JP3176015U - Surface emitting laser module - Google Patents
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Abstract
【課題】面発光型レーザーモジュール（ＳＵＲＦＡＣＥ−ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＬＡＳＥＲ ＯＰＴＩＣＡＬ ＭＯＤＵＬＥ）を提供する。
【解決手段】面発光型レーザーモジュールは、上開口を有するベース；ベース内部に設置され、対称配置された単一または複数個のレーザーチップを含み、且つ、これらのレーザーチップが上開口に向いている面射型レーザー素子；および、ベースに装着され、且つ、上開口を覆い、レーザーチップにより発射される光線を平行に射出させる光学レンズ構造を含む。この面発光型レーザーモジュールは、光の消耗を効果的に減少させ、電力コストを減少させる長所を有する。
【選択図】図２A surface-emitting laser module (SURFACE-EMITTING LASER OPTICAL MODULE) is provided.
A surface emitting laser module includes a base having an upper opening; a single or a plurality of symmetrically disposed laser chips installed inside the base, and the laser chips facing the upper opening. A surface-emitting laser element; and an optical lens structure mounted on the base and covering the upper opening and emitting light emitted by the laser chip in parallel. This surface emitting laser module has the advantages of effectively reducing light consumption and reducing power costs.
[Selection] Figure 2
Description
本考案は、光モジュールに関するものであって、特に、面発光型レーザーモジュールに関するものである。 The present invention relates to an optical module, and more particularly to a surface emitting laser module.
一般の監視システムは、夜間または光線不足の場所で監視を行うため、多くが、撮影レンズ周囲に光源投射システムを設置している。現在、一般的な投射システムは、発光ダイオードを光源としているが、発光ダイオードにより発する光線は散乱特性があるので、遠方に照射することができず、撮影レンズから遠い場所は光線不足のために、真実の映像を効果的に捉えることができない。
このほか、海防、辺境または刑務所等の場所では、長距離、遠方まで投射できる照明設備を設置して、安全レベルを向上させる必要があるが、発光ダイオードの光線は散乱特性があり、長距離の投射時、光のエネルギーの消費量が大きく、よって、長距離投射のためには、高電力を必要とする。
Since a general monitoring system performs monitoring at night or in a place where light rays are insufficient, many light source projection systems are installed around a photographing lens. Currently, a general projection system uses a light emitting diode as a light source, but the light emitted by the light emitting diode has a scattering characteristic, so it cannot be irradiated far away, and the place far from the photographing lens is short of light, The true image cannot be captured effectively.
In addition, in places such as sea defenses, frontiers or prisons, it is necessary to improve the safety level by installing lighting equipment that can project to long distances and far distances. At the time of projection, the amount of energy consumption of light is large. Therefore, high power is required for long-distance projection.
上述の問題を解決するため、本考案は、面発光型レーザーモジュールを提供し、面射型レーザー素子により発射される光線のコリメート特性により、光の消耗を効果的に減少させ、電力コストを減少させることを目的とする。
本考案は、面発光型レーザーモジュールを提供し、面射型レーザー素子と光学レンズ構造の組み合わせにより、長距離投射できる面状投射光源を得て、面状投射光源の領域は、面射型レーザー素子の角度または光学レンズ構造との間隔を調整することにより変化し、使用上のフレキシブル性を具備させることをもう１つの目的とする。
本考案は、面発光型レーザーモジュールを提供し、六角柱形状のベース設計により、使用者が必要な投射領域の大きさに基づいて、蜂の巣状の大型光モジュールを形成することができ、使用上のフレキシブル性を具備させることを最後の目的とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a surface emitting laser module, which effectively reduces light consumption and reduces power cost by collimating the light emitted by the surface emitting laser element. The purpose is to let you.
The present invention provides a surface emitting laser module, and obtains a surface projection light source capable of long-distance projection by combining a surface emitting laser element and an optical lens structure, and the area of the surface projection light source is a surface emitting laser. Another object is to provide flexibility in use by changing the angle of the element or the distance from the optical lens structure.
The present invention provides a surface emitting laser module, and a hexagonal prism base design allows a user to form a large honeycomb-shaped optical module based on the size of the projection area required by the user. The final purpose is to provide flexibility.
上述の目的を達成するため、本考案の１つの実施例による面発光型レーザーモジュールは、上開口を有するベース；ベース内部に設置され、対称配置された単一または複数個のレーザーチップを含み、且つ、レーザーチップが上開口を向いている面射型レーザー素子；および、ベースに装着され、上開口を覆い、且つ、面射型レーザー素子と間隔を有し、レーザーチップにより発射される光線を平行に射出させる光学レンズ構造を含む。 In order to achieve the above object, a surface emitting laser module according to an embodiment of the present invention includes a base having an upper opening; a single or a plurality of laser chips disposed inside and symmetrically arranged in the base; A surface-emitting laser element having a laser chip facing the upper opening; and a light beam mounted on the base, covering the upper opening, spaced from the surface-emitting laser element, and emitted by the laser chip. It includes an optical lens structure that emits in parallel.
本考案の面発光型レーザーモジュールは、従来の発光ダイオードの使用と比較すると、光のエネルギーの消費量が低く、電力コストを減少させることができるという長所がある。 The surface-emitting laser module of the present invention has advantages in that the amount of light energy consumption is low and the power cost can be reduced as compared with the use of a conventional light emitting diode.
図１は、本考案の１つの実施例面発光型レーザーモジュールの部分立体分解図で、図１に示されるように、面発光型レーザーモジュール１０は、上開口１２１を有するベース１２；ベース内部１２に設置され、且つ、上開口１２１に向いている面射型レーザー素子１４；および、ベース１２に装着される光学レンズ構造１６を含み、図２に示されるように、光学レンズ構造１６は上開口１２１を覆い、且つ、面射型レーザー素子１４との間に間隔を有し、光学レンズ構造１６により、面射型レーザー素子１４により射出する光線を平行に射出させる。
上述の説明を継続すると、図３は、本考案の１つの実施例による面発光型レーザーモジュールのベースの分解図で、図のように、ベース１２は、中空本体１２２および下蓋１８を含む。中空本体１２２はプラスチック材で、前述の上開口１２１（図１）および下開口１２３を有し、下蓋１８は中空本体１２２底部に鎖固されて、下開口１２３を覆う。下蓋１８は底面１８１を有し、面射型レーザー素子１４および面射型レーザー素子１４を駆動する駆動素子２０を設置する。また、下蓋１８は金属材質、好ましくは、アルミニウムで、面射型レーザー素子１４の放熱を促す。１つの実施例中、中空本体１２２は六角柱状であるが、これに限定されない。また、下蓋１８と中空本体１２２の間に、防水のＯ型環２２を環設して、水分が中空本体１２２内に侵入して、面射型レーザー素子１４の作動に影響するのを防止する。このほか、中空本体１２２の表面には、さらに、架台固定孔１２４を有し、ベース１２全体を架台（図示しない）上に固定する。
このほか、図１および図２に示されるように、面発光型レーザーモジュールは、さらに、光学レンズ構造１６上に設置され、ベース１２と一緒に固定される上蓋２４を含み、光学レンズ構造１６を固定すると共に、光学レンズ構造１６を保護する効果を提供する。１つの実施例中、上蓋２４と光学レンズ構造１６の間はさらにＯ型環２６を設置して、防水効果を強化する。
図４は、本考案の１つの実施例による面射型レーザー素子の構造を示す図で、面射型レーザー素子１４は単一素子のパッケージモジュールで、面射型レーザー素子１４は、対称配置された複数個のレーザーチップ１４１を含み、１つの実施例中、面射型レーザー素子１４上の複数個のレーザーチップ１４１は、正方形状のアレイ対称配置であるが、これに限定されない。複数個のレーザーチップ１４１は、円形アレイ配置でもよい。また、各レーザーチップ１４１は、必要に応じて、異なる光線射出角度を調整することができる。図５は、本考案の１つの実施例による面射型レーザー素子の応用を示す図で、図５に示されるように、面射型レーザー素子１４は、ほぼ錐状の光経路１４２を光学レンズ構造１６に投射して、光線が光学レンズ構造１６を通過後、好ましい平行光領域範囲を得る。別の実施例中、面射型レーザー素子１４は、一個のレーザーチップだけを含んでいる。
光学レンズ構造１６はフレネル（Ｆｒｅｓｎｅｌ）レンズであるが、これに限定されない。光学レンズ構造１６は、距離と角度が調整可能な複数のレンズアレイでも、移動可能、角度の調整が可能な単一レンズでもよく、面射型レーザー素子との間の距離を調整して、均一、且つ、射出距離が遠い平行光を得る。
本考案中、面射型レーザー素子は、対称配置された複数個のレーザーチップにより発する光線がコリメート特性を有することにより、光学レンズ構造に効果的に入射し、ほぼ平行光で、遠方に投射する面状投射光源は、従来の発光ダイオードの使用と比較すると、光のエネルギーの消費量が低く、電力コストを減少させる長所がある。さらに、面状投射光源の領域は、レーザーチップの角度または光学レンズ構造との間の距離を調整することにより調整し、使用上のフレキシブル性を達成する。
このほか、本考案中、ベースの六角柱状の中空本体の設計により、使用者が必要な投射領域の大きさに基づいて、蜂の巣状の大型光モジュールを形成し、使用上のフレキシブル性を達成する。
総合すると、本考案の面射型レーザー素子と光学レンズ構造の設計により、レーザーチップにより発する光線を、ほぼ平行光で、遠方投射し、従来の発光ダイオードの使用と比較すると、光のエネルギーの消費量が低く、電力コストを減少させることができるという長所がある。
本考案では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本考案に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本考案の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本考案の保護範囲は、実用新案請求の範囲で指定した内容を基準とする。
FIG. 1 is a partially exploded view of a surface emitting laser module according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the surface emitting laser module 10 includes a base 12 having an upper opening 121; And an optical lens structure 16 mounted on the base 12, and the optical lens structure 16 is mounted on the upper opening 121, as shown in FIG. The optical lens structure 16 allows the light emitted from the surface-emitting laser element 14 to be emitted in parallel with the optical lens structure 16.
Continuing the above description, FIG. 3 is an exploded view of a base of a surface emitting laser module according to one embodiment of the present invention, and as shown, the base 12 includes a hollow body 122 and a lower lid 18. The hollow main body 122 is made of a plastic material and has the upper opening 121 (FIG. 1) and the lower opening 123 described above. The lower lid 18 is secured to the bottom of the hollow main body 122 to cover the lower opening 123. The lower lid 18 has a bottom surface 181 and is provided with a surface emitting laser element 14 and a driving element 20 that drives the surface emitting laser element 14. The lower lid 18 is made of a metal material, preferably aluminum, and promotes the heat radiation of the surface emitting laser element 14. In one embodiment, the hollow body 122 has a hexagonal column shape, but is not limited thereto. Further, a waterproof O-shaped ring 22 is provided between the lower lid 18 and the hollow main body 122 to prevent moisture from entering the hollow main body 122 and affecting the operation of the surface emitting laser element 14. To do. In addition, the surface of the hollow main body 122 further has a gantry fixing hole 124 to fix the entire base 12 on a gantry (not shown).
In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, the surface-emitting type laser module further includes an upper cover 24 that is installed on the optical lens structure 16 and fixed together with the base 12. The effect of fixing and protecting the optical lens structure 16 is provided. In one embodiment, an O-shaped ring 26 is further provided between the upper lid 24 and the optical lens structure 16 to enhance the waterproof effect.
FIG. 4 is a view showing the structure of a surface emitting laser element according to one embodiment of the present invention. The surface emitting laser element 14 is a single element package module, and the surface emitting laser elements 14 are arranged symmetrically. In one embodiment, the plurality of laser chips 141 on the surface-emitting type laser element 14 have a square array symmetrical arrangement, but the present invention is not limited to this. The plurality of laser chips 141 may be arranged in a circular array. Moreover, each laser chip 141 can adjust a different light emission angle as needed. FIG. 5 is a diagram showing an application of a surface-emitting laser element according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the surface-emitting laser element 14 includes a substantially conical light path 142 in an optical lens. After projecting onto the structure 16, the light beam passes through the optical lens structure 16 to obtain a preferred parallel light region range. In another embodiment, the surface-emitting laser element 14 includes only one laser chip.
The optical lens structure 16 is a Fresnel lens, but is not limited thereto. The optical lens structure 16 may be a plurality of lens arrays whose distances and angles can be adjusted, or a single lens that can be moved and whose angle can be adjusted. In addition, parallel light having a long emission distance is obtained.
In the present invention, the surface-emitting type laser element has a collimating characteristic of light beams emitted from a plurality of symmetrically arranged laser chips, so that it effectively enters the optical lens structure and projects far away with almost parallel light. The planar projection light source has the advantages of lower light energy consumption and lower power cost compared to the use of conventional light emitting diodes. Furthermore, the area of the planar projection light source is adjusted by adjusting the angle of the laser chip or the distance to the optical lens structure to achieve flexibility in use.
In addition, in the present invention, a hexagonal column-shaped hollow main body is designed to form a large honeycomb-shaped optical module based on the size of the projection area required by the user, thereby achieving flexibility in use. .
Overall, the design of the surface-emitting laser element and optical lens structure of the present invention allows the light emitted from the laser chip to be projected far away with almost parallel light, and compared to the use of conventional light emitting diodes, the consumption of light energy The amount is low and the power cost can be reduced.
In the present invention, preferred embodiments have been disclosed as described above. However, these are not intended to limit the present invention, and any person who is familiar with the technology can use various methods within the spirit and scope of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention is based on the contents specified in the claims of the utility model.
Claims (12)
上開口を有するベース；
前記ベース内部に設置され、単一または複数個のレーザーチップを含み、且つ、前記レーザーチップが前記上開口を向いている面射型レーザー素子；および
前記ベースに装着され、前記上開口を覆い、且つ、前記面射型レーザー素子との間に距離を有し、前記レーザーチップにより発射される光線を平行に射出させる光学レンズ構造と、
を含むことを特徴とする面発光型レーザーモジュール。 A surface emitting laser module,
A base having an upper opening;
A surface-emitting type laser element installed inside the base and including a single or a plurality of laser chips, the laser chip facing the upper opening; and mounted on the base and covering the upper opening; And an optical lens structure having a distance between the surface-emitting laser element and emitting the light emitted by the laser chip in parallel.
A surface-emitting type laser module comprising:
前記上開口および下開口を含む中空本体；および
前記下開口を覆い、底面を有して、前記面射型レーザー素子および前記面射型レーザー素子を駆動する駆動素子を設置する下蓋、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザー光モジュール。 The base is
A hollow main body including the upper opening and the lower opening; and a lower lid that covers the lower opening and has a bottom surface, on which the surface emitting laser element and a driving element that drives the surface emitting laser element are installed;
The surface emitting laser light module according to claim 1, comprising:
Applications Claiming Priority (2)
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