【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及紫外LED固化
,特别是涉及一种紫外LED面固化的光学系统及其制作方法。
技术介绍
紫外LED是随LED而兴起的新型技术,主要应用于固化领域,如印刷、油墨固化、UV胶等行业,相比传统的固化源高压汞灯、金属卤素灯等,紫外LED具有节能、环保、寿命长、随时开启或关闭等优点。随着紫外LED技术日益成熟,将很快替代传统固化光源。目前很多紫外光学系统采用的是LED阵列排布,对于未经配光的灯珠发出的光直接照射在被固化物体表面,灯珠形成的光斑会与周围灯珠形成的光斑重合,光斑均匀性差。通过理论计算得出芯片的间距,虽然可以改善光斑的照度均匀性,但LED为朗伯型光源,即光强呈余弦分布,未经配光的LED光源半值角大,光线发散,计算出的最佳芯片间距较大,难以实现紧凑的封装,在目标平面形成的光斑辐照度强度及均匀度难以达到紫外固化要求,且工作距离稍微偏离固定工作距离后,辐照度强度及均匀度下降明显。因此,紫外LED二次配光是紫外固化光学系统设计中极为重要的环节之一。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于针对上述存在问题和不足,提供一种紫外LED面固化的光学系统,该系统具有能够同时提高紫外固化光斑的辐照强度、能量利用率及照度均匀性的特点。本专利技术的另一目的在于针对上述存在问题和不足,提供一种应用于紫外LED面固化的光学系统的制作方法,该方法一方面可以提高光斑辐射强度和均匀度;另一方面增大光源封装密度,使封装结构紧凑。本专利技术的首要目的通过以下技术方案实现:一种紫外LED面固化的光学系统,包括:近朗伯光型LED透镜、LED芯片和基板,所述近朗伯光型LED透镜为旋转对 ...
【技术保护点】
一种紫外LED面固化的光学系统,其特征在于,包括:近朗伯光型LED透镜、LED芯片和基板,所述近朗伯光型LED透镜为旋转对称结构,近朗伯光型LED透镜内表面和外表面分别为内轮廓线和外轮廓线绕X轴旋转而得,建模时,在内表面和外表面之间用实体填充得到近朗伯光型LED透镜的模型,所述近朗伯光型LED透镜和LED芯片均安装在基板上。
【技术特征摘要】
1.一种紫外LED面固化的光学系统,其特征在于,包括:近朗伯光型LED透镜、LED芯片和基板,所述近朗伯光型LED透镜为旋转对称结构,近朗伯光型LED透镜内表面和外表面分别为内轮廓线和外轮廓线绕X轴旋转而得,建模时,在内表面和外表面之间用实体填充得到近朗伯光型LED透镜的模型,所述近朗伯光型LED透镜和LED芯片均安装在基板上。2.根据权利要求1所述的紫外LED面固化的光学系统,其特征在于,所述近朗伯光型LED透镜的实体填充材料采用耐紫外高透光性聚碳酸酯Pc。3.根据权利要求1所述的紫外LED面固化的光学系统,其特征在于,所述近朗伯光型LED透镜和LED芯片均采用导热胶安装基板上。4.一种应用于权利要求1所述的紫外LED面固化的光学系统的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:以坐标原点O(0,0)建立平面坐标系,包括X轴和Y轴,以坐标原点O为紫外LED光源,以下为近朗伯光型LED透镜内轮廓线和外轮廓线离散点坐标迭代关系的推导;所述近朗伯光型LED透镜轮廓线的制作;从LED芯片发出光线经过透镜内表面P点和外表面Q点,发生两次折射,根据光学理论,当光线两次偏离角度相等时,透镜的相差最小,得到: θ = α + β 2 , - - - ( 1 ) ]]>式中,θ表示入射光线在透镜内表面处的折射光线lPQ与Y轴正方向的夹角,光线出射角α表示光源出射光线与Y轴正方向的夹角,β表示出射光线与Y轴正方向的夹角,光线在P点和Q点发生折射,由菲涅尔定律得到:sin(α-δl)=n*sin(θ-δl), (2)sin(δo-β)=n*sin(δo-θ), (3)式中,n表示透镜折射率,近朗伯型光型LED透镜由耐紫外高透光性聚碳酸酯Pc材料制备而成,δl和δo分别表示P点切线和Q点切线与X轴负方向的夹角,由式(2)和(3)式得到: tanδ l = s i n α - n * s i n β c o s α - n * c o s θ , - - - ( 4 ) ]]> tanδ o = s i n β - n * s i n θ c o s β - n ...
【专利技术属性】
技术研发人员:文尚胜,向昌明,陈志涛,陈颖聪,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东;44
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