KR20140063251A - 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치 - Google Patents

모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치 Download PDF

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KR20140063251A
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Abstract

모바일 단말에서 다수의 동작 전원들에 의해 동작하는 카메라 디바이스에 동작 전원들을 공급하는 카메라 디바이스 전원 공급 장치가 개시된다. 카메라 디바이스 전원 공급 장치는 카메라 디바이스의 동작 전원들 중 가장 높은 전력을 필요로 하는 동작 전원을 모바일 단말의 배터리 전원으로부터 생성하는 스위칭 레귤레이터를 포함한다.

Description

모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치{POWER SUPPLY DEVICE FOR CAMERA DEVICE IN MOBILE TERMINAL}
본 발명은 카메라 디바이스를 포함하는 모바일 단말에 관한 것으로, 특히 카메라 디바이스에 동작 전원들을 공급하는 카메라 디바이스 전원 공급 장치에 관한 것이다.
모바일 전화기, 태블릿 컴퓨터, 스마트 폰과 같은 각종 모바일 단말은 카메라 디바이스를 장착하고 있다. 특히 근래에는 모바일 단말이 전면 카메라와 후면 카메라 같은 다수의 카메라 디바이스들을 장착하고 있는 것이 일반화되어 있다. 통상적으로 전면 카메라는 모바일 단말의 전면에 설치되어 모바일 단말의 전방 촬영에 사용되는 카메라를 가리키고, 후면 카메라는 모바일 단말의 후면에 설치되어 모바일 단말의 후방 촬영에 사용되는 카메라를 가리킨다.
통상적인 모바일 단말의 전면 카메라 배치 예를 보인 도 1을 참조하면, 전면 카메라(102)는 모바일 단말(100)의 전면에 있는 디스플레이(104)의 우측 상부에 배치된다. 이와 달리 전면 카메라(102)는 모바일 단말(100)의 전면에서 우측 상부 이외의 다른 위치에 배치될 수도 있다.
한편 모바일 단말에서 필요한 각종 전원은 파워 컨버터에 의해 배터리 전원으로부터 생성된다. 모바일 단말에 있어서 파워 컨버터로는 LDO(low dropout), 스위칭 레귤레이터가 주로 사용된다. 파워 컨버터의 종류에 따라 전압, 전류 및 효율이 달라진다.
LDO는 입력 전압과 출력 전압의 차이만큼 입력 전원의 전압을 강하시켜 열로 발산하는 리니어 레귤레이터이다. LDO의 효율은 출력 전압을 입력 전압으로 나눈 값으로 표현된다. 그러므로 LDO의 효율은 입력 전압과 출력 전압의 차이가 클수록 떨어지게 된다. 스위칭 레귤레이터는 스위칭 소자에 의해 입력 직류 전원을 반복적으로 단속하면서 인덕터에 에너지를 저장하는 방식에 의해 출력 전원으로 변환한다. 스위칭 레귤레이터의 효율은 출력 전압 및 전류의 곱을 입력 전압 및 전류의 곱으로 나눈 값으로 표현된다. 스위칭 레귤레이터는 이론상 손실이 없고 열도 발생하지 않는다. 이에 따라 스위칭 레귤레이터는 이상적인 소자를 가정한다면 100% 효율을 가지지만, 실제 소자의 경우에는 일반적으로 80%~95% 정도의 효율을 가진다.
모바일 단말에 있어서 배터리 전원으로부터 전면 카메라의 동작 전원을 생성하는 전원 공급 장치는 파워 컨버터로서 LDO를 사용하여 왔다. 전형적으로 전면 카메라는 셀프 카메라 기능이나 화상 통화 기능에 사용되어 왔다. 이에 따라 전면 카메라는 VT(Video Telephony) 카메라라고도 불린다. 이처럼 전면 카메라는 일부 한정된 상황에서만 사용될 뿐이므로, 모바일 단말에서 카메라 디바이스 전원 공급 장치의 소모 전류의 비중이 높지 않았다. 이에 따라 전면 카메라의 동작 전원을 생성하기 위한 파워 컨버터로서 LDO를 사용하여도 모바일 단말 전체의 소모 전류에 미치는 영향이 크지 않았다.
하지만 최근 모바일 단말에 있어서 제스처(gesture) 인식 기능이 중요하게 대두되면서 전면 카메라가 모바일 단말의 각종 사용 모드에서 동작되는 경우가 많아지고 있다. 특히 모바일 단말이 아이들 모드인 경우에도 제스처 인식 등을 위해 전면 카메라 사용이 증가하고 있다. 이에 따라 모바일 단말에 있어서 전면 카메라로 인한 소모 전류의 비중도 높아지고 있다. 따라서 전면 카메라와 같은 카메라 디바이스로 인한 소모 전류 감소가 필요한 상황이다.
따라서 본 발명은 모바일 단말에서 카메라 디바이스로 인한 소모 전류를 감소시킬 수 있는 카메라 디바이스 전원 공급 장치를 제공한다.
본 발명은 모바일 단말에서 카메라 디바이스로 인한 소모 전류를 최적화할 수 있는 카메라 디바이스 전원 공급 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따라, 다수의 동작 전원들에 의해 동작하는 카메라 디바이스를 포함하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치는, 상기 동작 전원들 중 소비 전력이 가장 큰 동작 전원을 상기 모바일 단말의 배터리 전원으로부터 생성하는 스위칭 레귤레이터를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 다수의 동작 전원들에 의해 동작하는 카메라 디바이스를 포함하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치는, 상기 모바일 단말의 배터리 전원으로부터 서브 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터와, 상기 서브 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 코어 전원을 생성하는 LDO와, 상기 서브 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 입출력 전원을 생성하는 LDO를 포함하고, 상기 서브 전원이 상기 동작 전원들 중 센서 전원으로 공급된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 다수의 동작 전원들에 의해 동작하는 카메라 디바이스를 포함하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치는, 상기 모바일 단말의 배터리 전원으로부터 서브 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터를 포함하고, 상기 서브 전원이 상기 동작 전원들 중 코어 전원, 센서 전원, 입출력 전원으로 공급된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 다수의 동작 전원들에 의해 동작하는 카메라 디바이스를 포함하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치는, 상기 모바일 단말의 배터리 전원으로부터 서브 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터와, 상기 서브 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 코어 전원을 생성하는 LDO와, 상기 배터리 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 센서 전원을 생성하는 LDO를 포함하고, 상기 서브 전원이 상기 동작 전원들 중 입출력 전원으로 공급된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 다수의 동작 전원들에 의해 동작하는 카메라 디바이스를 포함하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치는, 상기 모바일 단말의 배터리 전원으로부터 서브 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터와, 상기 배터리 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 센서 전원을 생성하는 LDO를 포함하고, 상기 서브 전원이 상기 동작 전원들 중 코어 전원, 입출력 전원으로 공급된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 다수의 동작 전원들에 의해 동작하는 카메라 디바이스를 포함하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치는, 상기 모바일 단말의 배터리 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 코어 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터와, 상기 배터리 전원으로부터 서브 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터를 포함하고, 상기 서브 전원이 상기 동작 전원들 중 센서 전원, 입출력 전원으로 공급된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 다수의 동작 전원들에 의해 동작하는 카메라 디바이스를 포함하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치는, 상기 모바일 단말의 배터리 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 코어 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터와, 상기 배터리 전원으로부터 서브 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터와, 상기 서브 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 입출력 전원을 생성하는 LDO를 포함하고, 상기 서브 전원이 상기 동작 전원들 중 센서 전원으로 공급된다.
본 발명에 따르면 모바일 단말에서 카메라 디바이스의 동작 전원들 중에 적어도 일부 또는 부분적으로 스위칭 레귤레이터에 의해 생성함으로써 카메라 디바이스로 인한 소모 전류를 감소시킬 수 있으며 카메라 디바이스 전원 공급 장치를 최적화할 수 있다.
도 1은 통상적인 모바일 단말의 전면 카메라 배치 예시도,
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도,
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도,
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도,
도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도,
도 6은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도,
도 7은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도,
도 8은 본 발명의 제7 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도,
도 9는 본 발명의 제8 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도,
도 10은 본 발명의 제9 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도,
도 11은 본 발명의 제10 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도,
도 12는 본 발명의 제11 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도,
도 13은 본 발명의 제12 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도,
도 14는 전면 카메라 파워 시퀀스 예시도.
이하 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면에 대한 참조 부호를 사용한 이하의 설명은 특허청구범위와 그에 균등한 것들에 의해 정의된 것과 같은 본 발명의 실시 예의 포괄적인 이해를 돕기 위한 것이다. 또한 도면들 중에 동일한 구성요소들에는 가능한 한 동일한 참조 부호를 부여하였다.
또한 본 발명의 실시 예들의 이해를 돕기 위해 여러 가지 특정 상세들이 포함되지만, 이는 단지 예시에 관한 것으로 간주되어야 한다. 따라서 당업자라면 본 발명의 범위 및 정신을 벗어나지 않으면서 이하에 설명된 실시 예들의 여러 가지 변경 및 수정을 할 수 있음을 인식할 것이다. 또한 공지 기능이나 구성에 관한 설명은 명확성과 간결성을 위해 생략될 수 있다.
이하의 설명 및 특허청구범위에서 사용된 용어들 및 단어들은 서지적인 의미에 한정되지 않으며, 단지 본 발명의 명확하고 일관된 이해가 가능하도록 발명자에 의해 사용된 것이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하에서 모바일 단말에서 전면 카메라의 동작 전원을 생성하는 전원 공급 장치의 예를 들어 본 발명의 실시 예들을 설명한다. 하지만 유사한 기술적 배경을 가지는 다른 장치들에도 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있다. 또한 본 발명의 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 장치들에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명은 모바일 단말에 있어서 전면 카메라 이외의 다른 카메라 디바이스를 위한 전원 공급 장치에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록 구성도이다. 도 2의 모바일 단말은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전원 공급 장치(224)를 포함한다.
도 2를 참조하면, AP(Application Processor)(200)는 모바일 단말의 주제어부로서 모바일 단말의 전반적인 기능을 제어 및 처리한다. RF(Radio Frequency) 블록(202)은 이동 통신 기지국으로부터 RF 신호를 수신하여 베이스밴드 신호로 변환하여 CP(Communication Processor)(204)에 제공하며, CP(204)에서 처리된 베이스밴드 신호를 RF 신호로 변환하여 기지국으로 송신한다. CP(204)는 이동 통신을 위한 각종 처리를 한다. WC(Wireless Connectivity)(206)는 Wi-Fi(Wireless Fidelity), BT(Bluetooth), NFC(Near Field Communication)와 같은 통신 기능을 제공한다.
메모리(208)는 AP(200) 및 CP(204)의 동작을 위한 각종 프로그램들을 저장하며, AP(200) 및 CP(204)의 실행에 따른 각종 데이터를 저장한다. 메모리(208)에는 외장형 메모리가 더 포함될 수 있고, HDD(Hard Disk Drive)와 같은 스토리지 장치도 더 포함될 수 있다. PMIC(Power Management Integrated Circuit)(212)는 배터리(210)의 배터리 전원으로부터 모바일 단말의 각 부분에 필요한 동작 전원들을 생성한다.
터치 스크린 디스플레이(214)는 모바일 단말과 사용자 사이에 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 제공한다. 터치 스크린 디스플레이(214)는 AP(200)의 동작에 따른 화면을 터치 스크린(도시하지 않았음) 상에 디스플레이하며, 터치 스크린 상의 터치 스크린 입력을 AP(200)에 제공한다. 모바일 단말은 터치 스크린 디스플레이(214) 이외의 다른 입력 디바이스, 예를 들어 키패드나 버튼을 더 포함할 수 있다. 오디오 입출력부(216)는 스피커와 같은 오디오 출력 디바이스, 마이크와 같은 오디오 입력 디바이스를 포함하며, AP(200)의 동작에 따른 오디오를 입력 및 출력한다. 센서부(218)는 자이로(gyro) 센서, 가속도(acceleration) 센서, 근접(proximity) 센서, 조도(ambient light) 센서, 자기(magnetic) 센서 등을 포함한다. 후면 카메라(220)는 모바일 단말의 후면에 설치되어 모바일 단말의 후방 촬영에 사용된다. 전면 카메라(222)는 모바일 단말의 전면에 설치되어 모바일 단말의 전방 촬영에 사용된다.
전원 공급 장치(224)는 전면 카메라(222)의 동작 전원들을 생성한다. 전면 카메라(222)와 같은 카메라 디바이스는 다수의 동작 전원들을 필요로 한다. 이러한 동작 전원들은 도 2에 보인 예처럼 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO을 포함한다. 코어 전원 VT_Core는 전면 카메라(222)의 동작부들 중에 코어 프로세서(도시하지 않았음)에 사용되는 동작 전원이다. 코어 프로세서는 전면 카메라(222)의 동작을 전반적으로 제어하며 촬영에 따른 이미지 신호를 처리한다. 센서 전원 VT_Sensor는 전면 카메라(222)의 동작부들 중에 이미지 센서(도시하지 않았음)에 사용되는 동작 전원이다. 이미지 센서는 피사체 정보를 감지하여 전기적인 영상 신호로 변환한다. 입출력 전원 VT_IO는 전면 카메라(222)의 동작부들 중에 입출력부(도시하지 않았음)에 사용되는 동작 전원이다. 입출력부는 전면 카메라(222)의 코어 프로세서와 AP(200) 간의 데이터 통신을 제공한다.
전원 공급 장치(224)는 벅 컨버터(buck converter)(226), LDO(low dropout)들(228, 230)을 포함한다. 벅 컨버터(226)는 스위칭 레귤레이터의 한 종류이다. 통상적으로 스위칭 레귤레이터의 종류는 벅 컨버터, 부스트(boost) 컨버터, 벅-부스트(buck-boost) 컨버터, 인버터(inverter) 등이 있다. 벅 컨버터, 부스트 컨버터, 벅-부스트 컨버터는 직류 전원을 직류 전원으로 변환하고 인버터는 직류 전원을 교류 전원으로 변환한다. 벅 컨버터는 입력 전원의 전압을 강압하여 출력하는 스텝-다운(step-down) DC/DC 컨버터이다. 부스트 컨버터는 입력 전원의 전압을 승압하여 출력하는 스텝-업(step-up) DC/DC 컨버터이다. 벅-부스트 컨버터는 입력 전원의 전압의 강압 출력 및 승압 출력을 하는 스텝-다운 및 스텝-업 DC/DC 컨버터이다.
벅 컨버터(226)는 배터리 전원 BT로부터 코어 전원 VT_Core를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. LDO(228)는 배터리 전원 BT로부터 센서 전원 VT_Sensor를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. LDO(230)는 배터리 전원 BT로부터 입출력 전원 VT_IO를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다.
예를 들어 배터리 전원 BT, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압이 3.8V, 1.5V, 2.8V, 1.8V이고, 전면 카메라(222)의 부하단 소모 전류, 즉 코어 프로세서, 이미지 센서, 입출력부 각각의 소모 전류가 100mA, 30mA, 5mA이며, 벅 컨버터(226)의 효율이 90%라고 가정할 때, 입력단 소모 전류들, 즉 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 하기 표 1과 같이 된다. 부하단 소모 전류는, 코어 프로세서, 이미지 센서, 입출력부 각각에서 소모되는 전류를 의미한다. 입력단 소모 전류는 배터리 전원 BT로부터 전원 공급 장치(224)와 같은 전원 공급 장치를 통해 전면 카메라(222)로 입력되는 전류를 의미한다. 즉, 도 2의 예에서는 벅 컨버터(226), LDO들(228, 230) 각각에 대한 입력 전류를 의미한다. 이러한 부하단 소모 전류와 입력단 소모 전류의 의미는 후술하는 본 발명의 실시 예들에서도 마찬가지이다.
동작
전원		 동작
전원 전압[V]		 부하단
소모 전류[mA]		 배터리
전압[v]		 입력단
소모 전류[mA]
VT_Core 1.5 100
3.8
 43.85
VT_Sensor 2.8 30 30
VT_IO 1.8 5 5
총계 78.85
상기 표 1에서 보는 바와 같이 LDO들(228, 230)에 의해 생성되는 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO의 입력단 소모 전류는 부하단 소모 전류와 같지만, 코어 전원 VT_Core의 입력단 소모 전류는 43.85mA로 부하단 소모 전류에 비해 작다. 스위칭 레귤레이터의 효율은 출력 전압 및 전류의 곱을 입력 전압 및 전류의 곱으로 나눈 값으로 표현되므로, 코어 전원 VT_Core의 입력단 소모 전류의 계산식은 코어 전원 VT_Core 전압 * 부하단 소모 전류 / 배터리 전압 / 90% = 1.5V * 100mA / 3.8V / 0.9 = 43.85mA이다.
만일 코어 전원 VT_Core도 벅 컨버터(226) 대신에 종래와 같이 LDO에 의해 생성한다면, 입력단 소모 전류들은 하기 표 2와 같이 된다.
동작
전원		 동작
전원 전압[V]		 부하단
소모 전류[mA]		 배터리
전압[v]		 입력단
소모 전류[mA]
VT_Core 1.5 100
3.8
 100
VT_Sensor 2.8 30 30
VT_IO 1.8 5 5
총계 135
상기 표 1과 상기 표 2를 비교하면, 코어 전원 VT_Core의 입력단 소모 전류는 LDO에 의해 코어 전원 VT_Core을 생성하는 경우에 비해, 벅 컨버터(226)에 의해 코어 전원 VT_Core을 생성하는 경우가 훨씬 작음을 알 수 있다. 이에 따라 전체 입력단 소모 전류도 135mA에서 78.85mA로 대폭적으로 감소된다.
통상적으로 전면 카메라(222)와 같은 카메라 디바이스의 동작 전원들 중에 특히 코어 전원 VT_Core은 소비 전력이 다른 동작 전원들에 비해 크다. 상기 표 1, 2에서 예를 든 것처럼 코어 전원 VT_Core은 통상적으로 배터리 전원과 전압 차가 크며 소모 전류가 많다. 이에 따라 코어 전원 VT_Core을 LDO 대신에 벅 컨버터(226)에 의해 생성함으로써 전원 공급 장치(224)의 소모 전류가 대폭적으로 감소된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도이다. 도 3의 모바일 단말은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전원 공급 장치(300)를 포함한다. 도 3에서 전원 공급 장치(300) 이외의 나머지 구성 요소들은 전술한 도 2와 동일하므로, 이들에 관한 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 전원 공급 장치(300)는 벅 컨버터들(302, 304), LDO(306)를 포함한다. 벅 컨버터(302)는 배터리 전원 BT로부터 코어 전원 VT_Core를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. 벅 컨버터(304)는 배터리 전원 BT로부터 센서 전원 VT_Sensor를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. LDO(306)는 배터리 전원 BT로부터 입출력 전원 VT_IO를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다.
예를 들어 배터리 전원 BT, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압이 3.8V, 1.5V, 2.8V, 1.8V이고, 전면 카메라(222)의 부하단 소모 전류, 즉 코어 프로세서, 이미지 센서, 입출력부 각각의 소모 전류가 100mA, 30mA, 5mA이며, 벅 컨버터들(302, 304)의 효율이 90%라고 가정할 때, 입력단 소모 전류들, 즉 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 하기 표 3과 같이 된다.
동작
전원		 동작
전원 전압[V]		 부하단
소모 전류[mA]		 배터리
전압[v]		 입력단
소모 전류[mA]
VT_Core 1.5 100
3.8
 43.85
VT_Sensor 2.8 30 24.56
VT_IO 1.8 5 5
총계 73.41
상기 표 3에서 보는 바와 같이 LDO(306)에 의해 생성되는 입출력 전원 VT_IO의 입력단 소모 전류는 부하단 소모 전류와 같지만, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor 각각의 입력단 소모 전류는 43.85mA, 24.56mA로 부하단 소모 전류에 비해 작다. 코어 전원 VT_Core의 입력단 소모 전류의 계산식은 상기 표 1에 관한 설명과 같고, 센서 전원 VT_Sensor의 입력단 소모 전류의 계산식도 이와 마찬가지로 센서 전원 VT_Sensor 전압 * 부하단 소모 전류 / 배터리 전압 / 90%이다.
상기 표 3을 상기 표 2와 비교해 보면, 전체 입력단 소모 전류가 135mA에서 73.41mA로 대폭적으로 감소됨을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도이다. 도 4의 모바일 단말은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전원 공급 장치(400)를 포함한다. 도 4에서 전원 공급 장치(400) 이외의 나머지 구성 요소들은 전술한 도 2와 동일하므로, 이들에 관한 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 전원 공급 장치(400)는 벅 컨버터들(402, 406), LDO(404)를 포함한다. 벅 컨버터(402)는 배터리 전원 BT로부터 코어 전원 VT_Core를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. LDO(404)는 배터리 전원 BT로부터 센서 전원 VT_Sensor를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. 벅 컨버터(406)는 배터리 전원 BT로부터 입출력 전원 VT_IO를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다.
예를 들어 배터리 전원 BT, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압이 3.8V, 1.5V, 2.8V, 1.8V이고, 전면 카메라(222)의 부하단 소모 전류, 즉 코어 프로세서, 이미지 센서, 입출력부 각각의 소모 전류가 100mA, 30mA, 5mA이며, 벅 컨버터들(402, 406)의 효율이 90%라고 가정할 때, 입력단 소모 전류들, 즉 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 하기 표 4와 같이 된다.
동작
전원		 동작
전원 전압[V]		 부하단
소모 전류[mA]		 배터리
전압[v]		 입력단
소모 전류[mA]
VT_Core 1.5 100
3.8
 43.85
VT_Sensor 2.8 30 30
VT_IO 1.8 5 2.63
총계 76.48
상기 표 4에서 보는 바와 같이 LDO(404)에 의해 생성되는 센서 전원 VT_Sensor의 입력단 소모 전류는 부하단 소모 전류와 같지만, 코어 전원 VT_Core, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 43.85mA, 2.63mA로 부하단 소모 전류에 비해 작다. 코어 전원 VT_Core의 입력단 소모 전류의 계산식은 상기 표 1에 관한 설명과 같고, 입출력 전원 VT_IO의 입력단 소모 전류의 계산식도 이와 마찬가지로 입출력 전원 VT_IO 전압 * 부하단 소모 전류 / 배터리 전압 / 90%이다.
상기 표 4를 상기 표 2와 비교해 보면, 전체 입력단 소모 전류가 135mA에서 76.48mA로 대폭적으로 감소됨을 알 수 있다.
도 5는 발명의 제4 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도이다. 도 5의 모바일 단말은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 전원 공급 장치(500)를 포함한다. 도 5에서 전원 공급 장치(500) 이외의 나머지 구성 요소들은 전술한 도 2와 동일하므로, 이들에 관한 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 전원 공급 장치(500)는 벅 컨버터들(502~506)을 포함한다. 벅 컨버터(502)는 배터리 전원 BT로부터 코어 전원 VT_Core를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. 벅 컨버터(504)는 배터리 전원 BT로부터 센서 전원 VT_Sensor를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. 벅 컨버터(506)는 배터리 전원 BT로부터 입출력 전원 VT_IO를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다.
예를 들어 배터리 전원 BT, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압이 3.8V, 1.5V, 2.8V, 1.8V이고, 전면 카메라(222)의 부하단 소모 전류, 즉 코어 프로세서, 이미지 센서, 입출력부 각각의 소모 전류가 100mA, 30mA, 5mA이며, 벅 컨버터들(502~506)의 효율이 90%라고 가정할 때, 입력단 소모 전류들, 즉 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 하기 표 5와 같이 된다.
동작
전원		 동작
전원 전압[V]		 부하단
소모 전류[mA]		 배터리
전압[v]		 입력단
소모 전류[mA]
VT_Core 1.5 100
3.8
 43.85
VT_Sensor 2.8 30 24.56
VT_IO 1.8 5 2.63
총계 71.04
상기 표 5에서 보는 바와 같이 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 43.85mA, 24.56mA, 2.63mA로 부하단 소모 전류에 비해 작다. 코어 전원 VT_Core의 입력단 소모 전류의 계산식은 상기 표 1에 관한 설명과 같고, 센서 전원 VT_Sensor의 입력단 소모 전류의 계산식은 상기 표 3에 관한 설명과 같으며, 입출력 전원 VT_IO의 입력단 소모 전류의 계산식은 상기 표 4에 관한 설명과 같다.
상기 표 5를 상기 표 2와 비교해 보면, 전체 입력단 소모 전류가 135mA에서 71.04mA로 대폭적으로 감소됨을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도이다. 도 6의 모바일 단말은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 전원 공급 장치(600)를 포함한다. 도 6에서 전원 공급 장치(600) 이외의 나머지 구성 요소들은 전술한 도 2와 동일하므로, 이들에 관한 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 전원 공급 장치(600)는 벅 컨버터(602), LDO(604), 로드 스위치(606)를 포함한다. 벅 컨버터(602)는 배터리 전원 BT로부터 코어 전원 VT_Core를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. LDO(604)는 배터리 전원 BT로부터 센서 전원 VT_Sensor를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. 로드 스위치(606)는 시스템 입출력 전원 System_IO를 입출력 전원 VT_IO으로 전면 카메라(222)에 공급한다. 시스템 입출력 전원 System_IO은 PMIC(212)에 의해 생성되는 전원들 중에 모바일 단말의 각종 입출력부들에 공통으로 사용되는 전원이다.
전면 카메라(222)와 같은 카메라 디바이스는 노이즈에 민감한 소자이므로, 통상적으로 전원 노이즈 감소를 위해 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor처럼 노이즈에 민감한 동작 전원들은 단독 전원이 사용된다. 하지만 입출력 전원 VT_IO처럼 노이즈에 상대적으로 덜 민감한 동작 전원은 전압이 같고 소비 전력이 높지 않다면 시스템 입출력 전원 System_IO과 같은 공통 전원을 사용할 수도 있다. 그러므로 전원 공급 장치(600)는 입출력 전원 VT_IO의 전압이 시스템 입출력 전원 System_IO의 전압과 같은 경우에, 입출력 전원 VT_IO을 별도의 전원 공급 장치에 의해 생성하는 대신에 로드 스위치(606)에 의해 시스템 입출력 전원 System_IO을 입출력 전원 VT_IO으로 공급하는 경우의 실시 예이다. 통상적으로 로드 스위치는 전원 공급을 단속하는 소자로서, 전원 공급을 외부의 제어에 의해 단속할 필요가 있는 경우에 사용된다.
예를 들어 배터리 전원 BT, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압이 3.8V, 1.5V, 2.8V, 1.8V이고, 전면 카메라(222)의 부하단 소모 전류, 즉 코어 프로세서, 이미지 센서, 입출력부 각각의 소모 전류가 100mA, 30mA, 5mA이며, 벅 컨버터(602)의 효율이 90%라고 가정할 때, 입력단 소모 전류들, 즉 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 하기 표 6과 같이 된다. 또한 하기 표 6는 입출력 전원 VT_IO으로 공급되는 시스템 입출력 전원 System_IO가 PMIC(212)에서 효율이 90%인 스위칭 레귤레이터에 의해 생성되는 경우의 예이다.
동작
전원		 동작
전원 전압[V]		 부하단
소모 전류[mA]		 배터리
전압[v]		 입력단
소모 전류[mA]
VT_Core 1.5 100
3.8
 43.85
VT_Sensor 2.8 30 30
VT_IO 1.8 5 2.63
총계 76.48
상기 표 6에서 보는 바와 같이 LDO(604)에 의해 생성되는 센서 전원 VT_Sensor의 입력단 소모 전류는 부하단 소모 전류와 같지만, 코어 전원 VT_Core, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 43.85mA, 2.63mA로 부하단 소모 전류에 비해 작다. 코어 전원 VT_Core의 입력단 소모 전류의 계산식은 상기 표 1에 관한 설명과 같고, 입출력 전원 VT_IO의 입력단 소모 전류의 계산식은 상기 표 4에 관한 설명과 같다.
상기 표 6을 상기 표 2와 비교해 보면, 전체 입력단 소모 전류가 135mA에서 76.48mA로 대폭적으로 감소됨을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도이다. 도 7의 모바일 단말은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 전원 공급 장치(700)를 포함한다. 도 7에서 전원 공급 장치(700) 이외의 나머지 구성 요소들은 전술한 도 2와 동일하므로, 이들에 관한 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 전원 공급 장치(700)는 벅 컨버터들(702, 704), 로드 스위치(706)를 포함한다. 벅 컨버터(702)는 배터리 전원 BT로부터 코어 전원 VT_Core를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. 벅 컨버터(704)는 배터리 전원 BT로부터 센서 전원 VT_Sensor를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. 로드 스위치(706)는 시스템 입출력 전원 System_IO를 입출력 전원 VT_IO으로 전면 카메라(222)에 공급한다.
예를 들어 배터리 전원 BT, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압이 3.8V, 1.5V, 2.8V, 1.8V이고, 전면 카메라(222)의 부하단 소모 전류, 즉 코어 프로세서, 이미지 센서, 입출력부 각각의 소모 전류가 100mA, 30mA, 5mA이며, 벅 컨버터들(702, 704)의 효율이 90%라고 가정할 때, 입력단 소모 전류들, 즉 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 상기 표 5와 동일하게 하기 표 7과 같이 된다. 또한 하기 표 7은 입출력 전원 VT_IO으로 공급되는 시스템 입출력 전원 System_IO가 PMIC(212)에서 효율이 90%인 스위칭 레귤레이터에 의해 생성되는 경우의 예이다.
동작
전원		 동작
전원 전압[V]		 부하단
소모 전류[mA]		 배터리
전압[v]		 입력단
소모 전류[mA]
VT_Core 1.5 100
3.8
 43.85
VT_Sensor 2.8 30 24.56
VT_IO 1.8 5 2.63
총계 71.04
도 8은 본 발명의 제7 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도이다. 도 8에서 전원 공급 장치(800) 이외의 나머지 구성 요소들은 전술한 도 2와 동일하므로, 이들에 관한 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 전원 공급 장치(800)는 벅 컨버터(802), LDO들(804, 808), 로드 스위치(806)를 포함한다. 벅 컨버터(802)는 배터리 전원 BT로부터 서브 전원을 생성한다. LDO(804)는 벅 컨버터(802)에 의해 생성된 서브 전원으로부터 코어 전원 VT_Core를 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. 로드 스위치(806)는 벅 컨버터(802)에 의해 생성된 서브 전원을 센서 전원 VT_Sensor으로 전면 카메라(222)에 공급한다. LDO(808)는 벅 컨버터(802)에 의해 생성된 서브 전원을 입출력 전원 VT_IO으로 전면 카메라(222)에 공급한다.
상기 전원 공급 장치(800)는 센서 전원 VT_Sensor의 전압이 코어 전원 VT_Core, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압보다 높은 경우의 실시 예에 따라 구성된 것이다. 그러므로 벅 컨버터(802)는 센서 전원 VT_Sensor의 전압과 동일하면서 코어 전원 VT_Core, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압보다는 높은 전압의 서브 전원을 배터리 전원 BT로부터 생성한다.
예를 들어 배터리 전원 BT, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압이 3.8V, 1.5V, 2.8V, 1.8V인 경우, 벅 컨버터(802)는 2.8V의 서브 전원을 생성한다.
이러한 경우 전면 카메라(222)의 부하단 소모 전류, 즉 코어 프로세서, 이미지 센서, 입출력부 각각의 소모 전류가 100mA, 30mA, 5mA이며, 벅 컨버터(802)의 효율이 90%라고 가정할 때, 입력단 소모 전류들, 즉 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 하기 표 8과 같이 된다.
동작
전원		 서브
전원 전압[V]		 동작
전원 전압[V]		 부하단
소모 전류[mA]		 배터리
전압[v]		 입력단
소모 전류[mA]
VT_Core
2.8
 1.5 100
3.8
 81.87
VT_Sensor 2.8 30 24.56
VT_IO 1.8 5 4.09
총계 110.52
상기 표 8에서 보는 바와 같이 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 81.87mA, 24.56mA, 4.09mA로 부하단 소모 전류에 비해 작다. 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류의 계산식은 서브 전원 전압 * 부하단 소모 전류 / 배터리 전압 / 90%이 된다.
상기 표 8을 상기 표 2와 비교해 보면, 전체 입력단 소모 전류가 135mA에서 110.52mA로 감소됨을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 제8 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도이다. 도 9에서 전원 공급 장치(900) 이외의 나머지 구성 요소들은 전술한 도 2와 동일하므로, 이들에 관한 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 전원 공급 장치(900)는 벅 컨버터(902), 로드 스위치들(904~908)를 포함한다. 벅 컨버터(902)는 배터리 전원 BT로부터 서브 전원을 생성한다. 로드 스위치(904)는 벅 컨버터(902)에 의해 생성된 서브 전원을 코어 전원 VT_Core으로 전면 카메라(222)에 공급한다. 로드 스위치(906)는 벅 컨버터(902)에 의해 생성된 서브 전원을 센서 전원 VT_Sensor으로 전면 카메라(222)에 공급한다. 로드 스위치(908)는 벅 컨버터(902)에 의해 생성된 서브 전원을 입출력 전원 VT_IO으로 전면 카메라(222)에 공급한다.
상기 전원 공급 장치(900)는 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압이 동일한 경우의 실시 예에 따라 구성된 것이다. 그러므로 벅 컨버터(902)는 센서 전원 VT_Sensor, 코어 전원 VT_Core, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압과 동일한 전압의 서브 전원을 배터리 전원 BT로부터 생성한다.
예를 들어 배터리 전원 BT의 전압이 3.8V이고, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압은 1.8V인 경우, 벅 컨버터(902)는 1.8V의 서브 전원을 생성한다.
이러한 경우 전면 카메라(222)의 부하단 소모 전류, 즉 코어 프로세서, 이미지 센서, 입출력부 각각의 소모 전류가 100mA, 30mA, 5mA이며, 벅 컨버터(902)의 효율이 90%라고 가정할 때, 입력단 소모 전류들, 즉 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 하기 표 9와 같이 된다.
동작
전원		 서브
전원 전압[V]		 동작
전원 전압[V]		 부하단
소모 전류[mA]		 배터리
전압[v]		 입력단
소모 전류[mA]
VT_Core
1.8
 1.8 100
3.8
 52.63
VT_Sensor 1.8 30 15.78
VT_IO 1.8 5 2.63
총계 71.04
상기 표 9에서 보는 바와 같이 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 52.63mA, 15.78mA, 2.63mA로 부하단 소모 전류에 비해 작다. 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류의 계산식은 서브 전원 전압 * 부하단 소모 전류 / 배터리 전압 / 90%이 된다.
상기 표 9를 상기 표 2와 비교해 보면, 전체 입력단 소모 전류가 135mA에서 71.04mA로 대폭적으로 감소됨을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 제9 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도이다. 도 10에서 전원 공급 장치(1000) 이외의 나머지 구성 요소들은 전술한 도 2와 동일하므로, 이들에 관한 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 전원 공급 장치(1000)는 벅 컨버터(1002), LDO들(1004, 1006), 로드 스위치(1008)를 포함한다. 벅 컨버터(1002)는 배터리 전원 BT로부터 서브 전원을 생성한다. LDO(1004)는 벅 컨버터(1002)에 의해 생성된 서브 전원으로부터 코어 전원 VT_Core을 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. LDO(1006)는 벅 컨버터(1002)에 의해 생성된 서브 전원으로부터 센서 전원 VT_Sensor을 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. 로드 스위치(1008)는 벅 컨버터(1002)에 의해 생성된 서브 전원을 입출력 전원 VT_IO으로 전면 카메라(222)에 공급한다.
상기 전원 공급 장치(1000)는 센서 전원 VT_Sensor의 전압이 코어 전원 VT_Core, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압보다 높고, 입출력 전원 VT_IO의 전압이 코어 전원 VT_Core의 전압보다 높은 경우에, 입출력 전원 VT_IO의 전압과 동일한 서브 전원을 벅 컨버터(1002)에 의해 생성하는 실시 예에 따라 구성된 것이다. 그러므로 벅 컨버터(1002)는 코어 전원 VT_Core의 전압보다는 높으면서 입출력 전원 VT_IO과 같은 전압의 서브 전원을 배터리 전원 BT로부터 생성한다.
예를 들어 배터리 전원 BT, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압이 3.8V, 1.5V, 2.8V, 1.8V인 경우, 벅 컨버터(1002)는 1.8V의 서브 전원을 생성한다.
이러한 경우 전면 카메라(222)의 부하단 소모 전류, 즉 코어 프로세서, 이미지 센서, 입출력부 각각의 소모 전류가 100mA, 30mA, 5mA이며, 벅 컨버터(1002)의 효율이 90%라고 가정할 때, 입력단 소모 전류들, 즉 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 하기 표 10과 같이 된다.
동작
전원		 서브
전원 전압[V]		 동작
전원 전압[V]		 부하단
소모 전류[mA]		 배터리
전압[v]		 입력단
소모 전류[mA]
VT_Core 1.8 1.5 100
3.8
 52.63
VT_Sensor - 2.8 30 30
VT_IO 1.8 1.8 5 2.63
총계 85.26
상기 표 10에서 보는 바와 같이 LDO(1006)에 의해 생성되는 센서 전원 VT_Sensor의 입력단 소모 전류는 부하단 소모 전류와 같지만, 코어 전원 VT_Core, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 52.63mA, 2.63mA로 부하단 소모 전류에 비해 작다. 코어 전원 VT_Core, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류의 계산식은 상기 표 9에 관한 설명과 같다.
도 11은 본 발명의 제10 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도이다. 도 11에서 전원 공급 장치(1100) 이외의 나머지 구성 요소들은 전술한 도 2와 동일하므로, 이들에 관한 설명은 생략한다.
도 11을 참조하면, 전원 공급 장치(1100)는 벅 컨버터(1102), 로드 스위치들(1104, 1108), LDO(1106)를 포함한다. 벅 컨버터(1102)는 배터리 전원 BT로부터 서브 전원을 생성한다. 로드 스위치(1104)는 벅 컨버터(1102)에 의해 생성된 서브 전원을 코어 전원 VT_Core으로 전면 카메라(222)에 공급한다. LDO(1106)는 배터리 전원 BT로부터 센서 전원 VT_Sensor을 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. 로드 스위치(1108)는 벅 컨버터(1102)에 의해 생성된 서브 전원을 입출력 전원 VT_IO으로 전면 카메라(222)에 공급한다.
상기 전원 공급 장치(1100)는 센서 전원 VT_Sensor의 전압이 코어 전원 VT_Core, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압보다 높고, 코어 전원 VT_Core과 입출력 전원 VT_IO의 전압이 동일한 경우에, 코어 전원 VT_Core, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압과 동일한 서브 전원을 벅 컨버터(1102)에 의해 생성하는 실시 예에 따라 구성된 것이다. 그러므로 벅 컨버터(1102)는 코어 전원 VT_Core, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압과 같은 전압의 서브 전원을 배터리 전원 BT로부터 생성한다.
예를 들어 배터리 전원 BT, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압이 3.8V, 1.8V, 2.8V, 1.8V인 경우, 벅 컨버터(1102)는 1.8V의 서브 전원을 생성한다.
이러한 경우 전면 카메라(222)의 부하단 소모 전류, 즉 코어 프로세서, 이미지 센서, 입출력부 각각의 소모 전류가 100mA, 30mA, 5mA이며, 벅 컨버터(1102)의 효율이 90%라고 가정할 때, 입력단 소모 전류들, 즉 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 상기 표 10과 동일하게 하기 표 11과 같이 된다.
동작
전원		 서브
전원 전압[V]		 동작
전원 전압[V]		 부하단
소모 전류[mA]		 배터리
전압[v]		 입력단
소모 전류[mA]
VT_Core 1.8 1.5 100
3.8
 52.63
VT_Sensor - 2.8 30 30
VT_IO 1.8 1.8 5 2.63
총계 85.26
상기 표 11에서 보는 바와 같이 LDO(1106)에 의해 생성되는 센서 전원 VT_Sensor의 입력단 소모 전류는 부하단 소모 전류와 같지만, 코어 전원 VT_Core, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 52.63mA, 2.63mA로 부하단 소모 전류에 비해 작다. 코어 전원 VT_Core, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류의 계산식은 상기 표 9에 관한 설명과 같다.
상기 표 11을 상기 표 2와 비교해 보면, 전체 입력단 소모 전류가 135mA에서 85.26mA로 대폭적으로 감소됨을 알 수 있다.
도 12는 본 발명의 제11 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도이다. 도 12에서 전원 공급 장치(1200) 이외의 나머지 구성 요소들은 전술한 도 2와 동일하므로, 이들에 관한 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면, 전원 공급 장치(1200)는 벅 컨버터들(1202, 1204), 로드 스위치들(1206, 1208)을 포함한다. 벅 컨버터(1202)는 배터리 전원 BT로부터 코어 전원 VT_Core을 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. 벅 컨버터(1204)는 배터리 전원 BT로부터 서브 전원을 생성한다. 로드 스위치(1206)는 벅 컨버터(1204)에 의해 생성된 서브 전원을 센서 전원 VT_Sensor으로 전면 카메라(222)에 공급한다. 로드 스위치(1208)는 벅 컨버터(1204)에 의해 생성된 서브 전원을 입출력 전원 VT_IO으로 전면 카메라(222)에 공급한다.
상기 전원 공급 장치(1200)는 센서 전원 VT_Sensor과 입출력 전원 VT_IO의 전압이 동일한 경우에, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압과 동일한 서브 전원을 벅 컨버터(1204)에 의해 생성하는 실시 예에 따라 구성된 것이다. 그러므로 벅 컨버터(1204)는 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압과 같은 전압의 서브 전원을 배터리 전원 BT로부터 생성한다.
예를 들어 배터리 전원 BT, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압이 3.8V, 1.5V, 1.8V, 1.8V인 경우, 벅 컨버터(1204)는 1.8V의 서브 전원을 생성한다.
이러한 경우 전면 카메라(222)의 부하단 소모 전류, 즉 코어 프로세서, 이미지 센서, 입출력부 각각의 소모 전류가 100mA, 30mA, 5mA이며, 벅 컨버터들(1202, 1204)의 효율이 90%라고 가정할 때, 입력단 소모 전류들, 즉 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 하기 표 12와 같이 된다.
동작
전원		 서브
전원 전압[V]		 동작
전원 전압[V]		 부하단
소모 전류[mA]		 배터리
전압[v]		 입력단
소모 전류[mA]
VT_Core - 1.5 100
3.8
 43.85
VT_Sensor 1.8 1.8 30 15.78
VT_IO 1.8 5 2.63
총계 62.26
상기 표 12에서 보는 바와 같이, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 43.85mA, 15.78mA, 2.63mA로 부하단 소모 전류에 비해 작다. 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류의 계산식은 당업자라면 전술한 설명들을 참조하면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
상기 표 12를 상기 표 2와 비교해 보면, 전체 입력단 소모 전류가 135mA에서 62.26mA로 대폭적으로 감소됨을 알 수 있다.
도 13은 본 발명의 제12 실시 예에 따른 모바일 단말의 블록도이다. 도 13에서 전원 공급 장치(1300) 이외의 나머지 구성 요소들은 전술한 도 2와 동일하므로, 이들에 관한 설명은 생략한다.
도 13을 참조하면, 전원 공급 장치(1300)는 벅 컨버터들(1302, 1304), 로드 스위치(1306), LDO(1308)를 포함한다. 벅 컨버터(1302)는 배터리 전원 BT로부터 코어 전원 VT_Core을 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다. 벅 컨버터(1304)는 배터리 전원 BT로부터 서브 전원을 생성한다. 로드 스위치(1306)는 벅 컨버터(1304)에 의해 생성된 서브 전원을 센서 전원 VT_Sensor으로 전면 카메라(222)에 공급한다. LDO(1308)는 벅 컨버터(1304)에 의해 생성된 서브 전원으로부터 입출력 전원 VT_IO을 생성하여 전면 카메라(222)에 공급한다.
상기 전원 공급 장치(1300)는 센서 전원 VT_Sensor의 전압이 입출력 전원 VT_IO의 전압보다 높으며, 센서 전원 VT_Sensor과 동일한 전압의 서브 전원을 벅 컨버터(1304)에 의해 생성하는 경우의 실시 예에 따라 구성된 것이다. 그러므로 벅 컨버터(1304)는 센서 전원 VT_Sensor의 전압과 같은 전압의 서브 전원을 배터리 전원 BT로부터 생성한다.
예를 들어 배터리 전원 BT, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압이 3.8V, 1.5V, 2.8V, 1.8V인 경우, 벅 컨버터(1304)는 2.8V의 서브 전원을 생성한다.
이러한 경우 전면 카메라(222)의 부하단 소모 전류, 즉 코어 프로세서, 이미지 센서, 입출력부 각각의 소모 전류가 100mA, 30mA, 5mA이며, 벅 컨버터들(1302, 1304)의 효율이 90%라고 가정할 때, 입력단 소모 전류들, 즉 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 하기 표 13과 같이 된다.
동작
전원		 서브
전원 전압[V]		 동작
전원 전압[V]		 부하단
소모 전류[mA]		 배터리
전압[v]		 입력단
소모 전류[mA]
VT_Core - 1.5 100
3.8
 43.85
VT_Sensor 1.8 2.8 30 24.56
VT_IO 1.8 5 2.63
총계 72.50
상기 표 13에서 보는 바와 같이, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류는 43.85mA, 24.56mA, 2.63mA로 부하단 소모 전류에 비해 작다. 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 입력단 소모 전류의 계산식은 당업자라면 전술한 설명들을 참조하면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
상기 표 13을 상기 표 2와 비교해 보면, 전체 입력단 소모 전류가 135mA에서 72.50mA로 대폭적으로 감소됨을 알 수 있다.
코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압, 소비 전력, 모바일 단말 내의 공간 크기 등을 감안하여 상술한 본 발명의 실시 예들 중에 어느 하나의 실시 예 또는 해당 실시 예에 대응하는 구성에 따라 카메라 디바이스 전원 공급 장치를 다양하게 구성할 수 있다. 이에 따라 모바일 단말들 각각에 있어서 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압, 소비 전력, 모바일 단말 내의 공간 크기 등에 따라 각각의 모바일 단말에 최적화된 카메라 디바이스 전원 공급 장치가 제공될 수 있다.
한편 전면 카메라(222)와 같은 카메라 디바이스는 카메라 디바이스마다 고유의 파워 시퀀스를 가질 수 있다. 파워 시퀀스는 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각에 관한 특정한 공급 타이밍을 규정한다.
도 14는 전면 카메라 파워 시퀀스 예시도로서, 통상적인 파워 시퀀스의 일예를 보인 것이다. 도 14에 따른 파워 시퀀스 제어는 AP(200)에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 경우 AP(200)는 파워 시퀀스에 따라 벅 컨버터의 인에이블 단자, LDO의 인에이블 단자, 로드 스위치의 스위칭 제어 단자를 통해 벅 컨버터, LDO, 로드 스위치를 제어함으로써, 전면 카메라(222)에 대한 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 공급을 선택적으로 단속한다.
도 14를 참조하면, 코어 전원 VT_Core가 먼저 t1 시점에 공급된 이후에, 예를 들어 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO는 코어 전원 VT_Core의 공급 시점인 t1 시점으로부터 1ms 내에 공급되어야 한다.
또한 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO이 모두 공급되기 시작한 t2 시점으로부터 적어도 20㎲ 경과 후에 전면 카메라 인에이블 신호 VT_Enable가 액티브되어야 한다. 전면 카메라 인에이블 신호 VT_Enable는 전면 카메라를 인에이블시키기 위한 신호이다. 또한 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO이 모두 공급되기 시작한 t2 시점으로부터 적어도 0㎲ 경과 후에 메인 클럭신호 MCLK가 공급되어야 한다. 메인 클럭신호 MCLK는 전면 카메라의 동작을 위한 클럭 신호이다. 그리고 t2 시점으로부터 적어도 4ms 경과 후에 전면 카메라 리셋신호 VT_Reset가 액티브되어야 한다. 또한 카메라 인에이블 신호 VT_Enable는 전면 카메라 리셋신호 VT_Reset가 액티브된 t3 시점으로부터 적어도 4ms 경과 후에 넌-액티브되어야 한다.
전면 카메라는 전면 카메라 리셋신호 VT_Reset의 액티브에 따라 초기화를 완료한 후 이미지 센서에 의해 촬영된 이미지 데이터를 AP로 전송하기 시작한다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예들에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들어 전면 카메라(222)로서 도 14의 예와 같은 파워 시퀀스에 따른 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO의 공급 시점을 제어하지 않아도 문제가 없는 제품을 사용할 경우, 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO의 공급 타이밍을 별도로 제어할 필요가 없다. 이러한 경우 도 6 내지 도 13의 로드 스위치들(606, 706, 806, 904, 906, 1008, 1104, 1108, 1206, 1208, 1306)은 사용할 필요가 없다. 즉, 로드 스위치들(606, 706, 806, 904, 906, 1008, 1104, 1108, 1206, 1208, 1306)은 도선으로 대체할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예들에서는 배터리 전원 BT의 전압보다 코어 전원 VT_Core, 센서 전원 VT_Sensor, 입출력 전원 VT_IO 각각의 전압이 모두 낮은 경우의 예를 들어 스위칭 레귤레이터로서 벅 컨버터를 사용하는 예를 들었으나, 카메라 디바이스가 배터리 전원 BT의 전압보다 높은 전압의 동작 전원을 필요로 하는 경우에는 부스트 컨버터가 사용될 수도 있다.
따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위의 균등한 것들에 의하여 정하여져야 한다.

Claims (24)

  1. 다수의 동작 전원들에 의해 동작하는 카메라 디바이스를 포함하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치에 있어서,
    상기 동작 전원들 중 소비 전력이 가장 큰 동작 전원을 상기 모바일 단말의 배터리 전원으로부터 생성하는 스위칭 레귤레이터를 포함함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 레귤레이터는 상기 동작 전원들 중 코어 전원을 생성함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 배터리 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 센서 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터를 더 포함함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 배터리 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 입출력 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터를 더 포함함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 배터리 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 입출력 전원을 생성하는 LDO(low dropout)를 더 포함함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 모바일 단말의 시스템 입출력 전원을 상기 동작 전원들 중 입출력 전원으로 공급하는 로드 스위치를 더 포함함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 배터리 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 센서 전원을 생성하는 LDO(low dropout)를 더 포함함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 배터리 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 입출력 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터를 더 포함함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 배터리 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 입출력 전원을 생성하는 LDO(low dropout)를 더 포함함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 모바일 단말의 시스템 입출력 전원을 상기 동작 전원들 중 입출력 전원으로 공급하는 로드 스위치를 더 포함함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 카메라 디바이스는 전면 카메라임을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  12. 다수의 동작 전원들에 의해 동작하는 카메라 디바이스를 포함하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치에 있어서,
    상기 모바일 단말의 배터리 전원으로부터 서브 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터와,
    상기 서브 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 코어 전원을 생성하는 LDO(low dropout)와,
    상기 서브 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 입출력 전원을 생성하는 LDO(low dropout)를 포함하고,
    상기 서브 전원이 상기 동작 전원들 중 센서 전원으로 공급됨을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 서브 전원과 센서 전원 간에 접속되는 로드 스위치를 더 포함함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  14. 다수의 동작 전원들에 의해 동작하는 카메라 디바이스를 포함하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치에 있어서,
    상기 모바일 단말의 배터리 전원으로부터 서브 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터를 포함하고,
    상기 서브 전원이 상기 동작 전원들 중 코어 전원, 센서 전원, 입출력 전원으로 공급됨을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 서브 전원과 상기 코어 전원 간에 접속되는 로드 스위치와,
    상기 서브 전원과 상기 센서 전원 간에 접속되는 로드 스위치와,
    상기 서브 전원과 상기 입출력 전원 간에 접속되는 로드 스위치를 더 포함함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  16. 다수의 동작 전원들에 의해 동작하는 카메라 디바이스를 포함하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치에 있어서,
    상기 모바일 단말의 배터리 전원으로부터 서브 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터와,
    상기 서브 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 코어 전원을 생성하는 LDO(low dropout)와,
    상기 배터리 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 센서 전원을 생성하는 LDO(low dropout)를 포함하고,
    상기 서브 전원이 상기 동작 전원들 중 입출력 전원으로 공급됨을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 서브 전원과 상기 입출력 전원 간에 접속되는 로드 스위치를 더 포함함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  18. 다수의 동작 전원들에 의해 동작하는 카메라 디바이스를 포함하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치에 있어서,
    상기 모바일 단말의 배터리 전원으로부터 서브 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터와,
    상기 배터리 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 센서 전원을 생성하는 LDO(low dropout)를 포함하고,
    상기 서브 전원이 상기 동작 전원들 중 코어 전원, 입출력 전원으로 공급됨을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 서브 전원과 상기 코어 전원 간에 접속되는 로드 스위치와,,
    상기 서브 전원과 상기 입출력 전원 간에 접속되는 로드 스위치를 더 포함함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  20. 다수의 동작 전원들에 의해 동작하는 카메라 디바이스를 포함하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치에 있어서,
    상기 모바일 단말의 배터리 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 코어 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터와,
    상기 배터리 전원으로부터 서브 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터를 포함하고,
    상기 서브 전원이 상기 동작 전원들 중 센서 전원, 입출력 전원으로 공급됨을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 서브 전원과 상기 센서 전원 간에 접속되는 로드 스위치와,
    상기 서브 전원과 상기 입출력 전원 간에 접속되는 로드 스위치를 더 포함함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  22. 다수의 동작 전원들에 의해 동작하는 카메라 디바이스를 포함하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치에 있어서,
    상기 모바일 단말의 배터리 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 코어 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터와,
    상기 배터리 전원으로부터 서브 전원을 생성하는 스위칭 레귤레이터와,
    상기 서브 전원으로부터 상기 동작 전원들 중 입출력 전원을 생성하는 LDO(low dropout)를 포함하고,
    상기 서브 전원이 상기 동작 전원들 중 센서 전원으로 공급됨을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 서브 전원과 상기 센서 전원 간에 접속되는 로드 스위치를 더 포함함을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
  24. 제12항 내지 제23항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 카메라 디바이스는 전면 카메라임을 특징으로 하는 모바일 단말의 카메라 디바이스 전원 공급 장치.
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