KR20150143077A - 모바일용 카메라의 손떨림 보정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모바일용 카메라에 관한 것으로, 특히 모바일용 카메라의 손떨림을 보정하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은 회전 각속도 데이터를 출력하는 자이로 센서에 의해 카메라의 손떨림 움직임의 각속도를 감지한 후에 손떨림 움직임을 보상하는 방향으로 렌즈나 이미지 센서를 이동시키는 모바일용 카메라의 손떨림 보정 장치에 있어서, 상기 자이로 센서에서 출력되는 회전 각속도 데이터를 적분하여 손떨림 각도값을 출력하되, 각도 보상 이득치에 따라 손떨림 각도값을 보상 출력하는 각도 추출기와, 상기 손떨림 각도값을 손떨림 주파수로 변환한 후 손떨림 주파수 대역에 속하는 손떨림 주파수별로 각도 보상 이득치와 서보 제어루프 보상 이득치를 계산하여 출력하기 위한 이득 제어기와, 상기 서보 제어루프 보상 이득치를 적용하여 손떨림 각도를 보상하는 방향으로 렌즈나 이미지 센서를 이동시키는 서보 구동 제어기;를 포함함을 특징으로 한다.

Description

모바일용 카메라의 손떨림 보정 장치{APPARATUS FOR VIBRATION COMPENSATION OF GYRO SENSOR OF MOBILE CAMERA}

본 발명은 모바일용 카메라에 관한 것으로, 특히 모바일용 카메라의 손떨림을 보정하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반 카메라의 경우 통상 셔터 스피드가 1/125초 이상이면 영상 촬영시에 사용자의 손이 어느 정도 떨리더라도 흔들림 없는 안정된 해상도의 사진을 얻을 수 있다. 그러나 스마트폰과 같이 모바일용 카메라는 일반 카메라에 비해 렌즈 구경이 작기 때문에 영상 촬영시 일반 카메라보다 광량이 부족하다. 이에 모바일용 카메라는 부족한 광량을 보상하기 위해 상대적으로 느린 셔터 스피드를 사용하게 되는데, 정지영상을 촬영할 경우 느린 셔터 스피드에 의해 미세한 손떨림에도 화상의 흔들림이 발생하여 선명한 사진을 얻기 어렵다. 특히 손떨림으로 인한 화상의 흔들림은 광량이 부족한 실내나 야간, 흐린 날에 더욱 두드러진다.

이러한 손떨림이나 기기의 흔들림에 의해 발생되는 영상의 불안정함을 해소하기 위해서 손떨림을 보정하는 기술이 요구되었으며, 이에 따라 다양한 손떨림 보정 기술이 제안되어 있다.

손떨림 보정을 위해서는 자이로 센서(Gyro sensor) 등을 사용하여 기기의 움직임 량을 측정한 후에 VCA(Voice Coil Actuator) 등에 의해 렌즈 또는 CCD(Charge Coupled Devide) 혹은 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)같은 이미지 센서를 상하좌우로 이동시켜 광축으로부터 벗어난 영상을 원래 위치로 복귀시킨다.

자이로 센서는 회전율(rate-of-turn), 즉 회전 각속도 정보를 출력하는 센서로서 그 출력 정보를 수치적으로 적분하면 흔들리는 각도 정보를 얻을 수 있다. 그러나 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기반의 저가형 자이로 센서는 회전 각속도를 추출하는 과정에서 많은 드리프트 에러(drift error)가 발생되기 때문에 손 떨림 방지 시스템의 성능을 저하시키는 주요 원인으로 작용한다.

이러한 드리프트 오차를 최소화하여 정확한 영점과 각도를 유지하기 위해 칼만 필터를 이용한 기술 등이 연구되고 있으나, 모바일 기기에 탑재된 카메라에 적용하기에는 공간 및 가격이 걸림돌로 작용하는 문제점이 있다.

한편, 전술한 문제점을 해결하기 위해 자이로 센서 정보와 LPF를 결합하여 간단하면서 안정적으로 드리프트 오차를 제거하기 위한 방안이 본원 출원인에 의해 출원되어 등록되었으나, 손떨림 주파수 변화에 따라 DCF(drift compensation filter) 내부에 사용되는 LPF의 대역폭이 1Hz ~ 15Hz 대역폭을 가지는 손떨림 주파수 모두에 대응하지 못해 손떨림 주파수별 각도 출력이 일정하지 못하다는 단점을 안고 있다. 따라서 손떨림 주파수를 감지하여 손떨림 주파수별 각도 출력이 일정하도록 각도 보상하는 장치 혹은 방법이 필요하다. 더 나아가 손떨림 주파수에 맞게 서보 구동 제어기의 이득을 조정해 주어야만 안정된 시스템 성능을 얻을 수 있기 때문에 손떨림 주파수를 감지하여 그에 맞는 서보 제어루프 이득 보상이 필요하다.

대한민국 공개특허공보 10-2013-0043427

이에 본 발명은 전술한 필요성에 따라 안출된 것으로서, 손떨림 주파수를 감지하여 주파수별 각도 출력이 일정하도록 각도 보상할 수 있는 모바일용 카메라의 손떨림 보정 장치를 제공함에 있으며,

더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 감지된 손떨림 주파수에 맞게 서보 구동 제어기의 이득을 조정하여 위상 지연을 방지할 수 있는 모바일용 카메라의 손떨림 보정 장치를 제공함에 있다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 모바일용 카메라의 손떨림 보정 장치는 회전 각속도 데이터를 출력하는 자이로 센서에 의해 카메라의 손떨림 움직임의 각속도를 감지한 후에 손떨림 움직임을 보상하는 방향으로 렌즈나 이미지 센서를 이동시키는 장치로서,

상기 자이로 센서에서 출력되는 회전 각속도 데이터를 적분하여 손떨림 각도값을 출력하되, 각도 보상 이득치에 따라 손떨림 각도값을 보상 출력하는 각도 추출기와;

상기 손떨림 각도값을 손떨림 주파수로 변환한 후 손떨림 주파수 대역에 속하는 손떨림 주파수별로 각도 보상 이득치와 서보 제어루프 보상 이득치를 계산하여 출력하기 위한 이득 제어기와;

상기 서보 제어루프 보상 이득치를 적용하여 손떨림 각도를 보상하는 방향으로 렌즈나 이미지 센서를 이동시키는 서보 구동 제어기;를 포함함을 특징으로 한다.

이러한 구성의 모바일용 카메라의 손떨림 보정 장치에, 상기 이득 제어기는,

시간에 따라 크기가 변화되는 상기 손떨림 각도값을 손떨림 주파수로 변환 출력하는 주파수 추출기와;

상기 손떨림 주파수 값을 기준레벨과 비교하여 손떨림 주파수 대역의 주파수만을 선별 출력하는 모션 검출기와;

상기 각도 추출기에서 손실된 손떨림 각도값을 보상하기 위해 상기 선별 출력되는 손떨림 주파수로부터 각도 보상 이득치를 계산하여 상기 각도 추출기로 출력하는 각도 보상 이득치 계산부와;

상기 선별 출력되는 손떨림 주파수로부터 서보 구동 제어기의 위상을 보상하기 위한 서보 제어루프 보상 이득치를 계산하여 출력하는 서보 제어루프 보상 이득치 계산부;를 포함함을 특징으로 하며,

상기 주파수 추출기는 시간에 따라 크기가 변화되는 반 주기의 손떨림 각도값으로부터 손떨림 주파수를 예측하여 손떨림 주파수로 변환함을 특징으로 한다.

상술한 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명은 손떨림 주파수 변화에 따른 각도 손실을 복잡한 2차 보상필터를 적용하지 않고서도 단순하게 이득 제어기의 각도 보상 이득치 계산부를 통해 얻어진 손떨림 주파수별 각도 보상 이득치로 각도 추출기의 LPF에 의해 손실된 각도값을 보상함으로써, 손떨림 주파수별 각도값이 일정하게 출력되도록 하여 손떨림 각도값을 정밀하게 보상할 수 있는 효과가 있으며,

모션감지 추출기를 통해 패닝 및 틸트, 햅틱에 의한 고주파 진동에 대해 쉽게 예외 처리되도록 하여 오동작에 대한 문제를 방지할 수 있는 이점도 있다.

더 나아가 본 발명은 서보 제어루프 보상 이득치 계산부를 통해 얻어진 서보 제어루프 보상 이득을 서보 구동 제어기에 적용함으로써 위상 지연을 최소화할 수 있고, 이로써 안정적이며 정밀한 위치제어가 가능한 효과가 있으며, 손떨림 주파수를 감지하는데 있어 반 주기만에 손떨림 주파수를 예측하여 사용함으로써 빠른 주파수 변화에 대응할 수 있는 이점도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모바일용 카메라의 손떨림 보정 장치의 블럭구성 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 추출기(310)의 동작을 설명하기 위한 흐름 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모션 검출기(320)의 동작을 설명하기 위한 흐름 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 추출기(310)의 동작을 설명하기 위한 손떨림 각도 파형 예시도.
도 5는 각도 추출기(200)에서 출력되는 손떨림 각도값이 손떨림 주파수 변화에 따라 각도 보상 이득치가 달라지는 값을 측정한 그래프.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이득 제어기(300)를 적용하지 않은 각도 추출기(200)의 값을 측정한 그래프 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이득 제어기(300)를 적용하여 재측정한 그래프 예시도.
도 8은 서보 구동 제어기(400)의 서보 제어 루프 보상 이득치(gain)를 측정한 그래프 예시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서보 제어루프 보상 이득을 적용한 결과와 적용하지 않은 결과를 대비한 그래프 예시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성과 같은 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모바일용 카메라의 손떨림 보정 장치의 블럭 구성을 예시한 것이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 추출기(310)의 동작을, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모션 검출기(320)의 동작을 각각 설명하기 위한 흐름도를 예시한 것이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 추출기(310)의 동작을 설명하기 위한 손떨림 각도 파형을 예시한 것이다.

도 1을 참조하면, 우선 자이로 센서(100)는 요(yaw) 축과 피치(pitch) 축에 대한 카메라의 손떨림 움직임의 각속도, 즉 회전 각속도를 감지하여 그에 상응하는 디지털 회전 각속도 데이터를 출력한다.

각도 추출기(200)는 상기 자이로 센서(100)에서 출력되는 회전 각속도 데이터를 적분하여 손떨림 각도값을 출력하되, 후술할 각도 보상 이득치에 따라 손떨림 각도값을 보상 출력한다. 이러한 각도 추출기(200)는 본원 출원인에 의해 선출원된 공개특허공보 10-2013-0043427호에 기재된 손떨림 보정부를 이용할 수 있다. 즉, 자이로 센서(100)에서 출력된 디지털 회전 각속도 데이터에서 오프셋 성분을 제거하고 순수 회전 각속도 데이터를 추출한 후, 추출된 순수 회전 각속도 데이터에서 저주파 잡음 성분을 추출하여 상기 순수 회전 각속도에서 추출된 잡음성분을 제거한 후 잡음성분이 제거된 회전 각속도 데이터를 적분하여 손떨림 각도를 출력한다. 이러한 각도 추출기(200)에서 저주파 잡음 성분은 LPF를 이용하여 추출하는데, 본 발명에서는 후술할 각도 보상 이득치를 상기 LPF의 게인 결정 파라미터로 사용함으로써 각도 추출기(200)에서 LPF 사용으로 인해 손실될 수 있는 손떨림 각도값을 보상한다.

한편 이득 제어기(300)는 각도 추출기(200)에서 출력되는 손떨림 각도값을 손떨림 주파수로 변환한 후 손떨림 주파수 대역에 속하는 손떨림 주파수별로 각도 보상 이득치와 서보 제어루프 보상 이득치를 계산하여 출력하며, 서보 구동 제어기(400)는 상기 서보 제어루프 보상 이득치를 적용하여 손떨림 각도를 보상하는 방향으로 렌즈나 이미지 센서를 이동시키는 보이스 코일 액츄에이터(VCA,500)를 서보 제어한다.

보다 구체적으로 이득 제어기(300)는 시간에 따라 크기가 변화되는 상기 손떨림 각도값을 손떨림 주파수로 변환 출력하는 주파수 추출기(310)와, 상기 손떨림 주파수 값을 기준레벨과 비교하여 손떨림 주파수 대역의 주파수만을 선별 출력하는 모션 검출기(320)와, 각도 추출기(200)에서 손실된 손떨림 각도값을 보상하기 위해 상기 선별 출력되는 손떨림 주파수로부터 각도 보상 이득치를 계산하여 상기 각도 추출기(200)로 출력하는 각도 보상 이득치 계산부(340)와, 상기 선별 출력되는 손떨림 주파수로부터 서보 구동 제어기(400)의 위상을 보상하기 위한 서보 제어루프 보상 이득치를 계산하여 출력하는 서보 제어루프 보상 이득치 계산부(330)를 포함한다.

참고적으로 상기 주파수 추출기(310)는 시간에 따라 크기가 변화되는 반 주기의 손떨림 각도값으로부터 손떨림 주파수를 예측하여 손떨림 주파수로 변환하고,

서보 제어루프 보상 이득치 계산부(330)는 하기 수식에 근거하여 서보 제어루프 보상 이득치를 계산한다.

서보 제어루프 보상 이득치 = 0.0133*손떨림 주파수+0.0197

아울러 각도 보상 이득치 계산부(340)는 하기 수식에 근거하여 각도 보상 이득치를 계산한다.

각도 보상 이득치 = -0.0009*손떨림 주파수+0.0581

이하 도 2 내지 도 4를 참조하여 주파수 추출기(310)와 모션 검출기(320)의 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.

우선 자이로 센서(100)에서 카메라 손떨림 감지에 따라 출력되는 회전 각속도 데이터는 각도 추출기(200)를 통해 손떨림 각도값으로 출력된다. 이러한 손떨림 각도값은 시간 축으로 누적하여 보면 도 4에 도시한 바와 같이 사인파 형태로 나타난다. 도 4에서 수평축은 손떨림 주파수의 샘플링 타임(도 4에서 샘플링 간격은 2ms로 가정)을 나타내고 있으며, 수직축은 손떨림 각도를 나타내고 있다. 사인파 형태의 손떨림 각도 1주기의 시간을 알면 그로부터 주파수(f=1/T))를 알면 그로부터 손떨림 주파수를 알 수 있다. 다만, 손떨림 각도 1주기를 정확하게 판단하고 측정하는 방법은 쉽지 않으며, 측정하더라도 1주기가 끝나는 시점에서 측정된 손떨림 주파수 값을 다음 주기 제어값에 적용할 경우 위상 지연이 발생하기 때문에, 본 발명의 실시예에서는 빠른 주파수 측정을 위해 손떨림 각도 파형의 반주기 소요시간을 체크하여 손떨림 주파수를 예측한다.

즉, 주파수 추출기(310)는 손떨림 각도값이 입력(S10단계)되면 그 손떨림 각도값이 반주기의 손떨림 각도 파형을 검출하기 위한 1차 조건을 만족시키는지를 검사(S12단계)한다. 여기서 1차 조건이란 손떨림 각도 파형이 0점을 골든크로스 하는지를 체크하기 위한 조건으로, 입력되는 손떨림 각도값이 오차범위로 설정된 0.05도를 초과하는 값을 가지는지를 체크하는 것이다.

손떨림 각도값이 1차 조건값인 0.05도를 초과하면 내부 레지스터(reg) 1 카운트를 시작(S14단계)한다. 여기서 내부 레지스터 1 카운트값은 샘플링 횟수를 카운트하는 값이 된다. 샘플링 횟수를 카운트하면서 주파수 추출기(310)는 입력되는 손떨림 각도값이 2차 조건을 만족시키는지를 검사(S16단계)한다. 2차 조건이란 손떨림 각도 파형이 0점을 데드크로스 하는지를 체크하기 위한 조건으로, 오차범위로 설정된 -0.05 미만의 값을 가지는지를 체크한다.

2차 조건을 만족하는 손떨림 각도값이 입력되었다면 반주기의 손떨림 각도 파형이 검출된 것이고, 그때까지 카운트된 값에 샘플링 간격을 곱하면 반주기의 시간이 얻어지며, 그 반주기의 시간값에 2배하여 역수를 취하면 손떨림 주파수를 예측하여 추출(S20단계)할 수 있다. 이러한 방식으로 주파수 추출기(310)는 손떨림 각도값을 손떨림 주파수로 변환하여 출력한다.

참고적으로 도 4에 도시된 첫 번째 감지 주파수(T0)에서 추출된 값은 반주기에서 1주기의 값을 예측하여 추출된 것이므로 반주기 이상 빠르게 주파수 변환값이 적용된다. 그리고 추출된 값은 감지 주파수 T1이 추출되기 전까지 유효한 값으로 적용되는데, 이는 손떨림 주파수가 관성법칙에 의해 급격하게 변하지 않는 현상을 응용한 것으로, 이는 곧 실시간으로 구간을 탐색하게 될 때 많은 연산 및 높은 CPU 성능을 요구하게 되므로 CPU 내부 연산 부하를 줄이는 효과를 가져온다.

한편 손떨림 각도가 입력되었으나 1차 조건을 만족하지 못할 경우에는 대기시간을 측정한다. 즉, 내부 레지스터(reg) 0의 카운트를 시작(S14단계)하고 그 내부 레지스터 0의 카운트값이 기 설정된 기준값을 초과하면 정지 상태로 판단하고 내부 레지스터 0를 초기화(S28단계)한 후 손떨림 주파수가 제로임을 후처리부인 모션 검출기(320)로 알려 준다.

더 나아가 손떨림 각도값이 1차 조건을 만족시키나 2차 조건을 만족시키지 못할 경우(즉, 카메라 움직임이 한 방향으로 이동 후 정지된 경우)에는 주파수 추출기(310)가 무한 루프에 빠지는 것을 막기 위해 카운트된 내부 레지스터 1의 값을 기준값과 비교(S18단계)하고 그 결과에 따라 내부 레지스터 1(Reg 1)을 초기화(S22단계)한 후 S12단계로 되돌아간다.

이상에서 설명한 바와 같이 주파수 추출기(310)는 시간에 따라 크기가 변화되는 손떨림 각도값의 반주기 타임을 카운트하여 손떨림 주파수를 예측하고 그 예측된 손떨림 주파수를 후단의 모션 검출기(320)로 출력한다.

주파수 추출기(310)에서 출력되는 손떨림 주파수 값을 기준레벨과 비교하여 손떨림 주파수 대역의 주파수만을 선별 출력하는 모션 검출기(320)의 동작을 도 3을 참조하여 부연 설명하면,

모션 검출기(320)는 손떨림 보상 대역인지 아닌지를 판단하기 위해 우선 주파수 추출기(310)로부터 손떨림 주파수를 입력받는다(S30단계). 그리고 S32단계에서 모션 검출기(320)는 입력된 손떨림 주파수가 기준 레벨인 '레벨 0' 이하인지 체크한다. 레벨 0는 2Hz로 설정된 것으로 가정한다. 즉, 입력된 손떨림 주파수가 레벨 0인 2Hz 미만이면 저주파수 모션으로 감지(S34단계)하고 그 결과를 후 처리부로 전달한다. 만약 입력된 손떨림 주파수가 2Hz 이상이면 S36단계로 진행하여 '레벨 1' 이상인지를 체크한다. 레벨 1은 손떨림 주파수 대역의 상한치인 15Hz로 설정된 것으로 가정한다. 입력된 손떨림 주파수가 15Hz를 초과하면 고주파수 모션으로 감지(S38단계)하고 그 결과를 후 처리부로 전달한다.

결론적으로 모션 검출기(320)는 입력된 손떨림 주파수가 2 내지 15Hz의 손떨림 주파수 대역에 속하는 주파수이면 그 손떨림 주파수를 후 처리부인 각도 보상 이득치 계산부(340)로 전달해 주고, 2 내지 15Hz 대역을 벗어나는 주파수이면 렌즈가 반응하지 않도록 저주파 혹은 고주파 모션 감지결과를 전달해 준다. 이와 같이 손떨림이 아닌 주파수에서 렌즈가 반응하지 않도록 하는 이유는 파노라마 기능이 있는 모바일 카메라의 특성, 즉 저주파 회전운동(panning) 상태에서 카메라가 동작하는 경우를 고려하기 위함이다.

각도 보상 이득치 계산부(340)는 각도 추출기(200)의 LPF에서 손실된 손떨림 각도값을 보상하기 위해 모션 검출기(320)를 통해 전달된 손떨림 주파수로부터 각도 보상 이득치를 계산하여 각도 추출기(200)로 출력한다. 각도 보상 이득치는 획득된 손떨림 주파수에 -0.0009를 승산한후 0.0581을 가산하여 얻어진다. 계산된 각도 보상 이득치가 미리 설정된 하한치 보다 작다면 그 하한치를 각도 보상 이득치로 사용하고, 만약 계산된 각도 보상 이득치가 미리 설정된 상한치를 초과한다면 설정된 상한치를 각도 보상 이득치로 설정하여 각도 추출기(200)의 LPF로 전달하여 LPF에 의해 손실된 각도값을 보상함으로써 손떨림 주파수별 각도값이 일정하게 출력되도록 한다.

참고적으로 도 5는 각도 추출기(200)에서 출력되는 손떨림 각도값이 손떨림 주파수 변화에 따라 각도 보상 이득치가 달라지는 값을 측정한 그래프를 도시한 것이다. 도 5에서 튜닝에 의해 얻어진 게인값들이 표시되어 있으며, 이들 게인값들을 선형함수화하기 위해 필요한 상수값들을 획득하여 이를 상기 각도 보상 이득치 계산 공식의 상수로 사용하였다. 즉, 상기 각도 보상 이득치 계산식에 기재된 상수 -0.0009와 0.0581은 튜닝값을 기준으로 선형함수를 추출하기 위해 필요한 상수들인 것이다.

도 6은 진동 가진기를 이용하여 x축(yaw) 방향으로 1Hz-15Hz의 주기와 ±0.5도 크기의 진동 성분을 입력하여 이득 제어기(300)를 적용하지 않은 각도 추출기(200)의 값을 측정한 그래프를 도시한 것이고, 도 7은 이득 제어기(300)를 적용하여 재측정한 그래프를 도시한 것이다. 도 6과 도 7을 비교해 볼 때, 6Hz를 중심으로 2Hz 내지 15Hz까지 일정하게 손떨림 각도값이 보상되었음을 알 수 있다.

한편, 서보 제어루프 보상 이득치 계산부(330) 역시 모션 검출기(320)에서 선별 출력되는 손떨림 주파수에 0.0133을 승산한 후 0.0197을 가산하여 서보 제어루프 보상 이득치를 계산한다. 승산 및 가산되는 상수는 손떨림 주파수별 서보 구동 제어기(400)의 위상을 실험 및 측정하여 추출된 값을 기준으로 선형함수를 얻기 위해 필요한 상수를 나타낸 값이다. 도 8은 서보 구동 제어기(400)의 서보 제어 루프 보상 이득치(gain)를 측정하여 그래프로 나타낸 것이다. 이 값을 이용하여 서보 구동 제어기(400), 보다 구체적으로는 PID 제어기에서 P제어기 또는 D 제어기의 이득치를 손떨림 주파수 변화에 따라 자동 가변 적용할 수 있다.

도 9는 5Hz의 손떨림 진동 조건에서 서보 제어루프 보상 이득치 계산부(330)를 통해 VCA(500)를 제어하는 서보 구동 제어기(400)의 서보 제어루프 보상 이득을 적용한 결과(b)와 적용하지 않은(a) 결과를 대비한 것이다. 도 9의 (a)를 보면 손떨림 위상과 렌즈의 추종 위상이 22°뒤지는 문제가 발생하지만, 본 발명의 이득 제어기(300)를 적용할 경우에는 서보 제어루프 보상 이득치 계산부(330)가 위상 보상하기 때문에 위상이 1.8°차이로 줄이는 것을 확인할 수 있었다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 이득 제어기(300)의 각도 보상 이득치 계산부(340)를 통해 얻어진 손떨림 주파수별 각도 보상 이득치로 각도 추출기(200)의 LPF에 의해 손실된 각도값을 보상함으로써 손떨림 주파수별 각도값이 일정하게 출력되도록 할 수 있으며, 서보 제어루프 보상 이득치 계산부(330)를 통해 얻어진 서보 제어루프 보상 이득을 서보 구동 제어기(400)에 적용함으로써 위상 지연을 줄일 수 있는 효과가 있다.

이상 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 회전 각속도 데이터를 출력하는 자이로 센서에 의해 카메라의 손떨림 움직임의 각속도를 감지한 후에 손떨림 움직임을 보상하는 방향으로 렌즈나 이미지 센서를 이동시키는 모바일용 카메라의 손떨림 보정 장치에 있어서,
   상기 자이로 센서에서 출력되는 회전 각속도 데이터를 적분하여 손떨림 각도값을 출력하되, 각도 보상 이득치에 따라 손떨림 각도값을 보상 출력하는 각도 추출기와;
   상기 손떨림 각도값을 손떨림 주파수로 변환한 후 손떨림 주파수 대역에 속하는 손떨림 주파수별로 각도 보상 이득치와 서보 제어루프 보상 이득치를 계산하여 출력하기 위한 이득 제어기와;
   상기 서보 제어루프 보상 이득치를 적용하여 손떨림 각도를 보상하는 방향으로 렌즈나 이미지 센서를 이동시키는 서보 구동 제어기;를 포함함을 특징으로 하는 모바일용 카메라의 손떨림 보정 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 이득 제어기는,
   시간에 따라 크기가 변화되는 상기 손떨림 각도값을 손떨림 주파수로 변환 출력하는 주파수 추출기와;
   상기 손떨림 주파수 값을 기준레벨과 비교하여 손떨림 주파수 대역의 주파수만을 선별 출력하는 모션 검출기와;
   상기 각도 추출기에서 손실된 손떨림 각도값을 보상하기 위해 상기 선별 출력되는 손떨림 주파수로부터 각도 보상 이득치를 계산하여 상기 각도 추출기로 출력하는 각도 보상 이득치 계산부와;
   상기 선별 출력되는 손떨림 주파수로부터 서보 구동 제어기의 위상을 보상하기 위한 서보 제어루프 보상 이득치를 계산하여 출력하는 서보 제어루프 보상 이득치 계산부;를 포함함을 특징으로 하는 모바일용 카메라의 손떨림 보정 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 주파수 추출기는 시간에 따라 크기가 변화되는 반 주기의 손떨림 각도값으로부터 손떨림 주파수를 예측하여 손떨림 주파수로 변환함을 특징으로 하는 모바일용 카메라의 손떨림 보정 장치.

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