KR200399656Y1 - 카메라와 캠코더 기능이 있는 휴대폰에서 사용되는 연속발광 광원인 파워 발광다이오드와 펄스광 광원인 제논플래시 일체형 보조 광원 모듈 - Google Patents

Abstract

본 고안은 사진과 동영상을 촬영할 수 있는 휴대폰 모바일 기기에 장착된 보조광원들에 관한 것이다.

현재 휴대폰 모바일 기기는 사진을 찍을 수 있는 카메라 기능뿐만 아니라 동영상까지 촬영 가능한 캠코더기능을 가지는 휴대폰들이 출시 되고 있다.

본 고안은 야간에 정지 사진을 찍을 때는 제논 플래시(Xe-Flash) 스트로보라는 태양광과 같은 색재현성 및 색온도를 가지는 펄스광 특성을 갖는 보조광원을 사용하여 고화질의 사진을 찍을 수 있게 하고, 동영상 촬영 시에는 동영상 촬영에 적합한 연속광을 가지면서 광량이 높은 파워(Power) LED를 사용할 수 있게 함으로써 깨끗한 화질의 동영상 촬영을 가능하게 하는 기능을 갖는 보조광원을 하나의 모듈로 구성한 것에 관한 것이다.

Description

카메라와 캠코더 기능이 있는 휴대폰에서 사용되는 연속 발광 광원인 파워 발광다이오드와 펄스광 광원인 제논 플래시 일체형 보조 광원 모듈{Xe-flash with Pulse lighting and Power LED with Continuous lighting integrated Lighting source Module for a Mobile Phone equipped with digital Camera and Camcorder}

현재 카메라 또는 캠코더에서 보조광원으로 가장 많이 사용하는 광은 크게 연속광을 내는 LED 또는 텅스텐 램프가 있고, 펄스광을 내는 스트로보가 있다. 그리고 이 두 개 광은 지속시간에 따라 분류한다. 비록 서로 광의 성질에 이런 근본적인 차이가 있으나 모두가 주광용 필름에 색온도가 맞춰져 있다는 공통점을 가지고 있다.

본 고안은 사진과 동영상을 촬영할 수 있는 휴대폰 모바일 기기에 장착된 보조광원에 관한 것이다. 보다 상세하게는 휴대폰 단말기에서 사진촬영 또는 동영상 촬영을 위해 피사체에 빛을 발광시키는 제논 플래시와 LED 보조광원 모듈들이 이원적으로 분리됨으로 발생되는 문제점들을 해결하면서 제논플래시와 LED가 일체화된 휴대단말기용 보조광원구조를 구현하는 데 있다.

현재 휴대폰 모바일 기기는 사진을 찍을 수 있는 카메라 기능뿐만 아니라 동영상까지 촬영 가능한 캠코더기능을 가지는 휴대폰들이 출시되고 있다. 본 고안은 한 개의 모듈에서 정지사진을 찍을 때는 제논 플래시(Xe-Flash)라는 보조광원을 사용하여 고화질의 사진을 찍을 수 있게 하고, 야간에 동영상 촬영시에는 광량이 높은 LED를 사용하여 깨끗한 화질의 영상을 가지게 한다.

한편 휴대폰 모바일 기기에서 사용자들의 고화질 이미지 촬영에 대한 욕구로 인하여 수 메가 픽셀의 이미지 센서들을 등장시켰다. 그러나 이러한 이미지 센서만을 가지고는 사진 및 동영상 촬영때 품질의 향상에 한계가 있고, 그렇기 때문에 보조광원이 필요하게 되었다. 보조광원으로는 일반적으로 제논플래시와 LED가 사용되고 있다. 제논플래시는 크세논 가스가 충전된 튜브에 고전압을 인가시켜 나오는 섬광을 이용한 사진용 인공광원을 말하고, LED(Light Emitting Diode)는 전류가 인가되면 빛을 내는 반도체 소자이다.

카메라 폰에 사용되고 있는 제논 플래시는 일정 전압까지 충전하였다가 충전한 전압을 순간적으로 크세논 튜브에 고전압으로 방전시킴으로써 순간적인 펄스광을 발생시켜 높은 광량을 낸다. 그리고 이 광량의 크기는 기기에 포함되어 전기를 충전하는 장치인 주 콘덴서(5)의 크기에 비례하고, 이 부품이 모듈의 크기를 정하게 한다. 제논플래시는 어두운 곳에서 촬영 가능하도록 태양광처럼 백색광을 발광시켜, 촬영되는 영역에 걸쳐서 빛이 보다 고르게 분포되어 색 재현성을 높게 하여 고화질의 사진을 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있다.

카메라 폰에서 최초로 채용된 보조광원으로서의 LED는 일반적으로 연속광을 제공하기 때문에 동영상 촬영에 있어서도 보조광원으로 사용이 가능하며, 또한 주변회로의 구성이 매우 간단하기 때문에 휴대폰에 실장하기 쉽다는 장점을 가지고 있다. 그러나 보조광원용으로 사용되는 백색 LED는 광량 등 성능에 있어서 보조광원으로서는 그다지 만족할만한 수준이 아니며, 비록 사용자에게 있어서 시각적인 효과를 가져올 수 있었던 제품이긴 하지만, 결과적으로 사진의 품질에는 큰 향상을 가져오지 못했다. 따라서 색재현성이나 광량과 같은 광학적인 부분과 함께, 소비전류등 전기적인 부분에서 LED가 가지는 한계를 극복하기 위한 개발 요구가 끊임없이 이루어져 왔다.

그 결과 기존의 LED의 단점을 보완한 Power LED 제품이 출시되었고, 이 Power LED는 일반 LED 보다 30배이상, 그리고 기존의 플래쉬용 백색 LED 보다 12배정도의 광량 증가를 보여 사진 촬영뿐만 아니라 동영상 촬영에도 큰 품질 향상을 가져올 수 있었다. 또한 SMD type으로 출시되어 크기 면에서도 유리함을 지니며, 실장도 쉽게 개발 되었다.

그러나 이 Power LED는 높은 전류를 공급받아 큰 광량을 발생시키는 원리로 동작하기 때문에, 높은 전류를 공급해 주기 위해 charge pump와 같은 구동 IC를 필요로 하며, 이러한 높은 전류로 인하여 LED 발열 문제와 전압강하 문제가 심각하게 나타나고 있다. 또한 높은 발열로 예전처럼 휴대폰의 메인 보드에 바로 실장하기 힘들게 되었다.

본 고안의 목적은 휴대폰에서 보조광원으로 사용되고 있는 전자플래시와 LED를 일체화하여 고화질의 야간 사진촬영에는 펄스광을 내는 제논 플래시를 사용하고, 야간 동영상 촬영에는 연속광을 내는 Power LED를 사용하도록 하는 하나의 모듈화 구조를 제공하는 것이다.

상기 목적으로 한 모듈에 두개의 회로(제논 플래시부, Power LED부)를 통합하여 컨트롤한다. 휴대폰에서는 사진 촬영 모드와 동영상 촬영 모드 두개의 모드로 나누어 컨트롤 한다.

본 고안의 보조광원 모듈은 사진촬영을 위한 제논 플래시부와 동영상 촬영을 위한 Power LED부로 나뉜다. 제논 플래시부에서 크기를 결정하는 주콘덴서(5)를 Flexible PCB(8)를 통해 원하는 부분에 장착할 수 있도록 하고, 제논 튜브(Xe-Tube) 또한 Flexible PCB(10)를 이용함으로써 튜브의 깨짐을 방지할 수 있고, Rigid PCB(7) 부분에는 SMD 부품을 실장하여 크기를 소형화한다.

본 고안의 동영상 촬영 보조광원으로 적용하는데 있어서, Power LED는 고전류로 인한 발열과 전압강하의 문제가 있다. 이 문제점의 해결을 위해 전류를 100mA ~200mA로 낮춰 연속광에서의 발열을 막고, 전압강하 문제를 해결한다. 또한 전원단과 LED를 직접 연결하여 주변회로에서 사용되는 Driver IC를 없애고 전류를 직접 인가시켜 크기를 소형화한다.

상기 제논 플래시부와 Power LED 부로 이루어진 Power LED부를 전기적으로 연결하는 Rigid Flexible PCB(7)와 제논 플래시부에 전기적 신호를 인가하기 위한 컨넥터부(6)를 포함하여 구성함으로써 스위치(4)를 이용하여 동시에 제논플래시와 Power LED를 동작시키는 특징으로 하는 휴대 단말기용 보조광원 모듈구조를 제공함으로써 달성한다.

하기의 도면을 참조하여 본 고안의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

도면 1은 본 고안에 의해서 만들어진 제논 플래시(1)와 Power LED(2) 보조광원이 장착된 휴대폰 단말기 도면이고, 스위치(4)를 이용하여 제논 플래시와 Power LED를 컨트롤 하여 동작시킨다.

본 고안의 보조광원 모듈은 크게 제논 플래시부, Power LED부 그리고 컨트롤부분과 연결하기 위한 커넥터부 세부분으로 나누어 진다.

도면 2는 본 고안에 의해서 만들어진 RF PCB(Rigid Flexible Printed Circuit Board)를 이용하여 형상 변경이 자유로워 크기의 소형화가 가능하고 직접적인 충격으로부터 제논 튜브(Xe-Tube)를 보호할 수 있는 형태의 초소형 제논플래시부와 Power LED가 실장되어진 형상으로, 도면2의 RF(Rigid Flexible) PCB(7)은 Rigid PCB 부분으로 제논플래시부의 저항 및 트랜지스터, 트리거 코일 그리고 Power LED 부의 Power LED등 각종 SMD(Surface Mounted Device) 부품들이 실장되는 부분이다.

도면 2의 (8),(9),(10)은 Flexible PCB(Flexible Printed Circuit Board)로 회로 패턴이 설계되어 주콘덴서(5)과 RF(Rigid Flexible) PCB(7)그리고 커넥터(6)과 RF(Rigid Flexible) PCB(7) 그리고 제논 플래시(1)과 Flexible PCB(10)부분인 회로부를 연결해 주는 역할을 한다. 특히 Flexible PCB는 구부리거나 접을 수 있는 유연한 재질로서 충격으로 인한 부품 손상 또는 부품 떨어짐을 막을 수 있고 콘덴서의 위치를 옮겨 휴대폰에 실장하기 쉽게 한다.

도면 2의 제논 플래시부(1)은 제논 튜브(Xe-Tube)와 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)를 포함한 리플렉터 결합부(Reflector Assembly)를 연결하는 발광부로 (10)의 Flexible PCB로 연결되어 있으며, (5)는 주콘덴서(Main Capacitor)를 연결하는 충전부로서 (8)의 Flexible PCB로 연결되어 있다. (6)은 Rigid PCB 부분으로 커넥터가 실장되어 있는 연결부이며, (9)의 Flexible PCB로 연결되어 있다. 이렇게 각 부위를 Rigid PCB 와 Flexible PCB로 혼합한 RF PCB(Rigid Flexible Printed Circuit Board)로 구성함으로써 모듈 형태의 구성을 자유롭게 할 수 있어 초소형 크기의 모듈 패킷(Packet) 제작이 가능하다.

상술한바와 같이 본 고안은 한 개의 모듈에서 사진을 찍을 때는 제논 플래시(Xe-Flash)라는 태양광과 같은 색재현성 및 색온도를 가지는 펄스광인 보조광원을 사용하여 고화질의 사진을 찍을 수 있게 하고, 야간에 동영상 촬영에 적합한 연속광을 가지면서 광량이 높은 Power LED를 사용하여 깨끗한 화질의 영상을 가지게 한다.

도 1은 카메라 모듈과 보조광원으로 사용되는 제논플래시(1)와 Power LED(2)가 부착된 종래의 휴대폰 단말기의 배면도 이다.

도 2는 본 고안에 의해 제작된 휴대 단말기용의 보조광원으로 사용되는 제논플래시와 Power LED 일체형 모듈의 단면도이다.

도 3은 본 고안에 의해 제작된 제논 플래시부와 파워 LED부를 콘트롤 (Control)부에서 제어하는 블럭 다이어그램이며, 제논 플래시부는 입력전원(교류)을 약 150배정도 승압 및 정류기를 거친후 트리거 신호에 의해서 주콘덴서에 충전된 고전압을 사용하여 Xe Tube에 순간적인 방전을 시킴으로써 빛을 내는 제논 플래시부의 동작 블럭 다이어그램이다.

*도면의 주요부분에 대한 기호의 설명

5:콘덴서 7:리지드-플랙시블(Rigid Flexible) PCB

Claims (4)

1. 사진촬영 모드에서 피사체에 빛을 펄스광으로 발생시키는 제논 플래시부와;

   동영상촬영 모드에서 피사체에 빛을 연속광으로 발생시키는 Power LED부와; 상기 제논 플래시부 상기 Power LED부를 전기적으로 연결하는 RF(Rigid Flexible) PCB와;

   상기 전자플래시부와 Power LED부에 전기적 신호를 인가하기 위한 하나의 컨넥터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 보조광원 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   하나의 커넥터에 연결된 스위치를 한번 눌렀을 때 전자 플래시부가 동작하는 사진촬영에 적합한 휴대폰용 보조광원 모듈
3. 제1항에 있어서,

   커넥터에 연결된 스위치를 3초~5초 눌렀을 때 Power LED가 켜지면서 동영상 촬영에 적합한 휴대폰용 보조광원 모듈
4. 제1항에 있어서,

   RF PCB에 Power LED부와 제논 플래시부를 실장하여 동일한 전원단과 접지단을 커넥터와 연결하여 동시에 제논플래시와 Power LED를 제어하는 구조의 휴대폰용 보조광원 모듈