CN101344706B - 可携式电子装置及可携式电子装置的照相模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可携式电子装置的照相模块，所述模块包括：分光组件，具有用以接收第一光线的第一光输入端、用以接收第二光线的第二光输入端以及用以输出来自第一光输入端的第一光线或来自第二光输入端的第二光线的光输出端；反射器，位于第一光输入端的上游，用以将第一光线反射至第一光输入端；图像传感器，设置于光输出端的下游，用以将来自光输出端的第一光线或第二光线转换成对应的信号。

Description

可携式电子装置及可携式电子装置的照相模块

技术领域

本发明涉及一种照相模块及一种可携式电子装置，更特别涉及一种可携式电子装置的照相模块及包含所述照相模块的可携式电子装置。

背景技术

参考图1，传统的3G照相手机100在手机前侧110设有第二照相模块130，就如同一般的视频电话所用的照相(video camera)模块；在手机背侧120则设有主照相模块140，就如同一般数字相机上的静态照相(still camera)模块。一般来说，由于功能上的不同，第二照相模块130通常具有较低的分辨率及较短的焦距；而主照相模块140则具有较高的分辨率及较长的焦距。

参考图2a，传统的视频电话所用的照相模块130包含透镜单元132以及图像传感器134，例如CMOS或CCD。透镜单元132可由单一透镜或两个透镜所组成，可将来自外界的图像光线引导至图像传感器134上，图像传感器134再将其转换成电子信号。为了滤除不必要的红外光，在透镜单元132和图像传感器134之间，设置有红外截止滤光片(IR cut filter)136。

参考图2b，一般的主照相模块140包含由三片镜片所组成的三片镜片组142以及图像传感器144。同样地，镜片组142用于将来自外界的图像光线引导至图像传感器144上，图像传感器144再将其转换成电子信号。在镜片组142及图像传感器144之间，也设有红外截止滤光片146，以将不必要的红外光滤除。

此外，参考图3，市面上还有一种具有可转动照相模块310的照相手机300，使用者可根据需要自行将照相模块310转动至手机300的前侧或背侧。

上述照相手机100包含有两个照相模块130、140，各个照相模块130、140必须有它自己的图像传感器134、144，否则无法运作，但这将造成成本上的增加。再者，虽然手机300仅使用一个可转动的照相模块310，但这会增加机构设计的难度，而且也有使用上可靠度不足的疑虑。

有鉴于此，便有必要提出一种可携式电子装置的照相模块，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可携式电子装置的照相模块，能够通过共享组件来达到减少体积及降低成本的目的。

在第一实施例中，本发明的可携式电子装置的照相模块包含分光组件，其具有第一光输入端、第二光输入端及光输出端。第二透镜单元位于分光组件的第二光输入端的上游，可将收集到的图像光线引导至分光组件的第二光输入端，分光组件再将其由光输出端输出。图像传感器位于分光组件的光输出端下游，可将从其中射出的图像光线转换成电子信号。此外，反射镜设于分光组件的第一光输入端的上游，在反射镜的上游还设有第一透镜单元。反射镜用于将通过第一透镜单元的图像光线反射至分光组件的第一光输入端。进入分光组件第一光输入端的图像光线会从光输出端输出，并到达图像传感器。第一透镜单元可以是三片镜片组，由两个凸透镜以及设于两者光学路径之间的一个凹透镜所组成。而第二透镜单元可以是单个凸透镜，胶合在分光组件的第二光输入端上；或者是三片镜片组，由两个凸透镜以及设于两者光学路径之间的一个凹透镜所组成。

在第二实施例中，本发明的可携式电子装置的照相模块类似第一实施例的照相模块，其差异在于第一实施例的第一透镜单元中位于凹透镜至反射镜之光学路径之间的凸透镜，在第二实施例中移到反射镜的下游至分光组件的第一光输入端的上游之间。

在第三实施例中，本发明的可携式电子装置的照相模块与第一实施例的照相模块类似，也具有分光组件、图像传感器及反射镜。但在分光组件的光输出端的下游至图像传感器的上游之间，设有凸透镜。在反射镜的上游设有凸透镜；而在反射镜的下游至分光组件之第一光输入端的上游之间，设有凹透镜。

本发明的另一个目的在于提供一种可携式电子装置，其壳体前侧设有一个开孔，壳体后侧设有另一个开孔，上述各实施例的照相模块则设于壳体内。当图像光线通过各个开孔入射至照相模块后，最后会到达各照相模块的图像传感器上。图像传感器则将所接收到的图像光线转换成对应的电子信号，并由位在壳体前侧上的显示单元根据电子信号将图像传感器所接收到的图像显示。

本发明的照相模块可应用于需要照相功能的可携式电子装置上，以接收来自不同方向的图像光线，并通过共享相同的组件来达到减少照相模块的体积以及降低成本的目的。

为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显，下文特举本发明实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。

附图说明

图1为传统的具有两个照相模块的照相手机；

图2a为传统照相手机上的第二照相模块；

图2b为传统照相手机上的主照相模块；

图3为传统的具有一个可转动的照相模块的照相手机；

图4、5、6a与6b为本发明第一实施例不同形式的可携式电子装置的照相模块；

图7、8、9a与9b为本发明第二实施例不同形式的可携式电子装置的照相模块；

图10与11为本发明第三实施例不同形式的可携式电子装置的照相模块；

图12为应用本发明的可携式电子装置的照相模块的手机。

附图标记说明

100  照相手机          110  前侧

120  背侧              130  照相模块

132  透镜单元          134  图像传感器

136  红外截止滤光片    142  三片镜片组

144  图像传感器        146  红外截止滤光片

300  照相手机          310  照相模块

400  照相模块          410  透镜单元

412  凸透镜            414  凹透镜

416  凸透镜            420  分光组件

422  光输入端          424  光输入端

426  光输出端          430  图像传感器

432  红外截止滤光片    440  图像光线

450  反射镜            460  透镜单元

462  凸透镜            464  凹透镜

466  凸透镜            470  图像光线

500  照相模块          600  照相模块

612  凸透镜            614  凹透镜

616  凸透镜            664  凹透镜

666  凸透镜            700  可携式电子装置

710  前侧       712  开孔

720  后侧       722  开孔

730  壳体       740  显示单元

具体实施方式

参考图4，本发明第一实施例的可携式电子装置的照相模块400包含分光组件420，例如是立体型分光器(cube-type beam splitter)或平板型分光器(plate-type beam splitter)，其具有两个光输入端422、424及一个光输出端426。第二透镜单元410位于分光组件光输入端422的上游，可将接收到的图像光线440引导至分光组件的光输入端422，分光组件420再将其由光输出端426输出。图像传感器430，例如是CCD或CMOS，位于分光组件光输出端426的下游，可将从其中射出的图像光线440转换成对应的电子信号。为滤除不必要的红外光，在分光组件光输出端426的下游以及图像传感器430的上游之间，还设置有红外截止滤光片432。此外，本发明第一实施例的照相模块400还包含反射镜450以及第一透镜单元460。反射镜450位于分光组件420的光输入端424的上游以及第一透镜单元460的下游，以将通过第一透镜单元460的图像光线470反射至分光组件420的光输入端424。进入光输入端424的图像光线470会从光输出端426输出，并到达图像传感器430，接着再转换成另一个对应的电子信号。

上述照相模块400仅包含一个图像传感器430，但利用反射镜450及分光组件420可感测来自不同方向的图像光线。因此，当本发明的照相模块400应用于手机上时，第二透镜单元410可装设于手机前侧，用来当作视讯相机(video camera)模块的光学组件；而第一透镜单元460可装设于手机背侧，可以是一个三片镜片组，由两凸透镜462、466以及设于两者光学路径之间的凹透镜464所组成，用来当作静态照相(still camera)模块的光学组件。以此方式，将减少图像传感器及红外截止滤光片的使用，可降低照相手机的制造成本。

参考图5，为降低照相模块400的体积，第二透镜单元410可以是单个凸透镜，并可胶合在分光组件420的光输入端422上。此外，参考图6a，第二透镜单元410可为一个三片镜片组，由凸透镜412、416以及设于两者光学路径之间的凹透镜414所组成，用以提高图像的分辨率。另外，凸透镜416可胶合至分光组件420的光输入端422上(见图6b)。由于第二透镜单元410系采用三片镜片，图像的分辨率得以提高，因此其也可作为静态照相模块来使用。上述第二透镜单元410及第一透镜单元460中的凹透镜414、464，用以修正象差(aberration)，以提高图像质量。

参考图7、8、9a与9b，本发明第二实施例的可携式电子装置的照相模块500，分别类似图4、5、6a与6b中的照相模块400，其差异仅在于照相模块500的凸透镜462设置于反射镜450至分光组件420的光输入端424的光学路径之间。本发明第二实施例的可携式电子装置的照相模块500的凸透镜466与凹透镜464，用以依序接收图像光线470，并将其引导至反射镜450，反射镜450再将图像光线470反射至凸透镜462，凸透镜462再将其引导至分光组件420的光输入端424。

参考图10，本发明第三实施例的可携式电子装置的照相模块600与图4的照相模块400类似，也具有分光组件420、红外截止滤光片432、图像传感器430及反射镜450，但在分光组件420的光输出端426的下游至图像传感器430的上游之间设有凸透镜616。在反射镜450的上游设有凸透镜666；而在反射镜450的下游至分光组件420的光输入端424上游之间设有凹透镜664。当图像光线440由分光组件的光输入端422进入而从光输出端426射出时，凸透镜616会将图像光线440收集并引导至图像传感器430上。此外，图像光线470经由凸透镜666的收集，再经反射镜450的反射而到达分光组件420的光输入端424。由分光组件光输入端424进入的图像光线470将由光输出端426射出，并由凸透镜616引导至图像传感器430上。

上述凸透镜616的作用与第二透镜单元410的作用相同，而凸透镜666、凹透镜664与凸透镜616的共同作用与第一透镜单元460的作用相同，在此不再详述。相较于图4的照相模块400，本实施例的照相模块600减少了一个凸透镜的使用，因此制造成本得以降低，且照相模块的体积也得以减少。

参考图11，本发明的照相模块600的分光组件420的光输入端422的上游，还可设置凸透镜612以及位于两者光学路径之间的凹透镜614，用于顺次接收图像光线440，并将其引导至分光组件420的光输入端422上，以通过这样提高图像的分辨率。

参考图12，本发明的照相模块400、500及600可应用于需要照相和视频功能的可携式电子装置700，例如3G(third generation)手机上。可携式电子装置700包含有壳体730，其前侧710上设有开孔712，后侧720上则设有开孔722，照相模块400、500或600则设于壳体730内(未显示)。图像光线440通过开孔712入射至照相模块400、500或600后，最后会到达各照相模块400、500或600的图像传感器430；而图像光线470通过开孔722入射至照相模块400、500或600后，最后也会到达各照相模块400、500或600的图像传感器430。图像传感器430则将图像光线440、470转换成对应的电子信号，并由位于壳体前侧710上的显示单元740根据电子信号将图像传感器430所接收到的图像显示。应注意的是，在一般情况下，图像光线440与470并不会同时到达图像传感器430。由于照相模块400、500及600内各组件的作用已于前述各实施例中详细说明，在此不再详述。

在不改变原有光路的调制传递函数(Modulation Transfer Function；MTF)的情况下，本发明的照相模块通过共享组件来达到减少体积及降低成本的目的。此外，原先较低分辨率的第二照相模块，也可依照需求增加透镜的数目，通过这样提高第二照相模块的分辨率，使其有更大的利用弹性。

应注意的是，上述各实施例仅是本发明的优选实施形式，本发明主要使用了分光组件420、反射镜450以及图像传感器430，以实现本发明的通过共享组件来达到减少体积及降低成本的目的。也就是反射镜450将图像光线470反射至分光组件420的光输入端424上，再由分光组件420的光输出端426输出，最后到达图像传感器430；而图像光线440则入射至分光组件420的光输入端422，再由分光组件420的光输出端426输出，并到达图像传感器430。

虽然本发明已通过上述优选实施例揭示，但上述实施例并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可以作各种更动与修改。因此本发明的保护范围应当以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种具有照相和视频功能的可携式电子装置，所述装置包含：

壳体，具有第一侧和与第一侧相对的第二侧，所述第一侧上设有第一开孔，用以接收第一光线，所述第二侧上设有第二开孔，用以接收第二光线；以及

照相模块，设于所述壳体内，且所述照相模块包含：

分光组件，具有用以由第一开孔接收所述第一光线的第一光输入端、用以由第二开孔接收所述第二光线的第二光输入端以及用以输出所述第一光线或所述第二光线的光输出端；

反射镜，设于所述第一光输入端的上游，用以接收所述第一光线，并将所述第一光线反射至所述第一光输入端以供所述第一光输入端接收；

图像传感器，设于所述光输出端的下游，用以接收所述光输出端所输出的第一光线或第二光线，并将其转换成对应的电子信号；

第一透镜单元，设于所述反射镜的上游，用以接收所述第一光线，并将所述第一光线引导至所述反射镜以供所述反射镜接收；

第二透镜单元，设于所述第二光输入端的上游，用以接收所述第二光线，并将所述第二光线引导至所述第二光输入端以供所述第二光输入端接收；以及

显示单元，设置于所述壳体上，其中所述显示单元根据所述图像传感器所转换的对应的电子信号显示图像。

2.根据权利要求1所述的可携式电子装置，其中，所述分光组件为立体型或平板型分光器。

3.根据权利要求1所述的可携式电子装置，其中，所述第一透镜单元用来当作静态照相模块的光学组件，且所述第二透镜单元用来当作视讯相机模块的光学组件。

4.根据权利要求3所述的可携式电子装置，其中，所述第一透镜单元包含：

第一凸透镜；

第二凸透镜；以及

凹透镜，设于所述第一凸透镜与所述第二凸透镜之间。

5.根据权利要求3所述的可携式电子装置，其中，所述第二透镜单元包含：

第一凸透镜；

第二凸透镜；以及

凹透镜，设于所述第一凸透镜与所述第二凸透镜之间。

6.根据权利要求1所述的可携式电子装置，所述装置还包含：

第一凸透镜，设于所述反射镜与所述分光组件的第一光输入端之间，用以将所述反射镜所反射的第一光线引导至所述第一光输入端；

其中，所述第一透镜单元包含：凹透镜，设于所述反射镜的上游，以及

第二凸透镜，设于所述凹透镜的上游，其中所述第二凸透镜和所述凹透镜用于顺次接收所述第一光线，并将所述第一光线引导至所述反射镜以供所述反射镜接收。

7.根据权利要求6所述的可携式电子装置，其中所述第二透镜单元包含：

第一凸透镜；

第二凸透镜；以及

凹透镜，设于所述第一凸透镜与所述第二凸透镜之间。

8.根据权利要求1所述的可携式电子装置，所述装置还包含：

第一凸透镜，设于所述光输出端与所述图像传感器之间；以及

第一凹透镜，设于所述反射镜与所述分光组件的第一光输入端之间，用以将所述反射镜所反射的第一光线引导至所述第一光输入端；

其中，所述第一透镜单元包含第二凸透镜，设于所述反射镜的上游，用以接收所述第一光线，并将所述第一光线引导至所述反射镜以供所述反射镜接收。

9.根据权利要求8所述的可携式电子装置，其中所述第二透镜单元包含：

第二凹透镜，设于所述分光组件的第二光输入端的上游；以及

第三凸透镜，设于所述第二凹透镜的上游，其中所述第三凸透镜与所述第二凹透镜用于顺次接收所述第二光线，并将所述第二光线引导至所述第二光输入端以供所述第二光输入端接收。

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