CN101309362A - 用于补偿固态成像装置偏移的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种补偿固态成像装置偏移的方法，包含取得感测信号，其中感测信号为设置在移动平台上的固态成像装置偏移的信息；根据感测信号产生相对应的控制电压以及控制信号；根据控制电压产生相对应的调整电压；根据调整电压产生相对应的驱动电压；根据驱动电压以及控制信号输出驱动信号；以及根据驱动信号产生磁力以调整移动平台。应用此系统及方法可以减少在拍照时因震动而造成的影像拖影，并且可根据所侦测到的感测信号产生相对应且不同的驱动电压，从而节省补偿偏移所需的功率耗损，更有效率地进行补偿。

Description

用于补偿固态成像装置偏移的系统及方法

技术领域

本发明涉及摄像装置中的补偿系统及方法，特别涉及一种在摄像装置中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着手振的问题，特别是对于体积轻薄的数码相机而言，由于使用者手持数码相机的稳定性不够，因此，常常会在按下快门的瞬间，因为使用者手握持时的抖动或手指按快门的施力而造成相机的震动，从而使拍摄出的影像模糊不清。

摄像装置中通常会设置一个角速度传感器以及一个位置传感器，藉以分别侦测摄像装置在动作期间内，移动的角度变化数据以及位置变化信息，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)，是用来侦测摄像装置在动作期间内的角度、角速度或角加速度变化信息，而位置传感器，如霍尔传感器(Hall Effect Sensor)，则是用来侦测摄像装置于动作期间内移动的位置移动量。

此外，也可在摄像装置中设置一马达驱动器以及一感应线圈，并以脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)的控制方式控制马达驱动器，通过马达驱动器输出固定的电压，且配合调整脉冲宽度调变信号的工作周期(dutycycle)来驱动感应线圈，以产生磁力对镜头的抖动方向以及位移量加以补偿，进而解决其振动问题。

然而，这种方法是通过马达驱动器在一定时间内输出固定的电压进行驱动，无法根据所侦测到的不同的感测信号，实时改变马达驱动器所输出的电压来进行驱动，因此会耗损许多不必要的功率，并且无法更有效率地进行补偿。

因此，有必要提出一种补偿系统，可解决在使用摄像装置时因振动所造成的影像拖影问题，并节省所需耗损的功率，更有效率地进行补偿。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中无法实时改变马达驱动器输出的电压，从而无法进行有效补偿的缺陷。

本发明解决上述技术问题的方案是，提供一种用于在摄像装置中补偿固态成像装置偏移的系统，其通过调整移动平台达到补偿设置在该移动平台上的固态成像装置的偏移变化，包括：

震动感测装置，用以侦测摄像装置动作期间内的偏移变化，以产生相对应的感测信号；

微控制装置，根据所述感测信号产生相对应的控制电压以及控制信号；

电压调整电路，电连接于所述微控制装置，并根据所述控制电压产生相对应的调整电压；

电压调节装置，电连接于所述电压调整电路，并根据所述调整电压产生相对应的驱动电压；

电机驱动装置，接受所述驱动电压驱动，并受所述微控制装置输出的控制信号所控制，以输出驱动信号；以及

磁能装置，电连接于所述电机驱动装置，并接受驱动信号驱动而产生磁力，以调整所述移动平台。

在本发明所述的补偿固态成像装置偏移的系统中，包括：

位置感测装置，用以侦测所述移动平台的位置变化，以输出相对应的位置感测信号至所述微控制装置。

在本发明所述的补偿固态成像装置偏移的系统中，所述位置感测装置包括：

第一位置传感器，用以侦测所述移动平台在X轴向的偏移变化；以及

第二位置传感器，用以侦测所述移动平台在Y轴向的偏移变化。

在本发明所述的补偿固态成像装置偏移的系统中，所述微控制装置包括：

模拟数字转换电路，用以将所述感测信号转换为数字信号。

在本发明所述的补偿固态成像装置偏移的系统中，所述微控制装置包括：

数字模拟转换电路，用以将所述数字信号转换为控制电压。

在本发明所述的补偿固态成像装置偏移的系统中，所述电压调整电路包括：

双极性晶体管，用以根据所述控制电压产生相对应的调整电压。

本发明解决上述技术问题的方案还包括，提供一种在摄像装置中补偿固态成像装置偏移的方法，通过调整移动平台达到补偿设置在该移动平台上的固态成像装置的偏移变化，其特征在于，包括下列步骤：

a.取得感测信号，其中该感测信号为摄像装置动作期间内的偏移变化；

b.根据所述感测信号产生相对应的控制电压以及控制信号；

c.根据所述控制电压产生相对应的调整电压；

d.根据所述调整电压产生相对应的驱动电压；

e.根据所述驱动电压以及所述控制信号输出驱动信号；以及

f.根据所述驱动信号产生磁力以调整移动平台；

g.判别所述移动平台的位置变化是否符合所述摄像装置相对应的偏移变化；

若在g步骤中，判别出所述移动平台的位置变化符合所述摄像装置相对应的偏移变化，则结束补偿；否则，取得代表所述移动平台的位置变化信息的位置感测信号，并重复步骤b至f。

在本发明所述的补偿固态成像装置偏移的方法中，所述根据所述感测信号产生相对应的控制电压包括：

将所述感测信号转换为数字信号；以及

将所述数字信号转换为控制电压。

在本发明所述的补偿固态成像装置偏移的方法中，所述感测信号包括所述摄像装置在X轴向及Y轴向的偏移变化信息。

在本发明所述的补偿固态成像装置偏移的方法中，根据所述驱动信号所产生的磁力用于在X轴向及Y轴向调整移动平台。

根据本发明上述的实施例可知，应用本发明的系统及方法可产生光学防手振的效果，减少在拍照时因震动而造成的影像拖影，并且可根据所侦测到的感测信号产生相对应且不同的驱动电压，从而节省补偿偏移所需的功率耗损，更有效率地进行补偿。

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所示为依照本发明一实施例的补偿固态成像装置偏移的系统的方块示意图；

图2所示为依照本发明一实施例的电压调整电路的示意图；

图3是如图2所示的上半部电压调整电路根据不同直流电压而动作的一电路示意图；

图4是如图2所示的上半部电压调整电路根据不同直流电压而动作的另一电路示意图；以及

图5所示为依照本发明一实施例的补偿固态成像装置偏移的方法的流程图。

其中：

100：摄像装置                    170、170a：电机驱动装置

110：移动平台                    180：磁能装置

120：固态成像装置                182、182a：X轴向磁能组件

130：震动感测装置                184、184a：Y轴向磁能组件

132：X轴向陀螺仪传感器           190：位置感测装置

134：Y轴向陀螺仪传感器           192：X轴向霍尔传感器

135：放大器                      194：Y轴向霍尔传感器

具体实施方式

图1所示为依照本发明一实施例的补偿固态成像装置偏移的系统的方框示意图。此系统系位于摄像装置100中，并通过调整移动平台110达到对设置在移动平台110上的固态成像装置120的偏移变化进行补偿的效果，其中固态成像装置120可以是电荷耦合装置(Charge Coupled Device，CCD)。

此系统包含震动感测装置130、放大器135、微控制装置140、电压调整电路150、电压调节装置160、电机驱动装置170、磁能装置180以及位置感测装置190。震动感测装置130用于侦测摄像装置100在动作期间内因手振而造成的偏移变化，进而产生相对应的感测信号。其中，震动感测装置130可包含X轴向及Y轴向的倾角信号传感器，如X轴向的陀螺仪传感器(Gyro Sensor)132及Y轴向的陀螺仪传感器134，分别用于侦测摄像装置100在X轴向及Y轴向方向的角度偏移变化。

放大器135将震动感测装置130所侦测到的感测信号放大，以传送至微控制装置140中作运算处理，而微控制装置140便根据所接收到的感测信号，产生相对应的控制电压及控制信号。其中，微控制装置140中可包含模拟数字转换(analog-to-digital converter，ADC)电路142以及数字模拟转换(digital-to-analog converter，DAC)电路144。模拟数字转换(ADC)电路142是将经由放大器135所放大的感测信号转换为数字信号，而数字模拟转换(DAC)电路144则是将数字信号转换为控制电压，并对数字信号作运算处理后输出控制信号。

电压调整电路150电连接于微控制装置140，并根据微控制装置140所产生的不同的控制电压，产生相对应的调整电压。电压调节装置160电连接于电压调整电路150，并根据电压调整电路150所产生的调整电压，产生相对应的驱动电压。

接着，电机驱动装置170，如马达驱动器，会受到电压调节装置160所产生的驱动电压所驱动，并且受微控制装置140输出的控制信号所控制，以输出驱动信号来驱动磁能装置180。磁能装置180电连接于电机驱动装置170，并受到驱动而产生磁力，以调整移动平台110达到补偿的效果。其中，磁能装置180可包含X轴向的磁能组件182以及Y轴向的磁能组件184，分别在X轴向及Y轴向方向以磁力调整移动平台110，其中两磁能组件182和184均可包含感应线圈以及磁铁。

在移动平台110受到磁力的推移的后，位置感测装置190会侦测移动平台110的位置变化，以输出相对应的位置感测信号，供微控制装置140作运算处理。其中，位置感测装置190可包含X轴向的霍尔传感器(Hall Effect Sensor)192以及Y轴向的霍尔传感器194，分别侦测移动平台110在X轴向及Y轴向方向的位置偏移变化。当微控制装置140将位置感测装置190所输出的位置感测信号作运算处理的后，微控制装置140会根据运算处理的结果再次控制电机驱动装置170，进而驱动磁能装置180调整移动平台110的位置，以符合相对应的震动感测装置130所侦测到的摄像装置100的偏移变化。

图2所示为依照本发明一实施例的电压调整电路的示意图。此电压调整电路包含上下两部分，分别根据图1中数字模拟转换(DAC)电路144所产生的直流电压DAC1以及DAC2，而产生调整电压VC1及VC2，然后再由电压调节装置160a和160b分别产生相对应的驱动电压VS1和VS2。之后，再由电机驱动装置170a根据驱动电压VS1和VS2分别产生驱动信号，以驱动X轴向的磁能组件182a和Y轴向的磁能组件184a，调整移动平台。以本实施例为例，此电压调整电路系包含两个双极性晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)Q1及Q2。

图3是如图2所示的上半部电压调整电路根据不同直流电压而动作的一电路示意图。为了方便说明起见，在此以上半部电压调整电路为例，而下半部电压调整电路的动作则与上半部电压调整电路相同。在图3中，电压VFB是电压调节装置160a的回馈输入电压，其具有一内部比较电压值0.8V。当电压VC1等于VFB时，I3＝0，I1＝I2，因此I2＝(0.8/R7)，VS1＝(R7+R8)×I2＝(R7+R8)×(0.8/R7)＝0.8+(R8/R7)×0.8。

当电压VC1小于VFB时，I1＝I2+I3，I3＝(0.8-VC1)/R5，I2＝(0.8/R7)，因此VS1＝R7×I2+R8×I1＝R7×(0.8/R7)+R8×(I2+I3)＝0.8+R8×(0.8/R7)+R8×(0.8-VC1)/R5＝0.8+(R8/R7)×0.8+R8×(0.8-VC1)/R5。此时，驱动电压VS1便可由于电压VC1不同而具有不同的值；亦即，根据不同的直流电压DAC1而产生不同的驱动电压VS1，以实时改变驱动信号以及磁能组件所产生的磁力。

图4是如图2所示的上半部电压调整电路根据不同直流电压而动作的另一电路示意图。当电压VC1大于VFB时，I1＝I2-I3，I3＝(VC1-0.8)/R5，I2＝(0.8/R7)，因此VS1＝R7×I2+R8×I1＝R7×(0.8/R7)+R8×(I2-I3)＝0.8+R8×(0.8/R7)-R8×(VC1-0.8)/R5＝0.8+(R8/R7)×0.8-R8×(VC1-0.8)/R5。此时，驱动电压VS1亦可由于电压VC1不同而具有不同的值；亦即，根据不同的直流电压DAC1而产生不同的驱动电压VS1，以实时改变驱动信号以及磁能组件所产生的磁力。如此一来，不管直流电压DAC1如何，均可通过电压VC1的改变而调整驱动电压VS1，以此来改变磁能组件所产生的磁力，控制移动平台的移动速度。

图5所示为依照本发明一实施例的补偿固态成像装置偏移的方法的流程图。首先，取得感测信号(步骤500)，其中感测信号是摄像装置在动作期间内因震动而产生的偏移变化，且包含摄像装置在X轴向及Y轴向方向的偏移变化信息。接着，根据所取得的感测信号产生相对应的控制电压以及控制信号(步骤502)。其中，可先将感测信号转换为数字信号，然后再将数字信号转换为控制电压。另外，将所产生的控制电压转换为相对应的调整电压(步骤504)。接着，再根据调整电压产生相对应的驱动电压(步骤506)。然后，再根据相对应的驱动电压以及控制信号输出驱动信号(步骤508)。最后，根据所输出的驱动信号产生磁力，从而在X轴向及Y轴向方向调整移动平台(步骤510)。

此外，当通过磁力调整移动平台之后，可先判别移动平台的位置变化是否符合摄像装置相对应的偏移变化。若其位置变化系符合摄像装置相对应的偏移变化，则结束补偿的动作。但若其位置变化不符合摄像装置相对应的偏移变化，则再回到步骤500，取得另一感测信号，此时此感测信号系为位置感测信号，代表移动平台受磁力推移后的位置变化数据。接着，根据所取得的位置感测信号产生相对应的控制电压以及第二控制信号(步骤502)。然后，同样将控制电压转换为调整电压(步骤504)，并产生相对应的驱动电压(步骤506)。而后，根据相对应的驱动电压以及第二控制信号输出第二驱动信号(步骤508)。最后，根据所输出的第二驱动信号产生第二磁力以调整移动平台(步骤510)。接下来再进入判别步骤512，如此反复进行，直到移动平台被调整至符合摄像装置相对应的偏移变化。

由上述本发明的实施例可知，采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，减少在拍照时因震动而造成的影像拖影，并且可根据所侦测到的感测信号产生相对应且不同的驱动电压，以节省补偿偏移所需的功率耗损，更有效地进行补偿。

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，本技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种用于在摄像装置中补偿固态成像装置偏移的系统，其通过调整移动平台达到补偿设置在该移动平台上的固态成像装置的偏移变化，其特征在于，包括：

震动感测装置，用以侦测摄像装置动作期间内的偏移变化，以产生相对应的感测信号；

微控制装置，根据所述感测信号产生相对应的控制电压以及控制信号；

电压调整电路，电连接于所述微控制装置，并根据所述控制电压产生相对应的调整电压；

电压调节装置，电连接于所述电压调整电路，并根据所述调整电压产生相对应的驱动电压；

电机驱动装置，接受所述驱动电压驱动，并受所述微控制装置输出的控制信号所控制，以输出驱动信号；以及

磁能装置，电连接于所述电机驱动装置，并接受驱动信号驱动而产生磁力，以调整所述移动平台。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，包括：

位置感测装置，用以侦测所述移动平台的位置变化，以输出相对应的位置感测信号至所述微控制装置。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述位置感测装置包括：

第一位置传感器，用以侦测所述移动平台在X轴向的偏移变化；以及

第二位置传感器，用以侦测所述移动平台在Y轴向的偏移变化。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微控制装置包括：

模拟数字转换电路，用以将所述感测信号转换为数字信号。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述微控制装置包括：

数字模拟转换电路，用以将所述数字信号转换为控制电压。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电压调整电路包括：

双极性晶体管，用以根据所述控制电压产生相对应的调整电压。

7.一种在摄像装置中补偿固态成像装置偏移的方法，通过调整移动平台达到补偿设置在该移动平台上的固态成像装置的偏移变化，其特征在于，包括下列步骤：

a.取得感测信号，其中该感测信号为摄像装置动作期间内的偏移变化；

b.根据所述感测信号产生相对应的控制电压以及控制信号；

c.根据所述控制电压产生相对应的调整电压；

d.根据所述调整电压产生相对应的驱动电压；

e.根据所述驱动电压以及所述控制信号输出驱动信号；以及

f.根据所述驱动信号产生磁力以调整移动平台；

g.判别所述移动平台的位置变化是否符合所述摄像装置相对应的偏移变化；

若在g步骤中，判别出所述移动平台的位置变化符合所述摄像装置相对应的偏移变化，则结束补偿；否则，取得代表所述移动平台的位置变化信息的位置感测信号，并重复步骤b至f。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述感测信号产生相对应的控制电压包括：

将所述感测信号转换为数字信号；以及

将所述数字信号转换为控制电压。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述感测信号包括所述摄像装置在X轴向及Y轴向的偏移变化信息。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述驱动信号所产生的磁力用于在X轴向及Y轴向调整移动平台。

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