專利名稱:無線通信系統(tǒng)電子設(shè)備用的閃光裝置及操作電子設(shè)備用的閃光裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于無線通信系統(tǒng)電子設(shè)備的閃光裝置(flash device)。具體而言,本發(fā)明涉及提供用于相機(jī)的閃光裝置的問題,該 相機(jī)適用于無線通信系統(tǒng)用的電子設(shè)備的需求。
背景技術(shù):
目前,用于無線通信系統(tǒng)的大部分電子設(shè)備,諸如移動電話、 尋呼機(jī)、個人數(shù)字助理、電子記事簿等都裝有數(shù)碼相機(jī)。對于這種 數(shù)碼相機(jī)而言,當(dāng)用戶喜歡在柔光狀態(tài)(例如戶內(nèi)環(huán)境、飯店等)下 照相時,良好的閃光是必要的。在使用光學(xué)變焦鏡頭的情況下,就 出現(xiàn)了一些特殊的要求。第一個問題是,光學(xué)變焦透鏡通常需要比 固定焦距鏡頭更多的光。這是由于較高的f數(shù)(較小光圈),但也是因 為允許用戶以較遠(yuǎn)的物距進(jìn)行遠(yuǎn)攝的所述變焦放大倍率而導(dǎo)致的。 第二個問題是,對于光學(xué)變焦透鏡而言,閃光必須要具有足夠的覆 蓋,以在把變焦透鏡設(shè)定為廣角位置時,照亮整個場景。如果閃光 缺少用于調(diào)節(jié)覆蓋角度的部件,那么在所述變焦被設(shè)定到遠(yuǎn)攝位置 時就會浪費很多光。
上述問題解決方案的第一步是用氙閃光燈替代發(fā)光二極管 (LED),因為氙閃光的效率要遠(yuǎn)比LED閃光高。第二步是提供可 調(diào)節(jié)的變焦閃光頭(zoom flash head),它帶有可移動透#:和/或可移動 反射鏡。在文獻(xiàn)US 6 782 197 B2中公開了帶可移動透鏡的閃光頭的 示例。該文獻(xiàn)提出了包括反射鏡、光源和菲涅耳透鏡的閃光頭。因 此,菲涅耳透鏡和反射鏡之間的距離是可變化的,以改變閃光的照 射角度。
該文獻(xiàn)中提出的閃光頭的缺點在于,因菲涅耳透鏡需要移動, 該閃光頭的尺寸不夠小而無法在電子設(shè)備內(nèi)實現(xiàn)。
在文獻(xiàn)EP 0 757 280 A2中公開了具有更緊湊尺寸的閃光頭。該 文獻(xiàn)公開了帶可調(diào)節(jié)波狀透鏡(wave-lens)裝置的閃光頭,它包括第一 和第二波狀透鏡元件,并且公開了在垂直于光束的方向上相對于一 個波狀透鏡元件移位另 一個波狀透鏡元件的裝置,用以調(diào)節(jié)光束的 場景覆蓋角度。
本說明的圖1表示當(dāng)前技術(shù)水平的該閃光頭。其中,兩個波狀 透鏡元件2設(shè)于平行光束1中,用以改變光束的場景覆蓋角度。假 設(shè)光束1的方向是沿著x軸的,那么波狀透鏡元件可在垂直于光束1 的方向移動,即可在y軸方向和z軸方向移動。A^圖l中可看出,波 狀透鏡元件的缺點在于,光束1在通過波狀透鏡元件2之后是不均 勻分布的。因此,光的分布在目標(biāo)處是不均勻的,引向場景周圍部 分的光要比引向中心的多。
圖2a至2c表示用于調(diào)節(jié)光束1的場景覆蓋角度的波狀透鏡元 件2的不同位置。圖2a表示波狀透鏡元件2的第一位置。此處,可 得到光束的最大角度a,。在如圖2b中所示的第二位置,就通過波狀 透鏡元件2的移位而實現(xiàn)光束1的最小角度%。當(dāng)前技術(shù)水平的閃 光頭具有如下缺點,由于波狀透鏡元件2的波浪形狀,只有兩個位 置是合理的。從圖2c中可以看出,如果波狀透鏡元件2位于不同于 此兩位置(如圖2a和2b所示)的中間位置,則結(jié)果得到的光束是非對 稱的,因此是無用的。
發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)前技術(shù)水平的電子設(shè)備用閃光裝置一般存在的問題是,由于 不夠緊湊而不能裝入電子設(shè)備內(nèi)。還有,公知的電子設(shè)備不能均勻 地擴(kuò)展光束,并且不能使光照角度連續(xù)變化。
因此,本發(fā)明的目的在于提供一種用于無線通信系統(tǒng)電子設(shè)備
的閃光裝置以及操作這種閃光裝置的方法,以使均勻擴(kuò)展且對稱的 光束可調(diào)節(jié)到不同的場景覆蓋角度。
上述目的可由根據(jù)權(quán)利要求1的、用于無線通信系統(tǒng)電子設(shè)備 的閃光裝置來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備包括電子設(shè)備用的閃光裝置,其中包括 用于產(chǎn)生閃光的光源;用于將來自光源的光準(zhǔn)直為平行光束的反射 鏡;以及設(shè)于平行光束中的兩塊透鏡板,它們可彼此相對移動,用 以改變光束的覆蓋角度,其特征在于,各透鏡板都包括多個透鏡, 并且可在平行于光束的方向移動。
上述目的可進(jìn)一步通過#4居權(quán)利要求14的、用于操作無線通信 系統(tǒng)電子設(shè)備用的閃光裝置的方法來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的該方法包括如下步驟由光源產(chǎn)生閃光;借助反 射鏡將來自光源的光準(zhǔn)直為平行光束;以及通過在平行光束中定位 兩塊透鏡板而改變光束的覆蓋角度,所述透鏡板可彼此相對移動, 其特征在于,提供包括多個透4竟的透鏡板,并且在平行于光束的方 向上移動該透鏡板。
在本申請和本發(fā)明的上下文中,術(shù)語"用于無線通信系統(tǒng)的電
子設(shè)備"包括任何種類的便攜式無線通信設(shè)備。術(shù)語"便攜式無線 通信設(shè)備"包括所有諸如移動電話,移動蜂窩電話,尋呼機(jī),個人 數(shù)字助理,通信裝置,即電子記事簿,靈巧電話機(jī)等設(shè)備。術(shù)語"無 線通信系統(tǒng)"涉及允許無線信息傳輸?shù)娜魏晤愋偷耐ㄐ呕蜻h(yuǎn)程通信 系統(tǒng)。
需要強(qiáng)調(diào)的是,在用于此i兌明書時,術(shù)語"包括/包含"用來規(guī) 定所述的特征、整體、步驟或部件的存在,但并不排除另一個或多 個其它的特征、整體、步驟、部件或其組合的存在和附加。
透鏡最好為,求面(spherical)或非J求面(aspherical)的透鏡。
另外,透鏡最好為正透鏡。
有利的方式是,第一透鏡+反位于第二透鏡板和反射鏡之間。
另一有利的方式是,第一板的透鏡是平凸透鏡(planar-convex lens), 第二板的透鏡是凸平透鏡(convex-planar lens)。
在一優(yōu)選實施例中,第一才反的透鏡的凸面對著第二板的透鏡的 凸面。
反射鏡最好為具有拋物面形狀。 另外,光源最好為氙閃光燈。
有利的方式是,移位機(jī)構(gòu)在平行于光束的方向移動透鏡板。 另 一有利的方式是,第 一透鏡板和第二透鏡板由彈簧相互拉緊。 在一優(yōu)選實施例中,借助擴(kuò)張部件克服彈簧力來增加第一透鏡 板和第二透鏡板之間的距離。
有利的方式是,各透鏡板都包含至少一個突出部。
突出部最好沿著至少 一條導(dǎo)軌移動毛引導(dǎo)透鏡板移動。
在以下面的描述中,將結(jié)合附圖來對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作更 詳細(xì)的介紹,其中
圖1表示當(dāng)前技術(shù)水平的閃光裝置,
圖2a至2c表示當(dāng)前技術(shù)水平的閃光裝置的不同位置,
圖3a是本發(fā)明的透鏡板的正視圖,
圖3b是本發(fā)明的透鏡板的側(cè)視圖,
圖4a和4b表示作為本發(fā)明基礎(chǔ)的光學(xué)原理,
圖5a和5b表示本發(fā)明的透鏡板的不同位置,
圖6a和6b是本發(fā)明的閃光裝置的原理圖,以及
圖7a至7c表示移位機(jī)構(gòu),它用于將本發(fā)明的閃光裝置的透鏡 板移位。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及一種閃光裝置,該裝置用于無線通信系統(tǒng)的電子設(shè) 備。該電子設(shè)備能夠在無線通信系統(tǒng)(諸如UMTS、 GSM或任何其它
可用的無線遠(yuǎn)程通信系統(tǒng))中傳送和接收信息。需要注意,實際的電 子設(shè)備包括運行于各自無線通信系統(tǒng)的所有必需的部件和單元。為 了清楚起見,本描述只涉及理解本發(fā)明所需的功能。
圖3a表示本發(fā)明的透鏡板3的正視圖。透鏡板3包含多個透鏡 4,裝配成透鏡陣列,從而提供了平坦的透鏡板。透鏡4是球面的或 非球面的透鏡。具體而言,透鏡4為正透鏡。透鏡4具有棋盤狀、 蜂巢狀或可將多個透鏡加到一起而在透鏡4之間不留任何空間并由 此提供連續(xù)透鏡陣列3的任何其它形狀。圖3b是本發(fā)明的第一透鏡 板3a和第二透鏡板3b的側(cè)視圖。透鏡板3a、 3b都包括多塊單一透 鏡4。這里,第一透鏡板3a的透鏡4是平凸透鏡4,而第二透鏡板3b 的透鏡4是凸平透鏡4。第一和第二透鏡板3a、 3b設(shè)置成使透鏡4 的凸表面相互面對。這里,第一板3a的各透鏡4設(shè)置成面對著第二 板3b的透鏡4。
圖4a和4b表示作為本發(fā)明基礎(chǔ)的光學(xué)原理。平行光束1會聚 在兩個透鏡4a、 4b上。由此,光束l通過第一透鏡4a,并在其后通 過第二透鏡4b。第一透鏡4a靠近光源的表面8a是平面的,即具有 無限大半徑,而第一透鏡4a面向第二透鏡4b的表面7a是凸起的, 即具有負(fù)半徑。第二透鏡4b面向第一透鏡4a的表面8b是凸起的, 即具有正半徑,笫二透鏡4b的不面向第一透鏡4a的表面7b是平面 的,即具有無限大半徑。通過此透鏡陣列的平行光束1在一定角度 上展開,這依賴于兩塊透鏡的距離。可以從圖4a看出,透鏡之間的 距離d,最小,就可以得到最大光束角度p,。在圖4b中所示,大的透 鏡距離(12就對應(yīng)著小的覆蓋角度|32。通過選擇位于d,和c^之間的間 隔中的兩個透鏡之間的距離,就可以實現(xiàn)角度P,和|32之間的任意覆 蓋角度范圍。如可從圖4a看出,能夠被照亮的最大角度受限于透鏡 之間的距離,其又依賴于它們的焦距。這里的問題是,不能制造帶 有短焦距和足夠尺寸的透鏡。通過使用由設(shè)置于平坦陣列中的多個 透鏡4構(gòu)成的透鏡陣列3,此問題為本申請?zhí)岢龅陌l(fā)明所克服,如已
經(jīng)參考圖3a和3b說明的。如圖3b中所示的兩塊透鏡板3的設(shè)置能 夠覆蓋光的較寬范圍,覆蓋較廣的角度。透鏡板3中的多個小透鏡4 的設(shè)置減小了有效焦距,使其封裝更緊湊。
圖5a和5b表示本發(fā)明的透鏡板的不同位置。這里,透鏡板3a、 3b在平行于光束1的方向移位。因此,能夠改變光束1的覆蓋角度。 如果假設(shè)光束1沿著直角座標(biāo)系的x-軸延伸,那么透鏡板3a、 3b就 在此x-軸方向移動。本發(fā)明的優(yōu)點在于,由于為透鏡板3a、 3b使用 了多個球面的或非球面的透鏡4,可以得到均勻和對稱的光分布。而 且,本發(fā)明中透鏡板在平行于光束1的方向移位,可以選擇透鏡板3a、 3b之間的任何距離,因此能夠?qū)崿F(xiàn)光束1的任何可能的覆蓋角度。 在任何場合均可不依賴于透鏡板3a、 3b之間的距離而得到對稱均勻 的光分布。
本發(fā)明透鏡板3a、 3b最好使用具有折射率為約1.5的聚合物。 因此,透鏡板能夠彼此相對地在最小距離d廣1.7mm和最大距離 d^3.1mm之間移位。這意味著,兩塊透,板3a、 3b的總厚度最大只 有3.1mm。
圖6a和6b表示本發(fā)明的閃光裝置。光源6(可包括LED、氙閃 光或任何其它放電管)發(fā)射光束,該光束由拋物面反射鏡5準(zhǔn)直為 平行光束l。在反射鏡前部,設(shè)有第一透鏡板3a和第二透鏡板3b。 然后,平行光束1會聚到透鏡板3a、 3b上,并通過透鏡板彼此相對 的移位而改變其角度。
圖7a至7c表示用于在平行于光束1的方向移動透鏡板3a、 3b 的移位機(jī)構(gòu)9、 10、 11、 12、 13、 14的實施例。這里,第一和第二 透鏡板3a、 3b由彈簧9拉緊。各透鏡板3a、 3b均包含沿著導(dǎo)軌11 引導(dǎo)的突出部10,用以引導(dǎo)透鏡板3a、 3b的移動。為此,導(dǎo)軌11 包含槽口,突出部10伸出于該槽口中。導(dǎo)軌11固定于電子設(shè)備的 不可移動部分,以讓透鏡板3a、 3b只在導(dǎo)軌11方向移動。
為了克服彈簧9的力而增加第一和第二透鏡板3a、 3b之間的距
離,設(shè)置有擴(kuò)張部件12、 13、 14。為此,滑動件12設(shè)置于兩塊透賴: 板3a、 3b的突出部10之間。為了讓透鏡板3a、 3b均勻移動,突出 部10設(shè)于滑動件12對側(cè)的透^:板3a、 3b上。該滑動件12可以設(shè)于 導(dǎo)軌11的頂面或背面,在任何情況下,突出部10至少要與導(dǎo)軌11 和滑動件12 —樣高?;瑒蛹?2包含至少兩個楔形部分14,它們沿 著滑動件12的長度而延伸。這里,楔形都分設(shè)于位于滑動件12兩 側(cè)的突出部10之間。通過在圖中所示方向A移動滑動件12,突出 部IO之間的距離就增加了,從而增加了板3a、 3b之間的距離,并且 圖中所示方向B移動,使其克l艮彈簧9的力。圖7b所示的滑動件12 的位置使透鏡板3a和3b之間的距離成為最小。圖7c表示滑動件12 的第二位置,提供了透鏡板3a和3b之間的最大距離。
此外,連接件13附裝到滑動件12上,用于將滑動件12連接到 機(jī)構(gòu)以控制透鏡板3a、 3b移位。例如,連接件13連接到相機(jī)的變焦 系統(tǒng),以根據(jù)所想要的變焦而自動調(diào)節(jié)透鏡板3a和3b之間的距離。
采用本發(fā)明的閃光裝置可實現(xiàn)緊湊的形式,它容易在小型消費 裝置中實現(xiàn),例如用于無線通信系統(tǒng)的電子設(shè)備。另外,該閃光裝 置容易制造,并容易機(jī)械連接到相機(jī)變焦透鏡。另外,本發(fā)明的閃 光裝置提供了均勻且對稱的光分布,且容易適用于多種不同的場景 覆蓋角度。
權(quán)利要求
1.一種電子設(shè)備用的閃光裝置,其中包括光源(6),用于產(chǎn)生閃光;反射鏡(5),用于將來自所述光源(6)的光準(zhǔn)直為平行光束(1);以及兩塊透鏡板(3a、3b),設(shè)于所述平行光束(1)中并可彼此相對移動,以改變所述光束(1)的覆蓋角度,其特征在于,所述各透鏡板(3a、3b)包含多個透鏡(4),并且所述透鏡板(3a、3b)能夠在平行于所述光束(1)的方向上移動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閃光裝置,其特征在于,所述透鏡(4) 是球面或非球面透鏡。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閃光裝置,其特征在于,所述透鏡 (4)是正透鏡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3中任一項所述的閃光裝置,其特征在 于,所述笫一透鏡板(3a)位于所述第二透鏡板(3b)和所述反射鏡(5)之 間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所迷的閃光裝置,其特征在于,所述第一板(3a) 的所述透鏡(4)是平凸透鏡,所述第二板(3b)的所述透鏡(4)是凸平透鏡。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的閃光裝置,其特征在于,所述第一板(3a) 的所述透鏡(4)的凸面對著所述第二板(3b)的所述透鏡(4)的凸面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中^f壬一項所述的閃光裝置,其特征在于, 所述反射鏡(5)具有拋物面形狀。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所迷的閃光裝置,其特征在于, 所述光源(6)是氙閃光燈。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的閃光裝置,其特征在于, 移位機(jī)構(gòu)(9、 10、 11、 12、 13、 14)能夠在平行于所述光束(1)的方向上 移動所述透鏡板(3a、 3b)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的閃光裝置,其特征在于,所述第一透 鏡板和所述笫二透鏡板(3a、 3b)由彈簧(9)相互拉緊。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的閃光裝置,其特征在于,用擴(kuò)張部件 (12、 13、 14)克服所述彈簧(9)的力,使所述第一透鏡板和所述第二透 鏡板(3a、 3b)之間的距離增加。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9、 10或11中任一項所述的閃光裝置,其特征 在于,所述透鏡板(3a、 3b)各包含至少一個突出部(10)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的閃光裝置,其特征在于,所述突出部 (10)沿著至少一條導(dǎo)軌(11)引導(dǎo),以引導(dǎo)所述透鏡板(3a、 3b)的移動。
14. 一種操作電子設(shè)備用的閃光裝置的方法,包括如下步驟 由閃光放電管產(chǎn)生閃光;由反射鏡(5)將來自所述閃光放電管(6)的所述光準(zhǔn)直為平行光束 (1);以及通過在所述平行光束(l)中i殳置兩塊透鏡板(3a, 3b)來改變所述光 束(l)的覆蓋角度,所述透鏡板(3a、 3b)可彼此相對移動, 其特征在于,設(shè)置包含多個透鏡(4)的透鏡板(3a、 3b),并 在平行于所述光束(l)的方向上移動所述透鏡板(3a, 3b)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所迷的方法,其特征在于,所述透鏡(4)是 J求面或非J求面透4竟。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法,其特征在于,所述透鏡 (4)是正透鏡。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14、 15或16所述的方法,其特征在于,所述 第一透鏡板(3a)位于所述第二透鏡板(3b)和所述反射鏡(5)之間。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其特征在于,所述第一板(3a) 的所述透鏡(4)是平凸透鏡,所述第二板(3b)的所述透鏡(4)是凸平透鏡。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其特征在于,所述第一板(3a) 的所述透鏡(4)的凸面對著所述第二板(3b)的所述透鏡(4)的凸面。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14至19中任一項所述的方法,其特征在于, 所述反射鏡(5)具有拋物面形狀。
21. 根據(jù)權(quán)利要求14至20中任一項所述的方法,其特征在于, 所述光源(6)是氙閃光燈。
22. 根據(jù)權(quán)利要求14至21中任一項所述的方法,其特征在于, 移位機(jī)構(gòu)(9、 10、 II、 12、 13、 14)能夠在平行于所述光束(1)的方向上 移動所述透鏡板(3a、 3b)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其特征在于,所述第一透鏡板 和所述第二透鏡板(3a、 3b)由彈簧(9)相互拉緊。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法,其特征在于,用擴(kuò)張部件(12、 13、 14)克服所述彈簧(9)的力,以增加所述第一透^:板和所述第二透鏡 板(3a、 3b)之間的距離。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22、 23或24中任一項所述的方法,其特征在 于,所述透鏡板(3a, 3b)各包括至少一個突出部(10)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法,其特征在于,所述突出部(IO) 是沿著至少一條導(dǎo)軌(ll)引導(dǎo),以引導(dǎo)所述透鏡板(3a、 3b)的移動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子設(shè)備用的閃光裝置,其中包括用于產(chǎn)生閃光的光源(6);用于將來自光源(6)的光準(zhǔn)直為平行光束(1)的反射鏡(5);以及設(shè)于平行光束(1)中、可彼此相對移動以改變光束(1)的覆蓋角度的兩塊透鏡板(3a、3b),其中各透鏡板(3a,3b)都包括多個透鏡(4),且其中透鏡板(3a、3b)可在平行于光束(1)的方向移動。本發(fā)明還涉及一種操作電子設(shè)備用的閃光裝置的方法。
文檔編號G03B15/05GK101194206SQ200680020434
公開日2008年6月4日 申請日期2006年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月9日
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