半导体器件、在半导体器件中的校正方法、以及照相机模块的校正方法
【专利摘要】本发明的各个实施例涉及半导体器件、在半导体器件中的校正方法、以及照相机模块的校正方法。本发明的目的在于提供一种可以抑制照相机模块的成本的增加的半导体器件。提供了一种半导体器件，该半导体器件耦合至输出代表位置的位置信息的器件，并且包括：第一外部端子，位置信息提供至该第一外部端子；以及第二外部端子。通过第二外部端子接收代表器件的灵敏度的偏差的灵敏度偏差信息，并且，基于该灵敏度偏差信息，来设置用于放大来自第一外部端子的位置信息的增益。进一步地，第一外部端子和第二外部端子是相同的外部端子，并且，按照时分的方式，提供位置信息和灵敏度偏差信息。
【专利说明】半导体器件、在半导体器件中的校正方法、以及照相机模块的校正方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]2015年2月19日提交的日本专利申请2015-030538号的公开包括说明书、附图和摘要以引用的方式全部并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及一种半导体器件、在半导体器件中的校正方法、以及照相机模块的校正方法，并且具体地涉及一种处理来自陀螺仪传感器的位置信息的半导体器件和使用该陀螺仪传感器的照相机模块。
【背景技术】
[0004]陀螺仪传感器是用于检测角速度的传感器，并且近年来，陀螺仪传感器已经被用于检测摄影机等的照相机抖动。在例如日本特开2014-98613号公报中描述了这样的陀螺仪传感器。
【发明内容】
[0005]例如，在通过使用陀螺仪传感器来检测照相机抖动的情况下，使用的是通过集成如下部分而获得的照相机模块:集成照相机的镜头、拍摄通过镜头的图像的光学传感器、陀螺仪传感器、以及通过使用来自陀螺仪传感器的位置信息来控制镜头或者光学传感器的半导体器件。在这种情况下，半导体器件通过使用从陀螺仪传感器输出的位置信息来识别由于照相机抖动造成的照相机模块的位置改变，并且控制镜头或者光学传感器以便校正由照相机抖动导致的在光学传感器上的图像的成像点的位移和位移量。存在镜头移位(lensshift)方式作为控制镜头的方式，并且存在传感器移位方式作为控制光学传感器的方式。进一步地，镜头移位方式包括:例如，镜头镜筒(lens barrel)方式，在该镜头镜筒方式中，镜头与光学传感器平行地移动；以及镜头倾斜(lens tilt)方式，在该镜头倾斜方式中，镜头是倾斜的，等等。进一步地，除了镜头移位方式和传感器移位方式之外，存在模块倾斜(module tilt)方式，在该模块倾斜方式中，包括镜头和光学传感器的光学图像稳定器(OIZ)是倾斜的。
[0006]甚至在采用任何方式的情况下，在制造陀螺仪传感器的陀螺仪传感器制造工序中制得的陀螺仪传感器在模块组装工序中组装到照相机模块中。在这种情况下，在陀螺仪传感器制造工序中，校对制得的陀螺仪传感器的灵敏度，以便使之落入预定范围内。陀螺仪传感器的灵敏度是当角速度改变了例如I时从陀螺仪传感器输出的位置信息的值。该位置信息通过使用例如数字值来代表。因此，提供了如下这样的陀螺仪传感器:输出被校正以便当角速度改变了 I时落入预定范围内(在大于作为中心值的第一数字值的第二数字值与小于第一数字值的第三数字值之间)的数字值，作为位置信息。
[0007]换言之，在多个陀螺仪传感器的情况下，每个陀螺仪传感器的灵敏度由于每个陀螺仪传感器的特性的影响而在预定范围内变化。具体地，在陀螺传感器之中，灵敏度发生偏差(灵敏度偏差)。因此，当使用陀螺仪传感器组装照相机模块时，照相机模块的摆动抑制率取决于每个照相机模块而不同。在这种情况下，摆动抑制率是当启动和禁用照相机抖动校正功能时被捕获图像的变化量之比。显然，在摆动抑制率小的情况下，当启动照相机抖动校正功能时，变化量成为更小。由此，摆动抑制率为期望地小。
[0008]为了使每个照相机模块的摆动抑制率最小化，可以设想，例如，使每个组装后的照相机模块振动(施加振动)，并且为每个照相机模块设定控制镜头或者光学传感器的半导体器件的特性。在这种情况下，有必要使照相机模块振动。
[0009]本发明的目的在于提供一种可以抑制照相机模块的成本的增加的半导体器件。
[0010]本发明的上述和其它目的以及新颖特征将通过本说明书的说明和对应附图而显而易见。
[0011]下面是对在本申请中公开的发明的代表性概要的概述。
[0012]具体地，耦合至输出位置信息的器件的半导体器件包括:第一外部端子，向其提供位置信息；以及第二外部端子。通过第二外部端子接收代表器件的灵敏度的偏差的灵敏度偏差信息，并且，基于该灵敏度偏差信息，来设定用于放大来自第一外部端子的位置信息的增益。通过基于灵敏度偏差信息来设定用于放大位置信息的增益，即使在器件之中灵敏度不同，用于放大位置信息的增益也与每个器件的灵敏度相关联。因此，可以在不使安装有器件的每个模块振动的情况下使摆动抑制率最小化，并且可以抑制成本的增加。
[0013]在一个实施例中，第一外部端子和第二外部端子是相同的外部端子，并且按照时分的方式提供位置信息和灵敏度偏差信息。从而，可以抑制半导体器件的外部端子的数量的增加，并且可以进一步抑制成本的增加。
[0014]在该实施例中，将在器件的灵敏度(数字值)与预定灵敏度(第一数字值)之间的偏差用作灵敏度偏差信息。
[0015]下面是对从在本申请中公开的代表性发明获得的效果的概述。
[0016]能够提供一种抑制照相机模块的成本的增加的半导体器件。
[0017]进一步地，能够提供一种可以减少工序的数量的半导体器件。
[0018]而且，能够提供一种可以减少设备的数量的半导体器件。
【附图说明】
[0019]图1A和图1B分别是示出了根据第一实施例的照相机模块的示意配置的平面图和截面图；
[0020]图2是示出了根据第一实施例的陀螺仪传感器的配置的框图；
[0021 ]图3是示出了根据第一实施例的半导体器件的配置的框图；
[0022]图4是示出了根据第一实施例的照相机模块的校正方法的流程图；
[0023]图5是示出了根据第二实施例的半导体器件的配置的框图；
[0024]图6是说明了照相机抖动校正的概要的说明图；以及
[0025]图7是示出了在本发明之前检查的校正方法的流程图。
【具体实施方式】
[0026]在下文中，将基于附图来详细描述本发明的各个实施例。应注意到，在用于说明各个实施例的所有附图中，原则上相同的构成部件由相同的附图标记表示，并且，原则上将省略对其的重复说明。
[0027]进一步地，在以下各个实施例中将对使用陀螺仪传感器对照相机模块的照相机抖动校正进行描述。然而，本发明不限于照相机模块。
[0028]第一实施例
[0029]〈照相机抖动校正的概要〉
[0030]首先，将对在其中校正由照相机抖动导致的成像点的位移和位移量的照相机抖动校正的概要进行描述。如上面所描述的，存在多种照相机抖动校正方法。在本说明书中，将对采用镜头移位方式的照相机抖动校正进行描述。显然，本发明不限于镜头移位方式，而是可以采用多种方式。
[0031]图6是示出了采用镜头移位方式的照相机抖动校正的概要的说明性示意图。在图6中，附图标记I表不照相机的外壳(照相机外壳)。在照相机外壳I中，设置有主镜头5、子镜头6和光学传感器7。在使照相机外壳I固定的状态下，通过主镜头5和子镜头6将图像4成像到光学传感器7上。在这种情况下，通过主镜头5中心的光轴由附图标记3表示，并且成像到光学传感器7的中心位置2上。
[0032]在照相机外壳I由于照相机抖动而在由在图6中的箭头A代表的方向上摆动的情况下，使照相机外壳I位移至由在图6中的点划线代表的状态IA。同时，也使光学传感器7位移至由在图6中的附图标记7A代表的位置。在不进行照相机抖动校正的情况下，光轴3到达从光学传感器7的中心位置位移开的位置2C，并且成像在位置2C处。相反，镜头移位方式的照相机抖动校正，移位(移动)子镜头6的位置，并且将使子镜头6位移至状态6A。在该示例中，在图6中，子镜头6向下移位。当子镜头6向下移位时，已经已到达子镜头6的中心的光到达从中心位移开的周边位置。在子镜头6的中心处的折射率与在周边位置处的折射率不同。由此，光轴3如附图标记3A所示地被折射，并且到达由附图标记7A代表的光学传感器的中心位置2A，以成像到中心位置2A上。
[0033]因此，即使照相机外壳I由于照相机抖动而摆动，图像成像的位置也可以是相同的。应注意到，在图6中已经描述了具有主镜头5和子镜头6的照相机，但是，可以仅仅设置有子镜头6而不设置有主镜头5。
[0034]〈照相机模块的配置〉
[0035]图1是分别示意性地示出了照相机模块的配置的框图。图1A是在通过镜头看光学传感器的方向上看到的照相机模块的平面图。进一步地，图1B是沿在图1A所示的平面图中的B-B’线所截取的截面图。接下来，将通过使用图1A和图1B对照相机模块10的配置进行描述。
[0036]照相机模块1包括衬底20、外壳19、陀螺仪传感器16、半导体器件17和连接器18。外壳19、陀螺仪传感器16、半导体器件17和连接器18安装并且集成在单个衬底20上。外壳19包括光学传感器11、光学图像稳定器(OIS)单元22、磁铁13a至13d、音圈电机14a至14d、霍尔传感器15a至15b、以及用于可移动地支撑光学图像稳定器(OIS)单元22的悬架21a和21b。
[0037]在第一实施例中采用了镜头移位方式，并且由此，光学传感器11安装并且固定在衬底20上。另一方面，光学图像稳定器单元22具有镜头12，并且通过悬架21a和21b可移动地固定至衬底20。
[0038]如图1A所示，磁铁13a至13d固定并且附接至光学图像稳定器(OIS)单元22以便围绕光学图像稳定器(OIS)单元22。将驱动信号施加至音圈电机14a至14d，在音圈电机14a至14d中生成磁场。在音圈电机14a至14d中生成的磁场与在磁铁13a至13d中生成的磁场之间的作用与反作用，使光学图像稳定器(OIS)单元22在图1A中的垂直方向和水平方向上移动。具体地，将具有适当电压的驱动信号施加至音圈电机14a至14d中的每一个音圈电机，使光学图像稳定器(OIS)单元22能够以任意距离在垂直方向和水平方向上任意地移动。在图1B中，用虚线示出了光学图像稳定器(OIS)单元22和磁铁13a至13d在水平方向上移动的区域。
[0039]进一步地，当通过音圈电机14a至14d生成的磁场来移动磁铁13a至13d和光学图像稳定器单元22时，设置在外壳19中的霍尔传感器15a和15b检测到由磁铁13a至13d生成的磁场的变化并且输出变化量。
[0040]当照相机模块10由于照相机抖动而摆动并且其位置发生变化时，陀螺仪传感器16输出代表位置的变化的位置信息和代表陀螺仪传感器16的灵敏度的偏差的灵敏度偏差信息。
[0041]响应于来自陀螺仪传感器16的位置信息和灵敏度偏差信息、以及来自霍尔传感器15a和15b的输出，半导体器件17向音圈电机14a至14d提供驱动信号。来自半导体器件17的驱动信号控制在音圈电机14a至14d中生成的磁场。从控制音圈电机的观点来看，可以将半导体器件17视为电机驱动半导体器件。
[0042]光学图像稳定器(OIS)单元22具有与光学传感器11平行布置的镜头12。例如，如图1B所示，通过利用来自半导体器件17的驱动信号控制音圈电机14a至14d，使光学图像稳定器(OIS)单元22在水平方向上移动。因此，如在图1B中的实线箭头所示，也使镜头12在水平方向上移动。具体地，在保持与光学传感器11的平行状态的同时，使镜头12在水平方向上移动。因此，如图6所描述的，光轴所接触的镜头的位置发生了变化，并且对光的折射率也发生了变化。由此，校正了照相机抖动。
[0043]通过连接器18将从光学传感器11输出的图像信号输出至照相机模块10外。进一步地，通过连接器18将控制半导体器件17的信号从照相机模块10外提供至半导体器件17。然而，本发明不特定地限于此。应注意到，举例而言，将所谓的CMOS传感器用作光学传感器11。显然，本发明并不限于CMOS传感器。
[0044]〈陀螺仪传感器16的配置〉
[0045]图2是示出了陀螺仪传感器16的配置的框图。陀螺仪传感器16具有多个外部端子，然而，在图2中图示了一个外部端子34。外部端子34在衬底20(图1)上耦合至半导体器件17的稍后将描述的外部端子。外部端子34是用于串行(serial)通信的输入/输出端子，并且串行通信电路32的第一输入/输出端子1l耦合至外部端子34。
[0046]串行通信电路32具有第一输入/输出端子1l和第二输入/输出端子102，并且第二输入/输出端子102耦合至开关35和控制电路33的公共端子C。控制电路33根据从第二输入/输出端子102提供的指定信息，将开关35的公共端子耦合至第一端子Pk或者第二端子Pd。将第一寄存器(第一保持电路)30的输出提供至开关35的第一端子Pk，并且将第二寄存器(第二保持电路)31的输出提供至开关35的第二端子Pd。
[0047]在图2中，附图标记36表示根据角速度而输出位置信息的角速度检测单元。角速度检测单元36具有例如模数转换电路，并且输出数字值的位置信息。来自角速度检测单元36的位置信息存储在第二寄存器31中。进一步地，如稍后通过使用图4将描述的，当在陀螺仪传感器制造工序中校准陀螺仪传感器16的灵敏度偏差时，代表校正后的灵敏度偏差的灵敏度偏差信息被存储(记忆)在第一寄存器30中。
[0048]当通过外部端子34从半导体器件17提供命令寄存器的指令信息时，串行通信电路32将该指令信息提供至控制电路33。控制电路33根据所提供的指令信息来控制开关35。具体地，当通过外部端子34和串行通信电路32将命令输出位置信息的指令信息从半导体器件17提供至控制电路33时，控制电路33将开关35的公共端子C耦合至第二端子Pd。从而，通过开关35将存储在第二寄存器31中的位置信息提供至串行通信电路32的第二输入/输出端子102。串行通信电路32通过外部端子34将提供至第二输入/输出端子102的位置信息作为串行数据提供至半导体器件17。
[0049]另一方面，当通过外部端子34和串行通信电路32将命令输出灵敏度偏差信息的指令信息从半导体器件17提供至控制电路33时，控制电路33将开关35的公共端子C耦合至第一端子Pk。从而，通过开关35将存储在第一寄存器30中的陀螺仪传感器16的灵敏度偏差信息提供至串行通信电路32的第二输入/输出端子102。串行通信电路32通过外部端子34将提供至第二输入/输出端子102的灵敏度偏差信息作为串行数据提供至半导体器件17。
[0050]可以将地址信息用作从半导体器件17输出的指定信息。在这种情况下，例如，将第一地址分配给第一寄存器30，并且将与第一地址不同的第二地址分配给第二寄存器31。控制电路33确定作为指定信息的地址信息指定了第一地址还是第二地址。因此，控制电路33将存储在第一寄存器30中的灵敏度偏差信息或者存储在第二寄存器31中的位置信息根据地址信息提供至串行通信电路32的第二输入/输出端子102。
[0051]因此，陀螺仪传感器16可以按照时分的方式从外部端子34输出位置信息和灵敏度偏差信息。在这种情况下，可以抑制陀螺仪传感器16的外部端子的数量的增加，并且可以抑制陀螺仪传感器16的成本的增加。
[0052]应注意到，在图2中举例说明了第一寄存器和第二寄存器30和31，但是本发明不限于该数量。具体地，陀螺仪传感器16可以具有除了存储位置信息的第二寄存器31和存储灵敏度偏差信息的第一寄存器30之外的寄存器。
[0053]〈半导体器件17的配置〉
[0054]图3是示出了半导体器件17的配置的框图。半导体器件17是响应于来自陀螺仪传感器16的位置信息和灵敏度偏差信息而控制音圈电机14a至14d的电机驱动半导体器件。具体地，半导体器件17包括:陀螺仪信号处理单元40，其响应于来自陀螺仪传感器16的位置信息和灵敏度偏差信息而输出陀螺仪位置信息60;驱动器信号处理单元(处理单元)41，其响应于来自陀螺仪信号处理单元40的陀螺仪位置信息60，而输出电机控制信号(驱动信号)61;以及微控制器(在下文中，称为MCU)42，其控制陀螺仪信号处理单元40和驱动器信号处理单元41。通过公知的半导体制造技术，陀螺仪信号处理单元(在下文中，称为G处理单元)40、驱动器信号处理单元(在下文中，称为D处理单元)41、以及MCU 42，形成在一个半导体芯片衬底上。然而，本发明不特定地限于此。
[0055]半导体器件17设置有多个外部端子。然而，在图3中图示了这些外部端子中的外部端子50至54。在这些外部端子50至54中，具体地，外部端子50是将陀螺仪传感器16耦合至半导体器件17的外部端子，并且外部端子53是将音圈电机14a至14d耦合至半导体器件17的外部端子。
[0056]外部端子50电耦合至图2所示的陀螺仪传感器16的外部端子34。外部端子50是用于串行通信的输入/输出端子。半导体器件17通过外部端子50串行地(serially)将指定信息提供至陀螺仪传感器16的外部端子34，并且串行地接收来自陀螺仪传感器16的外部端子34的位置信息和灵敏度偏差信息。在图2和图3中，外部端子34和50中的每一个被图不为一个外部端子。然而，应该理解，外部端子34和50中的每一个包括多个外部端子。具体地，外部端子34具有串行地接收从半导体器件17输出的指定信息的输入端子、以及按照时分的方式串行地将位置信息和灵敏度偏差信息发送至半导体器件17的一个(公共)输出端子。进一步地，外部端子50具有串行地向陀螺仪传感器16输出指定信息的输出端子、以及按照时分的方式串行地接收来自陀螺仪传感器16的位置信息和灵敏度偏差信息的一个(公共)输入端子。
[0057]外部端子34和50中的每一个可以具有除了输入端子和输出端子之外的用于使时钟信号同步的外部端子。在这种情况下，半导体器件17具有输出同步时钟信号的输出端子，并且陀螺仪传感器16具有接收同步时钟信号的输入端子。与同步时钟信号同步地，将指定信息串行地从半导体器件17提供至陀螺仪传感器16。另一方面，陀螺仪传感器16与所提供的同步时钟信号同步地，将位置信息和灵敏度偏差信息串行地提供至半导体器件17。
[0058]要理解，外部端子53也具有多个外部端子。具体地，外部端子53具有与音圈电机14a至14d相关联的四个外部端子，并且将电机控制信号(驱动信号)61从每个外部端子输出至对应的音圈电机。
[0059]G处理单元40包括串行通信电路43、滤波器电路44、第一增益控制放大器45、第二增益控制放大器46和保持电路47。在这种情况下，保持电路47是保持灵敏度偏差信息的保持电路(第二保持电路)，并且使用例如寄存器配置而成。
[0060]串行通信电路43由M⑶42控制。当向外部端子50提供位置信息时，串行通信电路43将所提供的位置信息62提供至滤波器电路44。当向外部端子50提供灵敏度偏差信息时，串行通信电路43将所提供的灵敏度偏差信息63提供至保持电路47。进一步地，串行通信电路43接收来自MCU 42的指定信息，并且将该指定信息输出至外部端子50。
[0061 ]在MCU 42的控制下，例如，串行通信电路43首先向外部端子50输出指定第一寄存器30(图2)的第一地址作为来自MCU 42的指定信息。当控制电路33(图2)通过在陀螺仪传感器16中的串行通信电路32(图2)接收到指定第一地址的该指定信息时，控制电路33控制开关35向串行通信电路32 (图2)提供存储在第一寄存器30中的灵敏度偏差信息。因此，串行通信电路32从外部端子34(图2)输出所提供的灵敏度偏差信息。MCU 42输出指定第一寄存器30的指定信息，并且然后，假设提供至外部端子50的信息是灵敏度偏差信息，那么控制串行通信模块43将提供至外部端子50的串行信息提供至保持电路47。从而，向保持电路47提供从陀螺仪传感器16输出的作为灵敏度偏差信息63的灵敏度偏差信息，并且将灵敏度偏差信息63保持在保持电路47中。
[0062]接下来，M⑶42控制串行通信电路43输出指定第二寄存器31(图2)的第二地址作为来自外部端子50的指定信息。从而，通过外部端子50和34(图2)，将指定第二寄存器31的指定信息从串行通信电路43提供至在陀螺仪传感器16中的串行通信电路32(图2)。当将指定第—.寄存器31的指定彳目息从串彳丁通彳目电路32提供至控制电路33时，控制电路33控制开关35将存储在第二寄存器31中的位置信息提供至串行通信电路32。结果，串行通信电路32通过外部端子34将所提供的位置信息提供至外部端子50。从而，将位置信息提供至串行通信电路43。另一方面，M⑶42输出指定第二寄存器31的指定信息，并且然后，假设提供至外部端口 50的信息是位置信息，那么控制串行电路43将提供至外部端口 50的信息提供至滤波器电路44。从而，将从陀螺仪传感器16输出的位置信息通过串行通信电路43提供至滤波器电路44。
[0063]控制电路33控制开关35将存储在第二寄存器31中的位置信息提供至在陀螺仪传感器16中的串行通信电路32，直到再次提供指定第一寄存器30的指定信息。然而，本发明不特定地限于此。将位置信息从角速度检测单元36周期性地提供至第二寄存器31，并且将更新后的位置数据存储在第二寄存器31中。结果，从陀螺仪传感器16连续地输出更新后的数据，直到下一次提供指定第一寄存器30的指定信息。假设周期性地提供至外部端子50的信息是位置信息，那么甚至在半导体器件17中，MCU 42控制串行通信电路43将位置信息62从串行通信电路43提供至滤波器电路44。从而，将来自陀螺仪传感器16的位置信息作为位置信息62连续地提供至滤波器电路44。
[0064]滤波器电路44用于去除所提供的位置信息62中含有的噪音。将去除了噪音的位置信息64提供至第一增益控制放大器45以将其放大。由第一增益控制放大器45放大的位置信息65由第二增益控制放大器46放大，并且作为陀螺仪位置信息60将其提供至D处理单元41。
[0065]在这种情况下，基于存储在保持电路47中的灵敏度偏差信息66，来设定第二增益控制放大器46的增益。如上所描述的，保持电路47存储从陀螺仪传感器16提供的灵敏度偏差信息63，并且将存储的灵敏度偏差信息作为灵敏度偏差信息66提供至第二增益控制放大器46。基于灵敏度偏差信息66，来设定第二增益控制放大器46的增益。另一方面，为第一增益控制放大器45设定在多个陀螺仪传感器16之中共用的参考增益。
[0066]在陀螺仪传感器16中的角速度检测单元36的灵敏度取决于陀螺仪传感器16而发生变化。具体地，在多个陀螺仪传感器16的情况下，灵敏度取决于陀螺仪传感器16而不同。从而，在陀螺仪传感器制造工序中校准每个陀螺仪传感器16的灵敏度偏差，并且校正每个陀螺仪传感器16的灵敏度以便落入预定范围内。例如，为多个陀螺仪传感器16设定参考灵敏度(预定灵敏度)，并且设定相对于该参考灵敏度更高灵敏度范围和更低灵敏度范围。然后，校正每个陀螺仪传感器16的灵敏度以便落入在该更高灵敏度范围与该更低灵敏度范围之间的范围(预定范围)内。例如，当将参考灵敏度设定为O时，在陀螺仪传感器制造工序中校正每个陀螺仪传感器16的灵敏度以便落入在+3%与-3%之间的范围内。换言之，校正每个陀螺仪传感器16的灵敏度以便落入±3%的范围内。
[0067]在陀螺仪传感器制造工序中，校正每个陀螺仪传感器16的灵敏度以便落入预定范围内，获得了灵敏度相对于参考灵敏度之差，即，灵敏度的偏差(灵敏度偏差)，并且将所获得的灵敏度偏差的信息(灵敏度偏差信息)存储在待设置的第一寄存器30中。例如，在校正陀螺仪传感器16并且其灵敏度相对于参考灵敏度偏差了+2%的情况下，在陀螺仪传感器制造工序中将该+2%的灵敏度偏差信息存储在第一寄存器30中以提供陀螺仪传感器16。与上述相似地，如果灵敏度相对于参考灵敏度偏差了-1 %，那么将该-1 %的灵敏度偏差信息存储在第一寄存器30中以提供陀螺仪传感器16。
[0068]由此，根据相对于参考灵敏度的灵敏度偏差的值，来设定第二增益控制放大器46的增益。在这种情况下，针对成为相对于参考灵敏度更高的灵敏度的偏差，将第二增益控制放大器46的增益设定为减小。另一方面，针对成为相对于参考灵敏度更低的灵敏度的偏差，将第二增益控制放大器46的增益设定为增大。在上述示例中的+2%的灵敏度偏差信息66的情况下，将第二增益控制放大器46的增益设定为减小例如2%。相反，在-1%的灵敏度偏差信息66的情况下，将第二增益控制放大器46的增益设定为增大例如1%。在0%的灵敏度偏差信息66的情况下，将第二增益控制放大器46的增益设定为I，并且第二增益控制放大器46不进行放大。然而，本发明不特定地限于此。
[0069]在对D处理单元41进行描述之后，将对第一增益控制放大器45的增益的设定进行描述。
[0070]D处理单元41包括PID(比例积分微分)控制器单元48和驱动器电路49 WID控制器单元48将由陀螺仪位置信息60代表的位置与光学图像稳定器(OIS)单元22的位置进行比较(图1)，并且形成驱动控制信号67，该驱动控制信号67使光学图像稳定器(OIS)单元22的位置与由陀螺仪位置信息60代表的位置能够彼此匹配。驱动器电路49基于驱动控制信号67来形成驱动音圈电机14a至14d的电机控制信号(驱动信号)61，并且通过外部端子53将该电机控制信号(驱动信号)61提供至音圈电机14a至14d。
[0071]下面将对第一增益控制放大器45的增益的设定进行描述。如上所描述的，作为第一增益控制放大器45的增益，为陀螺仪传感器16设定公共参考增益。为第二增益控制放大器46设定的增益与灵敏度偏差信息相关联。因此，可以将为第一增益控制放大器45设定的参考增益视为与当对灵敏度偏差进行设定时使用的参考灵敏度相关联。
[0072]将参考增益设定为如下这样的值，在该值处，当安装有其中一个陀螺仪传感器16具有参考灵敏度的照相机模块10摆动时，使由照相机模块10(图1)捕获的图像固定。例如，安装有参考陀螺仪传感器16的照相机模块10在改变第一增益控制放大器45的增益的同时物理地摆动。当照相机模块10摆动时，捕获的图像也由于除了陀螺仪传感器16之外的照相机模块10的特性的影响而模糊。在这种情况下，基于例如被包括在半导体器件17中的滤波器电路44、驱动器电路49和PID控制器电路48的特性，来设定照相机模块10的特性。获得第一增益控制放大器45的增益的值，以便甚至是在照相机模块10摆动时也使捕获的图像固定。因此，可以获得反映了照相机模块10的特性的参考增益。换言之，参考增益是与反映了照相机模块10的特性的灵敏度相关联的增益，并且可以将参考增益视为多个照相机模块10所共用的参考增益。
[0073]应注意到，当获得第一增益控制放大器45的增益时，期望的是在将第二增益控制放大器46的增益设定为I的同时、防止在第二增益控制放大器46中的放大和衰减。
[0074]在第一实施例中，将第一增益控制放大器45的输出提供至第二增益控制放大器46的输入。因此，在为第一增益控制放大器45设定的参考增益与为第二增益控制放大器46设定的基于灵敏度偏差信息的增益之间的运算(乘积)，与位置信息64的放大系数相对应。参考增益由照相机模块10或者陀螺仪传感器16所共用的参考增益参数代表。因此，可以将在每个照相机模块中的放大系数视为，由在参考增益参数和与安装的陀螺仪传感器所独有的灵敏度偏差信息相关联的增益之间的运算来设定。
[0075]在图3的示例中，将外部端子50用作按照时分的方式接收位置信息和灵敏度偏差信息的公共外部端子。然而，可以在半导体器件17中设置彼此不同的外部端子。具体地，可以设置接收位置信息的第一外部端子和接收灵敏度偏差信息的第二外部端子。
[0076]〈照相机模块的校正方法〉
[0077]图4是示出了照相机模块的校正方法的流程图。图4示出了在陀螺仪传感器制造工序中执行的步骤、和在其中将所提供的陀螺仪传感器17安装在照相机模块10中的模块组装工序中执行的步骤。具体地，步骤S10(陀螺仪传感器16的校准)示出了在陀螺仪传感器制造工序中执行的步骤，并且步骤S20(照相机模块的调整)示出了在模块组装工序中执行的步骤。显然，不必连续地执行步骤SlO和步骤S20。接下来，将通过使用图1至图4对校正方法进行描述。
[0078]首先，在步骤SO中开始校正。在步骤SI中，开始使图2所示的陀螺仪传感器16物理地振动。在步骤S2中，测量从角速度检测单元36输出的位置信息的灵敏度的偏差。由于灵敏度的偏差未落入预定范围(±3% )内，所以，在步骤S3中，调整角速度检测单元36，以校正从角速度检测单元36输出的位置信息的灵敏度的偏差。
[0079]接下来，在步骤S4中，获得在步骤S3中校正的位置信息的偏差的值，以确定该值是否落入预定范围内(在该流程图中，被描述为“偏差是否在参考内?”)。如果该值未落入预定范围内，那么执行步骤S2至S4，直到该值落入预定范围内。另一方面，在步骤S4中确定该值落入预定范围内，将在步骤S4中获得的偏差的值存储在第一寄存器(第一保持电路)30中作为校正信息(步骤S5)。应注意到，陀螺仪传感器16的物理振动继续，直到偏差的值落入在步骤S4中的预定范围。然而，本发明不特定地限于此。
[0080]针对每个陀螺仪传感器16执行步骤SI至S5，并且由此，将基于位置信息的灵敏度偏差的偏差信息(校正信息)存储在每个陀螺仪传感器16的第一寄存器30中。在图4中，可以将步骤SI至S4视为校正工序(第一校正工序)，并且可以将步骤S5视为存储工序(第一存储工序)。
[0081]接下来，虽然未在图4中示出陀螺仪传感器16，但是如图1所示，在准备工序中，将陀螺仪传感器16安装在照相机模块10中。在安装有陀螺仪传感器16的照相机模块10中，半导体器件17执行以下步骤。在这种情况下，在半导体器件17中的MCU 42(图3)根据程序(未示出)来执行以下步骤。
[0082]首先，MCU42将指定第一寄存器30的指定信息从半导体器件17串行地提供至陀螺仪传感器16。因此，陀螺仪传感器16将存储在第一寄存器30中的灵敏度偏差信息(校正信息)串行地提供至半导体器件17(输出工序)。在半导体器件17中的串行通信电路43读出所提供的灵敏度偏差信息(校正信息)，并且将该灵敏度偏差信息提供至保持电路47，以将该灵敏度偏差信息(校正信息)63存储在保持电路47中(步骤S6:读出工序)。
[0083]将存储在保持电路47中的灵敏度偏差信息(校正信息)66提供至第二增益控制放大器46。基于灵敏度偏差信息(校正信息)66，来设定第二增益控制放大器46的增益。在这种情况下，基于参考增益参数提前设定第一增益控制放大器45的增益。结果，通过第一增益控制放大器45和第二增益控制放大器46对增益参数和灵敏度偏差信息(校正信息)进行积分(步骤S7:第二校正工序)。
[0084]应注意到，如上所描述的，通过使安装有陀螺仪传感器16的照相机模块10物理地摆动，来提前获得参考增益参数，并且在步骤S6之前将该参考增益参数存储在每个半导体器件17中。例如，在第一增益控制放大器45中设置电可重写非易失性存储器，并且写入初步获得的参考增益参数。因此，可以在步骤S7中执行在参考增益参数与灵敏度偏差信息(校正信息)之间的运算(运算工序)。
[0085]如上所描述的，将参考增益参数提前存储在半导体器件17中，但是本发明不限于此。例如，在步骤S6或者S7中，可以向第一增益控制放大器45提供参考增益参数并且为第一增益控制放大器45设定该参考增益参数。
[0086]进一步地，在半导体器件17中设置总参数保持电路，并且执行在参考增益参数与在步骤S6中读出的灵敏度偏差信息(校正信息)之间的运算，以获得总增益参数，可以将该总增益参数存储在设置在半导体器件17中的总参数保持电路中。可以在步骤S7中的运算工序中执行该运算，并且可以将总增益参数在例如在步骤S7和S8之间设置的第二存储工序中存储在总增益参数保持电路中。在这种情况下，可以通过使用一个增益控制放大器来配置第一增益控制放大器45和第二增益控制放大器46，以基于保持在总参数保持电路中的总增益参数来设定该一个增益控制放大器的增益。
[0087]通过使用电可重写非易失性存储器来配置总参数保持电路。因此，如果甚至是在照相机模块10的电源关闭之后再次开启照相机模块10的电源时、都基于来自总参数保持电路的总增益参数来设定增益控制放大器的增益，那么可以为增益控制放大器设定根据安装在照相机模块中的陀螺仪传感器的灵敏度的增益。
[0088]在图7中也示出了照相机模块的校正方法。在图7所示的校正方法中，在步骤SlOO(陀螺仪传感器的校准)和步骤S200(照相机模块的调整)中执行校正。在步骤SlOO中，执行与图4所示的步骤SI至S4相似的步骤。具体地，在步骤SI中，开始使陀螺仪传感器振动，在步骤S2中测量偏差，并且在步骤S3中校正该偏差。在步骤S4中确定偏差是否落入参考范围内，并且重复步骤S2至24、直到偏差落入参考内。当在步骤S4中确定偏差落入参考内时，结束陀螺仪传感器制造工序，并且提供陀螺仪传感器。在这种情况下，重复步骤S2至S3，直到在步骤S4中偏差落入参考内。因此，通过陀螺仪传感器制造工序提供的每个陀螺仪传感器的灵敏度都落入预定范围内。
[0089]接下来，将陀螺仪传感器安装在照相机模块中，并且在步骤S200中调整照相机模块。具体地，在步骤S201中，开始使安装有陀螺仪传感器的照相机模块振动。在步骤S202中，使从陀螺仪传感器接收输出的半导体器件的增益参数增量或者减量。接下来，在步骤S203中，在增益参数增量(或者减量)的状态下确定图像。在步骤S204中，确定来自振动的照相机模块的图像是否是固定的。如果图像不是固定的(否)，重复执行步骤S202至S204，直到确定图像是固定的(是)。在步骤S205中，当确定图像是固定的时候，将增益参数存储在半导体器件中，并且结束校正(步骤S8)。
[0090]在第一实施例中，与通过使用图7所描述的校正方法相比，可以根据每个陀螺仪传感器16来校正灵敏度，而不使每个照相机模块物理地振动。结果，可以在防止摆动抑制率劣化的同时，防止照相机模块的成本增加。具体地，可以减少使相应的照相机模块物理地振动(摆动)的设备和工序，并且由此，可以抑制成本的增加。
[0091]进一步地，可以将灵敏度偏差的信息存储在第一寄存器30中，而不执行在陀螺仪制造工序中执行的步骤SI至S4，S卩，使得灵敏度能够落入预定范围内的步骤。在这种情况下，在图4的步骤S6和S7中，可以设定根据每个陀螺仪传感器16的灵敏度的增益，并且进一步地，可以抑制成本。进一步地，在这种情况下，在陀螺仪制造工序中不必使陀螺仪传感器振动，并且由此可以减少使相应的陀螺仪传感器物理地振动的设备和工序。
[0092]此处，将参照图4对在半导体器件17中的校正操作进行描述。在步骤S6中，从陀螺仪传感器16串行地读出灵敏度偏差信息(灵敏度偏差信息读出工序)。基于在读出工序(步骤S6)中读出的灵敏度偏差信息，在步骤S7(校正工序)中，设定当对位置信息进行放大时的增益控制放大器(第一增益控制放大器和第二增益控制放大器45和46)的每个增益。
[0093]在半导体器件17中的MCU42通过使用串行通信电路43向陀螺仪传感器16提供指定第二寄存器31的指定信息。响应于该指定信息，将位置信息而不是灵敏度偏差信息从陀螺仪传感器16串行地提供至半导体器件17的外部端子50。半导体器件17读出位置信息(位置信息读出工序)。在校正工序中，所读出的位置信息由设定了增益的增益控制放大器放大，并且作为陀螺仪位置信息60提供至D处理单元。
[0094]应注意到，在校正工序中执行在参考增益参数与灵敏度偏差信息之间的运算，并且根据通过该运算获得的值来设定增益控制放大器的增益。
[0095]第二实施例
[0096]图5是示出了根据第二实施例的半导体器件17的配置的框图。在图5中示出的半导体器件17的配置与在图3中示出的半导体器件17的配置相似。因此，下面将仅仅主要描述不同的特征。
[0097]在第二实施例中，使用在图1中示出的霍尔传感器15a和15b来控制光学图像稳定器单元22(图1)的位置。因为使用了霍尔传感器15a和15b，所以在图5中示出的照相机模块具有与在图3中示出的照相机模块不同的D处理单元80。应注意到，在图3和图5中，相同的构成部件由相同的附图标记表示，并且将省略对相同的构成部件的说明。D处理单元80包括PID控制单元48、驱动器电路49、减法电路70、模数转换电路71和霍尔放大器72。
[0098]在图5中，附图标记74表示在由音圈电机14a至14d移动的磁铁13b至13c与霍尔传感器15a至15b之间的磁场親合。当通过音圈电机14a至14d生成的磁场来移动安装有磁铁13a至13d的光学图像稳定器单元22时，霍尔传感器15a和15b由于磁场的改变而输出霍尔位置信息73。通过半导体传感器17的外部端子55将霍尔位置信息提供至霍尔放大器72。霍尔放大器72放大作为模拟信号的霍尔位置信息73，并且将其提供至模数转换电路71。模数转换电路71将该霍尔位置信息73转换为数字信号的霍尔位置信息75，该数字信号的霍尔位置信息75提供至减法电路70。减法电路70在来自G处理单元40的陀螺仪位置信息与霍尔位置信息75之间执行数字减法，并且将结果提供至PID控制单元48。应注意到，在图5中，附图标记56表不半导体器件17的外部端子。
[0099]在第二实施例中，光学图像稳定器单元22的位置由霍尔传感器15a和15b识别，并且反映在陀螺仪位置信息60上。因此，可以在更短的时间内将光学图像稳定器单元22移动至期望的位置。
[0100]在第一实施例和第二实施例中，MCU 42设置在半导体器件17中，并且G处理单元40和D处理单元41和80由MCU 42控制。然而，本发明不限于此。具体地，可以使用包括顺序电路的逻辑电路来替代MCU 42。进一步地，可以通过使用MCU来配置设置在陀螺仪传感器16中的控制电路33。
[0101]进一步地，在第二实施例中，D处理单元80具有处理霍尔传感器的信号的功能，并且由此可以被视为霍尔传感器处理单元。
[0102]〈补充说明〉
[0103]在本说明书中公开了多个发明，并且在权利要求书中描述了其中一些发明。然而，本发明也包括除了这些发明之外的发明，并且下面将对一个代表性发明进行描述。
[0104](A) —种陀螺仪传感器，包括:
[0105]第一寄存器，其存储角速度信息；
[0106]第二寄存器，其存储在第一寄存器中存储的角速度信息的灵敏度偏差信息；
[0107]串行通信电路；以及
[0108]控制电路，其根据通过串行通信电路提供的指定信息来选择第一寄存器或者第二寄存器，
[0109]其中当控制电路选择第一寄存器时，通过串行通信电路输出存储在第一寄存器中的角速度信息，并且当控制电路选择第二寄存器时，通过串行通信电路输出存储在第二寄存器中的灵敏度偏差信息。
[0110](B)根据(A)所述的陀螺仪传感器，
[0111]其中灵敏度偏差信息是在预定灵敏度与角速度信息的灵敏度之间的偏差。
[0112]已经基于各个实施例对本发明人所做的本发明进行了具体地描述。然而，显然，本发明不限于这些实施例并且在不脱离本发明的范围的情况下可以做出各种改变。
【主权项】
1.一种半导体器件，所述半导体器件耦合至输出代表位置的位置信息的器件，所述半导体器件包括: 第一外部端子，向所述第一外部端子提供所述位置信息；以及 第二外部端子， 其中通过所述第二外部端子接收代表所述器件的所述灵敏度的偏差的灵敏度偏差信息，并且基于所述灵敏度偏差信息，来设定用于对来自所述第一外部端子的所述位置信息进行放大的增益。2.根据权利要求1所述的半导体器件， 其中所述第一外部端子和所述第二外部端子是相同的外部端子，并且按照时分的方式提供所述位置信息和所述灵敏度偏差信息。3.根据权利要求2所述的半导体器件， 其中所述器件输出在所述器件的所述灵敏度与预定灵敏度之间的偏差，作为所述灵敏度偏差?目息，以及 其中所述半导体器件包括对所述位置信息进行放大的增益控制放大器，并且基于通过在与所述预定灵敏度相关联的参数与所述灵敏度偏差信息之间的运算而获得的值，来设定所述增益控制放大器的增益。4.根据权利要求3所述的半导体器件， 其中所述半导体器件包括总参数保持电路，所述总参数保持电路保持通过在与所述预定灵敏度相关联的所述参数与所述灵敏度偏差信息之间的所述运算而获得的所述值。5.根据权利要求2所述的半导体器件， 其中所述器件输出在所述器件的所述灵敏度与预定灵敏度之间的偏差，作为所述灵敏度偏差?目息，以及 其中所述半导体器件包括对所述位置信息进行放大的第一增益控制放大器和第二增益控制放大器，基于所述灵敏度偏差信息来设定所述第二增益控制放大器的所述增益，并且所述第一增益控制放大器耦合至所述第二增益控制放大器，从而基于通过在所述第一增益控制放大器的增益参数与所述灵敏度偏差信息之间的运算而获得的值，来设定用于对所述位置信息进行放大的增益。6.根据权利要求5所述的半导体器件， 其中所述半导体器件包括保持所述灵敏度偏差信息的第二保持电路。7.根据权利要求2所述的半导体器件， 其中所述半导体器件包括处理单元，所述处理单元基于所述放大后的位置信息来形成驱动电机的驱动信号。8.根据权利要求7所述的半导体器件， 其中所述器件是陀螺仪传感器，以及 其中所述处理单元基于来自对所述电机改变的位置进行检测的霍尔传感器的信号、以及所述放大后的位置信息，来形成所述驱动信号。9.一种在半导体器件中的校正方法，所述半导体器件与输出代表位置的位置信息的器件一起使用，所述校正方法包括: 灵敏度偏差信息读出步骤:从所述器件串行地读出代表所述器件的所述灵敏度的灵敏度偏差ig息; 位置信息读出步骤:从所述器件串行地读出所述位置信息；以及校正步骤:基于在所述灵敏度偏差信息读出步骤中读出的所述灵敏度偏差信息，来设定用于对在所述位置信息读出步骤中读出的所述位置信息进行放大的增益。10.根据权利要求9所述的在所述半导体器件中的校正方法， 其中所述灵敏度偏差信息代表在预定灵敏度与所述器件的所述灵敏度之间的偏差，以及 其中所述校正步骤包括，运算与参考增益相关联的增益参数和所述灵敏度偏差信息的步骤。11.一种照相机模块的校正方法，包括: 第一校正步骤:使陀螺仪传感器振动，测量从所述陀螺仪传感器输出的位置信息的灵敏度，并且校正所述陀螺仪传感器，从而使得通过所述测量获得的所述灵敏度落入预定范围内； 第一存储步骤:将校正后的所述陀螺仪传感器的所述灵敏度作为校正信息存储到被包括在所述陀螺仪传感器中的第一保持电路中； 准备步骤:准备照相机模块，所述照相机模块具有所述陀螺仪传感器、与所述陀螺仪传感器同步地变化的镜头、以及向其提供来自所述陀螺仪传感器的所述位置信息的半导体器件； 输出步骤:根据所述半导体器件，输出来自所述陀螺仪传感器中的所述第一保持电路的所述校正信息； 读出步骤;将在所述输出步骤中输出的所述校正信息读出到所述半导体器件中；以及第二校正步骤:基于在所述读出步骤中读出的所述校正信息，来设定用于在所述半导体器件中对从所述陀螺仪传感器输出的所述位置信息进行放大的增益。12.根据权利要求11所述的照相机模块的校正方法， 其中所述校正信息是在预定范围内的预定灵敏度与从所述陀螺仪传感器输出的所述位置信息的所述灵敏度之间的偏差， 其中所述半导体器件包括对所述位置信息进行放大的增益控制放大器，以及其中所述第二校正步骤包括运算步骤，该运算步骤运算与参考增益相关联的增益参数和所述校正信息，并且所述增益控制放大器的所述增益基于在所述运算步骤中获得的值来设定。13.根据权利要求12所述的照相机模块的校正方法，包括第二存储步骤:将在所述运算步骤中获得的所述值存储在总参数保持电路中。14.根据权利要求11所述的照相机模块的校正方法， 其中所述校正信息是在预定范围内的预定灵敏度与从所述陀螺仪传感器输出的所述位置信息的所述灵敏度之间的偏差， 其中所述半导体器件包括对所述位置信息进行放大的第一增益控制放大器和第二增益控制放大器， 其中基于与参考增益相关联的增益参数，来设定所述第一增益控制放大器的所述增益，以及 其中基于在所述第二校正步骤中的所述校正信息，来设定所述第二增益控制放大器的所述增益。15.根据权利要求14所述的照相机模块的校正方法，包括如下步骤:将在所述读出步骤中读出的所述校正信息存储在第二保持电路中。
【文档编号】G03B5/00GK105910595SQ201610060568
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月28日
【发明人】北野彻
【申请人】瑞萨电子株式会社