CN101175154B

CN101175154B - 相机单元

Info

Publication number: CN101175154B
Application number: CN2007101643681A
Authority: CN
Inventors: 今野上知郎; 宇佐美真
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2027-10-30
Also published as: US8159522B2; US20080316293A1; JP4264557B2; CN101175154A; JP2008113199A

Abstract

本发明提供了一种相机单元，它用于通信系统中，该通信系统具有显示部分并设置成通过至少两个位置之间的通信来交换声音和图像，该相机单元包括：相机部分，具有图像传感器，用于将可视图像光电转换为电信号；透明过滤器部分，具有信号线，信号线用于向相机部分供电并对从相机部分向其供应的图像信号进行传输；框架部分，用于将透明过滤器部分保持于其中，框架部分具有电源输入端子和视频输出端子，电源输入端子用于向相机部分供电，视频输出端子用于将从相机部分向其传输的图像信号输出；和安装部件，用于将保持了透明过滤器部分的框架部分安装到通信系统的显示部分的显示屏幕前表面。

Description

相机单元

技术领域

本发明涉及一种相机单元，它适于应用到例如视频会议系统的成像器部分；更具体地说，本发明涉及一种与显示部分结合使用的相机单元。

背景技术

近年来，可视电话和视频会议系统已经越来越流行，使人们通过通信不仅可以交换声音，而且可以交换图像。这些系统使通信者能够在实时交谈的同时看到显示器上显示的彼此的表情，从而例如提供了“真实”的优点，利用该优点，人们即使在彼此处于远离之处的情况下也可以交流。

但是，对于采集通信者图像的相机部分以及对另一通信者的视频进行显示的显示部分，如果把相机部分安装到显示部分的顶部，会出现双方的目光不能相遇(即双方失去目光接触)这样的问题。即，在通信者P1将其目光设定在显示部分中部试图看到另一方(通信者P2)时，处于该位置的通信者P1的图像是从上方斜着采集的。同时，在通信者P2所观看的屏幕上，所显示的通信者P1的视频是从上方斜着采集的。如果通信者P1希望向通信者P2发送一幅通信者P1面向前方这样的图像，即使其目光与通信者P2的目光相遇，则通信者P1需要向上看相机部分。但是这样的话，通信者P1就不能注视显示部分。

为了解决这些通信者的目光不能相遇的问题，已经设计了各种技术。

日本专利申请公开(KOKAI)No.2002-314899(专利文献1)中公开了一种技术，其中，成像装置设置在显示装置的背面。另外，日本专利申请公开(KOKAI)No.H05-199518(专利文献2)中公开了一种视频电话装置，其中，用单向透视玻璃(halfmirror)来使通信者的目光可以彼此相遇。

发明内容

另外，作为解决目光失去接触问题的另一种技术，将相机部分用臂定位到显示部分的中部。但是，臂本身会阻挡位于其后的显示部分上所显示的视频，因此会使一些通信者感到不舒服。

同时，如专利文献1中的建议，将成像器部分设置在显示部分背面可以作为一种方案来解决通信者的目光难以接触的问题。但是，这种方案需要对显示部分本身进行一些额外的机械加工工作，例如在显示部分上设置对象光接收部分，以使对象(通信者)的图像光能够进入成像器部分。即，需要制造新花样的显示部分，这需要对制造工艺开发及其生产设备进行投资，因此带来了增加制造成本的问题。还带来了另一个问题，即，使装置尺寸的增大。

另外，根据将成像器部分设置在显示部分背面的这种方案，还出现了另一个问题，即，由于显示部分本身会发射光而给图像信号引入了噪声，并反过来由于显示部分对光入射到成像器部分造成阻挡而降低了成像器部分的灵敏度。即使执行图像信号处理来对噪声和灵敏度降低进行校正，也难以完全校正这些现象。此外，图像信号处理还产生了新的问题，例如信号延迟。

此外，如专利文献2中的建议，使用单向透视玻璃也是一种消除通信者之间失去目光接触的问题的技术。但是，这种技术带来了这样的问题，即，单向透视玻璃的倾斜角度使显示设备的深度增大了，限制了安装该装置的空间。

考虑到上述问题以及其他问题，希望在双向通信系统(例如视频会议系统)中，以便宜的方式提供一种相机单元，该相机单元使通信者能够在与对方目光接触的情况下舒服地进行通信。

在本发明的一种实施例中，提供了一种用于通信系统中的相机单元，该通信系统用于通过至少两个位置之间的通信来交换声音和图像。该相机单元包括相机部分和透明过滤器部分，相机部分具有图像传感器，图像传感器用于将可视图像光电转换为电信号，透明过滤器部分具有信号线，信号线用于向相机部分供电并对从相机部分向其供应的图像信号进行传输。透明过滤器部分由框架部分保持。框架部分具有电能输入端子和视频输出端子，电能输入端子用于向相机部分供电，视频输出端子用于将相机部分处产生的图像信号输出。相机单元还具有安装部件，安装部件用于将保持了透明过滤器部分的框架部分安装到通信系统的显示部分的显示屏幕前表面。

通过这样的构造，相机部分被设置成如同重叠在通信系统的显示部分上一样，相机部分的导线也布置在透明导电膜上。因此，除了相机单元之外没有别的东西阻挡用户视线。

另外，还构造成使得具有相机部分的相机单元安装到显示部分。这样，就不需要对相机部分本身进行额外的机械加工工作，因此不必在开发新制造工艺及其生产设备上投资。

在下面对实施例的详细说明中，将参考附图对本发明的这些以及其他的特征和方面进行详细说明。

附图说明

图1A和图1B的示意图图示了根据本发明一种实施例，相机单元的一种构造示例；

图2的剖视图示出了根据本发明的实施例，透明过滤器部分的一种构造示例；

图3的剖视图示出了根据本发明的实施例，相机模块安装方式的一种示例；

图4的示意图图示了根据本发明的实施例，用于信号的导电膜的一种电路构造示例；

图5的示意图图示了根据本发明的实施例，导电膜的一种布局示例；

图6的示意图图示了根据本发明实施例的一种电路构造示例。

具体实施方式

下面将参考附图1至6对本发明的一种实施例进行说明。图1图示了根据本实施例的相机单元向显示部分(例如监视器)安装以及从其拆卸的示例。图1A示出了一种示例，其中，相机单元100被从监视器80卸下；图1B示出了一种示例，其中，相机单元100被安装到监视器80上。

在图1A和图1B中，相机单元100包括：相机模块30(相机部分)，用于采集作为通信者的用户的图像；透明过滤器部分20，相机模块30的信号线被布置于其中；框架10，用于保持透明过滤器部分20；电能输入端子50，用于向透明过滤器部分20中的信号线供电；视频输出端子60，用于将经过信号线传输到其的图像信号输出；以及钩子40(安装部件)，用于将相机单元安装到监视器80上。如图1A和图1B所示，电能输入端子50和视频输出端子60都设置在框架10的下部。

下面将参考图2的剖视立体图对透明过滤器部分20的一种构造示例进行说明。在图2中，左侧是用户侧，右侧是监视器侧。用透明材料作为形成透明过滤器部分20的层。

透明过滤器的最前面层(即用户侧的层)由低反射涂敷部件21形成。因此减小了对用户和其他对象的映像以及来自监视器80的反射，从而便于用户察觉对方的面部表情。注意，低反射涂敷部件21可以由一个或多个氟化镁层形成。通过这样的构造，可以在广阔的可见光范围内防止反射。此外，可以在低反射涂敷部件21的顶部或底部层叠硬涂层和防污涂层用于这些目的。这种构造还可以额外地抑制指纹粘附和发生损坏。

透明过滤器20中部的层是通过将树脂膜衬底22a和22b一个摞一个地堆叠而形成的。树脂膜衬底22a具有涂敷或蒸发到其上的第一导电膜23a，树脂膜衬底22b具有涂敷或蒸发到其上的第二导电膜23b。用ITO(氧化铟锡)导电膜作为第一导电膜23a和第二导电膜23b，而用聚酯膜作为树脂膜衬底22a和22b。

第一导电膜23a以及被蒸发有第二导电膜23b的树脂膜衬底22b的左侧和右侧分别由树脂板24a和24b保护。树脂板24a和24b被设置成作为使透明过滤器部分20作为一个整体保持刚度的结构，并由聚碳酸酯制成。

相机模块30的信号线被布置到第一导电膜23a上，使相机模块30电连接到第一导电膜23a上的信号线。在图2中，由虚线示出了容纳在透明过滤器部分20中的部分相机模块30，表示相机模块30连接到第一导电膜23a。设置在第一导电膜23a前方(即更靠近用户侧)的第二导电膜23b是用于阻挡从第一导电膜23a辐射的电磁波的层。为EMC(电磁兼容)而设置第二导电膜23b。下文中会说明第一导电膜23a和第二导电膜23b的详细情况。

第一导电膜23a作为用于信号线的导电膜，为了将第一导电膜23a连接到相机模块30，在形成透明过滤器部分20的各个层中从用户侧的最前面层开始直到第一导电膜23a之前那层的各个层中设置与相机模块30尺寸对应的开口。换句话说，属于“用户侧的最前面层”表示低反射涂敷部件21，并在低反射涂敷部件21、树脂板24a、第二导电膜23b直到树脂膜衬底22b中各自设置相机模块安装开口25。注意，用于安装相机模块30的位置可以经过预先调整，以消除通信者之间失去目光接触的问题。

图3的示意图示出了将相机模块30安装到透明过滤器部分20的方式的一种示例。图3示出了在低反射涂敷部件21、树脂板24a、第二导电膜23b和树脂膜衬底22b中给子设置相机模块安装开口25。通过相机模块安装开口25将相机模块30连接到第一导电膜23a。相机模块30与第一导电膜23a之间的连接是通过端子33(金属触点)以电的方式实现的，端子33设置在相机模块30的背面。

为了将相机模块30与第一导电膜23a之间的连接固定下来，从透明过滤器部分20的背面经过设在透明过滤器部分20中的通孔26将相机模块固定螺钉70拧到相机模块30中。尽管在这种示例中用螺钉来固定相机模块30和透明过滤器部分20，但是也可以采用另外的方式(例如粘合剂)以其他途径对它们进行固定。

下面将参考图4对第一导电膜23a上的导线图案进行说明，第一导电膜23a作为信号线所用的导电膜。图4中虚线所示部分是相机模块安装位置5，相机模块30将安装到该处。数据输入/输出图案4设置在相机模块安装位置5上方，用于向相机模块30输入数据/从相机模块30输出数据，而GND(接地)图案2和Vcc(电源)图案3设置在位置5的下方。此外，防干扰GND图案1处于设置这些导线图案的区域中，以防止其与其他部分发生干扰。

图5示出了第二导电膜23b堆叠在图4所示第一导电膜23a上的情况的一种示例。在图5中，第二导电膜23b设有相机模块安装开口25。这样，相机模块30通过设在第二导电膜23b中的相机模块安装开口25连接到第一导电膜23a。此外，第二导电膜23b的整个部分接地，从而为信号线阻挡第一导电膜23a产生的电磁波。

下面将采纳考图6对相机模块30的一种构造示例进行说明。相机模块30包括成像器部分31和线缓冲区32，成像器部分31是通过将未示出的透镜安装到CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)成像器而形成的，线缓冲区32用于对成像器部分3 1产生的图像信号进行放大并将经过放大的图像信号输出。成像器部分31使用了应用于便携式电话等的小尺寸相机模块。在成像器部分31处经过光电转换的图像信号沿着第一导电膜23a上布置的信号线传输。由于透明导电膜(例如ITO导电膜)具有较大的电阻值，所以需要使经过透明导电膜传输的信号电平较大。这就是使成像器部分31所输出的图像信号经过线缓冲区32放大的原因。

由线缓冲区32放大的图像信号经过第一导电膜23a上的信号线传输到框架10。框架10包括阻尼电阻器11、编码器12和视频输出端子60，阻尼电阻器11用于对经过第一导电膜23a传输来的图像信号的输出波形进行整形，编码器12用于将经过阻尼电阻器11整形的图像信号转换成符合NTSC(全国电视标准委员会)或PAL(逐行倒相)制式的视频信号，视频输出端子60用于将经过编码器12转换的视频信号输出。框架10还具有电能输入端子50(见图1)，用于通过第一导电膜23a向相机模块30供电。

在本示例中，为了使相机模块30尽可能小，编码器12设在框架10内部而不是相机模块30内部。因此，相机模块30构造成经过成像器部分31内的模拟/数字转换部分和模拟信号处理部分(者两个部分均未示出)来输出根据某种格式(例如BT.656)的数字信号，所述格式是编码器12的输入格式。注意，可以以其他任何格式(例如REC.656和YUV.422)来对数字信号进行编码。

通过以此方式从成像器部分31输出数字信号，可以不将编码器12设置在成像器部分31内而是设置在框架10内。由此，可以使成像器部分31小型化，并可以使带有成像器部分31的相机模块30小型化。在此示例中，相机模块30是阻挡用户视野的唯一一个物体。因此，通过使模块30的截面积最小化，用户能够与对方通信而不会感到不舒服。

此外，由于从成像器部分31输出的图像信号经过线缓冲区32的放大，所以即使在透明导电膜有较大电阻值的情况下，也可以传输图像信号。

此外，由于把应用到便携式电话等的相机模块用作成像器部分31，所以可以降低制造成本。

此外，第二导电膜23b用于阻挡第一导电膜23a处产生的电磁波，第一导电膜23a是用于信号线的导电膜，由于将第二导电膜23b设在第一导电膜23a前方，所以不容易发生问题，例如第一导电膜23a造成其自身附近的其他电路错误操作的问题，以及膜23a受到所述其他电路产生的电磁波影响的问题。

此外，由于在形成透明过滤器部分20的所有层中使用透明材料，所以用户可以看到另一方，就像对方在监视器80上显示的视频中一样(见图1)。因此，用户可以将注意力集中在与对方的交谈中，并因此与对方顺利地通信。

此外，由于通过将相机模块30与通信者的视线对准来将相机模块30设置在透明过滤器部分20上，所以可以消除通信者之间失去目光接触的问题。

此外，由于相机模块30设置在监视器80前方，所以对象光(或可视图像)直接进入相机模块30。因此，相机模块30的成像器部分31所产生的图像信号中造成噪声(像将监视器80设置在相机模块30背面的情况那样)等的可能性可以降低。

在此情况下，图像信号处理不需要消除由显示部分的映像或由显示部分自身的光发射所造成的噪声。因此，不会发生专门图像信号处理所造成的信号延迟等问题。

注意，在上述实施例中已经说明了这样的示例，即用ITO导电膜作为第一导电膜和第二导电膜。但是，也可以使用由其他材料制成的膜，只要该膜是透明的导电膜。

此外，尽管在上述实施例中已经说明了这样的示例，即将聚酯膜用于树脂膜衬底并将聚碳酸酯用作树脂板，但是也可以使用其他材料(例如玻璃或除了聚碳酸酯之外的树脂)，只要它们具有透光性即可。

此外，尽管在上述实施例中已经说明了用钩子将相机单元安装到显示部分上的构造，但是也可以用粘合剂或其他方式来安装相机单元。

根据本发明的实施例，可以在双向通信系统(例如视频会议系统)中，以便宜的方式在通信者之间目光接触的情况下实现通信。

本领域技术人员应当明白，在权利要求及其等同物的范围内，取决于设计需求和其他因素，可以产生各种变更、组合、子组合和替换形式。

Claims

1.一种相机单元，用于通信系统中，所述通信系统具有显示部分并设置成通过至少两个位置之间的通信来交换声音和图像，所述相机单元包括：

相机部分，具有图像传感器，用于将可视图像光电转换为电信号；

透明过滤器部分，具有信号线，所述信号线用于向所述相机部分供电并对从所述相机部分向其供应的图像信号进行传输，所述相机部分设置在所述透明过滤器部分的经过预先调整的位置，以使通信者之间目光接触；

框架部分，用于将所述透明过滤器部分保持于所述框架部分中，所述框架部分具有电源输入端子和视频输出端子，所述电源输入端子用于向所述相机部分供电，所述视频输出端子用于将从所述相机部分向所述视频输出端子传输的图像信号输出；和

安装部件，用于将保持了所述透明过滤器部分的所述框架部分安装到所述通信系统的显示部分的显示屏幕前表面。

2.根据权利要求1所述的相机单元，其中：

所述透镜过滤器部分具有第一导电部分和第二导电部分，所述第一导电部分具有信号线，所述第二导电部分设置在所述第一导电部分前方，对所述第一导电部分处产生的电磁波进行阻挡。

3.根据权利要求2所述的相机单元，其中：

所述第一导电部分和所述第二导电部分被保持成介于第一透明板与第二透明板之间。

4.根据权利要求1所述的相机单元，其中：

在所述透明过滤器部分的前侧设置低折射涂敷部件，所述涂敷部件上具有低折射涂层。

5.根据权利要求1所述的相机单元，其中：

所述相机部分具有放大部分，所述放大部分用于对从所述图像传感器输出的图像信号进行放大。

6.根据权利要求5所述的相机单元，其中：

所述框架部分具有编码器，所述编码器用于将从所述相机部分输出的图像信号转换成预定的视频信号格式。