紫外光产生系统技术方案

本发明专利技术揭露一种紫外光产生系统，为一种使用配光单元对入射光线进行二次配光以形成高强度与高均匀度的紫外光线的紫外光产生系统，本发明专利技术包括基板、发光单元与配光单元，借此，本发明专利技术借由自由曲面结构硬件设计，有效使来自发光单元的第一光线经由自由曲面结构的多重反射而形成高强度与高均匀度的紫外光线，确实达到将发散的光线聚光成集中态样的光线、有效增加高强度的紫外光线的照射范围、适合高流动率的杀菌环境，以及比传统的紫外光产生系统大3倍的杀菌强度等主要优势。倍的杀菌强度等主要优势。倍的杀菌强度等主要优势。

【技术实现步骤摘要】
紫外光产生系统


[0001]本专利技术有关于一种紫外光产生系统，尤其是指一种使用配光单元对入 射的光线进行二次配光以形成高强度与高均匀度的紫外光线的紫外光产生 系统。

技术介绍

[0002]自2019年12月开始，严重特殊传染性疾病(Coronavirus Disease
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2019， 简称COVID
‑
19)在全世界肆虐，也正因为COVID
‑
19对全球环境的影响， 使得相关的杀菌产品不断地推陈出新，其中又以C波段短波紫外线 (UltraViolet C radiation，简称UV
‑
C或紫外光
‑
C)为最常见的杀菌方式之一， 其中紫外线
‑
C通过破坏微生物的去氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid，简称 DNA)或核糖核酸(ribonucleic acid，简称RNA)的分子结构，以让细菌死亡 或无法繁殖，以达到杀菌或抑菌的目的，且紫外线
‑
C几乎可以对所有的细 菌、病毒、寄生虫、病原体或藻类等杀灭，而且不会有二次污染的疑虑， 且不会残留任何有毒的物质；然而，现行坊间所使用的紫外线
‑
C杀菌装置 仍然存在有下列问题：
[0003]1.由于紫外线
‑
C杀菌装置发光角度的问题，很难对特定角度和空间进 行杀菌，甚至由紫外线
‑
C杀菌装置发散的光线有可能会照射到人体，因而 造成辐射伤害等问题。
[0004]2.由于紫外线
‑
C杀菌装置发光角度的问题，使得所发射的光线能量较 弱，若要达到瞬间杀菌的功效，则需要使用多颗发光二极管来增加能量， 如此一来，便会造成整体成本的提升。
[0005]3.虽然使用一般球面或非球面的配光结构可以解决上述的问题，但是如 此设计的中心聚光范围小，实际上可以杀菌的范围也就跟着缩小了；请参 阅图1所示，为传统深紫外线产生系统的球面或非球面配光图，传统深紫 外线产生系统由内建的反射杯反射后的能量杀菌范围过小，其中光强度在 0.9以上的范围才有杀菌的功能。
[0006]因此，如何借由创新的硬件设计，有效解决传统使用一般球面或非球 面的结构中心聚光范围与杀菌范围小的缺点，以确实达到将发散的光线聚 光成集中态样的光线与有效增加高强度的紫外光线的照射范围，是紫外光 产生与杀菌系统等相关产业的开发业者与相关研究人员需持续努力克服与 解决的课题。

技术实现思路

[0007]本专利技术主要目的为提供一种紫外光产生系统，尤其是指一种使用配光 单元对入射的光线进行二次配光以形成高强度与高均匀度的紫外光线的紫 外光产生系统，主要借由多个设置于配光单元内的自由曲面结构的硬件设 计，有效可以使来自发光单元的发光二极管(LED)入射的第一光线经由多个 自由曲面结构的多重反射而形成具有高强度与高均匀度的紫外光线的出射 光，以解决传统使用一般球面或非球面的紫外光线产生系统的结构中心聚 光范围小，以及杀菌范围小等缺点，确实达到将发散的光线聚光成集中态 样的光线、有效增加高强度的紫外光线的照射范围、适合高流动率的杀菌 环境，以及比传统的紫外光产生系统大3倍的杀菌强度等主要优势。
[0008]为了达到上述的实施目的，本专利技术人提出一种紫外光产生系统，至少 包括有一基板、至少一发光单元，以及至少一配光单元；基板包括有一第 一表面；至少一发光单元设置于基板的第一表面，并与基板电性连接，其 中发光单元用以发射一第一光线；至少一配光单元包括有一环设于发光单 元周围的第一开口、一相对于第一开口的第二开口，以及一由第二开口朝 向第一开口方向渐缩的曲面模组，其中曲面模组包括有多个用以反射发光 单元的第一光线的自由曲面结构。
[0009]如上所述的紫外光产生系统，其中自由曲面结构由下列公式1所形成：
[0010][0011]其中该r为径像座标(radial coordinate)、c为曲面曲率(curvature of thesurface)、k为圆锥常数(conic constant)、N为多项式系数的数量、Ai为第i 个扩展多项式的系数，以及Ei为第i个扩展多项式。
[0012]如上所述的紫外光产生系统，其中将r、c、k分别为0带入公式1中， 其中N＝1～14，则该公式1可以化简成下列公式2所示：
[0013]z＝C1x+C2y+C3x2+C4xy+c5y2+c6x3+c7x2y+c8xy2+c
g
y3+ c
10
x4+c
11
x3y+c
12
x2y2+c
13
xy3+c
14
y4ꢀꢀꢀꢀ
(公式2)
[0014]进一步，将y＝0带入公式2中，则可获得xz平面的自由曲面结构方程 式，如下公式3所示：
[0015]z＝c1x+c3x2+c6x3+c
10
x4ꢀꢀꢀ
(公式3)
[0016]其中，c1为
‑
0.2至
‑
2.2的参数值，c3为0.5至2.5的参数值，c6为
‑
0.05 至
‑
1的参数值，c
10
为0.005至0.15的参数值。
[0017]如上所述的紫外光产生系统，其中基板包括有一相对于第一表面的第 二表面，且第二表面可进一步设置有一散热单元。
[0018]如上所述的紫外光产生系统，其中散热单元由金、铜、铝、陶瓷或石 墨等其中的一种材质所制备而成。
[0019]如上所述的紫外光产生系统，其中基板的第二表面与散热单元之间可 进一步设置有一导热介质。
[0020]如上所述的紫外光产生系统，其中导热介质为导热硅胶、导热膏或陶 瓷片等其中的一种态样。
[0021]如上所述的紫外光产生系统，其中基板为玻璃电路板、铝电路板或铜 电路板等其中的一种结构。
[0022]如上所述的紫外光产生系统，其中发光单元为发光二极管、萤光灯管 或半导体激光等其中的一种装置。
[0023]如上所述的紫外光产生系统，其中第一光线的波长介于100纳米至280 纳米之间。
[0024]如上所述的紫外光产生系统，其中第一开口包括有一第一直径，且第 二开口包括有一第二直径，而第二直径大于第一直径。
[0025]如上所述的紫外光产生系统，其中第二直径介于5mm至20mm之间。
[0026]如上所述的紫外光产生系统，其中曲面模组为反射器或聚光透镜等其 中的一种
装置。
[0027]如上所述的紫外光产生系统，其中当曲面模组为反射器时，则曲面模 组由表面形成有反射材质的塑胶或金属等其中的一种材质所制备而成。
[0028]如上所述的紫外光产生系统，其中表面形成有反射材质的塑胶为聚甲 基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate，简称PMMA)、聚碳酸酯 (Pol本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外光产生系统，其特征在于，至少包括有：一基板(11)，包括有一第一表面；至少一发光单元(12)，设置于该基板(11)的第一表面，并与该基板(11)电性连接，其中该发光单元(12)用以发射一第一光线，其中该第一光线的波长介于100纳米至285纳米之间；以及至少一配光单元(13)，包括有一环设于该发光单元(12)周围的第一开口(131)、一相对于该第一开口(131)的第二开口(132)，以及一由该第二开口(132)朝向该第一开口(131)方向渐缩的曲面模组(133)，其中该曲面模组(133)包括有多个用以反射该发光单元(12)的第一光线的自由曲面结构(1331)。2.如权利要求1所述的紫外光产生系统，其特征在于，其中该自由曲面结构(1331)由下列公式1所形成：其中该r为径像座标、c为曲面曲率、k为圆锥常数、N为多项式系数的数量、Ai为第i个扩展多项式的系数，以及Ei为第i个扩展多项式；其中将r、c、k分别为0带入公式1中，其中N＝1～14，则该公式1可以化简成下列公式2所示：z＝c1x+c2y+c3x2+c4xy+c5y2+c6x3+c7x2y+c8xy2+c9y3+c
10
x4+c
11
x3y+c
12
x2y2+c
13
xy3+c
14
y4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式2)进一步，将y＝0带入公式2中，则可获得xz平面的该自由曲面结构(1331)方程式，如下公式3所示：z＝c1x+c3x2+c6x3+c
10
x4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式3)其中，c1为
‑
0.2至
‑
2.2的参数值，c3为0.5至2.5的参数值，c6为
‑
0.05至
‑
1的参数值，c
10
为0.005至0.15的参数值。3.如权利要求1或2所述的紫外光产生系统，其特征在于，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昆汉，陈盈运，李嘉兴，
申请(专利权)人：宏威光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：