用于移动终端的照明设备的制作方法

本发明涉及一种用于移动终端的照明设备，用于在终端的前侧和后侧辐射光。此外，本发明还涉及包括这种照明设备的移动终端。

本专利申请要求德国专利申请de102016113269.1的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术：

在移动终端中，将光用于不同的照明功能，例如作为闪光灯或用于显示器背光。目前，将不同的发光二极管（led）用于不同的照明功能。在这方面，举例来说，在移动电话或智能电话的前侧和后侧都提供有发光二极管以用于照射相应的区域。在这种情况下，发光二极管主要用作相机灯，即闪光灯或摄影灯，用于照亮由前侧和/或后侧智能手机相机捕获的场景。举例来说，在两个相反方向上安装的顶视led被用于两个相机灯。以通过应用管控的方式，所述led可以是相同类型或不同类型的两个led。

在现代智能手机的情况下，对于每个新一代都可以确定在性能方面显著提高的同时更小的外壳厚度。在这种情况下，必须将越来越多的功能和/或组件容纳在越来越有限的空间中。因此，需要减小现有组件的尺寸或将多个单独的功能组合在公共组件中。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种组合移动终端的不同功能的照明设备。该目的借助根据权利要求1的照明设备来实现。此外，该目的借助根据权利要求14的移动终端来实现。其他有利实施例在从属权利要求中予以说明。

在这种情况下，本发明提供了一种用于移动终端的照明设备，包括：发光组件，所述发光组件包括第一和第二光发射面；第一光波导装置，用于将从所述发光组件发射的光辐射经由所述第一光发射面引导到第一辐射元件；和第二光波导装置，用于将从所述发光组件发射的光辐射经由所述第二光发射面引导到第二辐射元件。所述发光组件此外还包括布置在光发射面之一的区域中的光切换装置，用于控制经由相应的光发射面从发光组件发射的光的量。可以通过使用单个发光组件来组合移动终端的两个照明功能。在这种情况下，发光组件取代通常分离地用于照明功能的两个发光组件。因此，可以显著减小照明设备的结构体积，而不会限制所产生的功能性。在这种情况下，借助于一个光切换装置，可以改变经由相关光发射面发射的光辐射与经由相应的另一个光发射面发射的光辐射的比率。因此，即使照明功能被停用，也可以操作照明设备。

一个实施例规定：将用于控制经由所述第一光发射面从所述发光组件发射的光的量的第一光切换装置布置在所述第一光发射面和所述第一光波导装置之间。此外，规定将用于控制经由所述第二光发射面从所述发光组件发射的光的量的第二光切换装置布置在所述第二光发射面和所述第二光波导装置之间。结果，可以完全彼此独立地操作两个照明功能。

另一个实施例规定：以电可切换反射镜的形式配置所述光波导装置中的至少一个。电可切换反射镜的使用提高了所述照明设备的效率，因为光辐射从切换到闲置的（也就是说可反射的）光切换装置反射回来，并且因此经由分配给活跃的光切换装置的辐射元件辐射。

另一个实施例规定：所述光波导装置中的至少一个包括布置在分配给相应的光波导装置的光发射面和相应的光波导装置的辐射元件之间的光波导元件。借助于光波导元件，可以有效地将光辐射从所述发光组件引导到所述光发射面。在这种情况下，甚至可以有效地并且在没有显著的功率损耗的情况下克服相对大的距离和非直线或弯曲的光路。因此，不需要将所述发光组件安装在直接靠近辐射元件的地方。这使得能够更好地利用移动终端中的可用的结构空间——即使该结构空间包括复杂的几何形状。

另一个实施例规定：所述光发射面之一包括半透明涂层，所述半透明涂层减少了经由相应的光发射面发射的光的量。借助于所述半透明涂层，可以减少利用相应的光发射面实现的照明功能的光强度，因为较少的光通过相关的光发射面出射。因此，继而可以实现不同照明功能的加权，例如，与后侧相机灯相比，前侧相机灯包括更大的发光强度。

另一个实施例规定：光发射面被配置为具有不同的大小。借助两个光切换装置实现的上述照明功能的加权甚至可以借助于包括不同大小的光发射面来实现。

另一个实施例规定：发光组件包括散射体，其中两个光发射面由所述散射体的两个不同侧面构成。借助于这种散射体，由所述发光组件发射的光辐射可以特别有效地分布在所述两个光波导装置之间。因此，光辐射在散射体中来回反射，直到它经由光发射面之一离开散射体。光发射面布置在散射体的不同侧面上有利于辐射元件布置在移动终端的相对侧上。

另一个实施例规定：所述发光组件包括散射体，其中两个光发射面构成散射体的公共侧面。结果，可以实现发光组件的特别节省空间的设计。

另一个实施例规定：提供反射器，其包括反射材料，该反射器部分地包围所述散射体并限制到所述光发射面的光发射。通过使用这种反射器，可以提高从所述散射体经由所述光发射面发射的光辐射的发光效率。

另一个实施例规定：所述反射器由包括嵌入的氧化钛的硅树脂构成。这种反射器的制造特别简单并且此外还具有成本效益。

另一个实施例规定：所述第一辐射元件构成所述移动终端的前侧相机灯，并且所述第二辐射元件构成所述移动终端的后侧闪光灯。使用所述发光组件来实现前侧和后侧相机灯是特别有利的，因为这些相机灯典型地在每种情况下都用作彼此的替代。因此，通常尺寸的led可以用作发光半导体元件。

另一个实施例规定：所述发光半导体元件以led的形式配置，所述led包括布置在衬底上的半导体芯片并且由包括转换材料的外部壳体包围，其中所述外部壳体构成所述散射体。这种构造特别适合于使用包括体积发射芯片的led。

另一个实施例规定：所述发光半导体元件以led的形式配置，该led包括布置在衬底上的半导体芯片以及布置在所述半导体芯片上的转换元件。在这种情况下，所述散射体被配置为布置在转换元件上的散射主体的形式。该配置特别适合于使用表面发射led芯片。

本发明还提供一种移动终端，包括外壳和布置在所述外壳中的照明设备。在这种情况下，第一辐射元件构成布置在所述移动终端的前侧上的相机灯。在这种情况下，第二辐射元件构成布置在所述外壳后侧上的相机灯。通过使用用于实现前侧和后侧相机灯功能的照明设备，可以实现移动终端的特别小的外壳厚度。

一个实施例规定：所述移动终端还包括控制装置，所述控制装置被配置为针对每个辐射元件单独地控制由所述辐射元件辐射的光的量。借助于这种控制装置，可以单独地并且彼此独立地控制所述移动终端的相机灯功能。

附图说明

结合以下结合附图更详细解释的示例性实施例的描述，本发明的上述属性、特征和优点以及实现它们的方式将变得更清楚以及更明确地被理解。

图1示出了包括前侧闪光灯功能的移动终端的正视图；

图2示出了包括后侧闪光灯功能的来自图1的移动终端的后侧；

图3示意性地示出了包括构成前侧和后侧闪光灯功能的发光照明设备的来自图1和图2的移动终端的横截面；

图4示出了包括激活的前侧闪光灯功能的来自图3的照明设备的示意性细节图示；

图5示出了包括激活的后侧闪光灯功能的来自图3的照明设备的示意性细节图示；

图6示意性地示出了来自图4和图5的发光组件的透视图示；

图7示意性地示出了包括体积发射led芯片的发光组件的替代配置的透视图；

图8示意性地示出了发光照明设备的替代配置的横截面图示，其中两个闪光灯功能形成在发光组件的公共侧面上；和

图9示出了包括照明设备和用于控制各个照明功能的控制装置的移动终端的示意图。

具体实施方式

图1示出了以移动电话或智能电话的形式配置的移动终端200的前侧。移动终端200在其前侧上包括相机230以及还有用作相机灯的照明器122，即闪光灯或摄影灯。根据本发明，照明器122是移动终端的照明设备的一部分，所述照明设备除了前侧照明功能之外还包括移动终端200的后侧照明功能。如从图2中显而易见的，在移动终端200的后侧212上，用作闪光灯或摄影灯的后侧照明器132也布置在相机240旁边。

根据本发明，两个照明器122、132是公共照明设备的一部分。在这方面，图3示出了移动终端200的外壳210的横截面。如在该示意图中可以看出的，照明设备100包括用于生成光辐射的发光组件110和被布置在发光组件110处以用于将由公共发光组件110生成的光辐射引导到移动终端200的前侧211和后侧212的两个光波导装置120、130。在这种情况下，发光组件110包括生成光辐射的光电子半导体芯片（这里未示出）和沿不同方向散射光辐射的散射体114。在本示例性实施例中，散射体114包括正方形或矩形轮廓，其包括彼此相对布置的两个光发射面115、116，经由所述光发射面从散射体114发射光辐射。

为了提高照明设备100的效率，优选地以立方体或平行六面体的形式配置的散射体114的其他侧壁在这种情况下优选地被可反射或反射材料（这里未示出）包围。正如从图3中可以进一步显而易见的，两个光波导装置120包括光波导元件121、131以及还包括与光波导元件连接的辐射元件122、132。在这种情况下，两个光波导元件121、131的输入侧端分别面对散射体114的两个光发射面115、116中的一个，以便将经由光发射面115、116发射的光辐射中继给辐射元件122、132。在这种情况下，将两个辐射元件122、132在外壳开口中布置在移动终端200的相对侧上，并且构成来自图1和图2的两个照明器。如这里所示，在这种情况下，两个辐射元件122、132可以包括结构化表面，所述结构化表面用于光束整形并且例如以菲涅耳透镜的形式进行配置。

如图3中进一步所示，公共发光组件110用作针对两个照明器122、132的公共光源。为了分离地激活通过前侧照明器122和后侧照明器132实现的照明功能，在发光组件110的光发射面115、116处可以存在单独可驱动的光切换装置，所述光切换装置控制经由相应的光发射面115、116发射的光的量。如图3中所示，在下面的示例性实施例中，在两个光发射面115、116的每一个光发射面处提供相应的光切换装置140、150。在这种情况下，所使用的光切换装置优选地是可电切换的反射镜，其透明度和反射率可以借助电信号以期望的方式进行设置。然而，原则上，其他可电切换的光学组件也适合作为电切换设备，例如诸如基于液晶的电光开关。在这种情况下，除了活跃状态“透明”和非活跃状态“不透明”之外，这种光开关还可以包括至少一个活跃中间状态“半透明”。

图4示出了来自图3的照明设备100的详细视图。在这种情况下，该图示还示出了布置在散射体114处并且例如以led的形式配置的发光半导体元件111。发光半导体元件111将光辐射发射到散射体114中。散射体114由引起体积散射的材料组成。这可以例如通过将散射颗粒119嵌入到否则是透明的材料中来实现。作为其替代方案，也可以使用不透明和/或半透明材料，其在即使没有特定的散射颗粒的情况下也会引起体积散射。

由发光半导体元件111发射到散射体114中的光辐射在散射体114中的所有方向上进行散射，其中散射光也到达两个光发射面115、116。在这种情况下，散射光辐射是否是经由光发射面115、116中的一个沿光学安置在散射体114的下游的光波导元件121、131的方向离开散射体114的事实特别是取决于布置在相应的光发射面115、116处的光切换装置140、150的当前切换状态。在这里示出的示例性实施例中，以电可切换的反射镜的形式配置光切换装置140、150，其中第一光切换元件140被切换为活跃或透明，而第二光切换元件116被切换为闲置并且因此是不透明或可反射的。因此，在第一光发射面115的方向上散射的光辐射经过活跃的光切换元件140进入第一光波导装置120的下游光波导元件121。对照而言，在第二光发射面116的方向上散射的光辐射被非活跃且因此可反射的第二光切换装置150反射回散射体114中。然后，反射的光辐射（如果合适的话，在其在散射体中被反复散射和/或反射之后）可以经由第一光发射面115离开散射体114。

图5示出了处于操作状态中的来自图4的照明设备100，在该操作状态中第一光切换装置140被停用，而第二光切换装置处于激活状态中。与图4中所示的操作状态相反，由发光半导体元件111发射到散射体114中的光经由第二光切换元件150而被耦合到后侧光波导装置130的第二光波导元件131中。对照而言，光辐射被闲置的第一光切换装置140再次反射回散射体114中。在来自图4和图5的两种操作情形下，在每种情况下仅激活两个照明功能中的一个。然而，原则上，同时激活两个照明功能也是可能的。移动终端200的前侧和后侧相机灯122、132在这种情况下都被激活。必要时，发光半导体元件111在这种情况下也可以以更高的光功率进行操作。此外，以比第二照明功能更低的光功率操作两个照明功能中的一个也是可能的。例如，前侧相机灯122就是这种情况，其典型地不得不仅在短距离（例如，臂的长度）处照亮被拍摄的对象，并且此外还获得来自显示器照明的支持。为此目的，在来自图5的操作情形下，第一光切换装置140可以以半透明中间状态予以激活，使得沿第一光发射面115的方向从散射体114发射的光仅被光切换装置140部分地反射回并且部分地透射。为了实现针对前侧相机光122的这种衰减照射，第一光发射面115可替代地也可以被提供有半反射涂层。此外，借助于以不同的大小进行配置的光发射面115、116，也可以实现在移动终端200的前侧211和后侧212上包括不同量级的照度。

图6以举例的方式示出了发光组件110，其包括发光半导体元件111和布置在发光半导体元件111上的散射体114。在这种情况下，所使用的发光半导体元件111是典型设计的发光二极管，其包括布置在衬底118上的半导体芯片111和布置在半导体芯片上的转换层113。半导体芯片112发射短波光辐射，其在转换层113中被至少部分地转换成一个或多个更长波长的光辐射。在这种情况下，经由转换层113将所导致的光辐射发射到散射体114中，在那里，在散射体114的被配置为是可反射的侧壁处的散射和反射之后，所述光辐射最终从发光组件110经由散射体114的光发射面115、116中的至少一个出射。

如图6中进一步所示，散射体114被包括反射材料的反射器117包围。在这种情况下，反射器117在散射体114的顶侧并且还在散射体114的两个侧面上延伸，使得仅散射体114的两个光发射面115、116保持未被包围。在本示例性实施例中，反射器117延伸远至衬底118，其中半导体芯片112的侧壁和转换层113的侧壁也被反射材料覆盖。原则上，例如诸如硅树脂和二氧化钛（tio2）的混合物之类的任何反射材料都适合作为反射器117的材料。

正如从图6中进一步显而易见的，发光半导体元件包括接合线连接，所述接合线连接将半导体芯片112的顶侧连接到衬底表面上的导体结构，所述导体结构未以更具体的细节图示出。如在这里显而易见的，转换层113包括在接合线区域中的切口。与本示例性实施例中的情况一样，所述切口也可以形成在散射体114内。散射体114的前光发射面115的有效宽度由于这样的切口而减小，其结果是第一光发射面115总体上比第二光发射面116小。结果，实现了与后侧相机照明器相比前侧相机照明器的发光强度的减小。

原则上，转换材料也可以使用在散射体114中，使得可以免除单独的转换层113。在这种情况下，用作转换器的散射体114直接承载在半导体芯片112上。

原则上，发光组件110也可以用不同设计的发光二极管来实现—例如借助包括体积发射半导体芯片的发光二极管。在这种情况下，体积发射半导体芯片可以被配置为例如所谓的倒装芯片或蓝宝石芯片。在这方面，图7示出了包括布置在衬底118上的半导体芯片112的发光组件110的替代配置，所述半导体芯片被由转换材料组成或包含转换材料的散射体114完全包围。在本示例性实施例中，例如以立方体或平行六面体的方式配置以倒装芯片设计实现的半导体芯片112。同样以立方体或平行六面体的方式配置的散射体114以壳体的形式沿着半导体芯片112的四个侧壁和其盖壁包围半导体芯片112。在这种情况下，用构成反射器117的反射材料包围散射体114。在这种情况下，反射器117覆盖四个侧壁中的两个和散射体114的盖壁，使得散射体114的两个光发射面115、116保持未被包围。在以这种方式配置的发光组件110的情况下，由半导体芯片112发射的具有短波长的至少一部分光辐射被包含在散射体114中的转换材料转换成至少一个更长波长的光辐射。在这种情况下，光辐射在散射体114内来回散射或在侧壁处来回反射，直到它经由光发射面115、116中的一个离开散射体114。

在迄今为止所示的示例性实施例中，将分配给不同光波导装置120、130的光发射面115、116分别布置在立方体或平行六面体散射体114的两个相对侧上。然而，原则上，在散射体114的公共侧上提供两个光发射面也是可能的。在这方面，图8示出了移动终端200的照明设备100的对应替代配置。如图8中显而易见的，两个光发射面115、116共同布置在散射体114的顶面上。在这种情况下，优选地用反射材料（这里未示出）包围散射体的其余侧壁。在当前情况下，两个光发射面115、116各自占据散射体114的上侧面的大致一半。然而，可替代地，第二光发射面116也可以比第一光发射面115占据散射体114的上侧面的比例更大，使得通过第一光发射面115比通过第二光发射面116出射的光更少。结果，实现了与后侧相机照明器132相比前侧相机照明器122的降低的发光强度。如图8中进一步所示，两个光切换装置140、150和光学安置在其下游的光学波导元件121、131也布置在散射体114的同一侧上。

为了能够彼此独立地操作移动终端的两个照明功能，必须单独地控制照明设备100的两个光切换装置140、150。这是借助于合适的控制装置220来执行的。在这方面，图9示出了包括照明设备100和对应的控制设备220的移动终端200的示意图。在这种情况下，照明设备100包括发光组件110和两个光切换装置140、150，其中两个光切换装置140、150连接到公共控制装置220。在本示例性实施例中，控制装置220此外还负责控制发光组件110的光发射，使得发光组件的功率依据两个光切换装置140、150的切换状态而进行调整，这取决于目前正在使用移动终端200的两个发光功能中的哪一个。

原则上，照明设备100也可以用于两个以上的照明功能。在这方面，除了在先前示例性实施例中描述的相机照明器之外，原则上移动终端的其他照明器诸如例如信号灯、显示器背光等也可以以类似的方式耦合到公共发光组件110。为了将来自散射体114的光辐射引导至用作照明器的辐射元件122、132，原则上除了这里使用的光波导121、131之外，还可以使用其他合适的概念。在这方面，例如可以使用反射元件，例如由反射材料构成的光导通道。原则上光波导和反射元件的联合使用也是可能的。

此外，原则上，特别是在需要特别高的发光强度的情况下，可以在公共发光组件中提供不止一个led。

为了制造这里描述的发光组件110，在这种情况下首先可以例如通过粘附接合或焊接将led半导体芯片接合到衬底上。之后，将半导体芯片嵌入到包括硅树脂和磷光体（转换材料）的第一壳体中。随后，所述壳体的上表面和两个侧面被光反射层覆盖。这可能涉及例如硅胶和tio2的混合物。

借助于特定的反射器几何形状，来自发光组件110的光发射被限制在两个相反的方向上。通过使用光波导和光学活跃元件，这使得光可以从移动终端的期望侧发射。原则上，在这种情况下也可以使用非立方体或非平行六面体的散射体。

然而，也可以以某种其他方式获得在先前示例性实施例中由硅树脂和二氧化钛的混合物构成的反射器，例如通过用反射材料涂覆散射体的相关侧壁。此外，这里也可以使用单独制造的反射器。

尽管借助于优选的示例性实施例更具体地说明和描述了本发明，但是本发明不受所公开的示例的限制，并且本领域技术人员可以从其中在不脱离本发明的保护范围的情况下得出其他变型。

附图标记列表

100照明设备

110发光组件

111发光半导体元件

112半导体芯片

113单独的转换元件

114散射体

115散射体的第一光发射面

116散射体的第二光发射面

117反射材料

118衬底

119散射颗粒

120第一光波导装置

121第一光波导

122第一辐射元件

123菲涅耳结构

130第二光波导装置

131第二光波导

132第二辐射元件

133菲涅耳结构

140第一光切换装置

150第二光切换装置

200移动终端

210移动终端的外壳

211移动终端的前侧

212移动终端的后侧

220控制装置

230前侧相机

240后侧相机。