JP2003051645A - 加工放射線を生成させるためのレーザー放射源 - Google Patents

加工放射線を生成させるためのレーザー放射源

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Abstract

(57)【要約】 【課題】ダイオードレーザーバーの重畳レーザー放射線
束から簡単な手段で且つ高効率で種々の放射形状を持っ
た加工放射線を生成させる。 【解決手段】第１の座標方向におけるレーザービーム
（Ｌ）の発散性を利用してレーザービーム（Ｌ）を相互
に重畳させて指向させる、均一化要素（３）の側面
（４，５）の間に、作用層の前記共通の面に対し垂直な
方向において互いに隣接する反射面（Ｅ１ないしＥ４）
を設ける。これら反射面（Ｅ１ないしＥ４）をレーザー
ビーム（Ｌ）が順次通過し、これら反射面（Ｅ１ないし
Ｅ４）において、レーザービーム（Ｌ）の発散性を利用
して側面（４，５）の間で第１の座標方向で反射を繰り
返す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザーダイオー
ド装置のレーザービーム放出用のエミッター要素がその
作用層をして１つの共通の面内と第１の座標方向とにお
いて空間的に分離されるように互いに並設されており、
エミッター要素の作用層の前記共通の面に対し垂直な第
２の座標方向において作用する視準光学系と、互いに対
向する一対の反射性側面を備えた均一化要素とが設けら
れている、加工放射線を生成させるためのレーザー放射
源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ダイオードレーザーバーの形態の高出力
ダイオードレーザーに対しては、産業および医療技術の
分野での応用範囲がますます拡がってきている。これ
は、高出力ダイオードレーザーは電子光学的効率が高
く、製造が低コストであり、構成がコンパクトであるた
めに他の放射源および手段に対し優れた択一性を成して
いるからである。
【０００３】しかしながら、ダイオードレーザーバーの
初期放射線にはその性質に特異性があることは知られて
いるところであり、ほとんどの適用例に対しては、作用
が異なる種々の光学系により適応させねばならない。こ
のため通常は作用層に対し垂直な面（高速軸またはｙ
軸）と作用層の面（低速軸またはｘ軸）とで大きな発散
角度差を持つような放射線をまず少なくとも高速軸方向
において視準させることが行われる。
【０００４】さらに、両方向において放射品質がかなり
異なっていることを改善するため、これら両方向のうち
一方の方向または両方向における強度分布を均一化し、
矩形形状の放射プロフィールを線形状に漸近させるのが
多くの適用例に対し望ましい。この場合考慮すべきこと
は、高速軸方向におけるダイオードレーザーバーのエミ
ッターの強度が第一次近似でガウスプロフィールに相当
し、回折をほぼ制限させるような放射品質を有するのに
対し、低速軸方向に放出される放射線は、効率上の理由
から最大モード密度をマルチモード配分によって励起さ
せるためにひどく不均一に形成されることである。この
ような性質は、エミッターの数量と間隔と幅とによって
決定され重畳される放射線束であればどのような放射線
束においても存在するので、作用層の面内に複数のエミ
ッターを並設すれば均一な線放射源は得られない。
【０００５】強度分布を均一化させるための装置と方法
に関しては従来すでに多数の説明が行なわれている。特
に米国特許第４７４４６１５号公報および米国特許第５
３０３０８４号公報に記載の光学装置では、内側に平ら
な反射面を備えた光トンネルが発散レーザー光線を受容
して、光トンネルの出口で重畳させる。
【０００６】しかしこの種の光トンネルはその効果に制
限がある。特に、線状の放射源から出てこの線方向に不
均一であるような放射線束を、生成させれるべき矩形形
状の横断面全体にわたって均一な放射分布で形成させる
必要がある場合に不具合である。このような必要性とエ
ッジ急傾斜に対する要求とは、たとえばレーザー溶接に
際して、連続した線状の放射横断面を生成させるために
複数個のダイオードレーザーバーを列設して、互いに境
を接している個々の領域を強度分布の点で障害がないよ
うにする場合に重要である。この種の構成の放射源は、
比較的長い溶接継ぎ目を生成させるために工具を運動さ
せる必要がない場合に特に有利である。
【０００７】ホログラフィック格子で均一化させること
はたとえば米国特許第５８５０３００号公報から知られ
ているが、放射源の強度分布を検知することが必要であ
る。ダイオードレーザーバーは立体的に拡がった物体と
して種々の点源を提供し、これらの点源から個々の放射
線束が放出され、これら放射線束がその形状と強度分布
に関し重畳されるので、これによって生じた放射線束全
体はかなりあいまいな放射特性を有している。この理由
からホログラフィック格子はダイオードレーザーバーに
おいて放射線を均一にするには不具合であり、しかも通
常は５０−８０%程度の置換率しか達成されない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ダイ
オードレーザーバーの重畳レーザー放射線束から簡単な
手段で且つ高効率で種々の放射形状を持った加工放射線
を生成させ、有利には矩形または線状の放射横断面を持
った加工放射線を生成させ、この放射横断面がその均一
性とエッジ傾斜度に関し改善された強度分布を有すると
ともに、長尺の放射プロフィールを生じさせるために複
数の加工放射線の並設を保証するようにすることであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、第１の座標方向におけるレーザービームの
発散性を利用してレーザービームを相互に重畳させて指
向させる、均一化要素の前記側面の間に、作用層の前記
共通の面に対し垂直な方向において互いに隣接する反射
面が設けられ、これら反射面をレーザービームが順次通
過し、これら反射面において、レーザービームの発散性
を利用して側面の間で第１の座標方向で反射を繰り返す
ことを特徴とするものである。
【００１０】有利な構成によれば、個々の作用層の共通
の面に対し平行に指向している反射面は均一化要素によ
り生成され、均一化要素の側面は個々の作用層の共通の
面に対し垂直に指向し、均一化要素の端面に、個々の作
用層の共通の面に対し傾斜している反射性の転向面がル
ーフエッジ構成部として設けられている。
【００１１】前記端面のうち一方の端面がレーザービー
ムの入射領域と放射出口の領域とルーフエッジ構成部の
うちの一方のルーフエッジ構成部とに分割されているの
に対し、他方の端面は他方のルーフエッジ構成部を受容
するためにのみ用いられる。
【００１２】他の有利な構成によれば、互いに対を成し
て対向している反射面が設けられ、これらの反射面のう
ち一対の反射面は直方体の側面として個々の作用層の共
通の面に対し垂直に指向している。他の対の反射面は直
方体の端面部分として垂直線からずれるように個々の作
用層の共通の面に対し傾斜して配置されている。放射入
口および放射出口としては、前記端面に設けられ、反射
性側面部分に隣接している放射線透過領域が用いられ
る。この場合、放射入口と放射出口とは同じ端面に設け
られるか、或いは、両端面に配分して設けるのが有利で
ある。
【００１３】上記両構成では、均一化要素の反射性側面
は平坦な面として形成されている。しかし、第１の座標
方向におけるレーザー放射線束の発散性を変化させる必
要がある場合には、均一化要素の反射性側面を湾曲した
面として形成してもよい。
【００１４】レーザー放射線束用の入射領域がレーザー
ダイオード装置の放射場の拡がり全体にわたって第１の
座標方向に延びているのが特に有利である。上述した装
置を使用するためには、均一化した放射線横断面を加工
面に結像させるため、モジュラー交換可能な結像光学系
を設けるのが有利である。この結像光学系は加工放射線
の種々の加工間隔および種々の放射線形状に整合した結
像を可能にする。
【００１５】均一化の結果に好都合に特に影響するの
は、半導体レーザー放射線のガイドを、第１の座標方向
において何度も繰り返すことによって最短距離で行なう
ことである。このため、均一化要素の出口面に、十分に
矩形の横断面全体にわたって延びる均一な強度分布を持
った加工光線を存在させる。さらに本発明によれば、装
置の重畳される発散性個別放射線を空間的に分離させた
個別エミッターにより同時に修正することが可能にな
る。個別エミッターは構成が簡潔でコンパクトな光学的
構成要素であって低コストで製造可能で調整が簡単な前
記光学的構成要素を備えている。
【００１６】矩形の放射横断面はその均一な強度分布に
より明確に定義された放射パラメータを有しているの
で、光学的結像手段を用いれば特に好適に後処理するこ
とができ、これによりフレキシブルに種々の使用条件お
よび使用目的に適合させることができ、たとえば特にプ
ラスチックおよび金属に対し溶接結合部および蝋接結合
部を生成させることができ、或いは照射目的にも使用で
きる。
【００１７】特に組合せレンズを用いて投射を行なう
と、広範囲で自在に定義可能な線長さと特定の加工間隔
で大きなエッジ勾配とを備えた線焦点を生じさせること
ができ、その結果工作物上に鋭く画成された線を生成さ
せることができる。この種の加工放射線はたとえば比較
的長い溶接継ぎ目の定常溶接に特に適しており、すなわ
ち工具と工作物との間に相対運動を必要としない溶接に
適している。工具と工作物はある定常状態にとどまる。
放射運動のための光学的補助手段は必要ない。さらに、
第１の座標方向にある急傾斜のエッジ勾配と加工放射線
のエッジにまで及ぶ均一な強度分布とは、本発明による
複数個のレーザー放射源のモジュール状の列設を保証
し、これにより線の長さをダイオードレーザーの制限的
拡がりによって決定されるサイズ以上に長くさせること
ができる。特に均一な強度分布は、不十分な溶接も過熱
溶融個所も回避できるのでたとえば高品質の溶接継ぎ目
を提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を添付の
図面を用いて詳細に説明する。図１に図示したレーザー
放射源では、レーザーダイオード装置１としてダイオー
ドレーザーバーが設けられ、ダイオードレーザーバーの
個々の放射要素はそれらの作用層が共通の面内（ここで
はｘ−ｚ面内）と第１の座標方向（ｘ方向または低速
軸）とにおいて空間的に分離されるように互いに並設さ
れている。高速軸視準光学系２は放射要素のこれら作用
層に対し垂直に作用し、放射要素から放射されたレーザ
ービームＬを均一化要素３へ指向させる。均一化要素３
はレーザービームＬの入射領域が少なくともダイオード
レーザーバーの照射場の拡がり全体に及ぶように第１の
座標方向に延在している。このようにして点放射源とし
て用いられるいかなるエミッターも光学的に検出され、
その際ビームパラメータ生成物が得られ、回折特性が悪
化することはない。第１の座標方向におけるレーザービ
ームＬの発散は解消されていないので、全幅にわたって
均一化要素３に侵入してレーザービームＬの相互重畳に
より生じるレーザー放射線は、その発散特性により、互
いに対向しあっている一対の平坦な反射性側面４，５に
おいて反射して何度も混合され、これによって均一化さ
れる。
【００１９】平坦な側面４，５の代わりに湾曲した面を
使用する場合には、湾曲に応じて第１の座標方向におけ
る発散を変化させる。図７ないし図９は、３つのエミッ
ターとエッジおよびダイオードレーザーバーの中心にそ
れぞれ配置されるエミッターとからのレーザービームＬ
に対しｘ−ｚ面内で生じる効果を図示したものである。
これらの図は均一化要素３の放射出口６の領域における
各点放射源の放射強度の均一分布効果を示したものであ
るが、この効果は、側面４，５の間において個々の作用
層の共通の面に対し垂直な方向に互いに隣接して位置す
る反射面Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４が設けられていること
により増大する（図２）。これらの反射面Ｅ１，Ｅ２，
Ｅ３，Ｅ４を順次レーザービームＬが通過し、側面４と
５の間において第１の座標方向に反射を繰り返す。図１
と図２の実施形態の場合、互いに隣接してここでは重設
されている反射面Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４は、個々の作
用層に共通の面に平行に指向している面として有利に生
成させている。このため、均一化要素３は個々の作用層
の共通の面のほうへ端面側へ傾斜している反射性転向面
７，８，９，１０をルーフエッジ構成部１１または１２
として有している。均一化要素３の第１の端面１３はレ
ーザー放射線Ｌの入射領域１４と放射出口６の領域と一
方のルーフエッジ構成部１１の領域とに分割されている
が、この第１の端面１３に対向している第２の端面１５
は完全に他方のルーフエッジ構成部１２のために提供さ
れている。図５は均一化を行なう前の強度プロフィール
を示したものであり、すなわち１つの方向に拡がってい
る平面放射体の強度プロフィール、或いは、一列に配置
される複数個の個別放射体の強度プロフィールを示した
ものである。個別放射体は第１の座標方向に所定の拡が
りを持っており、且つこの第１の座標方向における放射
特性は不均一で、しかも個々の作用層の共通の面に対し
垂直な第２の方向における放射特性はコリメートされて
いる。このような強度プロフィールは本発明による手段
により、図６に図示したような矩形の強度プロフィール
に転換される。このような矩形の強度プロフィールを持
った平面放射体は強度分布のエッジにおいて急傾斜であ
り、有利には第１の座標方向において急傾斜であり、し
かも強度分布は均一である。
【００２０】モジュール交換可能な、線幅および線高さ
を整形するための結像光学系１６を用いて、放射出口６
の領域において均一化された放射横断面はそこにある他
のポジティブな放射特性とともに加工面（図示せず）へ
投射され、その結果均一で、幅を調整可能で、鋭利に画
成された線状の強度分布が生じる。投射は種々の加工間
隔および種々の幾何学的放射形状に対し調整され、した
がってもちろん線状の放射形状に限定されるものではな
く、長方形または正方形の放射形状を生成させてもよ
い。高さがほぼ１ｍｍで、他の寸法を線の短縮または延
長により調整可能な横断面を設定しても有利である。こ
のような設定は、ハウジング内に収納したレーザー放射
源のハウジング幅のサイズから加工面内に線焦点を生成
させることをも保証するので、ハウジングに収納したこ
れらのレーザー放射源をモジュール状に列設することが
可能になる。複数個のレーザー放射源を列設した場合、
放射出口６の領域において第１の座標方向での強度が急
傾斜であるため複数の線焦点が生成され、強度の隆起ま
たは凹みが回避される。
【００２１】結像光学系１６の他の構成によっては、た
とえば加工面の位置、線形状或いは強度分布のような加
工放射線の他の特性を制御してもよい。プリズム状の均
一化要素３も有利であるが、互いに平行に対を成して対
向しあっている反射面を持った本発明の他の実施形態も
効果的である。これらの反射面のうち一対の反射面は光
学ガラス（たとえばＢＫ７）から成る直方体１７の側面
として個々の作用層の共通の面に対し垂直に指向せしめ
られる。なお図３では前記側面のうち１８を付した側面
だけが図示されている。他の対は鏡化端面部分２０，２
１の形態の転向面を形成し、１つの方向成分において個
々の作用層の共通の面に対し垂直に指向して互いにずら
して配置され、且つ前記共通の面に対し傾斜している
（垂直線から偏移している）。ずらして配置することに
より放射入口２２のための放射透過領域と放射出口２３
のための放射透過領域とが形成され、これらの放射透過
領域はそれぞれ反対側において端面部分２０，２１に隣
接している。
【００２２】もちろん、放射出口２３のための放射透過
領域を放射入口２２のための放射透過領域と同じ端面に
設けてもよい。この場合両放射透過領域は反対側で端面
部分２０に境を接する。
【００２３】端面部分２０，２１が個々の作用層の共通
の面に対し傾斜していることにより、入射レーザービー
ムＬに対し互いに隣接する反射面Ｅ５ないしＥ１１が生
成される。本実施形態において一方の端面の上部部分に
設けられている放射透過領域２２を介して直方体１７内
へ侵入するレーザービームＬは、反対側の他の端面にあ
たってそこの鏡化部分領域２１に斜めに入射し、ここか
ら反対側の鏡化部分領域２０へ向けて反射する。反射面
Ｅ５ないしＥ１１は個々の作用層の共通の面に対する鏡
化部分領域２０，２１の傾斜に依存したジグザグ模様で
延在しており、この場合レーザービームＬが同じ方向に
通過する反射面Ｅ５ないしＥ１１は互いに平行に指向し
ている。反射と逆反射とは、レーザービームＬが下部部
分の他の端面にある放射出口２３の領域に当たるまで行
なわれる。放射出口２３の領域には、第１実施形態にお
ける放射出口６の領域での放射特性と同じ放射特性が存
在しているので、ここから加工面への結像を行なうこと
ができる。放射入口と放射出口とが同じ端面に設けられ
ている場合には、放射出口はたとえば反射面Ｅ１０が放
射入口を設けた端面と交差するような位置に配置してよ
い。
【００２４】もちろん、中実のガラス体として構成され
た均一化要素を中空体に構成し、表面を鏡化する代わり
に実際のミラーを取り付けてこの種の均一化要素として
構成してもよい。図４に図示した実施形態では、この種
の中空体２４は均一化の用を成す反射を得るために互い
に対向するサイドミラー２５，２６を備えている。個々
の作用層の共通の面に対し垂直な方向において互いに隣
接する反射面は、中空体２４の端面に設けた他のミラー
２７によって生成され、このため中空体２４は、すでに
図３に図示し、中実のガラス体の解決法に対し説明した
ように、個々の作用層の共通の面に対して傾斜してレー
ザー放射線の中に設置され、放射入口２９の領域と放射
出口３０の領域とを有している。
【００２５】本発明は、ダイオードレーザーバーの場合
のような一列に配置した個別エミッターの放射の均一化
に関わるばかりでなく、半導体レーザー積層体（レーザ
ーダイオードバーの積層配置）と関連しても適用でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリズム状の均一化要素を備えたレーザー放射
源の斜視図である。
【図２】互いに隣接する反射面をプリズム状の均一化要
素に設けた図１のレーザー放射源の側面図である。
【図３】レーザー放射線束の放射経路内に斜めに設置し
た直方体状の均一化要素の、互いに隣接する反射面を示
す図である。
【図４】中空体として構成された直方体状の均一化要素
を示す図である。
【図５】本発明による装置で均一化する以前の強度分布
を示すグラフである。
【図６】本発明による装置で均一化を行なった後の強度
分布を示すグラフである。
【図７】１つの座標方向におけるレーザー放射線束の発
散性により生じる反射面の反射特性を、個々のエミッタ
ーから出る３つのレーザー放射線束を例にして示した図
である。
【図８】ダイオードレーザーのエッジに配置されたエミ
ッターの放射線束の１つの座標方向における発散性によ
り生じる反射面の反射特性を示す図である。
【図９】ダイオードレーザーの中心に配置されるエミッ
ターの放射線束の１つの座標方向における発散性により
生じる反射面の反射特性を示す図である。
【符号の説明】
３，１７，２４ 均一化要素 ４，５，１８，２５，２６ 均一化要素の側面 Ｅ１ないしＥ１１ 反射面 Ｌ レーザー放射線束
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス・ペーター シュトールベルク ドイツ連邦共和国 デー・07743 イェー ナ ヴェストエントシュトラーセ ４ Ｆターム(参考） 2H052 BA02 BA03 BA09 BA11 5F073 AB02 AB25 AB27 BA09 EA19

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】レーザーダイオード装置のレーザービーム
    放出用のエミッター要素がその作用層をして１つの共通
    の面内と第１の座標方向とにおいて空間的に分離される
    ように互いに並設されており、エミッター要素の作用層
    の前記共通の面に対し垂直な第２の座標方向において作
    用する視準光学系と、互いに対向する一対の反射性側面
    を備えた均一化要素とが設けられている、加工放射線を
    生成させるためのレーザー放射源において、 第１の座標方向におけるレーザービーム（Ｌ）の発散性
    を利用してレーザービーム（Ｌ）を相互に重畳させて指
    向させる、均一化要素（３，１７，２４）の前記側面
    （４，５，１８，２５，２６）の間に、作用層の前記共
    通の面に対し垂直な方向において互いに隣接する反射面
    （Ｅ１ないしＥ１１）が設けられ、これら反射面（Ｅ１
    ないしＥ１１）をレーザービーム（Ｌ）が順次通過し、
    これら反射面（Ｅ１ないしＥ１１）において、レーザー
    ビーム（Ｌ）の発散性を利用して側面（４，５，１８，
    ２５，２６）の間で第１の座標方向で反射を繰り返すこ
    とを特徴とするレーザー放射源。
  2. 【請求項２】反射面（Ｅ１ないしＥ４）が個々の作用層
    の共通の面に対し平行に指向していることを特徴とす
    る、請求項１に記載のレーザー放射源。
  3. 【請求項３】均一化要素（３）の側面（４，５）が個々
    の作用層の共通の面に対し垂直に指向し、均一化要素
    （３）が反射面（Ｅ１ないしＥ４）を生成させるために
    端面（１３，１５）を有し、該端面（１３，１５）に、
    個々の作用層の共通の面に対し傾斜している反射性の転
    向面（７ないし１０）がルーフエッジ構成部（１１，１
    ２）として設けられていることを特徴とする、請求項２
    に記載のレーザー放射源。
  4. 【請求項４】前記端面（１３，１５）のうち一方の端面
    （１３）がレーザービーム（Ｌ）の入射領域（１４）と
    放射出口（６）の領域とルーフエッジ構成部（１１，１
    ２）のうちの一方のルーフエッジ構成部（１１）とに分
    割されていること、他方の端面（１５）が他方のルーフ
    エッジ構成部（１２）を受容するためにのみ用いられる
    ことを特徴とする、請求項３に記載のレーザー放射源。
  5. 【請求項５】互いに対を成して対向している反射面のう
    ち一対の反射面が直方体（１７，２４）の側面（１８，
    ２５，２６）として個々の作用層の共通の面に対し垂直
    に指向し、他の対の反射面が直方体（１７，２４）の端
    面部分（２０，２１，２７，２８）として垂直線からず
    れるように個々の作用層の共通の面に対し傾斜している
    こと、端面のうち少なくとも１つの端面が放射線入射お
    よび（または）放射線射出用の放射線透過領域を有して
    いることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー放射
    源。
  6. 【請求項６】均一化した放射線横断面を加工面に結像さ
    せるため、モジュラー交換可能な結像光学系（１６）が
    設けられ、結像光学系（１６）は加工放射線の種々の加
    工間隔および種々の放射線形状に整合した結像を可能に
    することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか
    一つに記載のレーザー放射源。
  7. 【請求項７】加工面内に複数の加工放射線が第１の座標
    方向に並んでいることを特徴とする、請求項６に記載の
    レーザー放射源。
  8. 【請求項８】レーザーダイオード装置が放射場を有し、
    この放射場の拡がり全体にわたってレーザービーム
    （Ｌ）の入射領域（１４，２２，２９）が第１の座標方
    向において少なくとも延在していることを特徴とする、
    請求項１から７までのいずれか一つに記載のレーザー放
    射源。
  9. 【請求項９】均一化要素（４，５，１８，２５，２６）
    の反射性側面が平坦な面として構成されていることを特
    徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の
    レーザー放射源。
  10. 【請求項１０】均一化要素（４，５，１８，２５，２
    ６）の反射性側面が第１の座標方向における発散性を変
    化させるために湾曲した面として構成されていることを
    特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載
    のレーザー放射源。
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6903859B2 (en) * 2001-12-07 2005-06-07 Micronic Laser Systems Ab Homogenizer
DE10255187A1 (de) * 2002-11-27 2004-06-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Verbinden einer Elektrode mit einem Edelmetallabschnitt
DE10327735A1 (de) * 2003-06-18 2005-01-05 Hentze-Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh & Co.Kg Abbildungsvorrichtung für die Abbildung des Lichtes einer Halbleiterlasereinheit mit einer Mehrzahl von Emittern in einer Arbeitsebene sowie Beleuchtungsvorrichtung mit einer derartigen Abbildungsvorrichtung
US7355800B2 (en) * 2005-02-07 2008-04-08 Coherent, Inc. Apparatus for projecting a line of light from a diode-laser array
US7538295B2 (en) * 2005-04-21 2009-05-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Laser welding system
WO2008006460A1 (de) 2006-07-13 2008-01-17 Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg. Vorrichtung zur homogenisierung von licht sowie laservorrichtung zur erzeugung einer linienförmigen intensitätsverteilung in einer arbeitsebene
AT504335B8 (de) * 2006-10-03 2008-09-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Laserzündvorrichtung
DE102007061358B4 (de) 2007-12-19 2012-02-16 Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Formung von Laserstrahlung
KR100937864B1 (ko) * 2008-03-14 2010-01-21 삼성모바일디스플레이주식회사 프릿 실링 시스템
EP2356551A4 (en) * 2008-11-12 2012-05-02 Flatfrog Lab Ab INTEGRATED TOUCH PANEL DISPLAY APPARATUS AND METHOD OF OPERATION
SE533704C2 (sv) 2008-12-05 2010-12-07 Flatfrog Lab Ab Pekkänslig apparat och förfarande för drivning av densamma
US9429742B1 (en) 2011-01-04 2016-08-30 Nlight, Inc. High power laser imaging systems
US8835804B2 (en) * 2011-01-04 2014-09-16 Nlight Photonics Corporation Beam homogenizer
US9409255B1 (en) 2011-01-04 2016-08-09 Nlight, Inc. High power laser imaging systems
US10095016B2 (en) 2011-01-04 2018-10-09 Nlight, Inc. High power laser system
US9720244B1 (en) 2011-09-30 2017-08-01 Nlight, Inc. Intensity distribution management system and method in pixel imaging
US10168835B2 (en) 2012-05-23 2019-01-01 Flatfrog Laboratories Ab Spatial resolution in touch displays
US9310248B2 (en) 2013-03-14 2016-04-12 Nlight, Inc. Active monitoring of multi-laser systems
US10019113B2 (en) 2013-04-11 2018-07-10 Flatfrog Laboratories Ab Tomographic processing for touch detection
WO2015005847A1 (en) 2013-07-12 2015-01-15 Flatfrog Laboratories Ab Partial detect mode
US10126882B2 (en) 2014-01-16 2018-11-13 Flatfrog Laboratories Ab TIR-based optical touch systems of projection-type
US10146376B2 (en) 2014-01-16 2018-12-04 Flatfrog Laboratories Ab Light coupling in TIR-based optical touch systems
US10161886B2 (en) 2014-06-27 2018-12-25 Flatfrog Laboratories Ab Detection of surface contamination
EP3250993B1 (en) 2015-01-28 2019-09-04 FlatFrog Laboratories AB Dynamic touch quarantine frames
US10318074B2 (en) 2015-01-30 2019-06-11 Flatfrog Laboratories Ab Touch-sensing OLED display with tilted emitters
CN107209609A (zh) 2015-02-09 2017-09-26 平蛙实验室股份公司 包括在传输面板上方和内部投射和检测光束的装置的光学触摸系统
CN107250855A (zh) 2015-03-02 2017-10-13 平蛙实验室股份公司 用于光耦合的光学部件
KR102400705B1 (ko) 2015-12-09 2022-05-23 플라트프로그 라보라토리즈 에이비 개선된 스타일러스 식별
EP3545392A4 (en) 2016-11-24 2020-07-29 FlatFrog Laboratories AB AUTOMATIC TACTILE SIGNAL OPTIMIZATION
EP3667475B1 (en) 2016-12-07 2022-09-07 FlatFrog Laboratories AB A curved touch device
US10963104B2 (en) 2017-02-06 2021-03-30 Flatfrog Laboratories Ab Optical coupling in touch-sensing systems
WO2018174786A1 (en) 2017-03-22 2018-09-27 Flatfrog Laboratories Pen differentiation for touch displays
EP3602259A4 (en) 2017-03-28 2021-01-20 FlatFrog Laboratories AB TOUCH DETECTION DEVICE AND ITS ASSEMBLY PROCESS
CN111052058B (zh) 2017-09-01 2023-10-20 平蛙实验室股份公司 改进的光学部件
US11567610B2 (en) 2018-03-05 2023-01-31 Flatfrog Laboratories Ab Detection line broadening
KR102120722B1 (ko) 2018-09-18 2020-06-09 레이저쎌 주식회사 마이크론급의 두께를 갖는 전자부품에 대한 레이저 리플로우 장치
US12055969B2 (en) 2018-10-20 2024-08-06 Flatfrog Laboratories Ab Frame for a touch-sensitive device and tool therefor
WO2020153890A1 (en) 2019-01-25 2020-07-30 Flatfrog Laboratories Ab A videoconferencing terminal and method of operating the same
CN114730228A (zh) 2019-11-25 2022-07-08 平蛙实验室股份公司 一种触摸感应设备
WO2021162602A1 (en) 2020-02-10 2021-08-19 Flatfrog Laboratories Ab Improved touch-sensing apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4744615A (en) * 1986-01-29 1988-05-17 International Business Machines Corporation Laser beam homogenizer
US5303084A (en) * 1991-08-27 1994-04-12 Kaman Aerospace Corporation Laser light beam homogenizer and imaging lidar system incorporating same
US5850300A (en) * 1994-02-28 1998-12-15 Digital Optics Corporation Diffractive beam homogenizer having free-form fringes

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ITTO20020219A0 (it) 2002-03-13
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DE10136611C1 (de) 2002-11-21

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