포토플래시 제어기를 구비한 디지털 카메라, 장치 및 그 방법{DIGITAL CAMERA WITH PHOTOFLASH CONTROLLER}

본 발명의 실시예에 따른 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이며, 동일한 부분에는 동일한 참조번호가 주어진다.

도 1은 디지털 카메라를 포함하는 시스템 실시예의 도면이다.

도 2는 일실시예에 따른 포토플래시 제어기를 포함하는 도 1의 디지털 카메라의 구성 요소에 대한 블록도이다.

도 3은 도 2의 포토플래시 제어기의 블록도이다.

도 4는 일실시예에 따른 동작의 흐름도이다.

예시적인 실시예를 참조하여 상세히 설명할 것이지만, 당업자에게 있어서 많은 변경, 수정은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 폭넓게 의도된 것이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

112 : 주위 밝기 센서 118 : 포토플래시 램프

201 : 메인 제어기 202 : 포토플래시 제어기

204 : 충전 회로 206 : 방전 회로

본 출원은 2004년 8월 30일자로 출원된 미국 가출원 제 60/605,560 호의 우선권을 주장하며, 그 내용을 참조하였다.

본 발명은 디지털 카메라에 관한 것이며, 특히 포토플래시 제어기를 구비한 디지털 카메라에 관한 것이다.

전형적으로 디지털 카메라는 광(light)을 사진의 물체에 제공하는 포토플래시 램프(photoflash lamp)를 구비한다. 주위 밝기 레벨이 변함에 따라, 디지털 카메라는 포토플래시에 의해 제공되는 광의 양을 조절할 수 있는데, 예를 들어, 주위 밝기가 상대적으로 어두우면 더 많은 광을 공급하고 주위 밝기가 상대적으로 밝으면 더 적은 광을 공급한다. 또한, 대부분의 디지털 카메라는 다양한 기능을 구행하는 메인 제어기 또는 프로세서를 갖는다. 메인 제어기가 수행할 수 있는 기능 중 하나는 포토플래시 램프로부터 방출되는 광의 양을 제어하는 것이다. 또한, 메인 제어기는 주위 밝기 조건에 기초하여 카메라의 셔터를 제어한다.

디지털 카메라의 메인 제어기, 특히 중저가 디지털 카메라의 메인 제어기는 포토플래시 램프를 조절하는 방식에 대한 결정을 내리기 위해 필요한 정보를 처리하기 위해 상대적으로 상당한 양의 전력을 소비한다. 작은 양의 초과 전력 소비도 디지털 카메라의 배터리 수명 및 관련되는 디지털 카메라 성능에 불리한 영향을 끼친다. 또한, 메인 제어기는 포토플래시 램프를 조절하는 방식에 대한 결정을 내리는 데 필요한 정보를 처리하기 위해 상당한 시간을 소모할 수 있다. 따라서, 이는 사용자가 포토플래시 램프를 이용하여 사진을 촬영할 때 속도를 느리게 한다. 또한, 포토플래시 램프 제어 기능을 포함하는 자신의 기능 모두를 수행하기 위한 복합적이고 고가의 프로세서가 필요하다.

도 1은 일반적으로 디지털 카메라(114)를 포함할 수 있는 시스템 실시예(100)를 도시하고 있다. 디지털 카메라(114)는 스틸 이미지 카메라(a still image camera), 디지털 비디오 카메라, 또는 양자의 결합을 포함할 수 있다. 이 실시예에 제공된 바와 같이, 디지털 카메라(114)는 포토플래시 램프(118)와, 주위 밝기 센서(112)와, 전원 버튼(102)과, 사용자 인터페이스 제어 버튼(106)과, 광학 뷰파인더(viewfinder, 108)와, 액정 디스플레이 패널(LCD panel, 110)과 셔터-해제 버튼(112)을 포함할 수 있다.

포토플래시 램프(118)는 디지털 카메라(114)에 의해 촬영되는 사진의 물체에 조명을 제공하기 위해 다양한 램프 및 램프 종류의 장치 또는 광원을 포함할 수 있다. 주위 밝기 센서(112)는 디지털 카메라(114) 부근의 주위 밝기 레벨을 나타내는 신호를 발생시킬 수 있다. 주위 밝기 센서(112)는 포토 다이오드, 포토-트랜지스터(바이폴라 또는 MOS 타입), 포토 셀 및/또는 포토-레지스턴스 타입의 광 센서 를 포함할 수 있다. 전원 버튼(102)은 디지털 카메라를 온-오프하기 위해 디지털 카메라의 사용자에 의해 이용되는데, 예를 들어, 전원 온 상태 및 전원 오프 상태로 진입하기 위해 이용된다. 사용자 인터페이스 제어 버튼(106)은 다양한 모드로 진입하고 다양한 기능을 수행하기 위해 사용자에 의해 이용될 수 있다. 광학 뷰파인터(108)는 사용자에게 물체의 시점(view)을 제공할 수 있다. LCD 패널(110)은 사용자에게 물체 영역, 저장된 사진, 저장된 영상 및 그 외를 포함하는 다양한 정보를 제공할 수 있다. 셔터-해제 버튼(112)은 디지털 카메라(114)로 하여금 사진을 촬영하도록 지시하기 위해 사용자에 의해 이용된다. 셔터 해제 버튼(122)은, 버튼(112)을 절반만 누렀을 때에는 디지털 카메라(114)가 자신의 초점 및 노출을 설정하고, 완전히 눌렀을 때 사진을 촬영하는 2단계 셔터-해제 버튼일 수 있다.

앞서 설정한 디지털 카메라(114)의 소정 구성 요소는 종래의, 전형적인, 적합한 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전원 버튼(102)은 디지털 카메라에 제공될 수 있는 종래 온/오프 스위치를 나타낼 수 있다. 이와 유사하게, 사용사 인터페이스 제어 버튼(106) 및/또는 광학 뷰파인더(108) 및/또는 LCD 패널(110) 및/또는 셔터-해제 버튼(122)은 종래 구성을 나타낼 수 있다. 이와 달리, 다른 실시예에서, 이들 구성 요소의 일부 또는 모두는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 그 시대에서 이용 가능하거나 개발될 등가 구조체, 또는 (펌웨어에서 구현될 수 있는 바와 같은) 등가 기능 물체로 대체될 수 있다. 또한, 본 발명은 넓은 범위로 이해되어야 하며, 등가 요소들은 설명할 어떠한 실시예에서도 사용될 수 있음을 고려해야 한다.

도 2는 도 1의 디지털 카메라(114)의 몇몇 구성 요소(200)의 블록도이다. 이들 구성 요소(200)는 메인 제어기(201), 주위 밝기 센서(112), 일실시예에 따른 포토플래시 제어기(202), 전기 전하를 저장하는 에너지 저장 소자(215)를 포함할 수 있는 충전 회로(204), 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터를 포함할 수 있는 방전 회로(206), 이미지 센서(238) 및 포토플래시 램프(118)를 포함할 수 있다. 본 명에서에서 사용되는 바와 같이, "회로"는, 예를 들어, 단일로 또는 어떤 조합으로, 하드와이어 회로(hardwired circuitry), 프로그래밍 가능한 회로, 상태 머신 회로 및/또는 프로그래밍 가능한 회로에 의해 실행되는 인스트럭션을 저장하는 펌웨어를 포함할 수 있다.

메인 제어기(201)는 디지털 카메라(114)와 관련되는 오퍼레이팅 태스크의 거의 모두를 수행할 수 있는 회로를 포함할 수 있다. 유리하게는, 메인 제어기(201)는 이제 포토플래시 제어기(202)에 의해 보다 효율적으로 수행될 수 있는 자동 조절 플래시 임무로부터 해방될 수 있다. 이와 같이, 이 메인 제어기(201)는 종래 메인 제어기(201)와 비교할 때 간단해질 수 있으며, 전력 소비를 절감함으로써 특별한 장점을 지니는 환경에서 전력을 소비를 줄일 수 있다.

디지털 카메라(114)는 다양한 플래시 모드에서 동작할 수 있다. 플래시 디스에이블 모드에서는, 플래시 기능이 디스에이블되어 사용자가 디지털 카메라(114)로 하여금 사진을 촬영하도록 지시할 때 포토플래시 램프(118)는 조명을 비추지 않을 것이다. 자동 플래시 모드에서는, 포토플래시 제어기(202)는 메인 제어기(201)로부터의 호스트 신호에 의해 인에이블될 수 있다. 포토플래시 제어기(202)는 디 지털 카메라(114) 부근의 주위 밝기 레벨을 나타내는 주위 밝기 센서(112)로부터 신호를 수신할 수 있다. 포토플래시 제어기(202)는, 디지털 카메라 사용자가 디지털 카메라로 하여금 사진을 촬영하도록 지시하기 위해 셔터-해제 버튼(122)을 이용할 때, 적어도 디지털 카메라 부근의 주위 밝기 레벨에 응답하여 포토플래시 램프(118)의 광 출력을 제어할 수 있다. 이와 같이, 포토플래시 제어기(202)는 사진 촬영 시에 포토플래시 램프(118)에 의해 제공되는 광 출력을 조절하여 주위 밝기가 상대적으로 어두우면 더 많은 광을 공급하고 주위 밝기가 상대적으로 밝으면 더 적은 광을 공급한다.

일실시예에서, 포토플래시 제어기(202)는 에너지 저장 소자(215)의 충전 및 방전을 제어함으로써 포토플래시 램프(118)로부터의 광 출력을 제어할 수 있다. 에너지 저장 소자(215)는 캐패시터, 예를 들어, 고전압 캐패시터일 수 있다. 에너지 저장 소자(215)는 포토플래시 램프(118)를 인에이블하여 그 광 출력을 제공하기 위해 방전할 때 포토플래시 램프(118)에 에너지를 공급한다.

디지털 카메라(114)는 전원 온 상태이지만 사용자가 아직 디지털 카메라로 하여금 사진을 촬영하도록 지시하기 위해 셔터-해제 버튼(122)을 누르지 않을 수 있다. 또한, 포토플래시 제어기(122)는 메인 제어기(201)로부터의 호스트 신호를 통해 인에이블되어 자동 조절 기능을 제공할 수도 있다. 이 예에서, 주위 밝기 센서(112)에 의해 감지되는 주위 밝기 레벨은 상대적으로 어두운 주위 밝기 조건을 나타내는 하위 임계 레벨보다 낮을 수 있다. 이에 대응하여, 포토플래시 제어기(202)는 유리하게는 충전 회로(204)로의 지시를 통해 에너지 저장 소자(215)의 직 접 충전을 시작할 것이다. 그러므로, 디지털 카메라(114) 사용자가 사진 촬영을 위해 셔터-해제 버튼(122)을 누르면, 에너지 저장 소자(215)는 적어도 부분적으로 충전될 것이다. 어떤 경우에는, 에너지 저장 소자(215)는 완전히 충전되어 에너지 저장 소자(215)가 충전되기를 기다리는 대신에 포토플래시 램프(118)를 이용하여 사용자가 즉시 사진을 촬영할 수 있게 할 수 있다.

일실시예에 따른 포토플래시 제어기(202)는, 예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC), 마이크로프로세서 집적 회로 및/또는 디지털 신호 처리 유닛 집적 회로를 포함할 수 있다. 포토플래시 제어기(202)의 기능성은 소프트웨어에서도 구현될 수 있다. 본 명세서의 임의의 실시예에서 사용되는 바와 같이, "집적 회로"는, 예를 들어, 반도체 집적 회로 칩과 같은 반도체 소자 및/또는 마이크로 전자 소자를 의미한다. 물론, 디지털 카메라(114)는, 반도체 펌웨어 메모리, 프로그래밍 가능한 메모리, 비활성 메모리, 판독 전용 메모리, 전기 프로그래밍 가능한 메모리, RAM, 플래시 메모리, 자기 디스크 메모리, 및/또는 광 디스크 메모리와 같은 종류 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 양자택일적으로, 메모리는 기타 및/또는 개발될 종류의 컴퓨터-판독 가능한 메모리를 포함할 수 있다. 기계-판독 가능한 펌웨어 프로그램 인스트럭션은 메모리에 저장될 수 있다. 이들 인스트럭션은 포토플래시 제어기(202)에 의해 액세스되고 실행되며, 이들 인스트럭션은 포토플래시 제어기(202)가 본 명세서에서 설명되는 동작을 수행하게 한다.

도 3은 도 2의 포토플래시 제어기(202)의 보다 상세한 블록도이다. 포토플래시 제어기(202)는 호스트 인터페이스 회로(302), 광 센서 인터페이스 회로(304), 주위 밝기 처리 회로(306), 포토플래시 충전 제어 유닛 회로(308) 및 포토플래시 방전 제어 유닛 회로(310)를 포함한다. 호스트 인터페이스 회로(302)는 메인 제어기(201)와 포토플래시 제어기(202)로 하여금 서로 데이터 및/또는 커맨드를 교환하도록 인에이블하는 인터페이스를 메인 제어기(201)에 제공할 수 있다. 광 센서 인터페이스 회로(304)는 주위 밝기 센서(112)로 하여금 주위 밝기 처리 회로(306)에 데이터를 제공하도록 인에이블하는 인터페이스를 주위 밝기 센서(112)에 제공할 수 있다. 주위 밝기 처리 회로(306)는 호스트 인터페이스 회로(302)를 통한 메인 제어기(201)로부터의 주위 밝기 조건 및/또는 커맨드에 응답하여 다양한 기능을 수행할 수 있다. 이들 기능은 포토플래시 충전 제어 유닛 회로(308)와 포토플래시 방전 제어 유닛 회로(310)를 통해 포토플래시 램프(118)용의 에너지 저장 소자(215)의 충전 및 방전을 제어하는 기능을 포함할 수 있다.

또한, 디지털 카메라가 전원 온 상태이고 주위 밝기 레벨이 하위 임계 레벨보다 낮은 경우, 주위 밝기 처리 회로(306)는 포토플래시 충전 제어 유닛 회로(308)로 하여금 포토플래시 램프(118)를 위해 에너지 저장 소자(215)의 충전을 시작하도록 지시할 수 있다. 그러므로, 디지털 카메라(114) 사용자가 사진 촬영을 위해 셔터-해제 버튼을 누르면, 에너지 저장 소자(215)는 적어도 부분적으로, 경우에 따라서는 완전히 충전될 것이다.

또한, 주위 밝기 처리 회로(306)는 주위 밝기 센서(112)에 의해 검출되는 바와 같이 주위 밝기 레벨을 나타내는 데이터를 분석하고, 포토플래시 램프(118)의 광 출력 용량을 나타내는 데이터를 분석하며, 그 분석에 응답하여 포토플래시 램프 (118)의 광 출력을 제어한다. 일실시예에서, 주위 밝기 처리 회로는 포토플래시 램프(118)용의 에너지 저장 소자(215)의 방전 시간을 제어하는 포토플래시 방전 제어 유닛 회로(310)를 제어하여 포토플래시 램프(118)의 광 출력을 효율적으로 제어할 수 있다.

예를 들어, 상대적으로 낮은 주위 밝기 레벨 조건에서는 주위 밝기 처리 회로(306)는 방전 시간을 증가시킬 것이며 상대적으로 높은 주위 밝기 레벨 조건에서는 방전 시간을 감소시킬 것이다. 이를 달성하기 위해, 주위 밝기 처리 회로(306)는, 예를 들어, 포토플래시 램프(118)에 의해 발생될 수 있는 총 광속(total light flux)을 결정하는 주위 밝기 센서(112)로부터의 광 세기 정보와 주위 밝기 레벨을 통합한다. 그 후, 주위 밝기 처리 회로(306)는 이 광속이 카메라의 이미지 센서(238)에 대해 원하는 레벨에 도달하면 램프로의 에너지 저장 소자(215)의 방전을 중지시킬 것이다. 원하는 광속 레벨은 특정 사진 종류용의 최적 광속일 것이다.

또한, 방전 시간 간격은 에너지 저장 소자(215)가 다음 충전 주기를 인에이블하기 위해 적어도 부분적으로 충전된 상태를 유지하도록 선택되어 에너지 저장 소자가 완전히 충전되었을 때보다 더 짧게 될 수 있다. 결국, 이는 디지털 카메라 사용자로 하여금 다음 사진을 더 빨리 촬영할 수 있게 할 것이다. 이는, 주위 밝기 레벨과 통합된 포토플래시 램프(118)로부터의 광속이 카메라의 이미지 센서(238)에 대해 원하는 레벨에 도달하기에 충분히 높을 만큼 주위 밝기 레벨이 충분히 커서, 광속을 발생시키기 위해 에너지 저장 소자(215)가 완전히 방전될 필요가 없는 경우에 수행될 수 있다. 광 데이터에 기초하는 기타 제어 방법도 가능하다.

디지털 카메라에서 적목 현상 감소(red-eye reduction) 기능과 같은 다른 기능이 이용 가능한 경우, 호스트 인터페이스 회로(302)를 통한 메인 제어기(201)는 포토플래시 제어기(202)를 이용하여 프리-플래시(pre-flash) 제어를 수행할 수 있다. 메인 제어기(201)는 호스트 인터페이스 회로(302)를 통해 포토플래시 제어기(202)에 대해 완전히 제어할 수 있다. 예를 들어, 이는 포토플래시 제어기(202)가 포토플래시 램프(118)에 대한 충전의 중지 또는 시작을 지시할 수 있다. 또한, 이 호스트 제어는, 포토플래시 제어기(202)의 주위 밝기 처리 회로(306) 내부의 충전 및 방전 시간 설정을 변경함으로써 디지털 카메라로 하여금 다양한 특수 효과를 갖는 여러 종류의 사진을 촬영할 수 있게 할 수 있다.

일실시예에서, 포토플래시 램프(118)는 백색 발광 다이오드(WLED)일 수 있다. 이 경우, 에너지 저장 소자(215)는 필요치 않을 것이며, 포토플래시 제어기(202)는 WLED의 광 출력을 제어할 수 있을 것이다. 일실시예에서, 포토플래시 제어기(202)는 WLED에 제공되는 전류 레벨을 제어함으로써 WLED의 광 출력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 포토플래시 제어기(202)는 WLED에 의해 방출되는 광을 감소시키기 위해 WLED로의 전류 감소를 지시할 수 있으며, WLED에 의해 방출되는 광을 증가시키기 위해 WLED로의 전류 증가를 지시할 수 있다. 다른 경우, WLED에 공급되는 전류 레벨은 고정 전류 레벨이며 포토플래시 제어기(202)는 고정 전류 레벨이 WLED에 공급되는 시간 간격을 제어함으로써 WLED의 광 출력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 포토플래시 제어기(202)는 고정 전류가 WLED에 공급되는 시간 간격을 감소시켜서 WLED에 의해 방출되는 광 레벨을 감소시킬 수 있으며, 고정 전류가 WLED 에 공급되는 시간 간격을 증가시켜서 WLED에 의해 방출되는 광 레벨을 증가시킬 수 있다. 또 다른 경우, WLED에 공급되는 전류 레벨과 전류 레벨이 WLED에 공급되는 시간 간격 모두가 포토플래시 제어기(202)에 의해 조절되어 WLED의 광출력을 제어할 수도 있다.

도 4는 일실시예에 따른 동작(400)을 도시하고 있다. 단계(402)는 디지털 카메라 부근의 주위 밝기 레벨을 나타내는 신호를 발생시키는 단계(402)를 포함할 수 있다. 단계(404)는 디지털 카메라의 메인 제어기로부터 디지털 카메라의 포토플래시 제어기로 호스트 신호를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 단계(406)는 이 호스트 신호를 통해 포토플래시 제어기를 인에이블하는 단계를 포함할 수 있다. 최종적으로, 단계(408)은, 디지털 카메라 사용자가 디지털 카메라의 셔터-해제 버튼을 이용하여 디지털 카메라로 하여금 사진을 촬영하도록 지시하면 적어도 주위 밝기 레벨을 나타내는 신호에 응답하여 포토플래시 제어기를 이용하여 포토플래시 램프의 광 출력을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

따라서, 요약하면, 어떤 종류의 디지털 카메라가 제공된다. 이 디지털 카메라는 포토플래시 램프, 디지털 카메라 부근의 주위 밝기 레벨을 나타내는 신호를 발생시키는 주위 밝기 센서 및 포토플래시 제어기를 포함한다. 포토플래시 제어기는 주위 밝기 센서로부터의 신호와 디지털 카메라의 메인 제어기로부터의 호스트 신호를 수신할 수 있다. 또한, 포토플래시 제어기는 호스트 신호에 의해 인에이블될 수 있으며, 인에이블된 경우, 디지털 카메라 사용자가 디지털 카메라의 셔터-해제 버튼을 이용하여 디지털 카메라로 하여금 사진을 촬영하도록 지시하면 적어도 주위 밝기 신호에 응답하여 포토플래시 램프의 광 출력을 제어할 수도 있다.

다른 실시예에는, 어떤 종류의 장치가 제공된다. 이 장치는 디지털 카메라의 주위 밝기 센서로부터의 신호와 디지털 카메라의 메인 제어기로부터의 호스트 신호를 수신할 수 있는 포토플래시 제어기를 포함할 수 있다. 또한, 포토플래시 제어기는 호스트 신호에 의해 인에이블될 수 있으며, 인에이블된 경우, 디지털 카메라 사용자가 디지털 카메라의 셔터-해제 버튼을 이용하여 디지털 카메라로 하여금 사진을 촬영하도록 지시하면 적어도 주위 밝기 신호에 응답하여 디지털 카메라의 포토플래시 램프의 광 출력을 제어할 수 있다.

유리하게는, 이들 실시예에서, 포토플래시 제어기는 통상적으로 메인 제어기에 의해 제공되는 몇몇 기능성을 대체하므로 종래 디지털 카메라의 메인 제어기가 간단해질 수 있다. 그러므로, 메인 제어기에 대한 전력 소비, 복잡성 및 비용이 종래 메인 제어기와 비교할 때 감소될 수 있다. 이 포토플래시 제어기는 디지털 카메라 사용자가 자동 플래시 기능을 이용하여 사진을 촬영하는 속도를 증가시킬 수 있다. 이는 디지털 카메라가 전원 온 상태이고 감지된 주위 밝기 레벨이 임계 레벨보다 낮으면 포토플래시 제어기가 포토플래시 램프에 에너지를 제공하는 에너지 저장 소자를 충전하기 시작하기 때문에 향상된다. 이와 같이, 에너지 저장 소자는 적어도 부분적으로 충전될 수 있으며, 몇몇 실시예에서는 디지털 카메라 사용자가 디지털 카메라의 셔터-해제 버튼을 이용하여 디지털 카메라로 하여금 인에이블된 플래시 기능으로 사진 촬영을 지시하기 전에 완전히 충전될 수 있다.

본 명에서에서 사용된 용어와 표현은 예시적인 것이며, 이러한 용어와 표현 의 사용은 설명된 기능(또는 그 일부)의 등가물을 배제하도록 의도된 것이 아니고, 청구범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것을 인식해야 한다. 다른 변형, 수정 및 대체도 가능하다. 따라서, 청구범위는 이러한 등가물 모두를 포함하도록 의도된다.

본 발명에 따르면, 소비 전력을 감소시키고, 촬영 속도를 증가시키며, 보다 저가의 디지털 카메라가 제공된다.