KR20090084505A - 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치에 관한 것으로서, 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 평판 형태로 형성되어 중앙부와 외곽 부분에 복수 개의 홀이 형성되어 있고, 중앙부의 홀은 요크의 상면 중앙에 형성된 돌기에 결합되고, 외곽 부분의 홀은 상부 고정부의 하면 외곽 부분에 형성된 복수 개의 돌기에 각각 결합되며, 영구자석과 코일의 전자기 작용에 의해 상부 고정부가 틸트될 때 위치가 이탈되지 않도록 탄성 지지하는 판 스프링을 포함한다.

따라서, 소정의 피사체를 촬영하는 사용자의 손떨림에 의하여 화질이 저하되는 문제점을 개선하는 효과를 제공한다.

영상촬영장치, 카메라, 손떨림 보정, 틸트, 자석, 코일, 전자기, 판 스프링

Description

영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치{Tilt driving apparatus for vibration correction in image photographing apparatus}

본 발명은 틸트구동장치에 관한 것이다.

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.

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.

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.

도 1은 상술한 바와 같은 종래의 손떨림 보정 기능이 구비된 영상촬영장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

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.

이와 같이 구성된 영상촬영장치의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

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.

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.

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.

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.

또한, 종래의 손떨림 보정 기능이 구비된 영상촬영장치는, 렌즈군의 외곽 부위에 렌즈구동부가 설치되기 때문에 영상촬영장치를 소형으로 제작하기 어려운 문제점이 있었다.

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.

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.

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.

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 평판 형태로 형성되어 중앙부와 외곽 부분에 복수 개의 홀이 형성되어 있고, 중앙부의 홀은 요크의 상면 중앙에 형성된 돌기에 결합되고, 외곽 부분의 홀은 상부 고정부의 하면 외곽 부분에 형성된 복수 개의 돌기에 각각 결합되며, 영구자석과 코일의 전자기 작 용에 의해 상부 고정부가 틸트될 때 위치가 이탈되지 않도록 탄성 지지하는 판 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상부 고정부의 하면 중앙에 돌기가 형성되어 있고, 요크의 상면 외곽 부분에 복수 개의 돌기가 형성되어 있으며, 판 스프링의 중앙부에 형성된 홀은 상부 고정부의 하면 중앙부에 형성된 돌기에 결합되고, 판 스프링의 외곽 부분에 형성된 복수 개의 홀은 요크의 상면 외곽 부분에 형성된 복수 개의 돌기에 각각 결합되도록 구성할 수 있다.

그리고 판 스프링은, 평판 형태로 형성되어 외곽 부분에 복수 개의 홀이 형성되어 있고, 하부는 열경화 접착 테이프를 통해 요크의 상면에 부착되며, 외곽 부분의 홀은 상부 고정부의 하면 외곽 부분에 형성된 복수 개의 돌기에 각각 결합되도록 구성할 수 있다.

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.

그리고 상술한 요크는, 4개로 균등 분할된 상면 각각에 영구자석을 올려놓고 고정하는 것이 바람직하다.

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.

그리고 상술한 코일은, 코일을 서로 마주보는 대각 방향으로 권선할 때, 발 생되는 힘이 서로 반대 방향이 되어 2축 틸트 구동이 이루어지도록 일측은 시계 방향으로 권선하고 타측은 반시계 방향으로 권선하는 것이 바람직하다.

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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치가 적용된 영상촬영장치의 일 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

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.

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.

렌즈 경통(130)은 촬상소자에 피사체의 상을 형성시키는 렌즈가 하나 이상 격납된다.

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.

렌즈 경통 기구(140)는 영상촬영장치의 자동 초점 기능, 줌 기능 등을 수행하는 부분이다.

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.

가동 거울(150)은 촬영대상 피사체의 상을 반사시켜 검출광 분기 거울(160) 방향으로 출력한다.

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, 가 동 거울(150)에서 반사된 적외선 영역을 포함한 일부 가시광은 분기시켜 후면의 떨림 검출 센서(170)로 출력한다.

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.

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.

틸트 구동부(190)는 가동 거울(150)의 후면에 설치되며, 틸트 제어부(180)로부터 입력되는 제어신호에 따라 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 가동 거울(150)을 틸트시켜 촬상소자(120)에 형성되는 상이 고정되도록 한다.

한편, 본 발명의 틸트구동장치가 적용된 영상촬영장치는 전술한 도 2의 구성 이외에, 도 3과 같이 구성할 수도 있다.

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.

검출광 분기 거울(160a)은 피사체로부터의 광진행 방향면이 광학적 코팅 처리되어, 가동 거울(150)에서 반사된 가시광의 대부분을 촬상소자(120) 방향으로 반 사하여 분기시키며, 가동 거울(150)에서 반사된 적외선 영역은 후방으로 분기시켜 적외선 성분이 촬상소자(120)로 입사되지 않도록 한다.

떨림 검출 센서(170a)는 가속도 센서 또는 자이로 센서를 사용하여 영사촬영장치 내에 설치되며, 사용자의 조작에 따른 영상촬영장치 자체의 가속도, 진동과 같은 운동상태를 감지하며, 감지신호를 틸트 제어부(180a)로 출력한다.

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.

도 4는 도 2의 틸트 구동부(190)의 구조를 나타낸 분리 사시도이며, 도 5는 도 4의 판 스프링(195)의 평면도이다.

도시된 바와 같이 틸트 구동부(190)는, 상부 고정부(191), 영구자석(192), 요크(193), 코일(194), 판 스프링(195) 등으로 구성된다.

상부 고정부(191)는 상면에 가동거울(150)이 부착되며, 하면에 코일(194)이 부착된다.

영구자석(192)은 평판 형태로 형성되어 평평한 면과 수직 방향으로 자화되어 있으며, 상부에서 하부로 N극, 자화 분극선, S극이 차례로 형성되어 있다.

요크(193)는 4개로 균등 분할된 상면 각각에 영구자석(192)이 설치되어 영구 자석(192)의 자기 효율을 높이며, 하면은 영상촬영장치 내의 하우징에 고정되어 자력의 방향을 효율적으로 운용하도록 만든다.

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.

이때, 대각 방향으로 마주보는 코일은 하나의 코일로 연결되어 하나의 전압단자를 형성하며, 총 2개의 전압단자(예를 들어, X 단자, Y 단자)가 형성된다.

또한, 코일(194)을 서로 마주보는 대각 방향으로 권선하되, 발생되는 힘이 서로 반대 방향이 되도록 권선한다. 즉, 어느 한쪽의 코일을 시계 방향으로 권선하였다면, 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.

판 스프링(195)은 중앙부 및 외곽 부분에 홀(196)(197)이 형성되어 요크(193)의 상면 중앙에 구비된 돌기(196a) 및 상부 고정부(191)의 하면에 구비된 돌기(197a)에 각각 결합되며, 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.

이때, 도면상에 도시하지는 않았지만 상술한 구성과는 반대로 중앙부의 홀(196)은 상부 고정부(191)의 하면 중앙에 구비된 돌기에 결합하고, 외곽 부분에 형성된 홀(197)은 요크(193)의 상면 외곽 부분에 구비된 돌기에 결합하여 구성할 수 있음은 물론이다.

도 6은 도 4의 판 스프링(195)의 다른 실시예의 평면도로서, 홀(196)(197)과 돌기(196a)(197a)를 통해 판 스프링(195)을 상부 고정부(191) 및 요크(193)와 결합한 도 4 및 도 5의 구성과는 달리, 판 스프링(195)의 하부는 열경화 접착 테이프(198)를 통해 요크(193)의 상면에 부착하고, 판 스프링(195) 사각의 각 외곽 부분에 형성된 홀(197)은 상부 고정부(191)의 하부에 구비된 돌기(197a)에 결합하여, 영구자석(192)과 코일(194)의 전자기 작용에 의해 상부 고정부(191)가 틸트될 때 위치가 이탈되지 않도록 초기위치를 고정하면서 상하 구동을 일정하게 유지하도록 구성할 수도 있다.

도 7은 도 4의 요크(193)의 구조를 설명하기 위한 단면도로서, 도 7a는 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 7b는 요크(193)의 상부에 영구자석(192)을 그대로 올려놓고 고정한 구조를 나타낸 것이다.

이때, 영구자석(192)의 상면이 요크(193)의 상면과 일치하도록 한 도 7a의 구조가 요크(193)의 상부에 영구자석(192)을 그대로 올려 구성한 도 7b의 구조에 비하여 영구자석(192)의 효율을 극대화할 수 있다.

다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명의 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치의 작동과정에 대하여 도 8부터 도 12를 참조하여 설명한다.

도 8은 도 2의 영상촬영장치를 사용하는 과정에서 손떨림 발생에 따른 피사체의 상대적 이동을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 2의 가동 거울을 틸트시켜 손떨림을 보정하는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 도 2의 틸트 구동부의 힘 발생 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 2의 틸트 구동부의 실제 힘 발생 구동예를 설명하기 위한 도면이며, 도 12는 도 4의 판 스프링을 적용하였을 경우의 실제 힘 발생 구동예를 설명하기 위한 도면이다.

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.

이와 같은 촬영과정에서 사용자의 손떨림이 발생되면, 도 8에서와 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.

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 손떨 림을 상쇄시키는 방향으로 가동 거울(150)을 기울이기 위한 제어신호를 생성하여 틸트 구동부(190)로 출력한다.

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.

가동 거울(150)의 후면에 설치된 틸트 구동부(190)에서는 틸트 제어부(180)로부터 입력되는 제어신호에 따라 도 9에서와 같이 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 가동 거울(150)의 경사도를 낮추는 틸트 조작을 수행하여 손떨림을 보정하게 된다.

그러나 손떨림의 방향이 도 9에 도시된 방향과 반대방향으로 발생되면, 틸트 구동부(190)에서는 틸트 제어부(180)로 가동 거울(150)의 경사도를 높이기 위한 제어신호를 출력하여 손떨림을 보정하게 된다.

이와 같이 틸트 구동부(190)에서 수행되는 손떨림 보정을 위한 틸트 조작은 도 10에 도시된 바와 같은 원리에 의해 동작한다.

즉, 도 10에 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.

이때, 상부 고정부(191)와 요크(193)는 판 스프링(195)의 결합에 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 판 스프링(195)의 탄성력에 의하여 정상 상태로 원위치된다.

예를 들어, 상부 고정부(191)가 틸트되지 않는 정상적인 구동 상태(도 11a, 도 12a)에서 도 11b, 도 12b에 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.

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.

또한, 이와는 반대 방향의 손떨림을 보정하고자 할 경우, 도 11c, 도 12c에서와 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 작 용에 의하여 도 11b, 도 12b와는 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.

한편, 전술한 도 2의 구성에 대한 동작과정 설명과는 달리 손떨림 검출방식에 차이점이 있는 도 3의 구성에 대한 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

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 촬상소자(120) 방향으로 반사시키며, 촬상소자(120)에서 사용자의 조작에 따라 촬상되는 피사체의 상을 캡처하여 소정의 영상신호로 변환한다.

이와 같은 촬영과정에서 사용자의 손떨림이 발생되면 촬상소자(120)에 형성되는 상의 위치가 변화되어 촬영 화질이 저하된다.

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.

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.

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.

도 1은 종래의 손떨림 보정을 위한 영상촬영장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면,

도 2는 본 발명의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치가 적용된 영상촬영장치의 일 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치가 적용된 영상촬영장치의 다른 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 4는 도 2의 틸트 구동부의 분리 사시도,

도 5는 도 4의 판 스프링의 평면도,

도 6은 도 4의 판 스프링의 다른 실시예의 평면도,

도 7은 도 4의 요크의 구조를 설명하기 위한 단면도,

도 8은 도 2의 영상촬영장치를 사용하는 과정에서 손떨림 발생에 따른 피사체의 상대적 이동을 설명하기 위한 도면,

도 9는 도 2의 가동 거울을 틸트시켜 손떨림을 보정하는 것을 설명하기 위한 도면,

도 10은 도 2의 틸트 구동부의 힘 발생 원리를 설명하기 위한 도면,

도 11은 도 2의 틸트 구동부의 실제 힘 발생 구동예를 설명하기 위한 도면,

도 12는 도 4의 판 스프링을 적용하였을 경우의 실제 힘 발생 구동예를 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 기판 120 : 촬상소자

130 : 렌즈 경통 140 : 렌즈 경통 기구

150 : 가동 거울 160, 160a : 검출광 분기 거울

170, 170a : 떨림 검출 센서 180, 180a : 틸트 제어부

190 : 틸트 구동부 191 : 상부 고정부

192 : 영구자석 193 : 요크

194 : 코일 195 : 판 스프링

Claims (7)

1. 촬영되는 피사체의 상을 반사시키는 가동 거울이 상부에 부착되어 있는 상부 고정부;

   평판 형태로 형성되어 평평한 면과 수직 방향으로 자화되어 있으며, 상부에서 하부로 N극, 자화 분극선, S극이 차례로 형성된 영구자석;

   4개로 균등 분할된 상면 각각에 상기 영구자석이 설치되며, 하면은 영상촬영장치 내의 하우징에 고정되어 자력의 방향을 효율적으로 운용하도록 만드는 요크;

   상기 요크의 상면에 구비된 4개의 영구자석의 힘 발생에 영향을 주는 자화영역과 대응되는 위치인 상기 상부 고정부의 하면에 상기 영구자석의 자화영역 형상과 동일한 형상을 갖도록 권선되어 있으며, 가동 거울을 기울이기 위한 제어신호가 입력되는 코일; 및

   평판 형태로 형성되어 중앙부와 외곽 부분에 복수 개의 홀이 형성되어 있고, 상기 중앙부의 홀은 상기 요크의 상면 중앙에 형성된 돌기에 결합되고, 상기 외곽 부분의 홀은 상기 상부 고정부의 하면 외곽 부분에 형성된 복수 개의 돌기에 각각 결합되며, 상기 영구자석과 상기 코일의 전자기 작용에 의해 상기 상부 고정부가 틸트될 때 위치가 이탈되지 않도록 탄성 지지하는 판 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 고정부의 하면 중앙에 돌기가 형성되어 있고,

   상기 요크의 상면 외곽 부분에 복수 개의 돌기가 형성되어 있으며,

   상기 판 스프링의 중앙부에 형성된 홀은 상기 상부 고정부의 하면 중앙부에 형성된 돌기에 결합되고, 상기 판 스프링의 외곽 부분에 형성된 복수 개의 홀은 상기 요크의 상면 외곽 부분에 형성된 복수 개의 돌기에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 판 스프링은,

   평판 형태로 형성되어 외곽 부분에 복수 개의 홀이 형성되어 있고,

   하부는 열경화 접착 테이프를 통해 상기 요크의 상면에 부착되며,

   상기 외곽 부분의 홀은 상기 상부 고정부의 하면 외곽 부분에 형성된 복수 개의 돌기에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 요크는,

   4개로 균등 분할된 상부면 각각에 상기 영구자석의 형태와 동일한 홈이 형성되어 있으며, 상기 홈에 상기 영구자석이 삽입되어 상기 영구자석의 상면이 상기 요크의 상부면과 일직선상에 놓이도록 한 것을 특징으로 하는 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 요크는,

   4개로 균등 분할된 상면 각각에 상기 영구자석을 올려놓고 고정한 것을 특징으로 하는 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 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 것을 특징으로 하는 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 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 것을 특징으로 하는 영상촬영장치의 손떨림 보정을 위한 틸트구동장치.

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