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公開番号2025149251
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-08
出願番号2024049782
出願日2024-03-26
発明の名称光源装置およびそれらを有する加熱システム
出願人日亜化学工業株式会社
代理人個人
主分類H01S 5/0225 20210101AFI20251001BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】レーザ光をより均一に照射できる光源装置を提供する。
【解決手段】照射対象の第1の面から第1の方向に離れた距離に配置された第1および第2のレーザー光源と、第1のレーザー光源から第1の面に沿った第2の方向に離れた位置に配置され、第1の面の第1の部分に向けて第1のレーザー光源からの第1の光を反射する第1の反射面と、第2のレーザー光源から第2の方向に離れた位置に配置され、第1の面の第1の部分から逆方向に離れた第2の部分に向けて第2のレーザー光源からの第2の光を反射する第2の反射面と、第1の光と第2の光とが入射する第1の拡散板とを有する光源装置を提供する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
照射対象の第１の面から第１の方向に離れた第１の距離に配置された第１のレーザー光源と、
前記第１の面から前記第１の方向に、前記第１の距離より短い第２の距離に配置された第２のレーザー光源と、
前記第１のレーザー光源から前記第１の面に沿った第２の方向に離れた第１の位置に配置され、前記第１の面の第１の部分に向けて前記第１のレーザー光源からの第１の光を反射する第１の反射面と、
前記第２のレーザー光源から前記第２の方向に前記第１の位置よりも離れた第２の位置に配置され、前記第１の面の前記第１の部分から前記第２の方向に、前記第１の位置に対する前記第２の位置とは逆方向に離れた第２の部分に向けて前記第２のレーザー光源からの第２の光を反射する第２の反射面と、
前記第１の光と前記第２の光が入射する第１の拡散板と、を有する、光源装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記第２の反射面の反射角は、反射後の前記第２の光の光軸が前記第１の光の光軸と交差するように設定されており、
前記第１の方向において、
前記第１の拡散板は前記第１の面に対して距離Ｌｄだけ離れており、
前記第２の光の光軸が前記第１の光の光軸と交差する位置は前記第１の面に対して距離Ｌｃだけ離れており、
前記距離Ｌｄ、前記距離Ｌｃ、および前記第２の距離Ｌ２は以下の条件を満たす、光源装置。
Ｌ２＞Ｌｄ≧Ｌｃ
【請求項３】
請求項１において、
前記第１の反射面を含む第１の光学素子と、
前記第２の反射面を含み、前記第２の反射面の角度を前記第１の反射面の角度とは独立して設定可能な第２の光学素子とを有する、光源装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記第１の面から前記第１の方向に、前記第２の距離より短い第３の距離に配置された第３のレーザー光源と、
前記第３のレーザー光源から前記第２の方向に前記第２の位置よりも離れた第３の位置に配置され、前記第１の面の前記第１の部分から前記第２の方向に、前記第１の位置に対する前記第３の位置とは同じ方向に離れた第３の部分に向けて前記第３のレーザー光源からの第３の光を反射する第３の反射面と、
前記第３の光が通過する第２の拡散板であって、前記第１の拡散板とは分離された第２の拡散板と、を有する光源装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記第１のレーザー光源および前記第２のレーザー光源を支持する第１の支持面を含む放熱基板を有する、光源装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記放熱基板の前記第１の支持面と反対側の第２の支持面に配置された第４のレーザー光源と、
前記第１の面の前記第１の部分および前記第２の部分とは異なる第４の部分に向けて前記第４のレーザー光源からの第４の光を反射する第４の反射面と、
前記第４の光が通過する第３の拡散板であって、前記第１の拡散板とは分離された第３の拡散板と、を有する光源装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記放熱基板の前記第１の支持面と反対側の第２の支持面の前記第１のレーザー光源の反対側に配置された第５のレーザー光源と、
前記第２の支持面の前記第２のレーザー光源の反対側に配置された第６のレーザー光源と、
前記第１のレーザー光源および前記第２のレーザー光源の配置に対する、前記第５のレーザー光源および前記第６のレーザー光源の配置が面対称となる第１の基準面に対し、前記第１の反射面と対称な位置および向きに配置された第５の反射面と、
前記第１の基準面に対し、前記第２の反射面と対称な位置および向きに配置された第６の反射面と、
前記第５のレーザー光源から出射され前記第５の反射面で反射された第５の光、および前記第６のレーザー光源から出射され前記第６の反射面で反射された第６の光に共通の第４の拡散板であって、前記第１の拡散板と分離された第４の拡散板とを有する光源装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記第４の拡散板は、前記第１の基準面に対し、前記第１の拡散板と対称な位置に配置されている、光源装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記第２の反射面は、前記第５の光の向いた第５の部分と、前記第６の光が向いた第６の部分との間に前記第２の部分が配置される向きに前記第２の光を反射するように設定されている、光源装置。
【請求項１０】
請求項５において、
前記放熱基板の前記第１の面を向いた第３の支持面に配置された第７のレーザー光源であって、前記第１の面に向けて第７の光を照射する第７のレーザー光源と、
前記第７の光が通過する第５の拡散板であって、前記第１の拡散板とは分離された第５の拡散板と、を有する光源装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置およびそれらを有する加熱システムに関するものである。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、投射面に光が均一に照射されるとともに、透過拡散板で照射光学系への照射密度が低減される照明装置が開示されている。この照明装置は、光を出射する発光部と、発光部から出射された光を集光する集光部と、集光部により集光された光を拡散させる第１拡散部と、照度分布を均一化して出射する均一化光学系と、均一化光学系から出射した光を拡散する第２拡散部とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１３４９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体レーザーは、照明のみならず、加熱、乾燥、加工などの様々なプロセスに用いられるようになっている。照明用およびプロセス用などの、半導体レーザーを用いたシステムにおいては、レーザー光をより均一に照射できる光源装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、照射対象の第１の面から第１の方向に離れた第１の距離に配置された第１のレーザー光源と、第１の面から第１の方向に、第１の距離より短い第２の距離に配置された第２のレーザー光源と、第１のレーザー光源から第１の面に沿った第２の方向に離れた第１の位置に配置された第１の反射面と、第２のレーザー光源から第２の方向に第１の位置よりも離れた第２の位置に配置された第２の反射面とを有する光源装置である。第１の反射面は、第１の面の第１の部分に向けて第１のレーザー光源からの第１の光を反射し、第２の反射面は、第１の面の第１の部分から第２の方向に、第１の位置に対する第２の位置とは逆方向に離れた第２の部分に向けて第２のレーザー光源からの第２の光を反射し、光源装置は、さらに、これら第１の光と第２の光が入射する第１の拡散板を有する。
【０００６】
本発明の他の態様の１つは、第１の支持面を有する放熱基板と、第１の支持面に平行な第１の方向に延びた第１の仮想軸に沿って配置された第１のレーザー光源および第２のレーザー光源と、第１の支持面に直交する第２の方向に第１の仮想軸から離れた第１の位置で、第１のレーザー光源からの第１の光を、第１の方向に、第１の仮想軸に対して第１の角度をなすように反射する第１の反射面と、第２の方向に第１の仮想軸から第１の位置よりも離れた第２の位置で、第２のレーザー光源からの第２の光を、第１の方向に、第１の仮想軸に対して第１の角度よりも大きな第２の角度をなすように反射し、第１の光の光軸と第２の光の光軸とを交差させる第２の反射面と、第１の光と第２の光とに共通の第１の拡散板とを有する光源装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一態様によれば、レーザー光をより均一に照射できる光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
加熱システムの概要を示す図。
光源装置の概要を示す図。
レーザーダイオード（ＬＤ）チップパッケージの一例を示す図。
光源装置の異なる例の概要を示す図。
光源装置のさらに異なる例の概要を示す図。
放熱基板を上方から見た様子を示す図。
光源装置を背面から見た様子を示す図。
光源装置のさらに異なる例の概要を示す図。
照射面における照度分布の例を示す図。
照射面における照度分布の他の例を示す図。
照射面における照度分布の他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に、複数のレーザー光を照射するプロセス装置の一例として、対象物、例えば、二次電池の電極材などを加熱する加熱システムの概要を示している。この加熱システム１は、Ｘ方向に加熱対象物３を搬送する搬送装置４と、加熱対象物３の表面（すなわち、照射対象の領域、照射対象の第１の面５）に向けて加熱用のレーザー光７を照射する加熱装置２とを有する。加熱装置２は、複数の光源装置１０を含み、それぞれの光源装置１０は搬送方向であるＸ方向に短く、それに直交するＹ方向に広く、さらに、加熱対象の第１の面５に対して直交するＺ方向（すなわち、第１の方向）に延びた仮想軸８に沿って複数のレーザー光源３１ａ～３１ｃが並び、長くなるように配置されている。
【００１０】
図２に、それぞれの光源装置１０の側方（Ｘ方向）から見た構成を示している。それぞれの光源装置１０は、仮想軸８に沿ってＺ方向に延びた放熱基板２０と、その一方の支持面（すなわち、第１の支持面）２１に、Ｚ方向に仮想軸８に沿って配置された第１のレーザー光源３１ａ、第２のレーザー光源３１ｂ、および第３のレーザー光源３１ｃと、反対側の支持面（すなわち、第２の支持面）２２に、Ｚ方向に仮想軸８に沿って配置された第４のレーザー光源３１ｄ、第５のレーザー光源３１ｅ、および第６のレーザー光源３１ｆとを含む。光源装置１０は、さらに、Ｙ方向（すなわち、第２の方向）に、第１の支持面２１に面して配置された第１反射板３３ａ、第２反射板３３ｂ、および第３の反射板３３ｃと、第２の支持面２２に面して配置された第４反射板３３ｄ、第５反射板３３ｅ、および第６の反射板３３ｆとを有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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