TWI554800B - 相機模組 - Google Patents

Description

相機模組

本發明是有關於一種相機模組，且特別是有關於一種具有可調整位置的反射元件的相機模組。

隨著電子科技與製造技術的不斷演進與改良，具人性化、功能性佳的資訊電子產品亦一直推陳出新。電腦、手機、數位相機等電子產品已經是現代人必備的工具，尤其是隨著數位相機與手機或電腦等資訊電子產品的結合，更滿足了人們可以隨時隨地紀錄生活點滴的需求。

一般而言，目前為了使手機及電腦等電子裝置具有可拍攝來自電子裝置正面及背面的影像的便利功能，電子裝置中通常會設置兩組數位相機鏡頭及其相關構件，例如感光晶片、濾光片、連接機構件以及驅動電路等等，以可感測來自電子裝置正面及背面的光線影像。然而，如此一來，電子裝置的消耗功率及產品體積將會提升，亦將會使得產品成本提高。因此如何兼顧電子裝置可拍攝正背面影像的便利功能及降低生產成本的考量，已成為相關領域技術發展的重要課題之一。

中華民國專利第I321946號提出了一種具有分合光元件的相機模組。

本發明提供一種相機模組，可拍攝來自電子裝置正面及背面的影像。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種相機模組，適於設置在電子裝置內。相機模組包括反射元件、成像鏡頭、影像感測元件以及第一調整單元。第一調整單元能調整反射元件相對於成像鏡頭的位置。當反射元件位於相對於成像鏡頭的第一位置時，能將來自電子裝置的正面外的影像光束反射至成像鏡頭。當反射元件位於相對於成像鏡頭的第二位置時，能使來自電子裝置的背面外的影像光束反射至成像鏡頭，且成像鏡頭能將影像光束投射至影像感測元件。

在本發明的一實施例中，上述的反射元件為全反射稜鏡或光學反射鏡。

在本發明的一實施例中，上述的第一調整單元包含轉動單元。

在本發明的一實施例中，上述的第一調整單元包含馬達，馬達耦接至反射元件用以驅動反射元件轉動。

在本發明的一實施例中，上述的第一調整單元更包含驅動控制單元，驅動控制單元耦接至馬達用以控制馬達運轉。

在本發明的一實施例中，上述的第一調整單元包含平移單元。

在本發明的一實施例中，上述的第一調整單元包含移動平台，移動平台承載反射元件並能相對於成像鏡頭平移。

在本發明的一實施例中，上述的第一調整單元更包含撥桿，撥桿連接至移動平台用以控制移動平台及所承載的反射元件的平移。

在本發明的一實施例中，上述的電子裝置的側面連接正面及背面，第一調整單元能調整反射元件相對於成像鏡頭的位置，以使來自電子裝置的側面外的影像光束不經過反射元件而直達成像鏡頭。

在本發明的一實施例中，上述的相機模組，更包括第二調整單元，能調整成像鏡頭相對於電子裝置的側面的位置。

在本發明的一實施例中，上述第二調整單元包含平移單元。

基於上述，藉由反射元件及第一調整單元的配置，本發明的實施例的相機模組即可利用一組成像鏡頭及影像感測元件拍攝來自電子裝置正面及背面的影像。如此，將可使得電子裝置內的相機模組具有較少的機構件及驅動電路，而可減少裝置的消耗功率及產品體積，並因而可降低產品成本。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

60、70、80‧‧‧影像光束

100、400、600‧‧‧相機模組

110、110a、110b、410‧‧‧反射元件

120‧‧‧成像鏡頭

130‧‧‧影像感測元件

140、640‧‧‧第一調整單元

141‧‧‧轉動單元

142、652‧‧‧馬達

143‧‧‧驅動控制單元

640a‧‧‧移動平台

640b‧‧‧撥桿

650‧‧‧第二調整單元

651‧‧‧平移單元

200‧‧‧電子裝置

S1‧‧‧正面

S2‧‧‧背面

S3‧‧‧側面

P1、P2、P3、P4、P5‧‧‧位置

θ‧‧‧張角

圖1是本發明一實施例的一種相機模組的架構示意圖。

圖2是圖1的實施例的第一調整單元的架構示意圖。

圖3A是圖1的實施例的反射元件位於相對於成像鏡頭的第一位置的光路示意圖。

圖3B是圖1的實施例的反射元件位於相對於成像鏡頭的第二位置的光路示意圖。

圖4是本發明又一實施例的一種相機模組的架構示意圖。

圖5是圖4的實施例的第一調整單元的架構示意圖。

圖6是本發明另一實施例的一種相機模組的架構示意圖。

圖7A是圖6的實施例的反射元件位於相對於成像鏡頭的第一位置的光路示意圖。

圖7B是圖6的實施例的反射元件位於相對於成像鏡頭的第二位置的光路示意圖。

圖7C是圖6的實施例的成像鏡頭相對於電子裝置的側面位置的光路示意圖。

圖7D是圖6的實施例的成像鏡頭相對於電子裝置的側面位置的光路示意圖。

有關本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1是本發明一實施例的一種相機模組的架構示意圖。圖2是圖1的實施例的第一調整單元的架構示意圖。請參照圖1與圖2，在本實施例中，相機模組100適於設置在電子裝置200內，且包括反射元件110、成像鏡頭120、影像感測元件130以及第一調整單元140。舉例而言，在本實施例中，電子裝置200可為電腦、手機、數位相機或筆記型電腦等適合設置相機模組100的電子裝置。在本實施例中，反射元件110例如為全反射稜鏡，可反射來自電子裝置200的正面S1或背面S2外的影像光束60、70，並使影像光束60、70傳遞至成像鏡頭120中。另一方面，在本實施例中，成像鏡頭120能將影像光束60、70投射至影像感測元件130。具體而言，影像感測元件130例如可為電荷耦合元件(charge coupled device,CCD)、互補式金氧半導體感測元件(complementary metal oxide semiconductor sensor,CMOS sensor)或其他適當的影像感測元件。

具體而言，在本實施例中，第一調整單元140能調整反 射元件110相對於成像鏡頭120的位置。如圖1與圖2所示，在本實施例中，第一調整單元140包含轉動單元141。更詳細而言，如圖2所示，在本實施例中，第一調整單元140包含驅動控制單元143以及馬達142。驅動控制單元143例如可耦接至馬達142用以控制馬達142運轉，馬達142則耦接至反射元件110用以驅動反射元件110轉動。更詳細而言，在本實施例中，反射元件110可以轉軸O為中心軸旋轉，且轉軸O的方向例如與X軸的方向平行。如此一來，則可控制反射元件110位於相對於成像鏡頭120的適當位置，以分別將來自電子裝置200的正面S1或背面S2外的影像光束60、70反射至成像鏡頭120。以下將搭配圖3A至圖3B，進行進一步的說明。

圖3A是圖1的實施例的反射元件位於相對於成像鏡頭的第一位置的光路示意圖。圖3B是圖1的實施例的反射元件位於相對於成像鏡頭的第二位置的光路示意圖。請參照圖3A，當反射元件110被驅動至位於相對於成像鏡頭120的第一位置P1時，反射元件110的表面可將來自電子裝置200的正面S1外的影像光束60全反射，因而可改變了影像光束60的傳遞方向，以使影像光束60可被反射至成像鏡頭120。在本實施例中，影像光束60的傳遞路徑方向例如改變了90度。應注意的是，上述角度參數範圍僅作為例示說明，其並非用以限定本發明。

另一方面，若欲使相機模組100可用以拍攝來自電子裝置200的背面S2外的影像，則可藉由第一調整單元140的驅動控 制單元143以及馬達142調整反射元件110的位置，以使來自電子裝置200的背面S2外的影像光束70可入至反射元件110中，並被反射元件110的表面全反射。更詳細而言，如圖3B所示，當反射元件110被驅動至位於相對於成像鏡頭120的第二位置P2時，亦可改變來自電子裝置200的背面S2外的影像光束70的傳遞方向，而能使影像光束70被反射至成像鏡頭120。在本實施例中，反射元件110例如被第一調整單元140旋轉了180度。應注意的是，上述角度參數範圍僅作為例示說明，其並非用以限定本發明。此外，在本實施例中，相機模組100亦可與電子裝置200內的其他控制單元(未繪示)連接，而可根據實際需求透過外部的按鍵或觸控裝置控制相機模組100的前景或後景拍攝模式切換。

如此一來，藉由反射元件110及第一調整單元140的配置，設置於電子裝置200內的相機模組100即可利用單一組成像鏡頭120及影像感測元件130拍攝來自電子裝置200正面S1及背面S2的影像。如此，將可使得電子裝置200內的相機模組100具有較少的機構件及驅動電路，而可減少裝置的消耗功率及產品體積，並因而可降低產品成本。此外，由於拍攝來自電子裝置200正面S1及背面S2的影像時，皆是利用同一組成像鏡頭120及影像感測元件130，因此將採用具有較高解析度的成像鏡頭120，而可提升影像品質。

此外，值得注意的是，在本實施例中，上述的反射元件110雖為全反射稜鏡為例示，但本發明不以此為限。在另一繪示的 實施例中，反射元件110亦可為光學反射鏡或其他適當元件。以下將搭配圖4至圖5，進行進一步的說明。

圖4是本發明又一實施例的一種相機模組的架構示意圖。圖5是圖4的實施例的第一調整單元的架構示意圖。請參照圖4，本實施例的相機模組400與圖1的相機模組100類似，而兩者的差異如下所述。如圖4所示，在本實施例中，相機模組400的反射元件410例如為光學反射鏡。而由於本實施例的反射元件410亦可以轉軸O為中心軸旋轉，因此反射元件410亦可將來自電子裝置200的正面S1或背面S2外的影像光束60、70反射至成像鏡頭120中，而具有與圖1實施例的全反射稜鏡有類似的作用。因此，如圖5所示，此技術領域中具有通常知識者當可依據實際需求來對反射元件410搭配第一調整單元140的驅動控制單元143以及馬達142進行適當的機構及光路來設計後，亦同樣可使相機模組400達到與相機模組100類似的功效及優點，在此就不予贅述。

此外，亦值得說明的是，前述的第一調整單元140雖以包含轉動單元141為例示，但本發明不以此為限。在另一實施例中，第一調整單元140亦可包含平移單元以達到類似效果。以下將搭配圖6至圖7D，進行進一步的說明。

圖6是本發明另一實施例的一種相機模組100的架構示意圖。請參照圖6，本實施例的相機模組600與圖1的相機模組100類似，而兩者的差異如下所述。如圖6所示，在本實施例中， 上述的第一調整單元640例如是一平移單元。更具體而言，在本實施例中，第一調整單元640包含移動平台640a，移動平台640a承載反射元件110並能相對於成像鏡頭120平移。此外，更詳細而言，第一調整單元640更包含撥桿640b，撥桿640b連接至移動平台640a，並可用以控制移動平台640a及所承載的反射元件110的平移。在本實施例中，調整撥桿640b的方式可以手動的方式調整，但本發明不以此為限，在其他未繪示的實施例中，亦可加裝馬達及控制單元以控制撥桿640b的移動。如此一來，第一調整單元640亦可透過撥桿640b調整反射元件110相對於成像鏡頭120的位置，以分別將來自電子裝置200的正面S1或背面S2外的影像光束60、70反射至成像鏡頭120。以下將搭配圖7A至圖7B，進行進一步的說明。

圖7A是圖6的實施例的反射元件位於相對於成像鏡頭的第一位置的光路示意圖。圖7B是圖6的實施例的反射元件位於相對於成像鏡頭的第二位置的光路示意圖。請參照圖7A，在本實施例中，可透過撥桿640b移動移動平台640a，而使反射元件110a、110b被移動至位於相對於成像鏡頭120的第一位置P3(如圖7A所示)。如此，此時的反射元件110a能將來自電子裝置200的正面S1外的影像光束60反射至成像鏡頭120。另一方面，如圖7B所示，若欲使相機模組100可用以拍攝來自電子裝置200的背面S2外的影像，則可透過撥桿640b移動移動平台640a，而使反射元件110a、110b被移動至位於相對於成像鏡頭120的第二位置P4 (如圖7B所示)。如此，此時的反射元件110b則能使來自電子裝置200的背面S2外的影像光束70反射至成像鏡頭120。因此，本實施例的相機模組600將可達到與相機模組100類似的功效及優點，在此就不予贅述。

另一方面，在本實施例中，相機模組600更可用以拍攝來自電子裝置200側面S3的影像。以下將搭配圖7C與圖7D，來進行進一步的說明。

圖7C是圖6的實施例的成像鏡頭相對於電子裝置的側面位置的光路示意圖。請參照圖7C，具體而言，在本實施例中，電子裝置200的側面S3連接正面S1及背面S2。更詳細而言，如圖7C所示，第一調整單元640能調整反射元件110a、110b相對於成像鏡頭120的位置P5，以使來自電子裝置200的側面S3外的影像光束80不經過反射元件110a、110b而直達成像鏡頭120，而可對來自電子裝置200的側面S3的影像進行拍攝。

圖7D是圖6的實施例的成像鏡頭相對於電子裝置的側面位置的光路示意圖。此外，請參照圖7D，在本實施例中，相機模組600可更包括第二調整單元650，能調整成像鏡頭120相對於電子裝置200的側面S3的位置。更詳細而言，第二調整單元650包含平移單元651及馬達652，而可用以移動成像鏡頭120，並調整成像鏡頭120至靠近電子裝置200的邊緣處。如此一來，將可增加成像鏡頭120所能接受到來自側面S3的影像光束80的張角θ，而可增加相機模組600所能拍攝的影像範圍。

此外，在上述的圖6至圖7D的實施例中，反射元件110a、110b雖以全反射稜鏡為例示，但本發明亦不以此為限。在另一未繪示的實施例中，反射元件110a、110b亦可採用光學反射鏡，此技術領域中具有通常知識者當可依據實際需求進行適當的機構及光路設計後，亦可同樣達到與相機模組100類似的功效及優點，在此就不予贅述。

綜上所述，藉由反射元件及第一調整單元的配置，本發明的實施例的相機模組即可利用單一組成像鏡頭及影像感測元件拍攝來自電子裝置正面及背面的影像。如此，將可使得電子裝置內的相機模組具有較少的機構件及驅動電路，而可減少裝置的消耗功率及產品體積，並因而可降低產品成本。此外，由於拍攝來自電子裝置正面及背面的影像時，皆是利用同一組成像鏡頭及影像感測元件，因此將採用具有較高解析度的成像鏡頭，而可提升影像品質。

惟以上所述者，僅為本發明的較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作的簡單等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露的全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明的權利範圍。

60、70‧‧‧影像光束

100‧‧‧相機模組

110‧‧‧反射元件

120‧‧‧成像鏡頭

130‧‧‧影像感測元件

140‧‧‧第一調整單元

141‧‧‧轉動單元

200‧‧‧電子裝置

S1‧‧‧正面

S2‧‧‧背面

S3‧‧‧側面

Claims (10)

1. 一種相機模組，適於設置在電子裝置內，該相機模組包括：反射元件；成像鏡頭；影像感測元件；以及第一調整單元，能調整該反射元件相對於該成像鏡頭的位置，當該反射元件位於相對於該成像鏡頭的第一位置時，能將來自該電子裝置的正面外的影像光束反射至該成像鏡頭，當該反射元件位於相對於該成像鏡頭的第二位置時，能使來自該電子裝置的背面外的影像光束反射至該成像鏡頭，且該成像鏡頭能將該影像光束投射至該影像感測元件，其中該電子裝置的側面連接該正面及該背面，該第一調整單元能調整該反射元件相對於該成像鏡頭的位置，以使來自該電子裝置的該側面外的影像光束不經過該反射元件而直達該成像鏡頭。
2. 如申請專利範圍第1項所述的相機模組，其中該第一調整單元包含轉動單元。
3. 如申請專利範圍第1項所述的相機模組，其中該第一調整單元包含馬達，該馬達耦接至該反射元件用以驅動該反射元件轉動。
4. 如申請專利範圍第3項所述的相機模組，其中該第一調整單元更包含驅動控制單元，該驅動控制單元耦接至該馬達用以控制該馬達運轉。
5. 如申請專利範圍第1項所述的相機模組，其中該第一調整單元包含平移單元。
6. 如申請專利範圍第1項所述的相機模組，其中該第一調整單元包含移動平台，該移動平台承載該反射元件並能相對於該成像鏡頭平移。
7. 如申請專利範圍第6項所述的相機模組，其中該第一調整單元更包含撥桿，該撥桿連接至該移動平台用以控制該移動平台及所承載的該反射元件的平移。
8. 如申請專利範圍第1項所述的相機模組，更包括：第二調整單元，能調整該成像鏡頭相對於該電子裝置的該側面的位置。
9. 如申請專利範圍第8項所述的相機模組，其中該第二調整單元包含平移單元。
10. 如申請專利範圍第1項所述的相機模組，其中該反射元件為全反射稜鏡或光學反射鏡。