光源及照明系统技术方案

一种光源可以包括：外壳；安装在该外壳的前平面中的窗口，窗口长度横跨前平面长度；以及位于该外壳内的发光元件的线性阵列。该线性阵列可以与所述窗口对齐，并通过所述窗口发出光线，并且所述线性阵列可以横跨所述窗口长度，其中，所述线性阵列中的第一个发光元件和最后一个发光元件被放置在邻近于所述窗口的横向边缘的位置处，并且其中，所述横向边缘处的窗口侧壁被对准与外壳侧壁齐平。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请 本申请要求于2012年1月19日提交的美国专利申请No.61/588,451的优先权，该申请的全部内容通过引用被合并于此。 
本技术涉及光源及照明系统。 
技术介绍
紫外线光源(例如汞弧光灯和包括发光二极管(LED)阵列的固态UV光源)在成像、印刷和电信行业中通常被用于涂料、油墨和粘合剂中的固化。LED技术正在代替传统的汞弧光灯，因为它们更加节能、持续时间更长，有更低的工作温度，使用起来更安全并且更环保，能够被更紧密地制造，等等还有其他原因。 LED和其他类型的光源的特征在于展示朗伯(Lambertian)或近朗伯(near-Lambertian)发射图案。因此，UV固化的一个挑战是在整个目标物体或表面上提供均匀的光线辐照度。特别地，对大的二维表面进行固化可能需要制造大的光源(该大的光源昂贵并且笨重)，或者可能需要组合多个光源来在必要的目标表面区域上提供辐照度。专利技术人于此已经意识到上述方法的潜在问题。也就是，辐照度均匀性在个体(individual)光源的发射图案的边缘附近和在多个光源之间的连接处是较差的。 
技术实现思路
解决上述问题的一种方法包括一种光源，该光源包括：外壳、横跨该外 壳的长度的窗口和发光元件的线性阵列，其中，位于线性阵列的末端部分的发光元件具有边赋权(edge weighted)间隔。此外，发光元件的线性阵列中的第一个元件和最后一个元件被放置在临近于包括该线性阵列的光源外壳的侧壁的位置处，其中，窗口的侧壁和外壳的侧壁在同一平面中对齐。以这种方式，与常规光源相比，对于个体光源以及在多个光源上，光源的发射图案均匀性能够被增强。 能够理解的是，提供以上
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍概念的选择，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。该
技术实现思路
并不意图标识所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围唯一地由具体实施方式之后的权利要求书来定义。此外，所要求保护的主题并不限于解决上述或本公开文件的任意部分中的任何缺点的实施。 附图说明图1示出了近朗伯发射图案的示例。 图2是发光元件的匀称隔开的线性阵列的示例的示意图。 图3是示出了图2的发光元件的匀称隔开的线性阵列的辐照度图案的示意图。 图4是显示图3的辐照度图案的横截面的示图。 图5是具有边赋权间隔的发光元件的线性阵列的示例的示意图。 图6是示出了图5的发光元件的边赋权线性阵列的辐照度图案的示意图。 图7是显示图6的辐照度图案的横截面的示图。 图8是图4和图7的辐照度剖面(profile)的示图。 图9是图4和图7的辐照度剖面的示图，以及具有内部透镜化(lens)的LED的边赋权线性阵列的辐照度剖面的示图。 图10是示例光源的主视图。 图11是两个并排放置的图10的示例光源的局部主视图。 图12是图10的示例光源的局部侧平面图。 图13是图10的示例光源的前平面图。 图14是示出了照明系统的示例的示意图。 图15是使用光源的方法的示例流程图。 具体实施方式本说明书涉及光源、使用光源的方法、和在涂料、油墨、粘合剂和其他可固化的工件的制造中使用的照明系统。图1示出了LED发光元件的近朗伯发射图案的示例。图2显示了描绘以匀称隔开的方式布置的发光元件的线性阵列的示例的示意图。图3和图4示出了图2中的发光元件的匀称隔开的线性阵列的辐照度图案的示例和辐照度图案的横截面示图。图5显示了描绘发光元件的线性阵列的示例的示意图，其中所述发光元件以边赋权间隔分布。图6和图7示出了图5中的发光元件的边赋权线性阵列的辐照度图案的示例和辐照度图案的横截面示图。图8和图9是将图4和图7的示例辐照度剖面进行比较，以及将图4和图7的示例辐照度剖面与具有内部透镜化的LED的边赋权线性阵列的示例辐照度剖面进行比较的示图。图10是包括边赋权的发光元件的线性阵列的示例光源的主视图，而图11示出了两个光源的局部主视图的示例，这两个光源包括并排布置的发光元件的边赋权线性阵列。图12和图13是图10的示例光源的局部侧平面图和前平面图。图14是光源的配置的示例的示意图，以及图15是使用光源的方法的示例流程图。 现在转到图1，其示出了近朗伯光源(例如，LED型发光元件)的发射图案100。该发射图案示出了当来自光源的发射角从－90°变化到+90°时，辐射强度剖面110是可变的。因此，由近朗伯光源照明的表面可能不能被光 线均匀地照射。 图2示出了10个发光元件220的匀称隔开36mm的线性阵列200的示例的简单示意图。匀称隔开意味着每个发光元件之间的间隔240可以是相同的。该发光元件可以被安装在基板210(例如，印刷电路板(PCB))上。 图3示出了位于距离图2中的LED的匀称隔开的线性阵列6mm的固定平面处的辐照度图案的示图300。示图300的辐照度图案可以使用光学仿真程序(例如，Zemax)来生成。曲线310、320、330、340、350和360分别近似于在距离光源6mm的表面处的1.80、1.65、1.30、0.90、0.40和0.20W/cm2的恒定辐照度的直线，该光源以垂直于90°发射角为方向。来自匀称隔开的阵列的辐照度在该二维图案上变化，强度从该图案的中心向外围减小。 图4显示了示图300的辐照度图案沿其主对称轴或沿对应于线性阵列的中心线取得的横截面的示图400。辐照度剖面410示出了辐照度在该表面的中心部分是稍微均匀的，但是朝向边缘大幅减小。对于UV固化来说，在目标表面处提供均匀辐照度的光源可以在该目标表面上提供均匀的固化速率。为了达到均匀的固化速率，可以使用在该目标表面上提供其中辐照度高于最小阈值且低于最大阈值的发射图案的光源来对表面进行照射。例如，当辐照度低于最小阈值时，固化速率可较慢，并且可能不能实现目标表面的固化。另一方面，当辐照度高于最大阈值时，固化可能进行得太快，导致过固化，过固化可损害目标表面。一般而言，当最大阈值与最小阈值之间的差越小时，更加均匀的固化速率被实现。例如，可以使用等式(1)来定义用于评价均匀性的度量： 均匀性＝(最大值－最小值)/平均(最大值，最小值)   (1) 其中，最大值表示对应于提供均匀固化速率的最大阈值辐照度，以及最小值表示对应于提供均匀固化速率的最小阈值辐照度。之后，给定均匀性和最大阈值辐照度，等式(1)可以解出最小辐照度： 最小值＝最大值*(1－均匀性/2)/(1+均匀性/2)   (2) 例如，最小阈值辐照度等于最大阈值辐照度的情况对应于完全均匀的辐照度。如另一个示例，使用等式(2)，对于20％的均匀性和1.83W/cm2的最大辐照度，最小辐照度被计算为是1.497W/cm2。在这种方式中，在距离图2的LED的均匀隔开的线性阵列6mm的平面表面处的光线输出的可用宽度可以从图4确定为是32.3mm。该可用宽度对应于方框420内的辐照度剖面410的X坐标域的长度，其中，方框420表示其上发射的辐照度在最小阈值与最大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光源，其特征在于，该光源包括： 外壳； 安装在该外壳的前平面中的窗口，窗口长度横跨前平面长度；以及 位于该外壳内的发光元件的线性阵列，该线性阵列与所述窗口对齐，并通过该窗口发出光线，并且所述线性阵列横跨所述窗口长度，其中，所述线性阵列中的第一个发光元件和最后一个发光元件被放置在邻近于所述窗口的横向边缘的位置处，并且其中，所述横向边缘处的窗口侧壁被对准与外壳侧壁齐平。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.19 US 61/588,4511.一种光源，其特征在于，该光源包括： 
外壳； 
安装在该外壳的前平面中的窗口，窗口长度横跨前平面长度；以及 
位于该外壳内的发光元件的线性阵列，该线性阵列与所述窗口对齐，并通过该窗口发出光线，并且所述线性阵列横跨所述窗口长度，其中，所述线性阵列中的第一个发光元件和最后一个发光元件被放置在邻近于所述窗口的横向边缘的位置处，并且其中，所述横向边缘处的窗口侧壁被对准与外壳侧壁齐平。 
2.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，所述发光元件的线性阵列还包括位于两个末端部分之间的中间部分，该线性阵列仅具有单排元件，其中： 
所述中间部分包括贯穿该中间部分、以第一间隔分布在该中间部分上的多个发光元件；以及 
每个末端部分包括贯穿每个末端部分、以第二间隔分布在该末端部分上的多个发光元件，所述第一间隔大于所述第二间隔。 
3.根据权利要求2所述的光源，其特征在于，在所述中间部分与每个末端部分之间的第三间隔大于所述第二间隔，并小于所述第一间隔。 
4.根据权利要求3所述的光源，其特征在于： 
所述中间部分中的所述多个发光元件具有第一辐照度；以及 
每个末端部分中的所述多个发光元件具有第二辐照度。 
5.根据权利要求4所述的光源，其特征在于，相比于所述末端部分中 的所述多个发光元件中的每个发光元件，所述中间部分中的所述多个发光元件中的每个发光元件包括更高亮度的发光元件，并且其中，所述第一辐照度大于所述第二辐照度。 
6.根据权利要求4所述的光源，其特征在于，所述中间部分中的所述多个发光元件中的每个发光元件包括光学元件，该光学元件增加其发光元件的第一辐照度，并且其中，所述第一辐照度大于所述第二辐照度。 
7.根据权利要求4所述的光源，其特征在于，所述末端部分中的所述多个发光元件中的每个发光元件包括光学元件，该光学元件减小其发光元件的第二辐照度，并且其中，所述第一辐照度大于所述第二辐照度。 
8.根据权利要求4所述的光源，其特征在于： 
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·奇尔德斯，
申请(专利权)人：锋翔科技公司，
类型：新型
国别省市：美国;US