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CN108302387B - 一种紫外光光源增益模组 - Google Patents

一种紫外光光源增益模组 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种紫外光光源增益模组，包括上支架、下支架和印刷电路板，印刷电路板镶嵌于下支架，上支架内侧设聚光透镜安装板，上支架与下支架扣合形成入光区，聚光透镜安装板设隔断将入光区分隔为若干单独入光区，每个单独入光区均设紫外光晶圆，紫外光晶圆与印刷电路板连接，聚光透镜安装板连接有若干聚光透镜，聚光透镜位于紫外光晶圆的上方，聚光透镜的上方设有镜片微结构，镜片微结构与聚光透镜之间有间隙，镜片微结构安装于上支架，聚光透镜具有向下外凸弧状入光面，镜片微结构朝向聚光透镜的一侧呈锯齿状，镜片微结构的另一侧为平的出光面。本发明提供的紫外光光源增益模组，能提高光源使用率、改善光的均匀度、成本降低。

Description

一种紫外光光源增益模组
技术领域
本发明涉及光源组件领域，更具体涉及一种应用于接触式图像传感器中低波长光学聚光系统的紫外光光源增益模组。
背景技术
现有技术中，光源发光模组使用的紫外光光源的波长一般为350nm至380nm，光源发光模组一般采用侧入式光源或直下式光源，因光源发光特性，直下式光源的波长能量损失大，使用效率低。现有技术中为保证光源的亮度，需要增加光源数量，成本较高。由于光源的波长能量损失大，光源也不能很好的分散，会造成光源的均匀度不够。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种能提高光源使用率、改善光源的均匀度、成本降低的一种紫外光光源增益模组。
根据本发明的一个方面，提供了一种紫外光光源增益模组，其包括上支架、下支架和印刷电路板，印刷电路板镶嵌于下支架，上支架的内侧设有聚光透镜安装板，上支架与下支架扣合形成入光区，聚光透镜安装板设有若干隔断将入光区分隔为若干单独入光区，每个单独入光区均设有紫外光晶圆，紫外光晶圆与印刷电路板连接，聚光透镜安装板连接有若干聚光透镜，聚光透镜与紫外光晶圆数量一致，聚光透镜位于紫外光晶圆的上方，聚光透镜的上方设有镜片微结构，镜片微结构与聚光透镜之间有间隙，镜片微结构安装于上支架；
聚光透镜具有向下外凸弧状入光面；
镜片微结构朝向聚光透镜的一侧呈锯齿状，镜片微结构的另一侧为平的出光面；
紫外光晶圆所产生的光束穿过入光面以导入所述聚光透镜内，然后上述位于聚光透镜内的光束经过镜片微结构的折射而投向出光面，最后该光束从该出光面投射出去。
在一些实施方式中，镜片微结构的锯齿状结构的纵向齿槽与上支架的长边垂直。由此，紫外光晶圆产生的光束被聚光透镜聚集后，射向镜片微结构的锯齿状结构，该锯齿状结构的纵向齿槽与上支架的长边垂直，保证了光束能够在该锯齿状结构的作用下调整出的横向整体均匀度高。
在一些实施方式中，镜片微结构的外形与聚光透镜的外形形状一致，镜片微结构的外形尺寸不小于聚光透镜的根部外形尺寸。由此，镜片微结构的外形尺寸不小于聚光透镜的根部外形尺寸，保证了被聚光透镜聚集的光束都能得到镜片微结构的调整，不会浪费光源。
在一些实施方式中，镜片微结构的外形为圆形或矩形。由此，采用圆形或矩形方便生产制造。
在一些实施方式中，聚光透镜和镜片微结构的材质均为ZEONEX480R。由此，因为ZEONEX480R具有低吸湿性和光线透光率高的特性，紫外光光源波长较短，亮度低，如采用无增益模组直接采光会损失50％亮度，聚光透镜和镜片微结构采用ZEONEX480R材质，使光线透光率上升为92％。
在一些实施方式中，上支架和下支架的材质均为聚甲基丙烯酸甲酯或者丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物。由此，上支架和下支架采用塑料材质，降低了重量，采用塑料材质，上支架和下支架可采用注塑的方式一体成型，减低生产成本。
在一些实施方式中，下支架与印刷电路板通过回炉焊连接。
在一些实施方式中，隔断沿着聚光透镜安装板纵向位置均匀设置，将入光区分隔为大小相同的单独入光区。由此，保证了每一个紫外光晶圆都有一个独立的空间，一个紫外光晶圆对应一个聚光透镜，每个聚光透镜都有对应的镜片微结构，每个区域产生的光源和投射出去的光都相等。
在一些实施方式中，上支架设有支架杆，支架杆设有安装凸台，下支架设有支架杆让位孔。由此，设置支架杆并在支架杆上设置安装凸台，便于上支架和下支架快速安装。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用紫外光晶圆作为发光光源，紫外光晶圆所产生的光束穿过入光面以导入聚光透镜内，聚光透镜位于紫外光晶圆的正上方，聚光透镜向下外凸的弧状入光面对光束进行光整形，使光束变为平行光使纵向和横向能量汇聚，光源的波长能量损失少，光源使用率高；光束经过聚光透镜的聚集，聚光透镜到镜片微结构的锯齿状结构之间的间隙，使得聚集的光束压缩；因光折射和反射的特性，光束在锯齿状镜片微结构的散射下横向调整均匀度，改变光路径，提高折射率，光束最后投向出光面，从出光面投射出去。由于紫外光晶圆的光源波长较短，亮度较低，无增益模组的直接采光会损失50％，聚光透镜和镜片微结构均采用低吸收材料ZEONEX480R，可增加透光率，使透光率上升为92％。
附图说明
图1是本发明一种紫外光光源增益模组的的结构示意图；
图2是图1的主视图；
图3是图2中A部局部放大图；
图4是镜片微结构的示意图；
图5是光束未经过镜片微结构散射后的效果图；
图6是光束经过镜片微结构散射后的效果图；
图7是将本发明应用到图像接触式图像传感器中的的光束路径图；
图8是本发明的光均匀度测试图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图1至3所示，本发明所述一实施方式的一种紫外光光源增益模组，包括上支架1、下支架2和印刷电路板3。上支架1、下支架2均为塑料材质，本实施中，选用的是聚甲基丙烯酸甲酯树脂，上支架1与下支架2扣合形成入光区。印刷电路板3镶嵌于下支架2，下支架2与印刷电路板3通过回炉焊方式固定。上支架1的内侧安装有聚光透镜安装板4，具体的，上支架1的内侧有安装凸点13，聚光透镜安装板4上设有凸点过孔(图未示出)，安装凸点13与凸点过孔采用过盈配合。聚光透镜安装板4设有若干隔断41将入光区分隔为若干单独入光区5。每个单独入光区5均设有一个紫外光晶圆6，紫外光晶圆6与印刷电路板3连接，聚光透镜安装板4连接有若干聚光透镜7，聚光透镜7与紫外光晶圆6数量一致，聚光透镜7位于紫外光晶圆6的上方，每个聚光透镜7的上方均设有一个镜片微结构8，镜片微结构8与聚光透镜6之间有间隙，镜片微结构8安装于上支架1。聚光透镜7具有向下外凸弧状入光面71。镜片微结构8朝向聚光透镜7的一侧呈锯齿状结构81，镜片微结构8的另一侧为平的出光面82。
聚光透镜安装板4的隔断41沿着聚光透镜安装板4纵向位置均匀设置，将入光区分隔为大小相同的单独入光区5。保证了每一个紫外光晶圆6都有一个独立的空间，一个紫外光晶圆6对应一个聚光透镜7，每个聚光透镜7都有对应的镜片微结构8，每个区域产生的光源和投射出去的光都相等。
镜片微结构8的外形与聚光透镜7的外形形状一致，镜片微结构8的外形尺寸不小于聚光透镜7的根部外形尺寸。本实施例中，如图4所示，镜片微结构8的外形为圆形，聚光透镜7的根部外形也为圆形，镜片微结构8的外形尺寸大于聚光透镜7的根部外形尺寸。镜片微结构8的外形尺寸不小于聚光透镜7的根部外形尺寸，保证了被聚光透镜7聚集的光束都能得到镜片微结构8的调整，不会浪费光源。镜片微结构8的锯齿状结构8的纵向齿槽811与上支架1的长边垂直。紫外光晶圆6产生的光束被聚光透镜聚7集后，射向镜片微结构8的锯齿状结构81，该锯齿状结构81的纵向齿槽811与上支架1的长边垂直，保证了光束能够在该锯齿状结构81的作用下调整出的横向整体均匀度高，通过镜片微结构8调整过后的光束更均匀，具体效果比对见图5和图6。
聚光透镜7和镜片微结构8的材质均为ZEONEX480R。因为ZEONEX480R具有低吸湿性和光线透光率高的特性，紫外光光源波长较短，亮度低，如采用无增益模组直接采光会损失50％亮度，聚光透镜7和镜片微结构8采用ZEONEX480R材质，使光线透光率上升为92％(如图8所示)。
上支架1设有支架杆11，支架杆11设有安装凸台12，下支架2设有支架杆让位孔21。设置支架杆11并在支架杆11上设置安装凸台12，便于上支架1和下支架2快速安装。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，上支架1、下支架2均选用的是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物树脂，镜片微结构8的外形为矩形。镜片微结构8和聚光透镜7的根部外形采用规则的圆形或矩形，方便生产制造。上支架1和下支架2采用塑料材质，降低了重量，采用塑料材质，上支架1和下支架2可采用注塑的方式成型，减低生产成本。
如图7所示，将本发明应用到图像接触式图像传感器中。本发明利用紫外光晶圆6作为发光光源，紫外光晶圆6所产生的光束穿过入光面71以导入聚光透镜7内，聚光透镜7位于紫外光晶圆6的正上方，聚光透镜7向下外凸的弧状入光面71对光束进行光整形，使光束变为平行光使纵向和横向能量汇聚，光源的波长能量损失少，光源使用率高。光束经过聚光透镜7的聚集，聚光透镜7到镜片微结构8的锯齿状结构81之间的间隙，使得聚集的光束压缩；因光折射和光反射，光束在锯齿状镜片微结构8的散射下横向调整均匀度，改变光路径，提高折射率，光束最后投向出光面，从出光面投射出去；光束经过图像传感器的透明体91射向稿台92，然后反射到透镜93上。由于紫外光晶圆6的光源波长较短，亮度较低，无增益模组的直接采光会损失50％，聚光透镜7和镜片微结构8均采用低吸收材料ZEONEX480R，可增加透光率，使透光率上升为92％。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的上提下，还可以做出其它变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种紫外光光源增益模组，其特征在于，包括上支架（1）、下支架（2）和印刷电路板（3），所述印刷电路板（3）镶嵌于下支架（2），所述上支架（1）的内侧设有聚光透镜安装板（4），所述上支架（1）与下支架（2）扣合形成入光区，所述聚光透镜安装板（4）设有若干隔断（41）将入光区分隔为若干单独入光区（5），每个所述单独入光区（5）均设有紫外光晶圆（6），所述紫外光晶圆（6）与印刷电路板（3）连接，所述聚光透镜安装板（4）连接有若干聚光透镜（7），所述聚光透镜（7）与紫外光晶圆（6）数量一致，所述聚光透镜（7）位于紫外光晶圆（6）的上方，所述聚光透镜（7）的上方设有镜片微结构（8），所述镜片微结构（8）与聚光透镜（7）之间有间隙，所述镜片微结构（8）安装于上支架（1）；
所述聚光透镜（7）具有向下外凸弧状入光面（71）；
所述镜片微结构（8）朝向聚光透镜（7）的一侧呈锯齿状结构（81），所述镜片微结构（8）的另一侧为平的出光面（82），所述镜片微结构（8）的锯齿状结构（81）的纵向齿槽（811）与上支架（1）的长边垂直，所述镜片微结构（8）的外形与聚光透镜（7）的外形形状一致，所述镜片微结构（8）的外形尺寸不小于聚光透镜（7）的根部外形尺寸；
所述紫外光晶圆（6）所产生的光束穿过入光面（71）以导入所述聚光透镜（7）内，向下外凸弧状入光面（71）对光束进行光整形使光束变为平行光，光束经过聚光透镜（7）的聚集，聚光透镜（7）至镜片微结构（8）之间的间隙使得聚集的光束压缩，然后光束在镜片微结构（8）的锯齿状结构（81）的作用下横向调整均匀度后投向出光面（82），最后该光束从该出光面（82）投射出去。
2.根据权利要求1所述的紫外光光源增益模组，其特征在于，所述镜片微结构（8）的外形为圆形或矩形。
3.根据权利要求2所述的紫外光光源增益模组，其特征在于，所述聚光透镜（7）和镜片微结构（8）的材质均为ZEONEX480R。
4.根据权利要求1所述的紫外光光源增益模组，其特征在于，所述上支架（1）和下支架（2）的材质均为聚甲基丙烯酸甲酯或者丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物。
5.根据权利要求1所述的紫外光光源增益模组，其特征在于，所述下支架（2）与印刷电路板（3）通过回炉焊连接。
6.根据权利要求1所述的紫外光光源增益模组，其特征在于，所述隔断（41）沿着聚光透镜安装板（4）纵向位置均匀设置，将入光区分隔为大小相同的单独入光区（5）。
7.根据权利要求6所述的紫外光光源增益模组，其特征在于，所述上支架（1）设有支架杆（11），所述支架杆（11）设有安装凸台（12），所述下支架（2）设有支架杆让位孔（21）。
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