TWI451042B - 三維光場的控制裝置及其控制方法 - Google Patents

Description

三維光場的控制裝置及其控制方法

本案係關於三維光場，尤指一種三維光場的控制裝置及其控制方法。

請參閱圖1，為習用具有聚光功能的手電筒示意圖。其中具有一光源1射出光線，再透過一組透鏡2來控制光線。除了透鏡2本身的聚光能力之外，還可透過控制透鏡2與光源1之間的位置改變光線的聚焦位置，即在光軸上的聚焦位置，故而可以控制光軸上特定位置的照度，亦即如需較高的照度則利用透鏡2將光線聚焦於此處，反之則使之脫焦。

請參閱圖2，為習用另一種具有聚光功能的手電筒示意圖。相較於圖1透過透鏡的折射方式，圖2者是透過反射罩3將來自光源1的光線反射到一特定的方向。圖2的裝置如需較集中的照射，其方式是將光源1置於反射罩3的焦點位置，如需要較廣的照射範圍，則將光源1離開反射罩3的焦點即可，至於光源1與反射罩3兩者的相對運動，可以透過光源1的前後移動或是反射罩3的前後移動來達成。

請參閱圖3，為光學投射系統示意圖。通常是一光源模組10用以發射光線，光線則穿過折射式的變焦模組20，即以固態透鏡或液態透鏡，使光線的角度受到控制，通常光線投射的角度小，則在被照體4上的照射範圍就小，但照度也較高，反之，投射角度大，則在在被照體4上的照射範圍就大，但照度也較低。

請參閱圖4，為習用的二維光型遮罩裝置。其中具有一平面光源100，在其前方則設置一遮罩5，由於是使用平面光源100，故而理論上每個位置的照度相同，故而再使用遮罩5時可以確保穿過遮罩5上特定形狀的光線具有相同的照度，以圖4而言，遮罩5為十字型遮罩，故而平面光源100在被照體4上形成了一個十字型圖5’。雖然使用遮罩5很便利，若一旦所要使用的光型很多，則需要很多的遮罩，如此就會使得整個光場控制裝置體積加大很多。再者，由於是使用遮罩5，故而被遮罩5所遮蔽的光線就顯得十分的浪費。此外，由於缺乏調焦裝置，若被照體4距離遮罩5愈遠，則十字型圖5’的外形就會愈大但是照度就會下降，無法控制十字型圖5’的外形大小。

請參閱圖5，為光源陣列裝置。其中的平面光源100可由複數個發光元件10a組成，由正面可以看出來圖5的平面光源100是一個矩形陣列。當然，如要更密集的排列則可以選擇蜂巢式的排列。透過陣列式的排列可以選擇性的點亮某幾個發光元件10a來排列成特定的圖案。不過仍由於缺乏變焦裝置，因此圖5的陣列式光源難以維持其所排列的特定圖案的照度與照射範圍。

由此觀之，在三維光場的控制方法與裝置的領域中，需要一種新的觀念，亦即，在二維的光型控制而言，可以在不使用遮罩的情況下儘可能的排列出特定的光型，且在一維的光軸上還可以控制光型的照度與照射範圍。

爰是之故，申請人有鑑於習知技術之缺失，發明出本案「三維光場的控制裝置及其控制方法」，用以改善上述習用手段之缺失。

本發明之目的是對光場作有效的三維控制，即一方面在光軸上的聚焦平面可以選擇、亦即讓光場在光軸這個維度上可以受控制，另一方面，也可以控制光型，亦即在垂直於光軸的二維平面上可以控制光投射的形狀，詳言之，本發明的三維光場控制方法是透過在二維平面的發光與否以及亮度的變化，來控制光型以及明暗分布，並再透過在一維的光軸上的對焦位置，來控制不同距離的照度，亦即透過光型的變化與光軸上對焦位置的變化來達到三維控制的效果。因此，本發明為了達到所述之目的，以複數個光源排列成平面陣列，通常是矩形陣列，亦可排列成蜂巢陣列以求最高的光源排列密度。因此透過陣列的安排，也就是特定位置的光源發光來排列出特定的圖形，進而達到控制二維平面光型的效果。此外，再透過各個光源前的變焦裝置來控制各個光源的聚焦位置，綜合了光型控制與聚焦控制而得到了三維光場的控制效果。

為了達到上述之目的，本發明提供一種三維光場的控制裝置，包括一發光裝置；以及一變焦單元集合，是設置於該發光裝置的前方，用以聚焦來自該發光裝置的光線。

如上所述的控制裝置，其中該變焦單元集合是以複數個第一變焦單元組成。

如上所述的控制裝置，更具有一第二變焦裝置，位於該變焦裝置集合的前方。

如上所述的控制裝置，其中該發光裝置是自一面光源與一發光單元集合中選擇一種。

如上所述的控制裝置，其中該發光單元集合的發光單元，是選自發光二極體、白熾燈、鹵素燈、水銀燈、以及氚氣燈中的一種。

如上所述的控制裝置，其中該發光單元集合具有複數個發光單元，而該變焦裝置集合則具有複數個變焦單元，其中，複數個變焦單元中的一部份對應單一個發光單元。

如上所述的控制裝置，其中該發光單元集合具有複數個發光單元，而該變焦裝置集合則具有複數個變焦單元，其中，複數個發光單元中的一部份對應單一個變焦單元。

如上所述的控制裝置，其中該變焦單元集合更包含複數個變焦單元，而該變焦單元是選自液態透鏡、固態透鏡、以及液態透鏡與固態透鏡之組合中的一種。

為了達到上述之目的，本發明再提供一種三維光場的控制裝置，包括一變焦光源集合，其中，該變焦光源集合是由複數個變焦發光單元所組成，而該變焦發光單元更包括一發光單元，以及一設置於該發光單元前的一第一變焦單元。

如上所述的控制裝置，其中該變焦發光單元更包括複數個發光單元，而該第一變焦裝置則為一單一變焦單元。

如上所述的控制裝置，其中該第一變焦裝置更包括複數個變焦單元，而該光源則為一單一的發光單元。

如上所述的控制裝置，更包括一第二變焦裝置，設置於該第一變焦單元的前方。

為了達到上述之目的，本發明提供一種三維光場的控制方法，包含下列步驟：提供一光源；設置一變焦裝置於該光源的前方，以形成一變焦發光單元；以複數個該變焦發光單元組成一個二維的變焦光源集合，其中，透過該光源的亮度變化來控制二維的光形，而透過該變焦裝置的變焦動作來控制在光軸上的聚焦平面，綜合而達到三維光場調整的結果。

較佳者，更包括一步驟，提供另一變焦裝置於該變焦光源集合的前方。

較佳者，其中該光源更包括複數個發光單元，而該變焦裝置則為一單一變焦單元。

較佳者，其中該變焦裝置更包括複數個變焦單元，而該光源則為一單一的發光單元。

以下針對本案之三維光場的控制裝置及其控制方法的各實施例進行描述，請參考附圖，但實際之配置及所採行的方法並不必須完全符合所描述的內容，熟習本技藝者當能在不脫離本案之實際精神及範圍的情況下，做出種種變化及修改。

請參閱圖6，為本發明的三維光場控制裝置。三維光場控制裝置8包括一陣列光源101，是由複數個發光單元10a所組成的集合，且在陣列光源101前更設一變焦裝置7，變焦裝置7為了配合陣列光源101故也是一陣列式的結構，通常一個發光單元10a的前方即具有一個變焦單元70。而圖6右側則揭示了從三維光場控制裝置8的前方觀察，可見變焦裝置7的變焦單元70排列成一5x5矩陣，當然實際上亦不限於5x5矩陣，也可以是長方形矩陣，或是排列成蜂巢狀。

請參閱圖7，為一種光學變焦裝置。其中主要是一鏡組20，是由數個固態鏡片組成，而改變焦距的方式則是利用其中一個固態鏡片2a沿光軸的移動達成，通常負責變焦的固態鏡片2a還與一變焦機構2a’固定，透過變焦機構2a’來控制固態鏡片2a的前後移動。

因此配合圖7與圖6可知，本發明的三維光場控制裝置8可以透過每個發光單元10a前的對焦單元70以確實的控制各發光單元10a的聚焦位置。

請參閱圖8與圖9，為本發明應用的液態透鏡使用示意圖。其中液態透鏡6更包括一第一液體61與一第二液體62，此二種液體互不相溶，因此不會有溶解、混合的現象發生，而兩種液體之間的介面也會很明顯。液態透鏡6的其中的控制面60設置了複數個電極63，而第一液體61即附著在該面上，透過電極63的控制而改變第一液體61的曲率。請參閱圖8，其中第一液體61具有一第一曲率C1，可以由圖8看出第一曲率C1的曲率較大，亦即曲率半徑較小，而使得光線L經過第一液體61的折射後所形成的第一焦點F1距離液態透鏡6較近。反之，透過電極63的控制，請即參閱圖9，第一液體61由於電極63的控制而變化因而具有了第二曲率C2，其曲率較小，亦即曲率半徑較大，而使得光線L經過第一液體61的折射後所形成的第二焦點F2距離液態透鏡6較遠。也就是說可以利用圖8與圖9所揭示的液態透鏡6作為圖6所揭示的變焦單元70。

請參閱圖10與圖11，為本發明所應用的組合式透鏡。請先參閱圖10，為一第一組合式透鏡7a，包括一固態透鏡2a以及在其前後方各設置一個的液態透鏡6，除了液態透鏡6本身可以變焦外，固態透鏡2a亦可透過變焦結構2a’的動作而達到變焦的效果，所以第一組合式透鏡7a的聚焦的有效距離與單一個固態透鏡或液態透鏡更遠。請再參閱圖11，為一第二組合式透鏡7b，包括一液態透鏡6以及在其前後方各設置一個的固態透鏡2a，除了液態透鏡6本身可以變焦外，固態透鏡2a亦可透過變焦結構2a’的動作而達到變焦的效果，所以第二組合式透鏡7b的聚焦的有效距離與單一個的固態透鏡或液態透鏡更遠。

請參閱圖12，為本發明的三維光場控制裝置的另一實施例示意圖。其中在三維光場控制裝置8前，即發光方向的位置更設置一固態透鏡2a，其作用在於將三維光場控制裝置8所形成的光線作更進一步的控制，通常是更進一步的聚焦以盡可能的維持三維光場控制裝置8所形成的光型，以及所欲維持的照度。此外為了便利進一步的控制，在固態透鏡2a上更設置一變焦裝置2a’讓固態透鏡2a可以沿著光軸移動以達到所欲的控制效果。換言之，本發明的三維光場控制裝置8除了已包括了一變焦裝置7之外，更可再增設一具有變焦功能的裝置，即圖12所示的固態透鏡2a，故而可將變焦裝置7視為一第一變焦裝置，而固態透鏡2a則視為第二變焦裝置。

請參閱圖13，為本發明三維光場控制裝置所應用的變焦發光單元。請先回顧圖6，由於是陣列光源101與對焦裝置7均是由複數個單元所組成，因此將一個發光單元10a與一個變焦單元70結合而成為一個同時具有發光與對焦功能的變焦發光單元是更方便的設計。請參閱圖13，其中變焦發光單元80包括一電路板81，其上設置一發光單元10a，以及一設置在發光單元10a上的一液態透鏡6，此液態透鏡6作為變焦、聚焦之用，而電路板81上還具有複數個端子82用以設置在一基板9(請配合圖14)。通常發光單元10a以發光二極體為優選。此外，與圖8、圖9的液態透鏡6較為不同的是，圖13的液態透鏡6更包括兩個控制面60，各具有一第一液體61，而其他部分則填充第二液體62。而各控制面60均具有電極63(請配合圖8或圖9)，與端子82電連接，故而可以用電子信號透過端子82來控制 各第一液體61的曲率，進而控制液態透鏡6的變焦，以控制來自發光單元10a的光線的聚焦位置。

請參閱圖14，為本發明應用圖13的變焦發光單元的三維光場控制裝置。其中，三維光場控制裝置8是由複數個變焦發光單元80所組成，亦即三維光場控制裝置8是一變焦光源集合。各變焦發光單元80均設於基板9上。此外，在三維光場控制裝置8前，即發光方向的位置更設置一具有變焦機構2a’的固態透鏡2a，其功效請參閱之前的說明，於此不再贅述。

請參閱圖15至圖16，為習用技術與本發明的應用比較示意圖。請先參閱圖15，此為習用的三維光場控制裝置的應用示意圖。其中光源模組10透過一遮罩5以產生一十字光型100’，透過一聚焦模組20而投射到一段差受照體4上，亦即，段差受照體4’上有一高段部4’H與一低段部4’L。由光軸方向觀之，由於高段部4’H距離變焦模組20較近，因此在高段部4’H上形成的高段部光型10’H照度較高而範圍較小，反之，由於低段部4’L距離變焦模組20較遠，因此在低段部4’L上形成的低段部光型10’L照度較低而範圍較大。由此可見，在照明的應用上，圖15所示的習用技術無法在段差受照體4’上產生一個均勻的光型。請參閱圖16，此為本發明的三維光場控制裝置的應用示意圖。其中，發光單元10a的集合是排列成一陣列式光源101，並進而排列出一十字形的發光圖形，經過變焦陣列7的控制後，可以在段差受照體4’的高段部4’H與低段部4’L投 射出照度、範圍均勻的光型。其控制的方法即是將負責投射光線在高段部4’H的發光單元10a透過其前方的變焦單元70聚焦在高段部4’H上，而形成一陣列式高段部光型100’H；而負責投射光線在低段部4’L的發光單元10a透過其前方的變焦單元70聚焦在低段部4’L上，而形成陣列式低段部光型100’L。如此即可得到照度、範圍均勻的光型。由此可見，本發明透過了陣列式光源101當中數個發光單元10a的點亮與熄滅、或亮度變化來排列出二維的圖形，並再透過變焦單元70的變焦來達到在一維的光軸上的聚焦位置的控制，綜合而達到了三維光場的控制效果。

請參閱圖17，為本發明的單一面光源的實施例示意圖。其中，本發明的三維光場控制裝置8的光源是由一面光源100，以及在其前方設置的一變焦裝置7所組成，變焦裝置7是以複數個變焦單元70所組成的集合，通常排列成陣列。透過控制個別變焦單元70於光軸上的聚焦位置可以造成某一對焦平面(圖中未揭示)上的光型是具有明暗分布的光型，亦即在被照體4(請參考圖3、圖4)，產生了明暗分布的光型。此外，為了達到更進一步的變焦控制效果，在變焦裝置7的前方更設置另一用來變焦的固態透鏡2a，使光線更加集中。

請參閱圖18，為本發明的一光源對多變焦裝置的實施例示意圖。其中揭示了本發明三維光場控制裝置8的一個發光單元10a對應二個或二個以上的對焦單元70，如此應用則是為了因應使用發光功率較強的元件如鹵素燈或是氚氣燈、亦或是白熾燈、水銀燈，來作為發光單元10a，通常此類的發光元件體積較大，因此需要以複數個的變焦單元70才足以控制到所有由發光單元10a所射出的光線。又或者如此應用可以控制單一個發光單元10a本身的不同區域光線的對焦位置以造成在某一對焦平面(圖中未揭示)上的光型是具有明暗分布的光型。此外，為了達到更進一步的變焦控制效果，在變焦裝置7的前方更設置另一調焦透鏡2a，使光線更加集中。

請參閱圖19，為本發明的多光源對單一變焦裝置的實施例示意圖。其中揭示了本發明三維光場控制裝置8的二個或二個以上發光單元10a對應一個變焦單元70。由於現今彩色投影的應用比較受歡迎，因此為了能夠達到混色的效果，將分屬於三原光的三個發光單元10a對應一個變焦單元70以達到將混色後的色光予以控制使其在遠近不同的平面上可以形成大小相同、照度相同的光型。當然，圖19的實施例不限於在混色效果，若對應單一個變焦單元70的複數個發光單元10a亦可以同色光組合而成。此外，為了達到更進一步的變焦控制效果，在變焦裝置7的前方更設置另一調焦透鏡2a，使光線更加集中。

由以上圖17至圖19可知，本發明的在應用時的各種元件的搭配是很具有彈性的，除了如同圖17所示可以應用於平面光源100之外，如遇到發光單元10a尺寸較大或是變焦單元70尺寸較小的情形，可以讓一個發光單元10a搭配數個變焦單元70即可達到本發明所欲之效果，如圖18所示。又若是遇到發光單元10a尺寸較小或是變焦單元70尺寸較大的情形，可以讓一個變焦單元70搭配數個發光單元10a依舊可達到本發明所欲之效果，如圖19所示。

請參閱圖20，為本發明的另一種變焦發光單元的實施例示意圖。其中揭露了一第一複合式變焦發光單元80a，包括一個大型發光單元11，以及數個並列於該大型發光單元11前方的液態透鏡6。一如圖18及其說明所述的情形，如將一個大型發光單元11與數個液態透鏡6整合而成為一第一複合式變焦發光單元80a，則在構成本發明的三維光場控制裝置8(請配合圖18)就會顯得十分容易，僅需依照使用者的需求，將複數個第一複合式變焦發光單元80a排列成如正方形矩陣、長方形矩陣、或是蜂巢式陣列即可。

請參閱圖21，為本發明的又一種變焦發光單元的實施例示意圖。其中揭露了一第二複合式變焦發光單元80b，包括一個液態透鏡6，以及數個設置在該液態透鏡6之一端的發光單元10a。一如圖19及其說明所述的情形，如將一個相對較大的液態透鏡6與數個較小的發光單元10a整合而成為一第二複合式變焦發光單元80b，則在構成本發明的三維光場控制裝置8(請配合圖19)就會顯得十分容易，僅需依照使用者的需求，將複數個第二複合式變焦發光單元80b排列成如正方形矩陣、長方形矩陣、或是蜂巢式陣列即可。

請參閱圖22，為本發明的再一種變焦發光單元的實施例示意圖。其中揭露了一第三複合式變焦發光單元80c，包括一個液態透鏡6以及一個設置在該液態透鏡6一端的一個多核發光單元12。就圖19及其說明所述的混色作用而言，可將三原色光的單體如紅光光核12R、綠光光核12G、以及藍光光核12B整合為一而成為圖22所示的多核發光單元12，並再將之與一個尺寸較大的液態透鏡6結合，故而比起利用圖21的揭示，將數個不同色的單獨的發光單元10a一起與液態透鏡6結合的狀況而言，圖22將不同色光的光核整合為一，是更為簡便的設計。

上述的圖20至圖22中所示的雖以液態透鏡6作為變焦裝置，但不限於此，通常亦可以使用圖7、圖10、圖11的實施例作為變焦裝置，也是很好的選擇。

請參閱圖23，為本發明三維光場控制裝置的另一實施例示意圖。其中揭露的三維光場控制裝置8，包括了一具有數個發光單元10a的陣列光源101，在陣列光源101的前方則設置一第一組變焦裝置7-1。圖23的實施例為了更增加本發明使用彈性，如增加有效聚焦距離，更在第一組變焦裝置7-1前再設置一第二組變焦裝置7-2，並在第二組變焦裝置7-2前更在設置一固態透鏡2a及其變焦機構2a’。其中，第一組變焦裝置7-1與第二組變焦裝置7-2均是以數個變焦單元70組合而成，而變焦單元70的選擇可以是圖7至圖11中的任一實施例，且搭配方式亦很多樣，例如但不限於後述的實施態樣，如第一組變焦裝置7-1可選擇以多個圖8至圖9揭示的液態透鏡6組成，而第二組變焦裝置7-2則可選擇圖7的鏡組20。當然，同一組的變焦裝置亦可選用不同的變焦單元，不過通常較佳的組合是讓同一組的變焦裝置內各個變焦單元的變焦範圍相同。

圖24、圖25、圖26，為本發明的發光單元與變焦單元於平面上的排列實施例示意圖。請先參閱圖24，其中揭露的是發光單元10a與變焦單元70(請參考圖6)以放射狀排列。請再參閱圖25，其中揭示了發光單元與變焦單元以所謂的渦旋狀、或稱漩渦狀、或稱螺旋狀、或稱渦捲狀、或稱漸開線狀的排列。請再參閱圖26，其中揭示了發光單元與變焦單元以同心圓的環狀排列的情形，當然，非同心的圓環狀、橢圓環、矩形環等，也是顯而易見的一種排列選擇。

請參閱圖27，為本發明實施例的立體示意圖。其中揭示了發光單元10a的集合是一陣列光源101，而變焦單元70的集合則是一呈陣列狀的變焦裝置7。發光單元10a的光線L經過變焦單元70的聚焦後成為了投射光L’射出。當然，變焦單元70亦可以圖7、圖10、或圖11的實施例取代、或併用。

請參閱圖28，為本發明另一實施例的立體示意圖。其中揭示了三維光場控制裝置8是數個變焦發光單元80的集合，而圖28揭露的集合是呈陣列狀，但亦不限於此。變焦發光單元80具有一發光單元10a以及一與發光單元10a結合的液態透鏡6，而投射光L’即是被液態透鏡6聚焦後之來自發光單元10a的光。關於發光單元10a與液態透鏡6的關係請見圖13、圖14及其說明，於此不再贅述。當然，液態透鏡6亦可以圖7、圖10、或圖11的實施例取代、或併用。雖然圖27與圖28所呈現的是4x4矩陣，但實際上亦不限於正方形矩陣，也可以是長方形矩陣，或是排列成蜂巢狀。當然，亦可以排列如圖24至圖26所示的圖形，或是宗教圖騰、符號。

綜上所述，本發明透過多種方式排列的發光單元以及變焦單元，不但可以精確的控制每個發光單元的光線的聚焦位置，更可以透過改變個別的發光單元的聚焦位置以適應受照體的表面凹凸狀態，使具有凹凸表面的受照體的表面上仍可獲得均勻的照射。此外，為了本發明的應用更加的便捷，本發明更揭露了可以將發光單元與變焦單元整合成為一個變焦發光單元，其可以是一個發光單元搭配一個變焦單元，亦可是複數個發光單元搭配一個變焦單元，亦或是複數個變焦單元搭配一個發光單元，以滿足各種不同的需求，對於照明科技而言，本發明具有莫大的貢獻。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例，雖遭熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1．．．光源

10．．．光源模組

10’H．．．高段部光型

10’L．．．低段部光型

10a．．．發光元件

100．．．平面光源

100’．．．十字光型

100’H．．．陣列式高段部光型

100’L．．．陣列式低段部光型

101．．．陣列光源

11．．．大型發光單元

12．．．多核發光單元

12R．．．紅光光核

12G．．．綠光光核

12B．．．藍光光核

2．．．透鏡

2a．．．固態透鏡

2a’．．．變焦機構

20．．．變焦模組

3．．．反射罩

4．．．被照體

4’．．．段差受照體

4’H．．．高段部

4’L．．．低段部

5．．．遮罩

5’．．．十字型圖

6．．．液態透鏡

61．．．第一液體

62．．．第二液體

63．．．電極

7．．．變焦裝置

70．．．變焦單元

7a．．．第一組合式透鏡

7b．．．第二組合式透鏡

7-1．．．第一組變焦裝置

7-2．．．第二組變焦裝置

8．．．三維光場控制裝置

80．．．變焦發光單元

80a．．．第一複合式變焦發光單元

80b．．．第二複合式變焦發光單元

80c．．．第三複合式變焦發光單元

81．．．電路板

82．．．端子

9．．．基板

L．．．光線

L’．．．投射光

C1．．．第一曲率

C2．．．第二曲率

F1．．．第一焦點

F2．．．第二焦點

圖1，為習用具有聚光功能的手電筒示意圖；

圖2，為習用另一種具有聚光功能的手電筒示意圖；

圖3，為光學投射系統示意圖；

圖4，為習用的二維光型遮罩裝置；

圖5，為光源陣列裝置；

圖6，為本發明的三維光場控制裝置

圖7，為一種光學變焦裝置；

圖8與圖9，為本發明應用的液態透鏡使用示意圖；

圖10與圖11，為本發明所應用的組合式透鏡；

圖12，為本發明的三維光場控制裝置的另一實施例示意圖；

圖13，為本發明三維光場控制裝置所應用的變焦發光單元；

圖14，為本發明應用圖13的變焦發光單元的三維光場控制裝置；以及

圖15至圖16，為習用技術與本發明的應用比較示意圖；

圖17，為本發明的單一面光源的實施例示意圖；

圖18，為本發明的一光源對多變焦裝置的實施例示意圖；

圖19，為本發明的多光源對單一變焦裝置的實施例示意圖；

圖20，為本發明的另一種變焦發光單元的實施例示意圖；

圖21，為本發明的又一種變焦發光單元的實施例示意圖；

圖22，為本發明的再一種變焦發光單元的實施例示意圖；

圖23，為本發明三維光場控制裝置的另一實施例示意圖；

圖24、圖25、圖26，為本發明的發光單元與變焦單元於平面上的排列實施例示意圖；

圖27，為本發明實施例的立體示意圖；以及

圖28，為本發明另一實施例的立體示意圖。

2a．．．固態透鏡

2a’．．．變焦機構

8．．．三維光場控制裝置

80．．．變焦發光單元

9．．．基板

Claims (18)

1. 一種三維光場的控制裝置，包括：一發光裝置；以及一變焦單元集合，是由至少一個第一變焦裝置組成，設置於該發光裝置的前方，透過該發光裝置的亮度變化來控制二維的光形，而透過該第一變焦裝置的變焦動作來控制在光軸上的聚焦平面，綜合而達到三維光場調整的結果。
2. 如申請專利範圍第1項所述的控制裝置，更具有一第二變焦裝置，位於該第一變焦裝置的前方。
3. 如申請專利範圍第1項所述的控制裝置，其中該發光裝置是自一面光源與一發光單元集合中選擇一種。
4. 如申請專利範圍第3項所述的控制裝置，其中該發光單元集合的發光單元，是選自發光二極體、白熾燈、鹵素燈、水銀燈、以及氚氣燈中的一種。
5. 如申請專利範圍第3項所述的控制裝置，其中該發光單元集合具有複數個發光單元，而該第一變焦裝置則具有複數個變焦單元，其中，複數個變焦單元中的一部份對應單一個發光單元。
6. 如申請專利範圍第3項所述的控制裝置，其中該發光單元集合具有複數個發光單元，而該第一變焦裝置則具有複數個變焦單元，其中，複數個發光單元中的一部份對應單一個變焦單元。
7. 如申請專利範圍第1項所述的控制裝置，其中該變焦單元集合更包含複數個變焦單元，而該變焦單元是選自液 態透鏡、固態透鏡、以及液態透鏡與固態透鏡之組合中的一種。
8. 一種三維光場的控制裝置，包括一變焦光源集合，其中，該變焦光源集合是由複數個變焦發光單元所組成，而該變焦發光單元更包括一發光單元，以及一設置於該發光單元前的一第一變焦單元，其中：透過該發光單元的亮度變化來控制二維的光形，而透過該第一變焦裝置的變焦動作來控制在光軸上的聚焦平面，綜合而達到三維光場調整的結果。
9. 如申請專利範圍第8項所述的控制裝置，其中該第一變焦裝置是選自液態透鏡、固態透鏡、以及固態與液態透鏡的組合中的一種。
10. 如申請專利範圍第8項所述的控制裝置，其中該發光單元是選自發光二極體、白熾燈、鹵素燈、水銀燈、以及氚氣燈中的一種。
11. 如申請專利範圍第8項所述的控制裝置，其中該變焦發光單元更包括複數個發光單元，而該第一變焦裝置則為一單一變焦單元。
12. 如申請專利範圍第8項所述的控制裝置，其中該第一變焦裝置更包括複數個變焦單元，而該發光單元則為一單一的發光單元。
13. 如申請專利範圍第8項所述的控制裝置，更包括一第二變焦裝置，設置於該第一變焦裝置的前方。
14. 一種三維光場的控制方法，包含下列步驟： 提供一光源；設置一變焦裝置於該光源的前方，以形成一變焦發光單元；以複數個該變焦發光單元組成一個二維的變焦光源集合，其中，透過該光源的亮度變化來控制二維的光形，而透過該變焦裝置的變焦動作來控制在光軸上的聚焦平面綜合而達到三維光場調整的結果。
15. 如申請專利範圍第14項所述的控制方法，其中該光源是選自發光二極體、白熾燈、鹵素燈、以及氚氣燈中的一種，而該變焦裝置是選自液態透鏡、固態透鏡、以及固態與液態透鏡的組合中的一種。
16. 如申請專利範圍第14項所述的控制方法，更包括一步驟，提供另一變焦裝置於該變焦光源集合的前方。
17. 如申請專利範圍第14項所述的控制方法，其中該光源更包括複數個發光單元，而該變焦裝置則為一單一變焦單元。
18. 如申請專利範圍第14項所述的控制方法，其中該變焦裝置更包括複數個變焦單元，而該光源則為一單一的發光單元。