TWI461814B - 輔助光學裝置及包含該輔助光學裝置之影像擷取系統 - Google Patents

Description

輔助光學裝置及包含該輔助光學裝置之影像擷取系統

本發明關於一種輔助光學裝置以及包含該輔助光學裝置之影像擷取系統，並且特別地，關於協助改變與影像擷取有關之光源所發射之光線的特性之輔助光學裝置以及包含該輔助光學裝置之影像擷取系統。

現行影像擷取系統(例如，數位相機、具有照相功能的手機等)，其鏡頭總成的焦距大多可以調整，也大多配置對焦輔助光源(也就是閃光燈)。

針對影像擷取系統之鏡頭總成的焦距調整，對焦輔助光源可以發射光線以補足擷取影像時背景光的不足，進而協助鏡頭總成進行對焦。一般常見的方式是將對焦輔助光源固定在影像擷取系統上，並且將其所發射光線的投射距離設定對應鏡頭總成的某一固定焦點。然而，一般的對焦輔助光源發射光線的投射距離無法隨著鏡頭總成變換焦距時伴隨地做調整，因而使得無法在鏡頭總成的某些焦距之情況下讓影像擷取獲得正確的補光量，進而讓影像擷取系統的對焦不準確，導致所擷取的影像發生失焦現象。

雖說，現行的影像擷取系統當其所擷取影像發生失焦時，影像擷取系統可以利用影像處理程式的之插補技術來修正影像失真的問題。但是，插補技術並無法有效地解決影像失真的問題，更會造成影像處理速度上的延遲。

此外，專業攝影對於特殊攝影效果，其在光線的搭配上也有相當多的變化，例如，蘋果光、霧度等。然而，現行的影像擷取系統大多僅有單調光源，未見有協助改變光源所發射之光線的特性之技術提出。

因此，本發明所欲解決的技術問題在於提供一種輔助光學裝置以及包含該輔助光學裝置之影像擷取系統，以協助改變與影像擷取有關之光源所發射之光線的特性。

本發明之一較佳具體實施例的輔助光學裝置，用以改變光源所發射之光線。本發明之輔助光學裝置包含支架、第一光學模組以及致動單元。支架係可移動地固定在光源之前。第一光學模組係固定在支架上。致動單元係操作性地耦合至支架。致動單元被驅動以致動支架，以致使第一光學模組被移到光源的前方。光線通過第一光學模組後，光線之至少一第一特性被改變。

實務上，本發明之輔助光學裝置可以執行成外掛在影像擷取系統上之裝置，或是執行成內建於影像擷取系統內之裝置。

於一具體實施例中，光線之至少一被改變的第一特性包含投射距離、顏色、霧度等。

與先前技術相較，本發明之輔助光學裝置可以協助改變影像擷取系統原有單調光源之光線的特性，以協助對焦，或提供對攝影上多變化光線需求。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

1‧‧‧影像擷取系統

10‧‧‧殼體

12‧‧‧鏡頭總成

14‧‧‧處理/控制單元

16‧‧‧纜線

18‧‧‧連接埠

2‧‧‧輔助光學裝置

20‧‧‧支架

21‧‧‧光源

22a、22b‧‧‧第一光學模組

23‧‧‧電路板

24‧‧‧致動單元

242a、242b‧‧‧電磁元件

244a、244b‧‧‧磁性元件

25‧‧‧滑軌

26‧‧‧第二光學模組

f1、f2、f3‧‧‧焦距

圖1係本發明之第一較佳具體實施例之影像擷取系統的架構示意圖。

圖2係本發明之第一較佳具體實施例之輔助光學裝置的架構示意圖。

圖3A、、3B及圖3C為本發明之影像擷取系統之一範例，其調整鏡頭成總成、輔助光學裝置的操作示意圖。

圖4為本發明之輔助光學裝置之另一變化的架構示意圖。

請參閱圖1，圖1為本發明之一較佳具體實施例之影像擷取系統1的架構示意圖。也請參閱圖2，圖2為本發明之一較佳具體實施例之輔助光學裝置2的架構示意圖。於圖1中，影像擷取系統1係以數位相機做為說明例。於實際應用中，影像擷取系統1也可以是具有照相功能的手機，或是其他類型的影像擷取系統。

如圖1所示，本發明之影像擷取系統1包含殼體10、鏡頭總成12、處理/控制單元14以及輔助光學裝置2。

鏡頭總成12係可移動地安裝在殼體10上，藉此，鏡頭組成12的焦距可以改變。處理/控制單元14係安裝在殼體10內，並且電連接至鏡頭總成12。

本發明之輔助光學裝置2可以執行成外掛在影像擷取系統1上之裝置。舉例而言，圖1所示的影像擷取系統1為數位相機，本發明之輔助光學裝置2係可拆卸地固定在影像擷取系統1的殼體10上，並以纜線16連接至影像擷取系統1的連接埠18，處理/控制單元14也電連接至連接埠18。若影像擷取系統1為具有照相功能的手機，本發明之輔助光學裝置2可以附著在手機的外殼上，或是將輔助光學裝置2執行成手機的保護套，也以纜線與手機電連接。本發明 之輔助光學裝置2也可以執行成內建於影像擷取系統1內之裝置。

如圖2所示，本發明之輔助光學裝置2包含支架20、光源21、第一光學模組22a以及致動單元24。光源21用以發射光線，藉此輔助對焦。現有具有照相功能的手機以些不配置光源，圖2所示的輔助光學裝置2即適用於這些原先未配置光源之具有照相功能的手機，這些手機安裝控制程式，即可控制輔助光學裝置2，在照相時提供輔助對焦的光線，或是多變化的光線。

於本發明之另一變化中，光源21為影像擷取系統1原有的元件。

支架20係可移動地固定在光源21之前。如圖2所示，本發明之輔助光學裝置2還包含電路板23以及滑軌25。滑軌25係固定在電路板23。支架20的即安置在滑軌25內，藉此，支架20即可移動地固定在光源21之前。但是，支架20的固定方式不以圖2所示為限。

第一光學模組22a係固定在支架10上。第一光學模組22a可以改變光線的投射距離，或是改變光線的擴散程度，或是改變光線的顏色。於實際應用中，本發明之輔助光學裝置2可以包含多個第一光學模組。為說明方便，圖2僅繪示一個第一光學模組22b。第一光學模組22b所提供的光學功能不同於第一光學模組22a所提供的光學功能。藉此，輔助光學裝置2可以提供多個改變光線的選擇。

致動單元24係操作性地耦合至支架20。圖2所示致動單元24係電連接至處理/控制單元14。處理/控制單元14用以接收使用者要求訊號，根據使用者要求訊號選擇性控制鏡頭總成12相對殼體10移動。一般使用者可以透過影像擷取系統1的使用者操作介面輸入使用者要求訊號。若使用 者要求訊號為縮放訊號，處理/控制單元14接收到縮放訊號則控制鏡頭總成12相對殼體10移動直至鏡頭總成12的焦距改變為對應縮放訊號之焦距。若使用者要求訊號為切換特殊光線訊號，例如，切換特殊光線訊號對應切換蘋果光，處理/控制單元14接收到切換特殊光線訊號則不會控制鏡頭總成12相對殼體10做進一步移動。

處理/控制單元14並且根據使用者要求訊號選擇性地驅動致動單元24以致動支架20，以致使第一光學模組22a被移到光源21的前方，光線通過第一光學模組22a後，光線之至少一第一特性被改變。圖2所示第一光學模組22b處也可以成空的框架。當的空的框架被移到光源21的前方時，光源21發射的光線通過空的框架，光線的特性不會被改變。

於一具體實施例中，光線之至少一被改變的第一特性包含投射距離、顏色、霧度等。

請參閱圖3A圖、3B及圖3C，該等圖式為本發明之影像擷取系統1之一範例，其調整鏡頭成總成12、輔助光學裝置2的操作示意圖。

如圖3A所示，本發明之影像擷取系統1之處理/控制單元14接收到縮放訊號，控制鏡頭總成12相對殼體10移動直至鏡頭總成12的焦距改變為對應縮放訊號之焦距f1。若光源21所發射光線的投射距離原為對應焦距f1的距離，處理/控制單元14並且根據縮放訊號驅動致動單元24，致使光源21之前沒有任何第一光學模組22a(或第一光學模組22b)。

如圖3B所示，本發明之影像擷取系統1之處理/控制單元14接收到另一縮放訊號，控制鏡頭總成12相對殼體10移動直至鏡頭總成12的焦距改變為對應縮放訊號之焦距f2。處理/控制單元14並且根據縮放訊號驅動致動單元24， 以致動支架20，以致使第一光學模組22a被移到光源21的前方，光線通過第一光學模組22a後，光線的投射距離被改變原為對應焦距f2的距離。

如圖3C所示，本發明之影像擷取系統1之處理/控制單元14接收到另一縮放訊號，控制鏡頭總成12相對殼體10移動直至鏡頭總成12的焦距改變為對應縮放訊號之焦距f3。處理/控制單元14並且根據縮放訊號驅動致動單元24，以致動支架20，以致使另一第一光學模組(例如，圖2所示的第一光學模組22b)被移到光源21的前方，光線通過第一光學模組22b後，光線的投射距離被改變原為對應焦距f3的距離。若影像擷取系統1同現行的數位相機一樣，其鏡頭總成12之焦距的變動為連續式的，本發明之輔助光學裝置2對於改變光線之投射距離為步進式的。因此，應用本發明之影像擷取系統1，在處理/控制單元14內可建立焦距與可採用第一光學模組的對照表。

請再次參閱圖2，致動單元24包含至少一電磁元件(242a、242b)以及至少一磁性元件(244a、244b)。至少一磁性元件(244a、244b)係固定在支架20上。至少一電磁元件(242a、242b)被固定且電連接在電路板23上。致動單元24被驅動選擇性地將至少一電磁元件(242a、242b)通電進而選擇性地磁吸至少一磁性元件(244a、244b)，以致動支架20。如圖2所示，致動單元24被驅動將電磁元件242b)通電，則磁吸磁性元件244b，以致動支架20，以致使第一光學模組22a被移到光源21的前方。

進一步，如圖2所示，本發明之輔助光學裝置2還包含至少一第二光學模組26。為說明方便，圖2僅繪示出一個第二光學模組26。第二光學模組26係能附著在第一光學模組22a上。致動單元24被驅動以致動支架20，以致使第一光學模組22a以及第二光學模組26被移到光源21的前方， 光源21所發射的光線通過第一光學模組22a以及第二光學模組26後，光線之至少一第一特性以及一第二光學特性被改變。例如，第一光學模組22a將光線的投射距離改變為對應焦距f2的距離，第二光學模組26則濾掉光線中部份藍光，以提供蘋果光的效果。

請參閱圖4，圖4為本發明之輔助光學裝置2之另一變化的架構示意圖。與圖2所示輔助光學裝置2不同處，支架20即可移動地固定在電路板23上。圖4中具有與圖2相同號碼標記之元件，有相同或類似的結構以及功能，在此不多做贅述。

於另一變化中，致動單元24包含馬達(未繪示出)。馬達的傳輸軸係操作性地耦合至支架20。馬達可以被處理/控制單元14驅動以致動支架20。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，相信可以清楚瞭解本發明之輔助光學裝置以及包含該輔助光學裝置之影像擷取系統可以提供先前技術無法提供的多變化光線特性，以協助對焦，或提供對攝影上多變化光線需求。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之面向加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的面向內。因此，本發明所申請之專利範圍的面向應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

2‧‧‧輔助光學裝置

20‧‧‧支架

21‧‧‧光源

22a、22b‧‧‧第一光學模組

23‧‧‧電路板

24‧‧‧致動單元

242a、242b‧‧‧電磁元件

244a、244b‧‧‧磁性元件

25‧‧‧滑軌

26‧‧‧第二光學模組

Claims (8)

1. 一種輔助光學裝置，用以改變一光源所發射之一光線，包含：一支架，係可移動地固定在該光源之前；一第一光學模組，係固定在該支架上；一致動單元，係操作性地耦合至該支架，該致動單元被驅動以致動該支架，以致使該第一光學模組被移到該光源的前方，其中該光線通過該第一光學模組後，該光線之至少一第一特性被改變；以及一第二光學模組，係能附著在該第一光學模組上，其中該致動單元被驅動以致動該支架，以致使該第一光學模組以及該第二光學模組被移到該光源的前方，該光線通過該第一光學模組以及該第二光學模組後，該光線之該至少一第一特性以及一第二光學特性被改變。
2. 如請求項1所述之輔助光學裝置，其中該光線之該至少一被改變的第一特性包含選自由一投射距離、一顏色以及一霧度所組成之群組中之其一。
3. 如請求項1所述之輔助光學裝置，其中該致動單元包含一馬達，係操作性地耦合至該支架，該馬達被驅動以致動該支架。
4. 如請求項1所述之輔助光學裝置，其中該致動單元包含至少一電磁元件以及至少一磁性元件，該至少一磁性元件係固定在該支架上，該致動單元被驅動選擇性地將該至少一電磁元件通電進而選擇性地磁吸該至少一磁性元件，以致 動該支架。
5. 一種影像擷取系統，包含：一殼體；一鏡頭總成，係可移動地安裝在該殼體上；一處理/控制單元，係安裝在該殼體內且電連接至該鏡頭總成；以及一輔助光學裝置，包含：一光源，用以發射一光線；一支架，係可移動地固定在該殼體上且安置在該光源之前；一第一光學模組，係固定在該支架上；一致動單元，係電連接至該處理/控制單元且操作性地耦合至該支架，其中該處理/控制單元用以接收一使用者要求訊號，根據該使用者要求訊號選擇性控制該鏡頭總成相對該殼體移動，並且根據該使用者要求訊號選擇性地驅動該致動單元以致動該支架，以致使該第一光學模組被移到該光源的前方，該光線通過該第一光學模組後，該光線之至少一第一特性被改變；以及一第二光學模組，係能附著在該第一光學模組上，其中該致動單元被驅動以致動該支架，以致使該第一光學模組以及該第二光學模組被移到該光源的前方，該光線通過該第一光學模組以及該第二光學模組後，該光線之該至少一第一特性以及一第二光學特性被改變。
6. 如請求項5所述之影像擷取系統，其中該光線之該至少一 被改變的第一特性包含選自由一投射距離、一顏色以及一霧度所組成之群組中之其一。
7. 如請求項5所述之影像擷取系統，其中該致動單元包含一馬達，係電連接至該處理/控制單元且操作性地耦合至該第一光學模組，該處理/控制單元根據一縮放訊號選擇性地驅動該馬達以致動該支架。
8. 如請求項5所述之影像擷取系統，其中該致動單元包含至少一電磁元件以及至少一磁性元件，該至少一磁性元件係固定在該支架上，該致動單元被驅動選擇性地將該至少一電磁元件通電進而選擇性地磁吸該至少一磁性元件，以致動該支架。