在可攜式電子產品設計趨勢方面，各種功能的多方整合，一直是相關產品發展的重要方向與趨勢，例如，行動電話整合數位相機、數位相機整合Wi-Fi無線上網傳送照片，而PDA或智慧型行動電話整合GPS全球定位系統，雖然多數的整合設計還有待商業市場考驗，但整合多用途、多功能的設計趨勢是必然發展方向，而整合相關硬體功能必須面對的課題，就是電源的最佳化設計...

 

這波硬體整合的趨勢中，數位相機可以說是最受歡迎的整合功能，而數位相機的整合應用，若是僅為定焦拍攝的設計功能，可能在整合的難度、電路設計與電源設計並不會有太大困擾，設計線路也相對簡易許多，但如果是想把完整的機械式變焦系統、光學鏡頭、高解析能力的CCD感光元件整合到行動裝置中，其整合難度就相對高許多，因為其間不僅牽涉到機械光學鏡頭的伺服驅動，而要取得高品質的成像效果，對於CCD的電源與相關電路設計，就更為關鍵。

 

在過去，數位相機呈現高度成長，在獨立型的數位相機產品發展中，數位相機的入門解析度已經從300萬像素躍升至500萬像素，高階機種可以達到700萬甚至更高的解析能力，而在行動電話的整合方案中，低於100萬像素的數位相機鏡頭整合，已經是低階或入門產品的基本規格，中／高階產品都至少有300萬像素以上的解析能力。而在目前的元件設計方面，應用於手機的數位相機元件，多半已有模組化的元件設計，其整合難度相對降低許多，對於功耗與電源的影響相對較小，而本文主要討論的是全功能的數位相機，在整合其他行動裝置或行動電話的應用方式，與可能對功耗與電源的直接影響，和相關可行的改善電源設計方案。

檢視獨立型數位相機的功耗需求

要討論整合應用前，必須針對各部分重點元件進行分析，了解其功耗與作動的基本要求，再進行相關整合設計，即可避免完成設計後卻發現電力系統或是控制系統的相關限制，造成大幅修改電子電路設計的額外成本。

以獨立型數位相機為例，數位相機包括了許多功能模組，多數的功能模組為需要大量電流驅動的元件，而其成像的關鍵元件即為CCD(部分業者較喜愛採用CMOS元件)電荷耦合元件，而此元件可以取代傳統的膠卷，透過電荷差異取得拍攝影像資料，一般CCD或是CMOS多是透過2.7~3.3v不等的電力進行供電。

而數位相機另一個關鍵元件即為閃光燈，閃光燈的設置是為了解決環境光不足狀態下的拍攝需求，當拍攝環境亮度不夠，數位相機即會透過強制閃光去補足環境光的不足，傳統數位相機的閃光燈必須透過氙氣燈來產生瞬間閃光，電路設計是在光脈衝持續過程中，由電池電力透過升壓迴路，持續供應氙燈所需的高壓持續電壓。

但問題來了，若是行動裝置而言，其電力來源多為電池，如何產生驅動氙燈所需的5Kv電力脈衝？而驅動的電力又必須足以讓閃光燈內的氙氣達到混合氣體電離的最低門檻？而讓氙燈呈現啟動的狀態。分析氙燈的應用程序就會發現有幾個關鍵，在數位相機需要補光的幾秒鐘內，電子電路必須具備能將電池電力系統(多為5V或更低)瞬間轉換至300v的直流升壓調節系統，進而透過電子電路的輔助，將高壓再轉換成足以讓氙燈內的混合氣體產生電離的kV等級脈衝。

此外，在數位相機必備的LCD顯示螢幕，在近來持續朝大尺寸化發展，從主流的2~3吋持續放大到3.5~4吋的顯示水準，新的設計方案多數必須搭配LED背光設計，藉此達到節約電源消耗的目的，但LED背光雖然具備省電效益，但要讓電腦效益發揮極致，仍須搭配部分電路設計補強，例如，透過環境光偵測器確認使用環境的現況，動態調整LED背光輸出，或是搭配距離感測器，當使用者利用相機進行目測觀景窗拍攝時，自動關閉LED背光源，都是節約電源消耗的實用設計方案。

獨立數位相機的使用功耗狀況

在了解各部位關鍵模組的用電模式後，就可以著手進行電源分配與整合的工作，在進行前仍須了解數位相機整體的功耗使用現況，因為不同的操作狀態其功耗會有相當大的差異，則必須透過設計手段進行調整。

彩色LCD顯示幕多數是透過搭配2~4個白光LED提供背光光源，前述可以透過距離感測器與環境光感測器的整合設計方案，將白光LED作動的效益發揮到最高，基本上即提供使用者所需的背光亮度即可，比以往全時100%輸出背光的方案至少可以降低50%以上的額外功耗。

相機本身光學機械結構(光機)部分尚有對焦系統、快門驅動馬達的驅動需求，而對焦系統若是搭配無變焦的鏡頭模組，其驅動功耗較小，若是進階應用的光學變焦鏡頭，除了對焦所需的電力功耗外，構圖取景進行的Zoom in/out動作，透過驅動馬達運行的瞬間功耗則必須加以考量，避免電力不濟影響元件正常運作，或是造成LCD或是其他顯著功能組件的異常運作。

一般而言，一組200萬像素拍攝解析度的數位相機，在進行拍攝動作時的瞬間消耗功率可以達到2~3W，檢視拍攝成果或是進行簡單相片編輯、刪除、更名...等動作時的整體功耗，峰值功率可以達到1.5W，若是以此為計算基礎，此電路系統若採行1,000mAh的電池系統，光靠電池電力應足以維持超過1小時的連續拍攝與照片編修、瀏覽應用。