KR100792579B1 - 자동방전제어 기능을 가지는 제논 플래쉬 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라의 플래쉬에 충전된 고전압을 유사시 안전하게 방전 시킬 수 있는 자동방전 플래쉬 모듈에 관한 것이다. 본 발명에 따른 제논 플래쉬 모듈은 배터리로부터의 전압을 인가받아 승합된 전압을 충전하는 충전부와; 발광제어신호에 응답하여 상기 충전된 전압을 이용하여 플래쉬를 발광시키는 발광부와; 상기 발광부를 구동시키는 발광구동부와, 방전구동신호에 응답하여 충전전압을 방전제어신호로 변환하고, 상기 방전제어신호에 응답하여 상기 충전부를 상기 발광구동부의 접지전원에 연결시키는 방전제어부를 포함하여 구성된다.

제논 플래쉬, 휴대폰, 카메라, 단말기, 방전

Description

자동방전제어 기능을 가지는 제논 플래쉬 모듈{flash module having automatic discharging control unit}

도1은 종래 기술에 따른 제논 플래쉬 모듈의 상세 회로도.

도2는 본 발명에 따른 방전회로를 갖는 제논 플래쉬 모듈의 개념도.

도3은 도2 의 상세 회로도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100: 제논 플래쉬 구동부 200: 승합부

300: 충전부 400: 방전제어부

500: 제논 플래쉬 발광부 600: 발광제어부

700:발광/방전 구동부　

본 발명은 카메라 기기에 사용되는 제논 플래쉬 모듈에 관한 것으로, 특히 휴대용 카메라의 플래쉬에 충전된 고전압을 유사시 안전하게 방전 시킬 수 있는 자동방전 플래쉬 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 카메라용 플래쉬 모듈은 밧데리로부터의 저전압을 인가 받아 이를 승압 시켜 고전압을 형성하여 피사체에 높은 조도의 빛을 제공하도록 구성되어 있다. 특히, 휴대용 카메라의 플래쉬는 그 전원공급의 한계성을 극복하고 피사체에 빠른 시간내에 플래쉬를 제공하기 위하여 승압된 전압을 기기내에 유지하도록 고안되어 있다.

통상, 제논 플래쉬 모듈을 구동하기 위한 전압 즉, 구동전압을 얻기 위해 입력부에서 휴대폰 단말기 배터리 전압인 2.4 ~4.5V의 전압을 입력 받아 제논 플래쉬 승합부에서 승합하여 제논 플래쉬 충전부에 위치한 포토캐패시터에 300V 이상이 충전되게 된다. 충전된 전압은 제논 플래쉬 발광제어부에서 발광신호가 인가되면 제논 플래쉬 충전부에 충전된 전압이 제논 플래쉬 발광부에 위치한 트리거 코일에서 충전된 300V 이상의 높은 전압을 한번 더 승합하여 5KV 이상의 전압으로 승합한다. 이 승합된 전압은 제논 튜브의 리플렉터에 연결되어 제논 튜브가 구동될 수 있도록 이온화 시킨다. 이온화된 제논 튜브는 제논 플래쉬 충전부에 충전된 전압을 제논 튜브의 애노드(ANODE)에서 캐소드(CATHODE)쪽으로 전류를 순간적으로 흘려보네 발광시킨다.

한편, 발광신호가 인가되지 않고, 카메라 기기의 전원이 차단되었을 경우, 제논 플래쉬 충전부에 충전되어 있는 전압은 제논 플래쉬 발광부로 전류가 흘러가지 않고 그대로 유지하기 때문에 단말기 파손시 문제가 될 수 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 충전부와 발광부 사이에 자동 방전 회로를 추가하여 전원 차단시 포토캐패시터에 충전되어 있는 300V 이상의 전압을 방전시키고 있다.

도1을 참조하여 자동 방전 회로를 가지는 종래의 제논 플래쉬 구조를 더욱 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

기존 제논 카메라 플래쉬 모듈(100)에 자동 방전 회로(190)를 부착한 형태로 구성된다. 자동 방전 회로(190)는 플래쉬 캐패시터내에 충전되어 있는 고압 전원을 전압 분배하여 자체 전원으로 사용하기위한 전압 분배용 저항 (191, 192), 정상 작동 시 모듈의 자동 방전을 방지하기 위한 외부 "On" 신호핀 (113), "On" 핀(113)의 신호가 단락될 경우를 위한 Pull Down 저항(195), "On"신호의 반전을 위한 인버터(194), 인버터로부터 High 신호가 올 경우 플래쉬 캐패시터내의 전하를 방전시키기 위한 스위치(193), 그리고 방전시의 방전 시간 제어를 위한 방전 저항(196)으로 구성된다.

정상 작동 시, MCU를 통해 ON 핀(113)으로 항상 High 신호를 넣어 주도록 한다. 이 때 인버터(194)는 High 신호를 Low 신호로 반전시켜 스위치(193)으로 입력하므로 플래쉬 캐패시터의 고압단(+ 부)은 GND와 연결되지 않은 상태로 유지된다. 따라서 정상적인 충전 및 발광이 가능하다.

사용자가 카메라 플래쉬를 사용하다가 카메라를 사용하지 않는 경우, 즉 사용자가 정상적으로 카메라를 끄거나 카메라폰에서 전화모드로 전환하는 경우 (플래쉬 사용 모드가 아닌 경우)에는 MCU가 On 핀(113)의 신호를 Low로 변환 시키면 인버터(194)가 이를 High 신호로 반전시켜 SCR 스위치(193)를 온(on) 시키게 되며 결과적으로 플래쉬 캐패시터의 고압단은 방전 저항(196)을 통해 GND로 연결되게 되어 방전되게 된다. 따라서 사용자의 감전 사고는 방지될 수 있다.

플래쉬 캐패시터가 충전된 상태에서 사용자가 카메라 또는 카메라 폰의 배터리를 강제로 제거하고 모듈을 분해하는 경우, On 핀(113)으로의 High 신호는 사라지게 되며, 이 때 Pull Down 저항(195)로 인해 인버터(194)로의 신호는Low로 변하게 된다. 배터리가 제거된 상태이더라도 인버터(194)의 전원은 250V 이상으로 충전되어 있는 플래쉬 캐패시터로부터 받게 되므로 구동이 가능하여 Low상태의 입력신호를 High로 반전시켜 스위치(193)를 온시키게 되어 결국 캐패시터를 방전시키게 된다. 인버터(194)의 구동 전압은 플래쉬 캐패시터의 고압 전원(250V 이상)을 전압 분배 저항(191 및 192)으로 다운시켜 사용하게 된다.

그러나, 상기 종래의 제논 플래쉬 모듈내의 자동 방전 회로는 충전부의 충전 전압과 제논 방전부 사이의 전압을 제어할 수 없기 때문에, 기기의 오동작의 경우 계속적인 충방전을 일으키는 문제점이 있었다. 또한, SCR 스위칭 소자를 사용함으로써 동작 속도가 다소 느리다는 문제점과, 별도의 방전 경로를 형상하여야 한다는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 충전부와 발광부 사이에 자동 방전 회로를 추가하여 전원 차단시 제논 플래쉬 충전부에 충전되어 있는 300V 이상의 고전압을 효과적으로 방전시킬 수 있는 제논 플래쉬 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 발광소자를 동작시키기 위해 제공된 인에이블수단을 통해 방전 경로를 형성함으로써 안정적이고 제어가 용이한 제논 플래쉬 모듈을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 당성하기 위하여 본 발명은, 제논 플래쉬 모듈에 있어서, 배터리로부터의 전압을 인가받아 승합된 전압을 충전하는 충전부, 발광제어신호에 응답하여 상기 충전된 전압을 이용하여 플래쉬를 발광시키는 발광부, 방전제어신호에 응답하여 상기 충전부의 전압을 패스시키는 발광구동부 및 방전구동신호에 응답하여 상기 충전전압을 상기 방전제어신호로 변환하고, 상기 방전제어신호에 응답하여 상기 충전부의 전압을 상기 발광구동부의 접지 전원으로 방전시키는 방전제어부를 포함하고, 상기 방전제어부는 상기 충전전압을 일정 전압레벨로 분배하는 전압분배기, 상기 방전구동신호에 응답하여 상기 전압분배기로부터 분배 전압의 출력을 상기 방전제어신호로 출력한 신호변환수단 및 상기 신호변환수단의 출력신호에 응답하여 상기 충전전압을 상기 발광구동부에 제공하는 방전스위칭수단을 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 방전구동신호에 응답하여 충전부와 발광부의 전압 전달 경로를 차단하는 스위칭수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 제논 플래쉬를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도2를 참조하면, 본 발명에 따른 제논 플래쉬모듈은 제논 플래쉬 구동부(100), 승합부(200), 충전부(300), 방전제어부(400), 스위치(430), 제논 플래쉬 발광부(500), 발광제어부(600) 및 발광/방전 구동부(700)를 각각 포함하고 있다.

제논 플래쉬를 구동시키기 위한 구동신호(div_in)가 상기 제논 플래쉬 구동부(100)로 입력되면, 상기 승합부(200)는 2.4~4.5V의 배터리 전압을 약 250 내지 300V 이상으로 승합(boosting)하고, 이렇게 승합된 전압은 캐패시터로 구성된 충전 부(300)에 임시 저장되게 된다. 승합된 전압은 상기 제논 플래쉬 발광부(500)로 전달되어 부수적인 승합을 거쳐 피사체에 플래쉬를 비추게 된다. 이때 상기 플래쉬가 제공되기 위해서는 상기 발광 제어부(600)로부터의 트리거 신호(Trigger)가 상기 발광/방전 구동부(700)로 인가되어, 제논 플래쉬 발광부(500)의 커런트 패스(current path)를 형성하도록 함으로써 플래쉬를 형성하게 된다.

한편, 상기 발광/방전 구동부(700)로서 IGBT(Insulated Gate Bi-Polar Transistor)가 흔히 사용되고 있는데, 본 발명은 IGBT의 장점을 최대한 활용할 수 도록 상기 종래와는 다르게 상기 방전제어부(400)를 구성하고 있다. 즉, 본 발명에 따른 상기 방전제어부(400)는 IGBT의 MOS 트래지스터로 제어회로를 형성함으로써 빠른 동작 속도와 저가의 제조비용을 실현하도록 형성하였다. 또한, 상기 충전부(300)와 제논 플래쉬 발광부(500) 사이에 스위치(430)를 형성하여 방전이 요구되는 타이밍에 이들의 전류경로를 차단하여 보다 안정적이고 효과적인 방전을 구현하도록 하였다. 본 발명에서는 상기 스위치(430)를 상기 충전부(300)와 제논 플래쉬 발광부(500) 사이에 형성하였지만, 방전 경로의 다른 부분에도 구현이 가능할 것이라는 것은 통상의 지식을 가진 자에게는 명백할 것이다. 예를 들어, 상기 스위치(430)는 승합부(200)과 충전부(300) 사이에 형성하는 것도 가능할 것이다.

플래쉬가 동작하지 않는 경우, 예를 들어 휴대폰에서 배터리가 이탕되었거나, 휴대폰 카메라의 경우 카메라 모드가 아닌 경우, 제어신호로서 임의의 방전구동신호(drv_in)를 형성하여 상기 방전제어부(400)를 동작시킴과 동시에 상기 스위치를 오프(OFF)시켜 충전 경로를 차단하게 된다. 물론, 상기 스위치(430)의 제어신 호로서 상기 방전 제어신호와 동기되는 다른 신호가 사용될 수도 있으나, 동일 신호를 사용하는 경우 설계의 용이함을 얻을 수 있을 것이다.

도3은 도2의 상세 회로도로서, 도3을 참조하여 본 발명에 따른 제논 플래쉬 모듈의 동작 상태를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방전제어부(400)는, 전압 분배기(410), 신호 변환 스위치(420), 방전 경로 스위치(440), 제1 다이오드(450) 및 제 2 다이오드(460)를 각각 포함하고 있다.

상기 전압 분배기(410)는 제논 플래쉬 충전부에 충전되어 있는 전압을 이용하여 상기 신호 변환 스위치(420)를 구동하기 위해 전압 강하를 수행하게 된다. 분배된 소정의 전압은 상기 신호 변환 스위치(420)에 인가되고, 인가된 분배전압은 상기 방전구동신호(drv_in)의 전압레벨을 반전시켜 방전제어신호(dis)를 생성하여 상기 방전 경로 스위치(440)를 제어하게 된다. 예를 들어, 기기가 동작하지 못하게 되는 경우, 상기 방전구동신호(drv_in)가 로우레벨로 입력되게 되면 인버터를 구성하고 있는 상기 신호 변환 스위치(420)는 하이레벨의 전압을 출력하여 상기 방전 경로 스위치(440)를 턴온 시킴과 동시에 상기 발광/방전 구동부(700)내의 BJT를 강하게 턴온시키게 된다. 결과적으로, 방전 경로 스위치(440)의 턴온으로 인하여 노드(A)는 노드(B)와 마찬가지로 상기 BJT의 컬렉터 단자와 연결되게 되고, 상기 신호 변환 스위치(420)로부터의 하이레벨 전압은 상기 BJT를 턴온 시켜 방전을 수행하게 된다.

한편, 상기 방전은 방전 모드에서만 작동되도록 하여야 하기 때문에 상기 방 전 경로 스위치(440)와 상기 BJT의 컬렉터 단자 사이에는 제1 다이노드(450)을 형성하여 노드(B)로부터의 역방향 전류를 차단하고, 상기 신호 변환 스위치(420)과 상기 BJT의 베이스 단자 사이에는 제2 다이노드(460)을 형성하여 플래쉬 구동시 방전이 수행될 수 있는 문제점을 차단하게 된다.

결과적으로, 본 발명은 상기 발광/방전 구동부(700)를 구성하고 있는 BJT를 통해 발광과 방전경로를 제공하도록 형성하였고, 발광과 방전을 구분하게 되는 전류 흐름을 간단한 두 개의 다이오드로 제어하도록 함으로써 그 구성의 간단화를 이루고 있다.

본 발명은 카메라 기기 등에서 사용되는 제논 플래쉬를 휴대용 단말기도 사용할 수 있도록 소형화시킨 제논 플래쉬에서 충전된 전압을 필요시 안전하게 방전시킴으로써 기기의 안정성을 증가시키는 효과가 있다. 또한, 기존의 제논 플래쉬를 사용하는 휴대용 단말기나 휴대용 카메라에서 최소한의 변경을 통해 안정적인 방전 제어 수행함으로써 플래쉬의 안정성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 제논 플래쉬 모듈에 있어서,

   배터리로부터의 전압을 인가받아 승합된 전압을 충전하는 충전부;

   발광제어신호에 응답하여 상기 충전된 전압을 이용하여 플래쉬를 발광시키는 발광부;

   방전제어신호에 응답하여 상기 충전부의 전압을 패스시키는 발광구동부; 및

   방전구동신호에 응답하여 상기 충전전압을 상기 방전제어신호로 변환하고, 상기 방전제어신호에 응답하여 상기 충전부의 전압을 상기 발광구동부의 접지 전원으로 방전시키는 방전제어부를 포함하고,

   상기 방전제어부는

   상기 충전전압을 일정 전압레벨로 분배하는 전압분배기;

   상기 방전구동신호에 응답하여 상기 전압분배기로부터 분배 전압의 출력을 상기 방전제어신호로 출력한 신호변환수단; 및

   상기 신호변환수단의 출력신호에 응답하여 상기 충전전압을 상기 발광구동부에 제공하는 방전스위칭수단

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 제논 플래쉬 모듈
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 방전구동신호에 응답하여 충전부와 발광부의 전압 전달 경로를 차단하는 스위칭수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제논 플래쉬 모듈.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 방전제어부는 발광모드시에 상기 발광구동부의 전류가 상기 방전스위칭수단에 인가되는 되는 것을 방지하기 위한 제 1 다이오드; 및

   상기 발광부의 전류가 상기 방전스위칭수단에 인가되는 되는 것을 방지하기 위한 제2 다이오드

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제논 플래쉬 모듈.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 발광구동부는 BJT인 것을 특징으로 하는 제논 플래쉬 모듈.

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