CN2748937Y - 一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端及拍摄装置 - Google Patents

Abstract

一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端及拍摄装置本实用新型涉及一种具有拍摄功能的便携信息终端及拍摄装置，采用内置变焦透镜组和能任意角度旋转的转折光路构件，使得包括移动电话、数码相机、掌上电脑、笔记本电脑等，在满足小体积、薄型化、大显示屏的同时实现光学变焦、旋转拍摄、快速启动或关闭并自动进入预定工作状态及光学机构防护功能，适合作为3G通信的可视终端、拍照手机等。

Description

一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端及拍摄装置

所属技术领域

本实用新型涉及一种便携信息终端及拍摄装置，具体涉及一种具有拍摄功能的便携信息终端及拍摄装置。本实用新型所指的便携信息终端包括移动电话、数码相机、掌上电脑、便携式计算机等。

背景技术

数码拍摄技术已成为一种主流拍摄技术，并结合到便携信息终端上，成为一种常用配置。随着移动宽带网络的逐步实现，可视移动电话将成为进入3G时代的标准终端，并可融合多种功能于一体。提高像素，增加变焦功能，特别是光学变焦功能，实现对拍和自拍等多视角拍摄功能，快速启动拍摄功能，光学机构防撞防尘保护功能等都是人们对便携信息终端拍摄功能的热切期待，同时人们也普遍要求便携信息终端具有小巧的体积，易于携带。许多机构和研究人员在这方面正做着巨大的努力，并不断推出新技术和新产品。如申请号：02800307.1涉及便携信息终端及照相机构，实现了光学变焦，但镜头不能旋转，只方便实现自拍功能，不方便实现对拍功能。在现有产品中有可以旋转镜头拍摄的移动电话，如lenovo et280，不具备光学变焦功能。美能达xg数码相机使用潜望镜头结构，充分利用了数码相机CCD尺寸小的特点，将其安放在相机的底部，然后利用棱镜将光线折射到上面，而整个镜头组件是竖直放置在机身内。机身可以做得很薄，而且机械结构被简化，没有那种伸缩式镜头的复杂动作，开机速度被大幅度提高，但镜头不能旋转，缺乏自拍功能，没有镜头保护盖(保护盖要增加整机厚度)。SONY公司型号为DSC-F88数码相机，镜头能旋转(旋转角度为300度)，可以自拍、对拍、仰式的角度拍摄，搭配了3倍的光学变焦镜头，从最近距离到望远端用户均能进行很好地操作。该相机是转折光路构件(全反射棱镜)与变焦透镜组、变焦驱动机构、成像器件等一起旋转。由于信号线、控制线等要扭转等原因不能实现顺、逆方向360度旋转。为实现可视移动电话体积的最小化和显示屏的最大化，安装可光学变焦和旋转拍摄的镜头可行部位有：翻盖式的转轴位置和平板式的侧缘。如果变焦驱动机构跟着镜头旋转，就影响了整机体积进一步缩小和做得更薄，不利于把这种技术应用到可视移动电话中。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端及拍摄装置，在满足便携信息终端小体积、薄型化、大显示屏、多功能特点的同时，更进一步实现如下拍摄(指照片或录像拍摄，以下同)功能：1、光学变焦功能，2、旋转拍摄功能，包括近拍(斜下方近距离拍摄，一般用于桌面阅读式拍摄)、对拍(拍摄对面风景和给他人拍摄)、自拍(给自己拍摄，拍摄方向和显示屏同时朝向自己)、横拍(拍摄方向与显示屏平行，用于举高或降低便携信息终端时拍摄，也可以横向拍摄，被拍摄者不易觉察)等多视角拍摄功能，3、快速启动和关闭拍摄功能，4、光学机构防护功能，5、快速自动进入预定工作状态等。

本实用新型的目的是这样实现的：一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端，包括拍摄装置、主机电路、显示屏、壳体，其特征在于拍摄装置包括：变焦透镜组、变焦驱动机构、成像器件和转折光路构件。变焦透镜组在变焦驱动机构的控制下在壳体内移动透镜的相对位置，实现光学变焦；转折光路构件，通过以变焦透镜组光轴为轴心的轴承安装在壳体上，可相对壳体旋转，并保持其入射侧光轴与变焦透镜组光轴保持垂直相交，成像光线经转折光路构件转折后通过变焦透镜组成像在成像器件上，实现旋转拍摄。

便携信息终端壳体的结构和外观设计可以有多种不同的形式，摄像装置可以根据壳体的不同结构有不同的安装。一般地，折叠式壳体的便携信息终端(以下简称：折叠式便携信息终端)的转折光路构件、变焦透镜组、成像器件可以安装在转轴位置，变焦驱动机构可以安装在变焦透镜组旁边；平板式壳体的便携信息终端(以下简称：平板式便携信息终端)的变焦透镜组、变焦驱动机构、成像器件可以安装在壳体一侧边内，转折光路构件安装在壳体侧缘。

变焦透镜组在变焦驱动机构的操控下其透镜可以沿着其光轴相对位移，实现光学变焦功能。由于这种变焦方式镜头不必伸出壳体外，减少了启动和关闭时镜头移动的时间，实现了快速启动和关闭拍摄的功能，还避免了镜头伸出时被撞的风险，适合作为便携信息终端使用。

上述的一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端，其特征在于所述的转折光路构件至少包括一平面反射镜或一全反射棱镜实现光路转折。转折光路构件可以在成像光线入射侧或出射侧增设一透镜或透镜组，其光轴与转折光路构件的光轴重合。

转折光路构件没有信号线和控制线的连接约束，可以任意方向，任意角度自由旋转，实现完全自由的旋转拍摄功能，包括近拍、对拍、自拍、横拍等多视角拍摄。当转折光路构件旋转至镜头被壳体遮盖的方位时，可以保护光学机构，避免撞击、划伤镜头表面，防止镜头表面染上灰尘和油污。

上述的一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端，其特征在于所述的轴承圆周上设置一个开关，当转折光路构件旋转至镜头被壳体遮盖的方位时，触发主机电路进入关闭状态或退出拍摄模式，当转折光路构件旋转至镜头离开壳体遮盖的方位时，触发主机电路进入开启状态或进入拍摄模式。

上述的一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端，其特征在于所述的轴承圆周上设置一环形开关组，当转折光路构件旋转至以下方位时提供相应的开关组合，触发主机电路进入相应的图像处理模式和焦距模式，使拍摄装置快速自动进入预定工作状态：

a、当转折光路构件旋转至镜头被壳体遮盖的方位时，提供一种开关组合，触发主机电路进入关闭状态或退出拍摄模式；

b、当转折光路构件旋转至拍摄方向背向显示屏平面且与显示屏平面成30°～60°之间的一设定角度时，提供一种开关组合，使拍摄装置进入近拍状态；

c、当转折光路构件旋转至拍摄方向背向显示屏平面且与显示屏平面成60°～135°之间的一设定角度，其中优选角度为90°时，提供一种开关组合，使拍摄装置进入对拍状态；

d、当转折光路构件旋转至拍摄方向与显示屏平面成135°～225°之间的一设定角度，其中优选角度为180°时，提供一种开关组合，使拍摄装置进入横拍状态；

e、当转折光路构件旋转至拍摄方向朝向显示屏平面且与显示屏平面成45°～135°之间的一设定角度，其中优选角度为90°时，提供一种开关组合，使拍摄装置进入自拍状态。

根据以上拍摄状态的设置，环形开关组可以针对每一个拍摄状态设置一个开关。转折光路构件旋转至某一拍摄方向时，轴承圆周上设置一突起物或导电接头，触发某相应开关进入接通状态，其他开关保持断开状态，或者相反。同时可以通过在开关组圆环上设置系列沟齿，转折光路构件在旋转时，若处于两个不同拍摄状态指定的角度时，开关组提供较小的摩擦力，易于旋转；若处于某拍摄状态指定的角度时，开关组提供较大的摩擦力，易于保持相对稳定拍摄。

上述的一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端，其特征在于所述的转折光路构件在垂直光轴的一平面设取景框，透光轮廓为矩形且一长边外缘有一定位孔，成像光线通过取景框在成像器件上成像。在成像器件上，图像轮廓为取景框形状，图像轮廓以外只有定位孔的成像成一亮点。亮点转换成电信息提供给主机电路判断转折光路构件的旋转方位，并快速自动调整图像处理模式和焦距模式至预先设置工作状态。

如上面所述的拍摄装置，其特征在于还包括：壳体，使拍摄装置封装成整体；连接端子，可以活动装卸的方式连接在便携信息终端上，并至少传递拍摄信息的信号。变焦透镜组、变焦驱动机构、成像器件、转折光路构件封装成整体并增加连接端子，实现传递拍摄信息的信号甚至电源线和变焦驱动机构控制线，成为与便携信息终端分离的分体拍摄装置。当不使用拍摄功能时，可进一步缩小便携信息终端的体积。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：1、可以在实现光学变焦和旋转拍摄功能的同时做到便携信息终端体积和厚度最小化，结构更易做到简洁美观。2、变焦透镜组、变焦驱动机构和成像器件在工作和关闭状态始终在便携信息终端壳体内，能快速自动进入预定工作状态，并可增强耐冲击性。3、旋转镜头部分结构简单，体积小，没有连接线约束，可以任意方向任意角度旋转，容易实现多视角拍摄功能和镜头防护功能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型平板式便携信息终端正视示意图和侧视示意图；

图2为本实用新型折叠式便携信息终端正视示意图和侧视示意图；

图3为拍摄装置的正视示意图及其截面示意图；

图4为分体拍摄装置的正视示意图及其截面示意图；

图5为取景框示意图。

以上附图中标注数字分别表示：1、转折光路构件；2、变焦透镜组；3、变焦驱动机构；4、成像器件；5、显示屏；5`、外显示屏；6、壳体；7、按键；8、主机电路；10、入射侧光轴；11、变焦透镜组光轴；12、平面反射镜或全反射棱镜；13、开关或环形开关组；14、轴承；15、轴承；16、入射侧透镜或透镜组；17、出射侧透镜或透镜组；18、定位触头；19、连接端子；20、取景框；21、定位孔。

具体实施方式

本实用新型一个典型实施例是一种平板式便携信息终端，如图1所示，包括形成平板式外轮廓的壳体6，可显示收发信息，包括图片或活动图像的显示屏5，根据输入方式的配置，显示屏5可以增加包括具有触摸输入功能的触摸输入屏，包括电源开关和其他功能开关的按键7，实现图像数据处理或其他数据处理收发功能的主机电路8，可以旋转并实现转折光路的转折光路构件1，实现光学变焦以及调焦功能的变焦透镜组2，实现控制变焦透镜组2进行变焦动作的变焦驱动机构3，可以由CCD或CMOS等构成的成像器件4。由转折光路构件1、变焦透镜组2、变焦驱动机构3、成像器件4构成的拍摄装置安装在壳体一侧边内，使得转折光路构件1可以方便旋转和旋转时能够朝向被拍摄景物。

本实用新型另一个典型实施例是一种折叠式便携信息终端，如图2所示，包括形成折叠式外轮廓的壳体6，可显示收发信息，包括图片或活动图像的显示屏5，根据输入方式的配置，显示屏5可以增加包括具有触摸输入功能的触摸输入屏，可显示收发信息或者还包括图片或活动图像的外显示屏5`，包括电源开关和其他功能开关的按键7，实现图像数据处理或其他数据处理收发功能的主机电路8，可以旋转并实现转折光路的转折光路构件1，实现光学变焦以及调焦功能的变焦透镜组2，实现控制变焦透镜组2进行变焦动作的变焦驱动机构3，可以由CCD或CMOS等构成的成像器件4。由转折光路构件1、变焦透镜组2、变焦驱动机构3、成像器件4构成的拍摄装置安装在转轴及邻近的壳体内，使得转折光路构件1可以方便旋转和旋转时能够朝向被拍摄景物。其中转折光路构件1、变焦透镜组2、成像器件4可以安装在转轴位置，转折光路构件1可旋转，变焦透镜组2、成像器件4不可旋转，但变焦透镜组2可在转轴内作纵向移动。其中变焦驱动机构3紧靠变焦透镜组2，安装在邻近转轴的壳体内。

本实用新型在以上两个实施例中的拍摄装置的正视示意图及其截面示意图如图3所示。由转折光路构件1与变焦透镜组2构成光路通道。其中转折光路构件1的光学元件包括平面反射镜或全反射棱镜12，通过轴承14和轴承15连接在壳体6上，以变焦透镜组光轴11为轴心可自由旋转，使得入射侧光轴10与变焦透镜组光轴11在各旋转位置保持垂直状态。为进一步改善光学特性，转折光路构件1可以在成像光线入射侧增设入射侧透镜或透镜组16或出射侧增设出射侧透镜或透镜组17，其光轴与转折光路构件1的光轴重合。由于转折光路构件1在旋转时，在成像器件4的成像也会跟着旋转。成像数据被主机电路8处理后，可以实现图像在显示屏上进行旋转或方位变换。所以，在壳体6的轴承14周围设置有开关或环形开关组13，定位触头18跟随转折光路构件1一起旋转，在某一旋转角度，定位触头18触发相应的开关处于开启状态，从而触发主机电路8启动相应的数据处理模式，使得转折光路构件1旋转时，显示屏5上的图像保持正确的显示方位。在开关或环形开关组13平面上可以设置辐射状沟纹，使得转折光路构件1旋转至某合适工作角度时，定位触头18与开关或环形开关组13的相应开关接触良好且转折光路构件1处于相对固定状态，而在非工作角度，转折光路构件1则处于易旋转状态。甚至，主机电路8根据定位触头18触发相应的开关开启状态，可以自动进入相应的图像处理模式和焦距模式，实现快速启动。开关或环形开关组13可以简化为一个开关，当转折光路构件1旋转至镜头被壳体6遮盖的方位时，触发主机电路8进入关闭状态或退出拍摄模式，当转折光路构件1旋转至镜头离开壳体6遮盖的方位时，触发主机电路8进入开启状态或进入拍摄模式。

在一个实施例中，轴承14圆周上设置的开关或环形开关组13，当转折光路构件1旋转至以下方位时提供相应的开关组合，触发主机电路8进入相应的图像处理模式和焦距模式，使拍摄装置快速自动进入预定工作状态：

a、当转折光路构件1旋转至镜头被壳体6遮盖的方位时，定位触头18触发一开关处于开启状态，触发主机电路8进入关闭状态或退出拍摄模式；

b、当转折光路构件1旋转至拍摄方向背向显示屏5平面且与显示屏5平面成30°～60°之间的一设定角度时，定位触头18触发另一相邻开关处于开启状态，使拍摄装置进入近拍状态，方便拍摄桌面上的景物，可用于阅读式拍摄，主机电路8可以调整变焦驱动机构3，使变焦透镜组2处于短焦距状态，或进入相应数字化处理图像方式；

c、当转折光路构件1旋转至拍摄方向背向显示屏5平面且与显示屏5平面成60°～135°之间的一设定角度，其中优选角度为90°时，定位触头18触发下一相邻开关处于开启状态，使拍摄装置进入对拍状态；

d、当转折光路构件1旋转至拍摄方向与显示屏5平面成135°～225°之间的一设定角度，其中优选角度为180°时，定位触头18触发下一相邻开关处于开启状态，使拍摄装置进入横拍状态，方便使用者把便携信息终端置于眼睛上方或下方拍摄，或拍摄侧面景物；

e、当转折光路构件1旋转至拍摄方向朝向显示屏5平面且与显示屏5平面成45°～135°之间的一设定角度，其中优选角度为90°时，定位触头18触发下一相邻开关处于开启状态，使拍摄装置进入自拍状态。

在另一个实施例中如图5所示的取景框示意图。转折光路构件1在垂直光轴的一平面设取景框20，透光轮廓为矩形且一长边外缘有一定位孔21，成像光线通过定位孔21在成像器件4上成像成一亮点，亮点转换成电信息提供给主机电路8判断转折光路构件的旋转方位，快速自动调整图像处理模式和焦距模式至预先设置工作状态。

一个简单的实施例可以通过手动方式实现对显示屏5的图像进行方位调整，即通过按键7或显示屏5上的触摸屏触发主机电路8调整图像处理模式和焦距模式。

作为分体拍摄装置的实施例，其正视示意图及其截面示意图如图4所示。由转折光路构件1与变焦透镜组2构成光路通道。其中转折光路构件1的光学元件包括平面反射镜或全反射棱镜12，通过轴承14和轴承15连接在壳体6上，以变焦透镜组光轴11为轴心可自由旋转，使得入射侧光轴10与变焦透镜组光轴11在各旋转位置保持垂直状态。为进一步改善光学特性，转折光路构件1可以在成像光线入射侧增设入射侧透镜或透镜组16或出射侧增设出射侧透镜或透镜组17，其光轴与转折光路构件1的光轴重合。以上构件封装在壳体6中，使拍摄装置封装成整体。

由于转折光路构件1在旋转时，在成像器件4的成像也会跟着旋转。在一个实施方案中，在壳体6的轴承14周围设置有开关或环形开关组13，定位触头18跟随转折光路构件1一起旋转，在某一旋转角度，定位触头18触发相应的开关处于开启状态，开关状态信号通过连接端子19传递到便携信息终端，触发便携信息终端的主机电路启动相应的数据处理模式，使得转折光路构件1旋转时，便携信息终端的显示屏上的图像保持正确的显示方位。具体的开关组合可以参照上述便携信息终端方案。在开关或环形开关组13平面上可以设置辐射状沟纹，使得转折光路构件1旋转至某合适工作角度时，定位触头18与开关或环形开关组13的相应开关接触良好且转折光路构件1处于相对固定状态，而在非工作角度，转折光路构件1则处于易旋转状态。

在另一个实施方案中，如图5所示的取景框示意图。转折光路构件1在垂直光轴的一平面设取景框20，透光轮廓为矩形且一长边外缘有一定位孔21，成像光线通过定位孔21在成像器件4上成像成一亮点，亮点转换成电信息，信号通过连接端子19传递到便携信息终端，提供给主机电路判断转折光路构件1的旋转方位，快速自动调整图像处理模式和焦距模式至预先设置工作状态。

还有一个简单的实施方案可以通过手动方式实现对便携信息终端显示屏的图像进行方位调整，即通过对便携信息终端按键或显示屏上的触摸屏触发主机电路调整图像处理模式和焦距模式。

Claims (9)

1、一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端，包括拍摄装置、主机电路、显示屏、壳体，其特征在于拍摄装置包括：

变焦透镜组、变焦驱动机构与成像器件；

转折光路构件，包括全反射棱镜和轴承，全反射棱镜固定安装在转折光路构件内，入射侧光轴与轴承轴心垂直相交，出射侧光轴与轴承轴心重合，轴承两端装配连接于壳体侧部，轴承轴心与变焦透镜组光轴重合。

2、根据权利要求1所述的一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端，其特征在于所述的全反射棱镜也可以是一平面反射镜。

3、根据权利要求1或2所述的一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端，其特征在于所述的转折光路构件在全反射棱镜或平面反射镜的入射侧光轴上可以增设一入射侧透镜或透镜组，出射侧光轴上也可以增设一入射侧透镜或透镜组。

4、根据权利要求1所述的一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端，其特征在于所述的壳体内紧贴轴承一端圆周上设置一个与主机电路连接的开关，在转折光路构件的镜头入射侧转至朝向壳体的方位时，壳体遮盖镜头，转折光路构件对应开关位置的定位触头接触并连通该开关，在转折光路构件的镜头入射侧转至偏离壳体的方位时，镜头不被壳体遮盖，转折光路构件对应开关位置的定位触头离开并断开该开关。

5、根据权利要求1所述的一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端，其特征在于所述的壳体内紧贴轴承一端圆周设置包括部分或全部按如下不同角度方位排列的开关组成的环形开关组，与主机电路连接，转折光路构件设置一定位触头，接触并连通转折光路构件旋转至对应方位的一个开关：

a、转折光路构件旋转至镜头被壳体遮盖的角度方位；

b、转折光路构件旋转至拍摄方向背向显示屏平面且与显示屏平面成30°～60°之间的一设定角度方位；

c、转折光路构件旋转至拍摄方向背向显示屏平面且与显示屏平面成60°～135°之间的一设定角度方位，其中优选角度为90°；

d、转折光路构件旋转至拍摄方向与显示屏平面成135°～225°之间的一设定角度方位，其中优选角度为180°；

e、转折光路构件旋转至拍摄方向朝向显示屏平面且与显示屏平面成45°～135°之间的一设定角度方位，其中优选角度为90°。

6、根据权利要求1所述的一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端，其特征在于所述的转折光路构件在垂直光轴的一平面设取景框，透光轮廓为矩形且一长边外缘有一定位孔，转折光路构件带动取景框同步旋转，成像光线通过定位孔在成像器件上成像成一亮点也对应同步旋转，成像器件把亮点光信号转换成电信号传给主机电路，判断转折光路构件的旋转方位。

7、根据权利要求1所述的一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端，其特征在于所述的壳体是平板式壳体，拍摄装置安装在平行靠近壳体边框外缘的壳体内。

8、根据权利要求1所述的一种可光学变焦和旋转拍摄的便携信息终端，其特征在于所述的壳体是折叠式壳体，拍摄装置安装在转轴及邻近的壳体内。

9、根据权利要求1所述的拍摄装置，其特征在于还包括：

壳体，使拍摄装置封装成整体；

连接端子，可以活动装卸的方式连接在便携信息终端上，并至少传递拍摄信息的信号。

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