CN101738701A - 摄像装置 - Google Patents

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陈志隆
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    • G03B15/02—Illuminating scene
    • G03B15/03—Combinations of cameras with lighting apparatus; Flash units
    • H—ELECTRICITY
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Abstract

一种摄像装置，其包括一个光学透镜组、一个影像感测器以及一个发光模组。该发光模组设置在该光学透镜组与该影像感测器之间。该发光模组包括一个发光单元以及一个与该发光单元相对的且具有半穿透半反射功能的光学元件。该光学元件用于将该发光单元发出的光线反射至该光学透镜组。

Description

摄像装置
技术领域
本发明涉及一种摄像装置。
背景技术
随着电子产品的迅速发展，摄像装置的应用范围越来越广。请参阅Ahmed，S.等人在Emerging Technologies，2007.ICET 2007.International Conference on发表的Monitoring Detection and Security Maintenance using WMS-Webcam MobileSurveillance一文。
现有的摄像装置一般在白天使用，当在夜间拍摄物体时，一般在摄像装置上外加一个闪光灯，用于照亮被摄物体，以使拍摄过程正常进行。但是，随着摄像装置的使用范围越来越广，其要求体积也越来越小，然而，外加的发光模组大大的增加了摄像装置的体积，对其发展不利。
发明内容
下面将以实施例说明一种体积小的摄像装置。
一种摄像装置，其包括：一个光学透镜组、一个影像感测器以及一个发光模组。该发光模组设置在该光学透镜组与该影像感测器之间。该发光模组包括一个发光单元以及一个与该发光单元相对的且具有半穿透半反射功能的光学元件。该光学元件用于将该发光单元发出的光线反射至该光学透镜组。
相对于现有技术，所述摄像装置具有的发光模组，发光单元发出的光能通过光学元件反射至该光学透镜组，并通过光学透镜组扩散至被摄物体，用以照亮被摄物体，以使该摄像装置适于夜间拍摄。同时，该摄像装置的发光模组设置在光学透镜组与影像感测器之间，位于该摄像装置的内部，其能有效的减少该摄像装置的体积。
附图说明
图1是本发明实施例提供的摄像装置的示意图。
图2是图1中提供的摄像装置的光路示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细说明。
请参见图1，本发明第一实施方式提供一种摄像装置100，其包括：一个光学透镜组10，一个影像感测器11以及一个发光模组12。
该摄像装置100的光圈系数F/#为该摄像装置100的焦距F与该摄像装置100的镜头口径的直径D的比值，一般为2.4≤F/#≤4.0，优选的，F/#＝2.8。其中，该摄像装置100的影像感测器11所需的照度值E与该光圈系数F/#的关系满足以下条件：
E＝πTBY2/F1 2＝πTB/2(F/#)2      (1)
其中，B为被摄物体在影像感测器11上投影的光照度(Object’s brightness)。
T为光学透镜组10的光穿透率(Transmission ration of webcam lens)。
F1为等效焦距(Effective focal length)。
Y为该摄像装置100所能摄取的孔径大小d的1/2。
F/#为该摄像装置100的光圈系数。
该发光模组12设置在该光学透镜组10与该影像感测器11之间。该发光模组12包括一个发光单元121与一个与该发光单元121相对设置的光学元件122。在本实施例中，该光学透镜组10、该光学元件122以及该第影像感测器11三者排布在第一直线上。该发光单元121与该光学元件122的连线垂直于该第一直线。
该发光单元121可以为发光二极管芯片，发光二极管或者发光二极管模组。该发光单元121的最小照度值根据该影像感测器11所需的照度所值E进行选择。优选的，该发光单元121发出的光为白光。
具体的，在本实施例中，以该摄像装置100的光圈系数F/#＝2.8为基准，自然状态即不外加发光模组12时，该摄像装置100能够正常拍摄，被摄物体所反射的光照度值为第一单位值1，影像感测器11感测的照度值E为第二单位值1。
当环境改变时，影像感测器11感测的照度值E需要增加至第二单位值1的1.96倍，即影像感测器11的改善比例值为1.96时，则至少需将被摄物体所反射的光照度值增加到第一单位值1的1.96倍。
通常，采用调节光圈系数F/#的值来实现，当光圈系数F/#＝2.0时，该影像感测器11感测的照度值E可以增加至第二单位值1的1.96倍。然而，由于光圈系数F/#值的减少，会导致该摄像装置100的对比度变差，从而使影像的清晰度变差。且该影像感测器11的改善比例值越大，该光圈系数F/#也需越小，则该影像的清晰度也就越差。
因此，在本实施例中，不调节该摄像装置100的光圈系数F/#，即光圈系数F/#仍为2.8，通过在该摄像装置100内增加一个发光模组12来增加该被摄物体所反射的光照度值。由于该影像感测器11感测的照度值E需增加至第二单位值1的1.96倍，因此，该发光模组12的发光单元121所需的最小照度值为第一单位值1的1.96倍，即该发光单元121所需的最小照度比例值为1.96。
当然，当影像感测器11感测的照度值E需要增加至其他值时，该摄像装置100所增加的该发光单元121所需的最小照度值的选择可参见下表所示。
  影像感测器所需的照度改善比例值   摄像装置的光圈系数F/#(F/#＝F/D)   发光单元所需的最小照度比例值
  1.96   2.0   1.96
  2.17   1.9   2.17
  2.42   1.8   2.42
  2.71   1.7   2.71
  影像感测器所需的照度改善比例值   摄像装置的光圈系数F/#(F/#＝F/D)   发光单元所需的最小照度比例值
  3.06   1.6   3.06
  3.48   1.5   3.48
  4.00   1.4   4.00
  4.64   1.3   4.64
  5.44   1.2   5.44
  6.48   1.1   6.48
  7.84   1.0   7.84
根据上表可知，该发光单元121所需的最小照度比例值与该摄像装置100的影像感测器11所需的照度改善比例值相等。因此，根据公式(1)计算出该摄像装置100的影像感测器11所需的最小照度值E，进而可以得到该影像感测器11的所需的照度改善比例值，从而得到该发光单元121所需的最小照度比例值。
当然，上述基准值也不限于该摄像装置100的光圈系数F/#＝2.8，也可以为其他值，从而得到该发光单元121的其他不同的最小照度比例值，其具体可根据实施情况进行选择。
该光学元件122具有半穿透半反射的功能，该光学元件122用于将该发光单元121发出的光线反射至该光学透镜组10。优选的，该光学元件122为一个分光片。
请参见图2，使用该摄像装置100时，该发光单元121发出的光线入射至该光学元件122，由于该光学元件122具有半穿透半反射功能，因此，部分光线通过该光学元件122穿透出去，其余的光线在该光学元件122上发生反射并通过该光学透镜组10均匀的发射出去，照射在被摄物体20上。同时，该发光单元121发出的光线经过被摄物体20反射后，通过该光学透镜组10进入该摄像装置100内，最后透过该光学元件122照射至该影像感测器11，并在该影像感测器11上形成影像，从而完成拍摄过程。
由于该摄像装置100具有发光模组12，该发光模组12发出的光线通过光学元件122反射至该光学透镜组10，该光学透镜组10将光线均匀的发射至被摄物体20的表面，使得被摄物体20表面的光照较强且亮度均匀，从而使得该摄像装置100适合夜间拍摄。同时，该摄像装置100的发光模组12设置在光学透镜组10与影像感测器11之间，位于该摄像装置100的内部，即该发光模组12设置于该摄像装置100的内部，能有效的减少该摄像装置100的体积，适于摄像装置100的发展趋势。
可以理解的是，该光学元件122具有半穿透半反射功能，当该发光单元121发出的光线经过该光学元件122时，部分光线将穿透该光学元件122。为了避免光线影响该影像感测器11成像，可以在该光学元件122与该影像感测器11之间设置一个保护装置，用于防止过多光线照射至该影像感测器11，从而使拍摄过程顺利进行。当然，该发光模组12也可以为可移动设计，在光线能够维持正常拍摄时，移去该发光模组12，从而也可以防止过多光线照射至该影像感测器11。
另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一个摄像装置，其包括：一个光学透镜组与一个影像感测器，其特征在于：
该摄像装置进一步包括一个发光模组，该发光模组设置在该光学透镜组与该影像感测器之间，其包括一个发光单元以及一个与该发光单元相对的且具有半穿透半反射功能的光学元件，该光学元件用于将该发光单元发出的光线反射至该光学透镜组。
2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，该发光单元包括发光二极管芯片，发光二极管或者发光二极管模组。
3.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，该摄像装置的光圈系数F/#为2.4≤F/#≤4.0。
4.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，该光学元件为分光片
5.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，该发光模组发出的光为白光。
6.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，该发光模组所需的最小照度比例值与该摄像装置的影像感测器所需的照度改善比例值相等。
7.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，该光学透镜组、该光学元件以及该影像感测器三者排布在第一直线上，该发光单元与该光学元件的连线垂直该第一直线。
8.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，该发光模组为可移动设计。
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