CN112313804A - 摄像装置 - Google Patents

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Abstract

实施方式的摄像装置具有摄像电路、可变电压电源、发光元件、恒流驱动电路和控制电路，所述可变电压电源的输出端子与所述发光元件的输入端子连接，所述发光元件的输出端子与所述恒流驱动电路的输入端子连接，所述控制电路对流入所述恒流驱动电路的电流进行控制，在所述摄像电路进行摄像的期间使所述发光元件点亮，在所述摄像电路不进行摄像的期间使所述发光元件熄灭，在使所述发光元件点亮的期间，根据所述恒流驱动电路的输入端子的电压对由所述可变电压电源施加的电压进行控制，在使所述发光元件熄灭的期间，对所述可变电压电源进行控制，使其施加所述发光元件的顺从电压以上的电压。

Description

摄像装置
技术领域
本发明涉及摄像装置。
背景技术
在使用半导体发光元件的照明设备中，公知有在该半导体发光元件中流过电流的驱动电路。
图7A是示出对半导体发光元件的发光进行控制的照明设备的概略结构的框图。图7A所示的照明设备1构成为包含电池2、电源电路3、电压控制电路4、发光元件5和恒流驱动电路6。
电源电路3将电池2中蓄积的直流电压转换为电源电压，将转换后的电源电压VDD施加给发光元件5。
恒流驱动电路6驱动发光元件5，使发光元件5发光。
电压控制电路4适当地控制电源电路3施加给发光元件5的电源电压VDD，以使恒流驱动电路6驱动了发光元件5时的恒流驱动电路6中的电力损失成为最小限度。
图7B是用于说明图7A所示的发光元件5所需要的电源电压VDD的图。
发光元件5的发光所需要的电源电压VDD是发光元件所需要的电压(发光元件5的发光所需要的电压Vreq)和恒流电路下降电压(恒流驱动电路6的下降电压Vdrop)的合计。另外，发光元件5的发光所需要的电压Vreq是发光元件5的正向电压(Vf、或者也称为顺从(compliance)电压)。
这里，当电源电压VDD过低时，无法在发光元件5中流过必要的电流。因此，需要稍微提高电源电压VDD。即，需要在电源电压VDD中加上容限电压Vmgn。即，如图7B所示，发光元件5的发光所需要的电源电压VDD成为发光元件5的发光所需要的电压Vreq、容限电压Vmgn和下降电压Vdrop的合计。
另一方面，当电源电压VDD过高时，充分流过电流，但是，容限电压Vmgn和下降电压Vdrop的合计量成为恒流驱动电路6中的电力损失(发热)。
即，为了使恒流驱动电路6中的电力损失成为最少，需要对电源电压VDD进行控制，使容限电压Vmgn成为必要最小的电源电压VDD。
但是，发光元件5的正向电压由于器件的个体差异、经年劣化、动作温度等而产生偏差，因此，无法唯一地决定电源电压VDD。因此，要求将电源电压VDD控制成适当电压的反馈控制。另外，关于控制成适当电压，在图7B中，与始终减小容限电压Vmgn是相同意思。
例如在下述现有技术文献中提出了与该电源电压VDD的控制有关的控制方法。在专利文献1所示的控制方法中，检测FET(M1)的栅极与源极的电位差，进行电源电压VDD的控制(参照专利文献1的图1)。此外，在专利文献2所示的控制方法中，检测运算放大器4的输出、即FET5的栅极电压，进行电源电压VDD的控制(参照专利文献2的图1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-305978号公报
专利文献2：日本特开2005-116738号公报
发明内容
发明要解决的课题
这里，作为上述照明设备，考虑使用了具有规定的曝光周期和曝光期间的摄像电路的摄像装置。摄像电路在该曝光周期中，仅在曝光期间取入被摄体光作为图像。这意味着在曝光期间以外未取入被摄体光。
因此，为了将照明所需要的电力抑制为必要最小限度，优选仅在曝光期间输出照明光。即，在发光周期中，照明光反复点亮、熄灭。
这里，作为照明的光源，在使用半导体发光元件的情况下，需要一并考虑抑制驱动电路的消耗电力的控制方法。
但是，在现有的控制方法中，根据针对发光元件的电流值对驱动电压(上述电源电压VDD)进行控制，因此，在刚刚经过熄灭期间而再次转移到点亮期间后，点亮所需要的电源电压VDD不足，存在直到达到针对发光元件的期望电流值为止花费时间这样的问题。
本发明是考虑上述情况而完成的，其目的在于，在反复进行点亮和熄灭的发光元件的发光控制中，减少消耗电力，并且减少再次点亮刚刚开始后的发光量的降低。
用于解决课题的手段
本发明的第1方式的摄像装置具有摄像电路、可变电压电源、发光元件、恒流驱动电路和控制电路，所述可变电压电源的输出端子与所述发光元件的输入端子连接，所述发光元件的输出端子与所述恒流驱动电路的输入端子连接，所述控制电路对流入所述恒流驱动电路的电流进行控制，在所述摄像电路进行摄像的期间使所述发光元件点亮，在所述摄像电路不进行摄像的期间使所述发光元件熄灭，所述控制电路在使所述发光元件点亮的期间，根据所述恒流驱动电路的输入端子的电压对由所述可变电压电源施加的电压进行控制，所述控制电路在使所述发光元件熄灭的期间，对所述可变电压电源进行控制，使该可变电压电源施加所述发光元件的顺从电压以上的电压。
本发明的第2方式的摄像装置在上述第1方式中，所述摄像装置还具有检波电路，所述检波电路计算所述摄像电路进行摄像而得到的摄像图像的明亮度，所述控制电路根据所述检波电路计算出的明亮度，决定是否使流过所述发光元件的电流增加，所述控制电路在决定增加的情况下，在使所述发光元件熄灭的期间，对由所述可变电压电源施加的电压进行控制，使该可变电压电源施加比所述发光元件的顺从电压大的电压。
本发明的第3方式的摄像装置在上述第2方式中，所述摄像装置还具有存储器，所述存储器存储有第1信息，该第1信息表示所述检波电路计算出的明亮度与由所述可变电压电源施加的电压值的关系，所述控制电路根据所述明亮度和所述第1信息，确定由所述可变电压电源施加的电压，所述控制电路在使所述发光元件熄灭的期间，对由所述可变电压电源施加的电压进行控制，使该可变电压电源施加所确定的所述电压。
本发明的第4方式的摄像装置在上述第1方式中，在所述恒流驱动电路的输入端子与比较器的输入端子之间具有将所述比较器的输入端子的电压限幅在规定的电压的电压限幅电路，所述比较器在所述控制电路根据所述恒流驱动电路的输入端子的电压对由所述可变电压电源施加的电压进行控制时被使用。
发明效果
根据本发明的各方式，在反复进行点亮和熄灭的发光元件的发光控制中，能够减少消耗电力，并且减少再次点亮刚刚开始后的发光量的减少。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式的摄像装置的结构例的框图。
图2是用于说明图1所示的恒流驱动电路的动作的时序图。
图3是用于说明图1所示的摄像装置的动作的时序图。
图4是用于说明图1所示的控制电路的处理的流程图。
图5是示出本发明的第2实施方式的摄像装置的结构例的框图。
图6是用于说明图5所示的控制电路的处理的流程图。
图7A是示出对半导体发光元件的发光进行控制的照明设备的概略结构的框图。
图7B是用于说明图7A所示的发光元件5所需要的电源电压VDD的图。
具体实施方式
<第1实施方式>
下面，参照附图对本发明的第1实施方式进行说明。图1是示出本发明的第1实施方式的摄像装置的结构例的框图。
图1所示的摄像装置100构成为包含摄像电路7、可变电压电源30、发光元件5、恒流驱动电路60和微机40(控制电路)。
可变电压电源30的输出端子与发光元件5的输入端子连接，发光元件5的输出端子与恒流驱动电路60的输入端子连接。
可变电压电源30构成为包含电源电路3、电阻元件R1、电阻元件R2和电阻元件R3。电源电路3将电池2中蓄积的直流电压转换为电源电压，将转换后的电源电压VDD(以下有时也称为驱动电压)施加给发光元件5。电阻元件R1和电阻元件R2在电源电压VDD与GND(接地)之间串联连接。该串联连接的电阻元件R1和电阻元件R2的公共接点与电源电路3的FB端子连接。此外，电阻元件R3被设置于该公共接点与微机40的输出电压DAC(c)的端子T3之间。即，电源电路3根据微机40输出的电压DAC(c)，将电池2中蓄积的直流电压转换为电源电压，将转换后的电源电压VDD施加给发光元件5。即，电源电路3通过降低微机40输出的电压DAC(c)的输出值，使转换后的电源电压VDD上升，另一方面，通过提高微机40输出的电压DAC(c)的输出值，使转换后的电源电压VDD下降。
发光元件5是LED、LD等半导体发光元件。即，发光元件5是发光二极管(LightEmitting Diode：LED)，是一种二极管，是在正向施加电压时发光的半导体元件。此外，发光元件5是激光二极管(Laser Diode：LD)，是根据半导体的结构元素决定振荡的中心频率即激光的颜色的半导体元件。
恒流驱动电路60构成为包含运算放大器OP、双极晶体管Bip和分流电阻Rs。
双极晶体管Bip是NPN型双极晶体管。双极晶体管Bip的集电极端子与发光元件5的输出端子连接，基极端子与运算放大器OP的输出端子连接，发射极端子与分流电阻Rs的一端连接。分流电阻Rs的另一端被接地。运算放大器OP的正极(+)端子与开关SW的输出端子连接，负极(-)端子与双极晶体管Bip的发射极端子和分流电阻Rs的一端的公共接点连接。另外，如图1所示，开关SW是具有2个输入端子(设为第1输入端子和第2输入端子)以及1个输出端子的开关，从微机40的端子T4输出的信号被输入到输出端子，由此，决定是第1输入端子和输出端子被连接(导通)还是第2输入端子和输出端子被连接。
微机40对流入恒流驱动电路60的驱动电流Idrv进行控制。微机40利用微机40从端子T4输出且输入到开关SW的输出端子的PWM(脉冲宽度调制信号)，控制针对运算放大器OP的+端子的输入信号。在针对运算放大器OP的+端子的该输入信号的电压值大于针对运算放大器OP的-端子的输入信号的电压值(双极晶体管Bip的发射极端子与分流电阻Rs的一端的公共接点的电压值)的情况下，恒流驱动电路60放大该输入信号的电压值，使放大后的电压值输入到双极晶体管Bip的基极端子，对双极晶体管Bip从集电极端子流向发射极端子的电流(发光元件5的驱动电流)进行控制。另外，在本实施方式的说明中，有时将发光元件5的驱动电流Idrv称为流向发光元件5的脉冲电流。
这里，参照图2对恒流驱动电路60的动作进行说明。
图2是用于说明图1所示的恒流驱动电路的动作的时序图。在图2中，示出摄像电路7向微机40输出的摄像同步信号、微机40从端子T4输出的PWM信号、以及流向发光元件5的脉冲电流。
摄像电路7具有规定的曝光周期(图2中1帧所示的周期)和曝光期间。摄像装置100中的微机40对流入恒流驱动电路60的脉冲电流进行控制，在摄像电路7进行摄像的期间(图2所示的曝光期间)内使发光元件5点亮，在摄像电路7不进行摄像的期间(图2所示的消隐期间)内使发光元件5熄灭。
因此，如图2所示，摄像装置100中的微机40在与摄像电路7的摄像期间对应的使发光元件5点亮的发光期间，从输出端子T4对开关SW的输出端子输出具有规定的占空比的PWM信号。这里，具有规定的占空比的PWM信号例如是指如下信号：针对由高(High)电平的期间和低(Low)电平的期间构成的周期，乘以规定的占空比而得的值为H电平的期间，其余的期间成为L电平。另外，在本实施方式中，有时将PWM信号为H电平时称为PWM为ON，将PWM信号为L电平时称为PWM为OFF。
此外，在与摄像电路7的消隐期间对应的使发光元件5熄灭的熄灭期间，如图2所示，PWM信号为L电平。
即，在被输入到开关SW的输出端子的PWM信号为H电平时，开关SW在第1输入端子与输出端子之间导通，微机40从端子T1输出的电压DAC(a)(驱动电流指示值)输入到运算放大器OP的+端子。另一方面，在被输入到开关SW的PWM信号为L电平时，在第2输入端子与输出端子之间导通，与第2输入端子连接的接地电平(L电平)的电压输入到运算放大器OP的+端子。
由此，如图2所示，恒流驱动电路60在使发光元件5点亮的发光期间中，使短脉冲的驱动电流Idrv流过发光元件5。
即，恒流驱动电路60根据微机40从端子T4输出的PWM(信号)和从端子T1输出的DAC(a)(驱动电流指示值)，使脉冲电流流过发光元件5。
返回图1，发光元件5的输出端子和恒流驱动电路60的输入端子(双极晶体管Bip的集电极端子)被连接，将该被连接的公共连接点的电压电平称为恒流驱动电路60的降压电压Vdrop。
如图1所示，电压限幅电路42也可以被设置于恒流驱动电路60的输入端子与比较器CMP的输入端子(正极(+)端子)之间，该比较器CMP在微机40根据恒流驱动电路60的输入端子的电压对可变电压电源30施加的电压进行控制时被使用。电压限幅电路42是将比较器的输入端子的电压限幅在规定的电压的电路。电压限幅电路42是称为电压限制器电路、电压钳位电路的电路。电压限幅电路42是用于防止比较器CMP的额定电压以上的过电压(发光元件5的熄灭期间的降压电压Vdrop)施加给比较器CMP的保护电路。另外，在本实施方式中，比较器CMP的输入端子(正极(+)端子)的电压设为降压电压Vdrop，继续进行以下说明。
比较器CMP的正极(+)端子与恒流驱动电路60的输入端子连接，被输入恒流驱动电路60的降压电压Vdrop，负极(-)端子与输出作为规定值的电压DAC(b)的微机40的端子T2连接，被输入所述作为规定值的电压DAC(b)，进行两个电压的比较。
比较器CMP的输出即比较结果被输入到触发(Flip Flop：FF)电路41的输入端子SET，该触发电路41根据被输入的比较结果，将输出结果即信号Q输出到微机40的Q端子。
由此，微机40进行如下控制：在使发光元件5点亮的期间，在降压电压Vdrop大于作为规定值的电压DAC(b)的情况下，使判定结果即Q值从0变成1，使输入到可变电压电源的电压DAC(c)上升，使发光元件5的驱动电压(电源电压VDD)下降，使可变电压电源30输出的发光元件5的驱动电压(电源电压VDD)接近电源电压VDD(M)。
另一方面，微机40进行如下控制：在使发光元件5点亮的期间，在降压电压Vdrop为作为规定值的DAC(b)以下的情况下，使判定结果即Q值依然维持0，使输入到可变电压电源30的电压DAC(c)下降，使发光元件5的驱动电压(电源电压VDD)上升，使可变电压电源30输出的发光元件的驱动电压(电源电压VDD)接近电源电压VDD(M)。
即，微机40在使发光元件5点亮的期间，根据恒流驱动电路60的输入端子的电压(降压电压Vdrop)对可变电压电源30施加的电压进行控制。
另外，微机40在使发光元件5熄灭的期间，对可变电压电源30进行控制，施加发光元件5的顺从电压以上(电源电压VDD(M)以上)的电压。
这里，当测定电源电压VDD为高(High：H)电平时的电源电压VDD(H)、电源电压VDD为中间(Medium：M)电平时的电源电压VDD(M)、以及电源电压VDD为低(Low：L)电平时的恒流驱动电路60中的降压电压Vdrop和驱动电流Idrop时，得到图3所示的波形。另外，成为电源电压VDD(H)>电源电压VDD(M)>电源电压VDD(L)的关系。
图3是用于说明图1所示的摄像装置的动作的时序图。在图3中，针对电源电压VDD(H)、电源电压VDD(M)、电源电压VDD(L)，分别示出微机40使发光元件5点亮的期间的降压电压Vdrop、驱动电流Idrop的时间变化。
另外，利用点划线示出电源电压VDD(H)的波形，利用实线示出电源电压VDD(M)的波形，利用虚线示出电源电压VDD(L)的波形。
电源电压VDD(H)高于驱动所需要的电压。因此，在电源电压VDD(H)时，驱动电流Idrv在1个脉冲的H电平时达到Idrv适当值，因此是OK的，但是，此时的降压电压Vdrop较高，电力损失较大。
此外，电源电压VDD(M)大致是适当值。这是因为，在电源电压VDD(M)时，驱动电流Idrv大致是适当值(驱动电流Idrv在1个脉冲的H电平时达到Idrv适当值，因此是OK的)，此时的降压电压Vdrop低于电源电压VDD(H)，与电源电压VDD(H)相比，电力损失较小。
此外，电源电压VDD(L)的电压不足。因此，驱动电流Idrv在1个脉冲的H电平时，降压电压Vdrop低于电源电压VDD(M)，无法流过充分的电流(Idrv适当值)。
这里，能够根据构成恒流驱动电路60的双极晶体管Bip的特性、分流电阻Rs的电阻值和驱动电流Idrv，事前作为规定值而得知恒流驱动电路60的降压电压Vdrop。而且，在恒流驱动电路60的降压电压Vdrop为该规定值时，成为电力损失最少的状态。因此，通过测定恒流驱动电路60的降压电压Vdrop并进行判定，能够判断电源电压VDD是否适当。
即，如图1、图3所示，通过将微机40从输出端子T2输出的DAC(b)设为规定值DAC(b)，对降压电压Vdrop和规定值DAC(b)进行比较判定，能够根据判定结果判断电源电压VDD是否是适当的电源电压VDD(M)。
而且，在恒流驱动电路60的降压电压Vdrop小于规定值DAC(b)的情况下，能够判断为电源电压VDD不足。另一方面，在恒流驱动电路60的降压电压Vdrop超过规定值DAC(b)的情况下，能够判断为电源电压过高。
恒流驱动电路60的降压电压Vdrop与规定值DAC(b)的比较使用上述比较器CMP。而且，微机40从端子T2输出规定值DAC(b)，在上述触发电路41(FF)中设置比较结果。通过该方法，即使是数us这样的较短的脉冲驱动，也能够正确地进行比较处理。
而且，微机40在使发光元件5点亮的期间，在判断为电源电压VDD不足的情况下，如上所述，通过降低从端子T3输出的电压DAC(c)的输出值，使电源电压VDD上升。另一方面，微机40在使发光元件5点亮的期间，在判断为电源电压VDD可能过高的情况下，通过提高电压DAC(c)的输出值，使电源电压VDD下降。在作为放大电流Idrv的脉冲电流经过数个脉冲后，最终收敛于适当的电源电压VDD(M)。
此外，微机40在转移到使发光元件5熄灭的期间即熄灭期间的情况下，停止发光元件5的驱动。即，如图2所示，微机40在与摄像电路7的消隐期间对应的使发光元件5熄灭的熄灭期间(从图2所示的发光期间转移的熄灭期间)内，如图2所示，使PWM信号成为L电平。此外，微机40还停止基于恒流驱动电路60的降压电压Vdrop与规定值DAC(b)的比较结果变更可变电压电源30的电源电压VDD。即，微机40不变更从端子T3输出的电压DAC(c)的输出值，由此，电源电压VDD被维持。
然后，在再次转移到点亮期间的情况下，以上次的点亮期间最后的适当的电源电压VDD(M)再次开始发光。
接着，参照利用流程图表示的图4对微机40内的处理进行说明。图4是用于说明图1所示的控制电路的处理的流程图。
微机40进行发光指示等待(步骤ST1)。具体而言，微机40在摄像电路7输出的摄像同步信号为H电平时，判定为摄像电路7输出了发光指示。由此，发光元件5转移到点亮期间。
微机40将驱动电流指示值设定为DAC(a)(步骤ST2)。具体而言，微机40在端子T1中设定电压值DAC(a)。这里，电压值DAC(a)是在PWM信号为ON(H电平)时使恒流驱动电路60的驱动电流(脉冲电流)成为图3所示的Idrv适当值的电压值。
微机40使CLR成为‘1’，使FF的Q成为‘0’(步骤ST3)。具体而言，微机40使输出端子CLR从‘0’成为‘1’，使触发电路41(FF)的输入端子CLR从‘0’成为‘1’，使触发电路41的输出端子Q成为‘0’。
微机40等待PWM ON(步骤ST4)。具体而言，微机40从端子T4向开关SW发送成为H电平的PWM信号，恒流驱动电路60使与端子T1中设定的电压值DAC(a)对应的驱动电流Idrv(脉冲电流)的最佳值流过发光元件5。比较器CMP对流过驱动电流Idrv的最佳值时即PWM信号为H电平时的降压电压Vdrop和微机40从端子T2输出的规定值DAC(b)进行比较，在降压电压Vdrop大于规定值DAC(b)的情况下，使判定结果即从触发电路41的输出端子Q输出的Q值从0变化成1。
另一方面，比较器CMP在降压电压Vdrop为作为规定值的DAC(b)以下的情况下，使判定结果即从触发电路41的输出端子Q输出的Q值依然维持0。
接着，微机40等待PWM OFF(步骤ST5)。具体而言，微机40从端子T4向开关SW发送成为L电平的PWM信号，恒流驱动电路60使与开关SW的第2输入端子的接地电平对应的0A的驱动电流Idrv(脉冲电流)流过发光元件5。与发光元件5处于熄灭期间时同样，比较器CMP不对流过0A的驱动电流Idrv时即PWM信号为L电平时的降压电压Vdrop和微机40从端子T2输出的规定值DAC(b)进行比较。即，在PWM信号为L电平时，如图3所示，成为降压电压Vdrop大于规定值DAC(b)的情况，但是，与PWM信号为H电平时的降压电压Vdrop为作为规定值的DAC(b)以下的情况同样，比较器CMP使判定结果即从触发电路41的输出端子Q输出的Q值依然维持0。
以上的步骤ST4和步骤ST5的处理是图3所示的驱动电流(脉冲电流)的1个脉冲期间的微机40控制的比较器CMP的处理。根据该处理的结果，微机40进行以下说明的可变电压电源30的控制。
微机40判定是否是FF的输出Q＝‘1’(步骤ST6)。具体而言，微机40判定被输入到输入端子Q的从触发电路41的输出端子Q输出的Q值是‘1’还是‘0’。
微机40在ST6的判定结果为‘1’的情况下(步骤ST6-是)，提高DAC(c)值，降低驱动电压(步骤ST7)。具体而言，微机40判断为电源电压VDD过高，提高从端子T3输出的电压DAC(c)，对可变电压电源30进行控制，降低驱动发光元件5的电压即驱动电压(电源电压VDD)。
另一方面，微机40在ST6的判定结果为‘0’的情况下(步骤ST7-否)，降低DAC(c)值，提高驱动电压(步骤ST8)。具体而言，微机40判断为电源电压VDD过低，降低从端子T3输出的电压DAC(c)，对可变电压电源30进行控制，提高驱动发光元件5的电压即驱动电压(电源电压VDD)。
即，微机40进行如下控制：在使发光元件5点亮的期间，根据恒流驱动电路60的输入端子的电压(降压电压Vdrop)对可变电压电源30施加的电压进行控制，使电源电压VDD接近电源电压VDD(M)。
接着，微机40判定是否存在发光指示(步骤ST9)。具体而言，微机40判定摄像电路7输出的摄像同步信号是否为H电平、摄像电路7是否输出了发光指示。
然后，微机40在判定为摄像电路7输出了发光指示(发光元件5点亮)的情况下(步骤ST9-是)，返回步骤ST3，进行步骤ST3～ST9的处理。即，通过多次进行图3所示的驱动电流(脉冲电流)的1个脉冲期间的微机40控制的比较器CMP的处理，即通过经过数个脉冲，能够将使发光元件5点亮的期间的电源电压VDD收敛于适当的电源电压VDD(M)。
另一方面，微机40在判定为摄像电路7未输出发光指示(发光元件5熄灭)的情况下(步骤ST9-否)，不变更DAC(c)值(步骤ST10)。具体而言，微机40判定为摄像同步信号为L电平、摄像电路7未输出发光指示(发光元件5熄灭)，不变更从端子T3输出的电压DAC(c)。然后，微机40在再次转移到点亮期间的情况下，能够通过未被变更的电压DAC(c)对可变电压电源30进行控制，将上次的点亮期间最后的适当电压、即收敛于适当的电源电压VDD(M)的电源电压VDD施加给发光元件5，再次开始发光元件5的发光。
<第2实施方式>
接着，参照附图对本发明的第2实施方式进行说明。图5是示出本发明的第2实施方式的摄像装置的结构例的框图。另外，在图5中，对与图1所示的结构相同或对应的结构标注相同数字的标号并适当省略说明。
图5所示的摄像装置100a构成为包含摄像电路7、检波电路8、可变电压电源30、发光元件5、恒流驱动电路60和微机40a(控制电路)。
检波电路8计算摄像电路7拍摄的图像(摄像数据)的明亮度并进行评价，向微机40a指示负责照明的发光元件5的驱动电流Idrv的值的增减。这里，检波电路8在评价(判断)为摄像电路7拍摄的图像较暗时，检波电路8提高微机40a从端子T1输出的驱动电流指示值DAC(a)，以进一步增加发光元件5的照明光。
在本实施方式中，将该微机40a提高的驱动电流指示值DAC(a)称为驱动电流指示值DAC’(a)。
在发光元件5的熄灭期间中，在驱动电流指示值DAC’(a)提高的情况下，在下次的发光元件5的点亮期间中，在仍然保持与上次的点亮时相同的电源电压(对应于第1实施方式中的电源电压VDD(M))的情况下，恒流驱动电路60的降压电压Vdrop不足，无法在发光元件5中流过充分的驱动电流Idrv。因此，微机40a对可变电压电源30进行控制，使可变电压电源30施加给发光元件5的电源电压VDD(M)上升一定值。或者，上升到可变电压电源30的输出上限电压。在本实施方式中，将该上升的电源电压VDD(M)称为电源电压VDD’(M)。
即，微机40a在发光元件5的熄灭期间中，在提高到驱动电流指示值DAC’(a)时，提高恒流驱动电路60的降压电压Vdrop。在本实施方式中，将该恒流驱动电路60提高的降压电压Vdrop称为降压电压Vdrop’。
此外，根据该恒流驱动电路60的降压电压Vdrop’，在下次的发光元件5的点亮期间中，流过发光元件5的电流从Idrv适当值增加，成为Idrv’适当值。
进而，微机40a必须根据降压电压Vdrop’提高从端子T2输出的规定值DAC(b)。在本实施方式中，将该微机40a提高的规定值DAC(b)称为规定值DAC’(b)。
由此，本实施方式中的摄像装置100a成为如下的摄像装置：还具有检波电路8，该检波电路8计算由摄像电路7进行摄像而得到的摄像图像的明亮度，微机40a根据由摄像电路7进行摄像而得到的摄像图像的由检波电路8计算出的明亮度，决定是否使流过发光元件5的电流增加，在决定为增加的情况下，在使发光元件5熄灭的期间，对可变电压电源30施加的电压进行控制，施加比发光元件5的顺从电压大的电压(电源电压VDD’(M))。
接着，参照利用流程图表示的图6对微机40a内的处理进行说明。图6是用于说明图4所示的控制电路的处理的流程图。
另外，发光元件5的第1次的点亮时间的微机40a的处理(步骤ST1～ST9-是)是与图4所示的微机40的处理相同的处理，因此省略说明。
微机40a在判定为摄像电路7未输出发光指示(发光元件5熄灭)的情况下(步骤ST9-否)，判定驱动电流指示值是否增加(步骤ST11)。
具体而言，微机40a判定从端子T1输出的DAC(a)增加还是DAC(a)未增加(DAC(a)没有变化或DAC(a)减少)。
微机40a在DAC(a)未增加的情况下(步骤ST11-否)，不变更DAC(c)值(步骤ST11-否)。
具体而言，微机40判定为摄像同步信号为L电平、摄像电路7未输出发光指示(发光元件5熄灭)，不变更从端子T3输出的电压DAC(c)。然后，微机40在再次转移到点亮期间的情况下，能够通过未被变更的电压DAC(c)对可变电压电源30进行控制，将上次的点亮期间最后的适当电压、即收敛于适当的电源电压VDD(M)的电源电压VDD施加给发光元件5，再次开始发光元件5的发光(步骤ST1)。
另一方面，微机40a在DAC(a)增加的情况下(步骤ST11-是)，降低DAC(c)值，提高驱动电压(步骤ST12)。
具体而言，微机40判定为摄像同步信号为L电平、摄像电路7未输出发光指示(发光元件5熄灭)，使从端子T3输出的电压DAC(c)提高到电压DAC’(c)。然后，微机40在再次转移到点亮期间的情况下，能够通过被提高的电压DAC’(c)对可变电压电源30进行控制，将下次的点亮期间的适当电压、即适当的电源电压VDD’(M)施加给发光元件5，再次开始发光元件5的发光(步骤ST1)。
下面，对将电源电压VDD’(M)施加给发光元件5的处置(从步骤ST12转移到ST1后的处置)进行说明。
微机40进行发光指示等待(步骤ST1)。具体而言，微机40在摄像电路7输出的摄像同步信号为H电平时，判定为摄像电路7输出了发光指示。由此，发光元件5转移到点亮期间。
微机40将驱动电流指示值设定为DAC’(a)(步骤ST2)。具体而言，微机40对端子T1设定电压值DAC’(a)。这里，电压值DAC’(a)是在PWM信号为ON(H电平)时使恒流驱动电路60的驱动电流(脉冲电流)成为Idrv’适当值的电压值。
微机40使CLR成为‘1’，使FF的Q成为‘0’(步骤ST3)。具体而言，微机40使输出端子CLR从‘0’成为‘1’，使触发电路41(FF)的输入端子CLR从‘0’成为‘1’，使触发电路41的输出端子Q成为‘0’。
微机40等待PWM ON(步骤ST4)。具体而言，微机40从端子T4向开关SW发送成为H电平的PWM信号，恒流驱动电路60使与对端子T1设定的电压值DAC’(a)对应的驱动电流Idrv(脉冲电流)的Idrv’最佳值流过发光元件5。比较器CMP对流过驱动电流Idrv的Idrv’最佳值时即PWM信号为H电平时的降压电压Vdrop’和微机40从端子T2输出的规定值DAC’(b)进行比较，在降压电压Vdrop’大于规定值DAC’(b)的情况下，使判定结果即从触发电路41的输出端子Q输出的Q值从0变化成1。
另一方面，比较器CMP在降压电压Vdrop’为作为规定值的DAC’(b)以下的情况下，使判定结果即从触发电路41的输出端子Q输出的Q值依然维持0。
接着，微机40等待PWM OFF(步骤ST5)。具体而言，微机40从端子T4向开关SW发送成为L电平的PWM信号，恒流驱动电路60使与开关SW的第2输入端子的接地电平对应的0A的驱动电流Idrv(脉冲电流)流过发光元件5。与发光元件5处于熄灭期间时同样，比较器CMP不对流过0A的驱动电流Idrv时即PWM信号为L电平时的降压电压Vdrop’和微机40从端子T2输出的规定值DAC’(b)进行比较。即，在PWM信号为L电平时，成为降压电压Vdrop’大于规定值DAC’(b)的情况，但是，与PWM信号为H电平时的降压电压Vdrop’为作为规定值的DAC’(b)以下的情况同样，比较器CMP使判定结果即从触发电路41的输出端子Q输出的Q值依然维持0。
以上的步骤ST4和步骤ST5的处理是驱动电流(脉冲电流)的1个脉冲期间的微机40控制的比较器CMP的处理。根据该处理的结果，微机40进行以下说明的可变电压电源30的控制。
微机40判定是否是FF的输出Q＝‘1’(步骤ST6)。具体而言，微机40判定被输入到输入端子Q的从触发电路41的输出端子Q输出的Q值是‘1’还是‘0’。
微机40在ST6的判定结果为‘1’的情况下(步骤ST6-是)，提高DAC’(c)值，降低驱动电压(步骤ST7)。具体而言，微机40判断为电源电压VDD过高，提高从端子T3输出的电压DAC’(c)，对可变电压电源30进行控制，降低驱动发光元件5的电压即驱动电压(电源电压VDD)。
另一方面，微机40在ST6的判定结果为‘0’的情况下(步骤ST7-否)，降低DAC’(c)值，提高驱动电压(步骤ST8)。具体而言，微机40判断为电源电压VDD过低，降低从端子T3输出的电压DAC’(c)，对可变电压电源30进行控制，提高驱动发光元件5的电压即驱动电压(电源电压VDD)。
即，微机40进行如下控制：在使发光元件5点亮的期间，根据恒流驱动电路60的输入端子的电压(降压电压Vdrop’)对可变电压电源30施加的电压进行控制，使电源电压VDD接近电源电压VDD’(M)。
接着，微机40判定是否存在发光指示(步骤ST9)。具体而言，微机40判定摄像电路7输出的摄像同步信号是否为H电平、摄像电路7是否输出了发光指示。
然后，微机40在判定为摄像电路7输出了发光指示(发光元件5点亮)的情况下(步骤ST9-是)，返回步骤ST3，进行步骤ST3～ST9的处理。即，通过多次进行驱动电流(脉冲电流)的1个脉冲期间的微机40控制的比较器CMP的处理，即通过经过数个脉冲，能够将使发光元件5点亮的期间的电源电压VDD收敛于适当的电源电压VDD’(M)。
另一方面，微机40在判定为摄像电路7未输出发光指示(发光元件5熄灭)的情况下(步骤ST9-否)，判定驱动电流指示值是否增加(步骤ST11)。
具体而言，微机40a判定从端子T1输出的DAC’(a)增加还是DAC’(a)未增加(DAC’(a)没有变化或DAC’(a)减少)。
微机40a在DAC’(a)未增加的情况下(步骤ST11-否)，不变更DAC’(c)值(步骤ST11-否)。
具体而言，微机40判定为摄像同步信号为L电平、摄像电路7未输出发光指示(发光元件5熄灭)，不变更从端子T3输出的电压DAC’(c)。然后，微机40在再次转移到点亮期间的情况下，能够通过未被变更的电压DAC’(c)对可变电压电源30进行控制，将上次的点亮期间最后的适当电压、即收敛于适当的电源电压VDD’(M)的电源电压VDD施加给发光元件5，再次开始发光元件5的发光(步骤ST1)。
另一方面，微机40a在DAC’(a)增加的情况下(步骤ST11-是)，降低DAC’(c)值，提高驱动电压(步骤ST12)。
具体而言，微机40判定为摄像同步信号为L电平、摄像电路7未输出发光指示(发光元件5熄灭)，使从端子T3输出的电压DAC’(c)提高到电压DAC”(c)。然后，微机40在再次转移到点亮期间的情况下，能够通过被提高的电压DAC”(c)对可变电压电源30进行控制，将下次的点亮期间的适当电压、即适当的电源电压VDD”(M)施加给发光元件5，再次开始发光元件5的发光(步骤ST1)。
<第2实施方式的变形例>
接着，对本发明的第2实施方式的变形例进行说明。
在第2实施方式的变形例中，图5所示的摄像装置100a构成为还包含存储器(图5中未图示)。
存储器存储表示检波电路8计算出的明亮度与可变电压电源30施加的电压值(VDD(M))的关系的第1信息。
此外，微机40a(控制电路)根据明亮度和第1信息确定可变电压电源30施加的电压，在使发光元件5熄灭的期间，对可变电压电源30施加的电压进行控制，施加所确定的电压。
这里，第1信息例如是通过如下方式得到的实绩数据：在摄像装置100a中，过去，微机40a根据与明亮度对应的数据(提供给恒流驱动电路60的DAC(a)、提供给比较器CMP的DAC(b)和提供给可变电压电源30的DAC(c))对可变电压电源30进行控制，可变电压电源30对发光元件5施加电源电压VDD(M)使其发光。
由此，在本变形例的摄像装置100a中，与第2实施方式的摄像装置100a相比，微机40a能够高精度地增大施加给发光元件5的电源电压VDD(M)。
以上说明了本发明的优选实施方式，但是，本发明不限于这些实施方式及其变形例。能够在不脱离本发明主旨的范围内进行结构的附加、省略、置换和其他变更。此外，本发明不由所述说明进行限定，仅由添加的权利要求书进行限定。
产业上的可利用性
根据上述各方式的摄像装置，在反复点亮期间、熄灭期间的半导体发光元件的驱动电路中，能够进行控制以使得在点亮期间中尽可能降低驱动电源电压，使驱动电路的电力损失最小，并且，在经过熄灭期间而再次开始点亮时，确保必要的驱动电源电压，抑制光量不足。
标号说明
5 发光元件
7 摄像电路
8 检波电路
30 可变电压电源
40、40a 微机
41 触发电路
60 恒流驱动电路
100、100a 摄像装置
CMP 比较器
SW 开关

Claims (4)

1.一种摄像装置，其中，
所述摄像装置具有摄像电路、可变电压电源、发光元件、恒流驱动电路和控制电路，
所述可变电压电源的输出端子与所述发光元件的输入端子连接，
所述发光元件的输出端子与所述恒流驱动电路的输入端子连接，
所述控制电路对流入所述恒流驱动电路的电流进行控制，在所述摄像电路进行摄像的期间使所述发光元件点亮，在所述摄像电路不进行摄像的期间使所述发光元件熄灭，
所述控制电路在使所述发光元件点亮的期间，根据所述恒流驱动电路的输入端子的电压对由所述可变电压电源施加的电压进行控制，
所述控制电路在使所述发光元件熄灭的期间，对所述可变电压电源进行控制，使该可变电压电源施加所述发光元件的顺从电压以上的电压。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述摄像装置还具有检波电路，所述检波电路计算所述摄像电路进行摄像而得到的摄像图像的明亮度，
所述控制电路根据所述检波电路计算出的明亮度，决定是否使流过所述发光元件的电流增加，
所述控制电路在决定增加的情况下，在使所述发光元件熄灭的期间，对由所述可变电压电源施加的电压进行控制，使该可变电压电源施加比所述发光元件的顺从电压大的电压。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，
所述摄像装置还具有存储器，
所述存储器存储有第1信息，该第1信息表示所述检波电路计算出的明亮度与由所述可变电压电源施加的电压值的关系，
所述控制电路根据所述明亮度和所述第1信息，确定由所述可变电压电源施加的电压，
所述控制电路在使所述发光元件熄灭的期间，对由所述可变电压电源施加的电压进行控制，使该可变电压电源施加所确定的所述电压。
4.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
在所述恒流驱动电路的输入端子与比较器的输入端子之间具有将所述比较器的输入端子的电压限幅在规定的电压的电压限幅电路，所述比较器在所述控制电路根据所述恒流驱动电路的输入端子的电压对由所述可变电压电源施加的电压进行控制时被使用。
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