JP2014052601A - カメラモジュールおよび情報処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】高解像度を有する高品質のカメラモジュールならびにその駆動方法を提供する
【解決手段】カメラモジュール(10)は、焦点調整のために、レンズバレル(3)を駆動する焦点調整用アクチュエータ(1)と、レンズバレル(3)に含まれたレンズに対向したセンサーチップ(4)と、レンズに対向したセンサーチップ(4)の傾きを補正する駆動機構を備えた傾き制御用アクチュエータ(2)とを備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、主としてアクチュエータ付きカメラモジュールに関する。
近年、被写体の撮影に特化したディジタルカメラのみならず、静止画または動画を撮影するカメラ機能を搭載した携帯型通信装置または携帯型情報処理装置などが普及している。ディジタルカメラまたはカメラ機能を搭載した各種装置は、被写体の遠近に応じて焦点を自動的に調節する主要部を構成するカメラモジュールを備えている。
上記カメラモジュールは、撮像素子(以下、センサーチップと呼ぶ)と、センサーチップの受光面に被写体の像を結像させるレンズと、レンズの位置を変えてその焦点を調節するアクチュエータとを備えている。
下掲の特許文献1には、上記アクチュエータとして、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)アクチュエータを採用したカメラモジュールが開示されている。
特開2012−8569号公報(2012年1月12日公開)
しかしながら、従来のカメラモジュールでは、様々な原因により、センサーチップの受光面とレンズとが正対しない状態が発生することがあり、その正対しない状態が解像度に悪影響を及ぼすことがあるという問題を抱えている。
(原因1)
ここで、一般的なカメラモジュールの構成について、図8および図9を参照して説明する。図8は、一般的なカメラモジュールの構成を模式的に示す断面図である。図9は、センサーチップの受光面とレンズとが正対していない状態を模式的に示す断面図である。
図8に示すカメラモジュール50は、基板51、基板51上に実装されたセンサーチップ52、レンズを保持したレンズバレル53、およびレンズバレル53を駆動するアクチュエータ54を備えている。
アクチュエータ54には、上記MEMSアクチュエータのほかに、VCM(Voice Coil Motor)アクチュエータを採用することも一般的である。
センサーチップ52は、熱硬化型の接着剤55を用いて、基板51上にダイボンドされている。また、センサーチップ52の上面に形成された複数のパッド(電極)56と、基板51上に形成された複数の端子57とが、ワイヤーボンドされている。
上記のように、熱硬化型の接着剤55を用いたダイボンディングでは、基板51とセンサーチップ52との熱膨張係数の違いなどに起因して、図9に示すように、センサーチップ52が基板51に対して歪んだり、傾いたりすることがある。
この対策のために、熱硬化型接着剤の塗布パターンまたは熱硬化時の温度の最適化を図ることによって、或る程度改善することは可能である。しかし、そのような最適化を図ってもなお、数10μm程度の傾きは発生しているのが現状である。このセンサーチップの傾きは、後で説明するように、解像度に悪影響を与える。
(原因2)
センサーチップの受光面とレンズとが正対しない状態を発生させる他の原因として、カメラモジュール50の組み立ての精度のバラツキが挙げられる。
例えば、組み立ての精度のバラツキには、基板にアクチュエータを搭載する際の精度のバラツキ、アクチュエータにレンズを搭載する際の精度のバラツキ、およびアクチュエータの動作の精度によるバラツキなどが含まれている。
このような組み立ての精度のバラツキは、アクチュエータを動作させていない状態と動作させた状態とで、レンズに対するセンサーチップの傾きに差を生み出す。図9には、アクチュエータ54を動作させていない状態におけるレンズバレル53が、アクチュエータ54を動作させた状態では、レンズバレル53’として示すように、傾いたことを表している。この結果、撮像範囲の周辺における解像度がさらに悪化するという問題を派生させる。
(解像度の評価)
カメラモジュールの解像度の評価においては、解像度を算出するためのパターンが描かれている解像度チャートが用いられる。カメラモジュールで上記解像度チャートの画像を撮像し、上記画像を用いて、カメラモジュールの解像度が算出される。
上記パターンは、撮像範囲の中心と周辺4点に解像度の算出用パターンとして配置されている。自動焦点調節(オートフォーカス)機能を有するカメラモジュールの場合、中心のパターンに焦点を合わせるようにアクチュエータを動作させることによって、レンズの位置を調整し、焦点が合ったレンズの位置において画像が取得される。
図10は、上記センサーチップ52に傾きがある状態において、撮像範囲の中心と周辺4点とについてそれぞれ算出した解像度を示すグラフである。
上記パターンの中心および周辺4点における解像度を評価するために、図10に示すように、横軸がVCMアクチュエータの駆動量、縦軸が解像度であるグラフが用いられる。上記グラフにおいて、上記撮像範囲の中心について算出された解像度のピーク位置(すなわち、解像度のピークに対応したVCM駆動量)と、周辺4点について算出された解像度のピーク位置とが一致する場合、解像度は最適な状態である。
要するに、解像度が最適な状態では、センサーチップはレンズに対して正対、またはほぼ正対した状態になっている。
しかし、センサーチップがレンズに対して傾きを生じている場合、上記両者のピーク位置にずれが生じる。そのため、中心のパターンに焦点が合うように撮像した場合、図10に枠Aにて示すように、周辺4点の解像度が悪化する。
以上のように、センサーチップがレンズに対して傾きを生じると、カメラモジュールの解像度が悪化することが判る。
前掲の特許文献1では、上記MEMSアクチュエータが搭載されたカメラモジュールにおいて、カメラモジュールの解像度の悪化に起因する、レンズに対するセンサーチップの傾きについては考えられていない。そのため、レンズに対するセンサーチップの傾きによって解像度が悪化するという問題の解決策を、特許文献1から得ることはできない。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、カメラモジュールの基板に対するセンサーチップの傾き、およびレンズに対するセンサーチップの傾きを補正することによって、解像度を向上させたカメラモジュールを提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るカメラモジュールは、
(1)焦点調整のために、レンズ部を駆動する第1アクチュエータと、
(2)上記レンズ部に含まれたレンズに対向した光センサーチップと、
(3)制御部から補正量を指示されることにより、上記レンズに対向した光センサーチップの傾きを補正する駆動機構を備えた第2アクチュエータとを含むことを特徴としている。
本発明の一態様によれば、カメラモジュールの基板に対する光センサーチップの傾き、およびレンズに対する光センサーチップの傾きを補正することによって、解像度を向上させることができるという効果を奏する。
本発明の実施の形態1に係るカメラモジュールの構成を概略的に示す断面図である。 傾き制御用アクチュエータの一構成例を示す平面図である。 傾き制御用アクチュエータが基板上に水平に設けられた場合の初期状態を側面から見て示す説明図である。 傾き制御用アクチュエータの動作状態を側面から見て示す説明図である。 傾き制御用アクチュエータが基板上に傾きを持って設けられた場合の初期状態を側面から見て示す説明図である。 上記カメラモジュールを備えた情報処理装置の要部の構成を示すブロック図である。 レンズの移動に伴って。レンズとセンサーチップとの相対的な傾きを補正した状態を概略的に示す断面図である。 一般的なカメラモジュールの構成を模式的に示す断面図である。 センサチップの受光面とレンズとが正対していない状態を模式的に示す断面図である。 センサーチップに傾きがある状態において、撮像範囲の中心と周辺4点とについてそれぞれ算出した解像度を示すグラフである。
本発明の実施の一形態について図1〜図7に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
(カメラモジュールの基本構成)
図1は、本実施形態のカメラモジュール10の構成を概略的に示す断面図である。図1に示すように、カメラモジュール10は、
(1)焦点調整のために、レンズバレル3(レンズ部)を駆動する焦点調整用アクチュエータ1(第1アクチュエータ)と、
(2)上記レンズバレル3に含まれたレンズに対向したセンサーチップ4(光センサーチップ)と、
(3)上記レンズに対向したセンサーチップ4の傾きを補正する駆動機構を備えた傾き制御用アクチュエータ2(第2アクチュエータ)と、
を備えている。
傾き制御用アクチュエータ2は、後述する制御部31(図6参照)から、センサーチップ4の傾きを補正するための補正量を指示されるようになっている。
上記焦点調整用アクチュエータ1、傾き制御用アクチュエータ2およびセンサーチップ4は、基板5上に設けられている。
上記焦点調整用アクチュエータ1は、被写体に焦点が合うように、レンズバレル3を上下に移動させるように駆動する。焦点調整用アクチュエータ1は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)アクチュエータであってもよいし、VCM(Voice Coil Motor)アクチュエータであってもよい。
上記傾き制御用アクチュエータ2は、本実施の形態において、MEMSアクチュエータであり、センサーチップ4と基板5との間に、少なくとも1ヶ所以上に設置されている。センサーチップ4の傾きがある一方向に定まっている場合は、傾き制御用アクチュエータ2を1ヶ所に設置するだけで、ある一方向の傾きを補正することができる。
しかし、センサーチップ4の傾きが定まっていない場合、例えば、レンズバレル3が作動に伴って傾きを生じ、その傾きがレンズの合焦位置によって変化するような場合、センサーチップ4の傾き量および傾きの方向を変化させる必要がある。したがって、この場合には、傾き制御用アクチュエータ2の設置箇所を増やす(例えば、点対称をなす4箇所)か、あるいは、センサーチップ4の傾き量および傾きの方向を任意に制御可能にする構成を傾き制御用アクチュエータ2に持たせることになる。
(レンズとセンサーチップとの相対的な傾き)
レンズとセンサーチップ4との相対的な傾きは、「静止時の傾き」と「動作時の傾き」とに分けることができる。
「静止時の傾き」には、カメラモジュール10の非動作時における、レンズとセンサーチップ4との相対的な傾きと、カメラモジュール10の動作時で、かつレンズバレル3の非駆動時における、レンズとセンサーチップ4との相対的な傾きとが含まれる。
既に説明したように、レンズの静止時の傾きには、基板5に焦点調整用アクチュエータ1を搭載する際の精度のバラツキに起因した傾き、焦点調整用アクチュエータ1にレンズバレル3を搭載する際の精度のバラツキに起因した傾きが含まれている。
また、センサーチップ4の静止時の傾きには、傾き制御用アクチュエータ2を基板に固定する際のダイボンド用接着剤または精度のバラツキに起因した傾き、傾き制御用アクチュエータ2にセンサーチップ4を搭載する際の精度のバラツキに起因した傾きが含まれている。
レンズの静止時の傾きとセンサーチップ4の静止時の傾きとを総合した相対的な傾きが、解像度の劣化の原因となる。
また、「動作時の傾き」は、センサーチップ4の静止時の傾きに、焦点調整用アクチュエータ1がレンズバレル3を駆動する際の動作の精度によるバラツキに起因したレンズの傾きが加わる。すなわち、「動作時の傾き」には、センサーチップ4の静止時の傾きと動作時のレンズの傾きとを総合した相対的な傾きが含まれ、この「動作時の傾き」も解像度の劣化の原因となる。
(傾き制御用アクチュエータの詳細な構成−その1)
以下、センサーチップ4の傾き量および傾きの方向を任意に制御可能にする構成を備えた傾き制御用アクチュエータ2、およびその周辺の構成について、詳細に説明する。
図1に示すように、傾き制御用アクチュエータ2は、上部アクチュエータ部2a(傾動部)および下部アクチュエータ部2b(固定部)に分かれている。上部アクチュエータ部2aは、下部アクチュエータ部2bの中央に立設された支持部22上に、自由にバランスを取って傾くことができるように取り付けられている。
センサーチップ4は、上部アクチュエータ部2a上に固定され、上部アクチュエータ部2aと一体的に、自由に傾くことができる。なお、自由に傾くことができるとは、傾きの方向に制約が無く、かつ、傾きの量が、センサーチップ4の傾きの補正に必要な大きさの上限と傾きが0との間で、任意に変化し得るという意味である。
基板5の上部表面には、複数の基板端子9が設けられ、そのうちの一部は、傾き制御用アクチュエータ2に制御信号を供給できるように、下部アクチュエータ部2b上に設けられた電極とワイヤーボンディングされている。
また、上記複数の基板端子9の他の一部は、センサーチップ4が受光量に応じて出力する電気信号を受け取ることができるように、センサーチップ4上に設けられたチップパッド8とワイヤーボンディングされている。
(傾き制御用アクチュエータの詳細な構成−その2)
図2は、傾き制御用アクチュエータ2の一構成例を示す平面図であり、図3は、傾き制御用アクチュエータ2が基板5上に水平に設けられた場合の初期状態を側面から見て示す説明図である。図4は、傾き制御用アクチュエータ2の動作状態を側面から見て示す説明図である。図5は、傾き制御用アクチュエータ2が基板5上に傾きを持って設けられた場合の初期状態を側面から見て示す説明図である。
図2に示す傾き制御用アクチュエータ2は、上記上部アクチュエータ部2aに相当する、十字形状の上部アクチュエータ部20と、上記下部アクチュエータ部2bに相当する、方形状の下部アクチュエータ部21とを備えている。
下部アクチュエータ部21は、駆動機構および少なくとも1つの第1電極として、下部電極パターン21aを具備し、上部アクチュエータ部20もまた、駆動機構および少なくとも1つの第2電極として、下部電極パターン21aに対応する位置に、上部電極パターン20aを具備している。
既に説明したように、センサーチップ4の傾きがある一方向に固定されている場合には、上部電極パターン20aおよび下部電極パターン21aの1対があれば足りる。具体的には、センサーチップ4の傾斜面に垂直で、傾き制御用アクチュエータ2の中心を通る平面と交差する位置に、1対の上部電極パターン20aおよび下部電極パターン21aを設け、上部電極パターン20aおよび下部電極パターン21aの間隔を制御すればよい。
上部電極パターン20aおよび下部電極パターン21aの間隔を制御するには、上部電極パターン20aおよび下部電極パターン21a間に電位差が生じる電圧を印加し、静電気力の強さを電圧の大きさを変えることによって調節すればよい。
なお、上部電極パターン20aおよび下部電極パターン21aの代わりに、例えば上部圧電セラミクスおよび下部圧電セラミクスを対向させ、各圧電セラミクスに印加する電圧を制御する方式を採用してもよい。この方式では、分極による正負の電荷の発生量を制御することができ、上記静電気力の大きさを変えることができる。
また、傾き制御用アクチュエータ2として、上記上部アクチュエータ部2aおよび下部アクチュエータ部2bを設ける代わりに、基板5上に点対称をなすように局所的に複数設けた圧電素子によって、センサーチップ4を支持する構成を採用してもよい。各圧電素子に印加する電圧を制御することによって、各圧電素子の上下方向の厚みを変えることができるので、センサーチップ4の傾き方向および傾き量を自在に変えることができる。
(傾き制御用アクチュエータの詳細な構成−その3)
センサーチップ4の傾き量および傾きの方向を任意に制御可能にするためには、図2に示すように、下部アクチュエータ部21上に、複数の下部電極パターン21aを点対称をなすように設けるとともに、複数の下部電極パターン21aと複数の上部電極パターン20aとが対向する状態を作れるように、上部アクチュエータ部20上に、複数の上部電極パターン20aを点対称をなすように設けることが好ましい。
図2に示す例では、上部アクチュエータ部20を十字形状としたため、十字の各腕部の先端付近に、計4つの上部電極パターン20aを設けている。これに応じて、下部アクチュエータ部21上にも、計4つの下部電極パターン21aを設けている。
しかし、上部アクチュエータ部20の形状は、十字形状に限られるものではなく、2本以上、好ましくは3本以上の腕部を放射状に設けてもよい。腕部の数、すなわち電極パターンの数が多ければ、傾きの方向の微調整が容易になる。
(情報処理装置の構成)
上記カメラモジュール10を備えた「デジタルカメラまたはビデオカメラ、もしくは携帯電話またはPDA(Personal Digital Assistants)」などを総称した情報処理装置の構成について、以下説明する。
図6は、上記カメラモジュール10を備えた情報処理装置100の要部の構成を示すブロック図である。
図6に示すように、情報処理装置100は、上記カメラモジュール10に加えて、制御部31、記憶部32、入力部33および表示部34を備えている。
制御部31は、レンズと被写体との距離に応じたオートフォーカス制御に関する制御信号を焦点調整用アクチュエータ1に与える。また、制御部31は、センサーチップ4の傾きを補正するのに必要な補正データを記憶部32から読み出し、傾き制御用アクチュエータ2に与えることによって、傾き制御用アクチュエータ2の動作を制御する。
このほか、制御部31は、カメラモジュール10と、各部32〜34とを有機的に統括して制御する。なお、制御部31の中で、カメラモジュール10の制御に関わる制御部を別のチップ(ICまたはLSI)として構成し、その別のチップをカメラモジュール10に含めてもよい。
入力部33は、ユーザが情報処理装置100に対して各種指示を与えるために設けられている。例えば、カメラモジュール10に関する指示としては、カメラモジュール10を起動する指示、被写体を撮影するためにシャッタボタンを押す操作、撮影した画像を記憶するかどうかを決める指示などを、ユーザは入力部33を介して入力することができる。
表示部34は、情報処理装置100で処理された情報を表示する部位である。また、表示部34の全体または一部領域は、カメラモジュール10が起動されたときのビューファインダの役割も担う。すなわち、カメラモジュール10が起動されると、被写体の画像が表示部34にリアルタイムで表示される。
記憶部32には、レンズ位置と、センサーチップ4の傾きの補正量とが対応付けられて、上記補正データとして格納されている。上記レンズ位置は、焦点調整用アクチュエータ1によるオートフォーカス制御によって決まる。上記傾きの補正量は、図2を参照して説明した傾き制御用アクチュエータ2の構成であれば、上部電極パターン20aおよび下部電極パターン21a間に電位差を生じさせる電圧値である。
なお、レンズ位置と電圧値とを対応付けた補正データは、複数の上部電極パターン20aと複数の下部電極パターン21aとの組み合わせのそれぞれについて、センサーチップ4の傾きの方向と傾き量とが最適化されるように、用意されている。例えば、4対の上部電極パターン20aおよび下部電極パターン21aが設けられている形態では、各対ごとに、計4種類の補正データが、レンズの位置に応じて用意されている。
したがって、センサーチップ4を所定の傾きの方向について、所定の傾き量で傾くように、上部アクチュエータ部2aを傾ける場合、例えば4対の上部電極パターン20aおよび下部電極パターン21aに同時に印加する電圧値は、4つとも互いに異なった値になり得る。
(記憶部に格納する補正データの取得)
上記補正データは、カメラモジュール10の製造工程において取得される。カメラモジュール10の製造工程では、カメラモジュール10が動作しない状態、または、焦点調整用アクチュエータ1によるオートフォーカス制御がオフであり、レンズが初期位置にある状態または静止している状態(以下、静止状態と呼ぶ)と、オートフォーカス制御がオンになりレンズが初期位置から移動した状態(以下、動作状態と呼ぶ)とのそれぞれについて、補正データが求められる。
上記静止状態は、前述した「静止時の傾き」に対応し、上記動作状態は、前述した「動作時の傾き」に対応している。
補正データを求めるには、図10に示す解像度の測定結果が最適な状態になるように、センサーチップ4の傾き(「静止時の傾き」および「動作時の傾き」)を補正するための傾き制御用アクチュエータ2に与える電圧値(補正量)を繰り返し求め、最適な電圧値を定める。
最適な電圧値が決まった状態では、図10に示す枠A内に、撮像範囲の中心および周辺の各解像度のピークが収まる、あるいはほぼ収まる。言い換えると、撮像範囲の中心と周辺とで解像度のピークが一致する、あるいはほぼ一致する。
カメラモジュール10が動作しない静止状態において、図1および図3に示すように、センサーチップ4およびレンズバレル3が基板5に対し水平に取り付けられている最適な状態の場合には、センサーチップ4の傾きを補正する必要がない。したがって、例えば4対の上部電極パターン20aおよび下部電極パターン21aに同時に印加する電圧値は、4つとも0に設定される。
また、カメラモジュール10の上記静止状態において、図9に示すように、接着剤に起因して、センサーチップ4が初めから傾きを持つことがある。図1に即して説明すれば、下部アクチュエータ部2bが、接着剤に起因して基板5に対し傾いて固定される結果、センサーチップ4にも傾きが発生する。この場合には、静止状態においても、撮像範囲の中心および周辺の各解像度がばらつきを持つので、センサーチップ4の傾きを補正する必要がある。したがって、例えば4対の上部電極パターン20aおよび下部電極パターン21aに同時に印加する電圧値は、それぞれ適切な値に設定される。
同様にして、カメラモジュール10の上記動作状態においても、初期位置から移動したレンズの位置に対応する補正データが取得される。
結局、レンズの初期位置を例えば0とし、オートフォーカス制御によって移動したレンズの位置を、例えば、−α2、−α1、0、+α1、+α2(または、0、+α1、+α2、+α3、+α4)のように表すとすれば、各レンズ位置ごとに、解像度が一番適切になる電圧値の組み合わせが求まる。電圧値の組み合わせは、既に説明したように、上部電極パターン20aおよび下部電極パターン21aの対の数に対応している。
(傾きの補正動作)
以上の構成により、センサーチップ4の傾きを補正する動作について、以下説明する。図7は、レンズの移動に伴って、レンズとセンサーチップ4との相対的な傾きを補正した状態を概略的に示す断面図である。
カメラモジュール10が起動されると、制御部31は、記憶部32にアクセスし、レンズの初期位置に対応した補正データを読み出す。補正データが0であれば、静止状態は初めから最適化されているので、センサーチップ4の傾きの補正処理は行われない。
しかし、静止状態においてレンズが傾いている場合、記憶部32には、レンズの初期位置に対応した補正データが格納されている。したがって、制御部31は、読み出した補正データに応じた電圧を傾き制御用アクチュエータ2に与える。これにより、図4に示すように、対向した上部電極パターン20aおよび下部電極パターン21aとの間に静電気力が働き、上部電極パターン20aと下部電極パターン21aとが引き合う結果、レンズの傾きに対応した傾きをセンサーチップ4が持つ。
また、オートフォーカス制御によってレンズが移動する場合、例えば図7に示すように、特に被写体を近接撮影(マクロ撮影)する場合に、レンズの初期位置からの移動量が最大となるため、レンズの傾きが最大になりやすい。この場合にも、レンズの位置を制御部31はオートフォーカス機構から取得しているので、そのレンズの位置に対応付けられた補正データを記憶部32から読み出し、補正データに基づいて傾き制御用アクチュエータ2を駆動する。
この結果、図7に示すように、センサーチップ4は、レンズの傾きに対応した傾きを持つ。
以上の傾き補正動作によって、カメラモジュール10の解像度は、常に(静止状態および動作状態によらず)最適化される。
(構成の補足)
制御部31が、傾き制御用アクチュエータ2に静電気力を与えるためには、少なくとも2個の端子が必要である。この端子としては、センサーチップ4の内部回路に設けられた端子を用いてもよいし、外付けの制御用ICチップに設けられた端子を用いてもよい。
制御部31として外付けの制御用ICチップを使用する場合には、外付けの制御用ICチップが、カメラモジュール10の基板5上に搭載されていることが好ましい。
また、記憶部32は、センサーチップ4の内部回路として設けられてもよいし、外付けの制御用ICチップに設けられてもよい。
傾き制御用アクチュエータ2を基板5に接続する方法として、上記実施形態ではダイボンド接合を用いているが、これに限らずフリップチップボンド接合を用いてもよい。
また、カメラモジュール10がスタンバイの状態の場合、上記焦点調整用アクチュエータ1および傾き制御用アクチュエータ2の動作電流が、OFFとなる構成が好ましい。
〔参考の形態〕
(センサーチップ4の傾き角度の導出方法)
センサーチップ4の傾き角度をカメラモジュール10の製造工程中に測定してもよい。図5に示すように、下部アクチュエータ部21は、ダイボンド用接着剤に起因して、基板5に対し、傾いて固定されているとする。上部アクチュエータ部20は、傾いている下部アクチュエータ部21に対して、自然に均衡を保つ姿勢を取る。自然に均衡を保つ姿勢は、必ずしも水平姿勢ではなく、傾きを持ち得る。
上部電極パターン20aと下部電極パターン21aとが対向している状態で、静電容量測定器を用いて、両電極パターン間の静電容量を測定する。事前に静電容量に対応するセンサーチップ4の傾き角度を測定しておくことによって、測定した容量値からセンサーチップ4の傾き角度を検出することができる。
(下部アクチュエータ部の傾き角度の導出方法)
基板5に固定された下部アクチュエータ部21の傾き角度を、カメラモジュール10の製造工程中に測定してもよい。下部アクチュエータ部21の傾き角度と、上部電極パターン20aおよび下部電極パターン21aに印加する電圧値(補正データ)とを、予め対応付けておくことにより、上記傾き角度を測定して、電圧値(補正データ)を設定することができる。
図5に示すように、下部アクチュエータ部21の傾きを示すパラメータとして、ΔXおよびΔYを物理的に計測する。ΔXは、下部アクチュエータ部21の中心から下部アクチュエータ部21の一端部までの距離であり、ΔYは、下部アクチュエータ部21の中心を通る水平線と下部アクチュエータ部21の一端部との距離である。
ΔXおよびΔYが求まれば、下記の式を用いてセンサーチップ4の傾きの角度を検出することが可能である。
傾き角度=arctan(ΔY/ΔX)×180/円周率
なお、上記演算式を用いる代わりに、ΔY/ΔXと傾き角度とを対応付けた(マッピングした)テーブルを用意しておいてもよい。
(カメラモジュール10内部の可動性異物の検出方法)
センサーチップ4の画素領域に可動性異物が載っている場合は、製造工程のテスト時に、センサーチップ4の出力を表示するモニターの画像を確認することによって、可動性異物の存在を確認することが可能である。しかし、センサーチップ4の画素領域外に可動性異物が載っている場合、可動性異物を画像上で確認することができない。
このような隠れた可動性異物を顕在化させるために、傾き制御用アクチュエータ2に与える電圧を連続的(または周期的)に変化させることにより、センサーチップ4を不規則に(または規則的に)振動させて、画素領域外にある可動性異物を画素領域内に移動させる。こうすれば、テスト時に可動性異物の有無を検出することができる。
〔まとめ〕
本発明に係るカメラモジュールは、上記の課題を解決するために、
(1)焦点調整のために、レンズ部を駆動する第1アクチュエータと、
(2)上記レンズ部に含まれたレンズに対向した光センサーチップと、
(3)制御部から補正量を指示されることにより、上記レンズに対向した光センサーチップの傾きを補正する駆動機構を備えた第2アクチュエータとを含むことを特徴としている。
上記の構成によれば、上記レンズに対向した光センサーチップの傾きを補正する必要がある場合には、第2アクチュエータが、その傾きの補正量を制御部から指示される。
したがって、レンズと光センサーチップとの対向状態を最適化することができる。また、その結果、カメラモジュールの解像度を向上させることができる。
本発明に係るカメラモジュールは、さらに、
(4)上記第2アクチュエータに対して、上記傾きの補正量を指示する制御部と、
(5)上記レンズの可動範囲における位置と、上記補正量とを対応付けたデータを記憶した記憶部とを含み、
(6)上記制御部は、上記第1アクチュエータから上記レンズの位置を示す情報を取得して、上記レンズの位置に対応付けられた補正量を上記記憶部から読み出して、上記第2アクチュエータに指示することを特徴とする。
上記の構成によれば、上記レンズの初期位置(第1アクチュエータの非動作時における上記レンズの位置)と、第1アクチュエータの動作時に移動する上記レンズの位置とに対応付けられた補正量を、上記制御部が記憶部から読み出して、上記第2アクチュエータに指示する。
レンズと光センサーチップとの相対的な対向関係、言い換えると、レンズに対する光センサーチップの相対的な傾きは、レンズの光軸に沿った可動範囲における位置に依存して変化する。また、レンズの可動範囲における位置は、被写体とレンズとの距離に応じて変化する。
したがって、上記の構成によって、レンズと光センサーチップとの対向状態を、レンズの位置によらず、つまり、どの距離にある被写体を撮影するかに拠らず、常に最適化することができる。
本発明に係るカメラモジュールは、
(7)上記レンズの可動範囲における位置と、上記補正量とを対応付けたデータを記憶した記憶部をさらに含み、
(8)上記制御部が、上記第1アクチュエータから上記レンズの位置を示す情報を取得したときに、上記レンズの位置に対応付けられた補正量が、上記記憶部から制御部へ読み出される構成であってもよい。
これにより、上記制御部をカメラモジュールの外部に備え付けた構成を提供することができる。
本発明に係るカメラモジュールの上記第2アクチュエータは、
(9)基板に固定された固定部と、
(10)当該固定部に対し、傾きを変化させることができるように支持され、かつ上記光センサーチップを搭載した傾動部とを備え、
(11)上記固定部は、少なくとも1つの第1電極を具備し、
(12)上記傾動部は、上記第1電極に対応する位置に、少なくとも1つの第2電極を具備し、
(13)上記第1電極および第2電極に印加される電圧の大きさに応じて、上記傾動部の傾きが変化することを特徴とする。
上記の構成によれば、上記第1電極および第2電極に印加される電圧を、前記補正量と対応付けることができる。したがって、上記第1電極および第2電極に電圧を印加するという簡単な仕組みによって、光センサーチップの傾きを補正することができる。
上記いずれかのカメラモジュールと、上記カメラモジュールを用いて撮影した静止画像または動画像を表示する表示部とを少なくとも備えたことを特徴とする情報処理装置も、本発明の範疇に含まれる。
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、カメラモジュールと、カメラモジュールを搭載した情報処理装置とに好適に利用することができる。
1 焦点調整用アクチュエータ(第1アクチュエータ)
2 傾き制御用アクチュエータ(第2アクチュエータ)
3 レンズバレル(レンズ部)
4 センサーチップ(光センサーチップ)
5 基板
2a 上部アクチュエータ部(傾動部)
2b 下部アクチュエータ部(固定部)
10 カメラモジュール
20 上部アクチュエータ部
21 下部アクチュエータ部
20a 上部電極パターン(駆動機構)
21a 下部電極パターン(駆動機構)
31 制御部
32 記憶部
100 情報処理装置

Claims (5)

  1. 焦点調整のために、レンズ部を駆動する第1アクチュエータと、
    上記レンズ部に含まれたレンズに対向した光センサーチップと、
    制御部から補正量を指示されることにより、上記レンズに対向した光センサーチップの傾きを補正する駆動機構を備えた第2アクチュエータとを含むこと
    を特徴とするカメラモジュール。
  2. 上記第2アクチュエータに対して、上記傾きの補正量を指示する制御部と、
    上記レンズの可動範囲における位置と、上記補正量とを対応付けたデータを記憶した記憶部とを含み、
    上記制御部は、上記第1アクチュエータから上記レンズの位置を示す情報を取得して、上記レンズの位置に対応付けられた補正量を上記記憶部から読み出して、上記第2アクチュエータに指示すること
    を特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。
  3. 上記レンズの可動範囲における位置と、上記補正量とを対応付けたデータを記憶した記憶部をさらに含み、
    上記制御部が、上記第1アクチュエータから上記レンズの位置を示す情報を取得したときに、上記レンズの位置に対応付けられた補正量が、上記記憶部から制御部へ読み出されること
    を特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。
  4. 上記第2アクチュエータは、基板に固定された固定部と、
    当該固定部に対し、傾きを変化させることができるように支持され、かつ上記光センサーチップを搭載した傾動部とを備え、
    上記固定部は、少なくとも1つの第1電極を具備し、
    上記傾動部は、上記第1電極に対応する位置に、少なくとも1つの第2電極を具備し、 上記第1電極および第2電極に印加される電圧の大きさに応じて、上記傾動部の傾きが変化すること
    を特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のカメラモジュール。
  5. 請求項1から4のいずれか1項に記載のカメラモジュールと、
    上記カメラモジュールを用いて撮影した静止画像または動画像を表示する表示部とを少なくとも備えたこと
    を特徴とする情報処理装置。
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