光學透鏡、攝像裝置以及光學觸控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種光學透鏡、攝像裝置以及光學觸控系統(tǒng)，光學透鏡可裝設于一攝像裝置的一攝像鏡頭的前方。攝像裝置的一發(fā)光元件能發(fā)出一光束。光學透鏡包括一對周邊補光部以及一中央發(fā)散部。各個周邊補光部具有一第一凸曲面以及一相對第一凸曲面的第一凹曲面。中央發(fā)散部連接在這些周邊補光部之間，并具有一第二凹曲面與一相對第二凹曲面的入光面，其中第二凹曲面鄰接在這些第一凸曲面之間，而入光面鄰接在這些第一凹曲面之間。光束的光軸依序通過入光面與第二凹曲面，而光束的多條光線依序通過這些第一凹曲面與這些第一凸曲面。
【專利說明】光學透鏡、攝像裝置以及光學觸控系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及可應用于觸控系統(tǒng)的元件以及此觸控系統(tǒng)，且特別是有關于可應用于光學觸控系統(tǒng)的光學透鏡與攝像裝置，以及上述光學觸控系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的觸控技術已發(fā)展出一種光學觸控系統(tǒng)。這種觸控系統(tǒng)通常包括多個影像感測元件(image sensor)以及多個紅外光發(fā)光二極管(Infrared Light EmittingDiode, IR LED),其中影像感測元件例如是互補式金屬氧化物半導體(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor, CMOS)或電荷稱合兀件(Charge-Coupled Device, CCD)。
[0003]光學觸控系統(tǒng)具有一面供物件接觸的觸控平面(contact plane)。當光學觸控系統(tǒng)運行時，這些紅外光發(fā)光二極管會發(fā)出紅外光，而這些紅外光會在上述觸控平面的上方傳遞。當有物件，例如手指或觸控筆(stylus),接觸于觸控平面時,此物件會擋住部分紅外光，從而在觸控平面上形成陰影。此時，這些影像感測元件能感測到此陰影，而光學觸控系統(tǒng)則利用此陰影計算出物件在觸控平面上的位置，進而達到觸控的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種光學透鏡，其能應用于光學觸控系統(tǒng)，其中此光學觸控系統(tǒng)具有多個攝像模塊與多個發(fā)光元件，而上述光學透鏡能改變攝像模塊的視角(angleof view)以及發(fā)光元件的光強度分布。
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種攝像裝置，其包括上述攝像模塊、發(fā)光元件以及光學透鏡。
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種光學觸控系統(tǒng)，其采用上述光學透鏡。
[0007]本發(fā)明一實施例提出一種光學透鏡，其適于裝設于一攝像裝置的一攝像鏡頭的前方，其中攝像裝置的一發(fā)光兀件適于發(fā)出一光束。光學透鏡包括一對周邊補光部以及一中央發(fā)散部。各個周邊補光部具有一第一凸曲面以及一相對第一凸曲面的第一凹曲面。中央發(fā)散部連接在這些周邊補光部之間，并具有一第二凹曲面與一相對第二凹曲面的入光面，其中第二凹曲面鄰接在這些第一凸曲面之間，而入光面鄰接在這些第一凹曲面之間。光束的光軸依序通過入光面與第二凹曲面，而光束的多條光線依序通過這些第一凹曲面與這些第一凸曲面。
[0008]本發(fā)明另一實施例提出一種攝像裝置，其包括一攝像模塊、一發(fā)光元件、上述光學透鏡以及一組裝殼。攝像模塊包括一攝像鏡頭。發(fā)光元件固定在攝像模塊上，并用于發(fā)出一光束。上述光束的光軸與攝像鏡頭的光軸依序通過入光面與第二凹曲面，而光束的多條光線依序通過這些第一凹曲面與這些第一凸曲面。組裝殼包括一容置框與一固定組件。容置框圍繞光學透鏡，并且暴露這些第一凹曲面、這些第一凸曲面、入光面以及第二凹曲面。固定組件連接容置框，并固定攝像模塊。
[0009]本發(fā)明另一實施例提出一種光學觸控系統(tǒng)，其包括一面板、多個上述攝像裝置以及一處理單元。面板具有一平面，而這些攝像裝置設置于面板的側邊。各個攝像裝置的攝像模塊用于擷取位在面板平面上的至少一物件的一影像信息，以產(chǎn)生對應的一影像信號。處理單元接收這些影像信號并產(chǎn)生對應至少一物件的一坐標信號。
[0010]本發(fā)明另一實施例提出一種光學觸控系統(tǒng)，其包括一面板、至少一初始攝像裝置及至少一上述攝像裝置。面板具有一平面。至少一初始攝像裝置設置于該面板的側邊。至少一上述攝像裝置設置于該面板的側邊。
[0011]利用周邊補光部與中央發(fā)散部，本發(fā)明的光學透鏡能應用于光學觸控系統(tǒng)，并可改變攝像模塊的視角。其次，周邊補光部與中央發(fā)散部能改變發(fā)光元件所發(fā)出的光線的行進方向，以使光學透鏡得以改變發(fā)光兀件的光強度分布。
[0012]為使能更進一步了解本發(fā)明的特征及技術內(nèi)容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅用來說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的權利范圍作任何的限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1A是本發(fā)明一實施例的攝像裝置的立體示意圖。
[0014]圖1B是圖1A中攝像裝置的分解示意圖。
[0015]圖1C是從其它方向觀看圖1A中的攝像裝置的立體示意圖。
[0016]圖2是圖1B中光學透鏡的前視示意圖。
[0017]圖3A是用來制作圖2中光學透鏡的鏡片的前視示意圖。
[0018]圖3B是圖3A中的鏡片的后視示意圖。
[0019]圖4是圖1A中攝像裝置在移除組裝殼的后的俯視示意圖。
[0020]圖5是本發(fā)明一實施例的光學觸控系統(tǒng)的俯視示意圖。
[0021]其中，附圖標記說明如下:
[0022]20:鏡片
[0023]21、22:內(nèi)凹曲面
[0024]24:外凸曲面
[0025]100:攝像裝置
[0026]110:攝像模塊
[0027]112:攝像鏡頭
[0028]120:發(fā)光元件
[0029]130:組裝殼
[0030]132:容置框
[0031]134:固定組件
[0032]134a:固定條
[0033]200:光學透鏡
[0034]210:中央發(fā)散部
[0035]212:入光面
[0036]214:第二凹曲面
[0037]216b:第二下平面[0038]216t:第二上平面
[0039]220:周邊補光部
[0040]222:第一凹曲面
[0041]224:第一凸曲面
[0042]226b:第一下平面
[0043]226t:第一上平面
[0044]300:光學觸控系統(tǒng)
[0045]310:初始攝像裝置
[0046]320:處理單元
[0047]330:面板
[0048]340:反光條
[0049]A1、A2:光軸
[0050]El:固定末端
[0051]E2:連接端
[0052]Hl:出光口
[0053]H2:入光口
[0054]L1:光束
[0055]L11、L12:光線
[0056]Vl:第一視角
[0057]V2:第二視角
[0058]V3:第三視角
[0059]V4:初始視角
【具體實施方式】
[0060]圖1A是本發(fā)明一實施例的攝像裝置的立體示意圖，而圖1B是圖1A中攝像裝置的分解示意圖。請參閱圖1A與圖1B，攝像裝置100的應用領域廣泛，例如攝像裝置100可應用于光學觸控系統(tǒng)，并且能發(fā)出光束(light beam)以及擷取至少一個物件的影像信息，其中此物件例如是操作光學觸控系統(tǒng)的手指或觸控筆，而上述影像信息例如是物件擋住上述部分光束而形成的陰影。
[0061]攝像裝置100包括攝像模塊110、發(fā)光元件120、光學透鏡200以及組裝殼130。攝像模塊110包括攝像鏡頭112，而攝像鏡頭112可具有影像感測元件，例如互補式金屬氧化物半導體(CMOS)或電荷耦合元件(CXD)。因此，攝像模塊110能從攝像鏡頭112接收光線，并且擷取影像。
[0062]發(fā)光元件120固定在攝像模塊110上。例如，發(fā)光元件120可采用黏合(sticking)、螺絲鎖固(screwing)或扣合(fastening)的方式與攝像模塊110結合,從而固定在攝像模塊110上。發(fā)光元件120可以是一種發(fā)光二極管(LED)，并且能發(fā)出光線，其中此光線可為不可見光(invisible light),例如紅外光。因此,發(fā)光元件120可以是紅外光發(fā)光二極管。此外，發(fā)光元件120所發(fā)出的光線也可以是可見光(visible light)。
[0063]光學透鏡200與攝像模塊110 二者裝設于組裝殼130，以使光學透鏡200、攝像模塊Iio與組裝殼130結合在一起。組裝殼130可包括容置框132與固定組件134。容置框132圍繞光學透鏡200，即光學透鏡200配置在容置框132內(nèi)。固定組件134連接容置框132，并固定攝像模塊110。組裝殼130的材料可為塑料、金屬或陶瓷等，且固定組件134與容置框132可以是一體成型。例如，組裝殼130可用射出成形、金屬沖壓或金屬擠壓的方式來形成。利用組裝殼130，光學透鏡200能裝設于攝像鏡頭112前方，以使攝像鏡頭112能從光學透鏡200擷取影像。
[0064]光學透鏡200包括中央發(fā)散部210與一對周邊補光部220。中央發(fā)散部210位在這些周邊補光部220之間，并連接這些周邊補光部220。各個周邊補光部220具有第一凹曲面222與第一凸曲面224，其中第一凹曲面222相對于第一凸曲面224。中央發(fā)散部210具有入光面212與第二凹曲面214，其中入光面212相對于第二凹曲面214。此外，中央發(fā)散部210的第二凹曲面214鄰接在這些周邊補光部220的第一凸曲面224之間，而中央發(fā)散部210的入光面212鄰接在這些周邊補光部220的第一凹曲面222之間。
[0065]在中央發(fā)散部210中，入光面212可為平面或內(nèi)凹曲面，且入光面212的曲率可以大于第二凹曲面214的曲率，即入光面212的彎曲幅度可大于第二凹曲面214的彎曲幅度。在同一個周邊補光部220中，第一凸曲面224的曲率可以小于第一凹曲面222的曲率。也就是說，第一凹曲面222的彎曲幅度可大于第一凸曲面224的彎曲幅度。
[0066]基于周邊補光部220的第一凹曲面222與第一凸曲面224，以及中央發(fā)散部210的入光面212與第二凹曲面214，各個周邊補光部220會具有第一焦距，而中央發(fā)散部210會具有第二焦距，其中第一焦距與第二焦距皆小于零，也就是第一焦距與第二焦距都是負值。因此，光學透鏡200具有將光束朝第二凹曲面214向外發(fā)散的功能。
[0067]在本實施例的組裝殼130中，固定組件134可以包括一對固定條134a，而攝像模塊110固定在這些固定條134a之間。具體而言，各條固定條134a具有固定末端El以及連接端E2，而在同一條固定條134a中，固定末端El相對于連接端E2。這些連接端E2連接容置框132，而攝像模塊110固定在這些固定末端El之間。這些固定末端El可以直接夾固攝像模塊110?；蛘?這些固定末端El可利用膠材(adhesive)來黏合攝像模塊110。
[0068]圖1C是從其它方向觀看圖1A中的攝像裝置的立體示意圖。請參閱圖1B與圖1C，容置框132暴露光學透鏡200的表面,其包括第一凹曲面222、入光面212、第一凸曲面224以及第二凹曲面214。詳細而言，容置框132具有出光口 Hl以及入光口 H2，其中出光口 Hl相對于入光口 H2。出光口 Hl與入光口 H2皆暴露光學透鏡200的表面，其中出光口 Hl暴露這些第一凸曲面224與第二凹曲面214，而入光口 H2暴露這些第一凹曲面222與入光面212。
[0069]請參閱圖1A與圖1C，入光口 H2位在這些連接端E2之間，而這些固定條134a是從入光口 H2的周圍而延伸。發(fā)光元件120具有光軸Al，而攝像模塊110的攝像鏡頭112具有光軸A2。從圖1A與圖1C來看，可以看出光軸Al與光軸A2 二者大致上平行，所以光軸Al與光軸A2大致上可皆位于同一平面。在較佳實施例中，光軸Al與光軸A2 二者共同位于的平面可與水平面(horizontal)垂直。此外,光軸Al與光軸A2 二者會依序通過入光面212與第二凹曲面214。
[0070]另外，各條固定條134a的延伸方向可以是既不平行，也不垂直于光軸Al與光軸A2，其中固定條134a的延伸方向代表固定條134a的走向。也就是說，同一條固定條134a的固定末端El與連接端E2之間的聯(lián)機的方向整體上為上述延伸方向。因此，從攝像裝置100的外觀來看，這些固定條134a顯然不平行也不垂直于光軸Al及光軸A2，且這些固定條134a彼此也不平行。
[0071]請參閱圖1B與圖2，其中圖2是圖1B中光學透鏡200的前視示意圖。各個周邊補光部220更具有第一上平面226t與第一下平面226b，而中央發(fā)散部210更具有第二上平面216t與第二下平面216b。從圖1B與圖2可以看出，在同一個周邊補光部220中，第一凸曲面224與第一凹曲面222皆位在第一上平面226t與第一下平面226b之間。在中央發(fā)散部210中，第二凹曲面214與入光面212皆位在第二上平面216t與第二下平面216b之間。
[0072]這些周邊補光部220的相對二平面分別與中央發(fā)散部210的相對二平面切齊，其中這些周邊補光部220的第一上平面226t與中央發(fā)散部210的第二上平面216t切齊，而這些周邊補光部220的第一下平面226b與中央發(fā)散部210的第二下平面216b切齊，以使光學透鏡200的形狀可呈現(xiàn)平板狀，如圖1B與圖2所示。
[0073]圖3A是用來制作圖2中光學透鏡的鏡片的前視示意圖，而圖3B是圖3A中的鏡片的后視示意圖。請參閱圖3A與圖3B，光學透鏡200可以是切割鏡片(lens) 20而形成，其中鏡片20可用玻璃或透明的塑料材料制作而成。鏡片20具有內(nèi)凹曲面21、內(nèi)凹曲面22以及外凸曲面24，其中內(nèi)凹曲面21相對于內(nèi)凹曲面22，而外凸曲面24為環(huán)狀曲面，并圍繞及鄰接內(nèi)凹曲面21。此外，內(nèi)凹曲面21與內(nèi)凹曲面22 二者可以是二次曲面，其例如是拋物曲面、球面、橢圓球面或雙曲面。
[0074]光學透鏡200可以是沿著圖3A與圖3B所示的二條虛線切割鏡片20而形成。在沿著這些虛線切割鏡片20之后，其中一條虛線對應鏡片20的地方會形成第一上平面226t與第二上平面216t，而另一條虛線對應鏡片20的地方則會形成第一下平面226b與第二下平面216b (請參考圖2)。此外，圖3A與圖3B中的各條虛線實質上為直線，所以在切割鏡片20之后，第一上平面226t會與第二上平面216t切整，而第一下平面226b會與第二下平面216b切整。
[0075]在切割鏡片20之后，鏡片20會分成三個部分，而鏡片20的中間部分會被保留。此鏡片20的中間部分即為光學透鏡200 (圖3A與圖3B未標示)，其中部分內(nèi)凹曲面21會形成中央發(fā)散部210的第二凹曲面214，部分外凸曲面24會形成周邊補光部220的第一凸曲面224，而部分內(nèi)凹曲面22會形成中央發(fā)散部210的入光面212以及周邊補光部220的第一凹曲面222。由此可知，這些第一凸曲面224位于同一面外凸曲面24，而這些第一凹曲面222與入光面212皆位于同一面內(nèi)凹曲面22，如圖3A與圖3B所示。
[0076]圖4是圖1A中攝像裝置在移除組裝殼之后的俯視示意圖。請參閱圖4，發(fā)光元件120能發(fā)出光束LI。光束LI的光軸為發(fā)光元件120的光軸Al，且光束LI具有多條光線Lll與L12。當發(fā)光元件120發(fā)出光束LI時，光線Lll依序通過第一凹曲面222與第一凸曲面224，而光線L12依序通過入光面212與第二凹曲面214。
[0077]由于周邊補光部220具有負值的第一焦距，且中央發(fā)散部210也具有負值的第二焦距，因此周邊補光部220與中央發(fā)散部210皆具有將光束LI發(fā)散的功能，即周邊補光部220與中央發(fā)散部210 二者會讓光線Lll與L12的行進方向更偏離光軸Al。此外，周邊補光部220的第一焦距的絕對值可以大于中央發(fā)散部210的第二焦距的絕對值。
[0078]由于周邊補光部220與中央發(fā)散部210 二者皆能讓光線Lll與L12的行進方向更偏離光軸Al，因此光學透鏡200能將光束LI發(fā)散，以增加光束LI的發(fā)散角。所以，光學透鏡200能降低光束LI在光軸Al以及光軸Al鄰近區(qū)域內(nèi)的光強度，并提高光束LI在遠離光軸Al區(qū)域內(nèi)的光強度，從而讓光束LI的光強度分布變的較為均勻。
[0079]此外，由于攝像鏡頭112的光軸A2 (請參考圖1A與圖1C)與光軸Al 二者大致上平行，且光軸Al與光軸A2皆依序通過入光面212與第二凹曲面214，因此根據(jù)光路可逆性的原理(principle of reversibility of light),光學透鏡200能增加攝像鏡頭112的視角，以使攝像鏡頭112能在較大視角所對應的位置上擷取到影像，進而增加攝像鏡頭112的視野(Field Of View, F0V)o
[0080]須說明的是，由于圖4為攝像裝置100 (已移除組裝殼130)的俯視示意圖，所以圖4是從水平面上方，并以垂直水平面的方向來觀看攝像裝置100而繪成。因此，在圖4中，第一上平面226t與第二上平面216t 二者大致上與水平面平行。由于在較佳實施例中，發(fā)光元件120的光軸Al與攝像鏡頭112的光軸A2 二者所共同位于的平面會與水平面垂直，以至于在圖4的攝像裝置100中，光軸Al大致上完全重疊于光軸A2。由此可知，圖4中光軸Al的位置及走向相同于光軸A2的位置及走向。
[0081]另外，根據(jù)不同的第一凹曲面222、第一凸曲面224、入光面212與第二凹曲面214的設計，例如第一凹曲面222、第一凸曲面224、入光面212及/或第二凹曲面214的曲率或曲面類型(例如拋物曲面、球面、橢圓球面或雙曲面)，光學透鏡200可改變光束LI的發(fā)散角以及攝像鏡頭112的視角，以得到所需要的光束LI發(fā)散角以及攝像鏡頭112的視野，從而滿足各種光學需求。
[0082]圖5是本發(fā)明一實施例的光學觸控系統(tǒng)的俯視示意圖。請參閱圖5，光學觸控系統(tǒng)300包括面板330、多個攝像裝置100、多個初始攝像裝置310、處理單元320以及多個反光條340。面板330具有平面，而圖5所示的面板330是從上述平面俯看所繪示，即圖5已繪示出面板330的平面。面板330可為顯示面板、透明板(例如玻璃板或塑料板)或不透明板。上述顯示面板例如是液晶顯示面板(Liquid Crystal Display Panel, IXD Panel),而光學觸控系統(tǒng)300可用來作為觸控顯示屏幕或不具屏幕顯示功能的觸控墊(touch pad)。
[0083]面板330實質上為一塊矩形板，而面板330的平面的形狀可為矩形，所以面板330的平面具有四條直線邊緣。這些攝像裝置100與初始攝像裝置310皆設置于面板330的側邊，而各條反光條340位于其中一條直線邊緣。
[0084]在圖5中，光學觸控系統(tǒng)300所包括的攝像裝置100與初始攝像裝置310的總數(shù)量為七個，其中四個初始攝像裝置310分別位于面板330平面的四個角落，而三個攝像裝置100位于其中一條直線邊緣，并位于其中二個初始攝像裝置310之間。所以，二個初始攝像裝置310與三個攝像裝置100位于同一條直線邊緣。
[0085]初始攝像裝置310實質上為未加裝光學透鏡200與組裝殼130的攝像裝置100，所以初始攝像裝置310可包括攝像模塊110與發(fā)光元件120，但不包括光學透鏡200與組裝殼130。不過，雖然初始攝像裝置310不包括光學透鏡200，但初始攝像裝置310也可包括有別于光學透鏡200的其它種類光學元件。當光學觸控系統(tǒng)300運行時，初始攝像裝置310與攝像裝置100發(fā)出光束LI (圖5未繪示光束LI。請參考圖4)，而光束LI會在面板330的平面上方傳遞，并且被這些反光條340所反射。當手指或觸控筆等物件接觸面板330時，部分光束LI會被擋住，從而在面板330上形成陰影。[0086]此時，初始攝像裝置310與攝像裝置100 二者的攝像模塊110 (圖5未標示)會擷取此物件的影像信息，也就是上述陰影的影像，并產(chǎn)生對應的影像信號。處理單元320接收這些初始攝像裝置310與攝像裝置100所產(chǎn)生的影像信號，并據(jù)此產(chǎn)生對應物件的坐標信號，進而達到觸控的功能。此外，處理單元320可以是微處理器(microcontroller)或中央處理器(Central Processing Unite, CPU)。
[0087]攝像裝置100的攝像模塊110具有第一視角VI，而初始攝像裝置310具有初始視角V4。由于初始攝像裝置310實質上為未加裝光學透鏡200與組裝殼130的攝像裝置100，所以初始視角V4相等于第一視角VI。光學透鏡200可改變光束LI的發(fā)散角及攝像鏡頭112的視角(請參考圖4)，所以光學透鏡200能改變第一視角VI，使得初始攝像裝置310與攝像裝置100 二者視野彼此不同。
[0088]如此，利用兩種視野不同的初始攝像裝置310與攝像裝置100，可以提高所有初始攝像裝置310與攝像裝置100的共同視野涵蓋率，即增加所有初始攝像裝置310與攝像裝置100在面板330平面上共同檢測手指或觸控筆等物件的范圍，進而幫助光學觸控系統(tǒng)300的觸控質量提升。
[0089]此外，根據(jù)不同的第一凹曲面222、第一凸曲面224、入光面212與第二凹曲面214的設計，光學透鏡200能改變光束LI的發(fā)散角以及攝像鏡頭112的視野。因此，采用二種以上不同設計的光學透鏡200，可使光學觸控系統(tǒng)300具有兩種以上視野不同的攝像裝置100，以滿足各種不同類型或規(guī)格的光學觸控系統(tǒng)300。所以，至少兩個攝像裝置100所具有的兩個光學透鏡200的設計可以互不相同，以使這兩個攝像裝置100的視野彼此不同。
[0090]以圖5為例，光學觸控系統(tǒng)300的所有光學透鏡200的設計并不全然相同，以至于有的光學透鏡200能改變第一視角Vl為第二視角V2 (如圖5中位于左右兩邊的攝像裝置100)，而有的光學透鏡200能改變第一視角Vl為第三視角V3(如圖5中位于中間的攝像裝置100)，其中第二視角V2與第三視角V3皆大于第一視角VI，且第二視角V2不等于第三視角V3。如此，利用二種或二種以上不同設計的光學透鏡200，這些攝像裝置100可具有多種視角，以滿足各種不同類型或規(guī)格的光學觸控系統(tǒng)300。
[0091]在圖5的光學觸控系統(tǒng)300中，攝像裝置100與初始攝像裝置310的總數(shù)量為七個，其中初始攝像裝置310的數(shù)量有四個，而攝像裝置100的數(shù)量為三個。然而，在其它實施例中，光學觸控系統(tǒng)300所包括的攝像裝置100與初始攝像裝置310的總數(shù)量可為二個至六個，或七個以上。
[0092]其次，攝像裝置100的數(shù)量可僅為一個，即光學透鏡200的數(shù)量僅為一個,而初始攝像裝置310的數(shù)量可為一個或多個。另外，光學觸控系統(tǒng)300可只包括攝像裝置100，而不包括任何初始攝像裝置310，即光學觸控系統(tǒng)300的所有攝像裝置100都包括光學透鏡200。因此，圖5中的光學觸控系統(tǒng)300所包括的攝像裝置100與初始攝像裝置310的數(shù)量及配置位置僅供舉例說明，并非限定本發(fā)明。
[0093]綜上所述，本發(fā)明的光學透鏡能改變攝像模塊的視角，并且能應用于光學觸控系統(tǒng)。因此，光學觸控系統(tǒng)可采用上述光學透鏡來改變攝像裝置的視野，以增加所有攝像裝置共同檢測物件的范圍，進而幫助光學觸控系統(tǒng)的觸控質量提升。此外，本發(fā)明的光學透鏡還能改變發(fā)光兀件的光強度分布，讓發(fā)光兀件所發(fā)出的光束的光強度分布變的較為均勻，從而降低發(fā)生曝光過度或曝光不足的機率。[0094]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，其并非用以限定本發(fā)明的專利保護范圍。任何熟習相像技藝的人員，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)，所作的更動及潤飾的等效替換，仍為本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種光學透鏡，其特征在于，該光學透鏡用于裝設于攝像裝置的攝像鏡頭的前方，該攝像裝置的發(fā)光元件適于發(fā)出光束，而該光學透鏡包括: 一對周邊補光部，各周邊補光部具有第一凸曲面以及相對該第一凸曲面的第一凹曲面；以及 中央發(fā)散部，連接在該對周邊補光部之間，并具有第二凹曲面與相對該第二凹曲面的入光面，其中該第二凹曲面鄰接在該些第一凸曲面之間，而該入光面鄰接在該些第一凹曲面之間，該光束的光軸依序通過該入光面與該第二凹曲面，而該光束的多條光線依序通過該些第一凹曲面與該些第一凸曲面。
2.如權利要求1所述的光學透鏡，其特征在于，各周邊補光部還具有第一上平面與第一下平面，且該第一凸曲面與該第一凹曲面皆位于該第一上平面與該第一下平面之間，該中央發(fā)散部還具有第二上平面與第二下平面，且該第二凹曲面與該入光面皆位于該第二上平面與該第二下平面之間。
3.如權利要求2所述的光學透鏡，其特征在于，該些第一上平面與該第二上平面切齊，該些第一下平面與該第二下平面切齊。
4.如權利要求1所述的光學透鏡，其特征在于，該入光面為內(nèi)凹曲面。
5.如權利要求4所述的光學透鏡，其特征在于，該入光面的曲率大于該第二凹曲面的曲率。
6.如權利要求1所述的光學透鏡，其特征在于，該第一凸曲面的曲率小于該第一凹曲面的曲率。
7.如權利要求1所述的光學透鏡，其特征在于，各周邊補光部具有第一焦距，而該中央發(fā)散部具有第二焦距，該第一焦距與該第二焦距皆小于零，且該第一焦距的絕對值大于該第二焦距的絕對值。
8.如權利要求1所述的光學透鏡，其特征在于，該光學透鏡用以將該光束朝該第二凹曲面向外發(fā)散。
9.如權利要求1所述的光學透鏡，其特征在于，該些第一凸曲面位于同一外凸曲面，而該些第一凹曲面位于同一內(nèi)凹曲面。
10.如權利要求1所述的光學透鏡，其特征在于，該對周邊補光部與中央發(fā)散部為一體成型。
11.一種攝像裝置，其特征在于，該攝像裝置包括: 攝像模塊，包括攝像鏡頭； 發(fā)光元件，固定在該攝像模塊上，并用于發(fā)出光束； 光學透鏡，包括: 一對周邊補光部，各周邊補光部具有第一凸曲面以及相對該第一凸曲面的第一凹曲面；及 中央發(fā)散部，連接在該對周邊補光部之間，并具有第二凹曲面與相對該第二凹曲面的入光面，其中該第二凹曲面鄰接在該些第一凸曲面之間，而該入光面鄰接在該些第一凹曲面之間，該光束的光軸與該攝像鏡頭的光軸依序通過該入光面與該第二凹曲面，而該光束的多條光線依序通過該些第一凹曲面與該些第一凸曲面； 組裝殼，包括:容置框，圍繞該光學透鏡，并且暴露該些第一凹曲面、該些第一凸曲面、該入光面以及該第二凹曲面；以及 固定組件，連接該容置框，并固定該攝像模塊。
12.如權利要求11所述的攝像裝置，其特征在于，該固定組件包括一對固定條，該攝像模塊固定在該對固定條之間。
13.如權利要求11所述的攝像裝置，其特征在于，各固定條具有固定末端以及相對該固定末端的連接端，該些連接端連接該容置框，而該攝像模塊固定在該些固定末端之間。
14.如權利要求13所述的攝像裝置，其特征在于，該容置框具有入光口以及相對該入光口的出光口，該入光口暴露該些第一凹曲面與該入光面，并位在該些連接端之間，而該出光口暴露該些第一凸曲面與該第二凹曲面。
15.如權利要求12所述的攝像裝置，其特征在于，各固定條的延伸方向與該光束的光軸不平行，且不垂直。
16.一種光學觸控系統(tǒng)，其特征在于，該光學觸控系統(tǒng)包括: 面板，具有平面； 多個攝像裝置，設置于該面板的側邊，各該攝像裝置包括: 攝像模塊，包括 攝像鏡頭，并用于擷取位在該平面上的至少一物件的影像信息，以產(chǎn)生對應的影像信號； 發(fā)光元件，固定在該攝像模塊上，并用于發(fā)出光束； 光學透鏡，包括: 一對周邊補光部，各周邊補光部具有第一凸曲面以及相對該第一凸曲面的第一凹曲面；及 中央發(fā)散部，連接在該對周邊補光部之間，并具有第二凹曲面與相對該第二凹曲面的入光面，其中該第二凹曲面鄰接在該些第一凸曲面之間，而該入光面鄰接在該些第一凹曲面之間，該光束的光軸與該攝像鏡頭的光軸依序通過該入光面與該第二凹曲面，而該光束的多條光線依序通過該些第一凹曲面與該些第一凸曲面；以及 處理單元，接收該些影像信號并產(chǎn)生對應該至少一物件的坐標信號。
17.如權利要求16所述的光學觸控系統(tǒng)，其特征在于，該平面的形狀為矩形，而該些攝像裝置的其中至少二個分別位于該平面的至少二角落。
18.如權利要求17所述的光學觸控系統(tǒng)，其特征在于，該平面具有直線邊緣，而該些攝像裝置的其中至少三個位于該直線邊緣。
19.如權利要求16所述的光學觸控系統(tǒng)，其特征在于，該面板為顯示面板。
20.如權利要求16所述的光學觸控系統(tǒng)，其特征在于，該面板為不透明板。
21.如權利要求16所述的光學觸控系統(tǒng)，其特征在于，該攝像模塊具有第一視角，而其中一個攝像裝置的光學透鏡用以改變該第一視角為第二視角，而另一個攝像裝置的光學透鏡用以改變該第一視角為第三視角，該第二視角與該第三視角皆大于該第一視角，且該第二視角不等于該第三視角。
22.一種光學觸控系統(tǒng)，其特征在于，該光學觸控系統(tǒng)包括: 面板，具有平面； 至少一初始攝像裝置，設置于該面板的側邊；至少一攝像裝置，設置于該面板的側邊，該至少一攝像裝置包括: 攝像模塊，包括攝像鏡頭，并用于擷取位在該平面上的至少一物件的影像信息，以產(chǎn)生對應的影像信號，其中該攝像模塊具有第一視角； 發(fā)光元件，固定在該攝像模塊上，并用于發(fā)出光束； 光學透鏡，用以改變該第一視角，該光學透鏡包括: 一對周邊補光部，各周邊補光部具有第一凸曲面以及相對該第一凸曲面的第一凹曲面；以及 中央發(fā)散部，連接在該對周邊補光部之間，并具有第二凹曲面與相對該第二凹曲面的入光面，其中該第二凹曲面鄰接在該些第一凸曲面之間，而該入光面鄰接在該些第一凹曲面之間，該光束的光軸與該攝像鏡頭的光軸依序通過該入光面與該第二凹曲面，而該光束的多條光線依序通 過該些第一凹曲面與該些第一凸曲面。
23.如權利要求22所述的光學觸控系統(tǒng)，其特征在于，該初始攝像裝置具有初始視角，而該初始視角相等于該第一視角。
24.如權利要求22所述的光學觸控系統(tǒng)，其特征在于，該至少一攝像裝置的數(shù)量為多個，而該些攝像裝置皆設置于該面板的側邊。
25.如權利要求24所述的光學觸控系統(tǒng)，其特征在于，其中一個攝像裝置的光學透鏡用以改變該第一視角為第二視角，而另一個攝像裝置的光學透鏡用以改變該第一視角為第三視角，該第二視角與該第三視角皆大于該第一視角，且該第二視角不等于該第三視角。
【文檔編號】G03B15/03GK103982857SQ201310066625
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年3月1日 優(yōu)先權日:2013年2月8日
【發(fā)明者】黃郁湘, 呂俊毅, 蘇宗敏 申請人:原相科技股份有限公司