增强UVLED辐射峰值强度的集成模组及条状光源制造技术

本发明专利技术涉及增强UVLED辐射峰值强度的集成模组及条状光源，所述集成模组包括安装基板,安装基板上设有多个UVLED光源和用于调整UVLED光源发出光线的光学透镜，所述UVLED光源发出的光线经光学透镜后形成光斑单元，将所有UVLED光源划分为多组光源单元，每组光源单元中的UVLED光源形成的光斑单元在辐照面内形成一细长的矩形光斑；所有光源单元形成的矩形光斑汇聚并填满辐照面内的一指定辐照区域。所述条状光源包括上述集成模组。本发明专利技术能在同等光源辐射功率的情况下，使有效的照射面积内的单位面积功率值提高5‑10倍，反之在达到工艺要求的情况下，可大量节省UV LED芯片数量，为散热设计带来极大的方便，使成本大幅下降。

Integrated module and strip light source for enhancing the peak intensity of UVLED radiation

The present invention relates to an integrated module and a strip light source for enhancing the peak intensity of UVLED radiation. The integrated module includes an installation substrate, a plurality of UVLED light sources on the installation substrate and an optical lens for adjusting the light of the UVLED light source. The light emitted by the UVLED light source forms a spot unit after an optical mirror, and all UVLED light sources are used. It is divided into multiple light source units. The spot unit formed by UVLED light source in each light source unit forms a thin rectangular spot in the irradiated surface, and the rectangular spot formed by all light source units converge and fill a specified irradiated area in the irradiated surface. The Striped light source includes the integrated module. The invention can increase the unit area power value of the unit area of the effective irradiated area by 5 times 10 times in the case of the equal radiation power of the same light source. On the contrary, the number of UV LED chips can be saved in a large amount, which will bring great convenience to the design of heat dissipation and reduce the cost greatly.

【技术实现步骤摘要】
增强UVLED辐射峰值强度的集成模组及条状光源
本专利技术涉及紫外光应用
，尤其涉及增强UVLED辐射峰值强度的集成模组及条状光源。
技术介绍
随着紫外光LED(UVLED)辐射效率的提升和技术的成熟，UVLED作为新型光源加速进入使用紫外线(UV)固化UV油墨、油漆、胶水的设备，以UVLED取代汞灯，镓灯等传统光源产生UV。虽然UVLED作为光源较传统光源有显著优势，如寿命长，瞬间点亮，光效高节能，单色性好，发光光谱窄，不产生红外线与热辐射。但是单颗UVLED发光功率小，并且单颗UVLED发光角度大，发光角度内不同方向的峰值强度不均匀。为达到固化的工艺要求，即满足在有效的照射面积内的单位面积功率值(紫外光的峰值强度)和固化对象所吸收的总辐射量，需要大量的UVLED，市场上多采用增加UVLED数量，并且密集排布UVLED的方式，通过相邻UVLED相互的补光来满足工艺要求。密集排列方式有二个主要的问题：第一个问题是即使UVLED密集排布，相邻UVLED相互补光，也只有采用极高光效的UVLED,才能使有效照射面上的单位面积功率值达到要求；第二个问题是密集大量的UVLED排布给散热带来极大的困难，UVLED是对热敏感的半导体器件，温度升高使UVLED光效迅速下降，寿命也大幅下降，因此采用这种方式大多采用水冷的形式。改进的设计中对光线有汇聚功能，但是无法有效增强峰值强度。UV油墨、涂料、胶水固化除了要达到油墨涂料胶水要求的总辐射量，这可以通过增加光源辐射功率，也可以增加辐照面通过UV光的时间实现。此外UV油墨、涂料、胶水固化还和辐照面所受的光照的峰值强度有关，峰值强度不够，即使增加辐照面通过UV光的时间，也就是增加总辐射量，也不能使油墨涂料胶水干燥、固化。而如何增强辐照面的峰值强度这一问题并没有被现有设计所重视。现有技术中也有披露采用多片透镜来聚焦光线的设计，但存在系统复杂、体积大的问题。另外，使用UVLED固化的生产过程中需对焦，而UV光又是对人眼有极大伤害的，没法及时快速调整焦距，因此质量一致性控制不易。所有这些都是制约UVLED取代传统光源的原因。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种增强UVLED辐射峰值强度的集成模组，使模组中的UVLED光源发出的光线能汇聚并叠加到同一细长矩形范围内，在同等光源辐射功率的情况下，使有效的照射面积内的单位面积功率值提高5-10倍，反之在达到工艺要求的情况下，可大量节省UVLED芯片数量，为散热设计带来极大的方便，使成本大幅下降。为了实现上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案：增强UVLED辐射峰值强度的集成模组，包括安装基板,安装基板上设有多个UVLED光源和用于调整UVLED光源发出光线的光学透镜，所述UVLED光源发出的光线经光学透镜后形成光斑单元，将所有UVLED光源划分为多组光源单元，每组光源单元中的UVLED光源形成的光斑单元在辐照面内形成一细长的矩形光斑；所有光源单元形成的矩形光斑汇聚并填满辐照面内的一指定辐照区域。作为优选方案，每组光源单元中的UVLED光源形成的光斑单元在辐照面内依次拼接或部分重叠或间隙配合形成一细长的矩形光斑。作为优选方案，每组光源单元中的UVLED光源沿直线等距分布，或以一直线作为基准等距交错分布。作为优选方案，所述辐照区域为一细长条形区域，所述辐照区域的宽度在3cm-5cm之间。若需要将辐照区域的宽度做到3cm以下，工艺要求过高，光通量损失过大；在满足工艺要求的条件下，3cm-5cm的范围是能有效增强峰值强度的最优取值范围。作为一种优选实现方式，所有光源单元形成的矩形光斑在辐照区域内完全重叠。能够尽可能减小辐照区域的宽度，增强辐照区域内的光强。作为另一种实现方式，所有光源单元形成的矩形光斑在辐照区域内交错重叠。由于两边的矩形光斑向中间汇聚时，可能会存在损失，因此通过交错重叠的方式弥补单个矩形光斑的光照损失，使最终的辐照区域内的光照尽可能均匀。作为优选方案，相互交错重叠的两个矩形光斑，其重叠部分的长度为单个矩形光斑的长度的一半及以上，其重叠部分的宽度在单个矩形光斑的宽度的一半及以上。保证辐照区域内具有足够的辐照峰值强度。作为优选方案，对应所有UVLED光源的光学透镜集成为一体。一次定位就可完成光学透镜与全部UVLED光源对准，无需调节，组装方便，提高生产效率。本专利技术的目的还在于提供一种条状光源，包括如上所述的增强UVLED辐射峰值强度的集成模组，多组集成模组沿其长度方向相互拼接，相邻的两个集成模组在辐照面形成的辐照区域沿长度方向相互拼接或部分重叠。本专利技术将所使用的UVLED光源发出的光线都汇聚并叠加到同一细长矩形范围内，在同等光源辐射功率的情况下，使有效的照射面积内的单位面积功率值提高5-10倍，反之在达到工艺要求的情况下，可大量节省UVLED芯片数量，为散热设计带来极大的方便，使成本大幅下降。附图说明图1为本专利技术实施例的UVLED在安装基板上的分布示意图。图2为本专利技术实施例中单组光源单元形成的光斑示意图。图3为本专利技术实施例中多组光源单元叠加后的光斑示意图。图4为现有技术中以密布方式排列UVLED得到的Dialux软件仿真结果图。具体实施方式下面结合附图对本专利的优选实施方案作进一步详细的说明。一种增强UVLED辐射峰值强度的集成模组，包括安装基板1,安装基板1上设有多个UVLED光源2和用于调整UVLED光源发出光线的光学透镜，所述UVLED光源2发出的光线经光学透镜后形成光斑单元，将所有UVLED光源2均匀划分为多组光源单元3，每组光源单元3中的UVLED光源2形成的光斑单元在辐照面内形成一细长的矩形光斑；所有光源单元形成的矩形光斑汇聚并填满辐照面内的一指定辐照区域。基于现有的工艺水平和最终辐照区域内的辐照效果考虑，所述辐照区域的宽度优选在3cm-5cm之间。所有矩形光斑的汇聚方式可以是完全重叠，也可以是交错重叠。每组光源单元中的UVLED光源2形成的光斑单元在辐照面内依次拼接或部分重叠或间隙配合形成一细长的矩形光斑。UVLED光源2可以排布在平面或曲面上，每组光源单元中的UVLED光源2可以沿直线等距分布，也可以以一直线作为基准等距交错分布。如图1所示，本实施例中，所述集成模组，对安装基板1上的UVLED光源2按行进行划分，每行为一组光源单元3，每组光源单元3中的UVLED光源2呈等距直线排布。一行有115颗UVLED光源2，相邻的两个光源单元3之间的间距为4mm。一个集成模组上一共有4组光源单元，每组光源单元3之间的间距为15mm。如图2和图3所示，集成模板在离辐照面6cm处，本实施例中的单组光源单元3的有效照射面积的宽度可达到3cm左右，并且可使80％的光通量汇聚并且叠加在这块有效区域内，只需要电功率700W。对比现有技术中的在安装基板中以每行115颗UVLED光源、同一行中相邻的光源之间的间距为4mm的方式密布UVLED光源，为达到较高的光通量(现有UVLED芯片技术中，能达到的较高紫外光转化率在40％左右)，在安装基板上分布有11行UVLED光源，行间距为6mm。如图4所示，在离辐照面6cm处，有效照射面积是5cm，通过Dialux软件仿真发现，此时只有大约38％的光通量在此范围内，而现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.增强UVLED辐射峰值强度的集成模组，包括安装基板,安装基板上设有多个UVLED光源和用于调整UVLED光源发出光线的光学透镜，所述UVLED光源发出的光线经光学透镜后形成光斑单元，其特征在于，将所有UVLED光源划分为多组光源单元，每组光源单元中的UVLED光源形成的光斑单元在辐照面内形成一细长的矩形光斑；所有光源单元形成的矩形光斑汇聚并填满辐照面内的一指定辐照区域。

【技术特征摘要】
1.增强UVLED辐射峰值强度的集成模组，包括安装基板,安装基板上设有多个UVLED光源和用于调整UVLED光源发出光线的光学透镜，所述UVLED光源发出的光线经光学透镜后形成光斑单元，其特征在于，将所有UVLED光源划分为多组光源单元，每组光源单元中的UVLED光源形成的光斑单元在辐照面内形成一细长的矩形光斑；所有光源单元形成的矩形光斑汇聚并填满辐照面内的一指定辐照区域。2.根据权利要求1所述的增强UVLED辐射峰值强度的集成模组，其特征在于，每组光源单元中的UVLED光源形成的光斑单元在辐照面内依次拼接或部分重叠或间隙配合形成一细长的矩形光斑。3.根据权利要求1所述的增强UVLED辐射峰值强度的集成模组，其特征在于，每组光源单元中的UVLED光源沿直线等距分布，或以一直线作为基准等距交错分布。4.根据权利要求1所述的增强UVLED辐射峰值强度的集成模组，其特征在于，所述辐照区域为一细长条形区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁强，
申请(专利权)人：丁强，
类型：发明
国别省市：浙江,33