TW200903130A - Portable electronic device and camera module therefor - Google Patents

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200903130 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種照相模組及一種可攜式電子裝 置，更特別有關於一種可攜式電子裝置之照相模組及包含 該照相模組之可攜式電子裝置。 【先前技術】 參考第1圖，傳統的3G照相手機10〇於手機前側丄1〇 < 。又有第一恥相模組丨3 〇，就如同一般的視訊電話用照相模 組卜^⑼以爪以甸：於手機背側丨“則設有主照相模組^卜 就如同一般數位相機上的靜態照相模組（stUl camera)。一般 來δ兒，由於功能上的不同，第二照相模組丨3 〇通常具有較 低的解析度及較短的焦距；而主照相模組14〇則具有較高 的解析度及較長的焦距。 參考第2a圖，傳統的視訊電話用照相模組13〇包含一 透鏡單元132以及一影像感測器丨34，例如CMOS或CCD。 (! 透鏡單元132可由單一透鏡或兩個透鏡所組成，可將來自 外界的影像光線引導至影像感測器〖34上，影像感測器1 34 再將其轉換成電子訊號。為了濾除不必要的紅外光，於透 鏡單元1 32及影像感測器1 34之間，設置一紅外光截止濾 鏡（IR cut filter)136。 參考第2b圖，一般的主照相模組140包含一個由三片 鏡片所組成的三片鏡片組142以及一影像感測器ι44。同 樣地，鏡片組142係將來自外界的影像光線引導至影像感 測器144上’影像感測器144再將其轉換成電子訊號。於 01233-TW/HTC 95054-0 200903130 鏡片組142及影像感測器144之間，亦設有一紅外光載止 濾鏡1 46，以將不必要的紅外光濾除。 此外，參考第3圖，市面上還有一種具有可轉動照相模 組310的照相手機3〇〇，使用者可根據需要自行將照相模 組310轉動至手機300的前側或背側。 上述照相手機1 00包含有兩個照相模組1 3 〇、1 4〇，每 一照相模組130、14〇必須有它自己的影像感測器134、 144,否則無法運作，但這將造成成本上的增加。再者，雖 然手機300僅使用一個可轉動的照相模組3 1〇，但這會增 加機構設計的難度，且亦有使用上可靠度不足的疑慮。 有鑑於此，便有須提出一種可攜式電子裝置之照相模 組，以解決上述問題。 【發明内容】 本發明之一目的在於提供一種可攜式電子裝置之照相 杈組，能夠藉由共用元件來達到減少體積及降低成本的目 υ 的。 於第一實施例中，本發明之可攜式電子裝置之照相模組 包含一分光元件，其具有一第一光輸入端、一第二光輪入 鈿及一光輸出端。一第二透鏡單元位於分光元件的第二光 輸入端的上游，可將收集到的影像光線引導至分光元件的 第二光輸入端’分光元件再將其由光輸出端輸出。一影像 感測器位在分光元件的光輸出端下游，可將從其中射出的 影像光線轉換成電子訊號。此外，一反射鏡設於分光元件 的第一光輸入端的上游，在反射鏡的上游還設有一第一透 01233-TW / HTC 95054-0 6 200903130 鏡單元。反射鏡係將通過第一透鏡單元的影像光線反射至 分光7L件的第一光輸入端。進入分光元件第一光輸入端的 影像光線會從光輸出端輸出，並到達影像感測器。第一透 鏡單元可以是一個三片鏡片組，由兩凸透鏡以及一設於兩 者光學路徑之間的凹透鏡所組成。而第二透鏡單元可以是 單一凸透鏡，膠合在分光元件的第二光輸入端上；或者是 一個三片鏡片組，由兩凸透鏡以及一設於兩者光學路徑之 間的凹透鏡所組成。 於第二實施例中，本發明之可攜式電子裝置之照相模組 通似第一實施例之照相模組，其差異在於第一實施例之第 透鏡單元中位在凹透鏡至反射鏡之光學路徑之間的凸透 鏡，於第二實施例中，移到反射鏡的下游至分光元件之第 —光輸入端的上游之間。 於第三實施例中，本發明之可攜式電子裝置之照相模組 與第一實施例之照相模組類似’亦具有分光元件、影像感 測器及反射鏡。但在分光元件之光輸出端㈤下游至影像感 測器的上游之間，設有一凸透鏡。在反射鏡的上游設有一 凸透鏡·，而在反射鏡的下游至分光元件之第一光輸入端的 上游之間，設有一凹透鏡。 本發明之另一目的在於提供一種可攜式電子裝置，其殼 體前側設有一開孔，殼體後側設有另一開孔，上述各實施 例之照相模組則設於殼體内。當影像光線通過各開孔入射 至照相模組後，最後會到達各照相模組的影像感測器上。 影像感測器則將所接收到的影像光線轉換成對應的電子訊 〇1233^TW/HTC 95054-0 7 200903130 將影 號，亚由位在殼體前側上的顯示單元根據電子訊號 像感測器所接收到的影像顯示。 本發明t照相帛組可應用力需要照相#能的可攜式電 子裝置上’以接收來自不同方向的影像光線，並藉由政用 相同的元件來達到減少照相帛組的體積以及降低成本的目 為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯，下文特舉本發明實施例，並配合所附圖示，作詳細說 明如下。 、° 【實施方式】 參考第4圖，本發明第一實施例之可攜式電子装置之照 相核組400包含一分光元件42〇，例如是立體型分光器 (cube-type beam splitter)或一平板型分光器 beamsplitter)，其具有兩光輸入端422、424及一光輸出端 426。一第二透鏡單元41〇位於分光元件光輸入端422的上 游，可將接收到的影像光線440引導至分光元件的光輸入 端422 ’分光元件42〇再將其由光輸出端426輸出。一影 像感測器430，例如是一 CCD或CM〇s，位在分光元件光 輸出端426的下游，可將從其中射出的影像光線44〇轉換 成一對應的電子訊號。為濾除不必要的紅外光，在分光元 件光輸出端426的下游以及影像感測器430的上游之間， 還設置一红外光截止濾鏡432。此外，本發明第一實施例 之照相模組400還包含一反射鏡450以及一第一透鏡單元 460。反射鏡450係位在分光元件420的光輸入端424的上 01233-TW/HTC 95054-0 200903130 游以及第一透鏡單元460的下游，以將通過第一透鏡單元 460的影像光線470反射至分光元件42〇的光輸入端竹4。 進入光輸入端424的影像光線47〇會從光輸出端輪 出，並到達影像感測器430,接著再轉換成另一對應的電 子訊號。 上述照相模组400包含僅—個影像感測器43〇，但利用 反射鏡450及分光元件420可感測來自不同方向的影像光 線。因此，當本發明之照相模組4〇〇應用於手機上時，第 二透鏡單元410可裝設於手機前側，用來當作視訊相機 (video camera)模組的光學元件；而第一透鏡單元46〇可裝 設於手機背侧，可以是一個三片鏡片組，由兩凸透鏡462、 466以及一設於兩者光學路徑之間的凹透鏡464所組成， 用來當作靜態照相（still camera)模組的光學元件。以此方 式，將減少影像感測器及紅外光截止濾鏡的使用，可降低 照相手機的製造成本。 f 參考第5圖，為降低照相模组400的體積，第二透鏡單 " 元410可以是單一凸透鏡，並可膠合在分光元件420的光 輸入端422上。此外，參考第6a圖，第二透鏡單元41〇可 為一個三片鏡片組，由兩凸透鏡412、416以及一設於兩者 光學路徑之間的凹透鏡414所組成，用以提高影像的解析 度。另外，凸透鏡416可膠合至分光元件420的光輸入端 422上（見第6b圖由於第二透鏡單元41〇係採用三片 鏡片’影像的解析度得以提高，因此其亦可作為靜態照相 模組來使用。上述第二透鏡單元410及第一透鏡單元46〇 中的凹透鏡414、464 ’係用以修正像差（aberration)，以提 01233-TW/HTC 95054-0 9 200903130 高影像品質。 二實施例之可攜式 4、5、6a 與 6b 圖

將影像光線470反射至凸透鏡462， 參考第7、8、9a與9b圖，本發明第 電子裝置之照相模組500，分別類似第 :464，係用以依序接 I 450 ’反射鏡450再 凸透鏡462再將其引 導至分光元件420之光輸入端424。 參考第10圖，本發明第三實施例之可攜式電子裝置之 照相模組600與第4圖之照相模組4〇〇類似，亦具有分光 元件420、紅外光截止濾鏡432、影像感測器43〇及反射鏡 450,但在分光元件42〇之光輪出端426的下游至影像感測 器430的上游之間，設有一凸透鏡616。在反射鏡45〇的 上游设有一凸透鏡666;而在反射鏡45 0的下游至分光元 件420之光輸入端424上游之間，設有一凹透鏡664。當 影像光線440由分光元件之光輸入端422進入而從光輸出 端426射出時’凸透鏡616會將影像光線440收集並引導 呈影像感測器430上。此外，影像光線470經由凸透鏡666 的收集’再經反射鏡450的反射而到達分光元件420的光 輸入端424。由分光元件光輸入端424進入的影像光線470 將由光輸出端426射出，並由凸透鏡616引導至影像感測 器430上。 01233-TW/HTC 95054-0 10 200903130 一上述凸透鏡616的作用與第二透鏡單元4i〇的作用相 同，而凸透鏡666、凹透鏡664與凸透鏡016的共同作用 與第一透鏡單元460的作用相同，於此不再詳述。相較於 第4圖的照相模組_，本實施例之照相模組_減少了 -個凸透鏡的使用，因此製造成本得以降低，且照相模組 的體積亦得以減少。 參考第u圖，本發明之照相模組6〇〇的分光元件 的光輸入端422的上游，還可設置一凸透鏡612以及一位 在兩者光學路徑之間的凹透鏡614，其係用以依序接收影 像光線440,並將其引導至分光元件42〇的光輸入端422 上，以藉此提南影像的解析度。 參考第12圖，本發明之照相模組4〇0、50〇及6〇0可應 用於需要照相及視訊功能的可攜式電子裝置7〇0，例如 3G(third generation)手機上。可搞式電子裝置7〇〇包含有一 设體7 3 0，其鈾側710上設有一開孔712，後侧7 2 0上則設 有一開孔722，照相模組400、500或600則設於殼體730 " 内（未顯示）。影像光線440通過開孔712入射至照相模組 400、5 00或600後’最後會到連各照相模組4〇〇、500或 600的影像感測器430 ;而影像光線470通過開孔722入射 至照相模組400、500或600後，最後亦會到達各照相模組 400、5 00或600的影像感測器430。影像感測器430則將 影像光線440、470轉換成對應的電子訊號，並由位在殼體 前側7 1 0上的顯示單元740根據電子訊號，將影像感測器 430所接收到的影像顯示。應注意者，在一般情況下，影 像光線440與470並不會同時到達影像感測器430。由於 01233-TW/HTC 95054-0 11 200903130 已於前述各實施 照相模組400、500及600内各元件的作用 例中詳細說明，於此不再詳述。 在不改變原有光路的調制傳遞 Transfer Function; MTF)的情況下，太择 傳遞函數（Modulation 本發明之照相模組藉由 共用元件來達到減少體積及降低成本的目@。此外，原先

影像感測器430，以實現本發明之藉由共用元件來達到減 少體積及降低成本的目的。亦即反射鏡45〇將影像光線47〇 反射至分光元件420的光輸入端424上，再由分光元件42〇 的光輸出端426輸出，最後到達影像感測器43〇 ;而影像 光線440則入射至分光元件42〇的光輸入端422，再由分 光元件420的光輪出端426輸出，並到達影像感測器43〇。 雖然本發明已以前述較佳實施例揭示’然其並非用以限 定本發明’任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和 範圍内，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範 圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 01233-TW/HTC 95054-0 12 200903130 【圖式簡單說明】 第1圖： 第2a圖 第2b圖 第3圖： 組。 為傳統的照相手機，具有兩個照相模組。 .為傳統照相手機上的第二照相模組。 .為傳統照相手機上的主照相模組。 為傳統的照相手機，具有一個可轉動的照相模 第4 5 6a與6b圖：為本發明第一實施例不同態樣之 可攜式電子裝置之照相模組。 〜 第7、8、9a與9b圖：為本發明第二實施例不同態樣之 可攜式電子裴置之照相模組。 第1〇與11圖：為本發明第三實施例不同態樣之可攜式 電子裝置之照相模組。 第12圖：為本發明之可攜式電子裝置之照相模組，應 用於手機上。 (, 01233-TW/HTC 95054-0 13 200903130 【圖號說明】 100 照相手機 110 前側 120 背側 130 照相模組 132 透鏡單元 134 影像感測器 136 紅外光截止濾鏡 142 二片鏡片組 144 影像感測器 146 紅外光截止濾鏡 300 照相手機 310 照相模組 400 照相模組 410 透鏡單元 412 凸透鏡 414 凹透鏡 416 凸透鏡 420 分光元件 422 光輸入端 424 光輸入端 426 光輸出端 430 影像感測器 432 紅外光截止渡鏡 440 影像光線 450 反射鏡 460 透鏡單元 462 凸透鏡 464 凹透鏡 466 凸透鏡 470 影像光線 500 照相模組 600 照相模組 612 凸透鏡 614 凹透鏡 616 凸透鏡 664 凹透鏡 666 凸透鏡 700 可攜式電子裝置 710 前側 712 開孔 01233-TW/HTC 95054-0 14 200903130 720 後側 722 開孔 730 殼體 740 顯示單元 01233-TW/HTC 95054-0 15

Claims (1)

1. 200903130 十、申請專利範圍： 1、 一種可攜式電子裝置之照相模組，其包含： 一分光元件，具一第一光輸入端，用以接收一第一光 線、一第二光輸入端’用以接收一第二光線、及—光輪 出端，用以輸出該第一光線或該第二光線； 一反射鏡，設於該第一光輸入端的上游，用以接收該 第一光線’並將該第一光線反射至該第一光輸入端以供 該第一光輸入端接收；及 一影像感測器，設於該光輸出端的下游，用以接收該 光輸出端所輪出的第一光線或第二光線，並將其轉換成 一對應的電子訊號。 2、 如申請專利範圍第1項之可攜式電子裝置之照相模 組’其中該分光元件係為一立體型分光器（cube_type beam splitter) 〇 3、 如申請專利範圍第1項之可攜式電子裝置之照相模 組，其中該分光元件係為一平板型分光器（plate_type beam splitter)。 4、 如申請專利範圍帛μ之可搞式電子農置之照相模 組，另包含： —一第一透鏡單元，設於該反射鏡的上游，用以接收該 第一光線，並將該第一光線引導至該反射鏡以供該反射 鏡接收；及 一第二透鏡單元，設於該第二光輸入端的上游，用以 01233-TW/HTC 95054-0 16 200903130 接收該第二光線，並將該第二光線引導至該第二光輸入 端以供該第二光輸入端接收。 卜如申請專利範圍第4項之可攜式電子裝置之照相模 組’其中該第一透鏡單元包含： 一第一凸透鏡； 一第二凸透鏡；及 一凹透鏡，設於該第一凸透鏡與該第二凸透鏡間。 6、 如申請專利範圍第4項之可攜式電子I置之照相模 組，其中該第二透鏡單元係為—凸透鏡。 7、 如申請專利範圍第6項之可攜式電子裝置之照相模 組’其中該凸透鏡㈣合在該分光元件的第二光輸入端 上。 8、 如申請專利範圍第4項之可攜式電子裝置之照相模 組’其中該第二透鏡單元包含·· 一第一凸透鏡； 一第二凸透鏡；及 一凹透鏡，設於該第一凸透鏡與該第二凸透鏡間。 9、 如申請專利範圍第8項之可攜式電子裝置之照相模 組，其中該第-凸透鏡係膠合在該分光元件的第二光輸 入端上。 10、 如申請專利範圍第i項之可攜式電子裝置之照相模 組，另包含： ' 17 01233-TW/HTC 95054-0 200903130 一第一凸透鏡，設於該反射鏡與該分光元件的第—光 輸入端間’用以將該反射鏡所反射的第一光線引導至該 第一光輸入端； 一凹透鏡，設於該反射鏡的上游； 一第二凸透鏡，設於該凹透鏡的上游，其中該第二凸 透鏡與該凹透鏡係用以依序接收該第一光線，並將該第 一光線引導至該反射鏡以供該反射鏡接收；及 一透鏡單元，設於該分光元件的第二光輸入端的上 游，用以接收該第二光線，並將該第二光線引導至該第 二光輸入端以供該第二光輸入端接收。 11'如申請專利範圍第10項之可攜式電子裝置之照相模 組’其中該透鏡單元係為一凸透鏡。 12、如申明專利範圍第11項之可攜式電子裝置之照相模 ，·且其中忒凸透鏡係膠合在該分光元件的第二光輸入端 上。 13如申明專利範圍第10項之可攜式電子裝置之照相模 組，其中該透鏡單元包含： 一第一凸透鏡； 一第二凸透鏡；及 凹透鏡’ 5又於該第一凸透鏡與該第二凸透鏡間。 14如申#專利範圍第13項之可攜式電子裝置之照相模 組，其中該帛—凸透鏡係膠合在該分光元件的第二光輸 入端上。 0I233-TW/HTC 95054-0 18 200903130 15、 如申請專利範圍第1項之可攜式電子裝置之照相模 組，另包含： 一第一凸透鏡，設於該光輸出端與該影像感測器間； 一第一凹透鏡’設於該反射鏡與該分光元件的第一光 輸入端間’用以將該反射鏡所反射的第一光線引導至該 第一光輸入端；及 一第二凸透鏡’設於該反射鏡的上游，用以接收該第 一光線’並將該第一光線引導至該反射鏡以供該反射鏡 接收。 16、 如申請專利範圍第15項之可攜式電子裝置之照相模 組，另包含： 一第二凹透鏡，設於該分光元件的第二光輸入端的上 游；及 一第三凸透鏡’設於該第二凹透鏡的上游，其中該第 三凸透鏡與該第二凹透鏡係用以依序接收該第二光 線’並將該第二光線引導至該第二光輸入端以供該第二 光輸入端接收。 17、 一種可攜式電子裝置，其包含： 一殼體，具有一第一側與相對之一第二侧，該第一側 上設有一第一開孔，用以接收一第一光線，該第二側上 設有一第二開孔’用以接收一第二光線；以及 一照相模組，設於該殼體内，且其包含： 一分光元件，具一第一光輸入端，用以接收該第 01233-TW/HTC 95054-0 19 200903130 一光線、一弟二光輸入端，用以接收該第二光線、及一 光輸出知，用以輸出該第一光線或該第二光線； 一反射鏡，設於該第一光輸入端的上游，用以接 收該第一光線，並將該第一光線反射至該第一光輸入端 以供該第一光輸入端接收；及 一影像感測器’設於該光輸出端的下游，用以接 收該光輸出端所輸出的第一光線或第二光線，並將其轉 換成一對應的電子訊號。 18、 如申請專利範圍第17項之可攜式電子裝置，其另包 含： 一顯示單元’設置於該殼體上，其中該顯示單元根據 該影像感測器所轉換之對應的電子訊號顯示影像。 19、 如申請專利範圍第17項之可攜式電子裝置，其中該 分光元件係為一立體型分光器。 20、 如申請專利範圍第17項之可攜式電子裝置，其中該 分光元件係為一平板型分光器。 21、 如申請專利範圍第17項之可攜式電子裝置，另包含： 一第一透鏡單元’設於該反射鏡的上游，用以接收該 第一光線，並將該第一光線引導至該反射鏡以供該反射 鏡接收，及 一第二透鏡單元，設於該第二光輸入端的上游，用以 接收s玄弟二光線，並將該第二光線引導至該第二光輸入 端以供該第二光輸入端接收。 01233-TW/HTC 95054-0 20. 200903130 21項之可攜式電子裝置，其中該 22、如申請專利範圍第 第一透鏡單元包含： 一第一凸透鏡； 一第二凸透鏡；及 凹透鏡，設於兮笛 n _ 該第—凸透鏡與該第二凸透鏡間。 23、 如申請專利範圍第21項之 第二透鏡單W $之了攜式電子裝置，其中該 吸規早71：•係為一凸透鏡。 24、 如申請專利範圍第23項之可趦1 2 # 凸透鏡係膠合在該分光元件的第二光輸入端上。 25、 如申請專利範圍第21項之 第二透鏡單元包含： -m、中。亥 一第一凸透鏡； 一第二凸透鏡；及 口崦規，設於該 U ^7 —— |fcjj w 26'如申請專利範圍第25項之可攜式電子裝置，其中該 第一凸透鏡係膠合在該分光元件的第二光輸入端上。 27、如申請專利範圍帛17項之可構式電子裝置，另包含： 一第一凸透鏡’設於該反射鏡與該分光元件的第一光 輸入端間，用以將該反射鏡所反射的第一光線引導至該 第一光輸入端； 一凹透鏡，設於該反射鏡的上游； 一第二凸透鏡，設於該凹透鏡的上游，其中該第二凸 01233-TW/HTC 95054-0 21 200903130 透鏡與該凹透鏡係用以依序接收該第一光線，並將該第 一光線引導至該反射鏡以供該反射鏡接收；及 一透鏡單元，設於該分光元件的第二光輸入端的上 游，用以接收該第二光線，並將該第二光線引導至該第 一光輸入端以供該第二光輸入端接收。 28、 如申請專利範圍第27項之可攜式電子裝置，其中該 透鏡單元係為一凸透鏡。 29、 如申請專利範圍第28項之可攜式電子裝置，其中該 凸透鏡係膠合在該分光元件的第二光輸入端上。 30、 如申請專利範圍第27項之可攜式電子裝置，其中該 透鏡單元包含： 一第一凸透鏡； 一第二凸透鏡；及 一凹透鏡，設於該第一凸透鏡與該第二凸透鏡間。 )31、如申請專利範圍第30項之可攜式電子裝置，其中該 第一凸透鏡係膠合在該分光元件的第二光輸入端上。 32、如申請專利範圍第17項之可攜式電子裝置，另包含： 一第一凸透鏡’設於該光輸出端與該影像感測器間； 一第一凹透鏡’設於該反射鏡與該分光元件的第一光 輸入端間，用以將該反射鏡所反射的第一光線引導至該 第一光輸入端；及 一第二凸透鏡，設於該反射鏡的上游，用以接收該第 一光線，並將該第一光線引導至該反射鏡以供該反射鏡 01233-TW/.HTC 95054-0 22 200903130 接收。 33'如申請專利範圍第32項之可攜式電子裝置，另包含： 一第二凹透鏡，設於該分光元件的第二光輸入端 游；及 一第三凸透鏡，設於該第二凹透鏡的上游，其中該第 三凸透鏡與該第二凹透鏡係用以依序接收該第二光/ 線，並將該第二光線引導至該第二光輸入端以供該第二 光輸入端接收。 01233-TW/HTC 95054-0 23