[发明专利]增强UVLED辐射峰值强度的集成模组及条状光源

说明书

本发明涉及增强UVLED辐射峰值强度的集成模组及条状光源，所述集成模组包括安装基板,安装基板上设有多个UVLED光源和用于调整UVLED光源发出光线的光学透镜，所述UVLED光源发出的光线经光学透镜后形成光斑单元，将所有UVLED光源划分为多组光源单元，每组光源单元中的UVLED光源形成的光斑单元在辐照面内形成一细长的矩形光斑；所有光源单元形成的矩形光斑汇聚并填满辐照面内的一指定辐照区域。所述条状光源包括上述集成模组。本发明能在同等光源辐射功率的情况下，使有效的照射面积内的单位面积功率值提高5‑10倍，反之在达到工艺要求的情况下，可大量节省UV LED芯片数量，为散热设计带来极大的方便，使成本大幅下降。

技术领域

本发明涉及紫外光应用技术领域，尤其涉及增强UVLED辐射峰值强度的集成模组及条状光源。

背景技术

随着紫外光LED(UV LED)辐射效率的提升和技术的成熟，UV LED作为新型光源加速进入使用紫外线(UV)固化UV油墨、油漆、胶水的设备，以UV LED取代汞灯，镓灯等传统光源产生UV。虽然UV LED作为光源较传统光源有显著优势，如寿命长，瞬间点亮，光效高节能，单色性好，发光光谱窄，不产生红外线与热辐射。

但是单颗UV LED发光功率小，并且单颗UVLED发光角度大，发光角度内不同方向的峰值强度不均匀。为达到固化的工艺要求，即满足在有效的照射面积内的单位面积功率值(紫外光的峰值强度)和固化对象所吸收的总辐射量，需要大量的UV LED，市场上多采用增加UV LED数量，并且密集排布UV LED的方式，通过相邻UV LED相互的补光来满足工艺要求。密集排列方式有二个主要的问题：第一个问题是即使UV LED密集排布，相邻UV LED相互补光，也只有采用极高光效的UV LED,才能使有效照射面上的单位面积功率值达到要求；第二个问题是密集大量的UV LED排布给散热带来极大的困难，UV LED是对热敏感的半导体器件，温度升高使UV LED光效迅速下降，寿命也大幅下降，因此采用这种方式大多采用水冷的形式。改进的设计中对光线有汇聚功能，但是无法有效增强峰值强度。

UV油墨、涂料、胶水固化除了要达到油墨涂料胶水要求的总辐射量，这可以通过增加光源辐射功率，也可以增加辐照面通过UV光的时间实现。此外UV油墨、涂料、胶水固化还和辐照面所受的光照的峰值强度有关，峰值强度不够，即使增加辐照面通过UV光的时间，也就是增加总辐射量，也不能使油墨涂料胶水干燥、固化。而如何增强辐照面的峰值强度这一问题并没有被现有设计所重视。现有技术中也有披露采用多片透镜来聚焦光线的设计，但存在系统复杂、体积大的问题。另外，使用UV LED固化的生产过程中需对焦，而UV光又是对人眼有极大伤害的，没法及时快速调整焦距，因此质量一致性控制不易。所有这些都是制约UV LED取代传统光源的原因。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种增强UVLED辐射峰值强度的集成模组，使模组中的UV LED光源发出的光线能汇聚并叠加到同一细长矩形范围内，在同等光源辐射功率的情况下，使有效的照射面积内的单位面积功率值提高5-10倍，反之在达到工艺要求的情况下，可大量节省UV LED芯片数量，为散热设计带来极大的方便，使成本大幅下降。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

增强UVLED辐射峰值强度的集成模组，包括安装基板,安装基板上设有多个UVLED光源和用于调整UVLED光源发出光线的光学透镜，所述UVLED光源发出的光线经光学透镜后形成光斑单元，将所有UVLED光源划分为多组光源单元，每组光源单元中的UVLED光源形成的光斑单元在辐照面内形成一细长的矩形光斑；所有光源单元形成的矩形光斑汇聚并填满辐照面内的一指定辐照区域。

作为优选方案，每组光源单元中的UVLED光源形成的光斑单元在辐照面内依次拼接或部分重叠或间隙配合形成一细长的矩形光斑。

作为优选方案，每组光源单元中的UVLED光源沿直线等距分布，或以一直线作为基准等距交错分布。