TWM523106U - 光學裝置 - Google Patents

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TWM523106U
TWM523106U TW104217048U TW104217048U TWM523106U TW M523106 U TWM523106 U TW M523106U TW 104217048 U TW104217048 U TW 104217048U TW 104217048 U TW104217048 U TW 104217048U TW M523106 U TWM523106 U TW M523106U
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optical
lens
module
light
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TW104217048U
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陳志隆
顏智敏
Original Assignee
高準精密工業股份有限公司
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    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/0065—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element having a beam-folding prism or mirror
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    • G—PHYSICS
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    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
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Description

光學裝置
本創作係關於一種光學裝置，尤其關於一種可設置於可攜式電子裝置內且具備廣角或全景取像等特殊功能之光學裝置。
近年來，隨著科技的進步，各種電子裝置均設計為輕薄外型而具有易於攜帶的特性，以便於使用者可隨時隨地藉由電子裝置進行行動商務或娛樂休閒等事務。以影像擷取裝置為例，影像擷取裝置近期廣泛地應用於各種領域，例如智慧型手機、平板電腦以及穿戴式裝置等可攜式電子裝置上，其具有體積小且方便攜帶之優點，使用者可以於需要時隨時進行影像擷取工作且儲存拍攝而獲得之影像。或者，可進一步地透過行動網路上傳至網際網路之中，以進行資料的傳輸。
其中，可攜式電子裝置上之影像擷取裝置可便於使用者隨時拍攝，以記錄生活點滴，故影像擷取裝置受到多數使用者的重視。另一方面，製造商亦積極提升影像擷取裝置之功能， 以期受到使用者的青睞。
近年來，市面上推出的可攜式電子裝置具有拍攝全景(Panoramic)影像的功能，例如RICOH推出的全景相機，其具有輕薄外型而便於攜帶，全景相機之前後二表面上分別設置有相同規格的前相機模組以及後相機模組，前相機模組可拍攝180度的前方影像，而後相機模組則可拍攝另外180度的後方影像。接下來，全景相機之影像處理模組將前方影像以及後方影像結合而產生一張包含有360度景象的全景影像。此種全景相機之缺點為二相機模組的視角(Field of View，FOV)必須夠廣，而較廣視角的相機模組之成本較高，且體積較大，其僅可作為全景相機使用，而難以設置於其他可攜式電子裝置(例如智慧型手機)內。
當然，因應可攜式電子裝置之崛起，市面上亦推出可配合可攜式電子裝置之相機模組使用的全景鏡頭，全景鏡頭上設置排列為環狀的多個鏡頭，使得可攜式電子裝置可獲得拍攝全景影像的功能，例如GoPano所推出的全景鏡頭。
另外還有一種全景相機係藉由設置排列為環狀的多個鏡頭模組，例如Olympus推出的全景相機其可拍攝而獲得多個角度的局部角度影像，且同樣利用其內部的影像處理模組將多張局部角度影像結合而產生一張全景影像，此種全景相機之缺點為體積較大，而無法設置於可攜式電子裝置內部。此類型的全景相機更包含Panono所推出的全景球形相機，或者Squito所推出的可丟式全景相機，該二種全景相機皆具有球的外型，可於被丟出之過程中，由多個鏡頭模組拍攝而獲得多個角度的局部角度影像，以產生一張全景影像，其功能大致上與上述Olympus全景相機相 同，而不再贅述。
此外，可攜式電子裝置中具有輕薄外型的智慧型手機亦具有可拍攝全景之功能，雖然智慧型手機具有前相機模組以及後相機模組，但前相機模組與後相機模組的規格不同，且前相機模組與後相機模組之視角無法達到180度，故智慧型手機無法利用上述RICOH的全景相機之方式拍攝全景影像。智慧型手機僅可利用後相機模組來連續拍攝，同時使用者必須手持智慧型手機且沿水平方向轉動，藉此可拍攝多張局部角度影像，且同樣利用其內部的影像處理模組將多張局部角度影像結合而產生一張全景影像。然而，使用者無法以同樣的速度沿水平方向轉動，造成所拍攝的全景影像中發生局部寬窄不一之情形。
因此，如何將具有全景功能之光學裝置整合於可攜式電子裝置中係為製造商所欲解決的問題。
本創作之一目的在提供一種光學裝置，其具有全景功能，且可整合於可攜式電子裝置中，以提升可攜式電子裝置之功能性。
於一較佳實施例中，本創作提供一種光學裝置，設置於一可攜式電子裝置之一邊界區域或該邊界區域之一延伸位置，該光學裝置包括一鏡頭殼體、一第一光學模組以及一第二光學模組。該鏡頭殼體固定於該可攜式電子裝置之該邊界區域上，該第一光學模組設置於該鏡頭殼體上，用以接收外界光而擷取一 第一影像。該第二光學模組設置於該鏡頭殼體上且鄰近於該第一光學模組，用以接收該外界光而擷取一第二影像或感應該外界光；其中，該第一光學模組以及該第二光學模組中之至少一者之光軸為非直線。
於一較佳實施例中，該第一光學模組之一第一光軸為非直線，該第一光學模組包括一第一光學透鏡以及一第一光學感測元件。該第一光學透鏡固定於該鏡頭殼體上，用以接收通過該第一光學透鏡之該外界光而獲得該第一影像；其中，該第一光學透鏡具有一第一反射元件，用以反射該外界光，使該外界光通過該第一反射元件以及該第一光學透鏡而入射至該第一光學感測元件。
於一較佳實施例中，當該第二光學模組可擷取該第二影像時，該第二光學模組之一第二光軸為非直線，該第二光學模組包括一第二光學透鏡以及一第二光學感測元件。該第二光學透鏡固定於該鏡頭殼體上，用以供該外界光通過，而該第二光學感測元件對應於該第二光學透鏡，用以接收通過該第二光學透鏡之該外界光而獲得該第二影像。其中，該第二光學透鏡具有一第二反射元件，用以反射該外界光，使該外界光通過該第二反射元件以及該第二光學透鏡而入射至該第二光學感測元件。
於一較佳實施例中，本創作光學裝置更包括一控制單元，分別連接於該第一光學感測元件以及該第二光學感測元件，用以結合該第一影像以及該第二影像而產生一全景影像。
於一較佳實施例中，本創作光學裝置更包括一第一飛行時間量距裝置以及一第二飛行時間量距裝置，該第一飛行時 間量距裝置設置於該鏡頭殼體上，且對應於該第一光學模組。該第二飛行時間量距裝置設置於該鏡頭殼體上且位於該第一飛行時間量距裝置之一側，對應於該第二光學模組；其中該第一飛行時間量距裝置以及該第二飛行時間量距裝置可共同測量該全景影像之一待測距離。
於一較佳實施例中，該鏡頭殼體係以玻璃材料或塑膠材料製成，而該第一光學透鏡以及該第二光學透鏡上供該外界光通過之處塗佈有抗反射鍍膜，該第一反射元件以及該第二反射元件係為高反射鍍膜。
於一較佳實施例中，本創作光學裝置更包括一第三光學模組，設置於該第一光學模組以及該第二光學模組之間，用以接收該外界光而擷取一第三影像或感應該外界光，該第三光學模組包括至少一第三光學透鏡以及一第三光學感測元件。該至少一第三光學透鏡固定於該第一光學透鏡以及該第二光學透鏡之間，用以供該外界光通過，該第三光學感測元件對應於該至少一第三光學透鏡，用以接收通過該至少一第三光學透鏡之該外界光而獲得該第三影像；其中，該第三光學模組之一第三光軸係為直線，且該第三光軸係與該可攜式電子裝置之該邊界區域之一邊界表面垂直。
於一較佳實施例中，當該第二光學模組可感應該外界光時，該第二光學模組包括至少一第二光學透鏡以及一第二光學感測元件，該至少一第二光學透鏡固定於該鏡頭殼體上，用以供該外界光通過。該第二光學感測元件對應於該至少一第二光學透鏡，用以感應通過該至少一第二光學透鏡之該外界光；其中， 該第二光學模組之一第二光軸係為直線。
於一較佳實施例中，本創作光學裝置更包括一結構光產生裝置，設置於該鏡頭殼體上，該結構光產生裝置包括至少一發光源、一光學元件組以及一轉換透鏡模組。該至少一發光源用以產生複數光束，而該光學元件組具有一投射圖案，且該投射圖案被該複數光束穿透而輸出該結構光。該轉換透鏡模組固定於該鏡頭殼體上，用以準直以及擴展該複數光束，使該複數光束通過該轉換透鏡模組後投射至一投射面，而於該投射面上呈現一結構光圖案；其中該複數光束之投射方向係與該可攜式電子裝置之該邊界區域之一邊界表面垂直。
於一較佳實施例中，本創作光學裝置更包括一另一結構光產生裝置，設置於該鏡頭殼體上，用以於該投射面上呈現一另一結構光圖案；其中，該結構光圖案可與該另一結構光圖案混合而形成一結合結構光圖案，且該結合結構光圖案可因應該結構光圖案或該另一結構光圖案之變化而改變。
於一較佳實施例中，本創作光學裝置更包括一投影裝置，設置於該鏡頭殼體上，該投影裝置包括至少一發光源、一顯示元件以及一光學透鏡。該至少一發光源用以產生複數光束，而該顯示元件位於該至少一發光源之一側；其中，該複數光束經由該顯示元件而可呈現一影像畫面。該光學透鏡固定於該鏡頭殼體上；其中，當該複數光束經由該顯示元件且入射至該光學透鏡時，該影像畫面可投射至一投射面；其中該複數光束之投射方向係與該可攜式電子裝置之該邊界區域之一邊界表面垂直。
於一較佳實施例中，本創作光學裝置更包括一飛行 時間量距裝置，設置於該鏡頭殼體上，用以測量一待測距離。
於一較佳實施例中，該邊界區域係由該可攜式電子裝置之一顯示螢幕之鄰近處往外延伸而形成，且該光學裝置係藉由機械機構、電力機構以及電磁波機構中之至少一者而形成於該邊界區域上；其中該第一光學模組之該光軸或該第二光學模組中之該光軸係與該顯示螢幕之顯示方向垂直。
於一較佳實施例中，該鏡頭殼體係為矩形、L字型、n字型或非對稱型，且該鏡頭殼體之一第一表面、一第二表面以及一第三表面中之至少一者係為平面或曲面。
於一較佳實施例中，該外界光包括具有一第一波長區間之光束、具有一第二波長區間之光束以及具有熱感應波長區間之光束中之至少一者。
1、2、3、4、6‧‧‧可攜式電子裝置
10、20、30、40、60‧‧‧光學裝置
11、21、31、41、61‧‧‧可攜式電子裝置之邊界區域
12、22、32、42、62‧‧‧顯示螢幕
13、23、33、43、63‧‧‧鏡頭殼體
14、24、34、44、64‧‧‧第一光學模組
15、25、35、45、65‧‧‧第二光學模組
16、26、36、46‧‧‧第三光學模組
17‧‧‧控制單元
28‧‧‧第一飛行時間量距裝置
29‧‧‧第二飛行時間量距裝置
38‧‧‧第一結構光產生裝置
39‧‧‧第二結構光產生裝置
48‧‧‧投影裝置
49‧‧‧飛行時間量距裝置
50‧‧‧結構光產生裝置
111、311、411‧‧‧邊界區域之邊界表面
131‧‧‧鏡頭殼體之第一表面
132‧‧‧鏡頭殼體之第二表面
133‧‧‧鏡頭殼體之第三表面
141、641‧‧‧第一光學透鏡
142、642‧‧‧第一光學感測元件
143、643‧‧‧第一反射元件
151、651‧‧‧第二光學透鏡
152、652‧‧‧第二光學感測元件
153、653‧‧‧第二反射元件
161‧‧‧第三光學透鏡
162‧‧‧第三光學感測元件
6411‧‧‧第一入光面
6511‧‧‧第二入光面
A1‧‧‧第一光軸
A2‧‧‧第二光軸
A3‧‧‧第三光軸
L‧‧‧可攜式電子裝置之長軸
θ1‧‧‧第一視角
θ2‧‧‧第二視角
θ3‧‧‧第三視角
圖1：係為本創作光學裝置以及可攜式電子裝置於第一較佳實施例之外觀結構示意圖。
圖2：係為本創作光學裝置以及可攜式電子裝置於第一較佳實施例之結構側視示意圖。
圖3：係為本創作光學裝置於第一較佳實施例之結構剖面示意圖。
圖4：係為本創作光學裝置以及可攜式電子裝置於第二較佳實施例之外觀結構示意圖。
圖5：係為本創作光學裝置以及可攜式電子裝置於第 三較佳實施例之外觀結構示意圖。
圖6：係為本創作光學裝置以及可攜式電子裝置於第四較佳實施例之外觀結構示意圖。
圖7：係為本創作光學裝置以及可攜式電子裝置於第五較佳實施例之結構側視示意圖。
圖8A、8B：係為本創作光學裝置於第五較佳實施例不同視角之外觀結構示意圖。
鑑於習知技術之問題，本創作提供一種可解決習知技術問題之光學裝置。請同時參閱圖1~圖3，圖1係為本創作光學裝置以及可攜式電子裝置於第一較佳實施例之外觀結構示意圖，圖2係為本創作光學裝置以及可攜式電子裝置於第一較佳實施例之結構側視示意圖，而圖3係為本創作光學裝置於第一較佳實施例之結構剖面示意圖。光學裝置10係設置於可攜式電子裝置1之邊界區域11，且邊界區域11係由可攜式電子裝置1之顯示螢幕12之鄰近處往外延伸而形成。光學裝置10包括鏡頭殼體13、第一光學模組14、第二光學模組15、第三光學模組16以及控制單元17，鏡頭殼體13係固定於可攜式電子裝置1之邊界區域11上。第一光學模組14設置於鏡頭殼體13上，其功能為接收外界光而擷取第一影像，第二光學模組15設置於鏡頭殼體13上且鄰近於第一光學模組14，其可接收外界光而擷取第二影像。而第三光學模組16設置該第一光學模組14以及第二光學模組15之間， 其可接收外界光而擷取第三影像或感應外界光。
於本較佳實施例中，可攜式電子裝置1係為智慧型手機，其僅為例示之用，並非以此為限。而光學裝置10係藉由機械機構、電力機構或以及電磁波機構等方式而形成於邊界區域11上，較佳者，光學裝置10可整合於可攜式電子裝置1之殼體內。而鏡頭殼體13係以玻璃材料或塑膠材料製成。
第一光學模組14包括第一光學透鏡141以及第一光學感測元件142，第一光學透鏡141固定於鏡頭殼體13上，其可供外界光通過。第一光學感測元件142對應於第一光學透鏡141，其可接收通過複數第一光學透鏡141之外界光而獲得第一影像。其中，第一光學透鏡141與第一光學感測元件142皆位於第一光學模組14之第一光軸A1上。於本較佳實施例中，第一光學透鏡141中最遠離於第一光學感測元件142的曲面部份具有第一反射元件143，其可反射外界光，使外界光可通過第一光學透鏡141而入射至第一光學感測元件142。於本較佳實施例中，第一反射元件143係塗佈於該曲面部份之一層高反射鍍膜(High Reflective Coating)。
由圖1以及圖3可知，第一光學透鏡141以及第一光學感測元件142之設置方向係沿著可攜式電子裝置1之長軸L，因應第一反射元件143之設置，使得第一光學模組14之第一視角θ1係朝向可攜式電子裝置1之顯示螢幕12的方向，亦即，第一光軸A1為非直線。於一較佳作法中，更可於第一光學透鏡141中外界光會通過之處塗佈一層抗反射鍍膜(Anit-reflective Coating)，以提升外界光的穿透能力。
第二光學模組15包括第二光學透鏡151以及第二光學感測元件152，第二光學透鏡151固定於鏡頭殼體13上且連接於第一光學透鏡141，其可供外界光通過。第二光學感測元件152對應於第二光學透鏡151，其可接收通過第二光學透鏡151之外界光而獲得第二影像。其中，第二光學透鏡151與第二光學感測元件152皆位於第二光學模組15之第二光軸A2上。於本較佳實施例中，第二光學透鏡151中最遠離於第二光學感測元件152的曲面部份具有第二反射元件153，其可反射外界光，使外界光可通過第二光學透鏡151而入射至第二光學感測元件152。
由圖1以及圖3可知，第二光學透鏡151以及第二光學感測元件152之設置方向亦沿著可攜式電子裝置1之長軸L，因應第二反射元件153之設置，使得第二光學模組15之第二視角θ2係朝向可攜式電子裝置1之顯示螢幕12的相反方向，亦即，第二光軸A2亦為非直線。於一較佳作法中，更可於第二光學透鏡151中外界光會通過之處塗佈一層抗反射鍍膜，以提升外界光的穿透能力。
第三光學模組16包括複數第三光學透鏡161以及第三光學感測元件162，複數第三光學透鏡161固定於第一光學透鏡141以及第二光學透鏡151之間，其可供外界光通過。第三光學感測元件162對應於複數第三光學透鏡161，其可接收通過複數第三光學透鏡161之外界光而獲得第三影像。其中，複數第三光學透鏡161與第三光學感測元件162皆位於第三光學模組16之第三光軸A3上，且複數第三光學透鏡161與第三光學感測元件162之設置方向亦沿著可攜式電子裝置1之長軸L，故第三光軸A3係為直 線。由圖2以及圖3可知，第三光軸A3係與可攜式電子裝置1之邊界區域11的邊界表面111垂直，且第三光學模組13之第三視角θ3係朝向可攜式電子裝置1之長軸L的方向。
於本較佳實施例中，第一光學透鏡141係與第二光學透鏡151一體成型，而複數第三光學透鏡161係被固定於第一光學透鏡141以及第二光學透鏡151之間的區域，其僅為例示之用，而非以此為限。於另一較佳實施例中，第一光學透鏡、第二光學透鏡以及複數第三光學透鏡亦可採用一體成型之方式成型。
圖3中，控制單元17分別連接於第一光學感測元件142、第二光學感測元件152以及第三光學感測元件162，其功能為結合分別拍攝而獲得之第一影像以及第二影像，而產生一全景影像。於本較佳實施例中，第一光學感測元件142、第二光學感測元件152以及第三光學感測元件162係整合於一體，其僅為例示之用，而不以此為限。於另一較佳實施例中，第一光學感測元件、第二光學感測元件以及第三光學感測元件係分別獨立設置。
由圖1可知，鏡頭殼體13之外觀形狀係為矩形，且鏡頭殼體13之第一表面131、第二表面132以及第三表面133皆為平面。其中，其第一表面131係可攜式電子裝置1之顯示螢幕12所在的表面，而其第二表面132為顯示螢幕12所在表面的背面，其第三表面133則為邊界區域11的邊界表面111。上述僅為例示，而不以此為限，於另一較佳實施例中，鏡頭殼體之第一表面、第二表面以及第三表面中之任何一者亦可採用曲面的結構。
接下來說明光學裝置10之運作情形。當使用者欲利用可攜式電子裝置1對一目標物(未顯示於圖中)拍攝全景影像 時，使用者以顯示螢幕12朝向自己的方式手持可攜式電子裝置1，使第一光學模組14朝向使用者的方向，第二光學模組15朝向使用者的前方(一般而言，該方向存在有目標物)，而第三光學模組16則朝向與第一光學模組14以及第二光學模組15垂直的方向(力如為上方)，且可攜式電子裝置1之設置狀態係如圖2所示。
當使用者進行拍攝手段(例如為觸壓拍攝鍵或觸發拍攝介面等方式)時，外界光進入第一光學模組14中且被第一反射元件143反射而通過第一光學透鏡141，以入射至第一光學感測元件142，藉此可產生第一影像，其中第一影像包含有使用者方向的景色。另一方面，另一邊的外界光進入第二光學模組15中且被第二反射元件153反射而通過第二光學透鏡151，以入射至第二光學感測元件152，藉此可產生第二影像，其中第二影像包含有目標物方向的景色。接下來，控制單元17利用影像拼接技術結合第一影像以及第二影像，而形成全景影像，其中全景影像包含有使用者方向的景色以及目標物方向的景色。
需特別說明的有四，第一，上述全景影像之產生過程中僅使用第一光學模組14以及第二光學模組15，而未使用第三光學模組16，其原因在於，第一光學模組14之第一視角θ1以及第二光學模組15之第二視角θ2之範圍較廣，故可拍攝出廣角的影像，而不需使用第三光學模組16。或者，於另一較佳實施例中，可將第三光學模組作為感應外界光之用。當第一視角θ1以及第二視角θ2之範圍不如上述般廣時，亦可利用第三光學模組16拍攝而獲得第三影像，且控制單元17可結合第一影像、第二影像以及第三影像而形成全景影像。
第二，上述外界光可包括具有第一波長區間之光束、具有第二波長區間之光束以及具有熱感應波長區間之光束中之至少一者。其中，具有第一波長區間之光束例如為可見光，具有第二波長區間之光束例如為不可見光，而具有熱感應波長區間之光束例如為以熱光源(Thermal Source)所輸出的光束。
第三，本較佳實施例之第三光學模組16之功能為擷取影像，但本創作並非以此為限。於另一較佳實施例中，第三光學模組之功能可為感應外界光，而其內部之第三光學感測元件亦必須更換為感應用的光學感應元件。第四，本較佳實施例之光學裝置10係設置於可攜式電子裝置1之邊界區域11上，其表示光學裝置10係屬於可攜式電子裝置1的一部份，其僅為例示而非以此為限。光學裝置亦可設置於由邊界區域往外延伸之延伸位置上，也就是說，本創作光學裝置並非屬於可攜式電子裝置的一部份，而是與可攜式電子裝置結合。
再者，本創作更提供一與上述不同作法之第二較佳實施例。請參閱圖4，其為係為本創作光學裝置以及可攜式電子裝置於第二較佳實施例之外觀結構示意圖。光學裝置20係設置於可攜式電子裝置2之邊界區域21，且邊界區域21係由可攜式電子裝置2之顯示螢幕22之鄰近處往外延伸而形成。光學裝置20包括鏡頭殼體23、第一光學模組24、第二光學模組25、第三光學模組26、控制單元(未顯示於圖中)、第一飛行時間(Time of Flight，TOF)量距裝置28以及第二飛行時間量距裝置29，本較佳實施例之光學裝置20的結構大致上與第一較佳實施例之光學裝置10相同，且相同之處不再贅述。該兩者之不同之處有二，第一，鏡頭殼體2 之形狀為L字型。第二，光學裝置20更包括第一飛行時間量距裝置28以及第二飛行時間量距裝置29。
簡單說明第一飛行時間量距裝置28以及第二飛行時間量距裝置29之結構以及功能。第一飛行時間量距裝置28設置於鏡頭殼體23上，其對應於第一光學模組24。第二飛行時間量距裝置29設置於鏡頭殼體23上且位於第一飛行時間量距裝置28之一側，其對應於第二光學模組25。第一飛行時間量距裝置28以及第二飛行時間量距裝置29可共同測量全景影像之待測距離。藉此，可提升光學裝置20之功能性。上述僅為例示，而非以此為限，於另一較佳實施例中，亦可僅設置單一個飛行時間量距裝置，且該飛行時間量距裝置對應於第三光學模組，以測量第三光學模組所拍攝的目標物之待測距離。
再者，本創作更提供一與上述不同作法之第三較佳實施例。請參閱圖5，其為係為本創作光學裝置以及可攜式電子裝置於第三較佳實施例之外觀結構示意圖。光學裝置30係設置於可攜式電子裝置3之邊界區域31，且邊界區域31係由可攜式電子裝置3之顯示螢幕32之鄰近處往外延伸而形成。光學裝置30包括鏡頭殼體33、第一光學模組34、第二光學模組35、第三光學模組36、控制單元(未顯示於圖中)、第一結構光產生裝置38以及第二結構光產生裝置39，本較佳實施例之光學裝置30的結構大致上與第一較佳實施例之光學裝置10相同，且相同之處不再贅述。該兩者之不同之處有二，第一，鏡頭殼體33之形狀為n字型。第二，光學裝置30更包括第一結構光產生裝置38以及第二結構光產生裝置39。
第一結構光產生裝置38設置於鏡頭殼體33上且連接於控制單元，其可產生第一結構光圖案，第一結構光產生裝置38包括發光源、具有投射圖案之光學元件組以及轉換透鏡模組。當發光源產生複數光束時，複數光束穿透光學元件組之投射圖案之後通過轉換透鏡模組，使得複數光束被準直且擴展而投射至投射面(例如為投影幕)上，以於投射面上呈現第一結構光圖案。第二結構光產生裝置39之結構係與第一結構光產生裝置38相同，且其可於投射面上呈現第二結構光圖案。其中，第一結構光產生裝置38以及第二結構光產生裝置39所輸出的複數光束之投射方向係與可攜式電子裝置3之邊界區域31之邊界表面311垂直。
其中，控制單元37可依時序控制第一結構光產生裝置38以及第二結構光產生裝置39同時或不同時輸出複數光束，而可於不同時間點呈現出第一結構光圖案、第二結構光圖案以及第一結構光圖案與第二結構光圖案疊合而成的疊合結構光圖案。
再者，本創作更提供一與上述不同作法之第四較佳實施例。請參閱圖6，其為係為本創作光學裝置以及可攜式電子裝置於第四較佳實施例之外觀結構示意圖。光學裝置40係設置於可攜式電子裝置4之邊界區域41，且邊界區域41係由可攜式電子裝置4之顯示螢幕42之鄰近處往外延伸而形成。光學裝置40包括鏡頭殼體43、第一光學模組44、第二光學模組45、第三光學模組46、控制單元(未顯示於圖中)、投影裝置48、結構光產生裝置49以及飛行時間量距裝置50，本較佳實施例之光學裝置40的結構大致上與第一較佳實施例之光學裝置10相同，且相同之處不再贅述。該兩者之不同之處在於，光學裝置40更包括投影裝置48、結 構光產生裝置49以及飛行時間量距裝置50。
投影裝置40設置於鏡頭殼體43上，且投影裝置40包括發光源、顯示元件以及光學透鏡。當發光源產生複數光束時，複數光束經過顯示元件而可呈現影像畫面，且複數光束再入射至光學透鏡，使得影像畫面可投射至投射面上。其中，複數光束之投射方向係與可攜式電子裝置4之邊界區域41之邊界表面411垂直。至於結構光產生裝置49以及飛行時間量距裝置50之功能皆與上述較佳實施例相同，而不再贅述。因此，本創作光學裝置40可同時具有多種功能。
此外，本創作更提供一與上述不同作法之第六較佳實施例。請同時參閱圖7以及圖8A~圖8B，圖7係為本創作光學裝置以及可攜式電子裝置於第五較佳實施例之結構側視示意圖，而圖8A及圖8B係為本創作光學裝置於第五較佳實施例不同視角之外觀結構示意圖。光學裝置60係設置於可攜式電子裝置6之邊界區域61，且邊界區域61係由可攜式電子裝置6之顯示螢幕62之鄰近處往外延伸而形成。光學裝置60包括鏡頭殼體63、第一光學模組64、第二光學模組65以及控制單元(未顯示於圖中)。本較佳實施例之光學裝置60的結構大致上與第一較佳實施例之光學裝置10相同，且相同之處不再贅述。該兩者不同之處僅在於第一光學模組64以及第二光學模組65之結構。
圖8A及圖8B顯示出第一光學模組64以及第二光學模組65之結構，第一光學模組64包括第一光學透鏡641、第一光學感測元件642以及第一反射元件643，第一光學透鏡641之第一入光面6411朝向可攜式電子裝置1之顯示螢幕12的方向，且第 一反射元件643設置於其第一入光面6411之後方，以反射外界光。而第一光學感測元件642之設置方向係沿著可攜式電子裝置6之長軸L，因應第一反射元件643之設置，使得第一光學模組64之第一視角θ1係朝向顯示螢幕12的方向，亦即，第一光軸A1為非直線。於一較佳作法中，更可於第一光學透鏡641之入光面6411上塗佈一層抗反射鍍膜，以提升外界光的穿透能力。
另一方面，第二光學模組65包括第二光學透鏡651、第二光學感測元件652以及第二反射元件653，第二光學透鏡651之第二入光面6511朝向可攜式電子裝置6之顯示螢幕62的方向，且第二反射元件653設置於其第二入光面6511之後方，以反射外界光。而第二光學感測元件652之設置方向係沿著可攜式電子裝置6之長軸L，因應第二反射元件653之設置，使得第二光學模組65之第二視角θ2係朝向顯示螢幕12的相反方向，亦即，第二光軸A2為非直線。於一較佳作法中，更可於第二光學透鏡651之第二入光面6511上塗佈一層抗反射鍍膜，以提升外界光的穿透能力。
於本較佳實施例中，第一光學透鏡641係與第二光學透鏡651一體成型，而第一光學感測元件642以及第二光學感測元件652係整合於一體，其僅為例示之用，而不以此為限。於另一較佳實施例中，第一光學透鏡641係可與第二光學透鏡651分別獨立設置，而第一光學感測元件以及第二光學感測元件亦分別獨立設置。需特別說明的是，本較佳實施例之光學裝置60亦可設置上述較佳實施例之結構光產生裝置、飛行時間量距裝置以及投影裝置於其中，以提升光學裝置60之功能性。
根據上述可知，本創作光學裝置係形成於可攜式電子裝置之邊界區域，且由可攜式電子裝置之顯示螢幕之鄰近處往外延伸而形成，也就是說，光學裝置係額外設置於可攜式電子裝置上，因此，光學裝置可提供足夠的空間容納第一光學模組、第二光學模組、第三光學模組於其中，甚至於更可設置結構光產生裝置、飛行時間量距裝置以及投影裝置等光學元件於其中，而不受可攜式電子裝置的厚度大小限制，以提升本創作光學裝置的功能性。當然，需要較大空間設置的變焦鏡頭模組亦可設置於光學裝置內。其中，第一光學模組、第二光學模組、第三光學模組中之二者的光軸為非直線，藉此取代傳統的前鏡頭模組以及後鏡頭模組。
以上所述僅為本創作之較佳實施例，並非用以限定本創作之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本創作所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。
14‧‧‧第一光學模組
15‧‧‧第二光學模組
16‧‧‧第三光學模組
17‧‧‧控制單元
141‧‧‧第一光學透鏡
142‧‧‧第一光學感測元件
143‧‧‧第一反射元件
151‧‧‧第二光學透鏡
152‧‧‧第二光學感測元件
153‧‧‧第二反射元件
161‧‧‧第三光學透鏡
162‧‧‧第三光學感測元件
A1‧‧‧第一光軸
A2‧‧‧第二光軸
A3‧‧‧第三光軸

Claims (15)

  1. 一種光學裝置，設置於一可攜式電子裝置之一邊界區域或該邊界區域之一延伸位置，該光學裝置包括：一鏡頭殼體，固定於該可攜式電子裝置之該邊界區域上；一第一光學模組，設置於該鏡頭殼體上，用以接收外界光而擷取一第一影像；以及一第二光學模組，設置於該鏡頭殼體上且鄰近於該第一光學模組，用以接收該外界光而擷取一第二影像或感應該外界光；其中，該第一光學模組以及該第二光學模組中之至少一者之光軸為非直線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，其中該第一光學模組之一第一光軸為非直線，該第一光學模組包括：一第一光學透鏡，固定於該鏡頭殼體上，用以供該外界光通過；以及一第一光學感測元件，對應於該第一光學透鏡，用以接收通過該第一光學透鏡之該外界光而獲得該第一影像；其中，該第一光學透鏡具有一第一反射元件，用以反射該外界光，使該外界光通過該第一反射元件以及該第一光學透鏡而入射至該第一光學感測元件。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之光學裝置，其中當該第二光學模組可擷取該第二影像時，該第二光學模組之一第二光軸為非直線，該第二光學模組包括：一第二光學透鏡，固定於該鏡頭殼體上，用以供該外界光通 過；以及一第二光學感測元件，對應於該一第二光學透鏡，用以接收通過該一第二光學透鏡之該外界光而獲得該第二影像；其中，該一第二光學透鏡具有一第二反射元件，用以反射該外界光，使該外界光通過該第二反射元件以及該一第二光學透鏡而入射至該第二光學感測元件。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之光學裝置，更包括一控制單元，分別連接於該第一光學感測元件以及該第二光學感測元件，用以結合該第一影像以及該第二影像而產生一全景影像。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之光學裝置，更包括：一第一飛行時間(Time of Flight，TOF)量距裝置，設置於該鏡頭殼體上，對應於該第一光學模組；以及一第二飛行時間量距裝置，設置於該鏡頭殼體上且位於該第一飛行時間量距裝置之一側，對應於該第二光學模組；其中該第一飛行時間量距裝置以及該第二飛行時間量距裝置可共同測量該全景影像之一待測距離。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之光學裝置，其中該鏡頭殼體係以玻璃材料或塑膠材料製成，而該第一光學透鏡以及該第二光學透鏡上供該外界光通過之處塗佈有抗反射鍍膜，該第一反射元件以及該第二反射元件係為高反射鍍膜(High Reflective Coating)。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之光學裝置，更包括一第三光學模組，設置於該第一光學模組以及該第二光學模組之間，用以接收該外界光而擷取一第三影像或感應該外界光，該第三光學模組包括： 至少一第三光學透鏡，固定於該第一光學透鏡以及該第二光學透鏡之間，用以供該外界光通過；以及一第三光學感測元件，對應於該至少一第三光學透鏡，用以接收通過該至少一第三光學透鏡之該外界光而獲得該第三影像；其中，該第三光學模組之一第三光軸係為直線，且該第三光軸係與該可攜式電子裝置之該邊界區域之一邊界表面垂直。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，其中當該第二光學模組可感應該外界光時，該第二光學模組包括：至少一第二光學透鏡，固定於該鏡頭殼體上，用以供該外界光通過；以及一第二光學感測元件，對應於該至少一第二光學透鏡，用以感應通過該至少一第二光學透鏡之該外界光；其中，該第二光學模組之一第二光軸係為直線。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，更包括一結構光產生裝置，設置於該鏡頭殼體上，該結構光產生裝置包括：至少一發光源，用以產生複數光束；一光學元件組，具有一投射圖案，且該投射圖案被該複數光束穿透而輸出該結構光；以及一轉換透鏡模組，固定於該鏡頭殼體上，用以準直以及擴展該複數光束，使該複數光束通過該轉換透鏡模組後投射至一投射面，而於該投射面上呈現一結構光圖案；其中該複數光束之投射方向係與該可攜式電子裝置之該邊界區域之一邊界表面垂直。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之光學裝置，更包括一另一結構 光產生裝置，設置於該鏡頭殼體上，用以於該投射面上呈現一另一結構光圖案；其中，該結構光圖案可與該另一結構光圖案混合而形成一結合結構光圖案，且該結合結構光圖案可因應該結構光圖案或該另一結構光圖案之變化而改變。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，更包括一投影裝置，設置於該鏡頭殼體上，該投影裝置包括：至少一發光源，用以產生複數光束；一顯示元件，位於該至少一發光源之一側；其中，該複數光束經由該顯示元件而可呈現一影像畫面；以及一光學透鏡，固定於該鏡頭殼體上；其中，當該複數光束經由該顯示元件且入射至該光學透鏡時，該影像畫面可投射至一投射面；其中該複數光束之投射方向係與該可攜式電子裝置之該邊界區域之一邊界表面垂直。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，更包括一飛行時間量距裝置，設置於該鏡頭殼體上，用以測量一待測距離。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，其中該邊界區域係由該可攜式電子裝置之一顯示螢幕之鄰近處往外延伸而形成，且該光學裝置係藉由機械機構、電力機構以及電磁波機構中之至少一者而形成於該邊界區域上。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，其中該鏡頭殼體之形狀係為矩形、L字型、n字型或非對稱型，且該鏡頭殼體之一第一表面、一第二表面以及一第三表面中之至少一者係為平面或曲面。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，其中該外界光包括 具有一第一波長區間之光束、具有一第二波長區間之光束以及具有熱感應波長區間之光束中之至少一者。
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