CN103916570B - 外接式变焦模块及摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外接式变焦模块及摄像装置。外接式变焦模块适用于包括摄像镜头的摄像装置，外接式变焦模块包括：两个棱镜、至少一变焦镜群、驱动单元、控制单元以及电源供应单元。两个棱镜反射光线至摄像镜头；至少一变焦镜群调整摄像镜头的焦距，藉以变更影像成像的远近；驱动单元选择性地驱动至少一变焦镜群进行移动；控制单元电性连接驱动单元，并选择性地接收控制信号，以根据控制信号控制驱动单元驱动至少一变焦镜群；电源供应单元电性连接驱动单元及控制单元，以向驱动单元及控制单元提供所需的电源。藉此，外接式变焦模块可外接于摄像装置，以达到调整摄像装置焦距的功效。

Description

外接式变焦模块及摄像装置

技术领域

本发明涉及一种变焦模块和摄像装置，特别涉及一种可活动性外接于摄像装置，以提供摄像装置光学变焦功能的外接式变焦模块及摄像装置。

背景技术

目前，市面上具有摄影功能的智能手机搭配的镜头没有变焦功能，当使用者需要使用变焦功能时，往往需使用影像处理方式进行数码变焦，以改变摄像装置取景的大小，但数码变焦会影响影像的解析度，使得所撷取的影像真实度及质感并不能像一般光学变焦镜头所拍摄的成像。然而，使用者若要在不影响解析度的情况下取景，将会变得较为受限，需要使用者移动自身位置来改变目标物的成像大小，在取景上相当地不便。

假若要将光学变焦镜头配置于智能手机内，由于智能手机内部的运算模块必须占据一定程度的体积，且一般而言，变焦镜头比普通摄像镜头的体积大，而智能手机在趋于轻薄短小且美观的需求下，欲整合变焦镜头于其中极为不易。

发明内容

有鉴于上述习知技术的问题，本发明的目的在于提供一种外接式变焦模块及摄像装置，以解决习知不具有光学变焦功能的摄像装置在取景上较不方便的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种外接式变焦模块，适用于包括摄像镜头的摄像装置，其特征在于：所述外接式变焦模块包括：两个棱镜，所述两个棱镜反射光线至所述摄像镜头；至少一变焦镜群，所述至少一变焦镜群调整所述摄像镜头的焦距，藉以变更影像成像的远近；驱动单元，所述驱动单元选择性地驱动所述至少一变焦镜群进行移动；控制单元，所述控制单元电性连接所述驱动单元，并选择性地接收控制信号，以根据所述控制信号控制所述驱动单元驱动所述至少一变焦镜群；以及电源供应单元，所述电源供应单元电性连接所述驱动单元及所述控制单元，以向所述驱动单元及所述控制单元提供所需的电源。

所述外接式变焦模块还包括调整单元，所述调整单元电性连接所述控制单元，以选择性地输出所述控制信号至所述控制单元。

所述至少一变焦镜群位于所述两个棱镜之间，所述两个棱镜为第一棱镜及第二棱镜，所述第一棱镜反射光线至所述至少一变焦镜群，并透过所述至少一变焦镜群将光线折射至所述第二棱镜，使所述第二棱镜反射光线至所述摄像镜头。

所述外接式变焦模块还包括壳体，所述壳体具有相对设置的第一壳面及第二壳面，所述第一壳面具有第一开口，所述第二壳面具有第二开口，所述两个棱镜、所述至少一变焦镜群、所述驱动单元、所述控制单元及所述电源供应单元设置于所述壳体内，且所述第一棱镜的入光面露出于所述第一开口，所述第二棱镜的出光面露出于所述第二开口，当所述壳体与所述摄像装置相接时，所述壳体的所述第二开口对应于所述摄像镜头。

所述外接式变焦模块还包括限位单元，所述限位单元侦测所述至少一变焦镜群的移动位置，并选择性地输出停止信号至所述控制单元，使所述控制单元根据所述停止信号控制所述驱动单元停止所述至少一变焦镜群的位移。

一种摄像装置，其特征在于，它包括：装置本体，所述装置本体包括摄像镜头；以及外接式变焦模块，所述外接式变焦模块选择性地与所述装置本体连接，所述外接式变焦模块包括：

两个棱镜，所述两个棱镜反射光线至所述摄像镜头；至少一变焦镜群，所述至少一变焦镜群调整所述摄像镜头的焦距，藉以变更影像成像的远近；驱动单元，所述驱动单元选择性地驱动所述至少一变焦镜群进行移动；控制单元，所述控制单元电性连接所述驱动单元，并选择性地接收控制信号，以根据所述控制信号控制所述驱动单元驱动所述至少一变焦镜群；以及电源供应单元，所述电源供应单元电性连接所述驱动单元及所述控制单元，以向所述驱动单元及所述控制单元提供所需的电源。

本发明外接式变焦模块及摄像装置具有下述优点：

(1)本发明外接式变焦模块可提供使用者以活动性外接方式连接于不具有光学变焦功能的摄像装置上，使所述摄像装置在影像撷取时具有光学变焦的功能，进而改善所述摄像装置在取景时可能产生的不便，以及以数码变焦取像所产生影像不清晰的问题。

(2)本发明外接式变焦模块的壳体与摄像装置的连接方式，以及壳体的外观可依据使用者的需求而进行设计，除了可使摄像装置具有光学变焦功能外，还可使本发明外接式变焦模块的外型设计与摄像装置较为匹配，在携带及组装上也较为方便。

附图说明

图1是本发明外接式变焦模块的实施例的方块图。

图2A是本发明外接式变焦模块的实施例的第一示意图。

图2B是本发明外接式变焦模块的实施例的第二示意图。

图2C是本发明外接式变焦模块的实施例所适用的摄像装置的示意图。

图2D是本发明外接式变焦模块的实施例在结合摄像装置后的示意图。

图2E是本发明外接式变焦模块的实施例在结合摄像装置后的透视图。

图3是本发明摄像装置的实施例的方块图。

具体实施方式

请参阅图1，其为本发明外接式变焦模块的实施例的方块图。如图所示，本发明外接式变焦模块1适用于具有摄像镜头21的摄像装置2。所述外接式变焦模块1包括：两个棱镜11、至少一变焦镜群12、驱动单元13、控制单元14、电源供应单元15、限位单元16、壳体17以及调整单元18。两个棱镜11为第一棱镜及第二棱镜。壳体17具有相对设置的第一壳面及第二壳面，第一壳面具有第一开口，第二壳面则具有第二开口。

其中，两个棱镜11、至少一变焦镜群12、驱动单元13、控制单元14、电源供应单元15、限位单元16皆设置于壳体17内。两个棱镜11接收光线并将光线反射至摄像镜头21。第一棱镜的入光面通过第一开口露出，第二棱镜的出光面通过第二开口露出。当外接式变焦模块1与摄像装置2连接时，第二棱镜的出光面的位置对应于摄像装置2的摄像镜头21。至少一变焦镜群12设置于第一棱镜与第二棱镜之间，以调整摄像镜头21的焦距。驱动单元13用来驱动至少一变焦镜群12移动，使至少一变焦镜群12在两个棱镜11之间的光路上进行轴向位移，进而改变摄像镜头21的倍率。控制单元14电性连接驱动单元13，控制单元14在接收到控制信号后，其根据此控制信号控制驱动单元13驱动至少一变焦镜群12移动。电源供应单元15电性连接驱动单元13及控制单元14，以提供驱动单元13及控制单元14所需的电源。限位单元16侦测至少一变焦镜群12的移动位置。调整单元18电性连接控制单元14，以选择性地传输控制信号至控制单元14。

另外，两个棱镜11可为直角三角形状的棱镜，其可分别具有入光面、出光面以及反射面，所述两个棱镜11的斜边可视为所述反射面，且反射面可利用全反射镀膜的方式形成。至少一变焦镜群12可为沉筒式镜片或棱镜。驱动单元13可为步进马达或直流马达。控制单元14可为具有镜片IC、马达驱动IC以及其它相关零件的控制电路板。限位单元16可为光断续器(photo interrupter)，调整单元18可为双向式自动复位开关。然而，本发明可以不同形式而实施，且不应视为限制于此处所设定的实施例。

在所述第一实施例中，当被摄物的影像光线入射至第一棱镜的入光面时，光线透过第一棱镜的反射面反射至至少一变焦镜群12，再透过至少一变焦镜群12将光线折射至第二棱镜，最后透过第二棱镜的反射面将光线反射至摄像装置2的摄像镜头21。

此外，当使用者将所述外接式变焦模块1与摄像装置2连接后，使用者可藉由旋转调整单元18的方向来调整摄像镜头21的焦距。当调整单元18经使用者旋转时，调整单元18会输出控制信号至控制单元14，控制单元14则根据此控制信号控制驱动单元13的运作，以驱动至少一变焦镜群12，藉此使至少一变焦镜群12在两个棱镜11之间的光路上进行轴向位移，以改变两个棱镜11与至少一变焦镜群12之间的相对位置，进而改变摄像镜头21的倍率。其中，驱动单元13可利用螺杆或绳索等传动元件来带动设置有至少一变焦镜群12的支架，但不以此为限。

顺带一提的是，当至少一变焦镜群12经驱动单元13移动至预定位置时，限位单元16会输出停止信号至控制单元14，使控制单元14停止驱动单元13的运作，进而控制至少一变焦镜群12的移动范围。此外，外接式变焦模块1可在使用者停止使用段时间后，或在使用者关闭所述外接式变焦模块1时，藉由控制单元14控制驱动单元13将至少一变焦镜群12的位置调整回初始位置。

请一并参阅图1及图2A至图2E，图2A及图2B为本发明外接式变焦模块的实施例的第一示意图及第二示意图。图2C为本发明外接式变焦模块的实施例所适用的摄像装置的示意图。图2D为本发明外接式变焦模块的实施例在结合摄像装置后的示意图。图2E为本发明外接式变焦模块的实施例在结合摄像装置后的透视图。在实施例中，外接式变焦模块1包括壳体17，所述壳体17具有第一壳面171及第二壳面172，且第一壳面171具有贯穿壳体17的第一开口1711，第二壳面172具有贯穿壳体17的第二开口1721。外接式变焦模块1的两个棱镜11、至少一变焦镜群12、驱动单元13、控制单元14、电源供应单元15以及限位单元16皆设置于壳体17内部。至少一变焦镜群12位于两个棱镜11的第一棱镜111及第二棱镜112之间。两个棱镜11中的第一棱镜111的入光面1111通过第一开口1711而露出，第二棱镜112的出光面1121通过第二开口1721而露出。调整单元18设置在外接式变焦模块1的侧边。摄像装置2包括摄像镜头21。

其中，当使用者使用所述摄像装置2拍照而需要使用光学变焦功能时，可将外接式变焦模块1与摄像装置2结合，且将第二棱镜112的出光面1121的位置对应于摄像装置2的摄像镜头21(如图2E所示)。接着，使用者可调动调整单元18向右或向左，藉此控制驱动单元13的转向，以调整至少一变焦镜群12在第一棱镜111与第二棱镜112之间的相对位置，进而改变摄像镜头21的焦距。

值得一提的是，虽然所述实施例中的外接式变焦模块1使用卡合的方式与摄像装置2连接，但不限于此，外接式变焦模块1与摄像装置2的连接方式可依据使用者的需求或方便性的需求而具有各种不同形式。举例来说，外接式变焦模块1的壳体17可还包括容置空间，使用者可打开所述容置空间将摄像装置2装入，以结合摄像装置2与外接式变焦模块1。或者，外接式变焦模块1可还包括锁合部，以利用锁合于摄像装置2的侧边的方式与摄像装置2结合。

请参阅图3，其为本发明摄像装置的实施例的方块图。如图所示，本发明摄像装置4包括：装置本体3以及外接式变焦模块1。本实施例的外接式变焦模块1的结构、连接关系及其功效与图1相同，其相同的部分在此不再赘述。装置本体3包括摄像镜头31。外接式变焦模块1选择性地与装置本体3连接。

其中，本发明设计一种外接式变焦模块1，在使用者平时使用摄像装置4没有变焦需求时，可单独使用装置本体3进行拍照，此时装置本体3的体积较小且携带较方便。在使用者使用摄像装置4需要使用变焦功能时，可将外接式变焦模块1与装置本体3连接，藉此使装置本体3具有变焦功能。

此外，因为所述外接式变焦模块1不像一般外接式变焦镜头一样会单独突出于装置本体3外，且外接式变焦模块1的壳体17以及与装置本体3的连接方式可依使用者需求而进行设计，所以本发明具有外接式变焦模块1的摄像装置4除了可改善不具有光学变焦功能的装置本体3的拍摄的影像品质外，所述外接式变焦模块1的外型可设计为与装置本体3较匹配，在携带及组装上也较一般外接式变焦镜头方便。

综上所述，本发明外接式变焦模块采用两个棱镜反射光线，并藉由驱动单元驱动设置于两个棱镜之间的驱动单元的位移，来改变两个棱镜与驱动单元的相对位置，进而改变摄像镜头的焦距。此外，使用者藉由旋转调整单元，来传输控制信号至控制单元，使控制单元根据此控制信号控制驱动单元的转动方向，进而控制至少一变焦镜群的移动方向。再者，所述外接式变焦模块利用限位单元侦测至少一变焦镜群的位置，并选择性地传输停止信号至控制单元，以控制至少一变焦镜群的位移范围。

以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种外接式变焦模块，适用于包括摄像镜头的摄像装置，其特征在于：所述外接式变焦模块包括：

两个棱镜，包含第一棱镜及第二棱镜；

至少一变焦镜群，所述至少一变焦镜群调整所述摄像镜头的焦距，藉以变更影像成像的远近，所述至少一变焦镜群位于所述第一棱镜及所述第二棱镜之间，所述第一棱镜反射光线至所述至少一变焦镜群，并透过所述至少一变焦镜群将光线折射至所述第二棱镜，使所述第二棱镜反射光线至所述摄像镜头；

驱动单元，所述驱动单元选择性地驱动所述至少一变焦镜群进行移动；

控制单元，所述控制单元电性连接所述驱动单元，并选择性地接收控制信号，以根据所述控制信号控制所述驱动单元驱动所述至少一变焦镜群；

电源供应单元，所述电源供应单元电性连接所述驱动单元及所述控制单元，以向所述驱动单元及所述控制单元提供所需的电源；以及

壳体，所述壳体具有相对设置的第一壳面及第二壳面，所述第一壳面具有第一开口，所述第二壳面具有第二开口，所述第一棱镜、所述第二棱镜、所述至少一变焦镜群、所述驱动单元、所述控制单元及所述电源供应单元设置于所述壳体内，且所述第一棱镜的入光面露出于所述第一开口，所述第二棱镜的出光面露出于所述第二开口，当所述壳体与所述摄像装置相接时，所述壳体的所述第二开口对应于所述摄像镜头。

2.如权利要求1所述的外接式变焦模块，其特征在于：还包括调整单元，所述调整单元电性连接所述控制单元，以选择性地输出所述控制信号至所述控制单元。

3.如权利要求1所述的外接式变焦模块，其特征在于：还包括限位单元，所述限位单元侦测所述至少一变焦镜群的移动位置，并选择性地输出停止信号至所述控制单元，使所述控制单元根据所述停止信号控制所述驱动单元停止所述至少一变焦镜群的位移。

4.一种摄像装置，其特征在于，它包括：

装置本体，所述装置本体包括摄像镜头；以及

外接式变焦模块，所述外接式变焦模块选择性地与所述装置本体连接，所述外接式变焦模块包括：

两个棱镜，包含第一棱镜及第二棱镜；

至少一变焦镜群，所述至少一变焦镜群调整所述摄像镜头的焦距，藉以变更影像成像的远近，所述至少一变焦镜群位于所述第一棱镜及所述第二棱镜之间，所述第一棱镜反射光线至所述至少一变焦镜群，并透过所述至少一变焦镜群将光线折射至所述第二棱镜，使所述第二棱镜反射光线至所述摄像镜头；

驱动单元，所述驱动单元选择性地驱动所述至少一变焦镜群进行移动；

控制单元，所述控制单元电性连接所述驱动单元，并选择性地接收控制信号，以根据所述控制信号控制所述驱动单元驱动所述至少一变焦镜群；

电源供应单元，所述电源供应单元电性连接所述驱动单元及所述控制单元，以向所述驱动单元及所述控制单元提供所需的电源；以及

壳体，所述壳体具有相对设置的第一壳面及第二壳面，所述第一壳面具有第一开口，所述第二壳面具有第二开口，所述第一棱镜、所述第二棱镜、所述至少一变焦镜群、所述驱动单元、所述控制单元及所述电源供应单元设置于所述壳体内，且所述第一棱镜的入光面露出于所述第一开口，所述第二棱镜的出光面露出于所述第二开口，当所述壳体与所述摄像装置相接时，所述壳体的所述第二开口对应于所述摄像镜头。

5.如权利要求4所述的摄像装置，其特征在于：所述外接式变焦模块还包括调整单元，所述调整单元电性连接所述控制单元，以选择性地输出所述控制信号至所述控制单元。

6.如权利要求5所述的摄像装置，其特征在于：所述外接式变焦模块还包括限位单元，所述限位单元侦测所述至少一变焦镜群的移动位置，并选择性地输出停止信号至所述控制单元，使所述控制单元根据所述停止信号控制所述驱动单元停止所述至少一变焦镜群的位移。