(57)【要約】【課題】発光部が実装される基板の遮光性を向上させるとともにカメラモジュールの小型化を実現する発光部内蔵カメラモジュールを提供する。【解決手段】被写体を光学的に写し出すレンズ部と、レンズ部から被写体を写した光学情報を取り込んで光電変換するイメージセンサ部と、被写体を照らす発光体を発光部用基板に表面実装して成る発光部とを有し、発光部用基板は、基板内部に絶縁層を挟んだ２層の銅箔パターンから成る内層導体層と、発光部用基板の表面側と裏面側に内層導体層をそれぞれ絶縁層で挟んだ銅箔パターンから成る外層導体層とを有する多層基板であって、内層導体層と外層導体層にそれぞれ形成される銅箔パターンを全て重ね合わせた場合に、発光部用基板の略全面に亘って銅箔パターンが１層も存在しない箇所が出来ないようなパターン設計で構成してある発光部内蔵カメラモジュール。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を光学的に写し出すレンズ部と、
前記レンズ部から被写体を写した光学情報を取り込んで光電変換するイメージセンサ部と、
被写体を照らす発光体を発光部用基板に表面実装して成る発光部とを有し、
前記発光部用基板は、基板内部に絶縁層を挟んだ２層の銅箔パターンから成る内層導体層と、前記発光部用基板の表面側と裏面側に前記内層導体層をそれぞれ絶縁層で挟んだ銅箔パターンから成る外層導体層とを有する多層基板であって、前記内層導体層と前記外層導体層にそれぞれ形成される前記銅箔パターンを全て重ね合わせた場合に、前記発光部用基板の略全面に亘って前記銅箔パターンが１層も存在しない箇所が出来ないようなパターン設計で構成してある発光部内蔵カメラモジュール。
【請求項２】
前記発光部用基板は、ガラスエポキシ樹脂系の多層基板である請求項１に記載の発光部内蔵カメラモジュール。
【請求項３】
前記発光体は、近赤外光発光ダイオードである請求項１または請求項２に記載の発光部内蔵カメラモジュール。
【請求項４】
前記イメージセンサ部は、イメージセンサがイメージセンサ実装基板に実装されており、前記発光部用基板を前記イメージセンサ実装基板よりも被写体側に近い位置に配置してある請求項３に記載の発光部内蔵カメラモジュール。
【請求項５】
前記イメージセンサ部と前記発光部とが同一筺体内に収められ、かつ前記イメージセンサと前記発光体が別基板に実装されている請求項４に記載の発光部内蔵カメラモジュール。
【請求項６】
前記内層導体層と前記外層導体層との間に絶縁層と銅箔パターンから成る中間導体層をそれぞれ有する請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の発光部内蔵カメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像認識に適した発光部内蔵カメラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
周辺の物体等を認識するのに適した発光部を内蔵させたカメラモジュールが提案されている。発光部内蔵カメラモジュールでは、被写体を撮像するイメージセンサと被写体を照らす発光部を同一筺体内に収めることでカメラモジュールの小型化が図られている。
【０００３】
しかしながら、発光部をイメージセンサと同一筺体内に内蔵させているため、発光部からの光の回り込み等の影響を受けやすく、イメージセンサの出力画像にイメージセンサの内部配線パターンが映り込んでしまう等の問題が生じていた。
【０００４】
このため、イメージセンサと発光部を別の筺体に収容する、あるいは、筺体内部に遮光用の壁を設ける等の対応が考えられるが、カメラモジュールの小型化の妨げとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−３７６８９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２８１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、発光部が実装される基板の遮光性を向上させるとともにカメラモジュールの小型化を実現する発光部内蔵カメラモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の発光部内蔵カメラモジュールは、被写体を光学的に写し出すレンズ部と、前記レンズ部から被写体を写した光学情報を取り込んで光電変換するイメージセンサ部と、被写体を照らす発光体を発光部用基板に表面実装して成る発光部とを有し、前記発光部用基板は、基板内部に絶縁層を挟んだ２層の銅箔パターンから成る内層導体層と、前記発光部用基板の表面側と裏面側に前記内層導体層をそれぞれ絶縁層で挟んだ銅箔パターンから成る外層導体層とを有する多層基板であって、前記内層導体層と前記外層導体層にそれぞれ形成される前記銅箔パターンを全て重ね合わせた場合に、前記発光部用基板の略全面に亘って前記銅箔パターンが１層も存在しない箇所が出来ないようなパターン設計で構成してある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る発光部内蔵カメラモジュールの構成例を示す図である。
【図２】本実施形態における発光部用基板に形成される銅箔パターンを説明するための図である。
【図３】本実施形態におけるイメージセンサ部からの出力映像を比較した図である。
【図４】イメージセンサ部と発光部の位置関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る発光部内蔵カメラモジュールの構成例を示す図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態に係る発光部内蔵カメラモジュール１は、大別すると、カバーベース１０、レンズ部２０、イメージセンサ部３０、発光部４０、電源部５０、カバー６０、ハーネス７０から構成されている。尚、図１においては、分かりやすくするためカバー６０を取り外した状態を示しており、イメージセンサ部３０と発光部４０とが同一筺体であるカバーベース１０およびカバー６０内に収められる。
【００１２】
カバーベース１０は、レンズ部２０、イメージセンサ部３０、発光部４０、電源部５０等を所定の位置関係で取り付けて保持するものである。本実施形態に係る発光部内蔵カメラモジュール１は、発光部４０を内蔵していることから、カバーベース１０の材質は、耐熱性に優れている高熱伝導樹脂系のものが好適である。例えば、広い温度範囲にわたり優れた機械的強度、弾性率を示すポリアミド樹脂系のものが好適である。
【００１３】
レンズ部２０は、外方にある被写体を光学的に写し出すものである。レンズ部２０は、円筒状のレンズホルダー２１と、レンズホルダー２１の内部に保持されて一方向に並んで配置された複数のレンズ群２２で構成されている。レンズホルダー２１の中央部には、開口部２１ａが設けられている。
【００１４】
イメージセンサ部３０は、レンズ部２０から被写体を写した光学情報を取り込んで光電変換するものである。イメージセンサ部３０は、イメージセンサ３１およびコイルやコンデンサやチップ抵抗などの受動部品３３をイメージセンサ実装基板３２に実装している。
【００１５】
イメージセンサ３１は、光を読み取るセンサ(画素)の受光面にレンズ部２０で写した被写体を結像させ、結像した像の光の明暗を電荷の量に光電変換して、変換した信号を順次読み出して電気信号に変換し、画像を映し出す。本実施形態におけるイメージセンサ３１は、ＣＭＯＳイメージセンサが好適である。ＣＭＯＳイメージセンサは、光検出器として働く半導体ダイオードであるＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）を用いた固体撮像素子である。ＣＭＯＳイメージセンサは、単位セルごとに増幅器を持つことで、光変換された電気信号の読み出しによる電気ノイズの発生が抑えられるという特長を有する。
【００１６】
尚、イメージセンサ３１としては、ＣＣＤイメージセンサも採用することができる。ＣＣＤイメージセンサは、ＭＯＳ構造の各電極に隣同士で異なる電圧を与えることによりポテンシャルウェルを作り出し、これを利用して半導体中で電荷を保持・転送できるようにしたものである。
【００１７】
イメージセンサ実装基板３２は、例えば、ガラスエポキシ樹脂などからなる絶縁基板であって、スルーホール（図示せず）が設けられ、スルーホールの内面には銅などからなるスルーホール導電層（図示せず）が形成されている。イメージセンサ実装基板３２の両面側には、スルーホール導電層に接続された銅箔などからなる配線層（図示せず）が形成されている。イメージセンサ実装基板３２の上面では、一部の配線層として機能する接続パッド（図示せず）にイメージセンサ３１がワイヤ（図示せず）によって電気的に接続されている。
【００１８】
発光部４０は、主な構成として、発光体となるＬＥＤ４１を発光部用基板４２に表面実装して構成している。本実施形態においては、イメージセンサ３１と発光体となるＬＥＤ４１が別基板に実装されている。
【００１９】
ＬＥＤ４１では、ダイオードに順方向に電圧が加わるとエレクトロルミネセンスという原理で発光する。本実施形態に係る発光部内蔵カメラモジュール１においては、ＬＥＤ４１は、外光の影響を受け難い近赤外光発光ダイオードが好適である。近赤外光発光ダイオードは、可視光線に近い780〜3,000nmの電磁波である近赤外光を発する発光ダイオードである。尚、発光部内蔵カメラモジュール１が認識用に適するとの観点では、ＬＥＤ４１は、赤外光や、可視光、紫外光の発光ダイオードでもよい。
【００２０】
発光部用基板４２は、部品実装の高密度化の観点から、ガラスエポキシ樹脂系の多層基板が好適である。表面実装部品や配線引き回し等を考慮すると、銅箔パターンによる導体層が４層もしくは６層の多層基板が好適である。例えば、４層の多層基板では、基板内部に絶縁層を挟んだ２層の銅箔パターンによる内層導体層と、基板の表面側と裏面側に内層導体層をそれぞれ絶縁層で挟んだ銅箔パターンによる外層導体層を有し、それら導体層を銅めっきスルーホールで導通接続させた高密度プリント基板である。基板内部の２層（内層導体層）はGND、電源にそれぞれ割り当てられることが多い。６層の多層基板では、内層導体層と外層導体層との間に絶縁層と銅箔パターンから成る中間導体層をそれぞれ有している。
【００２１】
図２は、本実施形態における発光部用基板４２に形成される銅箔パターンを説明するための図である。図２（ａ）に示すように、多層基板の全層の銅箔パターンを重ねた場合に、例えば４層の発光部用基板４２であれば４層の銅箔パターンを重ねた場合に、発光部用基板４２の略全面に亘って銅箔パターンが１層も存在しない箇所(例えば、図２（ｂ）中のＡ部)が出来ないようなパターン設計とする。すなわち、図２（ｂ）に示すように、重なった銅箔パターンに一部でも光が透過する箇所が存在するのは適切でない。
【００２２】
多層基板においてこのように構成した全層の銅箔パターンを設けることで、ＬＥＤ４１の発光光の回り込んだ光が銅箔パターンの存在しない箇所から透過するのを防いでいる。
【００２３】
実際の発光部用基板４２の製作においては、発光部用基板４２の外周に、僅かに銅箔パターンを存在させにくい箇所が出来る可能性がある。そこで、発光部用基板４２の外形サイズに関しては、レンズ部２０やイメージセンサ部３０のカバーベース１０への取り付け等に支障を来さない程度であれば、極力大きくすることが好ましい。これによって、発光部用基板４２の裏面側（ＬＥＤ４１搭載面の反対側）への回り込みを防ぐものである。
【００２４】
尚、発光部用基板４２の周囲あるいは裏面側全体を、別途用意する遮光部材で覆うことも考えられるが、モジュール全体の小型化への影響、遮光部材の形状の複雑さや、コスト高、などの観点から適切ではない。仮に、発光部用基板４２において、一般的な黒色系レジストを塗布しても、発光光の回り込み等の抑止には効果的ではない。
【００２５】
図３は、本実施形態におけるイメージセンサ部３０からの出力映像を比較した図である。図３（ａ）は、従前の発光部内蔵カメラモジュールにおけるイメージセンサ部からの出力映像を示し、図３（ｂ）は、本実施形態におけるイメージセンサ部３０からの出力映像を示している。図３（ａ）では、イメージセンサ内部の配線パターンが、イメージセンサ部からの出力映像に映り込んでいる。一方、図３（ｂ）では、出力映像に何の映り込みも発生しておらず、発光部４０からの光の回り込み等の影響を受けていないことが分かる。
【００２６】
電源部５０は、イメージセンサ部３０および発光部４０をコネクタ（図示せず）等を介して電気的に接続し、両者に対して所要の電源を供給するものである。
【００２７】
カバー６０は、カバーベース１０に係合し、レンズ部２０、イメージセンサ部３０、発光部４０、電源部５０等を覆うように収容するものである。カバー６０の材質は、カバーベース１０と同様に、高熱伝導樹脂系のものが好適である。
【００２８】
ハーネス７０は、発光部内蔵カメラモジュール１を外部機器（図示せず）と電気的に接続するものである。外部機器では、例えば、物体等を認識するアルゴリズムの処理や、カメラ画像出力等を行う。
【００２９】
図４は、イメージセンサ部３０と発光部４０の位置関係を説明するための図である。図４においては、分かりやすくするためレンズ部２０をカバーベース１０から取り外した状態を示している。
【００３０】
図４に示すように、本実施形態においては、イメージセンサ実装基板３２と発光部用基板４２の位置関係に関し、発光部用基板４２をイメージセンサ実装基板３２よりも被写体側に近い位置に配置する。
【００３１】
例えば、発光部用基板４２とイメージセンサ実装基板３２とを並べて配置する場合には、発光部４０からの光の回り込み等の影響を受けやすくなるので好ましくない。発光部用基板４２をレンズホルダー２１の開口部２１ａと横並びとなる位置近傍に配置するのが好適である。
【００３２】
以上説明してきたように、本実施形態によれば、発光部用基板の遮光性を大きく向上させ、イメージセンサの出力映像に対するイメージセンサのパターン映り込みを抑えることが出来る。また、カメラモジュールの小型化を実現することができる。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として表示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・発光部内蔵カメラモジュール
１０・・・カバーベース
２０・・・レンズ部
２１・・・レンズホルダー
２２・・・レンズ群
３０・・・イメージセンサ部
３１・・・イメージセンサ
３２・・・イメージセンサ実装基板
３３・・・受動部品
４０・・・発光部
４１・・・ＬＥＤ
４２・・・発光部用基板
５０・・・電源部
６０・・・カバー
７０・・・ハーネス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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