KR20080007156A - 상흔들림 보정 장치 - Google Patents

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KR20080007156A
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Abstract

상을 안정화시키기 위하여 상흔들림 보정 장치는 각속도 센서와 제어기를 포함한다. 상기 각속도 센서는 각속도를 검출한다. 상기 제어기는 상기 각속도 센서를 제어하고 상기 각속도 센서로부터 출력된 신호에 기초로 상흔들림 보정처리를 행한다. 상기 제어기는 상기 상흔들림 보정 처리 기간에 있어서 일정 기간 동안에, 출력된 신호값에 있어서 오프셋 출력의 수정 처리를 행하고, 상기 일정 기간 동안 이외에는 상기 수정 처리를 행하지 않는다.
각속도, 각속도 센서, 출력된 신호, 상흔들림 보정 처리, 제어부, 일정 기간, 오프셋 출력.

Description

상흔들림 보정 장치{ANTI-SHAKE APPARATUS}
본 발명은 촬상 장치용 상흔들림 보정 장치에 관한 것으로, 특히 상흔들림 보정 동작의 일정 기간에 각속도 센서로부터 출력된 신호에 있어서 오프셋 출력의 수정에 관한 것이다.
촬상 장치용 상흔들림 보정 장치가 제안되었다. 상기 상흔들림 보정장치는 광축에 수직한 평면에 촬상 소자 또는 손흔들림 보정 렌즈를 이동시킴으로써 손흔들림 영향을, 촬상 처리 중에 발생하는 손흔들림 량에 따라 보정한다.
일본 공개 특허문헌(KOKAI) H09-51465는 파워 서플라이의 전력을 검출하고, 상기 전력의 변동의 검출 결과에 기초하여 각속도 센서(자이로 센서)로부터 출력된 신호중에서 출력 신호를 필터링 하는 필터 특성을 변경함으로써, 전력의 변동이 생겼을 경우 각속도 센서로부터의 출력 신호에 포함된 오프셋 출력을 감소시키는 상흔들림 보정장치를 개시하고 있다.
그러나, 각속도 센서에 더하여, 전원 전압을 검출하는 검출 장치를 포함할 필요가 있어, 상기 상흔들림 보정 장치의 구조가 복잡하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 상흔들림 보정 장치의 구조가 복잡하지 않고, 상흔들림 보정 동작의 일정 기간 중에 손흔들림 양을 정확하게 검출하는 상흔들림 보정 장치(상 안정화 장치)를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상을 안정화시키기 위한 상흔들림 보정 장치는 각속도 센서와 제어기를 포함한다. 상기 각속도 센서는 각속도를 검출한다. 상기 제어기는 상기 각속도 센서를 제어하고 상기 각속도 센서로부터 출력된 신호에 기초하여 상흔들림 보정 동작을 행한다. 상기 제어기는 상흔들림 보정 동작의 일정 기간 동안에 출력된 신호값에 있어서 오프셋 출력의 수정처리를 행하고, 상기 일정 기간 이외에는 상기 수정을 행하지 않는다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면 구조가 복잡하지 않고, 상흔들림 보정 처리가 행해지는 기간에 있어서 일정 기간 중에 상흔들림 양을 정확하게 검출하는 상흔들림 보정 장치를 제공할 수 있다.
이하, 도면에 도시된 실시 형태를 참조하여 본 발명을 설명한다. 상기 실시 형태에 있어서, 촬상 장치(1)는 디지털 카메라이다. 촬상 장치(1)의 카메라 렌즈(67)는 광축(LX)을 가지고 있다.
상기 실시 형태에 있어서의 방향을 설명하기 위해, 제 1 방향(x), 제 2 방향(y) 및 제 3 방향(z)을 정의한다(도 1 참조). 제 1 방향(x)은 광축(LX)과 직교하는 방향이다. 제 2 방향(y)은 광축(LX) 및 제 1 방향(x)과 직교하는 방향이다. 제 3 방향(z)은 광축(LX)과 평행하고 제 1 방향(x) 및 제 2 방향(y)의 양 방향과 직교하는 방향이다.
촬상 장치(1)의 촬상부는, PON 버튼(11), PON 스위치(11a), 측광 스위치(12a), 릴리스 버튼(13), 릴리스 스위치(13a), 상흔들림 보정 버튼(14), 상흔들림 보정 스위치(14a), LCD 모니터 등과 같은 표시 유닛(17), 미러 조리개 셔터 유닛(18), DSP(19), CPU(21), AE 유닛(Automatic Exposure Unit)(23), AF 유닛(Automatic Focus Unit)(24), 상흔들림 보정 유닛(30)의 촬상 유닛(39a), 및 카메라 렌즈(67)를 포함한다(도 1, 도 2 및 도 3 참조).
PON 스위치(11a)가 ON 상태인지 OFF 상태인지의 여부는 PON 버튼(11)의 상태에 의해 결정되고, 따라서 촬상 장치(1)의 ON/OFF 상태는 PON 스위치(11a)의 ON/OFF 상태에 대응된다.
피사체상은 촬상 유닛(39a)에 의해 카메라 렌즈(67)를 통한 광학상으로서 촬상되고, 표시 유닛(17) 상에 촬상된 화상이 표시된다. 피사체상은 광학 파인더(도시되지 않음)에 의해 광학적으로 관찰할 수도 있다.
릴리스 버튼(13)이 사용자에 의해 부분적으로 눌러질 때, 측광 스위치(12a) 가 ON 상태로 되어 측광 동작, AF 감지 동작 및 포커싱 동작이 행해진다.
릴리스 버튼(13)이 사용자에 의해 완전히 눌러질 때, 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 되어 촬상 유닛(촬상 장치)(39a)에 의해 촬상 동작이 행해지고, 촬상된 영상이 저장된다.
실시 형태에서는, 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 되는 시점으로부터 릴리스 시퀀스 동작(촬상 동작)이 완료되는 시점까지 행해진다. 그러나, 상흔들림 보정 동작이 릴리스 시퀀스 동작 동안을 제외하고는 행해질 수 있다.
미러 조리개 셔터 유닛(18)은 CPU(21)의 포트(P7)와 접속되어 있고, 릴리스 스위치(13a)의 ON 상태에 연동하여 미러의 UP/DOWN 동작(미러 상승 동작 및 미러 하강 동작), 조리개의 OPEN/CLOSE 동작, 그리고 셔터(18b)의 OPEN/CLOSE 동작을 수행한다.
미러(18a)의 미러 상승 동작이 행해지는 동안에, 또는 미러 상승 스위치(도시 생략됨)가 ON 상태로 되어 셔터(18b)의 전방 가리개(curtain)의 이동이 행해지는 동안에, 전방 가리개 이동 신호(도시 생략)는 ON 상태로 된다.
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(즉, 상 안정화 동작)에 관한 촬상 장치(1)의 각 부분을 제어하는 제어 장치이다. 상흔들림 보정 동작은 가동 유닛(30a)의 이동 및 위치 검출의 양자를 포함한다.
또한 CPU(21)는 촬상 장치(1)가 상흔들림 보정 모드인지의 여부를 판단하는 상흔들림 보정 파라미터(IS)의 값, 릴리스 시간 카운터(RLST)의 값, 및 릴리스 상태 관리 파라미터(RP)의 값을 저장한다.
릴리스 상태 파라미터(RP)의 값은, 릴리스 시퀀스 동작에 연동하여 변경된다. 릴리스 시퀀스 동작이 수행될 때에는, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정되고(도 4의 스텝 S21 내지 스텝 S30 참조), 릴리스 시퀀스 동작이 종료된 때에는, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 0으로 설정된다(리세트된다)(도 4의 스텝 S13 및 스텝 S30 참조)．
릴리스 시간 카운터(RLST)는 릴리스 시퀀스 동작이 개시되는 시점으로부터의 경과된 시간의 시간 카운터이고, 이것은 1ms의 일정 시간 간격마다 발생하는 분할 처리에 있어서 일정 조건하에서, 릴리스 시간 카운터(RLST)의 값이 1만큼 가산됨으로써, 동작한다(도 7의 스텝 S73 참조).
CPU(21)는 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 된 이후에 릴리스 시퀀스 동작을 행한다.
또한, CPU(21)는 제 1 드리프트 보간전 디지털 각속도 신호(BVxn), 제 2 드리프트 보간전 디지털 각속도 신호(BVyn), 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn), 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn), 제 1 디지털 각속도(VVxn), 제 2 디지털 각속도(VVyn), 디지털 각도(Bxn), 제 2 디지털 각도(Byn), 위치(Sn)의 제 1 방향 x성분(Sxn), 위 치(Sn)의 제 2 방향 y성분(Syn), 제 1 구동력(Dxn), 제 2 구동력(Dyn), A/D 변환기의 위치(Pn)의 제 1 방향 x 성분(pdxn), A/D 변환기의 위치(Pn)의 제 2 방향 y 성분(pdyn), 제 1 감산값(exn), 제 2 감산값(eyn), 제 1 비례계수(kx), 제 2 비례계수(ky), 상흔들림 보정 처리의 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.
실시 형태에 있어서, 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)는 제 1 각속도(vx)에 기초한 제 1 드리프트 보간전 디지털 각속도 신호(BVxn)의 드리프트 보간 처리 작동에 의해서 연산된다.
이와 유사하게, 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)는 제 2 각속도(vy)에 기초한 제 2 드리프트 보간전 디지털 각속도 신호(BVyn)의 드리프트 보간 처리 작동에 의해서 연산된다.
드리프트 보간 처리 작동에 있어서, 릴리스 시퀀스 동작이 개시된 이후(릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 된 이후)에 일정기간 동안(드리프트 보간 기준 시간(GTC) : 제 1 시간)에 발생하는 미러(18a)의 미러 상승 동작 등과 같은 릴리스 동작에 기초한 전력의 큰 변화에 상당하는 오프셋 출력이 보간되며, 즉 각속도 검출 유닛(25)으로부터의 오프셋 출력분(offset component)이 감소된다. 또는, 제 1 및 제 2 드리프트 보간전 디지털 각속도 신호(BVxn 및 BVyn)가 감소되어, 제 1 및 제 2 디지털 각속도 신호(Vxn 및 Vyn)는 각각 제 1 및 제 2 드리프트 보간전 디지털 각속도 신호(BVxn 및 BVyn)의 값으로부터 오프셋만큼 각각 감소된다.
릴리스 시간 카운터(RLST)의 값이 드리프트 보간 기준 시간(GTC)의 값과 동일하거나 또는 그 이하인 경우, 드리프트 보간 처리 동작이 행해진다.
드리프트 보간 기준 시간(GTC)의 값이 제 1 및 제 2 하이패스 필터 회로(27a 및 27b)의 시정수의 2배의 값으로 설정되고, CPU(21)에 저장된다.
릴리스 시퀀스 동작이 개시될 때, 촬상 장치(1)의 메인 파워 서플라이의 큰 전력변화가 제 1 하이패스 필터 회로(27a) 등과 같은 자이로 신호 처리 회로의 고 임피던스 부분에 영향을 미쳐서, 오프셋(기준값으로부터 래그(lag))이 각속도 검출 유닛(25)으로부터의 출력을 발생시킨다(오프셋 출력 발생).
손흔들림량 연산 및 가동 유닛(30a)이 상흔들림 보정 동작을 위하여 이동되는 위치 연산에 있어서, 각속도 검출 유닛(25)으로부터의 출력 신호가 적분되고; 이에 따라, 오프셋 출력에 의해 야기된 출력 신호의 값의 변화는 상흔들림 보정 동작 동안에 가동 유닛(30a)의 이동에 드리프트를 발생시킨다. 이러한 불필요한 이동은 상흔들림 보정 동작이 드리프트 때문에 정확하게 행해질 수 없음을 의미한다.
오프셋 출력은 릴리스 시퀀스 동작 개시 후에 최대 오프셋 출력값(OF)을 표시하고, 이후 제 1 및 제 2 하이패스 필터 회로(27a 및 27b)의 시정수의 2배의 시간, 드리프트 보간 기준 시간(GTC)에 동안에 오프셋 출력은 서서히 감소한다.
드리프트 보간 기준 시간(GTC) 동안에 오프셋 출력의 감소도는 실제 비선형 이나; 그러나, 드리프트 보간 처리 작동 동안에 선형임을 알 수 있다.
실시 형태에 있어서, 드리프트 보간 처리 동작이 릴리스 시퀀스 동작이 개시된 이후에 일정 시간(드리프트 보간 기준 시간(GTC)) 동안에 행해진다. 드리프트 보간 처리 동작 동안에, 각속도 검출 유닛(25)(제 1 및 제 2 게인전 디지털 각속도 신호(BVxn) 및 (BVxn), 도 5의 스텝 S52 참조)으로부터의 오프셋 출력분은 릴리스 시퀀스 동작이 개시된 이후 경과된 시간에 상당하는 오프셋 출력이 선형으로 감소됨에 따라 감소(수정)된다. 따라서, 각속도 검출 유닛(26)으로부터의 오프셋이 발생했을지라도, 상흔들림 보정 동작(손흔들림 보정량의 검출)이 올바르게 행해질 수 있다.
최대 오프셋 출력값(OF)은 제조시의 공정 조정에서 구해지고, 그 값은 CPU(21)에 저장된다.
AE 유닛(23)(노광 연산 유닛)은 촬상될 피사체에 기초하여 측광 동작을 실시하고 그 측광값을 연산한다. AE 유닛(23)은 또한 측광값과 관련하여, 촬영에 필요한 조리개 값과 노광시간을 연산한다. AF 유닛(24)은 촬영에 필요한 AF 감지 동작 및 상응하는 포커싱 동작을 실행한다. 포커싱 동작에 있어서, 카메라 렌즈(67)는 광축(LX) 방향으로 재위치된다.
촬상 장치(1)의 상흔들림 보정부(상흔들림 보정 장치)는 상흔들림 보정 버튼(14), 상흔들림 보정 스위치(14a), 표시 유닛(17), CPU(21), 각속도 검출 유닛(25), 구동용 드라이버 회로(29), 상흔들림 보정 유닛(30), 홀 소자 신호 처리 유닛(자기장 변화 검출 소자)(45), 및 카메라 렌즈(67)를 포함한다.
사용자가 상흔들림 보정 버튼(14)을 누르면, 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태로 변환되어, 측광 동작 등을 포함하는 다른 동작과 독립하여 각속도 검출 유닛(25) 및 상흔들림 보정 유닛(30)이 구동되는 상흔들림 보정 동작이 소정의 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, 비-상흔들림 보정 모드에서는, 상흔들림 보정 파라미터(IS)가 0으로 설정된다(IS=0). 실시 형태에서는, 상기 소정의 시간 간격의 값은 1ms 이다.
이러한 스위치들의 입력 신호에 대응하는 각종의 출력 명령은 CPU(21)에 의해 제어된다.
측광 스위치(12a)가 ON 상태인지 OFF 상태인지에 관한 정보가 1비트의 디지털 신호로서 CPU(21)의 포트(P12)에 입력된다. 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태인지 OFF 상태인지에 관한 정보가 1비트의 디지털 신호로서 CPU(21)의 포트(P13)에 입력된다. 상흔들림 보정 스위치(14a)가 ON 상태인지 OFF 상태인지에 관한 정보가 1비트의 디지털 신호로서 CPU(21)의 포트(P14)에 입력된다.
AE 유닛(23)은 신호를 입출력하기 위해 CPU(21)의 포트(P4)에 접속된다. AF 유닛(24)은 신호를 입출력하기 위해 CPU(21)의 포트(P5)에 접속된다. 표시 유닛(17)은 신호를 입출력하기 위해 CPU(21)의 포트(P6)에 접속된다.
다음에, 각속도 검출 유닛(25), 구동용 드라이버 회로(29), 상흔들림 보정 유닛(30), 및 홀 소자 신호 처리 유닛(45)과 CPU(21)와의 사이의 입출력 관계를 상세히 설명한다.
각속도 검출 유닛(25)은 제 1 각속도 센서(26a), 제 2 각속도 센서(26b), 제 1 하이 패스 필터 회로(27a), 제 2 하이 패스 필터 회로(27b), 및 제 1 앰프(28a), 제 2 앰프(28b)를 가지고 있다.
제 1 각속도 센서(26a)는 촬상 장치(1)의 제 2 방향(y)의 축 둘레의 회전 운동(요잉)의 각속도(촬상 장치(1)의 각속도의 제 1 방향(x)의 속도 성분)를 검출한다. 제 1 각속도 센서(26a)는 요잉 각속도를 검출하는 자이로 센서이다.
제 2 각속도 센서(26b)는 촬상 장치(1)의 제 1 방향(y)의 축 둘레의 회전 운동(피칭)의 각속도(촬상 장치(1)의 각속도의 제 2 방향(y)의 속도 성분)를 검출한다. 제 2 각속도 센서(26b)는 피칭 각속도를 검출하는 자이로 센서이다.
제 1 하이 패스 필터 회로(27a)는, 제 1 각속도 센서(26a)로부터 출력되는 신호의 저주파 성분은 손흔들림과 관련이 없는 널 전압(null voltate) 및 패닝 운동(panning-motion)에 기초한 신호 요소를 포함하고 있기 때문에, 제 1 각속도 센서(26a)로부터 출력되는 신호의 저주파 성분을 삭감시킨다.
제 2 하이 패스 필터 회로(27b)는, 제 2 각속도 센서(26b)로부터 출력되는 저주파 성분은 손흔들림과 관련이 없는 널 전입 및 패닝 운동에 기초한 신호 요소를 포함하고 있기 때문에, 제 2 각속도 센서(26b)로부터 출력되는 신호의 저주파 성분을 삭감시킨다.
제 1 앰프(28a)는 저주파 성분이 삭감된 요잉 각속도에 관한 신호를 증폭하 고, 제 1 각속도(vx)로서 아날로그 신호를 CPU(21)의 AD 컨버터(A/D0)로 출력한다.
제 2 앰프(28b)는 저주파 성분이 삭감된 피칭 각속도에 관한 신호를 증폭하고, 제 2 각속도(vy)로서 아날로그 신호를 CPU(21)의 AD 컨버터(A/D1)로 출력한다.
저주파 신호 성분의 삭감은 2단계 처리로 이루어진다. 즉, 1차적인 단계분의 아날로그 하이 패스 필터 처리 동작이 제 1 및 제 2 하이 패스 필터 회로(27a, 27b)에 의해 먼저 실행되고, CPU(21)에 의해 실행되는 2차적인 단계분의 디지털 하이 패스 필터 처리 동작이 이어진다.
2차적인 단계분의 디지털 하이 패스 필터 처리 동작의 컷-오프 주파수는 1차적인 단계분의 아날로그 하이 패스 필터 처리 동작의 컷-오프 주파수보다 높다.
디지털 하이 패스 필터 처리 동작에 있어서는, 시정수(제 1 하이 패스 필터 시정수(hx) 및 제 2 하이 패스 필터 시정수(hy))의 값이 용이하게 변경될 수 있다.
CPU(21) 및 각속도 검출 유닛(25)의 각 부분으로의 전력 공급은, PON 스위치(11a)가 ON 상태로 설정된(주 전원이 ON 상태로 설정된) 후에 개시된다. 손흔들림 양의 연산은 PON 스위치(11a)가 ON 상태로 설정된 후에 개시된다.
CPU(21)는 A/D 컨버터(A/D0)에 입력된 제 1 각속도(vx)를 제 1 드리프트 보간전 디지털 각속도 신호(BVxn)로 변환하고(A/D 변환 동작); 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)(릴리스 시퀀스 동작 동안에 오프셋 출력에 상당하는 드리프트 보간 처리 동작)를 연산하고; 손흔들림과 관련이 없는 널 전압과 패닝 운동에 기초하는 신호 요소들을 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 저주파 성분이 포함하고 있기 때문에, 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 저주파 성분을 삭감함으로써 제 1 디지털 각속도(VVxn)를 연산하고(디지털 하이 패스 필터 처리 동작); 그리고 제 1 디지털 각속도(VVxn)를 적분 연산함으로써 손흔들림 양(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 드리프트 보간전 디지털 각속도 신호(BVyn)로 변환하고(A/D 변환 동작); 제2 디지털 각속도 신호(Vyn)를 연산하고(릴리스 시퀀스 동작 동안에 오프셋 출력에 상당하는 드리프트 보간 처리 동작); 손흔들림과 관련이 없는 널 전압과 패닝 운동에 기초하는 신호 요소들을 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 저주파 성분이 포함하고 있기 때문에, 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 저주파 성분을 삭감함으로써 제 2 디지털 각속도(VVyn)를 연산하고(디지털 하이 패스 필터 처리 동작); 그리고 제 2 디지털 각속도(VVyn)를 적분 연산함으로써 손흔들림 양(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 가지고 있다.
값 "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) 까지의 시간의 길이(ms)를 나타낸다.
제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)의 연산인 제 1 방향(x)에 관한 드리프트 보간 처리 동작(도 6에서의 (1)의 "보간" 참조)은 제 1 드리프트 보간전 디지털 각속도 신호(BVxn), 드리프트 보간 기준 시간(GTC), 최대 오프셋 출력값(OF), 및 릴리스 시간 카운터(RLST)에 기초한 연산에 의해서 행해진다(Vxn=BVxn-(OF-OF×RLST÷GTC), 도 7에서의 스텝 S72 참조).
이와 유사하게, 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)의 연산인 제 2 방향(y)에 관한 드리프트 보간 처리 동작은 제 2 드리프트 보간전 디지털 각속도 신호(BVyn), 드리프트 보간 기준 시간(GTC), 최대 오프셋 출력값(OF), 및 릴리스 시간 카운터(RLST)에 기초한 연산에 의해서 행해진다(Vyn=BVyn-(OF-OF×RLST÷GTC), 도 7에서의 스텝 S72 참조).
드리프트 보간 처리 동작은 릴리스 시퀀스 동작이 개시된 이후에 일정 기간(드리프트 보간 기준 시간(GTC))동안 이외에는 행해지지 않는다.
제 1 방향(x)에 관한 디지털 하이패스 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)의 합을 제 1 하이 패스 필터 시정수(hx)로 나누고, 그런 다음 그 나눈 결 과의 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)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).
실시 형태에서는, 타이머의 인터럽션 처리(그 중 일부분)에 있어서의 각속도 검출 동작은 각속도 검출 유닛(25)에 있어서의 처리 및 각속도 검출 유닛(25)으로부터 CPU(21)로의 제 1 각속도(vx) 및 제 2 각속도(vy)의 입력 처리를 포함한다.
제 1 방향(x)에 관한 적분 연산 동작에 있어서는, 제 1 디지털 변위 각도(Bxn)는 타이머의 인터럽션 처리가 개시되는 시점(t=1; 도 4의 스텝 S12 참조)에서의 제 1 디지털 각속도(VVx1)로부터 최신의 상흔들림 보정 동작이 행해지는 시점(t=n)에서의 제 1 디지털 각속도(VVxn)까지의 합에 의해 산출된다(Bxn=ΣVVxn, 도 6의 (3) 참조).
이와 마찬가지로, 제 2 방향(y)에 관한 적분 연산 동작에 있어서는, 제 2 디 지털 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 래그를 제거하고, 촬상 소자의 결상면 상에 표시되는 피사체상을 안정화시킴으로써 손흔들림 효과를 보정하는 장치이다.
상흔들림 보정 유닛(30)은 고정 유닛(30b)과, 촬상 유닛(39a)을 포함하고 있으며 xy 평면 상에서 이동될 수 있는 가동 유닛(30a)을 가지고 있다.
노광 시간 동안 상흔들림 보정 동작이 실행되지 않는 경우(IS=0)에는, 가동 유닛(30a)은 소정의 위치에 고정(유지)된다. 실시 형태에서, 상기 소정의 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 검출 위치(Pn)의 제 1 방향(x) 제 1 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 검출 위치(Pn)의 제 2 방향(y) 제 2 좌표는 pdyn으로 정의되고, 제 2 검출 위치 신호(py)에 대응된다.
검출 위치(Pn)(pdxn, pdyn)의 좌표 데이터와 이동해야 할 위치(Sn)(Sxn, Syn)의 좌표 데이터에 기초하여 PID(Proportional Integral Differential) 제어에 의해 제 1 및 제 2 구동력(Dxn, Dyn)을 산출한다.
제 1 구동력(Dxn)의 산출은 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 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 1ms 의 일정 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 이동 된다.
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. 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. 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 시트를 형성하고 있고 또한 소용돌이 형상인 코일 패턴을 형성하고 있다. 제 1 구동용 코일(31a)의 코일 패턴은 제 2 방향(y)과 평 행한 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 시트를 형성하고 있고 또한 소용돌이 형상인 코일 패턴을 형성하고 있다. 제 2 구동용 코일(32a)의 코일 패턴은 제 1 방향(x)과 평행한 선분을 가지고 있어서, 제 2 구동용 코일(32a)을 포함하는 가동 유닛(30a)을 제 2 방향(y)으로 이동시키는 제 2 전자기력을 발생시킨다.
제 2 전자기력은 제 2 구동용 코일(32a)의 전류의 방향과 제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b)의 자기장의 방향에 기초하여 발생한다.
제 1 및 제 2 구동용 코일(31a, 32a)은 플렉시블 회로 기판(도시 안됨)을 통해 제 1 및 제 2 구동용 코일(31a, 32a)을 구동하는 구동용 드라이버 회로(29)에 접속된다. CPU(21)의 PWM0로부터 구동용 드라이버 회로(29)에 제 1 PWM 듀티(dx)가 입력되고, CPU(21)의 PWM1으로부터 구동용 드라이버 회로(29)에 제 2 PWM 듀티(dy)가 입력된다. 구동용 드라이버 회로(29)는 제 1 PWM 듀티(dx)의 값에 대응되는 제 1 구동용 코일(31a)에 그리고 제 2 PWM 듀티(dy)의 값에 대응되는 제 2 구동용 코일(32a)에 전력을 공급하여, 가동 유닛(30a)을 구동한다.
제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)은 제 3 방향(z)에 있어 제 1 구동용 코일(31a) 및 수평 방향 홀 소자(hh10)와 대향하게 되는 고정 유닛(30b)의 가동 유닛(30a) 측에 부착된다.
제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b)은 제 3 방향(z)에 있어 제 2 구동용 코일(32a) 및 연직 방향 홀 소자(hv10)와 대향하게 되는 고정 유닛(30b)의 가동 유닛(30a) 측에 부착된다.
제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)은, 제 1 방향(x)으로 N극과 S극이 배열된 상태 하에서, 제 1 위치 검출 및 구동용 요크(431b)에 부착된다. 제 1 위치 검출 및 구동용 요크(431b)는 제 3 방향(z)에 있어 가동 유닛(30a) 측의 고정 유닛(30b)에 부착된다.
제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b)은, 제 2 방향(y)으로 N극과 S극이 배열된 상태 하에서, 제 2 위치 검출 및 구동용 요크(432b)에 부착된다. 제 2 위치 검출 및 구동용 요크(432b)는 제 3 방향(z)에 있어 가동 유닛(30a) 측의 고정 유닛(30b)에 부착된다.
제 1 위치 검출 및 구동용 요크(431b)와 제 2 위치 검출 및 구동용 요크(432b)는 연자성체 재료로 이루어진다.
제 1 위치 검출 및 구동용 요크(431b)는 제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)의 자기장이 주위로 소산되는 것을 방지하고, 제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)과 제 1 구동용 코일(31a) 사이 및, 제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)과 수평 방향 홀 소자(hh10) 사이의 자속밀도를 증가시킨다.
제 2 위치 검출 및 구동용 요크(432b)는 제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b)의 자기장이 주위로 소산되는 것을 방지하고, 제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b)과 제 1 구동용 코일(32a) 사이 및, 제 2 위치 검출 및 구동용 자 석(412b)과 연직 방향 홀 소자(hv10) 사이의 자속밀도를 증가시킨다.
홀 소자 유닛(44a)은 홀 효과를 이용하는 2개의 자전 변환 소자(자기장 변화 검출 소자)를 가지고, 가동 유닛(30a)의 현재 위치(Pn)의 제 1 방향(x)의 제 1 좌표 및 제 2 방향(y)의 제 2 좌표를 각각 정하는 제 1 검출 위치 신호(px) 및 제 2 검출 위치 신호(py)를 검출하는 1축 유닛이다.
2개의 홀 소자 중 하나는 가동 유닛(30a)의 위치(Pn)의 제 1 방향(x)의 제 1 좌표를 검출하기 위한 수평 방향 홀 소자(hh10)이고, 다른 하나는 가동 유닛(30a)의 위치(Pn)의 제 2 방향(y)의 제 2 좌표를 검출하기 위한 연직 방향 홀 소자(hv10)이다.
수평 방향 홀 소자(hh10)는 제 3 방향(z)에 있어 고정 유닛(30b)의 제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)과 대향하는 위치에서 가동 유닛(30a)에 부착된다.
연직 방향 홀 소자(hv10)는 제 3 방향(z)에 있어 고정 유닛(30b)의 제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b)과 대향하는 위치에서 가동 유닛(30a)에 부착된다.
촬상 소자의 중심이 광축(LX)과 교차하고 있을 때에는, 제 3 방향(z)에서 보았을 때, 수평 방향 홀 소자(hh10)를 제 1 방향(x)에 있어 제 1 위치 검출 및 구동용 자석(411b)의 N극과 S극 사이의 중간 영역과 대향하도록 홀 소자 유닛(44a) 상에 위치시키는 것이 바람직하다. 이 위치에서, 수평 방향 홀 소자(hh10)는 1축 홀 소자의 직선적인 출력 변화량(선형성)에 기초하여 정밀한 위치 검출동작이 행해질 수 있는 최대한의 범위를 활용하게 된다.
마찬가지로, 촬상 소자의 중심이 광축(LX)과 교차하고 있을 때에는, 제 3 방향(z)에서 보았을 때, 연직 방향 홀 소자(hv10)를 제 2 방향(y)에 있어 제 2 위치 검출 및 구동용 자석(412b)의 N극과 S극 사이의 중간 영역과 대향하도록 홀 소자 유닛(44a) 상에 위치시키는 것이 바람직하다.
홀 소자 신호 처리 유닛(45)은 제 1 홀 소자 신호 처리 회로(450)와 제 2 홀 소자 신호 처리 회로(460)를 가진다.
제 1 홀 소자 신호 처리 회로(450)는 수평 방향 홀 소자(hh10)의 출력 신호에 기초하는 수평 방향 홀 소자(hh10)의 출력 단자간의 수평 방향 전위차(x10)를 검출한다.
제 1 홀 소자 신호 처리 회로(450)는 수평 방향 전위차(x10)에 기초하여 가동 유닛(30a)의 위치(Pn)의 제 1 방향(x)의 제 1 좌표를 특정하는 제 1 검출 위치 신호(px)를 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D2)로 출력한다.
제 2 홀 소자 신호 처리 회로(460)는 연직 방향 홀 소자(hv10)의 출력 신호에 기초하는 연직 방향 홀 소자(hv10)의 출력 단자간의 연직 방향 전위차(y10)를 검출한다.
제 2 홀 소자 신호 처리 회로(460)는 연직 방향 전위차(y10)에 기초하여 가동 유닛(30a)의 위치(Pn)의 제 2 방향(y)의 제 2 좌표를 특정하는 제 2 검출 위치 신호(py)를 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D3)로 출력한다.
다음에, 촬상 장치(1)의 메인 동작을 도 4의 플로우 차트를 사용하여 설명한 다.
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. 실시 형태에 있어서의 타이머의 인터럽션 처리의 상세한 설명은 도 5의 플로우 차트를 사용하여 후술한다.
스텝 S14에서, 측광 스위치(12a)가 ON 상태로 되어 있는지 아닌지가 판단된다. 측광 스위치(12a)가 ON 상태로 되어 있지 않다고 판단되는 경우에는, 동작은 스텝 S14로 복귀되어, 스텝 S14의 처리가 반복된다. 그렇지 않으면, 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. 그렇지않으면, 스텝 S17에서, 상흔들림 보정 파라미터(IS)의 값이 1로 설정된다.
스텝 S18에서, AE 유닛(23)의 AE 센서 구동되고, 측광 동작이 행해지며, 조리개 값과 노광 시간이 산출된다.
스텝 S19에서, AF 유닛(24)의 AF 센서와 렌즈 제어 회로가 구동되어 AF 감지 동작 및 포커싱 동작이 각각 실행된다.
스텝 S20에서, 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 되어 있는지 아닌지가 판단 된다. 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 되어 있지 않은 경우에는, 스텝 S14로 동작이 복귀되고, 스텝 S14 내지 스텝 S19의 처리가 반복된다. 그렇지 않으면, 동작이 스텝 S21로 진행되어 릴리스 시퀀스 동작이 개시된다.
스텝 S21에서, 릴리스 상태 파라미터(RP)의 값이 1로 설정된다.
스텝 S22에서, 릴리스 시간 카운터(RLST)의 값이 0으로 설정된다.
스텝 S23에서, 미러 조리개 셔터 유닛(18)에 의해, 미러(18a)의 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 전방 가리개의 동작)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 후방 가리개의 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 행해진 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 장 치(1)는 다음의 촬상 동작이 수행될 수 있는 상태로 설정된다.
다음에, 도 4의 스텝 S12에서 개시되고, 다른 동작과 독립하여 일정 시간 간격(1ms)으로 행해지는 실시 형태에서의 타이머의 인터럽션 처리를 도 5의 플로우 차트를 이용하여 설명한다.
타이머의 인터럽션 처리가 개시되면, 스텝 S51에서, 각속도 검출 유닛(25)으로부터 출력된 제 1 각속도(vx)가 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D0)로 입력되어 제 1 디리프트 보간전 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 드리프트 보간전 디지털 각도 신호(BVyn)로 변환된다(각속도 검출 동작).
스텝 S52에서, 드리프트 보간 처리 동작이 행해진다; 제 1 및 제 2 드리프트 보간전 디지털 각속도 신호(BVxn 및 BVyn)의 드리프트분(drift compnents)은 릴리스 시퀀스 동작 동안에 오프셋 출력에 대응하여 감소되고, 제 1 및 제 2 디지털 각속도 신호(Vxn 및 Vyn)은 산출된다. 그러나, 릴리스 시퀀스 동작이 개시된 이후에 일정 기간(드리프트 보간 기준 시간(GTC)) 동안을 제외하면, 드리프트 보간 처리 동작은 행해지지 않으므로, 제 1 및 제 2 디지털 각속도 신호(Vxn 및 Vyn)의 값은 제 1 및 제 2 드리프트 보간전 디지털 각속도 신호(BVxn 및 BVyn)의 값과 동일하게 각각 설정된다. 실시 형태에서 드리프트 보간 처리 동작이 도 7의 플로우차트를 사용하여 이후에 상세하게 설명된다.
제 1 및 제 2 디지털 각속도 신호(Vxn 및 Vyn)의 주파수는 디지털 하이패스 필터 처리 동작(제 1 및 제 2 디지털 각속도(VVxn 및 VVyn))으로 감소된다.
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. 그렇지 않으면, 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. 제 1 검출 위치 신호(px)는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D2)로 입력되어 디지털 신호(pdxn)로 변환되는 한편, 제 2 검출 위치 신호(py)는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D3)로 입력되어 역시 디지털 신호(pdyn)로 변환되고, 이에 따라 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 모드가 아닌 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 파라미너(IS)의 값이 0가 아닌 것으로 판정되 면(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(표준) 비례, 적분, 미분 연산을 행하는 PID 자동 제어에 사용되는 자동 제어 연산이다.
다음에, 도 5의 스텝 S52에서 개시되는 실시 형태에 있어서의 드리프트 보간 처리 동작을 도 7의 플로차트를 이용하여 상세하게 설명한다． 드리프트 보간 처리 동작이 개시되면, 스텝 S71에서, 릴리스 시간 카운터(RLST)의 값이 드리프트 보간 기준 시간(GTC)의 값과 동일한지 또는 그 이하인지의 여부가 판단된다．
릴리스 시간 카운터(RLST)의 값이 드리프트 보간 기준 시간(GTC)의 값과 동 일한지 또는 그 이하인지가 판단될 때, 동작이 스텝 S72로 진행한다. 그렇지 않으면, 동작(드리프트 보간 처리 동작)이 종료된다.
스텝 S72에 있어서, 제 1 디지털 각속도 신호(Vxn)는 제 1 드리프트 보간전 디지털 각속도 신호(BVxn), 드리프트 보간 기준 시간(GTC), 최대 오프셋 출력값(OF), 및 릴리스 시간 카운터(RLST)에 기초하여 산출된다(Vxn=BVxn-(OF-OF×RLST÷GTC)).
이와 유사하게, 제 2 디지털 각속도 신호(Vyn)는 제 2 드리프트 보간전 디지털 각속도 신호(BVyn), 드리프트 보간 기준 시간(GTC), 최대 오프셋 출력값(OF), 및 릴리스 시간 카운터(RLST)에 기초하여 산출된다(Vyn=BVyn-(OF-OF×RLST÷GTC)).
스텝 S73에 있어서, 릴리스 시간 카운터(RLST)의 값이 1의 값만큼 증가되고, 동작(드리프트 보간 처리 동작)이 종료된다.
실시 형태에 있어서, 디지털 각속도 신호용 드리프트 보간 처리 동작이 릴리스 시퀀스 동작이 개시된 이후에, 일정 기간(드리프트 보간 기준 시간(TGC)) 동안에 행해진다.
릴리스 시퀀스 동작이 개시될 때, 촬상 장치(1)의 메인 파워 서플라이의 큰 전력변화가 제 1 하이패스 필터 회로(27a) 등과 같은 자이로 신호 처리 회로의 고 임피던스 부분에 영향을 미쳐서, 오프셋(기준값으로부터 래그)이 각속도 검출 유닛(25)으로부터의 출력을 발생시킨다(오프셋 출력 발생).
손흔들림량 연산 및 가동 유닛(30a)이 상흔들림 보정 동작을 위하여 이동되 는 위치 연산에 있어서, 각속도 검출 유닛(25)으로부터의 출력 신호가 적분되고; 이에 따라, 오프셋 출력에 의해 야기된 출력 신호의 값의 변화는 상흔들림 보정 동작 동안에 가동 유닛(30a)의 이동에 드리프트를 발생시킨다. 이러한 불필요한 이동은 상흔들림 보정 동작이 드리프트 때문에 정확하게 행해질 수 없다.
그러나, 실시 형태에서의 드리프트 보간 처리 동작 때문에, 촬상 장치(1)의 메인 파워 서플라이의 전력의 변화에 대응하는 오프셋 출력은 대략 선형으로 감소되어, 상흔들림 보정 동작(손흔들림량의 검출)이 정확하게 행해질 수 있다.
또한, 실시 형태에 있어서, 촬상 장치(1)의 메인 파워 서플라이의 전력의 변화를 검출하는데 사용되는 전압은, 각속도 센서를 제외하고는 검출 장치를 사용하여 검출되지 않는다. 따라서, 각속도 센서와 상이한 다른 검출 장치를 포함할 필요가 없으므로, 각속도 검출 유닛(25)으로부터의 오프셋이 발생했을지라도, 상흔들림 보정 장치의 구성을 복잡하게 하지 않으면서, 상흔들림 보정 동작(손흔들림량의 검출)이 올바르게 행해질 수 있다.
또한, 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 된 이후에(릴리스 시퀀스 동작이 개시된 이후에), 제 1 시간의 일정 기간(드리프트 보간 기준 시간(GTC)) 동안에 각속도 센서로부터 출력된 신호에서 오프셋 출력을 CPU(21)가 수정(감소)시키는 것이 설명되었다. 그러나, 각속도 센서로부터 출력된 신호에서 오프셋 출력의 이러한 수정(감소)은 촬상 장치(1)의 전기 플래시(설명되지 않은, 플래시라이트)의 충전 기간과 같은, 촬상 장치(1)의 메인 파워 서플라이의 전력의 큰 변화가 발생할 때, 릴리스 시퀀스 동작 동안 이외에 행해질 수 있다.
또한, 가동 유닛(30a)이 촬상 소자를 가지는 것으로 설명되어 있지만, 가동 유닛(30a)이 촬상 소자 대신에 손흔들림 보정 렌즈를 가질 수도 있다.
또한, 위치 검출을 위해 자기장 변화 검출 소자로서 홀 소자를 사용하는 것으로 설명되어 있다. 그러나, 다른 검출 소자, 즉 고주파 캐리어형 자기장 센서와 같은 MI(Magnetic Impedance) 센서, 자기 공명형 자기장 검출 소자, 또는 MR(Magneto-Resistance effect) 소자(자기 저항 효과 소자)가 위치 검출 목적으로 사용될 수 있다. MI 센서, 자기 공명형 자기장 검출 소자, 또는 MR 소자 중의 어느 것이 사용되는 경우에도, 홀 소자를 사용하는 것과 마찬가지로 자기장 변화를 검출함으로써 가동 유닛의 위치와 관련한 정보를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 참조하여 설명하였지만, 당업자는 본 발명의 기술영역을 벗어나지 않고서 다양한 수정과 변경을 가할 수 있다는 것은 자명하다.
본 발명의 목적 및 장점은 첨부된 다음과 같은 도면에 관한, 아래의 상세한 설명에 의해 보다 잘 이해될 수 있다.
도 1은 실시 형태의 촬상 장치의 배면측에서 본 사시도;
도 2는 촬상 장치의 정면도;
도 3은 촬상 장치의 회로 구성도;
도 4는 촬상 장치의 메인 동작을 나타낸 플로우 차트;
도 5는 타이머의 인터럽션 처리를 상세하게 나타낸 플로우 차트;
도 6은 상흔들림 보정 동작에 있어서의 연산을 나타낸 플로우 차트; 및
도 7은 드리프트 보간 처리 동작을 상세하게 나타낸 플로우 차트;이다.

Claims (6)

  1. 각속도를 검출하는 각속도 센서; 및
    상기 각속도 센서를 제어하고, 상기 각속도 센서로부터 출력된 신호에 기초하여 상흔들림 보정 동작을 행하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 상흔들림 보정 동작의 일정 기간 동안에 상기 출력된 신호값에 있어서 오프셋 출력의 수정을 행하는 것을 특징으로 하는 상을 안정화시키기 위한 상흔들림 보정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 일정 기간은, 상기 상흔들림 보정 장치를 포함한 촬상 장치의 릴리즈 스위치가 온 상태로 설정된 이후부터 경과된 제 1 시간의 시간 기간인 것을 특징으로 하는 상를 안정화시키기 위한 상흔들림 보정장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 시간의 길이는, 상기 각속도 센서로부터 상기 출력된 신호에 하이패스 필터 처리 동작을 행하는 회로의 시정수의 2배인 것을 특징으로 하는 상을 안정화시키기 위한 상흔들림 보정장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 일정 기간이 개시하는 지점으로부터 상기 일정 기간이 종료되는 지점까지 상기 오프셋 출력이 직선적으로 감소함에 따라 상기 수정이 행해지는 것을 특징으로 하는 상을 안정화시키기 위한 상흔들림 보정장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 일정 기간 동안 이외에는 상기 수정을 행하지 않는 것을 특징으로 하는 상을 안정화시키기 위한 상흔들림 보정장치.
  6. 각속도를 검출하는 각속도 센서; 및
    상기 각속도 센서를 제어하고, 상기 각속도 센서로부터 출력된 신호에 기초하여 상을 안정화시키기 위한 상흔들림 보정 동작을 행하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는 촬상 동작의 상기 상흔들림 보정 동작의 일정 기간 동안에 상기 출력된 신호값에 대해서 오프셋 출력의 수정을 행하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
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