UVLED光的汇聚方法与流程

本发明涉及光学工程技术领域，具体是一种uvled光的汇聚方法。

背景技术：

目前在uv固化（印刷、pcb电子、快干胶水、电子三防漆等领域），使用的紫外光源普遍采用高压汞灯和金属卤素灯等光源，因灯具及电源装置的大型化，电力消耗大和发热量大以及使用过程中产生臭氧等问题，导致uv固化成为高耗能、高污染工艺。

由于uvled灯珠发散角相对较大，因此uvled紫外灯光照射的距离对固化的效果有较大的影响。这就需要对uvled进行二次配光，以聚集uv能量，用于远距离照射目标。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种uvled光的汇聚方法，以至少达到提高光学性能和节能环保的效果。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：uvled光的汇聚方法，它包括以下步骤：

s1：对光束进行初步聚集能量，通过调节经过一次配光的、具有一定发光角度的uvled灯珠的排列方式，来控制uvled灯珠的线能量，以达到初步聚集光束能量；

s2：对光束整形，使用整形透镜对初步聚集后的光束进行整形，然后输出整形后的光线；

s3：对光束进一步聚焦，使用聚光透镜对已经整形后的光线进行线聚焦。

进一步，在步骤s1中，uvled灯珠的排列方式包括点光源排列方式。

进一步，在步骤s1中，uvled灯珠的排列方式包括阵列排列方式，且所述的阵列排列方式至少有一行uvled灯珠。

所述的uvled灯珠等距排列。

进一步，在步骤s2中，使用整形透镜分别对每一行uvled灯珠整形。

进一步，在步骤s3中，通过使用不同焦距的聚光透镜，改变光源出光窗口至照射目标的工作距离。

所述的整形透镜为镯面平凸柱透镜或菲涅尔镯面平凸柱透镜。

所述的聚光透镜为镯面平凸柱透镜或菲涅尔镯面平凸柱透镜。

进一步，它还包括对光源进行冷却的步骤，通过使用串联、并联、伪串联和伪并联结合的水道热沉连接uvled光源，能够使得热沉散热面温度均匀。

进一步，它还包括分别对整形透镜和聚光透镜进行压紧固定的步骤，通过使用橡胶条分别对整形透镜和聚光透镜进行压紧固定。

本发明的有益效果是：与现有技术比较，本发明具有以下优势：

（1）应用本发明最新开发的uvled光源，是下一代的节能、环保uv固化系统。与以往uv灯管式固化系统相比，uvled平固化系统能够大幅度降低耗电量，而且寿命长久，干燥装置发热少，不产生臭氧，还能够瞬间亮灯或关灯，能够减少70%-80%的能源消耗，不仅环保效果优异，操作性能也非常出色；

（2）本发明聚光性好，可以远距离照射目标；

（3）本发明可以调节光源出光窗口至照射目标的工作距离；

（4）本发明可以实现光源可无缝拼接长度；

（5）本发明可以实现照射光斑可无缝拼接长度；

（6）本发明可以实现均匀的线型照射光斑；

（7）本发明可以实现超高强度的线型照射光斑；

（8）本发明在调节光源出光窗口至照射目标的工作距离时，调节前后的光源聚光性、光斑均匀性和光斑强度都非常稳定，表现出优异的性能。

附图说明

图1为本发明实施例的整机结构图；

图2为本发明实施例的光学聚光系统结构图；

图3为本发明实施例的uvled阵列发光系统结构图；

图4为本发明实施例的水冷散热系统结构图；

图5为本发明实施例的光学聚光系统的聚光过程示意图；

图6为本发明实施例的水冷散热系统的热沉水道结构示意图；

图7为本发明实施例使用第一焦距聚光透镜的照射光斑测试图像；

图8为本发明实施例使用第二焦距聚光透镜的照射光斑测试图像；

图9为本发明实施例使用第一焦距聚光透镜的照射光斑的测试功率密度；

图10为本发明实施例使用第二焦距聚光透镜的照射光斑的测试功率密度；

图11为本发明的步骤流程图；

图中，1-光学聚光系统，2-uvled阵列发光系统，3-水冷散热系统，11-第二透镜安装架，12-聚光透镜，13-橡胶条，14-整形透镜，15-第一透镜安装架，31-水道热沉，32-密封圈，33-热沉盖，34-水流接口，35-接线盒，41-第一防尘盖板，42第二防尘盖板-，51-基板，52-uvled灯珠，341-进水口，342-出水口。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图11所示，uvled光的汇聚方法，它包括以下步骤：

s1：对光束进行初步聚集能量，通过调节经过一次配光的、具有一定发光角度的uvled灯珠的排列方式，来控制uvled灯珠的线能量，以达到初步聚集光束能量；

s2：对光束整形，使用整形透镜对初步聚集后的光束进行整形，然后输出整形后的光线；

s3：对光束进一步聚焦，使用聚光透镜对已经整形后的光线进行线聚焦。

进一步，在步骤s1中，uvled灯珠的排列方式包括点光源排列方式。

进一步，在步骤s1中，uvled灯珠的排列方式包括阵列排列方式，且所述的阵列排列方式至少有一行uvled灯珠。

所述的uvled灯珠等距排列。

进一步，在步骤s2中，使用整形透镜分别对每一行uvled灯珠整形。

进一步，在步骤s3中，通过使用不同焦距的聚光透镜，改变光源出光窗口至照射目标的工作距离。

所述的整形透镜为镯面平凸柱透镜或菲涅尔镯面平凸柱透镜。

所述的聚光透镜为镯面平凸柱透镜或菲涅尔镯面平凸柱透镜。

进一步，它还包括对光源进行冷却的步骤，通过使用串联、并联、伪串联和伪并联结合的水道热沉连接uvled光源，能够使得热沉散热面温度均匀。

进一步，它还包括分别对整形透镜和聚光透镜进行压紧固定的步骤，通过使用橡胶条分别对整形透镜和聚光透镜进行压紧固定。

实施例：

如图1，2，3，4所示，一种应用本发明的uvled高强度线光源，它包括光学聚光系统1、uvled阵列发光系统2和水冷散热系统3，uvled阵列发光系统2安装在光学聚光系统1与水冷散热系统3之间；光学聚光系统1包括整形透镜14、聚光透镜12和至少两个透镜安装架，整形透镜14安装在第一透镜安装架15上，聚光透镜12安装在第二透镜安装架11上；uvled阵列发光系统2包括基板51和uvled灯珠52，uvled灯珠52以排列的方式贴装在基板51上；水冷散热系统3包括水流接口34、热沉盖33、密封圈32和水道热沉31，水道热沉31连接热沉盖33，并通过所述密封圈32进行连接密封，水流接口34设置在热沉盖33上。

整形透镜14为镯面平凸柱透镜或菲涅尔镯面平凸柱透镜。

聚光透镜12为镯面平凸柱透镜或菲涅尔镯面平凸柱透镜。

透镜安装架为平板型透镜安装架。

透镜安装架为铝合金透镜安装架。

光学聚光系统1还包括多根橡胶条13，多根橡胶条13分别用于压紧整形透镜14和聚光透镜12。

uvled灯珠52排列成至少一行。

uvled灯珠52等距排列。

整形透镜14分别对每行uvled灯珠52进行整形。

聚光透镜12对所有已经整形的光线进行线聚焦。

进一步，如图5所示，通过使用不同焦距的聚光透镜12，改变光源出光窗口至照射目标的工作距离。

水冷散热系统3还包括接线盒35，接线盒35安装在热沉盖33上。

水道热沉31为导热金属材料的水道热沉。

水道热沉31为铝合金水道热沉或铜水道热沉。

基板51为铜基或铝基印制电路板。

如图6所示，所述的水道热沉31，采用串联、并联、伪串联和伪并联结合，使得热沉散热面温度均匀。

所述的密封圈32为硅胶密封圈。

进一步，如图6所示，所述的水流接口34包括至少一个进水口341和至少一个出水口342。

进一步，它还包括至少两个防尘盖板，第一防尘盖板41用于封装所述光学聚光系统1、uvled阵列发光系统2和水冷散热系统41的上部，第二防尘盖板42用于封装所述光学聚光系统1、uvled阵列发光系统2和水冷散热系统3的下部。

如图7，8所示，根据不同焦距的聚光透镜的照射光斑测试图像，在调节光源出光窗口至照射目标的工作距离时，调节前后的光源聚光性、光斑均匀性和光斑强度都非常稳定。

如图9，10所示，根据功率密度测试结果表明，光源可实现无缝拼接长度，照射光斑也可实现无缝拼接长度。

在本发明的实施例中，把具有一定发光角度的uvled灯珠等距排列成至少一行，经整形透镜分别对每行uvled灯珠进行整形，再经聚光透镜对所有已经整形的光线进行线聚焦，在焦点位置，可以形成一条均匀的、超高强度的线型照射光斑，使用不同焦距f的聚光透镜，可改变光源出光窗口至照射目标的工作距离。在调节光源出光窗口至照射目标的工作距离时，调节前后的光源聚光性、光斑均匀性和光斑强度都非常稳定。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。