KR20090092665A - 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치에 관한 것으로서, 소정의 피사체를 촬영하는 사용자의 손떨림에 의한 영상 화질 저하를 개선함과 동시에 자동 초점 기능을 수행할 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명은 영상촬영장치로 소정의 피사체를 촬영하는 사용자의 손떨림이 발생될 경우 피사체로부터의 광진행 방향에 위치한 가동거울을 전자기적인 힘을 통해 2축 틸트 구동하여 손떨림 보정을 수행함으로써 손떨림에 의하여 화질 저하를 방지할 수 있으며, 이와 동시에 피사체가 근거리로 이동되어 초점이 맞지 않는 경우에는 고화소 센서용 렌즈 경통 및 검출센서용 렌즈 경통을 광축 방향에 따라 이동시켜 고화소 센서와 검출센서에 피사체 상의 초점이 정확하게 맞도록 한다.

Description

손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치{Image photographing apparatus for integrating function of vibration correction and auto focusing}

본 발명은 영상촬영장치에 관한 것이다.

보다 상세하게는 소정의 피사체를 촬영하는 사용자의 손떨림에 의한 영상 화질 저하를 개선함과 동시에 자동초점 기능을 수행할 수 있도록 하는 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치에 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 개선하기 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.

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.

한편, 영상촬영장치에는 피사체에 렌즈를 향하게 하면 내장된 전자 장치에 의하여 자동적으로 초점이 맞추어지는 자동초점 기능이 구비되어 있다.

그러나, 이와 같은 자동초점 기능을 수행하는 전자 장치에서 피사체의 상을 인식하는 센서는 통상적으로 고화소 센서(예를 들어, 300만 화소 이상)로 구성되어 있기 때문에 이 센서의 출력을 이용하여 자동초점을 수행할 경우 모듈의 작동이 매우 느려지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록, 소정의 피사체를 촬영하는 사용자의 손떨림에 의한 영상 화질 저하를 개선함과 동시에 자동초점 기능을 수행할 수 있도록 하는 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 촬상되는 피사체의 상을 캡처하는 고화소 센서의 근접 위치에 구비된 검출센서를 통해 사용자의 손떨림에 따른 움직임 검출과 피사체 상의 초점이 흐려지는 것을 빠르게 검출하고, 이를 토대로 가동거울을 틸트시켜 손떨림을 보정함과 동시에 고화소 센서용 렌즈 경통 및 검출센서용 렌즈 경통을 광축 방향에 따라 구동하여 자동초점 기능을 구현할 수 있도록 하는 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치는, 촬상되는 피사체의 상을 캡처하여 소정의 영상신호로 변환시켜 출력하는 고화소 센서와; 고화소 센서의 근접 거리에 설치되어 있으며, 촬상되는 피사체의 흔들림과 피사체 상의 초점을 감지하는 검출센서와; 고화소 센서와 검출센서에 피사체의 상을 형성시키는 렌즈가 하나 이상 격납된 고화소 센서용 렌즈 경통 및 검출센서용 렌즈 경통과; 피사체의 상을 고화소 센서와 검출센서로 반사시키는 가동거울과; 가동거울에서 반사된 피사체의 적외선 영역을 차단하는 적외선 차단 필터와; 영상촬영장치의 전반적인 구동을 제어하고, 검출센서로부터 입력되는 검출신호를 토대로 사용자의 손떨림에 따른 움직임과 피사체 상의 초점이 정확한지의 여부를 검출하고, 손떨림이 감지되면 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 가동거울을 틸트시키기 위한 제어신호를 생성하여 출력하며, 검출센서에 형성되는 피사체 상의 초점이 흐려지면 고화소 센서용 렌즈 경통 및 검출센서용 렌즈 경통을 광축 방향에 따라 이동시키기 위한 제어신호를 생성하여 출력하는 제어부와; 가동거울의 후면에 설치되며, 제어부로부터 입력되는 제어신호에 따라 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 가동거울을 틸트시켜 고화소 센서와 검출센서에 형성되는 상이 고정되도록 하는 틸트 구동부; 및 제어부로부터 입력되는 제어신호에 따라 고화소 센서용 렌즈 경통 및 검출센서용 렌즈 경통을 광축 방향에 따라 이동시켜 고화소 센서와 검출센서에 피사체 상의 초점이 맞도록 하는 자동초점 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명의 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치에 따르면, 영상촬영장치로 소정의 피사체를 촬영하는 사용자의 손떨림이 발생될 경우 피사체로부터의 광진행 방향에 위치한 가동거울을 전자기적인 힘을 통해 2축 틸트 구동하여 손떨림 보정을 수행함으로써 손떨림에 의하여 화질이 저하되는 문제점을 해소할 수 있으며, 이와 동시에 피사체가 근거리로 이동되어 초점이 맞지 않는 경우에는 고화소 센서용 렌즈 경통 및 검출센서용 렌즈 경통을 광축 방향에 따라 고화소 센서 및 검출센서에서 멀어지는 방향으로 이동시켜 고화소 센서와 검출센서에 피사체 상의 초점이 정확하게 맞도록 조절함으로써 자동초점 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 2는 도 1의 영상촬영장치의 고화소 센서 및 검출센서에 맺히는 피사체 상의 형성을 설명하기 위한 도면,

도 3은 도 1의 영상촬영장치를 사용하는 과정에서 손떨림 발생에 따른 피사체의 상대적 이동을 설명하기 위한 도면,

도 4는 도 1의 제어부에서 수행하는 손떨림 검출 방식을 설명하기 위한 도면,

도 5는 도 1의 제어부의 제어에 따라 틸트 구동부에서 가동거울을 틸트시켜 손떨림을 보정하는 것을 설명하기 위한 도면,

도 6과 도 7은 도 1의 틸트 구동부의 일 실시예의 분리 사시도 및 결합 사시도,

도 8은 도 6의 요크의 구조를 설명하기 위한 단면도,

도 9는 도 6의 틸트 구동부의 힘 발생 원리를 설명하기 위한 도면,

도 10은 도 6의 틸트 구동부의 실제 힘 발생 구동예를 설명하기 위한 도면,

도 11은 도 1의 틸트 구동부의 다른 실시예의 구조를 나타낸 분리 사시도,

도 12는 도 11의 판 스프링의 평면도,

도 13은 도 11의 틸트 구동부의 실제 힘 발생 구동예를 설명하기 위한 도면,

도 14는 도 12의 판 스프링의 다른 실시예의 평면도,

도 15는 도 14의 판 스프링의 실제 힘 발생 구동예를 설명하기 위한 도면,

도 16은 도 1의 영상촬영장치를 사용하는 과정에서 피사체의 근접에 따른 피사체의 상 형성을 설명하기 위한 도면,

도 17은 도 1의 영상촬영장치를 사용하는 과정에서 피사체의 근접에 따른 자동초점 기능의 실행을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 기판 120 : 고화소 센서

130 : 검출센서 140 : 고화소 센서용 렌즈 경통

150 : 검출센서용 렌즈 경통 160 : 가동거울

170 : 적외선 차단 필터 180 : 제어부

190 : 틸트 구동부 200 : 자동초점 구동부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 영상촬영장치는, 기판(110), 고화소 센서(120), 검출센서(130), 고화소 센서용 렌즈 경통(140), 검출센서용 렌즈 경통(150), 가동거울(160), 적외선 차단 필터(170), 제어부(180), 틸트 구동부(190), 자동초점 구동부(200) 등으로 구성된다.

고화소 센서(120)는 영상촬영장치의 구동을 전반적으로 제어하는 각종 회로 소자들로 구성되는 기판(110)상에 설치되어 있으며, 촬상되는 피사체의 상을 캡처하여 소정의 영상신호로 변환시켜 제어부(180)로 출력한다.

검출센서(130)는 고화소 센서(120)의 근접 거리에 설치되어 있으며, 촬상되는 피사체의 상을 캡처하고, 캡처된 신호를 제어부(180)로 출력하여 피사체의 흔들림과 피사체 상의 초점을 감지하도록 한다.

이때 상술한 고화소 센서(120)와 검출센서(130)는, 5 밀리미터(mm) 이내의 거리에 위치하도록 구성하는 것이 바람직하다.

고화소 센서용 렌즈 경통(140) 및 검출센서용 렌즈 경통(150)은 고화소 센서(120) 및 검출센서(130)에 피사체의 상을 형성시키는 렌즈가 하나 이상 격납되어 있다.

이때 고화소 센서용 렌즈 경통(140)과 검출센서용 렌즈 경통(150)은, 일체로 형성되어 자동초점 구동부(200)의 자동초점 기능 작동시 광축 방향에 따라 함께 이동된다.

가동거울(160)은 촬영대상의 피사체 상을 고화소 센서용 렌즈 경통(140) 및 검출센서용 렌즈 경통(150)을 통해 고화소 센서(120) 및 검출센서(130)로 반사시킨다.

적외선 차단 필터(170)는 고화소 센서용 렌즈 경통(140) 및 검출센서용 렌즈 경통(150)과 고화소 센서(120) 및 검출센서(130) 사이에 적외선 차단 필터 지지부에 의해 지지되어 있으며, 가동거울(160)에서 반사된 피사체의 적외선 영역을 차단하고 가시광선을 통과시킨다.

제어부(180)는 영상촬영장치의 전반적인 구동을 제어하고, 검출센서(130)로부터 입력되는 검출신호를 토대로 사용자의 손떨림에 따른 움직임과 피사체 상의 초점이 정확한지의 여부를 검출하고, 손떨림이 감지되면 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 가동거울(160)을 틸트시키기 위한 제어신호를 생성하여 틸트 구동부(190)로 출력하며, 검출센서(130)에 형성되는 피사체 상의 초점이 흐려지면 고화소 센서용 렌즈 경통(140) 및 검출센서용 렌즈 경통(150)을 광축 방향에 따라 이동시키기 위한 제어신호를 생성하여 자동초점 구동부(200)로 출력한다.

틸트 구동부(190)는 가동거울(160)의 후면에 설치되며, 제어부(180)로부터 입력되는 제어신호에 따라 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 가동거울(160)을 틸트시켜 고화소 센서(120)와 검출센서(130)에 형성되는 상이 고정되도록 한다.

자동초점 구동부(200)는 제어부(180)로부터 입력되는 제어신호에 따라 고화소 센서용 렌즈 경통(140) 및 검출센서용 렌즈 경통(150)을 광축 방향에 따라 이동시켜 고화소 센서(120)와 검출센서(130)에 피사체 상의 초점이 맞도록 한다.

이때 자동초점 구동부(200)는, 고화소 센서용 렌즈 경통(140) 및 검출센서용 렌즈 경통(150)을 광축 방향에 따라 이동시킬 때, 공지된 기술인 VCM(Voice Coil Module), 피에조(piezo), 스태핑 모터(stepping motor) 중 하나의 방식을 사용하여 이동시킨다.

도 2는 도 1의 영상촬영장치의 고화소 센서(120) 및 검출센서(130)에 맺히는 피사체 상의 형성을 설명하기 위한 도면이다.

도시된 바와 같이, 원거리의 피사체에 대해 각각의 고화소 센서용 렌즈 경통(140) 및 검출센서용 렌즈 경통(150)을 통해 고화소 센서(120) 및 검출센서(130)에 상을 형성하며, 두 렌즈간의 거리가 5밀리미터 이내로 작기 때문에 실질적으로 두 고화소 센서(120) 및 검출센서(130)는 피사체의 거의 같은 부분의 영상을 보게 된다.

고화소 센서(120)는 300만 화소 이상으로, 영상 처리 속도가 느리다(최대 12프레임/초). 따라서 이 센서의 출력을 이용하여 손 떨림 또는 자동 초점을 수행할 경우, 모듈의 작동이 매우 느려지게 된다.

검출센서(130)는 30만 화소 이하의 영상 센서를 이용하며, 화소 수가 작아 초당 60장 이상의 고속 영상 처리가 가능하다. 따라서 고속의 검출센서(130)를 이용하여 손떨림 또는 자동초점을 실행함으로 고속 구동이 가능하게 된다.

도 3은 도 1의 영상촬영장치를 사용하는 과정에서 손떨림 발생에 따른 피사체의 상대적 이동을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2의 정상적인 상태에서 도 3과 같이 사용자의 손떨림에 의해 영상촬영장치에 떨림이 발생되면, 상대적으로 피사체가 이동하게 된다. 즉, 영상촬영장치의 떨림에 의해 흔들리는 경우 피사체가 상대적으로 이동하여 고화소 센서(120) 및 검출센서(130)의 다른 부분에 상이 맺히는 것이다.

도 4는 도 1의 제어부(180)에서 수행하는 손떨림 검출 방식을 설명하기 위한 도면으로서, 임의의 시간에 영상 1이 센서에서 검출되고, 소정 시간 이후 영상 2가 검출센서(130)에서 검출된다고 하면(즉 사용자의 손떨림에 의해 영상촬영장치에 떨림이 발생되는 경우), 제어부(180)에서는 검출센서(130)에서 검출한 영상 1과 영상 2를 중첩시킨 비교 영상에서 떨림 정도를 검출하며, 검출된 손떨림을 상쇄시키는 방향으로 가동거울(160)을 기울이기 위한 제어신호를 생성하여 틸트 구동부(190)로 출력한다.

이때, 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.

도 5는 도 1의 제어부(180)의 제어에 따라 틸트 구동부(190)에서 가동거울(160)을 틸트시켜 손떨림을 보정하는 것을 설명하기 위한 도면으로서, 틸트 구동부(190)에서 제어부(180)로부터 입력되는 제어신호에 따라 가동거울(160)의 경사도를 조정하여 손떨림이 보정된다.

이때 손떨림의 방향이 도 5에 도시된 방향과 반대방향으로 발생되면, 틸트 구동부(190)에서는 제어부(180)로부터 입력되는 제어신호에 따라 가동거울(160)의 경사도를 도 5에서의 방향과 반대로 틸트시켜 손떨림을 보정하게 된다.

도 6과 도 7은 도 1의 틸트 구동부의 일 실시예의 분리 사시도 및 결합 사시도로서, 틸트 구동부(190)는 상부 고정부(191), 영구자석(192), 요크(193), 코일(194), 스프링(195) 등으로 구성된다.

상부 고정부(191)는 상면에 가동거울(160)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 영구자석(192)의 자기 효율을 높이며, 하면은 영상촬영장치 내의 하우징에 고정되어 자력의 방향을 효율적으로 운용하도록 만든다. 도 8a는 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 8b는 요크(193)의 상부에 영구자석(192)을 그대로 올려놓고 고정한 구조를 나타낸 것으로서, 도 8a의 구조가 도 8b의 구조에 비하여 영구자석(192)의 효율을 극대화할 수 있다.

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, 제어부(180)로부터 끝 단의 각 전압단자를 통해 가동거울(160)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, 제어부(180)로부터 입력되는 제어신호에 따라 영구자석(192)과 코일(194)을 이용한 전자기적인 힘에 의하여 가동거울(160)이 2축 틸트되도록 하는 것이다.

스프링(195)은 상부 고정부(191)와 요크(193)를 연결하여, 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.

도 9는 도 6의 틸트 구동부(190)의 힘 발생 원리를 설명하기 위한 도면으로서, 이 구조에서 자력선은 영구자석(192)의 상면에서는 영구자석(192)의 면에 수직한 방향을 가지지만, 영구자석(192)의 끝 부분에서는 아래 방향으로 휘어지게 된다. 이때, 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 발생된다.

도 10은 도 6의 틸트 구동부(190)의 실제 힘 발생 구동예를 설명하기 위한 도면으로서, 도 6과 같이 구성된 틸트 구동부(190)의 X 단자 또는 Y 단자에 양의 전압(V+)(즉, 손떨림에 의한 진동을 상쇄하기 위하여 가동거울(160)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 발생한다.

그리고 서로 대각 방향으로 마주하여 하나의 단자로 연결된 두 코일은 발생하는 힘의 방향이 서로 반대 방향이 되도록 권선되어 있기 때문에 두 코일에서 발생하는 힘은 회전력이 되며, 도 10a와 같이 가동거울(160)이 구비되는 상부 고정부(191)가 틸트 운동(좌측은 아래쪽으로 구동되고, 우측은 위쪽으로 구동)을 하게 된다. 이와 같은 원리에 의하여 틸트 구동부(190)는 두 방향의 직교하는 틸트 구동을 구현하게 된다.

이와 반대로 도 10b와 같이 틸트 구동부(190)의 X 단자 또는 Y 단자에 음의 전압(V-)을 인가하면, 도 10a와는 반대의 방향으로 가동거울(160)이 구비되는 상부 고정부(191)가 틸트 운동(좌측은 위쪽으로 구동되고, 우측은 아래쪽으로 구동)을 하게 된다.

도 11은 도 1의 틸트 구동부(190)의 다른 실시예의 구조를 나타낸 분리 사시도이며, 도 12는 도 11의 판 스프링의 평면도이다.

틸트 구동부(190)의 다른 실시예의 구조는, 도 6과 비교해 볼 때 스프링의 구조만 다르고 그 이외의 구성은 모두 동일하므로 여기에서는 판 스프링의 구조에 대하여 설명하기로 한다.

판 스프링(196)은 중앙부 및 사각의 각 외곽 부분에 홀(197)(198)이 형성되어 요크(193)의 상면 중앙에 구비된 돌기(197a) 및 상부 고정부(191)의 하면에 구비된 돌기(198a)에 각각 결합되며, 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, 상술한 구성과는 반대로 중앙부의 홀(197)은 상부 고정부(191)의 하면 중앙에 구비된 돌기에 결합하고, 사각의 각 외곽 부분에 형성된 홀(198)은 요크(193)의 상면 외곽 부분에 구비된 돌기에 결합하여 구성할 수 있음은 물론이다.

도 13은 도 11의 틸트 구동부(190)의 실제 힘 발생 구동예를 설명하기 위한 도면으로서, 상부 고정부(191)가 틸트되지 않는 도 13a와 같은 상태(사용자에 의한 손떨림이 발생하지 않는 상태)에서, 도 11과 같이 구성된 틸트 구동부(190)의 X 단자 또는 Y 단자에 양의 전압(V+)(즉, 손떨림에 의한 진동을 상쇄하기 위하여 가동거울(160)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 발생한다.

그리고 서로 대각 방향으로 마주하여 하나의 단자로 연결된 두 코일은 발생하는 힘의 방향이 서로 반대 방향이 되도록 권선되어 있기 때문에 두 코일에서 발생하는 힘은 회전력이 되며, 도 13b와 같이 가동거울(160)이 구비되는 상부 고정부(191)가 틸트 운동(좌측은 아래쪽으로 구동되고, 우측은 위쪽으로 구동)을 하게 된다. 이와 같은 원리에 의하여 틸트 구동부(190)는 두 방향의 직교하는 틸트 구동을 구현하게 된다.

이와 반대로 도 13c와 같이 틸트 구동부(190)의 X 단자 또는 Y 단자에 음의 전압(V-)을 인가하면, 도 13b와는 반대의 방향으로 가동거울(160)이 구비되는 상부 고정부(191)가 틸트 운동(좌측은 위쪽으로 구동되고, 우측은 아래쪽으로 구동)을 하게 된다.

한편, 판 스프링(196)을 적용한 틸트 구동부(190)를 나타낸 도 12 및 도 13에서와 같이 홀(197)(198)과 돌기(197a)(198a)를 통해 판 스프링(196)을 상부 고정부(191) 및 요크(193)와 결합한 구성과는 달리, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이 판 스프링(196)의 하부는 열경화 접착 테이프(199)를 통해 요크(193)의 상면에 부착하고, 판 스프링(196) 사각의 각 외곽 부분에 형성된 홀(198)은 상부 고정부(191)의 하부에 구비된 돌기(198a)에 결합하여 초기위치를 고정하면서 상하 구동을 일정하게 유지하도록 구성할 수도 있다.

이 경우 도 15에 도시한 동작과정은 도 13에서 설명한 것과 동일하다. 즉 상부 고정부(191)가 틸트되지 않는 도 15a와 같은 상태에서 양의 전압(V+)이 제어부(180)로부터 인가되면 도 15b와 같이 가동거울(160)이 구비되는 상부 고정부(191)가 틸트 운동(좌측은 아래쪽으로 구동되고, 우측은 위쪽으로 구동)을 하며, 음의 전압(V-)이 제어부(180)로부터 인가되면 도 15c와 같이 가동거울(160)이 구비되는 상부 고정부(191)가 틸트 운동(좌측은 위쪽으로 구동되고, 우측은 아래쪽으로 구동)을 한다.

도 16은 도 1의 영상촬영장치를 사용하는 과정에서 피사체의 근접에 따른 피사체의 상 형성을 설명하기 위한 도면이다.

도시된 바와 같이, 피사체가 원거리(예를 들어, 3미터 이상)에 있을 경우 고화소 센서용 렌즈 경통(140) 및 검출센서용 렌즈 경통(150)을 통과한 피사체의 상은 고화소 센서(120) 및 검출센서(130)의 표면에 초점이 정확하게 맞는 상을 형성하게 된다.

그러나 피사체가 영상촬영장치 가까이 접근(Macro)하는 경우, 피사체의 상은 도면에 도시된 바와 같이 고화소 센서(120) 및 검출센서(130)를 넘어서서 상을 형성한다. 이에 따라 고화소 센서(120) 및 검출센서(130)에는 초점이 맞지 않는 영상이 형성된다.

도 17은 도 1의 영상촬영장치를 사용하는 과정에서 피사체의 근접에 따른 자동초점 기능의 실행을 설명하기 위한 도면이다.

도 16에 도시된 바와 같이 피사체가 근접하여 초점이 맞지 않게 되는 경우에는 고화소 센서용 렌즈 경통(140) 및 검출센서용 렌즈 경통(150)을 고화소 센서(120) 및 검출센서(130)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키게 되면 피사체의 상을 고화소 센서(120) 및 검출센서(130)의 면으로 이동시킬 수 있다.

이를 위한 검출을 고화소 센서(120)의 출력을 이용하여 실행할 수 있으나 센서의 속도가 느려 자동초점이 매우 느려지므로 검출센서(130)를 이용하여 자동초점 기능을 실행한다. 이때 검출센서용 렌즈 경통(150)이 고화소 센서용 렌즈 경통(140)의 소정 부위에 부착되어 있으므로 고화소 센서용 렌즈 경통(140)을 자동초점 조정부(200)를 통해 구동할 경우 검출센서용 렌즈 경통(150)도 함께 이동된다.

즉 피사체가 근접하면 검출센서(130)에도 고화소 센서(120)와 마찬가지로 동일한 초점 흐림이 발생되므로 검출센서(130)의 출력을 제어부(180)에서 모니터링하고, 초점 흐림이 발생되면 제어부(180)에서 고화소 센서용 렌즈 경통(140) 및 검출센서용 렌즈 경통(150)을 광축 방향에 따라 이동시키기 위한 제어신호를 생성하여 자동초점 구동부(200)로 출력하며, 이 제어신호에 따라 자동초점 구동부(200)가 구동되어 고화소 센서용 렌즈 경통(140) 및 검출센서용 렌즈 경통(150)을 고화소 센서(120) 및 검출센서(130)로부터 멀어지는 방향으로 이동시켜 최적의 초점 위치를 찾는 것이다. 이때 자동초점 구동부(200)는 공지기술인 VCM, 피에조, 스태핑 모터 등의 원리를 이용하여 고화소 센서용 렌즈 경통(140) 및 검출센서용 렌즈 경통(150)을 렌즈의 광축 방향으로 이동시킨다.

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.

Claims (7)

1. 촬상되는 피사체의 상을 캡처하여 소정의 영상신호로 변환시켜 출력하는 고화소 센서;

   상기 고화소 센서의 근접 거리에 설치되어 있으며, 촬상되는 피사체의 흔들림과 피사체 상의 초점을 감지하는 검출센서;

   상기 고화소 센서와 검출센서에 피사체의 상을 형성시키는 렌즈가 하나 이상 격납된 고화소 센서용 렌즈 경통 및 검출센서용 렌즈 경통;

   피사체의 상을 상기 고화소 센서와 검출센서로 반사시키는 가동거울;

   상기 가동거울에서 반사된 피사체의 적외선 영역을 차단하는 적외선 차단 필터;

   영상촬영장치의 전반적인 구동을 제어하고, 상기 검출센서로부터 입력되는 검출신호를 토대로 사용자의 손떨림에 따른 움직임과 피사체 상의 초점이 정확한지의 여부를 검출하고, 손떨림이 감지되면 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 상기 가동거울을 틸트시키기 위한 제어신호를 생성하여 출력하며, 상기 검출센서에 형성되는 피사체 상의 초점이 흐려지면 상기 고화소 센서용 렌즈 경통 및 검출센서용 렌즈 경통을 광축 방향에 따라 이동시키기 위한 제어신호를 생성하여 출력하는 제어부;

   상기 가동거울의 후면에 설치되며, 상기 제어부로부터 입력되는 제어신호에 따라 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 상기 가동거울을 틸트시켜 상기 고화소 센서와 검출센서에 형성되는 상이 고정되도록 하는 틸트 구동부; 및

   상기 제어부로부터 입력되는 제어신호에 따라 상기 고화소 센서용 렌즈 경통 및 검출센서용 렌즈 경통을 광축 방향에 따라 이동시켜 상기 고화소 센서와 검출센서에 피사체 상의 초점이 맞도록 하는 자동초점 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 고화소 센서와 검출센서 사이의 거리는,

   5 밀리미터(mm) 이내인 것을 특징으로 하는 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 고화소 센서용 렌즈 경통과 검출센서용 렌즈 경통은,

   일체로 형성되어 자동초점 기능의 작동시 광축 방향에 따라 함께 이동되는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 자동초점 구동부는,

   상기 고화소 센서용 렌즈 경통 및 검출센서용 렌즈 경통을 광축 방향에 따라 이동시킬 때, VCM, 피에조, 스태핑 모터 중 하나의 방식을 사용하여 이동시키는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 틸트 구동부는,

   촬영되는 피사체의 상을 반사시키는 가동거울이 상면에 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 권선하되, 두 개의 코일을 사용하여 대각 방향으로 마주보는 면 각각을 하나의 코일로 연결할 때 일측은 시계 방향으로 권선하고 타측은 반시계 방향으로 권선하고, 끝 단에 전압단자를 각각 형성하며, 각 전압단자로 번갈아 가동거울을 기울이기 위한 제어신호를 입력받는 코일; 및

   상기 상부 고정부와 상기 요크의 사각을 연결하여, 상기 영구자석과 상기 코일의 전자기 작용에 의해 상기 상부 고정부가 틸트될 때 위치가 이탈되지 않도록 탄성 지지하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 틸트 구동부는,

   촬영되는 피사체의 상을 반사시키는 가동거울이 상면에 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 권선하되, 두 개의 코일을 사용하여 대각 방향으로 마주보는 면 각각을 하나의 코일로 연결할 때 일측은 시계 방향으로 권선하고 타측은 반시계 방향으로 권선하고, 끝 단에 전압단자를 각각 형성하며, 각 전압단자로 번갈아 가동거울을 기울이기 위한 제어신호를 입력받는 코일; 및

   평판 형태로 형성되어 중앙부와 외곽 부분에 복수 개의 홀이 형성되어 상기 요크의 상면과 상기 상부 고정부의 하면에 형성된 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 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 틸트 구동부는,

   촬영되는 피사체의 상을 반사시키는 가동거울이 상면에 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 권선하되, 두 개의 코일을 사용하여 대각 방향으로 마주보는 면 각각을 하나의 코일로 연결할 때 일측은 시계 방향으로 권선하고 타측은 반시계 방향으로 권선하고, 끝 단에 전압단자를 각각 형성하며, 각 전압단자로 번갈아 가동거울을 기울이기 위한 제어신호를 입력받는 코일; 및

   평판 형태로 형성되어 외곽 부분에 복수 개의 홀이 형성되어 상기 외곽 부분의 홀은 상기 상부 고정부의 하면 외곽 부분에 형성된 복수 개의 돌기에 각각 결합되고, 하부는 열경화 접착 테이프를 통해 상기 요크의 상면에 부착되며, 상기 영구자석과 상기 코일의 전자기 작용에 의해 상기 상부 고정부가 틸트될 때 위치가 이탈되지 않도록 탄성 지지하는 판 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정과 자동초점 기능을 일체화한 영상촬영장치.