(57)【要約】【課題】  発光素子駆動装置及び携帯機器において、ＬＥＤの発光時に電源電圧が低下した状態でもシステムの駆動を維持すると共に安定した輝度を得ること。【解決手段】  携帯電話機１に搭載される白色ＬＥＤ１８の駆動装置であって、白色ＬＥＤ１８と白色ＬＥＤ１８を定電流駆動するＬＥＤドライバ２１とを有する光源部２２と、携帯電話機１のシステム全体を制御するＣＰＵ２３と、光源部２２及びＣＰＵ２３に電力を供給可能なＬｉイオン二次電池２４と、Ｌｉイオン二次電池２４によって充電され光源部２２に電力を供給する蓄電素子２５と、を備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯機器に搭載される発光素子の駆動装置であって、
前記発光素子と該発光素子を定電流駆動する駆動部とを有する光源部と、
前記携帯機器のシステム全体を制御する制御部と、
前記光源部及び前記制御部に電力を供給可能な電池電源と、
前記電池電源によって充電され前記光源部に電力を供給する蓄電素子と、を備えていることを特徴とする発光素子駆動装置。
【請求項２】
前記蓄電素子が、電気二重層コンデンサであることを特徴とする請求項１に記載の発光素子駆動装置。
【請求項３】
発光素子が搭載された携帯機器であって、
請求項１又は２に記載の発光素子駆動装置を備えていることを特徴とする携帯機器。
【請求項４】
カメラ機構を有し、
前記発光素子駆動装置が、前記カメラ機構による撮影時に前記発光素子をフラッシュとして発光させることを特徴とする請求項３に記載の携帯機器。
【請求項５】
前記カメラ機構が、ＣＭＯＳイメージセンサを備えていることを特徴とする請求項４に記載の携帯機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカメラ機能による撮影時にフラッシュとして機能するＬＥＤを駆動する発光素子駆動装置及びこれを備えた携帯電話機などの携帯機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機などの携帯機器においてデジタルカメラ機能を備えるものが多く提供されており、撮影時に発光してフラッシュとして機能する光源を有するものがある。このような携帯電話機などでは、電源として充電可能なリチウムイオン二次電池（以下、Ｌｉイオン二次電池と称する）が用いられており、光源として白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光素子）などが主に用いられている。ここで、電源として用いられるＬｉイオン二次電池は、通常、携帯電話機に内蔵されて携帯電話機のシステム全体を制御する制御回路を駆動させるために用いられている。
【０００３】
そして、Ｌｉイオン二次電池は、光源として使用されるＬＥＤを撮影時にフラッシュとして十分な光量で発光させるため、撮影時に大きな電力を割り当てる必要がある。
そこで、ＬＥＤに対してＬＥＤの定格以上の電流を供給して光量を増大させることで必要とするＬＥＤの数を低減し、消費電力を抑える装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−７７５９７号公報（特許請求の範囲、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の携帯機器におけるＬＥＤフラッシュ技術には、以下の課題が残されている。すなわち、上記従来では、電源として用いられているＬｉイオン二次電池が内部抵抗を有しているので、放出する電流が大きくなるにしたがって電源電圧が低下する。そのため、フラッシュ時に光源であるＬＥＤを大電流で駆動した際、電圧低下によって携帯機器のシステムの駆動を維持できなくなってシャットダウンが発生する可能性がある。携帯電話機などに使用されているＬｉイオン二次電池では、最大でも電流値が１Ａ程度であり、電圧低下を低減するには大容量の電池が必要とされるが、そのために電池体積を大きくしなければならず、大型化してしまう問題があった。また、上記特許文献１では、電池から充電したコンデンサによりＬＥＤを直接発光させているが、ＬＥＤには駆動電圧に対して輝度特性にばらつきがあるため、コンデンサにより直接電圧が印加された場合に、ＬＥＤ毎の輝度にばらつきが生じてしまう不都合があった。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、ＬＥＤの発光時に電源電圧が低下した状態でもシステムの駆動を維持すると共に安定した輝度を得ることができる発光素子駆動装置及び携帯機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の発光素子駆動装置は、携帯機器に搭載される発光素子の駆動装置であって、前記発光素子と該発光素子を定電流駆動する駆動部とを有する光源部と、前記携帯機器のシステム全体を制御する制御部と、前記光源部及び前記制御部に電力を供給可能な電池電源と、前記電池電源によって充電され前記光源部に電力を供給する蓄電素子と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この発光素子駆動装置では、光源部の発光の際、電池電源の代わりに蓄電素子が駆動部に電力を供給して発光素子を定電流で発光させるので、電池電源の電源電圧が発光時に低下してシステムのシャットダウンを発生させることがないと共に、発光素子の輝度特性にばらつきがあっても定電流駆動によって均一で安定した輝度を得ることができる。また、発光素子に大電流を流すことが可能になるので、より明るい輝度を得ることができる。
【０００８】
また、本発明の発光素子駆動装置は、前記蓄電素子が、電気二重層コンデンサであることが好ましい。すなわち、この発光素子駆動装置では、急速充放電が可能であると共に充放電耐用回数が多く、かつ小型で電圧が高い電気二重層コンデンサを用いることで、携帯機器全体の小型化に寄与すると共に、長期の繰り返し使用においても発光素子の発光時に安定してシステムの駆動を行うことができる。
【０００９】
本発明の発光素子駆動装置は、発光素子が搭載された携帯機器であって、上記本発明の発光素子駆動装置を備えていることを特徴とする。
この携帯機器では、上記本発明の発光素子駆動装置を備えているので、発光素子に大電流を供給して発光させる場合でも、携帯機器のシステム全体を安定して駆動することができる。
【００１０】
また、本発明の携帯機器は、カメラ機構を有し、前記発光素子駆動装置が、前記カメラ機構による撮影時に前記発光素子をフラッシュとして発光させることを特徴とする。すなわち、この携帯機器では、ＬＥＤフラッシュとして発光素子を搭載しており、上記本発明の発光素子駆動装置で、フラッシュ時に蓄電素子で光源部に電力を供給することで、システム全体のシャットダウンを防ぎ、安定してカメラ機能を維持させることができると共に、フレーム間で均一で安定したフラッシュ光量を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の携帯機器は、前記カメラ機構が、ＣＭＯＳイメージセンサを備えていることを特徴とする。すなわち、ＣＭＯＳイメージセンサを用いたカメラ機構では、シャッター機能がない場合に画像取り込み時に２フレーム以上必要となり、フレーム間で均等な明るさが必要になるが、本発明の携帯機器では、定電流駆動されたＬＥＤのフラッシュによって、ＣＭＯＳイメージセンサでも均等な明るさ（フラッシュ光量）を得ることができ、良好な撮影が可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る発光素子駆動装置及び携帯機器によれば、蓄電素子により駆動部に電力を供給して発光素子を定電流で発光させるので、発光のために大電流を消費してもシステムの駆動を維持することができ、シャットダウンを発生させずに十分な光量の発光を行うことができる。したがって、ＬＥＤフラッシュのような大光量を必要とする場合でも、発光時におけるシステムへの影響を解消できると共に、均一で安定した大光量のフラッシュを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る発光素子駆動装置及びこれを備えた携帯機器の一実施形態を、図１及び図２に基づいて説明する。
本実施形態における携帯電話機（携帯機器）１は、図１及び図２に示すように、ＬＥＤフラッシュ機能を有するデジタルカメラ機構（以下、カメラ機構と称する）ＣＡを搭載した携帯電話機であって、第１筐体２と、第１筐体２とヒンジ機構３を介して折り畳み自在である第２筐体４と、によって構成されている。
【００１４】
第１筐体２の携帯電話機１を折り畳んだ際の内面側には、数字キーなどによって構成されて携帯電話機１の操作の入力を行う操作キー部１１と、送話音声を入力するマイク１２とが設けられている。また、第１筐体２の折り畳んだ際の外面側には、着信状態などを通知するサウンダ１３が設けられている。
第２筐体４の携帯電話機１を折り畳んだ際の内面側には、受話音声を出力するスピーカ１４と、文字や画像を表示する第１ディスプレイ１５とが設けられている。また、第２筐体４の折り畳んだ際の外面側には、第１ディスプレイ１５と同様に文字や画像を表示する第２ディスプレイ１６と、撮影に使用する対物レンズ１７と、この対物レンズ１７を用いた撮影時に対物レンズ１７による撮影範囲に照明光を照射する白色ＬＥＤ（発光素子）１８とが設けられている。
【００１５】
対物レンズ１７は、図２に示すカメラ機構ＣＡの対物光学系を構成する部材であって、第２筐体４の内部に設けられたＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ２０に、被写体からの像を結像するように構成されている。すなわち、上記カメラ機構ＣＡは、図２に示すように、光学系及び撮像系として、対物レンズ１７と、ＣＭＯＳイメージセンサ２０と、を備えている。なお、このカメラ機構ＣＡは、メカシャッターや電子シャッター等のシャッター機能を有していない。
【００１６】
白色ＬＥＤ１８は、図２に示すように、第２筐体４内に設けられたＬＥＤドライバ（駆動部）２１によって定電流駆動され、撮影時にはＬＥＤフラッシュとして使用されると共に、着信や充電状態を通知するように構成されている。上記ＬＥＤドライバ２１は、例えばトランジスタなどの半導体素子を用いた電気回路によって構成され、白色ＬＥＤ１８を所定の定電流で駆動するものである。
【００１７】
この携帯電話機１は、第１筐体２または第２筐体４に、システム全体及び白色ＬＥＤ１８の駆動システム（発光素子駆動装置）として、図２に示すように、上記白色ＬＥＤ１８と上記ＬＥＤドライバ２１とからなる光源部２２と、携帯電話機１のシステム全体の機能を制御する制御回路であるＣＰＵ（制御部）２３と、光源部２２及びＣＰＵ２３に電力を供給可能なＬｉイオン二次電池（電池電源）２４と、Ｌｉイオン二次電池２４によりＬＥＤドライバ２１を介して充電され光源部２２に電力を供給する蓄電素子２５と、を備えている。
【００１８】
また、携帯電話機１には、撮影した画像を記録するメモリ（図示略）と、電波の送受信を行うアンテナ（図示略）と、が設けられている。
上記蓄電素子２５は、大容量のコンデンサであり、例えば電気二重層コンデンサで構成されている。なお、電気二重層コンデンサは、例えば鉛やカドニウムなどの重金属を使用していないため環境に対する負荷が小さく、また、充放電を物理的な吸着、離脱で行うので化学反応で充放電を行うことと比較して劣化が少ないという特徴を有している。
なお、蓄電素子２５は、Ｌｉイオン二次電池２４によりＬＥＤドライバ２１を介して充電されるが、ＬＥＤドライバ２１を介さずＬｉイオン二次電池２４から直接充電されるようにしても構わない。
【００１９】
上記ＣＰＵ２３は、携帯電話機１による通信を制御する通信制御回路（図示略）やカメラ機構ＣＡによる撮影など携帯電話機全体のシステムを制御する。
上記カメラ機構ＣＡは、上記ＣＭＯＳイメージセンサ２０と、該ＣＭＯＳイメージセンサ２０のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うＤＳＰ（Digital Signal Processor）２６と、を備えている。また、ＤＳＰ２６は、上記ＣＰＵ２３に接続されてＣＰＵ２３に制御されている。
【００２０】
次に、このような構成を有する携帯電話機１の使用方法について説明する。
まず、第１及び第２筐体２、４を拡開して操作キー部１１で所定の操作を行うことで電源を投入する。ここで、携帯電話機１を電話機として使用する場合には、この状態で通話操作を行う。通話処理に移行すると、第１筐体２の内部に設けられたＣＰＵ２３によって、マイク１２に入力された音声信号が、音声データとしてアンテナから送信される。また、アンテナで受信された音声データが、ＣＰＵ２３によって音声信号としてスピーカ１４から出力される。このようにして、電話機として使用される。
【００２１】
続いて、携帯電話機１のカメラ機能を用いた撮影方法について説明する。
まず、操作キー部１１で所定の操作を行うことで電源を投入し、カメラ機構ＣＡを起動する。このとき、ＣＰＵ２３がＤＳＰ２６に制御信号を送り、ＤＳＰ２６によりＣＭＯＳイメージセンサ２０を準備状態とする。なお、蓄電素子２５は、通常の状態でＬｉイオン二次電池２４によって充電状態となっている。
【００２２】
次に、同様に操作キー部１１で所定の操作を行うことで、カメラ機構ＣＡによる撮影を行う。このとき、蓄電素子２５から電力が供給されているＬＥＤドライバ２１が白色ＬＥＤ１８を一定時間、定電流駆動して、白色ＬＥＤ１８のフラッシュ発光を行う。このとき、Ｌｉイオン二次電池２４からはＣＰＵ２３へ電力が供給されている。
フラッシュ発光によって撮影対象から反射して対物レンズ１７に入射した光は、ＤＳＰ２６によってＯＮ／ＯＦＦ制御されたＣＭＯＳイメージセンサ２０に投射され、該ＣＭＯＳイメージセンサ２０によって電気信号に変換される。
【００２３】
ＤＳＰ２６は、ＣＭＯＳイメージセンサ２０からの電気信号をＣＰＵ２３に画像データとして送り、ＣＰＵ２３において所定のデータ処理が施される。例えば、ＣＰＵ２３は、撮影された画像データを第１ディスプレイ１５に表示する処理を行う。また、操作キー部１１で所定の操作を行うことで、ＣＰＵ２３によって画像データはメモリに保存される。
その後、白色ＬＥＤ１８の発光に伴って電圧低下した蓄電素子２５は、再びＬｉイオン二次電池２４によって充電される。
【００２４】
このように本実施形態の携帯電話機１によれば、光源部２２の発光の際、Ｌｉイオン二次電池２４の代わりに蓄電素子２５がＬＥＤドライバ２１に電力を供給して白色ＬＥＤ１８を定電流で発光させるので、Ｌｉイオン二次電池２４の電源電圧が発光時に低下してシステムのシャットダウンを発生させることがないと共に、白色ＬＥＤ１８の輝度特性にばらつきがあっても定電流駆動によって均一で安定したフラッシュ光量（白色ＬＥＤ１８の輝度）を得ることができる。また、フラッシュ時に白色ＬＥＤ１８に大電流を流すことが可能になるので、より明るいフラッシュを得ることができる。
【００２５】
また、急速充放電が可能であると共に充放電耐用回数が多く、かつ小型で電圧が高い電気二重層コンデンサを蓄電素子２５に用いることで、携帯電話機１全体の小型化に寄与すると共に、長期の繰り返し使用においても白色ＬＥＤ１８の発光時に安定してシステムの駆動を行うことができる。
【００２６】
また、携帯電話機１では、蓄電素子２５及びＬＥＤドライバ２１で定電流駆動された白色ＬＥＤ１８のフラッシュによって、撮像素子としてシャッター機能のないＣＭＯＳイメージセンサ２０を用いたカメラ機構ＣＡでも、均等な明るさ（フラッシュ光量）を得ることができ、良好な撮影が可能となる。
【００２７】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００２８】
例えば、上記実施形態では、携帯機器として携帯電話機１に適用しているが、携帯可能な機器であればよく、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant：携帯情報端末機）のような他の携帯端末機に適用してもよく、デジタルカメラに適用してもよい。
また、発光素子として白色ＬＥＤ１８を用いているが、他の波長の光を放出するＬＥＤを単独または複数組み合わせて用いてもよく、他の発光素子を適用してもよい。
【００２９】
また、電池電源としてＬｉイオン二次電池２４を用いているが、例えばニッケル水素電池や乾電池のような一次電池など、他の携帯可能な電池電源を適用してもよい。
また、蓄電素子２５として上述したように小型化等に好適な電気二重層コンデンサを用いることが好ましいが、例えば化学反応で充放電を行う蓄電池のように他の充電可能な電源を適用してもよく、交換可能な一次電池を適用してもよい。
さらに、ＣＭＯＳイメージセンサ２０の代わりにＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）などの撮像素子を採用しても構わないが、上述したようにシャッター機能を有しないＣＭＯＳイメージセンサの場合に、本発明は特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る一実施形態の携帯電話機を示すもので、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）とは異なる方向から見た斜視図である。
【図２】本実施形態の携帯電話機において、ＬＥＤ駆動システムにおける電力の供給状態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…携帯電話機（携帯機器）、１８…白色ＬＥＤ（発光素子）、２０…ＣＭＯＳイメージセンサ、２１…ＬＥＤドライバ（駆動部）、２２…光源部、２３…ＣＰＵ（制御部）、２４…Ｌｉイオン二次電池（電池電源）、２５…蓄電素子、ＣＡ…カメラ機構
【図１】
2007108545.tif 000003
【図２】
2007108545.tif 000004