TWI425293B - 閃光燈模組及影像擷取裝置 - Google Patents

Description

閃光燈模組及影像擷取裝置

本發明係有關一種閃光燈模組與應用此閃光燈模組的影像擷取裝置。

在攝影術中，閃光燈(flash)是一種用來製造人工閃光的裝置，以幫助照亮所要拍攝的場景(scene)。當需要在較暗場景，例如夜間場景，取得較大的曝光(exposure)亮度，或者，當需要模擬真實光線下的場景，可使用閃光燈。另外，如果要擷取一快速移動物件的影像，或欲改變光線品質，也是閃光燈的使用時機。

現今照相機設計通常是以自動的方式啟動閃光燈。閃光燈啟動與照片擷取必須同步進行，為達此目的，可透過一同步線、無線訊號，或者以光感應等方式啟動閃光燈。

內嵌式(built-in)自動彈起的(pop-up)閃光燈單元是一種機構設計，其具有一閃光燈內嵌於相機機構的一容置空間，當需要啟動閃光燈時，閃光燈會從容置空間彈起至一發光位置。當使用者按下快門，閃光燈會同步發光。

內嵌式閃光燈單元必須在有限的空間內，利用最小量的元件，完成閃光燈開啟與關閉的動作，以符合照相機輕薄短小的發展潮流。

本發明實施例的目的之一在於提供一種內嵌式的閃光燈單元，利用最小量的元件，完成閃光燈開啟與關閉的動作，以符合輕薄短小的發展潮流。

根據上述目的，本發明一實施例提供一種閃光燈模組，包含一閃光燈、一基座、一電磁閥、一推塊、一勾爪、一第一彈性元件、一第二彈性元件。該閃光燈包含一卡槽、一第一轉軸，該第一轉軸用以帶動該閃光燈旋轉至一開啟位置或一關閉位置。該基座具有一容置空間，用以於在該關閉位置收納該閃光燈。該電磁閥包含一具有一穿孔的滑塊，於該關閉位置時，該電磁閥用以固定該滑塊於一第一位置。該推塊具有一與該滑塊相抵接之導槽，於該關閉位置時，該推塊的上端頂住該閃光燈的一下緣。該勾爪呈L型，該勾爪之一端具有一勾部，於該關閉位置扣勾於該卡槽內，該勾爪之另一端具有一通過該穿孔之樞軸，且該勾爪具有一用以帶動該勾爪旋轉的第二轉軸。該第一彈性元件具有兩端，其中一端與該基座固定，另一端與該樞軸固定，該第一彈性元件用以對該樞軸施力。該第二彈性元件設置於該基座與該閃光燈之間，用以對該閃光燈施力。

根據上述目的，本發明另一實施例提供一種閃光燈模組，包含一閃光燈、一基座、一電磁閥、一推塊、一勾爪。該閃光燈具有一第一轉軸，該第一轉軸用以帶動該閃光燈旋轉。該基座藉由該第一轉軸與該閃光燈連結，具有一容置空間，該容置空間用以收納該閃光燈。該電磁閥設置於該基座上，包含一具有一穿孔的滑塊。該推塊安置於該電磁閥上，具有一與該滑塊相抵接之導槽。該勾爪具有一第一端、一第二端及一第二轉軸，其中該第一端具有一勾部，用以於該容置空間中扣勾該閃光燈，該第二端具有通 過該穿孔的一樞軸，以使該勾爪與該基座及該滑塊相扣合，且該勾爪藉由該第二轉軸旋轉。

根據上述目的，本發明另一實施例提供一種影像擷取裝置，包含一光感測器，用以偵測一環境亮度；一運算中心，用以依據該環境亮度提供一閃光訊號；以及一前述兩實施例其中之一的閃光燈模組。

本發明實施例所提供的閃光燈模組，以數量極少的元件，完成閃光燈的開啟與關閉；並且，相對於所應用的影像擷取裝置，各元件的連接關係都是垂直方向，藉此，可以有效減少影像擷取裝置的厚度，達到尺寸最小化的目的。

以下將詳述本案的各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本案的範圍內，並以之後的專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本發明有較完整的了解，提供了許多特定細節；然而，本發明可能在省略部分或全部這些特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際的尺寸或數量，除非有特別說明。

第一A圖與第一B圖顯示本發明一實施例閃光燈模組 1的立體圖，其中第一A圖顯示閃光燈模組1的關閉狀態、第一B圖顯示閃光燈模組1的開啟狀態。本發明實施例的閃光燈模組1，可應用於一影像擷取裝置，例如相機或攝影機。其中閃光燈模組1包含一閃光燈10，當需要使用閃光燈10照亮所欲拍攝的場景，閃光燈10會由如第一A圖所示的關閉位置，被開啟至如第一B圖所示的開啟位置。當使用者按下快門按鈕後，閃光燈10也同步發出閃光。

上述實施例的閃光燈模組1，是利用一些連動構件使閃光燈10完成關閉與自動開啟的動作，詳述如下。

首先介紹閃光燈模組1的主要元件。第二圖顯示上述實施例閃光燈模組1的主要元件分解圖，其包含一閃光燈10、一基座20、一電磁閥30、一第一扭簧40、一推塊50、一勾爪60、一第二扭簧70、一開關80。

為介紹各元件之間的連接關係，第三A圖至第三C圖顯示上述實施例閃光燈模組1的主要元件的立體圖，其中第三A圖與第三B圖顯示於關閉狀態下之兩個視角的立體圖，第三C圖則顯示於開啟狀態下的立體圖，並且，為求圖示清楚表達，於此先省略基座20。

同時參見第二圖、第三A圖至第三C圖。閃光燈10至少具有一卡座10a、一卡槽10b、對稱的兩軸孔10c、一第一轉軸10d。再者，基座20具有一容置空間20a、一開口20b、兩肋20c，具體而言每個肋20c具有肋孔20d。其中第一轉軸10d同時穿過閃光燈10的兩個軸孔10c與基座20的兩個肋孔20d，以使閃光燈10與基座20相互連接，並使閃光燈10可藉由第一轉軸10d轉動。此外，第二扭 簧70設置於基座20的兩個肋20c之間，且同時被第一轉軸10d穿過。具體而言，第二扭簧70具有一第三端70a與一第四端70b，分別嵌入於基座20的一第一凹槽20h與閃光燈10的一第二凹槽10g。藉此，第二扭簧70提供一個永遠朝正y方向的推力或旋轉扭力，如果此力未受壓制，會帶動閃光燈10以第一轉軸10d為旋轉軸心，在xy平面上以順時針方向旋轉。實作上第二扭簧70亦可以彈性元件或扭力元件取代，而不限於此。

另外，再同時參見第二圖、第三A圖至第三C圖。勾爪60具有一勾部60a、一第二轉軸60b、一軸孔60c、一樞軸60d。其中第二轉軸60b通過軸孔60c，可用以帶動勾爪60在xy平面上旋轉。當勾部60a嵌入閃光燈10之卡座10a的卡槽10b內，則閃光燈10係處於關閉位置；而當勾部60a脫離卡座10a，則閃光燈10處於開啟位置。在關閉位置時，閃光燈10會收藏於基座20的容置空間20a內，其中卡座10a會收藏於基座20的開口20b中。

再如第二圖所示，電磁閥30上方具有一可沿者y方向移動的滑塊30a，其中滑塊30a具有一穿孔30b。於本實施例，電磁閥30為常閉型電磁閥，其內更包含一磁石(未繪示)及一組磁力線圈(未繪示)。當電磁閥30不導電時，滑塊30a會受磁石的磁力所吸引而固定並與電磁閥30結合；當電磁閥30導電後，磁力線圈會被導通而產生與磁石之磁力相反的一磁力，此時磁力線圈所產生的磁力即與磁石的磁力相互抵銷，使滑塊30a不再受磁力的束縛。同時參照第三A圖至第三C圖，此時若對滑塊30a施 加y方向的外力，則可帶動滑塊30a沿者y方向移動。為達此目的，外觀呈L型的勾爪60在一端具有樞軸60d，樞軸60d的另一端則穿過滑塊30a的穿孔30b，而第一扭簧40穿過基座20的一凸軸20f並具有一第一端40a與一第二端40b，第一端40a勾住基座20的一凸塊20g與基座20形成的凹槽，第二端40b在滑塊30a的外側勾住勾爪60的樞軸60d，如此第一扭簧40藉由樞軸60d施加予滑塊30a一永遠往正y方向的推力或旋轉扭力。因此，如果前述滑塊30a與電磁閥30的磁力消失，則第一扭簧40會帶動滑塊30a往正y方向移動。實作上第一扭簧40亦可以彈性元件或扭力元件取代，而不限於此。

又參照第二圖，推塊50設置於滑塊30a上方，且推塊50具有導槽50a，其輪廓與滑塊30a相符。因此，滑塊30a經由第一扭簧40往正y方向移動時，導槽50a可同時經由滑塊30a的推動而帶動推塊50一併往正y方向移動；反之，當對推塊50施予一負y方向的推力時，推塊50也可經由導槽50a帶動滑塊30a往負y方向移動。具體而言，如第三A圖所示，在閃光燈10於關閉位置時，推塊50的上端頂住閃光燈10的下緣。

最後，參見第三B圖與第三C圖，開關80設置於閃光燈10的另一側，用於偵測閃光燈10的位置。閃光燈10還具有一撥肋10e，開關80則具有一撥桿80a，其中當閃光燈10的位置改變，會帶動撥肋10e撥動撥桿80a，藉此得知閃光燈10的位置。

第四A圖與第四B圖進一步顯示撥肋10e撥動撥桿80a 的詳細情形，其中第四A圖顯示閃光燈10在關閉位置，而第四B圖顯示閃光燈10在開啟位置。值得注意的是，在本發明其他實施例中，可省略開關80與撥肋10e，而以其他方式偵測閃光燈10的位置變化。

接下來，介紹整個閃光燈模組1的開啟與關閉流程。第五A圖與第五B圖分別顯示上述實施例閃光燈模組1的主要元件，於關閉與開啟狀態的的側視圖，其中為求圖示清楚表達，於此先省略基座20。

同時參照第二圖、第五A圖及第五B圖，當閃光燈10處於關閉位置時，則電磁閥30未導電而為關閉狀態，並且電磁閥30的磁石對滑塊30a施加一磁力。其中此磁力大於第一扭簧40帶動滑塊30a往正y方向的力，因此可將滑塊30a固定於電磁閥30內，如第五A圖的關閉位置。當影像擷取裝置決定將閃光燈10由關閉位置轉換到開啟位置，則電磁閥30瞬間導通，使得施加於滑塊30a的磁力被抵消而消失，因此第一扭簧40會帶動樞軸60d連同滑塊30a與推塊50往正y方向移動。此時樞軸60d往正y方向移動會帶動整個勾爪60，以第二轉軸60b為旋轉軸心，在xy平面上作順時針旋轉，使得勾爪60的勾部60a脫離卡槽10b而脫離閃光燈10。此時，約束第二扭簧70的力量消失，使得閃光燈10以第一轉軸10d為中心，在xy平面上以順時針方向旋轉一角度。具體而言，角度可以是45度，但並不以此為限。

承上並參照第五A圖，當使用者欲關閉閃光燈10，可手動下壓閃光燈10，且下壓的力道大於第二扭簧70往 正y方向的一相反力道，即可使閃光燈10的下緣抵接至推塊50，進而使推塊50經由導槽50a帶動滑塊30a往負y方向移動，並回到關閉位置，且再次被電磁閥30內之磁石的磁力所吸住。另外，滑塊30a帶動樞軸60d往負y方向移動，使得勾爪60以第二轉軸60b為中心，在xy平面上以逆時針方向旋轉，使得勾部60a嵌入卡槽10b而將閃光燈10固定在關閉位置。

注意在本實施例，閃光燈10於xy平面以順時針旋轉45度而開啟。於其他實施例，可為其他旋轉角度。第六A圖與第六B圖顯示在本實施例控制閃光燈10的旋轉角度的方法，其中第六A圖為閃光燈模組1的前視圖，而第六B圖為第六A圖在A-A’方向的剖面圖。同時參照第六A圖及第六B圖，閃光燈10尚包含一停止部10f，且基座20尚包含一側壁20e。當閃光燈10在xy平面上以順時針方向旋轉時，停止部10f亦將被帶動著旋轉，直到抵住側壁20e為止。另外，在本發明其他實施例，可以以其他彈性構件取代前述的第一扭簧40與第二扭簧70。

第七圖顯示根據本發明另一實施例的一影像擷取裝置，應用前述的閃光燈模組1，其中圖示為閃光燈模組1在開啟狀態。本實施例的影像擷取裝置包含，但不限於，一數位相機或數位攝影機，而在本例為數位相機。除了閃光燈模組1，影像擷取裝置還包含一光感測器2、一運算中心(未繪示)、一鏡頭模組3、一快門按鈕4。

如第七圖，舉例而言，當使用者欲拍照時，可半按快 門按鈕4，使影像擷取裝置進行對焦程序，運算中心同時由光感測器2接收當前的環境亮度，並依據環境亮度判斷是否應啟動閃光燈模組1，以加強環境的亮度。具體而言，可以環境亮度是否超過一預設值作為判斷準則，如果判斷為是，則運算中心依據該環境亮度提供一閃光指示，令閃光燈模組1內部的各元件進行如前所述的一連串動作，使閃光燈10自影像擷取裝置彈出。當閃光燈10彈出至開啟位置，前述開關80會回饋一位置確認訊號給運算中心，且運算中心同時對閃光燈10下達充電的命令。當閃光燈10充電完成，使用者為進行拍照而完全按下快門按鈕4後，則閃光燈10即發出閃光，且光感測器2隨即擷取影像。拍照完畢後，使用者可手動壓下閃光燈10，以前述的流程將閃光燈10收納於容置空間20a。其中光感測器2是一光電轉換單元，用以感測類比的光訊號並將光訊號轉換為數位的電訊號，特別是電荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)或互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)，但不限於此。

以上，本發明實施例所提供的內嵌式閃光燈模組，以數量極少的元件，完成閃光燈的開啟與關閉；並且，相對於所應用的影像擷取裝置，各元件的連接關係都是垂直方向，藉此，可以有效減少影像擷取裝置的厚度，達到尺寸最小化的目的。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專 利範圍內。

1‧‧‧閃光燈模組

2‧‧‧光感測器

3‧‧‧鏡頭模組

4‧‧‧快門按鈕

10‧‧‧閃光燈

10a‧‧‧卡座

10b‧‧‧卡槽

10c‧‧‧軸孔

10d‧‧‧第一轉軸

10e‧‧‧撥肋

10f‧‧‧停止部

10g‧‧‧第二凹槽

20‧‧‧基座

20a‧‧‧容置空間

20b‧‧‧開口

20c‧‧‧肋

20d‧‧‧肋孔

20e‧‧‧側壁

20f‧‧‧凸軸

20g‧‧‧凸塊

20h‧‧‧第一凹槽

30‧‧‧電磁閥

30a‧‧‧滑塊

30b‧‧‧穿孔

40‧‧‧第一扭簧

40a‧‧‧第一端

40b‧‧‧第二端

50‧‧‧推塊

50a‧‧‧導槽

60‧‧‧勾爪

60a‧‧‧勾部

60b‧‧‧第二轉軸

60c‧‧‧軸孔

60d‧‧‧樞軸

70‧‧‧第二扭簧

70a‧‧‧第三端

70b‧‧‧第四端

80‧‧‧開關

80a‧‧‧撥桿

第一A圖與第一B圖顯示本發明第一實施例閃光燈模組的立體圖，其中第一A圖顯示閃光燈模組的關閉狀態、第一B圖顯示閃光燈模組的開啟狀態；第二圖顯示本發明第一實施例閃光燈模組的主要元件分解圖；第三A圖至第三C圖顯示本發明第一實施例閃光燈模組的主要元件的立體圖，其中第三A圖與第三B圖顯示於關閉狀態下之兩個視角的立體圖，第三C圖則顯示於開啟狀態下的立體圖；第四A圖與第四B圖顯示本發明第一實施例閃光燈模組的撥肋10e撥動撥桿80a的詳細位置，其中第四A圖顯示閃光燈在關閉位置，而第四B圖顯示閃光燈在開啟位置；第五A圖與第五B圖分別顯示本發明第一實施例閃光燈模組的主要元件，於關閉與開啟狀態的的側視圖；第六A圖與第六B圖顯示在本發明第一實施例控制閃光燈的旋轉角度的方法，其中第六A圖為閃光燈模組的前視圖，而第六B圖為第六A圖在A-A’方向的剖面圖；以及第七圖顯示根據本發明第二實施例的一影像擷取裝置，應用第一實施例的閃光燈模組。

10‧‧‧閃光燈

10a‧‧‧卡座

10b‧‧‧卡槽

10d‧‧‧第一轉軸

30‧‧‧電磁閥

30a‧‧‧滑塊

30b‧‧‧穿孔

40‧‧‧第一扭簧

50‧‧‧推塊

50a‧‧‧導槽

60‧‧‧勾爪

60a‧‧‧勾部

60b‧‧‧第二轉軸

60d‧‧‧樞軸

Claims (15)

1. 一種閃光燈模組，包含：一閃光燈，包含一卡槽、一第一轉軸，該第一轉軸用以帶動該閃光燈旋轉至一開啟位置或一關閉位置；一基座，具有一容置空間，用以於在該關閉位置收納該閃光燈；一電磁閥，包含一具有一穿孔的滑塊，於該關閉位置時，該電磁閥使該滑塊固定於一第一位置；一推塊，具有一與該滑塊相抵接之導槽，於該關閉位置時，該推塊的上端頂住該閃光燈的一下緣；一勾爪，呈L型，該勾爪之一端具有一勾部，於該關閉位置扣勾於該卡槽內，該勾爪之另一端具有一通過該穿孔之樞軸，且該勾爪具有一用以帶動該勾爪旋轉的第二轉軸；一第一彈性元件，設置於該基座及該樞軸之間，用以對該樞軸施力；以及一第二彈性元件，設置於該基座與該閃光燈之間，用以對該閃光燈施力。
2. 如申請專利範圍第1項的閃光燈模組，當該電磁閥釋放該滑塊，該第一彈性元件利用該樞軸推動該滑塊移動至一第二位置，其中該樞軸帶動該勾爪以該第二轉軸為中心旋轉，使該勾部脫離該閃光燈之該卡槽，以令該閃光 燈藉由該第二彈性元件及該第一轉軸旋轉至該開啟位置。
3. 如申請專利範圍第1至2項之任一項的閃光燈模組，當該閃光燈被施加大於該第二彈性元件之施力的一反向力，則該閃光燈即藉由該第一轉軸旋轉，使該下緣抵接於該推塊，進而帶動該推塊推動該導槽及該滑塊回到該第一位置，其中該滑塊的該穿孔帶動該樞軸及該勾爪以該第二轉軸旋轉，使該勾部嵌入該閃光燈之該卡槽內，使得該閃光燈固定在該關閉位置。
4. 如申請專利範圍第1項的閃光燈模組，其中該閃光燈模組更包含一具有一撥桿的開關，且該閃光燈更包含一撥肋，當該閃光燈帶動該撥肋於該關閉位置及該開啟位置之間移動，則該撥肋撥動該撥桿，用以確認該閃光燈之位置。
5. 如申請專利範圍第1項的閃光燈模組，其中該閃光燈更包含一停止部，當該閃光燈旋轉，則該停止部亦連動旋轉，直至抵接該基座之一側壁。
6. 一種閃光燈模組，包含：一閃光燈，具有一第一轉軸，該第一轉軸用以帶動該閃光燈旋轉；一基座，藉由該第一轉軸與該閃光燈連結，具有一容置空間，該容置空間用以收納該閃光燈；一電磁閥，設置於該基座上，包含一具有一穿孔的滑 塊；一推塊，安置於該電磁閥上，具有一與該滑塊相抵接之導槽；以及一勾爪，具有一第一端、一第二端及一第二轉軸，其中該第一端具有一勾部，用以於該容置空間中扣勾該閃光燈，該第二端具有通過該穿孔的一樞軸，以使該勾爪與該基座及該滑塊相扣合，且該勾爪藉由該第二轉軸旋轉。
7. 如申請專利範圍第6項的閃光燈模組，更包含複數扭力元件，分別固定於該樞軸與該基座之間，以及該基座與該閃光燈之間。
8. 如申請專利範圍第7項的閃光燈模組，更包含一開啟狀態，當該電磁閥釋放該滑塊，該扭力元件即利用該樞軸拉動該滑塊，其中該樞軸帶動該勾爪藉由該第二轉軸旋轉，使該勾部脫離該閃光燈之一卡槽，以令該閃光燈藉由該扭力元件及該第一轉軸旋轉至一開啟位置。
9. 如申請專利範圍第7項的閃光燈模組，更包含一關閉狀態，當該閃光燈旋轉並推動該推塊，該推塊連動推進該導槽及該滑塊，使該滑塊與該電磁閥結合，其中該滑塊的該穿孔帶動該樞軸及該勾爪藉由該第二轉軸旋轉，使該勾部勾扣該閃光燈之一卡槽，以使該閃光燈固定在一關閉位置。
10. 一種影像擷取裝置，包含： 一光感測器，用以偵測一環境亮度；一運算中心，用以依據該環境亮度提供一閃光訊號；以及一閃光燈模組，包含：一閃光燈，包含一卡槽、一第一轉軸，其中該閃光燈利用該第一轉軸於一開啟位置及一關閉位置之間移動；一基座，具有一容置空間，用以於該關閉位置容置該閃光燈；一電磁閥，具有一滑塊，該滑塊具有一穿孔，於該關閉位置時，該滑塊與該電磁閥結合；一推塊，接抵於該滑塊，具有一嵌卡該滑塊之導槽，於該關閉位置時，該推塊頂接該閃光燈之一下緣；一勾爪，包含一第一端、一第二端及一第二轉軸，該第一端具有一勾部，於該關閉位置卡勾於該卡槽，該第二端具有一通過該穿孔之樞軸，且該勾爪利用該第二轉軸旋轉；一第一彈性元件，設置於該基座與該樞軸之間；一第二彈性元件，設置於該基座與該閃光燈之間。
11. 如申請專利範圍第10項的影像擷取裝置，其中當該運算中心執行對焦程序，該運算中心即依據該環境亮度判斷是否啟動該閃光燈模組，如是，則令該閃光燈旋轉至該開啟位置。
12. 如申請專利範圍第10至11項之任一項的影像擷取裝置，當該電磁閥釋放該滑塊，則該第一彈性元件藉由該樞軸帶動該滑塊移動，且該樞軸帶動該勾爪以該第二轉軸旋轉，其中該勾部脫離該閃光燈之該卡槽，以使該閃光燈利用該第一轉軸旋轉至該開啟位置。
13. 如申請專利範圍第12項的影像擷取裝置，當該閃光燈受對抗該第二彈性元件之扭力的一反向力，則該閃光燈之一下緣即抵接該推塊，使該推塊經由該導槽推動該滑塊與該與該電磁閥結合，其中該滑塊的該穿孔帶動該樞軸及該勾爪以該第二轉軸旋轉，使該勾部嵌入該閃光燈之該卡槽，以使該閃光燈固定在該關閉位置。
14. 如申請專利範圍第10項的影像擷取裝置，其中該閃光燈模組更包含一開關，該開關具有一撥桿，且該閃光燈更包含一撥肋，該閃光燈帶動該撥肋旋轉，使該撥肋撥動該撥桿，以回傳該閃光燈之一位置確認訊號至該運算中心。
15. 如申請專利範圍第10項的影像擷取裝置，其中該光感測器係一光電轉換單元。