KR100739777B1 - 화상 보정 각도 생성 회로 및 이를 이용한 화상 보정 장치 - Google Patents

Abstract

화상 보정 각도 생성 회로 및 이를 이용한 화상 보정 장치가 개시된다. 본 발명에 의한 화상 보정 각도 생성 회로는, 각속도를 측정하여 각속도 신호를 출력하는 각속도계, 각속도 신호에서 피드백 신호를 감산하여 차분 신호를 생성하는 감산기, 감산기로부터의 차분 신호를 적분하여 각도 신호를 출력하는 적분기, 절환 가능한 두 개의 컷오프 주파수(제1 컷오프 주파수 및 제2 컷오프 주파수)를 가지며, 각도 신호의 저역 성분을 추출하여 피드백 신호를 생성하는 저역 통과 필터, 및 각도 신호에 따라 저역 통과 필터의 제1 컷오프 주파수와 제2 컷오프 주파수를 절환하는 주파수 절환부를 포함한다. 각도 신호에 따라 저역 통과 필터의 두 개의 컷오프 주파수를 절환함에 의해, 적분기의 포화를 회피할 수 있으며 고속으로 컷오프 주파수를 변경할 수 있어, 효율적으로 정확하게 손떨림을 보정하기 위한 각도를 생성하고 이를 이용하여 손떨림 보정을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

화상 보정 각도 생성 회로 및 이를 이용한 화상 보정 장치{Image correction angle generator and image correction apparatus using the same}

도 1은 손떨림 보정을 수행하는 일반적인 촬상 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2는 손떨림 각속도와 선회 각속도의 차이를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 각도 생성 회로의 일 실시예의 구성을 도시한 블록도이다.

도 4는 손떨림 각속도와 선회 각속도의 차이를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 각도 생성회로의 일 실시예의 구체적인 구성을 도시한 회로도이다.

도 6a 및 도 6b는 주파수의 절환에 의한 컷오프 주파수의 변화를 설명하기 위한 회로도이다.

도 7은 각도 생성회로를 블럭마다의 전달함수로 표시한 시스템 계통도이다.

도 8은 각도 생성회로를 블럭마다의 전달함수로 표시한 시스템 계통도이다.

도 9a, 도 9b, 및 도 9c는 저역 통과 필터의 컷오프 주파수의 설정에 의한 각도 출력을 나타낸 타임 차트이다.

도 10a 및 도 10b는 제1 커패시터 오프 시의 개방 유무에 의한 출력 신호를 비교한 타임 차트이다.

도 11은 본 발명에 따른 화상 보정 장치의 일 실시예의 구성을 나타낸 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10,110: 각속도계 12,116: 저역 통과 필터

16,118: 증폭기 14: 고역 통과 필터

20,120: 아날로그/디지털 변환기 22,122: 제어부

24,124: 디지털/아날로그 변환기 100: 각도 생성 회로

112: 감산기 114: 적분기

130: 주파수 절환부 400: 화상 보정 장치

410: 촬상부 412: 화상 보정부

C1: 제1 커패시터 C2: 제2 커패시터

R1: 제1 저항 R2: 제2 저항

R3: 제3 저항 R4: 제4 저항

R5: 제5 저항 R6: 제6 저항

U1: 제1 오피 앰프 U2: 제2 오피 앰프

본 발명은 화상 데이터의 처리에 관한 것으로서, 특히 화상의 보정 각도를 생성하는 회로 및 이를 이용한 화상 보정 장치에 관한 것이다.

카메라 등의 촬상장치에서는 카메라를 손으로 받쳐 피사체를 촬상하기 때문에 손떨림 등의 변동이 직접 화상의 흔들림에 영향을 준다. 이와 같은 손떨림을 보정하기 위하여 카메라에는 각속도계가 마련되어 있으며, 그 각속도계에서 검출된 각속도를 디지털 신호화한 후 적분한 각도분만큼 렌즈 또는 화상을 이동하여 손떨림을 캔슬한다.

상기 각도의 도출에는, 각속도계로부터의 아날로그 각속도 신호를 아날로그/디지털 변환하여 신호 처리장치 내에서 적분하는 처리가 수행되고 있다. 그러나 각속도가 커지고 팬(panning), 틸팅(tilting) 방향으로의 선회동작이나 주파수가 높은 손떨림 동작에 상기 아날로그/디지털 변환기의 범위(range)를 합하면 주파수가 낮은 손떨림 등의 작은 각속도는 아날로그/디지털 변환기의 분해능력에 묻혀 버린다.

또 손떨림에 의한 각속도 출력은 대단히 작기 때문에 그 각속도 출력을 증폭기 등으로 증폭할 필요가 있다. 그러나 증폭율을 높이면 선회동작 등에서 증폭기의 출력이 포화된다는 문제가 생긴다. 상기 출력의 포화는 광역 통과필터(HPF: High Pass Filter)에 의해 회피할 수 있지만, 컷오프 주파수를 낮추면 응답성이 악화되고, 높이면 손떨림 주파수에 접근하게 되어 손떨림에 의한 각속도의 검출치까지 낮아져 손떨림 보정능력이 저하된다.

또 손떨림 주파수와 팬, 틸트방향으로의 선회 주파수와는 그리 차이가 없어 필터 등에 의해 분리하기 어렵다. 상기 손떨림 동작과 선회동작을 분리하기 위하여 각속도 신호를 문턱값 신호와 비교하고, 문턱값 이하이면 손떨림 각속도, 문턱값 이상이면 선회 각속도라고 판단할 수 있다. 그러나 이와 같이 문턱값 이상인지 이하인지의 판단만으로 손떨림 각속도와 선회 각속도를 분리하면, 선회 각속도와 동일한 또는 그 이하의 손떨림 각속도는 선회 각속도에 묻혀 손떨림 보정 정밀도가 저하되는 문제가 발생한다.

한편 아날로그 각속도 신호를 아날로그/디지털 변환하기 전에 적분기를 이용하여 아날로그 각도 신호를 도출하는 것에 의해 손떨림 등의 작은 각속도가 아날로그/디지털 변환기의 분해능력에 묻혀 버리는 것을 회피할 수 있다. 그러나 그 경우에도 손떨림 주파수와 팬, 틸트방향으로의 선회 주파수는 그다지 차이가 없어 1점의 컷오프 주파수를 가진 필터 등에 의해 분리하기 어렵다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 각도 출력을 포화시키지 않고 효율적으로 정확하게 손떨림에 의한 각도를 추출할 수 있는 화상 보정 각도 생성 회로를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 화상 보정 각도 생성 회로를 이용하여 손떨림을 보정하는 화상 보정 장치를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 화상 보정 각도 생성 회로는, 각속도를 측정하여 각속도 신호를 출력하는 각속도계; 상기 각속도 신호에서 피드백 신호를 감산하여 차분 신호를 생성하는 감산기; 상기 감산기로부터의 차분 신호를 적분하여 각도 신호를 출력하는 적분기; 절환 가능한 두 개의 컷오프 주파수(제1 컷오프 주 파수 및 제2 컷오프 주파수)를 가지며, 상기 각도 신호의 저역 성분을 추출하여 상기 피드백 신호를 생성하는 저역 통과 필터; 및 상기 각도 신호에 따라 상기 저역 통과 필터의 제1 컷오프 주파수와 제2 컷오프 주파수를 절환하는 주파수 절환부를 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같이 적분기의 출력을 저역 통과 필터를 통해 피드백하는 구성은 전체적으로 고역 통과 필터(HPF)를 형성하며, 따라서 본 발명의 구성은 두 개의 컷오프 주파수를 가지는 고역 통과 필터 및 적분기가 된다. 이와 같은 두 개의 컷오프 주파수의 절환에 의해 적분기의 포화를 회피할 수 있다.

상기 저역 통과 필터는, 상기 적분기에 일단이 접속된 제1 저항; 상기 제1 저항의 타단에 반전 입력 단자가 접속되고, 출력단이 상기 감산기에 접속된 오피 앰프(operational amplifier: OP amp); 일단이 상기 오피 앰프의 반전 입력 단자와 접속되고, 타단이 상기 오피 앰프의 출력 단자와 접속된 제2 저항; 일단이 상기 오피 앰프의 비반전 입력 단자와 동 전위를 가지는 점에 접속된 제3 저항; 및 일단이 상기 오피 앰프의 출력 단자와 접속되고, 타단이 상기 저역 통과 필터의 컷오프 주파수 절환에 따라 상기 오피 앰프의 반전 입력 단자와 접속되거나 상기 제3 저항의 타단에 접속되는 커패시터를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 절환 처리에 의한 커패시터의 접속 상태의 변경에 의해 저역 통과 필터의 컷오프 주파수가 절환되고, 또 커패시터가 제3 저항을 통해 오피 앰프의 비반전 입력 단자와 동 전위를 가지게 되므로 불안정한 상태를 남기지 않아 고속으로 컷오프 주파수를 변경할 수 있다.

상기 제1 컷오프 주파수는, 미선회 시에 발생하는 각속도 신호의 직류 성분을 제거 가능한 낮은 주파수이고, 상기 제2 컷오프 주파수는, 상기 제1 컷오프 주파수보다 높으며 상기 각속도계의 선회 동작에 의한 직류 성분을 제거할 수 있는 주파수인 것이 바람직하며, 상기 제1 컷오프 주파수는 0.1Hz 이상 1Hz 이하의 값을 가지며, 상기 제2 컷오프 주파수는 10Hz 이상 100Hz 이하의 값을 가지는 것이 더 바람직하다.

상기 각속도계에서 출력되는 아날로그 각속도 신호는 주로 손떨림에 의한 각속도(손떨림 각속도)와, 팬, 틸트방향으로의 선회동작에 의한 연속하는 일방향의 각속도(선회 각속도)로 나뉜다. 본 발명은 통상 상태에서 손떨림 각속도를 계산하고 선회동작의 개시나 종료를 검출했으면 컷오프 주파수를 변경하여 손떨림 각속도를 포함한 선회 각속도를 무시하고, 이와 같은 급속한 변화가 종료되면 또 손떨림 각속도를 계산하는 통상 상태로 돌아가는 것을 특징으로 하고 있다. 이 때 손떨림 각속도를 검출할 수 있는 통상의 컷오프 주파수가 제1 컷오프 주파수이며, 팬, 틸트방향으로의 선회 각속도도 캔슬하는 컷오프 주파스가 제2 컷오프 주파수이다.

또한 저역 통과 필터가 오피 앰프를 포함하는 상기 구성의 경우, 제1 내지 제3 저항 및 커패시터의 소자 값에 의해 컷오프 주파수가 결정되는데, 제2 컷오프 주파수가 제1 컷오프 주파수보다 큰 경우, 제2 저항의 값이 제3 저항의 값보다 크게 된다.

상기 각속도 신호 및 상기 각도 신호는 아날로그 신호인 것이 바람직하며, 상기 화상 보정 각도 생성 회로는, 상기 아날로그 각도 신호를 디지털 각도 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기; 및 상기 디지털 각도 신호가 소정의 각도를 초과함에 따라 상기 주파수 절환부가 상기 저역 통과 필터의 컷오프 주파수를 절환하도록 하는 주파수 절환 신호를 생성하는 제어부를 더 포함하는 것이 더 바람직하다.

상기 적분기에서 아날로그 각도신호를 생성하는 구성에 의해 아날로그 각속도 신호의 주파수나 아날로그/디지털 변환기의 분해능력에 구애받지 않고 정확한 각속도를 얻을 수 있다. 또한 상기 구성에 의해 상기 소정 각도의 세밀한 설정을 디지털적으로 관리할 수 있으며, 예컨대 촬영 상황 등에 관한 파라미터에 따라 리얼타임으로 문턱값(소정 각도)을 갱신할 수 있다.

상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 화상 보정 장치는, 촬상에 의해 화상을 얻는 촬상부; 상기 촬상부의 각속도를 측정하여 각속도 신호를 출력하는 각속도계; 상기 각속도 신호에서 피드백 신호를 감산하여 차분 신호를 생성하는 감산기; 상기 감산기로부터의 차분 신호를 적분하여 각도 신호를 출력하는 적분기; 절환 가능한 두 개의 컷오프 주파수(제1 컷오프 주파수 및 제2 컷오프 주파수)를 가지며, 상기 각도 신호의 저역 성분을 추출하여 상기 피드백 신호를 생성하는 저역 통과 필터; 상기 각도 신호에 따라 상기 저역 통과 필터의 제1 컷오프 주파수와 제2 컷오프 주파수를 절환하는 주파수 절환부; 및 상기 각도 신호에 따라 상기 화상의 손떨림을 보정하는 화상 보정부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 컷오프 주파수의 절환에 의한 적분기의 포화를 회피할 수 있고, 또한 선회동작을 수행했다 해도 선회동작 개시 및 종료 후 즉각 손떨림 보정 을 재개시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 화상 보정 각도 생성 회로 및 화상 보정 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성요소에 관해서는 동일 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다. 또한 본 명세서 및 도면에서, 일정 방향으로 연속하여 회전하는 팬(panning), 틸트(tilting) 방향으로의 선회동작을 단순히 선회동작이라고 하고, 그 회전방향으로의 각속도를 선회 각속도라고 한다. 또 이하의 설명에 "접속"이라고 표현되어 있는 경우, 단자간을 직접 접속하고 있는 경우 뿐 아니라 다른 전기 소자 등을 통해 접속되어 있는 경우를 포함한다.

본 발명에서는 팬, 틸트방향의 선회동작을 검출하여 선회동작 개시 및 종료시의 급속한 직류성분 제거를 수행하여 각도 출력의 포화를 회피한다.

카메라 등의 촬상 장치에서는, 카메라를 손으로 받치고 피사체를 촬상하기 때문에 손떨림 등의 변동이 직접 화상의 흔들림에 영향을 준다. 이와 같은 손떨림은 카메라의 변동 각도에 상관된 각도만큼 렌즈 또는 화상을 이동시킴으로써 보정 가능하다.

예를 들면, 카메라의 각도를 변화시킴으로써 CCD(Charge Coupled Device) 상의 상면(像面)은, 소정의 상관을 가지고 이동하고, 또 보정렌즈의 이동량과 CCD 위의 상면 위치량도 상관이 있다. 이와 같은 카메라의 각도 변동분을 추정하고, 그 상면 이동량만큼 반대 방향으로 보정 렌즈를 이동시켜 상점(像点)의 변화를 보정한다. 또 상기 추정된 상면 의 이동량만큼 CCD를 움직임으로써 상점의 변화를 보정하 는 것도 가능하다.

도 1은 손떨림 보정을 수행하는 일반적인 촬상 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, 촬상 장치에서의 일반적인 각도 생성회로는 각속도계(10), 저역 통과 필터(low pass filter: LPF)(12), 고역 통과 필터(high pass filter: HPF)(14), 증폭기(16), 아날로그/디지털(A/D) 변환기(20), 제어부(22), 및 디지털/아날로그(D/A) 변환기(24)를 포함한다.

각속도계(10)는 촬상 장치, 특히 그 촬상부의 각속도를 측정하여 아날로그 각속도 신호를 출력한다.

저역 통과 필터(12)는, 고주파 영역에서의 노이즈 성분이나 각속도계(10)의 동작 주파수 등을 제거한다.

고역 통과 필터(14)는, 미선회 시, 즉 각속도가 본래 0(제로)인 경우에도 발생하는 아날로그 각속도 신호의 직류성분, 이른바 드리프트 등을 제거한다. 또 선회 각속도 등의 진폭이 큰 각속도에 의한 증폭기(16)의 포화를 회피한다.

증폭기(16)는 오피 앰프(operational amplifier: OP amp) 등으로 이루어지는 것이 바람직하며, 저역 통과 필터(12)나 고역 통과 필터(14)를 통과한 아날로그 각속도 신호를 증폭한다.

아날로그/디지털 변환기(20)는, 증폭기(16)에 의해 증폭된 아날로그 각속도 신호를 디지털 각속도 신호로 변환한다.

제어부(22)는, CPU 등을 포함하는 디지털 신호 처리장치이고, 상기 디지털 각속도 신호를 디지털 처리에 의해 적분하여 디지털 각도 신호를 생성한다.

디지털/아날로그 변환기(24)는, 생성된 디지털 각도 신호를 다시 한번 아날로그화한다. 디지털/아날로그 변환기(24)로부터 출력된 아날로그 각도 신호는, 후단의 화상 보정부(도시되지 않음)에 의한 각도 보정(손떨림 보정)에 이용된다.

상기 구성에 있어서, 손떨림 보정에 이용되는 각도는, 각속도계(10)로부터의 아날로그 각속도 신호를 그대로 아날로그/디지털 변환하고, 제어부(22) 내에서 적분하여 생성된다. 그러나 팬, 틸트 방향으로의 선회동작이나, 주파수가 높은 손떨림 동작에 아날로그/디지털 변환기(20)의 범위를 합하면, 주파수가 낮은 손떨림 등의 절대량이 작은 각속도는, 아날로그/디지털 변환기(20)의 분해능력(LSB 1비트에 대응하는 아날로그량)에 묻혀 버린다. 또 아날로그/디지털 변환 샘플링 주기가 길면 각속도가 높은 주파수 성분이 각도에 반영되지 않는다.

또 손떨림에 의한 아날로그 각속도 신호는, 통상 대단히 작기 때문에 그 신호를 증폭기(16)로 증폭할 필요가 있다. 그러나 증폭율을 높이면 팬, 틸트 등의 선회동작이나, 주파수가 높은 손떨림 각속도에 대해서는 증폭기(16)의 출력이 포화된다는 문제가 생긴다. 상기 출력의 포화는 광역 통과필터(14)에 의해 회피할 수 있지만, 컷오프 주파수를 낮추면 응답성이 나빠지고, 선회동작에 의해 포화된 값이 원래대로 돌아오는 데 시간이 걸린다. 컷오프 주파수를 높이면 손떨림 주파수에 접근하게 되어 손떨림 보정능력이 저하된다.

또 아날로그/디지털 변환하기 전에 적분하여 각도를 계산한 경우, 예를 들면 팬방향의 선회동작에 의해 적분기가 바로 포화되어 버리는 문제가 생긴다.

여기에서 문제가 되는 것은, 손떨림 각속도와 선회 각속도를 분리할 수 없다 는 것이다.

도 2는 상기 손떨림 각속도와 선회 각속도의 차이를 설명하기 위한 도면이다. 여기에서는 손떨림 동작으로서, 편(片)진폭 0.3°, 0.1∼20Hz의 정현파를, 선회동작으로서 전(全)진폭 45°, 0.25∼1Hz의 정현파를 예시하고 있다. 이와 같은 파형의 최대 각속도는 2×π×f(주파수)×진폭으로 계산되고, 각속도계의 출력전압은 이에 비례한다. 또 각속도계의 출력을 증폭도 240배로 단순 증폭한 값도 나타내고 있다.

도 2를 참조하면, 예를 들면 0.3°, 10Hz 내지 20Hz의 손떨림 동작과, 45°, 0.25Hz 내지 0.5Hz의 선회동작을 비교하면, 단순 증폭 출력으로서 표시된 아날로그 각속도 출력이 서로 다르지 않다는 것을 이해할 수 있다. 따라서 아날로그 각속도 출력값의 절대값만으로 양자를 구별하기는 어렵다.

이하에서는 제1의 실시 형태로서 각도 생성회로에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에서는, 우선 아날로그 단계에서 적분하여 각도 신호를 생성하고, 그 각도에 의해 선회동작 개시나 종료를 판단한다. 그리고 선회동작 개시 및 종료시에 손떨림에 의한 각속도를 검출 가능한 컷오프 주파수(제1컷오프 주파수)로부터 팬, 틸트 등에 의한 선회동작도 검출하지 않는 컷오프 주파수(제2컷오프 주파수)로 절환하여 선회동작에 의한 적분기의 포화를 회피한다.

도 3은 본 발명에 따른 각도 생성 회로(100)의 일 실시예의 구성을 도시한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 각도 생성회로(100)는, 각속도계(110), 감산기(112), 적분기(114), 저역 통과필터(LPF)(116), 증폭기(118), 아날로 그/디지털(A/D) 변환기(120), 제어부(122), 디지털/아날로그(D/A) 변환기(124), 및 주파수 절환부(130)를 포함하는 것이 바람직하다.

각속도계(110)는, 예를 들면 촬상장치의 YAW(팬에 대응), PITCH(틸트에 대응) 방향의 각속도를 측정하여 아날로그 각속도 신호를 출력한다. 상기 손떨림 등의 보정을 렌즈 또는 화상의 이동에 의해 수행하는 경우, 렌즈 또는 화상의 회전축과 상기 각속도계(110)의 회전축을 맞춰야 한다.

감산기(112)는, 각속도계(110)로부터의 아날로그 각속도 신호로부터, 후술하는 저역 통과필터(116)부터의 피드백 신호를 감산하여 차분 신호를 생성한다.

적분기(114)는, 예를 들면 저역 통과필터(LPF)로 이루어지며, 감산기(112)로부터의 차분 신호를 적분하여 아날로그 각도 신호를 출력한다.

이와 같이 아날로그 각속도 신호를 아날로그/디지털 변환하기 전에 적분기(114)를 이용하여 아날로그 각도 신호를 도출하는 구성에 의해, 손떨림 등의 작은 각속도가 아날로그/디지털 변환기의 분해능력에 묻혀 버리는 것을 회피할 수 있다. 따라서 아날로그/디지털 변환기(120)의 분해능력이나 샘플링 주기에 구애되지 않아 정확한 각도값를 얻을 수 있다.

저역 통과필터(116)는 적분기(114)로부터의 아날로그 각도 신호의 특정 주파수 이하의 저역 성분을 추출하여 상기 피드백 신호를 생성한다. 상기 저역 통과필터(116)는, 특정 주파수(컷오프 주파수)로서 제1컷오프 주파수 또는 제2컷오프 주파수를 가지며, 어느 한 주파수가 후술하는 주파수 절환부(130)에 의해 선택된다.

저역 통과필터(116)와 적분기(114)의 구성(피드백을 포함하는)은, 전체적으 로 고역 통과필터(HPF)와 적분기를 형성한다. 따라서 본 실시형태의 구성은, 2개의 컷오프 주파수를 가진 고역 통과필터 및 적분기가 된다. 이 고역 통과필터는, 각속도계의 미선회시, 즉 각속도가 본래 0인 경우에도 발생하는 아날로그 각속도 신호의 직류성분, 이른바 드리프트를 제거한다. 또 컷오프 주파수를 높게 절환함으로써 선회 각속도 등도 제거할 수 있다.

증폭기(118)는 오피 앰프(OP amp) 등으로 이루어지며, 적분기(114)를 통과한 아날로그 각도 신호를 증폭한다.

아날로그/디지털 변환기(120)는, 증폭기(118)에 의해 증폭된 아날로그 각도 신호를 디지털 각도 신호로 변환한다.

제어부(122)는, CPU 등을 포함하는 디지털 신호 처리장치로서, 상기 디지털 각도 신호가 소정 각도를 초과한 경우, 선회동작이 개시되었다고 판단하여 주파수 절환신호를 주파수 절환부(130)로 출력한다.

디지털/아날로그 변환기(124)는, 상기 디지털 각도 신호를 다시 한 번 아날로그화한다. 디지털/아날로그 변환기(124)로부터 출력된 아날로그 각도 신호는, 후단의 화상 보정부(도시되지 않음)에 의한 각도 보정(손떨림 보정)에 이용된다.

주파수 절환부(130)는, 제어부(122)로부터 출력된 주파수 절환신호에 따라 제1컷오프 주파수와 제2컷오프 주파수를 절환한다. 예를 들면 주파수 절환신호는 통상 디스에이블 상태이며 그 때에는 제1컷오프 주파수가 선택되고, 인에이블이 된 경우 제2컷오프 주파수가 선택된다.

본 실시형태에서는, 제어부(122)가 각도 신호를 관찰하여 선회동작 개시 또 는 종료점인지 아닌지를 판단하여 제1컷오프 주파수에서 제2컷오프 주파수로 절환한다.

도 4는, 도 2와 같이 손떨림 각속도와 선회 각속도의 차이를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에는 도 2에 추가하여 적분기의 게인과 적분기의 출력이 더 나타나있다. 여기에서 0.3°는, 손떨림 보정이 가능한 각도 범위의 예시이고, 적분기는 C=0.33μF, R=2kΩ로 계산하고 있다. 도 4를 참조하면, 예를 들면 0.3°, 10Hz 내지 20Hz의 손떨림과 45°, 0.25Hz 내지 0.5Hz의 선회동작을 비교할 때, 아날로그 각속도 출력을 구별할 수 없지만, 적분기 출력, 소위 각도 출력에 큰 차이가 생긴다. 이것은 통상 손떨림 각속도가 0을 중심으로 음양으로 흔들리는 진동인 데 반해 선회동작은 음양 어느 한쪽 방향으로 연속하여 가속도가 생기는 것에 기인한다. 그러나 아날로그 각속도 신호를 단순히 적분하면 적분기 출력이 포화된다. 상기 포화의 회피는 후술하기로 한다.

손떨림 동작과 선회동작에서는 각도 출력이 서로 다르기 때문에 제어부(122)는 각도 신호를 관찰하고 각도 신호가 소정의 각도를 초과했는지 여부에 따라 선회동작이라는 것을 인식할 수 있다.

이하 본 발명의 제2의 실시 형태인 각도 생성회로(100)의 구체적인 회로에 대하여 설명한다.

도 5는 각도 생성회로(100)의 일 실시예의 구체적인 구성을 도시한 회로도이다. 여기에서는 특히 감산기(112)와 적분기(114)와 저역 통과필터(116)와 주파수 절환부(130)를 나타내고 있다.

우선 저역필터(116)와 주파수 절환부(130)를 설명하기로 한다. 도 5를 참조하면, 저역 통과필터(116)는 제1 저항(R1), 제1 오피 앰프(U1), 제2 저항(R2), 제1 커패시터(C1), 및 제3 저항(R3)를 포함하는 것이 바람직하다.

제1 저항(R1)은 적분기(114)에 일단이 접속된다. 제1 오피 앰프(U1)는, 제1 저항(R1)의 타단에 반전 입력단자(-)가 접속되고, 출력단이 감산기(112)에 접속된다. 제2 저항(R2)는 일단이 제1 오피 앰프(U1)의 반전 입력단자에, 타단이 출력단자에 접속된다. 제1 커패시터(C1)는, 일단이 제1 스위치(SW1)를 통해 제1 오피 앰프(U1)의 반전 입력단자에, 타단이 출력단자에 접속된다. 제3 저항(R3)는 제1 커패시터(C1)의 반전 입력 단자측에 제2 스위치(SW2)를 통해 접속된다.

주파수 절환부(130)는 제1 스위치(SW1)과 제2 스위치(SW2)를 포함하는 것이 바람직하다. 제1 스위치(SW1)는 일단이 제1 오피 앰프(U1)의 반전 입력단자에 접속되고, 타단이 제1 커패시터(C1)에 접속된다. 제2 스위치(SW2)는 제1 커패시터(C1)와 제3 저항(R3) 사이에 삽입된다.

주파수 절환부(130)에 의한 컷오프 주파수의 절환은, 제1 스위치(SW1)를 오프, 제2 스위치(SW2)를 온하여 제1 커패시터(C1)의 반전 입력단자 측을 전기적으로 절단하고, 제3 저항(R3)을 통해 제1 오피 앰프(U1)의 비반전 입력단자(+)와 동 전위로 접속됨으로써 실시된다. 또 본래의 컷오프 주파수로 되돌릴 때에는, 제1 스위치(SW1)를 온, 제2 스위치(SW2)를 오프한다.

상기 구성에 의해 제어부(122)로부터의 주파수 절환신호에 따라 저역 통과필터의 컷오프 주파수를 절환할 수 있다.

각속도계(110)로부터 출력되는 아날로그 각속도 신호는, 주로 손떨림에 의한 각속도와, 팬, 틸트 방향으로의 선회동작에 의한 연속한 일방향의 각속도로 나뉜다. 본 실시형태는 통상의 상태에서 손떨림 각속도를 계산하고, 선회동작 개시 또는 종료를 검출하면 컷오프 주파수를 변경하여 손떨림 각속도를 포함하는 선회 각속도를 무시하고, 그 선회동작의 급속한 변화가 종료되면 또 손떨림 각속도를 계산하는 통상의 상태로 되돌리는 것을 특징으로 하고 있다.

여기에서, 절환 대상인 제1 컷오프 주파수는, 미선회시에도 생기는 각속도 신호의 직류성분을 제거 가능한 주파수이고, 제2 컷오프 주파수는, 상기 컷오프 주파수보다 높고, 상기 각속도계의 선회동작에 의한 직류성분을 제거할 수 있는 주파수이다. 구체적으로 상기 제1 컷오프 주파수는 1Hz 이하, 특히 0.1Hz 내지 1Hz이고, 상기 제2 컷오프 주파수는 10Hz 이상, 특히 10Hz 내지 100Hz인 것이 바람직하다.

각도 생성회로의 출력으로서 필요한 손떨림 각속도의 주파수(손떨림 보정 주파수)는 1Hz 내지 10Hz이다. 이 때문에 제1 컷오프 주파수는 1Hz 보다 충분히 작은 값을 필요로 한다. 또 제2 컷오프 주파수는 높을수록 좋지만, 용량이 큰 궤환 커패시터를 비반전 입력단자와 동 전위의 점에 접속하기 위해 수십 Hz가 된다. 후술하는 실시형태에서는 40Hz로서 계산하고 있다.

또 저역 통과필터가 제1 오피 앰프(U1)를 포함하는 상기 구성인 경우, 제1 내지 제3 저항 및 제1 커패시터(C1)의 파라미터에 의해 컷오프 주파수가 결정된다.

도 6a 및 도 6b는 이와 같은 주파수의 절환에 의한 컷오프 주파수의 변화를 설명하기 위한 회로도이다. 손떨림 각속도를 받아들여 손떨림 보정을 하는 통상시에는, 도 5의 제1 스위치(SW1)가 온되고 제2 스위치(SW2)는 오프되어 있다. 따라서 도 6a에 도시한 제1 컷오프 주파수의 저역 통과 필터를 형성한다. 이 때 저역 통과필터는 대단히 낮은 주파수의 직류 변동만 추종하기 때문에, 각도 생성회로(100)에서는 전체적으로 낮은 주파수의 직류 변동만의 전압 제거가 수행된다.

또 제어부(122)가 선회동작(선회동작 개시나 종료)을 인식한 경우, 그 선회동작의 급속한 변화가 계속되는 동안 주파수 절환 신호를 출력한다. 이 때, 도 5의 제1 스위치(SW1)가 오프되고 제2 스위치(SW2)가 온된다. 따라서 도 6b에 도시한 제2 컷오프 주파수의 저역 통과 필터가 형성된다. 이 경우, 저역 통과 필터로는 높은 주파수의 신호까지 추종할 수 있기 때문에 전체적으로 적분 출력은 나오지 않게 된다. 예를 들면 제2 저항(R2)이 750kΩ, 제3 저항(R3)이 제2 저항(R2)의 약 1/1000 이하인 100Ω라고 했을 때 제2 저항(R2))의 값>>제3저항(R3)의 값이므로 제2컷오프 주파수>>제1컷오프 주파수가 된다.

또 제3 저항(R3)을 통해 제1 오피 앰프(U1)의 비반전 입력단자와 동 전위의 점에 접속되는 구성에 의해 절환 전의 상태를 남기지 않고 고속으로 컷오프 주파수를 변경할 수 있다. 상기 구성에 관해서는 제3 및 제5의 실시 형태에서 상세히 설명하기로 한다.

이어서 도 5에 도시된 감산기(112)와 적분기(114)를 설명한다.

적분기(114)는, 제4 저항(R4), 제2 오피 앰프(U2), 제5 저항(R5), 제2 커패시터(C2), 및 제6 저항(R6)을 포함하는 것이 바람직하다.

제4 저항(R4)은 아날로그 각속도 신호를 받는다.

제2 오피 앰프(U2)는, 제4 저항(R4)의 타단과 반전 입력단자(-)가 접속되고, 저역 통과 필터(116)의 출력(피드백 신호)이 비반전 입력단자(+)에 접속되고, 출력단이 아날로그 각도 신호로서 증폭기(118)나 저역 통과필터(116)에 접속된다.

제5 저항(R5)은, 일단이 제2 오피 앰프(U2)의 반전 입력단자에, 타단이 제2 오피 앰프의 출력단자에 접속된다.

제2 커패시터(C2)는, 일단이 제2 오피 앰프(U2)의 반전 입력단자에, 타단이 제2 오피 앰프(U2)의 출력단자에 접속된다.

제6 저항(R6)은 제2 오피 앰프(U2)의 비반전 입력과 소정의 접지 전위 간에 접속된다.

상기 제2 오피 앰프(U2)의 반전 입력 단자(-) 및 비반전 입력 단자(+)의 기능에 의해 감산기(112)가 수행된다. 즉 상술한 적분기(114)와 감산기(112)는 일체로 형성되어 있다.

상기 구성에 의해, 아날로그 각속도 신호를 적분하여 아날로그 각도 신호를 생성할 수 있고, 또 적분기(114)의 출력을 저역 통과 필터(116)를 통해 피드백하는 구성은, 전체적으로 고역 통과 필터(HPF)도 형성한다. 따라서, 본 실시 형태의 구성은, 2개의 컷오프 주파수를 갖는 고역 통과 필터 및 적분기가 된다. 상기 구성에 의해 아날로그 단계에서 효율적으로 정확하게 손떨림에 의한 각도를 추출할 수 있게 된다.

이하 제3의 실시 형태로서 전달 함수를 살펴본다.

상기 적분기(114)와 저역 통과 필터(116)에 의해 고역 통과 필터를 형성하는 구성을 전달함수를 사용하여 설명하기로 한다.

도 7은 각도 생성회로(100)를 블럭마다의 전달함수로 표시한 시스템 계통도이다. 상기 시스템에서는, 제1 커패시터(C1)가 오프된 상태, 즉 저역 통과 필터(116)가 단지 게인(B)의 증폭기로서 취급되고 있다.

상기 시스템의, 입력(x)부터 출력(y)까지의 전달 특성(G(s))를 계산하면, 다음 수학식 1과 같다.

수학식 1에서 A와 B의 값을 1보다 매우 크게 하면, 수학식 1은 다음 수학식 2와 같이 변형된다.

즉, 컷오프 주파수가 ABω₁, 게인(gain)이 1/B가되는 저역 통과 필터와 등가가 된다.

도 8은, 각도 생성회로(100)를 블럭마다의 전달함수로 표시한 시스템 계통도이다. 상기 시스템에서는, 제1 커패시터(C1)를 온시켜 저역 통과 필터(116)를 유효 하게 기능시켜 각도 신호를 생성하고 있다.

상기 시스템에서, 입력(x)부터 출력(y)까지의 전달 특성(G(s))를 계산하면 다음 수학식 3과 같다.

수식 3은 통상의 대역 통과 필터(band pass filter: BPF)의 전달함수를 나타낸다.

여기에서 s>>ω₂, (1+AB)ω₁ω₂≒0으로 가정하면, 수학식 3은 다음 수학식 4와 같이 변형될 수 있다.

따라서, ω₂가 작은 경우, 제1 커패시터(C1)가 온이어도 컷오프 주파수(ω₁), 게인(A)의 저역 통과필터로서 기능한다. 상기 수학식 3의 경우, 정확하게는 저역 통과 필터(적분 기능)와 고역 통과 필터의 두가지 기능을 만족하게 된다.

그런데, 제1 커패시터(C1)를 오프한 경우인 수학식 2, 및 제1 커패시터(C1)를 온한 경우인 수학식 4에서, s=0일 때의 G(s), 즉 G(0)는 다음 수학식 5와 같이 된다.

수학식 5를 참조하면, 제1 커패시터(C1)의 온오프 상태에 관계없이 최종값이 같은 값으로 집속되는 것을 나타내고 있다.

이 때 A>>1이면 수학식 5는 다음 수학식 6과 같이 변형된다.

이것은 입력 신호(x)가 직류 신호인 경우, 출력 신호(y)가 x/B의 단순한 신호로 표현되는 것을 의미하고 있다. 따라서 피드백 신호를 위한 제1 커패시터(C1)를 오프로 했다고 해도 그 제1 커패시터(C1)의 상태를, 제1 커패시터(C1)가 접속된 경우의 최종 상태로 고속으로 변화시켜 다시금 온으로 되돌리면 원활한 절환이 가능해진다.

단, 이와 같이 원활한 절환을 하는 경우, 제1 커패시터(C1)를 오프했을 때의 저역 통과 필터(116)(컷오프 주파수(ω₂))의 내부 상태를 고려할 필요가 있다. 제1 커패시터(C1)가 오프되었을 때 피드백 신호의 전압값은 최종값으로 되어 있다. 그러나 제1 커패시터(C1)가 개방된 상태에서는 그 제1 커패시터(C1)의 방전 상태에 따라 절환 시의 전압 이행이 변화하게 된다.

따라서 제1 커패시터(C1)가 오프인 경우에 단지 제1 커패시터(C1)를 개방할 뿐 아니라 제1 커패시터(C1)를 온했을 때의 최종값에 맞출 필요가 있다.

제1 커패시터(C1)에 아무런 추가 회로도 설치하지 않은 경우, 제1 커패시터(C1)의 양단 전압이 온인 경우와 오프인 경우에 달라지고 오프에서 온으로 복귀한 경우에 제1 커패시터(C1)로의 전하 공급이 필요해진다. 이 공급되는 전하는 제1 커패시터(C1)에 병렬하는, 저항값이 큰 제2 저항(R2)을 경유하기 때문에 전압값이 안정될 때까지 시간을 필요로 한다.

그래서 상술한 바와 같이 제1 커패시터(C1) 오프시에는 제1 커패시터(C1)의 개방 단자를 제3 저항(R3)을 통해 제1 오피 앰프(U1)의 비반전 입력단자와 동 전위로 접속해둔다. 상기와 같이 제1 오피 앰프(U1)를 반전 증폭기로서 이용하는 경우, 반전 입력 단자와 비반전 입력 단자는 전위가 동일해지도록 동작하기 때문에 제1 커패시터(C1)를 오프에서 온으로 절환시에도 제1 커패시터(C1)의 양단 전압 변화가 없어져 신속하게 안정된다.

이하 제4의 실시 형태로서 각도 생성회로(100)의 시뮬레이션을 살펴본다. 상기 각도 생성회로(100)의 효과를 설명하기 위하여 각 회로의 시뮬레이션을 수행했다.

도 9a, 도 9b, 및 도 9c는 저역 통과 필터(116)의 컷오프 주파수(fc)의 설정에 의한 각도 출력을 나타낸 타임 차트이다. 도 9a는 컷오프 주파수가 제1 컷오프 주파수(일 예로서 0.3Hz)만인 경우를 나타내며, 도 9b는 컷오프 주파수가 제2 컷오 프 주파수(일 예로서 40Hz)만인 경우를 나타낸다. 도 9c는 제어부(122)로부터의 주파수 절환신호에 따라 제1 컷오프 주파수(0.3Hz)와 제2 컷오프 주파수(40Hz)를 절환한 경우를 나타내고 있다.

또 각도 생성회로(100)에 입력되는 아날로그 각속도 신호는, 선회동작을 나타내는 직사각형파와, 손떨림 동작을 나타내는 정현파를 가산하고, 직사각형파는 0과 600mV 사이에서 변화하고, 정현파는 상기 직사각형파에 ±60mV, 주파수 3Hz로 입력된다.

도 9a에서는 제1 커패시터(C1)가 접속되고, 저역 통과 필터(116)에서는 계속적으로 제1 컷오프 주파수 0.3Hz의 값이 구해진다. 따라서 각도 생성회로(100) 전체적으로도 컷오프 주파수가 낮은 고역 통과 필터가 되고, 직류성분 제거 속도가 느려진다. 입력되는 각속도가 손떨림에 의한 것일 뿐이라면 상기 구성으로도 상관없지만 선회동작으로서의 스텝상의 각속도가 입력되면 적분값도 크게 곱해지고, 그 후 완만하게 정상 상태로 되돌아간다. 이와 같은 경우, 출력 신호의 전압도 ±10V정도까지 변화하여 변동이 크다는 것을 이해할 수 있다.

도 9b에서는, 제1 커패시터(C1)가 개방되고, 저역 통과 필터(116)에서는 계속적으로 제2 컷오프 주파수 40Hz의 값이 구해진다. 따라서 각도 생성 회로(100) 전체적으로도 컷오프 주파수가 높은 고역 통과 필터가 되고, 직류 성분 제거 속도가 빠르다. 그러나 상기 구성은 선회동작에 의한 스텝형 각속도 뿐만 아니라 손떨림에 의한 각속도도 전부 캔슬(cancel)하도록 기능한다. 따라서 출력전압도 ±0.5V 정도이고, 직사각형파도 정현파도 입력에 대해 출력이 작아지는 것을 이해할 수 있 다. 여기에서 정현파 출력이 복원된 것처럼 보이지만, 피드백 게인이 1배로 낮기 때문에 차분 신호의 잔류가 나오는 데 불과하며 각도 출력으로서 적산된 것은 아니다.

도 9c에서는, 통상 상태(정현파)일 때 제1 커패시터(C1)이 접속되고, 저역 통과 필터(116)에서는 계속적으로 제1 컷오프 주파수 0.3Hz의 값이 구해진다. 그리고 선회동작(직사각형파의 스텝 입력)을 인식하면 제1 커패시터(C1)를 오프하고 그 오프인 동안에 저역 통과 필터(116)에서는 제2 컷오프 주파수 40Hz의 값이 구해진다. 이와 같이 도 9c에서는 컷오프 주파수의 절환이 수행된다.

본 실시 형태는, 도 9c에 도시한 바와 같이 도 9a와 도 9b를 조합한 형태로 되어 있으며 통상 상태에서 손떨림 각속도를 적분하고, 선회 동작 개시나 종료를 검출하면 컷오프 주파수를 변경하여 손떨림 각속도를 포함하는 선회 각속도를 무시하고, 또 선회 동작에 의한 급속한 각속도 변화가 종료되면 또 손떨림 각속도를 적분하는 통상 상태로 되돌리고 있다. 따라서 출력 전압도 ±1.0V 내로 좁혀진다.

상기 각도 생성회로(100)의 상세한 처리로서는, 아날로그 각도 신호의 전압이 상승하면 제어부(122)가 선회 동작 개시나 종료를 인식하고, 그 선회 동작의 급속한 각속도 변화가 종료될 때까지 제1 커패시터(C1)를 오프하고, 컷오프 주파수를 제2 컷오프 주파수로 변경한다. 또 선회 동작의 급속한 각속도 변화가 종료되면 제1 커패시터(C1)를 온하여 손떨림(여기에서는 정현파)의 증폭을 복귀시킨다.

이와 같이 컷오프 주파수를 높이면, 선회 각속도와 함께 손떨림 각속도도 제거(불감 기간)되는데, 화상의 손떨림 보정에는 영향을 주지 않는다. 그리고 선회 동작의 급속한 변화가 끝나면 즉각 출력 신호 0을 중심으로 한 손떨림에 의한 각도 제어가 재개된다.

다음으로 제5의 실시 형태로서, 상술한 각도 생성회로(100)의 제1 커패시터(C1)의 오프시에 제1 커패시터(C1)의 일단을 개방하지 않고 제3 저항(R3)을 통해 제1 오피 앰프(U1)의 비반전 입력단자와 동 전위의 점에 접속한 경우의 시뮬레이션을 수행한 결과를 설명한다.

도 10a 및 도 10b는 제1 커패시터(C1) 오프 시의 개방 유무에 의한 출력 신호를 비교한 타임 차트이다. 도 10a는 제1 커패시터(C1)를 오프했을 때 그 절단한 단자를 개방한 상태에서 컷오프 주파수를 절환하고 있다. 도 10b는 제1 커패시터(C1)를 오프했을 때 제3 저항(R3)을 통해 제1 오피 앰프(U1)의 비반전 입력단자와 동 전위의 점에 접속하고 그 상태에서 컷오프 주파수를 절환하고 있다.

도 10a에서는, 제1 커패시터(C1)가 오프로 되어 있을 때, 피드백 신호의 전압값은 최종값으로 되어 있다. 그러나 제1 커패시터(C1)가 개방된 상태에서는 그 제1 커패시터(C1)의 방전 상태에 따라 제1 커패시터(C1)의 단자 전압이 불안정하게 되어 절환시 또는 절환 직후의 출력 신호도 제1 커패시터(C1)의 단자 전압에 영향을 받아 전압이 집속되지 않는다.

도 10b에서는 제1 커패시터(C1)가 오프로 되어 있을 때, 그 제1 커패시터를 비반전 입력단자와 동 전위의 점에 접속하고 있다. 따라서 제1 커패시터(C1)의 단자 전압의 집속을 촉진시키고, 제1 커패시터(C1)를 오프부터 온으로 절환시에도 제1 커패시터(C1)의 양단 전압이 최종적인 상태로 안정되어 있기 때문에 출력 신호는 조속히 안정된다.

마지막으로, 제6의 실시 형태로서 화상 보정 장치(400)를 살펴본다.

상술한 각도 생성 회로(100)를 통해 촬상장치 등의 각도를 생성하면, 그 생성된 각도를 이용하여 촬상한 화상의 손떨림을 보정한다. 이 손떨림 보정은 비디오 카메라나 디지털 카메라 등의 화상 보정 장치(400)에서 실시된다.

도 11은 본 발명에 따른 화상 보정 장치(400)의 일 실시예의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 11을 참조하면, 화상 보정장치(400)는 촬상에 의해 화상을 얻는 촬상부(410), 촬상부(410)의 동작 각도를 생성하는 각도 생성회로(100), 및 생성된 각도에 따라 상기 화상의 손떨림을 보정하는 화상 보정부(412)를 포함하는 것이 바람직하다.

촬상부(410)는, 피사체의 광학상을 촬상 디바이스의 감광면 위에 결상시키는 광학 부품 렌즈부, 삼각주 유리 등으로 형성되고 렌즈에 입사된 입사광을 파장마다의 단색광으로 분해하는 프리즘부, 렌즈부에 의해 결상된 광학상을 전기 신호로 변환하는 CCD부 등을 포함하여 형성되고, 상기 피사체의 화상을 화상 보정장치(400) 안에 입력한다.

각도 생성회로(100)는 제1의 실시 형태에서 설명한 바와 같이 각속도계(110), 감산기(112), 적분기(114), 저역 통과 필터(LPF)(116), 증폭기(118), 아날로그/디지털 변환기(A/D)(120), 제어부(122), 디지털/아날로그(D/A) 변환기(124), 및 주파수 절환부(130)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 구성요소들에 관해서는 제1의 실시 형태에서 이미 설명되어 있기 때문에 중복 설명을 생략한다.

화상 보정부(412)는, 각도 생성 회로(100)로부터 얻어지는 아날로그 또는 디지털 각도와 반대 방향 또한 절대값이 같은 각도로 화상을 이동 또는 회전한다. 상기 화상의 이동은, 상기 프리즘부나 렌즈부를 전동기에 의해 물리적으로 회전시켜도 좋고, 촬상된 화상 처리에 의해 수행해도 좋다.

상기 구성에 의해 아날로그 단계에서 적분되어 양자화 오차가 없는 각도 신호로 화상 보정을 할 수 있게 되고 또한 선회동작을 했다고 해도 선회동작 중이나 종료 후 즉각 손떨림 보정을 재개시킬 수 있다.

이상 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 예에 한정되지 않는다는 것은 당연하다. 당업자라면 특허청구범위에 기재된 범위 내에서 각종 변경예 또는 수정예를 생각해 낼 수 있는 것은 분명하며, 그들 역시 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는 팬, 틸트 방향의 선회동작을 검지하여 적절한 YAW, PITCH 각도를 생성하는 구성을 설명했지만, 상기 경우에 한정되지 않으며 ROLL 방향의 각속도에서 각도를 검출하는 경우에도 적용 가능하다.

또 상기에서는 각속도를 들어 화상을 보정하는 구성을 예로 들었는데, 가속도나 속도라는 직선의 움직임에 대해 보정하는 것도 가능하다.

또 본 실시형태에서는, 아날로그 각도 신호를 일단 아날로그/디지털 변환하고, 제어부에서 각도를 판단했는데, 상기 구성을 아날로그 회로에서 실시하는 것도 가능하다. 예를 들면 아날로그 각도 신호를, 선회동작을 판단할 수 있는 레퍼런스 전압과 비교기로 비교하여 그 출력을 주파수 절환부에 직접 입력하는 등이다.

또 각속도 신호 이후의 처리를 디지털로 수행하고 적분이나 필터를 디지털 신호에 의해 처리하도록 해도 좋다. 상기의 경우, 컷오프 주파수의 절환은 소프트웨어적으로 실행된다.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.

본 발명에 의한 화상 보정 각도 생성 회로 및 화상 보정 장치에 따르면, 각도 신호에 따라 저역 통과 필터의 두 개의 컷오프 주파수를 절환함에 의해, 적분기의 포화를 회피할 수 있으며 고속으로 컷오프 주파수를 변경할 수 있어, 효율적으로 정확하게 손떨림을 보정하기 위한 각도를 생성하고 이를 이용하여 손떨림 보정을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 각속도를 측정하여 각속도 신호를 출력하는 각속도계;

   상기 각속도 신호에서 피드백 신호를 감산하여 차분 신호를 생성하는 감산기;

   상기 감산기로부터의 차분 신호를 적분하여 각도 신호를 출력하는 적분기;

   절환 가능한 두 개의 컷오프 주파수(제1 컷오프 주파수 및 제2 컷오프 주파수)를 가지며, 상기 각도 신호의 저역 성분을 추출하여 상기 피드백 신호를 생성하는 저역 통과 필터; 및

   상기 각도 신호에 따라 상기 저역 통과 필터의 제1 컷오프 주파수와 제2 컷오프 주파수를 절환하는 주파수 절환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 보정 각도 생성 회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 저역 통과 필터는,

   상기 적분기에 일단이 접속된 제1 저항;

   상기 제1 저항의 타단에 반전 입력 단자가 접속되고, 출력 단자가 상기 감산기에 접속된 오피 앰프(operational amplifier: OP amp);

   일단이 상기 오피 앰프의 반전 입력 단자와 접속되고, 타단이 상기 오피 앰프의 출력 단자와 접속된 제2 저항;

   일단이 상기 오피 앰프의 비반전 입력 단자와 동 전위를 가지는 점에 접속된 제3 저항; 및

   일단이 상기 오피 앰프의 출력 단자와 접속되고, 타단이 상기 저역 통과 필터의 컷오프 주파수 절환에 따라 상기 오피 앰프의 반전 입력 단자와 접속되거나 상기 제3 저항의 타단에 접속되는 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 보정 각도 생성 회로.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1 컷오프 주파수는, 미선회 시에 발생하는 각속도 신호의 직류 성분을 제거 가능한 낮은 주파수이고,

   상기 제2 컷오프 주파수는, 상기 제1 컷오프 주파수보다 높으며 상기 각속도계의 선회 동작에 의한 직류 성분을 제거할 수 있는 주파수인 것을 특징으로 하는 화상 보정 각도 생성 회로.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 컷오프 주파수는 0.1Hz 이상 1Hz 이하의 값을 가지며, 상기 제2 컷오프 주파수는 10Hz 이상 100Hz 이하의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 화상 보정 각도 생성 회로.
5. 제1항에 있어서, 상기 각속도 신호 및 상기 각도 신호는 아날로그 신호인 것을 특징으로 하는 화상 보정 각도 생성 회로.
6. 제5항에 있어서,

   상기 아날로그 각도 신호를 디지털 각도 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기; 및

   상기 디지털 각도 신호가 소정의 각도를 초과함에 따라 상기 주파수 절환부가 상기 저역 통과 필터의 컷오프 주파수를 절환하도록 하는 주파수 절환 신호를 생성하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 보정 각도 생성 회로.
7. 촬상에 의해 화상을 얻는 촬상부;

   상기 촬상부의 각속도를 측정하여 각속도 신호를 출력하는 각속도계;

   상기 각속도 신호에서 피드백 신호를 감산하여 차분 신호를 생성하는 감산기;

   상기 감산기로부터의 차분 신호를 적분하여 각도 신호를 출력하는 적분기;

   절환 가능한 두 개의 컷오프 주파수(제1 컷오프 주파수 및 제2 컷오프 주파수)를 가지며, 상기 각도 신호의 저역 성분을 추출하여 상기 피드백 신호를 생성하는 저역 통과 필터;

   상기 각도 신호에 따라 상기 저역 통과 필터의 제1 컷오프 주파수와 제2 컷오프 주파수를 절환하는 주파수 절환부; 및

   상기 각도 신호에 따라 상기 화상의 손떨림을 보정하는 화상 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 보정 장치.

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