JP7536855B2 - 光モジュール及びその動作のための方法 - Google Patents

Description

本発明は、光モジュール及び光モジュールを動作させるための方法に関する。特に、光モジュール及び関連する方法は、具体的にはレーザー光源用の光モジュールの目に安全な動作に対処し、レーザー光源は、レーザー安全クラス１への準拠を達成するために光モジュールによって構成されている。

ドットパターンの投影のためなどの三次元画像化に使用されるレーザーモジュールは、通常レーザー放射を生成するように設計されたレーザーダイオードを備えている。本明細書において使用するレーザーダイオードは、一般に、表面及び２つの劈開エッジを有する半導体ウェーハを備えるエッジ放出レーザーダイオードであり、ウェーハに駆動電流を印加することによって生成されるレーザー放射は、それが劈開されたエッジの１つにおいて反射され又は結合されるまでウェーハの表面に沿う方向に伝播する。

目に安全な動作を可能にするために、レーザーモジュール、具体的にはレーザーモジュールによって構成されるレーザーダイオードは、レーザー安全クラス１への準拠を達成する必要がある。２０１４年ドイツ工業規格ＥＮ６０８２５－１に定義されるように、レーザー安全クラス１では、対応するレーザーモジュールが通常の使用の全ての条件下で安全であること、具体的には、ユーザーがレーザーモジュールを肉眼で見るか、或いは小口径の顕微鏡又は望遠鏡などの拡大光学デバイスを使用するとき、ユーザーの目が露出され得る最大許容レーザー出力パワーを超えないことが要求される。同様の考慮事項は、他の種類のレーザーモジュールにおける目に安全な動作にも適用される。発光ダイオードについては、ドイツ工業規格ＥＮ６２４７１が同様の様式で適用できる。

レーザーダイオードを通る電流を調整する目的のために設計された単一の電子素子は、通常エッジ放出レーザーダイオードなどのレーザーダイオードを有する、既知のレーザーモジュールによって構成されている。しかしながら、単一の電子素子が故障した場合、レーザーダイオードによって生成されるレーザー出力は、レーザー安全クラス１による最大許容レーザー出力パワーを容易に超える可能性がある。

加えて、レーザーモジュールは、レーザー放射がレーザーダイオードを離れた後、ビーム経路内に回折光学素子をさらに備える可能性がある。本明細書において、回折光学素子は、通常ポリマー材料、特にポリカーボネート内に導入される繊細な回折構造を含む。さらに、回折光学素子は、レーザーモジュールによって設けられるマウントによって担持できる。しかしながら、回折光学素子は、ポリマー材料の機械的な安定性には限界があるため、機械的な衝撃によってマウントから容易に外れる。回折光学素子がレーザーモジュールからなくなる結果として、回折光学素子なしで直接伝送されるレーザーのパワーは、レーザー安全クラス１による最大許容レーザー出力パワーを容易に超えることがある。

さらに、ポリマー材料の熱弾性には限界があるため、回折光学素子は、熱にさらされるとその回折構造が容易に変形することがある。回折構造が変形する結果として、回折光学素子（ゼロ次）を介する直接伝送に対応するレーザー放射のシェアのパワーが増加し、その結果このときレーザー安全クラス１による最大許容レーザー出力パワーを容易に超える可能性がある。

そのため、改善された配置では、追加の回路を有する追加のフォトダイオードを使用することができ、追加のフォトダイオードは、放出されたレーザー放射のパーティションを受け入れるように設計でき、追加の回路は、必要に応じて一方では放出されたレーザー放射のパワーを決定するために、他方ではエッジ放出レーザーダイオードを駆動する電流をオフように設計できる。しかしながら、この種の配置は、追加のフォトダイオードの形態とされた別の光学素子、並びに追加のフォトダイオード用のコンパレータを有する増幅器回路を備える追加の回路を必要とするため、かなり複雑である。

さらに改善された配置では、ビーム経路中で回折光学素子の後に追加のフォトダイオードを置くことに関連してタイマーが追加して使用され、これによりレーザーモジュールの動作における回折光学素子の効率を決定することが可能になる。しかしながら、この種の配置によっては、同時にエッジ放出形レーザーダイオードのパワーを決定することは可能にならない。その結果、回折光学素子のより低い効率を、レーザーダイオードのより高いパワー出力によって補償すると、レーザー安全クラス１による最大許容レーザー出力パワーを容易に超えることにつながる。別の不利な点は、ビーム経路中で回折光学素子の後に追加のフォトダイオードを置く結果レーザーモジュールのサイズが大きくなることであり、大きなサイズは、レーザーモジュールをスマートフォン又はタブレットなどのモバイル通信デバイスに統合するなどのモバイルアプリケーションにとっては許容できない。

さらに改善された配置では、回折光学素子の実在物を決定できる。この目的のために、回折光学素子の１つ又は複数のエッジに導電性材料を適用できる。これによって、回折光学素子を担持するマウントに対応する導電性接点とともにスイッチを形成することができ、スイッチは、回折光学素子とマウントとの間に電気接触が得られない場合にエラーを表すことができる。しかしながら、この種の配置には、回折光学素子が導電性エッジを備えることが必要である。別の不利な点として、この種の配置では、回折光学素子が熱にさらされた後にその変形を決定することはできない。

欧州特許出願公開第１７２４８８６Ａ１号は、レーザー送信機及びフォトダイオード受信機を備えるトランシーバーを制御するためのコントローラーを開示している。コントローラーは、トランシーバーに関連する情報を保存するためのメモリ及びアナログからデジタルへの変換回路を含み、変換回路は、レーザー送信機及びフォトダイオード受信機から複数のアナログ信号を受信し、受信したアナログ信号をデジタル値に変換し、そしてデジタル値をメモリ内の所定の場所に保存する。比較論理は、これらのデジタル値の１つ又は複数を制限値と比較し、比較に基づいてフラグ値を生成し、そしてフラグ値をメモリ内の予め定めた場所に保存する。コントローラーの制御回路は、メモリに保存された１つ又は複数の値に従ってレーザー送信機の動作を制御する。ホスト装置がメモリ内の場所との間で読み取り及び書き込みできるようにするために、シリアルインターフェイスが設けられている。少数のバイナリ入力信号及び出力信号を除いて、トランシーバーの全ての制御機能及び監視機能は、コントローラー内の固有のメモリマップされた場所にマップされている。コントローラーの複数の制御機能及び複数の監視機能は、ホストコンピュータがコントローラー内の対応するメモリマップされた場所にアクセスすることによって実行される。

米国特許第７７４２５１４Ｂ１号は、ダイオードレーザー、ダイオードレーザーと相互接続された電流源、及び４つの制限回路を含む装置を開示している。第１の制限回路は、ダイオードレーザーのアノード接続部に流れるピーク電流を制限する。第２の制限回路は、ダイオードレーザーのカソード接続部から流れるピーク電流を制限し、第１の制限回路と第２の制限回路とは互いに独立している。第３の制限回路は、ダイオードレーザーを流通する平均電流を制限する。最後に、第４の制限回路は、ダイオードレーザーを流通する平均電流を制限し、第３の制限回路と第４の制限回路とは互いに独立している。

米国特許出願公開第２０１９／１７０８７７Ａ１号は、レーザー送信機、光投影装置、レーザービーム取り込みユニット、協調ユニット及び画像処理装置を含む、目に安全なレーザー三角測量測定システムを開示している。レーザー送信機は、パルスレーザービームのポイントパルスレーザーを生成するように構成されている。光投影装置は、レーザー送信機の前端に配置され、ポイントパルスレーザーをラインレーザーに変換するように構成されている。レーザービーム取り込みユニットは、レーザー画像を得るための目標位置においてラインレーザーによって得られた反射光を取り込むように構成されている。協調ユニットは、レーザー送信機のオン及びオフを制御するとともにレーザービーム取り込みユニットの取り込みを制御するように構成されている。画像処理装置は、レーザー画像に対して三次元モデリングを実行して、目標位置までの距離を取得するように構成されている。

欧州特許出願公開第１７２４８８６Ａ１号 米国特許第７７４２５１４Ｂ１号 米国特許出願公開第２０１９／１７０８７７Ａ１号

従って、本発明の目的は、公知の光モジュール及び光モジュールを動作させるための方法における上記技術的短所及び欠点を少なくとも部分的に克服できる、光モジュール及び光モジュールを動作させるための方法を提供することである。

特に、本発明の目的は、単純でありしかも容易に取り付け可能な光モジュール並びに光モジュールを動作させるための低価格な方法を提供することである。具体的には、目に安全な動作が改善された光モジュール、特にレーザーモジュールを提供することが望ましく、動作の改善は、追加のフォトダイオードを使用し及び回折光学素子のエッジに導電性材料を適用する必要なしに、特にレーザー安全クラス１に合わせてレーザーモジュールの準拠を改善することによって行われる。さらに、光モジュールは、別のレーザー光源、又は発光ダイオードなどの他の種類の非常に小さい光源と同様の様式で動作できることが必要である。

この問題は、独立請求項書の特徴を備える、光モジュール及び光モジュールを動作させるための方法によって解決される。単独の様式又は任意の組み合わせによって実現できる好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。。

以下で使用するように、「有する」、「備える」又は「含む」という用語或いはそれらの任意の文法的語尾変化は、排他的でない態様で使用される。従って、これらの用語は、これらの用語によって導入された特徴以外に、この文脈で説明される実在物に別の特徴が存在しない状況と、１つ又は複数の別の特徴が存在する状況との両方を指すことができる。一例として、「ＡはＢを有する」、「ＡはＢを備える」及び「ＡはＢを含む」という表現は、ＡにはＢ以外に他の要素が存在しない状況（すなわち、Ａは単独でしかも排他的にＢから成る状況）と、実在物ＡにはＢ以外に、要素Ｃ、要素Ｃ及び要素Ｄ、又はなお別の要素など１つ又は複数の要素が存在する状況との両方を指すことができる。

さらに、以下で使用するように、「好ましくは」、「より好ましくは」、「詳しく」、「より詳しく」、「具体的には」、「より具体的には」という用語又は同様の用語は、代替可能性を制限することなく随意的な特徴と併せて使用される。従って、これらの用語によって導入される特徴は、随意的な特徴であり、決して請求の範囲を制限することを意図していない。発明は、当業者であれば認識するように、代替の特徴を使用することによって実行できる。同様に、「発明の実施形態において」又は同様の表現によって導入される特徴は、随意的な特徴であることを意図しており、発明の代替の実施形態に関するいかなる制限もなし、発明の範囲に関するいかなる制限もなく、及びそのようなやり方で導入された特徴を発明の他の随意的な又は随意的でない特徴と組み合わせる可能性に関する制限もない。

本発明の第１の態様には、光モジュールが開示されている。従って、光モジュールは、
光源と、
光源を駆動するための電子回路であって、
光源を駆動するための制御電流を生成し及び制御するように設計された電流源と、
電流源が故障した場合に、光源への制御電流を中断するように設計された保護コントローラーと、を含む電子回路と、を備えている。

一般に使用されるように、「光モジュール」は光源を備える装置を指し、「光源」という用語は、所望の光放射を生成するように適合されたデバイスに関する。特に光源は、レーザー光源、自然放射増幅光ダイオード（ＳＬＥＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えることができる。しかしながら、他の種類の光源も使用できる。

「レーザー光源」という用語は、所望のレーザー放射を生成するように設計されたデバイスを指す。本明細書において、レーザー放射は、電磁放射の誘導放出に基づく光増幅のプロセスにおいて、連続波（ｃｗ）として又は短いレーザーパルスの形態の何れかで生成され、レーザーパルスは、具体的にはパルス繰り返し率、パルス持続時間、平均出力パワー及びピークパワーによって定義される。具体的には、レーザー光源は、レーザーダイオード、分散フィードバックレーザーダイオード（ＤＦＢレーザーダイオード）、又は垂直キャビティ面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）の少なくとも１つから選択できる。しかしながら、他の種類のレーザー光源も適している。

レーザーダイオードは、特に三次元画像化で使用できるようにするために、とりわけドットパターンの投影のために、好ましくは本発明によるレーザーモジュール内のレーザー光源として使用できる。一般に使用されるように、「レーザーダイオード」という用語は、表面及び２つの劈開エッジを有する半導体ウェーハを備えるデバイスを指し、レーザー放射は、ウェーハに駆動電流を印加することによって生成される。好ましくは、本発明においてエッジ放出レーザーダイオードが使用できる。本明細書において、「エッジ放出レーザーダイオード」という用語は、生成されたレーザー放射が劈開されたエッジの１つにおいて反射され又は結合されるまでウェーハの表面に沿う方向に伝播する、レーザーダイオードを指す。しかしながら、他の種類のレーザーダイオードも使用できる。

さらに、「自然放射増幅光ダイオード（superluminescence diode）」又は「ＳＬＥＤ」という用語は、エッジ放出光源として設計された半導体デバイスに関する。この目的のために、自然放射増幅光ダイオードは、通常電気的に駆動されるｐｎ接合を備え、ｐｎ接合は、注入電流によって順方向にバイアスされると、所望の増幅された自然放出を広い範囲の波長にわたって生成するように構成されており、ピーク波長及びピーク強度は、一般に半導体材料及び注入電流のレベルに依存する。

さらに、「発光ダイオード」又は「ＬＥＤ」という用語は半導体デバイスを指し、半導体デバイスは、電流が半導体材料を流通すると光を放出し、それによって電流によって供給される電子が半導体によって構成された正孔と再結合するとき、光子が生成されるように設計されている。本明細書において、光子のエネルギーは、特に半導体材料のバンドギャップによって決定される。

光モジュールは、特にハウジングを備えることができ、ハウジングは、とりわけ光源、電子回路、及び該当する場合１つ又は複数の別の随意的な要素、具体的には以下でより詳しく説明するように、回折光学素子及び対応するマウントを収容するために配置できる。

光源によって放出される光は、光ビーム、具体的にはレーザービームの形態で与えられる。本明細書において使用するように、「光ビーム」という用語は、一般にビーム経路に沿って多かれ少なかれ同じ方向に伝播する光の量を指す。具体的には、ビームは、光線の束及び／又は光の共通の波面であることができ、又はそれらから構成されることができる。光ビームは、正確に１つの波長λを有する単色光ビームであることができ、或いは複数の波長又は波長スペクトルを有する光ビームであることができ、ここで、スペクトルの中心波長及び／又はスペクトル内の特徴的なピークの波長は、光ビームの波長λとして選択できる。

一般に使用されるように、「ビーム経路」は、光ビーム又はその一部が沿って伝播できる経路である。従って好ましくは、光モジュール内の光ビームは、単一のビーム経路に沿って伝播し、単一のビーム経路は、好ましくは真っ直ぐなビーム経路であってよい。代替例として、ビーム経路は、折り畳まれたビーム経路、分岐したビーム経路、長方形のビーム経路又はＺ字形のビーム経路などの１つ又は複数の偏向部を有することができる。代替例として、光ビームの伝播のために少なくとも２つのビーム経路を使用することができ、少なくとも２つのビーム経路は、ビーム分割素子などの適切な光学素子によって生成できる。「ビーム分割素子」という用語は、光ビームを強度が同一又は強度が異なる少なくとも２つの部分に分割するように適合された光学素子を指す。さらに、光ビームは、各ビーム経路又は部分的なビーム経路に沿って、１回又は繰り返し一方向又は双方向に伝播できる。

本明細書においてさらに使用するように、光ビームの「ビームプロフィル」は、一般に、ビーム経路に沿った所定の位置において光ビームの二次元空間分解強度プロットで表示できる光ビームの特性を指す。本明細書において、光ビームは、当業者に公知であるガウスビームプロフィルを有することができる。しかしながら、他のタイプのビームプロフィルも使用できる。さらに、光ビームは、伝送デバイスを通って案内されることができ、伝送デバイスは、光ビームのビームプロフィルを変更するように適合される。一般に使用されるように、「伝送デバイス」という用語は、一般に入射光ビームのビームプロフィルに影響を及ぼすように適合された、光学素子又は少なくとも２つの個々の光学素子の組み合わせを指し、適合は、光ビームのビーム形状、ビーム幅又は広がり角の１つ又は複数を明確に定義された様式で変更することによって行う。そのような変更ができるようにするために、伝送デバイスは、コリメートレンズなどのレンズ、回折光学素子、集束ミラー、反射ミラー又はプリズムの少なくとも１つであり、又はそれらを備えることができる。しかしながら、他の種類の伝送デバイスも適している。

さらに、本発明によれば、光モジュールは、光源を駆動するように設計された電子回路を備えている。一般に使用されるように、「光源を駆動する」という用語は、電気量、特に電圧又は好ましくは電流を、光源に明確に定義された光放射が生成される様式で適用することによって光が動作するモードを指し、光放射の強度などの光放射の少なくとも１つのパラメータは、単調な様式などの明白な様式で電気量の値に依存する。

この目的のために、電子回路は電流源を備えている。一般に使用されるように、「電流源」という用語は、制御電流、特に光源を駆動するための制御電流を生成及び制御するように設計された電子デバイスを指す。その結果、「制御電流」という用語は、ここでは光モジュールによって構成される光源を制御するように設計された電流を指す。この目的のために、電流源に所望の明確に定義された光放射が生成されるように印加される、供給電流又は好ましくは供給電圧が使用できる。特に好ましい実施形態において、電流源は定電流源であってよい。一般に使用されるように、「定電流源」という用語は、追加された熱補償部を備える電流源を指す。その結果、電流源によって生成される電流は、温度につれてわずかに変化するのみである。さらに好ましい実施形態において、電流源は、追加された電流デリミターを備えることができる。さらに好ましい実施形態において、電流源は、外部トリガー信号などのトリガー信号が電流源に印加されたとき光源を駆動する、制御電流を生成及び制御するように設計できる。一般に使用されるように、「トリガー信号」という用語は、動作、ここでは電流源ひいては光源の動作を開始するように構成された電気インパルスを指す。その結果、光源は、トリガー信号を作動させたときのみ動作状態になることができる。しかしながら、他の種類の電流源及びそれらの関連する実施形態も可能である。

さらに本発明によれば、電子回路は保護コントローラーを備えている。一般に使用されるように、「保護コントローラー」という用語は、予め定義された場合に、別の電子素子又はデバイスに印加される電圧又は好ましくは電流を中断するように設計された電子デバイスに関する。特に本発明に関して、保護コントローラーは、電流源が故障した場合に、電流源に印加される供給電流又は好ましくは供給電圧を中断し、それによって光源への制御電流を中断するように設計できる。一般に使用されるように、「故障」という用語は、供給電流又は供給電圧によって通常のやり方で供給される入力に電流源がもはや反応せず、結果として電流源の出力が制御された様式で供給されない、電流源の動作モードを指す。光源への制御電流を中断する結果、光源は光放射の放出を停止し、それによって光モジュールを目に安全な動作モードに保ち、これは、特にレーザーダイオードによって生成されるレーザー出力パワーが、レーザー安全クラス１による最大許容レーザー出力パワーを超えるのを回避することによって行う。自然放射増幅光ダイオード又は発光ダイオードなどの他の光源において、この様式で同等の結果が達成できる。特に好ましい実施形態において、保護コントローラーは、過電流保護コントローラー、又は好ましくは過電圧保護コントローラーであってよい。特に、保護コントローラーは、供給電圧と定電流源との間に配置され、それによって定電流源を過電圧から保護する過電流保護コントローラーであってよい。しかしながら、他の種類の保護コントローラー及びその関連する実施形態も可能である。

本発明の特に好ましい実施形態において、光モジュールは、少なくとも１つ、好ましくは正確に１つの回折光学素子をさらに備えることができる。一般に使用されるように、「回折光学素子」という用語は、光回折を使用してビーム形状を変更することによって入射光ビームのビームプロフィルに影響を及ぼすように設計された、以上で定義した伝送デバイスを指す。この目的のために、回折光学素子は、入射光ビームを光学的に回折させるように設計された構造を備え、回折光学素子は、光学格子、回折微細構造、フレネルレンズ又はメタ表面から選択できる。一般に使用されるように、「光学格子」という用語は、周期的構造、特に透明な基板に導入される平行な隆起又は溝の形態の周期的構造を有する光学素子を指し、周期的構造は、光学格子の回折構造の幅及び間隔に応じて入射光ビームを回折するように設計されている。さらに一般に使用されるように、「回折微細構造」という用語は、複数の微細加工された複雑な微小突起及び／又は微小溝を備える光学素子を指す。さらに一般に使用されるように、「フレネルレンズ」という用語は複合コンパクトレンズを指し、複合コンパクトレンズは、従来の設計のレンズと比べて質量及び／又は体積が低減された様式で与えられ、この様式により特に大きな口径及び短い焦点距離を有するレンズの構築が可能になる。さらに一般に使用されるように、「メタ表面」という用語は、サブ波長の厚さを有しかつ境界条件を介して入射光ビームの挙動を変調するように設計された人工シート材料を指し、メタ表面は、少なくとも１つの水平方向の寸法がサブ波長スケールパターンで構造化されても又は構造化されなくても良い。しかしながら、回折光学素子の他の種類の実施形態も可能である。

好ましい実施形態において、光モジュールは、少なくとも１つ、好ましくは正確に１つの回折光学素子を収容するように設計されたマウントをさらに備えることができる。一般に使用されるように、「マウント」という用語は、光モジュールの一部、特に光モジュールのハウジングの一部を指し、ハウジングは、好ましくは安全でかつ安定した位置、特に光源によって供給される入射光ビームの位置及び方向に関して安全でかつ安定した位置において、回折光学素子を受け取り及び維持するように設計されている。一例として、光モジュールのハウジングは、回折光学素子を収容するために寸法を決め得る環状のくぼみを備え、回折光学素子は、好ましくは回折構造を担持する円板状の基板の形態で設けることができる。入射光ビームに対して回折光学素子を適切にかつ安定して位置決め及び維持するために、回折光学素子、特に回折構造を担持する円板状の基板のエッジを、接着剤の使用によってマウントに取り付けることができ、接着剤は、回折光学素子の少なくとも１つのエッジを、マウント、特に回折光学素子を受け入れ及び維持するために寸法が決められた環状のくぼみに固定するように設計できる。

本発明の特に好ましい実施形態において、少なくとも１つ、好ましくは正確に１つの回折光学素子をさらに固定素子によってマウントに取り付けることができ、固定素子は、特にリングの形態をとることができる。本明細書において、「リング」という用語は平坦なリング状の本体を指し、本体は、回折光学素子のサイズに合わせて寸法が決められ、それによって回折光学素子を追加して固定すると同時に、依然として光ビームがリングによって妨げられることなく回折光学素子を横切ることを可能にする。特に、リング状の本体は、１つ又は複数のねじ、クランプ又は接着剤を使用することなどによってマウントに取り付けることができ、それによって回折光学素子をリングとマウントとの間に固定する。本明細書において、リングは、軽量性、耐久性及び光のビーム経路の非妨害性のおかげで特にその目的に適する、別のポリマー材料を含むことができる。特に、別のポリマー材料は、好ましくは、回折光学素子のポリマー材料と同一であることができ及び／又はポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）などのアクリルポリマー、又はＴＯＰＡＳ（登録商標）などの環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）から選択することができる。別の詳細については、以下に説明する例示的な実施形態が参照できる。しかしながら、依然として、固定素子を具体的に光モジュールのハウジングに適用するために、他の種類の固定素子及び固定方法も想定できる。

本発明のさらに特に好ましい実施形態において、電子回路は、少なくとも１つ、好ましくは正確に１つの回折光学素子の温度を制御するように設計された温度制御部をさらに備えることができる。一般に使用されるように、「温度制御部」という用語は、制御されたデバイスの温度、ここでは回折光学素子の温度が予め定めた閾値温度に等しく又はこれを超える可能性がある場合に、動作、ここでは電流源ひいては光源の動作を開始するために、トリガー信号を電気インパルスの形態で供給するように設計された電子デバイスを指す。特に、温度制御部は、回折光学素子の温度が回折光学素子に関連できるように予め定めた閾値温度を超える可能性がある場合に、以上に及び以下により詳しく説明するように、光源への制御電流を中断するように設計できる。好ましくは、温度制御部は、温度ヒューズ、具体的には非可逆温度ヒューズ、サーミスタ又は熱電対の少なくとも１つから選択される温度制御素子であることができ、又はそれを備えることができる。

本発明によれば、閾値温度は、ポリマー材料の熱弾性に限界があるために、好ましくは回折光学素子の構造特性、特に回折光学素子の回折構造が変形を開始することがある変形温度よりも十分に低い温度に、関連することができる。回折構造のそのような変形を回避することにより、回折光学素子を通る直接伝送に対応する放射のシェアのパワー（ゼロオーダー）を維持することができ、特に、その結果最大許容レーザー出力パワーがレーザー安全クラス１に対する要件内にとどまる。例として、閾値温度は、好ましくは、回折構造を備えるポリマー材料の軟化温度よりも低いことがある温度から選択でき、ポリマー材料は、特に、ポリカーボネート、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）などのアクリルポリマー、又はＴＯＰＡＳ（登録商標）などの環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）から選択できる。特に、閾値温度は、ポリマー材料の軟化温度よりも好ましくは５℃から５０℃、特に１０℃から２５℃低くてもよい。

温度を適切に推定するために、温度制御素子、特に温度ヒューズは、好ましくは回折光学素子の近くに、特に回折光学素子に対して隣接する様式で配置できる。一般に使用されるように、回折光学素子に対する「近傍」という用語は、回折光学素子の温度の適切な推定が依然として可能である場所を指す。さらに、「隣接する」及び「隣接して」という用語は、回折光学素子に直接隣り合う場所に関連する。別の詳細については、以下に説明する例示的な実施形態が参照できる。

本発明の別の態様には、光モジュールを動作させるための方法が開示されている。この方法は以下の方法ステップを備え、これらのステップは、好ましくは所定の順序で実行できる。さらに、方法ステップの何れか又は全ては、時間的に同時に及び／又は重複して実行できる。さらに、方法ステップの何れか又は全ては、繰り返し実行できる。加えて、この方法は別のステップを備えることができる。この方法は、以下の方法ステップ、即ち、
本明細書の他の場所に記載した光モジュールを設けるステップと、
光源を駆動するための制御電流を生成及び制御するように設計された、電流源に供給電圧又は供給電流を供給するステップと、
電流源が故障した場合に、光源への制御電流が保護コントローラーによって中断されない限り、光源を駆動するための制御電流を生成するステップと、
を備えている。

既により詳しく上述したように、「故障」という用語は、電流源の動作モードであって、供給電流又は供給電圧によって通常の様式で供給される入力に電流源がもはや反応せず、結果として電流源の出力が制御された様式で供給されない動作モードを指す。

別の態様において、本発明は、本明細書の他の場所に記載した方法ステップの少なくとも１つを実行するための実行可能な命令を備える、コンピュータプログラム製品を指す。この目的のために、光モジュールは、具体的にこの目的に適合させ得る処理デバイスを備え、或いは有線又は無線の様式でそれらに接続できる。一例として、処理デバイスは、組み込み式又は遠隔式のコンピュータシステムによって構成することができ、それによって光モジュールを制御するための実行可能な命令を実行できる。代替例として、処理デバイスは、スマートフォン又はタブレットなどのモバイル通信デバイスによって構成できるモバイルオペレーティングシステムを有し、モバイルオペレーティングシステムは、光モジュールを制御するために実行可能な命令を行なうためのアプリケーション（「アプリ」）並びにインターネット及びマルチメディア機能性を含む、ソフトウェアの使用を容易にするように設計されている。

光モジュール及びコンピュータプログラム製品を動作させるための方法に関する別の詳細については、以上に列挙され又は以下にさらに詳しく列挙する、１つ又は複数の実施形態による光モジュールの説明が参照できる。

本発明の別の態様において、本発明による光モジュール及び光モジュールを動作させるための方法は、以下に詳しく開示される１つ又は複数の目的などの複数の適用目的において、好ましくは製造、画像化、品質管理、顔認識、ビンピッキング又は実在物検出の少なくとも１つから選択される以下の用途の１つ又は複数において、使用できる。しかしながら、さらに別の適用も想定される。

上述した発見を要約すると、本発明内において以下の実施形態が好ましい。

実施形態１ 光モジュールであって、
光源と、
光源を駆動するための電子回路であって、
光源を駆動するための制御電流を生成し及び制御するように設計された電流源と、
電流源が故障した場合に、光源への制御電流を中断するように設計された保護コントローラーと、を含む電子回路とを備えている光モジュール。

実施形態２ 光モジュールはレーザーモジュールである、実施形態１による光モジュール。

実施形態３ 光源は、レーザー光源、自然放射増幅光ダイオード又は発光ダイオードであり或いはそれを備えている、実施形態１から２の何れか１つによる光モジュール。

実施形態４ レーザー光源は、レーザーダイオード、分散フィードバックレーザーダイオード、又は垂直キャビティ面発光レーザーの少なくとも１つから選択される、上記実施形態１から３の何れかによる光モジュール。

実施形態５ レーザーダイオードは、エッジ放出レーザーダイオードである、実施形態１から４の何れか１つによる光モジュール。

実施形態６ 電流源は定電流源である、実施形態１から５の何れか１つによる光モジュール。

実施形態７ 定電流源は、供給電圧を使用して光源を駆動するための制御電流を生成するように設計されている、実施形態１から６の何れかによる光モジュール。

実施形態８ 保護コントローラーは、定電流源を過電圧から保護するために供給電圧と定電流源との間に配置された過電流保護コントローラーである、実施形態６から７の何れか１つによる光モジュール。

実施形態９ 電流源は、トリガー信号が電流源に印加されると、光源を駆動するための制御電流を生成及び制御するように設計されている、実施形態６から８の何れか１つによる光モジュール。

実施形態１０ 故障するという用語は、電流源が入力にもはや反応しない電流源の動作モードを指す、上記実施形態１から９の何れか１つによる光モジュール。

実施形態１１ 入力は、供給電流又は供給電圧によって供給される、実施形態１から１０による光モジュール。

実施形態１２ 少なくとも光源及び電子回路を収容するために配置されたハウジングをさらに備えている、実施形態１から１１の何れか１つによる光モジュール。

実施形態１３ 回折光学素子をさらに備えている、実施形態１から１２の何れか１つによる光モジュール。

実施形態１４ 回折光学素子は、光学格子、回折微細構造、フレネルレンズ又はメタ表面から選択される、実施形態１から１３の何れかによる光モジュール。

実施形態１５ 電子回路は、回折光学素子のための温度制御部をさらに備えている、実施形態１３から１４の何れか１つによる光モジュール。

実施形態１６ 温度制御部は、回折光学素子の温度を超えるとき光源への制御電流を中断するように設計されている、実施形態１から１５の何れかによる光モジュール。

実施形態１７ 温度制御部は、温度ヒューズ、サーミスタ又は熱電対の少なくとも１つから選択される、実施形態１３から１６の何れか１つによる光モジュール。

実施形態１８ 温度ヒューズは非可逆温度ヒューズである、実施形態１から１７の何れかによる光モジュール。

実施形態１９ 温度ヒューズは、回折光学素子の近傍に配置されている、実施形態１から１８の何れか１つによる光モジュール。

実施形態２０ 温度制御素子は、回折光学素子に対して隣接する様式で配置されている、実施形態１５から１９の何れか１つによる光モジュール。

実施形態２１ 回折光学素子はポリマー材料を含む、実施形態１３から２０の何れか１つによる光モジュール。

実施形態２２ ポリマー材料は、ポリカーボネート、アクリルポリマー又は環状オレフィンコポリマーから選択される、実施形態１から２１の何れかによる光モジュール。

実施形態２３ 回折光学素子を収容するためにマウントをさらに備えている、実施形態１３から２２の何れか１つによる光モジュール。

実施形態２４ マウントは、光モジュールのハウジングによって構成されている、実施形態１から２３の何れかによる光モジュール。

実施形態２５ 回折光学素子は、接着剤によってマウントに取り付けられている、上記実施形態２３から２４の何れか１つによる光モジュール。

実施形態２６ 接着剤は、回折光学素子の少なくとも１つのエッジをマウントに固定する、実施形態１から２５の何れかによる光モジュール。

実施形態２７ 回折光学素子は、固定素子によってマウントにさらに取り付けられている、実施形態２３から２６の何れか１つによる光モジュール。

実施形態２８ 固定素子は、リングであり又はリングを備えている、実施形態２４から２７の何れか１つによる光モジュール。

実施形態２９ リングは、マウントに取り付けられ、それによって回折光学素子をリングとマウントとの間に固定する、実施形態１から２８の何れかによる光モジュール。

実施形態３０ リングは、ねじ、クランプ又は接着剤の少なくとも１つを使用してマウントに取り付けられている、上記実施形態１から２９の何れかによる光モジュール。

実施形態３１ リングは別のポリマー材料を含む、実施形態２８から３０の何れか１つによる光モジュール。

実施形態３２ 別のポリマー材料は、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、アクリルポリマー、ポリカーボネート又は環状オレフィンコポリマーの少なくとも１つから選択される、実施形態１から３１の何れかによる光モジュール。

実施形態３３ 光モジュールは、レーザー安全クラス１への準拠を達成する、実施形態１から３２の何れか１つによる光モジュール。

実施形態３４ 光モジュールを動作させるための方法であって、
本明細書の他の場所に記載した光モジュールを設けるステップと、
光源を駆動するための制御電流を生成及び制御するように設計された電流源に供給電圧又は供給電流を供給するステップと、
電流源が故障した場合に、光源への制御電流が保護コントローラーによって中断されない限り、光源を駆動するための制御電流を生成するステップと、を備えている方法。

実施形態３５ 光モジュールはレーザーモジュールである、実施形態３４の何れかによる方法。

実施形態３６ 光源は、レーザー光源、自然放射増幅光ダイオード又は発光ダイオードであり、或いはそれを備えている、実施形態３４から３５の何れか１つによる方法。

実施形態３７ レーザー光源は、レーザーダイオード、分散フィードバックレーザーダイオード又は垂直キャビティ面発光レーザーの少なくとも１つから選択される、実施形態３４から３６の何れかによる方法。

実施形態３８ 故障するという用語は、電流源がもはや入力に反応しない電流源の動作モードを指す、実施形態３４から３７の何れか１つによる方法。

実施形態３９ 入力は、供給電流又は供給電圧によって供給される、実施形態３４から３８の何れかによる方法。

実施形態４０ 光源を駆動するための制御電流は、光源への制御電流が回折光学素子用の温度制御部によって中断されない限り、回折光学素子の温度を超えるとき生成される、実施形態３４から３９の何れか１つによる方法。

実施形態４１ 回折光学素子の温度は、予め定めた閾値温度と等しい又はこれを超える、実施形態３４から４０の何れかによる方法。

実施形態４２ 閾値温度は、回折光学素子を構成するポリマー材料の軟化温度よりも低い温度から選択される、実施形態３４から４１の何れかによる方法。

実施形態４３ 閾値温度は、ポリマー材料の軟化温度よりも５℃から５０℃、特に１０℃から２５℃低い、実施形態３４から４２の何れかによる方法。

実施形態４４ 実施形態３４から４３の何れか１つによる光モジュールの使用であって、製造、画像化、品質管理、顔認識、ビンピッキング及び実在物検出からなる群から選択される、１つ又は複数の用途における光モジュールに関連する使用。

本発明の別の随意的な詳細及び特徴は、従属請求項と併せて後に続く好ましい例示的な実施形態の説明から明らかである。この文脈において、特定の機能は、単独で又は任意の合理的な組み合わせで実装できる。発明は、例示的な実施形態に限定されない。例示的な実施形態は、図に概略的に示されている。個々の図における同一の参照番号は、同一の素子又は同一の機能を有する素子、或いはそれらの機能に関して互いに対応する素子を指す。
本発明による光モジュールの好ましい実施形態を概略断面図で示している。 図１による光モジュールの好ましい実施形態を空中図で示している。

図１及び図２は、各々本発明による光モジュール１１０の好ましい実施形態を示している。本明細書において、図１は光モジュール１１０の概略断面図を示し、図２は光モジュール１１０の空中図を示している。

光モジュール１１０は所望の光放射を生成するように適合された光源１１２を備え、所望の光放射は、ビームプロフィルを有しかつビーム経路に沿って多かれ少なかれ同じ方向に伝播する光量を含む。特に、光モジュール１１０は、所望の光放射をレーザー放射１１４の形態で生成するように構成されたレーザー光源を備える、レーザーモジュールであってよい。特に三次元画像化、とりわけドットパターンの投影のために使用し得るように、レーザーダイオード１１６、好ましくはエッジ放出レーザーダイオード１１８がレーザー光源１１２として使用できる。しかしながら、他の種類のレーザーダイオード１１６などの他の種類の光源１１２、又は分散フィードバックレーザーダイオード（ＤＦＢレーザーダイオード）などの他のレーザー光源、或いは垂直キャビティ面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）も適している。代替案として、自然放射増幅光ダイオード（ＳＬＥＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ）も、光源１１２として使用できる。しかしながら、以下において、レーザーダイオード１１６が例示的な光源１１２として使用され、それは本発明の範囲を限定することを意図しない。

図１及び図２に概略的に示すように、光モジュール１１０は、レーザーダイオード１１６、電子回路基板１２２、及び以下により詳しく説明される別の構成部品を収容するために配置された、ハウジング１２０を備えている。図１にさらに示すように、光モジュール１１０の電子回路基板１２２は、レーザーダイオード１１６を駆動するように設計された電子回路１２４を備えている。この目的のために、電子回路１２４は、レーザーダイオード１１６を駆動するための制御電流を生成及び制御するように設計された電流源１２６を備え、レーザーダイオード１１６の別の接続部は接地１３０に接続され、別の接続部は、光モジュール１１０のハウジング１２０に接地できる（接地部はここには示さない）。この目的のために、供給電圧１２８は、所望の明確に定義されたレーザー放射１１４が生成されるような様式で電流源１２６に印加できる。特に好ましくは、電流源１２６は、追加した熱補償部を備える定電流源であってよい。さらに、電流源は、追加した電流デリミターを備えることができる。

例として、情報がwww.ichaus.comから入手可能な、ｉｃ Ｈａｕｓ社よって製造されたレーザーダイオードパルスドライバｉＣ－ＮＺＮが本発明のための電流源１２６として使用できる。このタイプの電流源１２６により、レーザーダイオード１１６のＣＷ動作と、１５５ＭＨｚまでの定義された電流パルスにおけるスパイクがない切り替えとが可能になる。レーザーダイオード１１６の光出力パワーは、外部抵抗器によって設定されている。高パルス周波数において、デバイスは、制御されたバーストモードに切り替えることができ、バーストフェーズを通じて以前に設定された動作点が維持できる。電流制限に達すると、電流が予め設定された値に制限されている間に過電流が信号で送られるが、電流コントローラーは停止しない。さらに、このタイプの電流源１２６は、電流源１２６がレーザーダイオード１１６に必要以上のパワーを与えるのを防止する、追加の電流制限部を有する。しかしながら、他の種類の電流源１２６、特にオペアンプＩＣに基づく分離した回路も可能である。

図１にさらに示すように、電流源１２６は、トリガー電子機器１３４によって生成できる外部トリガー信号などのトリガー信号１３２を電流源１２６に印加するとき、レーザーダイオード１１６を駆動するための制御電流を生成及び制御するように設計できる。その結果として、レーザーダイオード１１６は、トリガー信号１３２の作動時にのみ動作できる。

さらに、電子回路１２４は、電流源１２６に印加される供給電圧１２８を中断するように設計された保護コントローラー１３６を備え、それによってレーザーダイオード１１６への制御電流は、電流源１２６が故障した場合に中断される。従って、電流源１２６が、合理的な制御電流をもはや所望の制御された様式で供給しない動作モードにおいて、保護コントローラー１３６は、レーザーダイオード１１６へのあらゆる電流を中断する。結果として、レーザーダイオード１１６は、レーザー放射１１４の放出を停止して光モジュール１１０を目に安全な動作モードに維持し、この維持は、レーザーダイオード１１６によって生成されるレーザー出力パワーが、レーザー安全クラス１による最大許容レーザー出力パワーを超えるのを回避することによって行う。図示した好ましい実施形態において、保護コントローラー１３６は、供給電圧１２８と定電流源１２６との間に配置されて、定電流源１２６を過電圧から所望状態に保護する過電流保護コントローラーである。

例として、情報がwww.analog.comから入手可能な、Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ， Ｉｎｃ．社によって製造された保護コントローラーＬＴＣ４３６１－１又はＬＴＣ４３６１－２が、ここで保護コントローラーとして使用できる。この種の保護コントローラー１３６は、供給電圧１２８によって供給される過電圧から２．５Ｖから５．５Ｖ制御系を保護できる。それは、ウォールアダプター、カーバッテリーアダプター又はＵＳＢポートから選択された複数の電源オプションを備える、携帯用デバイス向けに設計されている。ほとんどの用途において、この種の保護コントローラー１３６は、過渡電圧抑圧器又はその他の外部構成部品を必要とすることなく、８０Ｖまでの過渡電流からの保護を与えることができる。それは、軽く停止する制御されたピンを特徴としており、過電圧状態に続いて、起動遅延を伴って自動的に再起動する。過電流故障の後、この種の保護コントローラー１３６は、オフのままであり又は代わりに遅延時間後に自動的に再起動できる。しかしながら、他の種類の保護コントローラー１３６及びその関連する実施形態、特に情報がwww.ti.com/lit/ug/sluu339/sluu339.pdfから入手可能である、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｉｎｃ．社製のＴＰＳ２５５２又はＴＰＳ２５５３も、電流リミッタとして使用できる。

図１にさらに示すように、レーザー放射１１４は、レーザーダイオード１１６から放出された後コリメートレンズ１３８を通過し、コリメートレンズ１３８は、レーザービームのビーム幅を明確に定義された様式で減少させ及び／又は角度を広げることによって、入射レーザー放射１１４のビームプロフィルに影響を及ぼすように適合されている。しかしながら、異なるレンズ、集束ミラー、反射器又はプリズムなどの別の種類の伝送デバイスも可能である。

図１及び図２に示す特に好ましい実施形態において、光モジュール１１０は回折光学素子１４０をさらに備え、回折光学素子１４０は、光回折を使用してビーム形状を変更することによって、レーザー放射１１４ビームのビームプロフィルにさらに影響を及ぼすように設計されている。そこに概略的に示すように、回折光学素子１４０は、周期的構造を有する二次元光学格子１４４の様式、特に透明な円板状の基板１４６に導入された平行な隆起又は溝の形態の光学回折構造１４２を備えており、入射レーザー放射１１４に関する回折効果は、光学格子１４４の回折構造１４２の幅及び間隔に依存する。しかしながら、以上でより詳しく説明したような回折光学素子１４０の他の種類の実施形態も可能である。

図１にさらに示すように、そこに示す光モジュール１１０の例示的な実施形態は、回折光学素子１４０を収容するように設計されたマウント１４８を備えることができる。この目的のために、光モジュール１１０のハウジング１２０の一部は、特に光源１１２によって供給されるレーザー放射１１４の位置及び向きに関して、回折光学素子１４０を安全でかつ安定した位置に受け入れ及び維持するように設計されている。この例示的な実施形態において、光モジュール１１０のハウジング１２０は、回折光学素子１４０を収容するために寸法が決められた環状のくぼみ１５０を備え、回折光学素子１４０は、そこに概略的に示されるように、回折構造１４２を担持する円板状の基板１４６の形態で設けられている。回折光学素子１４０をレーザー放射１１４に対して適切にかつ安定して位置決め及び維持するために、円板状の基板１４６のエッジは、接着剤１５２を使用することによってマウント１４８に取り付けられ、接着剤１５２は、円板状の基板１４６のエッジを環状のくぼみ１５０に固定するように設計され、くぼみ１５０は、特に回折光学素子１４０を受け入れかつ維持するように寸法が決められている。

図１及び図２に示す光モジュール１１０の例示的な実施形態において、回折光学素子１４０は、固定素子１５４によってマウント１４８にさらに取り付けられている。そこに示されるように、固定素子１５４は、特に、平坦なリング形状の本体を有するリング１５６の形状を取ることができ、リング１５６は、回折光学素子１４０に追加された固定を与えると同時に、レーザー放射１１４がリング１５６によって妨害されることなく依然として回折光学素子１４０を横切り得るような様式で、回折光学素子１４０のサイズに合わせて寸法が決められている。この例示的な実施形態において、リング１５６は、２つのねじ１５８によってマウント１４８に取り付けられ、それによって回折光学素子１４０は、リング１５６とマウント１４８との間に固定されている。本明細書において、リング１５６は、好ましくは、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、アクリルポリマー又は環状オレフィンコポリマーの少なくとも１つから選択される別のポリマー材料を含むことができ、別のポリマー材料は、その軽量性、耐久性及び非妨害性のおかげでレーザー放射１１４の目的に特に適している。しかしながら、固定素子１５４を他の種類及び数にすること、並びに固定素子１５４をマウント１４８に適用する他のやり方も想定できる。

図１及び図２に示す光モジュール１１０の例示的な実施形態において、電子回路１２４は、回折光学素子１４０の温度を制御するように設計された温度制御素子１６０をさらに備えている。本明細書において、温度制御素子１６０は、温度ヒューズ１６２、具体的には非可逆温度ヒューズであり、ヒューズは、電流源１２６ひいてはレーザーダイオード１１６の動作を開始するために、電気インパルスの形態でトリガー信号を供給するように設計されている。回折光学素子１４０の温度が予め定めた閾値温度に等しいことができ又はそれを超えることができる場合、温度制御素子１６０は、上述したのと同様の様式でレーザーダイオード１１６への制御電流を中断するように設計でき、例として、温度制御素子１６０は、情報がwww.buerklin.com/en/thermal-fuse/p/40g700から入手可能である、Ｂｕｅｒｋｌｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社によって製造されかつ閾値温度が１０２℃である、ＥＳＫＡ Ｎ２Ｆでよい。別の例として、温度制御素子１６０は、情報がhttps://docs-apac.rs-online.com/webdocs/1546/0900766b81546f0c.pdfから入手可能である、ＡＴＣ Ｓｅｍｉｔｅｃ Ｌｔｄ．社によって製造されかつ閾値温度が７３℃から２４０℃である、ＳＥＦＵＳＥ ＳＦ／Ｅシリーズ熱ヒューズでよい。さらに、温度制御素子１６０は、情報が https://www.mantech.co.za/datasheets/products/SM%20092%20A0%202A-180616A.pdfから入手可能である、Ｌｉｍｏｔｏｒ ＧｍｂＨ社によって製造されかつ閾値温度が７６℃から１８７℃、例えば９７℃である、ＳＭ０９２Ａ０２ＡヒューズなどのＮＥＣ／Ｓｃｈｏｔｔ ＳＥＦＵＳＥサーマルカットオフでよい。しかしながら、サーミスタ又は熱電対などの他の種類の温度制御素子１６０も可能である。

従って、温度制御素子１６０の閾値温度は、回折光学素子１４０の回折構造１４２の変形温度よりも十分に低い温度に対応する。結果として、回折構造１４２の変形を回避することによって、回折光学素子を介する直接伝送に対応するレーザー放射１１４のシェアのパワー（ゼロ次）を維持することができ、その結果最大許容レーザー出力パワーは、レーザー安全クラス１に対する要件内にとどまる。上述したように、閾値温度は、好ましくは、ポリマー材料の軟化温度よりも５℃から５０℃、特に１０℃から２５℃低くてもよく、ポリマー材料は、ポリカーボネート、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）などのアクリルポリマー、又は情報がtopas.com/sites/default/files/PRODUCTS-E-13.06.19.pdfから入手可能であるＴＯＰＡＳ（登録商標）などの環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）などにすることができ、ポリマー材料は、回折光学素子１４０の感度のよい回折構造１４２を担持する円形状基板１４６を構成することができる。

温度を適切に推定するために、温度制御素子１６０、特に温度ヒューズ１６２は、図１及び２に概略的に示すように、好ましくは回折光学素子１４０の近くに、特に回折光学素子１４０に対して隣接する様式で配置できる。

１１０ 光モジュール
１１２ 光源
１１４ レーザー放射
１１６ レーザーダイオード
１１８ エッジ放出レーザーダイオード
１２０ ハウジング
１２２ 電子回路基板
１２４ 電子回路
１２６ 電流源
１２８ 供給電圧
１３０ 接地
１３２ トリガー信号
１３４ トリガー電子機器
１３６ 保護コントローラー
１３８ コリメートレンズ
１４０ 回折光学素子
１４２ 回折構造
１４４ 光学格子
１４６ （円板状）基板
１４８ マウント
１５０ 環状のくぼみ
１５２ 接着剤
１５４ 固定素子
１５６ リング
１６０ ねじ
１６２ 温度制御素子
１６４ 温度ヒューズ

Claims (12)

1. 光モジュール（１１０）であって、
   光源（１１２）と、
   前記光源（１１２）を駆動するための電子回路（１２４）であって、
   前記光源（１１２）を駆動するための制御電流を生成し及び制御するように設計された電流源（１２６）と、
   前記電流源（１２６）が故障した場合に、前記光源（１１２）への制御電流を中断するように設計された保護コントローラー（１３６）であって、前記故障という用語は、前記電流源（１２６）が入力にもはや反応しない前記電流源（１２６）の動作モードを指す保護コントローラー（１３６）と
   を含む電子回路（１２４）と、
   回折光学素子（１４０）と、を備え、
   前記電子回路（１２４）は、前記回折光学素子（１４０）用の温度制御素子（１６０）をさらに備え、前記温度制御素子（１６０）は、前記回折光学素子（１４０）の温度が予め定めた閾値温度を超えるとき、前記光源（１１２）への前記制御電流を中断するように設計されていることを特徴とする光モジュール（１１０）。
2. 前記電流源（１２６）は定電流源であり、前記定電流源は、供給電圧（１２８）を使用することによって前記光源（１１２）を駆動するための前記制御電流を生成するように設計されており、前記保護コントローラ（１３６）は、前記定電流源を過電圧から保護するために前記供給電圧（１２８）と前記定電流源との間に配置された過電流保護コントローラーである、請求項１に記載の光モジュール（１１０）。
3. 前記電流源（１２６）は、前記電流源（１２６）にトリガー信号（１３２）を印加すると、前記光源（１１２）を駆動するための前記制御電流を生成及び制御するように設計されている、請求項１又は２に記載の光モジュール（１１０）。
4. 前記温度制御素子（１６０）は、温度ヒューズ（１６２）、サーミスタ又は熱電対の少なくとも１つであり或いはそれを備える、請求項１から３の何れか１項に記載の光モジュール（１１０）。
5. 前記温度ヒューズ（１６２）は非可逆的な温度ヒューズである、請求項４に記載の光モジュール（１１０）。
6. 前記温度制御素子（１６０）は、前記回折光学素子（１４０）に隣接して位置している、請求項１から５の何れか１項に記載の光モジュール（１１０）。
7. さらに前記回折光学素子（１４０）を収容するためにマウント（１４８）を備えている、請求項１から６の何れか１項に記載の光モジュール（１１０）。
8. 前記回折光学素子（１４０）は、前記マウント（１４８）に接着剤（１５２）によって取り付けられ、前記接着剤（１５２）は、前記回折光学素子（１４０）の少なくとも１つのエッジを前記マウント（１４８）に固定する、請求項７に記載の光モジュール（１１０）。
9. 前記回折光学素子（１４０）は、前記マウント（１４８）にリング（１５６）によってさらに取り付けられ、前記リング（１５６）は、前記マウント（１４８）に取り付けられ、これによって前記回折光学素子（１４０）を前記リング（１５６）と前記マウント（１４８）との間に固定する、請求項７又は８に記載の光モジュール（１１０）。
10. 前記リング（１５４）はポリマー材料を含む、請求項９に記載の光モジュール（１１０）。
11. 前記光源（１１２）はレーザーダイオード（１１６）である、請求項１から１０の何れか１項に記載の光モジュール（１１０）。
12. 光モジュール（１１０）を動作させるための方法であって、
    請求項１から１１の何れか１項に記載した光モジュール（１１０）を設けるステップと、
    光源（１１２）を駆動するための制御電流を生成及び制御するように設計された電流源（１２６）に供給電圧（１２８）又は供給電流を供給するステップと、
    前記電流源（１２６）が故障した場合に、前記光源（１１２）への前記制御電流が保護コントローラー（１３６）によって中断されない限り、前記光源（１１２）を駆動するための制御電流を生成するステップであって、前記故障という用語は、前記電流源（１２６）がもはや入力に反応しない前記電流源（１２６）の動作モードを指すステップと、を備え、
    前記光源（１１２）を駆動するための前記制御電流は、前記光源（１１２）への前記制御電流が前記回折光学素子（１４０）の温度が予め定めた閾値温度を超え前記回折光学素子（１４０）用の温度制御素子（１６０）により中断されない限り、生成されることを特徴とする方法。

Images