具有集成挡板的光引擎框架制造技术

提供用于发光系统的光学元件的框架的系统。在一种实施例中，挡板框架包括延伸的外侧壁和内斜壁，该外侧壁和内斜壁延伸至所述光学元件的底表面的下方，从而能够减少从工件上反射的光，并且减少逃逸至所述挡板框架的外部和内部的光。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求申请日为2015年3月27日、专利技术名称为“LIGHT ENGINE FRAME WITH INTEGRATED BAFFLE(具有集成挡板的光引擎框架)”的美国临时专利申请No.62/139,550优先权，该美国临时专利申请的全部内容以引用的方式整体结合于此。
技术介绍
在工业应用中，固态发光设备具有很多用途。例如，在印刷和涂覆应用中，固态发光设备通常用于固化诸如包括油墨、粘结剂、防护层(preservative)等的涂层的光敏材料。在这些应用中，光固化材料通过分配/印刷装置分配/印刷在表面上，并且由固态发光设备输出的光在耦合光学元件(coupling optic)的辅助下被朝向待固化的基板或材料引导。包括棒透镜(rod len)、柱面透镜(cylindrical len)、菲涅尔透镜或者甚至平玻璃的耦合光学元件可以用于将光线引导和集中在所述基板上。在入射光和材料之间发生的光化学反应将材料固化或“干燥”。然而，这些利用光固化材料的应用面对一个问题。任何从应用材料的表面逃逸/反射/散射进入分配器(例如，油墨分配装置)中的光可能在分配器中的材料应用在目标上之前过早地将其固化。本申请的专利技术人已经意识到反射进入分配装置中的光的潜在问题，并且已经设计了一种至少部分解决上文中讨论的问题的方法。
技术实现思路
在一种实施例中，可以通过用于保持发光系统的光学元件的框架至少部
分解决上述问题，所述框架包括：中心内表面，该中心内表面沿所述框架的长度方向形成且适于接收所述光学元件；第一竖直侧壁和第二竖直侧壁，所述第一竖直侧壁和所述第二竖直侧壁从所述框架的顶表面分别延伸至所述框架的第一底表面和第二底表面，当所述光元件安装在所述框架的内表面上时，所述第一底表面和所述第二底表面位于所述光学元件的外底表面下方；和第一斜表面(angled surface)和第二斜表面，所述第一斜表面和所述第二斜表面中的每一者从所述第一底表面和第二底表面中的一者朝向所述内表面向内倾斜。通过这种方式，从工件反射反射回所述框架的光可以被限制在所述框架内，从而减少散射至周围物体(包括分配系统中未固化的光敏材料)的光。作为一种实施例，可以利用挡板或挡光块(beam block)在光到达分配装置之前捕捉从待固化的表面反射的光。所述挡板可以具有沿保持所述光学件的框架延伸的长且平的侧面。此外，所述挡板可以涂覆有黑色阳极化材料(black anodized material)，以吸收反射的光。通过这种方式，从所述表面反射的光可以被所述耦合光学元件周围的挡板捕捉和吸收。在另一种实施例中，所述挡板可以具有额外的槽或者粗糙不平的织构，以进一步分散反射的光。所述槽可以捕捉反射的光，从而减少逃逸至周围介质中的光。所述挡板还可以集成在光源本身的窗框中，从而产生能够减少反射回所述发光系统的光的紧凑组件(compact package)。本公开还提供多种优点。特别地，所述解决方法可以提供一种更连续的光敏材料的固化方法。此外，通过减少从其上被引导有固化光线的工件反射的光线的量，还可以减少未应用的光反应材料的固化，从而减少光敏材料的浪费和不必要的固化。通过下文中单独的详细描述或者与附图结合的详细描述，本专利技术的上述优点和其他优点、本专利技术的特征将是显而易见的。应当理解的是，提供上述总结的目的是以简单的形式进行介绍，还应理解的是，详细说明书中还描述了可供选择的概念。并不意味着明确要求保护的主题的要点或者关键技术特征，要求保护主题的范围由详细说明书后的权利要求唯一确定。此外，要求保护的主题并不限于解决上文提到的或者本公开任意部分中提到的任何缺点的实施方式。附图说明图1展示了发光系统和相关的耦合光学元件的示意图；图2A和图2B展示了具有镜面反射介质的发光系统的标准框架和光学件的侧视图；图3A和图3B展示了与发光系统的耦合光学元件集成的两个挡板框架设计的示意图；图4展示了发光系统的挡板框架和棒透镜的等轴测视图；图5A和图5B展示了具有镜面反射介质的发光系统的挡板框架和光学件的侧视图；图6A和图6B展示了具有漫反射介质的发光系统的标准框架和挡板框架的侧视图；图7A和图7B展示了发光系统的集成有耦合光学元件的示例性框架设计的示意图和局部视图。具体实施方式本说明书涉及用于固化光可固化材料的发光系统。图1展示了发光系统的一种实施例，所述发光系统通常用于打印机和涂覆应用中，所述发光系统包括用于将入射光集中在涂敷的光可固化材料上的耦合光学元件。在一些实施方式中，光可以从涂敷的光可固化材料(例如，其上设置有光可固化材料
的工件)上反射，并且反射回与所述发光系统相连的分配装置中。因此，所述分配结构内的光可固化材料可能会在涂敷到目标(例如，工件)上之前固化。图2A和图2B展示了当使用与所述发光系统的耦合光学元件相连的标准框架时反射进入所述分配装置中的光。作为一种实施例，如图3A和图3B、图7A和图7B所示,通过向保持所述耦合光学元件的框架添加挡板或者挡光块可以减少反射的光。图4中展示了与所述发光系统的棒透镜相连的挡板框架。图5A和图5B展示了当使用改进型挡板框架和光学件时减少的光反射。图6A和图6B展示了将挡板框架和标准框架与发光系统一起使用以用于由发光装置固化的漫反射介质的效果。通过这种方式，通过将挡光装置(例如，挡板)与所述耦合光学元件集成，可以捕捉并减少反射光进入所述分配装置，从而减少未涂敷的光可固化材料的过早固化。现在参照图1，展示了根据此处描述的系统的光反应系统10的框图。在本实施例中，光反应系统10包括发光子系统100、控制器108、电源102、冷却子系统18和耦合光学元件30。发光子系统100可以包括多个发光设备110。例如，发光设备110可以为LED设备。多个发光设备110中选定的发光设备实施为提供辐射输出24。辐射输出24通过耦合光学元件30被引导至工件26。在一种实施例中，工件26可以为其上涂敷有光敏材料(或者光可固化材料)的基板，并且来自发光设备110的光可以被集中在所述材料上，从而固化或“干燥”所述材料。光反应系统10还可以包括分配装置或者分配器(未示出)，以向所述基板上涂敷光敏材料，并且被引导至工件26上的发光设备110输出的光可以将涂敷的材料固化。耦合光学元件30可以被实施为多种方式。作为一种实施例，所述耦合光学元件可以包括设置在提供辐射输出24的发光设备110和工件26之间的一个或多个层、材料或者其他结构。作为一种实施例，耦合光学元件30可以包括微透镜阵列，以增强辐射输出24的采集、凝聚、准直或者其
他方面的质量或有效量。作为另一种实施例，耦合光学元件30可以包括微反射镜阵列。通过采用这种微反射镜阵列，每个提供辐射输出24的半导体设备可以以一一对应的方式设置在各个微反射镜中。作为其他的实施例，耦合光学元件30可以包括棒透镜、柱面透镜、菲涅尔透镜、平面玻璃等。可以出于多种目的采用耦合光学元件30。除了其他目的，示例性的目的包括单独的以下目的或者以下目的结合：保护发光设备110，保持与冷却子系统18相关的冷却流体，采集、凝聚和/或准直辐射输出24，采集、引导或者排斥返回光或辐射28，或者其他目的。通常，返回光或反射光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于保持发光系统的光学元件的框架，该框架包括：中心内表面，所述中心内表面沿所述框架的长度方向形成且适于接收所述光学元件；第一竖直侧壁和第二竖直侧壁，所述第一竖直侧壁和所述第二竖直侧壁从所述框架的顶表面分别延伸至所述框架的第一底表面和第二底表面，当所述光学元件安装在所述框架的所述中心内表面上时，所述第一底表面和所述第二底表面位于所述光学元件的外底表面下方；和第一斜表面和第二斜表面，所述第一斜表面和所述第二斜表面中的每一者分别从所述第一底表面和第二底表面中的一者朝向所述中心内表面倾斜且部分竖直地延伸。

【技术特征摘要】
2015.03.27 US 62/139,5501.一种用于保持发光系统的光学元件的框架，该框架包括：中心内表面，所述中心内表面沿所述框架的长度方向形成且适于接收所述光学元件；第一竖直侧壁和第二竖直侧壁，所述第一竖直侧壁和所述第二竖直侧壁从所述框架的顶表面分别延伸至所述框架的第一底表面和第二底表面，当所述光学元件安装在所述框架的所述中心内表面上时，所述第一底表面和所述第二底表面位于所述光学元件的外底表面下方；和第一斜表面和第二斜表面，所述第一斜表面和所述第二斜表面中的每一者分别从所述第一底表面和第二底表面中的一者朝向所述中心内表面倾斜且部分竖直地延伸。2.根据权利要求1所述的框架，其中，所述第一斜表面和所述第二斜表面为所述框架的内表面。3.根据权利要求1所述的框架，其中，所述第一竖直侧壁和所述第二竖直侧壁布置为与工件垂直，来自所述光学元件的光被引导至所述工件上。4.根据权利要求1所述的框架，其中，所述第一底表面和所述第二底表面沿垂直于所述第一竖直侧壁和所述第二竖直侧壁的方向水平布置，并且，其中，所述第一底表面和所述第二底表面中的每一者均在所述第一竖直侧壁和所述第二竖直侧壁中的一者以及所述第一斜表面和所述第二斜表面中的一者之间水平地延伸。5.根据权利要求1所述的框架，其中，所述第一底表面和所述第二底表面中的每一者均在所述第一竖直侧壁和所述第二竖直侧壁中的一者以及
\t所述第一斜表面和所述第二斜表面中的一者之间水平地延伸。6.根据权利要求1所述的框架，其中，所述中心内表面是弯曲、内凹表面，并且，所述光学元件是圆柱形的。7.根据权利要求1所述的框架，其中，所述光学元件为柱面透镜、棒透镜、菲涅尔透镜或者平面玻璃中的一者。8.根据权利要求1所述的框架，其中，所述光学元件是将来自所述发光系统的多个发光设备的辐射输出引导至工件的耦合光学元件，其中，所述工件为其上涂敷有光敏材料的基板。9.根据权利要求1所述的框架，其中，所述第一斜表面和所述第二斜表面以及所述第一底表面和所述第二底表面中的一者或多者包括一个或多个槽，该一个或多个槽从所述第一斜表面和所述第二斜表面的外表面延伸至所述框架的内部，或者从所述第一底表面和所述第二底表面的外表面延伸至所述框架的内部。10.根据权利要求1所述的框架，其中，所述第一斜表面和所述第二斜表面以及所述第一底表面和所述第二底表面中的一者或多者包括表面织构。11.根据权利要求1所述的框架，其中，所述框架包括黑色阳极化材料。12.根据权利要求1所述的框架，其中，所述第...

【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：发明
国别省市：美国;US