基于高功率密度发光阵列的投影式照明系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于高功率密度发光阵列的投影式照明系统，包括：高功率密度发光阵列，其由多个LED发光芯片阵列式的制作在线路基板上形成；散热元件，其放置在所述线路基板下方或附近，用以散热；集光匀光元件，其放置在所述高功率密度发光阵列的光路前方，用以将光线收集并形成均匀光线；投影元件，其放置在集光匀光元件光路前方，用于进一步调节光线。本发明其以高功率密度发光阵列做为光源，提供强光光源的同时也更利于二次光学设计。另外，本发明提供了具有匀光作用的集光元件，简化系统结构进而实现系统小型化。
【专利说明】基于高功率密度发光阵列的投影式照明系统
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体发光二极管照明应用领域，涉及一种基于高功率密度发光阵列的投影式照明系统。
【背景技术】
[0002]发光二级管集成封装具有低热阻、高光效等特点。但现有的集成光源的光功率仍然无法达到许多应用系统的需求。
[0003]现有的发光二级管光源为面光源，在具体应用中需要通过封装透镜和二次光学收集光束，但是复杂的光学系统会引起大量的光学损失，降低系统的光利用率，另外，现有的集光元件如集光棒占据系统很大空间。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提出了一种投影式照明系统，其以高功率密度发光阵列做为光源，提供强光光源的同时也更利于二次光学设计。另外，本发明提供了具有匀光作用的集光元件，简化系统结构进而实现系统小型化。
[0005]本发明提供的基于高功率密度发光阵列的投影式照明系统，包括:
[0006]高功率密度发光阵列，其由多个LED发光芯片阵列式的制作在线路基板上形成；
[0007]散热元件，其放置在所述线路基板下方或附近，用以散热；
[0008]集光匀光元件，其放置在所述高功率密度发光阵列的光路前方，用以将光线收集并形成均匀光线；
[0009]投影元件，其放置在集光匀光元件光路前方，用于进一步调节光线。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明实施例中投影式照明系统的结构原理图；
[0011]图2是本发明实施例中投影式照明系统的光路原理图。
[0012][主要元件]
[0013]投影式照明系统100
[0014]高功率密度发光阵列模块120
[0015]高功率密度发光芯片121
[0016]线路基板122
[0017]封装层123
[0018]散热元件130
[0019]集光匀光元件140
[0020]投影元件150
【具体实施方式】
[0021]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
[0022]请参阅图1中实施例结构原理图，本发明提供的基于高功率密度发光阵列120的投影式照明系统100，包括:
[0023]高功率密度发光阵列120:其制作方法是将多个高光功率密度的LED发光芯片121阵列式的固定在布有线路的基板122上，再用封装材料123将发光芯片阵列封装在基板122上。所用发光芯片可以是单色高光功率密度的芯片也可以是多色高光功率密度芯片的组合。如果使用单色高功率密度芯片，那么在封装过程中需要增加多色荧光粉涂敷的步骤。
[0024]散热元件130:由热管散热器、风冷散热器、热冷凝散热器，或以上几种散热方式的混合散热器构成。该元件130放置在基板122下方或附近，用以散发发光阵列120以及系统100的热能。
[0025]集光匀光元件140:是具有匀光功能的集光元件，该元件140放置在发光芯片120光路前方，用以将光线收集并形成均匀光线。本实施例中的集光匀光元件140是在聚光镜表面粗化加工使之具有匀光效果，此处聚光镜的结构不仅限于图中所示。
[0026]投影元件150:由单组或多组透镜组成，该元件放置在集光匀光元件140的光路前方，用于将光线进一步调节。
[0027]参照图2中实施例的光路原理图解释本发明的光学原理。高光功率密度发光阵列120发出的光线具有密度高、光束集中的特点。但是中心区域和边缘光功率密度差异较大。光线经由放置在光路前方的集光匀光元件140，被处理成均匀的并且发光角度较小的光束。此小角度光束可被放置在前方的投影元件150全部收集并可根据具体应用环境和人们的需求进行进一步调节其光照范围。
[0028]本发明在投影式照明系统基础上对光源和光学元件进行了改进。以高功率密度发光阵列做为光源，提供强光光源的同时也更利于二次光学设计。另外，本发明提供了具有匀光作用的集光元件，简化系统结构进而实现系统小型化。
[0029]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于高功率密度发光阵列的投影式照明系统，包括: 高功率密度发光阵列，其由多个LED发光芯片阵列式的制作在线路基板上形成； 散热元件，其放置在所述线路基板下方或附近，用以散热； 集光匀光元件，其放置在所述高功率密度发光阵列的光路前方，用以将光线收集并形成均匀光线； 投影元件，其放置在集光匀光元件光路前方，用于进一步调节光线。
2.如权利要求1所述的投影式照明系统，其中，所述高功率密度发光阵列上的多个LED芯片为单色高光功率密度芯片，或是多色高光功率密度芯片的组合。
3.如权利要求1或2所述的投影式照明系统，其中，所述多个LED芯片由封装材料封装在所述线路基板上，且所述多个LED芯片为单色高光功率密度芯片时，所述封装材料上涂覆有多色荧光粉。
4.如权利要求1所述的投影式照明系统，其中，所述散热元件由热管散热器、风冷散热器、热冷凝散热器，或以上几种散热方式的混合散热器构成。
5.如权利要求1所述的投影式照明系统，其中，所述集光匀光元件由聚光镜形成。
6.如权利要求5所述的投影式照明系统，其中，所述聚光镜表面进行了粗化加工。
7.如权利要求1所述的投影式照明系统，其中，所述投影元件由单组或多组透镜构成。
8.如权利要求1至7任一项所述的投影式照明系统，其中，所述投影元件用于调节光线的光照范围。
【文档编号】F21Y101/02GK104315462SQ201410573393
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】刘立莉, 卢鹏志, 郑怀文, 谢海忠, 于飞, 杨华, 李璟, 伊晓燕, 王军喜, 李晋闽 申请人:中国科学院半导体研究所