JP2013178320A - 手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールおよびその製造方法、電子情報機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ぶれ時の駆動レンズの戻し量を適正に決めることにより、手ぶれ時に被写体画像が画像センサ中央位置に適正に正確かつ素早く戻す。
【解決手段】角速度センサが搭載され、手ぶれ量を角速度センサで検出した角速度量（量と方向）に応じて駆動レンズＢを駆動して、手ぶれ量および手ぶれ角度に応じた手ぶれ補正を行う手ぶれ抑制機能付きカメラモジュール１を製造する方法において、手ぶれ抑制機能付きカメラモジュール１が組み立てられた後に、補正量調整手段が、手ぶれ補正量に対する撮像画像移動量（ドット移動量）の関係を測定し、その関係を二つの直線式に近似し、その二つの直線式の交点を求めて該手ぶれ補正量に対する撮像画像移動量の最適値を求め、該最適値の手ぶれ補正量に設定する補正量調整工程が設けられている。
【選択図】図１９

Description

本発明は、携帯電話装置などの小形機器に搭載される手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールおよび、このカメラモジュール製造時の手ぶれ抑制機能の検査や手ぶれ抑制機能を最適に使用するための調整パラメータの検出などに用いるカメラモジュールの製造方法、このカメラモジュールを画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびコンパクトデジタルカメラ、デジタルスチルカメラ（デジタルカメラ）や、画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、カメラ付き携帯電話装置、自走式掃除機のセンサおよびエアコンの人検知センサなどの電子情報機器に関する。

従来、手ぶれ抑制機能をカメラモジュールに実装するには、手ぶれ補正レンズをＸＹアクチュエータ構造上に搭載し、ジャイロセンサなどにより検出した手ぶれ量でＸＹアクチュエータを負帰還稼動させる方法で行うが、適切な手ぶれ補正を行うためには、負帰還量の最適パラメータ検出が必要となる。

小型化が進んでいる携帯電話装置への手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールを搭載する場合、手ぶれ補正専用レンズを搭載するスペースが取れないために対物レンズと手ぶれ補正を兼ねてレンズバレルをＸＹアクチュエータ構造上に搭載することにより少々の光学的不利と引き換えに小形化を実現している。

ここで、 従来の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールについて説明する。

図２８は従来の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの要部構成例を示すブロック図である。

図２８に示すように、手ぶれ量を検出する角速度センサ１０１と、角速度センサ１０１からの信号Ｓｇｙｒｏを増幅する増幅部１０２と、増幅部１０２からの信号Ｓａｍｐ をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１０３と、Ａ／Ｄコンバータ１０３からのデジタル化された信号Ｓｓａｍｐに基づいて制御信号を生成するマイクロコンピュータ１０４と、マイクロコンピュータ１０４から出力された制御信号のレベルを調整する調整部１０５と、調整部１０５からの制御信号Ｓｄｓｔが入力されるサーボ回路１０６と、サーボ回路１０６からの駆動信号Ｓｄｒｉｖｅが供給されるレンズ駆動装置を有するシフトユニット１０７と、シフトユニット１０８や撮影レンズ、ズーム機構などを持つレンズユニット１０９とを有している。

シフトユニット１０９に内蔵されたシフトレンズ１０７の位置を検出する装置からは信号Ｓｐｓｄがサーボ回路１０６に帰還されている。また、レンズユニット１０９からはズームにおける焦点距離の信号Ｓｆの情報がマイクロコンピュータ１０４に入力され、制御信号Ｓｄｓｔの算出に供されている。

上記構成により、角速度センサ１０１で検出された角速度の信号Ｓｇｙｒｏは増幅部１０２で増幅され、信号ＳａｍｐとしてＡ／Ｄコンバータ１０３に送られる。信号Ｓａｍｐ はＡ／Ｄコンバータ１０３によりサンプリングされ、角速度サンプリング値として信号Ｓｓａｍｐがマイクロコンピュータ１０４に送られる。マイクロコンピュータ１０４では信号Ｓｓａｍｐ、およびレンズユニット１０８から送られてくるレンズ焦点距離の信号Ｓｆ に基づいて、ズーム位置に適応した手ぶれ補正に必要なシフトレンズ１０９の目標位置の制御信号Ｓｄｓｔ を算出する。

サーボ回路１０６はマイクロコンピュータ１０４から送られる制御信号Ｓｄｓｔ、およびシフトユニット１０７から送られるシフトレンズ１０９の位置の信号Ｓｐｓｄ とから、駆動信号Ｓｄｒｉｖｅを生成しシフトユニット１０７に送る。これにより、シフトレンズ１０８は制御信号Ｓｄｓｔと位置信号Ｓｐｓｄとが一致するように移動され、検出された手ぶれの量に応じた補正が行なわれ、撮影する画像はぶれないことになる。

特開２０００−７５３３７号公報

上記構成の従来のカメラモジュールでは、角速度センサ（電子ジャイロセンサ）やＸＹアクチュエータ位置検出ホール素子の検出感度にバラつきがあるため、カメラモジュール毎に感度調整を行わなければ、手ぶれ抑制機能の性能を十分に発揮できないという問題があった。つまり、下方に手ぶれした場合に駆動レンズの上方向の戻し量が足りなければ、画像センサ上に結像した被写体の画像は画像センサの中央位置には戻らない。したがって、カメラモジュール毎に、手ぶれがあった場合に、被写体の画像が画像センサの中央位置に戻るように駆動レンズの戻し量を調整しているものの、手ぶれ時の被写体画像の戻る位置に画像センサ中央位置に対してばらつきが生じて手ぶれが残るという問題がある。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、手ぶれ時の駆動レンズの戻し量を適正に決めることにより、手ぶれ時に被写体画像が画像センサ中央位置に適正に正確かつ素早く戻すことができる手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールおよびその製造方法、この手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールを画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器を提供することを目的とする。

本発明の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法は、角速度センサが搭載され、手ぶれ量を角速度センサで検出した角速度量に応じて駆動レンズを駆動して、手ぶれ量および手ぶれ角度に応じた手ぶれ補正を行う手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法において、手ぶれ補正量に対する撮像画像移動量の関係を二つの直線式に近似し、該二つの直線式の交点を求めて該手ぶれ補正量に対する撮像画像移動量の最適値を求め、該最適値の手ぶれ補正量に設定する補正量調整工程を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法における撮像画像移動量がドット移動量として１または２以下であるかどうかを判定して良否検査を行う撮像画像移動量検査工程を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法において、手ぶれ抑制動作時の画像停止量評価値を、前記手ぶれ補正量が０の場合の前記撮像画像移動量を最大撮像画像移動量として、抑制比（ｄＢ）＝２０×ｌｏｇ１０（該最大撮像画像移動量÷前記撮像画像移動量の最適値）から求める画像停止量評価工程を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法において、前記駆動レンズに設けられて前記駆動レンズの動作位置を検出してこれを補正するためのアクチュエータ位置検出ホール素子のアクチュエータ印加電圧に対するホール電圧の関係から導き出した直線近似式の傾きを該アクチュエータ位置検出ホール素子の感度とし、当該感度に対するバイアス設定値を測定し、測定したアクチュエータ位置検出ホール素子の感度に対するバイアス設定値の関係から導き出した直線近似式を用いて、目標感度設定値に対するバイアス設定値を計算し、この計算したバイアス設定値に該アクチュエータ位置検出ホール素子を調整するアクチュエータ位置検出ホール素子調整工程を更に有する。

本発明の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールは、本発明の上記手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法により前記最適値の手ぶれ補正量に調整されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明の電子情報機器は、本発明の上記手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールを画像入力デバイスとして撮像部に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。

本発明においては、角速度センサが搭載され、手ぶれ量を角速度センサで検出した角速度量に応じて駆動レンズを駆動して、手ぶれ量および手ぶれ角度に応じた手ぶれ補正を行う手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法において、手ぶれ補正量に対する撮像画像移動量の関係を二つの直線式に近似し、二つの直線式の交点を求めて手ぶれ補正量に対する撮像画像移動量の最適値を求め、最適値の手ぶれ補正量に設定する補正量調整工程を有している。

これによって、手ぶれ時の駆動レンズの戻し量を適正に決めることにより、手ぶれ時に被写体画像が画像センサ中央位置に適正に正確かつ素早く戻すことが可能となる。

以上により、本発明によれば、手ぶれ時の駆動レンズの戻し量を適正に決めることにより、手ぶれ時に被写体画像が画像センサ中央位置に適正に正確かつ素早く戻すことができる。

本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールにおいて手ぶれがない時の画像センサ上の撮影画像状態とその前方の駆動レンズの状態を示す模式図である。 本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールにおいて、下方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードオフの場合、画像センサ上の撮影画像状態とその前方の駆動レンズの状態を示す模式図である。 本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールにおいて、下方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードオンの場合、手ぶれ時または手ぶれがない時の画像センサＣ上の撮影画像状態とその前方の駆動レンズＢの状態を示す模式図である。 本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールにおいて手ぶれがない時の画像センサ上の撮影画像状態とその前方の駆動レンズの状態を示す模式図である。 本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールにおいて、上方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードオフの場合、画像センサ上の撮影画像状態とその前方の駆動レンズの状態を示す模式図である。 本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールにおいて、上方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードオンの場合、画像センサ上の撮影画像状態とその前方の駆動レンズの状態を示す模式図である。 本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールにおいて手ぶれがない時の画像センサ上の撮影画像状態とその前方の駆動レンズの状態を示す模式図である。 本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールにおいて、下方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードがオンで駆動レンズの補正量（戻し量）が適正ではない場合、画像センサ上の撮影画像状態とその前方の駆動レンズの状態を示す模式図である。 本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールにおいて、下方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードがオンで駆動レンズの補正量（戻し量）が適正な場合、画像センサ上の撮影画像状態とその前方の駆動レンズの状態を示す模式図である。 本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールにおいて、上方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードがオンで駆動レンズの補正量（戻し量）が適正ではない場合、画像センサ上の撮影画像状態とその前方の駆動レンズの状態を示す模式図である。 本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールにおいて、上方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードがオンで駆動レンズの補正量（戻し量）が適正な場合、画像センサ上の撮影画像状態とその前方の駆動レンズの状態を示す模式図である。 本実施形態１のカメラモジュールにおいて、ＯＩＳ補正量として駆動レンズＢの戻し量の設定値０．２の場合のカメラモジュール方向遷移に対するセンサ上結像画像のドット移動量を示す図である。 本実施形態１のカメラモジュールにおいて、ＯＩＳ補正量として駆動レンズＢの戻し量の設定値０．３の場合のカメラモジュール方向遷移に対するセンサ上結像画像のドット移動量を示す図である。 本実施形態１のカメラモジュール１において、ＯＩＳ補正量として駆動レンズＢの戻し量の設定値０．４の場合のカメラモジュール方向遷移に対するセンサ上結像画像のドット移動量を示す図である。 本実施形態１のカメラモジュール１において、ＯＩＳ補正量として駆動レンズＢの戻し量の設定値０．５の場合のカメラモジュール方向遷移に対するセンサ上結像画像のドット移動量を示す図である。 本実施形態１のカメラモジュール１において、ＯＩＳ補正量として駆動レンズＢの戻し量の設定値０．６の場合のカメラモジュール方向遷移に対するセンサ上結像画像のドット移動量を示す図である。 本実施形態１のカメラモジュール１において、ＯＩＳ補正量として駆動レンズＢの戻し量の設定値０．７の場合のカメラモジュール方向遷移に対するセンサ上結像画像のドット移動量を示す図である。 本実施形態１のカメラモジュールにおいて、図１２〜図１７のＯＩＳ補正量に対するドット移動量の関係を示す図である。 図１８のＯＩＳ補正量に対するドット移動量の関係に二つの１次近似式を当てはめた場合を示す図である。 最適値に調整しても画像センサＣ上の結像画像のブレが十分に抑制できない場合であって、ＯＩＳ補正量に対するドット移動量の関係に二つの１次近似式を当てはめた場合を示す図である。 図１８のＯＩＳ補正量に対するドット移動量の関係に二つの１次近似式を当てはめて画像停止量を評価する場合を示す図である。 感度が０．４のアクチュエータ位置検出ホール素子において、アクチュエータ印加電圧に対するホール電圧出力値の関係を示す図である。 感度が０．４３のアクチュエータ位置検出ホール素子において、アクチュエータ印加電圧に対するホール電圧出力値の関係を示す図である。 感度が０．４６のアクチュエータ位置検出ホール素子において、アクチュエータ印加電圧に対するホール電圧出力値の関係を示す図である 感度が０．５のアクチュエータ位置検出ホール素子において、アクチュエータ印加電圧に対するホール電圧出力値の関係を示す図である。 アクチュエータ位置検出ホール素子の感度（傾き）に対するバイアス設定値（１６ビット表示）の関係を示す図である。 本発明の実施形態２として、本発明の実施形態１のカメラモジュールを含む固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。 従来の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの要部構成例を示すブロック図である。

以下に、本発明の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法において、手ぶれ抑制調整工程と画像停止量検査工程とホール素子調整工程の実施形態１および、このカメラモジュールの実施形態１を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の実施形態２について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。

（実施形態１）
手ぶれ抑制機能（以下ＯＩＳ；Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒという）を搭載する本実施形態１のカメラモジュールには、角速度センサ（電子ジャイロセンサ）が搭載され、カメラモジュールの手ぶれ量を角速度として測定している。角速度センサで測定された角速度量に応じてレンズバレルアクチュエータ（駆動レンズアクチュエータ）を負帰還駆動して、手ぶれ量および手ぶれ角度に応じた手ぶれ補正を行っている。

まず、手ぶれ方向に対して駆動レンズを逆方向に駆動させる基本原理について次の図１〜図６を用いて説明する。

図１〜図６は、本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールにおいて手ぶれ時または手ぶれがない時の画像センサＣ上の撮影画像状態とその前方の駆動レンズＢの状態を示す模式図である。

図１および図４では、本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュール１が静止状態（手ぶれがない状態）でＯＩＳモードがオフの場合、カメラモジュール１が被写体Ａに対して正面を向き、駆動レンズＢも正面を向いているので、画像センサＣの中央部に被写体Ａの光学像が駆動レンズＢを通して逆向きに撮影されている。駆動レンズＢの外周側に沿って永久磁石が上下左右に設けられており、更にその周囲には、永久磁石を引っ張る方向のコイルが上下左右に所定距離だけ離間して設けられている(例として上下のＤおよびＥ)。角速度センサＣで検出された角速度に応じてどの位置（方向）のコイルにどの程度の電流が通電されるかであり、通電されたコイルが電磁石化され、上下左右いずれかにコイルの方向に駆動レンズＢの周囲の永久磁石（マグネット）が引き付けられて周囲の永久磁石と共に駆動レンズＢを移動させるようになっている。

図２では、下方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードオフの場合であり、下方の手ぶれによって画像センサＣ上の被写体Ａの画像は静止せず、被写体Ａの画像は画像センサＣの中央位置に戻らない。

図３では、下方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードオンの場合であり、下方に手ぶれ量を角速度センサが検出した角速度に応じた電流値が手ぶれ方向とは逆方向のコイルＤに通電される。この通電された上側のコイルＤの方向に駆動レンズＢが移動制御される。駆動レンズＢの補正量（戻し量）が適正であれば、上側のコイルＤの方向に駆動レンズＢが移動して、画像センサＣ上の被写体Ａの画像は、画像センサＣの中央位置に戻って静止する。よって、駆動レンズＢの補正量（戻し量）を適正値に設定することにより、手ぶれ量とその方向を角速度センサが判断して駆動レンズＢを元の適正な位置に戻すことができる。

図５では、上方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードがオフの場合であり、手ぶれによって画像センサＣ上の被写体Ａの画像は静止せず、被写体Ａの画像は画像センサＣの中央位置に戻らない。

図６では、上方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードオンの場合であり、上方に手ぶれ量を角速度センサが検出した角速度に応じた電流値が手ぶれ方向とは逆方向のコイルＥに通電される。通電された下側のコイルＥの方向に駆動レンズＢが移動制御される。駆動レンズＢの補正量（戻し量）が適正であれば、下側のコイルＥの方向に駆動レンズＢが移動して、画像センサＣ上の被写体Ａの画像は、画像センサＣの中央位置に適正に戻って静止する。よって、駆動レンズＢの補正量（戻し量）を適正値に設定することにより、手ぶれ量とその方向を角速度センサが判断して駆動レンズＢを元の適正な位置に戻すことができる。

次に、手ぶれ抑制機能の問題点について更に繰り返して説明する。前述したが、例えば下方に手ぶれが生じた場合に駆動レンズＢの上方向の戻し量が足りなければ、画像センサＣ上に結像した被写体Ａの画像は画像センサＣの中央位置には適正に戻らない。このため、カメラモジュール毎に、手ぶれがあった場合に、被写体Ａの画像が画像センサＣの中央位置に適正に戻るように駆動レンズＤの戻し量を調整しているものの、手ぶれ時に画像センサＣの中央位置に対して被写体画像の戻る位置にばらつきが生じる。この点について説明する。

図７は、手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールにおける画像センサ上の撮影画像状態とその前方の駆動レンズの状態を示す模式図である。

図７において、手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールが静止状態（手ぶれがない状態）で手ぶれ抑制モード（ＯＩＳモード）がオフの場合、カメラモジュールが被写体Ａに対して正面を向き、駆動レンズＢも正面を向いているので、画像センサＣの中央部の適正な位置に被写体Ａからの光学像が駆動レンズＢを通して逆向きに撮影されている。

図８では、下方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードがオンで駆動レンズＢの補正量（戻し量）が小さく適正ではない場合（戻しきれていない場合）である。これを角速度センサが検出した角速度に応じた電流値が手ぶれ方向とは逆方向のコイルＤに通電される。通電された上側のコイルＤの方向に駆動レンズＢが移動制御されるが、このとき、駆動レンズＢの補正量（戻し量）が小さいため、手ぶれによって移動した被写体Ａの画像は画像センサＣの中央位置まで戻らず、画像センサＣ上の被写体Ａの画像は静止しない。

図９では、下方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードがオンで駆動レンズＢの補正量（戻し量）が適正な場合である。上側のコイルＤの方向に駆動レンズＢが更に移動して、画像センサＣ上の被写体Ａの画像は、画像センサＣの中央位置に戻って静止する。要するに、駆動レンズＢの補正量（戻し量）が適正なため、手ぶれ量とその方向を角速度センサが判断して駆動レンズＢを元の位置に戻すことができる。さらに、駆動レンズＢの補正量（戻し量）が大きい場合には、上側のコイルＤの方向に駆動レンズＢが更に移動し過ぎて、画像センサＣ上の被写体Ａの画像は、画像センサＣの中央の適正な位置を超えてしまう。

図１０では、上方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードがオンで駆動レンズＢの補正量（戻し量）が小さく適正ではない場合（戻しきれていない場合）場合である。これを角速度センサが検出した角速度に応じた電流値が手ぶれ方向とは逆方向のコイルＥに通電される。通電された下側のコイルＥの方向に駆動レンズＢが移動制御されるが、このとき、駆動レンズＢの補正量（戻し量）が小さいため、手ぶれによって移動した被写体Ａの画像は画像センサＣの中央位置まで戻らず、画像センサＣ上の被写体Ａの画像は静止しない。

図１１では、上方に手ぶれが生じ、ＯＩＳモードがオンで駆動レンズＢの補正量（戻し量）が適正な場合である。下側のコイルＥの方向に駆動レンズＢが更に移動して、画像センサＣ上の被写体Ａの画像は、画像センサＣの中央位置に戻って静止する。要するに、駆動レンズＢの補正量（戻し量）が適正なため、手ぶれ量とその方向を角速度センサが判断して駆動レンズＢを元の位置に戻している。さらに、駆動レンズＢの補正量（戻し量）が大きい場合には、下側のコイルＥの方向に駆動レンズＢが更に移動し過ぎて、画像センサＣ上の被写体Ａの画像は、画像センサＣの中央の適正な位置を超えてしまう。

なお、手ぶれ抑制モード（ＯＩＳモード）のオン／オフは、操作スイッチによりユーザがオン／オフする場合もあるが、通常、シャッタスイッチがオンする時点で手ぶれ抑制モード（ＯＩＳモード）もオンするようになっている。また、手ぶれ抑制モード（ＯＩＳモード）は角速度センサが所定値以上を検出したときに自動的にオンされる場合もある。

したがって、駆動レンズＢの補正量（戻し量）を適正値に設定する必要がある。

次に、本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュール１の製造方法における補正量（戻し量）の調整工程について説明する。

カメラモジュール１に０．５ｄｅｇ／２Ｈｚの角速度振動を加え、画像センサＣ（イメージセンサ）上に結像した被写体Ａの画像の単位時間移動距離を測定する。ＯＩＳ補正量（駆動レンズＢの戻し量）の設定値０．２〜０．７（最大値が１の係数）を徐々に上げて、画像センサＣ上に結像した被写体Ａの画像の移動距離（ここではドット数）が最も少なくなる補正量（駆動レンズＢの戻し量）の設定値を求める。

ＯＩＳ補正量（駆動レンズＢの戻し量）の設定値を最適化する過程で、最適化後の移動距離を計算することができ、即ち、最適化後であっても移動距離が１ドット以上であれば、補正量が不足し、不具合なカメラモジュール１としてＯＩＳ性能の評価を行うことができる。

図１２〜図１６は、本実施形態１のカメラモジュール１において、ＯＩＳ補正量として駆動レンズＢの戻し量の設定値０．２〜０．７（最大値が１）を徐々に上げた場合のカメラモジュール方向遷移に対するセンサ上結像画像のドット移動量を示す図である。

図１２では、ＯＩＳ補正量として駆動レンズＢの戻し量の設定値０．２の場合のカメラモジュール方向遷移（角度１度の半分の３０分上向き）に対する画像センサＣ上の被写体Ａの結像画像が下方にドット移動量１２、また、カメラモジュール方向遷移（３０分下向き）に対する画像センサＣ上の被写体Ａの結像画像が上方にドット移動量１２である。

図１３では、ＯＩＳ補正量として駆動レンズＢの戻し量の設定値０．３の場合のカメラモジュール方向遷移（３０分上向き）に対する画像センサＣ上の被写体Ａの結像画像が下方にドット移動量７、また、カメラモジュール方向遷移（３０分下向き）に対する画像センサＣ上の被写体Ａの結像画像が上方にドット移動量７である。

図１４では、ＯＩＳ補正量として駆動レンズＢの戻し量の設定値０．４の場合のカメラモジュール方向遷移（３０分上向き）に対する画像センサＣ上の被写体Ａの結像画像が下方にドット移動量２、また、カメラモジュール方向遷移（３０分下向き）に対する画像センサＣ上の被写体Ａの結像画像が上方にドット移動量２である。

図１５では、ＯＩＳ補正量として駆動レンズＢの戻し量の設定値０．５の場合のカメラモジュール方向遷移（３０分上向き）に対する画像センサＣ上の被写体Ａの結像画像が上方にドット移動量２で行き過ぎ、また、カメラモジュール方向遷移（３０分下向き）に対する画像センサＣ上の被写体Ａの結像画像が下方にドット移動量２で行き過ぎている。

図１６では、ＯＩＳ補正量として駆動レンズＢの戻し量の設定値０．６の場合のカメラモジュール方向遷移（３０分上向き）に対する画像センサＣ上の被写体Ａの結像画像が上方にドット移動量５、また、カメラモジュール方向遷移（３０分下向き）に対する画像センサＣ上の被写体Ａの結像画像が下方にドット移動量５である。

図１７では、ＯＩＳ補正量として駆動レンズＢの戻し量の設定値０．７の場合のカメラモジュール方向遷移（３０分上向き）に対する画像センサＣ上の被写体Ａの結像画像が上方にドット移動量９、また、カメラモジュール方向遷移（３０分下向き）に対する画像センサＣ上の被写体Ａの結像画像が下方にドット移動量９である。

図１８は、本実施形態１のカメラモジュール１において、図１２〜図１７のＯＩＳ補正量に対するドット移動量の関係を示す図である。

図１８に示すように、本実施形態１のカメラモジュール１のＯＩＳ補正量に対するドット移動量の関係において、二つのＸ，Ｙの直線式（ａ式とｂ式）に近似できる。ＯＩＳ補正量の設定値０．２〜０．４では、ａ式としてＹ＝−５０Ｘ＋２２に近似でき、ＯＩＳ補正量の設定値０．５〜０．７では、ｂ式としてＹ＝３５Ｘ−１５．６６７に近似できる。ａ式とｂ式の交点がＯＩＳ補正量に対するドット移動量の最適値になる。このとき、ドット移動量は最小になる。二つの近似式の交点を求めて、交点のＸ値としてＯＩＳ補正量の設定値０．４４３１とすることにより、粗い検索(最適設定を通過してしても)、ＯＩＳ補正量に対するドット移動量の最適値を設定することができる。要するに、このカメラモジュール１において、測定値が最適値でなくても、二つのＸ，Ｙの直線近似式から交点を求めてそのＸ値をＯＩＳ補正量（駆動レンズＢの戻し量）の設定値０．４４３１とすることにより、ＯＩＳ補正量の設定値を最適値に設定することができる。

このように、手ぶれ抑制機能付きカメラモジュール１において、振動状態上で手ブレ量を測定しながら、ＯＩＳ補正量の設定値を連続的に可変し、ＯＩＳ補正量の設定値に対してドット移動量の代表数点（ここでは６点）を測定し、測定ポイント間の未測定ポイントを数式（直線近似式）で補完して、検索なしに正確に短時間で手ぶれ補正の最適値にＯＩＳ補正量の設定値を調整する。

なお、ＯＩＳ補正はＸＹの２軸を個別に行う必要があり、Ｘ側の最適値を設定後、Ｙ側の最適値の設定を行う。ＯＩＳ補正対、手ブレ量は比例関係にあることから、自己相関係数が十分な値になったとき、一次式で最適値を予測して、ＯＩＳ補正量の設定値を短時間に調整することができる。

次に、ブレ抑制機能（ＯＩＳ）付きカメラモジュール１の検査工程として、結像した画像がOIS動作に客観的に止るか否かを検査する。

図１９は、図１８のＯＩＳ補正量に対するドット移動量の関係に二つの１次近似式を当てはめた場合を示す図である。

図１９に示すように、ａ式とｂ式の交点を求める。ａ式としてＹ＝−５０Ｘ＋２２と、ｂ式としてＹ＝３５Ｘ−１５．６６７との交点は、−５０Ｘ−３５Ｘ＝−２２−１５．６６７からＸ＝０．４４３１となる。また、Ｙ＝−５０×０．４４３１＋２２＝−０．１５５となる。

カメラモジュール１の検査方法として、結像した画像がＯＩＳ動作に客観的に止るか否かは、ドット移動量（Ｙ値）が１または２以下であるかどうかで検査する。したがって、ドット移動量（Ｙ値）が１または２を超える場合には、結像した画像がＯＩＳ動作しても客観的に止まらず、不良値とする。ドット移動量（Ｙ値）が１以下であれば、交点のＹ座標が下回るため、ドット移動量も１よりも小さくなり、画像センサＣ上の被写体Ａの結像画像のブレも１ドットよりも小さくなって結像した画像がＯＩＳ動作により客観的に止って十分に収まる。

次に、 最適値に調整しても画像センサＣ上の結像画像のブレが十分に抑制できない場合について説明する。

図２０は、最適値に調整しても画像センサＣ上の結像画像のブレが十分に抑制できない場合であって、ＯＩＳ補正量に対するドット移動量の関係に二つの１次近似式を当てはめた場合を示す図である。

図２０に示すように、ＯＩＳ補正量の設定値０．２でセンサ上ドット移動量１２、ＯＩＳ補正量の設定値０．３でセンサ上ドット移動量８、ＯＩＳ補正量の設定値０．４でセンサ上ドット移動量４、ＯＩＳ補正量の設定値０．５でセンサ上ドット移動量４、ＩＳ補正量の設定値０．６でセンサ上ドット移動量６、ＯＩＳ補正量の設定値０．７でセンサ上ドット移動量９である。

ＯＩＳ補正量の設定値０．２〜０．４では、ａ式としてＹ＝−４０Ｘ＋２０に直線近似でき、ＯＩＳ補正量の設定値０．５〜０．７では、ｂ式としてＹ＝２５Ｘ−８．６６６７に直線近似できる。

ａ式としてＹ＝−４０Ｘ＋２０と、ｂ式としてＹ＝２５Ｘ−８．６６６７との交点は、−４０Ｘ−２５Ｘ＝−２０−８．６６６７からＸ＝０．４４１となる。また、ドット移動量としては、Ｙ＝−４０×０．４４１＋２０＝２．３６となって、最適値のＯＩＳ補正量の設定値が０．４４１に設定しても、ドット移動量が２ドット以上となり目に付く手ぶれとなる。

このように、ＯＩＳ補正量の設定値をどのように補正しても、ドット移動量（Ｙ値）が「２．３６」で１または２を超えるため、画像センサＣ上に結像した被写体Ａの画像がＯＩＳ動作に２．３６ドット分動いて手ぶれが止まらず、不良のカメラモジュールとなってしまう。

次に、ブレ抑制機能（ＯＩＳ）付きカメラモジュール１におけるＯＩＳ動作時の画像停止量評価工程について図２１を用いて説明する。

図２１は、図１８のＯＩＳ補正量に対するドット移動量の関係に二つの１次近似式を当てはめて画像停止量を評価する場合を示す図である。

図２１において、ＯＩＳ補正量の設定値０．２〜０．４でａ式としてＹ＝−５０Ｘ＋２２に近似できるが、ＯＩＳ動作時の画像停止量評価は、ＯＩＳモードがオンになっているときとオフになっているときとの差をみればよいため、ａ式のＯＩＳ補正量の設定値０（ＯＩＳモードオフ）に対するドット移動量、即ち、ｙ切片（図２１のＧ部）がＯＩＳ動作オフ時の画像移動量であり、最大移動量が実測なしに求めることができる。

ＯＩＳ動作時の画像停止量評価は、抑制比（ｄＢ）＝２０×ｌｏｇ１０（最大移動量÷最良移動量）で求めることができる。但し、このときは、ＯＩＳ補正量の最良設定値はＸ＝０．４４３１、ドット移動量が−０．１５５、最大移動量は「２２」である。したがって、抑制比（ｄＢ）＝２０×ｌｏｇ１０（２２÷−０．１５５）となる。

ＯＩＳ動作のＯＮ時とＯＦＦ時の画像センサＣ上での結像のドット移動量を比較することにより、ＯＩＳ動作時の画像停止量を評価ができるが、ａ式とｂ式の直線近似式を導きだすことにより、ＯＩＳ調整を中断することなく、ＯＩＳ調整と同時に画像停止量を評価できる。

次に、手ぶれ抑制機能（ＯＩＳ）付きカメラモジュール１のアクチュエータ位置検出ホール素子調整工程について説明する。これはＯＩＳアクチュエータ位置検出用ホール素子のバイアス設定値（３．３Ｖをビットで設定、１６ビット；０〜６５５３５）を調整することにより行う。

ここで、ＯＩＳアクチュエータ位置検出ホール素子のバイアス設定値の調整は、ホールブリッジ回路にバイアス電圧を加えて、ＯＩＳアクチュエータ印加電圧を段階的にシフトさせることにより実施する。ＯＩＳアクチュエータ位置検出用ホール素子のバイアス設定はＤ／Ａコンバータのバイアス設定値を設定することにより行う。通常の設定ではバイアス設定値を３３０００程度である。設定は１６ビット分のスイッチのオンオフより行うことにより、１６ビットの種類（０〜６５５３５の種類）の電圧を出力させることができる。

通電されたコイルが電磁石化され、そのコイルの方向に駆動レンズＢの周囲の永久磁石（マグネット）が引き付けられて周囲の上下左右に配置された永久磁石と共に駆動レンズＢを移動させるようになっているが、駆動レンズＢには位置検出用ホール素子が取り付けられており、位置検出用ホール素子が駆動レンズＢの動作位置を検出するようになっている。位置検出用ホール素子は磁力が近づくと抵抗値が変化する。駆動レンズＢの少なくとも上下２箇所に、位置検出用ホール素子を設けることにより、駆動レンズＢがｘｙ座標の何処に移動したかを検出してこれを補正することができる。例えば位置１から１０があるとして、目標の位置５まで駆動レンズＢを動かしたいにもかかわらず、実際には位置４までしか駆動レンズＢが動いていない場合には、位置５まで駆動レンズＢが動くようにコイルの電磁石への電流値を制御するようにフィードバックがかけられる。位置検出用ホール素子の出力にサーボ回路（図示せず）でサーボをかけると、目標の位置５に駆動レンズＢを動かすことができる。

図２２〜図２５は、各アクチュエータ位置検出ホール素子において、アクチュエータ印加電圧に対するホール電圧出力値の関係を示す図である。

図２２〜図２５に示すように、アクチュエータ印加電圧に対するホール電圧出力値の関係から直線近似式として一次式ｙ＝ａｘ＋ｂが得られる。一次式ｙ＝ａｘ＋ｂの傾きａを位置検出用ホール素子の感度とすると、図２２では傾きａ１が０．４、図２３では傾きａ２が０．４３、図２４では傾きａ３が０．４６、図２５では傾きａ４が０．５である。

図２６は、アクチュエータ位置検出ホール素子の感度（傾きａ）に対するバイアス設定値（１６ビット表示）の関係を示す図である。

手ぶれ抑制機能（ＯＩＳ）付きカメラモジュール１の感度測定バラツキが大きいアクチュエータ位置検出ホール素子を調整する方法として、図２６で得られたアクチュエータ位置検出ホール素子の感度（傾きａ）に対するバイアス設定値のデータから、一次式（直線近似式；ｙ＝ａＸ＋ｂ）を導き出し、狙った感度設定にするためのバイアス設定を計算することができる。例えば図２６から、狙った感度０．４５に設定する場合に、直接のデータがなくても、直線近似式のｙ＝ａＸ＋ｂのＸに０．４５の数値を代入することにより、バイアス設定ｙを求めることができる。この０．４５が適正値かどうかは実験により決定している。

図２６に示すように、図２２の感度（傾きａ１）が０．４では「４９１５２」、図２３の感度（傾きａ２）が０．４３では「５０６８８」、図２４の感度（傾きａ３）が０．４６では「５３７６０」、図２５の感度（傾きａ４）が０．５では「５９９０４」である。

感度測定バラツキが大きく、直線式の自己相関係数が低い場合（＜感度０．６）であっても、目標感度へ正確に合わせることができる。

したがって、本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法は、角速度センサが搭載され、手ぶれ量を角速度センサで検出した角速度量（量と方向）に応じて駆動レンズＢを駆動して、手ぶれ量および手ぶれ角度に応じた手ぶれ補正を行う手ぶれ抑制機能付きカメラモジュール１を製造する方法において、手ぶれ抑制機能付きカメラモジュール１が組み立てられた後に、補正量調整手段が、手ぶれ補正量に対する撮像画像移動量（ドット移動量）の関係を測定し、その関係を二つの直線式に近似し、その二つの直線式の交点を求めて該手ぶれ補正量に対する撮像画像移動量の最適値を求め、該最適値の手ぶれ補正量に設定する補正量調整工程と、撮像画像移動量検査手段が、撮像画像移動量がドット移動量として１または２以下であるかどうかを判定して良否検査を行う撮像画像移動量検査工程と、画像停止量評価手段が、手ぶれ抑制動作時の画像停止量評価値を、手ぶれ補正量が０の場合の撮像画像移動量を最大撮像画像移動量として、抑制比（ｄＢ）＝２０×ｌｏｇ１０（該最大撮像画像移動量÷前記撮像画像移動量の最適値）から求める画像停止量評価工程と、駆動レンズに設けられて駆動レンズの動作位置を検出してこれを補正するためのアクチュエータ位置検出ホール素子の感度に対するバイアス設定値を測定し、測定した複数のアクチュエータ位置検出ホール素子の感度に対するバイアス設定値から一つの直線近似式を導き出し、この導き出した直線近似式を用いて、目標感度設定値に対するバイアス設定を計算し、この計算したバイアス設定にアクチュエータ位置検出ホール素子を調整するアクチュエータ位置検出ホール素子調整工程とを有している。なお、本実施形態１の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法は、これらの補正量調整工程と、撮像画像移動量検査工程と、画像停止量評価工程と、アクチュエータ位置検出ホール素子調整工程のうちの少なくとも補正量調整工程を有していればよい。

これによって、手ぶれ時の駆動レンズＢの戻し量を適正に決めることにより、手ぶれ時に画像センサＣ上の被写体画像が画像センサ中央位置に適正に正確かつ素早く戻して手ぶれを抑制すことができる。

（実施形態２）
図２７は、本発明の実施形態２として、本発明の実施形態１のカメラモジュールを含む固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。

図２７において、本実施形態２の電子情報機器９０は、上記実施形態１のカメラモジュールからの信号を所定信号処理をしてカラー画像信号を得る固体撮像装置９１と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を記録用に所定の信号処理した後にデータ記録可能とする記録メディアなどのメモリ部９２と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示可能とする液晶表示装置などの表示部９３と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を通信用に所定の信号処理をした後に通信処理可能とする送受信装置などの通信部９４と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を印刷用に所定の印刷信号処理をした後に印刷処理可能とするプリンタなどの画像出力部９５とを有している。なお、この電子情報機器９０としては、これに限らず、固体撮像装置９１の他に、メモリ部９２と、表示部９３と、通信部９４と、プリンタなどの画像出力部９５とのうちの少なくともいずれかを有していてもよい。

この電子情報機器９０としては、前述したように例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、車載用後方監視カメラなどの車載用カメラおよびテレビジョンカメラ、テレビジョン電話用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、カメラ付き携帯電話装置および携帯端末装置（ＰＤＡ）などの画像入力デバイスを有した電子機器が考えられる。

したがって、本実施形態２によれば、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号に基づいて、これを表示画面上に良好に表示したり、これを紙面にて画像出力部９５により良好にプリントアウト（印刷）したり、これを通信データとして有線または無線にて良好に通信したり、これをメモリ部９２に所定のデータ圧縮処理を行って良好に記憶したり、各種データ処理を良好に行うことができる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態１、２を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１、２に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１、２の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、携帯電話装置などの小形機器に搭載される手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールおよび、このカメラモジュール製造時の手ぶれ抑制機能の検査や手ぶれ抑制機能を最適に使用するための調整パラメータの検出などに用いるカメラモジュールの製造方法、このカメラモジュールを画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびコンパクトデジタルカメラ、デジタルスチルカメラ（デジタルカメラ）や、画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、カメラ付き携帯電話装置、自走式掃除機のセンサおよびエアコンの人検知センサなどの電子情報機器の分野において、手ぶれ時の駆動レンズの戻し量を適正に決めることにより、手ぶれ時に被写体画像が画像センサ中央位置に適正に正確かつ素早く戻すことができる。

１ 手ぶれ抑制機能付きカメラモジュール
Ａ 被写体
Ｂ 駆動レンズ
Ｃ 画像センサ
Ｄ コイル（電磁石）
Ｅ コイル（電磁石）

Claims (6)

1. 角速度センサが搭載され、手ぶれ量を角速度センサで検出した角速度量に応じて駆動レンズを駆動して、手ぶれ量および手ぶれ角度に応じた手ぶれ補正を行う手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法において、
   手ぶれ補正量に対する撮像画像移動量の関係を二つの直線式に近似し、該二つの直線式の交点を求めて該手ぶれ補正量に対する撮像画像移動量の最適値を求め、該最適値の手ぶれ補正量に設定する補正量調整工程を有する手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法。
2. 前記撮像画像移動量がドット移動量として１または２以下であるかどうかを判定して良否検査を行う撮像画像移動量検査工程を更に有する請求項１に記載の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法。
3. 手ぶれ抑制動作時の画像停止量評価値を、前記手ぶれ補正量が０の場合の前記撮像画像移動量を最大撮像画像移動量として、抑制比（ｄＢ）＝２０×ｌｏｇ１０（該最大撮像画像移動量÷前記撮像画像移動量の最適値）から求める画像停止量評価工程を更に有する請求項１または２に記載の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法。
4. 前記駆動レンズに設けられて前記駆動レンズの動作位置を検出してこれを補正するためのアクチュエータ位置検出ホール素子のアクチュエータ印加電圧に対するホール電圧の関係から導き出した直線近似式の傾きを該アクチュエータ位置検出ホール素子の感度とし、当該感度に対するバイアス設定値を測定し、測定したアクチュエータ位置検出ホール素子の感度に対するバイアス設定値の関係から導き出した直線近似式を用いて、目標感度設定値に対するバイアス設定値を計算し、この計算したバイアス設定値に該アクチュエータ位置検出ホール素子を調整するアクチュエータ位置検出ホール素子調整工程を更に有する請求項１に記載の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールの製造方法により前記最適値の手ぶれ補正量に調整された手ぶれ抑制機能付きカメラモジュール。
6. 請求項５に記載の手ぶれ抑制機能付きカメラモジュールを画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器。