CN101331742B - 对具有闪光灯的无线终端的改进 - Google Patents

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Abstract

在具有闪光灯的无线通信终端中，通过使发射器能够在发射周期期间发射并且禁止发射器在发射周期之外的发射来降低功耗。而且，在发射器的发射周期期间禁止公共电源向闪光灯单元提供电压。

Description

对具有闪光灯的无线终端的改进
技术领域
本发明涉及具有闪光灯的无线终端。
背景技术
本发明一般地涉及无线通信，并且更具体地涉及移动终端电池节能。诸如移动电话的高级无线通信终端如今配备有数码照相机。此类照相机允许用户捕获图像、在移动终端的存储器上存储捕获的图像并且将这些图像传输到第三方。捕获的图像可以是“静止”图像(即，单帧，比如传统相片)或可以是视频剪辑(即，一系列快速连续捕获的帧)。可以以任何合适的方式传输捕获的图像。然而，在晚间或黑暗的环境中，光线不充足，所捕获相片的图像将模糊或者不清楚。传统照相机(包括数码照相机)通常包括附加的光源或“闪光”，其在低光照条件下捕获图像时点亮。然而，无线终端通常是由可再充电电池电源供电的便携式设备。为了允许无线终端尽可能长地保持通信，希望节约无线终端电池的电能。因此，由于无线终端的尺寸和功耗，通常集成在传统胶片照相机和数码照相机中的光源类型对于在无线终端中的使用不是最好的选择。一种减小尺寸和功耗的方法是使用发光二极管(LED)设备，其可以在内置于无线终端中的数码照相机捕获图像时点亮，从而照亮所捕获图像的主体，进而在低光照条件下提供改进的照相机性能。而且，已经开发了用于无线通信终端的其他闪光灯技术。此外，传统闪光灯技术已经在尺寸和功耗方面进行了改进。
由于尺寸和功耗的要求，无线终端中所使用的电池的当前容量相当有限，并且电池电压相对较低，例如2到4伏特。问题是如果将白色LED用于发光，则闪光使用来自于移动终端电池的相对高的功率，并且在短时间段期间会出现大的功耗脉冲。闪光所需的瞬时高电流可以将移动电话的供电电压下拉得足够低以至于其不能工作。例如，一种方法可以将闪光能量存储于高值电容中，但是这将增加无线终端的价格和尺寸。
发明内容
本发明的一个目的是改进具有闪光灯的无线通信终端的操作性。本发明的目的由独立权利要求中所陈述的内容实现。在从属权利要求中公开了本发明的优选实施方式。
在无线通信终端中，通过使发射器能够在发射周期期间进行发射，并且在发射周期之外禁止发射器来降低功耗。而且，在发射器的发射周期期间，禁止从电源向闪光灯单元提供电压供电。例如TDMA技术或CDMA技术可以提供脉冲发射。在使用TDMA的实施方式中，发射器能够在TDMA帧的一个或一些TDMA时隙中进行发射，并且在所述一个或一些TDMA时隙期间可以禁止从电源向闪光灯单元提供电压供电。
发射功率在最高功率时隙处可以消耗好几个安培。闪光灯(例如，LED)功耗可以表现为大约相同量的电流。如果这些高功率消沉发生在同一时间，则它们累加并且可以引起电源供电终端中的电压降。更具体地，电流消耗和ESR(等效串联电阻)电阻，累加上导线和连接器的电阻，产生了电源线的电压降并且导致要求具有尺寸和成本代价的非常高的电池性能，因为内部电池ESR必须极低。这对于电池线连接器、对开(folio)导线、滤波组件等是同样的原理。
在本发明的实施方式中，相比于发射器，闪光使用“逆”占空比供电。以绝对优先级驱动发射器并且闪光仅可以在其他周期期间被控制。那么，电池和电源供电终端上的电压降保持在合理的水平，因为电流消耗未被累加。电池和电源线ESR不产生有害的电压降。降低了对电池性能和成本的要求。
附图说明
在下文中，将通过参考附图的示例来更详细地描述本发明，附图中
图1示出了作为示例的具有闪光灯的无线终端的主要框图；以及
图2示出了图1中示出的终端的时序图的示例。
具体实施方式
本发明可以应用于出于任何目的使用闪光灯发光的任何无线发射器终端，诸如照相机、安全/应急灯等。此类无线终端的示例包括使用第2代(例如，GSM)或第3代(例如，UMTS)移动通信网络并且包括照相机功能的移动通信终端。无线终端还可以是PDA(个人数字助理)或适于在无线通信系统中通信并且包括照相机功能的任何其他设备。
图1中示出了实现根据本发明的实施方式的无线终端的示例的主要框图。应该理解，仅示出了理解、制造和使用本发明所需的终端的操作和元件。除了这里示出的那些之外，典型的无线终端可以进一步包括本领域中已知的移动终端的通常特征和元件，诸如显示器、用于控制上下、左右滚动的方向键、数字/字符输入键和其他输入键。而且，数码照相机可以集成在移动终端中，例如集成在背部并且其可以拍摄图像，继而在移动终端中对其进行处理和存储。具有照相机功能的移动终端的示例是由Nokia公司制造的GSM电话6710。
在图1中，无线终端包括无线(RF)发射器单元1，其包括某类RF功率放大器(PA)用于生成随后提供给天线的脉冲高功率RF发射信号。在本发明的实施方式中，发射器单元1可以使用PA脉冲操作，以便在关闭功率放大器PA以避免任何显著的电流消耗时，在实际发射时间周期之间存在时间周期。在示出的实施方式中，发射器单元1或其PA基于来自发射器控制单元4的使能信号打开和关闭。发射器单元1通过电源线由电源供电，该电源可以包括系统电池或蓄电池3。
在本发明的实施方式中，发射器1正在发射TDMA(时分多址)信号，其包括如图2所示的连续的TDMA帧N，N+1，N+2...。每个帧包括多个TDMA时隙，诸如8个时隙。在示出的示例中，将每帧中的第一时隙(TS0)分配给无线终端用于发射。使能信号仅在每个帧的第一时隙期间处于激活状态1(TX)，从而打开发射器1的RF功率放大器(RF-PA)以在第一时隙内进行发射并且在其他时隙(TS1-TS7)期间关闭发射器1的RF功率放大器(RF-PA)。在所谓的多时隙技术中，可以将多于一个的时隙分配给单个终端。可以应用本发明的无线终端的示例是根据GSM规范的移动设备。
然而，应该理解，本发明不旨在限制于TDMA，而是任何脉冲无线发射技术都处于本发明的范围内。
例如，为了支持无线终端2的照相机功能，无线终端还配备有用于输出光的闪光灯元件2。这里使用的术语“闪光灯”或“闪光”是指在便携式无线终端中适合于发光的任何设备。此类设备的示例包括一个或多个发光二极管(LED)、氙气闪光灯、白炽灯、灯泡和有机发光二极管(OLED)。例如，闪光灯元件可以构建在无线终端的背部。当无线终端的电源3用作闪光灯元件2的电源时，闪光灯元件还可以构建为无线终端的附件，这样的优势在于闪光灯2不需要其自己的电源。还可以提供快门装置11并且该快门装置11可以与闪光同步地操作。
在脉冲操作中，发射器1在具有最高功率水平的时隙处可以消耗好几个安培。如果例如白色LED用于发光，则闪光灯元件2也从电池电源3使用相对高的功率并且在短时间段期间出现大的功耗脉冲。闪光灯功耗可以表示与发射器1所需的大约相同量的电流。如果这些高功率消沉发生在同一时间，则它们相累加并且可以引起电源供电终端中的电压降。更具体地，电流消耗和电池以及电源线各自的ESR(等效串联电阻)电阻9和10，累加导线和连接器电阻，产生了电源线的电压降并且导致要求具有尺寸和成本代价的非常高的电池性能，因为内部电池ESR 9必须极低。这对于电池线连接器、对开导线、滤波组件等是同样的原理。
在本发明的实施方式中，闪光灯元件2使用相比于发射器1的“逆”占空比进行供电。以绝对优先级驱动发射器1并且闪光2仅可以在其他周期期间被控制。在图1和图2中示出的示例性实施方式中，例如，闪光控制单元5在照相机操作(图片创建)需要闪光时生成闪光控制信号，但是并不直接将闪光控制信号提供给闪光驱动器单元6，而是将闪光控制信号提供给逻辑与电路7的输入。将来自反转元件8的逆使能信号提供给与电路7的第二输入。因此连接至闪光驱动器单元8的控制输入的与电路8的输出可以处于激活状态，并且仅当使能信号非激活时，即关闭了发射器时，对闪光进行使能。例如，将关于发射周期的信息以使能信号的形式提供给闪光控制单元5，以便发射周期和导致的闪光的“关闭”周期可以纳入总曝光时间的计算中。例如，由于在图片创建期间出现的每个发射周期，曝光时间必须延长。
在图2中示出的示例中，闪光控制信号在时刻t1进入激活状态(1)。使能信号处于非激活状态(0)并且逆使能信号处于激活状态(1)。现在，到与电路7的两个输入，即逆使能和闪光控制，都处于激活状态(1)，这使得与电路的输出信号“闪光打开”进入激活状态(1)并且对闪光进行使能。结果，闪光驱动器单元6开启闪光灯元件2并且打开快门装置11。在时刻t2，使能信号进入激活状态(1)并且在帧N+1的第一时隙的时刻打开发射器单元1。结果，在与电路的第二输入处的逆使能信号进入非激活状态(0)，这也使得与电路的输出“闪光打开”进入非激活状态，并且禁止提供闪光电源以及关闭快门11，即使闪光控制信号保持激活状态(1)。在时刻t3(帧N+1中第一时隙的末尾)，使能信号进入非激活状态(0)并且逆TX使能信号进入激活状态(1)。现在到与电路7的两个输入再次处于激活状态(1)，这使得与电路输出“闪光打开”进入激活状态并且对闪光和快门11进行使能。结果，闪光驱动器单元6开启闪光灯元件2。在时刻t4，使能信号进入激活状态并且在帧N+2的第一时隙中打开发射器单元1。结果，在与电路的第二输入处的逆使能信号进入非激活状态(0)，这也使得与电路的输出“闪光打开”进入非激活状态，并且禁止提供闪光电源以及关闭快门11，即使闪光控制信号保持激活状态(1)。在时刻t5(帧N+2中第一时隙的末尾)，使能信号进入非激活状态(0)并且逆使能信号进入激活状态(1)，这导致对闪光灯元件2以及快门11进行使能。最后，在时刻t6(在总曝光时间的末尾)，闪光控制信号进入非激活状态，这使得与电路的输出进入非激活状态，并且禁止提供闪光电源以及关闭快门11。因此，闪光2被控制为使其与发射器单元1相反。
虽然控制单元和逻辑单元在示出的示例中表示为分离的功能块，但是应该理解这些功能可以由在可编程控制器中执行的程序代码来实现，或者它们可以由集成电路芯片或由分立电路、或由这些不同方式的各种组合来实现。例如，发射器控制单元4和闪光控制单元5可以在单个设备中以硬件或软件的形式来提供。如其他示例，在示出的示例中，由使能信号、闪光控制、闪光打开等信号传递的控制信息旨在表示任何信息格式，诸如数字数据、指令、数据寄存器、控制标志、物理信号等。
尽管根据附图并参考示例在上面描述了本发明，但是对于本领域的技术人员显而易见的是本发明不限于此，而是在不脱离所附权利要求书的精神和范围的情况下可以以多种其他方式进行修改和实施。

Claims (15)

1.一种无线通信终端，包括：
发射器，其能够在发射周期期间进行发射并且在所述发射周期之外禁止其发射，
数字照相机，
闪光灯单元，其被配置成当由所述数字照相机捕获数字图像时在低环境光条件期间提供附加光，
电池电源，其向所述发射器和所述闪光灯单元提供电压，以及
控制器，其在包括所述发射器的多个顺序发射和禁止周期的进行中的激活通信期间，禁止在所述发射器的发射周期期间向所述闪光灯单元提供所述电压，并且在所述发射器的禁止周期期间使能所述电压提供到所述闪光灯单元。
2.根据权利要求1所述的无线通信终端，其中所述发射器能够在TDMA帧的一个或一些TDMA时隙中进行发射，并且所述控制器禁止在所述一个或一些TDMA时隙期间提供所述电压。
3.根据权利要求1所述的无线通信终端，其中当使能所述发射器时打开所述发射器的RF功率放大器，并且当禁止所述发射器时关闭所述RF功率放大器。
4.根据权利要求1所述的无线通信终端，其中所述电池电源包括可再充电电池。
5.根据权利要求1所述的无线通信终端，其中创建照相机图片的总曝光时间取决于在由所述数字照相机创建所述图片期间的发射所需的时间。
6.一种用于控制具有发射器、数字照相机、闪光灯单元以及电池电源的无线通信终端的电路，其中所述发射器能够在发射周期期间进行发射并且在所述发射周期之外禁止发射，所述闪光灯单元被配置成当由所述数字照相机捕获数字图像时在低环境光条件期间输出附加光，所述电池电源为所述发射器和所述闪光灯单元提供电压，所述电路包括控制器，所述控制器在包括所述发射器的多个顺序发射和禁止周期的进行中的激活通信期间，禁止在所述发射器的发射周期期间向所述闪光灯单元提供所述电压，并且在所述发射器的禁止周期期间使能所述电压提供到所述闪光灯单元。
7.根据权利要求6所述的电路，其中所述发射器能够在TDMA帧的一个或一些TDMA时隙中进行发射，并且所述控制器禁止在所述一个或一些TDMA时隙期间提供所述电压。
8.根据权利要求6所述的电路，其中图片创建的总曝光时间取决于由所述数字照相机创建图片期间的发射所需的时间。
9.根据权利要求6所述的电路，其中所述电路通过集成电路芯片实现。
10.一种用于控制无线通信终端的方法，该无线通信终端具有在发射周期期间打开并且在所述发射周期之外关闭的发射器和向所述发射器和闪光灯提供电压的电源，所述方法包括在包括所述发射器的多个顺序发射和禁止周期的进行中的激活通信期间，以绝对优先级利用电压来驱动所述发射器并且使得仅在所述发射器的所述发射周期之外能够利用所述电压来驱动闪光灯单元，所述闪光灯单元被配置成当由数字照相机捕获数字图像时在低环境光条件期间输出附加光。
11.根据权利要求10所述的方法，包括使所述发射器能够在TDMA帧的一个或一些TDMA时隙中进行发射，并且禁止在所述一个或一些TDMA时隙期间向所述闪光灯单元提供所述电压。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述终端包括数字照相机、并且所述方法进一步包括基于图片创建期间出现的一个或多个发射周期来控制照相机图片创建的总曝光时间。
13.一种无线通信终端，包括
发射器，
发射器控制单元，其生成在发射周期期间打开所述发射器并且在所述发射周期之外关闭所述发射器的发射器控制信号，
数字照相机，
闪光灯单元，其被配置成当由所述数字照相机捕获数字图像时在低环境光条件期间提供附加光，
电池电源，其用于为所述发射器和所述闪光灯单元供电，
闪光控制单元，生成闪光控制信号，
闪光驱动器单元，其响应于所述闪光控制信号打开所述闪光灯单元，
逻辑电路，其在包括所述发射器的多个顺序发射和禁止周期的进行中的激活通信期间响应于所述发射器控制信号以允讦所述闪光控制信号仅在所述发射周期之外使能所述闪光灯驱动器单元。
14.根据权利要求13所述的无线通信终端，其中所述闪光控制单元基于由所述数字照相机创建图片期间出现的发射周期来控制照相机图片创建的总曝光时间。
15.根据权利要求13所述的无线通信终端，其中所述发射器控制信号和所述闪光控制信号中的至少一个是数字信息形式。
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