光源装置的制作方法

1.本发明涉及图像传感设备技术领域，具体而言，涉及一种光源装置。


背景技术：

2.随着科技的发展和社会的不断进步，工业智能发展呈现爆炸式增长势头，机器视觉领域中模拟生物视觉成像和处理信息的方式，帮助机器人提取、处理和理解所提取的信息，从而让其准确、高效且安全的自动化作业。机器视觉的重要性主要体现在：引导定位，外观检测，高精度监测以及图像识别。其中光源装置是视觉检测中必不可少的部件，在对条码状物品、带状物品进行检测时，通常需要采用光源装置对待测物品进行补光处理，现有的光源装置仍存在光源亮度不够，光通量利用率低等问题。
3.也就是说，现有技术中的光源装置存在光亮度差的问题。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种光源装置，以解决现有技术中的光源装置存在光亮度差的问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光源装置，包括：框体；光源基板，光源基板设置在框体内；光源结构，光源结构设置在光源基板上；导光结构，导光结构设置在光源结构的出光侧，导光结构远离光源结构的一侧表面为出光面，出光面由隆起面段和至少两个平面段构成，且隆起面段的两侧分别有至少一个平面段，平面段平行于光源基板。
6.进一步地，光源结构包括多个led，多个led沿一直线间隔排列，导光结构呈条状，条状的导光结构的延伸方向与多个led的排列方向一致，导光结构以光源结构的光轴对称设置。
7.进一步地，至少两个平面段与光源基板之间的距离相等，以使至少两个平面段处于同一高度。
8.进一步地，平面段包括第一平面段、第二平面段、第三平面段和第四平面段，导光结构远离光源结构的一侧表面还包括连接第一平面段和第二平面段的第一过渡面段以及连接第三平面段和第四平面段的第二过渡面段，其中，第二平面段、第三平面段与隆起面段连接。
9.进一步地，第一平面段和第四平面段分别与光源基板之间的距离相等；和/或第二平面段和第三平面段分别与光源基板之间的距离相等；和/或第一平面段与光源基板之间的距离大于第二平面段与光源基板之间的距离。
10.进一步地，第一平面段的宽度大于第二平面段的宽度。
11.进一步地，隆起面段为弧面段。
12.进一步地，隆起面段包括弧面段与直面段构成的组合式面段，其中，直面段为多个，且多个直面段分别对称设置在弧面段的两侧，且同侧的多个直面段之间呈角度设置。
13.进一步地，弧面段的曲率半径大于等于4.4毫米且小于等于4.6毫米。
14.进一步地，导光结构朝向光源结构的一侧表面具有凹入部，凹入部形成容纳光源结构的容纳腔，凹入部具有入光面，入光面为弧面。
15.进一步地，导光结构还包括连接出光面和入光面的侧向连接面，侧向连接面由沿一曲线方向连续设置的多个面段构成，相邻两个面段之间呈角度设置，面段为平面。
16.进一步地，光源装置还包括散热结构，散热结构设置在框体上，且位于光源结构的背光侧，散热结构包括散热片和风扇中的一种。
17.应用本发明的技术方案，光源装置包括框体、光源基板、光源结构和导光结构，光源基板设置在框体内；光源结构设置在光源基板上；导光结构设置在光源结构的出光侧，导光结构远离光源结构的一侧表面为出光面，出光面由隆起面段和至少两个平面段构成，且隆起面段的两侧分别有至少一个平面段，平面段平行于光源基板。
18.通过设置框体，使得框体为光源基板、光源结构和导光结构提供了安装位置，提高了光源基板、光源结构和导光结构的使用可靠性，保证光源结构能够稳定运行。通过将光源结构设置在光源基板上，使得光源基板能够为光源结构提供电路，同时光源基板还能够加快光源结构散热，以对光源结构形成保护，保证了光源结构工作的稳定性和安全性，保证光源结构能够稳定出光。通过设置导光结构，使得导光结构起到了聚光的作用，使得导光结构能够汇聚光源结构的发光角度，从而达到聚光增加光亮的效果，有效增加了光亮度，提高了光通量的利用率。出光面由隆起面段和至少两个平面段构成，隆起面段的两侧分别有至少一个平面段，平面段平行于光源基板，通过对出光面的面型进行合理规划，能够有效减少光由出光面出射时光能量的损失，提高了光强的利用率，保证了导光结构高效的聚光效果。
附图说明
19.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
20.图1示出了本发明的一个可选实施例的光源装置的结构示意图；
21.图2示出了图1中的导光结构的结构示意图；
22.图3示出了图1中的导光结构的另一个角度的示意图；
23.图4示出了本发明的光源装置的配光曲线图。
24.其中，上述附图包括以下附图标记：
25.10、框体；20、光源基板；31、led；40、导光结构；41、第一平面段；42、第二平面段；43、第三平面段；44、第四平面段；45、第一过渡面段；46、第二过渡面段；47、弧面段；48、直面段；49、容纳腔；491、入光面；400、侧向连接面；401、第一面段；402、第二面段；403、第三面段；404、第四面段；405、第五面段；406、第六面段；411、端面；50、散热结构；60、中心线。
具体实施方式
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
27.需要指出的是，除非另有指明，本技术使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
28.在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
29.为了解决现有技术中的光源装置存在光亮度差的问题，本发明提供了一种光源装置。
30.如图1至图4所示，光源装置包括框体10、光源基板20、光源结构和导光结构40，光源基板20设置在框体10内；光源结构设置在光源基板20上；导光结构40设置在光源结构的出光侧，导光结构40远离光源结构的一侧表面为出光面，出光面由隆起面段和至少两个平面段构成，且隆起面段的两侧分别有至少一个平面段，平面段平行于光源基板20。
31.通过设置框体10，使得框体10为光源基板20、光源结构和导光结构40提供了安装位置，提高了光源基板20、光源结构和导光结构40的使用可靠性，保证光源结构能够稳定运行。通过将光源结构设置在光源基板20上，使得光源基板20能够为光源结构提供电路，同时光源基板20还能够加快光源结构散热，以对光源结构形成保护，保证了光源结构工作的稳定性和安全性，保证光源结构能够稳定出光。通过设置导光结构40，使得导光结构40起到了聚光的作用，使得导光结构40能够汇聚光源结构的发光角度，从而达到聚光增加光亮的效果，有效增加了光亮度，提高了光通量的利用率。出光面由隆起面段和至少两个平面段构成，隆起面段的两侧分别有至少一个平面段，平面段平行于光源基板20，通过对出光面的面型进行合理规划，能够有效减少光由出光面出射时光能量的损失，提高了光强的利用率，保证了导光结构40高效的聚光效果。
32.需要说明的是，本发明主要是设计一种高效聚光的线性扫描光源装置，在限定的尺寸范围内实现小角度的配光，减小光源装置的体积，提高光通量的利用率，同时得到发光均匀的条形光斑。
33.需要说明的是，光源基板20优选地采用铝基板，这样使得光源基板20能够进一步加快光源结构的散热，有效保护光源结构。
34.需要说明的是，导光结构40为导光透镜，导光透镜的材质包括pc和pmma中的一种，当然也可以是其他能够实现光线传输的材质。
35.具体的，光源结构包括多个led31，多个led31沿一直线间隔排列，导光结构40呈条状，条状的导光结构40的延伸方向与多个led31的排列方向一致，导光结构40以光源结构的光轴对称设置，这样使得导光结构40对多个led31均能起到聚光的作用，使得每个led31的发光角度都能够被有效收缩，从而使得导光结构40对每个led31均能实现聚光增加光亮的效果，有效增加了光亮度，提高了光通量的利用率。
36.需要说明的是，上述光源结构的多个led31呈线性等间距排列，也就是说，多个led31中任意相邻两个led31之间的距离是相等的。优选地，led31选用直径为2.5毫米的球形结构，以此进一步达到聚光的效果，保证led31的光亮度。
37.具体的，至少两个平面段与光源基板20之间的距离相等，以使至少两个平面段处于同一高度，也就是说，两个平面段处于同一水平面。隆起面段离光源基板20最远的点与光源基板20之间的距离大于至少两个平面段到光源基板20之间的距离，以使隆起面段突出于平面段设置。
38.如图2所示，平面段为多个，多个平面段包括第一平面段41、第二平面段42、第三平面段43和第四平面段44，导光结构40远离光源结构的一侧表面还包括连接第一平面段41和第二平面段42的第一过渡面段45以及连接第三平面段43和第四平面段44的第二过渡面段46，其中，第二平面段42、第三平面段43与隆起面段连接。需要说明的是，导光结构40具有中心线60，导光结构40沿中心线60对称，中心线60与led31的光轴重合，第一过渡面段45和第二过度面段均平行于中心线60。
39.具体的，第一平面段41和第四平面段44分别与光源基板20之间的距离相等；第二平面段42和第三平面段43分别与光源基板20之间的距离相等；第一平面段41与光源基板20之间的距离大于第二平面段42与光源基板20之间的距离。
40.具体的，第一平面段41和第四平面段44的宽度相等，第二平面段42与第三平面段43的宽度相等，第一平面段41的宽度大于第二平面段42的宽度。
41.在图中未示出的实施例中，隆起面段为弧面段47。也就是说隆起面段为一段连续的弧面段47，隆起面段的两侧分别连接第二平面段42和第三平面段43。
42.如图2所示，隆起面段包括弧面段47与直面段48构成的组合式面段，其中，直面段48为多个，且多个直面段48分别对称设置在弧面段47的两侧，且同侧的多个直面段48之间呈角度设置。在本技术中，弧面段47的两侧分别设置两个呈角度连接地直面段48。
43.具体的，弧面段47的曲率半径大于等于4.4毫米且小于等于4.6毫米。在本技术中，弧面段47的曲率半径为4.5毫米。
44.如图2所示，导光结构40朝向光源结构的一侧表面具有凹入部，凹入部形成容纳光源结构的容纳腔49，这样设置使得容纳腔49用于放置led31，容纳腔49为led31提供了容置空间，提高了led31的使用可靠性，同时容纳腔49对led31形成了保护，避免导光结构40压迫led31或对led31造成磨损的情况，保证led31能够稳定运行。凹入部具有入光面491，入光面491为弧面。led31发出的光通过入光面491进入导光结构40，容纳腔49的具体尺寸可根据led31的尺寸进行设计，在本技术中，容纳腔49的截面的直径为3毫米，也就是说，入光面491的直径为3毫米。放置led31时，应使led31的中心在导光结构40的中心线60上。导光结构40朝向光源结构的一侧还包括两个端面411，两个端面411沿中心线60对称设置且分别与入光面491连接，两个端面411处于同一水平面且与光源基板20平行。端面411与led31远离导光结构40的一侧表面平齐。
45.如图3所示，导光结构40还包括连接出光面和入光面491的侧向连接面400。具体的，入光面491通过端面411与侧向连接面400连接。侧向连接面400由沿一曲线方向连续设置的多个面段构成，相邻两个面段之间呈角度设置，面段为平面。侧向连接面400为全反射面，led31发射的光线通过入光面491射入导光结构40内，进而侧向连接面400对led31的光线进行全反射，使得光线经过全反射之后使光线与中心线60平行射出。
46.具体的，侧向连接面400包括沿一曲线顺次连接地第一面段401、第二面段402、第三面段403、第四面段404、第五面段405和第六面段406。第一面段401远离第二面段402的一侧与端面411连接，第六面段406远离第五面段405的一侧与第一平面段41或第四平面段44连接。在本技术中，第一面段401与中心线60的夹角为41.5
°
，第二面段402与中心线60的夹角为35
°
，第三面段403与中心线60的夹角为30.5
°
，第四面段404与中心线60的夹角为27.5
°
，第五面段405与中心线60的夹角为24.5
°
，第六面段406与中心线60的夹角为22
°
。这
样设置使得led31发出的大角度的光线，通过侧向连接面400的全反射之后，形成与中心线60接近平行的光线，进而由第一平面段41和第四平面段44射出。led31发射的小角度的光线，通过弧面段47形成与中心线60接近平行的光线进而射出。弧面段47一侧的两个直面段48中，靠近弧面段47的一个直面段48与中心线60的夹角为32
°
，以使led31发射的中间角度的光线通过该直面段48形成与中心线60接近平行的光线进而射出；远离弧面段47的一个直面段48与中心线60的夹角为13
°
，以使led31发射的中间角度的光线通过该直面段48形成全反射光线进而通过弧面段47形成与中心线60接近平行的光线射出。
47.如图1所示，光源装置还包括散热结构50，散热结构50设置在框体10上，且位于光源结构的背光侧，散热结构50包括散热片和风扇中的一种。在本技术中采用的是散热片，散热片的材质可以采用金属材质，通过散热片可以使光源结构发光产生的热量快速消失，达到快速散热的效果，当然也可以采用风扇对光源结构进行散热。
48.如图4所示，光源装置在距离扫描物面40mm的位置，形成宽度10mm以内的长条形的光斑，发光角度大约10
°
左右。这样有效减少了光衰，提高了光通量的利用率，实现了小体积，发光均匀的光源装置，并且实现一定大小的光斑效果。本技术中的导光结构40的体积宽度为10.6mm、高度6.5mm，长度根据光源结构长度的需求可以任意切割。当然，导光结构40的具体尺寸可根据实际情况进行设置。
49.显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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例，都应当属于本发明保护的范围。
50.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技术的示例性实施方式。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、工作、器件、组件和/或它们的组合。
51.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
52.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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。