(57)【要約】  【課題】  比較的簡単な制御で起動時の突入電流を抑制することができ、小型化を図ることのできるカメラモジュールを提供する。  【解決手段】  カメラモジュールは、撮像素子４と、撮像素子４を制御する制御用ＩＣ５を備える。制御用ＩＣ５は、撮像素子４へ主電源を供給する主電源出力端子１０と、主電源より電流量の小さい補助電源を撮像素子４へ供給する補助電源出力端子１１を備える。起動開始時から所定時間Ｔが経過するまでの間、補助電源出力端子１１から補助電源の供給を行い、所定時間が経過した後、主電源出力端子１０からの主電源の供給へ切り換える。【選択図】  図１
2008092508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
前記撮像素子を制御する撮像素子制御手段と、
を備え、
前記撮像素子制御手段は、
前記撮像素子へ主電源を供給する主電源供給手段と、
前記主電源より電流量の小さい補助電源を前記撮像素子へ供給する補助電源供給手段と、
起動開始時から所定時間が経過するまでの間、前記補助電源供給手段から補助電源の供給を行い、前記所定時間が経過した後、前記主電源供給手段からの主電源の供給へ切り換える切換え制御手段と、
を備えたことを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
前記撮像素子は、前記補助電源供給手段から供給された補助電源によって充電される負荷コンデンサを備えており、
前記所定時間は、前記負荷コンデンサの充電量に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記撮像素子制御手段は、前記撮像素子制御用ＩＣであり、
前記主電源供給手段は、前記撮像素子制御用ＩＣの電源出力用端子であり、
前記補助電源供給手段は、前記撮像素子制御用ＩＣの入出力用端子であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記撮像素子制御用ＩＣは、前記撮像素子を制御するデジタルシグナルプロセッサであることを特徴とする請求項３に記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記撮像素子制御手段は、補助電源の供給と主電源の供給との切換えを制御する制御信号の入力を外部システムから受け付ける制御信号受付手段を備え、
前記切換え制御手段は、前記制御信号に基づいて、補助電源の供給から主電源の供給への切り換えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカメラモジュール。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のカメラモジュールと、
前記カメラモジュールが取り付けられる装置本体と、
を備えたことを特徴とするカメラ機能付き装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ機能付き装置に取り付けられるカメラモジュールに関し、特に、撮像素子の電源投入時に発生する突入電流を抑制する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ機能付き装置として、例えば小型のデジタルカメラやカメラ付き携帯電話機などが知られている。このようなカメラ機能付き装置には、固体撮像素子を有するカメラモジュールが備えられている。カメラモジュールには、固体撮像素子を制御するための制御用ＩＣが備えられている。このカメラモジュールには、装置本体のシステム（以下、外部システムともいう）から電源が供給される。
【０００３】
このようなカメラ機能付き装置では、カメラモジュールを起動した時に、多大な突入電流（ラッシュカレント）が固体撮像素子に流入することがある。固体撮像素子に突入電流が流入すると、外部システムの電源に電圧降下が発生する。その場合、外部システムが電圧降下に対する保護手段を備えていると、この保護手段が作動して外部システムがリセットされるおそれがある。
【０００４】
そこで、従来、多大な突入電流が流入するのを抑制する方法として、起動時に電源スイッチを断続的にオンオフ制御（開閉制御）して電圧を徐々に印加する方法が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２３９６５号公報（第３−１２頁、第１図）
【特許文献２】特開２００１−３３９９４０号公報（第２−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の方法では、起動時に電源スイッチを断続的にオンオフ制御（開閉制御）するために開閉制御回路を、固体撮像素子の制御用ＩＣに設ける必要がある。この開閉制御回路では、開閉（オンオフ）の時間（タイミング）の制御を正確に行うために、動作クロックの周波数が決まっている必要がある。ところが、上記のカメラモジュールでは、電源だけでなく、動作クロックも外部システムから供給される。したがって、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）などの同期回路で動作クロックを生成する必要があり、クロック発信が安定するまで固体撮像素子を起動することができない。また、カメラモジュールの制御用ＩＣのマイコンが起動完了するまで固体撮像素子を起動することができない。つまり、カメラモジュールを起動してから固体撮像素子が起動完了するまでの待ち時間が長くなり、操作性が低下するという問題があった。
【０００６】
このような開閉制御回路を設けるためには較的大きなスペースを要し、制御用ＩＣのチップサイズが増加してしまうので、装置の小型化を図ることが困難になるという問題があった。また、開閉制御回路は回路構成が比較的複雑であり、制御が複雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、比較的簡単な制御で起動時の突入電流を抑制することができ、小型化を図ることのできるカメラモジュール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】
【０００８】
本発明のカメラモジュールは、撮像素子と、前記撮像素子を制御する撮像素子制御手段と、を備え、前記撮像素子制御手段は、前記撮像素子へ主電源を供給する主電源供給手段と、前記主電源より電流量の小さい補助電源を前記撮像素子へ供給する補助電源供給手段と、起動開始時から所定時間が経過するまでの間、前記補助電源供給手段から補助電源の供給を行い、前記所定時間が経過した後、前記主電源供給手段からの主電源の供給へ切り換える切換え制御手段と、を備えた構成を有している。
【０００９】
この構成により、カメラモジュールの起動開始時から所定時間が経過するまでの間、補助電源供給手段から補助電源の供給が行われる。この補助電源の電流量は小さいので、補助電源の供給開始時に大きな突入電流が流入するのが抑えられる。そして、所定時間が経過した後、主電源供給手段による主電源の供給へ切り換える。所定時間が経過するまでの間に、補助電源によって撮像素子の負荷容量がある程度充電される。したがって、補助電源よりも電流量の大きい主電源の供給に切り換えたときにも、大きな突入電流が流入するのを抑えることができる。この場合、従来のようにＰＬＬなどの同期回路で動作クロックを生成する必要がない。そして、従来のオンオフ制御に比べて簡単な制御で、撮像素子の起動時の突入電流を抑制することができる。また、従来の開閉制御回路に比べて簡素な構成で実現できるので、カメラモジュールの小型化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明のカメラモジュールでは、前記撮像素子は、前記補助電源供給手段から供給された補助電源によって充電される負荷コンデンサを備えており、前記所定時間は、前記負荷コンデンサの充電量に基づいて決定される構成を有している。
【００１１】
この構成により、所定時間を短くすると、負荷コンデンサの充電量が少なくなり、突入電流が増える。一方、所定時間を長くすると、負荷コンデンサの充電量が多くなり、突入電流が小さくなる。このように、突入電流の大きさに応じて、所定時間を調節することができる。例えば、許容される突入電流の大きさに応じて、所定時間をできる限り短く設定することができ、従来に比べて操作性が向上する。
【００１２】
また、本発明のカメラモジュールでは、前記撮像素子制御手段は、前記撮像素子制御用ＩＣであり、前記主電源供給手段は、前記撮像素子制御用ＩＣの電源出力用端子であり、前記補助電源供給手段は、前記撮像素子制御用ＩＣの入出力用端子である構成を有している。
【００１３】
この構成により、撮像素子のカメラ機能に関する動作を制御する撮像素子制御用ＩＣを、突入電流を抑制するための制御用ＩＣとして兼用することができる。そして、補助電源供給手段として、電源出力用端子より簡素な構成でサイズ（面積）の小さい入出力用端子を用いる。これにより、撮像素子制御用ＩＣのチップサイズが増加するのを抑えることができ、カメラモジュールの小型化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明のカメラモジュールでは、前記撮像素子制御用ＩＣは、前記撮像素子を制御するデジタルシグナルプロセッサである構成を有している。
【００１５】
この構成により、撮像素子制御用ＩＣであるデジタルシグナルプロセッサを、突入電流を抑制するための制御用ＩＣとして兼用することができる。
【００１６】
また、本発明のカメラモジュールでは、前記撮像素子制御手段は、補助電源の供給と主電源の供給との切換えを制御する制御信号の入力を外部システムから受け付ける制御信号受付手段を備え、前記切換え制御手段は、前記制御信号に基づいて、補助電源の供給から主電源の供給への切り換える構成を有している。
【００１７】
この構成により、切換え制御手段は、外部システムからの制御信号に基づいて補助電源から主電源への切換えを制御することができる。したがって、切換え制御手段は、比較的簡易な構成ですみ、カメラモジュールの小型化を図ることができる。
【００１８】
本発明のカメラ機能付き装置は、上記のカメラモジュールと、前記カメラモジュールが取り付けられる装置本体と、を備えた構成を有している。
【００１９】
この構成によっても、上記のように、従来のオンオフ制御に比べて簡単な制御で、撮像素子の起動時の突入電流を抑制することができる。また、従来の開閉制御回路に比べて簡素な構成で実現できるので、カメラモジュールの小型化を図ることができる。その結果、カメラ機能付き装置の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、カメラモジュールの起動開始時から所定時間が経過するまでの間、補助電源供給手段から補助電源の供給を行い、所定時間が経過した後、主電源供給手段からの主電源の供給へ切り換える切換え制御手段を撮像素子制御手段に設けることにより、比較的簡単な制御で起動時の突入電流を抑制することができ、小型化を図ることのできるという効果を有するカメラモジュールを提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態のカメラモジュールを備えたカメラ機能付き装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、小型のデジタルカメラやカメラ付き携帯電話機等として用いられるカメラ機能付き装置の場合を例示する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態のカメラ機能付き装置１の構成を示した図である。図１に示すように、カメラ機能付き装置１は、カメラ機能を備えたカメラモジュール２と、その他の機能（例えば、通話機能、電子メール機能など）を備えた外部システム３で構成されている。
【００２３】
カメラモジュール２は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子と、固体撮像素子を制御する固体撮像素子制御用ＩＣ５（以下、制御用ＩＣという）を備えている。固体撮像素子は、負荷コンデンサ６を備えている。この負荷コンデンサ６は、固体撮像素子の外付け電源容量のコンデンサ６である。また、本実施の形態では、制御用ＩＣ５として、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）が用いられる。デジタルシグナルプロセッサは、デジタル信号の処理に特化したマイクロプロセッサであり、特定の演算処理を高速に行うことができる。
【００２４】
カメラ機能付き装置１の電源ユニット７（例えば、カメラ付き携帯電話機の電池など）は、外部システム３に備えられている。カメラモジュール２の電源は、この外部システム３の電源ユニット７から供給される。固体撮像素子の負荷コンデンサ６は、供給された電源によって充電される。負荷コンデンサ６に充電された電源は、出力として取り出され固体撮像素子に供給される。
【００２５】
つぎに、制御用ＩＣ５の回路構成について説明する。図１に示すように、制御用ＩＣ５は、外部システム３からの電源供給を入力として受け付ける電源入力端子８と、外部システム３からの通信信号が入力される通信用端子９と、固体撮像素子への主電源が出力される主電源出力端子１０と、固体撮像素子への補助電源が出力される補助電源出力端子１１を備えている。主電源出力端子１０と補助電源出力端子１１は、固体撮像素子および固体撮像素子の負荷コンデンサ６に接続されている。
【００２６】
通信用端子９は、補助電源と主電源の切換えを制御するコントローラ１２に接続されている。主電源出力端子１０は、標準の電源出力用端子であり、アナログスイッチ１３（電源スイッチ）を備えている。アナログスイッチ１３は、トランジスタなどのスイッチング素子で構成されており、コントローラ１２からの制御信号ＣＴＲ１によってオンオフ制御される。補助電源出力端子１１は、標準の入出力用端子（ＩＯ端子）で構成されている。標準の入出力用端子は、アナログスイッチ１３よりもサイズ（面積）が小さく、その最大出力電流は数十ｍＡ程度である。この補助電源出力端子１１（入出力用端子）は、コントローラ１２からの制御信号ＣＴＲ２によってオンオフ制御される。ここでは、コントローラ１２が、本発明の切換え制御手段に相当する。
【００２７】
コントローラ１２は、外部システム３と通信手段を有しており、外部システム３から制御用ＩＣ５を制御することが可能である。本実施の形態では、コントローラ１２は、通信用端子９を介して外部システム３と通信可能である。外部システム３からの通信信号には、補助電源と主電源の切換えを制御する制御信号が含まれる。そして、コントローラ１２は、外部システム３からの制御信号に基づいて、主電源出力端子１０や補助電源出力端子１１へ制御信号ＣＴＲ１、ＣＴＲ２を送って、補助電源と主電源の切り替え制御を行うことが可能である。制御用ＩＣ５は、以上のような回路構成を備えており、突入電流を抑制できるように構成されている。つまり、制御用ＩＣ５は、突入電流抑制回路を備えているともいえる。
【００２８】
以上のように構成されたカメラモジュール２について、図２および図３を用いてその動作を説明する。図２は、カメラモジュール２の動作を説明するためのフロー図である。
【００２９】
本発明の実施の形態のカメラモジュール２において、固体撮像素子を起動するときには、図２に示すように、制御用ＩＣ５の通信用端子９が外部システム３からの起動要求信号を受けるとともに、制御用ＩＣ５の電源入力端子８が外部システム３からの電源供給を受ける（Ｓ１）。
【００３０】
制御用ＩＣ５のコントローラ１２は、起動要求信号を受けると、所定時間Ｔが経過するまでの間、アナログスイッチ１３への制御信号ＣＴＲ１をオフ制御するとともに、入出力用端子への制御信号ＣＴＲ２をオン制御する（Ｓ２）。
【００３１】
そして、所定時間Ｔが経過した後、アナログスイッチ１３への制御信号ＣＴＲ１をオン制御するとともに、入出力用端子への制御信号ＣＴＲ２をオフ制御する（Ｓ３）。
【００３２】
図３（ａ）〜（ｅ）は、上記のようなオンオフ制御を行ったときのカメラモジュール２の動作を示す波形図である。図３（ａ）は、固体撮像素子の負荷コンデンサ６の充電電圧の波形図である。図３（ｂ）は、主電源出力端子１０からの出力電流の波形図であり、図３（ｃ）は、アナログスイッチ１３への制御信号ＣＴＲ１の波形図である。図３（ｄ）は、補助電源出力端子１１からの出力電流の波形図であり、図３（ｅ）は、補助電源出力端子１１への制御信号ＣＴＲ２の波形図である。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、所定時間Ｔが経過するまでの間、補助電源出力端子１１から負荷コンデンサ６に補助電源が供給され、負荷コンデンサ６が徐々に充電される。所定時間Ｔが経過し、負荷コンデンサ６の充電量がある程度に達した後、補助電源から主電源への切換えが行われる。このようにして、固体撮像素子への突入電流が抑制される。
【００３４】
例えば、図３に示した例では、所定時間Tが１０ｍｓに設定されている。図３（ａ）に示すように、所定時間Ｔが経過したときに、固体撮像素子の負荷コンデンサ６の充電容量１００μＦのうち約８０％が充電される。そして、図３（ｂ）に示すように、所定時間Ｔが経過した後、補助電源から主電源に切り替えたときの突入電流（主電源出力端子１０からの出力電流の最大値）は約２００ｍＡである。
【００３５】
図４（ａ）〜（ｃ）には、比較例の波形図が示される。図４（ａ）に示すように、この比較例では、補助電源の供給を行わずに、主電源の供給を開始する。つまり、負荷コンデンサ６の充電が行われずに、主電源が供給される。この場合、図４（ｂ）に示すように、所定時間Ｔが経過した後、主電源の供給を開始したときの突入電流（主電源出力端子１０からの出力電流の最大値）は約６００ｍＡである。この比較例に比べると、本実施の形態のカメラモジュール２では、主電源に切り換えたときの突入電流が、約１／３に軽減されたことがわかる。
【００３６】
図５（ａ）〜（ｅ）には、本発明の他の実施の形態として、所定時間Ｔを５ｍｓに設定した例が示される。図５（ａ）に示すように、所定時間Ｔが経過したときに、固体撮像素子の負荷コンデンサ６の充電容量１００μＦのうち約５０％が充電される。そして、図５（ｂ）に示すように、所定時間Ｔが経過した後、補助電源から主電源に切り替えたときの突入電流（主電源出力端子１０からの出力電流の最大値）は約４００ｍＡである。このような他の実施の形態では、主電源に切り換えたときの突入電流が、比較例の約２／３に軽減されたことがわかる。
【００３７】
このような発明の実施の形態のカメラモジュール２によれば、カメラモジュール２の起動開始時から所定時間Ｔが経過するまでの間は補助電源の供給を行い、所定時間Ｔが経過した後は主電源の供給へ切り換えるコントローラ１２を制御用ＩＣ５に設けることにより、比較的簡単な制御で起動時の突入電流を抑制することができ、小型化を図ることができる。
【００３８】
すなわち、本実施の形態では、カメラモジュール２の起動開始時から所定時間Ｔが経過するまでの間、補助電源出力端子１１から補助電源の供給が行われる。この補助電源の電流量は小さいので、補助電源の供給開始時に大きな突入電流が流入するのが抑えられる。そして、所定時間が経過した後、主電源出力端子１０による主電源の供給へ切り換える。所定時間が経過するまでの間に、補助電源によって固体撮像素子の負荷コンデンサ６の負荷容量がある程度充電される。したがって、補助電源よりも電流量の大きい主電源の供給に切り換えたときにも、大きな突入電流が流入するのを抑えることができる。この場合、従来のようにＰＬＬなどの同期回路で動作クロックを生成する必要がない。そして、従来のオンオフ制御に比べて簡単な制御で、固体撮像素子の起動時の突入電流を抑制することができる。また、従来の開閉制御回路に比べて簡素な構成で実現できるので、カメラモジュール２およびカメラ機能付き装置１の小型化を図ることができる。
【００３９】
また、本実施の形態では、所定時間Ｔを短くすると、補助電源による負荷コンデンサ６の充電量が少なくなり、主電源に切り換えたときの突入電流が増える。例えば、図５に示した例では、所定時間Ｔを５ｍｓに設定すると、突入電流は約４００ｍＡになる。一方、所定時間を長くすると、補助電源による負荷コンデンサ６の充電量が多くなり、主電源に切り換えたときの突入電流が小さくなる。例えば、図３に示した例では、所定時間を１０ｍｓに設定すると、突入電流は約２００ｍＡになる。このように、突入電流の大きさに応じて、所定時間を調節することができる。例えば、許容される突入電流の大きさに応じて、所定時間Ｔをできる限り短く設定することができる。この場合、所定時間Ｔが経過するまでの間に、ＰＬＬの動作クロックが安定し、制御用ＩＣ５のマイコンも起動完了する。したがって、従来はカメラモジュール２を起動してから固体撮像素子が起動するまでに待ち時間を要したのに対して、本実施の形態では固体撮像素子を起動するときの待ち時間が短縮される。例えば、所定時間ＴをＰＬＬの発振安定待ち時間やマイコンの起動待ち時間と同じ長さの時間に設定することにより、固体撮像素子をすぐに起動させることができる。このように、従来に比べて待ち時間が少なくなり、操作性が向上する。
【００４０】
また、本実施の形態では、固体撮像素子のカメラ機能に関する動作を制御する撮像素子制御用ＩＣ５を、突入電流を抑制するための制御用ＩＣ５として兼用することができる。そして、補助電源出力端子１１として、電源出力用端子より簡素な構成でサイズ（面積）の小さい入出力用端子（標準のＩＯ端子）を用いる。これにより、撮像素子制御用ＩＣ５のチップサイズが増加するのを抑えることができ、カメラモジュール２の小型化を図ることができる。
【００４１】
また、本実施の形態では、撮像素子制御用ＩＣ５であるデジタルシグナルプロセッサを、突入電流を抑制するための制御用ＩＣ５として兼用することができる。デジタルシグナルプロセッサは、デジタル信号の処理に特化したマイクロプロセッサであり、特定の演算処理を高速に行うことができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、制御用ＩＣ５のコントローラ１２は、外部システム３からの制御信号に基づいて補助電源から主電源への切換えを制御することができる。したがって、制御用ＩＣ５のコントローラ１２は、比較的簡易な構成ですみ、カメラモジュール２の小型化を図ることができる。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。
【００４４】
例えば、以上の説明では、補助電源出力端子１１（入出力用端子）の最大出力電流として数十ｍＡ、補助電源出力のオン期間として数十ｍｓの場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、入出力用端子の出力電流やオン期間は、回路特性に応じて最適化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかるカメラモジュールは、比較的簡単な制御で起動時の突入電流を抑制することができ、小型化を図ることのできるという効果を有し、例えばカメラ付き携帯電話機などに用いられるカメラモジュール等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態におけるカメラ機能付き装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態におけるカメラモジュールの動作説明のためのフロー図
【図３】本実施の形態におけるカメラモジュールの動作説明のための波形図  （ａ）固体撮像素子の負荷コンデンサの充電電圧の波形図  （ｂ）主電源出力端子からの出力電流の波形図  （ｃ）アナログスイッチへの制御信号の波形図  （ｄ）補助電源出力端子からの出力電流の波形図  （ｅ）補助電源出力端子への制御信号の波形図
【図４】比較例のカメラモジュールの動作説明のためのグラフ  （ａ）固体撮像素子の負荷コンデンサの充電電圧の波形図  （ｂ）主電源出力端子からの出力電流の波形図  （ｃ）アナログスイッチへの制御信号の波形図
【図５】他の実施の形態のカメラモジュールの動作説明のためのグラフ  （ａ）固体撮像素子の負荷コンデンサの充電電圧の波形図  （ｂ）主電源出力端子からの出力電流の波形図  （ｃ）アナログスイッチへの制御信号の波形図  （ｄ）補助電源出力端子からの出力電流の波形図  （ｅ）補助電源出力端子への制御信号の波形図
【符号の説明】
【００４７】
１  カメラ機能付き装置
２  カメラモジュール
３  外部システム
４  固体撮像素子
５  固体撮像素子制御用ＩＣ
６  負荷コンデンサ
７  電源ユニット
８  電源入力端子
９  通信用端子
１０  主電源出力端子
１１  補助電源出力端子
１２  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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