CN107166213A - Uvled光的汇聚方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种UVLED光的汇聚方法。它包括以下步骤:对光束进行初步聚集能量,通过调节经过一次配光的、具有一定发光角度的UVLED灯珠的排列方式,来控制UVLED灯珠的线能量,以达到初步聚集光束能量;对光束整形,使用整形透镜对初步聚集后的光束进行整形,然后输出整形后的光线;对光束进一步聚焦,使用聚光透镜对已经整形后的光线进行线聚焦。应用本发明所述的方法来设计光源,尤其是在光束的会聚设计上,可以大幅度降低耗电量,使设备工作寿命长久,且可以降低干燥装置的发热量,不产生臭氧,能够瞬间亮灯或关灯,能够减少70%‑80%的能源消耗,环保节能。

Description

UVLED光的汇聚方法
技术领域
本发明涉及光学工程技术领域,具体是一种UVLED光的汇聚方法。
背景技术
目前在UV固化(印刷、PCB电子、快干胶水、电子三防漆等领域),使用的紫外光源普遍采用高压汞灯和金属卤素灯等光源,因灯具及电源装置的大型化,电力消耗大和发热量大以及使用过程中产生臭氧等问题,导致UV固化成为高耗能、高污染工艺。
由于UVLED灯珠发散角相对较大,因此UVLED紫外灯光照射的距离对固化的效果有较大的影响。这就需要对UVLED进行二次配光,以聚集UV能量,用于远距离照射目标。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种UVLED光的汇聚方法,以至少达到提高光学性能和节能环保的效果。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:UVLED光的汇聚方法,它包括以下步骤:
S1:对光束进行初步聚集能量,通过调节经过一次配光的、具有一定发光角度的UVLED灯珠的排列方式,来控制UVLED灯珠的线能量,以达到初步聚集光束能量;
S2:对光束整形,使用整形透镜对初步聚集后的光束进行整形,然后输出整形后的光线;
S3:对光束进一步聚焦,使用聚光透镜对已经整形后的光线进行线聚焦。
进一步,在步骤S1中,UVLED灯珠的排列方式包括点光源排列方式。
进一步,在步骤S1中,UVLED灯珠的排列方式包括阵列排列方式,且所述的阵列排列方式至少有一行UVLED灯珠。
所述的UVLED灯珠等距排列。
进一步,在步骤S2中,使用整形透镜分别对每一行UVLED灯珠整形。
进一步,在步骤S3中,通过使用不同焦距的聚光透镜,改变光源出光窗口至照射目标的工作距离。
所述的整形透镜为镯面平凸柱透镜或菲涅尔镯面平凸柱透镜。
所述的聚光透镜为镯面平凸柱透镜或菲涅尔镯面平凸柱透镜。
进一步,它还包括对光源进行冷却的步骤,通过使用串联、并联、伪串联和伪并联结合的水道热沉连接UVLED光源,能够使得热沉散热面温度均匀。
进一步,它还包括分别对整形透镜和聚光透镜进行压紧固定的步骤,通过使用橡胶条分别对整形透镜和聚光透镜进行压紧固定。
本发明的有益效果是:与现有技术比较,本发明具有以下优势:
(1)应用本发明最新开发的UVLED光源,是下一代的节能、环保UV固化***。与以往UV灯管式固化***相比,UVLED平固化***能够大幅度降低耗电量,而且寿命长久,干燥装置发热少,不产生臭氧,还能够瞬间亮灯或关灯,能够减少70%-80%的能源消耗,不仅环保效果优异,操作性能也非常出色;
(2)本发明聚光性好,可以远距离照射目标;
(3)本发明可以调节光源出光窗口至照射目标的工作距离;
(4)本发明可以实现光源可无缝拼接长度;
(5)本发明可以实现照射光斑可无缝拼接长度;
(6)本发明可以实现均匀的线型照射光斑;
(7)本发明可以实现超高强度的线型照射光斑;
(8)本发明在调节光源出光窗口至照射目标的工作距离时,调节前后的光源聚光性、光斑均匀性和光斑强度都非常稳定,表现出优异的性能。
附图说明
图1为本发明实施例的整机结构图;
图2为本发明实施例的光学聚光***结构图;
图3为本发明实施例的UVLED阵列发光***结构图;
图4为本发明实施例的水冷散热***结构图;
图5为本发明实施例的光学聚光***的聚光过程示意图;
图6为本发明实施例的水冷散热***的热沉水道结构示意图;
图7为本发明实施例使用第一焦距聚光透镜的照射光斑测试图像;
图8为本发明实施例使用第二焦距聚光透镜的照射光斑测试图像;
图9为本发明实施例使用第一焦距聚光透镜的照射光斑的测试功率密度;
图10为本发明实施例使用第二焦距聚光透镜的照射光斑的测试功率密度;
图11为本发明的步骤流程图;
图中,1-光学聚光***,2-UVLED阵列发光***,3-水冷散热***,11-第二透镜安装架,12-聚光透镜,13-橡胶条,14-整形透镜,15-第一透镜安装架,31-水道热沉,32-密封圈,33-热沉盖,34-水流接口,35-接线盒,41-第一防尘盖板,42第二防尘盖板-,51-基板,52-UVLED灯珠,341-进水口,342-出水口。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图11所示,UVLED光的汇聚方法,它包括以下步骤:
S1:对光束进行初步聚集能量,通过调节经过一次配光的、具有一定发光角度的UVLED灯珠的排列方式,来控制UVLED灯珠的线能量,以达到初步聚集光束能量;
S2:对光束整形,使用整形透镜对初步聚集后的光束进行整形,然后输出整形后的光线;
S3:对光束进一步聚焦,使用聚光透镜对已经整形后的光线进行线聚焦。
进一步,在步骤S1中,UVLED灯珠的排列方式包括点光源排列方式。
进一步,在步骤S1中,UVLED灯珠的排列方式包括阵列排列方式,且所述的阵列排列方式至少有一行UVLED灯珠。
所述的UVLED灯珠等距排列。
进一步,在步骤S2中,使用整形透镜分别对每一行UVLED灯珠整形。
进一步,在步骤S3中,通过使用不同焦距的聚光透镜,改变光源出光窗口至照射目标的工作距离。
所述的整形透镜为镯面平凸柱透镜或菲涅尔镯面平凸柱透镜。
所述的聚光透镜为镯面平凸柱透镜或菲涅尔镯面平凸柱透镜。
进一步,它还包括对光源进行冷却的步骤,通过使用串联、并联、伪串联和伪并联结合的水道热沉连接UVLED光源,能够使得热沉散热面温度均匀。
进一步,它还包括分别对整形透镜和聚光透镜进行压紧固定的步骤,通过使用橡胶条分别对整形透镜和聚光透镜进行压紧固定。
实施例:
如图1,2,3,4所示,一种应用本发明的UVLED高强度线光源,它包括光学聚光***1、UVLED阵列发光***2和水冷散热***3,UVLED阵列发光***2安装在光学聚光***1与水冷散热***3之间;光学聚光***1包括整形透镜14、聚光透镜12和至少两个透镜安装架,整形透镜14安装在第一透镜安装架15上,聚光透镜12安装在第二透镜安装架11上;UVLED阵列发光***2包括基板51和UVLED灯珠52,UVLED灯珠52以排列的方式贴装在基板51上;水冷散热***3包括水流接口34、热沉盖33、密封圈32和水道热沉31,水道热沉31连接热沉盖33,并通过所述密封圈32进行连接密封,水流接口34设置在热沉盖33上。
整形透镜14为镯面平凸柱透镜或菲涅尔镯面平凸柱透镜。
聚光透镜12为镯面平凸柱透镜或菲涅尔镯面平凸柱透镜。
透镜安装架为平板型透镜安装架。
透镜安装架为铝合金透镜安装架。
光学聚光***1还包括多根橡胶条13,多根橡胶条13分别用于压紧整形透镜14和聚光透镜12。
UVLED灯珠52排列成至少一行。
UVLED灯珠52等距排列。
整形透镜14分别对每行UVLED灯珠52进行整形。
聚光透镜12对所有已经整形的光线进行线聚焦。
进一步,如图5所示,通过使用不同焦距的聚光透镜12,改变光源出光窗口至照射目标的工作距离。
水冷散热***3还包括接线盒35,接线盒35安装在热沉盖33上。
水道热沉31为导热金属材料的水道热沉。
水道热沉31为铝合金水道热沉或铜水道热沉。
基板51为铜基或铝基印制电路板。
如图6所示,所述的水道热沉31,采用串联、并联、伪串联和伪并联结合,使得热沉散热面温度均匀。
所述的密封圈32为硅胶密封圈。
进一步,如图6所示,所述的水流接口34包括至少一个进水口341和至少一个出水口342。
进一步,它还包括至少两个防尘盖板,第一防尘盖板41用于封装所述光学聚光***1、UVLED阵列发光***2和水冷散热***41的上部,第二防尘盖板42用于封装所述光学聚光***1、UVLED阵列发光***2和水冷散热***3的下部。
如图7,8所示,根据不同焦距的聚光透镜的照射光斑测试图像,在调节光源出光窗口至照射目标的工作距离时,调节前后的光源聚光性、光斑均匀性和光斑强度都非常稳定。
如图9,10所示,根据功率密度测试结果表明,光源可实现无缝拼接长度,照射光斑也可实现无缝拼接长度。
在本发明的实施例中,把具有一定发光角度的UVLED灯珠等距排列成至少一行,经整形透镜分别对每行UVLED灯珠进行整形,再经聚光透镜对所有已经整形的光线进行线聚焦,在焦点位置,可以形成一条均匀的、超高强度的线型照射光斑,使用不同焦距f的聚光透镜,可改变光源出光窗口至照射目标的工作距离。在调节光源出光窗口至照射目标的工作距离时,调节前后的光源聚光性、光斑均匀性和光斑强度都非常稳定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.UVLED光的汇聚方法,其特征在于,它包括以下步骤:
S1:对光束进行初步聚集能量,通过调节经过一次配光的、具有发光角度的UVLED灯珠的排列方式,来控制UVLED灯珠的线能量,以达到初步聚集光束能量;
S2:对光束整形,使用整形透镜对初步聚集后的光束进行整形,然后输出整形后的光线;
S3:对光束进一步聚焦,使用聚光透镜对已经整形后的光线进行线聚焦。
2.根据权利要求1所述的UVLED光的汇聚方法,其特征在于:在步骤S1中,UVLED灯珠的排列方式包括点光源排列方式。
3.根据权利要求1所述的UVLED光的汇聚方法,其特征在于:在步骤S1中,UVLED灯珠的排列方式包括阵列排列方式,且所述的阵列排列方式至少有一行UVLED灯珠。
4.根据权利要求1或3所述的UVLED光的汇聚方法,其特征在于:所述的UVLED灯珠等距排列。
5.根据权利要求1所述的UVLED光的汇聚方法,其特征在于:在步骤S2中,使用整形透镜分别对每一行UVLED灯珠整形。
6.根据权利要求1所述的UVLED光的汇聚方法,其特征在于:在步骤S3中,通过使用不同焦距的聚光透镜,改变光源出光窗口至照射目标的工作距离。
7.根据权利要求1所述的UVLED光的汇聚方法,其特征在于:所述的整形透镜为镯面平凸柱透镜或菲涅尔镯面平凸柱透镜。
8.根据权利要求1所述的UVLED光的汇聚方法,其特征在于:所述的聚光透镜为镯面平凸柱透镜或菲涅尔镯面平凸柱透镜。
9.根据权利要求1所述的UVLED光的汇聚方法,其特征在于:它还包括对光源进行冷却的步骤,通过使用串联、并联、伪串联和伪并联结合的水道热沉连接UVLED光源,能够使得热沉散热面温度均匀。
10.根据权利要求1所述的UVLED光的汇聚方法,其特征在于:它还包括分别对整形透镜和聚光透镜进行压紧固定的步骤,通过使用橡胶条分别对整形透镜和聚光透镜进行压紧固定。
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