專利名稱：拍攝用光學裝置、拍攝用光學系統及距離變化量檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及包括對光學圖像的抖動進行修正的抖動修正功能的拍攝用光學裝置、及包括該拍攝用光學裝置的拍攝用光學系統。此外，本發明涉及對被檢測物與反射型光學傳感器的相對距離的變化進行檢測的距離變化量檢測裝置。
背景技術：
近年來，在移動電話等移動設備上裝載有拍攝用光學裝置。對于移動設備的情況，在拍攝時容易產生手抖。因而，本申請人提出了能對拍攝時的手抖進行修正的拍攝用光學裝置(例如，參照專利文獻I)。專利文獻I所記載的拍攝用光學裝置包括:裝載透鏡及拍攝元件的可動模塊；對可動模塊進行支承的固定體；使可動模塊在固定體上擺動以對手抖進行修正的手抖修正機構；及將可動模塊與固定體進行連接的萬向支架彈簧。此外，專利文獻I所記載的拍攝用光學裝置包括用于對能擺動的可動模塊的位置進行檢測的光反射器。該光反射器例如包括向可動模塊射出光的發光二極管(LED)、及接收由可動模塊反射后的光的光電晶體管，并固定于固定體。在光反射器中，一般而言，發光二極管的發光量根據所提供的電流而變化，且光電晶體管的輸出電流根據受光量而變化。在利用光反射器對可動模塊的位置進行檢測時，可利用光電晶體管的輸出電流(即，光反射器的輸出)，但即使可動模塊與光反射器的距離一定，也難以將光反射器的輸出保持大體一定。作為其主要理由，可舉出 第1，發光二極管的發光效率存在個體差異；第2，光電晶體管的靈敏度存在個體差異；第3，存在可動模塊的反射率隨時間而變化、以及周圍溫度的變化等環境變化。因而，以往，提出有能將光反射器的輸出保持大體一定的光反射器控制裝置(例如，參照專利文獻2)。 專利文獻2中，光反射器用于對照相用膠片的片孔(perforation)進行檢測，將光反射器配置成若從發光二極管射出的光通過片孔而由規定的反射面進行反射，則由光電晶體管接收到該反射光。此外，專利文獻2所記載的光反射器控制裝置控制提供給發光二極管的電流，使得光反射器的輸出進入規定范圍內。因此，若利用該光反射器控制裝置，則能抑制發光二極管及光電晶體管的個體差異(元件的個體差異)、環境變化的影響，將光反射器的輸出保持大體一定。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本專利特開2009 - 294393號公報專利文獻2:日本專利特開平10 - 197924號公報
發明內容
發明所要解決的技術問題若利用專利文獻2所記載的光反射器控制裝置，則在反射面與光反射器的距離一定的情況下，能抑制元件的個體差異及環境變化的影響。然而，在像拍攝用光學裝置那樣、對來自發光二極管的光進行反射的可動模塊與光反射器的距離發生變動的情況下，光反射器的輸出隨著可動模塊的擺動而發生變動，因此，即使直接使用專利文獻2所記載的光反射器控制裝置，也無法抑制元件的個體差異及環境變化的影響。因而，本發明的問題在于提供一種拍攝用光學裝置及包括該拍攝用光學裝置的拍攝用光學系統，即使在對來自發光元件的光進行反射的照相機模塊與反射型光學傳感器的距離發生變動的情況下，所述拍攝用光學裝置也能獲得已抑制反射型光學傳感器的元件的個體差異及環境變化的影響的反射型光學傳感器的輸出。此外，本發明的問題在于提供一種距離變化量檢測裝置，即使在對來自發光元件的光進行反射的被檢測物與反射型光學傳感器的距離發生變動的情況下，所述距離變化量檢測裝置也能獲得已抑制反射型光學傳感器的兀件的個體差異及環境變化的影響的反射型光學傳感器的輸出。解決技術問題所采用的技術方案為了解決上述問題，本發明拍攝用光學裝置的特征在于，包括反射型光學傳感器，該反射型光學傳感器具有發光量根據所提供的電流而變化的發光元件和輸出電流根據受光量而變化的受光元件；支承體，該支承體固定反射型光學傳感器；照相機模塊，該照相機模塊具有透鏡和拍攝元件，由支承體以能擺動的方式支承，并使來自發光元件的光朝受光元件反射；抖動修正機構，該抖動修正機構使照相機模塊擺動以使透鏡的光軸相對于支承體傾斜，從而對抖動進行修正；電阻器，該電阻器將受光元件的輸出電流轉換成輸出電壓；原點位置電壓生成單元，該原點位置電壓生成單元生成原點位置電壓，所述原點位置電壓是在照相機模塊位于規定的原點位置或原點位置附近時受光元件的輸出電壓；比較器，該比較器將由原點位置電壓生成單元生成的原點位置電壓與規定的基準電壓進行比較；及可變電流源，該可變電流源基于來自比較器的輸出信號，控制提供給發光元件的電流，利用反射型光學傳感器，檢測照相機模塊相對于支承體的相對位置。本發明的拍攝用光學裝置中，利用原點位置電壓生成單元來生成原點位置電壓，所述原點位置電壓是在照相機模塊位于原點位置或原點位置附近時受光元件的輸出電壓，利用比較器，將由原點位置電壓生成單元生成的原點位置電壓與規定的基準電壓進行比較，并且，利用可變電流源，基于來自比較器的輸出信號，控制提供給發光元件的電流。因此，即使在對來自發光元件的光進行反射的照相機模塊與反射型光學傳感器的距離隨著照相機模塊的擺動而發生變動、結果導致反射型光學傳感器的輸出隨著照相機模塊的擺動而發生變動的情況下，也能將在照相機模塊位于原點位置或原點位置附近時受光元件的輸出電壓(即，反射型光學傳感器的輸出)大體保持一定。因而，在本發明中，即使在照相機模塊與反射型光學傳感器的距離隨著照相機模塊的擺動而發生變動的情況下，也能獲得已抑制反射型光學傳感器的元件的個體差異及環境變化的影響的反射型光學傳感器的輸出。其結果是，在本發明中，即使存在反射型光學傳感器的元件的個體差異、環境變化，也能利用反射型光學傳感器，適當檢測出照相機模塊的位置，進行適當的抖動修正。在本發明中，可變電流源例如基于原點位置電壓大于基準電壓時輸出的、來自比較器的輸出信號，減小提供給發光元件的電流，并基于原點位置電壓小于基準電壓時輸出的、來自比較器的輸出信號，增加提供給發光元件的電流，且在原點位置電壓與基準電壓大體相等、從比較器無輸出信號輸出時，維持提供給發光元件的電流。如此，能將在照相機模塊位于原點位置或原點位置附近時的反射型光學傳感器的輸出保持大體一定。在本發明中，優選為，抖動修正機構包括用于使照相機模塊擺動的驅動用線圈；及將支承體與照相機模塊進行連接、并在電流未被提供給驅動用線圈時將照相機模塊保持在原點位置的彈簧構件，原點位置電壓生成單元基于提供給驅動用線圈的電流，判斷照相機模塊是否位于原點位置或原點位置附近，并生成原點位置電壓。若采用這種結構，則在電流未被提供給驅動用線圈時的照相機模塊由彈簧構件保持在原點位置，因此，基于提供給驅動用線圈的電流，原點位置電壓生成單元能高精度地判斷照相機模塊是否位于原點位置或原點位置附近。因此，原點位置電壓生成單元能基于提供給驅動用線圈的電流，生成高精度的原點位置電壓。在本發明中，優選為，原點位置電壓生成單元在提供給驅動用線圈的電流在規定的基準范圍內時，判斷為照相機模塊位于原點位置或原點位置附近，并生成原點位置電壓。若采用這種結構，則與原點位置電壓生成單元僅在電流未被提供給驅動用線圈時生成原點位置電壓的情況相比，能提高原點位置電壓的更新頻度。因而，能獲得已適當抑制溫度變化等環境變化的影響的反射型光學傳感器的輸出。在本發明中，優選為，原點位置電壓生成單元將作為在提供給驅動用線圈的電流處于規定的基準范圍內時的受光元件的多個輸出電壓、且在規定時間內提取出的受光元件的多個輸出電壓的平均值作為原點位置電壓來生成。由于在提供給驅動用線圈的電流在規定的基準范圍內時的受光元件的輸出電壓容易產生偏差，因此，若采用這種結構，則與將在提供給驅動用線圈的電流處于規定的基準范圍內時的受光元件的輸出電壓直接作為原點位置電壓的情況相比，能提高所生成的原點位置電壓的精度。在本發明中，例如，原點位置電壓生成單元可以是去除受光元件的輸出電壓的高頻分量的低通濾波器，去除高頻分量后的受光元件的輸出電壓為原點位置電壓。此外，在本發明中，例如，原點位置電壓生成單元可以是計算在規定時間內提取出的受光元件的多個輸出電壓的平均值的平均值計算器，由平均值計算器計算出的受光元件的多個輸出電壓的平均值為原點位置電壓。在這些情況下，原點位置電壓生成單元無需判斷提供給驅動用線圈的電流，因此，能使原點位置電壓生成單元的結構較為簡化。此外，即使在這些情況下，也能抑制因照相機模塊的擺動而產生的輸出電壓的變動的影響，因此，原點位置電壓生成單元能生成精度較高的原點位置電壓。本發明的拍攝用光學裝置能用于拍攝用光學系統，該拍攝用光學系統包括用于對支承體的傾斜度的變化進行檢測的角速度傳感器，在所述拍攝用光學系統中，原點位置電壓生成單元基于來自角速度傳感器的輸出信號或來自角速度傳感器的輸出信號的積分值，判斷照相機模塊是否位于原點位置或原點位置附近，并生成原點位置電壓。在該拍攝用光學系統中，即使在對來自發光元件的光進行反射的照相機模塊與反射型光學傳感器的距離隨著照相機模塊的擺動而發生變動的情況下，也能獲得已抑制反射型光學傳感器的元件的個體差異及環境變化的影響的反射型光學傳感器的輸出。此外，在沒有來自角速度傳感器的輸出信號時、或來自角速度傳感器的輸出信號較小時，支承體未傾斜，或者即使傾斜、傾斜度也較小，因此，不進行抖動修正動作，照相機模塊位于原點位置或原點位置附近。因而，即使在此情況下，原點位置電壓生成單元也能基于來自角速度傳感器的輸出信號或來自角速度傳感器的輸出信號的積分值，生成精度較高的原點位置電壓。
本發明的拍攝用光學裝置能用于拍攝用光學系統，該拍攝用光學系統包括對拍攝用光學裝置的抖動修正功能的開關進行控制的控制單元，在拍攝用光學系統中，原點位置電壓生成單元在抖動修正功能為關閉狀態時，生成并存儲原點位置電壓，比較器在抖動修正功能為開啟狀態時，將在抖動修正功能為關閉狀態時存儲于原點位置電壓生成單元的原點位置電壓與基準電壓進行比較。在該拍攝用光學系統中，即使在對來自發光元件的光進行反射的照相機模塊與反射型光學傳感器的距離隨著照相機模塊的擺動而發生變動的情況下，也能獲得已抑制反射型光學傳感器的元件的個體差異及環境變化的影響的反射型光學傳感器的輸出。此外，在抖動修正功能為關閉狀態時，不向驅動用線圈提供電流，照相機模塊位于原點位置，因此，在此情況下，原點位置電壓生成單元能生成更高精度的原點位置電壓。此外，為了解決上述問題，本發明的距離變化量檢測裝置包括具有發光量根據所提供的電流而變化的發光兀件和輸出電流根據受光量而變化的受光兀件的反射型光學傳感器，對被檢測物與反射型光學傳感器的相對距離的變化進行檢測，該被檢測物使來自發光元件的光朝受光元件反射并能移動，其特征在于，包括電阻器，該電阻器將受光元件的輸出電流轉換成輸出電壓；原點位置電壓生成單元，該原點位置電壓生成單元生成原點位置電壓，所述原點位置電壓是在被檢測物位于規定的原點位置或原點位置附近時受光元件的輸出電壓；比較器，該比較器將由原點位置電壓生成單元生成的原點位置電壓與規定的基準電壓進行比較；及可變電流源，該可變電流源基于來自比較器的輸出信號，控制提供給發光元件的電流。本發明的距離變化量檢測裝置中，利用原點位置電壓生成單元來生成原點位置電壓，所述原點位置電壓是在被檢測物位于原點位置或原點位置附近時受光元件的輸出電壓，利用比較器，將由原點位置電壓生成單元生成的原點位置電壓與規定的基準電壓進行比較，并且，利用可變電流源，基于來自比較器的輸出信號，控制提供給發光元件的電流。因此，即使在被檢測物與反射型光學傳感器的距離隨著被檢測物的移動而發生變動、反射型光學傳感器的輸出發生變動的情況下，也能將在被檢測物位于原點位置或原點位置附近時受光兀件的輸出電壓(即，反射型光學傳感器的輸出)大體保持一定。因而，在本發明中，即使在對來自發光元件的光進行反射的被檢測物與反射型光學傳感器的距離隨著被檢測物的移動而發生變動的情況下，也能獲得已抑制反射型光學傳感器的元件的個體差異及環境變化的影響的反射型光學傳感器的輸出。其結果是，在本發明中，即使存在反射型光學傳感器的元件的個體差異、環境變化，也能利用反射型光學傳感器適當檢測出被檢測物與反射型光學傳感器的相對距離的變化。發明效果如上所述，在本發明的拍攝用光學裝置及拍攝用光學系統中，即使在對來自發光元件的光進行反射的照相機模塊與反射型光學傳感器的距離發生變動的情況下，也能獲得已抑制反射型光學傳感器的元件的個體差異及環境變化的影響的反射型光學傳感器的輸出。此外，在本發明的距離變化量檢測裝置中，即使在對來自發光元件的光進行反射的被檢測物與反射型光學傳感器的距離發生變動的情況下，也能獲得已抑制反射型光學傳感器的元件的個體差異及環境變化的影響的反射型光學傳感器的輸出。
圖1是本發明的實施方式所涉及的拍攝用光學裝置的立體圖。圖2是圖1的E — E截面的截面圖。圖3是表示圖1所示的拍攝用光學裝置中的照相機模塊與反射型光學傳感器的配置關系的簡圖。圖4是圖3所示的反射型光學傳感器及反射型光學傳感器的控制電路的簡要電路圖。圖5是表示圖4所示的發光元件的發光量的控制流程的流程圖。標號說明I拍攝用光學裝置3照相機模塊4支承體5擺動驅動機構(抖動修正機構的一部分)6板簧(彈簧構件、抖動修正機構的一部分)7傳感器(反射型光學傳感器)16支點部(抖動修正機構的一部分)18驅動用線圈21發光元件22受光元件23電阻器24原點位置電壓生成單元25比較器26可變電流源L 光軸V原點位置電壓Vout輸出電壓Vref基準電壓
具體實施例方式以下，參照附圖，說明本發明的實施方式。(拍攝用光學裝置的簡要結構)圖1是本發明的實施方式所涉及的拍攝用光學裝置I的立體圖。圖2是圖1的E-E截面的截面圖。圖3是表示圖1所示的拍攝用光學裝置I中的照相機模塊3與反射型光學傳感器7的配置關系的簡圖。另外，在以下的說明中，如圖1所示，設彼此正交的三個方向分別為X方向、Y方向及Z方向，設X方向為左右方向，Y方向為前后方向，Z方向為上下方向。此外，設Zl方向側為“上”側，Z2方向側為“下”側。本實施方式的拍攝用光學裝置I是在構成移動電話等移動設備、行駛記錄儀或監視照相機系統等的一部分的拍攝用光學系統中所使用的、小型且薄型的照相機，具有抖動修正功能。使用拍攝用光學裝置I的拍攝用光學系統包括用于對拍攝用光學裝置I的傾斜度的變化(更具體而言，后述的支承體4的傾斜度的變化)進行檢測的角速度傳感器(陀螺儀)。具體而言，拍攝用光學系統包括用于對拍攝用光學裝置I朝前后方向的傾斜度的變化進行檢測的角速度傳感器、及用于對拍攝用光學裝置I朝左右方向的傾斜度的變化進行檢測的角速度傳感器。此外，該拍攝用光學系統包括對拍攝用光學裝置I的抖動修正功能的開關進行控制的控制單元。角速度傳感器及控制單元配置在拍攝用光學裝置I的外部。拍攝用光學裝置I形成為從拍攝用透鏡的光軸L的方向(光軸向)看時的形狀呈近似正方形的長方體狀，拍攝用光學裝置I的四個側面與左右方向或前后方向近似平行。如圖1、圖2所示，拍攝用光學裝置I包括具有透鏡和拍攝元件并能擺動的照相機模塊3 ;以能擺動的方式對照相機模塊3進行支承的支承體4 ;為修正手抖等抖動而使照相機模塊3相對于支承體4擺動的擺動驅動機構5 ;及作為將照相機模塊3和支承體4進行連接的彈簧構件的板簧6。此外，如圖3所示，拍攝用光學裝置I包括用于檢測相對于支承體4擺動的照相機模塊3的相對位置的兩個反射型光學傳感器7 (以下稱為“傳感器7”)。在本實施方式中，上下方向與照相機模塊3未擺動時的照相機模塊3的光軸向大體一致，照相機模塊3的光軸向與上下方向一致時的照相機模塊3的位置是照相機模塊3的原點位置。此外，在本實施方式中，在照相機模塊3的下端安裝有拍攝元件，對配置在上側的被拍攝體進行拍攝。照相機模塊3形成為從光軸向看時的形狀呈近似正方形的長方體狀。在照相機模塊3的前后及左右的側面分別固定有構成擺動驅動機構5的后述的驅動用磁體19。此外，除上述透鏡和拍攝元件外，照相機模塊3還包括用于沿光軸向驅動透鏡的透鏡驅動機構。即，本實施方式的拍攝用光學裝置I還具有自動聚焦功能。透鏡驅動機構例如包括驅動用的線圈和驅動用的磁體。另外，透鏡驅動機構也可以包括壓電元件或形狀記憶合金等。此夕卜，照相機模塊3也可以不包括透鏡驅動機構。即，拍攝用光學裝置I也可以不具有自動聚焦功能。拍攝元件安裝于基板9。基板9安裝于照相機模塊3的下端側。基板9與FPC (柔性印刷基板)10相連接，FPClO在拍攝用光學裝置I的下端側走線，從拍攝用光學裝置I的側面引出。此外，在基板9的下表面固定有與后述的球狀構件15抵接的抵接板11。支承體4包括構成拍攝用光學裝置I的前后左右四個側面(外周面)的殼體13、構成拍攝用光學裝置I的下表面側的下殼體14。殼體13形成為近似方筒形，配置成從外周側包圍照相機模塊3。下殼體14形成為具有底部14a和筒部14b的有底的近似方筒形。下殼體14的底部14a配置在下側。在底部14a的中心形成有圓形的配置孔14c，該配置孔14c配置成為照相機模塊3的擺動支點的球狀構件15的下端側。在本實施方式中，利用球狀構件15和配置孔14c，構成成為照相機模塊3的擺動中心的支點部16。支點部16配置在照相機模塊3的下側，球狀構件15的上端與抵接板11的下表面抵接。擺動驅動機構5包括四個驅動用線圈18、及與四個驅動用線圈18分別相對配置的四個驅動用磁體19。驅動用線圈18例如是卷繞形成為近似長方形的空芯線圈。四個驅動用線圈18分別固定于構成殼體13的內周面的四個內側面。驅動用磁體19例如形成為大致長方形的平板狀。四個驅動用磁體19分別固定于照相機模塊3的前后及左右的各側面，以在前后方向或左右方向上與驅動用線圈18相對。在本實施方式中，利用在左右方向上相對的驅動用線圈18和驅動用磁體19，來進行使照相機模塊3以前后方向為軸向、朝左右方向擺動的擺動動作。此外，利用在前后方向上相對的驅動用線圈18和驅動用磁體19，來進行使照相機模塊3以左右方向為軸向、朝前后方向擺動的擺動動作。板簧6包括固定于照相機模塊3的可動側固定部、固定于支承體4的固定側固定部、及將可動側固定部與固定側固定部進行連接的多根彈簧部。在本實施方式中，通過使彈簧部相對于固定側固定部彎曲，從而能進行照相機模塊3的擺動動作。此外，板簧6以彎曲的狀態進行固定，使得產生用于使球狀構件15的上端與抵接板11可靠地進行抵接、并使球狀構件15的下端側與下殼體14的配置孔14c的邊緣可靠地進行抵接的加壓(即，使得產生將照相機模塊3朝下方作用的作用力)。此外，板簧6對照相機模塊3進行保持，使得在電流未被提供給驅動用線圈18時，將照相機模塊3配置在原點位置。如圖3所示，傳感器7安裝于基板17。安裝兩個傳感器7中的一個傳感器7的基板17固定于支承體4的前后側面中的任一側面，安裝兩個傳感器7中的另一傳感器7的基板17固定于支承體4的左右側面中的任一側面。即，傳感器7經由基板17固定于支承體
4。在本實施方式中，利用固定于支承體4的前后側面中的任一側面的傳感器7，檢測出照相機模塊3在前后方向上的位置，利用固定于支承體4的左右側面中的任一側面的傳感器7，檢測出照相機模塊3在左右方向上的位置。以下，對傳感器7的結構及傳感器7的控制電路20的結構進行說明。(反射型光學傳感器及控制電路的結構)圖4是圖3所示的反射型光學傳感器7及反射型光學傳感器7的控制電路20的簡要電路圖。圖5是表示圖4所示的發光元件21的發光量的控制流程的流程圖。傳感器7是光反射器,包括發光兀件21和受光兀件22。發光兀件21例如是發光二極管，受光元件22例如是光電晶體管。傳感器7與照相機模塊3的側面相對配置，使得從發光兀件21射出的光在照相機模塊3的側面被反射,并射入到受光兀件22,在反射光射入到受光元件22時，發射極電流作為受光元件22的輸出電流而流過。發光元件21的發光量根據提供給發光元件21的電流IF而變化。具體而言，若電流IF變大，則發光元件21的發光量增加，若電流IF變小，則發光元件21的發光量減少。受光兀件22的輸出電流根據受光兀件22的受光量而變化。即，若對來自發光兀件21的光進行反射的照相機模塊3與傳感器7的距離發生變化，受光元件22的受光量發生變化，則受光元件22的輸出電流發生變化。具體而言，若受光元件22的受光量增加，則受光元件22的輸出電流變大，若受光元件22的受光量減少，則受光元件22的輸出電流變小。在本實施方式中，利用變動的受光元件22的輸出電流，檢測出照相機模塊3與傳感器7的相對距離的變化。控制電路20安裝于基板17，包括電阻器23、原點位置電壓生成單元24、比較器25、及可變電流源26。此外，控制電路20包括與發光元件21的陽極及受光元件22的集電極連接的電源(省略圖示)，對發光元件21及受光元件22施加電源電壓Vcc。電阻器23與受光元件22的發射極連接，將受光元件22的輸出電流轉換成輸出電壓Vout。在本實施方式中，基于輸出電力Vout的大小(傳感器7的輸出的大小)，檢測照相機模塊3相對于支承體4的相對位置。原點位置電壓生成單元24的輸入側連接在受光元件22的發射極與電阻器23之間，原點位置電壓生成單元24的輸出側連接到比較器25的兩個輸入部中的一個輸入部。此夕卜，在原點位置電壓生成單元24連接有對提供給驅動用線圈18的電流進行控制的電流控制電路(省略圖示)。原點位置電壓生成單元24生成原點位置電壓V，所述原點位置電壓V是照相機模塊3位于原點位置或原點位置附近時的輸出電壓Vout。在本實施方式中，原點位置電壓生成單元24基于提供給驅動用線圈18的電流，判斷照相機模塊3是否位于原點位置或原點位置附近，并生成原點位置電壓V。具體而言，原點位置電壓生成單元24在提供給驅動用線圈18的電流處于規定的基準范圍內時(更具體而言，在提供給驅動用線圈18的電流為0或接近0時)，判斷為照相機模塊3位于原點位置或原點位置附近，利用此時的輸出電壓Vout來生成原點位置電壓V。更具體而言，在本實施方式中，原點位置電壓生成單元24計算作為在提供給驅動用線圈18的電流處于規定的基準范圍內時的(提供給驅動用線圈18的電流為0或接近0時的)多個輸出電壓Vout、且在規定時間內提取(采樣)出的多個輸出電壓Vout的平均值，將該平均值作為原點位置電壓V。例如，在本實施方式中，原點位置電壓生成單元24計算作為在提供給驅動用線圈18的電流處于土 ImA的范圍內時的多個輸出電壓Vout、且在規定時間內提取出的多個輸出電壓Vout的平均值，將該平均值作為原點位置電壓V。此時，原點位置電壓生成單元24例如通過移動平均來計算平均值。因此，每當提供給驅動用線圈18的電流處于規定的基準范圍內時，都更新原點位置電壓V。即，每當照相機模塊3來到原點位置或原點位置附近時，都更新原點位置電壓V。另外，例如，在提供給驅動用線圈18的電流處于±lmA的范圍內時的、光軸L相對于上下方向的傾斜度約為0. 01°，因此，只要提供給驅動用線圈18的電流在±lmA的范圍內，就可以說照相機模塊3位于原點位置或原點位置附近。此外，與固定于支承體4的前后側面的任一側面的傳感器7的受光元件22相連接的原點位置電壓生成單元24基于提供給固定于殼體13的前后側面的驅動用線圈18的電流，判斷照相機模塊3是否位于原點位置或原點位置附近，生成原點位置電壓V。此外，與固定于支承體4的左右側面的任一側面的傳感器7的受光元件22相連接的原點位置電壓生成單元24基于提供給固定于殼體13的左右側面的驅動用線圈18的電流，判斷照相機模塊3是否位于原點位置或原點位置附近，生成原點位置電壓V。比較器25將由原點位置電壓生成單元24生成的原點位置電壓V與規定的基準電壓Vref進行比較，在原點位置電壓V與基準電壓Vref有差值時，輸出與該差值相對應的輸出信號。可變電流源26基于來自比較器25的輸出信號來控制提供給發光兀件21的電流。具體而言，可變電流源26基于在原點位置電壓V大于基準電壓Vref時輸出的、來自比較器25的輸出信號，減小提供給發光元件21的電流IF，基于在原點位置電壓V小于基準電壓Vref時輸出的、來自比較器25的輸出信號，增加提供給發光元件21的電流IF。此外，可變電流源26在原點位置電壓V與基準電壓Vref大體相等、從比較器25無輸出信號輸出時，不改變提供給發光元件21的電流IF而進行維持。在本實施方式中，為了抑制發光元件21及受光元件22的個體差異、溫度變化等環境變化對輸出電壓Vout的影響，像以下那樣控制發光元件21的發光量。即，如圖5所示流程那樣，在原點位置電壓生成單元24啟動時(步驟SI)，原點位置電壓生成單元24判斷提供給驅動用線圈18的電流是否處于規定的基準范圍內(步驟S2)。例如，原點位置電壓生成單元24判斷提供給驅動用線圈18的電流是否處于±lmA的范圍內。步驟S2中，在提供給驅動用線圈18的電流處于規定的基準范圍內的情況下(即，提供給驅動用線圈18的電流為0或接近0的情況下)，原點位置電壓生成單元24生成原點位置電壓V，比較器25將該原點位置電壓V與基準電壓Vref進行比較(步驟S3)。步驟S3中，在原點位置電壓V與基準電壓Vref大體相等的情況下，返回至步驟S2。另一方面，步驟S3中，在原點位置電壓V與基準電壓Vref有差值的情況下，比較器25向可變電流源26輸出與該差值相對應的輸出信號,可變電流源26在原點位置電壓V小于基準電壓Vref時(步驟S4中為“是”的情況)，增加提供給發光元件21的電流IF(步驟S5)，返回至步驟S2。此外，可變電流源26在原點位置電壓V大于基準電壓Vref時(步驟S4中為“否”的情況)，減小提供給發光元件21的電流IF (步驟S6)，返回至步驟S2。另外，對于裝載拍攝用光學裝置I的移動電話等，在構成移動電話等的一部分的拍攝用光學系統變成開啟狀態時，原點位置電壓生成單元24啟動(上述步驟I)。S卩，對于裝載拍攝用光學裝置I的移動電話等，在變成拍攝模式時，原點位置電壓生成單元24啟動。此外，在本實施方式中，如上所述，雖然拍攝用光學系統包括對拍攝用光學裝置I的抖動修正功能的開關進行控制的控制單元，但在拍攝用光學系統變成開啟狀態時，無論拍攝用光學裝置I的抖動修正功能是否處于開啟狀態，原點位置電壓生成單元24都啟動，執行圖5所示的控制流程。即，若拍攝用光學系統變成開啟狀態，則無論拍攝用光學裝置I的抖動修正功能是否處于開啟狀態，都對發光元件21的發光量進行控制。(拍攝用光學裝置的簡要動作)在像以上那樣構成的拍攝用光學裝置I中，若抖動修正功能為開啟狀態，且利用配置于拍攝用光學裝置I外部的角速度傳感器來檢測出支承體4的傾斜度的變化，則基于角速度傳感器中的檢測結果，向驅動用線圈18提供電流。若向驅動用線圈18提供電流，則照相機模塊3以支點部16為中心，以左右方向和/或前后方向為軸向來進行擺動以使光軸L傾斜，從而對抖動進行修正。在進行該抖動修正時，基于傳感器7中的檢測結果，對照相機模塊3的擺動量(即，提供給驅動用線圈18的電流)進行控制。另外，在拍攝用光學裝置I中，即使在抖動修正功能處于關閉狀態時，也像上述那樣使原點位置電壓生成單元24啟動，對發光元件21的發光量進行控制。在本實施方式中，構成如下抖動修正機構:利用板簧6、擺動驅動機構5及支點部16等，使照相機模塊3擺動以使光軸L相對于支承體4傾斜，從而對抖動進行修正。(本實施方式的主要效果)如上所述，本實施方式的拍攝用光學裝置I中，利用原點位置電壓生成單元24來生成原點位置電壓V，所述原點位置電壓V是在照相機模塊3位于原點位置或原點位置附近時受光元件22的輸出電壓，利用比較器25，將由原點位置電壓生成單元24生成的原點位置電壓V與基準電壓Vref進行比較。此外，可變電流源26在原點位置電壓V大于基準電壓Vref時，減小提供給發光元件21的電流IF，在原點位置電壓V小于基準電壓Vref時，增加提供給發光元件21的電流IF，并且，在原點位置電壓V與基準電壓Vref大體相等時，不改變提供給發光元件21的電流IF而進行維持。因此，即使在照相機模塊3與傳感器7的距離隨著照相機模塊3的擺動而發生變動、結果導致輸出電壓Vout發生變動的情況下，也能將在照相機模塊3位于原點位置或原點位置附近時受光元件22的輸出電壓Vout大體保持一定。因而，在本實施方式中，即使在照相機模塊3與傳感器7的距離隨著照相機模塊3的擺動而發生變動的情況下，也能獲得已抑制發光元件21及受光元件22的個體差異及環境變化的影響的傳感器7的輸出。其結果是，在本實施方式中，即使存在發光元件21及受光元件22的個體差異及環境變化，利用傳感器7，也能適當檢測出照相機模塊3的位置，進行適當的抖動修正。特別在本實施方式中，即使拍攝用光學裝置I的抖動修正功能處于關閉狀態，也可抑制發光元件21的發光量，因此，即使存在發光元件21及受光元件22的個體差異及環境變化，只要抖動修正功能變成開啟狀態，就能利用傳感器7，立即適當地檢測出照相機模塊3的位置，進行適當的抖動修正。在本實施方式中，板簧6對照相機模塊3進行保持，使得在電流未被提供給驅動用線圈18時，將照相機模塊3配置在原點位置。因此，在提供給驅動用線圈18的電流為0或接近0時，照相機模塊3位于原點位置或原點位置附近。此外，在本實施方式中，原點位置電壓生成單元24利用在提供給驅動用線圈18的電流為0或接近0時的輸出電壓Vout，生成原點位置電壓V。因此，在本實施方式中，原點位置電壓生成單元24基于提供給驅動用線圈18的電流，能生成高精度的原點位置電壓V。此外，在本實施方式中，原點位置電壓生成單元24不僅在提供給驅動用線圈18的電流為0時生成原點位置電壓V，在接近0時也生成原點位置電壓V，因此，與原點位置電壓生成單元24僅在提供給驅動用線圈18的電流為0時生成原點位置電壓V的情況相比，能提高原點位置電壓V的更新頻度。因而，能獲得已適當抑制溫度變化等環境變化的影響的傳感器7的輸出。在本實施方式中，原點位置電壓生成單元24計算作為在提供給驅動用線圈18的電流為0或接近0時的多個輸出電壓Vout、且在規定時間內提取出的多個輸出電壓Vout的平均值，將該平均值作為原點位置電壓V。因此，與將在提供給驅動用線圈18的電流為0或接近0時的輸出電壓Vout直接作為原點位置電壓V的情況相比，能抑制原點位置電壓V的變動，提高所生成的原點位置電壓V的精度。(原點位置電壓生成單元的變形例I)在上述實施方式中，原點位置電壓生成單元24計算作為在提供給驅動用線圈18的電流為0或接近0時的多個輸出電壓Vout、且在規定時間內提取出的多個輸出電壓Vout的平均值，將該平均值作為原點位置電壓V。除此之外，例如，原點位置電壓生成單元24也可以將在提供給驅動用線圈18的電流為0或接近0時的輸出電壓Vout直接作為原點位置電壓V。在上述實施方式中，原點位置電壓生成單元24利用在提供給驅動用線圈18的電流為0或接近0時的輸出電壓Vout，生成原點位置電壓V。除此之外，例如，原點位置電壓生成單元24也可以僅在提供給驅動用線圈18的電流為0時生成原點位置電壓V。在此情況下，由于能利用在照相機模塊3位于原點位置時的輸出電壓Vout來生成原點位置電壓V，因此，能進一步提高所生成的原點位置電壓V的精度。另外，在此情況下，不計算在提供給驅動用線圈18的電流為0時的多個輸出電壓Vout的平均值，將在提供給驅動用線圈18的電流為0時的輸出電壓Vout直接作為原點位置電壓V即可。
(原點位置電壓生成單元的變形例2)在上述實施方式中，在拍攝用光學系統變成開啟狀態時，無論拍攝用光學裝置I的抖動修正功能是否處于開啟狀態，原點位置電壓生成單元24都啟動，執行圖5所示的控制流程。除此之外，例如，原點位置電壓生成單元24也可以在拍攝用光學裝置I的抖動修正功能變成開啟狀態時啟動，以執行圖5所示的控制流程。此外，也可以僅在拍攝用光學裝置I的抖動修正功能變成關閉狀態時，執行圖5所示的控制流程。在此情況下，原點位置電壓生成單元24在抖動修正功能為關閉狀態時生成并存儲原點位置電壓V，并且，比較器25在抖動修正功能為開啟狀態時，將關閉狀態時存儲于原點位置電壓生成單元24的原點位置電壓V與基準電壓Vref進行比較。在抖動修正功能為關閉狀態時，不向驅動用線圈18提供電流，照相機模塊3位于原點位置，因此，在此情況下，原點位置電壓生成單元24能生成更高精度的原點位置電壓V。另外，由于產生溫度變化等環境變化需要較長時間，因此，即使僅在拍攝用光學裝置I的抖動修正功能為關閉狀態時執行圖5所示的控制流程，也能獲得已抑制發光元件21及受光元件22的個體差異及環境變化的影響的傳感器7的輸出。(原點位置電壓生成單元的變形例3)在上述實施方式中，原點位置電壓生成單元24基于提供給驅動用線圈18的電流，判斷照相機模塊3是否位于原點位置或原點位置附近，并生成原點位置電壓V。除此之外，例如，原點位置電壓生成單元24也可以基于來自配置在拍攝用光學裝置I的外部的角速度傳感器的輸出信號或來自角速度傳感器的輸出信號的積分值，判斷照相機模塊3是否位于原點位置或原點位置附近，并生成原點位置電壓V。具體而言，原點位置電壓生成單元24在來自角速度傳感器的輸出信號或來自角速度傳感器的輸出信號的積分值處于規定的基準范圍內時(更具體而言，在來自角速度傳感器的輸出信號或來自角速度傳感器的輸出信號的積分值為0或接近0時)，判斷為照相機模塊3位于原點位置或原點位置附近，利用此時的輸出電壓Vout來生成原點位置電壓V。更具體而言，例如，原點位置電壓生成單元24也可以計算作為在來自角速度傳感器的輸出信號或來自角速度傳感器的輸出信號的積分值處于規定的基準范圍內時的(來自角速度傳感器的輸出信號或來自角速度傳感器的輸出信號的積分值為0或接近0時的)多個輸出電壓Vout、且在規定時間內提取出的多個輸出電壓Vout的平均值，將該平均值作為原點位置電壓V。在沒有來自角速度傳感器的輸出信號時、或來自角速度傳感器的輸出信號較小時，拍攝用光學裝置I未傾斜，或者即使傾斜、傾斜度也較小，因此，不進行抖動修正動作，照相機模塊3位于原點位置或原點位置附近。因而，即使在此情況下，原點位置電壓生成單元24也能基于來自角速度傳感器的輸出信號或來自角速度傳感器的輸出信號的積分值，生成精度較高的原點位置電壓V。另外，在上述實施方式中，角速度傳感器配置在拍攝用光學裝置I的外部，但角速度傳感器也可以配置在拍攝用光學裝置I的內部。即，拍攝用光學裝置I也可以包括用于對拍攝用光學裝置I的傾斜度的變化進行檢測的角速度傳感器。此外，在上述實施方式中，將對拍攝用光學裝置I朝前后方向的傾斜度的變化進行檢測的角速度傳感器、和對拍攝用光學裝置I朝左右方向的傾斜度的變化進行檢測的角速度傳感器這兩個角速度傳感器配置在拍攝用光學裝置I的外部，但也可以將對拍攝用光學裝置I朝前后方向及左右方向的傾斜度的變化進行檢測的一個角速度傳感器配置在拍攝用光學裝置I的外部。即，可以使用兩個對一個軸向的傾斜度的變化進行檢測的角速度傳感器，也可以使用一個對兩個軸向的傾斜度的變化進行檢測的角速度傳感器。(原點位置電壓生成單元的變形例4)在上述實施方式中，原點位置電壓生成單元24基于提供給驅動用線圈18的電流，判斷照相機模塊3是否位于原點位置或原點位置附近，并生成原點位置電壓V。除此之外，例如，原點位置電壓生成單元24也可以是去除受光元件22的輸出電壓Vout的高頻分量的低通濾波器，去除高頻分量后的受光元件22的輸出電壓Vout為原點位置電壓V。此外，原點位置電壓生成單元24也可以是計算在規定時間內提取出的受光元件22的多個輸出電壓Vout的平均值的平均值計算器，由平均值計算器計算出的受光元件22的多個輸出電壓Vout的平均值為原點位置電壓V。在這些情況下，原點位置電壓生成單元24無需判斷提供給驅動用線圈18的電流，因此，能使原點位置電壓生成單元24的結構較為簡化。此外，即使在這些情況下，也能抑制因照相機模塊3的擺動而產生的輸出電壓Vout的變動的影響，因此，原點位置電壓生成單元24能生成精度較高的原點位置電壓V。另外，在原點位置電壓生成單元24是平均值計算器的情況下，例如可通過移動平均來計算平均值。(其他實施方式)上述的實施方式是本發明的優選實施方式的一個示例，但并不限于此，在不脫離本發明要點的范圍內，可以進行各種變形實施。在上述實施方式中，以包括照相機模塊3的拍攝用光學裝置I為例對本發明的實施方式進行了說明，但上述傳感器7和控制電路20也可適用于拍攝用光學裝置I以外的裝置。例如，上述傳感器7和控制電路20也可適用于對被檢測物與傳感器7的相對距離的變化進行檢測的距離變化量檢測裝置，該被檢測物使來自發光元件21的光朝受光元件22反射并能移動。在該距離變化量檢測裝置中，也利用原點位置電壓生成單元24來生成原點位置電壓V，所述原點位置電壓V是在被檢測物位于原點位置或原點位置附近時受光元件22的輸出電壓Vout，利用比較器25，將由原點位置電壓生成單元24生成的原點位置電壓V與基準電壓Vref進行比較，并且，利用可變電流源26，基于來自比較器25的輸出信號，控制提供給發光元件21的電流IF。因此，即使在被檢測物與傳感器7的距離隨著被檢測物的移動而發生變動、傳感器7的輸出發生變動的情況下，也能將在被檢測物位于原點位置或原點位置附近時的傳感器7的輸出大體保持一定。因而，在該距離變化量檢測裝置中，即使在對來自發光元件21的光進行反射的被檢測物與傳感器7的距離隨著被檢測物的移動而發生變動的情況下，也能獲得已抑制發光元件21及受光元件22的個體差異及環境變化的影響的傳感器7的輸出。其結果是，在該距離變化量檢測裝置中，即使存在發光元件21及受光元件22的個體差異、環境變化，也能利用傳感器7適當檢測出被檢測物與傳感器7的相對距離的變化。
權利要求
1.一種拍攝用光學裝置，其特征在于，包括: 反射型光學傳感器，該反射型光學傳感器具有發光量根據所提供的電流而變化的發光元件和輸出電流根據受光量而變化的受光元件；支承體，該支承體固定所述反射型光學傳感器；照相機模塊，該照相機模塊具有透鏡和拍攝元件，由所述支承體以能擺動的方式支承，并使來自所述發光元件的光朝所述受光元件反射；抖動修正機構，該抖動修正機構使所述照相機模塊擺動以使所述透鏡的光軸相對于所述支承體傾斜，從而對抖動進行修正；電阻器，該電阻器將所述受光元件的輸出電流轉換成輸出電壓；原點位置電壓生成單元，該原點位置電壓生成單元生成原點位置電壓，所述原點位置電壓是在所述照相機模塊位于規定的原點位置或所述原點位置附近時所述受光元件的輸出電壓；比較器，該比較器將由所述原點位置電壓生成單元生成的所述原點位置電壓與規定的基準電壓進行比較；及可變電流源，該可變電流源基于來自所述比較器的輸出信號，控制提供給所述發光元件的電流，利用所述反射型光學傳感器，檢測所述照相機模塊相對于所述支承體的相對位置。
2.如權利要求1所述的拍攝用光學裝置，其特征在于， 所述可變電流源基于所述原點位置電壓大于所述基準電壓時輸出的、來自所述比較器的輸出信號，減小提供給所述發光元件的電流，并基于所述原點位置電壓小于所述基準電壓時輸出的、來自所述比較器的輸出信號，增加提供給所述發光元件的電流，且在所述原點位置電壓與所述基準電壓大體相等、從所述比較器無輸出信號輸出時，維持提供給所述發光元件的電流。
3.如權利要求1或2所述的拍攝用光學裝置，其特征在于， 所述抖動修正機構包括:用于使所述照相機模塊擺動的驅動用線圈；及將所述支承體與所述照相機模塊進行連接、并在電流未被提供給所述驅動用線圈時將所述照相機模塊保持在所述原點位置的彈簧構件 ， 所述原點位置電壓生成單元基于提供給所述驅動用線圈的電流，判斷所述照相機模塊是否位于所述原點位置或所述原點位置附近，并生成所述原點位置電壓。
4.如權利要求3所述的拍攝用光學裝置，其特征在于， 所述原點位置電壓生成單元在提供給所述驅動用線圈的電流在規定的基準范圍內時，判斷為所述照相機模塊位于所述原點位置或所述原點位置附近，并生成所述原點位置電壓。
5.如權利要求4所述的拍攝用光學裝置，其特征在于， 所述原點位置電壓生成單元將作為在提供給所述驅動用線圈的電流處于規定的基準范圍內時所述受光兀件的多個輸出電壓、且在規定時間內提取出的所述受光兀件的多個輸出電壓的平均值作為所述原點位置電壓來生成。
6.如權利要求1或2所述的拍攝用光學裝置，其特征在于， 所述原點位置電壓生成單元是去除所述受光元件的輸出電壓的高頻分量的低通濾波器， 去除高頻分量后的所述受光元件的輸出電壓為所述原點位置電壓。
7.如權利要求1或2所述的拍攝用光學裝置，其特征在于， 所述原點位置電壓生成單元是計算在規定時間內提取出的所述受光元件的多個輸出電壓的平均值的平均值計算器，由所述平均值計算器計算出的所述受光元件的多個輸出電壓的平均值為所述原點位置電壓。
8.一種拍攝用光學系統，其特征在于， 包括權利要求1或2所述的拍攝用光學裝置、及用于對所述支承體的傾斜度的變化進行檢測的角速度傳感器， 所述原點位置電壓生成單元基于來自所述角速度傳感器的輸出信號或來自所述角速度傳感器的輸出信號的積分值，判斷所述照相機模塊是否位于所述原點位置或所述原點位置附近，并生成所述原點位置電壓。
9.一種拍攝用光學系統，其特征在于， 包括權利要求3至5的任一項所述的拍攝用光學裝置、及對所述拍攝用光學裝置的抖動修正功能的開關進行控制的控制單元， 所述原點位置電壓生成單元在所述抖動修正功能為關閉狀態時，生成并存儲所述原點位置電壓， 所述比較器在所述抖動修正功能為開啟狀態時，將在所述抖動修正功能為關閉狀態時存儲于所述原點位置電壓生成單元的所述原點位置電壓與所述基準電壓進行比較。
10.一種距離變化量檢測裝置，該距離變化量檢測裝置包括具有發光量根據所提供的電流而變化的發光元件和輸出電流根據受光量而變化的受光元件的反射型光學傳感器，對被檢測物與所述反射型光學傳感器的相對距離的變化進行檢測，該被檢測物使來自所述發光元件的光朝所述受光元件反射并能移動，其特征在于，包括: 電阻器，該電阻器將所述受光元件的輸出電流轉換成輸出電壓；原點位置電壓生成單元，該原點位置電壓生成單 元生成原點位置電壓，所述原點位置電壓是在所述被檢測物位于規定的原點位置或所述原點位置附近時所述受光元件的輸出電壓；比較器，該比較器將由所述原點位置電壓生成單元生成的所述原點位置電壓與規定的基準電壓進行比較；及可變電流源，該可變電流源基于來自所述比較器的輸出信號，控制提供給所述發光元件的電流。
全文摘要
本發明提供一種拍攝用光學裝置，即使在照相機模塊與反射型光學傳感器的距離發生變動的情況下，所述拍攝用光學裝置也能獲得已抑制環境變化等的影響的反射型光學傳感器的輸出。拍攝用光學裝置包括具有發光元件(21)和受光元件(22)的反射型光學傳感器(7)、固定反射型光學傳感器(7)的支承體、由支承體以能擺動的方式支承并使來自發光元件(21)的光朝受光元件(22)反射的照相機模塊(3)、及使照相機模塊(3)擺動以對抖動進行修正的抖動修正機構。該拍攝用光學裝置中，利用原點位置電壓生成單元(24)，來生成原點位置電壓(V)，所述原點位置電壓(V)是在照相機模塊(3)位于原點位置或原點位置附近時受光元件(22)的輸出電壓(Vout)，利用比較器(25)，將原點位置電壓(V)與基準電壓(Vref)進行比較，并利用可變電流源(26)，基于來自比較器(25)的輸出信號，控制提供給發光元件(21)的電流。
文檔編號H04N5/225GK103080828SQ20118004009
公開日2013年5月1日 申請日期2011年8月24日 優先權日2010年9月1日
發明者內藤速人, 唐澤敏行, 小松亮二, 石原久寬 申請人:日本電產三協株式會社