一种激光器模块调整装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种激光器模块调整装置，属于激光显示【技术领域】。所述装置至少包括：透镜夹持部件、调整机构部件、载体，所述透镜夹持部件上部设置有所述调整机构部件，所述透镜夹持部件下部设置在所述载体上面，所述透镜夹持部件用以夹持准直透镜，所述调整机构部件用以相对于参照物三维光学调整架调节半导体激光器与准直透镜的准直位置关系，所述载体用以承载准直透镜和半导体激光器。通过透镜夹持部件夹持非球面准直透镜，替代人工用镊子夹持镜片，可保证更加稳定的夹持力；通过调整机构部件相对于参照物三维光学调整架合理调节半导体激光器与准直透镜的准直位置关系，有效提高准直效率及激光器模块制造质量。
【专利说明】一种激光器模块调整装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光显示【技术领域】，特别涉及一种激光器模块调整装置。
【背景技术】
[0002]激光器模块是激光显示装置中的核心部件。激光器模块中包括半导体激光器、准直透镜以及半导体激光器与准直透镜的载体。在现有的激光显示或其他需要高功率激光输出的场合中，单个半导体激光器的输出光源功率较低，往往不能满足激光显示对于高功率激光光源的要求，实际应用中常将多个独立的半导体激光器封装在一起，进而使其输出光源整形、合并到一起输出。
[0003]在上述激光器模块制造过程中，常需要合理调整激光器模块中半导体激光器与准直透镜的位置关系。现有技术中，准直透镜的固定通常是通过手工操作，将镜片放置在激光器模块上，用镊子调整好镜片位置后，手持点胶装置对激光器模块进行点胶。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]1、采用镊子调整镜片位置，需要人工操作镊子夹持镜片，夹持力不稳定，随机性较大；
[0006]2、镜片与激光器之间的相对位置易发生变化，影响准直效率及质量；
[0007]3、激光器模块固化过程中激光光束处于裸露状态，容易灼伤人眼、皮肤；
[0008]4、人工操作容易给激光器模块的制造过程造成污染。
【发明内容】
[0009]为了解决现有技术人工用镊子夹持镜片操作中存在的问题，本发明实施例提供了一种激光器模块调整装置。通过准直管夹持准直透镜，操作方便快捷，有效提高准直效率及质量。所述技术方案如下:
[0010]一种激光器模块调整装置，至少包括:透镜夹持部件、调整机构部件、载体，所述透镜夹持部件上部设置有所述调整机构部件，所述透镜夹持部件下部设置在所述载体上面，所述透镜夹持部件用以夹持准直透镜，所述调整机构部件用以相对于参照物三维光学调整架调节半导体激光器与准直透镜的准直位置关系，所述载体用以承载准直透镜和半导体激光器。
[0011]具体地，所述透镜夹持部件至少包括:准直管、管体上螺套、管体下螺套、下压簧、夹头上螺套、夹头下螺套、磁铁、夹头、圆柱销、调节件；所述准直管外管壁上顺次联接有所述管体上螺套、管体下螺套、夹头上螺套、夹头下螺套，所述夹头上螺套上设置有调节件，所述调节件在所述管体下螺套的通槽内上下移动；所述管体下螺套、下压簧设置在所述夹头上螺套内，所述夹头下螺套内设置有所述磁铁；所述准直管下部通过所述圆柱销活动联接有所述夹头。
[0012]具体地，所述载体至少包括:准直透镜载体，半导体激光器载体；所述准直透镜载体上设置有数个垂直的通孔，所述通孔排列形式为均匀分布或有规则的分布，所述准直透镜载体底部设置有凸柱，半导体激光器载体内部设置有凹槽，所述凸柱插入所述凹槽，所述半导体激光器载体设置在散热器上。
[0013]具体地，所述调整机构部件至少包括:定心柱、调整座、微调螺杆、拉簧、圆柱销、底盘、螺杆座、上压簧、螺套、定位销；所述定心柱、调整座顺次套装在所述准直管外管壁上部，所述定心柱上设置有紧固螺钉；在所述调整座的外径上套装有所述底盘、支架，所述调整座上设置有拐角凹槽，所述定位销径向穿过所述准直管和拐角凹槽，沿拐角凹槽内滑动。
[0014]具体地，所述底盘上沿圆周均匀分布有四个通孔，每个通孔内固联有所述螺杆座，每个螺杆座内联接有所述微调螺杆，每个微调螺杆上部穿过所述支架的圆环盘，下部抵在所述调整座的大圆盘上；在所述调整座大圆盘上沿圆周均匀分布有四个柱销槽，所述每个柱销槽内设置有下圆柱销，所述每个拉簧下部对应钩挂在所述每个下圆柱销上，所述每个拉簧上部穿过所述底盘上设置的弹簧孔，分别钩挂在所述支架上的四个上圆柱销上。
[0015]具体地，所述螺套联接在所述调整座与所述管体上螺套之间的所述准直管外管壁上，所述螺套内设置有所述上压簧，所述上压簧上端抵在所述调整座底面。
[0016]具体地，所述支架包括圆环盘和矩形板，支架的矩形板安装在三维光学调整架的一侧。
[0017]具体地，所述支架包括圆环盘，所述圆环盘与三维光学调整架上的矩形板连接。
[0018]相比现有技术，本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0019]本发明实施例通过透镜夹持部件夹持非球面准直透镜，替代人工用镊子夹持镜片，可保证更加稳定的夹持力；通过调整机构部件相对于参照物三维光学调整架合理调节半导体激光器与准直透镜的准直位置关系，有效提高准直效率及激光器模块制造质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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他的附图。
[0021]图1是本发明实施例提供的一种激光器模块调整装置结构示意图；
[0022]图2是本发明实施例提供的图1中透镜夹持部件与调整机构部件结构示意图；
[0023]图3是本发明实施例提供的透镜夹持部件的夹头松开工作状态示意图；
[0024]图4是本发明实施例提供的透镜夹持部件的夹头夹紧工作状态示意图；
[0025]图5是本发明实施例提供的图3中C-C剖视放大图；
[0026]图6是本发明实施例提供的图5中夹头上螺套旋转状态示意放大图；
[0027]图7是本发明实施例提供的图4中D-D剖视放大图；
[0028]图8是本发明实施例提供的图4中E-E剖视放大图；
[0029]图9是本发明实施例提供的图4中F-F剖视放大图；
[0030]图10是本发明实施例提供的载体结构主视图；
[0031]图11是本发明实施例提供的图10的俯视图；
[0032]图12是本发明实施例提供的另一载体结构俯视图；
[0033]图13是本发明实施例提供的图2的俯视图；[0034]图14是本发明实施例提供的图2中B-B剖视放大图；
[0035]图15是本发明实施例提供的激光器模块调整装置右调摆角状态示意图；
[0036]图16是本发明实施例提供的激光器模块调整装置左调摆角状态示意图；
[0037]图17是本发明实施例提供的激光器模块调整装置三维调整的空间摆角示意图。
[0038]图中各符号表示含义如下:
[0039]I透镜夹持部件，1-1准直管，1-2管体上螺套，1-3管体下螺套，1-4下压簧，1-5夹头上螺套，1-6夹头下螺套，1-7磁铁，1-8夹头，1-9圆柱销，1-10调节件；
[0040]2调整机构部件，2-1定心柱，2-2调整座，2-3微调螺杆，2_4拉簧，2-5圆柱销，2_6底盘，2-7螺杆座，2-8上压簧，2-9螺套，2-10定位销，；
[0041]3载体，3-1准直透镜载体，3-2半导体激光器载体；
[0042]4散热器；
[0043]5准直透镜；
[0044]6三维光学调整架；
[0045]7 支架；
[0046]a°为1-5夹头上螺套旋转角度；
[0047]P °为1-1准直管转动角度；
[0048]V °为1-8夹头下部张开角度；
[0049]Q °为1-1准直管轴线与Z轴间的夹角。
【具体实施方式】
[0050]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0051]参见图1所示，本发明实施例提供了一种激光器模块调整装置，该装置用于激光器模块制造过程中，便于合理调整激光器模块中半导体激光器与准直透镜的位置关系。主要包括:透镜夹持部件1、调整机构部件2、载体3等零部件以及相关的现有技术散热器4、准直透镜5、三维光学调整架6、支架7等；其透镜夹持部件I上部设置有调整机构部件2、支架7，透镜夹持部件I下部设置在载体3上面，载体3设置在散热器4上，载体3上设置有非球面准直透镜5 ;调整机构部件2通过支架7与参照物三维光学调整架6联接，其中，三维光学调整架6的底面与载体3的底面可以在同一平面上，也可以不在同一平面上。所述透镜夹持部件I用以夹持准直透镜5，所述调整机构部件2用以相对于参照物三维光学调整架6调节半导体激光器与准直透镜5的准直位置关系，所述载体3用以承载准直透镜5和半导体激光器。
[0052]参见图2、图3、图4所示，具体地，作为优选，所述透镜夹持部件I至少包括:准直管1-1、管体上螺套1-2、管体下螺套1-3、下压簧1-4、夹头上螺套1-5、夹头下螺套1-6、磁铁1-7、夹头1-8、圆柱销1-9、调节件1-10等零部件，其中，调节件1-10可以用圆柱销替代；所述准直管1-1为一空心圆柱体，准直管1-1外管壁中下部顺次联接有管体上螺套1-2和管体下螺套1-3，并且滑动联接有夹头上螺套1-5、夹头下螺套1-6，夹头上螺套1-5的上部设置有螺孔，穿过有调节件1-10 ;管体下螺套1-3、下压簧1-4设置在夹头上螺套1-5内，下压簧1-4的上端抵在管体下螺套1-3底部，下端抵在夹头上螺套1-5内底面；夹头下螺套1-6内设置有用于径向磁化的磁铁1-7。
[0053]同时参见图5、图6、图7、图8、图9所示，具体地，所述准直管1_1下部设置有至少两个对称的圆柱销1-9，通过圆柱销1-9活动联接有至少两个对称的夹头1-8，夹头1-8用于夹持非球面准直透镜5，采用三个或更多夹头1-8，可保证更加稳定的夹持力；所述管体下螺套1-3上开设有一个通槽l_3a，也可以对称开设两个通槽，夹头上螺套1-5上安装的调节件1-10可以在通槽l_3a内上下移动。
[0054]本发明实施例的透镜夹持部件I工作原理:参见图3、图4、图6所示，当夹头上螺套1-5向上提起时(如箭头所示)，下压簧1-4压缩，夹头1-8受磁铁1-7径向磁力作用向内收缩的同时绕圆柱销1-9转动，当旋转夹头上螺套1-5到角度a°时，调节件1-10离开通槽l_3a并实现夹头上螺套1-5锁位，同时可实现夹头1-8下部保持张开角度V °，此时在参照物三维光学调整架6的辅助下可实现透镜夹持部件I向非球面准直透镜5定位，其中，角度a°的范围可以是10?45°，可根据通槽l_3a与调节件1-10共同确定；角度大于0°即可，可根据夹头上螺套1-5向上提升的距离来确定。完成定位后，当旋转夹头上螺套1-5恢复到角度为0°时，夹头上螺套1-5在无外力作用的情况下，在下压簧1-4恢复力作用而向下运动(如箭头所示)，同时推动夹头1-8绕圆柱销1-9转动，而实现对非球面准直透镜5夹紧。夹持力可通过调整下压簧1-4的压缩量来改变大小，以适应不同的激光器模块制造场合。
[0055]参见图10、图11、图12所示，具体地，所述载体3至少包括:准直透镜载体3-1，半导体激光器载体3-2等零部件；其准直透镜载体3-1形状为长方形或圆形或其他规则形状，从上平面至下平面设置有若干个垂直的通孔3-la，通孔3-la的排列形式为均匀分布或有规则的分布，也可以是无规则的分布，所述准直透镜载体3-1底部设置有凸柱，半导体激光器载体3-2内设置有凹槽，所述凸柱插入所述凹槽，所述半导体激光器载体3-2设置在散热器4上，半导体激光器载体3-2上设置有现有技术的半导体激光器，半导体激光器的工作原理是激励方式，利用半导体物质在能带间跃迁发光，用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振荡、反馈，产生光的辐射放大，输出激光，应用较广的是具有双异质结构的电注入式二极管激光器。
[0056]参见图2、图13、图14所示,具体地,所述调整机构部件2至少包括:定心柱2_1、调整座2-2、微调螺杆2-3、拉簧2-4、圆柱销2-5、底盘2_6、螺杆座2_7、上压簧2_8、螺套2_9、定位销2-10等零部件；其中定心柱2-1、调整座2-2顺次套装在准直管1-1外管壁上部，定心柱2-1上部设置有紧固螺钉定位；在调整座2-2的外径上顺次套装有底盘2-6、支架7，支架7包括圆环盘和矩形板，支架7的矩形板通过螺钉安装在三维光学调整架6的一侧；所述调整座2-2上设置有一个拐角凹槽，定位销2-10径向穿过准直管1-1和拐角凹槽，并可在拐角凹槽内滑动，起到调整座2-2与准直管1-1定位的作用，同时导向准直管1-1上下滑动并防止转动。
[0057]其中，支架7也可以仅包括圆环盘，矩形板设置在三维光学调整架6的一侧，圆环盘与矩形板联接，实现调整机构部件2与三维光学调整架6联接。
[0058]所述底盘2-6上沿圆周均匀分布有四个通孔，四个通孔内分别固联有四个螺杆座
2-7，四个螺杆座2-7内螺纹联接有四个微调螺杆2-3，四个微调螺杆2-3上部穿过支架7的圆环盘，下部抵在调整座2-2的大圆盘上面；在调整座2-2的大圆盘上沿圆周均匀分布有四个柱销槽，每个柱销槽内设置有一个下圆柱销2-5b，每个拉簧2-4下部对应钩挂在每个下圆柱销2-5b上，每个拉簧2-4上部穿过底盘2-6上设置的四个弹簧孔，四个拉簧2-4分别钩挂在支架7上设置的四个上圆柱销2-5a上。
[0059]所述准直管1-1中下部外管壁上螺纹连接有螺套2-9，且螺套2-9位于调整座2_2与管体上螺套1-2之间的准直管1-1外管壁上，并通过顶丝备紧，螺套2-9内设置有上压簧2-8，上压簧2-8上端抵在调整座2-2底面。
[0060]本发明实施例的调整机构部件2工作原理:参见图2、图14所示，向上提拉定心柱2-1 (如箭头所示)，进而带动整个透镜夹持部件I向上运动，当准直管1-1转动角度P °时可通过定位销2-10实现定位，即可实现快速提拉功能，随后可在三维光学调整架6辅助下沿z轴进行小范围内精密微调，其中，角度e °大于0°即可，可根据准直管1-1的导向槽的行程范围确定。
[0061]同时参见图15、图16、图17所示，通过旋转调节四个微调螺杆2-3，在对调整座2-2的推力及四个拉簧2-4的拉力共同作用下，可调整准直管1-1相对于参照物三维光学调整架6的Z轴作空间自由度摆角Q°调整，Q°是准直管1-1轴线与Z轴间的夹角，可根据调整座2-2与底盘2-6的配合尺寸来确定；图15是准直管1-1向右调整摆角Q °状态，图16是准直管1-1向左调整摆角Q °状态；由于部件I在压簧2-8的作用下使准直管1-1底部与非球面准直透镜5的非球面紧密贴合，且在空间内作摆角内调整时，由于调整座2-2和底盘2-6的贴合球面的球心为准直透镜5所在的位置，故准直透镜5的位置无变动仅实现光轴摆角变化。因此调整非球面准直透镜与半导体激光二极管的相对位置时，实现了空间自由摆角调整与X轴、Y轴、Z轴微调的分离，避免相互干扰。最终达到准直透镜5与半导体激光器二极管激光光束准直。
[0062]另外，本发明实施例还具有下述优点:采用准直管相对于参照物三维光学调整架的Z轴作空间自由度摆角调整，使准直管底部与非球面准直透镜的球面紧密贴合，使准直透镜的光轴与半导体激光器二极管激光光束准直，操作方便快捷。采用准直管屏蔽了激光器模块固化过程中裸露的激光光束，保护人体免受激光伤害；减少了人工操作给激光器模块的制造过程造成的污染；易于实现对准直透镜边缘点胶光敏固化；通过磁铁作为动力源，无其他污染物，特别适应洁净环境下使用。
[0063]需要说明的是，本发明实施例并不限制激光显示的应用场景，本发明实施例提供的方案还可以应用于其他光学元件的准直，例如发光二极管与其他元件的准直。
[0064]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。
【权利要求】
1.一种激光器模块调整装置，其特征在于，至少包括:透镜夹持部件(I)、调整机构部件(2)、载体(3)，所述透镜夹持部件(I)上部设置有所述调整机构部件(2)，所述透镜夹持部件(I)下部设置在所述载体(3)上面，所述透镜夹持部件(I)用以夹持准直透镜，所述调整机构部件(2)用以相对于参照物三维光学调整架(6)调节半导体激光器与准直透镜的准直位置关系，所述载体(3)用以承载准直透镜和半导体激光器。
2.根据权利要求1所述的激光器模块调整装置，其特征在于，所述透镜夹持部件(I)至少包括:准直管(1-1)、管体上螺套(1-2)、管体下螺套(1-3)、下压簧(1-4)、夹头上螺套(1-5)、夹头下螺套(1-6)、磁铁(1-7)、夹头(1-8)、圆柱销(1-9)、调节件(1-10);所述准直管(1-1)外管壁上顺次联接有所述管体上螺套(1-2)、管体下螺套(1-3)、夹头上螺套(1-5)、夹头下螺套(1-6)，所述夹头上螺套(1-5)上设置有调节件(1-10)，所述调节件(1-10)在所述管体下螺套(1-3)的通槽(l-3a)内上下移动；所述管体下螺套(1-3)、下压簧(1-4)设置在所述夹头上螺套(1-5)内，所述夹头下螺套(1-6)内设置有所述磁铁(1-7);所述准直管(1-1)下部通过所述圆柱销(1-9)活动联接有所述夹头(1-8)。
3.根据权利要求1所述的激光器模块调整装置，其特征在于，所述载体(3)至少包括:准直透镜载体(3-1)，半导体激光器载体(3-2);所述准直透镜载体(3-1)上设置有数个垂直的通孔(3-la)，所述通孔(3-la)排列形式为均匀分布或有规则的分布，所述准直透镜载体(3-1)底部设置有凸柱，半导体激光器载体(3-2)内部设置有凹槽，所述凸柱插入所述凹槽，所述半导体激光器载体(3-2)设置在散热器(4)上。
4.根据权利要求1所述的激光器模块调整装置，其特征在于，所述调整机构部件(2)至少包括:定心柱(2-1)、调整座(2-2)、微调螺杆(2-3)、拉簧(2-4)、圆柱销(2_5)、底盘(2-6)、螺杆座(2-7)、上压簧(2-8)、螺套(2-9)、定位销(2_10);所述定心柱(2_1)、调整座(2-2)顺次套装在所述准直管(1-1)外管壁上部，所述定心柱(2-1)上设置有紧固螺钉；在所述调整座(2-2)的外径上 套装有所述底盘(2-6)、支架(7)，所述调整座(2-2)上设置有拐角凹槽，所述定位销(2-10)径向穿过所述准直管(1-1)和拐角凹槽，沿拐角凹槽内滑动。
5.根据权利要求4所述的激光器模块调整装置，其特征在于，所述底盘(2-6)上沿圆周均匀分布有四个通孔，每个通孔内固联有所述螺杆座(2-7)，每个螺杆座(2-7)内联接有所述微调螺杆(2-3)，每个微调螺杆(2-3)上部穿过所述支架(7)的圆环盘，下部抵在所述调整座(2-2)的大圆盘上；在所述调整座(2-2)大圆盘上沿圆周均匀分布有四个柱销槽，所述每个柱销槽内设置有下圆柱销(2_5b)，所述每个拉簧(2-4)下部对应钩挂在所述每个下圆柱销(2-5b)上，所述每个拉簧(2-4)上部穿过所述底盘(2-6)上设置的弹簧孔，分别钩挂在所述支架(7)上的四个上圆柱销(2-5a)上。
6.根据权利要求4所述的激光器模块调整装置，其特征在于，所述螺套(2-9)联接在所述调整座(2-2)与所述管体上螺套(1-2)之间的所述准直管(1-1)外管壁上，所述螺套(2-9)内设置有所述上压簧(2-8)，所述上压簧(2-8)上端抵在所述调整座(2-2)底面。
7.根据权利要求4所述的激光器模块调整装置，其特征在于，所述支架(7)包括圆环盘和矩形板，支架(7)的矩形板安装在三维光学调整架(6)的一侧。
8.根据权利要求4所述的激光器模块调整装置，其特征在于，所述支架(7)包括圆环盘，所述圆环盘与三维光学调整架(6)上的矩形板连接。
【文档编号】H01S5/026GK103794984SQ201210424750
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月30日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】李光明, 李剑平, 贾小艳, 毕勇 申请人:北京中视中科光电技术有限公司