KR101598255B1 - Apparatus and method for controlling actuator in optical image stabilizer and optical image stabilizer using the same - Google Patents

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KR101598255B1 KR1020130145487A KR20130145487A KR101598255B1 KR 101598255 B1 KR101598255 B1 KR 101598255B1 KR 1020130145487 A KR1020130145487 A KR 1020130145487A KR 20130145487 A KR20130145487 A KR 20130145487A KR 101598255 B1 KR101598255 B1 KR 101598255B1
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Abstract

본 발명에 의한 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치는, 손떨림을 감지하는 모션 센서의 출력에 기반하여 거리를 계산하는 거리 계산부; 상기 거리 계산부에서 출력되는 거리 데이터에 기반하여 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인지를 판단하는 손떨림 주파수 판단부; 및 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우, 비례-적분-미분(PID) 제어부의 출력의 크기를 복수개의 부분으로 분할하여 하나씩 액추에이터 구동부에 제공하는 제어 패턴 생성부를 포함하여, 저주파수의 손떨림 발생시 액추에이터 구동부의 급격한 제어 값의 변화를 방지하고 액추에이터에 발진 신호가 출력되는 것을 방지함으로써 저주파수의 손떨림으로 인한 영상의 블러를 방지할 수 있다.An actuator control apparatus of an optical image stabilization apparatus according to the present invention comprises: a distance calculation unit for calculating a distance based on an output of a motion sensor for detecting camera shake; A shake frequency determining unit for determining whether the shaking motion is a shaking motion of a low frequency based on the distance data output from the distance calculating unit; And a control pattern generator for dividing the magnitude of the output of the proportional-integral-derivative (PID) controller into a plurality of parts and providing the same to the actuator driver when the camera-shake is a low-frequency motion, It is possible to prevent a sudden change in the control value and prevent an oscillation signal from being output to the actuator, thereby preventing image blur due to low-frequency camera shake.

Figure R1020130145487
Figure R1020130145487

Description

광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치, 방법 및 이를 이용한 광학식 손떨림 보정 장치{Apparatus and method for controlling actuator in optical image stabilizer and optical image stabilizer using the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to an actuator control apparatus and method for an optical image stabilizer, and an optical image stabilizer using the same.

본 발명은 저주파수의 손떨림 발생시 액추에이터 구동부의 제어 값의 급격한 변화를 방지하여 액추에이터에서 발진 신호가 출력되는 것을 최소화함으로써 영상의 안정화를 이룰 수 있는 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for controlling an actuator of an optical image stabilization apparatus capable of stabilizing an image by minimizing an output of an oscillation signal from an actuator by preventing a sudden change of a control value of an actuator driving unit when a camera shake occurs at a low frequency.

광학식 손떨림 보정 장치(OIS: Optical Image Stabilizer, 이하 OIS라 함)의 기능은 액추에이터를 제어하여 렌즈 모듈을 손떨림의 방향과 반대 방향으로 이동시킴으로써, 항상 영상의 중심이 카메라의 광축과 일치하도록 조정하는 것이다. 이 기능에서 가장 중요한 부분은 모션 센서인 자이로 센서에서 출력되는 데이터의 값이다. 왜냐하면, 자이로 센서에서 출력되는 데이터의 값에 기반하여 현재 렌즈 모듈을 얼마만큼 X 축 또는 Y 축으로 위치 이동시켜야 하는지가 결정되기 때문이다.The function of the optical image stabilizer (OIS) is to adjust the center of the image so that the center of the image always coincides with the optical axis of the camera by controlling the actuator and moving the lens module in the opposite direction to the camera shake . The most important part of this function is the value of data output from the gyro sensor, which is a motion sensor. This is because, depending on the value of the data output from the gyro sensor, how much the current lens module is to be moved in the X axis or the Y axis is determined.

하지만, 자이로 센서에서 출력되는 데이터의 값에 의해 렌즈 모듈이 이동되어야 할 위치가 결정되더라도 목표 위치에 렌즈 모듈을 정확하게 위치시키는 것은 힘들다. 가장 큰 이유는 비례-적분-미분(PID: Proportional-Integral-Derivative, 이하 PID라 함) 제어부의 제어 성능에 있다.However, even if the position of the lens module to be moved is determined by the value of the data output from the gyro sensor, it is difficult to accurately position the lens module at the target position. The greatest reason is the control performance of a proportional-integral-derivative (PID) control unit.

PID 제어부는 렌즈 모듈의 실제 이동 거리를 감지하는 홀 센서의 출력과 자이로 센서의 출력에 기반하여, 렌즈 모듈이 이동해야 할 최종 위치 이동 값을 산출한다.The PID control unit calculates a final position shift value at which the lens module should move based on the output of the hall sensor and the output of the gyro sensor, which detect the actual moving distance of the lens module.

PID 제어부는 산출한 최종 위치 이동 값을 펄스 폭(PWM: Pulse Width Modulation) 제어부 또는 리니어(Linear) 제어부 등을 포함하는 액추에이터 구동부에 전달하고, 액추에이터 구동부는 액추에이터에 구동 신호를 출력한다. 보이스 코일 모터(VCM: Voice Coil Motor, 이하 VCM이라 함)와 같은 액추에이터는 구동 신호에 따라 동작하여 렌즈 모듈을 위치 이동 값만큼 이동시킨다.The PID control unit transmits the calculated final position movement value to an actuator driving unit including a pulse width modulation (PWM) control unit or a linear control unit, and the actuator driving unit outputs a driving signal to the actuator. An actuator such as a voice coil motor (VCM) operates according to a driving signal to move the lens module by a position shift value.

PID 제어부는 비례 계수(Kp), 적분 계수(Ki), 미분 계수(Kd)의 세 가지 계수의 비율이 주어진 환경에서 얼마나 최적화되어 있느냐에 따라 성능의 변화가 발생한다. 비례 계수(Kp)는 현재의 제어 값, 적분 계수(Ki)는 과거의 제어 값, 그리고 미분 계수(Kd)는 미래의 제어 값과 관련이 있다.The PID controller changes its performance depending on how the ratio of the three coefficients, Kp, K, and Kd, is optimized in a given environment. The proportional coefficient (Kp) is the current control value, the integral coefficient (Ki) is the past control value, and the derivative coefficient (Kd) is related to the future control value.

비례 계수(Kp)는 현재 에러에 몇 배의 가중치를 둘 것인가와 관련이 있고, 적분 계수(Ki)는 현재 기준으로 과거의 몇 번째 에러까지 통합하여 제어할 것인가와 연관이 있으며, 미분 계수(Kd)는 미래의 어느 정도의 값과 방향을 가지고 에러를 제어할 것인가와 관련이 있다.The proportional coefficient (Kp) relates to how many weights are to be added to the current error, and the integral coefficient (Ki) is related to the integration of the past error to the current reference, and the derivative coefficient (Kd ) Is related to what degree of future value and direction will control the error.

PID 제어부의 특성상, 한 번 설정이 끝나면, 현재 값의 가중치는 얼마로 할지, 과거의 값을 얼마나 누적할 것인지, 그리고 미래에는 어느 방향으로 이동할 것인지 등을 결정하는 것이 상기한 PID 계수(Kp, Ki, Kd)에만 의존하기 때문에 문제가 발생한다. 이러한 문제로 인하여 어느 특정 환경에 최적화된 PID 계수들이 다른 특정 환경에서는 최악의 경우가 될 수도 있다.Once the setting of the PID controller is completed, it is necessary to determine how much the current value should be weighted, how much the past value should be accumulated, and in which direction to move in the future. , Kd). Therefore, a problem arises. Because of this problem, the PID coefficients optimized for a particular environment may be the worst case in other specific environments.

일반적으로 손떨림 방지를 위해 PID 제어부를 설계할 때, 저주파수 영역에서 고주파수 영역까지(1Hz 내지 15Hz) 하나의 PID 계수를 결정하여 PID 제어를 수행하므로, 저주파수의 손떨림이 발생하는 경우 액추에이터에서 과도한 강제적인 발진 신호가 출력될 수도 있다.In general, when designing the PID control section for preventing the shaking motion, one PID coefficient is determined from the low frequency region to the high frequency region (1 Hz to 15 Hz) to perform the PID control. Therefore, when a low frequency shake occurs, an excessive forced oscillation A signal may be output.

액추에이터 구동부에 포함되는 PWM 제어부와 리니어 제어부의 제어 값은 PID 제어부에서 계산되어 제공된다. 따라서, PID 제어부가 출력하는 값에 따라서 액추에이터 동작이 안정되지 못하고, 강제적으로 발진 신호를 출력하는 경우가 발생한다. 이러한 현상은 PID 제어부의 PID 계수(Kp, Ki, Kd) 값이 현재의 주파수 상황과 맞지 않아 액추에이터의 출력 신호가 기준 위치의 주변에서 +/-로 발진함으로써 발생한다.The control values of the PWM controller and the linear controller included in the actuator driver are calculated and provided by the PID controller. Therefore, the actuator operation is not stabilized according to the value output from the PID control unit, and the oscillation signal is forcibly outputted. This phenomenon occurs because the PID coefficient (Kp, Ki, Kd) of the PID controller does not match the current frequency situation and the output signal of the actuator oscillates +/- at the periphery of the reference position.

OIS는 모든 주파수 대역의 손떨림에서 모두 잘 동작해야 하므로, 제어하기가 힘들고, 자주 발생하지 않는 저주파수의 손떨림만을 위해 최적화 환경을 구축하는 것은 어렵다. 즉, 전반적으로 잘 동작하는 OIS를 위하여 저주파수 영역의 정확한 제어를 트레이드-오프할 수 밖에 없었고 이러한 이유로 OIS가 저주파수의 특성을 가지는 천천히 움직이는 손떨림에서는 동작을 하지 않는 것처럼 보이거나 영상이 과도하게 떠는 현상이 발생하였다. 일반적인 OIS 제어용 PID 제어 방식으로는 이러한 문제를 해결하기 힘든 상황이다.Since OIS must work well in all shakes of all frequency bands, it is difficult to control, and it is difficult to establish an optimization environment only for low frequency shakes that do not occur frequently. That is, in order to operate the OIS as a whole, it was necessary to trade-off the precise control of the low-frequency region. For this reason, OIS seems to not operate or the image is excessively swung in slow moving shakes having low- Respectively. It is difficult to solve this problem with the general PID control method for OIS control.

하기의 선행기술문헌에 기재된 특허문헌은, 모바일 기기용 카메라 모듈의 손떨림 보정 방법 및 장치에 관한 것으로, 최대한의 제어 분해능을 갖게 되는 PID 계수를 이용하여, 이미지 센서가 움직여야 하는 기준 제어값을 따라 기준값이 갱신되는 기본 샘플링 주기 동안 종래의 PID 제어에 비해 상대적으로 작은 제어 주기를 사용하여 여러 번 제어를 하여 원하는 기준값에 도달하도록 하는 멀티레이트 PID 제어기를 사용하는 것을 개시하고 있다. 하기의 특허문헌은, 구동부를 제어하는 제어 신호의 정해진 구간 동안 지속적으로 구동부를 동작시켜 일정한 운동 마찰력 내에서 구동부를 제어하도록, 멀티레이트 PID 제어를 수행한다. 하지만, 하기의 특허문헌은 이미지 센서 구동부가 한쪽 방향으로 치우쳐 움직임이 둔화되는 현상을 방지하고 제어기가 외부의 강한 충격으로부터 회복되는 성능은 높여줄 수 있을지라도, 모든 손떨림 주파수에 대해 동일한 PID 제어를 수행하므로, 저주파수의 손떨림 발생시 액추에이터 구동부의 제어 값의 급격한 변화를 방지할 수 없다.The patent document described in the following prior art documents relates to a camera shake correction method and apparatus of a camera module for a mobile device and uses a PID coefficient having a maximum control resolution to calculate a reference value Rate PID controller that allows control over a number of times using a relatively small control cycle compared to conventional PID control during a basic sampling period to be updated to reach a desired reference value. The following patent document performs multi-rate PID control so as to continuously control the driving unit within a predetermined kinetic frictional force by continuously operating the driving unit for a predetermined period of a control signal for controlling the driving unit. However, the following patent document does the same PID control for all the camera shake frequencies, although it can prevent the image sensor driving unit from being biased in one direction to reduce the motion and improve the performance of the controller recovering from strong external shocks It is not possible to prevent a sudden change in the control value of the actuator driving unit when a camera shake occurs at a low frequency.

KRKR 10-081930110-0819301 B1B1

본 발명의 일 실시예는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 일 실시예가 해결하고자 하는 과제는, 저주파수의 손떨림 발생시 액추에이터 구동부의 급격한 제어 값의 변화를 방지하고 액추에이터에서 발진 신호가 출력되는 것을 방지함으로써 저주파수의 손떨림으로 인한 영상의 블러를 방지할 수 있는 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치를 제공하는 것이다.An embodiment of the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and one embodiment of the present invention is to solve the problems of the conventional art in which a sudden change in the control value of the actuator driving unit is prevented at the time of low- An object of the present invention is to provide an apparatus for controlling an actuator of an optical image stabilization apparatus which can prevent image blur due to low-frequency hand movement by preventing an oscillation signal from being outputted.

본 발명의 일 실시예가 해결하고자 하는 다른 과제는, 본 발명의 일 실시예가 해결하고자 하는 과제는, 저주파수의 손떨림 발생시 액추에이터 구동부의 급격한 제어 값의 변화를 방지하고 액추에이터에서 발진 신호가 출력되는 것을 방지함으로써 저주파수의 손떨림으로 인한 영상의 블러를 방지할 수 있는 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by one embodiment of the present invention is to prevent a sudden change in the control value of the actuator driving unit when an unintentional hand movement occurs and to prevent an oscillator signal from being outputted from the actuator And an object of the present invention is to provide an actuator control method of an optical image stabilization device capable of preventing image blur due to low-frequency camera shake.

본 발명의 일 실시예가 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 저주파수의 손떨림 발생시 액추에이터 구동부의 급격한 제어 값의 변화를 방지하고 액추에이터에서 발진 신호가 출력되는 것을 방지함으로써 저주파수의 손떨림으로 인한 영상의 블러를 방지할 수 있는 광학식 손떨림 보정 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to prevent a sudden change in the control value of the actuator driving unit when an unintentional hand movement occurs and to prevent an oscillation signal from being output from the actuator to prevent image blur due to low- And an optical image stabilization device capable of correcting an unstable image.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치는,According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling an actuator of an optical image stabilizer,

손떨림을 감지하는 모션 센서의 출력에 기반하여 거리를 계산하는 거리 계산부;A distance calculation unit for calculating a distance based on an output of a motion sensor for detecting camera shake;

상기 거리 계산부에서 출력되는 거리 데이터에 기반하여 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인지를 판단하는 손떨림 주파수 판단부; 및A shake frequency determining unit for determining whether the shaking motion is a shaking motion of a low frequency based on the distance data output from the distance calculating unit; And

상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우, 비례-적분-미분(PID: Proportional-Integral-Derivative) 제어부의 출력의 크기를 복수개의 부분으로 분할하여 하나씩 액추에이터 구동부에 제공하는 제어 패턴 생성부를 포함한다.And a control pattern generator for dividing the magnitude of the output of the proportional-integral-differential (PID) control unit into a plurality of parts and providing them to the actuator driver one by one when the camera-shake is a low-frequency camera-shake.

본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치에 있어서, 상기 액추에이터는 보이스 코일 모터(VCM: Voice Coil Motor)를 포함할 수 있다.In the actuator control apparatus of the optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention, the actuator may include a voice coil motor (VCM).

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치에 있어서, 상기 제어 패턴 생성부는 상기 PID 제어부의 출력을 선형적으로 분할하거나 역 지수함수적으로 분할하여, 분할된 출력들을 상기 액추에이터 구동부에 하나씩 제공할 수 있다.In the actuator control apparatus of an optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention, the control pattern generator may linearly or inversely exponentially divide the output of the PID control unit, One for each of the actuator driving units.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치에 있어서, 상기 PID 제어부의 출력을 역 지수함수적으로 나누는 경우 그리고 상기 제어 패턴 생성부가 상기 액추에이터 구동부에 상기 PID 제어부의 출력 중 80 퍼센트를 제공한 경우, 상기 제어 패턴 생성부는 상기 액추에이터 구동부에 나머지 20 퍼센트의 출력을 점진적으로 제공할 수 있다.In an actuator control apparatus of an optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention, when the output of the PID control unit is divided by an inverse exponential function, and when the control pattern generation unit outputs to the actuator driving unit the output of the PID control unit 80%, the control pattern generator may gradually provide the remaining 20% of the output to the actuator driver.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치에 있어서, 상기 액추에이터 구동부는, 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 제어부 및 리니어(Linear) 제어부 중 적어도 하나 및 H-브릿지를 포함할 수 있다.In the actuator control apparatus of the optical image stabilization apparatus according to the embodiment of the present invention, the actuator driving unit may include at least one of a pulse width modulation (PWM) control unit and a linear control unit and a H- . ≪ / RTI >

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치에 있어서, 상기 손떨림 주파수 판단부는, 상기 거리 계산부의 출력을 이동평균 필터링하고 미분하여 소정의 주기 동안 발생된 피크의 수를 검출함으로써, 손떨림 주파수를 결정하고, 상기 결정된 손떨림 주파수가 기준값 이하인 경우, 상기 손떨림을 저주파수의 손떨림으로 판단할 수 있다.In the actuator control apparatus of the optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention, the shake frequency determining unit may perform a moving average filtering on the output of the distance calculating unit and differentiate the output of the distance calculating unit to detect the number of peaks generated during a predetermined period Thereby determining the shaking frequency, and when the determined shaking frequency is equal to or lower than the reference value, the shaking motion can be determined as a shaking motion of a low frequency.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치에 있어서, 상기 기준값은 3Hz를 포함할 수 있다.In addition, in the actuator control apparatus of the optical image stabilization apparatus according to the embodiment of the present invention, the reference value may include 3 Hz.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치는, 상기 액추에이터 구동부에 의해 구동되는 액추에이터에 의해 이동되는 이미지 센서 또는 렌즈부의 이동 거리를 감지하기 위한 홀 센서의 출력을 상기 PID 제어부에 제공하거나 제공하지 않는 스위칭부를 더 포함하고, 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우, 상기 제어 패턴 생성부는 상기 스위칭부에 제어 신호를 인가하여 상기 홀 센서의 출력이 상기 PID 제어부에 제공되지 않도록 할 수 있다.An actuator control apparatus of an optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention includes an image sensor moved by an actuator driven by the actuator driving unit or an output of a hall sensor for detecting a moving distance of a lens unit, Wherein the control pattern generator applies a control signal to the switching unit to prevent the output of the Hall sensor from being provided to the PID controller when the shaking motion is a low-frequency shaking motion .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치에 있어서, 상기 광학식 손떨림 보정 장치는 스마트폰에 포함되는 광학식 손떨림 보정 장치를 포함하고, 상기 모션 센서는 상기 광학식 손떨림 보정 장치 내에 포함된 자이로 센서를 포함할 수 있다.Further, in the actuator control apparatus of the optical image stabilization apparatus according to the embodiment of the present invention, the optical stabilization apparatus includes an optical stabilization apparatus included in a smart phone, and the motion sensor is provided in the optical stabilization apparatus And may include an included gyro sensor.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치는,According to another aspect of the present invention, there is provided an optical image stabilizer,

손떨림을 감지하는 모션 센서;A motion sensor for detecting camera shake;

상기 손떨림에 대응하여 카메라 모듈의 이미지 센서 또는 렌즈부를 손떨림 방향과 반대로 이동시키기 위한 액추에이터;An actuator for moving the image sensor or the lens unit of the camera module in a direction opposite to the camera-shake direction in response to the camera-shake;

상기 액추에이터를 구동시키기 위한 액추에이터 구동부;An actuator driving unit for driving the actuator;

상기 액추에이터에 의해 이동되는 상기 이미지 센서 또는 렌즈부의 이동 거리를 감지하기 위한 홀 센서;A hall sensor for sensing a moving distance of the image sensor or the lens unit moved by the actuator;

상기 모션 센서의 출력에 기반하여 계산된 이동 거리와 상기 홀 센서를 통해 획득되는 상기 이미지 센서 또는 렌즈부의 이동 거리와의 차에 기반하여 액추에이터 제어 신호를 출력하는 PID 제어부;A PID controller for outputting an actuator control signal based on a difference between a travel distance calculated based on the output of the motion sensor and a travel distance of the image sensor or the lens unit obtained through the hole sensor;

상기 모션 센서의 출력에 기반하여 거리를 계산하는 거리 계산부;A distance calculation unit for calculating a distance based on the output of the motion sensor;

상기 거리 계산부에서 출력되는 거리 데이터에 기반하여 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인지를 판단하는 손떨림 주파수 판단부; 및A shake frequency determining unit for determining whether the shaking motion is a shaking motion of a low frequency based on the distance data output from the distance calculating unit; And

상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우, 비례-적분-미분(PID: Proportional-Integral-Derivative) 제어부의 출력을 복수개의 부분으로 분할하여 하나씩 상기 액추에이터 구동부에 제공하는 제어 패턴 생성부를 포함한다.And a control pattern generator for dividing the output of the proportional-integral-derivative (PID) controller into a plurality of parts and providing the outputs to the actuator driver one by one when the camera-shake is a low-frequency camera-shake.

본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치에 있어서, 상기 액추에이터는 보이스 코일 모터(VCM: Voice Coil Motor)를 포함할 수 있다.In the optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention, the actuator may include a voice coil motor (VCM).

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치에 있어서, 상기 제어 패턴 생성부는 상기 PID 제어부의 출력을 선형적으로 분할하거나 역 지수함수적으로 분할하여, 분할된 출력들을 상기 액추에이터 구동부에 하나씩 제공할 수 있다.In the optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention, the control pattern generator may linearly divide or inversely exponentially divide the output of the PID controller, and output the divided outputs to the actuator driver one by one .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치에 있어서, 상기 PID 제어부의 출력을 역 지수함수적으로 나누는 경우 그리고 상기 제어 패턴 생성부가 상기 액추에이터 구동부에 상기 PID 제어부의 출력 중 80 퍼센트를 제공한 경우, 상기 제어 패턴 생성부는 상기 액추에이터 구동부에 나머지 20 퍼센트의 출력을 점진적으로 제공할 수 있다.In the optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention, when the output of the PID control unit is divided by an inverse exponential function and the control pattern generation unit provides the actuator drive unit with 80% of the output of the PID control unit In one case, the control pattern generator may gradually provide the remaining 20 percent of the output to the actuator driver.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치에 있어서, 상기 액추에이터 구동부는, 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 제어부 및 리니어(Linear) 제어부 중 적어도 하나 및 H-브릿지를 포함할 수 있다.In the optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention, the actuator driving unit may include at least one of a pulse width modulation (PWM) control unit and a linear control unit, and an H- have.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치에 있어서, 상기 손떨림 주파수 판단부는, 상기 거리 계산부의 출력을 이동평균 필터링하고 미분하여 소정의 주기 동안 발생된 피크의 수를 검출함으로써, 손떨림 주파수를 결정하고, 상기 결정된 손떨림 주파수가 기준값 이하인 경우, 상기 손떨림을 저주파수의 손떨림으로 판단할 수 있다.In the optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention, the shaking motion frequency determination unit may perform moving average filtering on the output of the distance calculation unit and differentiating the output of the distance calculation unit to detect the number of peaks generated during a predetermined period, And if it is determined that the determined shaking frequency is equal to or lower than the reference value, the shaking motion can be determined as a shaking motion of a low frequency.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치에 있어서, 상기 기준값은 3Hz를 포함할 수 있다.In the optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention, the reference value may include 3 Hz.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치에 있어서, 상기 액추에이터 구동부에 의해 구동되는 액추에이터에 의해 이동되는 이미지 센서 또는 렌즈부의 이동 거리를 감지하기 위한 홀 센서의 출력을 상기 PID 제어부에 제공하거나 제공하지 않는 스위칭부를 더 포함하고, 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우, 상기 제어 패턴 생성부는 상기 스위칭부에 제어 신호를 인가하여 상기 홀 센서의 출력이 상기 PID 제어부에 제공되지 않도록 할 수 있다.Further, in the optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention, an output of a hall sensor for sensing a moving distance of an image sensor or a lens unit moved by an actuator driven by the actuator driving unit is provided to the PID control unit The control pattern generator may apply a control signal to the switching unit to prevent the output of the hall sensor from being provided to the PID controller when the camera-shake is a low-frequency shaking motion.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치에 있어서, 상기 광학식 손떨림 보정 장치는 스마트폰에 포함되는 광학식 손떨림 보정 장치를 포함하고, 상기 모션 센서는 상기 광학식 손떨림 보정 장치 내에 포함된 자이로 센서를 포함할 수 있다.In the optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention, the optical image stabilization apparatus may include an optical image stabilizer included in a smart phone, and the motion sensor may include a gyro sensor included in the optical image stabilizer . ≪ / RTI >

상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided an actuator control method for an optical image stabilization apparatus,

(A) 손떨림을 감지하는 모션 센서의 출력에 기반하여 거리를 계산하는 단계;(A) calculating a distance based on an output of a motion sensor for detecting camera shake;

(B) 상기 거리 계산부에서 출력되는 거리 데이터에 기반하여 손떨림 주파수를 결정하는 단계;(B) determining an unintentional hand movement frequency based on distance data output from the distance calculation unit;

(C) 상기 결정된 손떨림 주파수에 기반하여 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인지를 판단하는 단계; 및(C) determining whether the shaking motion is a shake of a low frequency based on the determined shaking frequency; And

(D) 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우, PID 제어부의 출력을 복수개의 부분으로 분할하여 하나씩 액추에이터 구동부에 제공하는 단계를 포함한다.(D) dividing the output of the PID controller into a plurality of parts and providing the outputs to the actuator driver one by one when the camera-shake is a low-frequency camera-shake.

본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 방법에 있어서, 상기 단계 (D)는, 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우, 홀 센서의 출력을 상기 PID 제어부에 제공되지 않도록 한 후, 상기 PID 제어부의 출력을 복수개의 부분으로 분할하여 하나씩 상기 액추에이터 구동부에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.In the method of controlling an actuator of an optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention, in the step (D), when the shaking motion is a low-frequency shaking motion, after the output of the hall sensor is not provided to the PID control unit, And dividing the output of the PID controller into a plurality of parts and providing the outputs to the actuator driver one by one.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may appropriately define the concept of a term in order to best describe its invention The present invention should be construed in accordance with the spirit and scope of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 저주파수 및 고주파수의 손떨림 주파수 모두에 대해 OIS의 액추에이터를 최적으로 제어할 수 있어 손떨림 주파수에 상관없이 영상의 블러를 방지할 수 있으며, 특히 저주파수의 손떨림 발생시 액추에이터 구동부의 급격한 제어 값의 변화를 방지하고 액추에이터에서 발진 신호가 출력되는 것을 방지함으로써 저주파수의 손떨림으로 인한 영상의 블러를 방지할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to optimally control the actuator of the OIS with respect to both the low-frequency and high-frequency handshake frequencies, thereby preventing blurring of the image regardless of the shaking frequency. Particularly, It is possible to prevent a sudden change in the control value and to prevent the output of the oscillation signal from the actuator, thereby preventing blurring of the image due to low-frequency camera shake.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치를 포함하는 광학식 손떨림 보정 장치를 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 방법을 도시한 흐름도.
1 is a block diagram showing an optical image stabilization apparatus including an actuator control apparatus of an optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart showing an actuator control method of an optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention Should be construed in accordance with the principles and the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings.

또한, "제1", "제2", "일 면". "타 면" 등의 용어는, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.Also, "first", "second", "one side". The terms "other" and the like are used to distinguish one element from another, and the element is not limited by the terms.

이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of related arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치(100)를 포함하는 광학식 손떨림 보정 장치를 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 방법을 도시한 흐름도이다.FIG. 1 is a block diagram showing an optical image stabilization apparatus including an actuator control apparatus 100 of an optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention. Fig. 3 is a flowchart showing an actuator control method of the apparatus. Fig.

하기에, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, an apparatus and method for controlling an actuator of an optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

본 발명의 일 실시예서는 자이로 센서부의 출력 신호에 기반하여 현재의 손떨림 주파수를 판단하고, 저주파수의 손떨림이 발생한 경우, PID 제어부로부터 수신한 이동 거리를 나누어 천천히 이동하도록 액추에이터를 제어한다. 전체 액추에이터의 이동 거리를 누적하여 원래의 PID 제어부가 지시한 이동 거리와 같게 함으로써, 저주파수의 손떨림 발생시 액추에이터에서 발진 신호가 출력되는 것을 방지한다.According to an embodiment of the present invention, the current camera shake frequency is determined based on the output signal of the gyro sensor unit, and when the camera shake occurs at a low frequency, the actuator is controlled to move slowly by dividing the movement distance received from the PID controller. The movement distances of all the actuators are accumulated so as to be equal to the movement distances indicated by the original PID control unit, thereby preventing the oscillator signal from being outputted from the actuator in the event of low-frequency camera-shake.

본 발명의 일 실시예에서는 손떨림을 고주파수의 손떨림과 저주파수의 손떨림으로 나누어서 저주파수의 손떨림시에는 고주파수의 손떨림과는 다르게 액추에이터 구동부에 제어 신호를 출력하여, 저주파수의 손떨림 발생시 액추에이터에서 발진 신호가 출력되는 것을 방지한다.In an embodiment of the present invention, a camera shake is divided into camera shake at high frequency and camera shake at low frequency, and a control signal is output to the actuator driving unit at the time of camera shake at a low frequency to output an oscillation signal at the time of camera shake at low frequency prevent.

OIS에서는 항상 저주파수의 손떨림이 문제이고, 저주파수의 손떨림을 보상하기 위하여 PID 제어부가 설정하는 값이 저주파수의 손떨림의 변화보다 변화 단위가 클 경우 액추에이터에서 발진 신호가 발생하는 것이 문제의 원인이므로, 저주파수의 손떨림 발생시 PID 제어부로부터 수신한 액추에이터 구동부의 제어 값을 분할하여 점진적으로 액추에이터 구동부에 제공함으로써 액추에이터에서 발진 신호가 출력되는 것을 방지하여 저주파수의 손떨림으로 인한 영상의 번짐을 최소화할 수 있다. 또한, 고주파수의 손떨림 발생시에는 PID 제어부로부터 액추에이터 구동부의 제어 값에 아무런 조작도 하지 않고 그대로 액추에이터 구동부에 제공한다.In OIS, the problem of low-frequency hand movement is always a problem. When the value set by the PID control unit is larger than the change of the hand movement of the low frequency in order to compensate for the hand movement of the low frequency, an oscillation signal is generated in the actuator. The control value of the actuator driving unit received from the PID control unit when the camera shake occurs is divided and provided to the actuator driving unit in a progressive manner to prevent the oscillation signal from being outputted from the actuator, thereby minimizing blurring of the image due to low- In addition, when a camera shake occurs at a high frequency, the control value of the actuator driving unit is supplied from the PID control unit to the actuator driving unit without any operation.

본 발명의 일 실시예에서는 OIS의 액추에이터로서 보이스 코일 모터(VCM: Voice Coil Motor, 이하 VCM이라 함)를 제어하는 것을 설명하고 있지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치는, 이에 한정되지 않고, OIS에서 렌즈 모듈의 이동을 제어하는 어떠한 유형의 액추에이터도 제어할 수 있다.In the embodiment of the present invention, a voice coil motor (VCM) is controlled as the actuator of the OIS. However, the actuator control device of the optical image stabilization device according to the embodiment of the present invention But not limited to, any type of actuator that controls the movement of the lens module in the OIS.

도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치(100)를 포함하는 광학식 손떨림 보정 장치는, 손떨림을 감지하는 자이로 센서부(102), 상기 손떨림에 대응하여 카메라 모듈(미도시)의 렌즈부(122)를 손떨림 방향과 반대로 이동시키기 위한 VCM(120), 상기 VCM(120)의 실제 이동 거리를 감지하기 위한 홀 센서(124), 상기 자이로 센서부(102)의 출력에 기반하여 계산된 이동 거리와 상기 홀 센서(124)를 통해 획득되는 상기 VCM(120)의 이동 거리와의 차에 기반하여 액추에이터 제어 신호를 출력하는 PID 제어부(104), 상기 자이로 센서부(102)의 출력에 기반하여 거리를 계산하고 상기 계산된 거리에 기반하여 손떨림이 저주파수의 손떨림인지를 판단하며 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우, 상기 홀 센서(124)의 출력이 상기 PID 제어부(104)에 제공되지 않도록 한 후, 상기 PID 제어부(104)에서 출력되는 액추에이터 제어 신호의 크기를 복수개의 부분으로 분할하여 하나씩 순차적으로 출력하는 액추에이터 제어 장치(100), 및 상기 액추에이터 제어 장치(100)의 출력에 기반하여 VCM(120)을 구동시키는 액추에이터 구동부(130)를 포함한다.1, an optical camera shake correcting apparatus including an actuator control apparatus 100 of an optical camera shake correcting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a gyro sensor unit 102 for detecting camera shake, A hall sensor 124 for sensing the actual moving distance of the VCM 120, a gyro sensor unit 102 for detecting the actual moving distance of the VCM 120, A PID controller 104 for outputting an actuator control signal based on a difference between a calculated travel distance based on the output of the gantry sensor 124 and a travel distance of the VCM 120 obtained through the hall sensor 124, Calculates the distance based on the output of the Hall sensor (102), and determines whether the shaking motion is a shaking of a low frequency based on the calculated distance, and if the shaking motion is a shaking of a low frequency, D control unit 104. The actuator control unit 100 divides the magnitude of the actuator control signal output from the PID control unit 104 into a plurality of portions and sequentially outputs the magnitudes of the actuator control signals one by one, And an actuator driver 130 for driving the VCM 120 based on the output of the controller 100.

상기 액추에이터 제어 장치(100)는, 상기 자이로 센서부(102)의 출력에 기반하여 거리를 계산하는 거리 계산부(106), 상기 거리 계산부(106)에서 출력되는 거리 데이터를 이동평균 필터링하고 이에 기반하여 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인지를 판단하는 손떨림 주파수 판단부(108), 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우, 비례-적분-미분(PID: Proportional-Integral-Derivative) 제어부의 출력을 복수개의 부분으로 분할하여 하나씩 순차적으로 액추에이터 구동부(130)에 제공하는 제어 패턴 생성부(110), 및 상기 제어 패턴 생성부(110)의 제어 신호(CS)에 따라 상기 홀 센서(124)의 출력을 상기 PID 제어부(104)에 제공하거나 제공하지 않는 스위칭부(112)를 포함한다.The actuator control apparatus 100 includes a distance calculation unit 106 for calculating a distance based on the output of the gyro sensor unit 102, a moving average filter for distance data output from the distance calculation unit 106, (PID) control section, when the shaking motion is a shaking motion of a low frequency, based on the shake frequency of the shaking motion, And outputs the output of the Hall sensor 124 to the actuator driver 130 according to the control signal CS of the control pattern generator 110. The control pattern generating unit 110 generates the PID And a switching unit 112 that is provided or not provided to the control unit 104.

상기 액추에이터 구동부(130)는, 상기 제어 패턴 생성부(100)의 출력을 수신하는 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation)(114) 제어부와 리니어(Linear) 제어부(116) 및 상기 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation)(114) 제어부와 리니어(Linear) 제어부(116)의 출력을 수신하여 VCM(120)을 구동시키는 H-브릿지(118)를 포함한다.The actuator driving unit 130 includes a control unit for controlling a pulse width modulation (PWM) 114 that receives the output of the control pattern generation unit 100, a linear control unit 116, PWM (Pulse Width Modulation) controller 114 and an H-bridge 118 for receiving the output of the linear controller 116 and driving the VCM 120.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치(100)의 동작을 하기에 설명하기로 한다.The operation of the actuator control apparatus 100 of the optical image stabilization apparatus according to the embodiment of the present invention will be described below.

거리 계산부(106)는 손떨림을 감지하는 자이로 센서부(102)에서 출력되는 자이로 데이터에 기반하여 거리를 계산한다. 손떨림 주파수 판단부(108)는 상기 거리 계산부(106)에서 출력되는 거리 데이터에 기반하여 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인지를 판단한다.The distance calculation unit 106 calculates the distance based on the gyro data output from the gyro sensor unit 102 for detecting the shaking motion. The shaking frequency determining unit 108 determines whether the shaking motion is a shaking motion of a low frequency based on the distance data output from the distance calculating unit 106. [

상기 손떨림 주파수 판단부(108)에서는 거리 계산부(106)에서 출력되는 거리 데이터를 이동평균 필터링한 후 이동평균 필터링된 데이터의 미분 값에서 몇 개의 극성 변화가 있는지를 판단한다. 예를 들어 33ms를 기준으로 본다면, 이 기준 동안 몇 개의 부분 피크가 발생하는지를 검출하여 "피크 개수/시간"으로 손떨림 주파수를 계산한다.The shaking motion frequency determination unit 108 performs a moving average filtering on the distance data output from the distance calculation unit 106 and determines how many polarities change from the differential value of the moving average filtered data. For example, if you look at 33ms, you can detect how many partial peaks occur during this criterion and calculate the handshake frequency as "peak count / time".

상기 손떨림 주파수 판단부(108)는, 계산된 손떨림 주파수가 기준값, 예를 들어 3Hz 이하인 경우, 손떨림을 저주파수의 손떨림으로 판단한다.The hand-shake frequency determining unit 108 determines that the hand-shake is a hand-shake at a low frequency when the calculated hand-shake frequency is a reference value, for example, 3 Hz or less.

상기 제어 패턴 생성부(110)는 상기 손떨림 주파수 판단부(108)의 출력에 기반하여 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림이라고 인식되는 경우에, 우선 제어 신호(CS)를 스위칭부(112)에 인가하여, 스위칭부(112)를 개방 상태로 만들어, 홀 센서(124)의 출력이 상기 PID 제어부(104)에 제공되지 않도록 한다.The control pattern generation unit 110 first applies the control signal CS to the switching unit 112 when the shaking motion is recognized as the shaking of the low frequency based on the output of the shaking motion frequency determination unit 108, The switching unit 112 is opened and the output of the Hall sensor 124 is not provided to the PID controller 104. [

홀 센서(124)는 자체적으로 에러를 가지고 있기 때문에 특히 저주파수의 손떨림 발생시 PID 제어부(104)가 홀 센서(124)의 피드백을 계속 받을 경우 PID 제어부(104)에 의해 에러가 증폭된다. 따라서, 제어 패턴 생성부(110)는 저주파수의 손떨림 발생시, 스위칭부(112)를 제어하여 홀 센서(124)의 출력이 PID 제어부(104)에 인가되지 않도록 하여, 에러가 증폭되는 것을 방지한다. 그 다음, 제어 패턴 생성부(110)는 PID 제어부(104)의 출력을 수신하여 PID 제어부(104)의 출력의 크기를 복수개의 부분으로 분할하여 하나씩 순차적으로 액추에이터 구동부(130)에 제공한다.Since the hall sensor 124 itself has an error, the error is amplified by the PID control unit 104 when the PID control unit 104 continuously receives the feedback of the Hall sensor 124, especially when a low-frequency camera shake occurs. Therefore, the control pattern generation unit 110 controls the switching unit 112 to prevent the output of the hall sensor 124 from being applied to the PID control unit 104, thereby preventing the error from being amplified. Then, the control pattern generator 110 receives the output of the PID controller 104, divides the output size of the PID controller 104 into a plurality of parts, and provides the output to the actuator driver 130 one by one.

제어 패턴 생성부(110)의 동작을 하기에 상세히 설명하기로 한다.The operation of the control pattern generator 110 will be described below in detail.

제어 패턴 생성부(110)는 주파수 및 주기 정보를 수신하여 하나의 PWM 제어 또는 리니어 제어의 시작점마다 제어 값을 계산한다. 예를 들어, 현재 저주파수의 손떨림이 발생하였고, PID 제어부(104)로부터 수신한 출력의 크기가 50이며, 카메라 모듈(미도시)에서 렌즈부(122)가 이동하여야 할 전체 이동 거리가 +/- 100㎛이고 PID 제어의 리니어한 제어 범위는 400이라고 가정하자.The control pattern generation unit 110 receives the frequency and period information and calculates a control value at each starting point of one PWM control or linear control. For example, if the current low frequency movement has occurred, the size of the output received from the PID controller 104 is 50, and the total movement distance to which the lens unit 122 should move in the camera module (not shown) is +/- And the linear control range of the PID control is 400. Fig.

200/400은 0.5㎛/1PWM이므로, PWM이 한 단위 변할 때 렌즈부(122)는 0.5㎛ 이동한다. 50이라는 PWM 값은 기존보다 + 방향으로 25㎛만큼 렌즈부(122)를 움직이라는 의미인데, 이때 PID 제어가 20KHz의 주기를 가지고 PWM 제어는 200KHz의 주기를 가진다고 가정하면, PWM 제어시 각각 10번의 다른 제어값을 적용한다. 이 적용하는 값은 현재의 주파수 및 제어값의 크기에 따라서 선형적으로 1/10이 될 수도 있고, 역 지수함수적으로 커질 수도 있다.200/400 is 0.5 탆 / 1 PWM, so that when the PWM is changed by one unit, the lens portion 122 moves by 0.5 탆. 50 means that the lens unit 122 is moved by 25 占 퐉 in the + direction from the conventional one. Assuming that the PID control has a cycle of 20 KHz and the PWM control has a cycle of 200 KHz, Other control values are applied. The applied value may be linearly 1/10 or larger depending on the current frequency and the magnitude of the control value, or may be inversely exponential.

본 발명의 일 실시예에서, 제어 패턴 생성부(110)는 PID 제어부(104)의 출력의 크기가 10 미만의 작은 값의 변화에서는 PID 제어부(104)의 출력의 크기를 선형적으로 1/10씩 분할하여 총 10개의 출력을 하나씩 순차적으로 PWM 제어부(114)에 제공한다. PID 제어부(104)의 출력의 크기가 10 이상인 경우에는 PID 제어부(104)의 출력의 크기를 역 지수함수의 형태로 분할하여 하나씩 순차적으로 PWM 제어부(114)에 제공한다.In one embodiment of the present invention, the control pattern generator 110 linearly changes the size of the output of the PID controller 104 when the size of the output of the PID controller 104 is less than 10, And provides a total of ten outputs one by one to the PWM control unit 114 in sequence. If the magnitude of the output of the PID controller 104 is greater than or equal to 10, the magnitude of the output of the PID controller 104 is divided into an inverse exponential function and supplied to the PWM controller 114 one by one.

본 발명의 일 실시예에서는 PID 제어부(104)의 출력의 크기를 기준값인 10과 비교하여 PID 제어부(104)의 출력의 크기를 선형적으로 분할할지 또는 역 지수함수적으로 분할할지를 정하였지만, 상기에서 10이라는 기준값은 이에 한정되지 않고, VCM 및 이와 관련된 VCM 구동 소자의 특성에 따라 변경될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the size of the output of the PID controller 104 is determined to be linearly divided or inversely exponentially divided by comparing the size of the output of the PID controller 104 with the reference value 10, The reference value of 10 is not limited thereto but may be changed depending on the characteristics of the VCM and the VCM driving element related thereto.

단, 상기 PID 제어부(104)의 출력을 역 지수함수의 형태로 분할하는 경우에는 VCM(120)에서 발진 신호가 출력되는 것을 방지하기 위하여, 제어 패턴 생성부(110)가 상기 PWM 제어부(114)에 목표치 중 약 80 퍼센트를 제공한 경우, 상기 제어 패턴 생성부(110)는 렌즈부(122)가 천천히 목표로 하는 위치로 이동하도록 나머지 20 퍼센트의 출력에 감쇄 지수를 적용한다. 상기 80 퍼센트라는 기준값은 상황에 따라 변경될 수 있다.When the output of the PID controller 104 is divided into the form of an inverse exponential function, the control pattern generator 110 controls the PWM controller 114 to prevent the VCM 120 from outputting an oscillation signal. The control pattern generation unit 110 applies the attenuation index to the remaining 20 percent of the output so that the lens unit 122 moves slowly to the target position. The reference value of 80 percent may be changed depending on the situation.

OIS에서 실제 VCM(120)의 제어는, 자이로 센서부(102)의 자이로 데이터를 한 번 획득하고, 그 자이로 데이터의 변화에 맞는 X, Y 위치를 계산하여 PWM 제어부(114)를 구동시키며, VCM(120)이 렌즈부(122)를 이동시킨 실제 거리를 홀 센서(124)로 획득하여 주기적으로 확인하면서, 계산 위치와 실제 위치의 에러를 줄이는 것을 목적으로 한다.The control of the actual VCM 120 in the OIS acquires the gyro data of the gyro sensor unit 102 once, calculates the X and Y positions corresponding to the change of the gyro data, drives the PWM control unit 114, The objective of the present invention is to acquire and periodically check the actual distance that the lens unit 120 has moved the lens unit 122 with the hall sensor 124 and to reduce errors in the calculated position and the actual position.

예를 들어, 자이로 데이터를 한 번 읽는 동안 홀 센서(124)의 출력을 5번 읽으며, 이러한 이유로 실제로는 한 번의 자이로 데이터의 변화에 따라 5번의 홀 센서(124)의 출력 값의 변화가 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 저주파수의 손떨림 발생시 홀 센서(124)의 5번의 출력 값이 점진적으로 변화하도록 하는 것이다.For example, the output of the hall sensor 124 is read five times while the gyro data is read once. For this reason, there is actually a change in the output value of the five hall sensors 124 according to a change in one gyro data. In an embodiment of the present invention, the output value of the Hall sensor 124 gradually changes when the camera shake occurs at a low frequency.

홀 센서(124)의 값이 한 번 변화할 때, PWM은 10번 변화할 수 있으므로, 제어 패턴 생성부(110)는 저주파수의 손떨림 발생시, PWM 제어부(114)에 전달되는 값을 1/10씩 분할하여 PWM 제어 값을 단계적으로 세분하여, 렌즈부(122)를 한 번에 이동시키지 않고, 나누어서 단계적으로 이동시키는 것이다. 이때 렌즈부(122)의 이동 거리를 계산하는데 필요한 값들은 계산 주기, 자이로 데이터의 업데이트 시점 및 값, PID 값의 변화 시점, 변화된 PID의 제어값 등이다.When the value of the Hall sensor 124 is changed once, the PWM can be changed 10 times, so that the control pattern generating unit 110 outputs the value transmitted to the PWM control unit 114 by 1/10 And divides the PWM control value stepwise to move the lens unit 122 in a stepwise manner without dividing the lens unit 122 at one time. In this case, the values required to calculate the movement distance of the lens unit 122 are the calculation cycle, the update point and value of the gyro data, the change point of the PID value, and the control value of the changed PID.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 방법을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating an actuator control method of an optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 방법에 대해 설명하기로 한다.2, an actuator control method of an optical image stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

단계 S200에서, 거리 계산부(106)는 손떨림을 감지하는 자이로 센서부(102)의 출력인 각속도에 기반하여 거리를 계산한다.In step S200, the distance calculation unit 106 calculates the distance based on the angular velocity which is the output of the gyro sensor unit 102 that detects the shaking motion.

자이로 센서부(102)의 출력은 각속도로 표현된다. 이를 컷오프, 위상, 크기 등을 고려한 로우패스 필터를 통과시키면 리플 및 드리프트가 감쇄된 각도 정보를 얻을 수 있고, 이로부터 렌즈가 이동해야 할 거리를 계산할 수 있다. 거리 계산부(106)는 자이로 센서부(102)로부터 출력되는 각속도에 기반하여 손떨림으로 인하여 렌즈가 이동해야 할 거리를 계산한다.The output of the gyro sensor unit 102 is expressed by an angular velocity. By passing this through a low-pass filter that takes into account the cutoff, phase, and size, it is possible to obtain the angle information in which the ripple and drift are attenuated, and from this, the distance that the lens needs to travel can be calculated. The distance calculation unit 106 calculates the distance by which the lens should move due to camera shake based on the angular velocity output from the gyro sensor unit 102.

단계 S202에서, 손떨림 주파수 판단부(108)는 거리 계산부(106)에서 출력되는 거리 데이터에 기반하여 손떨림 주파수를 결정한다.In step S202, the hand-shake frequency determining unit 108 determines the hand-shake frequency based on the distance data output from the distance calculating unit 106. [

상기 손떨림 주파수 판단부(108)에서는 거리 계산부(106)에서 출력되는 거리 데이터를 이동평균 필터링한 후 이동평균 필터링된 데이터의 미분 값에서 몇 개의 극성 변화가 있는지를 판단한다. 예를 들어 33ms를 기준으로 본다면, 이 기준 동안 몇 개의 부분 피크가 발생하는지를 검출하여 "피크 개수/시간"으로 손떨림 주파수를 계산한다.The shaking motion frequency determination unit 108 performs a moving average filtering on the distance data output from the distance calculation unit 106 and determines how many polarities change from the differential value of the moving average filtered data. For example, if you look at 33ms, you can detect how many partial peaks occur during this criterion and calculate the handshake frequency as "peak count / time".

단계 S204에서, 상기 손떨림 주파수 판단부(108)는, 계산된 손떨림 주파수가 기준값, 예를 들어 3Hz 이하인 경우, 손떨림을 저주파수의 손떨림으로 판단한다.In step S204, the hand-shake frequency determining unit 108 determines that the hand-shake is a hand-shake of a low frequency when the calculated hand-shake frequency is a reference value, for example, 3 Hz or less.

단계 S206에서 제어 패턴 생성부(110)는 손떨림 주파수 판단부(108)의 출력을 수신하여 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우에, 우선 제어 신호(CS)를 스위칭부(112)에 인가하여, 스위칭부(112)를 개방 상태로 만들어, 홀 센서(124)의 출력이 PID 제어부(104)에 제공되지 않도록 한다.In step S206, the control pattern generation unit 110 receives the output of the shake frequency determination unit 108 and applies the control signal CS to the switching unit 112 first when the shaking motion is a low-frequency shaking motion, (112) to an open state so that the output of the hall sensor (124) is not provided to the PID controller (104).

홀 센서(124)는 자체적으로 에러를 가지고 있기 때문에 특히 저주파수의 손떨림 발생시 PID 제어부(104)가 홀 센서(124)의 피드백을 계속 받을 경우 PID 제어부(104)에 의해 에러가 증폭된다. 따라서, 제어 패턴 생성부(110)는 저주파수의 손떨림 발생시, 스위칭부(112)를 제어하여 홀 센서(124)의 출력이 PID 제어부(104)에 인가되지 않도록 한다. 그 다음, 제어 패턴 생성부(110)는 PID 제어부(104)의 출력의 크기를 복수개의 부분으로 분할하여 하나씩 순차적으로 액추에이터 구동부(130)에 제공한다.Since the hall sensor 124 itself has an error, the error is amplified by the PID control unit 104 when the PID control unit 104 continuously receives the feedback of the Hall sensor 124, especially when a low-frequency camera shake occurs. Therefore, the control pattern generation unit 110 controls the switching unit 112 to prevent the output of the Hall sensor 124 from being applied to the PID control unit 104 when a low-frequency camera shake occurs. Then, the control pattern generation unit 110 divides the output size of the PID control unit 104 into a plurality of parts, and sequentially supplies the divided outputs to the actuator driving unit 130 one by one.

단계 S208에서, 제어 패턴 생성부(110)는, PID 제어부(104)의 출력의 크기를 복수개의 부분으로 분할하여 하나씩 순차적으로 액추에이터 구동부(130)의 PWM 제어부(114) 또는 리니어 제어부(116)에 제공한다.In step S208, the control pattern generator 110 divides the output size of the PID controller 104 into a plurality of parts and sequentially outputs them to the PWM controller 114 or the linear controller 116 of the actuator driver 130 to provide.

예를 들어, 제어 패턴 생성부(110)는, PID 제어부(104)의 출력의 크기가 10 미만의 작은 값의 변화에서는 PID 제어부(104)의 출력의 크기를 선형적으로 1/10씩 분할하여 총 10개의 출력을 하나씩 순차적으로 PWM 제어부(114)에 제공한다. PID 제어부(104)의 출력의 크기가 10 이상인 경우에는 PID 제어부(104)의 출력의 크기를 역 지수함수의 형태로 분할하여 하나씩 순차적으로 PWM 제어부(114)에 제공한다.For example, the control pattern generator 110 linearly divides the output size of the PID controller 104 by 1/10 when the size of the output of the PID controller 104 changes by a small value of less than 10 And provides a total of ten outputs to the PWM controller 114 one by one. If the magnitude of the output of the PID controller 104 is greater than or equal to 10, the magnitude of the output of the PID controller 104 is divided into an inverse exponential function and supplied to the PWM controller 114 one by one.

본 발명의 일 실시예에서는 PID 제어부(104)의 출력의 크기를 기준값인 10과 비교하여 PID 제어부(104)의 출력의 크기를 선형적으로 분할할지 또는 역 지수함수적으로 분할할지를 정하였지만, 상기에서 10이라는 기준값은 이에 한정되지 않고, VCM 및 이와 관련된 VCM 구동 소자의 특성에 따라 변경될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the size of the output of the PID controller 104 is determined to be linearly divided or inversely exponentially divided by comparing the size of the output of the PID controller 104 with the reference value 10, The reference value of 10 is not limited thereto but may be changed depending on the characteristics of the VCM and the VCM driving element related thereto.

단계 S210에서, 상기 제어 패턴 생성부(110)는 상기 손떨림 주파수 판단부(108)의 출력에 기반하여 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림이 아니라고 인식되는 경우에, PID 제어부(104)의 출력을 그대로 액추에이터 구동부(130)의 PWM 제어부(114) 또는 리니어 제어부(116)에 제공한다.In step S210, the control pattern generation unit 110 outputs the output of the PID control unit 104 as it is, based on the output of the shake frequency determination unit 108, when it is recognized that the shaking motion is not a low- To the PWM control unit (114) or the linear control unit (116) of the control unit (130).

본 발명의 일 실시예에서는, 카메라 모듈에 최적화된 PID 제어는 그대로 두고 PID 제어부(104)에서 출력되는 값을 하드웨어적으로 제어하는 방식이다. VCM에 흘린 전류의 총량은 카메라 렌즈부의 이동 거리와 비례하기 때문에, 본 발명의 실시예에 의하면, 저주파수의 손떨림 발생시 이를 보상하는 효과가 매우 크다.In an embodiment of the present invention, the value output from the PID control unit 104 is controlled in hardware, while the PID control optimized for the camera module remains unchanged. Since the total amount of the current passed through the VCM is proportional to the moving distance of the camera lens part, according to the embodiment of the present invention, the effect of compensating for the shaking of low frequency is very large.

저주파수의 손떨림에서는 목적 위치까지 진행하는 시간이 중요한 것이 아니라 VCM에서 발진 신호가 출력되어 카메라 렌즈부가 발진되는 것을 방지하는 것이 일차 목표이다. 따라서, 기존 PID 제어를 사용하면서 기존의 PID가 제어하기 어려운 저주파 제어 부분을 별도로 하드웨어적으로 제어함으로써, 기준 위치를 중심으로 카메라 렌즈부가 +/- 방향으로 발진하여 링잉하는 것을 방지할 수 있으므로, 저주파수의 손떨림 발생시에도 영상의 블러를 방지하여 선명한 영상을 획득할 수 있다.The primary goal is to avoid the oscillation of the camera lens by outputting an oscillation signal from the VCM, rather than the time required to travel to the target position in low-frequency hand shake. Therefore, by separately controlling the low-frequency control portion which is difficult to control the existing PID while using the existing PID control, it is possible to prevent the camera lens portion from oscillating in the +/- direction and ringing around the reference position, It is possible to prevent a blur of an image even when a camera shake occurs and obtain a clear image.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is clear that the present invention can be modified or improved.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

100 : 액추에이터 제어 장치 102 : 자이로 센서부
104 : PID 제어부 106 : 거리 계산부
108 : 손떨림 주파수 판단부 110 : 제어 패턴 생성부
112 : 스위칭부 114 : PWM 제어부
116 : 리니어 제어부 118 : H-브릿지
120 : VCM 122 : 렌즈부
124 : 홀 센서 130 : 액추에이터 구동부
100: actuator control device 102: gyro sensor part
104: PID control unit 106: Distance calculation unit
108: Hand shake frequency determination unit 110: Control pattern generation unit
112: Switching unit 114: PWM control unit
116: Linear control unit 118: H-bridge
120: VCM 122: lens part
124: Hall sensor 130: Actuator driving part

Claims (20)

손떨림을 감지하는 모션 센서의 출력에 기반하여 이미지 센서 또는 렌즈부가 이동해야 할 거리를 계산하는 거리 계산부;
상기 거리 계산부에서 출력되는 거리 데이터에 기반하여 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인지를 판단하는 손떨림 주파수 판단부; 및
상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우, 비례-적분-미분(PID: Proportional-Integral-Derivative) 제어부의 출력의 크기를 복수개의 부분으로 분할하여 하나씩 액추에이터 구동부에 제공하는 제어 패턴 생성부를 포함하는 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치.
A distance calculation unit for calculating a distance to be moved by the image sensor or the lens unit based on the output of the motion sensor for detecting camera shake;
A shake frequency determining unit for determining whether the shaking motion is a shaking motion of a low frequency based on the distance data output from the distance calculating unit; And
And a control pattern generator for dividing the output of the proportional-integral-differential (PID) control unit into a plurality of parts and providing the divided output to the actuator driving unit when the camera-shake is a low-frequency camera-shake motion, An actuator control device of a device.
청구항 1에 있어서,
상기 액추에이터는 보이스 코일 모터(VCM: Voice Coil Motor)를 포함하는 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the actuator includes a voice coil motor (VCM).
청구항 1에 있어서,
상기 제어 패턴 생성부는 상기 PID 제어부의 출력을 선형적으로 분할하거나 역 지수함수적으로 분할하여, 분할된 출력들을 상기 액추에이터 구동부에 하나씩 제공하는 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the control pattern generator divides the output of the PID controller linearly or inversely exponentially and provides the divided outputs one by one to the actuator driver.
청구항 3에 있어서,
상기 PID 제어부의 출력을 역 지수함수적으로 나누는 경우 그리고 상기 제어 패턴 생성부가 상기 액추에이터 구동부에 상기 PID 제어부의 출력 중 80 퍼센트를 제공한 경우, 상기 제어 패턴 생성부는 상기 액추에이터 구동부에 나머지 20 퍼센트의 출력을 점진적으로 제공하는 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치.
The method of claim 3,
When the output of the PID controller is divided by an inverse exponential function and the control pattern generator provides the actuator driver with 80% of the output of the PID controller, the control pattern generator outputs the remaining 20% And an actuator for controlling the actuator of the optical image stabilizer.
청구항 1에 있어서,
상기 액추에이터 구동부는, 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 제어부 및 리니어(Linear) 제어부 중 적어도 하나 및 H-브릿지를 포함하는 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the actuator driving unit includes at least one of a pulse width modulation (PWM) control unit and a linear control unit, and an H-bridge.
청구항 1에 있어서,
상기 손떨림 주파수 판단부는, 상기 거리 계산부의 출력을 이동평균 필터링하고 미분하여 소정의 주기 동안 발생된 피크의 수를 검출함으로써, 손떨림 주파수를 결정하고,
상기 결정된 손떨림 주파수가 기준값 이하인 경우, 상기 손떨림을 저주파수의 손떨림으로 판단하는 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치.
The method according to claim 1,
The shake frequency determining unit may determine a shake frequency by performing a moving average filtering on the output of the distance calculating unit and differentiating the number of peaks generated during a predetermined period,
And judges that the shaking motion is a shaking motion of a low frequency when the determined shaking motion frequency is equal to or lower than a reference value.
청구항 6에 있어서,
상기 기준값은 3Hz를 포함하는 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치.
The method of claim 6,
Wherein the reference value includes 3 Hz.
청구항 1에 있어서,
상기 액추에이터 구동부에 의해 구동되는 액추에이터에 의해 이동되는 이미지 센서 또는 렌즈부의 이동 거리를 감지하기 위한 홀 센서의 출력을 상기 PID 제어부에 제공하거나 제공하지 않는 스위칭부를 더 포함하고,
상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우, 상기 제어 패턴 생성부는 상기 스위칭부에 제어 신호를 인가하여 상기 홀 센서의 출력이 상기 PID 제어부에 제공되지 않도록 하는 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a switching unit for providing or not providing an output of an image sensor moved by an actuator driven by the actuator driving unit or an output of a hall sensor for detecting a moving distance of the lens unit to the PID control unit,
Wherein the control pattern generating unit applies a control signal to the switching unit to prevent the output of the hall sensor from being provided to the PID controller when the camera-shake is a low-frequency camera-shake.
청구항 1에 있어서,
상기 광학식 손떨림 보정 장치는 스마트폰에 포함되는 광학식 손떨림 보정 장치를 포함하고, 상기 모션 센서는 상기 광학식 손떨림 보정 장치 내에 포함된 자이로 센서를 포함하는 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the optical shake correcting apparatus includes an optical shake correcting apparatus included in a smart phone and the motion sensor includes a gyro sensor included in the optical shake correcting apparatus.
손떨림을 감지하는 모션 센서;
상기 손떨림에 대응하여 카메라 모듈의 이미지 센서 또는 렌즈부를 손떨림 방향과 반대로 이동시키기 위한 액추에이터;
상기 액추에이터를 구동시키기 위한 액추에이터 구동부;
상기 액추에이터에 의해 이동되는 상기 이미지 센서 또는 렌즈부의 이동 거리를 감지하기 위한 홀 센서;
상기 모션 센서의 출력에 기반하여 계산된 이동 거리와 상기 홀 센서를 통해 획득되는 상기 이미지 센서 또는 렌즈부의 이동 거리와의 차에 기반하여 액추에이터 제어 신호를 출력하는 PID 제어부;
상기 모션 센서의 출력에 기반하여 상기 이미지 센서 또는 렌즈부가 이동해야 할 거리를 계산하는 거리 계산부;
상기 거리 계산부에서 출력되는 거리 데이터에 기반하여 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인지를 판단하는 손떨림 주파수 판단부; 및
상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우, 비례-적분-미분(PID: Proportional-Integral-Derivative) 제어부의 출력을 복수개의 부분으로 분할하여 하나씩 상기 액추에이터 구동부에 제공하는 제어 패턴 생성부를 포함하는 광학식 손떨림 보정 장치.
A motion sensor for detecting camera shake;
An actuator for moving the image sensor or the lens unit of the camera module in a direction opposite to the camera-shake direction in response to the camera-shake;
An actuator driving unit for driving the actuator;
A hall sensor for sensing a moving distance of the image sensor or the lens unit moved by the actuator;
A PID controller for outputting an actuator control signal based on a difference between a travel distance calculated based on the output of the motion sensor and a travel distance of the image sensor or the lens unit obtained through the hole sensor;
A distance calculation unit for calculating a distance that the image sensor or the lens unit should move based on the output of the motion sensor;
A shake frequency determining unit for determining whether the shaking motion is a shaking motion of a low frequency based on the distance data output from the distance calculating unit; And
And a control pattern generator for dividing the output of the proportional-integral-differential (PID) controller into a plurality of parts and providing the output to the actuator driver one by one when the camera-shake is a low-frequency camera- .
청구항 10에 있어서,
상기 액추에이터는 보이스 코일 모터(VCM: Voice Coil Motor)를 포함하는 광학식 손떨림 보정 장치.
The method of claim 10,
Wherein the actuator includes a voice coil motor (VCM).
청구항 10에 있어서,
상기 제어 패턴 생성부는 상기 PID 제어부의 출력을 선형적으로 분할하거나 역 지수함수적으로 분할하여, 분할된 출력들을 상기 액추에이터 구동부에 하나씩 제공하는 광학식 손떨림 보정 장치.
The method of claim 10,
Wherein the control pattern generator divides the output of the PID controller linearly or inversely exponentially and provides the divided outputs to the actuator driver.
청구항 12에 있어서,
상기 PID 제어부의 출력을 역 지수함수적으로 나누는 경우 그리고 상기 제어 패턴 생성부가 상기 액추에이터 구동부에 상기 PID 제어부의 출력 중 80 퍼센트를 제공한 경우, 상기 제어 패턴 생성부는 상기 액추에이터 구동부에 나머지 20 퍼센트의 출력을 점진적으로 제공하는 광학식 손떨림 보정 장치.
The method of claim 12,
When the output of the PID controller is divided by an inverse exponential function and the control pattern generator provides the actuator driver with 80% of the output of the PID controller, the control pattern generator outputs the remaining 20% In a progressive manner.
청구항 10에 있어서,
상기 액추에이터 구동부는, 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 제어부 및 리니어(Linear) 제어부 중 적어도 하나 및 H-브릿지를 포함하는 광학식 손떨림 보정 장치.
The method of claim 10,
Wherein the actuator driving unit includes at least one of a pulse width modulation (PWM) control unit and a linear control unit, and an H-bridge.
청구항 10에 있어서,
상기 손떨림 주파수 판단부는, 상기 거리 계산부의 출력을 이동평균 필터링하고 미분하여 소정의 주기 동안 발생된 피크의 수를 검출함으로써, 손떨림 주파수를 결정하고,
상기 결정된 손떨림 주파수가 기준값 이하인 경우, 상기 손떨림을 저주파수의 손떨림으로 판단하는 광학식 손떨림 보정 장치.
The method of claim 10,
The shake frequency determining unit may determine a shake frequency by performing a moving average filtering on the output of the distance calculating unit and differentiating the number of peaks generated during a predetermined period,
And determines that the shaking motion is a shaking motion of a low frequency when the determined shaking motion frequency is equal to or lower than a reference value.
청구항 15에 있어서,
상기 기준값은 3Hz를 포함하는 광학식 손떨림 보정 장치.
16. The method of claim 15,
Wherein the reference value includes 3 Hz.
청구항 10에 있어서,
상기 액추에이터 구동부에 의해 구동되는 액추에이터에 의해 이동되는 이미지 센서 또는 렌즈부의 이동 거리를 감지하기 위한 홀 센서의 출력을 상기 PID 제어부에 제공하거나 제공하지 않는 스위칭부를 더 포함하고,
상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우, 상기 제어 패턴 생성부는 상기 스위칭부에 제어 신호를 인가하여 상기 홀 센서의 출력이 상기 PID 제어부에 제공되지 않도록 하는 광학식 손떨림 보정 장치.
The method of claim 10,
Further comprising a switching unit for providing or not providing an output of an image sensor moved by an actuator driven by the actuator driving unit or an output of a hall sensor for detecting a moving distance of the lens unit to the PID control unit,
Wherein the control pattern generator applies a control signal to the switching unit to prevent the output of the hall sensor from being provided to the PID controller when the camera-shake is a low-frequency camera-shake.
청구항 10에 있어서,
상기 광학식 손떨림 보정 장치는 스마트폰에 포함되는 광학식 손떨림 보정 장치를 포함하고, 상기 모션 센서는 상기 광학식 손떨림 보정 장치 내에 포함된 자이로 센서를 포함하는 광학식 손떨림 보정 장치.
The method of claim 10,
Wherein the optical shake correcting apparatus includes an optical shake correcting apparatus included in a smart phone, and the motion sensor includes a gyro sensor included in the optical shake correcting apparatus.
(A) 손떨림을 감지하는 모션 센서의 출력에 기반하여 이미지 센서 또는 렌즈부가 이동해야 할 거리를 계산하는 단계;
(B) 거리 계산부에서 출력되는 거리 데이터에 기반하여 손떨림 주파수를 결정하는 단계;
(C) 상기 결정된 손떨림 주파수에 기반하여 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인지를 판단하는 단계; 및
(D) 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우, PID 제어부의 출력을 복수개의 부분으로 분할하여 하나씩 액추에이터 구동부에 제공하는 단계를 포함하는 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 방법.
(A) calculating a distance by which an image sensor or a lens unit should move based on an output of a motion sensor for detecting camera shake;
(B) determining an unintentional hand movement frequency based on distance data output from the distance calculation unit;
(C) determining whether the shaking motion is a shake of a low frequency based on the determined shaking frequency; And
(D) dividing the output of the PID controller into a plurality of parts and providing the outputs to the actuator driver one by one when the camera-shake is a low-frequency camera-shake.
청구항 19에 있어서,
상기 단계 (D)는, 상기 손떨림이 저주파수의 손떨림인 경우, 홀 센서의 출력을 상기 PID 제어부에 제공되지 않도록 한 후, 상기 PID 제어부의 출력을 복수개의 부분으로 분할하여 하나씩 상기 액추에이터 구동부에 제공하는 단계를 포함하는 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 방법.
The method of claim 19,
In the step (D), if the shaking motion is a low-frequency shaking motion, the output of the hall sensor is not provided to the PID control unit, and the output of the PID control unit is divided into a plurality of parts and provided to the actuator driving unit And an actuator of the optical image stabilizer.
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