TWI313781B - Image-taking apparatus and projection module - Google Patents

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修正本 Ϊ313781 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關一種取像設備’配置有影像拾取裝置及建 構來形成物體影像於該影像拾取裝置上，且藉此產生影像 信號，以及有關一種投影模組，建構來投影光束。 【先前技術】 包含有依據物體影像之造影條件來調整焦點之自動聚 焦部的取像設備係建構來偵測物體影像對比及設定焦點於 獲得峰値之位置。所以，當由於物體場之低亮度而無法獲 得物體與物體場間之對比時，聚焦性能會降低且未聚焦狀 態會發生於最佳的情況。因此，爲了要增強聚焦條件’存 在有藉由投影輔助光線於物體上以照明物體且因此藉由增 強物體對比來改善聚焦性能的企圖。低功率消耗之發光二 極體及類似物係使用爲光源以供此投影用。 然而，當使用發光二極體爲自動聚焦部的光源部’由 於低功率消耗，光量會不足，以及就整體而言，照明會變 暗且物體對比會無法獲得。所以，存在有使用聚焦透鏡或 類似物來凝聚發出自該發光二極體之光線且以射束形狀投 影該輔助光線於物體上之企圖，因而藉由獲得僅依據物體 週邊部分之物體對比來增強聚焦性能。 此處，將描述建構以射束形狀來投影輔助光線及獲得 物體對比於投影部分之自動聚焦部的缺點。 第1圖係顯示配置有包含LED及聚焦透鏡之輔助光線 投影部之取像設備的視圖，以及第2圖係顯示實施於第1 1313781 0年(月知」· 修正本 圖之輔助光線投影部中之LED 210與在此例子中係聚焦透 鏡2 1 1之建構來形成從LED 2 1 0所發出之光線爲射束形狀 _ 的投影構件間之關係視圖。同時，第3圖係顯示第1圖中 . 所示之輔助光線投影窗之位置與取像光學系統之位置間的 位置關係之視圖，以及第4圖係顯示輔助光線之光軸與發 出自第3圖中之個別位置的取像光軸間之差異的視圖。此 外，第5圖係用以解說輔助光線投影部與取像光學系統間 之視差的視圖。 • 如第1圖及第3圖中所示，雖然下文說明將假設輔助 光線投影窗2 1係位於結合取像光學系統之透鏡圓筒之左 邊之斜上方的位置中，且輔助光線係從窗2 1朝向物，體發出 ，但並未存在有特定之限制於從位於取像設備內部之輔助 光線投影部朝向物體發出輔助光線的輔助光線投影部與輔 助光線投影窗2 1之間。此處，該輔助光線投影部係假設爲 位於左邊上之斜上方位置中。 第2圖中所示之聚焦透鏡係配裝於此輔助光線投影窗 β 21之內，而其係光源之LED 210則配置於該聚焦透鏡211 的焦點位置中。爲此理由，當L E D 2 1 0之輔助光線從輔助 光線投影窗2 1發出時，藉由聚焦透鏡2 1 1來形成爲射束形 狀（平行光線）之經聚焦的輔助光線將投影到物體中。 ' 假設像框中之中心一直以對準透鏡圓筒於物體上之姿 * 勢而導入於焦點時’則大致地將調整從投影部所發出之輔 助光線，使得例如若觀視位於遠離取像設備3米的物體影 像時，輔助光線將投影於像框的中心P之上。 -6- 1313781 修正本 針對此理由，如第4圖中所示，當物體係以接近於取 像設備之短距離來定位時，輔助光線的光軸將經過面部， 以及當物體係定位於長距離時，輔助光線的光軸將經過肩 部。也就是說，除了在當物體係定位接近於調整點P之例 子外，藉由取像光學系統之物體的視角將位移自藉由該輔 助光線投影部之物體的視角，因而發生視差。 如第5圖中所示，當從物體側來觀視取像設備時，輔 助光線之光軸係位於面部之右上側之上，且在短距離的例 子中，取像光軸將位於面部中心的周圍。同時，輔助光線 之光軸係位於接近肩部之右下側之上，且在長距離的例子 中，取像光軸將位於面部中心的周團。 若如上述地，視差發生於取像光軸與投影光軸之間時 ，除非常物體係位於調整點之既定位置P的近區處，否則 當失效於取得用以偵測聚焦狀態之足夠的物體對比於聚焦 區域內之結果，將使聚焦功能劣化。相似的問題亦會發生 於其中由於製造誤差而使位移發生於取像光軸與投影光軸 之間的情況中。 爲改善此，已揭示有利用複數個投影元件來擴展照明 之範圍至視差產生範圍之技術（例如請參閱專利文獻1及2) 〇 然而，揭示於專利文獻1及2中的技術具有歸屬於使 用複數個投影元件之取像設備之大小增加的問題。此外， 揭示於專利文獻2中之技術係建構利用設計供區域分割用 之透鏡來投影發出自光源之光線，因此，儘管擴展照明之 Ϊ313781 年，·月正補充 修正本 範圍’但大體而言，該技術具有照明無法變成很亮且當距 離變大時，照明會漸增地變暗的問題。 . (專利文獻1):日本專利公告第3241868號 - (專利文獻2):日本未審查專利申請案公告第6( 1 994)_ 3 1 3 8 3 9 號。 【發明內容】 鑑於上述情況’本發明之目的在於提供一種取像設備 ，包含一輔助光線投影部’雖然利用複數個投影元件，但 > 其尺寸小’且能執行擴展之照明至一包含視差之範圍而維 持某一程度之亮度直至抵達一既定之距離爲止，以及提供 一投影模組’適合聆承載於該取像設備之上。 爲達成該目的，本發明之取像設備係一種建構以透過 一取像光學系統來聚焦一物像於一影像拾取裝置上，且藉 此來產生一影像信號的取像設備，其包含一自動聚焦部， 該自動聚焦部執行利用場之亮度分佈的測量且執行自動聚 焦以調整該取像光學系統至一聚焦之狀態。此處，該自動 > 聚焦部包含一輔助光線投影部，當執行自動聚焦時，該輔 助光線投影部投影一輔助光束至一物體上，以及該輔助光 線投影部包含：一光源，具有複數個發光點；以及一投影 光學元件，其以射束形式來投影從該複數個發光點所發出 • 之光線至該物體上，且包含複數個投影部，各個投影部配 ' 置有不同的光軸，各個該複數個投影部將從該複數個發光 點所發出之複數道各條光線當作對應中心點擴展的複數道 光束作投影。 '1313781 今#年/月％陶之 修正本 近年來，結合複數個發光點爲一封裝之各個小的光源 係以合理的價格來販售，藉由應用此一小的光源於上述光 . 源且配置例如透鏡或類似物爲投影光學元件，可以以低成 . 本來形成輔助光線投影部而避免該輔助光線投影部之大小 上的實質增加，且可以投影包含複數道光束之擴展的輔助 光線朝向物體。 此時，藉由重疊該複數道光束，可投影該輔助光線而 維持一光線量於中心部分處及維持其周圍區域至一既定之 > 光線量，且可擴展照明之範圍。 例如照明之範圍將藉由形成如第5圖中所示之複數道 光束來擴展至含有視差之範圍。此時，光線係藉由分別地 以複數個光源來形成複數道光束而投影，以取代習知方式 之利用被區域分割之透鏡來投影從單一光源所發出之光線 到物體上的方式。因此，即使當照明之範圍係擴展至含有 視差之範圍時，可維持亮度至某一距離且可執行充分的照 明以供確實地獲得物體之對比。 I 也就是說，可實現一種取像設備，包含一輔助投影部 ，儘管利用複數個投影元件，但其在大小上係小的，且能 執行擴展之照明至一包含視差之範圍而維持某一程度之亮 度直至抵達一既定之距離爲止。 * 此處，該投影光學元件較佳地係被區域分割爲該複數 ' 個投影部的單一光學元件。 當投影光學元件係諸如被區域分割爲複數個投影部的 透鏡之單一光學元件時，可藉由組合小的光源與小的透鏡 -9- 1313781 德， 修正本 來建構一比習知類型更小之輔助光線投影部。例如稜鏡係 另一可想到的單一光學元件。 同時，該等投影部之各個投影部可包含一第一表面在 ^ 該光源側之上’及一第二表面在該物體側之上’該兩表面 均被區域分割爲諸反射表面。此處，該等投影部之各個投 影部的第一表面及第二表面之兩者皆有的該等反射表面共 同地分享一光軸。選擇性地，依據該複數個投影部之各個 投影部，僅只該第二表面在該光源側上之該第一表面的範 ί 圍外，以及在該物體側上之該第二表面係被區域分割爲該 反射表面。 無論如何，從該等光源之各個光源所發出之光線將穿 過該等投影部之各個投影部的第一表面及第二表面之兩者 皆有的該等反射表面，或穿過該第二表面之反射表面，且 藉此以相等於該等反射表面之數目來投影至物體上。此時 ，藉由適當地安排複數個光源及個別的投影部，則由個別 反射表面來形成爲不同形狀之複數道射束光線將若干地投 > 影在物體上爲作散佈圍繞點的輔助光線。 也就是說，可以以擴展至一包含視差之範圍的形狀來 投影射束光線至物體上來當作輔助光線。 同時，當該複數個投影部之各個投影部係建構使光源 • 側上之第一表面的範圍外的僅第二表面及物體側上之第二 ' 表面被區域分割，以及當含有複數個投影部之投影光學元 件分享該等反射表面間之徑向延伸自一近似中心之分開線 時，則易於製造一用以生產該投影光學元件所需之塑模， -10- Ϊ313781

‘修正2充 修正本 且因此可降低該投影光學元件之生產成本。 同時，該複數個發光點係逐一地配置於包圍一既定中 心點的個別位置中。 當複數個發光點係逐一地配置於包圍該既定中心點的 個別位置中時，相等於該等發光點之數目的光束將依據個 別的反射表面而從配置在包圍該中心點之個別位置中的發 光點投影至物體上。此時’例如當取像光軸係定位於該等 光束之中心時，則將投影圍繞該取像光軸所散佈的輔助光 線，亦即投影擴展至含有視差之範圍的輔助光線。 同時，上述諸小的封裝包含有逐一地容納LED於包圍 既定中心點之個別位置中的小的封裝。因此’藉由應用低 成本之小的封裝，可連同投影光學元件之生產成本中的降 低一起來降低整個輔助光線投影部的成本。 同時，較佳地，該投影光學元件係建構以投影從該複 數個發光點所發出之該複數道光線，使得藉由該複數個投 影部之各個投影部所投影之複數道光束間實質地彼此部分 重疊。 當複數道光束係投影使得藉由該複數個投影部之各個 投影部的複數道光束間可實質地彼此部分重疊時，則在該 等光束之各光束的中心部中的亮度，且藉此可形成例如具 有第4圖中所示之圍繞著當作中心之點P所散佈的光束。 此處，投影光學元件可建構以投影從複數個發光點所 發出之複數道光線，以便定位藉由該等投影部之一所投影 之複數道光束之一至藉由該等投影部之另一所投影之複數 -11- 1313781

修正本 道光束的中心上。選擇性地，該投影光學元件可建構以投 影從複數個發光點所發出之複數道光線，以便定位藉由該 _ 等投影部之一所投影之複數道光束之一至藉由該等投影部 . 之另一所投影之複數道光束的範圍外之兩光束的中心上。 同時，該光源可包含三個發光點，而該投影光學系統 包含三個投影部。選擇性地，該光源可包含四個發光點， 而該投影光學系統包含兩個投影部。 此處，較佳地，該複數個投影部係設定使得該複數個 投影部之諸光軸間的間距係實質地與該複數個發光點間的 間距一致。 在此方式中，從複數個發光點所發出之複數道光，線係 投影使得藉由複數個投影部所投影之複數道光束間實質地 彼此部分重疊。 同時，該複數個投影部係較佳地設定使得該複數個投 影部之諸光軸間的間距係實質地如該複數個發光點的間距 之一半一樣地長。 在此方式中，投影光學元件可投影從複數個發光點所 發出之複數道光線，以便定位藉由該等投影部之一所投影 之複數道光束之一至藉由該等投影部之另一所投影之複數 道光束的中心上。選擇性地，該投影光學元件可投影從複 - 數個發光點所發出之複數道光線，以便定位藉由該等投影 • 部之一所投影之複數道光束之一至藉由該等投影部之另一 所投影之複數道光束中之兩光束的中心上。 此外，依據在一平面上正交於藉由從兩個投影部所投 -12- 1313781

修正本 影之該複數道光束所形成之複數道光束所分散之所有複數 個發光點所作成的圖案，當比較在該平面中之相同於鏈接 該取像光學系統與該投影光學元件之方向的一第一方向中 之尺寸與該平面中正交於該第一方向的一第二方向中之尺 寸時，較佳地，該投影光學元件係以一定向來配置而形成 一使得該第一方向延伸比該第二方向更長的形狀。 在此方式中，假設如第4圖中所示之連接取像光軸到 輔助發光軸之線係第一方向時，則當比較第一方向中之尺 寸與在該平面中正交於該第一方向之第二方向中的尺寸時 ，將形成一在定向中滿足於使得該第一方向中之尺寸延伸 比該第二方向更長之形狀的射束且投影在物體之上。也就 是說，將形成及投影可建構來吸收第5圖中所示之光軸間 的位移，亦即，視差的射束。 同時，即將裝載於本發明取像設備上之投影模組係一 建構來投影光束之投影模組，其包含一光源，該光源具有 複數個發光點，以及一投影光學元件，該投影光學元件以 一射束形狀來投影從該複數個發光點所發出之光線至一物 體上，該投影光學元件具有複數個投影部，各個投影部配 置有不同的光軸，各個該複數個投影部將從該複數個發光 點所發出之各條光線來當作對應中心點擴展的複數道光束 作投影。 【實施方式】 現將描述本發明之實施例。 第6圖係一顯示代表本發明取像設備之實施例的數位 -13- Ϊ313781

月j>日诊正補充 修正本 相機之視圖。 第6圖中所示之數位相機1〇〇係一透過取像光學系統 來聚焦物體影像於影像拾取裝置之上且藉此來產生影像信 號之建構的取像設備，該取像設備包含AF部，該AF部利 用場之亮度的分佈來執行測量及執行自動聚焦（下文中將 稱爲AF)，以調整該取像光學系統至聚焦之狀態。此處’ 該AF部包含輔助光線投影部，當執行該AF時，該輔助光 線投影部投影一輔助光束到一物體之上。此AF部之架構將 於稍後加以描述。 首先，將描述第6圖中所示之數位相機的外部架構。 如第6圖中所示，透鏡圓筒1 7 0係位於根據此實施例 ι) 之透鏡100之相機本體的中心之中。含一建構部分之 AF 部的聚焦透鏡的取像光學系統係結合於該透鏡圓筒170之 中，使得物體之影像將透過取像光學系統來予以導引至位 於該數位相機100內部之CCD固態影像拾取裝置（下文中 將稱爲CCD)。同時，取景器105及AF輔助光線發射窗160 係配置於透鏡圓筒1 7 0上方；此外，閃光發射窗ι 8 〇係位 於AF輔助光線發射窗1 6 0之相對側之上。 在此數位相機1 〇〇中’代表貫穿影像或捕獲影像之影 像信號係藉由即將於稍後描述之數位相機內部的c C D來予 以產生。此外，AF及AE(自動曝光）係藉由AF部及AE部 而使用CCD所獲得之影像信號中所含之場的亮度分佈來加 以執行，藉此偵測焦點位置及場的亮度。再者，此實施例 之數位相機100配置有一具有半按壓及全按壓之兩操作形 -14- 1313781 令孑年’

修正本 勢的快門按鈕1 〇2，在半按壓之時，物體場之光度測量術 係藉由此實施例之數位相機中所含之AE部來予以執行， 且孔徑之直徑將予以調整以便符合場之亮度來回應其結果 。同時，利用場之亮度分佈的測量（在此數位相機1 00中， 藉由該C C D所獲得之影像信號係分離爲亮度信號及彩色信 號，以及亮度之分佈將提取自亮度信號）係藉由AF部來予 以執行，以及聚焦透鏡係定位於相對應焦點位置的位置中 。在以此方式來調整孔徑及焦點位置之後，曝光起始信號 係在全按壓之時供應至CCD(將於稍後描述）以回應於全按 壓之時序，且藉此來起始取像。 同時，當藉由AF部來偵測焦點位置時，此實施例之數 位相機係建構藉由投影來自如第6圖中所示之輔助光線投 影窗1 6 0之含有如第2圖中所示之視差的輔助光線到物體 上而改善取像光軸上之焦點區域內的聚焦性能。此輔助光 線投影窗1 60之架構及該輔助光線之射束形狀亦將於稍後 加以描述。 在此方式中，即使當物體係位於如第2圖中所描繪之 調整點P之前或之後（位於有關該調整點p之矩距離或長距 離中）時，則當設定一靠近取像光軸之位置爲焦點區域時， 明確地可獲得物體對比且藉以執行準確的AF ° 現將參照第7圖來描繪數位相機100的內部架構。 第7圖係一設置在數位相機1 〇 〇內部之信號處理部之 架構的方塊圖。

在此實施例之數位相機1 00中’所有處理係由主CPU -15- 修正本 1313781 1 1 0所控制，以及操作信號係分別地從電源開關1 0 1 a ’取 像模式撥號盤l〇le，及類似物來供應到此主CPU 110的輸 入部。該主CPU 110包含EEPROM 110a’而一用以操作該 . 數位相機100所需之程式則寫入於此EEPROM 1 10a中。當 開啓具有此架構之數位相機的電源開關1 0 1 a時’此數位相 機100之操作整個地由CPU 1 10根據EEPROM中之程式的 程序來加以控制。 首先，將參照第7圖來說明影像信號之流程。 Φ 當開啓電源開關1 0 1 a時，電源開關1 0 1 a之導通狀態 係藉由主c P U 1 1 0來予以偵測，以及電力係從電源1 3 0供 應到包含主CPU 1 1 0，光度測量及距離測量CPU，及類似 物的個別區塊。若模式桿1 〇 1 e在當電力從電源1 3 0供應至 個別區塊時係切換至取像側時，在CCD 1 1 2上所聚焦之物 體影像將在主CPU及光度測量及距離測量CPU的控制下首 先以既定之節距予以微細化且輸出爲影像信號，且依據輸 出之影像信號的物體影像將顯示於影像顯示LED之LCD面 ® 板150之上。時序信號係在光度測量及距離測量CPU的控 制下從時脈產生器（下文中稱爲CG)1 121供應至此CCD 1 12 ，以及影像信號將利用此時序信號來予以微細化及輸出於 既定之節距處。此CG 1121將依據來自主CPU 110及光度 ' 測量與距離測量CPU 120的指令而輸出時序信號，且除了 • 供應至CCD 112之外，該時序信號亦於隨後之階段被供應 至類比 /數位轉換（A/D，analog-to-digital converter)部 113 以及供應至白平衡調整及γ處理部1 1 4。因此，過程係以 -16- Ϊ313781

修正本 良好的順序及平順地在與時序信號同步之CCD 112、類比/ 數位轉換部1 1 3，及白平衡與γ處理部1 1 4的流程中執行 當轉換爲數位信號係藉由類比/數位轉換部113而與輸 出自CG 1121之時序信號同步地執行以回應於個別之CPU 110及120的指令，且白平衡調整或γ校正係藉由白平衡 及γ處理部1 1 4來執行於既定之階段時，則必須適當地處 理該些影像信號的流程。因此，緩衝記憶體11 5將配置於 隨後之級處，且用以在既定階段來轉移影像信號至亮度及 彩度（YC, Luminance and Chrominance)處理部 116 的時序 將藉由該緩衝記憶體1 1 5來予以調整。該等影像信號係以 舊的記錄時間之次序從緩衝記憶體1 1 5來轉移到亮度及彩 度處理部1 1 6。轉移到亮度及彩度處理部1 1 6的影像信號 係藉由亮度及彩度處理部1 16來轉換RGB信號爲YC信號 ，而所轉換之YC信號則透過匯流排1 2 1來供應至影像信 號顯示LCD 15。用以轉換YC信號爲RGB信號之YC至RGB 轉換部151係配置於此影像顯示LCD 15之前級，該YC信 號將再轉換爲符合該影像顯示LCD 1 5之γ特性的RGB信 號，且所轉換之RGB信號將透過驅動器152來供應至影像 顯示LCD 1 5。物體影像之影像顯示係依據所供應之RGB 信號來執行影像顯示LCD 15之LCD面板150上。CCD 112 、類比/數位轉換部113、及白平衡及7 (WB/r，white balance and γ )校正部1 1 4係如上述地與輸出自CG 1 1 2 1之時序信 號同步地操作，且藉由該CCD 1 12所產生之影像信號係處 -17- 1313781

修正補充 理於既定之階段處。因此，位於取像透鏡之配向: 物體將持續恆常地顯示於此影像顯示L c D 1 5的雾 面板150上作爲物體影像。當瞬時按壓快門按鈕 視地檢查連續顯示之物體影像’在起始自壓下快門 之時序的時間週期逝去之後’將輸出CCD 1 12上 所有影像信號爲RGB信號。此RGB信號將藉由 度處理部116來予以轉換爲YC信號’以及該YC 一步藉由壓縮及解壓縮部117來予以壓縮，然後 之影像信號將記錄於記憶卡11 9之上。在此壓縮 部1 1 7中，靜像係根據與JPEG標準相符之壓縮方 壓縮，且影像信號係記錄於記憶卡之上。各件壓 取像資訊、及類似資訊係寫入標頭部之中，當此 100之模式桿切換至播放側時，檔案之標頭 記憶卡1 1 9讀出，然後，在依據標頭中之壓縮資 縮該檔案中之經壓縮的影像信號而恢復影像信號 據該影像信號之物體影像將顯示於LCD面板150 同時，除了主CPU 1 10之外，此實施例之數位 配置有建構以執行聚焦調整及曝光調整的分離之 及距離測量CPU 120’以及在取像光學系統中之 1 1 1 〇的位置控制及光圈1 1 1 2的切換控制則藉由 量及距離測量CPU 120來予以執行。

當允許該光度測量及距離測量C P U 1 2 0執行 1 1 1 0的位置控制及光圈1 1 1 2的切換控制時，主 將使光度測量及距離測量C P u 1 2 0驅動該聚焦I 修正本 方向中之 須示LCD 102而目 按鈕102 所聚焦之 亮度及彩 fe號將進 ，所壓縮 及解壓縮 法來予以 縮資訊，、 數位相機 將首先自 訊來解壓 之後，依 之上。 :相機1 0 0 光度測量 聚焦透鏡 此光度測 聚焦透鏡 CPU 110 雪鏡1 1 10 -18- 1313781

修正本 且亦藉由允許光度測量及距離測量C P U 1 2 0來控制輔助發 光部16中所含之LED發光控制部16a而使三個LED 160a 至160c發光，以便當於驅動過程中藉由以亮度及彩度處理 部116來分離亮度信號而尋找亮度分佈時獲得充分的物體 對比。 該光度測量及距離測量C P U 1 2 0、聚焦透鏡1 1 1 〇、亮 度及彩度處理部116、主CPU 110、及輔助發光部16連接 地建構根據本發明之A F部。同時，光度測量及距離測量 CPU 120、光圈1112、亮度及彩度處理部116、及主CPU ! 10 集合地建構AF部。 現將解說當電源開關1 0 1 a開啓而，取像模式係藉由模 式桿101e所指定且然後快門按鈕1〇2係從半按壓操作至全 按壓時之即將藉由主CPU 110所執行之取像處理。 第8圖係流程圖，顯示即將藉由主CPU 110所執行之 取像處理的程序。 在步驟S801中，當按壓快門按鈕1〇2 —半時，AE處 理，亦即透過鏡頭（TTL, through the lens)光度測量係依據 Y C處理所獲得之Y信號來加以執行，且其結果係傳輸至光 度測量及距離測量C P U 1 2 0，藉此允許光度測量及距離測 量C P U 1 2 0來改變光圈1 1 1 2的直徑。相似地，當按壓快門 按鈕102 —半時’AF處理，亦即透過鏡頭（TTL, through the 1 e n s)測距係執行於下一步驟s 8 0 2中。因此，該光度測量及 距離測量C P U 1 2 0將先被指示使L E D發光控制部在光度測 量及距離測量CPU 120的控制下執行該三個LDE的發光。 -19- 1313781

修正本 此處，雖然允許該等LED發光，但指令係發出以沿著光軸 來移動聚焦透鏡1110,藉此使亮度及彩度處理部依據c CD 1 1 2所獲得之影像信號來偵測亮度而允許光度測量及距離 測量CPU驅動聚焦透鏡111 0，且然後依據偵測之結果來計 算物體對比。之後，在該處所計算之物體對比到達最高的 位置係界定爲焦點位置，且該焦點位置將通知至光度測量 及距離測量CPU 1 20以移動該聚焦透鏡1 1 1 0到該焦點位置 。此處，當完全按壓快門按鈕1 02時，指令將在下一步驟 S 8 0 3中發出至光度測量及距離測量CPU 120以藉由供應來 自CG 1 121之曝光起始信號到CCD 112而起始曝光。一旦 完成曝光時，曝光結束價號將從CG 1121供應至CCD 112 ，且影像信號將在下一步驟S804中從CCD 112輸出至類 比/數位轉換部η 3。在步驟S 8 0 5中，係使類比/數位轉換 部1 1 3執行類比影像信號爲數位影像信號之轉換以及供應 數位影像信號至白平衡及γ處理部。在步驟S806中，係使 白平衡及γ處理部114執行影像處理，且在經歷該影像處 理後之影像信號係輸出至緩衝器1 1 5。輸出到緩衝器1 1 5 的影像信號將於適當時序轉移至亮度及彩度處理部116, 以及允許該亮度及彩度處理部1 1 6執行影像處理。然後， 該過程進行至下一步驟。在使壓縮及解壓縮部117在步驟 S807中執行影像壓縮之後，使界面（I/F, interface) 118執 行記錄於記錄媒體上，在此例子中，該記錄媒體係記憶卡 1 1 9，以及完成此流程之處理。 此處，將描述此實施例之數位相機100中所包含之建 -20- 1313781

修正本 構於當執行AF處理於步驟S802中時之輔助光線投影部的 架構。根據本發明之投影模組係實施於此輔助光線投影部 1 6中。 第9圖係顯示輔助光線投影部16中之光源及投影光學 元件的視圖。 如第9圖之部分（a)及（b)中所示，該輔助光線投影部 16包含三個LED 160a至160c，當作根據本發明之複數個 光源，以及透鏡1 62a，當作根據本發明之投影光學元件。 如第9圖中所示，根據本發明之投影光學元件係由透鏡 162a所形成，該透鏡162a接受區域分割爲三個投影部1601 至 1603 : 第9圖之部分（a)顯示就第一表面在光源側上及第二表 面在物體側上之兩者均爲反射表面而言之接受區域分割且 係建構來允許用於各個投影部之第一表面及第二表面上之 兩反射表面分享光軸AXISI至AXISIII的透鏡。第9圖之 部分（b)顯示就光源側上之第一表面外之僅第二表面及物 體側上之第二表面爲反射表面而言之接受區域分割的透鏡 162a'- 相似之效應係藉由第9圖之部分（a)及第9圖之部分（b) 中所示之任一架構來予以達成。 此處，爲了要獲得相同於藉由使用三個透鏡來完全地 形成分別從三個光點所發出之三射束光線的射束形狀之光 線爲擴展之光線且接著投影該擴展之光線於手上的效應， 該單一透鏡係配置有三個分割區1 60 1到1 60 3來取代個別 -21- Ί313781 5 「月> 修正補充 ' 修正本 地配置三個透鏡而以降低大小作爲考量。 此處，此實施例描繪一藉由降低組件之生產成本於此 實施例中所含之輔助光線投影部來達成實質之成本降低的 實例。例如當配置如上述透鏡中所示之具有三個分割區的 單一透鏡時，就整個的輔助光線投影部而言之實質的成本 降低係藉由降低用於生產供透鏡用之塑模的成本及藉由提 供分開線於該等反射表面之間而徑向地延伸自近似中心來 降低透鏡本身之成本，或藉由施加如先前在發明內容部分 所描述之由小封裝所製成之低成本小的光源來予以達成。 第10圖係一顯示打算達成本降低之透鏡162a之架構 ，及顯示小的封裝中之三個LED 160a至160c之架構及位 置關係的視圖。 第10圖之部分（a)係一顯示其中此處係LED 160a至 160c之三個發光點係一個接一個地配置於包圍一既定中心 點之個別位置中之狀態的視圖，以及第1 〇圖之部分（b)係 一顯示其中在當作投影光學元件之透鏡中所含之三個投影 部1 60 1至1 60 3的不同光軸間之間距係安排以便實質地與 三個發光點間之間距一致之狀態的視圖。 同時，第11圖係分別顯τκ在通過該等反射表面1601, 1 602或1 603之一後將從發出自三個發光點之光線所獲得 的投影圖案，以及顯示有關在通過具有三個分割區（根據本 發明之投影部）1601，1 6 02及1 60 3之透鏡後發出自第10圖 中所示之三個發光點的光線如何投影於物體上之投影圖案 的視圖。 -22- 1313781

修正本 發出自三個發光點160a，160b及160c之光線係形成爲 如第11圖之部分（a)中所示之三射束，且利用透鏡之表面 ，亦即，單一投影部來投影於物體上，而無關於第9圖之 部分（a)及第9圖之部分（b)中所示之該等透鏡的那一個係 施加於此。 因爲第10圖之部分（b)中所示之透鏡包含相依於分割 爲三個區域之反射表面（投影部）1601，1602及1603之不同 的光軸AXISI至AXISIII，故該透鏡162a係用爲相似於三 個透鏡。因此，從三個發光點160a，160b及160c所發出之 個別射束的光線將通過用於投影之個別的反射表面，藉此 形成如第11圖之部分（b)中所示之具有9光點之投影圖案 及投影到物體上。 也就是說，藉由安排如第圖之部分（b)中所示之建 構複數個光源的光點160a至160c及建構投影光學元件的 透鏡162a，將投影發出自該三個發光點160a至160c之三 射束的光線，使得藉由透過三個投影部1 6 〇 1至1 6 0 3來投 影從三個發光點1 6 0 a至1 6 0 c所發出之三射束光線所獲得 之在三光束中之三投影部而言的單一光束（在第11圖之部 分（b)的中心之光束1602c、1601b'及16〇3a')將實質地相互 重疊。 在此方式中，可執行具有亮度分佈之照明’使得中心 部分呈現三倍亮度，有如等效於藉由一個LED而重疊三射 束所獲得之光量的亮度一樣地亮，以及使得圍繞著中心點 之個別的發光點具有原來的亮度。 -23- 修正本 Ϊ313781 因而，可實現含有輔助光線投影部之取像設備’儘管 使用複數個投影元件但其在大小上係小的，且能執行擴展 之照明至一包含視差之範圍而維持某一程度之亮度’虐：$ . 到達一既定之距離爲止。 第12圖係一不同於第10圖之視圖，顯示三光點160a 至160c之另一佈局以及與透鏡162a之位置關係。第13圖 係顯示藉由安排三光點及透鏡如第1 2圖中所示所獲得之 投影圖案。 • 在第10圖中，該等光點之佈局間距δ 1係實質地與包 含在該三個反射表面（投影部）中之各個光軸的間距δ2對齊 ，且該三個光點16〇a，160b及160c係配置於該三光軸 AXISI至AXISIII上。相反地，第12圖顯示其中該三個投 影部之光軸間之間距δ2係大約相等於該等光點間之間距 δΐ的1/2之佈局（在此圖中2δ2 = δ1)。 如第13圖中所示之投影圖案係藉由第12圖之部分（b) 中所示之佈局來予以取得。 ® 第13圖中所描繪之投影圖案顯示其中從三個發光點 160a至160c所發出之三射束之光線係投影使得藉由諸如 1601之該等投影部之一所投影之三光束1601 a\ 1601V及 1601c’中之光束1601b1之一係定位於諸如1 602之該等投影 • 部之另一所投影之三光束1 6 02a1至1 602c'中之兩光束 • 1 6 0 2 b1及1 6 0 2 c '的中心之中的投影型態。 第14圖顯示企圖藉由扭轉第12圖之部分（b)中所示之 分開線3 0度來修正投影圖案的佈局實例。第1 5圖係一顯 -24- Ϊ313781 P 年1 nk 修正補充 修正本 示在以第14圖之佈局來執行投影之例子中的投影圖案之 視圖。 第15圖中所描繪之投影圖案顯不其中從二發光點160a . 至1 60c所發出之三射束之光線係投影使得藉由該等投影 部1 603之一所投影之光束1 603 a1之一係定位於藉由諸如 1601之該等投影部之另一所投影之三光束1601a’至1601c' 之中心中的投影型態。 相似於第1 3圖之例子的照明效應亦係獲得於此例子 ί 中。 如上述，可實現含有輔助光線投影部之取像設備，儘 管使用複數個投影元件但其在大小上係小,的，且能執行擴 展之照明至少一包含視差之範圍而維持某一程度之亮度， 直至到達一既定之距離爲止。 第16圖係顯示當提供四個LED 1 600a至1 600d爲光源 時之光點的佈局之視圖。第17圖係顯示該四個LED間之 佈局間距及與透鏡之光軸的位置關係之視圖。第1 8圖係顯 I 示當第16圖中所示之光點的佈局間距δ4與第17圖中所示 之兩光軸（兩投影部）間的間距δ3間之關係係設定爲δ3=δ4 時之投影圖案的視圖。第19圖係顯示當第16圖中所示之 光點的佈局間距δ4與第1 7圖中所示之兩光軸（兩投影部） • 間的間距δ3間之關係係設定爲δ3 = 2δ4時之投影圖案的視 • 圖。 第1 8圖中所示之投影圖案係如相似於第1 0圖地藉由 設定δ3 = δ4所取得，以及第1 9圖中所示之投影圖案係如相 -25- 修正本 1313781 年// 似於第12圖地藉由設定δ3^2δ4所取得。 第1 8圖中所描繪之投影圖案顯示其中從四個發光點 1600a至1600d所發出之四射束之光線係投影使得就藉由 . 投影該四射束所獲得之四光束中的兩投影部1 604或1605 之各個投影部而言的單一光束（第18圖中之光束1 605及 1 604a)將實質地相互重疊的投影型態。第19圖中所描繪之 投影圖案顯示其中從四個發光點1 600a至1 6 00d所發出之 四射束之光線係投影使得藉由投影部1 60 5之一所投影之 I 光束1605a1之一係定位於投影部1604之另一所投影之四光 束的中心之中的投影型態。 第2 0圖係對應於第5,圖之視圖’其係用以解說當輔助 光線係利用第1 9圖中所示之投影圖案予以投影時之照明 範圍的視圖。當比較第4圖與第5圖時，呈明顯的是，在 長距離及短距離處，照明係執行於包含視差之範圍中。 也就是說，包含在平面（第20圖中所示之兩方塊）上之 正交分散於藉由根據本發明之兩投影部所投影的兩光束所 I 形成之四光束的所有複數個光點（兩重疊之方塊）的圖案將 以包含第5圖中所繪之視差的範圍來建構該投影圖案。 第21圖係用以解說當作投影光學元件之透鏡1602a的 佈局以及取像光學系統與第2圖中所繪之輔助光線投影部 - 間之佈局關係的視圖。 • 如第21圖中所示，當比較投影圖案之平面中之相同於 鏈接該取像光學系統與該投影光學元件之方向（在第21圖 中以點線所示之線）的第一方向中之尺寸與在該平面中正 -26- Ή13781 交於該第一方向的第二方向中之尺寸時’該透畜 以一定向來配置而形成一使得該第一方向延伸 向更長的形狀。 在此方式中’可實現含有輔助光線投影部 ，儘管使用複數個投影元件但其在大小上係小 行擴展之照明至一包含視差之範圍而維持某一 ，直至到達一既定之距離爲止。 如上述，根據本發明，可實現一種投影模 用複數個投影元件但其在大小上係小的’且能 照明至一包含視差之範圍而維持某一程度之亮 達一既定之距離爲止，以及實現一種包含具有 模組之輔助光線投影部的取像設備。 【圖式簡單說明】 第1圖係一視圖，顯示含有一具有LED及 輔助光線投影部的取像設備； 第2圖係一視圖，顯示位於第1圖之輔助 之內部的LED 210與一用以形成從LED 210所 爲射束形狀之其在此處係聚焦透鏡211的投影 係； 第3圖係一視圖’顯示輔助光線投影窗之 圖中所示之取像光學系統間的位置關係； 第4圖係一視圖’解說輔助光線之光軸與 圖中所示之個別位置所發出之取像光軸間的差 第5圖係一視圖’用以解說當物體係位於 修正本 _ 1620a 係 比該第二方 之取像設備 的，且能執 程度之亮度 組，儘管使 執行擴展之 度，直至到 功能爲投影 聚焦透鏡之 光線投影部 發出之光線 構件間之關 位置與第1 即將從第3 異： 短距離側之 -27- Ϊ313781 'y J年/^月"^日修正補充 修正本 上時以及當該物體係位於長距離側之上時的位移（視差）； 第6圖係一視圖，顯示代表本發明取像設備之實施例 的數位相機； 第7圖係一設置於數位相機1〇〇內部之信號處理部的 架構方塊圖； 第8圖係一流程圖，顯示即將藉由CPU 1 1 0來予以執 行之取像處理的程序； 第9圖係一用以解說輔助光線投影部之架構的視圖； # 第1 〇圖係一視圖，顯示在一打算達成成本降低之透鏡 與定位於三個發光點處之LED 16 0a至160c間的位置性關 , 係； 第1 1圖顯示一即將從發出自一發光點1 60a之光線所 獲得的投影圖案，以及一顯示根據本發明之有關從第1 0圖 中所示之三個發光點所發出的光線如何藉由一具有對應於 投影光學元件之三個分割區的透鏡來投影到物體之上的投 影圖案； ® 第1 2圖係一·視圖，顯示例如相似於第1 〇圖之光點與 透鏡間之佈局的位置性關係； 第1 3圖顯示當輔助光線係根據第1 2圖中所示之光點 與透鏡間之位置性關係來投影到物體上的投影圖案； • 第14圖顯示當投影圖案係如第15圖中所示之藉由扭 • 轉第1 2圖之部分（b)中所示之分開線3 0度來予以修正時的 實例； 第1 5圖係一視圖，顯示若以第丨4圖之佈局來執行投 -28- 1313781

修正本 影時之投影圖案； 第16圖係一視圖，用以解說當提供四個LED來當作 光源時之光點間的佈局間距； 第1 7圖係一視圖，顯示LED間之佈局間距以及透鏡 之光軸間的間距； 第18圖係一視圖，顯示當第16圖中所示之光點與透 鏡間之佈局間距係設定爲δ3 = δ4時之投影圖案； 第19圖係一視圖，顯示當第16圖中所示之光點與透 鏡間之佈局間距係設定爲δ3 = 2δ4時之投影圖案； 第2 0圖係相對應於第5圖之視圖，其解說當輔助光線 係利用第1 9圖中所示之投影圖案來予以投影時之照明範 圍； 第2 1圖係一視圖，用以解說當作投影光學元件之透鏡 的佈局以及取像光學系統與第2圖中所描繪之輔助光線投 影部之間的佈局關係。 【主要元件符號說明】 15 影像顯示LCD 16 輔助發光部 2 1，1 60 輔助光線股影窗 22， 170 透鏡圓筒 100 數位相機 10 1a 電源開關 1 0 1 e 取像模式撥號盤 102 快門按鈕 -29- 1313781 修正本

105 觀景器 110 主CPU 113 類比/數位轉換部 114 白平衡及γ處理部 115 緩衝記憶體 116 亮度及彩度處理部 117 壓縮及解壓縮部 119 記憶卡 120 光度測量及距離測量C P U 12 1 匯流排 13 0 電源 1 50 LCD面板 152 驅動器 180 閃光發出窗 1110 聚焦透鏡 1112 孔徑 112 1 時脈產生器 160a 〜160c LED(發光點） 1 60a' ~ 160c' LED(發光點） 162a' 透鏡 1 600a〜1 6 0 0d LED(發光點） 1 6 0 1 - 1 6 0 5 分割區域（投影部） 1601 a'〜1601c' 光束 1602a'~ 1602c' 光束 -30- 1313781

修正本 1 6 03 a'〜1 603 c'光束 1 605 a'

-3 1-

Claims (1)

1. f313781 年 修正補充 修正本 第95 1 07878號「取像設備及投影模組」專利案 (2009年1月23日修正） 十、申請專利範圍： 1 . 一種取像設備’建構成透過一取像光學系統來聚焦〜物 像於一影像拾取裝置上，且藉此來產生一影像信號，包 含： 一自動聚焦部，其利用場之亮度的分佈執行測量且 執行自動聚焦以調整該取像光學系統至一聚焦之狀態， 其中該自動聚焦部包含一輔助光線投影部，當執行 自動聚焦時’該輔助光線投影部投影一輔助光束至一物 體上，以及 該輔助光線投影部包含· 一光源，具有複數個發光點；以及 一投影光學元件，其以射束形式投影從該複數個發 光點所發出之光線至該物體上，且包含複數個投影部’ 各個投影部配置有不同的光軸，各個該複數個投影部將 從該複數個發光點所發出之複數道各條光線當作對應ψ 心點擴展的複數道光束作投影，其中該投影光學元件係、 被區域分割成該複數個投影部的單一光學元件。 2 .如申請專利範圍第1項之取像設備， 其中該複數個投影部之各個投影部包含一第一表面 ，在該光源側之上，及一第二表面，在該物體側之上’ 該兩表面均被區域分割爲諸反射表面，以及 該等投影部之各個投影部的該第一表面及該第二$ 1313781 (及年，成£： ::!正_充 ) X 修正本 面之兩者皆有的該等反射表面共同地分享一光軸。 3 .如申請專利範圍第1項之取像設備， . 其中，依據該複數個投影部之各個投影部，僅只該 . 第二表面在該光源側上之該第一表面的範圍外，以及在 該物體側上之該第二表面係被區域分割爲該反射表面。 4 .如申請專利範圍第1項之取像設備， 其中該投影光學元件包含一分開線，在該等反射表 面之間，徑向地自一近似中心延伸。 > 5 .如申請專利範圍第1項之取像設備， 其中該複數個發光點係逐一地配置於包圍一既定中 心點的個別位置中。 ， 6 .如申請專利範圍第1項之取像設備， 其中該投影光學元件係建構成投影從該複數個發光 點所發出之該複數道光線，使得藉由該複數個投影部所 投影之該複數道光束間彼此實質地重疊。 7 .如申請專利範圍第1項之取像設備， I 其中該投影光學元件係建構成投影從該複數個發光 點所發出之該複數道光線，以便將藉由該等投影部之— 所投影之該複數道光束之一定位在藉由該等投影部之另 一者所投影之該複數道光束的中心上。 • 8 .如申請專利範圍第1項之取像設備， • 其中該投影光學元件係建構成投影從該複數個發光 點所發出之該複數道光線，以便將藉由該等投影部之一 所投影之該複數道光束之一定位在來自藉由該等投影部 -2- B13781

   修正本 之另一者所投影之該複數道光束中之兩光束的中心上。 9 .如申請專利範圍第1項之取像設備， 其中該光源包含三個發光點，而該投影光學系統包1 含三個投影部。 1 〇 .如申請專利範圍第1項之取像設備， 其中該光源包含四個發光點，而該投影光學系統包 含兩個投影部。 1 1 ·如申請專利範圍第1項之取像設備， 其中該複數個投影部係設定成使得在該複數個投影 部之諸光軸間的間距係實質地與在該複數個發光點間的 間距一致。 ， 1 2 .如申請專利範圍第1項之取像設備’ 其中該複數個投影部係設定使成使得在該複數個投 影部之諸光軸間的間距係實質地如在該複數個發光點間 的間距之一半一樣地長。 1 3 .如申請專利範圍第1 〇項之取像設備’ 其中，依據在一平面上正交於藉由從兩個投影部所 投影之該複數道光束所形成之複數道光束而分散之所有 由複數個發光點所作成的圖案，當比較在該平面中之相 同於鏈接該取像光學系統與該投影光學元件之方向的一 第一方向中之尺寸與在該平面中正交於該第一方向的一 第二方向中之尺寸時，該投影光學元件係以一定向來配 置而形成一使得該第一方向延伸比該弟一方向更長的形 狀。 修正本 1313781 1 4 . 一種投影模組，建構成投影一光束，包含： 一光源，具有複數個發光點’以及 一投影光學元件，其以一射束形狀來投影從該複數 個發光點所發出之光線至一物體上’該投影光學元件包 含複數個投影部’各個投影部配置有不同的光軸’各個 該複數個投影部將從該複數個發光點所發出之複數道各 條光線當作對應中心點擴散之複數道光束作投影°

   1313781 月 修正頁 SU 8U m -t 4 ' , ' 緩衝 記憶體 Λ A 1 ， Τ 4-麗 I®虼 (33Ι0Λcrsf -303¾ -11¾

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   第8圖 1313781 修正本 以年/ □泛正 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第11圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 160a' LED(發光點） 160b' LED(發光點） 160c' LED(發光點） 160 1a' 光束 1601b' 光束 160 1c' 光束 1 6 02 a' 光束 1602b' 光束 1 602c' 光束 1 60 3 a' 光束 1603b' 光束 1 60 3 c' 光束

   Φ 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：