CN103259887B

CN103259887B - 在电子设备中用于防止摄像机失真的窗

Info

Publication number: CN103259887B
Application number: CN201310050732.7A
Authority: CN
Inventors: 金泳均; 裴广镇
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2033-02-08
Also published as: US20130215323A1; KR20130094500A; EP2629147A3; CN103259887A; KR102036318B1; EP2629147A2; US9088703B2; EP2629147B1

Abstract

一种电子设备的窗包括与摄像机镜头组件相对应位置处的拍摄区域。该窗包括正面、背面和倾斜表面。其中正面包括所述拍摄区域，并形成为弯曲形状。在背面上与所述拍摄区域相对应的至少一部分中放置倾斜表面使其具有与正面的曲率相对应的斜率。因此，倾斜表面可有效地防止图像捕获质量变差，例如防止由摄像机镜头组件和内部反射引起的失真。

Description

在电子设备中用于防止摄像机失真的窗

技术领域

本发明涉及一种包括用于拍摄对象的图像捕获装置在内的电子设备，更具体地，涉及一种可在电子设备中用于防止摄像机失真的窗。

背景技术

电子设备已经发展到具有各种功能以满足用户的愿望。例如，就移动通信终端来说，用户除了可以实现与对方用户进行通信这一基本功能外，还可以使用MP3声源收听各种音乐，使用无线因特网络享受网上冲浪，并通过移动通信终端下载和使用各种程序。此外，移动通信终端具有至少一个高像素的图像捕获装置，包括摄像机镜头组件，以允许用户拍摄对象，并由此捕获对象的图像。具体地，不仅静止图像，运动图像和三维图像的拍摄功能通常都纳入到电子设备的功能中。

这些电子设备被制造成具有更优雅的设计和更薄的体积，并同时具有上述各种功能。因此，在设备的制造商使设备小型化的同时，根据相关功能更优异的方向，开发设备上安装的相关组件的功能，从而努力减小电子设备的整个体积。

此外，这样的电子设备具有显示单元和按键输入单元，作为数据输入/输出装置，还具有触摸屏单元，能够同时进行数据的输入/输出。触摸屏单元的大小通常占据电子设备正面的90％或更多，因此，近来由玻璃或聚乙烯对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成的窗通常放置在电子设备的正面侧，以保护放置在电子设备内部的各种电子功能元件，如触摸面板、显示面板等，并形成产品的外观。此外，基本上应当放置在电子设备正面侧的用于视频电话(VT)的摄像机镜头组件配置为通过配备有窗的拍摄区域(例如圆形透明部分)来拍摄对象，该拍摄区域与印制区域分开，印制区域上印制或安装有例如制造商标志的标记或标签、或包括按钮设置的符号。

图2是现有技术中电子设备100的部分的截面图，示出了现有技术的摄像机镜头组件安装在电子设备100的内部。

如图2所示，在电子设备100中，基板30放置在由前壳框106和后壳框107形成的预定空间的内部。摄像机镜头组件20被安装在基板30上。此外，由玻璃或PET形成的用于覆盖电子设备100的正面的大部分外观的窗110安装在前壳框106上。

在该窗110中，透明拍摄区域114被放置在除显示区域以外与摄像机镜头组件20相对应的位置上。优选地，同时不包括透明拍摄区域114的部分是非活动区域113，通常对应于其上印制或安装有例如制造商标志的标记或标签、或例如按钮设置的符号的黑色印制区域或其他颜色印制区域。

此外，透明拍摄区域114可以包括由电子设备100的整体设计或形状确定的弯曲表面。在这种情况下，窗110的上表面的透明拍摄区域114可以形成具有预定曲率的弯曲形状，而窗110的背面112通常形成为平面，使得容易进行所需元件的组装。

但是，根据这种结构，不仅由于在窗的上表面的弯曲结构引起的折射导致产生失真，并且在内部会出现反射，最终导致产生拍摄图像时在画面上生成意想不到的点，所以这种结构不能满足用户的期望。因此通过电子设备100捕获图像的质量和可靠性变差。

此外，为了补充上述问题并防止由弯曲的上表面造成的失真，摄像机镜头组件的镜头模块应该被重新设计。

发明内容

本发明的一个方面在于，至少解决上述问题和/或缺点，并至少提供下面描述的优点。因此，本发明的一个方面是提供一种用于防止电子设备中摄像机失真的窗，该窗即使形成为弯曲形状也总是可以获得优良品质的图像。

本发明的另一方面在于，提供一种用于防止电子设备中摄像机失真的窗，实现为当设计电子设备的外观时有利于无形状限制(例如弯曲形状)的优异设计。

本发明的另一方面在于，提供一种用于防止电子设备中摄像机失真的窗，实现为预先防止由于应用弯曲形状的窗导致重新设计摄像机镜头组件的镜头模块所导致的不便和制造成本的增加。

本发明的另一方面在于，提供一种用于防止电子设备中摄像机失真的窗，实现为获得出色的拍摄质量而不受设计的影响，从而有助于改善电子设备的可靠性。

根据本发明的一个方面，提供了一种电子设备中的窗，包括与摄像机镜头组件相对应位置处的拍摄区域。所述窗包括：包括所述拍摄区域并形成为弯曲形状的上表面；与上表面相对的背面；和具有与上表面的曲率相对应的斜率的倾斜表面，该倾斜表面被放置在背面上与所述拍摄区域相对应的至少一部分中，其中，倾斜表面防止摄像机镜头组件的劣化。

可以确定上表面的曲率，以便摄像机镜头组件中视场角的延长线与上表面相交的两点之间的垂直距离在大约0毫米至0.05毫米的范围内。

当连接摄像机镜头组件中视场角的延长线与上表面相交的两点得到的第一线段与从摄像机镜头组件的镜头中心延伸得到的第二线段相交成直角时，倾斜表面可以形成为与穿过位于第二线段的上表面的点的切线具有相同的斜率。可应用于上表面是凸面的情况和上表面是凹面的情况。

拍摄区域可以形成为在摄像机镜头组件中视场角的延长线与上表面相交的两点之间的距离以外还具有预定距离D的余量空间，以防止因装配容差引起的故障。在这一点上，该距离D可被确定在大约0.2毫米至0.3毫米的范围内。

此外，倾斜表面的两端可以被形成为低于背面，或者倾斜表面可以形成为具有开始于背面并且低于背面的表面，而且倾斜表面可以形成为附着于背面的分离倾斜构件。

根据以下具体描述，本发明的其他方面、优点和显著特征对于本领域技术人员来说变得显而易见，以下具体描述结合附图公开了本发明的示例性实施例。

附图说明

当结合附图时，通过以下描述，本发明特定示例性实施例的上述和其他方面、特征和优势将变得更加显而易见，图中：

图1是示出了根据本发明示例性实施例的移动终端的正面透视图，作为安装有窗的电子设备；

图2是现有技术中电子设备的部分截面图，示出了现有技术的摄像机镜头组件安装在电子设备的内部；

图3是根据本发明示例性实施例的电子设备的部分截面图，示出了图1中的窗应用到摄像机镜头组件；

图4是示出了根据本发明示例性实施例用于演示图1的窗中形成的倾斜表面的原理的图；

图5是示出了根据另一本发明示例性实施例用于演示窗中形成的倾斜表面的原理的图；以及

图6A和图6B是分别示出了根据现有技术的方法在包括20度和30度弯曲表面的窗中的相位差的曲线图。

图6C和图6D是分别示出了根据本发明在包括20度和30度倾斜表面的窗中的相位差的曲线图。

贯穿附图，相同的参考数字将被理解为指相同的部件、组件和结构。

具体实施方式

提供了参照附图的以下描述来有助于全面理解由权利要求书及其等同物限定的本发明的示例性实施例。这包括多种特定细节以有助于理解，但这些仅被看作是示例。因此，本领域技术人员可以认识到，在不脱离本发明的范围和精神的前提下，可以进行本文所述实施例的各种改变和修改。此外，为了清楚和简明，省略对于公知功能和构造的描述。

然而，本发明可以以许多不同的形式来体现，并且不应当被解释为限于这里所阐述的示例性实施例中。此外，这里所描述的考虑本发明的功能来定义的术语，也可以根据用户和操作者的意图和实践有不同的实现方式。因此，应当贯穿说明书基于公开来理解这些术语。不脱离本发明范围的情况下，可以在变化且众多的实施例中使用本发明的原理和特征。

贯穿附图使用相同的参考数字来指代相同或类似部件。此外，虽然附图表示本发明的示例性实施例，附图不一定按比例绘制，某些特征可能被放大或省略，以便更清楚地说明和解释本发明。

在这里阐述的术语中，终端是指任何类型的设备，其能够处理从任何外部实体接收的数据或向任何外部实体发送的数据。该终端可以在屏幕上显示图标或菜单，存储的数据和各种可执行的功能被分配或映射到屏幕上。终端可以包括计算机、笔记本电脑、平板电脑、移动设备等等。

在这里阐述的术语中，屏幕是指可视地向用户显示信息的显示器或其他输出装置，可选地，能够接收和电子处理使用笔、用户手指或将用户选择从用户传递给输出设备的其他技术的用户的触觉输入。

虽然通过演示移动终端以及描述应用到图像捕获和/或视频电话(VT)的摄像机前端的窗来描述本发明，本发明并不局限于此。例如，本发明可应用于包括摄像机镜头组件的各种电子设备和应用于该电子设备上的具有弯曲形状的各种形状的窗。

此外，虽然本发明描述了一种在应用到电子设备的整体外观的一部分窗中形成的拍摄区域的倾斜表面结构，即使分离摄像机镜头组件的窗被应用到窗的弯曲部分或显示单元的壳框架，根据本发明的技术结构可应用于针对摄像机镜头组件的窗。

图1是示出了根据本发明示例性实施例的移动终端的正面透视图，作为安装有窗的电子设备。

参照图1和图3，移动终端1包括窗10，该窗安装在移动终端1本体的正面或前部部分。窗10可由玻璃形成。然而并不局限于此，该窗也可由PET或任何其它已知的透明和/或半透明材料形成。如图1以及图3的侧截面所示，窗10被分成活动区域16和非活动区域13，其中显示单元被安装在活动区域16中。这里，在触摸屏单元被用作显示单元的情况下，活动区域16和非活动区域13可以分别被定义为触摸区域和非触摸区域。因此，活动区域16被形成为透明的，以便可以看到其中的触摸屏单元以及文本、符号和可激励图标，非活动区域13是印制区域，在窗10的上部和下部有印字或标签在其上。非活动区域13可以被印制成各种颜色，而且通常形成为黑色印制区域，也可以是其他颜色印制区域，其上印制或安装例如制造商标准标记或标签，或包括按钮设置的符号。

此外，如图1所示，可以在窗10的上部形成用于暴露听筒3的开口，可以在窗10的下部形成将用于暴露针对按键输入的各种附加按钮以及例如麦克风4之类其他组件的开口。

用于使用摄像机5拍摄对象的透明拍摄区域14设置在窗10的上部的一侧，该区域具有安装在移动终端1内部的摄像机镜头组件20，如图1和图3所示。拍摄区域14是一个透明区域，不包括非活动区域13中的黑色或彩色印制区域。

此外，在移动终端1中，窗10的一部分被形成具有弯曲形状。在移动终端1设计的一个方面，这是为了实现优雅的外观。当最初制造窗10时，通过制作移动终端1的上表面和/或具有预定曲率的弯曲形状的窗10来形成窗10。另外，上述拍摄区域14可以被放置在窗10的弯曲部分中。这是因为考虑到具有摄像机镜头组件20的摄像机5的安装位置，窗10的弯曲部分可以位于优化位置。

在这种情况下，在根据现有技术的移动终端的窗的可比结构中，由于窗的弯曲形结构导致出现失真或内部反射。相反，当如本文所述实现根据本发明的窗10时，现有技术中存在的上述失真问题得到解决。

图3是根据本发明实施例的如移动终端1的电子设备的部分截面图，示出了图1的窗10被应用于具有摄像机镜头组件20的摄像机5，图4是示出了根据本发明实施例图1的窗10中形成的倾斜表面15的原理的图。

参照图3，在移动终端1中，前壳框6和后壳框7耦合形成部件安装空间，用于在内部空间中安装部件和组件。基板30和摄像机镜头组件20被安装在该内部空间中。优选地，摄像机镜头组件20可使用表面贴装器件(SMD)的方法安装在基板30上。然而，本发明不局限于此，备选地摄像机镜头组件20可以不安装在基板30上，而是分离地安装在由壳框6和7形成的移动终端1的内部空间中的预定位置。这种情况下，摄像机镜头组件20可通过例如电缆等的预定电子连接装置与基板30连接。

窗10被固定地安装在前壳框6中，与摄像机镜头组件20相对应的窗10的一部分被形成为拍摄区域14，而窗10的任意其他部分是非活动区域13，被形成为用于标志、标记等的印制区域。因此，当用户从外部观看窗10时，通过图1中所示的摄像机5，用户只能看到圆形拍摄区域14。

根据本发明，窗10包括弯曲的正面11和具有倾斜表面15的背面12。倾斜表面15被配置为以预定斜率从一侧向另一侧倾斜。倾斜表面15的形成是基于如下原理：相比于由窗10的弯曲上表面中形成的正面11而引起的相位差，由于倾斜表面导致镜头几乎没有相位差。此外，取决于与拍摄区域14相对应的窗的正面11的弯曲程度，倾斜表面15应当形成为具有相应的斜率。因此，倾斜表面15防止摄像机镜头组件20的图像捕获质量变差。

图4是示出了根据本发明实施例在图1的窗中形成的倾斜表面的原理的图。

如图4所示，窗10的拍摄区域14应当形成为大于摄像机镜头组件20的视场角θ。这里，视场角θ表示其中当进行拍摄时摄像机镜头组件20可捕获场景的范围。在这一点上，分别将窗10的正面11与形成视场角θ的每条光线延长线的相交处形成的第一部分和第二部分称为“A”和“B”。

根据本发明，关于窗10中拍摄区域14的弯曲程度，推荐的范围是上述点A和B之间的垂直距离δ为0毫米至0.05毫米的曲率范围。

另外，窗10的背面12中形成的倾斜表面15位于从摄像机镜头组件20的镜头中心延伸出的线段上，该线段与连接A、B两点的线段AB相交成直角，并形成为与穿过窗10的正面11中的点C形成的切线具有相同的斜率。因此，相应倾斜表面15的斜率可根据窗10的正面11的弯曲程度而改变。

此外，弯曲形状形成的窗10的正面11的拍摄区域14应形成为具有比在视场角θ延长线与正面11相交的A、B两点之间的距离向外远预定距离为D的余量空间，以防止由于组装和/或制造公差引起的故障。当制造和/或组装摄像机镜头组件20和基板30时，可能会产生这样的组装和/或制造公差。因此，优选地，如图4所示，该余量间隔或距离D被确定为0.2毫米至0.3毫米的范围内。

此外，优选形成作为第二倾斜表面的部分151，其中窗10的背面12和倾斜表面15相交，以便部分151从背面12结束的部分到倾斜表面15开始的部分以预定角度逐渐变窄。在该逐渐变窄的部分151包括印制区域或非活动区域13的情况下，不同于通常被应用具有平面印制优势的带式(taping)印制工艺的印制区域，优选在该逐渐变窄的区域上执行在弯曲或倾斜表面上具有印制优势的压印(padprinting)工艺。

图5是示出了根据另一本发明实施例在窗40中形成的倾斜表面的原理的图。

如上所述，图3-4中所示的一个本发明示例性实施例，描述了当弯曲的窗10的正面11向上凸时，已使用倾斜表面15形成背面12，备选地，如图5所示，当弯曲的窗40的正面41是凹面时，倾斜表面45可应用于弯曲的窗40。

如图5所示，可以形成在窗40的背面42中形成的倾斜表面45的斜率，使得当摄像机镜头组件20中镜头视场角的延长线和窗40的正面41分别相交于点E和F时，倾斜表面45位于从摄像机镜头组件20的镜头中心延伸出的线段上，该线段与连接E、F两点形成的线段相交成直角，倾斜表面45具有与穿过窗40的正面41中的点F的切线相对应的斜率。

在这种情况下，优选地，窗40的拍摄区域44被形成为除了点E和F之间的距离外还具有预定长度的余量，而且可以形成作为印制区域的非活动区域43。

此外，上述倾斜表面45形成为在窗40的背面42中具有预定斜率。因此，如图5所示，倾斜表面45的两侧均不需要低于背面42。倾斜表面45的一侧可以形成为与背面42一致，倾斜表面45的另一侧可以形成为具有低于背面42的倾斜表面45部分。

此外，在摄像机镜头组件20和窗40之间的间隔距离足够大的情况下，可以附着具有与窗40的正面41的曲率相对应斜率的透明倾斜构件，以便突起到窗40的背面42中的拍摄区域。在这种情况下，可使用例如光学透明粘合剂(OCA)的粘合材料将该倾斜构件附着在窗40的背面42上。

图6A和图6B是分别示出了根据现有技术的方法在包括20度和30度弯曲表面的窗中的相位差的曲线图。图6C和图6D是分别示出了根据本发明在包括20度和30度倾斜表面的窗中的相位差的曲线图。

如图6A-6D所示，在图6A和图6B中对现有技术的分别为20度和30度弯曲的窗的相位差作了比较，在图6C和图6D中显示出本发明分别为20度和30度倾斜的窗的相位差，表明在已实现倾斜窗的本发明中没有出现相位差。图6C-6D的虚线圆中示出相位差不存在，表明使用本发明改善了图像捕获质量，使得失真很少或没有失真。然而，现有技术中倾斜窗的相位差已经出现而且显著，如图6A-6B中的曲线图所示，对于现有技术中摄像机组件，使用的弯曲的窗导致捕获图像存在严重失真。

这意味着，当如本发明实现具有倾斜表面的窗时，当捕获对象图像时不会产生失真和/或进行拍摄时不会发生内部反射。

因此，根据本发明，如图3-5所示，即便使用具有预定曲率的弯曲表面形成拍摄区域的正面，窗使用倾斜表面形成了背面，以便移除由相位差导致的失真，并移除拍摄过程中的内部反射，从而除去了现有技术中电子设备的设计中存在的限制，因此改善了使用本发明的电子设备中的摄像机来捕获图像的可靠性。

尽管已经参照本发明的特定示例性实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上对本发明进行多种改变。因此，本发明的范围并不局限于上述实施例，而应当由所附权利要求书及其等同物来确定。

Claims

1.一种电子设备的窗，包括与摄像机镜头组件相对应的位置处的拍摄区域，所述窗包括：

正面，包括拍摄区域的至少一部分并具有弯曲形状；以及

背面，包括：倾斜表面，所述倾斜表面防止摄像机镜头组件的图像捕获质量变差，并被放置在背面上与所述拍摄区域相对应的至少一部分中，

其中，所述倾斜表面形成为与穿过正面的第一点的切线平行，所述第一点是从摄像机镜头组件的镜头中心延伸的第一线段穿过的点，所述第一线段与连接正面的第二点和第三点的第二线段成直角，所述第二点和第三点是摄像机镜头组件中视场角的相对侧上的边界线与正面相交的两点。

2.如权利要求1所述的窗，其中，确定正面的曲率，以便摄像机镜头组件中视场角的延长线与正面相交的两点之间的垂直距离在0毫米至0.05毫米的范围内。

3.如权利要求1所述的窗，其中，拍摄区域形成为在摄像机镜头组件中视场角的延长线与正面相交点之间的距离以外具有预定距离D的余量空间，以防止由于装配容差引起的故障。

4.如权利要求3所述的窗，其中，所述距离D在0.2毫米至0.3毫米的范围内。

5.如权利要求1所述的窗，其中，倾斜表面的两端被形成为低于背面。

6.如权利要求1所述的窗，其中，倾斜表面形成为具有开始于背面的第一表面部分和低于背面的第二表面部分。

7.如权利要求5所述的窗，其中，倾斜表面和背面之间的边界区域逐渐变窄。

8.如权利要求6所述的窗，其中，倾斜表面和背面之间的边界区域逐渐变窄。

9.如权利要求1所述的窗，其中，倾斜表面包括附着在背面上的第二倾斜表面。

10.一种电子设备，包括：

摄像机镜头组件，用于拍摄对象；以及

窗，具有被放置在与摄像机镜头组件相对应的位置处的拍摄区域；

其中，所述窗包括：

正面，包括拍摄区域的至少一部分并具有弯曲形状；以及

背面，包括：倾斜表面，所述倾斜表面防止摄像机镜头组件的图像捕获质量变差，并被放置在背面上与拍摄区域相对应的至少一部分中，

11.如权利要求10所述的电子设备，其中，确定正面的曲率，以便摄像机镜头组件中视场角的延长线与正面的相交处的两点之间的垂直距离在0毫米至0.05毫米的范围内。

12.一种电子设备的窗，所述窗包括：

摄像机镜头组件，以及

透明窗，具有朝向摄像机镜头组件凸出的正面，以及背面，在背面中形成有凹槽，所述凹槽与窗的摄像机镜头组件相对；所述凹槽形成为具有倾斜表面，所述倾斜表面防止摄像机镜头组件的图像捕获质量变差；

13.如权利要求12所述的窗，其中，所述凹槽以直线的方式形成。

14.如权利要求12所述的窗，其中，所述透明体具有外表面。

15.如权利要求12所述的窗，其中，所述透明体具有外表面，所述凹槽形成为具有与外表面的曲率相对应的曲率。