KR20100004749A - 카메라의 떨림 보정 장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 카메라의 떨림 보정 장치에 관한 것으로서, 피사체로부터의 입사광이 수광되는 수광렌즈군, 수광렌즈군에서 수광된 입사광을 반사시키는 반사판, 사용자의 손떨림 발생시 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 반사판을 틸트시켜 떨림을 보정하는 틸트구동부, 반사판에 의해 반사된 입사광을 촬영하는 촬상렌즈군, 촬상렌즈군을 통해 입력되는 피사체의 상을 캡처하는 촬상소자, 촬상렌즈군의 일면에 구비된 떨림 검출 렌즈를 통해 입력되는 피사체의 상을 검출하는 떨림 검출 센서, 그리고 떨림 검출 센서로부터 입력되는 검출신호를 토대로 손떨림을 검출하며, 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 반사판을 틸트시키기 위한 제어신호를 생성하여 틸트구동부로 출력하는 구동제어부를 포함하며, 틸트구동부는, 상부에 반사판이 부착되는 고정몸체, 상면이 홈 형태로 복수의 영역으로 분할 형성되어 있으며, 분할 형성된 복수의 영역 내부 각각에 자석이 구비되는 요크, 그리고 요크와 고정몸체 사이에 부착되고, 하면에는 요크 내에 구비된 자석의 자력선 위치에 대응되는 위치에 코일이 권선되고, 요크 내에 구비된 자석과 코일의 전자기 작용에 의해 상하 또는 좌우 방향으로 구동력이 발생되어 상부에 부착된 고정몸체가 상하 또는 좌우 방향으로 틸트되도록 하며, 전자기 작용이 사라지면 원위치로 복원되는 판 스프링을 포함한다.

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

카메라, 틸트, 떨림, 보정, 자석, 요크, 코일, 판 스프링

Description

카메라의 떨림 보정 장치{Apparatus for vibration correction in camera}

본 발명은 떨림 보정 장치에 관한 것이다.

보다 상세하게는 카메라로 소정의 피사체를 촬영할 때 사용자의 손떨림이 발생하는 경우 이를 상쇄하는 방향으로 반사판을 틸트시켜 영상 화질 저하를 방지하도록 하는 카메라의 떨림 보정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 카메라는 피사체의 정지된 화상이나 움직이는 동영상을 촬영하는 장치로서, 최근에 멀티미디어 장치가 발달하면서 다양한 기능을 구현하면서도 소형화되어 각종 부품이 집적화되는 추세이다.

이러한 카메라는 촬영시 촬영자의 손떨림에 의해 떨림 현상이 발생되면, 그에 따라 촬영되는 화상이 흐리고, 명확하지 않아 불안정하게 된다.

이에 따라 카메라를 고정하여 떨림이 방지되는 삼각대와 같은 지지체에 고정한 상태로 촬영하면 떨림을 방지할 수 있지만, 휴대와 보관이 불편하고, 설치와 해체에 따른 시간이 많이 소요되어 촬영이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 휴대전화, 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP) 등의 휴대용 장치에 부착된 카메라의 경우에는 삼각대에 안치하는 것이 어렵고, 휴대성이 강조되어 지지체를 구비하기 어려운 문제점이 있었다.

따라서 최근에는 카메라에 떨림 현상을 내부에서 보정하는 다양한 보정장치가 개발되어 손떨림에 의한 화상의 질적 저하를 방지하고 있다.

이처럼 카메라의 떨림을 보정하는 방식은 크게 광학식 또는 전자식으로 분류된다.

먼저, 전자식 떨림 보정은 전자적으로 떨림을 검출하여 보정하는 방식으로 광학식에 비해 화질에 열화가 있고, 줌(Zoom) 기능이나 조도가 낮으면 떨림 보정이 되지 않는다.

또한, 광학식 떨림 보정은 대표적으로 미러 타입 화상 안정방식(Mirror Type Image Stabilizer)등이 있으며, 화질의 열화가 없고 줌 기능 중이나 조도가 낮은 경우에도 떨림 보정이 가능하다는 특징이 있다.

그러나, 이와 같은 광학식 떨림 보정의 미러 타입에 경우에는 입사되는 광원에 입사 폭에 맞는 크기의 미러가 장착됨에 따라 보정에 따른 장치의 크기가 확대되어 카메라를 소형화시키기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록, 카메라로 소정의 피사 체를 촬영할 때 사용자의 손떨림에 의한 진동이 발생하는 경우 이를 상쇄하는 방향으로 반사판을 틸트시켜 영상 화질 저하를 방지하도록 하는 카메라의 떨림 보정 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 피사체로부터의 광진행 방향에 위치한 반사판을 틸트 구동하여 떨림 보정을 수행할 때, 자석과 코일을 이용한 전자기적인 힘을 이용하여 틸트 구동하도록 하는 카메라의 떨림 보정 장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 카메라의 떨림 보정 장치는, 피사체로부터의 입사광이 수광되는 수광렌즈군, 상기 수광렌즈군에서 수광된 입사광을 반사시키는 반사판, 사용자의 손떨림 발생시 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 상기 반사판을 틸트시켜 떨림을 보정하는 틸트구동부, 상기 반사판에 의해 반사된 입사광을 촬영하는 촬상렌즈군, 상기 촬상렌즈군을 통해 입력되는 피사체의 상을 캡처하는 촬상소자, 상기 촬상렌즈군의 일면에 구비된 떨림 검출 렌즈를 통해 입력되는 피사체의 상을 검출하는 떨림 검출 센서, 그리고 상기 떨림 검출 센서로부터 입력되는 검출신호를 토대로 손떨림을 검출하며, 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 상기 반사판을 틸트시키기 위한 제어신호를 생성하여 상기 틸트구동부로 출력하는 구동제어부를 포함하며, 상기 틸트구동부는, 상부에 상기 반사판이 부착되는 고정몸체, 상면이 홈 형태로 복수의 영역으로 분할 형성되어 있으며, 분할 형성된 복수의 영역 내부 각각에 자석이 구비되는 요크, 그리고 요크와 고정몸체 사이에 부착되고, 하면에는 요크 내에 구비된 자석의 자력선 위치에 대응되는 위치에 코일이 권선되고, 요크 내에 구비된 자석과 코일의 전자기 작용에 의해 상하 또는 좌우 방향으로 구동력이 발생되어 상부에 부착된 고정몸체가 상하 또는 좌우 방향으로 틸트되도록 하며, 전자기 작용이 사라지면 원위치로 복원되는 판 스프링를 포함한다.

그리고 요크는 상면이 홈 형태로 3개의 영역으로 분할 형성되고, 분할 형성된 영역 중 중앙부에는 좌우 방향의 틸트 구동을 위한 자석이 구비되며, 중앙부의 좌우측 분할 영역에는 상하 방향의 틸트 구동을 위한 자석이 각각 구비되는 것이 바람직하다.

그리고 판 스프링의 하면에 구비되는 코일은 동일한 방향으로 권선되는 것이 바람직하다.

이상에서와 같이 본 발명의 카메라의 떨림 보정 장치는, 카메라로 소정의 피사체를 촬영하는 사용자의 손떨림이 발생될 경우 종래와 같이 렌즈의 직접적인 이동 방식을 사용하지 않고 피사체로부터의 광진행 방향에 위치한 반사판을 자석과 코일의 전자기적인 힘을 통해 틸트 구동하여 떨림 보정을 수행함으로써, 손떨림에 의하여 화질이 저하되는 문제점을 해소하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 카메라의 떨림 보정 장치는, 공간을 축소하여 카메라를 소형화하도록 피사체의 상이 반사되는 반사판에 틸트구동부가 설치되고, 틸트구동부 의 구동에 따라 반사판이 틸트되면서 떨림 현상으로 변화되는 피사체의 상이 보정되어 보정효율이 증대되는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 카메라의 떨림 보정 장치를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 카메라의 떨림 보정 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 카메라(100)는, 수광렌즈군(110), 반사판(120), 틸트구동부(130), 촬상렌즈군(140), 촬상소자(150), 떨림 검출 렌즈(160), 떨림 검출 센서(170), 구동제어부(180) 등으로 구성된다.

수광렌즈군(110)은 피사체에서 입사되는 입사광을 수광하여 카메라(100) 내부로 입사시킨다.

반사판(120)은 수광렌즈군(110)을 통해 입사되는 입사광이 반사면에 의해 반사되어 촬상렌즈군(140)으로 입사되도록 배치된다.

이때, 반사판(120)은 입사광을 반사시키는 것으로 주로 거울이 사용된다.

틸트구동부(130)는 반사판(120)의 후면에 설치되며, 카메라(100)의 떨림 현상에 의해 발생되는 입사광의 수광편차가 보정되도록 구동제어부(180)로부터 입력되는 제어신호에 따라 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 반사판(120)을 틸트시켜 촬상소자(150)에 형성되는 상이 고정되도록 한다.

촬상렌즈군(140)은 반사판(120)에서 반사된 입사광을 수득하여 촬상소자(150)에 피사체의 상을 형성되도록 하며, 하나 이상의 렌즈로 구성된다.

또한, 촬상렌즈군(140)은 포커스를 자동으로 조율하는 오토포커싱, 광량이 조절되는 조리개 및 셔터, 및 줌 기능 등이 부가되어 촬영되는 기능을 향상시킬 수도 있다.

촬상소자(150)는 카메라의 구동을 제어하는 각종 회로 소자들로 구성되는 기판 상에 설치되며, 촬상렌즈군(140)을 통해 입력되는 피사체의 상을 캡처하여 소정의 영상신호로 변환시켜 출력한다.

떨림 검출 렌즈(160)는 촬상렌즈군(140)의 일면에 구비되어 반사판(120)에 의해 반사된 피사체의 상이 떨림 검출 센서(170)에 형성되도록 한다.

떨림 검출 센서(170)는 떨림 검출 렌즈(160)를 통해 입력되는 피사체의 상을 검출하여 구동제어부(180)로 출력한다.

이때, 상술한 떨림 검출 렌즈(160)와 떨림 검출 센서(170)는 도면상에 촬상렌즈군(140)의 전면에 위치하는 것으로 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 촬상소자(150)의 전면이나 촬상렌즈군(140)의 렌즈 사이에 위치시킬 수도 있다.

구동제어부(180)는 떨림 검출 센서(170)로부터 입력되는 검출신호를 토대로 사용자의 손떨림에 따른 움직임을 검출하며, 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 반사판(120)을 틸트시키기 위한 제어신호(즉, 반사판(120)의 틸트를 위한 + 또는 - 전류)를 생성하여 틸트구동부(130)로 출력한다.

도 2는 도 1의 틸트구동부의 결합 사시도이며, 도 3은 도 2의 틸트구동부의 측단면도이다.

도시된 바와 같이 틸트구동부(130)는, 요크(131), 자석(132, 133, 134), 코일(135), 판 스프링(136), 고정몸체(137) 등으로 구성된다.

요크(131)는 자석(132, 133, 134)에서 발생하는 자력선의 효율을 극대화하고 누설 자력선의 비중을 현저히 작게 하기 위하여 상면이 홈 형태로 3개의 영역으로 분할 형성되어 있으며, 분할 형성된 3개의 영역 내부 각각에 자석(132, 133, 134)이 구비되어 있다.

이때, 분할된 중앙 영역에는 좌우 방향의 틸트 구동을 위한 자석(134)이 구비되며, 좌우의 영역에는 상하 방향의 틸트 구동을 위한 자석(132, 133)이 구비된다.

판 스프링(136)은 요크(131)와 고정몸체(137) 사이에 부착되고, 하면에는 요크(131) 내에 구비된 자석(132, 133, 134)의 자력선 위치에 대응되는 위치에 코일(135)이 권선되고, 요크(131) 내에 구비된 자석(132, 133, 134)과 하면에 부착된 코일(135)의 전자기 작용에 의해 상하 또는 좌우 방향으로 구동력이 발생되어 상부에 부착된 고정몸체(137)가 상하 또는 좌우 방향으로 틸트되도록 하며, 전자기 작용이 사라지면 원위치로 복원된다.

이때, 판 스프링(136)의 하면에 구비되는 코일(135)은 동일한 방향으로 권선되어 있다.

즉 판 스프링(136)은 상하 또는 좌우 방향의 틸트 구동을 독립적으로 유도하여 상호 구동간에 간섭을 최소화하도록 하는 구조로 형성되며, 회전 중심에 위치하 여 조인트 역할을 동시에 수행할 수 있다.

고정몸체(137)는 상부에 반사판(120)이 부착되어 있고, 요크(131) 내에 구비된 자석(132, 133, 134)과 판 스프링(136)의 하면에 구비된 코일(135)의 전자기 작용에 의해 상하 또는 좌우 방향으로 틸트되며, 이에 따라 사용자의 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 반사판(120)이 틸트된다.

다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 카메라의 떨림 보정 장치의 작용에 대하여 도 4와 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 카메라의 떨림 보정 장치의 구동원리를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 카메라의 떨림 보정 장치의 사용상태도이다.

우선, 카메라(100)를 사용하는 사용자가 정상적인 촬영을 수행하는 경우 피사체가 포함된 입사광이 수광렌즈군(110)을 통해 입사되고, 반사판(120)에서 입사광이 반사되어 촬상렌즈군(140)으로 입사되며, 반사판(120)에 의해 반사된 입사광을 촬상렌즈군(140)에서 수득하여 촬상소자(150)에 피사체의 상이 형성된다.

촬상소자(150)에서는 촬상렌즈군(140)을 통해 입력되는 피사체의 상을 캡처하여 소정의 영상신호로 변환된다.

이와 같은 촬영과정에서 사용자의 손떨림이 발생되면, 상대적으로 피사체가 이동하게 되고, 촬상소자(150)에 형성되는 피사체 상의 위치가 변화되어 촬영 화질이 저하된다. 이와 동시에 촬상렌즈군(140)의 일면에 배치된 떨림 검출 렌즈(160)를 통해 입력되는 피사체의 상을 검출하는 떨림 검출 센서(170)에서도 촬상소 자(150)에 형성되는 상과 동일한 손떨림이 발생된다.

떨림 검출 센서(170)에서 검출된 신호는 구동제어부(180)로 출력되고, 구동제어부(180)에서는 떨림 검출 센서(170)에서 검출된 신호를 토대로 사용자의 손떨림에 따른 움직임이 검출되며, 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 반사판(120)을 틸트시키기 위한 제어신호가 틸트구동부(130)로 출력된다.

그러면 틸트구동부(130)에서는 도 5에서와 같이 구동제어부(180)로부터 입력된 제어신호에 의해 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 상하 또는 좌우 방향으로 틸트되고, 이에 따라 반사판(120)이 상하 또는 좌우 방향으로 틸트되며, 결과적으로 카메라(100)의 떨림 현상에 의해 발생되는 입사광의 수광편차가 보정되어 촬상소자(150)에 형성되는 상이 고정된다.

이때 틸트구동부(130)에서 수행되는 손떨림 보정을 위한 틸트 조작은 도 4에 도시된 바와 같은 원리에 의해 동작된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 자력선은 자석(132, 133, 134)의 N극에서 S극 방향으로 회전되며, 자석(132, 133, 134)의 자력선 위치와 대응되는 판 스프링(136)의 하면에는 틸트 구동의 힘을 발생시키기 위한 코일(135)이 동일한 방향으로 권선되어 있기 때문에 코일(135)에 인가되는 전류의 방향에 따라 상하 또는 좌우 방향으로 힘이 발생된다.

상하 방향(θx) 떨림 보정의 경우 판 스프링(136)의 하면에 구비된 코일(135)(즉 상하 방향 틸트를 위한 자석(132, 133)의 자력선에 대응하는 위치에 구비된 코일)에 + 또는 - 전류를 공급하면 코일(135)을 따라 전류가 흘러 요크(131) 내의 상하 방향 틸트를 위한 자석(132, 133)의 자력선과 상호작용하여 상하 방향으로 구동력이 발생된다.

또한, 좌우 방향(θy) 떨림 보정의 경우 판 스프링(136)의 하면에 구비된 코일(135)(즉 좌우 방향 틸트를 위한 자석(134)의 자력선에 대응하는 위치에 구비된 코일)에 + 또는 - 전류를 공급하면 코일(135)을 따라 전류가 흘러 요크(131) 내의 좌우 방향 틸트를 위한 자석(134)의 자력선과 상호작용하여 좌우 방향으로 구동력이 발생된다.

이때, 틸트구동부(130)는 상하 또는 좌우 방향으로 동시에 떨림 보정을 수행할 수 있으며, 선택적으로 상하 방향 또는 좌우 방향 중 하나의 방향으로 떨림 보정을 수행할 수도 있다.

이처럼 틸트구동부(130)의 상하 방향 또는 좌우 방향의 떨림 보정이 수행되면, 틸트구동부(130)의 상면에 구비된 반사판(120)이 틸트구동부(130)의 구동에 따라 상하 또는 좌우 방향으로 동시에 틸트되어 사용자의 손떨림이 보정되며, 전자기 작용이 사라지면 판 스프링(136)의 탄성력에 의하여 정상 상태로 원위치된다.

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 본 발명에 따른 카메라의 떨림 보정 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 구성도.

도 2는 도 1의 틸트구동부의 결합 사시도.

도 3은 도 2의 틸트구동부의 측단면도.

도 4는 본 발명에 따른 카메라의 떨림 보정 장치의 구동원리를 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 카메라의 떨림 보정 장치의 사용상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 카메라 110 : 수광렌즈군

120 : 반사판 130 : 틸트구동부

131 : 요크 132, 133, 134 : 자석

135 : 코일 136 : 판 스프링

137 : 고정몸체 140 : 촬상렌즈군

150 : 촬상소자 160 : 떨림 검출 렌즈

170 : 떨림 검출 센서 180 : 구동제어부

Claims (3)

1. 피사체로부터의 입사광이 수광되는 수광렌즈군,

   상기 수광렌즈군에서 수광된 입사광을 반사시키는 반사판,

   사용자의 손떨림 발생시 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 상기 반사판을 틸트시켜 떨림을 보정하는 틸트구동부,

   상기 반사판에 의해 반사된 입사광을 촬영하는 촬상렌즈군,

   상기 촬상렌즈군을 통해 입력되는 피사체의 상을 캡처하는 촬상소자,

   상기 촬상렌즈군의 일면에 구비된 떨림 검출 렌즈를 통해 입력되는 피사체의 상을 검출하는 떨림 검출 센서, 그리고

   상기 떨림 검출 센서로부터 입력되는 검출신호를 토대로 손떨림을 검출하며, 손떨림에 의한 진동이 상쇄되는 방향으로 상기 반사판을 틸트시키기 위한 제어신호를 생성하여 상기 틸트구동부로 출력하는 구동제어부를 포함하며,

   상기 틸트구동부는,

   상부에 상기 반사판이 부착되는 고정몸체,

   상면이 홈 형태로 복수의 영역으로 분할 형성되어 있으며, 분할 형성된 복수의 영역 내부 각각에 자석이 구비되는 요크, 그리고

   상기 요크와 상기 고정몸체 사이에 부착되고, 하면에는 상기 요크 내에 구비된 자석의 자력선 위치에 대응되는 위치에 코일이 권선되고, 상기 요크 내에 구비된 자석과 상기 코일의 전자기 작용에 의해 상하 또는 좌우 방향으로 구동력이 발 생되어 상부에 부착된 상기 고정몸체가 상하 또는 좌우 방향으로 틸트되도록 하며, 전자기 작용이 사라지면 원위치로 복원되는 판 스프링을 포함하는 카메라의 떨림 보정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 요크는,

   상면이 홈 형태로 3개의 영역으로 분할 형성되고,

   분할 형성된 영역 중 중앙부에는 좌우 방향의 틸트 구동을 위한 자석이 구비되며,

   상기 중앙부의 좌우측 분할 영역에는 상하 방향의 틸트 구동을 위한 자석이 각각 구비되는 카메라의 떨림 보정 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 판 스프링의 하면에 구비되는 코일은 동일한 방향으로 권선되는 카메라의 떨림 보정 장치.

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