光纖直接耦合rgb三基色led冷光源的製作方法
2023-04-24 17:09:16
光纖直接耦合rgb三基色led冷光源的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種光纖直接耦合RGB三基色LED冷光源，它包括用於發光的LED發光機構、透光層，所述LED發光機構為具有紅、綠、藍三基色的LED晶片機構，LED發光機構的光發射端通過無損耗傳輸的光纖線路連接透光層。本發明使片壽命長、發光效率高、功率大，體積小、結構簡單，且彩色色域更寬，色度均勻，便於調整複合光的色域和色度，滿足投影機光源、圖像顯示光源以及各類照明光源的需求。本發明適用作投影機光源、圖像顯示光源以及各類照明光源等。
【專利說明】光纖直接耦合RGB三基色LED冷光源
【技術領域】
[0001]本發明屬於冷光源領域，具體地說是一種光纖直接耦合RGB三基色LED冷光源。
【背景技術】
[0002]LED光源由於具有功耗低、穿透力強、亮度高、使用壽命長等優點而廣泛應用於現代照明領域中，又由於其相對於冷陰極燈管色域更寬的優勢，促使LED光源在投影機光源、圖像顯示領域得到快速發展。
[0003]雖然LED光源具有上述諸多優點，但是由於傳統的LED燈珠採用LED晶片與螢光粉封裝在一起的方式進行生產，當利用LED燈珠作為發光源進行工作時，LED晶片發光會產生大量的熱量，產生的熱量會使螢光粉焦化，導致LED燈珠亮度減小，縮短LED燈珠的使用壽命；同時，傳統的LED燈珠內的LED晶片採用的是發出藍光的LED晶片，而螢光粉採用黃色螢光粉，當藍色的光激發黃色螢光粉時發出白光，此種LED光源難以充分發揮其彩色色域寬的優勢，並且色域和色度難以控制，應用於投影機光源領域、圖像顯示領域時存在諸多問題，因此，尋求新的技術方法和手段來解決散熱難題和充分發揮LED光源寬色域的優勢是當務之急。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題，是針對LED燈存在的上述問題，提供一種光纖直接耦合RGB三基色LED冷光源，它能夠將LED發光機構與促使光轉換的透光層隔離開，防止LED晶片發出的熱量損壞透光層，而且能夠降低散熱的要求，具有體積小、結構簡單發光率高的優點；同時LED發光機構採用RGB三基色的LED晶片，具有彩色色域寬、色度均勻、色調和色域容易調節的優點。
[0005]為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是:
[0006]—種光纖直接稱合RGB三基色LED冷光源,它包括用於發光的LED發光機構、透光層，所述LED發光機構為具有紅、綠、藍三基色的LED晶片機構，LED發光機構的光發射端通過無損耗傳輸的至少一根光纖線路連接透光層。
[0007]作為對光纖線路的限定:光纖線路為至少兩根光纖構成的光纖束，或者單根的粗光纖；所述光纖束或粗光纖的一端通過光纖固定端子固設於RGB三基色LED發光機構的光發射端，另一端直接、或者均勻混合後、或者經光纖轉換接頭聚合成一根光纖後在光纖輸出端截面塗有透光層。
[0008]作為對光纖線路的進一步限定:所述光纖線路設有透光層的一端為與光纖線路軸線呈直角的平面，或者為與光纖線路軸線呈非直角的斜面，還或者為與光纖線路共軸線的球面，所述透光層塗抹於相應的平面、斜面或者球面上。
[0009]作為對LED發光機構的限定:所述LED發光機構包括發出紅、綠、藍三基色光的單獨一個LED晶片模組，該模組固設於同一金屬基板上，在金屬基板上還設有用於LED晶片模組與外部電源相連接的金屬電極。
[0010]作為對LED發光機構的進一步限定:所述LED發光機構的LED晶片模組中發出紅、綠、監光的LED晶片每種顏色至少一片，所有的LED晶片間串接、並接或串並聯混接。
[0011]作為對發光機構的另一種限定:所述LED發光機構包括分別發出紅、綠、藍三基色光的至少三個LED晶片構成的三個模組，所述三個LED晶片分別固設於三個金屬基板上，每個金屬基板上分別設有用於LED晶片與外部電源相連接的金屬電極。
[0012]作為對本發明的另一種限定:所述透光層為不含有螢光粉的材質。
[0013]由於採用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，所取得的技術進步在於:
[0014](I)本發明的LED發光機構採用RGB三基色LED晶片發出的R、G、B三色光在光纖線路中混光的方式產生複合光，彩色色域更寬，色度更均勻，通過改變RGB三基色LED晶片的功率即可調整複合光的色域和色度；同時避開使用螢光粉，有效延長LED燈的使用壽命，同時結構簡單，易於實現；
[0015](2)本發明的LED發光機構與透光層之間通過光纖線路連接，進而將LED晶片與透光層之間形成隔離，降低了 LED晶片發光產生的熱量對透光層造成的損壞，有效延長LED燈的使用壽命，同時結構簡單，易於實現；
[0016](3)由於LED晶片與透光層之間隔離設置，用本發明所做均LED燈可以降低散熱要求，並且易於實現大功率，因此，LED燈最終的體積較小，應用範圍廣。
[0017]本發明使用壽命長、發光效率高、功率大，體積小、結構簡單，且彩色色域更寬，色度均勻，便於調整複合光的色域和色度，滿足投影機光源，圖象顯示光源以及各類照明光源的需求。
[0018]本發明適用作投影機光源、圖像顯示光源以及各類照明光源。
[0019]本發明下面將結合說明書附圖與具體實施例作進一步詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的結構示意圖；
[0021]圖2-1是本發明實施例中LED發光機構10為紅、綠、藍三個晶片分別設於三個金屬基板2上且每個LED發光機構10的光纖線路20為單根粗光纖時的結構示意圖；
[0022]圖2-2是本發明實施例中LED發光機構10為紅、綠、藍三個晶片分別設於三個金屬基板2上且每個LED發光機構10的光纖線路20為若干根光纖構成的光纖束時的結構不意圖；
[0023]圖3為圖2-1的C-C向視圖，同時也是圖2-2的A-A向視圖；
[0024]圖4為本發明實施例LED發光機構10為紅、綠、藍三個晶片共設於同一個金屬基板2上時的結構示意圖；
[0025]圖5為圖4的B-B向視圖；
[0026]圖6是本發明實施例中光纖線路20為若干根光纖構成的光纖束,且截面為平面的結構示意圖；
[0027]圖7是本發明實施例中光纖線路20為若干根光纖構成的光纖束，且截面為球面的結構示意圖；
[0028]圖8是本發明實施例中光纖線路20為若干根光纖構成的光纖束，且截面為斜面的結構示意圖；
[0029]圖9是本發明實施例中光纖線路20為單根粗光纖，且截面為球面的結構示意圖。
[0030]圖中:10?LED發光機構，20?光纖線路，200?總光纖線路，30?透光層，I?LED晶片,2?金屬基板,3?金屬電極,4?外封膠,5?塑封層,21?光纖固定端子,22?螺絲孔，23光纖轉換接頭；途中箭頭表示出光方向。
【具體實施方式】
[0031 ] 實施例一種光纖直接耦合RGB三基色LED冷光源
[0032]本實施例為一種光纖直接耦合RGB三基色LED冷光源，如圖1所示，它包括:
[0033](I) LED 發光機構 10
[0034]它作為RGB三基色光源，包括發出紅、綠、藍三基色光的LED晶片模組。
[0035]LED晶片模組可以為以下兩種方式之一:
[0036]①LED晶片模組可以如圖2-1、圖2_2、圖3所示，LED晶片I為相互分開分別獨立的個體，且每個顏色的晶片至少含有一片，圖2-1、、2-2、3中給出了發出紅、綠、藍光的各一片LED晶片1，每片LED晶片I分別固設於一金屬基板2上本實施例中的金屬基板2採用鋁材質板，且每個金屬基板2上通過塑封層5塑封固定引出兩個金屬電極3，每片LED晶片I通過金屬電極3與外部電源相連。而為了將LED晶片I固定在金屬基板2上,本實施例在LED晶片I的表面塗有一層外封膠4，將LED晶片I固定於金屬基板2上。
[0037]②LED晶片模組還可以如圖4、圖5所示，為能夠發出紅、綠、藍三基色光的單一整體的LED晶片模組，該LED晶片模組也包括紅、綠、藍三基色LED晶片1，且每個顏色的LED晶片I至少設置有一片，所有的LED晶片I或串接，或並接，或串並昆接後共同固設於同一個金屬基板2上。本實施例中三個顏色各給出了一片，且三片LED晶片的陽極和陰極依次串接。
[0038]所述金屬基板2同樣採用金屬鋁基板，同樣通過塑封層5塑封固定引出兩個金屬電極3，所有的LED晶片I通過金屬電極3與外部電源相連。而為了將LED晶片I構成的模組固定在金屬基板2上，同樣在所有LED晶片I構成的模組表面塗有一層外封膠4，將LED晶片I構成的模組固定於同一金屬基板2上。
[0039](2)透光層 30
[0040]透光層30用於將LED發光機構10發出的R、G、B三基色進行發射。本實施例中的透光層30採用矽脂膠材料，如圖2-1、2-2、4、6、7、8、9所示，在光纖線路20的輸出端截面塗一層矽脂膠，然後經高溫固化，塗敷矽脂膠時可以根據需要塗敷成平面或者球面，矽脂膠的尺寸要依據端子截面的大小而定。
[0041](3)光纖線路20
[0042]光纖線路20用於將LED發光機構10發出的R、G、B三基色混光產生的複合光傳送至透光層30進行發射。由於本實施例中的LED發光機構10形式有所不同，因此，光纖線路20的設置也有所不同，對於圖2-1、圖2-2、圖3中的LED發光機構10來說，由於每片LED晶片I單獨固設於一個金屬基板2上，因此，每一個LED晶片I的發光端均通過光纖固定端子21設有一根光纖線路20，圖2-1中分別由單根粗光纖組成的，三個光纖線路20末端通過光纖轉換端子23匯聚成一個總光纖線路200,總光纖線路200在未設置光纖轉換端子23的一端設有透光層30 ;圖2-2中採用多根光纖組成的光纖束所組成的，三個光纖線路20的光纖束均勻混合(紅、綠、藍三色按照順序進行組合)後形成一根粗光纖，在形成的粗光纖截面設有透光層30
[0043]而對於圖4、圖5中的LED發光機構10來說，由於三個LED晶片I共同設於同一個金屬基板2上，因此，只需一根光纖線路20即可，所述光纖線路20的一端通過光纖固定端子21固設於金屬基板2上，另一端直接塗敷有透光層30。
[0044]此外，根據透光層30形狀，與其塗敷的光纖線路20端頭的形狀相匹配，即不同形狀光纖線路20的端頭，對應不同形狀的透光層30，能夠令本實施例不同角度透射光，例如圖6中，光纖線路20塗敷有透光層30的端頭為垂直光纖線路20軸線的平面，此時，本實施例透射的為水平光，而圖7、圖9中光纖線路20塗敷有透光層30的端頭為球形(由於圖9採用單根粗光纖，設置時將粗光纖設置有透光層30的一端縮細，並塗敷成與粗光纖共軸線的球面即可)，則本實施例透射的為高亮度點光；而圖8中，光纖線路20塗敷有透光層30的端頭為斜面，因此，最終透射的光為側面光源。
[0045]由於本實施例中通過RGB三基色LED晶片發出的三基色通過光纖混光產生複合光，不使用螢光粉，不會出現螢光粉焦化而導致的LED使用壽命縮短、亮度衰減等現象，而且本實施例產生的複合光彩色色域更寬、色度更均勻，且色域、色度易於控制同時，透射層30的形狀可以為球形、平面、斜面等多種形狀，因此本實施例能夠出射不同角度的高亮度複合光，能夠滿足投影機光源領域、圖像顯示領域和各個照明領域的需求，令本實施例的應用範圍更加廣泛。
【權利要求】
1.一種光纖直接耦合RGB三基色LED冷光源，它包括用於發光的LED發光機構，透光層，其特徵在於:所述LED發光機構為具有紅、綠、藍三基色的LED晶片機構，LED發光機構的光發射端通過無損耗傳輸的至少一根光纖線路連接透光層。
2.根據權利要求1所述的光纖直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特徵在於:所述光纖線路為至少兩根光纖構成的光纖束，或者為單根的粗光纖；所述光纖束或粗光纖的一端通過光纖固定端子固設於LED發光機構的光發射端，另一端直接、或者均勻混合後、或者經光纖轉換接頭聚合成一根光纖後在光纖輸出端截面塗有透光層。
3.根據權利要求2所述的光纖直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特徵在於:所述光纖線路設有透光層的一端為與光纖線路軸線呈直角的平面，或者為與光纖線路軸線呈非直角的斜面，還或者為與光纖線路共軸線的球面；所述透光層塗抹於相應的平面、斜面或者球面上。
4.根據權利要求1至3中任意一項所述的光纖直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特徵在於:所述LED發光機構包括發出紅、綠、藍三基色光的單獨一個LED晶片模組，該模組固設於同一金屬基板上，在金屬基板上還設有用於LED晶片模組與外部電源相連接的金屬電極。
5.根據權利要求4所述的光纖直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特徵在於:所述LED發光機構的LED晶片模組中發出紅、綠、藍光的LED晶片每種顏色至少一片所有的LED晶片間串接、並接或串並聯混接。
6.根據權利要求1至3中任意一項所述的光纖直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特徵在於:所述LED發光機構包括分別發出紅、綠、藍三基色光的至少三個LED晶片構成的三個模組，所述三個LED晶片分別固設於三個金屬基板上，每個金屬基板上分別設有用於LED晶片與外部電源相連接的金屬電極。
7.根據權利要求1、2、3、5中任意一項所述的光纖直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特徵在於:所述透光層為不含有螢光粉的材質。
8.根據權利要求4所述的光纖直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特徵在於:所述透光層為不含有突光粉的材質。
9.根據權利要求6所述的光纖直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特徵在於:所述透光層為不含有突光粉的材質。
【文檔編號】F21V29/00GK104132262SQ201410294632
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】趙建明, 楊萍, 徐彭飛, 廖智, 胡興微, 李建黎, 周偉, 蔣玉東 申請人:電子科技大學