專利名稱：光源模組及其組裝方法
光源模組及其組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種激光二極管，且特別是有關(guān)于一種出光角度精準(zhǔn)的光源模組及其組裝方法。
背景技術(shù)：
激光二極管(Laser Diode, LD)或稱半導(dǎo)體雷射(semiconductor laser)具有體積小、耗電少、反應(yīng)快、耐沖撞、壽命長(zhǎng)、效率高及價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，于光電系統(tǒng)產(chǎn)品中應(yīng)用范圍十分廣泛。而且，由于激光二極管制作精細(xì)，技術(shù)層次高，生產(chǎn)設(shè)備昂貴，元件價(jià)格卻低廉，因此由光電產(chǎn)業(yè)整體視之，激光二極管是極重要的關(guān)鍵性元件。然而，目前的激光二極管在制程上卻有無(wú)法克服的公差問題，使得激光二極管的出光角度與中心軸之間夾有一偏移角，導(dǎo)致激光二極管所出射之光線照射在受光平面上的能量不足。因此，如何對(duì)激光二極管的出光角度進(jìn)行校正或補(bǔ)償，實(shí)為本技術(shù)領(lǐng)域之人員所關(guān)注的重點(diǎn)之一。在美國(guó)專利 公告號(hào)4601452所揭露的雷射調(diào)整座中，其是利用可相對(duì)基座轉(zhuǎn)動(dòng)的雷射承載器帶動(dòng)雷射轉(zhuǎn)動(dòng)，以改變雷射光束的照射方向。然而，此篇專利的雷射調(diào)整座是利用復(fù)雜的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)改變雷射光束的照射方向。也就是說(shuō)，在更換雷射承載器上的激光二極管后，則需依據(jù)更換后之激光二極管的出光偏移角度再度調(diào)整雷射承載器的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，而這種以人工方式操作調(diào)整角度的方法，實(shí)在難以精準(zhǔn)地校正激光二極管的出光角度。另外，美國(guó)專利公告號(hào)6665331則是揭露一種可調(diào)整雷射共振槽與激光二極管之間的距離的光源調(diào)整機(jī)構(gòu)，以達(dá)雷射光輸出的最佳化。然而，此篇專利所揭露的光源調(diào)整機(jī)構(gòu)并無(wú)法對(duì)激光二極管的出光偏移角度進(jìn)行校正或補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種光源模組，以調(diào)校補(bǔ)償發(fā)光兀件的出光偏移角度。本發(fā)明還提供一種投影裝置，以投影出高亮度及高品質(zhì)的影像。本發(fā)明更提供一種光源模組的組裝方法，以提供高照射效能的光源模組。為達(dá)上述優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提出一種光源模組，包括承載座與發(fā)光元件。承載座具有彼此相對(duì)的頂面與底面，頂面具有容置槽，且容置槽內(nèi)具有相對(duì)底面傾斜的承載面，而承載面與底面之間具有一角度。發(fā)光元件是配置于承載面上而位于該容置槽內(nèi)，并具有一中心軸。發(fā)光元件用于沿一發(fā)光方向射出光束，其中此發(fā)光方向大致垂直于承載座的底面，而中心軸與發(fā)光方向之間的夾角大致與承載面及底面之間的夾角相等。本發(fā)明還提出一種投影裝置，包括上述的光源模組、成像元件以及投影模組，其中成像元件是配置于上述光束的傳遞路徑上，用以將光束轉(zhuǎn)換為影像光束。投影鏡頭則是配置于影像光束的傳遞路徑上。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的承載面相對(duì)底面具有一最低點(diǎn)，且承載座還具有第一標(biāo)記，對(duì)應(yīng)至承載面的最低點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，此第一標(biāo)記例如是設(shè)于承載座的頂面。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的承載座還可以具有第二標(biāo)記，用以標(biāo)示承載面與底面之間所夾的角度。舉例來(lái)說(shuō)，此第二標(biāo)記例如是設(shè)于承載座的頂面。本發(fā)明還提出一種光源模組的組裝方法，其是先提供上述的承載座，且承載座的承載面與底面之間所夾的角度彼此不同。接著，提供發(fā)光元件，并檢測(cè)其發(fā)光方向，以得知其發(fā)光方向相對(duì)中心軸的偏移相位及偏移角。之后，根據(jù)上述的偏移相位在發(fā)光兀件標(biāo)不對(duì)位標(biāo)記。其中，發(fā)光元件所發(fā)出的光束在發(fā)光元件上的投影與對(duì)位標(biāo)記的連線是通過發(fā)光元件的中心。接續(xù)，承載面與底面之間所夾的角度與上述的偏移角大致相等。然后，將對(duì)位標(biāo)記對(duì)應(yīng)至承載面相對(duì)于底面的最低點(diǎn)，以將發(fā)光元件置于容置槽內(nèi)，而使其發(fā)光方向垂直承載座的底面。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的承載座還具有第一標(biāo)記，對(duì)應(yīng)至上述承載面的最低點(diǎn)。在將上述發(fā)光元件 置于容置槽內(nèi)之前，是將對(duì)位標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)至第一標(biāo)記。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的承載座還具有第二標(biāo)記，用以標(biāo)示上述承載面與底面之間所夾的角度。在挑選上述承載座時(shí)，是依據(jù)第二標(biāo)記進(jìn)行挑選。本發(fā)明的光源模組是藉由承載座來(lái)調(diào)校補(bǔ)償發(fā)光兀件的發(fā)光方向，以使發(fā)光方向可垂直于承載座的底面。如此一來(lái)，不但可以提高光源模組的照射效能，更可以在使用此光源模組的投影裝置中，進(jìn)而提高投影裝置所投影出的影像的亮度及品質(zhì)。此外，本發(fā)明的光源模組的組裝方法可將發(fā)光元件的發(fā)光方向經(jīng)由承載座精確地補(bǔ)償回垂直于承載座的底面，以提高光源模組的投射效能。

圖1為本發(fā)明的一實(shí)施例中光源模組的立體分解示意圖。圖2為圖1的光源模組的剖面分解示意圖。圖3為本發(fā)明的一實(shí)施例中投影裝置的示意圖。圖4為本發(fā)明的一實(shí)施例中發(fā)光元件的俯視示意圖。100、210:光源模組110:承載座111:承載面112:容置槽113:底面114:第一標(biāo)記116:第二標(biāo)記118:頂面120:發(fā)光元件200:投影裝置212:照明光束220:成像元件222:成像光束230:投影鏡頭C:中心軸
L:發(fā)光方向M:對(duì)位標(biāo)記P:光束投影Θ:角度為讓本發(fā)明之上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
具體實(shí)施方式下列各實(shí)施例的說(shuō)明是參考附加的圖式，用以例示本發(fā)明可用以實(shí)施之特定實(shí)施例。本發(fā)明所提到的方向用語(yǔ)，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語(yǔ)是用來(lái)說(shuō)明，而非用來(lái)限制本發(fā)明。圖1為本發(fā)明的一實(shí)施例中光源模組的立體分解示意圖，圖2則為圖1的光源模組的剖面分解示意圖。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1及圖2，光源模組100包括承載座110與發(fā)光元件120。承載座110具有彼此相對(duì)的頂面118與底面113，頂面118具有容置槽112，且容置槽112內(nèi)具有相對(duì)底面113傾斜的承載面111。而且,承載面111與底面113之間的夾角角度為0。承上述，發(fā)光元件120是配置于承載面111上而位于容置槽112內(nèi)。具體來(lái)說(shuō)，發(fā)光元件120可以是藉由涂布在承載面111上的散熱膠(圖未示)而固定于承載座110上。而且，發(fā)光元件120具有中心軸C，用以沿著垂直底面113的發(fā)光方向L射出光束。其中，發(fā)光方向L與中心軸C之間的夾角大致等于承載面111及底面113之間的夾角角度Θ。在本實(shí)施例中，發(fā)光元件120例如是激光二極管(Laser Diode, LD) 0具體來(lái)說(shuō)，發(fā)光元件120往往會(huì)因無(wú)法克服的制程因素而導(dǎo)致其發(fā)光方向L與中心軸C之間夾有角度Θ，而在本實(shí)施例中，由于承載座110的容置槽112內(nèi)具有相對(duì)底面113傾斜Θ角的承載面111，因此當(dāng)發(fā)光元件120置于容置槽112內(nèi)時(shí)，其中心軸C是相對(duì)承載座110的底面113的法線方向偏斜角度Θ，且其偏斜方向與發(fā)光元件120的發(fā)光方向L的偏斜方向相反，以對(duì)發(fā)光兀件120的發(fā)光方向L進(jìn)行補(bǔ)償,使其垂直底面113。如此一來(lái)，即可提升光源模組100的光學(xué)投射效能。特別的是，在本實(shí)施例中，承載座110例如是具有第一標(biāo)記114，其例如是設(shè)于頂面118上，并對(duì)應(yīng)至承載面111相對(duì)于底面113的最低點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，第一標(biāo)記114可以是頂面118上的凹槽或缺口，或是以涂布、粘貼等方式固定于頂面118上的記號(hào)。藉由第一標(biāo)記114可在將發(fā)光元件120置入容置槽112內(nèi)前，精準(zhǔn)地完成發(fā)光元件120與承載座110之間的對(duì)位，使得發(fā)光兀件120置入容置槽112后,發(fā)光方向L垂直于承載座110的底面113。詳細(xì)組裝方法將于后文做進(jìn)一步的說(shuō)明。另外，本實(shí)施例的承載座110還可以具有第二標(biāo)記116，其同樣可以設(shè)于頂面118上，用以標(biāo)示出承載面111與底面113之間的夾角角度Θ。舉例來(lái)說(shuō)，第二標(biāo)記116例如是形成在頂面118上的一或多個(gè)凹槽，而這些凹槽的數(shù)量即代表角度Θ的數(shù)值。在其他實(shí)施例中，第二標(biāo)記116也可以是形成在頂面118上的凸點(diǎn)(圖未示)，但本發(fā)明不限于此。

由上述可知，光源模組100可精確地控制出光角度進(jìn)而提高照射效能。以下將舉實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的光源模組的應(yīng)用，但其并非用以限定本發(fā)明。
圖3為本發(fā)明之一實(shí)施例中投影裝置的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3，投影裝置200包括光源模組210、成像元件220以及投影鏡頭230。光源模組210用以提供照明光束212，且光源模組210的結(jié)構(gòu)例如是與前述實(shí)施例的光源模組100相同或相似，此處不再贅述其細(xì)節(jié)。成像元件220例如是數(shù)位微鏡裝置(Digital Micromirror Device, DMD),配置于照明光束212的傳遞路徑上，用以將照明光束212轉(zhuǎn)換為影像光束222。投影鏡頭則是配置于影像光束222的傳遞路徑上，用以將影像光束222投影至屏幕(圖未示)上，以供使用者觀賞。由于光源模組210可提供發(fā)光方向確實(shí)垂直于承載座的底面的照明光束212，因此可增加照射至成像元件220上的光能量，并且使光線在投影裝置200內(nèi)部的傳遞路徑更為精準(zhǔn)，進(jìn)而提高投影裝置200所投影出的影像亮度及品質(zhì)。除此之外，本實(shí)施例更可以避免在光源模組210因損壞而需更換時(shí)，投影裝置200內(nèi)的成像元件220、投影鏡頭230及其他光學(xué)元件均需隨著出光角度不同的光源模組而調(diào)整位置。為使熟習(xí)此技藝者更加了解本發(fā)明，以下將舉實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的光源模組的組裝方法。請(qǐng)?jiān)俅螀⒄請(qǐng)D1及圖2，首先提供多個(gè)如圖1及圖2所示的承載座110，其中這些承載座Iio的容置槽112內(nèi)的承載面111分別具有不同的傾斜角度。也就是說(shuō)，這些承載座110之底面113與承載面111之間的夾角角度Θ不同。而且，各承載座110的角度Θ例如是藉由第二標(biāo)記116標(biāo)示于頂面118上。接著，提供欲進(jìn)行組裝的發(fā)光元件120，并對(duì)發(fā)光元件120進(jìn)行發(fā)光方向L的檢測(cè)，以測(cè)得出發(fā)光方向L相對(duì)中心軸C的偏移相位及偏移角。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，檢測(cè)發(fā)光方向L的偏移相位與偏移角的方法例如是將發(fā)光元件120所射出的光束投射至繪有多個(gè)同心圓的平面(未繪示)上，并且令發(fā)光元件120的中心軸C對(duì)準(zhǔn)于這些同心圓的圓心。各同心圓分別代表不同的偏移角度，且相鄰之同心圓所代表之偏移角之間的差值即為可測(cè)得知偏移角的最小單位。而且，這些同心圓例如是由多條通過圓心的直線切割成多等份，用以判定光束的偏移相位。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)這些同心圓由內(nèi)到外所代表的偏移角度分別為1°、2。、3°……等，則當(dāng)發(fā)光元件120所發(fā)出的光束投影在這些同心圓的圓心上時(shí)，表示發(fā)光元件120的發(fā)光偏移角度為0° ;當(dāng)發(fā)光元件120所發(fā)出的光束投射在最內(nèi)圈的同心圓圓周上時(shí)，表示發(fā)光元件120的發(fā)光偏移角度為1° ;當(dāng)發(fā)光元件120所發(fā)出的光束投影在從內(nèi)數(shù)來(lái)第二個(gè)同心圓的圓周上時(shí)，表示發(fā)光元件120的發(fā)光偏移角度為2°……，依此類推。此外，這些同心圓之間的間距還可以視發(fā)光元件120與此平面之間的距離以及光束投影至平面上的光點(diǎn)大小來(lái)決定，以避免光束投射在平面上的光點(diǎn)同時(shí)落在兩個(gè)同心圓的圓周上，導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確判定偏移角度。然后，如圖4所示，根據(jù)所測(cè)得的偏移相位，在發(fā)光元件120上標(biāo)示對(duì)位標(biāo)記M。其中，發(fā)光元件120所發(fā)出的光束在發(fā)光元件120上的投影P與對(duì)位標(biāo)記M的連線通過發(fā)光元件120的中心軸C。具體來(lái)說(shuō),對(duì)位標(biāo)記M可以是以涂畫、粘貼或其他方法標(biāo)示于發(fā)光元件120上。請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D1及圖2，接著根據(jù)承載座110的頂面118上的第二標(biāo)記116，選擇承載面111與底面113之間的 夾角角度與發(fā)光元件120的發(fā)光偏移角大致相同的承載座110。之后，將發(fā)光元件120上的對(duì)位標(biāo)記M對(duì)應(yīng)至容置槽112的承載面111的最低點(diǎn)，并將發(fā)光元件120置入容置槽112內(nèi)，以使發(fā)光方向L垂直于承載座110的底面113，此即完成光源模組100的組裝。具體來(lái)說(shuō)，在將發(fā)光元件120置入容置槽112前，例如是將發(fā)光元件120上的對(duì)位標(biāo)記M對(duì)準(zhǔn)承載座110的頂面118上的第一標(biāo)記114。綜上所述，本發(fā)明的光源模組的承載座具有容置發(fā)光元件的容置槽，且容置槽內(nèi)具有相對(duì)承載座的底面傾斜的承載面，以使發(fā)光元件置于容置槽后，其發(fā)光方向可垂直于承載座的底面。如此一來(lái)，不但可以提高光源模組的照射效能，更可以在使用此光源模組的投影裝置中，進(jìn)而提高投影裝置所投影出的影像的亮度及品質(zhì)。此外，在本發(fā)明的光源模組的組裝過程中，系先檢測(cè)出發(fā)光元件的發(fā)光方向的偏移相位及偏移角，并且依據(jù)檢測(cè)結(jié)果在發(fā)光元件上標(biāo)示對(duì)位標(biāo)記，之后再選擇承載面具有適當(dāng)?shù)膬A斜角度的承載座，并依據(jù)發(fā)光元件與承載座上的標(biāo)記進(jìn)行對(duì)位，以使發(fā)光元件組裝至承載座上之后，其發(fā)光方向垂直于承載座的底面。由此可知，本發(fā)明的光源模組的組裝方法可將發(fā)光元件的發(fā)光方向經(jīng)由承載座精確地補(bǔ)償回垂直于承載座的底面，以提高光源模組照射時(shí)的能量，且可有效控制光束偏移角度與相位。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。另外本發(fā)明的任一實(shí)施例或申請(qǐng)專利范圍不須達(dá)成本發(fā)明所揭露之全部目的或優(yōu)點(diǎn)或特點(diǎn)。此外，摘要部分和標(biāo)題僅是用來(lái)輔助專利文件搜尋之用，并非用來(lái)限制本發(fā)明之權(quán)利范圍。另，說(shuō)明書中所提及的例如第一標(biāo)記、第二標(biāo)記，....等僅用以表示元件的名稱，并非用來(lái)限制元件數(shù)量上的上限或下限。
權(quán)利要求
1.一種光源模組，包括: 一承載座，具有一頂面以及一底面，該頂面與該底面彼此相對(duì)，且該頂面具有一容置槽，而該容置槽內(nèi)具有一承載面，其中該承載面相對(duì)該底面而傾斜，且該承載面與該底面之間具有一角度；以及 一發(fā)光元件，配置于該承載面上而位于該容置槽內(nèi)，該發(fā)光元件具有一中心軸，且該發(fā)光7Π件用于沿一發(fā)光方向射出光束，該發(fā)光方向大致垂直該底面，而該中心軸與該發(fā)光方向之間的夾角為該角度。
2.如權(quán)利要求1所述的光源模組，其中該承載面相對(duì)該底面具有一最低點(diǎn)，且該承載座還具有一第一標(biāo)記，對(duì)應(yīng)至該承載面的該最低點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的光源模組，其中該第一標(biāo)記設(shè)于該頂面。
4.如權(quán)利要求2所述的光源模組，其中該承載座還具有一第二標(biāo)記，用以標(biāo)示該角度。
5.如權(quán)利要求4所述的光源模組，其中該第二標(biāo)記設(shè)于該頂面。
6.如權(quán)利要求1所述的光源模組，其中該發(fā)光元件為激光二極管。
7.一種投影裝置，包括: 一光源模組，包括: 一承載座，具有一頂面以及一底面，該頂面與該底面彼此相對(duì)，且該頂面具有一容置槽，而該容置槽內(nèi)具有一承載面，其中該承載面相對(duì)該底面而傾斜，且該承載面與該底面之間具有一角度；` 以及 一發(fā)光元件，配置于該承載面上而位于該容置槽內(nèi)，該發(fā)光元件具有一中心軸，且該發(fā)光兀件用于沿一發(fā)光方向射出一光束，該發(fā)光方向大致垂直該底面，而該中心軸與該發(fā)光方向之間的夾角為該角度； 一成像元件，配置于該光束的傳遞路徑上，用于將該光束轉(zhuǎn)換為一影像光束；以及 一投影鏡頭，配置于該影像光束的傳遞路徑上。
8.如權(quán)利要求7所述的投影裝置，其中該承載面相對(duì)該底面具有一最低點(diǎn)，且該承載座還具有一第一標(biāo)記，對(duì)應(yīng)至該承載面的該最低點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求8所述的投影裝置，其中該第一標(biāo)記設(shè)于該頂面。
10.如權(quán)利要求8所述的投影裝置，其中該承載座還具有一第二標(biāo)記，用以標(biāo)示該角度。
11.如權(quán)利要求10所述的投影裝置，其中該第二標(biāo)記設(shè)于該頂面。
12.如權(quán)利要求7所述的投影裝置，其中該發(fā)光元件為激光二極管。
13.一種光源模組的組裝方法，包括: 提供一承載座，其中該承載座具有一頂面以及一底面，該頂面與該底面彼此相對(duì)，且該頂面具有一容置槽，而該容置槽具有一承載面，其中該承載面相對(duì)該底面而傾斜，且該承載面與該底面之間具有一角度，該些承載座的該些角度不相同； 提供一發(fā)光元件，其中該發(fā)光元件具有一中心軸； 檢測(cè)該發(fā)光兀件之一發(fā)光方向，而得出該發(fā)光方向相對(duì)該中心軸的一偏移相位及一偏移角； 根據(jù)該偏移相位在該發(fā)光兀件上標(biāo)不一對(duì)位標(biāo)記，其中該發(fā)光兀件所發(fā)出之一光束在該發(fā)光元件上的投影與該對(duì)位標(biāo)記的連線通過該發(fā)光元件的中心； 提供該承載座的該角度與該偏移角大致相等；以及 利用該對(duì)位標(biāo)記對(duì)應(yīng)至該承載面相對(duì)于該底面的一最低點(diǎn)，用以將該發(fā)光元件置于該容置槽內(nèi)，而使該發(fā)光方向垂直該承載座的該底面。
14.如權(quán)利要求13所述的光源模組的組裝方法，其中該承載座還具有一第一標(biāo)記，對(duì)應(yīng)至該承載面的該最低點(diǎn)，且在將該發(fā)光元件置于該容置槽內(nèi)之前，包括將該對(duì)位標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)至該第一標(biāo)記。
15.如權(quán)利要求13所述的光源模組的組裝方法，其中該承載座還具有一第二標(biāo)記，用以標(biāo)示該角度，且在挑選該 承載座時(shí)，包括依據(jù)該第二標(biāo)記進(jìn)行挑選。
全文摘要
一種光源模組及其組裝方法，所述光源模組，包括承載座與發(fā)光元件。承載座具有彼此相對(duì)的頂面與底面，頂面具有容納槽，且容納槽內(nèi)具有相對(duì)底面傾斜的承載面，而承載面與底面之間夾有一角度。發(fā)光元件是配置于承載面上而位于該容納槽內(nèi)，并具有一中心軸。發(fā)光元件用以沿一發(fā)光方向射出光束，其中此發(fā)光方向大致垂直于承載座的底面，而中心軸與發(fā)光方向之間的夾角大致與承載面及底面之間的夾角相等。本發(fā)明還提供此光源模組的組裝方法，以及使用此光源模組的投影裝置。
文檔編號(hào)H01S5/022GK103138150SQ201110389190
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者李鴻麟, 尹南鈞 申請(qǐng)人:中強(qiáng)光電股份有限公司