CN207094208U - 一种组合线光源式扫描光源 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种组合线光源式扫描光源，包括基板、UVLED芯片、用于保护电路的COB盖板、反光杯和透镜，其中UVLED芯片以阵列式排列并且以COB方式集成在基板表面，COB盖板覆盖在基板上并使UVLED芯片露出，所述COB盖板上安装有反光杯，反光杯的杯底开有使UVLED芯片露出的缺口，所述透镜安装在UVLED芯片的前方。UVLED发出的光线正面的光线可以直射出去，经透镜整理后照射，侧面的光线投射到反光杯上，经反光杯折射后改变方向从正面岀射，经透镜整理后照射，从而达到减少光损，节约能源，加强光照均匀度和强度的目的。

Description

一种组合线光源式扫描光源
技术领域
本发明涉及LED光源领域，更具体地说，涉及一种组合线光源式扫描光源。
背景技术
紫外固化是利用紫外光为能源，引发具有化学活性的液体配方，在基体表面实现快速反应的固化过程。由于紫外固化不含有任何有机溶剂或惰性的稀释剂，固化是不需要加热且具有速率快费用低的显著优势，近些年在印刷工业、金属装饰、机械以及医疗等方面逐步取代传统固化方法，并已开始广泛应用于光学透镜、垫子期间、光纤涂层等精密工业，按其功能主要应用于三大领域：涂料、油墨和胶黏剂。
其中在印刷工业中主有各种纸质，纤维，PVC等，显像介质主要为各种油墨和光油，在印刷过程中，有一个主要及重要的环节就是显像介质文字，图案等的快速固化，目前，油墨的固化主要还是采用汞灯及红外热辐射，这种方式存在很多缺点：寿命短，能耗大、污染大、对工作人员的身心健康有较大的不良影响等问题。相对于传统紫外固化中采用的汞灯，UVLED，以其能耗小，能源利用率高，寿命长，响应速度快，安全性高等显著优点在紫外固化光源领域得到了广泛应用，已经逐渐将汞灯淘汰。
大多数LED光源，包括UVLED光源，其光强呈朗伯型分布，发光角度较大，因此，需要对其岀射光线进行准直处理。目前普遍采用在LED光源外部安装二次光学镜头(即准直镜头)的方法时限LED光源出射光的准直。但是目前的光源都没有设计反光杯，造成侧面的光线辐射白白浪费，并且，侧面的紫外线光会对安装UVLED的灯板造成损伤。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种结构简单、光损小、成本低且紫外线照射强度和聚光度都较好的组合线光源式扫描光源。
为了达到这个发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种组合线光源式扫描光源，包括基板、UVLED芯片、用于保护电路的COB盖板、反光杯和透镜，其中UVLED芯片以阵列式排列并且以COB方式集成在基板表面，COB盖板覆盖在基板上并使UVLED芯片露出，所述COB盖板上设置有反光杯，反光杯的杯底开有使UVLED芯片露出的缺口，所述透镜安装在UVLED芯片的前方。其中UVLED发出的光线正面的光线可以直射出去，经透镜整理后照射，侧面的光线投射到反光杯上，经反光杯折射后改变方向从正面岀射，经透镜整理后照射，从而达到减少光损，节约能源，加强光照均匀度和强度的目的。
反光杯的设计有两种方案，优选方案是反光杯与COB集成体为分体式设计，反光杯为板式结构，在板面上设有数条平行排列的凹槽，每一条凹槽对应一行UVLED芯片的安装位置，凹槽的内槽面构成反光杯的内杯面，内杯面为经过镜面处理的弧面或斜面。反光杯的内表面为经过镜面处理的弧面或斜面。另外一种是方案是，反光杯与COB盖板为一体式设计，在COB盖板上设有数条平行排列的凹槽，每一条凹槽对应一行UVLED芯片的安装位置，凹槽的内槽面构成反光杯的内杯面，内杯面为经过镜面处理的弧面或斜面。
反光杯的内杯面优选为弧面。比较起直面或者折面，弧面可以更有效地折射UVLED侧面岀射的散光，起到优良地聚光作用。一般而言，做成圆弧面已经可以达到大多数的UVLED灯的设计要求，但是作为更优化的选择，可以采用光学设计软件进行精密计算，设计出更合理的弧面形状，例如可以采用弧面的截面曲线为多段贝塞尔曲线连接而成，各段贝塞尔曲线之间的连接为光滑过渡，且各贝塞尔曲线的曲率由上而下逐段减小。贝塞尔曲线的曲率半径可以根据光线的强度、透镜的折射率等因素，按需要进行计算。
为了便于加工和更好的照射效果，芯片在基板表面沿基板的横轴线线性排列，凹槽为直槽。直槽形式的反光杯更适合直线型阵列排列的UVLED光源。
基板采用铜基板。除了铜基板以外，基板材质还可以采用陶瓷、铝或者合金。相比较而言，铜的散热性、易加工性、使用寿命综合占优，因此优选采用铜基板。
铜基板内集成有LED电路。这是一种优选的设计方案，即热电分离形式，导电与导热相互独立，UVLED芯片直接导热到铜基板，利用铜基板的优良散热性能进行散热，而在铜基板上另行设计电路。
COB盖板通过铆合的方式固定在基板上。除了铆合以外，也可以采用焊接、螺纹连接、粘接等固定方式，只不过铆接牢固性、易加工性等各方面综合指标占优，所以优先选择铆接的形式连接COB盖板。COB盖板除了设计有反光杯，具有反光杯的优点，还能保护铜基板上的电路，延长光源的使用寿命。
优选地，透镜为采用扇形透镜。扇形透镜可以保护LED光源器件，同时在光学上起到聚光作用，更利于产品使用。特别是在实际使用中，光整形后，利于增加中心部分光的辐射强度，把边缘光线收聚后，也不会造成边缘边的损失。由于采用线形阵列的LED布局，扇面透镜在光学作用中，在起到聚光作用的同时，也起到线光的匀光作用，使用线形光源的每一部分，每一小段光辐射更加均匀。除此之外，在使用中，边缘光线也会造成设备部件的损坏(如光源旁边安装的数码喷绘喷头，若受到UV光的辐射，将会喷头的堵塞而损坏。
综上所述，本实用新型的有益之处在于：
1.与传统汞灯相比，寿命长、污染小、能耗低、不需要预热、效率高，UVLED取代汞灯已经是一种趋势；
2.反光杯可以合理利用光源，使UVLED辐射到侧面的光线也可以被反光杯反射出来合理利用，大大提高光源的利用率；
3.光源芯片采用COB形式直接集成在基板上，有效提高LED芯片的散热能力，提高出光效率；
4.反光杯采用直接在COB盖板上开槽，与COB一体化的设计，结构简单，省略了反光杯与COB连接的环节和结构，除此以外，COB盖板还可以起到保护基板上的电路的作用以及同时可以用作透镜支架，结构非常简单，操作便利；
5.扇形透镜可以起到保护光源、整理光型，减少边缘辐射保护设备的作用。
附图说明
图1是本实用新型所述组合线光源式扫描光源的立体图；
图2是所述组合线光源式扫描光源的主视图；
图3是所述组合线光源式扫描光源的俯视图；
图4是所述组合线光源式扫描光源的左视图(放大)；
图5是分体式反光杯的立体图。
图例说明：1-铜基板 2-UVLED芯片 3-COB盖板 4-透镜 11-LED电源接线电极 31-反光杯内杯面
具体实施方式
如图1至图5所示组合线光源式扫描光源，包括铜基板1、UVLED芯片2、COB盖板3和扇形透镜4，其中UVLED芯片2以矩形阵列式排列(多行多列，各行各列分别相互平行)并且以COB方式集成在基板1表面，COB盖板3固定在基板上集成有UVLED芯片2的一面，形状与基板1相配合，COB盖板3上设有数条平行排列的凹槽，每一条凹槽对应一行UVLED芯片，凹槽的底部开有使UVLED芯片露出的缺口，凹槽的内槽面均做镜面处理，扇形透镜为长条状，截面为扇形的透镜，其底面尺寸与反光杯2的杯口相配合，扇形透镜安装在UVLED芯片的前方。
在本具体实施例中，凹槽的内槽面31为圆弧面。在另外一个实施例中，凹槽的内槽面31的截面曲线为多段贝塞尔曲线连接而成，各段贝塞尔曲线之间的连接为光滑过渡，且各贝塞尔曲线的曲率由上而下逐段减小。贝塞尔曲线的曲率半径可以根据光线的强度、透镜的折射率等因素，按需要进行计算。由于多段贝塞尔曲线在图纸上，看起来与圆弧面几乎没有差异，因此没有另外作附图。
铜基板1内集成有LED电路。本实施例中采用无孔集成的方式进行COB集成，为了获得更好的聚光效果，也可以采用有孔COB集成的方式进行集成。
COB盖板3通过铆合的方式固定在基板1上，其面积覆盖基板上的全部电路，只在LED电源接线电极11位置留有缺口，使电极暴露在外。
以上实施例是供理解本实用新型之用，并非是对本实用新型的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变型，例如，反光杯也可以采用与COB盖板分体式设计，这种设计中，COB盖板为独立的开有使UVLED显露的孔或槽的盖板，反光杯为板式结构，其具体结构如图5所示，在板面上设有数条平行排列的凹槽，每一条凹槽对应一行UVLED芯片的安装位置，凹槽的内槽面构成反光杯的内杯面，内杯面为经过镜面处理的弧面或斜面。这些变化或变型应当理解为仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种组合线光源式扫描光源，包括基板、UVLED芯片、用于保护电路的COB盖板、反光杯和透镜，其中UVLED芯片以阵列式排列并且以COB方式集成在基板表面，COB盖板覆盖在基板上并使UVLED芯片露出，其特征在于：所述COB盖板上设置有反光杯，反光杯的杯底开有使UVLED芯片露出的缺口，所述透镜安装在UVLED芯片的前方。
2.根据权利要求1所述的组合线光源式扫描光源，其特征在于：所述反光杯为板式结构，与所述COB盖板之间为分体式安装，在板面上设有数条平行排列的凹槽，每一条凹槽对应一行UVLED芯片的安装位置，凹槽的内槽面构成反光杯的内杯面，内杯面为经过镜面处理的弧面或斜面。
3.根据权利要求1所述的组合线光源式扫描光源，其特征在于：所述COB盖板与反光杯为一体化设计，在COB盖板上设有数条平行排列的凹槽，每一条凹槽对应一行UVLED芯片的安装位置，凹槽的内槽面构成反光杯的内杯面，内杯面为经过镜面处理的弧面或斜面。
4.根据权利要求2或3所述的组合线光源式扫描光源，其特征在于：所述弧面为圆弧面。
5.根据权利要求4所述的组合线光源式扫描光源，其特征在于：所述弧面的截面曲线为多段贝塞尔曲线连接而成，各段贝塞尔曲线之间的连接为光滑过渡，且各贝塞尔曲线的曲率由上而下逐段减小。
6.根据权利要求1所述的组合线光源式扫描光源，其特征在于：每一行所述UVLED芯片在基板表面线性排列。
7.根据权利要求1所述的组合线光源式扫描光源，其特征在于：所述基板为铜基板。
8.根据权利要求7所述的组合线光源式扫描光源，其特征在于：所述铜基板内集成有LED电路。
9.根据权利要求7或8所述的组合线光源式扫描光源，其特征在于：所述COB盖板通过铆合的方式固定在所述基板上。
10.根据权利要求8所述的组合线光源式扫描光源，其特征在于：所述透镜为扇形透镜。
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