DE102004004839A1

DE102004004839A1 - Arrangement with at least one LED and application of this arrangement

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Publication number: DE102004004839A1
Application number: DE102004004839A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr. Waidhas; Edith Sibylle Dr. Carl; Georg Koch; Gerhard Winkler; Peter Babel; Jens Kuschel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2005-08-18
Also published as: WO2005074256A1

Abstract

Bekannt sind LEDs als Leuchtmittel, insbesondere auch zur Verwendung bei Mobiltelefonen. Gemäß der Erfindung ist der LED (1) ein Hochstromspeicher (10, 20) zugeordnet. Solche Hochstromspeicher (10, 20) können Doppelschichtkondensatoren und insbesondere sogenannte Ultracaps sein. Es werden kompakte Anordnungen gebildet, die in einfacher Weise in ein Mobiltelefon integrierbar sind.LEDs are known as bulbs, especially for use with mobile phones. According to the invention, the LED (1) is associated with a high-current storage (10, 20). Such high current storage devices (10, 20) can be double-layer capacitors and in particular so-called ultracaps. Compact arrangements are formed which can be easily integrated into a mobile telephone.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung mit wenigstens einer LED und auf eine Anwendung dieser Anordnung. Insbesondere bezieht sich dabei die Erfindung auf ein ultrakompaktes Blitzlicht, bei dem ein energieautarkes Verfahren zur kurzzeitigen Ausleuchtung von Gegenständen bzw. Personen zum Einsatz kommt, wie es beispielsweise beim Photographieren unter reduzierten Lichtbedingungen erforderlich ist. Dazu soll eine als Blitzlicht verwendbare Vorrichtung geschaffen werden, die insbesondere bei einem Mobiltelefon eingesetzt werden kann.The The invention relates to an arrangement with at least one LED and to an application of this arrangement. In particular, it refers The invention relates to an ultra-compact flash, in which an energy self-sufficient Method for short-term illumination of objects or People are used, such as when photographing under reduced light conditions is required. This should be a be used as a flashlight usable device, in particular at a mobile phone can be used.

Handelsübliche Blitzlichtgeräte bestehen aus einer Blitzlichtlampe und einem Hochspannungsspeicher, und zwar üblicherweise einem Blitzlicht-Elko, d.h. Elektrolytkondensator. Da die zur Energiebereitstellung verwendete Serienschaltung von Batterien nur einige wenige Volt besitzen, ist noch eine Spannungsanhebung erforderlich, wozu der Elko eingesetzt wird. Der Volumenbedarf und der technische Aufwand der bekannten Blitzlichtsysteme verhindern im Allgemeinen einen Einsatz in Geräten mit besonders eingeschränktem Einbauraum, wie z.B. bei Mobiltelefonen. Außerdem stellt die zum Betrieb von Blitzröhren notwendige Hochspannung auch Probleme bezüglich der elektrischen Sicherheit und behindert eine weitgehende Miniaturisierung, da Mindestabstände wegen eines etwaigen elektrischen Überschlages eingehalten werden müssen.Commercially available flash units consist of a flash lamp and a high voltage memory, usually a flashlight Elko, i. Electrolytic capacitor. As for the energy supply used series connection of batteries only a few volts own, is still a voltage boost required, including the Elko is used. The volume requirement and the technical complexity The known flash systems generally prevent one Use in devices with especially limited Installation space, such as in mobile phones. It also provides the operation of flash tubes necessary high voltage also problems concerning electrical safety and hinders extensive miniaturization due to minimum distances a possible electrical rollover must be complied with.

Leuchtmittel auf der Basis von LEDs sind bekannt. Solche Leuchtmittel sind kompakt in ihrer Bauart und können mit niedrigen Spannungen, d.h. mit weniger als 4 V, betrieben werden. Sofern solche Anlagen auch für kurze Blitzzeiten ausgelegt werden sollen, erfordern sie aber einen sehr hohen Betriebsstrom. Kann ein solch hoher Betriebsstrom nicht bereit gestellt werden, ist die Leuchtstärke und somit die Reichweite des batteriebetriebenen Gerätes stark begrenzt.Lamp based on LEDs are known. Such bulbs are compact in their design and can with low voltages, i. be operated with less than 4V. If such facilities also for Short flash times are to be designed, but they require one very high operating current. Can not such a high operating current be provided, is the luminosity and thus the range of the battery operated device strongly limited.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung mit wenigstens einer LED vorzuschlagen, bei dem die Lichtausbeute verbessert wird.From that Based on the object of the invention, an arrangement with at least to suggest an LED, in which the light output is improved.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Anordnung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Verwendung einer solchen Anordnung als Blitzlicht, insbesondere bei einem Mobiltelefon, ist Gegenstand der Patentansprüche 13 ff.The Task is according to the invention in an arrangement of the type mentioned by the features of claim 1 solved. Further developments are specified in the subclaims. The usage Such an arrangement as a flash, especially in a mobile phone, is the subject of the claims 13 ff.

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung aus einer LED (Light Emission Diode), die von einem Hochstromspeicher gespeist wird. Unter Hochstromspeicher wird dabei ein elektrochemischer Speicher verstanden, der eine spezifische Ladungsdichte besitzt, die größer ist als von handelsüblichen Gerätebatterien. Es wird somit ein energieautarker LED-Blitz geschaffen, der insbesondere vorteilhaft bei Mobiltelefonen („Handys") einsetzbar ist.object the invention is an arrangement of an LED (Light Emission Diode), which is powered by a high current storage. Under high current storage is understood to be an electrochemical storage, which has a specific Has charge density that is larger as of commercially available portable batteries. It is thus created an energy-self-sufficient LED flash, in particular advantageous in mobile phones ("mobile phones") can be used.

Durch die Erfindung treten die beim Stand der Technik vorhandenen Nachteile nicht mehr auf. Das Leuchtmittel ist in an bekannter Weise aus einer oder mehreren LEDs gebildet, wobei es sich aber nunmehr bei der mit dem Hochstromspeicher gekoppelte LED vorzugsweise um eine Hochstromvariante handelt. Dafür werden erfindungsgemäß mit dem Hochstromspeicher deutlich höhere Stromstärken bereitgestellt.By The invention is the disadvantages of the prior art not on anymore. The light source is in a known manner from one or formed several LEDs, but it is now at the with the High current storage coupled LED is preferably a high current variant. For that will be according to the invention with the high-current storage significantly higher Amperages provided.

Vorteilhafterweise ist es durch die Kombination eines Hochstromspeichers mit einer oder mehreren LEDs möglich, sehr viel höhere Impulsströme zuzulassen als dies nur mit einer Batterie allein möglich wäre. Dadurch kann für eine kurze Zeit erstmalig eine äußerst hohe Leuchtstärke erreicht werden. Dies ist nötig, um bei Blitzaufnahmen eine größere Reichweite bzw. eine bessere Ausleuchtung der zu beleuchtenden Gegenstände zu erzielen.advantageously, It is by combining a high-power storage with a or multiple LEDs possible, much higher pulse currents to allow as only with a battery alone would be possible. Thereby can for a very short time for the first time luminosity be achieved. This is necessary to shoot at a longer range or to achieve a better illumination of the objects to be illuminated.

Bei der Erfindung schafft eine entsprechende Kombination einer LED mit einem Hochstromspeicher die notwendige Voraussetzung für die Entwicklung spezieller Blitz-LEDs mit verstärkter Impulsfähigkeit. Zudem kann eine Entkopplung der Blitzfunktion von den anderen Stromverbrauchern erfolgen. Dies bedeutet, dass durch die hohen Ströme bzw. die dadurch resultierenden Spannungseinbrüche die Stromverbraucher nicht gestört werden.at The invention provides a corresponding combination of an LED a high current storage the necessary condition for the development special flash LEDs with reinforced Pulse capability. In addition, a decoupling of the flash function from the other power consumers respectively. This means that due to the high currents or the resulting voltage dips not the power consumers disturbed become.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen. Es zeigen jeweils in schematischer DarstellungFurther Details and advantages of the invention will become apparent from the following Description of the figures of exemplary embodiments. Each show in a schematic representation

1 ein erstes Ausführungsbeispiel aus einer LED und einem Energiespeicher und 1 a first embodiment of an LED and an energy storage and

2 ein zweites Ausführungsbeispiel aus einer LED und einer speziell als sogenanntes Ultracap ausgebildeten Speichers. 2 a second embodiment of an LED and a specially designed as a so-called ultracap memory.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren werden nachfolgend weitgehend gemeinsam beschrieben.Same Parts are provided in the figures with the same reference numerals. The Figures are described below largely together.

In den Figuren stellt 1 eine bekannte LED dar. LEDs (Light Emission Diodes) gehören seit einiger Zeit zum Stand der Technik und sind zwischenzeitlich mit hoher Leuchtstärke verfügbar.In the figures presents 1 a well-known LED dar. LEDs (Light Emission Diodes) belong since eini ger time to the state of the art and are now available with high luminosity.

In den 1 und 2 ist jeweils eine LED vorhanden. Es können auch mehrere LEDs hintereinandergeschaltet sein.In the 1 and 2 There is one LED each. It can also be several LEDs connected in series.

Die LED 1 besteht aus dem optischen Abstrahlbereich 1 und einem Sockelgehäuse 2. Es sind elektrische Anschlüsse 3 und 4 vorhanden.The LED 1 consists of the optical radiation area 1 and a socket housing 2 , They are electrical connections 3 and 4 available.

In 1 sind an die elektrischen Anschlüsse 3 und 4 der LED 1 ein elektrischer Speicher 10 angekoppelt. In 1 hat dabei der Speicher 10 etwa die gleiche Größe wie der Sockel 3 der LED. Somit ergibt sich eine kompakte Baueinheit.In 1 are connected to the electrical connections 3 and 4 the LED 1 an electrical store 10 coupled. In 1 has the memory 10 about the same size as the socket 3 the LED. This results in a compact unit.

In 2 ist die LED 1 mit Abstrahlmitteln 2 und Sockel 3 in einem als sog. Ultracap ausgebildeten Speicher 20 derart angeordnet, dass der Sockel 3 teilweise in den Speicher eingebettet ist und der Speicher 20 diesen umgibt.In 2 is the LED 1 with radiation 2 and socket 3 in a memory designed as a so-called ultracap 20 arranged in such a way that the pedestal 3 partially embedded in the memory and the memory 20 surrounds this.

In beiden Fällen der 1 und 2 werden kompakte Baueinheiten gebildet, so dass derartige Leuchtmittel insbesondere in einfacher Weise in einem Mobiltelefon untergebracht werden können. Sie dienen dort als Blitzlicht und haben aufgrund der nunmehr hohen Versorgungsströme der LEDs eine besonders hohe Leuchtstärke und liefern erstmalig eine hinreichende Ausleuchtung der zu beleuchtenden Gegenstände. Damit werden insbesondere die Blitzlichteinrichtungen bei Handys wesentlich verbessert.In both cases the 1 and 2 Compact units are formed so that such bulbs can be accommodated in a simple manner in a mobile phone. They serve as a flashlight and have a particularly high luminosity due to the now high supply currents of the LEDs and provide for the first time a sufficient illumination of the objects to be illuminated. Thus, in particular the flash devices in mobile phones are significantly improved.

Bei Verwendung der Anordnung in Mobiltelefonen („Handys") ergeben sich gegenüber bekannten Anordnungen der Vorteil eines „echten" Blitzens mit optimierter Ausleuchtung. Insbesondere dadurch, das während des Blitzens die hohen Ströme nicht über die Flex- oder Schleifkontakte geführt werden müssen, sondern nur die relativ niedrigen Ströme, wird die Anordnung vereinfacht.at Use of the arrangement in mobile phones ("mobile phones") arise over known arrangements of the Advantage of a "real" flash with optimized Illumination. In particular, by doing that while flashing the high streams no over the flex or sliding contacts must be guided, but only the relatively low currents, will simplifies the arrangement.

Möglich ist nunmehr, die Blitzeinheit, zumindest aber die Hochstromeinheit, direkt auf der Platine („Motherboard") zu montieren. Ist die LED auf der Platine angeordnet, kann das Licht über Lichtleiter zum Lichtaustritt gekoppelt werden, womit die elektrische Verbindung vereinfacht wird.Is possible now, the flash unit, but at least the high current unit, Mount directly on the board ("motherboard") the LED arranged on the board, the light can be transmitted via optical fiber to the Be coupled light output, bringing the electrical connection is simplified.

Die beschriebenen Anordnungen können außer im portable Anwendungen, wie beispielsweise Mobiltelefonen oder dgl., auch bei anderen Einrichtungen eingesetzt werden. Insbesondere kommen auch stationäre Einrichtungen, beispielsweise sog. „Remote Optical Systems", Überwachungskameras oder dgl., in Frage. Dabei können auch eine Mehrzahl LEDs so kombiniert werden, dass sich ein großflächiges Abstrahlfeld mit spezifischer Geometrie ergibt.The described arrangements can except in portable applications, such as mobile phones or Like. Be used in other facilities. Especially also come stationary Facilities, for example so-called "remote optical systems", surveillance cameras or Like., In question. It can Also, a plurality of LEDs are combined so that a large-area radiation field with specific geometry.

Als LED kommen im vorstehend beschriebenen Zusammenhang Weißlicht-, aber auch Rotlicht- oder Infrarotlicht(IR)-LEDs in Frage. Bei der LED als energieautarkes Blitz-Bauteil handelt es sich insbesondere um eine spezifische Hochstromvariante mit einem Pulsstrom > 700 mA. In Verbindung mit dem beschriebenen Hochstromspeicher ist dabei die Blitzdauer vorteilhafterweise kleiner als 100 ms.When LED come in the context described above white light, but also red light or infrared light (IR) LEDs in question. In the LED as an energy self-sufficient lightning component is in particular a specific high current variant with a pulse current> 700 mA. In connection with the described high current storage is the flash duration advantageously less than 100 ms.

Claims

Arrangement of at least one LED ( 1 ) and a high current memory ( 10 . 20 ), the electrical connections ( 1 ) of the at least one LED with the poles of the high-current storage ( 10 . 20 ) are electrically connected.

Arrangement according to claim 1, characterized that several LEDs are present.

Arrangement according to claim 3, characterized in that the high-current storage ( 10 . 20 ) has a capacity ≥ 1000 μF.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the high-current storage ( 10 . 20 ) includes a double layer capacitor or even the double layer capacitor.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the high-current storage ( 10 . 20 ) on the back of the LEDs ( 1 ) is housed.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the high-current storage ( 10 . 20 ) the housing of the LED ( 1 ).

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the LED ( 1 ) is an LED flash component, in particular a high current variant with a pulse current> 700 mA.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the unit of LED ( 1 ) and high-current storage ( 10 . 20 ) is housed in or communicating with mobile electronic devices such as cameras, telecommunications transmitters such as mobile phones or terminals.

Arrangement according to claim 8, characterized in that in a mobile telephone with a circuit board for the electronic components at least the high-current memory ( 10 . 20 ) is arranged on the board ("motherboard").

Arrangement according to claim 9, characterized ge indicates that the high-current storage ( 10 . 20 ) close to the LED ( 1 ) is arranged.

Arrangement according to claim 9, characterized in that the LED ( 1 ) and the high current storage are arranged together on the board and that for the light output optical coupling means, in particular light guides, are present.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the unit of LED ( 1 ) and the associated high-current storage ( 10 . 20 ) Is part of a fixed device, such as "remote optical systems", surveillance cameras or the like.

Use of an arrangement of at least one LED ( 1 ) and an electrically connected high-current storage ( 10 . 209 as a flash, where the flash duration is less than 100 ms.

Use of a device made of an LED ( 1 ) and thus electrically connected high-current storage ( 10 . 20 ), characterized in that the LED ( 1 ) is a white light LED.

Use of a device made of LED ( 1 ) and thus electrically connected high-current storage ( 10 . 20 ), characterized in that the LED ( 1 ) is a red light or IR LED.

Use of an arrangement of an LED ( 1 ) and thus electrically connected high-current storage ( 10 . 20 ), characterized in that the high-current memory ( 10 . 20 ) is a double-layer capacitor with a capacity of at least 0.1 F.

Use of an arrangement of an LED ( 1 ) and thus electrically connected high-current storage ( 10 . 20 ), characterized in that the high-current memory ( 10 . 20 ) is a double-layer capacitor having a capacity of 0.1 to 1 F.