KR20080032621A - 각속도 검출장치 - Google Patents

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KR20080032621A
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Abstract

본 발명에 따른 상 흔들림 보정장치는 제 1 각속도 센서, 제 2 각속도 센서 및 제어기를 포함한다. 제 1 각속도 센서는 제 1 방향 및 광축에 수직인 제 2 방향 축 주위의 진동을 검출하고, 는 제 2 각속도 센서는 제 1 방향 축 주위의 진동을 검출한다. 제어기는 상기 제 1 및 제 2 각속도 센서를 제어하고, 상기 제 1 및 제 2 각속도 센서의 출력신호 기초해서 상 흔들림 보정동작을 수행하고, 상기 상 흔들림 보정동작에서 제 1 각도오차 보정처리 및 제 2 각도오차 보정처리를 수행한다.
제 1 진폭은 상기 상 흔들림 보정장치에 상기 제 2 방향 축 주위로 제 1 진동이 가해지고 상기 제 1 방향 축 주위로 제 2 진동이 가해지지 않은 경우에 상기 제 1 각속도 센서로부터의 출력 진폭이고, 제 2 진폭은 상기 상 흔들림 보정장치에 상기 제 1 진동이 가해지고 상기 제 2 진동이 가해지지 않은 경우에 상기 제 2 각속도 센서로부터의 출력 진폭이다.
Figure P1020070102021
상 흔들림 보정장치, 각속도 센서, 각도오차 보정처리, 제어기

Description

각속도 검출장치{ANGULAR VELOCITY DETECTION APPARATUS}
본 발명은 각속도 검출장치에 관한 것이며, 특히 상 흔들림 보정을 위해 설치하는 각속도 센서의 부착된 불완전한 경사각에서 기인하는 출력오차를 보정하는 것에 관한 것이다.
촬상장치의 상 흔들림 보정장치가 제안된다. 상 흔들림 보정장치는 촬상 중에 발생하는 손 흔들림 양에 대응하여, 촬상광학 시스템의 광축에 수직한 면에서, 촬상광학 시스템의 한 부분인 상 흔들림 교정렌즈 혹은 촬상소자를 움직여서 손 흔들림 효과를 교정한다.
일본 특허공개번호 H09-80552에는 상 흔들림 보정장치를 개시하고 있는데, 같은 회로판에 각속도 센서와 각속도 센서에서 나오는 출력신호 증폭기를 장착하여 각속도 센서와 증폭기 사이의 거리를 줄이고, 동시에 노이즈를 감소시키고 손 흔들림 양의 정확도를 향상하고 있다.
그러나, 각속도 센서가 부착된 각도 경사에 기인한 출력오차는 고려되지 않고 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 바람직하지 않은 경사각도에서 기인하는 출력오차를 보정하는 각속도 검출장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상 안정화를 위한 상 흔들림 보정장치는 제 1 각속도 센서, 제 2 각속도 센서 그리고 제어기를 포함한다. 제 1 각속도 센서는 제 2 방향의 축 주위로의 진동을 검출하기 위해서 사용된다. 제 2 방향은 제 1 방향에 수직이며, 촬상광학 시스템의 광축이다. 제 1 방향은 광축에 수직이다. 제 2 각속도 센서는 제 1 방향의 축 주위로의 진동을 검출하기 위해 사용된다. 제어기는 제 1 및 제 2 각속도 센서를 제어하여, 제 1 각속도 센서의 출력신호 및 제 2 각속도 센서의 출력신호에 기초하여 상 흔들림 보정작동을 행하고, 상 흔들림 보정작동에서 제 1 각도오차 보정처리 및 제 2 각도오차 보정처리를 행한다. 제 2 각도오차 보정처리에서, 제 2 각속도 센서의 경사 각도에서 기인하는 출력오차는 제 1 보정계수를 이용하여 보정하며, 제 1 보정계수는 제 1 진폭에 대한 제 2 진폭의 비율이다. 제 1 각도오차 보정처리에서, 제 1 각속도 센서의 경사 각도에 기인하는 출력오차는 제 2 보정계수를 이용하여 보정하며, 제 2 보정계수는 제 4 진폭에 대한 제 3 진폭의 비율이다. 제 1 진폭이란, 상 흔들림 보정장치에 제 2 방향의 축 주위로 제 1 진동이 가해지고 제 1 방향의 축 주위로 제 2 진동이 가해지지 않은 경우에 제 1 각속도 센서로부터의 출력값의 진폭이다. 제 2 진폭이란, 상 흔들림 보정장치에 제 1 진동이 가해지고 제 2 진동이 가해지지 않은 경우에 제 2 각속도 센서로부터의 출력값의 진폭이다. 제 3 진폭이란, 상 흔들림 보정장치에 제 2 진동이 가해지고 제 1 진동이 가해지지 않은 경우에 제 1 각속도 센서로부터의 출력값의 진폭이다. 제 4 진폭이란, 상 흔들림 보정장치에 제 2 진동이 가해지고 제 1 진동이 가해지지 않은 경우에 제 2 각속도 센서로부터의 출력값의 진폭이다.
본 발명에 따른 상 흔들림 보정장치나 각속도 검출장치를 이용하면, 각속도 센서의 불완전한 부착이나 기타 여러가지 이유에서 발생하는 각속도 센서의 불완전한 경사 각도로 인한 출력오차를 보정할 수 있다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다. 촬상장치(1)는 디지탈 카메라이다. 촬상장치(1) 촬상소자의 촬상면에서 광학이미지를 캡쳐하는 카메라 렌즈(67)와 같은 촬상광학 시스템은 광축(LX)을 가진다.
본 실시예에서 방향은 제 1 방향(x), 제 2 방향(y) 그리고 제 3 방향(z)이 정의된다(도 1 참고). 제 1 방향(x)은 광축(LX)에 수직이다. 제 2 방향(y)은 광축(LX) 및 제 1 방향(x)에 수직이다. 제 3 방향(z)은 광축(LX)에 평행하고 제 1 방향(x) 및 제 2 방향(y)에 수직이다.
촬상장치(1)의 촬상부는 PON 버튼(11), PON 스위치(11a) 측광 스위치(12a), 릴리스 버튼(13), 릴리스 스위치(13a), 상 흔들림 보정버튼(14), 상 흔들림 보정스위치(14a), LCD모니터와 같은 표시 유닛(17), 미러-조리개-셔터 유닛(18), DSP(19), CPU(21), AE(자동노출)유닛(24), 상 흔들림 보정유닛(30)의 촬상유닛(39a) 및 카메라렌즈(67)을 포함한다(도 1, 2 및 3 참고).
PON 스위치(11a)가 ON 상태인지 혹은 OFF 상태인지는 PON 버튼(11)의 상태에 의해서 결정되어, 촬상장치(1)의 ON/OFF 상태는 PON 스위치(11a)의 ON/OFF 상태에 대응된다.
피사체의 이미지가 촬상유닛(39)에 의해서 카메라 렌즈(67)를 통해 광학 이미지로 캡쳐되고, 표시 유닛(17)에 디스플레이된다. 피사체의 이미지는 광학 파인더(미도시)에 의해서도 관찰될 수 있다.
릴리스 버튼(13)이 사용자에 의해서 부분적으로 눌려진 경우, 측광스위치(12a)는 ON 상태로 바뀌어 측광동작, 거리측정동작 및 초점조절동작이 수행된다.
사용자에 의해서 릴리스버튼(13)이 완전히 눌려진 경우, 릴리스 스위치(13a)는 ON 상태로 바뀌어 촬상유닛(39a)에 의해서 촬상동작이 수행되고, 캡쳐된 이미지가 저장된다.
실시예에서는 상 흔들림 보정작동은 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 세팅된 순간부터 릴리스 동작(촬상동작)이 끝나는 시점까지 수행된다. 그러나, 상 흔들림 보정동작은 촬상동작, 거리측정동작 및 초점조절동작 중에도 수행될 수 있다.
미러-조리개-셔터 유닛(18)은 CPU(21)의 포트(P7)에 연결되어, 릴리스 스위치(13a)의 ON 상태에 대응하여 미러(18a)의 업/다운 동작, 조리개의 개/폐 동작 및 셔터(18b)의 개/폐 동작을 수행한다.
미러(18a)의 미러-업 동작이 수행되면, 즉 미러 업 스위치(미도시)가 ON 상 태로 세팅되어 셔터(18b)의 전면 커튼이 움직이면, 전면 커튼 이동신호(미도시)가 ON 상태로 세팅된다.
DSP(19)는 CPU(21)의 포트(P9)에 연결되고, 촬상유닛(39a)에 연결된다. CPU(21)의 명령에 기초하여 DSP(19)는 촬상유닛(39a)의 촬상동작에 의해서 얻어진 이미지 신호에 이미지 처리동작 등의 연산동작을 수행한다.
CPU(21)는, 촬상동작 및 상 흔들림 보정동작(즉, 상 안정화 동작)에 관하여, 촬상장치(1)의 각 부분을 제어하는 장치를 제어한다. 상 흔들림 보정동작은 가동유닛(30a)과 위치-검출 작용을 포함한다.
CPU(21)는, 촬상장치(1)가 상 흔들림 보정모드에 있는지 여부를 결정하는 상 흔들림 보정계수(IS)의 값, 릴리스 타임 카운타(RLST) 및 릴리스 상태계수(RP)의 값을 저장한다.
릴리스 상태계수(RP)의 값은 릴리스 시퀀스 동작에 연동하여 변화한다. 릴리스 시퀀스 동작이 수행되면, 릴리스 상태계수(RP)의 값은 1로 세팅되고(도 4의 단계(S21) 내지 단계(S29) 참고), 릴리스 시퀀스 동작이 완료되면, 릴리스 상태계수(RP)의 값은 0으로 세팅된다(도 4의 단계(S13) 내지 단계(S29) 참고)
CPU(21)은 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태로 세팅된 후에 릴리스 시퀀스 동작을 수행한다.
또한, CPU(21)은 제 1 오차보정전-디지탈 각속도신호(BVxn), 제 2 오차보정전-디지탈 각속도신호(BVyn), 제 1 디지탈 각속도신호(Vxn), 제 2 디지탈 각속도신 호(Vyn), 제 1 디지탈 각속도(VVxn), 제 2 디지탈 각속도(VVyn), 제 1 디지탈 변위각(Bxn), 제 2 디지탈 변위각(Byn), 제 1 방향(x)에서의 위치(Sn)의 좌표(Sxn), 제 2 방향(y)에서의 위치(Sn)의 좌표(Syn), 제 1 구동력(Dxn), 제 2 구동력(Dyn), A/D 변환 후 위치(Sn)의 제 1 방향(x)에서의 좌표(pdxn), A/D 변환 후 위치(Sn)의 제 2 방향(y)에서의 좌표(pdyn), 제 1 차감계수(exn), 제 2 차감계수(eyn), 제 1 비례계수(Kx), 제 2 비례계수(Ky), 상 흔들림 보정동작의 샘플링 주기(θ), 제 1 적분계수(Tix), 제 2 적분계수(Tiy), 제 1 미분계수(Tdx), 제 2 미분계수(Tdy), 제 1 보정전 값(TMPX), 제 2 보정전 값(TMPY), 제 1 보정계수(CX) 및 제 2 보정계수(CY)를 저장한다.
제 1 각속도(vx)에 기초한 제 1 오차보정전-디지탈 각속도신호(BVxn)에 제 1 각도오차 보정처리를 하여 제 1 디지탈 각속도신호(Vxn)를 계산한다. 제 1 각도오차 보정처리에서는, 제 1 오차보정전-디지탈 각속도신호(BVxn), 제 2 오차보정전-디지탈 각속도신호(BVyn), 제 2 보정전 값(TMPY) 및 제 2 보정계수(CY)를 이용하여, 제 1 각속도 센서(26a)의 장착시 불완전한 조정에서 나타나는 각도 경사에서 기인한 출력 오차가 보정된다(도 7의 단계(S72)의 Vxn = BVxn - BVyn × CY 참고)
제 1 각속도 센서(26a)의 경사는 제 1 각속도 센서(26a)의 검출축(GSXO)과 제 2 방향(y) 사이의 각으로 표시된다.
유사하게, 제 2 각속도(vy)에 기초한 제 2 오차보정전-디지탈 각속도신호(BVyn)에 제 2 각도오차 보정처리를 하여 제 2 디지탈 각속도신호(Vyn)를 계산한다. 제 2 각도오차 보정처리에서는, 제 1 오차보정전-디지탈 각속도신호(BVxn), 제 2 오차보정전-디지탈 각속도신호(BVyn), 제 1 보정전 값(TMPX) 및 제 1 보정계수(CX)를 이용하여, 제 2 각속도 센서(26b)의 장착시 불완전한 조정에서 나타나는 각도 경사에서 기인한 출력 오차가 보정된다(도 7 단계(S72)의 Vyn = BVyn - BVxn × CX 참고).
제 2 각속도 센서(26b)의 경사는 제 2 각속도 센서(26b)의 검출축(GSYO)과 제 1 방향(x) 사이의 각으로 표시된다.
제 1 보정계수(CX)는 제 1 진폭(X1)에 대한 제 2 진폭(Y1)의 비율이며(CX = Y1/X1), 실험 등에 의해서 미리 구해진다.
제 1 진폭(X1)은, 촬상장치(1)에 제 2 방향(y) 주위로 제 1 진동(요잉)을 가하고 제 1 방향(x) 주위로 제 2 진동(피칭)을 가하지 않은 경우에, 제 1 각속도 센서(26a)의 출력값의 진폭이다.
제 2 진폭(Y1)은, 촬상장치(1)에 제 2 방향(y) 주위로 제 1 진동(요잉)을 가하고 제 1 방향(x) 주위로 제 2 진동(피칭)을 가하지 않은 경우에, 제 2 각속도 센서(26b)의 출력값의 진폭이다.
제 2 보정계수(CY)는 제 4 진폭(Y2)에 대한 제 3 진폭(X2)의 비율이며(CY = X2/Y2), 실험 등에 의해서 미리 구해진다.
제 3 진폭(X2)은, 촬상장치(1)에 제 1 방향(x) 주위로 제 2 진동(피칭)을 가하고 제 2 방향(y) 주위로 제 1 진동(요잉)을 가하지 않은 경우에, 제 1 각속도 센서(26a)의 출력값의 진폭이다.
제 4 진폭(Y2)은, 촬상장치(1)에 제 1 방향(x) 주위로 제 2 진동(피칭)을 가하고 제 2 방향(y) 주위로 제 1 진동(요잉)을 가하지 않은 경우에, 제 2 각속도 센서(26b)의 출력값의 진폭이다.
제 1 각속도 센서(26a)는, 제 1 각속도 센서(26a)의 검출축(GSXO)이 검출방향(제 1 방향(x))에 수직하도록 장착되는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 제 1 각속도 센서(26a)의 검출축(GSXO)과 제 2 방향(y) 사이의 각은 0 이 되는 것이 바람직하다.
제 2 각속도 센서(26b)는, 제 2 각속도 센서(26b)의 검출축(GSYO)이 검출방향(제 2 방향(y))에 수직하도록 장착되는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 제 2 각속도 센서(26b)의 검출축(GSYO)과 제 1 방향(x) 사이의 각은 0 이 되는 것이 바람직하다.
바람직한 경우, 촬상장치(1)가 요잉 모션이고 피칭 모션이 아닌 경우, 제 2 각속도 센서(26b)의 출력값은 0이다. 유사하게, 촬상장치(1)가 피칭 모션이고 요잉 모션이 아닌 경우, 제 1 각속도 센서(26a)의 출력값은 0이다.
그러나, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 검출부재의 경사, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)의 불완전한 장착에서 기인한 경사, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)가 부착되는 회로판의 장착에서 기인한 경사 등의 이유로 인해 서, 장착과정에서 상기의 바람직한 경우(제 1 각속도 센서(26a)의 검출축(GSXO)과 제 2 방향(y) 사이의 각이 0이고, 제 2 각속도 센서(26b)의 검출축(GSYO)과 제 1 방향(x) 사이의 각은 0인 경우)를 얻기는 어렵다.
따라서, 촬상장치(1)가 요잉 모션이고 피칭 모션이 아닌 경우, 제 2 각속도 센서(26b)의 출력값은 0이 아니다. 유사하게, 촬상장치(1)가 피칭 모션이고 요잉 모션이 아닌 경우, 제 1 각속도 센서(26a)의 출력값은 0이 아니다. 다시 말하면, 장착과정 중의 불완전함 등으로 인해 바람직하지 않은 경사 각도에서 기인하는 출력 오차를 완전히 제거할 수는 없다.
본 실시예에서는 제 1 각속도 센서(26a)로부터의 출력신호의 출력 오차는 경사(BVyn × CY)에 기초해서 계산되고, 제 1 각도오차 보정처리가 수행된다. 유사하게, 제 2 각속도 센서(26b)로부터의 출력신호의 출력 오차는 경사(BVxn × CX)에 기초해서 계산되고, 제 2 각도오차 보정처리가 수행된다.
따라서, 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b)가 바람직하지 않은 경사 각도로 장착된 경우에도 손 흔들림 양이 고도의 정밀도로 검출된다.
AE 유닛(노광 계산유닛)(23)은 측광동작을 수행하고 이에 기초하여 측광치를 계산한다. AE 유닛(23)은 또한 영상처리를 위해 필요한, 상기 측광치에 대한 조리개값과 노광시간을 계산한다. AE 유닛(23)은 거리측정동작 및 이에 대응하는 초점조절동작을 수행한다. 초점조절동작에서는 카메라 렌즈(67)는 LX 방향에서 광축을 따라 재 위치된다.
촬상장치(1)의 상 흔들림 보정부재(상 흔들림 보정장치)는 상 흔들림 보정버튼(14), 상 흔들림 보정스위치(14a), 표시 유닛(17), CPU(21), 각속도 검출유닛(25), 드라이버 회로(29), 상 흔들림 보정유닛(30), 홀-소자신호-처리유닛(45)(자기장 변화 검출소자), 카메라 렌즈(67)를 포함한다.
상 흔들림 보정버튼(14)이 사용자에 의해서 눌려지면, 상 흔들림 보정스위치(14a)가 ON 상태로 변하여 상 흔들림 보정동작이 소정의 시간동안 수행되는데, 이때 각속도 검출유닛(25)과 상 흔들림 보정유닛(30)는 측광동작과 같은 다른 동작과는 독립적으로 구동된다. 상 흔들림 보정스위치(14a)가 ON 상태인 경우, 다시 말해서 상 흔들림 보정모드인 경우, 상 흔들림 보정계수(IS)는 1로 세팅된다(IS=1). 상 흔들림 보정스위치(14a)가 ON 상태가 아닌 경우, 다시 말해서 상 흔들림 보정모드가 아닌 경우, 상 흔들림 보정계수(IS)는 0으로 세팅된다(IS=0). 실시예에서는 소정의 시간간격은 1ms로 세팅된다.
이러한 스위치의 입력신호에 대응하는 다양한 출력은 CPU(21)가 제어한다.
측광스위치(12a)가 ON 상태인지 OFF 상태인지에 대한 정보가 CPU(21)의 포트(P12)에 1 비트 디지탈 신호로 입력된다. 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태인지 OFF 상태인지에 대한 정보는 CPU(21)의 포트(P13)에 1 비트 디지탈 신호로 입력된다. 상 흔들림 보정스위치(14a)가 ON 상태인지 OFF 상태인지에 대한 정보는 CPU(21)의 포트(P14)에 1 비트 디지탈 신호로 입력된다.
AE 유닛(23)은 신호 입출력을 위해 CPU(21)의 포트(P4)에 연결된다. AF 유닛(24)은 신호 입출력을 위해 CPU(21)의 포트(P5)에 연결된다. 표시 유닛(17)은 신 호 입출력을 위해 CPU(21)의 포트(P6)에 연결된다.
다음에는, CPU(21), 각속도 검출유닛(25), 드라이버 회로(29), 상 흔들림 보정유닛(30), 홀-소자신호-처리유닛(45) 사이의 입력과 출력에 관한 관계를 설명한다.
각속도 검출유닛(25)은 제 1 각속도 센서(26a), 제 1 하이패스 필터회로(27a), 제 2 하이패스 필터회로(27b), 제 1 증폭기(28a) 및 제 2 증폭기(28b)를 가진다.
제 1 각속도 센서(26a)는, 제 2 방향(y)의 축 주위로, 촬상장치(1)의 진동(요잉 모션)의 각속도를 검출한다(촬상장치(1)의 각속도의 제 1 방향(x)에서의 속도 성분). 제 1 각속도 센서(26a)는 요잉 각속도를 검출하는 자이로 센서이다.
제 2 각속도 센서(26b)는, 제 1 방향(x)의 축 주위로, 촬상장치(1)의 진동(피칭 모션)의 각속도를 검출한다(촬상장치(1)의 각속도의 제 2 방향(y)에서의 속도 성분). 제 2 각속도 센서(26b)는 피칭 각속도를 검출하는 자이로 센서이다.
제 1 하이패스 필터회로(27a)는 제 1 각속도 센서(26a)의 출력신호의 저주파 성분을 감소시키는데, 왜냐하면 상기 저주파에는 손 흔들림에 상관없는 무효의 볼티지나 패닝모션에 기초한 신호 성분이 포함되어 있기 때문이다.
제 2 하이패스 필터회로(27b)는 제 2 각속도 센서(26b)의 출력신호의 저주파 성분을 감소시키는데, 왜냐하면 상기 저주파에는 손 흔들림에 상관없는 무효의 볼티지나 패닝모션에 기초한 신호 성분이 포함되어 있기 때문이다.
제 1 증폭기(28a)는 저주파 성분이 감소한 요잉 각속도에 관한 신호를 증폭 하여, 상기 아날로그 신호를 제 1 각속도(vx)로 하여 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D 0)로 보낸다.
제 2 증폭기(28b)는 저주파 성분이 감소한 피칭 각속도에 관한 신호를 증폭하여, 상기 아날로그 신호를 제 2 각속도(vy)로 하여 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D 1)로 보낸다.
저주파 신호성분의 감소는 2단계의 과정으로 일어난다. 제 1 및 제 2 하이패스 필터회로(27a, 27b)가 아날로그 하이패스 필터처리동작 단계를 행하고, CPU(21)가 디지탈 하이패스 필터처리동작 단계를 행한다.
디지탈 하이패스 필터처리동작 단계의 컷오프 주파수는 아날로그 하이패스 필터처리동작 단계의 그것보다 높다.
디지탈 하이패스 필터처리동작에서는 시간 상수값(제 1 하이패스 필터 시간상수(hx) 및 제 2 하이패스 필터 시간상수(hy))이 쉽게 변화한다.
CPU(21)와 각속도 검출유닛(25)의 각 부분에 대한 전력공급은 PON 스위치(11a)가 ON 상태로 세팅(메인 파워공급이 ON 상태)된 후에 시작된다. 손 흔들림 양에 대한 계산도 PON 스위치(11a)가 ON 상태로 세팅된 후 시작된다.
CPU(21)는 A/D 컨버터(A/D 0)에 입력된 제 1 각속도(vx)를 제 1 오차보정전-디지탈 각속도 신호(BVxn)으로 변환하고(A/D 변환동작), 제 1 디지탈 각속도 신호(Vxn)를 계산한다(제 1 각도오차 보정처리). 그리고, CPU(21)는 제 1 디지탈 각속도 신호(Vxn)의 저주파 성분을 감소시켜서(디지탈 하이패스 필터처리동작) 제 1 디 지탈 각속도(VVxn)를 계산한다. 마지막으로, CPU(21)는 제 1 디지탈 각속도(VVxn)를 적분함으로써(적분처리동작) 손 흔들림 양(손 흔들림 변위각 : 제 1 디지탈 변위각(Bxn))을 계산한다.
유사하게, CPU(21)는 A/D 컨버터(A/D 1)에 입력된 제 2 각속도(vy)를 제 2 오차보정전-디지탈 각속도 신호(BVyn)으로 변환하고(A/D 변환동작), 제 2 디지탈 각속도 신호(Vyn)를 계산한다(제 2 각도오차 보정처리). 그리고, CPU(21)는 제 2 디지탈 각속도 신호(Vyn)의 저주파 성분을 감소시켜서(디지탈 하이패스 필터처리동작) 제 2 디지탈 각속도(VVyn)를 계산한다. 마지막으로, CPU(21)는 제 2 디지탈 각속도(VVyn)를 적분함으로써(적분처리동작) 손 흔들림 양(손 흔들림 변위각 : 제 2 디지탈 변위각(Byn))을 계산한다.
따라서, CPU(21)와 각속도 검출유닛(25)은 손 흔들림 양을 계산하는 기능을 이용한다.
"n"의 값은 1보다 큰 정수이며 타이머의 인터럽션 과정이 시작되는 시점(t=1, 도 4의 단계(S12) 참고)부터 가장 최근의 상 흔들림 보정동작이 수행된 시점(t=n)까지의 시간 간격(ms)을 의미한다.
제 1 방향(x)에 대한 디지탈 하이패스 필터처리동작에서 제 1 디지탈 각속도(VVxn)는 제 1 디지탈 각속도를 VVx1에서 VVxn -1까지의 합을 제 1 하이패스 필터 시간상수(hx)로 나누고, 이것을 제 1 디지탈 각속도 신호(Vxn)에서 차감하여 구하며, 이때 위의 제 1 디지탈 각속도의 합은 1ms의 소정 시간 간격(최근의 상 흔들림 보정동작이 수행되기 전) 동안 타이머의 인터럽션 과정에 의해서 계산된다(VVxn = Vxn - (∑VVxn -1) ÷ hx, 도 6의 (1) 참고).
제 2 방향(y)에 대한 디지탈 하이패스 필터처리동작에서 제 2 디지탈 각속도(VVyn)는 제 2 디지탈 각속도를 VVy1에서 VVyn -1까지의 합을 제 2 하이패스 필터 시간상수(hy)로 나누고, 이것을 제 2 디지탈 각속도 신호(Vyn)에서 차감하여 구하며, 이때 위의 제 2 디지탈 각속도의 합은 1ms의 소정 시간 간격(최근의 상 흔들림 보정동작이 수행되기 전) 동안 타이머의 인터럽션 과정에 의해서 계산된다(VVyn = Vyn - (∑VVyn -1) ÷ hy, 도 6의 (1) 참고).
본 실시예에서, 타이머의 인터럽션 과정에서 각속도 검출동작은 각속도 검출유닛(25)의 과정과 제 1 및 제 2 각속도(vx, vy)를 각속도 검출유닛(25)에서 CPU(21)로 입력하는 과정을 포함한다.
제 1 방향(x)에 대한 적분처리동작에서 제 1 디지탈 변위각(Bxn)은 타이머의 인터럽션 과정이 시작되는 시점(t=1, 도 4의 단계(S12) 참고)의 제 1 디지탈 각속도(VVx1)에서 최근의 상 흔들림 보정동작이 수행된 시점(t=n)의 제 1 디지탈 각속도(VVxn)까지 합하여 구한다(Bxn = ∑VVxn, 도 6의 (3) 참고).
유사하게, 제 2 방향(y)에 대한 적분처리동작에서 제 2 디지탈 변위각(Byn)은 타이머의 인터럽션 과정이 시작되는 시점의 제 2 디지탈 각속도(VVy1)에서 최근의 상 흔들림 보정동작이 수행된 시점의 제 2 디지탈 각속도(VVyn)까지 합하여 구한다(Byn = ∑VVyn).
CPU(21)는 촬상유닛(39a)(가동유닛(30a))이 손 흔들림 양(제 1 및 제 2 디지탈 변위각(Bxn, Byn))에 대응하여 이동하여야 하는 위치(Sn)를 계산하며, 상기 손 흔들림 양은 제 1 방향(x) 및 제 2 방향(y)에 대해서, 그리고 위치변환계수(zz)(제 1 방향(x)에 대한 제 1 위치변환계수(zx), 제 2 방향(y)에 대한 제 2 위치변환계수(zy))에 기초하여 계산된다.
위치(Sn)의 제 1 방향(x)에서의 좌표는 Sxn로 정의하며, 위치(Sn)의 제 2 방향(y)에서의 좌표는 Syn로 정의한다. 촬상유닛(39a)을 포함하는 가동유닛(30a)의 이동은 전자기력을 이용하여 수행되며 이것은 이하에서 설명한다.
구동력(Dn)은 드라이버 회로(29)를 구동하여 가동유닛(30a)을 위치(Sn)으로 이동시킨다. 구동력(Dn)의 제 1 방향(x)에서의 좌표는 제 1 구동력(Dxn)으로 정의된다(D/A 변환후 : 제 1 PWM 듀티 dx). 구동력(Dn)의 제 2 방향(y)에서의 좌표는 제 2 구동력(Dyn)으로 정의된다(D/A 변환후 : 제 2 PWM 듀티 dy).
제 1 방향(x)에 대한 위치동작에서, 위치(Sn)의 제 1 방향(x)의 좌표는 Sxn으로 정의되고, 이것은 최근의 제 1 디지탈 변위각(Bxn)과 제 1 위치변환계수(zx)의 곱이다(Sxn = zx × Bxn, 도 6의 (3) 참고).
제 2 방향(y)에 대한 위치동작에서, 위치(Sn)의 제 2 방향(y)의 좌표는 Syn으로 정의되고, 이것은 최근의 제 2 디지탈 변위각(Byn)과 제 2 위치변환계수(zy)의 곱이다(Syn = zy × Byn).
상 흔들림 보정유닛(30)은, 노광시간동안 그리고 상 흔들림 보정동작이 수행되는 동안(IS=1), 촬상유닛(39a)을 위치(Sn)로 이동시키고, 촬상유닛(39a)의 촬상소자의 촬상면에 피사체 영상의 지체를 제거하고, 촬상소자의 촬상면에 나타나는 피사체 영상을 안정화시켜서 손 흔들림의 영향을 보정하는 장치이다.
상 흔들림 보정유닛(30)은 고정유닛(30b)과 가동유닛(30a)을 가지며, 가동유닛(a)은 촬상유닛(39a)을 포함하여 xy 평면에서 이동할 수 있다.
상 흔들림 보정동작이 일어나지 않는(IS=0) 노광시간 동안, 가동유닛(30a)은 소정의 위치에 고정된다(유지된다). 본 실시예에서는 소정의 위치는 이동 범위의 가운데 지점이다.
상 흔들림 보정유닛(30)은 가동유닛(30a)이 구동되지 않는 동안(드라이브 OFF 상태), 가동유닛(30a)을 고정된 위치에 유지시키는 위치고정 매커니즘을 가지지 않는다.
소정의 고정위치로의 이동을 포함한, 상 흔들림 보정유닛(30)의 가동유닛(30a)의 구동은, CPU(21)의 PWM 0로부터의 제 1 PWM 듀티 dx 입력 및 CPU(21)의 PWM 1으로부터의 제 2 PWM 듀티 dy 입력을 가지는 드라이버 회로(29)를 통해서, 구동을 위한 코일유닛 및 자기유닛에 의해서 전자기력에 의해서 수행된다(도 6의 (5) 참고).
가동유닛(30a)의 드라이버 회로(29)에 의한 이동전과 이동후 검출-위치(Pn)는 홀소자유닛(44a)과 홀-소자신호-처리유닛(45)에 의해서 검출된다.
검출-위치(Pn)의 제 1 방향(x)에 관한 정보, 다시 말하면 제 1 검출-위치 신호(px)는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D 2)에 입력된다(도 6의 (2) 참고). 제 1 검출-위치 신호(px)는 A/D 컨버터(A/D 2)에 의해서 디지탈 신호로 변환(A/D 변환동작)되는 아날로그 신호이다. A/D 변환동작 후, 제 1 방향(x)에서 검출-위치(Pn)의 제 1 좌표는 pdxn으로 정의되고, 제 1 검출-위치 신호(px)에 대응된다.
검출-위치(Pn)의 제 2 방향(y)에 관한 정보, 다시 말하면 제 2 검출-위치 신호(py)는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D 3)에 입력된다(도 6의 (2) 참고). 제 2 검출-위치 신호(py)는 A/D 컨버터(A/D 3)에 의해서 디지탈 신호로 변환(A/D 변환동작)되는 아날로그 신호이다. A/D 변환동작 후, 제 2 방향(y)에서 검출-위치(Pn)의 제 2 좌표는 pdyn으로 정의되고, 제 2 검출-위치 신호(py)에 대응된다.
PID 제어는 검출-위치(Pn)의 좌표(pdxn, pdyn)와 위치(Sn)의 좌표(Sxn, Syn)에 기초해서, 제 1 및 제 2 구동력(Dxn, Dyn)을 계산한다.
제 1 구동력(Dxn)의 계산은 제 1 차감치(exn), 제 1 비례계수(Kx), 샘플주기(θ), 제 1 적분계수(Tix), 제 1 미분계수(Tdx)에 기초하여 구한다 (Dxn = Kx × {exn + θ ÷ Tix × ∑exn + Tdx ÷ θ × (exn - exn -1)} 도 6의 (4) 참고). 제 1 차감치(exn)는 A/D 변환동작후 제 1 방향(x)에서의 검출-위치(Pn)의 제 1 좌표(pdxn)를 제 1 방향(x)에서 위치(Sn)의 좌표(Sxn)로부터 차감하여 계산한다(exn = Sxn - pdxn).
제 2 구동력(Dyn)의 계산은 제 2 차감치(eyn), 제 2 비례계수(Ky), 샘플주기(θ), 제 2 적분계수(Tiy), 제 2 미분계수(Tdy)에 기초하여 구한다 (Dyn = Ky × {eyn + θ ÷ Tiy × ∑eyn + Tdy ÷ θ × (eyn - eyn -1)}). 제 2 차감치(eyn)는 A/D 변환동작후 제 2 방향(y)에서의 검출-위치(Pn)의 제 2 좌표(pdyn)를 제 2 방향(y)에서 위치(Sn)의 좌표(Syn)로부터 차감하여 계산한다(eyn = Syn - pdyn).
샘플주기(θ)의 값은 1ms의 소정 시간간격으로 세팅된다.
상 흔들림 보정스위치(14a)가 ON 상태로 세팅되어 촬상장치(1)가 상 흔들림 보정모드(IS=1)에 있을때, PID 제어의 상 흔들림 보정동작에 대응하여 가동유닛(30a)이 위치(Sn)(Sxn, Syn)로 구동된다.
상 흔들림 보정계수(IS)가 0 이면, 상 흔들림 보정동작에 무관한 PID 제어가 행해지고 가동유닛(30a)은 이동 범위의 가운데(소정위치)로 이동한다.
가동유닛(30a)은 제 1 및 제 2 구동코일(31a, 32a)을 포함하여 구동을 위한 코일유닛, 촬상소자를 가진 촬상유닛(39a) 및 자기장변화-검출소자유닛으로서 홀 소자유닛(44a)을 가진다. 실시예에서는, 촬상소자는 CCD이지만 촬상소자는 CMOS 등과 같은 다른 촬상소자일 수도 있다.
고정유닛(30b)은 제 1 위치-검출 및 구동자석(411b), 제 2 위치-검출 및 구동자석(412b), 제 1 위치-검출 및 구동 요크(431b) 그리고 제 2 위치-검출 및 구동 요크(432b)를 포함하는 마그네틱유닛을 가진다.
고정유닛(30b)은 가동유닛(30a)을 제 1 방향(x) 및 제 2 방향(y)으로 이동가능하게 지지한다.
카메라렌즈(67)의 광축(LX)이 촬상소자의 중심영역을 통과하는 경우, 고정유닛(30b)과 가동유닛(30a)의 위치는 가동유닛(30a)이 제 1 방향(x) 및 제 2 방향(y)에서 이동범위의 가운데에 위치하도록 하여, 촬상소자의 촬상범위를 최대한 활용하도록 한다.
촬상소자의 촬상면의 사각형은 두 개의 대각선을 가진다. 촬상소자의 중심은 이 두 개의 대각선의 교차점에 위치한다.
제 1 구동코일(31a), 제 2 구동코일(32a) 및 홀 소자유닛(44a)은 가동유닛(30a)에 부착된다.
제 1 구동코일(31a)은 시트 및 스파이럴 형상의 코일 패턴을 가진다. 제 1 구동코일(31a)의 코일 패턴은 제 2 방향(y)에 평행한 선을 가져서, 제 1 전자기력을 생성하여 제 1 구동코일(31a)을 포함하는 가동유닛(30a)을 제 1 방향(x)으로 이동시킨다.
제 1 전자기력은 제 1 구동코일(31a)의 전류방향 및 제 1 위치-검출 및 구동자석(411b)의 자기장 방향에 기초하여 일어난다.
제 2 구동코일(32a)은 시트 및 스파이럴 형상의 코일 패턴을 가진다. 제 2 구동코일(32a)의 코일 패턴은 제 1 방향(x)에 평행한 선을 가져서, 제 2 전자기력을 생성하여 제 2 구동코일(32a)을 포함하는 가동유닛(30a)을 제 2 방향(y)으로 이동시킨다.
제 2 전자기력은 제 2 구동코일(32a)의 전류방향 및 제 2 위치-검출 및 구동자석(412b)의 자기장 방향에 기초하여 일어난다.
제 1 및 제 2 구동코일(31a, 32a)은 드라이버 회로(29)에 연결되고, 이것은 제 1 및 제 2 구동코일(31a, 32a)을 탄력적인 회로보드(미도시)를 통해서 구동한다. 제 1 PWM 듀티 dx는 CPU(21)의 PWM 0로부터 구동회로(29)로 입력되고, 제 2 PWM 듀티 dy는 CPU(21)의 PWM 1로부터 드라이버 회로(29)로 입력된다. 가동유닛(30a)을 구동하기 위해서, 드라이버 회로(29)는 제 1 PWM 듀티 dx값에 대응하여 제 1 구동코일(31a)에 동력을 공급하고, 제 2 PWM 듀티 dy값에 대응하여 제 2 구동코일(32a)에 동력을 공급한다.
제 1 위치-검출 및 구동자석(411b)은 고정유닛(30b)의 가동유닛측에 부착되어서, 제 3 방향(z)에서 제 1 구동코일(31a) 및 수평 홀소자(hh10)에 대향한다.
제 2 위치-검출 및 구동자석(412b)은 고정유닛(30b)의 가동유닛측에 부착되어서, 제 3 방향(z)에서 제 2 구동코일(32a) 및 수직 홀소자(hv10)에 대향한다.
제 1 위치-검출 및 구동자석(411b)은 N극과 S극이 제 1 방향(x)에서 배열되는 조건하에서, 제 1 위치-검출 및 구동 요크(431b)에 부착된다. 제 1 위치-검출 및 구동 요크(431b)는 제 3 방향(z)에 있어서 가동유닛(30a) 측에서 고정유닛(30b)에 부착된다.
제 2 위치-검출 및 구동자석(412b)은 N극과 S극이 제 2 방향(y)에서 배열되는 조건하에서, 제 2 위치-검출 및 구동 요크(432b)에 부착된다. 제 2 위치-검출 및 구동 요크(432b)는 제 3 방향(z)에 있어서 가동유닛(30a) 측에서 고정유닛(30b)에 부착된다.
제 1 및 제 2 위치-검출 및 구동 요크(431b, 432b)는 연자성체 재료로 만들어진다.
제 1 위치-검출 및 구동 요크(431b)는 제 1 위치-검출 및 구동자석(411b)의 자계가 주위로 방산되지 않도록 하고, 제 1 위치-검출 및 구동자석(411b)과 제 1 구동코일(31a) 사이 그리고 제 1 위치-검출 및 구동자석(411b)과 수평 홀소자(hh10) 사이의 자속밀도를 높인다.
제 2 위치-검출 및 구동 요크(432b)는 제 2 위치-검출 및 구동자석(412b)의 자계가 주위로 방산되지 않도록 하고, 제 2 위치-검출 및 구동자석(412b)과 제 2 구동코일(32a) 사이 그리고 제 2 위치-검출 및 구동자석(412b)과 수평 홀소자(hv10) 사이의 자속밀도를 높인다.
홀소자 유닛(44a)는, 제 1 검출-위치 신호(px) 및 제 2 검출-위치 신호(py)를 검출하는 홀 효과를 이용하여, 가동유닛(30a)의 현재의 위치(Pn)의 제 1 방향(x)에서의 제 1 좌표 및 제 2 방향(y)에서의 제 2 좌표를 각각 특정하는 두 개의 자전변환소자(자기장 변화 검출소자)를 가지는 단일축 유닛이다.
두 개의 홀소자 중 하나는 제 1 방향(x)에서 가동유닛(30a) 위치(Pn)의 제 1 좌표를 검출하기 위한 수평 홀소자(hh10)이고, 다른 하나는 제 2 방향(y)에서 가동유닛(30a) 위치(Pn)의 제 2 좌표를 검출하기 위한 수직 홀소자(hv10)이다.
수평 홀소자(hh10)는 가동유닛(30a)에 부착되어, 제 3 방향(z)에서 고정유닛(30b)의 제 1 위치-검출 및 구동자석(411b)을 대향한다.
수직 홀소자(hv10)는 가동유닛(30a)에 부착되어, 제 3 방향(z)에서 고정유닛(30b)의 제 2 위치-검출 및 구동자석(412b)을 대향한다.
광축(LX)이 촬상소자의 중앙을 관통하는 경우, 수평 홀소자(hh10)는 제 3 방향(z)에서 봤을 때, 제 1 위치-검출 및 구동자석(411b)의 N극과 S극 사이의 중간부에 마주하는 홀소자유닛(44a) 상에 위치하는 것이 바람직하다. 이 위치에서 수평 홀소자(hh10)는, 단일축 홀소자의 선형출력변화(선형성)에 기초하여 정확한 위치검출동작이 이루어질 수 있는 최대 범위를 이용한다.
유사하게, 광축(LX)이 촬상소자의 중앙을 관통하는 경우, 수직 홀소자(hv10)는 제 3 방향(z)에서 봤을 때, 제 2 위치-검출 및 구동자석(412b)의 N극과 S극 사이의 중간부에 마주하는 홀소자유닛(44a) 상에 위치하는 것이 바람직하다.
홀-소자신호-처리유닛(45)는 제 1 홀-소자신호-처리회로(450) 및 제 2 홀-소자신호-처리회로(460)을 가진다.
제 1 홀-소자신호-처리회로(450)는 수평 홀소자(hh10)의 출력신호에 기초한 수평 홀소자(hh10)의 출력단자 사이의 수평 전위차(x10)를 검출한다.
제 1 홀-소자신호-처리회로(450)는, 수평 전위차(x10)에 기초하여, 제 1 방향(x)에서 가동유닛(30a)의 위치(Pn)의 제 1 좌표를 특정하는 제 1 검출-위치 신호(px)를 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D 2)로 출력한다.
제 2 홀-소자신호-처리회로(460)는 수직 홀소자(hv10)의 출력신호에 기초한 수직 홀소자(hv10)의 출력단자 사이의 수직 전위차(y10)를 검출한다.
제 2 홀-소자신호-처리회로(460)는, 수직 전위차(y10)에 기초하여, 제 2 방향(y)에서 가동유닛(30a)의 위치(Pn)의 제 2 좌표를 특정하는 제 2 검출-위치 신호(py)를 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D 3)로 출력한다.
다음으로 본 실시예에 따른 촬상장치(1)의 주된 동작을 도 4에 보이는 흐름도를 이용하여 설명한다.
단계(S11)에서, 촬상장치(1)가 ON 상태로 세팅되면, 각속도 검출유닛(25)으로 전력이 공급되어 각속도 검출유닛(25)이 ON 상태가 된다.
단계(S12)에서, 소정시간(1ms) 동안 타이머의 인터럽션 과정이 시작된다. 단계(S13)에서, 릴리스 상태계수(RP)의 값은 0으로 세팅된다. 본 실시예에서 타이머의 인터럽션 과정에 대한 상세한 설명은 도 5를 이용하여 추후에 설명한다.
단계(S14)에서, 측광스위치(12a)가 ON 상태인지 여부가 결정된다. 측광스위치(12a)가 ON 상태가 아니라면 단계(S14)로 돌아가서 단계(S14)의 과정이 반복되고, 그렇지 않으면 단계(S15)로 진행한다.
단계(S15)에서, 상 흔들림 보정스위치(14a)가 ON 상태인지 여부가 결정된다. 상 흔들림 보정스위치(14a)가 ON 상태가 아닌 경우 상 흔들림 보정계수(IS)는 단계(S16)에서 0으로 세팅되고, 그렇지 않으면 단계(S17)에서 상 흔들림 보정계수(IS)는 1로 세팅된다.
단계(S18)에서, AE 유닛(23)의 AE 센서가 구동되어, 측광동작이 수행되고, 조리개값과 노광시간이 계산된다.
단계(S19)에서, AF 유닛(24)의 AF 센서와 렌즈 제어회로 구동되어 거리측정 및 초점조절 동작이 각각 수행된다.
단계(S20)에서, 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태인지 여부가 결정된다. 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태가 아닌 경우는 단계(S14)로 돌아가서 단계(S14)에서 단계(S19)의 과정이 반복된다. 릴리스 스위치(13a)가 ON 상태인 경우는 단계(S21)로 진행하여 릴리스 시퀀스동작이 시작된다.
단계(S21)에서, 릴리스 상태계수(RP)의 값은 1로 세팅된다.
단계(S22)에서, 미러(18a)의 미러-업 동작 및 미리 정해진 또는 계산에 의한 조리개 값에 대응한 조리개 닫힘 동작이 미러-조리개-셔터유닛(18)에 의해서 수행된다.
미러-업 동작이 완료한 후, 셔터(18b)의 개방동작(셔터(18b)의 전면커튼 이 동)이 단계(S23)에서 시작된다.
단계(S24)에서, 노광동작 다시 말하면 촬상소자(CCD 등)에 전하량 축적이 일어난다. 노광시간이 끝난 후, 셔터(18b)의 폐쇄동작(셔터(18b)의 후면커튼의 이동), 미러(18a)의 미러-다운동작, 및 조리개 개방동작이, 단계(S25)에서 미러-조리개-셔터유닛(18)에 의해서 수행된다.
단계(S26)에서, 상기 노광시간 동안 촬상소자에 축적된 전하량이 판독된다. 단계(S27)에서는, CPU(21)가 DSP(19)와 통신하여 촬상소자로부터 판독된 전하량에 기초하여 이미지 처리동작이 수행된다. 이미지 처리동작이 수행되는 이미지는 촬상장치(1)의 메모리에 저장된다. 단계(S28)에서, 메모리에 저장된 이미지가 표시 유닛(17)에 나타난다. 단계(S29)에서, 릴리스 상태계수(RP)의 값은 0으로 세팅되어 릴리스 시퀀스 동작이 완료되고, 단계(S14)로 진행한다. 다시 말하면, 촬상장치(1)는 다음 영상처리 동작이 수행될 수 있는 상태로 세팅된다.
다음으로, 도 4의 단계(S12)에서 시작되고 소정 시간 간격(1ms)마다 수행되는 타이머의 인터럽션 과정을 도 5의 흐름도를 이용하여 설명한다.
타이머의 인터럽션 과정이 시작되면, 각속도 검출유닛(25)의 출력인 제 1 각속도(vx)가 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D 0)로 입력되어, 단계(S51)에서 제 1 오차보정전-디지탈 각속도 신호(BVxn)으로 변환된다. 각속도 검출유닛(25)의 출력인 제 2 각속도(vy)가 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D 1)로 입력되어 제 2 오차보정전-디지탈 각속도 신호(BVyn)으로 변환된다(각속도 검출동작).
단계(S52)에서는, 제 1 오차보정전-디지탈 각속도 신호(BVxn)로부터 제 1 각속도 센서(26a)의 불완전한 장착에 따른 각도 경사에서 기인한 출력오차를 보정하기 위해서 제 1 각도오차 보정처리를 수행하고, 제 2 오차보정전-디지탈 각속도 신호(BVyn)로부터 제 2 각속도 센서(26b)의 불완전한 장착에 따른 각도 경사에서 기인한 출력오차를 보정하기 위해서 제 2 각도오차 보정처리를 수행한다. 다음으로, 제 1 및 제 2 디지탈 각속도 신호(Vxn, Vyn)를 계산한다. 제 1 및 제 2 각도오차 보정처리는 도 7의 흐름도를 이용하여 이하에서 설명한다.
제 1 및 제 2 디지탈 각속도 신호(Vxn, Vyn)의 저주파는 디지탈 하이패스 필터처리동작에서 감소된다(제 1 및 제 2 디지탈 각속도(VVxn, VVyn).
단계(S53)에서, 릴리스 상태계수(RP)의 값이 1인지 여부가 결정된다. 단계(S54)에서는, 릴리스 상태계수(RP)의 값이 1이 아니라면 가동유닛(30a)을 구동하는 것이 OFF 상태로 세팅되고, 즉 상 흔들림 보정유닛(30)의 상태는 가동유닛(30a)의 구동제어가 수행되지 않는 상태이다. 릴리스 상태계수(RP)의 값이 1이라면 단계(S55)로 바로 진행한다.
단계(S55)에서, 홀소자 유닛(44a)이 가동유닛(30a)의 위치를 검출하고, 제 1 및 제 2 검출-위치 신호(px, py)가 홀-소자신호-처리유닛(45)에 의해서 계산된다. 그리고, 제 1 검출-위치 신호(px)는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D 2)에 입력되어 디지탈 신호(pdxn)로 변환되고, 제 2 검출-위치 신호(py)는 CPU(21)의 A/D 컨버터(A/D 3)에 입력되어 디지탈 신호(pdyn)로 변환되어, 가동유닛(30a)의 현재위치(Pn)(pdxn, pdyn)를 결정한다.
단계(S56)에서는, 상 흔들림 보정계수(IS)가 0인지 여부가 결정된다. 단계(S57)에서, 상 흔들림 보정계수(IS)가 0이면(IS=0), 다시 말해서 촬상장치가 상 흔들림 보정모드가 아니면, 가동유닛(30a)(촬상유닛(39a))이 이동하여야 하는 위치(Sn)(Sxn, Syn)는 가동유닛(30a)의 이동범위의 중앙으로 세팅된다.
단계(S58)에서, 상 흔들림 보정계수(IS)가 0이 아니면(IS=1), 다시 말해서 촬상장치가 상 흔들림 보정모드이면, 가동유닛(30a)(촬상유닛(39a))이 이동하여야 하는 위치(Sn)(Sxn, Syn)는 제 1 및 제 2 각속도(vx, vy)에 기초해서 계산된다.
단계(S59)에서는, 가동유닛(30a)을 위치(Sn)로 이동시키는 구동력(Dxn)의 제 1 구동력(Dxn)(제 1 PWM 듀티 dx) 및 제 2 구동력(Dyn)(제 2 PWM 듀티 dy)이 단계(S57) 또는 단계(S58)에서 결정된 위치(Sn)(Sxn, Syn) 및 현재위치(Pn)(pdxn, pdyn)에 기초해서 계산된다.
단계(S60)에서는, 제 1 PWM 듀티 dx를 드라이버 회로(29)에 가하여 제 1 구동코일유닛(31a)이 구동되고, 제 2 PWM 듀티 dy를 드라이버 회로(29)에 가하여 제 2 구동코일유닛(32a)이 구동되어서, 가동유닛(30a)이 위치(Sn)(Sxn, Syn)로 이동한다.
단계(S59) 및 단계(S60)의 과정은 일반적인 비례, 적분 및 미분 연산을 수행 하는 PID 자동제어를 이용한 자동제어 연산과정이다.
다음으로, 도 5의 제 1 및 제 2 각도오차 보정처리를 도 7의 흐름도를 이용하여 설명한다. 제 1 및 제 2 각도오차 보정처리가 시작되면, 단계(S71)에서 제 1 오차보정전-디지탈 각속도신호(BVxn)의 값은 제 1 보정전 값(TMPX)으로 세팅되고 제 2 오차보정전-디지탈 각속도신호(BVyn)의 값은 제 2 보정전 값(TMPY)으로 세팅된다.
단계(S72)에서, 제 1 디지탈 각속도 신호(Vxn)는 제 1 보정전 값(TMPX), 제 2 보정전 값(TMPY) 및 제 2 보정계수(CY)를 기초로 계산된다(Vxn = TMPX - TMPY × CY). 제 2 디지탈 각속도 신호(Vyn)는 제 1 보정전 값(TMPX), 제 2 보정전 값(TMPY) 및 제 1 보정계수(CX)를 기초로 계산된다(Vyn = TMPY - TMPX × CX).
본 실시예에서는 가동유닛(30a)은 촬상소자를 가지고 있지만, 가동유닛(30a)은 촬상소자 대신에 손 흔들림 보정렌즈를 가질 수도 있다.
또한, 홀소자가 자기장 변화 검출소자로써 위치검출에 이용되고 있지만, 고주파 캐리어형 자속센서와 같은 MI(Magnetic Impedance)센서, 자기공명형 자계검출소자 또는 MR(Magneto-Resistance effect)센서도 위치검출을 위해서 이용될 수 있다. MI센서, 자기공명형 자계검출소자 또는 MR센서가 이용되는 경우, 홀소자를 이용할 때와 유사하게 가동유닛의 위치정보는 자계 변화를 검출하여 얻을 수 있다.
그리고, 각속도 검출장치(CPU(21)와 제 1 및 제 2 각속도 센서(26a, 26b))의 이용은 촬상장치의 상 흔들림 보정장치에 한정되지 않는다. 예를 들면, 각속도 검 출장치는 차량용 네비게이션 시스템의 위치검출에도 이용될 수 있다.
도 1은 뒷쪽에서 본 촬상장치의 후면 사시도이며,
도 2는 촬상장치의 전면도이며,
도 3은 촬상장치의 회로 구성도이며,
도 4는 촬상장치으 주된 동작을 보여주는 흐름도이며,
도 5는 타이머의 인터럽션 처리를 보여주는 흐름도이며,
도 6은 상 흔들림 보정작동의 연산식을 보여주며,
도 7은 제 1 및 제 2 각도오차 보정처리를 보여주며,
도 8은 제 1 각속도 센서의 검출축 및 제 2 각속도 센서의 검출축을 보여주는 촬상장치의 전면 사시도이다.

Claims (4)

  1. 상 안정화를 위한 상 흔들림 보정장치에 있어서,
    제 1 방향은 광축에 수직이며 제 2 방향은 상기 제 1 방향 및 상기 광축에 수직일 때, 제 2 방향 축 주위의 진동을 검출하는 제 1 각속도 센서;
    상기 제 1 방향 축 주위의 진동을 검출하는 제 2 각속도 센서; 및
    상기 제 1 및 제 2 각속도 센서를 제어하고, 상기 제 1 및 제 2 각속도 센서의 출력신호 기초해서 상 흔들림 보정동작을 수행하고, 상기 상 흔들림 보정동작에서 제 1 각도오차 보정처리 및 제 2 각도오차 보정처리를 수행하는 제어기;
    를 포함하고,
    상기 제 2 각도오차 보정처리에서는, 상기 제 2 각속도 센서의 경사 각도에서 기인한 출력오차가 제 1 진폭에 대한 제 2 진폭의 비율인 제 1 보정계수를 이용하여 보정되고,
    상기 제 1 각도오차 보정처리에서는, 상기 제 1 각속도 센서의 경사 각도에서 기인한 출력오차가 제 4 진폭에 대한 제 3 진폭의 비율인 제 2 보정계수를 이용하여 보정되고,
    상기 제 1 진폭은 상기 상 흔들림 보정장치에 상기 제 2 방향 축 주위로 제 1 진동이 가해지고 상기 제 1 방향 축 주위로 제 2 진동이 가해지지 않은 경우에 상기 제 1 각속도 센서로부터의 출력 진폭이고,
    상기 제 2 진폭은 상기 상 흔들림 보정장치에 상기 제 1 진동이 가해지고 상 기 제 2 진동이 가해지지 않은 경우에 상기 제 2 각속도 센서로부터의 출력 진폭이고,
    상기 제 3 진폭은 상기 상 흔들림 보정장치에 상기 제 2 진동이 가해지고 상기 제 1 진동이 가해지지 않은 경우에 상기 제 1 각속도 센서로부터의 출력 진폭이고,
    상기 제 4 진폭은 상기 상 흔들림 보정장치에 상기 제 2 진동이 가해지고 상기 제 1 진동이 가해지지 않은 경우에 상기 제 2 각속도 센서로부터의 출력 진폭인 것을 특징으로 하는 상 흔들림 보정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 각속도 센서의 경사는 상기 제 1 각속도 센서의 검출축과 상기 제 2 방향 사이의 각으로 표시되고, 상기 제 2 각속도 센서의 경사는 상기 제 2 각속도 센서의 검출축과 상기 제 1 방향 사이의 각으로 표시되는 것을 특징으로 하는 상 흔들림 보정장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 각도오차 보정처리는 상기 제 1 각속도 센서의 출력신호에서 상기 제 2 각속도 센서의 출력신호와 상기 제 2 보정계수를 곱한 값을 차감하는 계산이고, 상기 제 2 각도오차 보정처리는 상기 제 2 각속도 센서의 출력신호에서 상기 제 1 각속도 센서의 출력신호와 상기 제 1 보정계수를 곱한 값을 차감하는 계산인 것을 특징으로 하는 상 흔들림 보정장치.
  4. 각속도 검출장치에 있어서,
    제 1 방향에 수직인 제 2 방향 축 주위의 진동을 검출하는 제 1 각속도 센서;
    상기 제 1 방향 축 주위의 진동을 검출하는 제 2 각속도 센서; 및
    상기 제 1 및 제 2 각속도 센서를 제어하고, 제 1 각도오차 보정처리 및 제 2 각도오차 보정처리를 수행하는 제어기;
    를 포함하고,
    상기 제 2 각도오차 보정처리에서는, 상기 제 2 각속도 센서의 경사 각도에서 기인한 출력오차가 제 1 진폭에 대한 제 2 진폭의 비율인 제 1 보정계수를 이용하여 보정되고,
    상기 제 1 각도오차 보정처리에서는, 상기 제 1 각속도 센서의 경사 각도에서 기인한 출력오차가 제 4 진폭에 대한 제 3 진폭의 비율인 제 2 보정계수를 이용하여 보정되고,
    상기 제 1 진폭은 상기 각속도 검출장치에 상기 제 2 방향 축 주위로 제 1 진동이 가해지고 상기 제 1 방향 축 주위로 제 2 진동이 가해지지 않은 경우에 상기 제 1 각속도 센서로부터의 출력 진폭이고,
    상기 제 2 진폭은 상기 각속도 검출장치에 상기 제 1 진동이 가해지고 상기 제 2 진동이 가해지지 않은 경우에 상기 제 2 각속도 센서로부터의 출력 진폭이고,
    상기 제 3 진폭은 상기 각속도 검출장치에 상기 제 2 진동이 가해지고 상기 제 1 진동이 가해지지 않은 경우에 상기 제 1 각속도 센서로부터의 출력 진폭이고,
    상기 제 4 진폭은 상기 각속도 검출장치에 상기 제 2 진동이 가해지고 상기 제 1 진동이 가해지지 않은 경우에 상기 제 2 각속도 센서로부터의 출력 진폭인 것을 특징으로 하는 각속도 검출장치.
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