[发明专利]LED的光线聚合装置及平行曝光机

说明书

技术领域

本发明涉及曝光机技术领域，具体而言，涉及一种LED的光线聚合装置及平行曝光机。

背景技术

曝光机主要应用于PCB线路板制造、液晶屏曝光、半导体生产及高精密细线路曝光。传统曝光机的曝光谱线主要为紫外区域，如365nm或420nm，采用的光源是汞灯，通过滤光得到紫外光谱。由于汞灯启动慢、开闭影响灯泡寿命，在工作时必须一直点亮，汞灯的寿命为800至3000小时且汞灯功率一般在几百瓦到上千瓦，不仅造成不必要的电力消耗而且缩短了汞灯工作寿命。汞灯还会产生大量的热与长波谱线，会破坏光学零件镀膜层，而且大量的热与长波谱线导致系统热量高，需搭配冷却系统与空调设备，再加上庞大的设备体积，能耗大，寿命短，含汞，并产生臭氧等，这些都是传统曝光机曝光光源的缺点。

在曝光机行业，UVLED取代汞灯作为曝光机的曝光光源有显著优势。UVLED寿命可达20000－30000小时。UVLED可在需要工作时瞬间点亮，功率只有几十瓦，非常节能。最重要的特点是UVLED单色性好，发光光谱窄，不需要滤光，不产生红外线与热辐射。用UVLED做光源不仅简化了整个系统结构，还大大提高了整个系统的寿命，综合运行成本可降低80％。

然而单颗UVLED发光功率小，单颗UVLED在发光角内出射光功率不均匀和在发光面内出射光功率不均匀是致命弱点。曝光机对被照射工作面的入射光功率，均匀性，光线准直性要求非常高，要达到曝光机所需求的光功率，必须使用多颗UVLED，但多颗UVLED的排布必然使曝光系统的同轴性降低。但同时要满足均匀性和准直性的需要，给整个曝光系统的光路设计带来极大的挑战。重新设计一套可以匹配UVLED的光学系统是整个系统的技术难点。这也是UVLED纵然有诸多优势但迟迟不能进入曝光机领域的原因。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED的光线聚合装置及平行曝光机，以缓解现有技术中的LED发出的光线散乱导致无法应用于曝光机的技术问题。

本发明提供一种LED的光线聚合装置，包括LED光源以及具有聚光功能的第一透镜、第二透镜和第三透镜；

所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜依次排列且位于同一中心轴线上，所述LED光源朝向所述第一透镜，使所述LED光源发出的散射光依次穿过所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜后成为均匀的平行光。

进一步的；所述第一透镜为半球透镜，所述第二透镜和所述第三透镜依次为第一凸透镜和第二凸透镜，散射光穿过所述第一凸透镜形成的焦点位于所述第一凸透镜和所述第二凸透镜之间。

进一步的；所述LED光源为UVLED光源，所述UVLED光源的高度为1mm，光线散射最大角度为120°。

进一步的；所述半球透镜、所述第一凸透镜和所述第二凸透镜的球面半径分别为2mm、6.52mm和60mm；

所述半球透镜为平面的一侧朝向所述UVLED光源，所述UVLED光源与所述半球透镜之间的距离为0.3mm、所述半球透镜和所述第一凸透镜之间的距离为5.5mm，所述第一凸透镜和所述第二凸透镜之间的距离为62.72mm。

进一步的；所述半球透镜、所述第一凸透镜和所述第二凸透镜的高度分别至少为4mm、7mm和24mm。

进一步的；还包括光学胶，所述UVLED光源的前透明防护板和所述半球透镜的平面通过光学胶粘结固定。

进一步的；还包括两端开口的固定筒，所述第一凸透镜和所述第二凸透镜固设在所述固定筒内。

本发明还提供一种平行曝光机，包括多个如上述所述的LED的光线聚合装置，多个所述LED的光线聚合装置相互并列设置，所述LED的光线聚合装置的中心轴线相互平行设置。

进一步的；还包括底座，所述底座设有第一固定位和第二固定位，所述第一固定位上固设有UVLED光源和半球透镜，所述第二固定位上固设有固定筒。

进一步的；所述固定筒外轮廓为四棱台形状，相邻所述固定筒相互贴合接触。

相对于现有技术，本发明提供的LED的光线聚合装置及平行曝光机的有益效果如下：