CN111322587B - 光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光源装置，光源装置包括：安装板、反射元件和多个准直性光源，其中反射元件包括反射面，反射面包括焦点，焦点落在安装板外，多个准直性光源用于发出多束准直性光束，多个准直性光源设置于安装板，多束准直性光束对准焦点，经过焦点后被反射面反射为多束平行出射光。本发明提供的光源装置通过将反射元件的焦点设置在安装板外，并将设置在安装板上的多个准直性光源发射的准直性光束对准反射元件的焦点，使得光源装置可以出射符合各种场景的合光光斑，另外本发明通过设置于多束平行出射光的光路上的匀光元件和散射元件，进一步对准直性光源出射的光束进行整形、匀光及消散斑，提高光源装置的显示效果。

Description

光源装置

技术领域

本发明涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种光源装置。

背景技术

光源装置在手电筒、车灯、舞台照明和投影设备中有着广泛的应用前景，随着人们生活品质的提升，光源装置被大量应用于各种工作场合，对光源装置的要求越来越高，以满足各种不同的使用需求。因此需要对光源装置进行合理设置，使得光源装置可以出射符合各种场景的合光光斑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光源装置，以解决上述问题。本发明实施例通过以下技术方案来实现上述目的。

本发明提供一种光源装置，光源装置包括：安装板、反射元件、多个准直性光源、匀光元件及散射元件，其中反射元件包括反射面，反射面为抛物形反射面，反射面包括焦点，焦点落在安装板外；多个准直性光源用于发出多束准直性光束，多个准直性光源设置于安装板，多束准直性光束对准焦点，经过焦点后被反射面反射为多束平行出射光；匀光元件和散射元件位于光束平行出射光的光路上。

相较于现有技术，本发明提供的光源装置通过将反射元件的焦点设置在安装板外，并将设置在安装板上的多个准直性光源发射的准直性光束对准反射元件的焦点，使得光源装置可以出射符合各种场景的合光光斑，另外本发明通过设置于多束平行出射光的光路上的匀光元件和散射元件，进一步对准直性光源出射的光束进行整形、匀光及消散斑，提高光源装置的显示效果。

本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的光源装置的反射元件立体结构示意图。

图2是图1在A-A处的截面图。

图3是图2在B处的放大图。

图4是本发明第一实施例提供的光源装置(包括散热片)的截面图。

图5是本发明第一实施例提供的光源装置的散射通道结构示意图。

图6是本发明第二实施例提供的光源装置的截面图。

图7是本发明第三实施例提供的光源装置的截面图。

具体实施方式

为了便于理解本实施例，下面将参照相关附图对本实施例进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实施例中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

第一实施例

请参阅图1和图2，本实施例提供一种光源装置10，包括安装板11、反射元件13、多个准直性光源15、匀光元件60、散射元件70，其中反射元件13包括反射面132，反射面132包括焦点P1，焦点P1落在安装板11外，多个准直性光源15用于发出多束准直性光束，多个准直性光源15设置于安装板11，多束准直性光束对准焦点P1，经过焦点P1后被反射面132反射为多束平行出射光。

具体地，反射元件13的形状不限，可以是拱桥形，即反射元件13的主视图方向为拱桥状，还可以是中空圆柱形或抛物体形。反射元件13的材质可以是金属、玻璃或者陶瓷等。

请参考图2，匀光元件60和散射元件70均位于多束平行出射光的光路上，散射元件70与匀光元件60固定连接，匀光元件60包括光入射面和和光入射面相对的光出射面，散射元件设置于匀光元件60的出光面，其中散射元件70用于对准直性光源15出射的光束进行消散斑，匀光元件用于对准直性光源出射的光束进行光整形和匀光，可以理解的是，散射元件70可以设置于匀光元件60的光出射面，也可以设置在匀光元件60的光入射面。

反射元件13包括固定面131和反射面132，通过固定面131可以将反射元件13固定于其他元件上，固定方式可以是粘结或者焊接等。反射面132与固定面131连接。在本实施例中，反射面132可以是抛物面形反射面132，如完整抛物面形或半抛物面形，抛物形反射面132包括焦点P1。反射面132可以通过在反射元件13上镀高反膜形成。

安装板11的形状可以为规则形的圆形、矩形、跑道形等，还可以是不规则的形状，安装板11可以用于安装发光元件、控制元件等，安装板11还可以作为整个光源装置10的承载板。在一种实施方式中，安装板11可以通过树脂材料模具固化而成，由于树脂材料受热后会软化，因此利于安装板11的机械加工，如钻孔、切割等。在另一种实施方式中，安装板11的材料也可以是金属或陶瓷等高导热材料，以便及时将发光元件产生的热量传递至其他器件，如散热元件等。在又一种实施方式中，安装板11还可以是透明材质，以便将发光元件发出的光束从安装板11导出。

安装板11可以与反射元件13为一体成型结构，如安装板11与反射元件13均为树脂材料时，可以将安装板11与反射元件13作为整体经模具固化形成。如安装板11与反射元件13均为金属材料时，可以通过冲压、CNC(Computerized Numerical Control，计算机数控技术)、抛光等工艺形成。

安装板11包括安装面112和与安装面112相背的底面114，安装面112多束平行出射光平行，安装面112用于安装发光元件或者准直元件等多种元件，底面114可以与安装面112平行。

在本实施例中，安装板11还包括安装孔阵列116，安装孔阵列116包括多个安装孔1162，安装孔阵列116可以是线性阵列，即单排的安装孔1162；也可以是矩形阵列，如多排的安装孔1162；还可以是圆形阵列，如多个安装孔1162组成若干同心圆；还可以是多边形(如五边形、六边形、八边形等)阵列或者螺旋阵列。安装孔1162可以贯通安装面112，例如安装板11为金属时，安装孔阵列116可以通过激光打孔或者干膜蚀刻或湿膜蚀刻形成，又例如安装孔1162为树脂等材料时，安装孔阵列116可以通过机械钻孔等方法形成。安装孔1162的大小可以根据实际情况进行限定。

在其他实施方式中，当安装板11通过树脂材料模具固化形成时，安装板11还可以不开设安装孔1162，即可以在一个模具中根据预先计算好的位置放置需要安装的元件，然后通过树脂填充的方式对该安装元件进行封装成型；这样设置不需要对安装板11进行加工，工艺简单，生产成本较低。

光源装置10包括多个准直性光源15，在本实施例中，准直性光源15可以是激光器，可以是蓝光激光器，还可以是紫光激光器、红光激光器或绿光激光器等。准直性光源15可以包括一个、两个或多个激光器，其中多个激光器还可以形成激光器阵列，具体其激光器的数量可以依据实际需要进行选择，准直性光源15还可以包括匀光器件，用于对激光器发射的光进行均匀化，以满足实际需求。激光器可以为激光二极管(LD)。

在其他实施方式中，准直性光源15还可以包括发光二极管(LED)与准直镜等元件，准直镜用于调整发光二极管发出的光，使得准直性光源15能够发出准直性光束，同样，准直性光源15也可以包括一个、两个或多个发光二极管。

准直性光源15用于发出准直性光束，准直性光束对准反射元件13的焦点P，以被反射元件13的反射面132反射为多束平行出射光。

请参阅图3，准直性光源15为单个的激光器时，准直性光源15包括相对的发光端152与连接端154，发光端152发出准直性光束，连接端154可以与其他准直性光源15连接，连接端154还可以用于与电源连接。

请参阅图1和图3，多个准直性光源15设置于安装板11，具体地，当安装板11通过树脂材料模具固化，多个准直性光源15可以直接通过树脂填充固定于安装板11的安装面112。

多个准直性光源15可以固定在安装板11的内部，即位于安装面112与底面114之间，当安装板11为非透明材质，此时需要在安装板11的安装面与准直性光源11对应的位置预留出光孔。当安装板11为透明材质，此时不需在安装板11的安装面与准直性光源11对应的位置预留出光孔，但应注意安装板材质对准直性光源11的光吸收，这样设置可以保护准直性光源15，防止灰尘或者其他外在环境对准直性光源15的干扰。

多个准直性光源15还可以设置在安装面112，即准直性光源15的发光端152需要凸出于安装面112或者与安装面112平齐，这样设置可以减少光量的损失。此时安装板11可以为非透明材质。当安装板11为金属材质时，则多个准直性光源15可以分别收容于多个安装孔1162，多个准直性光源15可以一一对应地安装于多个安装孔1162中，可以理解的是，当安装孔1162足够大时，两个或者更多准直性光源15可以收容于同个安装孔1162中。

在本实施例中，光源装置10还可以包括散热座17，散热座17的形状可以为矩形板状、圆形板状或者其他形状，散热座17的面积可以大于安装板11的面积，这样设置能利于光源装置10的稳定放置；也可以和安装板11的面积相等或者小于安装板11的面积。

散热座17和多个准直性光源15分别设置在安装板11的相背两侧，具体地，散热座17与安装板11固定连接，以将多个准直性光源15发光时产生的热量及时传递至散热座17，散热座17固定于在安装板11的底面114，固定方式可以是通过螺钉拧紧、粘结、焊接或者一体注塑成型设置，具体固定方式可以根据安装板11与散热座17的实际材质进行选择。散热座17还与反射元件13固定连接，以固定反射元件13，防止反射元件13的焦点P1发生偏移，散热座17与反射元件13的连接方式也可以根据散热座17和反射元件13的材质选定。散热座17与安装板11和反射元件13均固定连接，减少了光源装置10的组装难度。

可以理解的是，散热座17、反射元件13和安装板11还可以为一体成型结构，即同时制造得到，二者之间无明显分界。这样设置可以减少光源装置10的组装难度。

请参阅图4和图5，散热座17用于对多个准直性光源15进行散热，使得多个准直性光源15的工作温度维持在一个最佳状态，在一种实施方式中，散热座17可以由铜、铝、铜铝合金等金属及陶瓷等高导热散热材料组成。在另一种实施方式中，散热座17可以包括多个散热片172，多个散热片172位于散热座17的远离安装板11的一侧，多个散热片172可以相互平行设置，散热片172的设置密度依准直性光源15的功率及散热座17的导热能力而设定。在又一种实施方式中，散热座17还可以开设有多条散热通道174，多条散热通道174位于所述散热座17的远离所述安装板11的一侧，散热通道174的多少也可以根据准直性光源15的功率及散热座17的导热能力而设定。

可以理解的是，在其他实施方式中，在散热座17上可以同时设置多条散热通道174和多个散热片172，多条散热通道174可以位于多个散热片172与安装板11之间。

综上，本实施例提供的光源装置10通过将反射元件13的焦点P1设置在安装板11外，并将设置在安装板11上的多个准直性光源15发射的准直性光束对准反射元件13的焦点P1，使得光源装置10可以出射符合各种场景的合光光斑。

第二实施例

请参阅图6，与第一实施例不同的是，本实施例提供的光源装置40的安装面412和多束平行出射光呈倾斜角度。

具体地，安装面412与多束平行出射光的夹角可以是任意角度，以能够将安装于安装板41上的多个准直性光源45发射的准直性光束对准反射元件43的焦点P2为准。在本实施例中，安装板41可以和多束平行出射光呈倾斜角度，即安装面412可以平行于承载面414。在其他实施方式中，承载面414可以平行于多束平行出射光。安装板41可以固定在反射元件43上与反射元件43共同承载光源装置40。

可以理解的是，本实施例中的上述各技术特征可以相互结合并形成新的实施例。

综上，本实施例提供的光源装置40通过将反射元件43的焦点P2设置在安装板41外，将安装面412设置成与多束平行出射光呈倾斜角度，并将设置在安装板41上的多个准直性光源45发射的准直性光束对准反射元件43的焦点P2，使得光源装置40可以出射符合各种场景的合光光斑。

第三实施例

请参阅图7，与第一实施例不同的是，本实施例提供的光源装置50还包括调节部59，多个准直性光源55的出光角度可调，所述调节部59用于调节多个准直性光源55的出光角度。

具体地，在本实施例中，调节部59可以安装于散热座57、反射元件53或者安装板51上，调节部59可以直接与准直性光源55连接，调节部59可以是多个，多个调节部59一一对应地收容于安装孔5162中，调节部59还可以安装于散热座57、反射元件53和安装板51之外，具体安装位置可以根据实际需求进行选择。准直性光源55在安装孔5162中动态可调，其中安装孔5162可以开设得适当大些，以便准直性光源55的转动，调节部59可以通过控制准直性光源55的位置，使得准直性光源55相对安装孔5162转动，可以使得准直性光束在经过反射元件53的反射后光束的出射角度发生偏转，从而可以出射动态可调的光斑。调节部59可以是伸缩性的机械结构还可以是一种控制器，通过电信号来控制安装板的运动。

在其他实施方式中，准直性光源55固定在安装孔5162中，调节部59可以调整安装板51的位置，使得安装板51与反射元件53之间的角度发生改变，亦可以使得准直性光束的出射角度发生偏转，从而可以出射动态可调的光斑。

在另外的实施方式中，还可以通过调节部59同时控制准直性光源55的偏转和安装板51的转动。

可以理解的是，本实施例的调节部59也可以应用到第一实施例和第二实施例中，并且可以与上述实施例的各技术特征相互结合并形成新的实施例。

综上，本实施例提供的光源装置50通过将反射元件53的焦点P3设置在安装板51外，将设置在安装板51上的多个准直性光源55发射的准直性光束对准反射元件53的焦点P3，并通过调节部59调节多个准直性光源55的出光角度，使得光源装置50可以出射符合各种场景的合光光斑。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种光源装置，其特征在于，包括：

安装板；

反射元件，包括反射面，所述反射面为抛物形反射面，所述反射面包括焦点，所述焦点落在所述安装板外；

调节部，设置于所述安装板；

多个准直性光源，用于发出多束准直性光束，所述多个准直性光源连接于所述安装板，所述调节部直接与所述准直性光源连接，所述调节部用于调节所述多个准直性光源的出光角度以使所述多束准直性光束对准所述焦点，经过所述焦点后被所述反射面反射为多束平行出射光；以及

匀光元件及散射元件，所述匀光元件和所述散射元件位于所述光束平行出射光的光路上。

2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述反射元件与所述安装板为一体成型结构。

3.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述安装板包括安装孔阵列，所述安装孔阵列包括多个安装孔，所述多个准直性光源分别收容于所述多个安装孔。

4.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述安装板通过树脂材料模具固化，所述多个准直性光源直接通过树脂填充固定于所述安装板的安装面。

5.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述匀光元件包括光入射面和光出射面，所述散射元件设置于所述匀光元件的光入射面和光出射面。

6.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述安装板包括安装面，所述安装面承载所述多个准直性光源，所述安装面和所述多束平行出射光呈角度倾斜。

7.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述光源装置还包括散热座，所述散热座和所述多个准直性光源分别设置在所述安装板的相背两侧。

8.如权利要求7所述的光源装置，其特征在于，所述散热座与所述安装板固定连接，并与所述反射元件固定连接。

9.如权利要求7所述的光源装置，其特征在于，所述散热座包括多个散热片，所述多个散热片位于所述散热座的远离所述安装板的一侧。

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