KR101523695B1 - 촬상 장치 - Google Patents

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유키오 우에나카
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리코 이메징 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 촬상 장치는 가동 플랫폼, 병진운동 스위치, 회전운동 스위치, 그리고 컨트롤러를 포함하고 있다. 상기 가동 플랫폼은 촬상소자를 가지고 있으며, xy 평면상에서 이동가능하고 회전가능하다. 상기 병진운동 스위치는 제 1 상흔들림 보정 처리 및 제 2 상흔들림 보정 처리를 포함하는 병진운동의 ON/OFF 상태를 선택하기 위한 것이다. 상기 제 1 상흔들림 보정 처리는 요잉에 의해 발생된 손흔들림을 보정하기 위해 상기 가동 플랫폼을 x축 방향으로 이동시킨다. 상기 제 2 상흔들림 보정 처리는 피칭에 의해 발생된 손흔들림을 보정하기 위해 상기 가동 플랫폼을 y축 방향으로 이동시킨다. 상기 회전운동 스위치는 xy 평면 내에서 상기 가동 플랫폼을 회전시키는 회전운동의 ON/OFF 상태를 선택하기 위한 것이다. 상기 컨트롤러는 상기 병진운동 스위치의 상태에 기초하여 상기 가동 플랫폼이 병진운동하도록 제어하고 상기 회전운동 스위치의 상태에 기초하여 상기 가동 플랫폼이 회전운동하도록 제어한다.
가동 플랫폼, 병진운동 스위치, 회전운동 스위치, 컨트롤러, 상흔들림 보정 버튼, 미러 조리개 셔터, 자이로 센서, 가속도 센서, 각속도 센서

Description

촬상 장치{PHOTOGRAPHIC APPARATUS}
본 발명은 촬상 장치에 관한 것으로서, 특히, 경사 보정 등과 같은 회전운동을 수행하는 촬상 장치에 관한 것이다.
촬상 장치용 상흔들림 보정(상흔들림 방지라고도 하지만, 이하에서는 상흔들림 보정이라 함) 장치는 알려져 있다. 이러한 상흔들림 보정 장치는 촬상 도중에 발생하는 손흔들림량에 따라, 촬상 장치의 테이킹 렌즈(taking lens)의 광축과 직교하는 xy 평면내에서 상흔들림 보정 렌즈를 포함하는 가동 플랫폼을 이동시키거나 촬상소자(촬상 센서)를 이동시킴으로써 손흔들림 효과를 보정한다.
일본국 공개특허공보 제 2006-71743호는 요잉(yawing), 피칭(pitching) 및 롤링(rolling)으로 인한 손흔들림에 따라 손흔들림량을 산출하고, 산출된 손흔들림량(제 1 손흔들림 각도, 제 2 손흔들림 각도 및 제 3 손흔들림 각도)에 기초하여 상흔들림 보정 처리를 수행하는 상흔들림 보정 장치를 개시하고 있다.
이러한 상흔들림 보정 동작에서는, 다음과 같은 상흔들림 보정 기능: 즉, 요잉에 의해서 발생된 손흔들림을 보정하는 제 1 상흔들림 보정 처리와 피칭에 의해서 발생된 손흔들림을 보정하는 제 2 상흔들림 보정 처리를 포함하는 병진운동, 그리고 롤링에 의해 발생된 손흔들림을 보정하는 제 3 상흔들림 보정 처리를 포함하는 회전운동이 수행된다.
상기 병진운동에서는, 가동 플랫폼이 xy 평면내에서 회전운동을 하지 않고 이동한다.
상기 회전운동에서는, 상기 가동 플랫폼이 xy 평면내에서 회전한다.
그러나, 제 3 상흔들림 보정 처리를 위한 가동 플랫폼의 회전운동은 병진운동(제 1 상흔들림 보정 처리 및 제 2 상흔들림 보정 처리)에 사용될 수 있는 x 방향 및 y 방향에 있어서의 가동 플랫폼의 가동 범위를 제한한다.
병진운동을 위해 사용될 수 있는 가동 플랫폼의 가동 범위가 제한되면, 병진운동이 정확하게 수행될 수 없다.
역으로, 병진운동은 가동 플랫폼의 회전운동을 위한 가동 범위를 제한하므로, 결과적으로 회전운동이 정확하게 수행되는 것을 방해한다.
따라서, 본 발명의 목적은 병진운동과 회전운동을 효과적으로 수행하는 촬상 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 촬상 장치가 가동 플랫폼, 병진운동 스위치, 회전운동 스위치, 그리고 컨트롤러를 포함하고 있다. 상기 가동 플랫폼은 테이킹 렌즈를 통하여 광학상을 촬상하는 촬상소자를 가지고 있으며, 상기 테이킹 렌즈의 광축과 수직인 xy 평면상에서 이동가능하고 회전가능하다. 상기 병진운동 스위치는 제 1 상흔들림 보정 처리와 제 2 상흔들림 보정 처리 중의 적어도 하나를 포함하는 병진운동의 ON/OFF 상태를 선택하기 위해 사용된다. 상기 제 1 상흔들림 보정 처리는 요잉에 의해 발생된 손흔들림을 보정하기 위해 상기 가동 플랫폼을 x축 방향으로 이동시킨다. 제 2 상흔들림 보정 처리는 피칭에 의해 발생된 손흔들림을 보정하기 위해 상기 가동 플랫폼을 y축 방향으로 이동시킨다. 상기 x축 방향은 상기 광축과 수직이다. 상기 y축 방향은 상기 x축 방향 및 상기 광축과 수직이다. 상기 회전운동 스위치는 상기 xy 평면상에서 상기 가동 플랫폼을 회전시키는 회전운동의 ON/OFF 상태를 선택하기 위해 사용된다. 상기 컨트롤러는 상기 병진운동 스위치의 상태에 기초하여 상기 가동 플랫폼이 병진운동하도록 제어하고 상기 회전운동 스위치의 상태에 기초하여 상기 가동 플랫폼이 회전운동하도록 제어한다.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 병진운동과 회전운동을 효과적으로 수행할 수 있는 촬상 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 목적 및 장점은 첨부된 도면과 함께 아래의 상세한 설명을 참고하면 더욱 잘 이해할 수 있다.
아래에서는 도면에 도시된 실시예에 관하여 본 발명을 설명한다.
상기 실시예에서, 촬상 장치(1)는 디지털 카메라이다. 촬상 장치(1)의 카메라 렌즈(즉, 테이킹 렌즈)(67)는 광축(LX)을 가지고 있다.
도시된 실시예에서의 방향을 설명하기 위해, x축 방향, y축 방향 및 z축 방향이 정해져 있다(도 1 참고). x축 방향은 광축(LX)과 수직인 방향이다. y축 방향은 광축(LX) 및 x축 방향과 수직인 방향이다. z축 방향은 광축(LX)과 평행하며 x축 방향 및 y축 방향과 수직인 방향이다.
x축 방향, y축 방향 및 z축 방향과 중력의 방향과의 관계는 촬상 장치(1)의 유지 상태(자세)에 따라 변한다.
예를 들면, 촬상 장치(1)가 제 1 수평 상태로 유지되어 있는 경우, 즉, 촬상 장치(1)가 수평방향으로 유지된 상태로서 촬상 장치(1)의 상부면이 위쪽으로 향해 있을 때(도 2 참조)에는, x축 방향과 z축 방향은 중력의 방향과 수직이고 y축 방향은 중력의 방향과 평행이다.
촬상 장치(1)가 제 2 수평 상태로 유지되어 있는 경우, 즉, 촬상 장치(1)가 수평방향으로 유지된 상태로서 촬상 장치(1)의 하부면이 위쪽으로 향해 있을 때(도 9 참조)에는, x축 방향과 z축 방향은 중력의 방향과 수직이고 y축 방향은 중력의 방향과 평행이다.
촬상 장치(1)가 제 1 수직 상태로 유지되어 있는 경우, 즉, 촬상 장치(1)가 수직방향으로 유지된 상태로서 촬상 장치(1)의 양 측면 중의 한 쪽이 위쪽으로 향해 있을 때(도 10 참조)에는, x축 방향이 중력의 방향과 평행이고 y축 방향 및 z축 방향이 중력의 방향에 대해 수직이다.
촬상 장치(1)가 제 2 수직 상태로 유지되어 있는 경우, 즉, 촬상 장치(1)가 수직방향으로 유지된 상태로서 촬상 장치(1)의 양 측면 중의 다른 쪽이 위쪽으로 향해 있을 때(도 11 참조)에는, x축 방향이 중력의 방향과 평행이고 y축 방향 및 z축 방향이 중력의 방향에 대해 수직이다.
촬상 장치(1)의 전방면이 중력의 방향으로 향해 있는 경우에는, x축 방향 및 y축 방향이 중력의 방향에 대해 수직이고 z축 방향이 중력의 방향과 평행이다. 촬상 장치(1)의 전방면은 카메라 렌즈(67)가 부착되어 있는 쪽이다.
촬상 장치(1)의 촬상부는, PON 버튼(11), PON 스위치(11a), 측광 스위치(12a), 셔터 릴리스 버튼(13), 노출 동작을 위한 셔터 릴리스 스위치(13a), 상흔들림 보정 버튼(14), 상흔들림 보정 스위치(14a), 제 1 경사 보정 버튼(15), 제 1 경사 보정 스위치(15a), LCD 모니터 등과 같은 디스플레이(17), 미러 조리개 셔터 유닛(18), DSP(19), CPU(21), AE(자동 노출) 유닛(23), AF(자동 초점맞춤) 유닛(24), 보정 유닛(30) 내의 촬상 유닛(39a) 및 카메라 렌즈(67)로 구성되어 있다(도 1, 도 2 및 도 3 참조).
PON 스위치(11a)가 ON 상태로 있는지 또는 OFF 상태로 있는지는 PON 버튼(11)의 상태에 의해 결정된다. 촬상 장치(1)의 ON/OFF 상태는 PON 스위치(11a)의 ON/OFF 상태에 대응한다.
피사체상은 촬상 유닛(39a)에 의해 카메라 렌즈(67)를 통한 광학상으로서 촬상되고, 디스플레이(17)에 촬상된 화상이 표시된다. 피사체상은 광학 파인더(도시 되지 않음)를 통하여 광학적으로 관찰될 수 있다.
사용자에 의해 셔터 릴리스 버튼(13)이 부분적으로 눌러지면, 측광 스위치(12a)가 ON 상태로 되고 측광 동작(photometric operation), AF 감지 동작 및 초점맞춤 동작이 실행된다.
사용자에 의해 셔터 릴리스 버튼(13)이 완전히 눌러지면, 셔터 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 되고 촬상 유닛(39a)(촬상 장치)에 의한 촬상 동작이 실행되고, 촬상된 상이 저장된다.
CPU(21)는 셔터 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 된 후에 촬상 동작을 포함하는 릴리스-시퀀스 동작(release-sequence operation)을 실행한다.
미러 조리개 셔터 유닛(18)은 CPU(21)의 포트(P7)와 접속되어 있으며 셔터 릴리스 스위치(13a)의 ON 상태에 연동하여 미러의 UP/D0WN 동작(미러 상승 동작 및 미러 하강 동작), 조리개의 개폐 동작 및 셔터의 개폐 동작을 실행한다.
카메라 렌즈(67)는 촬상 장치(1)의 교환 렌즈이고 CPU(21)의 포트(P8)와 접속되어 있다. 카메라 렌즈(67)는, 카메라 렌즈(67)에 내장된 R0M에 저장된 렌즈 계수 F 등을 포함하는 렌즈 정보를 촬상 장치(1)가 ON 상태로 된 때에 CPU(21)로 출력한다.
DSP(19)는 CPU(21)의 포트(P9) 및 촬상 유닛(39a)과 접속되어 있다. CPU(21)로부터의 명령에 기초하여, 촬상 유닛(39a)의 촬상 동작에 의해 얻은 화상 신호에 대하여 화상 처리 동작 등과 같은 연산 동작을 수행한다.
CPU(21)는 촬상 동작, 상흔들림 보정(즉, 흔들림 방지) 처리 및 경사 보정 처리에 있어서의 촬상 장치(1)의 각 부분을 제어하는 제어 장치이다.
상흔들림 보정 처리 및 경사 보정 처리는 가동 플랫폼(30a)의 이동 제어 및 위치 검출 작업을 포함한다.
본 실시예에서, 상흔들림 보정 처리는 가동 플랫폼(30a)을 x축 방향으로 이동시키는 제 1 상흔들림 보정 처리와 가동 플랫폼(30a)을 y축 방향으로 이동시키는 제 2 상흔들림 보정 처리를 포함한다.
또한, CPU(21)는 촬상 장치(1)가 상흔들림 보정 모드에 있는지 여부를 나타내는 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값, 촬상 장치(1)가 경사 보정 모드에 있는지 여부를 나타내는 경사 보정 파라미터(INC)의 값, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값 및 미러 상태 파라미터(MP)의 값을 저장한다.
릴리스 상태 파라미터(RP)의 값은 릴리스-시퀀스 동작에 따라 변한다. 릴리스-시퀀스 동작(릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 되는 것에 의해 개시되는 촬상 유닛(39a)에 의한 촬상 동작)이 실행되면, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정되고(도 4에 있어서의 스텝 S24 내지 스텝 S31 참조), 릴리스-시퀀스 동작이 실행되지 않으면, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 0으로 설정(재설정)된다(도 4에 있어서의 스텝 S13 및 스텝 S31 참조).
촬상 동작을 위한 노출 동작 전에 미러 상승 동작이 실행되고 있는 동안에는, 미러 상태 파라미터(MP)의 값이 1로 설정되고(도 4에 있어서의 스텝 S25 참조), 그렇지 않은 경우에는, 미러 상태 파라미터(MP)의 값이 0으로 설정된다(도 4에 있어서의 스텝 S27 참조).
촬상 장치(1)에 있어서 미러 상승 동작이 완료되었는지 아닌지의 검출은 기계적인 스위치(도시되지 않음)의 ON/OFF 상태를 검출하는 것에 의해 행해진다. 촬상 장치(1)에 있어서 미러 하강 동작이 완료되었는지 아닌지의 검출은 셔터 차지(shutter charge)가 완료되었는지 아닌지의 상태를 검출하는 것에 의해 행해진다.
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 가속도 신호(Dahn), 제 2 디지털 가속도 신호(Davn), 제 1 디지털 가속도(Aahn), 제 2 디지털 가속도(Aavn), 제 1 디지털 변위 각도(요잉에 의해 발생된 손흔들림 각도)(Kxn), 제 2 디지털 변위 각도(피칭에 의해 발생된 손흔들림 각도)(Kyn), 제 3 디지털 변위 각도(촬상 장치(1)의 경사 각도)(Kθn), 위치 Sn의 수평방향 성분(Sxn), 위치 Sn의 수직방향 성분(Syn), 위치 Sn의 회전방향 성분(경사 각도)(Sθn), 제 1 구동 지점의 제 1 수직방향 성분(Syln), 제 2 구동 지점의 제 2 수직방향 성분(Syrn), 수평방향 구동력(Dxn), 제 1 수직방향 구동력(Dyln), 제 2 수직방향 구동력(Dyrn), A/D 변환후의 위치 Pn의 수평방향 성분(pdxn), A/D 변환후의 위치 Pn의 제 1 수직방향 성분(pdyln), A/D 변환후의 위치 Pn의 제 2 수직방향 성분(pdyrn), 렌즈 계수(F) 및 홀 소자 간격 계수(HSD)를 저장한다. 홀 소자 간격 계수(HSD)는 제 1 수직방향 홀 소자(hv1)와 제 2 수직방향 홀 소자(hv2)의 초기 상태의 x축 방향으로의 상대 거리이다(도 7 참고).
초기 상태에서는, 가동 플랫폼(30a)이 x축 방향과 y축 방향 모두에 있어서의 이동 범위의 중심에 위치되어 있고, 촬상소자(촬상 센서)(39a1)의 촬상면의 외형을 구성하는 직사각형의 4 개의 변이 각각 x축 방향 또는 y축 방향과 평행이다.
AE 유닛(노광값 연산 유닛)(23)은 측광 동작을 실행하여 촬영될 피사체에 기초하여 노광값을 연산한다. AE 유닛(23)은 또한 노광치에 기초하여 촬상 동작에 필요한 조리개값 및 노광 시간을 연산한다. AF 유닛(24)은 촬상 동작에 필요한 AF 감지 동작 및 이에 상응하는 초점맞춤 동작을 실행한다. 초점맞춤 동작에서는, 카메라 렌즈(67)가 광축(LX)을 따라서 재배치된다.
촬상 장치(1)의 상흔들림 보정 및 경사 보정부(상흔들림 보정 처리 및 경사 보정 처리 장치)는 상흔들림 보정 버튼(14), 상흔들림 보정 스위치(14a), 제 1 경사 보정 버튼(15), 제 1 경사 보정 스위치(15a), 디스플레이(17), CPU(21), 검출 유닛(25), 구동용 드라이버 회로(29), 보정 유닛(30), 홀 소자 신호 처리 유닛(45) 및 카메라 렌즈(67)로 구성된다.
상흔들림 보정 버튼(14)의 작동 상태에 따라 상흔들림 보정 스위치(14a)의 ON/OFF 상태가 변경된다.
상세하게는, 사용자에 의해 상흔들림 보정 버튼(14)이 눌러지면, 상흔들림 보정 스위치(병진운동 스위치)(14a)가 ON 상태로 되고 측광 동작 등을 포함하는 다른 동작과 독립하여 검출 유닛(25) 및 보정 유닛(30)이 구동되는 제 1 상흔들림 보 정 처리 및 제 2 상흔들림 보정 처리 중의 적어도 하나를 포함하는 병진운동이 소정의 시간 간격으로 실행된다.
제 1 상흔들림 보정 처리는 요잉에 의해 발생된 손흔들림을 보정하기 위해 가동 플랫폼(30a)을 x축 방향으로 이동시키고, 제 2 상흔들림 보정 처리는 피칭에 의해 발생된 손흔들림을 보정하기 위해 가동 플랫폼(30a)을 y축 방향으로 이동시킨다.
상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태(다시 말해서, 상흔들림 보정 모드인 경우)에 있을 때에는, 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 1로 설정된다(SR=1). 상흔들림 보정 스위치(14a)가 OFF 상태(다시 말해서, 상흔들림 보정 모드가 아닌 경우)에 있을 때에는, 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 O으로 설정된다(SR=0). 본 실시예에서는, 소정의 시간 간격의 값이 1ms으로 설정된다.
제 1 경사 보정 버튼(15)의 작동 상태에 따라 제 1 경사 보정 스위치(15a)의 ON/OFF 상태가 변경된다.
상세하게는, 사용자에 의해 제 1 경사 보정 버튼(15)이 눌러지면, 제 1 경사 보정 스위치(회전운동 스위치)(15a)가 ON 상태로 되고 측광 등을 포함하는 다른 동작과 독립하여 검출 유닛(25) 및 보정 유닛(30)이 구동되는 경사 보정 처리(회전운동)가 소정의 시간 간격으로 실행된다. 제 1 경사 보정 스위치(15a)가 ON 상태(다시 말해서, 경사 보정 모드인 경우)에 있을 때에는, 경사 보정 파라미터(INC)의 값이 1로 설정된다(INC=1). 제 1 경사 보정 스위치(15a)가 OFF 상태(다시 말해서, 경사 보정 모드가 아닌 경우)에 있을 때에는, 경사 보정 파라미터(INC)의 값이 0으 로 설정된다(INC=0).
본 실시예에서는, 촬영 광경이나 촬상 장치(1)의 유지 자세 등에 따라, 사용자가 상흔들림 보정 처리의 ON/OFF 상태 및 경사 보정 처리의 ON/OFF 상태를 독립적으로 선택할 수 있다.
예를 들면, 상흔들림 보정 스위치(14a)와 제 1 경사 보정 스위치(15a)의 양쪽이 ON 상태로 되어 있는 경우에는, 상흔들림 보정 처리와 경사 보정 처리의 양자 모두가 실행된다.
그러나, 이 경우에는, 경사 보정 처리를 위한 가동 플랫폼(30a)의 회전운동이 병진운동(제 1 상흔들림 보정 처리 및 제 2 상흔들림 보정 처리, 도 21 참조)에 사용될 수 있는 가동 플랫폼(30a)의 x축 방향 및 y축 방향으로의 이동가능한 범위를 제한한다.
병진운동에 사용될 수 있는 가동 플랫폼(30a)의 이동가능한 범위가 제한되면, 병진운동이 정확하게 수행될 수 없다.
마찬가지로, 상흔들림 보정 처리를 위한 가동 플랫폼(30a)의 병진운동이 회전운동(경사 보정 처리)에 사용될 수 있는 가동 플랫폼(30a)의 회전가능한 각도(가동 플랫폼(30a)의 x축 방향 및 y축 방향으로의 이동가능한 범위)를 제한한다.
회전운동에 사용될 수 있는 가동 플랫폼(30a)의 이동가능한 범위가 제한되면, 회전운동이 정확하게 수행될 수 없다.
또한, 상흔들림 보정 스위치(14a)가 OFF 상태로 되고 제 1 경사 보정 스위치(15a)가 ON 상태로 되어 있는 경우에는, 삼각 받침대에 촬상 장치(1)가 고정되어 있는 경우 등과 같이 상흔들림 보정 처리의 필요성보다는 피사체를 경사가 없는 상태로 촬상하고자 하는 촬상 동작에 적합할 수 있다.
또한, 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 되고 제 1 경사 보정 스위치(15a)가 OFF 상태로 되어 있는 경우에는, 피사체의 경사보다는 상흔들림 보정 처리의 필요성이 높은 경우의 촬상 동작에 적합할 수 있다.
도 21은 촬상소자(39a1)의 촬상면의 x축 방향 및 y축 방향으로의 이동가능한 범위를 포함하는 촬상소자(39a1)의 촬상면의 이동범위를 나타내고 있지만, 상기 도 21은 가동 플랫폼(30a)의 x축 방향 및 y축 방향으로의 이동가능한 범위를 포함하는 가동 플랫폼(30a)의 이동 범위를 나타낼 수 있다.
상기 스위치들의 입력 신호에 대응하는 다양한 출력 명령이 CPU(21)에 의해 제어된다.
측광 스위치(12a)가 ON 상태에 있는지 OFF 상태에 있는지를 나타내는 정보가 1-비트 디지털 신호로서 CPU(21)의 포트(P12)로 입력된다. 셔터 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태에 있는지 OFF 상태에 있는지를 나타내는 정보가 1-비트 디지털 신호로서 CPU(21)의 포트(P13)로 입력된다. 마찬가지로, 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태에 있는지 OFF 상태에 있는지를 나타내는 정보가 1-비트 디지털 신호로서 CPU(21)의 포트(P14)로 입력된다. 마찬가지로, 제 1 경사 보정 스위치(15a)가 ON 상태에 있는지 OFF 상태에 있는지를 나타내는 정보가 1-비트 디지털 신호로서 CPU(21)의 포트(P15)로 입력된다.
AE 유닛(23)은 신호의 입출력을 위해 CPU(21)의 포트(P4)에 접속되어 있다. AF 유닛(24)은 신호의 입출력을 위해 CPU(21)의 포트(P5)에 접속되어 있다. 디스플레이(17)는 신호의 입출력을 위해 CPU(21)의 포트(P6)에 접속되어 있다.
다음에는, 검출 유닛(25), 구동용 드라이버 회로(29), 보정 유닛(30) 및 홀 소자 신호 처리 유닛(45)과 CPU(21)와의 입출력 관계의 상세에 관하여 설명한다.
검출 유닛(25)은 제 1 각속도 센서(26a), 제 2 각속도 센서(26b), 가속도 센서(26c), 제 1 하이 패스 필터 회로(27a), 제 2 하이 패스 필터 회로(27b), 제 1 증폭기(28a), 제 2 증폭기(28b), 제 3 증폭기(28c) 및 제 4 증폭기(28d)를 가지고 있다.
제 1 각속도 센서(26a)는 촬상 장치(1)의 y축 방향과 평행한 축을 중심으로 하는 회전운동(요잉(yawing))의 각속도를 검출한다. 다시 말해서, 제 1 각속도 센서(26a)는 요잉 각속도를 검출하는 자이로 센서이다.
제 2 각속도 센서(26b)는 촬상 장치(1)의 x축 방향과 평행한 축을 중심으로 하는 회전운동(피칭(pitching))의 각속도를 검출한다. 다시 말해서, 제 2 각속도 센서(26b)는 피칭 각속도를 검출하는 자이로 센서이다.
가속도 센서(26c)는 제 1 중력 가속도 성분과 제 2 중력 가속도 성분을 검출한다. 제 1 중력 가속도 성분은 x축 방향의 중력 가속도의 수평방향 성분이다. 제 2 중력 가속도 성분은 y축 방향의 중력 가속도의 수직방향 성분이다.
제 1 하이 패스 필터 회로(27a)는 제 1 각속도 센서(26a)로부터 출력된 신호의 저주파 성분이 손흔들림과 관련되지 않은 널 전압(null voltage) 및 패닝 모션(panning motion)에 기초하는 신호 요소를 포함하고 있기 때문에, 제 1 각속도 센서(26a)로부터 출력된 신호의 저주파 성분을 감소시킨다.
마찬가지로, 제 2 하이 패스 필터 회로(27b)는 제 2 각속도 센서(26b)로부터 출력된 신호의 저주파 성분이 손흔들림과 관련되지 않은 널 전압 및 패닝 모션에 기초하는 신호 요소를 포함하고 있기 때문에, 제 2 각속도 센서(26b)로부터 출력된 신호의 저주파 성분을 감소시킨다.
제 1 증폭기(28a)는 저주파 성분이 감소된 요잉 각속도에 관한 신호를 증폭하고, 이 아날로그 신호를 제 1 각속도(vx)로서 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 0)로 출력한다.
제 2 증폭기(28b)는 저주파 성분이 감소된 피칭 각속도에 관한 신호를 증폭하고, 이 아날로그 신호를 제 2 각속도(vy)로서 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 1)로 출력한다.
제 3 증폭기(28c)는 가속도 센서(26c)로부터 출력된 제 1 중력 가속도 성분에 관한 신호를 증폭하고, 이 아날로그 신호를 제 1 가속도(ah)로서 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 2)로 출력한다.
제 4 증폭기(28d)는 가속도 센서(26c)로부터 출력된 제 2 중력 가속도 성분에 관한 신호를 증폭하고, 이 아날로그 신호를 제 2 가속도(av)로서 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 3)로 출력한다.
저주파 성분의 감소는 2단계 프로세스이다. 주된 부분인 아날로그 하이 패스 필터 처리는 제 1 하이 패스 필터 회로(27a) 및 제 2 하이 패스 필터 회로(27b)에 의해 수행되고, 이어서 CPU(21)에 의해 수행되는 부차적인 부분인 디지털 하이 패스 필터 처리가 행해진다.
부차적인 부분인 디지털 하이 패스 필터 처리에 있어서의 컷-오프 주파수(cut-off frequency)는 주된 부분인 아날로그 하이 패스 필터 처리에 있어서의 컷-오프 주파수보다 높다.
디지털 하이 패스 필터 처리에서는, 제 1 하이 패스 필터 시간상수(hx)와 제 2 하이 패스 필터 시간상수(hy)의 값이 용이하게 변경될 수 있다.
CPU(21) 및 검출 유닛(25)의 각 부분으로의 전력 공급은 PON 스위치(11a)가 ON 상태로 된(즉, 주전원이 ON 상태로 되었을 때) 후에 개시된다. 손흔들림량(제 1 디지털 변위 각도(Kxn) 및 제 2 디지털 변위 각도(Kyn)) 및 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))의 연산은 P0N 스위치(11a)가 ON 상태로 된 후에 개시된다.
CPU(21)는 A/D 변환기(A/D 0)에 입력된 제 1 각속도(vx)를 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)로 변환시킨다(A/D 변환 동작). 또한 CPU(21)는 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 저주파 성분이 손흔들림과 관련되지 않은 널 전압 및 패닝 모션에 기초하는 신호 요소를 포함하고 있기 때문에, 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 저주파 성분을 감소시키는 것(디지털 하이 패스 필터 처리)에 의해서 제 1 디지털 각속도(VVxn)를 구한다. 또한 CPU(21)는 제 1 디지털 각속도(VVxn)를 적분함으로써(적분 연산) 손흔들림량(요잉에 의해 발생된 y축 방향 둘레로의 손흔들림 변위 각도: 제 1 디지털 변위 각도(Kxn))을 구한다.
마찬가지로, CPU(21)는 A/D 변환기(A/D 1)에 입력된 제 2 각속도(vy)를 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)로 변환시킨다(A/D 변환 동작). 또한 CPU(21)는 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 저주파 성분이 손흔들림과 관련되지 않은 널 전압 및 패닝 모션에 기초하는 신호 요소를 포함하고 있기 때문에, 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 저주파 성분을 감소시키는 것(디지털 하이 패스 필터 처리)에 의해서 제 2 디지털 각속도(VVyn)를 구한다. 또한 CPU(21)는 제 2 디지털 각속도(VVyn)를 적분함으로써(적분 연산) 손흔들림량(피칭에 의해 발생된 x축 방향 둘레로의 손흔들림 변위 각도: 제 2 디지털 변위 각도(Kyn))을 구한다.
그리고, CPU(21)는 A/D 변환기(A/D 2)에 입력된 제 1 가속도(ah)를 제 1 디지털 가속도 신호(Dahn)로 변환시킨다(A/D 변환 동작). 또한 CPU(21)는 제 1 디지털 가속도 신호(Dahn)에서의 노이즈 성분을 제거하기 제 1 디지털 가속도 신호(Dahn)의 고주파 성분을 감소시키는 것(디지털 로우 패스 필터 처리)에 의해서 제 1 디지털 가속도(Aahn)를 구한다.
마찬가지로, CPU(21)는 A/D 변환기(A/D 3)에 입력된 제 2 가속도(av)를 제 2 디지털 가속도 신호(Davn)로 변환시킨다(A/D 변환 동작). 또한 CPU(21)는 제 2 디지털 가속도 신호(Davn)에서의 노이즈 성분을 제거하기 제 2 디지털 가속도 신 호(Davn)의 고주파 성분을 감소시키는 것(디지털 로우 패스 필터 처리)에 의해서 제 2 디지털 가속도(Aavn)를 구한다.
또한 CPU(21)는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)의 절대값과 제 2 디지털 가속도(Aavn)의 절대값 사이의 대소 관계에 기초하여, 촬상 장치(1)의 광축(LX)을 중심으로 하는 회전에 의해 중력의 방향과 수직인 수평면에 대해 형성된 촬상 장치(1)의 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))를 구한다.
촬상 장치(1)의 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))는 촬상 장치(1)의 유지 자세에 따라 변하며 제 1 수평 상태, 제 2 수평 상태, 제 1 수직 상태, 제 2 수직 상태 중의 하나에 대해 측정된다. 따라서, 촬상 장치(1)의 경사 각도는 수평면과 x축 방향 또는 y축 방향이 이루는 각도로 나타난다.
x축 방향과 y축 방향 중의 한 방향과 수평면이 이루는 각도가 0도이고, 또한 x축 방향과 y축 방향 중의 다른 방향과 수평면이 이루는 각도가 90도인 경우에, 촬상 장치(1)는 기울어져 있지 않은 상태이다.
따라서, 검출 유닛(25)과 CPU(21)는 손흔들림량과 경사 각도를 연산하는 기능을 가지고 있다.
제 1 디지털 가속도(Aahn)(제 1 중력 가속도 성분)와 제 2 디지털 가속도(Aavn)(제 2 중력 가속도 성분)는 촬상 장치(1)의 유지 자세에 따라 변동하고, -1로부터 +1까지의 값을 가진다.
예를 들면, 촬상 장치(1)가 제 1 수평 상태에 유지되어 있는 경우, 다시 말해서, 촬상 장치(1)가 수평방향으로 유지되어 있는 상태에서 촬상 장치(1)의 상부면이 위쪽으로 향해 있는 상태(도 2 참조)에 있을 때에는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)는 0이고 제 2 디지털 가속도(Aavn)는 +1이다.
촬상 장치(1)가 제 2 수평 상태에 유지되어 있는 경우, 다시 말해서, 촬상 장치(1)가 수평방향으로 유지되어 있는 상태에서 촬상 장치(1)의 하부면이 위쪽으로 향해 있는 상태(도 9 참조)에 있을 때에는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)는 0이고 제 2 디지털 가속도(Aavn)는 -1이다.
촬상 장치(1)가 제 1 수직 상태에 유지되어 있는 경우, 다시 말해서, 촬상 장치(1)가 수직방향으로 유지되어 있는 상태에서 촬상 장치(1)의 양 측면 중의 한 쪽이 위쪽으로 향해 있는 상태(도 10 참조)에 있을 때에는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)는 +1이고 제 2 디지털 가속도(Aavn)는 0이다.
촬상 장치(1)가 제 2 수직 상태에 유지되어 있는 경우, 다시 말해서, 촬상 장치(1)가 수직방향으로 유지되어 있는 상태에서 촬상 장치(1)의 양 측면 중의 다른 쪽이 위쪽으로 향해 있는 상태(도 11 참조)에 있을 때에는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)는 -1이고 제 2 디지털 가속도(Aavn)는 0이다.
촬상 장치(1)의 전방면이 중력의 방향 또는 중력의 방향과 반대 방향으로 향해 있는 경우, 다시 말해서, 촬상 장치(1)의 전방면이 위쪽 또는 아래쪽으로 향한 상태로 있는 경우는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)와 제 2 디지털 가속도(Aavn)는 모두 0이다.
촬상 장치(1)가 제 1 수평 상태로부터 정면에서 보아 반시계 방향으로 Kθn의 각도로 회전한(기울어진) 경우(도 12 참조)에는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)는 +sin(Kθn)이고 제 2 디지털 가속도(Aavn)는 +cos(Kθn)이다.
따라서, 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)에 대해 아크사인 변환(arcsine transformation)을 행하는 것 또는 제 2 디지털 가속도(Aavn)에 대해 아크코사인 변환(arccosine transformation)을 행하는 것에 의하여 구할 수 있다.
그러나, 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))의 절대값이 매우 작은 경우, 다시 말해서, 0에 가까운 경우에는, 코사인 함수의 변화량보다 사인 함수의 변화량이 크기 때문에 아크사인 변환을 행하여 계산하는 것이 아크코사인 변환을 행하여 계산하는 것보다 고정밀도로 경사 각도를 산출할 수 있다(Kθn= +Sin-1(Aahn), 도 8에 있어서의 스텝 S76 참조).
촬상 장치(1)가 제 1 수직 상태로부터 정면에서 보아 반시계 방향으로 Kθn의 각도로 회전한(기울어진) 경우(도 13 참조)에는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)는 +cos(Kθn)이고 제 2 디지털 가속도(Aavn)는 -sin(Kθn)이다.
따라서, 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)에 대해 아크코사인 변환을 행하는 것 또는 제 2 디지털 가속도(Aavn)에 대해 아크사인 변환을 행하고 마이너스 부호를 붙이는 것에 의하여 구할 수 있다.
그러나, 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))의 절대값이 매우 작은 경우, 다시 말해서, 0에 가까운 경우에는, 코사인 함수의 변화량보다 사인 함수의 변화량이 크기 때문에 아크사인 변환을 행하여 계산하는 것이 아크코사인 변환을 행하여 계산하는 것보다 고정밀도로 경사 각도를 산출할 수 있다(Kθn= -Sin-1(Aavn), 도 8에 있어서의 스텝 S73 참조).
촬상 장치(1)가 제 2 수평 상태로부터 정면에서 보아 반시계 방향으로 Kθn의 각도로 회전한(기울어진) 경우(도 14 참조)에는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)는 -sin(Kθn)이고 제 2 디지털 가속도(Aavn)는 -cos(Kθn)이다.
따라서, 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)에 대해 아크사인 변환을 행하고 마이너스 부호를 붙이는 것 또는 제 2 디지털 가속도(Aavn)에 대해 아크코사인 변환을 행하고 마이너스 부호를 붙이는 것에 의하여 구할 수 있다.
그러나, 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))의 절대값이 매우 작은 경우, 다시 말해서, 0에 가까운 경우에는, 코사인 함수의 변화량보다 사인 함수의 변화량이 크기 때문에 아크사인 변환을 행하여 계산하는 것이 아크코사인 변환을 행하여 계산하는 것보다 고정밀도로 경사 각도를 산출할 수 있다(Kθn= -Sin-1(Aahn), 도 8에 있어서의 스텝 S77 참조).
촬상 장치(1)가 제 2 수직 상태로부터 정면에서 보아 반시계 방향으로 Kθn의 각도로 회전한(기울어진) 경우(도 15 참조)에는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)는 -cos(Kθn)이고 제 2 디지털 가속도(Aavn)는 +sin(Kθn)이다.
따라서, 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)에 대해 아크코사인 변환을 행하고 마이너스 부호를 붙이는 것 또는 제 2 디지털 가속도(Aavn)에 대해 아크사인 변환을 행하는 것에 의하여 구할 수 있다.
그러나, 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))의 절대값이 매우 작은 경우, 다시 말해서, 0에 가까운 경우에는, 코사인 함수의 변화량보다 사인 함수의 변화량이 크기 때문에 아크사인 변환을 행하여 계산하는 것이 아크코사인 변환을 행하여 계산하는 것보다 고정밀도로 경사 각도를 산출할 수 있다(Kθn= +Sin-1(Aavn), 도 8에 있어서의 스텝 S74 참조).
촬상 장치(1)의 전방면이 대체로 위쪽 또는 아래쪽으로 향한 상태로 있는 경우는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)와 제 2 디지털 가속도(Aavn)는 모두 0에 가까운 값을 가진다. 이러한 경우에는, 경사 보정, 다시 말해서, 경사 각도에 따른 회전운동이 필요하지 않기 때문에, 경사 각도를 최소로 한 상태에서 상흔들림 보정 처리 및 경사 보정 처리를 하는 것이 바람직하다.
그러나, 0에 가까운 값을 가진 제 1 디지털 가속도(Aahn) 또는 제 2 디지털 가속도(Aavn)에 대해 아크코사인 변환을 행하면, 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))의 절대값이 큰 값을 나타낸다. 이러한 경우에는, 경사 각도에 따른 회전운동이 필요하지 않을 때에도 경사 각도가 큰 상태로 상흔들림 보정 처리 및 경사 보정 처리가 수행된다. 따라서, 경사 보정 처리가 정확하게 수행될 수 없다.
따라서, 경사 각도의 영향을 배제하기 위해, 부가적인 판단 요소를 이용함으로써 촬상 장치(1)의 전방면이 대체로 위쪽으로 향해 있는지 또는 아래쪽으로 향해 있는지를 판단할 필요가 있다.
부가적인 판단 요소의 한 가지 예는 제 1 디지털 가속도(Aahn)의 절대값과 제 2 디지털 가속도(Aavn)의 절대값의 합이 임계값(threshold value) 미만인지 아닌지를 판단하는 것이다.
한편, 0에 가까운 값을 가진 제 1 디지털 가속도(Aahn) 또는 제 2 디지털 가속도(Aavn)에 대해 아크사인 변환을 수행하면, 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(K θn))의 절대값이 매우 작은 값(0에 가까운 값)을 나타낸다. 이러한 경우에는, 경사 각도가 작은 상태에서 상흔들림 보정 처리 및 경사 보정 처리를 수행할 수 있다. 따라서, 부가적인 판단 요소를 이용함으로써 촬상 장치(1)의 전방면이 대체로 위쪽으로 향해 있는지 또는 아래쪽으로 향해 있는지를 판단할 필요가 없다.
"n" 은 0 이상의 정수이고, 타이머 인터럽션 처리 개시 시점(t=0, 도 4에 있어서의 스텝 S12 참조)으로부터, 마지막 타이머 인터럽션 처리가 수행되는 시점(t=n)까지의 시간을 밀리세컨드(millisecond)로 나타낸다.
요잉에 관한 디지털 하이 패스 필터 처리에서는, (마지막 타이머 인터럽션 처리가 수행되기 전까지, 1ms의 소정의 시간 간격으로 타이머 인터럽션 처리에 의해 구한)제 1 디지털 각속도(VVx0∼VVxn-1)의 합을 제 1 하이 패스 필터 시간상수(hx)로 나눈 다음, 그 값을 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)로부터 감산함으로써 제 1 디지털 각속도(VVxn)를 구한다(VVxn = Vxn-(∑VVxn-1)÷hx, 도 6의 (1) 참조).
피칭에 관한 디지털 하이 패스 필터 처리에서는, (마지막 타이머 인터럽션 처리가 수행되기 전까지, 1ms의 소정의 시간 간격으로 타이머 인터럽션 처리에 의해 구한)제 2 디지털 각속도(VVy0∼VVyn-1)의 합을 제 2 하이 패스 필터 시간상수(hy)로 나눈 다음, 그 값을 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)로부터 감산함으로써 제 2 디지털 각속도(VVyn)를 구한다(VVyn = Vyn-(∑VVyn-1)÷hy, 도 6의 (1) 참조).
요잉에 관한 적분 연산 처리에서는, 타이머 인터럽션 처리 개시 시점(t=0, 도 4에 있어서의 스텝 S12 참조)에서의 제 1 디지털 각속도(VVx0)로부터 마지막 타이머 인터럽션 처리 시점(t=n)에서의 제 1 디지털 각속도(VVxn)까지의 합을 구하는 것에 의해 제 1 디지털 변위 각도(Kxn)를 구한다(Kxn = ∑VVxn, 도 6의 (7) 참조).
마찬가지로, 피칭에 관한 적분 연산 처리에서는, 타이머 인터럽션 처리 개시 시점에서의 제 2 디지털 각속도(VVy0)로부터 마지막 타이머 인터럽션 처리 시점에서의 제 2 디지털 각속도(VVyn)까지의 합을 구하는 것에 의해 제 2 디지털 변위 각도(Kyn)를 구한다(Kyn = ∑VVyn, 도 6의 (7) 참조).
경사 각도, 다시 말해서, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)는 제 1 디지털 가속도(Aahn)의 절대값과 제 2 디지털 가속도(Aavn)의 절대값 중에서 절대값이 작은 쪽에 대하여 아크사인 변환을 하고 플러스 또는 마이너스의 부호를 붙이는 것에 의해 구한다(Kθn = +Sin-1(Aahn), -Sin-1(Aahn), +Sin-1(Aavn), 또는 -Sin-1(Aavn), 도 6의 (8) 참조).
붙여지는 부호가 플러스 부호인지 마이너스 부호인지는 제 1 디지털 가속도(Aahn)의 절대값과 제 2 디지털 가속도(Aavn)의 절대값 중에서 절대값이 큰 쪽의 부호에 기초하여 결정된다(도 8에 있어서의 스텝 S72 및 스텝 S75 참조).
본 실시예에서는, 타이머 인터럽션 처리 동안의 각속도 및 가속도 검출 동작은 검출 유닛(25)에 있어서의 처리 및 검출 유닛(25)으로부터 CPU(21)로의 제 1 각 속도(vx), 제 2 각속도(vy), 제 1 가속도(ah) 및 제 2 가속도(av)의 입력을 포함한다.
제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 산출에 있어서, 적분 연산은 필요없기 때문에 적분 연산이 행해지지 않는다. 따라서, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 산출에 직류 오프셋(DC offset)이 영향을 미치지 않기 때문에, 경사 각도를 정확하게 산출할 수 있다.
직류 오프셋을 포함하는 적분 연산이 사용되면, 경사 각도가 제로(0)인 경우에도 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)는 불특정한 값을 나타낸다. 따라서, 촬상소자(39a1)를 포함하고 있는 가동 플랫폼(30a)은 불특정한 값을 나타내는 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)를 보정하기 위해 초기 상태에 대하여 회전한다(기울어진다).
이러한 경우에 있어서 가동 플랫폼(30a)의 변위는 촬상소자(39a1)의 경사이기도 하기 때문에, 디스플레이(17)에 표시된 촬상된 상이 기울어진다. 사용자가 디스플레이(17)에 표시된 기울어진 상을 보면 그 경사가 매우 작은 경우라도 표시된 상의 경사를 시각적으로 검출할 수 있다.
그러나, 본 실시예에서는, 직류 오프셋이 없기 때문에, 직류 오프셋에 의한 촬상소자(39a1)의 경사는 생기지 않는다.
CPU(21)는 x축 방향, y축 방향 및 회전 방향에 대해 구한 손흔들림량(제 1 디지털 변위 각도(Kxn) 및 제 2 디지털 변위 각도(Kyn)) 및 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))에 따라 촬상 유닛(39a)(가동 플랫폼(30a))이 이동해야 할 위치 Sn 을, 렌즈 계수(F) 및 홀 소자 간격 계수(HSD)에 기초하여, 연산한다(Sxn = F×tan(Kxn), Syn=F×tan(Kyn), Sθn=HSD÷2×sin(Kθn)). 이러한 연산에서는, xy 평면상에서의 가동 플랫폼(30a)의 병진운동(직선운동) 및 xy 평면상에서의 가동 플랫폼(30a) 회전운동 양자 모두가 고려된다.
위치 Sn의 수평방향 성분을 Sxn 으로 표시하고, 위치 Sn의 수직방향 성분을 Syn 으로 표시하고, 위치 Sn의 회전(경사) 방향 성분을 Sθn 으로 표시한다.
가동 플랫폼(30a)의 회전은 가동 플랫폼(30a)의 제 1 구동 지점 및 제 2 구동 지점에 대해 y축 방향으로 상이한 힘을 가하는 것에 의해 이루어진다. 가동 플랫폼(30a)의 y축 방향으로의 이동은 가동 플랫폼(30a)의 제 1 구동 지점 및 제 2 구동 지점에 대해 y축 방향으로 동일한 힘을 가하는 것에 의해 이루어진다. 상기 제 1 구동 지점은 제 1 수직방향 코일(32a1)에 의한 제 1 수직방향 전자기력이 가해지는 지점이다. 상기 제 2 구동 지점은 제 2 수직방향 코일(32a2)에 의한 제 2 수직방향 전자기력이 가해지는 지점이다. 제 1 구동 지점은 제 1 수직방향 홀 소자(hv1)와 가까운 위치에 설정된다. 제 2 구동 지점은 제 2 수직방향 홀 소자(hv2)와 가까운 위치에 설정된다.
위치 Sn 에 대응하는 제 1 구동 지점의 제 1 수직방향 성분은 Syln 으로 표시된다. 위치 Sn 에 대응하는 제 2 구동 지점의 제 2 수직방향 성분은 Syrn 으로 표시된다.
제 1 구동 지점의 제 1 수직방향 성분(Syln) 및 제 2 구동 지점의 제 2 수직방향 성분(Syrn)은 위치 Sn 의 수직방향 성분(Syn) 및 위치 Sn 의 회전방향 성분(Sθn)에 기초하여 산출된다(Syln=Syn+Sθn, Syrn=Syn-Sθn, 도 6의 (4) 참조).
제 1 디지털 변위 각도(Kxn), 제 2 디지털 변위 각도(Kyn), 제 3 디지털 변위 각도(Kθn), 위치 Sn의 수평방향 성분(Sxn), 위치 Sn의 수직방향 성분(Syn), 위치 Sn의 회전방향 성분(Sθn), 제 1 구동 지점의 제 1 수직방향 성분(Syln) 및 제 2 구동 지점의 제 2 수직방향 성분(Syrn)을 산출하는 연산을 할지 하지 않을지의 여부는 상흔들림 보정 파라미터(SR) 및 경사 보정 파라미터(INC)의 값에 따라 결정된다.
촬상 유닛(39a)을 포함하는 가동 플랫폼(30a)의 이동은 후술하는 전자기력에 의해 행해진다.
가동 플랫폼(30a)을 위치 Sn까지 이동시키기 위해 구동용 드라이버 회로(29)를 구동시키는 것은 구동력(Dn)이다.
제 1 수평방향 코일(31a1) 및 제 2 수평방향 코일(31a2)을 구동시키는 구동력(Dn)의 수평방향 성분을 수평방향 구동력(Dxn)(D/A 변환후, 수평방향 PWM 듀티(dx))이라 한다.
제 1 수직방향 코일(32a1)을 구동시키는 구동력(Dn)의 수직방향 성분을 제 1 수직방향 구동력(Dyln)(D/A 변환후, 제 1 수직방향 PWM 듀티(dyl))이라 한다.
제 2 수직방향 코일(32a2)을 구동시키는 구동력(Dn)의 수직방향 성분을 제 2 수직방향 구동력(Dyrn)(D/A 변환후, 제 2 수직방향 PWM 듀티(dyr))이라 한다.
보정 유닛(30)은 상기 위치 Sn에 촬상 유닛(39a)을 이동시켜서, 촬상 유닛(39a)의 촬상소자(39a1)의 촬상면상의 피사체상의 래그(lag)를 없애고, 촬상소자(39a1)의 촬상면상에 표시된 피사체상에 대해 상흔들림 보정 처리를 함으로써 손흔들림의 효과를 보정하는 장치이다.
보정 유닛(30)은 촬상 유닛(39a)을 포함하고 xy 평면상에 이동가능한 가동 플랫폼(30a)과 고정 유닛(30b)을 가지고 있다.
가동 플랫폼(30a)을 x축 방향으로 이동시키는 것에 의해, 요잉에 의해 발생된 손흔들림을 보정하는 제 1 상흔들림 보정 처리가 행해지고, 가동 플랫폼(30a)을 y축 방향으로 이동시키는 것에 의해, 피칭에 의해 발생된 손흔들림을 보정하는 제 2 상흔들림 보정 처리가 행해진다(병진운동).
또한, 보정 유닛(30)은, 촬상 유닛(39a)을 포함하는 가동 플랫폼(30a)을 광축(LX)과 평행한 축을 중심으로 회전시킴으로써, 촬상 장치(1)의 광축(LX)을 중심으로 하는 회전에 의해 중력의 방향과 수직인 수평면에 대해 형성된 촬상 장치(1)의 경사를 보정하는(경사를 감소시키는) 경사 보정 처리(회전운동)를 수행한다.
다시 말해서, 경사 보정 처리에서는, 촬상소자(39a1)의 촬상면의 외형을 구성하는 직사각형의 상변과 하변이 중력의 방향과 수직이 되고, 또한 촬상소 자(39a1)의 촬상면의 외형을 구성하는 직사각형의 좌변과 우변이 중력의 방향과 평행하게 되도록 가동 플랫폼(30a)의 이동을 제어한다.
따라서, 수준기(level vial)를 사용하지 않고서도 촬상소자(39a1)의 수평상태를 자동적으로 유지할 수 있다. 촬상 장치(1)가 수평선을 포함하는 피사체를 촬상하는 경우에는, 촬상소자(39a1)의 촬상면의 외형을 구성하는 직사각형의 상변과 하변을 수평선과 평행하게 한 상태에서 촬상 동작을 수행할 수 있다.
또한, 경사 보정 처리에 의해, 촬상소자(39a1)의 촬상면의 외형을 구성하는 직사각형의 상변과 하변이 중력의 방향과 수직으로 유지되고, 촬상소자(39a1)의 촬상면의 외형을 구성하는 직사각형의 좌변과 우변이 중력의 방향과 평행하게 유지된다. 따라서, 롤링에 의해 발생된 손흔들림도 경사 보정 처리에 의해 보정된다. 다시 말해서, 경사 보정 처리를 위해 가동 플랫폼(30a)을 xy 평면상에서 회전시키는 것에 의해 롤링에 의해 발생된 손흔들림을 보정하는 상흔들림 보정 처리도 수행한다.
상흔들림 보정 처리 및 경사 보정 처리를 한 경우, 다시 말해서, 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 1로 설정되고 경사 보정 파라미터(INC)의 값이 1로 설정되는 경우(SR=1, INC=1)에는, 상흔들림 보정 처리 및 경사 보정 처리를 위해 가동 플랫폼(30a)의 회전운동을 포함하는 이동 제어가 행해진다.
이 경우, 제 1 디지털 변위 각도(Kxn), 제 2 디지털 변위 각도(Kyn), 제 3 디지털 변위 각도(Kθn), 위치 Sn의 수평방향 성분(Sxn), 위치 Sn의 수직방향 성 분(Syn), 위치 Sn의 회전방향 성분(Sθn), 제 1 구동 지점의 제 1 수직방향 성분(Syln) 및 제 2 구동 지점의 제 2 수직방향 성분(Syrn)을 산출하는 연산이 행해진다(도 5에 있어서의 스텝 S62 내지 스텝 S65 참조).
경사 보정 처리는 하지만 상흔들림 보정 처리를 하지 않는 경우, 다시 말해서, 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 0으로 설정되고 경사 보정 파라미터(INC)의 값이 1로 설정되는 경우(SR=0, INC=1)에는, 가동 플랫폼(30a)에 대하여 소정의 위치로부터 x축 방향 및 y축 방향으로의 이동 제어가 행해지지 않는 상태에서, 경사 보정 처리를 위해 가동 플랫폼(30a)에 대하여 회전운동 제어가 행해진다. 본 실시예에서는, 상기 소정의 위치는 가동 플랫폼(30a)의 x축 방향 및 y축 방향에서의 이동 범위의 중심이다.
이 경우, 제 1 디지털 변위 각도(Kxn) 및 제 2 디지털 변위 각도(Kyn)는, 요잉에 의한 손흔들림 및 피칭에 의한 손흔들림이 발생하지 않은 상태의 값인 0으로 설정된다(Kxn=Kyn=0).
제 1 디지털 변위 각도(Kxn) 및 제 2 디지털 변위 각도(Kyn)의 상기 값에 기초하여, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn), 위치 Sn의 수평방향 성분(Sxn), 위치 Sn의 수직방향 성분(Syn), 위치 Sn의 회전방향 성분(Sθn), 제 1 구동 지점의 제 1 수직방향 성분(Syln) 및 제 2 구동 지점의 제 2 수직방향 성분(Syrn)을 산출하는 연산이 행해진다(도 5에 있어서의 스텝 S56 내지 스텝 S59 참조, Sxn=Sxn=0).
상흔들림 보정 처리는 하지만 경사 보정 처리를 하지 않는 경우, 다시 말해서, 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 1로 설정되고 경사 보정 파라미터(INC)의 값이 0으로 설정되는 경우(SR=1, INC=0)에는, 가동 플랫폼(30a)에 대하여 회전운동 제어가 행해지지 않은 상태에서, 상흔들림 보정 처리를 위해 가동 플랫폼(30a)에 대하여 x축 방향 및 y축 방향으로의 이동 제어가 행해진다.
이 경우, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)은 경사가 발생하지 않은 상태의 값인 0으로 설정된다(Kθn=0).
제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 상기 값에 기초하여, 제 1 디지털 변위 각도(Kxn), 제 2 디지털 변위 각도(Kyn), 위치 Sn의 수평방향 성분(Sxn), 위치 Sn의 수직방향 성분(Syn), 위치 Sn의 회전방향 성분(Sθn), 제 1 구동 지점의 제 1 수직방향 성분(Syln) 및 제 2 구동 지점의 제 2 수직방향 성분(Syrn)을 산출하는 연산이 행해진다(도 5에 있어서의 스텝 S61, 스텝 S64 및 스텝 S65 참조, Sθn=0).
상흔들림 보정 처리 및 경사 보정 처리를 하지 않는 경우, 다시 말해서, 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 0으로 설정되고 경사 보정 파라미터(INC)의 값이 0으로 설정되는 경우(SR=0, INC=0)에는, 가동 플랫폼(30a)이 이동해야 할 위치 Sn(Sxn, Syln, Syrn)가 초기 상태로 설정된다(도 5에 있어서의 스텝 S55 참조, Sxn=Syln=Syrn=0).
초기 상태의 고정(유지) 위치로의 이동을 포함하는 가동 플랫폼(30a)의 구동은, CPU(21)의 PWM O로부터 입력된 수평방향 PWM 듀티(dx), CPU(21)의 PWM 1로부터 입력된 제 1 수직방향 PWM 듀티(dyl) 및 CPU(21)의 PWM 2로부터 입력된 제 2 수직방향 PWM 듀티(dyr)를 가지고 있는 구동용 드라이버 회로(29)를 통하여 코일 유닛 및 자석 유닛의 전자기력에 의해 행해진다(도 6의 (6) 참조).
가동 플랫폼(30a)의 구동용 드라이버 회로(29)에 의한 이동전 또는 이동후의 검출된 위치 Pn는 홀 소자 유닛(44a) 및 홀 소자 신호 처리 유닛(45)에 의해 검출된다.
검출된 위치 Pn의 수평방향 성분, 다시 말해서, 수평방향 검출 위치 신호(px)에 관한 정보는 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 4)에 입력된다(도 6의 (2) 참조). 수평방향 검출 위치 신호(px)는 아날로그 신호이고, 이 수평방향 검출 위치 신호(px)는 A/D 변환기(A/D 4)에 의해 디지털 신호로 변환된다(A/D 변환 동작). A/D 변환 동작후 검출된 위치 Pn의 수평방향 성분은 pdxn으로 표시되고 수평방향 검출 위치 신호(px)에 대응한다.
검출된 위치 Pn의 수직방향 성분 중의 하나, 다시 말해서, 제 1 수직방향 검출 위치 신호(pyl)에 관한 정보는 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 5)에 입력된다. 제 1 수직방향 검출 위치 신호(pyl)는 아날로그 신호이고, 이 제 1 수직방향 검출 위치 신호(py1)는 A/D 변환기(A/D 5)에 의해 디지털 신호로 변환된다(A/D 변환 동작). A/D 변환 동작후 검출된 위치 Pn의 제 1 수직방향 성분은 pdyln으로 표시되고 제 1 수직방향 검출 위치 신호(pyl)에 대응한다.
검출된 위치 Pn의 수직방향 성분 중의 다른 하나, 다시 말해서, 제 2 수직방향 검출 위치 신호(pyr)에 관한 정보는 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 6)에 입력된다. 제 2 수직방향 검출 위치 신호(pyr)는 아날로그 신호이고, 이 제 2 수직방향 검출 위치 신호(pyr)는 A/D 변환기(A/D 6)에 의해 디지털 신호로 변환된다(A/D 변환 동작). A/D 변환 동작후 검출된 위치 Pn의 제 2 수직방향 성분은 pdyrn으로 표시되고 제 2 수직방향 검출 위치 신호(pyr)에 대응한다.
PID(Proportional Integral Differential) 제어는 검출된 위치 Pn(pdxn, pdyln, pdyrn)의 좌표 데이터와 이동해야 할 위치 Sn(Sxn, Syln, Syrn)의 좌표 데이터에 기초하여 수평방향 구동력(Dxn), 제 1 수직방향 구동력(Dyln), 제 2 수직방향 구동력(Dyrn)을 산출한다(도 6의 (5) 참조).
PID 제어에 의한 상흔들림 보정 처리 및 경사 보정 처리에 대응하여 이동해야 할 위치 Sn(Sxn, Syln, Syrn)로의 가동 플랫폼(30a)의 구동은, 촬상 장치(1)가 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 설정된 상흔들림 보정 모드(SR=1)에 있는 경우나, 촬상 장치(1)가 제 1 경사 보정 스위치(15a)가 ON 상태로 설정된 경사 보정 모드(INC=1)에 있는 경우에 행해진다.
상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 0이고 경사 보정 파라미터(INC)의 값이 1인 경우에는, 상흔들림 보정 처리 및 경사 보정 처리와 관련되지 않은 PID 제어가 행해지고, 촬상 유닛(39a)의 촬상소자(39a1)의 촬상면의 외형을 구성하는 네 변이 각각 x축 방향이나 y축 방향 중의 어느 한 방향에 평행하게 된 상태, 다시 말해서, 가동 플랫폼(30a)이 회전하지(경사지지) 않은 초기 상태에서 가동 플랫폼(30a)은 소정의 위치(이동 범위의 중심)로 이동된다.
가동 플랫폼(30a)은 제 1 수평방향 코일(31a1), 제 2 수평방향 코일(31a2), 제 1 수직방향 코일(32a1) 및 제 2 수직방향 코일(32a2)로 이루어진 구동용 코일 유닛과, 촬상소자(39a1)를 가지고 있는 촬상 유닛(39a), 그리고 자기장 변화 검출 소자 유닛으로서의 홀 소자 유닛(44a)을 가지고 있다(도 7 참조). 본 실시예에서는, 촬상소자(39a1)가 CCD이지만, CMOS 등과 같은 다른 타입의 촬상소자로 될 수 있다.
고정 유닛(30b)은 제 1 수평방향 자석(411b1), 제 2 수평방향 자석(411b2), 제 1 수직방향 자석(412b1), 제 2 수직방향 자석(412b2), 제 1 수평방향 요크(431b1), 제 2 수평방향 요크(431b2), 제 1 수직방향 요크(432b1) 및 제 1 수직방향 요크(432b2)로 이루어져 있는 위치 검출 및 구동용 자석 유닛을 가지고 있다.
고정 유닛(30b)은 볼(ball) 등을 사용하여 가동 플랫폼(30a)을 xy 평면상의 이동 범위내에서 이동가능하고 회전가능하게 지지하고 있다. 상기 볼은 고정 유닛(30b)과 가동 플랫폼(30a) 사이에 배치되어 있다.
촬상소자(39a1)의 촬상 범위의 전체 사이즈를 활용하기 위해, 촬상소 자(39a1)의 중심 부분이 카메라 렌즈(67)의 광축(LX)과 교차하는 위치 관계에 있을 때에, 가동 플랫폼(30a)과 고정 유닛(30b)의 위치 관계는 가동 플랫폼(30a)이 x축 방향 및 y축 방향 양쪽 모두의 이동 범위의 중심에 위치되도록 배치된다.
촬상소자(39a1)의 촬상면의 직사각형 형태는 2 개의 대각선을 가지고 있다. 본 실시예에서는, 촬상소자(39a1)의 중심이 상기 2 개의 대각선의 교점에 위치하고 있다.
또한, PON 스위치(11a)가 ON 상태로 된 직후의 초기 상태에서는, 가동 플랫폼(30a)은 x축 방향 및 y축 방향 양쪽 모두의 이동 범위의 중심에 위치되어 있으며, 촬상소자(39a1)의 촬상면의 외형을 구성하는 4 개의 변은 각각 x축 방향이나 y축 방향 중의 어느 한 방향에 평행하게 되어 있다. 그 후, 상흔들림 보정 처리 및 경사 보정 처리가 개시된다(도 4에 있어서의 스텝 S11 참조).
제 1 수평방향 코일(31a1), 제 2 수평방향 코일(31a2), 제 1 수직방향 코일(32a1), 제 2 수직방향 코일(32a2) 및 홀 소자 유닛(44a)은 가동 플랫폼(30a)에 부착되어 있다.
제 1 수평방향 코일(31a1)은 시트(seat) 형상이고 또한 나선형 코일 패턴을 형성하고 있다. 제 1 수평방향 코일(31a1)의 코일 패턴은 y축 방향과 평행한 선분을 가지고 있으므로, 제 1 수평방향 코일(31a1)을 포함하고 있는 가동 플랫폼(30a)을 x축 방향으로 이동시키는 제 1 수평방향 전자기력을 발생시킨다.
제 1 수평방향 전자기력은 제 1 수평방향 코일(31a1)의 전류 방향과 제 1 수평방향 자석(411b1)의 자기장 방향에 의해 발생된다.
제 2 수평방향 코일(31a2)은 시트 형상이고 또한 나선형 코일 패턴을 형성하고 있다. 제 2 수평방향 코일(31a2)의 코일 패턴은 y축 방향과 평행한 선분을 가지고 있으므로, 제 2 수평방향 코일(31a2)을 포함하고 있는 가동 플랫폼(30a)을 x축 방향으로 이동시키는 제 1 수평방향 전자기력을 발생시킨다.
제 2 수평방향 전자기력은 제 2 수평방향 코일(31a2)의 전류 방향과 제 2 수평방향 자석(411b2)의 자기장 방향에 의해 발생된다.
제 1 수직방향 코일(32a1)은 시트 형상이고 또한 나선형 코일 패턴을 형성하고 있다. 제 1 수직방향 코일(32a1)의 코일 패턴은 x축 방향과 평행한 선분을 가지고 있으므로, 제 1 수직방향 코일(32a1)을 포함하고 있는 가동 플랫폼(30a)을 y축 방향으로 이동시키고 가동 플랫폼(30a)을 회전시키는 제 1 수직방향 전자기력을 발생시킨다.
제 1 수직방향 전자기력은 제 1 수직방향 코일(32a1)의 전류 방향과 제 1 수직방향 자석(412b1)의 자기장 방향에 의해 발생된다.
제 2 수직방향 코일(32a2)은 시트 형상이고 또한 나선형 코일 패턴을 형성하고 있다. 제 2 수직방향 코일(32a2)의 코일 패턴은 x축 방향과 평행한 선분을 가지고 있으므로, 제 2 수직방향 코일(32a2)을 포함하고 있는 가동 플랫폼(30a)을 y축 방향으로 이동시키고 가동 플랫폼(30a)을 회전시키는 제 2 수직방향 전자기력을 발생시킨다.
제 2 수직방향 전자기력은 제 2 수직방향 코일(32a2)의 전류 방향과 제 2 수직방향 자석(412b2)의 자기장 방향에 의해 발생된다.
제 1 수평방향 코일(31a1), 제 2 수평방향 코일(31a2), 제 1 수직방향 코일(32a1) 및 제 2 수직방향 코일(32a2)은, 플렉시블 회로 기판(도시되지 않음)을 통해 제 1 수평방향 코일(31a1), 제 2 수평방향 코일(31a2), 제 1 수직방향 코일(32a1) 및 제 2 수직방향 코일(32a2)을 구동시키는 구동용 드라이버 회로(29)와 접속되어 있다.
PWM 펄스의 듀티 비율인 수평방향 PWM 듀티(dx)는 CPU(21)의 PWM 0으로부터 구동용 드라이버 회로(29)로 입력된다. PWM 펄스의 듀티 비율인 제 1 수직방향 PWM 듀티(dyl)는 CPU(21)의 PWM 1로부터 구동용 드라이버 회로(29)로 입력된다. PWM 펄스의 듀티 비율인 제 2 수직방향 PWM 듀티(dyr)는 CPU(21)의 PWM 2로부터 구동용 드라이버 회로(29)로 입력된다.
구동용 드라이버 회로(29)는 입력된 수평방향 PWM 듀티(dx)의 값에 따라 제 1 수평방향 코일(31a1)과 제 2 수평방향 코일(31a2)에 동일한 전력을 공급하여 가동 플랫폼(30a)을 x축 방향에 구동시킨다.
구동용 드라이버 회로(29)는, 가동 플랫폼(30a)을 y축 방향으로 이동시키고 가동 플랫폼(30a)을 회전시키기 위해서, 입력된 제 1 수직방향 PWM 듀티(dyl)의 값에 따라 제 1 수직방향 코일(32a1)에 전력을 공급하고 입력된 제 2 수직방향 PWM 듀티(dyr)의 값에 따라 제 2 수직방향 코일(32a2)에 전력을 공급한다.
초기 상태에서, 제 1 수평방향 코일(31a1)과 제 2 수평방향 코일(31a2) 사이의 위치 관계는 x축 방향으로 제 1 수평방향 코일(31a1)과 제 2 수평방향 코일(31a2) 사이에 광축(LX)이 위치되도록 배치되어 있다. 다시 말해서, 초기 상태 에서는 제 1 수평방향 코일(31a1)과 제 2 수평방향 코일(31a2)이 x축 방향으로 광축(LX)을 중심에 두고 대칭적인 배치관계로 배치되어 있다.
제 1 수직방향 코일(32a1)과 제 2 수직방향 코일(32a2)은, 초기 상태에서, x축 방향으로 배치되어 있다.
제 1 수평방향 코일(31a1)과 제 2 수평방향 코일(31a2)은, 촬상소자(39a1)의 중심 부분과 제 1 수평방향 코일(31a1)의 중심 부분의 x축 방향의 거리와 촬상소자(39a1)의 중심 부분과 제 2 수평방향 코일(31a2)의 중심 부분의 x축 방향의 거리가 동일하게 되도록 배치되어 있다.
제 1 수직방향 코일(32a1)과 제 2 수직방향 코일(32a2)은, 초기 상태에서 촬상소자(39a1)의 중심 부분과 제 1 수직방향 코일(32a1)의 중심 부분의 y축 방향의 거리와 촬상소자(39a1)의 중심 부분과 제 2 수직방향 코일(32a2)의 중심 부분의 y축 방향의 거리가 동일하게 되도록 배치되어 있다.
제 1 수평방향 자석(411b1)은, 제 1 수평방향 자석(411b1)이 제 1 수평방향 코일(31a1) 및 수평방향 홀 소자(hh10)와 z축 방향으로 대향하도록 고정 유닛(30b)의 가동 플랫폼(30a) 측에 부착되어 있다.
제 2 수평방향 자석(411b2)은, 제 2 수평방향 자석(411b2)이 제 2 수평방향 코일(31a2)과 z축 방향으로 대향하도록 고정 유닛(30b)의 가동 플랫폼(30a) 측에 부착되어 있다.
제 1 수직방향 자석(412b1)은, 제 1 수직방향 자석(412b1)이 제 1 수직방향 코일(32a1) 및 제 1 수직방향 홀 소자(hv1)와 z축 방향으로 대향하도록 고정 유 닛(30b)의 가동 플랫폼(30a) 측에 부착되어 있다.
제 2 수직방향 자석(412b2)은, 제 2 수직방향 자석(412b2)이 제 2 수직방향 코일(32a2) 및 제 1 수직방향 홀 소자(hv2)와 z축 방향으로 대향하도록 고정 유닛(30b)의 가동 플랫폼(30a) 측에 부착되어 있다.
제 1 수평방향 자석(411b1)은 N극과 S극이 x축 방향으로 배치되도록 제 1 수평방향 요크(431b1)에 부착되어 있다. 제 1 수평방향 요크(431b1)는 고정 유닛(30b)에 부착되어 있다.
마찬가지로, 제 2 수평방향 자석(411b2)은 N극과 S극이 x축 방향으로 배치되도록 제 2 수평방향 요크(431b2)에 부착되어 있다. 제 2 수평방향 요크(431b2)는 고정 유닛(30b)에 부착되어 있다.
제 1 수직방향 자석(412b1)은 N극과 S극이 y축 방향으로 배치되도록 제 1 수직방향 요크(432b1)에 부착되어 있다. 제 1 수직방향 요크(432b1)는 고정 유닛(30b)에 부착되어 있다.
마찬가지로, 제 2 수직방향 자석(412b2)은 N극과 S극이 y축 방향으로 배치되도록 제 2 수직방향 요크(432b2)에 부착되어 있다. 제 2 수직방향 요크(432b2)는 고정 유닛(30b)에 부착되어 있다.
제 1 수평방향 요크(431b1)와 제 2 수평방향 요크(431b2)는 연자성체 재료로 이루어져 있다.
제 1 수평방향 요크(431b1)는 제 1 수평방향 자석(411b1)의 자기장이 주위로 소산(消散)되지 않도록 하여, 제 1 수평방향 자석(411b1)과 제 1 수평방향 코 일(31a1) 사이의 자속밀도 및 제 1 수평방향 자석(411b1)과 수평방향 홀 소자(hh10) 사이의 자속밀도를 높인다.
마찬가지로, 제 2 수평방향 요크(431b2)는 제 2 수평방향 자석(411b2)의 자기장이 주위로 소산되지 않도록 하여, 제 2 수평방향 자석(411b2)과 제 2 수평방향 코일(31a2) 사이의 자속밀도를 높인다.
제 1 수직방향 요크(432b1)와 제 2 수직방향 요크(432b2)는 연자성체 재료로 이루어져 있다.
제 1 수직방향 요크(432b1)는 제 1 수직방향 자석(412b1)의 자기장이 주위로 소산되지 않도록 하여, 제 1 수직방향 자석(412b1)과 제 1 수직방향 코일(32a1) 사이의 자속밀도 및 제 1 수직방향 자석(412b1)과 제 1 수직방향 홀 소자(hv1) 사이의 자속밀도를 높인다.
마찬가지로, 제 2 수직방향 요크(432b2)는 제 2 수직방향 자석(412b2)의 자기장이 주위로 소산되지 않도록 하여, 제 2 수직방향 자석(412b2)과 제 2 수직방향 코일(32a2) 사이의 자속밀도 및 제 2 수직방향 자석(412b2)과 제 2 수직방향 홀 소자(hv2) 사이의 자속밀도를 높인다.
제 1 수평방향 요크(431b1), 제 2 수평방향 요크(431b2), 제 1 수직방향 요크(432b1) 및 제 2 수직방향 요크(432b2)는 일체형이나 별체형으로 구성될 수 있다.
홀 소자 유닛(44a)은 홀효과(Hall Effect)를 이용하는 전자기 변환 소자(자기장 변화 검출 소자)인 3 개의 홀 소자(hall sensor)를 가지고 있는 1-축 홀 소자 이다. 홀 소자 유닛(44a)은 수평방향 검출 위치 신호(px), 제 1 수직방향 검출 위치 신호(py1) 및 제 2 수직방향 검출 위치 신호(pyr)를 검출한다.
3 개의 홀 소자 중의 하나는 수평방향 검출 위치 신호(px)를 검출하는 수평방향 홀 소자(hh10)이고, 3 개의 홀 소자 중의 다른 하나는 제 1 수직방향 검출 위치 신호(py1)를 검출하는 제 1 수직방향 홀 소자(hv1)이고, 3 개의 홀 소자 중의 나머지 하나는 제 2 수직방향 검출 위치 신호(pyr)를 검출하는 제 2 수직방향 홀 소자(hv2)이다.
수평방향 홀 소자(hh10)는, 수평방향 홀 소자(hh10)가 z축 방향으로 고정 유닛(30b)의 제 1 수평방향 자석(411b1)과 대향하도록, 가동 플랫폼(30a)에 부착되어 있다.
수평방향 홀 소자(hh10)는 y축 방향으로 제 1 수평방향 코일(31a1)의 나선형 권선부(winding) 외측에 배치될 수 있다. 그러나, 수평방향 홀 소자(hh10)는 제 1 수평방향 코일(31a1)의 나선형 권선부 내측이면서, 제 1 수평방향 코일(31a1)의 나선형 권선부를 따라 x축 방향으로 중심 부근에 배치되는 것이 바람직하다(도 7 참조).
수평방향 홀 소자(hh10)는 z축 방향으로 제 1 수평방향 코일(31a1) 위에 적층되어 있다. 따라서, 위치 검출 동작을 위해 자기장이 발생되는 영역과 가동 플랫폼(30a)을 구동시키기 위해 자기장이 발생되는 영역을 공용할 수 있다. 그 결과, 제 1 수평방향 자석(411b1)의 y축 방향의 길이와 제 1 수평방향 요크(431b1)의 y축 방향의 길이를 단축할 수 있다.
제 1 수직방향 홀 소자(hv1)는, 제 1 수직방향 홀 소자(hv1)가 z축 방향으로 고정 유닛(30b)의 제 1 수직방향 자석(412b1)과 대향하도록, 가동 플랫폼(30a)에 부착되어 있다.
제 2 수직방향 홀 소자(hv2)는, 제 2 수직방향 홀 소자(hv2)가 z축 방향으로 고정 유닛(30b)의 제 2 수직방향 자석(412b2)과 대향하도록, 가동 플랫폼(30a)에 부착되어 있다.
초기 상태에서 제 1 수직방향 홀 소자(hv1)와 제 2 수직방향 홀 소자(hv2)는 x축 방향으로 배치되어 있다.
제 1 수직방향 홀 소자(hv1)는 x축 방향으로 제 1 수직방향 코일(32a1)의 나선형 권선부 외측에 배치될 수 있다. 그러나, 제 1 수직방향 홀 소자(hv1)는 제 1 수직방향 코일(32a1)의 나선형 권선부 내측이면서, 제 1 수직방향 코일(32a1)의 나선형 권선부를 따라 y축 방향으로 중심 부근에 배치되는 것이 바람직하다.
제 1 수직방향 홀 소자(hv1)는 z축 방향으로 제 1 수직방향 코일(32a1) 위에 적층되어 있다. 따라서, 위치 검출 동작을 위해 자기장이 발생되는 영역과 가동 플랫폼(30a)을 구동시키기 위해 자기장이 발생되는 영역을 공용할 수 있다. 그 결과, 제 1 수직방향 자석(412b1)의 x축 방향의 길이와 제 1 수직방향 요크(432b1)의 x축 방향의 길이를 단축할 수 있다.
제 2 수직방향 홀 소자(hv2)는 x축 방향으로 제 2 수직방향 코일(32a2)의 나선형 권선부 외측에 배치될 수 있다. 그러나, 제 2 수직방향 홀 소자(hv2)는 제 2 수직방향 코일(32a2)의 나선형 권선부 내측이면서, 제 2 수직방향 코일(32a2)의 나 선형 권선부를 따라 y축 방향으로 중심 부근에 배치되는 것이 바람직하다.
제 2 수직방향 홀 소자(hv2)는 z축 방향으로 제 2 수직방향 코일(32a2) 위에 적층되어 있다. 따라서, 위치 검출 동작을 위해 자기장이 발생되는 영역과 가동 플랫폼(30a)을 구동시키기 위해 자기장이 발생되는 영역을 공용할 수 있다. 그 결과, 제 2 수직방향 자석(412b2)의 x축 방향의 길이와 제 2 수직방향 요크(432b2)의 x축 방향의 길이를 단축할 수 있다.
그리고, 제 1 수직방향 코일(32a1)에 기초한 제 1 수직방향 전자기력이 가해지는 제 1 구동 지점은 제 1 수직방향 홀 소자(hv1)에 의한 위치 검출 지점에 근접할 수 있고, 제 2 수직방향 코일(32a2)에 기초한 제 2 수직방향 전자기력이 가해지는 제 2 구동 지점은 제 2 수직방향 홀 소자(hv2)에 의한 위치 검출 지점에 근접할 수 있다. 따라서, 가동 플랫폼(30a)에 대한 정밀한 구동 제어를 실행할 수 있다.
1-축 홀 소자의 직선적인 출력 변화(직진성)에 기초하여 정밀한 위치 검출 동작을 수행할 수 있는 범위를 최대한 활용하여 위치 검출 동작을 수행하기 위해, 수평방향 홀 소자(hh10)는, z축 방향에서 보았을 때, 초기 상태에서, x축 방향으로 제 1 수평방향 자석(411b1)의 N극과 S극 사이의 중간 구역을 향해 있는 홀 소자 유닛(44a)상의 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 제 1 수직방향 홀 소자(hv1)는, z축 방향에서 보았을 때, 초기 상태에서, y축 방향으로 제 1 수직방향 자석(412b1)의 N극과 S극 사이의 중간 구역을 향해 있는 홀 소자 유닛(44a)상의 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 제 2 수직방향 홀 소자(hv2)는, z축 방향에서 보았을 때, 초기 상태에서, y축 방향으로 제 2 수직방향 자석(412b2)의 N극과 S극 사이의 중간 구역을 향해 있는 홀 소자 유닛(44a)상의 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
제 1 홀 소자 신호 처리 유닛(45)은 제 1 홀 소자 신호 처리 회로(450), 제 2 홀 소자 신호 처리 회로(460) 및 제 3 홀 소자 신호 처리 회로(470)로 구성되는 자기장 변화 검출 소자의 신호 처리 회로를 가지고 있다.
제 1 홀 소자 신호 처리 회로(450)는 수평방향 홀 소자(hh10)의 출력 신호에 기초하여 수평방향 홀 소자(hh10)의 출력 단자들 사이의 수평방향의 전압을 검출한다.
제 1 홀 소자 신호 처리 회로(450)는 검출한 수평방향의 전압에 기초하여 수평방향 검출 위치 신호(px)를 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 4)로 출력한다. 수평방향 검출 위치 신호(px)는 가동 플랫폼(30a)에서 수평방향 홀 소자(hh10)를 가지고 있는 부분의 x축 방향의 위치를 나타낸다.
제 1 홀 소자 신호 처리 회로(450)는 플렉시블 회로 기판(도시되지 않음)을 통하여 수평방향 홀 소자(hh10)와 접속되어 있다.
제 2 홀 소자 신호 처리 회로(460)는 제 1 수직방향 홀 소자(hv1)의 출력 신호에 기초하여 제 1 수직방향 홀 소자(hv1)의 출력 단자들 사이의 제 1 수직방향의 전압을 검출한다.
제 2 홀 소자 신호 처리 회로(460)는 검출한 제 1 수직방향의 전압에 기초하여 제 1 수직방향 검출 위치 신호(pyl)를 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 5)로 출력한다. 제 1 수직방향 검출 위치 신호(pyl)는 가동 플랫폼(30a)에서 제 1 수직방향 홀 소자(hv1)를 가지고 있는 부분의 y축 방향의 위치(제 1 수직방향 홀 소자(hv1)에 의한 위치 검출 지점)를 나타낸다.
제 2 홀 소자 신호 처리 회로(460)는 플렉시블 회로 기판(도시되지 않음)을 통하여 제 1 수직방향 홀 소자(hv1)와 접속되어 있다.
제 3 홀 소자 신호 처리 회로(470)는 제 2 수직방향 홀 소자(hv2)의 출력 신호에 기초하여 제 2 수직방향 홀 소자(hv2)의 출력 단자들 사이의 제 2 수직방향의 전압을 검출한다.
제 3 홀 소자 신호 처리 회로(470)는 검출한 제 2 수직방향의 전압에 기초하여 제 2 수직방향 검출 위치 신호(pyr)를 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 6)로 출력한다. 제 2 수직방향 검출 위치 신호(pyr)는 가동 플랫폼(30a)에서 제 2 수직방향 홀 소자(hv2)를 가지고 있는 부분의 y축 방향의 위치(제 2 수직방향 홀 소자(hv2)에 의한 위치 검출 지점)를 나타낸다.
제 3 홀 소자 신호 처리 회로(470)는 플렉시블 회로 기판(도시되지 않음)을 통하여 제 2 수직방향 홀 소자(hv2)와 접속되어 있다.
본 실시예에서는, 회전(경사) 각도를 포함하는 가동 플랫폼(30a)의 위치를 특정하기 위해 3 개의 홀 소자(hh10, hv1, hv2)를 사용한다.
3 개의 홀 소자중 2 개의 홀 소자(hv1, hv2)를 사용하여 가동 플랫폼(30a)상의 2 지점의 y축 방향의 위치를 특정한다. 3 개의 홀 소자중 나머지 1 개의 홀 소자(hh10)를 사용하여 가동 플랫폼(30a)상의 1 지점의 x축 방향의 위치를 특정한다. 상기 2 지점의 y축 방향의 위치 정보와 상기 1 지점의 x축 방향의 위치 정보에 기 초하여, 가동 플랫폼(30a)의 xy평면상에서의 회전(경사) 각도를 포함하는 위치를 특정할 수 있다.
다음에는, 본 실시예의 촬상 장치(1)의 주요 동작을 도 4의 플로우차트를 이용하여 설명한다.
PON 스위치(11a)가 ON 상태로 되면, 초기 상태로서 스텝 S11에서는, 검출 유닛(25)에 전력이 공급되어 검출 유닛(25)이 ON 상태로 된다. 초기 상태에 있어서는, 가동 플랫폼(30a)이 x축 방향과 y축 방향의 양쪽 모두의 이동 범위의 중심에 위치되어 있고, 촬상소자(39a1)의 촬상면의 외형을 구성하는 직사각형의 4 변은 각각 x축 방향과 y축 방향 중의 어느 한 방향에 평행한 상태로 있다. 또한, 렌즈 계수(F)를 포함하는 렌즈 정보가 카메라 렌즈(67)로부터 CPU(21)로 전달된다.
스텝 S12에서는, 소정의 시간 간격(1ms)으로 타이머 인터럽션 처리가 개시된다. 스텝 S13에서는, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 0으로 설정된다. 본 실시예에 있어서의 타이머 인터럽션 처리의 상세한 내용에 대해서는 도 5의 플로우차트를 이용하여 후술한다.
스텝 S14에서는, 측광 스위치(12a)가 ON 상태로 되어있는지 아닌지가 판단된다. 측광 스위치(12a)가 ON 상태로 되어 있지 않다고 판단되는 경우에는, 스텝 S14로 되돌아가서 스텝 S14의 처리가 반복된다. 측광 스위치(12a)가 ON 상태로 되어 있다고 판단되는 경우에는, 스텝 S15로 진행된다.
스텝 S15에서는, 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 되어있는지 아닌지가 판단된다. 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 되어 있지 않다고 판단되는 경우에는, 스텝 S16에서 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 0으로 설정된다. 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 되어 있다고 판단되는 경우에는, 스텝 S17에서 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 1로 설정된다.
스텝 S18에서는, 제 1 경사 보정 스위치(15a)가 ON 상태로 되어있는지 아닌지가 판단된다. 제 1 경사 보정 스위치(15a)가 ON 상태로 되어 있지 않다고 판단되는 경우에는, 스텝 S19에서 경사 보정 파라미터(INC)의 값이 0으로 설정된다. 제 1 경사 보정 스위치(15a)가 ON 상태로 되어 있다고 판단되는 경우에는, 스텝 S20에서 경사 보정 파라미터(INC)의 값이 1로 설정된다.
스텝 S21에서는, 측광 스위치(12a)가 ON 상태로 되면, AE 유닛(23)의 AE 센서가 구동되어 측광 동작이 실행되고, 조리개 값 및 노광 시간이 연산된다.
스텝 S22에서는, AF 유닛(24)의 AF 센서 및 렌즈 제어 회로가 구동되어 AF 감지 동작(auto focusing sensing operation) 및 초점맞춤 동작이 행해진다.
스텝 S23에서는, 셔터 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 되어있는지 아닌지가 판단된다. 셔터 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 되어 있지 않다고 판단되는 경우에는, 스텝 S14로 되돌아가서 스텝 S14 내지 스텝 22를 반복한다. 셔터 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 되어 있다고 판단되는 경우에는, 스텝 S24로 진행된다.
스텝 S24에서는, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정되고, 릴리스-시퀀스 동작이 개시된다.
스텝 S25에서는, 미러 상태 파라미터(MP)의 값이 1로 설정된다.
스텝 S26에서는, 미러 조리개 셔터 유닛(18)에 의해, 미리설정되어 있거나 산출된 조리개 값에 대응하여 미러 상승 동작 및 조리개 폐쇄 동작이 행해진다.
미러 상승 동작이 종료된 후에는, 스텝 S27에서 미러 상태 파라미터(MP)의 값이 0으로 설정된다. 스텝 S28에서는, 미러 조리개 셔터 유닛(18)에 의해, 셔터 개방 동작(셔터 선막(front curtain)의 이동)이 개시된다.
스텝 S29에서는, 노광 동작, 즉, 촬상소자(39a1)(CCD 등)의 전하 축적이 행해진다. 노광 시간이 경과된 후, 스텝 S30에서 미러 조리개 셔터 유닛(18)에 의해, 셔터의 폐쇄 동작(셔터 후막(rear curtain)의 이동), 미러 하강 동작 및 조리개 개방 동작이 행해진다.
스텝 S31에서는, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 0으로 설정되어 측광 스위치(12a) 및 셔터 릴리스 스위치(13a)가 OFF 상태로 되고 릴리스-시퀀스 동작이 완료된다. 스텝 S32에서는, 노광 시간동안 촬상소자(39a1)에 축적된 전하가 판독된다. 스텝 S33에서는, CPU(21)와 DSP(19)의 사이에서 통신이 행해지고, 촬상소자(39a1)로부터 판독된 전하에 기초하여 화상 처리 동작이 행해진다. 화상 처리된 화상은 촬상 장치(1)의 메모리에 저장된다. 스텝 S34에서는, 메모리에 저장된 화상 신호가 디스플레이(17)에 표시되고, 스텝 S14로 되돌아간다. 다시 말해서, 촬상 장치(1)가 다음의 촬상 동작이 가능한 상태로 복귀된다.
다음에는, 도 4에 있어서의 스텝 S12에서 개시되고 다른 동작과 독립하여 소정의 시간 간격(1ms)으로 행해지는 본 실시예의 타이머 인터럽션 처리에 대하여 도 5의 플로우차트를 이용하여 설명한다.
타이머 인터럽션 처리가 개시되면, 스텝 S51에서는, 검출 유닛(25)으로부터 출력되는 제 1 각속도(vx)가 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 0)로 입력되어 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)로 변환된다. 검출 유닛(25)으로부터 출력되는 제 2 각속도(vy)도 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 1)로 입력되어 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)로 변환된다(각속도 검출 동작).
또한, 검출 유닛(25)으로부터 출력되는 제 1 가속도(ah)가 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 2)로 입력되어 제 1 디지털 가속도 신호(Dahn)로 변환된다. 마찬가지로, 검출 유닛(25)으로부터 출력되는 제 2 가속도(av)가 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 3)로 입력되어 제 2 디지털 가속도 신호(Davn)로 변환된다(가속도 검출 동작).
제 1 디지털 각속도 신호(Vxn) 및 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 저주파 성분은 디지털 하이 패스 필터 처리에 의해 감소된다(제 1 디지털 각속도(VVxn) 및 제 2 디지털 각속도(VVyn), 도 6의 (1) 참조).
제 1 디지털 가속도 신호(Dahn) 및 제 2 디지털 가속도 신호(Davn)의 고주파 성분은 디지털 로우 패스 필터 처리에 의해 감소된다(제 1 디지털 가속도(Aahn) 및 제 2 디지털 가속도(Aavn), 도 6의 (1) 참조).
스텝 S52에서는, 홀 소자 유닛(44a)이 가동 플랫폼(30a)의 위치를 검출한다. 홀 소자 신호 처리 유닛(45)에 의해 수평방향 검출 위치 신호(px), 제 1 수직방향 검출 위치 신호(pyl) 및 제 2 수직방향 검출 위치 신호(pyr)가 산출된다. 산출된 수평방향 검출 위치 신호(px)는 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 4)로 입력되어 디지털 신호 pdxn으로 변환되고, 산출된 제 1 수직방향 검출 위치 신호(pyl)는 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 5)로 입력되어 디지털 신호 pdyln으로 변환되고, 산출된 제 2 수직방향 검출 위치 신호(pyr)는 CPU(21)의 A/D 변환기(A/D 6)로 입력되어 디지털 신호 pdyrn으로 변환되어, 가동 플랫폼(30a)의 현재 위치 Pn(pdxn, pdyln, pdyrn)를 특정한다(도 6의 (2) 참조).
스텝 S53에서는, 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 0인지 아닌지가 판단된다. 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 0이라고 판단되는 경우(SR=0), 다시 말해서, 촬상 장치(1)가 상흔들림 보정 모드에 있지 않은 경우에는, 스텝 S54로 진행된다. 상흔들림 보정 파라미터(SR)의 값이 1이라고 판단되는 경우(SR=1), 다시 말해서, 촬상 장치(1)가 상흔들림 보정 모드에 있는 경우에는, 스텝 S60으로 진행된다.
스텝 S54에서는, 경사 보정 파라미터(INC)의 값이 0인지 아닌지가 판단된다. 경사 보정 파라미터(INC)의 값이 0이라고 판단되는 경우(INC=0), 다시 말해서, 촬상 장치(1)가 경사 보정 모드에 있지 않은 경우에는, 스텝 S55에서 가동 플랫폼(30a)이 이동해야 할 위치 Sn(Sxn, Syln, Syrn)가 초기 상태(Sxn=Syln=Syrn=0)로 설정된다(도 6의 (4) 참조).
경사 보정 파라미터(INC)의 값이 1이라고 판단되는 경우(INC=1), 다시 말해서, 촬상 장치(1)가 경사 보정 모드에 있는 경우에는, 스텝 S56에서 제 1 디지털 가속도(Aahn) 및 제 2 디지털 가속도(Aavn)에 기초해서 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)가 산출된다(도 6의 (8) 참조).
스텝 S57에서는, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)와 홀 소자 간격 계수(HDS)에 기초하여, 가동 플랫폼(30a)이 이동해야 할 위치 Sn의 회전방향 성분(Sθn)이 산출된다(도 6의 (3) 참조).
제 3 디지털 변위 각도(Kθn)를 구하는 연산의 상세한 내용에 대해서는 도 8의 플로우차트를 이용하여 후술한다.
스텝 S58에서는, 제 1 디지털 변위 각도(Kxn) 및 제 2 디지털 변위 각도(Kyn)가 요잉에 의한 손흔들림과 피칭에 의한 손흔들림이 발생하지 않는 상태의 값인 0으로 설정된다(Kxn=Kyn=0).
스텝 S59에서는, 제 1 디지털 변위 각도(Kxn), 제 2 디지털 변위 각도(Kyn) 및 렌즈 계수(F)에 기초하여, 가동 플랫폼(30a)이 이동해야 할 위치 Sn의 수평방향 성분(Sxn) 및 상기 위치 Sn의 수직방향 성분(Syn)이 산출된다(Sxn=Syn=0, 도 6의 (3) 참조).
그 다음에, 가동 플랫폼(30a)이 이동해야 할 위치 Sn의 수직방향 성분(Syn) 및 상기 위치 Sn의 회전방향(경사방향) 성분(Sθn)에 기초하여, 제 1 구동 지점의 제 1 수직방향 성분(Syln) 및 제 2 구동 지점의 제 2 수직방향 성분(Syrn)이 산출된다(도 6의 (4) 참조).
스텝 S60에서는, 경사 보정 파라미터(INC)의 값이 0인지 아닌지가 판단된다.
경사 보정 파라미터(INC)의 값이 0이라고 판단되는 경우에는(INC=0), 다시 말해서, 촬상 장치(1)가 경사 보정 모드에 있지 않은 경우에는, 스텝 S61에서 제 3 디지털 변위 각도(Kθn) 및 가동 플랫폼(30a)이 이동해야 할 위치 Sn의 회전방향(경사방향) 성분(Sθn)이 경사가 발생하지 않은 상태의 값인 0으로 설정된다(Kθn=Sθn=0). 그리고 나서, 스텝 S64로 진행된다.
경사 보정 파라미터(INC)의 값이 1이라고 판단되는 경우에는(INC=1), 다시 말해서, 촬상 장치(1)가 경사 보정 모드에 있는 경우에는, 스텝 S62으로 진행된다.
스텝 S62에서는, 제 1 디지털 가속도(Aahn) 및 제 2 디지털 가속도(Aavn)에 기초하여, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)가 산출된다(도 6의 (8) 참조).
스텝 S63에서는, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)와 홀 소자 간격 계수(HSD)에 기초하여, 가동 플랫폼(30a)이 이동해야 할 위치 Sn의 회전방향(경사방향) 성분(Sθn)이 산출된다(도 6의 (3) 참조).
제 3 디지털 변위 각도(Kθn)를 구하는 연산의 상세한 내용에 대해서는 도 8의 플로우차트를 이용하여 후술한다.
스텝 S64에서는, 제 1 디지털 각속도(VVxn) 및 제 2 디지털 각속도(VVyn)에 기초하여, 제 1 디지털 변위 각도(Kxn) 및 제 2 디지털 변위 각도(Kyn)가 산출된다(도 6의 (7) 참조).
스텝 S65에서는, 제 1 디지털 변위 각도(Kxn), 제 2 디지털 변위 각도(Kyn) 및 렌즈 계수(F)에 기초하여, 가동 플랫폼(30a)이 이동해야 할 위치 Sn의 수평방향 성분(Sxn) 및 상기 위치 Sn의 수직방향 성분(Syn)이 산출된다(도 6의 (3) 참조).
그 다음에, 가동 플랫폼(30a)이 이동해야 할 위치 Sn의 수직방향 성분(Syn) 및 상기 위치 Sn의 회전방향(경사방향) 성분(Sθn)에 기초하여, 제 1 구동 지점의 제 1 수직방향 성분(Syln) 및 제 2 구동 지점의 제 2 수직방향 성분(Syrn)이 산출된다(도 6의 (4) 참조).
스텝 S66에서는, 스텝 S55, 스텝 S59 또는 스텝 S65에서 결정된 위치 Sn(Sxn, Syln, Syrn)와 현재 위치 Pn(pdxn, pdyln, pdyrn)에 기초하여, 가동 플랫폼(30a)을 상기 위치 Sn로 이동시키는데 필요한 구동력(Dn)의 수평방향 구동력(Dxn)(수평방향 PWM 듀티(dx)), 제 1 수직방향 구동력(Dyln)(제 1 수직방향 PWM 듀티(dyl)) 및 제 2 수직방향 구동력(Dyrn)(제 2 수직방향 PWM 듀티(dyr))이 연산된다(도 6의 (5) 참조).
스텝 S67에서는, 수평방향 PWM 듀티(dx)를 구동용 드라이버 회로(29)에 적용함으로써 제 1 수평방향 코일(31a1) 및 제 2 수평방향 코일(31a2)이 구동되고; 제 1 수직방향 PWM 듀티(dyl)를 구동용 드라이버 회로(29)에 적용함으로써 제 1 수직방향 코일(32a1)이 구동되고; 제 2 수직방향 PWM 듀티(dyr)를 구동용 드라이버 회로(29)에 적용함으로서 제 2 수직방향 코일(32a2)이 구동되어, 가동 플랫폼(30a)이 상기 위치 Sn(Sxn, Syln, Syrn)로 이동된다(도 6의 (6) 참조).
스텝 S66 및 스텝 S67의 처리는 일반적인(통상적인) 비례 연산, 적분 연산 및 미분 연산을 수행하는 PID 자동 제어에 의해 수행되는 자동 제어 연산이다.
다음에는, 도 5에 있어서의 스텝 S56 및 스텝 S62에서 행해지는 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 연산 처리에 대하여 도 8의 플로우차트를 이용하여 설명한다.
제 3 디지털 변위 각도(Kθn)의 연산이 개시되면, 스텝 S71에서, 제 2 디지털 가속도(Aavn)의 절대값이 제 1 디지털 가속도(Aahn)의 절대값 이상인지 여부가 판단된다.
제 2 디지털 가속도(Aavn)의 절대값이 제 1 디지털 가속도(Aahn)의 절대값 이상이라고 판단되는 경우에는, 스텝 S75로 진행되고, 제 2 디지털 가속도(Aavn)의 절대값이 제 1 디지털 가속도(Aahn)의 절대값보다 작다고 판단되는 경우에는, 스텝 S72로 진행된다.
스텝 S72에서는, 제 1 디지털 가속도(Aahn)가 0보다도 작은지 아닌지가 판단 된다. 제 1 디지털 가속도(Aahn)가 0보다 작다고 판단되는 경우에는, 스텝 S74로 진행되고, 제 1 디지털 가속도(Aahn)가 0 이상이라고 판단되는 경우에는, 스텝 S73으로 진행된다.
스텝 S73에서는, CPU(21)가 촬상 장치(1)가 제 1 수직 상태에 가까운 상태로 유지되어 있다고 판단하고, 제 2 디지털 가속도(Aavn)에 대하여 아크사인 변환을 수행하고 마이너스 부호를 붙임으로써 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))를 산출한다(Kθn = -Sin-1(Aavn)).
스텝 S74에서는, CPU(21)가 촬상 장치(1)가 제 2 수직 상태에 가까운 상태로 유지되어 있다고 판단하고, 제 2 디지털 가속도(Aavn)에 대하여 아크사인 변환을 수행하는 것에 의해서 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))를 산출한다(Kθn = Sin-1(Aavn)).
스텝 S75에서는, 제 2 디지털 가속도(Aavn)가 0보다도 작은지 아닌지가 판단된다. 제 2 디지털 가속도(Aavn)가 0보다 작다고 판단되는 경우에는, 스텝 S77로 진행되고, 제 2 디지털 가속도(Aavn)가 0 이상이라고 판단되는 경우에는, 스텝 S76으로 진행된다.
스텝 S76에서는, CPU(21)가 촬상 장치(1)가 제 1 수평 상태에 가까운 상태로 유지되어 있다고 판단하고, 제 1 디지털 가속도(Aahn)에 대하여 아크사인 변환을 수행하는 것에 의해서 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))를 산출한다(Kθn = +Sin-1(Aahn)).
스텝 S77에서는, CPU(21)가 촬상 장치(1)가 제 2 수평 상태에 가까운 상태로 유지되어 있다고 판단하고, 제 1 디지털 가속도(Aahn)에 대하여 아크사인 변환을 수행하고 마이너스 부호를 붙임으로써 경사 각도(제 3 디지털 변위 각도(Kθn))를 산출한다(Kθn = -Sin-1(Aahn)).
한편, 상기에서는 위치 검출을 위해 자기장 변화 검출 소자로서 홀 소자를 이용한다고 설명하였다. 그러나, 자기장 변화 검출 소자로서 다른 검출 소자, 즉, 고주파 캐리어형 자기장 센서와 같은 MI(Magnetic Impedance) 센서, 자기 공명형 자기장 검출 소자 또는 MR(Magneto-Resistance effect:자기 저항 효과) 소자가 위치 검출을 위해 사용될 수 있다. MI 센서, 자기 공명형 자기장 검출 소자 또는 MR 소자 중의 어느 하나가 사용되면, 홀 소자를 이용하는 것과 유사하게 자기장 변화를 검출하는 것에 의해서 가동 플랫폼의 위치에 관한 정보를 구할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 병진운동 스위치(상흔들림 보정 스위치(14a))의 ON 상태에 따라, 제 1 상흔들림 보정 처리 및 제 2 상흔들림 보정 처리를 포함하는 병진운동이 실행되고, 회전운동 스위치(제 1 경사 보정 스위치(15a))의 ON 상태에 따 라, 경사 보정 처리인 회전운동이 실행된다.
그러나, 경사 보정 처리 대신에, 롤링에 의해 발생되는 손흔들림을 보정하는 제 3 상흔들림 보정 처리가 회전운동으로 실행될 수 있다.
이러한 경우에는, 제 3 디지털 변위 각도(Kθn)에 대응하는 롤링에 의해 발생되는 손흔들림 각도는 가속도 센서(26c)에 의해 산출될 수 있지만, 각속도 센서등과 같은 다른 센서에 의해 산출될 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는, 제 1 경사 보정 버튼(15)의 위치를 특별히 한정하지 않고, 한 가지 예로서 제 1 경사 보정 버튼(15)이 촬상 장치(1)의 후면에 배치된 형태를 설명하였다. 그러나, 제 2 경사 보정 버튼(16)을 촬상 장치(1)의 하부면에 배치할 수도 있다.
구체적으로는, 제 2 경사 보정 버튼(16)은, 제 2 경사 보정 버튼(16)이 셔터 릴리스 버튼(13)으로부터 이격된 상태로 있으며 광축(LX)이 제 2 경사 보정 버튼(16)과 셔터 릴리스 버튼(13) 사이에 배치되도록, 촬상 장치(1)의 하부면에 배치된다(도 16 내지 도 18 참조).
따라서, 왼손으로 촬상 장치(1)를 유지하는 경우 왼손으로 경사 보정 처리를 위한 ON/OFF 상태 제어를 할 수 있다.
이러한 경우에는, 제 1 경사 보정 스위치(15a)와 CPU(21)의 포트 P15 대신에, 제 2 경사 보정 스위치(16a), 인버터(16b) 및 CPU(21)의 포트 P16이 사용될 수 있다.
제 2 경사 보정 스위치(16a)는 제 2 경사 보정 버튼(16)을 누를 때에만(또는 슬라이드 이동시킬 때에만) ON 상태로 되고, 제 2 경사 보정 버튼(16)에 대한 가압(또는 슬라이드 이동)을 해제하면 OFF 상태로 되는 자동 복귀형 스위치이다.
인버터(16b)는 제 2 경사 보정 스위치(16a)의 OFF 상태에 대응하여 Lo 신호를 CPU(21)의 포트 P16로 출력하고, 제 2 경사 보정 스위치(16a)의 ON 상태에 대응하여 Hi 신호를 CPU(21)의 포트 P16로 출력한다.
Hi 신호가 CPU(21)의 포트 P16으로 입력되는 경우에는, 경사 보정 파라미터(INC)의 값이 0으로 설정된다. Lo 신호가 CPU(21)의 포트 P16으로 입력되는 경우에는, 경사 보정 파라미터(INC)의 값이 1 설정된다.
다시 말해서, 제 2 경사 보정 버튼(16)이 눌러져서(슬라이드 이동되어서) 제 2 경사 보정 스위치(16a)가 ON 상태로 되어 있는 동안에는, 경사 보정 처리가 중지되거나 금지된다. 제 2 경사 보정 버튼(16)이 눌러지지 않아서(슬라이드 이동되지 않아서) 제 2 경사 보정 스위치(16a)가 OFF 상태로 되어 있는 동안에는, 경사 보정 처리가 행해진다.
제 2 경사 보정 버튼(16)을 누르는 것과 제 2 경사 보정 버튼(16)에 대해 누르는 힘을 해제하는 것은 촬상 장치(1)를 들고 있는 동안 사용자에 의해 쉽게 행해진다.
따라서, 사용자가 기울어진 상태로 촬영을 하기를 원하는 경우, 단순히 제 2 경사 보정 버튼(16)을 누름으로써, 경사 보정 처리를 금지할 수 있다.
그렇지 않은 경우에는, 제 2 경사 보정 버튼(16)을 눌렀던 상태를 해제하는 것에 의해 경사 보정 처리를 재개할 수 있다.
또한, 촬상 장치(1)가 삼각 받침대에 장착될 때에 삼각 받침대의 카메라 장착부와 접촉하도록, 제 2 경사 보정 버튼(16)을 촬상 장치(1)의 하부면에 있는 촬상 장치(1)의 삼각 받침대 구멍(50)의 근처에 배치할 수 있다(도 19, 도 20 참조).
이러한 경우에는, 촬상 장치(1)가 삼각 받침대에 장착될 경우에, 삼각 받침대의 카메라 장착부에 의해 제 2 경사 보정 버튼(16)이 눌러진다.
이로 인해, 촬상 장치(1)를 들고 있는 사용자에 의한 수동 조작없이도, 촬상 장치(1)를 삼각 받침대에 설치함으로써 경사 보정 처리의 ON/OFF 상태 제어를 할 수 있다.
본 명세서에서는 첨부된 도면과 관련하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명의 기술 영역을 벗어나지 않고서 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 여러가지 수정 및 변경이 가해질 수 있다는 것은 자명하다.
도 1은 본 발명의 한 실시예의 촬상 장치의 배면에서 본 사시도이고;
도 2는 촬상 장치가 제 1 수평 상태로 유지되어 있을 때의 촬상 장치의 정면도이고;
도 3은 촬상 장치의 회로 구성도이고;
도 4는 촬상 장치의 메인 동작 처리를 나타내는 플로우차트이고;
도 5는 타이머 인터럽션 처리의 상세를 나타내는 플로우차트이고;
도 6은 상흔들림 보정 및 경사 보정 처리와 관련된 연산을 나타내고 있고;
도 7은 가동 플랫폼의 구성도이고;
도 8은 제 3 디지털 변위 각도의 연산의 상세를 나타내는 플로우차트이고;
도 9는 촬상 장치가 제 2 수평 상태로 유지되어 있을 때의 촬상 장치의 정면도이고;
도 10은 촬상 장치가 제 1 수직 상태로 유지되어 있을 때의 촬상 장치의 정면도이고;
도 11은 촬상 장치가 제 2 수직 상태로 유지되어 있을 때의 촬상 장치의 정면도이고;
도 12는 촬상 장치가, 제 1 수평 상태로부터 정면에서 보아 반시계 방향으로 Kθn만큼 회전한(기울어진) 경우의 촬상 장치의 정면도이고;
도 13은 촬상 장치가, 제 1 수직 상태로부터 정면에서 보아 반시계 방향으로 Kθn만큼 회전한(기울어진) 경우의 촬상 장치의 정면도이고;
도 14는 촬상 장치가, 제 2 수평 상태로부터 정면에서 보아 반시계 방향으로 Kθn만큼 회전한(기울어진) 경우의 촬상 장치의 정면도이고;
도 15는 촬상 장치가, 제 2 수직 상태로부터 정면에서 보아 반시계 방향으로 Kθn만큼 회전한(기울어진) 경우의 촬상 장치의 정면도이고;
도 16은 제 2 경사 보정 버튼을 하부면에 가지고 있는 다른 실시예의 촬상 장치의 배면에서 본 사시도이고;
도 17은 제 2 경사 보정 버튼을 하부면에 가지고 있는 다른 실시예의 촬상 장치가 제 1 수평 상태로 유지되어 있을 때의 촬상 장치의 정면도이고;
도 18은 제 2 경사 보정 버튼을 하부면에 가지고 있는 다른 실시예의 촬상 장치의 회로 구성도이고;
도 19는 제 2 경사 보정 버튼을 하부면에서 삼각 받침대 구멍의 근처에 가지고 있는 또 다른 실시예의 촬상 장치의 배면에서 본 사시도이고;
도 20은 제 2 경사 보정 버튼을 하부면에서 삼각 받침대 구멍의 근처에 가지고 있는 또 다른 실시예의 촬상 장치가 제 1 수평 상태로 유지되어 있을 때의 촬상 장치의 정면도이고;
도 21은 촬상소자의 촬상면, 이동 범위, 회전하기 전의 이동가능한 범위(Hsxn, Hsyn) 그리고 회전 후의 이동가능한 범위(Rx, Ry)의 위치 관계를 나타내고 있다.

Claims (10)

  1. 테이킹 렌즈를 통하여 광학상을 촬상하는 촬상소자를 가지고 있으며, 상기 테이킹 렌즈의 광축과 수직인 xy 평면상에서 이동가능하고 회전가능한 가동 플랫폼;
    요잉에 의해 발생된 손흔들림을 보정하기 위해 상기 가동 플랫폼을 상기 광축과 수직인 x축 방향으로 이동시키는 제 1 상흔들림 보정 처리와 피칭에 의해 발생된 손흔들림을 보정하기 위해 상기 가동 플랫폼을 상기 x축 방향 및 상기 광축과 수직인 y축 방향으로 이동시키는 제 2 상흔들림 보정 처리 중의 적어도 하나를 포함하는 병진운동의 ON/OFF 상태를 선택하기 위해 사용되는 병진운동 스위치;
    상기 xy 평면상에서 상기 가동 플랫폼을 회전시키는 회전운동의 ON/OFF 상태를 선택하기 위해 사용되는 회전운동 스위치; 그리고
    상기 병진운동 스위치의 상태에 기초하여 상기 가동 플랫폼이 병진운동하도록 제어하고 상기 회전운동 스위치의 상태에 기초하여 상기 가동 플랫폼이 회전운동하도록 제어하는 컨트롤러;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전운동은, 상기 촬상 장치의 상기 광축을 중심으로 하는 회전에 의해 중력의 방향과 수직인 수평면에 대해 형성된 상기 촬상 장치의 경사 각도에 기초한 경사 보정 처리인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 x축 방향의 중력 가속도 성분인 제 1 중력 가속도 성분과 상기 y축 방향의 중력 가속도 성분인 제 2 중력 가속도 성분을 검출하는 가속도 센서를 더 포함하고 있고,
    상기 컨트롤러는 상기 제 1 중력 가속도 성분의 절대값과 상기 제 2 중력 가속도 성분의 절대값의 대소 관계에 기초하여 상기 경사 각도를 산출하고, 상기 경사 각도에 기초하여 상기 경사 보정 처리를 위해 상기 가동 플랫폼을 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 제 1 중력 가속도 성분의 절대값과 상기 제 2 중력 가속도 성분의 절대값 중 작은 쪽의 값에 대하여 아크사인 변환을 수행하는 것에 의해 상기 경사 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 촬상 장치가 수평으로 유지되고 또한 상기 촬상 장치의 상부면 또는 하부면이 위쪽으로 향해 있을 때에는, 상기 x축 방향은 중력의 방향과 수직이고 상기 y축 방향은 중력의 방향과 평행하게 되고,
    상기 촬상 장치가 수직으로 유지되고 또한 상기 촬상 장치의 양 측면 중의 한 쪽이 위쪽으로 향해 있을 때에는, 상기 x축 방향은 중력의 방향과 평행이고 상기 y축 방향은 중력의 방향에 대해 수직으로 되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전운동은 롤링에 의해 발생된 손흔들림을 보정하는 제 3 상흔들림 보정 처리인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    조작 부재를 더 포함하고 있고,
    상기 조작 부재의 조작 상태에 따라 상기 회전운동 스위치의 ON/OFF 상태가 변경되고,
    상기 조작 부재는 상기 촬상 장치의 셔터 릴리스 버튼과 상기 조작 부재 사이에 상기 광축이 놓이도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    조작 부재를 더 포함하고 있고,
    상기 조작 부재의 조작 상태에 따라 상기 회전운동 스위치의 ON/OFF 상태가 변경되고,
    상기 조작 부재는 상기 촬상 장치의 하부면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    조작 부재를 더 포함하고 있고,
    상기 조작 부재의 조작 상태에 따라 상기 회전운동 스위치의 ON/OFF 상태가 변경되고,
    상기 조작 부재는 상기 촬상 장치의 하부면에서 삼각 받침대 구멍 근처의, 상기 촬상 장치가 삼각 받침대에 장착되었을 때에 상기 조작 부재가 상기 삼각 받침대의 카메라 장착부와 접촉하는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    조작 부재를 더 포함하고 있고,
    상기 조작 부재의 조작 상태에 따라 상기 회전운동 스위치의 ON/OFF 상태가 변경되고,
    상기 회전운동 스위치는, 상기 조작 부재가 조작되고 있을 때에만 ON 상태로 되고, 상기 조작 부재의 조작이 행해지지 않을 때에는 OFF 상태로 되는 자기 복귀형 스위치인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
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