DE60133551T2

DE60133551T2 - Verfahren und vorrichtung zur nahbildaufnahme in einem mobilen abbildungssystem

Info

Publication number: DE60133551T2
Application number: DE60133551T
Authority: DE
Inventors: Hannu Saari; Jarkko Rouvinen
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2021-06-06
Also published as: DE60133551D1; JP2004502193A; WO2002001270A3; EP1295158B1; WO2002001270A2; EP1295158A2; ATE391937T1; AU2001262572A1; US6532035B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Mobiltelefone und behandelt genauer zur Bildaufnahme fähige Mobilendgeräte und Systeme.
Hintergrund der Erfindung
Ein mobiles, mit einer elektronischen Kamera ausgestattetes, Kommunikationsendgerät ist ein Vielzweckgerät zum Erfassen, Übertragen und Empfangen von unbewegten Bildern, Video und Audio, und anderen möglichen Kommunikationsformen. Die große Vielfalt möglicher Verwendungen und Anwendungen stellt an die optischen und mechanischen Eigenschaften der Kamera begrenzende und widersprüchliche Anforderungen. Zum Beispiel wenn ein solches mobiles Kommunikationsendgerät als ein persönliches Videotelefon verwendet wird, wird erwartet, dass die Kamera auf der gleichen Seite des Gerätes wie die Anzeige ist, sodass der Anwender die Anzeige sehen kann, während die Kamera auf ihn/sie gerichtet ist. Auf der anderen Seite ist es wünschenswert und vorteilhaft für den Anwender, bei der fotografischen Anwendung die Anzeige zu sehen, während die Kamera in dieselbe Richtung zeigt, in die der Anwender schaut. Dieser Widerspruch in den Anforderungen wird teilweise durch einen Drehteilmechanismus gelöst, der es ermöglicht, die Kamera wie beschrieben in Richtung des oder vom Anwender weg zu drehen, zum Beispiel in US 5,612,732 , das am 18. März 1997 eingereicht wurde und dessen Titel „Tragbare kompakte Bildaufzeichnungs- und Anzeigevorrichtung mit drehbarer Kamera" lautet. Ein drehbarer Kamerakopf kann auch notwendig sein, um eine Linsentrommel, die im Vergleich zu ihrem Durchmesser lang ist, aufzunehmen, um eine kompakte Trageposition, wobei sich die Trommel in den Körper des Gerätegehäuses klappen lässt, bereit zu stellen.
In manchen Fällen ist eine Makro- oder Nahaufnahmelinse wünschenswert, um Bildaufnahme und Bilderfassung von sehr nahgelegenen Objektentfernungen von zum Beispiel wenigen Millimetern zu ermöglichen. Ein Beispiel für eine solche Anwendung ist die Verwendung der Kamera als Scanner zur Erfassung von Text, Handschrift, Nummern, Barcodes oder anderen geeigneten Informationen. Diese Anwendungsarten verlangen nach kurzen Objektabständen und wenn der Objektabstand relativ groß ist, zum Beispiel 20 bis 30 cm, wird das Objekt sehr klein auf der Brennebene wiedergegeben, was weitere Verarbeitung wie zum Beispiel Objekttrennung und Erkennung sehr viel schwieriger macht, da die räumliche Auflösung verringert wird und das gewünschte Objekt stärker von unerwünschten Objekten umgeben ist. Wenn die Vergrößerung des optischen Systems erhöht wird, wird der Winkel oder der Blick der Kamera sehr klein, was es erheblich erschwert, die Kamera genau positioniert und auf das Objektbild gerichtet zu halten, das erfasst werden soll.
Eine mögliche Lösung, um den Erfordernissen bei Nah- und Nicht-Nahaufnahmen Rechnung zu tragen, besteht darin, eine Kamera mit drehbar gelagerter Nahaufnahmelinse zur Verfügung zu stellen. Jedoch kann das Erfordernis einer zusätzlichen Nahaufnahmelinse zu einer zerbrechlichen oder unnötig komplexen mechanischen Bauform führen, da sich der Mechanismus zur Drehung der Nahaufnahmelinse vor der Baugruppe der Hauptlinse gemeinsam mit der Kamera bewegen oder drehen muss, um den Anforderungen der verschiedenen Orientierungen des Kommunikationsendgerätes wie oben beschrieben Rechnung zu tragen.
In EP 0 991 260 A2 wird eine Digitalkamera mit einer Kommunikationsfunktion offenbart, in welcher eine Zoomfunktion zur Verfügung gestellt wird. Jedoch haben die Anmelder keine Kenntnis von der Existenz anderer Mobiltelefongeräte mit einer Nahaufnahmefähigkeit. Einige Geräte als persönliche digitale Assistenten (PDA), zum Beispiel der Sharp Zaurus, unterstützen eine Nahaufnahmebetriebsart. Dennoch sind die kürzesten Objektabstände mit ungefähr 10 bis 15 Zentimetern noch relativ hoch. Im Falle von PDA-Geräten wird die Nahaufnahmebetriebsart über herkömmliche Zoomoptik und nicht mit einer externen Nahaufnahmelinse realisiert. Eine ähnliche Bauart der Zoomoptik wird in manchen herkömmlichen Kameras und digitalen Fotokameras verwendet, jedoch erlaubt eine solche Bauart keinen Objektabstand, der kurz genug für die Verwendung optischer Zeichenerkennung (OCR) ist, wobei der Unterschied zwischen einer Nahbildaufnahmebetriebsart und einer OCR-Bildaufnahmebetriebsart ungefähr ein zehnfacher Unterschied ist.
Separate Nahaufnahmelinsen können als zusätzliches Zubehör Bestandteil bei Systemkameras, Fernsehkameras und so weiter sein. Diese als Zubehör erhältlichen Nahaufnahmelinsen können typischerweise im Vergleich zu den Linsen der Hauptoptik sehr kurze Objektabstände ermöglichen, jedoch ist eine abnehmbare Nahaufnahmelinse keine praktikable Option für Mobiltelefone.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine ökonomische Implementierung einer Nahbildaufnahmemöglichkeit in einem Mobiltelefon, ausgerüstet mit einer Kamera, zur Verfügung zu stellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Nahaufnahmelinse in einem Mobiltelefon zur Texterkennung mittels optischer Zeichenerkennung (OCR) Technik zur Verfügung zu stellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mobiltelefon mit einer Nahaufnahmelinse zum Fotografieren sehr kleiner Objekte zur Verbesserung der Einsatzflexibilität des Mobiltelefons zur Verfügung zu stellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein bildaufnahmefähiges mobiles Endgerät bzw. Mobilendgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zur Verfügung gestellt.
Das optische Bauteil der Linsenbaugruppe kann eine Nahaufnahmelinse umfassen.
Das optische Bauteil der Linsenbaugruppe kann eine Nahaufnahmelinse und einen Reflektor zum Falten des optischen Weges der Linsenbaugruppe umfassen.
Das optische Bauteil der Linsenbaugruppe kann einen vor der Linsenbaugruppe angeordneten konkaven Reflektor zur Unterbrechung des optischen Weges der Linsenbaugruppe umfassen.
Die Bildaufnahmelinsenbaugruppe kann des Weiteren eine Kameralinse umfassen, wobei eine der Kameralinsen oder das optische Bauteil in einer festen Position gehalten wird und die andere Kameralinse oder das optische Bauteil für eine Bewegung relativ zu der Kameralinse oder dem optischen Bauteil eingerichtet ist, um die Brennweite der Linsenanordnung zu verringern.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Bildnahaufnahme in einem bildaufnahmefähigen mobilen Endgerät bzw. Mobilendgerät zur Verfügung, welches die Funktionen von Anspruch 13 hat.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Zusätzliche Aufgaben, Funktionen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden schriftlichen Erläuterung und den beigefügten Bildern leicht ersichtlich, in denen:
1 eine Teilschnittansicht eines Mobiltelefons ist, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit der Kamera, gedreht in die Richtung der Nahaufnahmeposition hinter einer Nahaufnahmelinse, die an die Seitenwand der Mobiltelefonschale zur Nahbildaufnahme angebracht ist, zeigt;
2 das Mobiltelefon von 1 zeigt, wobei die Kamera in die Videokonferenzposition gedreht ist;
3 das Mobiltelefon nach 1 zeigt, wobei die Kamera in die Fotografieposition gedreht ist;
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Kamera in die Nahaufnahmeposition gedreht ist und ein ebener Reflektor den optischen Weg faltet und durch eine Nahaufnahmelinse, die an die Rückwand des Mobiltelefons angebracht ist, leitet;
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Kamerabaugruppe feststehend ist und ein optisches Bauteil in den optischen Pfad hinein und wieder hinaus gedreht wird, um die Richtung der Bildaufnahme auszuwählen;
6 einen mit einer Einzellinsenbaugruppe erzeugten optischen Weg darstellt;
7 einen mit einer Linsenbaugruppe erzeugten optischen Weg darstellt, um einen kürzeren optischen Weg zur Verfügung zu stellen;
8 einen mit einer Baugruppe mit einer alternativen Linsenbaugruppe erzeugten gefalteten optischen Pfad zeigt, um einen kürzeren optischen Weg zur Verfügung zu stellen;
9 ein alternatives Verfahren zur Erzeugung eines gefalteten optischen Weges in der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein konkaver Reflektor in den optischen Weg gedreht wird, um eine kürzere Brennweite zur Nahbildaufnahme zu erstellen;
10 schematisch ein anderes alternatives Verfahren zur Erstellung eines gefalteten optischen Weges in der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei ein ebener Reflektor schwenkt, um den optischen Weg durch die Nahaufnahmelinse zu richten;
11 schematisch ein weiteres alternatives Verfahren zur Herstellung eines gefalteten optischen Weges zeigt, worin das optische Bauteil entlang eines geradlinigen Weges gleitet, um den optischen Weg durch die Nahaufnahmelinse zu richten; und
12 schematisch ein weiteres alternatives Verfahren zur Herstellung eines gefalteten optischen Weges zeigt, wobei das optische Bauteil drehbar angebracht ist, um den optischen Weg durch die Nahaufnahmelinse zu richten.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Unter Zuwendung zu den Zeichnungen und Betrachtung der Erfindung in feinerem Detail, zeigen die 1 bis 5 ein mobiles Kommunikationsendgerät oder Mobiltelefon der Art, das mit der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann. Das in 1 gezeigte mobile Kommunikationsendgerät ist allgemein mit 10 bezeichnet und obwohl es besonders mit Bezug auf 1 beschrieben wird, funktionieren die mobilen Kommunikationsendgeräte der 2 bis 5 auf im Wesentlichen ähnliche Weise und daher wird auf ähnliche Teile und Baugruppen mit ähnlichen Bezeichnungen und Bezugszeichen Bezug genommen. Das mobile Kommunikationsendgerät 10 aus 1 beinhaltet eine Schale oder Gehäuse 12 mit einer vorwärts gerichteten Sektion 14, die einen LCD oder anderen ähnlichen elektronischen Bildschirm 16, wie sie bei Fachleuten der Anzeigetechnik für die Anzeige von Text, Zeichen oder Graphiken bekannt sind, beinhaltet. Die nach vorne gerichtete Sektion 14 beinhaltet auch eine multifunktionale allgemein mit 18 bezeichnete Tastaturmatte, die Mittel für die Eingabe alphanumerischer Zeichen, zum Beispiel für das Wählen einer Telefonnummer, Eingabe von Textnachrichten, Zugreifen auf ein Befehlsmenü oder andere Bedienschritte, die im Allgemeinen bei mobiler Kommunikation vorkommen, zur Verfügung stellt. Andere solche Bedienschritte könnten PDA-Funktionen, Telefonbuch oder andere Aufzeichnungsspeichermittel, Taschenrechnerfunktion und ähnliches beinhalten, und können zum Senden und Empfangen von Nachrichten oder Informationen aus einem globalen Computernetzwerk oder lokal geschaltetem Netzwerk verwendet werden.
Die Tastaturmatte 18 der vorliegenden Erfindung beinhaltet auch Mittel, wie zum Beispiel eine Betriebsartwahltaste, um die Betriebsart der Kamera des mobilen Kommunikationsendgerätes auszuwählen. Die spezifische Betriebsart der Kamera, wie Scannen, OCR, Fotografie, Konferieren und andere abtastende Betriebsarten können aus einem Menü, welches auf dem Bildschirm 16 dargestellt wird, oder die Verwendung einer Tastenkombination auf der Tastaturmatte 18 auswählbar sein. Alternativ kann das Menü auch audiointeraktiv oder audioreagierend sein.
Das Gehäuse 12, das aus einem geformten Kunststoff oder einer anderen ähnlichen Zusammensetzung hergestellt sein kann, ist als Teilschnitt dargestellt, um die allgemein mit 20 bezeichnete rotierbare Kamerabaugruppe offenzulegen. Die Kamerabaugruppe 20 beinhaltet einen Kamerakörper 34, der ein zur Drehung um eine Drehachse 22 gerichtet ist, die sich für gewöhnlich in Richtung der Längsachse des mobilen Kommunikationsendgerätes 10 und durch den Kamerakörper erstreckt. Die Kamerabaugruppe 20 beinhaltet eine axial verlängerte Welle oder andere Verbindungsmittel 24, die sich für gewöhnlich entlang der Achse 22 vom Oberteil des Kamerakörpers 34 zum oberen Bereich 26 der Schale 12 erstrecken. Die Welle 24 endet im Wesentlichen koplanar mit der Oberfläche 28 des oberen Bereichs 26 des Kommunikationsendgerätes 10. Die Welle 24 hat einen freiliegenden Endbereich 30, der für den Anwender zugänglich ist und ein gerändelter Drehknopf oder anderes Griffmittel 29 sein kann, um die Kamerabaugruppe 20 wie weiter unten beschrieben in die gewünschte Position zu drehen. Obwohl eine manuelle Drehvorrichtung dargestellt ist, kann auch ein mit der Kamerabaugruppe 20 gekoppelter elektrisch betriebener Kleinstmotor verwendet werden, um die Kamerabaugruppe in die gewünschte Bildaufnahmeposition zu drehen.
Die Kamerabaugruppe 20 beinhaltet eine Hauptkameralinse, die eine Bilderfassungsvorrichtung und einen durch den Kamerakörper 34 getragenen Linsenbereich 32 umfasst. Der Linsenbereich 32 steht aus dem Kamerakörper 34 im Wesentlichen longitudinal und senkrecht zum Körper 34 und der Achse 22 hervor.
Eine allgemein mit 36 bezeichnete Nahaufnahmelinse ist unbeweglich in einer Ausnehmung 38 in der Seitenwand 40 der Schale 12 befestigt oder angebracht. Ein Zusammenschluss der Nahaufnahmelinse 36 und der Schale 12 beseitigt und vermeidet Probleme mit typischen bewegbaren Nahaufnahmelinsenmechanismen und Bauformen wie oben beschrieben. Mit der vorliegenden Erfindung bildet die Nahaufnahmelinse 36 einen integralen Bestandteil der Schale 12 und eine Bestückung kann während der Fertigung von Schale zu Schale präzise gesteuert und abgeglichen werden. Präzise Fertigungssteuerung erlaubt die Bestückung mit der Nahaufnahmelinse 36, die aus einem Kunststoff optischer Güte oder ähnlichem bestehen kann, um die richtige Brennweite von der Kante oder Oberfläche 42 der Seite 40 des Kommunikationsendgerätes 10 zu besitzen. Zusätzlich schützt die Montage der Nahaufnahmelinse 36 in der Ausnehmung 38 die Oberfläche der Nahaufnahmelinse davor, zerkratzt oder anderweitig beschädigt zu werden. Die Nahaufnahmelinse kann aus ähnlichem transparentem Kunststoff wie andere Teile des mobilen Endgeräts gefertigt sein, um Fertigungs- und Materialkosten zu reduzieren.
Die vorliegende Erfindung vermeidet die Notwendigkeit, dass der Anwender das Kommunikationsendgerät 10 in einem präzisen Abstand zum abzulichtenden Objekt hält, sondern es einfach auf die Seite 40 im Bereich der Nahaufnahmelinse auf die Objektoberfläche, zum Beispiel die Seitenoberfläche des zu scannenden Textes, zu legen. Eine Integration der Nahaufnahmelinse 36 in die Seitenwand 40 der Schale 12 bewirkt, dass die optische Achse der Kamerabaugruppe 20 und die Nahaufnahmelinse 36 in nur einer möglichen Position der Kamerabaugruppe zusammenlaufen. Daher braucht die Kamerabaugruppe 20 nur die Linse 32 in die Position zum Zusammenwirken mit der Nahaufnahmelinse 36 zu drehen, was die Komplexität der Konstruktion von Linse und Kamerabaugruppe wesentlich reduziert.
Optional kann ein Beleuchtungselement, wie zum Beispiel eine allgemein mit 44 bezeichnete Licht emittierende Diode (LED), nahe der Nahaufnahmelinse 36 platziert werden, um das aufzunehmende Objekt zu beleuchten. Im Allgemeinen besteht keine Notwendigkeit für zusätzliche Beleuchtung durch die lichtemittierende Diode 44, da existierende Lichtquellen wie zum Beispiel von dem Bildschirm 16 oder der Tastaturmatte 18 zum Beleuchten des zu scannenden Objektes verwendet werden können. Des Weiteren kann ein mobiles Kommunikationsendgerät 10 optional auch einen Infrarot-Kommunikationsanschluss oder -Sender 46 zur Übertragung von Informationen an und vom mobilen Kommunikationsendgerät 10 beinhalten, und dieser Infrarotanschluss kann auch Beleuchtung auf das zu scannende Objekt richten. Andere Verfahren zur Beleuchtung des zu scannenden bzw. abzutastenden Objektes schließen andere optische Bauteile wie zum Beispiel Lichtleiter, lichtleitfähige Fasern, Seitenwandbeleuchtung und andere Beleuchtungsverfahren und Baugruppen ein, die im Allgemeinen Fachleuten für Beleuchtung von tragbaren Geräten bekannt sind.
2 zeigt das Mobilkommunikationsendgerät 10 von 1, wobei die Kamerabaugruppe 20 in die Videokonferenzposition gedreht ist, sodass die Linse 32 das Bild des Anwenders einfängt, wenn der Anwender das Kommunikationsendgerät hält. Das eingefangene Bild kann auf dem Bildschirm 16 eines Kommunikationsendgerätes eines anderen Anwenders angezeigt werden, und normale Stimmen- oder Audiokommunikation kann auf die übliche Art gesendet und empfangen werden.
3 zeigt das mobile Kommunikationsendgerät 10 von 1 mit gedrehter Kamerabaugruppe 20, sodass die Linse 32 sich in der Position für Fotografie befindet. Das Endgerät wird so gehalten, dass es auf das zu fotografierende Objekt gerichtet werden kann, das durch eine Blende oder Öffnung 50 in der Rückwandoberfläche 52 der Schale 12 gesichtet wird. In der Betriebsart für Fotografie hält und richtet der Anwender die Rückseite des Kommunikationsendgerätes 10 in die gewünschte Richtung und das zu erfassende Bild wird auf dem Bildschirm 16 angezeigt. Das Bild kann elektronisch erfasst werden und für ein anschlie ßendes Herunterladen (Download) und/oder Übertragung gespeichert werden oder kann simultan an ein anderes Endgerät oder mobiles Kommunikationsgerät eines anderen Anwenders übertragen werden.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Nahaufnahmelinse 36 in einer Ausnehmung 60 auf der rückseitigen Oberflächenwand 52 des Körpers 12 befestigt ist. In diesem Ausführungsbeispiel bilden ein zusätzliches optisches Bauteil oder anderes optisches Mittel, wie zum Beispiel ein ebener Spiegelreflektor oder konkaver Reflektor 62, eine Linsenbaugruppe, die eingerichtet ist, um die Brennweite der Linsenbaugruppe zu falten und zu verkürzen. Diese Anordnung ermöglicht die erfindungsgemäße Fähigkeit zur Nahaufnahme oder Vergrößerung, um das durch die Nahaufnahmelinse 36 betrachtete Bild zu vergrößern, das anzuzeigen und vom Anwender auf dem Bildschirm 16 zu betrachten ist.
In 5 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel des mobilen Kommunikationsendgerätes der vorliegenden Erfindung gezeigt und allgemein mit 100 bezeichnet. Das mobile Kommunikationsendgerät 100 ist im Wesentlichen ähnlich den mobilen Telefonen, die in den 1 bis 4 gezeigt werden. Jedoch ist die allgemein bezeichnete Kamerabaugruppe 102 feststehend, das heißt die Kamerabaugruppe 102 dreht sich nicht im Mobiltelefon. Die Kamerabaugruppe 102 ist im Wesentlichen in allen anderen Aspekten identisch zu der oben beschriebenen Kamerabaugruppe 20 und beinhaltet einen Kamerakörper 104 und eine Hauptkameralinse, welche die Mittel zur Bilderfassung und einen von dem Kamerakörper 104 getragenen Linsenbereich 106 aufweist. Der Linsenbereich 106 steht aus dem Kamerakörper 104 im Wesentlichen longitudinal und senkrecht zur Längsachse des Kamerakörpers 104 hervor.
Eine allgemein bezeichnete Nahaufnahmelinse 108 ist unbeweglich in eine Ausnehmung 110 in der Rückwand 112 der Mobiltelefonschale 114 befestigt oder angebracht. Ein optisches Bauteil wie zum Beispiel ein allgemein bezeichneter ebener Spiegelreflektor 116 ist eingerichtet und angebracht für eine Drehbewegung um einen Drehpunkt 118, der im Oberseitenbereich 120 des mobilen Kommunikationsendgerätes 100 liegt, und einen gegenübergelegene Drehpunkt 122, der innerhalb des mobilen Kommunikationsendgerätes 100 liegt. Der ebene Spiegelreflektor 116 ist in der Betriebsart für die Position für Fotografie gezeigt, um zu ermöglichen, dass ein zu erfassendes Objekt oder Bild mit der Kameralinse 106 durch eine Blende 124 und die Seitenwand 126 der Schale 114 ausgerichtet ist. Der ebene Spiegelreflektor 116 wird wahlweise gedreht, um den optischen Weg wie durch die gestrichelten Phantomlinien 128 zu unterbrechen, um einen optischen Weg durch die Nahaufnahmelinse 108 auszurichten, ihn zu falten oder zu biegen, um den Weg zur Kameralinse 106 zu richten.
In alternativen Ausführungsbeispielen kann das optische Bauteil wie zum Beispiel der ebene Spiegelreflektor 116 in die und aus der Position zur Unterbrechung des optischen Weges herausgeschoben werden, um einen optischen Weg durch die Nahaufnahmelinse 108 zu richten, ihn zu falten oder zu biegen, um den Weg zur Kameralinse 106 zu richten.
Das optische Bauteil wie zum Beispiel der ebene Spiegelreflektor 116 kann auch entlang einer vertikalen Kante drehbar angeordnet oder befestigt sein, um wahlweise um die Gelenkachse zum Unterbrechen des optischen Weges geschwenkt zu werden, um einen optischen Weg durch die Nahaufnahmelinse 108 zu richten, ihn zu falten oder zu biegen, um den Pfad zur Kameralinse 106 zu richten.
Wie auch oben erwähnt, kann ein zu scannendes bzw. abzutastendes oder zu erfassendes Bild auch auf dem Bildschirm 130 des mobilen Kommunikationsendgerätes 100 angezeigt werden. Auch kann der ebene Spiegelreflektor 116 manuell in den optischen Weg hinein und wieder herausgedreht werden oder andere Mittel, wie zum Beispiel ein Kleinstmotor, können zur Drehung des ebenen Spiegelreflektors verwendet werden.
Die Position zur Befestigung der Nahaufnahmelinse 36 kann in jedem Fall gewählt werden, um den Anforderungen an Größe, Kosten und beabsichtigter Verwendung des mobilen Kommunikationsgerätes am besten zu entsprechen, und ist nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Es gibt im Wesentlichen eine unbegrenzte Anzahl von unterschiedlichen Bauformen für solche Kommunikationsendgeräte, um unterschiedlichen Anforderungen zu entsprechen. Zum Beispiel wenn sich die Kamera so dreht, dass die Bildnahaufnahmeposition in Richtung des oberen oder des unteren Endes des Mobiltelefons zeigt, kann der Anwender das Mobiltelefon in einer ähnlichen Weise halten, wie er ein Schreibinstrument wie zum Beispiel einen Bleistift oder Füllfederhalter hält. Diese natürliche Halteposition des Mobiltelefons erlaubt einfaches Scannen von Text oder anderer Graphik. Die Basis für die Positionierung einer Nahaufnahmelinse und einer Kamerabaugruppe sind schematisch in verschiedenen Beispielen in den 6 bis 10 gezeigt, welche verschiedene Aufnahmen für eine Linse und die Brennweite zu einem Objekt, welches aufgenommen werden soll, zeigen.
6 zeigt eine Linse 70 und eine Bildaufnahmevorrichtung 72, wobei das aufzunehmende Objekt 74 in einer Brennweite S1 von der Linse liegt, um das Bild 74 in der Bildaufnahmevorrichtung 72 konvergieren zu lassen.
In 7 ist ein positive Linse 76 dem optischen Weg zwischen der Linse 70 und dem Objekt 74 hinzugefügt worden, um die Brennweite zu verringern und Bildnahaufnahme zur Verfügung zu stellen. Wie in 6 dargestellt, wird die Brennweite S2 reduziert, um den optischen Weg zur Bildnahaufnahme zu komprimieren.
Eine weitere Vorrichtung zur Verkürzung des optischen Weges ist in 8 dargestellt und beinhaltet ein optisches Bauteil oder Element, wie zum Beispiel einen ebenen Reflektor 78, um den optischen Weg von einem Objekt 74 zur Bildaufnahmevorrichtung 72 zu biegen. Die Brennweite der positiven Linse 76 vom Objekt 74 zum ebenen Spiegelreflektor 78 ist mit S_a bezeichnet und die Brennweite vom ebenen Reflektor 78 zur Linse 70 ist mit S_b bezeichnet, wobei die Summe von S_a und S_b gleich der Brennweite S2 von 7 ist. Darin wird deutlich, dass durch das Biegen oder Falten des optischen Weges die mechanische und physikalische Vorrichtung der Linsenbaugruppe so gestaltet werden kann, dass verschiedenen physikalischen und mechanischen Bedingungen für das mobile Kommunikationsendgerät entsprochen werden kann.
Eine alternative Vorrichtung ist in 9 dargestellt, wobei ein optisches Bauteil wie zum Beispiel ein konkaver Spiegel 80 sich in den optischen Weg einschwenkt oder dreht, um den optischen Weg zu biegen oder zu falten, sodass das Bild 74 als ein Nahaufnahmebild in der Bildaufnahmevorrichtung 72 konvergiert. In einer Betriebsart zur Nicht-Nahaufnahme ist der konkave Spiegel 80 aus dem optischen Weg herausgedreht und das Bild 82 konvergiert in der Bildaufnahmevorrichtung 72 in einer ähnlichen Weise wie in 6 dargestellt.
Noch eine weitere Vorrichtung zum Verkürzen und Auswählen der Richtung des Bildaufnehmens ist etwas schematisch in 10 dargestellt, wobei das optische Bauteil, wie zum Beispiel ein ebener Spiegelreflektor 84 für eine Schwenkbewegung um die Drehachse 86 eingerichtet ist. Wie in 10 gezeigt, konvergiert das Bild 82 in einer Betriebsart für Nichtnahaufnahme in der Bilderfassungseinrichtung 72 auf ähnliche Weise wie in 6 dargestellt. In der Betriebsart für Nahaufnahme ist der ebene Spiegelreflektor wie durch die gestrichelte Linie dargestellt in Position 88 geschwenkt, um den optischen Weg zu falten oder zu biegen, sodass die Richtung der Bildaufnahme durch die Nahaufnahmelinse 76 führt, wobei das Bild 74 auf ähnliche Weise wie in Verbindung mit 8 beschrieben in der Bildaufnahmevorrichtung 72 konvergiert. In beiden 9 und 10 sind die Bildaufnahmevorrichtungen 72 und die Linse 70 relativ zu den zusätzlichen optischen Bauteilen, welche den optischen Weg verkürzen, unbeweglich.
Weitere Vorrichtungen zur Verkürzung und Auswahl der Richtung der Bildaufnahme sind etwas schematisch in den 11 und 12 dargestellt. In 11 ist ein optisches Bauteil wie zum Beispiel ein ebener Spiegelreflektor 90 für eine gleitende Bewegung entlang eines geradlinigen Weges eingerichtet, der durch den Pfeil 92 dargestellt wird. Wie in 11 gezeigt, ist der Reflektor 90 in einer Betriebsart für Nichtnahaufnahme an der Position der gestrichelten Linie 94 und das Bild 82 konvergiert an der Bildaufnahmeeinrichtung 72 auf ähnliche Weise wie in Bild 6 dargestellt. In der Betriebsart für Nahaufnahme ist der Reflektor 90 in den optischen Weg geschoben, sodass die Richtung der Bildaufnahme durch die Nahaufnahmelinse 76 geht, wobei das Bild 74 in der Bildaufnahmevorrichtung 72 konvergiert. In 12 ist der ebene Spiegelreflektor 96 zur Drehung um die Drehachse 100 aufgehängt. In der Betriebsart für Nicht-Nahaufnahme ist der Reflektor um die Drehachse 100 in die Position der gestrichelten Linie 98 gedreht und das Bild 82 konvergiert an der Bildaufnahmevorrichtung 72 auf ähnliche Weise wie in 6 gezeigt. In der Betriebsart für Nahaufnahme ist der Reflektor 96 in den optischen Weg hineingedreht und die Richtung der Bildaufnahme verläuft durch die Nahaufnahmelinse 76.

Claims

Ein bildaufnahmefähiges Mobilendgerät (10) umfassend: eine Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 106, 108), die zum Bildaufnehmen in einer ersten Richtung mit einer ersten Brennweite entlang eines ersten optischen Weges, der einen ersten sich entlang der ersten Richtung erstreckenden Abschnitt enthält, angepasst ist, wobei die Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 106, 108) einen Linsenabschnitt (32, 106) und ein optisches Bauelement (36, 108) umfasst, das eingerichtet ist, die Brennweite der Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 106, 108) zu verändern; und Mittel (24, 29, 30, 116, 118) zum wahlweisen Verkürzen der Brennweite der Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 106, 108) mit Hilfe des optischen Bauteils (36, 108); dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (24, 29, 30, 116, 118) eingerichtet sind, die Brennweite durch Verändern des optischen Weges in einen zweiten optischen Weg zu verkürzen, entlang dem die Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 106, 108) zum Bildaufnehmen in eine zweite Richtung angepasst ist, die unterschiedlich zu der ersten Richtung ist, und der eine zweite Brennweite besitzt, die unterschiedlich zu der ersten Brennweite ist; dass der Linsenabschnitt (32, 106) in dem ersten optischen Weg angeordnet ist, wenn die Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 106, 108) zum Bildaufnehmen in die erste Richtung angepasst ist, und in dem zweiten optischen Weg angeordnet ist, wenn die Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 106, 108) zum Bildaufnehmen in die zweite Richtung angepasst ist; dass der zweite optischen Weg einen zweiten Abschnitt anstelle des ersten Abschnitts enthält, wobei der zweite Abschnitt sich entlang der zweiten Richtung erstreckt, wobei der zweite Abschnitt nicht in dem ersten optischen Weg enthalten ist; und dass das optische Bauteil (36, 108) in dem zweiten Abschnitt angeordnet und eingerichtet ist, die Brennweite der Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 106, 108) auf die zweite Brennweite zu verändern.
Bildaufnahmefähiges Mobilendgerät (10) gemäß Anspruch 1, wobei: das optische Bauteil (36, 108) eine in einer Wandung (60) des Endgeräts in einem vorbestimmten genauen Abstand eingelassene Nahaufnahmelinse umfasst, um den richtigen Brennpunktabstand zur Nahbildaufnahme bereit zu stellen; und die Mittel (24, 29, 30, 116, 118) einen Reflektor (62) zum Falten des optischen Wegs der Linsenanordnung (32) umfassen.
Bildaufnahmefähiges Mobilendgerät (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Mittel (24, 29, 30, 116, 118) einen konkaven Reflektor (62) umfassen, der eingerichtet ist, wahlweise vor der Linsenanordnung (32) angeordnet zu werden, um den optischen Pfad zu unterbrechen.
Bildaufnahmefähiges Mobilendgerät (10) gemäß Anspruch 2, wobei die Nahlinse (36) aus einem Kunststoff mit optischer Qualität besteht.
Bildaufnahmefähiges Mobilendgerät (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 102, 108) weiter eine Kameralinse (32, 106) umfasst.
Bildaufnahmefähiges Mobilendgerät (10) gemäß Anspruch 5, wobei die Kameralinse (106) in einer festen Position gehalten ist und die Mittel (116, 118) zum Bewegen relativ zu der Kameralinse eingerichtet sind, um die Brennweite der Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 102, 108) zu verkürzen.
Bildaufnahmefähiges Mobilendgerät (10) gemäß Anspruch 1, weiter enthalten einen Sucher (16) zum Richten der Linsenanordnung (32) auf ein als Bild aufzunehmendes Objekt.
Bildaufnahmefähiges Mobilendgerät (10) gemäß Anspruch 1, wobei: die Bildaufnahmelinsenanordnung (102, 108) eine Kameralinsenbaugruppe (102) umfasst, die fest in dem bildaufnahmefähigen Mobilendgerät befestigt ist; das optische Bauteil (108) eine in eine Wand (52) des bildaufnahmefähigen Mobilendgeräts (10) integrierte und entlang des zweiten Abschnitts angeordnete Nahlinse umfasst; und die Mittel (116) zum Verkürzen der Brennweite der Linsenanordnung (102) eingerichtet sind, den optischen Weg zu falten, um die Brennweite mit Hilfe des optischen Bauteils (108) für Nahbildaufnehmen zu verkürzen.
Bildaufnahmefähiges Mobilendgerät (10) gemäß Anspruch 8, wobei die Nahlinse (108) in einem vorbestimmten genauen Abstand von einer Außenoberfläche des bildaufnahmefähigen Mobilendgeräts (10) eingelassen ist, um den richtigen Brennpunktabstand zu der Außenoberfläche für Nahbildaufnehmen bereit zu stellen.
Bildaufnahmefähiges Mobilendgerät (10) gemäß Anspruch 8, wobei die Nahlinse (108) aus einem Kunststoff mit optischer Qualität besteht.
Bildaufnahmefähiges Mobilendgerät (10) gemäß Anspruch 8, wobei die Mittel zum Falten (116) weiter einen Reflektor zum Falten des optischen Weges der Linsenanordnung umfassen.
Bildaufnahmefähiges Mobilendgerät (10) gemäß Anspruch 11, wobei der Reflektor (116) einen konkaven Reflektor umfasst.
Verfahren zum Nahbildaufnehmen in einem bildaufnahmefähigen Mobilendgerät (10) umfassend die Schritte des: Bereitstellen einer Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 106, 108) zum Bildaufnehmen in einer ersten Richtung mit einer ersten Brennweite entlang eines ersten optischen Wegs, der einen ersten sich entlang der ersten Richtung erstreckenden Abschnitt enthält, wobei die Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 106, 108) einen Linsenabschnitt (32, 106) und ein optisches Bauelement (36, 108) umfasst, das eingerichtet ist, die Brennweite der Bildaufnahmelinsenanordnung (36, 36, 106, 108) zu verändern; und Bereitstellungsmittel (24, 29, 30, 116, 118) zum wahlweisen Verkürzen der Brennweite der Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 106, 108) mit Hilfe des optischen Bauelements (36, 108); dadurch gekennzeichnet, dass der Bereitstellungsschritt der Mittel (24, 29, 30, 116, 118) umfasst Einrichten der Mittel (24, 29, 30, 116, 118), dass sie in der Lage sind, den optischen Weg in einen zweiten optischen Weg zu verändern, entlang dem die Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 106, 108) zum Bildaufnehmen in eine zweite Richtung angepasst ist, die unterschiedlich ist zu der ersten Richtung, und mit einer zweiten Brennweite, die unterschiedlich ist zu der ersten Brennweite; Anordnen des Linsenabschnitts (32, 106) in dem ersten optischen Weg, wenn die Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 106, 108) zum Bildaufnehmen in die erste Richtung angepasst ist, und in dem zweiten optischen Weg, wenn die Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 106, 108) zum Bildaufnehmen in die zweite Richtung angepasst ist; dass in den zweiten optischen Weg ein zweiter Abschnitt anstelle des ersten Abschnitts bereitgestellt wird, wobei der zweite Abschnitt sich entlang der zweiten Richtung erstreckt, wobei der zweite Abschnitt nicht in dem ersten optischen Weg enthalten ist; und dass der Schritt des Bereitstellens des optischen Bauteils (36) umfasst Anordnen des optischen Bauteils (36, 108) in dem zweiten Abschnitt und Einrichten des optischen Bauteils (36), die Brennweite der Bildaufnahmelinsenanordnung (32, 36, 106, 108) auf die zweite Brennweite zu verändern.
Verfahren zum Nahbildaufnehmen in einem bildaufnahmefähigen Mobilendgerät (10) gemäß Anspruch 13, wobei: der Schritt des Bereitstellens des optischen Bauteils (36) weiter umfasst Bereitstellen einer in einer Wandung (60) des Endgeräts (10) an einem vorher bestimmten genauen Abstand eingelassenen Nahlinse (36), um den richtigen Brennpunktabstand für Nahbildaufnehmen bereit zu stellen; und der Schritt des Bereitstellens der Mittel (24, 29, 30, 32) weiter umfasst Bereitstellen eines Reflektors (62) zum Falten des optischen Wegs der Linsenanordnung (32).
Verfahren zum Nahbildaufnehmen in einem bildaufnahmefähigen Mobilendgerät (10) gemäß Anspruch 14, wobei der Schritt des Bereitstellens eines Reflektors (62) weiter umfasst Anordnen eines konkaven Reflektors (62) vor dem Linsenabschnitt (32) zum Unterbrechen des optischen Wegs des Linsenabschnitts (32).
Verfahren zum Nahbildaufnehmen in einem bildaufnahmefähigen Mobilendgerät (10) gemäß Anspruch 13, wobei der Schritt des Bereitstellens der Mittel (116) weiter umfasst Schwenken der Mittel (116) zum Unterbrechen des optischen Wegs der Linsenanordnung (106).
Verfahren zum Nahbildaufnehmen in einem bildaufnahmefähigen Mobilendgerät (10) gemäß Anspruch 13, wobei der Schritt des Bereitstellens der Mittel (116) weiter umfasst Schieben der Mittel (116) zum Unterbrechen des optischen Wegs der Linsenanordnung (106).
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei: der Schritt des Bereitstellens eines optischen Bauteils (108) umfasst Anordnen einer Nahlinse (108) in dem zweiten Abschnitt und Befestigen der Nahlinse (108) integriert in einer Wandung (52) und mit einem vorbestimmten genauen Abstand von einer Außenoberfläche des bildaufnahmefähigen Mobilendgeräts (10) eingelassen, um den richtigen Brennpunktabstand von der Außenoberfläche zum Nahbildaufnehmen bereit zu stellen; und der Schritt des Bereitstellens einer Bildaufnahmelinsenanordnung (106, 108) umfasst Anordnen einer Kameralinsenbaugruppe und starres Befestigen der Kameralinsenbaueinheit in dem bildaufnahmefähigen Mobilendgerät (10); des Weiteren mit: Falten des optischen Wegs mit Hilfe des optischen Bauteils (116), um Licht auf die Kameralinsenbaugruppe (102) für Nahbildaufnehmen zu richten.