照明装置制造方法

照明装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于提供用于加工物体的加工光的照明装置（10)。光源的组生成用于加工物体的光，其中光源的组被成像单元（16)成像到工作平面（17)上以用于产生加工光。结果得到的强度分布被配置使得：如果强度分布在空间积分方向上被积分，则结果得到的积分强度分布具有强度下降，其中光源的组中的一个或数个可与光源的组中的另一个独立地控制以用于修改积分强度分布。这允许在加工装置中使用照明装置，使得与物体沿着其将被加工(特别地，将被密封）的加工线垂直地，物体能够被相对均匀地加工，从而改进加工物体的质量。
【专利说明】
照明装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于提供用于加工物体的加工光的照明装置，并且涉及一种用于制造该照明装置的制造方法。本发明进一步涉及使用该照明装置的加工装置、加工方法以及加工计算机程序。

【背景技术】
[0002]US 2011/0165816 Al公开了一种激光束辐射装置，其将激光束辐射到布置在第一基板与第二基板之间的密封元件上以便密封第一基板和第二基板。激光束具有在表面上从激光束的中心部分向末端部分增加的束强度，所述表面与激光束的行进方向垂直。在激光束的中心部分处的束强度不大于在激光束的末端部分处的束强度的一半，其中束廓线(profiIe )相对于激光束的行进方向是对称的。
[0003]如果密封元件是弯曲的，则激光束必须沿着这个弯曲线移动，其中在这种情况下，在曲线中密封元件的内部部分将比密封元件的外部部分接收到更大的激光束强度。这能够导致不均匀的密封，这能够导致密封误差。


【发明内容】

[0004]本发明的目标是提供一种用于提供用于加工物体的加工光的照明装置，其允许改进加工物体的质量。本发明的另外的目标是提供用于制造照明装置的制造方法，并且提供使用该照明装置的加工装置、加工方法以及加工计算机程序。
[0005]在本发明的第一方面，用于提供用于加工物体的光的照明装置被提出，其中所述照明装置包括:
-光源的组，用于生成用于加工物体的光，
-成像单元，用于将光源的组成像到物体将在其中被密封的工作平面上，从而生成加工光，
其中光源的组和成像单元被适配使得在工作平面中加工光可产生有强度分布，所述强度分布被配置使得:如果强度分布在空间积分方向上被积分，则结果得到的积分强度分布具有强度下降(dip)，其中光源的组中的一个或数个可与光源的组中的另一个独立地控制以用于修改积分强度分布。
[0006]因为积分强度分布具有强度下降，即因为在一位置处积分强度小于在相邻位置处的积分强度，所以在被布置为更朝向积分强度分布的相应末端的位置处的积分强度大于在强度下降的位置处的积分强度。换句话说，如果强度分布和工作平面(特别是，位于工作平面中的物体)沿着空间积分方向相对于彼此移动，则工作平面的被强度分布的更中心的部分覆盖的一部分可以比工作平面的被强度分布的相应末端覆盖的部分接收到更低的光强度。如果加工光是沿着密封线被移动的密封光，则这是特别是有利的，物体应该沿着所述密封线被密封，其中先前提到的空间积分方向与密封线平行。在这种情况下，密封线的中心部分将比密封线的外部部分接收到更低的光强度，其中，因为一般地在可以被用于密封物体并且沿着密封线布置的密封元件中，热去除在密封元件的中心部分中是最低的，这能够导致物体沿着密封线的相对均匀的密封。
[0007]一般地，均匀性的程度可以沿着密封线的弯曲部分降低，因为曲线的外部部分可以比内部部分接收到更低的强度。然而，因为光源的组中的至少一个是可单独控制的以用于修改积分强度分布，所以即使密封元件未沿着直线的密封线而是沿着弯曲的密封线被布置，积分强度分布也可以被适配使得密封元件被相对均匀地照射。这允许照明装置改进密封物体的质量，并且同样改进使用加工光的用于加工物体的另外的应用(例如软焊或焊接应用)的质量。
[0008]由光源的组和成像单元在工作平面中所生成的强度分布优先地是二维强度分布，其被优先地配置使得这个二维强度分布沿着由加工线(特别是密封线)所定义的方向的积分产生沿着与加工线垂直的线布置的一维积分强度分布。
[0009]应注意，强度分布的积分当然不由照明装置在数学上执行，而是仅用于表征由光源的组和成像单元所生成的强度分布。
[0010]光源优先地是垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
[0011]成像单元包括一个或数个光学元件，例如一个或数个透镜，特别是一个或数个微透镜和/或一个或数个柱面透镜。成像单元能够被适配成清晰地或以较模糊的方式对光源的组进行成像。
[0012]强度下降优先地中心地位于积分强度分布内使得:如果在工作平面中生成的强度分布和物体沿着加工线在空间积分方向上相对于彼此移动，则加工线的中心部分比加工线的较外部部分接收到更低的光强度。
[0013]优先地，光源的组和成像单元被适配使得积分强度分布具有由通过光源的组中的一组提供的光所引起的第一最大值和由通过光源的组中的另一组提供的光所引起的第二最大值，其中强度下降位于第一最大值与第二最大值之间。最大值可以是由通过单个组所提供的光或通过光源的数个组所提供的光引起的。具有第一最大值、第二最大值以及中间强度下降的积分强度分布优先地是成M形的，尤其是粗略地成M形的。
[0014]引起第一最大值的组和引起第二最大值的另一个组中的至少一个是优先地可单独控制的，使得分别在第一最大值和第二最大值中的至少一个的位置处的积分强度是可减小的。积分强度分布的优选M形状因此能够被修改，使得M形状的至少一个峰值被降低，特别地，使得至少一个峰值消失。原始峰值可以被降低至小于原始中间的强度下降的积分强度。因此，如果加工光沿着弯曲的加工线在工作平面中被移动，则加工线的内部部分能够接收到更低的光强度，而加工线的外部部分能够在同一时间点接收到更多的光强度，其中，因为加工线的内部部分在曲线中比加工线的外部部分短，所以与加工线垂直的总的接收光强度(其在沿着加工线的弯曲部分的完整移动期间被接收到)能够是更均匀的。
[0015]在实施例中，光源的组中的至少一个是可单独控制的，使得强度下降在积分强度分布中的深度是可修改的。这允许照明装置使强度下降的深度适应相应的加工过程，使得加工能够在期望的积分强度分布的情况下被执行。这能够进一步改进加工物体的质量。
[0016]光源的组和成像单元可以被适配使得可由照明装置产生的强度分布包括数个平行光线，其中在所述光线中的至少一个内，强度分布有具有中间较低强度的第一最大值和第二最大值。例如，所有光线都能够有具有第一最大值、第二最大值以及中间较低强度的强度分布。或者，光线中的一个或数个可以具有另一强度分布，例如，均匀强度分布。在实施例中，一个光线有具有第一最大值、第二最大值以及中间较低强度的强度分布，并且其它光线具有均匀强度分布。
[0017]照明装置被优先地布置使得数个平行光线与密封线垂直，密封元件可以沿着所述密封线被布置。而且，在平行光线之间优先地存在距离。平行光线优先地是可单独控制的，使得强度分布能够同样沿着密封线被修改。而且，特别是在密封线具有直线部分和弯曲部分的条件下，在相应的光线内的第一最大值和第二最大值同样能够通过控制分别形成第一最大值和第二最大值的光源的相应组可单独控制，以便允许照明装置修改与密封线垂直的强度分布。
[0018]光线的强度(特别是强度分布)可以是可单独修改的，以便计及(account for)小特征在加工线中或在加工线的环境中的可能存在，这可以通过例如在加工线中或在加工线的环境中的吸收比和/或反射比改变来修改吸收的光的量。例如，用于电连接的金属通道(lanes)可以在加工线下面跨过加工线，并且可以将通过加工线所透射的光的一部分反射回到加工线中，使得由加工线的该部分(其被金属通道跨过)所吸收的强度可以比金属通道不跨过的、加工线的其它部分接收到更大的强度。为了计及这个不利的影响，处于金属通道的区域中的光线的强度能够被降低，使得即使金属通道在加工线下面跨过加工线，加工线中的吸收的强度也能够被保持近似不变。光线因此优先地在加工线的方向上(即在移动方向上)具有为大约特征的(例如，金属通道的)尺度的尺度，这很可能在同一方向上增加加工线中的吸收。
[0019]光源的组优先地是光源的二维阵列。然而，在实施例中，组还能够仅包括单个光源。
[0020]光源的组可以全部是可单独控制的或者数个组能够被组合使得结果得到的组合可与光源的其它组独立地控制。照明装置能够包括这些组合中的数个，其中光源的组的这些组合中的每一个都可以是可单独控制的。
[0021]优先地，至少两个组的光源具有不同的形状。例如，至少一个组的光源可以具有三角形形状、矩形形状或粗略地圆锥形状。这允许通过使用光源的特定形状来按需要定制强度分布。
[0022]在实施例中，照明装置包括两个组，每个组包括光源的线性布置，其中两个组的线性布置与彼此平行。这个两排的解决方案允许例如经由引线接合来朝外部电力地连接光源。
[0023]成像单元可以包括分配给光源的微透镜，使得为了对相应的光源进行成像，相应的微透镜被使用，其中对于至少一个光源，微透镜相对于光源被不对称地布置使得微透镜的中心与光源的中心不重合。通过相对于相应的光源不对称地布置相应的微透镜，对工作平面中的最后强度分布作出贡献的相应的光源的图像能够按需要在工作平面内被移动以用于产生期望的强度分布。例如，为了相对于空间方向生成积分强度分布的布置在强度下降前面的第一最大值，微透镜的中心能够相对于空间方向被布置在形成这个第一最大值的相应的光源的后端处。相应地，为了相对于空间方向在积分强度分布的强度下降后面形成积分强度分布的第二最大值，相应的微透镜的中心能够相对于空间方向被布置在形成积分强度分布的第二最大值的相应的光源的前端处。
[0024]成像单元可以被适配成将光源的组成像到工作平面上，使得光源的不同组的图像在工作平面中重叠。这能够导致进一步均匀化的强度分布。
[0025]光源的组到工作平面上的成像能够被执行，使得重叠的图像被清晰地成像到工作平面上。替换地，成像能够被执行使得光源的不同组的图像更模糊，即成像可以是失焦(outOf focus)的。例如，成像单元能够被适配成将第一平面清晰地成像到工作平面上，所述第一平面位于第二平面前面或后面，所述光源位于在所述第一平面中，并且在所述第一平面中光源的不同组的光重叠。
[0026]照明装置可以进一步包括至少一个热辐射检测单元，所述至少一个热辐射检测单元靠近光源的组被布置以用于测量工作平面中的温度，使得光源的组可取决于所测量到的温度由控制单元控制。特别地，如果照明装置被用于沿着密封线密封物体，其中照明装置和物体相对于彼此移动使得密封光沿着密封线被移动，则在实施例中照明装置包括沿着与密封光的移动方向垂直的线被布置的数个热辐射检测单元，以用于测量与密封线垂直的温度廓线。而且，光源的组被优先地适配使得积分强度分布能够沿着与密封线垂直的空间方向被修改。这允许在与密封线垂直的空间方向上修改积分强度分布，所述修改取决于沿着相同的空间方向测量的温度廓线以用于在可以沿着密封线布置的密封元件内生成期望的温度廓线。取决于温度廓线对密封过程的这个控制能够进一步改进密封物体的质量。
[0027]进一步优选的是，光源的组中的一个或数个可与组中的另一个独立地控制，使得强度分布在两个不同的空间方向上是可修改的。特别地，光源的组可以是可单独控制的，以便在两个不同的空间方向上修改强度分布。两个不同的空间方向优先地与彼此垂直。特别地，强度分布在与密封线(密封过程沿着其被执行)垂直的第一空间方向上和在与第一空间方向垂直的第二空间方向(即沿着密封线的第二空间方向)上可以是可修改的。这允许沿着第一空间方向适配强度分布，以便例如考虑在密封线的直线部分中和在密封线的弯曲部分中的强度分布中的所需要的差，并且允许第二空间方向上适配强度分布，以便考虑到:即使密封线未改变其形状，即即使密封线保持直线或者具有恒定曲率，不同的强度也可以是期望的，因为密封线的相应部分的环境例如具有不同的吸收和/或反射属性，所以在光强度未被改变的条件下，这可能沿着密封线导致不同的温度。因此，光源的组在第一空间方向和第二空间方向上的单独控制能够导致密封物体的进一步改进的质量。
[0028]而且，光源的组中的至少一些可以是可单独控制的，使得沿着优先地与加工线垂直的空间方向能够生成积分强度廓线，所述积分强度廓线有具有中间强度下降的两个外部强度最大值，其中积分强度分布沿着其具有这个粗略地M形状的这个空间方向的空间定向能够被修改。在这个例子中，积分强度是在加工线被布置在其上的方向上积分的工作平面中的强度分布。例如，光源的组可以是可单独控制的，使得这个空间方向的空间定向可以按45度步长或按较小角度步长被修改。这可以允许包括照明装置的加工装置沿着加工线引导加工光，使得:即使加工线是弯曲的，积分强度分布在其上为粗略地成M形的空间方向也总是与加工线基本上垂直，而不用使照明装置旋转。这允许改进的加工物体的质量，而无需用于使照明装置旋转的机械装置。
[0029]光源的组可以被布置在一个或数个基板上，使得所述一个或数个基板包括发光区域和非发光区域，其中非发光区域被适配成吸收遇见非发光区域的光和/或使遇见非发光区域的光散射，使得从工作平面往回反射的光不被反射回到工作平面。例如，非发光区域可以是吸收的、相对于发光区域倾斜或者适配成在任意方向上使光散射。这降低了由反射光所引起的光源在工作平面中的“重影图像”的可能性，从而进一步改进加工物体的质量。
[0030]在本发明的另外的方面，用于沿着加工线加工物体的加工装置被提出，其中所述加工装置包括:
-如权利要求1中所定义的用于提供加工光的照明装置，
-移动单元，用于相对于彼此移动照明装置和物体使得加工光沿着加工线被移动。
[0031]在本发明的另一方面，用于制造照明装置的制造方法被提出，所述照明装置用于提供用于加工物体的加工光，其中所述制造方法包括:
-提供光源的组，其用于生成用于加工物体的光；
-提供成像单元，其用于将光源的组成像到物体将在其中被密封的工作平面上以用于生成加工光，
-组装光源的组和成像单元以用于产生照明装置，
其中光源的组和成像单元被配置和组装使得在工作平面中加工光可产生有强度分布，所述强度分布被配置使得:如果强度分布在空间积分方向上被积分，则结果得到的积分强度分布具有强度下降，其中光源的组中的一个或数个可与组中的另一个独立地控制以用于修改强度分布。
[0032]在本发明的另外的方面，用于沿着加工线加工物体的加工方法被提出，其中所述加工方法包括:
-通过如权利要求1中所定义的照明装置来提供加工光，
-通过移动单元相对于彼此移动照明装置和物体使得加工光沿着加工线被移动。
[0033]在本发明的另一方面，用于在工作平面中加工物体的加工计算机程序被提出，其中所述加工计算机程序包括程序代码装置，其用于当加工计算机程序在控制加工装置的计算机上运行时使如权利要求1中所定义的加工装置执行如权利要求14中所定义的加工方法的步骤。
[0034]应理解，根据权利要求1所述的照明装置、根据权利要求12所述的加工装置、根据权利要求13所述的制造方法、根据权利要求14所述的加工方法以及根据权利要求15所述的计算机程序具有类似的和/或相同的优选实施例，特别地，如从属权利要求中所定义的。
[0035]应理解，本发明的优选实施例还可以是从属权利要求与相应的独立权利要求的任何组合。
[0036]本发明的这些和其它方面根据在下文中所描述的实施例将是明显的，并且将参考在下文中所描述的实施例而被阐明。

【专利附图】

【附图说明】
[0037]在以下附图中:
图1示意性地并示范性地示出了用于沿着加工线加工物体的加工装置的实施例，
图2示意性地并示范性地图示了加工光在加工线上的可能的位置，
图3示意性地并示范性地示出了加工装置的照明装置的光源的组，
图4示意性地并示范性地示出了加工装置的照明装置，
图5示意性地并示范性地示出了加工光的积分强度分布， 图6和8示意性地并示范性地示出了照明装置的光源的组的另外的实施例，
图7和9分别示意性地并示范性地示出了由图6和7中所示出的光源的组所生成的加工光的积分强度分布，
图10示意性地并示范性地示出了加工装置的照明装置的另外的实施例，
图11示意性地并示范性地示出了具有中间热辐射检测单元的光源的组的另外的实施例，
图12和13示意性地并示范性地示出了加工装置的照明装置的另外的实施例的不同侧视图，
图14示意性地并示范性地示出了图12和13中所示出的照明装置的实施例的光源的组的布置，
图15图示了由图12和13中所示出的照明装置所生成的加工光的强度廓线和积分强度廓线，
图16示出了流程图，其示范性地图示用于沿着加工线加工物体的加工方法的实施例，图17示出了另外的流程图，其示范性地图示用于制造用来提供用于加工物体的加工光的照明装置的制造方法，以及
图18和19示意性地并示范性地示出了照明装置的光源的组的布置的另外的实施例。

【具体实施方式】
[0038]图1示意性地并示范性地示出了用于沿着加工线加工物体的加工装置的实施例。在这个实施例中，加工装置I是用于沿着密封线密封物体的密封装置。密封装置I包括用于提供密封光11的照明装置10以及移动单元9，所述移动单元9用于相对于彼此移动照明装置10和物体3并且因此移动密封元件5使得密封光11沿着密封线被移动，密封元件5沿着所述密封线被布置。在这个实施例中，要被密封的物体是包含至少一个有机发光设备的有机发光单兀3,在有机发光设备中,包含发射层的至少一个有机层被插入在第一电极与第二电极之间。第一电极和第二电极分别可以当作用于注入空穴(holes)的阳极和用于注入电极(electrodes)的阴极。有机发光单元3是众所周知的，以至于有机发光单元3的技术细节出于清楚原因在图1中未被示出。在其它实施例中，同样地，另一物体能够通过密封装置I被密封。
[0039]物体3位于第一基板2与第二基板4之间，其中围绕物体3的密封元件5位于第一基板2与第二基板4之间。第一基板2可以是对布置在第二基板4上的物体3进行封装的封装基板。第一基板2 (优先地是封装)对于密封光11而言是透明的，以便允许密封光11将第一基板2与第二基板4之间的密封元件5加热。
[0040]基板2、4可以是玻璃基板。密封元件5优先地是玻璃料(glass frit)，其被密封光11熔化，以便将进行封装的第一基板2密封到第二基板4。第二基板4通过保持元件6而相对于可移动工作台7被保持在的固定位置中，所述保持元件6是夹持元件或其它保持元件。工作台7可由移动单元9移动使得物体3、特别是密封元件5能够相对于照明装置10被移动，以便沿着密封线引导密封光11，密封元件5被沿着所述密封线布置。
[0041]图2以顶视图示意性地并示范性地示出了物体3、密封元件5以及第一封装基板2的布置，其中附图标记13指示密封元件5上的密封光并且箭头14指示密封光13相对于密封兀件5的实际移动方向。
[0042]密封装置I进一步包括用于提供电力以用于允许照明装置10发射密封光11的电源8和用于控制电源8、照明装置10以及电机9的控制单元12。因为电机9相对于照明装置10移动物体3 (特别是，密封元件5)，所以电机9能够被认为是用于相对于彼此移动照明装置10和物体3使得密封光11沿着密封线被移动的移动单元。在其它实施例中，移动单元可以仅相对于物体移动照明装置以便沿着密封线移动密封光，或者移动单元可以相对于彼此移动照明装置和物体(特别是，密封元件)两者，以便沿着密封线移动密封光。
[0043]照明装置10包括光源的数个组20、21、22，其用于生成光以用于密封物体3，其在图3中被示意性地并示范性地示出。图3同样示出了具有X轴和y轴的坐标系统，其中y轴与图2中所示出的移动方向14平行。第一组20包括布置在基板14上的三角形光源24。矩形光源26的第二组21被布置在基板30上并且三角形光源28的第三组22被布置在基板31上。光源的三个组20、21、22沿着与X轴平行的线被布置。在其它实施例中，光源的三个组20、21、22还能够被布置在不同的I位置处。并且，三个组在X方向上的次序能够被修改。例如，在X方向上，具有成三角形地成形的光源的组20、22首先被布置以及然后具有成矩形地成形的光源的组21能够被布置。光源的图像在工作平面中的叠加的种类通过微透镜相对于光源的布置而被基本上确定，如将在下面进一步描述的那样。在这个实施例中，每个组20、21、22包括与彼此平行的两排光源24、26、28，其中光源24、26、28的每条线包括三个光源。
[0044]照明装置10进一步包括成像单元16，其用于将光源的组20、21、22成像到物体3将在其中被密封的工作平面上，以用于生成密封光11，其在图4中被示意性地并示范性地示出。
[0045]在图4中，光源26的第二组21到工作平面17上的成像被示范性地示出。成像单元16包括微透镜的三个阵列，其对应于相应的组20、21、22的光源的组(B卩阵列)，使得相应的微透镜被分配给每个光源。图4示意性地并示范性地示出了用于光源26的第二组21的微透镜的阵列50。成像单元16进一步包括用于将来自微透镜的光成像到工作平面17上的光学元件19。优先地，为了对来自光源的不同组的微透镜的光进行成像，相同的光学元件19被使用，所述光学元件19优先地是光学透镜。
[0046]在图3中，虚线25、27、29指示用于对相应的光源24、26、28进行成像的相应的微透镜的中心的空间位置。如可以在图3和4中看到的，用于第二组21的微透镜的中心与第二组21的光源26的中心重合，然而用于光源24的第一组20和用于光源28的第三组22的微透镜相对于相应的光源被不对称地布置，使得相应的微透镜的中心与相应的光源的中心不重合。特别地，关于第一组20的光源24，相应的微透镜的中心在渐增X方向上与相应的光源的末端重合，然而用于对第三组22的光源28进行成像的相应的微透镜的中心在X轴的渐减方向上与相应的光源28的末端重合。
[0047]光源被优先地布置在微透镜的焦平面中，使得光源与微透镜之间的距离18优先地等于微透镜的焦距。而且，工作平面17优先地在光学元件19的焦平面中，使得工作平面17与光学元件19之间的距离20优先地等于光学元件19的焦距。
[0048]由光源的组和成像单元在工作平面中所生成的强度分布是二维强度分布。沿着由密封线所定义的方向对这个二维强度分布进行积分产生一维积分强度分布，其沿着与密封线垂直的线被布置。
[0049]光源的组20、21、22和成像单元16被适配，使得在工作平面17中密封光11可产生有沿着在这个实施例中为X方向的空间方向具有强度下降的积分强度分布，并且使得光源的组20、21、22中的一个或数个可与组中的另一个独立地控制以用于修改积分强度分布。优先地，积分强度分布具有由通过第一组20所提供的光所引起的第一最大值和通过第三组22的光所提供的第二最大值，其中强度下降位于第一最大值与第二最大值之间。因此优先地，沿着X方向的积分强度分布基本上是成M形的。
[0050]第一组20和第三组22中的至少一个是可单独控制的，使得在第一最大值和第二最大值中的至少一个的位置处的积分强度是相应可减小的。同样，光源的第二组21可以是可单独控制的，以便修改第一最大值与第二最大值之间的强度下降的高度。沿着X轴的积分强度分布的优选M形状因此能够被修改，使得M形状的至少一个峰值被降低，特别地，使得至少一个峰值消失。这允许考虑密封光11通过密封元件5的曲线的移动，而不会把密封元件5在曲线内的内部部分比密封元件5在曲线上的外部部分加热更强烈。优先地，强度分布是可控制的使得密封元件5沿着与密封线垂直的线被均匀地加热，密封元件5沿着所述密封线被布置，在密封元件5的弯曲部分中同样如此。
[0051]图5示意性地并示范性地示出了积分强度Ii，其是取决于X位置的沿着y方向积分的工作平面17内的强度。因此，图5示意性地并示范性地示出了沿着与密封线垂直的线的积分强度分布。该积分强度分布由三个部分120、121、122形成。第一部分120是由光源的第一组20的光引起的。第二部分121是由光源的第二组21的光引起的并且第三部分122是由光源的第三组22的光引起的。积分强度包括第一最大值、第二最大值以及中间强度下降。如果密封光11沿着直线密封线被移动，则该积分强度廓线被优先地使用。如果密封线是弯曲的，则第一组20的强度或第二组22的强度可以被降低，特别地，相应的组可以被关掉，以便分别降低积分强度分布的第一部分120或第二部分122的强度。这允许修改积分强度分布使得它适应弯曲的密封线。在图5中，坐标X。指示密封元件5的中心的X位置。
[0052]图6示意性地并示范性地示出了光源224、226、228的组220、221、222的另一实施例，其可以被照明装置10使用。如可以在图6中看到的，三个组220、221、222的光源224、226、228具有相同的形状，但是不同的定向。而且，同样在图6中，虚线225、227、229指示微透镜相对于第二组221的光源226被在中心布置并且相对于第一组220和第三组222的光源224、228不对称地布置，以及同样在这个实施例中光源224、226、228被布置在相应的基板214、230、231上。取决于x位置的结果得到的积分强度在图7中被示意性地并示范性地示出。
[0053]如可以在图7中看到的，同样在这个实施例中，积分强度包括由光源的第一组220的光所引起的第一部分320、由光源的第二组221的光所引起的第二部分321以及由光源的第三组222的光所引起的第三部分322。图7中所示出的积分强度在与x轴平行的空间方向上基本上是成M形的，其中当密封光沿着密封线的弯曲部分被引导时，积分强度分布的一个最大值能够被减小，特别地，其能够被关掉。
[0054]图8示意性地并示范性地示出了光源的不同组的另外的实施例，其可以被照明装置10使用。两个组420、421都包括在与y轴平行的线上布置的两个基本上成圆锥形地成形的光源424、426，其中光源424、426被布置在相应的基板414、430上并且其中不同组的光源具有相同的形状，但是它们相对于彼此被旋转了 180°。在这个实施例中，光源424、426的中心与如由虚线425、427所指示的微透镜的中心重合。
[0055]图9示意性地并示范性地示出了积分强度分布，其是取决于X坐标的在工作平面中沿着y方向所积分的强度。同样在这个实施例中，结果得到的积分强度分布是基本上成M形的，其中通过减小光源的组420、421中的一个的强度，特别地，通过关掉组420、421中的一个，由光源的第二组421所引起的部分521或由光源的第一组420所引起的部分520能够被减小，特别地，被从积分强度分布去除。因此，同样在这个实施例中，强度分布能够被修改使得它适应密封线的弯曲部分。
[0056]照明装置10因此优先地被适配使得它提供工作平面内的积分强度分布，其在与密封线垂直的X方向上是粗略地成M形的，其中在密封线的中心，较低强度被提供，因为热去除在密封元件的中心中是最低的。而且，照明装置提供可寻址能力，以便在密封光沿着密封轨迹(即沿着密封线)绕圆形拐角被移动时，降低在成M形的积分强度分布的至少一个肩部中的强度。
[0057]光源优先地是VCSEL，其中VCSEL的不同组优先地可单独地由对应的电流源寻址并且被成像到目标平面，即工作平面。VCSEL能够与图3、6以及8中所示意性地并示范性地示出的具有不同的形状，其中光源图像的叠加在相应的图5、7、9中被示出。不同组优先地提供有单独的电流源，使得单独的功率设定是可能的并且使得强度廓线能够按需要被适配。例如，较低功率能够针对成M形的积分强度分布在曲线中的内肩部被提供。
[0058]图6和7示出了在中心下降与肩部之间允许更极端差(特别是最大值)的配置。而且，在这些图中示出的实施例中，仅一个VCSEL形状是需要的，即仅仅单独的组的芯片的定向是不同的。图8和9示出了仅具有两个不同组的替代方案，所述两个不同组两者都使用相同的VCSEL形状。在这个实施例中，每个组包括光源的线性布置，其中两个组的线性布置与彼此平行。这个配置降低寻址线的数目并且尤其提供两排解决方案，其中所有电连接能够朝外面经由弓I线接合被做出。
[0059]照明装置能够进一步包括热辐射检测单元，其靠近光源的组布置以用于测量工作平面中的温度，使得光源的组可取决于所测量到的温度由控制单元12控制。因此，由热辐射检测单元所测量到的温度能够被提供给控制单元12，以便允许控制单元取决于所测量到的温度来控制供应给光源的不同组的功率。热辐射检测单元的优选布置将在下文中参考能够被密封装置I使用的照明装置的另外的实施例610而不是上面参考图3至9所描述的照明装置10被描述。
[0060]在图10中以侧视图被示意性地并示范性地示出的照明装置610包括布置在基板614上的VCSEL的数个组620。VCSEL的每个组620优先地是VCSEL的二维阵列。在VCSEL的组620中间，热辐射检测单元621被布置。基板614上的热辐射检测单元621在光源的组620中间的布置在图11中被示意性地并示范性地示出。
[0061]如可以在图11中看到的，在这个实施例中，照明装置包括光源的组620的3 x 3阵列，其中沿着与y轴平行的线布置的光源的三个组被与电源8电力地连接，使得光源的组620的每排(其与y轴平行)能够与其它排独立地被单独控制。热辐射检测单元621沿着与X轴平行的线被布置，使得热辐射检测单元621能够被用来测量沿着与密封线垂直的线的温度廓线。控制单元12能够被适配成控制电源8，使得光源的组620的三个不同排取决于由温度辐射检测单元621所测量到的温度廓线被单独供应功率，使得期望的预定义温度廓线被获得。特别地，控制单元12能够被适配成控制电源8，使得沿着与密封线垂直的方向的所生成的温度廓线是尽可能均匀的。
[0062]照明装置610进一步包括成像单元616，其用于将光源的组620成像到物体将在其中被密封的工作平面上以用于生成密封光。工作平面中结果得到的强度分布由附图标记13来指示。在图10中和同样在另外的图4、12以及13中所指示的射线仅出于说明性目的被示出，并且未必示出确切的射线路径。
[0063]作为像透镜这样的光学元件的成像单元616和光源的组620被布置使得光源的不同组的图像在工作平面中重叠。光源的组620和光学元件616因此能够被配置使得光源的组620在工作平面中不被清晰地成像，而是稍微模糊的图像在工作平面中重叠。例如，光学元件616能够被适配成将在光源的组620与光学元件616之间的平面清晰地成像到工作平面上，其中在光源的组620与光学元件616之间的被成像平面中，光源的不同组620的光重叠。
[0064]来自工作平面的热辐射623能够穿过光学元件616并且能够被热辐射检测单元621检测到。
[0065]因此，热辐射检测单元能够被放置在VCSEL芯片中间，其中由光源的组所生成的光和热辐射能够使用相同的成像光学器件。热辐射检测单元优先地包括光电二极管和在光电二极管前面的滤波器以用于允许基本上仅热辐射被光电二极管感测到。代替光电二极管，其它光敏器件同样能够被使用。
[0066]热辐射检测单元的波长灵敏度被优先地选择为比激光发射长得多，以便使热辐射与密封元件5分离，特别地，与玻璃料密封材料、与激光辐射分离。例如，光源的组能够在约808 nm的波长下发射，并且热辐射检测单元能够被适配成测量具有大于1500 nm的波长的辐射。
[0067]热辐射检测单元优先地与光源的组的单独寻址线相关联，其中跨越密封线(即与密封线垂直)的温度廓线的测量和反馈回路能够被提供。反馈回路优先地包括用于测量温度廓线的热辐射检测单元、控制单元以及电源。电源能够包括与控制单元12通信的单独的电源组，以便允许控制单元12与单独的电源组进行通信，其中每个电源组能够被连接到图11中所示出的光源的三个组的相应排。控制单元能够被适配成例如修改通过光源的外部组的电流，以便实现平坦的温度廓线。
[0068]在下文中，照明装置的另外的实施例将示范性地并示意性地参考图12至15被描述，所述照明装置能够代替上面参考图1至9所描述的照明装置10被密封装置I使用。
[0069]图12和13示出了照明装置710的不同的侧视图。如可以在这些图中看到的，同样在这个实施例中，照明装置710包括光源的组720，其被布置在基板714上。光源的每个组720的光通过微透镜750的单独阵列、单独的柱面透镜751和优先地为常见的光学透镜的共同光学元件752被成像。微透镜的阵列750被适配使得单个微透镜被分配给一组光源中的每个光源。微透镜的阵列750、柱面透镜751以及共同光学元件752形成照明装置710的成像单元716。
[0070]柱面透镜被布置使得在示出了 y轴和z轴位于其中的平面的图12中所示出的侧视图中，光源的组720被成像到平面753中，所述平面753通过光学元件752被成像到工作平面中，其中结果得到的强度分布770沿着y方向包括相对急剧的峰值，如图12的右边部分中所示意性地并示范性地示出的。而且，柱面透镜751被优先地布置使得在示出了包含X轴和z轴的平面的图13中所示出的侧视图中，柱面透镜751不影响光，其中在平面753中，光源的不同组720的光在X方向上重叠。如可以在图13的右边部分中看到的，强度分布770的廓线沿着X方向基本上是成M形的。在图12和13中，附图标记713指示平面753的图像。
[0071]光源的组720和成像单元716被适配使得可由照明装置710产生的强度分布770包括数个平行光线，其中在相应的光线内，强度分布具有第一最大值和第二最大值，并且其中强度下降位于第一最大值与第二最大值之间，以便形成基本上成M形的强度分布770。
[0072]图14示意性地并示范性地示出了基板714上的光源组720的顶视图。如可以在图14中看到的，在这个实施例中，光源的每个组720被单独地连接到电源8使得光源的每个组720是可单独控制的，以便按需要修改强度分布770。
[0073]图15图示了积分强度分布，其由通过上面参考图12至14所描述的照明装置710所形成的强度分布770产生。取决于y位置的并且已通过沿着X方向对强度分布770进行积分而被确定的积分强度分布763包括三个相对急剧的最大值763，其中在这些最大值763之间存在间隙。取决于X位置的并且作为沿着I方向积分的强度分布770的积分强度分布761包括具有中间强度下降的两个外部最大值并且因此基本上是成M形的。如由虚线762所指示的，积分强度分布能够通过降低外部最大值、相应地通过控制光源的组720被修改，特别是如果密封光沿着密封线的弯曲部分被引导的话。
[0074]在下文中，用于沿着加工线加工物体的加工方法(在这个实施例中为用于沿着密封线密封物体的密封方法)将示范性地参考图16中所示出的流程图被描述。
[0075]在步骤801中，密封光通过照明装置被提供使得它被指向到像玻璃料这样的密封元件上。同时地随着步骤801，在步骤802中照明装置和物体以及因此密封元件相对于彼此移动使得密封光通过移动单元沿着密封线被移动，其中密封元件沿着密封线被布置。以这种方式，密封光沿着密封线被引导以用于例如使玻璃料熔化，以便密封物体。在这个密封过程期间，沿着与密封线垂直的空间方向的温度廓线在步骤803中通过使用辐射检测元件被测量到，其中测量温度廓线能够被提供给控制移动单元和/或给照明装置供电的电源的控制单元以用于取决于所测量到的温度廓线来控制密封光沿着密封线的移动和/或密封线上的光强度分布。在密封元件已被用来完全密封物体之后，密封方法在步骤804中结束。
[0076]在下文中，用于制造照明装置的制造方法的实施例将示范性地参考图17中所示出的流程图被描述。
[0077]在步骤901中，用于生成光以便密封物体的光源的组被提供。在步骤902中，用于将光源的组成像到工作平面(物体将在其中被密封)上以用于生成密封光的成像单元被提供。在步骤903中，光源的组和成像单元被组装以用于产生照明装置。光源的组和成像单元被配置和组装使得在工作平面中密封光可产生有强度分布，所述强度分布被配置使得:如果该强度分布在空间积分方向上被积分，则结果得到的强度分布具有强度下降，并且光源的组中的一个或数个可与组中的另一个独立地控制以用于修改强度分布。
[0078]密封装置能够被适配成在生产中封闭地密封显示器，特别是，有机发光二极管(OLED)显示器。出于这个目的，密封元件可以是接近于显示器的边的约2 mm宽迹线的玻璃料，其通过由照明装置所提供的密封光而被渐进地熔化，其中整个轮廓优先地经由相应的显示器的机械移动以及因此密封元件和密封光相对于彼此的机械移动而被加工。在密封过程期间，跨越密封元件的温度分布可以是关键的，特别是，接近于圆形显示器边缘的温度分布，因为在曲线内部的较低渐变速度能够导致过热和燃烧。同样，如果在密封元件之下的反射寻址线是交叉的，这能够发生几千次，则反射能够导致密封元件的过热。上面所描述的密封装置因此优先地提供定制的、可寻址的且可控制的强度分布。
[0079]特别地，密封装置优先地提供基于能够沿着密封线移动的可寻址模块的高功率VCSEL解决方案。强度分布能够使用VCSEL的光学属性被定制，其中不同的VCSEL图案能够被叠加，以便解决沿着密封轨迹(即沿着密封线)的不同需要。VCSEL能够被布置使得对电连接的数目和对不同的VCSEL芯片的要求能够被最小化。而且，密封装置能够被适配成基于积分测高温学来控制强度分布，尤其如参考上面图10和11所描述的。
[0080]照明装置的光源的组被优先地布置在一个或数个基板上，使得所述一个或数个基板包括发光区域和非发光区域。非发光区域能够被适配成吸收遇见非发光区域的光和/或使遇见非发光区域的光散射，使得从工作平面往回反射的光未被反射回到工作平面。
[0081]特别地，当目标区域的密封光所指向的部分可能是反射的时，辐射功率的显著部分通常能够被从目标反射回去。然而，密封装置(特别是照明装置)能够被适配成降低回到例如在要被密封的显示器上的不需要的地方的光的量。因此，密封装置的照明装置能够被以如下方式设计:来自例如要被密封的显示器的往回反射不引起“重影图像”。例如，非发光区域可以是黑色的、相对于发光区域倾斜或者适配成在任意方向上使光散射，即，例如，VCSEL芯片在发光区域外的一部分可以是黑色的、散射的或倾斜一定角度。同样，激光模块(即照明装置)可以相对于工作平面倾斜，使得由工作平面所直接地反射的光不被指回到激光模块中。
[0082]尽管在上面描述的实施例中，光源(特别是VCSEL)具有特定形状，但是在其它实施例中光源还能够具有其它形状，例如，光源中的全部或一些能够具有领结形状。而且，例如，代替图8中所示出的特定形状，这个图中所示出的光源能够被矩形光源和三角形光源代替，其中关于三角形光源而言，微透镜的中心与三角形光源的末端重合，并且其中关于矩形光源而言，微透镜的中心与矩形光源的中心重合。而且，在图8中，代替粗略地成圆锥地成形的光源，被不同地成形的其它光源能够被使用，其中这些不同地成形的光源具有在y方向上较大宽度的第一端和在y方向上较小宽度的相对的第二端。
[0083]尽管在上面描述的实施例中，成像单元具有用于将光源成像到工作平面中的特定光学配置，但是成像单元还能够具有其它光学配置。例如，图10中所示出的成像单元能够附加地包括微透镜，其中每个微透镜被分配给相应的光源，并且其中光学元件616 (特别是透镜616)能够被布置成对准直微透镜而不是近场的平面进行成像。一般地，聚焦可以是有点失焦的，以便避免在工作平面中单独的光源之间或光源的单独组之间的可见的间隙。
[0084]密封装置能够被适配使得除跨越密封线的可单独寻址的光源的组之外，同样使用沿着密封线的不同段。这可以允许沿着密封对加热过程的温度曲线的控制并且允许附加的自由，以便降低在密封材料的任何单独位置处沉积的能量的量，即以便考虑由例如像在下面的铝寻址线这样的在下面的反射寻址线所引起的潜在过热。在像玻璃或塑性材料这样的低热导率材料情况下，温度增加一般地通过经累积的沉积能量而被确定，其中由沿着密封线的不同的可单独控制的段所提供的自由能够被用来构造沿着密封线方向的温度。间隙能够沿着密封线存在于光源的组之间，即例如，在VCSEL芯片之间，以便促进电接触或者以便允许将像上面提到的热辐射检测单元这样的传感器元件布置在光源的组之间。所有组的电寻址可以是单独的，以便提供最大程度的自由。然而，数个组被组合以便促进电接触也是可能的。
[0085]尽管在上面描述的实施例中，光源的组被以特定配置布置并且被以特定方式电力地连接，但是在其它实施例中，光源的组还能够被以其它配置布置并且到电源的电连接还可以是不同的。例如，如图18中所示意性地并示范性地示出的，光源的数个组920能够特别地基本上沿着圆或沿着正方形被对称地布置，其中光源的每个组920可以是可单独寻址的。这可以在不转动激光头的情况下即在不转动照明装置的情况下允许密封线围绕曲线的移动。图19示意性地并示范性地示出了光源的组中的另外的可能的布置。在这个例子中，布置包括光源的组的数个集合820...824，其中在相应的集合内，光源的组沿着与X方向平行的线被布置，并且其中不同集合的不同线与彼此平行。第一集合824和最后集合820的光源的组相对于y方向被电力地连接到电源使得它们是可单独控制的，而其它集合821、822、823的光源的组被电力地连接使得同一集合的光源的组是可共同控制的并且不同的集合是可单独控制的。因此，在这个例子中，相对于组的单独寻址仅针对第一集合824和最后集合820被实现。这样的配置和电连接允许来自边缘的所有单独的部分通过例如引线接合的可达性。
[0086]为了单独地控制光源的诸组中的一个或数个组，电源能够包括单独的电源单元，其被与被单独地控制的光源的相应组电力地连接。
[0087]尽管在上面描述的实施例中，加工装置是用于通过使用像玻璃料这样的密封元件来密封例如OLED显示器的密封装置，但是加工装置还可以是执行需要密封光的另一密封操作的密封装置。例如，密封装置能够被提供被适配成直接地密封物体，而无需密封元件。而且，密封装置能够被提供被适配成密封其它物体。一般而言，密封装置能够被提供被适配成用于许多密封应用，其中特定强度廓线沿着例如要被密封的物体的边而被应用和进行。例如，密封装置能够被适配成密封OLED照明系统、光伏电池、用于食物、药物的塑料封装等坐寸ο
[0088]加工装置还能够被适配成执行不是密封过程的另一过程。例如，加工装置能够被适配用于执行软焊或焊接过程，其中材料通过由照明装置所提供的光而被熔化。
[0089]从对附图、公开内容以及所附权利要求的研究中，对于所公开的实施例的其它变化可以被本领域的技术人员在实践所要求保护的发明时理解和实现。
[0090]在权利要求中，单词“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。
[0091]单个元件或设备可以实现在权利要求中记载的数个项的功能。某些手段被记载在相互不同的从属权利要求中的仅有事实不指示这些手段的组合不能够被用来获利。
[0092]依照密封方法的密封装置的控制能够被实施为计算机程序的程序代码装置和/或实施为专用硬件。
[0093]计算机程序可以被存储/分布在连同其它硬件一起或作为其它硬件的一部分提供的适合的介质上，所述介质诸如光学存储介质或固态介质，但是还可以被以其它形式分布，诸如经由因特网或其它有线或无线电信系统。
[0094]权利要求中的任何附图标记不应该被解释为限制范围。
[0095]本发明涉及用于提供用于加工物体的加工光的照明装置。光源的组生成用于加工物体的光，其中光源的组通过成像单元而被成像到工作平面上以用于产生加工光。结果得到的强度分布被配置使得:如果强度分布在空间积分方向上被积分，则结果得到的积分强度分布具有强度下降，其中光源的组中的一个或数个可与光源的组中的另一个独立地控制以用于修改积分强度分布。这允许在加工装置中使用照明装置使得与沿着物体将被加工(特别地，将被密封)的加工线垂直地，物体能够被相对均匀地加工，从而改进加工物体的质量。
【权利要求】
1.一种用于提供用于加工物体的加工光的照明装置，所述照明装置(?ο; 610; 710)包括: -光源的组(20，21，22; 220，221，222; 420，421; 620; 720)，用于生成用于加工物体的光， -成像单元(16; 616; 716)，用于将光源的组(20，21，22; 220, 221，222; 420，421; 620; 720)成像到物体将在其中被密封的工作平面上，从而生成加工光(11)， 其中光源的组(20，21，22; 220, 221，222; 420, 421; 620; 720)和成像单元(16; 616; 716)被适配使得在工作平面中加工光(11)可产生有强度分布,所述强度分布被配置使得:如果强度分布在空间积分方向上被积分，则结果得到的积分强度分布具有强度下降，其中光源的组(20，21，22; 220，221，222; 420，421; 620; 720)中的一个或数个可与光源的组(20，21，22; 220, 221，222; 420, 421; 620; 720)中的另一个独立地控制以用于修改积分强度分布。
2.如权利要求1中所定义的照明装置，其中光源的组(20，21，22;220，221，222;420，421)和成像单元(16)被适配，使得积分强度分布具有由通过光源的组中的一组(20;220; 420)提供的光所引起的第一最大值和由通过光源的组中的另一组(22; 222; 422)提供的光所引起的第二最大值，其中强度下降位于第一最大值与第二最大值之间。
3.如权利要求2中所定义的照明装置，其中引起第一最大值的组(20;220; 420)和形成第二最大值的另一个组(22; 222; 422)中的至少一个是可单独控制的，使得分别在第一最大值和第二最大值中的至少一个的位置处的积分强度是可减小的。
4.如权利要求1中所定义的照明装置，其中光源的组中的至少一个是可单独控制的，使得强度下降的深度是可修改的。
5.如权利要求1中所定义的照明装置，其中光源的组(720)和成像单元(716)被适配使得可由照明装置(710)产生的强度分布包括数个平行光线，其中在所述光线中的至少一个内，强度分布有具有中间较低强度的第一最大值和第二最大值。
6.如权利要求1中所定义的照明装置，其中至少两个组的光源具有不同的形状。
7.如权利要求1中所定义的照明装置，其中成像单元(16)包括分配给光源(24，26，28; 224，226，228)的微透镜，使得为了对相应的光源进行成像，相应的微透镜被使用，其中对于至少一个光源(24，28; 224，228)，微透镜相对于光源被不对称地布置，使得微透镜的中心与光源的中心不重合。
8.如权利要求1中所定义的照明装置，其中成像单元被适配成将光源的组成像到工作平面上，使得光源的不同组的图像在工作平面中重叠。
9.如权利要求1中所定义的照明装置，其中照明装置进一步包括至少一个热辐射检测单元(621)，所述至少一个热辐射检测单元(621)靠近光源的组(620)布置以用于测量工作平面中的温度，使得光源的组可取决于所测量到的温度由控制单元(12)控制。
10.如权利要求1中所定义的照明装置，其中光源的组(720)中的一个或数个可与组(720)中的另一个独立地控制，使得强度分布在两个不同的空间方向上是可修改的。
11.如权利要求1中所定义的照明装置，其中光源的组被布置在一个或数个基板上，使得所述一个或数个基板包括发光区域和非发光区域，其中非发光区域被适配成吸收遇见非发光区域的光和/或使遇见非发光区域的光散射，使得从工作平面往回反射的光不被反射回到工作平面。
12.一种用于沿着加工线加工物体的加工装置，所述加工装置(I)包括: -如权利要求1中所定义的用于提供加工光(11)的照明装置(10; 610; 710)， -移动单元(9)，用于相对于彼此移动照明装置(10; 610; 710)和物体使得加工光(11)沿着加工线被移动。
13.一种用于制造照明装置的制造方法，所述照明装置用于提供用于加工物体的加工光，所述制造方法包括: -提供光源的组(20，21，22; 220, 221，222; 420, 421; 620; 720)，其用于生成用于加工物体的光； -提供成像单元(16; 616; 716)，其用于将光源的组(20，21，22; 220, 221，222;420，421; 620; 720)成像到物体将在其中被密封的工作平面上以用于生成加工光， -组装光源的组和成像单元以用于产生照明装置(10; 610; 710)， 其中光源的组(20，21，22; 220, 221，222; 420, 421; 620; 720)和成像单元(16; 616; 716)被配置和组装使得在工作平面中加工光可产生有强度分布，所述强度分布被配置使得:如果强度分布在空间积分方向上被积分，则结果得到的积分强度分布具有强度下降，其中光源的组(20，21，22; 220，221，222; 420，421; 620; 720)中的一个或数个可与光源的组(20，21，22; 220, 221，222; 420, 421; 620; 720)中的另一个独立地控制以用于修改强度分布。
14.一种用于沿着加工线加工物体的加工方法，所述加工方法包括: -通过如权利要求1中所定义的照明装置(10; 610; 710)来提供加工光， -通过移动单元相对于彼此移动照明装置(10; 610; 710)和物体使得加工光沿着加工线被移动。
15.一种用于在工作平面中加工物体的加工计算机程序，所述加工计算机程序包括程序代码装置，其用于当加工计算机程序在控制加工装置的计算机上运行时，使如权利要求1中所定义的加工装置执行如权利要求14中所定义的加工方法的步骤。
【文档编号】B23K26/00GK104220208SQ201380020511
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年4月12日 优先权日:2012年4月17日
【发明者】S.格朗恩博恩, H.梅恩奇 申请人:皇家飞利浦有限公司