TWI695144B - 聚光環及附設聚光環的投光器與投光取像裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種聚光環，包括至少一透光的圓錐形環體，該環體的四周表面形成包含一入光面、一釋光面、一內層反射面及一外層反射面，其中，該入光面和該釋光面之間經由該內層反射面和該外層反射面相互間隔，且該入光面的受光面積大於該釋光面的受光面積。本發明還提供一種附設所述聚光環的投光器及一種附設所述投光器的投光取像裝置，藉以改善傳統投光取像裝置因投光效果不佳而影響影像品質的問題。

Description

聚光環及附設聚光環的投光器與投光取像裝置

本發明涉及投光器構造，特別關於一種聚光環及附設聚光環的投光器與投光取像裝置。

投光取像裝置是一種藉由投光器將例如是燈泡、燈管、發光二極體(LED)等發光元件所散發的光線投射至一特定區域內，增加該特定區域的照度，以利於該投光取像裝置擷取影像。

通常，投光器是經由聚光環來導引發光元件所散發之光線投射至該特定區域。如圖1及圖2所示，說明兩種傳統聚光環的構造。其中圖1中該聚光環為一透光的環體10a，實質上該透光的環體10a包含實心或空心的態樣，該環體10a的表面包含一入光面14a、一釋光面15a及一反射面16a，該入光面14a佈設有多個發光元件20a，所述發光元件20a提供光線由該入光面14a投射進入該環體10a，該環體10a內的光線經由該反射面16a的反射而通過該釋光面15a對外投光；圖2中該聚光環為一不透光的實心環體10b，該環體10b中心形成一圓錐狀的取像通道11b，該取像通道11b雙端分別形成圓孔形的一入口12b及一出口13b，該入口12b的直徑大於該出口13b的直徑，該入口12b佈設有多個發光元件20b，所述發光元件20b提供光線由該入口12b投射進入該取像通道11b，並通過該出口13b對外投光。

然而，圖1及圖2中所述發光元件經由聚光環對外投光時，光線的投射方向呈現散亂不集中的狀態，導致投光器投光時的照度不足，使得該投光取像裝置所需的取像時間較長，且影像品質不佳，因此有待改進。

有鑑於此，本發明旨在改善傳統投光取像裝置因投光效果不佳而影響影像品質的問題，進而提供一種聚光環及附設聚光環的投光器與投光取像裝置。

在一較佳實施中，本發明之技術手段包括至少一透光的圓錐形環體，該環體中心形成一圓錐狀的取像通道，該取像通道雙端分別形成圓孔形的一入口及一出口，該入口直徑大於該出口直徑，且該環體的四周表面形成包含：一入光面，呈環形面狀的坐落於該入口的外圍；一釋光面，呈環形面狀的坐落於該出口的外圍；一內層反射面及一外層反射面，其外表分別披覆有一遮蔽層，該內層反射面作為該取像通道的內層壁面，該外層反射面作為該取像通道的外層壁面；其中，該入光面和該釋光面之間經由該內層反射面和該外層反射面相互間隔，且該入光面的受光面積大於該釋光面的受光面積。

在進一步實施中，該入光面和該釋光面相互平行。

在進一步實施中，該內層反射面和該外層反射面相互平行。

在進一步實施中，該環體包括一內層環體及一外層環體，該外層環體配置於該內層環體的外圍，該取像通道位於該內層環體的中心，該內層環體和該外層環體共用該取像通道。其中該內層環體和該外層環體的圓錐角度排除相同。該取像通道具有一取像軸線，該內層環體、該外層環體的至少其中之一相對於該取像軸線偏斜而形成一投光傾角。

本發明還提供一種附設所述聚光環的投光器，包括在該入光面上配置多個發光元件，其中多個所述發光元件提供光線由該入光面投射進入該環體，該環體內的光線經由該內層反射面和該外層反射面的反射而通過該釋光面對外投射光。

在進一步實施中，所述多個發光元件為呈環狀間隔佈設於一環形器殼中，多個所述發光元件經由該環形器殼而分別 配置於該內層環體和該外層環體的入光面。

本發明還提供一種附設所述投光器的投光取像裝置，包括在該取像通道的入口配置一取像鏡頭，該釋光面對外投光形成一環形光圈，該取像鏡頭擷取該環形光圈內的影像。

在進一步實施中，該取像鏡頭擷取的影像為該內層環體投光至一鑽頭的一第一刃面的影像，以及該外層環體投光至該鑽頭的一第二刃面的影像。

根據上述技術，本發明所能產生的技術效果在於：藉由內層反射面和外層反射面來導引光線的投射方向，能提升投光器投光時的照度，進而增加投光取像裝置取像時的影像品質。

以上所述技術手段及其產生效能的具體實施細節，請參照下列實施例及圖式加以說明。

10a、10b、10c‧‧‧環體

101‧‧‧內層環體

102‧‧‧外層環體

11b、11c‧‧‧取像通道

12b、12c‧‧‧入口

13b、13c‧‧‧出口

14a、14c‧‧‧入光面

15a、15c‧‧‧釋光面

16a‧‧‧反射面

17‧‧‧內層反射面

18‧‧‧外層反射面

19‧‧‧遮蔽層

20a、20b、20c‧‧‧發光元件

21‧‧‧器殼

22‧‧‧通孔

30‧‧‧取像鏡頭

40‧‧‧鑽頭

41‧‧‧第一刃面

42‧‧‧第二刃面

C₁、C₂‧‧‧中心軸線

D₁、D₂‧‧‧直徑

L‧‧‧取像軸線

H‧‧‧高度

θ‧‧‧投光傾角

圖1是傳統投光器實例一的示意圖。

圖2是傳統投光器實例二的示意圖。

圖3是本發明之第一款實施例的剖示圖。

圖3a是圖3中環體的局部放大剖示圖。

圖4是本發明之第二款實施例的剖示圖。

圖5是本發明之第三款實施例的剖示圖。

圖6a是鑽頭的俯視圖。

圖6b是圖6a的側視圖。

首先，請合併參閱圖3及圖3a，揭露本發明所提供之一種聚光環之一較佳實施例的態樣，說明該聚光環包括至少一圓錐形環體10c，其中：

該環體10c為玻璃或壓克力等透光材料製成，使光線能通過該環體10c。該環體10c中心形成一圓錐狀的取像通道11c，該取像通道11c雙端分別延伸至環體10c表面形成圓孔形的 一入口12c及一出口13c，該入口12c的直徑D₁在實施上是大於出口13c的直徑D₂，也就是說，該取像通道11c的壁面是由入口12c朝向出口13c收縮傾斜。

該環體10c的四周表面形成包含一入光面14c、一釋光面15c、一內層反射面17及一外層反射面18，其中該入光面14c是呈環形面狀的坐落於入口12c的外圍，該釋光面15c是呈環形面狀的坐落於出口13c的外圍，該入光面14c和釋光面15c在實施上是相互平行，該內層反射面17作為取像通道11c的內層壁面，該外層反射面18作為取像通道11c的外層壁面，該入光面14c和釋光面15c之間是經由內層反射面17和外層反射面18相互間隔，該內層反射面17和外層反射面18在實施上是相互平行。藉此，當光線由入光面14c進入環體10c，通過釋光面15c對外投射時，光線能經由內層反射面17和外層反射面18的反射而形成與內層反射面17和外層反射面18平行的狀態對外投射，也就是說，能藉由內層反射面17和外層反射面18來導引光線的投射方向。此外，該環體10c的高度H越高，該內層反射面17和外層反射面18的反射面積越大，能提升內層反射面17和外層反射面18在導引光線之投射方向時的效果。

在具體實施上，該內層反射面17和外層反射面18的外表分別披覆有一由金屬或非金屬塗料所構成的遮蔽層19，使該內層反射面17和外層反射面18能反射光線。進一步的說，該入光面14c的受光面積是大於釋光面15c的受光面積，使光線由入光面14c進入環體10c，並通過釋光面15c對外投射時能形成聚光的效果。

請再次參閱圖3，說明該環體10c的入光面14c上配置有多個發光元件20c，所述發光元件20c在實施上為發光二極體(LED)。進一步的說，所述多個發光元件20c為呈環狀間隔佈設於一環形器殼21中，該環形器殼21是配置於入光面14c上，使發光元件20c所散發的光線能經由入光面14c進入環體10c。該環形 器殼21中心形成有一通孔22，當該環形器殼21配置於入光面14c上時，令該通孔22與入口12c相連通。

該取像通道11c的入口12c配置有一取像鏡頭30，該取像鏡頭30是朝向取像通道11c的出口13c，也就是說，該取像鏡頭30是經由取像通道11c而擷取影像。進一步的說，所述發光元件20c所散發的光線由入光面14c進入環體10c，並通過釋光面15c對外投光形成一環形光圈，該取像鏡頭30是擷取該環形光圈內的影像。例如：將該環形光圈投射至鑽頭40的刃面上(如圖6a及圖6b所示)，以利於該取像鏡頭30能擷取鑽頭40之刃面的影像。所述刃面包含第一刃面41和第二刃面42。

請參閱圖4，說明該環體10c在實施上包括一內層環體101及一外層環體102，該外層環體102是配置於內層環體101的外圍，該取像通道11c是位於內層環體101的中心，該內層環體101和外層環體102共用取像通道11c，所述發光元件20c是分別配置於內層環體101和外層環體102的入光面14c。進一步的說，該內層環體101和外層環體102的圓錐角度排除相同，使該內層環體101和外層環體102所投射的光能分別對應鑽頭40之第一刃面41和第二刃面42，使第一刃面41和第二刃面42獲得所需的照度，以利於該取像鏡頭30擷取第一刃面41和第二刃面42的影像。

請參閱圖5，說明該內層環體101和外層環體102在實施上是相互間隔，該取像通道11c具有一取像軸線L，該內層環體101、外層環體102的至少其中之一相對於取像軸線L偏斜而形成一投光傾角θ，換句話說，該內層環體101之中心軸線C₁和外層環體之中心軸線C₂的至少其中之一排除與取像軸線L共線及平行，當該內層環體101投光至鑽頭40的第一刃面41時，能以調整外層環體102與取像軸線L之間的投光傾角θ之方式，使外層環體102投光至鑽頭40的第二刃面42。此外，所述外層環體102可以是多數個，所述多數個外層環體102分別與取像軸線L 之間具有相異的投光傾角θ，藉此，能在未調整鑽頭40或投光取像裝置之位置的狀況下，使光對準第二刃面42。

以上實施例僅為表達了本發明的較佳實施方式，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出複數變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明應以申請專利範圍中限定的請求項內容為準。

10c‧‧‧環體

11c‧‧‧取像通道

12c‧‧‧入口

13c‧‧‧出口

14c‧‧‧入光面

15c‧‧‧釋光面

17‧‧‧內層反射面

18‧‧‧外層反射面

19‧‧‧遮蔽層

20c‧‧‧發光元件

21‧‧‧器殼

22‧‧‧通孔

30‧‧‧取像鏡頭

D₁、D₂‧‧‧直徑

H‧‧‧高度

Claims (16)

1. 一種聚光環，包括至少一透光的圓錐形環體，該環體中心形成一圓錐狀的取像通道，該取像通道雙端分別形成圓孔形的一入口及一出口，該入口直徑大於該出口直徑，且該環體的四周表面形成包含：一入光面，呈環形面狀的坐落於該入口的外圍；一釋光面，呈環形面狀的坐落於該出口的外圍；一內層反射面及一外層反射面，其外表分別披覆有一遮蔽層，該內層反射面作為該取像通道的內層壁面，該外層反射面作為該取像通道的外層壁面；其中，該入光面和該釋光面之間經由該內層反射面和該外層反射面相互間隔，該入光面的受光面積大於該釋光面的受光面積，且該取像通道的壁面是由入口朝向出口收縮傾斜。
2. 如請求項1所述的聚光環，其中該入光面和該釋光面相互平行。
3. 如請求項1所述的聚光環，其中該內層反射面和該外層反射面相互平行。
4. 如請求項1至3中任1項所述的聚光環，其中該環體包括一內層環體及一外層環體，該外層環體配置於該內層環體的外圍，該取像通道位於該內層環體的中心，該內層環體和該外層環體共用該取像通道。
5. 如請求項4所述的聚光環，其中該內層環體和該外層環體的圓錐角度排除相同。
6. 如請求項4所述的聚光環，其中該取像通道具有一取像軸線，該內層環體、該外層環體的至少其中之一相對於該取像軸線偏斜而形成一投光傾角。
7. 一種附設如請求項1所述聚光環的投光器，包括在該入光面上配置多個發光元件，其中多個所述發光元件提供光線由該入光面投射進入該環體，該環體內的光線經由該內層反射面和該外 層反射面的反射而通過該釋光面對外投射光。
8. 如請求項7所述附設聚光環的投光器，其中該環體包括一內層環體及一外層環體，該外層環體配置於該內層環體的外圍並且相互間隔，該取像通道位於該內層環體的中心，該內層環體和該外層環體共用該取像通道，且多個所述發光元件分別配置於該內層環體和該外層環體的入光面。
9. 如請求項8所述附設聚光環的投光器，其中該內層環體和該外層環體的圓錐角度排除相同。
10. 如請求項8所述附設聚光環的投光器，其中該取像通道具有一取像軸線，該內層環體、該外層環體的至少其中之一相對於該取像軸線偏斜而形成一投光傾角。
11. 如請求項8所述附設聚光環的投光器，其中所述多個發光元件為呈環狀間隔佈設於一環形器殼中，多個所述發光元件經由該環形器殼而分別配置於該內層環體和該外層環體的入光面。
12. 一種附設如請求項7所述投光器的投光取像裝置，包括在該取像通道的入口配置一取像鏡頭，該釋光面對外投光形成一環形或圓形的光圈，該取像鏡頭擷取該光圈內的影像。
13. 如請求項12所述附設投光器的投光取像裝置，其中該環體包括一內層環體及一外層環體，該外層環體配置於該內層環體的外圍並且相互間隔，該取像通道位於該內層環體的中心，該內層環體和該外層環體共用該取像通道，且多個所述發光元件分別配置於該內層環體和該外層環體的入光面。
14. 如請求項13所述附設投光器的投光取像裝置，其中該內層環體和該外層環體的圓錐角度排除相同。
15. 如請求項13所述附設投光器的投光取像裝置，其中該取像通道具有一取像軸線，該內層環體、該外層環體的至少其中之一相對於該取像軸線偏斜而形成一投光傾角。
16. 如請求項13或15所述附設投光器的投光取像裝置，其中該取像鏡頭擷取的影像為該內層環體投光至一鑽頭的一第一刃面 的影像，以及該外層環體投光至該鑽頭的一第二刃面的影像。

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