[發明專利]成像裝置

有效

• 申請號: 201680030861.1
• 申請日: 2016-05-27
• 公開（公告）號: CN107667317B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 邁克爾.納格勒;尼爾.魯賓.本.海姆;奧弗·阿克南;本錫安·蘭達
• 申請（專利權）人: 蘭達實驗室（2012）有限公司
• 主分類號: G03G15/04
• 分類號: G03G15/04;B41J2/455;B41J2/447;B41J2/45;G03G15/043
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營

1.一種成像裝置，該成像裝置用于將單獨可控的激光束投射到在基準X方向上相對于該成像裝置可移動的成像表面上，所述成像裝置包含多個半導體芯片，每個半導體芯片包括以M行和N列的二維陣列配置的多個單獨受控的激光束發射元件，在每一行上的多個所述元件具有均勻間距A_r，并且每一列上的多個所述元件具有均勻的間距a_c，其中所述芯片以這樣的方式安裝在支架上，即在橫向于X方向的基準Y方向上彼此相鄰的每對芯片在X方向上彼此偏移，以及，當被持續激活時，所述每對的兩個芯片所發射的激光束在成像表面上勾畫在X方向延伸并且在Y方向上基本均勻間隔的一組平行線，其中將所述芯片在所述支架上設置成至少一對行，在該對或每對行內的芯片的對齊使得在X和Y方向上的三個相鄰芯片的任意一組中相對應的元件置于全等等邊三角形的各頂點上，并且其中所述成像裝置進一步包括多個透鏡系統，所述透鏡系統分別用于將多個芯片的各芯片的所有激光元件的激光束聚焦到成像表面上而不變更激光束之間的間距，每個透鏡系統包括至少一個漸變折射率GRIN柱，所述GRIN柱具有等于2×N×A_r的直徑，即為同一行的相鄰芯片中的相對應元件之間的距離，關聯于不同芯片的不同透鏡系統的相對應的GRIN柱以這樣的方式設置在至少一對行的陣列中，即任意一對行的每一行中的GRIN柱的圓柱體表面彼此接觸，并且此外每一行中每個透鏡中的圓柱體表面接觸另一行的兩個相鄰GRIN柱的圓柱體表面。

2.如權利要求1所述的成像裝置，其中，每個透鏡系統包括彼此串聯設置的多個GRIN柱。

3.如權利要求2所述的成像裝置，其中，每個透鏡系統的GRIN柱彼此傾斜以形成折疊光路徑，來自各個GRIN柱的光通過反射或折射元件被導向一系列的下一個GRIN柱。

4.如前述權利要求任一項所述的成像裝置，其中，每個芯片具有相等數量的激光束發射元件的行和列。

5.如前述權利要求任一項所述的成像裝置，其中，芯片上激光束發射元件之間的間距足以避免相鄰元件之間的熱干擾。

6.如前述權利要求任一項所述的成像裝置，其中，所述支架被流體冷卻。

7.如前述權利要求任一項所述的成像裝置，其中，所述支架由剛性金屬或陶瓷結構制成。

8.如權利要求7所述的成像裝置，其中，所述支架的表面由電絕緣體形成或涂覆，薄膜導體在電絕緣表面上形成從而向芯片供應電信號和電力。

9.如前述權利要求任一項所述的成像裝置，其中，芯片是垂直腔面發射激光VCSEL芯片陣列。

10.如前述權利要求的任一項所述的成像裝置，其中除了陣列M行和N列的元件外，每個芯片包括設置在所述陣列的各側的至少兩個附加列，每個附加列包含至少一個可選擇性操作的激光發射元件，該激光發射元件通過勾畫在兩組M×N線之間的至少一個附加線，能夠在Y方向上彌補所述支架上的相鄰芯片相對定位的任何錯位。

11.如前述權利要求任一項所述的成像裝置，其中，每個單獨可控的激光束元件可以發射具有4以上能級或8以上能級或16以上能級或32以上能級的激光束。