TWI584015B - Hand vibration correction device and its adjustment method, hand vibration correction circuit, hand vibration correction method, and camera module and its optical elements of the position control method - Google Patents

Hand vibration correction device and its adjustment method, hand vibration correction circuit, hand vibration correction method, and camera module and its optical elements of the position control method Download PDF

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TWI584015B TW103142899A TW103142899A TWI584015B TW I584015 B TWI584015 B TW I584015B TW 103142899 A TW103142899 A TW 103142899A TW 103142899 A TW103142899 A TW 103142899A TW I584015 B TWI584015 B TW I584015B
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Description

手振修正裝置及其調整方法、手振修正電路、手振修正方法、以及相機模組及其光學要素之位置控制方法
本發明係關於手振修正裝置及其調整方法、手振修正電路、手振修正方法、以及相機模組及其光學要素之位置控制方法，更詳細而言，係於手振修正機構之透鏡位置控制時反饋透鏡模組內AF機構之透鏡位置之資訊之手振修正裝置及其調整方法、手振修正電路、手振修正方法、以及相機模組及其光學要素之位置控制方法。
一般，陀螺儀(gyroscope)係檢測物體之角度或角速度之測量器，亦被稱為旋轉儀或旋轉感測器。使用於船或飛機或火箭之自動導航法。最近亦使用於汽車導航系統或自動運轉系統、機器人、數位相機、無人偵察機等。
又，近年來，使用行動電話用之小型相機攝影靜止圖像之機會增大。伴隨與此，過去以來已提出各種即使於靜止圖像攝影時有手振(振動)，亦可防止成像面上之圖像模糊而實現鮮明攝影之光學式手振修正(OIS；Optical Image Stabilizer：光學圖像穩定器/以下，稱為「手振修正」)裝置。
作為該種手振修正方式，已知有感測器位移方式或透鏡位移方式等光學式、或以軟體之圖像處理進行手振修正之軟體方式。
感測器位移方式係構成為攝像元件(CCD或CMOS感測器)可藉由致動器以標準位置為中心而移動。又，透鏡位移方式具有於與光軸垂 直之平面內移動調整修正透鏡之構造。此外，軟體方式係例如自檢測機構之檢測結果去除雜訊成分，並藉由自已去除該雜訊成分之檢測信號算出因攝像裝置之手振導致圖像模糊之修正所必要之特定資訊，而於使攝像裝置靜止無手振之狀態亦使攝像圖像靜止。又，亦提出一種藉由使保持透鏡與攝像元件之透鏡模組(或相機模組)其自身搖動，而修正手振之手振修正裝置。
例如，於專利文獻1所記載者係修正以行動電話用之小型相機於靜止圖像之攝影時所產生之手振而可攝影圖像不模糊之圖像之手振修正裝置，係於自動調焦(AF；Auto Focus)用相機驅動裝置設置手振修正裝置、共通使用永久磁鐵，削減零件件數，結果，減小(降低)手振修正裝置之尺寸(主要為高度)者。
又，於如搭載於行動電話之相機裝置中，為了尋求小型化或低成本化，通常相機透鏡之驅動方式並非閉環控制，而設為不將透鏡位置反饋於透鏡位置控制部之控制(以下，稱為開環控制)。藉此，例如，於專利文獻2中，提出一種以閉環控制驅動電磁致動器之致動器驅動裝置以及以VCM(音圈馬達(voice coil motor))使相機透鏡驅動之相機裝置。
即，於該專利文獻2所記載者係不進行將可動部之位置檢測結果反饋於透鏡位置控制部並啟動伺服之控制，而係作為於輸出特定之驅動電流之情形時獲得特定之位移量者而驅動控制致動器者。藉此，即使於以開環控制步進驅動相機透鏡之情形，藉由輸出對應於VCM固有振動周期T之斜坡波形之驅動電流，可防止步進驅動後於相機透鏡產生固有振動，且可使相機透鏡快速地集束於特定之位置，藉此，可謂可大幅縮短自動調焦所需之時間者。
又，於專利文獻3所記載者係關於控制電動方向轉台預設電視相機之攝像方向之方式之電視相機裝置者，且具備切換開環方式與反饋 方式(閉環控制)執行電動方向轉台控制之控制機構，該控制機構係於預設位置控制執行開環方式之控制後執行反饋方式之控制，且於預設位置停止後藉由反饋控制執行位置修正者。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-65140號公報
[專利文獻2]日本特開2008-178206號公報
[專利文獻3]日本特開2009-194856號公報
然而，由於該專利文獻1者不檢測AF方向之透鏡位置，不清楚CMOS至透鏡之正確距離，故有手振修正功能性能較差之缺點。
又，上述專利文獻2之自動調焦機構係開環控制，有與上述專利文獻1相同之問題。此外，由於上述專利文獻3記載者係切換開環方式與反饋方式執行電視相機裝置之電動方向轉台之控制，故並非如本發明般，將透鏡位置資訊反饋於手振修正機構而提高手振修正機構之性能者。
於小型數位靜態相機中，AF用透鏡與手振修正用透鏡分開存在。因此，由於手振修正用透鏡與攝像元件之距離F不變化，故不需要用以求出該距離F之f*Co(f係透鏡至攝像元件之設計上距離，Co係係數)關係中之係數Co。然而，於智慧型手機中由於尺寸之制約故兼用AF用透鏡與手振修正用透鏡。因此，藉由AF動作，導致手振修正用透鏡與攝像元件之距離產生變化。
於此種狀況下，於先前之智慧型手機中，未正確地測定該距離F，即使啟動修正，亦無法進行最適當之修正。因此，本發明係藉由正確掌握透鏡至攝像元件之距離，而提高手振修正性能者。
本發明係鑑於此種狀況而完成者，故其目的在於提供一種將透鏡模組內之透鏡位置資訊反饋於手振修正機構而提高手振修正機構性能之手振修正裝置及其調整方法、手振修正電路、手振修正方法、以及相機模組及其光學要素之位置控制方法。
[發明所欲解決之問題]
根據本發明之一態樣，將以下事項設為特徵。
(1)；一種透鏡相對於攝像元件於自動調焦方向與手振方向移動之手振修正裝置，其係包含：第1位置感測器，其檢測於上述手振方向移動之透鏡之位置並輸出第1檢測位置信號；距離信號算出部，其輸入於上述自動調焦方向移動之透鏡之位置即第2檢測位置信號，並算出上述攝像元件與上述透鏡之距離信號；目標位置信號算出電路，其輸入上述距離信號、及上述透鏡自上述光軸方向傾斜之角度即角度信號，並算出上述透鏡之朝上述手振方向之目標位置信號；及驅動信號產生部，其係基於上述目標位置信號及上述第1檢測位置信號，產生將上述透鏡朝上述手振方向驅動之驅動信號。
(2)；於(1)中，上述目標位置信號算出電路係基於基於上述第2檢測位置信號算出之上述攝像元件與上述透鏡之距離F、及上述透鏡自上述光軸方向傾斜之角度θ，以使朝上述手振方向之移動量X成為下述之關係式之方式，X=F×tan θ算出目標位置信號。
(3)；於(1)或(2)中，上述距離信號算出部進而包含記憶部，其記憶對於上述第2檢測位置信號之上述攝像元件與上述透鏡之距離之對應關係，且上述距離信號算出部基於輸入之上述第2檢測位置信號自記憶部輸出相當於上述攝像元件與上述透鏡之距離之距離信號。
(4)；一種包含：如(1)至(3)中任一項之手振修正裝置；驅動部， 其根據上述驅動信號將上述透鏡於上述手振方向驅動；第2位置感測器，其檢測於上述自動調焦方向移動之透鏡之位置並輸出第2檢測位置信號；角速度感測器，其檢測上述透鏡自上述光軸方向傾斜時之角速度並輸出角速度信號；及積分電路，其積分上述角速度信號並算出上述角度信號。
(5)；一種透鏡相對於攝像元件於自動調焦方向與手振方向移動之手振修正裝置之調整方法，其係包含：使上述透鏡於自動調焦方向移動範圍自端點移動至端點之步驟；記憶自動調焦方向移動範圍之兩個端點中第2位置感測器之第2檢測位置信號之步驟；使上述透鏡於手振方向移動範圍自端點移動至端點之步驟；及記憶手振方向移動範圍之兩個端點中第1位置感測器之第1檢測位置信號之步驟。
(6)；一種透鏡相對於攝像元件於自動調焦方向與手振方向移動之手振修正電路，其係包含：距離信號算出部，其輸入在上述自動調焦方向移動之透鏡位置即第2檢測位置信號，並算出上述攝像元件與上述透鏡之距離信號；目標位置信號算出電路，其輸入上述距離信號、及上述透鏡自上述光軸方向傾斜時之角速度即角速度信號，並算出上述透鏡之朝上述手振方向之目標位置信號；及驅動信號產生部，其係基於於上述手振方向移動之透鏡之位置即第1檢測位置信號、及上述目標位置信號，產生將上述透鏡朝上述手振方向驅動之驅動信號。
(7)；於(6)中，上述距離信號算出部進而包含第2記憶部，其記憶對於上述第2檢測位置信號之上述攝像元件與上述透鏡之距離之對應關係，且上述距離信號算出部基於輸入之上述第2檢測位置信號自上述第2記憶部輸出相當於上述攝像元件與上述透鏡之距離之距離信號。
(8)；於(6)或(7)中，上述目標位置信號算出電路包含：積分電 路，其積分上述角速度信號並輸出角度信號；及運算電路，其係自上述角度信號與上述距離信號算出對應於手振方向之移動量之目標位置信號。
(9)；於(8)中，上述目標位置信號算出電路包含第1記憶部，其記憶對應於上述移動量之上述第1檢測位置信號之對應關係。
(10)；一種進行透鏡相對於攝像元件於自動調焦方向與手振方向移動之手振修正之手振修正方法，其係包含：檢測於上述自動調焦方向移動之透鏡之位置，並算出上述攝像元件與上述透鏡之距離之步驟；檢測上述透鏡之手振方向之角速度，並算出自光軸方向傾斜之角度之步驟；自上述距離與上述角度，算出上述透鏡朝上述手振方向之移動量之步驟；檢測於上述手振方向移動之透鏡之現在位置之步驟；及基於上述移動量使上述透鏡自上述現在位置朝上述手振方向移動之步驟。
(11)；一種相機模組，其係包含：線形運動裝置，其包含可於相對於光軸之垂直方向及平行方向移動之透鏡；致動器部，其配置於該線形運動裝置之附近；位置檢測感測器，其可檢測上述透鏡之位置；控制部，其可控制上述透鏡之位置；控制器部，其輸出上述透鏡之目標位置；驅動器部，其驅動上述致動器；藉由驅動上述致動器部，而使上述透鏡移動之相機模組，其中於使上述透鏡於相對於光軸方向垂直之平面方向移動、控制該透鏡之相對於光軸方向垂直之平面方向之位置時，亦可使用相對於光軸平行方向之位置資訊。
(12)；一種相機模組，其係包含：包含安裝於移動體之磁鐵之線性運動裝置、配置於該線性運動裝置之上述磁鐵附近之OIS用驅動線圈、及AF用驅動線圈；且藉由線圈電流於上述OIS用驅動線圈流動所產生之力而使固定於上述磁鐵之透鏡移動之相機模組，其中包含：磁場感測器，其檢測上述磁鐵產生之磁場，並輸出對應於所檢測之磁場 之值之檢測位置信號值；AF用位置感測器，其檢測藉由上述AF用驅動線圈驅動之上述透鏡之位置；控制器部，其係基於檢測出物體角速度之角速度信號、與來自檢測與光軸平行方向位置之上述AF用位置感測器之輸出信號，輸出指示上述線形運動裝置應移動之目標位置之目標位置信號值；控制部，其係基於上述磁場感測器之上述檢測位置信號值與上述控制器部之上述目標位置信號值，產生用以使上述透鏡移動至上述目標位置之控制信號；及驅動器電路，其係基於該控制部之上述控制信號，將驅動電流供給於上述OIS用驅動線圈。
(13)；於(12)中，上述控制器部係基於積分上述角速度信號所獲得之角度信號(θ)、與上述透鏡至攝像元件之距離信號(F)，使用以下之關係式X=tan θ×F
運算應使上述透鏡移動之距離信號(X)，而獲得上述目標位置信號值。
(14)；於(13)中，上述控制器部包含：積分電路，其係自上述角速度信號獲得上述角度信號；第1運算電路，其係基於來自檢測與光軸平行方向位置之AF用位置感測器之輸出信號，獲得上述透鏡至攝像元件之距離信號；及第2運算電路，其係基於來自上述積分電路之上述角度信號、與來自上述第1運算電路之上述距離信號獲得上述目標位置信號值。
(15)；於(14)中，上述控制器部包含記憶體，該記憶體記憶下述資訊：基於上述透鏡之位置與來自磁場感測器之輸出之關係之校準資訊、基於上述透鏡之位置與來自檢測與光軸平行方向位置之感測器之輸出之關係之校準資訊、及基於被攝體距離與上述透鏡至上述攝像元件之距離之關係之資訊。
(16)；如(11)至(15)之任一項中，上述控制部係藉由PID控制產生 上述控制信號。
(17)；如(11)至(16)之任一項中，上述磁場感測器為霍爾元件。
(18)；如(11)至(17)之任一項中，上述線形運動裝置與上述驅動線圈係組裝於相機模組。
(19)；一種相機模組之光學要素之位置控制方法，其係於包含：線形運動裝置，其包含可於相對於光軸之垂直方向及平行方向移動之透鏡；致動器部，其配置於該線形運動裝置之附近；位置檢測感測器，其可檢測上述透鏡之位置；控制部，其可控制上述透鏡之位置；控制器部，其係輸出上述透鏡之目標位置；及驅動器部，其驅動上述致動器；且於藉由驅動上述致動器部，而使上述透鏡移動之相機模組之光學要素之位置控制方法，其中於使上述透鏡於相對於光軸方向垂直之平面方向移動，控制該透鏡之相對於光軸方向垂直之平面方向之位置時，亦可使用相對於光軸平行方向之位置資訊。
(20)；一種相機模組之光學要素之位置控制方法，其係包含：包含安裝於移動體之磁鐵之線性運動裝置、配置於該線性運動裝置之上述磁鐵附近之OIS用驅動線圈、及AF用驅動線圈，並藉由線圈電流於上述OIS用驅動線圈流動所產生之力而使固定於上述磁鐵之透鏡移動之相機模組之光學要素之位置控制方法，其中包含：藉由磁場感測器，檢測上述磁鐵所產生之磁場，並輸出對應於所檢測之磁場之值之檢測位置信號值之步驟；藉由AF用位置感測器，檢測由上述AF用驅動線圈驅動之上述透鏡之位置之步驟；藉由控制器部，基於檢測出物體角速度之角速度信號、與來自檢測與光軸平行方向位置之上述AF用位置感測器之輸出信號，輸出指示上述線形運動裝置應移動之目標位置之目標位置信號值之步驟；藉由控制部，基於上述磁場感測器之上述檢測位置信號值與上述控制器部之上述目標位置信號值，產生用以使上述透鏡移動至上述目標位置之控制信號之步驟；及藉由驅動器 電路，基於上述控制部之上述控制信號將驅動電流供給於上述OIS用驅動線圈之步驟。
(21)；於(20)中，藉由上述控制器部輸出目標位置信號值之步驟係基於積分上述角速度信號所獲得之角度信號、與上述透鏡至攝像元件之距離信號(F)，使用以下之關係式X=tanθ×F
運算應使上述透鏡移動之距離信號(X)而獲得上述目標位置信號值。
(22)；於(21)中，藉由上述控制器部輸出目標位置信號值之步驟包含：藉由積分電路，自上述角速度信號獲得上述角度信號之步驟；藉由第1運算電路，基於來自檢測與光軸平行方向位置之AF用位置感測器之輸出信號，獲得上述透鏡至攝像元件之距離信號之步驟；及藉由第2運算電路，基於來自上述積分電路之上述角度信號、與來自上述第1運算電路之上述距離信號，獲得上述目標位置信號值之步驟。
(23)；於(22)中，藉由上述控制器部輸出目標位置信號值之步驟包含藉由記憶部記憶下述資訊之步驟：基於上述透鏡之位置與來自磁場感測器之輸出之關係之校準資訊、基於上述透鏡之位置與來自檢測與光軸平行方向位置之感測器之輸出之關係之校準資訊、基於被攝體距離與上述透鏡至上述攝像元件之距離之關係之資訊。
(24)；(20)至(23)之任一項中，藉由上述控制器部產生上述控制信號之步驟係藉由PID控制產生上述控制信號。
根據本發明之一態樣，可實現一種於檢測透鏡位置並以檢測結果控制透鏡位置之透鏡位置控制部中包含自動調焦機構與手振修正機構，並於手振修正機構之透鏡位置控制時，反饋透鏡模組內AF機構之透鏡位置資訊，而提高手振修正機構性能之手振修正裝置及其調整 方法、手振修正電路、手振修正方法、以及相機模組及其光學要素之位置控制方法。
1‧‧‧旋轉感測器(Gyro sensor)
2‧‧‧旋轉信號處理部
3‧‧‧信號處理電路(Signal Processing)
4a‧‧‧X軸用PID控制電路
4b‧‧‧Y軸用PID控制電路
5a‧‧‧X軸用馬達控制器(驅動器)
5b‧‧‧Y軸用馬達控制器(驅動器)
6a‧‧‧X軸霍爾感測器
6b‧‧‧Y軸霍爾感測器
7‧‧‧光學要素部(線形驅動裝置)
10‧‧‧相機模組
11a‧‧‧放大器(AMP)
11b‧‧‧放大器(AMP)
12‧‧‧類比運算部
13‧‧‧同步檢波部
14‧‧‧低通濾波器(LPF)
15‧‧‧放大器(AMP)
16‧‧‧限制器
17‧‧‧低通濾波器(LPF)
18‧‧‧放大器(AMP)
19‧‧‧Vref(基準信號產生部)
20‧‧‧控制裝置
21‧‧‧磁場感測器(霍爾元件)
22‧‧‧偏移補償電路
23‧‧‧放大器(AMP)
24‧‧‧A/D轉換電路
25‧‧‧PID控制電路(控制部)
26‧‧‧驅動器電路
27‧‧‧驅動線圈
31‧‧‧積分電路
32‧‧‧第1運算電路
33‧‧‧記憶體
34‧‧‧第2運算電路
41‧‧‧線形運動裝置
42‧‧‧磁鐵
43‧‧‧OIS透鏡
44‧‧‧攝像元件
50‧‧‧透鏡
51‧‧‧距離信號算出部
52‧‧‧第1位置感測器
53‧‧‧目標位置信號算出電路
54‧‧‧驅動信號產生部
55‧‧‧調整部
60‧‧‧驅動部
61‧‧‧第2位置感測器
62‧‧‧角速度感測器
511‧‧‧距離信號運算部
512‧‧‧積分電路
513‧‧‧運算電路
514‧‧‧記憶部
f‧‧‧基準距離
F‧‧‧距離
OUT1‧‧‧輸出信號
OUT2‧‧‧輸出信號
S1~S4‧‧‧步驟
SAF‧‧‧第2檢測位置信號
SF‧‧‧第2檢測位置信號
SOIS‧‧‧第1檢測位置信號
S θ ‧‧‧角度信號
Sω‧‧‧角速度信號
VPROC‧‧‧檢測位置信號值
VTARG‧‧‧目標位置信號值
X‧‧‧移動量
θ‧‧‧角度
圖1係用以說明本發明實施形態1之手振修正裝置之構成圖。
圖2(a)、(b)係用以說明本實施形態1之手振修正之模式圖。
圖3係顯示距離信號算出部及目標位置信號算出電路之一例之圖。
圖4係顯示顯示距離信號算出部及目標位置信號算出電路之一例之圖。
圖5係用以說明本發明實施形態2之手振修正裝置之構成圖。
圖6係用以說明本發明實施形態3之手振修正裝置之構成圖。
圖7係用以說明本發明實施形態5之手振修正裝置之構成圖。
圖8係成為本發明前提之手振修正裝置之構成圖。
圖9係本發明之相機模組之構成圖。
圖10係圖9之控制器部之電路構成圖。
圖11(a)係以圖表顯示透鏡位置與霍爾輸出之關係之圖；圖11(b)係以圖表顯示被攝體距離與透鏡至攝像元件之距離之關係之圖。
圖12係用以說明本發明之相機模組之光學要素(透鏡)之位置控制方法之流程圖之圖。
於以下詳細之說明中，為了提供本發明實施形態之完全理解而對較多特定之細節進行記載。然而，應明確即使無該特定之細節亦可實施1個以上之實施形態。另外，為了使圖式簡潔，以簡圖顯示公知之構造及裝置。
以下，參照圖式對本發明之各實施形態進行說明。
<本實施形態1>
圖1係用以說明本發明實施形態1之手振修正裝置之構成圖。
本實施形態1之手振修正裝置係透鏡50相對於攝像元件於自動調焦方向與手振方向移動之手振修正裝置，包含第1位置感測器52、距離信號算出部51、目標位置信號算出電路53、及驅動信號產生部54。
於本實施形態1中，手振修正電路包含：距離信號算出部51、目標位置信號算出電路53及驅動信號產生部54。手振修正電路輸入：於手振方向移動之透鏡50之位置即第1檢測位置信號、於自動調焦方向移動之透鏡50之位置即第2檢測位置信號、及透鏡自光軸方向傾斜時之角速度即角速度信號，並輸出驅動信號。驅動部60根據驅動信號使透鏡移動至手振方向。
第1位置感測器52檢測於手振方向移動之透鏡之位置並輸出第1檢測位置信號。例舉檢測安裝於透鏡之磁鐵之磁場的磁性感測器等。手振方向係與光軸正交之方向。第1位置感測器52係例舉根據透鏡朝手振方向之移動，將其輸出信號變化為線形之構成等。第1位置感測器52檢測手振方向之透鏡之現在位置。
距離信號算出部51輸入在自動調焦方向移動之透鏡之位置即第2檢測位置信號，並算出攝像元件與透鏡之距離信號。以第2位置感測器檢測於自動調焦方向移動之透鏡之位置，並基於該所檢測之第2檢測位置信號算出對應於攝像元件與透鏡之間之距離F之距離信號。第2位置感測器係例舉例如檢測安裝於透鏡之磁鐵之磁場的磁性感測器等。第2位置感測器係例舉根據透鏡之於自動調焦方向之移動，將其輸出信號變化為線形之構成等。第2位置感測器檢測自動調焦方向之透鏡之現在位置。
目標位置信號算出電路53輸入距離信號、及透鏡自光軸方向傾斜時之角速度即角速度信號、或透鏡自光軸方向傾斜之角度即角度信號，並算出透鏡朝手振方向之目標位置信號。具體而言，作為目標位 置，自透鏡與攝像元件之距離F、與透鏡自光軸方向傾斜之角度θ，進行F×tan θ之運算求出目標位置。目標位置信號算出電路53輸出用以使朝該目標位置移動之目標位置信號。其係可構成為：於根據透鏡自光軸方向傾斜方向，第1位置感測器52之輸出信號之符號變化之情形時，目標位置信號對應於傾斜方向亦使符號變化。
驅動信號產生部54係基於目標位置信號及第1檢測位置信號，產生將透鏡朝手振方向驅動之驅動信號。基於對應於透鏡之手振方向之目標位置之目標位置信號、與對應於現在透鏡位置之第1檢測位置信號之差產生驅動信號。並基於該驅動信號，驅動部將透鏡朝手振方向驅動。驅動部係例如以線圈構成、藉由流動線圈電流所產生之磁場，將安裝有磁鐵之透鏡於手振方向驅動。
根據本實施形態1，即使於透鏡於自動調焦方向移動之情形亦可正確地進行手振修正。
圖2(a)、(b)係用以說明本實施形態1之手振修正之模式圖。
圖2(a)係用以說明先前之手振修正之模式圖。於攝像元件及透鏡因手振而自光軸傾斜角度θ之情形時，藉由使透鏡與攝像元件之固定距離f×tan θ量之距離於手振方向移動，進行手振修正。然而，於透鏡在自動調焦方向移動之情形，由於移動量不足，無法正確地進行手振修正。
另一方面，圖2(b)係用以說明本實施形態1之手振修正之模式圖。於攝像元件及透鏡因手振而自光軸傾斜角度θ之情形時，由於可使用自動調焦方向之位置信號AF算出攝像元件與透鏡之距離F，故藉由使透鏡與攝像元件之距離F×tan θ量之距離於手振方向移動，可正確地進行手振修正。即，於本實施形態1中，由於藉由自動調焦方向之透鏡之位置檢測，可獲得攝像元件與透鏡之現在距離信號，並基於此進行手振修正，故可進行正確之手振修正。
尤其於智慧型手機用途等，由於藉由相同之透鏡進行自動調焦與手振修正而推進小型化，故可降低其誤差之方面之優勢相當大。
圖3及圖4係顯示距離信號算出部及目標信號算出電路之一例之圖。另，圖中符號511表示距離信號運算部、512表示積分電路、513表示運算電路、514表示記憶部。
於圖3中，輸入第2檢測位置信號SAF與角速度信號Sω，輸出目標位置信號。將第2檢測位置信號SAF、與透鏡與攝像元件之距離F之對應關係記憶於記憶部514，並基於第2檢測位置信號SAF自記憶部514讀出距離信號F輸出至後段。又，積分角速度信號Sω，算出透鏡自光軸傾斜之角度θ並輸出至後段。以運算電路513進行攝像元件與透鏡之距離F×tan θ之運算，算出透鏡之朝手振方向之移動量X。與此對應者係目標位置信號。
於圖4中，輸入第2檢測位置信號SAF與角速度信號Sω，並輸出目標位置信號。藉由對透鏡與攝像元件之基準距離f，加算透鏡自第2檢測位置信號SAF於自動調焦方向自基準位置移動之距離Y並將距離信號F輸出至後段。又，積分角速度Sω，算出透鏡自光軸傾斜之角度θ並輸出至後段。以運算電路513，進行攝像元件與透鏡之距離F×tan θ(=(f+Y)×tan θ)之運算，算出透鏡之朝手振方向之移動量X。與此對應者係目標位置信號。另，亦可為自第2檢測位置信號SAF算出對攝像元件與透鏡之基準距離f運算之係數Co，對基準距離f運算係數Co並輸出距離信號F(=f×Co)之形態。
其他，若為使用關於自動調焦方向之透鏡現在位置之資訊而可修正透鏡於手振方向之移動量之誤差之形態亦可。
<本實施形態2>
圖5係用以說明本發明實施形態2之手振修正裝置之構成圖。
本實施形態2之目標位置信號算出電路53輸入距離信號、及透鏡 自光軸方向傾斜之角度即角度信號，算出透鏡朝手振方向之目標位置信號。具體而言，作為目標位置，自透鏡與攝像元件之距離F、與透鏡自光軸方向傾斜之角度θ，進行F×tan θ之運算求出目標位置。
本實施形態2係於目標位置信號算出電路53，無使角速度信號積分並輸出角度信號之積分電路之形態。
<本實施形態3>
圖6係用以說明本發明實施形態3之手振修正裝置之構成圖。
本實施形態3之位置控制裝置包含：第1位置感測器52、距離信號算出部51、目標位置信號算出電路53、驅動信號產生部54、第2位置感測器61、及角速度感測器62。
第2位置感測器61檢測自動調焦方向之透鏡位置並輸出第2位置檢測信號SAF。角速度感測器62檢測透鏡50之手振方向之角速度並輸出角速度信號Sω。自動調焦方向與手振方向均以閉環構成。
<本實施形態4>
本實施形態4之調整方法包含：使透鏡於光軸方向移動範圍自端點移動至端點之步驟，使兩個端點中第2位置感測器之第2檢測位置信號記憶於記憶部之步驟，使透鏡於手振方向移動範圍自端點移動至端點之步驟，使兩個端點中第1位置感測器之第1檢測位置信號記憶於記憶部之步驟。另，亦可構成為將第2檢測位置信號記憶於第2記憶部，將第1檢測位置信號記憶於第1記憶部之構成。
首先，記憶透鏡位於光軸方向之端點與端點時之透鏡位置與第2檢測位置信號之對應關係。藉此，進行用以自第2檢測位置信號算出攝像元件與透鏡之距離信號之調整。接著，記憶透鏡位於手振方向之端點時之透鏡位置與第1檢測位置信號之對應關係。藉此，進行用以自透鏡之手振方向之移動量算出目標位置信號之調整。
另，透鏡位於光軸方向之端點時之攝像元件與透鏡之距離對應 之信號可於調整時算出並記憶，亦可預先記憶。
以下，具體說明該一例。
首先，進行用以自於自動調焦方向移動之透鏡位置即第2檢測位置信號，算出攝像元件與透鏡之距離之調整。
將透鏡位於光軸方向移動範圍之接近於攝像元件側端點時之第2位置感測器之第2檢測位置信號設為Sf1，將透鏡位於移動範圍另一端點時之第2位置感測器之第2檢測位置信號設為Sf2，並將兩者記憶於記憶部。
將透鏡與攝像元件之最短距離fmin、對應於透鏡之移動範圍L之距離信號記憶於記憶部。
例如，於對於透鏡之光軸方向之移動第2檢測位置信號呈線形變化之形態中，於透鏡朝自動調焦方向移動而第2位置感測器之第2檢測位置信號為Sfz之情形時，透鏡與攝像元件之距離Fz可藉由下述式算出。
Fz=L/(Sf2-Sf1)×(Sfz-Sf1)+fmin
藉此，使用於自動調焦方向移動之透鏡位置即第2檢測位置信號，可算出攝像元件與透鏡之距離信號。
接著，自攝像元件與透鏡之距離信號、及透鏡自光軸方向傾斜之角度即角度信號，藉由下述式算出使透鏡於光軸方向移動之目標位置X。
X=Fz×tan θ
接著，進行為了自距離信號、及透鏡自光軸方向傾斜之角度即角度信號來算出透鏡朝手振方向之目標位置信號之調整。
為了簡單起見，於透鏡與攝像元件之最短距離fmin中，考慮使透鏡於手振方向自端點移動至端點之情形。
將手振方向一端點之第1位置感測器之第1檢測位置信號作為 Sois1、將手振方向另一端點之第1位置感測器之第1檢測位置信號作為Sois2記憶於記憶部。
設與透鏡於手振方向移動之移動範圍(例如，Xmax至Xmin)對應之信號記憶於記憶部。
例如，於對於透鏡之手振方向之移動第1檢測位置信號呈線形變化之形態中，於透鏡朝自動調焦方向移動，且透鏡朝手振方向移動角度θ量之情形時，目標位置信號係可藉由下述式算出。
目標位置信號=(Sois2-Sois1)/2+Sois1+(Sois2-Sois1)/(Xmax-Xmin)×X=(Sois2+Sois1)/2+(Sois2-Sois1)×(Fz×tan θ)/(Xmax-Xmin)
藉由進行以上之調整，即使於透鏡朝自動調焦方向移動之情形，亦可正確地進行手振修正。又，亦可為除了對與光軸方向正交之第1軸方向之手振進行調整以外，亦對光軸方向及與第1軸方向正交之第2軸方向之手振進行調整之形態。
以上係一例，亦可為其他之方法，例如，光軸方向之端點係可為機械性移動範圍之端點，亦可為與相對於任意被攝體距離(透鏡至被攝體之距離)之焦點距離(透鏡至攝像元件之距離)有關之移動範圍之端點。又，亦可為記憶任意攝像元件與透鏡之距離和第2位置感測器之第2檢測位置信號之對應關係之形態。又，亦可為於透鏡與攝像元件之光軸方向之任意距離中，使透鏡於手振方向自端點移動至端點進行調整之形態。
另，亦可設為於根據透鏡自光軸方向傾斜方向而使對應於角度θ之角度信號之符號變化，且使第1感測器之輸出信號之符號變化之情形，目標位置信號亦根據傾斜方向而使符號變化之構成之手振修正。
又，如上述式，亦可構成為於透鏡未朝手振方向移動時(角度θ =0°)，輸出透鏡成為手振方向之端點至端點之中心之目標位置信號(=(Sois2+Sois1)/2)。
以記憶透鏡於光軸方向移動時之攝像元件與透鏡之距離與第2檢測位置信號之對應關係、及透鏡於手振方向移動時之移動量與第1檢測位置信號之對應關係之方式進行調整即可。因此，可為除了記憶自動調焦方向兩個端點之第2位置感測器之第2檢測位置信號自身以外，亦將用以算出藉由調整獲得之距離信號之變換係數記憶於手振修正裝置之記憶部之形態。相同地，亦可為除了記憶手振方向兩個端點之第1位置感測器之第1檢測位置信號以外，亦將用以算出藉由調整所獲得之目標位置信號之變換係數記憶於手振修正裝置之記憶部之形態。
<本實施形態5>
圖7係用以說明本發明實施形態5之手振修正裝置之構成圖。
本實施形態5係對調整第1位置感測器52之第1檢測位置信號之調整部55，反饋第2檢測位置信號之形態。
具體而言，基於第2檢測位置信號算出透鏡與攝像元件之距離F，且以透鏡與攝像元件之基準距離F0除以距離F之係數進行增益調整。例如，於透鏡在自動調焦方向自基準距離F0移動距離A之情形，進行係數F0/(F0+A)之增益調整。藉此，可獲得與本實施形態1等相同之動作。
<手振修正之方法>
本實施形態之手振修正方法係進行透鏡相對於攝像元件於自動調焦方向與手振方向移動之手振修正之手振修正方法，其包含：檢測於自動調焦方向移動之透鏡之位置，並算出攝像元件與透鏡之距離之步驟；檢測透鏡之手振方向之角速度，並算出自光軸方向傾斜之角度之步驟；自算出之距離與角度，算出透鏡朝手振方向之移動量之步驟；檢測於手振方向移動之透鏡之現在位置之步驟；使透鏡基於移動 量自現在位置朝手振方向移動之步驟。
檢測自動調焦方向之現在位置並算出透鏡與攝像元件之距離F，自該距離F與透鏡傾斜之角度θ算出移動量X。基於該移動量，使透鏡自手振方向之現在位置移動至目標位置。藉此，即使透鏡於自動調焦方向移動，亦可正確地進行手振修正。
[實施例]
圖8係成為本實施例前提之手振修正裝置之構成圖。
根據成為本實施例前提之手振修正裝置，藉由以旋轉信號處理部2處理來自旋轉感測器(Gyro sensor)1之旋轉信號而獲得角速度信號。以信號處理電路(Signal Processing；控制器部)3積分該角速度信號而獲得角度θ，其後自角度θ進行後述之運算而決定目標位置。
旋轉信號處理部2係經由放大器11a、11b放大來自旋轉感測器1之旋轉信號，並自該放大之旋轉信號，經由類比運算部12、同步檢波部13、低通濾波器(LPF)14、及放大器15獲得X軸角速度信號及Y軸角速度信號。
另一方面，對類比運算部12，連接限制器16與低通濾波器17，並對該低通濾波器17連接放大器18與基準信號產生部19。該放大器18係連接於旋轉感測器1，且該旋轉感測器1係構成為自激振動。
信號處理電路(控制器部)3輸入自旋轉信號處理部2獲得之X軸角速度信號及Y軸角速度信號，且自該等X軸角速度信號及Y軸角速度信號進行積分處理獲得角度θ。其後，自角度θ藉由後述之運算決定目標位置。X軸用PID控制電路4a及Y軸用PID控制電路4b係基於自信號處理電路(控制器部)3獲得之目標位置信號值(VTARG)、與來自X軸霍爾感測器6a及Y軸霍爾感測器6b之位置信號，將控制信號發送至X軸用馬達控制器(驅動器)5a及Y軸用馬達控制器(驅動器)5b，控制包含磁鐵及透鏡以及驅動線圈之光學要素部(線形驅動裝置)7中之透鏡之位 置。
圖9係本實施例之相機模組之構成圖，係用以說明線形運動裝置之控制裝置之構成圖。圖中符號10表示相機模組、20表示控制裝置、21表示磁場感測器(霍爾元件)、22表示偏移補償電路、23表示放大器、24表示A/D轉換電路、25表示PID控制電路(控制部)、26表示驅動器電路、27表示驅動線圈、41表示線形運動裝置、42表示磁鐵、43表示OIS透鏡。另，對具有與圖8相同功能之構成要素標註相同之符號。
磁場感測器21對應於第1位置感測器52，PID控制電路25及驅動器電路26對應於驅動信號產生部54，驅動線圈27對應於驅動部60，目標位置信號算出部對應於目標位置信號算出電路53及距離信號算出部51，AF用霍爾元件之輸出對應於第2檢測位置信號。
本實施例之相機模組包含：線形運動裝置，其具有可於相對於光軸之垂直方向及平行方向移動之透鏡；致動器部，其配置於該線形運動裝置附近；位置檢測感測器，其可檢測透鏡之位置；控制部，其可控制透鏡之位置；控制器部，其輸出透鏡之目標位置；驅動器部，其驅動致動器，於藉由驅動致動器部，使透鏡移動之相機模組中，設為於使透鏡於相對於光軸方向垂直之平面方向移動，控制透鏡於相對於光軸方向垂直之平面方向之位置時，亦可使用相對於光軸平行方向之位置資訊控制。
本實施例之相機模組係包含：線形運動裝置41，其具有安裝於移動體之磁鐵42；OIS用驅動線圈27，其配置於該線形運動裝置41之磁鐵42附近；及AF用驅動線圈(未圖示)；且係藉由線圈電流於OIS用驅動線圈27流動所產生之力而使固定於磁鐵42之透鏡43移動之相機模組。
磁場感測器21檢測磁鐵42所產生之磁場，並輸出對應於所檢測之磁場之值之檢測位置信號值VPROC。控制器部3係基於檢測出物體 角速度之角速度信號與來自AF用位置感測器之輸出信號，輸出指示線形運動裝置41應移動之目標位置之目標位置信號值VTARG。
控制部25係基於磁場感測器21之檢測位置信號值VPROC與控制器部3之目標位置信號值VTARG，產生用以使透鏡43移動至目標位置之控制信號。驅動器電路26係基於控制部25之控制信號將驅動電流供給於驅動線圈27。又，控制部25係藉由PID控制產生控制信號。
又，磁場感測器較好為霍爾元件。又，線形運動裝置與驅動線圈亦可組裝於相機模組。
於圖9中，對相機模組10應用於進行透鏡位置調整之控制裝置20之情形進行說明。該控制裝置(位置控制電路)20係例如作為IC電路構成。另，相機模組10係設為包含線形運動裝置41、與使透鏡43移動之驅動線圈27者。因此，藉由於驅動線圈27流動電流，可使磁鐵42移動，而可調整固定於該磁鐵42之透鏡43之位置。
即，線形運動裝置41之控制裝置20係構成為包含：線形運動裝置41，其具有安裝於透鏡(移動體)43之磁鐵42；驅動線圈27，其配置於該線形運動裝置41之磁鐵42附近，並藉由於該驅動線圈27流動線圈電流所產生之力使磁鐵42移動。
磁場感測器21檢測磁鐵42所產生之磁場，並輸出對應於所檢測之磁場之值之檢測位置信號值VPROC。即，磁場感測器21係將相機模組10之磁鐵42所產生之磁場轉換為電性信號，並將檢測位置信號輸出於放大器23。放大器23將自磁場感測器21輸入之檢測位置信號經由偏移補償電路22放大。另，該磁場感測器21理想為霍爾元件。
又，A/D轉換電路24係將來自磁場感測器21之檢測位置信號藉由放大器23放大而進行A/D轉換者，獲得徑A/D轉換之檢測位置信號值VPROC者。
又，控制器部3係設為輸入來自如圖8所示之旋轉信號處理部2之 角速度信號、與來自AF用位置感測器之信號，控制裝置(透鏡)位置，並輸出目標位置信號值VTARG者，且連接於PID控制電路25。
又，PID控制電路25設為連接於A/D轉換電路24與控制器部3，將來自A/D轉換電路24之輸出信號即檢測位置信號值VPROC、與來自控制部3之輸出信號即目標位置信號值VTARG作為輸入，進行PID控制者。即，PID控制電路25輸入來自A/D轉換電路24之檢測位置信號值VPROC與以控制器部3產生之透鏡位置之目標位置信號值VTARG，自透鏡43之現在位置、與藉由目標位置信號值VTARG指示之透鏡43之目標位置，輸出用以使透鏡43移動至目標位置之控制信號。
此處所謂PID控制係反饋控制之一種，係藉由輸出值與目標值之偏差、其積分及微分3個要素進行輸入值控制之方法。作為基本反饋控制有比例控制(P控制)。此係將輸入值作為輸出值與目標值之偏差之一次函數進行控制者。於PID控制中，將與該偏差成比例地使輸入值變化之動作稱為比例動作或P動作(P係PROPORTIONAL(比例)之縮略)。即，若長時間繼持續有偏差之狀態則僅增大輸入值之變化發揮使接近目標值之作用。將與該偏差之積分成比例而使輸入值變化之動作稱為積分動作或I動作(I係INTEGRAL(積分)之縮略)。將如此組合比例動作與積分動作之控制方法稱為PI控制。將與該偏差之微分成比例地使輸入值變化之動作稱為微分動作或D動作(D係DERIVATIVE(導函數)或DIFFERENTIAL(微分)之縮略)。將組合比例動作、積分動作及微分動作之控制方法稱為PID控制。
來自PID控制電路25之輸出信號係藉由D/A轉換電路(未圖示)進行D/A轉換，且藉由驅動器電路26，基於檢測位置運算信號值VPROC與目標位置信號值VTARG，將驅動電流供給至驅動線圈27。即，驅動器電路26係基於來自PID控制電路25之控制信號，產生輸出信號Vout1、Vout2。該輸出信號Vout1、Vout2係供給於相機模組10之驅動 線圈27之兩端。
另，於以上之說明中，將線形運動裝置設為包含透鏡43、及安裝於該透鏡43之磁鐵42者，但亦可設為包含驅動線圈之線形運動裝置。
又，於圖9中，僅對1軸進行顯示，但由於於手振修正之情形時必須為2軸，故較好再設置一個與圖9完全相同構成者、合計有2個。又，亦僅霍爾元件21與驅動線圈27、磁鐵42設為2個，其他之電路係2軸共通。
如此，即使於變更透鏡之運轉範圍之情形時，亦可進行線形運動裝置之正確位置控制。
圖10係圖9之控制器部之電路構成圖。圖中符號31表示積分電路、32表示第1運算電路、33表示記憶體、34表示第2運算電路。
控制器部3係基於積分角速度信號所獲得之角度信號θ(角速度信號之積分)、與透鏡43至攝像元件44之距離信號F，使用以下之關係式X=tan θ×F
運算應使透鏡43移動之距離信號X而獲得目標位置信號值VTARG。
又，距離信號F有以下之關係。
F=f*Co(藉由四則運算何者或其組合或直接其他之方法求出F)
另，f係表示透鏡至攝像元件之設計上距離，Co係表示係數。
又，控制器部3包含：積分電路31，其係自角速度信號獲得角度信號θ；第1運算電路32，其係基於AF用位置感測器之輸出，獲得透鏡43至攝像元件44之距離信號F；第2運算電路34，其係基於來自積分電路31之角度信號θ、與來自第1運算電路32之距離信號F獲得目標位置信號值VTARG。
又，控制器部3包含記憶體33，其記憶基下述資訊：於透鏡43之 位置與來自磁場感測器21之輸出之關係之校準資訊、基於透鏡43之位置與AF用位置感測器之關係之校準資訊、基於距離與透鏡43至攝像元件44之距離之關係之資訊。
即，自AF用霍爾元件之輸出，求出上式之F，如上式般以tan θ×F求出應使手振修正用透鏡移動之目標位置X(VTARG)。此處，作為自AF用霍爾元件之輸出，求出F之方法之一例，亦可例如於組裝相機模組(致動器模組+攝像元件)後，藉以下方法求出。
圖11(a)係以圖表顯示透鏡位置與霍爾輸出之關係之圖；(b)係以圖表顯示被攝體距離與透鏡至攝像元件之距離之關係之圖。
1)藉由校準，使透鏡位置與或霍爾輸出建立關係(圖11(a))。
2)調焦時被攝體距離與GAP(間距；透鏡~攝像元件)之關係係1對1之關係(圖11(b))。
3)掌握使用之致動器模組中圖11(b)關係之某任意2點之值(可進行實測，亦可以計算求出)，並保存於記憶體。
例如，於被攝體距離為3m時，GAP係200μm，於被攝體距離為10cm時，GAP係400μm。
如此，藉由圖11(a)，霍爾元件之輸出與透鏡位置(有GAP、亦有F)建立關係。即，自AF用之霍爾元件之輸出，可求出F。
以下，基於圖10對控制器部之動作進行說明。
藉由積分電路31積分來自圖8所示之旋轉信號處理部2之角速度信號獲得角度θ。另一方面，基於來自AF用霍爾元件之信號藉由第1運算電路32，自圖11(a)所示之透鏡位置與來自霍爾元件之輸出之關係獲得信號F。對第1運算電路32連接記憶體33，於該記憶體33，記憶圖11(a)之校準資訊、與圖11(b)所示之被攝體距離與透鏡至攝像元件之距離之關係中任意資訊。
另，此處所謂校準係指獲得對應於AF之起始位置之第1位置信號 值NEGCAL及對應於全程位置之第2位置信號值POSCAL之檢測位置運算信號值並記憶於記憶體33。
第2運算電路34係基於來自積分電路31之角度θ與來自第1運算電路32之信號F進行X=tan θ×F之運算，獲得應使透鏡移動之距離X。該信號X係相當於圖9所示之目標位置信號值VTARG。
如此，可實現一種於檢測透鏡位置，並以檢測結果控制透鏡位置之透鏡位置控制部中包含自動調焦機構與手振修正機構，並於手振修正機構之透鏡位置控制時反饋透鏡模組內AF機構之透鏡位置之資訊，而提高手振修正機構之性能之相機模組。
圖12係用以說明本實施例之相機模組之光學要素(透鏡)之位置控制方法之流程圖之圖。
本實施例之相機模組之透鏡位置控制方法係於包含：線形運動裝置，其具有可於相對於光軸之垂直方向及平行方向移動之透鏡；致動器部，其配置於該線形運動裝置附近；位置檢測感測器，其可檢測透鏡之位置；控制部，其可控制透鏡之位置；控制器部，其輸出透鏡之目標位置；及驅動器部，其驅動致動器，且於藉由驅動致動器部，而使透鏡移動之相機模組之光學要素之位置控制方法，其中於設為於使透鏡於相對於光軸方向垂直之平面方向移動，控制透鏡之相對於光軸垂直之平面方向之位置時，亦可使用相對於光軸平行方向之位置資訊進行控制。
本實施例之相機模組之透鏡位置控制方法係於包含：線形運動裝置，其具有安裝於移動體之磁鐵；及驅動線圈，其配置於該線形運動裝置之磁鐵附近，並藉由線圈電流於該驅動線圈流動所產生之力而使固定於磁鐵之透鏡移動之相機模組之透鏡位置控制方法。
首先，於步驟S1中，藉由磁場感測器21，檢測磁鐵42產生之磁場，並輸出對應於所檢測之磁場之值之檢測位置信號值VPROC。接 著，於步驟S2中，藉由控制器部3，基於檢測出物體角速度之角速度信號與來自AF用位置感測器之輸出信號，輸出指示線形運動裝置41應移動之目標位置之目標位置信號值VTARG。
接著，於步驟S3中，藉由控制部25，基於磁場感測器21之檢測位置信號值VPROC與控制器部3之目標位置信號值VTARG，產生用以使透鏡43移動至目標位置之控制信號。接著，於步驟S4中，藉由驅動器電路26，基於控制部25之控制信號將驅動電流供給於驅動線圈27。
又，輸出控制器部3之目標位置信號值之步驟係基於積分角速度信號所獲得之角度信號θ、與透鏡43至攝像元件44之距離信號F，使用以下關係式X=tan θ×F
運算應使透鏡43移動之距離X而獲得目標位置信號值VTARG。
又，輸出控制器部3之目標位置信號值之步驟包含：藉由積分電路31，自角速度信號獲得角度信號θ之步驟；藉由第1運算電路32，基於AF用位置感測器之輸出，獲得透鏡43至攝像元件44之距離信號F之步驟；及藉由第2運算電路34，基於來自積分電路31之角度信號θ、與來自第1運算電路32之距離信號F獲得目標信號值VTARG之步驟。
又，輸出控制器部3之目標位置信號值之步驟包含藉由記憶體33，記憶下述資訊之步驟：基於透鏡43之位置與來自磁場感測器21之輸出之關係之校準資訊、基於透鏡43之位置與AF用位置感測器之關係之校準資訊、及基於被攝體距離與透鏡43至攝像元件44之距離之關係之資訊。又，藉由控制部25產生控制信號之步驟係藉由PID控制產生控制信號。
如此，可實現一種於檢測透鏡位置，並以檢測結果控制透鏡位置之透鏡位置控制部中包含自動調焦機構與手振修正機構，並於手振 修正機構之透鏡位置控制時反饋透鏡模組內AF機構之透鏡位置之資訊，而提高手振修正機構之性能之手振修正裝置及其調整方法、手振修正電路及手振修正方法以及相機模組之透鏡位置控制之方法。
如以上般，已參照特定之實施形態說明本發明，但並非意圖藉由該等之說明限定發明者。藉由參照本發明之說明，本領域之技術人員可了解所揭示之實施形態之各種變化例及本發明之其他實施形態。因此，應理解申請專利範圍亦網羅包含於本發明之技術範圍及主旨之該等變化例或實施形態。
50‧‧‧透鏡
51‧‧‧距離信號算出部
52‧‧‧第1位置感測器
53‧‧‧目標位置信號算出電路
54‧‧‧驅動信號產生部
60‧‧‧驅動部
SAF‧‧‧第2檢測位置信號
SOIS‧‧‧第1檢測位置信號
Sω‧‧‧角速度信號

Claims (24)

  1. 一種手振修正裝置，其係相對於攝像元件於自動調焦(autofocus)方向及手振方向移動之透鏡的手振修正裝置，其包含：第1位置感測器，其檢測上述透鏡之上述手振方向上之透鏡之位置，並輸出第1檢測位置信號；距離信號算出部，其被輸入上述透鏡之上述自動調焦方向上之透鏡之位置即第2檢測位置信號，而算出上述攝像元件與上述透鏡之距離信號；目標位置信號算出電路，其被輸入上述距離信號、及上述透鏡自上述光軸方向傾斜之角度即角度信號，而算出朝上述手振方向之上述透鏡之目標位置信號；及驅動信號產生部，其係基於上述目標位置信號及上述第1檢測位置信號，產生將上述透鏡朝上述手振方向驅動之驅動信號。
  2. 如請求項1之手振修正裝置，其中上述目標位置信號算出電路係根據基於上述第2檢測位置信號算出之上述攝像元件與上述透鏡之距離F、及上述透鏡自上述光軸方向傾斜之角度θ，以使朝上述手振方向之移動量X成為下述之關係式X=F×tan θ之方式，算出目標位置信號。
  3. 如請求項1或2之手振修正裝置，其中上述距離信號算出部進而包含記憶部，其記憶相對於上述第2檢測位置信號之上述攝像元件與上述透鏡之距離之對應關係，且上述距離信號算出部基於輸入之上述第2檢測位置信號，自記憶部輸出相當於上述攝像元件與上述透鏡之距離之距離信號。
  4. 一種位置控制裝置，其係包含： 如請求項1至3中任一項之手振修正裝置；驅動部，其根據上述驅動信號將上述透鏡於上述透鏡之上述手振方向驅動；第2位置感測器，其檢測上述透鏡之上述自動調焦方向上之透鏡之位置，並輸出第2檢測位置信號；角速度感測器，其檢測上述透鏡自上述光軸方向傾斜時之角速度並輸出角速度信號；及積分電路，其積分上述角速度信號並算出上述角度信號。
  5. 一種手振修正裝置之調整方法，其係相對於攝像元件於自動調焦方向及手振方向移動之透鏡之手振修正裝置之調整方法，其係包含：使上述透鏡自上述透鏡之自動調焦方向上之移動範圍之端點移動至端點之步驟；記憶上述透鏡之自動調焦方向上之移動範圍之兩方的端點之第2位置感測器之第2檢測位置信號之步驟；使上述透鏡自上述透鏡之手振方向上之移動範圍之端點移動至端點之步驟；及記憶上述透鏡之手振方向上之移動範圍之兩方的端點之第1位置感測器之第1檢測位置信號之步驟。
  6. 一種手振修正電路，其係相對於攝像元件於自動調焦方向及手振方向移動之透鏡之手振修正電路，其係包含：距離信號算出部，其被輸入上述透鏡之上述自動調焦方向上之透鏡之位置即第2檢測位置信號，而算出上述攝像元件與上述透鏡之距離信號；目標位置信號算出電路，其被輸入上述距離信號、及上述透鏡自上述光軸方向傾斜時之角速度即角速度信號，而算出上述 透鏡之於上述手振方向之上述透鏡的目標位置信號；及驅動信號產生部，其係基於上述透鏡之上述手振方向上之透鏡之位置即第1檢測位置信號、及上述目標位置信號，產生將上述透鏡朝上述透鏡之上述手振方向驅動之驅動信號。
  7. 如請求項6之手振修正電路，其中上述距離信號算出部進而包含第2記憶部，其記憶對於上述第2檢測位置信號之上述攝像元件與上述透鏡之距離之對應關係，且上述距離信號算出部基於輸入之上述第2檢測位置信號，自第2記憶部輸出相當於上述攝像元件與上述透鏡之距離之距離信號。
  8. 如請求項6或7之手振修正電路，其中上述目標位置信號算出電路包含：積分電路，其積分上述角速度信號並輸出角度信號；及運算電路，其係自上述角度信號與上述距離信號算出對應於朝手振方向之移動量之目標位置信號。
  9. 如請求項8之手振修正電路，其中上述目標位置信號算出電路包含第1記憶部，其記憶對應於上述移動量之上述第1檢測位置信號之對應關係。
  10. 一種手振修正方法，其進行相對於攝像元件於自動調焦方向及手振方向移動之透鏡之手振修正的手振修正方法，其係包含：檢測上述透鏡之上述自動調焦方向上之透鏡之位置，並算出上述攝像元件與上述透鏡之距離之步驟；檢測上述透鏡之上述手振方向之角速度，並算出自光軸方向傾斜之角度之步驟；自上述距離與上述角度，算出上述透鏡之朝上述手振方向之上述透鏡之移動量之步驟；檢測上述透鏡之上述手振方向上之透鏡之現在位置之步驟；及 基於上述移動量使上述透鏡自上述現在位置朝上述透鏡之上述手振方向移動之步驟。
  11. 一種相機模組，其係包含：線形運動裝置，其包含可於相對於光軸之垂直方向及平行方向移動之透鏡；致動器部，其配置於該線形運動裝置附近；位置檢測感測器，其可檢測上述透鏡之位置；控制部，其可控制上述透鏡之位置；控制器部，其輸出上述透鏡之目標位置；及驅動器部，其驅動上述致動器；且藉由使上述致動器部驅動，使上述透鏡移動；其中於使上述透鏡於相對於光軸方向垂直之平面方向移動，控制該透鏡之相對於光軸方向垂直之平面方向之位置時，可使用相對於光軸方向垂直之平面方向之位置資訊及相對於光軸平行方向之位置資訊來進行控制。
  12. 一種相機模組，其係包含：包含安裝於移動體之磁鐵之線性運動裝置、配置於該線性運動裝置之上述磁鐵附近之OIS用驅動線圈、及AF用驅動線圈；且藉由線圈電流於上述OIS用驅動線圈流動所產生之力而使固定於上述磁鐵之透鏡移動之相機模組，其中包含：磁場感測器，其檢測上述磁鐵產生之磁場，並輸出對應於檢測之磁場之值之檢測位置信號值；AF用位置感測器，其檢測藉由上述AF用驅動線圈驅動之上述透鏡之位置；控制器部，其係基於檢測出物體角速度之角速度信號、與來自檢測與光軸平行方向位置之上述AF用位置感測器之輸出信號，輸出指示上述線形運動裝置應移動之目標位置之目標位置信號值； 控制部，其係基於上述磁場感測器之上述檢測位置信號值與上述控制器部之上述目標位置信號值，產生用以使上述透鏡移動至上述目標位置之控制信號；及驅動器電路，其係基於該控制部之上述控制信號將驅動電流供給於上述OIS用驅動線圈。
  13. 如請求項12之相機模組，其中上述控制器部係基於積分上述角速度信號所獲得之角度信號、與上述透鏡至攝像元件之距離信號，使用以下之關係式X=tan θ×F運算應使上述透鏡移動之距離信號，而獲得上述目標位置信號值。
  14. 如請求項13之相機模組，其中上述控制器部包含：積分電路，其係自上述角速度信號獲得上述角度信號；第1運算電路，其係基於來自檢測與光軸平行方向位置之AF用位置感測器之輸出信號，獲得上述透鏡至攝像元件之距離信號；及第2運算電路，其係基於來自上述積分電路之上述角度信號、與來自上述第1運算電路之上述距離信號，獲得上述目標位置信號值。
  15. 如請求項14之相機模組，其中上述控制器部包含記憶體，且該記憶體記憶下述資訊：基於上述透鏡位置與來自磁場感測器之輸出之關係之校準資訊、基於上述透鏡位置與來自檢測與光軸平行方向位置之感測器之輸出之關係之校準資訊、及基於被攝體距離與自上述透鏡至上述攝像元件之距離之關係之資訊。
  16. 如請求項11至15中任一項之相機模組，其中上述控制部係藉由 PID控制而產生上述控制信號。
  17. 如請求項11至15中任一項之相機模組，其中上述磁場感測器為霍爾元件。
  18. 如請求項11至15中任一項之相機模組，其中上述線形運動裝置與上述驅動線圈係組裝於相機模組。
  19. 一種相機模組之光學要素之位置控制方法，其中該相機模組係包括：線形運動裝置，其包含可於相對於光軸之垂直方向及平行方向移動之透鏡；致動器部，其配置於該線形運動裝置附近；位置檢測感測器，其係可檢測上述透鏡之位置；控制部，其係可控制上述透鏡之位置；控制器部，其輸出上述透鏡之目標位置；及驅動器部，其驅動上述致動器；且藉由使上述致動器部驅動，而使上述透鏡移動；其中於使上述透鏡於相對於光軸方向垂直之平面方向移動，控制該透鏡之相對於光軸方向垂直之平面方向之位置時，可使用相對於光軸方向垂直之平面方向之位置資訊及相對於光軸之平行方向之位置資訊來進行控制。
  20. 一種相機模組之光學要素之位置控制方法，其中該相機模組係包括：包含安裝於移動體之磁鐵之線性運動裝置、配置於該線性運動裝置之上述磁鐵附近之OIS用驅動線圈、及AF用驅動線圈；且藉由線圈電流於上述OIS用驅動線圈流動藉而產生之力，而使固定於上述磁鐵之透鏡移動；其中包含：藉由磁場感測器，檢測上述磁鐵所產生之磁場，並輸出對應於所檢測之磁場之值之檢測位置信號值之步驟；藉由AF用位置感測器，檢測由上述AF用驅動線圈驅動之上述透鏡之位置之步驟；藉由控制器部，基於檢測出物體角速度之角速度信號、與來 自檢測與光軸平行方向位置之上述AF用位置感測器之輸出信號，輸出指示上述線形運動裝置應移動之目標位置之目標位置信號值之步驟；藉由控制部，基於上述磁場感測器之上述檢測位置信號值與上述控制器部之上述目標位置信號值，產生用以使上述透鏡移動至上述目標位置之控制信號之步驟；及藉由驅動器電路，基於上述控制部之上述控制信號，將驅動電流供給於上述OIS用驅動線圈之步驟。
  21. 如請求項20之相機模組之光學要素之位置控制方法，其中藉由上述控制器部之輸出目標位置信號值之步驟係：基於積分上述角速度信號所獲得之角度信號、及自上述透鏡至攝像元件之距離信號，使用以下之關係式X=tan θ×F運算應使上述透鏡移動之距離信號，而獲得上述目標位置信號值。
  22. 如請求項21之相機模組之光學要素之位置控制方法，其中藉由上述控制器部之輸出目標位置信號值之步驟係包含：藉由積分電路，自上述角速度信號獲得上述角度信號之步驟；藉由第1運算電路，基於來自檢測與光軸平行方向之位置之AF用位置感測器之輸出信號，獲得自上述透鏡至攝像元件之距離信號之步驟；及藉由第2運算電路，基於來自上述積分電路之上述角度信號、與來自上述第1運算電路之上述距離信號，獲得上述目標位置信號值之步驟。
  23. 如請求項22之相機模組之光學要素之位置控制方法，其中藉由 上述控制器部之輸出目標位置信號值之步驟包含：藉由記憶體記憶下述資訊之步驟：基於上述透鏡位置與來自磁場感測器之輸出之關係之校準資訊、基於上述透鏡位置與來自檢測與光軸平行方向之位置之感測器之輸出之關係之校準資訊、及基於被攝體距離與自上述透鏡至上述攝像元件之距離之關係之資訊。
  24. 如請求項20至23中任一項之相機模組之光學要素之位置控制方法，其中藉由上述控制器部之產生上述控制信號之步驟係藉由PID控制而產生上述控制信號。
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