JPH0771213B2

JPH0771213B2 - 撮影装置

Info

Publication number: JPH0771213B2
Application number: JP60293849A
Authority: JP
Inventors: 総一郎藤岡; 浩三谷; 稲治　　利夫
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-12-26
Filing date: 1985-12-26
Publication date: 1995-07-31
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: JPS62152280A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、支持体の振動にもかかわらず鏡筒部の振動を
極めて小さくする防振機構を有する撮影装置に関するも
のである。

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ものが広く利用されてい
る。第11図にこのような従来の防振機構の構成を表す断
面図を示す。

第11図において、定盤101と支持台102の間には空気室10
5が形成されており、空気圧縮機104から管103を通して
圧縮空気が送り込まれる。その結果、定盤101と支持台1
02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102が大きく振動しても、定盤101にはその
振動がほとんど伝達されない。そして、防振が必要とさ
れる撮影ではビデオカメラを上記した防振機構の定盤10
1の上に設置して撮影されていた。

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
るため圧縮機や空気室が必要であり、規模が大きくなり
携帯用には使えない。さらに圧縮機の発する音も大きい
という問題があった。

このような従来の防振機構を用いて撮影装置を扱う時
に、パンニング操作を行った場合、防振機構のために撮
影装置の追従性が悪くなり、撮影者が違和感を感じると
同時い良好なパンニング撮影ができないという問題があ
った。

本発明は、このような点を考慮して、携帯用のビデオカ
メラにも利用可能な小型計量で高性能の防振機構を有す
る撮影装置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段複数のレンズと撮像素子を搭載する鏡筒部と、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回
路と、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ヨーイング方向に回転自
在に支持する支持体と、前記鏡筒部と支持体の間に設置
され前記鏡筒部を回転駆動するためのアクチュエータ手
段と、前記鏡筒部と支持体の相対角度を検出する角度検
出手段と、前記鏡筒部に設置され慣性座標から見た前記
回転軸回りの前記鏡筒部の角速度を検出する角速度検出
手段と、前記角度検出手段の出力が前記鏡筒部と前記支
持体の相対角度について予め定められた所定の相対角度
範囲を超えた事を検出してパンニング動作の開始を検出
し、前記角度検出手段の出力が前記所定の相対角度範囲
内にあり、かつ前記角速度検出手段の出力が前記鏡筒部
の慣性座標から見た前記回転軸回りの角速度について予
め定められた所定の角速度範囲内にある事を検出してパ
ンニング動作の終了を検出するパンニング開始・終了検
出回路と、前記パンニング開始・終了検出回路が前記角
度検出手段の出力が前記所定の相対角度範囲を超えた事
を検出した時点の前記鏡筒部と前記支持体の相対角速度
を演算してこの結果に応じて相対角度の指令を出す相対
角度指令回路と、前記角度検出手段の出力と前記角速度
検出手段の出力と前記相対角度指令回路の出力を前記パ
ンニング開始・終了検出回路の出力に応じて、それぞれ
の利得で合成する合成回路と、前記合成回路の出力に応
じて前記アクチュエータ手段を駆動する駆動回路を具備
ことにより上記目的を達成したもである。

作用本発明は、上記の構成にすることで鏡筒部と支持台の相
対角度と、鏡筒部の慣性座標から見た回転軸回りの角速
度を検出し、これらの変動を抑制する様にアクチュエー
タ手段により駆動・制御し、鏡筒部の振動を大幅に低減
する。

さらに、パンニング開始・終了検出回路によりパンニン
グ動作時の鏡筒部の遅れを実用上十分小さくし、また、
相対角度指令回路によりパンニング動作時の鏡筒部の動
きを滑らかに制御することで撮影者にとって違和感のな
いものとする。

実施例第１図に本発明の一実施例を示す。第１図において、鏡
筒部１には複数のレンズ群（図示を省略）と撮像素子２
（たとえば、CCD板や撮像管）が取りつけられ被写体か
かの反射光を集光させて撮像素子２に結像させ電気信号
に変換する。画像回路３は撮像素子２に得られた電気信
号を逐次読み出し画像信号を作り出している。鏡筒部１
と支持体15の間にはアクチュエータ手段４が設けられ、
回転軸13を中心にして鏡筒部１をヨーイング方向に回動
駆動する。アクチュエータ手段４の回転軸13は鏡筒部１
の重心点Ｇを通り、鏡筒部１を支持体15に対し回転可能
に支承している。なお、図面では略しているが、支持体
15には本発明の撮影装置を撮影者が支持するグリップ部
を設けてある。

第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）にアクチュエータ手段４
の具体的な構成例を示す。第２図において、マグネット
202の強磁性体製のバックヨーク201は鏡筒部１に取りつ
けられ、回転軸13と共に回転する。マグネット202は４
極に着磁され界磁磁束を発生している。回転軸13の軸受
205が設けられたコイルヨーク204にはコイル203a,203b
と角度検出手段（ホール素子）６が取りつけられる。さ
らにコイルヨーク204は支持体15に設置される。コイル2
03aと203bは直列に接続され、端子206から端子207へ流
れる電流とマグネット202の界磁磁束によって回転トル
クを発生する。また、角度検出手段６はマグネット202
の磁極の切り換り部にほぼ対向して配置され、マグネッ
ト202（鏡筒部１の角度θ_m）とコイルヨーク204（支持
体15の角度θ₀）の相対的な角度（θ_m0＝θ_m−θ₀）に
対応した出力信号を発生する。なお、θ_mは慣性座標か
ら見た回転軸13回りの鏡筒部１の角度であり、θ₀は同
じ慣性座標から見た回転軸13回りの支持体15の角度であ
る。

さて、第１図において角度検出手段６の出力信号は、相
対角度検出回路８に入力される。第３図に角度検出回路
８の具体的な構成例を示す。抵抗301,302を介して直流
バイアスされる角度検出手段６（ホール素子）の２つの
出力端子に得られる直流信号を演算増幅器307と抵抗30
3,304,305,306からなる差動増幅回路によって所定倍に
差動増幅し、出力を端子c,d,eを介して合成回路11、パ
ンニング開始・終了検出回路12、相対角度指令回路10へ
供給する。なお、第３図において、＋V_H，−V_Hは適当な
電源電圧である。

さらに、第１図において鏡筒部１の慣性座標から見た回
転軸13回りの角速度を検出する角速度検出手段７が、固
定部材14によって鏡筒部１に取り付けられる。角速度検
出手段７の出力は角速度検出回路９に入力され、慣性座
標から見た鏡筒部１の回転軸13回りの回転角速度に応じ
た出力を得ている。第４図に角速度検出手段７と角速度
検出回路９の具体的な構成例を示す。

強制振動回路403は所定の周波数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検出手段７の圧
電素子で作られたドライブ・エレメント401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402はドライブ・エレメント401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401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13の回りに回転すると、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402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13の回りに角速度（ω_m）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40
2はコリオリ力によって機械歪を生じ、圧電作用により
電気記号を発生する。センス・エレメント402の出力を
同期検波回路404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405によって検波出力の低
周波成分を取り出せば慣性座標から見た鏡筒部１の回転
軸13回りの角速度ω_mに比例する信号が得られる。この
出力は端子a,bを介して、合成回路11とパンニング開始
・終了検出回路12へ供給される。

第１図において、パンニング開始・終了検出回路12は端
子d,bを介して相対角度検出回路８、角速度検出回路９
の出力記号を入力し、パンニング動作の開始及び終了を
検出する。パンニング動作は、動いている被写体を撮影
するときに撮影者が自分自身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様にする動作であり、
すなわち、パンニング動作中には撮影装置は慣性座標に
おいてヨーイング方向に回転していることになる。

結局、本発明の目的である防振特性を実現することと
は、相反する動作であり、パンニング開始・終了検出回
路12はこのために設けられる。第５図にパンニング開始
・終了検出回路12の具体的な構成例を示す。

比較器501,502、電源503,504、ORゲート回路505によっ
てウインド・コンパレータが構成されている。電源503,
504は、鏡筒部１と支持体15との所定の角度差（相対角
度θ_m0（１））に対応する電圧値（Ｖ（１））を有して
おり、端子ｄを介して入力される鏡筒部１と支持体15と
の相対角度に応じた入力信号が±Ｖ（１）の範囲内“あ
るときORゲート回路505は、“H"レベルの信号を出力す
る。さらに、鏡筒部１と支持体15の相対角度θ_m0が、θ
_m0＞θ_m0（１）あるいはθ_m0＞θ_m0（１）となったと
き、すなわち、端子ｄより入力される入力信号が±Ｖ
（１）の範囲を超えたときにORゲート回路505は、“L"
レベルの信号を出力する。（“H"レベルとは、高電位で
あり、“L"レベルとは、低電位を意味する。） θ_m0が所定の角度差θ_m0（１）を超えたとき、すなわ
ち、ORゲート回路505が、“L"レベルを出力すると、こ
れはRSフリップフロップ回路512のセット端子（^-s端
子）に入力されておりRSフリップフロップ回路512は、
セットされ非反転出力端子（Ｑ端子）には、“H"レベル
の信号を出力する。これによって撮影者がパンニング動
作に入ったことを検出する。

さらに、比較器506,507、電源508,509,ORゲート回路510
によってウインド・コンパレータが構成される。電源50
8,509は、鏡筒部１の慣性座標から見た所定の角速度
（ω_m（１））に対応する電圧値（Ｖ（２））を有して
おり、端子ｂを介して入力される鏡筒部１の角速度ω_m
に応じた入力信号が±Ｖ（２）の範囲内にあるときORゲ
ート回路510は“H"レベルの信号を出力する。逆に、 ω_m＞ω_m（１）またはω_m＜−ω_m（１）となっているときは、ORゲート回路510は“L"レベルの
信号を出力する。

ORゲート回路505,510のそれそれの出力を入力するNAND
ゲート回路511は、結局、鏡筒部１と支持体15の相対角
度θ_m0と鏡筒部１の角速度ω_mが、 −θ_m0（１）＜θ_m0＜θ_m0（１）かつ−ω_m（１）＜ω_m＜ω_m（１）となったときにのみ“L"レベルの信号を出力し、このと
きにRSフリップフロップ512はリセットされ非反転出力
端子（Ｑ端子）には“L"レベルの信号を出力する。これ
によって撮影者がパンニング動作を終了したことを検出
する。パンニング開始・終了検出回路12の出力は、端子
g,hを介して相対角度指令回路10、合成回路11に入力さ
れ、それぞれにパンニング動作中であるか、否かの情報
を供給する。

第１図において、相対角度指令回路10は、パンニング動
作時の鏡筒部１と支持体15の相対角度の指令信号を合成
回路11へ端子ｆを介して供給する。後述するが、合成回
路11は、相対角度θ_m0、角速度ω_mに応じた電圧信号を
それぞれの利得で加算合成するが、パンニング動作を検
出している時にはパンニング開始検出時の鏡筒部１と支
持体15との角度差（前記θ_m0（１））をなくするため、
角度制御利得を上げる。しかしながら、角度差θ
_m0（１）を直ちにゼロとしたのでは、撮影者が支持体15
とパンニング操作している角速度を大幅に上回る角速度
で急俊に鏡筒部１が動くため撮影者に極度の違和感を感
じさせる。相対角度指令回路10は、このために設けら
れ、鏡筒部１と支持体15の相対角度が所定の角度θ
_m0（０）から前記したパンニング開始検出の基準に用い
た角度差θ_m0（１）に到るまでの時間により相対角速度
を算出し、これをパンニング速度として認知し、これに
応じて相対角度の指令値をθ_m0（１）からゼロに徐々に
変化させるものである。

第６図に応対角度指令回路10の具体的な構成例を示す。

比較器601,602、電源603,604、ORゲート回路605によっ
てウインド・コンパレータが構成され、端子ｅより入力
される相対角度θ_m0に応じた電圧信号が前記角速度差θ
_m0（１）に対応する電圧値Ｖ（１）と比較しθ_m0が±θ
_m0（１）の範囲内にあるときORゲート回路605は“H"レ
ベルの信号を出力する。電源603,604は、第５図に示し
た電源503,504と同じ電圧値Ｖ（１）を有するものであ
る。θ_m0が±θ_m0（１）の範囲を超えると、ORゲート回
路605は、“L"レベルの信号を出力する。

さらに、比較器606,607、電源608,609,ORゲート回路610
によってウインド・コンパレータが構成され、端子ｅよ
り入力される相対角度θ_m0に応じた電圧信号が前記角度
差θ_m0（１）より小なる角度差θ_m0（０）に対応する電
圧値Ｖ（０）と比較し、θ_m0が±θ_m0（０）の範囲内に
あるときORゲート回路610は“H"レベルの信号を出力す
る。電源608,609は、前記した電圧値Ｖ（１）より小な
る電圧値Ｖ（０）を有し、電圧値Ｖ（０）は、前記した
鏡筒部１と支持体15の相対角度がθ_m0（０）のときに応
じた電圧値に等しい。

端子ｇには、パンニング開始・終了検出回路12の出力信
号が入力され、パンニング動作時は“H"レベル、否の時
は“L"レベルの信号が入力される。611は、インバータ
・ゲート回路であって端子ｇより入力される信号の論理
を反転し、ANDゲート回路612,613に入力する。

614,615はアナログ・スイッチであって入力される信号
が“H"レベルの時に閉じ、“L"レベルの時に開くもので
ある。以後の説明においても、614,615と同様のアナロ
グ・スイッチを種々記述するが、すべて上記の如く入力
信号の電圧値レベルに応じて開閉するものとする。さ
て、撮影者がパンニング動作を開始すると、鏡筒部１と
支持体15の相対角度は、ほぼゼロから大きくなり、まず
角度差θ_m0（０）をもつに到る。すると、ORゲート回路
610は、前記の如く“L"レベルの信号を出力する。さら
に、この状態では、パンニング開始・終了検出回路12は
パンニング動作を検出しておらず端子ｇには“L"レベル
の信号が入力されており、その反転出力である“H"レベ
ルの信号が、ANDゲート回路613に入力されている。よっ
て、ANDゲート回路613は、“L"レベルの信号を出力し、
アナログ・スイッチ615を開かせる。

また、この状態（θ_m0＝θ_m0（０））では、ORゲート回
路605は“H"レベルの信号を出力しているため、ANDゲー
ト回路612は、“H"レベルの信号を出力し、アナログ・
スイッチ614は閉じられる。すなわち、θ_m0＝θ
_m0（０）となったところで、定電流源616によってコン
デンサ617に充電が開始される。

その後、撮影者がパンニング動作を続行すると、鏡筒部
１と支持体15の相対角度θ_m0は、さらに大きくなり、角
度差θ_m0（１）をもつに到る。すると、パンニング開始
・終了検出回路12は、パンニング動作を検出し、端子ｇ
には、“H"レベルの信号が入力され、その反転信号であ
る“L"レベルの信号がANDゲート回路612,613に入力され
る。同時に、ORゲート回路605,610は、“L"レベルの信
号を出力しており、ANDゲート回路612,613は“L"レベル
の信号を出力し、アナログ・スイッチ614,615を開か
せ、コンデンサ617への充電を止める。結局、コンデン
サ617には、θ_m0がθ_m0（０）からθ_m0（１）に到るま
での時間に応じた電荷が充電され保持することになる。
これは、鏡筒部１と支持体15の相対角速度を表すことに
なるが、パンニング動作を検出していないときは、鏡筒
部１は慣性座標上でほぼ静止する様、制御されている
（詳細は後述する）ので、コンデンサ617の保持する電
圧値は、支持体15の角速度、すなわち、パンニング速度
を表すことになる。

さらに、端子ｅより入力される相対角度θ_m0に対応する
電圧信号は、比較器621によって符号検出がなされ、
“正”の時は、“H"レベルの信号、“負”の時は“L"レ
ベルの信号が出力される。この信号と、インバータ回路
622によって論理反転された信号によって、アナログ・
スイッチ623,624が開閉される。すなわち、θ_m0＞０の
ときは、アナログ・スイッチ623は閉じられアナログ・
スイッチ624は開かれる。すると、コンデンサ617に充電
保持される電圧が符号を変えずして演算増幅器625に入
力される。逆に、θ_m0＜０のときは、アナログ・スイッ
チ623は開かれアナログ・スイッチ624は閉じられる。演
算増幅器620、抵抗618,619は、利得“−1"を有する様に
構成されており、結局、コンデンサ617に充電保持され
る電圧が符号を反転して演算増幅器625に入力される。

ところで、パンニング動作が検出されていないときはア
ナログ・スイッチ639の入力信号は、“H"レベルであ
り、閉じられており、端子ｅより入力される相対角度θ
_m0に応じた電圧値が演算増幅器640で構成される電圧ホ
ロア回路を介してコンデンサ637に伝送され、パンニン
グ動作を検出したところでアナログ・スイッチ639の入
力信号は“L"レベルとなり、開かれる。結局、コンデン
サ637には、パンニング動作検出時点でθ_m0（１）に対
応する電圧値Ｖ（１）が、プラス・マイナスいずれかの
符号で保持される。θ_m0＞０のときは、“正”、θ_m0＜
０のときは、“負”であることはもちろんである。

さて、演算増幅器625にコンデンサ617に保持されるパン
ニング速度の大きさに比例した電圧が入力されると、演
算増幅器625、トランジスタ627,628、抵抗626によって
電流に変換される。

θ_m0＞０のときは、演算増幅器625に入力されるのは、
“正”の電圧であり、このときは、トランジスタ627が
オンし、トランジスタ628はオフする。結局、トランジ
スタ629に電流が流れ、トランジスタ629とカレント・ミ
ラー回路を構成するトランジスタ631にパンニング速度
に応じた電流が流れる。さらに、トランジスタ633がオ
ンし、トランジスタ633とカレント・ミラー回路を構成
するトランジスタ635はコレクタ端子よりパンニング速
度に応じた電流を吸引する。このときコンデン637に
は、＋Ｖ（１）なる電圧が保持されており、これがパン
ニング速度に応じた電流で放電され、すなわち、パンニ
ング速度に応じた時間で放電され、最終的に電圧値は、
ゼロとなる。パンニング速度が速いときには、コンデン
サ617の電位は、充電時間（θ_m0が、θ_m0（０）からθ
_m0（１）に到る時間）が短く、高電位であり、コンデン
サ637の放電電流は大きく早く放電される。逆に、パン
ニング速度が遅いときは、コンデンサ617の充電時間は
長く、コンデンサ617の電位は、低電位であり、コンデ
ンサ637の放電電流は小さくゆっくり放電される。

逆に、θ_m0＜０のときは、上述とは逆にトランジスタ62
8がオンし、トランジスタ630,632,634,636によってコン
デンサ637は、電位“ゼロ”まで充電されることにな
る。もちろん、この場合は、コンデンサ637の保持電圧
は、パンニング動作検出時は、“負”である。

コンデンサ637の電圧値は、演算増幅器638、抵抗641,64
2よにって利得“−1"倍で端子ｆより合成回路11へ入力
される。

さて、第１図において、合成回路11には、端子ａより鏡
筒部１の角速度に応じた電圧信号、端子ｃより鏡筒部１
と支持体15の相対角度に応じた電圧信号、端子ｆより相
対角度指令信号を入力し、端子ｈより入力されるパンニ
ング動作中か否かの情報にもとずいて、それぞれを所定
の利得で加算合成する。

パンニング動作検出時には、鏡筒部１を支持体15に追従
させるため、相対角度に応じた信号の利得を上げ、さら
に、鏡筒部１の急峻な動きを防止するため相対角度指令
信号を同時に加算合成する。また、パンニング動作を検
出していない時には、相対角度に応じた信号の利得を下
げ、鏡筒部１を慣性座標上で静止させる様にする。もち
ろん、この時は、相対角度指令信号については加算合成
はしない。

第７図に、合成回路11の具体的な構成例を示す。パンニ
ング動作を検出している時は、端子ｈには、前記した如
く“H"レベルの信号が入力され、アナログ・スイッチ70
7,708は閉じられている。このとき端子ａより入力され
る鏡筒部１の角速度に応じた電圧信号の利得は、抵抗70
1の抵抗値をR₇₀₁、抵抗705の抵抗値をR₇₀₅とすると、−
R₇₀₅／R₇₀₁となる。以後、説明にあたって抵抗値を表す
場合、参照する抵抗の参照番号をサフィックとしてR
_n（ｎは、参照番号）の様に表すことをここでことわっ
ておく。

さらに、端子ｃより入力される鏡筒部１と支持体15の相
対角度に応じた電圧信号の利得は、−R₇₀₅／R₇₀₃であ
り、端子ｆより入力される相対角度指令信号の利得は、
−R₇₀₅／R₇₀₄なる。

逆に、パンニング動作を検出していないときは、端子ｈ
には、“L"レベルの信号が入力され、アナログ・スイッ
チ707,708は開かれる。このときの端子ａからの入力信
号の利得は上記場合と同一で、−R₇₀₅／R₇₀₁であり、端
子ｃからの入力信号の利得は上記場合よりも小さく、−
R₇₀₅／（R₇₀₂＋R₇₀₃）であり、端子ｆからの入力には利
得を持たない。

そして、それぞれの場合において、上記した利得で、加
算合成され、演算増幅器706より出力信号が発せられ、
演算増幅器709,抵抗710,711によって“−1"倍され端子
ｉを介して駆動回路５に入力される。

第８図に、駆動回路５の具体的な構成例を示す。端子ｉ
に入力される電圧信号に応じた電流をアクチュエータ手
段４のコイル203a,203bに供給する。端子ｉからの入力
信号が、“正”の時は、トランジスタ805がオンし、結
局、トランジスタ813がオンして、コレクタ端子よりコ
イル203a,203bを介して電流を吸引する。この電流は、
抵抗816に電圧を発生させ、この電圧は抵抗803を介して
演算増幅器801に負帰還され、端子ｉからの入力信号に
応じた電流が流れることになる。

逆に、端子ｉからの入力信号が“負”の時は、トランジ
スタ804がオンし、トランジスタ812がオンし、コイル20
3a,203bを介して電流を吐出する。この電流値は、上述
と同様負帰還され、端子ｉからの入力信号に応じたもの
となる。なお、抵抗814,コンデンサ815は、発振防止の
ために設けられる。

さて、第１図に示した本発明の撮像装置において、支持
体15の角度θ₀から鏡筒部１の角度θ_mへの伝達利得θ_m
／θ₀の周波数特性を折線近似ボード線図で表すと、第
９図に示す如くになる。図中、θ₀の振動周波数ｆが、f
₁までの領域では、伝達利得θ_m／θ₀は、“1"（0dB）で
あり、θ_mは、θ₀と１対１に変化する。θ₀の振動周波
数ｆがf₁からf₂までの領域では、伝達利得θ_m／θ₀は、
傾き−6dB/octで減衰する。さらに、θ₀の振動周波数ｆ
がf₂以上の領域では、伝達利得θ_m／θ₀は、傾き−12dB
/octで減衰する。通常、撮影者が、静止撮影を行なう場
合、支持体15に伝達される手ブレによる振動は、0.5Hz
〜5Hzに集中していることがしられている。そこで、前
記したf₁，f₂をf₁≦0.5Hz,f₂≧5Hzと設定する様に構成
すれば、静止撮影時の手ブレによる鏡筒部１の振動は、
著しく減衰され、支持体15には、ほとんど伝達されず、
良好な防振特性が実現できる。

ところで、パンニング動作を検出している時には、支持
体15の追従性を良好とするため、前記f₁の設定は、なる
べく大きくすることが望ましくなる。これは、支持体15
と鏡筒部１の相対角度θ_m0の帰還利得を大きくすること
で実現され、合成回路11の説明のところで記述した通り
である。

第１図において、角度検出手段６の利得をＫθ（mV/ra
d），相対角度検出回路８の利得をＡθ（倍），角速度
検出手段７の利得をＫω（mV/rad/sec），角速度検出回
路９の利得をＡω（倍）、合成回路11の角度対応信号の
利得をＢθ（倍），合成回路11の角速度対応信号の利得
をＢω（倍），駆動回路５の電圧・電流変換利得をg
_m（mA/mV），アクチュエータ手段４の電流・トルク変換
利得をK_t（ｇωcm/mA），鏡筒部１の慣性モーメントをJ
_m（ｇcm²），重力加速度をK_j（cm/sec²），ラプラス演
算子をＳとして、制御ブロック図として表すと、第10図
の如くなる。

第10図において、θ₀は、支持体15の慣性座標上の角度
であり、単位はrad（ラジアン）である。θ_mは、鏡筒部
１の慣性座標上の角度であり、単位はradである。ω
_mは、鏡筒部１の慣性座標上の角速度であり、単位は、r
ad/sec（ラジアン／秒）である。

第９図で示したボード線図の折点周波数f₁，f₂を第10図
で示す各利得で表現すると、となる。ここに、πは、円周率である（π3.14）。

さて、Ｋθ,Aθ,Kω,Aω，g_m，K_t、J_m，K_jを不変定数と
してとらえ、合成回路11を前記した如く第７図で示す様
に構成するならば、Ｂωは、で、与えられ、さらに、Ｂθは、パンニング動作を検出していない時は、で与えられ、パンニング動作を検出している時は、で与えられる。

これより、パンニング動作中とパンニング動作をしてい
ない時のf₁の設定が、前述した如くパンニング動作中は
大きく設定され、パンニング動作をしいない時は小さく
設定されることがわかる。

パンニング開始・終了検出回路12がパンニング動作を検
出した時には、角度制御利得は上げられ鏡筒部１は支持
体15に対し良好に追従するが、前記した如く相対角度指
令回路10によって、相対角度の指令が施され、直ちに相
対角度は、ゼロにはならず、まずパンニング動作検出時
点に有する相対角度をもって角度制御され、その後、パ
ンニング速度に応じた時間で角度制御される相対角度
は、ゼロに近づき、鏡筒部１と支持体15の角度は一致す
る。すなわち、パンニング動作時においては、鏡筒部１
を撮影者に違和感なく支持体15に追従させることができ
る。

発明の効果本発明は、上記した如く鏡筒部と支持台の相対角度と、
鏡筒部の慣性座標から見た回転軸回りの角速度を検出
し、これらの変動を抑制する様に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するので
優れた防振特性が得られる。

さらに、パンニング開始・終了検出回路によりパンニン
グ動作時の鏡筒部の遅れを実用上十分小さくし、また、
相対角度指令回路によりパンニング動作時の鏡筒部の動
きを滑らかに制御することで撮影者にとって違和感のな
いものとすることができる。

すなわち、静止撮影時に要求される防振特性と、パンニ
ング動作時に要求される追従性を両立させた撮影装置が
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による撮影装置のブロック
図、第２図a,b,cは、アクチュエータ手段を説明するた
めの要部正面図，平面図，平面図、第３図は、角度検出
手段と相対角度検出回路を説明するための回路図、第４
図は、角速度検出手段と角速度検出回路を説明するため
のブロック図、第５図は、パンニング開始・終了検出回
路を説明するための回路図、第６図は、相対角度指令回
路を説明するための回路図、第７図は、合成回路を説明
するための回路図、第８図は、駆動回路を説明するため
の回路図、第９図は、同実施例のボード線図、第10図
は、同実施例の動作を説明するための制御ブロック図、
第11図は、従来の撮影装置に用いられる防振機構の構成
図である。１……鏡筒部、２……撮像素子、３……画像回路、４…
…アクチュエータ手段、５……駆動回路、６……角度検
出手段、７……角速度検出手段、10……相対角度指令回
路、11……合成回路、12……パンニング開始・終了検出
回路、15……支持体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のレンズと撮像素子を搭載する鏡筒部
と、前記撮像素子に得られる電気信号から画像信号を作
り出す画像回路と、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ヨーイング
方向に回転自在に支持する支持体と、前記鏡筒部と前記
支持体の間に設置され前記鏡筒部を回転駆動するための
アクチュエータ手段と、前記鏡筒部と前記支持体の相対
角度を検出する角度検出手段と、前記鏡筒部に設置され
慣性座標から見た前記回転軸回りの前記鏡筒部の角速度
を検出する角速度検出手段と、前記角度検出手段の出力
が前記鏡筒部と前記支持体の相対角度について予め定め
られた所定の相対角度範囲を超えた事を検出してパンニ
ング動作の開始を検出し、前記角度検出手段の出力が前
記所定の相対角度範囲内にあり、かつ前記速度検出手段
の出力が前記鏡筒部の慣性座標から見た前記回転軸回り
の角速度について予め定められた所定の角速度範囲内に
ある事を検出してパンニング動作の終了を検出するパン
ニング開始・終了検出回路と、前記パンニング開始・終
了検出回路が前記角度検出手段の出力が前記所定の相対
角度範囲を超えた事を検出した時点の前記鏡筒部と前記
支持体の相対角速度を演算してこの結果に応じて相対角
度の指令を出す相対角度指令回路と、前記角度検出手段
の出力と前記角速度検出手段の出力と前記相対角度指令
回路の出力を前記パンニング開始・終了検出回路の出力
に応じて、それぞれの利得で合成する合成回路と、前記
合成回路の出力に応じて前記アクチュエータ手段を駆動
する駆動回路を具備してなる撮影装置。
【請求項２】角速度検出手段は振動型ジャイロ・センサ
ーを具備す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。
【請求項３】アクチュエータ手段の回転軸は前記鏡筒部
の重心もしくは重心付近を通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。
【請求項４】合成回路は、前記パンニング開始・終了検
出回路が、前記角度検出手段の出力が前記所定の相対角
度範囲を超えた事を検出した時は前記角度検出手段の出
力と前記角速度検出手段の出力と前記相対角度指令手段
回路の出力をそれぞれ第１の所定の利得で合成し、前記
パンニング開始・終了検出回路が、前記角度検出手段の
出力が前記所定の相対角度範囲内にあり、かつ前記角速
度検出手段の出力が、前記所定の角速度範囲内にある事
を検出している時は前記角度検出手段の出力と前記角速
度検出手段の出力を、前記角速度検出手段の出力に与え
られる利得係数に対する前記角度検出手段の出力に与え
られる利得係数の比率が、前記第１の所定の利得の設定
における比率よりも小さい比率に設定される第２の所定
の利得で合成する様に構成された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。