TWI555396B - 發光模組及其影像監控裝置 - Google Patents

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TWI555396B
TWI555396B TW104111671A TW104111671A TWI555396B TW I555396 B TWI555396 B TW I555396B TW 104111671 A TW104111671 A TW 104111671A TW 104111671 A TW104111671 A TW 104111671A TW I555396 B TWI555396 B TW I555396B
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葉一信
王志中
張智鴻
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晶睿通訊股份有限公司
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

發光模組及其影像監控裝置
本發明關於一種發光模組及其影像監控裝置，尤指一種具有第一雙凹透鏡區段以及第二雙凹透鏡區段經由出光共用區段連接之透鏡結構的發光模組及其影像監控裝置。
一般而言，影像監控裝置會採用內建多光源(如紅外線發光二極體)之配置，以使影像監控裝置即使是在光源不充足的使用環境下(如室內或夜間場所等)仍然可提供輔助光線以擷取到清楚的影像，其常見發光設計係在光源前分別配置凸透鏡以及雙凹透鏡，以使光源所發射之光線可先通過凸透鏡會聚後再經由呈間隔排列且分別對準其所對應之光源之雙凹透鏡發散，從而使光源之發光範圍可符合鏡頭模組之影像擷取範圍。
然而，上述使用雙凹透鏡發散光線之設計係會導致影像監控裝置在相鄰光源之光線交會區域出現亮度不足的情況而造成暗帶問題，從而影響到影像監控裝置之影像擷取品質。除此之外，上述將雙凹透鏡間隔排列且分別對準其所對應之光源的設計亦會佔用過多影像監控裝置內部空間而增加影像監控裝置之整體體積，從而不利於影像監控裝置之小型化設計。
本發明之目的之一在於提供一種具有第一雙凹透鏡區段以及第二雙凹透鏡區段經由出光共用區段連接之透鏡結構的發光模組及其影像監控裝置，以解決上述問題。
根據一實施例，本發明之發光模組包含一透鏡結構、至少一第一光源，以及至少一第二光源。該透鏡結構包含一第一雙凹透鏡區段、一第二雙凹透鏡區段，以及一出光共用區段。該第一雙凹透鏡區段具有一第一入光凹弧面以及一第一出光凹弧面。該第二雙凹透鏡區段具有一第二入光凹弧面以及一第二出光凹弧面，該第二入光凹弧面延伸接合於該第一入光凹弧面。該出光共用區段連接於該第一雙凹透鏡區段以及該第二雙凹透鏡區段之間且具有一出光面，該出光共用區段在該出光面延伸接合於該第一出光凹弧面之位置上之一切線斜率小於該第一雙凹透鏡區段在該第一出光凹弧面延伸接合於該出光面之位置上之一切線斜率，該出光共用區段在該出光面延伸接合於該第二出光凹弧面之位置上之一切線斜率大於該第二雙凹透鏡區段在該第二出光凹弧面延伸接合於該出光面之位置上之一切線斜率。該至少一第一光源設置於對準該第一入光凹弧面之位置上，該至少一第一光源所發射之光線從該第一入光凹弧面入射至該第一雙凹透鏡區段以及該出光共用區段內且從該第一出光凹弧面以及該出光面射出。該至少一第二光源相鄰該至少一第一光源且設置於對準該第二入光凹弧面之位置上，該第二光源所發射之光線從該第二入光凹弧面入射至該第二雙凹透鏡以及該出光共用區段內且從該第二出光凹弧面以及該出光面射出。
根據另一實施例，本發明之影像監控裝置包含一殼體、至少一鏡頭模組，以及至少一發光模組。該至少一鏡頭模組設置於該殼體內，用來擷取影像。該至少一發光模組設置於該殼體內且相鄰該至少一鏡頭模組，用來提供該鏡頭模組擷取影像時所需之光線，該至少一發光模組包含一透鏡結構、至少一第一光源，以及至少一第二光源。該透鏡結構包含一第一雙凹透鏡區段、一第二雙凹透鏡區段，以及一出光共用區段。該第一雙凹透鏡區段具有一第一入光凹弧面以及一第一出光凹弧面。該第二雙凹透鏡區段具有一第二入光凹弧面以及一第二出光凹弧面，該第二入光凹弧面延伸接合於該第一入 光凹弧面。該出光共用區段連接於該第一雙凹透鏡區段以及該第二雙凹透鏡區段之間且具有一出光面，該出光共用區段在該出光面延伸接合於該第一出光凹弧面之位置上之一切線斜率小於該第一雙凹透鏡區段在該第一出光凹弧面延伸接合於該出光面之位置上之一切線斜率，該出光共用區段在該出光面延伸接合於該第二出光凹弧面之位置上之一切線斜率大於該第二雙凹透鏡區段在該第二出光凹弧面延伸接合於該出光面之位置上之一切線斜率。該至少一第一光源設置於對準該第一入光凹弧面之位置上，該至少一第一光源所發射之光線從該第一入光凹弧面入射至該第一雙凹透鏡區段以及該出光共用區段內且從該第一出光凹弧面以及該出光面射出。該至少一第二光源相鄰該至少一第一光源且設置於對準該第二入光凹弧面之位置上，該第二光源所發射之光線從該第二入光凹弧面入射至該第二雙凹透鏡以及該出光共用區段內且從該第二出光凹弧面以及該出光面射出。
透過上述設計，發光模組之第一光源以及第二光源所發射之光線就會在通過出光面時就會產生會聚現象而非發散，使得更多光線可通過第一光源以及第二光源之光線交會區域，從而達到提升第一光源以及第二光源之光線交會區域之亮度的目的，藉以解決先前技術中所提及之相鄰光源之光線交會區域會受到雙凹透鏡之光線發散特性的影響而出現暗帶的問題。如此一來，本發明之發光模組即可提供亮度更加均勻的光線，從而有效地提升影像監控裝置之影像擷取品質。此外，透過上述第一雙凹透鏡區段以及第二雙凹透鏡區段經由出光共用區段彼此相連之設計以取代先前技術所採用之將雙凹透鏡間隔排列且分別對準其所對應之光源的設計，本發明亦可有效地縮減發光模組在影像監控裝置內所佔用的內部空間，以利於影像監控裝置之小型化設計。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的實施方式及所附圖式得 到進一步的瞭解。
10‧‧‧影像監控裝置
12‧‧‧殼體
14‧‧‧鏡頭模組
16‧‧‧發光模組
20‧‧‧第一光源
22‧‧‧第二光源
24‧‧‧第一聚光單元
26‧‧‧第二聚光單元
28‧‧‧第一雙凹透鏡區段
30‧‧‧第二雙凹透鏡區段
34‧‧‧第一入光凹弧面
36‧‧‧第一出光凹弧面
38‧‧‧第二入光凹弧面
40‧‧‧第二出光凹弧面
H1、H2‧‧‧水平邊緣光
18、18’、18”、18'''‧‧‧透鏡結構
32、32’、32”、32'''‧‧‧出光共用區段
42、42’、42”、42'''‧‧‧出光面
T1、T2、T3、T4‧‧‧切線斜率
第1圖為根據本發明之一實施例所提出之影像監控裝置之立體示意圖。
第2圖為第1圖之發光模組之爆炸示意圖。
第3圖為第1圖之發光模組之上視圖。
第4圖為根據本發明另一實施例所提出之透鏡結構之示意圖。
第5圖為根據本發明另一實施例所提出之透鏡結構之示意圖。
第6圖為根據本發明另一實施例所提出之透鏡結構之示意圖。
請參閱第1圖，其為根據本發明之一實施例所提出之一影像監控裝置10之立體示意圖，如第1圖所示，影像監控裝置10包含一殼體12、至少一鏡頭模組14(於第1圖中顯示四個，但不受此限)，以及至少一發光模組16(於第1圖中顯示四個，但不受此限)，也就是說，影像監控裝置10係可較佳地為一多鏡頭監控攝影機，但不受此限。鏡頭模組14係設置於殼體12內以用來擷取影像，更詳細地說，在此實施例中，鏡頭模組14係可較佳地位於發光模組12之上方或下方(如第1圖所示)而呈上下疊置之排列方式，從而達到縮減影像監控裝置10之整體體積的目的。
在發光模組16之設計方面，請同時參閱第1圖、第2圖以及第3圖，第2圖為第1圖之發光模組16之爆炸示意圖，第3圖為第1圖之發光模組16之上視圖，由第1圖、第2圖以及第3圖可知，發光模組16係設置於殼體12內且相鄰鏡頭模組14，以用來提供鏡頭模組14擷取影像時所需之光線，發光模組16包含一透鏡結構18、至少一第一光源20(於第2圖中顯示二個，但不受此限)、至少一第二光源22(於第2圖中顯示二個，但不受此限)、一第一聚光單元24，以及一第二聚光單元26。透鏡結構18包含一第一 雙凹透鏡區段28、一第二雙凹透鏡區段30，以及一出光共用區段32，第一雙凹透鏡區段28具有一第一入光凹弧面34以及一第一出光凹弧面36，第二雙凹透鏡區段30具有一第二入光凹弧面38以及一第二出光凹弧面40，出光共用區段32連接於第一雙凹透鏡區段28以及第二雙凹透鏡區段30之間且具有一出光面42，以及第二入光凹弧面38係延伸接合於第一入光凹弧面34。如此一來，透過上述第一雙凹透鏡區段28以及第二雙凹透鏡區段30經由出光共用區段32彼此相連之設計以取代先前技術所採用之將雙凹透鏡間隔排列且分別對準其所對應之光源的設計，本發明即可有效地縮減發光模組16在影像監控裝置10內所佔用的內部空間，以利於影像監控裝置10之小型化設計。另外，在實際應用中，透鏡結構18係可朝垂直方向延伸，以使得透鏡結構18可用來接收如第2圖所示之二個(或更多)第一光源20以及二個(或更多)第二光源22所發射之光線。
在此實施例中，出光面42係可為一平面，也就是說，如第3圖所示，出光共用區段32在出光面42延伸接合於第一出光凹弧面36之位置上之一切線斜率T1(等於0)係小於第一雙凹透鏡區段28在第一出光凹弧面36延伸接合於出光面42之位置上之一切線斜率T2(大於0)，出光共用區段32在出光面42延伸接合於第二出光凹弧面40之位置上之一切線斜率T3(等於0)係大於第二雙凹透鏡區段30在第二出光凹弧面40延伸接合於出光面42之位置上之一切線斜率T4(小於0)。需注意的是，在實際應用中，出光共用區段32上之出光面42之尺寸係可較佳地利用第一光源20以及第二光源22之邊緣光行進路徑來界定，舉例來說，如第3圖所示，第一光源20所發射之光線中之一水平邊緣光H1之行進路徑以及第二光源22所發射之光線中之一水平邊緣光H2之行進路徑係可用來界定出光共用區段32上之出光面42之寬度，但不受此限，其係可根據發光模組16之實際應用需求而有所增減。
第一光源20以及第二光源22係可較佳地為一紅外線發光二極體(但不受此限，其亦可為其他發光類型之發光二極體，如可見光之發光二極體等)，第一光源20係設置於對準第一入光凹弧面34之位置上，第二光源22係相鄰第一光源20且設置於對準第二入光凹弧面38之位置上，而第一聚光單元24則是設置於第一光源20以及第一雙凹透鏡區段28之間且第二聚光單元26係設置於第二光源22以及第二雙凹透鏡區段30之間，藉以進一步地產生會聚第一光源20以及第二光源22所發射之光線的功效。在此實施例中，第一聚光單元24以及第二聚光單元26是全反射透鏡(TIR Lens)，但不以此為限，於其他實施例中，第一聚光單元24以及第二聚光單元26也可以是反射燈杯或是凸透鏡等具有會聚光線功效之光學單元。需注意的是，第一聚光單元24以及第二聚光單元26係可為可省略之元件，藉以達到簡化發光模組16之設計的目的，另外，第一光源20、第二光源22、第一聚光單元24以及第二聚光單元26之配置數量係可不限於上述實施例，其端視發光模組16之實際應用需求而有所增減。
透過上述設計，在第一光源20以及第二光源22所發射之光線通過第一聚光單元24以及第二聚光單元26會聚後，第一光源20所發射之光線即可從第一入光凹弧面34入射至第一雙凹透鏡區段28以及出光共用區段32內且從第一出光凹弧面36以及出光面42射出，且第二光源22所發射之光線即可從第二入光凹弧面38入射至第二雙凹透鏡區段30以及出光共用區段32內且從第二出光凹弧面40以及出光面42射出。在上述過程中，由於出光共用區段32之切線斜率T1係小於第一雙凹透鏡區段28之切線斜率T2且出光共用區段32之切線斜率T3係大於第二雙凹透鏡區段30之切線斜率T4，因此，原本會經由第一出光凹弧面36以及第二出光凹弧面40發散之光線在通過出光面42時就會產生會聚現象而非發散，使得更多光線可通過第一光源20以及第二光源22之光線交會區域，從而達到提升第一光源20以及第二光源22 之光線交會區域之亮度的目的，藉以解決先前技術中所提及之相鄰光源之光線交會區域因受到雙凹透鏡之光線發散特性的影響而出現暗帶的問題。如此一來，本發明之發光模組16即可提供亮度更加均勻的光線，從而有效地提升影像監控裝置10之影像擷取品質。
值得一提的是，出光共用區段上之出光面設計係可不限於上述實施例，也就是說，只要是利用出光共用區段在出光面延伸接合於第一出光凹弧面之位置上之切線斜率小於第一雙凹透鏡區段在第一出光凹弧面延伸接合於出光面之位置上之切線斜率且出光共用區段在出光面延伸接合於第二出光凹弧面之位置上之切線斜率大於第二雙凹透鏡區段在第二出光凹弧面延伸接合於出光面之位置上之切線斜率之設計以使光線在通過出光共用區段之出光面時會產生會聚現象而非發散的出光面設計，其均屬於本發明之保護範疇。舉例來說，在另一實施例中，如第4圖所示，本發明所提供之一透鏡結構18’之一出光共用區段32’之一出光面42’係可為一凹折面；在另一實施例中，如第5圖所示，本發明所提供之一透鏡結構18”之一出光共用區段32”之一出光面42”係可為一凸弧面；在另一實施例中，如第6圖所示，本發明所提供之一透鏡結構18'''之一出光共用區段32'''之一出光面42'''係可為一凹弧面。至於針對透鏡結構18’、18”、18'''與其他衍生變化實施例之相關描述，其係可參照上述實施例類推，於此不再贅述。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
16‧‧‧發光模組
18‧‧‧透鏡結構
20‧‧‧第一光源
22‧‧‧第二光源
24‧‧‧第一聚光單元
26‧‧‧第二聚光單元
28‧‧‧第一雙凹透鏡區段
30‧‧‧第二雙凹透鏡區段
32‧‧‧出光共用區段
34‧‧‧第一入光凹弧面
36‧‧‧第一出光凹弧面
38‧‧‧第二入光凹弧面
40‧‧‧第二出光凹弧面
42‧‧‧出光面
H1、H2‧‧‧水平邊緣光
T1、T2、T3、T4‧‧‧切線斜率

Claims (7)

  1. 一種發光模組，其包含：一透鏡結構，其包含：一第一雙凹透鏡區段，其具有一第一入光凹弧面以及一第一出光凹弧面；一第二雙凹透鏡區段，其具有一第二入光凹弧面以及一第二出光凹弧面，該第二入光凹弧面延伸接合於該第一入光凹弧面；以及一出光共用區段，其連接於該第一雙凹透鏡區段以及該第二雙凹透鏡區段之間且具有一出光面，該出光共用區段在該出光面延伸接合於該第一出光凹弧面之位置上之一切線斜率小於該第一雙凹透鏡區段在該第一出光凹弧面延伸接合於該出光面之位置上之一切線斜率，該出光共用區段在該出光面延伸接合於該第二出光凹弧面之位置上之一切線斜率大於該第二雙凹透鏡區段在該第二出光凹弧面延伸接合於該出光面之位置上之一切線斜率；至少一第一光源，其設置於對準該第一入光凹弧面之位置上，該至少一第一光源所發射之光線從該第一入光凹弧面入射至該第一雙凹透鏡區段以及該出光共用區段內且從該第一出光凹弧面以及該出光面射出；以及至少一第二光源，其相鄰該至少一第一光源且設置於對準該第二入光凹弧面之位置上，該第二光源所發射之光線從該第二入光凹弧面入射至該第二雙凹透鏡以及該出光共用區段內且從該第二出光凹弧面以及該出光面射出，該至少一第一光源所發射之光線中之一水平邊緣光之一行進路徑以及該至少一第二光源所發射之光線中之一水平邊緣光之一行進路徑界定該出光共用區段上之該出光面之一尺寸。
  2. 如請求項1所述之發光模組，其中該出光面係為一平面、一凹弧面、一凹 折面，或一凸弧面。
  3. 如請求項1所述之發光模組，其中該至少一發光模組另包含：一第一聚光單元，其設置於該至少一第一光源以及該第一雙凹透鏡區段之間，用以會聚該至少一第一光源所投射出之光線；以及一第二聚光單元，其設置於該至少一第二光源以及該第二雙凹透鏡區段之間，用以會聚該至少一第二光源所投射出之光線。
  4. 一種影像監控裝置，其包含：一殼體；至少一鏡頭模組，其設置於該殼體內，用來擷取影像；以及至少一發光模組，其設置於該殼體內且相鄰該至少一鏡頭模組，用來提供該至少一鏡頭模組擷取影像時所需之光線，該至少一發光模組包含：一透鏡結構，其包含：一第一雙凹透鏡區段，其具有一第一入光凹弧面以及一第一出光凹弧面；一第二雙凹透鏡區段，其具有一第二入光凹弧面以及一第二出光凹弧面，該第二入光凹弧面延伸接合於該第一入光凹弧面；以及一出光共用區段，其連接於該第一雙凹透鏡區段以及該第二雙凹透鏡區段之間且具有一出光面，該出光共用區段在該出光面延伸接合於該第一出光凹弧面之位置上之一切線斜率小於該第一雙凹透鏡區段在該第一出光凹弧面延伸接合於該出光面之位置上之一切線斜率，該出光共用區段在該出光面延伸接合於該第二出光凹弧面之位置上之一切線斜率大於該第二雙凹透鏡區段在該第二出光凹弧面延伸接合於該出光面之位置上之一切線斜率；至少一第一光源，其設置於對準該第一入光凹弧面之位置上，該至少一 第一光源所發射之光線從該第一入光凹弧面入射至該第一雙凹透鏡區段以及該出光共用區段內且從該第一出光凹弧面以及該出光面射出；以及至少一第二光源，其相鄰該至少一第一光源且設置於對準該第二入光凹弧面之位置上，該第二光源所發射之光線從該第二入光凹弧面入射至該第二雙凹透鏡以及該出光共用區段內且從該第二出光凹弧面以及該出光面射出，該至少一第一光源所發射之光線中之一水平邊緣光之一行進路徑以及該至少一第二光源所發射之光線中之一水平邊緣光之一行進路徑界定該出光共用區段上之該出光面之一尺寸。
  5. 如請求項4所述之影像監控裝置，其中該出光面係為一平面、一凹弧面、一凹折面，或一凸弧面。
  6. 如請求項4所述之影像監控裝置，其中該至少一發光模組另包含：一第一聚光單元，其設置於該至少一第一光源以及該第一雙凹透鏡區段之間，用以會聚該至少一第一光源所投射出之光線；以及一第二聚光單元，其設置於該至少一第二光源以及該第二雙凹透鏡區段之間，用以會聚該至少一第二光源所投射出之光線。
  7. 如請求項4所述之影像監控裝置，其中該至少一發光模組係位於該至少一鏡頭模組之上方或下方。
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