CN204100188U - 用于照明模块的导流装置 - Google Patents

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CN204100188U CN201390000279.2U CN201390000279U CN204100188U CN 204100188 U CN204100188 U CN 204100188U CN 201390000279 U CN201390000279 U CN 201390000279U CN 204100188 U CN204100188 U CN 204100188U
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Abstract

一种照明模块，包括热耦合和/或电耦合至散热器的一系列发光元件和具有热出口的壳体，所述一系列发光元件定位在所述壳体中，并且所述散热器定位成消散所述壳体中产生的热量，以使热量通过所述热出口排出。导流装置固定至所述壳体并且定位成在所述热出口的一部分上延伸，所述导流装置引导热量和/或空气沿远离所述发光方向的导流方向远离所述壳体。

Description

用于照明模块的导流装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年2月29日提交的美国专利申请No.13/408,973的优先权，该申请的全部内容通过引用结合于此。
背景技术和实用新型内容
在固化工艺(例如紫外线固化工艺)中，使用固态光发射器(例如发光二极管(LED)和激光二极管)比使用其它传统的弧光灯具有更多的优点。固态光发射器通常耗电更少、产生热量更少、获得的固化质量更高并且具有比传统的弧光灯更高的可靠性。虽然固态光发射器产生的热量少于与之相似的弧光灯，但是在使用时固态光发射器仍然会产生非常高的温度，且能够导致固态光发射器的过热，并且随着时间的推移，会对固态光发射器的元件造成损坏。过热以及对固态光发射器的损坏会导致大量用于维修的停工时间以及收益的损失。
一些固态光发射器结合冷却系统以去除固态光发射器发光时产生的一些热量。通常，这些冷却系统包括一个或多个散热器，该一个或多个散热器有助于通过壳体中的开口或其它热出口将由固态光发射器产生的热量从壳体中移除，这会使得空气从壳体中排出。壳体中的这些开口或热出口靠近其上发生固化工艺的媒介地定位，并且可能引起空气被排放到媒介上，这可能会干扰固化工艺，并且还可能增加制造成本并且降低质量和效率。
解决上述问题的一种方法包括照明模块，该照明模块包括一系列发光元件和壳体，该一系列发光元件热耦合和/或电耦合至散热器，壳体具有热出口。导流装置可以固定至壳体并且定位成在热出口的一些部分上延伸，并且导流装置引导空气流和废热远离壳体。例如，导流装置可以引导空气流和废热沿与一系列发光元件发射光线的方向相反的方向远离壳体。以此方式，与不使用导流装置的情况相比，可以显著地减少从照明模块排出的热量对于媒介上的固化工艺的干扰，从而增加固化工艺的可靠性，降低制造成本并且提高质量和效率。
应当理解地是，以上概述用于以简单的形式引出选择的要点，该选择的要点将在具体实施方式中进一步描述。这并不意味着确定所要求主题的关键或基本特征，所要求的主题的范围仅通过具体实施方式之后的权利要求来限定。此外，要求的主题不限于解决记载在上述或本公开内容的任意部分提出的缺陷。
附图说明
图1显示了具有导流装置的照明模块的实施例的前视立体图。
图2显示了图1中的具有导流装置的照明模块的实施例的后视立体图。
图3显示了图1中的照明模块的实施例的俯视图。
图4显示了导流装置和固定于该导流装置上的照明模块的部分的实施例的局部分解图。
图5显示了具有进气导流装置的照明模块的实施例的前视立体图。
图6显示了具有导流装置和与散热器相邻布置的热出口的照明模块的实施例的局部剖视平面图。
图7显示了利用图1的照明模块照射可固化的工件表面的方法的实施例的流程图。
图8显示了照明系统的示意性实施例。
图9显示了照明模块的实施例的俯视图。
具体实施方式
本说明书涉及一种照明模块，该照明模块包括散热器和导流装置，所述散热器用于消散由一系列发光元件产生的热量，所述导流装置用于沿远离发光方向的导流方向引导被消散的热量和气流远离照明模块。图1至图2是包括用于引导气流和废热远离照明模块的导流装置的照明模块的实施例的前视立体图和后视立体图。如图6所示，导流装置可以定位成与散热器相邻布置。图3是照明模块的平面图，该平面图显示了远离照明模块的被加热的空气的导流方向。如图4中的导流装置和实施例元件的局部分解图所示，导流装置能够可拆卸且可密封地连接至照明模块的壳体。如图5所示，照明模块还可以包括用于将进入的空气对流进入照明模块的进气导流装置。图7显示了利用照明模块照射可固化的工件表面的方法。图8了显示照明系统的实施例结构。图9了显示照明模块的另一实施例结构。
图1和图2显示照明模块10，该照明模块10包括壳体102、一系列发光元件104和热出口106。虽然在该本实施例中壳体102为矩形盒状结构，但并不意味着图1至图2中示出的实施例壳体局限于此，并且在其它照明模块结构中，壳体102可以具有任意其它适当的尺寸和形状。壳体102是用于放置一系列发光元件104的保护性结构，并且可以包含任意适当的保护性材料。图1和图2中的壳体102具有前表面108、后表面110、两个相反的侧表面112和114、顶表面116和底表面(未示出)。前表面108包括窗口118，一系列发光元件104通过该窗口118发射光线。在其它结构中，窗口118可以定位在壳体102其它适当的表面上。
照明模块100的窗口118定位成使得一系列发光元件104沿发光方向111朝向具有一些类型的光固化材料的媒介(例如，可固化的工件表面)发射光线。例如，照明模块100竖直定位，并且将基体(例如，纸张或塑料)定位在照明模块100的下方，以使照明模块100的具有窗口118的前表面108面向基体，其中光线穿过窗口118发出。光固化材料的可固化的工件表面定位在基体上，以使得当穿过窗口118发射光线时，发出的光线固化所述光固化材料。照明模块100在某些结构上相对于媒介可移动，并且能够沿任意适当的方向调节，以固化媒介的光固化材料。一系列发光元件104可以包括发光二极管(LED)。这些发光二极管可以发出波长在一定范围内的光线。例如，发光二极管可以发出可见光和波长在10至400纳米之间的紫外线。
照明模块100还可以包括进气口103，其中，该进气口103包括位于壳体中的一个或多个开口，该一个或多个开口用于将空气对流进入照明模块中。此外，照明模块100还可以包括进气盖板105。进气盖板105可以限定一个或多个用于将空气引导进入壳体102中的进气口103。进入的空气例如可以通过风扇(未示出)主动地对流进入壳体102中，或者例如可以通过自然对流被动地对流进入壳体102中。
在固化工艺中，当一系列发光元件104发光时，可以产生大量的热量，其中，这些热量会损坏照明模块100。为此，已经开发出多种热管理系统以帮助控制在该过程中产生的热量，例如包括在照明模块100中的一个或多个散热器120。包括在照明模块100中的一个或多个散热器120通常设置为消散壳体102中产生的热量，以使热量能够通过一个或多个热出口106或者照明模块100的壳体102中的其它类型的开口排出。例如，散热器120可以热耦合和/或电耦合至一系列的发光元件104。以此方式，由一系列发光元件产生的热量可以通过散热器120的传导并且通过传导且辐射至散热器120的外表面周围的空气中而消散。作为一种实施例，散热器120的外表面可以为翅片状，其中一个或多个凸起的翅片123从散热器120的外表面延伸。翅片123能够增加散热器的外部传热面积，并且与具有光滑无翅片表面的散热器相比，能够有助于增加通过散热器120所消散的热量。
此外，一个或多个热出口106可以与散热器120相邻地定位，其中，热出口106包括位于壳体102中的开口。在一些实施例中，包含由散热器消散的热量的被加热空气通过风扇或其它排出装置经由热出口106排出。在其它结构中，不使用风扇或任何其它类型的排出装置，被加热的空气以被动方式经由热出口106排出。热量从照明模块100的壳体102排出的方式包括热量的主动排出和热量的被动排出，在主动排出中，热量通过排出装置(例如风扇)主动排出，在被动排出中，不包括任何类型的用于使热量远离壳体102的辅助装置。图1和图2示出了热出口106和散热器120的实施例。
如图1和图2所示，散热器120消散壳体102中产生的暖空气或热空气，该暖空气或热空气然后通过定位在壳体102的相反的侧表面112和114上的热出口106或开口远离壳体102。在一些实施例中，散热器120与热出口106间隔设置，或者邻近热出口106定位设置，或者作为独立于热出口106的元件设置。在其它实施例中，散热器120与热开口106一体形成。图1和图2显示了散热器的一部分，该散热器至少部分地定位在热出口106的开口中。在其它实施例中，散热器可以容纳在壳体102中。暖空气或热空气通过热出口106排出。在没有图1和图2显示的导流装置122的情况下，这些空气可以从壳体102沿多个方向排出，包括朝向壳体102的前表面108和窗口118排出，并因此会朝向发生固化的媒介排出。当允许空气沿发生固化的媒介的方向排出时，则可能会干扰固化工艺。图1和图2中显示的导流装置122沿远离其上发生固化工艺的媒介的方向引导被加热的空气远离壳体102。在这些实施例中，由于媒介定位成邻近或靠近窗口118，因此导流装置122沿远离窗口118的导流方向引导气流和废热远离壳体102，光线沿发光方向111穿过窗口118发射出。以此方式，如图1至图2所示，即使热出口靠近前表面108的窗口118定位，也能够减少被加热的空气对固化工件表面的干扰。
图3显示了图1中的照明模块的实施例的平面图。如箭头127所示，空气可以通过由进气盖板105限定的进气口103进入照明模块100。然后，在照明模块的内部，这些空气可以流经散热器120，从而消散由一系列发光元件产生的热量。然后，被加热的空气通过热出口106远离照明模块。如图3中的箭头127所示，图1和图2中的导流装置122可以沿远离窗口118大约180°的方向引导被加热的空气远离照明模块100的壳体102，例如沿与窗口118恰好相反的方向。由于空气流动路径沿与穿过照明模块100的前表面108上的窗口118的发光方向111相反，并因此能够远离发生固化工艺的媒介的方向引导空气，故而，这种结构能够使妨碍固化工艺的空气的量最小。但是，在替代的实施例中，导流装置122还可以通过窗口118沿与发光方向111至少成90°的方向引导空气和废热，并且在其它实施例中，导流装置可以通过窗口118沿与发光方向111至少成120°的方向引导空气和废热。此外，导流装置可以沿与发光方向111相反(或者成180°)的方向引导空气和废热。
导流装置122可以具有任意合适的形状，以引导气流和废热远离照明模块100的壳体102。图1至图4中的导流装置122可以包括导流面，该导流面包括弯曲部124和直线部126，弯曲部124在连接端125处从热出口向外延伸，并朝向弯曲部的朝向导流方向133的导流端129弯曲，直线部126从导流端朝向导流方向133延伸。例如，直线部126可以沿导流方向133延伸。导流装置122可以在热出口106的一部分上延伸。在其它结构中，弯曲部124可以在整个热出口106上延伸，或者弯曲部124可以占据整个导流装置122。换句话说，导流装置122可以具有弯曲部124而不具有直线部。例如，导流装置122的轮廓可以完全弯曲(例如，弯曲部124可以包括整体导流装置122)，导流装置122可以具有多个不同的弯曲部，或者可以为弯曲部和直线部的一些结合。
再次参考图1至图4，导流装置122可以具有弯曲部124和直线部126。在这些实施例中，弯曲部124和直线部126的一部分可以在热出口106上延伸。直线部126可以延伸超过照明模块100的侧表面112上的热出口106。导流装置122可以与照明模块100的侧表面112隔开间隔128延伸，以允许引导热量和空气远离壳体120并且远离发光方向。弯曲部124的曲率半径可以影响空气或热量被引导远离照明模块100的壳体102的角度。例如，随着弯曲部124的曲率半径减小，相对于穿过窗口118的发光方向111和媒介，热量或空气被引导远离照明模块100的壳体102的角度增大。
如图1至图3所示，照明模块100包括两个热出口106和两个对应的导流装置122，该导流装置122在它们各自的热出口106上延伸。在该实施例中，导流装置122定位成在每个热出口106上延伸。但是，在替代的结构中，一些热出口可以不具有对应的导流装置。此外，热出口可以以任意适当的布置方式定位在照明模块的壳体上的任意位置，并且可以定位在壳体102的任意表面上。例如，热出口106可以设置在壳体102的前表面108、后表面110、两个相反的侧表面112和114、顶表面116和底表面(未示出)上。作为一种实施例，与对应的导流装置122成对设置的热出口106可以紧邻一系列发光元件设置，由于导流装置122有助于引导空气和废热远离发光方向和媒介或可固化的工件表面，因此能够减少被消散的热量对于可固化的工件表面的干扰。此外，与将热出口106定位成更加远离一系列发光元件的情况相比，由于通过将热出口106设置成靠近一系列发光元件，热量可以通过消散而移动更短的距离，因此可以方便地消散由一系列发光元件产生的热量。
当一系列发光元件在使用过程中产生热量时，热出口106可以与导流装置122一起布置为最有效地消散来自散热器120的热量，并且将热量和空气从壳体中排出。在一些实施例中，壳体102中定位有一个散热器120，以消散壳体102中产生的热量，并且之后，被消散的热量可以在发光元件104的使用过程中通过热出口106经由散热器120排出。作为一种实施例，如图1至图3所示，壳体102可以具有两个热出口106，该两个热出口106分别定位在壳体102的侧表面112和114上，以排出来自散热器120的热量。在一些实施例中，热出口106为独立于散热器120的元件，并且在其它实施例中，热出口106形成散热器120的一部分。在其它实施例中，壳体中定位有多个散热器，并且该多个散热器以任意适当的方式通过一个或多个热出口排出热量和空气。在这些实施方式中，一个或多个导流装置可以定位在任意一个或多个热出口上。
现在参考图9，图9显示能够用于照射可固化的工件表面的照明模块100的其它实施例结构。图9显示流经照明模块100的热量和/或空气的方向可以与图3的结构相反，其中，如箭头194所示，热量和/或空气通过导流装置122引导进入热出口106。例如，可以沿相反的旋转方向，或者以引起空气通过导流装置122对流进入散热器106的方式操作用于将热和/或空气对流进入以及对流流出照明模块100的主动装置(例如风扇)。在热量和/或空气通过导流装置122在热出口106处流进或对流进入照明模块的情况下，热出口106可以作为照明模块的壳体102中的热量和/或空气流经的开口，而非对图3的上述描述中的热量远离照明模块100所通过的开口。此外，通过导流装置122经由热出口106对流进入照明模块100中的热量和/或空气可以通过流经散热器120的与热出口106相邻的外表面并且通过进气盖板105的进气口103流出照明模块100，以消散来自照明模块100的热量。在该实施例中，进气口103和进气盖板105可以作为远离照明模块100的空气和/或热量的通道。
如图9所示，导流装置122可以从180°远离发光方向111的方向将热量和/或空气导入照明模块100。在其它实施例中，导流装置122可以从至少90°远离发光方向111的方向将热量和/或空气导入照明模块100。以此方式，可以减少对流进入壳体中的空气对于可固化的工件表面的干涉。
可以通过照明模块100控制空气和/或热量流入和流出照明模块100的方向，以通过热出口106和之后的导流装置122将热量和/或空气排出照明模块100，或者通过导流装置122经由热出口106将热量和/或空气对流进入照明模块100。如上所述，可以通过操作用于对流热量和/或空气的主动装置(例如风扇)来控制热出口106和导流装置122处的热量和/或空气流的方向。作为一种实施例，可以通过用于照明模块的电控制器控制热量和/或空气流的方向。可选择地，可以手动地调节照明模块(例如，切换导线或手动启动开关)以改变热出口106处的热量和/或空气流的方向。可以根据操作条件(例如可固化的工件表面的结构、固化反应的放热性、固化反应的程度、照明模块周围的环境条件等)选择热出口106处的热量和/或空气流的方向。例如，在第一条件下，热量和/或空气可以通过导流装置122经由热出口106对流进入照明模块100，而在第二条件下，热量和/或空气可以通过热出口106和导流装置122从照明模块100中排出。此外，当照射可固化的工件时，热出口106处的热量和/或空气流的方向可以从流入照明模块100改变为流出照明模块100(反之亦然)。
图4显示了导流装置122和用于固定导流装置122的照明模块100的部分的局部分解图。虽然在该实施例中，导流装置122通过两个不同的固定机构固定于壳体102，但是在替代结构中可以使用任意合适的数量和类型的固定机构。固定机构例如可以通过胶结剂、粘合剂、胶粘剂等将导流装置永久地连接至照明模块的壳体。可选择地，导流装置122例如可以通过可拆卸的机械连接件可拆卸地连接至壳体。可拆卸的固定机构的一种实施例包括两个翼片130和位于壳体102中的一组互补的槽132，两个翼片130固定于导流装置122或与导流装置122一体形成，翼片130配合到槽132中。翼片130可以位于导流装置122的连接面131上的与连接端125相反的导流端处。当导流装置122固定于壳体102时，导流装置122的连接面131可以从导流面(例如，弯曲部124和直线部126)朝向壳体延伸，并且可以与壳体102实体接触。
翼片130可以限定出能够匹配垫片136的边缘的凹槽134。垫片136可以定位在导流装置122和壳体102之间，并且可以围绕热出口106的周缘的一部分延伸。作为一种实施例，垫片136可以为用于将导流装置122可密封地连接至壳体102的垫圈或密封件，并且可以由多种耐热和/或耐潮材料构成。当垫片136作为一种类型的垫圈或密封件时，垫片136可以有助于防止远离照明模块100的空气从导流装置122和壳体102之间的接缝处溢出。因此，垫片136可以有助于沿远离发光方向111的预定导流方向133引导热量和被加热的空气穿过导流装置122并远离照明模块100。
可拆卸的固定机构的第二种实施例可以为一组两个螺栓，该螺栓延伸穿过导流装置122中的螺纹孔140、垫片136中的螺纹孔并且进入壳体102。通过拧紧螺栓138，可以将导流装置122可拆卸且可密封地连接并固定至壳体102。其它照明模块100的结构包括任意合适的固定机构。
现在参考图5，图5显示照明模块的前视立体图。如图5所示，照明模块100还可以包括进气导流装置190，该进气导流装置190固定于壳体102并且在进气口103和进气盖板105的至少一部分上延伸。进气导流装置190可以包括导流面，其中，该导流面包括弯曲进气部135和直线进气部137。弯曲进气部135可以在进气连接端141处从壳体向外延伸，弯曲进气部135朝向弯曲进气部135的进气导流端143并且朝向进气导流开口145弯曲。直线进气部137可以从进气导流端143朝向进气导流开口145延伸。例如，直线进气部137可以朝向进气导流开口145延伸。进气导流装置190可以在进气口103和/或进气盖板105的一部分上延伸。在其它结构中，弯曲进气部135可以在整个进气口103和/或进气盖板105上延伸，或者弯曲进气部135可以占据整个进气导流装置190。换句话说，进气导流装置190可以具有弯曲进气部135并且不具有直线进气部137。例如，进气导流装置190的轮廓可以完全是弯曲的(例如，弯曲进气部135可以包括整个进气导流装置190)，进气导流装置190可以具有多个不同的弯曲进气部，或者可以为弯曲进气部和直线进气部的结合。
再次参考图5，进气导流装置190可以具有弯曲进气部135和直线进气部137。在这些实施例中，弯曲进气部135和直线进气部137的一部分可以在进气口103和/或进气盖板105上延伸。直线进气部135可以延伸超过照明模块100的表面(例如，侧表面112、顶表面116等)上的进气口103和/或进气盖板105。进气导流装置190可以与照明模块100的表面隔开进气导流距离147地延伸，以允许将热量和空气导入壳体120中，其中，进入的空气来自远离发光方向111的方向。换句话说，进气导流开口145可以远离发光方向111。弯曲进气部135的曲率半径可以影响空气或热量被导入到照明模块100的壳体102中的角度。例如，随着弯曲进气部135的曲率半径减小，相对于发光方向111，热量或空气被导入到照明模块100的壳体102中的角度增大。
此外，进气导流装置190可以远离发光方向111开放。以此方式，进气导流装置190可以形成为并适于沿进入壳体102的进气方向139将空气对流进入壳体中。例如，如图5所示，进气导流装置190可以成形为将空气沿进气方向139对流进入壳体102中，并且进气导流装置190可以包括远离发光方向111的进气导流开口145。在一种实施例中，进气导流开口145可以至少90°地远离发光方向111。如图5所示，进气导流开口145可以180°地远离发光方向111或者朝向与发光方向111相反的方向。弯曲进气部135可以从进气口103和/或进气盖板105向外延伸，并且朝向进气导流开口145弯曲。直线进气部137可以从弯曲进气部135朝向进气导流开口145延伸。进气方向139可以为能够将进入的空气对流到进气导流开口145中的任意方向。相应地，如果将一个或多个进气导流装置190固定至壳体102，进气方向139可以包括一个或多个进气方向。
在其它实施例中，照明模块100可以包括多个进气口103和/或多个进气盖板105以及多个进气导流装置190。此外，进气口103可以设置在壳体102上的多个位置。例如，进气口103可以设置在壳体102的前表面108、后表面110、两个相反的侧表面112和114、顶表面116和底表面(未示出)上。此外，每个进气盖板105具有或不具有对应的进气导流装置190。例如，进气导流装置190可以在一个或多个进气盖板105和进气口103上延伸，然而一个或多个进气盖板105和/或进气口103可以不具有对应的在其上延伸的进气导流装置190。与不使用进气导流装置190相比，通过设置一个或多个进气导流装置190，可以减小通过进气盖板105和进气口103进入照明模块100的壳体102的空气对面向照明模块100的可固化的工件表面的干扰。
与导流装置122类似，进气导流装置190还可以包括从进气导流表面朝向壳体102延伸的连接面，该连接面用于将进气导流装置190围绕进气口103和/或进气盖板105的周缘可拆卸地连接至壳体102。连接面可以包括一个或多个翼片(未示出)，其中，壳体102包括一个或多个槽(未示出)，该一个或多个槽与邻近进气口103和/或进气盖板105的一个或多个翼片对应，并且其中，通过将一个或多个翼片插入一个或多个槽中，使得进气导流装置190可拆卸地连接于壳体102。此外，照明模块可以包括可密封地定位在连接面和壳体102之间的垫圈(未示出)，该垫圈围绕进气口103和/或进气盖板105的周缘延伸。
现在参考图6，图6显示照明模块100的局部剖视平面图。如图6所示，导流装置122可以在热出口106的至少一部分上延伸，并且热出口106定位成与散热器120相邻。散热器120可以包括翅片123，并且可以热耦合和/或电耦合至一系列发光元件104。一系列发光元件可以沿发光方向111发射光线，并且导流装置122可以沿至少90°地远离发光方向111的导流方向133引导被消散的热和/或被加热的空气。图6中还显示了可固化的工件表面610的一种实施例。照明模块100可以定位成使得窗口118面向可固化的工件表面610。以此方式，由一系列发光元件104沿发光方向111发出的光线可以照射在可固化的工件表面610上。
以此方式，照明模块可以包括：一系列发光元件；散热器，该散热器热耦合至所述一系列发光元件；壳体，该壳体容纳所述一系列发光元件；第一热出口，该第一热出口从所述壳体的第一侧开口，所述第一热出口与所述散热器相邻；以及第一导流装置，该第一导流装置固定于所述壳体并且在所述第一热出口上延伸，所述第一导流装置形成为引导热量沿导流方向远离所述第一热出口。所述第一侧可以包括所述壳体的与所述壳体的前侧不同的侧，所述壳体的前侧限定所述前窗口。所述一系列发光元件可以定位成与所述壳体的前窗口相邻并面向该前窗口，并且其中，所述一系列发光元件沿发光方向通过所述前窗口发射光线。所述第一导流装置可以包括导流面，该导流面包括弯曲部和直线部，所述弯曲部在连接端从所述第一热出口向外延伸并且沿所述导流方向朝向所述弯曲部的导流端弯曲，所述直线部从所述导流端朝向所述导流方向延伸。所述导流方向可以至少90°远离所述发光方向，或者所述导流方向可以为与所述发光方向相反的方向。
所述第一导流装置可以包括连接面，该连接面用于将所述第一导流装置围绕所述第一热出口的周缘可拆卸地连接至所述壳体的所述第一侧，所述连接面从所述导流面朝向所述壳体延伸。所述连接面可以包括一个或多个翼片，其中，所述壳体包括一个或多个槽，该一个或多个槽与所述第一热出口相邻并且与所述一个或多个翼片对应，并且其中，通过所述一个或多个翼片插入所述一个或多个槽中，所述第一导流装置可拆卸地连接至所述壳体。此外，所述照明模块可以包括垫片，该垫片可以密封地设置在所述连接面和所述壳体的所述第一侧之间，所述垫片围绕所述第一热出口的所述周缘延伸。
所述照明模块还可以包括进气开口和进气导流装置，所述进气导流装置固定于所述壳体并且在所述进气开口上延伸，所述进气导流装置形成为将空气沿进气方向对流进入所述壳体中，并且所述进气导流装置包括进气导流开口，其中，进气导流开口远离所述发光方向。例如，所述进气导流开口至少90°远离所述发光方向。所述进气导流装置可以包括进气导流面，该进气导流面包括弯曲的进气部和直线的进气部，所述弯曲的进气部从所述进气开口向外延伸并且朝向所述进气导流开口弯曲，所述直线的进气部从所述弯曲的进气部朝向所述进气导流开口延伸。
作为另一种实施例，所述照明模块包括：一系列发光元件；散热器，该散热器热耦合至所述一系列发光元件；壳体，该壳体容纳所述一系列发光元件，所述一系列发光元件沿发光方向穿过所述壳体的窗口发射光线。所述照明模块还可以包括：一个或多个开口，该一个或多个开口位于所述壳体中并定位成与所述散热器相邻；以及一个或多个导流装置，该一个或多个导流装置与所述一个或多个开口相对应，所述一个或多个导流装置固定于所述壳体并且在所述一个或多个开口上延伸，所述一个或多个导流装置成形为引导空气从导流方向进入所述照明模块，并且形成为引导空气沿所述导流方向排出所述照明模块。
所述一个或多个导流装置中的每一者可以包括导流面，该导流面包括弯曲部和直线部，所述弯曲部从与所述一个或多个导流装置相对应的所述一个或多个开口向外延伸并且朝向所述导流方向弯曲，所述直线部从所述弯曲部朝向所述导流方向延伸。所述导流方向可以至少90°地远离所述发光方向。所述一个或多个导流装置中的每一者可以包括连接面，该连接面从所述导流面朝向所述壳体延伸，以用于将所述一个或多个导流装置围绕所述一个或多个开口的周缘可拆卸地连接至所述壳体。所述连接面可以包括一个或多个翼片，其中，所述壳体包括一个或多个槽，该一个或多个槽与所述一个或多个开口相邻并且与所述一个或多个翼片向对应，并且其中，通过所述一个或多个翼片插入所述一个或多个槽，所述一个或多个导流装置可拆卸地连接。
现在参考图7，图7显示利用照明模块100照射可固化的工件表面的方法700的实施例。方法700开始于710，在710中，定位照明模块与可固化的工件表面相对。例如，如图6所示，可以定位照明模块100以使得窗口118面向可固化的工件表面。以此方式，沿发光方向111从窗口118发出的光线将照射可固化的工件表面。在定位照明模块之后，在720中，可以沿发光方向111从一系列发光元件发射光线，以照射可固化的工件表面。
方法700继续进行730，在730中确定是否满足第一条件。第一条件可以基于一个或多个操作条件，例如可固化的工件表面的结构、固化反应的放热性、固化反应的程度、照明模块周围的环境条件等。如果满足第一条件，热量和/或空气可以在740中通过热出口106从照明模块100中排出。在760中，在导流装置122连接于壳体102并且部分地在热出口106上延伸的情况下，可以沿导流方向133远离发光方向111引导被加热的空气。作为一种实施例，导流方向133可以至少90°远离发光方向。此外，导流方向133可以与发光方向111相反。以此方式，与不使用导流装置122的情况相比，可以减小排出的被加热的空气对于可固化的工件表面的干扰。
如果在730中不满足第一条件，可以在750中通过热出口106将热量和/或空气对流进入照明模块100。在760中，在导流装置122连接于壳体102并且部分地在热出口106上延伸的情况下，可以从远离发光方向111的导流方向133将被加热的空气对流进入照明模块100。作为一种实施例，导流方向133可以至少90°远离发光方向。此外，导流方向133可以与发光方向111相反。以此方式，与不使用导流装置122的情况相比，可以减小通过热出口106处的导流装置122进入照明模块100的热量和/或空气对于可固化的工件表面的干扰。
此外，在照射可固化的工件时，可以将照明模块100的热出口106处的热量和/或空气流的方向从流进照明模块100改变成流出照明模块100(反之亦然)。例如，可以通过调转主动装置(例如风扇)的旋转方向改变热出口106处的热量和/或空气流的方向。可以手动地或自动地(例如通过控制器)改变热量和/或空气流的方向。在其它实施例中，可以通过热出口106将热量和/或空气主动地或被动地对流进入或排出壳体102，并且为了消散来自照明模块100的热量，可以使热量和/或空气对流经过一个或多个散热器120。在760和750之后，方法700结束。
以此方式，一种利用照明模块照射可固化的表面的方法包括：将所述照明模块的窗口定位成与所述可固化的表面相对，其中，所述照明模块包括：一系列发光元件；散热器，该散热器热耦合至所述一系列发光元件；壳体，该壳体容纳所述一系列发光元件；一个或多个开口，该一个或多个开口位于所述壳体中，所述一个或多个开口定位成与所述散热器相邻；以及一个或多个导流装置，该一个或多个导流装置连接于所述照明模块，所述一个或多个导流装置与所述一个或多个开口相对应。此外，所述方法可以包括使来自所述一系列发光元件的光线沿发光方向穿过所述窗口照射到所述可固化的表面上。在第一条件下，当照射所述可固化的表面时，可以将空气沿第一方向通过一个或多个导流装置排出所述一个或多个开口，而在第二条件下，所述方法可以包括当照射所述可固化的表面时，将空气从所述第一方向通过一个或多个导流装置对流进入所述一个或多个开口。所述第一方向可以至少90°地远离所述发光方向。
现在参考图8，图8显示了用于照明模块100的照明系统的实施例结构的框图。在一个实施例中，照明系统800可以包括照明模块100，该照明模块100包括发光子系统812、控制器814、电源816和冷却子系统818。例如，发光子系统812可以包括多个半导体装置819。多个半导体装置819可以为发光元件阵列820，该发光元件阵列820例如为线性或二维LED装置阵列。半导体装置可以提供辐射输出824。辐射输出824可以沿发光方向111从照明系统800被引导至位于固定平面的工件826。
辐射输出824可以通过耦合光学系统830指向工件826。如果需要，可以以多种方式实施耦合光学系统830。作为一种实施例，耦合光学系统可以包括插设在半导体装置819和窗口864之间的一个或多个层、材料或其它结构，并且向工件826的表面提供辐射输出824。作为一种实施例，耦合光学830可以包括微透镜阵列，以改善辐射输出的聚集、压缩、对准或质量或有效数量。作为另一种实施例，耦合光学830可以包括微反射镜阵列。在使用这种微反射镜阵列时，可以在一对一的基础上将提供辐射输出824的每个半导体装置设置在各个微反射镜中。作为另一实施例，可以在多对一的基础上将提供辐射输出824和825的线性半导体装置阵列820设置在宏反射镜(macro-reflector)中。以此方式，耦合光学系统830可以包括微反射镜阵列和宏反射镜，在微反射镜阵列中，每个半导体装置在一对一的基础上设置在各个微反射镜中，在宏反射镜中，来自半导体装置的辐射输出824的量和/或质量可以通过宏反射镜进一步增大。
耦合光学830的层、材料或其它结构中的每一者可以具有能够选择的折射率。通过适当地选择各个折射率，可以选择性地控制辐射输出824的路径上的层、材料和其它结构之间的界面处的反射。作为一种实施例，通过在位于半导体装置和工件826之间的选择的界面(例如窗口)处控制折射率之间的差异，可以减小或增加这些界面处的反射，从而增强这些界面处的用于最终传递至工件826的辐射输出的透射。例如，耦合光学可以包括分色反射镜，在该分色反射镜中，具有特定波长的入射光被吸收，而其它入射光被反射并聚焦至工件826的表面。
耦合光学系统830可以用于多种目的。示例的目的尤其在于单独地或组合地包括保护半导体装置819，保持与冷却子系统818有关的冷却液，收集、压缩和/或校准辐射输出824，或者用于其他目的。作为另一种实施例，照明系统800可以使用耦合光学系统830，以尤其在将耦合光学系统830传递至工件826时增强辐射输出824的有效质量、均匀性或数量。
选择的多个半导体装置819可以通过电子耦合器(coupling electronic)822耦合至控制器814，以向控制器814提供数据。如下面进一步描述的，控制器814还可以实施为例如通过电子耦合器822控制提供数据的半导体装置。控制器814可以连接至电源816和冷却子系统818，并且可以执行为控制电源816和冷却子系统818。例如，为了增大照射在工件826上的光线的可用宽度，控制器可以向分布在线性阵列820的中部发光元件供应较大的电流，而向分布在线性阵列820的端部发光元件供应较小的电流。此外，控制器814可以接收来自电源816和冷却子系统818的数据。在一种实施例中，可以通过传感器检测工件826表面的一个或多个位置上的辐射度，并且以反馈控制方式将该辐射度传送给控制器814。在其它实施例中，控制器814可以与另一照明系统(图8中未示出)的控制器通信，以配合控制两个照明系统。例如，多个照明系统的控制器814可以以主从式级联控制算法来运行，其中，一个控制器的设定值由另一个控制器的输出值设定。还可以使用与其它照明系统相结合的其它运行照明系统的控制策略。作为另一种实施例中，用于多个并排布置的照明系统的控制器814可以以相同的方式控制照明系统，以增加穿过多个照明系统的辐射光线的均匀性。
除电源816之外，冷却子系统818、发光子系统812、控制器814也可以连接至内部元件832和外部元件834，并且用于控制内部元件832和外部元件834。如图所示，元件832可以位于照明系统810的内部，而元件834可以位于照明系统810的外部，但可以与工件826(例如操作设备、冷却设备或其它外部设备)相关，或者可以与照明系统所支持的光反应(例如固化)相关。
由控制器814接收的来自一个或多个光源816、冷却子系统818、发光子系统812、和/或元件832和834的数据可以为多种类型。作为一种实施例，所述数据可以代表与半导体装置819相关的一个或多个特性。作为另一种实施例，所述数据可以代表与提供该数据的各个发光子系统812、光源816、冷却子系统818、内部元件832和外部元件834相关的一个或多个特性。作为另一种实施例，所述数据可以代表与工件826相关的一个或多个特性(例如，代表引导至工件的辐射输出能量或光谱成分)。此外，所述数据可以代表这些特性的组合。
接收到任意这些数据的控制器814可以响应该数据。例如，响应于来自任意这些部件的这些数据，控制器814可以用于控制电源816、冷却子系统818、发光子系统812(包括一个或多个此类耦合式的半导体装置)、和/或元件32和34。作为一种实施例，为了响应来自发光子系统的表示在与工件相关的一个或多个点处的能量不足的数据，控制器814可以执行(a)增加电源对一个或多个半导体装置的电力供应，(b)通过冷却子系统818增加对发光子系统的冷却(例如，如果冷却特定的发光装置，则该特定的发光装置会提供更大的辐射输出)，(c)增加将电力施加到这些装置上的时间，或者(d)上述的组合。作为另一种实施例，为了响应来自发光子系统的数据并且/或者响应于照明模块800的操作条件，控制器814可以执行为改变热量和/或空气流的方向。例如，照明系统800可以包括照明模块100，并且控制器814可以将照明模块100的热出口106处的热量和/或空气流的方向从将热量和/或空气通过导流装置122对流进入热出口106，改变成将热量和/或空气排出热出口106和导流装置122，反之亦然。
可以通过控制器独立地控制发光子系统812的单个的半导体装置819(例如LED装置)。例如，控制器814可以控制第一组的一个或多个单个的LED装置发射具有第一强度、波长等的光线，并且控制第二组的一个或多个单个的LED装置发射具有不同的强度、波长等的光线。第一组的一个或多个单个LED装置可以位于相同的半导体装置线性阵列820中，或者可以来自多个半导体装置线性阵列820，该多个半导体装置线性阵列820来自多个照明系统800。也可以通过来自其它照明系统中的其它半导体装置线性阵列的控制器814独立地控制半导体装置线性阵列820。例如，可以控制第一线性阵列的半导体装置发射具有第一强度、波长等的光线，并且可以控制另一个照明系统中的第二线性阵列的半导体装置发射具有第二强度、波长等的光线。
作为另一种实施例，在第一设定条件下(例如，用于特定的工件、光反应、和/或操作条件的设定)，控制器814可以操作照明系统810来执行第一控制策略，而在第二设定条件下(例如，用于特定的工件、光反应、和/或操作条件的设定)，控制器814可以操作照明系统810来执行第二控制策略。如上所述，第一控制策略可以包括操作第一组的一个或多个单个的半导体装置(例如，LED装置)发射具有第一强度、波长等的光线，而第二控制策略可以包括操作第二组的一个或多个单个的LED装置发射具有第二强度、波长等的光线。第一组LED装置可以与第二组LED装置相同的LED装置组，并且可以包括一个或多个LED装置阵列，或者可以为与第二组LED装置不同的LED装置组，但是该不同的LED装置组可以包括来自第二组的一个或多个LED装置的子集。
冷却子系统818可以执行管理发光子系统812的热性能。例如，冷却子系统818可以用于冷却发光子系统812，更具体地，用于冷却半导体装置819。例如，冷却子系统818可以包括空气或其它流体(例如，水)冷却系统。冷却子系统818还可以包括冷却元件，例如连接至半导体装置819或该半导体装置线性阵列或者连接至耦合光学系统830的散热片。例如，冷却子系统可以包括在耦合光学系统830上吹动冷却空气，其中，耦合光学系统830设置有外部散热翅片，以增加热传递。冷却子系统818还可以包括一个或多个导流装置122和/或一个或多个进气导流装置190。如上所述，导流装置122可以有助于将被消散的热量和/或被加热的空气沿远离发光方向111的导流方向133导离壳体102，例如，导流方向133至少90°地远离发光方向111。如上所述，进气导流装置190可以有助于将进入的空气通过进气口103导入壳体102中，其中，进入的空气从远离发光方向111且远离可固化的工件表面或工件826的方向被引导。
照明系统810可以用于多种应用。具体实施例包括但不限于从油墨印到DVD的制作和平版印刷的固化应用。其中使用照明系统810的应用可以具有相关的操作参数。也就是说，应用可以具有以下相关的操作参数：一个或多个水平的辐射功率的供应、所处于的一个或多个波长、实施的一个或多个时间段。为了正确地完成与应用相关的光反应，可以以一个或多个这些参数(和/或用于的特定时间或时间段)的一个或多个预定水平或以高于该一个或多个预定水平的水平将光学功率传递至工件826或工件826附近。
为了遵循预定的应用参数，可以按照与应用参数(例如，温度、光谱分布和辐射功率)相关的多个特性操作提供辐射输出824的半导体装置819。与此同时，除了别的之外，半导体装置819可以具有与半导体装置的制造相关的特定的操作规范，并且可以遵循该操作规范以防止装置损毁以及/或者预先阻止装置的退化。照明系统810的其它部件也可以具有相关的操作规范。除参数规范之外，这些规范可以包括操作温度和施加的电功率的范围(例如，最大值和最小值)。
相应地，照明系统810可以支持应用参数进行监测。此外，照明系统810可以用于监测半导体装置819，包括它们各自的特性和规范。此外，照明系统810还可以用于监测照明系统810的选择的其它部件，包括它们的特性和规范。
提供这样的监测能够检验系统的正确操作，从而能够可靠地评估照明系统810的操作。例如，照明系统810可以关于一个或多个应用参数(例如，温度、光谱分布、辐射功率等)、任意部件的与这些参数相关的特性和/或任意部件的各自的操作规范错误地操作。监测的提供可以是响应式的，并且可以根据由控制器814接收的来自一个或多个系统的部件的数据实施监测。
监测还可以支持系统操作的控制。例如，可以通过控制器814执行控制策略，控制器814接收并响应来自一个或多个系统元件的数据。如上所述的这种控制策略可以直接执行(例如，以基于涉及部件操作的数据通过指向部件的控制信号控制部件的方式)或间接执行(例如，以通过指向其它部件的调节操作的控制信号控制部件的操作的方式)。作为一种实施例，可以通过指向电源816的控制信号或者通过指向冷却子系统818的控制信号间接地调节半导体装置的辐射输出，所述指向电源816的控制信号调节施加至发光子系统812的电力，所述指向冷却系统818的控制信号调节施加至发光子系统812的冷却。
控制策略可以执行为能够使系统正确操作和/或增强系统的正确操作和/或应用性能。在更具体的实施例中，控制可以执行为能够使线性阵列的辐射输出和它的操作温度之间达到平衡和/或增强该平衡，从而例如防止将半导体装置819加热至超过它们的规范，并且还能够防止将充足的辐射能量引导至工件826，以例如实施应用的光反应。
在一些应用中，高辐射功率可以传送至工件826。相应地，可以使用发光半导体装置线性阵列820实施发光子系统812。例如，可以使用高密度的发光二极管(LED)阵列实施发光子系统812。虽然可以使用LED阵列，并且在此详细描述了LED阵列，但是应当理解，在不脱离本发明的原理的情况下，可以使用其他发光技术实施半导体装置819及其线性阵列820，其他发光技术的实施例包括但不限于有机LED、激光二极管、以及其它半导体激光器。
应当理解的是，以上公开的照明模块的变型以及它的其它特征和功能或替代方式可以被符合要求地结合到许多其它不同的系统、方法或应用中。例如，将空气或热量从照明模块中导出的方法可以使用任一或多个以上公开的导流装置。并且，本领域技术人员随后可能做出的多种目前未预见或未预料到的替代、修改、变型或改进将视为包含在以下的权利要求中。因此，虽然已经对用于具有导流装置的照明模块的方法和设备的具体实施方式进行了描述，但是到目前为止，除了以下权利要求中阐述的之外，并不意味着将这些特定的参考视作对本发明范围的限制。

Claims (17)

1.一种照明模块，包括： 
一系列发光元件； 
散热器，该散热器热耦合至所述一系列发光元件； 
壳体，该壳体容纳所述一系列发光元件； 
第一热出口，该第一热出口从所述壳体的第一侧且与所述散热器相邻地开口；以及 
第一导流装置，该第一导流装置固定于所述壳体并且在所述第一热出口上延伸，所述第一导流装置成形为引导热量沿导流方向远离所述第一热出口。 
2.根据权利要求1所述的照明模块，其中，所述一系列发光元件定位成与所述壳体的前窗口相邻并且面向该前窗口，并且其中，所述一系列发光元件沿发光方向通过所述前窗口发射光线。 
3.根据权利要求2所述的照明模块，其中，所述第一导流装置包括导流面，该导流面包括弯曲部和直线部，所述弯曲部在连接端从所述第一热出口向外延伸，并且沿所述导流方向朝向所述弯曲部的导流端弯曲，所述直线部从所述导流端朝向所述导流方向延伸。 
4.根据权利要求3的照明模块，其中，所述导流方向至少90°地远离所述发光方向。 
5.根据权利要求3所述的照明模块，其中，所述导流方向包括与所述发光方向相反的方向。 
6.根据权利要求3所述的照明模块，其中，所述第一导流装置包括连接面，所述连接面从所述导流面朝向所述壳体延伸，以用于将所述第一导流装置围绕所述第一热出口的周缘可拆卸地连接至所述壳体的所述第一侧。 
7.根据权利要求6所述的照明模块，其中，所述连接面包括一个或多个翼片，其中，所述壳体包括一个或多个槽，该一个或多个槽与所述第一热出口相邻并且与所述一个或多个翼片相对应，并且其中，通过所述一个或多个翼片插入所述一个或多个槽，所述第一导流装置可拆卸地连接至所述壳体。 
8.根据权利要求6所述的照明模块，其中，所述连接面和所述壳体的所述第一侧之间可密封地设置有垫圈，该垫圈围绕所述第一热出口的所述周缘延伸。 
9.根据权利要求6所述的照明模块，其中，所述第一侧包括与所述壳体的前侧不同的所述壳体的侧部，所述壳体的所述前侧限定所述前窗口。 
10.根据权利要求4所述的照明模块，还包括进气开口和进气导流装置，所述进气导流装置固定于所述壳体并且在所述进气开口上延伸，所述进气导流装置形成为将空气沿进气方向对流进入所述壳体中，并且所述进气导流装置包括进气导流开口，其中，进气导流开口面向远离所述发光方向的方向开口。 
11.根据权利要求10所述的照明模块，其中，所述进气导流装置包括进气导流面，该进气导流面包括弯曲进气部和直线进气部，所述弯曲进气部从所述进气开口向外延伸并且朝向所述进气导流开口弯曲，所述直线进气部 从所述弯曲进气部朝向所述进气导流开口延伸。 
12.根据权利要求11所述的照明模块，其中，所述进气导流开口至少90°地远离所述发光方向。 
13.一种照明模块，包括： 
一系列发光元件； 
散热器，该散热器热耦合至所述一系列发光元件； 
壳体，该壳体容纳所述一系列发光元件，所述一系列发光元件沿发光方向穿过所述壳体的窗口发射光线； 
一个或多个开口，该一个或多个开口位于所述壳体中并定位成与所述散热器相邻；以及 
一个或多个导流装置，该一个或多个导流装置与所述一个或多个开口相对应，所述一个或多个导流装置固定于所述壳体并且在所述一个或多个开口上延伸，所述一个或多个导流装置成形为： 
引导空气从导流方向进入所述照明模块，并且 
引导空气沿所述导流方向排出所述照明模块。 
14.根据权利要求13所述的照明模块，其中，所述一个或多个导流装置中的每一者包括导流面，该导流面包括弯曲部和直线部，所述弯曲部从与所述一个或多个导流装置相对应的所述一个或多个开口向外延伸并且朝向所述导流方向弯曲，所述直线部从所述弯曲部朝向所述导流方向延伸。 
15.根据权利要求14所述的照明模块，其中，所述导流方向至少90°地远离所述发光方向。 
16.根据权利要求15所述的照明模块，其中，所述一个或多个导流装置中的每一者包括连接面，该连接面从所述导流面朝向所述壳体延伸，以用于将所述一个或多个导流装置围绕所述一个或多个开口的周缘可拆卸地连接至所述壳体。 
17.根据权利要求16所述的照明模块，其中，所述连接面包括一个或多个翼片，其中，所述壳体包括一个或多个槽，该一个或多个槽与所述一个或多个开口相邻并且与所述一个或多个翼片相对应，并且其中，通过所述一个或多个翼片插入所述一个或多个槽，所述一个或多个导流装置可拆卸地连接。 
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