基于高功率密度發(fā)光陣列的投影式照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于高功率密度發(fā)光陣列的投影式照明系統(tǒng)，包括：高功率密度發(fā)光陣列，其由多個LED發(fā)光芯片陣列式的制作在線路基板上形成；散熱元件，其放置在所述線路基板下方或附近，用以散熱；集光勻光元件，其放置在所述高功率密度發(fā)光陣列的光路前方，用以將光線收集并形成均勻光線；投影元件，其放置在集光勻光元件光路前方，用于進一步調(diào)節(jié)光線。本發(fā)明其以高功率密度發(fā)光陣列做為光源，提供強光光源的同時也更利于二次光學(xué)設(shè)計。另外，本發(fā)明提供了具有勻光作用的集光元件，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進而實現(xiàn)系統(tǒng)小型化。
【專利說明】基于高功率密度發(fā)光陣列的投影式照明系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體發(fā)光二極管照明應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種基于高功率密度發(fā)光陣列的投影式照明系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二級管集成封裝具有低熱阻、高光效等特點。但現(xiàn)有的集成光源的光功率仍然無法達到許多應(yīng)用系統(tǒng)的需求。
[0003]現(xiàn)有的發(fā)光二級管光源為面光源，在具體應(yīng)用中需要通過封裝透鏡和二次光學(xué)收集光束，但是復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)會引起大量的光學(xué)損失，降低系統(tǒng)的光利用率，另外，現(xiàn)有的集光元件如集光棒占據(jù)系統(tǒng)很大空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種投影式照明系統(tǒng)，其以高功率密度發(fā)光陣列做為光源，提供強光光源的同時也更利于二次光學(xué)設(shè)計。另外，本發(fā)明提供了具有勻光作用的集光元件，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進而實現(xiàn)系統(tǒng)小型化。
[0005]本發(fā)明提供的基于高功率密度發(fā)光陣列的投影式照明系統(tǒng)，包括:
[0006]高功率密度發(fā)光陣列，其由多個LED發(fā)光芯片陣列式的制作在線路基板上形成；
[0007]散熱元件，其放置在所述線路基板下方或附近，用以散熱；
[0008]集光勻光元件，其放置在所述高功率密度發(fā)光陣列的光路前方，用以將光線收集并形成均勻光線；
[0009]投影元件，其放置在集光勻光元件光路前方，用于進一步調(diào)節(jié)光線。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明實施例中投影式照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0011]圖2是本發(fā)明實施例中投影式照明系統(tǒng)的光路原理圖。
[0012][主要元件]
[0013]投影式照明系統(tǒng)100
[0014]高功率密度發(fā)光陣列模塊120
[0015]高功率密度發(fā)光芯片121
[0016]線路基板122
[0017]封裝層123
[0018]散熱元件130
[0019]集光勻光元件140
[0020]投影元件150

【具體實施方式】
[0021]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0022]請參閱圖1中實施例結(jié)構(gòu)原理圖，本發(fā)明提供的基于高功率密度發(fā)光陣列120的投影式照明系統(tǒng)100，包括:
[0023]高功率密度發(fā)光陣列120:其制作方法是將多個高光功率密度的LED發(fā)光芯片121陣列式的固定在布有線路的基板122上，再用封裝材料123將發(fā)光芯片陣列封裝在基板122上。所用發(fā)光芯片可以是單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組合。如果使用單色高功率密度芯片，那么在封裝過程中需要增加多色熒光粉涂敷的步驟。
[0024]散熱元件130:由熱管散熱器、風(fēng)冷散熱器、熱冷凝散熱器，或以上幾種散熱方式的混合散熱器構(gòu)成。該元件130放置在基板122下方或附近，用以散發(fā)發(fā)光陣列120以及系統(tǒng)100的熱能。
[0025]集光勻光元件140:是具有勻光功能的集光元件，該元件140放置在發(fā)光芯片120光路前方，用以將光線收集并形成均勻光線。本實施例中的集光勻光元件140是在聚光鏡表面粗化加工使之具有勻光效果，此處聚光鏡的結(jié)構(gòu)不僅限于圖中所示。
[0026]投影元件150:由單組或多組透鏡組成，該元件放置在集光勻光元件140的光路前方，用于將光線進一步調(diào)節(jié)。
[0027]參照圖2中實施例的光路原理圖解釋本發(fā)明的光學(xué)原理。高光功率密度發(fā)光陣列120發(fā)出的光線具有密度高、光束集中的特點。但是中心區(qū)域和邊緣光功率密度差異較大。光線經(jīng)由放置在光路前方的集光勻光元件140，被處理成均勻的并且發(fā)光角度較小的光束。此小角度光束可被放置在前方的投影元件150全部收集并可根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境和人們的需求進行進一步調(diào)節(jié)其光照范圍。
[0028]本發(fā)明在投影式照明系統(tǒng)基礎(chǔ)上對光源和光學(xué)元件進行了改進。以高功率密度發(fā)光陣列做為光源，提供強光光源的同時也更利于二次光學(xué)設(shè)計。另外，本發(fā)明提供了具有勻光作用的集光元件，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進而實現(xiàn)系統(tǒng)小型化。
[0029]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于高功率密度發(fā)光陣列的投影式照明系統(tǒng)，包括: 高功率密度發(fā)光陣列，其由多個LED發(fā)光芯片陣列式的制作在線路基板上形成； 散熱元件，其放置在所述線路基板下方或附近，用以散熱； 集光勻光元件，其放置在所述高功率密度發(fā)光陣列的光路前方，用以將光線收集并形成均勻光線； 投影元件，其放置在集光勻光元件光路前方，用于進一步調(diào)節(jié)光線。
2.如權(quán)利要求1所述的投影式照明系統(tǒng)，其中，所述高功率密度發(fā)光陣列上的多個LED芯片為單色高光功率密度芯片，或是多色高光功率密度芯片的組合。
3.如權(quán)利要求1或2所述的投影式照明系統(tǒng)，其中，所述多個LED芯片由封裝材料封裝在所述線路基板上，且所述多個LED芯片為單色高光功率密度芯片時，所述封裝材料上涂覆有多色熒光粉。
4.如權(quán)利要求1所述的投影式照明系統(tǒng)，其中，所述散熱元件由熱管散熱器、風(fēng)冷散熱器、熱冷凝散熱器，或以上幾種散熱方式的混合散熱器構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的投影式照明系統(tǒng)，其中，所述集光勻光元件由聚光鏡形成。
6.如權(quán)利要求5所述的投影式照明系統(tǒng)，其中，所述聚光鏡表面進行了粗化加工。
7.如權(quán)利要求1所述的投影式照明系統(tǒng)，其中，所述投影元件由單組或多組透鏡構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1至7任一項所述的投影式照明系統(tǒng)，其中，所述投影元件用于調(diào)節(jié)光線的光照范圍。
【文檔編號】F21Y101/02GK104315462SQ201410573393
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】劉立莉, 盧鵬志, 鄭懷文, 謝海忠, 于飛, 楊華, 李璟, 伊?xí)匝? 王軍喜, 李晉閩 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所