KR101362117B1 - 상흔들림 보정 장치 - Google Patents

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Abstract

상을 안정화하기 위한 상흔들림 보정 장치는 각속도 센서와 컨트롤러를 포함하고 있다. 각속도 센서는 각속도를 검출한다. 컨트롤러는 각속도 센서를 제어하고 각속도 센서로부터의 출력 신호에 기초하여 상흔들림 보정 동작을 실행한다. 컨트롤러는 상흔들림 보정 동작의 일정 기간 출력 신호 값의 감축을 실행하며, 상기 일정 시간 이외에는 감축을 실행하지 않는다.
촬상 장치, 상흔들림, 각속도 센서, 컨트롤러, 셔터

Description

상흔들림 보정 장치{ANTI-SHAKE APPARATUS}
본 발명은 촬상 장치의 상흔들림 보정 장치에 관한 것이며, 특히 상흔들림 보정 동작의 일정 기간에서 각속도 센서로부터의 출력 신호의 감축에 관한 것이다.
촬상 장치용 상흔들림 보정 장치는 제안되어 있다. 상흔들림 보정 장치는 촬상 과정 동안에 발생하는 손 흔들림 양에 따라, 상흔들림 보정 렌즈 또는 촬상 소자를 광축과 수직한 평면상에서 이동시키는 것에 의해 손 흔들림에 의한 영향을 보정한다.
일본공개특허 2003-43544호 공보에는 셔터 개폐 동작에 의해 야기되는 충격에 기초한 진동을 검출하는 수단을 포함하고 있으며 셔터 개폐 중의 충격을 고려하여 정확하게 상흔들림 양을 검출하는 상흔들림 보정 장치를 개시되어 있다.
그러나, 상술한 장치에서는 각속도 센서 이외에 진동을 검출하는 검출 장치를 구비할 필요가 있는데, 이로 인해 상흔들림 보정 장치의 구조가 복잡하게 된다.
본 발명의 목적은 상흔들림 보정 장치의 구조를 복잡하게 하지 않고, 상흔들림 보정 동작의 일정 기간 동안에 상흔들림 양을 정확하게 검출하는 상흔들림 보정 장치(상 안정화 장치)를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라 상을 안정화하기 위한 상흔들림 보정 장치는 각속도 센서와 컨트롤러를 포함하고 있다. 각속도 센서는 각속도를 검출한다. 컨트롤러는 각속도 센서를 제어하고 각속도 센서로부터의 출력 신호에 기초하여 상흔들림 보정동작을 실행한다. 컨트롤러는 상흔들림 보정 동작의 일정 기간 동안 출력 신호 값의 감축을 실행하고, 일정 기간 이외에는 감축을 실행하지 않는다.
본 발명에 의하면 상흔들림 보정 장치의 구조를 복잡하게 하지 않고, 상흔들림 보정 동작의 일정 기간 동안에 상흔들림 양을 정확하게 검출하는 상흔들림 보정 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 목적 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 이루어진 이하의 설명으로부터 더욱 명확하게 이해될 것이다.
이하에서는 도면에 도시된 제 1 실시 형태 및 제 2 실시 형태를 참조하여 본 발명을 설명한다. 제 1 실시 형태 및 제 2 실시 형태에 있어서, 촬상 장치(1)는 단일 렌즈 리플렉스 디지털 카메라이다. 촬상 장치(1)의 카메라 렌즈(67)는 광축(LX)을 가지고 있다.
제 1 실시 형태 및 제 2 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.
제 1 실시 형태를 설명한다.
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)에 촬상된 화상이 표시된다. 피사체상은 광학 파인더(도시 생략)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.
제 1 실시 형태에서는, 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 되는 시점으로부터 릴리스 시퀀스 동작(촬상 동작)이 완료되는 시점까지 상흔들림 보정 동작이 행해진다.
미러 조리개 셔터 유닛(18)은 CPU(21)의 포트(P7)와 접속되어 있고, 릴리스 스위치(13a)의 ON 상태에 연동하여 미러(18a)의 상승/하강 동작(미러 상승 동작 및 미러 하강 동작), 조리개의 개폐 동작, 그리고 셔터(18b)의 개폐 동작을 수행한다.
미러(18a)의 미러 상승 동작이 행해지는 사이에, 또는 미러 상승 스위치(도시 생략)가 ON 상태로 설정되어 셔터(18b)의 선막(front curtain) 이동이 행해지는 사이에 선막 이동 신호(도시 생략)는 ON 상태로 설정된다.
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.
CPU(21)는, 촬상 동작 및 상흔들림 보정 동작(상 안정화 동작)에 관한 촬상 장치(1)의 각 부분을 제어하는 제어 장치이다. 상흔들림 보정 동작은 가동 유닛(30a)의 이동 및 위치 검출을 포함한다.
또한, CPU(21)는, 촬상 장치(1)가 상흔들림 보정 모드 인지 여부를 결정하는 상흔들림 보정 파라미터(IS)의 값, 충격 게인 파라미터(GAIN)의 값, 미러(18a)의 미러 상승 동작의 충격과 관련된 제 1 시간 카운터(MR)의 값, 셔터(18b)의 OPEN 동작의 충격과 관련된 제 2 시간 카운터(ST)의 값, 및 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값을 저장한다.
릴리스 상태 파라미터(RP)의 값은 릴리스 시퀀스 동작에 연동하여 변한다. 릴리스 시퀀스 동작이 행해질 때 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값은 1로 설정되고(도 4의 스텝 S21 내지 S30 참조), 릴리스 시퀀스 동작이 종료될 때 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값은 0으로 설정(리셋)된다(도 4의 스텝 S13 및 S30 참조).
제 1 시간 카운터(MR)는 시간 계측을 위한 시간 카운터이고, 일정 시간 간격(1ms)으로 소정 조건하에서 인터럽트 처리가 행해질 때마다 제 1 시간 카운터(MR)의 값을 1만큼 가산되는 것에 의해 미러(18a)의 미러 상승 동작이 개시된 시점으로부터의 경과 시간이 계측된다(도 7의 스텝 S80 참조).
제 2 시간 카운터(ST)는 시간 계측을 위한 시간 카운터이고, 일정 시간 간격(1ms)으로 소정 조건하에서 인터럽트 처리가 행해질 때마다 제 2 시간 카운터(ST)의 값을 1만큼 가산하는 것에 의해 셔터(18b)의 선막 이동이 개시된 시점으로부터의 경과 시간이 계측된다( 도 7의 스텝 S90 참조).
충격 게인 파라미터(GAIN)는 제 1 및 제 2 게인 전 디지털 각속도 신호(BVxn, BVyn)에 대하여 미러(18a)의 미러 업/다운 동작 및 셔터(18b)의 개폐 동작 에 의한 충격에 대응하는 게인을 조정함으로써 제 1 및 제 2 디지털 각속도 신호(Vxn, Vyn)을 연산하기 위해 사용되는 게인 값이다. 바꾸어 말하면, 게인 조정에서 제 1 및 제 2 디지털 각속도 신호(Vxn, Vyn)의 값이 제 1 및 제 2 게인 전 디지털 각속도 신호(BVxn, BVyn)의 값을 각각 감소시킴으로써 제 1 및 제 2 게인 전 디지털 각속도 신호(BVxn, BVyn)의 값은 감소된다.
제 1 실시 형태에서, 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)는 제 1 각속도 신호(vx)에 기초한 제 1 게인 전 디지털 각속도 신호(BVxn)에 대한 게인 조정을 실행함으로써 연산된다.
마찬가지로, 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)는 제 2 각속도 신호(vy)에 기초한 제 1 게인 전 디지털 각속도 신호(BVyn)에 대한 게인 조정을 실행함으로써 연산된다.
충격 게인 파라미터(GAIN)를 사용한 게인 조정은, 제 1 시간 카운터(MR)의 값이 미러 상승 동작에 대한 제 1 기준 시간(SMT) 이하이거나 제 2 시간 카운터(ST)의 값이 셔터(18b)의 선막 이동에 대한 제 2 기준 시간(SST) 이하인 경우에 행해진다.
충격 게인 파라미터(GAIN)의 값(게인 값)은 제 1 시간 카운터(MR)의 값, 제 2 시간 카운터(ST)의 값, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도에 대응하여 설정된다(충격 게인 연산을 위한 도 5의 스텝 S52 참조).
구체적으로는, 제 1 시간 카운터(MR)의 값이 제 1 기준 시간(SMT) 이하의 경우 그리고 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 1 온도(T1) 보다 높은 경우에는 충격 게인 파라미터(GAIN)의 값이 1/4로 설정된다(도 7의 스텝 S76 참조).
제 1 시간 카운터(MR)의 값이 제 1 기준 시간(SMT) 이하의 경우 그리고 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 2 온도(T2) 보다도 높고 제 1 온도(T1) 이하의 경우에는 충격 게인 파라미터(GAIN)의 값이 1/8로 설정된다(도 7의 스텝 S78 참조).
제 1 시간 카운터(MR)의 값이 제 1 기준 시간(SMT) 이하의 경우 그리고 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 2 온도(T2) 이하의 경우에는 충격 게인 파라미터(GAIN)의 값이 1/16로 설정된다(도 7의 스텝 S79 참조).
제 2 시간 카운터(ST)의 값이 제 2 기준 시간(SST) 이하의 경우 그리고 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 1 온도(T1)보다 높은 경우에는 충격 게인 파라미터(GAIN)의 값이 1/4로 설정된다(도 7의 스텝 S86 참조).
제 2 시간 카운터(ST)의 값이 제 2 기준 시간(SST) 이하의 경우 그리고 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 2 온도(T2)보다 높고 제 1 온도(T1) 이하의 경우에는 충격 게인 파라미터(GAIN)의 값이 1/8로 설정된다(도 7의 스텝 S88 참조).
제 2 시간 카운터(ST)의 값이 제 2 기준 시간(SST) 이하의 경우 그리고 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 2 온도(T2) 이하의 경우에는 충격 게 인 파라미터(GAIN)의 값이 1/16로 설정된다(도 7의 스텝 S89 참조).
제 1 기준 시간(SMT)은 미러(18a)의 미러 상승 동작이 개시된 시점으로부터 미러(18a)의 미러 상승 동작이 완료할 때까지(미러(18a)의 미러 상승 동작에 의한 진동이 안정화되는 시점까지) 경과한 제 1 시간으로 정의된다.
제 2 기준 시간(SST)은 셔터(18b)의 선막이 이동을 개시한 시점으로부터 셔터(18b)의 선막이 이동을 완료할 때까지(셔터(18b)의 선막 이동에 의한 진동이 안정화되는 시점까지) 경과한 제 2 시간으로 정의된다.
그러나, 제 2 기준 시간(SST)은 셔터(18b)의 선막의 이동이 개시된 시점 이후에 일정 시간 경과한 시점으로부터 셔터(18b)의 선막의 이동이 완료된 시점까지 경과한 제 3 시간으로 정의될 수 있다.
제 1 실시형태에서 제 1 온도(T1)는 10℃로 설정되고 제 2 온도(T2)는 0℃로 설정된다.
제 1 온도(T1)의 값, 제 2 온도(T2)의 값, 제 1 기준 시간(SMT), 및 제 2 기준 시간(SST)의 값은 고정값이며 CPU(21)에 저장된다.
릴리스 시퀀스 동작에서 미러(18a)의 미러 상승 동작 및 셔터(18b)의 선막 이동에 의한 충격은 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)에 전해진다. 이 경우, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)는 미러 상승 동작 및 선막 이동의 충격에 기초한 진동을 포함하는 진동(각속도)을 검출함으로써 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 각속도 검출 동작이 정확하게 실행될 수 없다.
또, 각속도 센서의 응답 특성은 온도 상승에 따라 증가하기 때문에, 각속도 센서에 의해 검출되는 진동량이 온도에 따라 변하므로 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 각속도 검출 동작이 정확하게 실행될 수 없다.
그러나 제 1 실시 형태에서는, 미러 상승 동작 및 선막 이동 동안에 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도에 따라 디지털 각속도 신호의 게인 조정이 행해진다. 따라서, 손흔들림에 따른 진동과 상이한 진동이 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)에 의해 검출되는 경우에도 상흔들림 보정 동작이 정확하게 실행된다.
CPU(21)는 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 설정되고 나서 릴리스 시퀀스 동작을 실행한다.
또한, CPU(21)는 제 1 게인 전 디지털 각속도 신호(BVxn), 제 2 게인 전 디지털 각속도 신호(BVyn), 제 1 디지털 각속도 신호 초기값(IVx), 제 2 디지털 각속도 신호 초기값(Ivy), 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 계 수(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 일정 시간 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, 상흔들림 보정 모드가 아닌 경우에는, 상흔들림 보정 파라미터(IS)가 0으로 설정된다(IS=0). 제 1 실시 형태에서는, 상기 일정 시간 간격은 1ms 이다.
이러한 스위치들의 입력 신호에 대응하는 각종의 출력 명령은 CPU(21)에 의해 제어된다.
측광 스위치(12a)가 ON 상태인지 OFF 상태인지에 관한 정보는 1비트의 디지털 신호로서 CPU(21)의 포트(P12)에 입력된다. 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태인지 OFF 상태인지에 관한 정보는 1비트의 디지털 신호로서 CPU(21)의 포트(P13)에 입력된다. 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태인지 OFF 상태인지에 관한 정보는 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 온도 센서(26c), 제 2 온도 센서(26d), 제 1 하이 패스 필터 회로(27a), 제 2 하이 패스 필터 회로(27b), 제 1 증폭기(28a), 제 2 증폭기(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(x)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 신호의 저주파 성분이 손 흔들림과 관련이 없는 널 전압 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 신호의 저주파 성분이 손 흔들림과 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 증폭기(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 증폭기(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 단계의 아날로그 하이 패스 필터 처리 동작이 제 1 및 제 2 하이 패스 필터 회로(27a, 27b)에 의해 먼저 실행되고, 다음에 CPU(21)에 의해 실행되는 2차적인 단계의 디지털 하이 패스 필터 처리 동작이 이어진다.
2차적인 단계의 디지털 하이 패스 필터 처리 동작의 컷-오프 주파수는 1차적인 단계의 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.
제 1 온도 센서(26c)는 제 1 각속도 센서(26a)의 온도를 검출한다. 제 2 온도 센서(26d)는 제 2 각속도 센서(26b)의 온도를 검출한다.
제 1 온도 센서(26c)에 의해 검출되는 제 1 각속도 센서(26a)의 온도에 관한 정보는 CPU(21)의 AD 컨버터(A/D4)에 입력된다. 마찬가지로, 제 2 온도 센서(26d)에 의해 검출되는 제 2 각속도 센서(26b)의 온도에 관한 정보는 CPU(21)의 AD 컨버터(A/D5)에 입력된다. 그러나, 각속도 검출 유닛(25)는 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)중의 적어도 하나의 온도를 검출하는 단지 하나의 온도 센서만을 구비할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도값과 관련하여 촬상 장치(1)의 온도값이 사용될 수 있다. 왜냐하면 촬상 장치의 온도값은 AE 유닛(23)의 측광 동작 또는 AF 유닛(24)의 AF 감지 동작에서 얻어지기 때문이다. 이 경우에, 제 1 및 제 2 온도 센서(26c, 26d)는 불필요하다.
제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도 검출은 1ms의 일정 시간 간격마다 실행되는 인터럽션 처리에 대응하여 1ms의 일정 시간 간격마다 실행되거나 또는 상흔들림 보정 동작이 개시되는 시점에서 한번만 실행될 수 있다(릴리스 시퀀스 동작이 개시될 때, 도 4의 스텝 S21 참조).
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. 손흔들 림 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 게인 전 디지털 각속도 신호(BVxn)로 변환하고(A/D 변환 동작); 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)을 연산하고(미러(18a)의 미러 상승 동작에 의해 야기된 충격, 셔터(18b)의 선막 이동에 의해 야기된 충격, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도에 대응하는 게인 조정); 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 저주파 성분이 손흔들림과 관련이 없는 널 전압과 패닝 운동에 기초한 신호 요소들을 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 적분함으로써 손흔들림 양(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 게인 전 디지털 각속도 신호(BVyn)로 변환하고(A/D 변환 동작); 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)을 연산하고(미러(18a)의 미러 상승 동작에 의해 야기된 충격, 셔터(18b)의 선막 이동에 의해 야기된 충격, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도에 대응하는 게인 조정); 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 저주파 성분이 손흔들림과 관련이 없는 널 전압과 패닝 운동에 기초하는 신호 요소들을 포함하고 있기 때문 에, 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 적분함으로써 손흔들림 양(손흔들림 변위 각도: 제 2 디지털 변위 각도(Byn))을 연산한다(적분 연산 처리 동작).
따라서, CPU(21) 및 각속도 검출 유닛(25)은 상술한 바와 같이 손흔들림 양을 연산하는 기능을 사용한다.
"n"은 1 이상의 정수이고, 타이머의 인터럽션 처리가 개시되는 시점(t=1, 도 4의 스텝 S12 참조)으로부터 최신의 상흔들림 보정 동작이 실행되는 시점(t=n)까지경과한 시간(ms)을 나타낸다.
제 1 방향(x)의 게인 조정, 즉 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 연산(도 6의 (1) 연산 참조)은 제 1 게인 전 디지털 가속도 신호(BVxn), 디지털 각속도 신호의 제 1 초기값(IVx) 및 충격 게인 파라미터(GAIN)에 기초한 연산으로 실행된다(Vxn = (BYxn - IVx) X GAIN + IVx, 도 7의 스텝 S91 참조).
마찬가지로, 제 2 방향(y)의 게인 조정, 즉 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 연산은 제 2 게인 전 디지털 가속도 신호(BVyn), 디지털 각속도 신호의 제 2 초기값(IVy) 및 충격 게인 파라미터(GAIN)에 기초한 연산으로 실행된다(Vyn = (BYyn - IVy) X GAIN + IVy).
디지털 각속도 신호의 제 1 초기값(IVx)의 수치는 미러 상승 동작이 개시할 때, 즉 MR=0의 경우 또는 선막 이동이 개시할 때, 즉 ST=0의 경우에 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 값으로 설정된다.
미러 상승 동작 또는 선막 이동이 실행될 때 이외에는 게인 조정이 행해지지 않는다.
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 각속도(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).
제 1 실시 형태에서, 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.
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), 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. 제 1 실시 형태에서, 상기 소정 위치는 이동 범위의 중심에 위치한다.
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(유지) 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) 제어로 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 감산값(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 1ms의 시간 간격으로 설정된다.
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. 제 1 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 생략)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 발산되는 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 발산되는 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, 제 1 실시 형태에서의 촬상 장치(1)의 메인 동작을 도 4의 플로 차트를 사용하여 설명한다.
촬상 장치(1)가 ON 상태로 되면, 스텝 S11에서, 각속도 검출 유닛(25)에 전력이 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. 타이머의 인터럽션 처리의 상세한 설명은 도 5의 플로 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 센서가 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 동작이 복귀되고, 스텝 S14 내지 스텝 S19의 처리가 반복된다. 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 되어 있는 경우에는, 스텝 S21로 진행되어 릴리스 시퀀스 동작이 개시된다.
스텝 S21에서, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정된다.
스텝 S22에서는, 제 1 시간 카운터(MR) 및 제 2 시간 카운터(ST)의 값이 0으 로 설정된다.
스텝 S23에서, 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, 셔터(18b)의 개방 동작(셔터(18b)의 선막 이동동작)이 스텝 S24에서 실행된다.
스텝 S25에서, 촬상 소자(CCD 등)의 노광 동작 즉 전하 축적이 행해진다. 노광 시간이 경과한 후, 스텝 S26에서 미러 조리개 셔터 유닛(18)에 의해 셔터(18b)의 폐쇄 동작(셔터(18b)의 후막 이동 동작), 미러(18a)의 미러 하강 동작 및 조리개의 개방 동작이 실행된다.
스텝 S27에서, 노광 시간 중에 촬상 소자에 축적된 전하가 판독된다. 스텝 S28에서, CPU(21)가 DSP(19)와 통신하여, 촬상 소자로부터 판독된 전하에 기초하여 화상 처리 동작이 행해진다. 화상 처리 동작이 실행된 화상이 촬상 장치(1) 내의 메모리에 저장된다. 스텝 S29에서, 메모리에 저장된 화상이 표시 유닛(17) 상에 표시된다. 스텝 S30에서, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 0으로 설정되어, 릴리스 시퀀스 동작이 종료되고, 그 다음에 동작은 스텝 S14로 복귀된다. 즉, 촬상 장치(1)는 다음 촬상 동작이 수행될 수 있는 상태로 된다.
다음에, 도 4의 스텝 S12에서 개시되고, 다른 동작과 독립하여 일정 시간 간격(1ms)으로 행해지는 제 1 실시 형태에서의 타이머의 인터럽션 처리를 도 5의 플로 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 게인 전 디지털 각속도 신호(BVxn)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 게인 전 디지털 각속도 신호(BVyn)로 변환된다(각속도 검출 동작).
스텝 S52에서 충격 게인 연산이 실행된다. 구체적으로, 제 1 및 제 2 게인 전 디지털 각속도 신호(BVxn 및 BVyn)에 대한 게인 조정은 미러(18a)의 미러 상승 동작에 의한 충격, 셔터(18b)의 선막 이동에 의한 충격, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도에 대응하여 조정된다. 계속해서, 제 1 및 제 2 디지털 각속도 신호(Vxn, Vyn)가 연산된다. 그러나, 미러(18a)의 미러 상승 동작이 실행될 때 그리고 셔터(18b)의 선막 이동이 실행되는 될 때 이외에는 게인 조정이 행해지지 않으며, 제 1 및 제 2 디지털 각속도 신호(Vxn, Vyn)의 값은 각각 제 1 및 제 2 게인 전 디지털 각속도 신호(BVxn, BVyn)의 값과 동일하게 설정된다. 제 1 실시 형태에서의 충격 게인 연산의 상세한 내용은 도 7의 플로 차트를 이용하여 후술한다.
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 S53에서, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정되어 있는지 여부가 판단된다. 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정되어 있지 않은 것으로 판정되면, 스텝 S54에서, 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 S55로 진행한다.
스텝 S55에서, 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. 다음에 제 1 검출 위치 신호(px)가 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 S56에서, 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 모드에 있지 않은 경우는, 스텝 S57에서, 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 S58에서 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 S59에서는, 스텝 S57 또는 스텝 S58에서 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 S60에서는, 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 S59 및 스텝 S60의 처리는 일반적인 비례, 적분, 미분 연산을 실행하기 위해 PID 자동 제어에 사용되는 자동 제어 연산이다.
다음에, 도 5의 스텝 S52에서의 충격 게인 연산의 상세한 내용은 도 7의 플로 차트를 사용하여 설명한다. 충격 게인 연산이 개시될 때 스텝 S71에서 미러(18a)의 미러 상승 동작을 위한 미러 상승 스위치(도시 생략)가 ON 상태로 설정되었는지 여부가 판단된다.
스텝 S72에서, 제 1 시간 카운터(MR)의 값이 0으로 설정되어 있을 것인가 아닌가가 판단된다. 제 1 시간 카운터(MR)의 값이 O으로 되어 있는 경우에는, 스텝 S73에서 제 1 디지털 각속도 신호 초기값(IVx)의 값이 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 값으로 설정되고 제 2 디지털 각속도 신호 초기값(IVy)의 값이 제 2 디지 털 각속도 신호(Vyn)의 값으로 설정된다. 그 다음에 동작은 스텝 S74로 진행된다. 제 1 시간 카운터(MR)의 값이 O으로 되어 있지 않은 경우에는 바로 스텝 S74로 진행된다.
스텝 S74에서, 제 1 시간 카운터(MR)의 값이 제 1 기준 시간(SMT) 이하 인지의 여부가 판단된다. 제 1 시간 카운터(MR)의 값이 제 1 기준 시간(SMT) 이하인 경우에는 스텝 S75로 진행된다. 제 1 시간 카운터(MR)의 값이 제 1 기준 시간(SMT) 이하가 아닌 경우에는 스텝 S81으로 바로 진행된다.
스텝 S75에서, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 1 온도(T1)보다 높은지 여부가 판단된다. 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 1 온도(T1)보다 높은 경우에는, 스텝 S76에서 충격 게인 파라미터(GAIN)의 값이 1/4로 설정되고 바로 스텝 S80으로 진행된다.
제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 1 온도(T1)보다 높지 않은 경우에는, 스텝 S77에서 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 2 온도(T2)보다 높은지 여부가 판단된다. 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 2 온도(T2)보다 높은 경우에는, 스텝S78에서 충격 게인 파라미터(GAIN)의 값이 1/8로 설정되고 바로 스텝 S80으로 진행된다.
제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 2 온도(T2)보다 높지 않은 경우에는, 스텝 S79에서 충격 게인 파라미터(GAIN)의 값이 1/16에 설정되고 스텝 S80으로 진행된다.
스텝 S80에서, 제 1 시간 카운터(MR)의 값은 1만큼 가산되고 바로 스텝 S91로 진행된다.
스텝 S81에서, 셔터(18b)의 선막 이동 동작을 나타내는 선막 이동 신호가 ON 상태로 설정되어 있는지 여부가 판단된다.
선막 이동 신호가 ON 상태로 되어 있는 경우에는 스텝 S82로 진행된다. 선막 이동 신호가 ON 상태로 되어 있지 않은 경우에는, 충격 게인 연산이 종료된다.
스텝 S82에서, 제 2 시간 카운터(ST)의 값이 0으로 설정되어 있을 것인가 아닌가가 판단된다. 제 2 시간 카운터(ST)의 값이 0으로 되어 있는 경우에는, 스텝 S83에서 제 1 디지털 각속도 신호 초기값(IVx)의 값이 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 값으로 설정되고 제 2 디지털 각속도 신호 초기값(IVy)의 값이 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 값으로 설정되어 스텝 S84로 진행된다. 제 2 시간 카운터(ST)의 값이 0으로 되어 있지 않은 경우에는, 바로 스텝 S84로 진행된다.
스텝 S84에서, 제 2 시간 카운터(ST)의 값이 제 2 기준시간(SST) 이하 인지의 여부가 판단된다. 제 2 시간 카운터(ST)의 값이 제 2 기준시간(SST) 이하인 경우에는 스텝 S85로 진행된다. 제 2 시간 카운터(ST)의 값이 제 2 기준시간(SST) 이하가 아닌 경우에는, 충격 게인 연산이 종료된다.
스텝 S85에서, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 1 온도(T1)보다 높은지 여부가 판단된다. 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 1 온도(T1)보다 높은 경우에는, 스텝 S86에서 충격 게인 파라미터(GAIN)의 값이 1/4로 설정되고 바로 스텝 S90으로 진행된다.
제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 1 온도(T1)보다 높지 않은 경우에는, 스텝 S87에서 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 2 온도(T2)보다 높은지 여부가 판단된다. 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 2 온도(T2)보다 높은 경우에는, 스텝 S88에서 충격 게인 파라미터(GAIN)의 값이 1/8로 설정되고 바로 스텝 S90으로 진행된다.
제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도가 제 2 온도(T2)보다 높지 않은 경우에는, 스텝 S89에서 충격 게인 파라미터(GAIN)의 값이 1/16에 설정되고 스텝 S90으로 진행된다.
스텝 S90에서, 제 2 시간 카운터(ST)의 값은 1만큼 가산되고 바로 스텝 S91로 진행된다.
스텝 S91에서, 제 1 게인 전 디지털 각속도 신호(BVxn), 제 1 디지털 각속도 신호 초기값(IVx) 및 충격 게인 파라미터(GAIN)에 기초하여 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)가 산출된다(Vxn = (BVxn-IVx)×GAIN+IVx).
마찬가지로, 제 2 게인 전 디지털 각속도 신호(BVyn), 제 2 디지털 각속도 신호 초기값(IVy) 및 충격 게인 파라미터(GAIN)에 기초하여 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)가 산출된다(Vyn= (BVyn-IVy)×GAIN+IVy). 그 다음에 충격 게인 연산이 종료된다.
제 1 실시 형태에서는 미러(18a)의 미러 상승 동작이 실행되거나 또는 셔 터(18b)의 선막 이동이 실행되는 경우, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 온도에 따라 디지털 각속도 신호의 게인 조정이 이루어진다.
릴리스 시퀸스 동작에 있어서 미러(18a)의 미러 상승 동작과 셔터(18b)의 선막 이동에 의한 충격은 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)에 전해진다. 이 경우, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)는 미러 상승 동작과 선막 이동의 충격에 근거하는 진동을 포함하는 진동(각속도)을 검출하기 때문에 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 각속도 검출(손흔들림 양 검출) 동작이 정확하게 실행될 수 없다.
그러나, 제 1 실시 형태에서는 미러 상승 동작 및 선막 이동 중에 디지털 각속도 신호의 게인 조정이 실행된다. 따라서, 손흔들림에 의해 야기되는 진동과 다른 진동이 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)에 의해 검출되더라도 상흔들림 보정 동작이 정확하게 실행될 수 있다.
또한, 제 1 실시 형태에서는 각속도 센서 이외의 별도의 검출 장치로 손흔들림에 의해 야기되는 진동과 상이한 충격에 의한 진동 검출은 검출되지 않는다. 따라서, 손흔들림에 의해 야기되는 진동과 상이한 진동이 제 1 및 제 2 각속도 센서에 의해 검출되더라도 상흔들림 보정 동작을 정확하게 실행하기 위하여 각속도 센서 이외의 검출수단을 구비할 필요가 없고 상흔들림 보정 장치의 구조를 복잡하게 하는 것을 회피할 수 있다.
게다가, 각속도 센서의 응답 특성은 온도가 상승할 때 증가하기 때문에 각속도 센서에 의해 검출된 진동량은 온도에 따라 변하므로, 제 1 및 제 2 각속도 센 서(26a, 26b)의 각속도 검출 동작(손 흔들림 양 검출)이 정확하게 실행될 수 없다.
그러나, 제 1 실시형태에서는 온도센서를 이용하여 각속도 센서의 온도를 고려하여 게인 조정이 실행된다. 그러므로, 상흔들림 보정 동작이 정확하게 실행될 수 있다.
다음에, 제 2 실시 형태를 설명한다.
제 1 실시 형태에서는 상흔들림 보정 동작을 정확하게 실행하기 위하여, 디지털 각속도 신호의 게인 조정이 실행되었다. 제 2 실시 형태에서는 상흔들림 보정 동작을 정확하게 실행(손흔들림 양을 정확하게 검출)하기 위하여, 디지털 각속도 신호에 대한 로우 패스 필터 처리 동작이 실행된다. 이하에서는 제 1 실시 형태와 상이한 점을 설명한다.
제 1 시간 카운터(MR)는 미러(18a)의 미러 상승 동작이 개시된 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 시간 카운터이며, 일정 시간 간격(1ms)으로 일정 조건하에서 인터럽션 처리가 행해질 때마다 제 1 시간 카운터(MR)의 값을 1만큼 가산하는 기능을 한다(도 10의 스텝 S174 참조).
제 2 시간 카운터(ST)는 셔터(18b)의 선막 이동이 개시된 시점으로부터의 경과 시간을 계측하는 시간 카운터이며, 일정 시간 간격(1ms)으로 일정 조건하에서 인터럽션 처리가 행해질 때마다 제 2 시간 카운터(ST)의 값을 1만큼 가산하는 기능을 한다(도 10의 스텝 S179 참조).
제 1 기준 시간(SMT)은 미러(18a)의 미러 상승 동작이 개시된 시점으로부터 미러(18a)의 미러 상승 동작이 완료할 때까지(미러(18a)의 미러 상승 동작에 의한 진동이 안정화되는 시점까지) 경과한 제 1 시간으로 정의된다.
제 2 기준 시간(SST)은 셔터(18b)의 선막이 이동을 개시한 시점으로부터 셔터(18b)의 선막이 이동을 완료할 때까지(셔터(18b)의 선막 이동에 의한 진동이 안정화되는 시점까지) 경과한 제 2 시간으로 정의된다.
그러나, 제 2 기준 시간(SST)은 셔터(18b)의 선막 이동이 개시된 후에 일정 시간 경과한 시점으로부터 셔터(18b)의 선막 이동이 완료된 시점까지 경과한 제 3 시간으로 정의될 수도 있다.
제 1 기준 시간(SMT) 및 제 2 기준 시간(SST)의 값은 고정값이며 CPU(21)에 저장된다.
또한, CPU(21)는 제 1 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVxn), 제 2 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVyn), 제 1 미러 충격 기준값(MVx), 제 2 미러 충격 기준값(MVy), 제 1 셔터 충격 기준값(SVx), 제 2 셔터 충격 기준값(SVy), 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.
제 2 실시 형태에서, 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)는 제 1 각속도(vx)에 기초한 제 1 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVxn)에 대한 디지털 로우 패스 필터 처리 동작을 실행함으로써 산출된다.
마찬가지로, 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)는 제 2 각속도(vy)에 기초한 제 2 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVyn)에 대한 디지털 로우 패스 필터 처리 동작을 실행함으로써 산출된다.
디지털 로우 패스 필터 처리 동작에서 미러(18a)의 미러 상승 동작과 미터 하강 동작 및 셔터(18b)의 개폐 동작에 의해 야기된 충격에 대응하는 출력은 감쇠된다. 즉, 디지털 출력 신호에서 충격에 대응하는 고주파 성분이 삭감된다. 환언하면, 디지털 로우 패스 필터 처리 동작에서 제 1 및 제 2 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVxn, CVyn)가 감소되므로, 제 1 및 제 2 디지털 각속도 신호(Vxn, Vyn)는 제 1 및 제 2 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVxn, CVyn)의 값으로부터 고주파 성분만큼 감소된다.
디지털 로우 패스 필터 처리 동작은 제 1 시간 카운터(MR)의 값이 미러 상승 동작을 위한 제 1 기준 시간(SMT) 이하일 경우 또는 제 2 시간 카운터(ST)의 값이 셔터(18b)의 선막 이동을 위한 제 2 기준 시간(SST) 이하일 경우에 실행된다.
릴리스 시퀀스 동작에 있어서의 미러(18a)의 미러 상승 동작 및 셔터(18b)의 선막 이동에 의한 충격은 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)에 전달된다. 그 때문에 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)는 미러 상승 동작 및 선막 이동의 충격에 근거하는 진동을 포함하는 진동(각속도)을 검출하므로, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 각속도 검출 동작이 정확하게 실행되지 않는다.
그러나, 제 2 실시 형태에서는 미러 상승 동작 및 선막 이동시에 디지털 로우 패스 필터 처리가 실행된다. 따라서, 손 흔들림에 의한 진동과 다른 진동이 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)에 의해 검출되더라도 상흔들림 보정 동작이 정확하게 실행될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 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), 제 1 증폭기(28a), 제 2 증폭기(28b)를 가지고 있다.
CPU(21)는 A/D 컨버터(A/D0)에 입력된 제 1 각속도(vx)를 제 1 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVxn)로 변환하고(A/D 변환 동작); 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)을 연산하고(미러(18a)의 미러 상승 동작 및 셔터(18b)의 선막 이동에 의해 야기된 충격에 대응하는 디지털 로우 패스 필터 처리 동작); 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 저주파 성분이 손흔들림과 관련이 없는 널 전압과 패닝 운동에 기초한 신호 요소들을 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 적분함으로써 손흔들림 양(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 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVyn)로 변환하고(A/D 변환 동작); 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)을 연산하고(미러(18a)의 미러 상승 동작 및 셔터(18b)의 선막 이동에 의해 야기된 충격에 대응하는 디지털 로우 패스 필터 처리 동작); 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 저주파 성분이 손흔들림과 관련이 없는 널 전압과 패닝 운동에 기초하는 신호 요소들을 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 적분함으로써 손흔들림 양(손흔들림 변위 각도: 제 2 디지털 변위 각도(Byn))을 연산한다(적분 연산 처리 동작).
따라서, CPU(21) 및 각속도 검출 유닛(25)은 손흔들림 양을 연산하는 기능을 사용한다.
제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 연산(도 6의 계산 (1) 참조)인 제 1 방 향(x)에서 미러 상승 동작에 의해 야기된 충격에 대응하는 디지털 로우 패스 필터 처리 동작은, 제 1 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVxn) 및 제 1 미러 충격 기준값(MVx)에 근거한 계산으로 실행된다(Vxn= (CVxn+MVx)÷2, 도 10의 스텝 S173참조).
마찬가지로, 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 연산인 제 2 방향(y)에서 미러 상승 동작에 의해 야기된 충격에 대응하는 디지털 로우 패스 필터 처리 동작은, 제 2 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVyn) 및 제 2 미러 충격 기준값(MVy)에 근거한 계산으로 실행된다(Vyn= (CVyn+MVy)÷2).
제 1 미러 충격 기준값(MVx)의 값은 타이머의 인터럽션 처리 바로 전(일정 시간 1ms 이전; 도 10의 스텝 S173 및 S175 참조)에 계산된 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 값으로 설정된다.
마찬가지로, 제 2 미러 충격 기준값(MVy)의 값은 타이머의 인터럽션 처리 바로 전(일정 시간 1ms 이전)에 계산된 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 값으로 설정된다.
제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 연산(도 6의 계산 (1) 참조)인 제 1 방향(x)에서 선막 이동에 의해 야기된 충격에 대응하는 디지털 로우 패스 필터 처리 동작은, 제 1 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVxn) 및 제 1 셔 터 충격 기준값(SVx)에 근거한 연산으로 실행된다(Vxn= (CVxn+SVx)÷2, 도 10의 스텝 S178참조).
마찬가지로, 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 연산인 제 2 방향(y)에서 선막 이동에 의해 야기된 충격에 대응하는 디지털 로우 패스 필터 처리 동작은, 제 2 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVyn) 및 제 2 셔터 충격 기준값(SVy)에 근거한 연산으로 실행된다(Vyn= (CVyn+SVy)÷2).
제 1 셔터 충격 기준값(SVx)의 값은 타이머의 인터럽션 처리 바로 전(일정 시간 1ms 이전; 도 10의 스텝 S178 및 S180 참조)에 계산된 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 값으로 설정된다.
마찬가지로, 제 2 셔터 충격 기준값(SVy)의 값은 타이머의 인터럽션 처리 바로 전(일정 시간 1ms 이전)에 계산된 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 값으로 설정된다.
미러 상승 동작 또는 선막 이동이 실행될 때 이외의 경우에는 디지털 로우 패스 필터 처리 동작이 실행되지 않는다.
제 2 실시 형태에서의 촬상 장치(1)의 주요 동작은 도 4의 제 1 실시 형태의 것과 동일하다.
다음에, 도 4의 스텝 S12에서 개시되고 일정 시간 간격(1ms)마다 실행되는 제 2 실시 형태에서의 타이머의 인터럽션 처리를 도 9의 플로 차트를 사용하여 설 명한다.
타이머의 인터럽션 처리가 개시되면, 스텝 S151에서, 각속도 검출 유닛(25)으로부터 출력된 제 1 각속도(vx)가 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D0)로 입력되어 제 1 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVxn)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 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVyn)로 변환된다(각속도 검출 동작).
스텝 S152에서 디지털 로우 패스 필터 연산이 실행된다. 구체적으로, 제 1 및 제 2 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVxn 및 CVyn)의 고주파 성분이 미러(18a)의 미러 상승 동작 및 셔터(18b)의 선막 이동에 의한 충격에 대응하여 삭감되고, 계속해서 제 1 및 제 2 디지털 각속도 신호(Vxn, Vyn)가 연산된다. 그러나, 미러(18a)의 미러 상승 동작이 실행될 때 그리고 셔터(18b)의 선막 이동이 실행되는 될 때 이외에는 디지털 로우 패스 필터 연산이 행해지지 않으며, 제 1 및 제 2 디지털 각속도 신호(Vxn, Vyn)의 값은 각각 제 1 및 제 2 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVxn, CVyn)의 값과 동일하게 설정된다. 제 2 실시 형태에서의 디지털 로우 패스 필터 연산의 상세한 내용은 도 10의 플로 차트를 이용하여 후술한다.
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 S153에서, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정되어 있는지 여부가 판단된다. 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정되어 있지 않은 것으로 판정되면, 스텝 S154에서, 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 S155로 진행한다.
스텝 S155에서, 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. 다음에 제 1 검출 위치 신호(px)가 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 S156에서, 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 모드에 있지 않은 경우는, 스텝 S157에서, 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 판정되 면(IS=1), 즉 촬상 장치가 상흔들림 보정 모드인 경우는, 스텝 S158에서 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 S159에서는, 스텝 S157 또는 스텝 S158에서 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 S160에서는, 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 S159 및 스텝 S160의 처리는 일반적인 비례, 적분, 미분 연산을 실행하기 위해 PID 자동 제어에 사용되는 자동 제어 연산이다.
다음에, 도 9의 스텝 S152에서의 디지털 로우 패스 필터 연산(디지털 로우 패스 필터 처리 동작)의 상세한 내용은 도 10의 플로 차트를 사용하여 설명한다. 디지털 로우 패스 필터 연산이 개시될 때 스텝 S171에서 미러(18a)의 미러 상승 동작을 위한 미러 상승 스위치(도시 생략)가 ON 상태로 설정되었는지 여부가 판단된다.
미러 상승 스위치가 ON 상태로 설정된 것으로 판단되면 스텝 S172으로 진행한다. 미러 상승 스위치가 ON 상태로 설정되어 있지 않은 것으로 판단되면 바로 스텝 S175로 진행한다.
스텝 S172에서, 제 1 시간 카운터(MR)의 값이 제 1 기준 시간(SMT) 이하 인지의 여부가 판단된다. 제 1 시간 카운터(MR)의 값이 제 1 기준 시간(SMT) 이하인 경우에는 스텝 S173으로 진행된다. 제 1 시간 카운터(MR)의 값이 제 1 기준 시간(SMT) 이하가 아닌 경우에는 스텝 S175로 바로 진행된다.
스텝 S173에서, 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)는 제 1 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVxn) 및 제 1 미러 충격 기준값(MVx)에 기초하여 계산되고(Vxn= (CVxn+MVx)÷2), 계속해서 제 1 미러 충격 기준값(MVx)의 값은 스텝 S173에서 계산된 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 값으로 설정된다.
마찬가지로, 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)는 제 2 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVyn) 및 제 2 미러 충격 기준값(MVy)에 기초하여 계산되고(Vyn= (CVyn+MVy)÷2), 계속해서 제 2 미러 충격 기준값(MVy)의 값은 스텝 S173에서 계산된 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 값으로 설정된다.
스텝 S174에서, 제 1 시간 카운터(MR)의 값은 1만큼 가산되고 바로 스텝 S176으로 진행된다.
스텝 S175에서, 미러 상승 동작이 실행되지 않는지 판단되고, 그 다음에 제 1 미러 충격 기준값(MVx)이 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)로 설정되고 제 2 미러 충격 기준값(MVy)이 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)로 설정된다.
스텝 S176에서, 셔터(18b)의 선막 이동 동작을 나타내는 선막 이동 신호(도시 생략)가 ON 상태로 설정되어 있는지 여부가 판단된다.
선막 이동 신호가 ON 상태로 되어 있는 경우에는 스텝 S177로 진행된다. 선막 이동 신호가 ON 상태로 되어 있지 않은 경우에는 바로 스텝 S180으로 진행한다.
스텝 S177에서, 제 2 시간 카운터(ST)의 값이 제 2 기준시간(SST) 이하 인지의 여부가 판단된다. 제 2 시간 카운터(ST)의 값이 제 2 기준시간(SST) 이하인 경우에는 스텝 S178로 진행된다. 제 2 시간 카운터(ST)의 값이 제 2 기준시간(SST) 이하가 아닌 경우에는 바로 스텝 S180으로 진행한다.
스텝 S178에서 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)는 제 1 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVxn) 및 제 1 셔터 충격 기준값(SVx)에 기초하여 계산되고(Vxn= (CVxn+SVx)÷2), 계속해서 제 1 셔터 충격 기준값(SVx)의 값은 스텝 S178에서 계산된 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 값으로 설정된다.
마찬가지로, 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)는 제 2 디지털 로우 패스 필터 처리전 디지털 각속도 신호(CVyn) 및 제 2 셔터 충격 기준값(SVy)에 기초하여 계산되고(Vyn= (CVyn+SVy)÷2), 계속해서 제 2 셔터 충격 기준값(SVy)의 값은 스텝 S178 에서 계산된 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 값으로 설정된다.
스텝 S179에서, 제 2 시간 카운터(ST)의 값이 1만큼 가산되고, 디지털 로우 패스 필터 연산이 종료된다.
스텝 S180에서, 선막 이동 동작이 실행되지 않는지 판단되고, 그 다음에 제 1 셔터 충격 기준값(SVx)의 값이 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 값으로 설정되고 제 2 셔터 충격 기준값(SVy)의 값이 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 값으로 설정된다. 그 다음에 디지털 로우 패스 필터 연산은 종료된다.
제 2 실시 형태에서는 미러(18a)의 미러 상승 동작 및 셔터(18b)의 선막 이동이 실행될 때, 디지털 각속도 신호의 디지털 로우 패스 필터 처리 동작이 또한 실행된다.
릴리스 시퀀스 동작에 있어서의 미러(18a)의 미러 상승 동작 및 셔터(18b)의 선막 이동에 의한 충격은 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)에 전달된다. 그 때문에 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)는 미러 상승 동작 및 선막 이동의 충격에 근거하는 진동을 포함하는 진동(각속도)을 검출하므로, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 각속도 검출(손흔들림 양의 검출)은 정확하게 실행될 수 없다.
그러나, 제 2 실시 형태에서는 미러 상승 동작 및 선막 이동 중에 디지털 출력 신호에서 충격에 대응하는 고주파 성분을 삭감함으로써 충격에 대응하는 출력을 감소하기 위하여 디지털 각속도 신호에 대한 디지털 로우 패스 필터 처리 동작이 실행된다. 따라서, 손 흔들림에 의한 진동과 상이한 진동이 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)에 의해 검출되더라도 상흔들림 보정 동작이 정확하게 실행될 수 있다.
또한, 제 2 실시 형태에서는 각속도 센서 이외의 별도의 검출 장치로 손흔들림에 의해 야기되는 진동과 상이한 충격에 의한 진동 검출은 검출되지 않는다. 따라서, 손흔들림에 의해 야기되는 진동과 상이한 진동이 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)에 의해 검출되더라도 상흔들림 보정 동작을 정확하게 실행하기 위하여 각속도 센서 이외의 검출 장치를 구비할 필요가 없고 상흔들림 보정 장치의 구조를 복잡하게 하는 것을 회피할 수 있다.
제 2 실시 형태에서는 디지털 로우 패스 필터 처리 동작이 각속도 센서로부터 출력된 신호에 대한 로우 패스 필터 처리 동작으로 설명되었지만, 각속도 센서로부터 출력된 신호에 대한 로우 패스 필터 처리에 아날로그 로우 패스 필터 및 아날로그 로우 패스 필터 처리 동작을 실행할지 여부를 전환하는 스위치가 사용될 수도 있다. 이 경우에는, CPU(21)의 A/D0 및 A/D1에서의 A/D 변환 이전에 로우 패스 필터 처리 동작이 실행된다.
제 1 및 제 2 실시형태에서, 손 흔들림의 충격과 상이한 충격의 영향을 감소시키기 위하여 CPU(21)가 미러(18a)의 미러 상승 동작 및 셔터(18b)의 선막 이동 중에 각속도 센서로부터 출력되는 신호를 감소시키는 것으로 설명되었다. 그러나, 이와 같은 각속도 센서로부터 출력된 신호의 감소는 손흔들림의 충격과 상이한 다른 큰 충격을 포함하고 있는 다른 기간에 실행될 수 있다.
또한, 가동 유닛(30a)이 촬상 소자를 가지고 있는 것으로 설명했지만, 가동 유닛(30a)은 촬상 소자 대신에 손흔들림 보정 렌즈를 가질 수 있다.
또한 자계변화 검출 소자로서 홀 소자가 위치 검출을 위해 사용되는 것으로 설명되었다. 그러나, 다른 검출 소자 예를 들어 고주파 캐리어형 자계 센서와 같은 MI(Magnetic Impedance) 센서, 자기공명형 자계 검출 소자 또는 자기저항 효과 소자가 위치 검출 목적을 위해 사용될 수 있다. MI 센서, 자기공명형 자계 검출 소자 또는 자기저항 효과 소자가 사용되는 경우에도, 가동 유닛의 위치에 관한 정보는 홀 소자를 이용하는 경우와 마찬가지로 자계변화를 검출함으로써 얻어질 수 있다.
본 명세서에서 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 다양한 변형과 변경이 당업자에 의해서 만들어질 수 있다는 것은 자명하다.
도 1 은 제 1 및 제 2 실시 형태의 촬상 장치를 배면에서 본 사시도,
도 2 는 촬상 장치의 정면도,
도 3 은 제 1 실시 형태의 촬상 장치의 회로구성도,
도 4 는 제 1 및 제 2 실시 형태의 촬상 장치의 메인 동작을 나타내는 플로 차트,
도 5 는 제 1 실시 형태에서 타이머의 인터럽션 처리를 상세하게 나타내는 플로 차트,
도 6 은 제 1 및 제 2 실시 형태에서 상흔들림 보정 동작에서의 연산을 나타내는 도면,
도 7 은 제 1 실시 형태에서 충격 게인 연산을 상세하게 나타내는 플로 차트,
도 8 은 제 2 실시 형태의 촬상 장치의 회로구성도,
도 9 는 제 2 실시 형태에서 타이머의 인터럽션 처리를 상세하게 나타내는 플로 차트, 및
도 10 은 제 2 실시 형태에서 디지털 로우 패스 필터 처리 연산을 상세하게 나타내는 플로 차트.

Claims (8)

  1. 상을 안정화하기 위한 상흔들림 보정 장치에 있어서,
    각속도를 검출하는 각속도 센서; 및
    상기 각속도 센서를 제어하고 상기 각속도 센서로부터의 출력 신호에 기초하여 상흔들림 보정 동작을 실행하는 컨트롤러를 포함하고 있으며,
    상기 컨트롤러는 상기 상흔들림 보정 동작중의 일정 기간 동안 상기 출력 신호의 감축을 실행하는 것을 특징으로 하는 상흔들림 보정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 일정 기간은 상기 상흔들림 보정 장치를 포함하고 있는 촬상 장치의 미러의 미러 상승 동작이 실행되는 기간인 것을 특징으로 하는 상흔들림 보정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 일정 기간은 상기 상흔들림 보정 장치를 포함하고 있는 촬상 장치의 셔터의 선막이 이동되는 기간인 것을 특징으로 하는 상흔들림 보정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 감축을 실행하기 위하여 상기 출력 신호의 게인을 조정하는 것을 특징으로 하는 상흔들림 보정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 게인 값은 상기 각속도 센서의 온도에 대응하여 설정되는 것을 특징으로 하는 상흔들림 보정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 감축을 실행하기 위하여 상기 출력 신호의 로우 패스 필터 처리 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 상흔들림 보정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 일정 기간 이외에는 상기 감축을 실행하지 않는 것을 특징으로 하는 상흔들림 보정 장치.
  8. 촬상 장치에 있어서,
    각속도를 검출하는 각속도 센서; 및
    상기 각속도 센서를 제어하고 상기 각속도 센서로부터의 출력 신호에 기초하여 상을 안정화하기 위한 상흔들림 보정 동작을 실행하는 컨트롤러를 포함하고 있으며,
    상기 컨트롤러는 촬상 동작에 대한 상기 상흔들림 보정 동작중의 일정 기간 동안 상기 출력 신호 값의 감축을 실행하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
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