KR102149391B1 - 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR102149391B1
KR102149391B1 KR1020150025185A KR20150025185A KR102149391B1 KR 102149391 B1 KR102149391 B1 KR 102149391B1 KR 1020150025185 A KR1020150025185 A KR 1020150025185A KR 20150025185 A KR20150025185 A KR 20150025185A KR 102149391 B1 KR102149391 B1 KR 102149391B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
filter
angular velocity
velocity signal
offset
unit
Prior art date
Application number
KR1020150025185A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160102736A (ko
Inventor
러슬란 크레이
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020150025185A priority Critical patent/KR102149391B1/ko
Priority to US15/009,959 priority patent/US9921417B2/en
Publication of KR20160102736A publication Critical patent/KR20160102736A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102149391B1 publication Critical patent/KR102149391B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02Bodies
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B30/00Camera modules comprising integrated lens units and imaging units, specially adapted for being embedded in other devices, e.g. mobile phones or vehicles
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • H04N5/23248
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0007Movement of one or more optical elements for control of motion blur
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2217/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B2217/005Blur detection

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 각속도 신호에 포함된 직류 옵셋을 제거하고 보정 각속도 신호를 출력하는 옵셋 제거부; 상기 보정 각속도를 입력 받아 움직임 또는 정지 상태를 판단하는 정지 상태 감지부; 움직임 상태인 경우 상기 각속도 신호를 안정화 시간 동안 제2 필터로 필터링한 후 제1 필터로 변환하여 필터링하는 변환 필터부; 상기 필터링된 보정 각속도를 적분하여 각위치를 출력하는 적분부; 상기 보정 각위치 신호에 기초하여 렌즈 모듈을 제어하는 렌즈 제어부; 및 상기 제어 신호에 따라 렌즈 배럴의 위치를 조절하는 렌즈 모듈을 포함할 수 있다.

Description

손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 {OPTICAL IMAGE STABILIZER AND CAMERA MODULE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
모바일 기기에 장착된 카메라 모듈은 일반 카메라에 비해 렌즈 구경이 작기 때문에 영상 촬영시 일반 카메라보다 광량이 부족하다.
따라서, 이러한 카메라 모듈은 부족한 광량을 보상하기 위해 상대적으로 느린 셔터 스피드를 사용하게 되는데, 이 경우 미세한 손떨림에도 화상의 흔들림이 발생하여 선명한 이미지를 얻기 어렵다.
미세한 손떨림에 의한 이미지의 열화를 억제하고, 보다 선명한 이미지를 얻기 위하여 다양한 손떨림 보정 방법이 개발되고 있으며, 이러한 방법들 중 하나가 광학식 손떨림 보정 기능을 제공하는 광학 이미지 안정화 (Optical Image Stabilization; OIS) 모듈을 채용하는 방법이다.
이러한 OIS 모듈은 각속도 센서를 적용하여 손떨림과 같은 미세한 진동을 감지하고, 감지된 진동에 기초하여 카메라 모듈의 광학 경로를 기계적 방법으로 조정하여 왜곡된 이미지를 보정할 수 있다.
다만, 각속도 센서의 출력은 바이어스 오차에 의한 바이어스 옵셋을 포함하므로 각속도 센서에서 얻어진 각속도 신호를 적분하여 각위치를 산출하는 경우 바이어스 옵셋이 적분되어 시간이 지남에 따라 각위치의 오차가 증폭된다.
따라서, 하기의 선행 기술 문헌에 기재된 바와 같이, 각속도 신호는 양자화된 후 고역 통과 필터(High Pass Filter; HPF)를 거쳐 바이어스 옵셋이 제거될 수 있다.
일본 공개특허공보 제2012-048148호
본 발명의 일 실시예에 따르면, 손떨림 보정 장치의 구동 시작시 바이어스 옵셋에 의한 과도 응답 시간을 단축시킬 수 있는 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈이 제공된다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 각속도 신호에 포함된 직류 옵셋을 제거하고 보정 각속도 신호를 출력하는 옵셋 제거부; 상기 보정 각속도 신호에 기초해서 움직임 또는 정지 상태를 판단하는 정지 상태 감지부; 움직임 상태인 경우 상기 각속도 신호를 안정화 시간 동안 제2 필터로 필터링한 후 상기 제2 필터와 상이한 제1 필터로 변환하여 필터링하는 변환 필터부; 및 상기 필터링된 보정 각속도를 적분하여 각위치를 출력하는 적분부를 포함하는 손떨림 보정 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각속도 신호에 포함된 직류 옵셋을 제거하고 보정 각속도 신호를 출력하는 옵셋 제거부; 상기 보정 각속도 신호에 기초해서 움직임 또는 정지 상태를 판단하는 정지 상태 감지부; 움직임 상태인 경우 상기 각속도 신호를 안정화 시간 동안 제2 필터로 필터링한 후 상기 제2 필터와 상이한 제1 필터로 변환하여 필터링하는 변환 필터부; 상기 필터링된 보정 각속도를 적분하여 각위치를 출력하는 적분부; 상기 보정 각위치 신호에 기초하여 제어 신호를 출력하는 렌즈 제어부; 및 상기 제어 신호에 따라 렌즈 배럴의 위치를 조절하는 렌즈 모듈을 포함하는 카메라 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 손떨림 보정 장치의 구동 시작시 바이어스 옵셋에 의한 과도응답 시간을 단축시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 각속도 연산부를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고역 통과 필터의 블록 선도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치의 구동 시작시 바이어스 옵셋이 미치는 영향을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 고역 통과 필터의 과도 응답을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치의 필터 상태값을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치의 시뮬레이션 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.
또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 각속도 센서(100), 손떨림 보정 장치(200), 및 렌즈 모듈(300)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 손떨림 보정 장치(200)는 각속도 연산부(210), 정지 상태 감지부(220), 및 렌즈 제어부(230)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 렌즈 모듈(300)은 렌즈 구동기(310) 및 홀센서(320)을 포함할 수 있다.
상기 각속도 센서(100)은 각속도를 검출하여 각속도 신호(Xo)를 손떨림 보정 장치(200)로 출력할 수 있다.
구체적으로, 각속도 센서(100)는 모바일 기기 또는 카메라 등의 흔들림을 검출하는 센서로써 2축 또는 3축 이상의 자이로 센서(Gyro Sensor)가 사용될 수 있으며, 움직임의 각속도를 검출하는 역할을 수행할 수 있다.
각속도 센서(100)의 출력을 전달받은 각속도 연산부(210)는 상기 각속도 신호(Xo)를 적분 연산한 각위치 신호(Po)를 출력할 수 있다.
여기서, 각속도 연산부(210)는 상기 각속도 센서(100)가 회전 각도를 검출하는 과정에서 잡음성분에 의해 각속도 신호(Xo)에 포함된 바이어스 옵셋(bias offset)을 제거하기 위해 보정을 수행할 수 있다.
이후, 각속도 신호(Xo)를 보정한 보정 각속도 신호(X(n))를 적분 연산하여 각위치 신호(Po)를 산출할 수 있다.
즉, 각속도 연산부(210)는 바이어스 옵셋(bias offset)을 제거한 보정 각속도 신호(X(n))를 정지 상태 감지부(220)로 출력할 수 있고, 상기 보정 각속도 신호(X(n))를 적분 연산한 각위치 신호(Po)를 렌즈 제어부(230)로 출력할 수 있다.
상기 정지 상태 감지부(220)는 상기 보정 각속도 신호(X(n))에 기초해서 움직임/정지 상태를 판단할 수 있다.
구체적으로, 상기 정지 상태 감지부(220)는 보정 각속도 신호(X(n))를 일정 시간 구간 동안 총합하거나, 보정 각속도 신호(X(n))를 제곱하여 일정 시간 구간 동안 총합한 데이터를 산출하여 임계치와 비교하여 움직임/정지 상태를 판단할 수 있다.
다만, 상기 판단 방법은 하나의 실시예이고 보정 각속도 신호(X(n))에 기초한 판단 방법은 다양하게 변형될 수 있다.
또한, 정지 상태 감지부(220)는 보정 각속도 신호(X(n))를 저역 통과 필터링하고, 저역 통과 필터링된 보정 각속도 신호에 기초하여 움직임/정지 상태를 판단할 수 있다.
이를 위해, 정지 상태 감지부(220)는 보정 각속도 신호(X(n))을 입력 받는 입력단에 저역 통과 필터(Low Pass Filter)를 포함할 수 있다.
상기 저역 통과 필터는 보정 각속도 신호(X(n))의 SNR(signal to noise)을 개선하여 렌즈 모듈(300) 각각에 대한 임계치 캘리브레이션(calibration) 과정 없이 움직임/정지 상태 판단이 가능하도록 할 수 있다.
이후, 정지 상태 감지부(220)는 정지 상태 판단에 따라 각속도 연산부(210)로 제어신호(Sc)를 출력할 수 있다.
또한, 정지 상태 감지부(220)는 정지 상태 판단에 따라 렌즈 제어부(230)로 제어계수(Coef)를 출력할 수 있다.
정지 상태로 판단된 경우, 상기 제어계수(Coef)는 정지 상태의 영점(예컨대, 0)에 대응하는 값으로 점진적으로 감소시켜 출력될 수 있다.
상기 렌즈 제어부(230)는 각위치 신호(Po) 및 제어 계수(Coef)를 입력 받아 렌즈 모듈(300)에 제어 신호를 출력할 수 있다.
또한, 렌즈 제어부(230)는 피드백 정보에 기초한 보정 위치 정보를 계산하여 제어 신호에 반영하기 위해 렌즈 모듈(300)이 출력하는 피드백 정보를 입력 받을 수 있다.
한편, 상기 제어 계수(Coef)는 렌즈 제어부(230)에 포함된 PID제어기를 위한 복수의 제어 계수들 일 수 있다.
상기 렌즈 모듈(300)이 포함하는 렌즈 구동기(310)는 상기 제어 신호를 입력 받아 렌즈 또는 렌즈군을 지지하는 렌즈 배럴(미도시)의 위치를 조절할 수 있고, 코일과 마그넷의 전자기력을 이용하는 VCM(Voice coil motor) 방식, 압전소자(Piezo)를 이용한 초음파 모터 방식, 및 형상기억합금의 와이어에 전류를 가하여 구동시키는 방식 등의 방식이 채용될 수 있다.
또한, 홀센서(320)는 렌즈 구동기(310)에 의해 움직인 렌즈 배럴에 의해 지지된 렌즈의 위치 정보를 검출하여 피드백 정보를 출력할 수 있다.
상기 렌즈 구동기(310)가 상기 렌즈 또는 상기 렌즈 배럴(미도시)을 조절할 수 있는 위치의 범위는 한계가 있으므로, 상기 정지 상태 감지부(220)에서 렌즈 제어부(230)에 입력되는 각위치 신호(Po)에 상한 및 하한을 두어 클리핑(Clipping) 범위가 설정될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 각속도 연산부를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참고하면, 상기 각속도 연산부(210)는 옵셋 제거부(211), 변환 필터부(212), 및 적분부(213)를 포함할 수 있다.
옵셋 제거부(211) 및 필터부(212)는 각속도 센서(100, 도1)가 회전 각도를 검출하는 과정에서 잡음성분에 의해 각속도 신호(Xo)에 포함된 바이어스 옵셋(bias offset)을 제거하기 위해 보정을 수행할 수 있다.
구체적으로, 옵셋 제거부(211)은 각속도 신호(Xo)에 포함된 바이어스 옵셋을 제거하기 위해 직류 옵셋(DC offset)을 설정하여 이를 각속도 신호(Xo)에서 가감할 수 있다.
이를 위해, 상기 옵셋 제거부(211)는 정지 상태 감지부(220)로부터 제1 제어신호(Sc1)를 입력 받을 수 있고, 상기 각속도 신호(Xo)에 포함된 바이어스 옵셋을 추정하고, 정지 상태에 대응하는 제1 제어신호(Sc1)가 입력된 경우 추정된 바이어스 옵셋을 직류 옵셋으로 업데이트할 수 있다.
즉, 상기 각속도 센서(100, 도1)가 회전 각도를 검출하는 과정에서 잡음 성분이 누적되어 바이어스 옵셋이 발생한 경우 변환 필터부(212)가 이러한 성분을 제거하는데 상당한 과도 시간(예컨대, 수십초)을 소요할 수 있으므로, 옵셋 제거부(211)는 필터링을 위한 전처리로서 각속도 신호(Xo)에서 직류 옵셋을 제거할 수 있다.
다만, 손떨림 보정 장치의 구동 시작시 움직임 상태인 경우 직류 옵셋을 설정할 수 없으므로, 바이어스 옵셋을 제거하기 위한 과도 응답이 긴 시간 동안 나타날 수 있다.
이러한 과도 응답을 개선하기 위해 상기 변환 필터부(213)는 제1 필터 및 제2 필터를 포함할 수 있다.
잡음성분은 특정한 주파수로 나타날 수 있으므로 이를 제거하기 위해 제1 필터 및 제2 필터는 고역 통과 필터(high pass filter)일 수 있다.
상기 고역 통과 필터(high pass filter)는 디지털 필터로써, 입력 신호와 출력 신호가 재귀적으로 적용되어 필터링하는 IIR(Infinite Impulse Response)필터에 의해 구현될 수 있다.
상기 IIR필터의 전달함수(즉, H(z))에 관한 수식을 도출하면 다음의 수학식 1로 표현될 수 있다.
Figure 112015017523301-pat00001
여기서, IIR필터의 상태 계수들(-b-0 내지 bN , a1 내지 aM)은 사전에 모델링 하고자 하는 필터의 특성에 따라 입력 받을 수 있다.
또한, 상기 변환 필터부(212)는 정지 상태 감지부(220)로부터 제2 제어신호(Sc2)를 입력 받을 수 있다.
상기 변환 필터부(212)는 움직임 상태에 대응하는 제2 제어신호(Sc2)가 입력된 경우 상기 각속도 신호를 안정화 시간 동안 제2 필터로 필터링한 후 제1 필터로 변환하여 필터링할 수 있다.
또한, 상기 변환 필터부(212)는 정지 상태인 경우 상기 보정 각속도 신호(X(n))를 제1 필터로 필터링할 수 있다.
상기 제1 필터 및 상기 제2 필터는 차단 주파수가 상이한 고역 통과 필터이고, 상기 제2 필터의 차단 주파수는 상기 제1 필터의 차단 주파수보다 높을 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치는 차단 주파수가 상이한 고역 통과 필터를 변환하여 바이어스 옵셋을 제거하기 위해 소요되는 과도 응답 시간을 단축시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고역 통과 필터의 블록 선도이다.
도 3에 도시된 고역 통과 필터는 IIR필터의 구현하기 위한 일 실시예로서 바이쿼드(biquad) 필터를 보여준다.
구체적으로, 하나의 지연선을 가지므로 지연 소자의 개수를 줄일 수 있는 제2 직접형 구조이다.
이러한 고역 통과 필터는 상태값인 w[n]. w[n-1], w[n-2]를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치에 포함된 변환 필터부(213, 도2)는 제2 필터로 필터링한 후 제1 필터로 변환시에 상기 제2 필터의 상태값에 근거하여 상기 제1 필터의 상태값을 설정할 수 있다.
상기 제2 필터의 상태값에 근거하여 상기 제1 필터의 상태값을 설정하는 동작에 대하여 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치의 구동 시작시 바이어스 옵셋이 미치는 영향을 설명하기 위한 그래프이다.
각속도 센서(100, 도1)가 회전 각도를 검출하는 과정에서 잡음 성분이 누적되어 바이어스 옵셋(실선)이 발생하는 것을 확인 할 수 있다.
손떨림 보정 장치가 구동 시작시(ts)에 직류 옵셋은 설정되어 있지 않고 움직임 상태인 경우 직류 옵셋을 업데이트 할 수 없으므로, 바이어스 옵셋(점선)은 손떨림 보정 장치의 구동 시작시(ts) 상당한 크기로 입력되는 것을 확인할 수 있다.
이러한 구동 시작시(ts)의 바이어스 옵셋은 각속도 신호(Xo)에서 바이어스 옵셋을 제거하기 위한 과도 응답을 긴 시간 동안 지속되도록 할 수 있다.
도 5는 고역 통과 필터의 과도 응답을 설명하기 위한 그래프이다.
차단 주파수가 상대적으로 낮은 필터 A는 차단 주파수가 상대적으로 높은 필터 B보다 긴 과도 응답 시간(tSA)을 나타낸다.
상기 서술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치는 각속도 신호에서 바이어스 옵셋을 제거하기 위해 고역 통과 필터를 사용할 수 있다.
초기 구동시 안정화 시간 동안 상대적으로 차단 주파수가 높은 필터로 필터링한 후 상대적으로 차단 주파수가 낮은 필터로 변환하여 필터링하므로 과도 응답 시간을 단축 시킬 수 있고, 손떨림 보정 동작의 정확도를 유지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치의 필터 상태값을 설명하기 위한 그래프이다.
도3에서 상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 고역 통과 필터는 상태값을 가질 수 있다.
도 6은 차단 주파수가 상이한 필터 A 및 필터 B의 상태값을 산출하기 위한 필터 연산자를 A* 및 B*로 정의하고 정수 C를 입력하였을 때 상이한 값이 출력되는 것을 보여준다.
실제로 필터에 입력되는 각속도 신호는 바이어스 옵셋 성분과 고주파 성분을 포함하므로 바이어스 옵셋 성분과 고주파 성분이 입력된 경우 필터 A 및 필터 B의 상태값(FSA, FSB)은 다음의 수학식2로 표현될 수 있다.
Figure 112015017523301-pat00002
여기서, bias는 바이어스 옵셋 성분이고 HFC는 고주파 성분이다.
상기 제2 필터(B)로 필터링한 후 상기 제1 필터(A)로 변환시에 상기 제2 필터의 상태값에 근거하여 상기 제1 필터의 상태값을 설정하기 위한 수식은 다음의 수학식3으로 표현될 수 있다.
Figure 112015017523301-pat00003
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치에 포함된 변환 필터부(213, 도2)는 제2 필터로 필터링한 후 제1 필터로 변환시에 상기 제2 필터의 상태값에 근거하여 상기 제1 필터의 상태값을 설정할 수 있으므로, 필터링 동작의 연속성을 보장할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치의 시뮬레이션 그래프이다.
도 7의 (a)는 종래의 손떨림 보정 장치의 초기 구동시 각위치 신호를 나타내고 도 7의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치의 각위치 신호를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치의 각위치 신호는 구동 시작시 바이어스 옵셋에 의한 과도 응답 시간이 단축된 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 각속도 센서
200: 손떨림 보정 장치
210: 각속도 연산부
211: 옵셋 제거부
212: 변환 필터부
213: 적분부
220: 정지 상태 감지부
230: 렌즈 제어부
300: 렌즈 모듈
310: 렌즈 구동기
320: 홀센서

Claims (16)

  1. 각속도 신호에 포함된 직류 옵셋을 제거하고 보정 각속도 신호를 출력하는 옵셋 제거부;
    상기 보정 각속도 신호에 기초해서 움직임 또는 정지 상태를 판단하는 정지 상태 감지부;
    움직임 상태인 경우 상기 각속도 신호를 안정화 시간 동안 제2 필터로 필터링한 후 상기 제2 필터와 상이한 제1 필터로 변환하여 필터링하는 변환 필터부; 및
    상기 필터링된 보정 각속도를 적분하여 각위치를 출력하는 적분부;
    를 포함하는 손떨림 보정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 필터 및 상기 제2 필터는 차단 주파수가 상이한 고역 통과 필터인 손떨림 보정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 변환 필터부는
    정지 상태인 경우 상기 보정 각속도 신호를 제1 필터로 필터링하는 손떨림 보정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 옵셋 제거부는
    상기 각속도 신호에 포함된 바이어스 옵셋을 추정하고, 정지상태인 경우 추정된 바이어스 옵셋을 직류 옵셋으로 업데이트하는 손떨림 보정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 필터는 상기 제1 필터보다 높은 차단 주파수를 가지는 손떨림 보정 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 변환 필터부는
    상기 제2 필터로 필터링한 후 상기 제1 필터로 변환시에 상기 제2 필터의 상태값에 근거하여 상기 제1 필터의 상태값을 설정하는 손떨림 보정 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 정지 상태 감지부는
    상기 보정 각속도 신호를 저역 통과 필터링하고, 저역 통과 필터링된 보정 각속도 신호에 기초하여 움직임 또는 정지 상태를 판단하는 손떨림 보정 장치.
  8. 각속도 신호에 포함된 직류 옵셋을 제거하고 보정 각속도 신호를 출력하는 옵셋 제거부;
    상기 보정 각속도 신호에 기초해서 움직임 또는 정지 상태를 판단하는 정지 상태 감지부;
    움직임 상태인 경우 상기 각속도 신호를 안정화 시간 동안 제2 필터로 필터링한 후 상기 제2 필터와 상이한 제1 필터로 변환하여 필터링하는 변환 필터부;
    상기 필터링된 보정 각속도를 적분하여 각위치를 출력하는 적분부;
    상기 보정 각위치 신호에 기초하여 제어 신호를 출력하는 렌즈 제어부; 및
    상기 제어 신호에 따라 렌즈 배럴의 위치를 조절하는 렌즈 모듈
    을 포함하는 카메라 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 필터 및 상기 제2 필터는 차단 주파수가 상이한 고역 통과 필터인 카메라 모듈.
  10. 제8항에 있어서, 상기 변환 필터부는
    정지 상태인 경우 상기 보정 각속도 신호를 제1 필터로 필터링하는 카메라 모듈.
  11. 제8항에 있어서, 상기 옵셋 제거부는
    상기 각속도 신호에 포함된 바이어스 옵셋을 추정하고, 정지상태인 경우 추정된 바이어스 옵셋을 직류 옵셋으로 업데이트하는 카메라 모듈.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제2 필터는 상기 제1 필터보다 높은 차단 주파수를 가지는 카메라 모듈.
  13. 제8항에 있어서, 상기 변환 필터부는
    상기 제2 필터로 필터링한 후 상기 제1 필터로 변환시에 상기 제2 필터의 상태값에 근거하여 상기 제1 필터의 상태값을 설정하는 카메라 모듈.
  14. 제8항에 있어서, 상기 정지 상태 감지부는
    상기 보정 각속도 신호를 저역 통과 필터링하고, 저역 통과 필터링된 보정 각속도 신호에 기초하여 움직임 또는 정지 상태를 판단하는 카메라 모듈.

  15. 제4항에 있어서, 상기 변환 필터부는
    움직임 상태인 경우 상기 바이어스 옵셋이 추정된 상태에서 직류 옵셋으로 업데이트되기 전의 각속도 신호를 필터링하는 손떨림 보정 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 변환 필터부는
    움직임 상태인 경우 상기 바이어스 옵셋이 추정된 상태에서 직류 옵셋으로 업데이트되기 전의 각속도 신호를 필터링하는 카메라 모듈.

KR1020150025185A 2015-02-23 2015-02-23 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 KR102149391B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150025185A KR102149391B1 (ko) 2015-02-23 2015-02-23 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
US15/009,959 US9921417B2 (en) 2015-02-23 2016-01-29 Optical image stabilizer and camera module including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150025185A KR102149391B1 (ko) 2015-02-23 2015-02-23 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160102736A KR20160102736A (ko) 2016-08-31
KR102149391B1 true KR102149391B1 (ko) 2020-08-28

Family

ID=56690106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150025185A KR102149391B1 (ko) 2015-02-23 2015-02-23 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9921417B2 (ko)
KR (1) KR102149391B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7197785B2 (ja) * 2019-01-28 2022-12-28 日本電信電話株式会社 映像処理装置、映像処理方法、及び映像処理プログラム
JP7305464B2 (ja) * 2019-07-02 2023-07-10 キヤノン株式会社 光学装置およびその制御方法
CN112073638B (zh) * 2020-09-10 2022-02-15 深圳创维-Rgb电子有限公司 摄像头角度控制方法、装置、设备及计算机存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009075532A (ja) 2007-08-24 2009-04-09 Ricoh Co Ltd 撮像装置及び像振れ補正装置
JP2009092856A (ja) 2007-10-05 2009-04-30 Sony Corp ブレ演算装置および撮像装置
US20090245772A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-01 Samsung Techwin Co., Ltd. Shaking sensing and correction apparatus and method
US20120033091A1 (en) * 2010-08-09 2012-02-09 Canon Kabushiki Kaisha Image capture apparatus and control method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5744442B2 (ja) 2010-08-30 2015-07-08 キヤノン株式会社 光学機器及び光学機器の制御方法
JP2012048148A (ja) 2010-08-30 2012-03-08 Ricoh Co Ltd トナー補給制御システム及び画像形成装置
JP5038474B2 (ja) 2010-09-09 2012-10-03 キヤノン株式会社 撮像装置及びその制御方法
KR101824741B1 (ko) * 2011-11-29 2018-03-14 엘지이노텍 주식회사 손떨림 보정 카메라에서의 게인 조정방법
JP6395506B2 (ja) * 2014-08-22 2018-09-26 キヤノン株式会社 画像処理装置および方法、プログラム、並びに撮像装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009075532A (ja) 2007-08-24 2009-04-09 Ricoh Co Ltd 撮像装置及び像振れ補正装置
JP2009092856A (ja) 2007-10-05 2009-04-30 Sony Corp ブレ演算装置および撮像装置
US20090245772A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-01 Samsung Techwin Co., Ltd. Shaking sensing and correction apparatus and method
US20120033091A1 (en) * 2010-08-09 2012-02-09 Canon Kabushiki Kaisha Image capture apparatus and control method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US9921417B2 (en) 2018-03-20
US20160248980A1 (en) 2016-08-25
KR20160102736A (ko) 2016-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9906726B2 (en) Image stabilization control apparatus, optical apparatus and storage medium storing image stabilizing control program
JP6150655B2 (ja) 像振れ補正装置およびその制御方法、レンズ鏡筒、光学機器、並びに撮像装置
JP6257207B2 (ja) 像振れ補正装置およびその制御方法、レンズ鏡筒、並びに撮像装置
US10326938B2 (en) Image stabilization control apparatus, optical apparatus and storage media storing image stabilization control program
US9626743B2 (en) Image stabilization apparatus, method of controlling the same, image capturing apparatus, lens apparatus, and storage medium
JP4753065B2 (ja) 像振れ補正装置
US10230897B2 (en) Control apparatus, image capturing apparatus, lens apparatus, control method, and non-transitory computer-readable storage medium
JP6204807B2 (ja) 像振れ補正装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体
KR100996053B1 (ko) 방진 제어 회로 및 방진 제어 회로를 구비한 촬상 장치
KR102149391B1 (ko) 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
JP2016024235A5 (ko)
JP2012058545A (ja) 撮像装置
EP1711005A2 (en) Image blurring correcting apparatus
US20160269637A1 (en) Image shake correction device, optical apparatus, imaging apparatus, and control method
US8369697B2 (en) Optical device
KR101606963B1 (ko) 광학식 손떨림 보정 장치의 액추에이터 제어 장치, 방법 및 이를 이용한 광학식 손떨림 보정 장치
KR101608828B1 (ko) 모바일용 카메라의 손떨림 보정 장치
US8988787B2 (en) System and method to deploy active dampening for lens ringing and vibration
KR102139761B1 (ko) 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
JP5441296B2 (ja) 撮像装置及び撮像装置の絞り羽根の制御方法
KR102029487B1 (ko) 자동 초점 조절 장치 및 그를 구비한 촬상 시스템
JP5123606B2 (ja) 防振制御回路
US11050937B2 (en) Image stabilizing apparatus, optical apparatus having the same, and image stabilizing method
JP6230316B2 (ja) 像振れ補正装置及びその制御方法、並びにプログラム
JP2012058544A (ja) 撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant