(57)【要約】【課題】圧電素子の持つ固有特性を考慮して、従来のように合焦精度を劣化させず、効果的なオートフォーカス制御を高精度に行う。【解決手段】被写体光を集光させるためのレンズ部１と、このレンズ部１により被写体光が結像される撮像素子２と、圧電素子３１を駆動してレンズ部１を一方向または逆方向に撮像素子２に対して接近または離間させる駆動部３と、この駆動部３により基準位置から所定方向に所定の複数の移動点に順次移動させ、該移動点毎に、撮像素子２からの撮像信号に基づく画像情報から、焦点が合うほど値が大きくなる焦点評価値を演算し、この演算した各焦点評価値のピーク値に対応するピーク位置を求めた後に、一旦、基準位置にレンズ部１を戻し、その戻した基準位置からピーク位置まで所定方向にレンズ部１を移動させるオートフォーカス制御手段５０とを有している。【選択図】図１
2009151124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を集光させるためのレンズ部と、該レンズ部により被写体光が結像される撮像素子と、圧電素子を駆動して該レンズ部を一方向または逆方向に該撮像素子に対して接近または離間させる駆動部と、該駆動部により基準位置から所定方向に所定の複数の移動点に順次移動させ、該移動点毎に、該撮像素子からの撮像信号に基づく画像情報から、焦点が合うほど値が大きくなる焦点評価値を演算し、この演算した各焦点評価値のピーク値に対応するピーク位置を求めた後に、一旦、該基準位置に該レンズ部を戻し、その戻した基準位置から該ピーク位置まで該所定方向に該レンズ部を移動させるオートフォーカス制御手段とを有するセンサモジュール。
【請求項２】
前記オートフォーカス制御手段は、
前記駆動部に指令して、前記基準位置から前記レンズ部を等間隔に前記焦点評価値のピーク位置を含むステップ位置まで所定のステップ移動をさせる第１等間隔移動制御手段と、
該ステップ位置毎に焦点評価値を求める焦点評価値演算手段と、
該ピーク位置付近の複数点を用いて該焦点評価値を所定曲線に近似してピーク値に対応したピーク位置を求めるピーク位置演算手段と、
該駆動部に指令して、該レンズ部を該基準位置まで移動させる基準位置移動制御手段と、
該基準位置から該第１等間隔移動制御手段によるステップ移動と同じステップ移動で等間隔に、該ピーク位置を含むピーク付近の複数点の最も近いステップ位置まで一挙にステップ移動させる第２等間隔移動制御手段と、
該駆動部に指令して、該最も近いステップ位置から該ピーク位置までの距離に応じて前記圧電素子の駆動条件を変えて精細に該レンズ部をステップ移動させるピーク位置移動制御手段とを有している請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項３】
前記駆動部を駆動させるための駆動信号を出力する駆動波形出力部をさらに有し、前記オートフォーカス制御手段は該駆動波形出力部を介して前記駆動部に指令して前記圧電素子を駆動させて前記レンズ部のステップ動作を制御する請求項１または２に記載のセンサモジュール。
【請求項４】
前記基準位置は、被写体が無限遠の位置に対応するレンズ位置または該被写体が接写位置に対応するレンズ位置である請求項１または２に記載のセンサモジュール。
【請求項５】
前記無限遠の位置と前記接写位置とに対応するレンズ位置間が複数の等間隔に分割されており、前記オートフォーカス制御手段は、該等間隔毎に前記レンズ部を前記圧電素子によりステップ移動させる請求項４に記載のセンサモジュール。
【請求項６】
前記オートフォーカス制御手段は、前記基準位置として前記無限遠の位置または前記接写位置を予めデータ記憶する記憶部をさらに有し、該無限遠の位置または該接写位置を用いて前記レンズ部を該基準位置に戻すように制御する請求項４または５に記載のセンサモジュール。
【請求項７】
前記オートフォーカス制御手段は、前記基準位置まで前記レンズ部を戻す場合に、一旦、メカ端まで戻した後に該基準位置まで該レンズ部を移動させる請求項１または２に記載のセンサモジュール。
【請求項８】
前記オートフォーカス制御手段は、前記基準位置として前記無限遠の位置または前記接写位置を予めデータ記憶すると共に、前記メカ端の位置から該基準位置までの距離情報を記憶する記憶部をさらに有し、該無限遠の位置または該接写位置を用いて前記レンズ部を該基準位置に移動するように制御する請求項７に記載のセンサモジュール。
【請求項９】
前記演算した各焦点評価値を前記記憶部に記憶する請求項５または７に記載のセンサモジュール。
【請求項１０】
前記基準位置までの距離情報は、前記駆動信号がパルス信号の場合、該パルス信号のパルス数であり、前記オートフォーカス制御手段は、該パルス信号のパルス数分だけ前記圧電素子を駆動させて前記レンズ部を前記焦点評価値のピーク位置まで移動させる請求項８に記載のセンサモジュール。
【請求項１１】
前記撮像素子は、被写体からレンズを通して受光した画像光を光電変換して撮像する複数の受光部が複数の画素部としてマトリクス状に配設されている請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項１２】
前記所定曲線は、２次曲線である請求項２に記載のセンサモジュール。
【請求項１３】
前記所定方向は、前記基準位置から前記無限遠の位置または前記接写位置の方向である請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項１４】
前記レンズ部は、入射光を前記撮像素子上に集光させるためのレンズと、該レンズを組み込んだレンズホルダとを有し、該レンズホルダは、可動自在に、前記駆動部に摩擦結合されている請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項１５】
前記駆動部は、前記圧電素子に接着固定された駆動軸に、レンズを組み込んだレンズホルダが摩擦結合され、該圧電素子上に錘が接着されており、該圧電素子の伸縮駆動により、該レンズホルダを該駆動軸に沿って移動可能なように構成されている請求項１または１４に記載のセンサモジュール。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載のセンサ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。
【請求項１７】
圧電素子を用いてレンズ部と撮像素子間距離を制御して自動合焦処理を行うオートフォーカス制御方法であって、
該圧電素子により該レンズ部を基準位置から所定方向に所定の複数の移動点に順次移動させ、該移動点毎に、該撮像素子からの撮像信号に基づく画像情報から、焦点が合うほど値が大きくなる焦点評価値を演算し、この演算した各焦点評価値のピーク値に対応するピーク位置を求めた後に、一旦、該基準位置に該レンズ部を戻し、その戻した基準位置から該ピーク位置まで該所定方向に該レンズ部を移動させるオートフォーカス制御工程を有するオートフォーカス制御方法。
【請求項１８】
前記オートフォーカス制御工程は、
前記圧電素子に指令して、前記基準位置から前記レンズ部を等間隔に前記焦点評価値のピーク位置を含むステップ位置まで所定のステップ移動をさせる第１等間隔移動制御工程と、
該ステップ位置毎に焦点評価値を求める焦点評価値演算工程と、
該ピーク位置付近の複数点を用いて該焦点評価値を所定曲線に近似してピーク値に対応したピーク位置を求めるピーク位置演算工程と、
該圧電素子に指令して、該レンズ部を該基準位置まで移動させる基準位置移動制御工程と、
該基準位置から該第１等間隔移動制御工程によるステップ移動と同じステップ移動で等間隔に、該ピーク位置を含むピーク付近の複数点の最も近いステップ位置まで一挙にステップ移動させる第２等間隔移動制御工程と、
該圧電素子に指令して、該最も近いステップ位置から該ピーク位置までの距離に応じて該圧電素子の駆動条件を変えて精細に該レンズ部をステップ移動させるピーク位置移動制御工程とを有している請求項１７に記載のオートフォーカス制御方法。
【請求項１９】
前記基準位置は、被写体が無限遠の位置に対応するレンズ位置または該被写体が接写位置に対応するレンズ位置である請求項１７または１８に記載のオートフォーカス制御方法。
【請求項２０】
前記オートフォーカス制御工程は、前記基準位置まで前記レンズ部を戻す場合に、一旦、メカ端まで戻した後に該基準位置まで該レンズ部を移動させる請求項１７または１８に記載のオートフォーカス制御方法。
【請求項２１】
請求項１７〜２０のいずれかに記載のオートフォーカス制御方法の各工程をコンピュータに実行させるための処理手順が記述された制御プログラム。
【請求項２２】
請求項２１に記載の制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に装着された撮像チップ上に被写体光を結像させるために集光レンズを移動させてオートフォーカスするセンサモジュール、このセンサモジュールの集光レンズのオートフォーカス制御を行うオートフォーカス制御方法、このセンサモジュールを、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デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、車載用または玄関用監視カメラなどの画像入力カメラ、さらに、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置、携帯端末装置（ＰＤＡ）およびカードカメラなどの電子情報機器、このオートフォーカス制御方法の各工程をコンピュータに実行させるための処理手順が記録された制御プログラムおよび、この制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来のセンサモジュールは、主に、カメラ付き携帯電話装置や携帯端末装置（ＰＤＡ）、さらにはカードカメラなどに用いられ、セラミックスやガラス入りエポキシ樹脂などの基板上に、被写体からの画像光を光電変換して被写体を撮像する複数の受光部を有する撮像素子を有する固体撮像チップと、入射光を撮像素子上に結像するための集光レンズを収容したホルダー部材とが設けられている。この場合に、これらの集光レンズと撮像素子との距離を、被写体の遠近に合わせて変化させて合焦するオートフォーカス制御を行っている。このオートフォーカス制御によって入射光の被写体光を撮像素子上に精度よく結像させることは、鮮明な画像を得るために重要である。
【０００３】
特許文献１には、ステッピングモータによりレンズ部を移動させるステップ幅を広げたり狭めたりして、如何に高速に従来のビデオカメラの静止画撮影モード時におけるオートフォーカス制御を行うかについて開示されている。ここに開示された山登り法と共にオートフォーカス制御を図８および図９を用いて説明する。
【０００４】
図８は、特許文献１に開示された従来のビデオカメラのオートフォーカス制御を説明するためのフローチャートである。
【０００５】
図８に示すように、まず、静止画撮影モードが選択されると、ステップＳＴ１０１で絞りを開放にし、ステップＳＴ１０２で電子シャッタを作動させる。さらに、ステップＳＴ１０３で、静止画撮影モードになる前に、動画撮影モードでかつ合焦状態であったかどうかを確認する。
【０００６】
次に、動画撮影モードでの合焦状態でなかった通常の起動時には、ステップＳＴ１０４で、速い合焦速度が要求されるため、フォーカスレンズの移動速度Ｖｓを、例えば最小ステップ数の８倍の速度８Ｖｏとして高速移動するように設定する。さらに、ステップＳＴ１０５で電子シャッタのための測光をし、ステップＳＴ１０６で駆動する度に、ステップＳＴ１０７で焦点評価値が減少してないかどうかをチェックし、ステップＳＴ１０７で焦点評価値が減少していれば、ステップＳＴ１０８で駆動方向が逆転される。次のステップＳＴ１０９で、通った点のうち焦点評価値の大きな３点をシステム制御手段のメモリに記憶し、ステップＳＴ１１０で、現在の位置がその３点のうち中間の点であるかどうかをチェックする。焦点評価値が最も高い点が中間の点でなく端の点であれば、山登りを続けていることになりステップＳＴ１０５に戻ってこれを繰り返す。焦点評価値の最も高い点が中間の点であれば、山の頂上付近にあることになり、この動作により焦点評価値のピークの大体の位置を把握することができる。
【０００７】
図９（ａ）に示すような焦点評価値出力の曲線が得られる被写体の場合、焦点評価値出力曲線上の点Ｓ１からフォーカスレンズを移動始め、点Ｓ４をピークとして次の点Ｓ５では焦点評価値が減少するため、点Ｓ３〜点Ｓ５の区間の中間の点Ｓ４付近に焦点評価値のピークがあることが分かる。システム制御手段にはこの３点での焦点評価値とその位置が記憶される。この時点でステッピングモータをピークがある点Ｓ４の方向に、フォーカスレンズの移動方向を反転させ、さらに、ステップＳＴ１１１でステッピングモータの速度が最低のＶｏでないことを確認してから、ステップＳＴ１１２でステッピングモータの速度を速度８Ｖｏから速度４Ｖｏに減速し、フォーカスレンズを点Ｓ６の位置まで駆動する。この場合、焦点評価値の大きさが大きい順に、点Ｓ６＞点Ｓ４＞点Ｓ５＞点Ｓ３となっているので点Ｓ６付近の点Ｓ４〜点Ｓ５の区間に焦点評価値のピークがあることがわかる。よって、先ほど記憶した３点のうち点Ｓ３の情報と点Ｓ６の情報とを入れ換えてこの焦点評価値の大きい３点を記憶する。今度は、フォーカスレンズは記憶された３点のうち真中の点Ｓ６の位置にあるためステッピングモータを反転駆動させる必要はないので、速度のみを更に半分の２Ｖｏに変える。以下、同様にして、焦点評価値の頂点付近を拡大した図９（ｂ）に示すように、８Ｖｏ→４Ｖｏ→２Ｖｏ→Ｖｏと速度を順次落して焦点評価値をサンプリングして行く。
【０００８】
図９（ｂ）のグラフの場合は点Ｓ７で、一旦、焦点評価値が最大の合焦点に来るが、区間は点Ｓ４〜Ｓ６まであり、点Ｓ７の前後に合焦点がある可能性があるため、最終的には、ステップＳＴ１１３で、焦点評価値のピーク位置の精度を出すためにＶｏまで速度を落して、焦点評価値の大きい３点の間隔が速度Ｖｏになるまで移動距離を狭めるように、点Ｓ８〜点Ｓ１０の各位置を順次サンプリングして、焦点評価値が最大となる正確な合焦位置Ｐｓを求め、そこでフォーカスレンズを停止させる。
【０００９】
このように、特許文献１では、図１０に示す山登り法と言われる合焦動作に基づき、高速度の自動合焦手段を提供している。基準位置から任意のステップでフォーカスレンズを順次移動させ、各ステップ毎に取得する画像情報からコントラスト値のような焦点評価値を算出する。任意の位置における焦点評価値が一つ前のステップでの焦点評価値より低くなった際に、一つ前のステップを焦点評価値のピーク位置Ｐｆ(ベストピント位置)とする。任意の位置から逆転動作を行い、焦点評価値のピーク位置Ｐｆで停止する合焦動作が山登り法である。この特許文献１では、山登り法における移動ステップ幅を、合焦位置から遠いときには大きくし、合焦位置に近いときには小さくなるように高速にオートフォーカス制御が為されている。
【００１０】
即ち、特許文献１では、ステッピングモータに連動してステップ移動量によってレンズ部が順次動き、これと同時に、移動したステップ位置毎に撮像画像情報を取得する。各ステップ移動前に、取得した撮像画像情報から、ある画像領域をフォーカスするのに必要なデータとして、コントラスト値（白黒のエッジデータ）のような焦点評価値を抽出する。焦点評価値はピントが合うほど高くなり、ピントが合わずぼけるほど低くなる。そのステップ毎にプロットしてゆくと、図１０に示すような一種の山が描ける。一旦、山をフルサーチしてピークが求まったところに矢印のように逆方向に戻る。その戻った位置を、焦点評価値が最大の合焦ポイントとしている。
【特許文献１】特開平７−１３５５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来の引用文献１の構成では、粗いステップ移動で、焦点評価値のピーク位置Ｐｆ（ベストピント位置）を算出し、焦点評価値のピーク位置Ｐｆへは微動にて移動して停止することにより、精度よく高速に合焦させることを特徴構成としている。
【００１２】
しかしながら、圧電素子を駆動部とするＡＦレンズユニットには下記の特性があり、上記従来の引用文献１が特徴構成とする捨てピングモータによるオートフォーカス（ＡＦ）制御に駆動部として圧電素子を適用する場合、圧電素子は固有の特性を持っており、特性に大きなバラツキがある圧電素子を用いると、合焦精度を著しく劣化させてしまうという問題を有している。
【００１３】
圧電素子の特性は、図１１に示すように可動部が一定速度に達すのに、ある程度の時間を必要とする。このため、ステップ移動に際しては、常に同じステップでの移動でなければ、再現性が得られない。この他、正方向移動や逆方向移動など、ステップによる移動方向が異なると、図１２に示すように大きなヒステリシスを持つため、移動位置に再現性を得るには、同じ移動方向から、更に１回目と同じステップ移動を繰り返す必要がある。このように、圧電素子が顕著なヒステリシス特性を持つため、逆方向移動を含む任意のステップ移動を繰り返す上記従来の引用文献１では、ステップ移動する位置がすれて、移動位置に精度のよい再現性が得られず、合焦位置に正確に停止することが期待できない。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、圧電素子の持つ固有特性を考慮して、従来のように合焦精度を劣化させず、効果的なオートフォーカス制御を高精度に行うことができるセンサモジュール、このセンサモジュールのオートフォーカス制御方法、このセンサモジュールを、画像入力デバイスとして撮像部に用いたカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器、このオートフォーカス制御方法の各工程をコンピュータに実行させるための処理手順が記録された制御プログラムおよび、この制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のセンサモジュールは、被写体光を集光させるためのレンズ部と、該レンズ部により被写体光が結像される撮像素子と、圧電素子を駆動して該レンズ部を一方向または逆方向に該撮像素子に対して接近または離間させる駆動部と、該駆動部により基準位置から所定方向に所定の複数の移動点に順次移動させ、該移動点毎に、該撮像素子からの撮像信号に基づく画像情報から、焦点が合うほど値が大きくなる焦点評価値を演算し、この演算した各焦点評価値のピーク値に対応するピーク位置を求めた後に、一旦、該基準位置に該レンズ部を戻し、その戻した基準位置から該ピーク位置まで該所定方向に該レンズ部を移動させるオートフォーカス制御手段とを有するであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１６】
また、本発明のセンサモジュールにおけるオートフォーカス制御手段は、前記駆動部に指令して、前記基準位置から前記レンズ部を等間隔に前記焦点評価値のピーク位置を含むステップ位置まで所定のステップ移動をさせる第１等間隔移動制御手段と、該ステップ位置毎に焦点評価値を求める焦点評価値演算手段と、該ピーク位置付近の複数点を用いて該焦点評価値を所定曲線に近似してピーク値に対応したピーク位置を求めるピーク位置演算手段と、該駆動部に指令して、該レンズ部を該基準位置まで移動させる基準位置移動制御手段と、該基準位置から該第１等間隔移動制御手段によるステップ移動と同じステップ移動で等間隔に、該ピーク位置を含むピーク付近の複数点の最も近いステップ位置まで一挙にステップ移動させる第２等間隔移動制御手段と、該駆動部に指令して、該最も近いステップ位置から該ピーク位置までの距離に応じて前記圧電素子の駆動条件を変えて精細に該レンズ部をステップ移動させるピーク位置移動制御手段とを有している。
【００１７】
さらに、本発明のセンサモジュールにおける駆動部を駆動させるための駆動信号を出力する駆動波形出力部をさらに有し、前記オートフォーカス制御手段は該駆動波形出力部を介して前記駆動部に指令して前記圧電素子を駆動させて前記レンズ部のステップ動作を制御する。
【００１８】
さらに、本発明のセンサモジュールにおける基準位置は、被写体が無限遠の位置に対応するレンズ位置または該被写体が接写位置に対応するレンズ位置である。
【００１９】
さらに、本発明のセンサモジュールにおける無限遠の位置と前記接写位置とに対応するレンズ位置間が複数の等間隔に分割されており、前記オートフォーカス制御手段は、該等間隔毎に前記レンズ部を前記圧電素子によりステップ移動させる。
【００２０】
さらに、本発明のセンサモジュールにおけるオートフォーカス制御手段は、前記基準位置として前記無限遠の位置または前記接写位置を予めデータ記憶する記憶部をさらに有し、該無限遠の位置または該接写位置を用いて前記レンズ部を該基準位置に戻すように制御する。
【００２１】
さらに、本発明のセンサモジュールにおけるオートフォーカス制御手段は、前記基準位置まで前記レンズ部を戻す場合に、一旦、メカ端まで戻した後に該基準位置まで該レンズ部を移動させる。
【００２２】
さらに、本発明のセンサモジュールにおけるオートフォーカス制御手段は、前記基準位置として前記無限遠の位置または前記接写位置を予めデータ記憶すると共に、前記メカ端の位置から該基準位置までの距離情報を記憶する記憶部をさらに有し、該無限遠の位置または該接写位置を用いて前記レンズ部を該基準位置に移動するように制御する。
【００２３】
さらに、本発明のセンサモジュールにおいて、演算した各焦点評価値を前記記憶部に記憶する。
【００２４】
さらに、本発明のセンサモジュールにおける基準位置までの距離情報は、前記駆動信号がパルス信号の場合、該パルス信号のパルス数であり、前記オートフォーカス制御手段は、該パルス信号のパルス数分だけ前記圧電素子を駆動させて前記レンズ部を前記焦点評価値のピーク位置まで移動させる。
【００２５】
さらに、本発明のセンサモジュールにおける撮像素子は、被写体からレンズを通して受光した画像光を光電変換して撮像する複数の受光部が複数の画素部としてマトリクス状に配設されている。
【００２６】
さらに、本発明のセンサモジュールにおける所定曲線は、２次曲線である。
【００２７】
さらに、本発明のセンサモジュールにおける所定方向は、前記基準位置から前記無限遠の位置または前記接写位置の方向である。
【００２８】
さらに、本発明のセンサモジュールにおけるレンズ部は、入射光を前記撮像素子上に集光させるためのレンズと、該レンズを組み込んだレンズホルダとを有し、該レンズホルダは、可動自在に、前記駆動部に摩擦結合されている。
【００２９】
さらに、本発明のセンサモジュールにおける駆動部は、前記圧電素子に接着固定された駆動軸に、レンズを組み込んだレンズホルダが摩擦結合され、該圧電素子上に錘が接着されており、該圧電素子の伸縮駆動により、該レンズホルダを該駆動軸に沿って移動可能なように構成されている。
【００３０】
本発明の電子情報機器は、本発明の上記センサ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。
本発明のオートフォーカス制御方法は、圧電素子を用いてレンズ部と撮像素子間距離を制御して自動合焦処理を行うオートフォーカス制御方法であって、該圧電素子により該レンズ部を基準位置から所定方向に所定の複数の移動点に順次移動させ、該移動点毎に、該撮像素子からの撮像信号に基づく画像情報から、焦点が合うほど値が大きくなる焦点評価値を演算し、この演算した各焦点評価値のピーク値に対応するピーク位置を求めた後に、一旦、該基準位置に該レンズ部を戻し、その戻した基準位置から該ピーク位置まで該所定方向に該レンズ部を移動させるオートフォーカス制御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。
【００３１】
また、本発明のオートフォーカス制御方法におけるオートフォーカス制御工程は、前記圧電素子に指令して、前記基準位置から前記レンズ部を等間隔に前記焦点評価値のピーク位置を含むステップ位置まで所定のステップ移動をさせる第１等間隔移動制御工程と、該ステップ位置毎に焦点評価値を求める焦点評価値演算工程と、該ピーク位置付近の複数点を用いて該焦点評価値を所定曲線に近似してピーク値に対応したピーク位置を求めるピーク位置演算工程と、該圧電素子に指令して、該レンズ部を該基準位置まで移動させる基準位置移動制御工程と、該基準位置から該第１等間隔移動制御工程によるステップ移動と同じステップ移動で等間隔に、該ピーク位置を含むピーク付近の複数点の最も近いステップ位置まで一挙にステップ移動させる第２等間隔移動制御工程と、該圧電素子に指令して、該最も近いステップ位置から該ピーク位置までの距離に応じて該圧電素子の駆動条件を変えて精細に該レンズ部をステップ移動させるピーク位置移動制御工程とを有している。
【００３２】
さらに、本発明のオートフォーカス制御方法における基準位置は、被写体が無限遠の位置に対応するレンズ位置または該被写体が接写位置に対応するレンズ位置である。
【００３３】
さらに、本発明のオートフォーカス制御方法におけるオートフォーカス制御工程は、前記基準位置まで前記レンズ部を戻す場合に、一旦、メカ端まで戻した後に該基準位置まで該レンズ部を移動させる。
【００３４】
本発明の制御プログラムは、本発明の上記オートフォーカス制御方法の各工程をコンピュータに実行させるための処理手順が記述されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３５】
本発明の可読記憶媒体は、本発明の上記制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能なものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３６】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００３７】
本発明においては、オートフォーカス制御手段は、駆動部としての圧電素子により基準位置から所定方向に所定の複数の移動点に順次移動させ、この各移動点毎に、撮像素子からの撮像信号に基づく画像情報から、焦点が合うほど値が大きくなる焦点評価値を演算し、この演算した各焦点評価値のピーク値に対応するピーク位置を求めた後に、一旦、この基準位置に該レンズ部を戻し、その戻した基準位置からピーク位置まで所定方向にレンズ部を移動させるように駆動部を制御する。このように、一旦、この基準位置にレンズ部を戻して位置再現性をリセットした後に同じ方向に同じ間隔でステップ移動させるため、圧電素子の持つ固有特性に左右されず、従来のように合焦精度を劣化せず、効果的なオートフォーカス制御を高精度に行うことが可能となる。
【００３８】
また、圧電素子で駆動系を構成するセンサモジュールには、次の特徴があり、携帯端末向けとしてのアクチュエータとして有効である。
【００３９】
即ち、駆動構造が単純なため、センサモジュールの小型化が図られる。また、駆動部の構成部材に金属がないため、携帯端末内にてアンテナへの影響が少ない。さらに、駆動周波数が可聴域を超えるので、静音設計とすることが可能である。さらには、低消費電力でオートフォーカス駆動を行うことが可能である。
【発明の効果】
【００４０】
以上により、本発明によれば、一旦、この基準位置にレンズ部を戻して位置再現性をリセットした後に同じ方向に同じ間隔でステップ移動させるため、圧電素子の持つ固有特性に左右されず、従来のように合焦精度が劣化せず、効果的なオートフォーカス制御を高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下に、本発明のセンサモジュールおよびそのオートフォーカス制御方法の実施形態１〜３について図面を参照しながら説明し、これらのセンサモジュールを撮像部に用いた完成品としての電子情報機器の実施形態４について図面を参照しながら説明する。
【００４２】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る圧電素子を使用したセンサモジュールのＡＦレンズ制御ユニットの要部ハード構成例を示すブロック図であり、図２は、図１のセンサモジュールのレンズ駆動機構例を示す断面図である。
【００４３】
図１および図２において、本実施形態１のセンサモジュールのＡＦレンズ制御ユニット１０は、被写体光を集光させるための移動自在なレンズ部１と、このレンズ部１により被写体光が結像される撮像素子２と、後述する圧電アクチュエータとしての圧電素子３１を駆動してレンズ部１を一方向または逆方向に移動させる駆動部３と、この駆動部３を駆動させるための駆動波形として所定のパルス信号を出力する駆動波形出力部４と、この撮像素子２からの撮像信号に基づく画像情報から、焦点が合うほど値が大きくなる焦点評価値（またはＡＦ積算値）を演算し、この演算した焦点評価値に基づいて駆動波形出力部４に所定の駆動指令を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）からなる制御部５と、この制御部５を動作させるための制御プログラムおよび各種のデータを記憶する可読記録媒体としての記憶部６とを有している。
【００４４】
レンズ部１は、入射光を撮像素子２上に集光させるためのレンズ１１と、このレンズ１１を嵌め込んだ上下動自在のレンズホルダ１２とを有しており、レンズホルダ１２が、可動部として、後述する駆動部３の駆動軸３２に摩擦結合されて、撮像素子２に対して接近または離間する方向に移動可能に構成されている。
【００４５】
撮像素子２は、撮像チップであり、被写体からレンズ１１を通して受光した画像光を光電変換して撮像する半導体素子としての複数の受光部（フォトダイオード；光電変換素子）が複数の画素部としてマトリクス状に配設されている。
【００４６】
駆動部３は、レンズ部１をステップ移動させるために、圧電素子３１に接着固定された駆動軸３２に、レンズ１１を嵌め込んだレンズホルダ１２が摩擦結合されている。圧電素子３１上の錘３３は圧電素子３１に接着されて、圧電素子３１の伸縮方向を一方向としている。圧電素子３１に所定の駆動波形としてパルス信号を供給すると、それに同期して圧電素子３１は微小振動し、摩擦結合しているレンズホルダ１２を、撮像素子２に対して離間状態の図２（ａ）と、撮像素子２に対して接近状態の図２（ｂ）との間を上下動させて、被写体の遠近に応じて入射光のオートフォーカスを実現している。
【００４７】
このオートフォーカス制御には、ステッピングモータの他にボイスコイルモータを用いる場合もあるが、ここでは、前述したように圧電素子３１を用いる。圧電素子３１の駆動は、印加する電圧値によって伸びたり縮んだりする変異量（振幅）が変わり、与えるパルス信号のデュティ比により、変異するスピード（変異速度）が変わる。圧電素子３１のアクチュエータの構造は、駆動軸３２（カーボンロッド）にレンズ部１のレンズホルダ１２が駆動軸３２に摩擦係合されており、駆動軸３２が遅いスピードにて変異すると、摩擦係合により駆動軸３２と共にレンズホルダ１２が移動し、駆動軸３２が速いスピードにて元に戻るときには、摩擦係合が外れて駆動軸３２だけが移動することを繰り返して、レンズホルダ１２が駆動軸３２に沿って移動する。
【００４８】
駆動波形出力部４は、制御部５からの指令信号に基づいてパルス信号の振幅、周波数および信号出力期間（デュティ比）が制御されて、駆動部３の圧電素子３１に駆動波形出力として所定のパルス信号を出力する。
【００４９】
制御部５は、駆動波形出力部４に指令信号を出力し、駆動波形出力部４からのパルス信号により駆動部３の圧電素子３１を微小振動させて、レンズ１１が組み込まれたレンズホルダ１２を可動部として任意のタイミングで所定のパルス数にてステップ動作させることができる。また、制御部５は、各ステップ位置で、撮像素子２から画像情報を取得して、この画像情報に基づいてコントラスト値のような焦点評価値を演算する。
【００５０】
制御部５によるオートフォーカス制御手段５０は、記憶部６内の制御プログラムに基づいて、駆動波形出力部４を介して駆動部３に指令して山登り法により、図３の矢印に示すように、基準位置からレンズ部１を等間隔にピーク位置Ｐｆを含む位置まで所定のステップ移動をさせる第１等間隔移動制御手段５１と、該ステップ位置毎に焦点評価値を求める焦点評価値演算手段５２と、制御部５がピーク付近３点（または２点などの複数点）を用いて焦点評価値を２次曲線に近似してピーク値Ｅｆおよびこれに対応したピーク位置Ｐｆを求めるピーク位置演算手段５３と、制御部５が駆動波形出力部４を介して駆動部３に指令して、レンズ部１を、一旦、メカ端まで戻して基準位置まで移動させる基準位置移動制御手段５４と、基準位置から最初と同じステップ移動で等間隔に、ピーク位置Ｐｆを含むピーク付近の３点（または複数点）の最も近いステップ位置まで一挙にステップ移動させる第２等間隔移動制御手段５５と、制御部５が駆動波形出力部４を介して駆動部３に指令して、ピーク値Ｅｆに対応するピーク位置Ｐｆまでの１ステップだけ、そのピーク位置Ｐｆまでの距離に応じて駆動条件（パルス数）を変えてピーク位置Ｐｆまで正確（精細）にステップ移動させるピーク位置移動制御手段５６とを有する各機能を実行する。
【００５１】
この場合、焦点評価値とは、白黒のエッジデータによるコントラスト値のようなものであり、例えば図４（ａ）に示すような白（左側）と黒（右側）の画面を撮像した水平方向に１ライン分の映像データを取り、これを微分処理すると、図４（ｂ）に示すようにエッジデータＡとして波形が立ってくる。焦点が合ってくるとこのエッジデータＡ１のように振幅Ａｄの値が大きくなり、焦点がぼけてくるとエッジデータＡ２のように振幅Ａｄの値が小さくなる。この振幅Ａｄの値を焦点評価値として最も大きいピーク値Ｅｆに対応するピーク位置Ｐｆを求める。
【００５２】
記憶部６は、各種のデータとして無限遠の位置ＩＮＦと接写位置ＭＣＲ（マクロ位置）の各位置を予め記憶している。無限遠の位置ＩＮＦが基準位置であるが、メカ端の位置に一旦、レンズ部１を圧電素子３１の駆動により戻し、メカ端の位置からその基準位置までのパルス信号の信号条件として例えばパルス数も記憶している。
【００５３】
記憶部６は、ＲＯＭおよびＲＡＭであり、ハードディスク、光ディスク、磁気ディスクおよびＩＣメモリなどの可読記録媒体（記憶手段）で構成されている。この制御プログラムおよびこれに用いる各種データは、携帯自在な光ディスク、磁気ディスクおよびＩＣメモリなどからＲＯＭおよびＲＡＭにダウンロードされてもよいし、コンピュータのハードディスクからＲＡＭにダウンロードされてもよいし、無線または有線、インターネットなどを介してＲＯＭおよびＲＡＭにダウンロードされてもよい。オートフォーカス制御方法の各工程をコンピュータに実行させるための処理手順が記録された制御プログラムをコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体に格納して、コンピュータ（ＣＰＵ）により本発明のオートフォーカス制御するものである。
【００５４】
上記構成により、以下、本発明のオートフォーカス制御方法について説明する。
【００５５】
図５は、図１の圧電素子を使用したセンサモジュールのＡＦレンズ制御ユニット１０の動作を説明するためのフローチャートである。
【００５６】
図５に示すように、工程ＳＴ１１で、まず、レンズ部１の位置をリセットするために、制御部５が駆動波形出力部４に指令して、駆動波形出力部４からのパルス信号による圧電素子３１の駆動によって、図６に示す撮像素子２側のメカ端の位置に、一旦、レンズ部１を移動させる。
【００５７】
次に、工程ＳＴ１２で、制御部５が駆動波形出力部４に指令して、駆動波形出力部４からのパルス信号による圧電素子３１の駆動によって、図６に示すメカ端の位置から、記憶部６に予めメモリされた基準位置としての図６に示すＩＮＦ位置にレンズ部１を移動させる。オートフォーカスサーチ範囲を任意の範囲に分割すればよいが、ここでは、図６に示すように、位置ＩＮＦと接写位置ＭＣＲまでを等間隔に例えば１０分割してステップ移動するようにしている。
【００５８】
その後、工程ＳＴ１３で、基準位置としてのＩＮＦ位置から、制御部５が駆動波形出力部４に指令して、駆動波形出力部４からのパルス信号による圧電素子３１の駆動によって、レンズ部１を等間隔にステップ移動させる。
【００５９】
このレンズ部１のステップ動作後、工程ＳＴ１４で、そのステップ位置で得られる撮像画像から図３に示す焦点評価値Ｃａを算出する。
【００６０】
続いて、工程ＳＴ１５で、このステップ位置での焦点評価値が、一つ前のステップ位置での焦点評価値よりも低い値に算出されたかどうかを判定する。このステップ位置での焦点評価値が、一つ前のステップ位置での焦点評価値よりも低い値ではない場合または最初の焦点評価値Ｃａの場合（ＮＯ）、山登りの途中であると判断して、工程ＳＴ１３の処理に戻って、パルス信号の所定のパルス数による所定のステップ移動で等間隔にステップ移動をしてピーク位置Ｐｆまで各移動点毎に焦点評価値（Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄ、Ｃｅ、Ｃｆ）を求める。
【００６１】
また、工程ＳＴ１５で、このステップ位置での焦点評価値が、一つ前のステップ位置での焦点評価値よりも低い値になった場合（ＹＥＳ）には、工程ＳＴ１６で、制御部５が駆動波形出力部４に指令して、駆動波形出力部４からのパルス信号による圧電素子３１の駆動を停止制御し、ステップ動作にて各ステップ位置から得られた焦点評価値Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄ、Ｃｅ、Ｃｆより、ピーク位置Ｐｆを算出する。所定曲線として例えば２次曲線の場合、曲線近似によりピーク座標位置を計算して求める。ピーク付近３点を用いて２次曲線に近似してピーク値Ｅｆおよびこれに対応したピーク位置Ｐｆを求める。このピーク付近３点からピーク位置Ｐｆを含むピーク付近３点を求め、ピーク位置Ｐｆを含むピーク付近３点を基準位置から何番目のステップ位置かを記憶部６に記憶する。
【００６２】
続いて、工程ＳＴ１７で、レンズ部１の位置をリセットするために、制御部５が駆動波形出力部４に指令して、駆動波形出力部４からのパルス信号による圧電素子３１の駆動によって、撮像素子２側のメカ端の位置にレンズ部１を一旦戻す。
【００６３】
その後、工程ＳＴ１８で、制御部５が駆動波形出力部４に指令して、駆動波形出力部４からのパルス信号による圧電素子３１の駆動によって、そのメカ端の位置から、記憶部６に予めメモリされた基準位置としてのＩＮＦ位置にレンズ部１を移動させる。
【００６４】
さらに、工程ＳＴ１９で、基準位置としてのＩＮＦ位置から、制御部５が駆動波形出力部４に指令して、駆動波形出力部４からのパルス信号による圧電素子３１の駆動によって、工程ＳＴ１３の場合と同様に、最初と同じ所定の方向および等間隔で所定のステップ移動でレンズ部１をステップ移動させる。
【００６５】
さらに、工程ＳＴ２０で、前回検出し記憶部６に記憶したピーク位置Ｐｆを含む前後２点の最も近いステップ位置まで、レンズ部１のステップ移動が為されたかどうかを判定し、ピーク位置Ｐｆを含む前後２点の最も近いステップ位置までレンズ部１のステップ移動が完了していない場合（ＮＯ）には工程ＳＴ１９の処理に戻って山登りを続行する。この判定は、記憶したステップ位置番号までステップ移動の指令が完了したかどうかによって判定する。このようにして、ピーク位置Ｐｆを含むピーク付近３点の最も近いステップ位置まで一気にステップ移動させる。
【００６６】
また、工程ＳＴ２０でピーク位置Ｐｆを含む前後２点の最も近いステップ位置までレンズ部１のステップ移動が完了した場合（ＹＥＳ）には、工程ＳＴ２１でピーク位置Ｐｆまでに残す１ステップだけは、そのピーク位置Ｐｆまでの距離に応じて駆動条件を変える。ここでは、駆動電圧、パルス信号の周波数およびデュティ比は所定値で固定で、パルス信号の数（パルス数）をピーク値までの距離に合うように変えて、正確に合焦位置のピーク位置Ｐｆにレンズ部１を移動させてオートフォーカス制御を完了する。
【００６７】
このように、本発明のオートフォーカス制御方法は、オートフォーカス制御工程として圧電素子３１に指令して、基準位置からレンズ部１を等間隔に焦点評価値のピーク位置を含むステップ位置まで所定のステップ移動をさせる第１等間隔移動制御工程と、ステップ位置毎に焦点評価値を求める焦点評価値演算工程と、ピーク位置付近の複数点を用いて焦点評価値を所定曲線に近似してピーク値に対応したピーク位置を求めるピーク位置演算工程と、圧電素子３１に指令して、レンズ部１を基準位置まで移動させる基準位置移動制御工程と、基準位置から第１等間隔移動制御工程によるステップ移動と同じステップ移動で等間隔に、ピーク位置を含むピーク付近の複数点の最も近いステップ位置まで一挙にステップ移動させる第２等間隔移動制御工程と、圧電素子３１に指令して、その最も近いステップ位置からピーク位置までの距離に応じて圧電素子３１の駆動条件を変えて精細にレンズ部１をステップ移動させるピーク位置移動制御工程とを有している。
【００６８】
以上により、本実施形態１によれば、駆動部３に指令して、基準位置からレンズ部１を等間隔に焦点評価値のピーク位置を含むステップ位置まで所定のステップ移動をさせる第１等間隔移動制御手段５１と、ステップ位置毎に焦点評価値を求める焦点評価値演算手段５２と、ピーク位置付近の複数点を用いて焦点評価値を所定曲線に近似してピーク値に対応したピーク位置を求めるピーク位置演算手段５３と、駆動部３に指令して、レンズ部１を基準位置まで移動させる基準位置移動制御手段５４と、基準位置から第１等間隔移動制御手段５１によるステップ移動と同じステップ移動で等間隔に、ピーク位置を含むピーク付近の複数点の最も近いステップ位置まで一挙にステップ移動させる第２等間隔移動制御手段５５と、駆動部３に指令して、最も近いステップ位置から該ピーク位置までの距離に応じて圧電素子３１の駆動条件を変えて精細にレンズ部１をステップ移動させるピーク位置移動制御手段５６とを有している。このように、一旦、この基準位置にレンズ部１を戻して位置再現性をリセットした後に同じ方向に同じ間隔でステップ移動させるため、圧電素子３１を駆動部３として用いたＡＦレンズユニット１０の特性を踏まえたオートフォーカス制御が可能となり、レンズ部１のベストピント位置（ピーク位置Ｐｆ）への精度よいレンズ部１のステップ移動を行うことができる。
【００６９】
（実施形態２）
上記実施形態１では、レンズ部１の位置をリセントするために、図６に示す撮像素子２側のメカ端の位置にレンズ部１を移動させ、さらに、メカ端の位置からＩＮＦ位置にレンズ部１を移動させ、このＩＮＦ位置を基準位置としてここからレンズ部１を等間隔にステップ移動させるように構成したが、本実施形態２では、レンズ部１の位置をリセントするために、図６に示す撮像素子２側とは反対側のメカ端の位置にレンズ部１を移動させ、さらに、メカ端の位置からＭＣＲ（マクロ）位置にレンズ部１を移動させ、このＭＣＲ位置を基準位置としてここからレンズ部１を等間隔に撮像素子２に近づくようにステップ移動させる。
【００７０】
その後は、駆動波形出力部４を介して駆動部３に指令して山登り法により、図３の矢印とは逆方向に、その基準位置からレンズ部１を所定のステップ移動で等間隔にピーク位置Ｐｆを含む位置まで移動するようにして各ステップ位置にて焦点評価値を求める。さらに、制御部５は、ピーク付近３点を用いて焦点評価値を２次曲線に近似してピーク値Ｅｆおよびこれに対応したピーク位置Ｐｆを求める。さらに、制御部５は、駆動波形出力部４を介して駆動部３に指令して、レンズ部１を、一旦、撮像素子２側とは反対側のメカ端まで戻して基準位置（ＭＣＲ位置）まで移動させ、基準位置（ＭＣＲ位置）から最初と同じステップ移動で等間隔に、ピーク位置Ｐｆを含むピーク付近の３点まで一挙にステップ移動させる。さらに、制御部５は、駆動波形出力部４を介して駆動部３に指令して、ピーク位置Ｐｆまでの１ステップだけ、その距離に応じて駆動条件（パルス数）を変えて圧電素子３１の駆動によってピーク位置Ｐｆまでレンズ部１を正確にステップ移動させる。
【００７１】
この場合にも、一旦、この基準位置にレンズ部１を戻して位置再現性をリセットした後に同じ方向に同じ間隔でステップ移動させるため、圧電素子３１を駆動部３として用いたＡＦレンズユニット１０の特性を踏まえたオートフォーカス制御が可能となり、レンズ部１のベストピント位置（ピーク位置Ｐｆ）への精度よいレンズ部１のステップ移動を行うことができる。
【００７２】
（実施形態３）
上記実施形態１、２では、レンズ部１の位置をリセントするために、いずれかのメカ端位置にレンズ部１を移動させ、さらに、そのメカ端の位置からＩＮＦ位置にレンズ部１を移動させ、このＩＮＦ位置を基準位置としてここからレンズ部１を等間隔にステップ移動させるように構成したが、本実施形態３では、レンズ部１の位置をリセントするために、直に基準位置としてのＩＮＦ位置またはＭＣＲ位置にレンズ部１を移動させ、この基準位置をからレンズ部１を等間隔にステップ移動させる。
【００７３】
その後は、駆動波形出力部４を介して駆動部３に指令して山登り法により、その基準位置からレンズ部１を所定のステップ移動で等間隔にピーク位置Ｐｆを含む位置まで移動するようにして各ステップ位置にて焦点評価値を求める。さらに、制御部５は、ピーク付近３点を用いて焦点評価値を２次曲線に近似してピーク値Ｅｆおよびこれに対応したピーク位置Ｐｆを求める。さらに、制御部５は、駆動波形出力部４を介して駆動部３に指令して、レンズ部１を、一旦、基準位置（ＩＮＦ位置またはＭＣＲ位置）まで移動させ、この基準位置（ＩＮＦ位置またはＭＣＲ位置）から最初と同じステップ移動で等間隔に、ピーク位置Ｐｆを含むピーク付近の３点まで一挙にステップ移動させる。さらに、制御部５は、駆動波形出力部４を介して駆動部３に指令して、ピーク位置Ｐｆまでの１ステップだけ、その距離に応じて駆動条件（パルス数）を変えて圧電素子３１の駆動によってピーク位置Ｐｆまでレンズ部１を正確にステップ移動させる。
【００７４】
この場合にも、一旦、この基準位置にレンズ部１を戻して位置再現性をリセットした後に同じ方向に同じ間隔でステップ移動させるため、圧電素子３１を駆動部３として用いたＡＦレンズユニット１０の特性を踏まえたオートフォーカス制御が可能となり、レンズ部１のベストピント位置（ピーク位置Ｐｆ）への精度よいレンズ部１のステップ移動を行うことができる。
【００７５】
（実施形態４）
図７は、本発明の実施形態４として、本発明の実施形態１〜３のいずれかのＡＦレンズユニット１０を有するセンサモジュール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。
【００７６】
図７において、本実施形態４の電子情報機器９０は、上記実施形態１のＡＦレンズ制御ユニット１０からの撮像信号を各種信号処理してカラー画像信号を得るセンサモジュール９１と、このセンサモジュール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、このセンサモジュール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手段９３と、このセンサモジュール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手段９４と、プリンタなどの画像出力装置９５とを有している。なお、この電子情報機器９０として、これに限らず、センサモジュール９１の他に、メモリ部９２と、表示手段９３と、通信手段９４と、画像出力装置９５とのうちの少なくともいずれかを有していてもよい。
【００７７】
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、監視カメラ、ドアホンカメラ、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電話用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カードカメラ、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。
【００７８】
したがって、本実施形態４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装置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。
【００７９】
なお、以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜４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１〜４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１〜４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。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、基板上に装着された撮像チップ上に被写体光を結像させるために集光レンズを移動させてオートフォーカスするセンサモジュール、このセンサモジュールの集光レンズのオートフォーカス制御を行うオートフォーカス制御方法、このセンサモジュールを、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デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、車載用または玄関用監視カメラなどの画像入力カメラ、さらに、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置、携帯端末装置（ＰＤＡ）およびカードカメラなどの電子情報機器、このオートフォーカス制御方法の各工程をコンピュータに実行させるための処理手順が記録された制御プログラムおよび、この制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体の分野において、一旦、この基準位置にレンズ部を戻して位置再現性をリセットした後に同じ方向に同じ間隔でステップ移動させるため、圧電素子の持つ固有特性に左右されず、従来のように合焦精度が劣化せず、効果的なオートフォーカス制御を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施形態１に係る圧電素子を使用したセンサモジュールのＡＦ制御レンズユニットの要部ハード構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のセンサモジュールのレンズ駆動機構例を示す断面図である。
【図３】図１のセンサモジュールのオートフォーカス制御の位置−焦点評価値を表す図である。
【図４】焦点評価値を一例を挙げて説明するための図であって、（ａ）は撮像画面図、（ｂ）は（ａ）の撮像画面の水平方向１ラインの映像信号を微分処理した信号を示す波形図である。
【図５】図１の圧電素子を使用したセンサモジュールのＡＦ制御レンズユニットの動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】図１の圧電素子を使用したセンサモジュールのＡＦ制御の説明図である。
【図７】本発明の実施形態４として、本発明の実施形態１〜３のいずれかのＡＦレンズユニットを有するセンサモジュール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８】特許文献１に開示された従来のビデオカメラのオートフォーカス制御を説明するためのフローチャートである。
【図９】（ａ）は、図８のビデオカメラのオートフォーカス制御において、位置に対する焦点評価値出力例を曲線で示す図、（ｂ）は、（ａ）の焦点評価値のピーク値付近の曲線拡大図である。
【図１０】焦点評価値出力曲線を用いた山登り法と呼ばれる合焦動作を説明するための図である。
【図１１】圧電素子によるステップ移動に際して、移動するレンズ部の可動部が一定速度に達すのにある程度の時間を必要とすることを説明するための図である。
【図１２】圧電素子によるステップ移動に際して、正方向移動や逆方向移動など移動方向が異なる場合に、大きなヒステリシスを生じることを説明するための図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  レンズ部
１１  レンズ
１２  レンズホルダ
２  撮像素子
３  駆動部
３１  圧電素子
３２  駆動軸
３３  錘
４  駆動波形出力部
５  制御部
５０  オートフォーカス制御手段
５１  第１等間隔移動制御手段
５２  焦点評価値演算手段
５３  ピーク位置演算手段
５４  基準位置移動制御手段
５５  第２等間隔移動制御手段
５６  ピーク位置移動制御手段
６  記憶部
１０  ＡＦレンズ制御ユニット
９０  電子情報機器
９１  センサモジュール
９２  メモリ部
９３  表示手段
９４  通信手段
９５  画像出力装置
Ｅｆ  ピーク値
Ｐｆ  ピーク位置
Ａ、Ａ１、Ａ２  エッジデータ
Ａｄ  振幅
ＩＮＦ  無限遠の位置
ＭＣＲ  接写位置（マクロ位置）
【図１】
2009151124.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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