光源模组和光源设备的制作方法

1.本实用新型涉及照明技术领域，具体而言，涉及一种光源模组和光源设备。


背景技术：

2.在照明领域中，光源模组用于发出光束来为提供用户所需的照明效果。在激光激发荧光的光源模组中，由于光源模组内的壳体、光源模块、波长转换元件、光阑等结构不可避免地存在制造偏差，而且不同类型的光源模块的出光角度也存在差异，再加上组装光源模组的过程也会产生偏差，偏差的累积容易导致光源模块出射的光线在波长转换元件上形成的激发光斑与光阑的通光孔产生偏心现象，导致光源模组出光效果不佳。


技术实现要素：

3.本实用新型实施方式提出了一种光源模组和光源设备，以解决上述光源模块与光阑因偏心现象而导致光源模组出光效果不佳技术问题。
4.本实用新型实施方式通过以下技术方案来实现上述目的。
5.第一方面，本实用新型实施方式提供一种光源模组，光源模组包括壳体、光源模块、波长转换元件、支架和光阑，壳体包括内侧壁，内侧壁围成光路通道。光源模块设置于光路通道内。波长转换元件设置于光路通道内并位于光源模块出射的光线的光路上，光源模块出射的光线在波长转换元件上形成激发光斑。支架设置于光路通道内，光阑安装于支架且光阑位于波长转换元件背离光源模块的一侧，光阑设有通光孔，通光孔的中心与激发光斑的中心相对应。内侧壁与支架、光源模块中的至少一个在光路通道的径向上具有间隙。
6.在一些实施方式中，波长转换元件安装于支架，光阑贴合于波长转换元件。
7.在一些实施方式中，支架设有支架通孔和元件安装槽，支架通孔的轴向平行于光路通道的轴向，元件安装槽与支架通孔连通，波长转换元件与光阑均安装于元件安装槽。
8.在一些实施方式中，元件安装槽包括光阑安装槽和转换元件安装槽，光阑安装槽与转换元件安装槽沿支架通孔的轴向分布，光阑安装槽沿支架通孔的径向宽度大于转换元件安装槽沿支架通孔的径向宽度，光阑安装于光阑安装槽，波长转换元件安装于转换元件安装槽。
9.在一些实施方式中，光源模组还包括收光透镜，收光透镜安装于支架，收光透镜位于光阑背离波长转换元件的一侧。
10.在一些实施方式中，元件安装槽还包括透镜安装槽，透镜安装槽、光阑安装槽与转换元件安装槽沿支架通孔的轴向分布，透镜安装槽沿支架通孔的径向宽度大于光阑安装槽沿支架通孔的径向宽度，收光透镜安装于透镜安装槽。
11.在一些实施方式中，光源模组还包括散光元件，散光元件安装于支架朝向光源模组的一端，散光元件位于波长转换元件与光源模组之间。
12.在一些实施方式中，光源模块包括激光元件、准直透镜和透镜支架，准直透镜通过透镜支架安装于激光元件的出光侧。
13.在一些实施方式中，透镜支架的位置在光路通道的径向上可调节。
14.在一些实施方式中，壳体设有支架安装槽，支架安装槽包括支架安装面，支架安装面沿光路通道的径向延伸，支架安装于支架安装槽并与支架安装面贴合。
15.在一些实施方式中，壳体设有光源模块安装槽，光源模块安装槽包括光源安装面，光源安装面沿光路通道的径向延伸，光源模块安装于光源模块安装槽并与光源安装面贴合。
16.在一些实施方式中，支架的位置在光路通道的径向上可调节。
17.在一些实施方式中，壳体设有多个调节孔，多个调节孔沿壳体的周向间隔分布，光源模组还包括多个锁紧件，每个锁紧件安装于对应的调节孔中，且锁紧件位于光路通道的一端并与支架连接。
18.在一些实施方式中，壳体还设有通气管道，通气管道与光路通道连通并贯通壳体的外表面，通气管道与光路通道的连通处位于光源模块与支架之间。
19.在一些实施方式中，壳体还包括固定部，固定部凸设于壳体的外侧壁。
20.第二方面，本实用新型实施方式提供一种光源设备，光源设备包括上述任一实施方式的光源模组。
21.本实用新型实施方式提供的光源模组和光源设备中，由于壳体的内侧壁与支架、光源模块中的至少一个在光路通道的径向上具有间隙，例如内侧壁与支架之间在光路通道的径向具有间隙，从而便于支架与壳体相对固定前可以通过间隙来相对壳体微调，使通光孔的中心与光源模块出射的光线在波长转换元件上形成的激发光斑的中心沿光路通道的轴向趋向重合后再与壳体进行相对固定，从而有助于降低激发光斑与通光孔之间的偏心程度，使得光源模组的出光效果较佳。又例如内侧壁与光源模块之间在光路通道的径向具有间隙，则便于光源模块与壳体相对固定前可以通过间隙来相对壳体微调，使自身出射的光线在波长转换元件上形成的激发光斑的中心与通光孔的中心沿光路通道的轴向趋向重合后再与壳体进行相对固定，从而有助于降低激发光斑与通光孔之间的偏心程度，使得光源模组的出光效果较佳。又例如内侧壁既与支架之间在光路通道的径向具有间隙，又与光源模块之间在光路通道的径向具有间隙，便于工作人员根据支架与光源模块的实际状况来进行调整，增加了光源模组改善偏心现象的操作方式，有助于提高光源模组的可操作性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施方式中的技术方案，下面将对实施方式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实用新型的一些实施方式，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。
23.图1是本实用新型实施方式的光源模组的剖面示意图。
24.图2是本实用新型另一实施方式的光源模组的剖面示意图。
25.图3是本实用新型另一实施方式的光源模组的剖面示意图。
26.图4是本实用新型另一实施方式的光源模组的剖面示意图。
27.图5是图4的光源模组的俯视示意图。
28.图6是本实用新型另一实施方式的光源模组的剖面示意图。
29.图7是本实用新型另一实施方式的光源模组的剖面示意图。
具体实施方式
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
31.下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
32.请参阅图1，本实用新型实施方式提供一种光源模组100，光源模组100 可以应用于工作灯、射灯、前雾灯等车灯，也可以应用于聚光灯、回光灯、光束灯、手电筒等类型。光源模组100包括壳体50、光源模块10、波长转换元件30、光阑20以及支架40，光源模块10、波长转换元件30以及支架40 均可以安装于壳体50，光阑20安装于支架40。
33.壳体50包括内侧壁54，内侧壁54围成光路通道51，光源模块10、波长转换元件30、光阑20以及支架40等结构可以设置于光路通道51内，其中，光源模块10、波长转换元件30以及光阑20可以沿光路通道51的轴向间隔分布于光路通道51。
34.内侧壁54与支架40、光源模块10中的至少一个在光路通道51的径向上具有间隙58，例如图1所示，内侧壁54与支架40在光路通道51的径向上具有间隙58；又例如图2所示，内侧壁54与光源模块10在光路通道51 的径向上具有间隙58；又例如图3所示，内侧壁54既与支架40在光路通道 51的径向上具有间隙58，又与光源模块10在光路通道51的径向上具有间隙 58。在光路通道51的径向上，间隙58的大小可以小于等于1mm，例如，在一个具体的实施例中，间隙58的大小为0.3mm。需要说明的是，间隙58的大小可以实际情况而定，在此不做具体的限定。
35.壳体50可以采用散热性良好的材料制成，例如采用铜、铝或金属合金材料制成，从而有助于波长转换元件30和光源模块10将自身多余的热量传导至壳体50，以便于壳体50将热量散发至外部环境中，减少了波长转换元件 30和光源模块10因温度过高而影响工作性能的情况。
36.光源模块10用于出射光线。光源模块10可以为激光二极管(laser diode)、发光二极管(light emitting diode，led)或其他类型的光源。本实用新型实施方式中，以光源模块10为激光二极管作为例子进行说明。将光源模块 10出射的光线称为激发光，光源模块10出射的激发光可以为蓝色光、紫色光、红色光、绿色光、紫外光或其他类型的光，在此不一一列举。例如光源模块10可以包括蓝色半导体激光二极管，光源模块10出射蓝色激光作为激发光。蓝色半导体激光二极管的数量可以为一个或大于一个。多个蓝色半导体二极管可以形成半导体二极管阵列。
37.波长转换元件30位于光源模块10出射的光线的光路上，使得光源模块 10出射的光线在波长转换元件30上形成激发光斑，由于波长转换元件30可以将接收到的激发光至少部分地转换为受激光，受激光会与其余没有被吸收的激发光混合成白光并出射至光源模组100外，从而形成了光源模组100的出光效果。
38.激发光与受激光是相对的概念，激发光表示能够激发波长转换元件30 内的波长转换材料层而使得波长转换材料产生不同波长光的光。受激光表示波长转换元件30内的波长转换材料层受激发光激发而产生的光。例如，蓝色光激发黄色光转换材料层产生黄色光，此时蓝色光是激发光，黄色光是受激光。
39.波长转换元件30可以为透射式波长转换元件30，例如，波长转换元件 30可以是荧光陶瓷或荧光玻璃，荧光陶瓷或荧光玻璃的出光效率高、性能稳定、耐高温，从而能够提高光源模组100的出光质量和使用寿命。
40.光阑20位于波长转换元件30背离光源模块10的一侧，光阑20可以紧邻或贴合于波长转换元件30的背离光源模块10的一侧，有助于光阑20与波长转换元件30的排布较为紧凑，有助于实现光源模组100的小型化。光阑 20可以具有与波长转换元件30基本上相同的形状，且尺寸比例大于波长转换元件30。
41.光阑20设有通光孔22，使得白光可以经通光孔22出射至光源模组100 外。通光孔22的中心与激发光斑的中心相对应，例如通光孔22的中心与激发光斑的中心沿光路通道51的轴向重合，可以使光源模组100具有较佳的出光效果。
42.通光孔22的孔径可以小于或等于激发光在波长转换元件30上形成的激发光斑的直径，则位于白光周缘的黄光受光阑20中没有开设通光孔22的部分阻挡而不会出射至光源模组100外，从而有效地解决黄光斑问题。
43.支架40可以位于光源模块10出射的光线的光路上。支架40可以设有支架通孔41和元件安装槽43，元件安装槽43与支架通孔41连通，光阑20可以安装于元件安装槽43内。支架通孔41的轴向平行于光路通道51的轴向，支架通孔41可以将光源模块10出射的激发光、波长转换元件30出射的受激光等光线引导至光阑20。
44.除了光阑20安装于支架40外，波长转换元件30也可以由安装于壳体 50更改为安装于支架40，例如波长转换元件30也可以安装于元件安装槽43。
45.元件安装槽43可以根据光阑20和波长转换元件30的尺寸大小进行调整，例如元件安装槽43可以包括光阑安装槽591和转换元件安装槽53，光阑安装槽591与转换元件安装槽53可以沿支架通孔41的轴向分布，光阑安装槽 591沿支架通孔41的径向宽度大于转换元件安装槽53沿支架通孔41的径向宽度，光阑20安装于光阑安装槽591，波长转换元件30安装于转换元件安装槽53，从而有助于光阑20和波长转换元件30较为匹配且稳定地安装于支架40。
46.在本实用新型实施方式的光源模组100中，由于壳体50的内侧壁54与支架40、光源模块10中的至少一个在光路通道51的径向具有间隙58，通过调整间隙58来降低激发光斑与通光孔22之间的偏心程度以提高光源模组 100的出光效果。
47.例如图1所示，内侧壁54与支架40之间在光路通道51的径向具有间隙 58，从而便于支架40与壳体50相对固定前可以通过间隙58来相对壳体50 微调，例如支架40与壳体50可以利用夹具进行微调，使通光孔22的中心与光源模块10出射的光线在波长转换元件30上形成的激发光斑的中心沿光路通道51的轴向趋向重合后再与壳体50进行相对固定，从而有助于降低激发光斑与通光孔22之间的偏心程度，使得光源模组100的出光效果较佳。其中，支架40可以利用粘胶(例如导热胶水)与壳体50进行相对固定，从而便于壳体50将支架40的热量传导外光源模组100外。
48.又例如图2所示，内侧壁54与光源模块10之间在光路通道51的径向具有间隙58，则便于光源模块10与壳体50相对固定前可以通过间隙58来相对壳体50微调，例如光源模块10与壳体50可以利用夹具进行微调，使自身出射的光线在波长转换元件30上形成的激发光斑的中心与通光孔22的中心沿光路通道51的轴向趋向重合后再与壳体50进行相对固定，从而有助于降低激发光斑与通光孔22之间的偏心程度，使得光源模组100的出光效果较佳。其中，光源模块10也可以利用粘胶(例如导热胶水)与壳体50进行相对固定，从而便于壳体50将光源模块10的热量传导外光源模组100外。
49.又例如图3所示，内侧壁54既与支架40之间在光路通道51的径向具有间隙58，又与光源模块10之间在光路通道51的径向具有间隙58，便于工作人员根据支架40与光源模块10的实际状况来进行调整，增加了光源模组100 改善偏心现象的操作方式，有助于提高光源模组100的可操作性。其中，间隙58的尺寸可以根据光源模组100的尺寸进行预留。
50.为便于实现壳体50与支架40的安装，壳体50可以设有相应的安装结构。例如壳体50可以设有支架安装槽502，支架安装槽502位于光路通道51内，支架40可以安装于支架安装槽502。
51.支架安装槽502可以包括支架安装面5021，支架安装面5021可以沿光路通道51的径向延伸。在支架安装槽502与支架40配合安装后，支架40 可以贴合于支架安装面5021，从而可以增加支架40与壳体50的接触面积，有助于提高支架40在单位时间内将自身多余的热量传导至壳体50的效率，以便于壳体50将热量散发至外部环境中，有助于减少支架40因温度过高而有可能导致通光孔22与激发光斑之间偏心程度加剧的情况，有助于保证光源模组100具有较佳的出光效果。
52.另外，在内侧壁54与光源模块10之间具有间隙58的情况下，为进一步降低壳体50内因温度过高而影响光源模组100的出光效果，内侧壁54还可以支架40进行配合。例如图2所示，内侧壁54在光路通道51的径向与支架 40贴合，从而可以增加支架40与壳体50的接触面积，提高了支架40在单位时间内将自身多余的热量传导至壳体50的效率，更有助于保证光源模组 100具有较佳的出光效果。
53.为便于实现壳体50与光源模块10的安装，壳体50可以设有相应的安装结构。例如壳体50还可以设有光源模块安装槽503，光源模块安装槽503位于光路通道51内，光源模块10可以安装于光源模块安装槽503。
54.光源模块安装槽503可以包括光源安装面5031，光源安装面5031可以沿光路通道51的径向延伸。在光源模块安装槽503与光源模块10配合安装后，光源模块10可以贴合于光源安装面5031，从而可以增加光源模块10与壳体50的接触面积，有助于提高光源模块10在单位时间内将自身多余的热量传导至壳体50的效率，以便于壳体50将热量散发至外部环境中，有助于减少光源模块10因温度过高而有可能导致激发光斑与通光孔22之间偏心程度加剧的情况，有助于更进一步保证光源模组100具有较佳的出光效果。
55.光源模块安装槽503与支架安装槽502可以沿光路通道51的轴向间隔分布。由于光源模块10在工作过程中会将自身多余的热量传导至壳体50，而波长转换元件30也会将自身多余的热量传导至壳体50，通过将支架安装槽 502和光源模块安装槽503间隔分布，使得支架安装槽502与光源模块安装槽503没有因相互抵靠而导致壳体50的热量过于集中，从而有助于壳体50 的快速散热。
56.另外，在内侧壁54与支架40之间具有间隙58的情况下，为进一步降低壳体50内因温度过高而影响光源模组100的出光效果，内侧壁54可以光源模块10进行配合，例如图1所示，内侧壁54在光路通道51的径向与光源模块10贴合，从而可以增加光源模块10与壳体50的接触面积，提高了光源模块10在单位时间内将自身多余的热量传导至壳体50的效率，更有助于保证光源模组100具有较佳的出光效果。
57.在一些实施方式中，请参阅图4，在内侧壁54与支架40之间具有间隙 58的情况下，支架40也可以不用粘胶与壳体50进行相对固定，支架40的位置在光路通道51的径向上可调节。例如支架40可滑动地位于光路通道51，支架40可以滑动地贴合于支架安装槽502的支架安装面5021，支架40相对壳体50的滑动可以改变通光孔22的中心与激发光斑的中心沿光路通道51 的径向的间距，从而可以使通光孔22的中心与激发光斑的中心沿光路通道 51的轴向趋向重合。
58.在支架40可滑动地位于光路通道51的情况下，为便于支架40调整位置后固定于壳体50，光源模组100可以设置相应的锁紧结构。例如请参阅图4 和图5，壳体50设有多个调节孔505，多个调节孔505沿壳体50的周向间隔分布；光源模组100还可以包括多个锁紧件97，每个锁紧件97安装于对应的调节孔505中，且锁紧件97位于光路通道51的一端并与支架40连接，从而便于支架40与壳体50完成调整后不会因外界震动而导致通光孔22的中心与激发光斑的中心的偏心程度增大。
59.锁紧件97的数量可以为三个，三个锁紧件97可以均匀地围绕支架40。锁紧件97可以为销轴，则锁紧件97的一端可以与支架40的外侧面相抵，且锁紧件97的另一端可以与调节孔505内的螺纹结构进行螺纹配合。
60.在一些实施方式中，光源模块10可以包括激光元件11、准直透镜13和透镜支架15。光源模块10可以通过激光元件11出射光线。激光元件11可以为激光二极管等类型。准直透镜13位于激光元件11与光阑20之间，准直透镜13接收激光元件11出射的光线并引导至光阑20。准直透镜13可以包括一个或多个透镜元件，透镜元件可以为非球面透镜。透镜支架15可以安装于激光元件11朝向波长转换元件30的表面，透镜支架15的位置在光路通道 51的径向上可调节，透镜支架15沿光路通道51的径向的调节方式可以参考采用上述支架40沿光路通道51的径向的调节方式。
61.在内侧壁54与光源模块10之间具有间隙58的情况下，内侧壁54可以与激光元件11和透镜支架15中的至少一个在光路通道51的径向具有间隙 58。
62.例如内侧壁54与激光元件11之间在光路通道51的径向具有间隙58；或者，内侧壁54与透镜支架15之间在光路通道51的径向具有间隙58；或者，内侧壁54既与激光元件11之间在光路通道51的径向具有间隙58，又与透镜支架15之间在光路通道51的径向具有间隙58。激光元件11和透镜支架15通过间隙58来相对壳体50进行微调的方式、作用等可以参考上述支架40通过间隙58来相对壳体50微调的方式、作用等。
63.请参阅图6，壳体50还可以设有通气管道57，通气管道57与光路通道 51连通并贯通壳体50的外表面，通气管道57与光路通道51的连通处可以位于光源模块10与支架40之间，通气管道57有助于避免在壳体50内热量过高而导致波长转换元件30的沿光路通道51的两侧气压不平衡而发生弯曲变形的情况，同时也有助于避免光源模块10因两侧气压不平衡而发生弯曲变形，继而也有可能导致激发光斑与通光孔22之间的偏心程度加剧。
64.在一些实施方式中，壳体50还可以包括固定部506，固定部506凸设于壳体50的外侧壁，固定部506可以与其他模组或设备进行连接，使得光源模组100可以固定于其他模组或设备。
65.光源模组100除了包括上述元件外，还可以包括其他辅助元件来提高光源模组100的出光效果。
66.例如请参阅图7，光源模组100还可以包括收光透镜80，收光透镜80 可以安装于支架40并位于光阑20的出射光路，光源模组100可以通过收光透镜80对从光阑20的通光孔22出射的光进行收集、汇聚和准直后投射至外界。其中，收光透镜80可以包括一个或多个透镜元件。
67.为便于收光透镜80安装于支架40，支架40还可以包括透镜安装槽52，透镜安装槽52、光阑安装槽591与转换元件安装槽53可以沿支架通孔41的轴向分布，透镜安装槽52的径向宽度大于光阑安装槽591的径向宽度，收光透镜安装于透镜安装槽52。
68.光源模组100还可以包括散光元件70，散光元件70可以安装于光路通道51并位于光源模块10与波长转换元件30之间，例如散光元件70可以通过粘接、焊接等方式安装于支架40。散光元件70用于散射光源模块10发出的光，有助于光束的光斑的亮度分布较为均匀。
69.本实用新型实施方式提供一种光源设备(图未示)，光源设备可以为工作灯、射灯、前雾灯等车灯，也可以为聚光灯、回光灯、光束灯、手电筒等类型。光源设备包括上述任一实施方式的光源模组100，光源模组100可以安装于光源设备的外壳内。
70.本实用新型实施方式提供的光源设备中，由于壳体50的内侧壁54与支架40、光源模块10中的至少一个在光路通道51的径向上具有间隙58，例如内侧壁54与支架40之间在光路通道51的径向具有间隙58，从而便于支架 40与壳体50相对固定前可以通过间隙58来相对壳体50微调，使通光孔22 的中心与光源模块10出射的光线在波长转换元件30上形成的激发光斑的中心沿光路通道51的轴向趋向重合后再与壳体50进行相对固定，从而有助于降低激发光斑与通光孔22之间的偏心程度，使得光源模组100的出光效果较佳。又例如内侧壁54与光源模块10之间在光路通道51的径向具有间隙58，则便于光源模块10与壳体50相对固定前可以通过间隙58来相对壳体50微调，使自身出射的光线在波长转换元件30上形成的激发光斑的中心与通光孔 22的中心沿光路通道51的轴向趋向重合后再与壳体50进行相对固定，从而有助于降低激发光斑与通光孔22之间的偏心程度，使得光源模组100的出光效果较佳。又例如内侧壁54既与支架40之间在光路通道51的径向具有间隙 58，又与光源模块10之间在光路通道51的径向具有间隙58，便于工作人员根据支架40与光源模块10的实际状况来进行调整，增加了光源模组100改善偏心现象的操作方式，有助于提高光源模组100的可操作性。
71.在本实用新型中，除非另有明确的规定或限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通，也可以是仅为表面接触，或者通过中间媒介的表面接触连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
72.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为特指或特殊结构。术语“一些实施方式”、“其他实施方式”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特
征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本实用新型中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。
73.以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。