光纤直接耦合rgb三基色led冷光源的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种光纤直接耦合RGB三基色LED冷光源，它包括用于发光的LED发光机构、透光层，所述LED发光机构为具有红、绿、蓝三基色的LED晶片机构，LED发光机构的光发射端通过无损耗传输的光纤线路连接透光层。本发明使片寿命长、发光效率高、功率大，体积小、结构简单，且彩色色域更宽，色度均匀，便于调整复合光的色域和色度，满足投影机光源、图像显示光源以及各类照明光源的需求。本发明适用作投影机光源、图像显示光源以及各类照明光源等。
【专利说明】光纤直接耦合RGB三基色LED冷光源
【技术领域】
[0001]本发明属于冷光源领域，具体地说是一种光纤直接耦合RGB三基色LED冷光源。
【背景技术】
[0002]LED光源由于具有功耗低、穿透力强、亮度高、使用寿命长等优点而广泛应用于现代照明领域中，又由于其相对于冷阴极灯管色域更宽的优势，促使LED光源在投影机光源、图像显示领域得到快速发展。
[0003]虽然LED光源具有上述诸多优点，但是由于传统的LED灯珠采用LED晶片与荧光粉封装在一起的方式进行生产，当利用LED灯珠作为发光源进行工作时，LED晶片发光会产生大量的热量，产生的热量会使荧光粉焦化，导致LED灯珠亮度减小，缩短LED灯珠的使用寿命；同时，传统的LED灯珠内的LED晶片采用的是发出蓝光的LED晶片，而荧光粉采用黄色荧光粉，当蓝色的光激发黄色荧光粉时发出白光，此种LED光源难以充分发挥其彩色色域宽的优势，并且色域和色度难以控制，应用于投影机光源领域、图像显示领域时存在诸多问题，因此，寻求新的技术方法和手段来解决散热难题和充分发挥LED光源宽色域的优势是当务之急。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题，是针对LED灯存在的上述问题，提供一种光纤直接耦合RGB三基色LED冷光源，它能够将LED发光机构与促使光转换的透光层隔离开，防止LED晶片发出的热量损坏透光层，而且能够降低散热的要求，具有体积小、结构简单发光率高的优点；同时LED发光机构采用RGB三基色的LED晶片，具有彩色色域宽、色度均匀、色调和色域容易调节的优点。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
[0006]—种光纤直接稱合RGB三基色LED冷光源,它包括用于发光的LED发光机构、透光层，所述LED发光机构为具有红、绿、蓝三基色的LED晶片机构，LED发光机构的光发射端通过无损耗传输的至少一根光纤线路连接透光层。
[0007]作为对光纤线路的限定:光纤线路为至少两根光纤构成的光纤束，或者单根的粗光纤；所述光纤束或粗光纤的一端通过光纤固定端子固设于RGB三基色LED发光机构的光发射端，另一端直接、或者均匀混合后、或者经光纤转换接头聚合成一根光纤后在光纤输出端截面涂有透光层。
[0008]作为对光纤线路的进一步限定:所述光纤线路设有透光层的一端为与光纤线路轴线呈直角的平面，或者为与光纤线路轴线呈非直角的斜面，还或者为与光纤线路共轴线的球面，所述透光层涂抹于相应的平面、斜面或者球面上。
[0009]作为对LED发光机构的限定:所述LED发光机构包括发出红、绿、蓝三基色光的单独一个LED晶片模组，该模组固设于同一金属基板上，在金属基板上还设有用于LED晶片模组与外部电源相连接的金属电极。
[0010]作为对LED发光机构的进一步限定:所述LED发光机构的LED晶片模组中发出红、绿、监光的LED晶片每种颜色至少一片，所有的LED晶片间串接、并接或串并联混接。
[0011]作为对发光机构的另一种限定:所述LED发光机构包括分别发出红、绿、蓝三基色光的至少三个LED晶片构成的三个模组，所述三个LED晶片分别固设于三个金属基板上，每个金属基板上分别设有用于LED晶片与外部电源相连接的金属电极。
[0012]作为对本发明的另一种限定:所述透光层为不含有荧光粉的材质。
[0013]由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于:
[0014](I)本发明的LED发光机构采用RGB三基色LED晶片发出的R、G、B三色光在光纤线路中混光的方式产生复合光，彩色色域更宽，色度更均匀，通过改变RGB三基色LED晶片的功率即可调整复合光的色域和色度；同时避开使用荧光粉，有效延长LED灯的使用寿命，同时结构简单，易于实现；
[0015](2)本发明的LED发光机构与透光层之间通过光纤线路连接，进而将LED晶片与透光层之间形成隔离，降低了 LED晶片发光产生的热量对透光层造成的损坏，有效延长LED灯的使用寿命，同时结构简单，易于实现；
[0016](3)由于LED晶片与透光层之间隔离设置，用本发明所做均LED灯可以降低散热要求，并且易于实现大功率，因此，LED灯最终的体积较小，应用范围广。
[0017]本发明使用寿命长、发光效率高、功率大，体积小、结构简单，且彩色色域更宽，色度均匀，便于调整复合光的色域和色度，满足投影机光源，图象显示光源以及各类照明光源的需求。
[0018]本发明适用作投影机光源、图像显示光源以及各类照明光源。
[0019]本发明下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明的结构示意图；
[0021]图2-1是本发明实施例中LED发光机构10为红、绿、蓝三个晶片分别设于三个金属基板2上且每个LED发光机构10的光纤线路20为单根粗光纤时的结构示意图；
[0022]图2-2是本发明实施例中LED发光机构10为红、绿、蓝三个晶片分别设于三个金属基板2上且每个LED发光机构10的光纤线路20为若干根光纤构成的光纤束时的结构不意图；
[0023]图3为图2-1的C-C向视图，同时也是图2-2的A-A向视图；
[0024]图4为本发明实施例LED发光机构10为红、绿、蓝三个晶片共设于同一个金属基板2上时的结构示意图；
[0025]图5为图4的B-B向视图；
[0026]图6是本发明实施例中光纤线路20为若干根光纤构成的光纤束,且截面为平面的结构示意图；
[0027]图7是本发明实施例中光纤线路20为若干根光纤构成的光纤束，且截面为球面的结构示意图；
[0028]图8是本发明实施例中光纤线路20为若干根光纤构成的光纤束，且截面为斜面的结构示意图；
[0029]图9是本发明实施例中光纤线路20为单根粗光纤，且截面为球面的结构示意图。
[0030]图中:10?LED发光机构，20?光纤线路，200?总光纤线路，30?透光层，I?LED晶片,2?金属基板,3?金属电极,4?外封胶,5?塑封层,21?光纤固定端子,22?螺丝孔，23光纤转换接头；途中箭头表示出光方向。
【具体实施方式】
[0031 ] 实施例一种光纤直接耦合RGB三基色LED冷光源
[0032]本实施例为一种光纤直接耦合RGB三基色LED冷光源，如图1所示，它包括:
[0033](I) LED 发光机构 10
[0034]它作为RGB三基色光源，包括发出红、绿、蓝三基色光的LED晶片模组。
[0035]LED晶片模组可以为以下两种方式之一:
[0036]①LED晶片模组可以如图2-1、图2_2、图3所示，LED晶片I为相互分开分别独立的个体，且每个颜色的晶片至少含有一片，图2-1、、2-2、3中给出了发出红、绿、蓝光的各一片LED晶片1，每片LED晶片I分别固设于一金属基板2上本实施例中的金属基板2采用铝材质板，且每个金属基板2上通过塑封层5塑封固定引出两个金属电极3，每片LED晶片I通过金属电极3与外部电源相连。而为了将LED晶片I固定在金属基板2上,本实施例在LED晶片I的表面涂有一层外封胶4，将LED晶片I固定于金属基板2上。
[0037]②LED晶片模组还可以如图4、图5所示，为能够发出红、绿、蓝三基色光的单一整体的LED晶片模组，该LED晶片模组也包括红、绿、蓝三基色LED晶片1，且每个颜色的LED晶片I至少设置有一片，所有的LED晶片I或串接，或并接，或串并昆接后共同固设于同一个金属基板2上。本实施例中三个颜色各给出了一片，且三片LED晶片的阳极和阴极依次串接。
[0038]所述金属基板2同样采用金属铝基板，同样通过塑封层5塑封固定引出两个金属电极3，所有的LED晶片I通过金属电极3与外部电源相连。而为了将LED晶片I构成的模组固定在金属基板2上，同样在所有LED晶片I构成的模组表面涂有一层外封胶4，将LED晶片I构成的模组固定于同一金属基板2上。
[0039](2)透光层 30
[0040]透光层30用于将LED发光机构10发出的R、G、B三基色进行发射。本实施例中的透光层30采用硅脂胶材料，如图2-1、2-2、4、6、7、8、9所示，在光纤线路20的输出端截面涂一层硅脂胶，然后经高温固化，涂敷硅脂胶时可以根据需要涂敷成平面或者球面，硅脂胶的尺寸要依据端子截面的大小而定。
[0041](3)光纤线路20
[0042]光纤线路20用于将LED发光机构10发出的R、G、B三基色混光产生的复合光传送至透光层30进行发射。由于本实施例中的LED发光机构10形式有所不同，因此，光纤线路20的设置也有所不同，对于图2-1、图2-2、图3中的LED发光机构10来说，由于每片LED晶片I单独固设于一个金属基板2上，因此，每一个LED晶片I的发光端均通过光纤固定端子21设有一根光纤线路20，图2-1中分别由单根粗光纤组成的，三个光纤线路20末端通过光纤转换端子23汇聚成一个总光纤线路200,总光纤线路200在未设置光纤转换端子23的一端设有透光层30 ;图2-2中采用多根光纤组成的光纤束所组成的，三个光纤线路20的光纤束均匀混合(红、绿、蓝三色按照顺序进行组合)后形成一根粗光纤，在形成的粗光纤截面设有透光层30
[0043]而对于图4、图5中的LED发光机构10来说，由于三个LED晶片I共同设于同一个金属基板2上，因此，只需一根光纤线路20即可，所述光纤线路20的一端通过光纤固定端子21固设于金属基板2上，另一端直接涂敷有透光层30。
[0044]此外，根据透光层30形状，与其涂敷的光纤线路20端头的形状相匹配，即不同形状光纤线路20的端头，对应不同形状的透光层30，能够令本实施例不同角度透射光，例如图6中，光纤线路20涂敷有透光层30的端头为垂直光纤线路20轴线的平面，此时，本实施例透射的为水平光，而图7、图9中光纤线路20涂敷有透光层30的端头为球形(由于图9采用单根粗光纤，设置时将粗光纤设置有透光层30的一端缩细，并涂敷成与粗光纤共轴线的球面即可)，则本实施例透射的为高亮度点光；而图8中，光纤线路20涂敷有透光层30的端头为斜面，因此，最终透射的光为侧面光源。
[0045]由于本实施例中通过RGB三基色LED芯片发出的三基色通过光纤混光产生复合光，不使用荧光粉，不会出现荧光粉焦化而导致的LED使用寿命缩短、亮度衰减等现象，而且本实施例产生的复合光彩色色域更宽、色度更均匀，且色域、色度易于控制同时，透射层30的形状可以为球形、平面、斜面等多种形状，因此本实施例能够出射不同角度的高亮度复合光，能够满足投影机光源领域、图像显示领域和各个照明领域的需求，令本实施例的应用范围更加广泛。
【权利要求】
1.一种光纤直接耦合RGB三基色LED冷光源，它包括用于发光的LED发光机构，透光层，其特征在于:所述LED发光机构为具有红、绿、蓝三基色的LED晶片机构，LED发光机构的光发射端通过无损耗传输的至少一根光纤线路连接透光层。
2.根据权利要求1所述的光纤直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特征在于:所述光纤线路为至少两根光纤构成的光纤束，或者为单根的粗光纤；所述光纤束或粗光纤的一端通过光纤固定端子固设于LED发光机构的光发射端，另一端直接、或者均匀混合后、或者经光纤转换接头聚合成一根光纤后在光纤输出端截面涂有透光层。
3.根据权利要求2所述的光纤直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特征在于:所述光纤线路设有透光层的一端为与光纤线路轴线呈直角的平面，或者为与光纤线路轴线呈非直角的斜面，还或者为与光纤线路共轴线的球面；所述透光层涂抹于相应的平面、斜面或者球面上。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的光纤直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特征在于:所述LED发光机构包括发出红、绿、蓝三基色光的单独一个LED晶片模组，该模组固设于同一金属基板上，在金属基板上还设有用于LED晶片模组与外部电源相连接的金属电极。
5.根据权利要求4所述的光纤直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特征在于:所述LED发光机构的LED晶片模组中发出红、绿、蓝光的LED晶片每种颜色至少一片所有的LED晶片间串接、并接或串并联混接。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的光纤直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特征在于:所述LED发光机构包括分别发出红、绿、蓝三基色光的至少三个LED晶片构成的三个模组，所述三个LED晶片分别固设于三个金属基板上，每个金属基板上分别设有用于LED晶片与外部电源相连接的金属电极。
7.根据权利要求1、2、3、5中任意一项所述的光纤直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特征在于:所述透光层为不含有荧光粉的材质。
8.根据权利要求4所述的光纤直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特征在于:所述透光层为不含有突光粉的材质。
9.根据权利要求6所述的光纤直接耦合RGB三基色LED冷光源，其特征在于:所述透光层为不含有突光粉的材质。
【文档编号】F21V29/00GK104132262SQ201410294632
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】赵建明, 杨萍, 徐彭飞, 廖智, 胡兴微, 李建黎, 周伟, 蒋玉东 申请人:电子科技大学