TWI807978B - 具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源 - Google Patents

Abstract

本發明是一種具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源，是供組設於一指向型工具上，包括：基座裝置、迫緊裝置、光學調焦裝置、驅動裝置及可更換光源裝置，基座裝置直接組設於指向型工具，迫緊裝置組裝於基座裝置並於組裝位置和換裝位置間進退，光學調焦裝置設置於基座裝置和迫緊裝置間，當迫緊裝置移動至預定組裝位置時，可更換光源裝置被迫緊至驅動裝置而驅動啟閉、並使可更換光源裝置的準直出光軸對應光學調焦裝置的光軸，透過迫緊裝置的拆裝可更換光源裝置，藉由本發明可依據不同的指向型工具而快速更換匹配的可更換光源裝置。

Description

具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源

本發明係關於一種收束光源，尤其是一種具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源。

一般發散性的非指向光束，並不能符合一些特殊的應用場合，例如充滿煙霧的火場，發散性的光束很容易在短距離內就被微塵漫射及吸收，無法穿透較長距離而提供充分照明；又如在邊境地區的巡邏守望，需要長距離的照射範圍。尤其是某些特殊應用情況，不僅是需要高集束的收束光、還要能及時更換光源，例如在邊境巡邏情況下，為避免被偷渡或走私者發現，一般搜索過程都是採用非可見光例如紅外光束，但到發現可疑人士時，又須更換成可見光進行鎖定警告。或者如刑事現場的鑑定光源，需要利用紫外光搜尋飛濺的血液或精液中的螢光蛋白，也需要更換一般可見光照明而進行比對紀錄。這些場合往往不見得能提供穩定的操作更換條件，有時甚至是時間緊迫的條件下要進行更換。

最具有準直特性的雷射光源，已經普遍被應用於測距、準直、通訊、武器裝備等，由於具備空間和時間的同調性，不僅可以長距離準直照射而不發散，也可以提供精準的純色波長，甚至所發光子具有相同相位。但一般可攜帶的雷射光源裝置都會採取固定結構，其發光波長或發 散角度更難以輕易調整更換，也因此可移動的雷射光裝置多被侷限於例如車燈、單點指向測距的光達產品等應用，並不容許輕易更換光源和波長；若要對雷射光束進行擴束或是進一步調整焦距，則必須搭配專屬的的透鏡組合。不僅實際應用上組裝十分不便且價錢昂貴，在整體設備上勢必較為龐大，造成使用上的便利性不佳，尤其隨著光源裝置的耗能提升，散熱問題也成為一種困擾，如何能在便攜器材中妥善散熱，讓光源發光效率維持長久、甚至讓光源裝置的使用壽命延長，也都是業界致力解決的困擾。

介於發散性光源和雷射一類的指向性光源之間，還可以採用例如LED光源，一方面可以選擇光型較為集中，也就是發光方向主要集中於出光軸方向、且向外側迅速減弱的發光元件，並且輔以前方的透鏡組作為集束之用，藉此將出光方向集中指向前方，使得出光不致迅速發散而可以沿著出光軸照射較一般發散型光源更遠的距離，但此類光源一旦對齊方向不準確，就無法達成預定的照明或監測補強的光學效果。

如何提供一種便攜且易於操作，尤其可以隨需求而更換的收束光源，也就成為此類特殊應用領域的急迫需求。以下在實施方式中將詳細敘述本發明的詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明的技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關目的及優點。

本發明的主要目的在於提供一種具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源，讓安裝和拆卸光源裝置變得簡易。

本發明的另一目的在於提供一種具有沿光軸迫緊的可更換 光源裝置的收束光源，順利配合不同的指向型工具，提升使用彈性。

本發明的又一目的在於提供一種具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源，藉由簡單迫緊對位，讓光源的出光軸和光學調焦裝置的光軸趨近準直而對齊，使得焦距調整符合預期。

本發明的又另一目的在於提供一種具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源，讓高發熱的光源裝置可以被有效散熱而維持發光效率且延長使用壽命。

為達上述目的，本發明是一種具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源，是供組設於一指向型工具，該收束光源包括：一沿一長向延伸的基座裝置，具有一組設至上述指向型工具的組裝埠；一沿著上述長向相對上述基座裝置在一組裝位置和一換裝位置間進退的迫緊裝置，包括至少一內傾斜套筒；一設置於上述基座裝置和上述迫緊裝置的光學調焦裝置，具有一平行上述長向的光軸，以及上述迫緊裝置和/或上述基座裝置上暴露有至少一供調節該光學調焦裝置的焦距的調焦件；一連結上述基座裝置、並且沿上述長向與上述迫緊裝置相間隔的驅動裝置；一可更換光源裝置，具有一準直出光軸、及一對應於上述內傾斜套筒的外傾斜迫緊部，使得當上述迫緊裝置朝向上述驅動裝置移動至一預定組裝位置時，該可更換光源裝置是被上述迫緊裝置迫緊至上述驅動裝置而受上述驅動裝置的驅動啟閉、並使上述準直出光軸對應上述光軸，以及當上述迫緊裝置位於上述換裝位置而遠離上述驅動裝置時，前述可更換光源裝置可從上述迫緊裝置和上述驅動裝置間被取出更換。

根據本發明之一實施例，更包括至少一組導引上述迫緊裝置 沿上述長向相對上述基座裝置進退的導槽。

根據本發明之一實施例，其中上述光學調焦裝置更包括一透鏡組，以及調整前述透鏡組焦距的上述調焦件。

根據本發明之一實施例，其中上述驅動裝置內建有一組電源、以及朝向前述迫緊裝置方向暴露有一組連接前述電源的致能電極，藉此供應前述可更換光源裝置電能而致使該可更換光源裝置沿上述準直出光軸發光。

根據本發明之一實施例，其中上述驅動裝置更包括一發光按鈕，供驅動上述可更換光源裝置開啟並發光。

根據本發明之一實施例，更包括一組連結於上述驅動裝置，使得當上述迫緊裝置位於上述組裝位置時，將上述可更換光源裝置鎖固定位的位置固定裝置。

根據本發明之一實施例，其中上述可更換光源裝置更包括至少一介於上述迫緊裝置和上述驅動裝置之間的散熱鰭片部。

根據本發明之一實施例，其中上述可更換光源裝置更包括一至少部分環繞上述散熱鰭片部的防燙護蓋。

1、1":基座裝置

12、12":導槽

16、16":換裝位置

3、3":迫緊裝置

4、4":光學調焦裝置

42、42":調焦件

5、5'、5":驅動裝置

52、52':致能電極

6、6'、6":可更換光源裝置

62、62":外傾斜迫緊部

66:防燙護蓋

10、10":組裝埠

14、14":組裝位置

2:指向型工具

30、30":內傾斜套筒

40、40":光軸

44、44":透鏡組

50、50':電源

54":發光按鈕

60、60":準直出光軸

64:散熱鰭片部

8、8":位置固定裝置

圖1 為本發明收束光源搭配望遠鏡頭應用於海岸巡邏之第一較佳實施例的結構示意圖。

圖2 為圖1實施例的使用狀態示意圖，說明如何安裝可更換光源裝置。

圖3 為圖1實施例的使用狀態示意圖，說明如何迫緊而使得 可更換光源裝置的出光軸趨近準直。

圖4 為圖1實施例的結構示意圖，說明隔熱及散熱結構。

圖5 為本發明收束光源搭配照相機而應用於刑事偵查之第二較佳實施例的結構示意圖。

圖6 為本發明收束光源架設於消防瞄子的第三較佳實施例結構示意圖。

請參考圖1所示，為本發明收束光源搭配第一款驅動裝置及第一款光學調焦裝置之結構示意圖。同時搭配圖2至圖4所示，為本發明收束光源移動迫緊裝置之使用狀態示意圖、收束光源更換第二款光學調焦裝置之使用狀態示意圖及收束光源架設於為影像擷取裝置之指向型工具之結構示意圖。本發明是一種具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源，主要用於組設在指向型工具2上，在本例中，是以海防巡邏車/艇上的掃瞄及監視器為例，主要是作為夜間巡防時望遠鏡的照明器具，且在巡防過程中為避免預先驚擾走私偷渡者，是要先以紅外光源照射，並以紅外觀測器監視，等到確認有走私偷渡者，才更換可見光源抓捕。

收束光源主要包括：基座裝置1、迫緊裝置3、光學調焦裝置4、驅動裝置5及可更換光源裝置6，並且是和監視望遠鏡平行同軸設置，為便於說明起見，將監視望遠鏡的光軸方向定義為一個長向，因此基座裝置1也就是沿長向的方向延伸，並且設置有組裝埠10，利用組裝埠10使基座裝置1可以被結合安裝固定於作為指向型工具2的監視望遠鏡上。上述基座裝置1更形成有前後延伸的導槽12，迫緊裝置3包括至少一內傾斜套筒30，迫緊裝 置3主要由基座裝置1藉由導槽12的導引，沿著上述長向方向前後滑動，也為便於說明，在此定義其位於右側末梢位置為一組裝位置14，而被前移至圖左側方向端緣時稱為一換裝位置16。

在本例中，迫緊裝置3之中設置有一組可供上述紅外光和可見光穿透的光學透鏡組，由於可以相對於迫緊裝置3改變位置，在此稱為光學調焦裝置4，主要包括有透鏡組44及調焦件42，透鏡組44所產生的光軸40在本例中是完全平行於上述長向，而調焦件42則供調整透鏡組44的焦距，在本例中是以一組齒條及受驅動旋轉的齒輪為例，調焦件42並且包括暴露於迫緊裝置3外側的按鈕，以便讓操作者以例如齒輪螺旋進退方式改變透鏡組44的預定焦距，當然熟悉本技術領域人士也可以輕易理解，上述的透鏡組44和調焦件42也都可以設置於基座裝置1處，或者同時受到基座裝置1和迫緊裝置3的共同夾置。

至於位在最後方的驅動裝置5，一方面連結設置於基座裝置1，並沿長向與迫緊裝置3相間隔，而在驅動裝置5中內建有一組電源50，且在本例中，驅動裝置5朝向迫緊裝置3方向暴露有一組連接電源的致能電極52。本例的可更換光源裝置6包括至少一個紅外光源裝置和一個可見光光源裝置，每一光源裝置分別在面向後方驅動裝置5側形成有對應於上述致能電極52的連接埠(未標號)；面向前方迫緊裝置3側則形成有一準直出光軸60及外傾斜迫緊部62，因此在迫緊裝置3移動至換裝位置16時，可以將原有的光源裝置取出，更換為符合目前需求波長的光源裝置，隨後將迫緊裝置3向右側移動到組裝位置14，外傾斜迫緊部62就會受到對應的迫緊裝置3的內傾斜套筒30向右抵推，藉由內傾斜套筒30與外傾斜迫緊部62的結構性配合達到緊 配效果，迫使可更換光源裝置6的準直出光軸60與光學調焦裝置的光軸重合，且讓可更換光源裝置6被迫緊裝置3迫緊至驅動裝置5達成訊號連接，藉此受驅動裝置5的驅動啟閉並達成趨近準直方向的出光。

由於海防巡邏車輛或船隻的巡邏條件限制，便攜裝備不僅需要盡量輕便，還要能穩固結合。因應輕便的需求，兩種不同波長的光源需求可採用單純更換光源的方式達成，就可以省略重複的電源、驅動裝置、光學透鏡組等配備，藉此減少攜帶設備的重量；關於穩固結合部分，則如圖4所示，在驅動裝置5面向可更換光源裝置6方向更形成有位置固定裝置8，在本例中是以一爪夾為例，使得可更換光源裝置6可先被爪夾固定，隨後接受迫緊使得可更換光源裝置6的準直出光軸60對應到光學調焦裝置4的光軸40而趨近準直，最後再利用調焦件42對透鏡組44進行焦距調整，以便於使用者依需求改變由透鏡組44散出光束的焦距。

另方面為確保長時間操作的恆定操作溫度，不因操作環境溫升導致發光強度下降以及波長飄移，就需要考慮光源裝置的發熱與散熱，在可更換光源裝置6的外側設置有散熱鰭片部64，藉此將致能發光時所產生的熱發散，並且在驅動裝置5對應散熱鰭片部64還可設置風扇而增加強制對流；又為避免散熱鰭片部64的高溫燙傷使用者，因此透過至少部分環繞散熱鰭片部64的防燙護蓋66能給予使用者操作上的保護避免可能的燙傷。

如圖5所示，本案第二較佳實施例是以刑事偵查的現場採證為例，收束光源則安裝於影像擷取裝置，而此影像擷取裝置主要為用於拍攝刑事現場的相機，對於無法透過肉眼看到的螢光蛋白痕跡，可以透過收束光源中的紫外光源裝置照射而顯示出可見光波長的螢光，供現場蒐證者 肉眼觀察，並以影像擷取裝置拍照蒐證，隨後可更換光源裝置6'改以自然光照射相同區域，紀錄相同範圍的自然光景象做為比對。

可更換光源裝置6'發光的方式，仍是透過驅動裝置5'上的致能電極52'直接與可更換光源裝置6'在迫緊固定後並利用位置固定裝置將可更換光源裝置6'鎖固定位的同時而完成導電，而電源來自於內建在驅動裝置5'內的電源50'。其餘安裝及拆卸更換，與前一實施例相同部分在此不再贅述。當然，一旦收束光源的機械結構和電氣導接連結至照相機時，也可以藉由照相機快門而一併致動，均無礙於本發明的實施。

參考圖6所示，為本發明收束光源的第三較佳實施例，在此是搭配消防瞄子作為範例的指向型工具。一般在火場環境中，基於基本安全考量，必然會對於火場斷電及切斷瓦斯供應，此時毫無常用的照明設備可用，而且火場滿佈煙塵，視野相當受限。消防人員一方面要手持消防瞄子用力抵抗龐大水壓，另方面還要想方設法為自己照明，於是有設置於消防頭盔上的照明燈的解決方案，但由於頭盔本身的重量不容許大幅提高，使得頭盔燈的電池和發光強度受限，尤其萬一發生損壞無法輕易更換。

本例中基座裝置1"上的組裝埠10"直接裝設於消防瞄子下方，光學調焦裝置4"設置於基座裝置1"和迫緊裝置3"且包括有透鏡組44"及調焦件42"，而本實施例中的驅動裝置5"主要包括發光按鈕54"，藉由發光按鈕54"供驅動可更換光源裝置6"開啟並發光，因此當迫緊裝置3"利用導槽12"沿長向相對基座裝置1"裝入後，迫緊裝置3"的內傾斜套筒30"與可更換光源裝置6"的外傾斜迫緊部62"的結構性配合達到緊配效果，此時可更換光源裝置6"電能供應可由驅動裝置5"的發光按鈕54"啟動控制，而致使可更換光源 裝置6"沿準直出光軸60"發光，而準直出光軸60"則對應到光學調焦裝置4"的光軸40"，最後再利用調焦件42"對透鏡組44"進行焦距調整，以便於使用者依需求改變由透鏡組44"散出光束的焦距。

由於瞄子本來就是手持裝置，消防員牽引高強度的水管和瞄子進入火場，即使重量略增，只要能增加照明的強度和時間，仍然在容許範圍之內，尤其可藉由高穿透性波長的可見光源，以準直出光軸60"的光束向前照明，並且在煙霧較濃時調整為集束方式作為小面積高穿透照明之用，以增加對火場環境的清楚照明，透過本發明的收束光源搭配於消防瞄子能讓消防人員手上的消防瞄子在移動過程中能有集中光束或是廣泛照明等效果，依據火場環境可快速調整集束和擴束，讓消防人員更能依據觀察需求調節，提升對於火場的掌握度而全面性救災。

此外，當可更換光源裝置6"遇損壞而有更換需求時，可先將位置固定裝置8"解除，並對迫緊裝置3"由組裝位置14"移動至換裝位置16"進退，此時原先緊迫的內傾斜套筒30"與外傾斜迫緊部62"則會脫離，迫緊裝置3"沿著基座裝置1"上的導槽12"退出基座裝置1"，並更換上別組可更換光源裝置6"，並依循前述安裝方式即可完成組裝以及通電。

由上述可知，本發明的收束光源不管是應用於任何指向型工具，可以例如是：望遠鏡、照相機，均可提供便攜且易於拆卸更換的便利性，對於可更換光源裝置的更換，透過迫緊裝置可便利拆卸組裝的優勢，讓更換後的光源出光軸簡單對齊光學透鏡組的光軸，達成趨近準直且可變焦的效果。尤其要穩固安裝結構或進一步添加散熱裝置時，都不會影響準直和易於拆裝的便利，藉此達成所有上述功效。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1:基座裝置

10:組裝埠

12:導槽

14:組裝位置

16:換裝位置

3:迫緊裝置

30:內傾斜套筒

4:光學調焦裝置

40:光軸

42:調焦件

44:透鏡組

5:驅動裝置

50:電源

52:致能電極

6:可更換光源裝置

60:準直出光軸

62:外傾斜迫緊部

64:散熱鰭片部

66:防燙護蓋

Claims (8)

1. 一種具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源，是供組設於一指向型工具，該收束光源包括：

   一沿一長向延伸的基座裝置，具有一組設至上述指向型工具的組裝埠；

   一沿著上述長向相對上述基座裝置在一組裝位置和一換裝位置間進退的迫緊裝置，包括至少一內傾斜套筒；

   一設置於上述基座裝置和上述迫緊裝置的光學調焦裝置，具有一平行上述長向的光軸，以及上述迫緊裝置和/或上述基座裝置上暴露有至少一供調節該光學調焦裝置的焦距的調焦件；

   一連結上述基座裝置、並且沿上述長向與上述迫緊裝置相間隔的驅動裝置；

   一可更換光源裝置，具有一準直出光軸、及一對應於上述內傾斜套筒的外傾斜迫緊部，使得當上述迫緊裝置朝向上述驅動裝置移動至一預定組裝位置時，該可更換光源裝置是被上述迫緊裝置迫緊至上述驅動裝置而受上述驅動裝置的驅動啟閉、並使上述準直出光軸對應上述光軸，以及當上述迫緊裝置位於上述換裝位置而遠離上述驅動裝置時，前述可更換光源裝置可從上述迫緊裝置和上述驅動裝置間被取出更換。
2. 如請求項1所述的具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源，更包括至少一組導引上述迫緊裝置沿上述長向相對上述基座裝置進退的導槽。
3. 如請求項1所述的具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源，其中上述光學調焦裝置更包括一透鏡組，以及調整前述透鏡組 焦距的上述調焦件。
4. 如請求項1所述的具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源，其中上述驅動裝置內建有一組電源、以及朝向前述迫緊裝置方向暴露有一組連接前述電源的致能電極，藉此供應前述可更換光源裝置電能而致使該可更換光源裝置沿上述準直出光軸發光。
5. 如請求項1所述的具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源，其中上述驅動裝置更包括一發光按鈕，供驅動上述可更換光源裝置開啟並發光。
6. 如請求項1所述的具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源，更包括一組連結於上述驅動裝置，使得當上述迫緊裝置位於上述組裝位置時，將上述可更換光源裝置鎖固定位的位置固定裝置。
7. 如請求項1、2、3、4、5或6所述的具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源，其中上述可更換光源裝置更包括至少一介於上述迫緊裝置和上述驅動裝置之間的散熱鰭片部。
8. 如請求項7所述的具有沿光軸迫緊的可更換光源裝置的收束光源，其中上述可更換光源裝置更包括一至少部分環繞上述散熱鰭片部的防燙護蓋。

Images