CN110268318B - 菲涅尔透镜中的非对称区 - Google Patents

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Abstract

菲涅耳透镜包括多个不同区。所述区中的至少一个可为径向不对称的非对称区。所述非对称区可将从位于菲涅耳透镜焦距内的光源接收的光重新导向到图像传感器的视场的一部分。在一些实施方案中，可在相同菲涅耳透镜内实现多个非对称区，该菲涅耳透镜可具有不同的径向不对称性。

Description

菲涅尔透镜中的非对称区
背景技术
当使用图像传感器或其他图像捕获设备诸如相机来捕获图像数据时，常见的是包括使用照明元件(诸如发光二极管(LED))的闪光灯、频闪灯或其他组件，该照明元件发射光以照明位于图像传感器的视场内的场景的部分。由于图像传感器通常嵌入多种设备中，因此可实现不同类型的闪光部件以适应包括图像传感器的不同设备的约束或设计要求。例如，移动计算设备诸如移动电话或其他便携式多功能设备可实现占据移动计算设备的受限部分的图像传感器和闪光部件，为移动计算设备的其他元件或部件留下用于提供其他功能或性能的空间。因此，可能需要用于减小由闪光部件或图像传感器占据的空间或资源的技术。
发明内容
在各种实施方案中，菲涅耳透镜可被实现为照明图像传感器的视野内的场景或其他部分，将从照明元件或其他光源接收的光导向到视场中。菲涅耳透镜可包括用于导向所接收的光的多个不同区。虽然菲涅耳透镜中的一个或多个区可以是径向对称的，但所述区中的另一个或多个区可以是不对称的，从而得到径向不对称的区。非对称区可提供光的局部重定向，使得非对称区的不同部分不同地导向光。非对称区的一个实施方案可例如重新导向光以在视场中提供倒置照明，而非对称区的另一个实施方案可重新导向光以在视场中提供非倒置照明。多个非对称区的不同组合可在作为同一光源模块的一部分一起实现的单个菲涅耳透镜或多个菲涅耳透镜内实现。
附图说明
图1A-图1C示出了根据一些实施方案的包括不同菲涅耳透镜和光源定位的不同光学系统，包括具有非对称区的菲涅耳透镜。
图2示出了根据一些实施方案的包括非对称区的菲涅耳透镜。
图3A-图3C示出了根据一些实施方案的菲涅耳透镜的不同非对称区的示例性横截面。
图4示出了根据一些实施方案的菲涅耳透镜，其具有将光重新导向到视场的不同部分的多个非对称区。
图5示出了根据一些实施方案的实现嵌入式光模块的移动计算设备，该嵌入式光模块包括具有非对称区的菲涅耳透镜并且为图像传感器提供照明。
图6示出了根据一些实施方案的控制器和光源模块的逻辑框图。
图7A-图7C示出了根据一些实施方案的具有嵌入式光源模块的便携式多功能设备。
本说明书包括参考“一个实施方案”或“实施方案”。出现短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”并不一定是指同一个实施方案。特定特征、结构或特性可以与本公开一致的任何合适的方式被组合。
“包括”。该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所使用的，该术语不排除附加结构或步骤。考虑以下引用的权利要求：“一种包括一个或多个处理器单元...的装置”此类权利要求不排除该装置包括附加部件(例如，网络接口单元、图形电路等)。
“被配置为”。各种单元、电路或其他部件可被描述为或叙述为“被配置为”执行一项或多项任务。在此类上下文中，“被配置为”用于通过指示单元/电路/部件包括在操作期间执行这一项或多项任务的结构(例如，电路)来暗指该结构。如此，单元/电路/部件可被配置为即使在指定的单元/电路/部件当前不可操作(例如，未接通)时也执行该任务。与“被配置为”语言一起使用的单元/电路/部件包括硬件——例如电路、存储可执行以实现操作的程序指令的存储器等。引用单元/电路/部件“被配置为”执行一项或多项任务明确地旨在针对该单元/电路/部件不援引35U.S.C.§112(f)。此外，“被配置为”可包括由软件和/或固件(例如，FPGA或执行软件的通用处理器)操纵的通用结构(例如，通用电路)以能够执行待解决的一项或多项任务的方式操作。“被配置为”还可包括调整制造过程(例如，半导体制作设施)，以制造适用于实现或执行一项或多项任务的设备(例如，集成电路)。
“第一”“第二”等。如本文所用，这些术语充当它们所在之前的名词的标签，并且不暗指任何类型的排序(例如，空间的、时间的、逻辑的等)。例如，缓冲电路在本文中可被描述为执行“第一”值和“第二”值的写入操作。术语“第一”和“第二”未必暗指第一值必须在第二值之前被写入。
“基于”。如本文所用，该术语用于描述影响确定的一个或多个因素。该术语不排除影响确定的附加因素。即，确定可仅基于这些因素或至少部分地基于这些因素。考虑短语“基于B来确定A”。在这种情况下，B为影响A的确定的因素，此类短语不排除A的确定也可基于C。在其他实例中，可仅基于B来确定A。
具体实施方式
各种实施方案可实现菲涅耳透镜中的非对称区。为了捕获在图像传感器的视场中的事件、对象或其他场景的图像数据，可将额外的光聚焦或以其他方式导向到视场中。这样，可平衡、抵消或以其他方式补偿视场内的自然或其他照明的缺陷或特征。为了将光导向到视场中，可实现不同类型的透镜或反射器以接收光并将其重新导向到视场中。例如，全内反射(TIR)透镜或弯曲反射器可将所接收的光重新导向并集中到视场内的特定方向、图案或位置中。
在各种实施方案中，菲涅耳透镜可被实现为接收从光源发射的光，以便将光重新导向到图像传感器的视场中。菲涅耳透镜可实现多个区。每个区可包括一个或多个子区。子区可包括一个或多个区段或表面元件(例如，脊、“齿”、凹槽或其他特征部，如棱镜)，这些区段或表面元件重新导向光以便照明图像传感器的视场的不同部分或相同部分。同一区内的每个子区可共享整个区中的一个或多个特征。例如，子区的类型，对称性或不对称性，可由同一区中的两个子区共享(如下文图3A至图3C中所讨论)。子区也可在同一区内具有不同的特征。例如，一个区可包括两个不对称的子区，每个均具有不同形式的不对称性(例如，在区中的不同位置处的不同表面测量值)，或者一个区可包括非对称子区和对称子区两者。
可以不同的方式来描述子区。“齿”区段(诸如图1-图4所示的“齿”区段)可由相对于区段的内表面(相对于菲涅耳透镜的中心)的α角度，相对于区段的外表面(相对于菲涅耳透镜的中心)的β角度和外表面的表面半径R0限定。区段的内表面和外表面可在“齿”的“峰”处接合在一起。需注意，可使用其他测量值来描述区段。在各种实施方案中，也可描述内表面的半径RI，以及峰的高度或表面的长度。子区可以彼此邻接。在上述“齿”实施例中，一个“齿”的外表面可接合相邻“齿”的内表面作为“齿”的“峰”之间的“谷”。在一些实施方案中，子区可不横贯围绕透镜片中心的整个圆周，例如如图4所示。
菲涅耳透镜的不同区(或子区)可以不同角度(例如，由于来自光源的180°散射)接收来自光源的光。然后，这些区可准直来自不同角度的光，使得光以平行方向从菲涅耳透镜被重新导向出。通常，菲涅耳透镜可实现包括具有对称子区和/或区段的对称区的区，以便将接收到的来自光源的光重定向到空间中。例如，如图1A所示，光源103可发射光，该光在菲涅耳透镜的对称区107处被接收并且被重新导向以在对象空间中提供照明图案109。在此类具体实施中，光源103被放置成与菲涅耳透镜107相距一定距离，该距离相当于菲涅耳透镜107的焦距110，其可实现大于50％的照明均匀度。此类照明均匀度可为高度期望的，以便提供均匀的效果以平衡、抵消或补偿在视场中捕获的其他光源。
菲涅耳透镜(例如菲涅耳透镜107)的焦距可以不同的方式确定。在一些实施方案中，可为整个菲涅耳透镜指定焦距，并且该焦距可适用于菲涅耳透镜的每个子区。在一些实施方案中，菲涅耳透镜的焦距可特定于菲涅耳透镜的各个区、子区或任何其他区段或表面。因此，相同菲涅耳透镜的不同区、子区或任何其它区段或表面可具有不同焦距。
为了减小提供照明的光学系统所占据的空间，可使光源更靠近菲涅耳透镜，从而减小光学系统的高度。例如，图1B示出了其中光源113具有距具有对称区107的相同菲涅耳透镜的距离115的光学系统，该距离小于菲涅耳透镜107的焦距110(其可小于菲涅耳透镜的整体焦距距离或小于菲涅耳透镜107的任何一个(或多个)区、子区、区段或其他表面的焦距距离)。在这种情况下，从光源113接收的一些光可被重新导向在视场之外(如来自透镜107的虚线所示)，从而得到较不均匀的照明均匀度119(例如，小于25％的均匀度)。在该实施例中，通过缩短光学系统的高度而实现的空间节省，导致照明性能劣于更大高度的光学系统，如图1A所述。
为了在不损失照明性能的情况下实现空间节省，在各种实施方案中可实现具有一个或多个非对称区的菲涅耳透镜。例如，在图1C中，菲涅耳透镜127包括非对称区131和133。这些非对称区可提供径向不对称的局部表面，诸如下文结合图2-图4所讨论的非对称表面。因此，区中的一个位置处的表面(例如沿着菲涅耳透镜45°的半径的区域的表面)可不同于相同区中的另一个位置处的表面(例如菲涅耳透镜90°的半径的区的表面)。非对称区允许菲涅耳透镜127将在非对称区处接收的光从作为焦距110内的距离125的光源123重新导向回到视场内，从而抵消将光源123放置在相对于菲涅耳透镜127的焦点之外的位置的一些或所有负面效应(例如，因给定光源123的位置而使光被导向至视场之外，诸如图1B中所示的光)。这样，非对称区131和133可与菲涅耳透镜127中的对称区结合以实现光学系统，该光学系统提供与具有聚焦光源的光学系统(例如，照明均匀度109)类似、可比或更好的照明均匀度129(例如，大于50％)，同时保持较短的光学系统高度。具有较短高度的光学系统可允许嵌入或实现光学系统来为图像传感器提供照明的系统、部件或设备(诸如移动计算设备)较薄，而不牺牲照明性能。
图2示出了根据一些实施方案的包括多个非对称区的菲涅耳透镜。菲涅耳透镜210实现多个区，包括非对称区230和对称区240。非对称区230和231以及对称区240的选择和放置可相对于光源220与菲涅耳透镜210的形状和距离(由所需的光学系统高度确定)。例如，一些区可完全置于光源的尺寸内，使得区的外部边界不延伸超过光源边缘，诸如对称区240和非对称区230。在此类情况下，可放置区使得区被内接在光源尺寸内，使得区的外部边界与一个或多个光源边缘(诸如非对称区230)相切。也可放置区以便与光源尺寸部分地重叠，使得区域的至少一些部分在光源边缘内(诸如非对称区231)。部分重叠可以不同方式实现。例如，如图2所示，非对称区231可包括完全位于光源边缘之外的外部边界和完全位于光源边缘内的内部边界。另选地，在其他实施方案中，一个区可包括完全位于光源边缘之外的外部边界和部分位于光源边缘内的内部边界，或一个区可包括部分位于光源边缘之外的外部边界和完全位于光源边缘内的内部边界。区也可被放置成使得区的边界完全位于光源边缘之外，诸如对称区250。
菲涅耳透镜中的区的选择、布置和特性可以变化，以便在光源处于菲涅耳透镜的焦距内时提供所需的照明图案或均匀度。一个区的实现可以引导另一个区的实现。对称区的布置方式和光被对称区导向的方式可照明视场的某些部分，并且因此可确定菲涅耳透镜中的一个或多个非对称区的选择、布置和特性，以便照明视场中的其他部分以实现所需的照明图案或均匀度。例如，倒置光以穿过菲涅耳透镜中心的区可与非倒置的其他区组合，使得光不越过菲涅耳透镜的中心，如下文结合图4详细讨论的。包括菲涅耳透镜的中心区域的区可强烈地影响照明图案(例如，圆形照明图案)，使得位于中心区域之外的一个或多个区可进行补偿以产生不同的照明图案(例如，正方形照明图案)。例如，中心区域的直径越大，中心区域所导向的光的量越大，这将增加由中心区域外的非对称区提供的补偿量，以便修改照明图案。
虽然被描绘成正方形，但光源220可以非正方形形状(例如，矩形，圆形等)来实现，使得光源220内的、重叠的或外部的不同区的边界可以变化。因此，光源的图示或菲涅耳透镜210内的非对称或对称区的选择是示例性的，并非旨在进行限制。光源220的尺寸和/或形状也可引导不同区域的实现。例如，光源的尺寸可确定非对称区的尺寸(因为可增大非对称区的尺寸以补偿光源的增大的尺寸)，这也可确定菲涅耳透镜的中心区域的尺寸。类似地，光源的形状可确定菲涅耳透镜的形状(例如，矩形光源可使用菲涅耳透镜中的椭圆形区段聚焦或圆形光源可使用菲涅耳透镜中的正方形区段进行聚焦)。还需注意，在一些实施方案中，光学系统的高度可取决于光源220的形状。例如，系统高度可小于光源220的源宽度。
在至少一些实施方案中，非对称区诸如非对称区230或231的具体实施可根据正弦图案来实现，使得非对称区表面中的变化可以是周期性的。例如，用于成形可在沿菲涅耳透镜中心的圆周旋转时在某一方向(例如，Z轴)振荡的透镜片段的旋转金刚石模具路径可用于在可每90°完成图案的表面上产生正弦图案。这样，在0°处包括非对称区230和231的透镜的横截面将不同于在45°处包括区230和231的透镜的横截面，如下文参考图3A-图3C所述。然而，在一些实施方案中，不对称性可不具有图案或变化的图案(例如，变化的不同幅度，区中具有图案的部分，然后是相同区中没有图案的部分)。
非对称区的表面可以不同的方式来实现，以便实现光到视场的不同部分的重定向。图3A示出了根据一些实施方案的菲涅耳透镜的不同非对称区的示例性横截面。不同类型(例如，不对称、对称或异质(未示出))的区(例如，区310a、310b、310c和310d)可被描绘成0°横截面和45°横截面。一些区可包括多个子区，诸如包括子区312a和312b的区310a，以及包括子区312e、312f等的区310d，而其他区可仅包括单个子区，诸如包括子区312c的区310b和包括子区312d的区310c。
在一些实施方案中，可描述子区的不同特征，以便限定在非对称区中可能发生的对区表面的变化。例如，如前所述并在图3A中示出，在一些实施方案中，每个子区可由三个不同的值限定，α角度相对于子区的内表面(相对于菲涅耳透镜的中心，其由区310a表示)。在一些实施方案中，内表面可充当折射表面。子区也可通过相对于子区的外表面的β角(相对于菲涅尔透镜的中心)来描述。在一些实施方案中，外表面可充当TIR表面。外表面也可由表面半径RO描述。在其他实施方案中，可实现相同或不同测量值的不同组合，诸如子区表面的高度(未示出)。
如随附横截面的图表中所指出的，自由形式区可通过在横截面角度处(如图2中菲涅耳透镜210的顶视图中所示的0°和45°横截面)的子区的不同角度和其他测量值来描述。例如，在图3A的一个实施例中，α角被示出为从一个横截面到另一个横截面是固定的，而子区312c可具有表面的β角，该角从0°横截面的β312c变化到45°的β312c+δ312c(其中δ表示角度的变化)，并且在子区312d中，β角从0°横截面的β312d变化到45°的β312d-δ312d。需注意，不同的子区可具有不同的不对称性。例如，子区312d也被示出为具有变化的表面半径值，从0°横截面的Υ312d到45°的Υ312d-ζ312d(其中ζ表示角度的变化)。在图3A所示的另一个实施例中，β角被示出为从一个横截面到另一个横截面是固定的，而子区312c可具有用于表面的α角，该角度从0°横截面处α312c变化到45°处的α312c+δ312c，并且在子区312d中，α角从0°横截面处的α312d变化到45°处的α312d-δ312d(连同表面半径值从0°横截面处的Υ312d变化到45°处的Υ312d-ζ312d)。
图3B示出了根据一些实施方案的菲涅耳透镜的不同非对称区的横截面的其他实施例。在一个实施例中，α角被示出为从一个横截面到另一个横截面是固定的，而子区312c可具有用于表面的β角，该角度从0°横截面处β312c变化到45°处的β312c+δ312c，并且在子区312d中，其中β角从0°横截面处的β312d变化到45°处的β312d-δ312d(连同表面半径值从0°横截面处的Υ312d变化到45°处的Υ312d-ζ312d)，以及在子区312e中，其中β角从0°横截面处的β312e变化到45°处的β312e-δ312e。在图3B所示的另一个实施例中，β角被示出为从一个横截面到另一个横截面是固定的，而子区312c可具有用于表面的α角，该角度从0°横截面处α312c变化到45°处的α312c+δ312c，在子区312d中，α角从0°横截面处的α312d变化到45°处的α312d-δ312d(连同表面半径值从0°横截面处的Υ312d变化到到45°处的Υ312d-ζ312d)，以及在子区312e中，α角从0°横截面处的α312e变化到45°处的α312e-δ312e。
图3C示出了根据一些实施方案的菲涅耳透镜的不同非对称区的横截面的另一个实施例。在图3C示出的一个实施例中，α角被示出为从一个横截面到另一个横截面是固定的，而子区312c可具有表面的β角，该角从0°横截面处的β312c变化到45°处的β312c+δ312c以及表面半径RO从0°横截面处Υ312c的变化到45°处的Υ312c-ζ312c。子区312d可具有表面的β角，该角从0°横截面处的β312d变化到45°处的β312d-δ312d以及表面半径RO从0°横截面处的Υ312d变化到45°处的Υ312d-ζ312d。子区312e可具有表面的β角，该角从0°横截面处的β312e变化到45°处的β312e-δ312e以及表面半径RO从0°横截面处的Υ312e变化到45°处的Υ312e-ζ312e。在图3C示出的另一实施例中，β角被示出为从一个横截面到另一个横截面是固定的，而子区312c可具有表面的α角，该角从0°横截面处的α312c变化到45°处的α312c+δ312c以及表面半径RO从0°横截面处Υ312c的变化到45°处的Υ312c-ζ312c。在子区312d中，α角从0°横截面处的α312d变化到45°处的α312d-δ312d以及表面半径RO从0°横截面的处Υ312d变化到45°处的Υ312d-ζ312d，并且在子区312e中，α角从0°横截面处的α312e变化到45°处的α312e-δ312e以及表面半径RO从0°横截面处的Υ312e变化到45°处的Υ312e-ζ312e。
请注意，如上文结合图3A至图3C所述的针对非对称区所述的示出的测量值和变化仅仅是在非对称区中实现径向不对称的可能改变的图示，并不旨在进行限制。例如，可改变α角值而不改变β角值，或者可改变α角值和β角值两者。在一些实施方案中，可单独地和/或定制地限定一个区(例如，0°至359°)中透镜的每个角度度数(或角度度数的部分)，而在其他实施方案中，可使用正弦、周期性或其他重复模式、函数或描述来限定区中的表面的变化。这样，区或子区的不同部分可提供用于重新导向光的不同特征。
一个区内的不同子区可具有不同形式的径向不对称性。例如，一个子区可实现正弦图案的不对称性，而相邻子区可实现非图案形式的不对称性。相同图案的不对称性可由区内的不同位置处的不同子区来实现。例如，相同的正弦图案可在两个不同的子区上实现，使得在子区的任何横截面处，图案的相位不同。非对称区或子区之间的此类差异可以不同方式重新导向光。例如，图4示出了根据一些实施方案的菲涅耳透镜，其具有将光重新导向到视场的不同部分的多个非对称区。非对称区410可被实现为具有不同的特征，以将光导向至对象空间中的不同外部部分。光的重定向可提供非倒置照明412(其可不将光重新导向穿过对象空间的中心)。在相同菲涅耳透镜中，非对称区420可提供另一种形式的非倒置照明422(例如，将光重新导向至对象空间的不同拐角)。在相同菲涅耳透镜中的另一个非对称区中，非对称区430可重新导向光以提供倒置照明432(其可将光重新导向穿过对象空间的中心至对象空间的公共部分)。来自不同非对称区(例如，以及其他对称区)的光的组合重定向可增强在对象空间中提供的照明的均匀度。
如图4(和下文所讨论的图5)所示，可根据菲涅耳透镜相对于其他菲涅耳透镜的放置将多个菲涅耳透镜与区或子区的不同特征组合。在这些和其他情形中，在一些实施方案中，透镜的不同子区可不穿过围绕透镜中心的整个圆周(如图4所示)，但可根据上述各种技术相对于透镜的中心沿径向不对称。此外，在较大区内放置不同类型的子区可共享一个共同特征(例如，固定表面半径Ro)，但在径向不对称性方面有所不同(例如，对称子区可邻近非对称子区)。利用菲涅耳透镜内的径向不对称和/或区(或子区)的一个或多个菲涅耳透镜的不同组合、顺序和布置可提供许多不同的可能照明图案，因此先前的示例并不旨在进行限制。
图5示出了根据一些实施方案的实现嵌入式光模块的移动计算设备，该嵌入式光模块为图像传感器提供照明。移动设备502可为移动电话、个人数字助理、膝上型计算机、笔记本电脑、上网本计算机、手持计算机、消费设备、视频游戏控制台、手持式视频游戏设备、媒体回放设备、存储设备或其他计算设备，诸如下文结合图7A-图7C讨论的便携式多功能设备700。图像传感器510可包括一个或多个图像传感器设备(例如，相机)。例如，图像传感器510可包括广角相机、长焦相机、广角相机和长焦相机两者，或被配置为以广角和长焦模式两者操作的混合相机。
光源模块504可与下文关于图6所讨论的光源模块604相同，并且可由控制器诸如控制器602控制。光源模块504包括一个或多个照明元件，诸如照明元件512、57、516和518，其可为相同或不同类型的照明元件(例如，诸如发光二极管(LED)或激光二极管)，并且其可为相同或不同的形状(例如，正方形、矩形、圆形等)和/或形状尺寸(例如，不同尺寸的矩形)并提供相同或不同的照明图案。
光源模块504可包括一个或多个菲涅耳透镜，诸如菲涅耳透镜522、524、526和528，其被实现为接收来自照明元件中的对应一个的光。在一些实施方案中，这些菲涅耳透镜可在单个封装中实现，使得同心特征、区或元件可补充其他透镜上的其他特征、区或元件的重定向特征。例如，菲涅耳透镜522可包括非对称区，该非对称区将光重新导向至未被菲涅耳透镜524或菲涅耳透镜526照明的视场中的照明部分。此外，每个菲涅耳透镜可实现不同数量和/或类型的区(例如，非对称或对称)和子区，其中非对称区具有不同类型的径向不对称性(例如，根据上文关于图3A-图3C所讨论的不同测量值而变化的表面)。
移动计算设备502可利用光源模块504来增强由图像传感器510捕获的图像数据。例如，为了照亮黒暗场景，可导向照明元件以发射光。在一些实施方案中，可以改变光源模块发射的光的强度或利用不同的照明元件，以便利用由光源模块中的不同非对称菲涅耳透镜提供的不同照明效果。例如，控制器可接收来自相机或光传感器的光照信息，并且根据与光源模块相关联的相机的视场中的光照条件来选择不同的照明元件(从而利用所选择的照明元件的对应菲涅耳透镜)。在此类实施例中，图像传感器可向控制器提供图像灵敏度设置、相机ISO设置、快门速度设置等，使得控制器可基于所接收的光照条件信息确定要选择哪些照明元件(或从照明元件发射的光的强度)以更好地照明场景。
图6示出了根据一些实施方案的控制器和光源模块的逻辑框图。控制器(诸如控制器602)可从图像传感器接收光照信息，来自主机系统的命令或其他信息，以确定哪个照明元件614指示发射光。控制器602可例如接收指示已选择用于捕获图像数据(例如，场景类型)的特定设置的命令，并且因此可确定要使用对应于所选择的场景类型的照明元件。又如，控制器602可分析光照信息以确定从一个或多个照明元件614发射的光的强度。控制器602可以硬件和/或软件实现。在一些实施方案中，控制器602可由移动设备的一个或多个处理器和存储器实现，诸如下文结合图7C所述的便携式多功能设备700的处理器720和存储器702。控制器602可向包括照明元件614和菲涅耳透镜616的光源模块604发送一个或多个信号，以指示照明元件614发射光，所述光随后可被菲涅耳透镜616接收并聚焦到光源模块604外部的空间中。
本文描述了其中可使用本文所述的光源模块、图像传感器等的实施方案的电子设备的实施方案，用于此类设备的用户界面以及用于使用此类设备的相关联过程。如上所述，在一些实施方案中，光源模块、图像传感器和控制器等可包括在可包括相机设备的移动计算设备中。在一些实施方案中，该设备为还包含其他功能诸如PDA和/或音乐播放器功能的便携式通信设备，诸如移动电话。也可使用其他便携式电子设备，诸如具有触敏表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的膝上型电脑、蜂窝电话、平板设备、或平板电脑。还应当理解的是，在一些实施方案中，该设备并非便携式通信设备，而是具有触敏表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的台式计算机。在一些实施方案中，设备为具有取向传感器(例如游戏控制器中的取向传感器)的游戏计算机。在其他实施方案中，该设备不是便携式通信设备，而是相机设备。
在下面的讨论中，描述了一种包括显示器和触敏表面的电子设备。然而，应当理解，电子设备可包括一个或多个其他物理用户接口设备，诸如物理键盘、鼠标、和/或操作杆。
该设备通常支持各种应用程序，诸如以下中的一者或多者：绘图应用程序、呈现应用程序、文字处理应用程序、网站创建应用程序、盘编辑应用程序、电子表格应用程序、游戏应用程序、电话应用程序、视频会议应用程序、电子邮件应用程序、即时消息应用程序、健身支持应用程序、照片管理应用程序、数字相机应用程序、数字视频摄像机应用程序、网页浏览应用程序、数字音乐播放器应用程序和/或数字视频播放器应用程序。
可在设备上执行的各种应用程序可使用一个或多个共用的物理用户界面设备，诸如触敏表面。触敏表面的一种或多种功能以及被显示在设备上的对应信息从一个应用程序到另一个应用程序可被调节和/或变化，和/或在相应应用程序内可被调节和/或变化。这样，设备的共用物理架构(诸如触敏表面)可利用对于用户直观且透明的用户界面来支持各种应用程序。
现在将注意力转到具有相机的便携式设备的实施方案。图7B是示出根据一些实施方案的具有相机770的便携式多功能设备700的框图。图7B示出了相机770，为了方便起见有时被称为“光学传感器”，并且也可被命名为或称为光学传感器系统。此外，多功能设备700包括图7A中所示的光学传感器764，其位于多功能设备700的相机770的相对侧上。
参考图7C，设备700可具有存储器702(其可包括一个或多个计算机可读存储介质)、存储器控制器722、一个或多个处理器(CPU)720、外围设备接口718、RF电路709、音频电路710、扬声器711、触敏显示器系统712、麦克风713、输入/输出(I/O)子系统706、其他输入或控制设备716、和外部端口724。设备700可包括一个或多个光学传感器764。这些部件可通过一个或多个通信总线或信号线703进行通信。
应当理解，设备700只为便携式多功能设备的一个示例，并且设备700可具有比所示出的更多或更少的部件，可组合两个或更多个部件，或者可具有这些部件的不同配置或布置。图7C中所示的各种部件可用硬件、软件、或软件和硬件的组合来实施，包括一个或多个信号处理电路和/或专用集成电路。
存储器702可包括高速随机存取存储器并且还可包括非易失性存储器，诸如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储器设备或其他非易失性固态存储器设备。由设备700的其他部件(诸如CPU 720和外围设备接口718)对存储器702进行的访问可由存储器控制器722来控制。
外围设备接口718可用于将设备的输入外围设备和输出外围设备耦接到CPU 720和存储器702。所述一个或多个处理器720运行或执行存储器702中所存储的各种软件程序和/或指令集以执行设备700的各种功能并处理数据。
在一些实施方案中，外围设备接口718、CPU 720和存储器控制器722可在单个芯片诸如芯片705上实现。在一些其他实施方案中，它们可在单独的芯片上实现。
RF(射频)电路709接收和发送也被称作电磁信号的RF信号。RF电路709将电信号转换为电磁信号或将电磁信号转换为电信号，并且经由电磁信号与通信网络和其他通信设备进行通信。RF电路709可包括用于执行这些功能的熟知的电路，包括但不限于天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、一个或多个振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块(SIM)卡、存储器等等。RF电路709可通过无线通信与网络以及其他设备进行通信，所述网络为诸如互联网(也被称为万维网(WWW))、内联网和/或无线网络(诸如蜂窝电话网络、无线局域网(LAN)和/或城域网(MAN))。无线通信可使用多种通信标准、协议和技术中的任一者，包括但不限于全球移动通信系统(GSM)、增强型数据GSM环境(EDGE)、高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、宽带码分多址(W-CDMA)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、蓝牙、无线保真(WI-Fi)(例如，IEEE 802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g和/或IEEE 802.11n)、互联网语音协议(VoIP)、Wi-MAX、用于电子邮件的协议(例如，互联网消息访问协议(IMAP)和/或邮局协议(POP))、即时消息(例如，可扩展消息处理和存在协议(XMPP)、用于即时消息和存在利用扩展的会话发起协议(SIMPLE)、即时消息和存在服务(IMPS)、和/或短消息服务(SMS))、或者包括在本文献提交日还未开发出的通信协议的其他任何适当的通信协议。
音频电路710、扬声器711和麦克风713提供用户与设备700之间的音频接口。音频电路710从外围设备接口718接收音频数据，将音频数据转换为电信号，并将电信号传输到扬声器711。扬声器711将电信号转换为人类可听到的声波。音频电路710还接收由麦克风713从声波转换的电信号。音频电路710将电信号转换为音频数据，并且将音频数据传输到外围设备接口718以用于处理。音频数据可由外围设备接口718从存储器702和/或RF电路709进行检索和/或被传输至该存储器和/或RF电路。在一些实施方案中，音频电路710还包括耳麦插孔(例如，图7A-B中的712)。耳麦插孔提供音频电路710和可移除的音频输入/输出外围设备之间的接口，该可移除的音频输入/输出外围设备诸如仅输出的耳机或者具有输出(例如，单耳耳机或双耳耳机)和输入(例如，麦克风)两者的耳麦。
I/O子系统706将设备700上的输入/输出外围设备诸如触摸屏712和其他输入控制设备716耦接到外围设备接口718。I/O子系统706可包括显示控制器756以及一个或多个输入控制器760以用于其他输入或控制设备。所述一个或多个输入控制器716从其他输入或控制设备716接收电信号或者将电信号发送到所述其他输入或控制设备。其他输入控制设备716可包括物理按钮(例如，下压按钮、摇臂按钮等)、拨号盘、滑块开关、操纵杆、点击轮等。在一些另选实施方案中，一个或多个输入控制器760可耦接到(或不耦接到)以下各项中的任一者：键盘、红外端口、USB端口、和指向设备诸如鼠标。一个或多个按钮(例如，图7A-图7B中的708)可包括用于扬声器711和/或麦克风713的音量控制的增大/减小按钮。所述一个或多个按钮可包括下压按钮(例如，图7A-图7B中的707)。
触敏显示器712提供设备和用户之间的输入接口和输出接口。显示控制器756从触摸屏712接收电信号和/或将电信号发送至触摸屏。触摸屏712向用户显示视觉输出。视觉输出可包括图形、文本、图标、视频、以及它们的任意组合(统称为“图形”)。在一些实施方案中，一些视觉输出或全部的视觉输出可对应于用户界面对象。
触摸屏712具有基于触觉和/或触感接触来接受来自用户的输入的触敏表面、传感器、或传感器组。触摸屏712和显示控制器756(与存储器702中的任何相关联的模块和/或指令集一起)检测触摸屏712上的接触(和该接触的任何移动或中断)，并且将所检测到的接触转换为与被显示在触摸屏712上的用户界面对象(例如，一个或多个软键、图标、网页或图像)的交互。在一个示例性实施方案中，触摸屏712与用户之间的接触点对应于用户的手指。
触摸屏712可使用LCD(液晶显示器)技术、LPD(发光聚合物显示器)技术、或LED(发光二极管)技术，但是在其他实施方案中可使用其他显示技术。触摸屏712和显示控制器756可使用现在已知的或以后将开发出的多种触摸感测技术中的任何触摸感测技术以及其他接近传感器阵列或用于确定与触摸屏712的一个或多个接触点的其他元件来检测接触及其任何移动或中断，该多种触摸感测技术包括但不限于电容性技术、电阻性技术、红外技术和表面声波技术。在示例性实施方案中，可使用投影互电容感测技术。
触摸屏712可具有超过每英寸100点(dpi)的视频分辨率。在一些实施方案中，触摸屏具有约160dpi的视频分辨率。用户可使用任何合适的物体或附加物诸如触笔、手指等来与触摸屏712接触。在一些实施方案中，将用户界面设计为主要通过基于手指的接触和手势来工作，由于手指在触摸屏上的接触区域较大，因此这可能不如基于触笔的输入精确。在一些实施方案中，设备将基于手指的粗略输入转化为精确的指针/光标位置或命令以用于执行用户所期望的动作。
在一些实施方案中，除了触摸屏之外，设备700可包括用于激活或去激活特定功能的触摸板(未示出)。在一些实施方案中，触控板是设备的触敏区域，与触摸屏不同，该触敏区域不显示视觉输出。触摸板可以是与触摸屏712分开的触敏表面，或者是由触摸屏形成的触敏表面的延伸部分。
设备700还包括用于为各种部件供电的电力系统762。电力系统762可包括电力管理系统、一个或多个电源(例如，电池、交流电(AC))、充电系统、电力故障检测电路、功率变换器或逆变器、电源状态指示器(例如，发光二极管(LED))和与便携式设备中的电力的生成、管理和分配相关联的任何其他部件。
设备700还可包括一个或多个光学传感器或相机764。图7C示出了耦接到I/O子系统706中的光学传感器控制器758的光学传感器。光学传感器764可包括电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)光电晶体管。光学传感器764从环境接收通过一个或多个透镜而投射的光，并且将光转换为表示图像的数据。结合成像模块743(也称为相机模块)，光学传感器764可捕获静态图像或视频。在一些实施方案中，光学传感器位于设备700的与设备的前部上的触摸屏显示器712相背对的后部上，使得触摸屏显示器可被用作用于静态图像和/或视频图像采集的取景器。在一些实施方案中，另一光学传感器位于设备的前部上，使得用户在触摸屏显示器上观看其它视频会议参与者的同时可以获得该用户的图像以用于视频会议。
设备700还可包括一个或多个接近传感器766。图7C示出了耦接到外围设备接口718的接近传感器766。另选地，接近传感器766可耦接至I/O子系统706中的输入控制器760。在一些实施方案中，当多功能设备被置于用户的耳朵附近时(例如，当用户正在进行电话呼叫时)，接近传感器关闭并且禁用触摸屏712。
设备700包括一个或多个取向传感器768。在一些实施方案中，该一个或多个取向传感器包括一个或多个加速度计(例如一个或多个线性加速度计和/或一个或多个旋转加速度计)。在一些实施方案中，该一个或多个取向传感器包括一个或多个陀螺仪。在一些实施方案中，该一个或多个取向传感器包括一个或多个磁力仪。在一些实施方案中，该一个或多个取向传感器包括全球定位系统(GPS)、全球导航卫星系统(GLONASS)、和/或其他全球导航系统接收器中的一者或多者。GPS、GLONASS和/或其他全球导航系统接收器可用于获取关于设备700的位置和取向(例如纵向或横向)的信息。在一些实施方案中，该一个或多个取向传感器包括取向/旋转传感器的任何组合。图7C示出了耦接到外围设备接口718的一个或多个取向传感器768。另选地，该一个或多个取向传感器768可耦接到I/O子系统706中的输入控制器760。在一些实施方案中，信息基于对从这一个或多个取向传感器接收的数据的分析而在触摸屏显示器上被显示在纵向视图或横向视图中。
在一些实施方案中，存储于存储器702中的软件部件包括操作系统726、通信模块(或指令集)728、接触/运动模块(或指令集)730、图形模块(或指令集)732、文本输入模块(或指令集)734、全球定位系统(GPS)模块(或指令集)735以及应用程序(或指令集)736。此外，在一些实施方案中，存储器702存储设备/全局内部状态757。设备/全局内部状态757包括以下中的一者或多者：活动应用程序状态，其指示哪些应用程序(如果有的话)当前是活动的；显示状态，其指示什么应用程序、视图或其他信息占据触摸屏显示器712的各个区域；传感器状态，包括从设备的各个传感器和输入控制设备716获取的信息；以及关于设备的位置和/或姿态的位置信息。
操作系统726(例如，Darwin、RTXC、LINUX、UNIX、OS X、WINDOWS、或嵌入式操作系统诸如VxWorks)包括用于控制和管理一般系统任务(例如，存储器管理、存储设备控制、电源管理等)的各种软件部件和/或驱动程序，并且有利于各种硬件和软件部件之间的通信。
通信模块728促进通过一个或多个外部端口724来与其他设备进行通信，并且还包括用于处理由RF电路709和/或外部端口724所接收的数据的各种软件部件。外部端口724(例如，通用串行总线(USB)、火线等)适于直接耦接到其他设备或间接地经由网络(例如，互联网、无线LAN等)耦接。
接触/运动模块730可检测与触摸屏712(结合显示控制器756)和其他触敏设备(例如，触摸板或物理点击式转盘)的接触。接触/运动模块730包括多个软件部件以用于执行与接触的检测相关的各种操作，诸如确定是否已发生接触(例如，检测手指按下事件)、确定是否存在接触的移动并跟踪在触敏表面上的该移动(例如，检测一个或多个手指拖动事件)、以及确定接触是否已终止(例如，检测手指抬起事件或者接触中断)。接触/运动模块730从触敏表面接收接触数据。确定接触点的移动可包括确定接触点的速率(量值)、速度(量值和方向)、和/或加速度(量值和/或方向的改变)，接触点的移动由一系列接触数据来表示。这些操作可施加于单个触点(例如，一个指状触点)或多个同时的触点(例如，“多点触摸”/多个指状触点)。在一些实施方案中，接触/运动模块730和显示控制器756检测触摸板上的接触。
接触/运动模块730可检测由用户进行的手势输入。触敏表面上的不同手势具有不同的接触图案。因此，可通过检测具体接触图案来检测手势。例如，检测单指轻击手势包括检测手指按下事件，然后在与手指按下事件相同的位置(或基本上相同的位置)处(例如，在图标位置处)检测手指抬起(抬离)事件。又如，检测触敏表面上的手指轻扫手势包括检测手指按下事件，然后检测一个或多个手指拖动事件，并且随后检测手指抬起(抬离)事件。
图形模块732包括用于在触摸屏712或其他显示器上渲染和显示图形的多个已知软件部件，其包括用于改变被显示图形的强度的部件。如本文所用，术语“图形”包括可被显示给用户的任何对象，非限制性地包括文本、网页、图标(诸如包括软键的用户界面对象)、数字图像、视频、动画等。
在一些实施方案中，图形模块732存储表示待使用的图形的数据。每个图形可被分配有对应的代码。图形模块732从应用程序等接收用于指定待显示的图形的一个或多个代码，在必要的情况下还一起接收坐标数据和其他图形属性数据，并且然后生成屏幕图像数据，以输出至显示控制器756。
可作为图形模块732的部件的文本输入模块734提供用于在多种应用程序(例如，联系人737、电子邮件740、即时消息741、浏览器747、和需要文本输入的任何其他应用程序)中输入文本的软键盘。
GPS模块735确定设备的位置并提供这种信息以在各种应用程序中使用(例如，提供至电话738以用于基于位置的拨号；提供至相机模块143作为图片/视频元数据；以及提供至提供基于位置的服务的应用程序，诸如天气桌面小程序、当地黄页桌面小程序和地图/导航桌面小程序)。
应用程序736可包括以下模块(或指令集)或者其子集或超集：
·联系人模块737(有时称为通讯录或联系人列表)；
·电话模块738；
·视频会议模块739；
·电子邮件客户端模块740；
·即时消息(IM)模块741；
·健身支持模块742；
·用于静态图像和/或视频图像的相机模块743；
·图像管理模块744；
·浏览器模块747；
·日历模块748；
·桌面小程序模块749，其可包括以下各项中的一者或多者：天气桌面小程序749-1、股市桌面小程序749-2、计算器桌面小程序749-3、闹钟桌面小程序749-4、字典桌面小程序749-5和由用户获取的其他桌面小程序以及用户创建的桌面小程序749-6；
·用于制作用户创建的桌面小程序749-6的桌面小程序创建器模块750；
·搜索模块751；
·视频和音乐播放器模块752，其可以由视频播放器
·模块和音乐播放器模块构成；
·记事本模块753；
·地图模块754；以及/或者
·在线视频模块755。
可被存储在存储器702中的其他应用程序736的示例包括其他文字处理应用程序、其他图像编辑应用程序、绘图应用程序、演示应用程序、支持JAVA的应用程序、加密、数字版权管理、语音识别和语音复制。
结合触摸屏712、显示控制器756、接触模块730、图形模块732和文本输入模块734，联系人模块737可被用于管理通讯录或联系人列表(例如，存储在存储器702中联系人模块737的应用程序内部状态792中)，包括：添加姓名到通讯录；从通讯录删除姓名；将电话号码、电子邮件地址、物理地址或其他信息与姓名关联；将图像与姓名关联；对姓名进行归类和分类；提供电话号码或电子邮件地址来发起和/或促进通过电话738、视频会议739、电子邮件740或即时消息741的通信；等等。
结合RF电路709、音频电路710、扬声器711、麦克风713、触摸屏712、显示控制器756、接触模块730、图形模块732、和文本输入模块734，电话模块738可被用于输入与电话号码对应的字符序列、访问通讯录737中的一个或多个电话号码、修改已输入的电话号码、拨打相应的电话号码、进行对话以及当对话完成时断开或挂断。如上所述，无线通信可使用多个通信标准、协议和技术中的任一者。
结合RF电路709、音频电路710、扬声器711、麦克风713、触摸屏712、显示控制器756、光学传感器764、光学传感器控制器758、接触模块730、图形模块732、文本输入模块734、联系人列表737和电话模块738，视频会议模块739包括根据用户指令发起、进行和终止用户与一个或多个其他参与者之间的视频会议的可执行指令。
结合RF电路709、触摸屏712、显示控制器756、接触模块730、图形模块732和文本输入模块734，电子邮件客户端模块740包括用于响应于用户指令来创建、发送、接收和管理电子邮件的可执行指令。结合图像管理模块744，电子邮件客户端模块740便于创建和发送具有由相机模块743拍摄的静态图像或视频图像的电子邮件。
结合RF电路709、触摸屏712、显示控制器756、接触模块730、图形模块732和文本输入模块734，即时消息模块741包括用于输入与即时消息对应的字符序列、修改先前输入的字符、发送相应即时消息(例如，使用针对基于电话的即时消息的短消息服务(SMS)或多媒体消息服务(MMS)协议或者使用针对基于互联网的即时消息的XMPP、SIMPLE、或IMPS)、接收即时消息以及查看所接收的即时消息的可执行指令。在一些实施例中，所发送的和/或所接收的即时消息可包括图形、照片、音频文件、视频文件和/或在MMS和/或增强型消息服务(EMS)中支持的其他附件。如本文所用，“即时消息”是指基于电话的消息(例如，使用SMS或MMS发送的消息)和基于互联网的消息(例如，使用XMPP、SIMPLE或IMPS发送的消息)两者。
结合RF电路709、触摸屏712、显示控制器756、接触模块730、图形模块732、文本输入模块734、GPS模块735、地图模块754和音乐播放器模块746，健身支持模块742包括创建健身(例如，具有时间、距离和/或卡路里燃烧目标)的可执行指令；与健身传感器(运动设备)进行通信；接收健身传感器数据；校准用于监视健身的传感器；为健身选择和播放音乐；以及显示、存储和传输健身数据。
结合触摸屏712、显示控制器756、一个或多个光学传感器764、光学传感器控制器758、嵌入式光源模块775、传感器776、接触模块730、图形模块732、和图像管理模块744，相机模块743包括用于以下操作的可执行指令：捕获静态图像或视频(包括视频流)并且将它们存储到存储器702中，修改静态图像或视频的特性，或从存储器702删除静态图像或视频。
结合触摸屏712、显示控制器756、接触模块730、图形模块732、文本输入模块734、嵌入式光源模块775、传感器776和相机模块743，图像管理模块744包括用于以下操作的可执行指令：排列、修改(例如，编辑)、或以其他方式操纵、加标签、删除、呈现(例如，在数字幻灯片或相册中)、以及存储静态图像和/或视频图像。
结合RF电路709、触摸屏712、显示系统控制器756、接触模块730、图形模块732和文本输入模块734，浏览器模块747包括根据用户指令浏览互联网(包括搜索、链接到、接收和显示网页或其部分以及链接到网页的附件和其他文件)的可执行指令。
结合RF电路709、触摸屏712、显示系统控制器756、接触模块730、图形模块732、文本输入模块734、电子邮件客户端模块740和浏览器模块747，日历模块748包括用于根据用户指令来创建、显示、修改和存储日历以及与日历相关联的数据(例如，日历条目、待办事项等)的可执行指令。
结合RF电路709、触摸屏712、显示系统控制器756、接触模块730、图形模块732、文本输入模块734和浏览器模块747，桌面小程序模块749是可以由用户下载并使用的微型应用程序(例如，天气桌面小程序749-1、股市桌面小程序749-2、计算器桌面小程序749-3、闹钟桌面小程序749-4和词典桌面小程序749-5)或由用户创建的微型应用程序(例如，用户创建的桌面小程序749-6)。在一些实施方案中，桌面小程序包括HTML(超文本标记语言)文件、CSS(层叠样式表)文件和JavaScript文件。在一些实施方案中，桌面小程序包括XML(可扩展标记语言)文件和JavaScript文件(例如，Yahoo！桌面小程序)。
结合RF电路709、触摸屏712、显示系统控制器756、接触模块730、图形模块732、文本输入模块734、和浏览器模块747，桌面小程序创建器模块750可被用户用于创建桌面小程序(例如，将网页的用户指定部分转到桌面小程序中)。
结合触摸屏712、显示系统控制器756、接触模块730、图形模块732和文本输入模块734，搜索模块751包括用于根据用户指令来搜索存储器702中的匹配一个或多个搜索标准(例如，一个或多个用户指定的搜索词)的文本、音乐、声音、图像、视频和/或其他文件的可执行指令。
结合触摸屏712、显示系统控制器756、接触模块730、图形模块732、音频电路710、扬声器711、RF电路709和浏览器模块747，视频和音乐播放器模块752包括允许用户下载和回放以一种或多种文件格式(诸如MP3或AAC文件)存储的所记录的音乐和其他声音文件的可执行指令，以及显示、呈现或以其他方式回放视频(例如，在触摸屏712上或在经由外部端口724连接的外部显示器上)的可执行指令。在一些实施方案中，设备700可包括MP3播放器的功能。
结合触摸屏712、显示控制器756、接触模块730、图形模块732和文本输入模块734，记事本模块753包括根据用户指令来创建和管理记事本、待办事项等的可执行指令。
结合RF电路系统709、触摸屏712、显示系统控制器756、接触模块730、图形模块732、文本输入模块734、GPS模块735、和浏览器模块747，地图模块754可以被用于根据用户指令接收、显示、修改、和存储地图及与地图相关联的数据(例如，驾车路线；特定位置处或附近的商店和其他兴趣点的数据；和其他基于位置的数据)的可执行指令。
结合触摸屏712、显示系统控制器756、接触模块730、图形模块732、音频电路710、扬声器711、RF电路709、文本输入模块734、电子邮件客户端模块740和浏览器模块747，在线视频模块755包括指令，该指令允许用户访问、浏览、接收(例如，通过流式传输和/或下载)、回放(例如在触摸屏上或在经由外部端口724所连接的外部显示器上)、发送具有至特定在线视频的链接的电子邮件，以及以其他方式管理一种或多种文件格式诸如H.264的在线视频。在一些实施方案中，使用即时消息模块741而不是电子邮件客户端模块740来发送特定在线视频的链接。
上述所识别的每个模块和应用对应于用于执行上述一种或多种功能以及在本申请中所描述的方法(例如，本文中所描述的计算机实现的方法和其他信息处理方法)的一组可执行指令。这些模块(即指令集)不必被实现为独立的软件程序、过程或模块，因此这些模块的各种子集可在各种实施方案中加以组合或以其他方式重新布置。在一些实施方案中，存储器702可存储上述模块和数据结构的子集。此外，存储器702可存储上文没有描述的附加模块和数据结构。
在一些实施方案中，设备700是该设备上的预定义的一组功能的操作唯一地通过触摸屏和/或触摸板来执行的设备。通过使用触摸屏和/或触摸板作为用于设备700的操作的主要输入控制设备，可减少设备700上的物理输入控制设备(诸如下压按钮、拨号盘等等)的数量。
可唯一地通过触摸屏和/或触摸板执行的预定义的一组功能包括在用户界面之间进行导航。在一些实施方案中，触摸板在被用户触摸时将设备700从可被显示在设备700上的任何用户界面导航到主菜单、home菜单、或根菜单。在此类实施方案中，触摸板可被称为“菜单按钮”。在一些其他实施方案中，菜单按钮可为物理下压按钮或者其他物理输入控制设备，而不是触摸板。
图7A-图7B示出了根据一些实施方案的具有触摸屏712的便携式多功能设备700。触摸屏可在用户界面(UI)内显示一个或多个图形。在该实施方案中，以及在下文中介绍的其他实施方案中，用户可以通过例如用一根或多根手指701(在附图中没有按比例绘制)或者用一个或多个触控笔715(在附图中没有按比例绘制)在图形上作出手势来选择这些图形中的一个或多个。
设备700还可包括一个或多个物理按钮，诸如“home”按钮或菜单按钮704。如前所述，菜单按钮704可被用于导航到可在设备700上执行的应用程序集中的任何应用程序736。另选地，在一些实施方案中，菜单按钮被实现为被显示在触摸屏712上的图形用户界面(GUI)中的软键。
在一个实施方案中，设备700包括触摸屏712、菜单按钮704、用于对设备开关机和锁定设备的下压按钮707、一个或多个音量调节按钮708、用户身份模块(SIM)卡槽710、耳麦插孔712和对接/充电外部端口724。下压按钮707可被用于通过压下该按钮并将该按钮保持在压下状态达预定义的时间间隔来对设备进行开关机；通过压下该按钮并在该预定义的时间间隔过去之前释放该按钮来锁定设备；和/或对设备进行解锁或发起解锁过程。在另选的实施方案中，设备700还可通过麦克风713来接受用于激活或去激活一些功能的语音输入。
应当指出的是，尽管本文的许多实施例是参考光学传感器/相机764(在设备的前部)提供的，但与显示器相反指向的后置相机或光学传感器可代替或补充设备前方的光学传感器/相机764使用。
在不同的实施方案中，本文所述的方法可以在软件、硬件或它们的组合中实现。此外，可改变方法的框的次序，并且可对各种要素进行添加、重新排序、组合、省略、修改等。对于受益于本公开的本领域的技术人员，显然可作出各种修改和改变。本文所述的各种实施方案旨在为例示的而非限制性的。许多变型、修改、添加和改进是可能的。因此，可为在本文中被描述为单个示例的部件提供多个示例。各种部件、操作和数据存储库之间的界限在一定程度上是任意性的，并且在具体的示例性配置的上下文中示出了特定操作。预期了功能的其它分配，它们可落在所附权利要求的范围内。最后，被呈现为示例性配置中的分立部件的结构和功能可被实现为组合的结构或部件。这些和其它变型、修改、添加和改进可落入如以下权利要求书中所限定的实施方案的范围内。

Claims (20)

1.一种移动计算设备，包括：
图像传感器，所述图像传感器被配置为捕获视场的图像数据；
光源模块，所述光源模块嵌入所述移动计算设备中，所述光源模块包括：
第一菲涅耳透镜，所述第一菲涅耳透镜包括多个不同区，其中所述不同区中的第一区为径向不对称的第一非对称区，并且其中所述第一非对称区被配置为将从第一照明元件接收的光重新导向至所述图像传感器的视场的至少一部分；
所述第一照明元件，所述第一照明元件位于所述第一菲涅耳透镜的所述多个不同区的相应焦距内并且被配置为发射光；和
控制器，所述控制器被配置为使所述第一照明元件发射穿过所述第一菲涅耳透镜的光。
2.根据权利要求1所述的移动计算设备，其中所述第一非对称区的径向不对称性包括正弦图案，所述正弦图案沿围绕所述第一菲涅耳透镜的中心的圆周的至少一部分改变所述第一非对称区内的表面的角度。
3.根据权利要求1所述的移动计算设备，其中所述区中的第二区为径向不对称的第二非对称区，其中所述第二非对称区被配置为将从所述第一 照明元件接收的光重新导向至所述图像传感器的所述视场的不同部分。
4.根据权利要求1所述的移动计算设备，其中，所述光源模块还包括：
第二菲涅耳透镜，所述第二菲涅耳透镜包括第二多个不同区，其中所述第二多个不同区中的第一区为径向不对称的第二非对称区，其中所述第二非对称区被配置为将从第二照明元件接收的光重新导向至所述图像传感器的所述视场的至少另一部分；和
所述第二照明元件，所述第二照明元件位于所述第二菲涅耳透镜的所述第二多个不同区的相应焦距内并且被配置为发射光。
5.根据权利要求4所述的移动计算设备，其中所述第一照明元件的形状不同于所述第二照明元件的形状。
6.一种光源模块，包括：
第一菲涅耳透镜，所述第一菲涅耳透镜包括多个不同区，其中所述不同区中的第一区为径向不对称的第一非对称区，并且其中所述第一非对称区被配置为将从第一照明元件接收的光重新导向至图像传感器的视场的至少一部分；和
所述第一照明元件，所述第一照明元件被配置成发射光，其中所述第一照明元件位于所述第一菲涅耳透镜的所述多个不同区的相应焦距内。
7.根据权利要求6所述的光源模块，其中所述第一非对称区重新导向所述光以在所述视场的所述部分处提供倒置照明。
8.根据权利要求6所述的光源模块，其中所述第一非对称区重新导向所述光以在所述视场的所述部分处提供非倒置照明。
9.根据权利要求6所述的光源模块，其中所述第一非对称区的径向不对称性包括所述第一非对称区的表面的角度，所述角度在所述第一菲涅耳透镜的不同横截面处不同。
10.根据权利要求6所述的光源模块，其中所述第一非对称区的径向不对称性包括所述第一非对称区的表面半径，所述表面半径在所述第一菲涅耳透镜的不同横截面处不同。
11.根据权利要求6所述的光源模块，其中所述区中的第二区为径向不对称的第二非对称区，并且其中所述第二非对称区的径向不对称性不同于所述第一非对称区的径向不对称性。
12.根据权利要求6所述的光源模块，其中所述第一照明元件为正方形形状。
13.根据权利要求6所述的光源模块，其中所述第一照明元件为非正方形形状。
14.根据权利要求6所述的光源模块，还包括：
第二菲涅耳透镜，所述第二菲涅耳透镜包括第二多个不同区，其中所述第二多个不同区中的第一区为径向不对称的第二非对称区，其中所述第二非对称区被配置为将从第二照明元件接收的光重新导向至所述图像传感器的所述视场的至少另一部分；和
所述第二照明元件，所述第二照明元件位于所述第二菲涅耳透镜的所述第二多个不同区的相应焦距内并且被配置成发射光。
15.根据权利要求14所述的光源模块，其中所述第二菲涅耳透镜的所述第二非对称区的径向不对称性不同于所述第一菲涅耳透镜的所述第一非对称区的径向不对称性，并且其中所述第一照明元件的形状不同于所述第二照明元件的形状。
16.一种菲涅耳透镜，所述菲涅耳透镜包括多个不同区，其中所述不同区中的至少一个区包括径向非对称子区，并且其中所述非对称子区被配置为将从光源接收的光重新导向至图像传感器的视场的至少一部分，其中所述光源位于所述菲涅耳透镜的所述多个不同区的相应焦距内。
17.根据权利要求16所述的菲涅耳透镜，其中所述非对称子区重新导向所述光以在所述视场的所述部分处提供倒置照明。
18.根据权利要求16所述的菲涅耳透镜，其中所述非对称子区的径向不对称性包括所述非对称子区的表面的角度，所述角度在所述菲涅耳透镜的不同横截面处不同。
19.根据权利要求16所述的菲涅耳透镜，其中所述非对称子区的径向不对称性包括所述非对称子区的表面半径，所述表面半径在所述菲涅耳透镜的不同横截面处不同。
20.根据权利要求16所述的菲涅耳透镜，其中所述至少一个区包括与所述径向非对称子区相邻的径向对称子区。
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