光源及照明系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种光源及照明系统。该光源可包括柱面透镜(例如柱面菲涅尔透镜)、发光元件的线性阵列，该线性阵列与所述柱面菲涅尔透镜对齐并透过所述柱面菲涅尔透镜发射光线，其中所述柱面菲涅尔透镜减小了所述线性阵列的横向轴上的光的角展度，所述线性阵列横跨透镜长度。（*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2013年4月10日提交的美国非临时专利申请No.13/860,440的优先权，该申请要求于2012年4月16日提交的美国临时专利申请No.61/624,974的优先权，上述两件申请的全部内容出于所有目的通过引用结合于此。
本申请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，辐照度均匀性可能较差，特别是在个体(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。
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：柱面透镜(例如柱面菲涅尔(Fresnel)透镜)、以及发光元件的线性阵列，该发光元件的线性阵列与所述柱面菲涅尔透镜对齐并透过所述柱面菲涅尔透镜发射光线，其中所述柱面菲涅尔透镜减小了所述线性阵列的横向轴上的光的角展度，所述线性阵列横跨透镜长度。此外，所述光源可包括外壳，其中可在该外壳的前平面处安装窗口，该窗口长度横跨前平面长度，并且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相邻于所述窗口的横向边缘的位置处，并且其中横向边缘处的窗口侧壁被对齐成与外壳侧壁齐平。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得以增强。本技术提供一种光源，该光源包括：柱面透镜；发光元件的线性阵列，该线性阵列与所述柱面透镜对齐并透过所述柱面透镜发射光线，其中所述柱面透镜减小了所述线性阵列的横向轴上的光的角展度，所述线性阵列横跨透镜长度。优选地，所述柱面透镜为仅具有单个槽的柱面菲涅尔透镜。优选地，所述柱面透镜为包括双柱面菲涅尔透镜的柱面菲涅尔透镜。优选地，该光源还包括外壳，其中在该外壳的前平面处安装有窗口，该窗口长度横跨前平面长度，并且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相邻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齐成与外壳侧壁齐平。优选地，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，所述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。优选地，在所述中间部分与每个末端部分之间的第三间隔能够大于所述第二间隔并小于所述第一间隔。优选地，所述中间部分中的所述多个发光元件具有第一辐照度；每个末端部分中的所述多个发光元件具有第二辐照度。优选地，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。优选地，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。优选地，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。优选地，所述中间部分中的所述多个发光元件被提供有第一驱动电流；所述末端部分中的所述多个发光元件被提供有第二驱动电流；以及所述第一驱动电流大于所述第二驱动电流。优选地，所述窗口包括正面和所述窗口侧壁，该正面与所述前平面齐平，并且所述窗口侧壁从所述前平面向后垂直延伸。本技术还提供一种照明系统，该系统包括：电源；冷却子系统；发光子系统，该发光子系统包括：外壳；耦合光学器件，其中该耦合光学器件包括柱面菲涅尔透镜；安装在所述外壳的前平面处的窗口；以及包含在所述外壳内的发光元件的线性阵列，该线性阵列与所述柱面菲涅尔透镜对齐并透过所述柱面菲涅尔透镜发射光线，其中所述柱面菲涅尔透镜减小了所述线性阵列的横向轴上的光的角展度，所述线性阵列横跨透镜长度，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相邻于所述窗口的横向边缘的位置处，所述横向边缘处的窗口侧壁被对齐成与外壳侧壁齐平，所述窗口侧壁从所述前平面向后垂直延伸，所述发光元件的线性阵列包括位于两个末端部分之间的中间部分，所述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；控制器，该控制器包括被执行用以从分布在所述中间部分上、具有第一辐照度的发光元件照射光线，以及从分布在所述末端部分上、具有第二辐照度的发光元件照射光线的指令，其中，所述第一辐照度大于所述第二辐照度。优选地，所述柱面菲涅尔透镜包括仅具有单个槽的柱面菲涅尔透镜。优选地，所述柱面菲涅尔透镜包括双柱面菲涅尔透镜。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透视图。图13是图10的示例光源的前透视图。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。图16A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：柱面透镜；发光元件的线性阵列，该线性阵列与所述柱面透镜对齐并透过所述柱面透镜发射光线，其中所述柱面透镜减小了所述线性阵列的横向轴上的光的角展度，所述线性阵列横跨透镜长度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.16 US 61/624,974;2013.04.10 US 13/860,4401.一种光源，其特征在于，该光源包括：
柱面透镜；
发光元件的线性阵列，该线性阵列与所述柱面透镜对齐并透过所述柱面透镜发射光线，其中所述柱面透镜减小了所述线性阵列的横向轴上的光的角展度，所述线性阵列横跨透镜长度。
2.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，所述柱面透镜为仅具有单个槽的柱面菲涅尔透镜。
3.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，所述柱面透镜为包括双柱面菲涅尔透镜的柱面菲涅尔透镜。
4.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，该光源还包括外壳，其中在该外壳的前平面处安装有窗口，该窗口长度横跨前平面长度，并且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相邻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齐成与外壳侧壁齐平。
5.根据权利要求4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，所述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。
6.根据权利要求5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能够大于所述第二间隔并小于所述第一间隔。
7.根据权利要求6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；
每个末端部分中的所述多个发光元件具有第二辐照度。
8.根据权利要求7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。
9.根据权利要求7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...

【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