CN1914900A - 具有照相机和扬声器组合的移动装置 - Google Patents

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Abstract

这里描述了照相机和扬声器组合。照相机和扬声器组合包括用于选择性处理图像的镜头和设置在镜头附近用于放出可听声音的扬声器组件。在一个实施例中，根据施加于压电振动膜的电信号，与镜头的至少一部分对准的透明压电振动膜放出可听声音。在另一个实施例中，扬声器组件内的扬声器线圈和磁铁环绕镜头的外周边，同时基于扬声器线圈和磁铁之间的相互作用，被连接至扬声器线圈并与镜头的至少一部分对准的透明振动膜放出可听声音。在光透过透明振动膜到达照相机镜头时，照相机拍摄图像。另外，照相机和扬声器组合可包括控制器，用于选择性控制透明振动膜的光学特性。

Description

具有照相机和扬声器组合的移动装置
背景技术
本发明涉及组合了一个和多个内部部件以减小移动装置尺寸的移动装置，如蜂窝式电话，具体涉及将照相机和扬声器功能组合进单一部位的移动装置。
在过去十年中，移动装置(如蜂窝式电话、便携式数字助理(PDA)、MP3播放器等)的普及已经得到显著增加。这种显著增加的一个原因是制造商持续将新的特征添加到移动装置中，使其具有更多的功能并且对各种消费者来说更具吸引力。另一个原因是移动装置的小尺寸和便携性。因为与较大和/或较简单的对应物相比，对具有多种特征的更小的移动装置的需求更高，所以制造商每年要花费相当多的资源来探索新的途径以进一步减小多重特征的移动装置的尺寸。然而，添加新特征的目标常常与减少尺寸的目标冲突。
发明内容
本发明描述了照相机和扬声器组合，其包括用于选择性拍摄并处理图像的镜头和设置在镜头附近用于放出可听声音的扬声器。扬声器包括与镜头的至少一部分对准的透明振动膜。在某些实施例中，扬声器还包括被连接到透明振动膜并被设置在镜头周边的至少一部分附近的扬声器线圈。扬声器还可包括控制器，用于选择性控制透明振动膜的光学特性。
按照本发明的示范实施例，在光透过扬声器的透明振动膜到达邻近的照相机镜头时，图像被照相机拍摄。另外，扬声器控制器可选择性地控制照相机的光学特性以此进一步处理图像。
附图说明
图1是从前面观看时的、示范的照相机电话的透视图。
图2是按照本发明的移动装置的框图。
图3从后面观看时的、具有可滑动的后面板的示范的照相机电话的透视图。
图4是可滑动的后面板打开时的、图3的示范的照相机电话的透视图。
图5说明了按照本发明的照相机-扬声器组件的示范的横截面的细节。
图6说明了按照本发明的照相机-扬声器组件的另一示范的横截面的细节。
具体实施方式
下面描述的是组合照相机和扬声器组件。在示范的实施例中，本发明的组合照相机和扬声器组件被设置在移动装置内。利用了本发明的移动装置可包含任何已知的、包括有照相机的移动通信装置或便携式电子装置。这样的移动装置包括(但不限于)蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、个人通信服务(PCS)装置、掌上电脑等等。
图1和2说明了按照本发明的示范移动装置。所说明的移动装置将蜂窝式电话和照相机组合进同一物理包装内，并且在这里称之为照相机电话100。然而，如上面所讨论的，本发明不限于照相机电话并且可以包含在并入了照相机的其他移动装置中。
照相机电话100包括外壳180，所述外壳180具有前部182、背部186(图3)以及连接前部182和背部186的外侧边缘184。如图1所示，小键盘162和显示屏164、主扬声器186的输出端口和麦克风166的输入端口被设置在外壳180的前部182并且如下面进一步的描述来工作。
图2所示的照相机电话100的框图说明了示范的照相机电话100的功能元件。照相机电话100包含照相机110、照相机接口124和通信电路140。通信电路140包含收发器142、存储器144、微处理器152、输入/输出电路154、音频处理电路156和用户接口160。收发器142是耦合至天线130用于发送和接收信号的全功能蜂窝式无线电收发器。本领域的技术人员将会意识到，收发器142可按照任何已知的标准来工作，包括全球移动通信系统(GSM)、通用移动电信系统(UMTS)、TIA/EIA-136、码分多址(CDMA)、cdmaOne、cdma2000和宽带CDMA。
存储器144代表了移动装置中的整个分级存储器系统并且可包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。操作所需的计算机程序指今和数据被存储在非易失性存储器中，如EPROM、EEPROM和/或闪存，这些存储器可作为独立装置、多层装置来实现或者与微处理器152集成在一起。可将微处理器152、输入/输出电路154、音频处理电路156和/或存储器144并入到特别设计的特定用途集成电路(ASIC)150。
微处理器152按照存储在存储器144内的程序来控制照相机电话100的操作。控制功能可在微处理器152内实现，所述微处理器152可包括单个微处理器或多个微处理器。适当的微处理器可包括比如通用的和特定用途的微处理器和数字信号处理器。
输入/输出电路154与微处理器152、收发器142、音频处理电路156以及通信电路140的用户接口160进行接口。另外，输入/输出电路154借助于照相机接口124使微处理器152与照相机110进行接口。按照本领域已知的任何方法，照相机接口124还可使照相机110与用户接口160进行接口。虽然在图1中照相机接口124被示为独立的部件，但是将会理解，可将照相机接口124与输入/输出电路154合并。
用户接口160包括小键盘162、显示屏164、麦克风166和主扬声器168。被设置在如图1所看到的照相机电话100一例的小键盘162包括字母数字键盘以及可选地包括导航控制，如本领域公知的操纵杆控制。小键盘162使操作者能够拨号码、输入命令或选择选项。显示屏164使操作者能够看到所拨数字、图像、呼叫状态、菜单选项以及其他服务信息。麦克风166将语音转换为电音频信号，并且主扬声器168将音频信号转换为由照相机电话100放出的可听声音。音频处理电路156将模拟音频输出信号提供给主扬声器168并且接收来自麦克风166的模拟音频输入。
现在参见图2的照相机110，照相机110借助于照相机接口124与通信电路140进行接口并且包括镜头112、图像传感器114、图像处理器116和镜头控制装置118。包含一个或多个透镜的镜头112根据来自镜头控制装置118的控制信号通过收集并将图像聚焦在图像传感器114上进行图像处理。镜头控制装置118按照本领域已知的方法来控制镜头112的光学特性，如焦距、变焦、快门速度等。图像传感器114拍摄由镜头112形成的图像并且可包含任何传统的图像传感器，如电荷耦合装置(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等等。
图像处理器116处理由图像传感器114拍摄的原始图像数据，以供随后存进存储器144中、输出到显示屏164、和/或通过通信电路140传输至远端用户。如本领域已知的，图像处理器116可以是比如传统的数字信号处理器，其经过编程可处理图像数据。
按照示范的实施例，照相机110还可包括次级扬声器120。次级扬声器120放出来自照相机电话100的可听信号，例如高级语音音频和/或通知信号(即铃声或警报)。这样的可听信号借助于照相机接口124由音频处理电路156提供。正如下面所进一步讨论的，次级扬声器并入照相机110内以此节省照相机电话100内的空间。虽然图2说明的主扬声器168和次级扬声器120是两个独立的扬声器，但是本领域的技术人员将会理解，主扬声器和次级扬声器168、120可组合成单个扬声器。
照相机110还可包括扬声器控制装置122，用于控制次级扬声器120的光学特性以此辅助镜头112，正如下面所进一步讨论的，这无需任何额外的空间。虽然图2示出的镜头控制装置118和扬声器控制装置122为独立的控制单元，但是本领域的技术人员将会意识到，这些控制器可组合成单个控制单元和/或可与照相机接口124合并。
现在参见图3和4，将描述示范的照相机电话110的背部186。照相机电话100的背部186可包括可滑动面板188，用来保护和/或起动照相机电话100的照相机-扬声器组件200(图4和5)。在照相机电话100用作通信装置时，面板188更通常处于闭合的位置(图3)以保护照相机-扬声器组件200的元件。如图3所示，面板188可包括多个开口190，以使在面板188闭合时来自扬声器组件210的声音能从照相机电话100中放出来。本领域的技术人员将会意识到，面板188只代表一种保护照相机-扬声器组件200的方式。可使用本领域已知的其他方式并且其可包括翻盖面板、永久透明的包壳等。
如图4所示，打开面板188暴露照相机-扬声器组件200和可选的闪光灯202。照相机-扬声器组件200通常表示照相机和扬声器的组合，并包含扬声器组件210、照相机230(参见图5)并且可选地包括保护板220。当面板188被打开时，照相机-扬声器组件200可用来按照本领域任何已知的方法处理图像和/或在显示屏164上显示图像。另外，按照本领域的任何已知的方法，照相机-扬声器组件200与闪光灯202配合可用来拍摄图像并将其存进存储器144。
现在参见图5，我们将进一步讨论照相机-扬声器组件200的细节。图5说明了图4的示范的照相机-扬声器组件200的横截面。正如上面所讨论的，照相机-扬声器组件200包含扬声器组件210、照相机230并且可选地包含保护板220。如上所讨论的，照相机230包括装入镜头箱232的镜头112、镜头控制装置118(图中未示出)、图像传感器114(图中未示出)、以及图像处理器116(图中未示出)。
通常对应于次级扬声器120的扬声器组件210包括靠近扬声器磁铁216的扬声器线圈214。如图4所示，扬声器线圈214假定为通常的环形配置。扬声器磁铁216也假定为通常的环形配置，并且被设置在靠近扬声器线圈214的地方。另外，扬声器线圈214和磁铁216的环形配置将内部开口限定在扬声器线圈214和磁铁216的范围内。虽然图4-6示出的扬声器磁铁216被设置在扬声器线圈214的内部，但是本领域的技术人员将会意识到，扬声器磁铁216可选地被设置在扬声器线圈214的外周边附近。
连接到扬声器线圈214的透明振动膜212横跨由扬声器线圈214和磁铁216所限定的开口的至少一部分。正如这里所使用的，“透明”被定义为能够透过所期望的波长范围内的光而没有可察觉的散射，以使可清楚地看到位于远处的图像。振动膜212包含厚度介于10μm和50μm的薄的、柔性的和/或透明的材料，如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。在示范的实施例中，振动膜212大约为20μm厚。
正如本领域的技术人员所理解的，扬声器线圈214和磁铁216之间的波动相互作用导致振动膜212振动并放出可听声音。振动膜212移动的速度和距离分别定义了所发出声波的频率和幅度。在本发明中，声波借助于外壳180中的开口222从透明振动膜212发出。另外，如上面所讨论的，保护性面板188还可包括另外的开口190，以使如图3所示的，即使在假定面板188处于闭合位置时由扬声器组件210生成的声波能够从照相机电话中发出。
在可选用的实施例中，扬声器组件210可包含由透明压电材料制成的振动膜212。压电振动膜可由比如商业的聚亚乙基二环氧丙基醚(PEGDE)和盐的混合物(如硫酸镁)制成。在这些类型的扬声器组件210中，直接施加于压电材料的电压导致振动膜振动并放出可听声音。如此，具有透明压电振动膜的扬声器组件210通常不需要扬声器线圈214和扬声器磁铁216。
本发明的扬声器组件210通常包含透明振动膜212后面的开口配置，以使照相机-扬声器组件200的镜头箱232通常能够与镜头212的一部分对准。在具有扬声器线圈214和磁铁216的实施例中，镜头箱232可装入由扬声器线圈214和磁铁216所限定的开口内。结果，扬声器线圈214和磁铁216被设置在镜头箱232的周边附近，并且振动膜212横跨至少镜头箱232的一部分以使振动膜212通常与镜头112对准。无论如何，作为结果的照相机-组件200提供了限制在同一空间的照相机230和扬声器210，并且因此减少了照相机电话100的整个空间需求。
正如上面所讨论的，振动膜212由薄的、透明的和柔性的材料构成。这样的材料可拥有光学特性。图6说明了本发明的可选用实施例，其充分利用这些光学特性来进一步增强照相机230的功能性。除了上面讨论的照相机-扬声器组件200的元件外，如图6所示的可选用实施例还包含扬声器控制装置240。扬声器控制装置240可选地控制扬声器210的一个或多个光学特性。结果，通过进一步处理由照相机230拍摄的图像，扬声器210以及更具体为振动膜212也可增强照相机230的功能性。
在示范的实施例中，扬声器控制器240可施加电流至扬声器210，以此控制振动膜212的一个或多个光学特性。这些光学特性可包括(但不限于)振动膜212的曲率半径和/或振动膜212和镜头112之间的相对距离。例如，正如本领域的技术人员已知的，振动膜212(如上述的压电振动膜)可包含预定的半径曲率。结果，振动膜212用作与镜头112协力工作的附加镜头以此处理图像。将来自于扬声器控制装置240的控制信号施加于扬声器210可拉伸或放松振动膜212，并因此改变曲率半径。正如本领域的技术人员所理解的，改变曲率半径将改变振动膜212的光学特性，并因此将改变振动膜212和镜头112组合的整个光学特性。还是如本领域的技术人员所理解的，对整个光学特性所作的改变量通常取决于振动膜212的折射率。
在另一个实例中，扬声器210可包括电动机(图中未示出)和用于使扬声器组件210相对于镜头112移动的轨迹、轨道或其他机构(图中未示出)。将控制信号施加于扬声器组件210可起动电动机并导致振动膜212沿着轨迹或轨道移近(或远离)镜头112。正如本领域的技术人员所理解的，这种相对移动进一步改变了振动膜212和镜头112组合的整个光学特性。
上述实例说明了控制照相机200的光学特性的两种方法。然而，所提供的这些实例仅仅是为了说明目的；本领域的技术人员将会意识到，本发明不限于这两个实例。
因为振动膜212薄且易碎，并且因为照相机镜头容易被损坏，因此照相机电话100还可包括被设置在扬声器210的至少一部分上以及镜头箱232上的永久性保护包壳220。包壳220包含透明材料，如透明塑料，其可保护振动膜212和照相机230的镜头112免受由外源(如灰尘、手指等等)造成的损坏。另外，包壳220通常包含刚性材料。虽然照相机电话100的许多实施例可包括保护性包壳220，但是将会理解，这样的包壳220不是本发明所必需的。另外，还将理解，取决于保护性包壳220的曲率半径和折射率，保护性包壳220可影响照相机230的光学特性。
总之，本发明提供了照相机和扬声器组合，它们均在移动装置(如蜂窝式电话)的预定容积的范围内工作。因为扬声器210和照相机230都使用同一容积，节约了移动装置内有价值的空间。另外，本发明的某些实施例可包括具有光激活振动膜212的扬声器210，所述振动膜212与镜头112一起工作以此进一步增强镜头112的功能性。
当然，只要没有背离本发明的实质性特征，可以除这里所特别提出的之外的其他方式实施本发明。无论从哪一方面看，都将认为本发明实施例是说明性的而不是限制性的，并且在所附权利要求的含义和等效范围内的所有变更都将包含于其中。

Claims (32)

1.一种照相机和扬声器组合(200)，包含：
镜头(112)，用于选择性地拍摄和处理图像；以及
扬声器组件(210)，被设置在靠近所述镜头(112)处，用于放出可听声音，所述扬声器组件(210)包含：
扬声器线圈(214)，被设置在所述镜头(112)外部周边的至少一部分附近；以及
透明振动膜(212)，被连接至所述扬声器线圈(214)并且与所述镜头(112)的至少一部分对准。
2.如权利要求1所述的照相机和扬声器组合(200)，还包含控制器(240)，被连接至所述扬声器组件(210)，用于选择性地控制所述透明振动膜(212)的光学特性。
3.如权利要求2所述的照相机和扬声器组合(200)，其中所述控制器(240)相对于所述镜头(112)选择性地移动所述透明振动膜(212)。
4.如权利要求2所述的照相机和扬声器组合(200)，其中所述控制器(240)选择性地修改所述透明振动膜(212)的曲率半径。
5.如权利要求1所述的照相机和扬声器组合(200)，其中所述透明振动膜(212)包含聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料。
6.如权利要求1所述的照相机和扬声器组合(200)，其中所述透明振动膜(212)由厚度介于10μm和50μm的透明材料构成。
7.如权利要求6所述的照相机和扬声器组合(200)，其中所述透明振动膜(212)由厚度约为20μm的透明材料构成。
8.如权利要求1所述的照相机和扬声器组合(200)，其中所述照相机和扬声器组合(200)被设置在移动装置(100)内。
9.如权利要求8所述的照相机和扬声器组合(200)，其中所述移动装置(100)包含蜂窝式电话。
10.一种利用照相机组件处理图像的方法，所述照相机组件包含具有镜头(112)的照相机和具有透明振动膜(212)的扬声器(210)，所述方法包含：
使所述透明振动膜(212)对准所述镜头(112)的至少一部分；以及
选择性地控制所述透明振动膜(212)的光学特性以此来处理图像。
11.如权利要求10所述的方法，其中选择性地控制所述透明振动膜(212)的光学特性包含相对于所述镜头(112)选择性地移动所述透明振动膜(212)以此来处理图像。
12.如权利要求10所述的方法，其中选择性地控制所述透明振动膜(212)的光学特性包含选择性地修改所述透明振动膜(212)的曲率半径以此来处理图像。
13.如权利要求10所述的方法，其中使所述透明振动膜(212)对准所述镜头(112)的至少一部分包含使聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)塑料、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料、或压电材料对准所述镜头(112)的至少一部分。
14.如权利要求10所述的方法，其中选择性地控制所述透明振动膜(212)的光学特性包含将预定的控制信号施加于所述透明振动膜(212)以此来处理图像。
15.一种照相机组件(110)包含：
镜头(112)，用于选择性地处理图像；
扬声器(210)，包含与所述镜头(112)的至少一部分对准的透明振动膜(212)；以及
控制器(240)，用于选择性地控制所述透明振动膜(212)的光学特性以使所述透明振动膜(212)能够进一步处理所述图像。
16.如权利要求15所述的照相机组件(110)，其中所述扬声器(210)还包含扬声器线圈(214)，所述扬声器线圈(214)被设置在所述镜头周边的至少一部分附近并被连接至所述透明振动膜(212)，用于生成由所述透明振动膜放出的可听信号。
17.如权利要求15所述的照相机组件(110)，其中所述控制器(240)相对于所述镜头选择性地移动所述透明振动膜(212)以使所述透明振动膜(212)进一步处理所述图像。
18.如权利要求15所述的照相机组件(110)，其中所述控制器(240)通过选择性地修改所述透明振动膜(212)的曲率半径来选择性地控制所述透明振动膜(212)的光学特性。
19.如权利要求15所述的照相机组件(110)，其中所述透明振动膜(212)由聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)塑料、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料、或压电材料构成。
20.如权利要求15所述的照相机组件(110)，其中所述透明振动膜(212)由厚度介于10μm和50μm的透明材料构成。
21.如权利要求20所述的照相机组件(110)，其中所述透明振动膜(212)由厚度约为20μm的透明材料构成。
22.如权利要求15所述的照相机组件(110)，还包含横跨所述镜头(112)的至少一部分和所述扬声器(210)而设置的保护性面板(220)。
23.如权利要求22所述的照相机组件(110)，其中所述保护性面板(220)由永久性横跨所述镜头(112)的至少一部分和所述扬声器(210)而设置的透明材料构成。
24.如权利要求22所述的照相机组件(110)，其中所述保护性面板(220)包含可移动面板(188)，所述可移动面板(188)覆盖位于第一位置的所述照相机组件(110)的至少一部分并暴露位于第二位置的所述照相机组件(110)的至少一部分。
25.如权利要求24所述的照相机组件(110)，其中所述保护性面板(220)包含滑动连接至所述照相机组件(110)并在所述第一和第二位置之间可移动的刚性面板(188)。
26.如权利要求15所述的照相机组件(110)，其中所述照相机组件(110)被设置在移动装置(100)内。
27.如权利要求26所述的照相机组件(110)，其中所述移动装置(100)包含蜂窝式电话。
28.一种利用照相机(110)拍摄图像的方法，包含使光透过扬声器(210)的透明振动膜(212)到达所述照相机(110)的邻近的镜头(112)。
29.如权利要求28所述的方法，还包含利用扬声器控制器(240)选择性地控制所述照相机(110)的光学特性。
30.如权利要求29所述的方法，其中选择性地控制所述照相机(110)的光学特性包含通过将来自所述扬声器控制器(240)的控制信号施加于所述扬声器(210)来相对于所述镜头(112)移动所述透明振动膜(212)。
31.如权利要求29所述的方法，其中选择性地控制所述照相机(110)的光学特性包含通过将来自所述扬声器控制器(240)的控制信号施加于所述扬声器(210)来选择性地修改所述透明振动膜(212)的曲率半径。
32.如权利要求28所述的方法，其中使光透过所述扬声器(210)的所述透明振动膜(212)到达所述照相机(110)的邻近的镜头(112)包含使光透过聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)塑料、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料、或压电材料。
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