KR20070099835A - 카메라 플래시용 ｌｅｄ 패키지 - Google Patents

카메라 플래시용 ｌｅｄ 패키지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라 플래시용 LED 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카메라 플래시나 각종 결상기기의 보조광원으로 사용되는 LED에 대하여 그 패키지 구조를 결상기기의 유효화각 범위에서 최대 광효율을 얻을 수 있도록 패키지 내측 반사 부위의 상하측과 좌우측의 크기나 각도를 다르게 하여 결상기기의 유효화각 범위내에 광효율을 향상시킨 카메라 플래시용 LED패키지에 관한 것이다.
본 발명의 카메라 플래시용 LED 패키지는 하나이상의 반도체 발광소자로부터 빛이 발광되는 광경로 상에 위치한 패키지 내측의 반사면의 상하측과 좌우측의 크기가 다르고 또한 그 각도를 다르게 하여 결상기기의 유효화각 범위내에 광효율을 향상시킬 수 있도록 한다.
본 발명은 카메라 플래시를 포함하여 각종 결상기기의 보조광원으로 사용될 수 있으며, 본 발명에 의하면 발광 장치의 발광효율이 향상된다.
백색 LED, 카메라 flash, LED 패키지

Description

카메라 플래시용 ＬＥＤ 패키지{LED package for camera flash}
도 1은 종래기술의 반사면 단면이 원형인 카메라 플래시용 LED 패키지의 단면도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 종래기술의 반사면 단면이 사각형형인 카메라 플래시용 LED 패키지의 단면도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반사면 단면이 사각형형인 카메라 플래시용 LED 패키지의 단면도이다.
도 6은 도 5의 가로방향 단면도이다.
도 7은 도 5의 세로방향 단면도이다.
도 8 및 도 9는 도 1의 카메라 플래시용 LED 패키지의 시물레이션 결과이다.
도 10 및 도 11은 도 3의 카메라 플래시용 LED 패키지의 시물레이션 결과이다.
도 12 및 도 13은 도 5의 카메라 플래시용 LED 패키지의 시물레이션 결과이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
100,200,300: 카메라 플래시용 LED 패키지 110,210,310: 반사면
120,220,320: 봉지재 130,230,330: 몸체부
140,240,340: 반도체 발광소자
본 발명은 카메라 플래시용 LED 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카메라 플래시나 각종 결상기기의 보조광원으로 사용되는 LED에 대하여 그 패키지 구조를 결상기기의 유효화각 범위에서 최대 광효율을 얻을 수 있도록 패키지 내측 반사 부위의 상하측과 좌우측의 크기나 각도를 다르게 하여 결상기기의 유효화각 범위내에 광효율을 향상시킨 카메라 플래시용 LED패키지에 관한 것이다.
일반적으로 백색광원을 이용하여 이미지 센서(image sensor)와 같은 검출기(Detector)에 상을 형성시키는 결상기기에서 저조도의 경우에 보조광원은 매우 중요한 역할을 한다.
특히 최근에 매우 많이 사용되고 있는 카메라폰의 경우에는 센서의 크기가 매우 작고 또한 CMOS처럼 센싱 감도가 낮은 검출기를 사용하므로 저조도에서 보조광원으로써의 플래시의 중요도가 한층 더 해지고 있다고 할 수 있다.
대부분의 이미지 센서는 4:3 비율의 사각형태로 되어있고 여기에 사용되는 결상광학계는 가능한 이 비율의 화면내에서 중심대비 주변부의 밝기가 50% 이상의 차이가 발생하지 않도록 설계된다.
이렇게 일정한 화면 밝기를 확보하기 위해 카메라의 플래시도 각도별 또는 위치별 휘도 또는 조도의 균일성을 확보되도록 설계되어야 한다.
특히 카메라폰(camera phone)에 사용되는 플래시의 경우 작은 크기, 폰디지인과의 매칭, 적은 소비전력등을 만족해야 하기 때문에 그 광학적인 설계에서 상당한 제약조건이 따르게 된다.
종래의 3528로 통칭되는 폰카메라에 가장 많이 적용되는 카메라 플래시용 LED패키지의 형태들은 대부분이 발광유효면의 패키지 형태가 원형이나 좌우대칭 정방형의 형태이다.
도 1 내지 도 4는 이러한 종래의 기술에 의한 카메라 플래시용 LED패키지(100,200)를 도시한 것이다.
도 1 및 도 2의 카메라 플래시용 LED패키지(100)는 몸체부(130)에 형성된 반사면(110)이 대략 원형이다.
또한, 상기 반사면(110)은 도 2에 도시된 것과 같이 경사각(θ1)이 일정하다.
상기 반사면(110)의 내부는 봉지재(120)로 충진되며, 반사면(110)의 바닥부에 반도체 발광소자(140)가 설치된다.
그리고, 도 3 및 도 4의 카메라 플래시용 LED패키지(200)는 몸체부(230)에 형성된 반사면(210)이 대략 정사각형이다.
또한, 상기 반사면(210)은 도 4에 도시된 것과 같이 경사각(θ2)이 일정하다.
상기 반사면(210)의 내부는 봉지재(220)로 충진되며, 반사면(210)의 바닥부에 반도체 발광소자(240)가 설치된다.
그러나, 이러한 패키지 구성형태들은 유효화면 배광각이 큰 좌우측에 배광을 맞출 경우 상대적으로 유효화면이 작은 상하측의 경우에는 유효화면을 벗어나는 광이 존재하게 된다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 최근 대부분의 카메라폰에 사용되고 있는 보조광원용 LED에 있어서 사용되는 결상계의 이미지 센서(image sensor)의 화면비율에 맞는 설계를 통해 유효화각, 즉 유효결상면 내의 발광효율을 상승시킬 수 있는 카메라 플래시용 LED 패키지를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 비대칭인 유효화각으로 인해 손실되는 광을 유효화각 내에 들어 갈 수 있도록 패키지 내측 반사 부위등의 각도, 면적등을 상하측과 좌우측이 대칭이 되지 않도록 설계하여 카메라 플래시용 LED 패키지의 광효율을 향상시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 일반적인 카메라 폰의 유효화각에 맞는 패키지 내측 반사부위의 설계를 통해 유효화각 내의 광효율을 상승시킨다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 몸체부; 상기 몸체부의 상부에 개구부를 가지며 형성되는 단면이 사각형이고 상측에서 하측으로 갈수록 단면적이 작아지도록 형성된 반사면; 상기 반사면의 바닥부에 설치되는 하나 이상의 반도체 발광 소자; 및 상기 반사면이 형성하는 공간에 충진되는 봉지재를 포함하고, 상기 반사면의 경사각은 비대칭으로 형성되는 카메라 플래시용 LED 패키지이다.
상기 반도체 발광소자의 위치에서부터 상기 몸체부의 상단부 까지의 높이를 h 라고 하고, 패키지 상단부의 반사면의 길이를 d라고 할 때,
tan25 < d/h < tan 45
의 범위를 만족하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 반사면의 좌우측 경사각(θ11=θ12)이 상기 반사면의 상하측 경사각(θ21=θ22)이
1.2 < θ21/θ11 < 2
의 범위를 만족하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 반사면의 좌우측 경사각(θ11≠θ12)이 상기 반사면의 상하측 경사각(θ21≠θ22)이
1.2 < (θ21 x θ22) / (θ11 x θ12) < 2
의 범위를 만족하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 몸체부에 결상용 검출기가 더 설치되어서, 상기 반도체 발광소자에 의해 방출된 빛이 목표물체에 반사된 후 상기 결상용 검출기로 입사되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 카메라 플래시용 LED 패키지는 하나 이상의 반도체 발광소자로부터 빛이 방출되고, 이 소자를 고정하고 소자로부터 방출되는 빛의 광경로 상에 위치한 반사면의 형상이 좌우측 부분의 기울어진 각도와 상하측 부분의 기울어진 각도를 달리하거나, 또는 좌우측 부분의 면적과 상하측 부분의 면적을 달리하여 LED 전체에서 발생되는 빛의 각도별 분포가 상하측과 좌우측이 다르게 되도록 설계된 패키지 인 것을 특징으로 한다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 플래시용 LED 패키지(300)를 도시한 것이고, 도 6은 도 5의 카메라 플래시용 LED 패키지(300)의 가로방향 단면도이고, 도 7은 도 5의 카메라 플래시용 LED 패키지(300)의 세로방향 단면도이다.
상기 카메라 플래시용 LED 패키지(300)는 몸체부(330)의 상부에 개구부를 가 지도록 반사면(310)이 형성된다.
상기 반사면(310)은 대략 단면이 사각형이고, 상측에서 하측으로 갈수록 단면적이 좁아지게 형성되어 경사를 이룬다.
상기 반사면(310)의 바닥부에는 반도체 발광소자(340)가 설치된다.
그리고, 상기 반도체 발광소자(340)로부터 방출된 광이 목적물체에 부딪혀 반사되는 것을 다시 입사하여 이미지를 형성하는 결상용 검출기가 더 설치될 수 있다.
상기 반사면(310)이 이루는 공간에는 봉지재(320)로 충진된다.
특히, 본 발명에서 상기 반사면(310)의 경사각은 비대칭으로 형성된다.
상기 반도체 발광소자의 위치에서부터 상기 몸체부의 상단부 까지의 높이를 h라고 하고, 패키지 상단부의 반사면의 길이를 d라고 할 때,
tan25 < d/h < tan 45
의 범위를 만족시키도록 하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 반사면의 좌우측 경사각(θ11=θ12)이 동일하고, 상기 반사면의 상하측 경사각(θ21=θ22)이 동일한 경우에,
1.2 < θ21/θ11 < 2
의 범위를 만족시키도록 하는 것이 바람직하다.
또, 상기 반사면의 좌우측 경사각(θ11≠θ12)이 상이하고, 상기 반사면의 상 하측 경사각(θ21≠θ22)이 상이한 경우에,
1.2 < (θ21 x θ22) / (θ11 x θ12) < 2
의 범위를 만족시키도록 하는 것이 바람직하다.
도 8 및 도 9는 도 1 및 도 2의 시물레이션 결과이고, 도 10 및 도 11은 도 3과 도 4의 시물레이션 결과로써, 대략 회전대칭형을 가지고 있다.
그러나, 본 발명을 적용하여 카메라 플래시용 LED 패키지를 제작할 경우 도 12 및 도 13의 시물레이션 결과에서 보는 바와 같이 회전대칭형 형태나 정방형 형태대비 유효 화면 내 광선속 비율을 최고 70%까지도 향상 시킬 수 있는 결과를 보여 주고 있다.
회전 대칭형의 경우에는 발광부로부터 50cm 떨어진 지점의 가로세로 1m 크기의 면적내에 들어가는 광선속량이 0.62lm 이고, 정방형의 경우에는 0.59lm 인데 비해 본 발명의 실시예로 예시된 경우에는 1.03lm 으로 유효화면 내로 유입되는 광선속량이 상승됨을 알 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명을 통하여 최근 대부분의 카메라폰에 사용되고 있는 보조광원용 LED에 있어서 사용되는 결상계의 이미지 센서(image sensor)의 화면비율에 맞는 설계를 통해 유효화각, 즉 유효결상면 내의 발광효율을 상승시킬 수 있는 카메라 플래시용 LED 패키지를 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명과 같은 패키지의 적용을 통해 기존 카메라 폰등 LED 광원을 사용하는 플래시에서 유효 화면 내에 유입되는 광효율을 상승시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 몸체부;
    상기 몸체부의 상부에 개구부를 가지며 형성되는 단면이 사각형이고 상측에서 하측으로 갈수록 단면적이 작아지도록 형성된 반사면;
    상기 반사면의 바닥부에 설치되는 하나 이상의 반도체 발광 소자; 및
    상기 반사면이 형성하는 공간에 충진되는 봉지재를 포함하고,
    상기 반사면의 경사각은 비대칭으로 형성되는 카메라 플래시용 LED 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반도체 발광소자의 위치에서부터 상기 몸체부의 상단부 까지의 높이를 h 라고 하고, 패키지 상단부의 반사면의 길이를 d 라고 할 때 다음의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 카메라 플래시용 LED 패키지.
    tan25 < d/h < tan 45
  3. 제1항에 있어서, 상기 반사면의 좌우측 경사각(θ11=θ12)이 상기 반사면의 상하측 경사각(θ21=θ22)이 다음과 같은 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 카메라 플래시용 LED 패키지.
    1.2 < θ21/θ11 < 2
  4. 제1항에 있어서, 상기 반사면의 좌우측 경사각(θ11≠θ12)이 상기 반사면의 상하측 경사각(θ21≠θ22)이 다음과 같은 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 카메라 플래시용 LED 패키지.
    1.2 < (θ21 x θ22) / (θ11 x θ12) < 2
  5. 제 1항에 있어서, 상기 몸체부에 결상용 검출기가 더 설치되어서, 상기 반도체 발광소자에 의해 방출된 빛이 목표물체에 반사된 후 상기 결상용 검출기로 입사되는 것을 특징으로 하는 카메라 플래시용 LED 패키지.
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