KR20100054709A

KR20100054709A - 촬상 장치 및 이물질 제거 방법

Info

Publication number: KR20100054709A
Application number: KR1020090068408A
Authority: KR
Inventors: 준 고마다; 야스히로 모리모토
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2010-05-25
Also published as: JP2010119049A; US20100123786A1; US8675126B2; KR101029081B1

Abstract

본 발명은, 촬상한 화상을 전기적 신호로 변환하는 촬상 소자와, 상기 촬상 소자의 촬상면측에 설치된 진동 부재와, 상기 진동 부재를 진동시키는 가진부와, 서로 다른 적어도 2개의 제어 신호를 상기 각 제어 신호의 입력 시간이 중복되도록 상기 가진부에 입력하는 진동 제어부를 포함하는 촬상 장치와, 그와 관련된 이물질 제거 방법을 제공한다

촬상 장치, 이물질 제거 방법

Description

촬상 장치 및 이물질 제거 방법{Photographing apparatus and method for removing foreign substance}

본 발명은 촬상 장치 및 이물질 제거 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 촬상 소자에 이물질이 부착되는 것을 방지하는 이물질 제거 장치를 구비하는 촬상 장치 및 이물질 제거 방법에 관한 것이다.

최근, 디지털 스틸 카메라나 비디오 카메라 등의 촬상 장치가 널리 보급되어 일반적으로 사용되고 있다.

이러한 촬상 장치는, 예컨대 CCD(Charge Coupled Device)와 같은 촬상 소자의 고화소화에 따라, 보다 고화질의 화상을 제공할 수 있게 되었다. 최근에는, 이러한 촬상 장치 중, 일안 반사(single-lens reflex) 방식의 파인더 장치를 촬상 장치 본체에 착탈 가능하게 설치하고 사용자가 촬영에 따라 원하는 광학계(렌즈)를 선택할 수 있는 렌즈 교환식 촬상 장치를 쉽게 볼 수 있다.

이러한 렌즈 교환 가능한 디지털 카메라에서는, 해당 렌즈를 촬상 장치 본체로부터 분리하였을 때, 공기 중에 부유하는 이물질 등이 촬상 장치 본체의 내부로 침입할 가능성이 있다. 또한 촬상 장치 본체 내부에는, 예컨대 셔터나 조리개 기구 등과 같이 기계적으로 동작하는 기구가 마련되어 있고, 이러한 기구가 동작함으로써 이물질 등이 발생하기도 한다.

이 때문에, 촬상 장치에는, 촬상 소자의 촬상면측에 설치되며, 촬상 소자에 이물질 등의 부착을 방지하는 이물질 제거 장치가 마련되기도 한다. 일반적으로 이물질 제거 장치는, 압전 소자를 이용한 진동 부재를 진동시키는 구조를 채택하고 있다.

이러한 이물질 제거 장치에서는, 이물질을 제거하기 위한 충분한 진동을 발생시키기 위하여 진동 부재의 공진 주파수로 진동 부재를 진동시키는데, 공진 주파수는 정재파(定在波)이기 때문에, 그 진동에 있어서 거의 진동 변위를 하지 않는 부분인 마디(node)에서는 제진 효과가 얻어지지 않는다.

따라서, 예컨대 일본 특허 제3727903호에 개시된 바와 같이 2개 이상의 공진 주파수에 진동 부재를 순차적으로 진동시키는 장치나, 일본특허공개공보 2004-48665호에 개시된 바와 같이 진동 부재를 확실하게 공진 주파수로 진동시키기 위하여, 주파수를 스윕(sweep)하여 주파수를 순차적으로 변경하면서 진동 부재를 진동시키도록 제어하는 방법이 제안되어 있다.

또한, 일본특허공개공보 2008-3165호에는, 제1의 공진 주파수를 포함하는 주파수대에서 진동 부재를 진동시킨 후, 제1의 공진 주파수와 연속되지 않는 제2의 공진 주파수를 포함하는 주파수대로 진동 부재를 진동시키는 방법도 제안되고 있다.

그러나, 상기 일본 특허 제3727903호, 일본특허공개공보 2004-48665호, 일본 특허공개공보 2008-3165호에 개시된 발명에서는, 복수의 공진 주파수로 진동 부재를 순차적으로 진동시키기 때문에, 모든 공진 주파수로 진동시키면 이물질 제거 동작에 많은 시간이 요구되는 문제가 있었다.

또한, 일본특허공개공보 2004-48665호에 기재된 발명과 같이 주파수를 스윕하여 주파수를 순차적으로 변경하면서 진동 부재를 진동시키는 방법에서는, 압전 소자의 공진점 이외에 대한 진동이 극히 적고 공진점 이외에서는 이물질 제거 효과는 거의 얻어지지 않음에도 불구하고 진동 부재를 진동시키고 있다. 이 때문에, 이물질 제거 효과가 거의 없는 경우에도 진동 부재를 진동시킴으로써 불필요하게 전력이 낭비되는 문제가 있었다.

본 발명은, 진동 부재에 부착된 이물질을 효율적으로 제거할 수 있는 촬상 장치 및 이물질 제거 방법을 제공하는 것을 주된 과제로 한다.

본 발명은, 촬상한 화상을 전기적 신호로 변환하는 촬상 소자;와, 상기 촬상 소자의 촬상면측에 설치된 진동 부재;와, 상기 진동 부재를 진동시키는 가진부;와, 서로 다른 적어도 2개의 제어 신호를, 상기 각 제어 신호의 입력 시간이 중복되도록 상기 가진부에 입력하는 진동 제어부;를 포함하는 촬상 장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 진동 부재는 제어 신호의 입력에 의해 진동하는 가진부에 의해 가진되어 진동한다. 이 때, 다른 2개 이상의 제어 신호를 각 제어 신호의 입력 시간이 중복되도록 가진부에 입력함으로써, 각 제어 신호에 의한 가진부의 진동이 진동 부재에 전달되고, 진동 부재는 복수의 진동 상태가 합성된 상태로 진동한다. 이에 따라, 진동 부재를 보다 효율적으로 진동시킬 수 있다.

여기서, 상기 가진부는 적어도 2개의 가진 부재를 포함하고, 상기 진동 제어부는 상기 각 가진 부재에 서로 다른 상기 제어 신호를 하나씩 입력할 수 있다.

여기서, 상기 진동 제어부는, 주기적 신호를 상기 제어 신호로서 상기 가진부에 입력할 수 있다.

여기서, 상기 진동 제어부는, 상기 진동 부재를 공진 진동시키는 공진 주파수 신호를 상기 제어 신호로서 상기 가진부에 입력할 수 있다.

여기서, 상기 진동 제어부는, 상기 각 제어 신호에 의한 진동 변위가 작은 부분끼리 중복되지 않는 복수개의 제어 신호를 상기 가진부에 입력할 수 있다. 여기서, 상기 가진부에 입력되는 상기 복수개의 제어 신호를 채택함에 있어서는, 상기 각 제어 신호에 의한 진동 변위가 작은 부분끼리 중복되지 않도록 적절히 채택되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 진동 제어부는, 서로 다른 적어도 2개의 제어 신호를 합성하여 생성된 합성 신호를 상기 가진부에 입력할 수 있다.

여기서, 상기 가진부는 하나의 가진 부재로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명은, 촬상한 화상을 전기적 신호로 변환하는 촬상 소자의 촬상면측에 설치된 진동 부재를 진동시키는 가진부에 대해, 서로 다른 적어도 2개의 제어 신호를 상기 각 제어 신호의 입력 시간이 중복되도록 입력하는 촬상 장치의 이물질 제거 방법을 제공한다.

여기서, 상기 가진부는 적어도 2개의 가진 부재를 포함하고, 상기 각 가진 부재에 서로 다른 상기 제어 신호를 하나씩 입력할 수 있다.

여기서, 상기 서로 다른 적어도 2개의 제어 신호를 합성하여 합성 신호를 생성하고, 생성된 상기 합성 신호를 상기 가진부에 입력할 수 있다.

본 발명의 촬상 장치 및 이물질 제거 방법에 따르면, 진동 부재에 부착한 이물질을 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.

(본 발명의 제1 실시예)

우선, 도 1 및 도 2에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 장치의 구성에 대해 설명하기로 한다. 또한, 도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 장치(100)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2는, 본 제1 실시예에 따른 이물질 제거부(120)의 구성을 나타내는 사시도이다.

<촬상 장치의 구성>

본 제1 실시예에 따른 촬상 장치(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 렌즈(110), 이물질 제거부(120), 촬상 소자(130), 화상 처리부(140), 카메라 제어부(150), 압전 소자 구동 제어부(160), 렌즈 제어부(170), 표시부(180) 및 메모리(190)를 구비한다.

렌즈(110)는 피사체상을 촬상 소자(130)에 결상시키기 위한 광학 부재이다. 렌즈(110)와 촬상 소자(130) 사이에는 촬상 소자(130)에 입사되는 광량을 조절하는 셔터 유닛(112)이 마련된다.

이물질 제거부(120)는 촬상 소자(130)의 촬상면측에 설치되고, 촬상 소자(130)에 이물질 등의 부착을 방지함과 동시에, 자신에게 부착된 이물질을 제거한다. 이물질 제거부(120)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 진동 부재(121), 지지 부(122), 압전 소자(123)(124), FPC(125)(126)를 포함하여 이루어진다.

진동 부재(121)는, 예컨대 글래스 등의 광을 투과하는 투명 부재로 이루어지는 제진(除塵) 필터이다. 본 실시 형태에 따른 진동 부재(121)는 사각형의 판상 부재로서, 그 주위는 지지부(122)에 의해 지지되고 있다.

또한, 본 제1 실시예에서는, 진동 부재(121)가 지지부(122)에 의해 지지되고 있는데, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 예컨대, 지지부(122)를 설치하지 않고 진동 부재(121)만 설치하고, 진동 부재(121)에 압전 소자(123)(124)를 직접 설치해도 된다.

압전 소자(123)(124)는 가진부(加振部)를 구성한다. 즉, 압전 소자(123)(124)는 입력되는 제어 신호에 따라 신축하는 가진(加振) 부재로서, 예컨대 PZT 소자 등을 사용할 수 있다. 압전 소자(123)(124)는, 사각형상의 프레임 모양 부재인 지지부(122)의 서로 대향되는 한 쌍의 변에 각각 설치되어 있다.

또한, 압전 소자(123)(124)의 설치 위치는 이러한 예에 한정되지 않으며, 2개의 압전 소자(123)(124)가 서로 직교하도록 설치해도 되고, 진동 부재(121)의 주연부(가장자리부)에 설치해도 된다. 압전 소자(123)(124)는 FPC(125)(126)에 접속되어 있고, FPC(125)(126)로부터 입력된 제어 신호에 따라 신축한다. 이에 따라, 지지부(122)를 통해 압전 소자(123)(124)와 연결된 진동 부재(121)가 진동된다.

FPC(125)(126)는 압전 소자(123)(124)에 입력되는 제어 신호를 전달하기 위한 회로가 형성된 프린트 기판이다. 제1의 FPC(125)로부터 압전 소자(123)로 주파수(f1)의 주기적인 제어 신호가 입력되고, 제2의 FPC(126)로부터 압전 소자(124)로 주파수(f2)의 주기적인 제어 신호가 입력된다. 이와 같이 본 제1 실시예에 따른 이물질 제거부(120)에서는, 진동 부재(121)를 진동시키는 2개의 압전 소자(123)(124)에 각기 다른 주파수(f1)(f2)의 주기적인 제어 신호가 입력된다.

도 1로 돌아가서, 촬상 소자(130)는 피사체상을 광전 변환하는 소자이다. 촬상 소자(130)에서 광전 변환된 아날로그 신호는, A/D 컨버터(132)로 출력된다. A/D 컨버터(132)는 촬상 소자(130)로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 화상 처리부(140)로 출력한다.

화상 처리부(140)는 디지털 신호가 된 화상 데이터에 대해 화상 처리를 하는 기능부이다. 화상 처리부(140)는 카메라 제어부(150)로부터의 제어 정보에 따라, 예컨대 화이트 밸런스 조정이나 RGB 현상, 압축 부호화 등의 화상 데이터 처리를 하고, 처리된 화상 데이터를 카메라 제어부(150)로 출력한다. 또한, 화상 처리부(140)는 화상 데이터를 메모리(190)에 기록하거나 화상 데이터를 메모리(190)로부터 독출(讀出)한다.

카메라 제어부(150)는 촬상 장치(100)의 각 기능부를 제어하는 제어부로서, 예컨대 CPU나 DSP 등을 사용할 수 있다. 카메라 제어부(150)는 압전 소자 구동 제어부(160)에 이물질 제거 개시 지시를 출력하고, 렌즈 제어부(170)로 렌즈 위치나 조리개 개방도를 제어하는 제어 지시를 출력한다.

또한, 카메라 제어부(150)는 화상 처리부(140)에 제어 정보를 출력하여 화상 데이터의 화상 처리를 실행시키고, 처리된 화상 데이터를 화상 처리부(140)로부터 받는다. 또한 카메라 제어부(150)는 메모리(190)에 기억된 화상 데이터도 취득할 수 있다. 카메라 제어부(150)는 화상 처리부(140)나 메모리(190)로부터 취득한 화상 데이터를 표시부(180)에 표시시킬 수도 있다.

압전 소자 구동 제어부(160)는 이물질 제거부(120)의 동작을 제어하는 제어부이다. 압전 소자 구동 제어부(160)는 카메라 제어부(150)로부터 입력된 제어 지시에 따라, 이물질 제거부(120)의 압전 소자(123)(124)로 제어 신호를 입력한다.

그리고, 압전 소자 구동 제어부(160)는, 생성된 제어 신호를 FPC(125)(126)을 통해 압전 소자(123)(124)로 입력하여 진동 부재(121)를 진동시키기 때문에, 진동 제어부의 기능을 수행하게 된다.

렌즈 제어부(170)는 촬상 장치(100)의 렌즈계를 제어하는 제어부이다. 렌즈 제어부(170)는, 카메라 제어부(150)로부터 입력된 제어 지시에 따라 렌즈 위치나 조리개 개방도를 제어한다.

표시부(180)는 화상 데이터를 표시하는 표시부로서, 예컨대 액정 디스플레이(LCD)나 OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 등으로 이루어진다. 표시부(180)는 카메라 제어부(150)로부터 입력된 화상 데이터를 표시하여 사용자에게 제시한다.

메모리(190)는 촬상 장치(100)에 의해 촬상한 화상의 화상 데이터나 촬상 장치(100)의 각 기능 실행에 필요한 정보를 기억하는 기억부이다.

메모리(190)에는, 화상 처리 전의 화상 데이터나, 화상 처리 후의 화상 데이터, 압축 데이터 등이 기억된다. 메모리(190)로서, 예컨대 DRAM이나 플래시 메모리 등을 사용할 수 있다. 또한 촬상 장치(100)는 메모리 카드 등의 이동가능 한(removable)한 기억 매체(미도시)를 구비하도록 구성할 수도 있다.

이상, 본 제1 실시예에 따른 촬상 장치(100)의 구성에 대해 설명하였다. 본 실시 형태에 따른 촬상 장치(100)는 이물질 제거부(120)의 압전 소자(123)(124)에 대해 서로 다른 2개의 제어 신호를 입력함으로써 진동 부재(121)를 효과적으로 진동시키고, 높은 이물질 제거 효율을 실현할 수 있다.

이하, 도 3 및 도 4a를 참조하여, 본 실시 형태에 따른 이물질 제거부(120)에 의한 이물질 제거 동작에 대해 설명하기로 한다. 도 3은 압전 소자(123)(124)를 진동시키기 위한 제어 신호의 주파수와 임피던스와의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 4a 및 도 4b는 고유 진동 모드의 일 예를 나타내는 모델도이다.

<이물질 제거부의 이물질 제거 동작>

본 제1 실시예에 따른 촬상 장치(100)는 상술한 바와 같이, 이물질 제거부(120)의 압전 소자(123)(124)에 대해 서로 다른 2개의 제어 신호를 입력함으로써 진동 부재(121)를 효과적으로 진동시킨다.

압전 소자(123)(124)는 입력되는 제어 신호의 주파수에 의해 진동이 변화되고, 압전 소자(123)(124)의 진동 변화에 의해 진동 부재(121)의 진동 방법도 변화된다. 즉, 진동 부재(121)에 있어서, 제1의 제어 신호에 의한 압전 소자(123)(124)의 진동에는 거의 진동하지 않는 부분도, 그와 다른 제2의 제어 신호를 입력함으로써 제1의 제어 신호에 의해서는 거의 진동하지 않았던 부분을 진동시킬 수 있다.

여기서, 압전 소자(123)(124)를 진동시키기 위한 제어 신호의 주파수와 임피던스와의 관계를 도 3에 나타낸다. 도 3에 도시한 바와 같이, 압전 소자(123)(124) 에 입력되는 제어 신호의 주파수가 높아짐으로써 임피던스는 서서히 저하된다.

그러나, 소정의 주파수 부근에서 임피던스가 갑자기 커지는 공진 상태(고유 진동 모드)가 발생한다. 예컨대, 도 4a에 도시한 고유 진동 모드에서는, 2점 쇄선에 나타내는 초기 상태(진동하지 않는 상태)로부터 진동 부재(121)가 거의 변위하지 않는 2개의 마디(201)(203)와, 진동 부재(121)가 크게 변위하는 하나의 배(antinode)(202)가 존재하도록 공진한다. 또한 도 4b에 나타내는 고유 진동 모드에서는, 2점 쇄선으로 나타내는 초기 상태(진동하지 않는 상태)로부터 진동 부재(121)가 거의 변위하지 않는 3개의 마디(node)(201)(203)(205)와, 진동 부재(121)가 크게 변위하는 2개의 배(202)(204)가 존재하도록 공진한다.

한편, 공진 상태 이외의 상태에서의 압전 소자(123)(124)의 진동 변위는 매우 작다. 따라서, 도 4a나 도 4b에 나타낸 공진 상태를 만들어 냄으로써, 진동 부재(121)를 더욱 크게 진동시켜 이물질 제거 효과를 높일 수 있다.

또한, 본 제1 실시예에 따른 이물질 제거부(120)는 고유 진동 모드에서 마디가 되는 부분에서의 이물질 제거 효과의 저하를 방지하기 위하여, 서로 다른 2개의 제어 신호를 입력 시간이 중복되도록 압전 소자(123)(124)에 입력한다.

즉, 압전 소자(123)(124)에 하나의 제어 신호를 입력하여 진동 부재(121)를 진동시킨 경우, 진동 부재(121)에서 진동 변위가 큰 부분(배)과 진동 변위가 작은 부분(마디)이 존재한다. 예컨대, 도 4a에 나타낸 공진 상태를 발생시키는 주파수의 제어 신호를 압전 소자(123)(124)에 입력하면, 진동 부재(121)는 마디(201)(203)의 부분에서 거의 움직이지 않는다. 이 때문에, 진동 부재(121)의 마디(201)(203)가 되는 부분에 부착한 이물질을 제거하기는 어렵다.

따라서, 서로 다른 2개의 제어 신호를 압전 소자(123)(124)에 입력하여, 마디가 없는 진동 모드를 생성함으로써, 진동 부재(121)의 모든 영역을 진동시킨다. 이 때, 2개의 제어 신호는 서로 다른 고유 진동 모드를 발생시키는 주파수로 설정할 수 있다. 또한, 2개의 제어 신호의 마디가 겹치지 않도록 하고, 진동 부재(121)에 진동하지 않는 부분이 중복되지 않도록 하는 것이 좋다. 이에 따라, 이물질 제거부(120)의 이물질 제거 효율을 더욱 높일 수 있다.

또한, 2개의 압전 소자(123)(124)에 각각 다른 제어 신호를 입력 시간이 중복되도록 입력함으로써 이물질 제거에 요구하는 시간을 단축할 수 있다. 본 제1 실시예 따른 촬상 장치(100)에서는, 진동 부재(121)에 부착한 이물질을 제거할 경우, 카메라 제어부(150)로부터의 이물질 제거 개시 지시에 따라, 압전 소자 구동 제어부(160)가 사전에 설정된 주파수 제어 신호를 압전 소자(123)(124)에 입력한다.

예컨대, 압전 소자 구동 제어부(160)는, 압전 소자(123)에 주파수(f1)의 제어 신호를 입력함과 동시에, 압전 소자(124)에 주파수(f2)의 제어 신호를 입력한다. 이와 같이 서로 다른 주파수(f1)(f2)의 제어 신호의 입력 시간을 중복시킴으로써, 일방의 압전 소자에 주파수(f1) 또는 주파수(f2)의 제어 신호를 입력한 후, 다른 일방의 압전 소자에 주파수(f2) 또는 주파수(f1)의 제어 신호를 입력한 경우와 비교하여 볼 때, 이물질 제거 동작 시간을 단축할 수 있다.

또한, 본 제1 실시예는, 서로 다른 주파수(f1)(f2)의 제어 신호의 입력 시간을 중복시킴으로써, 쌍방의 압전 소자에 주파수(f1) 또는 주파수(f2)의 제어 신호 를 입력한 후, 쌍방의 압전 소자에 주파수(f2) 또는 주파수(f1)의 제어 신호를 입력한 경우와 비교하여 볼 때, 이물질 제거 동작 시간을 단축할 수 있다.

또한, 본 제1 실시예에 따르면, 압전 소자(123)(124)에 입력되는 제어 신호는, 압전 소자(123)(124)의 특성에 따라 사전에 결정되기 때문에, 압전 소자(123)(124)에 입력하는 제어 신호의 주파수를 탐색할 필요는 없다. 따라서, 이물질 제거 효과가 적은 주파수에 압전 소자(123)(124)를 진동시키지 않아도 되므로, 이물질 제거 동작에서의 소비전력을 저감할 수 있다

이상, 본 제1 실시예에 따른 이물질 제거부(120)에 의한 이물질 제거 동작에 대해 설명하였다. 이러한 이물질 제거부(120)에 대해, 이물질 제거 효과를 검증하였다. 이하, 도 5 내지 도 8c를 참조하여, 본 제1 실시예에 따른 이물질 제거부(120)에 의한 이물질 제거 효과를 검증한 실험 결과에 대해 설명하기로 한다.

도 5는 본 제1 실시예에 따른 이물질 제거부(120)의 진동 부재(121)를 구분한 영역을 설명하기 위한 사진이다. 도 6a 내지 도 6d는, 2개의 압전 소자(123)(124)에 동일 주파수의 제어 신호를 입력한 단일 진동에 대한 진동 부재(121)의 이물질 제거 상황을 나타내는 사진이다. 도 7a 내지 도 7d는 2개의 압전 소자(123)(124)에 서로 다른 주파수의 제어 신호를 입력한 복합 신호에 대한 진동 부재(121)의 이물질 제거 상황을 나타내는 사진이다. 도 8a 내지 도 8c는, 진동 부재(121)의 각 영역에서의 이물질 제거율을 나타내는 그래프이다.

<이물질 제거 효과의 검증>

본 실험에서는, 도 2에 나타낸 본 제1 실시예에 따른 이물질 제거부(120)의 2개의 압전 소자(123)(124)에 동일 주파수의 제어 신호를 입력한 경우와, 서로 다른 주파수의 제어 신호를 입력한 경우에 있어서의 진동 부재(121)의 이물질 제거율을 각각 측정하고, 이물질 제거 효과를 검증하였다.

구체적으로는, 촬상 소자(130)의 전면(촬상면측)에 마련된 진동 부재(121)인 제진 필터에, JIS Z 8901 시험용 분체 중 15종(혼합 분체:8종 72%＋12종 23%＋코튼린터(cotton linter) 5%)을 확산 분무하였다.

그리고, 진동 부재(121)를 진동시키기 전의 상태(초기 상태), 진동 부재(121)를 1회 진동시킨 상태, 진동 부재(121)를 2회 진동시킨 상태, 진동 부재(121)를 3회 진동시킨 상태에서의 이물질의 갯수를 측정하고, 이물질 제거율을 산출하였다. 또한, 이물질 제거율은, 도 5에 도시한 바와 같이 구분된 진동 부재(121)의 영역 a∼영역 i의 9개의 영역에 대해 측정하였다.

우선, 이물질 제거부(120)의 2개의 압전 소자(123)(124)에 동일 주파수의 제어 신호를 입력한 단일 진동의 경우에 대해 설명하기로 한다. 이 경우, 압전 소자(123)(124)에는, 주파수(fl)(예컨대, f1=57.544kHz)의 제어 신호가 입력된다.

도 6a에 도시한 바와 같이, 진동 부재(121)의 초기 상태에서는, 각 영역에 크고 작은 이물질이 부착되어 있다. 우선, 압전 소자(123)(124)에 소정 시간 만큼 주파수 f1의 제어 신호를 입력하면(첫번째 입력), 도 6b에 도시한 바와 같이, 각 영역의 이물질의 일부가 제거된다.

이어서, 압전 소자(123)(124)에 소정의 시간만큼 주파수 f1의 제어 신호를 입력하면(두번째 입력), 도 6c에 도시한 바와 같이 되고, 이어서, 압전 소 자(123)(124)에 소정의 시간만큼 주파수 f1의 제어 신호를 입력하면(세번째 입력), 도 6d에 도시한 바와 같이 된다. 도 6d에서는, 이물질 제거 동작을 반복하더라도, 영역 a나 영역 d와 같이 이물질 제거 효과가 얻어지지 않는 영역이 존재함을 알 수 있다.

이어서, 이물질 제거부(120)의 2개의 압전 소자(123)(124)에 서로 다른 주파수의 제어 신호를 입력한 복합 진동의 경우에 대해 설명하기로 한다.

이 경우, 압전 소자(123)에는 주파수(fl)(예컨대, f1=84kHz)의 제어 신호가 입력되고, 압전 소자(124)에는 주파수(f2)(예컨대, f1=57.544kHz)의 제어 신호가 입력된다.

도 7a에 도시한 바와 같이, 진동 부재(121)의 초기 상태에서는, 각 영역에 크고 작은 이물질이 부착되어 있다. 우선, 압전 소자(123)(124)에 소정의 시간만큼 주파수 f1, f2의 제어 신호를 입력하면(첫번째 입력), 도 7b에 도시한 바와 같이, 각 영역의 이물질의 일부가 제거된다.

이어서, 압전 소자(123)(124)에 소정의 시간만큼 주파수 f1, f2의 제어 신호를 입력하면(두번째 입력), 도 7c에 도시한 바와 같이 되고, 이어서, 압전 소자(123)(124)에 소정의 시간만큼 주파수 f1, f2의 제어 신호를 입력하면(세번째 입력), 도 7d에 도시한 바와 같이 된다. 여기서, 도 7c에서 영역에 따라 이물질의 부착량의 차이가 있었지만, 도 7d에서는 거의 제거되어 있어 진동 부재(121)의 진동에 의해 전면에 걸쳐 고른 제거 효과가 얻어짐을 알 수 있다.

도 8a∼도 8c는, 도 6b∼도 6d에 나타낸 동일 주파수 f1의 제어 신호를 입력 한 단일 진동의 경우와, 도 7b∼도 7d에 나타낸 서로 다른 주파수 f1, f2의 제어 신호를 입력한 복합 진동의 경우의 이물질 제거율을 비교한 그래프이다.

도 8a에 도시한 바와 같이, 압전 소자(123)(124)에 첫번째의 제어 신호를 입력하였을 때의 이물질 제거율은 영역에 따라 단일 진동 쪽이 좋은 부분도 있고 복합 진동 쪽이 좋은 부분도 있다. 그러나, 압전 소자(123)(124)에 두번째, 세번째의 제어 신호를 입력한 결과는 각각 도 8b, 도 8c에 나타나 있는 것과 같이, 이물질 제거율은 단일 진동 쪽 보다 복합 진동 쪽이 높다. 또한, 복합 진동에 의한 이물질 제거는 단일 진동에 의한 이물질 제거와 비교하여, 각 영역에서 고르게 안정적으로 행해져 있다.

이상와 같이 본 제1 실시예의 경우에는, 서로 다른 2개의 주파수의 제어 신호를 입력함으로써 동일 주파수(f1)의 제어 신호를 입력하는 경우와 비교하여, 보다 효과적으로 이물질을 제거할 수 있다.

이상, 본 제1 실시예에 따른 이물질 제거부(120)를 구비하는 촬상 장치(100)에 대해 설명하였다.

본 제1 실시예에 의하면, 이물질 제거부(120)에 진동 부재(121)를 진동시키는 2개의 압전 소자(123)(124)를 설치하고, 각 압전 소자(123)(124)에 서로 다른 주파수의 제어 신호를 입력한다. 이 때, 2개의 제어 신호의 입력 시간이 중복되도록 각 주파수의 제어 신호를 압전 소자(123)(124)에 입력한다. 이에 따라, 진동하지 않는 영역이 없이 진동 부재(121)가 진동되기 때문에, 이물질 제거부(120)에 의한 이물질 제거 효과를 높일 수 있다. 또한, 2개의 제어 신호의 입력 시간을 중복 시킴으로써, 이물질 제거 동작에 요구되는 시간을 단축할 수 있다.

(본 발명의 제2 실시예)

이어서, 도 9에 따라, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이물질 제거부(220)에 대해 설명하기로 한다. 본 실시 형태에 따른 이물질 제거부(220)는 2개 이상의 주파수의 제어 신호를 중첩하여 하나의 제어 신호로 한 후, 압전 소자(123)에 그 제어 신호를 입력하여 진동 부재(121)를 진동시킨다. 이러한 경우에는 제1의 실시예에 따른 촬상 장치(100)의 이물질 제거부(120)를 이물질 제거부(220)로 대체하여 설치할 수 있다.

이하, 도 9에 따라, 본 제2 실시예에 따른 이물질 제거부(220)에 대해 설명하기로 한다. 또한, 이물질 제거부(220)가 마련되는 촬상 장치의 구성은 제1 실시 예에 따른 촬상 장치(100)와 같으므로, 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다. 또한 도 9는 본 제2 실시예에 따른 이물질 제거부(220)의 구성을 나타내는 사시도이다.

<이물질 제거부의 구성 및 이물질 제거 동작>

본 제2 실시예에 따른 이물질 제거부(220)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 진동 부재(121)와, 압전 소자(123)와, FPC(127)로 구성된다. 진동 부재(121) 및 압전 소자(123)는 제1 실시예와 동일한 부재를 사용할 수 있다. 진동 부재(121)는 제1의 실시 형태와 같이, 그 주연부(가장자리부)를 지지부(122)에 의해 지지하고 있다. 지지부(122)에는 진동 부재(121)에 진동을 가하는 압전 소자(123)가 마련되어 있다. 압전 소자(123)에는, 해당 압전 소자(123)를 진동시키는 제어 신호를 입력하는 FPC(127)가 설치된다.

FPC(127)로부터 압전 소자(123)에 입력되는 제어 신호는, 서로 다른 2개 이상의 주파수의 제어 신호를 중첩하여 생성된 신호이다. 예컨대, 압전 소자 구동 제어부(160)는, 도 4a에 도시한 고유 진동 모드에서의 주파수(f1)와, 도 4b에 도시한 고유 진동 모드에서의 주파수(f2)를 중첩하여 하나의 제어 신호(F=f1＋f2)를 생성한다.

그리고, 생성된 제어 신호(F)를 FPC(127)를 통해 압전 소자(123)에 입력한다. 이에 따라, 진동 부재(121)에 주파수(f1)의 제어 신호에 의한 진동과 주파수(f2)의 제어 신호에 의한 진동을 합성한 진동을 발생시킬 수 있다.

본 제2 실시예에 따른 이물질 제거부(220)와 같이, 2개 이상의 제어 신호를 중첩하여 생성한 하나의 제어 신호를 압전 소자에 입력하는 경우, 이물질 제거부(220)는 적어도 하나의 압전 소자(본 제2 실시예에서는 압전 소자(123)만)를 구비하면 된다. 하나의 압전 소자를 2개 이상의 주파수의 제어 신호를 중첩하여 생성된 제어 신호(F)에 의해 진동시키면, 각 주파수의 제어 신호에 의한 진동 모드가 합성된 상태에서 진동 부재(121)를 진동시킬 수 있다. 이에 따라, 부품 수를 적게 할 수 있다.

또한, 본 제2 실시예에서도, 제어 신호(F)를 생성하기 위해 중첩하는 주파수는, 중첩하는 2개 이상의 제어 신호의 마디가 겹치지 않도록 하고, 진동 부재(121)의 진동하지 않는 부분이 중첩되지 않도록 하는 것이 좋다. 이에 따라, 이물질 제거부(220)의 이물질 제거 효율을 더 높일 수 있다. 또한 본 제2 실시예에 따른 이물질 제거부(220)에 의한 이물질 제거 동작에 의해, 복수의 주파수의 제어 신호가 동시에 입력된 것과 동등한 작용을 얻을 수 있고, 이물질 제거 동작에 필요한 시간도 단축할 수 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서의 통상의 지식을 갖는 자라면, 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범위 내에서 각종의 변경 예 또는 수정 예를 생각해 낼 수 있음은 명백하고, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다. 예컨대, 상기 제1 실시예에서는, 2개의 압전 소자에 서로 다른 2개의 주파수의 제어 신호를 입력하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 예컨대, 이물질 제거부(120)에 3개 이상의 압전 소자를 설치하고, 서로 다른 2개 이상의 주파수의 제어 신호를 입력해도 된다. 또한, 상기 제2 실시예와 같이, 2개 이상의 주파수를 중첩하여 생성한 제어 신호를 복수의 압전 소자에 입력하여 진동 부재(121)를 진동시켜도 된다. 이 때, 압전 소자에 입력되는 제어 신호를 달리 할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 촬상 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 관한 이물질 제거부의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 3은 압전 소자를 진동시키기 위한 제어 신호의 주파수와 임피던스와의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 4a는 고유 진동 모드의 일 예를 나타내는 모델도이다.

도 4b는 고유 진동 모드의 다른 일 예를 나타내는 모델도이다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 관한 이물질 제거부의 진동 부재를 구분한 영역을 설명하기 위한 사진이다.

도 6a는 2개의 압전 소자에 동일 주파수의 제어 신호를 입력하였을 때의 진동 부재의 이물질 제거 상황을 나타내는 사진으로서 초기의 상태를 나타낸다.

도 6b는 2개의 압전 소자에 동일 주파수의 제어 신호를 입력하였을 때의 진동 부재의 이물질 제거 상황을 나타내는 사진으로서, 첫번째 진동 후의 상태를 나타낸다.

도 6c는 2개의 압전 소자에 동일 주파수의 제어 신호를 입력하였을 때의 진동 부재의 이물질 제거 상황을 나타내는 사진으로서, 두번째 진동 후의 상태를 나타낸다.

도 6d는 2개의 압전 소자에 동일 주파수의 제어 신호를 입력하였을 때의 진 동 부재의 이물질 제거 상황을 나타내는 사진으로서, 세번째 진동 후의 상태를 나타낸다.

도 7a는 2개의 압전 소자에 각각 서로 다른 주파수의 제어 신호를 입력하였을 때의 진동 부재의 이물질 제거 상황을 나타내는 사진으로서, 초기의 상태를 나타낸다.

도 7b는 2개의 압전 소자에 각각 서로 다른 주파수의 제어 신호를 입력하였을 때의 진동 부재의 이물질 제거 상황을 나타내는 사진으로서, 첫번째의 진동 후의 상태를 나타낸다.

도 7c는 2개의 압전 소자에 각각 서로 다른 주파수의 제어 신호를 입력하였을 때의 진동 부재의 이물질 제거 상황을 나타내는 사진으로서, 두번째의 진동 후의 상태를 나타낸다.

도 7d는 2개의 압전 소자에 각각 서로 다른 주파수의 제어 신호를 입력하였을 때의 진동 부재의 이물질 제거 상황을 나타내는 사진으로서, 세번째의 진동 후의 상태를 나타낸다.

도 8a는 진동 부재의 각 영역에서의 이물질 제거율을 나타내는 그래프로서, 첫번째 진동 후의 상태를 나타낸다.

도 8b는 진동 부재의 각 영역에서의 이물질 제거율을 나타내는 그래프로서, 두번째 진동 후의 상태를 나타낸다.

도 8c는 진동 부재의 각 영역에서의 이물질 제거율을 나타내는 그래프로서, 세번째의 진동 후의 상태를 나타낸다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이물질 제거부의 구성을 나타내는 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 촬상 장치 110: 렌즈

120, 220: 이물질 제거부 121: 진동 부재

122: 지지부 123, 124: 압전 소자

125, 126, 127: FPC 130: 촬상 소자

140: 화상 처리부 150: 카메라 제어부

160: 압전 소자 구동 제어부 170: 렌즈 제어부

180: 표시부 190: 메모리

Claims

촬상한 화상을 전기적 신호로 변환하는 촬상 소자;

상기 촬상 소자의 촬상면측에 설치된 진동 부재;

상기 진동 부재를 진동시키는 가진부; 및

서로 다른 적어도 2개의 제어 신호를, 상기 각 제어 신호의 입력 시간이 중복되도록 상기 가진부에 입력하는 진동 제어부;를 포함하는 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 가진부는 적어도 2개의 가진 부재를 포함하고,

상기 진동 제어부는 상기 각 가진 부재에 서로 다른 상기 제어 신호를 하나씩 입력하는 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 진동 제어부는, 주기적 신호를 상기 제어 신호로서 상기 가진부에 입력하는 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 진동 제어부는, 상기 진동 부재를 공진 진동시키는 공진 주파수 신호를 상기 제어 신호로서 상기 가진부에 입력하는 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 진동 제어부는, 상기 각 제어 신호에 의한 진동 변위가 작은 부분끼리 중복되지 않는 복수개의 제어 신호를 상기 가진부에 입력하는 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 진동 제어부는, 서로 다른 적어도 2개의 제어 신호를 합성하여 생성된 합성 신호를 상기 가진부에 입력하는 촬상 장치.
촬상한 화상을 전기적 신호로 변환하는 촬상 소자의 촬상면측에 설치된 진동 부재를 진동시키는 가진부에 대해, 서로 다른 적어도 2개의 제어 신호를 상기 각 제어 신호의 입력 시간이 중복되도록 입력하는 촬상 장치의 이물질 제거 방법.
제7항에 있어서,

상기 가진부는 적어도 2개의 가진 부재를 포함하고,

상기 각 가진 부재에 서로 다른 상기 제어 신호를 하나씩 입력하는 촬상 장치의 이물질 제거 방법.
제7항에 있어서,

상기 서로 다른 적어도 2개의 제어 신호를 합성하여 합성 신호를 생성하고,

생성된 상기 합성 신호를 상기 가진부에 입력하는 촬상 장치의 이물질 제거 방법.