TWM623542U - 光源模組以及影像擷取裝置 - Google Patents

Abstract

一種光源模組，包括基板、多個發光元件以及反射元件。 多個發光元件配置於基板上。多個發光元件分別用以提供多個光束。反射元件配置於基板上，且位於多個光束的傳遞路徑上。反射元件具有為自由曲面的反射面以及出光口，其中多個光束分別傳遞至反射面的不同位置，經由反射面的不同位置反射而形成的多個光照射圖案並傳遞出出光口，且多個光照射圖案皆不同。此外，一種影像擷取裝置亦被提供。

Description

光源模組以及影像擷取裝置

本新型創作是有關於一種光學模組以及擷取裝置，且特別是有關於一種光源模組以及影像擷取裝置。

攝影機或智慧影像產品都會搭配光源作為輔助照明，使攝影機或智慧影像產品在光線不足之環境可以獲得足夠的光線使影像更清晰。為了使光源能夠照射於特定區域或角度，攝影機或智慧影像產品的光源一般都用一顆或是多顆光源平行於攝影機取像方向來補償光源，使攝影機或智慧產品能有足夠的亮度進行攝影。

然而，對於不同影像擷取距離所需要的影像擷取範圍不一樣，會使用不同的補光調光模組。若是使用同一模組卻同時涵蓋不同距離，此種做法會造成近距離太亮而遠距離卻不夠亮、耗電與散熱能力不佳等問題。

本新型創作提供一種光源模組以及影像擷取裝置，可依影像擷取情境而提供出合適光強度、發散角度及聚焦距離的光，進而避免產生光強度錯誤、容易耗電及散熱能力不佳的情況。

本新型創作提供一種光源模組，包括基板、多個發光元件以及反射元件。多個發光元件配置於基板上。多個發光元件分別用以提供多個光束。反射元件配置於基板上，且位於多個光束的傳遞路徑上。反射元件具有為自由曲面的反射面以及出光口，其中多個光束分別傳遞至反射面的不同位置，經由反射面的不同位置反射而分別形成的多個光照射圖案並傳遞出所述出光口，且多個光照射圖案皆不同。

在本新型創作的一實施例中，上述的多個光照射圖案的涵蓋角度、出射中心角度或照射距離中至少一者不同。

在本新型創作的一實施例中，在垂直於基板的方向上，上述反射元件覆蓋並重疊多個發光元件。

在本新型創作的一實施例中，上述的反射面鄰近出光口一側的曲率大於反射面遠離出光口一側的曲率。

在本新型創作的一實施例中，經上述反射面鄰近出光口一側反射而形成的光照射圖案的照射距離小於經反射面遠離出光口一側反射而形成的光照射圖案的照射距離。

本新型創作另提供一種影像擷取裝置包括擷取影像模組以及光源模組。擷取影像模組用以擷取物體的影像。光源模組用以提供光束至物體。光源模組包括基板、第一發光元件、第二發光元件以及反射元件。第一發光元件配置於基板上，用以提供第一光束。第二發光元件配置於基板上，用以提供第二光束。反射元件配置於基板上，且位於第一光束以及第二光束的傳遞路徑上。反射元件具有為自由曲面的反射面以及出光口，其中第一光束與第二光束分別傳遞至反射面的第一位置與第二位置，經由出光口出射而分別形成第一光照射圖案與第二光照射圖案。

在本新型創作的一實施例中，上述的反射面鄰近出光口一側的曲率大於反射面遠離出光口一側的曲率。

在本新型創作的一實施例中，上述的基板配置於擷取影像模組，且出光口的開口方向相同於擷取影像模組的光軸方向同方向延伸。

在本新型創作的一實施例中，上述的第二發光元件在第一方向上與反射面的距離小於第一發光元件在第一方向上與反射面的距離，且第二光照射圖案至出光口的距離小於第一光照射圖案至出光口的距離。第一方向與出光口的正向方向平行。

在本新型創作的一實施例中，上述的光源模組更包括第三發光元件，配置於基板上，用以提供第三光束。其中，第三發光元件在第二方向上與反射面的距離小於第一發光元件在第二方向上與反射面的距離，且第三光照射圖案所涵蓋的角度大於第一光照射圖案所涵蓋的角度。第一方向與出光口的正向方向平行，且第二方向垂直於第一方向。

基於上述，在本新型創作的光源模組以及影像擷取裝置中，反射元件具有為自由曲面的反射面以及出光口，且位於多個發光元件所提供的多個光束的傳遞路徑上，這些光束分別傳遞至反射面的不同位置，經由反射面的不同位置反射而分別形成的多個光照射圖案並傳遞出出光口，且多個光照射圖案皆不同。因此，發光元件可藉由反射元件等二次光學元件達成不同光學條件的出光，進而產生不同的光照射圖案以適用至不同的情境中。如此一來，可依影像擷取情境而提供出合適光強度、發散角度及聚焦距離的光，進而避免產生光強度錯誤、容易耗電及散熱能力不佳的情況。

為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為本新型創作一實施例的影像擷取裝置的示意圖。請參考圖1。本實施例提供一種影像擷取裝置10，用以對物體或影像錄影或監視。影像擷取裝置10例如是室內/外監視器、網路攝影機、家庭攝影機或智慧影像產品，但本新型創作並不限於此。舉例而言，在本實施例中，影像擷取裝置10包括擷取影像模組50、光源模組100以及殼體60。擷取影像模組50例如是包括光學鏡組以及感光元件，用以擷取物體（未顯示）的影像。光源模組100用以選擇性地提供多個光照射圖案至物體。殼體60例如為影像擷取裝置10的外殼，用以承載擷取影像模組50以及光源模組100。在本實施例中，殼體60例如還包括連接端62，用以連接外部電子裝置，進而電性連接以及傳輸信號。然而，本新型創作並不限制影像擷取裝置10的類型，可視情境而配置不同的擴充元件。

圖2A至圖2C分別為圖1的光源模組不同情境下的立體示意圖。圖3為圖1的光源模組的剖面圖。請先參考圖1、圖2A以及圖3。光源模組100包括基板110、多個發光元件120以及反射元件130。多個發光元件120配置於基板110上，分別用以提供多個光束L。多個發光元件120例如是發光二極體，但本新型創作並不限於此。在本實施例中， 多個發光元件120位於同一平面上，因此具有較簡易的製程。

反射元件130配置於基板110上，且位於多個光束L的傳遞路徑上。反射元件130具有為自由曲面的反射面132以及出光口134。在本實施例中，基板110配置於擷取影像模組50，且出光口134的開口方向（即負Y方向）相同於擷取影像模組50的擷取影像方向，亦與影像模組50之光軸方向I同方向延伸。多個發光元件120所發出的多個光束L分別傳遞至反射面132的不同位置，經由反射面132的不同位置反射而分別形成的多個光照射圖案並傳遞出出光口134，且多個光照射圖案皆不同。在此需說明，所謂多個光照射圖案皆不同是指，多個光照射圖案的涵蓋角度、出射中心角度、照射距離或等其他光學特性參數中的至少一者不同即所謂不同。具體而言，在垂直於基板110的方向上（即圖2A中的Z軸方向），反射元件130覆蓋並置放且重疊於多個發光元件120之上。因此，傳遞通過出光口134的多個光照射圖案皆經由反射元件130反射。也就是說，多個發光元件120所發出的光束L必定先傳遞至反射元件130的反射面132，再藉由反射作用由反射元件130的出光口134傳遞出光源模組100。

圖4為圖1的部份光源模組的俯視圖。請同時參考圖2A至圖2C以及圖4。值得一提的是，在本實施例中，由於反射面132為自由曲面，所以每個發光元件120發射光束L的所對應的反射面132位置的表面幾何條件（例如曲率、角度、方向等）不同。因此，可藉由開關不同位置的發光元件120而形成不同的光學條件的光照射圖案。舉例而言，本實施例配置六個發光元件120_1、120_2、120_3、120_4、120_5、120_6，以出光口134方向（即正朝Y方向）觀看，其中發光元件120_1配置於左側後方、發光元件120_2配置於中央後方、發光元件120_3配置於右側後方、發光元件120_4配置于左側前方、發光元件120_5配置于中央前方、發光元件120_6配置于右側前方。此六個發光元件120_1、120_2、120_3、120_4、120_5、120_6所提供的光束L分別對應傳遞或投射至正上方（即正Z方向上）反射面132的部分區域132_1、132_2、132_3、132_4、132_5、132_6。需注意的是，圖4所標示的區域132_1、132_2、132_3、132_4、132_5、132_6僅示意，光束L所照射的區域依據不同規格的發光元件120而有所不同，本新型創作並不限於此。

以圖2A為例，當中央前方的發光元件120（即圖4所顯示的發光元件120_5）開啟而其他發光元件120關閉時，光束L傳遞至反射面132的部分區域132_5及其鄰近區域，由於此區域132_5在Z方向上所對應的反射面132的曲率變化小，故可反射光束L從中央出光，適於照射位於擷取影像模組50中央且距離較近的物體，如圖2A所顯示。

以圖2B為例，當左側前方的發光元件120（即圖4所顯示的發光元件120_4）開啟而其他發光元件120關閉時，光束L傳遞至反射面132的部分區域132_4及其鄰近區域，由於此區域132_4相較於區域132_5具有傾斜角度，故可反射光束L從右側出光，適於照射位於擷取影像模組50右側且距離較近的物體，如圖2B所顯示。換句話說，相較於圖2A的實施例，發光元件120_4在X方向上與反射面132的距離小於發光元件120_5在X方向上與反射面132的距離，且發光元件120_4所發出光束L而形成的光照射圖案所涵蓋的角度大於發光元件120_5所發出光束L而形成的光照射圖案所涵蓋的角度，故可應用於不同的情境需求而不需更換光源模組100。

以圖2C為例，當中央後方的發光元件120（即圖4所顯示的發光元件120_2）開啟而其他發光元件120關閉時，光束L傳遞至反射面132的部分區域132_2及其鄰近區域，由於此區域132_2相較於區域132_5的曲率較小，故除可反射光束L從中央出光之外，其光照射圖案的投射距離也較遠，適於照射位於中央且距離較遠的物體，如圖2C所顯示。換句話說，在本實施例中，反射面132鄰近出光口134一側的曲率大於反射面132遠離出光口134一側的曲率，故可使經反射面132鄰近出光口134一側反射而形成的光照射圖案的照射距離小於經反射面132遠離出光口134一側反射而形成的光照射圖案的照射距離。換句話說，相較於圖2A的實施例，發光元件120_2在Y方向上與反射面132的距離小於發光元件120_5在Y方向上與反射面132的距離，且發光元件120_2所發出光束L而形成的光照射圖案至出光口134的距離小於發光元件120_5所發出光束L而形成的光照射圖案至出光口134的距離，故可應用於不同的情境需求而不需更換光源模組100。

更進一步地說，在不同的實施例中，可依需求配置不同數量（例如是大於6個）或不同位置的發光元件120，或者是設計不同的反射面132曲率，進一步讓反射光束L形成具有不同光學特性的光照射圖案，本新型創作並不限於此。因此，發光元件120可藉由反射元件130等二次光學元件達成不同光學條件的出光，進而產生不同的光照射圖案以適用至不同的情境中。如此一來，可依影像擷取情境而提供出合適光強度、發散角度及聚焦距離的光，進而避免產生光強度錯誤、容易耗電及散熱能力不佳的情況。

值得一提的是，由圖2A至圖4所顯示的實施例可進一步延伸，當所有的發光元件120（即發光元件120_1~120_6）皆啟動時，將各自提供出光束L以產生不同的投射光型，而這些不同光型的投射光將共同形成為全範圍的投射光。換句話說，在需要全範圍投射光的特定情境下，可藉由啟動全部的發光元件120進而達成光學上需求。如此一來，可省去更換其他類型的光源模組100。

圖5為本新型創作一實施例的光源模組的光學模擬示意圖。請參考圖5。如圖5所顯示，在Y方向上的不同位置出射的光束L1、L2將會藉由正Z方向上不同曲率的部份反射面132進行反射，進而朝出光口134投射形成不同光型的光源。舉例而言，在本實施例的光源模組100A中，位在距離出光口134較近的發光元件120A提供光束L1，且位在距離出光口134較遠的發光元件120B提供光束L2。在發光元件120A、120B同時提供光束的光學模擬圖可看出，由於發光元件120A所提供的光束L1傳遞至曲率較大的部份反射面132，因此可提供出投射範圍較接近出光口134的光型。另一方面，由於發光元件120B所提供的光束L2傳遞至曲率較小的部份反射面132，因此可提供出投射範圍較遠離出光口134的光型。換句話說，在本實施例中，可因所要照射區域的不同而選擇性地啟動發光元件120A、120B。如此一來，可省去更換其他類型的光源模組100A。值得一提的是，在本實施例中，由光束L2所形成的投射光為平行投射光，而由光束L1所形成的投射光也為大致平行的近距離投射光。然而，亦可藉由反射面132的設計而將由光束L1所形成的投射光改變為具有聚焦或發散的投射光，但本新型創作並不限於此。

圖6為本新型創作另一實施例的光源模組的光學模擬示意圖。圖7為本新型創作另一實施例的光源模組的光學模擬示意圖。請參考圖6及圖7。如圖6及圖7所顯示，在X方向上的不同位置出射的光束L3、L4將會藉由正Z方向上不同曲率的部份反射面132反射，進而朝出光口134反射形成不同光型的光源。舉例而言，在本實施例的光源模組100B中，位在中央位置的發光元件120C提供光束L3，且位左側位置的發光元件120D提供光束L4。在發光元件120C、120D分別提供光束的光學模擬圖可看出，由於發光元件120C所提供的光束L1傳遞至對稱曲面的部份反射面132，因此可提供出投射不偏折方向，且大部分集中於出光口134中心的光型。另一方面，由於發光元件120D所提供的光束L4傳遞至非對稱且具有斜率的曲面的部份反射面132，因此可提供出投射朝一方向偏折（在本實施例中為朝右側位置偏折）的光型。換句話說，在本實施例中，可因所要照射區域的不同而選擇性地啟動發光元件120C、120D。如此一來，可省去更換其他類型的光源模組100B。值得一提的是，在不同的實施例中，可搭配圖5至圖7的實施例，將發光元件配置於不同的方位上，以提供出具有複合光學特性的投射光型，例如是具有平行投射以及偏折一角度性質的光型，本新型創作並不限於此。

請繼續參考圖1至圖4。在一實施例中，影像擷取裝置10更包括加裝一感測器（未繪示），能偵測人、動物或是物體等被攝物的位置，並將物體的位置回傳到控制元件（未繪示）且記錄在儲存元件（未繪示）中，以使發光元件120經由反射元件130將光線投射在移動的被攝物上。除此之外，當被攝物移動時，可經由感測器偵測被攝物的即時位置，並將被攝物的即時位置回傳至控制元件，以再次藉由控制元件調整發光元件120的開關，例如是更換啟動不同位置的發光元件120以持續照射。如此一來，可使投射出的光束L持續投射至移動中的被攝物，達到光束L能自動追蹤被攝物。

綜上所述，在本新型創作的光源模組以及影像擷取裝置中，反射元件具有為自由曲面的反射面以及出光口，且位於多個發光元件所提供的多個光束的傳遞路徑上，這些光束分別傳遞至反射面的不同位置，經由反射面的不同位置反射而分別形成的多個光照射圖案並傳遞出出光口，且多個光照射圖案皆不同。因此，發光元件可藉由反射元件等二次光學元件達成不同光學條件的出光，進而產生不同的光照射圖案以適用至不同的情境中。如此一來，可依影像擷取情境而提供出合適光強度、發散角度及聚焦距離的光，進而避免產生光強度錯誤、容易耗電及散熱能力不佳的情況。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10:影像擷取裝置 50:擷取影像模組 60:殼體 62:連接端 100,100A,100B:光源模組 110:基板 120,120_1,120_2,120_3,120_4,120_5,120_6,120A,120B,120C,120D:發光元件 130:反射元件 132:反射面 132_1,132_2,132_3,132_4,132_5,132_6:區域 134:出光口 L,L1,L2,L3,L4:光束 I:光軸方向

圖1為本新型創作一實施例的影像擷取裝置的示意圖。 圖2A至圖2C分別為圖1的光源模組不同情境下的立體示意圖。 圖3為圖1的光源模組的剖面圖。 圖4為圖1的部份光源模組的俯視圖。 圖5為本新型創作一實施例的光源模組的光學模擬示意圖。 圖6為本新型創作另一實施例的光源模組的光學模擬示意圖。 圖7為本新型創作另一實施例的光源模組的光學模擬示意圖。

100:光源模組

110:基板

120:發光元件

130:反射元件

132:反射面

L:光束

Claims (10)

1. 一種光源模組，包括：基板；多個發光元件，配置於所述基板上，所述多個發光元件分別用以提供多個光束；以及反射元件，配置於所述基板上，且位於所述多個光束的傳遞路徑上，所述反射元件具有為自由曲面的反射面以及出光口，其中所述多個光束分別傳遞至所述反射面的不同位置，經由所述反射面的不同位置反射而分別形成的多個光照射圖案並傳遞出所述出光口，且所述多個光照射圖案皆不同。
2. 如請求項1所述的光源模組，其中所述多個光照射圖案的涵蓋角度、出射中心角度或照射距離中至少一者不同。
3. 如請求項1所述的光源模組，其中在垂直於所述基板的方向上，所述反射元件覆蓋並重疊所述多個發光元件。
4. 如請求項1所述的光源模組，其中所述反射面鄰近所述出光口一側的曲率大於所述反射面遠離所述出光口一側的曲率。
5. 如請求項1所述的光源模組，其中經所述反射面鄰近所述出光口一側反射而形成的所述光照射圖案的照射距離小於經所述反射面遠離所述出光口一側反射而形成的所述光照射圖案的照射距離。
6. 一種影像擷取裝置，包括： 擷取影像模組，用以擷取物體的影像；以及光源模組，用以提供光束至所述物體，所述光源模組包括：基板，配置於所述擷取影像模組；第一發光元件，配置於所述基板上，用以提供第一光束；第二發光元件，配置於所述基板上，用以提供第二光束；以及反射元件，配置於所述基板且位於所述第一光束以及所述第二光束的傳遞路徑上，所述反射元件具有為自由曲面的反射面以及出光口，其中所述第一光束與所述第二光束分別傳遞至所述反射面的第一位置與第二位置，經由所述出光口出射而分別形成第一光照射圖案與第二光照射圖案。
7. 如請求項6所述的影像擷取裝置，其中所述反射面鄰近所述出光口一側的曲率大於所述反射面遠離所述出光口一側的曲率。
8. 如請求項6所述的影像擷取裝置，其中所述出光口的開口方向與所述擷取影像模組的光軸方向同方向延伸。
9. 如請求項6所述的影像擷取裝置，其中所述第二發光元件在第一方向上與所述反射面的距離小於所述第一發光元件在所述第一方向上與所述反射面的距離，且所述第二光照射圖案至所述出光口的距離小於所述第一光照射圖案至所述出光口的距離，所述第一方向與所述出光口的正向方向平行。
10. 如請求項6所述的影像擷取裝置，其中所述光源模組更包括第三發光元件，配置於所述基板上，用以提供第三光束，其中所述第三發光元件在第二方向上與所述反射面的距離小於所述第一發光元件在所述第二方向上與所述反射面的距離，且所述第三光照射圖案所涵蓋的角度大於所述第一光照射圖案所涵蓋的角度，所述第一方向與所述出光口的正向方向平行，且所述第二方向垂直於所述第一方向。

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