[發(fā)明專利]增強(qiáng)UVLED輻射峰值強(qiáng)度的集成模組及條狀光源

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810147408.X
• 申請(qǐng)日: 2018-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108286682A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 丁強(qiáng)
• 主分類號(hào): F21S8/00
• 分類號(hào): F21S8/00;F21V5/04;F21V19/00;F21V23/00;F21Y115/10
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務(wù)所有限公司 33214
• 代理人: 王曉峰

本發(fā)明涉及增強(qiáng)UVLED輻射峰值強(qiáng)度的集成模組及條狀光源，所述集成模組包括安裝基板,安裝基板上設(shè)有多個(gè)UVLED光源和用于調(diào)整UVLED光源發(fā)出光線的光學(xué)透鏡，所述UVLED光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)透鏡后形成光斑單元，將所有UVLED光源劃分為多組光源單元，每組光源單元中的UVLED光源形成的光斑單元在輻照面內(nèi)形成一細(xì)長(zhǎng)的矩形光斑；所有光源單元形成的矩形光斑匯聚并填滿輻照面內(nèi)的一指定輻照區(qū)域。所述條狀光源包括上述集成模組。本發(fā)明能在同等光源輻射功率的情況下，使有效的照射面積內(nèi)的單位面積功率值提高5?10倍，反之在達(dá)到工藝要求的情況下，可大量節(jié)省UV LED芯片數(shù)量，為散熱設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的方便，使成本大幅下降。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紫外光應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及增強(qiáng)UVLED輻射峰值強(qiáng)度的集成模組及條狀光源。

背景技術(shù)

隨著紫外光LED(UV LED)輻射效率的提升和技術(shù)的成熟，UV LED作為新型光源加速進(jìn)入使用紫外線(UV)固化UV油墨、油漆、膠水的設(shè)備，以UV LED取代汞燈，鎵燈等傳統(tǒng)光源產(chǎn)生UV。雖然UV LED作為光源較傳統(tǒng)光源有顯著優(yōu)勢(shì)，如壽命長(zhǎng)，瞬間點(diǎn)亮，光效高節(jié)能，單色性好，發(fā)光光譜窄，不產(chǎn)生紅外線與熱輻射。

但是單顆UV LED發(fā)光功率小，并且單顆UVLED發(fā)光角度大，發(fā)光角度內(nèi)不同方向的峰值強(qiáng)度不均勻。為達(dá)到固化的工藝要求，即滿足在有效的照射面積內(nèi)的單位面積功率值(紫外光的峰值強(qiáng)度)和固化對(duì)象所吸收的總輻射量，需要大量的UV LED，市場(chǎng)上多采用增加UV LED數(shù)量，并且密集排布UV LED的方式，通過(guò)相鄰UV LED相互的補(bǔ)光來(lái)滿足工藝要求。密集排列方式有二個(gè)主要的問(wèn)題：第一個(gè)問(wèn)題是即使UV LED密集排布，相鄰UV LED相互補(bǔ)光，也只有采用極高光效的UV LED,才能使有效照射面上的單位面積功率值達(dá)到要求；第二個(gè)問(wèn)題是密集大量的UV LED排布給散熱帶來(lái)極大的困難，UV LED是對(duì)熱敏感的半導(dǎo)體器件，溫度升高使UV LED光效迅速下降，壽命也大幅下降，因此采用這種方式大多采用水冷的形式。改進(jìn)的設(shè)計(jì)中對(duì)光線有匯聚功能，但是無(wú)法有效增強(qiáng)峰值強(qiáng)度。

UV油墨、涂料、膠水固化除了要達(dá)到油墨涂料膠水要求的總輻射量，這可以通過(guò)增加光源輻射功率，也可以增加輻照面通過(guò)UV光的時(shí)間實(shí)現(xiàn)。此外UV油墨、涂料、膠水固化還和輻照面所受的光照的峰值強(qiáng)度有關(guān)，峰值強(qiáng)度不夠，即使增加輻照面通過(guò)UV光的時(shí)間，也就是增加總輻射量，也不能使油墨涂料膠水干燥、固化。而如何增強(qiáng)輻照面的峰值強(qiáng)度這一問(wèn)題并沒(méi)有被現(xiàn)有設(shè)計(jì)所重視。現(xiàn)有技術(shù)中也有披露采用多片透鏡來(lái)聚焦光線的設(shè)計(jì)，但存在系統(tǒng)復(fù)雜、體積大的問(wèn)題。另外，使用UV LED固化的生產(chǎn)過(guò)程中需對(duì)焦，而UV光又是對(duì)人眼有極大傷害的，沒(méi)法及時(shí)快速調(diào)整焦距，因此質(zhì)量一致性控制不易。所有這些都是制約UV LED取代傳統(tǒng)光源的原因。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種增強(qiáng)UVLED輻射峰值強(qiáng)度的集成模組，使模組中的UV LED光源發(fā)出的光線能匯聚并疊加到同一細(xì)長(zhǎng)矩形范圍內(nèi)，在同等光源輻射功率的情況下，使有效的照射面積內(nèi)的單位面積功率值提高5-10倍，反之在達(dá)到工藝要求的情況下，可大量節(jié)省UV LED芯片數(shù)量，為散熱設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的方便，使成本大幅下降。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

增強(qiáng)UVLED輻射峰值強(qiáng)度的集成模組，包括安裝基板,安裝基板上設(shè)有多個(gè)UVLED光源和用于調(diào)整UVLED光源發(fā)出光線的光學(xué)透鏡，所述UVLED光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)透鏡后形成光斑單元，將所有UVLED光源劃分為多組光源單元，每組光源單元中的UVLED光源形成的光斑單元在輻照面內(nèi)形成一細(xì)長(zhǎng)的矩形光斑；所有光源單元形成的矩形光斑匯聚并填滿輻照面內(nèi)的一指定輻照區(qū)域。

作為優(yōu)選方案，每組光源單元中的UVLED光源形成的光斑單元在輻照面內(nèi)依次拼接或部分重疊或間隙配合形成一細(xì)長(zhǎng)的矩形光斑。

作為優(yōu)選方案，每組光源單元中的UVLED光源沿直線等距分布，或以一直線作為基準(zhǔn)等距交錯(cuò)分布。