KR101381620B1 - 상흔들림 보정 장치 - Google Patents

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KR101381620B1
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다카히로 오가와
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리코 이메징 가부시키가이샤
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Abstract

촬상 장치의 상흔들림 보정 장치(상안정화 장치)는 가동 유닛과 제어부를 포함하고 있다. 가동 유닛은 촬상 소자를 가지고 있고, 상흔들림 보정 처리를 위해 이동 및 회전 가능하다. 제어부는 상흔들림 보정 처리를 위해 가동 유닛을 제어한다. 상기 제어부는 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도를 연산한다. 사기 제어부는 상기 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도에 기초하여, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하기 위한 상흔들림 보정 처리를 행할지 행하지 않을지의 여부를 제어한다.
상흔들림 보정 장치, 가동 유닛, 제어부, 손흔들림 각도, 피칭, 요잉, 롤링

Description

상흔들림 보정 장치{ANTI-SHAKE APPARATUS}
본 발명은 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하기 위한 상흔들림 보정 처리를 효과적으로 행하는 촬상 장치용 상흔들림 보정 장치에 관한 것이다.
촬상 장치용 상흔들림 보정 장치가 제안되고 있다. 상흔들림 보정 장치는 촬상 중에 생기는 손흔들림 양에 따라 손흔들림 보정 렌즈 또는 촬상 소자를 광축과 수직인 평면 상에서 이동시키는 것에 의해 손흔들림 작용을 보정한다.
아직까지 심사되지 않은 일본 특개 2006-71743호는 요잉에 의해 야기되는 손흔들림 각도, 피칭에 의해 야기되는 손흔들림 각도, 및 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도를 산출하고, 이들 손흔들림 각도들에 기초하여 상흔들림 처리를 행하는 상흔들림 보정 장치를 개시하고 있다.
하지만, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도가 미소한 경우에도 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하기 위한 상흔들림 보정 처리가 실행된다. 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도가 미소한 경우에는, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 을 보정하기 위한 상흔들림 보정 처리의 효과는 시각적으로 확인될 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림의 양에 따라, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하기 위한 상흔들림 보정 처리를 효과적으로 행할 수 있는 상흔들림 보정 장치(상안정화 장치)를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 촬상 장치의 상흔들림 보정 장치(상안정화 장치)는 가동 유닛과 제어부를 포함하고 있다. 가동 유닛은 촬상 소자를 가지고 있고 상흔들림 보정 처리를 위해 이동가능하고 회전가능하다. 제어부는 상흔들림 보정 처리를 위해 가동 유닛을 제어한다. 제어부는 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도를 연산한다. 제어부는 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도에 기초하여, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하기 위한 상흔들림 보정 처리를 행할지 행하지 않을지의 여부를 제어한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림의 양에 따라, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하기 위한 상흔들림 보정 처리를 효과적으로 행할 수 있는 상흔들림 보정 장치(상안정화 장치)를 제공할 수 있다.
이하, 도면에 도시된 실시 형태를 참조하여 본 발명을 설명한다. 실시 형태에 있어서는, 촬상 장치(1)는 디지털 카메라이다. 촬상 장치(1)의 카메라 렌즈(67)는 광축(LX)을 가진다.
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), 노광 동작을 위한 릴리스 스위치(13a), 상흔들림 보정 버튼(14), 상흔들림 보정 스위치(14a), LCD 모니터 등의 디스플레이(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 1~3 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, 디스플레이(17) 상에 촬상된 화상이 표시된다. 피사체상은 광학 파인더(도시 안됨)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(39a)(촬상 장치)에 의한 촬상 동작이 행해지고, 촬상된 영상이 저장된다.
CPU(21)는 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 설정된 후에 릴리스 시퀀스 동작을 행한다.
미러-조리개-셔터 유닛(18)은 CPU(21)의 포트(P7)에 접속되고, 릴리스 스위치(13a)의 ON 상태에 연동하여, 미러의 업/다운 동작, 조리개의 개/폐 동작, 및 셔터의 개/폐 동작을 행한다.
카메라 렌즈(67)는 촬상 장치(1)의 교환 렌즈이고, CPU(21)의 포트(P8)와 접속된다. 카메라 렌즈(67)는 내장된 ROM에 저장된 렌즈 계수(F)를 렌즈 정보로서, 측광시에 CPU(21)에 출력한다.
DSP(19)는 CPU(21)의 포트(P9)에 접속되고, 촬상 유닛(39a)에 접속된다. CPU(21)로부터의 지시에 기초하여, DSP(19)는 촬상 유닛(39a)의 촬상 동작에 의해 얻어진 화상 신호에 관하여 화상 처리 동작 등의 연산 동작을 행한다.
CPU(21)는, 촬상 동작 및 상흔들림 보정 동작(즉, 상안정화 동작)에 관한 촬상 장치(1)의 각 부를 제어하는 제어 장치이다. 상흔들림 보정 동작은 가동 유닛(30a)의 이동 및 위치 검출의 양자를 포함한다.
또한, CPU(21)는 촬상 장치(1)가 상흔들림 보정 모드인지 아닌지의 여부를 지시하는 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값, 미러 상태 파라미터(MP)의 값을 저장한다.
릴리스 상태 파라미터(RP)의 값은 릴리스 시퀀스 동작에 연동하여 변한다. 릴리스 시퀀스 동작이 실행되면, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정되고(도 4의 스텝 S21~S31 참조), 릴리스 시퀀스 동작이 종료되면, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 0으로 설정(재설정)된다(도 4의 스텝 S13 및 S31 참조).
촬상 동작을 위한 노광 동작 전에 미러 업 동작이 실행되면, 미러 상태 파라미터(MP)의 값은 1로 설정되고(도 4의 스텝 S22 참조); 그 이외에는 미러 상태 파라미터(MP)의 값이 0으로 설정된다(도 4의 스텝 S24 참조).
촬상 장치(1)의 미러 업 동작이 완료되었는지 아닌지는 기계 스위치(도시 안됨)의 ON/OFF 상태의 검출에 의해 판정된다. 촬상 장치(1)의 미러 다운 동작이 완료되었는지 아닌지는 셔터 차지(shutter charge)의 완료의 검출에 의해 판정된다.
또한, CPU(21)는 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn), 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn), 제 3 디지털 각속도 신호(Vθn), 제 1 디지털 각속도(VVxn), 제 2 디지털 각속도(VVyn), 제 3 디지털 각속도(VVθn), 제 1 디지털 변위 각도(Kxn)(요잉에 의해 야기되는 손흔들림 각도), 제 2 디지털 변위 각도(Kyn)(피칭에 의해 야기되는 손흔들림 각도), 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)(롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도), 위치(Sn)의 수평 방향 성분(Sxn), 위치(Sn)의 연직 방향 성분(Syn), 위치(Sn)의 회전 방향 성분(경사 각도)(Sθn), 제 1 구동점의 제 1 연직 방향 성분(Syln), 제 2 구동점의 제 2 연직 방향 성분(Syrn), 수평 방향 구동력(Dxn), 제 1 연직 방향 구동 력(Dyln), 제 2 연직 방향 구동력(Dyrn), A/D 변환후의 위치(Pn)의 수평 방향 성분(pdxn), A/D 변환후의 위치(Pn)의 제 1 연직 방향 성분(pdyln), A/D 변환후의 위치(Pn)의 제 2 연직 방향 성분(pdyrn), 렌즈 계수(F), 홀 센서 간격 계수(HSD), 및 역치(LVL)를 저장한다. 홀 센서 간격 계수(HSD)는 제 1 연직 방향 홀 센서(hv1)와 제 2 연직 방향 홀 센서(hv2) 사이의 제 1 방향(x)의 상대 간격이다.
제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 절대치가 역치(LVL) 이하인 경우에는, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도가 미소하다고 판단된다. 이 경우, 위치(Sn)의 회전 방향 성분(Sθn)이 0으로 설정되어, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 고려하지 않고, 피칭과 요잉에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하기 위한 상흔들림 보정 처리가 행해진다.
제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 절대치가 역치(LVL)보다 큰 경우에는, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도가 미소하지 않다고 판단된다. 이 경우에는, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도에 기초하여, 위치(Sn)의 회전 방향 성분(Sθn)이 연산된다. 즉, 위치(Sn)의 회전 방향 성분(Sθn)이 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)에 기초하여 연산되어, 피칭, 요잉 및 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하기 위한 상흔들림 보정 처리가 행해진다.
롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도가 미소한 경우, 상흔들림 보정 처리에 롤링을 고려해도, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하기 위한 상흔들림 보정 처리의 효과는 미묘하다. 또한, 롤링에 대한 보정은 피칭과 요잉에 의해 야기되는 손흔들림의 보정에 가용한 가동 유닛(30a)의 이동 범위를 제한한다. 그러므로, 이 경우에는 가동 유닛(30a)의 회전을 수반하는 롤링에 대한 보정을 위한 상흔들림 보정 처리는 중지된다.
역치(LVL)는 카메라 렌즈(67)의 최소 착난원의 크기(직경)과, 촬상 소자(39a1)의 크기(촬상 소자(39a1)의 촬상면의 치수)에 기초하여 산출된다.
본 실시 형태에서는, 역치(LVL)가 고정값인 것으로 설명되고 있다. 하지만, 최소 착난원의 크기는 카메라 렌즈(67)의 렌즈 특성에 따라 변한다. 따라서, 역치(LVL)는 변수가 될 수 있다. 이 경우에는, 렌즈 정보로서 카메라 렌즈(67)에 내장된 렌즈 ROM으로부터 취득되는 최소 착난원의 크기에 관한 정보에 기초하여,카메라 렌즈(67)가 촬상 장치(1)의 몸체에 부착될 때마다 역치(LVL)가 결정된다.
그러므로, CPU(21)는 카메라 렌즈(67)의 주변 해상도에 기초하여 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하기 위한 상흔들림 보정 처리가 행해질지의 여부를 제어한다.
AE 유닛(노출 연산 유닛)(23)은 촬상되는 피사체에 기초하여 측광 동작을 실행하고 노광치를 연산한다. AE 유닛(23)은 또한 이 노광치에 대해, 양자 모두가 촬영에 필요하게 되는 조리개 값 및 노광 시간을 연산한다. AF 유닛(24)은 양자 모두가 촬영에 필요하게 되는 AF 감지 동작 및 상응하는 포커싱 동작을 행한다. 포커싱 동작에서, 카메라 렌즈(67)는 방향(LX)의 광축을 따라 변위된다.
촬상 장치(1)의 상흔들림 보정부(상흔들림 보정 장치)는 상흔들림 보정 버튼(14), 상흔들림 보정 스위치(14a), 디스플레이(17), CPU(21), 각속도 검출 유닛(25), 구동용 드라이버 회로(29), 상흔들림 보정 유닛(30), 홀 센서 신호 처리 유닛(45), 및 카메라 렌즈(67)를 포함한다.
상흔들림 보정 버튼(14)이 사용자에 의해 눌러지면, 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 변환되어, 측광 동작 등의 다른 동작과 독립하여 각속도 검출 유닛(25) 및 상흔들림 보정 유닛(30)이 구동되는 상흔들림 보정 동작이 일정 시간 간격으로 실행된다. 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 되면, 즉 상흔들림 보정 모드인 경우에는, 상흔들림 보정 파라미터(SR)가 1로 설정된다(SR=1). 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태가 아닐 때는, 즉 상흔들림 보정 모드가 아닌 경우에는, 상흔들림 보정 파라미터(SR)가 0으로 설정된다(SR=0). 실시 형태에 있어서, 일정 시간 간격은 1ms로 설정된다.
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. 마찬가지로, 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. 디스플레이(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 센서 신호 처리 유닛(45)과 CPU(21) 사이의 입출력 관계를 상세히 설명한다.
각속도 검출 유닛(25)은 제 1 각속도 센서(26a), 제 2 각속도 센서(26b), 제 3 각속도 센서(26c), 제 1 하이 패스 필터 회로(27a), 제 2 하이 패스 필터 회로(27b), 제 3 하이 패스 필터 회로(27c), 제 1 앰프(28a), 제 2 앰프(28b), 및 제 3 앰프(28c)를 가진다.
제 1 각속도 센서(26a)는 촬상 장치(1)의 제 2 방향(y) 축 둘레의 회전 운동(요잉)의 각속도를 검출한다. 즉, 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) 축 둘레의 회전 운동(피칭)의 각속도를 검출한다. 즉, 제 2 각속도 센서(26b)는 피칭 각속도를 검출하는 자이로 센서이다.
제 3 각속도 센서(26c)는 촬상 장치(1)의 제 3 방향(z) 축 둘레의 회전 운동(롤링)의 각속도를 검출한다. 즉, 제 3 각속도 센서(26c)는 롤링 각속도를 검출하는 자이로 센서이다.
제 1 하이 패스 필터 회로(27a)는, 제 1 각속도 센서(26a)로부터 출력되는신호의 저주파 성분은 손흔들림과 관련이 없는 널 전위차 및 패닝 운동에 기초한 신 호 요소를 포함하고 있기 때문에, 제 1 각속도 센서(26a)로부터 출력되는 신호의 저주파 성분을 삭감시킨다.
유사하게, 제 2 하이 패스 필터 회로(27b)는, 제 2 각속도 센서(26b)로부터 출력되는 신호의 저주파 성분은 손흔들림과 관련이 없는 널 전위차 및 패닝 운동에 기초한 신호 요소를 포함하고 있기 때문에, 제 2 각속도 센서(26b)로부터 출력되는 신호의 저주파 성분을 삭감시킨다.
마찬가지로, 제 3 하이 패스 필터 회로(27c)는, 제 3 각속도 센서(26c)로부터 출력되는 신호의 저주파 성분은 손흔들림과 관련이 없는 널 전위차 및 패닝 운동에 기초한 신호 요소를 포함하고 있기 때문에, 제 3 각속도 센서(26c)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.
제 3 앰프(28c)는 저주파 성분이 삭감된 롤링 각속도에 관한 신호를 증폭하고, 제 3 각속도(vθ)로서 아날로그 신호를 CPU(21)의 AD 컨버터(A/D2)로 출력한다.
저주파 신호 성분의 삭감은 2단계 처리로 이루어진다. 즉, 1차적인 단계분의 아날로그 하이 패스 필터 처리 동작이 제 1, 제 2 및 제 3 하이 패스 필터 회로(27a, 27b, 27c)에 의해 먼저 실행되고, CPU(21)에 의해 실행되는 2차적인 단계 분의 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), 제 2 하이 패스 필터 시정수(hy) 및 제 3 하이 패스 필터 시정수(hθ))의 값이 용이하게 변경될 수 있다.
CPU(21) 및 각속도 검출 유닛(25)의 각 부로의 전력 공급은, PON 스위치(11a)가 ON 상태로 설정된(즉, 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 변환한다(A/D 변환 동작). 또한 CPU(21)는, 손흔들림과 관련이 없는 널 전위차와 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(디지털 하이 패스 필터 처리 동작), 제 1 디지털 각속도(VVxn)를 연산한다. 또한 CPU(21)는, 제 1 디지털 각속도(VVxn)를 적분 연산함으로써(적분 연산 처리 동작), 손흔들림 양(손흔들림 변위 각도: 요잉에 의해 야기되는 제 1 디지털 변위 각도(Kxn))을 연산한다.
마찬가지로, CPU(21)는 A/D 컨버터(A/D1)에 입력된 제 2 각속도(vy)를 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)로 변환한다(A/D 변환 동작). 또한 CPU(21)는, 손흔들림과 관련이 없는 널 전위차와 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(디지털 하이 패스 필터 처리 동작), 제 2 디지털 각속도(VVyn)를 연산한다. 또한 CPU(21)는, 제 2 디지털 각속도(VVyn)를 적분 연산함으로써(적분 연산 처리 동작), 손흔들림 양(손흔들림 변위 각도: 제 2 디지털 변위 각도(Kyn))을 연산한다.
또한, CPU(21)는 A/D 컨버터(A/D2)에 입력된 제 3 각속도(vθ)를 제 3 디지털 각속도 신호(Vθn)로 변환한다(A/D 변환 동작). 또한 CPU(21)는, 손흔들림과 관련이 없는 널 전위차와 패닝 운동에 기초하는 신호 요소들을 제 3 디지털 각속도 신호(Vθn)의 저주파 성분이 포함하고 있기 때문에, 제 3 디지털 각속도 신호(Vθn)의 저주파 성분을 삭감함으로써(디지털 하이 패스 필터 처리 동작), 제 3 디지털 각속도(VVθn)를 연산한다. 또한 CPU(21)는, 제 3 디지털 각속도(VVθn)를 적분 연산함으로써(적분 연산 처리 동작), 손흔들림 양(손흔들림 변위 각도: 제 3 디지털 변위 각도(Kθn))을 연산한다.
따라서, CPU(21)와 각속도 검출 유닛(25)은 손흔들림 양을 연산하는 기능을 가진다.
"n"은 0 이상의 정수이고, 타이머의 인터럽션 처리 개시(t=0, 도 4의 스텝 S12 참조)되는 시점으로부터 최신의 상흔들림 보정 동작이 실행되는 시점(t=n)까지의 시간의 길이(ms)를 나타낸다.
요잉에 관한 디지털 하이 패스 필터 처리 동작에 있어서는, 제 1 디지털 각속도(VVxn)는, 제 1 디지털 각속도(VVx0~VVxn -1)의 합(최신의 상흔들림 보정 동작이 행해지기 이전에, 1ms의 일정 시간 간격 이전까지의 타이머의 인터럽션 처리에 의해 산출된)을 제 1 하이 패스 필터 시정수(hx)로 나누고, 그런 다음 그 결과의 값을 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)로부터 감산하는 것에 의해 산출된다(VVxn=Vxn-(ΣVVxn -1)/hx, 도 6의 (1) 참조).
피칭에 관한 디지털 하이 패스 필터 처리 동작에 있어서는, 제 2 디지털 각속도(VVyn)는 타이머의 인터럽션 처리에 의해 산출된 제 2 디지털 각속도(VVy0~VVyn-1)의 합(최신의 상흔들림 보정 동작이 행해지기 이전에, 1ms의 일정 시간 간격 이전까지의 타이머의 인터럽션 처리에 의해 산출된)을 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).
롤링에 관한 디지털 하이 패스 필터 처리 동작에 있어서는, 제 3 디지털 각속도(VVθn)는 타이머의 인터럽션 처리에 의해 산출된 제 3 디지털 각속도(VVθ0~VVθn-1)의 합(최신의 상흔들림 보정 동작이 행해지기 이전에, 1ms의 일정 시간 간격 이전까지의 타이머의 인터럽션 처리에 의해 산출된)을 제 3 하이 패스 필터 시정수(hθ)로 나누고, 그런 다음 그 나눈 결과의 값을 제 3 디지털 각속도 신호(Vθn)로부터 감산하는 것에 의해 산출된다(VVθn=Vθn-(ΣVVθn-1)/hθ).
실시 형태에서는, 타이머의 인터럽션 처리(그 중 일부분)에 있어서의 각속도 검출 처리는, 각속도 검출 유닛(25)에 있어서의 처리 및 각속도 검출 유닛(25)으로부터 CPU(21)로의 제 1, 제 2 및 제 3 각속도(vx, vy, vθ)의 입력 처리를 포함한다.
요잉에 관한 적분 연산 동작에 있어서는, 제 1 디지털 변위 각도(Kxn)는 타이머 인터럽션 처리가 개시되는 시점(t=0, 도 4의 스텝 S12 참조)에서의 제 1 디지털 각속도(VVx0)로부터 최신의 상흔들림 보정 동작이 행해지는(t=n) 시점에서의 제 1 디지털 각속도(VVxn)까지의 합에 의해 산출된다(Kxn=ΣVVxn, 도 6의 (7) 참조).
마찬가지로, 피칭에 관한 적분 연산 동작에 있어서는, 제 2 디지털 변위 각도(Kyn)는 타이머 인터럽션 처리가 개시되는 시점에서의 제 2 디지털 각속도(VVy0)로부터 최신의 상흔들림 보정 동작이 행해지는(t=n) 시점에서의 제 2 디지털 각속도(VVyn)까지의 합에 의해 산출된다(Kyn=ΣVVyn, 도 6의 (7) 참조).
또한, 롤링에 관한 적분 연산 동작에 있어서는, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)는 타이머 인터럽션 처리가 개시되는 시점에서의 제 3 디지털 각속도(VVy0)로부터 최신의 상흔들림 보정 동작이 행해지는(t=n) 시점에서의 제 3 디지털 각속도(VVθn)까지의 합에 의해 산출된다(Kθn=ΣVVθn, 도 6의 (8) 참조).
CPU(21)는, 렌즈 계수(F) 및 홀 센서 간격 계수(HSD)에 기초하여, 산출된 손흔들림 양(제 1, 제 2 및 제 3 디지털 변위 각도(Kxn, Kyn, Kθn))에 따른, 촬상 유닛(39a)(가동 유닛(30a))이 이동되어야 할 위치(Sn)를 제 1 방향(x), 제 2 방향(y) 및 회전 방향에 대해 산출한다(Sxn=F×tan(Kxn), Syn=F×tan(Kyn), Sθn=F×tan(Kθn), 도 6의 (3) 참조). 이 연산에 있어서는, 가동 유닛(30a)의 xy 평면 상에서의 직선적인 이동뿐만 아니라 가동 유닛(30a)의 xy 평면 상에서의 회전도 고려된다.
위치(Sn)의 수평 방향 성분을 Sxn으로 정의하고, 위치(Sn)의 연직 방향 성분을 Syn으로 정의하고, 위치(Sn)의 회전(경사) 방향 성분을 Sθn으로 정의한다.
가동 유닛(30a)의 회전은 가동 유닛(30a)의 제 1 구동점 및 제 2 구동점에 제 2 방향(y)으로 상이한 힘을 가하는 것에 행해진다. 가동 유닛(30a)의 제 2 방향(y)의 이동은 가동 유닛(30a)의 제 1 구동점 및 제 2 구동점에 제 2 방향(y)으로 동일한 구동력을 가하는 것에 의해 행해진다. 제 1 구동점은 제 1 연직 방향 코일(32a1)에 의해 제 1 연직 방향 전자기력이 가해지는 지점이다. 제 2 구동점은 제 2 연직 방향 코일(32a2)에 의해 제 2 연직 방향 전자기력이 가해지는 지점이다. 제 1 구동점은 제 1 연직 방향 홀 센서(hv1)에 근접한 위치에 설정된다. 제 2 구동점은 제 2 연직 방향 홀 센서(hv2)에 근접한 위치에 설정된다.
위치(Sn)에 대응하는 제 1 구동점의 제 1 연직 방향 성분을 Syln으로 정의한다. 위치(Sn)에 대응하는 제 2 구동점의 제 2 연직 방향 성분을 Syrn으로 정의한다.
제 1 구동점의 제 1 연직 방향 성분(Syln) 및 제 2 구동점의 제 2 연직 방향 성분(Syrn)은 위치(Sn)의 연직 방향 성분(Syn) 및 위치(Sn)의 회전 방향 성분(Sθn)에 기초하여 산출된다(Syln=Syn+Sθn, Syrn=Syn-Sθn, 도 6의 (4) 참조)).
제 1, 제 2 디지털 변위 각도(Kxn, Kyn), 위치(Sn)의 수평 방향 성분(Sxn), 위치(Sn)의 연직 방향 성분(Syn), 제 1 구동점의 제 1 연직 방향 성분(Syln), 및 제 2 구동점의 제 2 연직 방향 성분(Syrn)의 연산은 상흔들림 보정 파라미터(SR)가 1로 설정되어 있는 상태하에서 제 1 기간 동안에만 행해진다(도 5의 스텝 S61, S63, 및 S64 참조).
제 1 기간은 미러 업 동작이 완료되었을 때; 즉 릴리스 버튼(13)이 완전히 눌러져 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 설정된 후에 미러 상태 파라미터(MP)의 값이 1에서 0으로 변환되었을 때 개시된다.
제 1 기간은 릴리스 시퀀스가 종료되었을 때; 즉 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1에서 0으로 변환되었을 때 종료된다.
제 1 디지털 변위 각도(Kxn), 제 2 디지털 변위 각도(Kyn), 위치(Sn)의 수평 방향 성분(Sxn), 위치(Sn)의 연직 방향 성분(Syn), 제 1 구동점의 제 1 연직 방향 성분(Syln), 및 제 2 구동점의 제 2 연직 방향 성분(Syrn)의 연산은 셔터가 개방되고 노광 동작이 개시되기 직전에 개시된다. 그러므로, 실시 형태에 있어서, 가동 유닛(30a)의 이동은, 셔터가 개방되고 노광 동작이 개시되기 직전에, 제 1 디지털 변위 각도(Kxn) 등의 연산에 따라 개시된다.
한편, 릴리스 버튼(13)이 완전히 눌러진 직후에 가동 유닛(30a)의 이동이 개시되면, 릴리스 버튼(13)이 완전히 눌러졌을 때의 시점에서의 촬상 소자(39a1)를 포함한 가동 유닛의 위치와 노광 동작이 개시될 때의 시점에서의 촬상 소자(39a1)를 포함한 가동 유닛의 위치 사이에 패럴랙스(parallax; 시야의 오차)가 생길 수 있다.
하지만, 본 실시 형태에 있어서는, 노광 동작의 개시 직전의 미러 업 동작이 완료될 때까지는 가동 유닛(30a)이 이동하지 않기 때문에, 이러한 패럴랙스는 감소될 수 있다.
제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 연산은 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 설정된 후에 행해진다. 그러므로, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 연산의 개시 타이밍은 미러 업 동작에 관계되지 않는다. 즉, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 연산의 개시 타이밍은 미러 상태 파라미터(MP)의 값에 관계되지 않는다(도 5의 스텝 S56 및 S61 참조). 하지만, 촬상 장치(1)가 보정 모드가 아닌 경우에는, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 연산은 미러 업 동작의 종료후에는 행해지지 않는다(도 5의 스텝 S60 참조).
위치(Sn)의 회전 각도 성분(Sθn)의 연산은, 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 설정된 후에 행해진다. 그러므로, 위치(Sn)의 회전 각도 성분(Sθn)의 연산은미러 업 동작에 관계되지 않는다. 즉, 위치(Sn)의 회전 각도 성분(Sθn)의 연산은 미러 상태 파라미터(MP)의 값에 관계되지 않는다(도 5의 스텝 S57 및 S64 참조). 하지만, 촬상 장치(1)가 보정 모드가 아닌 경우에는, 위치(Sn)의 회전 각도 성분(Sθn)의 연산은 미러 업 동작 종료후에는 행해지지 않는다(도 5의 스텝 S60 참조).
릴리스 스위치(13a)를 ON 상태로 하기 위한 릴리스 버튼(13)의 완전 누름과 미러 업 동작이 행해지는 동안, 즉 릴리스 버튼(13)이 완전히 눌러질 때로부터 노광 동작이 개시될 때까지의 제 2 기간 중에는, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림이 생기기 쉽다. 즉, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))가 증가하기 쉽다(도 8의 시점(t2~t4) 참조).
본 실시 형태에서는, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림이 생기기 쉬운 제 2 기간에 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 상흔들림 보정 처리에 고려하기 때문에, 손흔들림 양, 특히 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도 즉 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)가 정확하게 산출될 수 있다.
롤링에 의해 야기되는 손흔들림은 상흔들림 보정 처리에 있어 가동 유 닛(30a)의 회전에 영향을 미치지만, 상흔들림 보정 처리에 있어 가동 유닛(30a)의 직선 이동에는 영향을 미치지 않는다. 상흔들림 보정 처리에 있어 가동 유닛(30a)의 회전은 패럴랙스에 악영향을 미치지 않는다.
하지만, 촬상 장치(1)가 상흔들림 보정 모드인 경우라도, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 절대치가 역치(LVL) 이하인 경우에는, 위치(Sn)의 회전 각도 성분(Sθn)의 연산은 행해지지 않는다. 이는 카메라 렌즈(67)의 주변 해상도가 낮아, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하는 상흔들림 보정 처리의 결과가 효과가 없기 때문이다. 즉, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하는 상흔들림 보정 처리의 효과가 시각적으로 확인될 수 없기 때문이다. 게다가, 롤링에 대한 보정은 피칭과 요잉에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하기 위한 가동 유닛(30a)의 이동 범위를 감소시키게 될 것이기 때문이다.
촬상 유닛(39a)을 포함하는 가동 유닛(30a)의 이동은 전자력을 이용하여 행해지며, 이에 대해서는 후술한다.
가동 유닛(30a)을 위치(Sn)까지 이동시키기 위해 구동력(Dn)이 구동용 드라이버 회로(29)를 구동한다.
제 1 및 제 2 수평 방향 코일(31a1, 31a2)을 위한 구동력(Dn)의 수평 방향 성분을 수평 방향 구동력(Dxn)(D/A 변환 후: 수평 방향 PWM 듀티(dx))으로 정의한다.
제 1 연직 방향 코일(32a1)을 위한 구동력(Dn)의 연직 방향 성분을 제 1 연직 방향 구동력(Dyln)(D/A 변환 후, 제 1 연직 방향 PWM 듀티(dyl))으로 정의한다.
제 2 연직 방향 코일(32a2)을 위한 구동력(Dn)의 연직 방향 성분을 제 2 연직 방향 구동력(Dyrn)(D/A 변환 후, 제 2 연직 방향 PWM 듀티(dyr))으로 정의한다.
상흔들림 보정 유닛(30)은, 노광 시간을 포함하는 제 1 기간 중이고, 상흔들림 보정 처리가 행해질 때(즉, SR=1), 위치(Sn)로 촬상 유닛(39a)을 이동 및 회전시키는 것에 의해, 촬상 유닛(39a)의 촬상 소자(39a1)의 결상면 상에서의 피사체상의 래그를 제거하고, 촬상 소자(39a1)의 결상면 상에 표시되는 피사체상을 안정화시킴으로써 손흔들림 작용을 보정하는 장치이다.
상흔들림 보정 유닛(30)은 고정 유닛(30b)과, 촬상 유닛(39a)을 포함하고 대략 xy 평면 상에서 이동될 수 있는 가동 유닛(30a)을 가진다.
제 1 기간 중이고, 상흔들림 보정 처리가 행해지지 않을 때(SR=0)에는, 가동 유닛(30a)은 특정 위치에 고정된다. 본 실시 형태에서는, 이 특정 위치는 이동 범위의 중심이다.
특정 고정 위치로의 이동을 포함하는 상흔들림 보정 유닛(30)의 가동 유닛(30a)의 구동은, CPU(21)의 PWM0로부터 입력되는 수평 방향 PWM 듀티(dx), CPU(21)의 PWM1으로부터 입력되는 제 1 연직 방향 PWM 듀티(dyl), 및 CPU(21)의 PWM2로부터 입력되는 제 2 연직 방향 PWM 듀티(dyr)를 가지는 구동용 드라이버 회 로(29)를 통해, 코일 유닛 및 자석 유닛의 전자력에 의해 행해진다(도 6의 (6) 참조).
구동용 드라이버 유닛(29)에 의해 실시되는 이동의 전 또는 후의 가동 유닛(30a)의 검출 위치(Pn)는 홀 센서 유닛(44a)과 홀 센서 신호 처리 유닛(45)에 의해 검출된다.
검출된 위치(Pn)의 수평 방향 성분 즉 수평 방향 검출 위치 신호(px)에 관한 정보는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D3)에 입력된다(도 6의 (2) 참조). 수평 방향 검출 위치 신호(px)는 A/D 컨버터(A/D3)에 의해 디지털 신호로 변환되는(A/D 변환 동작) 아날로그 신호이다. A/D 변환 동작 후의 검출 위치(Pn)의 수평 방향 성분은 pdxn 이라 정의되고, 수평 방향 검출 위치 신호(px)에 대응된다.
검출된 위치(Pn)의 하나의 연직 방향 성분 즉 제 1 연직 방향 검출 위치 신호(pyl)에 관한 정보는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D4)에 입력된다. 제 1 연직 방향 검출 위치 신호(pyl)는 A/D 컨버터(A/D4)에 의해 디지털 신호로 변환되는(A/D 변환 동작) 아날로그 신호이다. A/D 변환 동작 후의 검출 위치(Pn)의 제 1 연직 방향 성분은 pdyln 이라 정의되고, 제 1 연직 방향 검출 위치 신호(pyl)에 대응된다.
검출된 위치(Pn)의 다른 하나의 연직 방향 성분 즉 제 2 연직 방향 검출 위치 신호(pyr)에 관한 정보는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D5)에 입력된다. 제 2 연직 방향 검출 위치 신호(pyr)는 A/D 컨버터(A/D5)에 의해 디지털 신호로 변환되는(A/D 변환 동작) 아날로그 신호이다. A/D 변환 동작 후의 검출 위치(Pn)의 제 2 연직 방향 성분은 pdyrn 이라 정의되고, 제 2 연직 방향 검출 위치 신호(pyr)에 대응된다.
PID(비례 적분 미분) 제어에 의해, 검출된 위치(Pn)(pdxn, pdyln, pdyrn)의 좌표 데이터와 위치(Sn)(Sxn, Syln, Syrn)의 좌표 데이터에 기초하여, 수평 방향 구동력(Dxn), 제 1 및 제 2 연직 방향 구동력(Dyln, Dyrn)을 산출한다(도 6의 (5) 참조).
PID 제어의 상흔들림 보정 처리에 대응하는 위치(Sn)로의 가동 유닛(30a)의 구동은 촬상 장치(1)가 상흔들림 보정 모드(SR=1)일 때, 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 설정되었을 때, 노광 시간을 포함하는 제 1 기간 중에 행해진다.
미러 상태 파라미터(MP)의 값이 1로 설정되었을 때부터 미러 상태 파라미터(MP)의 값이 1에서 0으로 변환될 때까지의 미러 업 동작 중에는, 상흔들림 보정 처리에 관계되지 않는 PID 제어는 가동 유닛(30a)이 이동 범위의 중심(특정 위치)로 이동하도록 행해져, 촬상 유닛(39a)의 촬상 소자(39a1)의 촬상면의 아웃라인을 구성하는 4변이 제 1 방향(x) 또는 제 2 방향(y)에 평행하게 된다. 즉, 가동 유닛(30a)이 회전하지(경사지지) 않게 된다.
상흔들림 보정 파라미터(SR)가 0이고, 노광 시간을 포함하는 제 1 기간 중일 때, 상흔들림 보정 처리에 관계되지 않는 PID 제어는 가동 유닛(30a)이 이동 범위 의 중심(특정 위치)로 이동하도록 행해져, 촬상 유닛(39a)의 촬상 소자(39a1)의 촬상면의 아웃라인을 구성하는 4변이 제 1 방향(x) 또는 제 2 방향(y)에 평행하게 된다. 즉, 가동 유닛(30a)이 회전하지(경사지지) 않게 된다.
미러 업 동작 중의 기간과 제 1 기간을 제외하고는, 가동 유닛(30a)은 구동(이동)되지 않는다.
가동 유닛(30a)은 제 1 수평 방향 코일(31a1), 제 2 수평 방향 코일(31a2), 제 1 연직 방향 코일(32a1) 및 제 2 연직 방향 코일(32a2)로 이루어지는 구동용 코일 유닛과, 촬상 소자(39a1)를 가진 촬상 유닛(39a)과, 자장 변화 검출 소자 유닛로서의 홀 센서 유닛(44a)를 가지고 있다. 본 실시 형태에서는, 촬상 소자(39a1)가 CCD이지만; 촬상 소자(39a1)는 CMOS 등의 다른 타입으로 이루어질 수도 있다.
고정 유닛(30b)은 제 1수평 방향 자석(411b1), 제 2 수평 방향 자석(411b2), 제 1 연직 방향 자석(412b1), 제 2 연직 방향 자석(412b2), 제 1 수평 방향 요크(431b1), 제 2 수평 방향 요크(431b2), 제 1 연직 방향 요크(432b1), ㅁ및 제 2 연직 방향 요크(432b2)로 이루어진 구동용 자석 유닛을 가진다.
고정 유닛(30b)은 볼 등을 사용하여 가동 유닛(30a)을 xy 평면 상의 이동 범위 내에서 이동가능하고 회전가능하게 지지한다.
촬상 소자(39a1)의 촬상 범위를 최대 크기로 활용하기 위해, 카메라 렌즈(67)의 광축(LX)이 촬상 소자(39a1)의 중심 영역과 교차할 때, 가동 유닛(30a)d의 위치와 고정 유닛(30b)의 위치 사이의 관계는 제 1 방향(x)과 제 2 방향(y) 모두에 있어서 가동 유닛(30a)이 그것의 이동 범위의 중심에 위치하도록 설정된다.
촬상 소자(39a1)의 촬상면의 직사각형 형태는 2개의 대각선을 가진다. 본 실시 형태에 있어서는, 촬상 소자(39a1)의 중심은 이들 2개의 대각선의 교점에 위치한다.
또한, 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 설정된 직후의 초기 상태에 있어서는, 가동 유닛(30a)이 제 1 방향(x)과 제 2 방향(y) 모두에 있어서 이동 범위의 중심에 위치되고, 촐상 소자(39a1)의 촬상면의 아웃라인을 구성하는 4개의 변은 제 1 방향(x) 또는 제 2 방향(y)와 평행하다(도 5의 스텝 S58 참조).
가동 유닛(30a)에는, 제 1 수평 방향 코일(31a1), 제 2 수평 방향 코일(31a2), 제1 연직 방향 코일(32a1), 제 2 연직 방향 코일(32a2), 및 홀 센서 유닛(44a)이 부착되어 있다.
제 1 수평 방향 코일(31a1)은 시트 형상이고 또한 소용돌이 형상인 코일 패턴을 형성하고 있다. 제 1 수평 방향 코일(31a1)은 제 2 방향(y)과 평행한 선분을 가져, 제 1 수평 방향 코일(31a1)을 포함하는 가동 유닛(30a)을 제 1 방향(x)으로 이동시키기 위한 제 1 수평 방향 전자력을 발생시킨다.
제 1 수평 방향 전자력은 제 1 수평 방향 코일(31a1)의 전류 방향과 제 1 수평 방향 자석(411b1)의 자장 방향에 의해 생긴다.
제 2 수평 방향 코일(31a2)은 시트 형상이고 또한 소용돌이 형상인 코일 패턴을 형성하고 있다. 제 2 수평 방향 코일(31a2)은 제 2 방향(y)과 평행한 선분을 가져, 제 2 수평 방향 코일(31a2)을 포함하는 가동 유닛(30a)을 제 1 방향(x)으로 이동시키기 위한 제 2 수평 방향 전자력을 발생시킨다.
제 2 수평 방향 전자력은 제 2 수평 방향 코일(31a2)의 전류 방향과 제 2 수평 방향 자석(411b2)의 자장 방향에 의해 생긴다.
제 1 연직 방향 코일(32a1)은 시트 형상이고 또한 소용돌이 형상인 코일 패턴을 형성하고 있다. 제 1 연직 방향 코일(32a1)은 제 1 방향(x)과 평행한 선분을 가져, 제 1 연직 방향 코일(32a1)을 포함하는 가동 유닛(30a)을 제 2 방향(y)으로 이동시키고 가동 유닛(30a)을 회전시키기 위한 제 1 연직 방향 전자력을 발생시킨다.
제 1 연직 방향 전자력은 제 1 연직 방향 코일(32a1)의 전류 방향과 제 1 연직 방향 자석(412b1)의 자장 방향에 의해 생긴다.
제 2 연직 방향 코일(32a2)은 시트 형상이고 또한 소용돌이 형상인 코일 패턴을 형성하고 있다. 제 2 연직 방향 코일(32a2)은 제 1 방향(x)과 평행한 선분을 가져, 제 2 연직 방향 코일(32a2)을 포함하는 가동 유닛(30a)을 제 2 방향(y)으로 이동시키고 가동 유닛(30a)을 회전시키기 위한 제 2 연직 방향 전자력을 발생시킨다.
제 2 연직 방향 전자력은 제 2 연직 방향 코일(32a2)의 전류 방향과 제 2 연직 방향 자석(412b2)의 자장 방향에 의해 생긴다.
제 1 및 제 2 수평 방향 코일(31a1, 31a2)과 제 1 및 제 2 연직 방향 코일(32a1, 32a2)은 플렉시블 회로 기판(도시 안됨)을 통해 제 1 및 제 2 수평 방향 코일(31a1, 31a2)과 제 1 및 제 2 연직 방향 코일(32a1, 32a2)을 구동시키는 구동용 드라이버 회로(29)에 접속된다.
구동용 드라이버 회로(29)에 CPU(21)의 PWM0로부터 PWM 펄스의 듀티비인 수평 방향 PWM 듀티(dx)가 입력된다. 구동용 드라이버 회로(29)에 CPU(21)의 PWM1로부터 PWM 펄스의 듀티비인 제 1 연직 방향 PWM 듀티(dyl)가 입력된다. 구동용 드라이버 회로(29)에 CPU(21)의 PWM2로부터 PWM 펄스의 튜티비인 제 2 연직 방향 PWM 듀티(dyr)가 입력된다.
가동 유닛(30a)을 제 1 방향(x)으로 이동시키기 위해, 구동용 드라이버 회로(29)는 수평 방향 PWM 듀티(dx)의 값에 따라 제 1 및 제 2 수평 방향 코일(31a1, 31a2)에 동일한 전력을 공급한다.
가동 유닛(30a)을 제 2 방향(y)으로 이동시키고 가동 유닛(30a)을 회전시키기 위해, 구동용 드라이버 회로(29)는 제 1 연직 방향 PWM 듀티(dyl)의 값에 따라 제 1 연직 방향 코일(32a1)에 그리고 제 2 연직 방향 PWM 듀티(dyr)의 값에 따라 제 2 연직 방향 코일(32a2)에 전력을 공급한다.
초기 상태에 있어, 제 1 수평 방향 코일(31a1)과 제 2 수평 방향 코일(31a2) 사이의 위치 관계는 제 1 방향(x)에서 광축(LX)이 제 1 수평 방향 코일(31a1)과 제 2 수평 방향 코일(31a2) 사이에 배치되도록 결정된다. 즉, 제 1 수평 방향 코일(31a1)과 제 2 수평 방향 코일(31a2)은 초기 상태에서 제 1 방향(x)에 있어 광축(LX) 상에 중심맞춤된 대칭적 위치로 배열된다.
제 1 연직 방향 코일(32a1)과 제 2 연직 방향 코일(32a2)은 초기 상태에서 제 1 방향(x)에 나란히 배치된다.
촬상 소자(39a1)의 중심과 제 1 수평 방향 코일(31a1)의 중심 영역 사이의 제 1 방향(x)의 거리가 촬상 소자(39a1)의 중심과 제 2 수평 방향 코일(31a2)의 중심 영역 사이의 제 1 방향(x)의 거리와 같아지도록, 제 1 및 제 2 수평 방향 코일(31a1, 31a2)은 배치된다.
초기 상태에서 촬상 소자(39a1)의 중심과 제 1 연직 방향 코일(32a1)의 중심 영역 사이의 제 2 방향(y)의 거리가 촬상 소자(39a1)의 중심과 제 2 연직 방향 코일(32a2)의 중심 영역 사이의 제 2 방향(y)의 거리와 같아지도록, 제 1 및 제 2 연직 방향 코일(31,2a 32a2)은 배치된다.
제 1 수평 방향 자석(411b1)은 제 3 방향(z)에 있어 제 1 수평 방향 코일(31a1) 및 수평 방향 홀 센서(hh10)와 대향하도록 되는 위치에서 고정 유닛(30b)의 가동 유닛(30a) 측에 부착된다.
제 2 수평 방향 자석(411b2)은 제 3 방향(z)에 있어 제 2 수평 방향 코일(31a2)와 대향하도록 되는 위치에서 고정 유닛(30b)의 가동 유닛(30a) 측에 부착된다.
제 1 연직 방향 자석(412b1)은 제 3 방향(z)에 있어 제 1 연직 방향 코일(32a1) 및 제 1 연직 방향 홀 센서(hv1)와 대향하도록 되는 위치에서 고정 유닛(30b)의 가동 유닛(30a) 측에 부착된다.
제 2 연직 방향 자석(412b2)은 제 3 방향(z)에 있어 제 2 연직 방향 코일(32a2) 및 제 2 연직 방향 홀 센서(hv2)와 대향하도록 되는 위치에서 고정 유닛(30b)의 가동 유닛(30a) 측에 부착된다.
제 1 수평 방향 자석(411b1)은 N극과 S극이 제 1 방향(x)과 나란히 배치되도 록 제 1 수평 방향 요크(431b1)에 부착된다. 제 1 수평 방향 요크(431b1)는 제 3 방향(z)에 있어 고정 유닛(30b)의 가동 유닛(30a) 측에 부착된다.
마찬가지로, 제 2 수평 방향 자석(411b2)은 N극과 S극이 제 1 방향(x)과 나란히 배치되도록 제 2 수평 방향 요크(431b2)에 부착된다. 제 2 수평 방향 요크(431b2)는 제 3 방향(z)에 있어 고정 유닛(30b)의 가동 유닛(30a) 측에 부착된다.
제 1 연직 방향 자석(412b1)은 N극과 S극이 제 2 방향(y)과 나란히 배치되도록 제 1 연직 방향 요크(432b1)에 부착된다. 제 1 연직 방향 요크(432b1)는 제 3 방향(z)에 있어 고정 유닛(30b)의 가동 유닛(30a) 측에 부착된다.
마찬가지로, 제 2 연직 방향 자석(412b2)은 N극과 S극이 제 2 방향(y)과 나란히 배치되도록 제 2 연직 방향 요크(432b2)에 부착된다. 제 2 연직 방향 요크(432b2)는 제 3 방향(z)에 있어 고정 유닛(30b)의 가동 유닛(30a) 측에 부착된다.
제 1 및 제 2 수평 방향 요크(431b1, 431b2)는 연자성체 재료로 이루어진다.
제 1 수평 방향 요크(431b1)는 제 1 수평 방향 자석(411b1)의 자장이 주위로 소산되는 것을 방지하고, 제 1 수평 방향 자석(411b1)과 제 1 수평 방향 코일(31a1) 사이 및 제 1 수평 방향 자석(411b1)과 수평 방향 홀 센서(hh10) 사이의 자속 밀도를 증가시킨다.
마찬가지로, 제 2 수평 방향 요크(431b2)는 제 2 수평 방향 자석(411b2)의 자장이 주위로 소산되는 것을 방지하고, 제 2 수평 방향 자석(411b2)과 제 2 수평 방향 코일(31a2) 사이의 자속밀도를 증가시킨다.
제 1 및 제 2 연직 방향 요크(432b1, 432b2)는 연자성체 재료로 이루어진다.
제 1 연직 방향 요크(432b1)는 제 1 연직 방향 자석(412b1)의 자장이 주위로 소산되는 것을 방지하고, 제 1 연직 방향 자석(412b1)과 제 1 연직 방향 코일(32a1) 사이 및 제 1 연직 방향 자석(412b1)과 제 1 연직 방향 홀 센서(hv1) 사이의 자속 밀도를 증가시킨다.
마찬가지로, 제 2 수평 방향 요크(431b2)는 제 2 연직 방향 자석(412b2)의 자장이 주위로 소산되는 것을 방지하고, 제 2 연직 방향 자석(412b2)과 제 2 연직 방향 코일(32a2) 사이 및 제 2 연직 방향 자석(412b2)과 제 2 연직 방향 홀 센서(hv2) 사이의 자속 밀도를 증가시킨다.
제 1 및 제 2 수평 방향 요크(431b1, 431b2)와 제 1 및 제 2 연직 방향 요크(432b1, 432b2)는 별개로 또는 일체로 구성될 수 있다.
홀 센서 유닛(44a)은 홀 효과를 이용하는 자전 변환 소자(자장 변화 검출 소자)인 홀 센서를 3개 구비한 1축 홀 센서이다. 홀 센서 유닛(44a)은 수평 방향 검출 위치 신호(px), 제 1 연직 방향 검출 위치 신호(py1), 및 제 2 연직 방향 검출 위치 신호(pyr)를 검출한다.
3개의 홀 센서 중의 하나는 수평 방향 위치 검출 신호(px)를 검출하기 위한 수평 방향 홀 센서(hh10)이고, 3개의 홀 센서 중의 또다른 하나는 제 1 연직 방향 위치 검출 신호(pyl)를 검출하기 위한 제 1 연직 방향 홀 센서(hv1)이고, 세번째의 나머지 하나는 제 2 연직 방향 위치 검출 신호(pyr)를 검출하기 위한 제 2 연직 방 향 홀 센서(hv2)이다.
수평 방향 홀 센서(hh10)는 제 3 방향(z)에 있어 고정 유닛(30b)의 제 1 수평 방향 자석(411b1)과 대향하도록 되는 위치에서 가동 유닛(30a)에 부착된다.
수평 방향 홀 센서(hh10)는 제 2 방향(y)에 있어 제 1 수평 방향 코일(31a1)의 소용돌이 형상의 와인딩 외부에 배치될 수 있다. 하지만, 수평 방향 홀 센서(hh10)는 제 1 수평 방향 코일(31a1)의 소용돌이 형상의 와인딩 내부의, 제 1 수평 방향 코일(31a1)의 소용돌이 형상의 와인딩의 외주를 따라 갔을 때 제 1 방향(x)에 있어 중간에 배치되는 것이 바람직하다(도 7 참조).
수평 방향 홀 센서(hh10)은 제 1 수평 방향 코일(31a1) 상에 제 3 방향(z)으로 적층된다. 따라서, 위치 검출 동작을 위해 자장이 발생되는 영역과 가동 유닛(30a)을 구동시키기 위해 자장이 발생되는 영역이 공용된다. 그러므로, 제 1 수평 방향 자석(411b1)의 제 2 방향(y)의 길이와 제 1 수평 방향 요크(431b1)의 제 2 방향(y)의 길이가 단축될 수 있다.
제 1 연직 방향 홀 센서(hv1)는 제 3 방향(z)에 있어 고정 유닛(30b)의 제 1 연직 방향 자석(412b1)과 대향하도록 되는 위치에서 가동 유닛(30a)에 부착된다.
제 2 연직 방향 홀 센서(hv2)는 제 3 방향(z)에 있어 고정 유닛(30b)의 제 2 연직 방향 자석(412b2)과 대향하도록 되는 위치에서 가동 유닛(30a)에 부착된다.
마찬가지로, 제 1 연직 방향 홀 센서(hv1)는 제 1 방향(x)에 있어 제 1 연직 방향 코일(32a1)의 소용돌이 형상의 와인딩 외부에 배치될 수 있다. 하지만, 제 1 연직 방향 홀 센서(hv1)는 제 1 연직 방향 코일(32a1)의 소용돌이 형상의 와인딩 내부의, 제 1 연직 방향 코일(32a1)의 소용돌이 형상의 와인딩의 외주를 따라 갔을 때 제 2 방향(y)에 있어 중간에 배치되는 것이 바람직하다.
제 1 연직 방향 홀 센서(hv1)은 제 1 연직 방향 코일(32a1) 상에 제 3 방향(z)으로 적층된다. 따라서, 위치 검출 동작을 위해 자장이 발생되는 영역과 가동 유닛(30a)을 구동시키기 위해 자장이 발생되는 영역이 공용된다. 그러므로, 제 1 연직 방향 자석(412b1)의 제 1 방향(x)의 길이와 제 1 연직 방향 요크(432b1)의 제 1 방향(x)의 길이가 단축될 수 있다.
제 2 연직 방향 홀 센서(hv2)는 제 1 방향(x)에 있어 제 2 연직 방향 코일(32a2)의 소용돌이 형상의 와인딩 외부에 배치될 수 있다. 하지만, 제 2 연직 방향 홀 센서(hv2)는 제 2 연직 방향 코일(32a2)의 소용돌이 형상의 와인딩 내부의, 제 2 연직 방향 코일(32a2)의 소용돌이 형상의 와인딩의 외주를 따라 갔을 때 제 2 방향(y)에 있어 중간에 배치되는 것이 바람직하다.
제 2 연직 방향 홀 센서(hv2)은 제 2 연직 방향 코일(32a2) 상에 제 3 방향(z)으로 적층된다. 따라서, 위치 검출 동작을 위해 자장이 발생되는 영역과 가동 유닛(30a)을 구동시키기 위해 자장이 발생되는 영역이 공용된다. 그러므로, 제 2 연직 방향 자석(412b2)의 제 1 방향(x)의 길이와 제 2 연직 방향 요크(432b2)의 제 1 방향(x)의 길이가 단축될 수 있다.
또한, 제 1 연직 방향 코일(32a1)에 의한 제 1 연직 방향 전자력이 가해지는 제 1 구동점이 제 1 연직 방향 홀 센서(hv1)에 의한 위치 검출점에 근접될 수 있고, 제 2 연직 방향 코일(32a2)에 의한 제 2 연직 방향 전자력이 가해지는 제 2 구 동점이 제 2 연직 방향 홀 센서(hv2)에 의한 위치 검출점에 근접될 수 있다. 따라서, 가동 유닛(30a)의 정밀한 구동 제어가 실행될 수 있다.
1축 홀 센서의 직선적인 변화량(선형성)에 기초하여 정밀한 위치 검출 동작이 실행될 수 있는 최대한의 범위를 활용하여 위치 검출 동작을 실행하기 위해, 초기 상태에 있어서, 수평 방향 홀 센서(hh10)는 제 3 방향(z)에서 보았을 때 제 1 방향(x)에 있어 제 1 수평 방향 자석(411b1)의 N극과 S극 사이의 중간 영역과 대향하는 홀 센서 유닛(44a) 상의 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
유사하게, 초기 상태에 있어서, 제 1 연직 방향 홀 센서(hv1)는 제 3 방향(z)에서 보았을 때 제 2 방향(y)에 있어 제 1 연직 방향 자석(412b1)의 N극과 S극 사이의 중간 영역과 대향하는 홀 센서 유닛(44a) 상의 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 초기 상태에 있어서, 제 2 연직 방향 홀 센서(hv2)는 제 3 방향(z)에서 보았을 때 제 2 방향(y)에 있어 제 2 연직 방향 자석(412b2)의 N극과 S극 사이의 중간 영역과 대향하는 홀 센서 유닛(44a) 상의 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
제 1 홀 센서 신호 처리 유닛(45)은 제 1 홀 센서 신호 처리 회로(450), 제 2 홀 센서 신호 처리 회로(460), 및 제 3 홀 센서 신호 처리 회로(470)를 가진다.
제 1 홀 센서 신호 처리 회로(450)는 수평 방향 홀 센서(hh10)의 출력 신호에 기초하여 수평 방향 홀 센서(hh10)의 출력 단자간의 수평 방향 전위차를 검출한 다.
제 1 홀 센서 신호 처리 회로(450)는 수평 방향 전위차에 기초하여 수평 방향 검출 위치 신호(px)를 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D3)로 출력한다. 수평 방향 검출 위치 신호(px)는 가동 유닛(30a)의 수평 방향 홀 센서(hh10)를 가지는 부분의 제 1 방향(x)의 위치를 특정한다.
제 1 홀 센서 신호 처리 회로(450)는 플렉시블 기판(도시 안됨)을 통해 수평 방향 홀 센서(hh10)에 접속된다.
제 2 홀 센서 신호 처리 회로(460)는 제 1 연직 방향 홀 센서(hv1)의 출력 신호에 기초하여 제 1 연직 방향 홀 센서(hv1)의 출력 단자간의 제 1 연직 방향 전위차를 검출한다.
제 2 홀 센서 신호 처리 회로(460)는 제 1 연직 방향 전위차에 기초하여 제 1 연직 방향 검출 위치 신호(pyl)를 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D4)로 출력한다. 제 1 연직 방향 검출 위치 신호(pyl)는 가동 유닛(30a)의 제 1 연직 방향 홀 센서(hv1)를 가지는 부분(제 1 연직 방향 홀 센서(hv1)에 의한 위치 검출점)의 제 2 방향(y)의 위치를 특정한다.
제 2 홀 센서 신호 처리 회로(460)는 플렉시블 기판(도시 안됨)을 통해 제 1 연직 방향 홀 센서(hv1)에 접속된다.
제 3 홀 센서 신호 처리 회로(470)는 제 2 연직 방향 홀 센서(hv2)의 출력 신호에 기초하여 제 2 연직 방향 홀 센서(hv2)의 출력 단자간의 제 2 연직 방향 전위차를 검출한다.
제 3 홀 센서 신호 처리 회로(470)는 제 2 연직 방향 전위차에 기초하여 제 2 연직 방향 검출 위치 신호(pyr)를 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D5)로 출력한다. 제 2 연직 방향 검출 위치 신호(pyr)는 가동 유닛(30a)의 제 2 연직 방향 홀 센서(hv2)를 가지는 부분(제 2 연직 방향 홀 센서(hv2)에 의한 위치 검출점)의 제 2 방향(y)의 위치를 특정한다.
제 3 홀 센서 신호 처리 회로(470)는 플렉시블 기판(도시 안됨)을 통해 제 2 연직 방향 홀 센서(hv2)에 접속된다.
본 실시 형태에서는, 회전 각도를 포함하는 가동 유닛(30a)의 위치를 특정하기 위해 3개의 홀 센서(hh10, hv1, hv2)가 사용된다.
3개의 홀 센서 중의 2개의 홀 센서(hv1, hv2)를 사용하여, 가동 유닛(30a) 상의 2개의 점의 제 2 방향(y)의 위치가 특정된다. 3개의 홀 센서 중의 나머지 하나의 홀 센서(hh10)를 사용하여, 가동 유닛(30a) 상의 1개의 점의 제 1 방향(x)의 위치가 특정된다. 이들 2개의 점의 제 2 방향(y)의 위치 및 1개의 점의 제 1 방향(x)의 위치에 관한 정보에 기초하여, xy 평면 상의 회전 각도를 포함하는 가동 유닛(30a)의 위치가 특정될 수 있다.
다음에, 본 실시 형태의 촬상 장치(1)의 메인 동작에 관하여 도 4의 플로차트를 사용하여 설명한다.
Pon 스위치(11a)가 ON 상태로 설정되면, 스텝 S11에서, 각속도 검출 유닛(25)에 전력이 공급되어, 각속도 검출 유닛(25)이 ON 상태로 설정된다.
스텝 S12에서, 일정 시간 간격(1ms)으로 타이머의 인터럽션 처리가 개시된 다.
스텝 S13에서, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 0으로 설정된다(도 8의 시점(t0) 참조). 타이머의 인터럽션 처리의 상세한 설명은 도 5의 플로차트를 사용하여 후술한다.
스텝 S14에서, 측광 스위치(12a)가 ON 상태로 설정되어 있는지 아닌지가 판단된다. 측광 스위치(12a)가 ON 상태로 설정되어 있지 않다고 판단되는 경우는, 동작은 스텝 S14로 복귀되어, 스텝 S14의 처리가 반복된다. 측광 스위치(12a)가 ON 상태로 설정되어 있다고 판단되는 경우는, 동작은 스텝 S15로 진행된다(도 8의 시점(t1, t7) 참조).
스텝 S15에서, 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 설정되었는지 아닌지가 판단된다. 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 설정되어 있지 않다고 판단되는 경우는, 스텝 S16에서, 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 0으로 설정된다. 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 설정되어 있다고 판단되는 경우는, 스텝 S17에서, 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 1로 설정된다.
스텝 S18에서, AE 유닛(23)의 AE 센서가 구동되어, 측광 동작이 행해지고, 조리개 값과 노광 시간이 연산된다.
AF 유닛(24)의 AF 센서와 렌즈 제어 회로가 구동되어 AF 감지 동작 및 포커싱 동작을 각각 실행한다.
스텝 S19에서, 렌즈 계수(F)를 포함하는 렌즈 정보가 카메라 렌즈(67)로부터 CPU(21)로 통신에 의해 전달된다.
스텝 S20에서, 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 설정되었는지 아닌지가 판단된다. 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 설정되어 있지 않다고 판단되는 경우에는, 스텝 S14로 복귀되어, 스텝 S14∼S19가 반복된다. 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 설정되어 있다고 판단되는 경우에는, 스텝 S21로 진행되어, 릴리스 시퀀스동작이 개시된다.
스텝 S21에서, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정된다. 스텝 S22에서, 미러 상태 파라미터(MP)의 값이 1로 설정된다(도 8의 시점(t2, t8) 참조).
스텝 S23에서, 미러-조리개-셔터 유닛(18)에 의해, 사전 설정된 또는 연산된 조리개 값에 대응하여 미러 업 동작 및 조리개 폐쇄 동작이 행해진다.
미러 업 동작이 종료된 후, 스텝 S24에서, 미러 상태 파라미터(MP)의 값이 O으로 설정된다(도 8의 시점(t3) 참조). 스텝 S25에서, 셔터 개방 동작(셔터의 전방막 이동)이 개시된다(도 8의 시점(t4) 참조).
스텝 S26에서, 노광 동작 즉 촬상 소자(39a1)(CCD 등)의 전하 축적이 행해진다. 노광 시간이 경과한 후, 스텝 S27에서, 미러-조리개-셔터 유닛(18)에 의해, 셔터 폐쇄 동작(셔터의 후방막 이동), 미러 다운 동작, 및 조리개 개방 동작이 행해진다(도 8의 시점(t5) 참조).
스텝 S28에서, 노광 시간 중에 촬상 소자(39a1)에 축적된 전하가 판독(독출)된다. 스텝 S29에서, CPU(21)가 DSP(19)와 통신하여, 촬상 소자(39a1)로부터 판독된 전하에 기초하여 화상 처리 동작이 행해진다. 화상 처리가 행해지는 화상은 촬상 장치(1)의 메모리에 저장된다. 스텝 S30에서, 메모리에 저장된 화상은 디스플 레이(17) 상에 표시된다. 스텝 S31에서, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 0으로 설정되어, 측광 스위치(12a) 및 릴리스 스위치(13a)가 OFF 상태로 설정되고, 릴리스 시퀀스 동작이 완료되고, 동작은 스텝 S14로 복귀된다. 즉, 촬상 장치(1)가 다음의 촬상 동작이 행해질 수 있는 상태로 복귀된다(도 8의 시점(t6) 참조).
다음에, 도 4의 스텝 S12에서 개시되고, 다른 동작들에 독립하여 일정 시간 간격(1ms)마다 행해지는 본 실시 형태의 타이머의 인터럽션 처리를 도 5의 플로우 차트를 이용하여 설명한다.
타이머의 인터럽션 처리가 개시되면, 스텝 S51에서, 각속도 검출 유닛(25)으로부터 출력되는 제 1 각속도(vx)가 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D0)로 입력되어 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)로 변환된다. 역시 각속도 검출 유닛(25)으로부터 출력되는 제 2 각속도(vy)가 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D1)로 입력되어 제 2 디지털 각도 신호(Vyn)로 변환된다. 유사하게, 역시 각속도 검출 유닛(25)으로부터 출력되는 제 3 각속도(vθ)가 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D2)로 입력되어 제 3 디지털 각도 신호(Vθn)로 변환된다(각속도 검출 동작).
제 1, 제 2 및 제 3 디지털 각속도 신호(Vxn, Vyn, Vθn)의 저주파 성분은 디지털 하이 패스 필터 처리 동작에서 삭감된다(제 1, 제 2 및 제 3 디지털 각속도(VVxn, VVyn, VVθn), 도 6의 (1) 참조).
스텝 S52에서, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정되어 있는지 아닌 지가 판단된다. 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정되어 있지 않다고 판단되는 경우에는, 스텝 S53에서, 가동 유닛(30a)의 구동이 OFF 상태로 설정된다. 즉, 가동 유닛(30a)의 구동 제어가 행해지지 않는 상태로 상흔들림 보정 유닛(30)이 설정된다. 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1에 설정되어 있다고 판단되는 경우에는, 곧바로 스텝 S54로 진행된다.
따라서, 도 8의 시점(tO)으로부터 도 8의 시점(t2)까지의 기간, 도 8의 시점(t6)으로부터 도 8의 시점(t7)까지의 기간, 도 8의 시점(t7)으로부터 도 8의 시점(t8)까지의 기간 중에는, 가동 유닛(30a)은 구동되지 않는다. 대신에, 이 기간 중에는, 제 1, 제 2 및 제 3 디지털 각속도(VVxn, VVyn, VVθn)의 산출이 행해진다(제 1 손흔들림 양 연산(a)).
스텝 S54에서, 홀 센서 유닛(44a)이 가동 유닛(30a)의 위치를 검출한다. 홀 센서 신호 처리 유닛(45)에 의해 수평 방향 검출 위치 신호(px)와, 제 1 및 제 2 연직 방향 검출 위치 신호(py1, pyr)가 연산된다. 그런 다음 수평 방향 검출 위치 신호(px)는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D3)에 입력되어 디지털 신호(pdxn)로 변환되고, 제 1 연직 방향 검출 위치 신호(pyl)는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D4)에 입력되어 디지털 신호(pdyln)로 변환되고, 제 2 연직 방향 검출 위치 신호(pyr)는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D5)에 입력되어 디지털 신호(pdyrn)으로 변환된다. 이들 변환된 디지털 신호들은 가동 유닛(30a)의 현재 위치(Pn)(pdxn, pdyln, pdyrn)를 특정한다(도 6 의 (2) 참조).
스텝 S55에서, 미러 상태 파라미터(MP)의 값이 1로 설정되어 있는지 아닌지가 판단된다. 미러 상태 파라미터(MP)의 값이 1로 설정되어 있지 않다고 판단되는 경우에는, 동작은 곧바로 스텝 S59로 진행된다. 미러 상태 파라미터(MP)의 값이 1로 설정되어 있다고 판단되는 경우에는, 동작은 스텝 S56로 진행된다.
스텝 S56에서, 제 3 디지털 각속도(VVθn)에 기초하여, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)이 산출된다(도 6의 (8) 참조).
스텝 S57에서, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)과 홀 센서 간격 계수(HSD)에 기초하여 위치(Sn)의 회전 방향 성분(Sθn)이 산출된다(도 6의 (3) 참조).
하지만, 제 1 디지털 변위 각도(Kxn), 제 2 디지털 변위 각도(Kyn), 위치(Sn)의 수평 방향 성분(Sxn), 및 위치(Sn)의 수직 방향 성분(Syn)의 연산은 행해지지 않는다.
스텝 S58에서, 가동 유닛(30a)(촬상 유닛(39a))이 이동해야 할 위치(Sn)(Sxn, Syln, Syrn)가 가동 유닛(30a)의 이동 범위의 중심에 설정된다(Syln=Syrn).
따라서, 스텝 S57에서 산출된 위치(Sn)의 회전 방향 성분(Sθn)은 스텝 S58에서의 연산을 위해서는 이용되지 않는다. 하지만, 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태 로 설정된 때부터 미러 업 동작이 완료될 때까지의 기간 중의 촬상 장치(1)의 회전 각도(경사 각도)가 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)로서 연산되고, 경사 각도를 보정하기 위한 가동 유닛(30a)의 이동량이 위치(Sn)의 회전 방향 성분(Sθn)으로서 산출되어 스텝 S64 및 S65의 연산에 사용된다.
따라서, 도 8의 시점(t2)으로부터 시점(t3)까지의 기간 중에는, 가동 유닛(30a)은 이동 범위의 중심에 유지되고, 제 1, 제 2 및 제 3 디지털 각속도 (VVxn, VVyn, VVθn), 제 3 디지털 변위 각도(Kθn), 및 위치(Sn)의 회전 방향 성분(Sθn)의 연산이 행해진다(제 2 손흔들림 양 연산(b)).
스텝 S59에서, 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 0인지 아닌지가 판단된다. 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 0이라고 판단되는 경우(SR=0) 즉 촬상 장치(1)가 보정 모드가 아닌 경우에는, 스텝 S60에서, 가동 유닛(30a)이 이동해야 할 위치(Sn)(Sxn, Syln, Syrn)가 가동 유닛(30a)의 이동 범위의 중심으로 설정된다(Syln=Syrn)(도 6의 (4) 참조).
따라서, 도 8의 시점(t3)으로부터 도 8의 시점(t6)까지의 기간 중이고, 촬상 장치(1)가 상흔들림 보정 모드가 아닌 경우에는, 가동 유닛(30a)는 이동 범위의 중심에 유지되고, 제 1, 제 2 및 제 3 디지털 각속도(VVxn, VVyn, VVθn)의 연산이 행해진다(제 2 손흔들림 양 연산(a)).
상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 0이 아니라고 판단되는 경우(SR=1) 즉 촬상 장치(1)가 보정 모드인 경우에는, 스텝 S61에서, 제 1, 제 2 및 제 3 디지털 각속도(VVxn, VVyn, VVθn)에 기초하여, 제 1, 제 2 및 제 3 디지털 변위 각도(Kxn, Kyn, Kθn)가 연산된다(도 6의 (7) 및 (8) 참조).
스텝 S62에서, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 절대치가 역치(LVL) 이하인지가 판단된다.
제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 절대치가 역치(LVL) 이하라고 판단되는 경우에는, 스텝 S63에서, 제 1 및 제 2 디지털 각도(Kxn, Kyn)와 렌즈 계수(F)에 기초하여, 위치(Sn)의 수평 방향 성분(Sxn)과 위치(Sn)의 연직 방향 성분(Syn)이 연산된다(도 6의 (3) 참조).
하지만, 위치(Sn)의 회전 방향 성분(Sθn)은 연산되지 않고 0으로 설정된다.
그런 다음, 위치(Sn)의 연직 방향 성분(Syn) 및 위치(Sn)의 회전 방향 성분(Sθn)에 기초하여, 제 1 구동점의 제 1 연직 방향 성분(Syln)과 제 2 구동점의 제 2 연직 방향 성분(Syrn)이 연산된다(Syln=Syrn, 도 6의 (4) 참조).
제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 절대치가 역치(LVL)보다 크다고 판단되는 경우에는, 스텝 S64에서, 제 1 및 제 2 디지털 변위 각도(Kxn, Kyn)와 렌즈 계수(F)에 기초하여, 위치(Sn)의 수평 방향 성분(Sxn)과 위치(Sn)의 연직 방향 성분(Syn)이 연산된다(도 6의 (3) 참조).
또한, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)와 홀 센서 간격 계수(HSD)에 기초하여, 위치(Sn)의 회전 방향 성분(Sθn)이 연산된다(도 6의 (3) 참조).
그런 다음, 위치(Sn)의 연직 방향 성분(Syn)과 위치(Sn)의 회전 방향 성분(Sθn)에 기초하여, 제 1 구동점의 제 1 연직 방향 성분(Syln)과 제 2 구동점의 제 2 연직 방향 성분(Syrn)이 연산된다(도 6의 (4) 참조).
따라서, 도 8의 시점(t3)으로부터 시점(t6)까지의 기간 중이고, 촬상 장치(1)가 상흔들림 보정 모드인 경우에는, 가동 유닛(30a)은 상흔들림 보정 처리에 대응하여 이동해야 할 위치(Sn)로 이동되고, 제 1, 제 2 및 제 3 디지털 각속도 (VVxn, VVyn, VVθn), 제 1 제 2 및 제 3 디지털 변위 각도(Kxn, Kyn, Kθn), 위치(Sn)의 수평 방향 성분(Sxn), 위치(Sn)의 연직 방향 성분(Syn), 위치(Sn)의 회전 방향 성분(Sθn), 제 1 구동점의 제 1 연직 방향 성분(Syln), 및 제 2 구동점의 제 2 연직 방향 성분(Syrn)의 연산이 행해진다(제 3 손흔들림 양 연산(c)).
하지만, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 절대치가 역치(LVL) 이하인 경우에는, 제 1 구동점의 제 1 연직 방향 성분(Syln)의 값이 제 2 구동점의 제 2 연직 방 향 성분(Syrn)의 값과 같아지도록, 위치(Sn)의 회전 방향 성분(Sθn)은 0으로 설정된다.
스텝 S65에서, 스텝 S58, S60, S63 또는 S64에서 결정된 위치(Sn)(Sxn, Syln, Syrn)과 현재 위치(Pn)(pdxn, pdyln, pdyrn)에 기초하여, 가동 유닛(30a)을 위치(Sn)으로 이동시키는 구동력(Dn)의 수평 방향 구동력(Dxn)(수평 방향 PWM 듀티(dx)), 제 1 연직 방향 구동력(Dyln)(제 1 연직 방향 PWM 듀티(dyl)), 및 제 2 연직 방향 구동력(Dyrn)(제 2 연직 방향 PWM 듀티(dyr))이 연산된다(도 6의 (5) 참조).
스텝 S66에서, 수평 방향 PWM 듀티(dx)를 구동용 드라이버 회로(29)에 가함으로써 제 1 및 제 2 수평 방향 코일(31a1, 31a2)이 구동되고; 제 1 연직 방향 PWM 듀티(dyl)를 구동용 드라이버 회로(29)에 가함으로써 제 1 연직 방향 코일(32a1)이 구동되고; 제 2 연직 방향 PWM 듀티(dyr)를 구동용 드라이버 회로(29)에 가함으로써 제 2 연직 방향 코일(32a2)이 구동되어, 가동 유닛(30a)이 위치(Sn)(Sxn, Syn, Sθn)로 이동된다(도 6의 (6) 참조).
스텝 S65 및 S66의 처리는 일반적인 비례, 적분, 미분 연산을 하는 PID 자동 제어에 의해 실행되는 자동 제어 연산이다.
본 실시 형태에 있어서는, 촬상 장치(1)가 미러 업 동작을 행하는 것으로 설명되고 있다. 하지만, 촬상 장치(1)가 미러 업 동작을 행하지 않더라도, 릴리스 버튼(13)이 완전히 눌러졌을 때부터 노광 동작이 개시될 때까지의 시간의 길이가 긴 경우라면, 본 실시 형태에서와 같은 이점이 얻어질 것이다. 이 경우, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn) 및 위치(Sn)의 회전 방향 성분(Sθn)의 연산은 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 설정된 후의 제 1 시점(TP1)으로부터, 예컨대 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 설정된 직후의 시점(t2) 등에서, 행해진다. 또한, 제 1 및 제 2 디지털 변위 각도(Kxn, Kyn), 위치(Sn)의 수평 방향 성분(Sxn), 및 위치(Sn)의 연직 방향 성분(Syn)의 연산은 제 1 시점 후의 제 2 시점으로부터, 예컨대 노광 동작이 개시되기 직전의 시점(t3) 등에서, 행해진다.
또한, 위치 검출을 위해 자장 변화 검출 소자로서 홀 센서가 사용되는 것으로 설명되어 있다. 하지만, 다른 검출 소자, 즉 고주파 캐리어형 자장 센서와 같은 MI 센서(자기 임피던스 센서), 자기 공명형 자장 검출 소자, 또는 MR 소자(자기 저항 효과 소자)가 위치 검출 목적으로 사용될 수 있다. MI 센서, 자기 공명형 자장 검출 소자, 또는 MR 소자 중의 어느 것이 사용되는 경우에도, 홀 센서를 사용하는 것과 마찬가지로 자장 변화를 검출함으로써 가동 유닛의 위치와 관련한 정보를 얻을 수 있다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태가 설명되었지만, 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 수많은 수정과 변경이 이루어 질 수 있다는 것은 당업자에게 명백하다.
도 1은 바람직한 실시 형태의 촬상 장치의 배면측에서 본 사시도;
도 2는 촬상 장치의 정면도;
도 3은 촬상 장치의 회로 구성도;
도 4는 촬상 장치의 메인 동작을 보여주는 플로우 차트;
도 5는 타이머의 인터럽션 처리를 상세하게 나타낸 플로우 차트;
도 6은 상흔들림 보정 처리에 있어서의 연산식을 나타낸 도면;
도 7은 가동 유닛의 구성도;
도 8은 촬상 장치의 메인 동작과 상흔들림 보정 동작의 타이밍 차트.

Claims (6)

  1. 촬상 장치의 상안정화를 위한 상흔들림 보정 장치에 있어서,
    촬상 소자를 가지고 있고, 상흔들림 보정 처리를 위해 이동 및 회전 가능한 가동 유닛;
    상흔들림 보정 처리를 위해 가동 유닛을 제어하는 제어부; 및
    상기 가동 유닛의 특정 방향의 위치 검출을 위해 사용되는 제 1 자장 변화 검출 소자 및 제 2 자장 변화 검출 소자;를 포함하고 있고,
    상기 제어부는 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도를 연산하고, 상기 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도에 기초하여, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하기 위한 상흔들림 보정 처리를 행할지 행하지 않을지의 여부를 제어하고,
    상기 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도의 절대치가 역치보다 큰 경우에는, 상기 상흔들림 보정 처리는 피칭, 요잉 및 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하도록 실행되고,
    상기 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도의 절대치가 역치 이하인 경우에는, 상기 상흔들림 보정 처리는 롤링에 의해 야기되는 손흔들림은 고려하지 않고 피칭 및 요잉에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하도록 실행되고,
    상기 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도의 절대치가 역치보다 큰 경우에는, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도 및 상기 제 1 자장 변화 검출 소자와 상기 제 2 자장 변화 검출 소자 사이의 상대 간격에 기초하여, 상기 상흔들림 보정 처리를 위한 상기 가동 유닛의 위치의 회전 방향 성분의 연산이 실행되고,
    상기 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도의 절대치가 역치 이하인 경우에는, 상기 상흔들림 보정 처리를 위한 상기 가동 유닛의 위치의 상기 회전 방향 성분이 0으로 설정되고,
    상기 역치는 상기 촬상 소자의 촬상 동작을 위해 사용되는 렌즈의 최소 착난원의 크기 및 상기 촬상 소자의 크기에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 상흔들림 보정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈는 교환 렌즈이고,
    상기 제어부는 상기 렌즈로부터 상기 최소 착난원의 크기에 관한 정보를 취득하고,
    상기 렌즈는 상기 최소 착난원의 크기에 관한 정보를 저장하는 메모리를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 상흔들림 보정 장치.
  6. 촬상 장치에 있어서,
    촬상 소자를 가지고 있고 상안정화를 위한 상흔들림 보정 처리를 위해 이동 및 회전 가능한 가동 유닛과, 상기 상흔들림 보정 처리를 위해 상기 가동 유닛을 제어하는 제어부와, 상기 가동 유닛의 특정 방향의 위치 검출을 위해 사용되는 제 1 자장 변화 검출 소자 및 제 2 자장 변화 검출 소자를 구비하고 있는 상흔들림 보정 유닛; 및
    상기 촬상 소자의 촬상 동작을 위해 사용되는 렌즈;를 포함하고 있고,
    상기 제어부는 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도를 연산하고, 상기 렌즈로부터의 정보 및 상기 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도에 기초하여, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하기 위한 상흔들림 보정 처리를 행할지 행하지 않을지의 여부를 제어하고,
    상기 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도의 절대치가 역치보다 큰 경우에는, 상기 상흔들림 보정 처리는 피칭, 요잉 및 롤링에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하도록 실행되고,
    상기 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도의 절대치가 역치 이하인 경우에는, 상기 상흔들림 보정 처리는 롤링에 의해 야기되는 손흔들림은 고려하지 않고 피칭 및 요잉에 의해 야기되는 손흔들림을 보정하도록 실행되고,
    상기 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도의 절대치가 역치보다 큰 경우에는, 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도 및 상기 제 1 자장 변화 검출 소자와 상기 제 2 자장 변화 검출 소자 사이의 상대 간격에 기초하여, 상기 상흔들림 보정 처리를 위한 상기 가동 유닛의 위치의 회전 방향 성분의 연산이 실행되고,
    상기 롤링에 의해 야기되는 손흔들림 각도의 절대치가 역치 이하인 경우에는, 상기 상흔들림 보정 처리를 위한 상기 가동 유닛의 위치의 상기 회전 방향 성분이 0으로 설정되고,
    상기 역치는 상기 촬상 소자의 촬상 동작을 위해 사용되는 렌즈의 최소 착난원의 크기 및 상기 촬상 소자의 크기에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
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