TWM329797U - Focal length measuring device - Google Patents

Description

M329797 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本發明係有關於一種焦距測量裝置’特別是應用於數位相機或照 相手機或光學測距儀器，及具有攝影影像以液晶自動調焦及量測實際 焦距之裝置。 【先前技術】 按，數位相機及照相手機為廣泛使用於隨身攜行之照相設備，習 知數位相機或照相手機之照相模組如第一圖所示，該照相模級 (COMPACT CAMERA MODULE，CCM)1 包括一鏡頭模組(LENS MODULE)2、鏡頭座(LENS HOLDER)3 及一影像感測器(IMAGe SENSOR)4，該鏡頭座3結合於鏡頭模組2前端，以提供攝影物像攝入 之功能’該鏡頭座3通常會以機械式之手動或自動調整，以達到調集 之功能，該影像感測器4設於鏡頭模組2内部，以提供該鏡頭座3攝 入之光學影像成像及感應。 而上述習知之照相模組1，所採用之鏡頭座3調焦方式不論是用手 動或電動小型馬達非線性或線性驅動位移以變化焦距之機械組件方式 及結構，在講求體積儘量縮小及便於攜帶功能需求的數位相機或照相 手機等裝置中’則受限於有限的顧空間與長度，鏡頭座3的焦聚調 整無法在放大與縮小倍相，作太大麟之飾操作，使該調焦倍率 及功能受到很大的限制。 口此上述省知的照相模組丨當在攝影物像位於鏡頭座3調整焦 距倍率的細峰職得攝影物賴得_不清爾蝴避藝) 現象，致使物像之攝影品質變差或無法攝影之問題，然而，習知之數 位相機或照相手機為了補償失焦問題，必需量測焦距，而加裝活動式 M329797 雷射測距光束或紅外線光源，即必需藉由活動式雷射測距光束或光源 先打到攝影目標物上，再由攝影目標物反射至接收器，而藉由時間差 或回射光源亮度變化而計算數位相機或照相手機鏡頭與攝影目標物間 之焦距或距離，而此種活動式的反射回饋計算攝影焦距及距離方式易 文制於外界自然光源干擾或目標物本身反射率之誤差或其他環境反射 物干擾之問題，使該數位相機或照相手機之測距效果有極大環境誤差 因素而不精準，且如需攝影捕捉對光敏感之動物畫面，如欲捕捉攝影 鳥類或魚類畫面，則易使此類動物受測距光源的干擾而無法順利攝 影，而必需採用造價更加昂貴且體積龐大之不可見光測距光源，如紅 外線雷射光源，使數位照相機或照相手機在產業利用上受到極大之障 礙。 又，習知之軍事用途或環境監測用途之測距儀器或攝影裝置，如 夜視鏡、望遠鏡、輕兵器狃擊鏡、觀測儀或隱藏式CCD監視器，必需 使用到調焦及測距功能，無論是使用上述之可見光測距光源或不可見 光測距光源等活動及反饋式測距結構，均有被敵方依倨測距光源反偵 測而暴露行蹤之危險，使此類之軍事用途或環境監測用途之夜視鏡、 望遠鏡、輕兵器狙擊鏡、觀測儀或隱藏式Ccd監視器在使用上有極大 風險及應用困難。 【新型内容】 緣此，本創作之主要目的即是在於提供一種焦距測量裝置，特別 是可以在攝影影像失焦時，自動進行調焦使攝影影像不受限原先光學 鏡頭模組聚焦倍率與範圍之限制。 本創作之第二目的，即是在於提供一種焦距測量裝置，不必使用 任何活動及反饋式之辅助測距光源，為一靜止非動態之測距裝置，可 M329797 消除％境反射干擾因素及不會製造任何對攝影目標干擾之光源因素· 而自動精確偵測及得到準確的焦距或距離資料。 本創作之第三目的，即是在於提供一種焦距測量裝置，具有較佳 • 的隱雄、性及不會被反偵測得知使用位置，以確保使用之安全性及匿蹤 功能。 • 為達上述之目的，本創作之焦距測量裝置，係包括至少一液晶調 ’焦、鏡頭模組及至少一影像處理模組，其中，該液晶調焦鏡頭模組提供 φ 攝影影像之自動液晶調焦縮放操作功能，該影像處理模組置於液晶調 焦鏡頭模組後方，以感應液晶調焦鏡頭模組之成像影像，以得到一感 測影像訊號，並處理與轉換該感測影像訊號，且該影像處理模組内部 預存有焦距對驅動電壓之曲線資料，該影像處理模組連結液晶調焦鏡 頭模組，以輸出至少一驅動訊號給液晶調焦鏡頭模組進行自動調焦， 並於影像調整至清晰狀態下，將該驅動訊號之電壓值處理轉換成一實 際焦距值輸出，以達到本創作靜止非動態之焦距量測之功效。 【實施方式】 鲁. 首先請參閱第二圖所示，本創作之焦距測量裝置100之第一實施 •例，其中，該焦距測量裝置1〇〇係包含至少一液晶調焦鏡頭模組1〇， 提供攝影影像之光學攝錄變焦功能，而使攝影影像攝入及執行變焦攝 影操作。 上述第二圖中之液晶調焦鏡頭模組10係包含至少一光學鏡片U 及至少一液晶自動調焦單元12，該光學鏡片11提供光學攝錄功能，該 液晶自動調焦單元12 ’設於該光學鏡片11後端，以透過折射率偏轉調 整而將該光學鏡片11攝入之攝影影像作折射率調整而達到攝影影像調 焦功能。 M329797 如第三圖及第四圖所示，上述之液晶自動調焦器12之型態不限， 在本創作中係列舉以一穿透式液晶面板為例，其中，該液晶自動調焦 器12係包括至夕、膠框121、至少一對配向層(Alignment Layer)l22及 123、至少一對ITO導電層124及125與至少一對玻璃基板126及127, 該膠框121内灌注有液晶1211，該配向層122及123分別結合於膠框 121兩側，以封閉膠框121，該ΙΤΟ導電層124結合於配向層122外侧， ΙΤΟ導電層125結合於配向層123外側，該ΙΤΟ導電層124設有一第 一電極124卜該ΙΤΟ導電層125設有一第二電極1251，藉由該第一電 極1241及第二電極1251間連結一驅動電源XI，藉由驅動電源X1通 以不同的驅動電壓值V(如第四圖所示），以使該膠框121内之折射率改 變’而達到攝影影像調焦之功能，即使焦距值F隨之變動，而得到如 第三圖所示之電壓值V對焦距值F的焦距曲線函數F(V)，該玻璃基板 126結合於ITO導電層124外侧，該玻璃基板127結合於ITO導電層 125外侧。 上述之膠框121内之液晶1211，亦可以經過以紫外光及配合灰階 光罩(GRAYMASK)予以事先規劃成凸透鏡或凹透鏡的光學特性，以配 合該光學鏡片11形成如同縮放鏡頭的攝影功能，如在第二圖及第三圖 中即是規劃成凸透鏡型態之光學特性(如第二圖及第三圖中虛線所 示），而此種透過紫外光及灰階光罩規劃液晶1211形成凸透鏡或凹透鏡 光學特性之方法係屬習知，故不予贅述。 上述之液晶調焦鏡頭模組1〇並非是以光學鏡片11及液晶自動調 焦單元12組成為限，舉凡是其他等效之液晶自動變焦縮放鏡頭功能之 元件，當屬本創作之主張範疇。 至少一影像處理模組20設於液晶調焦鏡頭模組1〇後端，且該影 像處理模組20連結該液晶調焦鏡頭模組10之液晶自動調焦單元12， M329797 以接收穿過液晶調焦鏡頭模組10之光學鏡片U及液曰自動調焦 12的攝影影像成像’並將該液晶自動調焦單元12輪出之攝、 處理與轉換，據以判斷該攝影影像是否失焦，而輪出—二 給液晶調焦鏡頭模組10之液晶自動調焦單元12進行自動調焦處理 且該影像處理模組20内並預存有如上述第四圖所示之電壓值v對焦 值F的焦距曲線函數F(V)數值資料，以供攝影影像焦距處理計算^ 出一實際焦距值RF。 ] • 該影像處理模組20之型式不限，可以為單-積體電路或至少二個 之電路或數位相機、照相手機之控制電路組成，在本創作之第一實施 例中係列舉包括至少-影像感測器2卜至少一影像訊號處理 22及: 少-驅動電路23域，其中，該雜21對應於液晶調焦鏡頭 模組10之液晶自動調焦單元12後方，以感測液晶自動調焦單元輸 出之攝影影像進行處理與轉換，並輸出一感應影像訊號211，該影像訊 號處理器22連結影像感測器21，以將該感應影像訊號211進行處理與 轉換，並據以判斷該攝影影像是否失焦，而進行自動調焦處理，且該 魯· 衫像訊號處理器22内並預存有如上述第四圖所示之電壓值v對焦距值 w F的焦距曲線函數F(V)數值資料，以供攝影影像焦距處理計算並輸出 一實際焦距值RF。 上述之驅動電路23，連結影像訊號處理器22及液晶調焦鏡頭模組 10中之液晶自動調焦單元12之第一電極1241及第二電極1251，該驅 動電路23受影像訊號處理器22控制與驅動，於攝影影像失焦狀態下， 而輸出驅動訊號201給第一電極1241及第二極1251，使該液晶調焦鏡 頭模組10之液晶自動調焦單元12產生光線折射率改變，進而達到自 動調整該攝影影像焦距之功能，且在該攝影影像清晰之狀態下，該驅 動電路23並將該驅動訊號201之實際電壓值2〇11回饋給影像訊號處 M329797 理器22進行與預存焦距曲線函數F(V)數值資料之比對及計算，以輸出 對應攝影影像實際焦距之實際焦距值RF。 上述之電壓值V對焦距值f的焦距曲線函數F(V)數值資料並非固 ‘ 定預存於影像訊號處理器22中，亦可預存於影像感測器21及驅動電 路23中，而提供給影像訊號處理器22作為轉換及計算處理輸出實際 ^ 焦距值RF之用。 下 ’ 請再配合第五圖所示，為本創作之焦距測量裝置100之第二實施 藝例圖，其中，顯示影像處理模組20對外連結一顯示界面24及記憶體 乃之實施例，該影像處理模組2〇之影像訊號處理器22連分別結顯示 界面24及記憶體25，影像訊號處理器22輸出之實際焦距值即分別 輸入顯示界面24及記憶體25，顯示界面24連結一顯示裝置241，該 顯示裝置241為液晶顯示器(LCD DISpLAY)或發光二極體顯示器①肪 DISPLAY)，以藉由顯示裝置⑷顯示該影像訊號處理器22輸出之實 際焦距值RF，即為實際測距值，該記憶體Μ可為快閃記憶體，以提 供該第四圖所示之焦距曲線函數F(v)預存及實際焦距值Μ暫存之 • 肖，即提供焦距曲線缝不同光學組合結構之液晶調焦鏡頭 模組10搭配校準更新之功能與實際焦距值即所代表之各個時段或地 點不同測距值儲存之用。 請再配合第六圖所示，為焦距測量裝置〗⑻之第三實施例，其中， 顯示該液晶調焦鏡頭模組10由一對光學鏡片u及u，與一對液晶自動 調焦單元12及12’域，該液晶自動織單元12及12,置於兩光學鏡 片η及η; ’該液晶自動雛單元12置树端，液晶自動調焦單元 I2’置於後端，且液晶自動調焦單元u中之液晶咖被預先規劃成凹 透鏡光學躲(如第六圖中虛線部份卿），該液晶自動難單元η，中 之液晶咖職規劃成凸透鏡光學特性(如第六圖中線線部份所利， M329797 使該液晶調焦鏡頭模組ίο整體具有自動多倍率縮放變焦之功能。 請再參閱第七圖所示，為本創作之焦距測量裝置100之第四實施 例，其中，顯示液晶調焦鏡頭模組10内之兩個液晶自動調焦單元12 . 及以正交關係(orthogonal relation)搞合，即將兩個液晶自動調焦單 元12及12’的玻璃基板127結合為一，即共用玻璃基板127，該液晶自 • 動調焦單元12及12’耦合結構設於光學鏡片10後方，藉由兩個液晶自 ’ 動調焦單元12及12’正交關係，消除兩個液晶自動調焦單元I]及以， 鲁 因液晶1211材料不同而導致雙折率所產生之極化(polarization)問題 與缺點，使該液晶調焦鏡頭模組10整體於測距應用上更加精準且不受 液晶材料差異影響。 上述第二圖〜第七圖所示本創作之焦距測量裝置，其中所揭示之 說明及圖式，係為便於闡明本發明之技術内容及技術手段，所揭示較 佳實施例之一隅，並不因而拘限其範疇。並且，舉凡一切針對本發明 之結構細部修飾、變更，或者是元件之等效替代、置換，當不脫離本 發明之發明精神及範疇，其範圍將由以下之申請專利範圍來界定之。 ^- 【圖式簡單說明】 第一圖為習知照相調焦機構之結構示意圖。 第二圖為本創作焦距測量裝置之第一實施例之結構圖。 第二圖為第二圖中之液晶自動調焦單元之剖視放大圖。 第四圖為本創作焦距測量裝置中預存之電壓值對焦距值之焦距曲 線函數圖； 第五圖為本創作焦距測量裝置之第二實施例圖； 第六圖為本創作焦距測量裝置之第三實施例圖； 第七圖為本創作焦距測量裝置之第四實施例圖。 M329797 【主要元件符號說明】 100 焦距測量裝置 10 液晶調焦鏡頭模組 11 光學鏡片 11， 光學鏡片 12 液晶自動調焦單元 12, 液晶自動調焦單元 121 膠框 1211 液晶 122 配向層 123 配向層 124 ITO導電層 1241 第一電極 125 ITO導電層 1251 第二電極 126 玻璃基板 127 玻璃基板 20 影像處理模組 21 影像感測器 211 感測影像訊號 22 影像訊號處理器 23 驅動電路 201 驅動訊號 2011 實際電壓值 24 顯示界面 241 顯示裝置 25 記憶體 1 照相模組 2 鏡頭模組 3 鏡頭座 4 影像感測器 F 焦距值 V 電壓值 F(V)焦距曲線函數 RF 實際焦距值 12

Claims (1)

1. M329797 九、申請專利範圍： 1·一種焦距測量裝置，係包含： 至少一液晶調焦鏡頭模組，提供攝影影像之光學攝錄變焦功能，而 使攝影影像攝入及執行變焦攝影操作；及 至少一影像處理模組，設於液晶調焦鏡頭模組後端，且該影像處理 模組連結該液晶調焦鏡頭模組，以接收穿過液晶調焦鏡頭模組之 攝影影像成像，並將該液晶自動調焦單元輸出之攝影影像進行處 理與轉換，據以判斷該攝影影像是否失焦，而輪出一驅動訊號對 液晶調焦鏡頭模組進行自動調焦處理，且該影像處理模組内並預 存有驅動訊號之電壓值對液晶調焦鏡頭模組之攝影影像焦距值的 焦距曲線函數數值資料，以供攝影影像焦距處理計算並輸出一實 際焦距值。 2·如申請專利範圍第1項所述之焦距測量裝置，其中，該液晶調焦鏡 頭模組係包含： 至少一光學鏡片，提供光學攝錄功能；及 至少一液晶自動調焦單元，設於該光學鏡片後端，以透過折射率偏 轉調整而將該光學鏡片，攝入之攝影影像作折射率調整而達到攝 影影像調焦功能。 3·如申請專利範圍第1項所述之焦距測量裝置，其中，該液晶調焦鏡 頭模組係包含： 至少一對光學鏡片，提供光學攝錄功能；及 至少一對液晶自動調焦單元，設於兩片光學鏡片之間，以透過折射 率偏轉調整而將該光學鏡片，攝入之攝影影像作折射率調整而達 到攝影影像調焦功能。 13 M329797 4·如申請專利範圍第2項或第3項所述之焦距測量裝置，其中，該液 晶自動調焦單元為一穿透式液晶面板。 5.如申請專利範圍第3項所述之焦距測量裝置，其中，該兩液晶自動 調焦單元為正交耦合。 6·如申請專利範圍第2項或第3項所述之焦距測量裝置，其中，該液 晶自動調焦單元係包括： 至少一膠框，内部灌注有液晶； 至少一對配向層，分別結合於膠框兩侧，以封閉膠框； 至少一對ΙΤΟ導電層，兩ΓΓΟ導電層分別對應結合於兩配向層外 側，該兩ΙΤΟ導電層分別設有一第一電極及一第二電極； 至少一對玻璃基板，兩玻璃基板分別對應結合於兩ΙΤ〇導電層外 侧。 7·如申請專利範圍第6項所述之焦距測量裝置，其中，該膠框内之液 日日預先規劃成凹透鏡之光學特性。 8·如申請專利範圍第6項所述之焦距測量裝置，其中，該膠框内之液 晶預先規劃成凸透鏡之光學特性。 9·如申請專利範圍第丨項所述之焦距測量裝置，其中，該影像處理模 組係包含： 至少一影像感測器，設於液晶調焦鏡頭模組後端，以將穿過液晶調 焦鏡頭模組之攝影影像成像並感應輸出一感應影像訊號； 至少一影像訊號處理器，連結影像感測器，以將該影像感測器輸出 之感應影像訊號進行處理與轉換，並據以判斷該攝影影像是否失 焦而進行自動調焦處理，且該影像訊號處理器内並預存有電壓值 對焦距值的焦距曲線函數數值資料，以供攝影影像焦距處理計算 並輪出一實際焦距值；及 M329797 至少一驅動電路，連結影像訊號處理器及液晶調焦鏡頭模組，該驅動 電路受必像訊號處理Is控制與驅動’輸出一驅動訊號至液晶調焦鏡 頭模組，使該液晶調焦鏡頭模組達到自動調整該攝影影像焦距之功 _ 能，且驅動電路並將該驅動訊號之實際電壓值回饋給影像訊號處理 器進行與預存焦距曲線函數數值資料之比對及計算，以輸出對應攝 影影像實際焦距之實際焦距值。 10·如申請專利範圍第9項所述之焦距測量裝置，其中，該影像訊號處 • 理器連結一記憶體。 11·如申請專利範圍第10項所述之焦距測量裝置，其中，該記憶體為 快閃記憶體。 12·如申請專利範圍第9項所述之焦距測量裝置，其中，該影像訊號處 理器連結一顯示界面。 13·如申請專利範圍第12項所述之焦距測量裝置，其中，該顯示界面 連結一顯示裝置。 14·如申請專利範圍第13項所述之焦距測量裝置，其中，該顯示裝置 為液晶顯不1§。 15·如申請專利範圍第13項所述之焦距測量裝置，其中，該顯示裝置 為發光二極體顯示器。 16·—種焦距測量裝置，係包含： 至少一液晶調焦鏡頭模組，提供攝影影像之光學攝錄變焦功能，而 使攝影影像攝入及執行變焦攝影操作； 至少一記憶體，内部預存有電壓值對焦距值的焦距曲線函數數值資 料；及 至少一影像處理模組，設於液晶調焦鏡頭模組後端，且該影像處理 模組連結該液晶調焦鏡頭模組及記憶體，以接收穿過液晶調焦鏡 15 M329797 頭模組之攝影影像成像，並將該液晶自動調焦單元輸出之攝影影 像進行處理與轉換，據以判斷該攝影影像是否失焦，而輸出一驅 動訊號對液晶調焦鏡頭模組進行自動調焦處理，且該記憶體將内 部預存之電壓值對液晶調焦鏡頭模組之攝影影像焦距值的焦距曲 線函數數值資料提供給影像處理模組，以供攝影影像焦距處理計 算並輸出一實際焦距值。 17·如申請專利範圍第16項所述之焦距測量裝置，其中，該液晶調焦 鏡頭模組係包含·· 至少一光學鏡片，提供光學攝錄功能；及 至少一液晶自動調焦單元，設於該光學鏡片後端，以透過折射率偏 轉調整而將該光學鏡片，攝入之攝影影像作折射率調整而達到攝 影影像調焦功能。 18·如申請專利範圍第16項所述之焦距測量裝置，其中，該液晶調焦 鏡頭模組係包含： 至少一對光學鏡片，提供光學攝錄功能；及 至少一對液晶自動調焦單元，設於兩片光學鏡片之間，以透過折射 率偏轉調整而將該光學鏡片，攝入之攝影影像作折射率調整而達 到攝影影像調焦功能。 19·如申請專利範圍第17項或第18項所述之焦距測量裝置，其中，該 液晶自動調焦單元為一穿透式液晶面板。 20·如申請專利範圍第18項所述之焦距測量裝置，其中，該兩液晶自 動調焦單元為正交耦合。 21.如申請專利範圍第17項或第18項所述之焦距測量裝置，其中，該 液晶自動調焦單元係包括： 至少一膠框，内部灌注有液晶； 16 M329797 至少一對配向層’分別結合於膠框兩侧，以封閉膠框； 至少一對1το導電層，兩ιτο導電層分別對應結合於兩配向層外 側’該兩ιτο導電層分別設有一第一電極及一第二電極； 至少一對玻璃基板，兩玻璃基板分別對應結合於兩ITO導電層外 侧0 22·如申請專利範圍第21項所述之焦距測量裝置，其中，該膠框内之 液晶預先規劃成凹透鏡之光學特性。

   23·如申請專利範圍第21項所述之焦距測量裝置，其中，該膠框内之 液晶預先規劃成凸透鏡之光學特性。 24·如申請專利範圍第16項所述之焦距測量裝置，其中，該記憶體為 快閃記憶體。 25·如申請專利範圍第16項所述之焦距測量裝置，其中，該影像處理 模組係包含： 至少一影像感測器’設於液晶調焦鏡頭模組後端，以將穿過液晶調 焦鏡頭模組之攝影影像成像並感應輸出一感應影像訊號； 至少一影像訊號處理器，連結影像感測器及記憶體，以將該影像感 測器輸出之感應影像訊號進行處理與轉換，並據以判斷該攝影影 像是否失焦而進行調焦處理，並根據該記憶體内預存之電壓值對 焦距值的焦距曲線函數數值資料，以供攝影影像焦距處理計算並 輸出一實際焦距值；及 至少一驅動電路，連結影像訊號處理器及液晶調焦鏡頭模組，該驅 動電路受影像訊號處理器控制與驅動，輸出一驅動訊號至液晶調 焦鏡頭模組，使該液晶調焦鏡頭模組達到自動調整該攝影影像焦 距之功能，且驅動電路並將該驅動訊號之實際電壓值回饋給影像 訊號處理器及記憶體，使影像訊號處理器進行與記憶體内預存焦 17 M329797 距曲線函數數值資料之比對及計算，以輸出對應攝影影像實際焦 距之實際焦距值。 26. 如申請專利範圍第16項所述之焦距測量裝置，其中，該影像處理 模組結一顯示界面。 27. 如申請專利範圍第26項所述之焦距測量裝置，其中，該顯示界面 連結一顯示裝置。 28. 如申請專利範圍第27項所述之焦距測量裝置，其中，該顯示裝置 為液晶顯不。 29. 如申請專利範圍第27項所述之焦距測量裝置，其中，該顯示裝置 為發光二極體顯示器。