TWI579638B

TWI579638B - 閃光燈裝置

Info

Publication number: TWI579638B
Application number: TW104135811A
Authority: TW
Inventors: 陳志隆; 顏智敏
Original assignee: 高準精密工業股份有限公司
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2017-04-21
Also published as: TW201642006A; CN106200212A; TWM523122U; CN205103528U

Description

閃光燈裝置

本發明係關於一種光學裝置，尤其關於一種應用於閃光燈的光學裝置。

在現今資訊時代中，人類對於電子裝置之依賴性與日俱增，而因應現今電子產品之高速度、高效能及輕薄化的要求，具照相功能的可攜式電子裝置已漸成主流，並成為現代人生活中不可或缺的工具，使得各種影像擷取裝置(例如傳統相機、數位相機、具有影像擷取功能之行動電話等)之使用已越來越廣泛。為提升影像擷取裝置的拍攝功能，影像擷取裝置中常常需配設一閃光燈裝置，用以於影像擷取裝置進行拍攝時提供補光效果來彌補環境光線不足之情形，進而獲得較清晰之圖像。

請參閱圖1，其為習知閃光燈裝置的結構示意圖。閃光燈裝置1包括閃光透鏡(flash lens)12以及以發光二極體作為提供光束L1的發光源11，且閃光透鏡12上接近於發光源11的一面具有類似鋸齒狀的結構121；其中，發光源11所提供的光束L1會先經過閃光透鏡12後而向外輸出，且類似鋸齒狀的結構121係用以改變經過其中之光束L1的行進方向，使得向外輸出的光束L1*得以擴散，以達到對環境補光的效果。

然而，習知的閃光燈裝置1補光效果不佳，原因在於經由閃光透鏡12後的光束L1*擴散不均，使得被捕光的區域中各處的亮度不盡相同；是以，許多技術方案被提出以改善上述的缺陷，例如透過改變閃光透鏡本身的結構來使發光源所提供的光束能夠於向外輸出後更佳均勻，其如美國專利第US2012/0176801公開號以及美國專利第2014/0226299公開號所揭露；惟，閃光透鏡本身常有外觀限制，故過度曲面不被使用，而目前的趨勢是將閃光透鏡與機構結合，如此一來與閃光透鏡相結合的機構就需要有與閃光透鏡相對應的承靠面，因而導致閃光透鏡的光學面受到限制，否則就無法與承靠面結合；是以，在外觀造型與機構強度要求與製程技術的侷限下，改變結構後的閃光透鏡常有均限性，不易被市場接受或量產，且其厚度無法有效降低，亦不符合輕、薄、短小的趨勢。

此外，亦有透過在相對應於閃光透鏡之位置的外殼(例如手機外殼)上設置光擴散結構來增加光均勻度的技術方案被提出，其如美國專利第US2012/0018322公開號所揭露，但由於外殼因製程侷限而使得其精度無法與閃光透鏡相匹配，故所帶來的效果仍有限。再者，美國專利第US5477292公告號提出於閃光燈裝置前設置滑動式擴散板的方式來提升光束向外輸出後的均勻度，但此將增加機構的複雜度以及閃光燈裝置的整體厚度。

此外，使用者對成像品質的需求日與劇增，因此期望利用影像擷取裝置拍攝後所獲得之圖像的色彩(所謂的色溫)應盡可能地逼真，故對閃光燈的色溫保真也越更加講究。進一步而言，由於圖1所示的閃光燈裝置1僅具有單一的發光源11，即所謂的單閃(single flash)，因此閃光燈裝置1對環境之補光的色彩飽合度會有不足的情況，且無法對色溫進行調整，有鑑於此，習知的閃光燈裝置中還會再設置可提供不同色溫之補光的第二發光源(雙閃)乃至第三發光源(三閃)，以改善上述的缺陷。然而，因為閃光燈裝置中的多個發光源並非具有同一個發光中心，故於色溫的混合以及補光強度的混合上如何能夠達到均勻化是一個亟待解決的課題。

又，一般閃光燈裝置中的發光源，如發光二極體(LED)，其所提供的光束中藍光的部分占其光源頻譜的比重不低，但由於藍光常不被使用者或環境所接受，故如何將藍光部分轉化為被使用者或環境所接受的光束亦成為重要課題。

根據以上的說明可知，習知的閃光燈裝置具有改善的空間。

本發明之目的在提供一種閃光燈裝置，特別是一種透過於閃光燈裝置之閃光鏡頭上設置微結構薄膜而使得由閃光燈裝置所輸出之閃光得以均勻擴散及/或其光形、方向、發散角度、強度或頻譜分佈得以被設計的閃光燈裝置。

於一較佳實施例中，本發明提供一種閃光燈裝置，包括：至少一發光源，用以提供複數光束；以及一閃光透鏡(flash lens)，其上設置具有至少一微結構圖案的至少一微結構薄膜，且該閃光透鏡係供該些光束通過以向外提供照明；其中，該至少一微結構薄膜係用以對通過其中之該些光束進行光束整形(beam shaping)及/或調整從該至少一微結構薄膜輸出之該些光束的一頻譜分佈。

於一較佳實施例中，該至少一發光源係包括一雷射二極體(LD)、一發光二極體(LED)、一有機發光二極體(OLED)以及一熱光源(thermal source)中之至少一者。

於一較佳實施例中，該至少一發光源包括一發光二極體以及一雷射二極體，且該有至少一微結構薄膜包括分別相對應於該發光二極體以及該雷射二極體之一第一微結構薄膜以及一第二微結構薄膜；其中，該發光二極體所提供之該些光束係於至少通過該第一微結構薄膜後向外提供一閃光，而該雷射二極體所提供之該些光束係於至少通過該第二微結構薄膜後向外提供一結構光(structure light)。

於一較佳實施例中，該至少一發光源包括複數個發光二極體，且至少一微結構薄膜係為一單一微結構薄膜；其中，該發光二極體所提供之該些光束係於至少通過該單一微結構薄膜後向外提供一閃光。

於一較佳實施例中，該至少一發光源包括複數個發光二極體，且至少一微結構薄膜包括相對應於該複數個發光二極體之複數個微結構薄膜；其中，每一發光二極體所提供之該些光束係於至少通過該些微結構薄膜中之一相對應者後向外提供一閃光。

於一較佳實施例中，該至少一微結構薄膜包括一光學繞射元件(DOE)，抑或是該至少一微結構薄膜具有一菲涅耳表面(Fresnel surface)。

於一較佳實施例中，該閃光透鏡係位於該至少一微結構薄膜以及該至少一發光源之間，抑或是該至少一微結構薄膜係位於該閃光透鏡以及至少一發光源之間，抑或是該至少一微結構薄膜係位於該閃光透鏡內。

於一較佳實施例中，該至少一微結構薄膜係透過一介質而固定於該閃光透鏡上，且該介質之一折射率係介於該閃光透鏡之一折射率以及該微結構薄膜中之至少一者之一折射率之間。

於一較佳實施例中，該至少一微結構薄膜係由一塑膠材質、一矽膠材質、一玻璃材質或一可被紫外光(UV)固化之材質所製成。

於一較佳實施例中，該至少一微結構薄膜包括一波長敏感材質(wavelength-sensitive material)，用以調整從該至少一微結構薄膜輸出之該些光束的一頻譜分佈。

於一較佳實施例中，該波長敏感材質係為螢光材質。

於一較佳實施例中，該至少一微結構薄膜之一外形係為一非對稱形狀或與該至少一發光源呈一同心形狀。

於一較佳實施例中，該至少一微結構薄膜包括複數層微結構圖案。

於一較佳實施例中，該至少一微結構薄膜上用以與該閃光透鏡相結合的一表面係為一曲面；及/或該閃光透鏡上用以與該至少一微結構薄膜相結合的一表面係為一曲面。

於一較佳實施例中，該至少一微結構薄膜與該至少一發光源之一發光中心之間的一最大間距不大於6公厘。

於一較佳實施例中，該閃光燈裝置之一最大厚度不大於6公厘。

於一較佳實施例中，該閃光燈裝置更包括至少一感測元件，位於該閃光透鏡之一側，用以感應來自該閃光透鏡之一另一側並通過該閃光透鏡之複數光束。

於一較佳實施例中，該閃光燈裝置更包括至少一感測元件，位於該閃光透鏡之一側，用以感應來自該閃光透鏡之該側之複數光束。

於一較佳實施例中，該閃光透鏡之該側係與該至少一發光源同側，抑或是該閃光透鏡之該側不與該至少一發光源同側。

於一較佳實施例中，該閃光透鏡更包括至少一感測元件，位於該至少一微結構薄膜內，用以感應入射至該至少一微結構薄膜之複數光束。

1‧‧‧閃光燈裝置

2‧‧‧閃光燈裝置

3‧‧‧閃光燈裝置

4‧‧‧閃光燈裝置

5‧‧‧閃光燈裝置

6‧‧‧閃光燈裝置

7‧‧‧閃光燈裝置

7’‧‧‧閃光燈裝置

8‧‧‧閃光燈裝置

8’‧‧‧閃光燈裝置

8”‧‧‧閃光燈裝置

8'''‧‧‧閃光燈裝置

9‧‧‧閃光燈裝置

11‧‧‧發光源

12‧‧‧閃光透鏡

22‧‧‧閃光透鏡

24‧‧‧介質

32‧‧‧閃光透鏡

42‧‧‧閃光透鏡

52‧‧‧閃光透鏡

72‧‧‧閃光透鏡

82‧‧‧閃光透鏡

92‧‧‧閃光透鏡

121‧‧‧鋸齒狀的結構

211‧‧‧發光源

231‧‧‧微結構薄膜

231’‧‧‧微結構薄膜

231”‧‧‧微結構薄膜

311‧‧‧第一發光源

312‧‧‧第二發光源

331‧‧‧微結構薄膜

411‧‧‧第一發光源

412‧‧‧第二發光源

431‧‧‧第一微結構薄膜

432‧‧‧第二微結構薄膜

511‧‧‧第一個發光源

512‧‧‧第二發光源

531‧‧‧第一微結構薄膜

532‧‧‧第二微結構薄膜

631‧‧‧微結構薄膜

711‧‧‧第一發光源

712‧‧‧第二發光源

713‧‧‧第三發光源

731‧‧‧第一微結構薄膜

731’‧‧‧第一微結構薄膜

732‧‧‧第二微結構薄膜

732’‧‧‧第二微結構薄膜

733‧‧‧第三微結構薄膜

733’‧‧‧第三微結構薄膜

811‧‧‧發光源

814‧‧‧感測元件

814’‧‧‧感測元件

814”‧‧‧感測元件

814'''‧‧‧感測元件

814A'''‧‧‧感測元件

814B'''‧‧‧感測元件

814C'''‧‧‧感測元件

831‧‧‧微結構薄膜

831'''‧‧‧微結構薄膜

831A'''‧‧‧微結構薄膜

831B'''‧‧‧微結構薄膜

831C'''‧‧‧微結構薄膜

911‧‧‧發光源

931‧‧‧微結構薄膜

2111‧‧‧發光中心

2311‧‧‧微結構圖案

3311‧‧‧微結構圖案

4311‧‧‧第一微結構圖案

4321‧‧‧第二微結構圖案

5321‧‧‧第二微結構圖案

6312‧‧‧波長敏感材質

7312‧‧‧第一波長敏感材質

7322‧‧‧第二波長敏感材質

7332‧‧‧第三波長敏感材質

L1‧‧‧光束

L1*‧‧‧光束

L2‧‧‧光束

L2*‧‧‧光束

L6‧‧‧光束

L6*‧‧‧光束

L9‧‧‧光束

L9*‧‧‧光束

L31‧‧‧光束

L32‧‧‧光束

L41‧‧‧光束

L42‧‧‧光束

L51‧‧‧光束

L52‧‧‧光束

L71‧‧‧光束

L72‧‧‧光束

L73‧‧‧光束

L81‧‧‧光束

L82‧‧‧光束

L83‧‧‧光束

L84‧‧‧光束

L85‧‧‧光束

A‧‧‧區域

B‧‧‧區域

C‧‧‧區域

D‧‧‧區域

E‧‧‧區域

F‧‧‧區域

圖1：係為習知閃光燈裝置的結構示意圖。

圖2A：係為本發明閃光燈裝置於第一較佳實施例之結構示意圖。

圖2B：係為圖2A所示閃光透鏡之上視圖。

圖3A：係為圖2A所示閃光燈裝置之微結構薄膜的外形與發光源的發光中心於一實施態樣的關係示意圖。

圖3B：係為圖2A所示閃光燈裝置之微結構薄膜的外形與發光源的發光中心於一另一實施態樣的示意圖。

圖4A：係為本發明受測標的之類別判斷方法於一較佳實施例之流程圖。

圖4B：係為圖4A所示閃光透鏡之上視圖。

圖5A：係為本發明閃光燈裝置於第三較佳實施例之結構示意圖。

圖5B：係為圖5A所示閃光透鏡之上視圖。

圖6A：係為本發明閃光燈裝置於第四較佳實施例之結構示意圖。

圖6B：係為圖6A所示閃光透鏡之上視圖。

圖7：係為本發明閃光燈裝置於第五較佳實施例之結構示意圖。

圖8：係為本發明閃光燈裝置於第六較佳實施例之結構示意圖。

圖9：係為本發明閃光燈裝置於第七較佳實施例之結構示意圖。

圖10：係為本發明閃光燈裝置於第八較佳實施例之結構示意圖。

圖11：係為本發明閃光燈裝置於第九較佳實施例之結構示意圖。

圖12：係為本發明閃光燈裝置於第十較佳實施例之結構示意圖。

圖13：係為本發明閃光燈裝置於第十一較佳實施例之結構示意圖。

圖14A：係為圖13所示之微結構薄膜與其相對應之感測元件於一第一實施態樣的上視圖。

圖14B：係為圖13所示之微結構薄膜與其相對應之感測元件於一第二實施態樣的上視圖。

圖14C：係為圖13所示之微結構薄膜與其相對應之感測元件於一第三實施態樣的上視圖。

圖15：其為本發明閃光燈裝置於第十二較佳實施例之結構示意圖。

請參閱圖2A以及圖2B，圖2A為本發明閃光燈裝置於第一較佳實施例之結構示意圖，圖2B為圖2A所示閃光透鏡之上視圖。閃光燈裝置2包括發光源211以及設置於發光源211上方的閃光透鏡(flash lens)22，且閃光透鏡22上設置有一微結構薄膜231；其中，發光源211用以提供複數光束L2，且該些光束L2係於依序通過閃光透鏡22以及微結構薄膜231後向外輸出以對使用環境提供閃光，亦即向使用環境提供攝像時或感應偵測時所需的照明。

於本較佳實施例中，發光源211係為單一發光二極體，但不以此為限，其可為雷射二極體(LD)、發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、一熱光源(thermal source)或類似於雷射二極體、發光二極體、有機發光二極體等半導體類的其它發光元件。

再者，微結構薄膜231上具有微結構圖案2311，用以對通過其中的該些光束L2進行光束整形(beam shaping)，藉以調整通過微結構薄膜231後之光束L2*的發散角度及/或強度等，因此向外輸出的光束L2*得以彈性變化，舉例來說，向外輸出的光束L2*可因應微結構圖案2311的設計而更寬(更發散)、更窄(更收斂)或更均勻地擴散，亦能夠透過微結構圖案2311的設計而使閃光燈裝置2僅朝特定的方向提供閃光。可選擇地，微結構薄膜231還可用以調整從微結構薄膜231向外輸出之該些光束L2*的頻譜分佈，舉例來說，微結構圖案2311可被設計為對通過其中的該些光束L2進行分光，使得只有具特定波長區間的光束能從微結構薄膜231向外輸出。其中，如何透過設計微結構圖案2311而使通過其中並向外輸出的光束L2*符合使用者的需求係為熟知本技藝人士所知悉，故在此即不再予以贅述。

可選擇地，微結構薄膜231為光學繞射元件(DOE)，或是具有菲涅耳表面(Fresnel surface)的薄膜。此外，微結構薄膜231還能由複數微結構圖案2311所層疊而成，並且可為塑膠材質所製成，例如聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、瑞翁(zeonex)等，亦可為玻璃材質所製成，例如BK7玻璃等，抑或是由橡膠材質或一可被紫外光(UV)固化之材質所製成。

請參閱圖3A，其為圖2A所示閃光燈裝置之微結構薄膜的外形與發光源的發光中心於一較佳實施態樣的關係示意圖。圖3A示意了微結構薄膜231’的外形可與發光源211的發光中心2111呈同心形狀；較佳者，但不以此為限，微結構薄膜231’與發光源211的發光中心2111之間的最大間距不大於6公厘。再者，於實際應用的情況中，微結構薄膜的外形係因應發光源之形態的不同(雷射二極體、發光二極體即為二種不同形態的發光源)、應用目的的不同、所需提供閃光之環境區塊的不同或是發光源211位置的不同而被設計。舉例來說，請參閱圖3B，其為圖2A所示閃光燈裝置之微結構薄膜的外形與發光源的發光中心於一另一較佳實施態樣的示意圖，而其還示意了微結構薄膜231”的外形因應實際應用情況而被設計呈非對稱形狀。惟，圖3A以及圖3B所示之微結構薄膜231’、231”的外形係僅為實施例，其係可為熟知本技藝人士依據實際應用需求而進行任何均等的變更設計。

再者，請再度參閱圖2A，微結構薄膜231可透過一介質24而固定在閃光透鏡22上，且該介質24的折射率是介於閃光透鏡22的折射率以及微結構薄膜231的折射率之間，以減少光束L2通過介質24時產生不必要的反射或隨意折射的情況；於本較佳實施例中，用以固定微結構薄膜231的介質24為透光的黏著劑。

又，微結構薄膜231上用以與閃光透鏡22相結合的表面以及閃光透鏡22上用以與微結構薄膜231相結合的表面可以是任何形式，如曲面，如此一來，設計上的自由度更佳彈性，使得閃光燈裝置2向外輸出的光束L2*因此能夠更寬(更發散)、更窄(更收斂)或更均勻地擴散；其中，閃光透鏡22上用以與微結構薄膜231相結合的表面還可標示有對準標記，藉此以方便組裝者將微結構薄膜231固定(如黏貼)至閃光透鏡22的適當位置處。

請參閱圖4A以及圖4B，圖4A為本發明閃光燈裝置於第二較佳實施例之結構示意圖，圖4B為圖4A所示閃光透鏡之上視圖。本較佳實施例之閃光燈裝置3大致類似於本案第一較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與前述第一較佳實施例不同之處在於，閃光燈裝置3包括第一發光源311以及第二發光源312，且第一發光源311以及第二發光源312皆係為發光二極體，並共用單一微結構薄膜331，也就是說第一發光源311以及第二發光源312所提供的光束L31、L32皆係經過閃光透鏡32以及同一微結構薄膜331後向外輸出，而該單一微結構薄膜331上的微結構圖案3311係依據實際應用需求而被設計；其中，相較於第一較佳實施例的閃光燈裝置2，本較佳實施例可針對需提供閃光的環境區塊提供更高強度的光源輸出。

請參閱圖5A以及圖5B，圖5A為本發明閃光燈裝置於第三較佳實施例之結構示意圖，圖5B為圖5A所示閃光透鏡之上視圖。本較佳實施例之閃光燈裝置4大致類似於本案第二較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與前述第二較佳實施例不同之處在於，閃光燈裝置4的閃光透鏡42上設置分別對應於第一發光源411以及第二發光源412的第一微結構薄膜431以及第二微結構薄膜432，因此第一發光源411所提供之光束L41是經過閃光透鏡42以及第一微結構薄膜431後向外輸出，而發光源412所提供之光束L42是經過閃光透鏡42以及第二微結構薄膜432後向外輸出；其中，第一微結構薄膜431的第一微結構圖案4311以及第二微結構薄膜432的第二微結構圖案4321可相同或不同，同樣地，其亦是分別依據實際應用需求而被設計。

請參閱圖6A以及圖6B，圖6A為本發明閃光燈裝置於第四較佳實施例之結構示意圖，圖6B為圖6A所示閃光透鏡之上視圖。本較佳實施例之閃光燈裝置5大致類似於本案第三較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與前述第三較佳實施例不同之處在於，第一發光源511以及第二發光源512分別為發光二極體以及雷射二極體，且第一發光源511所提供的光束L51係於依序通過閃光透鏡52以及第一微結構薄膜531後向外提供閃光，而第二發光源512所提供的光束L52則於依序通過閃光透鏡22以及第二微結構薄膜532後向外提供相對應於第二微結構薄膜532上之第二微結構圖案5321的結構光(structure light)；其中本較佳實施例的閃光燈裝置5可應用於體感互動並需擷取影像的領域，或是應用於紅外線虹膜辨識的領域，但應用領域並不以上述為限，而如何透過設計第二微結構圖案5321而使閃光燈裝置5向外輸出符合需求的結構光係為熟知本技藝人士所知悉，故在此即不再予以贅述。

請參閱圖7，其為本發明閃光燈裝置於第五較佳實施例之結構示意圖，其中，本較佳實施例之閃光燈裝置6大致類似於本案第一較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與前述第一較佳實施例不同之處在於，微結構薄膜631還包括波長敏感材質(wavelength-sensitive rmaterial)6312，用以調整從微結構薄膜631向外輸出之光束的頻譜分佈。

舉例來說，於本較佳實施例中，波長敏感材質6312 係為螢光材質，當發光源611所提供的光束L6入射至微結構薄膜631中時，波長敏感材質6312會吸收短波長區間的光束(如藍光)並釋出長波長區間的光束，因此只有特定波長區間的光束L6*能夠從微結構薄膜631輸出，藉以向使用環境提供具有特定色溫(color temperature)的閃光。惟，上述僅為實施例，波長敏感材質並不以螢光材質為限，熟知本技藝人士可依據實際應用需求而進行任何均等的變更設計。

請參閱圖8，其為本發明閃光燈裝置於第六較佳實施例之結構示意圖，其中，本較佳實施例之閃光燈裝置7大致類似於本案第五較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與前述第五較佳實施例不同之處在於，閃光燈裝置7包括第一發光源711、第二發光源712以及第三發光源713，且閃光透鏡72上設置分別對應於第一發光源711、第二發光源712以及第三發光源713的第一微結構薄膜731、第二微結構薄膜732以及第三微結構薄膜733，而第一微結構薄膜731、第二微結構薄膜732以及第三微結構薄膜733中分別包括第一波長敏感材質7312、第二波長敏感材質7322以及第三波長敏感材質7332。

是以，於第一發光源711所提供的光束L71入射至第一微結構薄膜731後，因應第一波長敏感材質7312可使得閃光燈裝置7向使用環境提供具有第一色溫的閃光，其如圖8所示的A區。而於第二發光源712所提供的光束L72入射至第二微結構薄膜732後，因應第二波長敏感材質7322可使得閃光燈裝置7向使用環境提供具有第二色溫的閃光，其如圖8所示的B區。又，於第三發光源713所提供的光束L73入射至第三微結構薄膜733後，因應第三波長敏感材質7332可使得閃光燈裝置7向使用環境提供具有第三色溫的閃光，其如圖8所示的C區。

再者，倘若第一波長敏感材質7312、第二波長敏感材質7322以及第三波長敏感材質7332三者之間彼此不同，且第一發光源711、第二發光源712以及第三發光源713同時提供光束 L71、L72、L73，則閃光燈裝置7還可向使用環境提供混合有第一色溫以及第二色溫的閃光，其如圖8所示的D區(A區與B區的交錯區)，以及向使用環境提供混合有第二色溫以及第三色溫的閃光，其如圖8所示的E區(B區與C區的交錯區)。

當然，上述僅為實施例，圖8亦僅為示意圖，如同先前的說明，具有第一色溫的閃光的光形、發散角度、方向以及強度係因應第一微結構薄膜731中之微結構圖案(圖未示)的設計而決定，且具有第二色溫的閃光的光形、發散角度、方向以及強度因應第二微結構薄膜732中之微結構圖案(圖未示)的設計而決定，而具有第三色溫的閃光的光形、發散角度、方向以及強度則因應第三微結構薄膜733中之微結構圖案(圖未示)的設計而決定。

此外，若是第一發光源711所提供的光束L71於通過第一微結構薄膜731後的光強度、第二發光源712所提供的光束L72於通過第二微結構薄膜732後的光強度以及第三發光源713所提供的光束L73於通過第三微結構薄膜733後的光強度彼此不同，則閃光燈裝置7還可向使用環境提供具有第一光強度的閃光(如圖8所示的A區)、具有第二光強度的閃光(如圖8所示的B區)、具有第三光強度的閃光(如圖8所示的C區)、混合有第一光強度與第二光強度的閃光(如圖8所示的D區)以及混合有第二光強度以及第三光強度的閃光(如圖8所示的E區)。

請參閱圖9，其為本發明閃光燈裝置於第七較佳實施例之結構示意圖。其中，本較佳實施例之閃光燈裝置7’大致類似於本案第六較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與前述第六較佳實施例不同之處在於，具有第一色溫的閃光、具有第二色溫的閃光以及具有第三色溫的閃光分別因應第一微結構薄膜731’中之微結構圖案(圖未示)的設計、第二微結構薄膜732’中之微結構圖案(圖未示)的設計以及第三微結構薄膜733’中之微結構圖案(圖未示)的設計而皆朝向同一區域投射，因此該區域可被提供混合有第一色溫、第二色溫以及第三色溫的閃光，其如圖9所示的F區。

同樣地，若是第一發光源711所提供的光束L71於通過第一微結構薄膜731’後的光強度、第二發光源712所提供的光束L72於通過第二微結構薄膜732’後的光強度以及第三發光源713所提供的光束L73於通過第三微結構薄膜733’後的光強度彼此不同，則圖9所示的F區可被提供混合有上述三種光強度的閃光。

請參閱圖10，其為本發明閃光燈裝置於第八較佳實施例之結構示意圖，其中，本較佳實施例之閃光燈裝置8大致類似於本案前述第一佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與前述第一較佳實施例不同之處在於，閃光燈裝置8之閃光透鏡82之一側除了設置有發光源811外，還設置有感測元件814，用以感測來自閃光透鏡82之另一側並通過閃光透鏡82的光束L82；舉例來說，光束L82可為被閃光燈裝置8提供閃光之使用環境的光束，亦可為來自發光源811所提供之光束L81經由通過閃光透鏡82以及微結構薄膜831後入射至一物體(圖未示)並從該物體反射後所形成者，故感測元件814可對環境光進行偵測，如光強度偵測及/或光色溫偵測。惟，上述僅為實施例，光束L82的來源以及感測元件814的用途不以上述為限。

請參閱圖11，其為本發明閃光燈裝置於第九較佳實施例之結構示意圖，其中，本較佳實施例之閃光燈裝置8’大致類似於本案前述第八佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與前述第八較佳實施例不同之處在於，感測元件814’係用以感測來自與該感測元件814’同側之發光源811的光束L83。

請參閱圖12，其為本發明閃光燈裝置於第十較佳實施例之結構示意圖，其中，本較佳實施例之閃光燈裝置8”大致類似於本案前述第八佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與前述第八較佳實施例不同之處在於，感測元件 814”設置於閃光透鏡82的另一側，亦即感測元件814”與發光源811分別位於閃光透鏡82的不同側，用以感應閃光燈裝置8”之外界的光束L84。

請參閱圖13，其為本發明閃光燈裝置於第十一較佳實施例之結構示意圖，其中，本較佳實施例之閃光燈裝置8'''大致類似於本案前述第八佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與前述第八較佳實施例不同之處在於，感測元件814'''係內嵌於微結構薄膜831'''內，用以感應入射至微結構薄膜831'''的光束L85。其中，圖14A~圖14C分別示意了微結構薄膜(831A'''、831B'''、831C''')及其相對應之(感測元件814A'''、感測元件814B'''、感測元件814C''')的三種實施態樣，但其僅為實施例，實際應用上並不以此為限。

請參閱圖15，其為本發明閃光燈裝置於第十二較佳實施例之結構示意圖，本較佳實施例之閃光燈裝置9大致類似於本案前述第一佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與前述第一較佳實施例不同之處在於，微結構薄膜931係位於閃光透鏡92以及發光源911之間，因此發光源911所提供的複數光束L9是於依序通過微結構薄膜931以及閃光透鏡92後向外輸出以對使用環境提供閃光(光束L9*)。惟，微結構薄膜931的位置並不以第一較佳實施例以及本較佳實施例所述者為限，其可以由熟知本技藝人士依據實際應用需求而設置於閃光透鏡92的適當處，例如將微結構薄膜設置於閃光透鏡內。

同樣地，雖然圖4A~圖13中分別示意了第二較佳實施例至第十一較佳實施例中所述之微結構薄膜皆位於閃光透鏡的外側，即閃光透鏡位於微結構薄膜以及發光源之間，但其皆僅為實施例，熟知本技藝人士可依據實際應用需求而將微結構薄膜設置於閃光透鏡的適當處，例如可將微結構薄膜設置於閃光透鏡以及發光源之間，其如同第十二較佳實施例中所述者，亦可將微結構薄膜設置於閃光透鏡內。

根據以上的說明可知，本發明閃光燈裝置透過於閃光透鏡上設置具有微結構圖案的微結構薄膜而使得閃光燈裝置所提供之閃光的光形、方向、發散角度、強度或頻譜分佈得以被彈性設計，亦能夠使閃光燈裝置向外輸出的閃光均勻擴散而讓使用環境的亮度平均分佈；特別說明的是，由於微結構薄膜設置於閃光透鏡上的方式簡單，例如透過黏貼的方式，故可改善習知因需改變閃光透鏡本身的結構而導致困難量產的缺陷，同時由於微結構薄膜的厚度可在0.3mm以下，因此閃光燈裝置的整體厚度可有效縮小；較佳者，但不以此為限，閃光燈裝置的最大厚度(包含供發光源設置於其上的電路板(圖未示))不大於6公厘。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

2‧‧‧閃光燈裝置

22‧‧‧閃光透鏡

211‧‧‧發光源

231‧‧‧微結構薄膜

L2‧‧‧光束

Claims

一種閃光燈裝置，包括：一第一發光源，用以提供複數光束；一第二發光源，用以提供複數光束；以及一閃光透鏡(flash lens)，其上設置一第一微結構薄膜以及一第二微結構薄膜，該第一微結構薄膜對應於該第一發光源並具有一第一微結構圖案，用以對通過其中且由該第一發光源所提供之該些光束進行光束整形(beam shaping)及/或調整一頻譜分佈，而該第二微結構薄膜對應於該第二發光源並具有一第二微結構圖案，用以對通過其中且由該第二發光源所提供之該些光束進行光束整形及/或調整一頻譜分佈；其中，由該第一發光源所提供之該些光束於通過該第一微結構薄膜後向外提供一閃光，而由該第二發光源所提供之該些光束於通過該第二微結構薄膜後向外提供一結構光。
如申請專利範圍第1項所述之閃光燈裝置，其中該第一發光源或該第二發光源包括一雷射二極體(LD)、一發光二極體(LED)、一有機發光二極體(OLED)以及一熱光源(thermal source)中之至少一者。
如申請專利範圍第1項所述之閃光燈裝置，其中該至少一發光源包括一發光二極體以及一雷射二極體，且該發光二極體所提供之該些光束係於至少通過該第一微結構薄膜後向外提供一閃光，而該雷射二極體所提供之該些光束係於至少通過該第二微結構薄膜後向外提供一結構光(structure light)。
如申請專利範圍第1項所述之閃光燈裝置，其中該閃光透鏡係位於該第一微結構薄膜以及該第一發光源之間，抑或是該第一微結構薄膜係位於該閃光透鏡以及該第一發光源之間，抑或是該第一微結構薄膜係位於該閃光透鏡內，抑或是該閃光透鏡係位於該第二微結構薄膜以及該第二發光源之間，抑或是該第二微結構薄膜係位於該閃光透鏡以及該第二發光源之間，抑或是該第二微結構薄膜係位於該閃光透鏡內。
如申請專利範圍第1項所述之閃光燈裝置，其中該第一微結構薄膜或該第二微結構薄膜包括一光學繞射元件(DOE)，抑或是該第一微結構薄膜或該第二微結構薄膜具有一菲涅耳表面(Fresnel surface)。
如申請專利範圍第1項所述之閃光燈裝置，其中該第一微結構薄膜係透過一介質而固定於該閃光透鏡上，且該介質之一折射率係介於該閃光透鏡之一折射率以及該第一微結構薄膜中之至少一者之一折射率之間；抑或是該第二微結構薄膜係透過一介質而固定於該閃光透鏡上，且該介質之一折射率係介於該閃光透鏡之一折射率以及該第二微結構薄膜中之至少一者之一折射率之間。
如申請專利範圍第1項所述之閃光燈裝置，其中該第一微結構薄膜或該第二微結構薄膜係由一塑膠材質、一矽膠材質、一玻璃材質或一可被紫外光(UV)固化之材質所製成。
如申請專利範圍第1項所述之閃光燈裝置，其中該第一微結構薄膜包括一波長敏感材質(wavelength-sensitive material)，用以調整從該第一微結構薄膜輸出之該些光束的該頻譜分佈；抑或是該第二微結構薄膜包括一波長敏感材質(wavelength-sensitive material)，用以調整從該第二微結構薄膜輸出之該些光束的該頻譜分佈。
如申請專利範圍第8項所述之閃光燈裝置，其中該波長敏感材質係為螢光材質。
如申請專利範圍第1項所述之閃光燈裝置，其中該第一微結構薄膜之一外形係為一非對稱形狀或與該第一發光源呈一同心形狀；抑或是該第二微結構薄膜之一外形係為一非對稱形狀或與該第二發光源呈一同心形狀。
如申請專利範圍第1項所述之閃光燈裝置，其中該第一微結構薄膜或該第二微結構薄膜包括複數層微結構圖案。
如申請專利範圍第1項所述之閃光燈裝置，其中該第一微結構薄膜上或該第二微結構薄膜上用以與該閃光透鏡相結合的一表面係為一曲面；及/或該閃光透鏡上用以與該第一微結構薄膜或該第二微結構薄膜相結合的一表面係為一曲面。
如申請專利範圍第1項所述之閃光燈裝置，其中該第一微結構薄膜與該第一發光源之一發光中心之間的最大間距不大於6公厘(mm)；抑或是該第二微結構薄膜與該第二發光源之一發光中心之間的最大間距不大於6公厘(mm)；抑或是該閃光燈裝置之一最大厚度不大於6公厘(mm)。
如申請專利範圍第1項所述之閃光燈裝置，更包括至少一感測元件，位於該閃光透鏡之一側，用以感應來自該閃光透鏡之一另一側並通過該閃光透鏡之複數光束。
如申請專利範圍第1項所述之閃光燈裝置，更包括至少一感測元件，位於該閃光透鏡之一側，用以感應來自該閃光透鏡之該側之複數光束。
如申請專利範圍第15項所述之閃光燈裝置，其中該閃光透鏡之該側係與該第一發光源及該第二發光源同側，抑或是該閃光透鏡之該側不與該第一發光源及該第二發光源同側。
如申請專利範圍第1項所述之閃光燈裝置，更包括至少一感測元件，位於該第一微結構薄膜內，用以感應入射至該第一微結構薄膜之複數光束；抑或是該閃光燈裝置更包括至少一感測元件，位於該第二微結構薄膜內，用以感應入射至該第二微結構薄膜之複數光束。
一種閃光燈裝置，包括：一第一發光源，用以提供複數光束；一第二發光源，用以提供複數光束；以及一閃光透鏡(flash lens)，其上設置一第一微結構薄膜以及一第二微結構薄膜，該第一微結構薄膜對應於該第一發光源並具有一第一微結構圖案，用以對通過其中且由該第一發光源所提供之該些光束進行光束整形(beam shaping)及調頻譜分佈，以向外提供具有第一色溫之閃光，而該第二微結構薄膜對應於該第二發光源並具有一第二微結構圖案，用以對通過其中且由該第二發光源所提供之該些光束進行光束整形及調整頻譜分佈，以向外提供具有第二色溫之閃光。
如申請專利範圍第18項所述之閃光燈裝置，其中該閃光透鏡係位於該第一微結構薄膜以及該第一發光源之間，抑或是該第一微結構薄膜係位於該閃光透鏡以及該第一發光源之間，抑或是該第一微結構薄膜係位於該閃光透鏡內，抑或是該閃光透鏡係位於該第二微結構薄膜以及該第二發光源之間，抑或是該第二微結構薄膜係位於該閃光透鏡以及該第二發光源之間，抑或是該第二微結構薄膜係位於該閃光透鏡內。
如申請專利範圍第18項所述之閃光燈裝置，其中該第一微結構薄膜包括一波長敏感材質(wavelength-sensitive material)，用以調整從該第一微結構薄膜輸出之該些光束的該頻譜分佈；抑或是該第二微結構薄膜包括一波長敏感材質(wavelength-sensitive material)，用以調整從該第二微結構薄膜輸出之該些光束的該頻譜分佈。