TW201142460A - Illumination device for a camera, and method for operating the same - Google Patents

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201142460 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用於照明裝置之發光半導體晶片、用於 相機之照明裝置、相機、該照明裝置之運作方法、以及^ 相機之運作方法。 $ 【先前技術】 具有傳統閃光燈的相機的缺點係在於閃光燈具有p 定義之發光特性。因此，在該相機記錄影像時，可能發= 位於前景中之主題過度曝光，但是背景照明卻不足的情 況。解決這個問題的一種可能方法係記錄以不同程度曝= 的多個影像之影像序列，並且以運算的方式將這些影像序 列進行疊加。這種方法對於儲存容量以及相機運算功率有 高度需求，並且會造成高度的電流消耗，尤其對於依賴電 池運作的裝置（如相機）而言更是不利。 文件JP 2008084600A揭露一種用於行動電話之相機 之閃光燈’其中’可藉由伺服馬達(serv〇motor)改變反射體 (reflector)中LED之位置。如此一來，經該閃光燈所照明 的區域能夠與影像片段更加匹配。然而，於此種閃光燈的 情況下，於前景中之主題可能過度曝光之問題仍然沒有得 到解決。此外，這種類型的閃光燈在技術面上是相當複雜 的，而且會例如因為移動的零件而容易發生故障。所以， 這種方法相當昂貴且具有高度的電流消耗。 【發明内容】 基於上述原因，本發明之目的在於提供一種照明裝 94997 4 201142460 置，其具有經預先定義的固定角度範圍，更具體而言，係 固定的相機成像範圍，能夠以簡單的方式進行可變的照明。 依據本發明申請專利範圍獨立項所主張之照明裝置 及該照明裝置之運作方法玎達到上述目的。該照明裝置與 運作方法的有利組構係分別於附屬項中進一步提出，其中 所揭露之内容特地併入本説明書中作為參考。 依據本發明之至少一個態樣，提供一種照明裝置之發 光半導體晶片。該半導體晶片適宜含有半導體層序列 (semiconductor layer sequence)，該半導體層序列具有用於 產生光之主動區（active zone)。具體而言，該主動區具有用 於產生輻射之pn-接面、雙異質結構（double heterostructure)、單一量子井結構（single quantum well structure)、及/或多重量子井結構(muitipie quantum weu structure) ° 該半導體晶片具有複數個可單獨驅動的發射區為 (individually drivableemission regi〇n)。具體而言該等考 射區域可互相獨立地進行運作。於該等發射區：中 同-時間或者不同時間纽電磁輻射。再者， ^可被供給有不同的電流強度，使得該等區能 彼此不同的強度產生電磁轄射。較佳的情" 獨驅動的發射區域可互相獨立地被切換開啟：;;專：: 發射區域可具有以相同形式形成之主動 區域於各種情況下所產生的電磁㈣該專發1 分佈（spectral distribution)。 、有相同的光言 94997 5 201142460 可藉由例如對該發光半導體晶片之電 (electrical隱㈣進行建構而產生該等發射_ = 況下，宜建構具有較差的橫向傳導率之接點。發= 域接著可包括於侧向上延伸穿透所有發射區域 區（_— active _e)，使得該等發射區域之主動 構建為相同形式。 依據本發明之至少-種組構，該接點之建構 該等發射區域間之位置完全不存在接點而加以實現。Ϊ 者，可能於該等發射區域間之位置存在有高接點電阻 (contact resistance) ’故該等位£會造成該等發射區域之電 (electrical decouP^g) t ^ ^ 如鋪設於該半導縣序列之(尤其^料（seg_ed)) 金屬層所形成。 依據本發明之至少-種組構，為了形成該等發射區 域，該發光半導體晶4之半導體層相#代地或者額外地 包含經建構之發射區域。舉例而言，該主動區係作為形成 個別發射區域之用。基於此目的，可能藉由例如鋸割 (sawing)及/或#刻製程於該等發射區域之間的半導體層序 列中形成溝槽。 藉由將該接點分段及/或將個別半導體晶片之半導體 層序列分段⑽科射區域，職等發=區域可排列 於特別小的光場（luminous field)内。以此方式，能夠有利 於得到結構尺寸特別小的照明裝置。 依據本發明之至少-種組構，至少一個發射區域具有 94997 6 201142460 發光轉換元件（luminescence conversion element)，該發光轉 換元件可應用於例如該半導體層序列。具有發光轉換元件 之發射區域之主動區係適宜設置用於產生電磁主要輻射 (electromagnetic primary radiation)。該發光轉換元件係經 設計成專門用於吸收來自該主動區之主要輻射以及用於發 射次要輻射（secondary radiation)。較佳的情況是，該次要 輻射之強度最大值相較力該主要輻射之強度最大值係於光 譜上朝向更長的波長平移。舉例而言，該主要㈣之強度 最大值係位於藍色光譜範圍，而該:欠純射之強度最大值 係位於黃色光譜範圍。於本發明之—個組構中，該發射區 域及/或該半㈣晶片係設計成心發射由該主要輕射與 該次要輻射所組成的混合光，例如白光。 該等發射區域可以所有發射區域引起相同色彩印i =ynpression)的方式體現。舉例而言，所有的發射G 白、^又汁成發射具* CIE才票準色度圖⑽心 ^ rmd_am)之白色區域中之色彩軌跡之光。至 能有二同至::::【射之光之色彩軌跡7 色度圖中之第-色概二發:區=射具有咖 彩執跡，於cm標準色度圖中，料=區域具有第— 第一色彩執跡。 第一色彩軌跡不同於t 依蟓本發明之至少一 Γ::Γ光二極體晶片包括至

光轉換兀件。舉例而言，該等經不同組構之發光J 94997 7 201142460 係分派至不同的發射區域，其係經設計成藉由該等經不同 組構之發光轉換元件發射不同色彩的混合光。於此情況 下，“經不同組構”意指，倘若具有相同波長與相同強度之 電磁輻射發射經過該等發光轉換元件，則該等發光轉換元 件會發射彼此不同的次要輪射。舉例而言’該等發光轉換 元件彼此之間在幾何尺寸（如厚度及/或組成方式）上可以 有所不同。舉例而言，第一發光轉換元件可包含第一磷光 體(phosphor)，同時該第二發光轉換元件包含第二磷光體。 依據本發明之至少一種組構，各個發射區域皆具有發 射面積’用於在該半導體晶片之正面耦合輸出光。該半導 體晶片係經適當^置，用於自其正面輕合輸出光。:個發 射區域皆經分派該半導體晶片之兩個導體執道，用於電^ 連接個別發射區域。舉例而言，該等導體軌道其中一個係 經設計用於該發射區域之Π-側接點連接，而另一個導體軌 道係經設計用於該發射區域之P-側接點連接。較佳的情況 是’個別發射面積於該正面之平面圖中覆蓋被分派至個別 發射區域的導體軌道。具體而言’該等導體軌道係因此由 該半導體層序列之正面主要面積所覆蓋。 以此方式’能夠有利於該發射區域得到特別大的發射 面積。具體而言，該半導體層序列之正面主要面積不具有 如接合墊片（bonding pad)之電性連接面積。於該正面之平 面圖中’也是同樣的情況’具體而言’於該半導體層序列 之正面主要面積上方並未繪示有接合導線(b〇nding wire) 或導體軌道。該半導體層序列之η -侧接點連接與p _側接點 94997 8 201142460 連接兩者皆受到該半導體層序列之背面主要面積(職 main area)的有利影響。 各個發射區域皆可被分派有獨立的陰極連接區域 (cathode connection region)以及獨立的陽極連接區域 (anode connection region)，用於該半導體晶片之外部電性 接點連接。依據本發明之另-組構，至少兩個發射區域係 經串聯連接。於一種實施例中，所有的發射區域皆經串聯 連接。於此情況下，所有發射區域皆藉由兩個電極連接區 域（亦即，共同的陰極連接區域與共同的陽極連接 同地電性連接。具體而言，該半導體晶片具有正好兩個電 極連接區域(亦即，該共同的陰極連接區域與該共同的陽極 連接區域），用於該半導體晶片之外部電性接點連接。 ::本發明之至少一個組構，該半導體晶片具有兩個 Μ連接區(external _nection z〇ne)，其可經電性連 用於橋接發射區域，具體而言，正好為一個發射區域。 =而言、，該科部連接區中之第—個外部連接區係經連接 被为派至該發射區域之導體軌道之其中第一個 道，而該第二個外部連接區係經連 域之導體軌道之其中第二個導體軌 以電性或電子元件與該發射區域並聯連接的方式 一連接至該兩個外部連接區。電:此體來或 如該切換開關或電晶體將該發射區域短路。於本發 個組構中，各個發射區域係經分派有—對外部連接區，該 9 94997 201142460 情部連接區可經電性連接’用於橋接個別發射區域。 具體而言，倘若至少兩個發射區域經串聯連接 有可經橋接之發射區域之組構係適宜的。藉由該等外^ 接區，即便該等發射區域係經串聯連接，仍 = 驅動該等發射區域。 微早獨 ▲依據本發明之又一組構，至少兩個發射區域（具 言、，係所有發射區域)係經互相並聯電性連接。互相並 性連接之發射區域具有例如共同陰極連接區域，用於 電性連接。並聯連接之各個發射區域皆分 二 連接區域，用於外部電性連接。亦可想像到具有獨 連接區域及共同的陽極連接區域之組構。 依據本發明之至少一個組構，該等發射區域之電性 連（electrical int⑽nnecti〇n)係由局部或完整排列於 導體層序列之背面主要面積上之電性連接元件所實施 例而言，該等發射區域藉以串聯及/或並聯連接之電性連 元件的方式包括導體軌道或其本身由導體執道所構成。= 佳的情況是，該等電性連接元件包括導體軌道，該等 軌道係經设置成用於ρ·側與n_侧接點連接，並且至少部八 區域係被發射面積所覆蓋。較佳㈣況是，該料體執 或該等賴㈣之至少餘係賴設於該半導㈣ = 背面主要面積上。 < 舉例而言，為了將這些發射區域互連，電性連接 (例如：導體軌道)係自-個發射區域延伸至另—個發射區 域。於該正面之平面圖中’排列於兩個發射區域之間的— 94997 10 201142460 段電性連接元件可被該半導體層序列所完全覆蓋，或 例如倘若該主動層係用於形成該等發射區域不被該道 體層序列所覆蓋’更具體而言’係可曝露出來。 於本發明之至少-個組構中，該半導體晶片包 本體（carrier body)，該載體本體不同於該半導體層序列之 生長基板(growth substrate)且係以機械性穩定的^ ^ 至該半導體層序列。該半導體層序列之背面主要面， 朝向該細本體。於此種情況下，料電性連接元= 列於該半導體層序列與該載體本體之間。 ’、排 該等發射區域至該等電極連接區域之電性互連及 電性連接，亦即連接至陰極連接區域及陽極連接區域以及 ^若適合的土話）外部連接區域，可利於降低晶片生產製程 ”穑、二可罪度。舉例而言，可藉由沉積方法(例如：氣相 :積）或雜方祕料導體層序航/或該細本體上製 j等導體軌道。接下來該等個別發射區域之互連(例如： 糟由接合導線的輔助）並非必要的。 依據本發明之至少—個組構，該等電極連接區域及⑽ :適合的話)該等外部電性連接區係排列於該半導體晶片 面舉例而吕，於該半導體晶片之正面之平面圖中， ^ ^於4等發射區域與該半導體晶片外側邊緣之間的邊 =域(marginalregion)。該等電極連接區域及/或該等外部 而區亦可排列於該半導體晶片之背面，該背面係位於該 止面之相對位置。 據本發明之至少一個組構，第—發射區域於侧向上 11 94997 201142460 由至少一個其他發射區域所包 他發射區域所圍繞。舉例而言，s、者於側向上由複數個其 平面圖中，該第一發射區域^半導體晶片之正面之 中心區域。其他發射區域之 /積係排列於該正面之 面積的周®(具體而言，係排 ^係排列於此第一發射 及/或其他發射面積係於側向上=面之邊際區域中）， 而言’至少四個發射區域係 :第—發射面積。舉例 -發射區域的周圍。舉例而言類:::型的方式排列於該第 他發射區域之其中一個係位於」：：之平面圖中，其 a u ,, Α 第一發射區域與該半導體 晶片的邊緣或轉角之間。於本發明之—個組構中於該正 面之平面圖中，該等發射區域相對於該半導體晶片之外侧 邊緣之中線(median line)鏡射對稱地排列，及/或相對於垂 直該正面之表面具有四摺旋轉對稱（four_f〇ld rotational symmetry) 〇 依據本發明之至少一個態樣，提供一種照明裝置（具體 而言’係用於相機之照明裝置）。依據本發明之至少一個組 構，該照明裝置係閃光燈。 該照明裝置包含發光半導體晶片。該發光半導體晶片 係依據例如本發明上述之其中一個組構所體現。 舉例而言，該照明裝置具有光場，包含該發光半導體 晶片之發射區域。較佳的情況是，可藉由該等可單獨驅動 的發射區域設定該光場的不同亮度分佈（luminance distribution)。 該照明裝置宜具有光學元件，該光學元件係經設計成 12 94997 201142460 ^導該半導體晶片所發射之光，以形成光束集合。具體而 口 ’該光學元件係經設計成引導由該發光半導體晶片之發 射區域所發射之光，以形成該光束集合。 〜光予元件可為例如透鏡(lens)。該透鏡係例如球面透 鏡、非球面透鏡、或圓柱形透鏡。該透鏡亦可為所謂的不 規則（free-form)透鏡。該不規則透鏡係以，同但是預定之 方向導引來自個別發射區域的光的方式予以成型。較佳的 情況疋’該不規則透鏡具有平順的光入口區域（light entrance area)及/或光出口區域，亦即，沒有彎曲（bend)或 邊緣。 依據本發明之至少一個組構，該照明裝置係以藉由可 單獨驅動的發射區域設定該光束集合之不同光束分佈 (beam profile)的方式而予以實現。舉例而言，在垂直於該 光束集合之中心軸之（尤其是隨意的）平面中，該等光束 分佈在空間強度分佈（spatial intensity distribution)及/或空 間色彩軌跡分佈（spatial colour locus distribution)方面有所 不同。 依據本發明之至少一個實施例，可藉由該等可單獨驅 動的發射區域設定該光束集合之孔徑角（aperture angle)。 倘若該光束集合侧如發散的光束集合，則適宜此組構。 依據本發明之其他至少-個組構’可藉由該等可單獨 驅動的發射區域肢焦點之位置，該光束集合係由該光學 兀件對焦至該焦、點。倘右例如該照明裝置自該光學元件之 光輕合輸出面積發射收斂的光束集合，則適宜此類組構。 94997 201142460 依據本發明之至少-個組構，該光學元件之形狀與該 光學元件相對於該等發射區域之排列係適於彼此，其方式 在於該照明裝置雜輯成將由第—發射區域所發射之光 導引進人第-發射角度範圍（emissiGn angle mnge)並且將 由第二發㈣域（不同於第-發射區域)所發射之光導引進 入第二發射角度範圍（不同於第一發射角度範圍）。舉例而 言，該第-發射角度範圍包含該光束集合之中^轴，而該 第二發射角度範圍係與該光束集合之中心軸相隔開。 依據本發明之至少-個組構，藉由該等可單獨驅動的 發射區域’可設定第—光束分佈，其中，縣束集合之轄 射強度在該光束集合的中心軸之後具有局部最小值，且該 幸昌射強度在遠離該中心軸的路線中垂直於該中心軸之至少 :個與較佳的情況是每—個_方向上先上升並接著再度下 環型之區域中4 = :;伸於該中心軸周圍之類似 〃有最大_射強度，例如：該第—發射角度 ，、二第—發射角度範圍的重叠區域(overlap region)。 區域咬定第^實施例中’可藉由料可單獨驅動的發射 束分佈，其中，在該第二光束分佈中，輕 度自為最大值。更具體而言，姉射強 軸的每一個方離該中心轴的路線中垂直於該中心 明^據^明之至少—個態樣’提供—種用於相機之照 發射區域之發光半 /、有複數個了早獨_ 干导體阳片，並且包括光學元件，該光學 94997 14 201142460 元件係經設計Μ導由料發射區域所發射之光，以形成 光束集合。該照明裝置係以可藉由該等可單獨驅動的發射 區域設㈣光衫合之不料束分麵料而實現。 利用此種類型之照明裝置·尤其是藉由獨立驅動該等 個別發射mm時麵不_方纽/絲所有三維 方向上有所不_方式照明由該相機所成像之狀角度範 圍。於此情況下’可能有利於在空間上及/或暫時地設定光 之強度與波長。 於此情況下’可能有利於免除該照明裝置中使用到可 移動的零件。舉例而言’該光學元件相對於該發光半導體 晶片而言係以固定不動的方式排列。如此一來，該照明裝 置的優勢在於相當堅固。此外，該照明裝置可達成相當低 的能量消耗’例如：因為無須為了相對彼此移動該照明裝 置之個別零件而運作伺服馬達。 依據本發明之至少一個組構，該照明装置具有儲存單 兀。於該儲存單元中，儲存有用於驅動發射區域且用於設 定不同光束分佈之複數個不同的驅動型態（driving pattern)，並且可於該照明裝置之運作期間檢索得到複數種 不同的驅動型態。 依據本發明之至少一個組構，該照明裝置具有控制單 元。為了設定第一光束分佈，該控制單元可經設計成例如 於兩個外部連接區之間產生導電性連接，為了橋接發射區 域可電性連接該等連接區。為了設定第二光束分佈，可設 置有該控制單元，用於中斷該導電性連接。替代地或額外 94997 5 15 201142460 地，該控制單元可經設計成將電流饋入至該等電極連接區 域。舉例而言’該控制單元係Ic零件(IC=積體電路）。 依據本發明之至少一個組構，該照明震置具有 該半導體晶片（具體而言，係該半導體晶片之背面）— 於該載體。該載體可為電路板。舉例而言，該等電^ 區域以及(倘若適合的話)該料部連接區係經電 該電路板之連接導體。排列於該半導體晶片之 連接區及/或電極連接區域可連接(具體:言，係 著接合）至該等連接導體。其他電子零 坪接次黏 元或該控制單元）可排列於該電路板上。 該儲存單 依據本發明之至少一個態樣，接也 ^ 1^· —-種相撒 包含依據上述其中至少一種組構之照 飛’該相機 設計成例如用於記錄影像及/或影像序列。 k相機係經 機係攝影相機及/或視訊相機。該相機可舉例而言，該相 之中。該相機可具有用於啟動記錄 ^ 3於行動電話 邱之釋放機制^, mechanism)。該相機具有例如偵測器r J Release Q、啊如： (CCD=電荷耦合裝置)），用於偵測影像。 u傾測器 該等發射區域之發射光譜可配合該 感度（spectral sensitivity)。於此情况下，為、°之光3普敏 相當低的能量消耗，亦可設置該照明敦置Y使該相機達到 及暫時性地發射不同色彩的光。 用於在空間上 依據本發明之至少一個態樣，接仳 ’、 種該，昭明_ $ 運作方法或者一種含有該照明裝置之相機 、、乃展置之 該方法中，該照明裝置首先利用苐〜光走$運作方法。於 果为佈進行運作， 94997 201142460 然後接著利用不同於第一光束分佈之第二光束分佈進行運 作。 依據該方法之至少一個組構，該等發射區域係經驅 動，使得於利用該第一光束分佈進行運作之期間，第一發 射區域發射光而第二發射區域被關閉。於利用該第二光束 刀佈進行運作之期間’較佳為該第二發射區域發射光。當 利用該第二光束分佈進行運作時，該第一發射區域同樣可 發射光或被關閉。 依據本發明之至少一個組構，提供一種用於運作該相 機以用於記錄影像序列之方法。於該方法中，該相機記錄 第-影像，同時該照明襄置係利用該第一光束分佈進行運 :乍機當明議利用該第二光束分佈進行運作時，該 相機§己錄第一影像。 法=實施例中’在已經記錄該第-與該第 一像之後〜亥兩個影像之其中一 例如經刪除。該選定可由識 3個“象了 動地完成，或者由使用者所完成/eeG_—)自 依據本發明之至少一個組構，提供 機以用於記錄影像之方法。_ ^運作該相 制，用於時間平移觸發藉由該偵先開啟該釋放機 明裝置接著利用該第一井 （）偵挪该影像。該照 光束分佈進行運作之後作。在利用該第一 佈進仃運作。於此情況下， ^弟一先束分 前，該照明裝置利用該第:*器谓測該影像之 第先束分佈進行運作。較佳的情 94997 17 201142460

言，當該偵測器偵測該影像時， 光束分佈進行運作。 該照明裝置係經驅動， ，使得僅有一個或僅有 依據本發明之至少一個組構，驾 用於利用該第一光束分佈進行運作， :些發射區域發射光。例如能以由該照明裝置所發 士集合於空間上被限定於固定角度範圍之中心區域、 定角度範圍係由該相機成像至該影像上的方式來選擇該 發射區域。舉例而言’該光束集合可於空間上被限定‘該 相機之自動對焦fe圍（autof〇cus range)。該照明裝置利用誃 第一光束分佈進行運作可包含例如用於降低所謂”紅眼，，效 應之預先閃光(Preflash)。 為了對該照明裝置利用該第二光束分佈進行運作，與 利用該第一光束分佈進行運作不同的發射區域或者所有的 發射區域皆可經驅動而發射光。舉例而言，該照明敦置利 用該第二光束分佈進行運作係包含主要閃光。 藉由該照明裝置利用一個或少數發射區域作為預先 閃光，能夠有利於該照明裝置達到以相當低的能量消耗吃 錄該影像。 參考附加圖式說明以下示範實施例’將能夠使得本發 明之進一步優勢與有利組構變得更清楚明瞭。 【實施方式】 於示範實施例與圖式中’相同的、類似的或者類似作 94997 18 201142460 用^成零件係設置有相同的元件符號。圖式巾所描 疋件彼此之間的尺寸關係不應視為實陝尺 田、曰之 地:為了繁助說明及/或了解’個別元件W示;:張= 於照明裝置 第1圖顯示依據本發明第-示範實施例用 之發光半導體晶片1之正面之示意平面圖。 該發光半導體晶片1具有複數個發射區域2 射區域皆具有發射面積200,該發射面積2〇〇 :=發 面並且係设置成用於耦合輸出來自個別發射區域2° έ 射。於本實施财’該半導· U具有吨^之轄 於該半導《片丨之正面之平_巾，料發射區域域/相 對於該半導體晶片1之邊緣之中線s鏡射對稱地 (mirror-symmetdcaUy)排列。於本實施例中該等發射 區域2相對於垂直該發射面積之表面之方向上之轉動軸並 且透過該兩條中線s之交叉點具有四摺旋轉對稱(f〇ur_f〇ld rotational symmetry) 〇 該半導體晶片1包括載體本體3，於該載體本體3上 排列有該等發射區域2。舉例而言，該载體本體3可為生 長基板，於該半導體晶片1之製造期間，在該載體本體3 上生長有包含該等發射區域2之磊晶半導體層序列。然 而，於本實施例中，該發光半導體晶片丨係所謂的薄膜發 光二極體晶片，其中，該生長基板係自該磊晶半導體層序 列移除或者明顯地變薄，而該半導體層序列係固定於不同 於該生長基板之載體基板3上。 19 94997 201142460 該載體本體3 > τ π 域，用於該等發射二要面積3〇0具有電極連接區 览-^ ^ £域2之外部電性接點連接。；^依Ml 2第= 域4與陽極連接區域5。 $接區域，也就是陰極連接區 發射連接區域4、5，導體執道6係被引到個別 如此…-Γ個別發射區域2〇0覆蓋該等導體軌道6。 連接。有刹該f發射區域2係自與該正面相對之背面電性 合塾片）。1的疋’該等發射區域2〇0不具有電極連接(如接 第4圖赫依據本㈣第—錢實施例之—個變化形 =的用於照明裝置之發光半導體晶片之示意剖面圖。第4 圖之示範實施例不同於該第一示範實施例，其中，並非每 個發射區域2皆分派有兩個獨立的電極連接4、5。相反地， 兩個發射區域係分別串聯連接。 各個發射區域2皆具有n_導電型(n_c〇nducting)半導體 :21與ρ·導電型半導體層23，於該等半導體層之間佈設 ⑽層22 ’該主動層22係藉由pn•接面、雙異質結構、 =一量子井結構、❹4量子井結構賴置，用於產生轄 射。 第-導體軌道6A係從該陽極連接區域5被拉引至該 射區域2下方。舉例而言，該p_導電型半導體層Μ係 ^由該導體軌道6A進行電性連接。第二導體軌道6B係從 ~ η導電型半導體層21開始朝該半導體晶片^之背面方 94997 20 201142460 向延伸（也就是說，遠離該發射面積200之方向）穿透該主 動層22與該P•導電型半導體層23。於本實施例中，該第 二導體軌道犯亦穿透該第一導體轨道6A而朝向該背面之 方向延伸。 於第1圖之第一示範實施例，該第二導體轨道6B於 側向上曝露於所分派之發射區域2,並且可藉由該陰極連 接區域4進仃電性連接^相較之下，於本實施例變化形式 月兄下為了電性連接此發射區域之p-導電型半導體層 m體軌道6b係被拉引至其他發射區域2下方。 之，第二導體轨道冗係於該半導體晶片ι之背面方向 上自其他發射區域2之n_導電型半導體層2丨延伸穿透該 主動層22、該p導電型半導體層23及該第二導體軌道 =並且_向地沿著該等發射區域2被_，該處可藉 由該陰極連接區域4進行電性連接。 β亥第一導體軌道6B係藉由電性絕緣層（例如：介電層 7)與該第一導體軌道6A及該第二導 久成弟一導體軌道6C電性絕緣。 反射體層8可分別佈設於兩個發射區域2之卜導電型半導 曰23與及第-導體轨道6A及該第二導體軌道6b之 間’與烟P·導電型半導體層23產生電性接觸。該反射 體層8可由金屬化層（meta出c㈣打)所形成。或者該反射 體層8可包括具有多個開口（opening)之介電㉟，個別導體 軌道6A、6B透過該等開口延伸穿透該介電層到達該&導 電型半導體層23。 該等發射區域可包括發光轉換元件24,端視所欲之色 94997 21 201142460

構該等發射區域2之正面主要面# 積。 示範實施例用於照明裝置

之發光半導體晶片1之示意平％面

之半導體晶片的情況，該等發射區域係相對於該載體基板 3之外侧邊緣之中線S鏡射對稱地排列。具體而言，該等 發射區域2係排列於想像的矩形（於本實施例中為方形）之 格點（grid point)。 與第一示範實施例之半導體晶片相比，並非所有的發 射區域皆分派有一對電極連接4、5。雖然各個發射區域2 皆分派有獨立的陽極連接5，但是該等發射區域2係連接 至共同的陰極連接，因此於第二示範實施例之半導體晶片 中設置有兩個陰極連接區域4。於此情況下，該等導體軌 道6自陽極連接5至個別發射區域2之繞線(routing)可以 類似第4圖所說明之組構進行。 第3圖顯示依據本發明第三示範實施例用於照明裝置 之發光半導體晶片1之正面的示意平面圖。 依據第三示範實施例之半導體晶片具有第一發射區 域2A，於該半導體晶片1之正面之平面圖中，該第一發射 區域2A佈設於該載體本體3的中心。於側向方向上，該 第一發射區域2A係由十二個其他發射面積2B所圍繞。其 他發射面積2B係佈設於沿著該第一發射區域2A周圍延伸 22 94997 201142460 的U象矩$之邊緣與轉角。其他發射區域係佈設成使得其 务射區域2B係佈設於想像的矩形之各個轉角上’ 、乂於各種情況下，兩個發射區域2B係佈設於該等轉角 之間的各個邊緣 k 上。因此，該等發射區域2B以類似鎖鍊 的方式圍繞：第-發射區域2A。 兮玺：本不軏實施例中’所有的發射區域2A、2B皆藉由 晶具仏^=連接。於本實施例中，該半導體 接區域$ 。、計一個陰極連接區域4以及正好一個陽極連 3 可以類似第4圖所說明之組構體現該串聯連接。 個發:=第)三示範實施例之半導體晶片1的情況下，各 射區试°° S A、2B皆分派有一對外部連接區9，該等發 例品12A 2B可藉由該外部連接區9進行電性橋接。舉 、袭。t射區域2A、2B可藉由分配予本身進行導電性 之兩個電性連接區9進行電性橋接。舉例而言，可設 一有控制單元9G ’該控料元9G係設計成產生以及中斷 :對外部電性連接區之兩個連接區之間的導電性連接。這 P刀係於第3圖中藉由虛線9〇對於該對外部連接區9之其 中一個而加以指示。 、 替代地或者額外地，該控制單元可經設計成用以藉由 該等電極連接區域4、5供應運作電流予該半導體晶片:於 此情況下，根據經橋接之發射區域2A、2B的數量，該控 制單元可被設計成a又疋電源供應電壓（SUppiy v〇itage)。 第5A圖顯示該半導體晶片1之正面之示意平面圖中 用於照明裝置之發光半導體晶片之第四示範實施例。 94997 23 201142460 如同該第三示範實施例之情況，第一發射區域2A係 由複數個其他發射區域2B所圍繞。於本示範實施例中， 矩形的（具體而言，係方形）第一發射區域2A係佈設於矩形 的（具體而言’係方形）載體本體3上，其中，於該正面之 平面圖中，該第一發射區域2A之邊緣相對於該載體本體3 之邊緣旋轉達45°。具體而言，該載體本體3之邊緣之中 線穿透該第一發射區域2A之轉角。 於該正面之平面圖中，其他發射區域2B係體現為三 角形的形式。具體而言，各個發射面積皆具有三角形的外 部輪廓。較佳的情況是，該外部輪廓具有等腰直角三角形 的形式。 於各種情況下，其他發射區域2B係佈設於該第一發 射區域2A的邊緣與該載體本體3的轉角之間。具體而言， 其他發射區域2B之發射面積200所定義之該三角形的斜 邊(hypotenuse)是朝向該第一發射區域2A的邊緣並且（具 體而言）具有與該邊緣相同的長度。由兩個短邊(catheti)所 形成之轉角形成直角面對（具體而言）該載體本體3之轉角。 第5B圖顯示依據本發明第五示範實施例用於照明裝 置之發光半導體晶片之示意平面圖。 於此示範實施例中，於該正面之平面圖中，該第一發 射區域2 A係由兩個第二發射區域2 B及兩個第三發射區域 2B’所圍繞。相較於先前的示範實施例，於本實施例中，該 第一發射區域2A之邊緣係平行於該載體本體3之邊緣。 於自該載體本體3之一個邊緣至其相對之邊緣的方向 24 94997 201142460 上，一個第二發射區域2B、該第一發射區域2A以及另一 個第二發射區域2B係以此順序互相接續。垂直於這個方 向，這三個發射區域2A、2B係佈設於該第三發射區域2B’ 之間。該第三發射區域2B’可體現為例如帶狀，並且實質 上延伸超過該半導體晶片之整體邊緣長度。垂直於三者互 相接續之方向，該第一與該第二發射區域2A、2B於該正 面之平面圖中宜具有相同的尺寸。 第5C圖顯示依據本發明第六示範實施例用於照明裝 置之發光半導體晶片1之正面之示意平面圖。 於依據第六示範實施例之半導體晶片1的情況下，第 一發射區域再度佈設於該載體本體3之正面主要面積300 之中心區域，並且由其他發射區域2B所包圍。於本實施 例中，其他發射區域2B於該正面之平面圖中係體現為L 型，並且經佈設為該第一發射區域2A之轉角於各種情況 下係佈設於由該L型所形成之空心槽(hollow groove)。 於第5A、5B、及5C圖之示範實施例中，該等電極連 接區域4、5並非佈設於該載體本體3之正面主要面積 300，而是佈設於該載體本體3之背面。因此，依據這些示 範實施例之半導體晶片係經設置用於來自該半導體晶片1 之背面之電性連接，同時依據前三個示範實施例之半導體 晶片1係經設置用於來自該半導體晶片1之正面之電性連 接。然而，該等半導體晶片並不限定於此接點連接之實施 例。相反地，各個半導體晶片皆可體現為用於來自背面及/ 或正面之電性連接。 25 94997 201142460 第6圖顯示依據本發明第一示範實施例之照明裝置之 示意剖面圖。 該照明裝置10包括發光半導體晶片1以及光學元件 15。該光學元件15可包括例如不規則透鏡（free_f〇rm lens)。該發光半導體晶片1可為例如依據先前其中一個示 範實施例之其中一個半導體晶片1。 舉例而言，第一示範實施例之照明裝置1〇係依據第 5B圖之半導體晶片進行描繪。然而，該等發射區域2、2A、 2B、2B’之排列並不限定於此示範實施例，反之，可選擇 該半導體晶片1之其中一個其他示範實施例。於本實施例 中’該半導體晶片1係經設置用於藉由該等電極連接區域 4、5進行背面外部電性連接，該等電極連接區域4、$係 佈設於該載體本體3遠離該等發射區域2A、2B之一側。 然而’該半導體晶片亦可經設置用於正面外部電性連接， 如同該半導體晶片i之前三個示範實施例所說明者。於此 情，下’=電極連接區域4、5並非形成於該載體本體] 背面❿疋$成於該正面主要面積卿上。於本實施例 中，獨立的陽極連接5與獨 ^ _接4健設置用於 M =二t 而，該等發射區域亦可以並聯 次串=式=接’如以第2圖至第4圖所說明者。 透=之下，明裝議不規則 t ^目對㈣铸體^ 1之佈設 所干二在第隹域2A所發射的光(如第6圖之虛線210 所不）係在第一焦點F1對隹。 “、、由其他發射區域2B所發射的 94997 26 201142460 光(如第6圖之虛線22〇所示）係在第二焦點Fj焦該第 一焦點F2係佈設於該第一焦點Fi與該半導體晶片1之間 的透鏡之光學軸（optical axis)上。 如此一來，可設定自該照明裝置丨〇所耦合輸出之光 束集5之焦點。舉例而言，該照明裳置1〇可經驅動用於利 用第一光束分佈進行運作，使得該第一發射區域2A發射 光且其他發射區域2B被關閉。於此情況下，光束集合係 自該,、、、明裝置1〇耦合輸出，並且於該第一焦點h對焦。 '。為了利用第二光束分佈進行運作，該照明裴置。 經驅動’使得該第—發射區域2A被關閉而其 可 2B發射光220。於此情況下，光束集合係自該照明努品域 合輸出，並且於該第二焦點f2#焦。第7圖顯示=執 明第二示範實施例之照明裝置之示意剖面圖。為了产發 見’該等發射區域2A、2B則該等導體軌道楚起 連以及該等電極連接區域4、5並未描繪於第7圖中。f生互 依據第二實施例之照明裝置不同於依據第〜 例之照明裝置，其中，依據第二實施例之照明裝置1〇 叹3十成用於發射發散的光束集合。藉由該等可單獨驅^、里 發射區域2A、2B，可設定自該照明裝置10所耦合輪 光束集合之孔徑角。 …如同先前的示範實施例，該光學元件15係例如相 於該半導體晶片1為固定之透鏡，具體而言，係不規則 鏡。然而，該透鏡15之形狀與佈設係經過選擇，使得依 第7圖之示範實施例之照明裝置係經設計成用以將由誃 94997 27 201142460 圍150A。該照明:::之二2二導二入第-發射角度範 狀及其相對於該等發射區域2A、2B:::f :錢鏡之形 發射區域2B所發射之光220導進人第由其他 150B ' 150B? 〇 务射角度範圍 中心軸Μ (且^射而圍包含該光束集合之中心軸M。該 :軸Μ(具體而5)與該光學元件15之料轴—致。 ^角度範圍係與該光束集合之中心軸Μ相隔開。 藉由該等可單獨驅動的發射區域2Α、2Β，可以此方 J設定咖明裝置1〇所耗合輸出之光束集合之孔徑 倘右僅有該第-發射區域2Α係經運作以產生第一光 刀佈，則該光束集合具有㈣較小的孔 ，域2Α、2Β皆經運作以產生第二光束分= 束集合之孔㈣相較於利用該第—光束分佈之情況 增加。 第8Α與8Β圖示意地描繪於垂直該中心軸Μ之平面 中之第一與第二光束分佈。於此情況下，第8Α與8Β圖分 別顯示相對於個別光束分佈之輻射強度最大值而於該平面 中與位置相關聯輻射之相對輻射強度。於第8Α與8Β圖 中，深灰色陰影相較於淺灰色陰影代表較高的輻射強度。 於第一光束分佈的情況下，該輻射強度之最大值位於 »亥中心軸上。自該中心軸開始，該輻射強度在垂直於該中 〜軸]V[之所有方向上持續地下降。該第一發射角度範圍外 側，實質上沒有發射出輻射。舉例而言，於該第一發射角 94997 28 201142460 度範圍外側，該輻射強度已經下降至該強度最大值之 l/e2。於第8A與8B圖所描繪之平面中，該第一發射角度 範圍對應於該虛線150A所包圍之區域。 第8B圖中所示意地描繪之第二光束分佈並不具有最 大值，但是於該中心軸Μ上具有該輻射強度之局部最小 值。相較之下’該輻射強度之強度最大值係出現於延伸於 該中心軸周圍之環型區域中。舉例而言，該強度最大值係 位於該第一發射角度範圍150Α與該第二發射角度範圍 150Β、150Β’之環型重疊區域(ring-shaped overlap regi〇n)。 於第8B圖所描繪之平面中，該第二發射角度範圍對應於 虛線150B、150B’所包圍之區域。自該中心軸M開始誃 輻射強度在垂直於該中心軸之所有方向上上升至該重叠區 域中的強度最大值，並且接著於遠離該中心軸M的方向上 再度下降，直到下降至該強度最大值之1/e2為止，例如. 於該第二發射範圍之外部輪廓。 · 第9圖顯示行動電話1〇〇，包含具有CCD感測器〇 照明裝置10(例如：依據先前任何一個示範實施例之照， 裝置）之相機，該CCD感測器d係用於記錄影像。兮相 可為攝影相機及/或視訊相機。該照明裝置可用於作為:機 預先閃光以及主要閃光燈，以用於如上所述利用不同例如 分佈來冗錄影像及/或記錄影像序列。 5光束 本發明並不限定於本發明說明書之示範實施例 地，本發明涵蓋任何新穎的特徵以及任何特徵之^相反 便此特徵或組合並未於域實施例或冑請相範=’即 叫明確 94997 29 201142460 描述。 【圖式簡單說明】 第1圖顯示依據本發明第一示範實施例之用於照明裝 置之發光半導體晶片之平面圖； 第2圖顯示依據本發明第二示範實施例之用於照明裝 置之發光半導體晶片之示意平面圖； 第3圖顯示依據本發明第三示範實施例之用於照明裝 置之發光半導體晶片之示意平面圖； 第4圖顯示依據本發明第一示範實施例之一個變化形 式之發光半導體晶片之示意剖面圖； 第5A圖顯示依據本發明第四示範實施例之用於照明 裝置之發光半導體晶片之示意平面圖； 第5B圖顯示依據本發明第五示範實施例之用於照明 裝置之發光半導體晶片之示意平面圖； 第5C圖顯示依據本發明第六示範實施例之用於照明 裝置之發光半導體晶片之示意平面圖； 第6圖顯示依據本發明第一示範實施例之用於相機之 照明裝置之示意剖面圖； 第7圖顯示依據本發明第二示範實施例之用於相機之 照明裝置之示意剖面圖； 第8A圖顯示第一光束分佈之強度分佈之示意圖； 第8B圖顯示第二光束分佈之強度分佈之示意圖；以 及 第9圖顯示行動電話之示意平面圖。 30 94997 201142460 【主要元件符號說明】 1 半導體晶片 2 發射區域 2A 發射區域 2B 發射區域 2B5 發射區域 3 載體本體 4 電極連接區域 5 電極連接區域 6 導體軌道 6A 導體軌道 6B 導體執道 6C 導體軌道 7 介電層 8 反射體層 9 外部連接區 10 照明裝置 15 光學元件 21 η-導電型半導體層 22 主動層 23 Ρ-導電型半導體層 24 發光轉換元件 90 控制單元 150A 發射角度範圍 150B 發射角度範圍 150B， 發射角度範圍 200 發射區域 210 光 220 光 300 正面主要面積 F1 焦點 F2 焦點 Μ 中心軸 S 中線 31 94997

Claims (1)

1. 201142460 七、申請專利範圍： 1. 一種用於相機之照明裝置（1〇),包括： 發光半導體晶片（1)，含有複數個可單獨驅動的發 射區域（2,2入，2丑，23’）以及光學元件（15)，該光學元件 (15)係經设計成引導由該等發射區域(2 2A 2b，2B，)所發 射的光(210,220) ’以形成光束集合，其中，該照明裝置 (10)係以該光束集合之不同光束分佈可由該等可單獨 驅動的發射區域(2,2A，2B，2B’)所設定之方式進行設計。 2. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置（1〇)，其中，在 垂直於該光束集合之中心軸(M)之平面中，該等光束分 佈在空間強度分佈及/或空間色彩轨跡分佈方面有所不 同。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之照明裝置（1〇)， 其中，.可藉由該等可單獨驅動的發射區域(2,2A，2B，2B，） 設定該光束集合之孔徑角。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之照明裝置 (1〇) ’其中，可藉由該等可單獨驅動的發射區域 (2,2八，23,23’)設定焦點（？1，卩2)之位置，而該光束集合係 由該光學元件（15)對焦至該焦點（FI，F2)。 5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之照明裝 置（10)，其中，藉由該等可單獨驅動的發射區域 (2,2A，2B，2B’），可於輻射強度在該光束集合之中心軸(M) 上具有局部最小值，且在遠離該中心軸(M)的方向上和 在垂直於該中心轴(M)的至少一個方向上上升並接著再 1 94997 201142460 度下降的情況下，設定第一光束分佈，以及於輻射強度 在該中心軸（M)上具有強度最大值，且自該中心軸（M) 開始在垂直於該中心軸（M)的每一個方向上下降的情況 下，設定第二光束分佈。 6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之照明裝 置（10)，其中，該等發射區域(2,2八，26,23’）中至少兩個 發射區域與個別的發射區域（2,2八,28,26’）所發射的光 (210,220)的色彩軌跡有所不同。 7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之照明裝 置（10)，其中， 各個發射區域（2,2A，2B，2B’）皆具有發射面積 (200)，用於在該半導體晶片之正面（front side)麵合輸出 (coupling-out)光； 各個發射區域（2,2A，2B，2B’）皆經分派該半導體晶 片（1)之兩個導體執道(6,6A，6B，6C)，用於電性連接個別 發射區域(2,2八,26,23’）；以及 個別發射面積（200)於該正面之平面圖中覆蓋該兩 個經分派的導體軌道(6,6八,63,6(：)。 8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之照明裝 置（10)，其中，該半導體晶片（1)具有兩個外部連接區 (9)，該等外部連接區（9)可經電性傳導連接而用於橋接 該等發射區域(2,2八，26,26’)之其中一個。 9. 如申請專利範圍第8項所述之照明裝置（10)，包括控制 單元(90)，為了設定第一光束分佈，該控制單元(90)係 5 2 94997 201142460 經設計成於該兩個外部連接區（9)之間產生電性傳 接，且為了設定第二光束分佈，該控制單元(9 連 計成中斷該電性傳導連接。 、、、里设 10·如申請專利範圍帛i項至第9項中任一項所述之照明裝 置（）/、中，發射區域(2,2A)係於侧向上由至少一 γ 其他的發射區域(2,23,23，)所包圍。 u.如申請專利範圍第1項至第1〇項中任-項所述之昭明 裝置（10)，係閃光燈。 ^ 12·—種用於記錄影像及/或影像序列之相機，包括如申請 專利範圍帛1項至第u項中任_項所述之照明 (10)。 13. 如申凊專利範圍第丨項至第u項中任一項所述之照明 裝置（10)或者如申請專利範圍帛12項所述之相機的運 作方法，其中，該照明裝置⑽係利用第—光束分佈進 行運作，並且接著利用不同於該第一光束分佈之第二光 束刀佈進行運作，其中，該等發射區域(2,2A，2B，2B，） 係經驅動，而於利用該第一光束分佈進行運作之期間， 第發射區域（2,2A)發射光（210)而第二發射區域（2, 2B，2B)被關閉，以及於利用該第二光束分佈進行運作 之期間，該第二發射區域(2, 2B，2B，)發射光(22〇)而第一 發射區域(2,2A)發射光(210)或被關閉。 14. 如申請專利範圍第13項所述之如申請專利範圍第12項 所述用於記錄影像序列之相機的運作方法，其中，該相 機在該照明裝置（10)利用該第一光束分佈進行運作 94997 3 201142460 時，記錄第一影像，以及在該照明裝置（ίο)利用該第二 光束分佈進行運作時，記錄第二影像。 15.如申請專利範圍第13項所述之如申請專利範圍第12項 所述用於記錄影像之相機的運作方法，其中，該相機具 有用於偵測該影像之偵測器以及用於啟動記錄之釋放 機制，該運作方法依序包括下列步驟： (1) 開啟該釋放機制，用於在時間平移觸發藉由該 偵測器（D)偵測該影像； (2) 在藉由該偵測器（D)偵測該影像之前，該照明裝 置利用該第一光束分佈進行運作；以及 (3) 於藉由該偵測器（D)偵測該影像之期間，該照明 裝置利用該第二光束分佈進行運作。 4 94997