KR100735762B1

KR100735762B1 - 촬상장치 및 그의 카메라 본체 그리고 교환렌즈

Info

Publication number: KR100735762B1
Application number: KR1020060008077A
Authority: KR
Inventors: 신지 이마다
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-07-04
Also published as: EP1686792A3; CN1812502A; US20060165398A1; CN100534144C; KR20060086876A; EP1686792A2; JP4667052B2; EP1686792B1; US7430367B2; JP2006208691A

Abstract

본 발명은, 회전진동 신호처리수단의 출력신호에 응해서, 평행진동 신호처리수단의 필터특성을 변경하는 신호처리 제어수단을 설치함으로써 매크로촬영시에도 흐림이 적은 화상을 촬영하는 것이 가능한 카메라 시스템을 제공한다.

Description

촬상장치 및 그의 카메라 본체 그리고 교환렌즈{IMAGE PICKUP APPARATUS, CAMERA MAIN BODY THEREOF AND INTERCHANGEABLE LENS}

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 카메라 시스템의 구성을 표시한 블록도;

도 2는 도 1의 시스템에 있어서의 평행진동 검출수단과 회전진동 검출수단의 신호처리를 표시한 블록도;

도 3은 도 1의 시스템에 있어서의 평행진동 및 회전진동의 설명도;

도 4는 도 1의 시스템에 있어서의 카메라 본체의 동작을 표시한 순서도;

도 5는 도 1의 시스템에 있어서의 교환렌즈의 동작을 표시한 순서도;

도 6은 도 1의 시스템에 있어서의 교환렌즈의 동작을 표시한 순서도;

도 7은 도 1의 시스템에 있어서의 화상흐림 보정동작을 표시한 순서도;

도 8은 도 1의 시스템에 있어서의 화상흐림 보정동작을 표시한 순서도;

도 9A 및 9B는 도 1의 시스템에 있어서의 가속도 센서에 의해 수신된 중력가속도의 영향을 설명하기 위한 도면;

도 10은 도 1의 시스템에 있어서의 고역통과필터의 구체예를 표시한 회로도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 카메라 본체 2: 교환 렌즈

3: 퀵 리턴식 메인 미러 4: 5각 프리즘

5: 광학 뷰파인더 6: 측광회로

7: 카메라 시스템 제어 MPU 8: 서브 미러

9: 거리측정수단 10: 초점 면 셔터

11: 셔터 구동 회로 12: 촬상부

13: 타이밍 생성기 14: CDS 회로

15: 이득제어회로 16: A/D변환기

17: 화상신호 처리회로 18: 버퍼 메모리

19: LCD 20: 메모리 카드

21: 조작부 22, 23: 인터페이스 회로

24: 렌즈 MPU 25: 포커싱 렌즈

26: 줌 렌즈 27: 화상흐림 보정 렌즈

28: 조리개 29: 포커스 제어회로

30: 포커싱 렌즈 구동 모터 31: 줌 엔코더

32: 화상 흐림 보정 제어회로 33: 리니어 모터

34: 보정 렌즈 엔코더 35: 각속도 센서

36, 38: 신호처리회로 37: 가속도 센서

39: 조리개 제어회로 40: 스테핑 모터

발명의 분야

본 발명은, 손 떨림을 보정함으로써 촬영화상의 정밀도를 향상시키는 촬상장치 및 그 카메라 본체 그리고 교환렌즈에 관한 것이다.

특히, 본 발명은, 손 떨림의 보정성능의 향상을 도모한 촬상장치 및 그 카메라 본체 그리고 교환렌즈에 관한 것이다.

관련된 배경 기술

현재의 카메라는, 노출 결정 및 초점 맞춤 등의 촬영에 대한 중요한 작업은 모두 자동화되어, 카메라 조작에 미숙한 사람이라도 촬영 실패를 일으킬 가능성은 매우 적어지고 있다.

또, 최근에는, 카메라에 가해지는 손 떨림을 방지하는 시스템도 연구되어 있어, 촬영자의 촬영 오류를 유발하는 요인은 거의 없어지고 있다.

여기서, 손 떨림을 방지하는 화상 안정화 시스템에 대해서 간단히 설명한다.

촬영 동안의 카메라의 손 떨림은, 주파수로서 통상 1㎐ 내지 10㎐의 주파수의 진동이지만, 노광 시점에서 이와 같은 손 떨림을 일으키고 있어도 화상 흐림(image blur)이 없는 사진을 촬영가능하게 하기 위한 기본적인 개념으로서, 손 떨림에 의한 카메라의 진동을 검출하고, 이 검출결과에 응해서 보정 렌즈를 광축에 대해서 직교하는 면 내에 위치시킬 필요가 있다(광학 화상 안정화 시스템).

즉, 카메라의 진동이 일어나도 화상 흐림이 없는 사진을 촬영하기 위해서는, 첫번째로, 카메라의 진동을 정확하게 검출하고, 두번째로, 손 떨림에 의한 광축의 변화를 보정하는 것이 필요하다.

화상흐림의 보정은, 각속도 센서 등에 의해서 카메라의 진동을 검출하고, 이 카메라 진동의 검출정보에 의거해서 촬영 광축을 편심시키는 보정광학장치를 구동함으로써 화상 흐림의 보정이 행해진다(예를 들면, 일본국 공개특허 평 07-218967호 공보).

또, 촬영거리가 짧은 근접촬영시의 화상 흐림의 보정 정밀도를 향상시키기 위해서, 가속도 센서와 각속도 센서를 탑재하고, 회전 진동뿐만 아니라, 평행 진동도 검출해서 양쪽의 진동을 보정하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 공개특허 평 03-46642호 공보).

또한, 가속도 센서를 이용한 때에, 중력가속도의 영향에 의해 평행진동 검출에 오차가 생겨 버리는 경우가 있으므로, 6축 센서(XYZ축의 가속도와 각 축 둘레의 각속도)의 신호로부터 정지좌표계와 카메라좌표계의 좌표변환매트릭스를 산출하고, 중력가속도의 영향을 배제하는 것도 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 공개특허 평 09-80523호 공보).

상기 일본국 공개특허 평 09-80523호 공보에 개시되어 있는 경우에 있어서, 6축 센서를 이용해서, 자세(posture) 연산을 행하고, 가속도 센서의 중력가속도 성분의 배제를 행할 경우, 구성이 복잡해진다.

그 결과 시스템의 대규모화, 비용증대화 및 고속 연산처리계가 필요하게 된다.

직류적인 중력성분을 차단하는 방법으로서는, 고역통과 필터를 삽입해서 직류성분을 차단하는 방법이 있다.

여기서, 가속도 센서를 이용한 때에, 중력가속도가 평행진동 검출에 주는 영향을 구체적으로 설명한다.

예를 들면, 첨부 도면의 도 9A에 표시한 바와 같이, 카메라(91)가 정위치에 설치된 상태에 있어서, 가속도 센서(92)는 중력가속도(G)에 상당하는 신호를 출력한다.

평행진동이 검출될 경우에는, 이 중력가속도 성분을 고역통과필터(HPF)에 의해서 차단하고, 적분을 2회(2단계 적분을) 행함으로써 평행진동 변위를 산출하는 것이 가능하다.

그러나, 도 9B에 표시한 바와 같이, 카메라를 정위치로부터 각도 α 경사지게 한 경우, 가속도 센서(92)의 중력가속도 성분은 G에서부터 Gcosα로 변화한다.

이 변화량도 HPF에 의해 차단되지만, HPF는 손 떨림 성분을 검출해야만 하는 특성을 지니므로, 차단(cut-off) 주파수는 낮은 레벨(예를 들면, 0.05㎐)로 설정할 필요가 있다.

따라서, 직류적인 중력가속도성분이 변화한 경우, 그 변화량이 완전히 차단되어 출력신호가 안정될 때까지는 장시간을 요한다. 그 결과, 화상 흐림 보정의 정밀도를 저하시켜 버릴 가능성이 있다.

발명의 개요

그래서, 본 발명의 목적은, 프레이밍 변경(framing change)시의 평행진동 검 출신호의 안정화를 신속하게 행하여, 매크로촬영시에도 진동 보정에 효과가 있는 촬상장치 및 렌즈교환가능한 카메라 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 회전진동 검출수단(예를 들면, 각속도 센서)의 출력신호에 따라서, 평행진동 검출수단(예를 들면, 가속도 센서)의 신호처리의 필터특성을 변경하는 것을 특징으로 한다.

이것에 의해, 프레이밍 변경에 의한 가속도 센서의 중력가속도 성분의 어떠한 변화도 신속하게 배제할 수 있어, 평행진동 검출신호의 안정화를 신속하게 행하는 것이 가능하다. 그 결과, 정확한 화상 흐림 보정을 수행하는 것이 가능해진다.

본 발명의 상기 및 기타 목적과, 특성 및 이점들은, 첨부도면과 관련하여 취한 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

바람직한 실시형태의 설명

이하, 본 발명의 몇몇 바람직한 실시형태를 도면을 참조해서 상세히 설명한다.

[제 1실시형태 ]

도 1은 카메라 본체(1)와 교환렌즈(2)를 구비한 카메라 시스템을 표시하고 있다.

피사체(도시하지 않음)로부터의 촬영 광속은 교환렌즈(2)의 촬상광학계를 통과해서, 촬영준비중에는 중앙 부분이 하프 미러(half mirror)를 제공하는 카메라 본체(1)의 퀵 리턴식 메인 미러(quick return main mirror)(3)에 의해서 일부가 반사된다.

그 후, 이 광속은 5각 프리즘(4)에 있어서 정립 상(erect image)으로 되고, 촬영자는 광학 뷰파인더(optical viewfinder: OVF)(5)를 통해서 피사체 화상으로서 확인할 수 있다.

또, (6)은 도시하지 않은 초점판(focusing plate)의 면상의 조도를 측정해서, 그 측정결과를 카메라 시스템 제어 MPU(7)에 입력하는 측광 회로(photometry circuit)이다.

상기 측정 결과에 의거해서, 카메라 시스템 제어용 MPU(7)에 의해, 노광시간, 개구수 등의 촬영조건이 결정된다.

측광 회로(6) 내의 측광 센서는, 복수의 영역으로 분할되어 있어, 각 영역마다 측광결과를 얻을 수 있다.

(8)은 퀵 리턴식 메인 미러(3)의 이면에 배치되어 있는 서브 미러이다.

서브 미러(8)는, 퀵 리턴식 메인 미러(3)의 하프미러 면을 통과한 광속을 거리측정수단(9)에 입사시키는 역할을 한다.

상기 거리측정수단(9)은 입사한 광속을 광전변환 및 신호처리해서 카메라시스템 제어용 MPU(7)에 입력한다.

촬영동작에 들어가면, 퀵 리턴식 메인 미러(3) 및 서브 미러(8)는 5각 프리즘(4) 쪽으로 휘퇴한다.

초점 면 셔터(10)는 셔터 구동 회로(11)에 의해 구동되고, 촬영광속은 촬상 부(CCD나 CMOS)(12)의 면 위에 결상된다. 그리고, 촬상광학 화상은 광전변환되어 촬상 신호로 변환된다.

또, (13)은 촬상부(12)의 축적동작, 읽어내기(즉, 독출)동작, 리셋 동작 등을 제어하는 타이밍 생성기이다.

(14)는 촬상부(12)의 축적전하 노이즈를 저감하는 CDS 회로(2중 상관 샘플링 회로(dual correlation sampling circuit))이며, (15)는 촬상 신호를 증폭하는 이득제어회로이고, (16)은 증폭된 촬상 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기이다.

(17)은 디지털화된 화상데이터에, 필터처리, 색변환 처리, 감마 처리 등을 행하는 화상신호 처리회로이다.

신호처리된 화상신호는 버퍼 메모리(18)에 격납되고, LCD(19)에 표시되어, 착탈가능한 메모리카드(20)에 기록된다.

조작부(21)는 카메라의 촬영 모드의 설정, 기록화상 프로파일 크기의 설정, 릴리즈(release) 및 촬영을 행하기 위한 스위치류를 포함한다.

카메라시스템 제어용 MPU(7)은 카메라 본체(1)의 상기 동작을 제어하기 위한 것이다.

이것은, 카메라 본체(1) 쪽의 인터페이스 회로(22)와 교환렌즈(2) 쪽의 인터페이스 회로(23)를 통해서, 렌즈 MPU(24)와 상호 통신한다.

또, 포커스 구동명령을 송신하고, 또한, 카메라 본체(1) 및 교환렌즈(2) 내부의 동작상태 및 광학정보 등의 데이터를 송수신한다.

교환렌즈(2)에는, 촬상광학계의 일부로서 포커싱 렌즈(25), 줌 렌즈(26), 화상흐림 보정 렌즈(27) 및 조리개(28)가 배치되어 있다.

상기 포커싱 렌즈(25)는, 렌즈 MPU(24)로부터의 제어신호에 의해 포커스 제어회로(29) 및 포커싱 렌즈 구동모터(30)를 통해서 구동된다.

포커스 제어회로(29)에는, 포커싱 렌즈구동회로 외에, 포커싱 렌즈의 이동에 따른 영역 패턴신호 및 펄스신호를 출력하는 포커스 엔코더(encoder) 등도 포함되어 있다. 피사체 거리는 이 포커스 엔코더에 의해 검출될 수 있다.

줌 렌즈(26)는, 촬영자가 도시하지 않은 줌 조작 고리를 조작함으로써 이동된다.

줌 엔코더(31)는 줌 렌즈의 이동에 따른 영역 패턴신호를 출력한다.

포커스 엔코더와 줌 엔코더(31)로부터의 신호를 렌즈 MPU(24)가 판독하여, 피사체 거리와 초점거리의 조합에 의해 미리 기억되어 있던 촬영상 배율 데이터를 독출함으로써, 촬영상 배율이 얻어진다.

화상 흐림 보정 렌즈(27)는, 화상 흐림 보정 제어회로(32)와 리니어 모터(33)를 통해서 구동된다.

회전진동을 검출하는 각속도 센서(35) 및 평행 진동을 검출하는 가속도 센서(37)의 진동 신호가 각각 신호처리회로(36), (38)에 의해서 신호처리된다.

신호처리된 진동 신호는, 렌즈 MPU(24)에 입력된다.

렌즈 MPU(24)에 의해서 보정 렌즈 구동 목표 신호를 산출하고, 보정 렌즈 엔코더(34)로부터 출력되는 보정 렌즈 위치신호를 피드백해서, 구동신호를 화상 흐림 제어회로(32)에 출력한다. 이와 같이 해서, 화상 흐림 보정은 행해진다.

조리개(28)는, 렌즈 MPU(24)로부터의 제어신호에 의해 조리개 제어회로(39) 및 스테핑 모터(40)를 통해서 구동된다.

여기서, 각속도 센서(35) 및 가속도 센서(37)의 신호가 신호처리회로(36) 및 (38)를 통해서, 렌즈 MPU(24)에 의해서 신호처리된 후, 회전진동 및 평행진동을 얻을 때까지의 상세한 처리를, 도 2의 순서도를 참조해서 설명한다.

가속도 센서(37)의 출력신호에는, 평행진동 가속도성분, 카메라 자세에 의한 중력가속도성분 및 회전진동에 의한 중력가속도 변화성분이 포함되어 있다.

아날로그 고역통과필터(41)에 의해서 카메라 자세에 의한 중력가속도 성분 및 오프셋 성분을 배제하고, 증폭회로(42)에 의해서 소정 배(K1)의 신호증폭이 행해진다.

그 후, 렌즈 MPU(24) 내의 A/D변환기(43)에 의해서 디지털신호로 A/D변환된다.

그리고, 디지털 고역통과 필터(44)에 의한 처리가 행해진 후, 후술하는 각변위신호로부터 산출되는 회전진동에 의한 중력가속도 변화성분을 배제하고, 평행진동 가속도 성분을 추출한다. 그 후, 적분기(45), (46)에 의해서 2회 적분 처리를 함으로써, 평행진동 변위신호(S)가 얻어진다.

또, 각속도 센서(35)의 출력신호는, 아날로그 고역통과필터(47)에 의해서 그의 오프셋성분이 배제된다. 그 후, 증폭회로(48)에 의해서 소정배(K2)의 신호증폭이 행해지고, 렌즈 MPU(24) 내의 A/D 변환기(49)에 의해서 디지털 신호로 A/D 변 환된다.

그리고, 디지털 고역통과필터(50) 및 적분기(51)에 의한 신호처리가 행해져, 회전진동 각변위신호(θ)가 얻어진다.

또, 이 회전진동 각변위신호(θ)에 이득(K3)을 곱하여, 회전진동에 의한 중력가속도 변화성분을 산출하고, 전술한 바와 같이 고역통과필터(44)의 출력으로부터 뺄셈함으로써 회전진동에 의한 중력가속도 변화성분을 제거하고 있다.

하지만, 여기서 제거된 중력가속도 변화성분은, 회전진동에 의한 교류적인 변화분뿐이다.

따라서, 프레이밍 변경(카메라 자세변화)에 의한 직류적인 중력가속도변화는 고역통과필터(44)에 의해 제거된다.

도 3은, 평행진동과 회전진동에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 간략화를 위해 세로방향의 진동에 대해서만 표시되어 있다.

도 3에 있어서, 촬영자의 손 떨림에 의해 촬상광학계가 선(A)으로부터 선(B)로 이동한 때, 촬상광학계의 앞쪽 주점(C)을 통과하고 선(A)에 대해서 평행한 선(D)과 상기 선(A)과의 거리(Yp)가 평행진동으로 된다.

또, 상기 선(B)과 선(D)이 이루는 각도(θp)가 회전진동으로 된다.

평행진동(Yp)에 의한 결상면 상의 화상흐림 변위(Ysp)는 다음과 같이 된다:

Ysp = Yp·β .... (식 1)

(식 중, β는 촬영상 배율임).

여기서, 평행진동 검출을 위한 가속도 센서(37)는, 앞쪽 주점 근방에 배치되 면 평행진동(Yp)을 산출하는 연산이 더욱 간략화될 수 있다.

또, 상기 회전진동(θp)에 의한 결상면 위의 화상 흐림 변위(Yrp)는 다음과 같이 된다:

Yrp = f(1+β) tanθp ... (식 2)

(식 중, f는 초점거리이고, (1+β)항은 전체 조출식(pay-away type) 렌즈의 포커싱에 의한 겉보기상의 초점거리변화를 나타내는 항이고, 부분 조출식 렌즈의 경우는 각 렌즈 고유의 보정식을 따름).

회전진동 및 평행진동을 검출하고, 상기 화상 흐림을 상쇄하도록 화상 흐림 보정렌즈(27)를 구동함으로써, 촬영거리가 짧은 근접촬영시에 있어서도 화상 흐림보정의 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.

다음에, 도 4에 표시한 순서도에 따라서 카메라 본체(1)쪽(카메라 시스템 MPU(7))의 촬영동작을 설명한다.

카메라 본체(1) 쪽에서 메인 스위치가 온(ON)되어 있으면, 스텝 100으로부터 동작을 개시한다.

(스텝 100) 카메라 본체(1)의 조작부(21)에 있는 릴리즈 스위치가 절반 눌려져 있는지(SW1 온)의 여부의 판정을 행한다.

절반 눌려져 있으면, 스텝 101로 진행하고, 절반 눌려져 있지 않으면, 스텝 120으로 진행하여, 여기서 처리는 종료한다.

(스텝 101) 인터페이스 회로(22), (23)를 통해서, 렌즈 MPU(24)와 카메라-렌 즈 상태 통신을 행한다.

여기서는, 카메라의 상태(릴리즈 스위치의 상태(SW1 온), 촬영 모드, 셔터 속도 등)를 렌즈에 송신하고, 또한, 렌즈의 상태(초점거리, 조리개의 상태, 포커싱 렌즈의 구동상태 등)를 수신한다.

본 실시형태의 순서도에서는, 이 카메라-렌즈 상태 통신은 주요한 개소만 표시하고 있지만, 카메라의 상태가 변화한 때나, 또는, 카메라가 렌즈의 상태를 확인하고자 할 때에는 언제나 유효하다.

(스텝 102) 릴리즈 스위치가 절반 눌려져 있으므로(SW1 온), 거리측정수단(9)에 의해 거리 측정을 행하고, 피사체에 렌즈의 초점을 일치시키기 위한 포커싱 렌즈 구동량을 연산한다.

(스텝 103) 포커싱 렌즈 구동량을 교환렌즈(2)에 송신한다. 이 데이터는 예를 들면, 포커스 엔코더의 구동목표 펄스량으로서 송신된다.

(스텝 104) 포커스 렌즈 구동이 종료하면, 거리측정을 재차 수행한다.

(스텝 105) 합초점의 심도 내에 렌즈가 있는지의 여부의 판정을 행하여, 합초점의 심도 내이면, 스텝 106으로 진행한다.

(스텝 106) 렌즈가 합초점의 심도내이므로, 합초점의 표시를 행한다. 이것은 카메라 본체(1)의 광학 뷰파인더(5) 내에 LED를 점등시키거나, 소리를 발생시킴으로써 행한다.

(스텝 107) 측광회로(6)로부터의 측광결과(휘도)를 얻음으로써, 노광시간(Tv) 및 조리개값(조리개구동량)을 산출한다.

(스텝 108) 카메라 본체(1)의 조작부(21)에 있는 릴리즈 스위치가 완전히 눌려져(SW2 온) 있는지의 여부의 판정을 행한다. 완전히 눌려져 있으면, 스텝 109로 진행한다.

(스텝 109) 퀵 리턴식 메인 미러(3)를 행한다. 이때, 서브 미러(8)도 메인 미러(3)와 함께 5각 프리즘(4) 쪽으로 구동된다.

(스텝 110) 스텝 107에서 얻어진 조리개 구동량을 교환렌즈(2)에 송신함으로써, 조리개(28)의 구동을 수행한다.

(스텝 111) 선두 막(leading curtain)을 구동한다.

(스텝 112) 피사체 화상을 촬상부(12)에 노광하여 전하를 축적한다.

(스텝 113) 노광시간이 경과하면, 후미 막(trailing curtain)을 구동하고, 노광을 종료한다.

(스텝 114) 촬상부(12)로부터의 전하전송(독출)을 행한다.

(스텝 115) 독출된 촬영화상신호는 CDS 회로(14), 이득제어회로(15) 및 A/D변환기(16)를 경유해서, 디지틀 데이터로 변환되어, 버퍼 메모리(18)에 보존된다.

(스텝 116) 조리개 개방명령을 교환렌즈(2)에 송신함으로써 조리개(28)를 개방한다.

(스텝 117) 퀵 리턴식 메인 미러(3) 및 서브 미러(8)를 내린다.

(스텝 118) 감마보정 및 압축처리 등의 화상보정처리를 행한다.

(스텝 119) 화상보정처리된 화상데이터는 LCD(19)에 표시되는 동시에 메모리카드(20)에 기록되고, 촬영까지의 일련의 동작은 종료된다.

다음에, 도 5, 도 6 및 도 7에 표시한 순서도에 따라서, 교환렌즈(2) 쪽(렌즈 MPU(24))의 동작을 설명한다.

렌즈를 카메라에 장착하면, 카메라로부터 렌즈에 시리얼 통신이 행해지고,도 5의 스텝 200으로부터 조작을 개시한다.

(스텝 200) 렌즈 제어 및 화상흐림 보정제어를 위한 초기설정을 행한다.

(스텝 201) 도시하지 않은 스위치류의 상태 검출 및 줌 포커스의 위치검출을 행한다.

상기 스위치류는, 예를 들면, 자동 포커스와 수동 포커스용의 절환 스위치, 화상 흐림 보정기능을 지닌 온/오프(ON/OFF) 스위치 등이다.

(스텝 202) 카메라로부터의 포커스 구동명령이 있었는지의 여부의 판정을 행한다. 포커스 구동명령이 수신되어 있으면 스텝 203으로 진행하고, 수신되어 있지 않으면 스텝 207로 진행한다.

(스텝 203) 카메라로부터의 포커스구동 명령통신에서는, 포커스 렌즈의 목표구동량(펄스 수)도 송신되므로, 포커스 제어회로(29)에 있는 포커스 엔코더의 펄스 수를 검출함으로써, 목표 펄스 수로 포커스 렌즈를 구동하도록 포커스 구동제어를 행한다.

(스텝 204) 목표 펄스 수(P)에 도달했는지의 여부의 판정을 행한다. 목표에 도달하고 있으면 스텝 205로 진행하고, 도달하고 있지 않으면 스텝 206으로 진행한다.

(스텝 205) 목표 펄스 수에 도달하였으므로, 포커스 렌즈의 구동을 정지한다.

(스텝 206) 목표 펄스 수에 도달하지 않았으므로, 나머지 구동 펄스 수에 따라서, 포커스 렌즈 구동모터(30)의 속도설정을 행한다. 나머지 구동 펄스 수가 적어짐에 따라서, 상기 모터(30)의 속도는 감속되게 된다.

(스텝 207) 스텝 201에서 화상 흐림 보정기능 온/오프 스위치의 오프가 검출되면, 화상 흐림보정 렌즈(27)를 그의 광축을 중심으로 해서 로킹한다.

온상태가 검출되어 있고, 카메라의 릴리즈 스위치(SW1 온)를 카메라-렌즈 상태 통신에 의해 검출하면, 상기 로킹을 해제(언로킹)함으로써, 화상 흐림 보정동작이 실행가능한 상태로 한다.

(스텝 208) 카메라로부터 전체 구동정지(렌즈 내의 작동기의 전체 구동의 정지) 명령을 수신하였는지의 여부의 판정을 행한다.

카메라 쪽에서 어떠한 동작이 행해지지 않으면, 잠시 동안 카메라로부터 이 전체 구동 정지 명령이 송신된다.

(스텝 209) 전체 구동정지제어를 행한다. 여기서는, 전체 작동기 구동을 정지하고, 마이크로컴퓨터를 슬리핑(정지)상태로 한다.

화상 흐림 보정장치에의 전력공급도 정지한다.

그 후, 카메라 쪽에서 어떠한 조작이 행해지면, 카메라는 렌즈에 통신을 보냄으로써, 슬리핑상태를 해제한다.

이들 동작 동안에, 카메라로부터의 통신에 의한 시리얼 통신 중간멈춤 및 화 상 흐림 보정제어 중간멈춤의 요구가 있으면, 이들 중간멈춤처리를 행한다.

시리얼 통신 중간멈춤처리에 대해서는, 통신데이터의 데코딩(즉, 복호화)을 행하고, 그 데코딩 결과에 따라서, 예를 들면, 조리개 구동, 포커싱 렌즈 구동 등의 렌즈처리를 행한다.

그리고, 통신데이터의 데코딩에 의해서, SW1 온, SW2 온, 셔터 속도, 카메라의 종류 등도 판별할 수 있다.

또, 화상 흐림 보정 중간멈춤은 각 소정 주기마다 발생하는 타이머 중간 멈춤이며, 피치 방향(세로방향) 및 요 방향(yaw direction)(가로 방향)의 화상 흐림 보정제어를 행하고 있다.

먼저, 시리얼 통신 중간멈춤에 대해서 도 6의 순서도를 참조해서 설명한다.

카메라로부터의 통신을 수신하면, 렌즈 MPU(24)는 스텝 300으로부터 동작을 개시한다.

스텝 300에서 카메라로부터의 명령을 해석하고, 각 명령에 따른 처리로 분기한다.

스텝 301에서는, 포커스 구동명령을 수신하였으므로, 스텝 302에서 목표구동 펄스 수에 따라서, 포커싱 렌즈구동 모터(30)의 속도설정을 행하고, 포커스 렌즈구동을 개시한다.

스텝 303에서는 조리개 구동명령을 수신하였으므로, 송신된 조리개 구동데이터에 의거해서 조리개(28)를 구동한다.

스텝 304에서 스테핑 모터(40)의 구동 패턴을 설정하고, 설정된 구동패턴을 조리개 제어회로(39)를 통해서 스테핑모터(40)에 출력하고, 조리개(28)를 구동한다.

스텝 305에서는, 카메라-렌즈 상태통신을 수신하였으므로, 스텝 306에서 렌즈의 초점거리정보나 IS동작상태 등을 카메라에 송신한다. 또, 카메라의 상태( 릴리즈 스위치의 상태, 촬영 모드, 셔터 속도 등)를 수신한다.

스텝 307에서는, 그 밖의 명령, 예를 들면, 렌즈의 포커스 민감도 데이터 통신이나, 렌즈 광학데이터통신 등의 처리를 스텝 308에서 행한다.

다음에, 화상 흐림 보정 중간멈춤에 대해서 도 7의 순서도를 참조해서 설명한다.

렌즈의 메인 동작중에 화상흐림 보정 중간멈춤이 발생하면, 렌즈 MPU(24)는 도 7의 스텝 400으로부터 화상흐림보정의 제어를 개시한다.

(스텝 400) 각속도 센서(35)의 신호가 신호처리회로(36)(도 2에 있어서의 고역통과필터(47) 및 증폭회로(48))에 의해 처리된 출력신호를 A/D변환한다.

(스텝 401) 저주파성분을 차단하기 위하여 고역통과필터연산(도2에 있어서의 고역통과필터(50))을 행한다. 연산개시로부터 소정 시간 동안에는 고역통과필터의 시정수의 절환을 행하고, 신속하게 신호를 안정화하기 위한 동작도 행한다. 이 연산결과는, 렌즈 MPU(24) 내의 (ANGLE_VY)에 의해서 설정된 도시하지 않은 RAM영역에 격납한다.

(스텝 402) 고역통과필터(50)의 연산결과를 입력으로 해서 적분연산을 행한다.

이 결과는 각변위 데이터이고, 렌즈 MPU(24) 내의 (ANGLE_HY)에 의해서 설정된 도시하지 않은 RAM 영역에 격납한다.

(스텝 403) 가속도 센서(37)의 신호가 신호처리회로(38)(도 2에 있어서의 고역통과필터(41) 및 증폭회로(42))에 의해서 처리된 출력신호를 A/D변환한다.

(스텝 404) 저주파성분을 차단하기 위한 고역통과필터연산(도 2에 있어서의 고역통과필터(44))을 행한다. 이 고역통과필터연산은 후술하는 스텝 409 혹은 스텝 411에 의해서 설정되는 차단주파수(DHFC)의 고역통과필터특성이다. 또, 연산개시로부터 소정 시간 동안에는, 고역통과필터의 시정수 절환을 행하고, 신속하게 신호를 안정화하기 위한 동작도 행한다. 이 연산결과는, 렌즈 MPU(24) 내의 (SHIFT_AC1Y)에 의해서 설정된 도시하지 않은 RAM영역에 격납한다.

(스텝 405) 스텝 402에서 얻어진 각 변위 데이터(ANGLE_HY)에 이득(K3)을 승산함으로써 얻어진 결과를 (SHIFT_AC1Y)로부터 뺄셈함으로써, 회전진동에 의한 교류적인 중력가속도변화분을 배제한다. 이 연산결과는 평행진동 속도데이터이고, 렌즈 MPU(24) 내의 (SHIFT_AC2Y)에 의해서 설정된 도시하지 않은 RAM영역에 격납한다.

(스텝 406) (SHIFT_AC2Y)를 입력으로 해서 2단계 적분연산을 행한다. 이 연산결과는 평행 진동변위데이터이고, 렌즈 MPU(24) 내의 (SHIFT-HY)에 의해서 설정된 도시하지 않은 RAM영역에 격납한다.

(스텝 407) 스텝 401의 고역통과필터연산결과(ANGLE_VY)가 소정치(CNST_VY)보다 큰 지의 여부를 판정한다. 소정치(CNST_VY)보다 크다면, 프레이밍이 변경된 것으로 판단하여, 스텝 408로 진행한다.

(스텝 408) 스텝 407에 있어서 고역통과필터연산결과(ANGLE_VY)가 소정치(CNST_VY)보다 크므로 프레이밍이 변경된 것으로 판단되면, 고역통과필터(41)의 차단주파수(HFC)를 고주파쪽(HFC_H)으로 설정한다.

(스텝 409) 도 2에 있어서의 고역통과필터(44)의 차단주파수(DHFC)를 고주파쪽(DHFC_H)으로 설정한다. 이렇게 함으로써, 다음회의 화상 흐림보정 중간멈춤에 있어서의 스텝 404의 고역통과필터연산의 차단주파수(DHFC)는 고주파쪽(DHFC_H)의 특성으로 된다.

(스텝 410) 스텝 407에 있어서, 고역통과필터연산결과(ANGLE_VY)가 소정치(CNST_VY)보다 작으므로 고역통과필터(41)의 차단주파수(HFC)를 통상의 주파수(HFC_DF)(HFC_H보다 저주파쪽)로 설정한다.

전회의 화상 흐림 보정 중간멈춤에 있어서, 차단주파수(HFC)가 (HFC_H)였던 경우, 프레이밍의 변경이 종료한 것으로 판단하고, (HFC_H)를 통상의 주파수(HFC_DF)로 복원하는 동작이 상정된다.

(스텝 411) 도 2에 있어서의 고역통과필터(44)의 차단주파수(DHFC)를 통상의 주파수(DHFC_DF)((DHFC_H)보다 저주파 쪽)로 설정한다.

이것에 의해, 다음 회의 화상 흐림 보정 중간멈춤에 있어서의 스텝 404의 고역통과필터연산의 차단주파수(DHFC)는 통상의 주파수(DHFC_DF)의 특성으로 된다.

여기서, 아날로그 고역통과필터(41)의 차단주파수의 변경에 대해서 구체적으로 설명한다.

아날로그 고역통과필터(41)는, 예를 들면, 도 10에 표시한 회로로 하면, 아날로그 스위치(ASW1)를 렌즈 MPU(24)의 도시하지 않은 출구 포트(port)에 의해서 온/오프제어함으로써 그의 차단주파수의 변경을 행하는 것이 가능하다..

차단주파수(HFC)를 고주파쪽(HFC_H)으로 설정할 때에는, 아날로그 스위치(ASW1)를 온으로 하고, 통상의 주파수(HC_DF)로 설정한 때에는, 아날로그 스위치(ASW1)를 오프로 한다.

(스텝 412) 포커스 위치 및 줌 위치에 의해서 회전진동 각변위(ANGLE_HY) 및 평행진동 변위(SHIFT_HY)에 의한 화상흐림을 보정하기 위한 화상흐림 보정렌즈(27)의 편심량이 변화하므로, 그 조정을 행한다.

구체적으로는, 줌 엔코더(31) 및 포커스 엔코더의 신호로부터, 회전진동각변위(ANGLE_HY)를 보정하기 위한 편심량 조정데이터(K)와 평행진동 변위(SHIFT_HY)를 보정하기 위한 편심량 조정데이터(L)를 테이블 데이터로부터 독출하고, 보정렌즈 구동데이터로 변환한다.

그 연산결과는, 렌즈 MPU(24) 내의 (SFTDRV)에 의해 설정된 도시하지 않은 RAM영역에 격납한다.

(스텝 413) 화상 흐림 보정렌즈(27)의 편심량을 검출하는 보정렌즈 엔코더(34)의 신호를 A/D변환하고, A/D변환결과를 렌즈 MPU(24) 내의 (VY SFTPST)에 의해 설정 RAM영역에 격납한다.

(스텝 414) 피드백연산(SFTDRV_SFTPST)을 행한다. 이 연산결과를 렌즈 MPU(24) 내의 (SFT_DT)에 의해 설정된 RAM영역에 격납한다.

(스텝 415) 루프 이득(LPG_DT)과 스텝 414의 연산결과(SFT_D)를 승산한다.

이 연산결과는, 렌즈 MPU(24) 내의 (SFT_PWM)에 의해 설정된 RAM영역에 격납한다.

(스텝 416) 안정한 제어계를 만들기 위해 위상보정연산을 행한다.

(스텝 417) 스텝 416에서의 연산 결과를 (PWM)로 해서 렌즈 MPU(24)의 포트에 출력하고, 화상흐림보정 중간멈춤이 종료된다.

그 출력은 IS제어회로(32) 내의 드라이버회로에 입력되고, 리니어 모터(33)에 의해서 화상흐림 보정렌즈(27)가 구동됨으로써 화상흐림의 보정이 수행된다.

이상 설명한 바와 같이, 교환렌즈(2)는, 도 7의 스텝 407에서부터 스텝 411에 있어서, 회전진동 각속도신호가 소정치 이상으로 되면, 평행진동 검출용 가속도센서 신호처리부의 고역통과필터의 차단주파수를 높게 한다.

이와 같이 해서, 프레이밍 변경에 의한 가속도 센서의 중력가속도성분의 변화를 신속하게 제거해서, 평행진동 검출신호의 안정화를 신속하게 행하는 것이 가능하며, 그 결과로서, 정확한 화상흐림 보정을 행하는 것이 가능하다.

본 실시형태에 있어서는, 가속도 센서신호처리용의 고역통과필터의 차단주파수를 절환하는 기준으로 되는 각속도 신호의 레벨을 1개로 설정하였으나, 복수 레벨을 설정해서 이들을 절환함으로써, 보다 미세한 화상흐림보정 제어가 가능해진 다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 가속도 센서 신호처리의 고역통과필터의 차단 주파수를 절환하는 기준으로 되는 회전진동 신호레벨을 각속도 신호의 레벨로서 이용하였으나, 각변위 신호의 레벨로 된 것을 이용해도 된다.

[제 2 실시형태]

이하, 본 발명의 제 2실시형태에 대해 상세히 설명한다. 본 실시형태의 구성은, 도 1에 표시한 제 1실시형태의 것과 유사하므로, 설명은 생략한다.

본 제 2실시형태에 있어서, 촬영상 배율 β가 소정치보다도 작은 경우에는, 가속도 센서신호처리의 고역통과필터의 차단주파수를 변경하지 않는다

그리고, β가 소정치 이상인 경우에는, 회전진동 각속도신호의 레벨에 따라서, 평행진동 검출용 가속도 센서신호처리부의 고역통과필터의 차단주파수를 높게 한다.

도 8에 표시한 순서도를 참조해서, 교환렌즈(2) 쪽의 동작을 설명한다.

주요한 부분의 동작은 스텝 501 내지 503에 표시되고, 그 밖의 부분의 동작은 제 1실시형태의 것과 마찬가지이므로, 동일한 스텝 번호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

(스텝 501) 포커스 엔코더 및 줌 엔코더(31)의 신호로부터 미리 기억되어 있는 촬영상 배율 데이터 β를 독출하고, 촬영상 배율 β가 0.3배 이상인지의 판정을 행한다.

β가 0.3배 이상이면, 스텝 407로 진행하고, 그렇지 않으면, 스텝 501로 진행한다.

(스텝 502) 스텝 501에서, 촬영상 배율 β가 0.3배 보다 작았으므로, 고역 통과필터(41)(도 2)의 차단주파수(HFC)를 HFC_M(HFC_D보다 고주파쪽)으로 설정한다.

촬영상 배율이 작으면, 평행진동이 촬영화면에 미치는 영향은 적으므로, 저주파 특성을 낮춰서 저주파의 신호의 변동을 차단하는 쪽이 좋다.

(스텝 503) 도 2에 있어서의 고역통과필터(44)의 차단주파수(DHFC)를 DHFC_M(DHFC_DF보다 고주파쪽)으로 설정한다.

촬영상 배율이 적으면, 평행진동이 촬영 화상에 주는 영향은 적으므로, 저주파수의 특성을 감소시켜 저주파 신호의 변동을 차단하는 쪽이 좋다.

상기 설명한 바와 같이, 교환렌즈(2)는, 도 8의 스텝 501 내지 스텝 503 및 스텝 407 내지 스텝 411에 있어서, 촬영상 배율 β가 소정치보다 작은 경우에는, 가속도 센서 신호처리의 고역통과필터의 차단주파수를 변경하지 않는다.

β가 소정치 이상인 경우에는, 회전진동 각속도신호의 레벨에 따라서, 평행진동 검출용 가속도 센서 신호처리부의 고역통과필터의 차단 주파수를 높게 한다.

이렇게 함으로써, 평행진동이 촬영화상에 영향을 끼치기 쉬운 촬영상배율로 된 경우에도, 프레이밍 변경에 의해 가속도센서의 중력가속도성분의 어떠한 변화도 신속하게 제거하여, 평행진동 검출신호의 안정화를 신속하게 행하는 것이 가능하다.

그 결과, 정확한 화상 흐림 보정을 행할 수 있다.

본 실시형태에서는, 초점거리(줌 위치)와 피사체 거리(초점 위치)로부터 촬영상 배율을 산출하였으나, 단일 초점 렌즈의 경우에는, 피사체 거리에 따라서 상기와 마찬가지의 동작을 행해도 된다.

또, 상기 실시형태에서는, 평행 진동 검출수단으로서 가속도 센서를 적용한 예를 표시하였으나, 카메라 본체의 촬상 소자를 이용해도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 회전진동 각속도 신호가 소정치 이상으로 되면, 평행진동 검출용 가속도 센서신호 처리부의 아날로그 고역 통과 필터와 디지털 고역통과 필터의 양쪽의 차단 주파수를 높게 하는 예를 설명하였으나, 그중 한쪽의 차단 주파수를 변경해도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 디지털 단일 렌즈 리플렉스 카메라 시스템의 교환 렌즈에 본 발명을 적용한 예를 표시하였으나, 은 염 카메라, 컴팩트 카메라, 비디오 카메라 등에 적용해도 된다.

본 발명의 정신과 범위를 일탈함이 없이 본 발명의 다수의 명백하게 광범위한 다른 실시형태를 행할 수 있으므로, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위에 규정된 것을 제외하고 그의 구체적인 실시형태로 한정되지 않는다.

본 발명은, 2005년 1월 27일자로 출원된 일본국 특허 출원 제 2005-019976호로부터 우선권을 주장한 것이며, 그 내용은 참조로 본 발명에 편입되어 있다.

이상 본 발명에 의한 광학장치에 의하면, 프레이밍 변경에 의한 가속도 센 서의 중력가속도 성분의 변화를 신속하게 배제할 수 있어, 평행진동 검출신호의 안정화를 신속하게 행하는 것이 가능하고, 그 결과, 정확한 화상 흐림 보정을 수행하는 것이 가능해진다.

Claims

촬상광학계의 광축에 평행 또는 수직인 방향의 진동을 검출하는 평행진동 검출수단;

상기 촬상광학계의 광축 둘레 또는 해당 광축에 수직인 축 둘레의 회전진동을 검출하는 회전진동 검출수단;

상기 평행진동 검출수단의 출력신호를 필터처리하는 평행진동 신호처리수단;

상기 회전진동 검출수단의 출력 신호를 필터처리하는 회전진동 신호처리수단; 및

상기 회전진동 신호처리수단의 출력신호에 따라서 상기 평행진동 신호처리수단의 필터특성을 변경하는 신호처리 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제 1항에 있어서, 상기 신호처리 제어수단은 상기 회전진동 검출수단의 출력신호가 소정치 이상인 것으로 가정한 경우 상기 평행진동 신호처리수단의 필터특성을 변경하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제 2항에 있어서, 상기 신호처리 제어수단은 상기 회전진동 검출수단의 출력신호가 소정치 이상인 것으로 가정한 경우 상기 평행진동 신호처리수단의 필터특성의 차단(cut-off) 주파수를 고주파측으로 변경하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제 1항에 있어서, 촬영상 배율을 검출하는 촬영상 배율 검출수단을 더욱 지니고,

상기 신호처리제어수단은, 상기 촬영상 배율 검출수단에 의한 검출결과에 따라서, 상기 평행진동 신호처리수단의 필터특성을 더욱 변경하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제 4항에 있어서, 상기 신호처리 제어수단은, 상기 촬영상 배율 검출수단에 의한 검출결과가 소정의 배율 이상이고 상기 회전진동 검출수단의 출력신호가 소정치 이상인 것으로 가정한 경우, 상기 평행진동 신호처리수단의 필터 특성을 변경하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제 5항에 있어서, 상기 신호처리 제어수단은, 상기 촬영상 배율 검출수단에 의한 검출결과가 소정의 배율 이상이고 상기 회전진동 검출수단의 출력신호가 소정치 이상인 것으로 가정한 경우, 상기 평행진동 신호처리수단의 필터 특성의 차단 주파수를 고주파측으로 변경하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제 4항에 있어서, 상기 촬영상 배율 검출수단은 피사체 거리와 초점 거리의 적어도 한쪽의 정보에 의거해서 촬영상 배율을 검출하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제 1항 또는 제 4항에 있어서, 상기 평행진동 신호처리수단의 출력 신호와 상기 회전진동 신호처리수단의 출력 신호에 의거해서 렌즈를 구동함으로써 화상 흐림을 보정하는 화상흐림 보정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제 1항에 있어서, 상기 평행진동 검출수단은 가속도 센서인 것을 특징으로 하는 광학장치.
제 1항에 있어서, 상기 회전진동 검출수단은 각속도 센서인 것을 특징으로 하는 광학장치.
제 1항에 있어서, 교환렌즈와, 해당 교환렌즈가 착탈가능한 카메라 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학장치.