CN101282420B - 补偿固态成像装置偏移的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种补偿固态成像装置偏移的方法，包含取得第一感测信号以及第二感测信号；比较两信号，以取得表示固态成像装置偏移量的误差值；根据误差值输出可变电压以驱动磁能组件；利用磁能组件移动固态成像装置，藉以补偿固态成像装置的偏移量。本发明结构简单，只需要信号处理电路、一个传感器搭配磁能组件即可达到光学防手抖的效果，减少在拍照时因震动而造成的影像拖影，与现有技术相比设计更加简单，降低了制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及摄像装置及其信号处理技术，特别涉及一种用于摄像装置中的补偿固态成像装置偏移的系统及方法。
背景技术
一般在摄像装置中都存在因为手振导致成像不清晰的问题，特别是对于体积轻薄的数字相机而言，由于使用者手持数字相机的稳定性不够，常常会在按下快门的瞬间，因为使用者手部的抖动或手指按快门的施力导致相机发生震动，从而拍摄出模糊的影像。
现有的解决方案是在摄像装置中设置一个角速度传感器和一个位置传感器，藉以分别检测摄像装置动作期间内移动的角度变化信息和位置变化信息，并产生相对应的感测信号。角速度传感器，如陀螺仪传感器(Gyro Sensor)，用于检测摄像装置在动作期间内的角度、角速度或角加速度变化的信息，而位置传感器，如霍尔传感器(Hall Effect Sensor)，则是用于检测摄像装置在动作期间内移动的位置移动量。先由传感器检测移动变化量，再依据检测到的信息计算需要补偿的位移量，并且通过补偿镜片组，根据镜头的抖动方向和位移量加以补偿，进而解决其振动问题。其缺陷是：必须有至少二个以上的传感器，且需要搭配使用补偿镜片组方可完成振动补偿功能，不仅在设计上非常复杂，更无法有效地减少制作成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种补偿固态成像装置偏移的系统及方法，用以解决在使用摄像装置时因振动所造成的影像拖影问题，并有效地减少制作成本。
本发明解决其技术问题的技术方案是，提供一种补偿固态成像装置偏移的系统，包括：传感器，耦接于一固态成像装置，用于持续检测所述固态成像装置以产生感测信号；运算电路，用于接收所述感测信号，并对其作处理以输出第一信号；延迟电路，用于延迟所述第一信号，以形成第二信号；自动控制装置，用于接收所述第一信号和第二信号，对所述第一信号和第二信号进行比较以获得误差值，并根据所述误差值输出误差控制信号；电机驱动装置，用于接收所述误差控制信号，并根据所述误差控制信号生成一可变电压；以及，磁能组件，接受所述可变电压的驱动，并产生一磁力，藉以移动所述固态成像装置。
作为本发明的一种实施方式，所述感测信号是角速度信号。所述运算电路是微分器，且所述第一信号是角加速度信号。或，所述运算电路是乘法器。
作为本发明的另一种实施方式，所述感测信号是加速度信号。所述运算电路是积分器，且所述第一信号是速度信号。或，所述运算电路是乘法器。
本发明还提供了一种补偿固态成像装置偏移的方法，包括以下步骤：获得第一感测信号，所述第一感测信号是固态成像装置在第一时间发生的第一次偏移的数据；获得第二感测信号，所述第二感测信号是所述固态成像装置在第二时间发生的第二次偏移的数据；比较所述第一感测信号和第二感测信号，以获得表示所述固态成像装置的偏移量的误差值；根据所述误差值输出相应的误差控制信号，并根据所述误差控制信号产生一可变电压以驱动一磁能组件；以及，藉由所述磁能组件移动所述固态成像装置。
作为优选，本发明补偿固态成像装置偏移的方法进一步包括以下步骤：根据所述误差值产生误差控制信号；以及，根据所述误差控制信号输出所述可变电压。
作为本发明的一种实施方式，所述第一感测信号和第二感测信号均分别为角速度或角加速度信号其中之一。
作为本发明的另一种实施方式，所述第一感测信号和第二感测信号均分别为速度或加速度信号其中之一。
本发明的有益效果在于：结构简单，只需要信号处理电路、一个传感器搭配磁能组件即可达到光学防手抖的效果，减少在拍照时因震动而造成的影像拖影，与现有技术相比设计更加简单，降低了制造成本。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一种补偿固态成像装置偏移的系统的框图；
图2是依照本发明第一个实施例中一种补偿固态成像装置偏移的系统的框图；
图3是依照本发明第二个实施例的一种补偿固态成像装置偏移的系统的框图；
图4是依照本发明第三个实施例的一种补偿固态成像装置偏移的系统的框图；
图5是依照本发明第四个实施例的一种补偿固态成像装置偏移的系统的框图；
图6是依照本发明一种实施例的一种补偿固态成像装置偏移的方法的流程图。
附图标号说明：
100、200、200a、200b、200c：摄像装置；
102：传感器； 104：运算电路；
106、210：延迟电路； 206：微分器；
108：自动控制装置； 208：PID控制器；
110：电机驱动装置； 212：马达驱动器；
112：磁能组件； 214：感应线圈；
114：固态成像装置； 306、506：乘法器；
202：陀螺仪传感器； 402：加速度传感器；
204：电荷耦合装置； 步骤：600～610。
具体实施方式
图1是一种补偿固态成像装置偏移的系统的框图。此系统应用在摄像装置100中，并包含传感器102、运算电路104、延迟电路106、自动控制装置108、电机驱动装置110和磁能组件112。传感器102耦接于摄像装置100的固态成像装置114，并持续检测固态成像装置114在动作期间内移动的变化数据，以产生相应的感测信号，其中传感器102可以是倾角信号传感器或加速度传感器，而固态成像装置可以是电荷耦合装置(Charge Coupled Device，CCD)。运算电路104用于接收由传感器102输出的感测信号，并对其作运算处理后输出相应的运算信号，其中运算电路104可以是积分器、微分器或乘法器。延迟电路106用于延迟由运算电路104输出的运算信号，并提供相应的延迟信号，以供与运算电路之后输出的运算信号作比较。自动控制装置108则用于接收误差值，并根据该误差值输出误差控制信号，其中，误差值是运算电路104输出的运算信号与延迟电路106输出的延迟信号相比较后获得的，其中自动控制装置108可以是比例积分微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)控制器。电机驱动装置110用于接收自动控制装置108输出的误差控制信号，并根据误差控制信号产生可变电压或脉冲宽度调变信号(Pulse Width Modulation，PWM)，其中电机驱动装置110可以是马达驱动器。而磁能组件112则是受电机驱动装置110输出的可变电压所驱动以产生相应的磁力，用于移动电荷耦合装置114以补偿电荷耦合装置114的偏移量，其中磁能组件112可以是感应线圈。
图2是依照本发明第一个实施例中一种补偿固态成像装置偏移的系统的框图。在本实施例的摄像装置200中，使用倾角信号传感器，如陀螺仪传感器(Gyro Sensor)202，来检测电荷耦合装置204的角度偏移变化。在检测电荷耦合装置204的角加速度作误差比较的模式下，先由陀螺仪传感器202持续检测电荷耦合装置204的偏移量并输出相应的角速度信号，再经微分器206作运算处理后，输出相应的角加速度信号。接着，将该角加速度信号与延迟电路210所提供的前一个角加速度信号的角加速度延迟信号作比较，以获得角加速度误差值，并传送至PID控制器208中，然后PID控制器208再根据上述角加速度误差值输出脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)信号。马达驱动器212便根据脉冲宽度调变信号产生可变电压以驱动感应线圈214，再藉由感应线圈214产生的磁力移动电荷耦合装置204，以补偿电荷耦合装置204因遭受振动所产生的偏移量。
图3是依照本发明第二个实施例的一种补偿固态成像装置偏移的系统的框图。在本实施例的摄像装置200a中，同样使用陀螺仪传感器202来检测电荷耦合装置204的角度偏移变化。在利用检测电荷耦合装置204的角速度作误差比较的模式下，先藉由陀螺仪传感器202持续检测电荷耦合装置204的偏移量且输出相应的角速度信号，并经由乘法器306将角速度信号乘以一常数以调整该角速度信号在特定范围内。接着，将乘法器306输出的角速度信号与延迟电路210提供的前一个角速度信号的角速度延迟信号作比较，以获得角速度误差值，并传送至PID控制器208中，然后PID控制器208再根据上述角速度误差值输出脉冲宽度调变信号。马达驱动器212便根据脉冲宽度调变信号产生可变电压以驱动感应线圈214，再藉由感应线圈214产生的磁力移动电荷耦合装置204，以补偿电荷耦合装置204因遭受振动所产生的偏移量。
图4是依照本发明第三个实施例的一种补偿固态成像装置偏移的系统的框图。在本实施例的摄像装置200b中，使用加速度传感器402来检测电荷耦合装置204的位置偏移变化。在利用检测电荷耦合装置204的速度作误差比较的模式下，先藉由加速度传感器402持续检测电荷耦合装置204的偏移量且输出相应的加速度信号，并经由积分器406作运算处理后，输出速度信号。接着，此速度信号与延迟电路210提供的前一个速度信号的速度延迟信号作比较，以获得速度误差值，并传送至PID控制器208中，PID控制器208再根据上述速度误差值输出脉冲宽度调变信号。马达驱动器212便根据脉冲宽度调变信号产生可变电压以驱动感应线圈214，再藉由感应线圈214产生的磁力移动电荷耦合装置204，以补偿电荷耦合装置204因遭受振动所产生的偏移量。
图5是依照本发明第四个实施例的一种补偿固态成像装置偏移的系统的框图。在本实施例的摄像装置200c中，同样使用加速度传感器402来检测电荷耦合装置204的位置偏移变化。在利用检测电荷耦合装置204的加速度作误差比较的模式下，先藉由加速度传感器402持续检测电荷耦合装置204的偏移量且输出相应的加速度信号，并经由乘法器506将加速度信号乘以一常数以调整该加速度信号于特定范围内。接着，乘法器506输出的加速度信号会与延迟电路210提供的前一个加速度信号的加速度延迟信号作比较，以获得加速度误差值，并传送至PID控制器208中，然后PID控制器208再根据该加速度误差值输出脉冲宽度调变信号。马达驱动器212便根据脉冲宽度调变信号产生可变电压以驱动感应线圈214，再藉由感应线圈214产生的磁力移动电荷耦合装置204，以补偿电荷耦合装置204因遭受振动所产生的偏移量。
请参照图6，是依照本发明一个实施例的一种补偿固态成像装置偏移的方法的流程图。首先，藉由传感器持续检测固态成像装置在动作期间内移动的变化量，以取得一个感测信号(步骤600)，其中该感测信号是固态成像装置发生偏移的数据，且固态成像装置可以是电荷耦合装置。接着，再藉由传感器取得另一个感测信号(步骤602)，以供与前一个感测信号作比较，其中此感测信号是固态成像装置下一时间点的偏移数据。当使用倾角信号传感器，如陀螺仪传感器，来检测偏移变化时，两感测信号可以均为角速度或角加速度信号其中之一。当使用加速度传感器来检测偏移变化时，两感测信号可以均为速度或加速度信号其中之一。
然后，将两不同时间点的感测信号作比较，藉以取得表示固态成像装置的偏移量的误差值(步骤604)。之后，再根据误差值输出相应补正的误差控制信号，如藉由PID控制器输出脉冲宽度调变信号(步骤606)。接着，再根据误差控制信号产生可变电压或脉冲宽度调变信号，以驱动磁能组件(步骤608)，其中磁能组件可以是感应线圈。最后，再藉由磁能组件所产生的磁力移动固态成像装置，以补偿固态成像装置的偏移量(步骤610)。此时，若固态成像装置尚未完全受到补偿而回至原定位，则再回到步骤602，再取得另一个感测信号加以比较，直到完全补偿为止。
由上述实施例可知，应用本发明补偿固态成像装置偏移的系统及方法可产生光学防手振的效果，并减少在拍照时因震动而造成的影像拖影问题，更使得防手振的设计更加地简单，进而减少其所需的制造成本。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的等效变化与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求书的界定为准。
Claims (10)
1.一种补偿固态成像装置偏移的系统，其特征在于，包括：
传感器，耦接于一固态成像装置，用于持续检测所述固态成像装置以产生感测信号；
运算电路，用于接收所述感测信号，并对其作处理以输出第一信号；
延迟电路，用于延迟所述第一信号，以形成第二信号；
自动控制装置，用于接收所述第一信号和第二信号，对所述第一信号和第二信号进行比较以获得误差值，并根据所述误差值输出误差控制信号；
电机驱动装置，用于接收所述误差控制信号，并根据所述误差控制信号生成可变电压；以及
磁能组件，接受所述可变电压的驱动，并产生磁力，藉以移动所述固态成像装置。
2.根据权利要求1所述的补偿固态成像装置偏移的系统，其特征在于，所述感测信号是角速度信号。
3.根据权利要求2所述的补偿固态成像装置偏移的系统，其特征在于，所述运算电路是微分器，且所述第一信号是角加速度信号。
4.根据权利要求2所述的补偿固态成像装置偏移的系统，其特征在于，所述运算电路是乘法器。
5.根据权利要求1所述的补偿固态成像装置偏移的系统，其特征在于，所述感测信号是加速度信号。
6.根据权利要求5所述的补偿固态成像装置偏移的系统，其特征在于，所述运算电路是积分器，且所述第一信号是速度信号。
7.根据权利要求5所述的补偿固态成像装置偏移的系统，其特征在于，所述运算电路是乘法器。
8.一种补偿固态成像装置偏移的方法，其特征在于，包括以下步骤：
获得第一感测信号，所述第一感测信号是固态成像装置在第一时间发生的第一次偏移的数据；
获得第二感测信号，所述第二感测信号是所述固态成像装置在第二时间发生的第二次偏移的数据；
比较所述第一感测信号和第二感测信号，以获得表示所述固态成像装置的偏移量的误差值；
根据所述误差值输出相应的误差控制信号，并根据所述误差控制信号产生一可变电压以驱动一磁能组件；以及
藉由所述磁能组件移动所述固态成像装置。
9.根据权利要求8所述的补偿固态成像装置偏移的方法，其特征在于：所述第一感测信号和第二感测信号均分别为角速度或角加速度信号其中之一。
10.根据权利要求8所述的补偿固态成像装置偏移的方法，其特征在于，所述第一感测信号和第二感测信号均分别为速度或加速度信号其中之一。
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