专利名称：具有影像撷取及影像投射功能的便携式电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及影像撷取及影像投射领域，尤其指一种具有影像撷取及影像投射功能的便携式电子装置。
背景技术：
近年来，随着微电子技术的进步，便携式电子装置，尤其是掌上型电子装置变得愈来愈高阶且变得更多功能化。举例来说，便携式电子装置可以同时具备通话、全球定位、摄影、网络浏览及/或多媒体播放等功能。目前广为使用的便携式电子装置包含行动电话(Mobile Phone)、个人数字助理(PDA, PersonalDigital Assistant)、数字相机(DigitalCamera)、便携式计算机(Laptop Computer)等,其皆具有影像撷取的功能。但，该些便携式电子装置由于体积小，故其用于显示影像的屏幕尺寸受到了较大限制，进而限制了使用者 与他人一同观看或共享图片及/或视频的能力。当使用者欲分享影像时，需藉由计算机及投影装置方能进行放大投影，并需在固定位置进行影像投射，因而缺乏实时性及机动性，造成使用者使用上的困扰。因此，对使用者而言，如能将影像投射的功能整合入便携式电子装置中，供其随身携带并与他人视讯分享，将更增加该便携式电子装置的便利性及效用性。目前，3M、TI、三星等公司业已推出了内置投影功能的手机，并以手机内记忆卡作为讯源，最适投影画面大小可达30英寸左右。尼康公司更是创新地推出了全球第一款内置投影仪的数码相机，可将数字相机拍摄的静态照片及动态影片，利用投影的方式来做分享播放，投影画面最高可达40英寸。但，这些设计多采用了双镜头架构，其中一颗用于静态摄影，另一颗则用于视讯分享播放，如此将显著增加电子装置的体积及重量且使机构设计变复杂，背离了便携式电子装置的设计初衷。现有技艺中亦有整合影像撷取及影像投射功能的其它相关设计，如中国专利公告第CN2757460Y号即揭示了一种具显示屏放大功能的便携式电子装置，其枢设于本体一端的盖体上增设有具放大功能的透明镜片，藉以达成放大屏幕部讯息的功能。但，此种简单设计由于设置于机体上的透明镜片的显示尺寸仍极为有限，因而对屏幕部讯息的放大功能亦极为有限，且清晰度较差，并不适用于会议演示、多人观看等情形。因此，为满足使用者与多人分享影像的上述需求，提供一种整合有影像投射与影像撷取功能、结构紧凑、功能完善的便携式电子装置，已成为业界新的研发方向。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种整合有影像撷取及影像投射功能、结构紧凑、功能完善的便携式电子装置，以解决先前技术存在的上述问题。本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种具有影像撷取及影像投射功能的便携式电子装置，其包含具有光轴的镜头模块；影像传感器，用于撷取被摄物的影像；包含光阀的微型投影模块，用于将撷取的被摄物影像或由外部输入的影像放大投射至屏幕；以及位置切换模块。其中，该影像传感器及该微型投影模块相邻设置于该位置切换模块上，该位置切换模块可相对该镜头模块进行移动，以使该便携式电子装置于影像撷取模式与影像投射模式之间切换。于影像撷取模式时，该影像传感器藉由该位置切换模块沿第一方向被切换至该镜头模块的光轴上，以藉由该镜头模块撷取来自被摄物的沿第一光路的光束影像。于影像投射模式时，该微型投影模块藉由该位置切换模块沿第二方向被切换至该镜头模块的光轴上，以藉由该镜 头模块沿与第一光路方向相反的第二光路投射其光阀发出的影像光束至屏幕。依据本发明，该该位置切换模块为平移机构，其沿垂直于该镜头模块的光轴的方向进行平移，且上述第一方向与第二方向相反。该平移机构包含步进马达或电磁装置。依据本发明，该位置切换模块为旋转机构，其绕与该镜头模块的光轴平行的旋转轴进行旋转。依据本发明，该影像传感器及该微型投影模块位于该镜头模块的成像面上。依据本发明，该影像传感器为CXD传感器或CMOS传感器。依据本发明，该微型投影模块包含LCoS光阀、DLP光阀或雷射光阀。依据本发明，该便携式电子装置更包含光源及控制系统。该光源为LED光源或雷射光源。依据本发明，该屏幕为外部屏幕。实施本发明的具有影像撷取及影像投射功能的便携式电子装置，具有以下有益效果整合影像撷取及影像投射功能为一体，使其同时具有摄影及投影的功能。当使用者需与他人一同观看或共享该电子装置内的视讯内容时，可藉由切换模式直接启用该电子装置的投影放大功能，而无需借助计算机或其它设备，使用方便，可不受限于该电子装置本身的屏幕尺寸。另外，本发明便携式电子装置的影像撷取系统及影像投射系统共享镜头模块，可减小该电子装置的尺寸、重量并降低成本，符合当前便携式电子装置轻薄短小、功能多元、成本缩减等发展趋势。
图I为本发明具有影像撷取及影像投射功能的便携式电子装置的系统构成示意图，该图显示影像撷取模式。图2为本发明具有影像撷取及影像投射功能的便携式电子装置的另一系统构成示意图，该图显示影像投射模式。
具体实施例方式有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。本发明具有影像撷取及影像投射功能的便携式电子装置可同时达成影像撷取及影像投射此两种功能。撷取的影像可为静态影像或视频影像，该些影像及其它外部影像可藉由影像投射功能加以放大投影显示。本发明具有影像撷取及影像投射功能的便携式电子装置采用了共享镜头模块来藉以减小装置的整体尺寸、重量并降低成本。该镜头模块在影像撷取模式时其功用为物镜系统，在影像投射模式时则为投影镜头系统。请参阅图1，其示意性地显示了本发明具有影像撷取及影像投射功能的便携式电子装置10的系统构成。该便携式电子装置10包含影像撷取系统及影像投射系统。其中，影像撷取系统包含镜头模块11、影像传感器12及其它成像组件如影像内存、快门等。因该些成像组件为本技术领域的人员所熟知且并非本发明的重点，故为简便起见，未在图示中示出。影像投射系统则包含镜头模块11及微型投影模块13。另，该便携式电子装置10亦可包含光源及控制系统，以提供影像撷取及投射系统所需的光源并控制其功能操作。因此部分亦为本技术领域的人员所熟知，故在此为简便起见，亦加以省略。影像传感器12用于撷取被摄物的影像，微型投影模块13则用于将撷取的被摄物影像或由外部输入的影像放大投射至屏幕，例如外部屏幕。镜头模块11为影像传感器12及微型投影模块13所共享，其由复数个光学组件组成，以藉由调整该些光学组件而达成会聚、准直、变焦、聚焦等功能，以获得较佳的成像或投影品质。尽管如此，较佳地，镜头模块11的成像面基本位于系统的固定位置，其位置在成像及投影时并不会改变。该镜头模块11的 具体构成可根据应用情形、成本、体积、重量、兼容性等需求因素来考虑选择现有影像撷取装置或影像投射装置中所采用的任何适合的物镜系统或投影镜头系统。影像传感器12包含有像素数组,其形式可为CO) (Charge-CoupledDevice,电荷率禹合器件)传感器或CMOS (Complementary Metal OxideSemiconductor,互补性金属氧化物半导体)传感器。CXD和CMOS影像传感器12通过将来自被摄物的光讯号转换为可进一步转换成影像的电讯号来数字化地撷取影像，该些电讯号随后可存储在影像处理电子器件(未示出)中。微型投影模块13包含有光阀，具有像素数组，其形式可为LCoS (LiquidCrystal onSilicon,娃基液晶)光阀、DLP (Digital Light Processor,数字光学处理)光阀、LaserScan雷射光阀等。LCoS光阀与DLP光阀采用LED光源，而Laser Scan雷射光阀采用雷射光源。如图所示，为进一步减小本发明便携式电子装置的尺寸并降低成本，影像传感器12及微型投影模块13位于镜头模块11的相同侧并相邻设置于位置切换模块14上。较佳地，影像传感器12及微型投影模块13位于镜头模块11的成像面上。当然，可以理解，只要位于镜头模块11的最大焦距范围内，影像传感器12及微型投影模块13亦可不设于镜头模块11的成像面上。藉由位置切换模块14，本发明便携式电子装置可在影像撷取模式(参图I)与影像投射模式(参图2)之间切换。于图I所示的影像撷取模式时，影像传感器12藉由位置切换模块14沿水平方向AB(图中为右方向B)被移动至与镜头模块11相对齐的位置，微型投影模块13则位于偏离位置。于该位置时，连接影像传感器12的像素数组的中心与镜头模块11的中心的虚线构成了影像撷取系统的摄影光轴15。该摄影光轴15与被摄物相对齐，与镜头模块11的光轴相重合并与方向AB相垂直，以使来自被摄物的反射光束沿该摄影光轴15及箭头所示的第一光路C在影像传感器12上形成被摄物的影像。于图2所示的影像投射模式时，微型投影模块13藉由位置切换模块14沿水平方向AB(图中为左方向A)被移动至与镜头模块11相对齐的位置，此时影像传感器12则位于偏离位置。于该位置时，连接微型投影模块13的像素数组的中心与镜头模块11的中心的虚线构成了影像投射系统的投影光轴16，该投影光轴16与图I中的摄影光轴15基本重合。此时，来自微型投影模块13的像素的影像光可沿该投影光轴16及与第一光路C方向相反的第二光路D被传送至镜头模块11，以藉由该镜头模块11将影像投射至屏幕。该位置切换模块14为机械结构，其可沿轴平移或绕轴旋转，使影像传感器12或微型投影模块13滑入或滑出镜头模块11的光路而达成本发明便携式电子装置于影像撷取模式与影像投射模式之间的转换，该位置切换模块14为平移机构时，其沿垂直于该镜头模块11的光轴的方向进行平移；该位置切换模块14为旋转机构时，其绕与该镜头模块11的光轴平行的旋转轴进行旋转。于图I所示的影像撷取模式时，该位置切换模块14沿方向B移动(图中所示为向右)，以将影像传感器12暴露至镜头模块11的光路，使被摄物的输入影像聚焦而由影像传感器12撷取及存储。于图2所示的影像投射模式时，该位置切换模块14沿相反方向A移动(图中所示为向左)，以将微型投影模块13暴露至光路，以允许来自光阀的光由镜头模块11聚焦并投射至屏幕。该位置切换模块14相对镜头模块11的上述平移或旋转运动可藉由机械构件例如 步进马达、电磁装置、旋转装置或其它机电装置达成。此部分可由本技术领域的人员轻易达成，故相关描述在此一并省略。需说明的是，本发明的上述实施例虽以位于位置切换模块14上的影像传感器12与微型投影模块13相对镜头模块11进行移动为例加以描述，惟本发明并不限定于此，其它可达成功能切换的实施方式亦可采用。例如，镜头模块11亦可相对相邻设置的影像传感器12与微型投影模块13进行移动。于影像撷取模式时，该镜头模块11被移动暴露至影像传感器12的光路，使被摄物的输入影像聚焦而由影像传感器12撷取及存储。于影像投射模式时，该镜头模块11沿相反方向被移动暴露至微型投影模块13的光路，以允许来自光阀的光由投镜头模块11聚焦并投射至屏幕。综合上述，本发明的便携式电子装置整合影像撷取及影像投射功能为一体，使其同时具有摄影及投影的功能。当使用者需与他人一同观看或共享该电子装置内的视讯内容时，可藉由切换模式直接启用该电子装置的投影放大功能，而无需借助计算机或其它设备，使用方便，可不受限于该电子装置本身的屏幕尺寸。另外，本发明便携式电子装置的影像撷取系统及影像投射系统共享镜头模块，可减小该电子装置的尺寸、重量并降低成本，符合当前便携式电子装置轻薄短小、功能多元、成本缩减等发展趋势。本发明具有影像撷取及影像投射功能的便携式电子装置包含但不限于行动电话(Mobile Phone)、个人数字助理(PDA, Personal Digital Assistant)、数字相机(DigitalCamera)、PDA手机、智能手机(Smart Phone)、数字相机及摄影机、便携式计算机(LaptopComputer)、便携式投影仪等。
权利要求
1.一种具有影像撷取及影像投射功能的便携式电子装置，其特征在于，包含 镜头模块，具有光轴； 影像传感器，用于撷取被摄物的影像； 微型投影模块，包含光阀，用于将撷取的被摄物影像或由外部输入的影像放大投射至屏幕；以及 位置切换模块； 其中，该影像传感器及该微型投影模块相邻设置于该位置切换模块上，该位置切换模块可相对该镜头模块进行移动，以使该便携式电子装置于影像撷取模式与影像投射模式之间切换；于影像撷取模式时，该影像传感器藉由该位置切换模块沿第一方向被切换至该镜头模块的光轴上，以藉由该镜头模块撷取来自被摄物的沿第一光路的光束影像；于影像投射模式时，该微型投影模块藉由该位置切换模块沿第二方向被切换至该镜头模块的光轴上，以藉由该镜头模块沿与第一光路方向相反的第二光路投射其光阀发出的影像光束至屏眷。
2.如权利要求I所述的便携式电子装置，其特征在于，该位置切换模块为平移机构，其沿垂直于该镜头模块的光轴的方向进行平移。
3.如权利要求2所述的便携式电子装置，其特征在于，该第一方向与该第二方向相反。
4.如权利要求2所述的便携式电子装置，其特征在于，该平移机构包含步进马达。
5.如权利要求2所述的便携式电子装置，其特征在于，该平移机构包含电磁装置。
6.如权利要求I所述的便携式电子装置，其特征在于，该位置切换模块为旋转机构，其绕与该镜头模块的光轴平行的旋转轴进行旋转。
7.如权利要求I所述的便携式电子装置，其特征在于，该影像传感器及该微型投影模块位于该镜头模块的成像面上。
8.如权利要求I所述的便携式电子装置，其特征在于，该影像传感器为CCD传感器。
9.如权利要求I所述的便携式电子装置，其特征在于，该影像传感器为CMOS传感器。
10.如权利要求I所述的便携式电子装置，其特征在于，该微型投影模块包含LCoS光阀。
11.如权利要求I所述的便携式电子装置，其特征在于，该微型投影模块包含DLP光阀。
12.如权利要求I所述的便携式电子装置，其特征在于，该微型投影模块包含雷射光阀。
13.如权利要求I所述的便携式电子装置，其特征在于，更包含光源及控制系统。
14.如权利要求13所述的便携式电子装置，其特征在于，该光源为LED光源或雷射光源。
15.如权利要求I所述的便携式电子装置，其特征在于，该屏幕为外部屏幕。
全文摘要
本发明涉及一种具有影像撷取及影像投射功能的便携式电子装置，包含镜头模块；影像传感器；包含光阀的微型投影模块，用于将撷取的被摄物影像或外部输入影像投射至屏幕；以及位置切换模块。影像传感器及微型投影模块相邻设置于位置切换模块上，位置切换模块可相对镜头模块进行移动，使便携式电子装置于影像撷取模式与影像投射模式之间切换。于影像撷取模式时，影像传感器藉由位置切换模块沿第一方向被切换至该镜头模块的光轴上，藉由镜头模块撷取来自被摄物沿第一光路的光束影像。于影像投射模式时，微型投影模块藉由位置切换模块沿第二方向被切换至镜头模块的光轴上，藉由镜头模块沿与第一光路方向相反的第二光路投射其光阀发出的影像光束至屏幕。
文档编号H04N5/225GK102821234SQ20111015613
公开日2012年12月12日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者熊坚智 申请人:亚洲光学股份有限公司