JP2007108545A - Light emitting element driving apparatus and portable device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばカメラ機能による撮影時にフラッシュとして機能するLEDを駆動する発光素子駆動装置及びこれを備えた携帯電話機などの携帯機器に関する。 The present invention relates to a light-emitting element driving device that drives an LED that functions as a flash when photographing with a camera function, for example, and a portable device such as a mobile phone including the light-emitting element driving device.
近年、携帯電話機などの携帯機器においてデジタルカメラ機能を備えるものが多く提供されており、撮影時に発光してフラッシュとして機能する光源を有するものがある。このような携帯電話機などでは、電源として充電可能なリチウムイオン二次電池(以下、Liイオン二次電池と称する)が用いられており、光源として白色LED(Light Emitting Diode:発光素子)などが主に用いられている。ここで、電源として用いられるLiイオン二次電池は、通常、携帯電話機に内蔵されて携帯電話機のシステム全体を制御する制御回路を駆動させるために用いられている。 In recent years, many mobile devices such as mobile phones have a digital camera function, and some have a light source that emits light during shooting and functions as a flash. In such mobile phones, rechargeable lithium ion secondary batteries (hereinafter referred to as Li ion secondary batteries) are used as a power source, and white LEDs (Light Emitting Diodes) are mainly used as light sources. It is used for. Here, a Li-ion secondary battery used as a power source is usually used to drive a control circuit that is built in a mobile phone and controls the entire system of the mobile phone.
そして、Liイオン二次電池は、光源として使用されるLEDを撮影時にフラッシュとして十分な光量で発光させるため、撮影時に大きな電力を割り当てる必要がある。
そこで、LEDに対してLEDの定格以上の電流を供給して光量を増大させることで必要とするLEDの数を低減し、消費電力を抑える装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
In view of this, a device has been proposed that reduces the number of LEDs required by supplying a current exceeding the LED rating to the LEDs to increase the amount of light, thereby reducing power consumption (see, for example, Patent Document 1). .
しかしながら、上記従来の携帯機器におけるLEDフラッシュ技術には、以下の課題が残されている。すなわち、上記従来では、電源として用いられているLiイオン二次電池が内部抵抗を有しているので、放出する電流が大きくなるにしたがって電源電圧が低下する。そのため、フラッシュ時に光源であるLEDを大電流で駆動した際、電圧低下によって携帯機器のシステムの駆動を維持できなくなってシャットダウンが発生する可能性がある。携帯電話機などに使用されているLiイオン二次電池では、最大でも電流値が1A程度であり、電圧低下を低減するには大容量の電池が必要とされるが、そのために電池体積を大きくしなければならず、大型化してしまう問題があった。また、上記特許文献1では、電池から充電したコンデンサによりLEDを直接発光させているが、LEDには駆動電圧に対して輝度特性にばらつきがあるため、コンデンサにより直接電圧が印加された場合に、LED毎の輝度にばらつきが生じてしまう不都合があった。 However, the following problems remain in the LED flash technology in the conventional portable device. That is, in the above-mentioned conventional, since the Li ion secondary battery used as a power supply has an internal resistance, the power supply voltage decreases as the current to be released increases. For this reason, when the LED, which is the light source, is driven with a large current at the time of flashing, there is a possibility that the system drive of the portable device cannot be maintained due to a voltage drop and a shutdown occurs. Li-ion secondary batteries used in mobile phones and the like have a maximum current value of about 1 A, and a large-capacity battery is required to reduce the voltage drop. For this reason, the battery volume is increased. There was a problem that the size would increase. Further, in Patent Document 1, the LED directly emits light with a capacitor charged from a battery. However, since the luminance characteristics of the LED vary with respect to the driving voltage, when a voltage is directly applied by the capacitor, There was a disadvantage that the brightness of each LED varied.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、LEDの発光時に電源電圧が低下した状態でもシステムの駆動を維持すると共に安定した輝度を得ることができる発光素子駆動装置及び携帯機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a light-emitting element driving device and a portable device capable of maintaining system driving and obtaining stable luminance even when the power supply voltage is reduced during LED emission. The purpose is to do.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の発光素子駆動装置は、携帯機器に搭載される発光素子の駆動装置であって、前記発光素子と該発光素子を定電流駆動する駆動部とを有する光源部と、前記携帯機器のシステム全体を制御する制御部と、前記光源部及び前記制御部に電力を供給可能な電池電源と、前記電池電源によって充電され前記光源部に電力を供給する蓄電素子と、を備えていることを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the light emitting element driving device of the present invention is a light emitting element driving device mounted on a portable device, and includes a light source unit including the light emitting element and a driving unit that drives the light emitting element at a constant current, and the portable device. A control unit that controls the entire system, a battery power source that can supply power to the light source unit and the control unit, and a storage element that is charged by the battery power source and supplies power to the light source unit. It is characterized by.
この発光素子駆動装置では、光源部の発光の際、電池電源の代わりに蓄電素子が駆動部に電力を供給して発光素子を定電流で発光させるので、電池電源の電源電圧が発光時に低下してシステムのシャットダウンを発生させることがないと共に、発光素子の輝度特性にばらつきがあっても定電流駆動によって均一で安定した輝度を得ることができる。また、発光素子に大電流を流すことが可能になるので、より明るい輝度を得ることができる。 In this light emitting element driving apparatus, when the light source unit emits light, the power storage element supplies power to the driving unit instead of the battery power source to cause the light emitting element to emit light at a constant current. Thus, the system is not shut down, and uniform and stable luminance can be obtained by constant current driving even if the luminance characteristics of the light emitting elements vary. In addition, since a large current can flow through the light emitting element, brighter luminance can be obtained.
また、本発明の発光素子駆動装置は、前記蓄電素子が、電気二重層コンデンサであることが好ましい。すなわち、この発光素子駆動装置では、急速充放電が可能であると共に充放電耐用回数が多く、かつ小型で電圧が高い電気二重層コンデンサを用いることで、携帯機器全体の小型化に寄与すると共に、長期の繰り返し使用においても発光素子の発光時に安定してシステムの駆動を行うことができる。 In the light emitting element driving device of the present invention, it is preferable that the power storage element is an electric double layer capacitor. That is, in this light-emitting element driving device, it is possible to rapidly charge and discharge and has a large number of times of charge and discharge, and contributes to the miniaturization of the entire portable device by using a small and high voltage electric double layer capacitor, Even in long-term repeated use, the system can be driven stably when the light emitting element emits light.
本発明の発光素子駆動装置は、発光素子が搭載された携帯機器であって、上記本発明の発光素子駆動装置を備えていることを特徴とする。
この携帯機器では、上記本発明の発光素子駆動装置を備えているので、発光素子に大電流を供給して発光させる場合でも、携帯機器のシステム全体を安定して駆動することができる。
A light-emitting element driving device of the present invention is a portable device on which a light-emitting element is mounted, and includes the light-emitting element driving device of the present invention.
Since the portable device includes the light emitting element driving device of the present invention, the entire system of the portable device can be stably driven even when a large current is supplied to the light emitting element to emit light.
また、本発明の携帯機器は、カメラ機構を有し、前記発光素子駆動装置が、前記カメラ機構による撮影時に前記発光素子をフラッシュとして発光させることを特徴とする。すなわち、この携帯機器では、LEDフラッシュとして発光素子を搭載しており、上記本発明の発光素子駆動装置で、フラッシュ時に蓄電素子で光源部に電力を供給することで、システム全体のシャットダウンを防ぎ、安定してカメラ機能を維持させることができると共に、フレーム間で均一で安定したフラッシュ光量を得ることができる。 In addition, the portable device of the present invention has a camera mechanism, and the light emitting element driving device causes the light emitting element to emit light as a flash during photographing by the camera mechanism. That is, in this portable device, a light emitting element is mounted as an LED flash, and in the light emitting element driving device of the present invention, power is supplied to the light source unit by the power storage element at the time of flashing, thereby preventing the entire system from being shut down. The camera function can be stably maintained, and a uniform and stable flash light amount can be obtained between frames.
また、本発明の携帯機器は、前記カメラ機構が、CMOSイメージセンサを備えていることを特徴とする。すなわち、CMOSイメージセンサを用いたカメラ機構では、シャッター機能がない場合に画像取り込み時に2フレーム以上必要となり、フレーム間で均等な明るさが必要になるが、本発明の携帯機器では、定電流駆動されたLEDのフラッシュによって、CMOSイメージセンサでも均等な明るさ(フラッシュ光量)を得ることができ、良好な撮影が可能となる。 The portable device of the present invention is characterized in that the camera mechanism includes a CMOS image sensor. That is, in the camera mechanism using the CMOS image sensor, when there is no shutter function, two or more frames are required at the time of capturing an image, and uniform brightness is required between the frames. Even with a CMOS image sensor, even brightness (flash light amount) can be obtained by the LED flash thus made, and good photographing can be performed.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る発光素子駆動装置及び携帯機器によれば、蓄電素子により駆動部に電力を供給して発光素子を定電流で発光させるので、発光のために大電流を消費してもシステムの駆動を維持することができ、シャットダウンを発生させずに十分な光量の発光を行うことができる。したがって、LEDフラッシュのような大光量を必要とする場合でも、発光時におけるシステムへの影響を解消できると共に、均一で安定した大光量のフラッシュを得ることができる。
The present invention has the following effects.
That is, according to the light emitting element driving device and the portable device according to the present invention, the power is supplied to the driving unit by the power storage element to cause the light emitting element to emit light at a constant current, so that even if a large current is consumed for light emission, the system Can be maintained, and a sufficient amount of light can be emitted without causing a shutdown. Therefore, even when a large amount of light such as an LED flash is required, the influence on the system during light emission can be eliminated, and a uniform and stable large amount of flash can be obtained.
以下、本発明に係る発光素子駆動装置及びこれを備えた携帯機器の一実施形態を、図1及び図2に基づいて説明する。
本実施形態における携帯電話機(携帯機器)1は、図1及び図2に示すように、LEDフラッシュ機能を有するデジタルカメラ機構(以下、カメラ機構と称する)CAを搭載した携帯電話機であって、第1筐体2と、第1筐体2とヒンジ機構3を介して折り畳み自在である第2筐体4と、によって構成されている。
Hereinafter, a light emitting element driving device according to an embodiment of the present invention and a portable device including the same will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
A mobile phone (mobile device) 1 according to the present embodiment is a mobile phone equipped with a digital camera mechanism (hereinafter referred to as camera mechanism) CA having an LED flash function, as shown in FIGS. The
第1筐体2の携帯電話機1を折り畳んだ際の内面側には、数字キーなどによって構成されて携帯電話機1の操作の入力を行う操作キー部11と、送話音声を入力するマイク12とが設けられている。また、第1筐体2の折り畳んだ際の外面側には、着信状態などを通知するサウンダ13が設けられている。
第2筐体4の携帯電話機1を折り畳んだ際の内面側には、受話音声を出力するスピーカ14と、文字や画像を表示する第1ディスプレイ15とが設けられている。また、第2筐体4の折り畳んだ際の外面側には、第1ディスプレイ15と同様に文字や画像を表示する第2ディスプレイ16と、撮影に使用する対物レンズ17と、この対物レンズ17を用いた撮影時に対物レンズ17による撮影範囲に照明光を照射する白色LED(発光素子)18とが設けられている。
On the inner surface side when the cellular phone 1 of the
A
対物レンズ17は、図2に示すカメラ機構CAの対物光学系を構成する部材であって、第2筐体4の内部に設けられたCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ20に、被写体からの像を結像するように構成されている。すなわち、上記カメラ機構CAは、図2に示すように、光学系及び撮像系として、対物レンズ17と、CMOSイメージセンサ20と、を備えている。なお、このカメラ機構CAは、メカシャッターや電子シャッター等のシャッター機能を有していない。
The
白色LED18は、図2に示すように、第2筐体4内に設けられたLEDドライバ(駆動部)21によって定電流駆動され、撮影時にはLEDフラッシュとして使用されると共に、着信や充電状態を通知するように構成されている。上記LEDドライバ21は、例えばトランジスタなどの半導体素子を用いた電気回路によって構成され、白色LED18を所定の定電流で駆動するものである。
As shown in FIG. 2, the
この携帯電話機1は、第1筐体2または第2筐体4に、システム全体及び白色LED18の駆動システム(発光素子駆動装置)として、図2に示すように、上記白色LED18と上記LEDドライバ21とからなる光源部22と、携帯電話機1のシステム全体の機能を制御する制御回路であるCPU(制御部)23と、光源部22及びCPU23に電力を供給可能なLiイオン二次電池(電池電源)24と、Liイオン二次電池24によりLEDドライバ21を介して充電され光源部22に電力を供給する蓄電素子25と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the cellular phone 1 includes the entire system and a
また、携帯電話機1には、撮影した画像を記録するメモリ(図示略)と、電波の送受信を行うアンテナ(図示略)と、が設けられている。
上記蓄電素子25は、大容量のコンデンサであり、例えば電気二重層コンデンサで構成されている。なお、電気二重層コンデンサは、例えば鉛やカドニウムなどの重金属を使用していないため環境に対する負荷が小さく、また、充放電を物理的な吸着、離脱で行うので化学反応で充放電を行うことと比較して劣化が少ないという特徴を有している。
なお、蓄電素子25は、Liイオン二次電池24によりLEDドライバ21を介して充電されるが、LEDドライバ21を介さずLiイオン二次電池24から直接充電されるようにしても構わない。
Further, the mobile phone 1 is provided with a memory (not shown) for recording captured images and an antenna (not shown) for transmitting and receiving radio waves.
The
In addition, although the
上記CPU23は、携帯電話機1による通信を制御する通信制御回路(図示略)やカメラ機構CAによる撮影など携帯電話機全体のシステムを制御する。
上記カメラ機構CAは、上記CMOSイメージセンサ20と、該CMOSイメージセンサ20のON/OFF制御を行うDSP(Digital Signal Processor)26と、を備えている。また、DSP26は、上記CPU23に接続されてCPU23に制御されている。
The
The camera mechanism CA includes the
次に、このような構成を有する携帯電話機1の使用方法について説明する。
まず、第1及び第2筐体2、4を拡開して操作キー部11で所定の操作を行うことで電源を投入する。ここで、携帯電話機1を電話機として使用する場合には、この状態で通話操作を行う。通話処理に移行すると、第1筐体2の内部に設けられたCPU23によって、マイク12に入力された音声信号が、音声データとしてアンテナから送信される。また、アンテナで受信された音声データが、CPU23によって音声信号としてスピーカ14から出力される。このようにして、電話機として使用される。
Next, a method for using the mobile phone 1 having such a configuration will be described.
First, the first and
続いて、携帯電話機1のカメラ機能を用いた撮影方法について説明する。
まず、操作キー部11で所定の操作を行うことで電源を投入し、カメラ機構CAを起動する。このとき、CPU23がDSP26に制御信号を送り、DSP26によりCMOSイメージセンサ20を準備状態とする。なお、蓄電素子25は、通常の状態でLiイオン二次電池24によって充電状態となっている。
Next, a photographing method using the camera function of the mobile phone 1 will be described.
First, the power is turned on by performing a predetermined operation with the operation
次に、同様に操作キー部11で所定の操作を行うことで、カメラ機構CAによる撮影を行う。このとき、蓄電素子25から電力が供給されているLEDドライバ21が白色LED18を一定時間、定電流駆動して、白色LED18のフラッシュ発光を行う。このとき、Liイオン二次電池24からはCPU23へ電力が供給されている。
フラッシュ発光によって撮影対象から反射して対物レンズ17に入射した光は、DSP26によってON/OFF制御されたCMOSイメージセンサ20に投射され、該CMOSイメージセンサ20によって電気信号に変換される。
Next, similarly, a predetermined operation is performed with the operation
The light reflected from the object to be photographed by flash emission and incident on the
DSP26は、CMOSイメージセンサ20からの電気信号をCPU23に画像データとして送り、CPU23において所定のデータ処理が施される。例えば、CPU23は、撮影された画像データを第1ディスプレイ15に表示する処理を行う。また、操作キー部11で所定の操作を行うことで、CPU23によって画像データはメモリに保存される。
その後、白色LED18の発光に伴って電圧低下した蓄電素子25は、再びLiイオン二次電池24によって充電される。
The
Thereafter, the
このように本実施形態の携帯電話機1によれば、光源部22の発光の際、Liイオン二次電池24の代わりに蓄電素子25がLEDドライバ21に電力を供給して白色LED18を定電流で発光させるので、Liイオン二次電池24の電源電圧が発光時に低下してシステムのシャットダウンを発生させることがないと共に、白色LED18の輝度特性にばらつきがあっても定電流駆動によって均一で安定したフラッシュ光量(白色LED18の輝度)を得ることができる。また、フラッシュ時に白色LED18に大電流を流すことが可能になるので、より明るいフラッシュを得ることができる。
As described above, according to the mobile phone 1 of the present embodiment, when the
また、急速充放電が可能であると共に充放電耐用回数が多く、かつ小型で電圧が高い電気二重層コンデンサを蓄電素子25に用いることで、携帯電話機1全体の小型化に寄与すると共に、長期の繰り返し使用においても白色LED18の発光時に安定してシステムの駆動を行うことができる。
In addition, the use of an electric double layer capacitor that is capable of rapid charge / discharge, has a large number of charge / discharge lifetimes, is small and has a high voltage for the
また、携帯電話機1では、蓄電素子25及びLEDドライバ21で定電流駆動された白色LED18のフラッシュによって、撮像素子としてシャッター機能のないCMOSイメージセンサ20を用いたカメラ機構CAでも、均等な明るさ(フラッシュ光量)を得ることができ、良好な撮影が可能となる。
Further, in the mobile phone 1, even with a camera mechanism CA using a
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。 In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
例えば、上記実施形態では、携帯機器として携帯電話機1に適用しているが、携帯可能な機器であればよく、PDA(Personal Digital Assistant:携帯情報端末機)のような他の携帯端末機に適用してもよく、デジタルカメラに適用してもよい。
また、発光素子として白色LED18を用いているが、他の波長の光を放出するLEDを単独または複数組み合わせて用いてもよく、他の発光素子を適用してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the mobile phone 1 is applied as a mobile device. However, the mobile phone may be a mobile device and may be applied to other mobile terminals such as a PDA (Personal Digital Assistant). Or may be applied to a digital camera.
Moreover, although white LED18 is used as a light emitting element, LED which discharge | releases the light of another wavelength may be used individually or in combination, and another light emitting element may be applied.
また、電池電源としてLiイオン二次電池24を用いているが、例えばニッケル水素電池や乾電池のような一次電池など、他の携帯可能な電池電源を適用してもよい。
また、蓄電素子25として上述したように小型化等に好適な電気二重層コンデンサを用いることが好ましいが、例えば化学反応で充放電を行う蓄電池のように他の充電可能な電源を適用してもよく、交換可能な一次電池を適用してもよい。
さらに、CMOSイメージセンサ20の代わりにCCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)などの撮像素子を採用しても構わないが、上述したようにシャッター機能を有しないCMOSイメージセンサの場合に、本発明は特に好適である。
Moreover, although the Li ion
In addition, as described above, it is preferable to use an electric double layer capacitor suitable for downsizing as the
Further, an imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) may be employed instead of the
1…携帯電話機(携帯機器)、18…白色LED(発光素子)、20…CMOSイメージセンサ、21…LEDドライバ(駆動部)、22…光源部、23…CPU(制御部)、24…Liイオン二次電池(電池電源)、25…蓄電素子、CA…カメラ機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mobile phone (mobile device), 18 ... White LED (light emitting element), 20 ... CMOS image sensor, 21 ... LED driver (drive part), 22 ... Light source part, 23 ... CPU (control part), 24 ... Li ion Secondary battery (battery power supply), 25 ... electric storage element, CA ... camera mechanism
Claims (5)
前記発光素子と該発光素子を定電流駆動する駆動部とを有する光源部と、
前記携帯機器のシステム全体を制御する制御部と、
前記光源部及び前記制御部に電力を供給可能な電池電源と、
前記電池電源によって充電され前記光源部に電力を供給する蓄電素子と、を備えていることを特徴とする発光素子駆動装置。 A drive device for a light emitting element mounted on a portable device,
A light source unit having the light emitting element and a driving unit for driving the light emitting element at a constant current;
A control unit for controlling the entire system of the portable device;
A battery power source capable of supplying power to the light source unit and the control unit;
And a power storage element that is charged by the battery power source and supplies power to the light source unit.
請求項1又は2に記載の発光素子駆動装置を備えていることを特徴とする携帯機器。 A portable device equipped with a light emitting element,
A portable device comprising the light emitting element driving device according to claim 1.
前記発光素子駆動装置が、前記カメラ機構による撮影時に前記発光素子をフラッシュとして発光させることを特徴とする請求項3に記載の携帯機器。 Having a camera mechanism,
The portable device according to claim 3, wherein the light emitting element driving device causes the light emitting element to emit light as a flash during photographing by the camera mechanism.
The portable device according to claim 4, wherein the camera mechanism includes a CMOS image sensor.
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