專利名稱：防抖動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防抖動控制技術(shù)，尤其涉及一種應(yīng)用在影像設(shè)備中的防抖動控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代生活中，相機及攝影機等影像設(shè)備已廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ钪?，成為人們主要的拍攝工具。在使用影像設(shè)備拍攝過程中，由于該影像設(shè)備通常是由使用者手持進行拍攝，當(dāng)調(diào)整好鏡頭與景象的間距后，可能會因使用者的手不小心抖動，造成已對焦的鏡頭偏離焦點，而使得影像感測單元(如CCD)所擷取的影像模糊，影響拍攝效果，從而難以捕捉很多美好的瞬間。因此，一般的影像設(shè)備包括防抖動機構(gòu)來補償因影像設(shè)備抖動而引起的圖像模糊，但，目前的防抖動機構(gòu)不能準(zhǔn)確地補償影像設(shè)備的實際抖動量，這影響了影像設(shè)備的成像質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種能夠準(zhǔn)確地補償影像設(shè)備的實際抖動量以提升影像設(shè)備成像質(zhì)量的防抖動控制裝置。一種防抖動控制裝置是應(yīng)用影像設(shè)備中，該影像設(shè)備包括相機模塊。該防抖動控制裝置包括雙軸陀螺儀、信號處理單元及位移致動單元。該雙軸陀螺儀用于偵測該相機模塊發(fā)生抖動時在二相互垂直的平面上的第一角速度。該信號處理單元用于接收該第一角速度并根據(jù)該第一角速度產(chǎn)生第一位移補償量。該位移致動單元用于依該第一位移補償量對該相機模塊進行位移補償。該雙軸陀螺儀還用于偵測該相機模塊進行位移補償后在該二相互垂直的平面上的第二角速度，并將該第二角速度傳送至該信號處理單元，該信號處理單元還用于將該第二角速度轉(zhuǎn)換為角度并比較該角度與預(yù)設(shè)范圍以產(chǎn)生并輸出第二位移補償量，該位移致動單元根據(jù)該第二位移補償量對該相機模塊進行位移補償。與先前技術(shù)相比，本發(fā)明的防抖動控制裝置通過雙軸陀螺儀偵測相機模塊的晃動角度，以此控制位移致動單元驅(qū)動相機模塊進行位移補償，再由雙軸陀螺儀回饋實際位移補償?shù)钠?，進而達到準(zhǔn)確防手振的控制目的，提升了影像設(shè)備的成像質(zhì)量。
圖1為本發(fā)明實施方式提供的一種防抖動控制裝置的模塊示意圖。圖2為圖1的防抖動控制裝置應(yīng)用至相機模塊的示意圖。圖3為圖1的防抖動控制裝置應(yīng)用的相機模塊發(fā)生抖動時的示意圖。主要元件符號說明防抖動控制裝置100雙軸陀螺儀11信號處理單元12
位移致動單元13
相機模塊200
基板201
影像傳感器202
鏡頭模塊203
積分器121
帶通濾波器122
運算放大器123
補償處理器124
驅(qū)動芯片125
第一致動器131
第二致動器13具體實施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。請參閱圖1至圖2，本發(fā)明實施方式提供的一種應(yīng)用在影像設(shè)備的防抖動控制裝置100包括雙軸陀螺儀11、電性連接該雙軸陀螺儀11的信號處理單元12及電性連接該信號處理單元12的位移致動單元13。該影像設(shè)備包括相機模塊200，該相機模塊200包括基板201，設(shè)置于基板201上的影像傳感器202及鏡頭模塊203。該影像傳感器202位于該鏡頭模塊203的像側(cè)。鏡頭模塊203具有光軸0。該影像設(shè)備可為相機或攝影機等。該影像傳感器202可例如為電荷藕合裝置(Charge Coupled Device ;CCD)影像傳感器、或互補性金屬氧化半導(dǎo)體 (Complementary Metal-Oxide Semiconductor ；CMOS)影像傳感器。該雙軸陀螺儀11用于偵測該相機模塊200發(fā)生抖動時(請參圖幻在二相互垂直的平面上的第一角速度。在相機模塊200未發(fā)生抖動時(請參圖幻，該二相互垂直的平面為平行于光軸0的TL平面，及平行于光軸0的TL平面，其中，Z軸平行于光軸0及垂直于 XY平面。在相機模塊200發(fā)生抖動時，該雙軸陀螺儀11偵測相對于未發(fā)生抖動時該相機模塊200在第一方向的偏轉(zhuǎn)角速度及在第二方向的偏轉(zhuǎn)角速度，即第一角速度包含上述的二個偏轉(zhuǎn)角速度。其中該第一方向可為該相機模塊200在)(Z平面上圍繞Y軸左右旋轉(zhuǎn)(或順時針逆時針旋轉(zhuǎn))的方向，或稱為水平(Yaw)方向。該第二方向為該相機模塊200在^ 平面上圍繞X軸上下旋轉(zhuǎn)的方向，或稱為垂直(Pitch)方向。可以理解，上述定義為例示性說明，并非用以限制該雙軸陀螺儀11的設(shè)置平面。該信號處理單元12用于接收該第一角速度，即上述第一方向的偏轉(zhuǎn)角速度及上述第二方向的偏轉(zhuǎn)角速度，并根據(jù)該上述二個偏轉(zhuǎn)角速度產(chǎn)生第一位移補償量。本實施方式中，該信號處理單元12包括積分器121、帶通濾波器122、運算放大器 123、補償處理器IM及驅(qū)動芯片125，該積分器121電性連接該雙軸陀螺儀11與該帶通濾波器122，該運算放大器123電性連接該帶通濾波器122與該驅(qū)動芯片125，該補償處理器 124電性連接該運算放大器123與該驅(qū)動芯片125。該積分器121為二次積分器(Double integrator)。該積分器121、帶通濾波器122及該運算放大器123依次對雙軸陀螺儀11輸入的第一角速度進行積分，數(shù)字濾波控制及信號放大后，將該第一角速度轉(zhuǎn)換成第一角度(電壓信號)，即第一角度包括將上述二個偏轉(zhuǎn)角速度轉(zhuǎn)換成的角度。該驅(qū)動芯片125為脈波寬度調(diào)變(Pulse Width Modulation,PWM)功率驅(qū)動芯片。該位移致動單元13電性連接信號處理單元12，并用于依該第一位移補償量對該相機模塊200進行位移補償。本實施方式中，該位移致動單元13電性連接于驅(qū)動芯片125。該位移致動單元13包括第一致動器131及第二致動器132。該第一致動器131 用于驅(qū)動該相機模塊200在該二相互垂直的平面的其中一個平面，如TL平面上執(zhí)行位移補償，該第二致動器132用于驅(qū)動該相機模塊200在該二相互垂直的平面的另外一個平面，如 YZ平面上執(zhí)行位移補償。該第一致動器131及第二致動器132為壓電陶瓷致動器、表面聲波致動器、或其它可對該相機模塊200于執(zhí)行位移補償?shù)牡刃е聞悠?。該雙軸陀螺儀11還用于偵測該相機模塊200進行位移補償后在該二相互垂直的平面上的第二角速度，并將該第二角速度傳送至該信號處理單元12，該信號處理單元12將該第二角速度轉(zhuǎn)換為角度(下稱第二角度)并比較該第二角度與預(yù)設(shè)范圍以產(chǎn)生并輸出對應(yīng)的第二位移補償量，并供該位移致動單元13對該相機模塊200進行位移補償。具體地，該信號處理單元12將該雙軸陀螺儀11回饋的第二角速度進行積分，數(shù)字濾波控制及信號放大后，將該第二角速度轉(zhuǎn)成該第二角度，補償處理器1 將第二角度與該預(yù)設(shè)范圍進行比較，得到需補償?shù)牡诙灰蒲a償量(角度信號)并輸入至驅(qū)動芯片125， 驅(qū)動芯片125根據(jù)該第二位移補償量控制位移致動單元13驅(qū)動相機模塊200進行位移補償量，從而達到防手振的目的。該預(yù)設(shè)范圍可由防抖動控制裝置100的生產(chǎn)者所預(yù)先設(shè)定， 并可視為該防抖動控制裝置100的補償精度，即該預(yù)設(shè)范圍包括在第一方向上的第一預(yù)設(shè)子范圍及第二方向上的第二預(yù)設(shè)子范圍。該第一預(yù)設(shè)子范圍為發(fā)生抖動時的相機模塊 200經(jīng)位移補償后，相機模塊200的光軸0與未發(fā)生抖動時的相機模塊200的光軸所處的初始位置L在第一方向之間的夾角取值范圍，如
度。該第二預(yù)設(shè)子范圍為發(fā)生抖動時的相機模塊200經(jīng)位移補償后，相機模塊200的光軸0與未發(fā)生抖動時的相機模塊 200的光軸所處的初始位置L在第二方向之間的夾角取值范圍，如
度。請結(jié)合圖2及圖3，當(dāng)相機模塊200發(fā)生抖動時，在圖3所示，相機模塊200的光軸 0偏離相機模塊200的光軸未發(fā)生抖動時所處的初始位置L 一角度θ，相機模塊200在XL 平面上圍繞Y軸向左轉(zhuǎn)動產(chǎn)生第一角速度(此時，第一角速度具有在第一方向的偏轉(zhuǎn)角速度的信息)，該雙軸陀螺儀11偵測該第一角速度并輸入至信號處理單元12，信號處理單元 12將該第一角速度轉(zhuǎn)換成第一角度θ 1，并控制位移致動單元13驅(qū)動相機模塊200進行第一位移補償量，即驅(qū)動相機模塊200在TL平面上圍繞Y軸向右轉(zhuǎn)動θ 1角度來補償。該雙軸陀螺儀11還用于偵測該相機模塊200進行位移補償后的第二角速度，該信號處理單元12將第二角速度轉(zhuǎn)換成第二角度θ 2，若該第二角度θ 2在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，如 0° <Θ2<0.05°，則信號處理單元12的補償處理器1 產(chǎn)生相應(yīng)的第二位移補償量(第二位移補償量為零)至驅(qū)動芯片125，驅(qū)動芯片125控制位移致動單元13停止驅(qū)動相機模塊200進行位移補償；若該第二角度θ 2超出該預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，如Θ2>0.05°，則信號處理單元12的補償處理器IM產(chǎn)生相應(yīng)的第二位移補償量(第二位移補償量為非零)至驅(qū)動芯片125，驅(qū)動芯片125控制位移致動單元13驅(qū)動相機模塊200進行位移補償。
綜上所述，本發(fā)明的防抖動控制裝置100通過雙軸陀螺儀11偵測相機模塊200的晃動角度，以此控制位移致動單元13驅(qū)動相機模塊200進行位移補償，再由雙軸陀螺儀11回饋實際位移補償?shù)钠?，進而達到準(zhǔn)確防手振的控制目的，提升了影像設(shè)備的成像質(zhì)量。另外，因該防抖動控制裝置100是單獨使用一個雙軸陀螺儀，以此可減少使用元件數(shù)量，減少信號計算量，加快反應(yīng)時間及減少組裝流程，避免人為疏失。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化。當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種防抖動控制裝置，其應(yīng)用在影像設(shè)備中，該影像設(shè)備包括相機模塊，該防抖動控制裝置包括雙軸陀螺儀，其用于偵測該相機模塊發(fā)生抖動時在二相互垂直的平面上的第一角速度；信號處理單元，其用于接收該第一角速度并根據(jù)該第一角速度產(chǎn)生第一位移補償量;及位移致動單元，其用于依該第一位移補償量對該相機模塊進行位移補償， 其中，該雙軸陀螺儀還用于偵測該相機模塊進行位移補償后在該二相互垂直的平面上的第二角速度，并將該第二角速度傳送至該信號處理單元，該信號處理單元還用于將該第二角速度轉(zhuǎn)換為角度并比較該角度與預(yù)設(shè)范圍以產(chǎn)生并輸出第二位移補償量，該位移致動單元根據(jù)該第二位移補償量對該相機模塊進行位移補償。
2.如權(quán)利要求1所述的防抖動控制裝置，其特征在于，該信號處理單元包括積分器、 帶通濾波器、運算放大器及驅(qū)動芯片，該積分器電性連接該雙軸陀螺儀與該帶通濾波器，該運算放大器電性連接該帶通濾波器與該驅(qū)動芯片，該積分器、該帶通濾波器及該運算放大器依次對該第一角速度進行積分，數(shù)字濾波控制及信號放大后將該第一角速度轉(zhuǎn)成第一角度，該驅(qū)動芯片以該第一角度控制該位移致動單元對該相機模塊進行位移補償。
3.如權(quán)利要求2所述的防抖動控制裝置，其特征在于，該信號處理單元還包括補償處理器，該補償處理器用于將該角度與該預(yù)設(shè)范圍比較得到需補償?shù)脑摰诙灰蒲a償量并輸入至該驅(qū)動芯片，該驅(qū)動芯片根據(jù)該第二位移補償量控制該位移致動單元驅(qū)動該相機模塊進行位移補償。
4.如權(quán)利要求1所述的防抖動控制裝置，其特征在于，該位移致動單元包括第一致動器及第二致動器，該第一致動器用于驅(qū)動該相機模塊在該二相互垂直的平面的其中一個平面上執(zhí)行位移補償，該第二致動器用于驅(qū)動該相機模塊在該二相互垂直的平面的另外一個平面上執(zhí)行位移補償。
5.如權(quán)利要求4所述的防抖動控制裝置，其特征在于，該第一致動器為壓電陶瓷致動器或表面聲波致動器。
6.如權(quán)利要求5所述的防抖動控制裝置，其特征在于，該第二致動器為壓電陶瓷致動器或表面聲波致動器。
7.如權(quán)利要求3所述的防抖動控制裝置，其特征在于，該驅(qū)動芯片為脈波寬度調(diào)變功率驅(qū)動芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防抖動控制裝置，其包括雙軸陀螺儀、信號處理單元及位移致動單元。該雙軸陀螺儀用于偵測相機模塊發(fā)生抖動時在二相互垂直的平面上的第一角速度。該信號處理單元用于接收該第一角速度并根據(jù)該第一角速度產(chǎn)生第一位移補償量。該位移致動單元用于依該第一位移補償量對該相機模塊進行位移補償。該雙軸陀螺儀還用于偵測該相機模塊進行位移補償后的第二角速度，并將該第二角速度傳送至該信號處理單元，該信號處理單元還用于將該第二角速度轉(zhuǎn)換為角度并比較該角度與預(yù)設(shè)范圍以產(chǎn)生并輸出第二位移補償量，該位移致動單元根據(jù)該第二位移補償量對該相機模塊進行位移補償。
文檔編號H04N5/225GK102375285SQ20101024729
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者辜炳翰 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司