CN100438531C - 进行通常发光控制及闪光发光控制的图像摄影装置 - Google Patents

Abstract

本发明的图像摄影装置(10)不仅具有摄影功能，还具有通信功能。图像摄影装置(10)例如是带相机的携带电话机，包括由LED构成的来信通知部(1)、摄像部(2)及LCD监视器(20)。来信通知部(1)的LED在检测到来信时，正常发光，以便向用户通知来信；在用摄像部(2)进行摄影时，高亮度发光，以便进行摄影闪光。因此，高效率地利用带相机的携带电话机等上所设的LED。

Description

进行通常发光控制及闪光发光控制的图像摄影装置

技术领域

本发明涉及包括发光元件的图像摄影装置，特别涉及包括控制发光元件的发光的控制电路的图像摄影装置。

背景技术

数字相机用CCD(Charge-Coupled Device，电荷耦合器件)等受光元件来拍摄被摄体。该CCD包括光电二极管，通过光电效应将外光变换为电荷。然后，用按照光的强度产生的电荷来记录、即拍摄图像信息。每一个CCD元件设有1种颜色的滤色器，该滤色器例如对应于RGB(Red-Green-Blue，红-绿-蓝)等基色，具有只让其对应的色彩通过的性质。通过组合CCD和滤色器，数字相机除了取得光的强弱以外，还取得被摄体的色彩信息。以往，相机的闪光灯装置一般将氙管用作光源，作为取代该氙管的光源，提出了发光二极管(例如参照专利文献1。)。

【专利文献1】(日本)特开2002-116481号公报

近年来，随着CCD的高像素化，具有数字相机功能的携带电话机或PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)等电池驱动型便携设备也在增加。特别是就携带电话机而言，通过具有相机功能，与只具有通信功能的携带电话机差别明显，最近已有具备像素在百万以上的携带电话机，作为用于照相的简便工具而博得人们的喜爱。

如果追求相机功能，则最好使携带电话机也具有闪光灯功能，在暗处等中进行摄影时，能点亮闪光。虽然也可以在携带电话机上另外设置闪光灯装置，但是从小型化及轻型化的观点来看不理想。

发明内容

本发明就是鉴于这种课题而提出的，其目的在于提供一种使带相机的携带电话机等图像摄影装置具有闪光灯功能的技术。

本发明的图像摄影装置包括：多个发光元件；图像摄影单元；通信单元；主驱动电路，用于使电流流过多个发光元件的各个发光元件；多个开关，被设置在多个发光元件和主驱动电路之间每一个发光元件上，进行多个发光元件和主驱动电路之间的截止或导通；附加驱动电路，与主驱动电路分别设置，使电流流过多个发光元件的各个发光元件；以及控制电路，对多个发光元件、图像摄影单元、通信单元、主驱动电路、多个开关、附加驱动电路和整个装置进行总体控制；附加驱动电路包含与多个发光元件连接的多个闪光开关；控制电路在通信单元检测到来信时，通过脉宽调制使多个发光元件和主驱动电路之间截止或导通的多个开关被导通/截止，由主驱动电路使发光元件正常发光以用于来信通知，在用图像摄影单元进行摄影时，通过使所述多个闪光开关导通，由附加驱动电路使发光元件高亮度发光以用于摄影闪光。

本发明的图像摄影装置包括多个发光元件、图像摄影单元、通信单元、及总体控制整个装置的控制电路。在该图像摄影装置中，控制电路在通信单元检测到来信时使上述发光元件正常发光以用于来信通知，在用图像摄影单元进行摄影时使上述发光元件高亮度发光以用于摄影闪光。通过使某个发光元件实现来信通知和闪光发光两种作用，与将它们分别作为独立的发光元件来设置的情况相比，能够节省空间。多个发光元件最好包含红色、绿色、蓝色3色发光二极管，发白色光。

附图说明

图1是实施例的具有通信功能的图像摄影装置的外观结构图。

图2是图像摄影装置的功能方框图。

图3是图2的发光部的结构图。

图4(a)是图3的第1发光控制部的工作图，(b)是图3的第2发光控制部的工作图。

图5是图3的附加驱动电路的结构图。

图6是图2的发光部的结构图。

图7是实施例的发光控制IC的结构图。

具体实施方式

图1示出本发明实施例的具有通信功能的图像摄影装置10的外观结构。

图像摄影装置10具有通信功能及摄影功能。图像摄影装置10例如是带相机的携带电话机，包括来信通知部1、摄像部2及LCD监视器20。这里，作为图像摄影装置10，示出了折叠式带相机的携带电话机，但是也可以不是折叠式的。

来信通知部1具有发光二极管(以下称为“LED”)等发光元件。来信通知部1具有红(R)、绿(G)、蓝(B)3色的LED，检测到来信后，使这些LED以规定的形态发光闪烁，向用户通知来信。例如，这些LED以与从扬声器输出的来信音同步的形态来发光。通过使3色LED分别独立地发光，能够形成各种颜色。这是来信通知部1的正常功能的实现，该发光可以称为来信通知用的正常发光。

此外，在用摄像部2进行摄影时，来信通知部1的3色LED也可以高亮度发光以用于摄影闪光。为了确保足以作为闪光灯的光量，最好将多个LED配设成阵列状。其中，各色LED的数目也可以分别不同，最好以下述比例来设置，使得在最大限度利用LED时，即，使所有LED全部发光时，成为白色光。

这样来信通知部1承担来信通知用的正常发光、和摄影闪光用的高亮度发光这2个作用，从而无需在图像摄影装置10上另外设置闪光灯的结构，能够节省空间。

其中，不限于使来信通知部1具有这种闪光灯功能，也可以使LCD监视器20具有这种闪光灯功能。在LCD监视器20包括LED作为背光的光源的情况下，可以利用该LED来实现来信通知功能和闪光灯功能两者。

图2示出实施例的图像摄影装置10的功能方框。图像摄影装置10包含操作部12、发光部14、摄像处理部16、处理块18、LCD监视器20、通信处理部22、旋律部24。此外，发光部14包含LED 26、处理部28，处理块18包含CPU 30、存储器32，旋律部24包含扬声器34、处理部36。发光部14由LED构成，被编入图1中的来信通知部1中。此外，发光部14也可以作为LCD监视器20的背光被编入。摄像处理部16由图像摄影单元构成，相当于图1的摄像部2。

通信处理部22是执行通信所需的处理的通信单元，具体地说，检测来自外部的电话机或服务器的来信，或者向外部的电话机或服务器进行发信。其中，这里所说的来信不仅包含电话的来话，还包含经由网络来自服务器的分组通信的来话。其中，发信也同样。这里，作为移动电话系统，以PDC(PersonalDigital Cellular system，个人数字蜂窝系统)为对象，但是此外例如也可以是简易型移动电话系统、CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)方式的移动通信系统。

摄像处理部16接受来自处理块18的指示来进行摄像处理。此外，摄像处理部16包含未图示的镜头、光圈、光学LPF(低通滤波器)、CCD、信号处理部等。按照CCD的受光面上成像的被摄体像的光量向CCD中积蓄电荷，作为电压信号来读出。电压信号由信号处理部分解为R、G、B分量，进行白平衡调整、伽马校正。然后，R、G、B信号被A/D变换，成为数字图像数据而被输出到处理块18。

操作部12针对通信功能，包含用户用于输入电话号码等的按钮。此外，针对摄影功能，包含用户用于进行摄像、或者设定各种工作模式的电源开关、释放开关等。LCD监视器20针对通信功能，显示进行通信的对方的电话号码等。此外，针对摄影功能，除了显示被摄体图像之外，还显示摄像/重放模式、变焦倍数等。

在通信处理部22接收到来信的情况下，旋律部24出于向用户通知来信的目的而重放规定的来信音。旋律部24中的处理部36执行程序，以便重放预先存储的来信音的数据。扬声器34将处理部36重放的来信音输出到外部。这里，旋律部24除了重放来信音之外，也可以重放规定的旋律。

在通信处理部22接收到来信的情况下，发光部14配合前述来信音，使LED 26作为照明来闪烁。处理部28执行用于使LED 26闪烁的处理。此外，在将图像摄影装置10用作摄像装置的情况下，处理部28使LED 26发光，使得LED 26起闪光的作用。在用作闪光的情况下，CPU 30接受用户向操作部12的输入，向处理部28传递闪光发光指示。

处理块18总体控制图像摄影装置10的整个过程。包含作为控制电路的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)30和存储器32。此外，作为存储器32，也可以使用外部存储器。

图3示出发光部14的结构。发光部14与锂离子电池100、处理块18相连，包含升压电路102、统称为LED 26的第1LED 26a、第2LED 26b、第3LED 26c、附加驱动电路104、第1发光控制部106、第2发光控制部108、开关部110、主驱动电路112、存储器136。此外，升压电路102包含升压斩波电路150、电容器122、第1电阻152、第2电阻124、误差放大器126、PWM电路128、驱动器130，升压斩波电路150包含电感114、电阻118、驱动器130、晶体管Tr1，第1发光控制部106包含PWM控制部132、统称为PWM电路134的第1PWM电路134a、第2PWM电路134b、第3PWM电路134c，第2发光控制部108包含设定控制部138、统称为设定电路140的第1设定电路140a、第2设定电路140b、第3设定电路140c，开关部110包含晶体管Tr1、晶体管Tr2、晶体管Tr3，主驱动电路112包含统称为可变电流电路144的第1可变电流电路144a、第2可变电流电路144b、第3可变电流电路144c。发光部14中的LED 26以外的部分相当于图1的处理部28。

升压电路102将锂离子电池100的电池电压Vbat作为输入电压，通过开关方式对输入电压进行升压，输出升压电压Vod。这里，将电池电压Vbat设为3V。升压斩波电路150通过晶体管Tr1的导通/截止工作，来向电感114中积蓄能量、从电感114中放出能量，对电池电压Vbat进行升压而变换为升压电压Vod。在升压斩波电路150中，在晶体管Tr1导通的期间内，漏极电流经由电感114流向电阻118，电池电压Vbat向电感114中积蓄磁能。接着，晶体管Tr1截止后，晶体管Tr1导通的期间内积蓄到电感114中的磁能作为电能被放出，成为流过驱动器130的电流。电感114产生的电压与电池电压Vbat串联相加，由主驱动电路112来稳定，作为升压电压Vod来输出。

升压斩波电路150输出的升压电压Vod的升压率由作为开关来工作的晶体管Tr1的导通/截止的时间比来决定。PWM电路128是形成该开关的导通/截止的时间比的电路。设开关的导通/截止的切换周期为T，开关的导通时间为Ton，则产生占空比为Ton/T的脉冲信号。驱动器130按照PWM电路128产生的脉冲信号，使晶体管Tr1导通/截止。即，如果脉冲信号是H电平，则晶体管Tr1导通；如果脉冲信号是L电平，则晶体管Tr1截止。

PWM电路128产生的脉冲信号的脉宽按照误差放大器126的输出来变化。误差放大器126比较来自基准电压源的基准电压Vref、和通过用2个分压电阻-第1电阻152、第2电阻124对升压电压Vod进行分压而得到的检测电压Vs，放大基准电压Vref和检测电压Vs的误差并反馈到PWM电路128。PWM电路128通过按照误差放大器126的输出控制开关的导通时间宽度Ton，来调制脉冲信号的脉宽，通过反馈控制使检测电压Vs与基准电压Vref一致。

第1LED 26a发绿色光，第2LED 26b发蓝色光，第3LED 26c发红色光。这里，第1LED 26a和第2LED 26b一般用4.5V左右的驱动电压来工作，所以前述升压电压Vod被设定为4.5V。而第3LED 26c一般用2.5V左右的驱动电压来工作，所以Vr被设定为2.5V。其中，在将LED 26用作照明的情况下，为了驱动LED 26，后述主驱动电路112输出最大25mA左右的电流。

晶体管Tr2至晶体管Tr4被设在LED 26和后述主驱动电路112之间，使LED 26和主驱动电路112之间断路或导通。即，如果晶体管Tr2的栅极上施加的电压为H电平，晶体管Tr2导通，则第1LED 26a和后述第1可变电流电路144a导通。其中，晶体管Tr3和晶体管Tr4也同样工作，在晶体管Tr2至晶体管Tr4分别导通的整个期间内，LED 26分别点亮。这里后述第1发光控制部106使晶体管Tr2至晶体管Tr4分别独立地导通。

可变电流电路144输出用于驱动LED 26的电流。可变电流电路144输出的电流的大小以前述的约25mA为最大值，受后述第2发光控制部108控制，具有多级值。LED 26的亮度根据多级电流的大小来变化。其中，第1可变电流电路144a至第3可变电流电路144c也可以流过其值互不相同的电流，但是这里它们产生同一值的电流。

PWM控制部132根据存储器136中存储的LED 26的发光数据和来自处理块18的指示，来执行使LED 26作为照明按规定的色调分别发光的控制。这里，所谓来自处理块18的指示，包含通知来信的指示等。而所谓存储器136中存储的LED 26的发光数据，例如是用于使晶体管Tr2至晶体管Tr4按规定的规则来导通/截止的数据，使得在来信时使2个以上的LED 26同时点亮，发出绿色、蓝色、红色混合而成的颜色的光，或者使LED 26分别依次点亮。

此外，在发光数据中，不仅包含在LED 26闪烁时使晶体管Tr2至晶体管Tr4分别单纯导通/截止的数据，还包含为了实现规定的色调而使晶体管Tr至晶体管Tr4在不同的期间内导通以使得LED 26各自的发光量不同的、以晶体管为单位的数据。其中，发光数据包含能在将LED 26用作闪光的情况下使LED 26都按同一发光量来发光的数据。

PWM电路134根据来自PWM控制部132的指示，来执行PWM调制。即，第1PWM电路134a在从PWM控制部132指示了增加第1LED 26a的发光量的情况下，产生使H电平的期间延长的脉冲信号，输出到晶体管Tr2。其中，第2PWM电路134b和第3PWM电路134c也同样。

设定控制部138根据来自第2发光控制部108的指示，控制可变电流电路144流过的驱动电流的大小。为了提高LED 26的亮度，控制设定电路140的工作，使其增大可变电流电路144流过的驱动电流。如前所述，第1可变电流电路144a至第3可变电流电路144c流过的驱动电流都相同，所以设定控制部138对第1设定电路140a至第3设定电路140c进行同一控制。

在使图像摄影装置10作为摄像装置来工作的情况下，附加驱动电路104使驱动电流流过LED 26，使得LED 26起闪光的作用。在使前述LED 26作为照明来工作的情况下，将驱动电流设为最大25mA，而在作为闪光来工作的情况下，将驱动电流设定为最大150mA。此外，输出驱动电流，使得多个LED 26的发光量相同，使多个LED 26的色调为白色。此时，在使各LED 26全部发光时，也可以预先调整各色LED 26的个数及配置等，使得发白色光。其中，附加驱动电路104的细节将在后面描述。

图4(a)示出第1发光控制部106的工作，特别是示出第1发光控制部106生成的PWM的脉冲信号。如图所示，第1发光控制部106生成H电平和L电平交替重复的脉冲信号，前述晶体管Tr2至晶体管Tr4在被施加了H电平的电压的情况下导通，其结果是，LED 26点亮。第1发光控制部106在增加LED 26的发光量的情况下，延长H电平的期间，使得如图所示从虚线变为实线的脉冲信号。即，增大占空比。通过调整多个LED 26的占空比，能够改变色调。

图4(b)示出第2发光控制部108的工作，特别是示出可变电流电路144流过的驱动电流的大小。如果控制驱动电流的大小，使得如图所示从虚线变为实线的值，则LED 26的亮度提高。

图5示出附加驱动电路104的结构。附加驱动电路104包含统称为闪光开关160的第1闪光开关160a、第2闪光开关160b、第3闪光开关160c、统称为差分放大器164的第1差分放大器164a、第2差分放大器164b、第3差分放大器164c、统称为可变电源166的第1可变电源166a、第2可变电源166b、第3可变电源166c、统称为电阻168的第1电阻168a、第2电阻168b、第3电阻168c、晶体管Tr5至晶体管Tr7。

第1闪光开关160a连接在第1LED 26a上，第2闪光开关160b连接在第2LED 26b上，第3闪光开关160c连接在第3LED 26c上，分别根据来自未图示的处理块18的指示来导通。它们的工作相同，所以以后只说明与第1闪光开关160a连接的系统。

第1差分放大器164a将正相输入端子连接在第1可变电源166a上，将反相输入端子连接在晶体管Tr5的源极端子上，将输出端子连接在晶体管Tr5的栅极端子上，从输出端子输出与反相输入端子和正相输入端子间的电压对应的电压。这里，如果反相输入端子和正相输入端子虚短路，则反相输入端子的电压与正相输入端子的电压Vx大致相等。再者，由于存在电阻值为Rx的第1电阻168a，所以流过值为VVx/Rx的电流，该电流驱动LED 26。这里，为了将LED 26用作闪光，设定可变电源166和电阻168的值，使得能输出最大150mA的电流。

下面说明以上结构的发光部14的工作。在处理块18指示了来信时的照明工作的情况下，从锂离子电池100输出的Vbat由升压电路102升压到Vod，施加到第1LED 26a和第2LED 26b。此外，比Vbat低的电压Vr被施加到第3LED 26c。PWM控制部132按照处理块18的指示，分别确定与多个LED 26的发光色的色调对应的发光量，将与其对应的脉冲信号的占空比分别指定给PWM电路134。PWM电路134通过PWM来生成脉冲信号，在脉冲信号的H电平的整个期间内使晶体管Tr2至晶体管Tr4分别号通。另一方面，第2发光控制部108按照处理块18的指示，来确定与多个LED 26的发光色的亮度对应的发光量，设定电路140按照该值来调节可变电流电路144流过的电流的大小，根据该电流来驱动LED 26。

在处理块18指示了闪光工作的情况下，PWM控制部132向PWM电路134指示脉冲信号的占空比，使得多个LED 26的发光色为白色。再者，闪光开关160接通，在LED 26中流过更大的电流，从而得到比照明的情况下更大的强度的发光。

图6示出与图3不同类型的发光部14的结构。与图3的发光部14不同，图6的发光部14包含第3发光控制部154，主驱动电路112包含统称为电阻146的第1电阻146a、第2电阻146b、第3电阻146c。

第3发光控制部154按照来自处理块18的指示，指示升压电路102生成用于驱动LED 26的电压。如前所述，用第1发光控制部106来控制多个LED26发出的发光色的色调，所以第3发光控制部154控制多个LED 26发出的发光色的亮度。此外，假设多个LED 26发出的发光色的亮度也相同。

升压电路102如前所述根据电池电压Vbat来生成升压电压Vod。再者，并列地具有前述肖特基势垒二极管120的结构，为了驱动阈值电压与其他LED 26不同的第3LED 26c，也生成与升压电压Vod不同值的升压电压Vod’。为了这样生成不同的升压电压，预先准备了多个Vref。

电阻146将电压变换为电流，通过变换出的电流来驱动LED 26。

图7是实施例的发光控制IC 200的结构图。其中，在图中，以上说明过的构件用同一标号来表示，省略其说明。发光控制IC 200包含接口电路210、Iref电路212、Vref电路214、发光控制部216、统称为照明开关218的第1照明开关218a、第2照明开关218b、第3照明开关218c。

发光控制IC 200与图3的发光部14相比，不包含升压电路102的电感114、电阻118、肖特基势垒二极管120、晶体管Tr1，也不包含LED 26、电阻168。

接口电路210输入来自CPU 30的信号，向CPU 30输出信号。

Iref电路212和Vref电路214分别生成基准电流和基准电压。Vref电路214生成的Vref被输入到误差放大器126。

发光控制部216以汇集的形式来表示图3的第1发光控制部106和第2发光控制部108。发光控制部216通过未图示的控制信号线来控制可变电流电路144。

照明开关218在将LED 26用作照明的情况下接通，在将LED 26用作闪光的情况下断开。在图3或图6的发光部14中，在用作闪光的情况下，可变电源166和电阻168生成的电流和可变电流电路144的电流流过LED 26，但是这里只有前者流过。

根据本发明的实施例，通过调节脉冲信号的占空比，来控制各LED元件的发光色的色调，通过调节用于驱动LED元件的电流的大小，能够控制各LED元件的发光色的亮度。此外，能够独立地调节各LED元件的发光色的色调和亮度，所以能够容易地调节整体的LED元件发光的色调和亮度。因此，能在维持已经发光的LED元件的色调的状态下，容易地改变亮度；或者在维持亮度的状态下，容易地改变色调。

以上根据实施例说明了本发明。本领域的技术人员应该理解，实施方式只是例示，该各构件和各处理过程的组合可以有各种变形例，并且这种变形例也属于本发明的范围。

Claims (5)

1、一种图像摄影装置，其特征在于，包括：

多个发光元件；

图像摄影单元；

通信单元；

主驱动电路，用于使电流流过上述多个发光元件的各个发光元件；

多个开关，被设置在上述多个发光元件和上述主驱动电路之间每一个上述发光元件上，进行上述多个发光元件和上述主驱动电路之间的截止或导通；

附加驱动电路，与上述主驱动电路分别设置，使电流流过上述多个发光元件的各个发光元件；以及

控制电路，对上述多个发光元件、上述图像摄影单元、上述通信单元、上述主驱动电路、上述多个开关、上述附加驱动电路和整个装置进行总体控制；

上述附加驱动电路包含与上述多个发光元件连接的多个闪光开关；

上述控制电路在通信单元检测到来信时，通过脉宽调制使上述多个发光元件和上述主驱动电路之间截止或导通的上述多个开关被导通/截止，由上述主驱动电路使上述发光元件正常发光以用于来信通知，在用上述图像摄影单元进行摄影时，通过使所述多个闪光开关导通，由上述附加驱动电路使上述发光元件高亮度发光以用于摄影闪光。

2、如权利要求1所述的图像摄影装置，其特征在于，多个发光元件包含红色、绿色、蓝色的三色的发光二极管。

3.如权利要求1所述的图像摄影装置，其特征在于，

上述控制电路在所述通信单元检测到来信时，通过脉宽调制使上述多个发光元件和上述主驱动电路之间截止或导通的上述多个开关被导通/截止，由上述主驱动电路使最大25mA的驱动电流流过上述发光元件。

4.如权利要求1所述的图像摄影装置，其特征在于，

所述控制电路在用上述图像摄影单元进行摄影时，通过使所述多个闪光开关导通，由上述附加驱动电路使最大150mA的驱动电流流过上述发光元件。

5.如权利要求1所述的图像摄影装置，其特征在于，

上述附加驱动电路还包括：

连接到上述多个闪光开关的晶体管；

连接到上述晶体管的栅极端子的差分放大器；以及

连接到上述差分放大器的一侧的输入端子的可变电源；

将上述晶体管的源极端子连接到上述差分放大器的另一输入端子，同时通过所述可变电源来设定闪光驱动电流。

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