KR20160093257A - 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 각속도 센서로부터 각속도 신호를 입력 받고, 상기 각속도 신호를 보정한 보정 각속도 신호 및 상기 보정 각속도 신호를 적분 연산한 각위치 신호를 출력하는 각속도 연산부; 상기 보정 각속도 신호의 제곱값을 에너지 주기 동안 더하여 산출한 에너지량을 산출하고, 상기 에너지량과 임계치를 비교하여 정지 상태 및 움직임 상태를 판단하며, 보정 각위치 신호 및 제어계수들을 출력하는 정지 상태 감지부; 상기 보정 각위치 신호 및 제어 계수들에 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.
최근 모바일 기기 내에 카메라 모듈이 장착되고 있다. 카메라 모듈에는 렌즈, 렌즈배럴 및 렌즈를 구동하는 드라이버 IC(Integrated circuit)등이 포함된다.
한편, 스마트폰과 같은 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.
이러한 손떨림이나 기기의 흔들림에 의해 발생되는 이미지의 불안정함을 해소하기 위해서 다양한 손떨림 보정 장치(OIS: Optical Image Stabilization)에 대한 기술이 연구되고 있다.
한국 공개특허공보 제2014-0088310호
본 발명의 일 목적은 간단한 알고리즘에 의해 신뢰성 높은 정지 상태 판단이 가능한 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 각속도 센서로부터 각속도 신호를 입력 받고, 상기 각속도 신호를 보정한 보정 각속도 신호 및 상기 보정 각속도 신호를 적분 연산한 각위치 신호를 출력하는 각속도 연산부; 상기 보정 각속도 신호의 제곱값을 에너지 주기 동안 더하여 산출한 에너지량을 산출하고, 상기 에너지량과 임계치를 비교하여 정지 상태를 판단하며, 보정 각위치 신호 및 제어계수들을 출력하는 정지 상태 감지부; 및 상기 보정 각위치 신호 및 제어 계수들에 기초하여 렌즈 모듈을 제어하는 렌즈 제어부를 포함하는 손떨림 보정 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각속도 센서로부터 각속도 신호를 입력 받고, 상기 각속도 신호를 보정한 보정 각속도 신호 및 상기 보정 각속도 신호를 적분 연산한 각위치 신호를 출력하는 각속도 연산부; 상기 보정 각속도 신호의 제곱값을 에너지 주기 동안 더하여 산출한 에너지량을 산출하고, 상기 에너지량과 임계치를 비교하여 정지 상태를 판단하며, 보정 각위치 신호 및 제어계수들을 출력하는 정지 상태 감지부; 상기 보정 각위치 신호 및 제어 계수들에 기초하여 렌즈 모듈을 제어하는 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 본 발명의 일 목적은 간단한 알고리즘에 의해 신뢰성 높은 정지 상태 판단이 가능한 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈의 각속도 연산부를 나타내는 블록도이다.
도 3 내지 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 정지 및 움직임 상태 판단 시뮬레이션 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 클리핑(Clipping) 동작을 설명하기 위한 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)은 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 누적오차(drift)를 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 잡음성분을 제거한 보정 각속도 신호(X(n)) 및 상기 보정 각속도 신호(X(n))를 적분 연산한 각위치 신호(Po)를 정지 상태 감지부(220)로 출력할 수 있다.
정지 상태 감지부(220)는 상기 보정 각속도 신호(X(n))에 기초하여 에너지량을 산출할 수 있고, 상기 에너지량과 임계치를 비교하여 정지 상태를 판단할 수 있다.
여기서, 에너지량(Em)은 상기 보정 각속도 신호(X(n))를 제곱하고, 에너지 주기동안 더하여 산출할 수 있다.
상기 서술한 에너지량(Em)을 산출하기 위한 산출식은 다음의 수학식 1로 표현될 수 있다.
Figure pat00001
여기서, T는 에너지량을 총합하는 하나의 시간 구간(즉,에너지 주기)동안 보정 각속도 신호(X(n))를 샘플링하는 횟수이다.
또한, 정지 상태 감지부(220)는 보정 각속도 신호(X(n))를 로우패스 필터링하고, 로우패스 필터링된 보정 각속도 신호에 기초하여 상기 에너지량을 산출할 수 있다.
이를 위해, 정지 상태 감지부(220)는 보정 각속도 신호(X(n))을 입력 받는 입력단에 로우 패스 필터(Low Pass Filter)를 포함할 수 있다.
상기 로우 패스 필터는 보정 각속도 신호(X(n))의 SNR(signal to noise)을 개선하여 렌즈 모듈(300) 각각에 대한 임계치 캘리브레이션(calibration) 과정 없이 에너지량(Em)에 의한 정지 상태 판단이 가능하도록 할 수 있다.
에너지량(Em)을 산출한 후, 정지 상태 감지부(220)는 상기 에너지량(Em)과 임계치를 비교하여 상기 에너지량(Em)이 제1 판단 주기 동안 임계치 이하인 경우 정지 상태로 판단할 수 있다.
이후, 정지 상태 감지부(220)는 정지 상태 판단에 따라 보정 각위치 신호(Pc) 및 제어계수(Coef)를 출력할 수 있다.
정지 상태로 판단된 경우, 상기 보정 각위치 신호(Pc) 및 상기 제어계수(Coef)는 정지 상태의 영점(예컨대, 0)에 대응하는 값으로 점진적으로 감소시켜 출력될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 각속도 신호를 보정 및 적분 연산한 각위치 신호가 정지 상태의 영점에 대응하는 값으로 출력되는데 소요되는 지연 시간을 최소화할 수 있다.
또한, 에너지량(Em)을 산출한 후, 정지 상태 감지부(220)는 상기 에너지량(Em)과 임계치를 비교하여 상기 에너지량(Em)이 제2 판단 주기 동안 임계치 이상인 경우 움직임 상태로 판단할 수 있다.
움직임 상태로 판단한 경우, 정지 상태 감지부(220)는 추종 시간 동안 상기 보정 각위치 신호(Pc)를 상기 각위치 신호(Po)에 추종하도록 출력하고, 추종 시간 후 상기 보정 각위치 신호(Pc)를 상기 각위치 신호(Po)와 동일하게 출력할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 움직임 상태 판단시에 즉각적으로 보정 각위치 신호(Pc)를 각위치 신호(Po)와 동일하게 출력하는데 따른 화상 점프(image jump)현상을 방지할 수 있다.
상기 렌즈 제어부(230)는 보정 각위치 신호(Pc) 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 보정 각위치 신호(Pc)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 오프셋 제거부(211), 필터부(212), 및 적분부(213)을 포함할 수 있다.
오프셋 제거부(211) 및 필터부(212)는 각속도 센서(100, 도1)가 회전 각도를 검출하는 과정에서 잡음성분에 의해 각속도 신호(Xo)에 포함된 누적오차(drift)를 제거하기 위해 보정을 수행할 수 있다.
잡음성분은 특정한 주파수로 나타날 수 있으므로 이를 제거하기 위해 필터부(212)는 고역 통과 필터(high pass filter) 등을 포함 할 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 2로 표현될 수 있다.
Figure pat00002
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 각속도 센서(100, 도1)가 회전 각도를 검출하는 과정에서 잡음 성분이 누적되어 누적오차(drift)가 발생한 경우 필터부(212)가 이러한 성분을 제거하는데 상당한 시간(예컨대, 수십초)를 소요할 수 있으므로, 오프셋 제거부(211)는 필터링을 위한 전처리로서 각속도 신호(Xo)에서 오프셋(offset)을 제거할 수 있다.
도 2에는 보정 각속도 신호(X(n))가 오프셋 제거부(211)의 출력에서 분기하여 정지 상태 감지부(220)로 출력되는 것으로 도시되었으나, 필터부(212)의 출력에서 분기하여 정지 상태 감지부(220)로 출력될 수 있다.
상기 적분부(213)는 필터부(212)가 출력하는 각속도 신호를 적분하여 각위치 신호(Po)를 정지 상태 감지부(220)로 출력할 수 있다.
도 3 내지 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 정지 및 움직임 상태 판단 시뮬레이션 그래프이다.
도 3의 (a)는 정지 상태 유지 중에 움직임 상태로 상태가 변화한 경우 각속도 센서(100, 도1)가 출력하는 각속도 신호를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 3의 (b)는 정지 상태 유지 중에 움직임 상태로 상태가 변화한 경우 상기 각속도 신호에 기초하여 산출한 에너지량을 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 3의 (a) 및 (b)를 참고하면, 움직임에 따른 각속도 신호의 변화가 에너지량에 반영되어 임계치(Energy Threshold) 이상의 에너지량이 산출되는 것을 확인할 수 있다.
도 4의 (a)는 움직임 상태에서 정지 상태로 상태가 변화한 경우의 각위치 신호를 나타내는 그래프이다.
도 4의 (b)는 움직임 상태에서 정지 상태로 상태가 변화한 경우 정지 상태로 판단하여 정지 상태의 영점에 대응하는 값으로 점진적으로 감소(절대값 기준)시켜 출력된 보정 각위치 신호를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 4의 (a)를 참고하면, 정지 상태가 된 후에도 각위치 신호에 반영되기 까지 상당한 시간(Td)가 소요되는 것을 확인할 수 있다.
도 4의 (b)를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 임계치 이하의 에너지량이 감지된 시점(T1)부터, 제1 판단 주기 동안 지속되면 정지 상태로 판단하고(T2), 각위치 신호를 정지 상태의 영점에 대응하는 값(예컨대, 0)으로 점진적으로 감소(절대값 기준)시켜 일정 시점(T3)에 정지 상태의 영점에 대응하는 값을 출력하는 것을 확인할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 정지 상태 판단에 따른 신속한 영점 보정이 가능하다.
도 5의 (a)는 정지 상태 유지 중에 움직임 상태로 상태가 변화한 경우 각속도 연산부(210, 도1)가 출력하는 각위치 신호(Po) 및 화상 점프(image jump)현상을 유발하는 보정 각위치 신호(Pc)를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 5의 (b)는 정지 상태 유지 중에 움직임 상태로 상태가 변화한 경우 각속도 연산부(210, 도1)가 출력하는 각위치 신호(Po) 및 본 발명의 일 실시예에 따른 정지 상태 감지부(220, 도1)가 출력하는 보정 각위치 신호(Pc)를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 5의 (a) 및 도 5의 (b)를 참고하면, 각위치 신호에 움직임 상태가 반영된 후(Ms) 움직임 상태 판단시(Md)까지 일정 시간이 소요될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈의 정지 상태 감지부(220)는 추종 시간 동안 상기 보정 각위치 신호(Pc)를 상기 각위치 신호(Po)에 추종하도록 출력하고, 추종 시간 후 상기 보정 각위치 신호(Pc)를 상기 각위치 신호(Po)와 동일하게 출력할 수 있다.
이에 따라, 움직임 상태 판단시(Md) 즉각적으로 보정 각위치 신호(Pc)를 각위치 신호(Po)와 동일하게 출력하여 발생한 보정 각위치 신호(Pc)의 변화량(△)에 의한 화상 점프(image jump)현상을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 클리핑(Clipping) 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6의 (a)는 카메라 모듈이 회전력을 받는 중에 정지 상태로 변화한 경우 각속도 센서(100, 도1)가 출력하는 각속도 신호를 나타내는 그래프이다.
도 6의 (b)는 정지 카메라 모듈이 일정 회전력을 받는 중에 정지 상태로 변화한 경우 상기 각속도 신호에 기초하여 산출한 보정 각위치 신호를 나타내는 그래프이다.
도 6의 (c)는 카메라 모듈이 일정 회전력을 받는 중에 정지 상태로 변화한 경우 본 발명의 일 실시에에 따른 카메라 모듈의 클리핑(Clipping) 동작에 의한 보정 각위치 신호를 나타내는 그래프이다.
도 6의 (a) 및 (b)를 참고하면, 정지 상태 감지부(220, 도 1)에서 렌즈 제어부(230, 도 1)에 입력되는 보정 각위치 신호에 상한 및 하한을 두어 클리핑(Clipping) 범위가 설정될 수 있으므로, 보정 각위치 신호가 점선을 따라 출력되지 않고, 일정 상한을 가지고 출력되는 것을 확인할 수 있다.
다만, 카메라 모듈에 가해지는 일정 회전력이 중지된 경우에 보정 각위치 신호가 정지 상태의 영점에 대응하는 값(예컨대, 0)에 도달하기 까지 긴 과도응답을 가지는 것을 확인할 수 있다.
상기 과도응답은 사용자에게 렌즈가 영점에 대응하는 값을 가지지 못하고 경계에 머무르는 프리징(freezing) 현상을 느끼게 하고, 손떨림 보정이 정상적으로 이루어지지 않도록 하는 문제를 유발한다.
도 6의 (a) 및 (c)를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 정지 상태 감지부(220, 도 1)는 움직임 상태로 판단한 경우 상기 각위치 신호가 클리핑(Clipping) 범위에 도달(M1)하면 도달 시점의 필터부(212, 도2) 및 적분부(213, 도2)의 상태값을 레지스터에 저장하고, 상기 각위치 신호가 최대값에 도달(M2)하면 상기 상태값을 상기 필터부 및 상기 적분부에 적용(M3)할 수 있다.
여기서, 상기 필터부의 상태값은 상기 필터부가 포함하는 디지털 필터의 상태 계수들이 될 수 있고, 상기 적분부의 상태값은 적분부에 입력되는 필터링된 각속도 신호 및 적분부에서 출력되는 적분된 각위치 신호가 될 수 있다.
또한, 상기 정지 상태 판단부는 이전의 각위치 신호와 현재의 각위치 신호를 비교하여 현재의 각위치 신호가 이전의 각위치 신호보다 작아지는 경우 이전의 각위치 신호가 최대값에 도달하였다고 판단할 수 있다.
이에 따라, 보정 각위치 신호가 정지 상태의 영점에 대응하는 값(예컨데, 0)에 도달하는 과도응답이 짧아진 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
220: 정지 상태 감지부
230: 렌즈 제어부
300: 렌즈 모듈
310: 렌즈 구동기
320: 홀센서

Claims (16)

  1. 각속도 센서로부터 각속도 신호를 입력 받고, 상기 각속도 신호를 보정한 보정 각속도 신호 및 상기 보정 각속도 신호를 적분 연산한 각위치 신호를 출력하는 각속도 연산부;
    상기 보정 각속도 신호의 제곱값을 에너지 주기 동안 더하여 산출한 에너지량을 산출하고, 상기 에너지량과 임계치를 비교하여 정지 상태 및 움직임 상태를 판단하며, 보정 각위치 신호 및 제어계수들을 출력하는 정지 상태 감지부; 및
    상기 보정 각위치 신호 및 제어 계수들에 기초하여 렌즈 모듈을 제어하는 렌즈 제어부
    를 포함하는 손떨림 보정 장치.
  2. 제1항에 있어서 상기 각속도 연산부는
    상기 각속도 신호를 입력 받아 오프셋(offset)을 제거하는 오프셋 제거부; 및
    옵셋 제거된 각속도 신호를 하이패스 필터링하는 필터부; 및
    필터링된 각속도 신호를 적분하여 상기 각위치 신호를 출력하는 적분부;
    를 포함하는 손떨림 보정 장치.
  3. 제1항에 있어서 상기 정지 상태 감지부는
    상기 보정 각속도 신호를 로우패스 필터링하고, 로우패스 필터링된 보정 각속도 신호에 기초하여 상기 에너지량을 산출하는 손떨림 보정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 정지 상태 감지부는
    상기 에너지량이 제1 판단 주기 동안 임계치 이하인 경우 정지 상태로 판단하는 손떨림 보정 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 정지 상태 감지부는
    정지 상태로 판단한 경우, 상기 보정 각위치 신호 및 상기 제어계수들을 정지 상태의 영점에 대응하는 값으로 점진적으로 감소시켜 출력하는 손떨림 보정 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 정지 상태 감지부는
    상기 에너지량이 제2 판단 주기 동안 임계치 이상인 경우 움직임 상태로 판단하는 손떨림 보정 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 정지 상태 감지부는
    움직임 상태로 판단한 경우 추종 시간 동안 상기 보정 각위치 신호를 상기 각위치 신호에 추종하도록 출력하고, 추종 시간 후 상기 보정 각위치 신호를 상기 각위치 신호와 동일하게 출력하는 손떨림 보정 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 정지 상태 감지부는
    움직임 상태로 판단한 경우 상기 각위치 신호가 클리핑(Clipping) 범위 에 도달하면 상기 필터부 및 상기 적분부의 상태값을 레지스터에 저장하고, 상기 각위치 신호가 최대값에 도달하면 상기 상태값을 상기 필터부 및 상기 적분부에 적용하는 손떨림 보정 장치.
  9. 각속도 센서로부터 각속도 신호를 입력 받고, 상기 각속도 신호를 보정한 보정 각속도 신호 및 상기 보정 각속도 신호를 적분 연산한 각위치 신호를 출력하는 각속도 연산부;
    상기 보정 각속도 신호의 제곱값을 에너지 주기 동안 더하여 산출한 에너지량을 산출하고, 상기 에너지량과 임계치를 비교하여 정지 상태 및 움직임 상태를 판단하며, 보정 각위치 신호 및 제어계수들을 출력하는 정지 상태 감지부; 및
    상기 보정 각위치 신호 및 제어 계수들에 기초하여 렌즈 모듈을 제어하는 렌즈 제어부; 및
    상기 제어 신호에 따라 렌즈 배럴의 위치를 조절하는 렌즈 모듈
    을 포함하는 카메라 모듈.
  10. 제9항에 있어서 상기 각속도 연산부는
    상기 각속도 신호를 입력 받아 오프셋(offset)을 제거하는 오프셋 제거부; 및
    옵셋 제거된 각속도 신호를 하이 패스 필터링하는 필터부
    필터링된 각속도 신호를 적분하여 상기 각위치 신호를 출력하는 적분부
    를 포함하는 카메라 모듈.
  11. 제9항에 있어서 상기 정지 상태 감지부는
    상기 보정 각속도 신호를 로우패스 필터링하고, 로우패스 필터링된 보정 각속도 신호에 기초하여 상기 에너지량을 산출하는 카메라 모듈.
  12. 제9항에 있어서, 상기 정지 상태 감지부는
    상기 에너지량이 제1 판단 주기 동안 임계치 이하인 경우 정지 상태로 판단하는 카메라 모듈.
  13. 제9항에 있어서, 상기 정지 상태 감지부는
    정지 상태로 판단한 경우, 상기 보정 각위치 신호 및 상기 제어계수들을 정지 상태의 영점에 대응하는 값으로 점진적으로 감소시켜 출력하는 카메라 모듈.
  14. 제9항에 있어서, 상기 정지 상태 감지부는
    상기 에너지량이 제2 판단 주기 동안 임계치 이상인 경우 움직임 상태로 판단하는 카메라 모듈.
  15. 제9항에 있어서, 상기 정지 상태 감지부는
    움직임 상태로 판단한 경우 추종 시간 동안 상기 보정 각위치 신호를 상기 각위치 신호에 추종하도록 출력하고, 추종 시간 후 상기 보정 각위치 신호를 상기 각위치 신호와 동일하게 출력하는 카메라 모듈.
  16. 제10항에 있어서, 상기 정지 상태 감지부는
    움직임 상태로 판단한 경우 상기 각위치 신호가 클리핑(Clipping) 범위 에 도달하면 상기 필터부 및 상기 적분부의 상태값을 레지스터에 저장하고, 상기 각위치 신호가 최대값에 도달하면 상기 상태값을 상기 필터부 및 상기 적분부에 적용하는 카메라 모듈.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190033132A (ko) 2017-09-21 2019-03-29 삼성전기주식회사 아날로그-디지털 컨버터 모듈 및 이를 포함하는 카메라 구동 장치

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160093257A (ko) * 2015-01-29 2016-08-08 삼성전기주식회사 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR102163416B1 (ko) * 2018-08-13 2020-10-08 삼성전기주식회사 조리개 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR102620533B1 (ko) * 2018-10-12 2024-01-03 삼성전기주식회사 카메라 모듈
JP7321837B2 (ja) 2019-08-27 2023-08-07 キヤノン株式会社 像振れ補正装置、およびこれを備える光学装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140088310A (ko) 2013-01-02 2014-07-10 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈 및 그 제어방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005352033A (ja) * 2004-06-09 2005-12-22 Sony Corp レンズ駆動機構及び撮像装置
JP2006243701A (ja) * 2005-02-07 2006-09-14 Fuji Photo Film Co Ltd カメラ及びレンズ装置
JP4765639B2 (ja) * 2006-01-26 2011-09-07 株式会社ニコン レンズ鏡筒、カメラシステム、及び、レンズ鏡筒調整装置
JP4969509B2 (ja) * 2008-04-25 2012-07-04 オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド 振動補正制御回路およびそれを搭載する撮像装置
JP5600516B2 (ja) * 2010-08-09 2014-10-01 キヤノン株式会社 撮像装置
JP2013025144A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Nikon Corp 焦点調節装置および撮像装置
JP5651268B2 (ja) * 2012-02-14 2015-01-07 富士フイルム株式会社 ドーム型カメラ
US20150164377A1 (en) * 2013-03-13 2015-06-18 Vaidhi Nathan System and method of body motion analytics recognition and alerting
KR102125558B1 (ko) * 2013-08-19 2020-06-22 삼성전자주식회사 카메라 모듈, 이에 사용되는 위치 검출 장치 및 위치 검출 방법
JP6530602B2 (ja) * 2014-12-22 2019-06-12 キヤノン株式会社 撮像装置及びその制御方法
KR102139761B1 (ko) * 2015-01-29 2020-07-31 삼성전기주식회사 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20160093257A (ko) * 2015-01-29 2016-08-08 삼성전기주식회사 손떨림 보정 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140088310A (ko) 2013-01-02 2014-07-10 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈 및 그 제어방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190033132A (ko) 2017-09-21 2019-03-29 삼성전기주식회사 아날로그-디지털 컨버터 모듈 및 이를 포함하는 카메라 구동 장치
US10641988B2 (en) 2017-09-21 2020-05-05 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Analog-digital converter module and camera driving apparatus including the same

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