JP2007183356A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存のデジタルカメラ等を使用し、高精細の静止画撮影や動画撮影に共に利用することが可能な防振装置を提供する。
【解決手段】デジタルカメラ１を着脱自在に装着する、姿勢角度が制御可能な電動式のジャイロスコープ部11Ｇを備えた第１の支持台11と、この第１の支持台11を回動自在に支持し、上記ジャイロスコープ部11Ｇと電気的に接続してその姿勢角度を操作する制御部、上記ジャイロスコープへの電力供給を行なう電源、及びユーザ用のグリップ部を備えた第２の支持台16とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラを含む各種撮像装置に好適な防振装置に関する。

スチルカメラを手持ちで撮影する場合、焦点距離の長いレンズを使用する際やマクロ撮影を行なう際、あるいは被写体が暗くシャッタ速度が遅い際などでは、シャッタレリーズ時の手ブレや姿勢ブレ、あるいは被写体の動きに伴う動体ブレ等による像ブレが目立つことがある。

このような像ブレは、絞りを開けてその時点のＦ値を小さくする、撮影感度を上げる、あるいはシャッタ速度を速くする、等のカメラ側の対策と、撮影者のカメラの保持姿勢等による撮影の仕方によってある程度は防ぐことができるが、それも自ずと限界があった。

また、特に動画撮影を行なうビデオカメラでは、カメラワークやズームが多用される傾向にあり、カメラの移動や手ブレが激しいと、像ブレや画面の揺れにつながり、後に著しく鑑賞しにくいものとなるという不具合があるため、早くから手ブレ補正や像安定化装置が開発されてきた。

手ブレ補正には、撮像信号から像ブレ量を検出するか、あるいは各速度センサ等で手ブレの量と方向を検出し、検出したブレ量と方向に応じて画像信号が切出す枠位置を変化させる画像処理方式と、光学系のレンズや撮像素子自体を機械的に動かして補正する光学補正方式とがある。

このうち光学補正方式は、種々開発されているが、一般に画像処理方式に比べて画質劣化が少ないと言われている。

その反面、光学補正方式は、機構が複雑で大型化し易く、鏡筒が長くなるなど、それぞれの構成に一長一短があった。具体的には、頂角プリズム方式では、補正角度が大きいと色収差が生じて高精細の静止画撮影には不向きとなる。また、偏心シフトレンズ方式では、従来のレンズを流用することができず、偏心収差を生じる。さらに撮像素子シフト方式では、撮像素子のサイズが大きいとそれを駆動するためのアクチュエータも大型化し、衝撃に弱くなる。

このように、小型で、且つ高精細の静止画と動画のいずれにも利用しやすい光学補正方式の手ブレ補正を行なう装置は皆無であった。

また、これとは別に、カメラ本体に内蔵したブレ検出手段の出力に基づいて簡易的にブレを軽減するカメラにおいて、別体に構成された手ブレ防止グリップなど第２防振手段を設け、カメラ本体のブレ検出手段からの信号を受けてカメラ本体のブレを打ち消すようにした技術が考えられていた。（例えば、特許文献１）
特開平１０−１４２６４６号公報

しかしながら、上記特許文献に記載された技術は、大がかりな機構を必要とせず、携帯して使用するコンパクトタイプのカメラにも適用できる一方で、手ブレを検出するセンサが予め内蔵されたカメラ以外では効果が薄く、適用可能なカメラの機種が限定されるという不具合がある。加えて、動画撮影ではブレの軽減が期待できても、静止画撮影ではカメラ本体のレリーズボタンを押圧操作することになるのでその際に生じるブレは軽減することができない。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、既存のデジタルカメラ等を使用しながら、高精細の静止画撮影や動画撮影に共に利用することが可能な防振装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、光学機器を着脱自在に装着する、姿勢角度が制御可能な電動式のジャイロスコープを備えた第１の支持台と、この第１の支持台を回動自在に支持し、上記ジャイロスコープと電気的に接続してその姿勢角度を操作するジャイロ操作部、上記ジャイロスコープへの電力供給を行なう電源部、及び把持部を備えた第２の支持台とを具備したことを特徴とする防振装置。

請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記光学機器は、画像を撮影するカメラであり、上記第２の支持台は、上記カメラでの撮像を指示するレリーズ釦をさらに備え、上記第１の支持台は、上記レリーズ釦の操作信号を装着されたカメラに伝達するコネクタ部をさらに備えることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、上記請求項２記載の発明において、上記ジャイロスコープは、回転体を支持するジンバルの固定及びその解除を切換える機構を備え、上記レリーズ釦の操作状態に対応して上記回転体の回転及び停止と当該ジンバルの固定及びその解除とをそれぞれ切換えることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、光学機器を着脱自在に装着する、姿勢角度の変位量を検出するジャイロスコープによる検出機構を備えた第１の支持台と、この第１の支持台を回動自在に支持し、与えられる制御信号に基づいて上記第１の支持台の姿勢角度を可変設定する第１のアクチュエータを備えた第２の支持台と、この第２の支持台を回動自在に支持し、与えられる制御信号に基づいて上記第２の支持台の姿勢角度を可変設定する第２のアクチュエータ、上記検出信号で検出された姿勢角度から上記第１及び第２のアクチュエータに与える制御信号を生成する制御部、上記検出機構と第１及び第２のアクチュエータへの電力供給を行なう電源部、及び把持部を備えた第３の支持台とを具備したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、上記請求項４記載の発明において、上記制御部は、上記検出機構から時系列で送られてくる検出信号により予測値としての制御信号を生成することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、上記請求項４記載の発明において、上記光学機器は、画像を撮影するカメラであり、上記第３の支持台は、上記カメラでの撮像を指示するレリーズ釦をさらに備え、上記第１の支持台は、上記レリーズ釦の操作信号を装着されたカメラに伝達するコネクタ部をさらに備えることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、上記請求項４記載の発明において、上記第３の支持台は、上記カメラの撮影方向の可変を指示する操作釦をさらに備え、上記制御部は、上記撮影方向の可変を指示する操作釦での操作信号に対応して上記第１及び第２のアクチュエータに与える制御信号の内容を調整することを特徴とする。

請求項８記載の発明は、光学機器を着脱自在に装着する第１の支持台と、この第１の支持台を弾性部材及び減衰部材を介して支持する、把持部を備えた第２の支持台とを具備したことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、上記請求項８記載の発明において、上記弾性部材及び減衰部材の少なくとも一方は、その特性を可変調整する調整機構を有することを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、光学機器を着脱自在に装着する第１の支持台と、この第１の支持台を弾性部材及び減衰部材を介して支持する、把持部を備えた第２の支持台と、上記第１及び第２の支持台の少なくとも一方に取付けられた動吸振器とを具備したことを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、上記請求項１０記載の発明において、上記動吸振器を機械的に駆動して動吸振器が取付けられる第１及び第２の支持台の少なくとも一方の振動を抑制するアクチュエータとを具備したことを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、光学機器を着脱自在に装着する第１の支持台と、この第１の支持台を弾性部材及び減衰部材を介して支持する、把持部を備えた第２の支持台と、上記第１及び第２の支持台の少なくとも一方に取付けられた、付加質量を有する副振動系部材と、上記付加質量を機械的に駆動してこの副振動系部材が取付けられる第１及び第２の支持台の少なくとも一方の振動を抑制するアクチュエータとを具備したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、既存のデジタルカメラ等の光学機器を第１の支持台に装着し、第２の支持台の把持部を把持しながら、ジャイロ操作部により第１の支持台ごとジャイロスコープの姿勢制御を行なうことで、手ブレ等の影響の多くを排除して安定した状態で該光学機器を使用することができる。

請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、第２の支持台に備えられたレリーズ釦等の操作により高精細の静止画撮影や動画撮影とそれに基づく各種撮影操作を実現できる。

請求項３記載の発明によれば、上記請求項２記載の発明の効果に加えて、あえて不必要なジャイロスコープの駆動を一時的に停止し、任意に構図設定等をユーザに行なわせると共に、容量が制限された電源を有効に使用することができる。

請求項４記載の発明によれば、既存のデジタルカメラ等の光学機器を第１の支持台に装着し、第３の支持台の把持部を把持しながら、制御部により光学機器ごと第１の支持台の姿勢角度の変位量に応じて第１及び第２のアクチュエータによる動的な制振動作を行なわせることで、より広い範囲の光学機器に対応し、手ブレ等の影響を排除してきわめて安定した状態で該光学機器を使用することができる。

請求項５記載の発明によれば、上記請求項４記載の発明の効果に加えて、ブレの発生を時系列に追従して予測制御を行なうことにより、検出結果に対する応答に遅れを生じることなく、きわめて正確にブレの発生を抑制することができる。

請求項６記載の発明によれば、上記請求項４記載の発明の効果に加えて、第３の支持台に備えられたレリーズ釦等の操作により高精細の静止画撮影や動画撮影とそれに基づく各種撮影操作を実現できる。

請求項７記載の発明によれば、上記請求項４記載の発明の効果に加えて、カメラの撮影方向を可変する操作釦の操作内容を加味して第１及び第２のアクチュエータによる角度姿勢を制御するものとしたので、撮像方向を上下左右に回動させるパン／チルト操作を併せて実現させることができ、ユーザにとっての使い勝手をより向上できる。

請求項８記載の発明によれば、弾性部材及び減衰部材により第２の支持台に対する第１の支持台をフローティング状態に支持し、ユーザが把持する第２の支持台側で生じる振動等が第１の支持台へ伝達され難い構造とすることで、比較的簡易な構成ながら、より広い範囲の光学機器に対応して手ブレ等の影響を排除し、きわめて安定した状態で該光学機器を使用することができる。

請求項９記載の発明によれば、上記請求項８記載の発明の効果に加えて、装着する光学機器の質量や使用環境等に応じて最適な防振状態に調整することができる。

請求項１０記載の発明によれば、弾性部材及び減衰部材により第２の支持台に対する第１の支持台をフローティング状態に支持し、ユーザが把持する第２の支持台側で生じる振動等が第１の支持台へ伝達され難い構造とした上で、さらに第１及び第２の支持台の少なくとも一方を動吸振器により制振するものとしたので、比較的簡易な構成ながら、より広い範囲の光学機器に対応して手ブレ等の影響を効率的に排除し、きわめて安定した状態で該光学機器を使用することができる。

請求項１１記載の発明によれば、上記請求項１０記載の発明の効果に加えて、アクチュエータにより動吸振器を機械的に駆動してより積極的に振動を抑制するものとしたので、規模の大きな振動等にも対処しながら、短時間のうちに手ブレ等による振動を収束させることができる。

請求項１２記載の発明によれば、アクチュエータにより副振動系部材を機械的に駆動してより積極的に振動を抑制するものとしたので、規模の大きな振動等にも対処しながら、短時間のうちに手ブレ等による振動を収束させることができる。

（第１の実施の形態）
以下本発明をデジタルカメラ用の防振装置に適用した場合を第１の実施の形態として図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態に係る防振装置１０の外観構成を示すもので、１は防振対象となるデジタルカメラ本体であり、ここではその背面側から見た状態を示す。このデジタルカメラ本体１自体は、後述する底面に設けられたコネクタを介して外部からのコントロールにより撮影等の指示を行なうことができる点を除き、きわめて一般的な構成を有するものとして、その構成及び動作に対は説明を省略する。

本図では、このデジタルカメラ本体１で女性を被写体として撮影を待機している状態を例示するものであり、背面側のバックライト付きカラー液晶パネルで構成される表示部２にはその時点で撮影素子に継続されている画像がそのままモニタ表示され、上部右端側に設けられるレリーズ釦３を操作することでデジタルカメラ本体１単体でも撮影を実行できることは勿論である。

このデジタルカメラ本体１はその底面側にある三脚孔により、底辺とその両端に接続した一対のアームよりなるコ字状フレームの第１の支持台１１に取付け固定される。

具体的には、この第１の支持台１１の底辺１１Ｃと（デジタルカメラ本体１背面側から見て）右側アーム１１Ｒが一体に構成されているのに対し、同左側アーム１１Ｌは実際にはＬ字状の一辺が底辺１１Ｃ左側に差し込まれて伸縮調整ビス１２の回動操作により左右位置が伸縮自在に調整可能となり、取付けるデジタルカメラ本体１の横幅及び三脚孔の位置に対応することができる。

しかして、底辺１１Ｃ下面の上記伸縮調整ビス１２より内側にあるカメラ固定ビス１３を回動操作することで、この底辺１１Ｃを貫通してデジタルカメラ本体１の底面に設けられている三脚孔に螺合締結してデジタルカメラ本体１を第１の支持台１１に取付けることができる。

この第１の支持台１１の底辺１１Ｃ下側にはジャイロスコープ部１１Ｇが一体に吊設される。このジャイロスコープ部１１Ｇは、ロータ（回転体）であるジャイロスピン１４が回転ジンバル１５に内包され、回転自在に取付けられる。

しかるに上記第１の支持台１１は、その両アーム１１Ｌ，１１Ｒ上端の回動機構により、同じく底辺とその両端に接続した一対のアームよりなるコ字状フレームの第２の支持台１６に揺動自在に支持される。

この第２の支持台１６は、底辺１６Ｃと（デジタルカメラ本体１背面側から見て）右側アーム１６Ｒが一体に構成されているのに対し、同左側アーム１６Ｌは実際にはＬ字状の一辺が底辺１６Ｃ左側に差し込まれて伸縮調整ビス１７の回動操作により左右位置が伸縮自在に調整可能となり、上記第１の支持台１１の伸縮調整ビス１２の回動操作と合わせて、取付けるデジタルカメラ本体１の横幅及び三脚孔の位置に対応することができる。

この第２の支持台１６の右側アーム１６Ｒは、図示する如く左側アーム１６Ｌに比べて横方向及び奥行き（図の紙面に垂直な）方向の各寸法が大きく設定されてユーザの右手ＲＨによる把持を前提としたグリップ部を形成する。

右側アーム１６Ｒの上端面にはデジタルカメラ本体１の電源をオン／オフするための電源スイッチ１８、デジタルカメラ本体１での撮影を指示するレリーズ釦１９が設けられる。

また、第２の支持台１６の背面側には、ズームキー２０、カーソルキー２１ａ、このカーソルキー２１ａの中心に位置するエンターキー２１ｂ、上記ジャイロスコープ部１１Ｇのオン／オフスイッチ２２、防振動作のオン／オフスイッチ２３、これらオン／オフスイッチ２２，２３の各操作状態を示すインジケータランプ２４，２５が適宜配設される。

さらに、右側アーム１６Ｒの下端面、すなわち底辺１６Ｃの下面の右端側には電池交換蓋２６が設けられ、この電池交換蓋２６を開けることで防振装置１０の動作電源である電池（図示せず）の着脱、交換を行なう。

なお、上記第２の支持台１６とこの第２の支持台１６に揺動自在に支持される第１の支持台１１とは充分にコード長をとったカールコード２７により電気的に接続され、且つ第２の支持台１６に対する第１の支持台１１の動作が阻害されないようになる。

図示する如くユーザは、左手ＬＨにより第２の支持台１６の左側アーム１６Ｌ及び底辺１６Ｃの結合部近辺を保持し、右手ＲＨで右側アーム１６Ｒを把持して、その親指で適宜上記ズームキー２０、カーソルキー２１ａ、エンターキー２１ｂ、オン／オフスイッチ２２，２３を操作しながら、人差し指で電源スイッチ１８及びレリーズ釦１９を操作することで、撮影動作を実行させる。

図２は、上記防振装置１０の内部機構の一部を透視化して示すものである。上述した如く防振装置１０では、第１の支持台１１の左右各アーム１１Ｌ，１１Ｒの上端と第２の支持台１６の左右各アーム１６Ｌ，１６Ｒの上端とが揺動自在に接続されるものとなっている。

具体的には、第２の支持台１６の左右各アーム１６Ｌ，１６Ｒの上端にボールベアリングを使用した軸受け構造２８Ｌ，２８Ｒを埋設し、この軸受け構造２８Ｌ，２８Ｒに第１の支持台１１の左右各アーム１１Ｌ，１１Ｒの上端から共に図中に一点鎖線で示す回転軸ＲＡに沿って突出形成された軸部２９Ｌ，２９Ｒを貫装させることで第１の支持台１１が第２の支持台１６に対して揺動自在に取付けられるものとなる。

第１の支持台１１の底辺１１Ｃと左側アーム１１Ｌは、ラック／ピニオン機構により連結されるもので、左側アーム１１Ｌ側にラック歯車３０が、底辺１１Ｃの伸縮調整ビス１２に一体にピニオン歯車３１が組込まれてこれらが歯合し、装着するデジタルカメラ本体１の三脚孔の位置等に応じてユーザが伸縮調整ビス１２を回動操作することで底辺１１Ｃに対する左側アーム１１Ｌの取付け位置、すなわち支持台１１の横幅の長さを伸縮調整する。

同様に、第２の支持台１６の底辺１６Ｃと左側アーム１６Ｌはラック／ピニオン機構により連結され、左側アーム１６Ｌ側にラック歯車３２が、底辺１６Ｃの伸縮調整ビス１７に一体にピニオン歯車３３が組込まれてこれらが歯合し、装着するデジタルカメラ本体１の三脚孔の位置等に応じてユーザが伸縮調整ビス１７を回動操作することで底辺１６Ｃに対する左側アーム１６Ｌの取付け位置、すなわち第２の支持台１６の横幅の長さを伸縮調整する。

第１の支持台１１の底辺１１Ｃ上面には、上記カメラ固定ビス１３の先端及びコネクタ３４が突出しており、デジタルカメラ本体１の底面に形成された図示しないメス型のコネクタとこのオス型のコネクタ３４とを接続し、且つ同デジタルカメラ本体１の底面に形成された三脚孔にカメラ固定ビス１３を螺合するようデジタルカメラ本体１を底辺１１Ｃ上に設置した状態で、カメラ固定ビス１３をユーザが締め付けることでデジタルカメラ本体１が第１の支持台１１に対して取付け固定される。

第２の支持台１６の右側アーム１６Ｒ内にはこの防振装置１０の動作電源となる電池３５が上記電池交換蓋２６を介して装着されるもので、その供給電力は支持台制御部３６に送られて、この支持台制御部３６から他の各回路へ適宜必要な電力が分配される。

この支持台制御部３６は、上記電源スイッチ１８、レリーズ釦１９を含む各種スイッチ、釦等の操作信号を受付けてこの防振装置１０全体の制御動作を実行するものであり、上記カールコード２７を介して第１の支持台１１側のジャイロ制御部３７とも電気的に接続され、各種制御情報等を送受する。

ジャイロ制御部３７は、上記ジャイロスコープ部１１Ｇを構成するジャイロ駆動モータ３８に電力を供給し、また同じくトルカー３９の動作を制御する。

ジャイロスコープ部１１Ｇは、図中で上記左右両アーム１１Ｌ，１１Ｒと平行な回転軸に沿って上記回転ジンバル１５が回転自在に取付けられ、その軸下部に上記トルカー３９が、同軸上部に角度変位検出器４０がそれぞれ埋設されるもので、角度変位検出器４０による回転ジンバル１５の角度変位量を示す検出信号は上記ジャイロ制御部３７へ送られる。

回転ジンバル１５内では、上記ジャイロ駆動モータ３８の回転駆動が減速用輪列４１を介して回転速度が調整された上で、上記回転ジンバル１５の回転軸と直交し、且つ上記第１の支持台１１の揺動方向と一致する回転軸を有した上記ジャイロスピン１４に伝達され、これを回転駆動するものである。

なお、上記ジャイロスコープ部１１Ｇは、第１の支持台１１の揺動時の角速度を検出して空間的にその角度姿勢を保持するべく１軸乃至３軸のフリージャイロなど、機械式ジャイロスコープに連結して、回転ジンバル１５等で第２の支持台１６と相対的に第１の支持台１１を回動できるように構成する。この構成により、第２の支持台１６が手ブレ等で揺れを生じた場合でも、第１の支持台１１及びデジタルカメラ本体１は空間的に角度姿勢が安定保持（スタビライズ）される。

上記図２に示した構成では、ピッチ（ｐｉｔｃｈ：縦揺れ）方向の回転角速度を検出し、上下縦揺れ方向の回転の角度姿勢を保持する１軸のジャイロスピン１４と回転ジンバル１５によるジャイロスコープを内蔵し、第１の支持台１１のピッチ方向の角度姿勢を保持する１軸回動式の支持台を構成するものとして説明したが、２，３軸など複数の回転軸で構成するものとしてもよい。

図３（Ａ）は、機械式のフリージャイロスコープの構成例を簡略化して示すもので、図３（Ｂ）にそのピッチ方向の回転検出状態を、図３（Ｃ）にヨー（Ｙａｗ）方向の回転検出状態をそれぞれ示す。

図３（Ａ）中、矩形枠状のケース５１に対し、その内側に同じく矩形枠状の外部ジンバル５２が回動自在に支持されるもので、その自由度は同軸部の一方に取付けられたトルカー５３により制御可能であり、他方の軸部にその回動状態を検出する検出器としてのピックオフ５４が取付けられる。

さらに、外部ジンバル５２の内側に、同じく矩形枠状の内部ジンバル５５が該外部ジンバル５２の回動軸と直交する回動軸に沿って回動自在に支持されるものであり、この内部ジンバル５５の回動軸にも一方にトルカー５６が、他方にピックオフ５７が取付けられる。

そして、この内部ジンバル５５の内側に、スピン５８が該内部ジンバル５５の回動軸と直交する回転軸に沿って支持され、図中に矢印Ａで示す如く高速回転する。このスピン５８は、上記図２におけるジャイロスコープ部１１Ｇのジャイロスピン１４とジャイロ駆動モータ３８、及び減速用輪列４１を含む概念構成を有するものとして示す。

なお、上記トルカー５３及びトルカー５６に対してはケージング／アンケージング（Ｃ／ＵＣ）設定信号が与えられるもので、ケージング状態では外部ジンバル５２及び内部ジンバル５５がそれぞれ予め設定された回動位置に固定される。

一方、アンケージング状態で外部ジンバル５２及び内部ジンバル５５が自由に回動可能な状態にある際には、ピックオフ５４及びピックオフ５７からの出力により外部ジンバル５２及び内部ジンバル５５の各回動角度が検出可能となる。

図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は共に上記図３（Ａ）のスピン５８を中心とした一部を抜き出して示すもので、図３（Ｂ）はピッチ（Ｐｉｔｃｈ）方向Ｂの回転検出を行なう場合、図３（Ｃ）はヨー（Ｙａｗ）方向Ｃの回転検出を行なう場合をそれぞれ示している。

ジャイロスコープは、１８５２年にフーコー（Ｌ．Ｆｏｕｃａｌｔ）が発明したコマ式ジャイロスコープ以来、今日では航空機や船舶などの航行体の角速度や姿勢角の検出に広く用いられている。航行体等の分野では、レートジャイロスコープや光ジャイロスコープなど各種のジャイロスコープが用いられており、振動ジャイロスコープに比べると大型であるが、いずれも高精度でダイナミックレンジも広い。

本例では、角度姿勢センサや角速度センサとして用いるだけでなく、第１の支持台１１を空間的にスタビライズして角度姿勢を保持するために、コマ（スピン）式ジャイロスコープやフリージャイロスコープ（ＦＧ）、ディレクショナルジャイロスコープ（ＤＧ）、バーチカルジャイロスコープ（ＶＧ）などの２〜３自由度の姿勢ジャイロスコープ、もしくは２〜３個の１自由度レートジャイロ等を用いるのが望ましい。

機械式ジャイロスコープでは、主に高速回転するコマの慣性とプリセッション運動を利用する。良く知られているように、コマ（スピン）やフライホイールなどの回転体が回転すると、回転面は同じ空間に止まろうとする性質があり、回転面に直交する回転軸は初期に設定された角度と同じ角度でまわり続けようとする。

３自由度のスピンでは、
（１）外部からのトルクを加えない限り、スピン軸は空間の一定方向を指し続ける（慣性の法則）。
（２）ジャイロスコープに外部からトルクを加えると、スピン軸は外力の方向と９０°異なる方向に回転する（プリセッション運動）。
（３）スピンの角運動量と、スピン軸と直交する軸の慣性モーメントとの比で決まる周期で振動する（ニューテーション運動）。
などの特徴がある。

ジャイロスコープの運動特性は、次の角運動量ＬとトルクＴから導かれる。
質量ｍの質点に働く力をＦ、適当な原点Ｏから図った位置ベクトルをｒとすると、

上記式（１）の右辺「ｒ×Ｆ」は、力Ｆの点Ｏに関する力のモーメント（＝トルク）であり、すなわち「ｄＬ／ｄｔ＝ｒ×Ｆ＝Ｔ」となり、角運動量の時間微分はトルクと等しくなる。
これは、質点が質点系の場合にも同様に成立し、点Ｏに関する全運動量の時間微分は、外力の点Ｏに関するトルクの総和に等しい。特に外力が働かない場合には、Ｔ＝０、Ｌ＝一定となり、角運動量保存則に相当する。

これを剛体に適用して、角運動量を３次元座標値ｘ，ｙ，ｚで表すと、
Ｌ＝Ａωｘｉ＋Ｂωｙｊ＋Ｃωｚｋ、
Ｔ＝Ａ{(ｄωｘ/ｄｔ)ｉ＋ωｘ(ｄｉ/ｄｔ)}
＋Ｂ{(ｄωｙ/ｄｔ)ｊ＋ωｙ(ｄｊ/ｄｔ)}
＋Ｃ{(ｄωｚ/ｄｔ)ｋ＋ωｚ(ｄｋ/ｄｔ)}
…(2)
（但し、ωｘ,ωｙ,ωｚ：角速度のｘ,ｙ,ｚ成分、
Ａ,Ｂ,Ｃ：ｘ,ｙ,ｚ軸の慣性モーメント。）
となり、
Ｔｘ＝Ａ(ｄωｘ/ｄｔ)−(Ｂ−Ｃ)ωｙωｚ、
Ｔｙ＝Ｂ(ｄωｘ/ｄｔ)−(Ｃ−Ａ)ωｚωｘ、
Ｔｚ＝Ｃ(ｄωｘ/ｄｔ)−(Ａ−Ｂ)ωｘωｙ …(3)
となる。

ジャイロスコープのスピンは高速回転し、また実際上はハウジング（スピンケース）の中に格納して実装されるので、高速回転するスピン固有の座標(ｘ,ｙ,ｚ)から、静止座標で観察しやすいスピンケースの座標(ｘ’,ｙ’,ｚ’)に変換するには次式を用いる。すなわち、
Ｔｘ’cosθ＋Ｔｙ’sinθ＝Ｔｘ、
−Ｔｘ’sinθ＋Ｔｙ’cosθ＝Ｔｙ、
ωｘ’cosθ＋ωｙ’sinθ＝ωｚ、
−ωｘ’sinθ＋ωｙ’cosθ＝ωｙ …(4)
（但し、ωｘ’：ωのｘ’方向成分、
Ｔ：Ｔのｘ’方向成分、
以下同様。）
スピンの慣性モーメントでは、一般にＡ＝Ｂ≠Ｃであるので、上記式（４）を上記式（３）に代入して展開すると、

上記式（６）で、各第１項は慣性力を、各第２項はジャイロ力を、「Ｌｚ＝Ｃωｚ」はスピンの角運動量を表す。
上記式の微分方程式を、Ｔｘ’及びＴｙ’が一定のトルクとして解くと、ジャイロスコープの特性解が求まる。すなわち、
ωｘ’＝−Ｔｙ’/Ｌｚ、
ωｙ’＝Ｔｘ’/Ｌｚ …(7)
ωｘ’＝Ｋ₁sin(Ｌｚ/Ａ)ｔ＋Ｋ₂cos(Ｌｚ/Ａ)ｔ、
ωｙ’＝−Ｋ₁cos(Ｌｚ/Ａ)ｔ＋Ｋ₂sin(Ｌｚ/Ａ)ｔ、
…(8)
上記式（７）中の２つの式は、ジャイロスコープに外力が加わると、スピン軸が力の方向と９０°異なる方向になって回転するというプリセッション運動を表し、上記式（８）中の２つの式は、スピンの角運動量「Ｌｚ」とスピン軸と直交する軸の慣性モーメント「Ａ」との比「Ｌｚ／Ａ」で周期が決まり振動するという、ニューテーション運動を表す。

上述した如く、機械式ジャイロスコープのスピン軸を空間中で一定方向に向けると、その方向をいつまでも維持する（フリージャイロと呼ばれる）。この作用を利用して、デジタルカメラ本体１を支持する内側の第１の支持台１１にジャイロスコープを固定、連結して、スピンやフライホイールをモーター等で回転させると、第１の支持台１１及びデジタルカメラ本体１の角度姿勢を空間的に一定に保持することができるので、外側に位置する第２の支持台１６が手ブレ等により揺れた場合でもデジタルカメラ本体１はその影響から免れることができる。

また、第２の支持台１６のレリーズ釦１９を押圧操作して撮影動作を実行した際には、所定時間後に再び上記ジャイロスコープの回転を含むスタビライズ動作を一時的に停止し、第１の支持台１１を第２の支持台１６に対してロックするケージング状態となるように制御する。

このようにして、静止画撮影を行なう場合にも、効果的に手ブレやシャッタブレを防止することができる一方で、被写体や構図の先端をしている際に、ジャイロスコープの姿勢保持動作によりカメラの照準の向きが合わせにくくなり、あるいは揺れ戻しを生じるようなことを確実に防止できる。

また、スピンを用いる機械式のジャイロスコープでは、回転軸が３つのジンバルで３次元に自由に方向を代えられるよう構成され、２自由度ジャイロスコープで２軸のジンバル回転軸周りに回転できるように構成されているが、このジンバル枠の数を減らしてジャイロスコープの回転軸の動きを拘束すると、逆に角速度を検出することができるもので、これをレートジャイロスコープと称する。

図４は、この１自由度で角速度を検出するジャイロスコープとして使用されるレートジャイロスコープの構造例を示す。同図で、ジャイロスピン６１がジンバル６２に支持されて高速回転する。このジンバル６２は、図中のＴ−Ｔ’軸に沿って回動自在に支持される。

このジンバル６２の回転軸が、ダンパー６３を介して角度検出器６４と接続されると共に、トーションバーあるいはコイルスプリング６５とも接続され、その回動がある程度制限される。

すなわち、レートジャイロスコープでは、ジャイロスピン６１のスピン軸にそれぞれ直交する、入力軸周りの角速度が加えられることで出力軸周りにプリセッショントルクを発生し、このトルクを上記トーションバーあるいはコイルスプリング６５で拘束することにより、このレートジャイロスコープを封入したケースの回動に伴う角速度ωに比例した偏角を生じる。この偏角を角度検出器６４で電気的に検出する。

レートジャイロスコープの構造は種々あるが、一般にジンバル内にジャイロモータが密封され、ジンバルはダンピング（粘性減衰）材ともなるオイルや気体がダンパー６３として充填されたケース内でトーションバーあるいはコイルスプリング６５等により支持される。

１自由度のレートジャイロスコープでは、後述するブロック線図もしくは次式の動作法意識の解θを求めることで、出力軸周りの変位角θを得ることができる。すなわち
Ｊ・ｄ^２θ/ｄｔ^２＋Ｃ・ｄθ/ｄｔ＋ｋθ＝ＨΩ
…(9)
（但し、θ：出力軸まわりの変位角、
Ｊ：出力軸まわりの慣性モーメント、
Ｃ：出力軸まわりの減衰係数、
ｋ：バネ定数、
Ｈ：ジャイロスピンの角運動量、
Ω：入力加速度。）
また、レートジャイロスコープの出力電圧Ｅと入力加速度Ωの関係は次式で与えられる。すなわち、
Ｅ(ｓ)/Ω(ｓ)
＝(Ｋ_Ｐ・Ｈ・ω_ｎ ^２/Ｋ_ｓ)/(ｓ^２＋２ζ・ω_ｎ・ｓ＋ω_ｎ ^２)
…(10)
この式（１０）から次式を導くことができる。
Ｅ/Ω＝Ｋ_Ｒ・ω_Ｒ ^２・Ｉ/Ｋ_ｓ …(11)
（但し、Ｋ_Ｐ：角度変位検出器の感度、
Ｋ_ｓ：トーションバー等のねじり剛性、
ω_Ｒ：ジャイロスピンの回転角速度、
（＝２πｆ_Ｒ）
ｆ_Ｒ：ジャイロスピンの回転周波数、
Ｉ：ジャイロスピンの慣性モーメント、
Ｈ：ジャイロスピンの角運動量、
（＝ω_Ｒ・Ｉ)、
ｃ：減衰(ダンピング)係数、
ζ：減衰比(ダンピングレシオ)
（＝ｃ/２√(ＪＫ_ｓ))
ω_ｎ：固有振動数(＝√(Ｋ_ｓ/Ｊ)。）
図５（Ａ）に、上述したジンバルマウント式のレートジャイロスコープを用いてデジタルカメラ本体１の手ブレ等を安定化させる本防振装置１０のプロセス線図を示す。同図（Ａ）は１軸式のジンバルを用いた場合を簡易化して示すものであるが、２〜３軸となる複数軸の場合も基本的には同様である。

ここで、粘性抵抗や摩擦を省略して考えると、ブロック線図は図５（Ｂ）に示す如く簡素化することができ、その伝達関数は、

（但し、ω_ｎ＝√(Ｋ_ＩＫ_Ｔ/Ｊ)、
η＝{(Ｋ_Ｅ＋Ｋ_Ｇ)/２}・√(Ｋ_Ｔ/ＪＫ_Ｉ)。)
上記式（１４）は、プラットフォームである第１の支持台１１の安定精度を表すもので、同角速度θ_ｓが小さいほど、安定精度が向上する。すなわち、第１の支持台１１の固有角振動数ω_ｎが小さいほど安定精度が良くなるもので、この固有角振動数ω_ｎを小さくするためには、第１の支持台１１のの慣性モーメント「Ｊ」をできるだけ大きくし、トルク定数「Ｋ_Ｔ」を小さくするのが望ましいことが理解できる。

次に、上記防振装置１０における静止画及び動画撮影時の制御動作について説明する。
図６及び図７は、第１の支持台１１にデジタルカメラ本体１が取付けられ、撮影を実行することが可能な状態で、主として支持台制御部３６が内部に記憶した動作プログラムにしたがって実行するものである。

一般にフリージャイロスコープでは、内外ジンバルの角度検出手段を設けて、まず内外ジンバルの角度が予め定めた０°位置となるようにスピンの軸の方向をロックするケージング動作を実施してから、ジャイロスコープ内部のスピンモータを駆動してスピンの回転を開始し、その後該ロックを解除するアンケージング動作を行なった時点から、姿勢計測乃至姿勢保持動作を開始できるように駆動するもので、こうした起動時の動作を自動化するべくプログラム制御を行なうことが望ましい。

したがって、その当初には電源スイッチ１８の操作に伴う電源の起動を待機し（ステップＡ０１）、電源が起動されたと判断した時点で、ジャイロスコープ部１１Ｇのトルカー５３，５６により内部ジンバル５５及び外部ジンバル５２を予め設定された初期（０°）位置へロックしてスピン５８（１４）の軸角度を固定するケージング動作を設定してから（ステップＡ０２）、デジタルカメラ本体１の重量や慣性モーメントなどに応じてジャイロスコープの特性設定を行なう（ステップＡ０３）。

これは、例えば予めデジタルカメラ本体１内に記憶されているそのカメラの機種固有の各情報を上記コネクタ３４を介して支持台制御部３６が読み込むものとしてもよい。

その後、上記オン／オフスイッチ２３の操作によりアンケージング動作に基づくオート防振モードの開始が指示されるか、あるいはオン／オフスイッチ２２の操作によりジャイロスコープ部１１Ｇの動作開始が指示されるのを待機する（ステップＡ０４）。

これらのいずれかが指示されると上記ステップＡ０４でこれを判断し、ジャイロスコープ部１１Ｇのトルカー５３，５６によるケージング動作を解除して自由に外部ジンバル５２及び内部ジンバル５５が回動する状態とするアンケージング状態とすると同時にスピン５８の高速回転を開始させる（ステップＡ０５）。

その後、計時処理を実行しながら（ステップＡ０６）、所定時間、例えば２[秒]が経過するのを判断する（ステップＡ０７）という処理を繰返すことで該所定時間が経過するのを待機し、経過した時点でも次にデジタルカメラ本体１に対して電源を起動させるための信号を送信して、デジタルカメラ本体１を起動させ、撮影の実行が可能な状態とさせる（ステップＡ０８）。

その後、デジタルカメラ本体１に対するズーム操作等のリモート操作をズームキー２０、カーソルキー２１ａ、エンターキー２１ｂ等のキー操作により行なったか否か判断する（ステップＡ０９）。

ここで、当該操作を行なったと判断した場合のみ、そのリモート操作に係るキー操作信号を上記コネクタ３４を介してデジタルカメラ本体１側へ送信する（ステップＡ１０）。

次いで静止画撮影用のオート防振モードが上記オン／オフスイッチ２３の操作により設定されているか否かを判断する（ステップＡ１１）。

ここで同モードが設定されていると判断した場合、次に上記レリーズ釦１９が半押し操作されたか否か、あるいはすでに半押し操作されているか否かを判断する（ステップＡ１２）。

すなわち、レリーズ釦１９はデジタルカメラ本体１のレリーズ釦３と同様、２段階の操作ストロークを有し、第１段階のストローク操作、所謂半押し操作状態でＡＦ（自動合焦）処理及びＡＥ（自動露出）処理を行なって合焦位置及び露出値をロックする。

しかして、上記ステップＡ１２でレリーズ釦１９が半押し操作されていないと判断した場合には、まだ静止画像の撮影には間があるものとして、ジャイロスコープ部１１Ｇのスピン５８の回転をロックし、防振動作を一時的に停止させた上で（ステップＡ１９）、当該スピン５８を停止するためのオン／オフスイッチ２２の操作があったか否かを判断する（ステップＡ２０）。

ここで該スイッチ２２の操作がないと判断すると、上記ステップＡ０９からの処理に戻る。

こうして、レリーズ釦１９の半押し操作がない間は、上記ステップＡ０９，（Ａ１０，）Ａ１１，Ａ１２，Ａ１９，Ａ２０の処理を繰返し実行し、レリーズ釦１９の半押し操作等があるのを待機する。

この間、ジャイロスコープの動作を停止させるべくオン／オフスイッチ２２の操作があった場合、ステップＡ２０でこれを判断し、トルカー５３，５６により外部ジンバル５２及び内部ジンバル５５を予め設定された初期（０°）位置へロックしてスピン５８（１４）の軸角度を固定するケージング動作を設定してから（ステップＡ２１）、スピン５８を構成するジャイロ駆動モータ３８への通電を一時的に停止した上で（ステップＡ２２）、再び上記ステップＡ０４からの処理に戻る。

また、レリーズ釦１９の半押し操作があった場合、上記ステップＡ１２でこれを判断し、その半押し操作中の信号をデジタルカメラ本体１側へ送信した上で（ステップＡ１３）、ジャイロスコープ部１１Ｇのスピン５８の回転がロックされていた場合にはこれを解除して防振動作を開始あるいは継続するものとし（ステップＡ１４）、今度はレリーズ釦１９が撮影のためにフルストロークで操作される、所謂全押し操作されたか否かを判断する（ステップＡ１５）。

ここでレリーズ釦１９が全押し操作されておらず、且つ半押し操作も解除された場合には上記ステップＡ０９からの処理に戻る。

一方で、上記ステップＡ１５でレリーズ釦１９が全押し操作されたと判断した場合には、その操作信号をデジタルカメラ本体１側へ送信してデジタルカメラ本体１側での撮影動作を実行させると共に（ステップＡ１６）、計時処理を行なって（ステップＡ１７）、上記デジタルカメラ本体１へ撮影のための操作信号を送信してから撮影が終了するのに充分な所定時間、例えば２[秒]が経過したか否かを判断する（ステップＡ１８）、という処理を繰返し実行することで、デジタルカメラ本体１での撮影を行なっている間、防振動作を維持する。

しかして所定時間が経過し、デジタルカメラ本体１側での撮影が一旦終了した時点でステップＡ１８によりこれを判断し、防振動作を一時的に停止するべく上記ステップＡ１９に至る。

また、上記ステップＡ１１で静止画撮影用のオート防振モードが設定されていないと判断した場合には、次に動画撮影用のオート防振モードが設定されているか否かを判断する（ステップＡ２３）。

ここで動画撮影用のオート防振モードが設定されていないと判断した場合には、次にレリーズ釦１９または他の撮影に関する操作があったか否かを判断する（ステップＡ３２）。

ここで当該操作があったと判断した場合にのみ、その操作に対応した信号をデジタルカメラ本体１側へ送信する（ステップＡ３３）。

次いで防振動作を開始するアンケージング動作のためのオン／オフスイッチ２３の操作があったか否かを判断し（ステップＡ３４）、該操作があったと判断した場合にのみ、その時点で自由な回動がロックされている筈の外部ジンバル５２及び内部ジンバル５５の回動をトルカー５３，５６により解除してスピン５８が回転軸の姿勢角度が保てるようにする防振動作を開始させる（ステップＡ３５）。

さらに、今度は防振動作を停止するケージング動作のためのオン／オフスイッチ２３の操作があったか否かを判断し（ステップＡ３６）、該操作があったと判断した場合にのみ、その時点で外部ジンバル５２及び内部ジンバル５５の回動をトルカー５３，５６によりロックしてスピン５８の回転軸を一定の姿勢角度に止め、防振動作を一時的に停止させる（ステップＡ３７）。

その後、上記ステップＡ３７の処理の実行の有無に拘わらず、上記ステップＡ２０からの処理に進む。

また、上記ステップＡ２３で動画撮影用のオート防振モードが設定されていると判断した場合には、次に第１回目のレリーズ釦１９による撮影の開始を指示する操作があったか否かを判断する（ステップＡ２４）。

ここで当該操作があったと判断した場合にのみ、その操作に対応して動画の撮影開始を指示する信号をデジタルカメラ本体１側へ送信する一方で（ステップＡ２５）、外部ジンバル５２及び内部ジンバル５５の回動がトルカー５３，５６によりロックして制限されている場合にはこれを解除してスピン５８が回転軸の姿勢角度が保てるようにする防振動作を開始させる（ステップＡ２６）。

その後、今度は第２回目のレリーズ釦１９による撮影の停止を指示する操作があったか否かを判断する（ステップＡ２７）。

ここで当該操作があったと判断した場合にのみ、その操作に対応して動画の撮影停止を指示する信号をデジタルカメラ本体１側へ送信する一方で（ステップＡ２８）、計時処理を行なって（ステップＡ２９）、上記デジタルカメラ本体１へ撮影停止のための操作信号を送信してから撮影が終了するのに充分な所定時間、例えば２[秒]が経過したか否かを判断する（ステップＡ３０）、という処理を繰返し実行することで、デジタルカメラ本体１での動画の撮影を完全に停止するまでの間、防振動作を維持する。

しかして所定時間が経過し、デジタルカメラ本体１側での動画の撮影が完全に停止したと思われる時点でステップＡ３０によりこれを判断し、外部ジンバル５２及び内部ジンバル５５の回動をトルカー５３，５６によりロックしてスピン５８の回転軸を一定の姿勢角度に止め、防振動作を一時的に停止させる（ステップＡ３１）。

その後、上記ステップＡ２８〜Ａ３１の処理の実行の有無に拘わらず、上記ステップＡ２０からの処理に進む。

以上に示した如く、デジタルカメラ本体１での撮影時にはまず、上記レリーズ釦１９、ズームキー２０、カーソルキー２１ａ及びエンターキー２１ｂを含む第２の支持台１６側に設けられたキー等で操作し、デジタルカメラ本体１の電源や撮影に関する遠隔指示を行なうのに対応して、ジャイロスコープ部１１Ｇのスピン５８を一定の姿勢角度にロックするケージング動作を実行してからスピン５８の回転動作を立ち上げ、ユーザが静止画撮影であればレリーズ釦１９の半押し操作により、動画撮影であれば１回目のレリーズ釦１９の操作により撮影の開始を指示した時点からスピン５８の回転軸の姿勢角度のロックを解くアンケージング動作を実行するようにすれば、以降、デジタルカメラ本体１及びその撮影光軸がユーザの撮影意図通り、ジャイロスコープの防振動作により安定した状態で維持することができる。

このように本実施の形態では、デジタルカメラ本体１をその三脚孔等を利用して防振装置１０に取付けて固定するものとしたので、デジタルカメラ本体１側には手ブレを検出するための手段及び検出した手ブレを補正するための手段を備えていない場合でも、手ブレによる影響を排除した撮影を実行することができる。

その場合、既存のデジタルカメラ本体１を防振装置１０の第１の支持台１１に装着し、第２の支持台１６の右側アーム１６Ｒをグリップとして把持しながら、第１の支持台１１ごとジャイロスコープの姿勢制御を行なうことで、各種のブレ等の影響を排除してきわめて安定した状態でデジタルカメラ本体１を使用することができる。

特に、デジタルカメラ本体１での撮影を指示するためのレリーズ釦１９を第２の支持台１６の右側アーム１６Ｒ上端に備え、その操作信号をカールコード２７、第１の支持台１１のコネクタ３４を介してデジタルカメラ本体１へ伝達可能としたので、第２の支持台１６に備えられたレリーズ釦１９の操作により高精細の静止画撮影や動画撮影を実現できる。

加えて、ジンバルの一時的な固定及びその解除を切換えるケージング／アンケージング動作をレリーズ釦１９の操作状態に対応して制御するものとしたので、撮影を行なう前に構図を決めたい場合などには、あえて不必要なジャイロスコープの駆動を一時的に停止し、任意に構図設定等をユーザに行なわせると共に、容量が制限された電源を有効に使用することができる。

上記手ブレ等の補正は、従来の光学式の手ブレ補正方式のように、色収差や偏心収差などが変動し、あるいは劣化することがなく、静止画像と動画のいずれの撮影にも利用できる。

そのため、既存のカメラの光学系や交換レンズ等をそのまま利用することができるばかりか、カメラに限らず、その他の光学機器、例えば双眼鏡等の手ブレ防止装置、安定化装置としても利用できる。

また、機種や性能の異なる複数のカメラで１台の防振装置１０を共用できるために経済的であるばかりか、異なる機種でも同一の手ブレ補正性能を利用して同じような操作形態で撮影を行なうことができ、ユーザ側の使い勝手がより向上する。

なお、ジャイロスコープによる空間安定化の技術として、上述したようなフリージャイロスコープ方式の他に、セミ・ストラップダウン方式やストラップダウン方式などがあるので、これら他の方法で構成するものとしてもよい。

フリージャイロスコープ方式では、高速回転体自体の空間安定性を利用しており、空間安定化の制御が不要であるため、低価格の安定化装置に多用されるが、構造自体は複雑で大型化し易く、高速回転する回転体であるスピンのアンバランスや軸受け部の摩擦等から受ける影響を制御系で保証することができないため、ジンバルの回転軸受けなど精密な加工技術を必要とし、安定精度を高めることが難しいのが短所となる。

これに対してセミ・ストラップダウン方式では、目標の一情報を用いることにより高精度な空間安定性能を要求される誘導装置等に適するが、ジンバル機構部分に高精度な制御が必要なジンバル・プラットフォーム方式であることを前提とするため、製造コストが割高になる。

また、ストラップダウン方式では、検出範囲が広いレートジャイロスコープ等をそれぞれ直交する３軸に配して、その角速度などを解析的に計算することによって姿勢を求めるもので、回転ジンバルなどの機構を必要とせず、計測の基準となるプラットフォームは計算上で仮想的に構築するので、光ジャイロスコープや振動ジャイロスコープなどの回転ジャイロスコープ以外のジャイロスコープを利用することが可能となるが、反面、姿勢制御に用いるためには、トルカーないしはアクチュエータ等の姿勢駆動部をジャイロスコープ部と別に設ける必要がある。

なお、上記実施の形態の構成に代えて、レートジャイロスコープを角速度センサとして用いることで、ストラップダウン方式と同様に、検出された角速度に応じてマイコンなど制御回路によりアクチュエータやモータを駆動して支持台の姿勢を制御するように構成することもできる。この場合には、レートジャイロスコープに代えて、小型の圧電式振動ジャイロスコープやＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）ジャイロスコープなどを用いることもできる。

（第２の実施の形態）
以下本発明をデジタルカメラ用の防振装置に適用した場合を第２の実施の形態として図面を参照して説明する。

なお、制御対象となるデジタルカメラの姿勢は、互いに直交する３本の回転軸周りの回転角と、同じ３軸に平行な方向の位置の計６自由度で決定される。以下、デジタルカメラをその撮影レンズ光軸を略水平となるように位置させた場合に、デジタルカメラの左右側面を貫く略水平や軸をＸ軸、同上下面を縦に貫く略鉛直な軸をＹ軸、撮影レンズ光軸に沿った前後方向を貫く略水平や軸をＺ軸とし、撮影レンズの被写体さえ方向を航空機等の機首方向に見立てて、Ｘ軸周りの上下方向の縦回転（縦揺れ）をピッチ（Ｐｉｔｃｈｉｎｇ）、Ｙ軸周りの左右方向の横回転（偏揺、かた揺れ）をヨー（Ｙａｗｉｎｇ）、Ｚ軸周りの左廻りまたは右廻りの傾斜（横揺れ）をロール（Ｒｏｌｌｉｎｇ）として説明する。

ブレの検出では、例えばＸ軸周りの縦方向のピッチ回転（縦揺れ）と、Ｙ軸周りの横方向のヨー回転（偏揺）の２軸方向の角速度を、上述したレートジャイロスコープや圧電振動ジャイロスコープなどの角度センサを用いて検出するものとする。

図８は、本実施の形態に係る防振装置７０の外観構成を示すもので、１は防振対象となるデジタルカメラ本体であり、ここではその背面側から見た状態を示す。このデジタルカメラ本体１自体は、後述する底面に設けられたコネクタを介して外部からのコントロールにより撮影等の指示を行なうことができる点を除き、きわめて一般的な構成を有するものとして、その構成及び動作に対は説明を省略する。

本図では、このデジタルカメラ本体１で女性を被写体として撮影を待機している状態を例示するものであり、背面側のバックライト付きカラー液晶パネルで構成される表示部２にはその時点で撮影素子に継続されている画像がそのままモニタ表示され、上部右端側に設けられるレリーズ釦３を操作することでデジタルカメラ本体１単体でも撮影を実行できることは勿論である。

このデジタルカメラ本体１はその底面側にある三脚孔により、底辺とその両端に接続した一対のアームよりなるコ字状フレームの第１の支持台７１に取付け固定される。

具体的には、この第１の支持台７１の底辺７１Ｃと（デジタルカメラ本体１背面側から見て）右側アーム７１Ｒが一体に構成されているのに対し、同左側アーム７１Ｌは実際にはＬ字状の一辺が底辺７１Ｃ左側に差し込まれて伸縮調整ビス７２の回動操作により左右位置が伸縮自在に調整可能となり、取付けるデジタルカメラ本体１の横幅及び三脚孔の位置に対応することができる。

しかして、底辺７１Ｃ下面の上記伸縮調整ビス７２より内側にあるカメラ固定ビス７３を回動操作することで、この底辺７１Ｃを貫通してデジタルカメラ本体１の底面に設けられている三脚孔に螺合締結してデジタルカメラ本体１を第１の支持台７１に取付けることができる。

この第１の支持台７１の底辺７１Ｃ下側の右端内には１対の振動型の角速度センサ７１Ａ，７１Ｂが埋設される。これら角速度センサ７１Ａ，７１Ｂは、一方が後述するピッチ方向の振動の角速度を、他方が同ヨー方向の振動の角速度をそれぞれ検出する。

しかるに上記第１の支持台７１は、その両アーム７１Ｌ，７１Ｒ上端の回動機構により、同じく底辺とその両端に接続した一対のアームよりなるコ字状フレームの第２の支持台７４に揺動自在に支持される。

この第２の支持台７４は、底辺７４Ｃと（デジタルカメラ本体１背面側から見て）右側アーム７４Ｒが一体に構成されているのに対し、同左側アーム７４Ｌは実際にはＬ字状の一辺が底辺７４Ｃ左側に差し込まれて伸縮調整ビス７５の回動操作により左右位置が伸縮自在に調整可能となり、上記第１の支持台７１の伸縮調整ビス７２の回動操作と合わせて、取付けるデジタルカメラ本体１の横幅及び三脚孔の位置に対応することができる。

この第２の支持台７４の右側アーム７４Ｒは、内部にピッチモータ７６を埋設し、第２の支持台７４に対する第１の支持台７１の角度位置を任意に制御することができる。

さらに、この第２の支持台７４の底辺７４Ｃの略中央下面側に、底辺とその右端側に接続した１本のアームよりなるＬ字状フレームの第３の支持台７７に回動自在に支持される。

この第３の支持台７７の底辺７７Ｃには、図中の上下方向を軸として上記第２の支持台７４を回動させるヨーモータ７８が埋設されるものであり、同右側アーム７７Ｒがユーザの右手ＲＨによる把持を前提としたグリップ部を形成する。

右側アーム７７Ｒの上端面にはデジタルカメラ本体１の電源をオン／オフするための電源スイッチ７９、デジタルカメラ本体１での撮影を指示するレリーズ釦８０が設けられる。

また、第３の支持台７７の右側アーム７７Ｒの背面側には、ズームキー８１、カーソルキー８２ａ、このカーソルキー８２ａの中心に位置するエンターキー８２ｂ、設定データ等の内容を確認するためのＬＣＤ表示部８３、この防振装置７０の電源スイッチ８４、各種設定を行なうための設定スイッチ８５、防振動作のオン／オフスイッチ８６が適宜配設される。

なお、後述する動作においては、設定スイッチ８５との併用によって、上記カーソルキー８２ａの左右各方向への「←」「→」操作によりデジタルカメラ本体１を左右各方向に回動して撮影方向を横方向に移動させるパン動作、及び上下各方向への「↑」「↓」操作によりデジタルカメラ本体１を上下各方向に回動して撮影方向を縦方向に移動させるチルト動作を行なわせることができるものとする。

さらに、右側アーム７７Ｒの下端面、すなわち底辺７７Ｃの下面の右端側には電池交換蓋８７が設けられ、この電池交換蓋８７を開けることで防振装置７０の動作電源である電池（図示せず）の着脱、交換を行なう。

なお、上記第３の支持台７７と第２の支持台７４、第２の支持台７４と第１の支持台７１はそれぞれ回動基部に近い位置で、充分にコード長をとったカールコード８８，８９により電気的に接続され、且つ第３の支持台７７に対する第２の支持台７４の回動動作、及び第２の支持台７４に対する第１の支持台７１の回動動作が阻害されないようになる。

図示する如くユーザは、左手ＬＨにより第３の支持台７７の底辺７７Ｃ左端部近辺を保持し、右手ＲＨで右側アーム７７Ｒを把持して、その親指で適宜上記ズームキー８１、カーソルキー８２ａ、エンターキー８２ｂ、上記電源スイッチ８４、設定スイッチ８５、及びオン／オフスイッチ８６を操作しながら、人差し指で電源スイッチ７９及びレリーズ釦８０を操作することで、撮影動作を実行させる。

図９は、上記防振装置７０の内部機構の一部を透視化して示すものである。上述した如く防振装置７０では、第１の支持台７１の左右各アーム７１Ｌ，７１Ｒの上端と第２の支持台７４の左右各アーム７４Ｌ，７４Ｒの上端とが揺動自在に接続されるものとなっている。

具体的には、第２の支持台７４の左右各アーム７４Ｌ，７４Ｒの上端にボールベアリングを使用した軸受け構造９０Ｌ，９０Ｒを埋設し、この軸受け構造９０Ｌ，９０Ｒに第１の支持台７１の左右各アーム７１Ｌ，７１Ｒの上端から共に図中に一点鎖線で示す回転軸Ｘに沿って突出形成された軸部９１Ｌ，９１Ｒを貫装させることで第１の支持台７１が第２の支持台７４に対して揺動自在に取付けられるものとなる。

加えて、右側アーム７４Ｒ内には上述した如くピッチモータ７６が設けられるもので、このピッチモータ７６による回動駆動が複数の歯車からなる減速用輪列９２を介して上記軸部９１Ｒと連結され、第２の支持台７４に対する第１の支持台７１の回動角度を制御可能となっている。

この第１の支持台７１の底辺７１Ｃには上述した如く２つの角速度センサ７１Ａ，７１Ｂが埋設されている。

これら角速度センサ７１Ａ，７１Ｂは、例えば上記図４に示した構造のレートジャイロで構成され、角速度センサ７１Ａが上記回転軸Ｘを中心とした回動方向の、振動に伴う角速度を検出する。

一方の角速度センサ７１Ｂは、上記回動軸Ｃと直交する、図中の上下方向に延在する回動軸Ｙを中心とした可動方向の、振動に伴う角速度を検出する。

これら角速度センサ７１Ａ，７１Ｂでの検出信号はいずれもカールコード８９，８８を介して第３の支持台７７の右側アーム７７Ｒ内に設けられる、後述する支持台制御部９３へ送られる。

また、第１の支持台７１の底辺７１Ｃと左側アーム７１Ｌは、例えばスライドレール中に摺動自在に設けられたナットをこのナットに螺合された上記伸縮調整ビス７２を締付けて固定することで底辺１１Ｃに対する左側アーム７１Ｌの取付け位置、すなわち第１の支持台７１の横幅の長さを伸縮調整する。

同様に、第２の支持台７４の底辺７４Ｃと左側アーム７４Ｌは、例えばスライドレール中に摺動自在に設けられたナットをこのナットに螺合された上記伸縮調整ビス７５を締め付けて固定することで底辺７４Ｃに対する左側アーム７４Ｌの取付け位置、すなわち第２の支持台７４の横幅の長さを伸縮調整する。

第１の支持台７１の底辺７１Ｃ上面には、上記カメラ固定ビス７３の先端及びコネクタ９４が突出しており、デジタルカメラ本体１の底面に形成された図示しないメス型のコネクタとこのオス型のコネクタ９４とを接続し、且つ同デジタルカメラ本体１の底面に形成された三脚孔にカメラ固定ビス７３を螺合するようデジタルカメラ本体１を底辺７１Ｃ上に設置した状態で、カメラ固定ビス７３をユーザが締め付けることでデジタルカメラ本体１が第１の支持台７１に対して取付け固定される。

また、上述した如く第２の支持台７４の底辺７４Ｃが第３の支持台７７の底辺７７Ｃに対して回動自在に接続されるものとなっている。

具体的には、第３の支持台７７の底辺７７Ｃにボールベアリングを使用した軸受け構造９５を埋設し、この軸受け構造９５に第２の支持台７４の底辺７４Ｃから図中に一点鎖線で示す回転軸Ｙに沿って突出形成された軸部９６を貫装させることで第２の支持台７４が第３の支持台７７に対して回動自在に取付けられるものとなる。

加えて、底辺７７Ｃ内には上述した如くヨーモータ７８が設けられるもので、このヨーモータ７８による回動駆動が複数の歯車からなる減速用輪列９７を介して上記軸部９６と連結され、第３の支持台７７に対する第２の支持台７４の回動角度を制御可能となっている。

第３の支持台７７の右側アーム７７Ｒ内にはこの防振装置７０の動作電源となる電池９８が上記電池交換蓋８７を介して装着されるもので、その供給電力は支持台制御部９３に送られて、この支持台制御部９３から他の各回路へ適宜必要な電力が分配される。

この支持台制御部９３は、上記電源スイッチ７９、レリーズ釦８０を含む各種スイッチ、釦等の操作信号を受付けてこの防振装置７０全体の制御動作を実行するものであり、上記ヨーモータ７８のみならず、上記カールコード８８，８９を介して第１の支持台７１の角速度センサ７１Ａ，７１Ｂ、第２の支持台７４のピッチモータ７６とも電気的に接続され、各種制御情報等を送受する。

次に上記角速度センサ７１Ａ，７１Ｂを構成する具体的なセンサ構造について説明する。
角速度センサ７１Ａ，７１Ｂとしては、上記図４で説明したレートジャイロスコープ、あるいは図１０、図１１に示すような圧電素子や圧電セラミック振動子などによる振動型角速度センサ（振動ジャイロスコープ）を用いる。

図１０は、正三角柱の音片ジャイロスコープ１００の構成と検出回路の構成とを示すものである。
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）はその構成を示す。音片ジャイロスコープ１００は、正三角柱状のエリンバ材等よりなる恒弾性金属１０１の各側面に、矩形平板状の圧電セラミクスよりなる圧電素子１０２Ｌ，１０２Ｒ，１０２ＦＢを貼着し、各素子からピックアップ兼ドライブ端子１０２Ｌ，１０２Ｒ，１０２ＦＢを導出することで構成される。

このうち、恒弾性金属１０１の２つの圧電素子１０２Ｌ，１０２Ｒを設けた面に挟まれる頂辺をトリミング部１０４とし、該頂辺に隣り合わない、対向する面に貼着された圧電素子１０２ＦＢに接続されたピックアップ兼ドライブ端子１０２ＦＢをフィードバック端子として使用する。

図１０（Ｂ）は、圧電素子１０２Ｒを貼着した面のある右方向に音片ジャイロスコープ１００を回転させた場合の出力波形を例示するものであり、変位方向により得られる出力波形に相違を生じることを示している。

図１０（Ｃ）はこの音片ジャイロスコープ１００の検出回路の構成と各部での信号波形とを簡略化して示すものであり、各ピックアップ兼ドライブ端子１０２Ｌ，１０２Ｒ，１０２ＦＢに対して発振回路１０５、位相補正回路１０６、差動増幅器１０７、動機検波回路１０８、及び直流増幅器１０９を接続し、変位方向とその大きさに対応した電圧信号を検出出力として得る。

図１１は、セラミックバイモルフ振動子を用い圧電式の振動ジャイロスコープ１１０の構成と検出回路の構成とを示すものである。
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）はその構成を示す。振動ジャイロスコープ１１０は、図中に矢印Ｄで示す中心分極方向が相対向するように接合した２枚の平板状の圧電セラミック１１１ａ，１１１ｂに対し、上面側に溝によって２分された電極１１３ａ，１１３ｂを形成する一方で、下面側全面に電極１１３ｃを形成する。その上面側に、リードを兼ねる支持ピン１１２ａ，１１２ｂを取付ける。

このように構成された振動ジャイロスコープ１１０を用いた検出回路の構成を図１１（Ｃ）に示す。この振動ジャイロスコープ１１０に定電圧を印加し、その出力をＨＰＦ１１４、差動増幅器１１５、及びＬＰＦ１１６等により電圧信号化して得るものとなる。

上記図４等に示した機械式のジャイロスコープでは、主に高速回転するコマ（スピン）の慣性（角運動量の保持）とプリセッション運動を利用し、光ファイバジャイロスコープやリングレーザージャイロスコープ等の光ジャイロスコープでは「サニャック効果」（左回りと右回りの光路差）を利用するのに対して、上記図１０及び図１１で示した振動ジャイロスコープでは「コリオリの力」を利用する。

音叉型振動ジャイロスコープや圧電振動ジャイロスコープでは、励振している振動子の中心軸（Ｚ軸）に回転角速度ωが加わると、振動方向（Ｘ軸）に対して直角方向（Ｙ軸）にωに比例したコリオリの力ＡＦが外向きに働き、その大きさは次式で表される。すなわち、
Ｆ＝２ｍｖω …(15)
（但し、ｍ：振動子の質量、
ｖ：振動速度、
ω：中心軸周りの回転角速度。）
コリオリの力はＹ軸に発生するので、
ωＴ＝√(Ｋ₀/Ｉ₀) …(16)
（但し、Ｋ₀：ねじりステフネス、
Ｉ₀：極慣性モーメント。）
で表される捩り振動ωＴが発生し、これを圧電素子やひずみゲージを用いて検出する。

振動子の速度ｖは振幅に比例し、振幅は駆動電圧と振動子の共振時のＱ値に比例するので、高感度で検出するためには励振と検出の共振周波数を一致させたＱ値の高い振動ジャイロスコープを使うことが望ましい。

例えば、四角柱状の圧電音片型共振ジャイロスコープでは、高感度であるが、振動片と検出片の振動姿勢を崩さずに共振周波数をうまく調整することが難しく、両者のずれによる特性変化が著しく、高Ｑ値であるために応答特性も悪い、等の難点があったが上記図１０に示したような、三角柱状の音片型振動ジャイロスコープ１００では、共振型の高感度の利点を生かしながら、振動方向の稜線のトリミングにより振動姿勢や他辺に影響を与えずに共振周波数を調整できる。

三角柱の振動子には、上述した如くエリンバー等の恒弾性金属が用いられるもので、１辺がａ、長さｌ、質量ｍ、ヤング率Ｙ、密度ρの振動子の共振周波数ｆ_ｒは、
ｆ_ｒ＝(ｍ^２ａ/４πｌ^２)√(Ｙ/６ρ) …(17)
等の式で求めることができる。

図１１は、セラミックバイモルフ振動子を用いた圧電式の振動ジャイロスコープであり、他にも圧電セラミックスを用いた圧電振動ジャイロスコープ等が多数製品化されているので、上記レートジャイロスコープや図１０、図１１で示したジャイロスコープに代えて、それら振動ジャイロスコープを用いてブレの検出手段としても良い。

振動ジャイロスコープでは、上記図１０（Ｃ）あるいは図１１（Ｃ）で示したような検出回路によって、回転によって生じるコリオリの力を圧電素子により電圧信号に変換し、角速度に比例した直流電圧の形で検出することができる。

手ブレ検出では、ユーザが動かずに地面に立って撮影する場合にその周波数成分が３〜１０[Hz]である場合が多いが、ユーザが歩きながら動画等を撮影する場合には、やや高い１０〜１８[Hz]となり、列車や車輌に乗って撮影する場合には２０[Hz]程度のブレも発生するので、余裕を持って０．５〜２５[Hz]の周波数成分に対処可能とすることが望ましい。

そのため、応答性：５０[Hz]、検出範囲：±３６０[ｄｅｇ．／秒]程度の超小型センサが利用できる。

また、上記図１１（Ｃ）でも示した如く、周囲温度の変化による静止時出力の温度ドリフトを除去するために、センサ出力にカットオフ周波数ｆｃ＝０．３〜０．５[Hz]程度のＨＰＦ（ハイパスフィルタ）（１１４）を接続してＤＣ（直流）成分を除去する。

また、上記図１１（Ｃ）でも示した如く、センサ内部の２０〜２５[ｋHz]付近等の振動ノイズを除去するために、応答周波数以上の高周波成分を除去するカットオフ周波数ｆｃ＝１〜４[ｋHz]程度のＬＰＦ（ローパスフィルタ）（１１６）を接続する。

このように、手ブレによる振動をジャイロスコープにより角速度信号として検出し、マイコンで構成される上記支持台制御部９３で積分演算して角度変位に変換し、角速度及び角度変位に基づいて手ブレ補正量を決定することができる。

続いて図１２により、この防振装置７０における手ブレ量の検出とサーボ制御によるブレ補正を行なう回路構成について示す。

レートジャイロスコープあるいは上記図１０、図１１で示した圧電振動センサで構成される角速度センサ７１Ａの出力が、Ｘ軸方向の角速度検出信号として与えられる。

この信号は、増幅器１２１で増幅され、ＨＰＦ１２２及びＬＰＦ１２３を介して静止時出力の温度ドリフトと振動ノイズとが除去された後にＡ／Ｄ変換器１２４でデジタル化され、積分器１２５で積分されて角度変位量に変換された後に減算器１２６へ与えられる。

この減算器１２６にはまた、制御対象となる上記ヨーモータ７８の回転角度を検出する検出部１２７の出力がＡ／Ｄ変換器１２８でデジタル化されて減数として与えられており、その差出力がサーボ回路１２９へ出力される。

このサーボ回路１２９の出力は、加減算器１３０へ送出され、この加減算器１３０でユーザ操作による電動パン操作信号に応じた適宜加減算が実行された上でその演算結果がドライバ１３１に与えられる。このドライバ１３１が、制御対象であるヨーモータ７８を回動駆動して、手ブレ量のＸ座標成分の補正動作を実行させる。

一方、上記角速度センサ７１Ｂの出力が、Ｙ軸方向の角速度検出信号として与えられるもので、この信号は、増幅器１３２で増幅され、ＨＰＦ１３３及びＬＰＦ１３４を介して静止時出力の温度ドリフトと振動ノイズとが除去された後にＡ／Ｄ変換器１３５でデジタル化され、積分器１３６で積分されて角度変位量に変換された後に減算器１３７へ与えられる。

この減算器１３７にはまた、制御対象となる上記ピッチモータ７６の回転角度を検出する検出部１３８の出力がＡ／Ｄ変換器１３９でデジタル化されて減数として与えられており、その差出力がサーボ回路１４０へ出力される。

このサーボ回路１４０の出力は、加減算器１４１へ送出され、この加減算器１４１でユーザ操作による電動チルト操作信号に応じた適宜加減算が実行された上でその演算結果がドライバ１４２に与えられる。このドライバ１４２が、制御対象であるピッチモータ７６を回動駆動して、手ブレ量のＹ座標成分の補正動作を実行させる。

なお、上記パン／チルト操作による信号は、例えば設定スイッチ８５とカーソルキー８２ａ、エンターキー８２ｂとの組合せによりメニュー設定画面からデジタルカメラ本体１の撮影方向のパン／チルトを行なうことを選択設定することで、以後カーソルキー８２ａの操作により随時出力される。

このように、角速度センサ７１Ａ，７１Ｂの検出信号だけでなく、パン／チルトの操作信号にも対応した分だけ加減算によりピッチモータ７６またはヨーモータ７８を駆動するものとしたので、ユーザの撮影意図に応じた電動のパン／チルト操作に応じて、手ブレのみならず、電動のパン／チルト動作によるブレの影響も排除して安定した状態で撮影を続行することができる。

なお、上述した如く図８、図９及び図１２では、ピッチモータ７６とヨーモータ７８による２軸のブレ補正を行なう場合について説明したが、さらに横回転（Ｒｏｌｌ：横揺れ）方向を加えて３軸のブレ補正を行なうものとしてもよい。

また、上記実施の形態では、補正駆動を行なうアクチュエータとして図８、図９でピッチモータ７６、ヨーモータ７８等の回転運動を行なう電動モータを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、以下に示すボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、バイモルフ型のピエゾラミック・アクチュエータ、あるいは積層型の圧電アクチュエータを代わって用いるものとしてもよい。

図１３（Ａ）は、ボイスコイルモータ１５０の基本構成を示すものである。同図（Ａ）中、永久磁石１５１を内包したヨーク（継鉄）部１５２の磁界中に、コイル１５３を埋設したコイルボビン１５４を配する。

フレミングの左手の法則により磁界方向及び電流方向と垂直な方向に次式の電磁力Ｆが発生し、コイルボビン１５４を図中の矢印Ｖ方向に沿って直線的に駆動できる。すなわち、
Ｆ＝２πｒ・Ｎ・ｉ・Ｂ …(18)
となるもので、コイル１５３に流す電流の方向と大きさにより、コイルボビン１５４の移動方向と駆動加速度、変位量などを制御して、このコイルボビン１５４に連結された支持台やジンバル等を直接往復運動させ。あるいはリンク機構を介して回動動作させることができる。

その場合の精度や応答性は圧電アクチュエータよりやや劣るものの、直流モータやステッピングモータに比して応答性や駆動力に優れ、変位量も数[ｍｍ]以上と比較的大きく設定できる。

図１３（Ｂ）は、上記ボイスコイルモータ１５０の変形でリニア駆動を行なうボイスコイルリニアモータ１６０の基本構成を示すものである。同図（Ａ）中、１６１が永久磁石、１６２が永久磁石１６１を内包したヨーク及び鉄からなるステータ部であり、このステータ部１６２に対して、コイル１６３と非磁性のミラー駆動材を配したムーバー１６４を設けるもので、このムーバー１６４は図中の矢印Ｌに示す方向に駆動される。

また、図１３（Ｃ）は、バイモルフ・パラレル型のピエゾセラミックアクチュエータ１７０の構成を示すものである。このアクチュエータ１７０は、２枚の圧電セラミック１７１，１７２の間に、燐青銅やＣＦＲＰ、ステンレスなどのシム材１７３を挟み込み、各圧電セラミック１７１，１７２の端部とシム材１７３との間に電圧を印加することで、圧電セラミック１７１，１７２を撓むように曲げて図中に方向Ｄで示す如く変位させることができるものである。

図１３（Ｄ）は、このアクチュエータ１７０で両圧電セラミック１７１，１７２の分極方向Ｐを逆とするバイモルフ型であり、図１３（Ｅ）は同じく分極方向Ｐが同一のバイモルフパラレル型である。共に変位方向を矢印Ｄで示す。

例えば、バイモルフパラレル型のピエゾセラミックアクチュエータ１７０では、その変位量をＸ、発生力をＦ、共振周波数をｆｒとするともその関係は次式で表される。すなわち、
Ｘ＝３Ｖｄ_３１(ｌ/ｔ）²(１＋ｔ_ｓ/ｔ)α[ｍ] …(19)
Ｆ＝(ｗ/４)(ｔ^２/ｌ^３)ＸＹ_１１Ｄ[Ｎ] …(20)
ｆｒ＝０.１６２(ｔ/Ｌ^２)√(Ｙ_１１Ｅ/ρ)[Hz] …(21)
（但し、Ｖ：電圧、
ｌ：長さ、
ｗ：幅、
ｔ：総厚、
ｔ_ｓ：シムの厚さ
ｄ_３１：等価圧電係数、
Ｙ_１１Ｄ：開回路のヤング率、
Ｙ_１１Ｅ：閉回路のヤング率、
α：非線形補正係数(≒２)、
ρ：密度。）
図１４（Ａ）は、積層型の圧電アクチュエータ１８０を例示するもので、１８１がその素子である。同図（Ｂ）はその圧電アクチュエータ素子１８１の積層状態と変位方向とを示すもので、変位量は単層型で数[μｍ]、積層型でも０.０５[ｍｍ]程度と小さいという難点があるが、一方で駆動力が大きく、数十[μｍ]までの変位量を０.０１[μｍ]の高精度で制御することができ、応答性も１０[μ秒]レベルと非常に優れており、且つ容量型なので消費電力も少ない。

図１４（Ｃ）は、上記積層型の圧電アクチュエータ１８０を用い、テコ作用を利用した拡大機構を設けて、その微小な変位量を数倍に拡大するようにした構成例を示すものである。同図（Ｃ）で、圧電アクチュエータ素子１８１の一端が基部１８２の先端に取付けられており、同基部１８２にはまたアーム１８３が回動自在に取付けられる。

このアーム１８３の途中に上記圧電アクチュエータ素子１８１の他端が当接され、同アーム１８３の先端が駆動部１８３ａとなる。

圧電アクチュエータ素子１８１自体の微小変位ＳＤは、アーム１８３の基部１８２に取付けられた回動軸部１８３ｂを支点として圧電アクチュエータ素子１８１までの距離と、同回動軸部１８３ｂから駆動部１８３ａまでの距離との比に応じて拡大されて、図中に示す拡大変位ＬＤとなる。

なお、圧電セラミックスとしては、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）系など、発生ひずみが電場に略比例する圧電材料が用いられるが、大きな駆動電圧では強誘電体的分極のヒステリシスなどで電圧に比例しなくなる難点があり、より大きな駆動利欲を要する場合には、発生ひずみが電場の２乗に比例し、ヒステリシスもないＰＭＮ（マグネシウムニオブ酸鉛）系などの電歪材料や電歪アクチュエータ等を用いても良い。

次に、上記防振装置７０における静止画及び動画撮影時の制御動作について説明する。
図１５及び図１６は、第１の支持台７１にデジタルカメラ本体１が取付けられ、撮影を実行することが可能な状態で、主として支持台制御部９３が内部に記憶した動作プログラムにしたがって実行するものである。

その当初には電源スイッチ１８の操作に伴う電源の起動を待機し（ステップＢ０１）、電源が起動されたと判断した時点で、デジタルカメラ本体１の重量や慣性モーメントなどに応じてジャイロスコープの特性設定を行なう（ステップＢ０２）。

これは、例えば予めデジタルカメラ本体１内に記憶されているそのカメラの機種固有の各情報を上記コネクタ９４を介して支持台制御部９３が読み込むものとしてもよい。

その後、角速度センサ７１Ａ，７１Ｂで構成される振動検出部を起動し、その検出動作を開始させる（ステップＢ０３）。

続いて、計時処理を実行しながら（ステップＢ０４）、所定時間、例えば２[秒]が経過するのを判断する（ステップＢ０５）という処理を繰返すことで該所定時間が経過するのを待機し、経過した時点でも次にデジタルカメラ本体１に対して電源を起動させるための信号を送信して、デジタルカメラ本体１を起動させ、撮影の実行が可能な状態とさせる（ステップＢ０６）。

次いで静止画撮影用のオート防振モードが上記オン／オフスイッチ８６の操作により設定されているか否かを判断する（ステップＢ０７）。

ここで同モードが設定されていると判断した場合、次に上記レリーズ釦８０が半押し操作されたか否か、あるいはすでに半押し操作されているか否かを判断する（ステップＢ０８）。

すなわち、レリーズ釦８０はデジタルカメラ本体１のレリーズ釦３と同様、２段階の操作ストロークを有し、第１段階のストローク操作、所謂半押し操作状態でＡＦ（自動合焦）処理及びＡＥ（自動露出）処理を行なって合焦位置及び露出値をロックする。

しかして、上記ステップＢ０８でレリーズ釦８０が半押し操作されていないと判断した場合には、まだ静止画像の撮影には間があるものとして、次にデジタルカメラ本体１に対するズーム操作等のリモート操作をズームキー８１、カーソルキー８２ａ、エンターキー８２ｂ等のキー操作により行なったか否か判断する（ステップＢ２０）。

ここで、当該操作を行なったと判断した場合のみ、そのリモート操作に係るキー操作信号を上記コネクタ９４を介してデジタルカメラ本体１側へ送信した後（ステップＢ２１）、上記ステップＢ０７からの処理に戻る。

こうして、レリーズ釦８０の半押し操作がない間は、上記ステップＢ０７，Ｂ０８，Ｂ１９（，Ｂ２０）の処理を繰返し実行し、レリーズ釦８０の半押し操作等があるのを待機する。

そして、レリーズ釦８０の半押し操作があった場合、上記ステップＢ０８でこれを判断し、その半押し操作中の信号をデジタルカメラ本体１側へ送信した上で（ステップＢ０９）、上記角速度センサ７１Ａ，７１Ｂからの検出信号を順次時系列的に取込み、この支持台制御部９３内部のメモリに一旦記憶する（ステップＢ１０）。

次いで、この記憶した各角速度センサ７１Ａ，７１Ｂの検出結果の履歴に応じて積分演算他によりアクチュエータであるヨーモータ７８とピッチモータ７６の駆動量を算出し（ステップＢ１１）、算出した駆動量にしたがってヨーモータ７８及びピッチモータ７６を駆動制御して防振動作を実行する（ステップＢ１２）。

このヨーモータ７８及びピッチモータ７６の駆動に関しては、検出された回転角速度に対して単にそれを打ち消すように駆動量を定めると遅れを生じるため、検出時の角速度と前回検出時の角速度の差分をとって角加速度を算出し、２周期分以上の角加速度の履歴情報を用いて化減速の程度を判断し、次回検出時の予測角速度を算出する予測制御を行なうが、この予測制御の詳細は後述する図１７及び図１８において説明する。

しかして、上記防振動作を実行後、今度はレリーズ釦８０が撮影のためにフルストロークで操作される、所謂全押し操作されたか否かを判断する（ステップＢ１３）。

ここでレリーズ釦８０が全押し操作されておらず、且つ半押し操作も解除された場合には上記ステップＢ０８からの処理に戻る。

一方で、上記ステップＢ１３でレリーズ釦８０が全押し操作されたと判断した場合には、その操作信号をデジタルカメラ本体１側へ送信してデジタルカメラ本体１側での撮影動作を実行させると共に（ステップＢ１４）、本撮影に備えてデジタルカメラ本体１での振動を抑えるべく、上記角速度センサ７１Ａ，７１Ｂからの検出信号を順次時系列的に取込み、この支持台制御部９３内部のメモリに一旦記憶する（ステップＢ１５）。

次いで、この記憶した各角速度センサ７１Ａ，７１Ｂの検出結果の履歴に応じて積分演算他によりアクチュエータであるヨーモータ７８とピッチモータ７６の駆動量を算出し（ステップＢ１６）、算出した駆動量にしたがってヨーモータ７８及びピッチモータ７６を駆動制御して防振動作を実行する（ステップＢ１７）。

その後、支持台制御部９３内部のタイマーによる計時処理を行なって（ステップＢ１８）、上記デジタルカメラ本体１へ撮影のための操作信号を送信してから撮影が終了するのに充分な所定時間、例えば２[秒]が経過したか否かを判断し（ステップＢ１９）、経過していなければ上記ステップＢ１５からの処理に戻る、という処理を繰返し実行することで、ステップＢ１５〜Ｂ１９での処理により防振動作を続行しながら、撮影動作が終了す
しかして所定時間が経過し、デジタルカメラ本体１側での撮影が一旦終了した時点でステップＢ１９によりこれを判断し、次にデジタルカメラ本体１に対するズーム操作等のリモート操作をズームキー８１、カーソルキー８２ａ、エンターキー８２ｂ等のキー操作により行なったか否か判断する（ステップＢ２０）。

ここで、当該操作を行なったと判断した場合のみ、そのリモート操作に係るキー操作信号を上記コネクタ９４を介してデジタルカメラ本体１側へ送信した後（ステップＢ２１）、上記ステップＢ０７からの処理に戻る。

また、上記ステップＢ０７で静止画撮影用のオート防振モードが設定されていないと判断した場合には、次に動画撮影用のオート防振モードが設定されているか否かを判断する（ステップＢ２２）。

ここで動画撮影用のオート防振モードが設定されていると判断した場合には、次に動画撮影中であることを示す支持台制御部９３内部のフラグレジスタ（ＦＬＡＧ）がオン設定されているか否かにより、動作撮影の途中であるか否かを判断する（ステップＢ２３）。

ここでフラグレジスタがオン設定されておらず、動画撮影途中ではないと判断した場合には、上記角速度センサ７１Ａ，７１Ｂからの検出信号を順次時系列的に取込み、この支持台制御部９３内部のメモリに一旦記憶する（ステップＢ３１）。

次いで、この記憶した各角速度センサ７１Ａ，７１Ｂからの検出結果の振動量に関係なく、アクチュエータであるヨーモータ７８及びピッチモータ７６の駆動量を「０（ゼロ）」として一時的に防振動作を無効化する（ステップＢ３２）。

その後、第３の支持台７７に対するデジタルカメラ本体１の撮影方向を可変するために設定スイッチ８５とカーソルキー８２ａによるパン操作あるいはチルト操作がなされたか否かを判断し（ステップＢ３３）、なされたと判断した場合にのみ、上記ステップＢ３２で決定した駆動量「０」に代わるものとして、その操作内容に応じてヨーモータ７８またはピッチモータ７６に必要な駆動量を算出する（ステップＢ３４）。

その後、算出された駆動量に応じてヨーモータ７８及びピッチモータ７６を駆動した上で（ステップＢ３５）、第１回目のレリーズ釦８０による撮影の開始を指示する操作があったか否かを判断する（ステップＢ３６）。

ここで当該操作があったと判断した場合にのみ、その操作に対応して動画の撮影開始を指示する信号をデジタルカメラ本体１側へ送信するとともに、動画の撮影途中であることを示す支持台制御部９３内部のフラグレジスタをオン設定する（ステップＢ３７）。

その後、上記ステップＢ３７の処理の実行の有無に拘わらず、上記ステップＢ２０からの処理に進む。

また、上記ステップＢ２３でフラグレジスタがオン設定されており、動画撮影途中であると判断した場合には、上記角速度センサ７１Ａ，７１Ｂからの検出信号を順次時系列的に取込み、この支持台制御部９３内部のメモリに一旦記憶する（ステップＢ２４）。

次いで、この記憶した各角速度センサ７１Ａ，７１Ｂの検出結果の履歴に応じて積分演算他によりアクチュエータであるヨーモータ７８とピッチモータ７６の駆動量を算出する（ステップＢ２５）。

その後、撮影途中から第３の支持台７７に対するデジタルカメラ本体１の撮影方向を可変するために設定スイッチ８５とカーソルキー８２ａによるパン操作あるいはチルト操作がなされたか否かを判断し（ステップＢ２６）、なされたと判断した場合にのみ、その操作内容に応じて上記図１２中で加減算器１２６，１３７への信号により示した如く、ヨーモータ７８またはピッチモータ７６に必要な駆動量を、振動量に対する駆動量から加減算させる（ステップＢ２７）。

そして、必要により加減算したヨーモータ７８及びピッチモータ７６の駆動量に基づいてこれらを駆動制御して防振動作を実行する（ステップＢ２８）。

その後、今度は第２回目のレリーズ釦８０による撮影の停止を指示する操作があったか否かを判断する（ステップＢ２８）。

ここで当該操作があったと判断した場合にのみ、その操作に対応して動画の撮影停止を指示する信号をデジタルカメラ本体１側へ送信すると共に、動画の撮影途中であることを示す支持台制御部９３内部のフラグレジスタをオフ設定する（ステップＢ３０）。

その後、上記ステップＢ３０の処理の実行の有無に拘わらず、上記ステップＢ２０からの処理に進む。

また、上記ステップＢ２２で動画撮影用のオート防振モードが設定されていないと判断した場合には、上記ステップＢ２０からの処理に進み、デジタルカメラ本体１に対するズーム操作等のリモート操作の有無に対処する。

次に上記図１５及び図１６の動作中でも実行されていた、ブレ補正量の予測制御のサブルーチンの処理内容の詳細について図１７及び図１８を用いて説明する。

その当初には、サンプリング周期にしたがった所定時間Ｔｓの経過を待機した後に（ステップＣ０１）、上記角速度センサ７１Ａ，７１Ｂからの検出出力によりＸ，Ｙ２軸それぞれのブレ角速度「ωｉ」（＝ωｘｉ，ωｙｉ）及びブレ角度変位「θｉ」（＝θｘｉ，θｙｉ）を読込む（ステップＣ０２）。

読込んだブレ角速度「ωｉ」及びブレ角度変位「θｉ」と所定時間Ｔｓ前にすでに読込んである前回の同値「ωｉ−１」及びブレ角度変位「θｉ−１」とから角加速度「ａｉ」を算出する（ステップＣ０３）。

直前のステップＣ０２で読込んだブレ角速度「ωｉ」及びブレ角度変位「θｉ」を次回の演算のために支持台制御部９３内部のメモリに順次書込んだ後（ステップＣ０４）、その時点がブレ補正動作をオン設定した起動直後か否かを判断する（ステップＣ０５）。

ここで、ブレ補正動作をオン設定した直後であり、まだ動作が安定していない状態であると判断すると、その過渡変動期を計時するタイマを支持台制御部９３内に設定した上で（ステップＣ０６）、同内部の３つの状態フラグ、すなわち過渡変動期フラグに「１」を初期追従中フラグに「０」を、初期追従済フラグに「０」をそれぞれセットする（ステップＣ０７）。

その後、上記設定したタイマによる計時を実行し（ステップＣ０８）、設定した過渡変動期を経過したか否か判断する（ステップＣ０９）。

ここで計時値がまだ設定した過渡変動期に達していないと判断すると、過渡変動期待ちであるものとしてこのサブルーチンを一旦終了してメインルーチンにリターンと共に（ステップＣ１０）、その他の処理も同時に実行し（ステップＣ１１）、上記ステップＣ０１からの処理に戻る。

しかして、以後の上記過渡変動期にあっては、上記ステップＣ０１〜Ｃ０４を介してステップＣ０５でブレ補正動作をオン設定した直後ではないと判断すると、次いで過渡変動期中であるか否かを上記過渡変動期フラグが「１」であるか否かにより判断する（ステップＣ１３）。

この場合には同フラグが「１」であり、過渡変動期中であると判断すると、上記と同様にステップＣ０８に進んで、この過渡変動期が終了するのを待機する。

その後、上記ステップＣ０１〜Ｃ０５，Ｃ１３，Ｃ０８，Ｃ０９〜Ｃ１１の処理を繰返し実行する過程で過渡変動期が終了し、タイマの計時値が設定した値に達すると、ステップＣ０９でこれを判断し、過渡変動期フラグにあらためて「０」をセットした上で（ステップＣ１２）、上記ステップＣ１０からの処理に移行する。

図１９における時間「０(ゼロ)」からＴ_０までの期間が上記過渡変動期待ちＩに相当するするもので、図中に実線で示すのが第１の支持台７１で生じている検出ブレ角度であり、これに対して破線で示すのが補正ブレ角度である。この過渡変動期待ちＩの状態では検出したブレに対する補正がまったく行なわれていないことがわかる。

続くステップＣ０１からの処理過程では、ステップＣ０５でブレ補正動作をオン設定した直後ではないと判断し、続くステップＣ１３で過渡変動期フラグが「０」であると判断すると、次に初期追従動作中であるか否かを初期追従済みフラグが「０」であるか否かにより判断する（ステップＣ１４）。

ここで初期追従動作中であり、同フラグの内容が「０」であると判断すると、次いで初期追従動作中であるか否かを上記初期追従中フラグが「０」であるか否かにより判断する（ステップＣ１５）。

初期追従動作中であり、同フラグが「０」であると判断すると、初期追従目標の設定を行なうべく、まず現時点を輝点Ｔ_０として設定に要する追従目標時間Ｔ_ａを設定する（ステップＣ１７）。

次いで、直前の上記ステップＣ０２〜Ｃ０４で得た今回のブレ角度変位θ_０、ブレ角速度ω_０、角加速度ａ_０、前回の角加速度ａ_０−１、現在のブレ補正角θ'_０を支持台制御部９３内のメモリから読出す（ステップＣ１７）。

これら読出した内容により、時間Ｔ_ａ経過後の角速度ωｐ_ａを次式により予測算出する（ステップＣ１８）。
ωｐ_ａ＝ω_０＋(ａ_０/ａ_０−１)・ａ_０×Ｔ_ａ …(22)
こうして得た角速度ωｐ_ａにより、時間Ｔ_ａ経過後の角度θｐ_ａを次式
θｐ_ａ＝θ_０＋ωｐ_ａ×Ｔ_ａ …(23)
により算出し（ステップＣ１９）、得た角度θｐ_ａを用い、補正角度量の増分Δθ_ａを次式
Δθ_ａ＝θｐ_ａ−θ'_０ …(24)
により算出する（ステップＣ２０）。

ここから初期追従角速度ω_ａを
ω_ａ＝Δθ_ａ/Ｔ_ａ …(25)
なる式にて算出するもので（ステップＣ２１）、このようにして得た補正角度量Δθ_ａと追従角速度ω_ａに応じて、補正駆動量をブレ補正手段であるヨーモータ７８及びピッチモータ７６のためのドライバ１３１，１４２に出力する（ステップＣ２２）。

その後、初期追従中であるために初期追従中フラグに「１」をセットした後（ステップＣ２３）、目標角度「θｐ_ａ」または目標時間「Ｔ_ａ」に達したか否かを判断する（ステップＣ２４）。

ここで、これらのいずれにも達していないと判断した場合には、まだ初期追従中であるため、上記ステップＣ１０からの処理に移行する。

以後、この初期追従中にあっては、ステップＣ０１〜Ｃ０５，Ｃ１３，Ｃ１４を介してステップＣ１５で初期追従中フラグが「０」ではなく「１」であるものとして上記ステップＣ２４で目標に達したか否か判断し、達していないためにステップＣ１０からの処理に進む、という過程を繰返し実行する。

この初期追従動作中にあっては、図１９中に時間「Ｔ_０」から時間「Ｔ_０＋Ｔ_ａ」までの期間が上記初期追従動作中IIに相当するするもので、実際に生じている検出ブレ角度に対し、補正ブレ角度が急激に追従して両者が近接していることがわかる。

しかして、目標角度「θｐ_ａ」または目標時間「Ｔ_ａ」に達すると、上記ステップＣ２４でこれを判断し、初期追従済みであるものとして初期追従中フラグに「０」を、初期追従済フラグに「１」をそれぞれセットした後（ステップＣ２５）、上記ステップＣ１０からの処理に進む。

以後、連続追従動作に移行するもので、この連続追従動作においては、上記ステップＣ０１〜Ｃ０５，Ｃ１３を介してステップＣ１４で初期追従済フラグが「０」ではなく「１」であると判断した後、ブレ角度「θ_ｉ」、角速度「ω_ｉ」、角加速度「ａ_ｉ」「ａ_ｉ−１」及びその時点でのブレ補正角「θ'_ｉ」を読込む（ステップＣ２６）。

そして、前回の角加速度「ａ_ｉ」と前々回の角加速度「ａ_ｉ−１」とから、次回の予測角速度「ωｐ_ｉ」を次式
ωｐ_ｉ＝ω_ｉ＋(ａ_ｉ/ａ_ｉ−１)ａ_ｉ×Ｔ_ｓ …(26)
により算出する（ステップＣ２７）。

次いで、今回のブレ角度「θ_ｉ」と、算出した次回の予測角速度「ωｐ_ｉ」とから、次回の予測ブレ角度「θｐ_ｉ＋１」を次式
θｐ_ｉ＋１＝θ_ｉ＋ωｐ_ｉ×Ｔ_ｓ …(27)
により算出する（ステップＣ２８）。

次に上記算出した結果から、補正角度量の増分「Δθ_ｉ＋１」を次式
Δθ_ｉ＋１＝θｐ_ｉ＋１−θ'_ｉ …(28)
を用いて算出し（ステップＣ２９）、これら算出した補正角度量の増分「Δθ_ｉ＋１」、次回の予測角速度「ωｐ_ｉ」に応じて、補正駆動量をブレ補正手段であるヨーモータ７８及びピッチモータ７６のためのドライバ１３１，１４２に出力し（ステップＣ３０）、その後に上記ステップＣ１０からの処理に移行する。

以後、この連続追従動作中にあっては、ステップＣ０１〜Ｃ０５，Ｃ１３，Ｃ１４を介してステップＣ２６〜Ｃ３０で追従動作を実行し、その後にステップＣ１０からの処理に進む、という過程を繰返し実行する。

この連続追従動作中にあっては、図１９中に時間「Ｔ_０＋Ｔ_ａ」以後の期間で示す連続追従動作中IIIに相当するもので、実際に生じている検出ブレ角度に対し、補正ブレ角度がきわめて近接した値で与えられ、結果としてデジタルカメラ本体１を取り付けた第１の支持台７１ではブレの要素がほとんど影響を与えない状態で撮影を実行できることがわかる。

なお、上記図１７及び図１８で説明した制振動作制御の内容に代えて、補正駆動時のブレ補正角を記憶する手段、ないしはフォトカプラ等により補正系の補正角度（θ'ｘｉ，θ'ｙｉ）を検出する補正角度検出の手段を設けて、検出されたブレ補正角度を所定のサンプリングタイミングごとに入力し、ブレ補正角の制御信号もしくはブレ補正角の検出情報を順次記憶して、今回ブレ補正角と前回ブレ補正角とから次回の所要補正角を予測演算し、順次ブレ補正角を設定して駆動するような予測制御を行なうものとしてもよい。

さらに、上述した各種制御に対して、ブレ補正角が補正可能な限度範囲に近づくと、補正可能な範囲内もしくは中点位置に徐々に戻すセンタリング処理や復帰処理を行なう制御を付加するものとしてもよい。

このように、既存のデジタルカメラ本体１を第１の支持台７１に装着し、第３の支持台７７の右側アーム７７Ｒをグリップとして把持しながら、支持台制御部９３によりデジタルカメラ本体１ごと第１の支持台７１の姿勢角度の変位量に応じてアクチュエータであるヨーモータ７８及びピッチモータ７６による動的な制振動作を行なわせる。そのため、ジャイロスコープ自体の慣性モーメント等に頼ることなく、質量等の点でより広い範囲のデジタルカメラに対応し、手ブレ等の影響を排除してきわめて安定した状態でデジタルカメラ本体１による撮影を行なうことができる。

また、上記制振制御としては、ブレの発生に対してその時系列に追従して予測制御を行なうものとしたので、検出結果に対する応答に遅れを生じることなく、きわめて正確にブレの発生を抑制することができる。

さらに、撮影を指示するレリーズ釦８０の操作だけでなく、カメラの撮影方向を可変するパン／チルトの操作内容を加味してアクチュエータであるヨーモータ７８及びピッチモータ７６による角度姿勢の制御に反映させるものとしたので、撮像方向を上下左右に回動させるパン／チルト操作を併せて実現させることができ、ユーザにとっての使い勝手をより向上できる。

なお、上記実施の形態において、ブレの検出では、Ｘ軸周りの縦方向のピッチ回転（縦揺れ）と、Ｙ軸周りの横方向のヨー回転（偏揺）の２軸方向の角速度を、上述したレートジャイロスコープや圧電振動ジャイロスコープなどの角度センサを用いて検出するものとしたが、さらにＺ軸周りのロール回転（横揺れ）をも含めた３軸方向の角速度センサを用いても良い。

また、Ｘ軸に沿った平行移動（Ｓｗａｙｉｎｇ／左右揺れ）、Ｙ軸方向に沿った平行移動（Ｈｅａｖｉｎｇ／上下揺れ）、Ｚ軸に沿った平行移動（Ｓｕｒｇｉｎｇ／前後揺れ）などの変位速度や加速度を検出する加速度センサ等を設けて、回転角速度だけでなく、各軸に沿った平行方向の移動変位や加速度をも検出できるようにしても良い。

あるいは、検出された振動変位や加速度などに応じて、その逆方向に移動駆動するのに代えて、第３の支持台７７の振動が第１の支持台７１では軽減されるように逆位相の振動を加えるアクティブ制振動作に振動を抑えたり、動的吸振器の設定を可変制御するなど、第１の支持台７１の振動自体を動的に軽減あるいは抑制するものとしてもよい。

（第３の実施の形態）
以下本発明をデジタルカメラ用の防振装置に適用した場合を第３の実施の形態として図面を参照して説明する。

図２０は、本実施の形態に係る防振装置２００の構成を一部透視化して示すもので、１は防振対象となるデジタルカメラ本体であり、ここではその背面側から見た状態を示す。このデジタルカメラ本体１自体は、後述する底面に設けられたコネクタを介して外部からのコントロールにより撮影等の指示を行なうことができる点を除き、きわめて一般的な構成を有するものとして、その構成及び動作については説明を省略する。

本図では、このデジタルカメラ本体１で女性を被写体として撮影を待機している状態を例示するものであり、背面側のバックライト付きカラー液晶パネルで構成される表示部２にはその時点で撮影素子に継続されている画像がそのままモニタ表示され、上部右端側に設けられるレリーズ釦３を操作することでデジタルカメラ本体１単体でも撮影を実行できることは勿論である。

このデジタルカメラ本体１はその底面側にある三脚孔（図示せず）により、底辺とその右端に一体接続したアームよりなるＬ字状フレームの第１の支持台２０１に取付け固定される。

具体的には、この第１の支持台２０１の底辺２０１Ｃと（デジタルカメラ本体１背面側から見て）右側アーム２０１Ｒが一体に構成されており、該底辺２０１Ｃ下面のカメラ固定ビス２０２を回動操作することで、この底辺２０１Ｃを貫通してデジタルカメラ本体１の底面に設けられている三脚孔に螺合締結してデジタルカメラ本体１を底辺２０１Ｃに取付けることができる。

加えて、底辺２０１Ｃの上面にはコネクタ２０３が上方に向けて突出形成されるもので、デジタルカメラ本体１の底面に形成された図示しないメス型のコネクタとこのオス型のコネクタ２０３とを接続し、且つ同デジタルカメラ本体１の底面に形成された三脚孔にカメラ固定ビス２０２を螺合するようデジタルカメラ本体１を底辺２０１Ｃ上に設置した状態で、カメラ固定ビス２０２をユーザが締め付けることでデジタルカメラ本体１が第１の支持台２０１に対して取付け固定される。

この第１の支持台２０１の底辺２０１Ｃ下側が、コイルスプリング２０４，２０５及びオイルダンパー２０６により第１の支持台２０１と同様にＬ字状フレームの第２の支持台２０７の底辺２０７Ｃ上面に接続される。

また、第１の支持台２０１の右側アーム２０１Ｒの右側面も、コイルスプリング２０８，２０９及びオイルダンパー２１０により第２の支持台２０７の右側アーム２０７Ｒの左側面に接続される。

すなわち、デジタルカメラ本体１を装着した第１の支持台２０１を第２の支持台２０７に対してフローティング状態で支持するものとなる。

第２の支持台２０７の右側アーム２０７Ｒは、図示する如く第１の支持台２０１のそれに比べて横方向及び奥行き（図の紙面に垂直な）方向の各寸法が大きく設定されてユーザの右手による把持を前提としたグリップ部を形成する。

右側アーム２０７Ｒの上端面にはデジタルカメラ本体１の電源をオン／オフするための電源スイッチ２１１、デジタルカメラ本体１での撮影を指示するレリーズ釦２１２が設けられる。

また、右側アーム２０７Ｒの背面側には、ズームキー２１３その他デジタルカメラ本体１での撮影に最低限必要な各種スイッチ、釦、インジケータランプ等が適宜配設されるが、ここではそれらの記載を省略するものとする。

さらに、ここでは図示しない右側アーム２０７Ｒの下端面からこの防振装置２００の動作電源となる電池２１４が着脱可能となるもので、この電池２１４の供給する電力は右側アーム２０７Ｒ内に設けられる支持台制御部２１５に送られて、この支持台制御部２１５から他の各回路へ適宜必要な電力が分配される。

また、第２の支持台２０７と第１の支持台２０１とが充分にコード長をとったカールコード２１６により電気的に接続され、上記支持台制御部２１５からの制御信号がこのカールコード２１６、上記コネクタ２０３を介してデジタルカメラ本体１まで伝送される。

図２１は、上記防振装置２００のデジタルカメラ本体１を装着した第１の支持台２０１とこれを支持する第２の支持台２０７との構成を簡略化して示すものである。
同図（Ａ）では、第１の支持台２０１の底辺２０１Ｃと第２の支持台２０７の底辺２０７Ｃとを接続するコイルスプリング２０４，２０５を弾性体Ｋ１、オイルダンパー２０６を減衰器Ｃ１として表している。

同様に、第１の支持台２０１の右側アーム２０１Ｒと第２の支持台２０７の右側アーム２０７Ｒとを接続するコイルスプリング２０８，２０９を弾性体Ｋ２、オイルダンパー２１０を減衰器Ｃ２として表している。

図２１（Ｂ）は、同図（Ａ）の支持構造をより簡略化したモデルを示すものであり、第２の支持台２０７でなる基台Ｂ上に、デジタルカメラ本体１及び第１の支持台２０１でなる質量ｍの支持物Ｓが弾性体Ｋと減衰器Ｃにより支持された状態を示す。

ここで弾性体Ｋは、上記コイルスプリング２０４，２０５とコイルスプリング２０８，２０９をそれぞれの支持方向等を勘案して合成した総合体としての値である。同じく減衰器Ｃも、オイルダンパー２０６とオイルダンパー２１０をそれぞれの支持方向等を勘案して合成した総合体としての値である。

なお、上記図２０では弾性体としてコイルスプリングを用いる場合を例示したが、本発明ではこれに限ることなく、他に積層ゴム、空気バネ、防振ゴム等を用いるものとしてもよい。

さらに減衰器としても、オイル（油圧式）ダンパーなど油や液体の粘弾性やスクイズ効果、剪断ロス等を利用したものに限らず、エアダンパー等の空気や気体のスクイズ効果や圧縮・膨張効果を利用したもの、さらにはゴムや「αＧＥＬ（アルファゲル）（登録商標）（シリコンを主原料とする柔らかいゲル状素材）」等の緩衝材、内部摩擦を利用した防振ゴムや制振ゴム等、もしくは固体の摩擦抵抗や材料のヒステリシスを利用したもの、磁気による渦電流損失を利用した非接触式のものなど、各種の減衰機構を考えることができる。

上記のような弾性体Ｋと減衰器Ｃとの組合せにより、ユーザの手ブレ等による振動が制振対象であるデジタルカメラ本体１及びこれを取り付けた第１の支持台２０１にでき得る限り伝達しないようにする。

具体的にこの防振装置２００では、
１ａ）第１の支持台２０１の質量（慣性要素）もしくは弾性体Ｋ及び減衰器Ｃの値を適宜値に設定することにより、手ブレ等による第２の支持台２０７の約２〜２０[Hz]帯の振動がデジタルカメラ本体１及び第１の支持台２０１の共振点を避けて振動するようにする。
１ｂ）第２の支持台２０７と第１の支持台２０１との間に、弾性体Ｋ及び減衰器Ｃを設けて、過渡振動や定常振動の振幅が小さくなり、且つ振動伝達度も小さくなるようにする。
という２つの要素を実現させるものとする。

しかるに、カメラの支持台に振動伝達経路を遮断あるいは絶縁する除振装置を設ける場合には、
２ａ）機器に手ブレや周囲環境からの振動が伝わらないように、ダンパーやゴムなどの減衰要素を増加させる、などして、振動伝達率及びコンプライアンス特性（周波数応答特性）などが所望の振動数領域で極力小さくなるようにする。
２ｂ）第２の支持台２０７から第１の支持台２０１への伝達経路で、手ブレによる振動が遮断されるように、手ブレの振動数領域での振動絶縁性を考慮した設計をする。

以下に、振動高額理論における防振技術、制振技術を用いて、カメラの手ブレによる振動自体を軽減もしくは抑える方法について概略を説明する。
「ユーザの手・腕と第２の支持台２０７」からなる基台と、それに載置され、あるいはぶら下がっている制振対象の「第１の支持台２０１とデジタルカメラ本体１」とを考え、基台側で手ブレによる振動などの外力が加わり、制振対象に伝わって振動すると考えると、１自由度系の強制振動として簡略化したモデルとして考えることができる。

このとき、第２の支持台２０７が振動した場合でも、第１の支持台２０１及びデジタルカメラ本体１の振動が軽減もしくは減衰させる、もしくは振動の伝達を絶縁する、よれが大きくならない構造にする、等ができれば、デジタルカメラ本体１の振動や揺れを軽減し、もしくは抑えることができる。

振動系が外力を受けないで行なう振動（自由振動）は、振動系の特性のみに依存しているが、外力の影響下にある振動（強制振動）は、振動系の特性と外力の双方に依存する。

振動系に減衰が作用しないか、あるいは作用しても微小である場合には、減衰要素ｃ＝０として、質量（慣性要素）ｍと弾性要素ｋとからなる振動系でモデル化することができ、系は一定の振幅と固有の振動数で持続的に振動する（固有振動）。

このときも質量ｍが下方にｘだけ変位するとき、運動方程式は
ｍｘ¨＋ｋｘ＝０ …(29)
となり、この式（２９）の両辺をｍで割ると、
ｘ¨＋ω_ｎ ^２ｘ＝０ …(30)
（但し、ω_ｎ：固有角振動数(＝√(ｋ/ｍ)[rad./秒])、
ｋ：バネ定数[Ｎ/ｍ]、
ｍ：質量[ｋｇ]。）
上記式（３０）の解は、振幅Ａのとき、
ｘ(ｔ)＝Ａ・cos(ω_ｎｔ−φ) …(31)
の形の調和振動波形となるもので、このときの固有振動数は
ｆ_ｎ＝ω_ｎ/２π＝(1/2π)√(ｋ/ｍ)[Hz] …(32)
となる。
一方、振動系が質量ｍやバネ定数ｋと共に、流体の粘性抵抗によるダンパー（減衰器）などの減衰要素を設けると、時間超過につれて減衰する調和振動となる。

（但し、ζ：減衰比(＝ｃ/２√(ｍｋ)＝ｃ/ｃ_ｎ)、
ｃ_ｎ：臨界減衰係数(＝２√(ｍｋ))、
ｃ：限界係数、
ω_ｎ：固有角振動数(＝√(ｋ/ｍ)[rad./秒])。

上記式（３３）の解を「ｘ＝ｅ^ｓｔ」と置くと、
ｓ^２＋２ζω_ｎｓ＋ω_ｎ ^２＝０ …(36)
で表される特性方程式となり、その特性根は
ｓ_１，ｓ_２＝−ζω_ｎ±√(ζ^２−１)・ω_ｎ、 …(37)
ζ＞１（過減衰）の場合は、ｓ_１，ｓ_２は共に負、
ζ＝１（臨界減衰）の場合は、ｓ_１＝ｓ_２（重根）、
０＜ζ＜１の場合は、ｓ_１，ｓ_２は複素数となり、
ｓ_１，ｓ_２＝−ζω_ｎ±ｊ・ω_ｄ、
（但し、ω_ｄ＝√(１−ζ^２)・ω_ｎ。）
また、一般解は、
ｘ(ｔ)＝ｅ^{−ζωｎｔ}(ｃ'_１・ｅ^ｊωｄｔ＋ｃ'_２・ｅ^{−ｊωｄｔ})
…(38)
となり、オイラーの公式
「ｅ^ｊθ＝cosθ＋ｊ・sinθ」を用いると、
ｘ(ｔ)＝ｅ^{−ζωｎｔ}(Ｃ_１・cosω_ｄｔ＋Ｃ_２・sinω_ｄｔ)
＝Ｘ・ｅ^{−ζωｎｔ}・cos(ω_ｄｔ−φ) …(39)
となり、粘性減衰を有する自由振動は、時間と共に振幅が指数関数的に減少する調和は系（減衰調和波形）となる。

上記の特性根ｓ_１，ｓ_２を複素平面上で表すと、図２２に示すようになるもので、互いに複素共役の根ｓ_１とｓ_２は、実軸Ｒｅ（ｘ）に関して上下対称の位置になる。（出所：清水信行他著「機械工学」共立出版、１９８８より）
固有角振動数ω_ｎが一定の曲線は半径が一定の円となり、振動数が大きいほど半径の大きな円となる。また、減衰比ζが一定の曲線は、原点から発する放射状の直線となり、減衰比ζが大きいほど左に傾斜する直線となる。

i) 右半平面上に特性根があるときは、負の減衰（−１＜ζ＜０）を有する不安定な系となり、振動は時間と共に増大する。このため、振動を抑えるには、少なくとも特性根が左半平面上にある必要がある。
ii) 特性根が虚軸Ｉｍ（ｙ）上にあるとき（実数部＝０）、系の振動は調和振動波形となる。
iii) 特性根が左半平面で、虚軸Ｉｍ（ｙ）から左に傾斜する直線上にあるとき（０＜ζ＜１）は、減衰振動波形となる。
iv) 特性根が左半平面で、実軸Ｒｅ（ｘ）上にあるとき（虚数部＝０）、振動は単調な減衰波形となる。

図２３（Ａ）は、上記図２１（Ｂ）でも示したモデルであり、その運動方程式を

に示す。種々の防振材料の伝達特性を同図（Ｂ）に示す。
上記１自由度振動系の質量に外力「ｆ(ｔ)＝Ｆ_０sinωｔ」が作用する場合、運動方程式は

となる。
この解は、自由振動の一般解と外力に対する定常振動の特解ｘ_ｐ（ｔ）との和となり、
ｘ(ｔ)
＝exp{−ζω_ｎｔ}(Ｃ_１・cosω_ｄｔ＋Ｃ_２・sinω_ｄｔ)
＋ｘ_ｐ(ｔ) …(45)
であって、上記式（４５）右辺の第１項は自由振動の減衰振動、同第２項は強制振動の調和振動で、自由振動と強制振動とが共存する過渡振動波形となる。

外力が調和入力の場合には、定常振動を表す特解ｘ_ｐ（ｔ）は同じ振動数の調和応答となり、
ｘ_ｐ(ｔ)＝Ａ・sin(ωｔ−φ) …(46)
の形となる。このとき、振幅Ａ及び位相φはそれぞれ次式
Ａ＝Ｆ_０/ｍ√{(ω_ｎ ^２−ω^２)^２＋(２ζω_ｎω)^２}
＝(Ｆ_０/ｋ)/√{(１−λ^２)^２＋(２ζλ)^２} …(47)
φ＝tan^−１{２ζω_ｎω/(ω_ｎ ^２−ω^２)}
＝tan^−１{２ζλ/(１−λ^２) …(48)
（但し、ω：外力の角振動数、
ω_ｎ：固有角振動数(＝√(ｋ/ｍ)[rad./秒]、
λ：振動数比、
ζ：減衰比(＝ｃ/２√(ｍｋ))。）
図２４（Ａ）に、上記減衰比ζをパラメータにして、振動数比λ（＝ω_ｎ/ω）を横軸に、振幅Ａ／ｘｓｔを縦軸にとった共振曲線を示す。また、図２４（Ｂ）に横軸は上記図２上（Ａ）と同様で、縦軸に位相差φをとった位相曲線を示す。

これらの特性図により、振動数比λ＝１に近く、入力の振動数が系の固有角振動数ω_ｎの近くでは振幅Ａが大きくなり、減衰比ζが√２／２＝約０．７０７よりも小さい場合には、曲線は共振点でピークを持つ共振現象を示すことがわかる。

また位相差φは、入力振動数が小さいときに０に近く、λ＝１、すなわちω_ｎ＝ωのときに９０度となり、入力振動数が共振振動数より大きい場合には１８０度近くの位相差となることがわかる。

上記式（４７）で示した振動系の定常振動の振幅Ａを、振動数比λ＝ω/ω_ｎで微分して、極大値をとる共振角振動数ω_０を求めると、
変位応答の共振角振動数は
ω_０＝√(１−２ζ^２)・ω_ｎ …(49)
同じく、速度応答の共振点はω_０＝ω_ｎ …(50)
また、加速度応答の共振点はω_０＝ω_ｎ/√(１−２ζ^２)
…(51)
となる。時間軸に対する変位応答の共振曲線の例を図２５に示す。

すなわち図２５（Ａ）が、横軸に確信同数ω、縦軸に変位をとって示す共振曲線を例示するものであり、同曲線中のＢ〜Ｅの各位置における時間に対する変位量の特性を図２５（Ｂ）〜（Ｅ）に示す。

上記定常振動の振幅Ａは、共振点に近いω≒ω_ｎ（λ＝ω/ω_ｎ≒１）のとき、近似的に
Ａ＝(Ｆ_０/ｋ)/２ζ＝Ｆ_０/ｃω_ｎ …(52)
となる。つまり、共振点近くの振動の大きさは減衰係数ｃによって決まり、ｃを２倍にすると振幅Ａのピークは１／２になる。

したがって、共振振動数に近い振動数の振幅を下げるためには、上記図２４で示した共振曲線、あるいは大きな粘性減衰を付加するほど制振効果が大きい。手ブレなど外部からの加振力の振動数が共振振動数に高い振動数を含む場合には、減衰係数ｃがある程度大きな減衰要素を付加しておくことで、手ブレによる揺れを大きく軽減できる。

ここで、具体的に弾性要素とそれに付加する減衰要素の構成を図２６乃至図２８に示す。

図２６（Ａ）は、弾性材の構成例を示すもので、ここでは上記図２１、図２３と同様に弾性材としてのバネを電気回路記号の「抵抗」及び「可変抵抗」に模してモデル化している。

図２６（Ｂ）乃至（Ｄ）はいずれも具体的な金属バネを用いた構成例である。図２６（Ｂ）はコイルスプリングによる圧縮バネ２２１を示すものであり、本実施の形態では上記図２０でもこの種の圧縮バネ２２１を用いた場合を場合を例示している。

また、図２６（Ｃ）はコイルスプリングによる引っ張りバネ２２２を示すものであり、上記図２０に示したように弾性体のみを直接第１の支持台２０１と第２の支持台２０７間に直接取付けるような本実施の形態ではそのまま使用することは考えられないが、後述するリンク機構等を用いることで実用化できる。

図２６（Ｄ）は、上記図２６（Ｂ）で示した圧縮バネ２２１と、調整ねじ２２３ａにより内容積（圧力）を可変できる空気バネ２２３とを同軸的に組合わせてその弾性を調整可能とした構成を示すものであり、圧縮バネ２２１と意図的にバネ係数ｋの異なる空気バネ２２３を用いることにより、圧縮バネ２２１だけでは吸収できない振動等に対処することができる。

図２７（Ａ）は、減衰要素と組み合わされる弾性材の構成例を示すもので、ここでは上記図２１、図２３と同様に減衰器としてのオイルダンパーをシリンダとピストンを簡略化した記号でモデル化している。

図２７（Ｂ）は、一般的なオイルダンパー２３０の構成を示すもので、オイル２３１を封入したシリンダ２３２に対し、一体に構成されたピストン２３３及びピストンロッド２３４が取付けられている。

ピストンにはオリフィス２３５，２３５と称される複数のオイル２３１の通路が形成され、且つその通路の各開口にオイル２３１の通過方向を規制するリーフバルブ２３６，２３６，‥‥が設けられる。

しかして、オイル２３１自体の粘性と上記オリフィス２３５，２３５の開口面積及び上記リーフバルブ２３６，２３６，‥‥の柔軟性等によって、シリンダー２３２に対するピストン２３３及びピストンロッド２３４の伸び側、及び縮み側の減衰特性を設定することができる。

また、図２７（Ｃ）は、上記図２７（Ｂ）の構成に、調整ねじ２３７の突出量で流動量を調整可能なバイパス路２３８を形成したものである。上記オリフィス２３５，２３５での流動抵抗に比してバイパス路２３８の同抵抗が非常に小さいものとなるため、調整ねじ２３７の操作でバイパス路２３８の流動量を任意調整することにより、オイルダンパー２３０全体としての減衰量係数を可変設定できる。

続く図２８は、弾性要素と減衰要素とを組み合わせた構成例を示すもので、図２８（Ａ）は上記図２６（Ａ）及び図２７（Ａ）で示した記号を並列接続したモデル図として示している。

図２８（Ｂ）は、上記図２６（Ｃ）の引っ張りバネ２２２と上記オイルダンパー２３０
とをひし形板パンタグラフ状のリンク機構２４０の横方向に装架した場合を示す。

同リンク機構２４０の上端及び下端が上記第１の支持台２０１及び第２の支持台２０７への取付け部２４１，２４１，…と回動自在に連結される。

第１の支持台２０１及びデジタルカメラ本体１による加重でその上下の間隔が圧縮されるように力がかかることで、リンク機構２４０によって引っ張りバネ２２２の両端を引っ張る力がかかるもので、このリンク機構２４０の伸縮に伴う振動をオイルダンパー２３０が減衰させる。

図２８（Ｃ）は、上記圧縮バネ２２１とオイルダンパー２３０とを同軸的に組込んで一対の各有底筒状のケーシング２５１，２５２内に納めた状態を例示するものである。
圧縮バネ２２１が外部に露出しないために、外観を損ねることがなく、またユーザの袖口など衣類の端部等が挟み込まれてしまうのを未然に防ぐこともできる。
以上に具体構成を例示した弾性要素及び減衰要素に関しては、装着するデジタルカメラ本体１の質量や慣性モーメントなどに応じて、バネ定数ｋ及び減衰係数ｃを適正な値とするべく適宜選定することが必要とされるものであり、上記図２６（Ｄ）及び図２７（Ｃ）に示すようにそれらの特性値を任意に調整、可変する機構を有したものとすることが望ましい。

次いで、上記図２４（Ａ）で示した確振動数比に対する振幅の特性に関し、共振点をずらす場合について説明する。
図２９（Ａ）は、角振動数に対する変位量から共振曲線を示すもので、質量ｍ＝１[ｋｇ]、減衰係数ｃ＝２０[ｋｇ/ｓ]、バネ定数（弾性係数）ｋ＝１０[ｋＮ/ｍ]、Ｆ_０＝１０[Ｎ]における変位量を図中に実線で示す。これに対し、他の条件は同じで減衰係数ｃ＝４０[ｋｇ/ｓ]とした場合の同変位量を図中に破線で示す。

また、上記図２９（Ａ）では減衰係数ｃを変化させた場合について例示したが、図２９（Ｂ）では上記図２９（Ａ）の実線で示した条件から、バネ定数ｋ＝２０[ｋＮ/ｍ]とした場合の同変位量を破線で、ｋ＝５[ｋＮ/ｍ]とした場合の同変位量を一点鎖線でそれぞれ示す。

このように、外力の振動数が振動系の固有振動数に比して小さい領域では、バネ定数ｋの影響が大きく、バネ定数ｋを大きく（バネを堅く）すると振動振幅を小さくすることができるが、固有振動数に比して振動数が大きい外力に対してはバネ定数の効果は小さいか、または逆効果になる。

また、バネ定数ｋを大きくすると、振動系の固有振動数、共振振動数共にピーク値を高い方へ、反対にバネ定数ｋを小さくすると、振動系の固有振動数、共振振動数共にピーク値を低い方へそれぞれシフトさせることができる。

図２９（Ｃ）では、上記図２９（Ａ）の実線で示した条件から質量ｍ＝２[ｋｇ]とした場合の同変位量を破線で示す。

外力の振動数が振動系の固有振動数に比して大きい領域では、質量ｍの影響が大きく、質量ｍを大きく（重く）すると振動振幅を軽減することができるが、逆に振動数が小さい外力に対しては質量増加による振動軽減の効果は少ない。また、質量ｍを大きくすると振動系の固有振動数、共振振動数共にピーク値を低い方へ、反対に質量ｍを小さくすると、振動系の固有振動数、共振振動数共にピーク値を高い方へそれぞれシフトさせることができる。

このように、減衰係数ｃ、バネ定数ｋ、及び質量を適切に付加、もしくは調整することにより、手ブレ等による外力の振動数に対して振動系の共振点をずらし、外力の振動による影響を軽減することができる。

スチル（静止画）撮影における手ブレでは、振動周波数ｆ＝３〜１０[Ｈｚ]、角振動数ω＝２πｆ＝１８〜６３[ｒａｄ．/ｓ]程度、また特にユーザが歩きながら、あるいは乗り物上での動画撮影では上記ｆ＝１０〜２０[Ｈｚ]、ω＝６３〜１２６[ｒａｄ．/ｓ]程度のブレが多いので、系の固有角振動数ω_ｎもしくは共振角振動数ω_０が約１５[ｒａｄ．/ｓ]より低いか、あるいは約１３０[ｒａｄ．/ｓ]より高くなるように共振周波数を調整すればよい。

次に図３０により振動の伝達率を積極的に下げる設定について説明する。
同図（Ａ）は、振動系のモデルを示すものである。一部を図示する如く、
制振対象の質量：ｍ、
バネ定数：ｋ、
減衰係数：ｃ、
絶対変位応答：ｘ、
地動変位外乱：ｘ₀、
相対変位応答：ｙ＝ｘ−ｘ₀、
目標位置：ｒ、
直動外乱力：ｆ、
固有振動比：λ＝ω/ω_ｎ、
減衰比：ζ＝ｃ/ｃ_ｎ、
とするときの、図３０（Ｂ）に振動伝達関数を、図３０（Ｃ）にコンプライアンス（周波数応答特性）関数を、そして図３０（Ｄ）に位置決めゲイン関数をそれぞれ示す。

振動伝達関数ｘ/ｔ_０は次式
ｘ/ｔ_０＝{ｊｘω＋ｋ}/{−ｍω^２＋ｊｃω＋ｋ}
＝{１＋ｊ２ζλ}/{１−λ^２＋ｊ２ζλ} …(53)
となり、図３０（Ｂ）中に破線で示すように減衰ｃの値を増加することでピーク値を抑えると共により高い周波数側での特性を改善することができる。

コンプライアンス関数ｘ/ｆは次式
ｘ/ｆ＝１/{−ｍω^２＋ｊｃω＋ｋ}
＝１/{１−λ^２＋ｊ２ζλ} …(54)
となり、図３０（Ｃ）中に破線で示すように減衰ｃの値を増加することでピーク値を抑えることができる。

位置決めケイン関数ｙ/ｒは次式
ｙ/ｒ＝{ｊｃω＋ｋ}/{−ｍω^２＋ｊｃω＋ｋ}
＝{１＋ｊ２ζλ}/{１−λ^２＋ｊ２ζλ} …(55)
となり、図３０（Ｄ）中に破線で示すように位置決めゲインを増加することで特性値をより高い周波数側にシフトすることができる。

一般に振動の伝達経路の構成を変更することで、振動伝達率を下げ、あるいは振動エネルギーの流入を遮断／絶縁すると、振動を低減することができる。
装置に調和的な外力「ｆ(ｔ)＝Ｆ_０sinωｔ」が加わる場合の１自由度系の指示部である基礎への振動の伝達を考えると、運動方程式は、

となる。このとき、基礎の振幅Ｕに対する定常応答ｘ(ｔ)の振幅Ｘの比である変位の伝達率「Ｔｄ（＝Ｘ/Ｕ）」は、
｜Ｔ_ｄ｜＝
√{１＋(２ζλ)^２}/√{(１−λ^２)^２＋(２ζλ)^２}
…(64)
となり、上述した装置から基礎への力の力の伝達率Ｔ_ｆは、基礎から装置への変位の伝達率Ｔ_ｄに等しく、振動伝達率Ｔ_ｖはＴ_ｖ＝｜Ｔ_ｆ｜＝｜Ｔ_ｄ｜となるので、上記式（６４）で表される。

図３１に、減衰比ζをパラメータにして横軸を振動数比λ、縦軸を振動伝達率Ｔ_ｖにとった特性を示す。同図より、
振動数比λの値が√２以上の値では、振動伝達率は１以下となり、振動が絶縁される。この絶縁効果は、振動数比λが大きいほど顕著になる。外力による加振振動数よりも振動系の振動数をできるだけ下げるのが望ましい。すなわち、外力による手ブレの振動数が３〜１０[Ｈｚ]、ω＝２πｆ＝１８〜６３[ｒａｄ．/ｓ]のとき、第１の支持台２０１とデジタルカメラ本体１との固有振動数ω_ｎを
「ω_ｎ≦ω/√２＝１３〜４４[ｒａｄ．/ｓ]」
となるように調整すればよい。

振動数比λの値が√２以上の範囲では、上述した共振点付近とは異なり、減衰比ζの値が小さいほど、絶縁効果が大きくなる。
特に、防振ゴムなどのように減衰が小さく、ζ＝０（不減衰）と見なせる場合には、
｜Ｔ_ｖ｜＝｜１/(１−λ^２)｜ …(65)
と見なせるので、式中の振動数比「１−λ^２」を極力大きく、すなわち振動系の固有振動数ω_ｎを外力のωからできる限り離す（低くする）ことで振動を絶縁できる。

また、上述の減衰作用のない振動系では、振幅の最大変位ｘと静的たわみｘ_ｓｔ（＝Ｆ_０/ｋ）との比で表されるので、振動伝達率ｘ/ｘ_ｓｔは
ｘ/ｘ_ｓｔ＝ｘ/(Ｆ_０/ｋ)＝ｋｘ/Ｆ_０ …(66)
となり「バネの力／外部加振力」となる。

この振動伝達率を０、もしくは小さくできれば、振動が伝わらないものとすることができる。また、外力の振動数ωが√２ω_ｎより小さい領域では振動伝達率は１より大きくなり、バネは振動を下げる効果を奏さないので、振動系の振動数ω_ｎを、外部加振力の振動数ωに比較して非常に低く設定する必要がある。 つまり、
ω_ｎ＝√(ｋ/ｍ)＜＜ω/√２ …(67)
となるのが望ましく、そのためにはバネ定数ｋと減衰係数ｃを共に小さくすればよい。

しかし、減衰係数ｃをあまり小さくしすぎると、過渡振動時の安定性が悪化するので、絶縁性と過渡特性のバランスを考慮する必要がある。例えば、共振点での減衰も考慮し、減衰係数ζ＝ｃ/２√(ｍｋ)＝０．５としたとき、振動伝達率を１／２以下にするためには、
Ｔ_ｖ＝√(１＋λ^２)/√{(１−λ^２)^２＋λ^２}≦1/2
より、「λ^４−５λ^２−３≧０」となって、これを満足するλは
λ≧√{(５＋√３７)/２}＝２.３５
となり、
λ＝ω/ω_ｎ＝ω/√(ｋ/ｍ)≧２.３５
ｋ≦ｍ(ω/２.３５)^２
を満足する用にバネ定数ｋを小さく設定すれば良い。
また、このときζ＝ｃ/２√(ｍｋ)＝０．５としたので、減衰係数ｃ＝√(ｍｋ)に設定すればよい。

例えば、小型カメラの本体質量１５０[ｇ]、第１の支持台２０１の質量が５０[ｇ]として、ｍ＝２００[ｇ]、外力による手ブレの振動周波数ｆ＝３〜１０[Ｈｚ]とした場合に、減衰係数ζ＝０.５、且つ振動伝達率Ｔ_ｖを１／２以下とするためには、
ω＝２πｆ＝１８.８〜６２.８[rad./s]
ｋ≦ｍ(ω/２.３５)^２＝０.２×(１８.８/２３.５)^２
＝１２.８[ｋＮ/ｍ]
ｃ＝√(ｍｋ)＝√(０.２×１２.８)＝１．６[ｋｇ/ｓ]
となるように設計すればよい。

このように上記実施の形態では、第１の支持台２０１の質量もしくは弾性部材であるバネ、減衰部材であるダンパー等を調整して、手ブレによる第２の支持台２０７の振動が、デジタルカメラ本体１及び第１の支持台２０１の共振点を避けて振動するようにするか、もしくは第２の支持台２０７と第１の支持台２０１との間に防振部材を設けて、過渡振動や定常振動の振幅が小さくなるようにし、第２の支持台２０７から第１の支持台２０１への振動伝達率を下げるか、振動を遮断するような構造としたので、比較的に簡易な構成で、既存のカメラ等を着脱可能に装着できる携帯型の防振装置を実現できる。

また、従来の手ブレ等による像ブレを補正する構造に比して、カメラ本体の揺れ自体を軽減し、あるいは手ブレがカメラ本体に伝達するのを抑制するので、色収差等の不具合が発生することもない。

さらに、弾性部材のバネ定数や減衰部材の減数係数を上記図２６、図２７等のように調整可能な機構を設けることで、装着するカメラの質量や、例えば静止画像を撮影するのか動画を撮影するのか、等といった撮影環境にも対応し、ユーザが任意に最適な防振状態に調整することができる。

（第４の実施の形態）
以下本発明をデジタルカメラ用の防振装置に適用した場合を第４の実施の形態として図面を参照して説明する。
図３２は、本実施の形態に係る防振装置２７０の構成を一部透視化して示すもので、ここで防振対象となる既存のデジタルカメラ本体については特にその図示を行なわない。

すなわち、本図は装着するデジタルカメラ本体の背面側から見た防振装置２７０の構成を示すもので、デジタルカメラ本体は、外部からのコントロールにより撮影等の指示を行なうことができる点を除き、きわめて一般的な構成を有するものとして、その図示と構成及び動作についての説明を省略するものである。

しかるにも図示しないデジタルカメラ本体に対し、その底面側にある三脚孔により、底辺とその右端に一体接続したアームよりなるＬ字状フレームの第１の支持台２７１に取付け固定される。

具体的には、この第１の支持台２７１の底辺２７１Ｃと（デジタルカメラ本体背面側から見て）右側アーム２７１Ｒが一体に構成されており、該底辺２７１Ｃ下面のカメラ固定ビス２７２を回動操作することで、この底辺２７１Ｃを貫通してデジタルカメラ本体の底面に設けられている三脚孔に螺合締結してデジタルカメラ本体を第１の支持台２７１に取付けることができる。

加えて、底辺２７１Ｃの上面にはコネクタ２７３が上方に向けて突出形成されるもので、デジタルカメラ本体の底面に形成された図示しないメス型のコネクタとこのオス型のコネクタ２７３とを接続し、且つ同デジタルカメラ本体の底面に形成された三脚孔にカメラ固定ビス２７２を螺合するようデジタルカメラ本体を底辺２７１Ｃ上に設置した状態で、カメラ固定ビス２７２をユーザが締め付けることでデジタルカメラ本体が第１の支持台２７１に対して取付け固定される。

この第１の支持台２７１の底辺２７１Ｃ下側が、コイルスプリング２７４，２７５及びダンパー２７６により第１の支持台２７１と同様にＬ字状フレームの第２の支持台２７７の底辺２７７Ｃ上面に接続される。

加えて底辺２７１Ｃ下面には、ダイナミックダンパー２７８が懸装される。このダイナミックダンパー２７８は、一対のコイルスプリング２７８ａ，２７８ｂ及びダッシュポット（粘性減衰器）２７８ｃによりウェイト２７８ｄをつり下げた形で装備する。

また、第１の支持台２７１の右側アーム２７１Ｒの右側面も、コイルスプリング２７９，２８０及びダンパー２８１により第２の支持台２７７の右側アーム２７７Ｒの左側面に接続される。

すなわち、デジタルカメラ本体を装着するための第１の支持台２７１を第２の支持台２７７に対してフローティング状態で支持するものとなる。

第２の支持台２７７の右側アーム２７７Ｒは、図示する如く第１の支持台２７１のそれに比べて横方向及び奥行き（図の紙面に垂直な）方向の各寸法が大きく設定されてユーザの右手による把持を前提としたグリップ部を形成する。

右側アーム２７７Ｒの上端面には装着するデジタルカメラ本体の電源をオン／オフするための電源スイッチ２８２、デジタルカメラ本体での撮影を指示するレリーズ釦２８３が設けられる。

また、右側アーム２７７Ｒの背面側には、ズームキー２８４その他デジタルカメラ本体での撮影に最低限必要な各種スイッチ、釦、インジケータランプ等が適宜配設されるが、ここではそれらの記載を省略するものとする。

さらに、右側アーム２７７Ｒの下端面からこの防振装置２７０の動作電源となる電池２８５が着脱可能となるもので、この電池２８５の供給する電力は右側アーム２７７Ｒ内に設けられる支持台制御部２８６に送られて、この支持台制御部２８６から他の各回路へ適宜必要な電力が分配される。

また、第２の支持台２０７と第１の支持台２０１とが充分にコード長をとったカールコード２８７により電気的に接続され、上記支持台制御部２８６からの制御信号がこのカールコード２８７、上記コネクタ２７３を介して、第１の支持台２７１に装着されるデジタルカメラ本体まで伝送される。

なお、上記第１の支持台２７１を支持する第２の支持台２７７との接続構成は、上記図中に破線で示すカバーＣＶにより第２の支持台２７７側からその大部分が被覆され、外観上は隠されるものとなる。

図３３は、上記防振装置２７０のデジタルカメラ本体１を装着した第１の支持台２７１とこれを支持する第２の支持台２７７との構成を簡略化して示すものである。
同図（Ａ）では、第１の支持台２７１の底辺２７１Ｃと第２の支持台２７７の底辺２７７Ｃとを接続するコイルスプリング２７４，２７５を弾性体Ｋ１、ダンパー２７６を減衰器Ｃ１として表している。

加えて、ダイナミックダンパー２７８を構成するコイルスプリング２７８ａ，２７８ｂを弾性体ｋ、ダッシュポット２７８ｃを減衰器Ｃ１、ウェイト２７８ｄを重りｍとして表す。

同様に、第１の支持台２７１の右側アーム２７１Ｒと第２の支持台２７７の右側アーム２７７Ｒとを接続するコイルスプリング２７９，２８０を弾性体Ｋ２、ダンパー２８１を減衰器Ｃ２として表している。

図３３（Ｂ）は、同図（Ａ）の支持構造をより簡略化したモデルを示すものであり、第２の支持台２７７でなる基台Ｂ上に、デジタルカメラ本体１及び第１の支持台２７１でなる質量Ｍの支持物Ｓが弾性体Ｋと減衰器Ｃにより支持された状態を示す。

ここで弾性体Ｋは、上記コイルスプリング２７４，２７５とコイルスプリング２７９，２８０をそれぞれの支持方向等を勘案して合成した総合体としての値である。同じく減衰器Ｃも、ダンパー２７６とダンパー２８１をそれぞれの支持方向等を勘案して合成した総合体としての値である。

加えて該支持物Ｓは、上記ダイナミックダンパー２７８に該当するものとして、弾性体ｋと減衰器ｃにより質量ｍを懸吊している。

なお、上記図３２では弾性体としてコイルスプリングを用いる場合を例示したが、本発明ではこれに限ることなく、他に積層ゴム、空気バネ、防振ゴム等を用いるものとしてもよい。

さらに減衰器としても、オイル（油圧式）ダンパーなど油や液体の粘弾性やスクイズ効果、剪断ロス等を利用したものに限らず、エアダンパー等の空気や気体のスクイズ効果や圧縮・膨張効果を利用したもの、さらにはゴムや「αＧＥＬ（アルファゲル）（登録商標）（シリコンを主原料とする柔らかいゲル状素材）」等の緩衝材、内部摩擦を利用した防振ゴムや制振ゴム等、もしくは固体の摩擦抵抗や材料のヒステリシスを利用したもの、磁気による渦電流損失を利用した非接触式のものなど、各種の減衰機構を考えることができる。

上記のような構成にあって、質量Ｍ、バネ定数Ｋの１自由度系の装置に調和外力が作用する場合、外力の確信同数ωこの振動系の固有振動数Ω_ｎ＝√(Ｋ/Ｍ)に近づくと共振状態となり、振動振幅が増大する。

この振動を緩和するために、本防振装置２７０では小質量ｍとバネ定数ｋ、減衰係数ｃからなるダイナミックダンパー（動吸振器）２７８を副振動系として第１の支持台２０１に懸吊し、２自由度の振動系を構成するようにしたものである。

すなわち、この２自由度の振動系において、加振振動数と副振動系の固有振動数を一致させたとき、元の主振動系の振動を副振動系が動的に吸収して、主振動系はほとんど揺れないようにすることができるので、振動を効果的に軽減できる。

手ブレなど、外部からの加振振動数の範囲が予めわかっている場合には、これに応じた固有振動数の副振動系を取付ければよい。ダイナミックダンパー２７８のような動吸振器は振動の振幅や揺れの大きい位置に取付けるのが望ましい。

動吸振器では、主振動系と副振動系の固有値が連成して、同相モードの固有振動数は低下し、逆相モードは高くなり、共振領域から固有振動数を外す働きをする。動吸振器を設けると、主振動系の質点と副振動系のダンパーの質点との相対変位モード値が大きくとれ、その間に減衰部材を設けることで減衰が有効に働く。主振動系の質量とダンパーの質量との比μ＝ｍ/Ｍが決まれば、与えることのできる減衰比の最大値が決まる。
主振動系の質量Ｍと副振動系の質量ｍの変位をそれぞれｘ_１，ｘ_２とすると、この運動系は、

（但し、
主系の固有角振動数Ω_ｎ＝√(Ｋ/Ｍ)、
副系の固有角振動数ω_ｎ＝√(ｋ/ｍ)、
主系の静的変位Ｘ_ｓｔ＝Ｆ/Ｋ、
主系と副系の質量比μ＝ｍ/Ｍ、
主系と副系の固有角振動数の比ν＝ω_ｎ/Ω_ｎ、
振動数比λ＝ω/Ω_ｎ。）
上記式（７０）のＸ_１/Ｘ_ｓｔを振動数比λに対して描くと図３４（Ａ）、図３４（Ｂ）に示す如く、減衰比ζの値によらず、質量比μ、固有振動数比νで決まる２点Ｐ，Ｑを通ることが知られており、２つの定点Ｐ，Ｑは、減衰比ζ＝０の応答曲線とζ＝∞の応答曲線の交点から容易に求まる。

外力の振動数が一定または狭い範囲の場合には、上記副振動系である動吸振器（ダイナミックダンパー２７８）の固有角振動数ω_ｎ＝√(ｋ/ｍ)＝ωとなるように、動吸振器の質量ｍ、及びバネ定数ｋを調整すれば、主振動系の振動応答を抑えることができる。

外力の振動数がある帝都の範囲内で変動する場合には、主系の振幅が極力小さくなるように、振幅Ｘ_１/ｘ_ｓｔの最大値が最小となる最適条件を見つければよい。最適条件となる振動比νと減衰比ζの最適値は、近似的には次式で求められることが知られている。すなわち、
ν_ｏｐｔ＝１/(１＋μ) …(72)
ζ_ｏｐｔ≒√{３μ/８(１＋μ)^３} …(73)
また、このときの最適調整時の最大振幅の倍率は次式で表される。すなわち
(Ｘ/ｘ_ｓｔ)_ｏｐｔ＝√{１＋(２/μ)} …(74)
上記の動吸振器（ダイナミックダンパー２７８）を構成する重りの質量ｍやダンパーの減衰係数ｃ、バネのバネ定数ｋは、装着するデジタルカメラ本体１の重さ、あるいは外部加振力の振動数帯域、所望の吸振特性等に応じて、予め設定しておくか、可変調整できるように構成するのが望ましい。

ケース１）
例えば、小型カメラの質量１５０[ｇ]、第１の支持台２７１の質量５０[ｇ]として、主振動系の質量Ｍ＝２００[ｇ]、副振動系（動吸振器）の質量ｍ＝１０[ｇ]とした場合、質量比μ＝ｍ/Ｍ＝０.０５となるので、このとき、最適条件となる振動数比ν_ｏｐｔ、最適条件となる減衰比ζ_ｏｐｔ、及び最適調整時の最大振幅の倍率(Ｘ/ｘ_ｓｔ)_ｏｐｔは次式で表される。すなわち、
ν_ｏｐｔ＝１/(１＋０.０５)＝０.９２５、
ζ_ｏｐｔ≒√{３×０.０５/８(１＋０.０５)^３}
≒０.１２７、
(Ｘ/ｘ_ｓｔ)_ｏｐｔ＝√{１＋(２/０.０５)}＝６.４
となる。

ケース２）
同様に、主振動系の質量Ｍ＝２００[ｇ]、副振動系（動吸振器）の質量ｍ＝８０[ｇ]とした場合には、質量比μ＝ｍ/Ｍ＝０.４となり、
ν_ｏｐｔ＝１/(１＋０.４)＝０.７１４、
ζ_ｏｐｔ≒√{３×０.４/８(１＋０.４)^３}
≒０.０５５、
(Ｘ/ｘ_ｓｔ)_ｏｐｔ＝√{１＋(２/０.４)}＝２.４５
となる。

図３５は、最適振幅倍率曲線と振動波形の例を示すものであり、図３５（Ａ）では質量比μ＝０〜０.４に変化させた場合の同曲線を示す。
これに対応して図３５（Ｂ）〜図３５（Ｅ）に上記質量比μ＝０（動吸振器なし）の場合、０.０５の場合、０.２の場合、及び０.４の場合においての、振動の減衰過程を示す。図３５（Ｅ）に示すμ＝０.４の場合が上記ケース２でも詳述した如く最も制振効果が高いことがわかる。

また、上記で求めた振動数比ν_ｏｐｔと主振動系の固有角振動数Ω_ｎ＝√(Ｋ/Ｍ)とに応じて、副振動系の固有角振動数ω_ｎ＝ν_ｏｐｔ×Ω_ｎを決め、副振動系の固有角振動数ω_ｎ＝√(ｋ/ｍ)に基づいて、副振動系のバネ定数ｋ＝ｍω_ｎ ^２などを設計すれば良い。

このように上記実施の形態によれば、摩擦抵抗や粘性液体などによるダンパーやオリフィスなどの、振動系を揺れにくい構造とした上で、さらに制振対象に動吸振器としてのダイナミックダンパー２７８などの付加的質量減衰要素を設け、第１の支持台２７１及びデジタルカメラ本体１がより揺れにくい構造にしたので、比較的簡易な構成ながら、より広い範囲の既存のデジタルカメラ等に対応して手ブレ等の影響を効率的に排除し、きわめて安定した状態で使用することができる。

加えて、従来の光学式の手ブレ補正装置とは異なり、カメラ本体の揺れ自体を軽減し、あるいは手ブレがカメラ本体に伝達するのを抑制するので、色収差等の不具合が発生することもない。

特に、振動数が予めわかっているか、狭い範囲で変動する、手ブレなどの外部的加振力によるカメラ本体の揺れを効果的に軽減し、減衰させることができる。

なお、上記第４の実施の形態では、第１の支持台２７１に動吸振器であるダイナミックダンパー２７８を副振動系として取付ける場合について例示したが、本発明はこれに限るものではなく、二重振り子などその他の構成の動吸振器、マスダンパー、あるいは副振動系と称されるものを取付けることとしても良い。

また、動吸振器や副振動系は、カメラ本体を装着する第１の支持台２７１に取付けるように構成したが、ユーザが把持する第２の支持台２７７側に取り付けて、第２の支持台２７７での振動を抑えるものとして構成しても良い。

（第５の実施の形態）
以下本発明をアクティブ方式のデジタルカメラ用の防振装置に適用した場合を第５の実施の形態として図面を参照して説明する。
図３６は、本実施の形態の第１の構成例に係る防振装置３００の構成を一部透視化して示すもので、ここで防振対象となる既存のデジタルカメラ本体については特にその図示を行なわない。

すなわち、本図は装着するデジタルカメラ本体の背面側から見た防振装置３００の構成を示すもので、デジタルカメラ本体は、外部からのコントロールにより撮影等の指示を行なうことができる点を除き、きわめて一般的な構成を有するものとして、その図示と構成及び動作についての説明を省略するものである。

しかるにも図示しないデジタルカメラ本体に対し、その底面側にある三脚孔により、底辺とその右端に一体接続したアームよりなるＬ字状フレームの第１の支持台３０１に取付け固定される。

具体的には、この第１の支持台３０１の底辺３０１Ｃと（デジタルカメラ本体背面側から見て）右側アーム３０１Ｒが一体に構成されており、該底辺３０１Ｃ下面のカメラ固定ビス３０２を回動操作することで、この底辺３０１Ｃを貫通してデジタルカメラ本体の底面に設けられている三脚孔に螺合締結してデジタルカメラ本体を第１の支持台３０１に取付けることができる。

加えて、底辺３０１Ｃの上面にはコネクタ３０３が上方に向けて突出形成されるもので、デジタルカメラ本体の底面に形成された図示しないメス型のコネクタとこのオス型のコネクタ３０３とを接続し、且つ同デジタルカメラ本体の底面に形成された三脚孔にカメラ固定ビス３０２を螺合するようデジタルカメラ本体を底辺３０１Ｃ上に設置した状態で、カメラ固定ビス３０２をユーザが締め付けることでデジタルカメラ本体が第１の支持台３０１に対して取付け固定される。

この第１の支持台３０１の底辺３０１Ｃ下側が、コイルスプリング３０４，３０５及びダンパー３０６により第１の支持台３０１と同様にＬ字状フレームの第２の支持台３０７の底辺３０７Ｃ上面に接続される。

加えて底辺３０１Ｃ下面には、ダイナミックダンパー３０８が懸装される。このダイナミックダンパー３０８は、一対のコイルスプリング３０８ａ，３０８ｂ及びダッシュポット（粘性減衰器）３０８ｃによりウェイト３０８ｄをつり下げた形で装備する。

さらにこのウェイト３０８ｄの下部にボイスコイルモータ（ＶＣＭ）３０９の一部を構成する円筒状の可動子３０９ａが一体に連結され、且つこの可動子３０９ａの周壁面内にボイスコイル３０９ｂを埋設形成するもので、同ボイスコイルモータ３０９の一方の固定子３０９ｃが上記第２の支持台３０７の底辺３０７Ｃの上面側に埋設固定される。

また、第１の支持台３０１の右側アーム３０１Ｒの右側面も、コイルスプリング３１０，３１１及びダンパー３１２により第２の支持台３０７の右側アーム３０７Ｒの左側面に接続される。

すなわち、デジタルカメラ本体を装着するための第１の支持台３０１を第２の支持台３０７に対してフローティング状態で支持するものとなる。

第２の支持台３０７の右側アーム３０７Ｒは、図示する如く第１の支持台３０１のそれに比べて横方向及び奥行き（図の紙面に垂直な）方向の各寸法が大きく設定されてユーザの右手による把持を前提としたグリップ部を形成する。

右側アーム３０７Ｒの上端面には装着するデジタルカメラ本体の電源をオン／オフするための電源スイッチ３１３、デジタルカメラ本体での撮影を指示するレリーズ釦３１４が設けられる。

また、右側アーム３０７Ｒの背面側には、ズームキー３１５その他デジタルカメラ本体での撮影に最低限必要な各種スイッチ、釦、インジケータランプ等が適宜配設されるが、ここではそれらの記載を省略するものとする。

さらに、右側アーム２７７Ｒの下端面からこの防振装置３００の動作電源となる電池３１６が着脱可能となるもので、この電池３１６の供給する電力は右側アーム３０７Ｒ内に設けられる支持台制御部３１７に送られて、この支持台制御部３１７からダイナミックダンパー３０８内の上記ボイスコイル３０９ｂを駆動するＶＣドライバ３２１を含む他の各回路へ適宜必要な電力が分配される。

また、第２の支持台３０７と第１の支持台３０１とが充分にコード長をとったカールコード３１８により電気的に接続され、上記支持台制御部３１７からの制御信号がこのカールコード３１８、上記コネクタ３０３を介して、第１の支持台３０１に装着されるデジタルカメラ本体まで伝送される。

さらに、第１の支持台３０１には、互いに直交する２軸方向の変位の加速度を検知する加速度センサ３１９，３２０が内蔵されるもので、この加速度センサ３１９，３２０での検知信号は上記カールコード３１８を介して第２の支持台３０７側の支持台制御部３１７へ送られる。

なお、上記第１の支持台３０１を支持する第２の支持台３０７との接続構成は、上記図中に破線で示すカバーＣＶにより第２の支持台３０７側からその大部分が被覆され、外観上は隠されるものとなる。

図３７は、上記防振装置３００のデジタルカメラ本体を装着した第１の支持台３０１とこれを支持する第２の支持台３０７との構成をモデル化して示すものである。
同図では、第１の支持台３０１とこれに装着されるデジタルカメラを合わせて質量Ｍで表し、第１の支持台３０１と第２の支持台３０７を接続するコイルスプリング３０４，３０５，３１０，３１１を１つの弾性体Ｋ、ダンパー３０６，３１２を減衰器Ｃとして表している。

加えて、ダイナミックダンパー３０８を構成するコイルスプリング３０８ａ，３０８ｂを弾性体ｋ、ダッシュポット３０８ｃを減衰器ｃ、ウェイト３０８ｄを質量ｍとして表す。

該質量ｍの下部には、上記ボイスコイルモータ３０９で構成されるアクチュエータＡが配され、このアクチュエータＡが第２の支持台３０７でなるベース部Ｂとも接続されており、上記加速度センサ３１９，３２０でなるセンサの出力から信号Ｆａが作成され、この信号によりアクチュエータＡが駆動されることで、フィードバック制御により質量Ｍの振動をよりアクティブに減衰させるものとなる。

次いで図３８により本実施の形態の第２の構成例に係る防振装置３３０の構成を一部透視化して示すもので、１は防振対象となるデジタルカメラ本体であり、ここではその背面側から見た状態を示す。このデジタルカメラ本体１自体は、後述する底面に設けられたコネクタを介して外部からのコントロールにより撮影等の指示を行なうことができる点を除き、きわめて一般的な構成を有するものとして、その構成及び動作については説明を省略する。

本図では、このデジタルカメラ本体１で女性を被写体として撮影を待機している状態を例示するものであり、背面側のバックライト付きカラー液晶パネルで構成される表示部２にはその時点で撮影素子に継続されている画像がそのままモニタ表示され、上部右端側に設けられるレリーズ釦３を操作することでデジタルカメラ本体１単体でも撮影を実行できることは勿論である。

このデジタルカメラ本体１はその底面側にある三脚孔（図示せず）により、底辺３３１Ｃとその両端から下側に一体接続した半円弧状のヨーク（継鉄）３３１Ｙを主構成要素とする第１の第１の支持台３３１に取付け固定される。

より詳細には、この第１の支持台３３１の半円弧状のヨーク３３１Ｙの中央下端部にデジタルカメラ本体１の質量に釣り合うように調整されたカウンタウェイト３３１Ｗを取付ける一方で、該ヨーク３３１Ｙに沿ってその内側には永久磁石で形成された同じく半円弧状のガイドレール３３１Ｇが配され、このガイドレール３３１Ｇに第１の支持台３３１の曲率に沿った円柱状の重錘３３１Ｐが遊貫されている。

この重錘３３１Ｐは、上記底辺３３１Ｃの中央部に回動自在に取付けられたアーム３３１Ａの先端に取付けられ、このアーム３３１Ａ内部の配線を介してボイスコイルが埋設されるもので、このアーム３３１Ａと重錘３３１Ｐにより振り子型のボイスコイルモータによるアクチュエータを形成する。

上記底辺３３１Ｃ下面のカメラ固定ビス３３２を回動操作することで、この底辺３３１Ｃを貫通してデジタルカメラ本体１の底面に設けられている三脚孔に螺合締結してデジタルカメラ本体１を底辺３３１Ｃに取付けることができる。

加えて、底辺３３１Ｃの上面にはここでは図示しないコネクタが上方に向けて突出形成されるもので、デジタルカメラ本体１の底面に形成された図示しないメス型のコネクタとこのオス型のコネクタとを接続し、且つ同デジタルカメラ本体１の底面に形成された三脚孔にカメラ固定ビス３３２を螺合するようデジタルカメラ本体１を底辺３３１Ｃ上に設置した状態で、カメラ固定ビス３３２をユーザが締め付けることでデジタルカメラ本体１が第１の支持台３３１に対して取付け固定される。

また、上記第１の支持台３３１の底辺３３１Ｃには傾斜角センサ３３１Ｓが設けられ、この第１の支持台３３１のその時点での水平方向に対する傾斜角を検知する。

このような第１の支持台３３１に対し、半円盤状の中央部３３３Ｃとその左右両端に一体に形成された左右各グリップ部３３３Ｌ，３３３Ｒとからなる第２の支持台３３３が取付けられる。

具体的には、第２の支持台３３３の中央部３３３Ｃの中心点位置が上記第１の支持台３３１のアーム３３１Ａの回動中心位置と同じく回動自在にして取付けられることで、結果的に第２の支持台３３３に対して第１の支持台３３１が上記カウンタウェイト３３１Ｗによりデジタルカメラ本体１を上にして揺動自在な状態に取付けられるものである。

第２の支持台３３３の右グリップ部３３３Ｒには、第１の支持台３３１に装着されたデジタルカメラ本体１の電源をオン／オフするための電源スイッチ３３４、デジタルカメラ本体１での撮影を指示するレリーズ釦３３５が設けられる。

また、同右グリップ部３３３Ｒの背面側には、ズームキー３３６、カーソルキー３３７、及びエンターキー３３８等が適宜配設されるが、ここではそれらの記載を省略するものとする。

図３９（Ａ）及び図３９（Ｂ）はこのデジタルカメラ本体１を装着した防振装置３００での制振状態を例示するものである。
図３９（Ａ）では、ユーザが略水平に把持している第２の支持台３３３に対して、第１の支持台３３１に装着したデジタルカメラ本体１が図中に矢印Ａ１で示すように左側に大きく揺れ傾いた状態を示す。

このとき、この第１の支持台３３１の傾斜角を傾斜角センサ３３１Ｓで検知することにより、その検出信号に応じて上記ボイスコイルモータでなるアクチュエータを動作させ、重錘３３１Ｐ及びアーム３３１Ａを図中に矢印Ｂ１で示すように適宜角度分だけ上記デジタルカメラ本体１と反対の回転方向、すなわち左側に揺動駆動させることにより、その運動モーメントによって速やかにデジタルカメラ本体１及び第１の支持台３３１に生じた傾きを抑えることができる。

同様に、図３９（Ｂ）では、第１の支持台３３１に装着したデジタルカメラ本体１が図中に矢印Ａ２で示すように右側に大きく揺れ傾いた状態を示す。

このとき、この第１の支持台３３１の傾斜角を傾斜角センサ３３１Ｓで検知することにより、その検出信号に応じて上記ボイスコイルモータでなるアクチュエータを動作させ、重錘３３１Ｐ及びアーム３３１Ａを図中に矢印Ｂ２で示すように適宜角度分だけ上記デジタルカメラ本体１と反対の回転方向、すなわち右側に揺動駆動させることにより、その運動モーメントによって速やかにデジタルカメラ本体１及び第１の支持台３３１に生じた傾きを抑えることができる。

なお、上記図３６の第１の構成例では、第１の支持台３０１に生じる振動等を加速度センサ３１９，３２０により、図３８の第２の構成例では、第１の支持台３３１に生じる傾きを傾斜角センサ３３１Ｓにより、それぞれ検知するものとして説明したが、本発明はこれらに限らず、振動ジャイロ型振動センサや速度センサなど、振動の変位や速度、加速度等を検知することができるものであればよい。

同様に、第１の支持台３０１（３３１）の振動を抑制するためのアクティブ制振技術として用いるアクチュエータも、ボイスコイルモータに限らず、モータや圧電型アクチュエータなど、他のアクチュエータを用いるものとしてもよい。

次いで上記アクティブ方式の制振技術について説明する。
図４０は、アクティブ方式の制振技術をアクチュエータ等を用いないパッシブ方式の同技術と比較して示す。
図４０（Ａ）−１がパッシブ方式の基本的な制御モデルを示す図、図４０（Ａ）−２は同モデルでの振動伝達関数を例示する図である。

質量Ｍの第１の支持台をバネＫ及び減衰部材Ｃによって第２の支持台でなる基台Ｂ上に支持する構成をとっており、構成が簡易で、予め予想した外力や外部振動数の特性には有効であるが、予測した特性範囲外の外力が加わった場合には対応できないという不具合があった。

図４０（Ｂ）−１は、上記図３６でも具体的な構成を例示した直動形のアクティブ制御系のモデルを示すもので、図４０（Ｂ）−２は同モデルでの振動伝達関数を例示する図である。

上記パッシブ方式の制御モデルに加えて、制振対象の第１の支持台にセンサを設けてその振動状態を検知し、第１の支持台と第２の支持台間に上記バネＫ及び減衰部材Ｃと並列的に設けたアクチュエータＡにフィードバック制御（Ｆａ）をかけることで、発生している振動とは逆相に駆動するように積極的に制振を行なうもので、センサの検知範囲とアクチュエータの駆動範囲を超えない範囲内であれば、予め想定した振動より大きな振動を生じたとしてもこれを速やかに抑制することができる。

図４０（Ｃ）−１は、上記図３８でも具体的な構成を例示した付加質量形のアクティブ制御系のモデルを示すもので、図４０（Ｃ）−２は同モデルでの振動伝達関数を例示する図である。

制振対象となる質量Ｍの第１の支持台に対し、付加質量ｍをアクチュエータＡを介して設け、質量Ｍの振動状態をセンサで検知して、その検出結果からアクチュエータＡにフィードバック制御（Ｆａ）をかけることで、アクチュエータＡの負担を軽減しながら発生している振動とは逆相に駆動するように積極的に制振を行なうもので、アクチュエータＡの負担を軽減することができ、したがってより大きな変動にも対処できるものとなる。

ここでアクティブ制振の原理について説明する。
ｎ次元の質量マトリックスをｍ、減衰マトリックスをｃ、弾性マトリックスをｋとして、外力をＰ(ｔ)と置いた場合の運動方程式は、

ここで、上記式（８２）の右辺の第２項、第３項に係る行列をＢ，Ｄとおくと、
ｄＺ/ｄｔ＝ＡＺ＋ＢＵ＋ＤＰ …(83)
また、制御力ベクトルＵが、変位ｘと速度ｘ^・の関係で、状態変数ベクトルＺと次式の関係であるとすると

運動方程式は、
ｄＺ/ｄｔ＝ＡＺ＋Ｂ(−Ｇ)Ｚ＋ＤＰ
＝(Ａ−ＢＧ)Ｚ＋ＤＰ …(85)
となり、上記式（85）は、制御力ｆ(ｘ，ｘ^・)＝[Ｆ_１Ｆ_２]Ｕによって、元の推移行列Ａが、(Ａ−ＢＧ)に代わったことを表している。
ちなみにＡ−ＢＧを計算すると、

となり、
Ｈ_１＝Ｆ_１Ｇ_１１＋Ｆ_２Ｇ_２１、
Ｈ_２＝Ｆ_１Ｇ_１２＋Ｆ_２Ｇ_２２
と置くと、上記式(７６)の運動方程式は、結局
ｍｘ^‥＋(ｃ＋Ｈ_２)ｘ^・＋(ｋ＋Ｈ_１)ｘ＝Ｐ(ｔ) …(87)
という形で表すことができ、制御力ｆ(ｘ，ｘ^・)により、制御力が働く前の振動系の上記式（７５）におけるバネ定数ｋが(ｋ＋Ｈ_１)に、減衰係数ｃが(ｃ＋Ｈ_２)にそれぞれ変化したことと等価となる。

このように、検出された変位ｘや速度ｘ^・に応じて、制御力ｆ(ｘ，ｘ^・)を動的に制御して、振動系を直接駆動、あるいは付加質量や振り子などを駆動させることにより、振動系を任意の振動特性に変換することができ、これによって振動の軽減、抑制ができることになる。

例えば、上記式（８７）で
Ｈ_１＝Ｆ_１Ｇ_１１＋Ｆ_２Ｇ_２１＞０
とすると固有振動数は高くなり、逆にＨ_１＜０とすると低くなる。

次に図４１によりアクティブ方式の制振を行なう場合のフィードバック制御について説明する。
なお、アクティブ方式の制振を行なう場合、一般には上記には上記第２の実施の形態で示した防振装置７０と同様にフィードバック制御を行なう。しかしながら、該防振装置７０のように、手ブレによる角度変位を補正するように第１の支持台７１を逆方向に動かして補正を行なうのではなく、振動エネルギーや逆位相の振動波形を加え、あるいは質点や振り子、吸振器などを動的に制御して、振動や揺れ自体の軽減を行なう点が異なる。

マイクロコンピュータ等の制御回路などによりソフトウェア処理で制御する場合の制御内容は概略上記第２の実施の形態の図１５、図１６に示した内容と、パン及びチルトの操作に対する処理部分を除いて同様であるので、その説明については省略するものとする。

本実施の形態における第１の支持台３３１を１自由度の振動系と考え、ラプラス変換子ｓを用いてラプラス変換上で考えると、
Ｍｓ^２Ｘ＋ＣｓＸ＋ＫＸ＝ｐ …(88)
（但し、Ｘ：変位、
ｓ：ラプラス変換子、
Ｍ：質量、
Ｃ：減衰係数、
Ｋ：弾性定数、
ｐ：外力。）
となる。

フィードバック帰還系を持つ装置に作用する力ｐは、入力Ｕ、出力Ｚと以下の関係を持つ。すなわち、
ｐ＝Ｂ(ｓ)Ｕ−Ｂ(ｓ)・Ｇ(ｓ)・Ｚ …(89)
（但し、Ｕ：入力、
Ｚ：出力、
Ｂ(ｓ)：制御部の伝達関数、
Ｇ(ｓ)：帰還部の伝達関数。）
フィードバック制御では、上記の振動の変位位置Ｘや速度Ｘ^・、加速度Ｘ^‥のいずれかをセンサで計測し、その計測値Ｚを状態変数として、入力Ｕに帰還回路Ｇ(ｓ)でフィードバックして、振動出力が０もしくは微小になるように制御部Ｂ(ｓ)で算出された駆動信号に応じてアクチュエータを駆動する。

図４１（Ａ）は基本的なフィードバック制御回路のブロック線図であり、フィードバックする計測値Ｚとして、変位Ｘを用いる位置帰還型、速度Ｘ^・を用いる速度帰還型、加速度Ｘ^‥を用いる加速度帰還型などを考えることができる。

しかし、現実のセンサやアクチュエータはいずれも応答性が有限であり、一次遅れや二次遅れを生じる。

例えば位置帰還系フィードバックの場合に一次遅れや二次遅れを生じると、減衰作用がなく自励作用のみとなるので、減衰作用を設けるには位相進み要素や微分要素が必要になる。微分要素を設けても、不完全な場合に自励作用をもつ周波数領域ができて、ハンチングなど固有振動数が不安定になる。このため、速度帰還系や加速度帰還系で構成するのが望ましい。

図４１（Ｂ）は状態フィードバック制御回路のブロック線図である。
上記式（８２）または式（８３）は、以下のように一般の制御系モデルと同様に扱うことができる。すなわち、
Ｚ^・＝ＡＺ＋ＢＵ＋ＤＰ＝(Ａ−ＢＧ)Ｚ＋ＤＰ …(90)
これに対して状態フィードバックでは、次式に示すように、状態変数ベクトルＺ＝[ｘ，ｘ^・]から入力にフィードバックする。すなわち、
Ｕ＝ＧＺ …(91)
この式（９１）中で状態変数Ｚは、各質点における変位及び速度を意味するが、すべての状態変数を観測することができない場合には、次式で表されるような観測可能な出力Ｙを変わりに使ってフィードバックする方法をとればよい。すなわち、
Ｙ＝ＥＺ …(92)
あるいは、図４１（Ｃ）に示すようにオブザーバ（予測シミュレータ）等を用いるフィードバック制御の方法も考えられる。同図（Ｃ）中のオブザーバＯＢは、入力Ｕと出力Ｙとから系の状態量を予測する予測器もしくはシミュレータのことで、観測できない状態変数Ｚの代わりに、予測されたオブザーバＯＢの状態変数Ｚ^〜を入力にフィードバックするものとなる。

次いで、第２の支持台３０７（３３３）を把持する撮影者の身体もまた、質点とバネ、減衰器などで構成された一種の振動系と考えられるので、その点について述べる。
従前、振動の人体への影響を調べるために、人体を質点とバネと減衰器で組み立てた「人体の振動モデル」が各種提案されている。図４２（Ａ）は、これをカメラを支持する姿勢の人体に置き換えた場合を示す。

このように、撮影者の身体や腕なども含めたカメラの支持台の振動系モデル、もしくは多軸で多関節のマルチリンク機構の力学モデルなどを作成して、その振動特性を考慮したアクティブ方式の制振制御を行なうものとしてもよく、さらには撮影者の身体の振動量もセンサ等で検出してフィードバック制御に利用するものとしてもよい。

図４２（Ｂ）は、人体を加振試験台の上に載せて振動を加えた場合の人体各部の振動特性を示すもので、横軸が振動周波数、縦軸が加速度の振幅比である。
同図に示す如く、立った姿勢では３〜７Ｈｚのときに最も振動が増幅されて知覚間隔が高くなる一方で、膝を曲げた姿勢では膝で振動を吸収してしまうためにほとんど振動が伝わらない、というように撮影者の姿勢によっても振動の伝わり方が大きく異なることがわかる。

また、撮影時にリアルタイムで撮影者の身体に発生している振動を検知するのではなく、撮影者の身体の加振力に対する応答などを上記のようにオフラインで予め計測しておき、その応答特性から、撮影者の振動特性を例えばパーソナルコンピュータにインストールしたソフトウェアなどでモデル化、あるいは解析して、撮影者の身体の振動特性や各種定数を求めておき、その振動特性や定数等のデータを上述した防振装置３００（または３３０）内に入力しておくことにより、撮影者の振動特性別に制振制御へのフィードバック特性を自動設定できる用に構成しても良い。

なお、上記アクティブ方式の制振制御に用いる、センサとしては、渦電流式、レーザ（光検出）式、超音波式、静電容量式などによる変位センサや、あるいは動電式、誘導電流式、レーザドップラ式などによる速度センサ、あるいはサーボ式、ピエゾ式、歪みゲージ式などの加速度センサ等を用いることができる。

また、上記第２の構成例で示した防振装置３３０のように、傾斜角や回転角速度を検出するに際しては、図１０や図１１で示したような振動ジャイロスコープや角速度センサ等を用いることができる。

これらの振動状態を検出するセンサは、振動系の特性に応じて適切な応答範囲や応答特性を有するものを選択する必要がある。また、検出された加速度や速度、あるいは角速度を積分して速度や変位、変位角度などを求めるには、ドリフトなどに留意した設計を行なう必要がある。

以下、図４３乃至図４５を用いて振動状態の検出に加速度センサを用いる場合について説明する。

図４３は、振動型加速度センサ３４０の構成例を示すものである。図中、一対の水晶振動子３４１ａ，３４１ｂがそれぞれ振り子３４２ａ，３４２ｂに対して検出対象の加速度方向ａに沿って結合されるものであり、この振動型加速度センサ３４０に加速度がかかって振り子３４２ａ，３４２ｂが振れることで、水晶振動子３４１ａはその軸方向に沿って伸びる力が、水晶振動子には縮む力が加えられることになる。

これら水晶振動子３４１ａ，３４１ｂは発振回路３４４ａ，３４４ｂと電気的に接続され、水晶振動子３４１ａ，３４１ｂに加速度がかかると変化する振動周波数及び容量を発振回路３４４ａ，３４４ｂにより周波数出力ｆ１，ｆ２の変化として検出できるようにする。

図４４（Ａ）−１，２、は半導体型加速度センサ３５０の構成を示す図である。シリコンなどの半導体基板３５１上にダイアフラム状の振り子３５２を形成し、その下面に重錘３５３を取付ける。加速度が加わると振り子３５２が変位し、ダイヤフラムに歪みが生じるため、この歪みを歪みゲージやピエゾ抵抗素子５３４，３５４の抵抗変化として検出するものである。

図４４（Ｂ）はこの半導体型加速度センサ３５０の検出回路を例示するもので、ピエゾ抵抗素子５３４，３５４はブリッジ回路中の可変抵抗で表されるように、その抵抗変化を容易に検出できる。

なお、ピエゾ抵抗素子に代えて、ＣＭＯＳインバータ等を形成し、加速度が加わったときに生じるダイヤフラムの歪みをＣＭＯＳインバータのしきい値電圧の変化として検出するなどの方法も考えられている。

図４５は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）型の半導体加速度センサ３６０の構成例を示す図である。
図４５（Ａ）はその検出加速度の方向を示すもので、矩形薄板状のＭＥＭＳ型半導体型加速度センサ３５０に対し、その平面に沿った２軸Ｘ，Ｙ方向のみならず、該平面に直交するＺ方向の計３次元に対応してすべての方向に対する加速度を検出することができる。

図４５（Ｂ）、図４５（Ｃ）は具体的な素子構成を示すものである。ＭＥＭＳ技術やマイクロマシニング技術により、１〜２[ｍｍ]の薄いシリコンのビーム（梁）構造３６１，３６１‥‥を形成し、これらビーム構造３６１，３６１‥‥に四方から支えられた中央板３６２の裏面に重錘３６３を貼付したもので、重錘３６３が加速度によって変位し、角ビーム構造３６１，３６１‥‥に歪みが生じるのを、これらビーム構造３６１，３６１‥‥上にそれぞれ形成したピエゾ抵抗素子３６４，３６４，‥‥の抵抗変化としてアルミパッドでなる端子電極３６５，３６５，‥‥で導出する。

このように半導体加速度センサ３６０は、互いに直交する３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）方向の加速度を高感度で検出できるものであり、重力加速度を勘案することで加速度だけでなく、合わせて傾斜角度や振動の測定も行なうことができる。

ＣＭＯＳ回路で構成する場合には、ＭＥＭＳ型半導体加速度センサ３６０だけではなく、その検出信号の増幅回路やＡ／Ｄ変換器、温度補正回路、信号処理回路などを同じ基板上のセンサ部の周辺に共に集積化して構成するものとしてもよい。

以上に示した如く本実施の形態にあっては、アクチュエータにより動吸振器や副振動系を機械的に駆動して、過渡振動や定常振動などをより積極的に抑制するものとしたので、規模の大きな振動にも対処しながら、短時間のうちに手ブレ等による振動を収束させることができる。

なお、上記実施の形態では、第１の支持台３０１，３３１をデジタルカメラ本体１の単一の支持台であるものとして説明したが、本発明はこれに限らず、複数の異なる軸方向にそれぞれ移動変位する複数多重の支持台、あるいは第２の実施の形態の図８及び図９で示したような複数の回動軸周りに揺動する複数のジンバルや支持台として構成して、複数の角方向の振動の変位や速度、加速度、角度変位、角速度等のうちのいずれかを検出するセンサ機構と、その検出された振動量に応じて各支持台に設けたアクチュエータをそれぞれ駆動して制振制御するように構成するものとしてもよい。

また、上記実施の形態では、第１の支持台３０１，３３３に対して動吸振器や副振動系を構成する重錘３３１Ｐ、アーム３３１Ａ、ガイドレール３３１Ｇ、ヨーク３３１Ｙ等を構成し、この第１の支持台３０１，３３１側で生じる振動に関してこれをアクチュエータでの加振により抑制する場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、第２の支持台３０７，３３３の側にも同様に動吸振器または副振動系とアクチュエータとを設けるものとしてもよく、さらには動吸振器または副振動系を設けずにアクチュエータが支持台に作用するようにして振動を抑制するものとしてもよい。

また、上記第１乃至第５の実施の形態は、すべてデジタルカメラを装着する防振装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、双眼鏡やフィールドスコープ、天体望遠鏡、光学距離計などの各種光学機器を装着する装置にも同様に適用することができる。

その他、本発明は上記実施の形態に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能であるものとする。

さらに、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施の形態に係るデジタルカメラ用防振装置の外観構成を示す図。 同実施の形態に係る防振装置の内蔵機構の一部を示す図。 同実施の形態に係る図１のジャイロスコープ部の構成と動作を説明する図。 同実施の形態に係る図１のジャイロスコープ部の他の構成と動作を説明する図。 同実施の形態に係るレートジャイロスコープによる制振モデルのブロック線図。 同実施の形態に係る撮影時に制御部が実行する制御内容の一部を示すフローチャート。 同実施の形態に係る撮影時に制御部が実行する制御内容の一部を示すフローチャート。 本発明の第２の実施の形態に係るデジタルカメラ用防振装置の外観構成を示す図。 同実施の形態に係る防振装置の内蔵機構の一部を示す図。 同実施の形態に係る他のジャイロスコープの構成とその検出回路の構成とを示す図。 同実施の形態に係る他のジャイロスコープの構成とその検出回路の構成とを示す図。 同実施の形態に係る防振装置の制御回路構成を示すブロック図。 同実施の形態に係るアクチュエータの一例としてのボイスコイルモータ及びバイモルフ型ピエゾセラミックアクチュエータを説明する図。 同実施の形態に係るアクチュエータの一例としての積層型圧電アクチュエータを説明する図。 同実施の形態に係る撮影時に制御部が実行する制御内容の一部を示すフローチャート。 同実施の形態に係る撮影時に制御部が実行する制御内容の一部を示すフローチャート。 同実施の形態に係るブレ補正量の予測制御のサブルーチンの処理内容を示すフローチャート。 同実施の形態に係るブレ補正量の予測制御のサブルーチンの処理内容を示すフローチャート。 同実施の形態に係るブレ補正量の予測制御の追従特性を例示する図。 本発明の第３の実施の形態に係るデジタルカメラ用防振装置の構成を示す図。 同実施の形態に係る防振装置のデジタルカメラ本体を装着した第１及び第２の支持台の構成を簡略化して示す図。 同実施の形態に係る複素平面の特性根と波動波形とを示す図。 同実施の形態に係る防振技術と防振材料の伝達特性とを示す図。 同実施の形態に係る振動曲線と位相曲線とを示す図。 同実施の形態に係る共振特性と各周波数での振動の様子を示す図。 同実施の形態に係る弾性部材の構成例を示す図。 同実施の形態に係る減衰部材の構成例を示す図。 同実施の形態に係る弾性部材と減衰部材との組合せの構成例を示す図。 同実施の形態に係る共振点の移動及び共振振動の低減に係る特性例を示す図。 同実施の形態に係る除振技術を説明する図。 同実施の形態に係る振動の伝達率を例示する図。 本発明の第４の実施の形態に係る防振装置の構成を示す図。 同実施の形態に係る第１及び第２の支持台の構成を簡略化して示す図。 同実施の形態に係る動吸振器の振動曲線と最適比の特性を例示する図。 同実施の形態に係る最適振幅倍率曲線と振動波形を例示する図。 本発明の第５の実施の形態の第１の構成例に係る防振装置の構成を示す図。 同実施の形態に係る図３６の防振装置の構成をモデル化して示す図。 同実施の形態の第２の構成例に係る防振装置の構成を示す図。 同実施の形態に係る図３８の防振装置の制振状態を例示する図。 同実施の形態に係るアクティブ方式の制振技術をアクチュエータ等を用いないパッシブ方式の同技術と比較して示す図。 同実施の形態に係るフィードバック制御回路のブロック線図。 同実施の形態に係る人体の振動モデルと各部の振動特性を示す図。 同実施の形態に係る振動型佳作度センサの構成例を示す図。 同実施の形態に係る半導体型加速度センサの構成例を示す図。 同実施の形態に係るＭＥＭＳ型の半導体加速度センサの構成例を示す図。

符号の説明

１…デジタルカメラ本体、２…表示部、３…レリーズ釦、１０…防振装置、１１…第１の支持台、１１Ｃ…底辺、１１Ｇ…ジャイロスコープ部、１１Ｌ…左側アーム、１１Ｒ…右側アーム、１２…伸縮調整ビス、１３…カメラ固定ビス、１４…ジャイロスピン、１５…回転ジンバル、１６…第２の支持台、１６Ｃ…底辺、１６Ｇ…ジャイロスコープ部、１６Ｌ…左側アーム、１６Ｒ…右側アーム、１７…伸縮調整ビス、１８…（カメラ用）電源スイッチ、１９…レリーズ釦、２２…（ジャイロスコープ部）オン／オフスイッチ、２３…（防振動作）オン／オフスイッチ、２４，２５…インジケータランプ、２６…電池交換蓋、２７…カールコード、２８Ｌ，２８Ｒ…軸受け構造、２９Ｌ，２９Ｒ…、３０，３２…ラック歯車、３１，３３…ピニオン歯車、３４…コネクタ、３７…ジャイロ制御部、３８…ジャイロ駆動モータ、３９…トルカー、４０…角度変位検出器、４１…減速用輪列、５１…ケース、５２…外部ジンバル、５３…トルカー、５４…ピックオフ、５５…内部ジンバル、５６…トルカー、５７…ピックオフ、５８…スピン、６１…ジャイロスピン、６２…ジンバル、６３…ダンパー、６４…角度検出器、６５…トーションバーあるいはコイルスプリング、７０…防振装置、７１…第１の支持台、７１Ａ，７１Ｂ…角速度センサ、７１Ｃ…底辺、７１Ｌ…左側アーム、７１Ｒ…右側アーム、７２…伸縮調整ビス、７３…カメラ固定ビス、７４…第２の支持台、７４Ｃ…底辺、７４Ｌ…左側アーム、７４Ｒ…右側アーム、７５…伸縮調整ビス、７６…ピッチモータ、７７…第３の支持台、７８…ヨーモータ、７９…電源スイッチ、８０…レリーズ釦、８３…ＬＣＤ表示部、８４…電源スイッチ、８５…設定スイッチ、８６…（防振動作）オン／オフスイッチ、８７…電池交換蓋、８８，８９…カールコード、９０Ｌ，９０Ｒ…軸受け構造、９１Ｌ，９１Ｒ…軸部、９２…減速用輪列、９３…支持台制御部、９４…コネクタ、９５…軸受け構造、９６…軸部、９７…減速用輪列、１２１…増幅器、１２２…ＨＰＦ、１２３…ＬＰＦ、１２４…Ａ／Ｄ変換器、１２５…積分器、１２６…減算器、１２７…補正位置（Ｘ）検出部、１２８…Ａ／Ｄ変換器、１２９…サーボ回路、１３０…加減算器、１３１…ドライバ、１３２…増幅器、１３３…ＨＰＦ、１３４…ＬＰＦ、１３５…Ａ／Ｄ変換器、１３６…積分器、１３７…減算器、１３８…補正位置（Ｙ）検出部、１３９…Ａ／Ｄ変換器、１４０…サーボ回路、１４１…加減算器、１４２…ドライバ、１５０…ボイスコイルモータ、１６０…ボイスコイルリニアモータ、１７０…バイモルフ型ピエゾセラミックアクチュエータ、１８０…積層型圧電アクチュエータ、２００…防振装置、２０１…第１の支持台２０１、２０１Ｃ…底辺、２０１Ｒ…右側アーム、２０２…カメラ固定ビス、２０３…コネクタ、２０４，２０５…コイルスプリング、２０６…オイルダンパー、２０７…第２の支持台、２０７Ｃ…底辺２０７、２０７Ｒ…右側アーム、２０８，２０９…コイルスプリング、２１０…オイルダンパー、２１１…電源スイッチ、２１２…レリーズ釦、２１４…電池、２１５…支持台制御部、２１６…カールコード、２２１…圧縮バネ、２２２…引っ張りバネ、２２３…空気バネ、２２３ａ…調整ねじ、２３０…オイルダンパー、２３７…調整ねじ、２３８…バイパス路、２４０…リンク機構、２４１…取付け部、２５１，２５２…ケーシング、２７０…防振装置、２７１…第１の支持台、２７１Ｃ…底辺、２７１Ｒ…右側アーム、２７２…カメラ固定ビス、２７３…コネクタ、２７４，２７５…コイルスプリング、２７６…ダンパー、２７７…第２の支持台、２７７Ｃ…底辺、２７７Ｒ…右側アーム、２７８…ダイナミックダンパー、２７８ａ，２７８ｂ…コイルスプリング、２７８ｃ…、ダッシュポット、２７８ｄ…ウェイト、２７９，２８０…コイルスプリング、２８１…ダンパー、２８２…電源スイッチ、２８３…レリーズ釦、２８４…ズームキー、２８５…電池、２８６…支持台制御部、２８７…カールコード、３００…防振装置、３０１…第１の支持台、３０１Ｃ…底辺、３０１Ｒ…右側アーム、３０２…カメラ固定ビス、３０３…コネクタ、３０４，３０５…コイルスプリング、３０６…ダンパー、３０７…第２の支持台、３０７Ｃ…底辺、３０７Ｒ…右側アーム、３０８…ダイナミックダンパー、３０８ａ，３０８ｂ…コイルスプリング、３０８ｃ…ダッシュポット、３０８ｄ…ウェイト、３０９…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、３０９ａ…可動子、３０９ｂ…ボイスコイル、３０９ｃ…固定子、３１０，３１１…コイルスプリング、３１２…ダンパー、３１３…電源スイッチ、３１４…レリーズ釦、３１６…電池、３１７…支持台制御部、３１８…カールコード、３１９，３２０…加速度センサ、３２１…ＶＣドライバ、３３０…防振装置、３３１…第１の支持台、３３１Ａ…アーム、３３１Ｃ…底辺、３３１Ｇ…ガイドレール、３３１Ｐ…重錘、３３１Ｓ…傾斜角センサ、３３１Ｗ…カウンタウェイト、３３１Ｙ…ヨーク、３３２…カメラ固定ビス、３３３…第２の支持台、３３３Ｃ…中央部、３３３Ｌ…左グリップ部、３３３Ｒ…右グリップ部、３３４…電源スイッチ、３３５…レリーズ釦、３４０…振動型加速度センサ、３４１ａ，３４１ｂ…水晶振動子、３４２ａ，３４２ｂ…振り子、３４４ａ，３４４ｂ…発振回路、３５０…半導体型加速度センサ、３５１…半導体基板、３５２…振り子、３５３…重錘、３５４…ピエゾ抵抗素子、３６０…ＭＥＭＳ型半導体加速度センサ、３６１…ビーム構造、３６２…中央板、３６３…重錘、３６４…ピエゾ抵抗素子、３６５…端子電極、ＣＶ…カバー、ＬＨ…（ユーザの）左手、ＯＢ…オブザーバ、ＲＨ…（ユーザの）右手。

Claims (12)

1. 光学機器を着脱自在に装着する、姿勢角度が制御可能な電動式のジャイロスコープを備えた第１の支持台と、
   この第１の支持台を回動自在に支持し、上記ジャイロスコープと電気的に接続してその姿勢角度を操作するジャイロ操作部、上記ジャイロスコープへの電力供給を行なう電源部、及び把持部を備えた第２の支持台と
   を具備したことを特徴とする防振装置。
2. 上記光学機器は、画像を撮影するカメラであり、
   上記第２の支持台は、上記カメラでの撮像を指示するレリーズ釦をさらに備え、
   上記第１の支持台は、上記レリーズ釦の操作信号を装着されたカメラに伝達するコネクタ部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１記載の防振装置。
3. 上記ジャイロスコープは、回転体を支持するジンバルの固定及びその解除を切換える機構を備え、
   上記レリーズ釦の操作状態に対応して上記回転体の回転及び停止と当該ジンバルの固定及びその解除をそれぞれ切換える
   ことを特徴とする請求項２記載の防振装置。
4. 光学機器を着脱自在に装着する、姿勢角度の変位量を検出するジャイロスコープによる検出機構を備えた第１の支持台と、
   この第１の支持台を回動自在に支持し、与えられる制御信号に基づいて上記第１の支持台の姿勢角度を可変設定する第１のアクチュエータを備えた第２の支持台と、
   この第２の支持台を回動自在に支持し、与えられる制御信号に基づいて上記第２の支持台の姿勢角度を可変設定する第２のアクチュエータ、上記検出機構からの検出信号で検出された姿勢角度から上記第１及び第２のアクチュエータに与える制御信号を生成する制御部、上記検出機構と第１及び第２のアクチュエータへの電力供給を行なう電源部、及び把持部を備えた第３の支持台と
   を具備したことを特徴とする防振装置。
5. 上記制御部は、上記検出機構から時系列で送られてくる検出信号により予測値としての制御信号を生成することを特徴とする請求項４記載の防振装置。
6. 上記光学機器は、画像を撮影するカメラであり、
   上記第３の支持台は、上記カメラでの撮像を指示するレリーズ釦をさらに備え、
   上記第１の支持台は、上記レリーズ釦の操作信号を装着されたカメラに伝達するコネクタ部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項４記載の防振装置。
7. 上記第３の支持台は、上記カメラの撮影方向の可変を指示する操作釦をさらに備え、
   上記制御部は、上記撮影方向の可変を指示する操作釦での操作信号に対応して上記第１及び第２のアクチュエータに与える制御信号の内容を調整する
   ことを特徴とする請求項４記載の防振装置。
8. 光学機器を着脱自在に装着する第１の支持台と、
   この第１の支持台を弾性部材及び減衰部材を介して支持する、把持部を備えた第２の支持台と
   を具備したことを特徴とする防振装置。
9. 上記弾性部材及び減衰部材の少なくとも一方は、その特性を可変調整する調整機構を有することを特徴とする請求項８記載の防振装置。
10. 光学機器を着脱自在に装着する第１の支持台と、
    この第１の支持台を弾性部材及び減衰部材を介して支持する、把持部を備えた第２の支持台と、
    上記第１及び第２の支持台の少なくとも一方に取付けられた動吸振器と
    を具備したことを特徴とする防振装置。
11. 上記動吸振器を機械的に駆動して動吸振器が取付けられる第１及び第２の支持台の少なくとも一方の振動を抑制するアクチュエータとを具備したことを特徴とする請求項１０記載の防振装置。
12. 光学機器を着脱自在に装着する第１の支持台と、
    この第１の支持台を弾性部材及び減衰部材を介して支持する、把持部を備えた第２の支持台と、
    上記第１及び第２の支持台の少なくとも一方に取付けられた、付加質量を有する副振動系部材と、
    上記付加質量を機械的に駆動してこの副振動系部材が取付けられる第１及び第２の支持台の少なくとも一方の振動を抑制するアクチュエータと
    を具備したことを特徴とする防振装置。

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