TWI537519B

TWI537519B - Ｌｅｄ發光模組

Info

Publication number: TWI537519B
Application number: TW103114145A
Authority: TW
Inventors: 劉建宏; 李興進
Original assignee: 欣亞新科技股份有限公司
Priority date: 2014-04-18
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2016-06-11
Also published as: TW201541018A

Description

LED發光模組

本發明係關於一種LED模組，尤指應用於行動裝置以作為一閃光燈模組的一種LED發光模組。

隨著科技之發展，市面上所販售之各種可攜式電子裝置係同時具有多種功能，例如：3G通訊功能、GPS定位功能、網路連接功能、照相功能等。而目前最廣泛使用的可攜式電子裝置非智慧型手機與平板電腦莫屬。

請參閱第一圖，係一種智慧型手機的正視圖。如第一圖所示，智慧型手機1’必定搭載一個攝影鏡頭11’，用以執行拍照或攝影之功能；同時，為了提供使用者能夠在低光照亮度條件下拍攝出高品質照片，因此智慧型手機1’也必定會搭載一個發光模組12’(即俗稱的閃光燈)，用以於低光照亮度條件下提供輔助光源。

請參閱第一圖，係一種智慧型手機的正視圖。如第一圖所示，智慧型手機1’必定搭載一個攝影鏡頭11’，用以執行拍照或攝影之功能；同時，為了提供使用者能夠在低光照亮度條件下拍攝出高品質照片，因此智慧型手機1’ 也必定會搭載一個發光模組12’(即俗稱的閃光燈)，用以於低光照亮度條件下提供輔助光源。

請同時參閱第二圖與第三圖，係該發光模組12’的立體圖與側面剖視圖。如第二圖與第三圖所示，發光模組12’係包括：一散熱板121’、至少一LED元件122’、至少二焊墊123’、一透鏡架體124’、以及至少一光學透鏡125'，其中，該散熱板121’之表面設有至少二電性連接件(未圖示)，用以與設置於該散熱板121’之上的LED元件122’之二焊接腳1221’相互導通聯接；並且，該二焊接腳1221’係進一步透過該些電性連接件而耦接散熱板121’底部的該二焊墊123’。如圖所示，該光學透鏡125'係形成於該透鏡架體124’內部，且該透鏡架體124’係設置於該散熱板121’上方，並將LED元件122’容置其中，使得LED元件122’所發出的光必須經過光學透鏡125'之聚集後射出。

上述的發光模組12’雖然具有結構簡單、驅動電路設計簡易、散熱佳、可以有效串聯以得到更高亮度輸出等優點；然，本案的發明人經長期研究後發現，現有的發光模組12’結構顯現出幾個實務上的缺陷：

1.焦距固定：如第三圖所示，現有的發光模組12’主要係由散熱板121’、LED元件122’以及具有光學透鏡125'的透鏡架體124’層疊而成，因此發光模組12’的焦距係取決於光學透鏡125'的曲率與光學折射率；基於上述原因，發光模組12’的焦距是固定且無法被調整的。

2.承上述第1點，發光模組12’無法被調整的焦距導致其可應用範圍被縮小，簡單的說，固定焦距的發光模組12’通常適用於特定機種或者廠牌的智慧型手機，無法通用於各種機種或者廠牌的智慧型手機。

因此，本案之發明人有鑑於現有的手機內的閃光燈模組之結構仍具有缺點與不足，故極力加以研究發明，終於研發完成本發明之一種LED發光模組。

本發明之主要目的，在於提供一種LED發光模組，其特別具有連接於LED元件底部的一可調性支撐件，用以調整該LED元件於透鏡架體內的高度，進而改變該LED元件與透鏡架體內的光學透鏡組之光學關係，藉此方式改變LED發光模組的光照範圍與角度。上述的機構設計使得本發明之LED發光模組的光照範圍與角度是可調整的，因此，本發明之LED發光模組可被應用於一種以上的智慧型手機，而不會只是限定使用於特定機種或者廠牌的智慧型手機。

因此，為了達成本發明之主要目的，本案之發明人提出一種LED發光模組，係包括：一散熱器，其頂部表面形成有一電路層，且該電路層具有至少二電性連接件，並且，該散熱器的底部表面係形成有至少二焊接墊，其中該至少二電性連接件係耦接至該至少二焊接墊；至少一LED元件，其焊接腳係連接有至少二可撓性電性連接件，並藉由該至少二可撓性電性連接件而電性連接至該至少二電性連接件；一可調性支撐件，係設置於該散熱器之頂部表面，用以支撐該至少一LED元件，並用以調整該至少一LED元件之高度；一透鏡架體，係設置於該散熱器之上，並容置該至少一LED元件與該可調性支撐件；以及一光學透鏡組，係設置於該透鏡架體內部，並相對地位於該至少一LED元件之上；其中，該至少一LED元件所發出的光會經過該至少一光學透鏡組而射出，並形成一特定光照範圍；並且，使用該可調性支撐件調整該至少一LED元件之高度，可改變該特定光照範圍。

本發明之另一目的，在於提供一種LED發光模組，其特別具有一調焦件，係連接於容置有LED元件與光學透鏡組的一伸縮式透鏡架體，用以該伸縮式透鏡架體15a之伸縮，進而改變該LED元件與透鏡架體內的光學透鏡組之光學關係，藉此方式改變LED發光模組的光照範圍與角度。上述的機構設計使得本發明之LED發光模組的光照範圍與角度是可調整的，因此，本發明之LED發光模組可被應用於一種以上的智慧型手機，而不會只是限定使用於特定機種或者廠牌的智慧型手機。

因此，為了達成本發明之另一目的，本案之發明人提出一種LED發光模組，係包括：一散熱器，其頂部表面形成有一電路層，且該電路層具有至少二電性連接件，並且，該散熱器的底部表面係形成有至少二焊接墊，其中該至少二電性連接件係耦接至該至少二焊接墊；至少一LED元件，其焊接腳係電性連接至該至少二電性連接件；一伸縮式透鏡架體，係設置於該散熱器之上，並容置該至少一LED元件；一光學透鏡組，係設置於該伸縮式透鏡架體內部，並相對地位於該至少一LED元件之上；一調焦件，係連接於該伸縮式透鏡架體，用以控制該伸縮式透鏡架體之伸縮；其中，該至少一LED元件所發出的光會經過該光學透鏡組而射出，並形成一特定光照範圍；並且，使用該調焦件可調整該光學透鏡組之高度，進而改變該特定光照範圍。

並且，為了達成本發明之另一目的，本案之發明人又提出該LED發光模組之另一實施例，係包括：一散熱器，其頂部表面形成有一電路層，且該電路層具有至少二電性連接件，並且，該散熱器的底部表面係形成有至少二焊接墊，其中該至少二電性連接件係耦接至該至少二焊接墊；至少一LED元件，其焊接腳係電性連接至該至少二電性連接件；一伸縮式透鏡架體，係設置於該散熱器之上，並容置該至少一LED元件；一第一光學透鏡組，係設置於該伸縮式透鏡架體內部，並相對地位於該至少一LED元件之上；一調焦件，係連接於該伸縮式透鏡架體，用以控制該伸縮式透鏡架體之伸縮；一透鏡架體，係設置於該伸縮式透鏡架體之上；以及一第二光學透鏡組，係設置於該透鏡架體內部，其中，該至少一LED元件所發出的光會經過該第一光學透鏡組與該第二光學透鏡組而射出，並形成一特定光照範圍；並且，使用該調焦件可調整該第一光學透鏡組之高度，進而改變該特定光照範圍。

<本發明>

1‧‧‧LED發光模組

11‧‧‧散熱器

12‧‧‧LED元件

14‧‧‧可調性支撐件

15‧‧‧透鏡架體

16‧‧‧光學透鏡組

111‧‧‧電性連接件

112‧‧‧焊接墊

121‧‧‧焊接腳

13‧‧‧可撓性電性連接件

161‧‧‧光學層

162‧‧‧光學曲面

10‧‧‧承載件

17‧‧‧外部控制件

18‧‧‧中間連動件

15a‧‧‧伸縮式透鏡架體

14a‧‧‧調焦件

1A‧‧‧導光體

1A1‧‧‧凹槽

1A11‧‧‧光擴散表面

16a‧‧‧第一光學透鏡組

15b‧‧‧透鏡架體

16b‧‧‧第二光學透鏡組

161a‧‧‧第一光學層

162a‧‧‧第一光學曲面

161b‧‧‧第二光學層

162b‧‧‧第二光學曲面

<習知>

1’‧‧‧智慧型手機

11’‧‧‧攝影鏡頭

12’‧‧‧發光模組

121’‧‧‧散熱板

122’‧‧‧LED元件

123’‧‧‧焊墊

124’‧‧‧透鏡架體

125’‧‧‧光學透鏡

1221’‧‧‧焊接腳

第一圖係一種智慧型手機的正視圖；第二圖係習用的發光模組的立體圖；第三圖係習用的發光模組的側面剖視圖；第四圖係本發明之一種LED發光模組的立體圖；第五圖係本發明之LED發光模組的側面剖視圖；第六圖係LED發光模組的側面剖視圖；第七圖係本發明之一種LED發光模組的第二實施例的側面剖視圖；第八圖係本發明之LED發光模組的第二實施例的另一側面剖視圖；第九圖係LED發光模組之第二實施例的再一側面剖視圖；第十圖係本發明之一種LED發光模組的第三實施例的立體圖；第十一圖係本發明之LED發光模組的第三實施例的側面剖視圖；第十二圖係本發明之一種LED發光模組的第四實施例的立體圖；以及第十三圖係本發明之LED發光模組的第四實施例的側面剖視圖。

為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種LED發光模組，以下將配合圖式，詳盡說明本發明之較佳實施例。

請參閱第四圖與第五圖，係本發明之一種LED發光模組的立體圖與其側面剖視圖。如第四圖與第五圖所示，本發明之LED發光模組1係包括：一散熱器11、至少一LED元件12、一可調性支撐件14、一透鏡架體15、一光學透鏡組16，其中，該散熱器11的頂部表面形成有一電路層(未圖示)，且該電路層具有至少二電性連接件111，並且，該散熱器11的底部表面係形成有用以電性連接至一外部電路板的至少二焊接墊112，其中該至少二電性連接件111係耦接至該至少二焊接墊112。

承上述之說明，該至少一LED元件12之焊接腳121係連接有至少二可撓性電性連接件13，並藉由該至少二可撓性電性連接件13而電性連接至該至少二電性連接件111。於此，必須特別說明的是，所謂的”至少一”是指元件的數量上可以是一個以上。另，該可調性支撐件14係設置於該散熱器11之頂部表面，用以支撐該至少一LED元件12，並用以調整該至少一LED元件12之高度。並且，該透鏡架體15可以是一金屬架體或者一塑膠架體，並設置於散熱器11之上，用以該至少一LED元件12與該可調性支撐件14。通常，透鏡架體15的內壁面會塗佈有一光反射層，用以增加該至少一LED元件12的光利用率。

如第五圖所示，光學透鏡組16係由一光學層161與一光學曲面162所構成；在一般的應用中，該光學層161通常為一耐熱光學鏡片，而調整該光學曲面162之曲率之大小係能夠改變該至少一LED元件12所發出的光的光學角度。於本發明中，光學透鏡組16係設置於透鏡架體15內部，並相對地位於該至少一LED元件12之上，使得該至少一LED元件12所發出的光會經過該至少一光學透鏡組16而射出，並形成一特定光照範圍。

實際應用本發明之LED發光模組1之時，使用者可透過一外部控制件17而控制該可調性支撐件14，以達到調整該至少一LED元件12之高度的目的，如此，便可藉此方式改變LED元件12所發出的光的光照範圍。在一些應用中，外部控制件17可與一中間連動件18共同構成一機械式螺旋機構組，如此，外部控制件17便可藉由該中間連動件18而控制該可調性支撐件14。另外，如第六圖所繪示的LED發光模組之側面剖視圖，可於實際應用時增設一承載件10於該散熱器11與該至少一LED元件12之間以乘載該至少一LED元件12，其中，該承載件10具有至少二穿孔，用以供該至少二可撓性電性連接件13穿過。

除了第四圖與第五圖所繪示的該LED發光模組1的第一實施例之外，本發明又提供了該LED發光模組1的第二實施例。請參閱第七圖與第八圖，係本發明之一種LED發光模組的第二實施例的側面剖視圖與另一側面剖視圖。如第七圖與第八圖所示，第二實施例之構成元件幾乎與前述第一實施例之構成元件相同，唯一不同者在於第二實施例之中所述之可調性支撐件14為一彈性體，其製程材料為形狀記憶金屬、液態金屬、壓電材料、或者塑膠；此外，該中間連動件18為一承載槽，並具有至少二穿孔，用以供該至少二可撓性電性連接件13穿過。並且，該外部控制件17為一電導接裝置或一熱導接裝置，用以將外部輸入之電能或熱能藉由該承載槽而導入該可調性支撐件14。如此，當該彈性體(即可調性支撐件14)受到電能或熱能驅動便能夠改變其形狀或體積，藉此方式調整該至少一LED元件12之高度。

請再繼續參閱第九圖，係該LED發光模組的第二實施例的再一側面剖視圖。第九圖所示之LED發光模組的元件架構係類似於第八圖所示之LED發光模組的元件架構，唯一不同者在於第九圖所示之LED發光模組係增設了一承載件10，且該承載件10係設置於該散熱器11與該至少一LED元件12之間以乘載該至少一LED元件12，其中，該承載件10具有至少二穿孔，用以供該至少二可撓性電性連接件13穿過。如第九圖所示，第八圖之承載槽係設計於該承載件10之中，且可調性支撐件14(彈性體)亦設計於承載件10之中；另，外部控制件17同樣為一電導接裝置或一熱導接裝置，用以將外部輸入之電能或熱能藉由該承載槽而導入該可調性支撐件14。

請同時參閱第十圖與第十一圖，係本發明之LED發光模組的第三實施例的立體圖與側面剖視圖。如第十圖與第十一圖所示，該LED發光模組1的第二實施例係包括：一散熱器11、至少一LED元件12、一伸縮式透鏡架體15a、一光學透鏡組16、與一調焦件14a，其中，散熱器11的頂部表面形成有一電路層，且該電路層具有至少二電性連接件111，並且，該散熱器11的底部表面係形成有用以電性連接至一外部電路板的至少二焊接墊112，其中該至少二電性連接件111係耦接至該至少二焊接墊112。此外，該至少一LED元件12的焊接腳121係電性連接至該至少二電性連接件111。

承上述之說明，伸縮式透鏡架體15a可以是一金屬架體或者一塑膠架體，且其係設置於該散熱器11之上，並容置該至少一LED元件12。在一般的應用中，伸縮式透鏡架體15a的內壁面會塗佈有一光反射層，用以增加該至少一LED元件12的光利用率。該光學透鏡組16係由一光學層161與一光學曲面162所構成；在一般的應用中，該光學層161通常為一耐熱光學鏡片，而調整該光學曲面162之曲率之大小係能夠改變該至少一LED元件12所發出的光的光學角度。於第二實施例中，光學透鏡組16係設置於該伸縮式透鏡架體15a內部，並相對地位於該至少一LED元件12之上。特別的是，於第二實施例的架構中，該調焦件14a係連接於該伸縮式透鏡架體15a，用以控制該伸縮式透鏡架體15a之伸縮，並且，使用該調焦件14a可調整該至少一光學透鏡16之高度，進而改變該特定光照範圍。

由上述說明，於第二實施例的架構中，由於該至少一LED元件12是被固定於該散熱器11的頂部表面之上，因此，可於製作該LED發光模組1之時，將一導光體1A係填充於該伸縮式透鏡架體15a內部，並位於該光學透鏡組16與該至少一LED元件12之間，用以增加該至少一LED元件12的出光效率。如圖所示，導光體1A具有一凹槽1A1，係用以容置該至少一LED元件12，且該凹槽1A1的底部係為一光擴散表面1A11。

此外，本發明更提供了該LED發光模組1的第三實施例。請同時參閱第十二圖與第十三圖，係本發明之LED發光模組的第四實施例的立體圖與側面剖視圖。如第十二圖與第十三圖所示，該LED發光模組1的第四實施例係包括：一散熱器11、至少一LED元件12、一伸縮式透鏡架體15a、一第一光學透鏡組16a、一調焦件14a、一透鏡架體15b、以及一第二光學透鏡組16b。其中，該散熱器11之頂部表面形成有一電路層，且該電路層具有至少二電性連接件111，並且，該散熱器11的底部表面係形成有用以電性連接至一外部電路板的至少二焊接墊112，其中該至少二電性連接件111係耦接至該至少二焊接墊112。

承上述之說明，該至少一LED元件12的焊接腳121係電性連接至該至少二電性連接件111；且，該伸縮式透鏡架體15a係設置於該散熱器11之上，並容置該至少一LED元件12。該第一光學透鏡組16a係由一第一光學層161a與一第一光學曲面162a所構成；在一般的應用中，該第一光學層161a通常為一耐熱光學鏡片，而調整該第一光學曲面162a之曲率之大小係能夠改變該至少一LED元件12所發出的光的光學角度。於第三實施例中，光學透鏡組16係設置於該伸縮式透鏡架體15a內部，並相對地位於該至少一LED元件12之上。特別的是，於第三實施例的架構中，該調焦件14a係連接於該伸縮式透鏡架體15a，用以控制該伸縮式透鏡架體15a之伸縮，並且，使用該調焦件14a可調整該光學透鏡16之高度，進而改變該特定光照範圍。於此，必須特別說明的是，雖然本發明之第三實施例的結構中包含了調焦件14a，但該調焦件14a的設置是為了便利使用者控制該伸縮式透鏡架體15a之伸縮；在其它可能的應用中，也可省去不用調焦件14a，只是這樣一來使用者必須透過緊抓該伸縮式透鏡架體15a之外殼的方式才能夠控制該伸縮式透鏡架體15a之伸縮。

第四實施例更進一步包括有一透鏡架體15b與一第二光學透鏡組16b，其中，該透鏡架體15b，係設置於該伸縮式透鏡架體15a之上。第二光學透鏡組16b是由一第二光學層161b與一第二光學曲面162b所構成。特別地，於製作第三實施例之LED發光模組1之時，可以一膠合材料將該第一光學透鏡組16a與該第二光學透鏡組16b組合在一起；並且，藉由調整該膠合材料之厚度亦可達到改變該至少一LED元件之光照範圍之效果。

於第三實施例的架構中，由於該至少一LED元件12是被固定於該散熱器11的頂部表面之上，因此，可於製作該LED發光模組1之時，將一導光體1A係填充於該伸縮式透鏡架體15a內部，並位於該第一光學透鏡組16與該至少一LED元件12之間，用以增加該至少一LED元件12的出光效率。如圖所示，導光體1A具有一凹槽1A1，係用以容置該至少一LED元件12，且該凹槽1A1的底部係為一光擴散表面1A11。

如此，上述係已完整且清楚地說明本發明之LED發光模組的所有實施例，並且，經由上述，吾人可以得知本發明係具有下列之優點：

1.相對於習用的LED發光模組，本發明係將一可調性支撐件14連接於該至少一LED元件12的底部，用以調整該LED元件12於透鏡架體15內的高度，進而改變該LED元件12與透鏡架體15內的光學透鏡組16之光學關係，藉此方式改變LED發光模組1的光照範圍與角度。

2.承上述第1點，此外，本發明又提出另一種替代方式，係將一調焦件14a連接至容置有該至少一LED元件12與光學透鏡組16的一伸縮式透鏡架體15a之上，以藉由該調焦件14a控制該伸縮式透鏡架體15a之伸縮，進而改變該LED元件12與伸縮式透鏡架體15a內的光學透鏡組16之光學關係，藉此方式改變LED發光模組1的光照範圍與角度。

3.承上述第1點與第2點，由於本發明之LED發光模組的光照範圍與角度是可調整的，因此，本發明之LED發光模組可被應用於一種以上的智慧型手機，而不會只是限定使用於特定機種或者廠牌的智慧型手機。

必須加以強調的是，上述之詳細說明係針對本發明可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。