多激光器构造、尤其RGB激光器模块以及包括该构造的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多激光器构造、尤其RGB激光器模块，包括：具有壳体盖的壳体，在壳体盖中形成有用于使电磁辐射的通过的至少一个开口，该开口具有与其配设的透明元件，包括底板，其中在该壳体内布置有在可见光谱的红色光谱范围内发射的第一激光器、在可见光谱的绿色光谱范围内发射的第二激光器以及在可见光谱的蓝色光谱范围内发射的第三激光器，其中馈电线穿过壳体被引导到各个激光器，并且在激光器运行时，由激光器发射的光的主要部分穿过透明元件，其中每个激光器分别a)在基座上，b)与底板的底面相间隔地布置，并且c)激光器分别彼此对准，其中激光器发射的主方向基本上平行于壳体的底板。的底板。的底板。

【技术实现步骤摘要】
多激光器构造、尤其RGB激光器模块以及包括该构造的装置


[0001]本专利技术涉及一种多激光器构造、尤其RGB激光器模块以及包括该构造的装置。

技术介绍

[0002]随着模拟数据的获取和数字处理的稳步改善，随之提供了这样的可能性，即不仅可以数字化地再现这些数据，而且可以向这些数字化的数据中添加其他的虚拟数据，这些虚拟数据可以为用户提供现实的扩展显示，这也被称为增强现实。
[0003]相应的装置包括例如也称为AR眼镜的眼镜，其中通过通常安装在眼镜腿上的投影装置将虚拟图像叠加在通过眼镜感知的自然图像上。这样的装置也上位地或一般地被称为头戴式显示器。
[0004]US 2013/0044042 A1公开了这种也称为谷歌镜的AR眼镜。WO 2019/067042A1描述了另一种称为微软全息透镜(Microsoft Hololens)的AR眼镜。
[0005]在EP 1285303 B1中描述了一种用于为移动电话生成虚拟显示器的移动系统，其中显示装置包括可独立控制的单元，这些单元可以以被动或主动模式进行操作，其中这些单元在被动模式下是透光的并且在主动模式下在虚拟显示器中生成图像。这种构造的缺点在于，处于被动模式下的单元会负面地影响通过它们的光。
[0006]在DE 102018106 A1中描述了一种半导体激光器和投影仪，其中用于半导体芯片的支架例如由氮化铝或碳化硅制成，其可以针对接触表面涂覆Ti、Pt和/或Au，并且尤其借助于金锡(AuSn)焊接工艺进行机械和电气接触。公开了布置在半导体激光器之间的氮化铝、碳化硅或类金刚石碳以及诸如金、铂、镍、钯、钛或银的金属作为导热材料，用于使半导体激光器彼此更好地热耦合，但不作为用于它们的支架。
[0007]为了给头戴式显示器或尤其AR眼镜的佩戴者提供尽可能高的佩戴舒适度以及高质量的视觉体验，人们对尽可能紧凑的、可电触发的光源存在很大的兴趣，这些光源提供电触发的彩色光。此外，这些光源应该可以有利地被集成到支撑它们的其他组件中。

技术实现思路

[0008]这通过在权利要求1中限定的多激光器构造、尤其利用在权利要求1中公开的RGB激光器模块来实现，其中其他的有利的设计方案可以不仅从属权利要求中而且从说明书的进一步公开中和从附图中获知。
[0009]本专利技术涉及一种多激光器构造、尤其RGB激光器模块，包括：壳体，该壳体具有壳体盖，在该壳体盖中形成有用于电磁辐射通过的至少一个开口，该开口具有与其配设的透明元件，底板，其中
尤其在可见光谱的红色光谱范围内发射的第一激光器，尤其在可见光谱的绿色光谱范围内发射的第二激光器，以及优选地，尤其在可见光谱的蓝色光谱范围内发射的第三激光器布置在壳体内，其中馈电线穿过所述壳体被引导到各个激光器，并且在激光器运行时，由所述激光器发射的光的主要部分穿过所述透明元件，其中每个激光器分别i)优选地，在基座上ii)与底板的底面相间隔地布置，并且iii)激光器分别彼此对准，其中激光器发射的主方向基本上平行于壳体的底板。
[0010]在同时提供激光器发射的主要部分作为可用光的情况下，基座的使用允许激光器在壳体内的非常确定的布置以及壳体几何形状的优化、尤其其尺寸的减小。激光器的主要部分应理解为由各个激光器通过其在透明元件发射的端面的方向上发射的光的比例大于80％、优选地大于85％、并且最优选地大于90％。
[0011]此外，基座可以包括具有也由其尺寸限定的热容量和比热导率(spezifische)的材料，其允许各个激光器有针对性地在其运行期间排热，因此有针对性地从它们中抽走热量，并在此情况下将这些热量排到壳体的外部。
[0012]在这种多激光器构造中，各个激光器的单独的可电触发性也是有利的，尤其也包括底板，其中取决于所显示的颜色或强度，因而并非所有的激光器同时发射必要时显示的图像信号的亮度或色度，并且甚至在消隐或暗相期间可以是完全不发射的，并且其中在壳体内在各个激光器之间只存在很小的光学相互作用，其中即使在相对较强的发射的情况下，由此在对其中一个激光器的完全电控的情况下，也不会导致与相应其他的激光器中的一个产生光学相互作用、尤其在该激光器例如仅以明显较低的强度发射的时候。
[0013]相对于例如垂直于底板发射的半导体构造，优点还在于RGB激光器模块的更好的可集成度，尤其在仅提供很小空间的应用中，因为这样可以将底板形成为承载组件，并且例如可以尤其在针对由激光器发射的光被调节的状态下容纳其他的光学组件。
[0014]通常，在本公开的范围内设定蓝色光谱范围是从450nm至490nm的波长范围，绿色光谱范围是从大于490nm至560nm的波长范围，红色光谱范围是从630nm至700nm的波长范围，从而利用当前公开的多激光器构造，可以提供有利于显示视觉信号的色彩空间。
[0015]替代地，多于一个的激光器或全部的激光器可以在相同的光谱范围内发射光，这例如在将多激光器构造用于照明目的时是有利的。
[0016]在本公开的范围内，激光器发射的主方向被理解为由各个激光器发射的激光的光轴，或者至少是基于发射的激光的横向强度分布的最大值的最大强度的传播方向并且因此是横向强度最大值的轴向传递方向。
[0017]在本公开的范围内，也为了简洁起见，术语主发射方向被同义地用于激光器发射的主方向。
[0018]激光器发射的主方向基本上平行于壳体的底板的说法限定为，激光器发射的该主
方向从通过底板或基板4的下表面限定的平面中向上升不超过5
°
或者在平面向下面侧倾不超过5
°
。
[0019]当壳体盖包括金属或由金属制成并且底板包括金属或由金属制成并且壳体盖通过焊接与底板连接时，产生特别有利的构造。
[0020]在此，“包括金属”的说法应该揭示，例如，金属主体可以部分地或全部覆盖有非金属涂层，例如氧化物层或漆、尤其高吸收性的无光漆。
[0021]通过焊接(Schweiβen或Verschweiβen)将壳体盖与底板连接为对于多激光器构造的连续运行强度带来了显著的优点，因为这样可以在壳体盖和底板之间提供流体密封和气体密封的连接，该连接对应于例如标准MIL
‑
STD883、方法1014。
[0022]在钎焊此类壳体时、例如在钎焊壳体盖与优选金属涂覆的陶瓷基底作为底板时，通常在氮气或氢气气氛下使用助熔剂如甲酸，其残留物随后会留在壳体中，该残留物即使作为微量也已经与在蓝色光谱范围中发射的半导体激光器的半导体材料相互作用并损坏该半导体材料。
[0023]在这里描述的实施方式中不是这种情况，因为在该实施方式中，例如透明元件可以首先通过钎焊过程被固定到壳体盖上，然后才(尤其在清洁壳体盖之后)进行与底板的钎焊过程。由此可以确保在壳体内的大气中存在的H2O含量小于5000ppm，并且由于壳体的气密设计，在组件的整个使用寿命中该正好还允许的水分压也没有被超过，对应于标准MIL883、方法1018。
[0024]如果基座与底本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多激光器构造，尤其RGB激光器模块，包括：壳体，所述壳体具有壳体盖，在所述壳体盖中形成有用于电磁辐射的通过的至少一个开口，所述开口具有与其配设的透明元件，底板，其中尤其在可见光谱的红色光谱范围内发射的第一激光器，尤其在可见光谱的绿色光谱范围内发射的第二激光器，以及尤其在可见光谱的蓝色光谱范围内发射的第三激光器布置在所述壳体内，其中馈电线穿过所述壳体被引导到各个激光器，并且在激光器运行时，由所述激光器发射的光的主要部分穿过所述透明元件，其中每个激光器分别i)在基座上ii)与所述底板的底面相间隔地布置，并且iii)所述激光器分别彼此对准，其中激光器发射的主方向基本上平行于所述壳体的所述底板。2.根据权利要求1所述的多激光器构造，其中所述壳体盖包括金属或由金属制成，并且所述底板包括金属或由金属制成，并且所述壳体盖通过焊接与所述底板连接。3.根据权利要求1或2所述的多激光器构造，其中所述基座与所述底板一体地形成，和/或其中所述底板包括金属或由金属制成，例如冷轧钢CRS1010，并且所述基座由与所述底板不同的材料制成或包括所述不同的材料，例如由无氧的高导电性的铜OFHC Oxygen
‑
free high conductive Copper制成或包括该无氧的高导电性的铜，并且其中所述基座优选地与所述底板压合、钎焊或焊接在一起。4.根据前述权利要求中的任一项所述的多激光器构造，其中快轴准直FAC透镜优选地与所述激光器的端面相间隔地布置在所述基座上。5.根据前述权利要求中的任一项所述的多激光器构造，其中所述透明元件包括玻璃或蓝宝石，或者由玻璃或蓝宝石制成。6.根据前述权利要求中的任一项、尤其根据权利要求5所述的多激光器构造，其中所述透明元件被形成为快轴准直FAC透镜或包括快轴准直FAC透镜。7.根据权利要求1至5中的任一项所述的多激光器构造，其中所述透明元件形成为纤维板或包括纤维板。8.根据权利要求5、6、或7中的任一项所述的多激光器构造，其中所述透明元件借助于玻璃焊料被保持在所述壳体盖上或布置在所述壳体盖上的框架上，和/或其中所述透明元件借助于AuSn被保持在所述壳体盖上，和/或其中所述透明元件被焊到所述壳体盖上。9.根据前述权利要求中的任一项所述的多激光器构造，其中至少所述壳体盖的在其上
布置有所述透明元件的壁形成为相对于所述底板侧倾，其中所述壳体盖的所述壁相对于所述底板的所述底面的法线方向的侧倾角位于35
°
至60
°
、优选地40
°
至50
°
、特别优选地43
°
至48
°
的范围内。10.根据前述权利要求中的任一项所述的多激光器构造，其中优选地在所述透明元件的下方布置有监控二极管，并且被所述透明元件反向反射的激光射到所述监控二极管上。11.根据权利要求1或2所述的多激光器构造，其特征在于，至少所述壳体盖的在其上布置有所述透明元件的壁的法线方向形成为相对于至少其中一个激光器的主发射方向是斜的，其中斜度相对于主发射方向位于3
°
至15
°
、优选地5
°
至10
°
、特别优选地6
°
至8
°
的角度范围内。12.根据前述权利要求中的任一项所述的多激光器构造，其中所述监控二极管被布置在所述激光器的后面、尤其被布置在与所述激光器配设的支架上。13.根据前述权利要求中的任一项所述的多激光器构造、尤其根据权利要求12所述的多激光器构造，其中所述监控二极管被布置在优选地包括陶瓷或由陶瓷制成的支架上，并且所述支架的在其上布置有监控二极管的表面的法线方向形成为相对于至少其中一个激光器的主发射方向是斜的，其中斜度相对于主发射方向位于3
°
至15
°
、优选地5
°
至10
°
、特别优选地6
°
至8
°<...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：