抖动校正装置及其调整方法、抖动校正电路、抖动校正方法、以及照相机模块及其光学元件的位置控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种抖动校正装置以及照相机模块。在相对于摄像元件向自动聚焦方向和抖动方向移动的镜头(50)的抖动校正装置中，具备第一位置传感器(52)、距离信号计算部(51)、目标位置信号计算电路(53)以及驱动信号生成部(54)。被输入作为向抖动方向移动的镜头(50)的位置的第一检测位置信号、作为向自动聚焦方向移动的镜头(50)的位置的第二检测位置信号、以及作为镜头相对于光轴方向倾斜时的角速度的角速度信号，输出驱动信号。驱动部(60)根据驱动信号使镜头向抖动方向移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种抖动校正装置及其调整方法、抖动校正电路、抖动校正方法、以及照相机模块及其光学元件的位置控制方法，更详细地说，涉及一种构成为在抖动校正机构中的镜头位置控制时反馈镜头在镜头模块内的自动聚焦机构中的位置的信息的抖动校正装置及其调整方法、抖动校正电路、抖动校正方法、以及照相机模块及其光学元件的位置控制方法。
技术介绍
一般地，陀螺仪(gyroscope)是指对物体的角度、角速度进行检测的测量器，也有时被称为陀螺(gyro)、陀螺仪传感器(gyrosensor)。在船、飞机、火箭的自主导航中使用。最近，在车载导航系统、自动驾驶系统、机器人、数字照相机、无人侦察机等中也被使用。另外，近年来，使用移动电话用的小型照相机来拍摄静止图像的机会不断增加。伴随着这种情况，以往提出了各种即使在拍摄静止图像时有抖动(振动)、也能够防止成像面上的像抖动从而进行清晰的拍摄的光学式抖动校正(OIS：OpticalImageStabilizer(光学图像稳定器)，以下称为“抖动校正”)装置。作为这种抖动校正方式，已知有传感器位移方式、镜头位移方式等光学方式，通过由软件进行的图像处理来进行抖动校正的软件方式。传感器位移方式构成为，能够通过致动器使摄像元件(CCD、CMOS传感器)以基准位置为中心移动。另外，镜头位移方式具有在与光轴垂直的平面内对校正镜头进行移动调整的构造。并且，软件方式构成为，例如从检测单元的检测结果中去除噪声成分，根据去除该噪声成分后的检测信号来计算对因摄像装置的抖动而产生的图像的抖动进行校正所需要的特定信息，由此使摄像装置静止，在没有抖动的状态下摄像图像也静止。另外，还提出了以下一种抖动校正装置，其通过使保持镜头和摄像元件的镜头模块(或照相机模块)自身摇动来校正抖动。例如，专利文献1所记载的是一种对在使用移动电话用的小型照相机拍摄静止图像时产生的抖动进行校正从而能够拍摄没有像抖动的图像的抖动校正装置，构成为对自动聚焦(AF：AutoFocus)用照相机驱动装置设置抖动校正装置，共用永磁体来削减部件个数，其结果，减小(降低)抖动校正装置的大小(主要是高度)。另外，在移动电话中所搭载的那样的照相机装置中，为了实现小型化、低成本化，通常情况下，不是将照相机镜头的驱动方式设为闭环控制，而是设为不将镜头位置反馈到镜头位置控制部的控制(以下称为开环控制)。由此，例如在专利文献2中提出了一种在开环控制下驱动电磁致动器的致动器驱动装置、以及一种通过VCM(音圈电机)驱动照相机镜头的照相机装置。也就是说，该专利文献2所记载的装置不进行使可动部的位置检测结果反馈到镜头位置控制部来施加伺服这样的控制，而是设为在输出了规定的驱动电流的情况下得到规定的位移量来对致动器进行驱动控制。由此，即使在开环控制下对照相机镜头进行步进驱动的情况下，通过向VCM输出与固有振动周期T对应的斜波波形的驱动电流，也能够防止在步进驱动之后照相机镜头产生固有振动，并且能够使照相机镜头迅速地收敛到规定的位置，由此，能够大幅地缩短进行焦点搜索所需要的时间。另外，专利文献3所记载的装置与控制电动云台来预置电视摄像机的摄像方向的方式的电视摄像机装置有关，具备在开环方式与反馈方式(闭环控制)之间切换地执行电动云台的控制的控制单元，该控制单元在执行开环方式的控制后执行反馈方式的控制来控制为预设位置，当在预设位置停止之后通过反馈控制执行位置校正。专利文献1：日本特开2011-65140号公报专利文献2：日本特开2008-178206号公报专利文献3：日本特开2009-194856号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，该专利文献1的抖动校正装置存在以下这样的缺点：没有检测自动聚焦方向的镜头位置，因此无法知道从CMOS到镜头的正确的距离，因此抖动校正功能的性能差。另外，上述的专利文献2中的自动聚焦机构是开环控制的机构，存在与上述的专利文献1同样的问题。并且，上述专利文献3所记载的装置在开环方式与反馈方式之间切换地执行电视摄像机装置中的电动云台的控制，因此并不是如本专利技术那样将镜头位置的信息反馈到抖动校正机构来使抖动校正机构的性能提高的装置。在小型数字静态照相机中，自动聚焦用镜头和抖动校正用镜头独立地存在。因而，抖动校正用镜头与摄像元件之间的距离F不变，因此不需要用于求出该距离F的f×Co(f是从镜头到摄像元件的设计上的距离，Co是系数)的关系中的系数Co。然而，在智能手机中，由于尺寸的限制而自动聚焦用镜头和抖动校正用镜头使用同一镜头。因而，由于进行自动聚焦动作而导致抖动校正用镜头与摄像元件之间的距离变化。在这样的状况下，在现有的智能手机中，没有正确地测定出该距离F，即使施加了校正也不是最优的校正。因此，本专利技术通过正确地掌握从镜头到摄像元件的距离来使抖动校正性能提高。本专利技术是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于提供一种将镜头模块内的镜头位置的信息反馈到抖动校正机构来使抖动校正机构的性能提高的抖动校正装置及其调整方法、抖动校正电路、抖动校正方法、以及照相机模块及其光学元件的位置控制方法。用于解决问题的方案根据本专利技术的一个方式，以以下项目为特征。(1)；一种相对于摄像元件向自动聚焦方向和抖动方向移动的镜头的抖动校正装置，具备：第一位置传感器，其检测向所述抖动方向移动的镜头的位置，来输出第一检测位置信号；距离信号计算部，其被输入作为向所述自动聚焦方向移动的镜头的位置的第二检测位置信号，计算所述摄像元件与所述镜头之间的距离信号；目标位置信号计算电路，其被输入所述距离信号以及作为所述镜头相对于所述光轴方向倾斜的角度的角度信号，计算向所述抖动方向移动的所述镜头的目标位置信号；以及驱动信号生成部，其基于所述目标位置信号以及所述第一检测位置信号来生成向所述抖动方向驱动所述镜头的驱动信号。(2)；在(1)中，所述目标位置信号计算电路基于根据所述第二检测位置信号计算出的所述摄像元件与所述镜头之间的距离F以及所述镜头相对于所述光轴方向倾斜的角度θ，以使向所述抖动方向的移动量X成为下述的关系式的方式计算目标位置信号，X＝F×tanθ。(3)；在(1)或(2)中，所述距离信号计算部还具备存储部，该存储部存储所述摄像元件与所述镜头之间的距离相对于所述第二检测位置信号的对应关系，所述距离信号计算部基于被输入的所述第二检测位置信号来从存储部输出同所述摄像元件与所述镜头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抖动校正装置，是相对于摄像元件向自动聚焦方向和抖动方向移动的镜头的抖动校正装置，该抖动校正装置的特征在于，具备：第一位置传感器，其检测向所述抖动方向移动的镜头的位置，来输出第一检测位置信号；距离信号计算部，其被输入作为向所述自动聚焦方向移动的镜头的位置的第二检测位置信号，计算所述摄像元件与所述镜头之间的距离信号；目标位置信号计算电路，其被输入所述距离信号以及作为所述镜头相对于所述光轴方向倾斜的角度的角度信号，计算向所述抖动方向移动的所述镜头的目标位置信号；以及驱动信号生成部，其基于所述目标位置信号以及所述第一检测位置信号来生成向所述抖动方向驱动所述镜头的驱动信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.11 JP 2013-2562761.一种抖动校正装置，是相对于摄像元件向自动聚焦方向和抖动方向
移动的镜头的抖动校正装置，该抖动校正装置的特征在于，具备：
第一位置传感器，其检测向所述抖动方向移动的镜头的位置，来输出第
一检测位置信号；
距离信号计算部，其被输入作为向所述自动聚焦方向移动的镜头的位置
的第二检测位置信号，计算所述摄像元件与所述镜头之间的距离信号；
目标位置信号计算电路，其被输入所述距离信号以及作为所述镜头相对
于所述光轴方向倾斜的角度的角度信号，计算向所述抖动方向移动的所述镜
头的目标位置信号；以及
驱动信号生成部，其基于所述目标位置信号以及所述第一检测位置信号
来生成向所述抖动方向驱动所述镜头的驱动信号。
2.根据权利要求1所述的抖动校正装置，其特征在于，
所述目标位置信号计算电路基于根据所述第二检测位置信号计算出的
所述摄像元件与所述镜头之间的距离F以及所述镜头相对于所述光轴方向
倾斜的角度θ，以使向所述抖动方向的移动量X成为下述的关系式的方式计
算目标位置信号，
X＝F×tanθ。
3.根据权利要求1或2所述的抖动校正装置，其特征在于，
所述距离信号计算部还具备存储部，该存储部存储所述摄像元件与所述
镜头之间的距离相对于所述第二检测位置信号的对应关系，所述距离信号计
算部基于被输入的所述第二检测位置信号来从存储部输出同所述摄像元件
与所述镜头之间的距离相对应的距离信号。
4.一种位置控制装置，其特征在于，具备：
根据权利要求1～3中的任一项所述的抖动校正装置；
驱动部，其根据所述驱动信号来向所述抖动方向驱动所述镜头；
第二位置传感器，其检测向所述自动聚焦方向移动的镜头的位置，来输
出第二检测位置信号；
角速度传感器，其检测所述镜头相对于所述光轴方向倾斜时的角速度，

\t来输出角速度信号；以及
积分电路，其对所述角速度信号进行积分，来计算所述角度信号。
5.一种抖动校正装置的调整方法，是相对于摄像元件向自动聚焦方向
和抖动方向移动的镜头的抖动校正装置的调整方法，该抖动校正装置的调整
方法的特征在于，包括以下步骤：
使所述镜头从自动聚焦方向的移动范围的端点移动到端点；
存储自动聚焦方向的移动范围的两个端点处的、第二位置传感器的第二
检测位置信号；
使所述镜头从抖动方向的移动范围的端点移动到端点；以及
存储抖动方向的移动范围的两个端点处的、第一位置传感器的第一检测
位置信号。
6.一种抖动校正电路，是相对于摄像元件向自动聚焦方向和抖动方向
移动的镜头的抖动校正电路，该抖动校正电路的特征在于，具备：
距离信号计算部，其被输入作为向所述自动聚焦方向移动的镜头的位置
的第二检测位置信号，计算所述摄像元件与所述镜头之间的距离信号；
目标位置信号计算电路，其被输入所述距离信号以及作为所述镜头相对
于所述光轴方向倾斜时的角速度的角速度信号，计算向所述抖动方向移动的
所述镜头的目标位置信号；以及
驱动信号生成部，其基于作为向所述抖动方向移动的镜头的位置的第一
检测位置信号以及所述目标位置信号，来生成向所述抖动方向驱动所述镜头
的驱动信号。
7.根据权利要求6所述的抖动校正电路，其特征在于，
所述距离信号计算部还具备第二存储部，该第二存储部存储所述摄像元
件与所述镜头之间的距离相对于所述第二检测位置信号的对应关系，所述距
离信号计算部基于被输入的所述第二检测位置信号来从第二存储部输出同
所述摄像元件与所述镜头之间的距离相对应的距离信号。
8.根据权利要求6或7所述的抖动校正电路，其特征在于，
所述目标位置信号计算电路具备：积分电路，其对所述角速度信号进行
积分来输出角度信号；运算电路，其根据所述角度信号和所述距离信号来计

\t算与向抖动方向的移动量对应的目标位置信号。
9.根据权利要求8所述的抖动校正电路，其特征在于，
所述目标位置信号计算电路具备第一存储部，该第一存储部存储所述第
一检测位置信号相对于所述移动量的对应关系。
10.一种抖动校正方法，进行相对于摄像元件向自动聚焦方向和抖动方
向移动的镜头的抖动校正，该抖动校正方法的特征在于，包括以下步骤：
检测向所述自动聚焦方向移动的镜头的位置，来计算所述摄像元件与所
述镜头之间的距离；
检测所述镜头的抖动方向的角速度，来计算相对于光轴方向倾斜的角
度；
根据所述距离以及所述角度来计算所述镜头向所述抖动方向的移动量；
检测向所述抖动方向移动的镜头的当前位置；以及
基于所述移动量使所述镜头从所述当前位置向所述抖动方向移动。
11.一种照相机模块，具备：线性运动设备，其具有能够相对于光轴向
垂直方向和平行方向移动的镜头；致动器部，其配置在该线性运动设备的附
近；位置检测传感器，其能够检测所述镜头的位置；控制部，其能够控制所
述镜头的位置；控制器部，其输出所述镜头的目标位置；以及驱动部，其驱
动所述致动器，
该照相机模块通过驱动所述致动器部来使所述镜头移动，
该照相机模块的特征在于，在使所述镜头在与光轴方向垂直的平面方向
移动、并对该镜头在与光轴方向垂直的平面方向的位置进行控制时，能够也
使用与光轴平行的方向的位置信息来进行控制。
12.一种照相机模块，具备：线性运动设备，其具有被安装在移动体的
磁体；光学防抖用驱动线圈，其配置在该线性运动设备的所述磁体的附近；
以及自动聚焦用驱动线圈，该照相机模块通过由于线圈电流流过所述光学防
抖用驱动线圈而产生的力来使固定在所述磁体的镜头移动，
该照相机模块的特征在于，还具备：
磁场传感器，其检测所述磁体所产生的磁场，输出与检测出的磁场的值

【专利技术属性】
技术研发人员：笠松新，
申请(专利权)人：旭化成微电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP