(57)【要約】  【課題】  映像情報と同時に映像情報以外の情報も取得することのできるセンサ機能付撮像モジュールおよびセンサ機能付撮像モジュールを使用したセンサ機能付撮像システムを提供することを目的とする。  【解決手段】  本発明のセンサ機能付撮像モジュール１１は、映像情報を電気信号に変換する固体撮像素子１０１と、映像情報以外の情報を検知する少なくとも１つのセンサと、固体撮像素子１０１およびセンサと外部回路とを接続する接続部１０６と、固体撮像素子１０１、センサおよび接続部１０６を搭載する絶縁樹脂モールド１０３とを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像情報を電気信号に変換する固体撮像素子と、
前記映像情報以外の情報を検知する少なくとも１つのセンサと、
前記固体撮像素子およびセンサと外部回路とを接続する接続部と、
前記固体撮像素子、前記センサおよび前記接続部を搭載する絶縁樹脂モールドとを含むセンサ機能付撮像モジュール。
【請求項２】
前記固体撮像素子が、ＣＣＤ型固体撮像素子である請求項１に記載のセンサ機能付撮像モジュール。
【請求項３】
前記固体撮像素子が、ＣＭＯＳ型固体撮像素子である請求項１に記載のセンサ機能付撮像モジュール。
【請求項４】
前記センサが、音声情報を電気信号に変換するマイクロフォンである請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のセンサ機能付撮像モジュール。
【請求項５】
前記マイクロフォンが、エレクトレットコンデンサマイクロフォンである請求項４に記載のセンサ機能付撮像モジュール。
【請求項６】
前記マイクロフォンが、前記固体撮像素子へ前記映像情報を導く開口と同一の方向に開口するマイクロフォンである請求項４または請求項５に記載のセンサ機能付撮像モジュール。
【請求項７】
前記マイクロフォンが、相互に異なる指向性を有する複数のマイクロフォンを含む請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のセンサ機能付撮像モジュール。
【請求項８】
前記マイクロフォンが、約２００〜約２０００ヘルツの周波数の音声を検出する中音用マイクロフォンと、約２００ヘルツ以下の低音を検出する低音用マイクロフォンと、約２０００ヘルツ以上の高音を検出する高音用マイクロフォンを含む請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のセンサ機能付撮像モジュール。
【請求項９】
前記マイクロフォンが、超音波を検出する超音波マイクロフォンである請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のセンサ機能付撮像モジュール。
【請求項１０】
前記センサが、光情報を検知する光センサを含む請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のセンサ機能付撮像モジュール。
【請求項１１】
前記光センサが、赤外光を検出する赤外光センサである請求項１０に記載のセンサ機能付撮像モジュール。
【請求項１２】
前記光センサが、紫外光を検出する紫外光センサである請求項１０に記載のセンサ機能付撮像モジュール。
【請求項１３】
前記接続部の外部回路側端が、半田付け端子である請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のセンサ機能付撮像モジュール。
【請求項１４】
前記接続端子の外部回路側端が、ピン端子である請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のセンサ機能付撮像モジュール。
【請求項１５】
請求項４から請求項１４のいずれか１項に記載のセンサ機能付撮像モジュールと、
前記センサ機能付撮像モジュールに含まれるマイクロフォンが出力する電気信号に基づいて音声源方向を決定する音声源方向決定部と、
前記センサ機能付撮像モジュールの前記映像情報取得方向を前記音声源方向に制御するモジュール方向制御部とを含むセンサ機能付撮像システム。
【請求項１６】
前記マイクロフォンが、互いに相違する方向に開口する複数のマイクロフォンを含む請求項１５に記載のセンサ機能付撮像システム。
【請求項１７】
前記音声源方向決定部が、
前記複数のマイクロフォンが出力する電気信号のピークを保持するピーク保持部と、
前記ピーク保持部に保持されたピークが最大であるマイクロフォンの開口方向を音声源方向と判定する音声源方向判定部とを含む請求項１６に記載のセンサ機能付撮像システム。
【請求項１８】
前記ピーク保持部が、予め定められた所定時間間隔毎に保持するピークを更新するピーク更新部を含む請求項１７に記載のセンサ機能付撮像システム。
【請求項１９】
前記モジュール方向制御部が、前記センサ機能付撮像モジュールの前記映像情報取得方向を制御する駆動源としてモータを使用する請求項１５から請求項１８のいずれか１項に記載のセンサ機能付撮像システム。
【請求項２０】
前記センサが、光情報を検知する光センサを含む請求項１５から請求項１９のいずれか１項に記載のセンサ機能付撮像システム。
【請求項２１】
前記光センサが、光を検知するフォトダイオードである請求項２０に記載のセンサ機能付撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ機能付撮像モジュールおよびセンサ機能付撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
監視カメラまたは携帯情報端末においては、従来から、映像情報と共に、音声情報を取得することが要求されている。
【０００３】
しかし、固体撮像素子およびマイクロフォンを別個の部品として監視カメラ等に取り付けた場合には、取り付けおよび配線の制約から小型化には限界があった。
【０００４】
そこで、映像情報を収集する固体撮像素子と音声情報を収集するマイクロフォンとを１つのデバイスに集約したマイクロフォン機能付固体撮像素子が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１０は、上記のマイクロフォン機能付固体撮像素子９の斜視図であって、固体撮像素子９１の前面に固体撮像素子９１の封止部材を兼ねた光透過性の振動板９５が配置される。
【０００６】
この振動板９５に貼付される透明導電膜と固体撮像素子９１の表面を覆う金属製の光シールド膜とをコンデンサ電極として使用することにより、振動板の振動を電気信号に変換するマイクロフォンが形成されている。
【特許文献１】特開平１１−１２７３９３号公報（［０００７］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のマイクロフォン機能付固体撮像素子は、固体撮像素子の前面にマイクロフォンの振動板が配置されているので、音声により振動板が振動したときに、固体撮像素子が撮像する映像に擾乱が発生することを回避できないという課題があった。
【０００８】
また、固体撮像素子と一体化できるセンサはマイクロフォンに限られるという課題もあった。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、明瞭な映像情報を取得できるだけでなく、映像情報と同時に映像情報以外の情報も取得することのできるセンサ機能付撮像モジュールおよびセンサ機能付撮像モジュールを使用したセンサ機能付撮像システム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】
【００１０】
本発明のセンサ機能付撮像モジュールは、映像情報を電気信号に変換する固体撮像素子と、前記映像情報以外の情報を検知する少なくとも１つのセンサと、前記固体撮像素子およびセンサと外部回路とを接続する接続部と、前記固体撮像素子、前記センサおよび前記接続部を搭載する絶縁樹脂モールドとを含む構成を有している。
【００１１】
この構成により映像情報だけでなく映像情報以外の情報も同時に取得できることとなる。
【００１２】
本発明のセンサ機能付撮像モジュールは、前記固体撮像素子が、ＣＣＤ型固体撮像素子であってもよい。
【００１３】
本発明のセンサ機能付撮像モジュールは、前記固体撮像素子が、ＣＭＯＳ型固体撮像素子であってもよい。
【００１４】
本発明のセンサ機能付撮像モジュールは、前記センサが、音声情報を電気信号に変換するマイクロフォンである構成を有している。
【００１５】
この構成により映像情報と音声情報とを同時に取得できることとなる。
【００１６】
本発明のセンサ機能付撮像モジュールは、前記マイクロフォンが、エレクトレットコンデンサマイクロフォンであってもよい。
【００１７】
本発明のセンサ機能付撮像モジュールは、前記マイクロフォンが、前記固体撮像素子へ前記映像情報を導く開口と同一の方向に開口していてもよい。
【００１８】
本発明のセンサ機能付撮像モジュールは、前記マイクロフォンが、相互に異なる指向性を有する複数のマイクロフォンを含んでいてもよい。
【００１９】
本発明のセンサ機能付撮像モジュールは、前記マイクロフォンが、約２００〜約２０００ヘルツの周波数の音声を検出する中音用マイクロフォンと、約２００ヘルツ以下の低音を検出する低音用マイクロフォンと、約２０００ヘルツ以上の高音を検出する高音用マイクロフォンを含んでいてもよい。
【００２０】
本発明のセンサ機能付撮像モジュールは、前記マイクロフォンが、超音波を検出する超音波マイクロフォンであってもよい。
【００２１】
本発明のセンサ機能付撮像モジュールは、前記センサが、光情報を検知する光センサを含む構成を有している。
【００２２】
この構成により映像情報と光情報とを同時に取得できることとなる。
【００２３】
本発明のセンサ機能付撮像モジュールは、前記光センサが、赤外光を検出する赤外光センサであってもよい。
【００２４】
本発明のセンサ機能付撮像モジュールは、前記光センサが、紫外光を検出する紫外光センサであってもよい。
【００２５】
本発明のセンサ機能付撮像モジュールは、前記接続部の外部回路側端が、半田付け端子である構成を有している。
【００２６】
この構成により、センサ機能付撮像モジュールをプリント基板回路と半田により接続できることとなる。
【００２７】
本発明のセンサ機能付撮像モジュールは、前記接続端子の外部回路側端が、ピン端子である構成を有している。
【００２８】
この構成により、センサ機能付撮像モジュールを外部回路とレセプタクルを介して接続できることとなる。
【００２９】
本発明のセンサ機能付撮像システムは、センサ機能付撮像モジュールと、前記センサ機能付撮像モジュールに含まれるマイクロフォンが出力する電気信号に基づいて音声源方向を決定する音声源方向決定部と、前記センサ機能付撮像モジュールの前記映像情報取得方向を前記音声源方向に制御するモジュール方向制御部とを含む構成を有している。
【００３０】
この構成により、撮像素子を音源の方向に向けることが可能となる。
【００３１】
本発明のセンサ機能付撮像システムは、前記マイクロフォンが、互いに相違する方向に開口する複数のマイクロフォンを含んでいてもよい。
【００３２】
本発明のセンサ機能付撮像システムは、前記音声源方向決定部が、前記複数のマイクロフォンが出力する電気信号のピークを保持するピーク保持部と、前記ピーク保持部に保持されたピークが最大であるマイクロフォンの開口方向を音声源方向と判定する音声源方向判定部とを含んでいてもよい。
【００３３】
本発明のセンサ機能付撮像システムは、前記ピーク保持部が、予め定められた所定時間間隔毎に保持するピークを更新するピーク更新部を含んでいてもよい。
【００３４】
本発明のセンサ機能付撮像システムは、前記モジュール方向制御部が、前記センサ機能付撮像モジュールの前記映像情報取得方向を制御する駆動源としてモータを使用してもよい。
【００３５】
本発明のセンサ機能付撮像システムは、前記センサが、光情報を検知する光センサを含んでいてもよい。
【００３６】
本発明のセンサ機能付撮像システムは、前記光センサが、光を検知するフォトダイオードであってもよい。
【発明の効果】
【００３７】
本発明は、固体撮像素子、センサ、および接続部を同一の絶縁樹脂モールドに搭載することにより、明瞭な映像を撮影できるだけでなく、音声をはじめとする映像以外の情報を検知することのできるセンサ機能付撮像モジュールを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下図面を参照して、本発明に係るセンサ機能付撮像モジュールおよびセンサ機能付撮像システムの実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係るセンサ機能付撮像モジュール１１は、図１に示すように、映像情報を電気信号に変換する固体撮像素子１０１と、映像情報以外の情報を検知する少なくとも１つのセンサと、固体撮像素子１０１およびセンサと外部回路とを接続する接続部１０６と、固体撮像素子１０１、センサおよび接続部１０６を搭載する絶縁樹脂モールド１０３とを含む構成を有している。絶縁樹脂モールド１０３の上面を覆い１０７で覆う構成としてもよい。
【００３９】
以下の実施の形態では、固体撮像素子１０１はＣＣＤ型固体撮像素子またはＣＭＯＳ型固体撮像素子であり、センサは音声を検出するマイクロフォン１０２である。
【００４０】
覆い１０７には映像情報を固体撮像素子１０１に導く開口１０４および音声情報をマイクロフォン１０２に導く開口１０５が形成されている。覆い１０７は絶縁樹脂モールド１０３と一体で、開口１０４および開口１０５を成形時の抜型で形成してもよい。
【００４１】
絶縁樹脂モールド１０３には、固体撮像素子１０１およびマイクロフォン１０２と外部回路とを接続する接続部１０６が埋めこまれており、接続部１０６の一端は固体撮像素子１０１およびマイクロフォン１０２と接続され、他端は半田付け端子を形成する。
【００４２】
なお、接続部１０６の他端は、図２に示すように、ピン端子５０１であってもよい。
【００４３】
以上説明したように、第１の実施の形態のセンサ機能付撮像モジュールによれば、固体撮像素子１０１による映像情報の取得方向と、マイクロフォン１０２による音声情報の取得方向とを一致させることができる。
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係るセンサ機能付撮像モジュール１２は、図３に示すように、映像情報を電気信号に変換する固体撮像素子１０１と、映像情報以外の情報を検知する少なくとも１つのセンサと、固体撮像素子１０１およびセンサと外部回路とを接続する接続部１０６と、固体撮像素子１０１、センサおよび接続部１０６を搭載する絶縁樹脂モールド１０３とを含む構成を有している。絶縁樹脂モールド１０３の上面を覆い１０７で覆う構成としてもよい。
【００４４】
以下の実施の形態では、固体撮像素子１０１はＣＣＤ型固体撮像素子またはＣＭＯＳ型固体撮像素子であり、センサは音声を検出するマイクロフォン１０２および光センサ３０１であるとする。なお、光センサ３０１はソケット３０３に挿入されているものとする。
【００４５】
覆い１０７には映像情報を固体撮像素子１０１に導く開口１０４、マイクロフォンに音声情報を導く開口１０５、および光センサ３０１に光情報を導く開口３０２が形成されている。
【００４６】
絶縁樹脂モールド１０３には、固体撮像素子１０１、マイクロフォン１０２およびソケット３０３と外部回路とを接続する接続部１０６が埋めこまれており、接続部１０６の一端は固体撮像素子１０１、マイクロフォン１０２およびソケット３０３と接続され、他端は半田付け端子あるいはピン端子を形成する。
【００４７】
以上説明したように、第２の実施の形態のセンサ機能付撮像モジュールによれば、固体撮像素子１０１による映像情報の取得方向と、マイクロフォン１０２による音声情報の取得方向および光センサ３０１による光情報取得方向とを一致させることができる。
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係るセンサ機能付撮像モジュール１３は、図４に示すように、映像情報を電気信号に変換する固体撮像素子１０１と、映像情報以外の情報を検知する少なくとも１つのセンサと、固体撮像素子１０１およびセンサと外部回路とを接続する接続部１０６と、固体撮像素子１０１、センサおよび接続部１０６を搭載する絶縁樹脂モールド１０３とを含む構成を有している。絶縁樹脂モールド１０３の上面を覆い１０７で覆う構成としてもよい。
【００４８】
なお、以下の実施の形態では、固体撮像素子１０１はＣＣＤ型固体撮像素子またはＣＭＯＳ型固体撮像素子であり、センサは音声を検出する第１のマイクロフォン１２１、第２のマイクロフォン１２２、第３のマイクロフォン１２３および第４のマイクロフォン１２４であるとする。
【００４９】
覆い１０７には映像情報を固体撮像素子１０１に導く開口１０４ならびに第１〜第４のマイクロフォン１２１〜１２４に音声情報を導く第１〜第４の開口１５１〜１５４が形成されている。
【００５０】
絶縁樹脂モールド１０３には、固体撮像素子１０１ならびに第１〜第４のマイクロフォン１２１〜１２４と外部回路とを接続する接続部１０６が埋めこまれており、接続部１０６の一端は固体撮像素子１０１ならびに第１〜第４のマイクロフォン１２１〜１２４と接続され、他端は半田付け端子あるいはピン端子を形成する。
【００５１】
そして、センサ機能付撮像モジュール１２の対角に配置された第１のマイクロフォン１２１および第４のマイクロフォン１２４は約２００〜約２０００ヘルツの周波数の音声を検出する中音用マイクロフォンであり、第２のマイクロフォン１２２は約２００ヘルツ以下の低音を検出する低音用マイクロフォンであり、第４のマイクロフォン１２４は約２０００ヘルツ以上の高音を検出する高音用マイクロフォンである。
【００５２】
即ち、第３の実施の形態のセンサ機能付撮像モジュールによれば、複数個のマイクロフォンを使用して、肉声を主とする中間周波音情報以外に低周波音情報および高周波音情報を同時に検出できることとなる。
【００５３】
図５は、本発明の第３の実施の形態のセンサ機能付撮像モジュール１３の駆動処理部２０を示すブロック図であって、センサ機能付撮像モジュール１３を制御する制御部２１と、固体撮像素子１０１を駆動する駆動部２２と、固体撮像素子１０１が出力する映像信号から雑音を除去し増幅する映像信号処理部２３と、処理後の映像信号をデジタル映像信号に変換するＡ／Ｄ変換部２４と、第１〜第４のマイクロフォン１２１〜１２４が出力する音声信号を増幅する音声信号増幅部２５１〜２５４と、増幅後の音声信号をデジタル音声信号に変換する音声信号符号化部２６とを含む。制御部２１は、デジタル映像信号およびデジタル音声信号を外部に送出する。なお、デジタル映像信号とデジタル音声信号とをシリアル信号として、一本のケーブルにより外部とインターフェイス可能としてもよい。
【００５４】
以上説明したように、第３の実施の形態のセンサ機能付撮像モジュールによれば、肉声だけでなく、低周波数および高周波の音声を検出することが可能となる。
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態は実施の一例を示すものである。
【００５５】
本発明の第４の実施の形態のセンサ機能付撮像モジュール１４は、図６に示すように、センサ機能付撮像モジュール１４の固体撮像素子１０１の背面を除く５面に開口する第１〜第５のマイクロフォン１３１〜１３５を備える。なお、絶縁樹脂モールド１０３には、第１〜第５のマイクロフォン１３１〜１３５に対応する第１〜第５の開口１６１〜１６５が形成される。
【００５６】
図７は、本発明の第４の実施の形態のセンサ機能付撮像モジュール１４の駆動処理部２００を示すブロック図であって、センサ機能付撮像モジュール１４を制御する制御部２１と、固体撮像素子１０１を駆動する駆動部２２と、固体撮像素子１０１が出力する映像信号から雑音を除去し増幅する映像信号処理部２３と、処理後の映像信号をデジタル映像信号に変換するＡ／Ｄ変換部２４と、第１〜第５のマイクロフォン１２１〜１２５が出力する音声信号を増幅する音声信号増幅部２５１〜２５５と、増幅後の音声信号をデジタル音声信号に変換する音声信号符号化部２６と、第１〜第５の音声信号増幅部２５１〜２５５の出力の最大値を保持する第１〜第５のピーク保持部２７１〜２７５を含む。制御部２１は、デジタル映像信号およびデジタル音声信号を外部に送出するだけでなく、ＰＡＮ駆動回路３１を介してＰＡＮモータ４１を、ＴＩＬＴ駆動回路３２を介してＴＩＬＴモータ４２を駆動する。
【００５７】
なお、第１〜第５の音声信号増幅部２５１〜２５５の出力の最大値を保持する第１〜第５のピーク保持部２７１〜２７５および制御部２１は、音声を発生する音声源方向を決定する音声源方向決定部として機能する。
【００５８】
ピーク保持部２７１〜２７５は、予め定められた所定時間（例えば５秒）間隔毎に保持するピークを更新するピーク更新部を含んでいてもよい。
【００５９】
また、ＰＡＮ駆動回路３１、ＰＡＮモータ４１、ＴＩＬＴ駆動回路３２、およびＴＩＬＴモータ４２は、センサ機能付撮像モジュール１４を音声源方向に制御するモジュール方向制御部として機能する。
【００６０】
そして、制御部２１は、第１〜第５のピーク保持部２７１〜２７５に保持されたピークの最大値を探索し、最大値を出力したマイクロフォンの開口方向を音源方向と判定する音源方向判定部として機能する。
【００６１】
図８はモジュール方向制御部の正面図（ａ）および側面図（ｂ）であって、センサ機能付撮像モジュールの映像情報取得方向を制御するＰＡＮモータ４１およびＴＩＬＴモータ４２としてステッピングモータを使用してもよい。
【００６２】
図９はセンサ機能付撮像システムの動作を説明する図であって、音源がセンサ機能付撮像モジュール１４の右方に存在する場合は、第５のマイクロフォン１３５が出力する音声信号が最大となるので、第５のピーク保持部２７５が最大ピークを保持する。
【００６３】
すると、ＰＡＮモータ４１およびＴＩＬＴモータ４２が動作し、センサ機能付撮像モジュール１４の固体撮像素子１０１が右方を向くように駆動する。
【００６４】
以上説明したように、第４の実施の形態によれば、音源の存在する方向の映像情報を迅速に取得することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明に係るセンサ機能付撮像モジュールおよびセンサ機能付撮像システムは、映像情報と映像情報以外の情報を同時かつ明瞭に取得できるという効果を有し、監視装置等として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるセンサ機能付撮像モジュールの斜視図
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるセンサ機能付撮像モジュールの斜視図
【図３】本発明の第２の実施の形態におけるセンサ機能付撮像モジュールの斜視図
【図４】本発明の第３の実施の形態におけるセンサ機能付撮像モジュールの斜視図
【図５】本発明の第３の実施の形態におけるセンサ機能付撮像モジュール用の駆動処理部を示すブロック図
【図６】本発明の第４の実施の形態におけるセンサ機能付撮像モジュールの斜視図
【図７】本発明の第４の実施の形態におけるセンサ機能付撮像モジュール用の駆動処理部を示すブロック図
【図８】本発明の第４の実施の形態におけるセンサ機能付撮像モジュール用のモジュール方向制御部の正面図および側面図
【図９】本発明の第４の実施の形態におけるセンサ機能付撮像モジュールを使用したセンサ機能付撮像システムの動作を説明する図
【図１０】従来のマイクロフォン機能付固体撮像素子の斜視図
【符号の説明】
【００６７】
１１  センサ機能付撮像モジュール
１０１  固体撮像素子
１０２  マイクロフォン
１０３  絶縁樹脂モールド
１０４  固体撮像素子用開口
１０５  マイクロフォン用開口
１０６  接続部
１０７  覆い
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006217398.tif 000006
【図５】
2006217398.tif 000007
【図６】
2006217398.tif 000008
【図７】
2006217398.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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