一种多LED球面拼接的曝光机光源的制作方法

本发明涉及曝光机，尤其涉及一种多led球面拼接的曝光机光源。

背景技术：

1、曝光机是指通过开启灯光发出 uva波长的紫外线，将胶片或其他透明体上的图像信息转移到涂有感光物质的表面上的设备。常规的曝光机光源采用汞灯，汞灯发出的光束经过匀光器后朝向平面镜，平面镜将光束反射至曲镜上，通过曲镜进行平行整光，将光束照射在曝光台上进行曝光，这是曝光机光源的工作原理。

2、以上采用的传统汞灯寿命只有1000h，耗电量大且更换频率高，在工作过程中会挥发，造成对环境的污染，汞灯光源照度有限，很难满足市场越来越高的照度要求。

3、随着光刻技术的发展，led逐渐替代汞灯，led的寿命有3万小时，且耗电量小，因此led光源成为绝佳的替代品。而单颗led光源的辐射功率难以满足需求，为了实现辐射功率的提高，多led拼接光源应运而生，该拼接光源是由多个单颗led光源拼接而成。

4、我单位原先采用的拼接光源是由按照一定规律排布的多个光源模组构成，多个光源模组之间拼接呈一个球面状，拼接后的多个光源模组的轴线要汇聚于同一点。相邻两个光源模组之间采用固定件来连接固定，固定件是单独的机加工件。

5、该多灯光源结构具有较多数量的光源模组，致使拼接复杂、光源可靠性与稳定性会降低。在大面积拼接时花费时间较长，拼接完成后受限于拼接结构，使得单独光源模组的角度不易调整，安装调试难度大，调试是为了保证光源模组轴线汇于一点。

6、虽然led光源相对于汞灯的使用寿命有极大的提升，但是led光源一旦衰减或失效就需要及时更换，防止光源提供的照度与均匀度不足。在单个led光源更换时难免会影响到相邻的led光源，因此就要对led光源再次调试，这不利于曝光面均匀性的调试。同时led光源的散热也是要考虑的，如果没有散热手段光源运行产生高温，造成使用寿命的快速降低。

7、在拼接光源安装完成后，为保证光束路径的准确，相配套的匀光器、平面镜和曲镜等也都需要调试，调试是为了保证匀光器、平面镜和曲镜位置的准确，促使曝光机光源中的各个零部件之间准确配合。但是相配套的零部件多为固定安装，难以进行角度的微调，也就是难以根据现场环境来调整拼接光源的照射角度，也就无法实现光束准直精度及均匀性的调节，这会影响到后续曝光。

技术实现思路

1、本发明为了解决常规曝光机光源结构拼接复杂，不易安装调试和更换的问题，提供一种多led球面拼接的曝光机光源，优化拼接光源结构使其能够便捷进行拼接，同时可以进行方便的安装调试和更换，相配套的匀光器、平面镜和曲镜也都能做到方便的姿态调整，有利于曝光面均匀性的调试。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种多led球面拼接的曝光机光源，包括调节板座、机架、组合光源装置、冷光镜装置、曲镜装置和曝光台面，所述调节板座和机架前后间隔布设，调节板座上左右间隔设置所述组合光源装置和冷光镜装置，所述机架内上下间隔设置所述曲镜装置和曝光台面；

4、所述组合光源装置前后滑接在调节板座一侧，便于组合光源装置沿着调节板座进行滑动，组合光源装置包括带有底座的中空壳体、分别可拆卸设置在壳体两端的盖板和匀光器机构以及可拆卸设置在壳体内部的光源机构，方便了组合光源装置中各零部件的拆装；

5、所述光源机构包括球面支架和可拆卸设置在球面支架上的多个led光源模块，球面支架上开设有安装孔，每个所述安装孔内活动设置所述led光源模块，方便led光源模块在安装孔内摆动，方便对其装配角度进行微调，多个led光源模块的中轴线汇聚于球面支架的球心处，球面支架的球心位置布设所述匀光器机构；

6、光源机构发出光束朝向所述匀光器机构，匀光器机构包括基准框、设置在基准框四周侧的支板和活动设置在基准框内的复眼模块，便于复眼模块在基准框范围内进行位置调整；

7、匀光器机构出射的光束朝向所述冷光镜装置，冷光镜装置前后滑接在调节板座另一侧，便于冷光镜装置沿着调节板座进行滑动，冷光镜装置包括伸缩立杆以及万向可调设置在伸缩立杆顶部的冷光镜组件，方便了冷光镜组件高度和角度的调整；

8、冷光镜装置反射光束至曲镜装置，所述曲镜装置转动设置在机架顶部，可方便对曲镜装置的摆动角度进行调整，曲镜装置反射光束至所述曝光台面，曲镜装置的覆盖区域罩设曝光台面。

9、进一步地，所述调节板座为型材拼装而成的矩形板架结构，调节板座横向布置，调节板座边角处均设置有带有螺栓的调节板，通过操作螺栓便于对调节板座的高度和水平度进行调整；

10、所述机架为型材拼装而成的矩形框架结构，机架竖向布置，机架高度大于调节板座高度，机架底部边角处均设置有调节脚杯，方便调整机架的高度。

11、进一步地，所述调节板座两侧分别设置有滑动型材，便于为组合光源装置和冷光镜装置的滑动提供载体，每侧滑动型材的数量为两根，一侧的所述滑动型材上方滑接有所述组合光源装置，组合光源装置的底座和滑动型材之间设置有滑动组件，便于控制组合光源装置的滑动和锁止；

12、所述滑动组件包括滑动螺栓和滑动块，所述滑动块滑动设置在滑动型材内，滑动块上设置所述滑动螺栓，滑动螺栓伸出滑动块连接所述底座，拧转滑动螺栓就可以便捷控制滑动块的固定或松动状态；

13、另一侧的所述滑动型材上方滑接有所述冷光镜装置，冷光镜装置和组合光源装置的滑动方向相同、均靠近或远离机架，冷光镜装置的伸缩立杆和滑动型材之间也设置有滑动组件，方便对冷光镜装置的滑动和锁止进行控制。

14、进一步地，所述壳体为通道式结构，壳体截面从光源机构至匀光器机构依次减小，壳体包括依次拼装的多段罩壳，相邻的两段所述罩壳之间螺栓连接，方便了壳体的拆装，多段罩壳的截面依次减小；

15、截面最小的罩壳内螺栓连接所述匀光器机构的支板，截面最大的罩壳内螺栓连接所述盖板，盖板和匀光器机构封闭所述壳体两端，光源机构的球面支架螺栓连接在罩壳内，光源机构与匀光器机构的间距大于光源机构与盖板的间距。

16、进一步地，所述球面支架上带有球面状的圆弧面，球面支架上的安装孔和led光源模块一一对应，所述安装孔直径大于led光源模块直径，便于led光源模块在安装孔内进行摆动；

17、每个led光源模块和球面支架还设置有多个安装螺栓来连接，提高了led光源模块更换拆装的便捷性，球面支架上还设置有多个调节螺栓，调节螺栓头部抵在led光源模块上以微调led光源模块朝向，方便对led光源模块的摆动角度进行调节，多个安装螺栓和调节螺栓环向交替在安装孔周侧，安装螺栓直径大于调节螺栓直径。

18、进一步地，所述led光源模块包括水冷板、led灯珠板、透镜座一、透镜座二、透镜一、透镜二和透镜三，所述水冷板、led灯珠板、透镜座一和透镜座二左右依次贴合布置，水冷板、led灯珠板和透镜座一之间螺栓连接，透镜座一和所述透镜座二之间设置有对接螺母来连接，方便了两个透镜座的连接固定；

19、所述led灯珠板贴合水冷板的一侧开设有水冷槽，为冷水流动提供空间，所述水冷槽内布置有散热翅片，提高了冷水与led灯珠板的接触面积，led灯珠板和水冷板之间设置有密封圈，led灯珠板贴合透镜座一的一侧布置有灯珠，灯珠和水冷槽左右相对，led灯珠板上还设置有插头，所述水冷板两侧分别设置有水冷接头，两个所述水冷接头分别贯穿水冷板连通所述水冷槽，便于水冷槽的输水和出水，水冷接头加φ10mm水管与冷水机相连进行水循环散热；

20、所述透镜座一为环形座，透镜座一内壁为阶梯轴状，透镜座一内卡接所述透镜一，透镜座一内还螺纹连接有所述锁紧螺母一来限制透镜一，透镜一与灯珠相对应，使用锁紧螺母一可便捷将透镜一固定在透镜座一内；

21、所述透镜座二也为环形座，透镜座二内壁为圆台的侧面形状，透镜座二外壁为阶梯轴状，透镜座二两端开口大小不同，透镜座二小开口的一端卡接所述透镜二，透镜座二大开口的一端卡接所述透镜三，透镜座二两端还分别螺纹连接有锁紧螺母二和锁紧螺母三来限制透镜二和透镜三，所述透镜一、透镜二和透镜三左右依次布置。使用锁紧螺母二可便捷将透镜二固定在透镜座二的一端，使用锁紧螺母三可便捷将透镜三固定在透镜座二的另一端。

22、进一步地，所述led光源模块的透镜座二穿设在安装孔内，透镜座二外壁的最小直径小于安装孔直径，球面支架抵在透镜座二外壁的轴肩处，便于对led光源模块进行限位；

23、每个安装孔周侧环向均设有多个安装螺栓孔和多个调节螺栓孔，所述安装螺栓孔和调节螺栓孔交替布置，安装螺栓孔内布置所述安装螺栓，安装螺栓直径小于安装螺栓孔，安装螺栓穿过安装螺栓孔螺纹连接透镜座二，调节螺栓孔内螺纹连接所述调节螺栓，调节螺栓头部穿过调节螺栓孔抵在透镜座二的轴肩处。

24、进一步地，所述基准框为“口”字形板框，为复眼模块提供安装空间，基准框四周每侧均螺栓连接有所述支板，支板为l形板体，复眼模块截面为矩形，复眼模块截面小于基准框截面，复眼模块外壁和基准框内壁存在间隙，便于复眼模块在基准框内活动，基准框四周每侧还设置有活动螺栓，所述活动螺栓穿过基准框抵在复眼模块侧壁上，便于调整复眼模块使其在基准框内移动；

25、所述复眼模块包括双复眼座、弹性可调设置在双复眼座内的单复眼座以及分别设置在双复眼座和单复眼座上的两个复眼透镜，所述双复眼座为“口”字形板框结构，双复眼座布置在基准框内，基准框四周侧还设置有压制件来限制双复眼座，确保双复眼座安装后不脱落；

26、所述双复眼座一侧滑动设置所述单复眼座，进而两者间距可调，单复眼座和双复眼座之间设置有多个连接螺栓，所述连接螺栓穿过单复眼座和双复眼座螺纹连接，便于调整两者的间距，单复眼座和双复眼座之间还设置有多个导向轴，单复眼座沿所述导向轴移动，单复眼座和双复眼座之间的导向轴上套设有压簧；

27、所述单复眼座和双复眼座上的两个所述复眼透镜平行间隔排布，单复眼座四周侧设置有压制件来限制一个复眼透镜，双复眼座四周侧也设置有压制件来限制另一个复眼透镜，所述压制件为带有螺栓的压板，螺栓是方便压板的安装固定，利用压板来对零部件进行限制。

28、进一步地，所述伸缩立杆包括上下布置的支柱和底筒，所述支柱下方穿设在底筒内，两者可以相对上下滑动，底筒为圆筒状，底筒上还设置有用于锁紧支柱的底螺栓，便于对支柱进行锁止使其不再移动，支柱上方设置有万向连接件，支柱通过所述万向连接件与冷光镜组件连接，方便冷光镜组件的角度调整；

29、所述万向连接件包括转向座、球轴座和球形轴，所述支柱上方转动设置所述转向座，支柱和转向座之间穿设有旋转螺栓，便于转向座的俯仰摆动，转向座上螺纹连接有所述球轴座，球轴座内万向连接所述球形轴，球形轴上连接所述冷光镜组件，方便了冷光镜组件进行万向调节；

30、所述冷光镜组件包括连接座、镜座和冷光镜，所述连接座为十字形板体，连接座与球形轴螺纹连接，连接座上螺栓连接所述镜座，镜座为矩形板框结构，镜座内可拆卸连接所述冷光镜，方便承载冷光镜。

31、进一步地，所述曲镜装置包括轴座、镜框架、曲镜和固定座以及旋转轴，所述机架上方两侧分别设置有所述轴座，两个轴座之间布设矩形的所述镜框架，镜框架内可拆卸设置所述曲镜，曲镜四周采用缓冲垫进行防护，避免磕伤；

32、所述镜框架两侧分别设置所述固定座，固定座内固定设置所述旋转轴，旋转轴一端穿过所述轴座连接有螺母，旋转轴转动设置在轴座内，利用螺母方便对转动后的曲镜进行锁止。

33、通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

34、本发明结构设计合理，组合光源装置可以滑动布置在调节板座上，组合光源装置配合冷光镜装置，冷光镜装置也是可以滑动布置在调节板座上，保证组合光源装置和冷光镜装置的同轴。

35、本发明组合光源装置中的盖板、光源机构和匀光器机构均采用螺栓与壳体连接，方便组合光源装置中各个部件的拆装。光源机构是在同一个球面支架上螺栓安装多个led光源模块，能方便led光源模块的更换，可以完成快速安装和拆卸工作，以同一个球面支架为拼接基础，可以简化拼接操作，并能保证拼接的基准。球面支架使得多个led光源模块呈球面状排布，可以有效汇聚led光源模块发出的光束，保证出射光的均匀性。

36、本发明为便于拼接在球面支架上开设安装孔，安装孔内可以活动布置led光源模块，通过安装螺栓来连接led光源模块，通过调节螺栓方便对led光源模块的偏摆角度进行调整，保证多个led光源模块的中轴线可以汇集于一点。

37、本发明的led光源模块自身为分体式设计，多个零部件可拆卸的组合在一起形成led光源模块，方便led光源模块的模块化制造。每个led光源模块单独组装完毕后，使用安装螺栓将其固定在球面支架上，并使用调节螺栓对其进行角度微调，同时led光源模块上布置有水冷槽、散热翅片和水冷接头，形成水冷循环散热结构，连通冷水机后可以将冷水循环通入水冷槽内，实现对led光源模块循环冷却降温处理，保证led光源模块的稳定运行。

38、本发明的匀光器机构布设在光源机构的球心位置，通过活动螺栓可以方便微调复眼模块在基准框内的的位置，使其与光源机构相匹配。复眼模块内安装的两个复眼透镜的间距也可以调整，方便对匀光器机构进行调整，调整时通过导向轴便于对两者进行定位和导向。

39、本发明的冷光镜装置中的伸缩立杆高度可调，能带动冷光镜高度进行便捷调整，冷光镜通过万向连接件安装在伸缩立杆上，方便了冷光镜偏摆角度的调整，提高了冷光镜反射调节精度，提高光束准直精度及光束均匀性，提高调试效率。同时曲镜装置转动布置在机架上，由此曲镜装置中的曲镜偏转角度可调，其中的曲镜可以在机架顶部转动，方便配合冷光镜装置，曲镜通过螺母实现转动后的锁止，进而增加了调节的范围和效果，可以配合冷光镜装置在不同位置进行使用。