CN208921960U - 基于卡塞格林结构的uv led聚焦装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及半导体照明技术领域，尤其涉及一种基于卡塞格林结构的UV LED聚焦装置。采用如下技术方案：包括UV LED芯片和反光杯，反光杯上方设置有第一玻璃层和准直透镜，准直透镜上方设置有卡塞格林结构的反射机构，反射机构的抛物凹面反射镜的顶端设置有开口，开口处设置有透光装置，抛物凹面反射镜的焦点与双曲凸面反射镜的一个焦点重合，双曲凸面反射镜的另一个焦点位于透光装置外侧。优点在于：通过采用卡塞格林结构的反射镜将UV LED的紫外光进行聚焦，聚光效果好，避免散光将喷嘴处的胶水固化而导致的喷嘴堵塞，同时提高UV LED的固化效率；同时反射镜采用硅衬底涂覆铝层的结构，不仅提高反射率，且不会被紫外光分解变性，延长使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体照明技术领域，尤其涉及一种基于卡塞格林结构的UV LED聚焦装置。
背景技术
UV LED是伴随LED发展起来的，其发出的紫外光光波波长在400nm以下，能量比蓝光强，根据波长的不同可运用在不同领域，特别是在紫外固化领域中，传统高压水银灯紫外固化机发出的紫外光谱很宽，有相当多的部分是在可见光波段并被浪费的，还产生大量热量使得加工器件发生热变形，较低产品的可靠性。相比于传统的水银灯，UV LED的发光光谱窄，针对特定的波段的利用效率较高，且成本低寿命长。
UV LED在紫外固化系统中，可以打印出3D图案，其打印系统一般包括紫外led灯源，喷嘴，紫外固化胶水，移动平台，UV墨水通过喷头直接喷绘到面板上。通过LED灯固化。
由于普通UV LED光源发出的光呈朗伯分布，散光会使得固化打印系统喷嘴处的胶水固化堵住喷嘴，且分散的紫外光能量不集中，使得固化过程不能瞬间完成，目前多数采用菲涅尔聚光镜、组合抛物面聚光镜折射式聚光镜等进行UV LED的聚焦，其普遍存在聚光率较低，光学效率低等问题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种基于卡塞格林结构的UV LED聚焦装置，具体在于提供一种聚光性能良好的UV LED聚焦装置。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：基于卡塞格林结构的UV LED聚焦装置，包括UV LED芯片和反光杯，UV LED芯片设置在反光杯底部中央，反光杯上方设置有第一玻璃层和准直透镜，所述准直透镜上方设置有卡塞格林结构的反射机构，所述反射机构包括第二玻璃层、抛物凹面反射镜和双曲凸面反射镜，所述反射机构的抛物凹面反射镜的顶端设置有开口，开口处设置有透光装置，其中反光杯、第一玻璃层、准直透镜、第二玻璃层、抛物凹面反射镜和双曲凸面反射镜的中心轴线彼此重合，抛物凹面反射镜的焦点与双曲凸面反射镜的一个焦点重合，双曲凸面反射镜的另一个焦点位于透光装置外侧。
具体的，反射机构的双曲凸面反射镜镜面朝上固定设置在第二玻璃层的中心位置，抛物凹面反射镜镜面朝下且底部边缘与第二玻璃层固定连接。
进一步的，反射机构通过支撑机构设置在准直透镜上方，支撑机构为环形柱状结构，支撑机构一端固定连接准直透镜的边缘，支撑机构的另一端固定连接第二玻璃层的边缘。
进一步的，第一玻璃层表面设置有增透膜，第二玻璃层上表面设置有增透膜，第二玻璃层下表面被双曲凸面反射镜遮挡部分设置有增反膜，第二玻璃层下表面未被双曲凸面反射镜遮挡部分设置有增透膜。
进一步的，反光杯、抛物凹面反射镜和双曲凸面反射镜均采用硅衬底涂覆铝层结构。
进一步的，透光装置为涂有增透膜的玻璃层或菲涅尔透镜。
优选的，UV LED芯片固定在硅衬底片上，硅衬底片下方设置有散热机构。
优选的，散热机构包括铝基底和翅片散热器，铝基底固定设置在硅衬底片下方，翅片散热器固定连接在铝基底下方。
本实用新型的优点在于：通过采用卡塞格林结构的反射镜将UV LED的紫外光进行聚焦，聚光效果好，避免散光将喷嘴处的胶水固化而导致的喷嘴堵塞，同时紫外光更集中，提高UV LED的固化效率；同时反射镜采用硅衬底涂覆铝层的结构，不仅提高反射率，且不会被紫外光分解变性，延长使用寿命。
附图说明
附图1为实施例1一种基于卡塞格林结构的UV LED聚焦装置的整体剖面图及内部光路图。
具体实施方式
实施例1：参照图1，基于卡塞格林结构的UV LED聚焦装置，包括UV LED芯片11和反光杯12，UV LED芯片11设置在反光杯12底部中央，反光杯12上方设置有第一玻璃层13和准直透镜2，准直透镜2上方设置有卡塞格林结构的反射机构，反射机构包括第二玻璃层31、抛物凹面反射镜32和双曲凸面反射镜33，反射机构的抛物凹面反射镜32的顶端设置有开口，开口处设置有透光装置4，其中反光杯12、第一玻璃层13、准直透镜2、第二玻璃层31、抛物凹面反射镜32和双曲凸面反射镜33的中心轴线彼此重合，抛物凹面反射镜32的焦点与双曲凸面反射镜33的一个焦点重合，双曲凸面反射镜33的另一个焦点位于透光装置4外侧。
在本实施例中，UV LED芯片11发出的发散的光经过准直透镜2后成为平行光射出，平行光在卡塞格林结构的反射机构的反射下，从透光装置4射出，具体为，平行光经过抛物凹面反射镜32的反射照射在双曲凸面反射镜33上，双曲凸面反射镜33最后将光反射到透光装置4外侧的焦点处，从而实现UV光的准确聚焦。
具体的，反射机构的双曲凸面反射镜镜33面朝上固定设置在第二玻璃层31的中心位置，抛物凹面反射镜32镜面朝下且底部边缘与第二玻璃层31固定连接。
进一步的，反射机构通过支撑机构5设置在准直透镜2上方，支撑机构5为环形柱状结构，支撑机构5一端固定连接准直透镜2的边缘，支撑机构5的另一端固定连接第二玻璃层31的边缘。
反射机构通过支撑机构5设置在准直镜上方，对UV光进行聚焦，本实施例在使用时，只需在原UV LED灯上粘接准直透镜2，并在准直透镜2上粘接环形柱状结构的支撑机构5，最后将反射机构粘接在支撑机构5上即可，也可以先将准直透镜2、支撑机构5和反射机构先粘接完成，然后将粘接好的组合粘接到原UV LED灯上，从而实现对UV灯光的聚焦。
进一步的，第一玻璃层13表面设置有增透膜，第二玻璃层31上表面设置有增透膜，第二玻璃层31下表面被双曲凸面反射镜33遮挡部分设置有增反膜，第二玻璃层31下表面未被双曲凸面反射镜33遮挡部分设置有增透膜。
在进一步的实施例中，通过在第一玻璃层13上设置增透膜，在第二玻璃层31上表面设置增透膜，可以提高光的透射率，从而减少光损耗，同时，由于第二玻璃层31上粘接有双曲凸面反射镜33，因此在第二玻璃层31下表面被双曲凸面反射镜33遮挡部分设置增反膜，可以将被双曲凸面反射镜33挡住的光线反射回UV LED灯的反光杯中，并重新反射出去，从而提高UV光的透过率。
进一步的，反光杯12、抛物凹面反射镜32和双曲凸面反射镜33均采用硅衬底涂覆铝层结构。
反光杯12、抛物凹面反射镜32和双曲凸面反射镜33均作为对UV光的反射部件，采用硅衬底涂覆铝层的机构可以防止反射层被UV光分解，提高UV光的反射率，同时延长聚焦装置的使用寿命。
进一步的，透光装置5为涂有增透膜的玻璃层或菲涅尔透镜。
在进一步的实施例中，透光装置5采用涂有增透膜的玻璃层可以提高光线的透射率，从而减少光线的损耗，或者可以采用菲涅尔透镜对光线进行进一步的聚焦，从而提高光线的集中程度，使UV光的能量更加集中，提高UV LED的固化效率。
优选的，UV LED芯片11固定在硅衬底片61上，硅衬底片61下方设置有散热机构62。
在进一步的实施例中，将UV LED芯片11固定在硅衬底片61上，并在硅衬底片61下方设置散热机构62，可以将UV LED芯片11上的热量及时散发出去，从而提高UV LED芯片11的发光效率和使用寿命。
具体的，散热机构62包括铝基底621和翅片散热器622，铝基底621固定设置在硅衬底片下方，翅片散热器622固定连接在铝基底621下方。
利用导热较快的铝基底621加翅片散热器622，可以进一步提高UV LED芯片11大散热效率，进一步延长UV LED芯片11的使用寿命。
当然，以上仅为本实用新型较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的使用范围，故，凡是在本实用新型原理上做等效改变均应包含在实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.基于卡塞格林结构的UV LED聚焦装置，包括UV LED芯片和反光杯，UV LED芯片设置在反光杯底部中央，其特征在于：反光杯上方设置有第一玻璃层和准直透镜，所述准直透镜上方设置有卡塞格林结构的反射机构，所述反射机构包括第二玻璃层、抛物凹面反射镜和双曲凸面反射镜，所述反射机构的抛物凹面反射镜的顶端设置有开口，开口处设置有透光装置，其中反光杯、第一玻璃层、准直透镜、第二玻璃层、抛物凹面反射镜和双曲凸面反射镜的中心轴线彼此重合，抛物凹面反射镜的焦点与双曲凸面反射镜的一个焦点重合，双曲凸面反射镜的另一个焦点位于透光装置外侧。
2.根据权利要求1所述的基于卡塞格林结构的UV LED聚焦装置，其特征在于：所述反射机构的双曲凸面反射镜镜面朝上固定设置在第二玻璃层的中心位置，抛物凹面反射镜镜面朝下且底部边缘与第二玻璃层固定连接。
3.根据权利要求2所述的基于卡塞格林结构的UV LED聚焦装置，其特征在于：所述反射机构通过支撑机构设置在准直透镜上方，支撑机构为环形柱状结构，支撑机构一端固定连接准直透镜的边缘，支撑机构的另一端固定连接第二玻璃层的边缘。
4.根据权利要求3所述的基于卡塞格林结构的UV LED聚焦装置，其特征在于：所述第一玻璃层表面设置有增透膜，第二玻璃层上表面设置有增透膜，第二玻璃层下表面被双曲凸面反射镜遮挡部分设置有增反膜，第二玻璃层下表面未被双曲凸面反射镜遮挡部分设置有增透膜。
5.根据权利要求1所述的基于卡塞格林结构的UV LED聚焦装置，其特征在于：所述反光杯、抛物凹面反射镜和双曲凸面反射镜均采用硅衬底涂覆铝层结构。
6.根据权利要求1所述的基于卡塞格林结构的UV LED聚焦装置，其特征在于：所述透光装置为涂有增透膜的玻璃层或菲涅尔透镜。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于卡塞格林结构的UV LED聚焦装置，其特征在于：所述UV LED芯片固定在硅衬底片上，硅衬底片下方设置有散热机构。
8.根据权利要求7所述的基于卡塞格林结构的UV LED聚焦装置，其特征在于：所述散热机构包括铝基底和翅片散热器，所述铝基底固定设置在硅衬底片下方，翅片散热器固定连接在铝基底下方。
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| CN201821809460.9U CN208921960U (zh) | 2018-11-05 | 2018-11-05 | 基于卡塞格林结构的uv led聚焦装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113182149A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-07-30 | 深圳市永成光电子股份有限公司 | 一种带角度环形led固化光源 |
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| CN113182149A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-07-30 | 深圳市永成光电子股份有限公司 | 一种带角度环形led固化光源 |
| CN113182149B (zh) * | 2021-02-03 | 2023-12-05 | 深圳市永成光电子股份有限公司 | 一种带角度环形led固化光源 |
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