KR20070026959A

KR20070026959A - 전기 이중층 커패시터를 이용한 고출력 Torch-Flash LED모듈

Info

Publication number: KR20070026959A
Application number: KR1020050079238A
Authority: KR
Inventors: 김홍채
Original assignee: (주) 트레이스
Priority date: 2005-08-29
Filing date: 2005-08-29
Publication date: 2007-03-09

Abstract

본 발명은 캠코더 기능과 스틸 카메라 기능을 모두 가지고 있으면서도 순간 고전류 공급에 제약이 있는 소형 디지털 기기를 위해 플래시 및 토치로 사용할 수 있는 고광량 Power LED 모듈에 관한 발명이다.

본 발명은 소형 디지털 기기들이 야간 캠코더 기능 및 AF(Auto Focus)를 수행 할 때는 저 전력의 토치 모드로 필요한 광량을 LED로 하여금 공급하게 하고, 고광량을 필요로 하는 야간 스틸 촬영 시에는 전기 이중층 커패시터의 충전된 전원을 이용하여 고전력의 플래시 모드로 고광량 Power LED의 최대 광량을 이용하게 하였다. 이는 플래시 모드를 위해서는 제논 플래시를, 캠코더 및 AF를 위해서는 LED를 사용하는 기존 기기들의 공간 및 경제적 취약점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 특히, 전기 이중층 커패시터에 충전된 전원을 이용하여 Power LED의 최대 광량을 사용하게 함으로써, 고광량 플래시에 대한 요구가 절실하지만 공간 및 고전류 공급에 제약이 많은 카메라 폰과 같은 소형 기기에서 제논 플래시의 대안이 될 수 있다.

휴대폰, 카메라, 플래시, 카메라 폰, 고광량 LED, POWER LED, Torch mode, 전기 이중층 커패시터

Description

전기 이중층 커패시터를 이용한 고출력 Torch-Flash LED 모듈{High Power Torch-Flash LED Module Using a Electric Double Layer Capacitor}

도면 1은 전기 이중층 커패시터를 이용하여 고전류 출력을 낼 수 있는 Torch-Flash LED 모듈의 구성으로

100 : Torch-Flash LED 모듈

110 : 배터리 전원 입력부

111 : Torch-Flash 모듈 Torch Mode 동작 신호 입력부

112 : Torch-Flash 모듈 거동 신호 입력부

113 : Torch-Flash 모듈 Flash Mode 동작 고전류 충전 신호 입력부

114 : Torch-Flash 모듈 Flash Mode 동작 신호 입력부

115 : 그라운드(GND) 핀

120 : 정전류 전원부

130 : Flash Mode 고전류 충방전 커패시터

131 : 충방전용 스위치(SCR 또는 FET)

132 : Pull Down 저항

133 : 충방전 전압 조절 저항

140 : 고광량 Power LED

141 : 고광량 Power LED 발광 스위치(SCR 또는 FET)

142 : Pull Down 저항

143 : 고광량 Power LED 전류 제한 저항

150 : 전류 조절부

로 구성된다.

도면 2는 휴대폰 및 카메라와 제안된 Torch-Flash LED 모듈의 결합 구성을 나타내는 것으로,

100 : Torch-Flash LED 모듈

200 : 휴대폰 또는 카메라

210 : MCU

220 : 레귤레이터

230 : 배터리

본 발명의 목적은 야간 촬영에 고광량의 광원이 필요로 하나 기존의 스틸 카메라나 카메라 폰에 사용되어지고 있는 제논 플래시를 사용하기에는 공간상의 문제와 고전압 노출의 문제로 적용하기가 어렵고, 또한 Power LED를 사용하여 최대 광량을 내기 위한 고전류 공급에 제약이 있는 소형 디지털 기기, 특히 카메라 폰에 고광량의 광원을 공급하기 위함이다.

야간 캠코더 기능 및 AF(Auto Focus) 기능을 수행하기 위해 일정한 저전류를 공급하고, 고전류를 공급할 수 있는 충전 전압부를 구성하여 Power LED의 최대 광량으로 플래시 기능까지 수행하여 야간 스틸 촬영에서도 효과적 사용하기 위함이며, 이로 인하여 최근에 점차적으로 소형 / 슬림화 되는 디지털 기기의 공간 제약을 극복하고 또한 기능 통합의 모듈 개발로 경제적 이득까지 모색함을 본 발명의 목적으로 한다.

발명이 속하는 기술 분야는 소형 디지털 기기에 사용되어지는 카메라 플래시에 관한 기술 분야로 최근에 디지털 카메라의 보급 및 기술 발전으로 언제나 휴대가 가능한 고성능 초소형 카메라가 등장하였다. 이러한 초소형 디지털 카메라 및 카메라 폰에 플래시로서 광량이 큰 제논 플래시 모듈을 사용하게 되었다. 그러나 최근의 소형 / 슬림화되어 가고 있는 디지털 기기의 추세로 인해 기존 제논 플래시 모듈을 적용하기에는 공간상의 제약 및 고전압 노출의 문제점들로 인해 어려움을 겪고 있다. 일반적으로 상기와 같은 문제점들은 극복되지 못하고 제논 플래시 보다 광량은 적지만, 수명이나 구성 회로의 간편함 때문에 소형 디지털 기기에서는 LED가 제논 플래시의 대용으로 사용되고 있는 것이 현실이다. 또한 최근의 LED 광량에 대한 비약적인 발전으로 이에 대한 실용성은 더욱 증가하고 있는 추세이다. 이러한 LED의 광량을 최대로 사용하여 제논 플래시만큼의 광량을 얻기 위해서는 소형 디지털 기기에서 700mA이상의 고전류를 100msec이상 공급할 수 있어야 하지만, 소형 / 슬림화 된 디지털 기기의 특성상 배터리의 한계로 700mA이상의 고전류를 공급한다는 것은 소원한 일이다.

본 발명의 기술적 과제인 이중층 커패시터를 이용한 고출력 Torch-Flash LED 모듈의 구성을 위해서는 각 모드별(토치모드, 플래시 모드) 적절한 전류를 소모하여야 하며, 특히 소형 디지털 기기의 고전류 공급에 제약으로 인해 플래시 모드에서는 기기의 배터리(230)가 아닌 전기 이중층 커패시터(130)에 충전된 별도의 전원을 이용하여 Power LED를 발광하는 회로를 구성하는 것이다.

본 발명의 구성은 도 1과 같이 야간 캠코더 촬영이나 AF(Auto Focus) 기능을 수행시 또는 야간 스틸 사진 촬영 시 충분한 광원의 역할을 할 Power LED(140), 토치 모드와 커패시터에 충전할 전류를 일정하게 유지시켜 주는 정전류 전원부(120), 정전류 전원부의 거동 시점을 결정하는 EN 핀(112), 고전류를 공급할 수 있게 충전되어질 전기 이중층 커패시터(130), 일정한 전류를 공급할 수 있는 정전류 전원부의 전류를 조절해줄 충전 전류 조절부(150), 충방전 시 방전 전압을 조절하는 저항(133), LED를 모드별로 구분 발광하기 위한 스위치(142, 131)와 인터페이스 핀(111, 114), 그리고 LED 발광 시 전류 제한용 저항(143)으로 구성된다.

제안된 모듈은 도 2와 같이 휴대폰 또는 카메라와 같은 소형 디지털 기기의 전원 및 MCU와 연결된다.

모듈의 작동 방식은 다음과 같다.

우선 본 발명의 토치 모드는 소형 디지털 기기의 야간 캠코더 기능이나 AF(Auto Focus)기능을 수행하기 위한 모드로써, MCU의 High 신호가 인가되는 동안 TORCH 핀(111)에 High 신호가 인가되고 FLASH 핀(114)에 Low 신호가 인가되면, 전류 조절부(150)에서 사전 조정된 정전류가 Power LED(140)를 통해 흘러 발광한다. 두번째로 플래시 모드는 야간 스틸 촬영을 위한 플래시 기능을 수행하기 위한 모드로써, 고전류를 Power LED(140)에 흘려주기 위해 사전에 충전 커패시터(전기 이중층 커패시터)(130)에 충전을 시켜줘야 한다. EN 핀(112)이 High인 동안 TORCH 핀(111)에 Low 신호가 인가되고 FLASH 핀(114)에 High 신호가 인가되면, 전기 이중층 커패시터의 특성상 완충 이후에는 누설전류가 거의 없고 더 이상 충전이 되지 않으므로, 사전에 조절한 전류 값으로 알 수 있는 시간 후에 충전 커패시터는 완전히 충전된다. 충전 커패시터가 초기 완충 된 이후 TORCH 핀(111)에 High 신호가 인가되고 FLASH 핀(114)에 High 신호가 인가되면 충전 커패시터의 독립 된 전원만으로 고전류를 Power LED(140)에 흘려주어 야간 스틸 사진 촬영에 유용한 광량을 낼 수 있다. 또한 충전 시간을 줄이기 위한 방편으로는 충전 커패시터의 에너지 방전 시 EN 핀(112)에 High를 인가하면 배터리(230)가 보조 전원으로 사용 되어 방전과 동시에 충전이 이루어진다. 또한 FLASH-EN 핀(114)에도 High를 인가하면 토치 모드시의 전류 값과 다른 값의 전류로 정전류 전원부의 전류를 변경할 수 있다.

본 발명은 기존 소형 디지털 기기에 사용되어지는 토치 모드를 위한 LED와 플래시 모드를 위한 제논 플래시를 Power LED의 구동 전류 제약을 극복함으로서, 통합하여 공간상의 제약을 줄었으며, 경제적인 이점도 보게 되었다. 또한, LED의 성능개선에 따라 원하는 광량의 광원으로써 충분한 역할을 수행할 수 있을 것이며, 반영구적인 LED의 수명특성으로 제논 플래시에 비해 보다 긴 수명을 보장할 수 있다.

Claims

토치 모드 및 플래시 모드시 광원으로 사용되는 Power LED, Power LED의 광량을 일정하게 유지하기 위해 일정한 전류를 공급하는 정전류 전원부, 소형 디지털기기의 고전류 제약을 극복하기 위해 별도의 전원을 위한 충전 커패시터, 충전 커패시터의 충전 전류 및 전압 조절 저항으로 구성된 전기 이중층 커패시터를 이용한 고출력 Torch-Flash LED 모듈.
제1항에 있어서,

소형 디지털 기기의 고전류 제약을 극복하면서 Power LED의 최대 광량을 위한 고전류를 공급할 수 있는 전원으로 전기 이중층 커패시터를 충전 커패시터로 사용한 충전 회로로 구성된 전기 이중층 커패시터를 이용한 고출력 Torch-Flash LED 모듈.
제2항에 있어서,

별도 전원인 전기 이중층 커패시터의 충전 전압과 전류를 제어하면서 일정한 전류를 공급하기 위한 정전류 전원부와 전압 조절 저항 및 전류 조절로 구성된 전기 이중층 커패시터를 이용한 고출력 Torch-Flash LED 모듈.