WO2005013585A1 - Mobiles telekommunikationsgerät mit kamera und arretierungsvorrichtung - Google Patents

Mobiles telekommunikationsgerät mit kamera und arretierungsvorrichtung Download PDF

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WO2005013585A1 PCT/EP2004/050489 EP2004050489W WO2005013585A1 WO 2005013585 A1 WO2005013585 A1 WO 2005013585A1 EP 2004050489 W EP2004050489 W EP 2004050489W WO 2005013585 A1 WO2005013585 A1 WO 2005013585A1
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Stefan BOKÄMPER
Klaus Goebel
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M2250/00—Details of telephonic subscriber devices
    • H04M2250/20—Details of telephonic subscriber devices including a rotatable camera

Definitions

  • Modern mobile devices for communication and data technology should have an aesthetically pleasing shape, be as small, light and compact as possible, but at the same time also have sufficiently large and therefore easy-to-use input elements and one have a large, high-resolution screen.
  • the camera as a separate module and to be detachable only if necessary by means of a plug-in connection on the housing of the mobile telephone and, if necessary, to rotate it about an axis (see, for example, GB 2 379 828), fixed cameras in the front and / or rear to install the housing shell, to fit the camera into a recess in the housing above the screen and to position it rotatably around at least one axis (see for example GB 2 373 668) or - to design the housing of the mobile phone in two parts (foldable mobile phone; “clam-shell design ”) and to integrate the digital camera into the swivel joint connecting the two housing parts, the optical axis of the camera being either perpendicular to the axis of the swivel joint or parallel to it (see, for example, EP 1 267 576 and Panasonic P 2102 V).
  • the aim of the invention is to provide a mobile telecommunications device, in particular a mobile phone, the Image recording device can be aligned in a simple manner on an object to be imaged.
  • the user should be able to control the image section captured by the imaging optics, regardless of the chosen motif (self-portrait, landscape shot, etc.) using the screen serving as a large-format viewfinder.
  • This object is achieved according to the invention by a mobile telecommunications device with the features specified in claim 1.
  • the dependent claims relate to advantageous developments and refinements of the invention.
  • the proposed modular structure enables the production of comparatively compact, ergonomically advantageous and at the same time easy-to-use mobile telephones with an integrated digital camera. Since the camera is arranged transversely in one of the two housing parts, high-resolution optics, optics with a variable focal length or additional lens groups (macro function) can also be used as imaging elements with an approximately constant thickness of the housing.
  • the screen of the mobile phone which is present anyway, serves as the camera viewfinder and shows the full size of the image section captured by the camera optics. To align the camera with an object to be imaged or with the user (self-portrait), all that is required is a single, mechanically simple swivel joint that is also inexpensive to manufacture.
  • Figure 3 shows the inner structure of the two modules of the mobile phone in side view
  • Figure 4 shows the interior structure of the two modules of the mobile phone in plan view.
  • the mobile phone 1 with integrated digital camera 8 shown in perspective in FIGS. 1 and 2 consists of a lower housing part, hereinafter referred to as the keyboard module 2, and an upper housing part 3 (“display module”), which contains all the components used for radio communication (antenna, transmission) -, Receiving and control electronics, etc.), a large flat (color) screen 4, a loudspeaker 5 and several operating and input elements or buttons 6. Since the modules 2, 3 are connected to one another via a swivel joint or a swivel coupling (reference number 15 in FIGS. 3 and 4), they can be positioned at an angle relative to one another. The rotation can take place continuously or in discrete steps both clockwise and counterclockwise, the axis of rotation 7 with the symmetry or.
  • the entrance panel of the digital camera 8 installed transversely in the keyboard module 2 is located in the exemplary embodiment shown at the upper end of the narrow right-hand side of the housing.
  • This camera 8 can record both static images (landscape shots, self-portrait, etc.) and video sequences.
  • the user controls the image section currently captured by the camera optics in a convenient manner with the aid of the LCD screen 4 serving as a large-area finder Control elements and buttons (zoom function) arranged.
  • the user can activate a flashing light, the exit window of which has been placed on the right-hand side of the housing of the keyboard module 2 directly below the entrance panel of the digital camera 8.
  • the digital camera 8 also has the "autofocus" function, the required range finder can also be arranged on this side surface, for example between the entrance aperture of the camera optics and the flash light 9.
  • the module 2 may carry further input and display elements which serve to operate and control the mobile telephone 1 and / or the digital camera 8. These include switches and buttons for setting and activating the various camera functions (flash light, auto focus, self-timer) and LEDs for status display (e.g. auto focus switched on, charge status of the flash light, etc.).
  • switches and buttons for setting and activating the various camera functions (flash light, auto focus, self-timer) and LEDs for status display (e.g. auto focus switched on, charge status of the flash light, etc.).
  • the following components can also be integrated in the keyboard module 2:
  • Microcontrollers for controlling and processing / processing the image and / or video images generated by the digital camera 8; Second microphone for video recordings with sound (the existing microphone of the mobile phone, for example also arranged at the lower end of module 2, can of course also be used for this purpose); - Lever for positioning the lens or lens group enabling macro shooting; Memory card for storing photos and / or video sequences;
  • USB or IR interface to PC, printer or other devices
  • optical viewfinder
  • the aperture 11 guided in a recess or rail of the right side surface of the display module 3 and displaceable parallel to this side surface, covers, brought into its end position, both the camera optics and the window of the flashing light 9 and thus protects them from external influences
  • FIGS. 3 and 4 show the position of the digital camera 8, the flashing light 10 and the camera processor 12 used for image data acquisition, processing and intermediate storage in a side view and a top view. Since the camera 8 is installed transversely in the housing of the keyboard module 2, comparatively complex lens systems, in particular those with a variable focal length (zoom), can also be used as imaging optics. A high-resolution CCD 13 generates a digital image signal that the camera processor 12 reads out and processes. The data exchange between the electronic components present in the two modules 2, 3 takes place via signal lines 14, which are routed via the swivel joint or via the swivel coupling 15.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)

Abstract

Mobiltelefone sollen auch bei Verwendung eines großflächigen Bildschirms und der Ausstattung mit einer hochwertigen Kamera weiterhin kompakt aufbaut und leicht zu bedienen sein. Gefragt sind daher konstruktive Lösungen, welche es dem Entwickler solcher Geräte gestattet, die verschiedenen Komponenten platzsparend innerhalb eines vergleichsweise flachen Gehäuses unterzubringen. Das vorgeschlagene Mobiltelefon (1) besteht aus einem Tastaturmodul (2) mit integrierter Kamera (8) und einem drehbar mit diesem verbundenen Bildschirmodul (3), wobei die durch ein Gelenk vorgegebene Drehachse (7) und die optische Achse der Kamera (8) orthogonal aufeinander stehen. Der Einbau der Kamera (8) quer zur Längsachse des Tastaturmoduls (2) ermöglicht den Einsatz hochwertiger Linsensysteme, insbesondere solcher mit variabler Brennweite. Die freie Drehbarkeit der Module (2, 3) relativ zueinander erlaubt es dem Benutzer, die Kamera (8) in einfacher Weise auf das abzubildende Objekt auszurichten und gleichzeitig den jeweils von der Kameraoptik erfassten Bildausschnitt auf dem als Sucher dienenden, großflächigen Bildschirm (4) des Mobiltelefons (1) zu betrachten.

Description

Beschreibung
MOBILES TELEKOMMUNIKATIONSGERÄT MIT KAMERA UND ARRETIERUNGSVORRICHTUNG 1) Einleitung
Moderne mobile Endgerate der Kommunikations- und Datentechnik (Mobiltelefone, Handhelds, PDA's, Pocket-PC's, Organizer) sollen eine ästhetisch ansprechende Form besitzen, möglichst klein, leicht und kompakt gebaut sein, gleichzeitig aber auch ausreichend große und damit gut zu bedienende Eingabeelemente sowie einen großflächigen, hochauflosenden Bildschirm besitzen. Diese sich zum Teil widersprechenden Anforderungen stellen den Entwickler mobiler Endgeräte vor erhebliche konstruk- tive Probleme .
Die stetige Verkleinerung der Endgerate hat inzwischen ein Stadium erreicht, wo beispielsweise der Einbau eines größeren Bildschirms die für die Tastatur und die sonstigen Eingabe- elemente verbleibende Gehauseoberflache in einer die Bedien- barkeit und Handhabung beeinträchtigenden oder zumindest erschwerenden Weise verringert. Diese Problematik verschärft sich zudem noch erheblich, wenn weitere Komponenten, insbesondere eine mit einer hochwertigen und damit vergleichsweise voluminösen Abbildungsoptik ausgestattete Digitalkamera (Auflosung > 2 Megapixel, Autofokus, variable Vergrößerung, Blitzlicht) in das mobile Endgerät integriert werden sollen.
Gefragt sind somit konstruktive Losungen, welche den Entwick- lern eine hinsichtlich der ästhetischen Wirkung und der Benutzerfreundlichkeit optimale Anordnung und Verteilung der verschiedenen Elemente und Komponenten (Bildschirm, Tastatur, Lautsprecher, Kameramodul usw.) auf oder innerhalb eines vergleichsweise flachen Gehäuses gestatten. 2) Stand der Technik
Dem Käufer eines Mobiltelefons stehen heute bereits eine Vielzahl von Endgeräten zur Auswahl, mit denen er Fotos oder Videosequenzen aufnehmen, als Bilddatei abspeichern und diese in Form einer Multimedianachricht an Dritte drahtlos versenden kann . Die in bekannten Mobiltelefonen angewandten Methoden der Zusammenführung einer Digitalkamera mit einem der Telekommunikation dienenden, mobilen Endgerät genügen den be- reits erwähnten Anforderungen hinsichtlich Funktionalität, leichter Bedienbarkeit und Ästhetik allerdings nicht oder nur unzureichend.
Es wurde u.a. vorgeschlagen, - die Kamera als separates Modul zu fertigen und nur bei Bedarf mittels einer Steckverbindung am Gehäuse des Mobiltelefons lösbar und gegebenenfalls um eine Achse drehbar zu befestigen (siehe beispielsweise GB 2 379 828) , feststehende Kameras in die vordere und/oder hintere Ge- häuseschale einzubauen, die Kamera in eine oberhalb des Bildschirms liegenden Ausnehmung des Gehäuses formschlüssig einzupassen und dort um zumindest eine Achse drehbar zu lagern (siehe beispielsweise GB 2 373 668) oder - das Gehäuse des Mobiltelefons zweiteilig auszuführen (klappbares Mobiltelefon; „Clam-shell design") und die Digitalkamera in das die beiden Gehäuseteile verbindende Drehgelenk zu integrieren, wobei die optische Achse der Kamera entweder senkrecht zur Achse des Drehgelenks oder parallel dazu orientiert sein kann (siehe beispielsweise EP 1 267 576 und Panasonic P 2102 V) .
3) Ziel und Vorteile der Erfindung
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines mobilen Telekommunikationsgeräts, insbesondere eines Mobiltelefons, dessen Bildaufnahmeeinrichtung sich in einfacher Weise auf ein abzubildendes Objekt ausrichten läßt. Gleichzeitig soll es dem Benutzer möglich sein, den durch die Abbildungsoptik erfass- ten Bildausschnitt, unabhängig vom jeweils gewählten Motiv (Selbstportrait, Landschaftsaufnähme usw.) mit Hilfe des als großformatigen Sucher dienenden Bildschirms zu kontrollieren. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein mobiles Telekommunikationsgerät mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteil- hafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung.
Das vorgeschlagene modulare Aufbau ermöglicht die Herstellung vergleichsweise kompakter, ergonomisch vorteilhafter und zugleich einfach zu bedienender Mobiltelefone mit integrier- ter Digitalkamera. Da die Kamera quer in einem der beiden Gehäuseteile angeordnet ist, lassen sich auch hochauflösende Optiken, Optiken mit variabler Brennweite oder zusätzliche Linsengruppen (Makrofunktion) als bilderzeugende Elemente bei annähernd gleichbleibender Dicke des Gehäuses verwenden. Als Kamerasucher dient der ohnehin vorhandene Bildschirm des Mobiltelefons, der den von der Kameraoptik erfaßten Bildausschnitt in voller Größe zeigt. Für die Ausrichtung der Kamera auf ein abzubildendes Objekt oder den Benutzer (Selbstportrait) benötigt man lediglich ein einziges, mechanisch einfach aufgebautes und damit auch kostengünstig herzustellendes Drehgelenk.
4) Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 ein modular aufgebautes Mobiltelefon mit integrierter Digitalkamera in perspektivischer Darstellung (Drehwinkel > 0°) Figur 2 das Mobiltelefon gemäß Fig. 1 mit ausgerichteten Modulen (Drehwinkel α = 0°)
Figur 3 den Inneren Aufbau der beiden Module des Mobiltele- fons in Seitenansicht;
Figur 4 den Inneren Aufbau der beiden Module des Mobiltelefons in Draufsicht.
5) Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das in den Figuren 1 und 2 perspektivisch dargestellte Mobil- telefon 1 mit integrierter Digitalkamera 8 besteht aus einem im Folgenden als Tastaturmodul 2 bezeichneten unteren Gehauseteil und einem oberen Gehäuseteil 3 ("Display Modul") , welcher alle der Funkkommunikation dienenden Komponenten (Antenne, Sende-, Empfangs- und Steuerelektronik usw.), einen groß- flachigen (Färb-) Bildschirm 4, einen Lautsprecher 5 sowie mehrere Bedien- und Eingabeelemente oder Tasten 6 aufweist. Da die Module 2, 3 über ein Drehgelenk oder eine Drehkupplung (Bezugszeichen 15 in den Figuren 3 und 4) miteinander verbunden sind, lassen sie sich winkelversetzt relativ zueinander positionieren. Die Drehung kann hierbei kontinuierlich oder in diskreten Schritten sowohl im als auch entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgen, wobei die Drehachse 7 mit der Symmetriebzw. Langsachse des Mobiltelefons 1 zusammenfallt. Eine vorzugsweise in das Drehgelenk oder die Drehkupplung integrierte und beispielsweise durch Ausüben einer Kraft in Richtung der Drehachse aktivierbare Rast- oder Sperrvorrichtung erlaubt die Fixierung der beiden Module 2, 3 in bevorzugten Winkelstellungen von beispielsweise α=±90° oder α=±180°.
Die Eintrittsblende der quer in das Tastaturmodul 2 eingebauten Digitalkamera 8 befindet sich im gezeigte Ausfuhrungsbeispiel am oberen Ende der schmalen rechten Gehauseseite. Mit dieser Kamera 8 lassen sich sowohl statische Bilder (Landschaftsaufnahmen, Selbstporträt usw.) als auch Videosequenzen aufnehmen. Den von der Kameraoptik momentan erfassten Bildausschnitt kontrolliert der Benutzer hierbei in bequemer Weise mit Hilfe dem als großflächigen Sucher dienenden LCD- Bildschirm 4. Der Auslöser der Kamera 8 ist aus ergonomischen Gründen auf der hinteren, nicht sichtbaren Seitenfläche des Displaymoduls 3, gegebenenfalls zusammen mit weiteren Bedienelementen- und -tasten (Zoom- unktion) angeordnet.
Bei schlechten Lichtverhältnissen kann der Benutzer ein Blitzlicht aktivieren, dessen Austrittsfenster auf der rechten Gehäuseseite des Tastaturmoduls 2 unmittelbar unterhalb der Eintrittsblende der Digitalkamera 8 platziert wurde. Falls die Digitalkamera 8 auch über die Funktion "Autofokus" verfügt, lässt sich der erforderliche Entfernungsmesser ebenfalls auf dieser Seitenfläche, beispielsweise zwischen der Eintrittsblende der Kameraoptik und dem Blitzlicht 9 anordnen.
Außer der bekannten 12er-Tastatur trägt das Modul 2 gegebenenfalls weitere, der Bedienung und Steuerung des Mobiltelefons 1 und/oder der Digitalkamera 8 dienende Eingabe- und Anzeigelemente. Zu nennen sind hier insbesondere Schalter und Tasten für die Einstellung und Aktivierung der verschiedenen Kamerafunktionen (Blitzlicht, Autofokus, Selbstauslöser) sowie Leuchtdioden zur Statusanzeige (beispielsweise Autofokus eingeschaltet, Ladezustand des Blitzlichtes usw.) . Je nach Größe und Kompaktheit der Kameraoptik und der gewünschten Ausstattung (Blitzlicht, Autofokus, Entfernungsmesser) , das heißt abhängig vom verfügbaren Volumen, lassen sich auch die folgenden Komponenten zusätzlich in das Tastaturmodul 2 integrieren:
- MikroController zur Steuerung sowie zur Verarbeitung/Aufbereitung der von der Digitalkamera 8 erzeugten Bild- und/oder Videobilder; Zweites Mikrofon für Videoaufnahmen mit Ton (das bereits vorhandene, beispielsweise ebenfalls am unteren Ende des Moduls 2 angeordnete Mikrofon des Mobiltelefons lässt sich selbstverständlich ebenfalls für diese Zwecke verwenden) ; - Hebel zum Positionieren der Makroaufnahmen ermöglichenden Linse oder Linsengruppe; Speicherkarte zum Abspeichern von Fotos und/oder Videosequenzen;
- USB- oder IR-Schnittstelle zu PC, Drucker oder anderen Ge- raten; optischer Sucher;
- SIM-Karte;
- Akkumulator als Energiequelle für sämtliche oder auch nur einzelne Komponenten des Mobiltelefons .
Die in einer Vertiefung oder Schiene der rechten Seitenfläche des Displaymoduls 3 geführte und parallel zu dieser Seitenfläche verschiebbare Blende 11 bedeckt, in ihre Endposition gebracht, sowohl die Kameraoptik als auch das Fenster des Blitzlichts 9 und schützt diese so vor äußeren Einflüssen
(siehe Figur 2) . Gleichzeitig wirkt die Blende 11 in dieser Position auch als mechanische Arretiervorrichtung, welche das Verdrehen der beiden Module 2, 3 gegeneinander verhindert. Die Figuren 3 und 4 zeigen die Lage der Digitalkamera 8, des Blitzlichts 10 sowie des der Bilddatenerfassung, -Verarbeitung und -zwischenspeicherung dienenden Kameraprozessors 12 in Seitenansicht und Draufsicht. Da die Kamera 8 quer in das Gehäuse des Tastaturmoduls 2 eingebaut ist, lassen sich auch vergleichsweise komplexe Linsensysteme, insbesondere solche mit variabler Brennweite (Zoom) als Abbildungsoptiken einsetzen. Eine hochauflösende CCD 13 erzeugt ein digitales Bildsignal, das der Kameraprozessor 12 ausliest und weiter verarbeitet. Der Datenaustausch zwischen den in den beiden Modulen 2, 3 vorhandenen Elektronikkomponenten erfolgt über Signalleitungen 14, welche über das Drehgelenk bzw. über die Drehkupplung 15 geführt sind.

Claims

Patentansprüche
1. Mobiles Telekommunikationsgerät (1) mit den folgenden Merkmalen : es weist ein erstes und ein zweites Modul (2,3) auf, wobei die beiden Module (2,3) um eine parallel zu einer Längsachse des Telekommunikationsgeräts (1) orientierte erste Achse (7) relativ zueinander drehbar miteinander verbunden sind; das erste Modul (3) ist mit einem Bildschirm (4) oder einer optischen Anzeigeeinheit, das zweite Modul (2) mit einer Bildaufnahmeeinrichtung (8) ausgestattet, wobei eine optische Achse der Bildaufnahmeeinrichtung (8) , unabhängig vom jeweiligen Drehwinkel, in einer im wesentlichen senk- recht zur ersten Achse (7) orientierten Ebene liegt.
2. Mobiles Telekommunikationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Module (2,3) über ein Drehgelenk (15) o- der eine Drehkupplung miteinander verbunden sind
3. Mobiles Telekommunikationsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Drehwinkel im Bereich von α = 0° - 360° o- der im Bereich von mindestens α = ± 90° stufenlos oder in diskreten Schritten ändern läßt.
4. Mobiles Telekommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teilbereiche einer vorderen Fläche des zweiten Moduls (2) mit einer Tastatur (10) und/oder Eingabe- oder Bedienelementen belegt ist
5. Mobiles Telekommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine auf einer Seitenfläche des zweiten Moduls angeordnete Eintrittsblende der Bildaufnahmeeinheit (8) .
6. Mobiles Telekommunikationsgerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine auf der Seitenflache in Nachbarschaft der Eintrittsblende angeordnete, der kurzzeitigen Beleuchtung eines abzubildenden Objektes dienende Lichtquelle (9)
7. Mobiles Telekommunikationsgerat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Arretiereinrichtung (11) zur Fixierung der relativen Lage der beiden Module (2,3) in einer vorgegebenen Sollposition oder Winkelstellung.
8. Mobiles Telekommunikationsgerat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung (11) in der die beiden Module (2,3) fixierenden Stellung zumindest die Bildaufnahmeeinrichtung (8) von außen abdeckt.
9. Mobiles Telekommunikationsgerat nach einem der Ansprüche 7 oder 8, gekennzeichnet durch ein an einer Seitenflache des ersten Moduls (3) befestigtes und in Richtung des zweiten Moduls (2) verschiebbaren Blende (11) als Arretiereinrichtung.
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