CN113915577A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光源装置，包括：光源机构，包括至少两组不同的发光体组，各组发光体组的光学中心重合，且各组发光体组互呈角度设置；准直透镜机构，用于对光束进行准直；旋转调节机构，包括驱动连接组件自转的驱动组件，以及限位组件。本发明设置至少两种不同的发光体组，从而使光源机构发出至少两种不同的光束，并且本发明的各组发光体组呈角度设置，通过设置旋转调节机构与准直透镜机构连接，从而控制准直透镜机构与光源机构发生相对转动，使准直透镜机构能够对准不同的发光体组进行准直。由于各组发光体组的光学中心重合，且准直透镜机构在驱动组件的驱动下自转，即整个光源机构的光学中心始终不发生偏移。

Description

光源装置

技术领域

本发明涉及光学技术领域，更具体地，涉及一种光源装置。

背景技术

LED光源广泛应用于各照明领域，其中大功率舞台灯LED光源由基板，LED发光单元，准直/收光系统，匀光系统，汇聚透镜，外壳组成。其中，LED发光单元与准直/收光系统一一对应，将LED发光单元发出的光准直后经汇聚透镜成像至焦点处。

舞台灯光源结构在进行准直时通过透镜单元对准LED芯片的光学中心，以达到最优的准直效果；但单颗的LED芯片所呈现出的光斑效果均为单一效果，若需要实现不同色温或不同颜色或不同形状的光斑效果，则需要更换光源模组，耗时耗力，无法较好地满足当前需求。而如果在一个芯片单元上设置两颗或两颗以上的LED芯片来对应同一个透镜单元，则该透镜单元无法对准每颗LED芯片的光学中心进行最优的准直，所呈现出的光斑效果无法达到舞台灯光标准。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷（不足），提供一种光源装置，用于解决现有的LED光源模组通常无法实现不同光斑的呈现，发光效果较为单一，无法满足多元化的需求。

本发明采取的技术方案如下：

一种光源装置，包括：

光源机构，包括基板，以及设于所述基板上的至少两组不同的发光体组，各组发光体组的光学中心重合，且各组发光体组互呈角度设置；

准直透镜机构，用于对所述光源机构发出的光束进行收拢和/或准直；

旋转调节机构，包括驱动准直透镜机构自转的驱动组件，以及对准直透镜机构的自转进行限位的限位组件。

在其中一个实施例中，所述准直透镜机构包括透镜支架和安装于透镜支架上的若干个第一透镜单元，所述透镜支架的中心与各组发光体组的光学中心重合。

在其中一个实施例中，所述透镜支架为圆形透镜支架或所述透镜支架安装于圆盘上，所述透镜支架上设有用于安装所述第一透镜单元的通孔。

在其中一个实施例中，所述准直透镜机构还包括第二准直透镜，所述第二准直透镜由若干个第二透镜单元一体成型而成。

在其中一个实施例中，所述驱动组件包括电机以及与所述电机的输出轴连接的齿轮；所述圆盘的外廓设有与所述齿轮啮合的轮齿。

在其中一个实施例中，所述旋转调节机构还包括用于控制所述准直透镜机构的转动角度的定位件。

在其中一个实施例中，所述定位件包括设于所述透镜支架或圆盘上的挡块，以及设于所述基板上且与所述挡块配合的定位块；或，所述定位件包括设于所述透镜支架或圆盘上的定位块，以及设于所述基板上且与所述定位块配合的挡块。

在其中一个实施例中，所述挡块为沿透镜支架或圆盘外周设置的凸沿，且所述凸沿包括至少一个缺口，且所述定位块位于所述缺口之间；或者，所述定位块为沿形透镜支架或圆盘外周设置的凸沿，且所述凸沿包括至少一个缺口，且所述定位块位于所述缺口之间。

在其中一个实施例中，所述定位块的数量与所述缺口的数量匹配。

在其中一个实施例中，所述限位组件包括若干个沿所述透镜支架的外周均匀间隔设置的限位销，所述限位销与所述透镜支架接触配合。更进一步地，所述限位销的数量为2个、3个或4个。

在其中一个实施例中，所述限位销的外周设有与所述透镜支架或圆盘配合的环形槽；或者，所述透镜支架或圆盘的外周设有环形槽，所述限位销的外周设有与所述环形槽配合的环形凸沿。

在其中一个实施例中，所述发光体组包括第一发光体组和第二发光体组，所述第一发光体组包括呈第一阵列排布的若干第一发光体，所述第二发光体组包括呈第二阵列排布的若干第二发光体，第一阵列旋转角度X后第一发光体的光学中心与第二阵列的第二发光体的光学中心重合，所述X为30︒～90︒。

在其中一个实施例中，所述X为60︒。

在其中一个实施例中，所述第一发光体组中每两两相邻的三个第一发光体呈等边三角形排列，第一发光体组的光学中心为第一发光体组中位于中间位置的三个第一发光体所构成的等边三角形的中心；所述第二发光体组中每两两相邻的三个第二发光体呈等边三角形排列，第二发光体组的光学中心为第二发光体组中位于中间位置的三个第二发光体所构成的等边三角形的中心。

在其中一个实施例中，所述第一发光体位于与之相邻的三个第二发光体所构成的等边三角形的中心位置，且所述第二发光体位于与之相邻的三个第一发光体所构成的等边三角形的中心位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本技术方案在光源机构上设置至少两种不同的发光体组，不同发光体组的颜色、色温、数量或形状中的至少一种不同，从而使光源机构能够发出至少两种不同的光束，并且本技术方案的各组发光体组呈角度设置，通过设置旋转调节机构与准直透镜机构连接，从而控制准直透镜机构与光源机构发生相对转动，使准直透镜机构上的透镜单元能够通过旋转对准不同的发光体组进行准直，从而实现不同的光斑效果。并且，由于各组发光体组的光学中心重合，且准直透镜机构在驱动组件的驱动下自转，即整个光源机构的光学中心始终不发生偏移。较之于采用平移的方式调节准直透镜机构以对准不同的发光体组，横向或者纵向平移的方式，会导致光源机构的光学中心与后续设置的匀光装置、汇聚透镜等光学元件的光轴不一致，虽然在平移量小的情况下影响不大，但当单个发光单元尺寸增大，或者多个LED芯片封装为一个发光单元时，其所需的平移量会大大增加，对光轴偏移的影响也会增大，此时光轴偏移就会对出光效果有较大影响。本技术方案保证了光源机构与准直透镜机构的光轴始终保持一致，不会随着准直透镜机构的旋转而出现光轴偏移的现象，既能够实时切换光效，又保证了出光效果。并且，若采用平移准直透镜机构对准不同发光体组时，每个发光体组中各发光单元适用线性排列的方式，而为了使光效更好，发光单元往往会采用旋转排列的方式，当各发光单元需要相对于对应的收光系统或其他光学元件的中心进行旋转排布时，采用横向或纵向平移系统的单元排布和封装会变得极其复杂，每一种角度都需要单独做一种封装样式，但本技术方案采用旋转方式，则使用同一封装形式，只需要将基板线路和焊盘位置进行相应的角度旋转即可，减小工作量，提升工作效率，减少用工成本。最后，本技术方案的光源装置在运输、储存、不工作的情况下，由于限位组件限制了准直透镜机构的移动，光轴中心位置不会变动，不会存在组件自由移动、晃动，因此不会导致内部出现碰撞现象，可靠性更高。

附图说明

图1为本发明的光源装置的爆炸示意图。

图2为本发明的光源装置的发光体组的排布示意图。

图3为本发明的光源装置的局部结构示意图。

图4为图3的剖视图。

附图标记：10、光源机构；11、基板；12、发光体组；121、第一发光体组；122、第二发光体组；20、准直透镜机构；21、第一准直透镜；22、第二准直透镜；23、透镜支架；231、通孔；232、轮齿；30、旋转调节机构；31、限位组件；311、环形槽；32、驱动组件；321、电机；322、齿轮；33、定位件； 331、定位块；332、挡块；40、匀光装置；41、第一复眼透镜；42、第二复眼透镜；50、汇聚透镜。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1-图4所示的一种光源装置，包括：

光源机构10，包括基板11，以及设于所述基板11上的至少两组不同的发光体组12，各组发光体组12的光学中心重合，且各组发光体组12互呈角度设置；

准直透镜机构20，用于对所述光源机构10发出的光束进行收拢和/或准直；

旋转调节机构30，驱动准直透镜机构20自转的驱动组件32，以及对准直透镜机构20的自转进行限位的限位组件31。

本实施方式在光源机构10上设置至少两种不同的发光体组12，不同发光体组12的颜色、色温、数量或形状中的至少一种不同，从而使光源机构10能够发出至少两种不同的光束，并且本实施方式的各组发光体组12呈角度设置，通过设置旋转调节机构30与准直透镜机构20连接，从而控制准直透镜机构20与光源机构10发生相对转动，使准直透镜机构20上的透镜单元能够对准不同的发光体组12进行准直，从而实现不同的光斑效果。并且，由于各组发光体组12的光学中心重合，且准直透镜机构20在驱动组件32的驱动下自转，即整个光源机构10的光学中心始终不发生偏移。较之于采用平移的方式调节准直透镜机构20以对准不同的发光体组12，横向或者纵向平移的方式，会导致光源机构10的光学中心与后续设置的匀光装置、汇聚透镜等光学元件的光轴不一致，虽然在平移量小的情况下影响不大，但当单个发光单元尺寸增大，或者多个LED芯片封装为一个发光单元时，其所需的平移量会大大增加，对光轴偏移的影响也会增大，此时光轴偏移就会对出光效果有较大影响。本实施方式保证了光源机构10与准直透镜机构20的光轴始终保持一致，不会随着准直透镜机构20的旋转而出现光轴偏移的现象，既能够实时切换光效，又保证了出光效果。并且，若采用平移准直透镜机构20对准不同发光体组12时，每个发光体组12中各发光单元适用线性排列的方式，而为了使光效更好，发光单元往往会采用旋转排列的方式，当各发光单元需要相对于对应的收光系统或其他光学元件的中心进行旋转排布时，采用横向或纵向平移系统的单元排布和封装会变得极其复杂，每一种角度都需要单独做一种封装样式，但本实施方式采用旋转方式，则使用同一封装形式，只需要将基板11线路和焊盘位置进行相应的角度旋转即可，减小工作量，提升工作效率，减少用工成本。最后，本实施方的光源装置在运输、储存、不工作的情况下，由于限位组件31限制了准直透镜机构20的移动，光轴中心位置不会变动，不会存在组件自由移动、晃动，因此不会导致内部出现碰撞现象，可靠性更高。

本实施方式中至少两组不同的发光体组12的夹角范围为10°-90°，每组发光体组12包括至少两个阵列分布的发光单元。

上述各组发光体组12的光学中心重合是指不同发光体组的中心位置是重合的。本实施方式以光源机构10包括两组互呈60°的不同的发光体组12，即包括第一发光体组121和第二发光体组122且第一发光体组121和第二发光体组122的倾斜角度为60°为例，第一发光体组121包括呈第一阵列排布的若干第一发光体，所述第二发光体组122包括呈第二阵列排布的若干第二发光体，第一发光体组121的阵列的中心位置与第二发光体组122的阵列的中心位置是重合的，第一阵列旋转角度60°后第一发光体的光学中心与第二阵列的第二发光体的光学中心重合。更具体地，所述第一发光体组121中每两两相邻的三个第一发光体呈等边三角形排列，第一发光体组121的光学中心为第一发光体组中位于中间位置的三个第一发光体所构成的等边三角形的中心；所述第二发光体组122中每两两相邻的三个第二发光体呈等边三角形排列，第二发光体组的光学中心为第二发光体组中位于中间位置的三个第二发光体所构成的等边三角形的中心，第一发光体组的光学中心和第二发光体组的光学中心重合，且该重合点为准直透镜机构自旋的圆心点。进一步地，所述第一发光体位于与之相邻的三个第二发光体所构成的等边三角形的中心，且所述第二发光体位于与之相邻的三个第一发光体所构成的等边三角形的中心。

本实施方式所述准直透镜机构20包括透镜支架23和安装于透镜支架23上的若干个第一透镜单元，所述透镜支架23的中心与各组发光体组12的光学中心重合，即所述透镜支架23的中心与所述准直透镜机构20的光学中心也重合。具体地，所述透镜支架23用于搭载第一透镜单元，当驱动组件32驱动透镜支架23自转时，则准直透镜机构20同步自转。

具体地，本实施方式所述透镜支架23为圆形透镜支架，在其他实施方式中也可采用透镜支架23安装于圆盘上的方式。

由于光束从光源机构10出射后需要经准直透镜机构20准直，所述透镜支架23上设有用于安装所述第一透镜单元的通孔231，所述通孔231则为光束的通光通道。所述透镜支架23上的通孔231的数量和位置分别与第一透镜单元的数量和位置匹配。若干个所述第一透镜单元构成第一准直透镜21。

本实施方式所述准直透镜机构20还包括第二准直透镜22。所述第二准直透镜22由若干个第二透镜单元一体成型而成。所述第一透镜单元和第二透镜单元均与所述发光体组12中的发光体对应。LED单元发出的光是呈朗伯型分布的光，光束有较大的发散角，光源机构10发出的光束通过第一准直透镜21和第二准直透镜22作用后，光束可以被收拢、准直，被准直为平行光或者近平行光，后通过汇聚透镜出光。

本实施方式所述驱动组件32包括电机321以及与所述电机321的输出轴连接的齿轮322；所述透镜支架23的外廓设有与所述齿轮322啮合的轮齿232。通过电机321驱动齿轮322运动，齿轮322与轮齿232啮合，带动透镜支架23运动。本实施方式通过此设置方式，便于驱动组件32的安装，从而避免驱动组件32安装于透镜支架23的圆心位置而影响光束的出光以及影响空间排布。

另外，为了保证准直透镜机构20的旋转精度，使得每次转动完毕后能够对相应的发光体组12进行有效准直，本实施方式所述旋转调节机构30还包括用于控制所述准直透镜机构20的转动角度的定位件33。

具体地，本实施方式所述定位件33包括设于所述透镜支架23上的挡块332，以及设于所述基板11上且与所述挡块332配合的定位块331。即通过定位块331和挡块332的相互抵接，实现对透镜支架23转动的限位，从而控制准直透镜机构20的转动角度。在其他实施方式中，可设置为所述定位件包括设于所述透镜支架或圆盘上的定位块，以及设于所述基板上且与所述定位块配合的挡块。

具体地，所述挡块332为沿透镜支架23外周设置的凸沿，且所述凸沿包括至少一个缺口，所述定位块331的数量与所述缺口的数量匹配，且所述定位块331位于所述缺口之间。由于本实施方式以两个不同的发光体组12为例，故所述缺口的数量为一个，定位块331位于缺口内，从而当透镜支架23转动，所述缺口的两相对端可与定位块331发生抵接，当定位块331与缺口的其中一端内壁抵接时，则准直透镜机构20对第一发光体组121准直，当定位块331与缺口的另一端内壁抵接时，则准直透镜机构20对第二发光体组122准直。同理，在其他实施方中，可设置为所述定位块为沿透镜支架或圆盘外周设置的凸沿，且所述凸沿包括至少一个缺口，且所述挡块位于所述缺口之间。

所述限位组件31包括若干个沿所述透镜支架23外周均匀间隔设置的限位销，所述限位销与所述透镜支架23接触配合。具体地，本实施方式所述限位组件31包括四个沿所述透镜支架23外周均匀间隔设置的限位销，所述限位销与所述透镜支架23接触配合。在限位销的作用下，透镜支架23在转动过程不会发生偏移，保透镜支架23圆心一致，从而保证光轴一致。在其他实施方式中，所述限位销的数量可为2个、3个或者4个以上。

具体地，本实施方式所述限位销的外周设有与所述透镜支架23配合的环形槽311，不仅对透镜支架23的偏移进行限制，同时防止透镜支架23在转动过程中上下跳动。

在其他实施方式中，也可设置为所述透镜支架23的外周设有环形槽，所述限位销的外周设有与所述环形槽配合的环形凸沿。

本实施方式还提供一种光源系统，包括如上述任一项所述的光源装置，以及设于所述光源机构10的出光方向上的匀光装置40和汇聚透镜50；所述光源机构10、准直透镜机构20、匀光装置40和汇聚透镜50依次设置。其中，匀光装置40包括第一复眼透镜41和第二复眼透镜42，通过第一复眼透镜41和第二复眼透镜42对光束匀光后，再经过汇聚透镜50聚焦后形成聚焦光斑。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种光源装置，其特征在于，包括：

光源机构，包括基板，以及设于所述基板上的至少两组不同的发光体组，各组发光体组的光学中心重合，且各组发光体组互呈角度设置；

准直透镜机构，用于对所述光源机构发出的光束进行收拢和/或准直；

旋转调节机构，包括驱动准直透镜机构自转的驱动组件，以及对准直透镜机构的自转进行限位的限位组件。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述准直透镜机构包括透镜支架和安装于透镜支架上的若干个第一透镜单元，所述透镜支架的中心与各组发光体组的光学中心重合。

3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述透镜支架为圆形透镜支架或所述透镜支架安装于圆盘上，所述透镜支架上设有用于安装所述第一透镜单元的通孔。

4.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述准直透镜机构还包括第二准直透镜。

5.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于，所述驱动组件包括电机以及与所述电机的输出轴连接的齿轮；所述透镜支架或圆盘的外廓设有与所述齿轮啮合的轮齿。

6.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于，所述旋转调节机构还包括用于控制所述准直透镜机构的转动角度的定位件。

7.根据权利要求6所述的光源装置，其特征在于，所述定位件包括设于所述透镜支架或圆盘上的挡块，以及设于所述基板上且与所述挡块配合的定位块；或，所述定位件包括设于所述透镜支架或圆盘上的定位块，以及设于所述基板上且与所述定位块配合的挡块。

8.根据权利要求7所述的光源装置，其特征在于，所述挡块为沿透镜支架或圆盘外周设置的凸沿，且所述凸沿包括至少一个缺口，且所述定位块位于所述缺口之间；或者，所述定位块为沿透镜支架或圆盘外周设置的凸沿，且所述凸沿包括至少一个缺口，且所述挡块位于所述缺口之间。

9.根据权利要求3-8任一项所述的光源装置，其特征在于，所述限位组件包括若干个沿所述透镜支架或圆盘外周均匀间隔设置的限位销，所述限位销与所述透镜支架或圆盘接触配合。

10.根据权利要求9所述的光源装置，其特征在于，所述限位销的外周设有与所述透镜支架或圆盘配合的环形槽；或者，所述透镜支架或圆盘的外周设有环形槽，所述限位销的外周设有与所述环形槽配合的环形凸沿。

11.根据权利要求1至8任一项所述的光源装置，其特征在于，所述发光体组包括第一发光体组和第二发光体组，所述第一发光体组包括呈第一阵列排布的若干第一发光体，所述第二发光体组包括呈第二阵列排布的若干第二发光体，第一阵列旋转角度X后第一发光体的光学中心与第二阵列的第二发光体的光学中心重合，所述X为30︒～90︒。

12.根据权利要求11所述的光源装置，其特征在于，所述X为60︒。

13.根据权利要求12所述的光源装置，其特征在于，所述第一发光体组中每两两相邻的三个第一发光体呈等边三角形排列，第一发光体组的光学中心为第一发光体组中位于中间位置的三个第一发光体所构成的等边三角形的中心；所述第二发光体组中每两两相邻的三个第二发光体呈等边三角形排列，第二发光体组的光学中心为第二发光体组中位于中间位置的三个第二发光体所构成的等边三角形的中心。

14.根据权利要求13所述的光源装置，其特征在于，所述第一发光体位于与之相邻的三个第二发光体所构成的等边三角形的中心位置，且所述第二发光体位于与之相邻的三个第一发光体所构成的等边三角形的中心位置。

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