CN111913333B - 摄像机及调光模组 - Google Patents

Abstract

一种摄像机的调光模组，包括光源单元与调光单元。光源单元包括多个发光件，多个发光件设置在摄像机的摄像镜头周围，且各发光件的出光方向平行于摄像镜头的取像方向。调光单元设置于光源单元上并包括多个二次光学件，多个二次光学件对应多个发光件。各发光件发出的光线经过对应的二次光学件而偏折。

Description

摄像机及调光模组

技术领域

本发明是关于一种电子装置，特别是指一种摄像机及调光模组。

背景技术

许多摄像机都会搭配光源作为辅助照明，使摄影机在撷取影像时，能通过光源照明而获得更加清晰的影像，且对于夜间或光线不足的环境下也能有足够亮度进行拍摄。

为了使光源能够照射于特定区域或角度，摄像机的光源一般都会采用具有引脚的插件型发光件(例如DIP LED)，在摄像机的制造过程中，先将插件型发光件的引脚插置于电路板上，再经由弯曲引脚转向并焊接固定后，即可使插件型发光件朝向特定角度以照射特定区域。

然而，上述方式不仅工序繁复费时(例如需要将每个发光件进行弯折动作)，且通过弯曲引脚的方式也容易产生误差而无法达到预期的照明效果。除此之外，插件型发光件照射于特定区域的光线也会有不均匀的情形发生，例如越远离插件型发光件的光线会越发散，导致照明效果不佳而影响影像品质。

发明内容

鉴于上述，在一实施例中，提供一种摄像机的调光模组，适用于摄像机，调光模组包括光源单元与调光单元。光源单元包括多个发光件，多个发光件设置在摄像机的摄像镜头周围，且各发光件的出光方向平行于摄像镜头的取像方向。调光单元设置于光源单元上并包括多个二次光学件，多个二次光学件对应多个发光件。其中各发光件发出的光线经过对应的二次光学件而偏折。

在一实施例中，光源单元包括基板，基板包括相对的第一表面及第二表面，发光件固设于第一表面上。

在一实施例中，各二次光学件具有轴向相对的第一端及第二端，各第一端邻接第一表面。

在一实施例中，各二次光学件包括第一半侧壁以及第二半侧壁，第一半侧壁与第二半侧壁围绕发光件，第一半侧壁的内壁具有第一内曲面，第二半侧壁的内壁具有第二内曲面，第一内曲面的曲率不同于第二内曲面的曲率。

在一实施例中，摄像镜头具有法线中心轴，二次光学件至少其中之一的第一半侧壁相对于第二半侧壁更邻近法线中心轴，且第一半侧壁的第一内曲面的曲率大于第二半侧壁的第二内曲面的曲率。

在一实施例中，第一半侧壁还设有保护层。

在一实施例中，各二次光学件具有轴向相对的第一端及第二端，各第一内曲面的曲率由第一端朝第二端逐渐增加，各第二内曲面的曲率由第一端朝第二端逐渐增加。

在一实施例中，第一半侧壁与第二半侧壁共同围绕形成轴向通孔于其中。

在一实施例中，各发光件位于轴向通孔内且偏心设置。

在一实施例中，第一半侧壁的璧厚不同于第二半侧壁的壁厚。

在一实施例中，调光单元包括透明盖，二次光学件延伸自透明盖表面。

在一实施例中，透明盖设有出光孔，各出光孔分别对应于各二次光学件。

在一实施例中，各发光件为表面贴装式(Surface Mounted Technology)LED。

在一实施例中，提供一种摄像机，包括摄像机本体与上述调光模组。摄像机本体具有摄像镜头。调光模组设置于摄像机本体内。

由此，根据本发明实施例的摄像机的调光模组，通过调光单元的各二次光学件分别对应于各发光件，且各发光件发出的光线可经过对应的二次光学件而产生偏折，使调光单元能够导引各发光件的光线达到需求的照射角度与强度分布，以优化照明的均匀度而提高影像撷取的品质。此外，各发光件不需进行额外加工制程(例如弯曲引脚转向)而大幅减少人力与时间成本。

附图说明

图1是本发明摄像机一实施例的立体图。

图2是本发明调光模组第一实施例的立体图。

图3是本发明调光模组第一实施例的分解立体图。

图4是本发明调光模组第一实施例的侧视图。

图5是图4的5-5剖视图。

图6是图5的局部放大图。

图7是图4的7-7剖视图。

图8是本发明调光模组第二实施例的局部剖视图。

图9是本发明调光模组第三实施例的局部剖视图。

图10是本发明调光模组第四实施例的局部剖视图。

图11是本发明调光模组第五实施例的局部剖视图。

【附图标记列表】

1 摄像机

2 调光模组

10 光源单元

11 第一表面

12 第二表面

13 镜头设置区

14 基板

15、16 发光件

20 调光单元

21、21A、21B 二次光学件

22 第一端

23 第二端

231、231A、231B 出光孔

24、24A、24B 第一半侧壁

241、241A、241B 第一内曲面

242 保护层

25、25A、25B 第二半侧壁

251、251A、251B 第二内曲面

26、26A、26B 轴向通孔

27 透明盖

3 摄像机本体

30 机壳

31 摄像口

32 摄像镜头

N 法线中心轴

L1、L2 光线

具体实施方式

以下提出各种实施例进行详细说明，然而，实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本发明欲保护的范围。此外，实施例中的附图省略部份元件，以清楚显示本发明的技术特点。在所有附图中相同的标号将用于表示相同或相似的元件。图1为本发明摄像机一实施例的立体图。图2至图4为本发明调光模组第一实施例的立体图、分解立体图及侧视图。如图1所示，本实施例的摄像机1包括调光模组2与摄像机本体3。在一些实施例中，摄像机1可为网路监控摄影机(IP Camera/Network Camera)、闭路电视(Closed-Circuit Television,CCTV)或类比监控摄影机等。摄像机1可安装于各式场所(例如托儿所、办公室、商店、公路等)，以进行安全监控或记录人员活动。

如图1至图4所示，摄像机本体3包括机壳30与摄像镜头32，机壳30为中空壳体且具有摄像口31，摄像镜头32位于机壳30中并朝向摄像口31。外部光线能由摄像口31进入机壳30内部，而使摄像镜头32能撷取外部影像。调光模组2安装于机壳30上且包括光源单元10与调光单元20。光源单元10包括基板14以及设置在摄像镜头32周围的多个发光件15，其中基板14包括相对的第一表面11及第二表面12。在本实施例中，基板14为电路板，各发光件15为发光二极体(Light-emitting diode，LED)，且各个发光件15是以表面贴装技术(Surface-mount technology，SMT)的方式固设于第一表面11上；基板14的第一表面11的法线方向是平行于摄像镜头32的取像方向(例如图3与图5所示的Y轴方向)，使各个发光件15的出光方向平行于摄像镜头32的取像方向。本技术领域具有通常知识者可以理解，发光件15的出光方向即发光件15的最大光强方向。在本实施例中，多个发光件15的数量为四个，但此并不局限，发光件15的数量也可根据实施需求而有不同配置。

如图3图5所示，基板14具有镜头设置区13以供摄像镜头32安装。在本实施例中，镜头设置区13为中央开孔，以供摄像镜头32穿设，避免摄像镜头32受到阻挡而能撷取外部影像，但此并不局限。在一些实施例中，基板14的镜头设置区13也可为实体区域，以供摄像镜头32直接组装并朝向摄像口31。

如图3至图5所示，摄像镜头32具有法线中心轴N(在此实施例法线中心轴N的轴向平行于如图2～图5的Y轴方向)，摄像镜头32的取像方向即法线中心轴N的轴向。多个发光件15分别等距围绕法线中心轴N设置，也就是说，各发光件15至法线中心轴N的最短距离皆相同，但本实施例并不限制。在一些实施例中，多个发光件15的位置可根据实际需求而有不同配置，例如多个发光件15设置于镜头设置区13的同一侧、多个发光件15以法线中心轴N为中心等角度(例如30°、45°或60°)配置或者多个发光件15也可以不规则的方式排列。

如图1至图4所示，调光单元20设置于光源单元10上并包括多个二次光学件21，多个二次光学件21对应多个发光件15，各发光件15发出的光线经过对应的二次光学件21而偏折，由此，各发光件15发出的光线可仅照射在摄像机1的取像范围的特定区域，例如仅照射在摄像机1的取像范围的其中一个象限。在一些实施方式中，调光单元20与光源单元10并排于摄像镜头32的取像方向上，且调光单元20位于光源单元10的前方。调光单元20还包括透明盖27，透明盖27设置于基板14的第一表面11的一侧，多个二次光学件21延伸自透明盖27表面并分别对应于各发光件15，构成多个二次光学件21分别等距围绕法线中心轴N设置。在本实施例中，透明盖27与各二次光学件21为一体成型的结构(例如透明盖27与各二次光学件21为一体射出成型)，透明盖27覆盖于多个发光件15，多个二次光学件21位于基板14与透明盖27之间且分别对应于多个发光件15。各二次光学件21具有轴向相对的第一端22及第二端23，在此各二次光学件21的轴向与摄像镜头32的取像方向相同，且各二次光学件21的第一端22邻接第一表面11并分别套罩于各发光件15，各第二端23远离第一表面11并连接于透明盖27表面。然而，上述实施例仅为举例，在其他实施例中，调光单元20也可仅包括多个二次光学件21并分别对应套罩于各发光件15外部。

在一些实施例中，上述透明盖27与各二次光学件21为透明材料所制成，例如透明材料可为聚碳酸酯(PC)、压克力塑胶(PMMA)或玻璃材料等，使各发光件15发出的光线时可由多个二次光学件21及透明盖27透出而从摄像口31向外照射，以达到辅助照明的效果。

在一些实施例中，上述调光单元20可直接固定于基板14，例如各二次光学件21通过粘着或嵌卡等方式固定于基板14的第一表面11。或者，调光单元20也可组装固定于摄像机1的机壳30，此并不局限。

请对照图4至图7所示，其中图5为图4的5-5剖视图，图6为图5的局部放大图，图7为图4的7-7剖视图。在本实施例中，各二次光学件21为呈圆筒状的透光套筒而包括第一半侧壁24、第二半侧壁25及轴向通孔26，第一半侧壁24与第二半侧壁25共同围绕形成轴向通孔26于其中。多个二次光学件21分别对应套罩于各发光件15而使各发光件15位于轴向通孔26内。各二次光学件21的第一半侧壁24的内壁具有第一内曲面241，第二半侧壁25的内壁具有第二内曲面251，也就是说，第一内曲面241为第一半侧壁24位于轴向通孔26中的曲状表面，第二内曲面251为第二半侧壁25位于轴向通孔26中的曲状表面，且第一内曲面241可指的是第一半侧壁24的内壁的全部或局部表面，第二内曲面251也可指的是第二半侧壁25的内壁的全部或局部表面。其中，第一半侧壁24的第一内曲面241的曲率不同于第二半侧壁25的第二内曲面251的曲率，在一些实施例中，上述第一内曲面241的曲率与第二内曲面251的曲率可为轴向曲率、圆周方向曲率或其组合，此详述如下。

以图4至图6来说，各二次光学件21的第一半侧壁24相对于第二半侧壁25更邻近法线中心轴N，且第一半侧壁24的第一内曲面241的轴向曲率(即图中Y轴方向的曲率)是由各二次光学件21的第一端22朝第二端23逐渐增加，第二半侧壁25的第二内曲面251的轴向曲率(即图中Y轴方向的曲率)也是由各二次光学件21的第一端22朝第二端23逐渐增加，且第一内曲面241的轴向曲率不同于第二内曲面251的轴向曲率，例如在本实施例中，第一内曲面241靠近第二端23的轴向曲率明显大于第二内曲面251靠近第二端23的轴向曲率。

承上，以图7来说，各二次光学件21的第一半侧壁24的第一内曲面241的圆周方向曲率也不同于第二半侧壁25的第二内曲面251的圆周方向曲率，例如在本实施例中，第一内曲面241的圆周方向曲率明显大于第二内曲面251的圆周方向曲率。

根据上述本发明实施例，通过调光单元20的各二次光学件21分别套罩于各发光件15，且各二次光学件21的内壁具有不同曲率的内曲面，使各二次光学件21能够导引各发光件15的所发出的光线达到需求的照射角度与强度分布。举例来说，如图1与图6所示，在本实施例中，由于第一半侧壁24的第一内曲面241的曲率不同于第二半侧壁25的第二内曲面251的曲率，因此，各发光件15发光照射第一内曲面241与第二内曲面251时，会产生不同的折射或/和反射效果，例如第一内曲面241的曲率可使各发光件15照射第一内曲面241时，能够减少折射进入机壳30内部的光线，而相对增加反射透出各二次光学件21及透明盖27的光线，并使反射的光线(例如本图光线L1所示)能够照射到预定的照明区域及位置。第二内曲面251的曲率则可使各发光件15照射第二内曲面251时，能够增加折射透出各二次光学件21、透明盖27及摄像口31的光线，而相对减少反射进入机壳30内部的光线，并使折射的光线(例如本图光线L2所示)能够照射到预定的照明区域及位置。因此，本发明实施例各发光件15发出的大部分光线即可照射于预定照明区域而提高亮度，此外，还经由各二次光学件21导引各发光件15的光线达到需求的照射角度与位置，而照射在取像范围的预定区域，并使预定照明区域整体亮度均匀而大幅提高影像撷取的品质。

除此之外，本发明实施例通过调光单元20的各二次光学件21分别套罩于各发光件15外部的方式控制光线照明，可使各发光件15不需进行额外加工制程(例如弯曲引脚转向)。如图3至图7所示，本实施例的各发光件15采用表面贴装式(Surface MountedTechnology)LED，以通过自动化机器将各发光件15快速贴装于基板14的第一表面11上，达到大幅减少人力与时间成本。或者，如图8所示，为本发明调光模组第二实施例的局部剖视图，本实施例与上述图6的实施例的差异在于，各发光件16是采用插件型LED，由于本发明实施例是通过调光单元20进行光线控制，因此，在制程中，各发光件16可直接插装固定于基板14上而不需进行引脚弯曲的制程，同样可减少人力与时间成本。

再如图4至图6所示，在一些实施例中，透明盖27于各二次光学件21的第二端23还设有出光孔231，各出光孔231分别连通于各二次光学件21的轴向通孔26且贯通透明盖27，由此，各发光件15发出的部分的光线即可由出光孔231直接透出而减少光能损失，达到进一步提高预定照明区域的亮度。此外，如图4至图6所示，在一些实施例中，各二次光学件21的出光孔231可为斜向孔，举例来说，出光孔231的倾斜方向可朝向取向范围的预定照明区域，以导引由出光孔231透出的光线直接照射于预定照明区域而进一步减少光能损失。

如图9所示，为本发明调光模组第三实施例的局部剖视图，本实施例与上述图6的实施例的差异在于，第一半侧壁24还设有保护层242，在此保护层242设置于第一半侧壁24的外壁，但此并不局限。由此，各发光件15照射于第一内曲面241的光线能受到保护层242的阻挡，而防止发光件15发出的光线进入摄像镜头32。在一些实施例中，上述保护层242可为深色材料所制成，例如深色薄膜或片体，以达到阻挡光线作用。或者，保护层242也可为反光材料所制成，例如反光模或反光片，以将折射进入第一半侧壁24的光线再反射，并相对增加反射透出各二次光学件21及透明盖27的光线，以提高预定照明区域的亮度。

在一些实施例中，本发明可进一步调整各发光件15于各二次光学件21的轴向通孔26中的位置，以调整各发光件15的光线照射出摄像口31的照射角度与强度分布。如图10所示，为本发明调光模组第四实施例的局部剖视图，本实施例相较于图6的实施例来说，各二次光学件21A的轴向通孔26A的孔径较大，且各发光件15位于各二次光学件21A的轴向通孔26A内且偏心设置，例如在本实施例中，发光件15靠近二次光学件21A的第一半侧壁24A的第一内曲面241A而相对远离第二半侧壁25A的第二内曲面251A，进而改变各发光件15照射于第一内曲面241A与第二内曲面251A的角度而产生不同的折射或/和反射效果，以改变照射出摄像口31的照射角度与强度分布。此外，在本实施例中，出光孔231A的尺寸也随着轴向通孔26A的孔径增大，达到提高照射出摄像口31的光量。

在一些实施例中，本发明可进一步调整各二次光学件21的第一半侧壁24、第二半侧壁25或其组合的壁厚，以调整各发光件15的光线照射出摄像口31的照射角度与强度分布。如图11所示，为本发明调光模组第五实施例的局部剖视图，本实施例相较于图6的实施例来说，各二次光学件21B的第二半侧壁25B的壁厚较厚，第一半侧壁24B的壁厚较薄，进而改变轴向通孔26B的尺寸，且各发光件15与第一半侧壁24B的第一内曲面241B保持间距，各发光件15与第二半侧壁25B的第二内曲面251B也保持间距。由此，可使各发光件15照射于第一内曲面241B与第二内曲面251B时产生不同的折射或/和反射效果，以改变照射出摄像口31的照射角度与强度分布。此外，在本实施例中，出光孔231B的尺寸也随着轴向通孔26B的孔径增大，以提高照射出摄像口31的光量。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

Claims (14)

1.一种摄像机的调光模组，适用于摄像机，其特征在于，所述摄像机的调光模组包括：

光源单元，包括多个发光件，所述发光件设置在所述摄像机的摄像镜头周围，且各所述发光件的出光方向平行于所述摄像镜头的取像方向；以及

调光单元，设置于所述光源单元上并包括多个二次光学件，所述二次光学件分别对应所述发光件；

其中，各所述发光件发出的光线经过对应的所述二次光学件而偏折；

各所述二次光学件包括第一半侧壁以及第二半侧壁，所述第一半侧壁与所述第二半侧壁围绕所述发光件，所述第一半侧壁的内壁具有第一内曲面，所述第二半侧壁的内壁具有第二内曲面；

所述摄像镜头具有法线中心轴，所述二次光学件至少其中之一的所述第一半侧壁相对于所述第二半侧壁更邻近所述法线中心轴，且所述第一半侧壁的所述第一内曲面的轴向曲率大于所述第二半侧壁的所述第二内曲面的轴向曲率。

2.如权利要求1所述的摄像机的调光模组，其特征在于，所述光源单元包括基板，所述基板包括相对的第一表面及第二表面，所述发光件固设于所述第一表面上。

3.如权利要求2所述的摄像机的调光模组，其特征在于，各所述二次光学件具有轴向相对的第一端及第二端，各所述第一端邻接所述第一表面。

4.如权利要求2所述的摄像机的调光模组，其特征在于，所述调光单元包括透明盖，各所述二次光学件位于所述基板与所述透明盖之间。

5.如权利要求2所述的摄像机的调光模组，其特征在于，各所述二次光学件具有轴向相对的第一端及第二端，所述第一端邻接所述第一表面并套罩于对应的所述发光件，所述第二端远离所述第一表面。

6.如权利要求1所述的摄像机的调光模组，其特征在于，所述第一半侧壁还设有保护层。

7.如权利要求1所述的摄像机的调光模组，其特征在于，各所述二次光学件具有轴向相对的第一端及第二端，各所述第一内曲面的曲率由所述第一端朝所述第二端逐渐增加，各所述第二内曲面的曲率由所述第一端朝所述第二端逐渐增加。

8.如权利要求1所述的摄像机的调光模组，其特征在于，所述第一半侧壁与所述第二半侧壁共同围绕形成轴向通孔于所述二次光学件中。

9.如权利要求8所述的摄像机的调光模组，其特征在于，各所述发光件位于所述轴向通孔内且偏心设置。

10.如权利要求1所述的摄像机的调光模组，其特征在于，所述第一半侧壁的璧厚不同于所述第二半侧壁的壁厚。

11.如权利要求1所述的摄像机的调光模组，其特征在于，所述调光单元包括透明盖，所述二次光学件延伸自所述透明盖表面。

12.如权利要求11所述的摄像机的调光模组，其特征在于，所述透明盖设有出光孔，各所述出光孔分别对应于各所述二次光学件。

13.如权利要求1所述的摄像机的调光模组，其特征在于，各所述发光件为表面贴装式(Surface Mounted Technology)LED。

14.一种摄像机，其特征在于，包括：

摄像机本体，具有摄像镜头；以及

如权利要求1至13中任一项所述的调光模组，所述调光模组设置于所述摄像机本体内。

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