CN111853560A - 一种实现超平行光线的led光源组件 - Google Patents

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Abstract

本发明属于编码器领域,提供了一种实现超平行光线的LED光源组件,一种实现超平行光线的LED光源组件,包括底座、光源和透镜,光源设置在底座的内部,光源连接有引脚,底座的上端设置有透镜,透镜为非球面透镜,透镜的上表面和下表面均由不同曲率的若干小透镜构成。本发明提供的实现超平行光线的LED光源组件,改进透镜生产方式和透镜结构,不仅保证了产品一致性,提高了产品合格率,还使最终出射光线达到超平行光线,从而能够使动静光栅的距离增加,避免原件的损坏,保证编码器的正常使用。

Description

一种实现超平行光线的LED光源组件
技术领域
本发明涉及一种光源组件,尤其涉及一种实现超平行光线的LED光源组件。
背景技术
光电编码器是利用光栅衍射原理实现位移-数字变换,通过光电转换,将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲数字量的传感器。常见的光电编码器由光栅盘,发光元件和光敏元件组成。光栅盘一般采用静光栅和动光栅结合,静光栅固定在光源上方,动光栅在静光栅的上方旋转,两个光栅配合来使光线阶段性照射到传感器上。
为了保证光线的平行度,通常会在光源和静光栅之间设置透镜,传统的透镜是采用玻璃烧结的方式生产,形态无法精确控制,无法产生均匀一致的平行光,稳定性差,产品合格率低。
另外,光源在经过透镜的处理后依然会存在一定角度,通常需要让静光栅和动光栅的距离很近,来保证光线能够顺利通过光栅孔而照射到传感器,这就导致了静光栅和动光栅之间会产生磨损,长期使用后会造成原件的损坏,影响编码器的正常使用。
发明内容
本发明的目的是克服现有的缺陷,提供一种实现超平行光线的LED光源组件,解决目前透镜生产合格率低以及光线照射角度过大的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供了如下的技术方案:
一种实现超平行光线的LED光源组件,包括底座、光源和透镜,所述光源设置在所述底座的内部,所述光源连接有引脚,所述底座的上端设置有所述透镜,所述透镜为非球面透镜,所述透镜的上表面和下表面均由不同曲率的若干小透镜构成。
进一步地,所述透镜采用PC材料通过模具压铸成型,所述透镜的下端设置有插接部,所述插接部的外侧面设置有环状凸台,所述插接部与所述底座的上端连接。
进一步地,所述底座的下端中部设置有光源槽,所述光源槽内设置有所述光源,所述底座的两侧设置有连接固定板,所述底座、透镜和连接固定板通过模具一体化压铸成型。
进一步地,所述透镜外缘与底座的连接处设置为环状薄片,所述环状薄片的厚度为0.5-2毫米。
进一步地,所述光源包括塑封模条,所述塑封模条封装有两个引脚,任一所述引脚内端部的上端面设置有LED灯珠,所述塑封模条插入所述光源槽内并与所述底座粘接。
进一步地,所述光源槽与塑封模条的连接端面上设置有第一渗胶凹槽,所述底座的侧面对应所述引脚的上方设置有引脚导向槽。
进一步地,所述底座的上端面在所述透镜的两侧对称设置有静光栅放置支架,每个所述静光栅放置支架上设置有第二渗胶凹槽,两个所述静光栅放置支架上的所述第二渗胶凹槽的位置对应相同。
进一步地,所述光源的表面设置有电镀金属涂层,所述光源的上端留有透光孔。
进一步地,所述透光孔的直径为60-170微米。
进一步地,所述电镀金属涂层的材质为铜、铝、银中的任意一种。
本发明一种实现超平行光线的LED光源组件,改进透镜生产方式和透镜结构,不仅保证了产品一致性,提高了产品合格率,还使最终出射光线达到超平行光线,从而能够使动静光栅的距离增加,避免原件的损坏,保证编码器的正常使用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明实施例1的整体结构示意图;
图2是本发明实施例1中透镜的结构示意图;
图3是本发明实施例1中光源的结构示意图;
图4是本发明实施例2未插入光源的立体示意图;
图5是本发明实施例2未插入光源的主视示意图;
图6是本发明实施例2插入光源的主视示意图;
图7是本发明实施例2中光源的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
如图1-3所示,一种实现超平行光线的LED光源组件,包括底座1、光源2和透镜3,光源2设置在底座1的内部,光源2连接有引脚4,底座1的上端设置有透镜3,透镜3为非球面透镜,透镜3的上表面和下表面均由不同曲率的若干小透镜5构成。
工作原理:
光线由光源发出后在透镜的下表面经过一次折射处理后,再由上表面再次折射处理,使得光线最终以均匀超平行光线射出,光线发射半角能达到1°。
透镜3采用PC材料通过模具压铸成型,成本低,透镜一致性高。
透镜3的下端设置有插接部6,插接部6的外侧面设置有环状凸台7,插接部6与底座1的上端连接,环状凸台负责限位,保证光源与透镜的距离的一致性。
光源2的表面设置有电镀金属涂层8,光源2的上端留有透光孔9。光源一般采用砷化镓,通电后整体发光,光线焦距不好确定,利用涂层遮挡后形成点光源,实现点发光。
透光孔9的直径为60-170微米,在此尺寸下,光线平行度最好。
电镀金属涂层8的材质为铜、铝、银中的任意一种,可以根据实际需要进行选择。
实施例2
如图4-7所示,本实施例与实施例1的区别在于:
底座1的下端中部设置有光源槽10,光源槽10内设置有光源,底座1的两侧设置有连接固定板11,底座1、透镜3和连接固定板11通过模具一体化压铸成型。采用PC材料在120℃高温下成型,强度能够达到金属强度,热胀冷缩变形量小,稳定性高。
透镜3外缘与底座1的连接处设置为环状薄片,环状薄片的厚度为0.5-2毫米。这种结构可以在制作时减少透镜周围部分对透镜的拉扯变形,保证透镜的稳定性。
光源包括塑封模条12,塑封模条12封装有两个引脚4,任一引脚4内端部的上端面设置有LED灯珠13,塑封模条12插入光源槽10内并与底座1粘接,光源槽10与塑封模条12的连接端面上设置有第一渗胶凹槽14。多余的胶水会进入渗胶槽内,从而保证塑封膜条与光源槽完美贴合,保证LED灯珠的位置准确。
底座1的侧面对应引脚4的上方设置有引脚导向槽15。塑封模条安装好后,引脚需向上弯折,引脚导向槽能够起到定位导向的作用。
底座1的上端面在透镜3的两侧对称设置有静光栅放置支架16,每个静光栅放置支架16上设置有第二渗胶凹槽17,两个静光栅放置支架16上的第二渗胶凹槽17的位置对应相同。静光栅放置支架同样与底座一体化制成,第二渗胶凹槽能够辅助静光栅确定安装位置,同时在粘接过程中多余的胶水会进入渗胶槽内,保证静光栅的平整度。
LED灯珠13的表面处理与实施例1中的光源表面处理相同。
本发明一种实现超平行光线的LED光源组件,改进透镜生产方式和透镜结构,不仅保证了产品一致性,提高了产品合格率,还使最终出射光线达到超平行光线,从而能够使动静光栅的距离增加,避免原件的损坏,保证编码器的正常使用。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现超平行光线的LED光源组件,其特征在于:包括底座、光源和透镜,所述光源设置在所述底座的内部,所述光源连接有引脚,所述底座的上端设置有所述透镜,所述透镜为非球面透镜,所述透镜的上表面和下表面均由不同曲率的若干小透镜构成。
2.根据权利要求1所述的一种实现超平行光线的LED光源组件,其特征在于:所述透镜采用PC材料通过模具压铸成型,所述透镜的下端设置有插接部,所述插接部的外侧面设置有环状凸台,所述插接部与所述底座的上端连接。
3.根据权利要求1所述的一种实现超平行光线的LED光源组件,其特征在于:所述底座的下端中部设置有光源槽,所述光源槽内设置有所述光源,所述底座的两侧设置有连接固定板,所述底座、透镜和连接固定板通过模具一体化压铸成型。
4.根据权利要求3所述的一种实现超平行光线的LED光源组件,其特征在于:所述透镜外缘与底座的连接处设置为环状薄片,所述环状薄片的厚度为0.5-2毫米。
5.根据权利要求3所述的一种实现超平行光线的LED光源组件,其特征在于:所述光源包括塑封模条,所述塑封模条封装有两个引脚,任一所述引脚内端部的上端面设置有LED灯珠,所述塑封模条插入所述光源槽内并与所述底座粘接。
6.根据权利要求5所述的一种实现超平行光线的LED光源组件,其特征在于:所述光源槽与塑封模条的连接端面上设置有第一渗胶凹槽,所述底座的侧面对应所述引脚的上方设置有引脚导向槽。
7.根据权利要求3所述的一种实现超平行光线的LED光源组件,其特征在于:所述底座的上端面在所述透镜的两侧对称设置有静光栅放置支架,每个所述静光栅放置支架上设置有第二渗胶凹槽,两个所述静光栅放置支架上的所述第二渗胶凹槽的位置对应相同。
8.根据权利要求1所述的一种实现超平行光线的LED光源组件,其特征在于:所述光源的表面设置有电镀金属涂层,所述光源的上端留有透光孔。
9.根据权利要求8所述的一种实现超平行光线的LED光源组件,其特征在于:所述透光孔的直径为60-170微米。
10.根据权利要求8所述的一种实现超平行光线的LED光源组件,其特征在于:所述电镀金属涂层的材质为铜、铝、银中的任意一种。
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