CN103383102A - 发光设备及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光设备及其控制方法,其发光设备,至少包括:发光模块,具有白光LED芯片组、紫外LED芯片组和红外LED芯片组;电源驱动模块,用于驱动前述发光模块的至少一个LED芯片组发光;输入模块,用于输入操作指令,其中输入指令包括:照明,UV光和红外线;处理器,接收输入模块输入的操作指令,并经过处理生成一电源信号传送到电源驱动模块。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光设备及其控制方法,尤其涉及一种实现照明、杀菌消毒、红外感应多功能一体化的发光模块,发光设备及其控制方法。
背景技术
发光二极管(LED)是一种低电压半导体固体发光器件,它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子会发生复合引起光子发射而产生光,是当今最热门的光源技术。LED光源的特点是:节能,消耗能量较同光效的白炽灯减少80%;使用低压电源(在6~24V之间),安全性好;体积小,可以制备成各种形状的器件;寿命长;响应时间快;无有害金属汞对环境的污染等。
随着人们生活水平的提高,LED发光设备的应用也越来越普及。近年来大功率LED发光设备的大力开发,使得LED发光设备从单纯功能性照明往多功能方向发展(如照明+杀菌消毒等),其潜在功能不断被挖掘出来。以手持式通讯装置为例,随着技术的不断演进,其装置重量与尺寸不断缩小,由于手持式装置通讯的特殊性,其尺寸较为有限,重量还需满足消费者轻薄、携带的需求,然而现有的多功能手持式通讯装置,其体积往往占据整个通讯装置过多的比例,模块组装复杂,成本较高,难以符合消费者的需求。至今还没有出现通过在手持式通讯装置上设置兼具红外线(红外线或接收)、白光照明(照明功能与照相补光功能),紫外线(消毒杀菌或特殊侦测或治疗用途)等多功能集于一身的LED发光设备,从而满足消费者的多功能需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题,在于提供一种集多功能于LED封装模块的发光模块,采用该发光模块用于诸如手持式通讯产品上,可以简化产品制造尺寸,节省制造成本,具有轻便小巧的优点。
本发明采用的技术方案为:具有不同功能的若干个LED芯片,藉由光学、机构及电路上的设计,组成单一LED封装模块,以在发光设备上实现兼具多功能(至少三种以上)用途。
所述集多功能于LED封装模块的发光模块,包括承载基板、至少一个LED芯片模组、封装层,其特征在于:承载基板上设置LED芯片模组,LED芯片模组外包覆封装层;所述LED芯片模组包括发射可见光的白光LED芯片组、发射紫外光的紫外LED芯片组和发射红外光的红外LED芯片组。
进一步地,所述承载基板选用PCB或PPA或EMC或SMC或陶瓷或金属或前述任意组合之一。
进一步地,所述发射可见光的白光LED芯片组由至少一组红绿蓝三色LED芯片组成或由至少一个紫外LED 芯片外包覆荧光粉层组成或由至少一个蓝光LED芯片外包覆荧光粉层组成。
进一步地,所述发射可见光的白光LED芯片组用于实现白光照明功能。
进一步地,所述发射紫外光的紫外LED芯片组由至少一个波长范围在200~400nm的LED芯片组成,用于实现消毒杀菌或/和特殊侦测或/和治疗用途等功能。
进一步地,所述发射红外光的红外LED芯片组由至少一个波长范围在760nm~1000μm的LED芯片组成,用于实现红外线感应功能。
进一步地,所述封装层选用透明硅胶或玻璃或PMMA或PC或PET前述任意组合之一。
进一步地,所述荧光粉层选用黄色荧光粉或红色荧光粉或绿色荧光粉或黄色荧光粉或前述任意组合之一。
进一步地,所述发射可见光的LED芯片组、发射紫外光的紫外LED芯片组和发射红外光的红外LED芯片组中任意芯片组的组合共用一个光学腔,由同一套电路控制。
在一些实施例中,所述白光LED芯片组、紫外LED芯片组和红外LED芯片组中任意芯片组的组合共用一个光学腔。
在一些实施例中,所述发光模块形成至少两个光学腔,所述白光LED芯片组、紫外LED芯片组共用一个光学腔,所述红外LED芯片组单独使用一个光学腔。
在一些实施例中,,考虑到上述LED芯片组的组合可能会产生彼此的交互作用,所述白光LED芯片组、紫外LED芯片组和红外LED芯片组可以分别形成一个光学腔,分别由一套单独的电路独立控制,以增加光学隔离功能,使多功能都能独自发挥作用而不互相干扰,且可靠性符合使用需求。
本发明还提供一种发光设备,包括:发光模块,具有白光LED芯片组、紫外LED芯片组和红外LED芯片组;电源驱动模块,用于驱动前述发光模块的至少一个LED芯片组发光;输入模块,用于输入操作指令,其中输入指令包括:照明,UV光和红外线;处理器,接收输入模块输入的操作指令,并经过处理生成一电源信号传送到电源驱动模块。
在一些实施例,所述输入模块为一触摸式电子显示屏。
在一些实施例,所述电源驱动模块分别独立控制所述发光模块的三个LED芯片组。
在一些实施例,所述电源信号包括:单独接通白光LED芯片组,单独接通紫外LED芯片组,单独接通红外LED芯片组。
在一些实施例,所述电源信号包括:1)单独接通白光LED芯片组,2)单独接通红外LED芯片组,3)同时接通白光LED芯片组和紫外LED芯片组。其中,信号3)中接通白光LED芯片组用于提醒所述紫外LED芯片组的工作状态。进一步地,所述信号1)中接通的白光LED芯片组的电流强度优选大于所述信号3)中接通的白光LED芯片组的电流强度。
本发明再提供一种用于发光设备的控制方法,包括步骤:
第一步:在输入模块中输入操作指令,其中输入指令包括:照明,UV光和红外线;
第二步:处理器接收前述操作指令,经过处理生成一电源信号,传送至电源驱动模块;
第三步:电源驱动模块根据接收到的电源信号,驱动发光模块的至少一个LED芯片组发光,实现照明、UV光或红外线功能。
具体地,当输入的操作指令为“照明”时,处理器向电源驱动模块发出“接通白光LED芯片组”的电源信号;当输入的操作指令为“红外线”时,处理器向电源驱动模块发出“接通红外LED芯片组”的电源信号;当输入的操作指令为“UV光”时,处理器向电源驱动模块发出“接通红紫外LED芯片组”的电源信号。
在一些实施例中,当输入的操作指令为“UV光”时,处理器向电源驱动模块发出“同时接通白光LED芯片组和红紫外LED芯片组”的电源信号。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
(1)兼具红外线(红外线或接收)、白光照明(照明功能与照相补光功能),紫外线(消毒杀菌或特殊侦测或治疗用途)等多功能集于一身,再加上可以独立电路控制,非常适合于手持式装置应用,满足用户需求;
(2)体积小,携带方便,制作成本低。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是实施例1所述的集多功能于LED封装模块的发光模块俯视图。
图2是实施例1所述的集多功能于LED封装模块的发光模块剖视图。
图3是实施例2所述的集多功能于LED封装模块的发光模块俯视图。
图4是实施例2所述的集多功能于LED封装模块的发光模块剖视图。
图5是实施例3所述的集多功能于LED封装模块的发光模块俯视图。
图6是实施例3所述的集多功能于LED封装模块的发光模块顶视图。
图7是实施例3所述的集多功能于LED封装模块的发光模块立体图。
图8是实施例4所述的发光设备结构及其控制方法示意图。
图9是实施例4所述的发光设备之输入模块的介面。
图中部件符号说明:
100:承载基板;101:反射杯;
200:白光LED芯片组;201:可见光LED芯片;201a,201b:焊盘;202:荧光粉层;203:封装层;
300:紫外LED芯片组;301:紫外LED芯片;301a,301b:焊盘;302:封装层;
400:红外LED芯片组;401:红外LED芯片;401a,401b:焊盘;402:封装层;
500:白光LED芯片组和紫外LED芯片组的组合;501:荧光粉层;502:封装层;
600:发光设备;601:输入模块;602:处理器;603:电源驱动模块;604:发光模块;
PS1:白光LED芯片组的电源输入端;PS2:紫外LED芯片组的电源输入端;PS3:红外LED芯片组的电源输入端。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明进行详细的说明。
实施例1
如图 1和图2所示,本实施例的集多功能于LED封装模块的发光模块,包括PCB承载基板100、2个LED芯片模组、封装层,其特征在于:PCB陶瓷承载基板100上设置2个LED芯片模组,LED芯片模组外包覆封装层;所述LED芯片模组包括:(1)发射可见光的白光LED芯片组和发射紫外光的紫外LED芯片组的组合500;(2)发射红外光的红外LED芯片组400。
上述PCB承载基板100还具有一反射杯101,反射杯的深度H取值为0.1~2mm范围,在本实施例优选深度H为0.35mm,反射杯内侧壁涂覆有反射层,以增加光取出效率;上述发射可见光的LED芯片组用于实现白光照明功能,发射紫外光的紫外LED芯片组优选由波长范围在200~400nm的LED芯片组成,用于实现消毒杀菌或/和特殊侦测或/和治疗用途功能,发射红外光的红外LED芯片组优选由波长范围在1.5~1000μm的LED芯片组成,用于实现红外线感应(遥控或/和接收等)功能。
进一步地,封装层选用PMMA制成半球形透镜,利于出光。具体来说,发射可见光的LED芯片组和发射紫外光的紫外LED芯片组分别选用蓝光LED芯片201和紫外LED芯片301,***涂覆黄色YAG荧光粉层501,再用半球形PMMA透镜做封装层502,如此组成一LED芯片模组,即发射可见光的LED芯片组和发射紫外光的紫外LED芯片组共用一个光学腔,由同一套电路控制;发射红外光的红外LED芯片组400选用红外LED芯片401,用半球形硅胶透镜做封装层402,如此组成另一LED芯片模组,由另一套电路单独控制。
上述发射可见光的LED芯片组和发射紫外光的紫外LED芯片组共用一个光学腔,由同一套电路控制,其优势为:由于发射紫外光不可见,但是利用白光LED芯片发射光可见的特点,使得消费者在使用该发光模块时,快速直观知晓其消毒杀菌的区域,即可及时提示消费者,达成人眼保护功能。
实施例2
考虑到实施例1中所述LED芯片组的组合可能会产生彼此的交互作用,本实施例通过变更光学材料与组合结构,使三种功能都能独自发挥作用不互相干扰,且可靠性符合使用需求。
本实施例中发射可见光的LED芯片组、发射紫外光的紫外LED芯片组和发射红外光的红外LED芯片组分别形成一个光学腔,分别由一套单独的电路独立控制,以增加光学隔离功能,使多功能都能独自发挥作用而不互相干扰,且可靠性符合使用需求。
如图 3和图4所示,本实施例的集多功能于LED封装模块的发光模块,包括氧化铝陶瓷承载基板100、3个LED芯片模组、封装层,其特征在于:氧化铝陶瓷承载基板100上设置3个LED芯片模组,LED芯片模组外包覆封装层;所述LED芯片模组包括发射可见光的LED芯片组200、发射紫外光的紫外LED芯片组300和发射红外光的红外LED芯片组400。
上述发射可见光的LED芯片组200用于实现白光照明功能,发射紫外光的紫外LED芯片组300优选由波长范围在200~400nm的LED芯片组成,用于实现消毒杀菌或特殊侦测或治疗用途功能,发射红外光的红外LED芯片组400优选由波长范围在1.5~1000μm的LED芯片组成,用于实现红外线感应功能。
进一步地,封装层选用透明硅胶制成半球形透镜,利于增加出光。具体来说,发射可见光的LED芯片组200中选用蓝光LED芯片201,***涂覆黄色保形荧光粉层202(Conformal Phosphor Coating),再用半球形硅胶透镜做封装层203;发射紫外光的紫外LED芯片组300选用紫外LED芯片301,用半球形硅胶透镜做封装层302;发射红外光的红外LED芯片组400选用红外LED芯片401,用半球形硅胶透镜做封装层402。
上述发射可见光的LED芯片组、发射紫外光的紫外LED芯片组和发射红外光的红外LED芯片组分别形成一个光学腔,分别由一套单独的电路独立控制,以增加光学隔离功能,使多功能都能独自发挥作用而不互相干扰,且可靠性符合使用需求。
定义LED芯片组200与LED芯片组300的几何中心间距为D1,LED芯片组200与LED芯片组400的几何中心间距为D2,LED芯片组300与LED芯片组400的几何中心间距为D3,则各光学腔的间距D取值为0.1~20mm范围,在本实施例中,各光学腔的间距D1优选为2mm,D2优选为2mm,D3优选为2.8mm。
实施例3
如图 5、图6和图7所示,本实施例的集多功能于LED封装模块的发光模块,其中发射可见光的LED芯片组和发射紫外光的紫外LED芯片组分别选用蓝光LED芯片201和紫外LED芯片301,荧光粉和封装层可以根据实际需要选择(图中未示出)。
与实施例1不同的是,本实施例中发射可见光的LED芯片组和发射紫外光的紫外LED芯片组的共用一个光学腔,构成组合500,但是各LED芯片组分别由一套单独的电路独立控制,即发射可见光的LED芯片组通过焊盘201a、201b实现电流传输控制,而发射紫外光的紫外LED芯片组通过焊盘301a、301b实现电流传输控制,如此以增加发光模块的功能控制灵活性,提高可靠性;发射红外光的红外LED芯片组400组成另一光学腔,通过焊盘401a、401b由再一套单独的电路独立控制;所述两个光学腔的几何中心的间距为3mm。
实施例4
如图8所示,本实施例提供一种发光设备600,包括:输入模块601、处理器602、电源驱动模块603和发光模块604。
发光模块604直接采用实施例3所述的发光模块。
电源驱动模块603,分别独立控制所述发光模块的三个LED芯片组,用于驱动发光模块604的至少一个LED芯片组发光。
输入模块601,用于输入操作指令。具体输入指令包括:照明,UV光和红外线。如图9所示,本实施例采用一触摸式电子显示屏作为输入模块601,在电子显示屏接通电源状态下可看到屏目上有表示各种应用的图标601a、601b、601c,其中601a为“照明”,601b为“UV光”,601c为“红外线”。
处理器,接收输入模块输入的操作指令,并经过处理生成一电源信号传送到电源驱动模块603。电源信号具体包括包括:PS1-ON,即单独接通白光LED芯片组;PS2-ON,即单独接通紫外LED芯片组;PS3-ON,即单独接通红外LED芯片组。
作为本实施例的一个变型,电源信号也可以包括:1)PS1-ON,即单独接通白光LED芯片组,2)PS3-ON,即单独接通红外LED芯片组,3)PS1&2-ON,即同时接通白光LED芯片组和紫外LED芯片组。在本变型中,当发光设备处于“UV光”状态时,接通白光LED芯片组主要用于提醒紫外LED芯片组的工作状态,其仅需要小电流进行驱动即可,其PS1-ON状态时的1/4~1/2 。
用于上述发光设备的控制方法,包括步骤:
在输入模块601中输入操作指令,其中输入指令包括:照明,UV光和红外线;
处理器602接收到操作指令,经过处理生产一电源信号(具体包括PS1-ON,PS2-ON,PS3-ON,PS1&2-ON)传送到电源驱动模块603;
电源驱动模块603根据接收到的电源信号,驱动发光模块604,使得至少一个LED芯片组发光,实现照明功能、UV光功能或红外线功能开始工作。
具体为,当输入的操作指令为“照明”时,处理器向电源驱动模块发出电源信号PS1-ON,此时电源驱动模块向白光LED芯片组提供电源,发光设备发出白光。
当输入的操作指令为“红外线”时,处理器向电源驱动模块发出电源信号PS3-ON。此时电源驱动模块向红外LED芯片组提供电源,发光设备可作为红外线开关进行使用。
当输入的操作指令为“UV光”时,处理器向电源驱动模块发出电源信号PS2-ON。
在本实施例中,对“红外线”功能可具体化为“遥控功能”或“数据接收功能”。
虽然上述实施例是采用蓝光LED芯片+黄色荧光粉组成发射可见光的LED芯片组,用于实现白光照明功能,显然,还可以选择红色、绿色、蓝色LED芯片组成或由至少一个紫外LED 芯片外包覆红色、绿色、蓝色荧光粉层以实现发出白光,用于照明。
在具体应用中,本发明可根据应用需求来确定用于产生可见光、紫外光和红外光的LED 芯片个数,可以从两个到数十个甚至几百个,即由多个LED芯片组成LED 芯片组替换上述实施例中的单个LED芯片。
综上所述,本发明的发光设备兼具红外线(红外线或接收)、白光照明(照明功能与照相补光功能),紫外线(消毒杀菌或/和特殊侦测或/和治疗用途)等多功能一体化,体积小,携带方便,制作成本低,再加上可以独立电路控制,非常适合于手机类的手持式装置应用,同样还适用于诸如虚拟实境投影、微投影、全彩可折式电子纸或可折式面板背光源、全彩式智能型手表背光源、可照相式隐形眼镜、可扫描复印式隐形眼镜及照相机电子景观窗等领域。
Claims (14)
1.一种发光设备,包括:
发光模块,具有白光LED芯片组、紫外LED芯片组和红外LED芯片组;
电源驱动模块,用于驱动前述发光模块的至少一个LED芯片组发光;
输入模块,用于输入操作指令,其中输入指令包括:照明,UV光和红外线;
处理器,接收输入模块输入的操作指令,并经过处理生成一电源信号传送到电源驱动模块。
2.根据权利要求1所述的发光设备,其特征在于:所述发光模块形成至少两个光学腔,所述白光LED芯片组、紫外LED芯片组共用一个光学腔,所述红外LED芯片组单独使用一个光学腔。
3.根据权利要求1所述的发光设备,其特征在于:所述发光模块形成至少三个光学腔,所述白光LED芯片组、紫外LED芯片组和红外LED芯片组分别独立使用一个光学腔。
4.根据权利要求1所述的发光设备,其特征在于:所述输入模块为一触摸式电子显示屏。
5.根据权利要求1所述的发光设备,其特征在于:所述电源驱动模块分别独立控制所述发光模块的各个LED芯片组。
6.根据权利要求1所述的发光设备,其特征在于:所述电源信号包括:单独接通白光LED芯片组,单独接通紫外LED芯片组,单独接通红外LED芯片组。
7.根据权利要求1所述的发光设备,其特征在于:所述电源信号包括:1)单独接通白光LED芯片组,2)单独接通红外LED芯片组,3)同时接通白光LED芯片组和紫外LED芯片组。
8.根据权利要求7所述的发光设备,其特征在于:所述电源信号3)中接通白光LED芯片组用于提醒所述紫外LED芯片组的工作状态。
9.根据权利要求7所述的发光设备,其特征在于:所述信号1)中接通的白光LED芯片组的电流强度大于所述信号3)中接通的白光LED芯片组的电流强度。
10.一种发光设备的控制方法,包括步骤:
在输入模块中输入操作指令,其中输入指令包括:照明,UV光和红外线;
处理器接收前述操作指令,经过处理生成一电源信号,传送至电源驱动模块;
电源驱动模块根据接收到的电源信号,驱动发光模块的至少一个LED芯片组发光,实现照明、UV光或红外线功能。
11.根据权利10所述的一种发光设备的控制方法,其特征在于:当输入的操作指令为“照明”时,处理器向电源驱动模块发出“接通白光LED芯片组”的电源信号。
12.根据权利10所述的一种发光设备的控制方法,其特征在于:当输入的操作指令为“红外线”时,处理器向电源驱动模块发出“接通红外LED芯片组”的电源信号。
13.根据权利10所述的一种发光设备的控制方法,其特征在于:当输入的操作指令为“UV光”时,处理器向电源驱动模块发出“接通红紫外LED芯片组”的电源信号。
14.根据权利10所述的一种发光设备的控制方法,其特征在于:当输入的操作指令为“UV光”时,处理器向电源驱动模块发出“同时接通白光LED芯片组和红紫外LED芯片组”的电源信号。
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