TW201400761A - 具有發光二極體（ｌｅｄ）及圓柱型透鏡之燈 - Google Patents

具有發光二極體（ｌｅｄ）及圓柱型透鏡之燈 Download PDF

Info

Publication number
TW201400761A
TW201400761A TW102113843A TW102113843A TW201400761A TW 201400761 A TW201400761 A TW 201400761A TW 102113843 A TW102113843 A TW 102113843A TW 102113843 A TW102113843 A TW 102113843A TW 201400761 A TW201400761 A TW 201400761A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
leds
lamp
optical system
module
cylindrical lens
Prior art date
Application number
TW102113843A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI495826B (zh
Inventor
蘇珊妮 赫茲齊
麥克 沛爾
哈拉德 麥偉
Original Assignee
賀利氏諾伯燈具公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 賀利氏諾伯燈具公司 filed Critical 賀利氏諾伯燈具公司
Publication of TW201400761A publication Critical patent/TW201400761A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI495826B publication Critical patent/TWI495826B/zh

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F23/00—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing
    • B41F23/04—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing by heat drying, by cooling, by applying powders
    • B41F23/0403—Drying webs
    • B41F23/0406—Drying webs by radiation
    • B41F23/0409—Ultra-violet dryers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/04—Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and refractors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/007—Array of lenses or refractors for a cluster of light sources, e.g. for arrangement of multiple light sources in one plane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/043—Refractors for light sources of lens shape the lens having cylindrical faces, e.g. rod lenses, toric lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/005—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/06—Simple or compound lenses with non-spherical faces with cylindrical or toric faces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements

Abstract

本發明係關於一種燈，該燈包含至少一模組(1)，該至少一模組(1)具有遍佈模組表面(2)之複數個LED(3)，藉此多個LED在該模組(1)之縱向方向(L)上配置成列(R)，且藉此該等列(R)中之多者在垂直於該縱向方向(L)的該模組(1)之橫向方向(W)上緊接於彼此而配置，且藉此該LED燈包含用於集束由該等LED發射之光之光學系統(5、8)，藉此該光學系統(5、8)包含在該縱向方向上延伸之至少一圓柱型透鏡(9)，藉此來自該等列(3)中之第一列的該等LED(3)中至少一些之光借助於該第一圓柱型透鏡(9)而在目標表面上集束成線。

Description

具有發光二極體(LED)及圓柱型透鏡之燈
本發明係關於一種燈，該燈包含至少一模組，該至少一模組具有遍佈模組表面之複數個LED，藉此多個LED在該模組之縱向方向上配置成列，且藉此該等列中之多者在垂直於該縱向方向的該模組之橫向方向上緊接於彼此而配置，且藉此該LED燈包含用於集束由該等LED發射之光之光學系統。
WO 2012/031703 A1描述一種用於晶片直接封裝(chip-on-board)模組之生產方法，其中基板包含具有多個LED之板狀載體，藉此基板之表面在開放鑄模(open casting mould)中具備由用於提供光學系統之層製成之罩蓋。
本發明之目標係設計出一種可用以在經界定結構中獲得均勻輻射密度之LED燈。
該目標係經由一種燈而得到滿足，該燈包含：至少一模組，其具有遍佈模組表面之複數個LED，藉此多個LED在該模組之縱向方向上配置成列，且藉此該等列中之多者在垂直於該縱向方向的該模組之橫向方向上緊接於彼此而配置，且藉此該LED燈包含用於集束由該等LED發射之光之光學系統， 藉此該光學系統包含在該縱向方向上延伸之至少一圓柱型透鏡，藉此來自該等列中之第一列的該等LED中至少一些之光借助於該第一圓柱型透鏡而在目標表面上集束成線。
使用延伸遍及至少多個LED之圓柱型透鏡會允許以有效方式且用很少組件來均勻地集束該等個別LED之光。
在本發明之範疇中，模組應被理解為意謂複數個LED之任何空間上固定配置。在此內容背景中，該模組表面應被理解為意謂連接所有LED之表面。在本發明之範疇中，該模組表面同樣可包含曲率，例如，在該橫向方向上之類筒曲率。然而，較佳的是使該模組表面為平面。
該模組大體上有利地但未必被提供為整合式晶片直接封裝(COB)模組，其中該等LED及另外電子組件在適用時配置於二維載體上。
一般而言，根據本發明之該燈可尤其在該縱向方向上以任何方式或形狀而延伸。在該橫向方向上之延伸主要地取決於關於該目標表面上之該等線之數目、功率及強度的要求。關於在該縱向方向上之該延伸，取決於所需長度，多個模組可緊跟於彼此而配置，此情形亦類似地適用於可使用之光學系統。
在本發明之大體上有利改進中，該光學系統包含在該縱向方向上延伸之至少一第二圓柱型透鏡，藉此來自該等列中之第二列的該等LED中至少一些之光借助於該第二圓柱型透鏡而在目標表面上集束成線。此情形允許該模組之LED之多個列集束成線，藉此亦可在該橫向方向上捕獲及輸送該等光之大開張角。
詳言之，較佳地但未必，該第一圓柱型透鏡及該第二圓柱型透鏡將該光在該目標表面上集束成該同一線。此情形在該目標表面上提供尤其強烈亮度。沿著該線之光強度之均勻性在此內容背景中可容易地進一步改良，例如，經由在該縱向方向上將該兩個列之該等LED配 置成彼此偏移。或者或另外，該均勻性可經由與實現該集束之該光學系統相關之措施而進一步最佳化。
在本發明之較佳例示性實施例中，該光學系統包含用於集束該發射光之一次光學系統，藉此該一次光學系統包含直接配置於該等LED上之複數個透鏡。此類型之一次光學系統可用以輸送通常由該等LED以大角度發射的該光之尤其大空間角。舉例而言，此情形可涉及各自配置於LED上方之多個聚光透鏡。作為原則的問題，該圓柱型透鏡亦可為該一次光學系統之組件且可直接配置於複數個LED上方。
替代聚光透鏡或圓柱型透鏡或除了聚光透鏡或圓柱型透鏡以外，該一次光學系統亦可包含緊接地側向於該等LED而配置且進一步改良該輸送光之有用空間角範圍的反射器。舉例而言，此情形可涉及分配給個別LED之旋轉對稱反射器。
在較佳改進中，該一次光學系統被提供為施加至該等模組且作為一個部分延伸遍及至少多個LED之透明聚合物層。舉例而言，此類型之聚合物層可根據WO 2012/031703 A1所描述之光學系統而提供。在此內容背景中，LED模組在開放鑄模中被塗佈有抗UV聚矽氧。
在一次光學系統之較佳改進中，配置於該等LED上方之該等透鏡相對於該等LED之中心在該橫向方向上以側向偏移而定位。此情形在該目標表面之該線未定位於該各別列之該等LED之幾何發射方向上時允許在該橫向方向上的大開張角之良好集束。因此，在較佳改進中之偏移可愈大，LED之該列在該橫向方向上定位成與該線相隔得愈遠。詳言之，可存在LED之中心列，其幾何發射方向與該線相交，藉此該列之該或該等透鏡不包含偏移。
有利地，由該等LED發射之該光之至少50%係在低於470nm之波長範圍內。此情形允許該燈至少主要地被設計為UV發射器。根據本發明之特徵之另外組合允許該UV發射器可撓性地整合至技術裝置(例 如，印刷機器)中。
或者，由該等LED發射之該光之至少50%係在高於780nm之波長範圍內。此情形允許該燈至少主要地被設計為IR發射器。根據本發明之特徵之另外組合允許該IR發射器可撓性地整合至技術裝置(例如，印刷機器)中。
在本發明之尤其較佳實施例中，該光學系統包含配置於該光之光學路徑中然而與該模組空間上分離的二次光學系統。為了區別於一次光學系統之術語，二次光學系統在本狀況下被理解為通常意謂未直接定位於該等LED上之光學系統。因此，包含二次光學系統而無一次光學系統且包含一次光學系統而無二次光學系統之實施例係可行的。在尤其較佳實施例中，一次光學系統及二次光學系統兩者配置於該燈之該光學路徑中，從而引起提供高且均勻之輻射強度的尤其緊湊設計。
根據較佳設計細節，該二次光學系統被提供為在透明基板上之透明聚合物層。在此內容背景中，該二次光學系統可類似於WO 2012/031703 A1所描述之光學系統製造而成，藉此代替LED模組之透明基板(例如，玻璃)在開放鑄模中被覆蓋有抗UV聚矽氧。
根據尤其較佳設計細節，該圓柱型透鏡提供於該二次光學系統上，此情形致使由該等LED發射之該光成為該線之該均勻集束尤其有效。在此內容背景中，尤其較佳的是使該二次光學系統包含在平面中緊接於彼此而配置之多個圓柱型透鏡。因此，每一圓柱型透鏡可集束LED之該等列中之一者或緊接於彼此而定位之多個列的光，使得LED之較大數目個列完全地可有助於該燈之總強度。詳言之，各種圓柱型透鏡可將該等LED之光集束成同一線。
在本發明之可行實施例中，該等圓柱型透鏡之該平面相對於該模組表面及/或目標表面傾斜。此情形為補償在該橫向方向上該線與 該模組之位置之間的偏移的簡單方式。因此，舉例而言，模組可在該橫向方向上提供於該線之每一側上，其中該等模組中每一者相對於二次光學系統傾斜地置放，且因此允許成為該線之尤其有效集束。該二次光學系統或該模組及該二次光學系統相對於該目標表面之傾斜配置同樣係可行的。
本發明之另外實施例提供LED之該列之中心平面及圓柱型透鏡之中心光軸，該中心光軸係平行於LED之該列之該中心軸線而定位，該圓柱型透鏡在該橫向方向上將該列之光集束為相對於彼此而偏移。此情形亦允許獲得大開張角成為該線的簡單且有效之集束，尤其是當該線在該橫向方向上配置成相對於該等LED之該中心平面而偏移時。出於進一步最佳化起見，取決於在該橫向方向上該線與LED之該列相隔的距離，相對於經分配圓柱型透鏡之該偏移針對LED之不同列可不同。
大體上有利的是使本發明在該縱向方向上提供的該等LED之填充密度大於在該橫向方向上提供的該等LED之填充密度。在該橫向方向上之較低填充密度可經由根據本發明之經最佳化輸送光學系統而平衡，使得可用較少LED來獲得總體上在該目標表面上之相同強度。舉例而言，該模組可為COB模組，其中該填充密度在該縱向方向上最大。此情形通常受到此類型之模組之技術組態選項限制。然而，該填充密度在該縱向方向上最大對於遍及該線之強度分佈之均勻性最佳。舉例而言，在該橫向方向上之填充密度可僅為在該縱向方向上之填充密度之80%，較佳地不大於60%。
本發明之目標亦係經由一種用於乾燥塗層之裝置而得到滿足，該裝置包含根據本發明之燈。根據本發明之該燈尤其良好地適合於此目的，此係因為該燈組合高輻射強度及可撓性且尤其是緊湊之設計。
在較佳改進中，承載該待乾燥塗層之二維基板及該燈可在傳送 方向上朝向彼此而移動，藉此該燈在橫向方向上至少部分地延伸遍及該基板之寬度且配置於該基板上方之經界定距離處。此情形應包括在多次運行中對基板表面之掃描。舉例而言，該基板可為被塗佈有噴漆之印刷品(printed matter)或在印刷機器中印刷於其上之另一物質。
本發明之目標亦係經由較佳地在印刷程序中使用根據本發明之燈來乾燥塗層而得到滿足。
本發明之另外優勢及特徵自下文以及所附申請專利範圍所描述之例示性實施例而變得明顯。
1‧‧‧發光二極體(LED)模組
2‧‧‧模組表面
3‧‧‧發光二極體(LED)
3a‧‧‧中心平面/中心
4‧‧‧平面載體
5‧‧‧一次光學系統
6‧‧‧透鏡
6a‧‧‧中心
7‧‧‧極端邊緣光學路徑
8‧‧‧二次光學系統
9‧‧‧圓柱型透鏡
9a‧‧‧中心光學平面/中心光軸
10‧‧‧目標表面/透明平面基板
11‧‧‧反射器
12‧‧‧圓柱型透鏡
a‧‧‧重複距離
b‧‧‧重複距離
H‧‧‧幾何主要發射方向
L‧‧‧縱向方向
R‧‧‧列
V1‧‧‧側向偏移
V2‧‧‧側向偏移
W‧‧‧橫向方向
Z‧‧‧中心平面
本發明之若干較佳例示性實施例在下文中予以描述且基於附加圖式予以更詳細地說明。在諸圖中：圖1展示根據本發明之燈之第一例示性實施例的示意圖。
圖2展示根據圖1之燈之LED模組之LED的示意性配置。
圖3展示來自圖1之燈在縱向方向上的剖視圖。
圖4展示來自圖1之燈之變體。
圖5展示本發明之第二例示性實施例的視圖。
圖6展示本發明之第三例示性實施例的視圖。
圖7展示本發明之第四例示性實施例的視圖。
根據圖1的根據本發明之燈包含LED模組1，LED模組1具有橫越模組表面2以陣列而分佈之多個LED 3，模組表面2垂直於圖式之平面而延伸。LED 3及另外電子組件(未圖示)附接至平面載體4，平面載體4提供晶片直接封裝(COB)模組。模組1在垂直於圖1中之圖式之平面而延伸的縱向方向L上及在圖1中之圖式中自頂部至底部而延伸的橫向方向W上延伸。LED 3之幾何主要發射方向H垂直於縱向方向L及橫向方向W而延伸。
配置成陣列之LED 3在縱向方向上以列R而延伸，其中該等列具有第一重複距離a。在橫向方向上，列R平行於彼此且具有重複距離b。在本狀況下，LED之大約十個列R緊接於彼此而配置，並非所有該等列在圖式中被展示。
重複距離a、b之倒數定義在各別方向上LED之填充密度。目前，取決於詳細設計，距離a為2mm至5mm，藉此LED具有大約1mm2之發射表面積。距離b通常介於5mm與10mm之間，且因此為距離a之大約兩倍。因此，在橫向方向W上之填充密度僅為在縱向方向L上之填充密度的一半。
取決於燈設計之要求，多個模組1可相繼地配置，尤其是在縱向方向上，而且視需要在橫向方向上。合宜地，依序模組經適當地組態有LED 3及/或被依次配置，使得該等LED之距離相等及/或使得在模組限度之區域中的發射光之分佈中存在儘可能小的改變。
一次光學系統5配置於模組1上，模組1在本狀況下係以模組1之完全表面塗層之形式而提供。一次光學系統5包含透鏡6，透鏡6在本狀況下呈平凸聚光透鏡(planar-convex collecting lens)之形式，每一透鏡6直接位於集束發射光之大開張角之個別LED 3上。此情形係與光束在目標表面(未圖示)上成為呈直線形式之結構的主要集束相關聯，該目標表面在縱向方向上延伸。在該線上由燈給予之輻射強度顯然超過2W/cm2。
出於澄清之目的，在圖1中繪製兩個極端邊緣光學路徑7，其進一步匯合及相遇於該線及/或此處未圖示之目標表面上。
模組1可配置於冷取元件(未圖示)上。冷卻元件較佳地具有用於液體冷卻劑之入口及出口之連接器，液體冷卻劑流過冷卻元件以便耗散熱。冷卻劑可存在於閉合循環中且借助於熱交換器而在另一位置中釋放熱。在本燈之狀況下，待耗散之熱功率大約顯著地大於1kW。
除了一次光學系統1以外，二次光學系統8亦提供於模組1上游，此情形進一步改良儘可能大的LED之出射角成為目標表面上之結構的集束。二次光學系統8定位於模組1上游之距離處，但配置於模組1與目標表面之間。二次光學系統8與模組表面2之間的距離顯著地小於二次光學系統8與該目標表面相隔之距離，以便藉由儘可能早地集束來影響光學路徑。
二次光學系統8包含多個平行圓柱型透鏡9，每一圓柱型透鏡9在縱向方向L上延伸且經配置成在橫向方向W上平行於彼此且配置於同一平面中。因此，至少來自LED 3之一個列之光各自係經由圓柱型透鏡12中之一者被捕獲且集束成線及/或目標表面10之結構(印刷品)。兩個LED之不同光束係以例示性方式各自在圖1中以不同發射角被繪製，且均在目標表面上集束成同一線狀結構。在此內容背景中，該線在橫向方向上具有寬度Q，寬度Q顯著地小於在橫向方向上LED 3之外部列R之距離。
在此處未圖示的本發明之簡化實施例中，可行的是放棄二次光學系統，藉此圓柱型透鏡直接地提供於一次光學系統中且延伸遍及LED 3之個別列R。
自圖1所繪製之對稱線變得明顯的是，在本狀況下，在橫向方向上在一次光學系統5之LED 3之中心3a與其透鏡6之中心6a之間存在偏移V1。
此外，正如LED 3之列之中心平面及/或中心3a一樣，透鏡6之中心6a在橫向方向上相對於集束該列R之光之圓柱型透鏡9的中心光學平面9a具有側向距離及/或偏移V1+V2。在此內容背景中，V2為一次光學系統之透鏡6之中心6a相對於圓柱型透鏡之中心光學平面9a的偏移。該偏移V1+V2愈大，各別列R在橫向方向上相對於與目標表面之線重合之中心平面Z偏移得愈遠。因此，對於對稱地配置於中心平面 Z上之列R不存在偏移(參見圖1中之中心列R)。
此情形係自左外部列R之光學路徑與配置於圖1所繪製之中心平面Z中的LED 3之中心列R的光學路徑的比較而變得清楚。周邊LED之光束必須與主要發射方向(至模組表面上之垂直線)成角度而集束，以便射中目標表面上之線。在每一狀況下，側向偏移V1、V2最佳化外部LED 3之開張角至該光學路徑中的集束，使得其儘可能大。
在圖4所示之變體中，LED 3及透鏡6、9未以偏移而定位，使得列R在目標表面上集束成緊接於彼此而定位之線。取決於集束之銳度，該等線可充分地重疊以使得總體上產生亦可在橫向方向上相當均勻之相對寬線。
在圖5所示的本發明之例示性實施例中，二次光學系統8係類似於第一例示性實施例中而提供，藉此所有圓柱型透鏡9定位於平行於目標表面之平面中。具有一次光學系統5之兩個模組1在橫向方向上緊接於彼此配置於二次光學系統上游，且各自在相對方向上相對於二次光學系統傾斜達相同角度。此處，中心平面Z在兩個圓柱型透鏡9之間對稱地延伸，或視情況而定，在左模組之一個左內部LED 3與右模組之一個右內部LED 3之間對稱地延伸。類似於在第一實例中使模組1傾斜會引起將LED之所有列R在目標表面上集束成同一線。
不同於根據圖5之實例，根據圖6之實例將第一二次光學系統8提供至中心平面Z之左側且將第二二次光學系統8提供至中心平面Z之右側。在本狀況下，類似於一次光學系統5，二次光學系統8經配置成在相對方向上傾斜，以促進將LED列R之光集束成同一線，同時使開張角儘可能大。在本狀況下，一次光學系統5及分配給彼此之二次光學系統各自再次平行於彼此而延伸，藉此取決於最佳化細節及現有要求而同樣可提供傾斜配置。
在根據圖7之例示性實施例中，不同於第一例示性實施例，額外 反射器11緊接地側向於LED 3而配置。此情形甚至將以極大角度而發射之光引導至有用光學路徑中。在本狀況下，反射器11作為稜柱體(prismatic body)延伸遍及模組1之縱向方向，藉此反射側壁經塑形為凹狀。
在本狀況下，一次光學系統係根據原理在WO 2012/031703 A1中描述之方法經由在開放鑄模中將COB模組塗佈有聚矽氧製造而成。本二次光學系統係根據類似程序製造而成，其中透明平面基板10而非COB模組被塗佈有抗UV聚矽氧，以便產生光學活性結構9(圓柱型透鏡)。
根據上文所描述之例示性實施例之燈用於在印刷機器中(在本狀況下是在偏移薄片印刷機中)對噴漆及/或油漆進行UV乾燥之目的。在縱向方向上燈之延伸通常大於1公尺，在本狀況下特別是1.6公尺，其對應於印刷品之薄片寬度。為了實施此階之長度，通常在縱向方向上相繼地配置多個模組1及二次光學系統8。
上文所描述之燈組件容納於相對於安裝空間而最佳化之外殼(未圖示)中。
在本狀況下，相對於縱向方向在目標表面上之輻射強度為大約10瓦特/公分。在此內容背景中，大多數光係在低於470nm之波長範圍內。
為了製造具有極高光學輸出功率之LED燈，經由晶片直接封裝程序(COB)而裝配大小為0.1mm2至200mm2(通常為1mm2至2mm2)之LED。在此內容背景中，將多個LED(通常為4個至200個晶片)在表面積為大約5cm2至50cm2之共同基板上裝配成模組。接著，藉由串聯地置放經組態有LED之模組而產生所要燈長度。
1‧‧‧發光二極體(LED)模組
2‧‧‧模組表面
3‧‧‧發光二極體(LED)
3a‧‧‧中心平面/中心
4‧‧‧平面載體
5‧‧‧一次光學系統
6‧‧‧透鏡
6a‧‧‧中心
7‧‧‧極端邊緣光學路徑
8‧‧‧二次光學系統
9‧‧‧圓柱型透鏡
9a‧‧‧中心光學平面/中心光軸
10‧‧‧目標表面/透明平面基板
H‧‧‧幾何主要發射方向
R‧‧‧列
V1‧‧‧側向偏移
V2‧‧‧側向偏移
W‧‧‧橫向方向
Z‧‧‧中心平面

Claims (17)

  1. 一種燈，其包含：至少一模組(1)，其具有遍佈模組表面(2)之複數個LED(3)，藉此多個LED在該模組(1)之縱向方向(L)上配置成列(R)，且藉此該等列(R)中之多者在垂直於該縱向方向(L)的該模組(1)之橫向方向(W)上緊接於彼此而配置，且藉此該LED燈包含用於集束由該等LED發射之光之光學系統(5、8)，其特徵在於：該光學系統(5、8)包含在該縱向方向(L)上延伸之至少一圓柱型透鏡(9)，藉此來自該等列(3)中之第一列的該等LED(3)中至少一些之光借助於該第一圓柱型透鏡(9)而在目標表面上集束成線。
  2. 如請求項1之燈，其中該光學系統(5、8)包含在該縱向方向上延伸之至少一第二圓柱型透鏡(9)，藉此來自該等列(3)中之第二列的該等LED(3)中至少一些之光借助於該第二圓柱型透鏡(9)而在目標表面上集束成線。
  3. 如請求項2之燈，其中該第一圓柱型透鏡(9)及該第二圓柱型透鏡(9)將該光在該目標表面上集束成該同一線。
  4. 如前述請求項中任一項之燈，其中該光學系統包含用於集束該發射光之一次光學系統(primary optical system)(5)，藉此該一次光學系統包含直接配置於該等LED上之複數個透鏡(6)。
  5. 如前述請求項中任一項之燈，其中該一次光學系統(5)包含緊接地側向於該等LED(3)而配置之反射器(11)。
  6. 如請求項4或5之燈，其中該一次光學系統(5)被提供為施加至該 模組(1)且作為單一部分延伸遍及至少多個LED(3)之透明聚合物層。
  7. 如請求項4至6中任一項之燈，其中配置於該等LED(3)上方之該等透鏡(6)相對於該等LED之中心(3a)在該橫向方向上以側向偏移(V1)而定位。
  8. 如前述請求項中任一項之燈，其中該光學系統包含配置於該光之光學路徑中然而與該模組(1)空間上分離的二次光學系統(secondary optical system)(8)。
  9. 如請求項8之燈，其中該二次光學系統(8)被提供為在透明基板(10)上之透明聚合物層。
  10. 如請求項8或9之燈，其中該圓柱型透鏡(9)提供於該二次光學系統(8)上。
  11. 如請求項10之燈，其中該二次光學系統(8)包含在平面中緊接於彼此而配置之多個圓柱型透鏡(9)。
  12. 如請求項11之燈，其中該等圓柱型透鏡(9)之該平面相對於該模組表面(2)及/或目標表面傾斜。
  13. 如前述請求項中任一項之燈，其中LED之該列(R)的中心平面(3a)及集束該列之該光之圓柱型透鏡(9)的中心光軸(9a)在該橫向方向上相對於彼此偏移(V2+V1)，該中心光軸(9a)係平行於LED之該列的該中心軸線而定位。
  14. 如前述請求項中任一項之燈，其中在該縱向方向(L)上該等LED之填充密度大於在該橫向方向(W)上該等LED之填充密度。
  15. 一種用於乾燥塗層之裝置，其包含一如前述請求項中任一項之燈。
  16. 如請求項15之裝置，其中承載該待乾燥塗層之二維基板及該燈可在傳送方向上朝向彼此而移動，藉此該燈在橫向方向上至少 部分地延伸遍及該基板之寬度且配置於該基板上方之經界定距離處。
  17. 一種如請求項1至14中任一項之燈之用途，其用於尤其在印刷程序中乾燥塗層。
TW102113843A 2012-05-02 2013-04-18 具有發光二極體（ｌｅｄ）及圓柱型透鏡之燈 TWI495826B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210008638 DE102012008638A1 (de) 2012-05-02 2012-05-02 Leuchte mit LEDs und Zylinderlinse

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201400761A true TW201400761A (zh) 2014-01-01
TWI495826B TWI495826B (zh) 2015-08-11

Family

ID=48092891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102113843A TWI495826B (zh) 2012-05-02 2013-04-18 具有發光二極體（ｌｅｄ）及圓柱型透鏡之燈

Country Status (13)

Country Link
US (1) US9695992B2 (zh)
EP (2) EP3396713B1 (zh)
JP (1) JP5855314B2 (zh)
KR (1) KR101660621B1 (zh)
CN (2) CN109973840B (zh)
BR (1) BR112014027362A2 (zh)
CA (1) CA2872076C (zh)
DE (2) DE102012008638A1 (zh)
ES (1) ES2687696T3 (zh)
HK (1) HK1204147A1 (zh)
PL (2) PL2845225T3 (zh)
TW (1) TWI495826B (zh)
WO (1) WO2013164053A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013117760A1 (en) * 2012-02-10 2013-08-15 University College Cork, National University Of Ireland, Cork Light emitting diode chip
TW201510616A (zh) * 2013-09-02 2015-03-16 隆達電子股份有限公司 發光組件及其製造方法
WO2017213540A1 (ru) * 2016-06-06 2017-12-14 Артем Игоревич КОГДАНИН Оптическая система с мультилинзой светодиодного светильника
RU187621U1 (ru) * 2016-06-06 2019-03-14 Артем Игоревич Когданин Оптическая система с мультилинзой светодиодного светильника
JP7128433B2 (ja) * 2017-10-11 2022-08-31 ウシオ電機株式会社 光照射装置
CN108011027A (zh) * 2017-11-28 2018-05-08 西安科锐盛创新科技有限公司 Led封装结构及其方法
CN108561815A (zh) * 2018-05-15 2018-09-21 苏州瑞腾照明科技股份有限公司 一种筒灯中的侧发光结构
DE102018221729A1 (de) 2018-12-14 2020-06-18 Heraeus Noblelight Gmbh Leuchte zum bestrahlen eines targets
US11191178B2 (en) 2019-01-24 2021-11-30 Steelcase Inc. Display support system and method for the use thereof
JP2020123652A (ja) * 2019-01-30 2020-08-13 京都電機器株式会社 照明装置
US11821608B2 (en) 2019-10-28 2023-11-21 Signify Holding B.V. Lighting device having light-transmissive cover layer between a lens array and a light source array
US11649945B2 (en) * 2020-01-23 2023-05-16 Nichia Corporation Light source device
CN111617271A (zh) * 2020-05-19 2020-09-04 广州市波电电子科技有限公司 一种应用于消毒杀菌装置的光学系统
EP4185158A1 (en) 2020-07-23 2023-05-31 Steelcase Inc. Display support system and method for the use thereof
TW202226582A (zh) * 2020-08-28 2022-07-01 日商索尼半導體解決方案公司 發光元件及顯示裝置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6435408A (en) * 1987-07-30 1989-02-06 Minolta Camera Kk Optical system for focus detection
JPH06104488A (ja) * 1992-09-17 1994-04-15 Rohm Co Ltd ドットマトリクス表示装置
US5625402A (en) 1993-04-30 1997-04-29 Eastman Kodak Company Digital printers using multiple lasers or laser arrays with different wavelengths
CN2207934Y (zh) * 1994-10-28 1995-09-20 花都市日上机械工业有限公司 紫外线干燥装置快门机构
AU2002218796A1 (en) * 2000-07-12 2002-01-21 Tridonic Optoelectronics Gmbh Led light source
DE10111871A1 (de) * 2001-03-13 2002-09-19 Heidelberger Druckmasch Ag Bebilderungseinrichtung für eine Druckform mit einem Array von VCSEL-Lichtquellen
EP1403077A1 (de) * 2002-09-24 2004-03-31 Agfa-Gevaert AG Vorrichtung zum zeilenförmigen Beleuchten
US7300177B2 (en) 2004-02-11 2007-11-27 3M Innovative Properties Illumination system having a plurality of light source modules disposed in an array with a non-radially symmetrical aperture
JP2005352205A (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Fujinon Corp 照明装置
JP4678493B2 (ja) * 2005-05-23 2011-04-27 株式会社ニコン 光源ユニット、照明光学装置、露光装置、および露光方法
JP2007042901A (ja) * 2005-08-04 2007-02-15 Rohm Co Ltd 発光モジュールおよび発光ユニット
US8029157B2 (en) * 2007-12-21 2011-10-04 William Li Light refraction illumination device
JP4621779B2 (ja) * 2009-02-17 2011-01-26 シャープ株式会社 照明デバイスおよび該照明デバイスを使用した照明装置
JP2010272858A (ja) 2009-04-22 2010-12-02 Ccs Inc 露光機用光源装置
JP2011053495A (ja) * 2009-09-02 2011-03-17 Sony Corp 光学素子、およびその製造方法
US20110198619A1 (en) * 2010-02-18 2011-08-18 Walsin Lihwa Corporation Light emitting diode assembly having improved lighting efficiency
DE102010013286B4 (de) * 2010-03-29 2012-03-22 Heraeus Noblelight Gmbh LED-Lampe zur homogenen Ausleuchtung von Hohlkörpern
KR101728464B1 (ko) * 2010-05-11 2017-04-19 에스프린팅솔루션 주식회사 렌즈 어레이, 선형 노광 장치 및 선형 노광 장치를 채용한 광학 장치
EP2614694B1 (de) 2010-09-06 2020-02-26 Heraeus Noblelight GmbH Beschichtungsverfahren für ein optoelektronisches chip-on-board-modul
US8416499B2 (en) * 2010-10-06 2013-04-09 Xerox Corporation Printed lenticules for lenticular printing
JP5470236B2 (ja) * 2010-12-22 2014-04-16 東京エレクトロン株式会社 局所露光方法及び局所露光装置
JP2012199497A (ja) * 2011-03-23 2012-10-18 Panasonic Corp 発光装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104396012A (zh) 2015-03-04
BR112014027362A2 (pt) 2017-06-27
EP3396713B1 (de) 2020-04-29
WO2013164053A1 (de) 2013-11-07
DE202013012725U1 (de) 2018-11-21
KR101660621B1 (ko) 2016-09-27
EP2845225A1 (de) 2015-03-11
ES2687696T3 (es) 2018-10-26
PL2845225T3 (pl) 2019-01-31
JP5855314B2 (ja) 2016-02-09
CA2872076A1 (en) 2013-11-07
TWI495826B (zh) 2015-08-11
CN109973840B (zh) 2021-06-01
CN104396012B (zh) 2018-12-04
US9695992B2 (en) 2017-07-04
JP2015523673A (ja) 2015-08-13
EP3396713A1 (de) 2018-10-31
CA2872076C (en) 2019-02-12
CN109973840A (zh) 2019-07-05
EP2845225B1 (de) 2018-06-27
DE102012008638A1 (de) 2013-11-07
KR20140144721A (ko) 2014-12-19
HK1204147A1 (zh) 2015-11-06
PL3396713T3 (pl) 2020-11-16
US20150124458A1 (en) 2015-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI495826B (zh) 具有發光二極體（ｌｅｄ）及圓柱型透鏡之燈
US10683986B2 (en) Luminous module comprising a monolithic electroluminescent source
KR101748106B1 (ko) 개선된 광학계를 갖춘 광전자 모듈
JP5963858B2 (ja) 光電子モジュール、光電子装置及び方法
KR101982845B1 (ko) 광 조사 장치
KR102304706B1 (ko) 광 조사장치
JP2012518279A (ja) 発光ダイオード装置
KR20130056845A (ko) 다수 열의 확장·축소가능한 ｌｅｄ－ｕｖ 모듈
TWI537524B (zh) Light irradiation device
KR101748016B1 (ko) 반사기를 갖춘 조명 유닛
US20160075075A1 (en) Heating system for pet-preforms
JP2015173149A (ja) 発光モジュール
CN204227329U (zh) 用于照明模块的环绕式窗体
CN203477930U (zh) 光照射装置
CN105927864A (zh) 发光装置
TW201802393A (zh) 用於窄寬度輻射的放射和經由窄寬度輻射的固化的方法和系統
JP2021053565A (ja) 紫外線照射装置
CN116661218A (zh) 照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees