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CN104781714A - 移动电子装置的可拆卸光学装置 - Google Patents

移动电子装置的可拆卸光学装置 Download PDF

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CN104781714A
CN104781714A CN201380058231.1A CN201380058231A CN104781714A CN 104781714 A CN104781714 A CN 104781714A CN 201380058231 A CN201380058231 A CN 201380058231A CN 104781714 A CN104781714 A CN 104781714A
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CN
China
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electronic apparatus
optical devices
camera
optical
built
Prior art date
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Pending
Application number
CN201380058231.1A
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English (en)
Inventor
P·D·奥尼尔
C·巴克
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Ou Lekelipu Ltd
Premier Systems USA Inc
Original Assignee
Ou Lekelipu Ltd
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Publication date
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Abstract

本文所公开的一些实施例涉及具有附接到保持器部分或夹具的一个或多个光学组件(例如，镜头)的光学装置。所述光学装置可以可拆卸地附接到移动电子装置，诸如手机、平板电脑、媒体播放器等。所述保持器部分可被构造成使得不干扰使用者对所述移动装置的显示面板的观察。所述光学装置可包括一个或多个能量传输路径以允许将能量向和/或从所述移动装置的多种组件诸如闪光灯或麦克风传输。在一些实施例中，可以提供额外的特征，诸如倾斜以补偿移动装置的内置相机的倾斜的光学组件，以及降低摩擦或允许将光学装置附接到不同厚度的移动装置的结构或适配器。

Description

移动电子装置的可拆卸光学装置
相关专利申请
本申请要求于2012年9月12日提交的并且名称为“Removable Lensesfor Mobile Electronic Devices”(移动电子装置的可拆卸镜头)的美国临时专利申请No.61/700,301、于2012年9月14日提交的并且名称为“Removable Lenses for Mobile Electronic Devices”(移动电子装置的可拆卸镜头)的美国临时专利申请No.61/701,570、于2012年11月14日提交的并且名称为“Removable Lenses for Mobile Electronic Devices”(移动电子装置的可拆卸镜头)的美国临时专利申请No.61/726,483以及于2013年3月13日提交的并且名称为“Removable Lenses for Mobile ElectronicDevices”(移动电子装置的可拆卸镜头)的美国临时专利申请No.61/780,642的权益，所有这些美国临时专利申请的整个内容据此以引用方式并入并且对于它们所公开的所有内容而言构成本说明书的一部分。
背景技术
技术领域
本发明整体涉及移动电子装置(例如移动电话、移动内容播放器、移动信息存储和显示装置、电子平板装置、便携式计算机、台式计算机等)的附件，具体地讲涉及移动电子装置的可拆卸功能组件。
相关领域描述
近年来，计算机网络和处理技术的许多进步使得移动电子装置可能包括允许使用者捕集图像的相机。在许多情况下，这些图像可被存储、处理和输送。然而，对于移动电子装置中的内置相机的设计有许多局限，这限制了此类相机的重量、大小、花费、形状、适应性和镜头系统的整体质量。因此，移动电子装置中的许多相机不能够满足多种多样的照相需求，并且可能生成较低质量的照片图像。由于此类镜头系统与移动电子装置之间显著的差异(包括接附结构、重量、光学元件、大小、传送、存储、人机工程学和/或便携性的不相容性)，通过现有的与常规胶片或数码相机一起使用的模块或可分离式镜头系统无法解决这些不足。
附图说明
现在将参考以下附图来详细讨论本发明的某些实施例。提供这些附图仅为了进行示意性的说明，而本发明不限于图中所示的主题。
图1A和图1B示出了移动装置和可拆卸光学装置的例子。
图2示出了处于九种不同视图的图1A和图1B的光学装置的若干不同视图。
图3A和图3B示出了附接到移动装置的图1A和图1B的光学装置。
图4A和图4B示出了移动装置和可拆卸光学装置的例子。
图5示出了处于九种不同视图的图4A和图4B的光学装置的若干不同视图。
图6A和图6B示出了附接到移动装置的图4A和图4B的光学装置。
图7A示出了可拆卸光学装置的若干不同视图。
图7B示出了附接到移动电子装置的图7A的光学装置。
图8A示出了另一示例可拆卸光学装置的若干不同视图。
图8B示出了附接到移动电子装置的图8A的光学装置。
图9A-图9E示出了将具有多个可移动固定构件的可拆卸光学装置附接到移动装置的若干不同视图。
图10A-图10E示出了将具有多个可移动固定构件的可拆卸光学装置的另一个例子附接到移动装置的若干不同视图。
图11示出了具有即将附接的可拆卸光学装置的移动电子装置的例子的后部透视图。
图12A示出了光学装置的透视图。
图12B示出了图12A的光学装置的一部分的特写透视图。
图13示出了图12A的光学装置的侧面透视图。
图14A示出了图12A的光学装置的侧平面视图。
图14B示出了沿着图14A的线14B-14B截取的图12A的光学装置的剖面图。
图15是即将附接到移动电子装置的光学装置的另一个例子的透视图。
图16示出了可拆卸地附接到移动电子装置的图15的光学装置的前透视图和后透视图。
图17A和图17B示出了具有即将附接的光学装置的示例移动电子装置的前透视图和后透视图。
图18A示出了沿着图17A的线18A-18A截取的移动电子装置的横截面侧视图。
图18B示出了沿着图17B的线18B-18B截取的移动电子装置的自上而下的横截面视图。
图19A示出了具有可拆卸地附接的图17A-17B的光学装置的移动电子装置后平面视图。
图19B示出了沿着图19A的线19B-19B截取的可拆卸地附接到移动电子装置的光学装置的剖面图。
图20A-图20C示出了光学装置的镜头的位置的偏移或侧向平移以便在倾斜光学装置和内置相机镜头时大致将其光轴与内置相机镜头的光轴对齐。
图21示出了可拆卸地附接到移动电子装置的光学装置的特写视图。
图22A-图22C示出了处于若干不同视图的光学装置。
图23A-图23D示出了附接到移动装置的多种光学装置。
图24示出了可与光学装置一起使用的多种适配器组件。
图25示出了用于将光学装置附接到移动装置的适配器组件。
具体实施方式
以下详细说明涉及本公开的实施例的某些具体例子。在该说明中，参考了附图，其中在整个说明和附图中用类似的数字表示类似的部件。本发明不限于本说明书中明确示出或描述的例子。本说明书的任何实施例中所示或所述的任何步骤、特征和/或结构可与本说明书中所示或所述的任何其他步骤、功能和/或结构一起使用或取代它们而使用。
许多移动电子装置包括内置相机。移动装置的使用者因此使用内置相机捕集图像和/或视频。然而，对于此类内置相机的设计有许多局限，这限制了此类相机的重量、大小、花费、形状、适应性和镜头系统的整体质量。移动装置的现有辅助镜头系统可能不与某些移动装置或一些移动装置的某些特征兼容。例如，一些移动装置具有围绕内置相机镜头的凸出保护结构。此类结构会抑制或阻碍将现有的辅助系统附接到移动装置。又如，一些移动装置具有显示器，其可基本上覆盖移动装置的整个正面。被构造成夹在移动装置上或夹在移动装置的边角或边缘上的现有辅助镜头系统可阻挡此类显示器的一部分。再如，一些移动装置包括紧邻相机镜头的输入和/或输出组件(例如，闪光灯、麦克风)。现有的辅助镜头系统可阻挡此类组件。又如，使用者可将屏幕保护膜贴到移动装置上，或者移动装置的厚度可存在变化。夹在移动装置上或夹在移动装置的边角或边缘上的现有辅助镜头系统可能无法夹到不同厚度的装置上。
本公开的一些方面涉及被构造成附接到移动装置并在使用移动装置的内置相机时提供增强的照相功能的光学装置。此类光学装置可包括一个或多个光学组件，诸如微距镜头、广角镜头、长焦镜头、鱼眼镜头、镜头滤镜(例如，偏振镜、滤色镜或变光滤光镜等)等。此类光学组件可用于改变或增强传输到移动装置的内置相机的光。此外，一些光学装置可被构造成与具有凸出保护结构或安装结构的移动装置一起使用。在一些实施例中，光学装置可被构造成通过仅接触移动装置的非平行侧面而附接到移动装置。这可在光学装置仅附接、接触或阻挡背面的一部分和/或第一和第二边缘(例如上边缘和侧边缘)时防止阻挡移动装置正面上的显示器。在一些实施例中，光学装置可被构造成向或从紧邻移动装置的内置相机镜头的组件(诸如闪光灯或麦克风)传输能量(例如，声音或光)，或允许能量通过。在一些实施例中，光学装置可被构造成附接到具有保护盖的移动装置，或附接到可具有不同厚度的多种不同的移动装置。
图1A和图1B示出了移动电子装置100，诸如手机、个人媒体播放器或平板电脑。例如，移动电子装置100可以为由加利福利亚州库比蒂诺的苹果公司(Apple,Inc.,of Cupertino,California)销售的iPod Touch电子装置。该移动装置100可在第一大致平坦的表面(诸如背面170)上包括内置相机110。背面170可大致平行于第二大致平坦的表面，诸如正面180。内置相机110可位于背面170上移动装置100的边角附近，在所述边角处第一和第二大致正交的侧面120、130大致会聚在一起。内置相机110还可被定位成大致与边角相对，在所述边角处第三和第三大致正交的侧面140、150大致会聚在一起。第一侧面120和第三侧面140可大致彼此平行，而第二侧面130和第四侧面150可大致彼此平行。
移动装置100可包括一体的、不可拆卸的、牢固附接的保护结构或安装结构160，其在出售时永久性地附连到移动装置100或形成为移动装置100的一部分。在一些实施例中，如图所示，保护结构160可包括连续的或基本上连续的环，其围绕或基本上围绕移动装置100的内置相机110的内置镜头的外周边。在一些实施例中，该环由非磁性金属诸如铝制成。在该图示例子中，保护结构160以向后方向延伸超出或超过背面170一定的量T1。在一些实施例中，如图所示，保护结构160超过或超出背面170的向后延伸的量T1较小，诸如小于或等于约3毫米，小于或等于约2毫米，或小于或等于约1毫米。在一些实施例中，保护结构160超过或超出背面170的向后延伸的量小于或等于移动装置100上沿着其侧面之一的侧面区域的厚度，所述侧面之一为基本上非弯曲的或基本上平坦的。通常不需要由使用者来将保护结构160附接到移动装置100，因为在使用者获取时，保护结构160通常已经附接到了移动装置100。
被构造成附接到具有保护结构160的移动装置的光学装置200可包括安装部分210和光学组件220。安装部分210可包括内侧240、外侧250和孔230。在一些实施例中，光学装置200可以可拆卸地附接到在大致平坦的背面170上包括内置相机110的移动电子装置100，而不需要使用夹紧、接触或阻挡移动电子装置大致与背面170相对且大致平行于背面170的面的夹具或其他结构。例如，光学装置200的第一侧壁260可接触移动电子装置100的第一和第二大致会聚的、大致正交的边缘120、130，从而提供光学组件220与移动电子装置100的内置相机110的准确对齐。然而，在一些实施例中，光学装置200不需要夹在大致正交的边缘120、130之一或两者上并接触移动电子装置100与内置相机110所大致对齐的面170相对的面180。
在一些实施例中，如图所示，从内侧240到外侧250的距离T2大致对应于直接处在保护结构160下边缘下方的区域与移动装置100的顶侧或第一侧面120之间的距离(或第一侧面120和第二侧面130的会聚点与按大致远离该汇聚点或边角的方向越过保护结构160的区域之间的距离)。安装部分210的孔230可为大致圆形的并且可被构造成接纳光学组件220。在一些实施例中，孔230的横截面宽度或直径也可大致对应于保护结构160的外部横截面宽度或直径，以使得保护结构160可以接触关系紧密或严格配合在孔230内。光学组件220可被构造成在第一侧面280上接收光并将光输送通过第二侧面290。光可被光学组件220改变以修改由移动装置100的内置相机110产生的图像。例如，在一些实施例中，光学组件220可改变图像的大小(例如，放大或缩小图像)、改变图像的颜色、产生更宽的视角、衰减光(例如，使图像变暗)、过滤光等。光学组件220可从安装部分210拆除。可以提供多种不同的光学组件220，以根据使用者的特定需要可互换地附接到安装部分210。
在一些实施例中，可制定安装部分210的形状和大小以在移动装置100的边角附近附接到移动装置100，在该边角处第一和第二大致正交的侧面120、130大致会聚在一起。安装部分210也可大致与第三和第四大致正交的侧面140、150相对地定位。在一些实施例中，当安装部分210靠近移动装置100的保护结构160(若存在)移动并与之接触时，保护结构160配合在安装部分210的孔230内或者说是与之连接。在一些实施例中，安装部分210的外侧250可沿着移动装置100的外边缘(诸如第一侧面120和/或第二侧面130)移动到位。在一些实施例中，如图所示，当将安装部分210附接到移动装置100时，光学组件220被定位成大致与内置相机110的镜头共轴并与之处于大致重叠的关系。
图2提供了光学装置200的许多不同的视图，示出了许多曲率，这些曲率被构造成大致对应于光学装置200被构造成与之附接的移动装置的边缘和面。在一些实施例中，如图所示，可以提供替代的或额外的连接结构270，诸如大致弓形的凸出部或凹陷部。连接结构270可被定位在安装部分210的第一侧壁260上，第一侧壁260被构造成面向并接触移动装置100的背面170。在一些实施例中，连接结构270可具有与孔230的直径不同的直径。例如，连接结构270的直径可基本上与保护结构160的外径相同。在此类情况下，孔230的大小可基于光学组件220进行选择。
在一些实施例中，如图1A、图1B和图2中所示，安装部分210被构造成接触移动电子装置的不超过两个或不超过三个不同的侧面，诸如在其中安装内置相机的移动电子装置的背面，以及移动装置的上边缘和/或侧边缘，而不需要安装部分210与移动电子装置的大致与背面相对的正面之间有接触。
图3A示出了正在接近移动装置100的光学装置200的后透视图和前透视图。使用者可向移动装置100的背面上的保护结构160推进光学装置200。光学装置200的安装部分210可相对于移动装置100取向以使得在将光学装置200附接到移动装置100时外侧250的至少一部分可与移动装置的第一侧120的至少一部分(或第二侧130的第一部分、或第一侧120和第二侧130两者的一部分、或第一侧120和第二侧130大致会聚在一起的倒圆边角的一部分)重叠。
图3B示出了可拆卸地附接到移动装置100的光学装置200的后透视图和前透视图。当附接时，光学装置200可仅在三个侧面上接触移动装置100。如图3B中所示，光学装置200的安装部分210可仅在第一侧面120、第二侧面130和背面170上接触移动装置100。当以此方式附接光学装置200时，光学装置200可以不接触、重叠或阻挡移动装置100的正面180。因此，向或大致向移动装置与光学装置200接触的侧面(诸如第一侧面120或第二侧面130)延伸的移动装置100的视频显示器或一些其他组件可保持不被阻挡，甚至在将光学装置200附接到移动装置100时也是如此。
在一些实施例中，光学装置200可以不在背面170上，而是仅在背面170的保护结构160(若存在)和第一侧面120和/或第二侧面130上接触移动装置100。在一些实施例中，在保护结构160与安装部分210之间的接触点与安装部分210的外边缘与移动装置100的第一边缘120(或移动装置的第二边缘130，或第一边缘120和第二边缘130的组合)之间的接触点之间的张力足以在使用过程中以可拆卸的方式将安装部分210保持在移动装置100上。
图4A和图4B示出了光学装置300的实施例，该光学装置可包括在许多方面与图1的光学装置200相似或相同的安装部分310和光学组件320。当附接光学装置300时，安装部分310的第一侧壁360可面向或接触移动装置100的背面170和/或一个或多个侧面，诸如第一侧面120和/或第二侧面130。光学装置300的安装部分310还可以包括固定部分370(例如，大致向下延伸的、远离安装部分310的顶部表面延伸的悬垂结构)，其被构造成在将光学装置300附接到移动装置100时接触移动装置100的相对正面180。安装部分310可以可拆卸地固定到移动装置100，以使得光学组件320大致与移动装置100的内置相机镜头共轴定位。
图5包括光学装置300的许多不同的视图，示出了许多曲率，这些曲率被构造成大致对应于光学装置300被构造成与之附接的移动装置的边缘和面。
如图6A和图6B中所示，光学装置300可以可拆卸地附接到移动装置100。在一些实施例中，光学装置300可以通过因以下方面而形成的张力可拆卸地附接到移动装置：(1)移动装置100的保护结构160(若存在)与安装部分310的孔330(或一些其他连接结构)之间的接触区域；(2)安装部分310的第一侧壁360与移动装置100的背面之间的接触区域；(3)固定部分370与移动装置100的正面340之间的接触区域；(4)安装部分310的外边缘与移动装置100的第一边缘120(或第二边缘130，或第一边缘和第二边缘两者)之间的接触点；和/或(5)沿着移动装置100的第一边缘120(或第二边缘130，或第一边缘和第二边缘的组合)的一部分在安装部分310与移动装置100之间的前后接触点。
在一些实施例中，如图4A、图4B、图5、图6A和图6B中所示，安装部分310被构造成定位在移动电子装置的背面之上或附近的部分之间的接触或重叠表面积实质性大于安装部分310被构造成定位在移动电子装置的正面之上或附近的部分之间的接触或重叠表面积(例如，至少为其约2或3倍)。
图7A和图7B示出了可以可拆卸地附接到移动装置500的光学装置700。移动装置500可以在许多方面与上述移动装置100相似或相同。在一些实施例中，移动装置500可以不具有大致围绕内置相机502的凸出保护结构。例如，移动装置500可以为由加利福利亚州库比蒂诺的苹果公司(Apple,Inc.,of Cupertino,California)销售的iPhone 5手机。
光学装置700可以在许多方面与上述光学装置200、300相似或相同。例如，光学装置700可包括对齐或附接结构，诸如上壁704，以及从侧壁706延伸的光学组件710。光学装置700可被构造成可拆卸地附接到在大致平坦的背面520上包括内置相机502的移动装置500，附接方式使得光学组件710被定位成大致与内置相机502共轴或大致与之对齐。光学装置700可附接到移动装置500以使得光学装置700不重叠、接触或阻挡大致平行于背面520的大致平坦的正面。
上壁704可以为波状的以适形于第一和第二大致正交、大致会聚在一起的侧面504、506大致会聚在一起所处的移动装置500的区域。例如，上壁704的形状可以为大致曲线状的以适形于移动装置500的边角。上壁704可接触第一和第二大致会聚在一起的侧面或边缘504、506，从而以可预测、可重复的方式提供光学组件710与内置相机502的准确对齐，而无需手动对齐或调节光学组件710的位置。移动装置500的背面520(和大致平行的正面)可大致与侧面或边缘504、506的每一者正交。侧壁704可在将光学装置700附接到移动装置500时接触或贴近背面520。
在一些实施例中，光学装置700不需要夹在大致正交的边缘504、506之一或两者上并接触移动电子装置500与内置相机502所大致对齐的面520相对的正面。光学装置700可包括引起附接的结构、可反复附接的粘合剂、磁体等，以将光学装置700牢固附接到移动电子装置500。例如，光学装置700可在对齐结构的下侧(诸如上壁704)上包括粘合剂区域702。如图所示，上壁704接触移动电子装置500的部分可包括粘合剂区域702。粘合剂区域702可有利于在使用过程中将光学装置700固定到移动电子装置500。在一些实施例中，将粘合剂不施加到上壁704的下侧而是施加到光学装置700的侧壁706的内部，或除了施加到上壁704的下侧外还施加到光学装置700的侧壁706的内部。在一些实施例中，为粘合剂区域702选择的粘合剂可以是在拆下光学装置700时不会在移动电子装置500上留下残余物的低粘性粘合剂。
在一些实施例中，光学装置700可在外部上壁704的下侧(例如，上壁704接触移动电子装置500的部分)上包括磁性区域。磁性区域可有利于在使用过程中将光学装置700固定到移动电子装置500，诸如当移动电子装置500的边缘的一部分为金属时。在一些实施例中，不是上壁704的下侧为金属的，或除了上壁704的下侧为金属的之外，光学装置700的侧壁706的内部可以为金属的。
图8A和图8B示出了可包括在许多方面与图7A和图7B的光学装置700相似或相同的对齐或附接结构(诸如上壁804、侧壁806)和光学组件810的光学装置800的实施例。侧壁806面向移动装置500的背面的内表面可包括有利于在使用过程中将光学装置800固定到移动电子装置500的吸盘802。在操作中，使用者可向移动装置500推进光学装置800并施加压力以激活吸盘802的吸力。在一些实施例中，吸盘802可限定孔(未示出)或由允许光学组件810与移动装置500的内置相机502光学连通而不会阻挡或改变从光学组件810传递到内置相机502的光的材料制成。
图9A-图9E和图10A-图10E示出了具有一个或多个(例如，两个或三个等)可移动(例如，枢转和/或缩回)的固定构件的能以可拆卸的方式附接的光学装置。这些实施例可包括第一阶段或位置(如图9A和图10A中所示)，其中装置900或1000具有较小的尺寸或外形以有利于容易地储存、运输和/或处理；以及第二阶段或位置(如图9C和图10C中所示)，其中装置900或1000具有实质性更大的尺寸或外形以在附接到移动电子装置时增大所述装置的跨度、到达范围和/或稳定性。
如图9A-图9E中所示的可附接且可拆卸的光学装置900可以可拆卸地附接到移动电子装置500。移动电子装置500可包括内置相机镜头502。光学装置900可以包括联接到多个(例如两个)固定构件922和924的光学组件904，诸如镜头。光学组件904可被构造成当将光学装置900安装在移动电子装置500上时将来自大致处于光学组件904前方的区域的光聚焦到内置相机镜头502上。在一些实施例中，光学组件904可被构造成改变光(例如，放大光、过滤光等)。可以使用任何其他类型的光学组件，诸如本说明书中所公开的任何光学组件。
光学装置900可在未使用时为紧凑的，其中固定构件922、924在第一位置中大致彼此平行取向或大致彼此接触或大致位于彼此附近，如图9A中所示。在将光学装置900附接到移动电子装置500时，固定构件922、924可以枢转或以其他方式相对于彼此移动，以使得固定构件922、924可被构造成各自接触移动电子装置500的不同边缘，或者以其他方式在移动电子装置500上的接触点彼此间隔开。例如，如图9B中所示，固定构件922可以相对于固定构件924旋转或枢转。如图9C中所示，固定构件922的这种旋转或枢转可将固定构件922定位成接触移动电子装置500的第一边缘504，而固定构件924被定位成接触移动电子装置500的第二边缘506。第一边缘504可大致与第二边缘506正交。每个固定构件922、924可包括被构造成接纳并保持移动电子装置500的边缘504或506从而将光学装置900固定到移动电子装置500的夹具944。使用与大致正交的边缘504、506接触的两个固定构件922、924可起到在移动电子装置500的内置相机镜头502上准确和反复定位镜头904的作用，如图9E中所见。
在一些情况下，移动电子装置600可包括大致定位在与两个大致平行的边缘604、608大致等距的中间区域中的内置相机镜头602，如图10A-图10E中所示，而不是比大致平行的边缘508大致更靠近移动电子装置500的一个边缘504的内置相机镜头502，如图9A-图9E中所示。因此，固定构件可在被构造成与这种通信装置600一起使用的光学装置1000中实质性更长。在一些实施例中，如图所示，由于相隔大致平行的边缘604、608任一者的距离和被构造成抓住一条边缘604的固定构件1022的长度，光学组件1000可包括三个固定构件1022、1024、1026以向光学组件1004提供额外的支撑。在一些实施例中，一个或多个固定构件1022、1024、1026可以延伸或缩回(例如，具有可相对于彼此向内或向外滑动的重叠段的伸缩式套叠构件)和/或以彼此滑动的关系定位，从而有利于与不同宽度的装置一起使用和/或有利于在将固定构件缩回时容易地储存。
图11示出了移动电子装置500包括紧邻其他输入或输出装置(诸如闪光灯524和麦克风522)的内置相机镜头502。可能有利的是，允许信息或能量沿着大致开放的或具有减少的障碍的路径向和/或从一个或多个输入或输出装置传输。在该例子中，将多个(例如，两个、三个或更多个)输入和/或输出装置502、522、524定位在移动装置500的边角附近，在该边角处第一和第二大致正交的侧面504、506大致会聚在一起。第一侧面504和第二侧面506可位于移动电子装置500与第三和第四大致正交的侧面508、510大致相对的侧面上(如例如图7B中所示)，从而将输入或输出装置定位在远离第三和第四大致正交的侧面实质性的距离处。第一侧面504和第三侧面508可大致彼此平行，而第二侧面506和第四侧面510可大致彼此平行。
光学装置1100可以使用在本文或在美国专利No.8,279,544中所示或所述的任何或所有特征、结构和/或步骤可拆卸地附接到移动电子装置500，该专利的所有公开内容据此全文以引用方式并入。光学装置1100可包括大致开放且大致无阻挡的能量传输路径，以有助于使能量向或从移动电子装置上的输入和/或输出装置输送，同时大致保证由这种能量所输送的信号、图像或信息的质量。向或从移动电子装置传输的输送能量的例子包括听觉声波、可见光或其他电磁能量。光学装置1100可包括安装部分1102和一个或多个镜头部分1104、1105。
在一些实施例中，如图12A中所示，能量传输路径1110(诸如通道或沟槽形式的声音路径)可定位在安装部分1102的内表面1120上。能量传输路径1110允许声波从使用移动电子装置500的环境行进到内置麦克风522。在一些实施例中，传输路径1110可通过大致直接的、大致无阻挡的路径大致从光学装置1100轮廓之外的区域延伸到光学装置1100轮廓之内的区域。如图所示，传输路径1110可以在一个或多个轴向侧面上为开放的，并在一个或多个轴向侧面上为闭合的。
如图12A、图12B、图13、图14A和图14B中所示，在一些实施例中，传输路径1110可包括比第二侧面或末端更宽的第一侧面或末端。在一些实施例中，如图所示，传输路径1110可以按一般不与光学组件1104的光轴共线、共轴或平行的方向延伸；相反，传输路径1110可在将光学装置1100可拆卸地附接到移动装置500时以与移动装置500的平坦面(例如，背面)倾斜的方向延伸。传输路径1110的内表面1112可包括大致渐缩的区域，以将传输的能量聚焦到较小的区域。当将光学装置1100可拆卸地附接到移动电子装置500时，传输路径1110的近侧区域1114被构造成位于麦克风或在其中定位麦克风的移动装置的面的附近、或与之相邻或与之接触。近侧区域1114可在光学装置110中的光学孔1150附近或相邻的位置定位在安装部分1102上，以在将光学装置1100可拆卸地附接到移动电子装置500时将来自光学组件1104或1106的光传输到内置相机502上。
在一些实施例中，如图13中所示，光学装置1100可包括多个(例如，两个)能量传输路径1110a、1110b。例如，如果以可与移动装置500的内置相机502一起使用的两个光学组件1104、1106构造光学装置1100，则可在安装部分1102中包括单独的能量传输路径1110a、1110b以分别用于每个光学组件1104、1106。当使用者附接光学装置1100以使得光学组件1104可与内置相机502一起使用时，则能量传输路径1110a可被定位成向和/或从输入和/或输出装置522、524中的一个或多个传输能量。当使用者附接光学装置1100以使得另一个光学组件1106可与内置相机502一起使用时，则能量传输路径1110b可被定位成向和/或从输入和/或输出装置522、524中的一个或多个传输能量。在一些实施例中，多个能量传输路径(未示出)可包括在安装部分1102的单个内表面上，以在使用特定的光学组件1104或1106或定位特定的光学组件1104或1106以供使用时向两个或更多个不同的输入和/或输出装置传输能量。
传输路径的另一个例子在图15和图16中示出。该传输路径1530沿着其长度的至少一部分或沿着其基本上整个长度大致闭合，而分别在光学装置1500的安装部分1502的外表面1520和内表面1550的每一末端上具有开口1534、1532。在该图示例子中，传输路径1530可包括延伸穿过安装部分1502中的壁而不是沿着安装部分1502的壁的表面延伸的隧道或通道。如果需要的话，可为与移动电子装置相连的其他输入和/或输出装置提供其他适当构造的能量传输路径，诸如(例如)光传输表面(例如，至少部分地半透明的表面或光管)或光传输开口。本文所公开的每个实施例的所有特征可与本专利申请或美国专利No.8,279,544中所公开的任何实施例一起使用。
图17A和图17B示出了被构造成与移动装置500一起使用的光学装置1700。光学装置1700包括可相对于移动装置500的背面520倾斜(例如，可以不正交)以考虑到内置相机镜头502的相似倾斜的一个或多个光学组件，诸如镜头1704。例如，如果将能以可拆卸的方式附接的光学装置附接到移动装置500，则穿过光学组件的光可能在内置相机镜头502相对于背面520倾斜时不能正确地传输到内置相机镜头502。因此，图像质量可能降低，或两个或更多个镜头的轴的未对齐可能完全阻止捕集可辨别的图像。可能有利的是，为能以可拆卸的方式附接的光学装置1700的镜头1704或其他光学组件提供大致匹配的倾斜，以便将内置相机镜头502的光轴或中央轴线与镜头1704的光轴或中央轴线大致对齐。通过使内置相机镜头502和光学装置1700的镜头1704的轴大致对齐，可将光正确地传输到内置相机镜头502，从而提高图像质量。在一些实施例中，使倾斜成为光学装置1700的组成部分，并且其为光学装置1700的永久特性，而在一些实施例中，倾斜为任选的和/或可由使用者调节的。
图18A和图18B示出了移动电子装置500的剖面图。内置相机镜头502可定位在移动电子装置500的平坦面520上或移动电子装置500内(例如，在平坦面520、530之间)。如图18A中所见，内置相机镜头502的光轴或中央轴线可不与平坦面520正交或大致正交。相反，镜头502可以倾斜以使得镜头502的光轴与平坦面520的正交方向成一角度552(例如，约2度)错开。在一些实施例中，倾斜的量可以非常小，诸如小于或等于约5度，或至少约1度和/或小于或等于约2度。在图18A中，内置相机镜头502在一个或两个维度上远离侧面506(其最接近内置相机)并朝向侧面510(其最远离内置相机镜头)倾斜，从而大致朝着移动电子装置500的中间底部区域斜靠。
如图18B中所见，内置相机镜头502可远离移动电子装置500的侧面504(其最接近内置相机镜头)并朝向侧面508(其最远离内置相机镜头)倾斜。内置相机镜头502的倾斜使得相机镜头502的光轴与平坦面520的正交方向成一角度552错开。在一些情况下，内置相机镜头502的光轴可远离边角或远离两个大致会聚在一起的侧面倾斜。例如，相机镜头502的中央轴线或光轴550可远离侧面504、506的边角或会聚点并朝向相对的侧面508、510的边角或会聚点倾斜。
如图19A和图19B中所示，可使能以可拆卸的方式附接的光学组件1700的一个或多个镜头1704、1706倾斜以考虑到移动电子装置的内置相机镜头502的倾斜。在一些实施例中，可将镜头1704、1706定位在保持夹具1702内，以使得在使用中它们大致与内置相机镜头502共轴。例如，可将镜头1704(或一些其他光学组件)定位在保持夹具1702内，以使得其光轴1720与移动电子装置500的平坦面520成一角度1722倾斜。角度1722可大致等同于内置相机镜头502的光轴相对于平坦面520的角度。在多组件或多镜头实施例中，诸如图19B中所示的光学装置1700，可使每个镜头1704、1706倾斜。在一些实施例中，倾斜的量可由保持夹具1702加以固定且不能由使用者调节，或者镜头可由使用者调节以考虑到在移动电子装置的各个内置相机的倾斜中的制造公差变化。在一些实施例中，任一个或两个镜头1704、1706中的倾斜的量可以非常小，诸如小于或等于约5度，或至少约1度和/或小于或等于约2度。
镜头组件1700的镜头的倾斜可在镜头的一部分与移动电子装置500的平坦面之间形成空隙。例如，如果将镜头1706定位成使得其光轴与平坦面530(或在使用中的平坦面520)正交，则镜头组件1700的内表面将会接触或平行于平坦面530。然而，由于镜头1706远离正交方向以角度1724倾斜，因此在镜头1706的一部分与平坦面530之间存在空隙1710。相似的空隙可在镜头1706处于使用中时存在于镜头1706与平坦面520之间，或镜头1704与平坦面520之间。
在一些实施例中，可将镜头1704联接到保持夹具1702以使得使用者可手动调节(例如，倾斜、旋转或以其他方式移动)镜头远离平坦面520。手动调节可用于解决移动电子装置500的内置相机镜头502的位置、对齐和/或倾斜中的制造差异或公差。例如，可将镜头1704联接到保持夹具1702以允许使用在美国专利No.8,279,544中所示或所述的任何或所有特征、结构和/或步骤进行手动调节。
如图20A中所示，内置相机镜头502可位于移动电子装置的平坦面520之下。当将镜头组件1700可拆卸地附接到移动电子装置时，待使用的镜头(例如，镜头1704)将接触平坦面520或定位在其上方。在任一情况下，镜头1704可以不接触内置相机镜头502(例如，在镜头1704与内置相机镜头502之间可存在一定距离)。当使镜头1704和内置相机镜头均正交于平坦面520定位时，它们的光轴1740可大致对齐。
如图20B中所示，当使镜头1704和内置相机镜头502均相对于平坦面520倾斜时，诸如以角度1750倾斜时，它们的光轴不再对齐。因此，光可能无法正确地从镜头1704传输到内置相机镜头502，或在一些情况下，光可能根本无法传输到内置相机镜头502。
有利的是，可将镜头1704定位在保持夹具1702内，以使得其中心点相对于平坦面520和内置相机镜头502的中心点偏移或在几何上平移。可附接的镜头1704不沿着与移动电子装置的背面520正交的任何线对称地覆盖在内置相机镜头502上方，而是与内置相机镜头502上方的对称覆盖位置间隔开。图5C示出了可附接的镜头1704从内置相机镜头502偏移或几何平移的例子。如图5C中所见，以下两者的组合可大致对齐两个镜头502、1704的光轴以使得光可从镜头1704正确地传输到内置相机镜头502：(1)使镜头1704以角度1750倾斜以匹配内置相机镜头502的倾斜，以及(2)使镜头1704的位置相对于内置相机镜头502几何平移。在镜头组件1700的多镜头实施例中，可将每个镜头1704、1706定位在保持夹具1702内以使得在使用中其中心点相对于平坦面520和内置相机镜头502的中心点几何平移。
图21示出了从内置相机镜头502(未示出)几何平移或以其他方式错开定位的能以可拆卸的方式附接的镜头组件1700的镜头1704的例子。内置相机镜头502的中心点(由十字570指示)与移动电子装置500的边缘506相隔距离550，并与边缘504相隔距离560。镜头组件1700的镜头1704的中心点(由十字1770指示)与边缘506相隔距离1750，并与边缘504相隔距离1760。
在一些实施例中，距离1750与距离550不同。距离1750可根据内置相机镜头502和镜头1704相对于平坦面520的倾斜方向而大于或小于距离550。在一些实施例中，距离550与距离1750之差非常小，诸如小于或等于约3mm、或至少约1mm和/或小于或等于约2mm。距离1750与550之间的差异大小可取决于相机镜头502和镜头1704的倾斜程度。一般来讲，内置相机镜头502的光轴与正交于平坦面1614的轴线之间较大的角度将需要距离1750与550之间较大的差异。较大的距离可保持相机镜头502和镜头1704的光轴对齐，即使内置相机镜头502和镜头1704均倾斜也是如此。相似地，距离1760可大于或小于距离560，并且该差异大小也可取决于角度552(图18A中所示)。
图22A、图22B和图22C示出了光学装置2200的若干视图。光学装置2200包括有利于容易地附接到不同厚度的和/或其表面具有不同程度的引起摩擦的接触(诸如在已贴有屏幕保护膜(例如，覆盖显示器屏幕的粘合薄膜)的移动电子装置或具有保护套的移动电子装置上)的移动电子装置的特征。此类屏幕保护膜或保护套可增加移动电子装置的厚度。被设计成牢固贴合特定厚度的移动电子装置的光学装置可能无法容易地附接到已贴有屏幕保护膜的移动电子装置。
光学装置2200可包括一个或多个孔2202，而镜头或其他光学组件可插入或联接到所述孔，如本文其他地方更详细地描述。此外，光学装置2200包括一个或多个有利于附接的结构2210，其被设计成有利于将光学装置2200附接到不同厚度的移动装置，或附接到已贴有屏幕保护膜或装有保护套的移动装置。例如，结构2210可以为弹簧加载轴承、滚珠轴承、滚柱或其他厚度变化或摩擦变化的组件。
图23A示出了具有弹簧加载轴承2211以有利于附接到厚度不同或摩擦程度不同的移动装置的光学装置2200的实施例。可将一个或多个轴承2211置于光学装置2200的内部，并且可以为每个轴承2211增添弹簧2212以提供光学装置2200的更宽开口，从而接纳移动电子装置，同时还为不同厚度的移动电子装置提供有回弹力的牢靠附接。
图23B示出了具有一个或多个无弹簧的滚珠轴承2213的光学装置2200的实施例。滚珠轴承2213可有利于平滑地安装和移除光学装置2200，甚至在附接到具有可与光学装置2200一起使用的基本上最大厚度的移动电子装置时。
图23C示出了包括滚柱轴承2214的光学装置2200的实施例。滚柱轴承2214可与弹簧一起使用或在无弹簧的情况下使用。滚柱轴承2214可有利于平滑地安装和移除光学装置2200，甚至在附接到具有可与光学装置2200一起使用的基本上最大厚度的移动电子装置时。
图23D示出了包括其他类型的厚度变化或摩擦变化组件2214的光学装置2200的实施例。不是滚柱轴承、滚珠轴承或弹簧加载轴承或除了滚柱轴承、滚珠轴承或弹簧加载轴承之外，组件2215可提供低表面积接触区域，诸如一个或多个固定支脚、凸块、凸出部或凹槽，和/或抛光的或光滑的表面。组件2215可减小接触移动电子装置的表面积。与移动电子装置接触的减小的表面积因此可减小将光学装置2200附接到具有可与光学装置2200一起使用的基本上最大厚度的移动电子装置或从其移除时可能经历的摩擦。在一些实施例中，光学装置2200的一个或多个内表面上的一个或多个结构的制成材料可具有比光学装置2200的其他部分实质性更小的摩擦系数。
图24和图25示出了可与光学装置2400一起使用的适配器组件2500、2550。光学装置2400可类似于本文所述的其他光学装置。例如，光学装置2400可包括用于将光学装置2400附接到移动电子装置的夹具2404，和可与移动电子装置的内置相机镜头大致对齐的一个或多个镜头或其他光学组件(未示出)。适配器组件2500、2550可用于可拆卸地将光学装置2400附接到不同厚度、形状等的不同移动电子装置。例如，可能已将屏幕保护膜贴到移动电子装置500。具有宽内部间隙2502的适配器组件2500可用于将光学装置2400附接到移动电子装置500。宽适配器组件2500可具有夹具部分2504，其具有由夹具2504的两个侧壁形成的内部通道2502。通道2502可具有大致与贴有屏幕保护膜的移动电子装置的厚度互补的宽度。适配器组件2500的外部宽度(以及其他适配器组件的外部宽度)可大致与能以可拆卸的方式附接的光学装置2400的夹具部分2404的两个侧壁所形成的内部通道2402的宽度互补。这可提供光学装置2400与适配器组件2500的牢靠附接，而适配器组件则可附接到移动电子装置。
适配器组件2500可包括一个或多个固定结构2522、2524以进一步有利于将光学装置2400紧固到适配器组件2500。光学装置2400可包括被构造成接纳适配器组件2500的每个固定结构的孔2422。例如，光学装置2400可包括可接纳固定结构2522从而可拆卸地将光学装置2400联接到适配器组件2500的开口或狭槽。
当将光学装置2400附接到具有较窄厚度的移动电子装置或附接到未贴屏幕保护膜的移动电子装置时，可以使用窄适配器组件2550。窄适配器组件2550可具有夹具部分2554，其具有由夹具2554的两个侧壁形成的内部通道2552。通道2552可具有大致与未贴屏幕保护膜的移动电子装置的厚度互补的厚度。窄适配器组件2550可具有与宽适配器组件2500相同的外部宽度，从而有利于与相同的光学装置2400一起使用。
如图25中所示，使用者可选择适配器组件2500以与特定的移动装置500一起使用。使用者可将适配器组件2500插入光学装置2400的内部通道，从而可拆卸地将适配器组件2500联接到光学装置2400。使用者然后可以将适配器/光学装置组合件向移动装置推进，并如本文相对于其他光学装置所述将所述组合件可拆卸地附接到移动装置。
尽管已在某些优选实施例和例子的上下文中公开了本发明，但是本领域的技术人员将理解的是，本发明可超出具体公开的实施例而延伸到其他替代实施例和/或本发明的用途及其显而易见的修改形式和等效形式。还可以预期的是，实施例的具体特征和方面可形成各种结合或子结合，这些组合仍落在本发明的范围内。因此，应当理解，所公开的实施例的各种特征和方面可相互结合或相互替换以形成所公开的本发明的不同模式。

Claims (20)

1.一种与移动电子装置一起使用的能以可拆卸的方式附接的光学装置，所述光学装置包括：
安装部分，包括侧壁和上壁，所述侧壁被构造成接触移动电子装置的背面，所述上壁被构造成接触所述移动电子装置的两个大致垂直的边缘，其中所述安装部分包括附接表面以将所述光学装置固定到所述移动电子装置，而不阻挡所述移动电子装置大致与所述背面平行的正面；以及
光学组件，附接到所述光学装置，其中所述光学组件被构造成改变由所述移动电子装置的内置相机镜头接收的光的图像。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述侧壁还被构造成沿着所述移动电子装置的两个大致垂直的边缘延伸。
3.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述附接表面包括粘合剂、磁体或吸盘中的一种。
4.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述上壁包括所述附接表面。
5.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述侧壁包括所述附接表面。
6.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述侧壁包括能量传输路径。
7.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述侧壁包括被构造成接触所述移动电子装置的保护结构的孔，所述保护结构大致围绕所述内置相机镜头。
8.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述光学组件包括微距镜头、广角镜头、鱼眼镜头、长焦镜头或镜头滤镜中的一种。
9.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述光学组件的光轴相对于所述移动电子装置的背面倾斜。
10.根据权利要求9所述的镜头系统，其中所述光学组件的倾斜对应于所述内置相机镜头相对于所述移动电子装置的背面的倾斜。
11.一种被构造成可拆卸地连接到移动电子装置以改变由所述移动电子装置的内置相机接收的光的光学装置，所述光学装置包括：
安装部分，包括侧壁和上壁，所述侧壁在背面上接触所述移动电子装置，所述上壁在两个非平行侧面上接触所述移动电子装置，其中所述侧壁包括孔和与所述孔分开的能量传输路径；以及
光学组件，附接到所述侧壁，所述光学组件被构造成经由所述孔改变由所述移动电子装置的内置相机镜头接收的光。
12.根据权利要求11所述的光学装置，其中所述能量传输路径的至少一部分重叠所述移动电子装置的输入组件或输出组件的至少一部分。
13.根据权利要求11所述的光学装置，其中所述能量传输路径被构造成将声能聚焦在所述移动电子装置的麦克风上。
14.根据权利要求11所述的光学装置，其中所述光学组件的光轴相对于所述移动电子装置的背面倾斜。
15.根据权利要求11所述的镜头系统，其中所述光学组件相对于所述移动电子装置的内置相机镜头侧向偏移。
16.根据权利要求11所述的镜头系统，其中所述侧壁包括用于减小摩擦的凸出结构。
17.根据权利要求16所述的镜头系统，其中所述凸出结构包括滚珠轴承、滚柱轴承或凸块中的一种。
18.一种制造用于改变由移动电子装置的内置相机接收的光的光学装置的方法，制造所述光学装置的所述方法包括：
提供包括侧壁和上壁的安装部分，所述侧壁被构造成接触所述移动电子装置的背面，所述上壁被构造成接触所述移动电子装置的两个大致垂直的边缘，其中所述安装部分包括附接表面以将所述光学装置固定到所述移动电子装置，而不阻挡所述移动电子装置大致与所述背面平行的正面；
提供被构造成附接到所述光学装置的光学组件，其中所述光学组件被构造成改变由所述移动电子装置的内置相机镜头接收的光的图像；以及
将所述光学组件附接到所述安装部分。
19.根据权利要求18所述的方法，其中将所述光学组件附接到所述安装部分包括可拆卸地将所述光学组件附接到所述安装部分。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括提供被构造成能以可拆卸的方式附接到所述安装部分的适配器组件，所述适配器组件包括形成通道的两个侧壁，其中所述通道大致对应于移动电子装置的所述宽度。
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