CN108267909B - 发光二极管微型阵列闪光灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发光二极管微型阵列闪光灯，应用于手机以产生可调式照明光源或投影出影像，其包含微发光二极管阵列模块、混光光学模块及光学模块。微发光二极管阵列模块设置于手机壳体内，用以产生图案化的图像光源。混光光学模块及光学模块以可拆卸方式设置于手机的壳体外表面上，用以接收微发光二极管阵列模块所发出的图像光源并分别照射出照明光源或投影成影像。本发明利用发光二极管阵列芯片结合外挂式混光光学模块产生可调整光型及颜色的闪光灯，通过将混光光学模块取代成光学模块将图像光源投影成影像，使手机具有投影功能。

Description

发光二极管微型阵列闪光灯

技术领域

本发明涉及一种闪光灯，并且特别涉及应用于智能手机上并使用微发光二极管阵列模块的发光二极管微型阵列闪光灯。

背景技术

随着生活方式的改变，利用手机作为拍摄记录装置的情况越来越盛行，因为手机的方便携带特性，使得人们可以随时随地的记录风景、人像及所见情景。然而随着普及性的提升，根据每一拍摄环境及显像需求的各种情境表现特性要求也随之提升。

虽然目前已可通过使用后续的修图软件以根据所拍摄的图像或影片进行修改来实现各种情境表现，但这种利用后制方式来取得欲表现画面的方法往往需要经过人为细节的逐一调整，对于时间与精力的消耗将是一大挑战。同时因为是以非自然产生的影像呈现，容易产生影像画面的不协调观感。再者，为了匹配对应的软件开发及维护，更是一个可观的精力及费用的耗费。

因此，若是可以直接通过改善源头的补光灯光源作为改善拍摄及后续显像的手法，将会是省略上述后制流程的绝佳选择。现有的智能手机的LED补光灯因为是单一光源，无法根据拍摄环境需求做暖色光或冷色光的调整，而造成了后续仍须通过修图软件做人为修改的情况发生。尽管有些现有的智能手机已因此为补光灯开发出双色光源以补足色温的调制功能，但在需要特殊光源的情境下，如：自拍用的苹果光或为了制造恐惧效果的深绿光，更甚至是为了进一步凸显主题而使用不同位置的强弱光源搭配，或是为了特殊情境所需的双光晕效果，均无法轻易实现情境所需。

另一方面，利用智能手机做为视听娱乐及办公讨论的数字媒介已越来越普及，然而因为智能手机的体积较小，若要提供多人阅览时，单纯通过手机上的显示屏幕将显得不足，因而需要使用投影技术来产生较大的影像呈现。

现有的投影机模块是利用背光板、滤光片等元件以产生所需的影像，若欲使用相同的技术于手机上使手机可直接进行投影时，因手机的体积较小，使得散热的问题将被彰显出来，而一般投影模块所要求的功率对手机而言过大，更不便于在手机上实现投影功能。

由此可见，上述现有技术仍有诸多缺失，实非一良善的设计，而亟待加以改良。有鉴于此，本发明将提出一种应用于手机的发光二极管微型阵列闪光灯以满足具备光色及光型调整的闪光灯，并可通过发光二极管微型阵列元件本身的自发光特性以及外挂式的光学模块直接产生一投影影像。

发明内容

本发明的一实施方式在于提供一种发光二极管微型阵列闪光灯。依据本发明的一具体实施例，本发明的发光二极管微型阵列闪光灯，应用于手机以照射出一多点阵列混光光源，其包含微发光二极管阵列模块及混光光学模块。微发光二极管阵列模块设置于手机的壳体内，用以产生图案化的图像光源。混光光学模块以可拆卸方式设置于手机的壳体外表面上，用以接收图像光源后照射出多点阵列混光光源。其中，微发光二极管阵列模块的厚度小于手机的平均厚度，多点阵列混光光源可作为该手机的照像光源及照明光源使用。

发光二极管微型阵列闪光灯另包含一光学模块，当混光光学模块拆卸于手机的壳体外表面时，光学模块以可拆卸方式设置于手机的壳体外表面上，用以接收微发光二极管阵列模块所发出的图像光源并将其投影成影像。

其中，微发光二极管阵列模块包含多个微型发光二极管元件的一发光二极管阵列芯片，微发光二极管阵列模块通过所述微型发光二极管元件产生图像光源。

微发光二极管阵列模块另包含有对应每一微型发光二极管元件的微透镜，所述微型发光二极管元件是通过微透镜产生图像光源。

再者，每一所述微型发光二极管元件分别属于红光发光二极管、绿光发光二极管以及蓝光发光二极管的其中之一者。

更进一步的，所述微型发光二极管元件中至少一红光发光二极管、至少一绿光发光二极管以及至少一蓝光发光二极管形成一像素群，像素群内所述微型发光二极管元件所发出的光混合产生图案化的图像光源中的一像素。

此外，微发光二极管阵列模块进一步包含一基板，所述微型发光二极管元件是由一磊晶结构直接贴合于基板上再制作形成。

所述的基板为互补式金属氧化物半导体集成电路(CMOS IC)。

于一实施例中，微发光二极管阵列模块的厚度不大于1毫米。

其中，所述的光学模块调整影像的焦距位置、大小及显示形状以进行投影。

综上所述，本发明的发光二极管微型阵列闪光灯通过装设在手机壳体内的微发光二极管阵列模块及搭配外挂式的混光光学模块产生具有可调整光色及光型的闪光灯光源，并可进一步地通过可拆卸的光学模块取代混光光学模块以产生投影影像。相较于现有技术，本发明发光二极管微型阵列闪光灯利用发光二极管阵列芯片直接发出所需的图像光源，并搭配混光光学模块以产生可调整光色及光型的闪光灯光源，借此同时降低嵌置在手机内所需的厚度及体积。此外，可再通过将混光光学模块取代成光学模块，将图案化光源投影成可观看的影像，借此升级成具有投影功能的手机。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及说明书附图得到进一步的了解。

附图说明

图1示出的是根据本发明的一具体实施例的发光二极管微型阵列闪光灯的示意图。

图2示出的是现有具双色闪光灯光源的手机示意图。

图3示出的是本发明的微发光二极管阵列模块的一具体实施例的示意图。

图4示出的是现有具投影功能的手机示意图。

图5示出的是根据本发明的一具体实施例的发光二极管微型阵列闪光灯使用光学模块的示意图

附图标记说明：

1：发光二极管微型阵列闪光灯

12：微发光二极管阵列模块

122：微型发光二极管元件

124：基板

126：微阵列透镜

128：排线

14：光学模块

16：混光光学模块

22：手机壳体

221：出光口

3：现有具投影功能的手机

31：闪光灯

32：相机

33：投影出光口

4：现有具双色闪光灯光源的手机

41：闪光灯

42：相机

具体实施方式

请参见图1，图1示出的是根据本发明的一具体实施例的发光二极管微型阵列闪光灯1的示意图。依据本发明的一具体实施例，本发明的发光二极管微型阵列闪光灯1，可应用于手机以照射出一多点阵列混光光源，其包含微发光二极管阵列模块12及混光光学模块16。微发光二极管阵列模块12设置于手机的壳体22内，用以产生图案化的图像光源。混光光学模块16以可拆卸方式设置于手机的壳体22外表面上，用以接收图像光源后照射出多点阵列混光光源。其中，微发光二极管阵列模块12的厚度小于手机的平均厚度，多点阵列混光光源可作为手机的照像光源及照明光源使用。

于实际应用中，此多点阵列混光光源可通过手机的一控制模块调控以作为手机的闪光灯使用，更进一步地，可做为手机的照明光源使用。

微发光二极管阵列模块12包含多个微型发光二极管元件122的一发光二极管阵列芯片，通过所述微型发光二极管元件122产生图案化的图像光源。

于实际应用中，因微发光二极管阵列模块12不需使用任何滤光或遮光元件即可产生图像光源，使得微发光二极管阵列模块12的厚度得以缩减。

其中，每一微型发光二极管元件122分别属于红光发光二极管、绿光发光二极管以及蓝光发光二极管的其中之一者。于实际应用上，各微型发光二极管元件122的所发出的光线的颜色亦可分别属为其他可混合出所需可见光的基础原色。

于实际应用中，亦可使用一颜色光的微型发光二极管元件122搭配对应的萤光粉以获得另一颜色的光源，如：使用蓝光发光二极管搭配黄光萤光粉以得白色光源。

更进一步地，所述微型发光二极管元件122中至少一红光发光二极管、至少一绿光发光二极管以及至少一蓝光发光二极管形成一像素群，像素群内的所述微型发光二极管元件122所发出的光可混合而产生图案化的图像光源中的一像素。于实际应用中，微发光二极管阵列模块12的微型发光二极管元件122可依照上述的分组原则分成多个像素群，分别对应到图像光源的每一像素，因此，各像素群可直接产生图像光源中的每一像素，而不需经由背光板、滤光片或其他元件，藉此减少元件使用量，进而降低微发光二极管阵列模块12于手机中的使用体积。

另一方面，因微发光二极管阵列模块12通过所述微型发光二极管元件122直接发出所需的三色光，进而使色彩更为纯净，同时亦可缩短像素的反应时间。

请参阅图2，图2示出的是现有具双色闪光灯光源的手机4示意图。现有具双色闪光灯光源的手机4为了克服不同拍照环境所需的色温光源，是通过两个具有不同色温的闪光灯41彼此搭配以实现色温调制功能。此种方式虽可产生冷暖光色的调制，但因仅靠两种颜色的发光源调整，其色彩变化性因而受限。相较于现有技术，本发明发光二极管微型阵列闪光灯1可通过上述的三色光的调制方式，使得拍摄所需的光源得以调制，如：可自由调制白光色温以获得暖白光或冷白光，或调制光色以产生适合人脸拍照的苹果光、适合阴暗情境的暗绿光或是适合蔬果摄影的黄绿光等。

更进一步地，由于微发光二极管阵列模块12是由多个像素群所构成，使得所产生的光源得以呈现出为了强调主体的特定位置强光源、如汽车车灯般的双光晕光源或是上白下红等渐层式的复合光源等，这在现有仅具双色点光源的智能手机内皆无法轻易实现。

请参阅图3，图3示出的是本发明的微发光二极管阵列模块12的一具体实施例的示意图。微发光二极管阵列模块12进一步包含一基板124，所述微型发光二极管元件122是由磊晶结构直接贴合于基板124上再制作形成，以形成发光二极管阵列芯片。所述的基板124得为互补式金属氧化物半导体集成电路(CMOS IC)，并得利用基板上124的排线128以嵌入对应的控制插槽内以降低组装复杂度。同时，还可搭配一微阵列透镜126，通过匹配每一微型发光二极管元件122的位置以调整所述微型发光二极管元件122的光学性质，使每一微型发光二极管元件122所发出的光可通过微阵列透镜126提高其准直性，以产生更为清晰的图像光源。其中，所述的微阵列透镜126可利用一简单制程直接形成于对应的微型发光二极管元件122上，借此减少制程步骤及微阵列透镜126厚度的同时提高每一微型发光二极管元件122相对微阵列透镜126的匹配准确度。最后，再通过混光光学模块16将具有准直性的图像光源转换成具有柔光效果的多点阵列混光光源。

由于通过发光二极管阵列芯片的形式，可以将微发光二极管阵列模块12的体积做得更小，同时因为由一磊晶制程直接形成所述微型发光二极管元件122磊晶结构，可以减少制程所需程序，亦可使所述微型发光二极管元件122的排列精准度更为提升，同时，所述微型发光二极管元件122的彼此间距及排列形式的选择条件也因而更为宽裕。

另外，由于使用磊晶制程直接将所述微型发光二极管磊晶结构键合形成于基板124上再制作成微型发光二极管元件122，可有效的降低整个微发光二极管阵列模块12的热阻值，以增加微型发光二极管元件122的解热及散热能力。

另一方面，因微型发光二极管元件122不需使用粘着点焊方式固定于基板124上，因此不会产生粘着点焊制程所造成的微型发光二极管元件122寿命降低或因而失效的状况发生。

综上所述，所使用的微发光二极管阵列模块12的厚度可不大于手机的壳体22的平均厚度(例如，不大于1毫米)即可俱备其功能所需。因此，手机的壳体22幷不需要为了容纳微发光二极管阵列模块12而修改设计造成部分壳体突出，亦可避免手机壳体22内的容积浪费。

请参阅图1及图5，图5示出的是根据本发明的一具体实施例的发光二极管微型阵列闪光灯1使用光学模块14的示意图。其中发光二极管微型阵列闪光灯1另包含有一光学模块14，当混光光学模块16拆卸于手机的壳体22外表面时，光学模块14以可拆卸方式设置于手机的壳体22外表面上，用以接收微发光二极管阵列模块12所发出的图像光源并将其投影成影像。于实际应用中，光学模块14可利用挂载方式挂设于手机壳体22。

于实际应用中，手机的壳体22外表面具有对应的凹槽，使光学模块14及混光光学模块16得以利用滑入凹槽的方式固定于手机壳体22上，以降低更换难易度及提高光学模块14及混光光学模块16相对于微发光二极管阵列模块12位置的精准度。

此外，手机的壳体22具有出光口221，微发光二极管阵列模块12设置于手机中对应出光口221的位置，使产生的图像光源可穿过出光口221至光学模块14或混光光学模块16。

请参阅图4，图4示出的是现有具投影功能的手机3示意图。由于现有的投影模块无法做到太薄，使得现有具投影功能的手机3的投影出光口33无法位于相机32的同一侧，将使得需要额外一个闪光灯31以补足拍照所需。于另一现有技术-台湾专利I327018一案中可得知，若需要将投影出光口33与相机32位于同一侧使用时，其手机厚度需足以容纳各种光学镜片、发光源及滤光片，亦无法做到手机超薄化。

而相较于现有技术，本发明发光二极管微型阵列闪光灯1因为微发光二极管阵列模块12的厚度小于手机的平均厚度，且光学模块14及混光光学模块16可于不使用时拆卸，所述的手机可于平时保持原设计的外观，使得所述的手机在视觉感受上及其结构形状上并不会因此感到突兀。

所述的光学模块14将图像光源投影成影像时，得以调整影像的焦距位置、大小及显示形状以进行投影。于一具体实施例中，光学模块14可依据聚焦距离分成多个不同类型的光学模块14，而以选配方式搭配微发光二极管阵列模块12，例如，光学模块14可分为距离为15公分左右的短聚焦型模块及距离为2公尺左右的长聚焦型模块，以搭配不同的使用环境。于另一具体实施例中，光学模块14内也可建置自动聚焦元件，以自行对投影的影像做最佳化焦距调配，因此仅需一个光学模块14便能达到于不同环境下投影的功能。于实际应用中，光学模块14更可包含有影像明暗调制及色偏调整的功能，借此在不同的背景屏幕上投影出更为清晰的投射影像。

综上所述，本发明的发光二极管微型阵列闪光灯通过装设在手机壳体内的微发光二极管阵列模块及搭配外挂式的混光光学模块产生具有可调整光色及光型的闪光灯光源，幷可进一步地通过可拆卸的光学模块取代混光光学模块以产生投影影像。相较于现有技术，本发明发光二极管微型阵列闪光灯利用发光二极管阵列芯片直接发出所需的图像光源，并搭配混光光学模块以产生可调整光色及光型的闪光灯光源，借此同时降低嵌置在手机内所需的厚度及体积。此外，可再通过将混光光学模块取代成光学模块，将图案化光源投影成可观看的影像，借此升级成具有投影功能的手机。

通过以上优选具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而幷非以上述所公开的优选具体实施例来对本发明的实施方式加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及等价的安排于本发明所欲申请的权利要求的实施方式内。虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作各种的变动与修改，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (9)

1.一种发光二极管微型阵列闪光灯，应用于一手机以照射出一多点阵列混光光源，其包含有：

一微发光二极管阵列模块，设置于该手机的一壳体内，用以产生具有多个像素的图案化的一图像光源；以及

一混光光学模块，以可拆卸方式设置于该手机的该壳体外表面上，用以接收该图像光源后照射出该多点阵列混光光源；

其中，该微发光二极管阵列模块的厚度小于该手机的平均厚度，该多点阵列混光光源可作为该手机的照像光源及照明光源使用；

其中该发光二极管微型阵列闪光灯另包含一光学模块，当该混光光学模块拆卸于该手机的该壳体外表面时，该光学模块以可拆卸方式设置于该手机的该壳体外表面上，用以接收该微发光二极管阵列模块所发出的该图像光源并将其投影成一影像。

2.如权利要求1所述的发光二极管微型阵列闪光灯，其中该微发光二极管阵列模块包含多个微型发光二极管元件的一发光二极管阵列芯片，该微发光二极管阵列模块通过所述微型发光二极管元件产生该图像光源。

3.如权利要求2所述的发光二极管微型阵列闪光灯，其中该微发光二极管阵列模块包含有对应每一微型发光二极管元件的一微阵列透镜，所述微型发光二极管元件是通过该微阵列透镜产生该图像光源。

4.如权利要求2所述的发光二极管微型阵列闪光灯，其中每一所述微型发光二极管元件分别属于红光发光二极管、绿光发光二极管以及蓝光发光二极管的其中之一者。

5.如权利要求4所述的发光二极管微型阵列闪光灯，其中所述微型发光二极管元件中至少一红光发光二极管、至少一绿光发光二极管以及至少一蓝光发光二极管形成一像素群，该像素群内所述微型发光二极管元件所发出的光混合产生图案化的该图像光源中的一像素。

6.如权利要求2所述的发光二极管微型阵列闪光灯，其中该微发光二极管阵列模块进一步包含一基板，所述微型发光二极管元件是由一磊晶结构直接贴合于该基板上再制作形成。

7.如权利要求6所述的发光二极管微型阵列闪光灯，其中该基板为互补式金属氧化物半导体集成电路。

8.如权利要求1所述的发光二极管微型阵列闪光灯，其中该微发光二极管阵列模块的厚度不大于1毫米。

9.如权利要求1所述的发光二极管微型阵列闪光灯，其中该光学模块调整该影像的焦距位置、大小及显示形状以进行投影。

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