撮像モジュール及び撮像装置

【課題】ＣＭＯＳセンサはノイズ対策として、ＩＲカットフイルタを設けることで夜間暗い所での撮影が困難になるという問題があった。
【解決手段】ＩＲカットフィルタを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、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い、受光感度が落ちる夜間はＩＲカットフイルタを用いないで高感度な撮像を可能とした。

【発明の詳細な説明】
【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。
【００１３】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を備えた撮像装置において、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。
【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５ａ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
３ＣＭＯＳセンサ
５絞り部材
６レンズ
７、１７、２７、３７ＩＲ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

【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項６】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を備えた撮像装置において、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装置。
【請求項７】前記着脱機構は前記撮像装置のケースに設けられている請求項６記載の撮像装置。

【図１】