CN113238433A - 摄像机及调光模组 - Google Patents

Abstract

一种摄像机的调光模组，包括光源单元与调光单元。光源单元包括多个发光件，多个发光件设置在摄像机的摄像镜头周围，且各发光件的出光方向平行于摄像镜头的取像方向。调光单元设置于光源单元上并包括多个二次光学件，多个二次光学件对应多个发光件。其中各二次光学件包括透光罩，各发光件容设于各透光罩内部，各透光罩的内壁包括第一导光斜面与第二导光斜面，且第一导光斜面的第一斜率不同于第二导光斜面的第二斜率，各发光件发出的光线分别经过第一导光斜面与第二导光斜面而偏折。

Description

摄像机及调光模组

技术领域

本发明关于一种电子装置，特别是指一种摄像机及调光模组。

背景技术

许多摄像机都会搭配光源作为辅助照明，使摄影机在撷取影像时，能借由光源照明而获得更加清晰的影像，且对于夜间或光线不足的环境下也能有足够亮度进行拍摄。

为了使光源能够照射于特定区域或角度，摄像机的光源一般都会采用具有引脚的插件型发光件(例如DIP LED)，在摄像机的制造过程中，先将插件型发光件的引脚插置于电路板上，再经由弯曲引脚转向并焊接固定后，即可使插件型发光件朝向特定角度以照射特定区域。

然而，上述方式不仅工序繁复费时(例如需要将每个发光件进行弯折动作)，且通过弯曲引脚的方式也容易产生误差而无法达到预期的照明效果。除此之外，插件型发光件照射于特定区域的光线也会有不均匀的情形发生，例如越远离插件型发光件的光线会越发散，导致照明效果不佳而影响影像品质。

发明内容

鉴于上述，在一实施例中，提供一种摄像机的调光模组，适用于一摄像机，调光模组包括光源单元与调光单元。光源单元包括多个发光件，多个发光件设置在摄像机的摄像镜头周围，且各发光件的出光方向平行于摄像镜头的取像方向。调光单元设置于光源单元上并包括多个二次光学件，多个二次光学件对应多个发光件。其中各二次光学件包括透光罩，各发光件容设于各透光罩内部，各透光罩的内壁包括第一导光斜面与第二导光斜面，且第一导光斜面的第一斜率不同于第二导光斜面的第二斜率，各发光件发出的光线分别经过第一导光斜面与第二导光斜面而偏折。

在一实施例中，提供一种摄像机，包括摄像机本体与上述调光模组。摄像机本体具有一摄像镜头。调光模组设置于摄像机本体内。

借此，根据本发明实施例的摄像机的调光模组，通过调光单元的各二次光学件分别对应于各发光件，且各发光件发出的光线可经过对应的二次光学件的第一导光斜面与第二导光斜面而产生偏折，使调光单元能够导引各发光件的光线达到需求的照射角度与强度分布，以优化照明的均匀度而提高影像撷取的品质。此外，各发光件不需进行额外加工制程(例如弯曲引脚转向)而大幅减少人力与时间成本。

附图说明

图1为本发明摄像机一实施例的立体图。

图2为本发明调光模组第一实施例的立体图。

图3为本发明调光模组第一实施例的分解立体图。

图4为本发明调光模组第一实施例的侧视图。

图5为本发明调光模组第一实施例的局部剖视图。

图6为图5的局部放大图。

图7为图5的局部放大与导光示意图。

图8为本发明调光模组第二实施例的导光示意图。

图9为本发明调光模组第三实施例的侧视图。

图10为图9的局部剖视图。

图11为本发明调光模组第四实施例的局部剖视图。

附图标记列表：

1:摄像机

2:调光模组

6:区域

10:光源单元

11:第一表面

12:第二表面

13:镜头设置区

14:基板

15:发光件

20:调光单元

21:二次光学件

22:第一端

23:第二端

24、24A、24B:透光罩

241、241A、241B:第一导光斜面

242、242A、242B:第二导光斜面

243:衔接部

244:内侧

245:外侧

246:旁侧

25:光学微结构

27:透明盖

3:摄像机本体

30:机壳

31:摄像口

32:摄像镜头

N:法线中心轴

O:光轴

L1～L4:光线

具体实施方式

以下提出各种实施例进行详细说明，然而，实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本发明欲保护的范围。此外，实施例中的图式省略部分元件，以清楚显示本发明的技术特点。在所有图式中相同的标号将用于表示相同或相似的元件。

图1为本发明摄像机一实施例的立体图。图2至图4为本发明调光模组第一实施例的立体图、分解立体图及侧视图。如图1所示，本实施例的摄像机1包括调光模组2与摄像机本体3。在一些实施例中，摄像机1可为网路监控摄影机(IP Camera/Network Camera)、闭路电视(Closed-Circuit Television,CCTV)或类比监控摄影机等。摄像机1可安装于各式场所(例如托儿所、办公室、商店、公路等)，以进行安全监控或记录人员活动。

如图1至图4所示，摄像机本体3包括机壳30与摄像镜头32，机壳30为中空壳体且具有摄像口31，摄像镜头32位于机壳30中并朝向摄像口31。外部光线能由摄像口31进入机壳30内部，而使摄像镜头32能撷取外部影像。调光模组2安装于机壳30上且包括光源单元10与调光单元20。光源单元10包括基板14以及设置在摄像镜头32周围的多个发光件15，其中基板14包括相对的第一表面11及第二表面12。在本实施例中，基板14为电路板，各发光件15为发光二极体(Light-emitting diode，LED)，且各个发光件15是以表面贴装技术(Surface-mount technology，SMT)的方式固设于第一表面11上；基板14的第一表面11的法线方向是平行于摄像镜头32的取像方向(例如图3所示的Y轴方向)，使各个发光件15的出光方向平行于摄像镜头32的取像方向。本领域技术人员可以理解，发光件15的出光方向即发光件15的最大光强方向。在本实施例中，多个发光件15的数量为四个，但此并不局限，发光件15的数量也可根据实施需求而有不同配置。

如图3所示，基板14具有镜头设置区13以供摄像镜头32安装。在本实施例中，镜头设置区13为中央开孔，以供摄像镜头32穿设，避免摄像镜头32受到阻挡而能撷取外部影像，但此并不局限。在一些实施例中，基板14的镜头设置区13也可为实体区域，以供摄像镜头32直接组装并朝向摄像口31。

如图3至图4所示，摄像镜头32具有法线中心轴N(本实施例的法线中心轴N的轴向平行于如图1至图3的Y轴方向)，摄像镜头32的取像方向即法线中心轴N的轴向。多个发光件15分别等距围绕法线中心轴N设置，也就是说，各发光件15至法线中心轴N的最短距离皆相同，但本实施例并不限制。在一些实施例中，多个发光件15的位置可根据实际需求而有不同配置，例如多个发光件15设置于镜头设置区13的同一侧、或者多个发光件15以法线中心轴N为中心等角度(例如30°、45°或60°)配置、又或者多个发光件15也可以不规则的方式排列。

如图1至图4所示，调光单元20设置于光源单元10上并包括多个二次光学件21，多个二次光学件21对应多个发光件15，各发光件15发出的光线经过对应的二次光学件21而偏折，借此，各发光件15发出的光线可仅照射在摄像机1的取像范围的特定区域，例如仅照射在摄像机1的取像范围的其中一个象限。在一些实施方式中，调光单元20与光源单元10并排于摄像镜头32的取像方向上，且调光单元20位于光源单元10的前方。调光单元20还包括透明盖27，透明盖27设置于基板14的第一表面11的一侧，多个二次光学件21延伸自透明盖27表面并分别对应于各发光件15，构成多个二次光学件21分别等距围绕法线中心轴N设置。在本实施例中，透明盖27与各二次光学件21为一体成型的结构(例如透明盖27与各二次光学件21为一体射出成型)，透明盖27覆盖于多个发光件15，多个二次光学件21位于基板14与透明盖27之间且分别对应于多个发光件15。

如图1至图4所示，在本实施例中，各二次光学件21包括透光罩24，且各透光罩24具有轴向相对的第一端22及第二端23，在此各透光罩24的轴向与摄像镜头32的取像方向(即上述法线中心轴N方向)相同，且各二次光学件21的第一端22邻接第一表面11并分别套罩于各发光件15，使各发光件15容设于各透光罩24内部，各透光罩24的第二端23远离第一表面11并连接于透明盖27表面。

在一些实施例中，上述透明盖27与各透光罩24为透明材料所制成，例如透明材料可为聚碳酸酯(PC)、亚克力塑胶(PMMA)或玻璃材料等，使各发光件15发出的光线时可由多个二次光学件21及透明盖27透出而从摄像口31向外照射，以达到辅助照明的效果。

在一些实施例中，上述调光单元20可直接固定于基板14，例如各二次光学件21通过粘着或嵌卡等方式固定于基板14的第一表面11。或者，调光单元20也可组装固定于摄像机1的机壳30，此并不局限。

再请对照图4至图6所示，其中图5为本发明调光模组第一实施例的局部剖视图，图6为图5的区域6的局部放大图，在本实施例中，图5为沿着图4的线段A-A剖切，线段A-A是沿着垂直于法线中心轴N的径向方向延伸，且线段A-A剖切其中两个透光罩24。如图5与图6所示，各透光罩24的内壁包括第一导光斜面241与第二导光斜面242，且第一导光斜面241的第一斜率不同于第二导光斜面242的第二斜率，也就是说，第一导光斜面241的斜率可大于或小于第二导光斜面242的斜率。

如图5与图6所示，在本实施例中，各透光罩24包括相对的内侧244与外侧245，内侧244相对于外侧245邻近法线中心轴N，各透光罩24的第一导光斜面241相对于第二导光斜面242更邻近内侧244，也就是说，各透光罩24的第一导光斜面241相对于第二导光斜面242更邻近于法线中心轴N与摄像镜头32。此外，在本实施例中，第一导光斜面241的斜率的绝对值小于第二导光斜面242的斜率的绝对值，但此并不局限。在一些实施例中，各透光罩24内壁的导光斜面的数量也可超过两个，例如各透光罩24内壁可包括三个导光斜面，且三个导光斜面中的至少其中二者具有不同的斜率。

根据上述本发明实施例，通过调光单元20的各二次光学件21的各透光罩24分别套罩于各发光件15外部，且各二次光学件21的内壁的第一导光斜面241与第二导光斜面242具有不同斜率，使各二次光学件21能够导引各发光件15所发出的光线达到需求的照射角度与强度分布。举例来说，如图7所示，其中图7为图5的局部放大与导光示意图，在本实施例中，由于各透光罩24的第一导光斜面241的斜率不同于第二导光斜面242的斜率，因此，各发光件15发光照射第一导光斜面241与第二导光斜面242后，会产生不同的折射效果，例如第一导光斜面241的斜率可使各发光件15照射第一导光斜面241时，光线(例如图7的光线L1所示)能受到折射而朝摄像镜头32的方向传递并照射至预定的区域及位置，使多个发光件15的光线照射区域能够于摄像镜头32的取像方向部分重叠，而增加摄像镜头32的取像方向的亮度。第二导光斜面242的斜率则可使各发光件15照射第二导光斜面242时，光线(例如图7的光线L2所示)能受到折射而朝远离摄像镜头32的方向传递并照射至预定的区域及位置。

再请对照图7与图8所示，其中图8为本发明调光模组第二实施例的导光示意图。本实施例与上述图7的实施例的差异至少在于，本实施例的各透光罩24A的第一导光斜面241A的斜率的绝对值大于图7实施例的各透光罩24的第一导光斜面241的斜率的绝对值，各透光罩24A的第二导光斜面242A的斜率的绝对值大于图7实施例的各透光罩24的第二导光斜面242的斜率的绝对值。借此，各发光件15发光照射第一导光斜面241A时，光线(例如图8的光线L3所示)受到折射后的照射区域及位置能够更靠近摄像镜头32的取像方向，使多个发光件15的光线照射区域在摄像镜头32的取像方向的重叠部分增加，而提高摄像镜头32的取像方向的亮度，避免影像撷取后发生中央亮度不足的情况。同理，各发光件15发光照射第二导光斜面242A时，光线(例如图8的光线L4所示)受到折射后的照射区域及位置能够更远离摄像镜头32，而达到根据使用需求调整各发光件15的照射区域及位置。

综上，本发明实施例各发光件15发出的光线分别经过各透光罩24的第一导光斜面241与第二导光斜面242而偏折，以照射于预定照明区域而提高亮度，此外，各发光件15的光线还可经由第一导光斜面241与第二导光斜面242的导引而达到需求的照射角度与位置，以照射在取像范围的预定区域，并使预定照明区域整体亮度均匀而大幅提高影像撷取的品质。举例来说，多个发光件15可分别照射于预定照明区域的不同象限，各发光件15的光线可分别经由对应的透光罩24的第一导光斜面241与第二导光斜面242导引，使多个发光件15所发出的部分光线能够在象限交界处重叠，达到避免象限交界处过暗的问题而使预定照明区域的亮度均匀。

除此之外，本发明实施例通过调光单元20的各二次光学件21的各透光罩24分别套罩于各发光件15外部的方式控制光线照明，可使各发光件15不需进行额外加工制程(例如弯曲引脚转向)。如图6与图7所示，本实施例的各发光件15采用表面贴装式(SurfaceMounted Technology)LED，以通过自动化机器将各发光件15快速贴装于基板14的第一表面11上，达到大幅减少人力与时间成本。

在一些实施例中，本发明可进一步调整各发光件15于各透光罩24中的位置，以调整各发光件15的光线照射出摄像口31的照射角度与强度分布。如图6所示，在本实施例中，各发光件15是偏心设置于各透光罩24内部，例如各发光件15靠近各透光罩24的第二导光斜面242并相对远离第一导光斜面241而构成偏心设置，进而改变各发光件15照射于第一导光斜面241与第二导光斜面242的角度而产生不同的折射效果，从而改变照射出摄像口31的照射角度与强度分布。在一些实施例中，各发光件15也可靠近第一导光斜面241并相对远离第二导光斜面242。

再如图6所示，在本实施例中，透光罩24的第一导光斜面241与第二导光斜面242之间具有衔接部243，也就是说，第一导光斜面241与第二导光斜面242的一端彼此衔接，且衔接部243位于各发光件15的出光方向并偏离各发光件15的光轴O，其中各发光件15的光轴O是平行于上述摄像镜头32的法线中心轴N，借此，本发明也可通过改变衔接部243相对于各发光件15的偏离位置，以改变各发光件15照射于第一导光斜面241与第二导光斜面242的角度而产生不同的折射效果，从而改变照射出摄像口31的照射角度与强度分布。在其他实施例中，第一导光斜面241与第二导光斜面242的衔接部243也可位于各发光件15的光轴O上。

在一些实施例中，各透光罩24的第一导光斜面241或第二导光斜面242的其中至少一者还可进一步朝其他方向倾斜，使各发光件15发出的光线受到折射后能产生不同的折射效果。如图9与图10所示，其中图9为本发明调光模组第三实施例的侧视图，图10为图9的局部剖视图，在本实施例中，图10为沿着图9的线段B-B剖切，其中线段B-B是沿着垂直于法线中心轴N与图4的线段A-A的一水平方向延伸，且线段B-B剖切其中一个透光罩24B。如图9与图10所示，各透光罩24B包括相对的二旁侧246，二旁侧246连接于内侧244与外侧245之间，在本实施例中，各透光罩24B的第一导光斜面241B更朝其中一个旁侧246方向(即上述水平方向)倾斜，因此，相较于图1至图6的实施例来说，各发光件15发出的光线受到第一导光斜面241B折射后，能够朝不同方向传递而照射至不同区域与位置。在其他实施例中，各透光罩24B的第二导光斜面242B也可朝其中一个旁侧246方向(即上述水平方向)倾斜，在此则不多加赘述。

在一些实施例中，各透光罩24的第一导光斜面241或第二导光斜面242的至少其中一者的表面还可设有光学微结构25，例如图11所示，为本发明调光模组第四实施例的局部剖视图，本实施例与上述图1至图6的实施例的差异至少在于，各透光罩24的第二导光斜面242还具有锯齿状的光学微结构25，以增加第二导光斜面242的导光面积，使调光模组2整体设计能够更加薄型化而不影响第二导光斜面242的导光效果，同样地，第一导光斜面241也可设置光学微结构25，在此则不多加赘述。

在一些实施例中，上述光学微结构25也可为导光膜、扩散膜或导光网点，此并不局限。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种摄像机的调光模组，适用于摄像机，其特征在于，所述摄像机的调光模组包括：

光源单元，包括多个发光件，所述发光件设置在所述摄像机的摄像镜头周围，且各所述发光件的出光方向平行于所述摄像镜头的取像方向；以及

调光单元，设置于所述光源单元上并包括多个二次光学件，所述二次光学件分别对应所述发光件；

其中，各所述二次光学件包括透光罩，各所述发光件容设于各所述透光罩内部，各所述透光罩的内壁包括第一导光斜面与第二导光斜面，且所述第一导光斜面的第一斜率不同于所述第二导光斜面的第二斜率，各所述发光件发出的光线分别经过所述第一导光斜面与所述第二导光斜面而偏折。

2.如权利要求1所述的摄像机的调光模组，其特征在于，所述摄像镜头包括法线中心轴，各所述透光罩包括相对的内侧与外侧，所述内侧相对于所述外侧邻近所述法线中心轴，各所述透光罩的所述第一导光斜面相对于所述第二导光斜面更邻近所述内侧。

3.如权利要求2所述的摄像机的调光模组，其特征在于，所述第一导光斜面的所述第一斜率的绝对值小于所述第二导光斜面的所述第二斜率的绝对值。

4.如权利要求2所述的摄像机的调光模组，其特征在于，各所述透光罩包括旁侧，所述旁侧连接于所述内侧与所述外侧之间，且所述第一导光斜面或所述第二导光斜面更朝所述旁侧方向倾斜。

5.如权利要求1所述的摄像机的调光模组，其特征在于，各所述透光罩的所述第一导光斜面与所述第二导光斜面之间具有衔接部，所述衔接部位于各所述发光件的出光方向并偏离各所述发光件的光轴。

6.如权利要求1所述的摄像机的调光模组，其特征在于，各所述透光罩的所述第一导光斜面或所述第二导光斜面的至少其中一者的表面还设有光学微结构。

7.如权利要求1所述的摄像机的调光模组，其特征在于，所述光源单元包括基板，所述基板包括相对的第一表面及第二表面，所述发光件固设于所述第一表面上。

8.如权利要求1所述的摄像机的调光模组，其特征在于，所述调光单元包括透明盖，所述二次光学件延伸自所述透明盖表面。

9.如权利要求1所述的摄像机的调光模组，其特征在于，各所述发光件偏心设置于各所述透光罩内部。

10.一种摄像机，其特征在于，所述摄像机包括：

摄像机本体，具有摄像镜头；以及

如权利要求1至9中任一项所述的调光模组，所述调光模组设置于所述摄像机本体内。

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