(57)【要約】【課題】  カメラモジュールの消費電力や発熱を低減し、カメラモジュールの信頼性向上や撮像画像の画質劣化を抑制する。【解決手段】  装置本体側電源回路２０がバッテリ電圧ＶＢＡＴから生成した所定電圧ＶＣＣの供給を受け該所定電圧ＶＣＣからカメラモジュール構成装置の駆動用電源電圧を生成するカメラモジュール用電源装置において、カメラモジュールの複数の構成装置の各駆動用電源電圧のうち消費電力が最大となる電源電圧と等しい電圧（３．２Ｖ）または僅かに高い電圧（３．４Ｖ）を前記所定電圧ＶＣＣとして装置本体側電源回路２０から受け取り前記駆動用電源電圧（ＶＤＤ＝２．９Ｖ，ＶＨ＝＋１５Ｖ，ＶＬ＝−７．５Ｖ，ＶＨＤ＝３．２Ｖ）を生成する。【選択図】  図１
2007036373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体側電源回路がバッテリ電圧から生成した所定電圧の供給を受け該所定電圧からカメラモジュール構成装置の駆動用電源電圧を生成するカメラモジュール用電源装置であって、前記カメラモジュールの複数の構成装置の各駆動用電源電圧のうち消費電力が最大となる電源電圧と等しい電圧または僅かに高い電圧を前記所定電圧として前記装置本体側電源回路から受け取り前記駆動用電源電圧を生成することを特徴とするカメラモジュール用電源装置。
【請求項２】
前記装置本体側電源回路から受け取る前記所定電圧がスイッチング電源で発生された電圧であ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用電源装置。
【請求項３】
前記所定電圧に重畳しているノイズ分を除去してから前記消費電力が最大となる電源電圧が必要なカメラモジュール構成装置に供給するノイズ除去手段を備えることを特徴とする請求項２に記載のカメラモジュール用電源装置。
【請求項４】
前記所定電圧が前記消費電力が最大となる電源電圧と等しい電圧のとき前記ノイズ除去手段がローパスフィルタであり、前記所定電圧が前記消費電力が最大となる電源電圧より僅かに高い電圧のとき前記ノイズ除去手段が前記僅かに高い部分の電圧分を降圧するシリーズレギュレータ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用電源装置。
【請求項５】
カメラモジュールを装置本体に組み込んだカメラモジュール搭載装置において、前記装置本体に設けられ該装置本体の電源電圧をバッテリ電圧から生成すると共に前記カメラモジュールの複数の構成装置の各駆動用電源電圧のうち消費電力が最大となる電源電圧と等しい電圧または僅かに高い電圧を所定電圧として生成する装置本体側電源回路と、前記カメラモジュールに設けられ前記所定電圧を受け取る請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のカメラモジュール用電源装置とを備えることを特徴とするカメラモジュール搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカメラ付携帯電話機等のカメラモジュールを搭載した装置とそのカメラモジュール用電源装置に係り、特に、低消費電力化を図るのに好適なカメラモジュール搭載装置及びカメラモジュール用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来のカメラ付携帯電話機に搭載されるＣＣＤカメラモジュールの代表的なブロック構成図である。ＣＣＤイメージセンサ１には撮像レンズ２によって被写体の光像が結像され、ＣＣＤイメージセンサ１はこの光像の画像データを光電変換し、電気信号として撮像画像データが出力される。
【０００３】
ＣＣＤイメージセンサ１から出力された電気信号はアナログフロントエンド（ＡＦＥ）３によって信号処理がなされ、最終的にアナログ信号からデジタル信号へと変換され、デジタル画像処理ＬＳＩであるＤＳＰ４に出力される。
【０００４】
ＡＦＥ３はアナログ回路であり、ダイナミックレンジが必要なことから、２．９Ｖ程度で数１０ｍＡの電源電圧ＶＤＤを必要とする場合が多い。また、ＤＳＰ４は、完全なロジックのＬＳＩであるため、例えば０．１３μｍルールなど微細化されたプロセスで作られ、その電源電圧は１．５Ｖ程度であることが多い。このＤＳＰ４用の電源電圧ＶＤＳＰ（１．５Ｖ）は、装置本体である携帯電話機内のベースバンドでも使われるため、携帯電話機本体の電源装置５で生成され供給されると共に、ＤＳＰ４も本体装置側に設けられることが多い。
【０００５】
一方、ＣＣＤイメージセンサ１を駆動するためには、Ｈ電極（水平レジスタ用の転送電極）の駆動用にＨ電極ドライバ（ＨＤＲ）６と、Ｖ電極（垂直レジスタ用の転送電極）の駆動にＶ電極ドライバ（ＶＤＲ）７が必要となる。
【０００６】
ＣＣＤイメージセンサ１を駆動するためのＨＤＲ６は、ＣＣＤイメージセンサ１の水平レジスタを転送駆動するためのドライバであり、ＣＣＤイメージセンサ１によって必要な電圧が決まるが、３．２Ｖで数ｌ０ｍＡ程度の電源電圧ＶＣＣが要求されることが多い。
【０００７】
また、垂直レジスタは、ＶＨ，ＶＭ，ＶＬという３値で転送駆動する必要があるため、その３つの電源電圧を必要とするが、ＶＭは０Ｖで使うことが一般的なため、ＶＤＲ７で必要な電源電圧としては、ＶＨ（＋１５Ｖ，数ｍＡ程度）とＶＬ（−７．５Ｖ，数ｍＡ程度）が必要となる。この電源電圧ＶＨは、水平レジスタ出力段に設けられるアンプにも供給される。
【０００８】
以上の構成装置のうち、ＤＳＰ４はカメラモジュールとして必ずしもＣＣＤイメージセンサ１の近傍にある必要はないが、ＡＦＥ３，ＨＤＲ６，ＶＤＲ７はカメラモジュール構成装置としてＣＣＤイメージセンサ１近傍に配置されるため、カメラモジュール用の専用の電源装置（ＰＷＲ）８を設けるのが普通である。
【０００９】
このＰＷＲ８は、装置本体に装着されるバッテリ９からバッテリ電圧ＶＢＡＴ（３．２Ｖ〜４．３Ｖ程度）をもらい、上述したＶＨ（＋１５Ｖ），ＶＬ（−７．５Ｖ），ＶＤＤ（２．９Ｖ），ＶＣＣ（３．２Ｖ）を生成し、カメラモジュール各構成装置に供給する様になっている。
【００１０】
図５は、ＰＷＲ８のブロック構成図である。ＰＷＲ８は、バッテリ電圧ＶＢＡＴを入力としＶＤＤ電圧である２．９Ｖを出力する第１シリーズレギュレータ１１と、第１シリーズレギュレータ１１の出力電圧を取り込み６倍に昇圧する第１チャージポンプ回路１２と、第１チャージポンプ回路１２の出力電圧（２．９Ｖ×６＝１７．４Ｖ）を取り込みＶＨ電圧である＋１５Ｖを出力する第２シリーズレギュレータ１３と、第１シリーズレギュレータ１１の出力電圧を取り込み−３倍に昇圧する第２チャージポンプ回路１４と、第２チャージポンプ回路１４の出力電圧（２．９Ｖ×（−３）＝−８．７Ｖ）を取り込みＶＬ電圧である−７．５Ｖを出力する第３シリーズレギュレータ１５と、第１シリーズレギュレータ１１の出力電圧を取り込み１．５倍に昇圧する第３チャージポンプ回路１６と、第３チャージポンプ回路１６の出力電圧（２．９Ｖ×（１．５）＝４．３５Ｖ）を取り込みＶＣＣ電圧である３．２Ｖを出力する第４シリーズレギュレータ１７とを備える。
【００１１】
ＡＦＥ３が必要とする電源電圧ＶＤＤ（＝２．９Ｖ）は、常に、バッテリ電圧ＶＢＡＴよりも低いため、第１シリーズレギュレータ１１で発生させることができるが、それ以外の電源電圧ＶＨ，ＶＬ，ＶＣＣはＶＢＡＴ電圧以上の電圧であるため、昇圧回路１２，１４，１６とシリーズレギュレータ１３，１５，１７との組み合わせとなる。
【００１２】
昇圧回路として、トランスやコイルを用いたスイッチング電源を用いても良いが、下記特許文献１記載の様に、携帯電話機等で高い電圧が必要となる場合にコイルを用いたスイッチングレギュレータでは周囲に磁束が漏れてノイズを撒き散らす不具合があるため、コンデンサで実現できるチャージポンプ回路を昇圧回路として用いることが多い。
【００１３】
バッテリ９から供給される電圧ＶＢＡＴは、第１シリーズレギュレータ１１に入力されて２．９Ｖが生成され、これがＡＦＥ３に供給される。一方、この２．９Ｖは各チャージポンプ回路１２，１４，１６に入力され、それぞれ昇圧がなされた後に、シリーズレギュレータ１３，１５，１７で電圧をドロップさせて所望の電源電圧ＶＨ，ＶＬ，ＶＣＣが得られる。
【００１４】
チャージポンプ回路１２，１４，１６は、負荷による出力電圧変動およびクロック動作により出力電圧にリップルを発生させるため、後段にシリーズレギュレータ１３，１５，１７を設けると、リップルが除去され、電源電圧ＶＨ，ＨＬ，ＶＣＣの安定化を図ることができる。
【００１５】
なお、チャージポンプ回路１２，１４，１６に、直接、バッテリ電圧ＶＢＡＴを入力させないのは、チャージポンプ回路１２，１４，１６で使用するＭＯＳトランジスタの耐圧を考慮しているためである。チャージポンプ回路１２，１４，１６では、最大で入力電圧の２倍の電圧が各トランジスタに印加されるが、コンベンショナルなＣＭＯＳプロセスでは６Ｖ程度の耐圧を設定している場合が多く、バッテリの最大電圧である４．３Ｖが入力されると、ＭＯＳトランジスタに定格以上の電圧が印加されるので、レギュレーションされた電圧が必要となる。
【００１６】
一方で、一般的なシリーズレギュレータで生じる電圧降下量は０．２〜０．３Ｖ程度であり、両者の兼ね合いから２．９Ｖに設定している。チャージポンプ回路の段数は、それに接続されるレギュレータの出力電圧（Ｖｏｕｔ）と、レギュレータにおける入出力電圧差（△Ｖｓｒ）、およびチャージポンプ回路の出力抵抗と負荷電流で決まる電圧降下分（△Ｖｃｐ）によって、
ＶＤＤ×ｎ  ＞  Ｖｏｕｔ＋△Ｖｃｐ＋△Ｖｓｒ
となるように定められる。
【００１７】
この右辺と左辺の差（ＶＤＤ×ｎ−Ｖｏｕｔ−△Ｖｃｐ−△Ｖｓｒ）が大きくなると、その差分は電力損失になるため、ｎとして最適値を選択する必要がある。
【００１８】
下記特許文献２には、この電力損失を減らすため、ｎを整数ではなく、０．５倍刻み、あるいは０．２５倍刻みで設定するチャージポンプ回路が開示されているが、丁度良い倍率を選択することができない場合が多い。
【００１９】
また、下記特許文献３には、チャージポンプ回路への入力電圧を制御して上記の損失を極力減らすことができる技術が開示されているが、その場合でも、上記の電力損失以外に、チャージポンプ回路自身の変換効率によって生じる損失を減らすことができない。
【００２０】
【特許文献１】特開２００１―２３１２４９号公報
【特許文献２】特開２００１―１６９５３７号公報
【特許文献３】特開２００１―３３９９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
近年のカメラモジュールでは、ＣＣＤイメージセンサの画素数が数百万画素になってきており、このため、水平レジスタを転送駆動するＨＤＲ６に供給する電圧ＶＣＣを生成するチャージポンプ回路１６の消費電流が１００ｍＡ程度まで増大し、カメラモジュール内で最大の消費電力を要するに至っている。これは、画素数の増大に伴って水平レジスタの電極容量が増加し、高いフレームレートが要求されるため駆動周波数が高くなっていることが主な原因である。
【００２２】
これらの電力損失は、携帯電話機のバッテリ使用時間を短くする要因になるだけでなく、カメラモジュールにおける発熱をも引き起こすため、カメラモジュール内の部品の信頼性を劣化させる要因になり、あるいは温度上昇に伴う暗時出力が増大してカメラモジュールの撮像画像の画質劣化を招く要因になる。
【００２３】
本発明の目的は、カメラモジュールの消費電力を低減し、カメラモジュールの信頼性を向上させると共に撮像画像の画質劣化を抑制できるカメラモジュール搭載装置及びカメラモジュール用電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明のカメラモジュール用電源装置は、装置本体側電源回路がバッテリ電圧から生成した所定電圧の供給を受け該所定電圧からカメラモジュール構成装置の駆動用電源電圧を生成するカメラモジュール用電源装置であって、前記カメラモジュールの複数の構成装置の各駆動用電源電圧のうち消費電力が最大となる電源電圧と等しい電圧または僅かに高い電圧を前記所定電圧として前記装置本体側電源回路から受け取り前記駆動用電源電圧を生成することを特徴とする。
【００２５】
本発明のカメラモジュール用電源装置は、前記装置本体側電源回路から受け取る前記所定電圧がスイッチング電源で発生された電圧であることを特徴とする。
【００２６】
本発明のカメラモジュール用電源装置は、前記所定電圧に重畳しているノイズ分を除去してから前記消費電力が最大となる電源電圧が必要なカメラモジュール構成装置に供給するノイズ除去手段を備えることを特徴とする。
【００２７】
本発明のカメラモジュール用電源装置は、前記所定電圧が前記消費電力が最大となる電源電圧と等しい電圧のとき前記ノイズ除去手段がローパスフィルタであり、前記所定電圧が前記消費電力が最大となる電源電圧より僅かに高い電圧のとき前記ノイズ除去手段が前記僅かに高い部分の電圧分を降圧するシリーズレギュレータであることを特徴とする。
【００２８】
本発明のカメラモジュール搭載装置は、カメラモジュールを装置本体に組み込んだカメラモジュール搭載装置において、前記装置本体に設けられ該装置本体の電源電圧をバッテリ電圧から生成すると共に前記カメラモジュールの複数の構成装置の各駆動用電源電圧のうち消費電力が最大となる電源電圧と等しい電圧または僅かに高い電圧を所定電圧として生成する装置本体側電源回路と、前記カメラモジュールに設けられ前記所定電圧を受け取る上記いずれかに記載のカメラモジュール用電源装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、装置本体側の電源回路でカメラモジュールで消費電力が最大となる電源電圧を生成するため、カメラモジュールの消費電力や発熱を低減でき、カメラモジュールの信頼性を向上させると共に撮像画像の画質劣化を抑制できることが可能なり、また、バッテリの使用時間を長く保つことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るカメラモジュール搭載装置のカメラモジュール周りのブロック構成図である。本実施形態のＣＣＤカメラモジュール内の基本的構成は、図４で説明した従来の構成と同じであるため、その詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００３２】
本実施形態のカメラモジュール搭載装置では、装置本体側に設けられる本体電源回路２０が、電圧ＶＣＣとして３．２Ｖを生成し、カメラモジュール用電源装置（ＰＷＲ）２１に電圧ＶＣＣを供給する。
【００３３】
カメラモジュール用電源装置（ＰＷＲ）２１は、バッテリ電圧ＶＢＡＴを直接もらうことなく、本体電源回路２０から供給される電圧ＶＣＣから電源電圧ＶＤＤ（＝２．９Ｖ），ＶＨ（＝＋１５Ｖ），ＶＬ（＝−７．５Ｖ），水平レジスタのＨ電極に供給する電源電圧ＶＨＤ（＝３．２Ｖ）を生成する。
【００３４】
装置本体側に設けられる本体電源回路２０は、例えばスイッチングレギュレータにより電圧ＶＣＣを発生させ、電力損失を抑制する。スイッチングレギュレータは、上述した様にノイズを発生させるため、スイッチングレギュレータに磁気シールドを施すなどして周囲にノイズが出ない様にする。
【００３５】
図２は、図１に示す本実施形態に係るカメラモジュール側に設けられる電源装置（ＰＷＲ）２１のブロック構成図である。ＰＷＲ２１への入力電圧ＶＣＣは３．２Ｖであり、第１シリーズレギュレータ１１はこの入力電圧３．２Ｖを２．９Ｖに降圧させて電源電圧ＶＤＤとする。
【００３６】
本実施形態では、第１シリーズレギュレータ１１の入力電圧（３．２Ｖ）が、図４で説明した従来の入力電圧（バッテリ電圧ＶＢＡＴは、最初は４．３Ｖと高く、使用時間が経過するに従って徐々に低下し、３．２Ｖに低下するまで使用される。）より低いため、この第１シリーズレギュレータ１１で生じる電力損失はそれだけ低減し、カメラモジュール側での発熱を抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、図５に示す従来例と同様に、第１シリーズレギュレータ１１の出力電圧を、第１チャージポンプ回路１２及び第２シリーズレギュレータ１３によって電源電圧ＶＨ（＋１５Ｖ）を生成し出力する共に、第２チャージポンプ回路１４及び第３シリーズレギュレータ１５によって電源電圧ＶＬ（−７．５Ｖ）を生成し出力する。
【００３８】
本実施形態のＰＷＲ２１には、電圧３．２Ｖが入力されるため、この電圧３．２Ｖを降圧することなくそのまま水平レジスタ駆動用の電源電圧ＶＨＤとして出力することが可能である。即ち、本実施形態では、図５に示すチャージポンプ回路１６が不要なため、従来のチャージポンプ回路１６分の発熱が抑制可能となる。
【００３９】
しかし、上述した様に、本体電源回路２０がスイッチングレギュレータを用いて電圧３．２Ｖを発生させたのであれば、リップルなどのノイズが重畳されている。そこで、本実施形態のＰＷＲ２１では、ローパスフィルタ２２を設けてノイズを除去し、安定な電源電圧ＶＨＤを生成しＨＤＲ６に出力する構成としている。
【００４０】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係るカメラモジュール用電源装置のブロック構成図である。本実施形態の電源装置２３は、図２に示す第１実施形態の電源装置２１とその構成装置の殆どは同じであるため、同一装置には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４１】
本実施形態の電源装置（ＰＷＲ）２３は、本体電源回路２０で生成されたＶＣＣ電圧を取り込むが、このＶＣＣ電圧は、３．２Ｖより僅かに高い３．４Ｖとなっている。電源装置２３は、入力電圧３．４Ｖから電圧ＶＨＤ＝３．２Ｖを生成するために、図２に示すローパスフィルタ２２の代わりに、シリーズレギュレータ２４を設けている。
【００４２】
本実施形態では、第１実施形態に比較して入力電圧が若干高いため、第１シリーズレギュレータ１１で生じる電力損失が少し多くなるが、電源電圧ＶＨＤは、シリーズレギュレータ２４を通して出力されるため、ローパスフィルタ２２でスイッチング電源のノイズを抑えるよりもさらにノイズの少ない電源電圧ＶＨＤ（３．２Ｖ）が得られるという利点がある。
【００４３】
以上述べた様に、上記の各実施形態によれば、カメラモジュール側の電源装置に供給される電源電圧を、バッテリからではなく、本体装置側の電源回路から、しかも、カメラモジュールで使用する電源電圧の中で最も消費電力が大きい水平レジスタ駆動用の電源電圧と等しい電圧、あるいはそれより僅かに高い電圧とすることで、電力損失を抑制でき、また、発熱も少なくすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係るカメラモジュール搭載装置及びそのカメラモジュールの電源装置は、電力損失が少なく発熱も少ないため、部品の信頼性が向上すると共にバッテリ消費時間を延ばすことができ、カメラ付携帯電話機等のカメラモジュール搭載装置やそのカメラモジュールとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係るカメラモジュール搭載装置のブロック構成図である。
【図２】図１に示すカメラモジュール側電源装置のブロック構成図である。
【図３】本発明の別実施形態に係るカメラモジュール側電源装置のブロック構成図である。
【図４】従来のカメラモジュール搭載装置のブロック構成図である。
【図５】図４に示すカメラモジュール側電源装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  ＣＣＤイメージセンサ
２  撮像レンズ
３  アナログフロントエンド（ＡＦＥ）
４  ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）
６  水平レジスタ駆動ドライバ（ＨＤＲ）
７  垂直レジスタ駆動ドライバ（ＶＤＲ）
９  バッテリ
１１，１３，１５，２４  シリーズレギュレータ
１２，１４，１６  チャージポンプ回路
５，２０  本体電源回路
８，２１，２３  カメラモジュール用電源装置（ＰＷＲ）
【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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