TWI457687B - 影像投影及擷取系統與方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於數位影像系統與方法,特別是一種結合影像擷取與影像投影功能的系統與方法。
數位相機或攝影機已逐漸成為人們生活上不可或缺的電子裝置。人們利用它們拍攝數位照片或數位影像,並儲存於數位相機或攝影機的記憶體或記憶卡內。當人們想投影這些數位圖像,例如數位照片、短片、投影片等,在一牆壁或一個銀幕上,必須先傳輸這些數位圖像至電腦或其他電子裝置,再連接到一台獨立的投影機。習知獨立式的投影機通常具有體積大、噪音大、耗電大的缺點,且必須連接額外的電源。另外,習知獨立式的投影機只能根據投影的距離,手動調整投影的焦距,以獲得清晰的投影圖像。
為了改善習知投影機的缺點,現今投影機的發展方向是微型化,且數位相機結合投影機的產品也已經問世。通常,這種結合投影與照相功能的產品具有一投影機與一照相機,其中,投影機部分具有顯示元件,用於形成影像光束,以及投影鏡頭,用於將影像光束投影至銀幕或牆壁上;照相機部分具有感光元件,用於組成數位圖像,以及照相鏡頭,用於將物件成像於感光元件上。但是,習知結合投影與照相功能的產品,通常無法將其投影機與照相機
(或攝影機)的元件做有效整合,因此會佔據比較多的空間。
因此,亟需提出一種新的影像投影及擷取系統與方法,可有效整合投影機與照相機的元件,達到產品微型化的要求。
本發明的主要目的在於提供一種的影像投影及擷取系統與方法,可有效整合投影機與照相機的元件,達到產品微型化的要求。
根據上述目的,本發明實施例提供一種影像投影及擷取系統,包含一影像投影次系統,用於影像投影,以及一影像擷取次系統,用於影像擷取。其中,影像擷取次系統包含一鏡頭,其具有複數個透鏡群沿著一光軸作動,當進行影像擷取功能時,影像投影次系統被設置於離開光軸以外的空間;當進行影像投影功能時,影像投影次系統被移動至光軸上。
根據上述目的,本發明實施例提供一種影像投影與擷取方法,包含:利用一鏡頭進行一影像擷取,該鏡頭包含複數個透鏡群;以及,利用一投影鏡頭加上部分的該複數個透鏡群進行一影像投影。
以下將詳述本案的各實施例,並配合圖式作為例示。
除了這些詳細描述之外,本發明還可以廣泛地實行在其他的實施例中,任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本案的範圍內,並以之後的專利範圍為準。在說明書的描述中,為了使讀著對本發明有較完整的了解,提供了許多特定細節;然而,本發明可能在省略部分或全部這些特定細節的前提下,仍可實施。此外,眾所周知的程序步驟或元件並未描述於細節中,以避免造成本發明不必要之限制。
第一A圖與第一B圖顯示根據本發明實施例的影像投影及擷取系統10,其包含一影像投影次系統11,用於影像投影,與一影像擷取次系統12,用於影像擷取,例如照相或攝影。其中,影像擷取次系統12包含一鏡頭13A/B,其具有複數個透鏡群沿著一光軸14作動(元件13A與13B可分別代表至少一個透鏡群)。如第一A圖所示,當進行影像擷取功能時,影像投影次系統11被設置於離開光軸14以外的空間;如第一B圖所示,當進行影像投影功能時,影像投影次系統11被移動至光軸14,藉此,在進行影像投影時,可結合部分的鏡頭13A作為投影鏡頭,且影像擷取次系統12與影像投影次系統11使用相同的光路,可節省空間和成本。
第二A與第二B圖顯示根據本發明另一實施例的影像投影及擷取系統20,其包含一影像投影次系統21與一影像擷取次系統22,其中,影像投影次系統21包含一投影鏡頭28、一光源29、一透鏡30、一內部全反射稜鏡
31(Total Internal Reflection,TIR)、一顯示晶片32;影像擷取次系統22包含一鏡頭23與一感光元件24,鏡頭23由物側至像側,包含第一透鏡群23A、第二透鏡群23B、第三透鏡群23C,且沿著一光軸27作動,以及兩平面鏡片25與26位於第三透鏡群23C與感光元件24之間。
另外,由物側至像側,鏡頭23的第一透鏡群23A包含第一透鏡231與第二透鏡232,兩者皆為凸面向著物側的凹凸透鏡;第二透鏡群23A包含第三透鏡233、第四透鏡234、第五透鏡235,其中第三透鏡233為雙凸透鏡,第四透鏡234為雙凹透鏡,第五透鏡235為凸面向著物側的凹凸透鏡;第三透鏡群23C包含第六透鏡236,其為雙凸透鏡。投影鏡頭28由物側至像側,包含第一透鏡281、一第二透鏡282、一第三透鏡283、一第四透鏡284,第一透鏡281為雙凸透鏡,第二透鏡282為雙凸透鏡,第三透鏡283為雙凹透鏡,第四透鏡284為雙凸透鏡,且第二透鏡282與第三透鏡283膠合。
值得注意的是,為了圖示簡潔,一些次要元件並未顯示,且影像投影次系統21與影像擷取次系統22的元件也不限於上述揭露者。
如第二A圖所示,當進行影像擷取功能時,影像投影次系統21被設置於離開光軸27以外的空間。如第二B圖所示,當進行影像投影功能時,影像投影次系統21被移動至光軸27,藉此,光源29投射一光束經過透鏡30,再經過內部全反射稜鏡31傳導,到達顯示晶片32,例如,
反射式矽基液晶晶片(liquid crystal on silicon,LCOS)、液晶顯示晶片(liquid crystal display,LCD)、數位微型反射鏡晶片(Digital Micromirror Device,DMD)等,接著,顯示晶片32將該光束轉換成一影像光束,通過投影鏡頭28與影像擷取次系統22之鏡頭23的第一透鏡群23A,投影至一銀幕或牆壁上。值得注意的是,當進行影像投影功能時,影像投影次系統21不一定被移動至第一透鏡群23A與第二透鏡群23B之間,在本發明其他實施例中,也可移動至別的位置,例如,第二透鏡群23B與第三透鏡群23C之間。
上述移動影像投影次系統的結構或方法,可包含旋轉與平移兩種方式。第三A圖至第三B圖顯示以旋轉方式移動,如第三A圖顯示,當進行影像擷取時,影像投影次系統21被設置於離開到光軸27以外的空間;第三B圖顯示,當進行影像投影功能時,以旋轉方式移動影像投影次系統21使對準光軸27。
第四A圖與第四B圖顯示以平移方式移動,如第四A圖顯示,當進行影像擷取時,影像投影次系統21被設置於離開到光軸27以外的空間;如第四B圖所示,當進行影像投影功能時,以平移方式移動影像投影次系統21使其對準光軸27。以上第三A圖至第四B圖的實施例同樣也可應用於第一A圖與第一B圖的影像投影與擷取系統。
第五圖顯示根據本發明實施例之一種以旋轉方式移動影像投影次系統的結構。如圖所示,影像投影及擷取系
統10/20包含一切換板33。切換板33沿著與前述光軸14/27(未示於圖,光軸方向為垂直紙面)正交的一方向移動,且包含一凸輪溝34,凸輪溝34內安裝一凸出部35與影像投影次系統11/21相連結,藉此,切換板33的左右移動會帶動影像投影次系統11/21作動到所需的位置上。
如何帶動切換板33作移動的機構不受限制,例如,如圖所示,切換板33的一邊緣可具有一切換齒輪36,其與一馬達38的齒輪37互相囓合,藉此馬達38帶動切換板作33移動。
如第六圖所示,根據本發明的發明概念,可提供一種影像投影與擷取方法50,其包含:步驟51,利用一鏡頭進行一影像擷取,上述鏡頭包含複數個透鏡群,例如,如同第二A圖實施例的鏡頭23,但不限定於此;以及,步驟52,利用一投影鏡頭加上部分的上述複數個透鏡群進行一影像投影,投影鏡頭例如,如同第二A圖實施例的鏡頭28,但不限定於此。
根據上述影像投影與擷取方法50,上述複數個透鏡群沿著一光軸作動,當進行影像擷取時,投影鏡頭被設置於離開光軸以外的空間,當進行影像投影時,投影鏡頭被移動使對準光軸,而移動投影鏡頭的方法可包含旋轉式的移動,或者平移式的移動。值得注意的是,在第六圖的實施例中,僅需要移動投影鏡頭,其他用於進行影像投影的元件不一定要跟著移動。在本發明的另一實施例,用於影像投影的元件還包含一光源、一透鏡、一內部全反射稜鏡、
一顯示晶片,且在移動投影鏡頭時,這些元件也跟著被移動使得顯示晶片對準光軸。其中,顯示晶片可包含反射式矽基液晶晶片(LCOS)、液晶顯示晶片(LCD)、數位微型反射鏡晶片(DMD)等。
根據本發明上述各實施例,影像擷取與影像投影使用相同的光路,可節省空間和成本,同時,在進行影像投影時,藉由使用部分的影像擷取鏡頭,使得投影焦距的調整更為快速精準。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已,並非用以限定本發明之申請專利範圍;凡其他未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾,均應包含在下述之申請專利範圍內。
10‧‧‧影像投影及擷取系統
11‧‧‧影像投影次系統
12‧‧‧影像擷取次系統
13A‧‧‧鏡頭
13B‧‧‧鏡頭
14‧‧‧光軸
20‧‧‧影像投影及擷取系統
21‧‧‧影像投影次系統
22‧‧‧影像擷取次系統
23‧‧‧鏡頭
24‧‧‧感光元件
25‧‧‧平面鏡片
26‧‧‧平面鏡片
27‧‧‧光軸
28‧‧‧投影鏡頭
29‧‧‧光源
30‧‧‧透鏡
31‧‧‧內部全反射稜鏡
32‧‧‧顯示晶片
33‧‧‧切換板
34‧‧‧凸輪溝
35‧‧‧凸出部
36‧‧‧切換齒輪
37‧‧‧齒輪
38‧‧‧馬達
50‧‧‧影像投影與擷取方法
51‧‧‧利用一鏡頭進行一影像擷取,上述鏡頭包含複數個透鏡群
52‧‧‧利用一投影鏡頭加上部分的上述複數個透鏡群進行一影像投影
231‧‧‧第一透鏡
232‧‧‧第二透鏡
233‧‧‧第三透鏡
234‧‧‧第四透鏡
235‧‧‧第五透鏡
236‧‧‧第六透鏡
281‧‧‧第一透鏡
282‧‧‧第二透鏡
283‧‧‧第三透鏡
284‧‧‧第四透鏡
第一A圖與第一B圖顯示根據本發明一實施例的影像投影及擷取系統;第二A與第二B圖顯示根據本發明另一實施例的影像投影及擷取系統;第三A圖至第三B圖顯示根據本發明實施例以旋轉方式移動影像投影次系統;第四A圖至第四B圖顯示根據本發明實施例以平移方式移動影像投影次系統;第五圖顯示根據本發明實施例以旋轉方式移動影像投影次系統的結構;以及
第六圖顯示根據本發明實施例之影像投影與擷取方法。
10‧‧‧影像投影及擷取系統
11‧‧‧影像投影次系統
12‧‧‧影像擷取次系統
13A/B‧‧‧鏡頭
14‧‧‧光軸
Claims (17)
- 一種影像投影及擷取系統,包含:一第一透鏡群;一影像投影次系統,用於影像投影;以及一影像擷取次系統,用於影像擷取;其中,該影像擷取次系統包含一第二透鏡群,該第一透鏡群及該第二透鏡群沿著一光軸作動,當進行影像擷取功能時,該影像投影次系統被設置於該光軸以外的空間,且一光束穿過該第一透鏡群及該第二透鏡群;當進行影像投影功能時,該影像投影次系統被移動至該光軸上。
- 如申請專利範圍第1項的影像投影及擷取系統,其中該影像投影次系統包含一投影鏡頭、一光源、一透鏡、一內部全反射稜鏡(TIR)、一顯示晶片。
- 如申請專利範圍第2項的影像投影及擷取系統,當該影像投影次系統被移動至該光軸,該影像投影次系統利用該投影鏡頭與該第一透鏡群以進行影像投影。
- 如申請專利範圍第2項的影像投影及擷取系統,其中該顯示晶片包含一反射式矽基液晶晶片(LCOS)。
- 如申請專利範圍第2項的影像投影及擷取系統,其中該顯示晶片包含一液晶顯示晶片(LCD)。
- 如申請專利範圍第2項的影像投影及擷取系統,其中該顯示晶片包含一數位微型反射鏡晶片(DMD)。
- 如申請專利範圍第1項的影像投影及擷取系統, 尚包含一切換板,該切換板沿著與該光軸正交的一方向移動,該切換板包含一凸輪溝,該凸輪溝內安裝一凸出部與該影像投影次系統相連結,藉此,該切換板的移動會帶動該影像投影次系統作移動。
- 如申請專利範圍第7項的影像投影及擷取系統,其中該切換板的一邊緣具有一切換齒輪,該切換齒輪與一馬達的齒輪互相囓合,藉此該馬達帶動該切換板作移動。
- 如申請專利範圍第2項的影像投影及擷取系統,其中該投影鏡頭由物側至像側包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡,該第一透鏡係雙凸透鏡,該第二透鏡係雙凸透鏡,該第三透鏡係雙凹透鏡,該第四透鏡係雙凸透鏡,其中該第二透鏡與該第三透鏡膠合。
- 如申請專利範圍第1項的影像投影及擷取系統,其中該第一透鏡群包含一第一透鏡及一第二透鏡,該第二透鏡群包括一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡,一第三透鏡群包括一第六透鏡,該第一透鏡與該第二透鏡係凸面向著物側的凹凸透鏡,該第三透鏡係雙凸透鏡,該第四透鏡係雙凹透鏡,該第五透鏡係凸面向著物側的凹凸透鏡,該第六透鏡雙凸透鏡。
- 如申請專利範圍第10項的影像投影及擷取系統,其中當進行影像投影功能時,該影像投影次系統位於該第一透鏡群與該第二透鏡群之間,該影像投影次系統利用一投影鏡頭與該第一透鏡群以進行影像投影。
- 一種影像投影與擷取方法,包含: 利用一第一透鏡群及一第二透鏡群進行一影像擷取;以及利用一投影鏡頭及該第二透鏡群進行一影像投影;其中當進行該影像擷取時,該投影鏡頭被設置於該光軸外,且一光束穿過一第一透鏡群及該第二透鏡群;當進行該影像投影時,該投影鏡頭被移動至該光軸上。
- 如申請專利範圍第12項的方法,其中該第一透鏡群及該第二透鏡群沿著該光軸作動。
- 如申請專利範圍第13項的方法,其中移動該投影鏡頭的方法包含旋轉式的移動。
- 如申請專利範圍第13項的方法,其中移動該投影鏡頭的方法包含平移式的移動。
- 如申請專利範圍第13項的方法,當進行該影像擷取時,尚包含一光源、一透鏡、一內部全反射稜鏡、一顯示晶片也被移動,且移動完成後,該顯示晶片對準該光軸。
- 如申請專利範圍第16項的方法,該顯示晶片包含反射式矽基液晶晶片(LCOS)、液晶顯示晶片(LCD)或數位微型反射鏡晶片(DMD)。
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