专利名称：装备有具有led激发装置的电子闪光灯的便携通信装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及便携式通信装置，并且更具体地说，涉及装备有 具有LED激发装置的电子闪光灯的便携式通信装置。
背景技术：
近年来，便携式通信装置(例如移动电话、个人数字助理、移动终 端等)越来越普及。随着便携式通信装置越来越普及，由于移动电话和 网络正在得到改善以提供除语音通信之外的其他功能和服务，所以今天 的无线前景正在快速改变。无线产业正在经历移动数据服务和增强功能 的快速扩张。另外，与特定类型的便携式通信装置相关联的功能越来越 多样化。举例来说，许多便携式通信装置具有文本消息收发功能、因特 网浏览功能、电子邮件功能、视频重放功能、音频重放功能、图像显示 功能和免提耳机接口。
随着数字摄像机的普及，许多便携式通信装置装备有包含在装置外 壳内的相对较小的数字摄像机。通常，这些摄像机包括闪光灯以在低或 暗的光照中提供足够量的光来捕捉图片。通过诸如氙闪光管的闪光管来 提供闪光灯发光，所述闪光管由触发器或激发电路来激发或以其他方式 驱动。常规的触发电路包括与提供相对高的电压(例如200伏一400伏) 的大容量电容器相结合、与高电压触发器(例如2000伏一5000伏)相结 合的两个或更多个变压器。
随着对于更低成本的更小型便携式通信装置的需求增加，用简化的 电子装置设计更小型的便携式通信装置的功能是很有价值的。
发明内容
鉴于前述情况，需要一种便携式通信装置，该便携式通信装置包括的光源单元所具有的闪光激发装置的尺度更小、设计更简单并且/或者成 本更有效。
本发明的一个方面涉及一种便携式通信装置，该便携式通信装置包 括图像捕捉装置；可以提供闪光的光源单元；以及闪光激发装置，该 闪光激发装置包括发光二极管(LED)，所述发光二极管提供可以触发来 自光源单元的闪光的光输出。
根据另一方面，所述光源单元包括氙闪光管。
根据另一方面，所述LED提供具有紫外线波长的光输出。
根据另一方面，所述光源单元包括气体放电管。
根据另一方面，所述LED被构成为发出入射在所述气体放电管内的 气体上的光。
根据另一方面，由所述LED发出的光的波长适于电离所述气体放电 管内的气体。
根据另一方面，所述气体放电管包括阳极和阴极，并且其中所述LED
被构成为发出入射在所述阴极上的光。
根据另一方面，所述阴极由响应于来自所述LED的入射光而将电子
释放到所述气体放电管内的气体中的材料构成。
根据另一方面，所述便携式通信装置是移动电话。 本发明的另一方面涉及一种光产生装置，该光产生装置包括气体
放电管，其响应于闪光触发而产生闪光；和闪光触发器，其包括发光二
极管(LED)，所述发光二极管提供可以触发所述气体放电管中的闪光的
光输出。
根据另一方面，所述气体放电管包括氙气。 根据另一方面，所述LED提供具有紫外线波长的光输出。 根据另一方面，所述LED提供可以光电离所述气体放电管中的气体 的光输出。
根据另一方面，所述气体放电管包括阴极，并且所述LED提供入射 在所述阴极上从而可以将电子从所述阴极释放到所述气体放电管内的光 输出。本发明的另一方面涉及一种具有电子闪光灯的摄像机，其中，所述 摄像机包括气体放电管，其响应于能量触发而发出闪光；以及闪光触 发电路，其包括发光二极管(LED)，所述发光二极管提供可以触发所述 气体放电管中的闪光的光输出。
根据另一方面，所述LED提供具有紫外线波长的光输出。 根据另一方面，所述气体放电管包括阴极，并且所述LED提供入射
在所述阴极上从而可以将电子从所述阴极释放到所述气体放电管内的光输出。
根据另一方面，所述LED提供入射在所述气体放电管内的气体上的 光输出，所述光输出可以光电离所述气体放电管内的气体。
根据另一方面，所述闪光触发电路包括电池和变压器，所述变压器 将电池电压转换为至少大约300伏的电压。
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的这些和进一步的特征。在 描述和附图中，详细公开了本发明的特定实施方式，以表示可以采用本 发明的原理的一些方式，但应当明白，本发明的范围并不由此而受限。 而相反，本发明包括落入所附权利要求的精神和术语内的全部修改、变 型以及等同物。
参照一个实施方式描述和/或例示的特征可以按相同方式或按相似 方式用于一个或更多个其他实施方式，并且/或者与其他实施方式的特征 组合使用或代替其他实施方式的特征地使用。
应当强调，当在本说明书中使用时，术语"包括"用于指定所述的特 征、整体、步骤或部件的存在，但是不排除一个或更多个其他特征、整 体、步骤或部件或其组合的存在或添加。
参考下面的附图可以更好地理解本发明的很多方面。附图中的部件 未必按比例绘制，相反，重点在于清晰地说明本发明的原理。同样，一 幅附图中绘出的元件和特征可以与其他附图中绘出的元件和特征相组 合。而且，在附图中，在几幅图中都用相同标号表示对应部件。图1是作为实现本发明特征的示例性便携式通信装置的移动电话的 示意性正视图2是图1的移动电话的示意性后视图3是包括根据本发明的闪光激发装置的示例性移动电话的功能框
图4是描绘根据本发明实施方式的闪光激发装置的电路图；和
图5是描绘根据本发明另一实施方式的闪光激发装置的电路图。
具体实施例方式
在下面的详细描述中，对相同部件给出相同的标号，而不管它们是 否在本发明的不同实施方式中示出。为了以清晰和简洁的方式说明本发 明，附图不必按比例绘制，特定特征可以按某种示意的形式示出。
当在此使用时，术语"便携式通信装置"包括便携式无线电通信设备。 术语"便携式无线电通信设备"此后可以指移动电话、移动装置、移动无 线电终端或移动终端，它包括所有的电子设备，包括但不限于移动电话、
寻呼机、发报机即电子组织器、智能电话、个人数字助理(PDA)等。 尽管针对便携式通信装置讨论本发明，但是应当意识到本发明不限于便 携式通信装置，并且可以应用到能够获得或以其他方式捕捉图像的任何 类型的电子设备，例如数字摄像机。另外，本发明的特征可以应用到其 中可以产生闪光的任何类型的电子设备。
首先参考图1和图2，根据本发明示出了便携式通信装置10。如下 面更充分描述的，便携式通信装置10包括摄像机和具有发光二极管 (LED)激发装置的光源单元，例如闪光灯。将会理解，在不脱离本发 明的范围的情况下，包括LED激发装置的光源单元可以用在各种其他类 型的电子装置中，例如数字摄像机中。
所示实施方式中的便携式通信装置是移动电话并且称为移动电话 10。移动电话10被示出为具有"砖状"或"块状"形状因素的外壳12，然而
将会理解，可以使用其他类型的外壳，例如翻盖型外壳或滑盖型外壳。 移动电话10包括显示器14和小键盘16。显示器14向用户显示信息，例如操作状态、时间、电话号码、联系人信息、各种导航菜单等， 这使得用户能够使用移动电话10的各种功能。显示器14还可以用于可
视地显示由移动电话10接收的和/或从移动电话10的存储器22 (图2) 检索的内容。另外，可以在显示器14上显示图像，例如由移动电话10 的摄像机拍摄的照片、或者当显示器14用作摄像机的电子取景器时的照 片预览图像。
小键盘16可以提供各种用户输入操作。例如，小键盘16可以包括 字母数字键20，用于允许输入字母数字信息，例如电话号码、电话列表、 联系人信息、笔记等。另夕卜，小键盘16可以包括特殊功能键22，例如用 于发起或应答呼叫的"呼叫发送"键、和用于结束或"挂起"呼叫的"呼叫结 束"键。与常规情况一样，特殊功能键22也可以例如包括菜单导航键， 用于浏览显示器14上显示的菜单以选择不同的电话功能、简档(profile)、 设置等。与移动电话相关联的其他键可以包括音量键、静音键、开机/关 机键、网络浏览器启动键、摄像机键等。键或类似于键的功能也可以实 施为与显示器14相关联的触摸屏。
移动电话IO包括常规的呼叫电路，其使得移动电话10能够与被叫/ 主叫装置(通常为其他移动电话或固定电话(landlinetelephone))建立呼 叫和/或交换信号。但是，所述被叫/主叫装置不必是其他电话，而可以是 一些其他的装置，如因特网服务器、内容提供服务器等。呼叫电路还可 以负责发送由用户准备的文本消息。
将参考图3的功能框图来描述移动电话10的附加部件。为了简洁， 将不在这里详细描述移动电话10的一般性常规的特征。移动电话14包 括处理器24 (也称为控制电路)，用于控制便携式通信装置的全部操作。 处理器24可以包括任何市场上可买到的或者定制的微处理器。存储器26 可操作地连接到处理器24,用于存储由便携式通信装置使用的控制程序 和数据。存储器26是包含用于实现便携式通信装置的功能的软件和数据 的存储装置的全部层次的代表。
在所示出的实施方式中，存储器26存储例如I/O装置驱动器的装置 驱动器28、应用程序30 (例如包括处理使用移动电话拍摄的照片的照片应用程序32)和应用程序数据34 (例如代表使用移动电话拍摄的照片的 数据)。I/O装置驱动器包括由应用程序30通过处理器24 (或者通过存储 器26中存储的操作系统(未示出))来访问以与装置(例如显示器16和 其他输入/输出端口)通信的软件例程。应用程序30包括实现移动电话 IO的各种功能(例如电子邮件、因特网接入、联系人管理器等)的程序。 在示出的实施方式中，移动电话包括用于拍摄或者以其他方式捕捉 数字图片和/或电影的摄像机36。代表任何静止或移动的图片的数据可以 存储在存储器26中或者发送到远程位置，例如发送到另一移动电话或另 一便携式通信装置。摄像机36通常包括固态成像元件，例如CCD(电荷 耦合器件)或CMOS (互补金属氧化物半导体)。光源单元38可以进行 操作以在特定照明条件(例如低光条件)下发出闪光以帮助摄像机捕捉 图像。光源单元38包括闪光激发装置40，以激发或者以其他方式触发来 自光源单元38的闪光。如下面更充分描述的，闪光激发装置包括用于触 发光源单元的闪光管中的闪光的发光二极管(LED)。通常包括电池的电 源42向移动电话的各部件(例如显示器和光源单元)供电，以实现移动 电话的各种功能。
继续参考图3，处理器24与显示器14、各种用户接口控制、传动器 (actuator)或输入装置(包括小键盘16)、发送器/接收器44 (通常称为 收发器)和音频处理电路(例如音频处理器46)(例如音频处理电路)进 行交互。当然，用户接口单元可以包括允许用户与移动电话交互的传动 器或输入装置。例如，小键盘16允许用户拨号、输入命令和数据、并且 选择选项。显示器14允许用户查看各种信息，例如所拨号的数字、所存 储信息、和由摄像机36捕捉的图像(静止或移动图像)。
与常规情况一样，天线48连接到发送器/接收器44，使得发送器/接 收器50经由天线48发送和接收信号。移动电话10包括音频处理器46， 用于处理由发送器/接收器44发送和从其接收的音频信号。连接到音频处 理器46的是扬声器50和麦克风52,它们使得用户能够经由便携式通信 装置听和说。
尽管为了简化说明的目的，图4和图5中的电路图包括电路部件的具体结构来提供光源单元38和相关联闪光激发装置40的相关操作，但 是将会理解和意识到，本发明的特征不限于图中描绘的电路部件的精确 结构，因为根据本发明的特征，某些部件可以按与这里示出和描述的结 构不同的结构而存在。而且，如果闪光激发装置使用发光二极管(LED) 来触发或以其他方式激发来自气体放电管气体内的气体的闪光，则根据 本发明的特征，不需要全部这些电路元件来提供光源单元38和闪光激发 装置40。
现在返回到图4，光源单元38包括用于激发或以其他方式触发气体 放电管60 (例如氙管)中的闪光的闪光激发装置或电路40。如下面更充 分描述的，闪光激发装置使用发光二极管(LED)来激发或以其他方式 触发气体放电管中的闪光放电。将会理解，在闪光激发装置中使用LED 在所需部件数目及其总成本的角度减少了闪光激发装置的整体复杂性。 闪光激发装置包括电源电池62，例如在移动电话中具有的标准电池； DC-DC转换器或变压器64 (也称为提升变压器或升压器)，其将来自电 池62的电压提升到预定的相对较高的电压电平；主电容器66，在相对较 高的电压电平下积累电荷；和激发气体放电管60内的气体的LED激发 装置68。将会理解，这里使用的术语"LED激发"或"LED激发装置"不限 于发光二极管。相反，可以使用其他光产生装置，包括但不限于激光二 极管、超级电容器LED (Super Cap LED)(包括LED和电容器的装置) 等，以提供其强度足以经由光电效应和光电离效应中的一个或两者而触 发气体放电管中的闪光放电的闪光。
包括电池62和电源开关70的串联电路连接到变压器64的输入端 子。可以通过用户按下或者以其他方式致动按钮或键来使得电源开关70 闭合，以使用移动电话10的摄像机36来拍摄图片。在电源开关70闭合 后，来自电池62的电压施加到变压器64,变压器64将电压从电池电平 提升到预定的DC电压电平，例如大约300伏。另选的是，所述预定的 DC电压电平可以大于或小于大约300伏。
出于这里包含的论述的目的，示意性地示出变压器64。将会理解， 可以使用各种电子设备来实现与变压器64提供的电压提升相关联的功能。例如，变压器64可以简单地包括初级线圈和次级线圈以及开关元件，
例如适当的晶体管，或者以指定频率间歇地中断来自电池62的施加到提 升变压器的初级线圈的电压的其他振荡器。另外，可以使用其他部件， 例如二极管，来例如防止在闪光产生期间放电电流回流到初级线圈。另 外，可以使用一个或更多个其他二极管来对从提升变压器64的次级线圈 输出的电力进行整流。当然，可以采用其他电子设备来提供电压提高或 提升，而不会脱离本发明的范围。
气体放电管60和主电容器66以并联方式连接到变压器64的输出端 子。在一个实施方式中，包括阳极72和阴极74的气体放电管60是氙气 管。可以使用其他类型的气体放电管，而不会脱离本发明的范围。技术 人员将会理解，当气体放电管内的气体响应于适当刺激而放电时，气体 放电管发光。
电容器66存储来自变压器64的高电压电荷。电容器66将保持高电 压电荷，直到它连接到闭合电路。尽管电容器不变地连接到气体放电管 的两个电极，例如阳极72和阴极74，但是气体放电管60不导电，除非 其中包含的气体发生电离。如所示的，闪光触发LED 68与开关元件76 串联连接。开关元件76可以是任何适当的开关元件，包括但不限于半导 体元件，例如功率FET、功率晶体管、SCR (半导体控制的整流器)等。 在优选实施方式中，开关元件76是高功率和高响应IGBT (绝缘栅极双 极晶体管)。当然，可以使用其他适当的开关元件，而不会脱离本发明的 范围。
在开关元件76处于闭合位置之后，电流可以通过LED68，由此使 得LED发出入射在气体放电管60内的气体上的闪光(由标号78表示)。 认为由LED 68发出的光78将造成气体放电管60内的气体的直接光电 离。气体(例如氙气)的电离导致气体离子和自由电子，例如等离子， 并且，带电的粒子在跨越气体放电管的电场中加速，这在电子与气体原 子碰撞时导致气体的进一步电离(有时称为雪崩效应)。 一旦气体放电管 60内的气体被电离，气体放电管内的气体变为导电的，由此使得电容器 可以通过气体放电管放电，这使得发出闪光。当然，控制发出闪光的时间以使其与摄像机应用(例如摄像机快门打开)同步。
在气体放电管是氙管的一个实施方式中，选择LED以使得从其发出 的光具有紫外线(UV)范围的波长。认为发出具有UV波长的光的LED 适用于使氙气光电离。然而，将会理解的是，发出其他波长的光的其他 LED可以适于与氤气体管和域具有除了氤气之外的气体的气体放电管结 合使用。即，应当将由LED发出的光的波长选择为适当匹配于电离气体 放电管内的特定气体。
现在参考图5，提供了光源单元38和闪光激发装置40的另选实施 方式。将会理解，使用与图4相同的标号来表示相同的元件。如上参考 图4所论述的，闪光激发装置40包括与开关元件70串联连接到变压器 64的输入端子和闪光触发LED 68 (该闪光触发LED 68与开关元件76 串联)的电池62。气体放电管60 (例如氙气体管)和电容器66以并联 方式连接到变压器64的输出端子。光源单元38和闪光激发装置40的操 作类似于上面参考图4更充分描述的操作。
一旦开关元件76闭合，例如响应于连接到摄像机应用的触发器而闭 合，电流就流过闪光触发LED 68，由此使得LED68发出给定波长的光 (这取决于所使用的LED的类型)。在图5中示出的实施方式中，由LED 68发出的光被引向气体放电管60的阴极74或者以其他方式聚集在其上。 可选的是，可以使用适当的遮蔽部80以使光聚集在阴极上和/或遮蔽光入 射在光源单元的其他部分上。认为由LED发出的光将例如通过光电效应 而将电子从阴极释放。借助光电效应从阴极释放的电子可以在跨越气体 放电管的场中加速，并且，通过与气体原子的碰撞，将产生离子和自由 电子，并且通过电离雪崩效应将激发闪光。将会理解，阴极可以由任何 适当的金属或非金属材料制成，例如响应于更长波长/更低能量的入射辐 射而发出电子的金属或非金属。转而，将LED68的波长选择为最大化由 光电效应引起的电子从阴极的发射。
在另一实施方式中，可以使用一个或更多个LED以激发气体放电管 中的闪光，例如，通过朝着气体放电管中的气体发光或者以其他方式入 射在气体放电管中的气体上来激发，由此便于气体放电管内的气体的光电离，并且/或者通过朝着阴极发光或者以其他方式入射在阴极上来激发， 由此借助光电效应从阴极材料释放电子。在一个实施方式中，气体放电 管60由这样的材料制造，该材料对于光是透明的并且能够经受通常与所 产生的闪光相关联的高温变化。
在另一另选实施方式中，闪光激发LED可以集成到气体放电管内。 例如，可以将闪光激发LED68集成为使得管的一部分用作将光引向气体 放电管内的气体的波导。另选的是，LED可以集成到气体放电管内从而 将光引向放电管的阴极。
将会理解，提供所述闪光激发LED (例如代替一个或更多个另外的 提升变压器等)提供了尺寸可以更小并且构造和成本可以更简单的闪光 激发装置。例如，这里描述的闪光激发装置的一个好处在于减小了到其 他部件的绝缘距离。尽管针对摄像机、并入在便携式移动装置(例如移 动电话)的外壳内的光源和闪光激发装置描述了本发明的方面，但是将 会理解，这里描述的光源单元和闪光发出装置可以结合任何图像获取装 置来实现，例如在特定照明条件下利用闪光来捕捉图像的数字摄像机。
本领域普通技术人员将意识到，此处参考示例性实施方式描述的方 法和装置将具有预期在本发明的范围之内的各种其他应用。例如，该装 置可以被构成为利用光电离效应和光电效应二者，而不会脱离这里描述 的本发明的范围。
本领域技术人员将意识到，本发明的计算机程序元素和/或电路元素
可以实现为硬件和/或软件(包括固件、常驻软件、微代码等)。本发明可
采取计算机程序产品的形式，该计算机程序产品可以由计算机可用或计
算机可读存储介质来实现，该计算机可用或计算机可读存储介质在该介
质中具有计算机可用或计算机可读的程序指令、"代码"或"计算机程序"，
以由指令执行系统使用或结合指令执行系统使用。在本文献的语境中，
计算机可用或计算机可读介质可以是可包含、存储、传送、传播或传输
程序以由或结合指令执行系统、装置或设备来使用的任何介质。计算机
可用或计算机可读介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外、 或半导体系统、装置、设备或者诸如因特网的传播介质。注意，计算机可用或计算机可读介质甚至可以是其上打印有程序的纸或其他适当介 质，因为可以例如通过对纸或其他介质的光学扫描而电子获取该程序， 然后对其进行编译、解释或以适当方式另行处理。这里所述的计算机程 序产品以及任何软件和硬件形成了用于执行示例实施方式中的本发明的 功能的各种装置。
在此公开了本发明的具体实施方式
。本领域普通技术人员将容易认 识到，本发明在其他环境中可具有其他应用。事实上，许多实施方式和 实现方式都是可以的。所附权利要求决非旨在将本发明的范围限制到上 述具体实施方式
。此外，对"用于......的装置"的任何陈述都是为了引起
元素和权利要求的装置加功能的理解，然而，即使权利要求以其他方式 包括词语"装置"，没有特别使用陈述"用于......的装置"的元素并非旨在被
理解为装置加功能的元素。
尽管已经针对特定的优选实施方式示出并描述了本发明，但是很明 显，根据对本说明书和附图的阅读与理解，本领域其他技术人员将容易 想到等效的变化与修改。具体地说，对于由上面描述的元素(部件、组 件、设备、构件等)执行的各种功能，除非另行指出，否则用来描述这 些元素的术语(包括提到"装置")旨在对应于执行所描述的元素的指定 功能(即功能上等同)的任何元素(即使结构上与执行在这里说明的本 发明示例性实施方式的功能的所公开结构不同)。此外，虽然以上仅针对 几个示出实施方式中的仅仅一个或更多个描述了本发明的具体特征，但 是所述特征可以与其他实施方式中的一个或更多个其他特征进行组合， 这对于任意给定的或具体应用来说可能是理想的并是有利的。
权利要求
1. 一种便携式通信装置(10)，该便携式通信装置(10)包括图像捕捉装置(36)；可以提供闪光的光源单元(38)；以及闪光激发装置(40)，该闪光激发装置(40)包括发光二极管(LED)(68)，所述发光二极管(68)提供可以触发来自所述光源单元(38)的闪光的光输出。
2. 根据权利要求1所述的便携式通信装置(10)，其中，所述光源 单元(38)包括氤闪光管(60)，并且其中，所述LED (68)提供具有紫 外线波长的光输出(78)。
3. 根据权利要求1所述的便携式通信装置(10)，其中，所述光源 单元(38)包括气体放电管(60)，并且其中，所述LED (68)被构成为 发出入射在所述气体放电管(60)内的气体上的光(78)。
4. 根据权利要求3所述的便携式通信装置(10)，其中，由所述LED (68)发出的光(78)的波长适用于电离所述气体放电管(60)内的气体。
5. 根据权利要求3所述的便携式通信装置(10)，其中，所述气体 放电管(60)包括阳极(72)和阴极(74)，并且其中，所述LED (68) 被构成为发出入射在所述阴极(74)上的光(78)，其中，所述阴极(74) 由响应于来自所述LED (68)的入射光而将电子释放到所述气体放电管(60)内的气体中的材料构成。
6. 根据权利要求1到5中的任一项所述的便携式通信装置(10)， 其中，所述便携式通信装置(10)是移动电话。
7. —种光产生装置(38)，该光产生装置(38)包括 气体放电管(60)，其响应于闪光触发而产生闪光；闪光触发器(40)，其包括发光二极管(LED) (68)，所述发光二极 管(68)提供可以触发所述气体放电管(60)中的闪光的光输出(78)。
8. 根据权利要求7所述的光产生装置(38)，其中，所述LED(68)提供可以光电离所述气体放电管(60)内的气体的光输出(78)。
9. 根据权利要求7或权利要求8所述的光产生装置(38),其中， 所述气体放电管(60)包括阴极(74)，并且，所述LED (68)提供入射 在所述阴极(74)上从而可以将电子从所述阴极释放到所述气体放电管(60)内的光输出(78)。
10. —种摄像机(36)，该摄像机(36)与根据权利要求7到9中的 任一项所述的光产生装置(38)相结合。
全文摘要
一种便携式通信装置(10)包括图像捕捉装置(36)；可以提供闪光的光源单元(38)；以及闪光激发装置(40)。闪光激发装置(40)包括发光二极管(LED)(68)，所述发光二极管(68)提供可以触发来自所述光源单元内的气体放电管(60)的闪光的适当波长的光输出(78)。在闪光激发装置(40)中提供LED(68)经由光电离和/或光电效应而提供了气体放电管(60)内的气体的电离。
文档编号H05B41/38GK101473703SQ200780023040
公开日2009年7月1日 申请日期2007年2月1日 优先权日2006年6月21日
发明者贡纳·克林霍尔特, 马茨·克勒韦曼 申请人:索尼爱立信移动通讯有限公司