JPH0640663B2 - Imaging device - Google Patents
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- JPH0640663B2 JPH0640663B2 JP60096924A JP9692485A JPH0640663B2 JP H0640663 B2 JPH0640663 B2 JP H0640663B2 JP 60096924 A JP60096924 A JP 60096924A JP 9692485 A JP9692485 A JP 9692485A JP H0640663 B2 JPH0640663 B2 JP H0640663B2
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- Accessories Of Cameras (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、支持体(本体ケース)の振動にかかわらず鏡
筒部の振動を極力小さくする防振機構を有する撮影装置
に関するものであり、特に、携帯用のビデオカメラ等に
利用可能な小型軽量の撮影装置を提供するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus having an anti-vibration mechanism that minimizes vibration of a lens barrel regardless of vibration of a support (main body case). Provided is a compact and lightweight photographing device that can be used in a portable video camera or the like.
従来の技術 従来の防振機構には、空気圧や油圧により支持台から定
盤等への振動の伝達を抑制した防振機構が広く利用され
ている。第16図に、このような従来の防振機構の構成
を表わす断面図を示す。2. Description of the Related Art As a conventional anti-vibration mechanism, an anti-vibration mechanism that suppresses transmission of vibration from a support table to a surface plate or the like by air pressure or hydraulic pressure is widely used. FIG. 16 is a sectional view showing the structure of such a conventional vibration damping mechanism.
第16図に於いて、定盤501と支持第502の間には
空気室505が形成されており、空気圧縮機504から
管503を通じて圧縮空気が送り込まれる。その結果、
定盤501と支持台502の間にはバネ性の非常に弱い
空気層が形成される。従って、支持台502が大きく振
動しても、定盤501にはその振動がほとんど伝達され
ない。In FIG. 16, an air chamber 505 is formed between the surface plate 501 and the support No. 502, and compressed air is sent from the air compressor 504 through the pipe 503. as a result,
An air layer having a very weak spring property is formed between the surface plate 501 and the support 502. Therefore, even if the support 502 vibrates significantly, the vibration is hardly transmitted to the surface plate 501.
発明が解決しようとする問題点 このような従来の防振機構では、圧縮空気を利用してい
るために空気室505が必要であり、形状が大きくな
る。さらに、圧縮機が必要であり、音が大きく、設置面
積も大きくなる。従って、このような従来の防振機構を
携帯用のビデオカラの防振に使うことはできない。Problems to be Solved by the Invention In such a conventional vibration isolation mechanism, since the compressed air is used, the air chamber 505 is necessary, and the shape becomes large. Moreover, a compressor is required, which makes a loud noise and requires a large installation area. Therefore, such a conventional image stabilization mechanism cannot be used for image stabilization of a portable video color.
本発明は、このような点を考慮し、携帯用のビデオカメ
ラにも利用可能な小型軽量で高性能の防振機構を有する
撮影装置を新に開発したものである。In consideration of such a point, the present invention newly developed a photographing device having a small, lightweight, and high-performance anti-vibration mechanism that can be used for a portable video camera.
問題点を解決するための手段 本発明の撮影装置は、複数のレンズと撮像素子を搭載さ
れた鏡筒部と、前記撮像素子に得られる電気信号から画
像信号を作り出す画像信号処理手段と、前記鏡筒部への
入射光線軸と直交もしくは略直交する回転軸回りに前記
鏡筒部を回動自在に支承する支持体と、前記鏡筒部と前
記支持体の間に取りつけられ、前記鏡筒部を回転駆動す
るアクチュエータ手段と、前記鏡筒部と前記支持体の相
対角度を検出する位置検出手段と、前記回転軸回りの前
記鏡筒部の慣性角速度を検出する角速度検出手段と、前
記位置検出手段の出力信号と前記角速度検出手段の出力
信号を合成する合成手段と、前記合成手段が出力する合
成信号の変動を抑制するように前記アクチュエータ手段
に電力を供給する駆動手段と、前記位置検出手段の出力
信号が第1の所定範囲外になったことによりパンニング
動作の開始を検出し、前記角速度検出手段の出力信号が
第2の所定範囲になったことによりパンニング動作の終
了を検出するパン動作検出手段と、前記パン動作検出手
段の出力信号により前記位置検出手段の検出利得と前記
角速度検出手段の検出利得の相対比を変化させ、前記角
速度検出手段の利得に比較して前記位置検出手段の利得
を相対的に大きくするようにした利得修正手段とを具備
した事により、上記の目的を達成したものである。Means for Solving the Problems An image pickup apparatus of the present invention includes a lens barrel section having a plurality of lenses and an image pickup element mounted thereon, image signal processing means for generating an image signal from an electric signal obtained by the image pickup element, and A support body that rotatably supports the lens barrel section around a rotation axis that is orthogonal or substantially orthogonal to the axis of the light beam incident on the lens barrel section, and is mounted between the lens barrel section and the support body. Actuator means for rotationally driving the lens barrel portion, position detecting means for detecting a relative angle between the lens barrel portion and the support, angular velocity detecting means for detecting an inertial angular velocity of the lens barrel portion around the rotation axis, and the position A synthesizing means for synthesizing the output signal of the detecting means and the output signal of the angular velocity detecting means, a driving means for supplying electric power to the actuator means so as to suppress the variation of the synthetic signal output by the synthesizing means, and the position detecting means. The pan for detecting the start of the panning operation when the output signal of the means is out of the first predetermined range, and for detecting the end of the panning operation when the output signal of the angular velocity detecting means is in the second predetermined range. The position detection unit compares the detection gain of the position detection unit and the detection gain of the angular velocity detection unit with an output signal of the movement detection unit and the pan detection unit, and compares the detected gain of the position detection unit with the gain of the angular velocity detection unit. The above-mentioned object is achieved by the provision of a gain correcting means for making the gain of (1) relatively large.
作用 本発明は、上記の構成にすることによって、鏡筒部と支
持体の相対位置および鏡筒部の角速度を検出し、その両
者の変動を抑制するように鏡筒部をアクチュエータ手段
により駆動・制御し、鏡筒部の振動を大幅に低減したも
のである。さらに、利得修正手段によりパンニング動作
中の位置検出手段の検出利得と角速度検出手段の検出利
得の相対比を変化させることにより、パンニング動作に
おける鏡筒部の動きの遅れを実用上十分に小さくし、鏡
筒部と支持体の衝突を防止すると共に、鏡筒部の追従動
作を滑らかにしている。With the above-described structure, the present invention detects the relative position of the lens barrel and the support and the angular velocity of the lens barrel, and drives the lens barrel by actuator means so as to suppress fluctuations in both. The vibration of the lens barrel is controlled and greatly reduced. Furthermore, by changing the relative ratio of the detection gain of the position detection means and the detection gain of the angular velocity detection means during the panning operation by the gain correction means, the delay of the movement of the lens barrel portion during the panning operation is made sufficiently small in practical use, The lens barrel portion and the support are prevented from colliding with each other, and the following movement of the lens barrel portion is smoothed.
実施例 第1図に本発明の実施例を表わす構成図を示す。第1図
において、撮影装置(ビデオカメラ)の鏡筒部1には多
数のレンズ群(図示を省略)と撮像素子41(たとえ
ば、CCD板や撮像管)が取りつけられ、被写体からの
反射光を集光させて撮像素子41に結像させ、電荷信号
(電気信号)に変換する。画像信号処理器42は、撮像
素子41に得られた電荷信号を逐次読み出し、NTSC
方式の画像信号(ビデオ信号)を作り出している。鏡筒
部1と本体ケース2(支持部)の間に配置されたアクチ
ュエータ3は、その回転軸4を回転中心として鏡筒部1
を所定方向(ヨー方向)に回転駆動している(使用状態
において、鏡筒部1はほぼ水平面上を該当方向として回
動自在になされている)。アクチュエータ3の回転軸4
は、鏡筒部1の重心Gを通り、本体ケース2に回転可能
に支承されている。なお、図面では省略したが、本体ケ
ース2には撮影装置の操作者が手で支持するグリップ部
分を設けてある。Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a large number of lens groups (not shown) and an image pickup device 41 (for example, a CCD plate or an image pickup tube) are attached to a lens barrel portion 1 of an image pickup apparatus (video camera), and reflected light from a subject is reflected. The light is condensed to form an image on the image sensor 41 and converted into a charge signal (electrical signal). The image signal processor 42 sequentially reads out the charge signals obtained by the image sensor 41,
The image signal (video signal) of the method is produced. The actuator 3 arranged between the lens barrel portion 1 and the main body case 2 (support portion) has the lens barrel portion 1 with the rotation axis 4 as the center of rotation.
Is rotationally driven in a predetermined direction (yaw direction) (in the use state, the lens barrel portion 1 is rotatable about a horizontal plane as a corresponding direction). Rotation axis 4 of actuator 3
Is rotatably supported by the main body case 2 through the center of gravity G of the lens barrel portion 1. Although not shown in the drawings, the main body case 2 is provided with a grip portion that is manually supported by the operator of the photographing apparatus.
第2図(a),(b),(c)にアクチュエータ3の具体的な構成
を示す。第2図に於いて、マグネット102の強磁性体
製のバックヨーク101は鏡筒部1に取りつけられ、回
転軸4と共に回転する。マグネット102は4極に着磁
され、界磁磁束を発生している。回転軸4の軸受107
が取りつけられたコイルヨーク103には、コイル104
a,104bとホール素子(感磁素子)5が固着されている。
本例では、マグネット102が鏡筒部1に取りつけら
れ、コイルヨーク103が本体ケース2に取りつけられ
ている(なお、この関係が逆になってもよい)。コイル
104a,104bは直列に接続され、端子105から106に
流れる電流とマグネット102の磁束によって回転トル
クを発生する。また、ホール素子5はマグネット102
の磁極の切り換え部分にほぼ対向して配置され、マグネ
ット102(鏡筒部1の角度位置θm)とコイルヨーク
103(本体ケース2の角度位置θxの相対的な角度位
置(θh=θx−θm)に対応した出力信号を発生する。
なお、θmは絶対空間の座標系(慣性座標)からみた回
転軸4の回りの鏡筒部1の角度であり、θxは同じ慣性
座標からみた回転軸4の回りの本体ケース2の角度であ
る。2 (a), (b), and (c) show a concrete configuration of the actuator 3. In FIG. 2, the back yoke 101 made of a ferromagnetic material of the magnet 102 is attached to the lens barrel portion 1 and rotates together with the rotating shaft 4. The magnet 102 is magnetized to have four poles and generates a magnetic field flux. Bearing 107 of rotating shaft 4
Is attached to the coil yoke 103, the coil 104
The a and 104b and the Hall element (magnetic sensing element) 5 are fixed.
In this example, the magnet 102 is attached to the lens barrel portion 1 and the coil yoke 103 is attached to the main body case 2 (note that this relationship may be reversed). coil
104a and 104b are connected in series, and a rotational torque is generated by the current flowing from the terminals 105 to 106 and the magnetic flux of the magnet 102. The Hall element 5 is the magnet 102.
Of the magnet 102 (the angular position θ m of the lens barrel 1) and the coil yoke 103 (the angular position θ x of the main body case 2) (θ h = θ). generate an output signal corresponding to ( x − θ m ).
Note that θ m is the angle of the lens barrel portion 1 around the rotation axis 4 when viewed from the absolute space coordinate system (inertial coordinates), and θ x is the angle of the main body case 2 around the rotation axis 4 when viewed from the same inertial coordinates. Is.
アクチュエータ3のマグネット102の磁束を検知する
ホール素子5の出力信号aは位置検出器11に入力され
る。第3図に位置検出器11の具体的な構成を示す。ホ
ール素子5の2つの出力端子に得られる直流信号を、演
算増幅器111と抵抗112,113,114,115
からなる差動増幅回路によって所定倍に差動増幅し、出
力信号cを得ている。The output signal a of the Hall element 5 that detects the magnetic flux of the magnet 102 of the actuator 3 is input to the position detector 11. FIG. 3 shows a specific configuration of the position detector 11. The DC signal obtained at the two output terminals of the Hall element 5 is supplied to the operational amplifier 111 and the resistors 112, 113, 114, 115.
Is differentially amplified a predetermined number of times by a differential amplifier circuit consisting of to obtain an output signal c.
また、振動型ジャイロからなる角速度センサ6が、鏡筒
部1に固定部材7によって取りつけられている。角度セ
ンサ6の検出軸はアクチュエータ3の回転軸4と一致し
ており、慣性座標における鏡筒部1の回転軸4の回りの
回転角速度(すなわち慣性角速度)に応動した出力信号
bを出力する。角速度センサ6の出力信号bは角速度検
出器12に入力され、慣性座標からみた鏡筒部1の回転
軸4の回りの角速度ωm(すなわち慣性速度ωm)に比
例、もしくは角速度ωmの所定周波数範囲の成分に比例
した信号dを得ている。第4図に角速度検出器12の具
体的な構成を示す。強制振動回路133は所定周波数
(1kHz)の正弦波発振回路を有し、その発振周波数信
号によって角速度センサ6の圧電素子で作られたドライ
ブ・エレメント131を強制的に振動させている。圧電
素子で作られたセンス・エレメント132はドライブ・
エレメント131と機械的に接触して配置されているの
で、ドライブ・エレメント131と共に同じ周波数で振
動する。このとき、鏡筒部1が慣性座標において回転軸
4の回りで回転動作すると、力学的なコリオリ力が発生
する。コリオリ力はセンス・エレメント132の直交す
る2軸の角速度の積に比例するので、慣性座標における
鏡筒部1の回転軸4の回りの角度ωmと強制振動による
角速度の積に比例する。センス・エレメント132はコ
リオリ力によって機械歪を生じ、圧電作用によって電気
信号を発生する。センス・エレメント132の出力を同
期検波回路134によって強制振動と同じ周波数で同期
検波し、ローパスフィルタ135によって検波出力の低
周波成分(DC〜100Hz程度)を取り出せば、慣性座
標における鏡筒部1の回転軸4の回りの角速度ωm(す
なわち慣性角速度ωm)に比例する信号が得られる。Further, an angular velocity sensor 6 composed of a vibration type gyro is attached to the lens barrel portion 1 by a fixing member 7. The detection axis of the angle sensor 6 coincides with the rotation axis 4 of the actuator 3, and outputs the output signal b in response to the rotational angular velocity (that is, the inertial angular velocity) of the lens barrel portion 1 around the rotational axis 4 in the inertial coordinates. The output signal b of the angular velocity sensor 6 is input to the angular velocity detector 12, and is proportional to the angular velocity ω m (that is, the inertial velocity ω m ) around the rotation axis 4 of the lens barrel portion 1 viewed from the inertial coordinate, or a predetermined angular velocity ω m . A signal d proportional to the frequency range component is obtained. FIG. 4 shows a specific configuration of the angular velocity detector 12. The forced vibration circuit 133 has a sine wave oscillating circuit of a predetermined frequency (1 kHz), and forcibly vibrates the drive element 131 made of the piezoelectric element of the angular velocity sensor 6 by the oscillating frequency signal. The sense element 132 made of a piezoelectric element is a drive
Because it is placed in mechanical contact with element 131, it vibrates at the same frequency as drive element 131. At this time, when the lens barrel 1 rotates about the rotation axis 4 in the inertial coordinate, a mechanical Coriolis force is generated. Since the Coriolis force is proportional to the product of the angular velocities of the two orthogonal axes of the sense element 132, it is proportional to the product of the angle ω m about the rotation axis 4 of the lens barrel portion 1 in inertial coordinates and the angular velocity due to forced vibration. The sense element 132 causes a mechanical strain due to the Coriolis force and generates an electric signal due to a piezoelectric action. The output of the sense element 132 is synchronously detected by the synchronous detection circuit 134 at the same frequency as the forced vibration, and the low-pass filter 135 extracts the low frequency component (DC to 100 Hz) of the detected output. A signal proportional to the angular velocity ω m around the rotation axis 4 (that is, the inertial angular velocity ω m ) is obtained.
位置検出器11の出力信号cと角度検出器12の出力信
号dは、合成器13において合成され、合成信号eを得
ている。合成器13は、A/D変換器21,22と演算
器23とメモリ24とD/A変換器25によって構成さ
れている。A/D変換器21は、位置検出器11の出力
信号cの値に対応したディジタル信号pを作り出してい
る。また、A/D変換器22は、角速度検出器12の出
力信号dの値に対応したディジタル信号qを作り出して
いる。演算器23は、メモリ24のROM領域(リード
オンリーメモリ領域)に格納されている後述の所定の内
蔵プログラムに従って動作し、A/D変換器21のディ
ジタル信号pとA/D変換器22のディジタル信号qを
RAM領域(ランダムアクセスメモリ領域)に取り込
み、所定の演算を施した後に合成して、合成ディジタル
信号wをD/A変換器25に出力し、合成信号eを得て
いる。The output signal c of the position detector 11 and the output signal d of the angle detector 12 are combined in the combiner 13 to obtain a combined signal e. The synthesizer 13 includes A / D converters 21 and 22, an arithmetic unit 23, a memory 24, and a D / A converter 25. The A / D converter 21 produces a digital signal p corresponding to the value of the output signal c of the position detector 11. Further, the A / D converter 22 produces a digital signal q corresponding to the value of the output signal d of the angular velocity detector 12. The arithmetic unit 23 operates according to a predetermined internal program, which will be described later, stored in the ROM area (read-only memory area) of the memory 24, and operates the digital signal p of the A / D converter 21 and the digital signal of the A / D converter 22. The signal q is taken into the RAM area (random access memory area), subjected to a predetermined calculation and then combined, and the combined digital signal w is output to the D / A converter 25 to obtain a combined signal e.
A/D変換器21,22には、逐次変換型の構成を使用
することが好ましい。第5図に逐次変換型のA/D変換
器21の具体的な構成を示す(A/D変換器22につい
ても同様である)。入力信号cとD/A変換回路147
の出力信号mはコンパレータ141によって比較され、
その大小関係に応じたコンパレート信号nを得る。発振
回路145は、所定の周波数のクロックパルス1を発生
している。演算器23からの信号hは、通常“H”(高
電位状態)になっており、ディジタル信号pの読み込み
の時に“L”(低電位状態)になる。従って、インバー
タ回路142とアンド回路143,144はコンパレー
ト信号nに応じて、クロックパルス1をカウンタ回路1
46のダウンパルス入力端子Dもしくはアップパルス入
力端子Uに入力している(信号hが“H”の時)。カウ
ンタ回路146は、ダウンパルス入力端子Dへの入力パ
ルスにより内部状態を1ずつ減算していき、アップパル
ス入力端子Uへの入力パルスにより内部状態を1ずつ加
算していく。カウンタ回路146の内部状態はディジタ
ル信号pとして出力され、D/A変換器147において
ディジタル信号pに応じたアナログ信号mに変換する。
その結果、カウンタ回路146のディジタル信号pは入
力信号cに対応した値になる。The A / D converters 21 and 22 preferably have a sequential conversion type configuration. FIG. 5 shows a specific configuration of the successive conversion A / D converter 21 (the same applies to the A / D converter 22). Input signal c and D / A conversion circuit 147
The output signal m of is compared by the comparator 141,
A comparison signal n corresponding to the magnitude relation is obtained. The oscillator circuit 145 generates clock pulse 1 having a predetermined frequency. The signal h from the calculator 23 is normally "H" (high potential state), and becomes "L" (low potential state) when the digital signal p is read. Therefore, the inverter circuit 142 and the AND circuits 143 and 144 output the clock pulse 1 to the counter circuit 1 according to the comparator signal n.
The signal is input to the down pulse input terminal D or the up pulse input terminal U of 46 (when the signal h is "H"). The counter circuit 146 subtracts the internal state one by one according to the input pulse to the down pulse input terminal D and increments the internal state one by one according to the input pulse to the up pulse input terminal U. The internal state of the counter circuit 146 is output as a digital signal p, and the D / A converter 147 converts it into an analog signal m corresponding to the digital signal p.
As a result, the digital signal p of the counter circuit 146 becomes a value corresponding to the input signal c.
演算器23は、信号hを所定の短時間“L”にしてカウ
ンタ回路146の動作を停止させ、安定したディジタル
信号pを読み込むようにしている。同様に、演算器23
は信号kを所定の短時間“L”にして、安定したディジ
タル信号qを読み込むようにしている。The computing unit 23 sets the signal h to "L" for a predetermined short time to stop the operation of the counter circuit 146 and read the stable digital signal p. Similarly, the computing unit 23
Sets the signal k to "L" for a predetermined short time to read a stable digital signal q.
合成器13のD/A変換器25の出力信号eは駆動器1
4に入力され、信号eに比例した電圧信号(もしくは電
流信号)fがアクチュエータ3のコイル104a,104bに供
給される。第6図に駆動器14の具体的な構成を示す。
演算増幅器151とトランジスタ154,155と抵抗
152,153によって電力増幅回路を構成し、信号e
を所定倍に増幅した電圧信号fを出力する。The output signal e of the D / A converter 25 of the combiner 13 is the driver 1
4 and the voltage signal (or current signal) f proportional to the signal e is supplied to the coils 104 a and 104 b of the actuator 3. FIG. 6 shows a specific configuration of the driver 14.
The operational amplifier 151, the transistors 154 and 155, and the resistors 152 and 153 form a power amplifier circuit, and a signal e
To output a voltage signal f amplified by a predetermined number.
演算器23の内蔵プログラムについて説明する。第7図
にその基本フローチャートを示し、第8図(a)〜(f)に各
部の詳細なフローチャートを示す。まず、第7図の基本
フローチャートについて説明する(なお、番号〜は
ノードを表わし、第8図の番号と対応している)。The built-in program of the arithmetic unit 23 will be described. FIG. 7 shows a basic flowchart thereof, and FIGS. 8 (a) to (f) show detailed flowcharts of respective parts. First, the basic flow chart of FIG. 7 will be described (note that the numbers from to represent nodes and correspond to the numbers in FIG. 8).
〔1〕<静止時の制御動作>181(合成手段に対
応):静止した被写体を撮影している時の合成信号の作
り方に相当する。[1] <Control operation at rest> 181 (corresponding to combining means): This corresponds to a method of creating a combined signal when a stationary subject is photographed.
〔2〕<パン開始検出>182(パン動作検出手段内の
パン開始検出手段に対応):パンニング動作の開始を検
出し、パンニング動作の時には〔3〕に移行し、パンニ
ング動作でない時には〔1〕に帰る。[2] <Pan start detection> 182 (corresponding to the pan start detection means in the pan operation detection means): The start of the panning operation is detected, the operation moves to [3] when the panning operation is performed, and [1] when the panning operation is not performed. Return to.
〔3〕<利得の設定>183(パン動作検出手段内の利
得設定手段に対応):パンニング動作の開始検出時の状
況に応じて、制御利得を設定する。[3] <Gain setting> 183 (corresponding to gain setting means in pan operation detecting means): The control gain is set according to the situation at the time of detecting the start of the panning operation.
〔4〕<パンニング時の制御動作>184(合成手段に
対応):パンニング動作時の合成信号の作り方に相当し
ている。[4] <Control operation during panning> 184 (corresponding to synthesizing means): This corresponds to the method of creating a synthetic signal during panning operation.
〔5〕<利得の修正>185(利得修正手段に対応):
パンニング動作時の鏡筒部1の動きに応じて、制御利得
を修正する。特に、位置検出器11からのディジタル信
号と角速度検出器12からのディジタル信号の合成比を
変化させることにより、相対比を増減させている。[5] <Gain correction> 185 (corresponding to gain correction means):
The control gain is corrected according to the movement of the lens barrel portion 1 during the panning operation. In particular, the relative ratio is increased or decreased by changing the synthesis ratio of the digital signal from the position detector 11 and the digital signal from the angular velocity detector 12.
〔6〕<パン終了検出>186(パン動作検出手段内の
パン終了検出手段に対応):パンニング動作の終了を検
出し、パンニング動作が継続している時には〔4〕に帰
り、パンニング動作が終了した時には〔1〕に帰る。[6] <Pan end detection> 186 (corresponding to the pan end detection unit in the pan operation detection unit): The end of the panning operation is detected, and when the panning operation is continued, the procedure returns to [4] and the panning operation ends. When you do, return to [1].
なお、本実施例では、<パン開始検出>182(パン開
始検出手段)と<利得の設定>183(利得設定手段)
と<パン終了検出>186(パン終了検出手段)によっ
て、パン動作検出手段を構成している(<利得の設定>
183(利得設定手段)は必ずしも必要ではない)。In this embodiment, <pan start detection> 182 (pan start detection means) and <gain setting> 183 (gain setting means).
And <pan end detection> 186 (pan end detection means) constitute pan operation detection means (<gain setting>
183 (gain setting means) is not always necessary).
次に、各部の動作フローチャートについて説明する。第
8図(a)に、<静止時の制御動作>181のフローチャ
ートを示す。Next, an operation flowchart of each unit will be described. FIG. 8 (a) shows a flowchart of <control operation at rest> 181.
〔11〕タイマーからの割り込みを待っている。タイマー
は所定の時間毎(T1=5msec毎)に割り込み信号を発生
し、割り込みが入ると〔12〕に移行する。[11] Waiting for an interrupt from the timer. The timer generates an interrupt signal every predetermined time (T 1 = 5 msec), and when an interrupt occurs, the process proceeds to [12].
〔12〕信号hを所定の短時間“L”にしてディジタル信
号pを入力し、変数Pnに格納する。[12] The signal h is set to "L" for a predetermined short time, the digital signal p is input, and stored in the variable Pn.
〔13〕信号kを所定の短時間“L”にしてディジタル信
号qを入力し、変数Qnに格納する。[13] The signal k is set to "L" for a predetermined short time, the digital signal q is input, and stored in the variable Qn.
〔14〕Pnから所定の基準値Prを減算し(P=Pn-Pr)、
鏡筒部1と支持体2の相対角度θhに対応したディジタ
ル値Pを計算する。同様に、Qnから所定の基準値Qrを減
算し(Q=Qn-Qr)、慣性座標からみた鏡筒部1の角速
度ωmに対応したディジタル値Qを計算する。なお、計
算式は、右辺の計算結果を左辺の変数に代入して、格納
することを意味する。[14] Subtract a predetermined reference value Pr from Pn (P = Pn-Pr),
A digital value P corresponding to the relative angle θ h between the lens barrel 1 and the support 2 is calculated. Similarly, a predetermined reference value Qr is subtracted from Qn (Q = Qn-Qr), and a digital value Q corresponding to the angular velocity ω m of the lens barrel 1 viewed from the inertial coordinate is calculated. The calculation formula means that the calculation result on the right side is stored in the variable on the left side.
〔15〕合成比Dを1にする(合成比Dは相対比に直接関
係している)。PをD倍し、Qと加算合成し、合成ディ
ジタル値Eを得る(E=D*P+Q。なお、*は掛算を
意味する。)。[15] The synthesis ratio D is set to 1 (the synthesis ratio D is directly related to the relative ratio). P is multiplied by D and added and combined with Q to obtain a combined digital value E (E = D * P + Q, where * means multiplication).
〔16〕EをD/A変換器25に出力し、アナログ信号e
に変換する。[16] E is output to the D / A converter 25, and the analog signal e
Convert to.
〔17〕N1をmodとしてカウント用変数Nに1を加算す
る(N=N+1(modN1))。すなわち、Nに1を足
して新たにNに格納し、Nの値がN1に等しければNを
0にする。ここでは、N1=10にしている。[17] Add 1 to the count variable N with N1 as mod (N = N + 1 (mod N1)). That is, 1 is added to N to newly store it in N, and if the value of N is equal to N1, N is set to 0. Here, N1 = 10.
〔18〕Nが0でないならば〔11〕に帰り、Nが0ならば
<パン開始検出>182の〔21〕に移行する。すなわ
ち、N1*T1=50msec毎に<パン開始検出>182
を行なっている。[18] If N is not 0, return to [11], and if N is 0, move to [21] of <pan start detection> 182. That is, <pan start detection> 182 every N1 * T1 = 50 msec.
Are doing.
第8図(b)に、<パン開始検出>182のフローチャー
トを示す。FIG. 8B shows a flowchart of <pan start detection> 182.
〔21〕PからPxを引いて、変数Vに格納する(V=P−
Px)。PをH1倍(H1は定数)した値とVをH2倍
(H2は定数)した値を加算して、変数Wに格納する
(W=H1*P+H2*V)。Pを新しいPxにする(Px
=P)。すなわち、PxはN1*T1時間前のPの値であ
り、Vは鏡筒部1と本体ケース2の間の相対角速度(相
対角度θhの微分値)に対応している。従って、Wは相
対角度θh(P)と相対角度(V)の合成値となる。[21] Subtract Px from P and store in variable V (V = P−
Px). A value obtained by multiplying P by H1 (H1 is a constant) and a value obtained by multiplying V by H2 (H2 is a constant) are added and stored in a variable W (W = H1 * P + H2 * V). Make P a new Px (Px
= P). That is, Px is the value of P before N1 * T1 hours, and V corresponds to the relative angular velocity (differential value of the relative angle θ h ) between the lens barrel 1 and the main body case 2. Therefore, W is a combined value of the relative angle θ h (P) and the relative angle (V).
〔22〕|P|<P1(P1は定数)ならば<静止時の制
御動作>181の〔11〕に帰り、|P|<P1でないな
らば〔23〕に行く。[22] | P | <P1 (P1 is a constant) <Control operation at rest> Return to [11] in 181. If | P | <P1, go to [23].
〔23〕|P|>P2(P2はP1よりも大きい定数)な
らば<利得の設定>183の〔31〕に移行し、|P|>
P2でないならば〔24〕に行く。[23] If | P |> P2 (P2 is a constant larger than P1), <Gain setting> Go to [31] of 183, | P |>
If not P2, go to [24].
〔24〕|W|>W1(W1は定数)ならば<利得の設定
>183の〔31〕に移行し、|W|>W1でないならば
<静止時の制御動作>181の〔11〕に帰る。[24] If | W |> W1 (W1 is a constant), move to <Gain setting> [31] of 183. If not | W |> W1, <Control operation at rest> [11] of 181. Go home.
上述の<パン開始検出>182の〔22〕から〔24〕にお
いては、相対角度θhに対応したディジタル値Pと相対
角速度に対応したディジタル値Vによって、パンニング
動作の開始を検出している。第9図にPとVによるパン
ニング動作の開始の検出領域を示す(図示の斜線部
分)。線aは|P|=P1に相当し、線bは|P|=P
2に相当し、線cは|W|=W1に相当する。P,Vの
値により、図示の斜線部に入るとパンニング動作が開始
されたものと判断している。すなわち、鏡筒部1と本体
ケース2の相対角度θhが所定の範囲外(|P|>P
2)になる、もしくは、相対角度θhが所定の範囲外
(|P|>P1)にある時に相対角度θhと相対角速度
の合成値(W)が所定の範囲外(|W|>W1)になるこ
とによって、パンニング動作の開始を検出している。な
お、第9図の点線部は可動限界の端を表わし、|P|P
1imは鏡筒部1と本体ケース2の衝突を意味する。In [22] to [24] of <Pan start detection> 182 described above, the start of the panning operation is detected by the digital value P corresponding to the relative angle θ h and the digital value V corresponding to the relative angular velocity. FIG. 9 shows a detection area of the start of the panning operation by P and V (hatched portion in the figure). The line a corresponds to | P | = P1, and the line b corresponds to | P | = P.
2 and the line c corresponds to | W | = W1. Depending on the values of P and V, it is determined that the panning operation has started when entering the shaded portion in the figure. That is, the relative angle θ h between the lens barrel 1 and the main body case 2 is outside the predetermined range (| P |> P
2) or when the relative angle θ h is outside the predetermined range (| P |> P1), the combined value (W) of the relative angle θ h and the relative angular velocity is outside the predetermined range (| W |> W1 ), The start of the panning operation is detected. The dotted line in FIG. 9 represents the end of the movable limit, and | P | P
1im means a collision between the lens barrel portion 1 and the main body case 2.
第8図(c)に<利得の設定>183のフローチャートを
示す。FIG. 8 (c) shows a flowchart of <gain setting> 183.
〔31〕|P|からP3(P3はP3≦P2となる定数)
を引いた値をK1倍(K1は0を含む定数)し、|V|
からV1(V1は定数)を引いた値をK2倍(K2は0
を含む定数)し、それらを加算して合成比Dとする(D
=K1*(|P|−P3)+K2*(|V|−V
1))。すなわち、パンニング動作の開始検出時点にお
ける相対角度θhもしくは(および)相対角速度に対応
した値を合成比Dの初期値として設定する(初期値設定
手段)。[31] | P | to P3 (P3 is a constant such that P3 ≦ P2)
The value obtained by subtracting is multiplied by K1 (K1 is a constant including 0), and | V |
The value obtained by subtracting V1 (V1 is a constant) from is multiplied by K2 (K2 is 0
, And add them to obtain a composite ratio D (D
= K1 * (| P | -P3) + K2 * (| V | -V
1)). That is, a value corresponding to the relative angle θ h or (and) the relative angular velocity at the time of detecting the start of the panning operation is set as the initial value of the composite ratio D (initial value setting means).
〔32〕DがD1よりも小さい時には、DをD1にする
(下限値制限手段)。ここに、D1は1程度の定数であ
り、たとえば、D1=1。[32] When D is smaller than D1, D is set to D1 (lower limit value limiting means). Here, D1 is a constant of about 1, for example, D1 = 1.
〔33〕DがD2よりも大きい時には、DをD2にする
(上限値制限手段)。ここに、D2は1よりかなり大き
い定数であり、たとえは、D2=25。[33] When D is larger than D2, D is set to D2 (upper limit limiting means). Here, D2 is a constant that is significantly larger than 1, for example, D2 = 25.
第8図(d)に<パンニング時の制御動作>184のフロ
ーチャートを示す。FIG. 8 (d) shows a flowchart of <control operation during panning> 184.
〔41〕タイマーからの割り込みを待っている。タイマー
は所定の時間毎(T1=5msec毎)に割り込み信号を発
生し、割り込みが入ると〔42〕に移行する。[41] Waiting for an interrupt from the timer. The timer generates an interrupt signal every predetermined time (T1 = 5 msec), and when an interrupt occurs, the process proceeds to [42].
〔42〕信号hを所定の短時間“L”にしてディジタル信
号pを入力し、変数Pnに格納する。[42] The signal h is set to "L" for a predetermined short time, the digital signal p is input, and stored in the variable Pn.
〔43〕信号kを所定の短時間“L”にしてディジタル信
号qを入力し、変数Qnに格納する。[43] The signal k is set to "L" for a predetermined short time, the digital signal q is input, and the digital signal q is stored in the variable Qn.
〔44〕Pnから所定の基準値Prを減算し(P=Pn-pr)、
鏡筒部1と支持体2の相対角度θhに対応したディジタ
ル値Pを計算する。同様に、Qnから所定の基準値Qrを減
算し(Q=Qn-Qr)、慣性座標からみた鏡筒部1の角速
度ωmに対応したディジタル値Qを計算する。[44] Subtract a predetermined reference value Pr from Pn (P = Pn-pr),
A digital value P corresponding to the relative angle θ h between the lens barrel 1 and the support 2 is calculated. Similarly, a predetermined reference value Qr is subtracted from Qn (Q = Qn-Qr), and a digital value Q corresponding to the angular velocity ω m of the lens barrel 1 viewed from the inertial coordinates is calculated.
〔45〕合成比DをPに掛けた後にQと加算合成し、合成
ディジタル値Eを得る(E=D*P+Q)。[45] Multiply the synthesis ratio D by P and then add and synthesize with Q to obtain a synthetic digital value E (E = D * P + Q).
〔46〕EをD/A変換器25に出力し、アナログ信号e
に変換する。[46] E is output to the D / A converter 25, and the analog signal e
Convert to.
〔47〕N2をmodとしてカウント用変数Nを+1する
(N=N+1(modN2))。すなわち、Nに1を足し
て新たにNに格納し、Nの値がN2に等しければNを0
にする。ここでは、N2=10にしている。[47] The count variable N is incremented by 1 with N2 as mod (N = N + 1 (mod N2)). That is, N is incremented by 1 and stored in N, and if the value of N is equal to N2, N is set to 0.
To Here, N2 = 10.
〔48〕Nが0でないならば〔41〕に帰り、Nが0ならば
<利得の修正>185の〔51〕に移行する。すなわち、
N2*T1=50msec毎に<利得の修正>185を行な
っている。[48] If N is not 0, return to [41], and if N is 0, shift to <51> of <gain correction> 185. That is,
<Gain correction> 185 is performed every N2 * T1 = 50 msec.
上述の<パンニング時の制御動作>184と<静止時の
制御動作>181は、基本的に同じ制御動作を行なって
いるが、合成比Dの値は大幅に異なっている。The above <control operation during panning> 184 and <control operation during rest> 181 basically perform the same control operation, but the value of the synthesis ratio D is significantly different.
第8図(e)に<利得の修正>185のフローチャートを
示す。FIG. 8 (e) shows a flowchart of <gain correction> 185.
〔51〕PからPxを引いて、Vに格納する(V=P-Px)。
Pを新しいPxにする(P=Px)。Pの符号が正の時に変
数Sを1にし、Pが0の時にはSも0にし、Pの符号が
負の時にはSを−1にする(S=sgn(P))。SとVを掛
けて、Yとする(Y=S*V)。すなわち、Vは相対角
速度(相対角度θhの微分値)に対応した値になる。ま
た、YはPの符号とVの符号が一致した場合には|V|
に等しくなり、Pの符号とVの符号が異なる場合には−
|V|に等しくなる。[51] Subtract Px from P and store in V (V = P-Px).
Let P be the new Px (P = Px). The variable S is set to 1 when the sign of P is positive, S is also set to 0 when P is 0, and S is set to -1 when the sign of P is negative (S = sgn (P)). Multiply S and V to obtain Y (Y = S * V). That is, V becomes a value corresponding to the relative angular velocity (differential value of the relative angle θ h ). Also, Y is | V | when the sign of P and the sign of V match.
And the sign of P and the sign of V are different,
Is equal to | V |.
〔52〕Y≧Y1(Y1は0を含む負の定数)の時には
〔53〕に行き、Y2<Y<Y1(Y2は負の定数)の時
には<パン終了検出>186の〔61〕に行き、Y≦Y2
の時には〔54〕に行く。[52] When Y ≧ Y1 (Y1 is a negative constant including 0), go to [53], and when Y2 <Y <Y1 (Y2 is a negative constant), go to [61] of <pan end detection> 186. , Y ≦ Y2
In case of, go to [54].
〔53〕合成比DをM1倍して新しいDにする(D=D*
M1)。ここに、M1は1よりも大きい定数であり、た
とえば、M1=1.1。すなわち、合成比Dを所定の比率
M1により大きくする。その後に、DがD2より大きい
ときには、DをD2にする(上限値制限手段)。次に、
<パン終了検出>186の〔61〕に行く。[53] Multiply the composition ratio D by M1 to obtain a new D (D = D *
M1). Here, M1 is a constant greater than 1, for example, M1 = 1.1. That is, the synthesis ratio D is increased by the predetermined ratio M1. After that, when D is larger than D2, D is set to D2 (upper limit limiting means). next,
<Detection of end of pan> Go to [61] of 186.
〔54〕合成比DをM1分の1にして新しいDにする(D
=D/M1)。すなわち、合成比Dを所定の比率M1に
より小さくする。その後に、DがD1より小さいときに
は、DをD1にする(下限値制限手段)。次に<パン終
了>186の〔61〕に行く。[54] The synthesis ratio D is reduced to M1 / 1 / thick to obtain a new D (D
= D / M1). That is, the synthesis ratio D is made smaller by the predetermined ratio M1. After that, when D is smaller than D1, D is set to D1 (lower limit value limiting means). Next, go to [61] of <end of bread> 186.
上述の<利得の修正>185では、相対角速度に対応し
たディジタル値Vに応じて合成比D(相対比)を増減さ
せている。特に、VとPの符号が一致している場合には
合成比Dを大きくし、VとPの符号が異なり、|V|が
所定の値(−Y2)よりも大きい場合には合成比Dを小
さくしている。In the above-mentioned <correction of gain> 185, the synthesis ratio D (relative ratio) is increased or decreased according to the digital value V corresponding to the relative angular velocity. In particular, when the signs of V and P are the same, the composition ratio D is increased, and when the signs of V and P are different and | V | is larger than a predetermined value (-Y2), the composition ratio D is large. Is small.
第8図(f)に<パン終了検出>186のフローチャート
を示す。FIG. 8 (f) shows a flowchart of <pan end detection> 186.
〔61〕|Q|<Q1(Q1は定数)の時には〔62〕に行
き、|Q|<Q1でない時には<パンニング時の制御動
作>184の〔41〕に帰る。[61] | Q | <Q1 (Q1 is a constant), go to [62], and if not | Q | <Q1, return to [41] of <control operation during panning> 184.
〔62〕|P|<P4(P4は定数)の時には〔63〕に行
き、|P|<P4でない時には<パンニング時の制御動
作>184の〔41〕に帰る。[62] If | P | <P4 (P4 is a constant), go to [63]. If not | P | <P4, return to [41] of <control operation during panning> 184.
〔63〕|V|<V2(V2は定数)の時には<静止時の
制御動作>181の〔11〕に帰り、|V|<V2でない
時には<パンニング時の制御動作>184の〔41〕に帰
る。[63] When | V | Go home.
上述の<パン終了検出>186では、慣性座標からみた
鏡筒部1の角速度ωmが所定の範囲内(|Q|<Q1)
になり、鏡筒部1と本体ケース2の相対角度θhが所定
の範囲内(|P|<P4)になり、相対角速度(相対角
度θhの微分値)が所定の範囲内(|V|<V2)にな
ったことにより、パンニング動作の終了を検出してい
る。In the above-described <pan end detection> 186, the angular velocity ω m of the lens barrel portion 1 viewed from the inertial coordinate is within a predetermined range (| Q | <Q1).
The relative angle θ h between the lens barrel 1 and the main body case 2 is within a predetermined range (| P | <P4), and the relative angular velocity (differential value of the relative angle θ h ) is within a predetermined range (| V Since | <V2), the end of the panning operation is detected.
次に、本撮影装置の防振特性について説明する。第10
図の制御ブロック図において、慣性座標からみた鏡筒部
1の角度θmと本体ケース2の角度θxの相対角度θh=
θx−θmは、アクチュエータ3のマグネット102の磁
界を検知するホール素子5によって簡単に検出される。
ホール端子5と位置検出器11はブロック204で表わ
され、θhのB倍の信号c(位置検出器11の出力信
号)を得る。一方、慣性座標からみた鏡筒部1の角速度
ωmは角速度センサ6と角速度検出器12によって検出
され、ブロック205と206の縦続接続によって表わ
される。すなわち、角速度センサ6と同期検波回路11
34によってωmの−A倍された信号を検出し(ブロッ
ク205)、ローパスフィルタ135によってh=ωh
/2π=100Hz以上の高周波のリップル電圧が低減・
除去され(ブロック206)、ωmの変動の必要な周波
数成分(DC〜100Hz)の信号dが取り出されてい
る。合成器13はブロック207と加算点208によっ
て表わされ、信号cをD倍した後に信号dと加算・合成
し、合成信号eを得る。駆動器14に対応したブロック
209において、信号eはC倍に増幅され、電圧信号f
を得る。アクチュエータ3に対応したブロック210に
おいて、電圧信号fはトルクTmに変換される。ここに、
Rはコイル104aと104bの合成抵抗値であり、Ktはトルク
定数である。ブロック201は鏡筒部1の機械的な慣性
モーメントJmによるトルクTmから角速度ωmへの伝達を
表わし、ブロック202はωmとθmの関係を表わす。こ
こに、sはラプラス演算子を意味している。Next, the anti-vibration characteristics of the image taking apparatus will be described. Tenth
In the control block diagram of the figure, the relative angle θ h of the angle θ m of the lens barrel portion 1 and the angle θ x of the main body case 2 as viewed from the inertial coordinates
θ x −θ m is easily detected by the Hall element 5 that detects the magnetic field of the magnet 102 of the actuator 3.
The hall terminal 5 and the position detector 11 are represented by a block 204, and a signal c (output signal of the position detector 11) of B times θ h is obtained. On the other hand, the angular velocity ω m of the lens barrel portion 1 viewed from the inertial coordinates is detected by the angular velocity sensor 6 and the angular velocity detector 12, and is represented by the cascade connection of blocks 205 and 206. That is, the angular velocity sensor 6 and the synchronous detection circuit 11
34 detects a signal obtained by multiplying ω m by −A (block 205), and h = ω h by the low-pass filter 135.
/ 2π = 100Hz or higher high-frequency ripple voltage is reduced.
It is removed (block 206), and the signal d of the frequency component (DC to 100 Hz) that requires the fluctuation of ω m is extracted. The combiner 13 is represented by a block 207 and an addition point 208, which multiplies the signal c by D and then adds and combines it with the signal d to obtain a combined signal e. In the block 209 corresponding to the driver 14, the signal e is amplified C times and the voltage signal f
To get In the block 210 corresponding to the actuator 3, the voltage signal f is converted into the torque Tm. here,
R is a combined resistance value of the coils 104a and 104b, and Kt is a torque constant. A block 201 represents the transmission from the torque Tm to the angular velocity ω m due to the mechanical moment of inertia Jm of the lens barrel portion 1, and a block 202 represents the relationship between ω m and θ m . Here, s means the Laplace operator.
いま、角速度ωmから信号dまでの伝達関数の内で周波
数に関係する項(ブロック206)を F(s)={ωh/(s+ωh)} ……(1) とおき、 L=C・(Kt/R)・(1/Jm) …
…(2) とすると、θxからθmへの伝達関数は G(s)=θm/θx =(B・D・L)/{s・s+F(s)・A・L・s+B・D・L}
……(3) となる。ここで、 ω1=2π・1 =(B・D)/A
……(4) ω2=2π・2 =A・L
……(5) とおくときに、 ω1=2π・1<<ω2=2π・2
……(6) ωh=2π・h>>ω2 ……(7) となしている。実際には、1=0.1Hz,2=10Hz,
h=100Hzにしている。Now, in the transfer function from the angular velocity ω m to the signal d, the term (block 206) related to frequency is set as F (s) = {ω h / (s + ω h )} (1), and L = C・ (Kt / R) ・ (1 / Jm)…
… (2), the transfer function from θ x to θ m is G (s) = θ m / θ x = (B ・ D ・ L) / {s ・ s + F (s) ・ A ・ L ・s + B / D / L}
(3) Where ω 1 = 2π · 1 = (B · D) / A
…… (4) ω 2 = 2π ・2 = A ・ L
…… (5), ω 1 = 2π · 1 << ω 2 = 2π · 2
…… (6) ω h = 2π · h >> ω 2 …… (7). Actually, 1 = 0.1Hz, 2 = 10Hz,
h = 100Hz.
このようにするならば、1から2の周波数範囲におい
てF(jω)=1となるので、周波数伝達関数G(j
ω)の折線近似ボード特性は第11図のようになる。す
なわち、慣性座標における本体ケース2の回転角θxに
対する鏡筒部1の回転角θmの伝達特性G(jω)は、
第一の折点周波数1以下の周波数範囲においては1
(0dB)となり(線)、1以上で第二の折点周波数
2以下の周波数範囲では−6dB/octで減衰し(線
)、2以上の周波数範囲では−12dB/octで減衰し
ている(線)(このような特性は、2≧6・1,
h≧3・2とすれば得られる)。In this case, since F (jω) = 1 in the frequency range of 1 to 2 , the frequency transfer function G (j
The broken line approximation board characteristics of ω) are as shown in FIG. That is, the transfer characteristic G (jω) of the rotation angle θ m of the lens barrel portion 1 with respect to the rotation angle θ x of the main body case 2 in the inertial coordinate is
1 in the frequency range below the first break frequency 1
It becomes (0 dB) (line), and at 1 or more, the second break frequency
The 2 following frequency ranges attenuated by -6 dB / oct (line), 2 or more in the frequency range are attenuated by -12 dB / oct (line) (This characteristic, 2 ≧ 6 · 1,
obtained if h ≧ 3 · 2).
第11図より、1以上の周波数範囲においてθxの振動
からθmの振動の伝達量は小さくなる。その程度は0dB
(線)と特性線の間の差ZdBによって表わされる。Transmission of vibration of theta m from the vibration of FIG. 11 from, theta x in one or more frequency ranges is reduced. The degree is 0 dB
It is represented by the difference ZdB between the (line) and the characteristic line.
第12図に防振機構のない撮影装置(ビデオカメラ)の
撮影時におけるヨー方向の本体ケースの回転角θxの変
動の測定結果を示す(スペクトラム分析)。これは、操
作者が撮影装置を手に持ちながら大地に静止し、静止し
た被写体を撮影した時の本体ケース2の回転角θzの変
動に対応する。これをみると、0.5Hz〜5Hzの範囲の変
動が大きいことがわかる。従って、本撮影装置の防振特
性を第11図のごとき特性にすれば、本体ケース2の回
転角θzの変動にかかわらず鏡筒部1の回転角θmはほと
んど変動しなくなり、撮影画面の変動が著しく小さくな
ることがわかる。すなわち、安定した見やすいビデオ撮
影が可能になる。特に、1≦0.5Hzにすれば、その効果
が得られる。FIG. 12 shows the measurement result of the fluctuation of the rotation angle θ x of the main body case in the yaw direction at the time of shooting with a shooting device (video camera) without a vibration isolation mechanism (spectrum analysis). This corresponds to the fluctuation of the rotation angle θ z of the main body case 2 when the operator holds the photographing device in his hand and stands still on the ground and photographs a stationary subject. From this, it can be seen that the variation in the range of 0.5 Hz to 5 Hz is large. Therefore, if the anti-vibration characteristic of the present photographing device is set to the characteristic shown in FIG. 11, the rotation angle θ m of the lens barrel portion 1 hardly changes regardless of the fluctuation of the rotation angle θ z of the main body case 2, and the photographing screen It can be seen that the fluctuation of is extremely small. That is, stable and easy-to-view video shooting becomes possible. In particular, the effect can be obtained by setting 1 ≤ 0.5 Hz.
さらに、本実施例では合成器13の内蔵プログラムにパ
ン動作検出手段と利得修正手段を有しているので、本撮
影装置で高速のパンニング動作を行なっても、鏡筒部1
と本体ケース2の衝突を防止できる。次に、これについ
て説明する。Further, in this embodiment, since the built-in program of the synthesizer 13 has the pan operation detecting means and the gain correcting means, even if the high-speed panning operation is performed in the present photographing apparatus, the lens barrel portion 1
It is possible to prevent a collision between the main body case 2 and Next, this will be described.
撮影装置(ビデオカメラ)によって動いている被写体を
撮影するときには、操作者は自分を回転軸として回転し
ながら被写体を撮影画面から外れないようにする(この
ような動作をパンニング動作と言う)。パンニング動作
時には、撮影装置は慣性座標においてヨー方向に回転し
ていることになる。このとき、本撮影装置は第11図の
ごとき特性の防振動作をおこなっているので、本体ケー
ス2の回転角θxの増加に対して鏡筒部1の回転角θmの
追従動作はかなり遅れる。まず、合成器13の合成比D
が一定の場合(D=1)の欠点について説明する。第1
1図および(4)式から理解されるように、加算点208
までの相対角度θhの検出利得B・Dと角速度ωmの検出
利得Aの相対比B・D/Aが小さい程1が小さくな
り、防振特性が良くなるために、相対比をかなり小さく
選定する必要がある。すなわち、検出利得Bを小さく設
定する必要がある。ところが、位置検出器11の検出利
得Bを小さくすると、アクチュエータ3の発生トルクTm
はたかだかB・θh1(θh1は可動限界の端に対応する相
対角度θhの値)に対応する程度の小さなトルクしか発
生できなかった。アクチュエータ3の発生トルクTmが小
さければ鏡筒部1の加速度が小さくなり、パンニング動
作による本体ケース2の回転角θxの増加に対して鏡筒
部1の回転角θmの増加が大幅に遅れるようになる。そ
の結果、本体ケース2と鏡筒部1が可動限界端(|θh
|=θh1)において衝突し、操作者に衝突による衝撃力
が感じられた。このような衝突は、撮影装置の破損を招
き易くすると共に、操作者に不快感を与えるものであ
り、極力避けなければならない。When photographing a moving subject with a photographing device (video camera), the operator keeps the subject off the photographing screen while rotating about the rotation axis (this kind of operation is called a panning operation). During the panning operation, the photographing device is rotating in the yaw direction in the inertial coordinates. At this time, since the image-taking apparatus is performing the image stabilization operation having the characteristic as shown in FIG. 11, the follow-up operation of the rotation angle θ m of the lens barrel portion 1 is considerably performed with respect to the increase of the rotation angle θ x of the main body case 2. Be late. First, the synthesis ratio D of the synthesizer 13
Described below is the drawback when D is constant (D = 1). First
As can be seen from FIG. 1 and equation (4), the addition point 208
The smaller the relative ratio B ・ D / A between the detection gain BD of the relative angle θ h and the detection gain A of the angular velocity ω m is, the smaller 1 is, and the vibration isolation characteristics are improved. Therefore, the relative ratio is considerably small. It is necessary to select it. That is, it is necessary to set the detection gain B small. However, when the detection gain B of the position detector 11 is reduced, the torque Tm generated by the actuator 3 is reduced.
At most, only a small torque corresponding to B · θ h1 (θ h1 is the value of the relative angle θ h corresponding to the end of the movable limit) can be generated. If the torque Tm generated by the actuator 3 is small, the acceleration of the lens barrel portion 1 becomes small, and the increase in the rotation angle θ m of the lens barrel portion 1 is greatly delayed with respect to the increase in the rotation angle θ x of the body case 2 due to the panning operation. Like As a result, the main body case 2 and the lens barrel 1 are moved to the movable end (| θ h
A collision occurred at │ = θ h1 ), and the operator felt an impact force due to the collision. Such a collision is likely to cause damage to the photographing device and gives an operator an unpleasant feeling, and should be avoided as much as possible.
本実施例では、パン動作検出手段によってパンニング動
作中を検出し、利得修正手段によって相対角速度に対応
したディジタル値Vに応じて合成比Dを変化させること
により、相対比B・D/Aを増減させている。これによ
り、パンニング動作中の相対比B・D/Aが静止時の制
御動作の相対比B/Aよりも大きくなり、アクチュエー
タ3の発生トルクTmも大きくなり、パンニング動作によ
る本体ケース2の回転速度θxの増加に十分追随して鏡
筒部1を加速することができる。その結果、鏡筒部1と
本体ケース2の衝突は防止できる。In this embodiment, the panning operation detecting means detects that the panning operation is in progress, and the gain correcting means changes the synthesis ratio D in accordance with the digital value V corresponding to the relative angular velocity, thereby increasing or decreasing the relative ratio B · D / A. I am letting you. As a result, the relative ratio BD / A during the panning operation becomes larger than the relative ratio B / A during the control operation at rest, the torque Tm generated by the actuator 3 also increases, and the rotation speed of the main body case 2 due to the panning operation. The barrel portion 1 can be accelerated sufficiently following the increase in θ x . As a result, a collision between the lens barrel portion 1 and the main body case 2 can be prevented.
次に、これについてより詳細に説明する。パン動作検出
手段のパン開始検出手段は、鏡筒部1と本体ケース2の
相対角度θhに対応したディジタル値Pおよび相対角速
度に対応したディジタル値Vにより、相対角度θhが所
定の範囲外になったこと、もしくは、相対角度と相対角
度速度の合成値が所定の範囲外になったことにより、パ
ンニング動作の開始を検出している。パンニング動作を
していない時には(静止した被写体を撮影している
時)、相対角度θhは所定の狭い範囲内において微少な
変動をしており、相対角速度も小さい。すなわち、ディ
ジタル値P,V,Wの絶対値は十分小さく、演算器23
は<静止時の制御動作>181を繰り返している。ま
た、合成比Dは1になっている。Next, this will be described in more detail. The pan start detecting means of the pan operation detecting means uses the digital value P corresponding to the relative angle θ h between the lens barrel portion 1 and the main body case 2 and the digital value V corresponding to the relative angular velocity so that the relative angle θ h falls outside the predetermined range. Or the composite value of the relative angle and the relative angular velocity is out of the predetermined range, the start of the panning operation is detected. When the panning operation is not performed (when a stationary subject is photographed), the relative angle θ h slightly changes within a predetermined narrow range, and the relative angular velocity is small. That is, the absolute values of the digital values P, V, W are sufficiently small, and the calculator 23
Repeats <control operation at rest> 181. Further, the composition ratio D is 1.
このような状態においてパンニング動作が開始されたと
すると、本体ケースθxの増加にもかかわらず鏡筒部1
の角度θmは変化しないので、相対角度θhの絶対値は増
加し、相対角度速度の絶対値も大きくなる。その結果、
<パン開始検出>182においてディジタル値P,Vが
第9図のパンニング動作の開始検出領域に入り、パンニ
ング動作は検出される。Assuming that the panning operation is started in such a state, the lens barrel portion 1 will increase despite an increase in the body case θ x.
Since the angle θ m does not change, the absolute value of the relative angle θ h increases and the absolute value of the relative angular velocity also increases. as a result,
<Pan start detection> In 182, the digital values P and V enter the panning operation start detection area in FIG. 9, and the panning operation is detected.
<利得の設定>183において、パンニング動作の開始
時点に於けるP,Vに対応した合成比Dが設定され、<
パンニング時の制御動作>184の制御動作に移る。通
常、合成比Dは1よりも大きな値が初期値として与えら
れる。<Setting of gain> In 183, the composite ratio D corresponding to P and V at the start of the panning operation is set, and <
Control operation at the time of panning> Move to the control operation of 184. Normally, the synthesis ratio D is given a value larger than 1 as an initial value.
<利得の修正>185において、その時の相対角速度に
対応したディジタル値Vの値から、次の時点の相対角度
に対応したディジタル値Pの変化の程度を見て、合成比
Dを修正している。たとえば、VがPと同符号ならば合
成比Dを大きくして行き、アクチュエータ3の発生トル
クTmを大きくする(D・Pに関係したトルクが発生す
る)。従って、鏡筒部1は十分大きな加速度によって加
速され、パンニング動作による本体ケース2の速度θx
の増加にほぼ追従して鏡筒部1の角度θmが増加する。
その結果、鏡筒部1と本体ケース2の衝突は防止され
る。すなわち、|P|の増加は抑えられ、逆に、|P|
が減少するようになる。<Correction of gain> In 185, the composite ratio D is corrected by observing the degree of change of the digital value P corresponding to the relative angle at the next time from the value of the digital value V corresponding to the relative angular velocity at that time. . For example, if V has the same sign as P, the synthetic ratio D is increased to increase the torque Tm generated by the actuator 3 (a torque related to D · P is generated). Therefore, the lens barrel portion 1 is accelerated by a sufficiently large acceleration, and the velocity θ x of the body case 2 due to the panning operation is increased.
The angle θ m of the lens barrel portion 1 increases almost in accordance with the increase.
As a result, a collision between the lens barrel portion 1 and the main body case 2 is prevented. That is, the increase of | P | is suppressed, and conversely | P |
Will be reduced.
また、VとPと異符号で、その絶対値|V|が所定値
(|Y2|)よりも大きい場合には合成比Dを小さくし
て|P|の減少度合いを小さくするようにしている。こ
れにより、|P|はゆるやかに0に向かって減少し、撮
影画面の急速な移動を防止している。すなわち、パンニ
ング動作時の撮影画面の移動が滑らかになり、非常に見
やすい画面になる。When V and P have different signs and their absolute value | V | is larger than a predetermined value (| Y2 |), the synthesis ratio D is reduced to reduce the degree of decrease of | P |. . As a result, | P | gradually decreases toward 0, preventing rapid movement of the shooting screen. That is, the movement of the photographing screen during the panning operation becomes smooth, and the screen becomes very easy to see.
パンニング動作中は、合成比Dが大きくなっているの
で、パンニングによる本体ケース2の角度θxの増加に
追従して鏡筒部1の角度θmも増加する。すなわち、鏡
筒部1の角速度ωmはパンニングによる(慣性座標から
みた)本体ケース2の角速度に一致もしくは略一致し、
ωmは所定の範囲外(|Q|>Q1)になっている。During the panning operation, since the composition ratio D is large, the angle θ m of the lens barrel portion 1 also increases following the increase in the angle θ x of the main body case 2 due to panning. That is, the angular velocity ω m of the lens barrel portion 1 matches or substantially matches the angular velocity of the body case 2 (as viewed from the inertial coordinate) due to panning,
ω m is outside the predetermined range (| Q |> Q1).
パンニング動作が終了した後に、撮影装置の操作者は通
常の静止した被写体の撮影に移る。パンニング動作が終
了すると、本体ケース2の角度θxがほとんど変化しな
くなるので、鏡筒部1の角度θmもθxに一致した値に留
ろうとする。これに伴って、鏡筒部1の角速度θmは所
定の範囲内の小さな値もしくは0になり、かつ、相対角
度θhおよび相対角速度も小さな値に落ち付いていく。
すなわち、鏡筒部1の角速度ωmに対応したディジルタ
値Qの絶対値はQ1よりも小さくなり(|Q|<Q
1)、鏡筒部1と本体ケース2の相対角度θxに対応し
たディジタル値Pの絶対値はP4よりも小さくなり(|
P|<P4)、鏡筒部1と本体ケース2の相対角速度に
対応したディジタル値Vの絶対値はV2よりも小さくな
る(|V|<V2)。その結果、<パン終了検出>18
6においてパンニング動作の終了が検出され、<静止時
の制御動作>181に移行する。After the panning operation is completed, the operator of the photographing apparatus shifts to photographing a normal still subject. When the panning operation is completed, the angle θ x of the main body case 2 hardly changes, so that the angle θ m of the lens barrel portion 1 also tries to stay at a value that matches θ x . Along with this, the angular velocity θ m of the lens barrel portion 1 becomes a small value within a predetermined range or becomes 0, and the relative angle θ h and the relative angular velocity also settle at small values.
That is, the absolute value of the digiter value Q corresponding to the angular velocity ω m of the lens barrel portion 1 becomes smaller than Q1 (| Q | <Q
1), the absolute value of the digital value P corresponding to the relative angle θ x between the lens barrel portion 1 and the main body case 2 becomes smaller than P4 (|
P | <P4), the absolute value of the digital value V corresponding to the relative angular velocity of the lens barrel 1 and the main body case 2 becomes smaller than V2 (| V | <V2). As a result, <pan end detection> 18
In step 6, the end of the panning operation is detected, and the process proceeds to <control operation at rest> 181.
以後、次のパンニング動作が開始されるまで<静止時の
制御動作>181を継続する。また、次のパンニング動
作に起こった時には、上述の動作に従って<パン開始検
出>182はそれを検出し、<パンニング時の制御動作
>184に移り、<パン終了検出>186によってパン
ニング動作の終了を検出するまで<パンニング時の制御
動作>184を行なう。Thereafter, the <control operation at rest> 181 is continued until the next panning operation is started. Further, when the next panning operation occurs, the <pan start detection> 182 detects it according to the above-described operation, moves to <control operation at panning> 184, and ends the panning operation by <pan end detection> 186. Until the detection, <control operation during panning> 184 is performed.
前述の実施例では<利得の修正>185において所定の
比率で合成比Dを増減させたが、本発明はそのような場
合に限定されるものではない。第13図(a)に<利得の
修正>185の他のフローチャート例を示す。本例で
は、所定の値で合成比Dを増減させている。これについ
て説明する。In the above-described embodiment, the combination ratio D is increased or decreased at a predetermined ratio in <Gain modification> 185, but the present invention is not limited to such a case. FIG. 13 (a) shows another example of <gain correction> 185 flowchart. In this example, the synthesis ratio D is increased or decreased by a predetermined value. This will be described.
〔101〕PからPxを引いて、Vに格納する(V=P−P
x)。Pを新しいPxにする(P=Px)。Pの符号が正の
時に変数Sを1にし、Pが0の時にはSも0にし、Pの
符号が負の時にはSを−1にする(S=sgn(P))。Sと
Vを掛けて、Yとする(Y=S*V)。[101] Subtract Px from P and store in V (V = PP
x). Let P be the new Px (P = Px). The variable S is set to 1 when the sign of P is positive, S is also set to 0 when P is 0, and S is set to -1 when the sign of P is negative (S = sgn (P)). Multiply S and V to obtain Y (Y = S * V).
〔102〕Y≧Y1(Y1は0を含む負の定数)の時には
〔103〕に行き、Y2<Y<Y1(Y2は負の定数)の
時には<パン終了検出>186の〔61〕に行き、Y≦Y
2の時には〔104〕に行く。[102] When Y ≧ Y1 (Y1 is a negative constant including 0), go to [103], and when Y2 <Y <Y1 (Y2 is a negative constant), go to [61] of <pan end detection> 186. , Y ≦ Y
In case of 2, go to [104].
〔103〕合成比DにM2を足して、新しいDにする(D
=D+M2)。ここに、M2は1よりも小さな定数であ
り、たとえば、M2=0.2。すなわち、合成比Dを所定
の値M2により大きくする。その後に、DがD2より大
きいときには、DをD2にする(上限値制限手段)。次
に<パン終了検出>186の〔61〕に行く。[103] Add M2 to the composite ratio D to make a new D (D
= D + M2). Here, M2 is a constant smaller than 1, for example, M2 = 0.2. That is, the composition ratio D is increased to a predetermined value M2. After that, when D is larger than D2, D is set to D2 (upper limit limiting means). Next, go to [61] of <pan end detection> 186.
〔104〕合成比DからM2を引き新しいDにする(D=
D−M2)。すなわち、合成比Dを所定の値M2により
小さくする。その後に、DがD1より小さいときには、
DをD1にする(下限値制限手段)。次に、<パン終了
検出>186の〔61〕に行く。[104] Subtract M2 from the composition ratio D to obtain a new D (D =
D-M2). That is, the synthesis ratio D is made smaller by the predetermined value M2. After that, when D is smaller than D1,
D is set to D1 (lower limit value limiting means). Next, go to [61] of <pan end detection> 186.
さらに、第13図(b)に<利得の修正>185の他のフ
ローチャート例を示す。本例では、相対角速度(V)に関
係するディジタル値Yに応じた比率で合成比Dを増減さ
せている。これについて説明する。Furthermore, FIG. 13 (b) shows another flowchart example of <correction of gain> 185. In this example, the composite ratio D is increased or decreased at a ratio according to the digital value Y related to the relative angular velocity (V). This will be described.
〔111〕PからPxを引いて、Vに格納する(V=P−P
x)。Pを新しいPxにする(P=Px)。Pの符号が正の
時に変数Sを1にし、Pが0の時にはSも0にし、Pの
符号が負の時にはSを−1にする(S=sgn(P))。Sと
Vを掛けて、Yとする(Y=S*V)。[111] Subtract Px from P and store in V (V = P−P
x). Let P be the new Px (P = Px). The variable S is set to 1 when the sign of P is positive, S is also set to 0 when P is 0, and S is set to -1 when the sign of P is negative (S = sgn (P)). Multiply S and V to obtain Y (Y = S * V).
〔112〕Y≧Y1(Y1は0を含む負の定数)の時には
〔113〕に行き、Y2<Y<Y1(Y2は負の定数)の
時には<パン終了検出>186の〔61〕に行き、Y≦Y
2の時には〔114〕に行く。[112] When Y ≧ Y1 (Y1 is a negative constant including 0), go to [113], and when Y2 <Y <Y1 (Y2 is a negative constant), go to [61] of <pan end detection> 186. , Y ≦ Y
In case of 2, go to [114].
〔113〕YにY3(Y3は正の定数)を足した値をM3
倍(M3は定数)し、その値に1を足して、Mdに格納す
る(Md=1+M3*(Y+Y3))。合成比DにMdを掛
けて新しいDにする(D=D*Md)。すなわち、合成比
Dを相対角速度(V)に応じた比率Mdにより大きくする。
その後に、DがD2より大きいときには、DをD2にす
る(上限値制限手段)。次に、<パン終了検出>186
の〔61〕に行く。[113] The value obtained by adding Y3 to Y3 (Y3 is a positive constant) is M3.
Double (M3 is a constant), add 1 to the value, and store in Md (Md = 1 + M3 * (Y + Y3)). Multiply the composite ratio D by Md to obtain a new D (D = D * Md). That is, the composite ratio D is increased by the ratio Md corresponding to the relative angular velocity (V).
After that, when D is larger than D2, D is set to D2 (upper limit limiting means). Next, <pan end detection> 186
Go to [61].
〔114〕|Y|からY4(Y4は正の定数)を引いた値
をM3倍し、その値に1を足して、Mdに格納する(Md=
1+M3*(|Y|−Y4))。合成比DをMd分の1に
して新しいDにする(D=D/Md)。すなわち、合成比
Dを相対角速度(V)に応じた比率Mdにより小さくする。
その後に、DがD1より小さいときには、DをD1にす
る(下限値制限手段)。次に、<パン終了検出>186
の〔61〕に行く。[114] | Y | minus Y4 (Y4 is a positive constant) is multiplied by M3, 1 is added to the value, and the result is stored in Md (Md =
1 + M3 * (| Y | -Y4)). The synthesis ratio D is set to 1 / Md to obtain a new D (D = D / Md). That is, the composite ratio D is made smaller by the ratio Md corresponding to the relative angular velocity (V).
After that, when D is smaller than D1, D is set to D1 (lower limit value limiting means). Next, <pan end detection> 186
Go to [61].
さらに、第13図(c)に<利得の修正>185の他のフ
ローチャート例を示す。本例では、相対角速度(V)に関
係するディジタル値Yに応じた値で合成比Dを増減させ
ている。これについて説明する。Further, FIG. 13 (c) shows another flowchart example of <correction of gain> 185. In this example, the synthesis ratio D is increased or decreased by a value corresponding to the digital value Y related to the relative angular velocity (V). This will be described.
〔121〕PからPxを引いて、Vに格納する(V=P-Px)。
Pを新しいPxにする(P=Px)。Pの符号が正の時に変数
Sを1にし、Pが0の時にはSも0にし、Pの符号が負
の時にはSを−1にする(S=sgn(P))。SとVを掛け
て、Yとする(Y=S*V)。[121] Px is subtracted from P and stored in V (V = P-Px).
Let P be the new Px (P = Px). The variable S is set to 1 when the sign of P is positive, S is also set to 0 when P is 0, and S is set to -1 when the sign of P is negative (S = sgn (P)). Multiply S and V to obtain Y (Y = S * V).
〔122〕Y≧Y1(Y1は0を含む負の定数)の時には
〔123〕に行き、Y2<Y<Y1(Y2は負の定数)の
時には<パン終了検出>186の〔61〕に行き、Y≦Y
2の時には〔124〕に行く。[122] When Y ≧ Y1 (Y1 is a negative constant including 0), go to [123], and when Y2 <Y <Y1 (Y2 is a negative constant), go to [61] of <pan end detection> 186. , Y ≦ Y
In case of 2, go to [124].
〔123〕YにY3(Y3は正の定数)を足した値をM4
倍(M4は定数)し、Mdに格納する(Md=M4*(Y+
Y3))。合成比DにMdを足して新しいDにする(D=
D+Md)。すなわち、合成比Dを相対角速度(V)に応じ
た値Mdにより大きくする。その後に、DがD2より大き
いときには、DをD2にする(上限値制限手段)。次に
<パン終了検出>186の〔61〕に行く。[123] Y + Y3 (Y3 is a positive constant) + M4
Double (M4 is a constant) and store in Md (Md = M4 * (Y +
Y3)). Add Md to the composite ratio D to make a new D (D =
D + Md). That is, the composition ratio D is increased by the value Md corresponding to the relative angular velocity (V). After that, when D is larger than D2, D is set to D2 (upper limit limiting means). Next, go to [61] of <pan end detection> 186.
〔124〕|Y|からY4(Y4は正の定数)を引いた値
をM4倍し、Mdに格納する(Md=M4*(|Y|−Y
4))。合成比DからMdを引いて新しいDにする(D=
D−Md)。すなわち、合成比Dを相対角度(V)に応じた
値Mdにより小さくする。その後に、DがD1より小さい
ときには、DをD1にする(下限値制限手段)。次に、
<パン終了検出>186の〔61〕に行く。[124] | Y | minus Y4 (Y4 is a positive constant) is multiplied by M4 and stored in Md (Md = M4 * (| Y | -Y
4)). Subtract Md from the composition ratio D to obtain a new D (D =
D-Md). That is, the composite ratio D is made smaller by the value Md according to the relative angle (V). After that, when D is smaller than D1, D is set to D1 (lower limit value limiting means). next,
<Detection of end of pan> Go to [61] of 186.
なお、前述の実施例では、合成比Dを変化させることに
よって、相対角度θhの検出利得B・Dと角速度ωmの検
出利得Aの相対比(B・D/A)を増減させたが、本発
明はそのような場合に限定されるものではない。たとえ
ば、位置検出器11の利得を増減させたり、角速度検出
器12の利得を増減させても良く、本発明に含まれるこ
とは言うまでもない。In the above-described embodiment, the relative ratio (BD / A) between the detection gain BD of the relative angle θ h and the detection gain A of the angular velocity ω m is increased or decreased by changing the composition ratio D. However, the present invention is not limited to such a case. For example, the gain of the position detector 11 may be increased or decreased, or the gain of the angular velocity detector 12 may be increased or decreased, which is of course included in the present invention.
また、前述の実施例の<パン開始検出>182において
は、相対角度θhに対応したディジタル値Vによって、
これらが第9図の斜線の領域に入ることによりパンニン
グの開始を検出したが、本発明はそのような場合に限ら
ない。第14図(a)に<パン開始検出>182の他のフ
ローチャート例を示す。本例では、相対速度θh(P)が所
定の範囲外になったことにより、パンニング動作の開始
を検出している。これについて説明する。Further, in the <pan start detection> 182 of the above-described embodiment, the digital value V corresponding to the relative angle θ h
Although the start of panning is detected when these enter the shaded area in FIG. 9, the present invention is not limited to such a case. FIG. 14A shows another flowchart example of <pan start detection> 182. In this example, the start of the panning operation is detected when the relative speed θ h (P) is out of the predetermined range. This will be described.
〔201〕Pを新しいPxにする(Px=P)。[201] Set P to a new Px (Px = P).
〔202〕|P|<P2(P2は定数)ならば<静止時の
制御動作>181の〔11〕に帰り、|P|<P2でない
ならば<利得の設定>183の〔31〕に行く。[202] | P | <P2 (P2 is a constant) <Control operation at rest> Return to [11] of 181. If not | P | <P2, go to <31> of <gain setting> 183. .
さらに、第14図(b)に<パン開始検出>182の他の
フローチャート例を示す。本例では、相対角度θh(P)が
所定の範囲外になったこと、または、相対角度(P)と相
対角速度(V)の合成値(W)が所定の範囲外になったことに
より、パンニング動作の開始を検出している(第9図の
パンニング開始検出領域とはすこし異なる)。これにつ
いて説明する。Further, FIG. 14 (b) shows another example of the flowchart of <pan start detection> 182. In this example, the relative angle θ h (P) is out of the predetermined range, or the combined value (W) of the relative angle (P) and the relative angular velocity (V) is out of the predetermined range. , The start of the panning operation is detected (slightly different from the panning start detection area in FIG. 9). This will be described.
〔211〕PからPxを引いて、変数Vに格納する(V=P-P
x)。PをH1倍(H1は定数)した値とVをH2倍
(H2は定数)した値を加算して、変数Wに格納する
(W=H1*P+H2*V)。Pを新しいPxにする(Px
=P)。[211] Subtract Px from P and store in variable V (V = PP
x). A value obtained by multiplying P by H1 (H1 is a constant) and a value obtained by multiplying V by H2 (H2 is a constant) are added and stored in a variable W (W = H1 * P + H2 * V). Make P a new Px (Px
= P).
〔212〕|P|>P2(P2は定数)ならば<利得の設
定>183の〔31〕に移行し、|P|>P2でないなら
ば〔213〕に行く。If [212] | P |> P2 (P2 is a constant), the operation proceeds to [31] of <gain setting> 183, and if not | P |> P2, the operation proceeds to [213].
〔213〕|W|>W1(W1は定数)ならば<利得の設
定>183の〔31〕に移行し、|W|>W1でないなら
ば<静止時の制御動作>181の〔11〕に帰る。[213] | W |> W1 (W1 is a constant) <Go to gain setting> Go to [31] of 183. If not | W |> W1, <Control operation at rest> Go to [11] of 181. Go home.
また、前述の実施例の<パン終了検出>186において
は、角速度ωmに対応したディジタル値Qと相対角度θh
に対応したディジタル値Pと相対角速度に対応したディ
ジタル値Vによって、それらの絶対値がそれぞれ小さく
なることによりパンニングの終了を検出したが、本発明
はそのような場合に限らない。第15図(a)に<パン終
了検出>186の他のフローチャート例を示す。本例で
は、慣性座標からみた鏡筒部1の角速度ωm(Q)が所定の
範囲内になったことによって、パンニング動作の終了を
検出している。これについて説明する。Further, in the <pan end detection> 186 of the above-described embodiment, the digital value Q corresponding to the angular velocity ω m and the relative angle θ h.
Although the end of panning is detected by reducing the absolute values of the digital value P corresponding to the above and the digital value V corresponding to the relative angular velocity, the present invention is not limited to such a case. FIG. 15A shows another example of the flowchart of <pan end detection> 186. In this example, the end of the panning operation is detected when the angular velocity ω m (Q) of the lens barrel portion 1 as viewed from the inertial coordinate is within a predetermined range. This will be described.
〔301〕|Q|<Q1(Q1は定数)ならば<静止時の
制御動作>181の〔11〕に帰り、|Q|<Q1でない
ならば<パンニング時の制御動作>184の〔41〕に帰
る。[301] | Q | <Q1 (Q1 is a constant) <Control operation at rest> Return to [11] of 181, and if not | Q | <Q1, <Control operation during panning> [41] of 184 Return to.
さらに、第15図(b)に<パン終了検出)186の他の
フローチャート例を示す。本例では、角速度ωm(Q)が所
定の範囲内になり、かつ、相対角度θh(P)が所定の範囲
内になったことによって、パンニング動作の終了を検出
している。これについて説明する。Further, FIG. 15 (b) shows another example of the flow chart of <pan end detection) 186. In this example, the end of the panning operation is detected when the angular velocity ω m (Q) is within the predetermined range and the relative angle θ h (P) is within the predetermined range. This will be described.
〔311〕|Q|<Q1(Q1は定数)ならば〔312〕に行
き、|Q|<Q1でないならば<パンニング時の制御動
作>184の〔41〕に帰る。[311] If | Q | <Q1 (Q1 is a constant), go to [312]. If not | Q | <Q1, return to [41] of <control operation during panning> 184.
〔312〕|P|<P4(P4は定数)ならば<静止時の
制御動作>181の〔11〕に帰り、|P|<P4でない
ならば<パンニング時の制御動作>184の〔41〕に帰
る。[312] If | P | <P4 (P4 is a constant), return to [11] of <control operation at rest> 181. If not | P | <P4, <control operation at panning> [41] of 184. Return to.
前述の各実施例に示すように本発明の撮影装置の防振機
構は、空気室が不要であり、小型軽量化が可能である。
また、センサの個数も少なく、コストも安い。さらに、
アクチュエータのマグネットの磁界を検知するホール素
子(感磁素子)によって相対的な位置検出を行なってい
るので、構成が簡単であり、部品点数も少ない。なお、
マグネットの磁界の検知にはホール素子に限らず、磁気
抵抗素子や過飽和リアクトルを使用しても良い。さら
に、パン動作検出手段や利得修正手段を簡単に構成する
ことができ、パンニング動作における鏡筒部と支持体と
の衝突も防止できる。もちろん、本撮影装置の応用範囲
はビデオカメラに限定されるものではない。その他、本
発明の主旨を変えずして種々の変更が可能である。As shown in each of the above-described embodiments, the image pickup apparatus of the present invention does not require an air chamber and can be made compact and lightweight.
Moreover, the number of sensors is small and the cost is low. further,
Since the relative position is detected by the Hall element (magnetism sensitive element) that detects the magnetic field of the magnet of the actuator, the configuration is simple and the number of parts is small. In addition,
The detection of the magnetic field of the magnet is not limited to the Hall element, but a magnetoresistive element or a supersaturated reactor may be used. Further, the pan movement detecting means and the gain correcting means can be simply configured, and the collision between the lens barrel portion and the support body during the panning operation can be prevented. Of course, the application range of the photographing apparatus is not limited to the video camera. Besides, various modifications can be made without changing the gist of the present invention.
発明の効果 本発明の撮影装置は、鏡筒部と支持体の相対位置および
鏡筒部の角速度を検出することにより、その両者の変動
を抑制するように鏡筒部をアクチュエータ手段により駆
動・制御し、鏡筒部の振動を大幅に低減したものであ
る。さらに、パン動作検出手段と利得修正手段を設け、
鏡筒部と支持体の衝突も防止している。従って、本発明
に基き、たとえばビデオカメラを構成するならば、簡単
に小型軽量・高性能の防振機構付ビデオメラを得る事が
できる。Advantageous Effects of Invention According to the photographing apparatus of the present invention, by detecting the relative position of the lens barrel and the support and the angular velocity of the lens barrel, the lens barrel is driven and controlled by the actuator means so as to suppress the fluctuation of both. However, the vibration of the lens barrel is greatly reduced. Furthermore, a panning motion detection means and a gain correction means are provided,
The collision between the lens barrel and the support is also prevented. Therefore, if, for example, a video camera is constructed based on the present invention, a compact, lightweight and high-performance video camera with a vibration isolation mechanism can be easily obtained.
第1図は本発明の一実施例による撮影装置の構成図、第
2図(a),(b),(c)は第1図のアクチュエータの具体的
な構成を表わす図、第3図は第1図の位置検出器の具体
的な構成を表わす図、第4図は第1図の角速度検出器の
具体的な構成を表わす図、第5図はA/D変換器の具体
的な構成を表わす図、第6図は第1図の駆動器の具体的
な構成を表わす図、第7図は合成器の内蔵のプログラム
の基本フローチャートを表わす図、第8図(a)〜(f)は各
部の詳細なフローチャートを表わす図、第9図はパンニ
ング開始検出領域を表わす図、第10図は防振機構のブ
ロック図、第11図はθxからθmへの周波数伝達関数G
(jω)を表わす図、第12図はθxの変動の様子を表
わす図、第13図(a)〜(c)は<利得の修正>185の他
のフローチャートを表わす図、第14図(a),(b)は<パ
ン開始検出>182の他のフローチャートを表わす図、
第15図(a)、(b)は<パン終了検出>186の他のフロ
ーチャートを表わす図、第16図は従来の防振機構例を
表わす構成図である。 1……鏡筒部、2……本体ケース(支持体)、3……ア
クチュエータ、4……回転軸、5……ホール素子(感磁
素子)、6……角速度センサ、7……固定部材、11…
…位置検出器、12……角速度検出器、13……合成
器、14……駆動器、21,22……A/D変換器、2
3……演算器、24……メモリ、25……D/A変換
器、41……撮像素子、42……画像信号処理器、G…
…鏡筒部1の重心。FIG. 1 is a block diagram of an image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a), (b), and (c) are diagrams showing a concrete structure of the actuator of FIG. 1, and FIG. FIG. 1 is a diagram showing a specific configuration of the position detector, FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration of the angular velocity detector of FIG. 1, and FIG. 5 is a specific configuration of an A / D converter. FIG. 6 is a diagram showing a concrete configuration of the driver of FIG. 1, FIG. 7 is a diagram showing a basic flowchart of a program built in the synthesizer, and FIGS. 8 (a) to 8 (f). FIG. 9 is a diagram showing a detailed flowchart of each part, FIG. 9 is a diagram showing a panning start detection area, FIG. 10 is a block diagram of a vibration isolation mechanism, and FIG. 11 is a frequency transfer function G from θ x to θ m .
(Jω), FIG. 12 is a view showing how θ x changes, and FIGS. 13 (a) to 13 (c) are views showing another flow chart of <gain correction> 185, FIG. (a), (b) is a diagram showing another flowchart of <pan start detection> 182,
15 (a) and 15 (b) are diagrams showing another flowchart of <pan end detection> 186, and FIG. 16 is a configuration diagram showing an example of a conventional image stabilizing mechanism. 1 ... Lens barrel part, 2 ... Main body case (support), 3 ... Actuator, 4 ... Rotation axis, 5 ... Hall element (sensing element), 6 ... Angular velocity sensor, 7 ... Fixing member , 11 ...
... Position detector, 12 ... Angular velocity detector, 13 ... Combiner, 14 ... Driver, 21, 22 ... A / D converter, 2
3 ... arithmetic unit, 24 ... memory, 25 ... D / A converter, 41 ... image sensor, 42 ... image signal processor, G ...
The center of gravity of the lens barrel section 1.
Claims (3)
部と、前記撮像素子に得られる電気信号から画像信号を
作り出す画像信号処理手段と、前記鏡筒部への入射光線
軸と直交もしくは略直交する回転軸回りに前記鏡筒部を
回動自在に支承する支持体と、前記鏡筒部と前記支持体
の間に取りつけられ、前記鏡筒部を回転駆動するアクチ
ュエータ手段と、前記鏡筒部と前記支持体の相対角度を
検出する位置検出手段と、前記回転軸回りの前記鏡筒部
の慣性角速度を検出する角速度検出手段と、前記位置検
出手段の出力信号と前記角速度検出手段の出力信号を合
成する合成手段と、前記合成手段が出力する合成信号の
変動を抑制するように前記アクチュエータ手段に電力を
供給する駆動手段と、前記位置検出手段の出力信号が第
1の所定範囲外になったことによりパンニング動作の開
始を検出し、前記角速度検出手段の出力信号が第2の所
定範囲内になったことによりパンニング動作の終了を検
出するパン動作検出手段と、前記パン動作検出手段の出
力信号により前記位置検出手段の検出利得と前記角速度
検出手段の検出利得の相対比を変化させ、前記角速度検
出手段の利得に比較して前記位置検出手段の利得を相対
的に大きくするようにした利得修正手段とを具備した撮
影装置。1. A lens barrel portion on which a plurality of lenses and an image pickup device are mounted, image signal processing means for generating an image signal from an electric signal obtained by the image pickup device, and an axis of a light ray incident on the lens barrel portion. Alternatively, a support body that rotatably supports the lens barrel portion around substantially orthogonal rotation axes, and an actuator means that is mounted between the lens barrel portion and the support body and that drives the lens barrel portion to rotate, Position detecting means for detecting a relative angle between the lens barrel and the support, angular velocity detecting means for detecting an inertial angular velocity of the lens barrel around the rotation axis, an output signal of the position detecting means and the angular velocity detecting means. Of the output signal of the position detecting means, the driving means for supplying electric power to the actuator means so as to suppress the fluctuation of the combined signal output by the combining means, and the output signal of the position detecting means. outside Of the panning operation detecting means for detecting the start of the panning operation, and detecting the end of the panning operation when the output signal of the angular velocity detecting means is within the second predetermined range. The relative ratio of the detection gain of the position detecting means and the detection gain of the angular velocity detecting means is changed by the output signal, and the gain of the position detecting means is relatively increased as compared with the gain of the angular velocity detecting means. An image pickup apparatus comprising a gain correction means.
と角速度検出手段の検出利得の相対比を所定時間毎に所
定の比率ずつ増加、もしくは減少させることを特徴とす
る特許請求の範囲第(1)項記載の撮影装置。2. The gain correction means increases or decreases the relative ratio of the detection gain of the position detection means and the detection gain of the angular velocity detection means by a predetermined ratio every predetermined time. The imaging device according to item (1).
と角速度検出手段の検出利得の相対比を所定時間毎に所
定の値ずつ増加、もしくは減少させることを特徴とする
特許請求の範囲第(1)項記載の撮影装置。3. The gain correction means increases or decreases the relative ratio of the detection gain of the position detection means and the detection gain of the angular velocity detection means by a predetermined value at predetermined time intervals. The imaging device according to item (1).
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60096924A JPH0640663B2 (en) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | Imaging device |
| US06/851,528 US4713697A (en) | 1985-04-18 | 1986-04-14 | Camera apparatus |
| EP86302951A EP0200442B1 (en) | 1985-04-18 | 1986-04-18 | Camera apparatus |
| DE8686302951T DE3687473T2 (en) | 1985-04-18 | 1986-04-18 | CAMERA ARRANGEMENT. |
| KR1019860002995A KR900009060B1 (en) | 1985-04-18 | 1986-04-18 | Filming device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60096924A JPH0640663B2 (en) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | Imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61255173A JPS61255173A (en) | 1986-11-12 |
| JPH0640663B2 true JPH0640663B2 (en) | 1994-05-25 |
Family
ID=14177899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60096924A Expired - Lifetime JPH0640663B2 (en) | 1985-04-18 | 1985-05-07 | Imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0640663B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5835641A (en) * | 1992-10-14 | 1998-11-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image pick-up apparatus for detecting and enlarging registered objects |
| US6356308B1 (en) * | 1998-06-11 | 2002-03-12 | Polycom, Inc. | Device for rotatably positioning a camera or similar article about two orthogonal axes |
-
1985
- 1985-05-07 JP JP60096924A patent/JPH0640663B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61255173A (en) | 1986-11-12 |
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