CN2801298Y - 大功率紫外线发光二极管照射系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于表面固化工艺的一种大功率紫外线发光二极管照射系统，包括固定排列于基板上的紫外线发光二极管(3)，发光二极管(3)的发光方向上设置有光学透镜系统(4)，光学透镜系统(4)包括将发光二极管(3)的点光源汇聚成平行光的第一透镜。本实用新型的大功率紫外线发光二极管照射系统具有重量轻、体积小巧，制造成本低，固化效果好、使用寿命长的特点。

Description

大功率紫外线发光二极管照射系统

技术领域

本实用新型涉及一种发光二极管照射系统，更具体地说，涉及一种用于表面固化的紫外线发光二极管照射系统。

背景技术

在传统的紫外线固化技术中，常用的紫外线光源多为管状高压汞灯，其问题在于：

1、汞灯紫外线光源由于线功率密度较大，属热光源，管壁温度高达800℃。为了防止过热，要进行通风冷却或进行水冷。造成成本高、辅助装备多、整体设备笨重、操作复杂的问题。而风冷的风量和风向对光源的正常使用都起着重要作用，冷却的好坏直接影响整体固化的效果；例如，当冷却过度时，灯管内部汞蒸汽气压偏低，灯管电压达不到额定值，光源功率不足，引起功率密度减小，直接影响固化效果；也会损害紫外线汞灯及电源；当风冷过小，又会造成基材表面变形，无法保证产品质量，也会造成紫外线灯管寿命短，且对相配套的电源有损害。

2、此类紫外线光源的汞灯照射不均匀，同时，所放射出的紫外线光比率较低，红外线光比率偏高，存在重金属污染等缺陷。

3、此类紫外线光源的汞灯灯丝易烧毁、有热沉积、光衰减的缺限，缩短了使用寿命，通常仅为600～2000小时。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供了一种大功率紫外线发光二极管照射系统，解决了传统汞灯紫外线光源易烧毁、热沉积、光衰减、照射不均、光源使用寿命短的缺陷；同时摒弃了传统汞灯光源成本高、结构复杂、体积笨重的冷却系统。

为了解决上述问题，本实用新型一种大功率紫外线发光二极管照射系统包括紫外线防护罩，以及固定排列于基板上的紫外线发光二极管3，发光二极管3的发光方向上设置有光学透镜系统4；光学透镜系统4包括将发光二极管3的点光源发散成平行光的第一透镜。

本实用新型一种大功率紫外线发光二极管照射系统的进一步改进在于，第一透镜为菲涅耳透镜或多个分别位于二极管3前方位置的透镜。

本实用新型一种大功率紫外线发光二极管照射系统的进一步改进还在于，光学透镜系统4还包括位于第一透镜前端的将所述平行光聚焦的第二透镜；第二透镜为聚焦成线光源或均匀面光源的柱面透镜或球面透镜或其他种类的非球面透镜。

本实用新型一种大功率紫外线发光二极管照射系统的进一步改进还在于，基板后端设置有分别控制各个所述发光二极管发光的控制装置以及冷却发光二极管的冷却装置。

通过上述技术方案，本实用新型一种大功率紫外线发光二极管照射系统具有重量轻、体积小巧，制造成本低，固化效果好的特点。其具体效果如下所述：

1、紫外光照射系统采用紫外线LED作为光源，LED利用电子光场辐射发光，克服了汞灯灯丝易烧毁、热沉积、光衰减等缺点。

2、利用菲涅耳透镜或其他聚焦透镜，可以将LED所发出的点光源汇聚成均匀的平行光，克服了现有管状汞灯的照射不均匀的问题。

3、紫外线LED的平均使用寿命达10万小时以上，汞灯的使用寿命仅为600～2000小时，该照射系统大大超过了现有固化设备的使用寿命。

4、由于该照射系统所用的紫外线LED是一种将电流顺向通过半导体p-n节处而发光的器件，采用了双异质结和量子阱结构，属于冷光源，发热量少。仅用简单的风冷就可以散掉所产生的热量。解决了利用汞灯造成的冷却装置笨重、成本高的问题。

附图说明

图1是本实用新型大功率紫外线发光二极管照射系统垂直剖面示意图；

图2是本实用新型一种聚焦成线光源实施例照射系统从聚焦焦点线垂直方向投影的侧面示意图；

图3是图2所示实施例从聚焦焦点线平行方向投影的侧面示意图。

具体实施方式

如图1所示本实用新型大功率紫外线发光二极管照射系统垂直剖面示意图；图中，本实用新型大功率紫外线发光二极管照射系统包括规则排列的多个紫外线发光二极管3，二极管3固定排列于基板上；在发光二极管3的发光方向上设置有光学透镜系统4。

光学透镜系统4的作用是实现光源最终均匀聚焦于进行固化工艺的物体5的表面。通常固化的聚焦效果既可以是均匀的聚焦面，又可以是聚焦线，也可以是聚焦点。而聚焦的面或线可以是不规则的面或线。因此，光学透镜系统4包括将所述发光二极管3的点光源汇聚成平行光的第一透镜，以及根据需要设置的用于平行光聚焦的第二透镜。其中，第一透镜可以采用菲涅耳透镜，也可采用多个分别位于每一紫外线发光二极管3发光方向的透镜；而第二透镜采用聚焦成线光源或均匀面光源的柱面透镜，也可采用同样效果的球面透镜或其他种类的非球面透镜。

如图2和3所示本实用新型一种聚焦成线光源实施例的照射系统，其聚焦的结果为一条直线。

结合上述附图，本实用新型的大功率紫外线发光二极管照射系统，在基板发光二极管的后端设置辅助部件1，包括分别控制各个二极管发光的控制装置和以及用于冷却的冷却装置。控制装置的作用是为了实现特定数量、位置的二级管同时发光，以控制聚焦成的面或线成特定形状的效果。此外为了增加系统的实用性和安全性，本系统的外围设置有紫外线防护罩2。

本实用新型大功率紫外线发光二极管照射系统的工作原理为：

首先，将紫外线LED按一定规则排列固定于基板上，然后通过菲涅耳透镜或每一个LED前装配置的一个聚焦小透镜后变成均匀的面光源。

或者，首先，将紫外线LED按一定规则排列固定于基板上，然后通过透射式菲涅耳透镜或其他聚焦透镜将紫外线发光二极管发出的点光变成平行光，再利用柱面透镜或非球面透镜将平行光聚焦成线性光。

或者，首先，将紫外线LED按一定规则排列固定于基板上，然后在每个紫外线LED前都装配一个小透镜将点光变成平行光，再利用柱面透镜或非球面透镜将平行光聚焦成线性光后变成线光源。

本实用新型的大功率紫外线发光二极管照射系统紫外线发光二极管发光功率为100～300mW。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种大功率紫外线发光二极管照射系统，包括紫外线防护罩，其特征在于，还包括固定排列于基板上的紫外线发光二极管(3)，所述发光二极管(3)的发光方向上设置有光学透镜系统(4)；所述光学透镜系统(4)包括将所述发光二极管(3)的点光源汇聚成平行光的第一透镜。

2、根据权利要求1所述大功率紫外线发光二极管照射系统，其特征在于，所述第一透镜为菲涅耳透镜或多个分别位于所述二极管(3)前方位置的透镜。

3、根据权利要求1或2所述大功率紫外线发光二极管照射系统，其特征在于，所述光学透镜系统(4)还包括位于第一透镜前端的将所述平行光聚焦的第二透镜。

4、根据权利要求3所述大功率紫外线发光二极管照射系统，其特征在于，所述第二透镜为聚焦成线光源或均匀面光源的柱面透镜或球面透镜或其他种类的非球面透镜。

5、根据权利要求1所述大功率紫外线发光二极管照射系统，其特征在于，所述基板后端设置有分别控制各个所述发光二极管发光的控制装置。

6、根据权利要求1所述大功率紫外线发光二极管照射系统，其特征在于，所述基板后端设置有冷却所述发光二极管的冷却装置。

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