TWI728726B

TWI728726B - 紅外線發射二極體裝置

Info

Publication number: TWI728726B
Application number: TW109106429A
Authority: TW
Inventors: 黃連全; 陳宣甫
Original assignee: 大陸商上海燦瑞科技股份有限公司
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2021-05-21
Also published as: TW202133515A

Abstract

本發明係一種紅外線發射二極體裝置，主要包括一透鏡、一紅外線二極體元件、以及一載體裝置，其中該載體裝置用以容置該紅外線二極體元件以及該透鏡，且該載體裝置之反射光的半角等於或小於15度，藉此，本發明之紅外線發射二極體裝置所發射的光線可具有相對較廣的角度範圍，可實現多種的光場配置，達到提升紅外線發射二極體裝置的應用領域以及使用便利性的功效。

Description

紅外線發射二極體裝置

本發明係關於一種發光裝置，尤指一種紅外線發射二極體裝置。

紅外線二極體因具有省電、反應速度快、壽命長、體積小等優勢，其廣泛應用於讀取、通訊或感測等領域，例如訊號傳輸、夜間監控等應用。

習知的紅外線二極體元件(如紅外線晶片)會根據其所應用之領域或產品，搭配透鏡來形成特定的光場圖案，以滿足市場的需求。

然，由於紅外線二極體元件所發射的光線通常具有全角為120~140度之間的特性，較大的角度導致紅外線二極體元件所發射之光線所能形成的光場圖案較少(例如：較雷射二極體少)，進而限制了紅外線二極體元件所能應用的領域及產業。

有鑑於上述缺憾，本發明的主要目的在於提供一種紅外線發射二極體裝置，其可產生半角不大於15度的反射光，並藉由透鏡改變反射光之光場來實現更多元的光場圖案配置，有效達到提升紅外線發射二極體裝置的應用領域以及使用便利性的功效。

為達成上述目的所採取的主要技術手段係令前述之紅外線發射二極體裝置包括：一透鏡，用以產生一幾何圖形光；一紅外線二極體元件；以及一載體裝置，用以容置該紅外線二極體元件並乘載該透鏡，其中，該載體裝置之反射光的半角等於或小於15度。

本發明之紅外線發射二極體裝置藉由該載體裝置，可產生半角等於或小於15度的反射光，藉此，本發明之紅外線發射二極體裝置可實現更多元的光場圖案配置，有效達到提升紅外線發射二極體裝置的應用領域以及使用便利性的功效。

於一較佳實施例中，該載體裝置包括一底部載體，用以容置該紅外線二極體元件；一側牆，設置並環繞該底部載體的頂部，且用以乘載該透鏡；以及一反射部，設置於該側牆的內牆，並產生該反射光。

於一較佳實施例中，該側牆於該底部載體的頂部形成一反射腔，該反射部面對該反射腔的一側為圓弧狀。

於一較佳實施例中，該圓弧狀的弧度為0.2至1之間。

於一較佳實施例中，該反射部的材料為金屬或具有反射塗層的塑料。

於一較佳實施例中，該底部載體的材料為陶瓷、金屬或玻璃纖維。

於一較佳實施例中，該反射光的半角為4至15度之間。

於一較佳實施例中，該幾何圖形光之半角為4度~70度之間。

於一較佳實施例中，該幾何圖形光為光柵光。

於一較佳實施例中，該透鏡為一繞射光學透鏡或一微透鏡。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：

關於本發明之紅外線發射二極體裝置之較佳實施例，如圖1所示，該紅外線發射二極體裝置1000包括一載體裝置100、一紅外線二極體元件200(如紅外線晶片)以及一透鏡300，其中該載體裝置100用以容置該紅外線二極體元件200，且該透鏡300配置於該載體裝置100的頂部，以由該載體裝置100承載。當該紅外線二極體元件200發射光線時，該載體裝置100用於反射該紅外線二極體元件200所發射的光線，並產生對應的反射光，該反射光的半角等於或小於15度(即不大於15度)，該透鏡300進一步接收該反射光，並調整該反射光的光場後產生對應之光線(例如：幾何圖形光)。

藉此，該紅外線發射二極體裝置1000可透過該載體裝置100產生半角等於或小於15度的反射光，使該反射光的具有較廣的角度調整範圍，因此可實現更多元的光場圖案配置，使該紅外線發射二極體裝置1000可應用於不同市場需求，有效達到提升應用領域以及使用便利性的功效。

於本較佳實施例中，該反射光之半角4~15度之間，因此當該反射光通過該透鏡300，可進一步產生半角為4度~70度之間的該幾何圖形光(例如：光柵光、複數點狀光等)的光場圖案，使該紅外線發射二極體裝置1000可產生多種光場圖案，以適於不同的領域需求。

於本較佳實施例中，該透鏡300為一繞射光學透鏡(Diffractive optical element, DOE)或一微透鏡(Microlens)，且本發明不以此為限制。

關於本發明之載體裝置100之較佳實施例，如圖2所示，該載體裝置100包括一底部載體110、一側牆120、一反射部130以及一電極部140。

該底部載體110具有一頂部111以及一底部112，該頂部111用於承載該側牆120、該反射部130以及圖1所示之該紅外線二極體元件200，該底部112並與該電極部140連接，藉此，該紅外線二極體元件200可透過該底部載體110與該電極部140電性連接，以接收一外部控制電路(例如：驅動電路)所提供的控制訊號。

該側牆120具有一頂部121以及一底部122，該底部122環繞並連接該底部載體110的頂部111，並與該底部載體110的頂部111形成一反射腔123。

該反射部130設置於該側牆120的內牆，並與該側牆120的內牆連接。該反射部130用於反射該紅外線二極體元件200所發射之光線，以產生對應的反射光，其中，該反射光之半角等於或小於15度。

藉此，該紅外線二極體元件200可透過該載體裝置100接收該控制訊號並據以發光，且該載體裝置100可將該紅外線二極體元件200所發射之光線調整為半角等於或小於15度的反射光，進而使該反射光的角度調整範圍增大(例如光線半角可藉由該透鏡300進一步調整為4度~70度之間)，因此可實現更多元的光場圖案配置，使該載體裝置100可應用於不同市場需求，有效達到提升應用領域以及使用便利性的功效。

於本較佳實施例中，該底部載體110的材料為陶瓷(氧化鋁、氮化鋁等)、金屬(銅、鎳、鈀、金等)或玻璃纖維(FR-4、G10等)，且本發明不以此為限制。

於本較佳實施例中，該底部載體110可塗佈有金屬材料。

於本較佳實施例中，該紅外線二極體元件200可透過該底部載體110塗佈的金屬材料與該電極部140電性連接；在其他實施例中，該紅外線二極體元件可透過該底部載體110中的導電通孔(未繪示)與該電極部140電性連接，且本發明不以此為限制。

於本較佳實施例中，該側牆120的材料為金屬、陶瓷、塑料(例如：PPA樹脂、LEP等)或具有反射塗層的塑料，該反射塗層的材料為金屬，且本發明不以此為限制。

於本較佳實施例中，隨著該反射部130越接近該底部載體110的該頂部111，該反射部130的厚度越厚，且該反射部130面對該反射腔123的一側為圓弧狀，使得該反射腔123大約為碗狀。

於本較佳實施例中，該圓弧狀之弧度為0.2至1之間，即角度為11.5至57.3之間。

於一較佳實施例中，該圓弧狀之弧度為0.24，即角度為14度；於另一較佳實施例中，該圓弧狀之弧度為0.97，即角度為56度。

於本較佳實施例中，該反射部130的材料為金屬(金、銀等)或具有反射塗層的塑料，該反射塗層的材料為金屬，且本發明不以此為限制。

於本較佳實施例中，該底部載體110、該側牆120以及該反射部130可藉由黏著劑彼此黏著固定，且本發明不以此為限制。

於一實施例中，該底部載體110、該側牆120以及該反射部130可為一體成形(如圖3所示)，因此，在此實施例中，該底部載體110、該側牆120以及該反射部130具有相同的材質。

於本較佳實施例中，該底部載體110可以為圓形、橢圓形、四邊形或多邊形的其中之一，該側牆120相應於該底部載體110而形成圓形、橢圓形、四邊形或多邊形的開口，且本發明不以此為限制。

該開口的尺徑可根據該開口的實施態樣(圓形、橢圓形、四邊形或多邊形)而為長度、寬度、面積、直徑或長軸，且本發明不以此為限制。

以下將配合圖4進一步說明為本發明之該紅外線發射二極體裝置1000之較佳實施例。請參考圖4，該紅外線二極體元件200位於該載體裝置100的該反射腔123中，並配置於該底部載體110的該頂部111，其中該紅外線二極體元件200用以根據接收的該控制訊號進行發光。同時，該載體裝置100並用於承載該透鏡300，該透鏡300配置於該載體裝置100的該側牆120的頂部121，以被該載體裝置100承載，其中該透鏡300用以改變接收的該反射光的光場。

於本較佳實施例中，該透鏡400與該側牆120的該頂部121可藉由黏著劑(熱塑性黏膠、熱固性黏膠)彼此黏著固定，且本發明不以此為限制。

藉此，該紅外線二極體元件200所發射的光線，透過該反射部130的反射，可產生半角等於或小於15度(較佳為4~15度之間)且往該透鏡300方向反射的反射光，該反射光通過該透鏡300後，根據該透鏡300之規格，可產生半角為35度~140度之間的光線，即該紅外線發射二極體裝置1000所產生的光線半角可為4度~70度之間，並可根據需求產生不同的幾何圖形光。即該反射光具有較廣的角度調整範圍，因此本發明之該紅外線發射二極體裝置1000可實現無法由習知的紅外線發射二極體裝置實現的光場圖案，如圖5~圖7所示，其中，圖5為光場圖案實施例一示意圖；圖6為光場圖案實施例二示意圖；圖7為光柵光的光場圖案實施例三示意圖，因此本發明之該紅外線發射二極體裝置1000可實現多樣的光場圖案配置，有效達到提升應用領域以及使用便利性的功效。

舉例來說，由於應用本發明之載體裝置100的該紅外線發射二極體裝置1000可產生半角為4度~70度之間的光線，因此可實現以雷射二極體裝置(例如：垂直共振腔面射雷射)所實現的光場圖案，即，應用本發明之載體裝置100的該紅外線發射二極體裝置1000可用以替代現有的雷射二極體裝置。

此外，由於紅外線發射二極體的成本低於雷射二極體，又本發明之該透鏡300可以現有透鏡產品來實現，且紅外線光不會如雷射光般對人眼產生傷害，紅外線光在透鏡意外脫落的情況不會傷害人眼，因此本發明之該紅外線發射二極體裝置1000不僅可應用於人臉辨識等深度感測(或立體影像感測)領域，其相較於雷射二極體裝置更具有降低成本以及提升使用安全性的功效。

綜以上所述，由於本發明之該紅外線發射二極體裝置1000的該載體裝置100可產生半角等於或小於15度的反射光，因此該紅外線發射二極體裝置1000可實現更多元的光場圖案配置，有效達到提升紅外線發射二極體裝置的應用領域以及使用便利性的功效。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

100:載體裝置 110:底部載體 111:頂部 112:底部 120:側牆 121:頂部 122:底部 123:反射腔 130:反射部 140:電極部 200:紅外線二極體元件 300:透鏡 1000:紅外線發射二極體裝置

圖1為根據本發明實施例之紅外線發射二極體裝置之架構示意圖；圖2為根據本發明實施例之載體裝置之架構示意圖；圖3為根據本發明實施例之載體裝置之另一架構示意圖；圖4為根據本發明實施例之紅外線發射二極體裝置之另一架構示意圖；圖5為根據本發明實施例之紅外線發射二極體裝置之光場圖案實施例一示意圖；圖6為根據本發明實施例之紅外線發射二極體裝置之光場圖案實施例二示意圖；以及圖7為根據本發明實施例之紅外線發射二極體裝置之光場圖案實施例三示意圖。

100:載體裝置

200:紅外線二極體元件

300:透鏡

1000:紅外線發射二極體裝置

Claims

一種紅外線發射二極體裝置，其包括：一透鏡，用以產生一幾何圖形光；一紅外線二極體元件；以及一載體裝置，用以容置該紅外線二極體元件並乘載該透鏡，其中，該載體裝置之反射光的半角等於或小於15度。
如請求項1所述的紅外線發射二極體裝置，其中，該載體裝置包括：一底部載體，用以容置該紅外線二極體元件；一側牆，設置並環繞該底部載體的頂部，且用以乘載該透鏡；以及一反射部，設置於該側牆的內牆，並產生該反射光。
如請求項2所述的紅外線發射二極體裝置，其中，該側牆於該底部載體的頂部形成一反射腔，該反射部面對該反射腔的一側為圓弧狀。
如請求項3所述的紅外線發射二極體裝置，其中，該圓弧狀的弧度為0.2至1之間。
如請求項2所述的紅外線發射二極體裝置，其中，該反射部的材料為金屬或具有反射塗層的塑料。
如請求項2所述的紅外線發射二極體裝置，其中，該底部載體的材料為陶瓷、金屬或玻璃纖維。
如請求項1所述的紅外線發射二極體裝置，其中，該反射光的半角為4至15度之間。
如請求項1所述的紅外線發射二極體裝置，其中，該幾何圖形光之半角為4度~70度之間。
如請求項1所述的紅外線發射二極體裝置，其中，該幾何圖形光為光柵光。
如請求項1所述的紅外線發射二極體裝置，其中，該透鏡為一繞射光學透鏡或一微透鏡。