TWI589943B - Illuminated multi-imaging device - Google Patents

Description

具照明的多影像攝影裝置

本發明係有關一種具照明的多影像攝影裝置，尤指一種可使具照明的多影像攝影裝置體積小型化，並能降低該具照明的多影像攝影裝置的製作成本之具照明的多影像攝影裝置。

按，無論是附設於攜帶式電子通訊產品或獨立式的攝影裝置1，如圖一所示，該攝影裝置1至少具有一攝像用的鏡頭11、一可感應該鏡頭11所擷取的影像光學的影像感測元件12，以及一用於支持該鏡頭11與該影像感測元件12的支撐殼體13。

如圖一所示，該鏡頭11係由至少一片透鏡所構成，該鏡頭11具有一影像擷取區來擷取影像，該鏡頭11所擷取的影像衍射至該影像感測元件12，該影像感測元件12則可將該鏡頭11的影像轉換成訊號再傳遞置處理器(圖式中未繪出)處理後，並由顯示器(圖式中未繪出)予以顯示；該支撐殼體13主要係可支持該鏡頭11及該影像感測元件12具備有穩固的定位效果，進而來令該鏡頭11及該影像感測元件12能正常之運作。

如上所述，每一個攝影裝置1只能攝取單一影像，當要一次攝取複數個影像時。目前的技術，主要係將複數個攝影裝置1予以陣列式 排設，抑或以弧形狀排設方式；其中，以陣列排放方式的複數個攝影裝置1來言。

如圖二所示，習用的複數影像擷取裝置2，係以框架21來將複數個獨立的攝影裝置1以陣列排設形成矩形狀，藉此來令每個攝影裝置1各自擷取影像後，再由後端的處理器處理後，並由顯示器予以顯示。 因此習用的複數影像擷取裝置2無疑的會造成體積龐大，而不符現代小型化之要求，同時習用的複數影像擷取裝置2必須設置複數個獨立的攝影裝置1，才能達到一次擷取多影像之效果，因此會造成成本過高而無法推廣。 另外因為考量成像品質，為提高影像銳利度光圈大小往往會過小，造成照度不足，反而降低整體效能。

是以，如何能提供單一鏡頭即可作多影像擷取之效果，並更提升影像銳利度並突破感光極限，已為攝影裝置製造業者亟待解決之課題。

本發明主要目的在於提供一種具照明的多影像攝影裝置，藉此來克服習用的複數影像擷取裝置體積無法小型化及成本過高之缺失。

本發明為達上述目的，所採用之主要技術手段在於：提供一種具照明的多影像攝影裝置，包括有一具備有複數個影像擷取光學運用區的攝像鏡頭模組；一設於該鏡頭模組前側的遮光片；一設於該鏡頭模組後側的濾光片；一設於該濾光片後側的影像感測元件，一設於鏡頭模組的複數個影像擷取光學運用區與濾光片之間的光源組件，以及一可供上述之鏡頭模組、遮光片、濾光片、影像感測元件及光源組件支持與定位用的支撐殼體。

本發明藉由上述技術手段所能達成之功效在於：藉由該鏡頭模組具有複數個影像擷取光學運用區，每個該影像擷取光學運用區各自具備獨自的影像擷取功能，且於該鏡頭模組與該濾光片之間設置有一光源組件，一方面可藉由該複數個影像擷取光學運用區可被分配以不同的光學波長來作影像之擷取，藉此可使該具照明的多影像攝影裝置以單一鏡頭即作多影像之擷取，進而可使該具照明的多影像攝影裝置體積小型化，並能降低該具照明的多影像攝影裝置的製作成本；另一方面，該光源組件進一步可與該影像感測元件所需要的亮度相匹配，藉此來提升該影像感測元件將影像衍射光學轉換成訊號的效率；及可藉由該光源組件所產生之亮光來彌補該鏡頭模組攝像亮度不足時的亮度，進而可確保該鏡頭模組的攝像效果，俾能提升本發明具照明的多影像攝影裝置的攝像功能。

1‧‧‧攝影裝置

11‧‧‧鏡頭

12‧‧‧影像感測元件

13‧‧‧支撐殼體

2‧‧‧複數影像擷取裝置

21‧‧‧框架

3‧‧‧具照明的多影像攝影裝置

4‧‧‧鏡頭模組

41‧‧‧影像擷取光學運用區

41a‧‧‧中央影像擷取光學運用區

41b‧‧‧周邊影像擷取光學運用區

411、411a、411b‧‧‧光軸

5‧‧‧遮光片

51‧‧‧通孔

6‧‧‧濾光片

7‧‧‧影像感測元件

8‧‧‧光源組件

81‧‧‧發光件

82‧‧‧阻遮件

9‧‧‧支撐殼體

f_c‧‧‧中央影像擷取光學運用區的焦距

f_e‧‧‧周邊影像擷取光學運用區的焦距

θc‧‧‧光軸角

θj‧‧‧光軸角

θj`‧‧‧光軸角

圖一係習用攝影裝置示意圖。

圖二係習用複數影像擷取裝置示意圖。

圖三係本發明具照明的多影像攝影裝置之鏡頭模組立體圖。

圖四係本發明具照明的多影像攝影裝置剖視圖。

圖五係本發明具照明的多影像攝影裝置另一實例。

為使 貴審查官更容易了解本發明之結構及所能達成之功效，茲配合圖式說明如下； 首先，請參閱圖三、四所示，本發明之具照明的多影像攝影 裝置3，至少包括有一具備有複數個影像擷取光學運用區41的攝像鏡頭模組4、一可遮散光設於該鏡頭模組4前側的遮光片5、一設於該鏡頭模組4後側的濾光片6、一設於該濾光片6後側的影像感測元件7、一設於該鏡頭模組4後側且於該濾光片6前側的光源組件8，以及一可供上述之鏡頭模組4、遮光片5、濾光片6、影像感測元件7及光源組件8支持與定位用的支撐殼體9。

如圖三、四所示，該鏡頭模組4係為塑料、玻璃或矽基材料所製作之具球面的透鏡，該鏡頭模組4係可由單一透鏡或複數個不同厚度與不同凹陷表面的透鏡疊置所構成；該鏡頭模組4具有複數個影像擷取光學運用區41，每個該影像擷取光學運用區41各自具備獨自的影像擷取功能；更具體的說，該複數個影像擷取光學運用區41可被分配以不同的光學波長來作影像之擷取。

如圖三、四所示，本發明之實施例中該鏡頭模組4實以具備有五個該影像擷取光學運用區41為例來說明，該複數個影像擷取光學運用區41可被分配以不同的光學波長來作影像之擷取，該複數個影像擷取光學運用區41係以一中央影像擷取光學運用區41a，以及四個分配置於該中央影像擷取光學運用區41a周圍的周邊影像擷取光學運用區41b，該周邊影像擷取光學運用區41b係以圍繞於該中央影像擷取光學運用區41a方式設置。

如圖三、四所示，該遮光片5具有與該鏡頭模組4的影像擷取光學運用區41相對應的通孔51，該通孔51可令該鏡頭模組4的影像擷取光學運用區41露出；該遮光片5係設於該鏡頭模組4的前端或鏡 頭模組4的各透鏡之間，藉此該遮光片5可遮蔽該鏡頭模組4影像擷取光學運用區41周邊的雜散光，進而可確保該鏡頭模組4的影像擷取光學運用區41擷取影像的衍射光學之光學分辨率。

如圖四所示，該濾光片6，主要係將由鏡頭模組4進入的衍射光學予以過濾，主要係於可見光、紅外線、近紅外線、遠紅外線，以及上述各光學之混合光過濾篩選可利用的衍射光學予以通過後給該影像感測元件7應用。

如圖四所示，該影像感測元件7係設於該鏡頭模組4的下方，主要係接收來自鏡頭模組4所擷取影像並經過濾光片6過濾後之影像衍射光學，將該影像衍射光學轉換成訊號輸入處理器(圖式中未繪出)處理及由顯示器(圖式中未繪出)予以顯示。

如圖四所示，該光源組件8係設於該鏡頭模組4與該濾光片6之間，更明確的說，該光源組件8係設於該鏡頭模組4的周邊影像擷取光學運用區41b後側；該光源組件8具有一發光件81及一阻遮件82，該發光件81於本發明係以發光二極體(LED)來實施，該發光件81係朝向該鏡頭模組4側設置，該阻遮件82係朝濾光片6側設置；更具體的說，該發光件81與阻遮件82係成疊設方式設置，藉此該遮光件82可避免該發光件81所產生之亮光射向濾光片6及影像感測元件7，進而可確保該發光件81所產生之亮光只有單向的射向鏡頭模組4；該光源組件8進一步可與該影像感測元件7所需要的亮度相匹配，藉此來提升該影像感測元件7將影像衍射光學轉換成訊號的效率；亦及可藉由該光源組件8所產生之亮光來彌補該鏡頭模組4攝像亮度不足時的亮度，進而可 確保該鏡頭模組4的攝像效果，俾能提升本發明具照明的多影像攝影裝置3的攝像功能。

如圖四所示，該支撐殼體9主要係供該鏡頭模組4、遮光片5、濾光片6、影像感測元件7及光源組件8支持與定位用，藉此來令該鏡頭模組4、遮光片5、濾光片6、影像感測元件7及光源組件8具備穩定的定位效果。

如圖四所示，本發明之具照明的多影像攝影裝置3於實施時，該鏡頭模組4的每個該影像擷取光學運用區41各自具備獨自的影像擷取功能，各個影像擷取光學運用區41所擷取的影像光學投影至該影像感測元件7的焦距，其中，f_c、表示該中央影像擷取光學運用區41a的焦距，f_e、表示該周邊影像擷取光學運用區41b的焦距，j`、代表第j`個周邊影像擷取光學運用區41b，且F #、表示光圈數或光圈值(F-unmber)，該鏡頭模組4各個影像擷取光學運用區41b所擷取的影像光學，其投影到該影像感測元件7的焦距，係滿足下列條件：0.6<f_c/f_e,j、<1.2且該f_c/F #<2.5mm亦即該中央影像擷取光學運用區41a的焦距除以該中央影像擷取光學運用區41a的光圈值的小於2.5mm下，所有該鏡頭模組4各個影像擷取光學運用區41所擷取的影像光學焦距係介於0.6mm至1.2mm之間，藉此可使該影像感測元件7能發揮出較佳得影像衍射光學轉換成訊號之效果。

如圖四所示，本發明之具照明的多影像攝影裝置3於實施 時，該光源組件8係設於該鏡頭模組4的周邊影像擷取光學運用區41b後側，該光源組件8與該影像感測元件7所需要的亮度相匹配時，其中，B、表示該光源組件8所能發出總亮度，E、表示該影像感測元件7所需要之亮度，j、表示光學波長，F #、表示該鏡頭模組4各個影像擷取光學運用區41(F-unmber)光圈值，該光源組件8與該影像感測元件7所需要的亮度相匹配性，係滿足下列條件：B_j>0.6*E_j*(F #_j)2亦即，該光源組件8係以上述條件來與該影像感測元件7所需要的亮度做相匹配，俾能提升本發明具照明的多影像攝影裝置3的攝像功能。

如圖四所示，本發明之具照明的多影像攝影裝置3於實施時，該鏡頭模組4各個影像擷取光學運用區41係由不同厚度與不同凹陷表面所構成，因此該各個影像擷取光學運用區41各自具有不同光軸411(且光軸角為θj或θj`足碼j或j`對應各個影像擷取光學區)，其中，以該中央影像擷取光學運用區41a的光軸411a為基準，該各周邊影像擷取光學運用區41b的光軸411b的光軸角θc，其與該中央影像擷取光學運用區41a的光軸411a之間的最大光軸角差Δθj(即Δθj=θj-θc)，該Δθj<20°，藉此可令該鏡頭模組4具備有較佳的擷取影像之效果。

如圖五所示，該光源組件8具有複數個，該複數個光源組件8係分別設於該鏡頭模組4的周邊影像擷取光學運用區41b後側，藉此該光源組件8更可與該影像感測元件7作亮度的匹配，藉此更能提升該影像感測元件7將影像衍射光學轉換成訊號的效率；及更可藉由該光源組件 8所產生之亮光來彌補該鏡頭模組4攝像亮度不足時的亮度，進而可確保該鏡頭模組4的攝像效果，俾能提升本發明具照明的多影像攝影裝置3的攝像功能。

本發明之功效在於，藉由該鏡頭模組4具有複數個影像擷取光學運用區41，每個該影像擷取光學運用區41各自具備獨自的影像擷取功能，且於該鏡頭模組4與該濾光片6之間設置有一光源組件8，一方面可藉由該複數個影像擷取光學運用區41可被分配以不同的光學波長來作影像之擷取，藉此可使該具照明的多影像攝影裝置3以單一鏡頭即作多影像之擷取，進而可使該具照明的多影像攝影裝置3體積小型化，並能降低該具照明的多影像攝影裝置3的製作成本；另一方面，該光源組件8進一步可與該影像感測元件7所需要的亮度相匹配，藉此來提升該影像感測元件7將影像衍射光學轉換成訊號的效率；及可藉由該光源組件8所產生之亮光來彌補該鏡頭模組4攝像亮度不足時的亮度，進而可確保該鏡頭模組4的攝像效果，俾能提升本發明具照明的多影像攝影裝置3的攝像功能。

本發明之具照明的多影像攝影裝置藉由上述之構造，確能達到訴求之目的，應已符合發明專利之新穎性、進步性及產業利用性之要件，爰依法提出發明專利之申請，祈請 貴審查官之詳鑑，並賜核准發明專利之審定，至感德便。

3‧‧‧具照明的多影像攝影裝置

4‧‧‧鏡頭模組

41‧‧‧影像擷取光學運用區

41a‧‧‧中央影像擷取光學運用區

41b‧‧‧周邊影像擷取光學運用區

411、411a、411b‧‧‧光軸

5‧‧‧遮光片

51‧‧‧通孔

6‧‧‧濾光片

7‧‧‧影像感測元件

8‧‧‧光源組件

81‧‧‧發光件

82‧‧‧阻遮件

9‧‧‧支撐殼體

f_c‧‧‧中央影像擷取光學運用區的焦距

f_e‧‧‧周邊影像擷取光學運用區的焦距

θc‧‧‧光軸角

θj‧‧‧光軸角

θj`‧‧‧光軸角

Claims (10)

1. 一種具照明的多影像攝影裝置，包括有一具備有複數個影像擷取光學運用區的攝像鏡頭模組；一設於該鏡頭模組前側的遮光片；一設於該鏡頭模組後側的濾光片；一設於該濾光片後側的影像感測元件；一設於鏡頭模組的複數個影像擷取光學運用區與濾光片之間的光源組件，以及一可供上述之鏡頭模組、遮光片、濾光片、影像感測元件及光源組件支持與定位用的支撐殼體。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具照明的多影像攝影裝置，其中，該鏡頭模組各個影像擷取光學運用區所擷取的影像光學投影至該影像感測元件的焦距，其中，f_c、表示該中央影像擷取光學運用區的焦距，f_e、表示該周邊影像擷取光學運用區的焦距，j`、代表第j`個周邊影像擷取光學運用區，且F #、表示該中央影像擷取光學運用區的光圈數或光圈值(F-unmber)，該鏡頭模組各個影像擷取光學運用區所擷取的影像光學，其投影到該影像感測元件的焦距，係滿足下列條件：0.6<f_c/f_e,j`<1.2且該f_c/F #<2.5mm。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具照明的多影像攝影裝置，其中，該濾光片係設於該鏡頭模組的後側，係將由鏡頭模組進入的衍射光學予以過濾，主要係於可見光、紅外線、近紅外線、遠紅外線，以及上述各 光學之混合光過濾篩選可利用的衍射光學予以通過後給該影像感測元件應用。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具照明的多影像攝影裝置，其中，該遮光片具有與該鏡頭模組的影像擷取光學運用區相對應的通孔，該通孔可令該鏡頭模組的影像擷取光學運用區露出，該遮光片係設於該鏡頭模組的前端及鏡頭模組的各透鏡之間，藉此該遮光片可遮蔽該鏡頭模組影像擷取光學運用區周邊的雜散光。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之具照明的多影像攝影裝置，其中，該鏡頭模組的該複數個影像擷取光學運用區包括有一中央影像擷取光學運用區，以及四個分配置於該中央影像擷取光學運用區周圍的周邊影像擷取光學運用區，該周邊影像擷取光學運用區係以圍繞於該中央影像擷取光學運用區方式設置。
6. 如申請專利範圍第1或2項所述之具照明的多影像攝影裝置，其中，該鏡頭模組係為塑料、玻璃或矽基材料所製作之具球面的透鏡，該鏡頭模組係可由單一透鏡或複數個透鏡疊置所構成。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具照明的多影像攝影裝置，其中，該光源組件與該影像感測元件所需要的亮度相匹配時，其中，B、表示該光源組件所能發出總亮度，E、表示該影像感測元件所需要之亮度，j、表示光學波長，F #、表示該鏡頭模組各個影像擷取光學運用區的光圈值，該光源組件與該影像感測元件所需要的亮度相匹配性，係滿足下列條件：B_j>0.6*E_j*(F #_j)2。
8. 如申請專利範圍第2項所述之具照明的多影像攝影裝置，其中，該各個影像擷取光學運用區各自具有不同光軸，其中，以該中央影像擷取光學運用區的光軸為基準，該各周邊影像擷取光學運用區的光軸，其與該中央影像擷取光學運用區的光軸之間的最大光軸角差Δθj，該Δθj<20°。
9. 如申請專利範圍第1項所述之具照明的多影像攝影裝置，其中，該光源組件具有一發光件及一阻遮件，該光源組件係設於該鏡頭模組的周邊影像擷取光學運用區後側；該發光件係為發光二極體(LED)。
10. 如申請專利範圍第9項所述之具照明的多影像攝影裝置，其中，該光源組件具有複數個，該複數個光源組件係分別設於該鏡頭模組的周邊影像擷取光學運用區後側。