产生特定横向矩形照明视窗的照明模块的制作方法

本发明是有关于一种照明模块，且特别是关于一种产生特定横向矩形照明视窗的照明模块。

背景技术：

监视摄影机用途十分广泛，举凡在工厂厂房、宿舍、商店、大楼或社区住宅出入口、及通道等需监视的场合或人迹罕至的隐密处，均可通过监视摄影机所发射的光源(包含可见光或不可见光)，来即时录下当时状况，以供日后追查、存证等用途，并借此吓阻不肖份子，使不肖份子不敢进行不法行为，进而避免危害治安的事情发生。

在夜间使用监视摄影机时，通常都会遭遇到光线不足的问题，而一般监视摄影机会内建有红外线发光二极管或激光光源以使摄影机提取到影像，进而监视摄影机能够在光源不充足的场合(室内、夜间场所)进行监控；一般来说，红外线发光二极管所发出的光线波长介于约750nm～1000nm，激光波长介于800nm～1000nm具有肉眼无法察觉，均可以在远距离内提供足够的照明度。

然而，一般发光二极管或激光光源所产生的光型为圆对称光型，普遍在中央处的光强度远大于边缘处的光强度而造成摄影机无法清楚拍摄位在边缘处的拍摄物体。

为了满足摄影机取得特殊影像的比例(例如4:3或16:9的比例关系)，传统的镜头机构通常具有一矩形开口，该矩形开口的宽高比例可以是4:3或16:9，被拍摄物体的摄取影像可通过该矩形开口而在该光电转换单元上形成一横向矩形影像电子信号；再者，投射的光线的照射范围、形状和比例无法匹配于摄影机的成像设备拍摄4:3的标准宽高比或高画质电视(HDTV)的16:9的宽高比，而会造成被拍摄物体的影像被该矩形开口裁剪，造成部分影像失真的问题。

另光源产生光型，被拍摄物体的影像透过影像伺服器采指定宽高比压制 每一图框，压缩的视讯图框中可能无法提取由有损压缩引起的假影可能出现在图框中的不同位置，此可导致在一监视器或电视上再现解压缩的视讯影像是一视觉假影。

因此，迫切需要一种有效的技术，用以将可见光或不可见光光源所产生的圆对称光型，转换至宽高比约4:3或约16:9的非对称光型。

技术实现要素：

本发明人从调整光源光型的角度去解决上述问题，本发明的主要目的在于提供一种产生特定横向矩形照明视窗的照明模块，其不但不会造成光损失，亦不会造成额外的体积增加，以达成事半功倍的效果。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：一种产生特定横向矩形照明视窗的照明模块，其包括一基板、至少一发光元件、及一光学透镜。该基板具有一安装面；至少一该发光元件固接于该基板的该安装面上且具有一光轴；该光学透镜固接于该基板的该安装面上，并封装至少一该发光元件，其中该光学透镜包括一进光面及一相对于该进光面的出光面，定义该进光面的宽幅延伸方向为一X轴向，定义该进光面的窄幅延伸方向为一Y轴向，且该X轴向与Y轴向相互垂直，再定义一垂直于该进光面的方向为一Z轴向；其中，该出光面由该进光面朝该Z轴向凸出，该出光面由至少两个不同曲率的曲面所形成且具有一光源中心点，该出光面用于导引由至少一该发光元件所发射的光束沿该光轴并通过该光源中心点向外射出，以形成一横向矩形照明视窗；其中，该横向矩形照明视窗为一宽高比值介于1.03与2.08之间。

进一步地，该发光元件用于产生白光色温介于2700K至7000K的可见光。

进一步地，该发光元件为一发光二极管。

进一步地，该发光元件用于产生波长介于750至1000纳米的红外光。

进一步地，该发光元件为一红外线发光二极管。

进一步地，该发光元件为一激光器，且该激光器用于产生波长介于800至1000纳米的激光。

进一步地，该激光器为一激光二极管。

进一步地，至少一该发光元件的数量为一个，且至少一该发光元件的形状为正方形。

进一步地，至少一该发光元件的数量为多个且构成一发光阵列，该发光阵列的形状为非矩形。

进一步地，该发光阵列的形状为正方形。

进一步地，该基板为一金属基板、一陶瓷基板、或一玻纤基板。

进一步地，该金属基板的材料选自铜、铜合金、铝、铝合金、镁合金、铝硅碳化物、或碳合材物。

进一步地，该陶瓷基板的材料选自氧化铝、氮化铝、氧化锆、碳化硅、六方氮化硼、或氟化钙。

进一步地，该光学透镜与对应的该基板及至少一该发光元件之间无空气间隙。

进一步地，该光学透镜为非对称的。

进一步地，该光学透镜的该出光面选自非球面、弧形面、抛物面、双曲面或自由曲面。

进一步地，该光学透镜的材料选自环氧树脂、压克力树脂、硅树脂或硅胶。

本发明的有益效果如下：本发明实施于监视摄影系统，于照明目标区形成一横向矩形照明视窗宽高比值介于1.03与1.63之间或宽高比值介于1.48与2.08之间，摄影机直接提取矩形影像，清楚拍摄位在边缘处的拍摄物体，且可简化摄影机构件，并减少影像压缩转换的失真。

为便能对本发明目的、技术特征及其效果，做更进一步的认识与了解，兹举以下所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明范围，实施例配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明较佳第一实施例的产生特定横向矩形照明视窗的照明模块的透视图。

图2为本发明较佳第二实施例的产生特定横向矩形照明视窗的照明模块的透视图。

【符号说明】

1a、1b 产生特定横向矩形照明视窗的照明模块

10 基板

11 安装面

20 发光元件

20’ 发光阵列

30 光学透镜

31 进光面

32 出光面

33 曲面

34 光轴

35 光源中心点

40 照明目标区

41 横向矩形照明视窗

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达成的具体功能、目的，兹列举较具体的实施例，继以附图图号详细说明如后。

[第一实施例]

请参考图1，为本发明较佳第一实施例产生特定横向矩形照明视窗的照明模块的透视图，如图1所示，本实施例产生特定横向矩形照明视窗的照明模块1a包括一基板10、一发光元件20、及一光学透镜30。

具体而言，基板10具有一安装面11，且安装面11可供发光元件20配置于其上。在本实施例中，基板10可为金属基板、陶瓷基板、或玻纤基板(如FR-4、FR-5、G-10、G-11等)，但本发明并不局限于此，其中金属基板的材料可选自铜、铜合金、铝、铝合金、镁合金、铝硅碳化物、及碳合成物的其中之一，陶瓷基板的材质可选自氧化铝、氮化铝、氧化锆、碳化硅、六方氮化硼、及氟化钙的其中之一。较佳地，可于基板10上相对于安装面11的另一面贴附鳍片(图未示)，以对发光元件20进行散热，其中鳍片可通过压铸、铝挤或冲压方式形成。

发光元件20固接于基板上，发光元件20的形状为正方形，且具有一光 轴34。在本实施例中，发光元件20的数量为一个，可用于产生白光色温介于2700K至7000K的可见光、波长介于约750至1000纳米的红外光、或波长介于800至1000纳米的激光；换言之，所述发光元件20的具体例包括可见光发光二极管、不可见光发光二极管(如红外线二极管、激光二极管等)、及激光器(如液态激光器、气体激光器、固体激光器等)，其中所述固体激光器可为激光二极管。

光学透镜30可为具备抗水气特性的固化型封胶，光学透镜30固接于基板10的安装面11上用以封装发光元件20；为降低光束的折射及光损耗，本发明的照明模块1a采一次光学设计，亦即利用模塑(overmolded)的方式将光学透镜30固接于基板10的安装面11上，并与发光元件20紧密贴合，其中光学透镜30与对应的基板10及发光元件20之间无空气间隙。在本实施例中，所述固化型封胶的材料可选自环氧树脂、压克力树脂、硅树脂或硅胶等透明材料，但本发明并不局限于此。

再者，光学透镜30包括一进光面31及一相对于进光面31的出光面32，若将进光面31的宽幅延伸方向定义为一X轴向，并将进光面31的窄幅延伸方向定义为一Y轴向，且所述X轴向及所述Y轴向相互垂直，再将一垂直于进光面31的方向定义为一Z轴向，则出光面32由进光面31朝Z轴向凸出。

更进一步来说，出光面32可由至少两个不同曲率的曲面33所形成，且具有一光源中心点35；借此，光学透镜30的出光面32能够导引发光元件20所发射的光束，使其沿光轴34的方向行进并通过光源中心点35而向外射出至一照明目标区40，同时形成一横向矩形照明视窗41。值得注意的是，所述横向矩形照明视窗41的宽高比值可介于1.03与1.63之间(较佳为1.33，相当于4:3)，亦可介于1.48与2.08(较佳为1.78，相当于16:9)之间。在此，术语“宽高比值”是指照明目标区的最大横断面尺寸与该最大横断面尺寸正交的最大横断面尺寸比值。

光学透镜30可为非对称的，光学透镜30的出光面32可选自非球面(Aspheric Surface)、弧形面(Cambered Surface)、抛物面(Parabolic Surface)、双曲面(Hyperbolic Surface)或自由曲面(Free-Form Surface)。

[第二实施例]

请参考图2，为本发明的较佳第二实施例产生特定横向矩形照明视窗的照明模块的透视图。如图2所示，本实施例的产生特定横向矩形照明视窗的照明模块1b包括一基板10、至少一发光元件20、及一光学透镜30。本实施例与前一实施例的不同之处在于，发光元件20的数量为多个，且该些发光元件20可构成一非矩形的发光阵列20’，如图2所示，照明模块1b包括四个发光元件20，其以两两并列的方式排列成一个正方形的发光阵列20’。

虽然在图2所示的照明模块1b中，正方形的发光阵列20’为四个发光元件20所构成，但是对于本实施例的其他实施方式，正方形的发光阵列20’亦可为九个发光元件20，并以三个一列的方式排列而成，且依此类推；所以说，图2所示发光元件20的数量仅供参考，并非系用来限定本发明。

具体而言，基板10具有一安装面11，且安装面11可供发光元件20配置于其上。在本实施例中，基板10可为金属基板、陶瓷基板、或玻纤基板(如FR-4、FR-5、G-10、G-11等)，但本发明并不局限于此，其中金属基板的材料可选自铜、铜合金、铝、铝合金、镁合金、铝硅碳化物、及碳合成物的其中之一，陶瓷基板的材质可选自氧化铝、氮化铝、氧化锆、碳化硅、六方氮化硼、及氟化钙的其中之一。较佳地，可于基板10上相对于安装面11的另一面贴附鳍片(图未示)，以对发光元件20进行散热，其中鳍片可通过压铸、铝挤或冲压方式形成。

发光阵列20’固接于基板上，且具有一光轴34，其中每一个发光元件20的形状皆为正方形。在本实施例中，发光阵列20’中的发光元件20各可用于产生白光色温介于2700K至7000K的可见光、波长介于约750至1000纳米的红外光、或波长介于800至1000纳米的激光；换言之，所述发光元件20的具体例包括可见光发光二极管、不可见光发光二极管(如红外线二极管、激光二极管等)、及激光器(如液态激光器、气体激光器、固体激光器)，其中所述固体激光器可为激光二极管。

光学透镜30可为具备抗水气特性的固化型封胶，光学透镜30固接于基板10的安装面11上用以封装该些发光元件20，而光学透镜30与对应的基板10及该些发光元件20之间同样采取无空气间隙的封装方式。在本实施例中，所述固化型封胶的材料可选自环氧树脂、压克力树脂、硅树脂或硅胶等透明材料，但本发明并不局限于此。

再者，光学透镜30包括一进光面31及一相对于进光面31的出光面32，若将进光面31的宽幅延伸方向定义为一X轴向，并将进光面31的窄幅延伸方向定义为一Y轴向，且所述X轴向及所述Y轴向相互垂直，再将一垂直于进光面31的方向定义为一Z轴向，则出光面32由进光面31朝Z轴向凸出。

更进一步来说，出光面32可由至少两个不同曲率的曲面33所形成，且具有一光源中心点35；借此，光学透镜30的出光面32能够导引发光元件20所发射的光束，使其沿光轴34的方向行进并通过光源中心点35而向外射出至一照明目标区40，同时形成一横向矩形照明视窗41。值得注意的是，所述横向矩形照明视窗41的宽高比值可介于1.03与1.63之间(较佳为1.33，相当于4:3)，亦可介于1.48与2.08(较佳为1.78，相当于16:9)之间。在此，术语“宽高比值”是指照明目标区的最大横断面尺寸与该最大横断面尺寸正交的最大横断面尺寸比值。

光学透镜30可为非对称的，光学透镜30的出光面32可选自非球面(Aspheric Surface)、弧形面(Cambered Surface)、抛物面(Parabolic Surface)、双曲面(Hyperbolic Surface)或自由曲面(Free-Form Surface)。

综上所述，本发明实施于监视摄影系统，于照明目标区形成一横向矩形照明视窗宽高比值介于1.03与1.63之间或宽高比值介于1.48与2.08之间，摄影机直接提取矩形影像，清楚拍摄位在边缘处的拍摄物体，且可简化摄影机构件，并减少影像压缩转换的失真。

虽然本发明是以实施例作说明，但精于此技艺者可以在不离本发明精神与范畴下制作各种不同形式的改变，以上所举实施例仅用以说明本发明，并非用来限制本发明范围，本发明不限于上述各实施形态者，可在申请专利范围所示的范围内进行各种变更，且在不同实施形态中分别揭示的适当组合技术手段而得的实施形态，亦包含在本发明的技术范围内，即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明的专利涵盖范围内，本发明实已符合创作专利的要件，依法提出申请。