CN208253212U - 紫外线会聚光源、远距离聚焦光源模组及小角度cob光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种紫外线会聚光源、远距离聚焦光源模组及小角度COB光源，COB发光模块的入射光束的光焦点O位于COB发光模块的中心，入射光束经过一次光学透镜后的出射光束的虚焦点P位于COB发光模块的后方；远距离聚焦光源模组包括小角度COB光源和二次光学透镜，所述远距离聚焦光源模组的入射光线的焦点与所述小角度COB光源的虚焦点P重合，因此，能够使聚焦过程中光焦度分配到一次光学透镜和二次光学透镜上，从而能够将光线聚集在焦点Q上。利用若干个远距离聚焦光源模组以焦点Q为圆心，弧形排列形成紫外线会聚光源，具有更高的能量耦合效率，更小的光学扩展量，聚焦后能够形成更细的光斑，具有更高的能量密度。

Description

紫外线会聚光源、远距离聚焦光源模组及小角度COB光源

技术领域

本实用新型属于胶印设备的固化光源领域，尤其涉及一种紫外线会聚光源、远距离聚焦光源模组及小角度COB光源。

背景技术

在高速印刷的胶印领域，通常使用紫外光源进行油墨的固化。由于印刷的抖动，需要光源能够远距离输出；同时，由于高速印刷，需要足够的光能量密度。

如图1所示，目前，常规的紫外固化光源采用独立封装的单颗LED芯片10密集排布。这种结构在近距离能够获得足够高的能量密度，但由于无法聚光，在远距离应用时，能量会随着距离的增加而快速衰减，无法满足远距离固化光源的应用需求。

如图2所示，现有的部分紫外固化光源通过透镜20聚集光线以叠加能量，从而满足远距离固化光源的需求。然而，仅通过透镜20进行聚光无法收集大角度光线，光源发射的光线无法全部到达透镜20，存在大角度入射光线的逸出损耗，造成能量的浪费，降低了光能的利用率。同时，现有的部分紫外固化光源不仅存在入射光线的损耗问题，而且由于紫外固化光源仅通过透镜20进行一次聚光，无法将所有光线准确地聚集在一点，容易造成像散，使得会聚光束变宽，能量密度降低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种紫外线会聚光源、远距离聚焦光源模组及小角度COB光源，旨在解决现有的紫外固化光源无法满足远距离固化光源需求或满足远距离固化光源需求时能量损耗较大的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的，一种小角度COB光源，包括COB发光模块以及一次光学透镜，所述一次光学透镜封装在所述COB发光模块的一侧，且所述一次光学透镜的出光面为自由曲面；所述COB发光模块的入射光束的光焦点O位于所述COB发光模块的中心，所述入射光束经过所述一次光学透镜后的出射光束的虚焦点P位于所述COB发光模块的后方，所述虚焦点P与所述一次光学透镜的出光边界的连线形成夹角θ，30°＜θ＜90°。

进一步地，所述COB发光模块包括基板和若干LED芯片，所述若干LED芯片线性排布在所述基板的中心线上，并COB封装成一个整体，每一个所述的LED芯片的入射光束的光焦点O均位于所述基板的中心线上。

本实用新型还提供了一种远距离聚焦光源模组，包括所述的小角度COB光源以及一个二次光学透镜，所述二次光学透镜设置在所述一次光学透镜远离所述COB发光模块的一侧，并与所述小角度COB光源相匹配；所述二次光学透镜的出光面为自由曲面，所述一次光学透镜的出射光束即为所述二次光学透镜的入射光束，所述二次光学透镜的入射光束的焦点与所述小角度COB光源的虚焦点P重合，且所述二次光学透镜的出射光束在距离所述二次光学透镜的自由曲面50mm～200mm之间的位置会聚于焦点Q。

本实用新型还提供了一种紫外线会聚光源，包括若干个所述的远距离聚焦光源模组，若干个所述的远距离聚焦光源模组以所述焦点Q为圆心，呈弧形排列。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型的一种紫外线会聚光源、远距离聚焦光源模组及小角度COB光源，其小角度COB光源通过一次光学透镜对COB发光模块发出的光线进行第一次会聚，避免大角度光线的损耗，使得小角度COB光源发出的光线能够全部到达二次光学透镜，形成远距离聚焦光源模组；由于所述远距离聚焦光源模组的入射光线的焦点与所述小角度COB光源的虚焦点重合，因此，能够使聚焦过程中光焦度分配到一次光学透镜和二次光学透镜上，从而能够将光线聚集在焦点Q上。利用若干个远距离聚焦光源模组以焦点Q为圆心，弧形排列形成紫外线会聚光源，具有更高的能量耦合效率，更小的光学扩展量，聚焦后能够形成更细的光斑，具有更高的能量密度。

附图说明

图1是现有技术中独立封装的紫外固化光源的结构示意图；

图2是现有技术中应用于远距离的紫外固化光源的光路结构示意图；

图3是本实用新型实施例的一种小角度COB光源的结构示意图；

图4是图3中COB发光模块的结构示意图；

图5是本实用新型实施例的一种远距离聚焦光源模组的光路结构示意图；

图6是本实用新型实施例的一种紫外线会聚光源的光路结构示意图；

在附图中，各附图标记表示：

100、紫外线会聚光源；50、远距离聚焦光源模组；1、小角度COB光源；11、COB发光模块；12、一次光学透镜；111、基板；112、LED芯片；2、二次光学透镜。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图3所示，为本实用新型实施例提供的一种小角度COB光源1，其包括COB发光模块11以及一次光学透镜12。

参照图4，所述COB发光模块11包括基板111和若干LED芯片112，所述若干LED芯片112线性排布在所述基板111的中心线上，并COB封装成一个整体，每一个所述的LED芯片112的入射光束的光焦点O均位于所述基板111的中心线上。所述一次光学透镜12封装在所述若干LED芯片112的一侧，且所述一次光学透镜12的出光面为自由曲面。

由于本申请中的COB发光模块11采用线性密集排布的LED芯片112做COB封装，减少了封装支架，相同尺寸的COB发光模块11能够排列更多的LED芯片112，从而实现更高的能量密度。

所述自由曲面的设计，使得每一个所述的LED芯片112的入射光束经过所述一次光学透镜12后的出射光束的虚焦点P位于所述LED芯片112的后方，所述虚焦点P与所述一次光学透镜12的出光边界A、B的连线形成夹角θ，30°＜θ＜90°。利用所述一次光学透镜12可将所述的LED芯片112的入射光束进行第一次聚拢，避免大角度入射光线的逸出损耗。

参照图5，本实用新型实施例还提供了一种远距离聚焦光源模组50，其包括上述的小角度COB光源1以及一个二次光学透镜2。

所述二次光学透镜2设置在所述一次光学透镜12远离所述COB发光模块11的一侧，并与所述小角度COB光源1相匹配。所述二次光学透镜2的出光面为自由曲面，所述一次光学透镜12的出射光束即为所述二次光学透镜2的入射光束，所述二次光学透镜2的入射光束的焦点与所述小角度COB光源1的虚焦点P重合，且所述二次光学透镜2的出射光束在距离所述二次光学透镜2的自由曲面50mm～200mm之间的位置会聚于焦点Q。

所述远距离聚焦光源模组50首先通过COB封装的一次光学透镜12，使得所述小角度COB光源1所发出的光线能够全部到达二次光学透镜2处，避免了大角度入射光线的损耗。同时，由于所述远距离聚焦光源模组50的入射光线的焦点与所述小角度COB光源1的虚焦点P重合，因此，能够使聚焦过程中光焦度分配到一次光学透镜12和二次光学透镜2上，从而能够将光线聚集在焦点Q上，克服了现有的部分紫外固化光源造成的像散，使得会聚光线变宽，进而造成能量损耗的现象。本实用新型实施例的一种远距离聚焦光源模组50，具有更高的能量耦合效率，更小的光学扩展量，聚焦后能够形成更细的光斑，具有更高的能量密度。

参照图6，本实用新型实施例还提供了一种紫外线会聚光源100，其包括若干个所述的远距离聚焦光源模组50。

若干个所述的远距离聚焦光源模组50以所述焦点Q为圆心，呈弧形排列。若干个所述的远距离聚焦光源模组50的出射光束聚焦到同一区域，能够实现多光源的能量叠加，从而可以满足远距离固化光源的应用需求。

综上所述，本实用新型实施例提供的一种紫外线会聚光源100、远距离聚焦光源模组50及小角度COB光源1，其首先通过小角度COB光源1的一次光学透镜12将COB发光模块11的出射光束进行第一次会聚，避免大角度光线的损耗，使得小角度COB光源发出的光线能够全部到达二次光学透镜2，形成远距离聚焦光源模组50；然后，利用所述二次光学透镜2将光线聚集在焦点Q上，避免光线分散；最后，利用若干个远距离聚焦光源模组50以焦点Q为圆心，弧形排列形成紫外线会聚光源100，具有更高的能量耦合效率，更小的光学扩展量，聚焦后能够形成更细的光斑，具有更高的能量密度，可以满足远距离固化光源的应用需求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种小角度COB光源，其特征在于，包括COB发光模块(11)以及一次光学透镜(12)，所述一次光学透镜(12)封装在所述COB发光模块(11)的一侧，且所述一次光学透镜(12)的出光面为自由曲面；所述COB发光模块(11)的入射光束的光焦点O位于所述COB发光模块(11)的中心，所述入射光束经过所述一次光学透镜(12)后的出射光束的虚焦点P位于所述COB发光模块(11)的后方，所述虚焦点P与所述一次光学透镜(12)的出光边界的连线形成夹角θ，30°＜θ＜90°。

2.如权利要求1所述的小角度COB光源，其特征在于，所述COB发光模块(11)包括基板(111)和若干LED芯片(112)，所述若干LED芯片(112)线性排布在所述基板(111)的中心线上，并COB封装成一个整体，每一个所述的LED芯片(112)的入射光束的光焦点O均位于所述基板(111)的中心线上。

3.一种远距离聚焦光源模组，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的小角度COB光源(1)以及一个二次光学透镜(2)，所述二次光学透镜(2)设置在所述一次光学透镜(12)远离所述COB发光模块(11)的一侧，并与所述小角度COB光源(1)相匹配；所述二次光学透镜(2)的出光面为自由曲面，所述一次光学透镜(12)的出射光束即为所述二次光学透镜(2)的入射光束，所述二次光学透镜(2)的入射光束的焦点与所述小角度COB光源(1)的虚焦点P重合，且所述二次光学透镜(2)的出射光束在距离所述二次光学透镜(2)的自由曲面50mm～200mm之间的位置会聚于焦点Q。

4.一种紫外线会聚光源，其特征在于，包括若干个如权利要求3所述的远距离聚焦光源模组(50)，若干个所述的远距离聚焦光源模组(50)以所述焦点Q为圆心，呈弧形排列。