CN217464112U - 一种光源装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光源装置，该光源装置包括透镜支架、第一镜片、第二镜片以及第三镜片，透镜支架包括：底层，设置有至少一个第一安装孔，第一安装孔用于设置第一镜片；至少两个第一安装台阶，第一安装台阶设置于底层的顶角，用于设置第二镜片；至少两个第二安装台阶，第二安装台阶设置于第一安装台阶，用于设置第三镜片；其中，第二安装台阶在底层上的正投影位于第一安装台阶在底层上的正投影内。本申请透镜支架包括分别用于设置第一镜片、第二镜片及第三镜片的底层、第一安装台阶及第二安装台阶，在相同的空间厚度下能够设置多层镜片，提高光源装置的发光效率。

Description

一种光源装置

技术领域

本申请涉及LED光源准直领域，特别是涉及一种光源装置。

背景技术

在LED光源准直领域中，常用手段为将准直透镜应用于LED发光芯片，但受光源空间及成本影响，大多准直系统采取双层透镜的方式，且大多采用塑胶透镜。在更高功率，更大发光面情况下，采用塑胶透镜容易受热变形甚至烧坏，而采用双层大曲率玻璃透镜又对透镜制造工艺要求较高，尤其是按一定排布的整体式透镜阵列，在大发光面及较大收光角度要求下，会使得透镜阵列中间颗粒较厚，边沿较薄，难以制造加工。

实用新型内容

本申请提供一种光源装置，该光源装置包括透镜支架、第一镜片、第二镜片以及第三镜片，透镜支架包括：

底层，设置有至少一个第一安装孔，第一安装孔用于设置第一镜片；

至少两个第一安装台阶，第一安装台阶设置于底层的顶角，用于设置第二镜片；

至少两个第二安装台阶，第二安装台阶设置于第一安装台阶，用于设置第三镜片；其中，第二安装台阶在底层上的正投影位于第一安装台阶在底层上的正投影内。

可选地，光源装置进一步包括发光芯片，发光芯片设置于透镜支架背离第一镜片的一侧，用于产生照明光，第一镜片包括至少一个第一子透镜，第二镜片包括至少一个第二子透镜，第三镜片包括至少一个第三子透镜，第一子透镜、第二子透镜以及第三子透镜依次设置于照明光的光路上，

其中，第二子透镜的有效径大于第一子透镜的有效径，且小于第三子透镜的有效径。

可选地，第一安装孔包括第一开口、第二开口以及由第一开口与第二开口形成的侧壁，第一开口靠近发光芯片设置，第一开口的直径小于第二开口的直径。

可选地，侧壁上设置有至少一个点胶孔，点胶孔用于配合胶水设置，将第一子透镜固定于第一安装孔内。

可选地，第一安装台阶背离底层的一侧设置有第一点胶槽，第一点胶槽用于配合胶水设置，将第二镜片固定于第一安装台阶。

可选地，第二安装台阶背离第一安装台阶的一侧设置有第二点胶槽，第二点胶槽用于配合胶水设置，将第三镜片固定于第二安装台阶。

可选地，准直装置进一步包括基板，基板设置有至少两个第二安装孔，透镜支架包括至少两个支撑柱，支撑柱设置于透镜支架背离第一安装台阶的一侧，支撑柱嵌设于第二安装孔内，以固定透镜支架与基板。

可选地，第一子透镜、第二子透镜以及第三子透镜的整体焦距范围为1mm-30mm，发光芯片的发光面与第一子透镜的接收平面之间的间距为整体焦距的十分之一；

其中，第二子透镜和/或第三子透镜为非球面透镜。

可选地，第三镜片包括相背设置第一复眼透镜与第二复眼透镜及至少两个垫块，至少两个垫块设于第一复眼透镜与第二复眼透镜之间，且设于第一复眼透镜的顶角，用于调整第一复眼透镜与第二复眼透镜的间距；其中，第一复眼透镜在底层的正投影与第二复眼透镜在底层的正投影重合。

可选地，第三镜片包括相背设置的第一复眼透镜与第二复眼透镜，第二安装台阶包括第一子安装台阶与第二子安装台阶，第一子安装台阶用于设置第一复眼透镜，第二子安装台阶用于设置第二复眼透镜；

其中，第二子安装台阶在底层上的正投影与第一子安装台阶在底层上的正投影相邻，且第二子安装台阶背离底层的一侧的端面与第一子安装台阶背离底层的一侧的端面之间的距离为第一复眼透镜与第二复眼透镜的间距。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请透镜支架包括分别用于设置第一镜片、第二镜片及第三镜片的底层、第一安装台阶及第二安装台阶，在相同的空间厚度下能够设置多层镜片，提高光源装置的发光效率。同时，本申请透镜支架的结构简单，安装方便，简化制造工艺。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本申请光源装置一实施例的第一结构示意图；

图2是本申请光源装置一实施例的第二结构示意图；

图3是图1中发光芯片、第一镜片、第二镜片以及第三镜片一实施例的结构示意图；

图4是图3中发光芯片、第一子透镜、第二子透镜以及第三子透镜一实施例的结构示意图；

图5是图1中基板一实施例的结构示意图；

图6是图1中透镜支架一实施例的结构示意图；

图7是图1中透镜支架与第一镜片配合使用的结构示意图；

图8是图1中透镜支架与第二镜片配合使用的结构示意图；

图9是图1中透镜支架与第三镜片配合使用的结构示意图；

图10是本申请光源装置另一实施例的第一结构示意图；

图11是本申请光源装置另一实施例的第二结构示意图；

图12是本申请光源装置又一实施例的第一结构示意图；

图13是本申请光源装置又一实施例的第二结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请所提供的光源装置做进一步详细描述。可以理解的是，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

请参阅图1-图2，图1是本申请光源装置一实施例的第一结构示意图，图2是本申请光源装置一实施例的第二结构示意图。如图1和图2所示，光源装置10包括发光芯片11、透镜支架12、第一镜片13、第二镜片14、第三镜片15以及基板16。

其中，发光芯片11用于产生照明光，透镜支架12用于设置第一镜片13、第二镜片14以及第三镜片15，基板16用于设置多个发光芯片11以及透镜支架12。具体地，第一镜片13、第二镜片14以及第三镜片15依次设置于透镜支架12，透镜支架12进一步设置于基板16的一侧。

结合图1-2，进一步参阅图3，图3是图1中发光芯片、第一镜片、第二镜片以及第三镜片一实施例的结构示意图。如图3所示，第一镜片13包括至少一个第一子透镜131，第二镜片14包括至少一个第二子透镜141，第三镜片15包括至少一个第三子透镜151。

可选地，在本实施例中，第一镜片13所包含的第一子透镜131为单体准直透镜。第二镜片14为准直透镜阵列，第二子透镜141为准直透镜整列中的单个准直透镜，第二镜片14还包括连接多个第二子透镜141的连接部142。第三镜片15为准直透镜阵列，第三子透镜151为准直透镜阵列中的单个准直透镜，第三镜片15还包括连接多个第三子透镜151的连接部152。

其中，第二镜片14与第三镜片15的阵列大小可以相同或不相同，具体根据透镜支架12设计对应尺寸的第二镜片14与第三镜片15。

可选地，在其他实施例中，第一镜片13可为整体式阵列透镜，第二镜片14和/或第三镜片15可为单体式透镜，本申请不限制透镜类型的选择。

结合图1-3，进一步参阅图4，图4是图3中发光芯片、第一子透镜、第二子透镜以及第三子透镜一实施例的结构示意图。如图4所示，第一子透镜131、第二子透镜141以及第三子透镜151依次设置于发光芯片11所产生的照明光的光路上，使照明光依次通过第一子透镜131、第二子透镜141以及第三子透镜151进行准直处理，以使得照明光的发散角依次减小。照明光经过第一子透镜131、第二子透镜141以及第三子透镜151出射至后续光学系统2中，后续光学系统2具体可为透射面板或镜头及其他光学系统等等。

具体地，第一子透镜131、第二子透镜141以及第三子透镜151的有效径依次增大，即第二子透镜141的有效径大于第一子透镜131的有效径，且小于第三子透镜151的有效径。其中，单个发光芯片11对应单个第一子透镜131设置，第二镜片14整体的有效径大于多个第一子透镜131的有效径之和。

其中，第一子透镜131、第二子透镜141以及第三子透镜151的整体焦距范围为1mm-30mm，发光芯片11的发光面与第一子透镜131的接收平面之间的间距为整体焦距的十分之一，即为0.1mm-3mm，以使发光芯片11设置于第一子透镜131、第二子透镜141以及第三子透镜151的整体的焦点上。

可选地，在本实施例中，第一子透镜131为平凸透镜，第二子透镜141和/或第三子透镜151为非球面透镜，使得照明光通过第一子透镜131、第二子透镜141以及第三子透镜151时，至少有一个光学透过面为非球面。可选地，在其他实施例中，第一子透镜131可为非平凸透镜，第二子透镜141与第三子透镜151可均为非球面透镜。

其中，第一镜片13、第二镜片14以及第三镜片15的总厚度与现有技术所使用的两层透镜的总厚度相等，减小每一层镜片的厚度，以使第一镜片13、第二镜片14以及第三镜片15的厚薄均匀，方便加工成型。

由于现有技术在制作准直透镜时，通常准直透镜的中间位置的厚度远大于准直透镜的边沿位置的厚度，即准直透镜的厚度比过大，具有一定的加工难度，难以制造加工。而本实施例中的第一镜片13、第二镜片14以及第三镜片15的厚薄均匀，且第一子透镜131、第二子透镜141以及第三子透镜151的厚度比依次减小，降低第一镜片13、第二镜片14以及第三镜片15制作难度，更方便加工成型。

同时，由于现有技术中每层透镜的厚度较大，通常使用PC(聚碳酸酯)等塑料材料制作，在发光芯片11的发光面更大、功率更强的情况下，容易发生受热变形，甚至损坏的情况。本实施例光源装置10使用玻璃作为第一镜片13、第二镜片14以及第三镜片15的制备材料，以提高第一镜片13、第二镜片14以及第三镜片15的耐热性能，提高光源装置10的可靠性。

可选地，在其他实施例中，第一镜片13、第二镜片14以及第三镜片15的制备材料可为其它具有高耐热性能的材料，且第一镜片13、第二镜片14以及第三镜片15的制备材料可相同或不相同。

可选地，在其他实施例中，第一镜片13也可为准直透镜阵列，且光源装置10所包含的准直透镜阵列的数量可大于三，例如光源装置10包括四层有效径依次增大的准直透镜阵列，仅需将发光芯片11设置于四层准直透镜阵列整体的焦点上。

结合图1-4，进一步参阅图5，图5是图1中基板一实施例的结构示意图。如图5所示，基板16包括支撑板161以及至少两个第二安装孔162，第二安装孔162设置于支撑板161上。

可选地，在本实施例中，支撑板161为矩形板，第二安装孔162的数量为四个，四个第二安装孔162设置于支撑板161的四个顶角。

结合图1-5，进一步参阅图6，图6是图1中透镜支架一实施例的结构示意图。如图6所示，透镜支架12包括底层121、至少两个第一安装台阶122、至少两个第二安装台阶123以及至少两个支撑柱124。其中，底层121用于设置第一镜片13，第一安装台阶122用于设置第二镜片14，第三安装台阶用于设置第三镜片15，支撑柱124用于限定透镜支架12与发光芯片11之间的距离。

具体地，底层121上设置有至少一个第一安装孔1211，第一安装孔1211用于设置第一镜片13。第一安装孔1211包括第一开口12111、第二开口12112以及由第一开口12111与第二开口12112形成的侧壁12113，第一开口12111靠近发光芯片11设置，第一开口12111的直径小于第二开口12112的直径。可选地，在本实施例中，第一开口12111与第二开口12112形成喇叭口。

侧壁12113上设置有至少一个点胶孔12114，点胶孔12114用于配合胶水设置，将第一镜片13固定于第一安装孔1211内。可选地，在本实施例中，点胶孔12114的数量为四个。可选地，在其他实施例中，点胶孔12114的数量可为2、3、5等。

结合图1-6，进一步参阅图7，图7是图1中透镜支架与第一镜片配合使用的结构示意图。如图7所示，将第一镜片13设置于第一安装孔1211内，使第一镜片13的接收平面面向发光芯片11设置；调整第一镜片13，以使第一镜片13设置于发光芯片11的正上方；将胶水设置于点胶孔12114，通过胶水固定第一镜片13与透镜支架12。

其中，在使用胶水固定第一镜片13之前，可使用如图5所示的透镜安装座132，将安装座132设置于确定好位置的第一镜片13的下方，并将第一镜片13放置于安装座132上，进一步将透镜支架12固定于基板16上，进而进行固定的操作。在完成第一镜片13与透镜支架12的固定之后，可将安装座132移除。

如图6所示，至少两个第一安装台阶122设置于底层121的顶角，用于设置第二镜片14。具体地，第一安装台阶122背离底层121的一侧设置有第一点胶槽1221，第一点胶槽1221用于配合胶水设置，将第二镜片14固定于第一安装台阶122。

可选地，在本实施例中，第一安装台阶122的数量为四个，四个第一安装台阶122分别设置于底层121的四个顶角。具体地，底层121在基板16上的正投影为正方形，四个第一安装台阶122在基板16上的正投影为三角形，且位于正方形的四个顶角处。

可选地，在其他实施例中，底层121在基板16上的正投影可为三角形或多边形，第一安装台阶122的数量可为三个或多个。

结合图1-7，进一步参阅图8，图8是图1中透镜支架与第二镜片配合使用的结构示意图。如图8所示，将第二镜片14设置于第一安装台阶122，点亮发光芯片11，通过夹治具推动第二镜片14在第一安装台阶122上平移滑动，以使发光芯片11产生的照明光的光斑居中；将胶水设置于第一点胶槽1221与第二镜片14的空隙之间，通过胶水固定第二镜片14与透镜支架12。

如图6所示，第二安装台阶123设置于第一安装台阶122，用于设置第三镜片15。其中，第二安装台阶123在底层121上的正投影位于第一安装台阶122在底层121上的正投影内。

具体地，第二安装台阶123背离第一安装台阶122的一侧设置有第二点胶槽1231，第二点胶槽1231用于配合胶水设置，将第三镜片15固定于第二安装台阶123。

可选地，在本实施例中，第二安装台阶123的数量为四个，以使四个第二安装台阶123设置于四个第一安装台阶122上。其中，第二安装台阶123的数量可与第一安装台阶122的数量相同或不相同。

可选地，在其他实施例中，第二安装台阶123还可与第一安装台阶122分别设置于底层121的四个顶角，且第二安装台阶123的高度大于第一安装台阶122。

进一步参阅图9，图9是图1中透镜支架与第三镜片配合使用的结构示意图。如图9所示，将第三镜片15设置于第二安装台阶123，通过夹治具推动第三镜片15在第二安装台阶123上平移滑动，以使光斑居中；将胶水设置于第二点胶槽1231与第三镜片15的空隙之间，通过胶水固定第三镜片15与透镜支架12。

如图6所示，支撑柱124设置于透镜支架12背离第一安装台阶122的一侧，支撑柱124嵌设于第二安装孔162内，以固定透镜支架12与基板16。可选地，在本实施例中，支撑柱124的数量为四个，以使四个支撑柱124分别嵌设于四个第二安装孔162内。

具体地，本实施例首先将发光芯片11设置于基板16上；然后通过将支撑柱124嵌设于第二安装孔162，以将透镜支架12设置于基板16上，使透镜支架12位于发光芯片11的正上方；最后通过胶水将第一镜片13固定于第一安装孔1211，通过胶水将第二镜片14固定于第一安装台阶122，通过胶水将第三镜片15固定于第二安装台阶123，以将第一镜片13、第二镜片14以及第三镜片15依次设置于透镜支架12上。

本实施例光源装置10通过设置有效径依次增大的第一镜片13、第二镜片14以及第三镜片15，提高对发光芯片11的收光效率，进而提高光源装置10的发光效率；本实施例光源装置10减小每层准直透镜的厚度，使每层准直透镜的整体厚度均匀，提高光源装置10的准直效果，同时降低制造加工难度；本实施例光源装置10使用透镜支架12设置第一镜片13、第二镜片14以及第三镜片15，结构简单，方便安装；本实施例光源装置10通过调整设置第一安装台阶122与底层121之间以及第一安装台阶122与第二安装台阶123之间的距离，保障第一镜片13的安装高度，进而保障第一镜片13与第二镜片14之间以及第二镜片14与第三镜片15之间的光学距离及精度。

本申请还提供另一种光源装置20，请参阅10-11，图10是本申请光源装置另一实施例的第一结构示意图，图11是本申请光源装置另一实施例的第二结构示意图。区别于上述实施例，如图10与图11所示，本实施例第三镜片21包括相背设置第一复眼透镜211与第二复眼透镜212。

其中，光源装置20还包括至少两个垫块22，至少两个垫块22设于第一复眼透镜211与第二复眼透镜212之间，且设于第一复眼透镜211的顶角，用于调整第一复眼透镜211与第二复眼透镜212的间距，具体可调整垫块22的厚度。

具体地，在本实施例中，第一复眼透镜211在基板16的正投影与第二复眼透镜212在基板16的正投影重合，即第一复眼透镜211与第二复眼透镜212的尺寸相同。

进一步地，垫块22在基板16的正投影位于第二安装台阶123内。可选地，在本实施例中，垫块22的数量为4个。具体地，第三镜片21设置于第二安装台阶123时，使用胶水设置第一复眼透镜211、垫块22以及第二复眼透镜212和第二点胶槽1231的空隙之间，固定第三镜片21与透镜支架12。

本申请还提供另一种光源装置30，请参阅12-13，图12是本申请光源装置又一实施例的第一结构示意图，图13是本申请光源装置又一实施例的第二结构示意图。区别于上述实施例，如图12与图13所示，本实施例第三镜片31包括相背设置的第一复眼透镜311与第二复眼透镜312，第二安装台阶123包括第一子安装台阶321与第二子安装台阶322。其中，第一子安装台阶321用于设置第一复眼透镜311，第二子安装台阶322用于设置第二复眼透镜312。

如图13所示，第一子安装台阶321背离第一安装台阶122的一侧设置有第三点胶槽3211，第三点胶槽3211用于配合胶水设置，将第一复眼透镜311固定于第一子安装台阶321。第二子安装台阶322背离第一安装台阶122的一侧设置有第四点胶槽3221，第四点胶槽3221用于配合胶水设置，将第二复眼透镜312固定于第二子安装台阶322。

其中，第二子安装台阶322在基板16上的正投影与第一子安装台阶321在基板16上的正投影相邻，且第二子安装台阶322背离基板16的一侧的端面与第一子安装台阶321背离基板16的一侧的端面之间的距离为第一复眼透镜311与第二复眼透镜312的间距。具体地，本实施例可通过调整第二子安装台阶322的高度，调整第二子安装台阶322与第一子安装台阶321的端面之间的距离。

具体地，在本实施例中，第一复眼透镜311在基板16上的正投影与第二复眼透镜312在基板16上的正投影部分重合，投影重合的部分均设置有用于准直照明光的准直透镜，第一复眼透镜311的投影未重合的部分用于配合胶水以及第三点胶槽3211设置，第二复眼透镜312的投影未重合的部分用于配合胶水以及第四点胶槽3221。

以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光源装置，其特征在于，包括透镜支架、第一镜片、第二镜片以及第三镜片，所述透镜支架包括：

底层，设置有至少一个第一安装孔，所述第一安装孔用于设置所述第一镜片；

至少两个第一安装台阶，所述第一安装台阶设置于所述底层的顶角，用于设置所述第二镜片；

至少两个第二安装台阶，所述第二安装台阶设置于所述第一安装台阶，用于设置所述第三镜片；其中，所述第二安装台阶在所述底层上的正投影位于所述第一安装台阶在所述底层上的正投影内。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，进一步包括发光芯片，所述发光芯片设置于所述透镜支架背离所述第一镜片的一侧，用于产生照明光，所述第一镜片包括至少一个第一子透镜，所述第二镜片包括至少一个第二子透镜，所述第三镜片包括至少一个第三子透镜，所述第一子透镜、所述第二子透镜以及所述第三子透镜依次设置于所述照明光的光路上，

其中，所述第二子透镜的有效径大于所述第一子透镜的有效径，且小于所述第三子透镜的有效径。

3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述第一安装孔包括第一开口、第二开口以及由所述第一开口与所述第二开口形成的侧壁，所述第一开口靠近所述发光芯片设置，所述第一开口的直径小于所述第二开口的直径。

4.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于，所述侧壁上设置有至少一个点胶孔，所述点胶孔用于配合胶水设置，将所述第一子透镜固定于所述第一安装孔内。

5.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述第一安装台阶背离所述底层的一侧设置有第一点胶槽，所述第一点胶槽用于配合胶水设置，将所述第二镜片固定于所述第一安装台阶。

6.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述第二安装台阶背离所述第一安装台阶的一侧设置有第二点胶槽，所述第二点胶槽用于配合胶水设置，将所述第三镜片固定于所述第二安装台阶。

7.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，进一步包括基板，所述基板设置有至少两个第二安装孔，所述透镜支架包括至少两个支撑柱，所述支撑柱设置于所述透镜支架背离所述第一安装台阶的一侧，所述支撑柱嵌设于所述第二安装孔内，以固定所述透镜支架与所述基板。

8.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述第一子透镜、所述第二子透镜以及所述第三子透镜的整体焦距范围为1mm-30mm，所述发光芯片的发光面与所述第一子透镜的接收平面之间的间距为所述整体焦距的十分之一；

其中，所述第二子透镜和/或所述第三子透镜为非球面透镜。

9.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述第三镜片包括相背设置第一复眼透镜与第二复眼透镜及至少两个垫块，所述至少两个垫块设于所述第一复眼透镜与所述第二复眼透镜之间，且设于所述第一复眼透镜的顶角，用于调整所述第一复眼透镜与所述第二复眼透镜的间距；其中，所述第一复眼透镜在所述底层的正投影与所述第二复眼透镜在所述底层的正投影重合。

10.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述第三镜片包括相背设置的第一复眼透镜与第二复眼透镜，所述第二安装台阶包括第一子安装台阶与第二子安装台阶，所述第一子安装台阶用于设置所述第一复眼透镜，所述第二子安装台阶用于设置所述第二复眼透镜；

其中，所述第二子安装台阶在所述底层上的正投影与所述第一子安装台阶在所述底层上的正投影相邻，且所述第二子安装台阶背离所述底层的一侧的端面与所述第一子安装台阶背离所述底层的一侧的端面之间的距离为所述第一复眼透镜与所述第二复眼透镜的间距。

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