JP2005346027A - カメラフラッシュ用ｌｅｄ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 デジタルカメラまたは携帯電話などの小型カメラに使用されるフラッシュ用ＬＥＤを二種のモードで制御することにより消費電力を減少させられるカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置を提供する。
【解決手段】 ＬＥＤ１１と、ＬＥＤ１１に対してＬＥＤ１１の定格電流以下の電流を持続的に供給する低電流連続制御部１３と、ＬＥＤ１１に対してＬＥＤ１１の定格電流より高い電流を所定時間に亘って供給する高電流パルス制御部１４、１５と、ＬＥＤ１１を制御するために低電流連続制御部１３と高電流パルス制御部１４、１５とのうちの一方を選択するモード選択部１６とを備えたカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置を提供する。本発明によると、不要な電流の消耗を防止でき、ＬＥＤ１１の信頼性劣化を防止でき、より明るい画質の映像を得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明はカメラなどに使用される撮像用フラッシュ制御装置に関し、より詳しくは、デジタルカメラまたは携帯電話などの小型カメラに使用されるフラッシュ用ＬＥＤを、二種のモードで制御することにより消費電力を減少させることのできる、カメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置に関するものである。

近来、デジタルカメラの大衆化と共に、携帯電話を始め各種移動通信端末機に小型デジタルカメラを内蔵して、販売が行われている。こうしたデジタルカメラ及び移動通信端末機用カメラなどには、夜間撮像の際、必要な光量を提供するためのフラッシュが共に内蔵されている場合がある。

普通のカメラに使用されるフラッシュは、キセノン管を発光素子として使用したストロボが利用される。キセノン管は、予めメインコンデンサに充填しておいた電力が、トリガー信号に応答して供給されることにより発光する。一方、メインコンデンサの充填は、カメラの電源をオンさせた直後またはストロボを発光させた後に実施されるが、その充填に数秒間の待機時間が必要である。したがって、キセノン管を利用したストロボにおいては、上記待機時間に撮影できず、かつ上記メインコンデンサが大型なので、移動通信端末機のような小型機器に使用し難いとの欠点がある。

最近、このような欠点を有するキセノン管を代替する光源として、ＬＥＤが脚光を浴びてきている。上記ＬＥＤは、大型のメインコンデンサを必要としないので機器の小型化に適しており、待機時間が必要ないとの利点がある。

しかしながら、従来のカメラフラッシュ用ＬＥＤは、撮像に必要な光量を持続的に発光する方式で制御される。即ち、使用者が撮像のために構図を捉える間にも撮像に必要な光量を持続的に供給するのである。したがって、大変暗い環境において撮像するためには、撮像に必要な光量を確保するために上記ＬＥＤに高電流が持続的に供給される。このような制御方式は、撮像の瞬間に必要な光量をＬＥＤに供給し続けるので、電流の消費が増加することになり、必要な光量を確保するためにＬＥＤの定格電流より高い電流をＬＥＤに持続的に供給することになる場合がある。

こうした従来の制御方式は、不要な電流が消費される為、とりわけ移動通信端末機用カメラにおいてはバッテリーの使用可能時間を顕著に減少させ、さらに過度な電流がＬＥＤに持続的に供給される為、ＬＥＤの信頼性にも悪影響を与えるとの問題を抱えている。

本発明は上記問題点を解決するために案出されたものであって、低電流が持続的に供給されるモードと、高電流が一時的に供給されるモードとの二種の制御モードに区分して、カメラフラッシュ用ＬＥＤを制御することにより、電流の消費を減少させ、かつＬＥＤの信頼性を向上させられるカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置を提供することに目的がある。

前記技術的課題を解決するために、本発明は、ＬＥＤと、前記ＬＥＤに対して、前記ＬＥＤの定格電流以下の電流を持続的に供給する低電流連続制御部と、前記ＬＥＤに対して、前記ＬＥＤの定格電流より高い電流を所定時間に亘って供給する高電流パルス制御部と、前記ＬＥＤを制御するために、前記低電流連続制御部及び前記高電流パルス制御部のうちのいずれかを選択するモード選択部とを備えたカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置を提供する。

一方、本発明に係る一実施形態は、電源に一端が接続されたＬＥＤと、第１端子と第２端子とを有し、前記第１端子と第２端子とのうちの一方をグランドと接続するモード選択部と、前記第１端子と前記ＬＥＤの他端とに両端が電気的に接続される低電流連続制御部と、前記ＬＥＤの他端を所定時間に亘ってグランドと接続するスイッチング回路部と前記第２端子に一端が接続され前記所定時間を制御する信号を前記スイッチング回路部に提供するスイッチング回路制御部とを有する高電流パルス制御部とを備えたカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置を提供する。

前記高電流パルス制御部が提供する電流は、前記ＬＥＤの定格電流の４倍以下であることが好ましく、前記所定時間は、１０ｍｓ以下であることが好ましい。

前記実施形態において、前記低電流連続制御部は、当該低電流連続制御部の両端が前記第１端子と前記ＬＥＤの他端とに電気的に接続された抵抗器であることもできる。

さらに、前記スイッチング回路制御部は、一端が前記電源に電気的に接続され、他端が前記第２端子に電気的に接続された第１抵抗と、一端が前記電源に電気的に接続された第２抵抗と、前記第２抵抗の他端と前記第２端子とに両端が電気的に接続されたキャパシタとを備えたＲＣ充電回路であることができる。

また、前記スイッチング回路部は、前記電源にエミッタ端が接続され、前記第２抵抗の他端にベース端が接続されるＰＮＰトランジスタと、前記ＬＥＤの他端にコレクタ端が接続され、前記ＰＮＰトランジスタのコレクタ端にベース端が接続され、グランドにエミッタ端が接続されるＮＰＮトランジスタを備えることができる。

以上に説明したように、本発明によると、撮像の構図を捉える間にＬＥＤに低電流を供給して連続的に制御するモードと、撮像が行われる短い所定時間に亘ってＬＥＤに高電流を提供しパルス制御するモードとの両種のモードを用いることにより、不要な電力消耗を防止でき、ＬＥＤの信頼性を損傷させずに、且つ明るい画質の映像が得られる利点を奏する。

以下、添付の図に基づき本発明に係る一実施形態及び本発明に係る各実施例について、より詳しく説明する。

図１は、本発明に係る一実施形態である、カメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置の回路図である。なお、以降の説明において、「接続される」とは、「電気的に接続される」ことを含むものとする。図１に示すように、本発明に係る一実施形態であるカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置は、ＬＥＤ１１に対して、ＬＥＤ１１の定格電流以下の電流を持続的に供給する低電流連続制御部１３と、ＬＥＤ１１に対して、ＬＥＤ１１の定格電流より高い電流を所定時間に亘って供給する高電流パルス制御部１４、１５と、ＬＥＤ１１を制御するために低電流連続制御部１３と高電流パルス制御部１４、１５とのうちいずれか一方を選択するモード選択部１６とを備えて成る。

ＬＥＤ１１は、その一端が電源Ｖ⁺に接続され、他端は低電流連続制御部１３と高電流パルス制御部１５とに接続される。ＬＥＤ１１は、フラッシュの光源に使用されるものであって、一つの高輝度白色ＬＥＤを用いて構成されていてもよく、白色光を生成するため一つ以上のＬＥＤを用いて構成されていてもよい。ＬＥＤ１１と電源との間にはバイアス回路部１２が形成されていてもよく、バイアス回路部１２としては抵抗器Ｒ１を用いてもよい。

モード選択部１６は、第１端子Ａと第２端子Ｂとを有し、第１端子Ａと第２端子Ｂとのうち、一方をグランドに接続する。

低電流連続制御部１３の両端は、第１端子ＡとＬＥＤ１１の他端とに電気的に接続される。本実施形態による低電流連続制御部１３としては、第１端子ＡとＬＥＤ１１の他端とに電気的に接続された、抵抗器Ｒ２を用いてもよい。

高電流パルス制御部１４，１５は、ＬＥＤ１１の他端を所定時間に亘ってグランド（接地）と接続するスイッチング回路部１５と、第２端子Ｂに一端が接続され上記所定時間を制御する信号をスイッチング回路部１５に提供するスイッチング回路制御部１４とを有する。

本実施形態において、スイッチング回路制御部１４は、一端が電源Ｖ⁺に電気的に接続され他端が第２端子Ｂに電気的に接続された第１抵抗Ｒ３と、一端が電源Ｖ⁺に電気的に接続された第２抵抗Ｒ４と、第２抵抗Ｒ４の他端と第２端子Ｂとに両端が電気的に接続されたキャパシタＣ１とを備えたＲＣ充電回路を用いて構成されていてもよい。

また、スイッチング回路部１５は、電源Ｖ⁺にエミッタ端が接続され、第２抵抗Ｒ４の他端にベース端が接続されるＰＮＰトランジスタＴ１と、ＬＥＤ１１の他端にコレクタ端が接続され、ＰＮＰトランジスタＴ１のコレクタ端にベース端が接続され、グランドにエミッタ端が接続されるＮＰＮトランジスタＴ２とを用いて構成されていてもよい。

ここで、トランジスタＴ１のベース端と第２抵抗Ｒ４の他端とは、上述したように直接的に接続されるのみではなく、抵抗器Ｒ５を介して間接的に接続されてもよい。同様に、トランジスタＴ２のベース端とトランジスタＴ１のコレクタ端とは、上述したように直接的に接続されるのみではなく、抵抗器Ｒ６を介して間接的に接続されてもよい。

以上のように構成される本発明に係る一実施形態であるカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置の動作を図１及び図２に基づき説明すれば次のとおりである。図２は、本発明に係る一実施形態である、カメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置の動作のタイムチャートである。

本実施形態は二種のモードで制御する。暗い環境において被写体を撮像する際、持続的にＬＥＤを発光させ被写体を照明することにより撮像の構図を捉えることができる低電流連続制御モードと、上記低電流連続制御モードで構図を捉えてから上記ＬＥＤを短い所定時間に亘って大変明るい光を放出し被写体を撮像する高電流パルス制御モードとがある。言い換えると、本発明に係る一実施形態であるカメラフラッシュ用ＬＥＤは、撮像の構図を捉えるために低電流連続制御モードで持続的に被写体を照明してから、実際カメラによって映像が撮像される場合には高電流パルス制御モードで閃光を被写体に照射するよう制御される。

先ず、カメラの使用者がシャッターなどのスイッチを利用して低電流連続制御モードを選択すると、図１のモード選択部１６はグランドと第１端子Ａとを接続する。この場合、電源から供給される電流は、バイアス回路部１２の抵抗器Ｒ１を介してＬＥＤ１１に供給され、低電流連続制御部１３の抵抗器Ｒ２を介してグランドに流れ出す。こうした電流の流れを通してＬＥＤ１１には電流が供給され続け、供給される電流値は、低電流連続制御部１３である抵抗器Ｒ２の抵抗値を適宜に調整することにより、定められる。

この際、供給される電流は、ＬＥＤ１１の定格電流以下の値を有することが好ましい。例えば、ＬＥＤ１１制御の定格電流が１００ｍＡである場合、図２に示すように、低電流連続制御モードが開始されると(Ｃ地点)、高電流パルス制御モードが開始(Ｄ地点)する前まで持続的にＬＥＤに１００ｍＡを供給する。

次いで、カメラの使用者が低電流連続制御モードで撮像の構図を捉えた後、撮像のためにスイッチなどにより高電流パルス制御モードを選択すると、図１のモード選択部１６は第２端子Ｂとグランドとを接続する。第２端子Ｂがグランドに接続される瞬間、スイッチング回路制御部１４におけるＲＣ充電回路の抵抗器Ｒ３（第１抵抗Ｒ３）と、抵抗器Ｒ４（第２抵抗Ｒ４）と、キャパシタＣ１の時定数とに応じてキャパシタＣ１が充填され始める。キャパシタＣ１が充填され始める瞬間にはスイッチング回路部１５のＰＮＰトランジスタＴ１がオンされ、ＮＰＮトランジスタＴ２もオンされる。この場合、電源Ｖ⁺から供給される電流は、バイアス回路部１２の抵抗器Ｒ１のみを介してＬＥＤ１１に供給されグランドに流れ出す。

スイッチング回路制御部１４のＲＣ充電回路の抵抗器Ｒ３、Ｒ４、及び、キャパシタＣ１の時定数に応じてキャパシタＣ１の充填が完了すると、ＰＮＰトランジスタＴ１がオフされ、ＮＰＮトランジスタＴ２もオフされる。したがって、ＬＥＤ１１に供給される電流は遮断される。即ち、スイッチング回路制御部１４のＲＣ充電回路の抵抗器Ｒ３、Ｒ４及びキャパシタＣ１の時定数に応じてキャパシタＣ１の充填時間が決まるので、抵抗器Ｒ３、Ｒ４の抵抗値及びキャパシタＣ１の容量値を適切に調節し充填時間を調節すれば、ＬＥＤ１１に電流が供給される所定時間を調節することができるようになる。

この際、ＬＥＤ１１に供給される電流は、バイアス回路部１２の抵抗器Ｒ１の値により定められる。低電流連続制御モードでは電流が低電流連続制御部１３の抵抗器Ｒ２によっても減少されるが、高電流パルス制御モードでは電流がバイアス回路部１２の抵抗器Ｒ１以外の素子を介さないので、低電流連続制御より高い電流がＬＥＤ１１に供給される。

図２に示すように、低電流連続制御モードから高電流パルス制御モードに切替えると(Ｄ地点)、低電流連続制御モードより高い電流を所定時間に亘ってＬＥＤに提供するようになる。ＬＥＤの信頼性を低下させないために、ＬＥＤに供給される電流はＬＥＤ制御定格電流の最大４倍であることが好ましく、電流が供給される所定時間は１０ｍｓｅｃ以下であることが好ましい。

以上に説明したように、本発明に係るカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置によると、撮像の構図を捉える間にＬＥＤに低電流を供給して連続的に制御し、撮像が行われる短い所定時間に亘ってＬＥＤに高電流を提供してパルス制御する二種のモードを使用することにより、撮像の構図を捉える間に撮像に必要な高輝度の光を提供する必要が無くなり、電力の浪費を防止できＬＥＤの信頼性を損傷させることがない。とりわけ、一時的にＬＥＤに高電流を提供することにより、より多くの光量を確保し、一層明るい画質の映像を得ることができる。

図３及び図４は実際デジタルカメラ及び携帯電話用カメラに本発明が適用された各実施例を示す。

図３は、本発明に係る実施例１である、デジタルカメラの構成を示すブロック図である。図３によると、本発明に係るカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置は、ＭＰＵ(Micro Processing Unit)４３とＬＥＤ制御部４４とに、本発明に係る構成要素が分かれて適用される。ＭＰＵ４３には本発明に係るモード選択部が含まれ、ＬＥＤ制御部には本発明に係る低電流連続制御部及び高電流パルス制御部が含まれることができる。

本発明が適用されたデジタルカメラの動作を説明すれば次のとおりである。

先ず、使用者が、照明の暗い状態において被写体を撮像するために、低電流連続制御モードを選択する。使用者の選択は、カメラのシャッター４２を介して行われることができ、シャッター４２は、一般に使用される２種モードで動作するシャッター、即ち半押し及び全押し二種の動作を行うシャッターを使用でき、シャッター半押し状態であるＳＷ１は低電流連続制御モードを選択し、シャッター全押し状態であるＳＷ２は高電流パルス制御モードを選択するよう設定することができる。使用者がシャッター４２を半押し状態ＳＷ２で作動させると、ＭＰＵ４３においては、メモリ４７に予め貯蔵された低電流連続制御モードでの電流値を読み出し、ＬＥＤ制御部４４に伝達する。ＬＥＤ制御部４４は、ＭＰＵ４３から伝達された低電流連続制御モードに該当する電流を、ＬＥＤ４１に供給する。これと同時に、レンズ４６を通して入力される光量がレンズ制御駆動部４５から読み出され、この値がＭＰＵ４３に伝達される。ＭＰＵ４３は伝達される光量に該当する絞り開放時間をメモリ４７から読み出す。

次に、使用者が撮像しようとする映像の構図を捉えた後、撮像のためにシャッター４２を全押し状態ＳＷ２で作動させると、ＭＰＵ４３は、絞り開放時間をレンズ制御駆動部４５に伝達してレンズ４６の絞りを駆動し、所望の映像を撮像する。上記絞り開放時間に同期されてＬＥＤ４１が動作するよう、ＬＥＤ制御部４４に上記絞り開放時間及びメモリ４７に貯蔵された高電流パルス制御モードでのＬＥＤ供給電流値を伝達すると、ＬＥＤ制御部４４においてはＭＰＵ４３から伝達された絞り開放時間に亘り、高電流パルス制御モードでのＬＥＤ供給電流値を用いて、電流をＬＥＤ４１に供給する。これにより、ＬＥＤ４１は、映像が撮像される所定時間に亘って発光させることができる。

図４は本発明に係る実施例２である、携帯電話の構成を説明するブロック図である。図４によると、本発明に係るカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置は、カメラ用ＤＳＰ(Digital Signal Processor)５４とＬＥＤ制御部５５とに本発明に係る構成要素が分かれて適用される。図５に示す携帯電話のブロック図と図４とを比較すると、携帯電話にはカメラを制御するためのカメラ用プロセッサ（ＤＳＰ）５４が追加されている。携帯電話のメインプロセッサ（ＭＰＵ）５３は、カメラ制御の外にも通話及び文字伝送などの機能を果たさなければならないので、一般にカメラ用プロセッサ（ＤＳＰ）５４を追加して使用する。メインプロセッサ（ＭＰＵ）５３は、シャッター入力(携帯電話においてはキーパッド入力になることもある)をカメラ用ＤＳＰ５４に伝達する役目だけ果たす。

図４に示す携帯電話カメラにおいて、ＬＥＤ５１の発光に関する動作は、先に説明した図３におけるＭＰＵ４３の動作をカメラ用ＤＳＰ５４が行うことに違いがあるだけで、動作の流れは図４に基づき説明したデジタルカメラのＬＥＤ４１の発光に関する動作と同一なので、省略する。

以上に説明したように、本発明に係るカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置によると、撮像の構図を捉える間にＬＥＤに低電流を供給して連続的に制御するモード、撮像が行われる短い所定時間に亘ってＬＥＤに高電流を提供してパルス制御するモードの両種のモードを用いることにより、撮像の構図を捉える間に撮像に必要な高輝度の光を提供する必要が無いので、電力の浪費を防止でき、ＬＥＤの信頼性を損傷させることがない。

本発明に係る一実施形態である、カメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置の回路図である。 本発明に係る一実施形態である、カメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置の動作のタイムチャートである。 本発明に係る実施例１である、デジタルカメラの構成を示すブロック図である。 本発明に係る実施例２である、携帯電話の構成を説明するブロック図である。

符号の説明

１１，４１，５１ ＬＥＤ
１２ バイアス回路部
１３ 低電流連続制御部
１４ スイッチング回路制御部
１４，１５ 高電流パルス制御部
１５ スイッチング回路部
１６ モード選択部
４２，５２ シャッター
４３，５３ ＭＰＵ
４４，５５ ＬＥＤ制御部
４５，５６ レンズ制御駆動部
４６，５７ レンズ
４７，５８ メモリ
５４ カメラ用ＤＳＰ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６ 抵抗器
Ｒ３ 第１抵抗
Ｒ４ 第２抵抗
Ａ 第１端子
Ｂ 第２端子
Ｃ１ キャパシタ
Ｔ１ ＰＮＰトランジスタ
Ｔ２ ＮＰＮトランジスタ

Claims (7)

1. ＬＥＤと、
   前記ＬＥＤに対して、前記ＬＥＤの定格電流以下の電流を持続的に供給する低電流連続制御部と、
   前記ＬＥＤに対して、前記ＬＥＤの定格電流より高い電流を所定時間に亘って供給する高電流パルス制御部と、
   前記ＬＥＤを制御するために、前記低電流連続制御部及び前記高電流パルス制御部のうちの一方を選択するモード選択部と、
   を備えたカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置。
2. 電源に一端が接続されたＬＥＤと、
   第１端子と第２端子とを有し、前記第１端子と前記第２端子とのうちの一方をグランドと接続するモード選択部と、
   前記第１端子と前記ＬＥＤの他端とに対して両端が電気的に接続される低電流連続制御部と、
   前記ＬＥＤの他端を所定時間に亘ってグランドと接続するスイッチング回路部と、前記第２端子に一端が接続され、前記所定時間を制御する信号を前記スイッチング回路部に提供するスイッチング回路制御部とを有する高電流パルス制御部と、
   を備えたカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置。
3. 前記高電流パルス制御部が供給する電流は、前記ＬＥＤの定格電流の４倍以下であること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載のカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置。
4. 前記所定時間は、１０ｍｓ以下であること、
   を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置。
5. 前記低電流連続制御部は、当該低電流連続制御部の両端が前記第１端子と前記ＬＥＤの他端とに電気的に接続された抵抗器であること、
   を特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置。
6. 前記スイッチング回路制御部は、
   一端が前記電源に電気的に接続され、他端が前記第２端子に電気的に接続された第１抵抗と、
   一端が前記電源に電気的に接続された第２抵抗と、前記第２抵抗の他端と前記第２端子とに両端が電気的に接続されたキャパシタと
   を備えたＲＣ充電回路であること、
   を特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載のカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置。
7. 前記スイッチング回路部は、
   前記電源にエミッタ端が接続され、前記第２抵抗の他端にベース端が接続されるＰＮＰトランジスタと、
   前記ＬＥＤの他端にコレクタ端が接続され、前記ＰＮＰトランジスタのコレクタ端にベース端が接続され、グランドにエミッタ端が接続されるＮＰＮトランジスタと、
   を備えたことを特徴とする請求項６に記載のカメラフラッシュ用ＬＥＤ制御装置。

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