一种紫外光源组件及紫外光学系统和紫外印刷装置的制作方法

本发明涉及紫外光应用技术领域，具体涉及一种紫外光源组件及紫外光学系统和紫外印刷装置。

背景技术：

紫外光广泛的运用于紫外曝光、紫外光刻、紫外印刷、紫外固化等行业中，在上述这些行业中，都是利用紫外光波长短和光子能量高的特性，所以，在紫外光应用技术领域中，对紫外光线的照射能量都具有较高的要求。

目前，为了提高紫外光线照射区域的能量强度，通常是采用布置多个紫外光源的方式，如图9所示的，将大量的紫外光源依次排列，这些紫外光源发出的紫外光线在照射区域内叠加，进而实现照射区域紫外光线能量强度的提高。

在进一步的设计过程中，发明人发现，采用上述通过增加紫外光源数量的方式来增加照射区域能量强度，虽然能够实现照明区域紫外光能量强度的提高，但也存在有不足，具体如下述：

由于光源发出的光线较为分散，所以，在实际使用过程中，当照射区域的紫外光线能量强度要求较高时，就需要设置大量的紫外光源，而光源数量的大幅加，不仅大幅的增加了设备的制造成本和使用成本，而且，也增加了装置的结构复杂程度，光源发热量大，难以有良好的散热，可靠性降低的同时，还不方便后期的维护工作。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对目前紫外光应用技术领域中，为了使照射区域紫外光线的能量强度达到要求，大幅增加紫外光源数量，而设备制造成本和使用成本高，难以有良好的散热，可靠性低的不足，提供一种既能够在满足照射区域紫外光线能量强度，又能够减少紫外光源使用数量，进而减少设备生产成本和使用成本，减小光源散热难度，提高设备可靠性的紫外光源组件。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种紫外光源组件，包括有若干用于发出紫外光线的光源，还包括有光线收集装置，所述光线收集装置与所述光源相配合，使各个光源发出光线的全部或者部分进入到所述光线收集装置，所述光线收集装置将进入其内部的光线汇聚至一平面，并在该平面内形成一连续的条状照射区域。

在紫外光应用技术领域中，对于传统的紫外光源组件而言，其是若干光源，在自由发光的状态下，在一工作面上叠加，进行印刷工作，而本申请的紫外光源组件，采用光线收集装置对光源发出光线进行收集汇集，在一平面上形成连续的条状照射区域，相较于传统不采用光线收集装置的紫外光源，本申请的条状照射区域虽然宽度更窄，但是紫外光线的能量强度却远远超过传统紫外光源形成照射区域的能量强度，如此，在进行印刷、光刻或者曝光等工作时,移动被印刷件、被光刻件或者被曝光件，或者移动本申请紫外光源组件，即可使本申请的条状照射区域逐渐扫过被印刷件、被光刻件或者被曝光件，如此，实现相应的印刷工作、光刻工作或者曝光工作。

进一步的，如上述的，由于本申请中，光线收集装置的存在，与传统紫外光源组件相比，实现相同的照射强度，采用本申请的结构，所需的光源数量，远远小于采用传统结构所需的光源数量，如此，一方面是节约了紫外光设备的生产和制造成本，也降低了设备的使用成本，而且，也是由于光源数量的大幅减小，所以，也简化了设备的结构，降低了散热难度，进而也提高了设备的可靠性。

优选的，每一个所述光源发出的紫外光线经所述光线收集装置汇聚后，都存在有一焦线，各个光源所形成的焦线都位于同一平面内，形成一连续线状光带。

相对于上述形成条状照射区域，在本方案中，焦线的形成方式，可以是各光源形成一整体长度的焦线，然后各条焦线重合形成，也可以是各个光源形成长度较短的焦线，然后各条焦线依次拼接形成，还可以是各个光源形成长度较短的焦线，然后各条焦线依次部分重合的拼接形成，如此，使各条焦线组合成一整体的，长度较长的焦线，即上述的连续线状光带，该连续线状光带，较上述的条状照射区域而言，能量强度更高，如此，在实现相同能量强度的照射区域时，采用本方案，所需要的光源数量更少，进而进一步的降低了设备的制造成本和使用成本，也进一步的简化了设备结构，降低了散热难度，进一步的提高了设备的可靠性。

优选的，所述光线收集装置为透镜。采用透镜作为光线收集装置，透镜具有良好的一体性，进一步的简化了结构，而且，透镜的各个光学面形状较好控制，进而能够方便的对光线进行调整。

优选的，各个所述光源呈直线状排列。

在本申请的上述方案中，各个光源排列在同一直线上，方便形成一直线状的照射区域或者直线状的连续线状光带，而光带的长度与被印刷件、被光刻件或者被曝光件的长度或者宽度相配合，如此，当光源组件与被印刷件、被光刻件或者被曝光件发生相对移动时，直线状的照射区域或者直线状的连续线状光带逐渐扫过被印刷件、被光刻件或者被曝光件，在该过程中，各个位置的紫外光线能量均匀，保证良好的印刷、光刻或者曝光效果。

优选的，所述透镜为长度与所述光源相对应的柱状，所述透镜具有一与所述光源相对的入射面，和用于光线折射出透镜的出射面，所述入射面将所述光源照射在其上的光线折射至所述出射面，所述出射面将该部分光线折射出透镜，并在一平面内形成所述的连续线状光带。

在本方案中，透镜的为柱状，即，在一个紫外光源组件中，所有的光源对于一个透镜，首先是进一步的简化了结构，而且，所以光源发出的光线都是通过同一个入射面和同一个出射面进行调整，进一步的方便了光学的调整，也方便保证形成均匀的光带。

优选的，所述出射面为柱面状。方便对光线的汇集。

作为另一种优选方式，所述光线收集装置为反光罩。

作为进一步的优选，所述反光罩具有一柱面状的反光面，各个所述光源排列于所述反光罩内，所述反光罩将照射在其上的光线汇聚，并反射至所述条状照射区域或者连续线状光带。

在本申请中，光线收集装置还可以采用反光罩，采用反光罩时，反光罩的反光面收集并汇集光源发出的光线，如此，也如上述的形成一能量强度较高的条状照射区域或者光带，进而可以采用较少的光源；

进一步的，在采用反光罩结构时，光源位于反光罩内，如此，一方面是，使得光源发出的所有光线都被收集和汇集，并汇集至照射区域中，极大的提高了光源发出光线的利用率，如此，也进一步的减少了光源数量的需求；另一方面，反光罩相对于透镜而言，其通常为薄壁件，具有更好的散热能力，如此，也进一步的提高了本申请紫外光源组件的可靠性。

进一步的，所述光源朝向所述条状照射区域或者连续线状光带设置，使所述光源的近轴光线直接照射至所述条状照射区域或者连续线状光带，其余的光线经所述反光罩汇聚后，再反射至所述条状照射区域或者连续线状光带。采用该种方式，可以只将光源的发光部分设置在反光罩内，而其余部分可以位于反光罩外，如此，可以方便的安装光源。

作为另一种优选方案，所述光源朝向所述反光罩设置，使所述光源发出的光线全部经所述反光罩汇聚后再反射至所述条状照射区域或者连续线状光带。采用该种方案，方便通过反光罩来控制光线，可以更为集中的汇集光线，进一步的提高条状照射区域或者连续线状光带的能量强度。

优选的，所述光源为紫外LED光源。

本申请还公开了一种采用上述紫外光源组件的紫外光学系统，

一种紫外光学系统，包括至少两个上述的紫外光源组件，各个所述紫外光源组件所形成相重合的连续的条状照射区域或者连续线状光带。

本申请的紫外光学系统，在一平面上，形成有连续的条状照射区域，或者形成有连续线状光带，而该照射区域或者光带的能量强度是采用两个或者两个以上的紫外光源组件进行叠加，如此，使照射区域或者光带的能量强度可以根据需要，选择合适数量的紫外光源组件进行叠加，而另一方面，在获得相同强度的条状照射区域或者连续线状光带时，可以采用多个紫外光源组件进行组合，进而可以减少单个紫外光源组件中的光源数量，进一步的方便光源的散热。

优选的，所述紫外光源组件之间隔开有距离。方便光源的散热。

优选的，各个所述光源组件绕所述连续线状光带在一扇形区域内均布，各个所述光源组件之间相错开，使各个光源组件发出的光线不被其他光源组件所阻挡。

进一步优选的，各个所述光源组件绕所述连续线状光带在同一半径的圆周上均布。如上述的设置，可以选择相同结构参数的紫外光源组件，方便各光源组件的连续线状光带的重合。

作为另一种优选，至少存在有一个光源组件，其距离所述连续线状光带的距离与其余光源组件距离所述连续光带的距离不同。采用该方式，在实现各光源组件连续线状光带重合的同时，还可以错开一定位置，一方面是可以增加光源组件之间的距离，提高散热效果，另一方面，也可以根据实际的设备结构，进行光源组件位置的调整。

本申请还公开了一种采用上述紫外光源组件或者紫外光学系统的紫外印刷装置，

一种紫外印刷装置，包括上述紫外光源组件或者紫外光学系统，还包括一工作面，所述紫外光源组件的条状照射区域或者紫外光学系统的连续线状光带位于该工作面内。

本申请的紫外印刷装置，工作时，被印刷件的被印刷面设置在上述的工作面，通过驱动紫外光源组件或者紫外光学系统或者驱动被印刷件，使紫外印刷装置的条状照射区域或者连续线状光带逐渐扫过被印刷面，如此，实现被印刷件的印刷，在实现相同紫外照射强度的印刷工作时，本申请的紫外印刷装置可以采用更少的光源，降低制造和使用成本、简化结构的同时，还提高了工作的可靠性。

优选的，每一个紫外光源组件都对应的设置有控制其光源开启或关闭的控制开关。可以通过各个控制开关，控制各个紫外光源组件是否发光，进而实现对条状照射区域或者连续线状光带能量强度的调整，如此，进一步的扩大了印刷装置的适用范围。

优选的，还包括有用于支撑所述紫外光源组件的支撑件及散热件，所述紫外光源组件可拆卸的设置在所述支撑件及散热件上。可以方便的拆卸紫外光源组件，方便安装和后期维护。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本申请的有益效果是：

1、本申请的紫外光源组件，采用光线收集装置对光源发出光线进行收集汇集，在一平面上形成连续的条状照射区域，相较于传统不采用光线收集装置的紫外光源，本申请的条状照射区域虽然宽度更窄，但是紫外光线的能量强度却远远超过传统紫外光源形成照射区域的能量强度，如此，在进行印刷、光刻或者曝光等工作时,移动被印刷件、被光刻件或者被曝光件，或者移动本申请紫外光源组件，即可使本申请的条状照射区域逐渐扫过被印刷件、被光刻件或者被曝光件，如此，实现相应的印刷工作、光刻工作或者曝光工作；

2、本申请的紫外光学系统，在一平面上，形成有连续的条状照射区域，或者形成有连续线状光带，而该照射区域或者光带的能量强度是采用两个或者两个以上的紫外光源组件进行叠加，如此，使照射区域或者光带的能量强度可以根据需要，选择合适数量的紫外光源组件进行叠加，而另一方面，在获得相同强度的条状照射区域或者连续线状光带时，可以采用多个紫外光源组件进行组合，进而可以减少单个紫外光源组件中的光源数量，进一步的方便光源的散热；

3、本申请的紫外印刷装置，工作时，被印刷件的被印刷面设置在上述的工作面，通过驱动紫外光源组件或者紫外光学系统或者驱动被印刷件，使紫外印刷装置的条状照射区域或者连续线状光带逐渐扫过被印刷面，如此，实现被印刷件的印刷，在实现相同紫外照射强度的印刷工作时，本申请的紫外印刷装置可以采用更少的光源，降低制造和使用成本、简化结构的同时，还提高了工作的可靠性。

附图说明

图1为本申请紫外光源组件中光源与光线收集装置相配合的示意图；

图2为本申请紫外光学系统布置的结构示意图；

图3为紫外光学系统形成条状照射区域时的光路示意图；

图4为紫外光学系统形成连续线状光带时的光路示意图；

图5为各个紫外光源组件不在同一圆周半径时的光路示意图；

图6是光线收集装置为反光罩时的结构示意图；

图7为光源与支撑件及散热件配合的局部结构示意图；

图8为光线收集装置为反光罩时另一种实施方式的结构示意图

图9为图8所示结构的立体视图；

图10为背景技术中现有紫外光源的布置示意图，

图中标记：1 -光源，2-光线收集装置，3-条状照射区域，4-连续线状光带，5-紫外光源组件，6-支撑件及散热件，7-入射面，8-出射面。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：如图1和3所示，

一种紫外光源组件，包括有若干用于发出紫外光线的光源1，还包括有光线收集装置2，所述光线收集装置2与所述光源1相配合，使各个光源1发出光线的全部或者部分进入到所述光线收集装置2，所述光线收集装置2将进入其内部的光线汇聚至一平面，并在该平面内形成一连续的条状照射区域3。

在紫外光应用技术领域中，对于传统的紫外光源组件5而言，其是若干光源1，在自由发光的状态下，在一工作面上叠加，进行印刷工作，而本申请的紫外光源组件5，采用光线收集装置2对光源1发出光线进行收集汇集，在一平面上形成连续的条状照射区域3，相较于传统不采用光线收集装置2的紫外光源1，本申请的条状照射区域3虽然宽度更窄，但是紫外光线的能量强度却远远超过传统紫外光源1形成照射区域的能量强度，如此，在进行印刷、光刻或者曝光等工作时,移动被印刷件、被光刻件或者被曝光件，或者移动本申请紫外光源组件5，即可使本申请的条状照射区域3逐渐扫过被印刷件、被光刻件或者被曝光件，如此，实现相应的印刷工作、光刻工作或者曝光工作。

进一步的，如上述的，由于本申请中，光线收集装置2的存在，与传统紫外光源组件5相比，实现相同的照射强度，采用本申请的结构，所需的光源1数量，远远小于采用传统结构所需的光源1数量，如此，一方面是节约了紫外光设备的生产和制造成本，也降低了设备的使用成本，而且，也是由于光源1数量的大幅减小，所以，也简化了设备的结构，降低了散热难度，进而也提高了设备的可靠性。

作为一种实施方式，如图1和4所示，每一个所述光源1发出的紫外光线经所述光线收集装置2汇聚后，都存在有一焦线，各个光源1所形成的焦线都位于同一平面内，形成一连续线状光带4。

相对于上述形成条状照射区域3，在本方案中，使各个焦线组合成一整体的，长度较长的焦线，即上述的连续线状光带4，该连续线状光带4，较上述的条状照射区域3而言，能量强度更高，如此，在实现相同能量强度的照射区域时，采用本方案，所需要的光源1数量更少，进而进一步的降低了设备的制造成本和使用成本，也进一步的简化了设备结构，降低了散热难度，进一步的提高了设备的可靠性。

实施例2，如图1-5所示：

在如实施例1的结构基础上，所述光线收集装置2为透镜。采用透镜作为光线收集装置2，透镜具有良好的一体性，进一步的简化了结构，而且，透镜的各个光学面形状较好控制，进而能够方便的对光线进行调整。

作为一种实施方式，各个所述光源1呈直线状排列。

在本申请的上述方案中，各个光源1排列在同一直线上，方便形成一直线状的照射区域或者直线状的连续线状光带4，而光带4的长度与被印刷件、被光刻件或者被曝光件的长度或者宽度相配合，如此，当光源组件5与被印刷件、被光刻件或者被曝光件发生相对移动时，直线状的照射区域或者直线状的连续线状光带4逐渐扫过被印刷件、被光刻件或者被曝光件，在该过程中，各个位置的紫外光线能量均匀，保证良好的印刷、光刻或者曝光效果。

作为一种实施方式，所述透镜为长度与所述光源1相对应的柱状，所述透镜具有一与所述光源1相对的入射面7，和用于光线折射出透镜的出射面8，所述入射面7将所述光源1照射在其上的光线折射至所述出射面8，所述出射面8将该部分光线折射出透镜，并在一平面内形成所述的连续线状光带4。

在本方案中，透镜的为柱状，即，在一个紫外光源组件5中，所有的光源1对于一个透镜，首先是进一步的简化了结构，而且，所以光源1发出的光线都是通过同一个入射面7和同一个出射面8进行调整，进一步的方便了光学的调整，也方便保证形成均匀的光带4。

作为一种实施方式，所述出射面8为柱面状。方便对光线的汇集。

实施例3，如图6、8和9所示：

在如实施例1的结构基础上，所述光线收集装置2为反光罩。

作为一种实施方式，所述反光罩具有一柱面状的反光面，各个所述光源1排列于所述反光罩内，所述反光罩将照射在其上的光线汇聚，并反射至所述条状照射区域3或者连续线状光带4。

在本实施例中，光线收集装置2还可以采用反光罩，采用反光罩时，反光罩的反光面收集并汇集光源1发出的光线，如此，也如上述的形成一能量强度较高的条状照射区域3或者连续线状光带4，进而可以采用较少的光源1；

在采用反光罩结构时，光源1位于反光罩内，如此，一方面是，使得光源1发出的所有光线都被收集和汇集，并汇集至照射区域中，极大的提高了光源1发出光线的利用率，如此，也进一步的减少了光源1数量的需求；另一方面，反光罩相对于透镜而言，其通常为薄壁件，具有更好的散热能力，如此，也进一步的提高了本申请紫外光源组件5的可靠性。

作为一种实施方式，如图6所示，所述光源1朝向所述条状照射区域3或者连续线状光带4设置，使所述光源1的近轴光线直接照射至所述条状照射区域3或者连续线状光带，其余的光线经所述反光罩汇聚后，再反射至所述条状照射区域3或者连续线状光带4。采用该种方式，可以只将光源1的发光部分设置在反光罩内，而其余部分可以位于反光罩外，如此，可以方便的安装光源1。

作为另一种实施方式，如图8和9所示，所述光源1朝向所述反光罩设置，使所述光源1发出的光线全部经所述反光罩汇聚后再反射至所述条状照射区域3或者连续线状光带4。采用该种方案，方便通过反光罩来控制光线，可以更为集中的汇集光线，可以对光源1发出的光线进行方便的控制，进一步的提高条状照射区域3或者连续线状光带4的能量强度

作为一种实施方式，在上述实施例中，所述光源1为紫外LED光源1。

实施例4，如图1-9所示：

一种紫外光学系统，包括至少两个实施例1-3任意一种的紫外光源组件5，各个所述紫外光源组件5所形成相重合的连续的条状照射区域3或者连续线状光带4。

本实施例的紫外光学系统，在一平面上，形成有连续的条状照射区域3，或者形成有连续线状光带4，而该照射区域或者光带4的能量强度是采用两个或者两个以上的紫外光源组件5进行叠加，如此，使照射区域或者光带4的能量强度可以根据需要，选择合适数量的紫外光源组件5进行叠加，而另一方面，在获得相同强度的条状照射区域3或者连续线状光带4时，可以采用多个紫外光源组件5进行组合，进而可以减少单个紫外光源组件5中的光源1数量，进一步的方便光源1的散热。

作为一种实施方式，所述紫外光源组件5之间隔开有距离。方便光源1的散热。

作为一种实施方式，各个所述光源组件5绕所述连续线状光带4在一扇形区域内均布，各个所述光源组件5之间相错开，使各个光源组件5发出的光线不被其他光源组件5所阻挡。

作为一种实施方式，各个所述光源组件5绕所述连续线状光带4在同一半径的圆周上均布。如上述的设置，可以选择相同结构参数的紫外光源组件5，方便各光源组件5的连续线状光带4的重合。

作为一种实施方式，至少存在有一个光源组件5，其距离所述连续线状光带4的距离与其余光源组件5距离所述连续光带4的距离不同。采用该方式，在实现各光源组件5连续线状光带4重合的同时，还可以错开一定位置，一方面是可以增加光源组件5之间的距离，提高散热效果，另一方面，也可以根据实际的设备结构，进行光源组件5位置的调整。

实施例5，如图1-9所示：

一种紫外印刷装置，包括实施例1-3任意一个所述的紫外光源组件5或者实施例4所述的紫外光学系统，还包括一工作面，所述紫外光源组件5的条状照射区域3或者紫外光学系统的连续线状光带4位于该工作面内。

本实施例的紫外印刷装置，工作时，被印刷件的被印刷面设置在上述的工作面，通过驱动紫外光源组件5或者紫外光学系统或者驱动被印刷件，使紫外印刷装置的条状照射区域3或者连续线状光带4逐渐扫过被印刷面，如此，实现被印刷件的印刷，在实现相同紫外照射强度的印刷工作时，本申请的紫外印刷装置可以采用更少的光源1，降低制造和使用成本、简化结构的同时，还提高了工作的可靠性。

作为一种实施方式，每一个紫外光源组件5都对应的设置有控制其光源1开启或关闭的控制开关9。可以通过各个控制开关，控制各个紫外光源组件5是否发光，进而实现对条状照射区域3或者连续线状光带4能量强度的调整，如此，进一步的扩大了印刷装置的适用范围。

作为一种实施方式，还包括有用于支撑所述紫外光源组件5的支撑件及散热件6，所述紫外光源组件5可拆卸的设置在所述支撑件及散热件6上。可以方便的拆卸紫外光源组件5，方便安装和后期维护。

凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。