CN111180982B - 雷射光源模块 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露了一种作用于板体的雷射光源模块，其包含基板、第一光源、第二光源、降温单元、第一调整模块、第二调整模块与第三调整模块。第一光源产生第一光线并朝基板的出光区域的方向出射；第二光源产生第二光线并朝基板的出光区域的方向出射；第一调整模块改变第二光线的光学特性；第二调整模块改变第一光线、第二光线和/或降温单元作用于板体的位置；并且，第三调整模块与第二调整模块选择性地共轴设置，并且第三调整模块连接降温单元，以供改变降温单元作用于该板体所需要的角度。

Description

雷射光源模块
技术领域
本发明为一种基板加工的技术领域，特别是一种应用于板体加工的雷射光源模块。
背景技术
传统的板体(例如玻璃、蓝宝石、硅、砷化镓或陶瓷等)，可利用例如雷射的光线进行例如加热、切割或钻孔等板体加工。
然而，传统的雷射与喷水头的加工法是先切割后喷水散热，即是雷射之后设置喷水头。因此，加工时雷射的光线仅能够朝单一方向进行切割，若遇到不规则板体，例如要切割具有R角度的板体时，仅能够通过旋转板体来达到切割加工的目的。
发明内容
为了解决上述缺点，本发明的第一目的为提供一种雷射光源模块，藉由复数调整模块调整第一光源、第二光源、基板与降温单元，以达到针对不同的板体需求做弹性的调整的目的。
本发明的第二目的为提供上述雷射光源模块，提供降温单元输出介质，用以降低光线作用于板体所产生的热能的目的。
本发明的第三目的为提供上述雷射光源模块，提供处理单元驱动第一调整模块、第二调整模块与第三调整模块，以达到操作第一调整模块、第二调整模块与第三调整模块的目的。
本发明的第四目的为提供上述雷射光源模块，提供输入输出单元，以接收控制讯号并输出至处理单元驱动第一调整模块、第二调整模块与第三调整模块，或者输入输出单元可接收控制讯号，用以驱动第一调整模块、第二调整模块与第三调整模块。
为达到上述目的与其他目的，本发明提供一种雷射光源模块，作用于板体。雷射光源模块包含基板、第一光源、第二光源、降温单元、第一调整模块、第二调整模块与第三调整模块。基板在两个侧面处界定设置区域与出光区域。出光区域供设置板体。第一光源设置于设置区域中。第一光源产生第一光线及第一光线朝出光区域的方向出射。第二光源设置于设置区域中。第二光源产生第二光线。降温单元设置于出光区域中。第一调整模块耦合第二光源，以能够改变第二光线的光学特性。第二调整模块设置于出光区域中。第二调整模块耦合基板，以能够改变第二光线、第一光线及/或降温单元作用于板体的位置。第三调整模块设置于出光区域中。第三调整模块与第二调整模块选择性地共轴设置。第三调整模块连接降温单元，以能够改变降温单元作用于板体所需的角度。
相较于习知的技术，本发明提供的雷射光源模块，可以根据板体的特性(例如材质或形状等)进一步调整模块进行加工。其中，第一调整模块可为光学组件、移动件、转动件，以改变光线的光斑的方向、角度、尺寸、焦点、光路等光学特性。第二调整模块可为移动件、转动件。第二调整模块同时地改变第二光线与降温单元作用于板体的位置，或是第二调整模块分别地改变第二光线与降温单元作用于板体的位置。第二调整模块为一个或是复数个。
第三调整模块可为移动件与转动件。
附图说明
图1是本发明第一实施例的雷射光源模块的俯视示意图。
图2是说明本发明图1的雷射光源模块的侧面示意图。
图3是本发明第二实施例的雷射光源模块的俯视示意图。
具体实施方式
为充分了解本发明的目的、特征及功效，兹藉由下述具体的实施例，并配合所附的图式，对本发明做详细说明，说明如后。
于本发明中，使用「一」或「一个」来描述本文所述的单元、组件和组件。此举只是为了方便说明，并且对本发明的范畴提供一般性的意义。因此，除非很明显地另指他意，否则此种描述应理解为包括一个、至少一个，且单数也同时包括复数。
于本发明中，用语「包含」、「包括」、「具有」、「含有」或其他任何类似用语意欲涵盖非排他性的包括物。举例而言，含有复数要件的组件、结构、制品或装置不仅限于本文所列出的此等要件而已，而是可以包括未明确列出但却是该组件、结构、制品或装置通常固有的其他要件。除此之外，除非有相反的明确说明，用语「或」是指涵括性的「或」，而不是指排他性的「或」。
图1是本发明第一实施例的雷射光源模块的俯视示意图。在图1中，雷射光源模块10作用于板体2，例如板体2可为玻璃、蓝宝石、硅、砷化镓或陶瓷等。此外，前述作用例如可以对板体2进行加热、切割或钻孔等。
雷射光源模块10包含基板12、第一光源14、第二光源16、降温单元18、第一调整模块20、第二调整模块22与第三调整模块24。
基板12在两个侧面处分别界定设置区域SA与出光区域EA，图2是说明本发明图1的雷射光源模块的侧面示意图。于本实施例中，前述设置区域SA指的是设置第一光源14、第二光源16、第一调整模块20的区域，并且前述出光区域EA指的板体2作用的区域。在本实施例中，板体2、降温单元18、第二调整模块22与第三调整模块24设置在此区域。
于本实施例中，第一光源14设置于设置区域SA的左侧，第一光源14可以是紫外光雷射(UV雷射)或其他雷射。第一光源14产生第一光线FLB。第一光线FLB朝出光区域EA的方向出射，让第一光线FLB可以作用位于出光区域EA的板体2。
于本实施例中，第二光源16设置于设置区域SA的右侧，第二光源16可以是二氧化碳雷射或其他雷射。第二光源16产生第二光线SLB。
降温单元18设置于出光区域EA中，其可藉由液体、气体、固体降低第一光源14与第二光源16作用于板体2时所产生的热能。于本实施例中，降温单元18以喷水头提供冷却水为例说明。
第一调整模块20耦合第二光源16，以能够改变第二光线SLB的光学特性，例如光学特性为第二光线SLB的光斑的方向、角度、尺寸、焦点、光路等。其中，光斑的图样形状可以例如是矩形、方形、圆形、星形、心型、椭圆、水滴状等对称形状或是非前述对称形状的非对称形状等。于本实施例中，第二光线SLB经过第一调整模块20之后，第二光线SLB的光轴OA与第二调整模块22的轴心OZ重叠。于其他实施例中，第二光线SLB的光轴OA与第二调整模块22的轴心OZ也可以是平行的。举例而言，第一调整模块20可为反射镜，将第二光线SLB反射至第二调整模块22，并由第二调整模块22的轴心OZ出光至板体2。
前述第一调整模块20可为光学组件(透镜、反射镜、偏光镜等)、移动件(齿轮、轨道、皮带、传动电机、伺服马达等)、转动件(杆体、轴承、齿轮、皮带、传动电机等)或其组合，在本发明中，第一调整模块20不限制于任何的功能组合，只要第一调整模块20能够改变第二光线SLB的光斑的方向、角度、尺寸、焦点与光路等光学特性，皆属于第一调整模块20所述的范畴。
第二调整模块22设置于出光区域EA中。第二调整模块22耦合基板12，以能够改变第二光线SLB和/或降温单元18作用于板体2的位置。前述第二调整模块22可为移动件、转动件或其组合。在本发明中，第二调整模块22不限制于任何的功能组合，只要第二调整模块22同时地改变第二光线SLB、第一光线FLB与降温单元18作用于板体2的位置，或是第二调整模块22分别地改变第二光线SLB与降温单元18作用于板体2的位置，皆属于第二调整模块22所述的范畴。从前述的描述中应当可以理解到，第二调整模块22为一个或是复数个。
于本实施例中，第二调整模块22以一个为例说明，使得第二调整模块22会同时调整第二光线SLB与降温单元18在Z轴方向的运动，就第二光线SLB而言，其藉由第二调整模块22在Z轴调整改变其焦点、焦距的位置；就降温单元18而言，其藉由第二调整模块22在Z轴调整冷却水作用在板体2的高度。
于另一实施例中，第二调整模块22以两个为例说明，使得第二调整模块22可以有二个Z轴。举例而言，第二光线SLB为第一Z轴，并且降温单元18为第二Z轴。因此，第二光线SLB根据第二调整模块22在第一Z轴方向的运动，可以调整改变其焦点、焦距的位置，但这样子的改变不会连动位于第二Z轴的降温单元18，亦即降温单元18可藉由第二调整模块22在第二Z轴的运动，独立地调整冷却水作用在板体2的高度。
第三调整模块24设置于出光区域EA中。于本实施例中，第三调整模块24与第二调整模块22选择性地共轴设置，且第三调整模块24包覆第二调整模块22。第三调整模块24连接降温单元18，以能够改变降温单元18作用于板体2所需的角度，换言之，第三调整模块24可用于转动降温单元18(例如喷水头)。前述第三调整模块24可为移动件、转动件或其组合。
图3是本发明第二实施例的雷射光源模块的俯视示意图。在图3中，雷射光源模块10’同样作用于板体2，雷射光源模块10’除包含第一实施例的基板12、第一光源14、第二光源16、降温单元18、第一调整模块20、第二调整模块22与第三调整模块24之外，更包含处理单元26与输入输出单元28。
基板12、第一光源14、第二光源16、降温单元18、第一调整模块20、第二调整模块22与第三调整模块24的描述如前所述，于此不赘述。
于本实施例中，处理单元26连接第一调整模块20、第二调整模块22与第三调整模块24。处理单元26驱动第一调整模块20、第二调整模块22与第三调整模块24以操作第一调整模块20、第二调整模块22与第三调整模块24。前述处理单元26可以执行相关的指令，以操作前述各个调整模块。
于本实施例中，输入输出单元28连接处理单元26，用于接收外部的控制讯号CS及将控制讯号CS输出到处理单元26，让处理单元26驱动第一调整模块20、第二调整模块22与第三调整模块24。于其他实施例中，处理单元26也可以整合在输入输出单元28，使得输入输出单元28可直接地连接第一调整模块20、第二调整模块22与第三调整模块24，输入输出单元28在接收控制讯号CS之后，驱动第一调整模块20、第二调整模块22与第三调整模块24。
本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然熟习本项技术者应理解的是，实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡与实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明之保护范围当以申请专利范围所界定者为准。
【符号说明】
2 板体
10、10’ 雷射光源模块
12 基板
14 第一光源
16 第二光源
18 降温单元
20 第一调整模块
22 第二调整模块
24 第三调整模块
26 处理单元
28 输入输出单元
SA 设置区域
EA 出光区域
FLB 第一光线
SLB 第二光线
OA 光轴
OZ 轴心
CS 控制讯号

Claims (9)

1.一种雷射光源模块，该雷射光源模块作用于板体，该雷射光源模块包含：
基板，在两个侧面处界定设置区域与出光区域，该出光区域供设置该板体；
第一光源，设置于该设置区域中，该第一光源产生第一光线，该第一光线朝该出光区域的方向出射；
第二光源，设置于该设置区域中，该第二光源产生第二光线；
降温单元，设置于该出光区域中；
第一调整模块，耦合该第二光源，以供改变该第二光线的光学特性；
第二调整模块，设置于该出光区域中，该第二调整模块耦合该基板，以供改变该第二光线、该第一光线与该降温单元中的至少一者作用于该板体的位置，该第二调整模块同时调整该第二光线与该降温单元在Z轴方向的运动，以改变该第二光线在Z轴的焦点与焦距的位置，以及借由该第二调整模块在Z轴调整冷却水作用在该板体的高度；以及
第三调整模块，设置于该出光区域中，该第三调整模块与该第二调整模块选择性地共轴设置，该第三调整模块连接该降温单元，以供改变该降温单元作用于该板体所需的角度，其中该第三调整模块可为移动件与转动件中的至少一者。
2.如权利要求1所述的雷射光源模块，其中该第一光源为紫外光雷射与该第二光源为二氧化碳雷射。
3.如权利要求1所述的雷射光源模块，其中该降温单元藉由液体、气体与固体中的至少一者降低该第一光源与该第二光源作用于该板体时所产生的热能。
4.如权利要求1所述的雷射光源模块，其中该第一调整模块为光学组件、移动件与转动件中的至少一者，以供改变该第二光线的光斑的方向、角度、尺寸、焦点与光路。
5.如权利要求4所述的雷射光源模块，其中该第二光线经过该第一调整模块之后，该第二光线的光轴与该第二调整模块的轴心重叠或平行，其中该第二光线可选择性地透过该第二调整模块供出光至该板体。
6.如权利要求1所述的雷射光源模块，其中该第二调整模块可为移动件与转动件中的至少一者，该第二调整模块同时地改变该第二光线与该降温单元作用于该板体的位置，或是该第二调整模块分别地改变该第二光线与该降温单元作用于该板体的位置，其中该第二调整模块为一个或是复数个。
7.如权利要求1所述的雷射光源模块，还包含处理单元，连接该第一调整模块、该第二调整模块与该第三调整模块，该处理单元驱动该第一调整模块、该第二调整模块与该第三调整模块以操作该第一调整模块、该第二调整模块与该第三调整模块。
8.如权利要求7所述的雷射光源模块，还包含输入输出单元，连接该处理单元，该输入输出单元接收控制讯号并将该控制讯号输出到该处理单元，让该处理单元驱动该第一调整模块、该第二调整模块与该第三调整模块。
9.如权利要求1所述的雷射光源模块，还包含输入输出单元，连接该第一调整模块、该第二调整模块与该第三调整模块，当输入输出单元接收控制讯号，以驱动该第一调整模块、该第二调整模块与该第三调整模块。
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