一种照明系统的制作方法

文档序号:23174247发布日期:2020-12-04 14:05阅读:88来源:国知局
一种照明系统的制作方法

本发明涉及照明技术领域,尤其涉及一种照明系统。



背景技术:

照明系统的出射光需满足一定的光强、波段和均匀度条件,通常采用光学系统对发光单元发射的光线进行整定,尤其是设有多波段发光单元的照明系统,需要通过合束的方式进行多种波段的光耦合,以得到满足条件的出射光。目前普遍采用多个棱镜或者二向色镜组成多组光学准直系统,对多波段的光进行合束,但在合束过程中,需要每个波段的发光单元在出射方向上光轴一致,装调难度很大且成本高。因此,需要提供一种合束方式简单、装调难度小的照明系统,以降低生产成本和操作复杂度。



技术实现要素:

本发明提供了一种照明系统,其特征在于,包括发光单元、光源基板、导光棒、导光棒固定组件和光学投射机构:

所述发光单元设置在所述光源基板上,能够发射一个或多个波段的光线,所述发光单元与所述导光棒的入射端接触设置,所述光源基板与所述导光棒固定组件固定连接;

所述导光棒固定组件设有用于容置所述导光棒的安装通腔,所述导光棒的入射端和出射端能够暴露于所述安装通腔的两端口,所述导光棒的侧棱与所述导光棒固定组件之间不产生应力;

所述光学投射机构包括会聚透镜、至少一个调焦透镜和透镜连接件,所述透镜连接件与所述导光棒固定组件固定连接,所述会聚透镜的入射面朝向所述导光棒的出射端,所述至少一个调焦透镜的入射面用于接收所述会聚透镜出射面所出射的光线。

本发明提供的照明系统具有如下技术效果:本发明利用导光棒和设有一组透镜组的光学投射机构实现了一种波段或多波段光线的整定,光线调节方式简单且装调难度小,有效降低操作复杂度和生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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它附图。

图1:本发明实施例提供的照明系统的剖面图;

图2:本发明实施例提供的照明系统的立体结构图;

图3:本发明实施例提供的照明系统的部分组件的爆炸图;

图4:本发明实施例提供的照明系统的部分组件的剖面图;

图5:本发明实施例提供的导光棒固定基座的立体图;

图6:本发明实施例提供的导光棒固定基座的剖面图;

图7:图5中方框区域的放大图;

图8:本发明实施例提供的导光棒盖板的立体图;

图9:本发明实施例提供的另一照明系统部分组件的剖面图;

图10:图9中照明系统部分组件的爆炸示意图;

图11:本发明实施例提供的导光棒安装件的立体图;

图12:本发明实施例提供的导光棒座的立体图;

图13:本发明实施例提供的照明系统控制装置的结构框图;

图14:本发明实施例提供的光学投射机构中各透镜的结构图;

图中:110-发光单元,120-光源基板,200-导光棒,310-安装通腔,320-导光棒固定基座,321-安装凹槽,322-会聚透镜连接面,323-第一安装孔,330-导光棒盖板,331-第二安装孔,340-避空凹槽,350-导光棒安装件,351-连接部,352-定位销,353-导光棒套筒,354-夹持片,355-会聚透镜沉台,356-间隙,360-导光棒座,361-定位槽,362-同心定位柱,363-套筒通腔,364-第一端面,365-第二端面,366-安装窗口,367-安装孔,370-导光棒紧固件,380-避空沉台,410-会聚透镜,420-调焦透镜,430-会聚透镜连接板,431-会聚透镜安装通孔,440-会聚透镜压圈,450-调焦透镜连接板,451-挡边,460-滑动连接件,470-调焦透镜压圈,480-出光透镜,500-调焦结构,610-散热器,620-风机,700-箱体,710-前盖,711-出光接口,720-侧板,730-后盖,740-进风口,750-出风口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明的是,本发明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,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,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、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以下参照附图对实施例进行说明,附图不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。

请参考图1-13,本公开实施例提供了一种照明系统,包括发光单元110、光源基板120、导光棒200、导光棒固定组件和光学投射机构:所述发光单元110设置在所述光源基板120上,能够发射一个或多个波段的光线,所述发光单元110与所述导光棒200的入射端接触设置,所述光源基板120与所述导光棒固定组件固定连接;所述导光棒固定组件设有用于容置所述导光棒200的安装通腔310,所述导光棒200的入射端和出射端能够暴露于所述安装通腔310的两端口,所述导光棒200的侧棱与所述导光棒固定组件之间不产生应力;所述光学投射机构包括会聚透镜410、至少一个调焦透镜420和透镜连接件,所述透镜连接件与所述导光棒固定组件固定连接,所述会聚透镜410的入射面朝向所述导光棒200的出射端,所述至少一个调焦透镜420的入射面用于接收所述会聚透镜410出射面所出射的光线。

如此,本发明利用导光棒200和设有一组透镜组的光学投射机构实现了一种波段或多波段光线的整定,光线调节方式简单且装调难度小,有效降低操作复杂度和生产成本。

本公开实施例中,所述导光棒200具有棱柱和/或棱台结构,所述安装通腔310沿所述导光棒200的轴向设置。

本公开实施例中,所述会聚透镜410和所述导光棒共轴设置。

本公开实施例中,所述会聚透镜410的出射面朝向至少一个调焦透镜420的入射面。

本公开实施例中,所述光学投射机构包括l个调焦透镜420,其中l为大于等于1的正整数,l个调焦透镜420用于将会聚透镜410出射的光线调节为预设光线,所述预设光线为满足所述照明系统出射光需求的光线。

在一些实施例中,所述会聚透镜410与至少一个调焦透镜420共轴设置。

在一些实施例中,l等于1,即所述光学投射机构包括一个调焦透镜420,所述导光棒200、所述会聚透镜410和一个所述调焦透镜420共轴设置。

基于上述部分或全部实施方式,本公开实施例中,所述光学投射机构还包括出光透镜480,所述出光透镜480的入射面用于接收至少一个调焦透镜420的出射光线。

在一些实施例中,所述出光透镜480用于出射经过所有调焦透镜整定的光线,可以设置在照明系统的出光接口处711。

基于上述部分或全部实施方式,本公开实施例中,所述导光棒200的至少一部分为棱柱和/或棱台结构。

在一些实施例中,所述导光棒200可以具有棱柱结构,棱柱结构的两底面为导光棒200的入射端端面和出射端端面。

在另一些实施例中,所述导光棒200可以具有棱台结构,棱台结构的两底面为导光棒200的入射端端面和出射端端面。

在另一些实施例中,所述导光棒200可以具有n个底面面积不同的棱柱结构,其中,n为大于等于2的正整数,n个棱柱结构沿其轴向首尾相接形成所述导光棒200。

在另一些实施例中,所述导光棒100可以具有n个底面面积不同的棱台结构,其中,n为大于等于2的正整数,n个棱台结构沿其轴向首尾相接形成所述导光棒200。

在另一些实施例中,所述导光棒200可以具有n1个底面面积不同的棱台结构和n2个底面面积不同的棱柱结构,其中,n1和n2为大于等于1的正整数,各个棱柱结构和棱台结构沿其轴向首尾相接形成所述导光棒200。

在实际应用中,所述照明系统可以应用于显微系统,如应用于的荧光显微系统等,通过导光棒200的棱柱侧面对发光单元结构的发射光线进行多次反射,以及光学投射机构的整定,最终发射出强度均匀的出射光线。

在一些实施例中,请参考图3或图10,所述导光棒200可以为直四棱柱结构。

本公开实施例中,所述导光棒200的入射端和/或出射端的端面为磨砂面。在一些实施例中,所述导光棒200的一端为磨砂面,另一端为抛光面。所述导光棒100可以为实心或者空心结构。

本公开实施例中,所述导光棒200的材质可以包括但不限于玻璃或者塑料材质,在一个实施例中,所述导光棒200为石英材质。

基于上述部分或全部实施方式,本公开实施例中,当所述导光棒200固定于所述安装通腔310中时,所述导光棒200出射端的各棱边与所述安装通腔310端口的各个边不接触。如此,在安装和使用时该处与导光棒固定组件不产生应力,降低导光棒200该处的棱边因应力而碎裂的可能性。

在一些实施例中,请参考图4和图9,与所述导光棒200出射端同侧的、所述安装通腔310的端口处设有避空沉台380,导光棒200出射端的各棱边位于避空沉台380中,以实现所述导光棒200出射端的各棱边与所述安装通腔310端口的各个边不接触。

在另一些实施例中,与所述导光棒200出射端同侧的、所述安装通腔310的端口的各个边长均大于对应的所述导光棒200出射端的各个边长,以实现所述导光棒200出射端的各棱边与所述安装通腔310端口的各个边不接触。

基于上述部分或全部实施方式,本公开实施例中,所述导光棒固定组件的朝向所述会聚透镜410的端面上设有会聚透镜连接面322或会聚透镜沉台355,所述安装通腔310的端口位于所述会聚透镜连接面322或所述会聚透镜沉台355的中部。如此,会聚透镜410可以贴设在会聚透镜连接面322或会聚透镜沉台355上,使得所述导光棒200与所述会聚透镜410共轴。

在一些实施例中,所述会聚透镜410为单面凸透镜,其入射面为平面,贴设在所述会聚透镜连接面322或会聚透镜沉台355的底面上。

基于上述部分或全部实施方式,本公开实施例中,当所述导光棒200容置于所述安装通腔310中时,所述导光棒200出射端的端面平齐或略低于所述会聚透镜连接面322;或者,所述导光棒200出射端的端面平齐或略低于所述会聚透镜沉台355的底面。如此,利用导光棒固定组件保护导光棒200的出射端,防止其因与会聚透镜410间的应力而碎裂。

基于上述部分或全部实施方式,请参考1和3,本公开实施例中,所述透镜连接件包括会聚透镜连接板430和会聚透镜压圈440,所述会聚透镜连接板430与所述导光棒固定组件固定连接,所述会聚透镜连接板430上设有会聚透镜安装通孔431,所述会聚透镜410设置于所述会聚透镜安装通孔431中;通过所述会聚透镜压圈440,所述会聚透镜410能够被固定于所述会聚透镜连接面322或会聚透镜沉台355上。

在一些实施例中,所述会聚透镜压圈440将所述会聚透镜410压紧在所述会聚透镜连接面322或会聚透镜沉台355上。

基于上述部分或全部实施方式,本公开实施例中,所述透镜连接件包括至少一个调焦透镜连接板450,调焦透镜连接板450上设有调焦透镜安装通孔,所述调焦透镜420设置于所述调焦透镜安装通孔中。

在一些实施例中,所述透镜连接件还包括至少一个调焦透镜压圈470,通过调焦透镜压圈470,调焦透镜420能够被压紧于所述调焦透镜安装通孔内。

在一些实施例中,所述调焦透镜安装通孔处设有挡边451,使得调焦透镜安装通孔的内径小于所述调焦透镜420的大径,所述调焦透镜420的入射面能够架设在所述挡边451上。

基于上述部分或全部实施方式,本公开实施例中,所述会聚透镜连接板430与至少一个调焦透镜连接板450滑动连接,通过调整所述会聚透镜连接板430与至少一个调焦透镜连接板450的相对位置,能够改变所述会聚透镜410与至少一个调焦透镜420间轴向上的距离,以调整出射光方向和/或出射光斑的尺寸。

具体实施例中,请参考图1,所述透镜连接件还包括滑动连接件460,通过所述滑动连接件460,所述会聚透镜连接板430和至少一个调焦透镜连接板450滑动连接。

在一个实施例中,所述滑动连接件460可以为滑轨,所述滑轨包括滑动件和导轨,所述会聚透镜连接板430与所述至少一个调焦透镜连接板450二者择一地设置所述滑动件,另一设置所述导轨,通过使所述滑动件在所述导轨上移动,实现所述会聚透镜连接板430与所述至少一个调焦透镜连接板450的相对移动。

基于上述部分或全部实施方式,本公开实施例中,所述光学投射机构还包括调焦结构500,所述调焦结构500与至少一个调焦透镜连接板450连接,所述调焦结构500能够带动至少一个调焦透镜连接板450相对于所述会聚透镜连接板430移动,进而改变所述会聚透镜410与至少一个调焦透镜420间轴向上的距离。

基于上述部分或全部实施方式,本公开实施例中,所述导光棒固定组件与所述光源基板120通过固定连接件连接。

基于上述部分或全部实施方式,本公开实施例中,所述导光棒固定组件朝向所述发光单元110的端面和所述光源基板120上二者择一地设有若干同心定位柱362,另一设有与所述同心定位柱362相匹配的同心定位孔。如此,使得发光单元110的发光区域与导光棒200对准和/或同心设置。

基于上述部分或全部实施方式,在一些实施例中,所述导光棒固定组件包括导光棒固定基座320和导光棒盖板330;所述导光棒固定基座320的第一连接面和/或所述导光棒盖板330的第二连接面上开设有用于放置所述导光棒200的安装凹槽321,所述第一连接面和所述第二连接面连接后,所述安装凹槽321形成能够容置所述导光棒200的安装通腔310。

进一步地,在一些实施例中,所述第一连接面和所述第二连接面上二者择一地开设有所述安装凹槽321,所述第一连接面和所述第二连接面连接后,所述安装凹槽321形成所述安装通腔310。

进一步地,在另一些实施例中,请参考图3,所述安装凹槽321包括第一安装凹槽和第二安装凹槽,所述第一安装凹槽开设在所述第一连接面上,所述第二安装凹槽开设在所述第二连接面上;所述第一连接面和所述第二连接面连接后,所述第一安装凹槽和所述第二安装凹槽形成所述安装通腔310。

进一步地,所述安装通腔310的侧壁上,对应于所述导光棒200侧棱的位置设有避空凹槽340,当所述导光棒200容置于所述安装通腔310内时,所述导光棒200的各侧棱位于避空凹槽340内,与所述安装通腔310的侧壁不接触,以使所述导光棒200的侧棱与所述导光棒固定组件之间不产生应力。如此,在安装和使用时,降低导光棒200侧棱因应力而碎裂的可能性。

进一步地,当所述第一连接面和所述第二连接面连接后,所述导光棒固定基座320和导光棒盖板330的一侧形成会聚透镜连接面322;或者,在朝向会聚透镜410的一侧,所述导光棒固定基座320上设有第一沉台,所述导光棒盖板330上设有第二沉台,当所述第一连接面和所述第二连接面连接后,所述第一沉台和所述第二沉台形成会聚透镜沉台。

基于上述部分或全部实施方式,在另一些实施例中,请参考图10-12,所述导光棒固定组件包括导光棒安装件350和导光棒座360,所述导光棒安装件350的相对的两端分别设有连接部351和导光棒套筒353,所述安装通腔310贯通所述连接部351和所述导光棒套筒353;所述导光棒座360设有用于插入所述导光棒套筒353的套筒通腔363,当所述导光棒套筒353插入所述套筒通腔363中后,所述连接部351置于所述导光棒座360的第一端面364上。所述导光棒座360的、与所述第一端面364相对的第二端面365与光源基板120固定连接。

进一步地,所述导光棒固定组件还包括导光棒紧固件370,通过将所述导光棒紧固件370套设在所述导光棒套筒353外部,所述导光棒200能够被固定于所述安装通腔310中。

进一步地,请参考图11,所述导光棒套筒353包括间隔设置的若干夹持片354,相邻所述夹持片354之间具有间隙356,当所述导光棒200固定于所述安装通腔310中时,所述夹持片354与所述导光棒200的侧面接触,所述导光棒200侧棱暴露于所述间隙356中,以使所述导光棒200的侧棱与所述导光棒固定组件之间不产生应力。如此,在安装和使用时,降低导光棒200侧棱因应力而碎裂的可能性。

基于上述部分或全部实施方式,在一些实施例中,请参考图1,所述照明系统还包括散热器610和风机620,所述光源基板120设置在所述散热器610的吸热端上,所述散热器610的吸热端还与所述导光棒固定组件固定连接,所述风机620与所述散热器610的散热端相邻设置。

进一步地,在一些实施例中,所述散热器610的吸热端上设有发光单元安装面,用于安装所述光源基板120,所述光源基板120与所述发光单元安装面固定连接。

进一步地,在一些实施例中,所述散热器610可以为铝翅片散热器610、半导体散热器610或铜管散热器610。

基于上述部分或全部实施方式,在另一些实施例中,所述照明系统还包括水冷散热装置,用于冷却发光单元结构。

基于上述部分或全部实施方式,本公开实施例中,所述照明系统还包括箱体700,所述箱体700内设置所述发光单元110、光源基板120、导光棒200、导光棒固定组件和光学投射机构,所述前盖710上设有用于所述光学投射机构整定的光线出射的出光接口711,光学投射机构的出射光能够通过所述出光接口711照射至其它结构。

进一步地,在一些实施例中,至少一个调焦透镜420靠近所述箱体700的前盖710设置。在另一些实施例中,光学投射机构的出光透镜480靠近所述箱体700的前盖710设置。

进一步地,在一些实施例中,所述出光接口711用于连接显微镜卡座或其它光学连接件,以连接显微系统或其它结构,如荧光显微系统。

进一步地,在一些实施例中,自所述箱体700内的前盖710至后盖730依次设置所述出光接口711、光学投射机构、导光棒200和导光棒固定组件、发光单元110、光源基板120、散热器610和风机620,所述箱体700上设有进风口740和出风口750,所述箱体700内壁上安装有控制电路板,所述控制电路板靠近所述出风口750且远离所述进风口740设置。

基于上述部分或全部实施方式,本公开实施例中,所述发光单元110为led光源模组,包括一种或多种发光波段的led芯片。

在一些实施例中,部分或全部所述led芯片上可以涂覆有荧光粉或者设置有荧光粉片。

基于上述部分或全部实施方式,本公开实施例中,所述控制装置包括恒压电源模块、至少一路恒流控制模块和主控制模块,所述恒压电源模块的输出端分别与所述恒流控制模块的输入端和所述主控制模块电连接,所述恒流控制模块的输出端与所述led芯片的输入端电连接。

其中,所述恒压电源模块用于为所述主控制器模块和恒流控制模块提供稳定的电压;所述恒流控制模块用于将所述恒压电源模块输出的恒压转化为恒流,并将所述恒流输送至所述led芯片。

进一步地,所述主控制模块用于向所述恒流控制模块发送开关信号和模拟电压信号,以使所述恒流控制模块根据所述开关信号控制所述led芯片的开启和关闭,以及根据所述模拟电压信号对所述led芯片的亮度进行无级调节。

其中,所述恒流控制模块能够将所述恒压电源模块的恒压转换为与所述模拟电压信号对应大小的电流,并输出至同路的led芯片,以控制led芯片的亮度。

其中,所述一路led芯片包括一个或多个led芯片。

在实际应用中,主控制模块能够通过恒流控制模块独立控制每一路led芯片的亮灭和亮度。所述主控制模块可以通过恒流控制模块同时或分时点亮各路led芯片,还可以分区点亮led芯片。

进一步地,一路恒流控制模块与对应控制一路led芯片,和/或一路恒流控制模块对应控制多路led芯片。

在一些实施例中,一路恒流控制模块对应控制一路led芯片。在一种实施方式中,所述控制装置包括m路恒流控制模块,对应控制m路led芯片,其中m为大于等于1的正整数。

在一些实施例中,一路恒流控制模块对应控制多路led芯片。在一种实施方式中,所述控制装置包括m路恒流控制模块,其中m为大于等于1的正整数。每路恒流控制模块对应控制多路led芯片,所述主控制模块可以通过每路恒流控制模块同时或分时点亮其对应的多路led芯片,还可以分区点亮其对应的多路led芯片。

进一步地,每路恒流控制模块可以通过电子开关切换,以分时连通不同的线路,一条线路上可以设有一路led芯片,和/或一条线路上可以同时设有多路led芯片。

在一些实施例中,控制装置包括m路恒流控制模块,m为大于等于1的正整数。其中,至少一路恒流控制模块与led芯片的连接方式为:一路恒流控制模块对应控制一路led芯片;至少一路恒流控制模块与led芯片的连接方式为:一路恒流控制模块对应控制多路led芯片。基于上述部分或全部实施方式,本公开实施例中,所述主控制模块设有亮度记忆单元,用于存储每一路所述恒流控制模块的、关闭前的最终模拟电压值,当一路led芯片开启时,所述主控制模块根据所述最终模拟电压值控制该路led芯片的亮度值。

具体地,所述主控制模块读取所述最终模拟电压值,将所述恒压电源模块的恒压转换为与所述最终模拟电压值对应大小的电流,以使led芯片以关闭或掉电前的亮度值点亮。

基于上述部分或全部实施方式,本公开实施例中,所述控制装置还包括温度监测电路,用于根据采集到的所述led发光单元模组的温度输出温度检测信号,所述主控制器模块能够根据所述温度检测信号控制风机620的转速,和/或,所述主控制器模块还能够根据所述温度检测信号判断所述led发光单元模组的温度是否大于等于断电阈值,若判断结果为是,向所述恒流控制模块发送关闭信号,以关闭led发光单元模组。

具体地,所述led发光单元模组的温度越高,所述风机620的转速越大。

在一些实施例中,所述温度检测信号可以为电压或电流信号,所述led模组的温度越高,所述电压或电流信号越小;主控制器模块接收该电压或电流信号,经过内部运算处理,输出用于控制所述风机620转速的脉宽调制pwm信号。

在一些实施例中,若led发光单元模组的温度大于等于断电阈值,所述主控制器模块关闭全部led芯片。

本公开提供的照明系统通过设置发光单元的发光区域、导光棒、会聚透镜和至少一个调焦透镜,即可将发光单元发射的一波段或多波段光线整定为强度均匀的出射光;且通过调焦结构能够调节至少一个调焦透镜与会聚透镜间的距离,实现出射光方向和/或出射光斑的尺寸调节;此外,控制装置能够单独控制一路led芯片或同时控制多路led芯片工作,无极调节和记忆每路led芯片的亮度值,根据发光单元结构的温度调节风机转速,以及断电保护;该照明系统的结构简单,装调难度小,且能够满足不同的照射亮度需求。

实施例1

请参考图1-8和图13,本实施例提供了一种照明系统,照明系统设有箱体700,箱体700包括前盖710、侧盖721、顶板、后盖730和底板,相邻结构间通过螺钉紧固。箱体700内由后至前(前盖710的方向为前方,后盖730的方向为后方)依次设置有风机620、散热器610、发光单元结构、匀光机构、光学投射机构和调焦结构500、以及出光接口711,此外箱体700的侧盖721上还设有控制电路板。

其中,发光单元结构包括发光单元110和光源基板120,匀光机构包括导光棒200和导光棒固定组件,光学准直结构包括会聚透镜410、调焦透镜420和透镜连接件,导光棒200、会聚透镜410和一个调焦透镜420共轴设置。本实施例中,会聚透镜410为单面凸透镜,调焦透镜420为双面凸透镜。

进一步地,请参考图2,两侧盖721上设有通风口750,后盖730上设有进风口740,风机620运行时通过进风口740吸入环境空气,并通过通风口750排出,控制电路板远离该进风口740,并设置在通风口750附近,如此,控制电路板位于空气流动形成的风道上,风机620提高散热器610散热效率的同时也能够为控制电路板降温。

散热器610的散热端朝向风机620,散热器610的吸热端的端面上设有发光单元安装面,光源基板120安装在该发光单元安装面上,可以为螺接、粘接或卡接。如此,通过发光单元结构与散热器610的直接接触,能够降低发光单元结构与散热器610之间的热阻,实现快速散热降温。

发光单元110固定连接在光源基板120上,本实施例中,发光单元110为led发光单元模组,包括多种发光波段的led芯片,led芯片上涂覆有荧光粉,led芯片形成发光区域,该发光区域上设有盖板。本实施例中,led发光单元模组具有四种发光波段的led芯片。led发光单元模组设置多路led芯片,一路led芯片至少包括一个led芯片。

导光棒200为直四棱柱结构的石英棒,其两端面分别为磨砂面和抛光面,入射端用于接收发光单元110发射的光线,出射端用于将光线发射至会聚透镜410。

导光棒固定组件包括导光棒固定基座320和导光棒盖板330;导光棒固定基座320设有第一连接面,导光棒盖板330设有用于扣合在第一连接面上的第二连接面,第一连接面和第二连接面上开设有用于放置导光棒200的安装凹槽321,其两端贯穿导光棒固定基座320和导光棒盖板330,导光棒200能够从安装凹槽321的顶面放入。当第二连接面扣合在第一连接面上后,安装凹槽321形成能够容置导光棒200的安装通腔310,导光棒200的入射端可以超出安装通腔310的端口。

进一步地,导光棒固定基座320和导光棒盖板330卡接或者通过固定连接件连接。在一种实施方式中,导光棒固定基座320上设有第一安装孔323,导光棒盖板330上设有第二安装孔331,第一连接面和第二连接面配合后,通过在第一安装孔323和第二安装孔331中设置连接件,可以实现导光棒固定基座320和导光棒盖板330的固定连接。

进一步地,导光棒固定基座320的相对的两端分别固定连接散热器610和透镜连接件。导光棒固定基座320朝向发光单元结构的一侧设有发光单元连接面,与导光棒200入射端同侧,该发光单元连接面上设有同心定位柱362,光源基板120上设有与该同心定位柱362相匹配的同心定位孔,同心定位柱362与同心定位孔配合后,导光棒200的入射端能够抵接在发光区域的盖板上,导光棒200与led发光单元模组的发光区域同心。此外,导光棒固定基座320的该侧与散热器610的端面固定连接。

进一步地,导光棒固定基座320的朝向会聚透镜410的一侧(导光棒200出射端的一侧)具有第一平面结构,导光棒盖板330的朝向会聚透镜410的一侧具有第二平面结构,当第一连接面和第二连接面扣合后,第一平面结构和第二平面结构形成会聚透镜连接面322,安装通腔310的端口位于会聚透镜连接面322的中部,使得会聚透镜410与导光棒200能够共轴设置。该会聚透镜连接面322凸出导光棒固定基座320和导光棒盖板330的大面,用于连接会聚透镜410的入射面。

进一步地,导光棒200出射端的端面与会聚透镜连接面322平齐,或者略低于该会聚透镜连接面322。会聚透镜410的入射面抵接在该会聚透镜连接面322上后,与导光棒200出射端的端面接触,或者与导光棒200出射端的端面间具有微小间隙356。

进一步地,安装通腔310具有与导光棒200配合的直四棱柱结构,其侧壁的与导光棒200侧棱对应的位置设置有避空凹槽340,具体为设置在安装通腔310的各侧棱位置,导光棒200置于安装通腔310中时,其侧棱位于避空凹槽340处,与侧壁不接触,以避免产生应力。

进一步地,导光棒200出射端与安装通腔310的端口间隙356配合。在一种实施方式中,安装通腔310的该端口的各个边长均大于对应的导光棒200的各个边长;在另一种实施方式中,该端口处设有避空沉台380,使得该处端口的侧壁和各棱边避开与导光棒200各出射端棱边的接触。

透镜连接件包括会聚透镜连接板430、会聚透镜压圈440、调焦透镜连接板450、调焦透镜压圈470和滑动连接件460。会聚透镜连接板430与导光棒固定基座320朝向会聚透镜410的一侧固定连接。本实施例中,会聚透镜连接板430为异形板,在一种实施方式中,具有平板和沿平板弯折的侧板,会聚透镜连接板430的平板上设有会聚透镜安装通孔431,会聚透镜410设置在该会聚透镜安装通孔431中,会聚透镜410出射面的凸出方向与侧板的伸出方向一致。

进一步地,会聚透镜压圈440用于将会聚透镜410固定于会聚透镜连接面322上。本实施例中,会聚透镜压圈440为环状,其内径小于会聚透镜410的大径,能够螺接或者卡接在会聚透镜安装通孔431中,使会聚透镜410抵靠在会聚透镜连接面322上,以限制会聚透镜410在其轴向上的运动,此时,会聚透镜安装通孔431能够限制会聚透镜410径向上的运动,如此,实现会聚透镜410与会聚透镜连接板430的固定连接。

进一步地,一个调焦透镜连接板450通过滑动连接件460与会聚透镜连接板430滑动连接,本实施例中,调焦透镜连接板450与会聚透镜连接板430的结构相类似,具有平板部分和沿平板弯折的侧板,调焦透镜连接板450的平板上设有调焦透镜安装通孔,调焦透镜420设置于调焦透镜安装通孔中,调焦透镜420出射面的凸出方向与侧板的伸出方向一致。

进一步地,调焦透镜压圈470用于将调焦透镜420固定于调焦透镜安装通孔中,调焦透镜安装通孔处设有挡边451,使得调焦透镜安装通孔的内径小于调焦透镜420的大径。本实施例中,调焦透镜压圈470为环状,其内径小于调焦透镜420的大径,能够螺接或者卡接在调焦透镜安装通孔中,使调焦透镜420的入射面架设在挡边451上,以限制调焦透镜420在其轴向上的运动,此时,调焦透镜安装通孔能够限制调焦透镜420径向上的运动,如此,实现调焦透镜420与调焦透镜连接板450的固定连接。

进一步地,调焦透镜连接板450能够内嵌在会聚透镜连接板430的侧板和平板形成的空间内,二者通过滑动连接件460滑动连接。滑动连接件460为滑轨,包括相匹配的滑动件和导轨,导轨设置在会聚透镜连接板430底部的侧板上,滑动件设置在调焦透镜连接板450底部的侧板上。

调焦结构500设有螺纹部和手持部,螺纹部穿过会聚透镜连接板430顶部的侧板后与调焦透镜连接板450螺接,手持部设置在会聚透镜连接板430的外部,会聚透镜连接板430顶部的侧板上还设有槽道,槽道沿调焦透镜420的轴向设置。使用者可以握持手持部使螺纹部在槽道中做往复运动,进而带动调焦透镜连接板450运动,使得滑动件在滑轨中做往复运动,实现调焦透镜420在轴向上相对于会聚透镜410移动,进而改变会聚透镜410与调焦透镜420间轴向上的距离,以调整出射光斑的尺寸。

调焦透镜420的前方设有出光接口711,调焦透镜420的出射光能够通过出光接口711,出光接口711用于连接显微镜卡座或其它光学连接件。

本实施例中,请参考图13,照明系统还包括控制装置,控制装置包括主控制模块、恒压电源模块和多路恒流控制模块,恒压电源模块的输出端分别与恒流控制模块的输入端和主控制模块电连接,为主控制器模块和恒流驱动模块提供稳定的电压。一路恒流控制模块的输出端与一路led芯片的输入端电连接,恒流控制模块用于将恒压电源模块输出的恒压转化为恒流,并将恒流输送至led芯片。

进一步地,主控制模块用于向恒流控制模块发送两路控制信号,分别为开关信号和模拟电压信号,以使恒流控制模块根据开关信号控制led芯片的开启和关闭,以及根据模拟电压信号输出不同大小的输出电流,以对led芯片的亮度进行无级调节。

具体地,恒流控制模块包括恒流控制芯片,恒流控制芯片上设有使能引脚,当主控制器模块发送使能信号时,恒流控制芯片内部的电子开关闭合,恒流控制芯片工作,以点亮该路led芯片;当主控制器模块发送失能信号时,恒流控制芯片内部的电子开关打开,恒流控制芯片不工作,以关闭该路led芯片。

具体地,恒流控制模块设有电压引脚,电压引脚上的信号电压决定恒流控制模块的输出电流。当主控制器模块发送的模拟电压信号增大时,恒流控制模块的输出电流增大,反之恒流控制模块的输出电流减小,以达到led芯片亮度的无级调节。每一路恒流控制模块都独立的接收主控制模块发送的控制信号,因此每一路led芯片都可以独立开关和无极调光。

进一步地,控制装置还包括温度监测电路,用于根据采集到的led发光单元模组的温度输出温度检测信号,温度检测信号可以为电压信号,温度越高电压信号越低,主控制器模块检测该电压信号,经过内部运算处理,输出pwm脉宽调制信号,控制风机620的转速,led发光单元模组的温度越高,风机620的转速越大,风机能够被无极调节。

同时,主控制器模块还能够根据温度检测信号判断led发光单元模组的温度是否大于等于断电阈值,若判断结果为是,主控制器模块向恒流控制模块发送关闭信号,以关闭led发光单元模组。

由于本发明采用了多路恒流控制模块控制多路led芯片,且模组上的led芯片都为相同极性,因此每一路led芯片都可以被独立控制亮灭、无极调光。此外,还可以记忆每一路led芯片当前的亮度值;根据led发光单元模组的实时温度实时调控散热风扇的转速,以达到按需降温的目的。

进一步地,所述主控制模块可以通过恒流控制模块同时或分时点亮各路led芯片,还可以分区点亮led芯片。一路恒流控制模块与对应控制一路led芯片,和/或一路恒流控制模块对应控制多路led芯片。

实施例2

请参考图9-13,本实施例提供一种照明系统,与实施例1的相同之处在此不再赘述,现对本实施例的照明系统与实施例1的不同之处进行如下说明。

首先,导光棒固定组件包括导光棒安装件350、导光棒座360和导光棒紧固件370,导光棒安装件350的侧剖面为t型,其t型的上部为连接部351,其下部为导光棒套筒353,安装通腔310贯通连接部351和导光棒套筒353,导光棒200的入射端位于导光棒套筒353侧,导光棒200的出射端位于连接部351侧,导光棒紧固件370能够套设在导光棒套筒353外部,将导光棒200固定于在安装通腔310中。在一种实施方式中,导光棒紧固件370螺接在导光棒套筒353的外部。

导光棒座360设有用于插入导光棒套筒353的套筒通腔363,连接部351的大径大于套筒通腔363的大径,当导光棒套筒353插入套筒通腔363中后,连接部351置于导光棒座360的第一端面364上,导光棒座360的、与第一端面364相对的第二端面365与光源基板120固定连接。

进一步地,连接部351上设有定位销352,导光棒座360的第一端面364上设有与定位销352相匹配的定位槽361,当连接部351置于第一端面364上时,通过将定位销352和定位槽361配合,能够固定导光棒套筒353在套筒通腔363中的位置,限制导光棒安装件350与导光棒座360之间的相对移动。

进一步地,连接部351设有会聚透镜沉台355,会聚透镜410的入射面能够贴设在该会聚透镜沉台355的底面上,安装通腔310的端口设置在会聚透镜沉台355的中部,使得所述导光棒200与会聚透镜410共轴。导光棒200出射端的端面平齐或略低于会聚透镜沉台355的底面,使得会聚透镜410与导光棒200出射端的端面接触,或者与导光棒200出射端的端面间具有微小间隙356。

进一步地,导光棒200出射端与安装通腔310的端口间隙356配合。在一种实施方式中,安装通腔310的该端口的各个边长均大于对应的导光棒200的各个边长;在另一种实施方式中,该端口处设有避空沉台380;使得该处端口的侧壁和各棱边避开与导光棒200各出射端棱边的接触。

进一步地,导光棒套筒353包括间隔设置的四个夹持片354,相邻夹持片354之间具有间隙356,当导光棒200固定于安装通腔310中时,四个夹持片354分别与导光棒200的四个侧面接触,导光棒200的四个侧棱暴露于间隙356中。

导光棒座360的第二端面365上设有发光单元连接面,该发光单元连接面上设有同心定位柱362,光源基板120上设有与该同心定位柱362相匹配的同心定位孔,同心定位柱362与同心定位孔配合后,导光棒200的入射端能够抵接在发光区域的盖板上,导光棒200与led发光单元模组的发光区域同心。

会聚透镜410和导光棒安装件350通过会聚透镜压圈440固定在导光棒座360上,会聚透镜压圈440能够与导光棒座360的第一端面侧配合连接,可以为卡接或螺接。

在一种实施方式中,会聚透镜压圈440设有内螺纹,导光棒座360的第一端面侧设有外螺纹,会聚透镜410置于会聚透镜沉台355中后,会聚透镜压圈440螺接在导光棒座360的第一端面侧,固定会聚透镜410且将导光棒安装件350的连接部351压紧在导光棒座360的第一端面364上,以限制会聚透镜410与连接部351的相对运动,以及限制导光棒座360与导光棒安装件350间的相对运动。会聚透镜压圈440可以卡接或架设在会聚透镜连接板430的会聚透镜安装通孔431中。

导光棒座360的第二端面365与散热器610或光源基板120通过固定连接件连接,如通过螺钉连接。在一个实施方式中,导光棒座360的侧面上设有至少一个安装窗口366,安装窗口366的朝向散热器610的一侧边框上设有安装孔367,用于设置连接散热器610或光源基板120的固定连接件。

进一步地,在一种实施方式中,导光棒安装件350的连接部351与会聚透镜连接板430固定连接,以实现导光棒固定组件的固定。在另一种实施方式中,导光棒固定组件还包括连接块,导光棒安装件350和导光棒座360连接后设置在连接块上,以承担导光棒安装件350和导光棒座360的重量,连接块的两端分别固定连接会聚透镜连接板430和散热器610。

再者,主控制模块还设有亮度记忆单元,用于存储每一路恒流控制模块的、关闭前的最终模拟电压值,当一路led芯片开启时,主控制模块根据最终模拟电压值控制该路led芯片的亮度值。在一种实施方式中,当接收到记忆存储指令时,主控制器模块会将当前的最终模拟电压值存入eeprom中,当掉电重启led发光单元模组时,主控制模块从eeprom读取当前的每一路记忆的最终模拟电压值,控制该最终模拟电压值对应的输出电流点亮。

实施例3

本实施例提供一种照明系统,与实施例1或实施例2中的结构和控制装置的相似之处在此不再赘述,现对本实施例的照明系统与实施例1、实施例2的不同之处进行如下说明。

请参考图14,图14示出了本实施例提供的光学投射机构中的各透镜的结构图。如图所示,光学投射机构包括会聚透镜410,调焦透镜420、出光透镜480和透镜连接件,出光透镜480的前方设有出光接口711,且出光透镜480的出射面对准出光接口711,以使出光透镜480的出射光能够通过该出光接口711。

进一步地,会聚透镜410,调焦透镜420和出光透镜480共轴设置。

进一步地,透镜连接件包括出光透镜连接板(未图示),出光透镜480设置在出光透镜连接板的出光透镜安装通孔内。

在一种实施方式中,出光透镜480固定设置在箱体700内,出光透镜480通过出光透镜连接板固定在靠近前盖的位置,调焦透镜420通过移动改变与会聚透镜410间轴向上的距离,同时改变与出光透镜480间轴向上的距离。

在另一种实施方式中,透镜连接件还包括出光透镜滑动连接件(未图示),通过该出光透镜滑动连接件,出光透镜480能够在轴向上相对会聚透镜和/或调焦透镜做往复移动,以改变与会聚透镜和/或调焦透镜间轴向上的距离,进而实现光线的整定和调节。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

需要说明的是,本申请中记载的全部特征(包括记载在不同实施例中的技术特征),在合理的情况下,可以任意结合,结合而形成的新的技术方案均在本申请的保护范围内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,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。

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