KR100233050B1 - 비디오 카메라의 손떨림 보정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비디오 카메라의 손떨림 보정장치에 관한 것으로서, 촬상면에 초점을 맞추기 위해 마련되는 렌즈경통과, 상기 렌즈경통과 피사체 사이에 소정각도로 기울지게 설치되어 상기 피사체로부터의 광을 반사시키기 위한 미러부와; 상기 미러부 하면에 장착되어 상기 미러부를 지지 고정되는 접촉부가 마련된 미러홀더와; 상기 미러홀더의 외측으로 배치되고, 상기 접촉부 외주면에 접촉되도록 보스가 돌출된 배럴과; 상기 미러홀더와 배럴에 각각 결합되어 상기 미러부를 롤링 및/또는 피치방향으로 미세 구동시켜 손떨림을 보정하기 위한 손떨림 보정수단과; 상기 미러홀더와 배럴에 수평선상으로 부착되어 상기 미러홀더의 회전량을 제어하기 위한 위치제어센서와; 상기 위치제어센서에 의해 보정된 각도로 구동되는 미러부를 2축방향으로 구동시키고, 경사방향으로의 구동을 방지시킬 수 있도록 운동방향을 구속하는 운동방향 구속부재와; 상기 접촉부와 보스의 바닥면에 일끝이 각각 연결되어 상기 미러부의 광축 변형을 방지하는 스프링을 포함하여 손떨림 보정장치가 구성됨으로써, 스크린에 투사되는 화질의 해상도 및 색추차를 향상시킬 수 있어 이에 따라 선명한 영상을 얻을 수 있고, 특히 손떨림을 보정하기 위한 장치를 소형 경량화 및 박형화할 수 있다.

Description

비디오 카메라의 손떨림 보정장치

본 발명은 비디오 카메라의 손떨림 보정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미러부를 롤링 및 피치방향으로 구동하여 손떨림을 보정하기 위한 보정장치를 박형화(compact) 할 수 있도록 한 비디오 카메라의 손떨림 보정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 동화상 전송이 가능한 휴대폰 및 캠코더를 포함한 비디오 카메라는 사용자가 휴대하기 간편하게 소형경량으로 제작되어 영상을 촬영하여 기록매체에 녹화하고, 녹화된 영상을 즉시 재생할 수 있도록 된 장치로서 최근에 그 활용이 보편화되어 널리 사용되는 추세이다.

그러나, 비디오 카메라는 통상 휴대하고 다니면서 물체를 촬영하기 때문에 불가피하게 손떨림이 발생되어 종종 그 영상이 흐트러지게 된다. 또한, 이러한 손떨림은 사용자의 숙련도, 또는 개인적인 특성에 의해 다소 그 정도의 차이는 있으나, 결국 촬영하고자 하는 영상의 초점 등이 흐트러져 특히 고배율의 스크린에 투사할 경우 화질의 해상도 및 색수차가 저하됨에 따라서 선명한 영상을 얻을 수 없는 단점이 있었다.

이와같은 단점을 해결하기 위해 종래에는 전기적 또는 기계적 장치들을 이용한 비디오 카메라의 손떨림 보정장치가 제공되었다. 즉, 전기적 장치로서 촬상장치(Charge Coupled Device)로 도달하는 입사광의 영상신호(화상)의 일부분을 취하여 그의 진동을 검출한 후 손떨림의 움직임에 맞대응하는 보정위치로 화상을 옮기는 방식과 각도센서를 이용하여 진동을 검출한 후 촬상장치로부터의 영상신호를 손떨림 방향에 대응되도록 영상위치를 변화시키는 방식이 제시되었다.

또한, 기계적 장치로서는 촬영장치 본체의 흔들림을 감지한 후 그 촬영장치의 움직임에 맞추어서 렌즈의 방향을 거꾸로 구동시키는 방식과 본체의 흔들림 신호를 검출한 다음 렌즈의 앞쪽에 위치한 액티 프리즘(acti-prism)의 광축을 변화시키는 방식이 제시되었다.

그러나, 상기와 같이 전자적 제어방식에 있어서는 손떨림을 보정할 경우 손떨림을 보정하지 않을 때에 비해 화질의 해상도가 떨어지며, 그 보정범위가 좁아지는 문제가 있고, 기계적인 제어방식에 있어서는 렌즈와 촬영장치 전체를 구동모타로 움직이기 때문에 소비전력이 커짐은 물론 소형 경량화를 실현할 수 없으며, 액티 프리즘으로 광을 굴절시킴에 따라서 그 광의 파장에 따라 광이 분해되어 색수차가 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 촬상면으로 도달되는 입사광을 반사시키기 위한 미러를 롤링 및/또는 피치방향으로 미세하게 자유 구동시킴으로써, 스크린에 투사되는 화질의 해상도 및 색추차를 향상시킬 수 있어 이에 따라 선명한 영상을 얻을 수 있고, 특히 손떨림을 보정하기 위한 장치를 소형 경량화 및 박형화할 수 있는 비디오 카메라의 손떨림 보정장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 비디오 카메라의 손떨림 보정장치가 적용되는 촬상장치를 개략적으로 도시한 측단면도,

도 2는 본 발명에 따른 손떨림 보정장치를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 손떨림 보정장치의 사용 상태를 도시한 도면으로서, 도 2의 A-A 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 손떨림 보정장치의 다른 실시예를 도시한 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 손떨림 보정장치의 사용 상태를 도시한 도면으로서, 도 4의 B-B 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10:외각 케이스 12:촬상면

14:줌 렌즈 16:렌즈 경통

18:미러 홀더 20:바렐 마스터

22:윈도우 24,70:미러 홀더

24a,70a:접촉부 26,72:미러부

28,84:고정돌기 30,76:배럴

32,32'82,82':롤링 및 피치 액츄에이터 34,94 : 지지대

36,96 : 코일 38,100:마그네트

40,98:요크 42,86:적외선 발광소자

44,88:반도체 수광소자 46,90:보스

46a,90a:중공부 46b:슬롯

48:와이어 스프링 50,92:스프링

74:중간지지대 74a,74b:힌지부

78,80:수평 및 수직축

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 촬상면에 초점을 맞추기 위해 마련되는 렌즈경통과, 상기 렌즈경통과 피사체 사이에 소정각도로 기울지게 설치되어 상기 피사체로부터의 광을 반사시키기 위한 미러부와; 상기 미러부 하면에 장착되어 상기 미러부를 지지 고정되는 접촉부가 마련된 미러홀더와; 상기 미러홀더의 외측으로 배치되고, 상기 접촉부 외주면에 접촉되도록 보스가 돌출된 배럴과; 상기 미러홀더와 배럴에 각각 결합되어 상기 미러부를 롤링 및/또는 피치방향으로 미세 구동시켜 손떨림을 보정하기 위한 손떨림 보정수단과; 상기 미러홀더와 배럴에 수평선상으로 부착되어 상기 미러홀더의 회전량을 제어하기 위한 위치제어센서와; 상기 위치제어센서에 의해 보정된 각도로 구동되는 미러부를 2축방향으로 구동시키고, 경사방향으로의 구동을 방지시킬 수 있도록 운동방향을 구속하는 운동방향 구속부재와; 상기 접촉부와 보스의 바닥면에 일끝이 각각 연결되어 상기 미러부의 광축 변형을 방지하는 스프링을 포함하여 구성된 것에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동방향 구속부재는 상기 보스의 상부 외주면에 형성된 슬롯으로 일단부가 삽입되고, 상기 접촉부 외주면에 일끝이 고정되는 소정의 탄성을 갖는 와이어 스프링이 사용된 것에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 특징은, 렌즈경통과 피사체 사이에 장착되는 미러부와, 상기 미러부를 지지 고정시키기 위해 저면에 접촉부가 마련된 미러홀더와, 상기 미러홀더의 외측으로 순차적으로 위치되는 중간지지대 및 배럴과, 상기 중간지지대와 배럴 상면에 힌지부가 마련되고, 상기 힌지부에 회전 가능하게 결합되는 수평 및 수직축과, 상기 미러홀더와 중간지지대에 각각 결합되어 상기 미러부를 롤링 및/또는 피치방향으로 미세 구동시킬 수 있도록 구동력을 제공하는 롤링 및 피치 액츄에이터와, 상기 롤링 및 피치 액츄에이터에 의해 구동되는 미러부의 회전량과 각도를 제어하기 위한 적외선 발광소자 및 반도체 수광소자와, 상기 접촉부와 보스의 바닥면에 일끝이 각각 연결되어 상기 미러부의 광축 변형을 방지하는 스프링으로 구비된 것에 의해 달성된다.

이하, 본 발명의 비디오 카메라의 손떨림 보정장치에 대한 바람직한 실시예들을 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 손떨림 보정장치를 도시한 도면으로서, 외각 케이스(10) 내부에는 촬상면(12)에 초점을 맞추기 위하여 직선이동 가능한 줌 렌즈(14)가 장착되어 있는 렌즈경통(16)이 마련되고, 이의 후방에는 피사체로부터 입사된 입사광을 조절할 수 있도록 조리개(iris)(도시되지않음)와 포커스렌즈(18)를 갖는 바렐마스터(20)가 각각 결합되며, 외각 케이스(10) 전면에는 렌즈경통(16)으로 유입되는 이물질을 차단하기 위해 윈도우(22)가 장착된다.

렌즈경통(16) 전방에는 피사체로부터의 광을 반사시킬 수 있도록 미러홀더(24)에 의해 지지되는 미러부(26)가 일정각도록 기울어지게 설치되며, 미러홀더(24)의 저면 중앙에는 외주면으로 고정돌기(28)가 돌출된 반구형상의 접촉부(24a)가 일체로 형성된다. 그리고, 미러홀더(24) 외측에는 이를 감싸도록 배럴(barrel)(30)이 위치된다.

미러홀더(24)의 저면에는 비디오 카메라의 촬영시 손떨림을 보정하기 위해 손떨림 보정수단이 설치되며, 이 손떨림 보정수단은 미러홀더(24)를 롤링(rolling)방향과 피치(pitch)방향으로 구동력을 제공할 수 있도록 동일한 구성을 갖는 롤링 및 피치 액츄에이터(32)(32')가 접촉부(24a)를 중심으로 하여 직교를 이루도록 설치되고, 미러홀더(24) 일측과 배럴(30)의 상부에는 손떨림에 의한 미러부(26)의 회전량을 제어하기 위한 위치제어센서가 부착되어 있으며, 이 위치제어센서는 미러부(26)의 롤링 및/또는 피치방향과 기울어진 각도를 변위량으로 인식할 수 있도록 적외선 발광소자(42)와 반도체 수광소자(44)로 구비된다.

롤링 및 피치 액츄에이터(32)(32')는 미러홀더(24)의 저면에 고정되는 지지대(34)와 지지대(34) 일단부에 권선되어 인가되는 전원에 의해 자기장을 발생시키는 코일(36) 및 마그네트(38)가 내벽에 부착된 "凹"형상의 요크(40)로 이루어진 보이스 코일 모터(voice coil motor)로 구비된다.

배럴(30)의 바닥면에는 중공부(46a)를 갖는 보스(46)가 접촉부(24a)와 상호 접촉되도록 돌출되며, 보스(46)의 상부 외주면에 슬롯(slot)(46b)이 90°간격으로 이격되게 형성되어 있고, 각각의 슬롯(46b)에는 미러홀더(24)를 2축(횡, 종) 방향으로만 운동할 수 있도록 가이드함과 동시에 댐핑 역할을 수행할 수 있도록 하기 위해 운동방향 구속부재의 일부분이 삽입된다.

상기 운동방향 구속부재는 슬롯(46b)에 일단부가 삽입되고, 접촉부(24a) 외주면에 일끝이 고정되는 소정의 탄성을 갖는 와이어 스프링(48)이 사용되며, 보스(46)의 중공부(46a)에는 고정돌기(38)에 연결되어 미러홀더(24)의 중심을 지지하기 위해 스프링(50)이 개재된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 비디오 카메라의 손떨림 보정장치에 대한 작용을 도 3을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

피사체로부터 조사된 광은 렌즈경통(16) 전방에 설치된 미러부(26)에 의해 반사되어 각도가 변경된 입사광이 촬상면(12)으로 도달한다. 이때, 피사체의 촬영시 비디오 카메라에서 손떨림이 발생되면 도시되지 않은 롤링센서와 피치센서에 의해 손떨림이 감지되고, 이의 신호는 롤링 및 피치제어부(도시되지않음)로 출력한다.

그 후, 각각의 제어부에서는 감지된 신호를 동작신호로 변환하여 롤링 및 피치 액츄에이터(32)(32')를 동작시켜 미러부(26)가 포함된 미러홀더(24)를 롤링방향과 피치방향으로 미세하게 자유 구동시키면서 각도를 보정한다.

다시 말하면, 미러홀더(24)의 저면에 직교되도록 설치된 롤링 및/또는 피치 액츄에이터(32)(32')를 구동시킴에 따라서 지지대(34) 일단에 권선된 코일(36)로 인가되는 전원에 의해서 요크(40) 내벽에 부착된 마그네트(38)와의 상호작용 즉, 자기장의 영향으로 지지대(34)가 승,하강하여 미러부(26)를 롤링 및/또는 피치방향으로 회전시킨다. 이때, 미러부(26)가 회전되는 양과 각도를 미러홀더(24)와 배럴(30)에 각각 부착되어 있는 적외선 발광소자(42) 및 반도체 수광소자(44)에서 변위량으로 인식하여 미러부(26)의 롤링 및/또는 피치방향의 각도를 제어함에 따라 일반촬영시 손떨림을 보정하는 것이다.

한편, 미러홀더(24)의 접촉부(24a)가 보스(46) 상면에 면접촉하면서 롤링방향과 피치방향의 2축 방향으로 구동시 접촉부(24a) 저면에 일끝이 고정된 와이어 스프링(48)은 도 3에 도시된 바와같이 구동되는 방향에 따라 2개의 와이어 스프링(48)은 슬롯(46b)에서 빠져 나오면서 미세하게 휘어지고, 나머지 와이어 스프링(48)은 슬롯(46b)으로 완전히 삽입됨에 따라서 미러홀더(24)를 2축 방향으로만 구동시켜 경사(yaw)방향으로의 회전을 방지할 수 있고, 특히 접촉부(24a)의 고정돌기(28)에 연결된 스프링(50)에 의해 미러부(26)의 광축 중심이 흔들리지 않아 촬상면에 손떨림 영향이 제거된 영상정보가 나타난다.

도 4는 본 발명에 따른 손떨림 보정장치의 다른 실시예를 도시한 도면으로서, 피사체로부터의 광을 반사시킬 수 있도록 미러홀더(70)에 의해 지지 고정되는 미러부(72)가 일정각도록 기울어지게 장착되고, 미러홀더(70) 외측에는 중간지지대(74) 및 이에 대해 일정간격으로 이격된 배럴(76)이 순차적으로 배치되어 있으며, 중간지지대(74) 및 배럴(76) 상면에는 수평 및 수직방향으로 교차되도록 힌지부(74a)(76a)가 각각 부착된다.

힌지부(74a)(76a) 각각에는 미러홀더(70) 및 이를 포함한 중간지지대(74)를 롤링방향과 피치방향으로 회전시킬 수 있도록 하기 위하여 수평축(78) 및 수직축(80)이 회전 가능하게 결합되고, 중간지지대(74)와 미러홀더(40)에는 롤링(rolling)방향과 피치(pitch)방향으로 구동력을 제공하여 일반촬영시 손떨림을 보정하기 위하여 롤링 및 피치 액츄에이터(82)(82')가 직교를 이루도록 설치된다.

미러홀더(70)의 저면에는 고정돌기(84)가 일체로 돌출된 반구형상의 접촉부(70a)가 마련되며, 미러홀더(70) 일측과 배럴(76)의 상부에는 손떨림에 의한 미러부(72)의 회전량 즉, 미러부(72)의 롤링 및/또는 피치방향과 기울어진 각도를 변위량으로 인식할 수 있도록 적외선 발광소자(86)와 반도체 수광소자(88)가 부착된다.

배럴(76)의 바닥면에는 중공부(90a)를 갖는 보스(90)가 접촉부(70a)와 상호 접촉되도록 돌출되며, 보스(90)의 중공부(90a)에는 고정돌기(84)에 연결되어 미러홀더(70)의 중심을 지지하기 위해 스프링(92)이 개재된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 보정장치에 있어서는, 비디오 카메라의 일반촬영시 손떨림이 발생할 경우 미러부(72)가 2축 방향으로 흔들리는 각도와 방향을 롤링 및 피치센서로 감지한 다음 이의 신호를 제어부로 전달하면, 도 3에서 전술한 바와같이 제어부에서는 입력된 신호를 변위량으로 계산한 상태에서 롤링 및/또는 피치 액츄에이터(82)(82')를 동작시킨다.

그러면, 미러홀더(70)와 중간지지대(74)에 각각 결합된 지지대(94)는 이의 일단에 권선된 코일(96) 측으로 인가되는 전원에 의해서 롤링 및/또는 피치 액츄에이터(82)(82')를 구성하는 요크(98) 내벽에 부착된 마그네트(100)와의 상호작용으로 승. 하강되면서 미러부(72)를 롤링방향과 피치방향으로 자유 구동시키고, 자유구동 중 미러부(72)가 회전되는 양을 미러홀더(70)와 배럴(76)에 각각 부착되어 있는 적외선 발광소자(86) 및 반도체 수광소자(88)에서 변위량으로 인식하여 미러부(70)의 롤링 및/또는 피치방향의 각도를 제어하여 비디오 카메라의 촬영시 손떨림을 보정하는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 비디오 카메라의 손떨림 보정장치에 의하면, 촬상면으로 도달되는 입사광을 반사시키기 위한 미러를 롤링 및/또는 피치방향으로 미세하게 자유 구동시킴으로써, 스크린에 투사되는 화질의 해상도 및 색추차를 향상시킬 수 있어 이에 따라 선명한 영상을 얻을 수 있고, 특히 손떨림을 보정하기 위한 장치를 소형 경량화 및 박형화할 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (7)

1. 촬상면에 초점을 맞추기 위해 마련되는 렌즈경통과;

   상기 렌즈경통과 피사체 사이에 소정각도로 기울지게 설치되어 상기 피사체로부터의 광을 반사시키기 위한 미러부와;

   상기 미러부 하면에 장착되어 상기 미러부를 지지 고정되는 접촉부가 마련된 미러홀더와;

   상기 미러홀더의 외측으로 배치되고, 상기 접촉부 외주면에 접촉되도록 보스가 돌출된 배럴과;

   상기 미러홀더와 배럴에 각각 결합되어 상기 미러부를 롤링 및/또는 피치방향으로 미세 구동시켜 손떨림을 보정하기 위한 손떨림 보정수단과;

   상기 미러홀더와 배럴에 수평선상으로 부착되어 상기 미러홀더의 회전량을 제어하기 위한 위치제어센서와;

   상기 위치제어센서에 의해 보정된 각도로 구동되는 미러부를 2축방향으로 구동시키고, 경사방향으로의 구동을 방지시킬 수 있도록 운동방향을 구속하는 운동방향 구속부재와;

   상기 접촉부와 보스의 바닥면에 일끝이 각각 연결되어 상기 미러부의 광축 변형을 방지하는 스프링을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 비디오 카메라의 손떨림 보정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 손떨림 보정수단은 상기 미러홀더의 접촉부를 중심으로 하여 직교를 이루도록 설치된 롤링 및 피치 액츄에이터로 구비되는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 손떨림 보정장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 위치제어센서는 상기 미러홀러 일측에 부착된 적외선 발광소자와 상기 배럴의 일측 상부에 부착되는 반도체 수광소자로 구비된 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 손떨림 보정장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 운동방향 구속부재는 상기 보스의 상부 외주면에 형성된 슬롯으로 일단부가 삽입되고, 상기 접촉부 외주면에 일끝이 고정되는 소정의 탄성을 갖는 와이어 스프링이 사용됨을 특징으로 하는 비디오 카메라의 손떨림 보정장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 롤링 및 피치 액츄에이터는 동일한 구성을 갖는 보이스 코일 모터로 구비된 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 손떨림 보정장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 보이스 코일 모터는 상기 미러홀더의 저면에 고정되는 지지대와 상기 지지대 일단부에 권선된 코일 및 상기 배럴의 바닥면에 고정되는 마그네트가 내벽에 부착된 요크로 이루어짐을 특징으로 하는 비디오 카메라의 손떨림 보정장치.
7. 렌즈경통과 피사체 사이에 장착되는 미러부와;

   상기 미러부를 지지 고정시키기 위해 저면에 접촉부가 마련된 미러홀더와;

   상기 미러홀더의 외측으로 순차적으로 위치되는 중간지지대 및 배럴과;

   상기 중간지지대와 배럴 상면에 힌지부가 마련되고, 상기 힌지부에 회전 가능하게 결합되는 수평 및 수직축과;

   상기 미러홀더와 중간지지대에 각각 결합되어 상기 미러부를 롤링 및/또는 피치방향으로 미세 구동시킬 수 있도록 구동력을 제공하는 롤링 및 피치 액츄에이터와;

   상기 롤링 및 피치 액츄에이터에 의해 구동되는 미러부의 회전량과 각도를 제어하기 위한 적외선 발광소자 및 반도체 수광소자와;

   상기 접촉부와 보스의 바닥면에 일끝이 각각 연결되어 상기 미러부의 광축 변형을 방지하는 스프링으로 구비된 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 손떨림 보정장치.

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