激光器转让专利
申请号 : CN201911134456.6
文献号 : CN112825411A
文献日 : 2021-05-21
发明人 : 田新团 , 李建军
申请人 : 青岛海信激光显示股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种激光器,其特征在于,所述激光器包括:底板;
管壳;
所述管壳与所述底板形成容置空间,在所述容置空间内,多个激光器芯片和反射棱镜均贴装在所述底板上,所述反射棱镜用于将所述激光器芯片射出的光线沿远离所述底板的方向出射;
环状的上盖,所述上盖的外侧区域中靠近所述底板的表面固定于所述管壳上,所述上盖的内侧区域中靠近所述底板的表面呈平面;
所述激光器还包括准直透镜结构,所述准直透镜结构用于将所述反射棱镜反射的所述激光器芯片射出的光线进行准直后射出,所述上盖的内侧区域中靠近所述底板的表面用于承载所述准直透镜结构;或者,所述激光器还包括所述准直透镜结构、支撑框和透光密封层,所述支撑框的中间区域具有n个第一镂空区域,n为正整数,所述透光密封层覆盖在所述第一镂空区域远离所述底板的一侧,所述准直透镜结构位于所述支撑框与所述底板之间,或者所述准直透镜结构位于所述透光密封层远离所述底板的一侧,所述上盖的内侧区域中靠近所述底板的表面用于与所述支撑框远离所述底板的表面的四周边缘贴合,或者用于承载所述准直透镜结构。
2.根据权利要求1所述的激光器,其特征在于,所述上盖的外侧区域相对于所述上盖的内侧区域朝远离所述底板的一侧凹陷。
3.根据权利要求2所述的激光器,其特征在于,所述上盖的内侧区域的厚度范围为0.2毫米~0.5毫米。
4.根据权利要求2或3所述的激光器,其特征在于,所述上盖的外侧区域的厚度小于或者等于0.15毫米。
5.根据权利要求1至4任一所述的激光器,其特征在于,所述上盖远离所述底板的表面为平面。
6.根据权利要求1至5任一所述的激光器,其特征在于,n≥2,所述第一镂空区域呈条状,且所述n个第一镂空区域沿所述第一镂空区域的宽度方向依次排布,所述第一镂空区域用于透过至少两个所述激光器芯片射出的光线。
7.根据权利要求1至6任一所述的激光器,其特征在于,所述多个激光器芯片包括多行多列所述激光器芯片,每个所述第一镂空区域用于透过至少一行所述激光器芯片射出的光线。
8.根据权利要求1至5任一所述的激光器,其特征在于,n=1,所述第一镂空区域用于透过所述多个激光器芯片射出的光线。
9.根据权利要求1至8任一所述的激光器,其特征在于,所述底板与所述管壳一体成型。
10.根据权利要求1至9任一所述的激光器,其特征在于,所述激光器还包括:承载结构,所述承载结构的四周边缘固定于所述上盖的内侧区域中靠近所述底板的表面上,所述承载结构的中间区域具有多个第二镂空区域,所述准直透镜结构覆盖所述第二镂空区域远离所述底板的一侧;
其中,所述准直透镜结构用于将所述反射棱镜反射的至少一个所述激光器芯片射出的光线进行准直后射出。
说明书 :
激光器
技术领域
背景技术
状且包围该多个激光器芯片和该多个棱镜;该多个激光器芯片与该多个棱镜一一对应,每
个棱镜位于对应的激光器芯片的出光侧,棱镜用于反射对应的激光器芯片射出的光线;上
盖的内侧区域相对于外侧区域朝靠近底板的方向凹陷,该外侧区域靠近底板的表面与管壳
远离底板的表面贴合,支撑框和密封玻璃依次叠加在该内侧区域远离底板的表面,准直透
镜结构位于上盖远离底板的一侧。相关技术中,上盖为异形冲压件,通过对环状的薄板进行
冲压使内侧区域相对于外侧凹陷以得到该上盖
发明内容
用于承载所述准直透镜结构;或者,所述激光器还包括所述准直透镜结构、支撑框和透光密
封层,所述支撑框的中间区域具有n个第一镂空区域,n为正整数,所述透光密封层覆盖在所
述第一镂空区域远离所述底板的一侧,所述准直透镜结构位于所述支撑框与所述底板之
间,或者所述准直透镜结构位于所述透光密封层远离所述底板的一侧,所述上盖的内侧区
域中靠近所述底板的表面用于与所述支撑框远离所述底板的表面的四周边缘贴合,或者用
于承载所述准直透镜结构。
面,因此,上盖对准直透镜结构承载效果较好,上盖与支撑框的贴合效果较好。
附图说明
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。
具体实施方式
请以下实施例提供了一种激光器,可以提高激光器中支撑框与上盖的焊接效果,或者支撑
部件与上盖的焊接效果。
成容置空间,该多个激光器芯片103和该至少一个反射棱镜均贴装在底板101上,管壳102呈
环状且包围该多个激光器芯片103和该至少一个反射棱镜。
器芯片103的出光侧,反射棱镜用于将对应的激光器芯片103射出的光线反射至远离底板
101的方向。
光线进行准直后射出,该上盖106的内侧区域q2靠近底板101的表面用于承载该准直透镜结
构1071。需要说明的是,对光线进行准直也即是对光线进行汇聚,使得光线的发散角度变
小,更加接近平行光。
一个激光器芯片射出的光线。透光密封层覆盖在第一镂空区域远离底板的一侧,准直透镜
结构位于支撑框与底板之间,或者准直透镜结构位于透光密封层远离底板的一侧。上盖的
内侧区域中靠近底板的表面用于与支撑框远离底板的表面的四周边缘贴合,或者用于承载
准直透镜结构。
近底板的表面呈平面,因此,上盖对准直透镜结构承载效果较好,上盖与支撑框的贴合效果
较好。
产生的热量更快地散发。
中。在第一类激光器中,激光器可以包括准直透镜结构,而不包括支撑框和透光密封层,且
至少通过底板、管壳和准直透镜结构围成密闭的容置空间。在第二类激光器中,激光器可以
包括准直透镜结构、支撑框和透光密封层,至少通过底板、管壳、支撑框和透光密封层围成
密闭的容置空间。
壳102远离底板101的表面贴合,上盖106的内侧区域q2靠近底板101的表面可以与准直透镜
结构1071远离底板101的表面的四周边缘贴合。底板101、管壳102、上盖106和准直透镜结构
1071可以围成密闭的容置空间。
离底板101的一侧凹陷。可选地,上盖106远离底板101的表面为平面。示例地,可以通过对环
形板状结构一个表面上的外侧区域进行刻蚀得到,该环形板状结构的厚度可以与该上盖
106中内侧区域q2的厚度相同。
直透镜结构)的贴合效果较好。
区域可以相对于内侧区域凹陷,或者上盖106远离底板101的表面中内侧区域可以相对于外
侧区域凹陷。
可以作为一个准直透镜A,进而可以看做准直透镜结构1071包括至少一个准直透镜A。准直
透镜A可以为平凸形式的凸透镜,准直透镜A可以具有一个凸弧面和一个平面,该平面可以
平行于底板101的板面,且靠近底板101设置,该凸弧面和平面可以是两个相对的面。该准直
透镜结构1071远离底板101的一侧具有的每个凸弧面均可以为一个准直透镜A中的凸弧面。
与承载件Z一体成型,该承载件Z的材质可以为透光材质。示例地,可以采用模具压制的方式
制备该准直透镜结构1071。
103射出的光线反射至激光器芯片103对应的准直透镜A。在图1所示的激光器10中,每个激
光器芯片103射出的光线可以射向对应的反射棱镜104,进而在该反射棱镜104靠近该激光
器芯片103的表面发生反射,进而射向该激光器芯片103对应的准直透镜A。
承载结构1072的中间区域具有多个第二镂空区域K,该多个准直透镜结构1071一一对应覆
盖在该多个第二镂空区域K远离底板101的一侧。其中,该准直透镜结构1071用于将反射棱
镜反射的至少一个激光器芯片103射出的光线进行准直后射出。
所示,需要说明的是,图3和图4示出了每个准直透镜结构1071包括一个准直透镜的情况。可
选地,图5是本申请实施例提供的另一种激光器的部分结构示意图,图5仅示出了激光器10
中的准直透镜结构1071和承载结构1072。如图5所示,准直透镜结构1071包括多个准直透镜
A和承载该多个准直透镜A的承载件Z。可选地,承载结构1072中的第二镂空区域K可以呈条
状,且承载结构1072中的多个第二镂空区域K可以沿第二镂空区域K的宽度方向依次排布。
用于将反射棱镜104反射的至少一行激光器芯片103射出的光线进行准直后射出。
标轴对称形状可以为跑道形。图4以第二镂空区域K呈矩形为例进行示意。示例地,该矩形的
长度可以为5毫米,宽度可以为3毫米,该矩形的长度和宽度也可以为其他数值,本申请实施
例对此不做限定。需要说明的是,第二镂空区域K的形状可以根据激光器芯片103射出的光
线在对应的反射棱镜104上反射后的光型进行设计,仅需保证激光器芯片103射出的光线在
对应的反射棱镜104上反射后可以透过第二镂空区域K即可。
直透镜结构1071时,根据该准直透镜结构1071中准直透镜对应的激光器芯片103射出的光
线的情况,对应调整该准直透镜结构1071的设置位置。如可以调整该准直透镜结构1071的
设置位置,使得激光器芯片103射出的中心位置的光线穿过准直透镜结构1071中准直透镜
的顶点,从而使得准直透镜结构1071对光束的准直效果更好,使得出射光线的平行度较好。
在承载结构1072上,且使得每个准直透镜结构1071覆盖一个第二镂空区域K。或者,也可以
将每个准直透镜结构1071通过密封材料焊接在承载结构1072上,且使得每个准直透镜结构
1071覆盖一个第二镂空区域K。接着可以将承载结构1072焊接有准直透镜结构1071的表面
的四周边缘与上盖106的内侧区域中靠近底板101的表面贴合。
而得到一体成型的上盖106与承载结构1072。
以较小,进而准直透镜结构中准直透镜的曲率也可以相应减小,准直透镜的曲率也即是其
具有的凸弧面的曲率。可选地,准直透镜的曲率半径(也即是准直透镜中凸弧面的曲率半
径)的范围可以为1毫米~4.5毫米。
个第一镂空区域W,n为正整数,该第一镂空区域W用于透过至少一个激光器芯片103射出的
光线。透光密封层1052覆盖在第一镂空区域W远离底板101的一侧。示例地,每个第一镂空区
域W与一个或多个激光器芯片103对应,反射棱镜可以用于将对应的激光器芯片103射出的
光线反射至该激光器芯片103对应的第一镂空区域W。进而,每个第一镂空区域W可以透过该
第一镂空区域W对应的激光器芯片103射出的光线。
图8均以激光器10包括多个准直透镜结构1071和承载结构1072为例进行示意。在第二类激
光器中激光器10可以包括两个上盖,其中一个上盖用于承载支撑框1051,另一个上盖用于
承载准直透镜结构1071。为了便于描述及分区该两个上盖,以下将用于承载支撑框1051的
上盖称为第一上盖1061,将用于承载准直透镜结构1071的上盖称为第二上盖1062。
表面用于承载准直透镜结构1071,如该第二上盖1062的内侧区域中靠近底板101的表面用
于与承载结构1072远离底板101的表面的四周边缘贴合。
二上盖1062中远离底板101的上盖的外侧区域可以与管壳102远离底板101的表面贴合。示
例地,图7中第二上盖1062的外侧区域中靠近底板101的表面搭接在凸台T上,第一上盖1061
的外侧区域中靠近底板101的表面与管壳102远离底板101的表面贴合。图8中第一上盖1061
的外侧区域中靠近底板101的表面与凸台T远离底板101的表面贴合,第二上盖1062的外侧
区域中靠近底板101的表面与管壳102远离底板101的表面贴合。
103和反射棱镜104。可选地,当第二上盖搭接在凸台上时,管壳的内环面也可以具有多个凸
台,该多个凸台可以至少分布于管壳的内环面中相对的两个面上,以至少对第二上盖相对
的两侧边缘进行支撑,本申请实施例中未对此种情况进行示意。需要说明的是,本申请实施
例中通过底板101、管壳102、第一上盖1061、支撑框1051与透光密封层1052围成密闭的容置
空间。
盖可以为用于承载支撑框1051的第一上盖1061。需要说明的是,图9示出了准直透镜结构
1071位于支撑框1051与底板101之间的情况,图10示出了准直透镜结构1071位于透光密封
层1072远离底板101的一侧的情况,且图11是图10所示的激光器的分解结构示意图,图10为
图11所示的激光器中截面b-b’的示意图。其中,第一上盖1061的外侧区域中靠近底板101的
表面与管壳102远离底板101的表面贴合。如图9所示,准直透镜结构1071的边缘区域可以搭
接于管壳102的内环面具有的凸台T上,如图10所示,准直透镜结构1071可以直接粘贴于第
一上盖1061远离底板101的表面。
的厚度相同,如厚度均可以为0.2毫米。可选地,该厚度还可以小于0.15毫米,如该厚度为
0.12毫米。
构放置于上盖中凹陷的内侧区域,并采用密封材料对该组合结构及上盖进行焊接。可选地,
本申请实施例中也可以先将承载结构1072焊接在上盖上,再将准直透镜结构1071与承载结
构1072进行焊接。
的结构的截面b-b’的示意图,图12和图13可以为图14所示的结构的分解示意图。图7至图11
任一所示的激光器均可以包括图12至图14任一所示的结构。
可以呈条状,该n个第一镂空区域W可以沿第一镂空区域W的宽度方向依次排布。此种结构的
支撑框1051可以称为目字型的支撑框。
也即是每个第一镂空区域W用于透过5个激光器芯片射出的光线为例进行示意。每个激光器
芯片103射出的光线可以射向对应的反射棱镜104,并在该反射棱镜104靠近该激光器芯片
103的表面发生反射,进而射向该激光器芯片103对应的第一镂空区域W。
激光器10中所有激光器芯片103射出的光线。图13所示的仅具有一个第一镂空区域W的支撑
框1051可以称为口字型的支撑框。
密封层1052的设置牢固度,进而保证了激光器中容置空间密封效果。
空区域W可以与至少一行激光器芯片103对应,也即是每个第一镂空区域W可以用于透过至
少一行激光器芯片103射出的光线。需要说明的是,图11中以每个第一镂空区域W仅与一行
激光器芯片对应,进而透过该一行激光器芯片103射出的光线为例。可选地,支撑框1051中
也可以存在第一镂空区域W可以与两行或三行激光器芯片对应,或者支撑框1051中每个第
一镂空区域W也可以均与两行或三行激光器芯片对应,本申请实施例对此不做限定。
强的材质,如树脂材料等,本申请实施例对此不做限定。
的区域较少,进而减少了激光器芯片射出的由于被支撑框阻挡而损耗的光线,使得激光器
芯片射出的光线更多地被利用,提高了激光器的发光亮度及发光效果。
度,提高激光器的发光效果。
减小激光器的体积,有利于激光器的小型化。相比于相关技术中同样体积的激光器,由于本
申请实施例中提供的激光器中可以设置较多的激光器芯片,因此激光器可以发出更多光
线,激光器发出的光线的亮度更高,强度更强。
置在支撑框上时的倾斜角度较小,示例地该倾斜角度可以小于或等于0.5度。由于透光密封
层的倾斜角度较小,故可以降低激光器芯片射出的光线在透光密封层中传输的光程,减少
透光密封层对光线的吸收,提高光线的利用率。
状,且包围透光密封层1052,进而将透光密封层1052的侧面与支撑框1051远离底板101的表
面焊接。
地,该两个较大的表面可以平行。可选地,该两个较大的表面可以平行于底板101的板面。
连接处至少形成两个台阶J1,也即是该连接处具有至少两个台阶J1。需要说明的是,图7至
图10以及图12至图14均以该连接处具有三个台阶J1为例进行示意,可选地,该台阶J1的个
数也可以为4个、5个甚至更多。可选地,该台阶的个数也可以少于3个,如该台阶的个数也可
以为2个或1个。
而可以提高透光密封层1052与支撑框1051的粘附牢固度,进一步提高了由底板101、管壳
102、上盖106、支撑框1051和透光密封层1052围成的容置空间的密封效果。
为无铅低熔点玻璃;该低温玻璃的型号可以为D40。可选地,该低温玻璃也可以为含铅低熔
点玻璃,本申请实施例对此不做限定。需要说明的是,本申请实施例中用于表示温度的单位
“度”均指的是“摄氏度”。
进行烧结,进而得到所需形状的低温玻璃焊料H。本申请实施例中,在得到环状的低温玻璃
焊料H后,可以将低温玻璃焊料H放置在支撑框1051上,且包围透光密封层1052。进而,将该
支撑框1051、透光密封层1052及低温玻璃焊料H所组成的结构一起放在低温炉进行烧结,使
得低温玻璃焊料H熔融后填充透光密封层1052的边缘与支撑框1051之间的间隙,进而将支
撑框1051与透光密封层1052焊接。透光密封层1052的边缘与支撑框1051可以通过低温玻璃
焊料H紧密贴合,保证了由底板101、管壳102、上盖106、支撑框1051和透光密封层1052围成
的容置空间的密封性。
了透光密封层1052的焊接精度。还需要说明的是,透光密封层1052表面贴附的增亮膜的熔
点通常高于450度,采用低温玻璃焊料焊接透光密封层1052可以避免对该增亮膜的损伤。
粘贴材料,以进一步提高支撑框1051与透光密封层1052的粘贴强度。相邻的第一镂空区域W
之间的未镂空区域可以称为支撑横条,该粘贴材料可以包括玻璃熔胶或环氧密封胶等。可
选地,本申请实施例中的低温玻璃焊料也可以采用其他密封材料进行代替,如环氧密封胶
或其他密封胶水等,本申请实施例对此不做限定。
而本申请实施例中,仅需在支撑框的四周边缘和支撑横条位置进行粘接,或者仅在支撑框
的四周边缘进行粘接,简化了粘贴工艺,提升了粘贴效率,且粘贴效果较容易控制。本申请
实施例中采用低温玻璃焊料对支撑框1051和透光密封层1052进行密封,该密封效果较好,
可以提高激光器的气密性,进一步延长激光器的使用寿命。
第二镂空区域K用于透过多个激光器芯片射出的光线时,该承载结构1072与目字型的支撑
框1051的结构可以相同,该承载结构1072与目字型的支撑框1051的结构也可以相互参考,
本申请实施例在此不做赘述。
体成型,该第二上盖1062与承载结构1072也可以一体成型。示例地,可以对一块板状结构进
行刻蚀,进而得到一体成型的第一上盖1061与支撑框1051;也可以对一块板状结构进行刻
蚀,进而得到一体成型的第二上盖1062与承载结构1072。
为图15所示的底板101和管壳102的截面b-b’的示意图。
四周边缘Q2,激光器芯片103与反射棱镜104在底板101上的正投影位于底板101的中间区域
C;底板101的四周边缘Q2相对于底板101的中间区域C朝远离管壳102的一侧凹陷。本申请实
施例中,导电引脚108在底板101上的正投影均位于底板101的中间区域C之外。
在底板101上的至少部分正投影位于该台阶J2上,如导电引脚108的两端中伸入管壳102内
的一端在底板101上的正投影位于该台阶J2上。
区域C的连接处具有位于该相对两侧的多个台阶J2。示例地,该相对两侧为底板101的中间
区域C在激光器芯片排布的行方向上的两侧。
芯片103的损伤。
引脚108与底板101接触而影响导电引脚的导电性能的情况,保证了对激光器芯片的正常供
电。另外,底板的四周边缘与底板的中间区域的连接处具有台阶,进而可以在保证导电引脚
的导电性能的前提下,保证底板的强度。
域,底板的四周边缘与中间区域的连接处的台阶,以及底板的四周边缘。此时,底板的中间
区域的厚度高于制备完成的底板的中间区域的厚度。在将管壳焊接在底板上后会采用铣刀
对底板的中间区域进行第二次机加,以完成对底板的制备。示例地,在第一次机加工艺后,
底板中的该台阶与底板的四周边缘的高度差可以为0.13毫米,底板的中间区域相对于四周
边缘中台阶的高度差可以为0.4毫米,制备完成的底板的中间区域相对于四周边缘中台阶
的高度差可以为0.2毫米。需要说明的是,上述的高度差的数值仅为示例,可选地,底板中台
阶与底板的四周边缘的高度差可以其他数值,中间区域相对于四周边缘中台阶的高度差也
可以其他数值,如0.12毫米,0.15毫米或0.3毫米等。
生形变。之后,对底板的中间区域进行第二次机加,可以使得底板的中间区域变得较为平
坦,进而保证激光器芯片及反射棱镜在底板的中间区域的粘贴位置精准度及粘贴可靠性,
提高激光器射出的光线准直度。示例地,本申请实施例中底板的中间区域的平面度可以小
于0.02毫米。
中间区域可以更加平坦。
米;管壳102的材质可以为可伐材料。
管壳放置在底板的四周边缘,且在底板与管壳之间放置环形银铜焊料,接着将该底板、管壳
和导电引脚的结构放入高温炉中进行密封烧结。由于玻璃在大于800摄氏度下可与可伐材
料具有相同的物理新能,待密封烧结并固化后玻璃珠与管壳即可为一个整体,进而实现管
壳侧壁开口处的气密。在密封烧结后,对底板的中间区域进行第二次机加,提高该中间区域
的平坦度。接着将激光器芯片及反射棱镜设置在底板的中间区域,最后将上盖以及准直透
镜结构固定在管壳上,或者将上盖、准直透镜结构、支撑框和透光密封层固定在管壳上,至
此完成激光器的组装。
调整,本申请实施例对此不做限定。
壳在高温焊接时由于底板与管壳的热膨胀系数不同导致的底板产生褶皱,进而可以保证底
板的平坦度,保证激光器芯片与反射棱镜在底板上的设置可靠性,且保证激光器芯片发出
的光线按照预定的发光角度出射。
图17为图16所示的激光器中截面b-b’的示意图。图16与图17所示的激光器中底板101和管
壳102一体成型。如图16和图17所示,激光器10还可以包括焊接于管壳102远离底板101的一
侧的环状的支架109。可选地,管壳102远离底板101的表面上可以镀有可伐材料层(图中未
示出),该支架109可以焊接在该可伐材料层远离底板101的表面。
铜,如有氧铜或无氧铜。
架109的轴线方向上,该支架109的厚度范围为0.5毫米~1.5毫米。如该支架109的厚度可以
为0.5毫米,也可以为1毫米。
材料焊接,也即是当底板101与管壳102一体成型且制备材料为铜时,上盖106无法通过平行
封焊技术直接焊接在管壳102上。本申请实施例中在管壳102远离底板101的表面上镀有可
伐材料层,在可伐材料层远离底板101的表面上焊接支架109,且支架109的材质包括不锈钢
和可伐材料中的一种或多种,进而可以将上盖106采用平行封焊技术焊接在支架109远离底
板101的表面,保证了上盖106在管壳102上的有效固定。
免了将管壳102焊接在底板101上时底板101的褶皱,降低了高温焊接对底板的平面度的影
响,底板的平面度较高。
以激光器10包括多个准直透镜结构1071和承载结构1072为例;可选地,激光器10也可以仅
包括一个准直透镜结构,或者激光器10还可以包括支撑框和透光密封层,且该支撑框可以
为上述任一种支撑框。
面与透光密封层的距离大于或等于1.72毫米,激光器芯片的顶面与准直透镜结构的距离可
以2.42毫米,底板的厚度可以为3.45毫米。其中,激光器芯片的顶面距离准直透镜结构的距
离具体指:激光器芯片发出的光线照射到对应的反射棱镜上后,该反射棱镜上形成的光斑
的中心点距离准直透镜结构底面的距离。在通过口字型的支撑框支撑透光密封层时,激光
器的整体厚度可以为8.8毫米,激光器芯片的顶面与透光密封层的距离可以为0.92毫米,激
光器芯片的顶面与准直透镜层的距离可以2.62毫米,底板的厚度可以为3.45毫米。
器芯片的出光方向。在与第一方向垂直的第二方向上,相邻的激光器芯片的距离范围可以
为在3~6毫米,如可以为4毫米。由此可以看出本申请实施例的激光器中激光器芯片可以更
加紧凑的排布,激光器芯片的排布密度较大。
近底板的表面呈平面,因此,上盖对准直透镜结构承载效果较好,上盖与支撑框的贴合效果
较好。
个部件的组合方式不做限定。该各个部件指激光器中的底板、管壳、上盖、支撑框、透光密封
层、承载结构和准直透镜结构等。