TWI434121B - 雙向攝影裝置及可攜式電子裝置 - Google Patents

Description

雙向攝影裝置及可攜式電子裝置

本發明係關於一種攝影裝置，特別係關於一種包括二個鏡頭的雙向攝影裝置。

請參閱第1圖，習知之攝影裝置10包括一鏡頭11、一鏡頭基座12、一電路板13及一感光元件14。鏡頭11及電路板13連結於鏡頭基座12，且感光元件14設置於鏡頭基座12內部，其中感光元件14係電性連結於電路板13上。

攝影裝置10於擷取影像時，首先透過鏡頭11內部的多組鏡片，使影像聚焦於感光元件14上。感光元件14將這些聚焦影像轉換成各種強弱不同的數位訊號，透過電路板13而傳送到後端以進行後續的影像顯示、處理或是儲存等等步驟。

近年來，可攜式電子裝置(如可攜式電腦、平板電腦或行動通訊裝置)皆配備有攝影裝置10，用以拍攝影像，其中為了滿足不同的使用需求，特定的電子裝置上配有二個攝影裝置10，分別設置於電子裝置之前後表面。然而，感光元件14生產成本高，使得配有二個攝影裝置10的電子裝置價格不斐。此外，負責處理來自二個感光元件14的後端影像顯示或儲存裝置也需進一步地作調整及改良，使生產程序趨向複雜。

因此，一種使用單一感光元件而能滿足二個攝影裝置始能達成效果的影像的攝影裝置即被高度需求。

為了降低雙鏡頭攝影裝置的生產成本並簡化生產程序，本發明於是提出一種雙向攝影裝置，利用單一感光元件以接收來自不同方向的影像。

本發明之一目的在於提供一種雙鏡頭攝影裝置，其具有一第一側以及一第二側相對第一側，且包括一感光元件，一光路轉換裝置、一第一透鏡組與一第二透鏡組。光路轉換裝置用以將一光束投射於感光元件；第一透鏡組設置於雙向攝影裝置之第一側，用以接收光束，並將光束投射至光路轉換裝置。第二透鏡組，設置於雙向攝影裝置之第二側，用以接收光束，並將光束投射至光路轉換裝置。

在一實施例中，光路轉換裝置包括一反射鏡、一第一稜鏡及一第二稜鏡。反射鏡係面向感光元件，且第一稜鏡與第二稜鏡係設置於反射鏡與感光元件之間。其中經由第一透鏡組之光束經第一稜鏡之折射而投射於感光元件；經由第二透鏡組之光束經第二稜鏡之折射而投射於反射鏡，而後藉由反射鏡之反射到達感光元件。

由於第一光束自第一透鏡組至感光元件所行進之距離係不同於第二光束自第二透鏡組至感光元件所行進之距離。因此本發明提出以下二種解決方法：若第一透鏡組與第二透鏡組具有相同焦距，第一透鏡組與光路轉換裝置之間的距離大於第二透鏡組與光路轉換裝置之間的距離，若第二透鏡組之焦距大於第一透鏡組之焦距，第一透鏡組與光路轉換裝置之間的距離等於第二透鏡組與光路轉換裝置之間的距離。

在另一實施例中，光路轉換裝置係包括二個側鏡面分別面向第一透鏡組及第二透鏡組。

在另一實施例中，光路轉換裝置係包括一稜鏡，稜鏡之二個表面分別面向第一透鏡組及第二透鏡組。

值得注意的是，上述第一透鏡組、第二透鏡組及光路轉換裝置係設置於一共同直線上。

藉由光路轉換裝置，來自不同方向的光束將可被引導至同一個感光元件上，以解決習知技術中所存在的問題。

本發明之另一目的在於提供一可攜式電子裝置，其中包括一殼體、一感光元件、一光路轉換裝置、一第一透鏡組與一第二透鏡組。殼體具有前後二個側面，前側面相反於後側面，且包括一第一開口、一第二開口及二個保護蓋，其中第一開口設置於前側面，第二開口設置於後側面，二個保護蓋分別對應於第一開口及第二開口。

其中，第一透鏡組設置於雙向攝影裝置之第一側，用以接收光束，並將光束投射至光路轉換裝置。第二透鏡組，設置於雙向攝影裝置之第二側，用以接收光束，並將光束投射至光路轉換裝置。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。

茲配合圖式說明本發明之較佳實施例。

請參閱第2圖，雙向攝影裝置20包括一殼體21、二個鏡頭組22L及22R、一光路轉換裝置23及一感光元件24。殼體21具有二個開口211L及211R，分別開設於殼體21之左側面L以及右側面R。二個鏡頭組22L及22R係由多個透鏡(未圖示)所組成，且分別具有一入光面221L(221R)及一出光面222L(222R)，其中每一入光面221L(221R)分別對應於殼體21之二個開口211L(211R)其中之一，分別接收來自外部之一第一光束S1及一第二光束S2，且二個鏡頭組22L及22R之出光面222L及222R彼此相對。

光路轉換裝置23係設置於二鏡頭組22L及22R之間，包括二個稜鏡231、232及一反射鏡233。二個稜鏡231、232分別為一三稜鏡，具有允許光線反射、折射及穿透的特性。在此實施例中，二個稜鏡231、232之底面彼此相互連結或貼合，反射鏡233相鄰於稜鏡232之一側。

於一具體實施例中，稜鏡231係位於稜鏡232之左下側，反射鏡233則位於稜鏡232之上側，其中稜鏡232之底面中心至反射鏡233表面之距離為D3。稜鏡231與鏡頭組22L之出光面222L之距離為D1，稜鏡232與鏡頭組22R之出光面222R之距離為D2。

由於鏡頭組22L、22R設置於光路轉換裝置23之相對兩側，且其出光面222L、222R彼此相對設置，因此鏡頭組22L、22R與光路轉換裝置23係設置在一共同直線上。然不應限制於此，凡出光面222L、222R所射出之光線，可被光路轉換裝置23所接收，皆可視為本發明之雙向攝影裝置20。此外，在此實施例中，二個稜鏡231、232相接之底面定義一平面，該平面與上述之直線間構成一45度角之夾角。

感光元件24係相對光路轉換裝置23設置於殼體21之底部，更精確而言，感光元件24係面對光路轉換裝置23之反射鏡233而接收其所反射之光線或圖像。感光元件24為一圖像感測器，一般由CCD或CMOS感測器所組成，用於將其所接收之影像轉換為一電子訊號。由於本發明之感光元件24為本領域之習知元件，且非為本發明所強調之內容，在此不加以贅述。

雙向攝影裝置20之運作原理說明如下，當第一光束S1或第二光束S2由殼體21之開口211L或211R進入雙向攝影裝置20後，隨即穿過鏡頭組22L、22R並投射至光路轉換裝置23。在此實施例中，第一光束S1照射至稜鏡231後，部分第一光束S1直接地被折射至感光元件24，使感光元件24接收來自稜鏡231之第一光束S1。另外一方面，第二光束S2照射至稜鏡232時，部分第二光束S2折射至反射鏡233。隨後，藉由反射鏡233之反射，部分藉由反射鏡233反射之第二光束S2穿透稜鏡232及稜鏡231，並進入感光元件24，使感光元件24接收第二光束S2。

值得注意的是，在此實施例中，由於第二光束S2到達感光元件24之距離較第一光束S1到達感光元件24之距離多行進距離D3兩次，因此第二光束S2到達感光元件24之能量較第一光束S1到達感光元件24之能量為小。為克服此能量不一之問題，於一具體實施例中，可藉由調整距離D1、D2以獲得補償。詳細而言，可調整光路轉換裝置23之位置，使其較為靠近出光面222R，亦即縮短距離D2使得第二光束S2所行進之距離與第一光束S1所行進之距離大致相同，如此第一光束S1與第二光束S2投射於於感光元件24之能量大致相同。惟當如此進行補償，鏡頭組22L、22R之設計須隨之調整，使得第一光束S1與第二光束S2仍能夠對焦於感光元件24。

於一具體實施例中，亦可透過調整鏡頭組22L、22R之位置以獲得補償，即調整鏡頭組22L、22R與開口211L、211R之距離。於一具體實施例中，可透過硬體方式加以補償，例如藉由數位影像處理器(DSP)進行調整，亦可透過軟體方式加以補償，例如以數位影像處理之方式進行調整。

請參見第3圖，第3圖為本發明之雙向攝影裝置20’之第二實施例，其中稜鏡231與鏡頭組22L之出光面222L之距離為D4，稜鏡232與鏡頭組22R之出光面222R之距離為D5，距離D4相同於距離D5。

同樣地，當距離D4相同於距離D5時，為了解決第一光束S1與第二光束S2在到達感光元件24前所行進之距離不同的問題，接收第二光束S2之鏡頭組22R之焦距係不同於接收第一光束S1之鏡頭組22L之焦距。詳而言之，鏡頭組22R之焦距較鏡頭組22之焦距多出二倍之距離D3。如此第一光束S1與第二光束S2投射於於感光元件24之能量將大致相同。

請參見第4圖，第4圖為本發明之雙向攝影裝置20”之第三實施例。在此實施例中，光路轉換裝置23’呈三角狀而具有兩側鏡面235，其分別面向透鏡組22L、22R之出光面222L、222R，其中第一光束S1與第二光束S2分別以入射角A投射至光路轉換裝置23’之兩側鏡面235。如此，該兩側鏡面235可將第一光束S1與第二光束S2折射至感光元件24。在此實施例中，入射角A為45度，但並不限制於此，入射角A因兩側鏡面235的設置方式而變動。

本實施例中光路轉換裝置可由單一稜鏡或二個稜鏡或具備反射性質之鏡面貼合而成。舉例而言，第一光束S1與第二光束S2可分別投射於單一稜鏡之二表面235，亦可達成上述功效。本實施例由於僅使用單一稜鏡，與其他實施例相較而言，更能節省光路轉換裝置23’之成本。

請參見第5圖，於一具體實施例中，本發明之雙向攝影裝置係可應用於一可攜式電子裝置50，例如筆記型電腦、平板電腦或手機等，而開口211L與211R則係分別設置於可攜式電子裝置50之前後兩側51、52用以接收第一光束S1或第二光束S2。

於一具體實施例中，由於感光元件24僅為單一，故同一時間後僅能接受第一光束S1或第二光束S2，為選擇接受第一光束S1或第二光束S2，可於每一開口221L、221R前設置保護蓋53，藉由手動保護蓋53之開啟而選擇第一光束S1或第二光束S2；此外亦可透過硬體或軟體之方式(未圖式)自動選擇第一光束S1或第二光束S2。例如將第一光束S1設定優先於第二光束S2，一旦第一光束S1及第二光束S2同時進入感光元件時，則將第二光束S2關連之訊號刪除。

本發明之雙向攝影裝置藉由一光路轉換裝置，使來自不同方向之影像可投射至共同的感光元件，以減少感光元件的數量，成功改善習知技術中所存在之問題。值得注意的是，本發明之光路轉換裝置的結構特徵不應被侷限於上述所舉之實施例，凡舉任何允許二個來自不同透鏡組之光束匯聚於一感光元件上之元件皆可視為本發明之光路轉換裝置。

雖然本發明已以較佳實施例揭露於上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，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。

10．．．攝影裝置

11．．．鏡頭

12．．．鏡頭基座

13．．．電路板

14．．．感光元件

20、20’、20”．．．雙向攝影裝置

21．．．殼體

211L、211R．．．開口

22L、22R．．．鏡頭組

221L、221R．．．入光面

222L、222R．．．出光面

23、23’．．．光路轉換裝置

231、232．．．稜鏡

233．．．反射鏡

235．．．側鏡面

24‧‧‧感光元件

50‧‧‧可攜式電子裝置

51‧‧‧前側

52‧‧‧後側

53‧‧‧保護蓋

A‧‧‧入射角

D1、D2、D3、D4、D5‧‧‧距離

L‧‧‧左側面

R‧‧‧右側面

S1‧‧‧第一光束

S2‧‧‧第二光束

第1圖顯示習知技術之攝影裝置之示意圖；

第2圖顯示本發明之第一實施例之雙向攝影裝置之示意圖；

第3圖顯示本發明之第二實施例之雙向攝影裝置之示意圖；以及

第4圖顯示本發明之第三實施例之雙向攝影裝置之示意圖；以及

第5圖顯示本發明之雙向攝影裝置應用於一可攜式電子裝置之示意圖。

20．．．雙向攝影裝置

21．．．殼體

211L、211R．．．開口

22L、22R．．．鏡頭組

221L、221R．．．入光面

222L、222R．．．出光面

23．．．光路轉換裝置

231、232．．．稜鏡

233．．．反射鏡

24．．．感光元件

D1、D2、D3．．．距離

L．．．左側面

R．．．右側面

S1．．．第一光束

S2．．．第二光束

Claims (9)

1. 一種雙向攝影裝置，具有一第一側以及一第二側相對該第一側，該雙向攝影裝置包括：一感光元件；一光路轉換裝置，用以將一光束投射於該感光元件；一第一透鏡組，設置於該第一側，用以接收該光束，並將該光束投射至該光路轉換裝置；以及一第二透鏡組，設置於該第二側，用以接收該光束，並將該光束投射至該光路轉換裝置，其中該光路轉換裝置包括二個側鏡面分別面向該第一透鏡組及該第二透鏡組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之雙向攝影裝置，其中該第一透鏡組、該第二透鏡組及該光路轉換裝置係設置於一共同直線上。
3. 一種雙向攝影裝置，具有一第一側以及一第二側相對該第一側，該雙向攝影裝置包括：一感光元件；一光路轉換裝置，用以將一光束投射於該感光元件；一第一透鏡組，設置於該第一側，用以接收該光束，並將該光束投射至該光路轉換裝置；以及一第二透鏡組，設置於該第二側，用以接收該光束，並將該光束投射至該光路轉換裝置，其中該光路轉換裝置包括一反射鏡、一第一稜鏡及一第二稜鏡，該反射鏡係面向該感光元件，且該第一稜鏡與該第二稜鏡係設置於該反射鏡與該感光元件之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述之雙向攝影裝置，其中經由該第一透鏡組之該光束經該第一稜鏡之折射而投射於該感光元件；經由該第二透鏡組之該光束經該第二稜鏡之折射而投射於該反射鏡，而後藉由該反射鏡之反射到達該感光元件。
5. 如申請專利範圍第4項所述之雙向攝影裝置，其中該第一透鏡組及該第二透鏡組與該光路轉換裝置之間分別具有一第一距離及一第二距離，該第二距離小於該第一距離。
6. 如申請專利範圍第4項所述之雙向攝影裝置，其中該第一透鏡組及該第二透鏡組與該光路轉換裝置之間分別具有一第一距離及一第二距離，該第一距離等於該第二距離。
7. 如申請專利範圍第6項所述之雙向攝影裝置，其中該第一透鏡組、該第二透鏡組及該光路轉換裝置係設置於一共同直線上。
8. 一種可攜式電子裝置，包括：一殼體，具有一前側面及一後側面，該前側面相反於該後側面，且包括：一第一開口，開設於該前側面；以及一第二開口，開設於該後側面；以及一如申請專利範圍第3項所述之雙向攝影裝置，其中該第一透鏡組具有一第一入光面，該第一入光面對應於該 第一開口，且該第二透鏡組具有一第二入光面，該第二入光面對應於該第二開口。
9. 如申請專利範圍第8項所述之可攜式電子裝置，其中該殼體更包括二個保護蓋，分別對應於該第一開口及該第二開口。