁为阶梯轴状，透镜座一内卡接所述透镜一，透镜座一内还螺纹连接有所述锁紧螺母一来限制透镜一，透镜一与灯珠相对应，使用锁紧螺母一可便捷将透镜一固定在透镜座一内；

所述透镜座二也为环形座，透镜座二内壁为圆台的侧面形状，透镜座二外壁为阶梯轴状，透镜座二两端开口大小不同，透镜座二小开口的一端卡接所述透镜二，透镜座二大开口的一端卡接所述透镜三，透镜座二两端还分别螺纹连接有锁紧螺母二和锁紧螺母三来限制透镜二和透镜三，所述透镜一、透镜二和透镜三左右依次布置。使用锁紧螺母二可便捷将透镜二固定在透镜座二的一端，使用锁紧螺母三可便捷将透镜三固定在透镜座二的另一端。

进一步地，所述LED光源模块的透镜座二穿设在安装孔内，透镜座二外壁的最小直径小于安装孔直径，球面支架抵在透镜座二外壁的轴肩处，便于对LED光源模块进行限位；

每个安装孔周侧环向均设有多个安装螺栓孔和多个调节螺栓孔，所述安装螺栓孔和调节螺栓孔交替布置，安装螺栓孔内布置所述安装螺栓，安装螺栓直径小于安装螺栓孔，安装螺栓穿过安装螺栓孔螺纹连接透镜座二，调节螺栓孔内螺纹连接所述调节螺栓，调节螺栓头部穿过调节螺栓孔抵在透镜座二的轴肩处。

进一步地，所述基准框为“口”字形板框，为复眼模块提供安装空间，基准框四周每侧均螺栓连接有所述支板，支板为L形板体，复眼模块截面为矩形，复眼模块截面小于基准框截面，复眼模块外壁和基准框内壁存在间隙，便于复眼模块在基准框内活动，基准框四周每侧还设置有活动螺栓，所述活动螺栓穿过基准框抵在复眼模块侧壁上，便于调整复眼模块使其在基准框内移动；

所述复眼模块包括双复眼座、弹性可调设置在双复眼座内的单复眼座以及分别设置在双复眼座和单复眼座上的两个复眼透镜，所述双复眼座为“口”字形板框结构，双复眼座布置在基准框内，基准框四周侧还设置有压制件来限制双复眼座，确保双复眼座安装后不脱落；

所述双复眼座一侧滑动设置所述单复眼座，进而两者间距可调，单复眼座和双复眼座之间设置有多个连接螺栓，所述连接螺栓穿过单复眼座和双复眼座螺纹连接，便于调整两者的间距，单复眼座和双复眼座之间还设置有多个导向轴，单复眼座沿所述导向轴移动，单复眼座和双复眼座之间的导向轴上套设有压簧；

所述单复眼座和双复眼座上的两个所述复眼透镜平行间隔排布，单复眼座四周侧设置有压制件来限制一个复眼透镜，双复眼座四周侧也设置有压制件来限制另一个复眼透镜，所述压制件为带有螺栓的压板，螺栓是方便压板的安装固定，利用压板来对零部件进行限制。

进一步地，所述伸缩立杆包括上下布置的支柱和底筒，所述支柱下方穿设在底筒内，两者可以相对上下滑动，底筒为圆筒状，底筒上还设置有用于锁紧支柱的底螺栓，便于对支柱进行锁止使其不再移动，支柱上方设置有万向连接件，支柱通过所述万向连接件与冷光镜组件连接，方便冷光镜组件的角度调整；

所述万向连接件包括转向座、球轴座和球形轴，所述支柱上方转动设置所述转向座，支柱和转向座之间穿设有旋转螺栓，便于转向座的俯仰摆动，转向座上螺纹连接有所述球轴座，球轴座内万向连接所述球形轴，球形轴上连接所述冷光镜组件，方便了冷光镜组件进行万向调节；

所述冷光镜组件包括连接座、镜座和冷光镜，所述连接座为十字形板体，连接座与球形轴螺纹连接，连接座上螺栓连接所述镜座，镜座为矩形板框结构，镜座内可拆卸连接所述冷光镜，方便承载冷光镜。

进一步地，所述曲镜装置包括轴座、镜框架、曲镜和固定座以及旋转轴，所述机架上方两侧分别设置有所述轴座，两个轴座之间布设矩形的所述镜框架，镜框架内可拆卸设置所述曲镜，曲镜四周采用缓冲垫进行防护，避免磕伤；

所述镜框架两侧分别设置所述固定座，固定座内固定设置所述旋转轴，旋转轴一端穿过所述轴座连接有螺母，旋转轴转动设置在轴座内，利用螺母方便对转动后的曲镜进行锁止。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明结构设计合理，组合光源装置可以滑动布置在调节板座上，组合光源装置配合冷光镜装置，冷光镜装置也是可以滑动布置在调节板座上，保证组合光源装置和冷光镜装置的同轴。

本发明组合光源装置中的盖板、光源机构和匀光器机构均采用螺栓与壳体连接，方便组合光源装置中各个部件的拆装。光源机构是在同一个球面支架上螺栓安装多个LED光源模块，能方便LED光源模块的更换，可以完成快速安装和拆卸工作，以同一个球面支架为拼接基础，可以简化拼接操作，并能保证拼接的基准。球面支架使得多个LED光源模块呈球面状排布，可以有效汇聚LED光源模块发出的光束，保证出射光的均匀性。

本发明为便于拼接在球面支架上开设安装孔，安装孔内可以活动布置LED光源模块，通过安装螺栓来连接LED光源模块，通过调节螺栓方便对LED光源模块的偏摆角度进行调整，保证多个LED光源模块的中轴线可以汇集于一点。

本发明的LED光源模块自身为分体式设计，多个零部件可拆卸的组合在一起形成LED光源模块，方便LED光源模块的模块化制造。每个LED光源模块单独组装完毕后，使用安装螺栓将其固定在球面支架上，并使用调节螺栓对其进行角度微调，同时LED光源模块上布置有水冷槽、散热翅片和水冷接头，形成水冷循环散热结构，连通冷水机后可以将冷水循环通入水冷槽内，实现对LED光源模块循环冷却降温处理，保证LED光源模块的稳定运行。

本发明的匀光器机构布设在光源机构的球心位置，通过活动螺栓可以方便微调复眼模块在基准框内的的位置，使其与光源机构相匹配。复眼模块内安装的两个复眼透镜的间距也可以调整，方便对匀光器机构进行调整，调整时通过导向轴便于对两者进行定位和导向。

本发明的冷光镜装置中的伸缩立杆高度可调，能带动冷光镜高度进行便捷调整，冷光镜通过万向连接件安装在伸缩立杆上，方便了冷光镜偏摆角度的调整，提高了冷光镜反射调节精度，提高光束准直精度及光束均匀性，提高调试效率。同时曲镜装置转动布置在机架上，由此曲镜装置中的曲镜偏转角度可调，其中的曲镜可以在机架顶部转动，方便配合冷光镜装置，曲镜通过螺母实现转动后的锁止，进而增加了调节的范围和效果，可以配合冷光镜装置在不同位置进行使用。

附图说明

图1是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的主视图。

图2是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的侧视图。

图3是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的俯视图。

图4是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的图1中底座通过滑动组件与滑动型材安装示意图。

图5是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的图3中组合光源装置剖视图。

图6是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的光源机构示意图。

图7是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的LED光源模块剖视图。

图8是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的LED光源模块与球面支架安装剖视图。

图9是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的LED光源模块与球面支架拆分示意图。

图10是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的匀光器机构示意图。

图11是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的图10中基准框和复眼模块分离示意图。

图12是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的复眼模块后视图。

图13是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的复眼模块剖视图。

图14是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的冷光镜装置示意图。

图15是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的冷光镜装置剖视图之一。

图16是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的冷光镜装置剖视图之二。

图17是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的曲镜装置和曝光台面分布示意图。

图18是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的曲镜装置俯视图。

图19是本发明一种多LED球面拼接的曝光机光源的曲镜装置剖视图。

附图中标号为：1调节板座，101调节板，2机架，201调节脚杯，3组合光源装置，4冷光镜装置，5曲镜装置，51轴座，52镜框架，53曲镜，54固定座，55旋转轴，56曲镜压板，57缓冲垫，6曝光台面，7滑动型材，8滑动组件，81滑动螺栓，82滑动块，9底座，10壳体，11盖板，12匀光器机构，121基准框，122支板，123复眼模块，13光源机构，131球面支架，132LED光源模块，14水冷板，15LED灯珠板，151插头，16透镜座一，17透镜座二，18透镜一，19透镜二，20透镜三，21水冷槽，22水冷接头，23对接螺母，24锁紧螺母一，25锁紧螺母二，26锁紧螺母三，27安装孔，28安装螺栓，29调节螺栓，30安装螺栓孔，31调节螺栓孔，32活动螺栓，33双复眼座，34单复眼座，35复眼透镜，36眼座压板，37连接螺栓，38导向轴，39压簧，40透镜压板，41伸缩立杆，411支柱，412底筒，413底螺栓，42冷光镜组件，421连接座，422镜座，423冷光镜，43万向连接件，431转向座，432球轴座，433球形轴，44旋转螺栓，45冷光镜压板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述：

如图1~图19所示，一种多LED球面拼接的曝光机光源，包括调节板座1、机架2、组合光源装置3、冷光镜装置4、曲镜装置5和曝光台面6。调节板座1和机架2前后间隔布设，调节板座1上左右间隔设置组合光源装置3和冷光镜装置4，机架2内上下间隔设置曲镜装置5和曝光台面6，如图1~图3所示。组合光源装置3发出光束、依次经过冷光镜装置4和曲靖装置的反射后、照射至曝光台面6上。

调节板座1用来承载组合光源装置3和冷光镜装置4，调节板座1为型材拼装而成的矩形板架结构，调节板座1横向布置。为了实现调节板座1的调节功能，调节板座1边角处均设置有带有螺栓的调节板101，调节板101数量为四个，通过旋转调节板101上的螺栓可以调整调节板座1的高度和水平度，进而同时对组合光源装置3和冷光镜装置4的高度位置进行调整。

组合光源装置3可以发出曝光机所需的光束，组合光源装置3前后滑接在调节板座1一侧，组合光源装置3的滑动方向是靠近或远离机架2，进而组合光源装置3的滑动方向垂直于调节板座1的长度方向。

组合光源装置3的具体滑动结构如下：在调节板座1两侧分别设置有滑动型材7，每侧滑动型材7的数量为两根，滑动型材7长度方向与调节板座1长度方向相垂直。一侧的滑动型材7上方滑接有组合光源装置3，组合光源装置3和滑动型材7之间设置有滑动组件8。

滑动组件8包括滑动螺栓81和滑动块82，滑动块82滑动设置在滑动型材7内，滑动块82上设置滑动螺栓81，滑动螺栓81伸出滑动块82连接组合光源装置3。当滑动螺栓81拧紧后，滑动块82与滑动型材7保持固定，组合光源装置3就可以固定，当滑动螺栓81拧松后，滑动块82处于松动状态，滑动块82就可以在滑动型材7内滑动，进而组合光源装置3就可以移动，如图4所示。

组合光源装置3包括带有底座9的中空壳体10、分别可拆卸设置在壳体10两端的盖板11和匀光器机构12以及可拆卸设置在壳体10内部的光源机构13，如图5所示。壳体10为通道式结构，即壳体10具有一定长度，壳体10截面从光源机构13至匀光器机构12依次减小。壳体10底部设置底座9，底座9用来支撑壳体10，底座9通过滑动组件8与滑动型材7连接，进而由底座9承载组合光源装置3进行移动。

壳体10包括依次拼装的多段罩壳，相邻的两段罩壳之间螺栓连接，多段罩壳的截面依次减小。截面最大的罩壳内螺栓连接盖板11，截面最小的罩壳内螺栓连接匀光器机构12，相当于是盖板11和匀光器机构12可封闭壳体10两端。光源机构13螺栓连接在罩壳内，光源机构13与匀光器机构12的间距大于光源机构13与盖板11的间距，也就是盖板11相对于匀光器机构12更靠近光源机构13。

光源机构13包括球面支架131和可拆卸设置在球面支架131上的多个LED光源模块132，以同一个球面支架131为载体，其上可以安装有多个LED光源模块132，多个LED光源模块132的中轴线汇聚于球面支架131的球心处，球面支架131的球心位置布设匀光器机构12，如图6所示。

球面支架131上带有球面状的圆弧面，球面支架131边缘与壳体10螺纹连接，实现光源机构13在壳体10内的可拆卸安装。LED光源模块132是一个发光模块，LED光源模块132包括水冷板14、LED灯珠板15、透镜座一16、透镜座二17、透镜一18、透镜二19和透镜三20，如图7所示。

水冷板14、LED灯珠板15、透镜座一16和透镜座二17左右依次贴合布置，水冷板14和LED灯珠板15为板体，其中LED灯珠板15是带有灯珠的电路板，具体的，LED灯珠板15贴合透镜座一16的一侧布置有灯珠，LED灯珠板15上还设置有插头151。

为了实现LED灯珠板15的散热，在LED灯珠板15贴合水冷板14的一侧开设有水冷槽21，灯珠和水冷槽21左右相对布置，可以及时对灯珠工作的热量进行消散。水冷槽21是一个椭圆形状的凹槽，水冷槽21内布置有若干个散热翅片，散热翅片是LED灯珠板15的一部分，目的是提高冷水和LED灯珠板15的接触面积。在LED灯珠板15和水冷板14之间设置有密封圈，保证冷水的密闭性。

与此同时，为方便冷水的循环注入，水冷板14两侧分别设置有水冷接头22，水冷接头22采用宝塔式水冷接头22，水冷接头22与水冷板14螺纹连接，两个水冷接头22分别贯穿水冷板14连通水冷槽21。两个水冷接头22中的一个作为水冷槽21的进水通道，另一个作为水冷槽21的出水通道，因此两个水冷接头22分别对应水冷槽21的两侧，水冷接头22外接有φ10mm水管与冷水机相连进行水循环散热。

水冷板14、LED灯珠板15和透镜座一16之间螺栓连接固定，透镜座一16为环形座，透镜座一16内壁为阶梯轴状。透镜座一16内卡接透镜一18，透镜一18与灯珠相对应，也即是透镜座一16内布置有轴肩，透镜一18抵在轴肩上，同时在透镜座一16内还螺纹连接有锁紧螺母一24，拧紧锁紧螺母一24后，锁紧螺母一24内圈抵在透镜一18上，可以来限制透镜一18使其保持固定。

透镜座一16和透镜座二17之间设置有对接螺母23来连接，对接螺母23同时套设在透镜座一16和透镜座二17之间，并且同时和透镜座一16与透镜座二17螺纹连接，通过对接螺母23可以实现透镜座一16和透镜座二17的对接安装。

透镜座二17也为环形座，透镜座二17内壁为圆台的侧面形状，透镜座二17外壁为阶梯轴状，进而透镜座一16和透镜座二17之间连通。透镜座二17两端开口大小不同，透镜座二17具有一定长度，透镜座二17小开口的一端外径与透镜座一16外径相同，方便对接螺母23的安装。

透镜座二17小开口的一端内卡接透镜二19，透镜座二17大开口的一端内卡接透镜三20。与此同时，透镜座二17两端还分别螺纹连接有锁紧螺母二25和锁紧螺母三26来限制透镜二19和透镜三20，利用锁紧螺母二25来固定透镜二19，利用锁紧螺母三26来固定透镜三20。

需要注意的是：1、和透镜一18的安装方式相同，透镜二19和透镜三20在安装时，在透镜座二17两端分别设置轴肩，透镜二19和透镜三20分别抵在轴肩上，而后采用锁紧螺母二25和锁紧螺母三26来对透镜二19和透镜三20进行固定，以上的锁紧螺母起到固定并锁紧透镜的作用，据此可以方便透镜一18、透镜二19和透镜三20的拆装，也方便LED光源模块132的组装。2、透镜一18、透镜二19和透镜三20左右依次布置，透镜一18、透镜二19和透镜三20可以会聚光束，促使更多光束打入匀光器机构12上，提高系统效率。3、两个透镜座422可以控制三个透镜之间的间隔，并对三个透镜进行包围保护和固定。

LED光源模块132在和球面支架131安装时，在球面支架131上开设有安装孔27，安装孔27为圆形孔，安装孔27数量和LED光源模块132数量相对应，也即是球面支架131上的安装孔27和LED光源模块132一一对应。每个安装孔27内活动设置LED光源模块132，由此可知，安装孔27直径大于LED光源模块132直径，进而LED光源模块132可以在安装孔27内进行活动，实现LED光源模块132的微调。

如图8和图9所示，LED光源模块132在安装孔27内的安装结构如下：首先，LED光源模块132的透镜座二17穿设在安装孔27内，并且透镜座二17外壁的最小直径小于安装孔27直径，因此LED光源模块132可以在安装孔27内进行偏摆活动，球面支架131抵在透镜座二17外壁的轴肩处。

然后，每个LED光源模块132和球面支架131还设置有三个安装螺栓28来连接，可以将LED光源模块132安装在安装孔27内，与此同时，在球面支架131上还设置有三个调节螺栓29，三个安装螺栓28和调节螺栓29环向交替在安装孔27周侧，安装螺栓28直径大于调节螺栓29直径，调节螺栓29头部抵在LED光源模块132上，通过旋转调节螺栓29可以微调LED光源模块132的朝向，目的是确保多个LED光源模块132的中轴线汇聚于球面支架131的球心位置。

为了实现安装螺栓28和调节螺栓29的安装，每个安装孔27周侧环向均设有三安装螺栓孔30和三个调节螺栓孔31，安装螺栓孔30和调节螺栓孔31交替布置。安装螺栓孔30内布置安装螺栓28，安装螺栓28直径小于安装螺栓孔30直径，安装螺栓孔30不是螺纹孔，安装螺栓28穿过安装螺栓孔30螺纹连接透镜座二17。

调节螺栓孔31内螺纹连接调节螺栓29，调节螺栓29头部穿过调节螺栓孔31抵在透镜座二17的轴肩处，通过拧转三个调节螺栓29使其向外伸出，并保持不同的伸出长度，就可以改变光源模组的朝向，进而改变光源模组发射的光束的走向。

光源机构13发出光束朝向匀光器机构12，匀光器机构12可以将入射的光束重新分隔、以尽可能地达到均匀的目的。匀光器机构12包括基准框121、设置在基准框121四周侧的支板122和活动设置在基准框121内的复眼模块123，如图10和图11所示。

基准框121为“口”字形板框，基准框121四周每侧均螺栓连接有支板122，即基准框121上安装有四个支板122，支板122为L形板体，支板122与壳体10螺纹连接，实现匀光器机构12可拆卸布置在壳体10一端。复眼模块123截面为矩形，复眼模块123截面小于基准框121截面，进而复眼模块123外壁和基准框121内壁存在间隙，由此复眼模块123可以在基准框121内活动。

为了实现复眼模块123的活动调节，基准框121四周每侧还设置有活动螺栓32，活动螺栓32数量为四个，活动螺栓32穿过基准框121抵在复眼模块123侧壁上，通过拧转活动螺栓32可以调整复眼模块123在基准框121内的位置，使得复眼模块123与光源机构13相匹配。

复眼模块123包括双复眼座33、弹性可调设置在双复眼座33内的单复眼座34以及分别设置在双复眼座33和单复眼座34上的两个复眼透镜35，如图12和图13所示。

双复眼座33为“口”字形板框结构，双复眼座33布置在基准框121内，基准框121内壁布置有台阶，双复眼座33可以抵在该台阶上，与此同时，基准框121四周侧还设置有压制件，通过压制件来限制双复眼座33，实现双复眼座33活动安装在基准框121内部空间中。压制件为带有螺栓的压板，这里的压板为眼座压板36，基准框121每侧布置有两个眼座压板36，眼座压板36通过螺栓安装在基准框121边缘，眼座压板36抵在双复眼座33边缘位置。

双复眼座33一侧滑动设置单复眼座34，双复眼座33和单复眼座34截面均为矩形。单复眼座34和双复眼座33之间设置有四个连接螺栓37，四个连接螺栓37位于单复眼座34的边角处，连接螺栓37穿过单复眼座34和双复眼座33螺纹连接，连接螺栓37不与单复眼座34螺纹连接。通过拧转连接螺栓37，可以调整单复眼座34和双复眼座33的水平间距。

为了给单复眼座34的滑动提供导向，单复眼座34和双复眼座33之间还设置有四个导向轴38，导向轴38具有一定长度，导向轴38穿过单复眼座34后、与双复眼座33螺纹连接，进而单复眼座34沿可以导向轴38移动，导向轴38也保证单复眼座34和双复眼座33的同轴。在单复眼座34和双复眼座33之间的导向轴38上套设有压簧39，压簧39趋于伸长，保证单复眼座34和双复眼座33的间距不轻易改变。

单复眼座34和双复眼座33上的两个复眼透镜35平行间隔排布，复眼透镜35是矩形分布的多透镜阵列而成，双复眼座33上的复眼透镜35用来分割光束，单复眼座34上的复眼透镜35将光束导入照射区域内，起到匀光作用。

单复眼座34上安装有一个复眼透镜35，安装时单复眼座34内壁布置有台阶，而且单复眼座34四周侧设置有压制件来限制一个复眼透镜35，该压制件中的压板为透镜压板40，透镜压板40可以防止复眼透镜35的脱落。双复眼座33上安装有另一个复眼透镜35，该复眼透镜35的安装结构和上述相同，即在双复眼座33内壁布置台阶，同时双复眼座33四周侧也设置有压制件来限制另一个复眼透镜35，该压制件中的压板也为透镜压板40。

综上，就可以在单复眼座34和双复眼座33内便捷安装复眼透镜35，由于双复眼座33不仅要承载一个复眼透镜35，还要承载单复眼座34和其内的另一个复眼透镜35，相当于是双复眼座33要承载两个复眼透镜35，所以其称为双复眼座33。

匀光器机构12出射的光束朝向冷光镜装置4，冷光镜装置4用于对出射的光束进行反射。冷光镜装置4反射从复眼模块123出射的光束，反射波长集中在300nm~500nm之间，透过非必要的、不使用的波长区域，平均反射效率＞95%。冷光镜装置4通过改变光束的传播方向，使整个曝光机光源的光路更加紧凑的排布，从而减小整体光源的空间结构。

由于冷光镜装置4和组合光源装置3同时安装在调节板座1上，在组合光源装置3可滑动的基础上，为适配组合光源装置3，因此冷光镜装置4也是可以滑动的，也即是冷光镜装置4前后滑接在调节板座1另一侧。

冷光镜装置4的具体滑动结构如下：调节板座1上另一侧的滑动型材7上方滑接有冷光镜装置4，冷光镜装置4和滑动型材7之间也设置有滑动组件8，该滑动组件8和组合光源装置3滑动时应用的滑动组件8结构、原理均相同，此处不再赘述。通过滑动组件8可以实现冷光镜装置4的滑动和固定，冷光镜装置4和组合光源装置3的滑动方向相同，均是靠近或远离机架2的方向。

冷光镜装置4包括伸缩立杆41以及万向可调设置在伸缩立杆41顶部的冷光镜组件42，如图14~图16所示。伸缩立杆41包括上下布置的支柱411和底筒412，支柱411为圆杆状，支柱411下方穿设在底筒412内，底筒412为圆筒状。

为了实现支柱411和底筒412之间的锁止，底筒412上还设置有用于锁紧支柱411的底螺栓413，底螺栓413数量为两个，底螺栓413头部穿过底筒412紧抵在支柱411侧壁上，通过拧紧底螺栓413就可以固定支柱411，底螺栓413拧松后，支柱411就可以上下调整其所处高度。

支柱411上方设置有万向连接件43，支柱411通过万向连接件43与冷光镜组件42连接。万向连接件43包括转向座431、球轴座432和球形轴433，支柱411上方转动设置转向座431，支柱411和转向座431之间穿设有旋转螺栓44，通过调节旋转螺栓44的拧紧程度，就可以改变转动转向座431所需的施力大小。转向座431上螺纹连接有球轴座432，球轴座432内万向连接球形轴433，球形轴433上连接冷光镜组件42。

冷光镜组件42包括连接座421、镜座422和冷光镜423，连接座421为十字形板体，连接座421与球形轴433螺纹连接，进而连接座421可以万向偏转。连接座421上螺栓连接镜座422，镜座422为矩形板框结构，镜座422内可拆卸连接冷光镜423。

冷光镜423的安装方式也是在镜座422内壁布置台阶，冷光镜423抵在台阶上后，镜座422四周设置压制件，该压制件中的压板为冷光镜压板45，利用冷光镜压板45来压制冷光镜423，从而对其进行限制使其固定。

冷光镜装置4反射光束至曲镜装置5，曲镜装置5转动设置在机架2顶部，机架2为型材拼装而成的矩形框架结构，机架2竖向布置，机架2高度大于调节板座1高度，机架2底部边角处均设置有调节脚杯201，如图17所示。

曲镜装置5包括轴座51、镜框架52、曲镜53和固定座54以及旋转轴55，如图18和图19所示。机架2上方两侧分别设置有轴座51，轴座51和机架2的型材之间也设置有滑动组件8，实现轴座51的可滑动安装与固定。两个轴座51之间布设矩形的镜框架52，镜框架52两侧分别设置固定座54，固定座54与镜框架52焊接固定，固定座54为矩形块体，固定座54内固定设置旋转轴55，旋转轴55一端穿过轴座51连接有螺母，旋转轴55转动设置在轴座51内，通过拧紧螺母就可以实现镜框架52的固定。

镜框架52内可拆卸设置曲镜53，曲镜53的安装方式和上述的冷光镜423安装相同，在镜框架52内壁布置台阶，曲镜53抵在台阶上，同时在镜框架52两侧设置压制件，压制件中的压板为曲镜压板56，曲镜压板56螺栓连接在固定座54上，利用曲镜压板56来压制曲镜53使其固定。

为了对曲镜53进行保护，在曲镜53与镜框架52的接触面、曲镜53和曲镜压板56的接触面之间分别设置缓冲垫57，起到保护曲镜53的作用。曲镜53具有大口径、大曲率的特点，可以使出射光束达到理想的平行光，曲镜装置5反射光束至曝光台面6，曲镜装置5的覆盖区域罩设曝光台面6。

本发明是将多个LED光源模块132规律的分布在球面支架131上，每个LED光源模块132的中轴线会聚于一点，即球面支架131球心处。光源机构13发出光束，利用几何光学的三个基本定律，即光的直线传播定律、光的直线传播定律及光的折射和反射定律，光束通过匀光器机构12后，使出射光束经过冷光镜423和曲镜53的折射后、均匀照射到曝光台面6上，从而达到理想的曝光效果。

在曝光机光源安装、使用过程中，组合光源装置3和冷光镜装置4通过滑动组件8可以滑动调整，使其靠近或远离机架2，组合光源装置3和冷光镜装置4要保证在同一直线上。光源机构13中的LED光源模块132可拆卸安装在球面支架131上，方便LED光源模块132的更换，LED光源模块132通过安装螺栓28连接在安装孔27内，并通过调节螺栓29可以调整LED光源模块132的偏摆角度，使其可以在安装孔27内轻微活动，便于促使多个LED光源模块132的中轴线汇聚于同一点，实现光源机构13的调试。

匀光器机构12中通过拧动四个活动螺栓32，可以调整复眼模块123在基准框121内的位置，使其与光源机构13相适配；复眼模块123中安装有两个复眼透镜35，两个复眼透镜35的间距通过连接螺栓37可以调整，实现匀光器机构12的调试。冷光镜装置4中的伸缩立杆41具有高度调节功能，可以带动冷光镜423进行高度调整，冷光镜423通过万向连接件43安装在伸缩立杆41上，冷光镜423的偏摆角度可以万向调整，使其倾斜至合适的角度，实现冷光镜装置4的调试。曲镜装置5中的曲镜53也可以转动调整，达到合适角度后采用螺母固定，实现曲镜装置5的调试，由此就可以实现组合光源装置3、冷光镜装置4和曲镜装置5的安装调试并使用。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种多LED球面拼接的曝光机光源，其特征在于，包括调节板座（1）、机架（2）、组合光源装置（3）、冷光镜装置（4）、曲镜装置（5）和曝光台面（6），所述调节板座（1）和机架（2）前后间隔布设，调节板座（1）上左右间隔设置所述组合光源装置（3）和冷光镜装置（4），所述机架（2）内上下间隔设置所述曲镜装置（5）和曝光台面（6）；

所述组合光源装置（3）前后滑接在调节板座（1）一侧，组合光源装置（3）包括带有底座（9）的中空壳体（10）、分别可拆卸设置在壳体（10）两端的盖板（11）和匀光器机构（12）以及可拆卸设置在壳体（10）内部的光源机构（13）；

所述光源机构（13）包括球面支架（131）和可拆卸设置在球面支架（131）上的多个LED光源模块（132），球面支架（131）上开设有安装孔（27），每个所述安装孔（27）内活动设置所述LED光源模块（132），多个LED光源模块（132）的中轴线汇聚于球面支架（131）的球心处，球面支架（131）的球心位置布设所述匀光器机构（12）；

光源机构（13）发出光束朝向所述匀光器机构（12），匀光器机构（12）包括基准框（121）、设置在基准框（121）四周侧的支板（122）和活动设置在基准框（121）内的复眼模块（123）；

匀光器机构（12）出射的光束朝向所述冷光镜装置（4），冷光镜装置（4）前后滑接在调节板座（1）另一侧，冷光镜装置（4）包括伸缩立杆（41）以及万向可调设置在伸缩立杆（41）顶部的冷光镜组件（42）；

冷光镜装置（4）反射光束至曲镜装置（5），所述曲镜装置（5）转动设置在机架（2）顶部，曲镜装置（5）反射光束至所述曝光台面（6），曲镜装置（5）的覆盖区域罩设曝光台面（6）。

2.根据权利要求1所述的一种多LED球面拼接的曝光机光源，其特征在于，所述调节板座（1）为型材拼装而成的矩形板架结构，调节板座（1）横向布置，调节板座（1）边角处均设置有带有螺栓的调节板（101）；

所述机架（2）为型材拼装而成的矩形框架结构，机架（2）竖向布置，机架（2）高度大于调节板座（1）高度，机架（2）底部边角处均设置有调节脚杯（201）。

3.根据权利要求1所述的一种多LED球面拼接的曝光机光源，其特征在于，所述调节板座（1）两侧分别设置有滑动型材（7），每侧滑动型材（7）的数量为两根，一侧的所述滑动型材（7）上方滑接有所述组合光源装置（3），组合光源装置（3）的底座（9）和滑动型材（7）之间设置有滑动组件（8）；

所述滑动组件（8）包括滑动螺栓（81）和滑动块（82），所述滑动块（82）滑动设置在滑动型材（7）内，滑动块（82）上设置所述滑动螺栓（81），滑动螺栓（81）伸出滑动块（82）连接所述底座（9）；

另一侧的所述滑动型材（7）上方滑接有所述冷光镜装置（4），冷光镜装置（4）和组合光源装置（3）的滑动方向相同、均靠近或远离机架（2），冷光镜装置（4）的伸缩立杆（41）和滑动型材（7）之间也设置有滑动组件（8）。

4.根据权利要求1所述的一种多LED球面拼接的曝光机光源，其特征在于，所述壳体（10）为通道式结构，壳体（10）截面从光源机构（13）至匀光器机构（12）依次减小，壳体（10）包括依次拼装的多段罩壳，相邻的两段所述罩壳之间螺栓连接，多段罩壳的截面依次减小；

截面最小的罩壳内螺栓连接所述匀光器机构（12）的支板（122），截面最大的罩壳内螺栓连接所述盖板（11），盖板（11）和匀光器机构（12）封闭所述壳体（10）两端，光源机构（13）的球面支架（131）螺栓连接在罩壳内，光源机构（13）与匀光器机构（12）的间距大于光源机构（13）与盖板（11）的间距。

5.根据权利要求1所述的一种多LED球面拼接的曝光机光源，其特征在于，所述球面支架（131）上带有球面状的圆弧面，球面支架（131）上的安装孔（27）和LED光源模块（132）一一对应，所述安装孔（27）直径大于LED光源模块（132）直径；

每个LED光源模块（132）和球面支架（131）还设置有多个安装螺栓（28）来连接，球面支架（131）上还设置有多个调节螺栓（29），调节螺栓（29）头部抵在LED光源模块（132）上以微调LED光源模块（132）朝向，多个安装螺栓（28）和调节螺栓（29）环向交替在安装孔（27）周侧，安装螺栓（28）直径大于调节螺栓（29）直径。

6.根据权利要求5所述的一种多LED球面拼接的曝光机光源，其特征在于，所述LED光源模块（132）包括水冷板（14）、LED灯珠板（15）、透镜座一（16）、透镜座二（17）、透镜一（18）、透镜二（19）和透镜三（20），所述水冷板（14）、LED灯珠板（15）、透镜座一（16）和透镜座二（17）左右依次贴合布置，水冷板（14）、LED灯珠板（15）和透镜座一（16）之间螺栓连接，透镜座一（16）和所述透镜座二（17）之间设置有对接螺母（23）来连接；

所述LED灯珠板（15）贴合水冷板（14）的一侧开设有水冷槽（21），所述水冷槽（21）内布置有散热翅片，LED灯珠板（15）和水冷板（14）之间设置有密封圈，LED灯珠板（15）贴合透镜座一（16）的一侧布置有灯珠，灯珠和水冷槽（21）左右相对，LED灯珠板（15）上还设置有插头（151），所述水冷板（14）两侧分别设置有水冷接头（22），两个所述水冷接头（22）分别贯穿水冷板（14）连通所述水冷槽（21）；

所述透镜座一（16）为环形座，透镜座一（16）内壁为阶梯轴状，透镜座一（16）内卡接所述透镜一（18），透镜座一（16）内还螺纹连接有所述锁紧螺母一（24）来限制透镜一（18），透镜一（18）与灯珠相对应；

所述透镜座二（17）也为环形座，透镜座二（17）内壁为圆台的侧面形状，透镜座二（17）外壁为阶梯轴状，透镜座二（17）两端开口大小不同，透镜座二（17）小开口的一端卡接所述透镜二（19），透镜座二（17）大开口的一端卡接所述透镜三（20），透镜座二（17）两端还分别螺纹连接有锁紧螺母二（25）和锁紧螺母三（26）来限制透镜二（19）和透镜三（20），所述透镜一（18）、透镜二（19）和透镜三（20）左右依次布置。

7.根据权利要求6所述的一种多LED球面拼接的曝光机光源，其特征在于，所述LED光源模块（132）的透镜座二（17）穿设在安装孔（27）内，透镜座二（17）外壁的最小直径小于安装孔（27）直径，球面支架（131）抵在透镜座二（17）外壁的轴肩处；

每个安装孔（27）周侧环向均设有多个安装螺栓孔（30）和多个调节螺栓孔（31），所述安装螺栓孔（30）和调节螺栓孔（31）交替布置，安装螺栓孔（30）内布置所述安装螺栓（28），安装螺栓（28）直径小于安装螺栓孔（30），安装螺栓（28）穿过安装螺栓孔（30）螺纹连接透镜座二（17），调节螺栓孔（31）内螺纹连接所述调节螺栓（29），调节螺栓（29）头部穿过调节螺栓孔（31）抵在透镜座二（17）的轴肩处。

8.根据权利要求1所述的一种多LED球面拼接的曝光机光源，其特征在于，所述基准框（121）为“口”字形板框，基准框（121）四周每侧均螺栓连接有所述支板（122），支板（122）为L形板体，复眼模块（123）截面为矩形，复眼模块（123）截面小于基准框（121）截面，复眼模块（123）外壁和基准框（121）内壁存在间隙，基准框（121）四周每侧还设置有活动螺栓（32），所述活动螺栓（32）穿过基准框（121）抵在复眼模块（123）侧壁上；

所述复眼模块（123）包括双复眼座（33）、弹性可调设置在双复眼座（33）内的单复眼座（34）以及分别设置在双复眼座（33）和单复眼座（34）上的两个复眼透镜（35），所述双复眼座（33）为“口”字形板框结构，双复眼座（33）布置在基准框（121）内，基准框（121）四周侧还设置有压制件来限制双复眼座（33），所述压制件为带有螺栓的压板；

所述双复眼座（33）一侧滑动设置所述单复眼座（34），单复眼座（34）和双复眼座（33）之间设置有多个连接螺栓（37），所述连接螺栓（37）穿过单复眼座（34）和双复眼座（33）螺纹连接，单复眼座（34）和双复眼座（33）之间还设置有多个导向轴（38），单复眼座（34）沿所述导向轴（38）移动，单复眼座（34）和双复眼座（33）之间的导向轴（38）上套设有压簧（39）；

所述单复眼座（34）和双复眼座（33）上的两个所述复眼透镜（35）平行间隔排布，单复眼座（34）四周侧设置有压制件来限制一个复眼透镜（35），双复眼座（33）四周侧也设置有压制件来限制另一个复眼透镜（35）。

9.根据权利要求1所述的一种多LED球面拼接的曝光机光源，其特征在于，所述伸缩立杆（41）包括上下布置的支柱（411）和底筒（412），所述支柱（411）下方穿设在底筒（412）内，底筒（412）为圆筒状，底筒（412）上还设置有用于锁紧支柱（411）的底螺栓（413），支柱（411）上方设置有万向连接件（43），支柱（411）通过所述万向连接件（43）与冷光镜组件（42）连接；

所述万向连接件（43）包括转向座（431）、球轴座（432）和球形轴（433），所述支柱（411）上方转动设置所述转向座（431），支柱（411）和转向座（431）之间穿设有旋转螺栓（44），转向座（431）上螺纹连接有所述球轴座（432），球轴座（432）内万向连接所述球形轴（433），球形轴（433）上连接所述冷光镜组件（42）；

所述冷光镜组件（42）包括连接座（421）、镜座（422）和冷光镜（423），所述连接座（421）为十字形板体，连接座（421）与球形轴（433）螺纹连接，连接座（421）上螺栓连接所述镜座（422），镜座（422）为矩形板框结构，镜座（422）内可拆卸连接所述冷光镜（423）。

10.根据权利要求1所述的一种多LED球面拼接的曝光机光源，其特征在于，所述曲镜装置（5）包括轴座（51）、镜框架（52）、曲镜（53）和固定座（54）以及旋转轴（55），所述机架（2）上方两侧分别设置有所述轴座（51），两个轴座（51）之间布设矩形的所述镜框架（52），镜框架（52）内可拆卸设置所述曲镜（53）；

所述镜框架（52）两侧分别设置所述固定座（54），固定座（54）内固定设置所述旋转轴（55），旋转轴（55）一端穿过所述轴座（51）连接有螺母，旋转轴（55）转动设置在轴座（51）内。