KR101594320B1

KR101594320B1 - 손떨림 보정장치 및 이를 구비한 촬상장치

Info

Publication number: KR101594320B1
Application number: KR1020090044641A
Authority: KR
Inventors: 오의근; 유장훈; 김용욱; 황성호; 송덕영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-05-21
Filing date: 2009-05-21
Publication date: 2016-02-16
Also published as: US20100295952A1; US8325242B2; CN101893803A; CN101893803B; KR20100125777A

Abstract

본 발명에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치는, 렌즈 조립체에 고정되며, 렌즈 조립체의 광축과 중심이 일치하는 관통공이 형성된 고정부재와, 고정부재에 대해 상기 광축에 대해 수직한 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 보정 렌즈를 고정할 수 있도록 광축 방향으로 중공의 원통 형상으로 돌출되는 렌즈 홀더를 포함하는 이동부재와, 손떨림 양에 따라 상기 이동부재를 상기 광축에 대해 수직한 제1방향과 상기 광축 및 상기 제1방향에 대해 수직한 제2방향으로 이동시키는 구동부와, 이동부재의 상기 렌즈 홀더의 외주면에 제1방향과 제2방향에 대응되도록 형성된 4개의 위치결정부, 및 고정부재의 관통공의 외주면에서 이동부재 쪽으로 돌설되며, 4개의 위치결정부 각각의 외측에 위치하도록 형성된 4개의 스토퍼를 포함한다.

촬상장치, 렌즈홀더, 스토퍼, 손떨림보정, 외주면

Description

손떨림 보정장치 및 이를 구비한 촬상장치{Hand-shake correcting apparatus and image pickup apparatus having the same}

본 발명은 촬상장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 촬상장치의 손떨림을 보정할 수 있는 손떨림 보정장치 및 이를 구비한 촬상장치에 관한 것이다.

일반적으로, CCD(Charge Coupled Device) 센서와 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서와 같은 이미지 센서들을 이용하여 동영상 및 정지영상을 촬영하는 비디오 카메라나 디지털 카메라와 같은 촬상장치는 촬상장치의 외부적인 요소에 의한 떨림, 즉 촬영시의 손떨림 혹은 차량 등에 탑승하여 촬영할 때 차량 등의 진동에 의하여 불안정하게 떨리는 영상을 촬영하는 경우가 많다. 이러한 불안정한 영상이 촬영되는 것을 방지하기 위하여 촬상장치의 움직임을 보상하는 장치 등이 사용되고 있다. 이하, 촬영시의 손의 떨림 혹은 차량 등에 탑승하여 촬영할 때 차량 등의 진동과 같이 촬영시 촬상장치를 움직이게 하는 모든 것을 포함하여 촬상장치의 손떨림이라 한다.

이와 같은 촬상장치의 움직임을 안정화시키기 위한 장치는 손떨림 검출부와 손떨림 보정부를 포함할 수 있다.

손떨림 검출부는 자이로 센서(Gyro Sensor) 등에 의해 촬상장치의 움직임을 검출하는 방법과 영상 신호처리에 의하여 영상의 움직임을 매 프레임 검출하는 방법이 제안되고 사용된다.

또한, 손떨림 보정부는 검출된 촬상장치의 움직임 정보에 따라 굴절 가능한 보정 렌즈를 사용하여 입사광을 적절하게 굴절시키거나 이미지 센서의 입력 위치를 제어함으로써 불안정한 영상을 해소하고 선명한 영상을 얻는다.

그런데, 최근에는 촬상장치에 사용되는 이미지 센서의 화질이 개선되고, 촬상장치가 점점 더 소형화되고 있기 때문에, 이와 같은 손떨림 보정부도 광축을 좀 더 정밀하게 일치시킬 수 있도록 구성할 필요가 있으며, 소형화가 가능한 구조로 만들 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안한 것으로서, 촬상장치의 광학 중심과 손떨림 보정장치의 기계적 중심 사이의 편차를 최소화할 수 있으며, 소형화할 수 있는 손떨림 보정장치 및 이를 구비한 촬상장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 렌즈 조립체에 고정되며, 상기 렌즈 조립체의 광축과 중심이 일치하는 관통공이 형성된 고정부재; 상기 고정부재에 대해 상기 광축에 대해 수직한 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 보정 렌즈를 고정할 수 있 도록 상기 광축 방향으로 중공의 원통 형상으로 돌출되는 렌즈 홀더를 포함하는 이동부재; 손떨림 양에 따라 상기 이동부재를 상기 광축에 대해 수직한 제1방향과 상기 광축 및 상기 제1방향에 대해 수직한 제2방향으로 이동시키는 구동부; 상기 이동부재의 상기 렌즈 홀더의 외주면에 상기 제1방향과 제2방향에 대응되도록 형성된 4개의 위치결정부; 및 상기 고정부재의 관통공의 외주면에서 상기 이동부재 쪽으로 돌설되며, 상기 4개의 위치결정부 각각의 외측에 위치하도록 형성된 4개의 스토퍼;를 포함하는 촬상장치용 손떨림 보정장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

이때, 상기 위치결정부는 상기 렌즈 홀더의 외주면을 평면으로 가공하여 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스토퍼는 상기 위치결정부와 선접촉을 하도록 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구동부는, 상기 이동부재에 설치된 마그네틱; 상기 마그네틱을 마주하도록 상기 고정부재에 설치된 코일; 및 상기 코일의 아래에 상기 고정부재에 설치된 요크;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 마그네틱은 상기 이동부재의 렌즈 홀더의 4개의 위치결정부 각각의 외측으로 상기 제1방향으로 설치된 제1 및 제2마그네틱과 상기 제2방향으로 설치된 제3 및 제4마그네틱을 포함할 수 있다.

또한, 상기 요크와 코일은 상기 이동부재를 상기 제1방향 및 제2방향으로 직선 이동시킬 수 있도록 형성할 수 있다.

또한, 상기 요크는 막대 형상으로 형성되며, 길이 방향이 상기 이동부재가 이동하는 방향에 대해 평행하게 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이동부재와 상기 고정부재 사이에는 복수 개의 볼을 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이동부재의 광축방향 이동은 상기 마그네틱과 요크 사이의 자기력과 상기 복수 개의 볼에 의해 제한되도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 볼은 상기 이동부재에 고정되며, 상기 고정부재에는 상기 복수 개의 볼이 접촉하는 복수 개의 볼접촉부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 코일은 상기 제1 내지 제4마그네틱에 대응되는 제1 내지 제4코일을 포함하며, 상기 제1 내지 제4코일은 인쇄회로기판에 일체로 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치는 상기 이동부재의 위치결정부가 상기 고정부재의 스토퍼에 접촉한 것을 검출할 수 있는 센서를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 센서로는 홀 센서를 사용할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 렌즈 조립체; 상기 촬상장치의 손떨림을 보정하는 것으로서, 상기 렌즈 조립체에 설치되며 상술한 특징들 중 적어도 어느 하나의 특징을 갖는 손떨림 보정장치; 및 상기 렌즈 조립체와 상기 손떨림 보정장치를 통과한 빛을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서;를 포함하는 촬상장치를 제공함으로써 달성할 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보 정장치에 의하면, 보정 렌즈의 중심이 보정 렌즈가 설치된 이동부재의 렌즈 홀더의 외주면에 형성된 위치결정부와 고정부재의 관통공의 외주면에 형성된 스토퍼에 의해 결정된다. 스토퍼는 촬상장치의 광학적 중심인 광축과 동심상에 설치된 관통공의 외주면에 형성되고, 렌즈 홀더는 그 중심이 보정 렌즈의 광학적 중심과 일치하도록 형성되어 있으므로, 스토퍼와 렌즈홀더의 위치결정부를 이용하여 보정 렌즈의 중심을 결정하면, 보정 렌즈의 중심과 촬상장치의 광학적 중심의 일치 정밀도를 매우 높게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치는, 이동부재의 보정 렌즈의 기계적 중심을 결정하는 위치결정부가 렌즈 홀더의 외주면에 형성되고, 위치결정부의 위치를 결정하는 스토퍼가 고정부재의 관통공의 외주면에 형성되어 있으므로, 소형화하는 것이 용이하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치및 이를 구비한 촬상장치의 실시예에 대하여 설명한다.

다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치(1)를 구비한 촬상장치(100)를 나타내는 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치(1)를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 촬상장치용 손떨림 보정장치(1)의 고정부재(10)를 절개하여 나타낸 부분 절개 사시도이며, 도 4는 도 2의 촬상장치용 손떨림 보정장치(1)를 선 4-4에서 절단하여 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치(100)는, 렌즈 조립체(5)와 제어부(6)를 포함할 수 있다.

렌즈 조립체(5)는 피사체에 반사되는 빛이 이미지 센서에 상을 맺도록 하는 것으로서, 촬상장치(100)로 인입되는 빛의 통로를 형성한다. 이와 같은 렌즈 조립체(5)는 대물렌즈 마운트(3), 이미지 센서 마운트(2), 및 손떨림 보정장치(1)를 포함한다.

대물렌즈 마운트(3)에는 대물렌즈가 설치되어 있다. 또한, 대물렌즈 마운트(3)에는 대물렌즈 외에 외부에서 들어온 빛이 이미지 센서(8)로 입사되도록 하기 위해 필요한 다른 렌즈들이 설치될 수 있다.

이미지 센서 마운트(2)에는 대물렌즈를 통해 인입되는 빛이 피사체의 상을 맺는 곳에 빛을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서(8)가 설치되어 있다. 또한, 이미지 센서 마운트(2)에는 이미지 센서(8) 외에 외부에서 인입된 빛이 이미지 센서(8)에 상을 맺도록 하기 위해 필요한 렌즈들이 설치될 수 있다.

또한, 도시하지 않았지만, 렌즈 조립체(5)에는 대물렌즈를 광축 방향으로 이동시키는 줌렌즈 구동부가 설치될 수 있다.

제어부(6)는 촬상장치(100)가 피사체를 촬영하여 피사체의 화상을 저장할 수 있도록 이미지 센서(8), 손떨림 보정장치(1) 등을 제어한다. 제어부(6)가 손떨림 보정장치(1)를 제어하는 방법 이외에 촬상장치(100)를 제어하여 화상을 저장하는 방법은 종래 기술에 의한 촬상장치의 제어부와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 촬영시에 손떨림에 의한 진동이 발생하는 경우. 제어부(6)는 자이로 센서(Gyro Sensor)(7) 등에 의해 촬상장치(100)의 움직임을 검출하고, 이를 보정할 수 있도록 후술하는 손떨림 보정장치(1)를 제어한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치(1)는 고정부재(10), 이동부재(20), 및 구동부(30)를 포함할 수 있다.

고정부재(10)는 손떨림 보정장치(1)를 촬상장치(100)에 고정하기 위한 것으로서, 촬상장치(100)의 렌즈 조립체(5)에 고정된다. 고정부재(10)는 이미지 센서 마운트(2)와 대물렌즈 마운트(3)의 사이에 개재되며, 대물렌즈 마운트(3), 손떨림 보정장치(1), 및 이미지 센서 마운트(2)가 서로 고정되도록 한다.

고정부재(10)에는 렌즈 조립체(5)의 광축(C), 즉 광학적 중심과 그 중심(C1)이 일치하는 관통공(11)이 형성된다. 대물렌즈 마운트(3)를 통과한 빛은 고정부재(10)의 관통공(11)을 통해 이미지 센서 마운트(2)로 인입된다. 고정부재(10)는 관통공(11)의 외주면에서 광축 방향으로 이동부재(20) 쪽으로 돌설되는 복수 개의 스토퍼(12)가 형성된다. 스토퍼(12)는 이동부재(20)가 서로 수직한 제1방향과 제2방향으로 이동하는 것을 제한할 수 있도록 대략 90도 간격으로 4개(12-1,12-2,12-3,12-4)를 형성할 수 있다.

이동부재(20)는 보정 렌즈(21)가 설치되는 것으로서, 고정부재(10)에 대해 렌즈 조립체(5)의 광축(C)에 대해 수직한 방향으로 이동할 수 있도록 설치된다. 보 정 렌즈(21)는 손떨림에 의해 이미지 센서(8)에 맺힌 상에 흔들림이 발생할 경우에, 이동부재(20)와 함께 이동하여 이미지 센서(8)에 맺힌 상의 흔들림을 보정할 수 있도록 형성된다. 필요한 경우 도 4에 도시된 바와 같이 보정 렌즈(21)의 하부에 제2보정 렌즈(21a)가 설치될 수 있다.

이와 같은 이동부재(20)는 보정 렌즈(21)를 고정할 수 있는 렌즈 홀더(22)를 포함할 수 있다. 렌즈 홀더(22)는 이동부재(20)에서 렌즈 조립체(5)의 광축(C) 방향으로 고정부재(10) 쪽으로 돌출되며, 중공의 원통 형상으로 형성된다. 이동부재(20)의 렌즈 홀더(22)의 외주면에는 도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이 대략 90도 간격으로 4개의 위치결정부(23-1,23-2,23-3,23-4)가 형성될 수 있다. 4개의 위치결정부(23-1,23-2,23-3,23-4) 중 제1 및 제2위치결정부(23-1,23-2)는 광축(C) 방향에 수직한 제1방향, 예를 들면 도 6에서 X축 방향으로 형성되며, 제3 및 제4위치결정부(23-3,23-4)는 광축(C) 방향에 수직하면서도 제1방향에 수직한 제2방향, 예를 들면 도 6에서 Y축 방향으로 형성된다. 즉, 제1 및 제2위치결정부(23-1,23-2)는 도 6의 렌즈 홀더(22)의 좌우측에 형성되며, 제3 및 제4위치결정부(23-3,23-4)는 도 6의 렌즈 홀더(22)의 상하측에 형성된다.

따라서, 도 3, 도 4 및 도 9에 도시된 바와 같이, 고정부재(10)에 형성된 4개의 스토퍼(12-1,12-2,12-3,12-4)는 이동부재(20)의 4개의 위치결정부(23-1,23-2,23-3,23-4) 각각의 외측에 위치하도록 형성되어 이동부재(20)의 X축 방향 및 Y축 방향의 이동을 제한한다. 이하, 이동부재(20)의 제1, 제2, 제3, 및 제4위치결정부(23-1,23-2,23-3,23-4) 각각의 외측에 위치하는 스토퍼(12)를 각각 제1, 제2, 제 3, 및 제4스토퍼(12-1,12-2,12-3,12-4)라 한다.

4개의 위치결정부(23-1,23-2,23-3,23-4)는 각각 도 6에 도시한 바와 같이 렌즈 홀더(22)의 외주면을 평면으로 가공하여 형성할 수 있다. 그리고, 고정부재(10)의 4개의 스토퍼(12-1,12-2,12-3,12-4)는 각각 4개의 위치결정부(23-1,23-2,23-3,23-4)와 선접촉을 하도록 형성할 수 있다. 즉 스토퍼(12)는 원 기둥, 반원 기둥, 또는 3각형 기둥 등으로 형성할 수 있다.

또한, 이동부재(20)의 렌즈 홀더(22)가 형성된 면에는 렌즈 홀더(22)의 외측으로 복수 개의 볼(25)이 설치될 수 있다. 복수 개의 볼(25)은 고정부재(10)와 접촉하며, 고정부재(10)와 이동부재(20) 사이의 광축 방향, 즉 Z축 방향의 간격을 유지한다. 따라서, 이동부재(20)가 이동할 때, 복수 개의 볼(25)에 의해 지지되므로, 마찰력을 최소화할 수 있다. 이를 위해 고정부재(10)에는 도 5에 도시된 바와 같이 이동부재(20)에 설치된 복수 개의 볼(25)이 접촉할 수 있도록 복수 개의 볼(25)에 대응되는 위치에 복수 개의 볼접촉부(13)를 형성할 수 있다. 본 실시예의 경우에는 이동부재(20)에 4개의 볼(25)이 설치되며, 고정부재(10)에는 4개의 볼(25)에 대응되는 4개의 볼접촉부(13)가 형성된다.

구동부(30)는 손떨림의 양에 따라 상기한 이동부재(20)를 광축(C)에 대해 수직한 제1방향과 광축(C)에 수직하면서 동시에 제1방향에 대해서도 수직한 제2방향으로 이동시킬 수 있도록 형성된다. 구동부(30)는 이동부재(20)에 설치된 마그네틱(Magnetic)(31), 마그네틱(31)을 마주하도록 고정부재(10)에 설치된 코일(Coil)(32), 및 코일(32)의 아래에 코일(32)과 일정 거리 이격되어 고정부재(10) 에 설치된 요크(Yoke)(33)를 포함할 수 있다.

마그네틱(31)은 대략 4각의 평판 형상으로 형성되며, 이동부재(20)의 렌즈 홀더(22)에 형성된 4개의 위치결정부(23-1,23-2,23-3,23-4) 각각의 외측으로 4개가 설치된다. 도 6을 참조하면, 제1 및 제2마그네틱(31-1,31-2)은 제1방향, 즉 X축 방향으로 렌즈 홀더(22)의 좌우측으로 이동부재(20)에 설치된다. 제3 및 제4마그네틱(23-3,23-4)은 제2방향, 즉 Y축 방향으로 렌즈 홀더(22)의 위아래에 이동부재(20)에 설치된다. 따라서, 이동부재(20)에 설치된 제1 및 제2마그네틱(31-1,31-2)과 제1 및 제2위치결정부(23-1,23-2)는 X축 방향과 평행한 일직선을 이룬다. 또한, 이동부재(20)에 설치된 제3 및 제4마그네틱(31-3,31-4)과 제3 및 제4위치결정부(23-3,23-4)는 Y축 방향과 평행한 일직선을 이룬다. 상기에서 설명한 4개의 볼(25)은 제1 내지 제4마그네틱(31-1,31-2,31-3,31-4) 사이로 이동부재(20)에 설치될 수 있다.

요크(33)와 코일(32)은 고정부재(10)에 설치되며, 이동부재(20)를 X축 방향 또는 Y축 방향으로 직선 이동시킬 수 있도록 형성된다. 이를 위해, 요크(33)는 막대 형상으로 형성되며, 도 9에 도시된 바와 같이 길이 방향이 이동부재(20)가 이동하는 방향에 대해 평행하게 설치된다. 즉, 제1 및 제2요크(33-1,33-2)는 X축 방향과 평행하게 설치되고, 제3 및 제4요크(33-3,33-4)는 Y축 방향과 평행하게 설치된다. 또한, 요크(33)는 이동부재(20)가 이동할 때에도 이동부재(20)의 마그네틱(31)과 자력선을 형성할 수 있도록 마그네틱(31)보다 짧은 길이로 형성된다. 즉, 마그네틱(31)의 길이(L1)가 요크(33)의 길이(L2)보다 긴 것이 바람직하다. 또한, 요 크(33)의 폭(W2)은 마그네틱(31)의 폭(W1)보다 좁게 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 요크(33)의 폭(W2)을 마그네틱(31)의 폭(W1)보다 좁게 형성하면, 요크(33)와 마그네틱(31) 사이에 설치된 코일(32)에 인가되는 전류 또는/및 전압을 조절하여 이동부재(20)가 가이드 핀(guide pin)과 같은 이동부재(20)의 직선이동을 안내하기 위한 별도의 이동안내부재 없이 고정부재(10)에 대해 대략 직선상으로 이동하도록 제어할 수 있다. 요크(33)의 폭(W2)을 좁게 할수록 이동부재(20)가 이동하는 경로가 직선에 가깝게 되도록 할 수 있다. 그러나, 요크(33)의 폭(W2)이 좁아질수록 마그네틱(31)과 요크(33)의 사이의 자기력이 줄어들게 되므로 손떨림에 의해 이동부재(20)가 광축(C) 방향으로 변동할 가능성이 커진다. 따라서, 이동부재(20)의 크기에 따라 이동부재(20)가 광축(C) 방향으로 변동하지 않으면서, 직선 이동을 할 수 있도록 요크(33)의 폭(W2)을 적절하게 정하는 것이 바람직하다. 참고로, 도 9에서는 이동부재(20)의 마그네틱(31)과 고정부재(10)의 요크(33) 사이의 관계 및 이동부재(20)의 위치결정부재(23)와 고정부재(10)의 스토퍼(12) 사이의 관계를 명확하게 나타내기 위해, 고정부재(10)는 요크(33)와 스토퍼(12)만을 도시하고 있다.

또한, 고정부재(10)에 대한 이동부재(20)의 광축(C) 방향, 즉 도 1에서 Z축 방향의 이동은 마그네틱(31)과 요크(33) 사이의 자기력과 복수 개의 볼(25)에 의해 제한된다. 즉, 이동부재(20)의 마그네틱(31)과 고정부재(10)의 요크(33) 사이에서 작용하는 자기력에 의해 이동부재(20)가 고정부재(10) 쪽으로 당기는 힘을 받게 되나, 복수 개의 볼(25)에 의해 이동부재(20)와 고정부재(10)가 서로 접촉하지 않고 그 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 이동부재(20)가 광축(C) 방향 으로 이동하지 않는다.

제1 내지 제4요크(33-1.33-2.33-3.33-4) 각각에 대응되는 4개의 코일, 즉 제1 내지 제4코일(32-1.32-2.32-3.32-4)은 제1 내지 제4마그네틱(31-1,31-2,31-3,31-4)과 제1 내지 제4요크(33-1.33-2.33-3.33-4) 사이에 개별적으로 설치될 수 있다. 또는 4개의 코일(32-1.32-2.32-3.32-4)을 도 5에 도시된 바와 같이 제1 내지 제4마그네틱(31-1,31-2,31-3,31-4)과 제1 내지 제4요크(33-1.33-2.33-3.33-4) 사이에 설치되는 한 개의 인쇄회로기판(printed circuit board)(40)으로 형성할 수 있다.

또한, 이동부재(20)에는 제1 내지 제4코일(32-1.32-2.32-3.32-4)에 의해 발생하는 자기장의 변화를 검출하는 자기센서(35)가 설치될 수 있다. 자기센서(35)로는 홀 센서(hall sensor)가 사용될 수 있다. 본 실시예의 경우에는 제1 및 제2코일(32-1,32-2)에 의해 발생하는 자기장의 변화를 검출하는 제1자기센서(35-1)와 제3 및 제4코일(32-3.32-4)에 의해 발생하는 자기장의 변화를 검출할 수 있는 제2자기센서(35-2)를 포함한다. 제1 및 제2자기센서(35-1,35-2)는 별도의 센서기판(미도시)을 형성하여, 제1 내지 제4코일(32-1.32-2.32-3.32-4)의 자기장의 변화를 검출하도록 설치할 수 있다. 또는 제1 및 제2자기센서(35-1,35-2)는 4개의 코일(32-1.32-2.32-3.32-4)이 형성된 인쇄회로기판(40)과 일체로 형성할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치(1)를 이미지 센서 마운트(2)에 조립하기 전의 상태를 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치(1)가 이미지 센서 마운트(2)에 조립된 상태를 나타낸 부분 절개 사시도이다.

상기와 같은 손떨림 보정장치(1)는 렌즈 조립체(5)를 구성하는 이미지 센서 마운트(2)에 고정된다. 즉, 손떨림 보정장치(1)의 고정부재(10)가 이미지 센서 마운트(2)에 고정된다. 이때, 손떨림 보정장치(1)의 고정부재(10)는 관통공(11)의 중심(C1)이 이미지 센서 마운트(2)의 광축(C)과 일치되도록 설치된다. 그리고, 손떨림 보정장치(1)의 이동부재(20)는 고정부재(10)와 이미지 센서 마운트(2) 사이에 위치하도록 설치된다. 이때, 이동부재(20)가 이동할 때 이미지 센서 마운트(2)와 간섭되지 않도록 하기 위해, 이동부재(20)와 이미지 센서 마운트(2) 사이에는 도 8에 도시된 바와 같이 일정한 간격(g)이 존재하도록 설치된다. 이미지 센서 마운트(2)의 지지단(2a)과 이동부재(20)의 후면(20b) 사이의 거리(g)는 가능한 한 가깝도록 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 만일 촬상장치(100)가 손떨림 등과 같은 진동을 받아 이동부재(20)가 광축(C) 방향, 즉 Z축 방향으로 이미지 센서(8) 쪽으로 이동하더라도 이동부재(20)의 Z축 방향의 최대 이동량은 이미지 센서 마운트(2)의 지지단(2a)과 이동부재(20)의 후면(20b) 사이의 거리(g)로 한정된다.

또한, 손떨림 등에 의해 이동부재(20)가 Z축 방향으로 이동하는 경우, 이동부재(20)의 Z축 방향으로 대물렌즈 마운트(3) 쪽으로의 이동은 이동부재(20)의 마그네트(31)와 고정부재(10)의 요크(33) 사이에 발생하는 자기력과 이동부재(20)에 설치된 복수 개의 볼(25)에 의해 제한된다. 따라서, 촬상장치(100)가 손떨림 등에 의해 진동하는 경우에도, 이동부재(20)의 Z축 방향의 대물렌즈 마운트(3) 쪽으로의 이동이나 이미지 센서(8) 쪽으로의 이동은 모두 이동부재(20)의 마그네트(31)와 고정부재(10)의 요크(33) 사이의 자기력에 의해 제한된다. 따라서, 이동부재(20)의 Z 축 방향으로의 이동은 발생하지 않는다. 만일, 촬상장치(100)에 작용하는 손떨림 등이 마그네트(31)와 요크(33) 사이의 자기력 이상으로 큰 충격력을 가하는 경우에도, 이동부재(20)의 Z축 방향으로의 이동량은 이미지 센서 마운트(2)의 지지단(2a)과 이동부재(20)의 후면(20b) 사이의 거리(g)로 한정된다. 따라서, 충격력이 제거된 후에는, 이동부재(20)는 쉽게 원위치로 복귀될 수 있다.

또한, 이동부재(20)가 설치되지 않은 고정부재(10)의 일면에는 대물렌즈 마운트(3)가 설치될 수 있다. 대물렌즈 마운트(3)가 고정부재(10)에 설치되면, 대물렌즈 마운트(3)의 광축(C), 고정부재(10)의 관통공(11)의 중심(C1), 및 이미지 센서 마운트(2)의 광축(C)은 서로 일치된 상태가 된다. 따라서, 렌즈 조립체(5)가 흔들리지 않으면, 대물렌즈 마운트(3)의 대물렌즈를 통해 입사되는 피사체에 반사된 빛은 이미지 센서 마운트(2)에 설치된 이미지 센서(8)에 정확하게 피사체의 상을 맺을 수 있다.

이하, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치(1)를 이용하여 촬상장치(100)의 광학 중심을 설정하는 방법에 대해 상세하게 설명한다.

촬상장치(100)에 전원이 인가되면, 제어부(6)는 손떨림 보정장치(1)의 구동부(30)를 제어하여 이동부재(20)의 보정 렌즈(21)의 광축(C2)을 고정부재(10)의 관통공(11)의 중심(C1)과 일치시킨다. 이를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제어부(6)는 제1 및 제2코일(32-1,32-2)에 전원을 인가하여 이동부재(20)가 X축 방향으로 고정부재(10)의 제1스토퍼(12-1) 쪽으로 이동하도록 한다. 이동부재(20)가 일정 거리 이동하면, 도 10a에 도시된 바와 같이, 이동부재(20)의 제1위치결정부(23-1)가 고정부재(10)의 제1스토퍼(12-1)에 접촉하여 이동부재(20)가 더 이상 이동하지 못하게 된다. 그러면, 제어부(6)는 이동부재(20)가 반대방향, 즉 X축 방향으로 고정부재(10)의 제2스토퍼(12-2) 쪽으로 이동하도록 제1 및 제2코일(32-1,32-2)에 인가되는 전원을 제어한다. 이동부재(20)가 제2스토퍼(12-2) 쪽으로 일정 거리 이동하면, 도 10b에 도시된 바와 같이, 이동부재(20)의 제2위치결정부(23-2)가 고정부재(10)의 제2스토퍼(12-2)에 접촉하여 이동부재(20)가 더 이상 이동하지 못하게 된다. 그러면, 제어부(6)는 제1자기센서(35-1)의 출력값을 이용하여 제1 및 제2스토퍼(12-1,12-2) 사이의 거리의 중심값을 계산하고 X축 방향 중심으로 기억한다.

그후, 제어부(6)는 제3 및 제4코일(32-3,32-4)에 전원을 인가하여 이동부재(20)가 Y축 방향으로 고정부재(10)의 제3스토퍼(12-3) 쪽으로 이동하도록 한다. 이동부재(20)가 일정 거리 이동하면, 도 10c에 도시된 바와 같이, 이동부재(20)의 제3위치결정부(23-3)가 고정부재(10)의 제3스토퍼(12-3)에 접촉하여 이동부재(20)가 더 이상 이동하지 못하게 된다. 그러면, 제어부(6)는 이동부재(20)가 반대방향, 즉 Y축 방향으로 고정부재(10)의 제4스토퍼(12-4) 쪽으로 이동하도록 제3 및 제4코일(32-3.32-4)에 인가되는 전원을 제어한다. 이동부재(20)가 제4스토퍼(12-4) 쪽으로 일정 거리 이동하면, 도 10d에 도시된 바와 같이, 이동부재(20)의 제4위치결정부(23-4)가 고정부재(10)의 제4스토퍼(12-4)에 접촉하여 이동부재(20)가 더 이상 이동하지 못하게 된다. 그러면, 제어부(6)는 제2자기센서(35-2)의 출력값을 이용하 여 제3 및 제4스토퍼(12-3.12-4) 사이의 거리의 중심값을 계산하고 Y축 방향 중심으로 기억한다.

그후, 제어부(6)는 X축 방향 중심과 Y축 방향 중심을 이용하여 이동부재(20)의 중심, 즉 보정 렌즈(21)의 중심(C2)을 결정한다. 이어서, 이 결정된 보정 렌즈(21)의 중심(C2)을 렌즈 조립체(5), 즉 촬상장치(100)의 광학 중심(C)으로 정한다. 따라서, 촬상장치(100)로 촬영시 손떨림이 발생하면, 제어부(6)는 이 광학 중심(C)을 기준으로 손떨림 보정장치(1)를 제어하여 손떨림을 보정한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치에 의하면, 고정부재의 관통공이 렌즈 조립체의 광축과 일치된 상태로 설치되므로, 고정부재의 관통공의 외주면에 형성된 4개의 스토퍼와 이동부재의 렌즈 홀더의 외주면에 형성된 4개의 위치결정부를 기준으로 이동부재의 중심, 즉 보정 렌즈의 광학 중심을 설정하면, 손떨림 보정장치의 보정 렌즈의 광축이 촬상장치의 광축과 정확하게 일치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치에 의하면, 손떨림 보정장치의 기계적 중심을 구하기 위한 4개의 스토퍼와 4개의 위치결정부가 모두 보정 렌즈와 인접된 곳에 형성되며, 가이드 핀(guide pin)과 같은 별도의 이동안내부재가 필요하지 않으므로 손떨림 보정장치를 소형화할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치에 의하면, 손떨림 보정장치의 기계적 중심을 구하는데 사용되는 4개의 스토퍼는 고정부재의 관통공에 바로 접하여, 관통공과 일체로 형성될 수 있고, 4개의 위치결정부는 이동 부재의 렌즈 홀더에 바로 접하여, 렌즈 홀더와 일체로 형성될 수 있으므로, 4개의 스토퍼와 4개의 위치결정부를 사용하여 구해진 손떨림 보정장치의 중심은 매우 정확하다.

본 발명은 상술한 특정의 실시예들에 한정되지 아니하며, 후술하는 청구범위에 기재된 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 행할 수 있는 단순한 구성요소의 치환, 부가, 삭제, 변경은 본 발명의 청구범위 기재 범위 내에 속하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치를 구비한 촬상장치를 나타내는 블록도;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치를 나타내는 사시도;

도 3은 도 2의 촬상장치용 손떨림 보정장치의 고정부재를 절개하여 나타낸 부분 절개 사시도;

도 4는 도 2의 촬상장치용 손떨림 보정장치를 선2-2에서 절단하여 나타낸 단면도;

도 5는 도 2의 촬상장치용 손떨림 보정장치의 고정부재를 나타내는 분해 사시도;

도 6은 도 2의 촬상장치용 손떨림 보정장치의 이동부재를 고정부재 쪽에서 본 사시도;

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치를 이미지 센서 마운트에 조립하기 전의 상태를 나타낸 사시도;

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치가 이미지 센서 마운트에 조립된 상태를 나타낸 부분 절개 사시도;

도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 손떨림 보정장치의 이동부재의 중심이 고정부재의 중심과 일치된 상태를 나타내는 도면;

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치의 손떨림 보정 장치의 이동부재의 중심을 잡는 방법을 설명하기 위한 도면으로, 도 10a와 도 10b는 X 방향 중심을 잡는 경우이고, 도 10c와 도 10d는 Y방향 중심을 잡는 경우를 나타내는 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1; 손떨림 보정장치 2; 이미지 센서 마운트

3; 대물렌즈 마운트 5; 렌즈 조립체

6; 제어부 7; 자이로 센서

8; 이미지 센서 10; 고정부재

11; 관통공 12; 스토퍼

13; 볼접촉부 20; 이동부재

21; 보정 렌즈 22; 렌즈 홀더

23; 위치결정부 25; 볼

30; 구동부 31; 마그네틱

32; 코일 33; 요크

35; 자기센서 40; 코일 인쇄회로기판

100; 촬상장치

Claims

렌즈 조립체에 고정되며, 상기 렌즈 조립체의 광축과 중심이 일치하는 관통공이 형성된 고정부재;

상기 고정부재에 대해 상기 광축에 대해 수직한 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 보정 렌즈를 고정할 수 있도록 상기 광축 방향으로 중공의 원통 형상으로 돌출되는 렌즈 홀더를 포함하는 이동부재;

손떨림 양에 따라 상기 이동부재를 상기 광축에 대해 수직한 제1방향과 상기 광축 및 상기 제1방향에 대해 수직한 제2방향으로 이동시키는 구동부;

상기 이동부재의 상기 렌즈 홀더의 외주면에 상기 제1방향과 제2방향에 대응되도록 형성된 4개의 위치결정부; 및

상기 고정부재의 관통공의 외주면에서 상기 이동부재 쪽으로 돌설되며, 상기 4개의 위치결정부 각각의 외측에 위치하도록 형성된 4개의 스토퍼;를 포함하며,

상기 4개의 위치결정부는 상기 제1방향으로 상기 렌즈 홀더의 외주면을 평면으로 가공하여 형성되는 제1 및 제2위치결정부와 상기 제2방향으로 상기 렌즈 홀더의 외주면을 평면으로 가공하여 형성되는 제3 및 제4위치결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치용 손떨림 보정장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 스토퍼는 상기 위치결정부와 선접촉을 하도록 형성된 것을 특징으로 하는 촬상장치용 손떨림 보정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 구동부는,

상기 이동부재에 설치된 마그네틱;

상기 마그네틱을 마주하도록 상기 고정부재에 설치된 코일; 및

상기 코일의 아래에 상기 고정부재에 설치된 요크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치용 손떨림 보정장치.
제 4 항에 있어서,

상기 마그네틱은 상기 이동부재의 렌즈 홀더의 4개의 위치결정부 각각의 외측으로 상기 제1방향으로 설치된 제1 및 제2마그네틱과 상기 제2방향으로 설치된 제3 및 제4마그네틱을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치용 손떨림 보정장치.
제 5 항에 있어서,

상기 요크와 코일은 상기 이동부재를 상기 제1방향 및 제2방향으로 직선 이동시킬 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 촬상장치용 손떨림 보정장치.
제 6 항에 있어서,

상기 요크는 막대 형상으로 형성되며, 길이 방향이 상기 이동부재가 이동하는 방향에 대해 평행하게 설치된 것을 특징으로 하는 촬상장치용 손떨림 보정장치.
제 4 항에 있어서,

상기 이동부재와 상기 고정부재 사이에는 복수 개의 볼이 설치되는 것을 특징으로 하는 촬상장치용 손떨림 보정장치.
제 8 항에 있어서,

상기 이동부재의 광축방향 이동은 상기 마그네틱과 요크 사이의 자기력과 상기 복수 개의 볼에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 촬상장치용 손떨림 보정장치.
제 8 항에 있어서,

상기 복수 개의 볼은 상기 이동부재에 고정되며, 상기 고정부재에는 상기 복수 개의 볼이 접촉하는 복수 개의 볼접촉부가 형성된 것을 특징으로 하는 촬상장치용 손떨림 보정장치.
제 5 항에 있어서,

상기 코일은 상기 제1 내지 제4마그네틱에 대응되는 제1 내지 제4코일을 포함하며,

상기 제1 내지 제4코일은 인쇄회로기판에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 촬상장치용 손떨림 보정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이동부재의 위치결정부가 상기 고정부재의 스토퍼에 접촉한 것을 검출할 수 있는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치용 손떨림 보정장치.
제 12 항에 있어서,

상기 센서는 홀 센서인 것을 특징으로 하는 촬상장치용 손떨림 보정장치.
렌즈 조립체;

상기 촬상장치의 손떨림을 보정하는 것으로서, 상기 렌즈 조립체에 설치되는 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 기재된 손떨림 보정장치; 및

상기 렌즈 조립체와 상기 손떨림 보정장치를 통과한 빛을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.