KR101416232B1 - 전원 공급 장치 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 복수개의 셀들이 직렬 및/또는 연결되는 배터리의 셀들 각각의 단자로부터 전원을 강압하여 필요한 복수개의 레벨의 전원을 생성할 수 있는 전원 공급 장치 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리장치에 관한 것이다. 본 발명은, 상호 직렬 연결되는 제1부분과 제2부분을 구비하고, 상기 제1부분의 일 단자와 연결되는 제1단자, 상기 제1부분의 다른 일 단자와 상기 제2부분의 일 단자와 연결되는 제2단자, 및 상기 제2부분의 다른 일 단자와 연결되는 제3단자를 구비하는 배터리; 상기 제1단자로부터 제1전원을 공급받아 강압하여 제1 출력 전원을 생성하는 제1 강압부; 및 상기 제2단자로부터 제2전원을 공급받아 강압하여 제2 출력 전원을 생성하는 제2 강압부를 구비하는 전원 공급 장치를 제공한다.

Description

전원 공급 장치 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리장치{Apparatus for supplying power and digital image processing apparatus therewith}

본 발명은 전원 공급 장치 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 레벨의 직류 전압 전원이 생성되고, 내부에 포함되는 각각의 구성 요소들이 각각의 전압 전원에 의하여 작동되는 전원 공급 장치 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리장치에 관한 것이다.

통상적으로, 디지털 영상 처리장치는 디지털 카메라, PDA(personal digital assistant), 폰 카메라, PC 카메라 등의 영상을 처리하거나 영상 인식 센서를 사용하는 모든 장치를 포함한다.

디지털 영상 처리장치는 촬상 소자를 통하여 입력받거나 저장매체에 저장된 이미지 파일의 이미지를 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 표시장치에 표시하여 보여줄 수 있다.

디지털 영상 처리장치는 LCD 등의 표시소자, 촬상소자(Charge-Coupled Device, CCD), 스트로보(strobo), 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor, DSP), 마이크로 컴퓨터, 메모리, 모터 등의 다양한 부하를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 부하가 작동되는 전원 전압이 동일하지 아니하여, 다양한 레벨의 전원 전압이 필요하다.

이때, 내부의 다양한 부하에 필요한 각각의 전원을 공급하기 위하여, 배터리로부터 공급되는 전원이 필요한 각각의 레벨의 전압 전원으로 변경될 수 있다.

본 발명은, 복수개의 셀들이 직렬 및/또는 연결되는 배터리의 셀들 각각의 단자로부터 전원을 강압하여 필요한 복수개의 레벨의 전원을 생성할 수 있는 전원 공급 장치 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상호 직렬 연결되는 제1부분과 제2부분을 구비하고, 상기 제1부분의 일 단자와 연결되는 제1단자, 상기 제1부분의 다른 일 단자와 상기 제2부분의 일 단자와 연결되는 제2단자, 및 상기 제2부분의 다른 일 단자와 연결되는 제3단자를 구비하는 배터리; 상기 제1단자로부터 제1전원을 공급받아 강압하여 제1 출력 전원을 생성하는 제1 강압부; 및 상기 제2단자로부터 제2전원을 공급받아 강압하여 제2 출력 전원을 생성하는 제2 강압부를 구비하는 전원 공급 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 측면은, 상기 전원 공급 장치를 구비하는 디지털 영상 처리 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 측면은, 상기 배터리를 충전하는 것으로, 상기 배터리를 충전하기 위한 충전 전원을 공급하는 충전 전원 공급부; 상기 충전 전원 공급부로부터 상기 제1부분을 충전하는 제1 전류 경로; 및 상기 충전 전원 공급부로부터 상기 제2부분을 충전하는 제2 전류 경로를 구비하는 배터리 충전 장치를 제공한다.

상기 제1 전류 경로 및 상기 제2 전류 경로를 선택하는 스위칭부; 상기 충전 전원 공급부로부터 출력되는 충전 전류를 검지하는 충전 전류 검지부; 상기 충전 전류를 입력받아 상기 스위칭부를 제어하는 스위치 제어부; 및 상기 스위칭부의 스위칭 상태를 검지하여 상기 충전 전류를 설정하는 충전 전류 설정부를 구비할 수 있다.

상기 스위칭부가, 상기 충전 전원 공급부와 상기 제1단자 또는 상기 제2단자의 연결을 스위칭 하는 제1 스위치, 상기 제2단자와 상기 충전 전류 설정부 또는 그라운드의 연결을 스위칭 하는 제2 스위치, 및 상기 제3단자가 그라운드와 연결되도록 하거나 상기 제3단자가 개방되도록 하는 제3 스위치를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 전원 공급 장치 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리장치에 의하면, 직렬 연결되는 배터리 셀들 사이의 단자로부터 공급되는 전원을 강압하여 필요한 전원을 생성하므로, 전원 변환에 따른 효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치의 일 실시예로서, 배터리가 장착되는 배터리 장착실(180)이 구비되는 디지털 카메라(100)의 뒷면 외형이 도시되어 있다. 도 2에는 디지털 카메라(100)에 장착되는 배터리(200)의 일 실시예가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 디지털 카메라(100)는 바디(100a)에 셔터 릴리즈 버 튼(Shutter Release Button)(110), 파워 버튼(120), 모드 설정 버튼(130), 플래시(140), 뷰파인더(150), 셀프 타이머 램프(160), 촬영 렌즈(170) 및 배터리 장착실(180)을 구비한다.

셔터 릴리즈 버튼(110)은 2단의 구조로 이루어진다. 이용자가 셔터 릴리즈 버튼(110)을 1단만 누르면 셔터 릴리즈 버튼(110)으로부터 자동 초점 맞춤 신호가 발생되고, 셔터 릴리즈 버튼(110)을 2단까지 누르면 촬영 신호가 발생된다. 상기 자동 초점 맞춤 신호는 다른 조작 버튼으로부터 발생될 수도 있고, 파워 버튼(120)에 의해 파워 온(ON)되고 나서 촬영 렌즈(170)를 통해 피사체의 영상이 입력될 때, 디지털 카메라(100)는 이를 감지함에 따라 상기 초점 맞춤 신호가 발생될 수도 있다.

셔터 릴리즈 버튼(110)으로부터 상기 자동 초점 맞춤 신호가 발생되면, 디지털 카메라(100)는 촬영 렌즈(170)의 길이를 조절하여 피사체에 대한 초점을 정확하게 맞추고, 조리개(미도시)의 열림 정도를 조절하여 촬영 렌즈(170)를 통해서 입사되는 광의 양을 적정하게 조절한다.

그러다가 초점이 맞고 광량이 적절하면, 디지털 카메라(100)는 이 사실을 모니터(미도시)에 표시하거나 또는 그의 일면에 설치되는 특정한 칼라의 LED(Light Emitting Diode)(미도시), 예컨대 녹색의 LED를 점등시켜서 촬영자에게 알려준다. 이 상태에서 촬영자가 셔터 릴리즈 버튼(111)을 2단까지 누르면 디지털 촬영 장치(100)는 피사체를 촬영하여 내장된 메모리에 저장한다.

파워 버튼(120)은 디지털 촬영 장치(100)의 일면, 예컨대 상면에 설치되는 것이 바람직하다. 파워 버튼(120)이 온(on)되면, 배터리 장착실(180)에 장착되는 배터리로부터 공급되는 전원전압이 셔터 릴리즈 버튼(110), 모드 설정 버튼(130), 플래시(140) 및 셀프 타이머 버튼(160)으로 전달되며, 그에 따라 디지털 카메라(100)는 촬영 동작 및 그에 관련된 여러 가지 동작을 수행할 수가 있다.

모드 설정 버튼(130)은 디지털 카메라(100)의 일면, 예컨대 상면에 설치되는 것이 바람직하다. 모드 설정 버튼(130)은 디지털 카메라(100)의 촬영 모드 및 동작 모드를 선택할 때 사용된다. 촬영자가 모드 설정 버튼(130)을 누르면, 디지털 카메라(100)는 촬영 모드 및 동작 모드 설정을 위한 메뉴를 그 배면에 구비된 모니터에 디스플레이 한다. 그에 따라, 디지털 카메라(100)의 특정 동작을 수행시키기 위하여 이용자는 상기 메뉴에 포함된 항목들 중 하나를 선택할 수가 있다.

플래시(140)는 디지털 카메라(100)의 일면, 예컨대 전면에 설치되는 것이 바람직하다. 플래시(140)는 피사체가 어두운 곳에 위치한 경우에 피사체를 밝히기 위하여 밝은 빛을 순간적으로 조사하여 피사체를 밝게 해준다. 플래시(140)의 동작 모드는 자동 플래시, 강제 발광, 발광 금지, 슬로우 싱크로(slow synchro) 등을 포함한다. 플래시(140) 외에, 디지털 카메라(100)는 보조광을 조사하는 보조 플래시를 더 구비할 수 있다. 상기 보조 플래시는 디지털 카메라(100)의 전면에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 보조 플래시는 야간 촬영 또는 주간이라도 날씨가 흐려서 피사체를 촬영하는데 필요한 광량이 부족할 경우에 디지털 카메라(100)가 빠르고 정확하게 초점을 맞출 수 있도록 광을 조사한다. 뷰 파인더(151)는 피사체의 이미지를 입력한다. 따라서, 이용자는 피사체를 촬영하기 전에 피사체의 이미지를 미리 보고, 촬영될 이미지의 상태를 판단할 수가 있다.

셀프-타이머 램프(160)는 모드 설정 버튼(130)에 의해 디지털 카메라(100)가 셀프 타이머 모드로 설정된 경우에, 셔터 릴리즈 버튼(110)이 2단으로 눌려진 시점으로부터 이미지를 포착하기 시작하는 시점까지 설정된 시간 동안 동작한다.

촬영 렌즈(171)는 디지털 카메라(100)의 전면에 설치된다. 촬영 렌즈(170)를 통해서 피사체의 이미지가 디지털 카메라(100)의 내부로 입력된다. 촬영 렌즈(170) 앞에는 가리개(미도시)가 설치되어 있으며, 파워 버튼(120)이 온(ON)되면 상기 가리개가 열려서 촬영 렌즈(170)는 피사체의 영상을 입력할 수 있는 상태로 되고, 파워 버튼(120)이 오프(OFF)되면 상기 가리개가 닫혀서 촬영 렌즈(170)는 피사체의 이미지를 입력할 수 없게 된다. 상기 가리개의 열려진 정도에 따라 촬영 렌즈(170)로 입사되는 광의 양이 달라진다.

본 발명이 적용될 수 있는 디지털 영상 처리장치의 일 실시예로서 디지털 카메라와 그 제어장치, 및 그 제어방법이 본 출원인의 미국 특허출원 공개번호 제2004/0130650호(명칭: 카메라의 이차함수를 이용한 자동 포커싱 방법, Method of automatically focusing using a quadratic function in camera)에 개시되어 있다.

상기 미국출원에 개시된 디지털 카메라와 그 제어장치, 및 그 제어방법에 관한 사항은 본 명세서에 포함되는 것으로 하고, 그 자세한 설명은 생략한다.

디지털 카메라(100)의 일 측면에 배터리(200)를 장착하기 위한 배터리 장착실(180)이 구비된다. 배터리 장착실(180)에 배터리가 장착될 때, 디지털 카메라(100)는 배터리(200)로부터 전원을 공급받아서 동작한다. 도 1의 배터리 장착 실(180)은 덮개(180a)에 의해 덮여 있어서 내부가 보이지 않는다.

배터리(200)의 외부에는 외부와 전기적으로 접촉될 수 있는 단자들(281, 282, 283)이 구비될 수 있다. 즉, 배터리(200)의 외부에는 각각 외부와 전기적으로 접속될 수 있는 제1단자(281), 제2단자(282), 및 제3단자(283)가 구비될 수 있다.

덮개(180a)를 열면 배터리 장착실(180)의 내부가 보인다. 배터리 장착실(180) 내부에는 배터리(200)가 외부로부터 삽입될 수 있다. 배터리 장착실(180) 내부에는 배터리(200)의 각 단자들(281, 282, 283)과 전기적으로 접속될 수 있는 단자들(181, 182, 183)이 구비될 수 있다. 즉, 배터리 장착실(180) 내부에는 각각 외부의 배터리와 전기적으로 접속될 수 있는 제1단자(181), 제2단자(182), 및 제3단자(183)가 구비될 수 있다.

즉, 배터리(200)가 배터리 장착부(180)에 장착되면, 배터리 장착부(180)의 제1단자(181), 제2단자(182), 및 제3단자(183)가 각각 배터리(200)의 제1단자(281), 제2단자(282), 및 제3단자(283)와 전기적으로 접속될 수 있다. 배터리 장착부(180)의 제1단자(181), 제2단자(182), 및 제3단자(183)를 통하여 배터리(200)의 전원이 디지털 카메라(100)의 내부로 공급될 수 있다.

디지털 카메라(100)의 내부에는 배터리(200)가 외부로부터 삽입되어 장착될 수 있다. 배터리를 포함한 전원 공급 장치(도 5의 220)에서 디지털 카메라(100)에 포함되는 다양한 구성 요소들에 전원을 공급할 수 있다.

이때, 다양한 구성 요소들은 각각의 구동 전압에 의하여 구동될 수 있다. 따라서, 디지털 카메라(100)에서는 다양한 레벨의 전압 전원이 필요하다. 이를 위하 여, 배터리로부터 공급되는 전원으로부터 승압 또는 강압하여 다양한 레벨의 전압 전원이 공급될 수 있다.

한편, 배터리(200)의 제1단자(281), 제2단자(282), 및 제3단자(283)는 도 3 및 도 4에 도시된 배터리들(300, 400)에서 각각 제1단자(Vb1), 제2단자(Vb2), 및 제3단자(GND)에 대응될 수 있다.

도 3에는 내부에 2개의 셀이 직렬로 연결되는 배터리(300)가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 배터리(300)는 상호 직렬 연결되는 제1부분(310)과 제2부분(320)을 구비할 수 있다. 제1부분(310)과 제2부분(320) 각각은 적어도 하나 이상의 전지 셀들을 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 배터리(300)는 외부와 전기적으로 접속되도록 하는 제1단자(Vb1), 제2단자(Vb2), 및 제3단자(GND)를 구비할 수 있다. 이때, 제3단자(GND)는 그라운드와 연결되는 단자가 될 수 있다.

제1단자(Vb1)는 제1부분(310)의 일 단자(310a)와 연결될 수 있다. 제2단자(Vb2)는 제1부분(310)의 다른 일 단자(310b) 및 제2부분(320)의 일 단자(320a)와 연결될 수 있다. 제3단자(GND)는 제2부분(320)의 다른 일 단자(320b)와 연결될 수 있다.

즉, 제1단자(Vb1)와 제3단자(GND) 사이에 제1부분(310)과 제2부분(320)이 직렬로 연결되고, 제1부분(310)과 제2부분(320)의 연결부에서 제2단자(Vb2)가 인출될 수 있다.

제1단자(Vb1)는 제3단자(GND) 사이에 배터리(300)의 최대 전압이 출력될 수 있으며, 제2단자(Vb2)와 제3단자(GND) 사이에 최대 전압과 그라운드 전압 사이의 특정 전압이 출력될 수 있다. 예를 들어, 제1부분(310)과 제2부분(320)이 동일한 용량을 갖는 경우에는 제2단자(Vb2)로 출력되는 전압은 제1단자(Vb1)로 출력되는 최대 전압의 1/2이 될 수 있다.

큰 전류 용량이 필요한 디지털 영상 처리장치에서는 2이상의 전지 셀들을 연결하여 사용할 수 있다. 이때, 병렬로 연결하면, 효율이 높을 수 있으나 더 높은 전압을 얻기 위하여 승압 회로와 강압 회로가 혼재하여 구조상 불안정하게 될 수 있으며, 상대적으로 비용이 비쌀 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 2 이상의 전지 셀 부분을 직렬로 연결하였다. 예를 들어, 하나 당 3.7V짜리 리튬 이온 배터리 2셀을 직렬로 연결하면, 7.4V의 출력 전압을 얻을 수 있다. 만충전 시에는 8.4V가 될 수 있으며, 약 7V까지 배터리를 사용할 수 있다.

또한, 사용전압 8.4V 내지 7.0V까지의 입력 전압을 전원 공급 장치(도 5의 220)를 통하여 0V 내지 최대 전압 사이의 다양한 전원을 생성하여 사용할 수 있다. 이때, 사용전압 8.4V 내지 7.0V까지의 입력 전압만으로 3.3V 이하의 전원들을 설계하면 효율이 75% 이하로 떨어질 수 있다.

한편, 리튬 이온 배터리 1셀의 입력 전압 4.2V 내지 3.5V로부터 3.3V 이하의 전원들을 생성하는 경우에는 최고 95% 이상의 효율을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 최대 전압 출력 단자인 제1단자(Vb1)와 그라운드 단자(GND) 사이에 제2단자(Vb2)를 구비하도록 하고, 제2단자(Vb2)를 통하여 중간 전압을 공급할 수 있도록 한다.

도 6에 도시된 바와 같이 일정 전압 이하, 위의 예에서의 3.3V 이하의 사용 전압을 얻기 위해서, 제2단자(Vb2)로부터 출력되는 중간 전압을 강압 회로를 통하여 얻을 수 있도록 할 수 있다.

한편, 디지털 영상 처리장치에서 3.3V 이하의 전원을 사용하는 부하가 많다. 즉, 부하량을 비교하면, 제1단자(Vb1) 출력 전원보다 제2단자(Vb2) 출력 전원의 부하량이 더 많다.

따라서, 제2부분(320) 양단의 정전용량이 제1부분(310) 양단의 정전용량보다 큰 것이 바람직하다. 즉, 제2단자(Vb2)를 통하여 출력되는 전원의 전기 용량이 제1단자(Vb1)를 통하여 출력되는 전원의 전기 용량보다 큰 것이 바람직하다.

다른 실시예로서, 제1부분(310) 및 제2부분(320)이 각각 실질적으로 동일한 정전 용량을 갖는 적어도 하나 이상의 셀들을 포함할 수 있다. 이 경우 제1부분에 포함되는 셀의 개수보다 상기 제2부분에 포함되는 셀의 개수가 많은 것이 바람직하다.

도 4에 도시된 실시예에서와 같이 제1부분(410)은 하나의 리튬 이온 셀을 포함할 때, 제2부분(420)은 두 개의 리튬 이온 셀들(421, 422)을 포함할 수 있다.

도 4에는 내부에 2개의 셀이 병렬로 연결되는 제2부분(420)과 하나의 셀을 포함하여 이루어지는 제1부분(410)이 직렬로 연결되는 배터리(400)가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 배터리(400)는 상호 직렬 연결되는 제1부분(410)과 제2부 분(420)을 구비할 수 있다. 제1부분(410)과 제2부분(420) 각각은 적어도 하나 이상의 전지 셀들을 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 배터리(400)는 외부와 전기적으로 접속되도록 하는 제1단자(Vb1), 제2단자(Vb2), 및 제3단자(GND)를 구비할 수 있다. 이때, 제3단자(GND)는 그라운드와 연결되는 단자가 될 수 있다.

제1단자(Vb1)는 제1부분(410)의 일 단자(410a)와 연결될 수 있다. 제2단자(Vb2)는 제1부분(410)의 다른 일 단자(410b) 및 제2부분(420)의 일 단자(420a)와 연결될 수 있다. 제3단자(GND)는 제2부분(420)의 다른 일 단자(420b)와 연결될 수 있다.

이때, 제2단자(Vb2)와 제3단자(GND) 사이에 적어도 하나 이상의 전지 셀들이 병렬로 연결될 수 있다. 도면에 도시된 실시예에서는 제2단자(Vb2)와 제3단자(GND) 사이에 2개의 리튬 이온 전지 셀들(421, 422)이 병렬로 연결된다.

이때, 제1부분(410) 및 제2부분(420)이 각각 실질적으로 동일한 정전 용량을 가질 수 있다. 이 경우, 제2부분(420)의 정전 용량은 제1부분(410)의 정전 용량의 2배가 될 수 있다.

따라서, 제2부분(420)은 제1부분(410)보다 2배의 전류 용량을 가질 수 있다. 즉, 제2단자(Vb2)를 통하여 출력되는 전원의 전기 용량이 제1단자(Vb1)를 통하여 출력되는 전원의 전기 용량보다 크게 된다.

본 실시예에서 제2단자(Vb2)를 통하여 공급되는 전원보다 낮은 전압을 갖는 전압은 제2단자(Vb2)를 통하여 공급되는 전원을 강압하여 얻을 수 있다. 또한, 제2 단자(Vb2)를 통하여 공급되는 전원보다 높은 전압을 갖는 전압은 제1단자(Vb1)를 통하여 공급되는 전원을 강압하여 얻을 수 있다.

따라서, 제2단자(Vb2)를 통하여 공급되는 전원보다 낮은 전압을 갖는 전압을 생성할 때, 제1단자(Vb1)를 통하여 공급되는 전원으로부터 생성하는 경우에 비하여 높은 효율을 얻을 수 있다.

또한, 제1부분(410)과 제2부분(420)을 직렬로 연결하여 배터리(400)를 구성하므로, 승압회로 없이 강압 회로만으로도 디지털 영상 처리장치의 작동에 필요한 다양한 전원을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은 비교적 저렴한 가격에 안정적으로 작동하면서도 효율이 높은 전원 공급 장치를 제공할 수 있다.

도 5에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예인 디지털 영상 처리장치의 제어장치(500)의 블록도가 도시되어 있다. 디지털 영상 처리장치의 제어장치(500)는 도 1의 디지털 카메라(100)의 내부에 장착될 수 있다.

도면을 참조하면, 렌즈부와 필터부를 포함한 광학계(OPS)는 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리한다. 광학계(OPS)의 렌즈부는 줌 렌즈, 포커스 렌즈 및 보상 렌즈를 포함한다. 사용자가 사용자 입력부(INP)에 포함된 광각-줌 버튼(W) 또는 망원-줌 버튼(T)을 누르면, 이에 상응하는 신호가 마이크로제어기(212)에 입력된다.

이에 따라, 마이크로제어기(212)가 렌즈 구동부(210)를 제어함에 따라, 줌 모터(M_Z)가 구동되어 줌 렌즈가 이동된다. 즉, 광각-줌 버튼(W)이 눌려지면 줌 렌즈 의 초점 길이가 짧아져서 화각이 넓어지고, 망원-줌 버튼(T)이 눌려지면 줌 렌즈의 초점 길이가 길어져서 화각이 좁아진다.

한편, 자동 초점 모드(auto focusing mode)에는, 디지털 신호 처리기(207) 안에 내장된 주 제어기가 마이크로제어기(212)를 통하여 렌즈 구동부(210)를 제어하고, 그에 따라 포커스 모터(M_F)가 구동된다. 즉, 포커스 모터(M_F)를 구동하여 가장 선명한 사진을 얻을 수 있는 위치로 포커스 렌즈를 이동시킨다.

보상 렌즈는 전체적인 굴절률을 보상하는 역할을 하므로 별도로 구동되지 않는다. 참조 부호 M_A는 조리개(aperture, 도시되지 않음)를 구동하기 위한 모터를 가리킨다.

광학계(OPS)의 필터부에 있어서, 광학적 저역통과필터(Optical Low Pass Filter)는 고주파 성분의 광학적 노이즈를 제거한다. 적외선 차단 필터(Infra-Red cut Filter)는 입사되는 빛의 적외선 성분을 차단한다.

광전 변환부(OEC)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide- Semiconductor) 등의 촬상 소자를 포함하여 이루어질 수 있다. 광전 변환부(OEC)는 광학계(OPS)로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시킨다.

아날로그-디지털 변환부는 CDS-ADC(Correlation Double Sampler and Analog-to-Digital Converter) 소자(201)를 포함하여 이루어질 수 있다. 아날로그-디지털 변환부는 광전 변환부(OEC)로부터의 아날로그 신호를 처리하여, 그 고주파 노이즈를 제거하고 진폭을 조정한 후, 디지털 신호로 변환시킨다. 여기서, 디지털 신호 처리기(207)는 타이밍 회로(202)를 제어하여 광전 변환부(OEC)와 아날로그-디지털 변환부(201)의 동작을 제어한다.

실시간 클럭(203)은 디지털 신호 처리기(207)에 시간 정보를 제공한다. 디지털 신호 처리기(207)는 CDS-ADC 소자(201)로부터의 디지털 신호를 처리하여 휘도(Y 값) 및 색도(R, G, B) 신호로 분류된 디지털 화상 신호를 발생시킨다.

디지털 신호 처리기(207)에 내장된 주 제어기의 제어에 따라 마이크로 제어기(212)에 의하여 구동되는 발광부(LAMP)에는, 셀프-타이머 램프, 자동-초점 램프, 모드 지시 램프 및 플래시 대기 램프 등이 포함될 수 있다. 사용자 입력부(INP)에는, 방향 버튼(21), 광각-줌 버튼(W) 및 망원-줌 버튼(T) 등이 포함될 수 있다.

DRAM(Dynamic Random Access Memory, 204)에는 디지털 신호 처리기(207)로부터의 디지털 화상 신호가 일시 저장된다. EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory, 205)에는 디지털 신호 처리기(207)의 동작에 필요한 부팅 프로그램 및 키 입력 프로그램 등과 같은 알고리즘 및 설정 데이터가 저장된다. 메모리 카드 인터페이스(206)에서는 사용자의 메모리 카드가 착탈될 수 있다.

디지털 신호 처리기(207)로부터의 디지털 화상 신호는 디스플레이 패널 구동부(214)에 입력되고, 이로 인하여 디스플레이 패널(215)에 화상이 디스플레이 된다.

한편, 디지털 신호 처리기(207)로부터의 디지털 화상 신호는, USB(Universal Serial Bus) 접속부(31a) 또는 RS232C 인터페이스(208)와 그 접속부(31b)를 통하여 직렬 통신으로써 전송될 수 있고, 비디오 필터(209) 및 비디오 출력부(31c)를 통하여 비디오 신호로서 전송될 수 있다. 여기서, 디지털 신호 처리기(207)는 그 내부에 마이크로제어기를 내장할 수 있다.

오디오 처리기(213)는, 마이크로폰(MIC)으로부터의 음성 신호를 디지털 신호 처리기(207) 또는 스피커(SP)로 출력하고, 디지털 신호 처리기(207)로부터의 오디오 신호를 스피커(SP)로 출력한다.

전원 공급 장치(220)는 전원을 공급하는 구성요소로서, 배터리 또는 AC 입력으로부터 각각의 작동부들에 필요한 전압을 생성하여, 각각의 작동부에 전원을 공급할 수 있다. 도시된 실시예에서는 전원 공급 장치(220)로부터 3.3V, 1.8V, 2.5V 등의 정격 전압을 갖는 전원이 생성되어 공급될 수 있다.

전원 공급 장치(220)는 광전 변환부(OEC), 디지털 신호 처리기(207), 마이크로 제어기(212), 플래시(13), 메모리(204, 205, 206), 및 구동 모터들(M_A, M_F, M_Z) 등의 작동부를 구동하는데, 많은 전력이 소모될 수 있다. 상기 작동부들은 각각 정격 전압의 전원을 공급받아 작동될 수 있다. 이때, 각각의 작동부들은 다양한 레벨의 전압 전원에 의하여 구동될 수 있다.

한편, 전원 공급 장치(220)는 그 내부에 포함되는 배터리로부터 전원을 공급할 수 있다. 이때, 각각의 작동부에 필요한 다양한 레벨의 전압 전원을 공급하기 위하여 배터리로부터 공급되는 전압이 강압될 수 있다.

이때, 제2단자(Vb2)를 통하여 공급되는 전원보다 낮은 전압을 갖는 전압은 제2단자(Vb2)를 통하여 공급되는 전원을 강압하여 얻을 수 있다. 또한, 제2단자(Vb2)를 통하여 공급되는 전원보다 높은 전압을 갖는 전압은 제1단자(Vb1)를 통하여 공급되는 전원을 강압하여 얻을 수 있다.

전원 공급 장치(220)는 도 6에 도시된 실시예의 전원 공급 장치(600)와 같이 구현될 수 있다.

따라서, 제1부분(611)과 제2부분(612)을 직렬로 연결하여 배터리(610)를 구성하므로, 승압회로 없이 강압 회로만으로도 디지털 영상 처리장치의 작동에 필요한 다양한 전원을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 비교적 저렴한 가격에 안정적으로 작동하면서도 효율이 높은 전원 공급 장치를 제공할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 바람직한 실시예인 전원 공급 장치(600)의 블록도가 도시되어 있다. 이때, 전원 공급 장치(600)는 도 5의 디지털 영상 처리장치에 포함되는 제어장치(500)에 포함되도록 구성될 수 있다.

도면을 참조하면, 전원 공급 장치(600)는 배터리(610); 제1 강압부(620); 및 제2 강압부(630)를 구비할 수 있다. 배터리(610)는 도 3 또는 도 4에 도시된 배터리(300, 400)가 될 수 있다.

배터리(610)는 상호 직렬 연결되는 제1부분(611)과 제2부분(612)을 구비할 수 있다. 제1부분(611)과 제2부분(612) 각각은 적어도 하나 이상의 전지 셀들을 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 배터리(610)는 외부와 전기적으로 접속되도록 하는 제1단자(Vb1), 제2단자(Vb2), 및 제3단자(GND)를 구비할 수 있다. 이때, 제3단자(GND)는 그라운드와 연결되는 단자가 될 수 있다.

즉, 제1단자(Vb1)와 제3단자(GND) 사이에 제1부분(611)과 제2부분(612)이 직렬로 연결되고, 제1부분(611)과 제2부분(612)의 연결부에서 제2단자(Vb2)가 인출될 수 있다.

따라서, 제1단자(Vb1)를 통하여 제1부분(611)과 제2부분(612)의 직렬 연결에 의한 제1 전원이 공급되고, 제2단자(Vb2)를 통하여 제2부분(612)에 의한 제2 전원이 공급될 수 있다. 예를 들어, 제1단자(Vb1)를 통하여 8.4V 내지 7.0V가 공급되고, 제2단자(Vb2)를 통하여 4.2V 내지 3.5V가 공급될 수 있다.

제1 강압부(620)는 제1단자(Vb1)로부터 제1전원을 공급받아 강압하여 제1 출력 전원들(5V, 4.5V)을 생성할 수 있다. 제2 강압부(630)는 제2단자(Vb2)로부터 제2전원을 공급받아 강압하여 제2 출력 전원들(1.8V, 1.2V)을 생성할 수 있다.

제1 강압부(620)는 각각 제1단자(Vb1)로부터 제1전원을 공급받아 각각의 필요한 전원(5V, 4.5V)을 생성하는 복수개의 강압부(620a, 620b)를 포함할 수 있다. 제2 강압부(630)는 각각 제2단자(Vb2)로부터 제2전원을 공급받아 각각의 필요한 전원(1.8V, 1.2V)을 생성하는 복수개의 강압부(630a, 630b)를 포함할 수 있다.

이때, 제2단자(Vb2)를 통하여 공급되는 전원보다 낮은 전압을 갖는 전압은 제2단자(Vb2)를 통하여 공급되는 전원을 제2 강압부(630)에서 강압하여 얻을 수 있다. 또한, 제2단자(Vb2)를 통하여 공급되는 전원보다 높은 전압을 갖는 전압은 제1단자(Vb1)를 통하여 공급되는 전원을 제1 강압부(620)에서 강압하여 얻을 수 있다.

한편, 제1 강압부(620) 및 제2 강압부(630)는 역률보상기능을 포함하는 통상 의 벅 컨버터(buck converter)를 포함할 수 있다.

도 7 및 도 8에는 본 발명에 따른 배터리(800)를 충전하는 배터리 충전 장치(700)의 일 실시예가 도시되어 있다. 도 7에는 배터리(800)가 제2 전류 경로(P2)에 의하여 충전되는 것이 도시되어 있으며, 도 8에는 배터리(800)가 제1 전류 경로(P1)에 의하여 충전되는 것이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 배터리 충전 장치(700)는 본 발명에 따른 배터리(800)를 충전하기 위한 것으로, 충전 전원 공급부(710); 제1 전류 경로(P1); 및 제2 전류 경로(P2)를 구비할 수 있다.

배터리(800)는 상호 직렬 연결되는 제1부분(810)과 제2부분(820)을 구비할 수 있다. 제1부분(810)과 제2부분(820) 각각은 적어도 하나 이상의 전지 셀들을 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 배터리(800)는 외부와 전기적으로 접속되도록 하는 제1단자(Vb1), 제2단자(Vb2), 및 제3단자(GND)를 구비할 수 있다. 이때, 제3단자(GND)는 그라운드와 연결되는 단자가 될 수 있다.

즉, 제1단자(Vb1)와 제3단자(GND) 사이에 제1부분(810)과 제2부분(820)이 직렬로 연결되고, 제1부분(810)과 제2부분(820)의 연결부에서 제2단자(Vb2)가 인출될 수 있다.

이때, 제1부분(810)과 제2부분(820)의 정전 용량이 다를 수 있다. 이 경우, 제1단자(Vb1)를 통하여 직렬 연결되는 제1부분(810)과 제2부분(820)을 한꺼번에 충전하게 되면, 제1부분(810)과 제2부분(820) 중에서 전류 용량이 큰 부분은 부족 충 전이 될 수 있다. 또한, 사용 시에는 충분한 용량을 발휘하지 못할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 배터리 충전 장치(700)에서는 각각의 전류 경로(P1, P2)에 의하여 제1부분(810)과 제2부분(820)을 충전할 수 있다. 이 경우, 각각의 용량에 따라 적합한 충전 전류에 의하여, 제1부분(810)과 제2부분(820) 각각이 충분히 충전될 수 있게 된다.

충전 전원 공급부(710)는 배터리(800)를 충전하기 위한 충전 전원을 공급한다. 제1 전류 경로(P1)는 충전 전원 공급부(710)로부터 제1부분(810)을 충전한다. 제2 전류 경로(P2)는 충전 전원 공급부(710)로부터 제2부분(820)을 충전한다.

또한, 배터리 충전 장치(700)는 스위칭부(720); 충전 전류 검지부(730); 스위치 제어부(740); 및 충전 전류 설정부(750)를 구비할 수 있다.

스위칭부(720)는 제1 전류 경로(P1) 및 제2 전류 경로(P2)를 선택할 수 있다. 충전 전류 검지부(730)는 충전 전원 공급부(710)로부터 출력되는 충전 전류를 검지할 수 있다.

스위치 제어부(740)는 충전 전원 공급부(710)로부터 출력되는 충전 전류를 입력받아 스위칭부(720)를 제어할 수 있다. 충전 전류 설정부(750)는 스위칭부(720)의 스위칭 상태를 검지하여 충전 전원 공급부(710)로부터 출력되는 충전 전류를 설정할 수 있다.

스위칭부(720)는 스위치 제어부(740)의 제어를 받아 제1 전류 경로(P1) 및 제2 전류 경로(P2)를 선택할 수 있다. 스위칭부(720)는 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 및 제3 스위치(SW3)를 구비할 수 있다.

제1 스위치(SW1)는 충전 전원 공급부(710)와 제1단자(Vb1) 또는 제2단자(Vb2)와의 연결을 스위칭 할 수 있다. 제2 스위치(SW2)는 제2단자(Vb2)와 충전 전류 설정부(750) 또는 그라운드(S0)의 연결을 스위칭 할 수 있다. 제3 스위치(SW3)는 제3단자(GND)가 그라운드(S0)와 연결되도록 하거나 제3단자(GND)가 개방되도록 할 수 있다.

충전 전류 검지부(730)는 충전 전원 공급부(710)로부터 출력되는 충전 전류를 검지할 수 있다. 충전 전류 검지부(730)를 검지하여, 현재 전류 경로에 대한 충전이 완료되었는지를 검사할 수 있다. 충전 전류의 검지 결과 현재 전류 경로에 대한 충전이 완료되면, 그 결과를 스위치 제어부(740)로 입력하여 스위칭부를 제어할 수 있도록 한다.

먼저, 도 7에 도시된 바와 같은 제2 전류 경로(P2)에 의하여 제2부분(820)이 충전되는 경우, 충전 전류 검지부(730)에서의 충전 전류의 검지 결과 충전이 완료되면, 도 8에 도시된 바와 같은 제1 전류 경로(P1)에 의하여 충전이 수행될 수 있도록 스위칭부(720)를 제어할 수 있다.

다음으로, 충전 전류 검지부(730)에서의 충전 전류의 검지 결과 제1 전류 경로(P1)에 의한 충전이 완료되면, 충전이 완료되도록 스위칭부(720)를 제어할 수 있다.

스위치 제어부(740)는 충전 전원 공급부(710)로부터 출력되는 충전 전류를 입력받아 스위칭부(720)를 제어할 수 있다. 이때, 스위칭 제어부(740)는 충전 전류를 입력받아 제2 전류 경로(P2)에 의한 충전이 완료되면 제1 전류 경로(P1)에 의한 충전이 시작되도록 스위칭부(720)를 제어할 수 있다.

충전 전류 설정부(750)는 스위칭부(720)의 스위칭 상태를 검지하여 충전 전원 공급부(710)로부터 출력되는 충전 전류를 충전하고자 하는 대상에 따라 설정할 수 있다. 충전 전류 설정부(750)는 스위칭부(720)의 스위칭 상태의 검지 결과, 제1 전류 경로(P1)에 의하여 충전되는 경우에는, 충전 전류가 제1부분(810)의 정전 용량에 맞도록 조정한다.

또한, 충전 전류 설정부(750)는 스위칭부(720)의 스위칭 상태의 검지 결과, 제2 전류 경로(P2)에 의하여 충전되는 경우에는, 충전 전류가 제2부분(820)의 정전 용량에 맞도록 조정한다.

이때, 제2 스위치(SW2)에서 제2단자 측 단자(S2)가 충전 전류 설정부 측 단자(S21)와 연결되는 것으로 감지되는 경우에는 제2 전류 경로(P2)에 의하여 충전되는 것으로 인식할 수 있다. 제2 스위치(SW2)에서 제2단자 측 단자(S2)가 그라운드 측 단자(S22)와 연결되는 것으로 감지되는 경우에는 제1 전류 경로(P1)에 의하여 충전되는 것으로 인식할 수 있다.

한편, 제1 전류 경로(P1)는, 충전전원 공급부(710), 충전 전류 검지부(730), 제1 스위치(SW1), 제1부분(810), 제2 스위치(SW2), 및 그라운드(S0)를 연결하여 형성될 수 있다.

이때, 제1 스위치(SW1)에서 충전 전류 검지부 측 단자(S1)가 제1단자 측 단자(S12)와 연결될 수 있다. 또한, 제2 스위치(SW2)에서 제2단자 측 단자(S2)가 그라운드 측 단자(S22)와 연결될 수 있다. 또한, 제3 스위치(SW3)에서 그라운드 측 단자(S3)는 개방단 측 단자(S32)와 연결될 수 있다.

또한, 제2 전류 경로(P2)는, 충전전원 공급부(710), 충전 전류 검지부(730), 제1 스위치(SW1), 제2부분(820), 제3 스위치(SW3), 및 그라운드(S0)를 연결하여 형성될 수 있다.

이때, 제1 스위치(SW1)에서 충전 전류 검지부 측 단자(S1)가 제2단자 측 단자(S11)와 연결될 수 있다. 또한, 제2 스위치(SW2)에서 제2단자 측 단자(S2)가 충전 전류 설정부 측 단자(S21)와 연결될 수 있다. 또한, 제3 스위치(SW3)에서 그라운드 측 단자(S3)는 제3단자 측 단자(S31)와 연결될 수 있다.

본 실시예에 따른 배터리 충전 장치(700)에서는, 제1부분(810)과 제2부분(820)의 전류 용량이 다른 경우에도 각각의 전류 경로(P1, P2)에 의하여 제1부분(810)과 제2부분(820)을 충전할 수 있다. 따라서, 각각의 용량에 따라 적합한 충전 전류에 의하여, 제1부분(810)과 제2부분(820) 각각이 충분히 충전될 수 있게 된다. 또한, 사용 시에는 배터리(800)가 충분한 용량을 발휘할 수 있도록 할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치의 실시예로서, 배터리 장착실이 구비되는 디지털 카메라의 외형을 보여주는 사시도이다.

도 2는 도 1의 디지털 카메라에 장착되는 배터리의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 사시도이다.

도 3은 내부에 2개의 셀이 직렬로 연결되는 배터리의 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4는 내부에 2개의 셀이 병렬로 연결되는 제2부분과 하나의 셀이 제2부분과 직렬로 연결되는 배터리의 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5는 도 1의 디지털 카메라의 내부에 포함되는 것으로, 전원 공급 장치에 의하여 전원을 공급받는 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 6은 도 5의 전원 공급 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 7은 도 2의 배터리를 제2 전류 경로에 의하여 충전하는 배터리 충전 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 8은 도 2의 배터리를 제1 전류 경로에 의하여 충전하는 배터리 충전 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.

Claims (12)

1. 상호 직렬 연결되는 제1부분과 제2부분을 구비하고,

   상기 제1부분의 일 단자와 연결되는 제1단자, 상기 제1부분의 다른 일 단자와 상기 제2부분의 일 단자와 연결되는 제2단자, 및 상기 제2부분의 다른 일 단자와 연결되는 제3단자를 구비하는 배터리;

   상기 제1단자로부터 제1전원을 공급받아 강압하여 복수의 제1 출력 전원을 생성하는 제1 강압부; 및

   상기 제2단자로부터 제2전원을 공급받아 강압하여 복수의 제2 출력 전원을 생성하는 제2 강압부를 구비하는 전원 공급 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2부분 양단의 정전용량이 상기 제1부분 양단의 정전용량보다 큰 전원 공급 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제2부분이 병렬 연결되는 2이상의 셀들을 구비하는 전원 공급 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1부분 및 상기 제2부분이 각각 실질적으로 동일한 정전 용량을 갖는 적어도 하나 이상의 셀들을 포함하고,

   상기 제1부분에 포함되는 셀의 개수보다 상기 제2부분에 포함되는 셀의 개수가 많은 전원 공급 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제3단자가 그라운드와 연결되는 전원 공급 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항의 전원 공급 장치를 구비하는 디지털 영상 처리 장치.
7. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항의 상기 배터리를 충전하는 것으로,

   상기 배터리를 충전하기 위한 충전 전원을 공급하는 충전 전원 공급부;

   상기 충전 전원 공급부로부터 상기 제1부분을 충전하는 제1 전류 경로; 및

   상기 충전 전원 공급부로부터 상기 제2부분을 충전하는 제2 전류 경로를 구비하는 배터리 충전 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제1 전류 경로 및 상기 제2 전류 경로를 선택하는 스위칭부;

   상기 충전 전원 공급부로부터 출력되는 충전 전류를 검지하는 충전 전류 검지부;

   상기 충전 전류를 입력받아 상기 스위칭부를 제어하는 스위치 제어부; 및

   상기 스위칭부의 스위칭 상태를 검지하여 상기 충전 전류를 설정하는 충전 전류 설정부를 구비하는 배터리 충전 장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 스위칭 제어부가, 상기 충전 전류를 입력받아 상기 제2 전류 경로에 의한 충전이 완료되면 상기 제1 전류 경로에 의한 충전이 시작되도록 상기 스위칭부를 제어하는 배터리 충전 장치.
10. 제8항에 있어서,

    상기 스위칭부가,

    상기 충전 전원 공급부와 상기 제1단자 또는 상기 제2단자의 연결을 스위칭 하는 제1 스위치,

    상기 제2단자와 상기 충전 전류 설정부 또는 그라운드의 연결을 스위칭 하는 제2 스위치, 및

    상기 제3단자가 그라운드와 연결되도록 하거나 상기 제3단자가 개방되도록 하는 제3 스위치를 구비하는 배터리 충전 장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 제1 전류 경로가, 상기 충전전원 공급부, 상기 충전 전류 검지부, 상기 제1 스위치, 상기 제1부분, 상기 제2 스위치, 및 그라운드를 연결하여 형성되는 배터리 충전 장치.
12. 제10항에 있어서,

    상기 제2 전류 경로가, 상기 충전전원 공급부, 상기 충전 전류 검지부, 상기 제1 스위치, 상기 제2부분, 상기 제3 스위치, 및 그라운드를 연결하여 형성되는 배터리 충전 장치.

Images