KR20170067581A - 손떨림 보정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치는 카메라 모듈의 움직임을 검출하여 움직임 신호를 생성하는 움직임 검출부, 상기 움직임 신호에 기초하여 카메라의 동작모드를 판단하는 동작모드 판단부 및 상기 동작모드에 따라 디지털 신호 처리를 위해 제공되는 시스템 클록의 주파수를 가변하는 시스템 클록 조절부를 포함한다.

Description

손떨림 보정 장치{APPARATUS FOR OPTICAL IMAGE STABILIZATION}
본 발명은 손떨림 보정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 손떨림 보정 장치의 구동 드라이버는 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 방식과 리니어(Linear)방식이 있다.
여기서, PWM 방식은 직류 전압의 펄스 폭을 이용하여 렌즈를 제어하는 방식으로 전류 소모량이 적으나, 제어의 정밀도가 떨어져 고화질의 영상 보정에 한계가 있다.
이와 달리, 리니어 방식은 보이스 코일 모터(VCM: Voice Coil Motor)로 흐르는 전류의 흐름을 조절하여 렌즈를 제어하는 방식으로, 정밀 제어가 가능하여 고화질의 영상 보정이 가능하나, 전류 소모량이 큰 문제점이 있다.
고화질의 손떨림 영상 보정이 가능하면서 동시에 전류 소모량을 줄일 수 있는 손떨림 보정 장치가 절실하게 요구되고 있다.
하기의 특허문헌은 손떨림 보정 장치에 관한 것이나, 상술한 문제에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있다.
한국 공개특허공보 제10-2014-0140773호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 카메라 모듈의 움직임을 감지하고, 상기 움직임에 따라 동작모드를 판단하며, 상기 동작모드에 따라 디지털 신호 처리를 위해 제공되는 시스템 클록 주파수를 가변함으로써, 전력 소모를 최소화 할 수 있는 손떨림 보정 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치는 카메라 모듈의 움직임을 검출하여 움직임 신호를 생성하는 움직임 검출부, 상기 움직임 신호에 기초하여 카메라의 동작모드를 판단하는 동작모드 판단부 및 상기 동작모드에 따라 디지털 신호 처리를 위해 제공되는 시스템 클록의 주파수를 가변하는 시스템 클록 조절부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 동작모드 판단부는 상기 움직임 신호의 주파수 또는 크기에 기초하여 상기 카메라의 동작모드를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 카메라 모듈의 움직임을 감지하고, 상기 움직임에 따라 동작모드를 판단하며, 상기 동작모드에 따라 디지털 신호 처리를 위해 제공되는 시스템 클록 주파수를 가변함으로써, 전력 소모를 최소화 할 수 있다.
또한, 리니어 방식을 이용하는 모터 드라이버를 포함하는 손떨림 보정 장치의 경우, 동작모드에 따라 디지털 신호 처리를 위해 제공되는 시스템 클록 주파수를 가변함으로써, 고화질의 손떨림 영상 보정이 가능함과 동시에 전력 소모를 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 동작모드 변경에 따른 시스템 클록 주파수의 가변동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 시스템 클록 조절부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
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 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 장치(1)는 움직임 검출부(110), 동작모드 판단부(120) 및 시스템 클록 조절부(130)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 손떨림 보정 장치(1)는 디지털 신호 처리부(10) 및 아날로그 신호 처리부(20)를 더 포함할 수 있다.
움직임 검출부(110)는 카메라 모듈의 움직임을 검출하여 움직임 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 움직임 검출부(110)는 2축 또는 3축 자이로센서(Gyro Sensor)일 수 있으며, 상기 움직임 신호는 각속도 정보를 포함할 수 있다. 움직임 검출부(110)는 상기 생성한 움직임 신호를 동작모드 판단부(120)로 출력할 수 있다.
동작모드 판단부(120)는 움직임 검출부(110)로부터 입력되는 움직임 신호에 기초하여 동작모드를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 동작모드 판단부(120)는 상기 움직임 신호의 주파수 또는 크기에 기초하여 카메라의 동작모드를 판단할 수 있다.
여기서, 동작모드는 일반 동작모드, 팬/틸트 모드, 정지 모드 및 절전모드를 포함할 수 있다. 일반 동작모드는, 움직임 검출부(110)에서 검출된 움직임을 손떨림으로 파악하여 손떨림 보정을 수행하기 위한 모드이다. 동작모드 판단부(120)는 움직임 검출부(110)에서 생성된 움직임 신호의 주파수가 기 설정된 주파수 범위에 포함되고, 상기 움직임 신호의 크기가 기 설정된 크기 범위에 포함되는 경우, 손떨림 보정을 위한 일반 동작모드로 판단할 수 있다. 여기서, 기 설정된 주파수 범위 및 크기 범위는 카메라 모듈의 촬영 동작에 있어서, 일반적인 손떨림 신호에 대응되는 주파수 범위 및 크기일 수 있다.
팬/틸트 모드는 촬영자의 의도적인 카메라 조작 동작인 패닝 또는 틸팅 동작에 따른 모드로서, 이 경우, 손떨림 보정 기능을 제한하거나 오프(Off)시킬 수 있다. 동작모드 판단부(120)는 움직임 검출부(110)로부터 생성된 움직임 신호의 크기가 상기 기 설정된 크기 범위의 최대값 이상인 경우, 팬/틸트 모드로 판단할 수 있다.
또한, 정지 모드는 손떨림 정도가 약하여 손떨림 보정이 수행되지 않은 상태에 대응되는 모드이다. 동작모드 판단부(120)는 움직임 검출부(110)로부터 생성된 움직임 신호의 크기가 상기 기 설정된 크기 범위의 최대값 미만인 경우, 정지 모드로 판단할 수 있다.
또한, 절전 모드는 손떨림 보정 기능이 오프(off)된 상태에 대응되는 모드이다. 동작모드 판단부(120)는 외부로부터 손떨림 보정 기능이 오프되는 명령이 입력되는 경우 카메라의 동작모드를 절전 모드로 판단할 수 있다.
시스템 클록 조절부(130)는 동작모드 판단부(120)에서 판단된 동작모드에 따라 디지털 신호 처리부(10)에 제공되는 시스템 클록의 주파수를 가변할 수 있다.
일 실시예에서, 시스템 클록 조절부(130)는 외부로부터 입력되는 시스템 클록의 주파수를 복수개의 주파수로 분주할 수 있으며, 동작모드 판단부(120)에서 판된된 동작모드에 따라 상기 복수개의 주파수 중 어느 하나를 선택하여 디지털 신호 처리부(10)로 출력할 수 있다.
시스템 클록 조절부(130)는 일반 동작모드의 경우, 시스템 클록을 제1 주파수로 가변할 수 있다. 또한, 시스템 클록 조절부(130)는 팬/틸트 모드의 경우, 제2 주파수로 가변할 수 있으며, 정지 모드의 경우, 제3 주파수로 가변할 수 있고, 절전 모드의 경우, 제4 주파수로 가변할 수 있다.
여기서, 일반 동작모드는 손떨림 보정 동작을 위해 빠른 데이터가 필요하므로, 높은 시스템 클록이 필요하다. 따라서, 일반 동작모드에 대응되는 제1 주파수의 크기는 손떨림 보정 동작 수행을 위해 손떨림 보정 동작을 수행하지 않는 다른 동작모드에 대응되는 주파수(예컨대, 제2 주파수 내지 제4 주파수)의 크기보다 클 수 있다. 또한, 팬/틸트 모드 및 정지 모드는 손떨림 보정 동작을 수행하지 않으나, 움직임 검출부(110)에서 손떨림 보정이 필요한 움직임이 검출되면 일반 동작모드로 전환되어야 하므로, 제2 및 제3 주파수의 크기는 손떨림 보정 기능이 오프되는 절전 모드에 대응되는 제4 주파수의 크기보다 클 수 있다.
이러한 시스템 클록 조절부(130)에 대해서는 도 3을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
디지털 신호 처리부(10)는 손떨림 보정 기능을 수행하기 위한 디지털 신호를 처리할 수 있다. 일 실시예에서, 디지털 신호 처리부(10)는 센서 인터페이스, PID 제어부, IO 통신부, PID 제어에 필요한 MCU(Micro Controller Unit) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 디지털 신호 처리부(10)에 제공되는 시스템 클록은 시스템 클록 조절부(130)에 의해 가변된 클록 신호일 수 있다.
아날로그 신호 처리부(20)는 디지털 신호 처리부(10)에서 처리된 디지털 신호에 따라 렌즈를 제어하기 위한 ADC(Analog Digital Converter), 모터 드라이버 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 모터 드라이버는 보이스 코일 모터에 흐르는 전류를 제어함으로써 렌즈의 위치를 제어하는 리니어 방식으로 구동될 수 있다.
도 2는 동작모드 변경에 따른 시스템 클록 주파수의 가변동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 움직임 검출부(110)에 의해 생성되는 움직임 신호의 주파수 및 크기가 기 설정된 주파수 범위 및 크기 범위에 포함되는 경우, 동작모드 판단부(120)는 일반 동작모드로 판단할 수 있다. 이 경우, 시스템 클록 조절부(130)는 디지털 신호 처리부(10)에 제공하는 시스템 클록을 제1 주파수로 조절할 수 있다.
일반 동작모드 상태 중, 상기 움직임 신호의 크기가 기 설정된 크기 범위의 최대값 이상인 경우, 동작모드 판단부(120)는 팬/틸트 모드로 판단하고, 이에 따라 시스템 클록 조절부(130)는 디지털 신호 처리부(10)에 제공하는 시스템 클록을 제1 주파수에서 제2 주파수로 조절할 수 있다.
이 후 상기 움직임 신호의 주파수 및 크기가 다시 기 설정된 주파수 범위 및 크기 범위에 포함되는 경우, 시스템 클록 조절부(130)는 디지털 신호 처리부(10)에 제공하는 시스템 클록을 제2 주파수에서 제1 주파수로 조절할 수 있다.
도 3은 도 1의 시스템 클록 조절부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 클록 조절부(130)는 분주부(132) 및 선택부(134)를 포함할 수 있다.
분주부(132)는 외부로부터 입력되는 클록 신호(CLK_in)를 서로 다른 주파수를 가지는 복수개의 클록 신호(Div1, Div2 내지 DivN)를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 분주부(132)는 복수개의 클록 신호를 생성하기 위한 분주회로를 포함할 수 있다.
선택부(134)는 동작모드 판단부(120)에 의해 판단된 동작모드에 따라 분주부(132)에서 생성된 복수개의 클록 신호 중 어느 하나를 선택하여 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 선택부(134)는 동작모드 판단부(120)로부터 입력되는 동작모드 신호에 따라 복수개의 클록 신호 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 MUX 회로를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
10: 디지털 신호 처리부
20: 아날로그 신호 처리부
110: 움직임 신호 검출부
120: 동작모드 판단부
130: 시스템 클록 조절부
132: 분주부
134: 선택부

Claims (11)

  1. 카메라 모듈의 움직임을 검출하여 움직임 신호를 생성하는 움직임 검출부;
    상기 움직임 신호에 기초하여 카메라의 동작모드를 판단하는 동작모드 판단부; 및
    상기 동작모드에 따라 디지털 신호 처리를 위해 제공되는 시스템 클록의 주파수를 가변하는 시스템 클록 조절부;
    를 포함하는 손떨림 보정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 동작모드 판단부는,
    상기 움직임 신호의 주파수 또는 크기에 기초하여 상기 카메라의 동작모드를 판단하는 손떨림 보정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 동작모드 판단부는,
    상기 움직임 신호의 주파수가 기 설정된 주파수 범위에 포함되고, 상기 움직임 신호의 크기가 기 설정된 크기 범위에 포함되는 경우, 일반 동작모드로 판단하는 손떨림 보정 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 시스템 클록 조절부는,
    상기 시스템 클록의 주파수를 제1 주파수로 가변시키는 손떨림 보정 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 동작모드 판단부는,
    상기 움직임 신호의 크기가 상기 크기 범위의 최대값 이상인 경우, 팬/틸트 모드로 판단하는 손떨림 보정 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 시스템 클록 조절부는,
    상기 카메라의 동작 모드가 상기 일반 동작모드로 판단되면 상기 시스템 클록의 주파수를 제1 주파수로 설정하고, 상기 카메라의 동작 모드가 상기 팬/틸트 모드로 판단되면 상기 시스템 클록의 주파수를 상기 제1 주파수보다 작은 제2 주파수로 설정하는 손떨림 보정 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 동작모드 판단부는,
    상기 움직임 신호의 크기가 상기 크기 범위의 최소값 미만인 경우, 정지 모드로 판단하는 손떨림 보정 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 시스템 클록 조절부는,
    상기 카메라의 동작 모드가 상기 일반 동작모드로 판단되면 상기 시스템 클록의 주파수를 제1 주파수로 설정하고, 상기 카메라의 동작 모드가 상기 정지 모드로 판단되면 상기 시스템 클록의 주파수를 상기 제1 주파수보다 작은 제3 주파수로 설정하는 손떨림 보정 장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 동작모드 판단부는,
    외부로부터 손떨림 보정 기능이 오프(Off)되는 명령이 입력되는 경우, 상기 카메라의 동작모드를 절전 모드로 판단하는 손떨림 보정 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 시스템 클록 조절부는,
    상기 카메라의 동작 모드가 상기 일반 동작모드로 판단되면 상기 시스템 클록의 주파수를 제1 주파수로 설정하고, 상기 카메라의 동작 모드가 상기 절전 모드로 판단되면 상기 시스템 클록의 주파수를 상기 제1 주파수보다 작은 제4 주파수로 설정하는 손떨림 보정 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 시스템 클록 조절부는,
    기준 시스템 클록 신호를 이용하여 서로 다른 주파수를 가지는 복수개의 클록 신호를 생성하는 분주부; 및
    상기 동작모드에 따라 상기 복수개의 클록 신호 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 선택부; 를 포함하는 손떨림 보정 장치.

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