[发明专利]基于LED投影的可见光通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及照明和通信领域，尤其涉及一种基于LED投影的可见光通信装置。

背景技术

在倡导节能环保低碳生活的今天，发光二极管(LED)在照明、显示和通信领域有着越来越广泛的应用。基于半导体照明的可见光通信技术以其带宽高、无电磁污染、安全性好、功耗低、无须新增专用网络和频率许可证、具有一定的移动性、以及与半导体照明相结合所带来的节能和环保等优点，并且随着半导体照明技术的进一步发展和半导体照明的日渐普及，有可能成为网络终端的主要接入方式。从而，可见光通信技术的普及将推动快速响应发光二级管(LED)制造的发展。

小功率高密度LED阵列作为高清显示模块的研发过程日趋成熟，基于此种阵列模块的投影照明装置成为目前新的研究领域。所谓的LED投影照明，不同于现有的投影照明，是将LED产生的光通过透镜放大呈现在幕布、墙壁或是建筑物上，可以用作景观照明、建筑物装饰照明等。而基于小功率高密度LED阵列模块可以实现将高清的图像或文字通过投影的方式映射到目标物体上，通过控制相应的芯片可以改变LED阵列模块的显示图像，从而实现多变的投影照明效果。

小功率高密度的LED照明光源是为了弥补市场对于投影照明光源的需求而衍生出的一种小尺寸的LED新型封装形式。由于其高度集成化且成本较低的特点，将会成为室内外、特殊场合中LED投影照明光源发展的必然趋势。

若将上述LED投影照明和通信功能相结合，集成在一个模块上。此模块将可以实现LED投影照明的功能，同时也可在增加接收器模块后组成可见光通信系统，实现LED多色多路信号传输功能。

然而，目前还没有集成投影照明和通信两种功能的小间距高密度的LED装置产品出现。原因可以归结为以下三点：一是LED芯片尺寸较小且集成度较高，从而对封装工艺和技术的要求很高，致使小间距LED阵列模块仍处于研发阶段没有成品。二是多路并行的可见光通信系统中的光源多使用单颗或几颗中大功率单色或双基色LED，对于小功率高密度阵列模块的通信研究不多；三是投影照明的概念由来已久，但LED投影照明的研究才处于起步阶段，从而对于将高密度LED投影照明与通信相结合的可见光系统更是少有深入研究。

发明内容

本发明目的在于，提供一种基于LED投影的可见光通信装置，具有模块结构相对简单、体积相对较小，应用面广和节约成本的优点。

本发明提供一种基于LED投影的可见光通信装置，包括：

一光源模块，用于发出LED光，在驱动电路控制下同时实现照明和通信的功能；

一光源一级外罩，所述光源模块固定在光源一级外罩后端的内壁，实现LED光线汇聚功能；

一光学元件装置，固定在光源一级外罩的前端，用于控制投影图像的清晰度和尺寸；

一光源二级外罩，固定在光学元件装置的前端，作为LED投影照明距离及范围调整的部件。

本发明具有以下有益效果：

1)本发明中的小微间距LED投影照明装置制备原理简单，可使用现有小尺寸LED芯片，只要求特殊的封装工艺即可实现；

2)本发明基于LED投影的可见光通信装置，利用高度集成的LED芯片同时实现投影照明和数据信号传输的功能；且装置结构相对简单、体积相对较小，应用面广，利用发射出的不同颜色光信号控制接收端器件进行相应的操作。适用于安装在各种小型电子设备上，如：智能手电、显示器或是智能手机上等，满足人们对于投影照明追求的同时实现对电子设备的光控制、通信的需求等功能；

3)本发明基于LED投影的可见光通信装置中LED光源部分由RGB三色芯片直接正装或倒装工艺实现，不采用常规LED封装工艺，从而能够形成高密度小间距的LED投影光源；

4)本发明基于LED投影的可见光通信装置中的光源LED阵列功率较小，基本无发烫现象，无须安装散热装置，节约了成本；

5)本发明基于LED投影的可见光通信装置，在损坏后替换方便，只要取下无法正常工作的装置换上新的模块即可；而且本发明的小型装置具有很强的便携性和广泛的实用性。

6)本发明LED投影的可见光通信装置，适用于大型景观投影照明的需求，可以实现任意图像的投影照明效果，并可以显示出全彩或是单色双色的图像、文字等。

附图说明

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，对本发明进一步详细说明，其中：

图1为本发明基于LED投影的可见光通信装置的结构示意图；

图2为图1的结构分解示意图；