光源模组制造技术

一种光源模组包括安装在至少一个块中的多个光源。所述块包括用于将至少一个块配合到相邻的块的配合面,以及用于分别安装所述多个光源的多个安装垫，所述安装垫沿垂直于所述光源的光辐射方向的方向上占据多个平面。所述配合面平行于所述光源的光辐射方向。多个块可以通过连接第一块的配合面与延伸出相邻块的配合面之外的凸起来组合。当所述块以这种方式结合时，位于多个平面中的安装垫沿着垂直于安装垫的轴在视点方向上重叠。以这种方式，光源不会阻碍来自相邻光源的光辐射。

Light source module

【技术实现步骤摘要】
光源模组
本专利技术涉及集合多个光源成为一个模组，其应用于需要使用多个光源以产生例如固态投影、激光聚光灯和工业制造激光器的高辐射功率系统的领域。
技术介绍
固态照明装置，诸如半导体激光装置和发光装置，在越来越多的应用中正继续取代传统的白炽光源。使用固态照明装置可以有许多优点，包括寿命长、色纯和节能，但是在某些应用中，单个固态光源装置的光功率可能不足以直接取代现有技术。在需要具有比单个固态光源装置能够实现的更高的辐射功率的应用中，多个装置可以被结合以提供所需的辐射功率。这种应用的例子包括投影和激光制造。这种应用要求来自多个固态光源的光束被结合以在维持小覆盖区域的同时产生非常高强度的光斑。这可以在一表面上创造非常高的功率密度以产生热，或者通过减小光束横截面来保持光学效率,例如当在散射介质中进行光转换过程时。随着多个固态光源的使用产生了另一个技术挑战；结合多个固态光源需要非常谨慎以在系统内实现高光学效率。固态照明装置的性能特性与装置的温度密切相关。因为它们通常非常小，他们具有非常高的功率体积比，这意味着如果没有足够的散热，他们会很容易过热并且遭受效率降低、或者损坏。这些效果对于激光二极管尤为重要，并且技术解决方案必须被实施以控制这些装置的温度。不同的应用需要不同的辐射功率系统。例如，一种使用于黑暗或者昏暗的房间的家庭影院投影仪，将要求比使用于光线良好的办公会议室的数据投影仪更低的峰值亮度。具有高度模组化并且可以按比例缩放以适合应用的多光源系统是有利的。US9726329B2，光源装置，Matsuo等人公告于2017年8月8日，详细说明了可以容纳多个半导体激光元件的光源装置。它们以平面的形式布置在支撑元件中。所述支撑元件具有沿至少一对的列对齐的孔、通过在一侧上提供至少一对凹陷而形成设置于其上的所述孔的一薄壁部分、以及与所述薄壁部分相邻的一厚壁部分。所述半导体激光装置被设置在所述厚壁部分上且端子对从支撑元件的另一侧通过孔暴露。布线基板可以安装在由凹陷、薄壁部分和厚壁部分形成的凹槽内。US9518725B2，光源装置，Sasamuro等人公告于2016年12月13日，描述了一种装置，其设置具有杆的第一半导体激光装置布置在第一支撑元件中，具有杆的第二半导体激光装置布置在第二支撑元件中。所述第二支撑元件放置在第一支撑元件的顶部上并且具有窗口部分以使第一激光装置发出的光穿过。从光辐射侧观察时，第一支撑元件中的激光装置的杆与第二激光装置的杆重叠。US9360745B2，光源组件和具有该光源组件的投影仪，Song等人公告于2016年6月7日，描述了一种用于投影仪的光源组件。其包括了一种布置，其中多个光源被设置在第一平面中的第一主体上以辐射光，以及光源的第二阵列被设置在第二平面的第二主体上，以设定间隙与第一平面间隔开，并且其中第二光源通过第一主体中的通孔在相邻的第一光源之间辐射光。现有技术描述了将多个光源结合于固定组件的布置。US9518725B2和US9360745B2描述了在多个保持特征中布置多个半导体激光装置的解决方案，以产生结合光束减小的横截面但不具有允许组装模组的尺寸变化的布置，因此并没有提出可扩展的解决方案。
技术实现思路
本专利技术描述了一种用于可扩展的多个光源的紧密封装的模组。保持多个光束的结合横截面尽可能小可以减小操纵集合输出光束所需的光学器件的尺寸。它还可以实现更好的光学效率。例如，当光与散射介质相互作用时，介质上较小的光束会减少有效光源的面积，意味着对于特定镜头，可以收集更多的光。光源模组的较小占用面积可有助于减小放置模组的系统的整体尺寸。可扩展光源模组可用于处理需要不同辐射功率系统的不同应用和模型的装置。没有现有技术有提供用于在模组化、可扩展的解决方案中结合多个光源于紧密封装的布置中的方法。本专利技术的一个方面，光源模组是由为保持多个光源而设计的镶嵌块组成。每一个块包括至少两个用于光源的安装垫，且每一个安装垫位于多个平行平面中的一个上，使得当垂直于安装垫的平面观察时，安装块内的每个光源的基部可以与不同平行平面中的那些重叠。安装垫被定位使得每个安装垫的一个部分在一侧凸出于块，并且相反侧具有互补的凹部，使得具有互补设计的第二块可以镶嵌以形成紧密堆积的光源布置，伴随着光源的轮廓的重叠。多个块可以以任何的数量被镶嵌，以匹配应用程序所需的辐射功率。本专利技术的一个方面，因此，是一种用于紧密封装多个光源的光源模组，其也是可扩展的。在示例性实施例中，光源模组包括安装在至少一个块中的多个光源，所述至少一个块包括分别安装所述多个光源的多个安装垫，所述安装垫在垂直于光源的光辐射方向的方向上占据多个平面；所述至少一个块还包括用于将所述至少一个块与相邻块结合的配合面，其中所述配合面平行于光源的光辐射方向。参考以下描述和附图，本专利技术的这些和进一步的特征将是显而易见的。在说明书和附图中，作为采用本专利技术的原理的一些方式的指示，已经详细公开了本专利技术的特定实施例，但是应该理解，本专利技术不在相应的范围内限制。相反，本专利技术包括落入所附权利要求的精神和术语内的所有改变，修改和等同。关于一个实施例描述和/或示出的特征可以在一个或多个其他实施例中以相同方式或以类似方式使用和/或与其他实施例的特征结合或代替其他实施例的特征。附图说明图1A示出了垂直于安装垫配合面没有组装光源的单个块的正视图。图1B示出了垂直于光辐射方向没有组装二极管的块的侧视图。图1C示出了沿着光辐射方向的具有组装光源的块的正视图。图1D示出了垂直于光辐射方向的具有组装二极管的块的侧视图。图2A示出了沿着光辐射方向的块光源模组的正视图。电连接元件设置在安装垫的后部图2B示出了图2A中的模组的正视图。图3A示出了没有组装光源的块的正视图。为光源电端子提供的通道可以被看到。图3B示出了图3A中的模组的后视图。图4A示出了沿着光辐射方向的8块的光源模组的正视图。每个块具有3层，并且安装垫沿着光辐射方向形成六边形布置。图4B示出了图4A中的光源模组的正视图。图5示出了沿着光辐射方向的3块的光源模组的视图。每个块具有4层，并且安装垫沿着光辐射方向在组装模组中形成六边形布置。安装垫以不规则的方式布置以允许层中的光源之间的最大距离。图6A示出了没有组装的光源的用于光源模组的被截断的前块和后块的后视图。设置于截面之间的是具有嵌入式热传输元件的夹层元件以将热量从光源转移。图6B示出了图6A中所示的块的分解图。图7A示出了垂直于光辐射方向包括具有组装光源的2个镶嵌块的模组的的侧视图。热传输元件嵌入块中并连接到散热工具上。图7B示出了图7A中模组的前部的正视图。图7C示出了图7A中模组背面的后视图。图8A示出了具有集成透镜的激光二极管光源的正视图。图8B示出了沿着光辐射方向具有集成透镜的激光二极管光源的正视图。图8C示出了沿着光辐射方向没有集成透镜的激光二极管光源的正视图。图9A示出了由两个块组成的光源模组的垂直于光辐射方向的一侧的截面图。激光二极管光源没有集成透镜。透镜设置在激光二极管的前面，并通过形成在用于一对配合的块的凹槽中的保持特征保持在适当位置。图9B示出了位于块中的透镜沿光辐射方向的正面的剖视图。第二块(未示出)与块配合以完成保持特征并将透镜保持在位置中。图9C示出了示例性模制透镜阵列的等距视图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光源模组，其包括：安装在至少一个块中的多个光源；所述至少一个块包括用于分别安装所述多个光源的多个安装垫，所述安装垫沿垂直于所述光源的光辐射方向的方向上占据多个平面；以及所述至少一个块还包括用于将所述至少一个块与相邻块结合的配合面，其中所述配合面平行于所述光源的光辐射方向。

【技术特征摘要】
2017.12.19 US 15/8466061.一种光源模组，其包括：安装在至少一个块中的多个光源；所述至少一个块包括用于分别安装所述多个光源的多个安装垫，所述安装垫沿垂直于所述光源的光辐射方向的方向上占据多个平面；以及所述至少一个块还包括用于将所述至少一个块与相邻块结合的配合面，其中所述配合面平行于所述光源的光辐射方向。2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于：所述多个安装垫中的每一个定义沿光辐射方向设置的孔或凹槽，使得光辐射自由地从所述块中穿出。3.如权利要求1-2任意一项所述的光源模组，其特征在于：所述安装垫的一部分凸出所述块的所述配合面之外，并且在所述块相对于所述配合面的相反侧上，所述块包括容纳所述相邻块的相应凸起的凹槽，使得当相邻块相对于所述至少一个块的所述配合面被横向放置时，所述多个平面中的所述安装垫沿着垂直于所述安装垫的轴在视点方向上重叠。4.如权利要求1-3任意一项所述的光源模组，其特征在于：所述至少一个块中的所述安装垫具有一个至少部分封闭的侧面和一个开口部分，使得被安装的光源暴露于从所述块的外部。5.如权利要求1-4任意一项所述的光源模组，进一步包括用于散发来自所述光源模组的热量的热传输部件。6.如权利要求5所述的光源模组，其特征在于：所述至少一个块包括包含第一组光源的第一部分和包含第二组光源的第二部分，并且所述热传输部件位于所述第一部分和所述第二部分之间。7.如权利要求6所述的光源模组，其特征在于：所述块的所述第一部分和所述第二部分开设了孔或者凹槽使得所述热传输部件嵌入所述第一部分和所述第二部分之间的块内。8.如权利要求5所述的光源模组，其特征在于：所述热传输部件位于所述光源模组的后侧，与所述光源的封装相间隔。9.如权利要求1-8任意一项所述的光源模组，其特征在于：所述多个光源中的每一个具有基部，并且相邻光源的基部彼此重叠而不阻挡彼此的光辐射。10.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅各布托马斯巴雷特，卡尔彼得威尔南，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP