KR20090084494A - Tilt driving apparatus for vibration correction in image photographing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 틸트구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tilt drive device.
보다 상세하게는 영상촬영장치로 소정의 피사체를 촬영할 때 사용자의 손떨림에 의한 진동이 발생하는 경우 진동을 상쇄하는 방향으로 거울을 틸트시켜 영상 화질 저하를 방지하도록 하는 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치에 관한 것이다.More specifically, when vibration occurs due to the shaking of the user when a predetermined subject is taken by the image capturing apparatus, the tilt of the image capturing apparatus to prevent image deterioration by tilting the mirror in a direction to cancel the vibration. It relates to a drive device.
최근 들어 멀티미디어 관련 기술이 급격하게 발전하면서 고화질 동영상, 사진 등에 대한 일반인들의 수요가 증대되고 있으며, 이에 따라 자동초점 기능, 광학 줌 기능 등을 갖추고 있는 수백만 화소급의 고기능 영상촬영장치가 점차 보편화되어 가고 있다.Recently, with the rapid development of multimedia-related technology, the general public's demand for high-definition video, photos, etc. is increasing, and accordingly, the multi-million-pixel high-performance video recording device equipped with the auto focus function and the optical zoom function is gradually becoming common. .
또한, 영상촬영장치 제조업체 측에서는 이러한 고기능의 기능을 구비한 영상촬영장치에 추가적인 기능으로 사용자의 손떨림 현상에 의한 화질 저하 문제를 개 선하기 위한 손떨림 보정 기능을 부가시키고 있다. 이에 따라 손떨림 보정 기능을 통해 영상촬영장치를 들고 촬영하는 사용자의 손떨림이 발생되는 경우에도 최적의 화질을 얻을 수 있게 되었다.In addition, the image capturing device manufacturer has added an image stabilization function to the image capturing device having such a high function as an additional function to improve the image quality degradation caused by the user's hand shake phenomenon. Accordingly, the image quality can be obtained even when camera shake occurs when a user shakes the image capturing device.
도 1은 상술한 바와 같은 종래의 손떨림 보정 기능이 구비된 영상촬영장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view for schematically explaining a configuration of an image photographing apparatus equipped with a conventional image stabilization function as described above.
도시된 바와 같이 종래의 손떨림 보정 기능이 구비된 영상촬영장치는, 카메라 CPU(1), 촬상소자(2), 촬상소자(2)에 피사체의 영상을 형성하는 렌즈군(3), 손떨림 량을 검출하는 떨림 검출 센서(4), 떨림 검출 센서(4)에서 검출된 신호를 처리하여 렌즈구동부(6)에 인가할 손떨림 보정을 위한 제어신호를 생성하는 렌즈구동 제어부(5), 렌즈구동 제어부(5)의 손떨림 보정을 위한 제어신호에 따라 렌즈군(3)을 구성하는 렌즈 중 일부 렌즈를 촬상소자(2) 광축에 대해 수직한 방향으로 구동하여 손떨림 보정을 수행하는 렌즈구동부(6), 각 영상촬영장치에 구비되어 있는 일반적 기구 및 광학부재 등으로 구성된다.As shown, a conventional image photographing apparatus equipped with a camera shake correction function includes a
이와 같이 구성된 영상촬영장치의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the image recording device configured as described above are as follows.
우선 영상촬영장치를 들고 촬영을 수행하는 사용자의 손떨림에 의하여 영상촬영장치 전체에 떨림이 발생할 경우, 영상촬영장치가 촬영 중 피사체에 대해 상대적으로 움직이므로 촬상소자(2)에 형성된 피사체의 상에 떨림이 발생하게 된다.First, if the entire image recording apparatus is shaken by a hand shake of the user who is holding the image recording apparatus, the image recording apparatus is relatively moved with respect to the subject during shooting. This will occur.
떨림 검출 센서(4)에서는 영상촬영장치의 떨림 량에 비례하는 신호를 생성하여 렌즈구동 제어부(5)로 출력하고, 렌즈구동 제어부(5)에서는 실제의 떨림 량을 계산한 후 이를 상쇄시키기 위해 렌즈의 구동 정도를 연산하여 렌즈구동부(6)로 제 공한다.The
그러면 렌즈구동부(6)에서는 렌즈구동 제어부(5)로부터 입력된 손떨림 보정을 위한 제어신호에 따라 렌즈군(3)의 수직 구동을 일으켜 촬상소자(2)에 형성된 상이 떨림 없이 고정되도록 한다.Then, the
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 영상촬영장치의 손떨림 보정 기능은, 렌즈의 직접적인 이동 방식이기 때문에 필연적으로 화질 저하를 수반하는 문제점이 있었다. 즉, 렌즈군 내의 특정 렌즈를 광축에 대해 수직하고, 손떨림을 상쇄시키는 방향으로 구동하여 손떨림을 보정하는 방식이기 때문에 렌즈군의 일부가 광축에서 벗어나는 결과가 되어 모든 렌즈가 광축에 있는 경우 얻을 수 있는 광학계 최적 화질에 비하여 화질의 저하가 발생되는 것이다.However, since the image stabilization function of the conventional image capturing apparatus as described above is a direct movement method of the lens, there is a problem inevitably accompanied by deterioration in image quality. In other words, since the lens is corrected by driving a specific lens in the lens group perpendicular to the optical axis and canceling the camera shake, part of the lens group may deviate from the optical axis. Degradation of the image quality occurs compared to the optical system optimum image quality.
또한, 종래의 손떨림 보정 기능이 구비된 영상촬영장치는, 렌즈군의 외곽 부위에 렌즈구동부가 설치되기 때문에 영상촬영장치를 소형으로 제작하기 어려운 문제점이 있었다.In addition, the conventional image photographing apparatus equipped with the image stabilization function has a problem that it is difficult to make the image photographing apparatus small because the lens driver is installed in the outer portion of the lens group.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록, 영상촬영장치로 소정의 피사체를 촬영할 때 사용자의 손떨림에 의한 진동이 발생하는 경우 진동을 상쇄하는 방향으로 거울을 틸트시켜 영상 화질 저하를 방지하도록 하는 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to prevent the degradation of the image quality by tilting the mirror in the direction to cancel the vibration when the vibration caused by the user's hand when the user shoots a predetermined subject with the image photographing device to solve the above problems The present invention provides a tilt driving device for camera shake correction.
본 발명의 다른 목적은, 피사체로부터의 광진행 방향에 위치한 거울을 2축 틸트 구동하여 손떨림 보정을 수행할 수 있도록 하는 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a tilt driving apparatus for image stabilization of an image photographing apparatus capable of performing image stabilization by two-axis tilt driving a mirror located in a light traveling direction from a subject.
본 발명의 또 다른 목적은, 피사체로부터의 광진행 방향에 위치한 거울을 2축 틸트 구동할 때, 자석과 코일을 이용한 전자기적인 힘을 이용하여 틸트 구동하도록 하는 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치를 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a tilt drive for image stabilization of an image photographing apparatus for tilt driving using an electromagnetic force using a magnet and a coil when driving a mirror in a direction of light travel from a subject. To provide a device.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치는, 촬영되는 피사체의 상을 반사시키는 가동 거울이 상부에 부착되어 있는 상부 고정부와; 평판 형태로 형성되어 평평한 면과 수직 방향으로 자화되어 있으며, 상부에서 하부로 N극, 자화 분극선, S극이 차례로 형성된 영구자석과; 4개로 균등 분할된 상면 각각에 영구자석이 설치되며, 하면은 영상촬영장치 내의 하우징에 고정되어 자력의 방향을 효율적으로 운용하도록 만드는 요크와; 요크의 상면에 구비된 4개의 영구자석의 힘 발생에 영향을 주는 자화영역과 대응되는 위치인 상부 고정부의 하면에 영구자석의 자화영역 형상과 동일한 형상을 갖도록 권선되어 있으며, 가동 거울을 기울이기 위한 제어신호가 입력되는 코일; 및 상부 고정부와 요크의 사각을 연결하여, 영구자석과 코일의 전자기 작용에 의해 상부 고정부가 틸트될 때 위치가 이탈되지 않도록 탄성 지지하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.A tilt driving device for image stabilization of the image photographing apparatus of the present invention for achieving the above object comprises: an upper fixing portion having a movable mirror attached to the upper portion to reflect an image of a subject to be photographed; A permanent magnet formed in a flat shape and magnetized in a vertical direction with a flat surface, and having an N pole, a magnetization polarization line, and an S pole sequentially formed from top to bottom; Permanent magnets are installed on each of the four equally divided upper surface, the lower surface is fixed to the housing in the image pickup device and yoke to efficiently operate the direction of the magnetic force; It is wound to have the same shape as the magnetization area of the permanent magnet on the lower surface of the upper fixing part, which is a position corresponding to the magnetization area affecting the force generation of the four permanent magnets provided on the upper surface of the yoke, and tilting the movable mirror. A coil into which a control signal is inputted; And a spring connecting the upper fixing part and the square of the yoke so as to elastically support the upper fixing part so that the position is not released when the upper fixing part is tilted by the electromagnetic action of the permanent magnet and the coil.
그리고 상술한 요크는, 4개로 균등 분할된 상부면 각각에 영구자석의 형태와 동일한 홈이 형성되어 있으며, 홈에 영구자석이 삽입되어 영구자석의 상면이 요크의 상부면과 일직선상에 놓이도록 구성하는 것이 바람직하다.The yoke described above is formed with grooves identical to the shape of the permanent magnets on each of the four equally divided upper surfaces, and a permanent magnet is inserted into the grooves so that the upper surface of the permanent magnets is in line with the upper surface of the yoke. It is desirable to.
그리고 상술한 요크는, 4개로 균등 분할된 상면 각각에 영구자석을 올려놓고 고정하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the above-described yoke is fixed by placing a permanent magnet on each of the four equally divided upper surfaces.
그리고 상술한 코일은, 두 개의 코일을 사용하여 대각 방향으로 마주보는 면 각각을 하나의 코일로 연결하고, 끝 단에 전압단자를 형성하며, 각 전압단자로 번갈아 가동 거울을 기울이기 위한 제어신호를 입력받는 것이 바람직하다.The coil described above uses two coils to connect each of the surfaces facing each other in a diagonal direction, forms a voltage terminal at an end thereof, and alternately provides a control signal for tilting the movable mirror by each voltage terminal. It is preferable to receive an input.
그리고 상술한 코일은, 코일을 서로 마주보는 대각 방향으로 권선할 때, 발생되는 힘이 서로 반대 방향이 되어 2축 틸트 구동이 이루어지도록 일측은 시계 방향으로 권선하고 타측은 반시계 방향으로 권선하는 것이 바람직하다.When the coils are wound in diagonal directions facing each other, the coils are wound in one clockwise direction and the other in a counterclockwise direction so that the generated forces are opposite to each other so that two-axis tilt driving is performed. desirable.
이상에서와 같이 본 발명의 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치에 따르면, 영상촬영장치로 소정의 피사체를 촬영하는 사용자의 손떨림이 발생될 경우 종래와 같이 렌즈의 직접적인 이동 방식을 사용하지 않고 피사체로부터의 광진행 방향에 위치한 가동 거울을 전자기적인 힘을 통해 2축 틸트 구동하여 손떨림 보정을 수행함으로써, 손떨림에 의하여 화질이 저하되는 문제점을 해소하는 효과가 있다.As described above, according to the tilt driving apparatus for image stabilization of the image capturing apparatus of the present invention, when a hand shake of a user photographing a predetermined subject occurs with the image capturing apparatus, the lens is not directly moved as in the prior art. By performing two-axis tilt driving of the movable mirror located in the light traveling direction from the subject by electromagnetic force, image stabilization is reduced by the camera shake.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a tilt driving device for the camera shake correction of the present invention.
도 2는 본 발명의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치가 적용된 영상촬영장치의 일 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a view schematically showing the configuration of an embodiment of an image photographing apparatus to which the tilt driving device for image stabilization according to the present invention is applied.
도시된 바와 같이 본 발명의 틸트구동장치가 적용된 영상촬영장치는, 기판(Printed Circuit Board)(110), 촬상소자(120), 렌즈 경통(130), 렌즈 경통 기구(140), 가동 거울(150), 검출광 분기 거울(160), 떨림 검출 센서(170), 틸트 제어부(180), 틸트 구동부(190) 등으로 구성된다.As illustrated, the image photographing apparatus to which the tilt driving apparatus of the present invention is applied includes a printed
촬상소자(120)는 영상촬영장치의 구동을 제어하는 각종 회로 소자들로 구성되는 기판(110)상에 설치되며, 사용자의 조작에 따라 촬상되는 피사체의 상을 캡처하여 소정의 영상신호로 변환시켜 출력한다.The
렌즈 경통(130)은 촬상소자에 피사체의 상을 형성시키는 렌즈가 하나 이상 격납된다.The lens barrel 130 includes one or more lenses for forming an image of a subject in the image pickup device.
이때 렌즈 경통(130)은 렌즈의 설계에 따라 선택적으로 하나 이상 사용할 수 있으며, 도 2에서와 같이 3개로 분할할 때 제 1 렌즈경통(130a)은 가동 거울(150)의 전방, 제 2 렌즈경통(130b)은 가동 거울(150)과 검출광 분기 거울(160) 사이, 제 3 렌즈경통(130c)은 검출광 분기 거울(160)과 촬상소자(120) 사이에 각각 설치하여 사용할 수 있다.In this case, one or more lens barrels 130 may be selectively used according to the design of the lens. When divided into three as shown in FIG. 2, the
렌즈 경통 기구(140)는 영상촬영장치의 자동 초점 기능, 줌 기능 등을 수행 하는 부분이다.The
이때, 렌즈 경통 기구(140)는 도면상에 가동 거울(150) 전방의 제 1 렌즈경통(130a)에 구비된 것을 예로 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 그 이외에 제 2 렌즈경통(130b), 제 3 렌즈경통(130c)에 선택적으로 위치할 수 있다.In this case, the
가동 거울(150)은 촬영대상 피사체의 상을 반사시켜 검출광 분기 거울(160) 방향으로 출력한다.The
검출광 분기 거울(160)은 입사광을 반사광과 투과광이 소정의 특성을 갖도록 분기시키는 광학적 코팅면이 피사체로부터의 광진행 방향에 형성되어 있으며, 가동 거울(150)에서 반사된 가시광의 대부분을 촬상소자(120) 방향으로 반사시키며, 가동 거울(150)에서 반사된 적외선 영역을 포함한 일부 가시광은 분기시켜 후면의 떨림 검출 센서(170)로 출력한다.The detection
떨림 검출 센서(170)는 검출광 분기 거울(160)의 후방에 설치되며, 검출광 분기 거울(160)에서 분기된 피사체의 상을 검출한 후, 검출된 피사체의 상을 틸트 제어부(180)로 출력한다.The
틸트 제어부(180)는 떨림 검출 센서(170)로부터 입력되는 검출신호를 토대로 사용자의 손떨림에 따른 움직임을 검출하며, 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 가동 거울(150)을 틸트시키기 위한 제어신호를 생성하여 틸트 구동부(190)로 출력한다.The
틸트 구동부(190)는 가동 거울(150)의 후면에 설치되며, 틸트 제어부(180)로부터 입력되는 제어신호에 따라 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 가동 거 울(150)을 틸트시켜 촬상소자(120)에 형성되는 상이 고정되도록 한다.The
한편, 본 발명의 틸트구동장치가 적용된 영상촬영장치는 전술한 도 2의 구성 이외에, 도 3과 같이 구성할 수도 있다.Meanwhile, the image photographing apparatus to which the tilt driving apparatus of the present invention is applied may be configured as shown in FIG. 3 in addition to the configuration of FIG. 2 described above.
즉 도 2의 구성과 비교해 볼 때, 손떨림 검출에 대한 구성 부분인 검출광 분기 거울(160a), 떨림 검출 센서(170a), 틸트 제어부(180a)의 구성에서만 차이점이 있고 그 이외의 구성은 모두 동일하게 구성된다. 여기에서는 차이점이 있는 구성 부분에 대해서만 설명하고 그 이외의 구성설명은 생략하기로 한다.That is, compared with the configuration of FIG. 2, only the configuration of the detection
검출광 분기 거울(160a)은 피사체로부터의 광진행 방향면이 광학적 코팅 처리되어, 가동 거울(150)에서 반사된 가시광의 대부분을 촬상소자(120) 방향으로 반사하여 분기시키며, 가동 거울(150)에서 반사된 적외선 영역은 후방으로 분기시켜 적외선 성분이 촬상소자(120)로 입사되지 않도록 한다.The detection
떨림 검출 센서(170a)는 가속도 센서 또는 자이로 센서를 사용하여 영상촬영장치 내에 설치되며, 사용자의 조작에 따른 영상촬영장치 자체의 가속도, 진동과 같은 운동상태를 감지하며, 감지신호를 틸트 제어부(180a)로 출력한다.The
틸트 제어부(180a)는 떨림 검출 센서(170a)에서 감지한 영상촬영기기 자체의 운동상태 정보를 토대로 사용자의 손떨림에 따른 움직임을 검출하고, 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 가동 거울을 틸트시키기 위한 제어신호를 생성하며, 제어신호를 틸트 구동부(190)로 출력하여 틸트 구동부(190)에서 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 가동 거울(150)을 틸트시켜 촬상소자(120)에 형성되는 상이 고정되도록 한다.The
도 4와 도 5는 도 2의 틸트 구동부(190)의 분리 사시도 및 결합 사시도를 각각 나타낸 도면이다.4 and 5 are an exploded perspective view and a combined perspective view of the
도시된 바와 같이 틸트 구동부(190)는, 상부 고정부(191), 영구자석(192), 요크(193), 코일(194), 스프링(195) 등으로 구성된다.As illustrated, the
상부 고정부(191)는 상면에 가동거울(150)이 부착되며, 하면에 코일(194)이 부착된다.The
영구자석(192)은 평판 형태로 형성되어 평평한 면과 수직 방향으로 자화되어 있으며, 상부에서 하부로 N극, 자화 분극선, S극이 차례로 형성되어 있다.The
요크(193)는 4개로 균등 분할된 상면 각각에 영구자석(192)이 설치되어 영구자석(192)의 자기 효율을 높이며, 하면은 영상촬영장치 내의 하우징에 고정되어 자력의 방향을 효율적으로 운용하도록 만든다.The
코일(194)은 요크(193)의 상부에 구비된 4개의 영구자석(193)의 힘 발생에 영향을 주는 자화영역과 대응되는 위치인 상부 고정부(191)의 하면에 영구자석(193)의 자화영역 형상과 동일한 형상을 갖도록 권선되어 있으며, 틸트 제어부(180)로부터 끝 단의 각 전압단자(196)를 통해 가동 거울(150)을 기울이기 위한 제어신호(즉 V+, V- 전압)가 입력된다.The
이때, 대각 방향으로 마주보는 코일은 하나의 코일로 연결되어 하나의 전압단자를 형성하며, 총 2개의 전압단자(예를 들어, X 단자, Y 단자)가 형성된다.At this time, the coil facing in the diagonal direction is connected to one coil to form one voltage terminal, a total of two voltage terminals (for example, X terminal, Y terminal) is formed.
또한, 코일(194)을 서로 마주보는 대각 방향으로 권선하되, 발생되는 힘이 서로 반대 방향이 되도록 권선한다. 즉, 어느 한쪽의 코일을 시계 방향으로 권선하 였다면, 대각 방향의 코일은 반시계 방향으로 권선함으로써, 틸트 제어부(180)로부터 입력되는 제어신호에 따라 영구자석(192)과 코일(194)을 이용한 전자기적인 힘에 의하여 가동 거울(150)이 2축 틸트되도록 하는 것이다.In addition, while winding the
스프링(195)은 상부 고정부(191)와 요크(193)를 연결하여, 틸트 제어부(180)의 제어에 따라 영구자석(192)과 코일(194)의 전자기 작용에 의해 상부 고정부(191)가 틸트될 때 위치가 이탈되지 않도록 탄성 지지한다.The
도 6은 도 4의 요크(193)의 구조를 설명하기 위한 단면도로서, 도 6a는 요크(193)의 상부에 영구자석(192)의 형태로 홈을 내고, 그 홈에 영구자석(192)의 삽입하여 영구자석(192)의 상면이 요크(193)의 상부면과 일직선상에 위치하도록 한 구조를 나타낸 것이며, 도 6b는 요크(193)의 상부에 영구자석(192)을 그대로 올려놓고 고정한 구조를 나타낸 것이다.6 is a cross-sectional view illustrating the structure of the
이때, 영구자석(192)의 상면이 요크(193)의 상면과 일치하도록 한 도 6a의 구조가 요크(193)의 상부에 영구자석(192)을 그대로 올려 구성한 도 6b의 구조에 비하여 영구자석(192)의 효율을 극대화할 수 있다.At this time, the structure of Figure 6a so that the upper surface of the
다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명의 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치의 작동과정에 대하여 도 7부터 도 10을 참조하여 설명한다.Next, an operation process of the tilt driver for image stabilization of the image photographing apparatus of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 7 to 10.
도 7은 도 2의 영상촬영장치를 사용하는 과정에서 손떨림 발생에 따른 피사체의 상대적 이동을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 2의 가동 거울을 틸트시켜 손떨림을 보정하는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 2의 틸트 구동부의 힘 발생 원리를 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 도 2의 틸트 구동부의 실제 힘 발생 구동예를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a relative movement of a subject caused by hand shaking in the process of using the image capturing apparatus of FIG. 2, and FIG. 8 is a diagram illustrating a hand shake correction by tilting the movable mirror of FIG. 2. 9 is a view for explaining the force generation principle of the tilt driver of FIG. 2, and FIG. 10 is a view for explaining the actual force generation driving example of the tilt driver of FIG.
우선, 영상촬영장치를 사용하는 사용자가 정상적인 촬영을 수행하는 경우 피사체의 상은 가동 거울(150)에서 반사되어 검출광 분기 거울(160) 방향으로 출력되고, 검출광 분기 거울(160)에서는 가동 거울(150)에서 반사된 피사체의 상을 촬상소자(120) 방향으로 반사시키며, 촬상소자(120)에서 사용자의 조작에 따라 촬상되는 피사체의 상을 캡처하여 소정의 영상신호로 변환한다.First, when a user who uses an image photographing apparatus performs normal photographing, an image of a subject is reflected by the
이와 같은 촬영과정에서 사용자의 손떨림이 발생되면, 도 7에서와 같이 상대적으로 피사체가 이동하게 되고, 촬상소자(120)에 형성되는 피사체 상의 위치가 변화되어 촬영 화질이 저하된다. 이와 동시에 떨림 검출 센서(170)에서 검출하는 피사체의 상도 촬상소자(120)에 형성되는 상과 동일한 위치이동이 발생된다.When the user's hand shake occurs in the photographing process, the subject moves relatively, as shown in FIG. 7, and the position of the subject formed on the
이처럼 사용자의 손떨림에 의한 피사체의 상 변화는 검출광 분기 거울(160)의 후방에 설치된 떨림 검출 센서(170)에서 검출되고, 틸트 제어부(180)에서는 떨림 검출 센서(170)에서 검출된 영상을 토대로 떨림 정도를 검출하며, 검출된 손떨림을 상쇄시키는 방향으로 가동 거울(150)을 기울이기 위한 제어신호를 생성하여 틸트 구동부(190)로 출력한다.As described above, the image change of the subject due to the shaking of the user is detected by the
틸트 제어부(180)에서 수행하는 떨림 정도의 검출은 보안 및 물체 인식 분야에 종사하는 당업자가 일반적으로 구현할 수 있는 움직임 검출 기법으로서, 다양한 방식이 공지되어 있으며, 본 발명에서는 해당 방식 중 어느 하나를 사용하여 구현한다.The degree of shaking performed by the
가동 거울(150)의 후면에 설치된 틸트 구동부(190)에서는 틸트 제어부(180)로부터 입력되는 제어신호에 따라 도 8에서와 같이 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 가동 거울(150)의 경사도를 낮추는 틸트 조작을 수행하여 손떨림을 보정하게 된다.The
그러나 손떨림의 방향이 도 8에 도시된 방향과 반대방향으로 발생되면, 틸트 구동부(190)에서는 틸트 제어부(180)로 가동 거울(150)의 경사도를 높이기 위한 제어신호를 출력하여 손떨림을 보정하게 된다.However, when the direction of the hand shake is generated in a direction opposite to that shown in FIG. 8, the
이와 같이 틸트 구동부(190)에서 수행되는 손떨림 보정을 위한 틸트 조작은 도 9에 도시된 바와 같은 원리에 의해 동작한다.As described above, the tilt operation for the camera shake correction performed by the
즉, 도 9에 도시된 바와 같이 자력선은 영구자석(192)의 상면에서는 영구자석(192)의 면에 수직한 방향을 가지지만, 영구자석(192)의 끝 부분에서는 아래 방향으로 휘어지게 되고, 영구자석(192)의 면에 평행하고 바깥쪽으로 향하는 자력선(즉 힘 발생에 영향을 주는 자력성분)이 코일(194)에 흐르는 전류와 전자기적으로 상호작용하게 되어 코일(194)에 인가되는 전류의 방향에 따라 영구자석(192) 면에 수직한 방향으로 힘이 발생되는 것이다.That is, as shown in FIG. 9, the magnetic force line has a direction perpendicular to the surface of the
이때, 상부 고정부(191)와 요크(193)는 사각 부분이 스프링(195)에 의해 탄성 지지되기 때문에 영구자석(192)과 코일(194)의 전자기 작용에 의해 상부 고정부(191)가 틸트될 때 위치가 이탈되지 않으며, 전자기 작용이 사라지면 스프링(195)의 탄성력에 의하여 정상 상태로 원위치된다.At this time, the upper fixing
예를 들어, 도 10a에 도시된 바와 같이 틸트 제어부(180)에서 손떨림 보정을 위하여 틸트 구동부(190)의 X 단자 또는 Y 단자로 양의 전압(V+)(즉, 손떨림에 의한 진동을 상쇄하기 위하여 가동 거울(150)을 틸트시키기 위한 제어신호)을 인가하면, 코일(194)을 따라 전류가 흘러 영구자석(192)의 자력선과 상호작용하여 공지의 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(194) 면에 수직한 방향으로 힘이 발생된다.For example, as shown in FIG. 10A, the
이때 서로 대각 방향으로 마주하여 하나의 단자로 연결된 두 코일(194)은 발생하는 힘의 방향이 서로 반대 방향이 되도록 권선되어 있기 때문에 가동 거울(150)이 구비된 상부 고정부(191)가 틸트(좌측은 아래쪽으로 구동되고, 우측은 위쪽으로 구동)되며, 이에 따라 사용자의 손떨림이 보정되어 화질 저하가 방지된다.At this time, since the two
또한, 이와는 반대 방향의 손떨림을 보정하고자 할 경우, 도 10b에서와 같이 틸트 제어부(180)에서 손떨림 보정을 위하여 틸트 구동부(190)의 X 단자 또는 Y 단자로 음의 전압(V-)을 인가하면, 영구자석(192)과 코일(194)의 전자기 작용에 의하여 도 10a와는 반대의 방향으로 가동 거울(150)이 구비된 상부 고정부(191)가 틸트(좌측은 위쪽으로 구동되고, 우측은 아래쪽으로 구동)되며, 이에 따라 사용자의 손떨림이 보정되어 화질 저하가 방지된다.In addition, in order to compensate for hand shake in the opposite direction, as shown in FIG. 10B, when the
한편, 전술한 도 2의 구성에 대한 동작과정 설명과는 달리 손떨림 검출방식에 차이점이 있는 도 3의 구성에 대한 동작과정을 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, unlike the description of the operation process of the configuration of FIG. 2 described above, the operation process of the configuration of FIG. 3 having a difference in the hand shake detection method will be described below.
영상촬영장치를 사용하는 사용자가 정상적인 촬영을 수행하는 경우 피사체의 상은 가동 거울(150)에서 반사되어 검출광 분기 거울(160a) 방향으로 출력되고, 검출광 분기 거울(160a)에서는 가동 거울(150)에서 반사된 피사체의 상을 촬상소 자(120) 방향으로 반사시키며, 촬상소자(120)에서 사용자의 조작에 따라 촬상되는 피사체의 상을 캡처하여 소정의 영상신호로 변환한다.When a user who uses an image photographing apparatus performs normal photographing, an image of a subject is reflected by the
이와 같은 촬영과정에서 사용자의 손떨림이 발생되면 촬상소자(120)에 형성되는 상의 위치가 변화되어 촬영 화질이 저하된다.When the user's hand shake occurs in the photographing process, the position of the image formed on the
사용자의 손떨림에 의한 피사체의 상 변화는 가속도 센서 또는 자이로 센서로 된 떨림 검출 센서(170a)를 통해 감지되고, 떨림 검출 센서(170a)에서 감지한 영상촬영기기 자체의 운동상태 정보를 토대로 틸트 제어부(180a)에서 사용자의 손떨림에 따른 움직임을 검출하며, 검출된 손떨림을 상쇄시키는 방향으로 가동 거울(150)을 기울이기 위한 제어신호를 생성하여 틸트 구동부(190)로 출력한다.The image change of the subject due to the shaking of the user is detected through the
그러면 가동 거울(150)의 후면에 설치된 틸트 구동부(190)에서는 틸트 제어(180a)부로부터 입력되는 제어신호에 따라 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 가동 거울(150)의 경사도를 낮추거나 높이는 틸트 조작(틸트 구동부(190)의 동작 과정은 전술한 도 2 구성의 동작과정과 동일함)을 수행하여 손떨림을 보정하게 된다.Then, the
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Herein, while the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, those skilled in the art will variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. And can be changed.
도 1은 종래의 손떨림 보정을 위한 영상촬영장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면,1 is a view for schematically explaining the configuration of a conventional image pickup device for image stabilization;
도 2는 본 발명의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치가 적용된 영상촬영장치의 일 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,FIG. 2 is a view schematically showing the configuration of an embodiment of an image photographing apparatus to which a tilt driving device for image stabilization according to the present invention is applied; FIG.
도 3은 본 발명의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치가 적용된 영상촬영장치의 다른 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,3 is a view schematically showing the configuration of another embodiment of an image photographing apparatus to which the tilt driving device for image stabilization according to the present invention is applied;
도 4는 도 2의 틸트 구동부의 분리 사시도,4 is an exploded perspective view of the tilt driver of FIG. 2;
도 5는 도 2의 틸트 구동부의 결합 사시도,5 is a perspective view of the tilt driving unit of FIG.
도 6은 도 4의 요크의 구조를 설명하기 위한 단면도,6 is a cross-sectional view for explaining the structure of the yoke of FIG. 4;
도 7은 도 2의 영상촬영장치를 사용하는 과정에서 손떨림 발생에 따른 피사체의 상대적 이동을 설명하기 위한 도면,FIG. 7 is a view for explaining a relative movement of a subject caused by hand shaking in the process of using the image photographing apparatus of FIG. 2; FIG.
도 8은 도 2의 가동 거울을 틸트시켜 손떨림을 보정하는 것을 설명하기 위한 도면,8 is a view for explaining the correction of hand shake by tilting the movable mirror of FIG.
도 9는 도 2의 틸트 구동부의 힘 발생 원리를 설명하기 위한 도면,9 is a view for explaining the force generation principle of the tilt driver of FIG.
도 10은 도 2의 틸트 구동부의 실제 힘 발생 구동예를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 10 is a diagram for describing an actual force generation driving example of the tilt driver of FIG. 2.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110 : 기판 120 : 촬상소자110
130 : 렌즈 경통 140 : 렌즈 경통 기구130: lens barrel 140: lens barrel mechanism
150 : 가동 거울 160, 160a : 검출광 분기 거울150:
170, 170a : 떨림 검출 센서 180, 180a : 틸트 제어부170, 170a:
190 : 틸트 구동부 191 : 상부 고정부190: tilt driving unit 191: upper fixing unit
192 : 영구자석 193 : 요크192: permanent magnet 193: yoke
194 : 코일 195 : 스프링194: Coil 195: Spring
Claims (5)
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KR1020080010710A KR20090084494A (en) | 2008-02-01 | 2008-02-01 | Tilt driving apparatus for vibration correction in image photographing apparatus |
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Cited By (2)
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WO2020197150A1 (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 엘지이노텍 주식회사 | Camera device |
JP2022542307A (en) * | 2019-07-31 | 2022-09-30 | 華為技術有限公司 | Optical image stabilization mechanism and control method |
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2008
- 2008-02-01 KR KR1020080010710A patent/KR20090084494A/en active IP Right Grant
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