CN113467044A - 反射镜装置以及具有该反射镜装置的光源装置 - Google Patents

反射镜装置以及具有该反射镜装置的光源装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够保持反射镜的平行性，并且能够抑制由粘接剂的劣化引起的反射镜的脱落的反射镜装置。反射镜装置(13)具有多个反射镜(15)、载置多个反射镜(15)的反射镜支承体(17)、以及用于粘接固定多个反射镜(15)与反射镜支承体(17)的粘接部件(30)。反射镜支承体(17)具有供多个反射镜(15)抵接的抵接部(17B)、以及以抵接部(17B)为基准而从反射镜(15)离开的方向的台阶(172)。台阶(172)具有设置粘接部件(30)的粘接固定部(1721)。

Description

反射镜装置以及具有该反射镜装置的光源装置
技术领域
本发明涉及反射镜装置以及具有该反射镜装置的光源装置。反射镜装置例如平行地配置有多个反射镜。
背景技术
以往，已知有使用多个半导体激光元件等半导体发光元件作为光源，并在来自该光源的出射光的光轴上配置有多个反射镜的光源装置。在这样的光源装置中，有通过在与出射光的光轴平行的方向以及垂直的方向上错开地配置各反射镜的位置，从而以比出射光的间隔窄的间隔使该出射光反射的技术(例如，专利文献1)。根据该技术，与出射光的间隔相比能够使反射光的间隔变窄，因此能够减小对反射光进行聚光的透镜，具有能够实现光源装置的小型化的优点。
在专利文献1的构成中，由于在长方形的反射镜的背面与反射镜保持体相接的面上使两者粘接，因此存在无法保持多个反射镜的平行性的问题。即，由于反射镜的背面与反射镜保持体经由粘接剂等而相接，因此存在反射镜稍微倾斜地粘接等各个反射镜不平行、光轴产生偏差的问题。因此，在专利文献2中，将反射镜的背面和反射镜保持体相接的面作为用于确保平行性而配置的抵接面设于端部，在其他中央部分附加粘接剂而固定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-76781号公报
专利文献2：日本特开2017-62326号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献2中，存在粘接剂因透过反射镜的微量激光而逐渐劣化的隐患，假设在劣化加剧的情况下，存在反射镜从反射镜保持体脱落的隐患。
因此，本发明的目的在于提供一种能够保持反射镜的平行性，并且能够抑制由粘接剂的劣化引起的反射镜的脱落的反射镜装置。
另外，本发明的目的在于提供一种具有上述反射镜装置的光源装置。
用来解决课题的手段
本发明的反射镜装置
具有：
多个反射镜；
反射镜支承体，载置该多个反射镜；以及
粘接部件，用于粘接固定该多个反射镜与该反射镜支承体，其中，在反射镜装置中，
该反射镜支承体具有：
多个抵接部，供该多个反射镜抵接；以及
台阶，具备设置该粘接部件的粘接固定部，且该台阶是以该抵接部为基准而从该反射镜离开的(凹陷)方向的台阶。
所述台阶也可以设有一个或多个。所述粘接固定部也可以设于所述一个或多个台阶的一部分或全部。所述粘接固定部也可以在一个台阶中设于一部分或整体。
所述台阶也可以以连续或间隔地(虚线地)包围所述反射镜或所述抵接部的方式配置(环绕设置)。
所述台阶在侧视或侧剖视时可以是L字状，也可以是凹槽形状。
所述抵接部也可以由一个平坦面、高度相同的多个平坦面、高度相同的多个突起部(凸部)构成。也可以在所述抵接部形成有所述台阶。所述抵接部也可以设于分离的所述粘接固定部之间。也可以在所述抵接部的端部或周围形成有所述台阶。
所述抵接部也可以具有设置(涂覆)所述粘接部件的第二粘接固定部。第二粘接固定部也可以设置在与设于抵接部的凹部(包括槽、孔)、反射镜所接触的面相比高度低的部位(比该面凹陷的部位)。
所述抵接部优选位于激光照射的反射镜的反射面(也称作“上表面”。)的相反面(也称作“背面”。)。
所述台阶优选从激光照射的反射镜的反射面的背面离开。
所述反射镜支承体，
也可以通过设于所述反射镜的长边方向的两端侧的反射面的第一粘接部件、设于该反射镜的长边方向的两端侧的侧面的第二粘接部件、以及设于所述台阶的第三粘接部件形成包入部，该包入部将该反射镜的长边方向的两端部包入。
所述反射镜支承体，
也可以在载置于所述反射镜支承体的所述反射镜的周围端部的一部分或全部，具有从所述台阶立设的壁部(例如与抵接部相同的高度或低于其的壁部)。
作为载置于所述反射镜支承体的所述反射镜的周围端部的一部分，例示了所述反射镜的长边方向的两端部或短边方向的两端部，所述反射镜支承体也可以在所述反射镜的长边方向的两端部或短边方向的两端部中的至少某一方具有从所述台阶立设的壁部(与抵接部相同的高度或低于其的壁部)。
所述反射镜支承体也可以由所述壁部与所述台阶形成凹部。
通过在凹部涂覆粘接部件，能够防止从台阶的漏出。另外，能够使用粘度低的粘接部件。
所述壁部也可以立设得比所述反射镜的上表面高。
也可以是，设于所述反射镜的上表面的粘接部件与所述壁部粘接。
通过该构成，通过粘接部件将比反射镜的上表面高的位置的壁部与反射镜的上表面粘接固定，能够将反射镜更稳固地固定，形成不易脱落的构造。
也可以在所述反射镜的长边方向的端面或短边方向端面的一部分或全部与所述壁部之间设有所述粘接部件。
通过该构成，在反射镜的端面与壁部的间隙填充粘接部件，因此粘接固定力进一步提高，并且散热性提高，能够冷却反射镜。
所述反射镜支承体的外表面中的至少设置(涂覆)所述粘接部件的部分也可以是比所述抵接部(的平坦面)粗糙的面。配置所述粘接部件的部分例如形成有粗化区域。粗化区域例如也可以由喷砂加工形成，具有Ra25左右的表面粗糙度。也可以是，反射镜支承体由铸件构成，所述抵接面的配置有粘接部件的部分由铸件表面构成。铸件表面也可以为Ra10以上且Ra70以下。这里，Ra为算术平均粗糙度。
所述粘接部件优选为导热性粘接剂。
通过该构成，能够利用导热性粘接剂使反射镜的热量适当地导热(排热)，能够提高冷却性。
其他发明的光源装置具有：
上述的反射镜装置；以及
光源部，朝向所述反射镜装置中的所述反射镜的所述反射面射出光。
光源部可以是激光，也可以是荧光光。本发明对高强度的光的效果特别好。
发明效果
在本发明的反射镜装置中，能够防止起因于由激光引起的粘接部件的劣化的反射镜的脱落。能够防止粘接部件的劣化，因此能够确保多个反射镜的平行性。
附图说明
图1是示意地表示实施方式1的光源装置的图。
图2是示意地表示实施方式1的反射镜装置的整体剖面图。
图3A是表示将实施方式1的反射镜粘接于反射镜支承体的状态的示意图。
图3B是图3A的X-X剖面图。
图4A是表示将实施方式2的反射镜粘接于反射镜支承体的状态的示意图。
图4B是图4A的X-X剖面图。
图5A是表示将实施方式3的反射镜粘接于反射镜支承体的状态的示意图。
图5B是图5A的X-X剖面图。
图6A是表示将实施方式4的反射镜粘接于反射镜支承体的状态的示意图。
图6B是图6A的X-X剖面图。
图7是表示实施方式5的反射镜支承体的示意图。
图8是表示实施方式6的反射镜支承体的示意图。
图9是表示实施方式7的反射镜支承体的示意图。
图10是表示实施方式9的反射镜支承体的示意图。
附图标记说明
1 光源装置
11 光源部
11a 半导体激光元件
11b 准直透镜
13 反射镜装置
15 反射镜
15A 反射面
16 聚光透镜
17 反射镜支承体
17B 抵接部
171 平坦面
172 台阶
1721 粘接固定部
173、1731、1732 壁部
30、31、32 粘接部件
35 包入部
351 第一粘接部件
352 第二粘接部件
353 第三粘接部件
80 粗化区域
90 导热部件
L1 出射光
L2 反射光
W 间隙
具体实施方式
以下，对本发明的几个实施方式进行说明。以下说明的实施方式是对本发明的一个例子进行说明。本发明并不限定于以下的实施方式，还包括在不变更本发明的主旨的范围内实施的各种变形方式。另外，以下说明的构成的全部不一定是本发明的必须的构成。
参照附图，对本发明的反射镜装置以及光源装置进行说明。另外，在各图中，附图的尺寸比与实际的尺寸比不一定一致。
(第一实施方式)
使用图1，对实施方式1的光源装置1进行说明。如图1所示，光源装置1具备光源部11和反射镜装置13。
光源部11包括射出激光的多个半导体激光元件11a、以及将来自半导体激光元件11a的激光转换为平行光的多个准直透镜11b。以下，将来自半导体激光元件11a的激光称作出射光L1。
半导体激光元件11a排列成行以及列。列方向是图1中的纸面铅垂方向，行方向是与该列方向以及出射光L1的光轴正交的方向(纸面左右方向)。在本实施方式中，作为一个例子，以4行6列排列有半导体激光元件11a。另外，在本实施方式中，半导体激光元件11a发出蓝色光(例如波长为430～470nm的光)。另外，光源部11可以由发出与蓝色光不同的波段的光的半导体激光元件构成，可以由LED元件构成，也可以由其他固体光源元件构成。
准直透镜11b配置于来自各半导体激光元件11a的出射光L1的光轴上。即，准直透镜11b配置有与半导体激光元件11a相同的数量。另外，光源部11也可以不具备准直透镜11b。
反射镜装置13具有多个反射镜15以及反射镜支承体17。
反射镜15反射由准直透镜11b平行化后的出射光L1而成为反射光L2。反射光L2由聚光透镜16聚光，根据需要经由各种光学系统向光源装置1的外部射出。
反射镜15存在与半导体激光元件11a的列数相同的数量。即，存在于相同的列的半导体激光元件11a由相同的反射镜15反射。在本实施方式中，配置有6列半导体激光元件11a，并配置有6个反射镜15。另外，反射镜15作为一个例子，在由玻璃构成的基板的表面蒸镀具有高反射特性的金属膜或电介质多层膜而成。
反射镜支承体17平行地支承各反射镜15。反射镜支承体17以反射镜15的反射面15A的法线方向相对于出射光L1成一定的角度θ的方式支承反射镜15。在本实施方式中，作为一个例子，反射镜支承体17以角度θ为45度的方式支承6个反射镜15。
另外，反射镜支承体17将各反射镜15支承在能够反射出射光L1的位置、并且是反射光L2的间隔比出射光L1的间隔窄的位置。反射镜支承体17作为一个例子，由铝合金等金属构成，可以通过使用了NC铣床、多工序自动数控机床(machining center)等公知的机床的金属加工来制造，也可以由铸件构成。
[反射镜支承体的构成]
如图2所示，本发明的反射镜装置13为在反射镜支承体17上载置有多个反射镜15的构造。
在反射镜支承体17上设有供多个反射镜15分别抵接的抵接部17B。抵接部17B具有平坦面171，以确保各反射镜15的平行性。另外，虽然因激光照射使反射镜15的温度上升，但通过反射镜15与反射镜支承体17在抵接部17B接触，有助于该温度上升的热量向反射镜支承体17导热并排热。
图3A是由图2的虚线所示的反射镜支承体17与反射镜15的示意图。图3B是图3A的X-X剖面图。在反射镜支承体17上设有以抵接部17B的平坦面171为基准而从反射镜15离开的(凹陷)方向的台阶172。图3A所示的台阶172设于反射镜15的长边方向的两端侧，但并不限制于此，可以沿着反射镜15的周端而设置，也可以设于反射镜15的短边方向的两端侧。
如图3B所示，台阶172具有涂覆粘接部件30的粘接固定部1721。通过在该粘接固定部1721与反射镜15之间配置粘接部件30，反射镜15被固定在反射镜支承体17上。对置的两个台阶172(粘接固定部1721)以夹持抵接部17B(平坦面171)的方式分离地设置，位于不被稍微透过反射镜15的激光照射的位置。因此，能够抑制由激光引起的粘接部件30的劣化，并能够防止起因于劣化的反射镜15的脱落。
在本实施方式中，在激光照射的反射镜15的反射区域的相反面配置有抵接部17B，两个台阶172(粘接固定部1721)从反射区域的相反面离开，但也可以在台阶172以外的抵接部17B或形成于抵接部17B的凹部的一部分或全部涂覆粘接部件30。该构成在其他实施方式中也相同。另外，反射区域也可以是反射面15A中的除了其端部的中央部。
(实施方式2)
在图4A与图4B中示出实施方式2的反射镜装置13的构成。另外，相同的附图标记是与实施方式1相同的构成要素。在以下的实施方式中也是相同的方式。
反射镜支承体17在反射镜15的长边方向的两端部具有从各台阶172分别立设的壁部173。在本实施方式中，壁部173的高度比抵接部17B的高度高、且比反射镜15的反射面15A的高度低。在对置的两个壁部173之间配置反射镜15，反射镜15的长边方向的两端面与壁部173的面相接。通过在反射镜15的长边方向剖视(x-x剖面)时由台阶172与壁部173形成凹部，能够抑制粘接部件30在固化之前从台阶172漏出。特别是，在使用粘度低的粘接部件的情况下有效。
作为其他实施方式，壁部173的高度可以比抵接部17B的高度低，也可以比反射镜15的反射面15A的高度高。
(实施方式3)
将实施方式3的反射镜装置13的构成示于图5A与图5B。
在本实施方式中，对置的两个壁部1731的高度比反射镜15的反射面15A的高度高，距反射面15A的高度为H。在对置的两个壁部1731之间配置反射镜15，反射镜15的长边方向的两端面与壁部1731的面相接。然后，在反射镜15的反射面侧的端部涂覆粘接部件31，与壁部1731的面固定。由此，能够通过设于粘接固定部1721的粘接部件30以及设于反射镜15的反射面15A的粘接部件31，将反射镜15固定在反射镜支承体17。
(实施方式4)
将实施方式4的反射镜装置13的构成示于图6A与图6B。
在本实施方式中，对置的两个壁部1732的高度比反射镜15的反射面15A的高度高，距反射面15A的高度为H。在对置的两个壁部1732之间配置反射镜15。在各壁部1732与反射镜的长边方向端面之间存在间隙W，在间隙W中也涂覆粘接部件32。即，通过设于粘接固定部1721的粘接部件30、设于反射镜15的反射面15A的粘接部件31、以及设于间隙W的粘接部件32，能够将反射镜15固定在反射镜支承体17，粘接固定力进一步提高，并且散热性提高，能够冷却反射镜15。
(实施方式5)
将实施方式5的反射镜装置13的构成示于图7(侧视、俯视、剖视)。实施方式5的反射镜支承体17具有实施方式1的台阶172。
作为与反射镜15相接的面的粘接部件的粘接力降低的重要因素，例如有如下可能性：透过反射镜15的光在玻璃内传播(称作“传播光”。)，向配置有粘接部件的区域照射光。在本实施方式中，通过设于反射镜15的长边方向的两端侧的反射面的第一粘接部件351、设于反射镜15的长边方向的两端侧的侧面的第二粘接部件352、以及设于台阶172的第三粘接部件353，形成包入反射镜15的长边方向的两端部的包入部35，将反射镜15与反射镜支承体17固定。根据该构成，即使假设产生由传播光引起的粘接部件(第一、第二粘接部件351、352)的劣化，包入部35也保持反射镜15，第三粘接部件353与台阶172粘接，因此能够防止反射镜15的脱落。
另外，作为其他实施方式，包入部35也可以代替实施方式2、3、4中的粘接部件30、31而设置。
(实施方式6)
将实施方式6的反射镜装置13的构成示于图8。实施方式6的反射镜支承体17具有实施方式4的台阶172以及壁部1732。
在台阶172以及壁部1732的粘接部件所接触的面形成粗化区域80。粗化区域80例如通过喷砂加工形成，具有Ra25左右的表面粗糙度。在本实施方式中，也可以是如下构成：通过铝压铸成型来制造反射镜支承体17，从而具有铸件表面的粗糙度，铸件表面兼作粗化区域80。设于粗化区域80的粘接部件通过锚定效应，使粘接性提高。另外，对于反射镜支承体17的外表面中的抵接部17B(平坦面171)，为了使与反射镜15的反射面15A的背面的接触良好，也可以是平滑的表面状态，例如使表面粗糙度为Ra1.6左右。
另外，作为其他实施方式，粗化区域80也可以形成于其他的设置(涂覆)上述实施方式的粘接部件的部分。也可以是，不仅在反射镜支承体17，在反射镜15的粘接部件所接触的位置也形成有粗化区域。
(实施方式7)
将实施方式7的反射镜装置13的构成示于图9的(a)、(b)。实施方式7的反射镜支承体17具有实施方式1的台阶172。
在本实施方式中，在抵接部17B(平坦面171)设置凹陷1711(图9的(a))或贯通孔1712(图9的(b))，并在此设置导热部件90。通过使导热部件90与反射镜15抵接，能够更容易地冷却反射镜15。导热部件90例如能够使用散热润滑脂。
另外，作为其他实施方式，凹陷1711或贯通孔1712以及导热部件90也可以设于其他的上述实施方式的抵接部17B(平坦面171)。
(实施方式8)
实施方式8使用导热性粘接剂作为上述实施方式的粘接部件。能够利用导热性粘接剂使反射镜的热量适当地导热(排热)，能够提高冷却性。导热性粘接剂例如能够使用导热性热固化型粘接剂、导热性环氧系粘接剂、散热用固化型有机硅。
(实施方式9)
将实施方式9的反射镜装置13的构成示于图10的(a)、(b)。实施方式9的反射镜支承体17具有实施方式4的台阶172以及壁部1732。
在本实施方式中，在反射镜15的长边方向的两端部分别设有台阶172与壁部1732的情况下，在将从一方的壁部1732到另一方的壁部1732的长度设为L(与反射镜15的长边方向的两端面相对的各壁部1732的两面间的宽度)、将反射镜15的长边方向的长度设为M、将从一方的台阶172到另一方的台阶172的长度设为N(从平坦面171的一端到另一端的长度)的情况下，满足下述关系。
(L-M)：(M-N)＝1：1.1～1：60 (式1)
若考虑加工精度，则通过满足该关系，即使反射镜15在对置的两个壁部1732之间偏离地配置，反射镜15的长边方向的两端部也能够与粘接部件30相接，能够更稳固地固定反射镜。即，可确保反射镜15的两端部由粘接部件稳固地固定。例如，能够防止如图10的(b)所示那样的偏离地配置而无法粘接反射镜15的单侧(纸面左端部)的不良情况。
壁部173的间隔L、抵接部17B(平坦面171)的长度N、台阶172的长度D、以及反射镜15的长边方向的长度M满足以下的关系。
(L-N)/2＝D (式2)
(N+D)＜M＜L (式3)
通过满足上述关系，能够防止如图10的(b)所示那样的、若偏离地配置则无法粘接反射镜15的单侧(纸面左端部)的不良情况。

Claims (8)

1.一种反射镜装置，具有：
多个反射镜；
反射镜支承体，载置该多个反射镜；以及
粘接部件，用于粘接固定该多个反射镜与该反射镜支承体，其中，在反射镜装置中，
该反射镜支承体具有：
多个抵接部，供该多个反射镜抵接；以及
台阶，具备设置该粘接部件的粘接固定部，且该台阶是以该抵接部为基准而从该反射镜离开的方向的台阶。
2.如权利要求1所述的反射镜装置，
由设于所述反射镜的长边方向的两端侧的反射面的粘接部件、设于该反射镜的长边方向的两端侧的侧面的粘接部件、以及设于所述台阶的粘接部件形成包入部，该包入部将该反射镜的长边方向的两端部包入。
3.如权利要求1所述的反射镜装置，
所述反射镜支承体，
在载置于所述反射镜支承体的所述反射镜的长边方向的两端部或短边方向的两端部中的至少某一方具有壁部，该壁部从所述台阶立设。
4.如权利要求3所述的反射镜装置，
所述壁部立设得比所述反射镜的上表面高，
设于所述反射镜的上表面的粘接部件与所述壁部粘接。
5.如权利要求3所述的反射镜装置，
在所述反射镜的长边方向的端面或短边方向端面的一部分或全部与所述壁部之间设有所述粘接部件。
6.如权利要求1所述的反射镜装置，
所述反射镜支承体的外表面中的至少配置所述粘接部件的部分是比所述抵接部粗糙的面。
7.如权利要求1至6中任一项所述的反射镜装置，
所述粘接部件为导热性粘接剂。
8.一种光源装置，具有：
权利要求1至7中任一项所述的反射镜装置；以及
光源部，朝向所述反射镜装置中的所述反射镜的所述反射面射出光。
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