TWI485462B - 外接式變焦模組及其攝像裝置 - Google Patents

Description

外接式變焦模組及其攝像裝置

本發明是有關於一種變焦模組，特別是有關於一種可活動性外接於攝像裝置，以提供攝像裝置光學變焦功能的外接式變焦模組及其攝像裝置。

目前，市面上具有攝影功能之智慧型手機搭配的鏡頭沒有變焦功能，當使用者需要使用變焦功能時，往往需使用影像處理方式進行數位變焦以改變攝像裝置取景之大小，但數位變焦會影響影像之解析度，使得所擷取之影像真實度及質感並未能如一般光學變焦鏡頭所拍攝之成像。然而，使用者若要在不影響解析度的情況下取景時將會變得較為受限，需要使用者移動自身位置來改變目標物之成像大小，於取景上係相當地不便。

假若，要將光學變焦鏡頭配置於智慧型手機內，由於智慧型手機內部之運算模組必須佔據一定程度之體積，且變焦鏡頭一般而言亦較普通攝像鏡頭之體積要來的大，而智慧型手機在趨於輕薄短小且美觀之訴求下，欲整合變焦鏡頭於其中極為不易。

有鑑於此，本發明之發明人思索並設計一種外接式變焦模組及其攝像裝置，以期針對現有技術之缺失加以改善，進而增進產業上 之實施利用。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種外接式變焦模組及其攝像裝置，以解決習知不具光學變焦功能的攝像裝置於取景上較不方便的問題。

根據本發明之目的，提出一種外接式變焦模組，適用於包含有一攝像鏡頭之一攝像裝置。外接式變焦模組包含：二稜鏡，其反射光線至攝像鏡頭；至少一變焦鏡群，其調整攝像鏡頭之焦距，藉以變更影像成像之遠近；一驅動單元，其選擇性地驅動至少一變焦鏡群進行移動；一控制單元，其電性連接驅動單元，並選擇性地接收一控制訊號，以根據控制訊號控制驅動單元驅動至少一變焦鏡群；以及一電源供應單元，其電性連接驅動單元及控制單元，以提供驅動單元及控制單元所需的電源。

較佳地，外接式變焦模組更包含一調整單元，其電性連接控制單元，以選擇性地輸出控制訊號至控制單元。

較佳地，至少一變焦鏡群可位於二稜鏡之間，二稜鏡包含一第一稜鏡及一第二稜鏡，第一稜鏡可反射光線至至少一變焦鏡群，並透過至少一變焦鏡群將光線折射至第二稜鏡，使第二稜鏡反射光線至攝像鏡頭。

較佳地，外接式變焦模組更包含一殼體，其具有相對設置之一第一殼面及一第二殼面，第一殼面具有一第一開口，第二殼面具有一第二開口，二稜鏡、至少一變焦鏡群、驅動單元及控制單元設置於殼體內，且第一稜鏡之一入光面露出於第一開口，第二稜鏡 之一出光面露出於第二開口，當殼體與攝像裝置相接時，殼體之第二開口對應於攝像鏡頭。

較佳地，外接式變焦模組更包含一限位單元，其偵測至少一變焦鏡群之移動位置，並選擇性地輸出一停止訊號至控制單元，使控制單元根據停止訊號控制驅動單元停止至少一變焦鏡群之位移。

根據本發明之目的，再提出一種攝像裝置，其包含：一裝置本體，其包含一攝像鏡頭；以及一外接式變焦模組，其選擇性地與裝置本體連接，外接式變焦模組包含：二稜鏡，其反射光線至攝像鏡頭；至少一變焦鏡群，其調整攝像鏡頭之焦距，藉以變更影像成像之遠近；一驅動單元，其選擇性地驅動至少一變焦鏡群進行移動；一控制單元，其電性連接驅動單元，並選擇性地接收一控制訊號，以根據控制訊號控制驅動單元驅動至少一變焦鏡群；以及一電源供應單元，其電性連接驅動單元及控制單元，以提供驅動單元及控制單元所需的電源。

承上所述，依本發明之外接式變焦模組及其攝像裝置，其可具有一或多個下述優點：

(1)此外接式變焦模組可提供使用者以活動性外接方式連接於一不具光學變焦功能的攝像裝置，使該攝像裝置於影像擷取時具有光學變焦之功能，進而改善該攝像裝置於取景所可能產生之不便，及以數位變焦取像所產生影像不清晰的問題。

(2)此外接式變焦模組之殼體與攝像裝置之連接方式，及殼體之外觀可依據使用者之需求而進行設計，除了可使攝像裝置具有光學變焦功能外，亦可使此外接式變焦模組之外型設計的與攝像裝 置較為匹配，於攜帶及組裝上也較為方便。

1‧‧‧外接式變焦模組

11‧‧‧二稜鏡

111‧‧‧第一稜鏡

112‧‧‧第二稜鏡

1111‧‧‧第一稜鏡之入光面

1121‧‧‧第二稜鏡之出光面

12‧‧‧至少一變焦鏡群

13‧‧‧驅動單元

14‧‧‧控制單元

15‧‧‧電源供應單元

16‧‧‧限位單元

17‧‧‧殼體

171‧‧‧第一殼面

1711‧‧‧第一開口

172‧‧‧第二殼面

1721‧‧‧第二開口

18‧‧‧調整單元

2、4‧‧‧攝像裝置

3‧‧‧裝置本體

21、31‧‧‧攝像鏡頭

第1圖係為本發明之外接式變焦模組之實施例之方塊圖。

第2A圖係為本發明之外接式變焦模組之實施例之第一示意圖。

第2B圖係為本發明之外接式變焦模組之實施例之第二示意圖。

第2C圖係為本發明之外接式變焦模組之實施例所適用之攝像裝置之示意圖。

第2D圖係為本發明之外接式變焦模組之實施例於結合攝像裝置後之示意圖。

第2E圖係為本發明之外接式變焦模組之實施例於結合攝像裝置後之透視圖。

第3圖係為本發明之攝像裝置之實施例之方塊圖。

請參閱第1圖，其係為本發明之外接式變焦模組之實施例之方塊圖。如圖所示，本發明之外接式變焦模組1，適用於具有攝像鏡頭21的攝像裝置2。此外接式變焦模組1包含：二稜鏡11、至少一變焦鏡群12、一驅動單元13、一控制單元14、一電源供應單元15、一限位單元16、一殼體17以及一調整單元18。二稜鏡11係包含一第一稜鏡及一第二稜鏡。殼體17係具有相對設置之一第一殼面及一第二殼面，第一殼面具有一第一開口，第二殼面則具有一第二開口。

其中，二稜鏡11、至少一變焦鏡群12、驅動單元13、控制單元14、電源供應單元15、限位單元16皆設置於殼體17內。二稜鏡11係接收光線並將光線反射至攝像鏡頭21。第一稜鏡之入光面透過第 一開口露出，第二稜鏡之出光面透過第二開口露出。當外接式變焦模組1與攝像裝置2連接時，第二稜鏡之出光面之位置係對應於攝像裝置2之攝像鏡頭21。至少一變焦鏡群12係設置於第一稜鏡與第二稜鏡之間，以調整攝像鏡頭21之焦距。驅動單元13係用來驅動至少一變焦鏡群12移動，使至少一變焦鏡群12在二稜鏡11之間的光路上進行軸向位移，進而改變攝像鏡頭21之倍率。控制單元14係電性連接驅動單元13，控制單元14在接收到控制訊號後，其係根據此控制訊號控制驅動單元13驅動至少一變焦鏡群12移動。電源供應單元15係電性連接驅動單元13及控制單元14，以提供驅動單元13及控制單元14所需的電源。限位單元16係偵測至少一變焦鏡群12之移動位置。調整單元18，係電性連接控制單元14，以選擇性地傳輸控制訊號至控制單元14。

另，二稜鏡11可為直角三角形狀之稜鏡，其可分別具有一入光面、一出光面以及一反射面，則該二稜鏡11之斜邊可視為所述反射面之用，且反射面可利用全反射鍍膜之方式形成。至少一變焦鏡群12可為沉筒式鏡片或稜鏡。驅動單元13可為步進馬達或直流馬達。控制單元14可為具有鏡片IC、馬達驅動IC以及其它相關零件的控制電路板。限位單元16可為光斷續器(photo interrupter)，調整單元18可為雙向式自動復位開關。然而，本發明可以不同形式而實施，且不應視為限制於此處所設定之實施例。

於此第一實施例中，當被攝物之影像光線入射至第一稜鏡之入光面時，光線係透過第一稜鏡之反射面反射至至少一變焦鏡群12，再透過至少一變焦鏡群12將光線折射至第二稜鏡，最後透過第二稜鏡之反射面將光線反射至攝像裝置2之攝像鏡頭21。

此外，當使用者將此外接式變焦模組1與攝像裝置2連接後，使用者可藉由旋轉調整單元18之方向來調整攝像鏡頭21之焦距。當調整單元18經使用者旋轉時，調整單元18會輸出一控制訊號至控制單元14，控制單元14則根據此控制訊號控制驅動單元13之運作，以驅動至少一變焦鏡群12，藉此使至少一變焦鏡群12在二稜鏡11之間的光路上進行軸向位移，以改變二稜鏡11與至少一變焦鏡群12之間的相對位置，進而改變攝像鏡頭21之倍率。其中，驅動單元13可利用螺桿或繩索等傳動元件來帶動設置有至少一變焦鏡群12的支架，但不以此為限。

順帶一提的是，當至少一變焦鏡群12經驅動單元13移動至一預定位置時，限位單元16會輸出一停止訊號至控制單元14，使控制單元14停止驅動單元13之運作，進而控制至少一變焦進群12之移動範圍。此外，外接式變焦模組1可在使用者停止使用一段時間後，或在使用者關閉此外接式變焦模組1時，藉由控制單元14控制驅動單元13將至少一變焦鏡群12之位置調整回初始位置。

請一併參閱第1圖及第2A至2E圖，第2A及第2B圖係為本發明之外接式變焦模組之實施例之第一示意圖及第二示意圖。第2C圖係為本發明之外接式變焦模組之實施例所適用之攝像裝置之示意圖。第2D圖係為本發明之外接式變焦模組之實施例於結合攝像裝置後之示意圖。第2E圖係為本發明之外接式變焦模組之實施例於結合攝像裝置後之透視圖。於實施例中，外接式變焦模組1包含一殼體17，該殼體17具有一第一殼面171及一第二殼面172，且第一殼面171具有貫穿殼體17之一第一開口1711，第二殼面172具有貫穿殼體17之一第二開口1721。外接式變焦模組1之二稜鏡11、至少 一變焦鏡群12、驅動單元13、控制單元14、電源供應單元15以及限位單元16皆設置於殼體17內部。至少一變焦鏡群12係位於二稜鏡11之第一稜鏡111及第二稜鏡112之間。二稜鏡11中之第一稜鏡111之入光面1111係透過第一開口1711而露出，第二稜鏡112之出光面1121係透過第二開口1721而露出。調整單元18係設置於外接式變焦模組1之側邊。攝像裝置2包含一攝像鏡頭21。

其中，當使用者使用該攝像裝置2拍照而需要使用光學變焦功能時，可將外接式變焦模組1與攝像裝置2結合，且將第二稜鏡112之出光面1121的位置對應於攝像裝置2之攝像鏡頭21(如第2E圖所示)。接著，使用者可調動調整單元18向右或向左，藉此控制驅動單元13之轉向，以調整至少一變焦鏡群12在第一稜鏡111及第二稜鏡112之間的相對位置，進而改變攝像鏡頭21之焦距。

值得一提的是，雖然此實施例中之外接式變焦模組1係使用卡合的方式與攝像裝置2連接，但不限於此，外接式變焦模組1與攝像裝置2之連接方式可依據使用者之需求或方便性的需求，而具有各種不同形式之態樣。舉例來說，外接式變焦模組1之殼體17可更包含一容置空間，使用者可打開此容置空間並將攝像裝置2裝入，以結合攝像裝置2與外接式變焦模組1。或者，外接式變焦模組1可更包含一鎖合部，以利用鎖合於攝像裝置2之側邊的方式與攝像裝置2連結。

請參閱第3圖，其係為本發明之攝像裝置之實施例之方塊圖。如圖所示，本發明之攝像裝置4包含：一裝置本體3以及一外接式變焦模組1。本實施例之外接式變焦模組1之結構、連結關係及其功效與第1圖相同，其相同之部分在此不再贅述。裝置本體3包含一 攝像鏡頭31。外接式變焦模組1係選擇性地與裝置本體3連接。

其中，本發明設計一種外接式變焦模組1，在使用者平時使用攝像裝置4沒有變焦需求時，可單獨使用裝置本體3進行拍照，此時裝置本體3之體積較小且攜帶較方便。在使用者使用攝像裝置4需要使用變焦功能時，可將外接式變焦模組1與裝置本體3連結，藉此使裝置本體3具有變焦功能。

此外，因為此外接式變焦模組1不像一般外接式變焦鏡頭一樣會單獨突出於裝置本體3外，且外接式變焦模組1之殼體17以及與裝置本體3之連接方式可依使用者需求而進行設計，所以本發明之具有外接式變焦模組1的攝像裝置4除了可改善不具光學變焦功能的裝置本體3的拍攝的影像品質外，此外接式變焦模組1之外型可設計為與裝置本體3較匹配，於攜帶及組裝上也較一般外接式變焦鏡頭方便。

綜上所述，本發明之外接式變焦模組係採用二個稜鏡反射光線，並藉由驅動單元驅動設置於二個稜鏡之間之驅動單元的位移，以改變二個稜鏡與驅動單元之相對位置，進而改變攝像鏡頭之焦距。此外，使用者係藉由旋轉調整單元，以傳輸控制訊號至控制單元，使控制單元根據此控制訊號控制驅動單元之轉動方向，進而控制至少一變焦鏡群之移動方向。再者，此外接式變焦模組利用限位單元偵測至少一變焦鏡群之位置，並選擇性地傳輸停止訊號至控制單元，以控制至少一變焦鏡群之位移範圍。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申 請專利範圍中。

1‧‧‧外接式變焦模組

11‧‧‧二稜鏡

12‧‧‧至少一變焦鏡群

13‧‧‧驅動單元

14‧‧‧控制單元

15‧‧‧電源供應單元

16‧‧‧限位單元

17‧‧‧殼體

18‧‧‧調整單元

2‧‧‧攝像裝置

21‧‧‧攝像鏡頭

Claims (6)

1. 一種外接式變焦模組，適用於包含有一攝像鏡頭之一攝像裝置，該外接式變焦模組包含：二稜鏡，包含一第一稜鏡及一第二稜鏡；至少一變焦鏡群，係調整該攝像鏡頭之焦距，藉以變更影像成像之遠近，該至少一變焦鏡群位於該第一稜鏡及該第二稜鏡間，該第一稜鏡係反射光線至該至少一變焦鏡群，並透過該至少一變焦鏡群將光線折射至該第二稜鏡，使該第二稜鏡反射光線至該攝像鏡頭；一驅動單元，係選擇性地驅動該至少一變焦鏡群進行移動；一控制單元，係電性連接該驅動單元，並選擇性地接收一控制訊號，以根據該控制訊號控制該驅動單元驅動該至少一變焦鏡群；一電源供應單元，係電性連接該驅動單元及該控制單元，以提供該驅動單元及該控制單元所需的電源；以及一殼體，具有相對設置之一第一殼面及一第二殼面，該第一殼面具有一第一開口，該第二殼面具有一第二開口，該第一稜鏡、該第二稜鏡、該至少一變焦鏡群、該驅動單元、該控制單元及該電源供應單元係設置於該殼體內，且該第一稜鏡之一入光面係露出於該第一開口，該第二稜鏡之一出光面係露出於該第二開口，當該殼體與該攝像裝置相接時，該殼體之該第二開口係對應於該攝像鏡頭。
2. 如申請專利範圍第1項所述之外接式變焦模組，其更包含一調整 單元，係電性連接該控制單元，以選擇性地輸出該控制訊號至該控制單元。
3. 如申請專利範圍第1項所述之外接式變焦模組，其更包含一限位單元，係偵測該至少一變焦鏡群之移動位置，並選擇性地輸出一停止訊號至該控制單元，使該控制單元根據該停止訊號控制該驅動單元停止該至少一變焦鏡群之位移。
4. 一種攝像裝置，其包含：一裝置本體，係包含一攝像鏡頭；以及一外接式變焦模組，係選擇性地與該裝置本體連接，該外接式變焦模組包含：二稜鏡，包含一第一稜鏡及一第二稜鏡；至少一變焦鏡群，係調整該攝像鏡頭之焦距，藉以變更影像成像之遠近，該至少一變焦鏡群位於該第一稜鏡及該第二稜鏡間，該第一稜鏡係反射光線至該至少一變焦鏡群，並透過該至少一變焦鏡群將光線折射至該第二稜鏡，使該第二稜鏡反射光線至該攝像鏡頭；一驅動單元，係選擇性地驅動該至少一變焦鏡群進行移動；一控制單元，係電性連接該驅動單元，並選擇性地接收一控制訊號，以根據該控制訊號控制該驅動單元驅動該至少一變焦鏡群；一電源供應單元，係電性連接該驅動單元及該控制單元，以提供該驅動單元及該控制單元所需的電源；以及一殼體，具有相對設置之一第一殼面及一第二殼面，該第一殼面具有一第一開口，該第二殼面具有一第二開口，該第一稜鏡、該第二稜鏡、該至少一變焦鏡群、該驅動單元、該控制單元及該電源供應單元係設置於該殼體內，且該第一稜鏡之一入光面係露出 於該第一開口，該第二稜鏡之一出光面係露出於該第二開口，當該殼體與該攝像裝置相接時，該殼體之該第二開口係對應於該攝像鏡頭。
5. 如申請專利範圍第4項所述之攝像裝置，其中該外接式變焦模組更包含一調整單元，係電性連接該控制單元，以選擇性地輸出該控制訊號至該控制單元。
6. 如申請專利範圍第4項所述之攝像裝置，其中該外接式變焦模組更包含一限位單元，係偵測該至少一變焦鏡群之移動位置，並選擇性地輸出一停止訊號至該控制單元，使該控制單元根據該停止訊號控制該驅動單元停止該至少一變焦鏡群之位移。