专利名称：便携式多位置放大器相机的制作方法
技术领域：
本申请涉及用于具有低视力的个人的放大设备。更特别的，本发明涉及具有多种 不同配置的便携式放大设备。
背景技术：
描述在现有技术中，低视力用户使用便携式放大器是公知常识。但是，到目前为止，这 些放大器还是笨重、体积大且使用麻烦。另外，这些放大器中许多都只有一种操作模式，这 种模式需要用户在被观看目标上方固定距离处手持设备。其他放大器不需要在被观看目标的上方手持相机。虽然这些放大器不需要手持设 备，但是它们仅能通过高度调整实现聚焦。更具体地，必须要提供一种机构来选择性地调整 放大相机相对于被观看目标的高度。然而，这些调整机构倾向于大而复杂，而且导致不容易 被运输的设备。另外，被设计放置在被观看目标上的放大器一般在目标的上方具有很少或没有空 间。这就阻止了用户与被观看目标之间的交互。例如，如果目标是文件，则当放大时用户不 能在文件上书写。那么，就需要一种具有多种配置和操作模式的放大器，从而用户可以通过在目标 上方手持设备或将设备放置在目标上来使用放大器。这就另外需要放大器在目标被放大的 同时允许用户与目标进行交互。在现有技术中也需要便携式放大器具有不使用时保护放大 器的紧凑闭合取向(orientation)。本发明的便携式多位置放大器相机正是为了满足这些需求。
发明内容
因此，本发明的目的之一是允许用户将放大器相机配置到多种观看模式中的一 个，以优化在不同距离处的不同大小的目标的观看。本发明的另一个目的是提供一种可以在被观察目标上手持或放置在被观察目标 上的放大器相机。本发明的另一个目的是提供一种可以在提供间隙空间来允许用户与目标交互的 同时被放置在被观察目标上的放大器相机。本发明的另一个目的是提供一种具有紧凑闭合取向的放大器相机，容易运输并且 保护相机的部件。本发明的另一个目的是提供一种提高功能和使用方便的变阻器型控制器。
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前面宽泛概述了本发明更相关和重要的特征，以便下述本发明的详细描述更容易 理解，使得对现有技术的贡献更充分被评价。下面将描述本发明的其他特征，它们形成了本 发明权利要求的主题。本领域技术人员应理解，公开的概念和具体实施例容易被使用作为 修改或设计用于实施与本发明相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员也应认识到， 这些等同结构没有偏离所附权利要求提出的本发明的精神和范围。
为了更全面理解本发明的实质和目的，参考下面结合附图的详述，其中图1是本发明放大器相机处于读模式的透视图，其中放大器被放置在被观察目标 上；图加是从读模式重新配置到闭合配置的放大器相机的透视图；图2b是从读模式重新配置到闭合配置的放大器相机的另一透视图；图2c在闭合配置中的放大器相机的透视图；图3是显示相机和相关反射镜的放大器相机的下侧的详细视图；图4是本发明的光照腔的分解图；图5是示出在本发明的光照腔内光如何分布的示意图；图6是在书写架(writing stand)模式中的放大器相机的透视图；图7是在手持模式中的放大器相机的透视图；图8是在观察操作模式中的放大器相机的透视图；图9是在观察操作模式中的放大器相机的透视图；贯穿几个附图相同的参考标记表示相同的部件。优选实施例详述本发明涉及选择地定位到各种配置的便携式放大器相机。提供至少四种截然不同 的观察配置相机水平地搁置在被观察目标上的读模式；相机以一定的角度搁置在被观察 目标上的写模式；相对于远处目标用户手持相机的手持模式；和用户保持被观察目标靠近 (close proximity)相机的检视模式。这些配置使用户可以有效观察不同大小和变化距离 的目标。图1描述了本发明的相机10。相机10包括四个外壳部件，它们以提供多个分离 配置的方式枢轴地互连。这些外壳部件包括盖子20、控制面板30、相机外壳40和基部60。 这些部件优选地采用质量轻且耐碰撞的塑料制造。优选是丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABQ塑料 或类似物。盖子20包括位于盖子的内表面的IXD屏幕22。内表面也包括相对的缺口 24，允 许用户容易抓住和操控屏幕22。盖子22的外表面用于保护处于闭合配置(图2c所示)时 相机10的多个部件。屏幕22优选的是全彩色视频图形阵列(VGA)显示器。IXD屏幕22的 输入来自相机外壳40内的现场可编程门阵列(FPGA)。在优选实施例中，在FPGA到IXD屏 幕22的互连中采用低电压差分信令(LVDQ。这使得在屏幕22上有纯数字输出且也允许相 机10结合外部监视器(未示出)一起使用。盖子20枢轴地互接到控制面板30。控制面板30包括中央放置的滑块32和相邻 的触摸感应控制装置34和36。滑块32提供一个或多个相机功能的可变控制。可经过可变电阻如变阻器、分压器等来完成可变控制。可用控制装置34拍摄被观察目标的“快照”。 这些静态的图像被保存在存储器中以供后来观看。控制装置36可用来在由滑块32控制的 模式当中循环。在一种模式，滑块32用来改变相机放大倍数。例如，通过将滑块移动到右边(如 图1所示)，用户可以将放大倍数从3.5X连续改变到14X。在另一种模式，滑块32用来 改变屏幕22的色彩组合。即，为了增强低视力用户的观看，LCD屏幕22可以按照各种色彩 组合显示被观看目标，如蓝/绿、红/黄或黑/白。因此，滑块32可被用于在各种色彩组合 当中循环，以找到对于用户的最有效输出。这个特征可与现场相机视图和已存储在相机存 储器中的静态图像结合使用。在任一种情况，滑块32具有允许用户容易地在各种颜色选项 当中循环的优点。滑块32也可用于在静态或现场相机图像当中进行导航。例如，在一种模式中，滑 块的移动将图像从右向左移位。在另一种模式，滑块的移动将图像上下移位。水平和垂直 导航模式都可以与放大模式结合使用，从而允许用户放大图像的任何部分。如图示出的，相机外壳40枢轴地连接到控制面板30。因此，实际上，控制面 板30用作盖子20和外壳40之间的铰链。参照图1，注意，外壳40包括输出52，该输出52 用于将相机10耦合到外部监视器或电视。电源按钮50也被包括在外壳40的相反侧(图 3所示)。设备能被进一步配置为在闭合配置时(图2c)使其自身断电。与相机10相关的光学部件保存在位于相机外壳40内的腔42内。如图3和4所 示的，这些光学部件包括传感器44、反射镜46、光源48、光引导件M和光学透镜56。腔42 优选包括弄圆的内表面，其是浅色的(lightly colored)以提高反射。光源48优选是两列 发光二极管(LED)，它们被放置在腔42内的垂直表面。其他光源如冷阴极荧光灯(CCFL)可 结合本发明使用。然而本领域技术人员仍容易识别其他光源。光引导件可用于将来自LED 的光指向被观察目标和腔42内部。在与Rodriguez等共同拥有的美国专利7，172，304中 描述了合适的光引导件，这里引入该专利全部内容。传感器44优选是3兆像素CMOS图像 传感器。这样的传感器是可以购买到的，并且本领域技术人员可理解其合适的等价物。图 像传感器的输出被提供给FPGA和图像缓冲器。在使用中，腔42被放置在被观察目标之上或指向被观察目标。接着，反射镜46摄 取被观察目标的图像。传感器44和透镜56被放置在腔42内以记录由反射镜46反射的图 像。但是，其他配置的使用在本发明的范围之内。对准引导件53被包括在外壳的侧面，以 帮助盲人或低视力的用户相对于被观察目标合适地将腔42定向。提供给光引导件的光也是可调整的，以允许对提供给被观察目标的直接和间接光 的可选控制。即，对于近目标，如以读模式来观察的那些，来自引导件M的光被指向腔42 内部，从而提高了使用的间接光照量。这可以通过将更多的光指向通过光引导件M的上表 面5 来完成。因此产生的间接光照优选地用于近放置的目标。相反，在写和手持模式中， 光主要通过光引导件M的下表面54b而进行指向。这导致远目标被更多直接光照来照明， 在这些情况中是优选的。接下来描述相机10的多种配置。这些配置可通过枢轴地将外壳40互连到控制面 板30和基部60来实现。更具体地，外壳40的前端连接到控制面板30，而后端连接到基部 60。但是，在优选实施例，在基部60和外壳40之间的连接仅允许有限的角度调整度。基部60优选由两个相对的脚60a和60b (图6所示)形成。间隙空间62被提供在脚60a和60b 之间，以允许通过相机44对目标的无阻碍视野。如下面更详细描述地，可相对于基部60枢 转外壳40而创建更多的间隙空间。电源(未示出)优选地存储在一个或两个脚60a和60b 中。例如，电源可以是充电锂离子电池。读模式图1描述了读模式。在这种模式，基部60搁置在被观察目标上。盖子20和控制 面板30形成角度以供用户最佳观察。这是观察平坦目标如一页文本的最优模式，其中用户 不需要与被观察目标交互。在处于读模式中的同时可调整光引导件M来提供更多间接光。 由于传感器44离被观察目标较近，所以在读模式中，间接光照是优选的。写模式在用户需要与被观察目标交互时，写模式是优选的。在图6示出了写模式。在这种 模式，基部60再次搁置在被观察目标上。但是，不像读模式，基部40相对于基部60稍微枢 转。在优选实施例中，这个角度不超过45度。通过向上枢转基部40，形成空间62。例如， 空间62允许用户在被观察目标上书写。例如，如果用户希望签署文件或填写支票时可使用 这种模式。在处于写模式的同时可调整光引导件M以提供更多直接光。由于传感器44离 被观察目标较远，所以在写模式中直接光照是优选的。手持模式图7描述了手持模式。这里，盖子20枢转使得其外表面接触基部40。另外，代替 基部60搁置在被观察目标上，用户握住基部的脚60a和60b。这允许相机10被拿起并且指 向远处目标。在这种观察期间，能够使用控制装置34摄取被观察目标“0”的静态图像。检视模式最后，图8和9示出了相机10的检视模式(inspection mode)。在这种模式，基部 60枢转以使得腔42指向用户。这允许用户将目标“0”保持在相机前来进行检视。如图8 和9所示的，在处于检视模式的同时LCD屏幕22能够定位成不同的取向。本公开包括所附权利要求的内容和前述说明书的内容。虽然以其具有特定性的优 选形式描述了该发明，但是，可理解仅通过示例进行优选形式的公开，且在不偏离本发明的 精神和范围的情况下，可对构造以及部件的组合和排列的具体内容进行很多改变。
权利要求
1.一种显示设备，包括显示屏幕；控制面板，用于控制在显示屏幕上显示的图像，控制面板包括用于在多个不同显示模 式当中循环的功能按键和滑动控制装置；显示设备包括第一显示模式，其中滑动控制器被用来改变显示图像的色彩方案；显示 设备包括第二显示模式，其中滑动控制器被用来在显示器内对图像进行定位；以及，显示设 备包括第三显示模式，其中滑动控制器被用来放大图像。
2.—种显示设备，包括显示屏幕；控制面板，用于控制显示屏幕上显示的图像，控制面板包括用于在多个不同显示模式 当中循环的功能按键和滑动控制装置。
3.如权利要求2所述的显示设备，其中提供至少一种显示模式，并且其中滑动控制器 被用来改变显示图像的色彩方案。
4.如权利要求2所述的显示设备，其中包括至少一种显示模式，并且其中滑动控制器 被用来在显示器内对图像进行定位。
5.如权利要求2所述的显示设备，其中包括至少一种显示模式，并且其中滑动控制器 被用来放大图像。
6.如权利要求2所述的显示设备，其中所述滑动控制器是变阻器。
7.如权利要求2所述的显示设备，其中所述滑动控制器是分压器。
8.如权利要求5所述的显示设备，其中所述滑动控制器提供从3.5X到14X的连续放 大倍数。
9.如权利要求3所述的显示设备，其中使用所述滑动控制器在以下色彩组合中的至少 两种当中循环蓝/绿，红/黄，或黑/白。
10.如权利要求4所述的显示设备，其中包括另一种显示模式，并且其中滑动控制器被 用来放大图像。
11.一种放大设备，包括放大相机；显示屏幕，用于显示放大的图像；控制面板，用于控制在显示屏幕上显示的图像，控制面板被枢转地固定到显示屏幕，控 制面板包括滑动控制装置。
12.如权利要求11所述的放大设备，其中提供至少一种显示模式，并且其中滑动控制 器被用来改变显示图像的色彩方案。
13.如权利要求11所述的放大设备，其中包括至少一种显示模式，并且其中滑动控制 器被用来在显示器内对图像进行定位。
14.如权利要求11所述的放大设备，其中包括至少一种显示模式，并且其中滑动控制 器被用来放大图像。
15.一种用于放大目标的多位置便携式相机，包括盖子，盖子具有外表面和内表面以及位于内表面中的液晶显示器；控制面板，控制面板枢转地连接到盖子上，控制面板包括滑动控制装置，用于选择性地改变相机的放大倍数；相机外壳，相机外壳具有前部分和后部分、上表面和下表面，前部分枢转地连接到控制 面板，相机外壳包括在其下表面内形成的腔，该腔包括部分弯曲的内部，反射镜位于腔内以 用于反射被放大目标的图像，传感器安装在腔内以用于感测由反射镜反射的图像，能够按 照经由滑动控制装置选择的放大倍数在液晶显示器上观察到传感器的输出，光源和相关的 光引导件位于腔内，光引导件选择性地控制目标所接收的光的量；基部，基部枢转地连接到相机外壳的后部分，基部包括两个脚，在两个脚之间形成有间 隙空间，其中，基部能够相对于相机外壳枢转，以在间隙空间内和所述腔下方对目标进行定 向。
16.一种放大器相机，包括盖子，盖子包括显示屏幕；铰链，铰链枢转地连接到盖子；外壳，外壳枢转地连接到铰链，从而铰链允许显示屏幕相对于外壳被定向以适应用户；传感器组件，传感器组件定位在外壳内且适于摄取位于外壳下方的目标的图像，其中， 所述图像随后被显示在显示屏幕上；基部，基部枢转地连接到外壳，其中用户能够选择性地枢转基部从而相对于传感器组 件正确地对目标进行定向；如权利要求2所述的放大器相机，其中铰链包括滑动控制装置，用于允许用户选择性 地控制图像的放大倍数。
17.如权利要求16所述的放大器相机，其中所述基部包括由间隙空间分开的两个脚， 并且其中目标适于被定位在间隙空间内。
18.如权利要求16所述的放大器相机，其中所述传感器组件包括至少一个光源和相关 的光引导件，并且其中光引导件对指向目标的光的量进行控制。
19.如权利要求16所述的放大器相机，其中所述传感器组件包括反射镜，并且其中传 感器读取从反射镜反射的图像。
20.如权利要求16所述的放大器相机，其中所述传感器位于腔内，该腔被设计为反射 光，以使用间接光照来对目标进行照明。
21.如权利要求16所述的相机，其中所述铰链包括滑动控制装置，用于选择性地在由 显示器显示的各种色彩组合当中循环。
22.如权利要求16所述的相机，其中经由低电压差分信令提供在传感器和显示器之间 的信号。
23.一种多位置便携式相机，包括全部枢转地互连的盖子、铰链、外壳和基部；位于外壳内部的图像传感器和位于盖子内的输出显示器，从而能够在显示器中观看传 感器的输出；由此，在盖子、铰链、外壳和基部之间的枢轴互连允许构成闭合取向，其中盖子和基部 处于面对的关系并且显示器被隐藏；读取向，其中盖子相对于基部被枢转以允许用户观看 屏幕；写模式，其中盖子和基部都相对于外壳被枢转以允许目标被定位在外壳下方；和手持模式，其中盖子在与外壳处于面对关系、但显示器可见的情况下被枢转。
24.一种用于盲人或低视力用户的相机设备，所述相机设备包括相机外壳和互连的书写架；显示屏幕，显示屏幕互连到相机外壳，用于观看由相机设备拍摄的图像；相机设备具有第一取向和第二取向，在第一取向中书写架相对于相机外壳成一角度， 在第二取向中书写架和相机外壳共面。
25.如权利要求24所述的相机设备，其中所述相机外壳通过控制面板枢转地互连到显 示器屏幕。
26.如权利要求25所述的相机设备，其中所述书写架容纳有电源。
27.如权利要求24所述的相机设备，其中在所述相机外壳和书写架内形成对准引导件。
28.如权利要求24所述的相机设备，其中所述屏幕能够被枢转，从而与所述相机外壳 成面对关系。
29.如权利要求25所述的相机设备，其中所述相机是放大器相机，并且其中在所述控 制面板上包括变阻器型控制装置。
30.一种用于便携式相机的光照系统，该相机用于放大存在于图像平面内的目标，所述 光照系统包括光学腔，光学腔适于定位在图像平面上方，光学腔具有浅色的内表面以用于促进光反 射，内表面包括弯曲壁、倾斜壁和在其之间的两个侧壁，位于倾斜壁上的反射镜用于反射存 在于图像平面内的目标的图像；CMOS图像传感器，CMOS图像传感器位于光学腔内与反射镜相对，以记录由反射镜反射 的图像，图像传感器的输出经现场可编程门阵列被提供给输出屏幕；发光二极管的列，位于光学腔的每一侧壁上，具有上表面和下表面的光引导件位于每 列发光二极管之上，该下表面与图像平面平行并且该上表面相对于图像平面成一角度，光 引导件用于帮助控制目标所接收的直接和间接光照的量，由此，当图像平面靠近光学腔时 光引导件引起更多的间接光照，并且当图像平面远离光学腔时光引导件引起更多的直接光 照。
31.一种用于便携式相机的光照系统，所述光照系统包括光学腔；图像传感器，图像传感器位于光学腔内，图像传感器的输出被提供给输出屏幕；光源，光源位于光学腔内，具有上表面和下表面的光引导件操作性地耦合到光源，光引 导件用于帮助控制被放大目标所接收的直接和间接光照的量。
32.如权利要求31所述的光照系统，其中所述光学腔包括浅色的内表面，用于促进光 反射。
33.如权利要求31所述的光照系统，其中所述光学腔包括内表面，所述内表面具有弯 曲壁、倾斜壁、以及其间的两个侧壁。
34.如权利要求33所述的光照系统，其中反射镜位于倾斜壁上，用于反射被放大目标 的图像。
35.如权利要求31所述的光照系统，其中所述光源是发光二极管的列。
36.如权利要求31所述的光照系统，其中，当被放大目标靠近光学腔时所述光引导件 引起更多的间接光照，并且当被放大目标远离光学腔时所述光引导件引起更多的直接光 照。
37.如权利要求31所述的光照系统，其中所述传感器是CMOS图像传感器。
38.如权利要求31所述的光照系统，其中所述图像传感器的输出经现场可编程门阵列 被提供给输出屏幕。
39.一种光照系统，包括光学腔，光学腔具有浅色的弯曲的内表面和倾斜的内表面，用于促进光反射； 相机，相机位于光学腔内，用于拍摄光学腔下方的目标的图像； 光源和相关的光引导件，用于对光学腔下方的目标进行照明，光源和相关的光引导件 位于光学腔内，光引导件用于帮助控制光学腔下方的目标所接收的直接和间接光照的量。
全文摘要
公开了一种可选择性配置成各种配置的便携式放大器相机。至少提供四种截然不同的观察配置相机水平地搁置在观察目标上的读模式；相机以一定的角度搁置在观察目标上的写模式；用户相对于远目标保持相机的手持模式；和用户相对于相机保持观察目标的检视模式。这些配置使用户可以有效地观察不同大小和变化距离的目标。
文档编号G03B17/18GK102138321SQ200980130886
公开日2011年7月27日 申请日期2009年8月3日 优先权日2008年8月4日
发明者卡洛斯·M·罗德里克兹, 布拉德·戴维斯, 帕特里克·墨菲, 托德·科纳尔, 李·汉密尔顿, 杰弗里·麦克丹尼尔, 瓦尔德马·通基斯, 迈克尔·戈尔登贝格 申请人:自由科学有限公司