CN209262689U - 光源装置与图像传感器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了种光源装置与图像传感器。该光源装置包括：框体，包括至少一个框体单元，框体单元具有容纳腔；至少一个光源单元，光源单元的至少部分设置在容纳腔内，光源单元包括一个发光器件、至少一个反射部和一个透镜，发光器件设置在容纳腔内，反射部设置在容纳腔内且与框体单元的底壁非平行设置，透镜设置在反射部的远离框体单元的底壁的一侧，发光器件发出的光依次经过反射部和透镜，形成平行光。该光源装置的体积较小。

Description

光源装置与图像传感器

技术领域

本申请涉及图像传感器领域，具体而言，涉及一种光源装置与图像传感器。

背景技术

现有的平行光光源多用于尺寸、外形检测,受技术条件及成本限制，一般尺寸较小；而专利CN106303145A中所述的光源装置虽然长度较大，但由于光源位于透镜实际焦点，而对于凸透镜5而言，焦距越短，其畸变越大，平行光效果越差。因此，为了获得较好的平行光效果，需要采用较大焦距的透镜，这就使光源装置的外形较大。本实用新型的目的就是克服这一缺陷，从而在宽度和高度上减小体积，提供一种体积小、结构紧凑、成本低廉的超长线性光源装置。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种光源装置与图像传感器，以解决现有技术中光源装置的宽度和/或高度较大导致的体积较大的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种光源装置，该光源装置包括：框体，包括至少一个框体单元，上述框体单元具有容纳腔；至少一个光源单元，上述光源单元的至少部分设置在上述容纳腔内，上述光源单元包括一个发光器件、至少一个反射部和一个透镜，上述发光器件设置在上述容纳腔内，上述反射部设置在上述容纳腔内且与上述框体单元的底壁非平行设置，上述透镜设置在上述反射部的远离上述框体单元的底壁的一侧，上述发光器件发出的光依次经过上述反射部和上述透镜，形成平行光。

进一步地，上述框体单元包括第一侧壁、第二侧壁和底壁，上述第一侧壁和上述第二侧壁相对设置。

进一步地，上述框体单元有一个。

进一步地，上述光源单元有多个，上述光源装置还包括至少一个阻隔件，上述阻隔件位于上述第一侧壁和上述第二侧壁之间且将所容纳腔分为多个子容纳腔，上述光源单元的至少部分一一对应地位于上述子容纳腔内，上述阻隔件用于防止一个上述光源单元中的光线入射到相邻的上述光源单元的上述透镜中；优选上述阻隔件包括四个侧面和两个表面，一个上述侧面与上述透镜在上述框体的高度方向上具有间距d1，其余的三个上述侧面与分别上述框体的侧壁和底壁接触设置；进一步优选上述光源装置中的上述透镜均相同，d1＝t1f/L，其中，t1为上述阻隔件的厚度，f为上述透镜的焦距，L为上述光源单元的出射光的光斑在第一方向上的长度，上述第一方向与上述第一侧壁的厚度方向垂直，且与上述框体单元的高度方向垂直，上述阻隔件的透光率小于或等于10％；更进一步优选上述阻隔件为阻隔板。

进一步地，上述框体单元有多个，多个上述框体单元沿第一方向依次排列，上述第一方向与上述第一侧壁的厚度方向垂直，且与上述框体单元的高度方向垂直，上述光源单元有多个，各上述光源单元的至少部分一一对应地位于上述容纳腔内；优选地上述框体单元包括相对设置的第三侧壁和第四侧壁，上述第三侧壁和上述第四侧壁分别与上述第一侧壁和第二侧壁连接，形成上述容纳腔，优选地，上述第三侧壁与对应的上述透镜在上述框体的高度方向上具有间距d2，和/或上述第四侧壁与对应的上述透镜在上述框体的高度方向上具有间距d3；进一步优选上述光源装置中的上述透镜均相同，d2＝t2f/L，其中，t2为上述第三侧壁的厚度，d3＝t3f/L，其中，t3为上述第四侧壁的厚度，f为上述透镜的焦距，L为上述光源单元的出射光的光斑在第一方向上的长度，上述第一方向与上述第一侧壁的厚度方向垂直，且与上述框体单元的高度方向垂直。

进一步地，上述光源装置还包括底座，各上述框体单元设置在上述底座上。

进一步地，上述光源单元包括一个上述反射部。

进一步地，上述光源单元包括至少两个上述反射部，在上述光源单元中，上述发光器件发出的光依次经过至少两个上述反射部和一个上述透镜，形成平行光射出。

进一步地，上述光源单元包括三个上述反射部，三个上述反射部分别为第一反射部、第二反射部与第三反射部，上述发光器件发出的光依次经过上述第一反射部、上述第二反射部与上述第三反射部。

进一步地，上述发光器件设置在上述第一侧壁的内表面上或者设置在上述第一侧壁内，上述第三反射部的一个端面设置在上述第一侧壁上，另一个端面设置在上述底壁上，上述第一反射部的一个端面设置在上述底壁上，另一个端面设置在上述第二侧壁上，上述第二反射部的一个端面设置在顶壁上，另一个端面设置在上述第二侧壁上，或者，上述第二反射部的一个端面设置在上述底壁上，另一个端面设置在上述第二侧壁上，上述第一反射部的一个端面设置在顶壁上，另一个端面设置在上述第二侧壁上。

进一步地，各上述发光器件为点光源，优选为LED。

进一步地，上述光源单元中，各上述反射部与上述底壁之间的夹角为θ，0°<θ<180°，优选θ＝45°。

进一步地，上述发光器件设置在上述第一侧壁内或者设置在上述第一侧壁的内表面上；优选上述光源单元还包括导电基板部，上述导电基板部设置在上述第一侧壁的内表面上或设置在上述第一侧壁内，上述发光器件设置在上述导电基板部的靠近上述容纳腔的表面上；进一步优选上述第一侧壁内具有第一安装槽，上述导电基板部和上述发光器件安装在上述第一安装槽内。

进一步地，上述框体单元还包括出光控制部，上述出光控制部用于控制上述发光器件的出射光的出射角。

进一步地，上述第一侧壁内具有第一安装槽，上述发光器件安装在上述第一安装槽内，上述出光控制部为出光槽，上述出光槽位于上述第一侧壁内，上述出光槽的一侧与上述第一安装槽连通，上述出光槽的另一侧与上述容纳腔连通，上述发光器件的中心在上述出光槽的轴线的延长线上。

进一步地，上述发光器件设置在上述第一侧壁的内表面上，上述出光控制部为出光围板，上述出光围板设置在上述第一侧壁的内表面上且围设在上述发光器件的外周。

进一步地，上述框体单元的底壁、侧壁和/或顶壁具有第二安装槽，上述反射部的包括端面的部分安装在上述第二安装槽中。

进一步地，上述反射部为平面反射镜，优选上述透镜为凸透镜或菲涅尔透镜，优选上述光源单元有多个，且多个上述光源单元中对应的多个上述透镜依次接触设置。

进一步地，至少一个上述光源单元还包括第一位置控制设备，上述第一位置控制设备与上述发光器件连接，上述第一位置控制装置用于调整上述发光器件的位置，优选上述光源装置还包括第二位置控制设备，上述第二位置控制设备与上述透镜连接，上述第二位置控制装置用于调整上述透镜的位置。

进一步地，至少一个上述框体单元还包括保护件，上述保护件覆盖上述透镜的远离上述反射部的表面的至少部分，上述保护件的透光率大于或等于90％。

进一步地，上述框体单元的顶壁具有开口，上述透镜设置在上述开口内或者搭设在上述开口的一侧。

进一步地，多个上述透镜均相同，多个上述发光器件均相同。

根据本申请的另一方面，提供了一种图像传感器，包括光源装置，该光源装置为任一种上述的光源装置。

应用本申请的技术方案，上述的光源装置中，发光器件发出的光照射到反射部上，这些光线绝大部分被反射部反射，改变了方向，照射到透镜上，根据光的直线传播原理可知，当光线的行程与透镜的焦距相等时，发光器件的中心相当于位于透镜的焦点O处，这样，光线经过反射部反射到透镜后，经透镜折射后，相当于是发光器件在透镜的焦点位置上发出的光，直接照射在透镜上，从而形成平行光射出。由此，就可以将框体单元的高度H大大缩小，进而可以缩小框体单元的体积，从而缩小光源装置的体积。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例1的光源装置的截面示意图；

图2示出了图1中的局部放大示意图；

图3示出了本申请的实施例1的光源装置的立体结构示意图；

图4示出了图3的光源装置的正视图；

图5示出了实施例1中的光源装置中的点光源发光强度的分布示意图；

图6示出了实施例2的光源装置的截面图；

图7示出了实施例3的光源装置的截面图；

图8示出了实施例4的光源装置中的框体单元的立体结构示意图；

图9示出了实施例4的光源装置的立体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、底座；20、框体；21、框体单元；22、第一侧壁；221、第一安装槽；222、出光槽；23、第二侧壁；231、第二安装槽；24、第三侧壁；25、第四侧壁；26、底壁；27、顶壁；271、开口；272、台阶；28、出光围板；30、导电基板部；40、发光器件；50、反射部；51、第一反射部；52、第二反射部；53、第三反射部；60、透镜；70、阻隔件；80、保护件；90、第一位置控制设备；100、第二位置控制设备；110、第一固定件；120、第二固定件。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术所介绍的，现有技术中的光源装置的宽度和/或高度较大导致的体积较大，为了解决如上的问题，本申请提出了一种光源装置与图像传感器。

本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种光源装置，如图1、图3、图4、图6至图9所示，该光源装置包括框体20和至少一个光源单元。

其中，框体20包括至少一个框体单元21，上述框体单元21具有容纳腔；上述光源单元的至少部分设置在上述容纳腔内，上述光源单元包括发光器件40、至少一个反射部50和透镜60，上述发光器件40设置在上述容纳腔内，上述反射部50设置在上述容纳腔内且与上述框体单元21的底壁26非平行设置，即反射部50相对于框体单元21的底壁26倾斜设置，上述透镜60设置在上述反射部50的远离上述框体单元21的底壁26的一侧，上述发光器件40发出的光依次经过上述反射部50和上述透镜60，形成平行光。

上述的光源装置中，发光器件发出的光照射到反射部上，这些光线绝大部分被反射部反射，改变了方向，照射到透镜上，根据光的直线传播原理可知，当光线的行程与透镜的焦距相等时(例如，图1中，ab2+b2c2＝f，f为透镜的焦距)，发光器件的中心相当于位于透镜的焦点O处，这样，光线经过反射部反射到透镜后，经透镜折射后，相当于是发光器件在透镜的焦点位置上发出的光，直接照射在透镜上，从而形成平行光射出。由此，就可以将框体单元的高度H大大缩小，进而可以缩小框体单元的体积，从而缩小光源装置的体积。

一种具体的实施例中，如图1、图3、图4、图6至图9所示，上述框体单元21包括第一侧壁22、第二侧壁23和底壁26，上述第一侧壁22和上述第二侧壁23相对设置。

需要说明的，上述的第一侧壁和第二侧壁并不限于图1、图3、图4、图6至图9所示的平面结构，还可以是曲面，另外，第一侧壁和第二侧壁可以一个为平面，另一个为曲面，只要二者相对设置即可。

更具体地，如图1、图3、图4、图6至图9所示，框体单元为立方体框体单元。当然，本申请的框体单元并不限于立方体形状的，还可以是其他形状的。

本申请中的框体单元可以有一个，图1、图3和图4对应的实施例中，框体单元就只有一个，这时框体实际上就是框体单元。当然，框体单元也可以有多个，如图8和图9示出的实施例中。本领域技术人员可以根据实际情况选择设置合适数量的框体单元的框体。

当框体中仅有一个框体单元时，光源单元可以有一个，也可以有多个，本领域技术人员可以根据实际情况在框体单元中设置一个或者多个光源单元。

本申请的一种实施例中，当框体中仅有一个框体单元时，如图3和图4所示，上述光源单元有多个，上述光源装置还包括至少一个阻隔件70，上述阻隔件70位于上述第一侧壁22和上述第二侧壁23之间且将所容纳腔分为多个子容纳腔，上述光源单元的至少部分一一对应地位于上述子容纳腔内，即光源单元中的至少发光器件和反射部设置在子容纳腔内，上述阻隔件用于防止一个上述光源单元中的光线入射到相邻的上述光源单元的上述透镜中，即保证一个光源单元中的发光器件发出的光线经过反射部反射后入射到对应的透镜中，防止其入射到相邻的光源单元中的透镜中，影响相邻的光源单元的出光的平行性。

为了进一步避免一个光源单元中的光线入射到相邻的光源单元的透镜中，且同时保证相邻的透镜的接缝处的光不缺失，本申请的一种实施例中，如图4所示，上述阻隔件70包括四个侧面和两个表面，一个上述侧面与上述透镜60在上述框体20的高度方向上具有间距d1，其余的三个上述侧面与分别上述框体20的侧壁和底壁26接触设置.

为了进一步减少对杂散光的反射，避免对光的平行性造成影响，且同时简化光源装置的结构，本申请的另一种实施例中，上述光源装置中的上述透镜60均相同，d1＝t1f/L，其中，t1为上述阻隔件70的厚度，f为上述透镜60的焦距，L为上述光源单元的出射光的光斑在第一方向上的长度，上述第一方向与上述第一侧壁22的厚度方向垂直，且与上述框体单元21的高度方向垂直，上述阻隔件70的透光率小于或等于10％，可以选用黑色的不透明的金属或非金属材料制成，这样能尽量减少对杂散光的反射，以免对光的平行性造成影响。

一种具体的实施例中，如图4所示，上述优选上述阻隔件70为阻隔板，组隔板的四个侧面和两个表面均为平面。

当然，本申请的阻隔件并不限于包括四个侧面和两个表面的结构，其还可以是表面为一体的曲面的结构，本领域可以根据实际情况选择合适结构的阻隔件，只要能与框体单元适配且能起到阻隔光线入射到相邻的光源单元中的透镜中即可。

另一种具体的实施例中，如图9所示，上述框体单元21有多个，多个上述框体单元21沿第一方向依次排列，上述第一方向与上述第一侧壁22的厚度方向垂直，且与上述框体单元21的高度方向垂直，上述光源单元有多个，各上述光源单元的至少部分一一对应地位于上述容纳腔内，即光源单元中的至少发光器件和反射部设置在容纳腔中。

需要说明的是，本申请的多个框体单元并不限于沿第一方向排列，本领域技术人员可以根据实际需要设置多个框体单元的排列方式，例如，当需要线性光源时，多个框体单元可以沿着第一方向排列，当需要面光源时，多个框体单元可以沿着第一方向排列且沿着与第一侧壁的厚度方向平行的方向排列。当然，上述的包括阻隔件的实施例中，阻隔件可以将容纳腔分为多个沿着第一方向和第二方向排列的子容纳腔，第二方向为与第一侧壁的厚度方向平行的方向，与第一方向垂直。

如图8所示的具体实施例中，上述框体单元21包括相对设置的第三侧壁24和第四侧壁25，上述第三侧壁24和上述第四侧壁25分别与上述第一侧壁22和第二侧壁23连接，形成上述容纳腔。

为了防止一个上述框体单元中的光线入射到相邻的上述框体单元的上述透镜中，即保证一个框体单元中的发光器件发出的光线经过反射部反射后入射到对应的透镜中，防止其入射到相邻的框体单元中的透镜中，影响相邻的光源单元的出光的平行性，且同时保证相邻的透镜的接缝处的光不缺失，本申请的一种实施例中，优选地，上述第三侧壁24与对应的上述透镜60在上述框体20的高度方向上具有间距d2，和/或上述第四侧壁25与对应的上述透镜60在上述框体20的高度方向上具有间距d3。

为了进一步减少对杂散光的反射，避免对光的平行性造成影响，且同时简化光源装置的结构，本申请的另一种实施例中，上述光源装置中的上述透镜60均相同，d2＝t2f/L，其中，t2为上述第三侧壁24的厚度，d3＝t3f/L，其中，t3为上述第四侧壁25的厚度，f为上述透镜60的焦距，L为上述光源单元的出射光的光斑在第一方向上的长度，上述第一方向与上述第一侧壁22的厚度方向垂直，且与上述框体单元21的高度方向垂直。

为了尽量减少对杂散光的反射，以免对光的平行性造成影响，上述的框体单元的第三侧壁和第四侧壁的透光率小于或等于10％，可以选用黑色的不透明的金属或非金属材料制成。

为了更好固定多个框体单元，本申请的一种实施例中，如图9所示，上述光源装置还包括底座10，各上述框体单元21设置在上述底座10上。

本申请的光源单元中可以仅包括一个上述发光器件40、一个上述反射部50和一个上述透镜60，如图1、图6和图8所示；还可以包括一个上述发光器件40、至少两个上述反射部50和一个上述透镜60，在上述光源单元中，上述发光器件40发出的光依次经过至少两个上述反射部50和一个上述透镜60，形成平行光射出。本领域技术人员可以根据实际情况设置合适数量的反射部，只要能够使得发光器件发出的光依次经过一个或者多个反射部后入射到透镜中，射出平行光即可。

需要说明的是，无论一个光源单元中有多少个反射部的发光器件和透镜必须是一一对应的，且发光器件的中心相当于位于透镜的焦点位置。

还需要说明的是，本申请的光源装置还可以具有一个反射设备，例如反射平面镜，将该反射设备按照一定的方向划分为多个区域，每个区域对应一个反射部，这样的方式方便安装，但浪费材料。在实际使用中，为了考虑综合性能，一般是这两种方式组合使用。

一种具体的实施例中，如图7所示，上述光源单元包括三个上述反射部50，三个上述反射部50分别为第一反射部51、第二反射部52与第三反射部53，上述发光器件40发出的光依次经过上述第一反射部51、上述第二反射部52与上述第三反射部53。本领域技术人员可以根据透镜和发光器件的具体位置来设置各个反射部的具体位置。

例如，当上述发光器件40设置在上述第一侧壁22的内表面上或者设置在上述第一侧壁22内，上述第三反射部53的一个端面设置在上述第一侧壁22上，另一个端面设置在上述底壁26上。上述第一反射部51的一个端面设置在上述底壁26上，另一个端面设置在上述第二侧壁23上，上述第二反射部52的一个端面设置在顶壁27上，另一个端面设置在上述第二侧壁23上，或者，上述第二反射部52的一个端面设置在上述底壁26上，另一个端面设置在上述第二侧壁23上，上述第一反射部51的一个端面设置在顶壁27上，另一个端面设置在上述第二侧壁23上。具体地，还要根据发光器件的具体位置来设置第一反射部和第二反射部的具体的位置。如图7所示，发光器件靠近框体单元的顶壁设置，所以，第一反射部51的一个端面设置在顶壁27上，另一个端面设置在上述第二侧壁23上，上述第二反射部52的一个端面设置在上述底壁26上，另一个端面设置在上述第二侧壁23上。

为了进一步保证该光源装置的出光的平行性，本申请的一种实施例中，各上述发光器件40为点光源，优选为LED。具体地，点光源发出的可以是单色光，也可以是几种光源的组合，可以是可见光，也可以是不可见光，本领域技术人员可以根据实际需要来选择。

本申请的一种实施例中，上述光源单元中，各上述反射部50与上述底壁26之间的夹角为θ，0°<θ<180°。一种具体的实施例中，θ＝45°，如图6和图7所示。

本申请中的发光器件可以设置在框体单元中的任何位置，只要与反射部和透镜配合，可以发出平行光即可。本领域技术人员可以根据实际情况将发光器件设置在合适的位置上。

如图1、图6至图8所示，上述发光器件40设置在上述第一侧壁22内或者设置在上述第一侧壁22的内表面上。

为了更方便更高效地控制发光器件的工作，且提高光源装置的集成度，本申请的一种实施例中，如图1、图2、图6至图8所示，上述光源单元还包括导电基板部30，上述导电基板部30设置在上述第一侧壁22的内表面上或设置在上述第一侧壁22内，上述发光器件40设置在上述导电基板部30的靠近上述容纳腔的表面上。

需要说明的是，本申请中的多个光源单元的导电基板部可以是相互隔离的多个导电基板部；也可以是该光源装置包括一个导电基板，该导电基板可以划分为多个区域，每个区域对应一个导电基板部，发光器件按一定的间距向排列成阵列，一个导电基板的优点是发光器件40形成的光源阵列是利用高精度机器完成，粘片精度较高，有利于控制发光器件40的位置精度。

本申请的另一种实施例中，如图1、图2、图6和图7所示，上述第一侧壁22内具有第一安装槽221，上述导电基板部30和上述发光器件40安装在上述第一安装槽221内。

当然，导电基板部还可以直接设置在第一侧壁的内表面上，发光器件设置在导电基板部的远离第一侧壁的表面上，如图8所示。

为了控制上述发光器件40的出射光的出射角，保证光斑的亮度均匀，本申请的一种实施例中，上述框体单元21还包括出光控制部。发光器件的发光强度分布与出射角度密切相关，其关系如图5所示。

当光源装置包括多个光源单元时，光源装置发出的光，实际上是一个或多个光源单元发出的平行光光斑拼接而成，这样会使得整个光源装置发出的光有规律性的明暗不均，要想完全亮度均匀，也不可能，只要能控制在允许的范围内即可，这跟产品的使用要求有关。

一种具体的实施例中，如图1所示，上述第一侧壁22内具有第一安装槽221，上述发光器件40安装在上述第一安装槽221内，上述出光控制部为出光槽222，上述出光槽222位于上述第一侧壁22内，上述出光槽222的一侧与上述第一安装槽221连通，上述出光槽222的另一侧与上述容纳腔连通。从图1上可以看出，出射角大于δ的光线会被出光槽壁挡住。因此，能够射出的光线的角度由出光槽的深度n、长度k、宽度z决定的。

为了简化设计，本申请的一种实施例中，上述发光器件40的中心在上述出光槽222的轴线的延长线上。

根据使用要求，可以预先确定图1中的δ角的大小，z＝2ntgδ，根据结构以及使用要求等，任意确定公式中的两个参数，即可得出另一个；同时，根据图1，还可以得出c1c3＝ftgδ，c1c3即为光斑的宽度，可以根据δ角的取值，确定出出光槽的长度k和光斑的宽度，从而可以确定出透镜的宽度，如图8所示，可以根据角度r和出光槽的长度来确定光斑的长度，从而确定光斑的宽度L，一般来说，光斑宽度应稍大于或者等于透镜宽度，光斑长度L应稍大于或者等于透镜长度，避免因为误差积累造成的光斑无法到达透镜边缘，从而确保光斑衔接处的光斑亮度差异较小。

本申请的再一种实施例中，如图8所示，上述发光器件40设置在上述第一侧壁22的内表面上，上述出光控制部为出光围板28，上述出光围板28设置在上述第一侧壁22的内表面上且围设在上述发光器件40的外周。出光围板的高度和开口宽度等参数决定了发光器件的出光的角度，可以根据产品的性能要求来设计具体结构参数的出光围板。

为了保证光源装置的性能的稳定，提高其可靠性，且同时简化光源装置的安装过程，本申请的一种实施例中，上述框体单元21的底壁26、侧壁和/或顶壁27具有第二安装槽231，上述反射部50的包括端面的部分安装在上述第二安装槽231中，图8示出的实施例中，上述框体单元21的第二侧壁具有第二安装槽231，反射部50的一个端面安装在第二安装槽231中。当然，底壁和顶壁也可以具有第二安装槽，可以根据反射部的位置来设置一个或者多个第二安装槽。

本申请的一种具体的实施例中，反射部为平面反射镜，平面反射镜4的镜面反射效果很好，可以达到90％以上发光器件发出的光线的绝大部分都会被平面反射镜反射。

本申请的再一种具体实施例中，上述透镜60为凸透镜或菲涅尔透镜，其中，菲涅尔透镜的优点是，厚度小，制作简单，成本较低。

为了确保光源装置的出射光的光斑的连续性，本申请的一种实施例中，上述光源单元有多个，且多个上述光源单元中对应的多个上述透镜60依次接触设置。当光源装置的出射光为线性光时，可以将透镜按照第一方向依次紧密排列。

当然，本申请的反射部和透镜并不限于上述提及的几种，还可以是其他的可以实现对应功能的结构或者器件。

需要说明的是，本申请的一个反射部并不一定是一个平面反射镜，当光源装置中包括多个光源单元时，且每个光源单元包括一个反射部时，光源装置可以仅有一个平面反射镜，该平面反射镜沿着光源装置的长度方向可以划分为多个区域，每个区域对应一个反射部。当每个光源单元包括多个反射部时，例如包括三个反射部时，光源装置可以仅仅有三个平面反射镜，每个平面反射镜沿着光源装置的长度方向可以划分为多个区域，每个区域对应一个反射部。

由于尺寸误差和/或装配误差等的积累，可能造成光源装置的出光的平行性较差和/或平行光光斑偏移等问题，为了进一步保证光源装置出光的平行性较好且平行光光斑位置适宜，本申请的一种实施例中，如图7所示，至少一个上述光源单元还包括第一位置控制设备90，上述第一位置控制设备90与上述发光器件40连接，上述第一位置控制装置用于调整上述发光器件40的位置，从而消除积累误差，使发光器件相对于透镜的位置更加准确。

一种优选的实施例中，上述第一位置控制设备还能固定调整位置后的发光器件，这样就不需要额外的固定装置来固定调整好位置的发光器件了，节省了成本，简化了光源装置的结构。

本申请的另一种实施例中，如图7所示，上述光源装置还包括第二位置控制设备100，上述第二位置控制设备100与上述透镜60连接，上述第二位置控制装置用于调整上述透镜60的位置，这样通过第二位置控制装置可以对透镜的位置进行调整，使得发光器件的中心相当于在透镜的焦点位置，从而进一步保证光源装置出光的平行性较好且平行光光斑位置适宜。

另一种优选的实施例中，上述第二位置控制设备还能固定调整位置后的透镜，这样就不需要额外的固定装置来固定调整好位置的透镜了，节省了成本，简化了光源装置的结构。

另一种具体的实施例中，上述第二位置控制设备只能在第一方向和第二方向上调整透镜的位置。第二方向为与第一侧壁的厚度方向平行的方向，即与第一方向垂直。

为了对透镜进行保护且防尘，本申请的一种实施例中，如图1所示，至少一个上述框体单元21还包括保护件80，上述保护件80覆盖上述透镜60的远离上述反射部50的表面的至少部分，上述保护件80的透光率大于或等于90％。保护件可以是玻璃，也可以是塑料等透光性好的材料形成。本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的材料形成上述保护件。一种具体的实施例中，上述保护件为一个透光板。

本申请的再一种实施例中，上述框体单元21的顶壁27具有开口271，上述透镜60设置在上述开口271内或者搭设在上述开口271的一侧，具体地，透镜可以设置在开口内，也可以搭设在开口的远离容纳腔的一侧，还可以搭设在开口靠近容纳腔的一侧。本领域技术人员可以根据实际情况选择将透镜设置在合适的位置上。如图1所示的实施例中，透镜60设置在开口271内，实际上开口271的两个相对的侧壁分别具有一个凹槽，透镜60的两端分别安装在凹槽中。如图8所示，开口的两个侧壁上均具有台阶272，透镜的两端可以分别搭设在两个侧壁的台阶272上。

为了简化光源装置的结构，本申请的一种具体的实施例中，多个上述透镜60均相同，多个上述发光器件40均相同。

本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种图像传感器，该图像传感器包括光源装置，该光源装置为任一项上述的光源装置。

该图像传感器由于包括上述的光源装置，使得其体积较小。

为了使得本领域技术人员更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例来说明。

实施例1

如图1至图3所示，该光源装置包括框体20和多个相同的光源单元，框体20仅包括一个框体单元21，即框体20也是框体单元21，上述框体单元21由第一侧壁22、第二侧壁23、第三侧壁24、第四侧壁25、底壁26、顶壁27和保护件80形成，且第一侧壁22、第二侧壁23、第三侧壁24、第四侧壁25和底壁26形成容纳腔，上述第一侧壁22和上述第二侧壁23相对设置，上述第一侧壁22内具有第一安装槽221，第一侧壁上还具有出光槽222，上述出光槽222的一侧与上述第一安装槽221连通，上述出光槽222的另一侧与上述容纳腔连通，上述发光器件40的中心在上述出光槽222的轴线的延长线上。上述框体单元21的顶壁27具有开口271。

如图3所示，多个光源单元依次沿着第一方向排列，光源单元由一个发光器件40、一个反射部50、一个透镜60和一个导电基板部30部组成，其中，发光器件40为点光源LED，其可以发出红光，且发光器件40位于透镜60的焦点位置上。反射部50为反射平面镜，反射部50倾斜设置在容纳腔中，一端与第二侧壁接触，另一端与底壁接触设置，且反射部50与底壁之间的夹角θ为45°。

透镜60为凸透镜60，且焦距f＝120mm，透镜60的宽度为30mm，透镜60沿着第一方向紧密排列，以确保形成的光斑的连续性。发光器件40设置在导电基板部30的靠近容纳腔的表面上。顶壁的开口的两个侧壁上具有凹槽，凸透镜60的两端分别插入两个凹槽中，保护件80搭设在开口的远离透镜60的一侧，且保护件80为玻璃形成的透光板，透镜60与保护件80平行放置。导电基板部30安装在第一安装槽221中，导电基板部30为LED PCB板。

发光器件40发出的光，照射到反射部50上，由于反射部50的镜面反射效果很好，可以达到90％以上，因此，这些光线绝大部分被镜面反射，改变了方向，照射到透镜60上，根据光的直线传播原理，可以知道，当光线行程ab1+b1c1＝f，f为透镜60的焦距时，发光器件40的中心相当于位于透镜60的焦点O处，因此，当反射部50将光线反射到透镜60后，经透镜60折射后，相当于是发光器件40在透镜60的焦点位置上发出的光，直接照射在透镜60上，因此形成平行光射出。由此，就可以将框体20的高度H大大缩小。

在本实施例中，透镜60、LED PCB板、反射部50都是一个个独立的单元，独立安装，这种方式的优点在于，有利于产品的标准化，也有利于安装位置的调整，同时能节约材料。本实施例中，反射部50是按照θ＝45°的倾角固定于框体单元21的容纳腔内。从图1可以看出，发光器件40发出的光照射在反射部50上，经镜面反射后，进入透镜60，经透镜60折射后，得到与LED PCB板成平行的平行光。

出光槽222的作用是为了控制射出光的角度，从图1上我们可以看出，出射角大于δ的光线会被出光槽222壁挡住。该实施例中，设定δ＝9°，r＝35°出光槽222的深度n＝3.9mm，长度k＝5.4mm，宽度z＝1.3mm。各光源单元对应的光斑长度＝2f tgr＝166mm，光斑长度L大于透镜60宽度，从而确保了光斑衔接处的光斑亮度差异较小，角度r可以参见图8所示。

实施例2

与实施例1不同之处在于：如图4所示，在容纳腔内，两个透镜60的接缝位置，安装一阻隔件70，具体为隔板，该隔板的厚度t＝2mm，除了与透镜60相邻的一面，该隔板的三面与框体单元21的内壁紧密接触，在隔板和透镜60之间，留有间隙d，d＝tf/L＝12mm，该间隙d既阻止光线进入相邻透镜60，造成对光的平行性的影响，又保证相邻透镜60接缝处的光不会缺失。该隔板为黑色PC材料制成，这样能尽量减少对杂散光的反射，以免对光的平行性造成影响。

实施例3

与实施例1不同之处在于：如图6所示，θ＝30°。由于反射部50利用的是平面镜的镜面反射原理，因此，如图6所示，入射光线ab1与反射光线b1c1相对于平面镜的法线b1p1是完全对称的，也就是说∠1＝∠2，同理，∠3＝∠4，OQ为透镜60的光学中心轴线本专利为了节省空间，没有采用整只透镜60，而只以透镜60的一半来进行说明，而光线b1c1与透镜60的光学中心光轴OQ重合，因此，透镜60应与光线b1c1垂直，因此，透镜60也具有一定的倾斜角度，具体地，透镜60和底壁之间的夹角为30°。

实施例4

如图7所示，该实施例与实施例1的区别在于，该实施例中，每个光源单元中都有三个反射部50，分别为第一反射部51、第二反射部52和第三反射部53，各反射部50与实施例12的反射部50相同，各反射部50与底壁的夹角均为45°，用这个角度安装，能最大限度的缩小光源装置的宽度W和高度H方向的尺寸。发光器件40安装在透镜60的焦点位置上，从发光器件40发出的光首先照射到第一反射部51上，以光线ab1为例，ab1照射到第一反射部51的b1点，被第一反射部51的镜面反射后射出，照射在第二反射部52的c1点，然后，第二反射部52将光线b1c1镜面反射出去，照射在第三反射部的d1点，同样又被第三反射部53反射出去，光线d1e1进入透镜60，并被折射成平行光射出。

各光源单元还包括第一位置控制设备90和第二位置控制设备100，上述第一位置控制设备90与上述发光器件40连接，上述第一位置控制装置用于调整上述发光器件40的位置以及固定调整位置后的发光器件40，上述第二位置控制设备100与上述透镜60连接，上述第二位置控制装置用于调整上述透镜60的位置以及固定调整位置后的透镜60。上述第二位置控制设备100只能在X和Y方向调整透镜60的位置。第一位置控制设备90和第二位置控制设备100进一步保证光源装置出光的平行性较好且平行光光斑位置适宜。

平面镜可以根据需要调整倾斜角度，但无论如何，最后都应该保证ab1+b1c1+c1d1+d1e1＝f。这样才能保证透镜60射出的光为平行光。

实施例5

如图8和图9所示，该光源装置包括底座10、框体20和多个相同的光源单元，框体20包括多个沿着第一方向排列的框体单元21，上述框体单元21由第一侧壁22、第二侧壁23、第三侧壁24、第四侧壁25、底壁26、顶壁27、保护件80和出光围板28形成，且第一侧壁22、第二侧壁23、第三侧壁24、第四侧壁25和底壁26形成容纳腔，上述第一侧壁22和上述第二侧壁23相对设置。

多个光源单元依次沿着第一方向排列，各光源单元由一个发光器件40、一个反射部50、一个透镜60和一个导电基板部30部组成，其中，发光器件40为点光源LED，其可以发出红光，且发光器件40位于透镜60的焦点位置上。

反射部50为反射平面镜，反射部50倾斜设置在容纳腔中，一端与第二侧壁接触，另一端与底壁接触设置，且反射部50与底壁之间的夹角θ为45°。透镜60为凸透镜60，且焦距f＝120mm，透镜60的宽度为30mm，透镜60沿着第一方向紧密排列，以确保形成的光斑的连续性。

导电基板部通过两个第二固定件120设置在第一侧壁的内表面上，第二固定件120为定位柱，发光器件40设置在导电基板部30的远离第一侧壁的表面上，上述出光围板28设置在上述第一侧壁22的内表面上且围设在上述发光器件40的外周。透镜60通过第一固定件110固定在开口侧壁的台阶272上，凸透镜60与保护件80平行放置。导电基板部30安装在第一安装槽221中，导电基板部30为LED PCB板。

上述第三侧壁24与对应的上述透镜60在上述框体20的高度方向上具有间距d2，且上述第四侧壁25与对应的上述透镜60在上述框体20的高度方向上具有间距d3，d2＝t2f/L，其中，t2为上述第三侧壁24的厚度，t2＝2mm，d3＝t3f/L，其中，t3为上述第四侧壁25的厚度，t3＝2mm，f为上述透镜60的焦距，f＝120mm，L为上述光源单元的出射光的光斑在第一方向上的长度，L＝＝2ftgr＝166mm，上述第一方向与上述第一侧壁22的厚度方向垂直，且与上述框体单元21的高度方向垂直。

第三侧壁和第四侧壁的作用与阻隔件70的作用类似，既要尽量阻止光线进入相邻透镜60，从而造成对光的平行性的影响，又不能造成透镜60接缝处的光的缺失。

该实施例中的各框体单元21，其可以独立工作。本实施例的特点在于，利用一个个独立的框体单元21，沿线性排列成一个需要长度的平行光源，这些框体单元21通过螺钉固定在底座10上，通过底座10连接成一个整体，如图8所示。因为底座结构简单，所以可以比较容易的制作出较大长度及较高精度的底座，来满足超长线性平行光源的需求。该实施例中，保护件80设置在透镜60远离容纳腔的一侧，且保护件80为玻璃形成的透光板，透镜60与保护件80平行放置。实际上，该实例中，光源装置包括一个保护体，该保护体沿着第一方向可以划分为多个区域，各区域为一个保护件80，该保护体一方面能够保护透镜60，防止灰尘进入，另一方面也能起到加强连接的作用。本实施例的优点还在于，框体单元21可以采用注塑模等方式一次成型，尺寸精度较高，减少了装配误差，所以能较好的保证发光器件40、反射部50、以及透镜60的相对位置，大大减少了后续的调整工作量，提高了效率和产品精度。另外，采用这种结构，产品更加灵活，只要将一个个框体单元21组装在底座上，能够进行标准化作业，提高效率；同时，可以根据需要进行任意的组合，可以满足各种长度的要求，比较灵活。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的光源装置中，发光器件发出的光照射到反射部上，这些光线绝大部分被反射部反射，改变了方向，照射到透镜上，根据光的直线传播原理可知，当光线的行程与透镜的焦距相等时(例如，图1中，ab2+b2c2＝f，f为透镜的焦距)，发光器件的中心相当于位于透镜的焦点O处，这样，光线经过反射部反射到透镜后，经透镜折射后，相当于是发光器件在透镜的焦点位置上发出的光，直接照射在透镜上，从而形成平行光射出。由此，就可以将框体单元的高度H大大缩小，进而可以缩小框体单元的体积，从而缩小光源装置的体积。

2)、本申请的图像传感器由于包括上述的光源装置，使得其体积较小。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (36)

1.一种光源装置，其特征在于，所述光源装置包括：

框体(20)，包括至少一个框体单元(21)，所述框体单元(21)具有容纳腔；

至少一个光源单元，所述光源单元的至少部分设置在所述容纳腔内，所述光源单元包括一个发光器件(40)、至少一个反射部(50)和一个透镜(60)，所述发光器件(40)设置在所述容纳腔内，所述反射部(50)设置在所述容纳腔内且与所述框体单元(21)的底壁(26)非平行设置，所述透镜(60)设置在所述反射部(50)的远离所述框体单元(21)的底壁(26)的一侧，所述发光器件(40)发出的光依次经过所述反射部(50)和所述透镜(60)，形成平行光。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述框体单元(21)包括第一侧壁(22)、第二侧壁(23)和底壁(26)，所述第一侧壁(22)和所述第二侧壁(23)相对设置。

3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述框体单元(21)有一个。

4.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于，所述光源单元有多个，所述光源装置还包括至少一个阻隔件(70)，所述阻隔件(70)位于所述第一侧壁(22)和所述第二侧壁(23)之间且将所容纳腔分为多个子容纳腔，所述光源单元的至少部分一一对应地位于所述子容纳腔内，所述阻隔件(70)用于防止一个所述光源单元中的光线入射到相邻的所述光源单元的所述透镜(60)中。

5.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，所述阻隔件(70)包括四个侧面和两个表面，一个所述侧面与所述透镜(60)在所述框体(20)的高度方向上具有间距d1，其余的三个所述侧面与分别所述框体(20)的侧壁和底壁(26)接触设置。

6.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，所述光源装置中的所述透镜(60)均相同，d1＝t1f/L，其中，t1为所述阻隔件(70)的厚度，f为所述透镜(60)的焦距，L为所述光源单元的出射光的光斑在第一方向上的长度，所述第一方向与所述第一侧壁(22)的厚度方向垂直，且与所述框体单元(21)的高度方向垂直，所述阻隔件(70)的透光率小于或等于10％。

7.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，所述阻隔件(70)为阻隔板。

8.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述框体单元(21)有多个，多个所述框体单元(21)沿第一方向依次排列，所述第一方向与所述第一侧壁(22)的厚度方向垂直，且与所述框体单元(21)的高度方向垂直，所述光源单元有多个，各所述光源单元的至少部分一一对应地位于所述容纳腔内。

9.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述框体单元(21)包括相对设置的第三侧壁(24)和第四侧壁(25)，所述第三侧壁(24)和所述第四侧壁(25)分别与所述第一侧壁(22)和第二侧壁(23)连接，形成所述容纳腔。

10.根据权利要求9所述的光源装置，其特征在于，所述第三侧壁(24)与对应的所述透镜(60)在所述框体(20)的高度方向上具有间距d2，和/或所述第四侧壁(25)与对应的所述透镜(60)在所述框体(20)的高度方向上具有间距d3。

11.根据权利要求10所述的光源装置，其特征在于，所述光源装置中的所述透镜(60)均相同，d2＝t2f/L，其中，t2为所述第三侧壁(24)的厚度，d3＝t3f/L，其中，t3为所述第四侧壁(25)的厚度，f为所述透镜(60)的焦距，L为所述光源单元的出射光的光斑在第一方向上的长度，所述第一方向与所述第一侧壁(22)的厚度方向垂直，且与所述框体单元(21)的高度方向垂直。

12.根据权利要求8所述的光源装置，其特征在于，所述光源装置还包括底座(10)，各所述框体单元(21)设置在所述底座(10)上。

13.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，所述光源单元包括一个所述反射部(50)。

14.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，所述光源单元包括至少两个所述反射部(50)，在所述光源单元中，所述发光器件(40)发出的光依次经过至少两个所述反射部(50)和一个所述透镜(60)，形成平行光射出。

15.根据权利要求14所述的光源装置，其特征在于，所述光源单元包括三个所述反射部(50)，三个所述反射部(50)分别为第一反射部(51)、第二反射部(52)与第三反射部(53)，所述发光器件(40)发出的光依次经过所述第一反射部(51)、所述第二反射部(52)与所述第三反射部(53)。

16.根据权利要求15所述的光源装置，其特征在于，所述发光器件(40)设置在所述第一侧壁(22)的内表面上或者设置在所述第一侧壁(22)内，所述第三反射部(53)的一个端面设置在所述第一侧壁(22)上，另一个端面设置在所述底壁(26)上，

所述第一反射部(51)的一个端面设置在所述底壁(26)上，另一个端面设置在所述第二侧壁(23)上，所述第二反射部(52)的一个端面设置在顶壁(27)上，另一个端面设置在所述第二侧壁(23)上，或者，所述第二反射部(52)的一个端面设置在所述底壁(26)上，另一个端面设置在所述第二侧壁(23)上，所述第一反射部(51)的一个端面设置在顶壁(27)上，另一个端面设置在所述第二侧壁(23)上。

17.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，各所述发光器件(40)为点光源。

18.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，各所述发光器件(40)为LED。

19.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，所述光源单元中，各所述反射部(50)与所述底壁(26)之间的夹角为θ，0°<θ<180°。

20.根据权利要求19所述的光源装置，其特征在于，所述光源单元中，θ＝45°。

21.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，所述发光器件(40)设置在所述第一侧壁(22)内或者设置在所述第一侧壁(22)的内表面上。

22.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，所述光源单元还包括导电基板部(30)，所述导电基板部(30)设置在所述第一侧壁(22)的内表面上或设置在所述第一侧壁(22)内，所述发光器件(40)设置在所述导电基板部(30)的靠近所述容纳腔的表面上。

23.根据权利要求22所述的光源装置，其特征在于，所述第一侧壁(22)内具有第一安装槽(221)，所述导电基板部(30)和所述发光器件(40)安装在所述第一安装槽(221)内。

24.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，所述框体单元(21)还包括出光控制部，所述出光控制部用于控制所述发光器件(40)的出射光的出射角。

25.根据权利要求24所述的光源装置，其特征在于，所述第一侧壁(22)内具有第一安装槽(221)，所述发光器件(40)安装在所述第一安装槽(221)内，所述出光控制部为出光槽(222)，所述出光槽(222)位于所述第一侧壁(22)内，所述出光槽(222)的一侧与所述第一安装槽(221)连通，所述出光槽(222)的另一侧与所述容纳腔连通，所述发光器件(40)的中心在所述出光槽(222)的轴线的延长线上。

26.根据权利要求24所述的光源装置，其特征在于，所述发光器件(40)设置在所述第一侧壁(22)的内表面上，所述出光控制部为出光围板(28)，所述出光围板(28)设置在所述第一侧壁(22)的内表面上且围设在所述发光器件(40)的外周。

27.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，所述框体单元(21)的底壁(26)、侧壁和/或顶壁(27)具有第二安装槽(231)，所述反射部(50)的包括端面的部分安装在所述第二安装槽(231)中。

28.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，所述反射部(50)为平面反射镜。

29.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，所述透镜(60)为凸透镜或菲涅尔透镜。

30.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，所述光源单元有多个，且多个所述光源单元中对应的多个所述透镜(60)依次接触设置。

31.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，至少一个所述光源单元还包括第一位置控制设备(90)，所述第一位置控制设备(90)与所述发光器件(40)连接，所述第一位置控制装置用于调整所述发光器件(40)的位置。

32.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，所述光源装置还包括第二位置控制设备(100)，所述第二位置控制设备(100)与所述透镜(60)连接，所述第二位置控制装置用于调整所述透镜(60)的位置。

33.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，至少一个所述框体单元(21)还包括保护件(80)，所述保护件(80)覆盖所述透镜(60)的远离所述反射部(50)的表面的至少部分，所述保护件(80)的透光率大于或等于90％。

34.根据权利要求2至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，所述框体单元(21)的顶壁(27)具有开口(271)，所述透镜(60)设置在所述开口(271)内或者搭设在所述开口(271)的一侧。

35.根据权利要求4至11中任一项所述的光源装置，其特征在于，多个所述透镜(60)均相同，多个上述发光器件(40)均相同。

36.一种图像传感器，包括光源装置，其特征在于，所述光源装置为权利要求1至35中任一项所述的光源装置。