专利名称：能够切换聚焦模式的电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子设备，例如移动电话终端。具体地，本发明涉及一种电子设备，包括被设计用于基于发射信号发射波的发射元件；以及被设计用于基于波的接收而输出接收信号的接收元件。
背景技术：
所谓的数字照相机常常被引入移动电话终端中。数字照相机的聚焦模式在正常模式和近距模式之间改变。正常模式通常用来拍摄位于距物镜40cm和无限远之间的位置处的物体。在正常模式中，变焦镜头在第一可移动范围内移动。近距模式通常用来拍摄例如位于距物镜30cm内的位置的物体。在近距模式中变焦镜头在邻近第一可移动范围的第二可移动范围内移动。移动电话终端的用户不得不手动地切换聚焦模式。
在自动聚焦中变焦镜头仅仅允许在第一或第二可移动范围的二者之一内移动。即使用户打算拍摄位于距离物镜10cm位置处的物体，正常模式也只允许变焦镜头在第一可移动范围内移动。数字照相机不能对焦。除非用户手动地选择近距模式，否则不能获得聚焦的图像。
发明内容
由此本发明的目的是提供一种能够利用相对简单的结构切换聚焦模式的电子设备。由此本发明的目的是提供一种对实现上述电子设备非常有用的方法和软件程序。
根据本发明的第一方面，提供了一种电子设备，包括具有第一可移动范围和不同于第一可移动范围的第二可移动范围的透镜；被设计用于发射波的发射元件；被设计用于接收波的接收元件；以及被设计用于当接收元件接收了从物体反射的波时使透镜从第一可移动范围内的透镜位置改变为第二可移动范围内的透镜位置的控制电路。
该电子设备允许透镜基于从物体反射的波而移动。发射元件和接收元件可以用来接收波。如果不同的聚焦模式设为第一和第二可移动范围，那么可以用简单的结构切换聚焦模式。可以以便利的方式建立焦点。用户可以从切换聚焦模式的繁重的操作中解放出来。这里，第一和第二可移动范围可以彼此重叠，或被限定为完全隔开。
发射元件可以基于发射信号在预定方向范围内发射波。接收元件可以位于波的方向范围内，以便基于波的接收输出接收信号。在此情况下，电子设备还可以包括被设计为基于发射信号和接收信号对从物体反射的波进行监测的检测电路。
在电子设备中接收元件位于波的方向范围内。因此接收元件被允许直接接收从发射元件发射的波。在接收元件直接接收来自发射元件的波之后，在预定的期间之后接收从物体反射的波。在检测电路处检测延迟或时差。该差值可以用来检测从物体反射的波。
电子设备可以包括具有与透镜的光轴对准的光轴的物镜。在这种情况下，第二可移动范围可以被定义为沿光轴从物镜向后延伸。此外。第一可移动范围可以沿光轴限定在第二可移动范围的后面。在正常模式中允许透镜在第一可移动范围内移动。在近距模式中允许透镜在第二可移动范围内移动。
上述电子设备可以采用红外照射作为波。该电子设备还可以包括被设计用于基于发射和接收元件建立数据通信的控制电路。因此发射元件和接收元件除移动透镜之外还可以用来实现数据通信。这可以提高电子设备的可用性。
可以提供具体的控制电路以实现上述电子设备。可以设计控制电路以在接收元件接收从物体反射的波时使透镜从第一可移动范围内的透镜位置改变为第二可移动范围内的透镜位置。
根据本发明的第二方面，提供一种切换聚焦模式的方法，包括使发射元件基于发射信号发射波；检测接收元件输出的接收信号和发射信号之间的差值；以及基于该差值在正常模式和近距模式之间切换聚焦模式。
在进行聚焦模式切换的过程中，可以检测接收信号和发射信号之间差值。发射元件和接收元件用来检测差值。可以用简单的结构切换聚焦模式。可以采用红外照射作为波。
根据本发明的第三方面，提供包含用于切换聚焦模式的程序指令的计算机可读存储介质，其包括使处理器促使发射元件基于发射信号发射波的计算机程序代码；使处理器检测接收元件输出的接收信号和发射信号之间的差值的计算机程序代码；以及使处理器基于该差值在正常模式和近距模式之间切换聚焦模式的计算机程序代码。计算机程序代码例如可以安装在电子设备中。
在下面结合附图的对优选实施例的描述中，本发明的上述及其他目的、特点以及优点变得明显，其中图1是示意地图示作为电子设备的示例的移动电话终端的整体结构的立体图；图2是示意地图示了移动电话终端的结构的框图；图3是图示了变焦镜头的移动范围的示意图；图4是图示移动电话终端中安装的软件程序的处理示例的流程图；以及图5是图示信号的脉冲宽度的示意图。
具体实施例方式
图1示意地图示了根据本发明实施例的作为电子设备例子的移动电话终端11。移动电话终端11包括设备本体12和显示器外壳14。显示器外壳14连接到设备本体12，可以围绕旋转轴13进行相对回转运动。在设备本体12和显示器外壳14中合并有未示出的印刷电路板。众所周知，工作电路如中央处理单元(CPU)、存储器等安装在例如印刷电路板上。操作者可以操纵输入装置15，如安装在设备本体12上的挂机键盘、摘机键盘、拨号键盘，以便向CPU输入各种数据和指令。工作电路基于输入数据或指令执行处理操作。
在显示器外壳14的前表面中设置未示出的第一液晶显示(LCD)面板。所设计的第一液晶显示板限定了显示器外壳14的前表面内的屏幕。同样，在显示器外壳14的背表面内设置第二液晶显示(LCD)面板16。所设计的第二液晶显示板16限定了显示器外壳14的背表面内的屏幕。
在显示器外壳14中引入照相机模块17。照相机模块17位于显示器外壳14的背表面上。所设计的工作电路利用照相机模块17，以便捕捉图像如静止或移动的图片。快门开关18用来拍摄图像。快门开关18位于设备本体12的侧面。用照相机模块17拍摄的图像可以显示在第一液晶显示板和第二液晶显示板16的屏幕上。
在显示器外壳14中并入了红外通信模块19。红外通信模块19位于显示器外壳14的背表面。红外通信模块19允许与其他移动电话终端或个人计算机建立红外线数据通信。例如，可以按照标准如IrDA(红外数据协会)建立红外数据通信。
如图2所示，在移动电话终端11中并入了通信控制电路21。通信控制电路21工作以与未示出的基站交换话音信号和数据信号。话音信号处理电路22连接到通信控制电路21。话音信号处理电路22例如基于通过麦克风23输入的话音产生话音信号。通信控制电路21用来向基站发射所产生的话音信号。话音信号处理电路22也使得扬声器24基于从通信控制电路21接收的话音信号再生话音。
在移动电话终端11中，中央处理单元(CPU)25连接到通信控制电路21。随机存取存储器(RAM)26和非易失性存储器27连接到中央处理单元25。非易失性存储器27例如可以是快闪存储器。在非易失性存储器27中保持着与移动电话终端11的各种功能相关的软件程序28。中央处理单元25被允许根据随机存取存储器26中临时存储的软件程序28执行处理。之后将详细描述软件程序28。
在移动电话终端11中，上述的红外通信模块19连接到中央处理单元25。红外通信模块19包括发射元件或发光元件29和接收元件或光接收元件31。发光元件29被设计用于基于中央处理单元25提供的发射信号发射预定方向范围内的波或红外照射。光接收元件31被设计用于响应于接收的红外照射输出接收信号。发光元件29和光接收元件31并排位于预定平面上。因此光接收元件31位于红外照射的方向范围内。红外照射的方向范围可以大约超过180度。红外通信模块19的传输范围可以大约在30cm的范围内。
检测电路或AND电路32连接到红外通信模块19。AND电路32工作以检测从物体反射的波或红外照射。AND电路32接收从中央处理单元25传送的发射信号。发射信号在输入到AND电路32之前被反相。同样，AND电路32接收从光接收元件31传送的接收信号。AND电路32被设计用于计算发射信号和接收信号之间的差值。差值被输出作为检测信号。该差值用来表示被反射的波。之后将详细描述差值的计算。这里，发光元件29、光接收元件31和AND电路32组成了根据本发明的发射/接收模块。
触发电路33连接到AND电路32。触发电路33被设计用于当从输入端输入检测信号时通过输出端向中央处理单元25输出中断信号。触发电路33保持中断信号的输出。当中央处理单元25识别了中断信号时，从中央处理单元25向触发电路33输出复位信号。触发电路33响应于该复位信号的接收终止中断信号的输出。因此中央处理单元25可以可靠地辨别中断信号。应当注意触发电路33不是必须要保持中断信号的输出，只要中断信号可以被保持在中央处理单元25中就行。
上述照相机模块17连接到中央处理单元25。照相机模块17包括物镜34，位于物镜34后部的变焦镜头35以及位于变焦镜头35后部的电荷耦合器件(CCD)传感器36。变焦镜头35的光轴与物镜34的光轴相对准。物镜34和变焦镜头35的光轴被设置为垂直于发光元件29和光接收元件31所在的平面。变焦镜头35被允许沿光轴相对于物镜34向前和向后移动。步进马达37的旋转用来驱动物镜34。
模数转换器(ADC)38连接到CCD传感器36。模数转换器38被设计用于将CCD传感器36输出的模拟信号转变为数字信号。该数字信号被提供给照相机控制电路39。照相机控制电路39工作，以基于数字信号产生图像数据。照相机控制电路39工作，以基于所产生的图像数据在第一液晶显示板或第二液晶显示板16的屏幕上显示图像。所产生的图像数据可以被临时存储在RAM 27中。
如图3所示，变焦镜头35具有第一可移动范围41和不同于第一可移动范围41的第二可移动范围42。具体地，变焦镜头35的移动范围在第一和第二可移动范围41，42之间切换。第二可移动范围42被限定为沿光轴从物镜34向后延伸。第一可移动范围41被限定为沿光轴在第二可移动范围42的后部延伸。这里，第一和第二可移动范围41，42可以彼此交叠。
在正常模式中允许变焦镜头35在第一可移动范围41内移动。第一可移动范围41包括第一至第四透镜位置43-46。设置第一透镜位置43以建立无限远的焦距。设置第二透镜位置44以建立1.888m的焦距。设置第三透镜位置44以建立0.712m的焦距。设置第四透镜位置46以建立0.441m的焦距。这里，第二透镜位置44对应于当照相机模块17被启动时变焦镜头35所在的初始位置。
另一方面，在近距模式中允许变焦镜头35在第二可移动范围42内移动。第二可移动范围42包括第五至第十透镜位置47-53。设置第五透镜位置47以建立0.289m的焦距。类似地，设置第六至第十透镜位置48-53以分别建立0.195m，0.148m，0.120m，0.101m和0.088m的焦距。这里，在近距模式中，变焦镜头35被设计成从第五透镜位置47开始移动。
如上所述，步进马达37的旋转用来驱动变焦镜头35。步进马达37被允许基于从照相机控制电路39输出的控制信号旋转。步进马达37设计成对应控制信号中包含的每一个脉冲旋转预定角度。旋转角或脉冲计数被分配到第一和第二可移动范围41，42上的各个透镜位置。在第一透镜位置43和第十透镜位置53之间计数七十个脉冲。
原点58被定义为从第一透镜位置43向后单个脉冲的位置处。在第一透镜位置43和原点58之间计数一个脉冲。在第二和第一透镜位置44，43之间计数三个脉冲。在第三和第二透镜位置45，44之间计数五个脉冲。在第四和第三透镜位置46，45之间计数五个脉冲。在第五和第四透镜位置47，46之间计数七个脉冲。在第五至第十透镜位置47-53的每个相邻对之间计数十个脉冲。
在该照相机模块17中使用所谓的自动聚焦。例如，当在正常模式中半按快门开关18时，在第二透镜位置44的变焦镜头35用于在CCD传感器36上形成图像。对应于该图像的模拟信号被输出到模数转换器38。在模数转换器38处放大之后，模拟信号被转变为数字信号。然后数字信号被提供给照相机控制电路39。照相机控制电路39分析数字信号的波形。
然后变焦镜头35根据步进马达37的旋转移动到第三透镜位置45。照相机控制电路39以与上述方法一样的方法分析数字信号的波形。在第四透镜位置46同样分析数字信号的波形。照相机控制电路39将这些波形相互比较。图像的醒目对比度用来产生锐利波形。图像的灰暗对比度用来产生平滑的波形。照相机控制电路39选择对应于最醒目的对比度的透镜位置作为焦点。照相机控制电路39向步进马达37输出控制信号。步进马达37基于控制信号旋转预定的角度。因此变焦镜头35移动到对应于焦点的透镜位置。
现在，假定用移动电话终端11拍摄静止图像。这里，物体与照相机模块17和红外通信模块19相距10cm。中央处理单元25执行非易失性存储器27中存储的软件程序28。如图4所示，在步骤S1，中央处理单元25响应于快门开关18的操纵启动照相机模块17。中央处理单元25向照相机控制电路39输出启动请求信号。照相机控制电路39响应于该启动请求信号的接收向步进马达37输出控制信号。步进马达37使变焦镜头35根据控制信号移动。控制信号指明了四个脉冲。因此变焦镜头35移到初始位置或第二透镜位置44。
当接着半按快门开关18时，在步骤S2中，中央处理单元25输出用于发射波或红外照射的发射信号。发射信号被提供给红外通信模块19的发光元件29和AND电路32。发光元件29响应于该发射信号的接收，发射预定方向范围内的红外照射。在步骤S3中，中央处理单元25监测AND电路32是否检测了接收信号和发射信号之间的差值。由于红外通信模块19的传输范围大约在30cm的范围内，因此从物体反射红外照射。该反射的红外照射被接收元件31接收。此外，由于接收元件31位于红外照射的方向范围内，因此来自发光元件29的红外照射直接被光接收元件31接收。因此光接收元件31接收直接红外照射。光接收元件31输出接收信号，该接收信号对应于表示被反射的红外照射上复用了直接红外照射的组合波。
AND电路32检测组合红外照射的接收信号和发射信号之间的差值。参照图5，发射信号、直接红外照射的接收信号和被反射的红外照射的接收信号都具有相等的脉冲宽度。当红外照射被发射时光接收元件31同时接收了直接红外照射。在直接红外照射的接收信号和发射信号之间不存在时间差。表示直接红外照射的接收信号对应于发射信号。另一方面，在直接红外照射到达光接收元件31之后的预定期间，光接收元件31接收被反射的红外照射。在AND电路32处，对应于被反射的红外照射的接收信号的接收自对应于直接红外照射的发射信号和接收信号的接收延迟预定的周期。AND电路32被允许基于反相的发射信号和对应于组合红外照射的接收信号来检测延迟或差值。该差值或检测信号被提供给触发电路33。触发电路33基于检测信号向中央处理单元25输出中断信号。然后中央处理单元25的处理进入步骤S4。
中断信号被输入到中央处理单元25。在步骤S4中央处理单元25检测接收信号和发射信号之间的差值。也就是说，中央处理单元25识别被反射的红外照射的检测。接着中央处理单元25响应于差值的检测将拍摄模式从正常模式切换为近距模式。中央处理单元25向照相机控制电路39输出驱动请求信号。照相机控制电路39响应于该驱动请求信号的接收向步进马达37输出控制信号。在该控制信号中脉冲的计数设置为十七。步进马达37根据控制信号旋转预定的角度。因此变焦镜头35从第二透镜位置44移动到第五透镜位置47。
在照相机模块17中，基于上述的自动聚焦将焦点设定在物体上。照相机控制电路39使变焦镜头35移动到第二可移动范围42内的第五至第十透镜位置47-53的任意一个位置。这里，由于物体位于与照相机模块17相距10cm的位置处，因此变焦镜头35例如从第五透镜位置47移到第九透镜位置52。在控制信号中脉冲应该计数至四十。
当快门开关18被完全按下时，CCD传感器36俘获图像。模数转换器38将来自CCD传感器36的模拟信号转变为数字信号。数字信号被输出到照相机控制电路39。照相机控制电路39产生来自数字信号的图像数据。产生的图像数据可以显示在第一液晶显示板或第二液晶显示板16的屏幕上。产生的图像数据可以存储在非易失性存储器27中。同时，在步骤S6，中央处理单元25向触发电路33输出复位信号。触发电路33响应于复位信号的接收，停止输出中断信号。
此后在步骤S7，中央处理单元25监视快门开关18是否被操纵。如果快门开关18被操纵，那么中央处理单元25的处理返回步骤S2。重复上述处理。如果用户打算结束照相机模块17的使用，那么中央处理单元25向照相机控制电路39输出关闭信号。照相机控制电路39响应关闭信号的接收关闭照相机模块17。
接下来，假定物体位于与照相机模块17和红外通信模块19相距70cm的位置处。例如，中央处理单元25响应于快门开关18的操纵启动照相机模块17。变焦镜头35首先移到初始位置或第二透镜位置44。接着，当在正常模式中半按快门开关18时，中央处理单元25向红外通信模块19的发光元件29和AND电路32输出发射信号。发光元件29基于发射信号的接收，发射预定方向的范围内的红外照射。中央处理单元25监测AND电路32是否检测接收信号和发射信号之间的差值。
由于物体与照相机模块17和红外通信模块19相距大于30cm，因此光接收元件31未能接收反射的红外照射。光接收元件31向AND电路32输出仅仅对应于直接红外照射的接收信号。由于对应于直接红外照射的接收信号和发射信号具有相等的脉冲宽度，因此AND电路32不能检测对应于直接红外照射的接收信号和发射信号之间的差值。没有检测信号从AND电路32输出到触发电路33。中央处理单元25的处理进入步骤S8。
在步骤S8，在发射信号输出预定时间之后，在照相机模块17中，中央处理单元25设置正常模式。照相机模块17基于自动聚焦在物体上建立焦点。照相机控制电路39使得变焦镜头35移动到对应于第一可移动范围41内的焦点的第一至第四透镜位置43-46的任意一个位置。这里，由于物体与照相机模块17相距70cm，变焦镜头35移动到第三透镜位置45。脉冲的计数设置为五。接着用与上述方法相同的方法产生图像数据。
此后在步骤S7，中央处理单元25监测快门开关18是否被操纵。如果快门开关18被操纵，那么中央处理单元25的处理返回步骤S2。重复上述处理。如果用户打算结束照相机模块17的使用，那么中央处理单元25向照相机控制电路39输出关闭信号。照相机控制电路39响应于关闭信号的接收关闭照相机模块17。
移动电话终端11能够利用如上所述的红外通信模块19进行红外数据通信。例如，按照标准IrDA实现红外数据通信。中央处理单元25将数据转变为发射信号。发射信号被提供给发光元件29。发光元件29基于例如发射信号将红外照射发射到其他移动电话终端或个人计算机。在红外照射的传送过程中，阻止在光接收元件31处的接收。在红外照射的传送完成之后，解除光接收元件31的限制。因此光接收元件31允许接收从其他移动电话终端或个人计算机发射的红外照射。光接收元件31响应于红外照射的接收向中央处理单元25输出接收信号。中央处理单元25将接收信号转变为数据。以这种方式可以建立红外数据通信。
移动电话终端11能基于从接收信号和发射信号获得的对被反射的红外照射的检测在照相机模块17中切换聚焦模式。发光元件29和光接收元件31被简单地用来检测发射的红外照射。可以用相对简单的结构切换聚焦模式。聚焦的图像被可靠地捕捉。用户可以从切换聚焦模式的繁重操作中解脱出来。
此外，在上述方法中，红外通信模块19中的直接红外照射用来检测发射的红外照射。因此，可以以简单的结构很容易地检测被反射的红外照射。此外，红外通信模块19也能建立如上所述的红外数据通信。可以提高移动电话终端的可应用性。
应当注意，当照相机模块17被启动时，可以首先设置近距模式，代替正常模式。具体地，拍摄模式从近距模式切换为正常模式。
权利要求
1.一种电子设备，包括具有第一可移动范围和不同于第一可移动范围的第二可移动范围的透镜；发射元件，被设计用于发射波；接收元件，被设计用于接收所述波；以及控制电路，被设计用于当接收元件接收了从物体反射的所述波时使所述透镜从所述第一可移动范围内的透镜位置转变为所述第二可移动范围内的透镜位置。
2.根据权利要求1的电子设备，其中所述的发射元件基于发射信号在预定方向范围上发射所述波，所述接收元件位于所述波的方向范围内，以便基于所述波的接收来输出一接收信号，并且所述电子设备还包括被设计用于基于所述发射信号和所述接收信号检测从物体反射的所述波的检测电路。
3.根据权利要求2的电子设备，还包括具有与所述透镜的光轴对准的光轴的物镜，其中所述第二可移动范围被限定为沿光轴从所述物镜向后延伸，所述第一可移动范围被限定为沿光轴在所述第二可移动范围的后面。
4.根据权利要求2的电子设备，其中所述的波是红外线。
5.根据权利要求4的电子设备，还包括被设计用于基于所述发射元件和所述接收元件建立数据通信的通信控制电路。
6.一种控制电路，被设计用于当接收元件接收了从物体反射的波时使透镜从第一可移动范围内的透镜位置转变为第二可移动范围内的透镜位置。
7.一种切换聚焦模式的方法，包括使发射元件基于发射信号发射波；检测从接收元件输出的接收信号和所述发射信号之间的差值；以及基于所述差值在正常模式和近距模式之间切换所述聚焦模式。
8.根据权利要求7的方法，其中所述的波是红外线。
9.一种包含用于切换聚焦模式的程序指令的计算机可读存储介质，包括使处理器促使发射元件基于发射信号发射波的计算机程序代码；使处理器检测从接收元件输出的接收信号和所述发射信号之间的差值的计算机程序代码；以及使处理器基于该差值在正常模式和近距模式之间切换聚焦模式的计算机程序代码。
全文摘要
能切换聚焦模式的电子设备。在电子设备中透镜具有第一可移动范围和不同于第一可移动范围的第二可移动范围。接收元件接收从发射元件发射的波。将控制电路被设计用于当接收元件接收了从物体反射的波时使透镜从第一可移动范围内的透镜位置改变为第二可移动范围内的透镜位置。电子设备允许透镜基于从物体反射的波移动。如果不同的聚焦模式设为第一和第二可移动范围，那么可以用简单的结构切换聚焦模式。可以以便利的方式建立焦点。用户可以从切换聚焦模式的繁重操作中解脱出来。
文档编号G02B7/28GK1737633SQ200410082170
公开日2006年2月22日 申请日期2004年12月31日 优先权日2004年8月19日
发明者宫崎清志 申请人:富士通株式会社