用于移动设备的外部光源制造技术

本发明专利技术的本质是一种外部光源，该外部光源被设计为包括氙气闪光管与相关联的电子电路的用于移动设备的外部摄影闪光器，由此该外部光源被布置成在至少两种模式下——在单次闪光模式和在明显均匀闪光模式下——操作。外部光源的操作模式基于在所链接的移动设备上设置的曝光时间自动地设置。一个或多个外部光源被布置成经由无线电链路与移动设备连接，由此该外部光源经由无线电链路以规则的间隔向所链接的移动设备发送时间戳。基于该时间戳，在移动设备上运行的软件中的算法计算在移动设备上开始照片捕获的时刻与由外部光源触发闪光装置的时刻之间的时间延迟，从而致使整个画面/对象/场景被均匀照明。面/对象/场景被均匀照明。面/对象/场景被均匀照明。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于移动设备的外部光源


[0001]本专利技术属于用于捕获照片的设备或系统的领域，更准确地属于用于捕获照片的特殊处理和设备的领域，最特别地与照明相关。本专利技术涉及主要用于利用移动设备进行摄影的一个或多个光源，并且涉及对对象或场景进行照明以捕获照片的方法。

技术介绍

[0002]闪光装置是各种类型——紧凑型、单透镜反射型、模拟型或者内置于诸如移动电话和平板计算机的移动设备中——的摄像装置的关键部件之一，这使得可以拍摄照明不足的对象或场景的照片。闪光单元可以集成至摄像装置或移动设备中，但是也可以用作被安装在摄像装置上或与摄像装置同步的独立外部单元。集成的闪光装置大部分比外部单元的能力低。通常，这需要附加的光源，优选地附加的闪光装置，以达到对对象或场景的最佳照明。
[0003]外部摄影闪光器(flashgun)通常旨在与使用机械快门的(数字)单透镜反射(DSLR)摄像装置和无反光镜摄像装置一起使用以捕获照片。在通过使用比通常为1/250s的同步速度/X
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同步速度长的曝光时间来捕获照片的情况下，快门将在给定的时间点处使传感器的整个表面暴露；因此，为了使得能够进行对对象或场景的适当照明，在正确的时间触发单次闪光就足够了。在以比同步速度相比短的曝光时间捕获照片的情况下，快门将通过仅使传感器的一部分暴露来行进通过传感器。
[0004]在移动设备中，捕获照片的过程在概念上与使用机械快门的摄影——移动设备的摄像装置使用具有电子滚动快门的CMOS传感器来捕获图像——非常类似。传感器逐行进行扫描，并且扫描所有行(或线)的总持续时间被称为传感器的读出时间。
[0005]当前可用的以经典闪光或单次闪光的解决方案仅在存在曝光窗口时——即在给定的时间点处CMOS传感器的整个区域集成入射光时——使得能够进行照片的均匀照明。曝光的持续时间等于曝光窗口减去传感器的读出时间和缓冲时间，读出时间和缓冲时间由于光源与传感器之间的不完全的时间同步而必须被考虑在内。如果在曝光窗口内没有触发闪光装置或者如果不存在曝光窗口，则照片的照明不是最佳的，并且照片的一部分可能是完全黑暗的。
[0006]发光二极管(LED)最常用于在移动设备摄影中提供附加照明，但是发光二极管具有诸如低的功率输出和低的颜色再现指数的缺点。当需要明显冻结画面中对象的移动时，这需要短的曝光时间，LED由于其低的额定功率而不能提供对场景的足够照明。与LED相比，氙气摄影闪光器具有实质上更好的特性。线性闪光管通常包括玻璃管和两个密封电极并且填充有气体。线性闪光管使用放电原理，由此将40％与60％之间的输入电力转换成具有短的持续时间——大部分短于1ms——的白光脉冲串(bursts of white light)。
[0007]自2017年以来，Godox A1已经是旨在与市场上可用的移动设备一起使用的唯一的氙气摄影闪光器。
[0008]US20170195535A1专利申请描述了氙气闪光灯泡与移动设备的结合使用，这两个
设备经由无线电链路进行通信。以使得能够从移动设备接收用于远程控制摄影闪光器的信号的方式对系统进行配置，由此该信号至少包括摄影闪光器拍摄对象所需的总的光。然后，控制系统根据控制信号调整从氙气摄影闪光器发射的光。该解决方案描述了对单次闪光中的光的量的调整。
[0009]US7949249B2专利描述了用于使移动设备上的摄像装置与外部照明装置进行同步的方法。该解决方案描述了在使用单次闪光时的同步以改善对场景的照明。该解决方案通过延长传感器曝光时间使得能够使用单次闪光，从而创建曝光窗口。在许多情况下，延长传感器曝光时间是不期望的，这是因为延长传感器曝光时间可能导致图像的过度曝光或者快速移动物体的模糊。
[0010]现有技术
[0011]US6009281A专利描述了能够发射明显均匀闪光的光源。该设备与具有内置电路的摄像装置结合起作用，以经由电触点发送关于所选择的闪光操作模式的信号。
[0012]US6404987B1专利描述了外部摄影闪光器的系统。为了使得摄像装置与未安装在摄像装置本体上的摄影闪光器之间能够进行通信，该系统将安装在摄像装置上的闪光设备与无线电单元一起使用来控制其余的从闪光单元。根据该专利技术，无线电单元以用于选择从闪光设备的操作模式的电路为特征。无线电单元向外部从闪光装置发送具有关于所选择的操作模式的信息的信号。

技术实现思路

[0013]已知目前存在的用于移动设备的摄影闪光器不能够进行最佳照明，这是因为用于移动设备的摄影闪光器仅支持单次闪光发射，因此本专利技术的目的和目标是提供一种将使得可以对其输出进行调制的光源。
[0014]对技术问题的解决方案的描述
[0015]因此，本专利技术的任务和目标是提供下述外部闪光装置：可以通过与移动设备建立无线电链路来使得能够对发射光进行调制并且可以发射单次闪光或明显均匀闪光，这可以进而使得能够根据对要拍摄的对象或场景的自然照明来调整照明。
[0016]本专利技术的核心是一种被设计为包括氙气闪光装置组件与相关联的电子电路的用于移动设备的外部摄影闪光器的外部光源，由此光源或闪光装置被布置成在至少两种不同的模式下——在单次闪光模式和在明显均匀闪光模式下——操作。一个或多个外部光源可以经由无线电链路与移动设备互相链接，其中，外部光源以规则的间隔将时间戳发送回移动设备。基于这些时间戳，嵌入在移动设备的软件中的算法能够计算在移动设备上开始图像捕获与触发外部单元的闪光的时刻之间的延迟，这确保了对整个对象的均匀照明。
[0017]因此，不需要使用能够在机械快门帘行进通过传感器的整个时间内进行明显均匀的光通量发射的光源。替代地，通过在机械快门行进通过DSLR摄像装置或无反光镜摄像装置的传感器的时间期间使用大量短且快的脉冲串来实现明显均匀的光通量强度。
[0018]本文提出的通过本专利技术解决的技术问题是下述设计的设备：使用例如CMOS传感器来确保对由集成至移动设备中的静态图像摄像装置捕获的所选择的对象的最佳照明，其中，提供了用于与移动设备的静态图像摄像装置的功能(控制)元件进行交互的足够的连接性和时间同步选项。
[0019]由此，由移动设备捕获的照片的质量接近或者甚至等于单透镜反射摄像装置或无反光镜摄像装置的照片的质量。虽然移动设备中的摄像装置不具有在DLSR摄像装置中发现的透镜和传感器的尺寸的透镜或传感器，但是移动设备中的摄像装置的实际优点可以抵消其产生的照片的低劣质量(在纯技术术语中)。移动设备提供了对所捕获的照片的即时处理的独特选项，从而使得能够消除由于低劣的传感器和光学器件引起的伪像。此外，与数字单透镜反射(DSLR)摄像装置或无反光镜摄像装置不同，移动设备是无处不在的并且如此总是近在咫尺，以拍摄期望的对象或场景的即时照片。
[0020]在许多情况下例如在没有曝光窗口时可以提供最佳照明。
[0021]在许多情况下，避免光源与摄像装置之间的物理链路可能是期望的，这是因为其提供了摄像装置和闪光单元的几何定位的自由度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于移动设备的外部光源，所述用于移动设备的外部光源包括壳体(1)，所述壳体(1)具有用于由所述外部光源发射的光的窗口(2)，其中，安装在所述壳体内部的是至少下述部件：
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氙气闪光装置，所述氙气闪光装置具有至少一个闪光管(17)和包括电容器(15)的相关联的电子电路(14)，其中，所述电路(14)被配置成使得能够在下述至少两种操作模式下触发氙气闪光管(17)：a.单次闪光，和b.明显均匀闪光；
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集成电路(9)，所述集成电路(9)具有中央处理单元(11)和蓝牙芯片(10)，其中，所述CPU(11)被配置成至少执行：a.与移动设备(7)的通信，以及b.对所述外部光源的操作的控制；
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开关(16)以及所述开关的控制单元，所述开关(16)优选地是将所述电容器(15)与所述闪光管(17)进行连接的IGBT开关(16)，经由所述开关的控制单元，所述CPU(11)进行通信以根据所选择的操作模式触发所述闪光管(17)。2.根据权利要求1所述的用于移动设备的外部光源，其特征在于，所述用于移动设备的外部光源包括布置在所述外部光源的壳体(1)处的输入按钮(13)，所述输入按钮(13)被配置成启动对照片的捕获、在操作模式之间进行切换或者重置所述外部光源。3.根据权利要求1或2所述的用于移动设备的外部光源，其特征在于，所述用于移动设备的外部光源还包括用于场景的辅助照明的第一LED：
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所述第一LED位于所述闪光管(17)附近，并且用作用于辅助设置所述外部光源的光学方向的指示灯；
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所发射的光通量，所发射的光通量辅助所链接的移动设备(7)以设置用于照片的捕获的参数，优选地以即使在完全黑暗时也聚焦于画面中的对象；
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LED控制器向所述第一LED供应并管理用于操作的功率，所述LED控制器由所述CPU(11)控制。4.根据前述权利要求中任一项所述的外部光源，其特征在于，所述外部光源还包括惯性测量单元(14)，所述惯性测量单元(14)内置于位于所述外部光源的壳体(1)内部的电子电路(8)中，由此所述CPU(11)执行和控制与所述惯性测量单元(14)的通信，使得所述外部光源能够确定其光轴的方向。5.根据前述权利要求中任一项所述的用于移动设备的外部光源，其特征还在于，所述用于移动设备的外部光源以单元的状态的指示器(3)为特征，所述指示器(3)优选地为多色灯，诸如RGBW LED，所述指示器(3)优选地向用户传送所述外部光源的下述各种状态：
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所述外部光源是接通的，
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低的电池状态，
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所述外部光源过热，
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电池正在被正确充电，
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电池被完全充电。6.根据前述权利要求中任一项所述的用于移动设备的外部光源，其特征在于，所述用
于移动设备的外部光源经由嵌入在其集成电路中的算法使得能够进行与所述移动设备(7)的连接，所述算法至少执行下述步骤：a)搜索附近的能够产生闪光的无线设备；b)与在步骤a...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科，
申请(专利权)人：保富图公司，
类型：发明
国别省市：