KR101033624B1 - Led modules for autofocusing of carmera and manufacturing methods thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 렌즈거리 촛점 조절을 통해 광의 직진성 및 집광성을 높일 수 있는 새로운 LED모듈에 관한 것이다. The present invention relates to an LED module, and more particularly, to a new LED module that can increase the linearity and condensing of light through the lens distance focusing.

본 발명에 따른 LED모듈은 딤플 PCB에 장착된 LED칩과 상기 LED칩과 딤플을 커버하는 투명 렌즈로 이루어지며, 상기 투명 렌즈는 비구면 렌즈부와 상기 비구면 렌즈부와 LED를 이격시키는 이격 렌즈부로 이루어진다. The LED module according to the present invention comprises an LED chip mounted on a dimple PCB and a transparent lens covering the LED chip and the dimple, wherein the transparent lens is composed of an aspherical lens portion and a spaced lens portion spaced apart from the aspheric lens portion and the LED. .

본 발명에 따른 LED모듈은 Chip의 최대 발광 효율을 높일 수 있으며, Camera Auto Focus에 사용하기에 적합하다. LED module according to the present invention can increase the maximum luminous efficiency of the chip, it is suitable for use in Camera Auto Focus.

비구면 렌즈 Aspherical lens

Description

카메라 오토 포커스용 엘이디 모듈 및 그 제조 방법{LED MODULES FOR AUTOFOCUSING OF CARMERA AND MANUFACTURING METHODS THEREOF}LED module for camera autofocus and manufacturing method {LED MODULES FOR AUTOFOCUSING OF CARMERA AND MANUFACTURING METHODS THEREOF}

본 발명은 LED 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 렌즈거리 촛점 조절을 통해 광의 직진성 및 집광성을 높일 수 있는 새로운 LED모듈에 관한 것이다. The present invention relates to an LED module, and more particularly, to a new LED module that can increase the linearity and condensing of light through the lens distance focusing.

일반적으로, LED는 현재까지 그 특성상 조명하는 광의 조사 즉 방사각이 매우 크기 때문에, 광범위한 영역을 조사하는 역할 또는 가까운 거리를 조명하는 역할로서 주로 사용되어 왔다. 최근에는 LED 직진성을 높이고자 하는 시도가 계속되고 있다. In general, LED has been mainly used as a role of irradiating a wide area or illuminating a close distance because of its characteristic of irradiation of illumination light, i.e., its radiation angle is very large. In recent years, attempts have been made to increase LED linearity.

주식회사 세코닉스에 허여된 대한 민국 특허 제 756174호에서는 상기 집광렌즈는, 투명한 몸체에 제 1 렌즈부와, 제 1 렌즈부를 감싸는 제 2 렌즈부가 구성되되, 상기 제 1 렌즈부는, 대칭되는 면에 서로 다른 크기의 볼록한 제 1,2 비구면렌즈면이 형성되고, 상기 제2 렌즈부는, 상기 제 2 비구면렌즈면의 외주연에서 돌출 형성되어 LED가 삽입되며 LED에서 방사된 광이 입사되어 굴절되는 입사면과; 상기 입사면에서 제 2 비구면렌즈면측으로 갈수록 점차적으로 넓어지는 볼록한 곡면으로In Korea Patent No. 756174 issued to Sekonix Co., Ltd., the condensing lens includes a first lens portion and a second lens portion surrounding the first lens portion on a transparent body, wherein the first lens portion is different from each other on a symmetrical surface. A convex first and second aspherical lens surfaces having a size are formed, and the second lens unit protrudes from the outer periphery of the second aspherical lens surface, and the LED is inserted therein, and the light emitted from the LED is incident and refracted by the incident surface. ; As the convex curved surface gradually widens from the incident surface toward the second aspherical lens surface side

경사지게 연장 형성되어 LED의 광을 전반사시키는 반사면과; 상기 반사면에서 제 2 비구면렌즈면측으로 오목한 곡면으로 경사지게 연장 형성되어 전반사된 LED의 광을 광축에 평행한 광으로 굴절시켜 출사시키는 출사면;을 포함하는 LED모듈을 개시하고 있다. A reflecting surface extending obliquely and totally reflecting light of the LED; Disclosed is an LED module including an exit surface formed by obliquely extending from the reflective surface to a concave curved surface toward the second aspherical lens surface and refracting the light of the totally reflected LED into light parallel to the optical axis.

그러나, 이러한 LED 모듈은 LED의 구조가 매우 복잡하여 제조하기가 어려웠으며, 또한 직진성이 향상되더라도 특징 영역에 포커싱이 되지 않아 카메라 오토 포커스용으로 사용하기 어려운 문제가 있어다.However, such an LED module is difficult to manufacture because the structure of the LED is very complicated, and even if the straightness is improved, there is a problem that it is difficult to use for camera auto focus because it is not focused on the feature area.

이에 따라, 광의 직진성을 높이고 또한 광의 포커싱을 유도할 수 있는 새로운 LED모듈에 대한 요구가 계속되고 있다. Accordingly, there is a continuing need for a new LED module capable of increasing the linearity of light and inducing light focusing.

본 발명의 목적은 광의 직진성과 포커싱을 유도할 수 있는 새로운 LED모듈을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a new LED module that can induce straightness and focusing of light.

본 발명의 다른 목적은 광의 직진성과 포커싱을 유도할 수 있는 새로운 LED모듈을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a new LED module that can induce the straightness and focusing of light.

상기와 같은 목적을 달성할 수 있도록 본 발명의 LED모듈은LED module of the present invention to achieve the above object is

본 발명에 따른 LED 발광칩이 실장되는 딤플이 형성된 PCB; 상기 딤플에 실장되는 LED 발광칩; 및 상기 LED 발광칩과 상기 딤플을 커버하는 투명 렌즈로 이루어지며, 상기 투명 렌즈는 상부 비구면 렌즈부와 상기 비구면 렌즈부와 LED를 이격시키는 하부 이격 렌즈부로 이루어진다.PCB having a dimple on which the LED light emitting chip according to the present invention is mounted; An LED light emitting chip mounted on the dimple; And a transparent lens covering the LED light emitting chip and the dimple, wherein the transparent lens comprises an upper aspherical lens portion and a lower spaced lens portion spaced apart from the LED.

본 발명에 있어서, 상기 상부 비구면 렌즈는 LED발광칩에서 발광된 광이 포커싱되도록 반구 형상의 비구면 렌즈로 이루어지며, 상기 비구면 렌즈의 높이는 1.5이며, 지름은 3.4 인 것이 바람직하다.In the present invention, the upper aspherical lens is composed of a hemispherical aspherical lens so that the light emitted from the LED light emitting chip is focused, the aspherical lens is preferably 1.5, the diameter is 3.4.

본 발명에 있어서, 상기 하부 이격 렌즈부는 LED 발광칩과 비구면 렌즈간에 거리를 확보하여 발광칩에 발광된 광이 포커싱될 수 있도록 비구면 렌즈의 하부에 원통형태로 형성될 수 있다. In the present invention, the lower spaced lens unit may be formed in a cylindrical shape on the lower portion of the aspherical lens so as to secure the distance between the LED light emitting chip and the aspherical lens so that the light emitted from the light emitting chip can be focused.

발명의 실시에 있어서, 상기 원통은 제조상의 편의를 위해서 하부지름이 약간 더 크게 형성될 수 있으며, 원통의 높이는 충분한 이격 거리를 확보할 수 있도록 렌즈 높이가 1.5 일때 2.4-2.8의 범위를 가지는 것이 좋다 . In the practice of the invention, the cylinder may be formed slightly larger in diameter for the convenience of manufacturing, the height of the cylinder is preferably in the range of 2.4-2.8 when the lens height is 1.5 to ensure a sufficient separation distance. .

본 발명의 실시에 있어서, 상기 하부 이격 렌즈부는 렌즈와 인쇄회로기판의 접착력을 높여 기밀성을 높일 수 있도록 하단에 확장부가 형성될 수 있다. 상기 확장부는 인쇄회로기판을 커버하는 것이 바람직하다. In the practice of the present invention, the lower separation lens unit may be formed with an extension at the bottom to increase the airtightness by increasing the adhesion between the lens and the printed circuit board. Preferably, the extension part covers the printed circuit board.

본 발명에 있어서, 상기 인쇄회로기판에 형성된 딤플은 인쇄회로기판의 바닥에 일정깊이로 형성될 수 있으며, LED에서 발광된 빛을 반사시켜 렌즈로 모일 수 있도록 경사면을 가지는 것이 더욱 바람직하다. In the present invention, the dimple formed on the printed circuit board may be formed at a predetermined depth on the bottom of the printed circuit board, and more preferably has an inclined surface so that the light emitted from the LED can be reflected to the lens.

본 발명에 있어서, 상기 투명렌즈는 트렌스퍼 몰딩을 이용하여 인쇄회로기판에 형성되는 것이 바람직하며, 실리콘 몰딩되는 것이 더욱 바람직하다.In the present invention, the transparent lens is preferably formed on a printed circuit board using transfer molding, and more preferably silicon molding.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 투명렌즈의 비구면렌즈부는 하부 지름 3.4-4.0이고, 높이가 1.5 내지 2.0 이며, 상기 투명렌즈의 이격렌즈부는 2.0 내지 2.6 의 범위를 가지는 것이 바람직하며, 상하 지름의 차이가 0.2-0.4의 범위를 가지는 것이 좋다. In the embodiment of the present invention, the aspherical lens portion of the transparent lens is 3.4-4.0 in the lower diameter, the height is 1.5 to 2.0, the separation lens portion of the transparent lens preferably has a range of 2.0 to 2.6, the difference between the upper and lower diameter Is preferably in the range 0.2-0.4.

비구면식은 하기 식(1)로 표현되는 것이 바람직하다. It is preferable that an aspherical formula is represented by following formula (1).

(1) (One)

본 발명에 따른 LED모듈은 카메라 Auto Focus용 LED의 제작시, LED Chip에 대한 발광효율을 증가시켜 저휘도 Chip을 가지고도 광도와 휘도가 높은 고휘도 LED를 생산할 수 있으며, LED 자체에서 방출되는 빛의 색깔이 균일하게 할 수 있어서 향상된 품질의 LED의 제작을 가능하게 한다.The LED module according to the present invention can produce a high brightness LED with high brightness and brightness even with a low brightness chip by increasing the luminous efficiency for the LED chip when manufacturing the LED for the camera Auto Focus, and the light emitted from the LED itself. The color can be made uniform, enabling the production of LEDs of improved quality.

또한 실리콘 트렌스퍼 몰딩을 이용할 경우 신뢰성이 우수하고, PCB 설계로 인하여 대량생산이 가능한 장점을 가지고 있다.In addition, the use of silicon transfer molding has the advantage of excellent reliability and mass production by PCB design.

이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED모듈의 측단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED모듈의 개략도이다. 1 is a side cross-sectional view of an LED module according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic diagram of an LED module according to an embodiment of the present invention.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 LED모듈(100)은 하단에 인쇄회로기판(1)이 있으며, 상기 인쇄회로기판(1)의 중앙에는 LED발광칩(2)이 실장되는 딤플(3)이 형성되어 있다. 상기 딤플(3)의 깊이는 LED칩의 높이보다 높은 것이 바람직하며, 딤플(3)의 측단은 LED칩에서 발광된 광이 상향 반사되도록 일정한 경사도를 가지도록 기울어져 있다. As shown in Figure 1 and 2, the LED module 100 according to the present invention has a printed circuit board (1) at the bottom, the LED light emitting chip (2) is mounted in the center of the printed circuit board (1) Dimples 3 are formed. It is preferable that the depth of the dimple 3 is higher than the height of the LED chip, and the side end of the dimple 3 is inclined to have a constant inclination so that the light emitted from the LED chip is reflected upward.

인쇄회로기판의 양 측단에는 LED의 발광에 필요한 전원을 공급하기 위한 리드프레임(5)이 형성되어 있으며, 상기 리드프레임은 딤플(3)에 실장되어 있는 LED칩와 인쇄된 회로를 통해 전기적으로 연결된다. Lead frames 5 are formed at both ends of the printed circuit board to supply power for emitting LEDs, and the lead frames are electrically connected to the LED chips mounted on the dimples 3 through printed circuits. .

인쇄회로기판에는 트렌스퍼몰딩으로 형성된 투명 렌즈(200)가 형성되어 있으며, 상기 투명렌즈는 에폭시 또는 실리콘을 이용해서 형성된다. 트렌스퍼몰딩은 인쇄회로기판을 투명 렌즈형태의 캐비티가 형성된 금형에 삽입하고, 상기 캐비티에 에폭시 또는 실리콘을 충진하여 고화시키는 방식으로 제조된다. 넓은 인쇄회로기판에 다수의 캐비티가 형성된 금형을 거치한 후 에폭시나 실리콘을 충진하여 고화시킨 다음, 인쇄회로기판을 절단하는 방식으로 대량제조가 가능하며, 인쇄회로기판은 정사각형 형태로 절단될 수 있다. A transparent lens 200 formed by transfer molding is formed on a printed circuit board, and the transparent lens is formed using epoxy or silicon. The transfer molding is manufactured by inserting a printed circuit board into a mold in which a cavity in the form of a transparent lens is formed, and filling the cavity with epoxy or silicon to solidify it. Massive manufacturing is possible by placing a mold on which a large number of cavities are formed on a wide printed circuit board, filling it with epoxy or silicon, and then cutting the printed circuit board, and the printed circuit board may be cut into a square shape. .

투명 렌즈(200)는 하부에 형성된 원통형의 이격 렌즈부(12)와 상부에 형성된 반구형의 비구면렌즈(13)로 이루어지며, 이격 렌즈부(12)의 하단에는 정사각형으로 절단되는 인쇄회로기판과의 접착력을 높여 발광회로의 기밀성을 높일 수 있도록 정사각형 형태의 확장부(11)이 형성된다. The transparent lens 200 is formed of a cylindrical spaced apart lens portion 12 formed in the lower portion and a hemispherical aspherical lens 13 formed in the upper portion, and the lower end of the spaced lens portion 12 and the printed circuit board is cut in a square An extension part 11 having a square shape is formed to increase adhesion and increase airtightness of the light emitting circuit.

실시예 1Example 1

두께 1.0의 인쇄회로기판의 딤플에 LED칩이 실장되고, 상기 딤플과 인쇄회로기판을 커버하도록 투명렌즈가 형성되었다. 투명렌즈의 상부에는 하부지름이 3.8이고, 높이가 1.927이며, 하기의 비구면식(1)으로 표현되는 반구형 비구면렌즈부가 형성되고, 투명렌즈의 하부에는 비구면렌즈부와 LED발광칩의 이격거리가 2.123이며, 이격렌즈부의 하부지름이 4.0로 형성되었다. An LED chip was mounted on a dimple of a printed circuit board having a thickness of 1.0, and a transparent lens was formed to cover the dimple and the printed circuit board. The upper portion of the transparent lens has a lower diameter of 3.8, a height of 1.927, and a hemispherical aspherical lens portion, which is represented by the following aspherical formula (1), and a lower distance between the aspherical lens portion and the LED light emitting chip is 2.123 in the lower portion of the transparent lens. And the lower diameter of the spaced lens portion was 4.0.

Figure 112009009091653-pat00002
(1)
Figure 112009009091653-pat00002
(One)

여기서, c는-0.641, k는 -0.39, A4는 5.33x10-3, A6는 -4.84x10-3 이다. Irradiance(W/sr)과 효율(%)와 Viewing angle이 각각 18.236, 95.5, 및 8.13으로 측정되었다. 상기 LED모듈의 결과값을 도3에 나타내었다. Here, c is-0.641, k is -0.39, A4 is 5.33x10 -3 , and A6 is -4.84x10 -3 . Irradiance (W / sr), efficiency (%) and viewing angle were measured at 18.236, 95.5, and 8.13, respectively. The result of the LED module is shown in FIG.

실시예 2Example 2

두께 1.0의 인쇄회로기판의 딤플에 LED칩이 실장되고, 상기 딤플과 인쇄회로기판을 커버하도록 투명렌즈가 형성되었다. 투명렌즈의 상부에는 하부지름이 3.4이고, 높이가 1.5이며, 하기의 비구면식(1)으로 표현되는 반구형 비구면렌즈부가 형성되고, 투명렌즈의 하부에는 비구면렌즈부와 LED발광칩의 이격거리가 2.623이며, 이격렌즈부의 하부지름이 3.6으로 형성되었다. An LED chip was mounted on a dimple of a printed circuit board having a thickness of 1.0, and a transparent lens was formed to cover the dimple and the printed circuit board. The upper portion of the transparent lens has a lower diameter of 3.4, a height of 1.5, and a hemispherical aspherical lens portion, which is represented by the following aspherical formula (1), and a lower distance between the aspherical lens portion and the LED light emitting chip is 2.623 in the lower portion of the transparent lens. And the lower diameter of the spaced lens unit was 3.6.

Figure 112009009091653-pat00003
(1)
Figure 112009009091653-pat00003
(One)

여기서, c는-0.691, k는 -0.39, A4는 5.33x10-3, A6는 -4.84x10-3 이다. 효율과 Viewing angle이 각각 92 및 8.2로 측정되었다. Where c is -0.691, k is -0.39, A4 is 5.33x10 -3 , and A6 is -4.84x10 -3 . Efficiency and viewing angle were measured at 92 and 8.2, respectively.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED모듈의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an LED module according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED모듈의 사시도이다.2 is a perspective view of an LED module according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시에 따른 LED 모듈의 측정결과를 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing a measurement result of the LED module according to the embodiment of the present invention.

Claims (7)

LED 발광칩이 실장되는 딤플이 형성된 PCB; A PCB having a dimple on which an LED light emitting chip is mounted; 상기 딤플에 실장되는 LED 발광칩; 및 An LED light emitting chip mounted on the dimple; And 상기 LED 발광칩과 상기 딤플을 커버하는 투명 렌즈로 이루어지며, Made of a transparent lens covering the LED light emitting chip and the dimple, 여기서 상기 투명 렌즈는 상부 비구면 렌즈부와 상기 비구면 렌즈부와 LED를 이격시키는 하부 이격 렌즈부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED모듈.The transparent lens is an LED module, characterized in that consisting of an upper aspherical lens portion and the lower spaced lens portion to separate the LED from the aspheric lens portion. 제1항에 있어서, 상기 상부 비구면 렌즈는 LED발광칩에서 발광된 광이 포커싱되도록 반구 형상의 비구면 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED모듈.The LED module of claim 1, wherein the upper aspherical lens is formed of a hemispherical aspherical lens to focus light emitted from the LED light emitting chip. 제1항에 있어서, 상기 하부 이격 렌즈부는 LED 발광칩과 비구면 렌즈간에 거리를 확보하여 발광칩에 발광된 광이 포커싱될 수 있도록 비구면 렌즈의 하부에 원통형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED모듈.The LED module according to claim 1, wherein the lower spaced lens part is formed in a cylindrical shape on a lower portion of the aspherical lens so as to secure a distance between the LED light emitting chip and the aspherical lens so that the light emitted from the light emitting chip can be focused. 제1항에 있어서, 상기 투명렌즈의 비구면렌즈부는 하부 지름 3.4-4.0이고, 높이가 1.5 내지 2.0 이며, 상기 투명렌즈의 이격렌즈부는 높이가 2.0-2.6 이고, 상하 지름의 차이가 0.2-0.4의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 LED모듈. The method of claim 1, wherein the aspherical lens portion of the transparent lens has a lower diameter of 3.4-4.0, has a height of 1.5 to 2.0, and the separation lens portion of the transparent lens has a height of 2.0-2.6, and a difference between upper and lower diameters is 0.2-0.4. LED module characterized by having a range. 제1항에 있어서, 상기 하부 이격 렌즈부는 렌즈와 인쇄회로기판의 접착력을 높여 기밀성을 높일 수 있도록 하단에 확장부가 형성되는 것을 특징으로 하는 LED모듈. The LED module of claim 1, wherein an extension part is formed at a lower end of the lower spaced lens part to increase an airtightness by increasing adhesion between the lens and the printed circuit board. 제1항에 있어서, 상기 투명렌즈는 실리콘을 이용하여 트렌스퍼 몰딩으로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED모듈.The LED module of claim 1, wherein the transparent lens is formed by transfer molding using silicon. 제1항에 있어서, 상기 비구면렌즈부는 하기 식(1)로 표현되며,The method of claim 1, wherein the aspherical lens portion is represented by the following equation (1),
Figure 112009009091653-pat00004
(1)
Figure 112009009091653-pat00004
(One) 여기서, c는-0.641내지 0.691이며, k는 -0.39, A4는 5.33x10-3, A6는 -4.84x10-3 인 것을 특징으로 하는 LED모듈.Here, c is 0.641 to 0.691, k is -0.39, A4 is 5.33x10 -3 , A6 is -4.84x10 -3 LED module.
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