KR101233659B1 - 상흔들림 보정 장치 - Google Patents

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Abstract

촬상 장치의 상안정화를 위한 상흔들림 보정 장치는 가동 유닛 및 제어부를 포함하고 있다. 상기 제어부는 상흔들림 보정 동작을 위해 가동 유닛의 이동을 제어한다. 상기 제어부는, 촬상 장치의 노광 시간이 종료된 시점으로부터 촬상 장치가 다음의 촬상 동작을 수행할 수 있는 상태로 되는 시점까지의 기간 중의 일부인 특정 시간 동안 상흔들림 보정 동작을 수행하지 않고서 가동 유닛을 일정 위치에 유지하도록 가동 유닛의 이동을 제어한다. 상기 일정 위치는 상기 특정 시간이 개시될 때 가동 유닛이 위치되어 있는 초기 위치이다.
상흔들림 보정 장치, 각속도 센서, 제어부, AF 유닛, AE 유닛, 표시 유닛, 미러 조리개 셔터, 가동 유닛

Description

상흔들림 보정 장치{ANTI-SHAKE APPARATUS}
본 발명은, 촬상 장치용 상흔들림 보정 장치에 관한 것으로서, 특히 상흔들림 보정 동작을 정확히 수행할 수 없는 기간이 종료된 후 가동 유닛의 이동을 제어하는 것에 관한 것이다.
촬상 장치용 상흔들림 보정 장치(상안정화 장치)는 제안되어 있다. 이 상흔들림 보정 장치는 촬상 중에 생기는 손흔들림 양에 따라 상흔들림 보정 렌즈 또는 촬상 소자를 광축과 수직인 평면 상에서 이동시킴으로써 손흔들림 효과를 보정한다.
일본 특허공개공보 H07-261233호는 일정한 샘플링 주기로 상흔들림 보정 동작을 하기 위해 인터럽션 처리를 수행하는 상흔들림 보정 장치를 개시하고 있다.
그러나, 이러한 상흔들림 보정 장치에서는, 제어부(CPU 등)에 의해 제어되는 상흔들림 보정 동작이 일정한 샘플링 주기로 수행될 수 없는 경우, 다시 말해서, 예를 들면, 제어부와 화상 처리 유닛(DSP 등) 사이의 통신이 수행될 때, 하나의 샘플링 주기의 일부 기간 동안 또는 하나의 샘플링 주기보다 많은 기간 동안 상흔들림 보정 동작이 실행될 수 없다.
하나의 샘플링 주기의 일부 기간 동안 또는 하나의 샘플링 주기보다 많은 기간 동안 상흔들림 보정 동작이 실행될 수 없는 경우, 다음번 주기에서 상흔들림 보정 동작을 계속 실행하도록 가동 유닛이 올바른 위치로 이동될 수 없는 경우가 있다(다시 말해서, 가동 유닛이 올바른 위치로부터 벗어난 위치로 이동된다).
이러한 경우, 다음번의 일정 시간 간격 동안(샘플링 주기) 상흔들림 보정 동작이 실행될 수 있도록 가동 유닛은 제어부와 화상 처리 유닛 사이의 통신이 종료된 때에 상흔들림 보정 동작을 계속 실행하도록 올바른 위치로 이동된다.
그러나, 가동 유닛을 올바른 위치로 이동시키는 데 필요한 거리가 큰 경우, 가동 유닛은 급격히 올바른 위치로 이동되고 올바른 위치로의 이동이 종료될 때 발생하는 제동 쇼크가 커서 발진(oscillation)할 가능성이 충분히 있다. 제동 쇼크가 큰 경우, 촬상 장치의 사용자는 발진이나 가동 유닛의 제동 쇼크로 인한 불쾌감을 느낄 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 상흔들림 보정 동작을 수행할 수 없는 기간이 종료된 후에 발생할 수 있는 가동 유닛의 급격한 이동을 억제하는 상흔들림 보정 장치(상안정화 장치)를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 촬상 장치의 상안정화를 위한 상흔들림 보정 장치는 가동 유닛 및 제어부를 포함하고 있다. 상기 제어부는 상흔들림 보정 동작을 위해 가동 유닛의 이동을 제어한다. 상기 제어부는, 촬상 장치의 노광 시간이 종료된 시점으로부터 촬상 장치가 다음의 촬상 동작을 수행할 수 있는 상태로 되는 시점까지의 기간 중의 일부인 특정 시간 동안 상흔들림 보정 동작을 수행하지 않고서 가동 유닛을 일정 위치에 유지하도록 가동 유닛의 이동을 제어한다. 상기 일정 위치는 상기 특정 시간이 개시될 때 가동 유닛이 위치되어 있는 초기 위치이다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 상흔들림 보정 동작을 정확히 수행할 수 없는 기간이 종료된 후 가동 유닛의 급격한 이동을 억제하는 상흔들림 보정 장치를 제공할 수 있다.
이하, 도면에 도시된 실시 형태를 참조하여 본 발명을 설명한다. 상기 실시 형태에 있어서, 촬상 장치(1)는 디지털 카메라이다. 촬상 장치(1)의 카메라 렌 즈(67)는 광축(LX)을 가지고 있다.
상기 실시 형태에 있어서의 방향을 설명하기 위해, 제 1 방향(x), 제 2 방향(y) 및 제 3 방향(z)을 정의한다(도 1 참조). 제 1 방향(x)은 광축(LX)과 직교하는 방향이다. 제 2 방향(y)은 광축(LX) 및 제 1 방향(x)과 직교하는 방향이다. 제 3 방향(z)은 광축(LX)과 평행하고 제 1 방향(x) 및 제 2 방향(y)의 양 방향과 직교하는 방향이다.
촬상 장치(1)의 촬상부는, PON 버튼(11), PON 스위치(11a), 측광 스위치(12a), 릴리스 버튼(13), 릴리스 스위치(13a), 상흔들림 보정 버튼(14), 상흔들림 보정 스위치(14a), LCD 모니터 등과 같은 표시 유닛(17), 미러 조리개 셔터 유닛(18), DSP(19), CPU(21), AE 유닛(Automatic Exposure Unit)(23), AF 유닛(Automatic Focus Unit)(24), 상흔들림 보정 유닛(30)의 촬상 유닛(39a), 및 카메라 렌즈(67)를 포함한다(도 1, 도 2 및 도 3 참조).
PON 스위치(11a)가 ON 상태인지 OFF 상태인지의 여부는 PON 버튼(11)의 상태에 의해 결정되고, 따라서 촬상 장치(1)의 ON/OFF 상태는 PON 스위치(11a)의 ON/OFF 상태에 대응된다.
피사체상은 촬상 유닛(39a)에 의해 카메라 렌즈(67)를 통한 광학상으로서 촬상되고, 표시 유닛(17) 상에 촬상된 화상이 표시된다. 피사체상은 광학 파인더(도시되지 않음)에 의해 광학적으로 관찰할 수도 있다.
릴리스 버튼(13)이 사용자에 의해 부분적으로 눌러질 때, 측광 스위치(12a)가 ON 상태로 되어 측광 동작, AF 감지 동작 및 포커싱 동작이 행해진다.
릴리스 버튼(13)이 사용자에 의해 완전히 눌러질 때, 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 되어 촬상 유닛(촬상 장치)(39a)에 의해 촬상 동작이 행해지고, 촬상된 영상이 저장된다.
미러 조리개 셔터 유닛(18)은 CPU(21)의 포트(P7)와 접속되어 있고, 릴리스 스위치(13a)의 ON 상태에 연동하여 미러의 UP/DOWN 동작(미러 상승 동작 및 미러 하강 동작), 조리개의 OPEN/CLOSE 동작, 그리고 셔터의 OPEN/CLOSE 동작을 수행한다.
DSP(19)는 CPU(21)의 포트(P9) 및 촬상 유닛(39a)과 접속된다. CPU(21)로부터의 명령에 기초하여, DSP(19)는 촬상 유닛(39a)의 촬상 동작에 의해 얻어진 화상 신호에 대해 화상 처리 동작 등의 연산 동작을 행한다.
노광 시간이 종료된 후, DSP(19)는 CPU(21)와 통신을 행한다. 통신시에, 셔터 속도 등과 같은 릴리스 정보가 CPU(21)로부터 DSP(19)로 전송된다.
CPU(21)는, 촬상 동작 및 상흔들림 보정 동작(즉, 상안정화 동작)에 관한 촬상 장치(1)의 각 부분을 제어하는 제어 장치이다. 상흔들림 보정 동작은 가동 유닛(30a)의 이동 및 위치 검출의 양자를 포함한다.
또한, CPU(21)는, 상흔들림 보정 모드 인지 여부를 결정하는 상흔들림 보정 파라미터(IS)의 값, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값, DSP 통신 상태 파라미터(DSP COM)의 값 및 DSP 통신 개시 파라미터(DSPACS)의 값을 저장한다．
릴리스 상태 파라미터(RP)의 값은, 릴리스 시퀀스 동작에 연동하여 변경된다. 릴리스 시퀀스 동작이 수행될 때에는, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정되고(도 4의 스텝 S21 내지 스텝 S32 참조), 릴리스 시퀀스 동작이 종료된 때에는, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 0으로 설정된다(리세트된다)(도 4의 스텝 S13 및 스텝 S30 참조)．
릴리스 정보를 전송하는 CPU(21)와 DSP(19) 사이에서의 통신이 실행되고 있을 때에는, DSP 통신 상태 파라미터(DSP COM)의 값이 1로 설정된다(도 4의 스텝 S25 참조). 그렇지 않은 경우에는, DSP 통신 상태 파라미터(DSP COM)의 값이 0으로 설정된다(도 4의 스텝 S27 참조).
릴리스 정보를 전송하는 CPU(21)와 DSP(19) 사이에서의 통신이 개시될 때에는, DSP 통신 개시 파라미터(DSPACS)의 값이 0으로 설정된다(도 4의 스텝 S25 참조). 그렇지 않은 경우에는, DSP 통신 개시 파라미터(DSPACS)의 값이 1로 설정된다(도 5의 스텝 S58 참조).
CPU(21)와 DSP(19) 사이에서 통신이 실행되고 있을 때에는, 가동 유닛(30a)은 상기 통신이 개시되는 시점에 배치되는 위치(초기 위치)에 유지(고정)된다.
CPU(21)는, 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 된 후에 릴리스 시퀀스 동작을 실행한다. CPU(21)는, CPU(21)와 DSP(19) 사이에서 통신이 실행되고 있을 때(특정 시간)를 제외하고, 릴리스 시퀀스 동작이 실행되고 있을 때에 상흔들림 보정 동작을 위해 가동 유닛(30a)을 제어한다(구동 ON 상태로 한다).
또한, CPU(21)는 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn), 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn), 제 1 디지털 각속도(VVxn), 제 2 디지털 각속도(VVyn), 제 1 디지털 변위 각도(Bxn), 제 2 디지털 변위 각도(Byn), 위치(Sn)의 제 1 방향(x)에서의 좌표(Sxn), 위치(Sn)의 제 2 방향(y)에서의 좌표(Syn), 제 1 구동력(Dxn), 제 2 구동력(Dyn), A/D 변환 후의 위치(Pn)의 제 1 방향(x)에서의 좌표(pdxn), A/D 변환 후의 위치(Pn)의 제 2 방향(y)에서의 좌표(pdyn), 제 1 감산값(exn), 제 2 감산값(eyn), 제 1 비례 계수(Kx), 제 2 비례 계수(Ky), 상흔들림 보정 동작의 샘플링 주기(θ), 제 1 적분 계수(Tix), 제 2 적분 계수(Tiy), 제 1 미분 계수(Tdx) 및 제 2 미분 계수(Tdy)의 값을 저장한다.
AE 유닛(노출 연산 유닛)(23)은 촬상되는 피사체에 기초하여 측광 동작을 실행하고 노광치를 연산한다. AE 유닛(23)은 또한 이 노광치에 대해, 촬영에 필요하게 되는 조리개 값 및 노광 시간을 연산한다. AF 유닛(24)는 촬영에 필요하게 되는 AF 감지 동작 및 상응하는 포커싱 동작을 실행한다. 포커싱 동작에 있어서는, 카메라 렌즈(67)가 광축(LX) 방향으로 변위된다.
촬상 장치(1)의 상흔들림 보정부(상흔들림 보정 장치)는 상흔들림 보정 버튼(14), 상흔들림 보정 스위치(14a), 표시 유닛(17), CPU(21), 각속도 검출 유닛(25), 구동용 드라이버 회로(29), 상흔들림 보정 유닛(30), 홀 소자 신호 처리 유닛(자기장 변화 검출 소자)(45), 및 카메라 렌즈(67)를 포함한다.
사용자가 상흔들림 보정 버튼(14)을 누르면, 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 변환되어, 측광 동작 등을 포함하는 다른 동작과 독립하여 각속도 검출 유닛(25) 및 상흔들림 보정 유닛(30)이 구동되는 상흔들림 보정 동작이 소정의 시 간 간격 동안 실행된다. 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 되면, 다시 말해, 상흔들림 보정 모드에서는, 상흔들림 보정 파라미터(IS)가 1로 설정된다(IS=1). 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태에 있지 않을 때는, 다시 말해, 비-상흔들림 보정 모드에서는, 상흔들림 보정 파라미터(IS)가 0으로 설정된다(IS=0). 본 실시 형태에서는, 상기 소정의 시간 간격이 1ms 이다.
CPU(21)와 DSP(19) 사이에서 통신이 실행되고 있을 때에는, CPU(21)에 큰 부하가 작용하기 때문에 일정 시간 간격(1ms) 동안 상흔들림 보정 동작이 실행될 수 없는 경우가 있다.
일정 시간 간격(1ms) 동안 상흔들림 보정 동작이 실행될 수 없는 경우, 일정 시간 간격(1ms) 동안 상흔들림 보정 동작을 계속 실행하도록 가동 유닛(30a)을 올바른 위치로 이동시킬 수 없는 경우가 있다(다시 말해서, 가동 유닛(30a)이 상흔들림 보정 동작을 계속 수행할 수 있는 올바른 위치로부터 벗어난 위치로 이동되는 경우가 있다). 따라서, 상흔들림 보정 동작이 수행될 수 있는 시점 후에, 다음 번의 일정 시간 간격 동안 상흔들림 보정 동작을 계속하기 위해서 가동 유닛(30a)을 올바른 위치로 이동시킬 필요가 있다. 이 때 올바른 위치로의 이동 거리가 큰 경우에는, 가동 유닛(30a)이 급격히 이동되어야 하고 가동 유닛(30a)이 올바른 위치에 도달할 때의 제동 쇼크가 커서 발진할 가능성이 충분히 있다.
본 실시 형태에서는, CPU(21)와 DSP(19) 사이에서 통신이 실행되고 있을 때에, 가동 유닛(30a)은 상기 통신이 개시되는 시점에 배치되는 위치(초기 위치)에 유지된다. 따라서, 가동 유닛(30a)의 상기 초기 위치는 상기 통신이 종료될 때 상 흔들림 보정 동작이 재개되는 위치로부터 멀리 떨어져 있지 않으며, 가동 유닛(30a)은 특정 시간 동안 상흔들림 보정 동작이 재개되는 위치에 도달할 수 있다.
따라서, 상기 통신이 종료될 때 상흔들림 보정 동작을 하기 위해 적절한 위치로 가동 유닛(30a)을 이동시키는 데 필요한 거리는, 다음번의 일정 시간 간격 동안 상흔들림 보정 동작이 계속 실행될 수 있도록, 충분히 짧아서 가동 유닛(30a)이 올바른 위치에 도달할 때 발생하는 제동 쇼크도 상당히 작아진다(완화된다).
이러한 스위치들의 입력 신호에 대응하는 각종의 출력 명령은 CPU(21)에 의해 제어된다.
측광 스위치(12a)가 ON 상태인지 OFF 상태인지에 관한 정보가 1비트의 디지털 신호로서 CPU(21)의 포트(P12)에 입력된다. 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태인지 OFF 상태인지에 관한 정보가 1비트의 디지털 신호로서 CPU(21)의 포트(P13)에 입력된다. 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태인지 OFF 상태인지에 관한 정보가 1비트의 디지털 신호로서 CPU(21)의 포트(P14)에 입력된다.
AE 유닛(23)은 신호를 입출력하기 위해 CPU(21)의 포트(P4)에 접속된다. AF 유닛(24)은 신호를 입출력하기 위해 CPU(21)의 포트(P5)에 접속된다. 표시 유닛(17)은 신호를 입출력하기 위해 CPU(21)의 포트(P6)에 접속된다.
다음에, 각속도 검출 유닛(25), 구동용 드라이버 회로(29), 상흔들림 보정 유닛(30), 및 홀 소자 신호 처리 유닛(45)과 CPU(21)와의 사이의 입출력 관계를 상세히 설명한다.
각속도 검출 유닛(25)은 제 1 각속도 센서(26a), 제 2 각속도 센서(26b), 제 1 하이 패스 필터 회로(27a), 제 2 하이 패스 필터 회로(27b), 및 제 1 앰프(28a), 제 2 앰프(28b)를 가지고 있다.
제 1 각속도 센서(26a)는 촬상 장치(1)의 제 2 방향(y)의 축 둘레의 회전 운동(요잉)의 각속도(촬상 장치(1)의 각속도의 제 1 방향(x)의 속도 성분)를 검출한다. 제 1 각속도 센서(26a)는 요잉 각속도를 검출하는 자이로 센서이다.
제 2 각속도 센서(26b)는 촬상 장치(1)의 제 1 방향(y)의 축 둘레의 회전 운동(피칭)의 각속도(촬상 장치(1)의 각속도의 제 2 방향(y)의 속도 성분)를 검출한다. 제 2 각속도 센서(26b)는 피칭 각속도를 검출하는 자이로 센서이다.
제 1 하이 패스 필터 회로(27a)는, 제 1 각속도 센서(26a)로부터 출력되는 저주파 성분은 상흔들림과 관련이 없는 널 전압(null voltate) 및 패닝 운동(panning-motion)에 기초한 신호 요소를 포함하고 있기 때문에, 제 1 각속도 센서(26a)로부터 출력되는 신호의 저주파 성분을 삭감시킨다.
제 2 하이 패스 필터 회로(27b)는, 제 2 각속도 센서(26b)로부터 출력되는 저주파 성분은 상흔들림과 관련이 없는 널 전입 및 패닝 운동에 기초한 신호 요소를 포함하고 있기 때문에, 제 2 각속도 센서(26b)로부터 출력되는 신호의 저주파 성분을 삭감시킨다.
제 1 앰프(28a)는 저주파 성분이 삭감된 요잉 각속도에 관한 신호를 증폭하고, 제 1 각속도(vx)로서 아날로그 신호를 CPU(21)의 AD 컨버터(A/D0)로 출력한다.
제 2 앰프(28b)는 저주파 성분이 삭감된 피칭 각속도에 관한 신호를 증폭하고, 제 2 각속도(vy)로서 아날로그 신호를 CPU(21)의 AD 컨버터(A/D1)로 출력한다.
저주파 신호 성분의 삭감은 2단계 처리로 이루어진다. 즉, 1차적인 단계분의 아날로그 하이 패스 필터 처리 동작이 제 1 및 제 2 하이 패스 필터 회로(27a, 27b)에 의해 먼저 실행되고, CPU(21)에 의해 실행되는 2차적인 단계분의 디지털 하이 패스 필터 처리 동작이 이어진다.
2차적인 단계분의 디지털 하이 패스 필터 처리 동작의 컷-오프 주파수는 1차적인 단계분의 아날로그 하이 패스 필터 처리 동작의 컷-오프 주파수보다 높다.
디지털 하이 패스 필터 처리 동작에 있어서는, 시정수(제 1 하이 패스 필터 시정수(hx) 및 제 2 하이 패스 필터 시정수(hy))의 값이 용이하게 변경될 수 있다.
CPU(21) 및 각속도 검출 유닛(25)의 각 부분으로의 전력 공급은, PON 스위치(11a)가 ON 상태로 설정된(주 전원이 ON 상태로 설정된) 후에 개시된다. 손흔들림 양의 연산은 PON 스위치(11a)가 ON 상태로 설정된 후에 개시된다.
CPU(21)는 A/D 컨버터(A/D0)에 입력된 제 1 각속도(vx)를 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)로 변환하고(A/D 변환 동작); 상흔들림과 관련이 없는 널 전압과 패닝 운동에 기초하는 신호 요소들을 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 저주파 성분이 포함하고 있기 때문에, 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 저주파 성분을 삭감함으로써 제 1 디지털 각속도(VVxn)를 연산하고(디지털 하이 패스 필터 처리 동작); 그리고 제 1 디지털 각속도(VVxn)를 적분 연산함으로써 손흔들림 양(일종의 손흔들림 변위 각도: 제 1 디지털 변위 각도(Bxn))을 연산한다(적분 연산 처리 동작).
마찬가지로, CPU(21)는 A/D 컨버터(A/D1)에 입력된 제 2 각속도(vy)를 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)로 변환하고(A/D 변환 동작); 상흔들림과 관련이 없는 널 전압과 패닝 운동에 기초하는 신호 요소들을 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 저주파 성분이 포함하고 있기 때문에, 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 저주파 성분을 삭감함으로써 제 2 디지털 각속도(VVyn)를 연산하고(디지털 하이 패스 필터 처리 동작); 그리고 제 2 디지털 각속도(VVyn)를 적분 연산함으로써 손흔들림 양(일종의 손흔들림 변위 각도: 제 1 디지털 변위 각도(Byn))을 연산한다(적분 연산 처리 동작).
따라서, CPU(21) 및 각속도 검출 유닛(25)은 손흔들림 양을 연산하는 기능을 가지고 있다.
"n"은 1 이상의 정수이고, 상흔들림 보정 동작이 개시되는 시점(타이머의 인터럽션 처리가 개시되는 시점, t=1, 도 4의 스텝 S12 참조)으로부터 최신의 상흔들림 보정 동작이 실행되는 시점(t=n)까지의 시간의 길이(ms)을 나타낸다. CPU(21)와 DSP(19) 사이에서 통신이 실행되고 있을 때와 같은, 일정 시간(1ms) 동안, 상흔들림 보정 동작이 실행되는 경우와 실행되지 않는 경우가 있기 때문에, "n"의 값이 상흔들림 보정 동작이 실행되는 횟수와 일치하지 않는 경우가 있다.
제 1 방향(x)에 관한 디지털 하이 패스 필터 처리 동작에 있어서, 제 1 디지털 각속도(VVxn)는, 1ms의 일정 시간 간격 이전까지의(최신의 상흔들림 보정 동작이 행해지기 이전까지의) 타이머의 인터럽션 처리에 의해 산출된 제 1 디지털 각속 도(VVx1∼VVxn -1)의 합을 제 1 하이 패스 필터 시정수(hx)로 나누고, 그런 다음 그 나눈 결과의 값을 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)로부터 감산하는 것에 의해 산출된다(VVxn=Vxn-(ΣVVxn -1)/hx, 도 6의 (1) 참조).
제 2 방향(y)에 관한 디지털 하이 패스 필터 처리 동작에 있어서, 제 2 디지털 각속도(VVyn)는, 1ms의 일정 시간 간격 이전까지의(최신의 상흔들림 보정 동작이 행해지기 이전까지의) 타이머의 인터럽션 처리에 의해 산출된 제 2 디지털 각속도(VVy1∼VVyn -1)의 합을 제 2 하이 패스 필터 시정수(hy)로 나누고, 그런 다음 그 나눈 결과의 값을 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)로부터 감산하는 것에 의해 산출된다(VVyn=Vyn-(ΣVVyn -1)/hy).
본 실시 형태에서는, 타이머의 인터럽션 처리(그 중 일부분)에 있어서의 각속도 검출 동작은 각속도 검출 유닛(25)에 있어서의 처리 및 각속도 검출 유닛(25)으로부터 CPU(21)로의 제 1 각속도(vx) 및 제 2 각속도(vy)의 입력 처리를 포함한다.
제 1 방향(x)에 관한 적분 연산 동작에 있어서는, 제 1 디지털 변위 각도(Bxn)는 타이머의 인터럽션 처리가 개시되는 시점(t=1; 도 4의 스텝 S12 참조)에서의 제 1 디지털 각속도(VVx1)로부터 최신의 상흔들림 보정 동작이 행해지는 시점(t=n)에서의 제 1 디지털 각속도(VVxn)까지의 합에 의해 산출된다(Bxn=ΣVVxn, 도 6의 (3) 참조).
마찬가지로, 제 2 방향(y)에 관한 적분 연산 동작에 있어서는, 제 2 디지털 변위 각도(Byn)는 타이머의 인터럽션이 개시되는 시점에서의 제 2 디지털 각속도(VVy1)로부터 최신의 상흔들림 보정 동작이 행해지는 시점에서의 제 2 디지털 각속도(VVyn)까지의 합에 의해 산출된다(Byn=ΣVVyn).
CPU(21)는, 산출된 손흔들림 양(제 1 및 제 2 디지털 변위 각도(Bxn, Byn))에 대응하여 촬상 유닛(39a)(가동 유닛(30a))이 이동되어야 할 위치(Sn)를 위치 변환 계수(zz)(제 1 방향(x)에 대한 제 1 위치 변환 계수(zx) 및 제 2 방향(y)에 대한 제 2 위치 변환 계수(zy))에 기초하여 제 1 방향(x) 및 제 2 방향(y)에 대해 산출한다.
위치(Sn)의 제 1 방향(x) 좌표를 Sxn으로 정의하고, 위치(Sn)의 제 2 방향(y) 좌표를 Syn으로 정의한다. 촬상 유닛(39a)을 포함하는 가동 유닛(30a)의 이동은 전자기력을 이용하여 행해지며, 이에 대해서는 후술한다.
가동 유닛(30a)을 위치(Sn)까지 이동시키기 위해 구동력(Dn)이 구동용 드라이버 회로(29)를 구동한다. 구동력(Dn)의 제 1 방향(x) 좌표를 제 1 구동력(Dxn)(D/A 변환 후: 제 1 PWM 듀티(dx))으로 정의한다. 구동력(Dn)의 제 2 방향(y) 좌표를 제 2 구동력(Dyn)(D/A 변환 후: 제 2 PWM 듀티(dy))으로 정의한다.
그러나, CPU(21)와 DSP(19) 사이의 통신 기간 동안 촬상 유닛(39a)(가동 유닛(30a))이 유지되어야 하는 위치(Sn)는 손흔들림 양에 대응하는 값으로 설정되는 것이 아니라, 상기 통신이 개시될 때 가동 유닛(30a)이 배치되어 있는 위치에 대응하는 값으로 설정된다(도 5의 스텝 S57 참고).
제 1 방향(x)에 관한 위치 설정 동작에 있어서는, 위치(Sn)의 제 1 방향(x) 좌표는 Sxn으로 정의되고, 최신의 제 1 디지털 변위 각도(Bxn)와 제 1 위치 변환 계수(zx)를 곱셈한 값이다(Sxn=zx×Bxn, 도 6의 (3) 참조).
제 2 방향(y)에 관한 위치 설정 동작에 있어서는, 위치(Sn)의 제 2 방향(y) 좌표는 Syn으로 정의되고, 최신의 제 2 디지털 변위 각도(Byn)와 제 2 위치 변환 계수(zy)를 곱셈한 값이다(Syn=zy×Byn).
상흔들림 보정 유닛(30)은, 노광 시간 동안 상흔들림 보정 동작이 실행되는 경우(IS=1)에, 촬상 유닛(39a)을 위치(Sn)로 이동시키고, 촬상 유닛(39a)의 촬상 소자의 결상면 상에서의 피사체상의 래그(lag)를 제거하고, 촬상 소자의 결상면 상에 표시되는 피사체상을 안정화시킴으로써 손흔들림 효과를 보정하는 장치이다.
상흔들림 보정 유닛(30)은 고정 유닛(30b)과, 촬상 유닛(39a)을 포함하고 있으며 xy 평면 상에서 이동될 수 있는 가동 유닛(30a)을 가지고 있다.
노광 시간 동안 상흔들림 보정 동작이 실행되지 않는 경우(IS=0)에는, 가동 유닛(30a)은 소정의 위치에 고정(유지)된다. 본 실시 형태에서, 상기 소정의 위치 는 이동 범위의 중심에 위치한다.
릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 된 시점(릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정된 후)으로부터 릴리스 시퀀스 동작이 종료되는 시점까지(릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 0으로 설정될 때까지), 가동 유닛(30a)은 이동되지 않는다.
상흔들림 보정 유닛(30)은 가동 유닛(30a)이 구동되지 않을 때(구동 OFF 상태에서) 가동 유닛(30a)을 고정 위치에 유지시키는 기구를 가지고 있지 않다.
소정의 고정 위치로의 이동을 포함하는 상흔들림 보정 유닛(30)의 가동 유닛(30a)의 구동은 CPU(21)의 PWM0로부터 입력된 제 1 PWM 듀티(dx) 및 CPU(21)의 PWM1로부터 입력된 제 2 PWM 듀티(dy)를 가진 구동용 드라이버 회로(29)를 통해 구동용 코일 유닛 및 구동용 자석 유닛에 의한 전자기력에 의해 행해진다(도 6의 (5)참조).
구동용 드라이버 회로(29)에 의해 이루어지는 이동 전 또는 이동 후의 가동 유닛(30a)의 검출 위치(Pn)는 홀 소자 유닛(44a) 및 홀 소자 신호 처리 유닛(45)에 의해 검출된다.
검출 위치(Pn)의 제 1 방향(x)의 제 1 좌표에 관한 정보는, 즉 제 1 검출 위치 신호(px)는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D2)에 입력된다(도 6의 (2) 참조). 제 1 검출 위치 신호(px)는 A/D 컨버터(A/D2)에 의해 디지털 신호로 변환되는(A/D 변환 동작) 아날로그 신호이다. A/D 변환 동작 후의 위치(Pn)의 제 1 방향(x) 좌표는 pdxn으로 정의되고, 제 1 검출 위치 신호(px)에 대응된다.
검출 위치(Pn)의 제 2 방향(y)의 제 2 좌표에 관한 정보는, 즉 제 2 검출 위치 신호(py)는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D3)에 입력된다. 제 2 검출 위치 신호(py)는 A/D 컨버터(A/D3)에 의해 디지털 신호로 변환되는(A/D 변환 동작) 아날로그 신호이다. A/D 변환 동작 후의 위치(Pn)의 제 2 방향(y) 좌표는 pdyn으로 정의되고, 제 2 검출 위치 신호(py)에 대응된다.
검출 위치(Pn)(pdxn, pdyn)의 좌표 데이터와 이동해야 할 위치(Sn)(Sxn, Syn)의 좌표 데이터에 기초하여 PID(Proportional Integral Differential) 제어에 의해 제 1 및 제 2 구동력(Dxn, Dyn)을 산출한다.
제 1 구동력(Dxn)의 산출은 위치(Sn)의 제 1 감산값(exn), 제 1 비례 계수(Kx), 샘플링 주기(θ), 제 1 적분 계수(Tix), 및 제 1 미분 계수(Tdx)에 기초하여 이루어진다(Dxn=Kx×{exn+θ÷Tix×Σexn+Tdx÷θ×(exn-exn -1)}, 도 6의 (4) 참조). 제 1 감산값(exn)은 위치(Sn)의 제 1 방향(x) 좌표(Sxn)에서 A/D 변환 동작 후의 검출 위치(Pn)의 제 1 방향(x) 좌표(pdxn)를 감산함으로써 산출된다(exn=Sxn-pdxn).
제 2 구동력(Dyn)의 산출은 위치(Sn)의 제 2 감산값(eyn), 제 2 비례 계수(Ky), 샘플링 주기(θ), 제 2 적분 계수(Tiy), 및 제 2 미분 계수(Tdy)에 기초하여 이루어진다(Dyn=Ky×{eyn+θ÷Tiy×Σeyn+Tdy÷θ×(eyn-eyn -1)}). 제 2 감산 값(eyn)은 위치(Sn)의 제 2 방향(y) 좌표(Syn)에서 A/D 변환 동작 후의 검출 위치(Pn)의 제 2 방향(y) 좌표(pdyn)를 감산함으로써 산출된다(eyn=Syn-pdyn).
샘플링 주기(θ)의 값은 상흔들림 보정 동작이 실행되는 시간 간격으로 설정된다.
상기 시간 간격의 값은, CPU(21)와 DSP(19) 사이의 통신이 실행되는 기간을 제외하고는 1ms의 일정 시간으로 설정된다.
CPU(21)와 DSP(19) 사이의 통신이 실행되고 있을 때에는, 1ms의 일정 시간 동안 상흔들림 보정 동작이 실행되지 않는다. 그러나, 이러한 점은, 이 기간 동안 가동 유닛(30a)은 상기 통신이 개시되는 시점에 배치되는 위치에 유지되어 있고 상기 통신이 종료될 때까지는 제 1 구동력(Dxn) 및 제 2 구동력(Dyn)을 산출하기 위한 연산이 실행되지 않기 때문에, 문제가 되지는 않는다.
PID 제어에 의한 상흔들림 보정에 대응한 위치(Sn)(Sxn, Syn)로의 가동 유닛(30a)의 구동은 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 된 촬상 장치(1)의 상흔들림 보정 모드(IS=1)인 때에 행해진다.
상흔들림 보정 파라미터(IS)가 0인 때에는, 상흔들림 보정 동작에 대응하지 않는 PID 제어가 행해져, 가동 유닛(30a)은 이동 범위의 중심(특정 위치)으로 이동된다.
가동 유닛(30a)은 제 1 구동용 코일(31a)과 제 2 구동용 코일(32a)로 이루어진 구동용 코일 유닛, 촬상 소자를 가지는 촬상 유닛(39a), 및 자기장 변화 검출 소자 유닛으로서의 홀 소자 유닛(44a)을 가진다. 본 실시 형태에서는, 촬상 소자가 CCD이지만, 촬상 소자는 CM0S 등의 다른 촬상 소자일 수도 있다.
고정 유닛(30b)은 제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)과 제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b), 제 1 위치 검출 및 구동용 요크(431b)와 제 2 위치 검출 및 구동용 요크(432b)로 이루어진 구동용 자석 유닛을 가진다.
고정 유닛(30b)은 가동 유닛(30a)을 제 1 방향(x) 및 제 2 방향(y)으로 이동 가능하게 지지한다.
촬상 소자의 촬상 범위를 최대한 활용하기 위해, 촬상 소자의 중심 영역에 카메라 렌즈(67)의 광축(LX)이 교차될 때에, 제 1 방향(x) 및 제 2 방향(y) 양자 모두에 있어 가동 유닛(30a)이 이동 범위의 중심에 위치하도록 가동 유닛(30a)의 위치와 고정 유닛(30b)의 위치 사이의 관계를 설정한다.
촬상 소자의 촬상면의 형태인 사각형은 2개의 대각선을 가진다. 제 1 실시 형태에 있어서 촬상 소자의 중심은 이들 2개의 대각선의 교점에 위치하게 된다.
가동 유닛(30a)에는 제 1 구동용 코일(31a)과 제 2 구동용 코일(32a), 및 홀 소자 유닛(44a)이 부착되어 있다.
제 1 구동용 코일(31a)은 시트 형상이고 또한 소용돌이 형상인 코일 패턴을 형성하고 있다. 제 1 구동용 코일(31a)의 코일 패턴은 제 2 방향(y)과 평행한 선분을 가지고 있어서, 제 1 구동용 코일(31a)을 포함하는 가동 유닛(30a)을 제 1 방향(x)으로 이동시키는 제 1 전자기력을 발생시킨다.
제 1 전자기력은 제 1 구동용 코일(31a)의 전류의 방향과 제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)의 자기장의 방향에 기초하여 발생한다.
제 2 구동용 코일(32a)은 시트 형상이고 또한 소용돌이 형상인 코일 패턴을 형성하고 있다. 제 2 구동용 코일(32a)의 코일 패턴은 제 1 방향(x)과 평행한 선분을 가지고 있어서, 제 2 구동용 코일(32a)을 포함하는 가동 유닛(30a)을 제 2 방향(y)으로 이동시키는 제 2 전자기력을 발생시킨다.
제 2 전자기력은 제 2 구동용 코일(32a)의 전류의 방향과 제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b)의 자기장의 방향에 기초하여 발생한다.
제 1 및 제 2 구동용 코일(31a, 32a)은 플렉시블 회로 기판(도시 안됨)을 통해 제 1 및 제 2 구동용 코일(31a, 32a)을 구동하는 구동용 드라이버 회로(29)에 접속된다. CPU(21)의 PWM0로부터 구동용 드라이버 회로(29)에 제 1 PWM 듀티(dx)가 입력되고, CPU(21)의 PWM1으로부터 구동용 드라이버 회로(29)에 제 2 PWM 듀티(dy)가 입력된다. 구동용 드라이버 회로(29)는 제 1 PWM 듀티(dx)의 값에 대응되는 제 1 구동용 코일(31a)에 그리고 제 2 PWM 듀티(dy)의 값에 대응되는 제 2 구동용 코일(32a)에 전력을 공급하여, 가동 유닛(30a)을 구동한다.
제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)은 제 3 방향(z)에 있어 제 1 구동용 코일(31a) 및 수평 방향 홀 소자(hh10)와 대향하게 되는 고정 유닛(30b)의 가동 유닛(30a) 측에 부착된다.
제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b)은 제 3 방향(z)에 있어 제 2 구동용 코일(32a) 및 연직 방향 홀 소자(hv10)와 대향하게 되는 고정 유닛(30b)의 가동 유닛(30a) 측에 부착된다.
제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)은, 제 1 방향(x)으로 N극과 S극이 배열된 상태 하에서, 제 1 위치 검출 및 구동용 요크(431b)에 부착된다. 제 1 위치 검출 및 구동용 요크(431b)는 제 3 방향(z)에 있어 가동 유닛(30a) 측의 고정 유닛(30b)에 부착된다.
제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b)은, 제 2 방향(y)으로 N극과 S극이 배열된 상태 하에서, 제 2 위치 검출 및 구동용 요크(432b)에 부착된다. 제 2 위치 검출 및 구동용 요크(432b)는 제 3 방향(z)에 있어 가동 유닛(30a) 측의 고정 유닛(30b)에 부착된다.
제 1 위치 검출 및 구동용 요크(431b)와 제 2 위치 검출 및 구동용 요크(432b)는 연자성체 재료로 이루어진다.
제 1 위치 검출 및 구동용 요크(431b)는 제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)의 자기장이 주위로 소산되는 것을 방지하고, 제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)과 제 1 구동용 코일(31a) 사이 및 제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)과 수평 방향 홀 소자(hh10) 사이의 자속밀도를 증가시킨다.
제 2 위치 검출 및 구동용 요크(432b)는 제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b)의 자기장이 주위로 소산되는 것을 방지하고, 제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b)과 제 1 구동용 코일(32a) 사이 및 제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b)과 연직 방향 홀 소자(hv10) 사이의 자속밀도를 증가시킨다.
홀 소자 유닛(44a)은 홀 효과를 이용하는 2개의 자전 변환 소자(자기장 변화 검출 소자)를 가지고, 가동 유닛(30a)의 현재 위치(Pn)의 제 1 방향(x)의 제 1 좌표 및 제 2 방향(y)의 제 2 좌표를 각각 정하는 제 1 검출 위치 신호(px) 및 제 2 검출 위치 신호(py)를 검출하는 1축 유닛이다.
2개의 홀 소자 중 하나는 가동 유닛(30a)의 위치(Pn)의 제 1 방향(x)의 제 1 좌표를 검출하기 위한 수평 방향 홀 소자(hh10)이고, 다른 하나는 가동 유닛(30a)의 위치(Pn)의 제 2 방향(y)의 제 2 좌표를 검출하기 위한 연직 방향 홀 소자(hv10)이다.
수평 방향 홀 소자(hh10)는 제 3 방향(z)에 있어 고정 유닛(30b)의 제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)과 대향하는 위치에서 가동 유닛(30a)에 부착된다.
연직 방향 홀 소자(hv10)는 제 3 방향(z)에 있어 고정 유닛(30b)의 제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b)과 대향하는 위치에서 가동 유닛(30a)에 부착된다.
촬상 소자의 중심이 광축(LX)과 교차하고 있을 때에는, 제 3 방향(z)에서 보았을 때, 수평 방향 홀 소자(hh10)를 제 1 방향(x)에 있어 제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)의 N극과 S극 사이의 중간 영역과 대향하도록 홀 소자 유닛(44a) 상에 위치시키는 것이 바람직하다. 이 위치에서, 수평 방향 홀 소자(hh10)는 1축 홀 소자의 직선적인 출력 변화량(선형성)에 기초하여 정밀한 위치 검출동작이 행해질 수 있는 최대한의 범위를 활용하게 된다.
마찬가지로, 촬상 소자의 중심이 광축(LX)과 교차하고 있을 때에는, 제 3 방향(z)에서 보았을 때, 연직 방향 홀 소자(hv10)를 제 2 방향(y)에 있어 제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b)의 N극과 S극 사이의 중간 영역과 대향하도록 홀 소자 유닛(44a) 상에 위치시키는 것이 바람직하다.
홀 소자 신호 처리 유닛(45)은 제 1 홀 소자 신호 처리 회로(450)와 제 2 홀 소자 신호 처리 회로(460)를 가진다.
제 1 홀 소자 신호 처리 회로(450)는 수평 방향 홀 소자(hh10)의 출력 신호에 기초하는 수평 방향 홀 소자(hh10)의 출력 단자간의 수평 방향 전위차(x10)를 검출한다.
제 1 홀 소자 신호 처리 회로(450)는 수평 방향 전위차(x10)에 기초하여 가동 유닛(30a)의 위치(Pn)의 제 1 방향(x)의 제 1 좌표를 특정하는 제 1 검출 위치 신호(px)를 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D2)로 출력한다.
제 2 홀 소자 신호 처리 회로(460)는 연직 방향 홀 소자(hv10)의 출력 신호에 기초하는 연직 방향 홀 소자(hv10)의 출력 단자간의 연직 방향 전위차(y10)를 검출한다.
제 2 홀 소자 신호 처리 회로(460)는 연직 방향 전위차(y10)에 기초하여 가동 유닛(30a)의 위치(Pn)의 제 2 방향(y)의 제 2 좌표를 특정하는 제 2 검출 위치 신호(py)를 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D3)로 출력한다.
다음에, 촬상 동작을 포함하는 촬상 장치(1)의 메인 동작을 도 4의 플로우 차트를 사용하여 설명한다.
촬상 장치(1)가 ON 상태로 되면, 스텝 S11에서, 각속도 검출 유닛(25)에 전 력이 공급되어, 각속도 검출 유닛(25)이 ON 상태로 된다.
스텝 S12에서, 일정 시간 간격(1ms)으로 타이머의 인터럽션 처리가 개시된다. 스텝 S13에서, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 0으로 설정된다. 본 실시 형태에 있어서의 타이머의 인터럽션 처리의 상세한 설명은 도 5의 플로우 차트를 사용하여 후술한다.
스텝 S14에서, 측광 스위치(12a)가 ON 상태로 되어 있는지 아닌지가 판단된다. 측광 스위치(12a)가 ON 상태로 되어 있지 않다고 판단되는 경우에는, 동작은 스텝 S14로 복귀되어, 스텝 S14의 처리가 반복된다. 측광 스위치(12a)가 ON 상태로 되어 있다고 판단되는 경우에는, 동작은 스텝 S15로 진행된다.
스텝 S15에서, 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 되어 있는지 아닌지가 판단된다. 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 되어 있지 않다고 판단되는 경우에는, 스텝 S16에서, 상흔들림 보정 파라미터(IS)의 값이 0으로 설정된다. 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 설정되어 있다고 판단되는 경우에는, 스텝 S17에서, 상흔들림 보정 파라미터(IS)의 값이 1로 설정된다.
스텝 S18에서, AE 유닛(23)의 AE 센서 구동되고, 측광 동작이 행해지며, 조리개 값과 노광 시간이 산출된다.
스텝 S19에서, AF 유닛(24)의 AF 센서와 렌즈 제어 회로가 구동되어 AF 감지 동작 및 포커싱 동작이 각각 실행된다.
스텝 S20에서, 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 되어 있는지 아닌지가 판단된다. 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 되어 있지 않은 경우에는, 스텝 S14로 동 작이 복귀되고, 스텝 S14 내지 스텝 S19의 처리가 반복된다. 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 되어 있는 경우에는, 스텝 S21로 진행되어 릴리스 시퀀스 동작이 개시될 수 있다.
스텝 S21에서는, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정된다.
스텝 S22에서, 미러 조리개 셔터 유닛(18)에 의해, 미러 상승 동작 및 미리 설정되어 있거나 산출되어 있는 조리개 값에 상응하는 조리개 폐쇄 동작이 실행된다.
미러 상승 동작이 종료된 후, 셔터의 개방 동작(셔터의 전방 가리개(curtain)의 동작)이 스텝 S23에서 실행된다.
스텝 S24에서, 촬상 소자(CCD 등)의 노광 동작 즉 전하 축적이 행해진다. 노광 시간이 경과한 후, 스텝 S25에서, DSP 통신 상태 파라미터(DSP COM)의 값이 1로 설정되고 DSP 통신 개시 파라미터(DSPACS)의 값이 0으로 설정된다. 즉, CPU(21)와 DSP(19) 사이의 통신이 개시된다.
스텝 S26에서는, CPU(21)와 DSP(19) 사이의 통신이 실행되어 CPU(21)로부터 DSP(19)로 릴리스 정보가 전송된다.
스텝 S27에서는, DSP 통신 상태 파라미터(DSP COM)의 값이 0으로 설정된다. 즉, CPU(21)와 DSP(19) 사이의 통신이 종료된다.
스텝 S28에서, 미러 조리개 셔터 유닛(18)에 의해, 셔터의 폐쇄 동작(셔터의 후방 가리개(curtain)의 동작), 미러 하강 동작 및 조리개의 개방 동작이 실행된다.
스텝 S29에서, 노광 시간 중에 촬상 소자에 축적된 전하가 판독된다. 스텝 S30에서, 촬상 소자로부터 판독된 전하에 기초하여 화상 처리 동작이 행해진다. 화상 처리 동작이 행해진 화상이 촬상 장치(1) 내의 메모리에 저장된다. 스텝 S31에서, 메모리에 저장된 화상이 표시 유닛(17) 상에 표시된다. 스텝 S32에서, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 0으로 설정되어, 릴리스 시퀀스 동작이 종료되고, 그 다음에 동작은 스텝 S14로 복귀된다. 즉, 촬상 장치(1)는 다음의 촬상 동작이 수행될 수 있는 상태로 된다.
스텝 S32의 동작후, 상흔들림 보정 동작이 완료되고, 릴리스 스위치(13a)가 다시 ON 상태로 될 때까지 상흔드림 보정 동작을 위한 가동 유닛(30a)의 이동이 연기된다. 다시 말해서, 도 5의 인터럽션 처리는, 릴리스 스위치(13a)가 다시 ON 상태로 될 때까지 스텝 S32의 동작후로부터 스텝 S59 내지 스텝 S61의 동작을 거치지 않고 실행된다.
다음에, 도 4의 스텝 S12에서 개시되고, 다른 동작과 독립하여 일정 시간 간격(1ms)으로 행해지는 본 실시 형태에서의 타이머의 인터럽션 처리를 도 5의 플로우 차트를 이용하여 설명한다.
타이머의 인터럽션 처리가 개시되면, 스텝 S51에서, 각속도 검출 유닛(25)으로부터 출력된 제 1 각속도(vx)가 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D0)로 입력되어 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)로 변환된다. 또한 각속도 검출 유닛(25)으로부터 출력된 제 2 각속도(vy)가 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D1)로 입력되어 제 2 디지털 각도 신 호(Vyn)로 변환된다(각속도 검출 동작).
제 1 및 제 2 디지털 각속도 신호(Vxn, Vyn)의 저주파 성분은 디지털 하이 패스 필터 처리 동작에서 삭감된다(제 1 및 제 2 디지털 각속도(VVxn, VVyn)).
스텝 S52에서, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정되어 있는지 여부가 판단된다. 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정되어 있지 않은 것으로 판정되면, 스텝 S53에서, 가동 유닛(30a)의 구동이 OFF인 상태, 즉 상흔들림 보정 유닛(30)이 가동 유닛(30a)의 구동 제어가 실행되지 않는 상태로 된다. 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정되어 있는 것으로 판정되면, 바로 스텝 S54로 진행한다.
스텝 S54에서, 홀 소자 유닛(44a)이 가동 유닛(30a)의 위치를 검출하고, 홀 소자 신호 처리 유닛(45)에 의해 제 1 및 제 2 검출 위치 신호(px, py)가 산출된다. 그런 다음 제 1 검출 위치 신호(px)는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D2)로 입력되어 디지털 신호(pdxn)로 변환되는 한편, 제 2 검출 위치 신호(py)는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D3)로 입력되어 역시 디지털 신호(pdyn)로 변환되고, 이들 양자가 가동 유닛(30a)의 현재 위치(Pn)(pdxn, pdyn)를 결정한다.
스텝 S55에서, DSP 통신 상태 파라미터(DSP COM)의 값이 1로 설정되어 있는지 여부를 판단한다. DSP 통신 상태 파라미터(DSP COM)의 값이 1로 설정되어 있지 않는 경우에는, 바로 스텝 S59로 진행한다. DSP 통신 상태 파라미터(DSP COM)의 값이 1로 설정되어 있는 경우에는 스텝 S56으로 진행한다.
스텝 S56에서는, DSP 통신 개시 파라미터(DSPACS)의 값이 0으로 설정되어 있는지 여부를 판단한다. DSP 통신 개시 파라미터(DSPACS)의 값이 0으로 설정되어 있는 경우에는, 스텝 S57로 진행한다.
DSP 통신 개시 파라미터(DSPACS)의 값이 0으로 설정되어 있지 않는 경우에는, 직전의 인터럽션 처리에서의 구동 상태와 동일한 구동 상태가 유지되고, 인터럽션 처리가 종료된다. 상기 구동 상태는 직전의 인터럽션 처리에서 제 1 및 제 2 PWM 듀티(dx, dy)가 출력되어서 제 1 및 제 2 구동 코일(31a, 32a)이 구동되는 상태이다.
따라서, 가동 유닛(30a)은 CPU(21)와 DSP(19) 사이의 통신이 개시될 때 가동 유닛(30a)이 배치되어 있는 위치에 유지된다.
스텝 S57에서, 가동 유닛(30a)(촬상 유닛(39a))이 이동해야 할 위치(Sn)(Sxn, Syn)가 CPU(21)와 DSP(19) 사이의 통신이 개시될 때 가동 유닛(30a)이 배치되어 있는 위치인 가동 유닛(30a)의 현재 위치(Pn)(pdxn, pdyn)로 설정된다.
스텝 S58에서는, DSP 통신 개시 파라미터(DSPACS)의 값이 1로 설정된 다음, 바로 스텝 S62로 진행한다. 이 경우, 스텝 S57 이후 스텝 S62에서의 PID 자동 제어에 의해 가동 유닛(30a)이 현재 위치에 유지되도록 가동 유닛(30a)의 이동 제어가 실행된다. DSP 통신 개시 파라미터(DSPACS)의 값은 릴리스 시퀀스 동작때마다 0으로 리세팅된다(도 4의 스텝 S25 참고).
스텝 S59에서, 상흔들림 보정 파라미터(IS)의 값이 0인지 아닌지가 판단된다. 상흔들림 보정 파라미터(IS)의 값이 0인 것으로 판정되면(IS=0), 즉 촬상 장치가 상흔들림 보정 모드가 아닌 경우는, 스텝 S60에서, 가동 유닛(30a)(촬상 유닛(39a))이 이동해야 할 위치(Sn)(Sxn, Syn)가 가동 유닛(30a)의 이동 범위의 중심에 설정된다. 상흔들림 보정 파라미터(IS)가 0가 아닌 것으로 판정되면(IS=1), 즉 촬상 장치가 상흔들림 보정 모드인 경우는, 스텝 S61에서, 제 1 및 제 2 각속도(vx, vy)에 기초하여 가동 유닛(30a)(촬상 유닛(39a))이 이동해야 할 위치(Sn)(Sxn, Syn)가 연산된다.
스텝 S62에서는, 스텝 S57, 스텝 S60 또는 스텝 S61에서 결정된 위치(Sn)(Sxn, Syn)와 현재 위치(Pn)(pdxn, pdyn)에 기초하여, 가동 유닛(30a)을 위치(Sn)로 이동시키는 구동력(Dn)의 제 1 구동력(Dxn)(제 1 PWM 듀티(dx)) 및 제 2 구동력(Dyn)(제 2 PWM 듀티(dy))이 연산된다.
스텝 S63에서는, 제 1 PWM 듀티(dx)를 구동용 드라이버 회로(29)에 적용함으로써 제 1 구동용 코일(31a)이 구동되고, 제 2 PWM 듀티(dy)를 구동용 드라이버 회로(29)에 적용함으로써 제 2 구동용 코일(32a)이 구동되어, 가동 유닛(30a)이 위치(Sn)(Sxn, Syn)로 이동하게 된다.
스텝 S62 및 스텝 S63의 처리는 일반적인 비례, 적분, 미분 연산을 행하는 PID 자동 제어에 사용되는 자동 제어 연산이다.
제어부(CPU(21) 등)에 의해 제어되는 상흔들림 보정 동작이, CPU(21)와 DSP(19) 사이의 통신이 실행되고 있는 때와 같이 하나의 샘플링 주기의 일부 기간 동안 또는 하나의 샘플링 주기보다 많은 기간동안 실행될 수 없는 경우가 생길 수 있다.
하나의 샘플링 주기의 일부 기간 동안 또는 하나의 샘플링 주기보다 많은 기간 동안 상흔들림 보정 동작이 실행될 수 없는 경우, 다음번 주기의 개시 전에 상흔들림 보정 동작을 계속 실행하도록 가동 유닛(30a)이 올바른 위치로 이동될 수 없는 경우가 있다(다시 말해서, 가동 유닛(30a)이 상흔들림 보정 동작을 계속할 수 있는 올바른 위치로부터 벗어난 위치로 이동된다).
이러한 경우, 다음번의 일정 시간 간격 동안 상흔들림 보정 동작이 실행될 수 있도록 가동 유닛(30a)은 CPU(21)와 DSP(19) 사이의 통신이 종료된 시점후에 상흔들림 보정 동작을 계속 실행하도록 올바른 위치로 이동된다.
그러나, 가동 유닛(30a)을 올바른 위치로 이동시키는 데 필요한 거리가 큰 경우, 가동 유닛(30a)은 급격히 올바른 위치로 이동되고 올바른 위치로의 이동이 종료될 때 발생하는 제동 쇼크가 커서 발진(oscillation)할 가능성이 충분히 있다. 제동 쇼크가 큰 경우, 촬상 장치의 사용자는 발진이나 가동 유닛의 제동 쇼크로 인한 불쾌감을 느낄 수 있다.
본 실시 형태에서, CPU(21)와 DSP(19) 사이에서 통신이 실행되고 있을 때에는, CPU(21)(제어부)가, 상기 통신이 개시되는 시점에 가동 유닛(30a)이 배치되어 있는 위치에 가동 유닛(30a)을 유지시키도록 가동 유닛(30a)의 이동을 제어한다. 따라서, 가동 유닛(30a)의 상기 위치는 상기 통신이 종료될 때 상흔들림 보정 동작이 재개되는 위치로부터 멀리 떨어져 있지 않으며, 가동 유닛(30a)은 특정 시간 동안 상흔들림 보정 동작이 재개되는 위치에 도달할 수 있다.
따라서, 상기 통신이 종료될 때 상흔들림 보정 동작을 하기 위해 적절한 위치로 가동 유닛(30a)을 이동시키는 데 필요한 거리는, 다음번의 일정 시간 간격 동안 상흔들림 보정 동작이 계속 실행될 수 있도록, 충분히 짧아서 가동 유닛(30a)의 급격한 이동(단위시간당의 이동량)이 억제될 수 있고, 가동 유닛(30a)이 올바른 위치에 도달할 때 발생하는 제동 쇼크도 작아진다(완화된다).
본 실시 형태에서는, CPU(21)와 DSP(19) 사이의 통신 기간을 제외한 릴리스 시퀀스 동작 동안 상흔들림 보정 동작이 실행된다. 그러나, 스루 화상(through image)을 표시할 수 있는(라이브 뷰 기능을 가지고 있는) 촬상 장치의 논-릴리스 시퀀스 동작 동안 상흔들림 보정 동작이 실행될 수 있다. 이 경우에는, CPU(21)와 DSP(19) 사이에서 통신이 실행되고 있을 때에는, 상흔들림 보정 동작이 실행되지 않고, CPU(21)와 DSP(19) 사이의 통신개시 시점에 가동 유닛(30a)이 배치되어 있는 위치에 가동 유닛(30a)이 유지되도록 가동 유닛(30a)의 이동제어를 행한다.
또한, CPU(21)와 DSP(19) 사이의 통신 기간에는 CPU(21)에 큰 부하가 가해지기 때문에, CPU(21)는 가동 유닛(30a)이 상흔들림 보정 동작을 수행하지 않고 가동 유닛(30a)이 현재의 위치에 유지되도록 가동 유닛(30a)의 이동을 제어한다. 그러나, 상기 통신 기간을 제외하고, CPU(21)에 큰 부하가 가해질 때의 다른 특정 시간에는, CPU(21)는 가동 유닛(30a)이 상흔들림 보정 동작을 수행하지 않고 가동 유 닛(30a)이 현재의 위치에 유지되도록 가동 유닛(30a)의 이동을 제어할 수 있다. 상기 특정 시간은, 촬상 장치(1)의 노광 시간이 종료되는 시점으로부터 촬상 장치(1)가 다음의 촬상 동작, 예를 들면, AF 감지 동작, 포커싱 동작 및 메모리에 화상을 저장하는 동작을 수행할 수 있는 상태로 되는 시점까지의 기간 중의 일부 기간으로 된다.
또한, 가동 유닛(30a)이 촬상 소자를 가지는 것으로 설명되어 있지만, 가동 유닛(30a)이 촬상 소자 대신에 상흔들림 보정 렌즈를 가질 수도 있다.
또한, 위치 검출을 위해 자기장 변화 검출 소자로서 홀 소자를 사용하는 것으로 설명되어 있지만, 다른 검출 소자, 즉 고주파 캐리어형 자기장 센서와 같은 MI(Magnetic Impedance) 센서, 자기 공명형 자기장 검출 소자, 또는 MR(Magneto-Resistance effect) 소자(자기 저항 효과 소자)가 위치 검출 목적으로 사용될 수 있다. MI 센서, 자기 공명형 자기장 검출 소자, 또는 MR 소자 중의 어느 것이 사용되는 경우에도, 홀 소자를 사용하는 것과 마찬가지로 자기장 변화를 검출함으로써 가동 유닛의 위치와 관련한 정보를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 참조하여 설명하였지만, 당업자가 본 발명의 기술영역을 벗어나지 않고서 다양한 수정과 변경을 가할 수 있다는 것은 자명하다.
본 발명의 목적 및 장점은 첨부된 다음과 같은 도면에 관한, 상세한 설명에 의해 보다 잘 이해될 수 있다.
도 1은 촬상 장치의 배면측에서 본 사시도;
도 2는 촬상 장치의 정면도;
도 3은 촬상 장치의 회로 구성도;
도 4는 촬상 장치의 메인 동작을 나타낸 플로우 차트;
도 5는 타이머의 인터럽션 처리를 상세하게 나타낸 플로우 차트; 그리고
도 6은 상흔들림 보정 동작에 있어서의 연산을 나타낸 플로우 차트이다.

Claims (4)

  1. 촬상 수단을 갖는 촬상 장치에 사용되는 상흔들림 보정 장치로서,
    가동 유닛과,
    화상 처리를 행하는 화상 처리 유닛과,
    상기 화상 처리 유닛과의 통신을 행함과 아울러, 상기 가동 유닛을 이동 제어함으로써 일정 시간마다 상흔들림 보정 처리를 행하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는 상기 촬상 수단에 있어서의 노광 시간 종료 후이고 상기 제어부와 상기 화상 처리 유닛과의 통신이 행해지는 상기 일정 시간보다도 긴 특정 시간에 상기 상흔들림 보정 처리를 행하지 않고,
    상기 제어부는 상기 화상 처리 유닛과의 통신이 개시되면, 상기 가동 유닛을 통신 종료까지 상기 특정 시간 개시시의 위치에 고정하고, 통신 종료후, 상기 가동 유닛을 이동 제어함으로써 상흔들림 보정 처리를 행하고,
    상기 상흔들림 보정 처리는 상기 촬상 장치의 릴리스 스위치가 온 상태로 되고 나서, 상기 촬상 장치에 있어서의 다음 촬상 동작이 가능하게 되는 시점까지의 동안이며, 상기 특정 시간을 제외한 동안 행해지는 것을 특징으로 하는 상흔들림 보정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 촬상 수단의 촬상 유닛이 상기 가동 유닛에 설치되는 것을 특징으로 하는 상흔들림 보정 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
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