SI25836A - Zunanji svetlobni izvor za mobilne naprave - Google Patents

Abstract

Izum spada na področje naprav ali sestavov za zajem fotografij, natančneje na področje posebnih postopkov in naprav za zajemanje fotografij, še posebno vezanih na osvetlitev. Izum se nanaša na svetlobni izvor, ki sodi v področje fotografske opreme in se uporablja prednostno pri fotografiji z mobilnimi napravami. Bistvo izuma je zunanji svetlobni izvor, ki je oblikovan kot zunanja bliskavica za mobilne naprave, ki jo sestavlja ksenonska bliskavica s pripadajočim elektronskim vezjem, pri čemer svetlobniizvor oziroma bliskavica lahko deluje v vsaj dveh različnih načinih, v načinu posameznih bliskov in v načinu navidezno enakomernega bliska. Način delovanja bliskavice je določen samodejno na podlagi osvetlitvenega časa, ki je nastavljen na mobilni napravi. En ali več zunanjih svetlobnih izvorov se lahko poveže z mobilno napravo preko radijske povezave, pri čemer bliskavice mobilni napravi v rednih intervalih pošiljajo časovne oznake. Na podlagi časovnih oznak algoritem v računalniškem programu vpisanem vmobilni napravi preračuna časovni zamik med trenutkom začetka zajema fotografije na mobilni napravi in trenutkom proženjem bliska na bliskavici tako, da je celoten kader enakomerno osvetljen.

Description

ZUNANJI SVETLOBNI IZVOR ZA MOBILNE NAPRAVE

Področje tehnike

Izum spada na področje naprav ali sestavov za zajem fotografij, natančneje na področje posebnih postopkov in naprav za zajemanje fotografij, še posebno vezanih na osvetlitev. Izum se nanaša na svetlobni izvor ali množico svetlobnih izvorov, ki se uporablja prednostno pri fotografiji z mobilnimi napravami ter metodo osvetlitve kadra tekom zajema fotografije.

Ozadje izuma in tehnični problem

Bliskavica je eden izmed ključnih sestavnih delov fotoaparatov različnih vrst, kompaktnih, zrcalno-refleksnih, analognih ter fotoaparatov nameščenih v mobilnih napravah kot so telefoni in tablice, ki omogoča fotografiranje slabše osvetljenih motivov. Bliskavica je lahko integrirana v sam fotoaparat ali mobilno napravo, lahko pa se uporabi tudi kot samostojna zunanja enota, ki se jo priklopi na fotoaparat ali pa se jo z njim poveže. Integrirane bliskavice so večinoma manj zmogljive kot zunanje. Pogosto je tako potreben še dodatni svetlobni izvor, prednostno dodatna bliskavica, da se doseže optimalna osvetlitev kadrov.

Zunanje bliskavice so tipično namenjene uporabi s fotografskimi zrcalno-refleksnimi (DSLR) in brezzrcalnimi aparati, ki tekom zajema fotografije uporabljajo mehanske zavese. Pri zajemanju fotografije z osvetlitvenim časom daljšim od sinhronizacijskega časa (ang. sync speed ali X-sync speed), tipično dolgim 1/250 s, mehanski zavesi v nekem trenutku v celoti odstirata celotno površino senzorja, zato za primerno osvetlitev celotnega kadra zadostuje posamezni blisk sprožen ob pravem trenutku. Pri zajemanju fotografije z osvetlitvenim časom manjšim od sinhronizacijskega časa, mehanski zavesi potujeta preko senzorja tako, da odstirata le del senzorja. V tem primeru je potrebno uporabiti svetlobne vire, ki lahko oddajajo navidezno enakomerno intenziteto svetlobnega toka tekom celotnega prehoda mehanskih zaves preko senzorja. Navidezna enakomerna intenziteta svetlobnega toka je dosežena z uporabo velikega številka kratkih in hitrih bliskov v časovnem obdobju prehoda mehanskih zaves prek senzorja DLSR ali brezzrcalnega fotoaparata.

V mobilnih napravah je zajemanje fotografije izvedeno na konceptualno podoben način kot zajemanje fotografije s pomočjo mehanskih zaves, pri čemer zajemanje fotografije z mobilno napravo opravlja CMOS senzor z elektronsko zaslonko. Senzor bere signal vrstico po vrstico, skupno dolžino branja za vse vrstice imenujemo bralni čas senzorja.

Dosedanje rešitve s klasičnim oz. posameznim bliskom omogočajo enakomerno osvetlitev fotografije le kadar obstaja osvetlitveno okno, to je kadar v nekem trenutku celotno področje CMOS senzorja integrira vpadno svetlobo. Dolžina osvetlitvenega okna je enako osvetlitvenemu času, ki mu odštejemo bralni čas senzorja in varnostni čas, ki ga moramo upoštevati zaradi nepopolne časovne sinhronizacije med svetlobnim virom in senzorjem. Če se osvetlitveni blisk ne sproži znotraj okna osvetlitve ali osvetlitveno okno ne obstaja, osvetlitev fotografije ni optimalna, del fotografije pa je lahko celo popolnoma črn.

Tehnični problem, ki ga rešuje pričujoči izum, je zasnova naprave za zagotovitev optimalne osvetlitve izbranega motiva zajetega z digitalno fotokamero mobilne naprave s slikovnim CMOS senzorjem, pri čemer mora biti bliskavica primerno povezljiva in časovno usklajena s funkcijskimi (krmilnimi) elementi fotokamere na mobilni napravi.

Namen dodatnega svetlobnega izvora za mobilne naprave je približevanje ali celo izenačitev kvalitete fotografij zajetih z mobilno napravo zajetih z zrcalno-refleksnimi (DSLR) ali brezzrcalnimi fotoaparati. Čeprav kamere mobilnih naprav nimajo leč in velikosti senzorja kot DSLR kamere, pa lahko njihove prednosti izničijo slabšo surovo tehnično kvaliteto fotografij. Mobilne naprave imajo tako neprimerno večjo možnost obdelave zajete fotografije, s katero se odstranijo artefakti zaradi slabših senzorjev in optike. Poleg tega so mobilne naprave, v nasprotju z zrcalno-refleksni (DSLR) ali brezzrcalni fotoaparati, zaradi svoje vseprisotnosti vedno na dosegu roke za takojšnje fotografiranje željenega motiva.

LED diode so najpogosteje uporabljene za osvetlitev pri fotografiranju z mobilno napravo, vendar pa imajo pomanjkljivosti kot so nizka moč, nizek indeks barvne reprodukcije. Kadar je potrebno navidezno zamrzniti gibanje objektov po kadru in zaradi tega uporabiti kratke osvetlitvene čase, LED diode zaradi nizke moči ne morejo primerno osvetliti kadra. Ksenonska bliskavica ima v primerjavi z LED bistveno boljše karakteristike. Linearna bliskovna cev je običajno sestavljena iz steklene cevi, dveh elektrod, ki sta zaprti v ovojnico, ter plinskega polnila. Temelji na procesu razelektritve, tekom katere se od 40 do 60 odstotkov vhodne električne energije pretvori v svetlobo, pri čemer so bliski bele svetlobe kratkotrajni, večinoma krajši kot 1 ms.

Na trgu je od leta 2017 dostopna le ena ksenonska bliskavica namenjena uporabi z mobilnimi napravami, Godox A1. Naprava oddaja le posamezne bliske, z mobilno napravo se poveže preko Bluetooth povezave.

Patentna prijava US20170195535A1 opisuje uporabo ksenonske bliskavice v kombinaciji z mobilno napravo, pri čemer napravi komunicirata preko radijske povezave. Sistem je konfiguriran tako, da sprejema signal iz mobilne naprave za daljinsko upravljanje bliskavice, pri čemer signal vključuje vsaj celokupno svetlobo, ki je potrebna za fotografiranje objekta. Kontrolni sistem nato prilagodi oddano svetlobo iz ksenonske bliskavice glede na kontrolni signal. Ta rešitev opisuje prilagajanje količine svetlobe pri uporabi posameznih bliskov. Naprava po tej patentni prijavi zato v mnogih situacijah, npr. kadar osvetlitveno okno ne obstaja, ne omogoča optimalne osvetlitve.

Patent US7949249B2 opisuje metode sinhronizacije kamere na mobilni napravi in zunanje naprave z bliskavico. Rešitev opisuje sinhronizacijo pri uporabi posameznega bliska za osvetljevanje kadra. Rešitev omogoči uporabo posameznega bliska tako, da primerno podaljša čas osvetlitve senzorja in s tem ustvari osvetlitveno okno.

Podaljšanje osvetlitvenega časa senzorja v mnogih situacijah ni zaželeno, saj lahko vodi v preveliko osvetlitev fotografije ali zameglitev hitro premikajočih se objektov.

Trenutno znane zunanje bliskavice za mobilne naprave ne omogočajo optimalnih osvetlitev, ker podpirajo le proizvajanje posameznih bliskov, zato je namen in cilj izuma zagotoviti svetlobni izvor, katerega oddajanje bo možno modulirati.

Znano stanje tehnike

Patent US6009281A opisuje svetlobni izvor, ki lahko oddaja posamezne in navidezno enakomerne bliske. Naprava deluje v povezavi s kamero, ki ima vgrajeno vezje za pošiljanje signalov o izbranemu načinu delovanja bliskavice preko električnih kontaktov. Fizična povezanost svetlobnega vira in kamere v veliko primerih ni zaželena, saj otežuje svobodo geometrijske postavitve fotografskega aparata in bliskavice.

Patent US6404987B1 opisuje sistem zunanjih bliskavic. Ta za komunikacijo med fotografskim aparatom in bliskavicami, ki niso pritrjene na ohišje fotografskega aparata, uporablja bliskavico, ki je nasajena na fotografski aparat in vsebuje radijsko enoto za upravljanje ostalih bliskavic. Radijsko enoto po izumu sestavlja vezje za izbiro načina delovanja bliskavic. Radijska enota pošilja zunanji bliskavici signal z informacijo o izbranem načinu delovanja. Uporaba bliskavice, pritrjene na fotografski aparat, je nezaželena, saj bi bilo enostavneje upravljati bliskavice, če bi imel že sam fotografski aparat vgrajen modul za radijsko povezavo z zunanjimi bliskavicami.

Opis rešitve tehničnega problema

Naloga in cilj izuma je torej zagotoviti zunanjo bliskavico z možnostjo modulacije oddane svetlobe tako, da se preko radijske povezave poveže z mobilno napravo in oddaja posamezne ali navidezno enakomerne bliske, kar omogoča prilagoditev osvetlitve glede na naravno osvetlitev kadra, katerega fotografija se želi zajeti.

Bistvo izuma je zunanji svetlobni izvor, ki je oblikovan kot zunanja bliskavica za mobilne naprave, ki jo sestavlja ksenonska bliskavica s pripadajočim elektronskim vezjem, pri čemer svetlobni izvor oziroma bliskavica lahko deluje v vsaj dveh različnih načinih, v načinu posameznih bliskov in v načinu navidezno enakomernega bliska. En ali več zunanjih svetlobnih izvorov se lahko poveže z mobilno napravo preko radijske povezave, pri čemer bliskavice mobilni napravi v rednih intervalih pošiljajo časovne oznake. Na podlagi časovnih oznak algoritem v računalniškem programu vpisanem v mobilni napravi preračuna časovni zamik med trenutkom začetka zajema fotografije na mobilni napravi in trenutkom proženja bliska na bliskavici tako, da je celoten kader enakomerno osvetljen.

Dodatni način delovanja zunanjega svetlobnega vira je stroboskopsko delovanje, pri katerem gre za zaporedje večjega števila posameznih bliskov. V tem načinu se lahko omogočijo posebni vizualni učinki.

Dodatno lahko mobilna naprava, na podlagi osvetlitvenega časa senzorja na mobilni napravi, pošlje zunanji bliskavici signal, ki vsebuje informacijo o izbiri načina delovanja.

Dodatno lahko naprava vsebuje gumb na ohišju bliskavice, ki omogoča proženje zajema fotografije na mobilni napravi. Po pritisku na gumb bliskavica pošlje signal za zajem fotografije mobilni napravi. Dodatno imajo lahko gumb ali gumbi, ki se nahajajo na ohišju, spremenljivo funkcionalnost glede na trenutno stanje naprave. Dodatno ima lahko naprava na ohišju vsaj tribarvno svetilo, prednostno v LED tehniki, ki z barvo in načinom utripanja prikazuje stanje naprave.

Zunanji svetlobni izvor za mobilne naprave po izumu vključuje:

• ksenonsko bliskavico z vsaj eno bliskovno cevjo in pripadajoče elektronsko vezje, ki je sprogramirano tako, da omogoča proženje bliskavice v vsaj dveh načinih delovanja:

o posamezni blisk, in o navidezno enakomerni blisk;

• integrirano vezje s centralno procesno enoto (CPE) z vgrajenim Bluetooth čipom, kjer je CPE programiran tako, da:

o izvaja in nadzoruje komunikacijo z mobilno napravo, o izvaja in nadzoruje delovanje zunanjega svetlobnega vira, in • preklopno stikalo, ki povezuje kondenzator in bliskovno cev, tako da lahko modulira oddajanje bliskov iz bliskovne cevi glede na izbrani način delovanja;

• prednostno senzor za zaznavanje orientacije v prostoru;

• večfunkcijski gumb za vklop oziroma izklop bliskavice ter opcijsko za sprožitev zajema fotografije, preklop v drug način oddajanja bliskov ali ponastavitev naprave;

• po izbiri LED diodo za pomožno osvetljevanje kadra:

o ki je nameščena v bližini bliskovne cevi in služi kot pilotna luč za pomoč pri usmerjanju optične osi bliskavice, o ki je z oddanim svetlobnim tokom mobilni napravi v pomoč pri nastavljanju parametrov zajema fotografije, prednostno za pravilno ostrenje objektov znotraj kadra tudi v popolni temi, o ki ji električno energijo za delovanje dovaja in z njo upravlja krmilnik za LED diodo, katerega delovanje nadzoruje CPE;

• po izbiri indikator stanja naprave, ki je prednostno večbarvno svetilo kot je na primer RGBW LED dioda, ki uporabniku prednostno javlja različna stanja naprave:

o naprava vklopljena, o nizko stanje baterije, o pregrevanje naprave, o baterija se pravilno polni, o baterija napolnjena.

Zunanji svetlobni izvor z vgrajeno, prednostno ksenonsko bliskavico, po izumu deluje vsaj v dveh različnih načinih delovanja. V prvem načinu ustvari posamezni blisk, v drugem pa navidezno enakomerni blisk. Poleg ksenonske bliskavice, ki je polnjena s ksenonom, obstajajo tudi bliskavice, polnjene z drugimi žlahtnimi plini, vendar se ne uporabljajo v fotografiji, ker ne oddajajo primernega spektra. Enostavna zamenjava

LED svetila in ksenonske bliskavice zaradi razlik v načinu delovanja zahteva obsežne prilagoditve, pri čemer imajo tudi elektronska vezja, ki podpirajo delovanje bliskavice, posledično popolnoma drugačno zasnovo.

Elektronsko vezje, ki vključuje CPE in Bluetooth čip, omogoča ustvarjanje posameznega bliska. Ko CPE od mobilne naprave prejme signal z informacijo o času zajema fotografije in energiji bliska, CPE vzpostavi povezavo s krmilno enoto stikala. CPE pošlje krmilni enoti stikala signal z informacijo o času zajema fotografije in potrebni energiji bliska. Krmilnik preračuna, koliko časa mora držati stikalo odprto, da bo dosežena predpisana energija bliska. Ob začetku zajema fotografije krmilna enota stikala dvigne napetost na vratih stikala. Stikalo prične prevajati in energija se prične pretakati iz kondenzatorja v bliskovno cev. Ko preteče predvideni čas, krmilna enota stikala zniža napetost na vratih stikala, to pa se zapre. Energija bliska je tako odvisna od tega, koliko časa je odprto stikalo. Rezultat je posamezni blisk, ki tipično traja manj kot 1 milisekundo.

Elektronsko vezje omogoča ustvarjanje tudi navidezno enakomerenega bliska, ki je izraz za zaporedje večjega števila relativno šibkih bliskov. Obstaja množica angleških izrazov za navidezno enakomerne bliske kot so FP-sync, fiat peak, uniform flashemission, flat-emission, fiat flash light, high speed synchro mode in najpogosteje uporabljeni High-speed sync (HSS) flash. Navidezno enakomerne bliske je potrebno uporabiti pod nekim mejnim osvetlitvenim časom senzorja (ang. flash sync speed ali X-sync speed). Bliski nastanejo tako, da se z zelo visoko frekvenco preklaplja stikalo, ki povezuje kondenzator in bliskovno cev, rezultat tega pa je navidezno enakomeren blisk, prednostno dolžine do 25 milisekund, še bolj prednostno od 4 do 25 milisekund. Ko CPE od mobilne naprave prejme signal z informacijo o času zajema fotografije, energiji bliska in trajanju bliska, CPE vzpostavi povezavo s krmilno enoto stikala. CPE pošlje krmilni enoti stikala signal z informacijo o času zajema fotografije, trajanju bliska in energiji bliska. Krmilnik preračuna, kako mora modulirati napetost na vratih stikala, da bo doseženo predpisano trajanje bliska in energija bliska. Ob začetku zajema fotografije krmilna enota stikala prične z modulacijo napetosti na vratih stikala. Modulacija se tipično izvaja s frekvencami preko 15 kHz.

Tretji način delovanja zunanjega svetlobnega vira je stroboskopsko delovanje, pri katerem gre za zaporedje večjega števila posameznih bliskov, katerih frekvenca in energija je omejena tako, da ne pride do pregrevanja svetlobnega izvora. Integrirano vezje z vgrajenim CPE lahko preklopi ksenonsko bliskavico v ta način delovanja. Uporabnik v v uporabniškem vmesniku izbere stroboskopski način delovanja, željeno frekvenco in energijo bliskov. Mobilna naprava preko radijske povezave pošlje bliskavici signal, ki vsebuje informacijo o stroboskopskem načinu delovanja, željeni frekvenci in energiji bliskov. Ko CPE od mobilne naprave prejme signal z informacijo o času zajema fotografije, energiji bliskov in frekvenci bliskov, CPE vzpostavi povezavo s krmilno enoto stikala. CPE pošlje krmilni enoti stikala signal z informacijo o času zajema fotografije, energiji bliskov in frekvenci bliskov. Krmilnik preračuna, kako mora modulirati napetost na vratih stikala, da bo dosežena predpisana energija bliskov in frekvenca bliskov. Ob začetku zajema fotografije krmilna enota stikala prične z modulacijo napetosti na vratih stikala. Modulacija se tipično izvaja s frekvencami pod 100 Hz.

Stikalo je prednostno preklopno stikalo energije z izoliranimi bipolarnimi tranzistorji (angl, isolated-gate bipolar transistor, IGBT) in povezuje kondenzator ter bliskovno cev. Isto stikalo se uporablja za doseganje vseh načinov delovanja. Tipično sta v posamezni svetlobni izvor vgrajena le ena bliskovna cev in en kondenzator, zato je vgrajeno le eno stikalo. Lahko bi bila uporabljena tudi RC ali RLC vezja, s katerimi se izhodna moč bliskovne cevi prilagaja s spremembami napetosti glavnega kondenzatorja. Delovanje IGBT stikala nadzoruje krmilnik IGBT stikala. S krmilnikom komunicira in nadzoruje njegovo delovanje CPE naprave. IGBT stikala zmanjšajo celokupno svetlobno energijo, oddano pri posameznem blisku, tako da hitro zaprejo dotok električne energije v bliskovno cev in tako skrajšajo dolžino bliska, ne da bi spreminjala amplitudo bliska. Ta efekt je zaželen, ker omeji porabo energije, kvaliteta svetlobnega snopa pa je ohranjena. IGBT stikala se uporabljajo v vseh sodobnih bliskavicah.

Integrirano vezje z vgrajenim CPE preklaplja ksenonsko bliskavico med načinoma delovanja glede na čas osvetlitve, ki se lahko nastavi v uporabniškem vmesniku mobilne naprave. Uporabnik lahko tudi prepusti izračun osvetlitvenega časa mobilni napravi. Slednja osvetlitveni čas določi na podlagi intenzitete svetlobe na senzorju. Preklop se zgodi tako, da mobilna naprava preko radijske povezave pošlje bliskavici signal, s katerim določi bodisi uporabo posameznega bliska in energijo bliska v tem načinu delovanja, bodisi določi uporabo navidezno enakomernega bliska, energijo in dolžino bliska v tem načinu delovanja.

Centralno procesna enota bliskavice, ki je sestavni del integriranega vezja, ves čas čaka na signal z informacijo o času proženja bliska, ki ga prejme s strani mobilne naprave preko radijske povezave.

Povezava zunanje bliskavice z mobilno napravo in časovna sinhronizacija svetlobnega vira z mobilno napravo je omogočena s primernim algoritmom, katerega najenostavnejša izvedba vključuje izvedbo sledečih korakov:

a) iskanje brezžičnih naprav v bližini, ki so sposobne proizvajanja bliskov;

b) vzpostavitev brezžične povezave z zunanjo enoto najdeno v koraku a);

c) pošiljanje zahteve o časovni vrednosti zunanji napravi, s katero se je mobilna naprava povezala v koraku b);

d) kot odgovor na zahtevo v koraku c) zunanja brezžična naprava pošlje časovno vrednost;

e) izračun časovnega zamika, ki je enak polovici časa, pretečenega od zahteve o časovnem odtisu na zunanji napravi do prejema časovne vrednosti; in na podlagi časovnega zamika izračun točnega trenutnega časa na zunanji napravi.

Po zgornjem postopku določena časovni zamik in trenutni čas na zunanji napravi se uporabita za pošiljanje signala z informacijo o času proženja zunanji napravi in pošiljanje ukaza mobilni napravi z informacijo o času zajema fotografije.

Metoda osvetlitve kadra z zunanjo bliskavico za mobilne naprave poteka po sledečih korakih:

a) povezava in časovna sinhronizacija bliskavice z mobilno napravo;

b) v primeru, da centralno procesna enota prejme signal za preklop načina delovanja, se izvede preklop v izbrani način delovanja bliskavice;

c) v primeru, da se aktuira gumb na ohišju bliskavice, centralno procesna enota bliskavice preko radijske povezave pošlje signal za zajem fotografije operacijskemu sistemu mobilne naprave;

d) v primeru, da operacijski sistem mobilne naprave prejme signal za zajem fotografije, bodisi s strani uporabniškega vmesnika naprave bodisi s strani bliskavice, se:

a. znotraj operacijskega sistema na mobilni napravi časovno umesti zajem fotografije; in

b. bliskavici pošlje signal z informacijo o času proženja bliska in energiji bliska. V načinu navidezno enakomernega bliska se bliskavici pošlje tudi dolžina bliska. V načinu stroboskopskega delovanja se bliskavici pošlje tudi frekvenca bliskov.

Zunanji svetlobni izvor oziroma bliskavica po izumu ima lahko dodatno senzor za zaznavanje orientacije, ki je vgrajeno na elektronsko vezje znotraj ohišja bliskavice. CPE izvaja in nadzoruje komunikacijo s senzorjem za zaznavanje orientacije. Dosedanje bliskavice, ki nimajo vgrajenega tega senzorja, mobilni napravi ne morejo poslati signala z informacijo o tem, v katero smer gleda optična os bliskavice. Iz signala z informacijo o usmeritvi bliskavice bi lahko naprava izračunala, kolikšna mora biti energija bliska, da bo fotografija optimalno osvetljena. Mobilna naprava bi npr. lahko iz signalov, prejetih od CPE ugotovila, da je bliskavica usmerjena v strop, posledično pa bi samodejno povečala svetlobno moč, saj bi predvidela razpršitev svetlobnega snopa.

Zunanji svetlobni izvor za mobilne naprave uporabljen skupaj s primerno mobilno napravo s kamero omogoča ustvarjanje fotografij, ki so po svoji kvaliteti primerljive s fotografijami narejenimi z DSLR fotoaparati. Obenem fotografski sistem mobilne naprave in svetlobnega izvora zavzame manjši volumen kot primerljivi DSLR ali brezzrcalni fotografski sistemi, zaradi česar je veliko bolj prenosljiv.

Dodatno je lahko z eno samo mobilno napravo povezanih več zunanjih svetlobnih izvorov. V tem primeru se časovna sinhronizacija izvaja z vsakim svetlobnim virom posebej. Pri tem je potrebno hraniti podatke o točni uri posamezne bliskavice in podatke o časovnem zamiku posamezne bliskavice. Vsako od bliskavic lahko preklopimo v kateregakoli od načinov delovanja. Ponavadi vse bliskavice preklopimo v isti način delovanja. Preklop se zgodi tako, da mobilna naprava preko radijske povezave pošlje vsaki bliskavici posebej signal, s katerim določi bodisi uporabo posameznega bliska in energijo bliska v tem načinu delovanja, bodisi določi uporabo navidezno enakomernega bliska, energijo in dolžino bliska v tem načinu delovanja.

CPE posameznega zunanjega svetlobnega izvora oziroma bliskavice po vzpostavitvi povezave in časovni sinhronizaciji ves čas čaka na signal za zajem fotografije, ki ga lahko prejme s strani:

a) vezja, ki zaznava aktuacijo gumba, ki se nahaja na ohišju zunanjega svetlobnega vira; ali

b) mobilne naprave preko radijske povezave;

pri čemer signal za zajem fotografije vsebuje informacijo o času proženja bliskavice.

Preklop se zgodi tako, da mobilna naprava preko radijske povezave pošlje bliskavici ukaz, s katerim določi bodisi uporabo posameznega bliska in energijo bliska v tem načinu delovanja, bodisi določi uporabo navidezno enakomernega bliska, energijo in dolžino bliska v tem načinu delovanja.

Svetlobni izvor za mobilne naprave po izumu bo v nadaljevanju opisan s pomočjo izvedbenih primerov in slik, ki kažejo:

Slika 1 Izometrični pogled in pogled od spodaj po izvedbenem primeru

Slika 2 Blok shema po izvedbenem primeru

Slika 3 Diagram poteka povezave in časovne sinhronizacije po izvedbenem primeru

Slika 4 Diagram poteka metode osvetlitve kadra po izvedbenem primeru

Zunanji svetlobni izvor po prvem izvedbenem primeru ima izgled kot je prikazan na sliki 1, in sicer obsega ohišje 1 z oknom za izsevano svetlobo 2, indikator stanja 3, večfunkcijski gumb 4, priključek za polnjenje 5 ter vložek z navojem 6. Ohišje vključuje še sledeče komponente nameščene v notranjosti ali na površini prej omenjenega ohišja:

- linearno bliskovno cev 17, ki oddaja svetlobo skozi primerno oblikovano okno ohišja, pri čemer omenjena bliskovna cev deluje v vsaj dveh načinih delovanja:

o načinu posameznega bliska, katerega energija se lahko nastavi od največje možne energije bliska do 1/512 največje možne energije bliska, o načinu navidezno enakomernega bliska s trajanjem do 40 ms, prednostno od 4 do 25 ms, o po izbiri načinu stroboskopskega delovanja, prednostno frekvence do 100 Hz;

- vir električne energije kot je integrirana baterija;

- elektronsko vezje za dovajanje energije bliskovni cevi 14;

- krmilnik IGBT stikala in IGBT stikalo 17;

- integrirano vezje s centralno procesno enoto (CPE) z vgrajenim Bluetooth čipom 9;

- senzorska enota za zaznavanje prostorske orientiranosti (ang. intertial measurement sensor, IMU) 12;

- vhod za polnjenje, prednostno vgrajen USB-C ženski vhod;

- večfunkcijski gumb za vklop ali izklop naprave, sprožitev zajema fotografije, spremembo načina delovanja ali ponastavitev naprave 13;

- RGBW LED diodo za modeliranje svetlobe, kot pomožna osvetlitev ali osvetlitev med snemanjem videa.

Slika 2 prikazuje blok shemo po izvedbenem primeru, ki obsega najmanj mobilno napravo 7; elektronsko vezje bliskavice 8; integrirano vezje 9, ki vsebuje najmanj Bluetooth čip 10 in centralno procesno enoto 11; senzorsko enoto za zaznavanje orientacije v prostoru (IMU) 12; krmilno enoto gumba 13; in elektronsko vezje za dovajanje energije bliskovni cevi 14, ki vsebuje najmanj: - vir električne energije kot je integrirana baterija,

- transformator za pretvorbo napetosti integrirane baterije v visoko napetost; prednostno v razponu od 300 do 400 voltov,

- kontroler polnjenja kondenzatorja,

- kondenzator, prednostno s kapacitivnostjo v razponu od 500 do 1500 mikrofaradov 15,

- krmilnik IGBT stikala in IGBT stikalo 16, - ksenonsko bliskovno cev 17.

Slika 3 prikazuje diagram poteka povezave in časovne sinhronizacije po izvedbenem primeru. Mobilna naprava 7 najprej poišče zunanji svetlobni izvor koraku 18 in se z njim poveže preko Bluetooth povezave v koraku 19. Iskanje in povezovanje mobilne naprave in zunanjega svetlobnega vira poteka preko čipa za Bluetooth povezavo 10 in z ustreznimi komponentami v mobilni napravi, ki Bluetooth povezavo omogočajo. Nato mobilna naprava pošlje zahtevo o časovni vrednosti povezani napravi v koraku 20. Zunanja naprava nato odgovori na zahtevo in pošlje svojo časovno vrednost v koraku 21. Mobilna naprava prejme poslano časovno vrednost v koraku 22. Na podlagi pretečenega časa od poslane zahteve o časovni vrednosti zunanji napravi do prejete časovne vrednosti mobilna naprava v koraku 23 določi natančen trenutni čas na zunanji napravi in časovni zamik, ki ga je potrebno upoštevati pri komunikaciji z zunanjo napravo. Koraki od 20 do vključno 23 so namenjeni časovni sinhronizaciji zunanje naprave in mobilne naprave.

Slika 4 prikazuje diagram poteka metode osvetlitve kadra po izvedbenem primeru. Med mobilno napravo in bliskavico se v koraku 24 izvede časovna sinhronizacija, opisana v korakih od 20 do 23. Operacijski sistem lahko prejme signal za zajem fotografije:

• preko Bluetooth povezave s strani centralno procesne enote bliskavice po aktuaciji gumba na ohišju, ali • s strani uporabniškega vmesnika mobilne naprave.

V kolikor operacijski sistem mobilne naprave prejme signal za zajem fotografije v koraku 25, operacijski sistem časovno umesti zajem slike v vnaprej določeni točki v času v koraku 26 in istočasno v koraku 27 bliskavici pošlje signal z informacijo o času proženja bliska in informacijo o energiji bliska. V kolikor je bliskavica v načinu navidezno enakomernega bliska, poslani signal vsebuje tudi informacijo o dolžini bliska. V kolikor je bliskavica v načinu stroboskopskega delovanja, poslani signal vsebuje tudi informacijo o frekvenci bliskov. V kolikor mobilna naprava pošlje bliskavici signal za preklop načina delovanja v koraku 28, se na bliskavici zgodi preklop v izbrani način delovanja v koraku 29. Blisk se v trenutku zajema slike sproži tako, da CPE bliskavice pošlje signal z informacijo o parametrih modulacije krmilniku IGBT stikala, ki prične modulirati napetost na vratih IGBT stikala. Posledično se napolnjeni kondenzator enkratno ali večkratno zveže z bliskovno cevjo, ki odda posamezni blisk ali pa večje število bliskov, odvisno od načina delovanja določenega v koraku 28.

Claims (14)

1. Zunanji svetlobni izvor za mobilne naprave, ki vključuje ohišje z oknom za izsevano svetlobo, znotraj omenjenega ohišja so nameščene vsaj sledeče komponente:

- ksenonsko bliskavico z vsaj eno bliskovno cevjo in pripadajoče elektronsko vezje s kondenzatorjem, kjer je vezje je sprogramirano tako, da omogočanje proženje bliskovne cevi v vsaj dveh načinih delovanja:

a. posamezni blisk, in

b. navidezno enakomerni blisk

- integrirano vezje s centralno procesno enoto in Bluetooth čipom, kjer je centralna procesna enota sprogramirana tako, da izvaja vsaj:

a. komunikacijo z mobilno napravo, in

b. kontrolo delovanja zunanjega svetlobnega izvora

- preklopno stikalo, prednostno IGBT stikalo, ki povezuje kondenzator in bliskovno cev, s krmilnikom, s katerim komunicira centralna procesna enota, da sproži bliskovno cev v skladu z izbranim načinom delovanja.

2. Zunanji svetlobni izvor za mobilne naprave po zahtevku 1, značilen po tem, da nadalje vključuje gumb na ohišju zunanjega svetlobnega izvora za sprožitev zajema fotografije, preklop načina delovanja ali ponastavitev naprave.

3. Zunanji svetlobni izvor za mobilne naprave po zahtevku 1 ali zahtevku 2, značilen po tem, da nadalje vključuje prvo LED diodo za pomožno osvetljevanje kadra:

- ki je nameščena v bližini bliskovne cevi in služi kot pilotna luč za pomoč pri usmerjanju optične osi bliskavice;

- ki je z oddanim svetlobnim tokom mobilni napravi v pomoč pri nastavljanju parametrov zajema fotografije, prednostno za pravilno ostrenje objektov znotraj kadra tudi v popolni temi;

- ki ji električno energijo za delovanje dovaja in z njo upravlja krmilnik za LED diodo, katerega delovanje nadzoruje CPE

4. Zunanji svetlobni izvor za mobilne naprave po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilen po tem, da nadalje vključuje senzor za zaznavanje orientacije, ki je vgrajeno na elektronsko vezje znotraj ohišja bliskavice, pri čemer centralna procesna enota izvaja in nadzoruje komunikacijo s senzorjem, tako da lahko zunanji svetlobni izvor določi smer njegove optične osi.

5. Zunanji svetlobni izvor za mobilne naprave po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilen po tem, da nadalje vključuje indikator stanja naprave, ki je prednostno večbarvno svetilo kot je na primer RGBW LED dioda, ki uporabniku prednostno javlja različna stanja naprave:

- naprava vklopljena,

- nizko stanje baterije,

- pregrevanje naprave,

- baterija se pravilno polni, - baterija napolnjena.

6. Zunanji svetlobni izvor za mobilne naprave po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilen po tem, da omogoča povezavo z mobilno napravo preko algoritma, zapisanega na integriranem vezju, ki izvaja vsaj sledeče korake: a) iskanje brezžičnih naprav v bližini, ki so sposobne proizvajanja bliskov;

b) vzpostavitev brezžične povezave z zunanjo enoto najdeno v koraku a);

c) pošiljanje zahteve o časovni vrednosti zunanji napravi, s katero se je mobilna naprava povezala v koraku b);

d) kot odgovor na zahtevo v koraku c) zunanja brezžična naprava pošlje časovno vrednost;

e) izračun časovnega zamika, ki je enak polovici časa, pretečenega od zahteve o časovnem odtisu na zunanji napravi do prejema časovne vrednosti; in na podlagi časovnega zamika izračun točnega trenutnega časa na zunanji napravi.

7. Zunanji svetlobni izvor za mobilne naprave po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilen po tem, da deluje v načinu posameznega bliska, tako da je centralna procesna enota prilagojena za vzpostavljanje povezave s krmilno enoto stikala, pri čemer ji lahko pošlje signal z informacijo o času zajema fotografije in potrebni energiji bliska; krmilnik je prilagojen tako, da lahko preračuna, kako mora modulirati napetost na vratih stikala, da bo dosežena predpisana energija bliska, na podlagi česar lahko dvigne napetost na vratih stikala in posledično omogoči pretok energije iz kondenzatorja v bliskovno cev za vnaprej določen čas.

8. Zunanji svetlobni izvor za mobilne naprave po predhodnem zahtevku, značilen po tem, da je dolžina bliska v načinu delovanja posameznega bliska, manj kot 1 milisekunda.

9. Zunanji svetlobni izvor za mobilne naprave po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilen po tem, da krmilnik stikala nadalje izračuna trajanje bliska in energijo bliska, tako da lahko krmilnik preklaplja stikalo, ki povezuje kondenzator in bliskovno cev, z določeno frekvenco, katere rezultat je navidezno enakomeren blisk dolžine do 25 milisekund, prednostno od 4 do 25 milisekund.

10. Zunanji svetlobni izvor za mobilne naprave po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilen po tem, da lahko nadalje deluje še v tretjem načinu delovanja, in sicer v načinu stroboskopskega delovanja, pri katerem bliskovna cev odda zaporedje večjega števila posameznih bliskov, z želeno frekvenco in energijo.

11. Zunanji svetlobni izvor za mobilne naprave po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilen po tem, da nadalje vključuje vir električne energije kot je integirana baterija ali vhod za polnjenje.

12. Uporaba vsaj enega zunanjega svetlobnega izvora po kateremkoli izmed zahtevkov od 1 do 11 skupaj z mobilno napravo.

13. Metoda osvetlitve kadra z zunanjo bliskavico za mobilne naprave poteka po sledečih korakih:

a) povezava in časovna sinhronizacija bliskavice z mobilno napravo;

b) v primeru, da centralno procesna enota prejme signal za preklop načina delovanja, se izvede preklop v izbrani način delovanja bliskavice;

c) v primeru, da se aktuira gumb na ohišju bliskavice, centralno procesna enota bliskavice preko radijske povezave pošlje signal za zajem fotografije operacijskemu sistemu mobilne naprave;

d) v primeru, da operacijski sistem mobilne naprave prejme signal za zajem fotografije, bodisi s strani uporabniškega vmesnika naprave bodisi s strani bliskavice, se:

i. znotraj operacijskega sistema na mobilni napravi časovno umesti zajem fotografije; in ii. bliskavici pošlje signal z informacijo o času proženja bliska.

14. Metoda po zahtevku 13, značilna po tem, da centralna procesna enota bliskavice po vzpostavitvi povezave in časovni sinhronizaciji čaka na signal za zajem fotografije, ki ga lahko prejme s strani

- vezja, ki zaznava aktuacijo gumba, ki se nahaja na ohišju zunanjega svetlobnega vira; ali

- mobilne naprave preko radijske povezave;

pri čemer signal za zajem fotografije vsebuje informacijo o času proženja bliskavice.