JP4050925B2 - 撮像モジュール及び撮像装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する分野】
本発明はCMOSセンサを備えた撮像モジュール及び撮像モジュールを備えた撮像装置の改良に関し、さらに詳しくは夜間や室内での感度低下を改善した撮像モジュール及び撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、携帯電話やPHSで撮影した画像をそのままメールに添付して送ることが出来るような、デジタルカメラ機能内臓の電話機等の撮像装置が販売されている。これら携帯電話等のカメラ機能の多くはデジタルカメラと同じく、CMOSセンサかCCDセンサ等の固体撮像素子とレンズ、フイルタ、絞り部材を1つのケースに組み込んで一体化した撮像モジュールが用いられている。
【0003】
上記CMOSセンサとCCDセンサを比較すると、CMOSセンサのメリットは低消費電力であり、同様の画素サイズを有するCCDセンサとCMOSセンサの消費電力を比較するとピーク時でCMOSセンサはCCDセンサの5分の1程度の電力しか消費しないとされている。このことは小型電池を電源とする携帯電話にとっては極めて有利であり、今後CMOSセンサが多く使用されることになると思われる。
【0004】
上記CMOSセンサを用いた撮像モジュールの従来例として、特開2001−245217号公報、特開2001−257944号公報、特開平10−321827号公報等があり、以下その構成を図5により説明する。
【0005】
図5は従来のCMOSセンサを用いた撮像モジュールの断面図であり、30は撮像モジュールである。以下その構成を説明すると、1は基板であり、非金属の絶縁基板に回路パターンが形成されている。3はCMOSセンサを構成する半導体チップ(以下ICと略記する)であり前記基板1に実装されている。
【0006】
2は樹脂成形等によって形成されたケースであり、エレメント保持用の段部2a、2bを備えており、段部2aにはレンズ6と絞り部材5が位置決め保持され、段部2bにはIRカットフイルタ7が固定されている。そして前記ケース2が前記基板1に位置決め固定されることにより、一体化した撮像モジュール30を構成している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記CMOSセンサを用いた撮像モジュールは低消費電力のメリットがあるが、反面CMOSセンサは構造上ノイズが画像に残り易いというデメリットを有する。すなわちCMOSセンサはシリコンのウエハー上に数十万から数百万という非常に多い個数のトランジスタを作り込んで製造されるため、この多数のトランジスタに電流特性のバラツキが発生する。このバラツキはメモリーのようなデジタル回路の場合は、信号が1、0のため問題にならないが、トランジスタの電流特性をアナログ信号として扱う画像処理の場合はこのバラツキが画像上のノイズとなって見えてしまうという問題がある。
【0008】
すなわち上記CMOSセンサを構成するトランジスタは赤外線に過剰に反応して電流が変動するため、前記画像上のノイズ対策として前記IRカットフイルタ7を設けることが必然となっている。しかし、CMOSセンサはこのIRカットフイルタ7を設けることで、前記CCDセンサに比較して受光効率が悪く、特に夜間暗い所での撮影が困難になるという問題があった。
【0009】
本発明は上記問題点に鑑み成されたもので、赤外線の強い昼間は赤外線対策をしっかり行ってノイズ除去を行うとともに、夜間暗い所での撮影が可能なCMOSセンサを用いた撮像モジュール及び撮像モジュールを用いた撮像装置の提供を目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するための構成として、CMOSセンサと光学系レンズと絞り部材とIRカットフィルタとを有する撮像モジュールにおいて、前記IRカットフィルタを前記絞り部材の開口を通過する入射光経路に着脱するための着脱機構を設けたことを特徴とする。
【0011】
さらに前記着脱機構は前記絞り部材に設けられたガイド部材を有し、該ガイド部材によって前記IRカットフィルタが前記絞り部材の開口に着脱されることを特徴とする。
【0012】
さらに前記ガイド部材が回転カイド部材やスライドガイド部材であることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下図面により本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の第1の実施の形態を示すCMOSセンサを用いた撮像モジュールの断面図、図2は図1における着脱機構を組み込んだ絞り部材の上面図である。なお図1及び図2において前記図5と同一部材には同一番号を付し説明を省略する。
【0015】
図1において10は撮像モジュールであり、基板1、ケース2、IC3、絞り部材5、レンズ6における構成は前記図5の説明と同様である。図1に示す撮像モジュール10と前記図5に示す撮像モジュール30との差異は、図5においてケース2の段部2bに取り付けられていたIRカットフイルタ7が無くなり、代わりに前記絞り部材5に、後述する着脱機構を介して入射光経路に着脱可能なIRカットフイルタを設けたことである。
【0016】
以下本発明の特徴である着脱機構を説明する。図1及び図2において11は回転板であり、該回転板11は透明なガラス板にて構成されるとともに、その一部にIRカットフイルタ17が形成されており、さらに外周部に回転用のハンドル12が取り付けられている。そして前記回転板11はその回転中心が回転ガイド部材であるピボット13によって前記絞り部材5に回転可能に取り付けられている。すなわち第1の実施の形態においては、前記回転板11、ハンドル12、ピボット13、IRカットフイルタ17によって着脱機構15が構成されている。
【0017】
上記着脱機構15の動作は、図2に示すごとくIRカットフイルタ17が前記絞り部材5の開口部5aとずれた状態から、前記ハンドル12を矢印A方向に操作することによって回転板11が回転し、IRカットフイルタ17が点線で示す17aの位置に移動して前記開口部5aを覆う状態に切り替えられる。すなわちこの着脱機構15はハンドル12の操作によってIRカットフイルタ17を、前記絞り部材5の開口部5 aを過する入射光経路に着脱することが出来る。
【0018】
図3は本発明の第2の実施の形態を示すCMOSセンサを用いた撮像モジュールの断面図、図4は図3における着脱機構を組み込んだ絞り部材の上面図でありAはIRカットフイルタの装着状態、BはIRカットフイルタの取り外し状態を示す。なお図3及び図4において前記図1及び図2と同一部材には同一番号を付し説明を省略する。
【0019】
図3に示す撮像モジュール20と前記図1に示す撮像モジュール10との差異は、図1に示す着脱機構15が回転ガイド部材を使用した回転方式の構成を有するのに対し、図3に示す着脱機構25はスライドガイド部材を使用したスライド方式の構成を有することであり、以下その構成について説明する。
【0020】
図3及び図4において、21はスライド板であり、該スライド板21は透明なガラス板にて構成されるとともに、その一部にIRカットフイルタ27が形成されており、さらに外端部にスライド用のハンドル22が取り付けられている。23はスライド枠であり、該スライド枠23は左右に断面コ字状のガイド部23aが設けられるとともに、平面的には前後で段差を有する(図示せず)形状となっており、前記スライド板21がこのガイド部23aにガイドされて前後にスライドする。
【0021】
上記スライド板21の動作を図4により説明する。図4AはIRカットフイルタ27の取り外し状態を示すもので、スライド板21はスライド枠23の一番奥にスライドして上の段差に位置決めされており、この状態ではIRカットフイルタ27が絞り部材5の開口部5aとずれた位置となっている。
【0022】
図4BはIRカットフイルタ27の装着状態を示すもので、スライド板21はスライド枠23の手前にスライドして下の段差に位置決めされており、この状態ではIRカットフイルタ27が絞り部材5の開口部5aと重なった位置となっている。なお図3に示すスライド板21はこの図4Bに対応したIRカットフイルタ27の装着状態を示している。
【0023】
図6及び図7は本発明の第3の実施の形態を示す撮像モジュールを備えた撮像装置である携帯電話の平面図であり、50は携帯電話であり、上ケース51にはアンテナ55とカメラ機能の撮像開口53が設けられている。又、下側の開閉蓋52はヒンジ56によって下側に開くようになっている。又、前記撮像開口53に対応した位置には前記撮像モジュール20が設けられ、前記撮像開口53の部分には前記絞り部材5の開口部5aが見えている。
【0024】
さらに前記撮像開口53の部分に点線で示すごとく、IRカットフイルタ37を備えたスライド板31が配置されており、該スライド板31は前記上ケース51の側面に設けられたフィルタ切り替えレバー54によって切り替え操作が行われるようになっている。
【0025】
図6は前記フィルタ切り替えレバー54がAの位置にあり、この状態はIRカットフイルタ37の装着状態を示している。すなわちこの状態においてはIRカットフイルタ37が前記撮像開口53の部分にスライドされる事によって前記絞り部材5の開口部5aにIRカットフイルタ37が装着されている。
【0026】
図7は前記フィルタ切り替えレバー54がBの位置にあり、この状態はIRカットフイルタ37の取り外し状態を示している。すなわち前記フィルタ切り替えレバー54をAの位置からBの位置にスライドさせると、該スライド板31が下方にスライドされる事によって前記絞り部材5の開口部5aに前記該スライド板31の透明部分が位置決めされ、前記IRカットフイルタ37の取り外し状態となる。
【0027】
上記第3の実施の形態においては、前記着脱機構を構成するスライド枠等の部材は前記携帯電話50の上ケース51に組み込まれており、使用者が携帯電話50を操作して撮像を行う時の明るさによって前記フィルタ切り替えレバー54の操作で、IRカットフイルタ37の着脱を行い、条件に合せた撮像を行うことが出来る。
【0028】
尚、本発明における着脱機構の操作は使用者が明るさを判断して、前記フィルタ切り替えレバー54等の操作により、IRカットフイルタの着脱を行っても良いし、又、撮像装置に明るさを測定する光センサーを設け、この光センサーの指令によってモータなどを駆動して着脱機構を操作して前記IRカットフイルタ37の着脱を行っても良い。
【0029】
【発明の効果】
上記のごとく本発明によれば、赤外線が過剰に反応する昼間はIRカットフイルタを用いてノイズ対策を行った良好な撮像が可能になるととに、受光感度が落ちる夜間や室内ではIRカットフイルタを用いないで高感度な撮像が可能にとなり、低消費電流のCMOSセンサを常に良好な条件で使用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示すCMOSセンサを用いた撮像モジュールの断面図である。
【図2】図1における着脱機構を組み込んだ絞り部材の上面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態を示すCMOSセンサを用いた撮像モジュールの断面図である。
【図4】図3における着脱機構を組み込んだ絞り部材の上面図あり、図4AはIRカットフイルタの装着状態、図4BはIRカットフイルタの取り外し状態を示す。
【図5】従来のCMOSセンサを用いた撮像モジュールの断面図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態を示す撮像モジュールを備えた携帯電話の平面図である。
【図7】本発明の第3の実施の形態を示す撮像モジュールを備えた携帯電話の平面図である。
【符号の説明】
1 基板
2 ケース
3 CMOSセンサ
5 絞り部材
6 レンズ
7、17、27、37 IRカットフイルタ
10、20、30 撮像モジュール
11 回転板
21、31 スライド板
50 携帯電話

Claims (5)

  1. CMOSセンサと光学系レンズと絞り部材とIRカットフィルタとを有する撮像モジュールにおいて、前記IRカットフィルタを前記絞り部材の開口を通過する入射光経路に着脱するための着脱機構を設けたことを特徴とする撮像モジュール。
  2. 前記着脱機構はガイド部材を有し、該ガイド部材によって前記IRカットフィルタが前記絞り部材の開口を通過する入射光経路に着脱される請求項1記載の撮像モジュール。
  3. 前記ガイド部材は前記絞り部材に設けられたガイド部材であり、該ガイド部材によって前記IRカットフィルタが前記絞り部材の開口に着脱される請求項2記載の小型撮像モジュール。
  4. 前記ガイド部材が回転カイド部材である請求項2又は3項記載の撮像モジュール。
  5. 前記ガイド部材がスライドガイド部材である請求項2又は3項記載の撮像モジュール。
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