TWI702846B - 攝像機及調光模組 - Google Patents

Abstract

一種攝像機之調光模組，包括光源單元與調光單元。光源單元包括多個發光件，多個發光件設置在攝像機之攝像鏡頭周圍，且各發光件的出光方向平行於攝像鏡頭的取像方向。調光單元設置於光源單元上並包括多個二次光學件，多個二次光學件對應多個發光件。各發光件發出的光線經過對應的二次光學件而偏折。

Description

攝像機及調光模組

本發明係關於一種電子裝置，特別是指一種攝像機及調光模組。

許多攝像機都會搭配光源作為輔助照明，使攝影機在擷取影像時，能藉由光源照明而獲得更加清晰的影像，且對於夜間或光線不足的環境下也能有足夠亮度進行拍攝。

為了使光源能夠照射於特定區域或角度，攝像機的光源一般都會採用具有引腳之插件型發光件(例如DIP LED)，於攝像機的製造過程中，先將插件型發光件的引腳插置於電路板上，再經由彎曲引腳轉向並焊接固定後，即可使插件型發光件朝向特定角度以照射特定區域。

然而，上述方式不僅工序繁複費時(例如需要將每個發光件進行彎折動作)，且透過彎曲引腳的方式也容易產生誤差而無法達到預期的照明效果。除此之外，插件型發光件照射於特定區域的光線也會有不均勻的情形發生，例如越遠離插件型發光件的光線會越發散，導致照明效果不佳而影響影像品質。

鑒於上述，於一實施例中，提供一種攝像機之調光模組，適用於一攝像機，調光模組包括光源單元與調光單元。光源單元包括多個發 光件，多個發光件設置在攝像機之攝像鏡頭周圍，且各發光件的出光方向平行於攝像鏡頭的取像方向。調光單元設置於光源單元上並包括多個二次光學件，多個二次光學件對應多個發光件。其中各發光件發出的光線經過對應的二次光學件而偏折。

於一實施例中，提供一種攝像機，包括攝像機本體與上述調光模組。攝像機本體具有一攝像鏡頭。調光模組設置於攝像機本體內。

藉此，根據本發明實施例之攝像機的調光模組，透過調光單元之各二次光學件分別對應於各發光件，且各發光件發出的光線可經過對應的二次光學件而產生偏折，使調光單元能夠導引各發光件之光線達到需求的照射角度與強度分佈，以優化照明的均勻度而提高影像擷取的品質。此外，各發光件不需進行額外加工製程(例如彎曲引腳轉向)而大幅減少人力與時間成本。

1:攝像機

2:調光模組

10:光源單元

11:第一表面

12:第二表面

13:鏡頭設置區

14:基板

15、16:發光件

20:調光單元

21、21A、21B:二次光學件

22:第一端

23:第二端

231、231A、231B:出光孔

24、24A、24B:第一半側壁

241、241A、241B:第一內曲面

242:保護層

25、25A、25B:第二半側壁

251、251A、251B:第二內曲面

26、26A、26B:軸向通孔

27:透明蓋

3:攝像機本體

30:機殼

31:攝像口

32:攝像鏡頭

N:法線中心軸

L1、L2:光線

[圖1]係本發明攝像機一實施例之立體圖。

[圖2]係本發明調光模組第一實施例之立體圖。

[圖3]係本發明調光模組第一實施例之分解立體圖。

[圖4]係本發明調光模組第一實施例之側視圖。

[圖5]係圖4之5-5剖視圖。

[圖6]係圖5之局部放大圖。

[圖7]係圖5之7-7剖視圖。

[圖8]係本發明調光模組第二實施例之局部剖視圖。

[圖9]係本發明調光模組第三實施例之局部剖視圖。

[圖10]係本發明調光模組第四實施例之局部剖視圖。

[圖11]係本發明調光模組第五實施例之局部剖視圖。

以下提出各種實施例進行詳細說明，然而，實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本發明欲保護之範圍。此外，實施例中的圖式省略部份元件，以清楚顯示本發明的技術特點。在所有圖式中相同的標號將用於表示相同或相似的元件。圖1為本發明攝像機一實施例之立體圖。圖2至圖4為本發明調光模組第一實施例之立體圖、分解立體圖及側視圖。如圖1所示，本實施例之攝像機1包括調光模組2與攝像機本體3。在一些實施例中，攝像機1可為網路監控攝影機(IP Camera/Network Camera)、閉路電視(Closed-Circuit Television,CCTV)或類比監控攝影機等。攝像機1可安裝於各式場所(例如托兒所、辦公室、商店、公路等)，以進行安全監控或記錄人員活動。

如圖1至圖4所示，攝像機本體3包括一機殼30與一攝像鏡頭32，機殼30為一中空殼體且具有一攝像口31，攝像鏡頭32位於機殼30中並朝向攝像口31。外部光線能由攝像口31進入機殼30內部，而使攝像鏡頭32能擷取外部影像。調光模組2安裝於機殼30上且包括光源單元10與調光單元20。光源單元10包括基板14以及設置在攝像鏡頭32周圍的複數個發光件15，其中基板14包括相對的第一表面11及第二表面12。在本實施例中，基板14為一電路板，各發光件15為一發光二極體(Light-emitting diode，LED)，且各個發光件15是以表面貼裝技術(Surface-mount technology，SMT)的方式固設於第一表面11上；基板14之第一表面11的法線方向是平行於攝像鏡頭32的取像方向(例如圖3與圖5所示的Y軸方向)，使各個發光件15的出光方向平行於攝像鏡頭32的取像方向。本技術領域具有通常知識者可以理解，發光件15的出光方向亦即發光件15的最大光強方向。在本實施例中，多個發光件15的數量為四個，但此並不侷限，發光件15的數量亦可根據實施需求而有不同配置。

如圖3至圖5所示，基板14具有鏡頭設置區13以供攝像鏡頭32安裝。在本實施例中，鏡頭設置區13為一中央開孔，以供攝像鏡頭32穿設，避免攝像鏡頭32受到阻擋而能擷取外部影像，但此並不侷限。在一些實施例中，基板14之鏡頭設置區13亦可為實體區域，以供攝像鏡頭32直接組裝並朝向攝像口31。

如圖3至圖5所示，攝像鏡頭32具有一法線中心軸N(在此實施例法線中心軸N的軸向平行於如圖2~圖5的Y軸方向)，攝像鏡頭32的取像方向亦即法線中心軸N的軸向。多個發光件15分別等距圍繞法線中心軸N設置，也就是說，各發光件15至法線中心軸N的最短距離皆相同，但本實施例並不限制。在一些實施例中，多個發光件15的位置可根據實際需求而有不同配置，例如多個發光件15設置於鏡頭設置區13的同一側、多個發光件15以法線中心軸N為中心等角度(例如30°、45°或60°)配置或者多個發光件15也可以不規則的方式排列。

如圖1至圖4所示，調光單元20設置於光源單元10上而位於多個發光件15之出光方向，調光單元20並包括多個二次光學件21，多個二次光學件21對應多個發光件15，各發光件15發出的光線經過對應的二 次光學件21而偏折，藉此，各發光件15發出的光線可僅照射在攝像機1之取像範圍的特定區域，例如僅照射在攝像機1之取像範圍的其中一個象限。在一些實施方式中，調光單元20與光源單元10並排於攝像鏡頭32的取像方向上，且調光單元20位於光源單元10的前方。調光單元20還包括一透明蓋27，透明蓋27設置於基板14之第一表面11的一側，多個二次光學件21延伸自透明蓋27表面並分別對應於各發光件15，構成多個二次光學件21分別等距圍繞法線中心軸N設置。在本實施例中，透明蓋27與各二次光學件21為一體成型之結構(例如透明蓋27與各二次光學件21為一體射出成型)，透明蓋27覆蓋於多個發光件15，多個二次光學件21位於基板14與透明蓋27之間且分別對應於多個發光件15。各二次光學件21具有軸向相對的第一端22及第二端23，在此各二次光學件21的軸向與攝像鏡頭32的取像方向相同，且各二次光學件21的第一端22鄰接第一表面11並分別套罩於各發光件15，各第二端23遠離第一表面11並連接於透明蓋27表面。然而，上述實施例僅為舉例，在其他實施例中，調光單元20亦可僅包括多個二次光學件21並分別對應套罩於各發光件15外部。

在一些實施例中，上述透明蓋27與各二次光學件21為透明材料所製成，例如透明材料可為聚碳酸酯(PC)、壓克力塑膠(PMMA)或玻璃材料等，使各發光件15發出的光線時可由多個二次光學件21及透明蓋27透出而從攝像口31向外照射，以達到輔助照明的效果。

在一些實施例中，上述調光單元20可直接固定於基板14，例如各二次光學件21透過黏著或嵌卡等方式固定於基板14的第一表面11。或者，調光單元20亦可組裝固定於攝像機1的機殼30，此並不侷限。

請對照圖4至圖7所示，其中圖5為圖4之5-5剖視圖，圖6為圖5之局部放大圖，圖7為圖5之7-7剖視圖。在本實施例中，各二次光學件21為一呈圓筒狀的透光套筒而包括第一半側壁24、第二半側壁25及軸向通孔26，第一半側壁24與第二半側壁25共同圍繞形成軸向通孔26於其中。多個二次光學件21分別對應套罩於各發光件15而使各發光件15位於軸向通孔26內。各二次光學件21的第一半側壁24之內壁具有第一內曲面241，第二半側壁25之內壁具有第二內曲面251，也就是說，第一內曲面241為第一半側壁24位於軸向通孔26中的曲狀表面，第二內曲面251為第二半側壁25位於軸向通孔26中的曲狀表面，且第一內曲面241可指的是第一半側壁24之內壁的全部或局部表面，第二內曲面251亦可指的是第二半側壁25之內壁的全部或局部表面。其中，第一半側壁24之第一內曲面241的曲率不同於第二半側壁25之第二內曲面251的曲率，在一些實施例中，上述第一內曲面241的曲率與第二內曲面251的曲率可為軸向曲率、圓周方向曲率或其組合，此詳述如下。

以圖4至圖6來說，各二次光學件21的第一半側壁24相對於第二半側壁25更鄰近法線中心軸N，且第一半側壁24之第一內曲面241的軸向曲率(即圖中Y軸方向的曲率)是由各二次光學件21的第一端22朝第二端23逐漸增加，第二半側壁25之第二內曲面251的軸向曲率(即圖中Y軸方向的曲率)也是由各二次光學件21的第一端22朝第二端23逐漸增加，且第一內曲面241的軸向曲率不同於第二內曲面251的軸向曲率，例如在本實施例中，第一內曲面241靠近第二端23的軸向曲率明顯大於第二內曲面251靠近第二端23的軸向曲率。

承上，以圖7來說，各二次光學件21之第一半側壁24的第一內曲面241的圓周方向曲率也不同於第二半側壁25之第二內曲面251的圓周方向曲率，例如在本實施例中，第一內曲面241的圓周方向曲率明顯大於第二內曲面251的圓周方向曲率。

根據上述本發明實施例，透過調光單元20之各二次光學件21分別套罩於各發光件15，且各二次光學件21之內壁具有不同曲率的內曲面，使各二次光學件21能夠導引各發光件15之所發出的光線達到需求的照射角度與強度分佈。舉例來說，如圖1與圖6所示，在本實施例中，由於第一半側壁24之第一內曲面241的曲率不同於第二半側壁25之第二內曲面251的曲率，因此，各發光件15發光照射第一內曲面241與第二內曲面251時，會產生不同的折射或/及反射效果，例如第一內曲面241的曲率可使各發光件15照射第一內曲面241時，能夠減少折射進入機殼30內部的光線，而相對增加反射透出各二次光學件21及透明蓋27的光線，並使反射的光線(例如本圖光線L1所示)能夠照射到預定的照明區域及位置。第二內曲面251的曲率則可使各發光件15照射第二內曲面251時，能夠增加折射透出各二次光學件21、透明蓋27及攝像口31的光線，而相對減少反射進入機殼30內部的光線，並使折射的光線(例如本圖光線L2所示)能夠照射到預定的照明區域及位置。因此，本發明實施例各發光件15發出的大部分光線即可照射於預定照明區域而提高亮度，此外，更經由各二次光學件21導引各發光件15之光線達到需求的照射角度與位置，而照射在取像範圍的預定區域，並使預定照明區域整體亮度均勻而大幅提高影像擷取的品質。

除此之外，本發明實施例透過調光單元20之各二次光學件21分別套罩於各發光件15外部的方式控制光線照明，可使各發光件15不需進行額外加工製程(例如彎曲引腳轉向)。如圖3至圖7所示，本實施例之各發光件15採用表面貼裝式(Surface Mounted Technology)LED，以透過自動化機器將各發光件15快速貼裝於基板14的第一表面11上，達到大幅減少人力與時間成本。或者，如圖8所示，為本發明調光模組第二實施例之局部剖視圖，本實施例與上述圖6之實施例的差異在於，各發光件16是採用插件型LED，由於本發明實施例是透過調光單元20進行光線控制，因此，在製程中，各發光件16可直接插裝固定於基板14上而不需進行引腳彎曲的製程，同樣可減少人力與時間成本。

再如圖4至圖6所示，在一些實施例中，透明蓋27於各二次光學件21的第二端23更設有出光孔231，各出光孔231分別連通於各二次光學件21之軸向通孔26且貫通透明蓋27，藉此，各發光件15發出之部分的光線即可由出光孔231直接透出而減少光能損失，達到進一步提高預定照明區域的亮度。此外，如圖4至圖6所示，在一些實施例中，各二次光學件21的出光孔231可為一斜向孔，舉例來說，出光孔231的傾斜方向可朝向取向範圍的預定照明區域，以導引由出光孔231透出之光線直接照射於預定照明區域而進一步減少光能損失。

如圖9所示，為本發明調光模組第三實施例之局部剖視圖，本實施例與上述圖6之實施例的差異在於，第一半側壁24更設有一保護層242，在此保護層242設置於第一半側壁24的外壁，但此並不侷限。藉此，各發光件15照射於第一內曲面241的光線能受到保護層242的阻擋，而防 止發光件15發出的光線進入攝像鏡頭32。在一些實施例中，上述保護層242可為深色材料所製成，例如深色薄膜或片體，以達到阻擋光線作用。或者，保護層242亦可為反光材料所製成，例如反光模或反光片，以將折射進入第一半側壁24的光線再反射，並相對增加反射透出各二次光學件21及透明蓋27的光線，以提高預定照明區域的亮度。

在一些實施例中，本發明可進一步調整各發光件15於各二次光學件21之軸向通孔26中的位置，以調整各發光件15之光線照射出攝像口31的照射角度與強度分佈。如圖10所示，為本發明調光模組第四實施例之局部剖視圖，本實施例相較於圖6之實施例來說，各二次光學件21A的軸向通孔26A的孔徑較大，且各發光件15位於各二次光學件21A之軸向通孔26A內且偏心設置，例如在本實施例中，發光件15靠近二次光學件21A之第一半側壁24A的第一內曲面241A而相對遠離第二半側壁25A之第二內曲面251A，進而改變各發光件15照射於第一內曲面241A與第二內曲面251A的角度而產生不同的折射或/及反射效果，以改變照射出攝像口31的照射角度與強度分佈。此外，在本實施例中，出光孔231A的尺寸也隨著軸向通孔26A的孔徑增大，達到提高照射出攝像口31的光量。

在一些實施例中，本發明可進一步調整各二次光學件21之第一半側壁24、第二半側壁25或其組合之壁厚，以調整各發光件15之光線照射出攝像口31的照射角度與強度分佈。如圖11所示，為本發明調光模組第五實施例之局部剖視圖，本實施例相較於圖6之實施例來說，各二次光學件21B之第二半側壁25B的壁厚較厚，第一半側壁24B的壁厚較薄，進而改變軸向通孔26B的尺寸，且各發光件15與第一半側壁24B的第一內曲 面241B保持間距，各發光件15與第二半側壁25B之第二內曲面251B亦保持間距。藉此，可使各發光件15照射於第一內曲面241B與第二內曲面251B時產生不同的折射或/及反射效果，以改變照射出攝像口31的照射角度與強度分佈。此外，在本實施例中，出光孔231B的尺寸也隨著軸向通孔26B的孔徑增大，以提高照射出攝像口31的光量。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

2:調光模組

10:光源單元

11:第一表面

12:第二表面

13:鏡頭設置區

14:基板

15:發光件

20:調光單元

21:二次光學件

22:第一端

23:第二端

27:透明蓋

32:攝像鏡頭

N:法線中心軸

Claims (14)

1. 一種攝像機之調光模組，適用於一攝像機，該攝像機之調光模組包括：一光源單元，包括多個發光件，該些發光件設置在該攝像機之一攝像鏡頭周圍，且各該發光件的出光方向平行於該攝像鏡頭的取像方向；以及一調光單元，設置於該光源單元上而位於該些發光件之出光方向，該調光單元並包括多個二次光學件，該些二次光學件分別對應該些發光件；其中，各該發光件發出的光線經過對應的該二次光學件而偏折。
2. 如請求項1所述之攝像機之調光模組，其中該光源單元包括一基板，該基板包括相對的一第一表面及一第二表面，該些發光件固設於該第一表面上。
3. 如請求項2所述之攝像機之調光模組，其中各該二次光學件具有軸向相對的一第一端及一第二端，各該第一端鄰接該第一表面。
4. 如請求項1所述之攝像機之調光模組，其中各該二次光學件包括一第一半側壁以及一第二半側壁，該第一半側壁與該一第二半側壁圍繞該發光件，該第一半側壁之內壁具有一第一內曲面，該第二半側壁之內壁具有一第二內曲面，該第一內曲面的曲率不同於該第二內曲面的曲率。
5. 如請求項4所述之攝像機之調光模組，其中該攝像鏡頭具有一法線中心軸，該些二次光學件至少其一的該第一半側壁相對於該第 二半側壁更鄰近該法線中心軸，且該第一半側壁之該第一內曲面的曲率大於該第二半側壁之該第二內曲面的曲率。
6. 如請求項5所述之攝像機之調光模組，其中該第一半側壁更設有一保護層。
7. 如請求項4所述之攝像機之調光模組，其中各該二次光學件具有軸向相對的一第一端及一第二端，各該第一內曲面的曲率係由該第一端朝該第二端逐漸增加，各該第二內曲面的曲率係由該第一端朝該第二端逐漸增加。
8. 如請求項4所述之攝像機之調光模組，其中該第一半側壁與該第二半側壁共同圍繞形成一軸向通孔於其中。
9. 如請求項8所述之攝像機之調光模組，其中各該發光件位於該軸向通孔內且偏心設置。
10. 如請求項4所述之攝像機之調光模組，其中該第一半側壁的壁厚不同於該第二半側壁的壁厚。
11. 如請求項1所述之攝像機之調光模組，其中該調光單元包括一透明蓋，該些二次光學件係延伸自該透明蓋表面。
12. 如請求項11所述之攝像機之調光模組，其中該透明蓋設有一出光孔，各該出光孔分別對應於各該二次光學件。
13. 如請求項1所述之攝像機之調光模組，其中各該發光件為一表面貼裝式(Surface Mounted Technology)LED。
14. 一種攝像機，包括：一攝像機本體，具有一攝像鏡頭；以及 如請求項1至13中任一項所述之調光模組，該調光模組設置於該攝像機本體內。

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