CN108906542A - 光源固化装置及光源固化系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光源固化装置及光源固化系统，该光源固化装置包括光源组件，光源组件包括驱动器、光源固定部以及均匀设置于光源固定部上的多种发光二极管，驱动器与光源固定部连接，用于驱动光源固定部转动以切换多种发光二极管；折反射式透镜，位于光源组件的一侧。该光源固化装置省去了滤光装置，能实现多种不同波长的固化需求，提高了光能利用率。

Description

光源固化装置及光源固化系统

技术领域

本申请涉及光源固化技术领域，特别是涉及一种光源固化装置及光源固化系统。

背景技术

目前，传统固化光源存在光能利用率低、热辐射严重等问题。与传统固化光源相比，发光二极管具有体积小、响应速度快、节能、环保、无热辐射等优点。随着发光二极管光效的不断增大，其应用领域也在不断的扩大。且，实际进行光源固化时，固化的对象不一样，所需光源波长也不一样，传统固化设备通过增加滤光装置来改变波长，但是存在两个问题：第一，光源的光谱范围有限，难以满足多种固化对象的要求；第二，光源在各个波段的光强大小不一样，光强小的波段须增大功率达到固化要求，这样会增加能耗。

因此，有必要提出一种光源固化装置及光源固化系统以解决上述技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供了一种光源固化装置及光源固化系统，该光源固化装置省去了滤光装置，能实现多种不同波长的固化需求，提高了光能利用率。

为解决上述技术问题，本申请采用的第一个技术方案是提供一种光源固化装置，该光源固化装置包括：光源组件，光源组件包括驱动器、光源固定部以及均匀设置于光源固定部上的多种发光二极管，驱动器与光源固定部连接，用于驱动光源固定部转动以切换多种发光二极管；折反射式透镜，位于光源组件的一侧。

为解决上述技术问题，本申请采用的第二个技术方案是提供一种光源固化系统，该光源固化系统包括如上所述的光源固化装置。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请的光源固化装置包括光源组件，光源组件包括驱动器、光源固定部以及均匀设置于光源固定部上的多种发光二极管，通过多种发光二极管能实现多种不同波长的固化需求，且省去了滤光装置；驱动器与光源固定部连接，用于驱动光源固定部转动以切换多种发光二极管；并且通过在光源组件的一侧设置折反射式透镜能提高光能的利用率。

附图说明

图1是本申请提供的光源固化装置一实施方式的结构示意图；

图2是图1中折反射式透镜的具体结构示意图；

图3是图1中光源组件的具体结构示意图；

图4是本申请提供的光源固化装置另一实施方式中光源组件的结构示意图；

图5是本申请提供的光源固化系统一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

本申请提供了一种光源固化装置及光源固化系统，为使本申请的目的、技术方案和技术效果更加明确、清楚，以下对本申请进一步详细说明，应当理解此处所描述的具体实施条例仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。

传统光源固化设备中需要增加滤光装置来改变波长，但传统光源的光谱范围有限，难以满足多种固化对象的要求，且，传统光源在各个波段的光强大小不一样，光强小的波段须增大功率来达到固化要求，这样会增加能耗。为了解决此技术问题，本申请的光源组件包括光源固定部，在光源固定部上设置多种发光二极管，并将驱动器与光源固定部连接以驱动切换多种不同波长的发光二极管，且在光源组件的一侧设置折反射式透镜来提高光能利用率。以下，结合附图对本申请进行详细说明。

请参阅图1，图1是本申请提供的光源固化装置一实施方式的结构示意图。如图1所示，光源固化装置包括光源组件11和折反射式透镜12，光源组件11包括驱动器111、光源固定部112以及均匀设置于光源固定部112上的多种发光二极管113，其中驱动器111与光源固定部112连接，用于驱动光源固定部112转动以切换多种发光二极管113，折反射式透镜12位于光源组件11的一侧。通过多种发光二极管113能实现多种不同波长的固化需求，通过设置折反射式透镜12能提高光能的利用率，且该光源固化装置不需使用滤光装置。

本实施例中，光源固定部112为圆管道，即光源固定部112为圆管状，在其他实施例中，光源固定部112也可以为棱柱状或其他形状，例如三棱柱、四棱柱，本申请对其形状不做具体限定。

请参阅图1～图3，图2是图1中折反射式透镜的具体结构示意图，图3是图1中光源组件的具体结构示意图。本实施例中，发光二极管113包括红、绿、蓝三种不同波长的发光二极管113，在其他实施例中还可以包括其他波长的发光二极管。红发光二极管1131、绿发光二极管1132、蓝发光二极管1133沿圆管道的轴向方向间隔设置，且沿圆管道的周向均匀分布于圆管道的外圆周面上。图3中示出了沿光源固定部112的轴向设置的一排红发光二极管1131及另一排绿发光二极管1132，红发光二极管1131和绿发光二极管1132分别产生不同波长的光，且同一排的多个红发光二极管1131串联，另一排设置的多个绿发光二极管1132串联。串联的同一排发光二极管113同时处于发光或熄灭状态。

光源固化装置还包括控制器(图中未示出)，控制器与驱动器111及发光二极管113连接，控制器用于控制驱动器111转动以切换三种不同波长的发光二极管1131、1132、1133，并控制切换的一种波长的发光二极管113发光。折反射式透镜12的光线入射面121为曲面，该曲面在侧面上的形状为半圆，圆管道的直径小于该半圆所对应的直径。光源固化装置在工作的过程中，被切换的一种波长的发光二极管113在侧面上位于该半圆的圆心O点，比如图1中示出的沿光源固定部112轴向设置的一排红发光二极管1131在侧面上位于O点，且折反射式透镜12的光线出光面122为平面。

具体地，如图1所示，当需要用红发光二极管1131发出的波长的光对待固化对象进行干燥固化处理时，通过控制器控制驱动器111驱动光源固定部112转动以使切换的红发光二极管1131旋转到侧面上的O点处，同时控制器控制红发光二极管1131处于发光状态，且控制绿发光二极管1132、蓝发光二极管1133处于熄灭转态，从而红发光二极管1131发出的光经过折反射式透镜12后照射到待固化对象，以对待固化对象进行干燥固化处理。当需要使用其他波长的光进行干燥固化处理时，用上述相同的方法将一排同种波长的发光二极管旋转到侧面上的O点处，即本实施例能实现用单色光对待固化对象进行干燥固化处理。

更具体地，控制器通过控制发光二极管113的电流或电压来控制其发光亮度，同一排串联的发光二极管113的发光亮度相同，当待固化对象不同时，控制器通过调控切换的发光二极管的电流或电压以满足不同待固化对象的不同发光亮度的要求。

从发光二极管113发出的光为发散光，折反射式透镜12能对发散光进行更好的汇聚作用，再照射到待固化对象，能提高光能利用率及光照强度。本实施例中是将同种波长的发光二极管113旋转到侧面上的O点处，在其他实施方式中，也可以设置一排同种发光二极管113在侧面上不位于半圆所对应的圆心O处，只要将折反射式透镜12设置于光源组件11的一侧，使折反射式透镜12能对发光二极管113发出的发散光进行汇聚即可，通过汇聚光照射到待固化对象上以进行干燥固化处理。

在其他具体实施方式中，光线入射面121在侧面上的形状也可以不为半圆，本申请对此不做具体限定。

本实施例中，折反射式透镜12的光线出光面122为平面，从光线出光面122射出的光线用于对待固化对象进行烘干固化，待固化对象位于光线出光面122远离光线入射面121的一侧。具体地，从发光二极管113发出的光线主要通过两种方式照射到待固化对象上。第一种方式是，从发光二极管113发出的光线经光线入射面121折射进入折反射式透镜12，再经光线出光面122折射后照射到待固化对象上，即折射→折射；第二种方式是，从发光二极管113发出的光线经光线入射面121折射进入折反射式透镜12，然后经光线反射面123进行反射后，再经光线出光面122折射后照射到待固化对象上，即折射→反射→折射。本实施例中，从发光二极管113发出的光线，经折反射式透镜12的折反射后到达预定的位置对待固化对象进行干燥固化，即从发光二极管113发出的光为发散光，折反射式透镜12对发散光起到汇聚的作用，提高了光能利用率及光照强度。

图3中示出了沿光源固定部112轴向设置的一排红发光二极管1131和另一排绿发光二极管1132，未示出沿轴向设置的蓝发光二极管1133。图1中示出了沿光源固定部112周向设置的三种发光二极管113，光源固定部112外圆周的圆心为O’点，相邻红发光二极管1131、绿发光二极管1132与O’点组成的夹角为120度，同理，相邻红发光二极管1131、蓝发光二极管1133与O’点组成的夹角为120度，相邻绿发光二极管1132、蓝发光二极管1133与O’点组成的夹角为120度。

传统的光源固化装置发出的光不是单一波长的光，其需要设置滤光装置，以使所需波长的光线透过滤光装置，使不需波长的光被拦截。本实施例中，同种发光二极管113发出的光为单一波长的光，当具体需要用到一种波长的发光二极管113进行固化时，通过驱动器111驱动光源固定部112旋转，从而使需要使用的该种波长的发光二极管113旋转至侧面上的点O处，再经折反射式透镜12对发散光进行汇聚，即能实现多种不同波长的单色光的固化需求，且能提高光能利用率，由于同一排设置的发光二极管113发出的是单一波长的光，所以可以省去滤光装置，即本申请的光源固化装置结构更简单实用。

本实施例中设置三种不同波长的发光二极管113沿光源固定部112的周向均匀间隔分布，在其他实施例中也可以设置三种不同波长的发光二极管113沿光源固定部112的周向不均匀分布，只要通过光源固定部112能实现对多种不同波长发光二极管113进行切换即可。

本实施例中，光源固化装置还包括泵(图中未示出)，泵与光源固定部112连接，光源固定部112中通风或水，以增加光源固化装置的散热能力，其中泵用于控制光源固定部112内的风速或水流量，即通过控制风速或水流量来控制光源固化装置的散热效果。图3中的箭头代表风速或水流量的流向，从光源固定部112的一端流进，另一端流出。

本实施方式中，光源固定部112的材质为铝或铜，光源固定部112充当了基板及支架的作用，折反射式透镜12的材质为玻璃或塑料，更具体地，折反射式透镜12的材质为K9玻璃或高透光耐紫外有机玻璃或高透光耐紫外塑料，具体的材质根据实际情形而定，在此不作限定。

本实施例中，发光二极管113通过导热胶均匀的粘贴在光源固定部112的外圆周面上，在其他实施例中，也可以通过其他方式将发光二极管113均匀的固定于光源固定部112的外圆周面上，在此不做具体限定。

本实施例中，驱动器111为电动马达，电动马达与光源固定部112电连接，从而驱动圆管状的光源固定部112旋转，以切换光源固定部112外圆周面上的多种不同波长的发光二极管113。

本实施例中，光源固定部112在其轴向方向上的长度不小于折反射式透镜12在相同方向上的长度。在其他实施例中，也可以设置光源固定部112在其轴向方向上的长度小于折反射式透镜12在相同方向上的长度。

需要说明的是，设置同一排的发光二极管为同种波长的发光二极管为一具体实施方式，在其他具体实施方式中，也可以设置同一排的发光二极管包括多种不同种波长的发光二极管。以下结合图4进行详细说明。

图4是本申请提供的光源固化装置另一实施方式中光源组件的结构示意图。本实施方式在上一实施方式的基础上进行描述。本实施例中，光源固定部212为圆管道，发光二极管沿圆管道的轴向方向间隔设置于圆管道的外圆周面上，且沿轴向设置的同一排的发光二极管包括不同种波长的发光二极管，同一排的同一种发光二极管串联，切换的同一排的不同种波长的发光二极管同时发出不同波长的光。图4中示出了沿光源固定部212轴向设置的两排发光二极管及与光源固定部212连接的驱动器211，每一排发光二极管包括两种不同波长的发光二极管。具体地，每一排发光二极管包括依次间隔设置的红发光二极管2131和绿发光二极管2132，图4中示意性的画出一排包括六个发光二极管，其中第一、三、五发光二极管为红发光二极管2131，第二、四、六发光二极管为绿发光二极管2132。每排中的三个红发光二极管2131串联，三个绿发光二极管2132串联，即三个红发光二极管2131的发光亮度相同，三个绿发光二极管2132的发光亮度相同。

控制器与发光二极管及驱动器211连接，当需要使用红发光二极管2131对待固化对象进行干燥固化时，控制器控制切换的一排发光二极管中的红发光二极管2131处于发光状态，且控制一排发光二极管中的绿发光二极管2132处于熄灭状态，从而实现用单一波长的红发光二极管2131对待固化对象进行干燥固化。并具体通过控制器控制发光二极管的电流或电压来控制发光二极管的发光亮度。当需要使用绿发光二极管2132时，用上述同样的方法实现单一波长的绿发光二极管2132对待固化对象进行干燥固化处理。

当实际情形中需要用复合光对待固化对象进行干燥固化处理时，比如需要用不同波长的红发光二极管2131和绿发光二极管2132时，控制器控制同一排的三个红发光二极管2131和三个绿发光二极管2132同时处于发光状态，且可根据实际需求分别调控红发光二极管2131的发光亮度和绿发光二极管2132的发光亮度，从而得到不同的混合光以实现对不同待固化对象的干燥固化需求。

本实施例中，同一排的发光二极管包括依次间隔设置的红发光二极管和绿发光二极管，在其他实施例中也可以设置同一排的发光二极管包括依次间隔设置的红发光二极管和蓝发光二极管，或者同一排的发光二极管包括依次间隔设置的绿发光二极管和蓝发光二极管，也或者同一排的发光二极管包括依次间隔设置的红发光二极管、绿发光二极管、蓝发光二极管，在此不做具体限定。本实施例既可以实现单一波长的发光二极管对待固化对象进行干燥固化，也可以实现多种波长的发光二极管对待固化对象同时进行干燥固化。

请参阅图5，图5是本申请提供的光源固化系统一实施方式的结构示意图。如图5所示，光源固化系统50包括如上所述的任一光源固化装置501。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请的光源固化装置包括光源组件，光源组件包括驱动器、光源固定部以及均匀设置于光源固定部上的多种发光二极管，通过多种发光二极管能实现多种不同波长的固化需求，且省去了滤光装置；驱动器与光源固定部连接，用于驱动光源固定部转动以切换多种发光二极管；并且通过在光源组件的一侧设置折反射式透镜能提高光能的利用率。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光源固化装置，其特征在于，所述光源固化装置包括：

光源组件，所述光源组件包括驱动器、光源固定部以及均匀设置于所述光源固定部上的多种发光二极管，所述驱动器与所述光源固定部连接，用于驱动所述光源固定部转动以切换多种所述发光二极管；

折反射式透镜，位于所述光源组件的一侧。

2.根据权利要求1所述的光源固化装置，其特征在于，所述光源固定部为圆管道，所述发光二极管包括红、绿、蓝三种不同波长的所述发光二极管，三种不同波长的所述发光二极管沿所述圆管道的轴向方向间隔设置，且沿所述圆管道的周向均匀分布于所述圆管道的外圆周面上。

3.根据权利要求2所述的光源固化装置，其特征在于，所述光源固化装置还包括控制器，所述控制器与所述驱动器及所述发光二极管连接，所述控制器用于控制所述驱动器转动以切换三种不同波长的所述发光二极管，并控制切换的一种波长的所述发光二极管发光。

4.根据权利要求3所述的光源固化装置，其特征在于，沿所述圆管道的轴向设置的一种波长的多个所述发光二极管串联。

5.根据权利要求4所述的光源固化装置，其特征在于，所述折反射式透镜的光线入射面为曲面，所述曲面在侧面上的形状为半圆，切换的一种波长的所述发光二极管在侧面上位于所述半圆的圆心，所述折反射式透镜的光线出光面为平面。

6.根据权利要求5所述的光源固化装置，其特征在于，所述圆管道的直径小于所述半圆所对应的直径。

7.根据权利要求1所述的光源固化装置，其特征在于，所述光源固定部为圆管道，所述发光二极管沿所述圆管道的轴向方向间隔设置于所述圆管道的外圆周面上，且沿轴向设置的同一排的所述发光二极管包括不同种波长的所述发光二极管，同一排的同一种所述发光二极管串联，切换的同一排的不同种波长的所述发光二极管同时发出不同波长的光。

8.根据权利要求2所述的光源固化装置，其特征在于，所述光源固化装置还包括泵，所述泵与所述圆管道连接，所述泵用于控制所述圆管道内的风速或水流量。

9.根据权利要求1所述的光源固化装置，其特征在于，所述光源固定部的材质为铝或铜，所述折反射式透镜的材质为玻璃或塑料，所述发光二极管通过导热胶均匀的粘贴在所述光源固定部上。

10.一种光源固化系统，其特征在于，所述光源固化系统包括如权利要求1～9所述的光源固化装置。