JPH031667A - 映像撮像面の駆動方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ビデオカメラやスチールカメラの電子撮影素
子やフィルム撮像面を焦点距離の変わらない方角変位（
または焦点ボケがわからない程度の角度変位）へさせる
ことにより、１８１１１画面を変位させたり、撮像面面
の変位を吸収させたりする方式に関する。

［従来の技術］ 従来、カメラの手持ち１１１影時に撮像面の水平角度、
水平浮動または上下浮動を制御する技術はない。また現
在用る限りの比較技術を以下に列記する。

三脚を回転自在に固定する支持部を設け、収は後にカメ
ラ角度を調節して画面角度が傾かないようにする取付台
。

支持装置に、水平と垂直方向へ各々変位させる手段を設
けることにより、カメラを所定角度ずつ変位させ複数の
画面の撮影を正確に行えるようにする電子スチルカメラ
の支持装置。

［発明が解決しようとする課ＩＩ］ く課題その１〉 大型の業務用ビデオカメラを使用し、熟練したカメラマ
ンが撮影すると、たとえ歩行しながらでもゆれの少ない
映（ｆＡを撮影可能としている。ところが従来の技術か
らなる一般向けのビデオカメラは、年々小型化が進むた
め業務用ビデオカメラに対してモーメントの差が大にな
り、しかも非熟練者が撮影をするため、光軸に対する回
転上下浮動が頻繁に生じるようになった。この浮動は船
酔に類似する生理的悪影ｌ＃ｆ！：及ぼし、いくら自動
焦点化、高画素化して画質を向上させても実際のアマチ
ュアの映像はプロの撮影で見られるような安定した良い
映像は得られないのが現状である。鑑賞ＴＶの大型化の
傾向からも、ブレの生じないビデオカメラが強く要望さ
れている。なお、この回転上下浮動とは、被写体から入
射する光軸に対し回転する方向や撮影機器の微妙な上下
振動などで撮影された映像が上下方向にずれることを意
味する。

または以上の組合せのずれのことを意味する９く課題そ
の２〉 電子スチルカメラ、または従来のスチルカメラにおいて
、手ブレによるボケは以外に多い。それは特にシャッタ
ーを切る動作がカメラ本体を光軸に対して回転上下浮動
をすることに大きく起因する。シャッター・チャンスを
逃すまいと力が入れば入るほどこの傾向が強く。その結
果大事な場面を撮影するときほど浮動によるボケが生じ
る。自動焦点を行なうと同時に浮動も制御することがス
チルカメラにおいても必要なことである。また、好まし
くは手持ちカメラで撮影する際に撮影された画面角度が
重力方向に対して直角が収れたり、任意の絶対角度に画
面角度を固定できたり、任意の撮影回数に対して、任意
の角度づつ画面角度が変化することなどが可能になれば
、大変便利になる。その便利な点を下記に具体的に述べ
る。

電子カメラで撮影した複数のファイルを既存の編集機器
などで複数画面のＩＩ果やエフェクトをする際に有用で
ある。なぜなら例えば人間の立姿勢の画面角度が統一さ
れているので、複合した時に立ち角度が共通になり不自
然にならない。

一方、スポーツの連続［影などをする際にある運動（例
えばゴルフのスイング）の推移が正確に記録できる。

また更に、スチルまたはムービーのカメラをより正確な
記録用として使用する場合、従来のカメラでは特殊な三
脚を使用しない限り、水平に対する画像の関部が曖昧で
あった９したがって、スキーのフオームの記録、登山で
の記録、水中における記録、坂の多い軒並みの記録など
において真実が十分記録できない下溝が多々生じる。そ
こで光軸に対するカメラアングルが自動的に水平になる
制御が必要となる。

く課題その３〉 従来のビデオカメラで光軸に対して上下のブレ（浮動）
、回転、回動するエフェクターはなかった。特に画面を
上下に振って地震が起きたような撮影や回転映像は電子
的な後処理では得られにくいものである。

く課題その４〉 水中におけるカメラ撮影では、スタンドの使用が不可能
であったり、遊泳者の垂直感覚が乏しくなるため、撮影
された映像角度は特に重力方向に対して、ゆがむ傾向が
強かった９ く課題その５〉 従来の映像機器全体を支持する装置によって水平やその
他の角度を変位させる制御方式では、被制御体の重さや
形状が大きいなめ以下の困難な点があった。

制御に多大なトルクが必要である。

周波数の高い微妙な変動を制御することが被測ｒｎ体が
重いなめ困難である。

直角を越えるような大きな制御角度をもたすことは、映
像機器のマウント位置が下方にあることから困難であり
、まして１回転以上の回転制御はより難しい。

映像機器の制御スイ・ソチが制御時に一緒に動いてしま
うので、撮影時に必要なズームやその他の微調整ができ
なくなる。

従来の制御方式はスタンドなどの設置されたものに付加
されており、移動における配慮はされていない。従って
、スタンドごと持ち歩いたりした時に不安定になったり
、制御不能になったりする。

つまり、歩行中における制御は困難であり、あるいは重
すぎて現在コンパクト化が一層進むニーズに全く使用が
不適当となる。

変位の中心を撮像素子の中心に合わせることが困難であ
り、そのため回転させた時、被写体の狙いがずれたり、
画面の回転が不自然になったりする。

本発明の目的は以上の欠点を除去する映像撮像面の駆動
方式を提供することになる。

［課題を解決するための手段］ 本発明では、上記の目的のために、映像機器に設けられ
た映像機器を支える支持部に対して、撮像面（ＩＤ）を
映像入力光の光軸（Ｘ）中心の相対回転あるいは　光軸
に対して直角に相対移動させる駆動部によってＶ＆像面
と相対回転または相対移動させたことを特徴とする映像
撮像面の駆動方式が提供される。本発明ではさらに、撮
像機器内にジャイロを設け、上記ジャイロの制御移動の
運動力を直接撮像面に与え、あるいは検出部および駆動
部を介して与えることにより撮像面を上記ジャイロと連
動させたことを特徴とする映像撮像面の駆動方式が提供
される。

［作用］ 本発明は従来固定していた撮像素子あるいは撮像面を（
フォーカス制御をするために光軸方向へ振動させたもの
だけはある）光軸に対して回転あるいは平行移動を撮像
面の中心を基準にして変位または回転させ、任意の制御
をさせている。従って、複数の撮像面の回転平行移動を
時間推移に対して制御できたり、あるいは、ｌフレーム
の撮像面の画面角度を任意に設定して制御ができる作用
を有ししかもｆｉ＠素子の略中心を基準とした制御なの
で被写体の狙いも上述の制御で大きくずれることはない
。

［実施Ｎ］ 以下添付図面に基づいて本発明を説明する。図面中の番
号は同一の内容を示す部材についてはなるべく同一番号
を使用した。

第１図は本発明の一実施例を示し、ＩＡはビデオカメラ
の基体、１ＢおよびＩＣは回動支持部、１ＤはＣＣＤ撮
像素子、ＩＥおよびＩＦはピエゾ素子、ＩＧおよびＩＨ
は支柱、１１は中心軸、ＩＪはサーボモータ、１におよ
びＩＬはギヤー、ＩＭはダイキャストフレーム、ＩＮは
軸受、１Ｄはスペーサである。

〈Ｘ方向の光軸を中心とした駆動〉 本実施例はＣＣＤ撮像素子をＸ方向の光軸に対して直角
を保ちながら、回転、回動、移動をさせる機構を示すも
のである９その駆動方法は種々の方法が考えられる。こ
こでは好ましい駆動方法な一度に複数登載した例で説明
する。また軸Ｘの矢の向いた方向から画像入射光が到来
する。さて、まずピエゾ素子によるＣＣＤ撮像素子の回
動状態を説明する。支持部ＩＣはビデオカメラのベース
である基体ＩＡに設置さている。この回動支持部ＩＣに
は軸受ＩＮを備え、この軸受ＩＮはＣＣＤ＠＠素子ＩＤ
の中心から延びる中心軸１１を回動自在に支持する。

こうして回転自在に支持されたｃｃｏｍ像素子ＩＤの外
側にはスペーサ１Ｄ、およびダイキャストフレームＩＭ
が係合され、このダイキャストフレームＩＭの両禎には
軸受ＩＨ側に２本の支柱ＩＧ、支柱ＩＨが固定されてい
る。この支柱と軸受の間にはそれぞれピエゾ素子ＩＥ、
ピエゾ素子ＩＦが固定される。なおこのピエゾ素子は電
圧を印可すると弓なりになるように素子が構成されてい
る。以上がピエゾ素子による回動駆動の機構である。こ
の機構の動作状態を下記に説明する。十の電圧がピエゾ
素子ＩＥに印可されると、支柱ＩＧが上方向へ押し上げ
られる。

同時に−の電圧をピエゾ素子ＩＦに印可すると、支柱Ｉ
Ｈは下方向へ押し下げられ、時計回りに回動する。また
、電圧の極性を各々逆にすれば、反時計回りに回動す°
る。

くＹ軸Ｚ軸の２方向を制御〉 なお、スペーサ１Ｄを可撓性素材に変更したり、中心軸
１■や１回動支持部ＩＢを取り去ることにより、ＣＣＤ
ｔｌｋ（象素子ＩＤは上下（Ｚ）方向にも移動が可能に
なる。その場合、電圧印可状態は、ピエゾ素子ＩＥとピ
エゾ素子ＩＦの印可電圧は同相の同値となる。好ましく
は、現在水平の量体にあるピエゾ素子ＩＥおよびピエゾ
素子ＩＦを４５度角度の関係に位置させたり、印可電圧
の極性および電圧値を選択することにより、ピエゾ素子
ＩＥおよびピエゾ素子ＩＦの変位量が許す範囲内で２お
よびＹ方向に対して自由にＣＣＤ撮像素子ＩＤは制御可
能となる。この構造はレコードのカッター等に使用され
る駆動部と同一のｔＲ造のものが使用でき、従って、駆
動源はピエゾ素子以外にダイナミック形も使用でき、言
うまでもなくそれら駆動源は７字状に配置されることも
自明である。なお、矢印Ｘに示す光軸に対しＣＣＤ撮像
素子ＩＤは常に直角の関係を保つことができる。

く撮像素子をぐるぐる回転させる〉 次にＣＣＤ撮＠素子ＩＤを回転する機構を説明する。Ｃ
ＣＤ撮像素子ＩＤの外側にはスペーサ１Ｄ、ダイキャス
トフレームＩＭおよび円形グイキャストフレームＩＱが
嵌合され回転部を構成する。またビデオカメラの基体Ｉ
Ａに設置された回動支持部ＩＢの内側にはリング軸受Ｉ
Ｐがはめ込まれており、上記回転部分が係合される。Ｃ
ＣＤ撮像素子ＩＤの中心を基準に配置された上記円形グ
イキャストフレームｌＱのＸ方向側の外周にはギヤーＩ
Ｌが円形に備えられている。一方回動支持部ＩＢから固
定支持される（図示せず）サーボモータＩＪの軸端部に
はギヤーＩＬが装着されており、ギヤーＩＬと噛み合う
ように位置が′ｊＡ整されている９以上による回転機ｉ
ｎは後述する指令信号にもとづいて、サーボモータＩＪ
を回転すると、その動力はギヤーＩＫ、ギヤーＩＬト経
て回転部を回動または回転する。なお、回転させる場合
には、少なくとも回動支持部ＩＣを除去する必要があり
、ＣＣＤ撮像素子からの信号線が巻ききらないような処
理が必要で、その処理の一例を第５図に示す。ＣＣＤ　
ｔｊｌ像素子ＩＤを中心にしてフィルムリード線５Ａが
数十回巻く。このフィルムリード線５Ａの中心側の端部
にＣＣＤ撮像素子ＩＤからの信号が接続される。一方フ
イルムリード線５Ａの外周端部にはコネクタ５Ｂが設け
られている２好ましくは、このフィルムリード線５Ａの
両面には抵抗性を有する伝導塗料５Ｃが塗布され、表お
よび裏は短絡せずにコネクタへ導かれている、 〈回転でリード線をねじ切らない工夫〉以上のフィルム
リード線５ＡはサーボモータＩＪの回転しすぎで延びき
るかあるいは締め付けし過ぎる状態が予測され、フィル
ムリード線５Ａが絡まったり、巻切ったりすることを回
避する必要がある。

そこで、上記ｆ１ｉ！造のフィルムリード線５Ａが巻数
が多いと上記伝導塗料５Ｃの両面間の抵抗値が低くなり
、巻数が少なくなると抵抗値が高くなる原理を利用して
１回転の規制をしている。つまり、この抵抗値をある一
定値内に収まるように回転を規制する、あるいは、一定
値を越えたら、回転作動を停止、あるいは、あるタイミ
ング（例えば、電源のオンオフなど）で、初期に設定し
た適切な巻数の抵抗値と同一になるところまで、回転を
戻しておく、等の回路構成をする。また、伝導塗料５Ｃ
の両面間の静電容量変化によって、同様の制御をするこ
とも可能である。

く上記駆動の複合〉 つぎにピエゾ素子とサーボモータを複合して動作させる
方式を述べる。

第１図中、回動支持部ＩＣを除く全ての部材を使用する
。また、スペーサ１Ｄの素材と最も可撓性の富む素材、
例えば多穴質のブチルゴムなどを用いる。以上により、
サーボモータＩＪで主におおまかな回転運動をさせ、加
えて、ピエゾ素子ＩＥおよびピエゾ素子ＩＦにより、微
妙な回転運動あるいは、振動あるいは、Ｚ方向の運動が
得られる。以上の動作原理を簡単に補足説明する。ＣＣ
Ｄ撮像素子ＩＤは中心軸１１、ピエゾ素子ＩＥ、ピエゾ
素子ＩＦ、支柱ＩＧおよび支柱ＩＨを介して、ダイキャ
ストフレームＩＭに接続されている。ここで、ピエゾ素
子に電圧が印可されると、ＣＣＤ撮像素子ＩＤとダイキ
ャストフレーム１Ｍ間に任意の力が加わり、スペーサ１
Ｄが変形して相対距離が変位する。結果として、ＣＣＤ
ｔｌ＠素子ＩＤはダイキャストフレームＩＭにたいして
、任意の・移動がなされる。

く特殊な回動方式〉 特殊な回転駆動方式として、オートフォーカス、オート
アイリス、あるいは、ズームの回転機構を利用すること
が考えられる。その−例を第６図を参照しながら、以下
に説明する。

回転部は第１図とほぼ（回動支持部ＩＣを除いである）
同一である。筒体６Ａおよび筒体６Ｂはそれぞれレンズ
の支持回転体であり、特に筒体６Ａはサーボモータによ
って回転するように構成されている。

プーリーがサーボモータからの回転を摩擦で筒体６Ａに
伝えている。また、筒体６Ａの支持部にはねじが切られ
ている。従って筒体６Ａは回転するとともに光軸方向に
移動する。一方回転体の円形ダイキャストフレームＩＱ
には図のようにプランジャー（筒体６Ａの内側と一時的
に接触することのできるものなら何でもよい。例えばピ
エゾ素子を筒体６Ａの間近に設置し電圧印可とともに筒
体６Ａへ接触するようにしてもよい。）が装着されてお
り、ＣＣＤＲ像素子ＩＤを回転または回動したいときに
プランジャーに電圧を印可し、筒（４ｃ６Ａヘプランジ
ヤーの一端が接触させる。さらに、回転したい方向へサ
ーボモータを制御することにより、任意の角度回転が可
能になる。なお、この回転構造の場合、実際には上記ね
じ切りピッチは綬やかにする。あるいは、プランジャー
の動作と同時に支持側のねじ切りとの接触を絶つ必要が
ある。なぜなら、回転動作と同時に大きくフォーカスや
その他の制御が変位してしまうからである。

以上の構成は、レンズ回りの制御部とＣＣＤｆｆ１像素
子の相対回転運動を制御している。また、それにより新
たな回転体を設けずにＣＣＤ撮（ｔＪ、素子の回転制御
が可能になり、経済的である。また、これをさらに発展
させると、例えばズームの回転機構をレンズの光軸方向
の動きなしのからまわり状態に一時的にし、その状態で
フォーカス用レンズの回りを手で支持するかあるいはそ
のほかの支持体に保持させることにより、相対的にＣＣ
Ｄ撮（’Ａ素子を回転させることも可能になる。さらに
この空回りする回転体＜ＰＡえば、第８図の筒体８Ａの
ようなもの）を別途用意し、ここを手で握って支持′す
ると、成る動作で連動してＣＣＤ＠像素子の回転制御運
動が得られるようにも構成し得る。必然的に握り８Ｂは
軽く持つか離す必要がある。カメラの後方に回転するノ
ブを付けてもよい。

〈ジャイロの自制能力を利用した場合〉つぎにジャイロ
を利用した回転駆動方法を述べる。真の角度に対する制
御を行なう際に必ず登場するのがジャイロスコープであ
る。論外な、く本発明の制御部あるいは検出部にもその
使用を望むところである。しかし、通茫のジャイロスコ
ープは３６０°方向の作動能力を備えており、本発明に
とっては必要以上の構成になる。例えばカメラに撮影さ
れた画面の水平線が画面上に斜めにならないようにする
ためには、光軸に対する水平方向だけが重要になる。

第７図は、以上の考えを元に画面角の校正用ジャイロの
最もシンプルな例を示す。

図中、ＩＱは円形ダイキャストフレーム、ＩＤはＣＣＤ
撮ｆｇｔ素子、ＩＰはリング軸受、ＩＢは回動支持部、
？Ａ、　７８．７Ｃ，７Ｄ、　７Ｅは支持柱、７Ｆ、　
７Ｇは円柱鉛、７Ｈはモータ、７１は開口部、７Ｊはウ
ェイトそして７にはスプリングである。なお、円形グイ
キャストフレームＩＱ、ＣＣＤ１ｊｌ像素子ＩＤ、リン
グ軸受ＩＰ、回動支持部１Ｂは第１図に開示した部材と
同一である。また、本実施例では円柱鈴７Ｆ、　７Ｇが
支持柱？Ａ、　７Ｂ、　７Ｃ，？Ｄを介して円形ダイキ
ャストフレームＩＱに回転自在に装着され、円形ダイキ
ャストフレームＩＱに装着されたモータ７Ｈの１−りと
上記円柱鉛７Ｆ、７Ｇが各々ワイヤー７してクロス状態
でつながれている。また、支持柱７Ｅ、７Ｃの間にはス
プリング７Ｋが係合されている９以上による本実施例は
、モータ７Ｈの回転で円柱鉛７Ｆ、　７Ｇが互いに逆回
転で回転する。この構成によって得られる効果を以下に
記載する。ビデオカメラの基体ＩＡがＸ軸中心の回動、
回転または回転浮動を外部の力によって来す。すると、
円柱鉛７Ｆ、　７Ｇの慣性によって円柱釣と係合される
ＣＣＤ撮像素子ＩＤが共に引力方向などの絶対方向に対
して変位しない方向に力が働く。この状態のＣＣＤ１ｉ
像素子ＩＤはビデオカメラの基体ＩＡに対して変位をし
ている。なお、円柱ｊＱ７Ｆ、７Ｇが互いに逆回転をさ
せているので、矢印Ｘ軸中心運動で新たに生じるＹ軸中
心回転方向の回転力は相殺されて生じない。

これにより、より正確なジャイロ効果が得られる。

なお、上述のジャイロは最も単純化したものであリ、好
ましくは、上記の回動支持部ＩＢはブチルゴムなどの弾
力材を介してビデオカメラの基体ＩＡに接続される。こ
の弾性体により、光軸に対してＹ軸中心回転方向の浮動
や手ブレを吸収することも可能になる。なお、この制御
角度とあ家り大きく収ると撮像面積が激減したり、焦点
が取れなくなったりする。従って、上述のように弾性体
の変位する程度が適当である。また、図中のスプリング
７には、慣性に制御されて変位したＣＣＤＣＣ撮像素子
ＩＤＣＤ撮像素子ＩＤとビデオカメラの基＃−ＩＡの初
期の角度関係に引き戻すばねである。このばねの強さを
調節することにより、角度制御の持続時間および制御角
度範囲が設定される。ＣＣＤＱ像素子ＩＤからのリード
線が複数回転以上を許容するＷＩ造にするならば、この
スプリング７には不用になる。その場合は、ばねの引合
いの代わりに電磁的な引力を利用することにより、所望
の時に上記の初期の角度関係に引き戻すことも可能にな
る。

一方、モータ７Ｈの一部には図示はしていないがシャフ
トのねじ込められるネジ切穴が設けられており、ウェイ
ト７Ｊから延びるシャフトを基体ＩＡに形成された開口
部７１３通過させてねじ込み固定する。このウェイトは
、垂直方向に重力による力で垂下される。従って、ＣＣ
Ｄ撮像索子ＩＤもそれにつられて水平が保たれる。この
ウェイトは上述のジャイロの使用と併用しても効果があ
り、また単独で使用してもよい。またさらに、ウェイト
７Ｊを浮力を有する浮きに収り替えることにより、水中
での垂直性を向上させることが可能になる。その場合上
下が図面とは逆の状態で使用する。

くジャイロの動きを利用して間接的に制御〉なお、円柱
鉛の振動が直接伝わらないように各支持柱の一部に防振
材を設けたり、別の場所に設けたＣＣＤＩ像素子をこの
ジャイロの動きに応じて制御駆動することも可能である
。その場合、ジャイロの動きは次のような検出器によっ
て検出され制御される。

Ｘ軸を中心とした回転変位を検出するために、円形グイ
キャストフレームＩＱの外側に一定の磁性体による縞模
様７Ｎを設け、この動きを検出するＸ軸検出６７Ｍを回
動支持部ＩＢ側に設ける。このＸ軸検出６７Ｍで縞模様
７Ｎの模様をカウントし、そのカウント数をもとに別に
設けたＣＣＤ撮像索子ＩＤのＸ軸方向の回動を同一に動
くように制御する。なお上記Ｘ軸検出器７Ｍをテープヘ
ッドとし縞模様７Ｎを着磁させることにより上記カウン
トは縞模様７Ｎの通り過ぎる方向も発電の極性によって
判断が可能になる。一方、Ｙ軸を中心にした動きを検出
するためにＹ軸検出器７０３設けている９このＹ軸検出
器７０は発光部と受光部を備え回動支持部ＩＢから反射
してくる光量で光学的に回動支持部１Ｂとの距離を検出
しており、別に設けたＣＣＤ＠像素子ＩＤのＹ軸方向の
変位が同一に移動するように制御する。

〈制御信号の方式のバリエーション〉 本発明の目的は光軸に対して撮像素子を直角運動または
光軸を中心とした回転運１１Ｊ（フォーカスが変わらな
い運動方向）で画像の変位バリエーションを拡張するこ
とにあり。例えば、画像を回転するエフェクト効果を得
るためには上述の回転構造のみで目的は達成される。し
かし、その池の回転浮動をなくす制御や画面の水平性を
保つ制御をおこなう為には、別途種々の検出部やその検
出部からの信号を利用する制御方法など開示する必要が
ある（第７図の実施例は自己制御しているので不用）。

そこで、種々の検出方法を下記に述べる９く沈下や浮上
する物体で制御〉 第９図は人間の三半規管を模倣して得た重力方向検出器
である。その主旨を先に述べると、液体と円形おもりを
円形の入れ物の中に封じ込め、円形の接触する入れ物の
内側に設けた検出部で円形体の位置な認知して重力方向
を検出するものである。その具体例を下記に述べる。

図面中には複数の入れ物９Ａが示されている。まずその
１つの検出ユニット９Ｇの内容を説明する。

円筒形状の入れ７０９Ａの中にエタノール等の腐敗しな
い液体９Ｅと円柱ウェイト９Ｂが入れられる。′ｉた、
入れ物９Ａの内側面には格子状の電！！！９Ｃが設けら
れている。さらにリード線９Ｆは電極９Ｃの電気信号を
入れ５１＠９Ａの外側に導く導線である。また、円柱つ
エイト９Ｂの少なくとも表面を電導性とする。円柱ウェ
イト９Ｂは入れ物９Ａ内を重力の作用でころがる。

そして円柱ウェイト９Ｂは電［ｉ９Ｃの上に接触し、隣
合う電ｗ１９Ｃは円柱ウェイ１−９Ｂの電導面を介して
電気抵抗がｍｖに低くなる。

この電気抵抗の変化はリード線９Ｆに導かれる。

従って、各リード線９Ｆの電気抵抗を利用することによ
り、垂直方向の検出がし得る。この制御方法は後述する
。

第９図で図示したこの実施例では以上の検出ユニット９
Ｇを５つ組み合わせて使用している。その理由を下記に
列記する。なお、この実施例の左側面図を第１Ｄ図に、
円形状に輪を書くように整列された電（至）９Ｃを平面
的に切り開いた部分切り開き図を第１１図に示した。

■・・・円柱ウェイト９Ｂの大きさを各々変えている。

従って、円柱ウェイトがころがる時に生じる揺れの周期
が各々異なる。また、この５つの円柱ウェイト内で生じ
る電気抵抗は、各検出ユニットの電極から各リード線を
介してシリーズで電気的に接続され、合算がターミナル
９Ｄに現われている。このターミナル９Ｄの電気抵抗の
情報は円柱ウェイトの固有振動が確率的に相殺された信
号が出力される。

■・・・各検出ユニット内に封じた液体は各々粘性を変
えている。これにより、各々の円柱ウェイトの固有振動
のコントロールができる。場合によっては、５つ図示し
た円柱ウェイトの形状を同一の物とし、液体の粘性だけ
を変化させて、■で述べた作用を得ることもできる。

■・・・円柱ウェイト９Ｂ埜なは電極９Ｃの上に絶縁体
をコーティングすることにより、上述の電気抵抗の代わ
りに静電容量をの変化をもとに制御することも可能であ
る。

■・・・円柱ウェイ！・内を中空あるいは発泡材などで
比重を小さくすることにより上記液体に対して浮力をも
たせ、浮上させて電［！９Ｃと接触させることにより、
重力方向を検出することもできる。この場合、カメラ移
動で生じる加速によって、生じる円柱ウェイトのゆれの
向きが逆になるので、この浮上式と沈み式のウェイトと
を組み合わすことにより、無用の検出器側の浮動が相殺
される９これは密閉された容器、例えば航空機内でヘリ
ウム風船が離陸の加速時に前方へ移動し、その他重いも
のは後方へ移動する原理で相殺される。またこの浮上と
沈み式のユニット間の電極接続は１８０°ずらずことが
好ましい。

く検出ユニットの使用例〉 以上の検出ユニットの使用する状態をつぎに述べる。こ
の検出ユニットは電極９Ｃが撮ｆ象光の光軸に沿った方
向に設置するものである。その設置場所はカメラの基体
、回動するＣＣＤ撮像素子上、第８図の筒体８Ａあるい
は、カメラ基体の外側にコネクターで着脱自在に備えて
もよい。但し、その制御方法は、ＣＣＤ１ｆｌ像素子と
連動して動く場合と、非連動では異なる。たとえば、連
動の場合は、数多い電極９Ｃの中で垂直位置で円柱ウェ
イトが接触する電極とその両わきの電極だけを使用し、
この垂直時に接触する＠、Ｗ！が常に円柱ウェイトに接
触するようにＣＣＤ撮像素子ＩＤを回転側（ヰする。

この回転方向は上述の両わきの電極からの信号を元に回
転方向が決定され、回転駆動される。

〈特徴ある複数の撮（ｔＬ素素群群利用する制御〉つぎ
に、ＣＣＤ撮像素子画素の組合せで撮像面面角度の変位
を検出する方法を第１２図を参照しながらで述べる。

画素群１’２ＡはＣＣＤ＠像素子ＩＤの画素を拡大°シ
ー部を描いたものである。この検出方法は直角画素群１
２Ｆと＋へ画素群１２ｇおよび−Δ画素群１２Ｇからの
信号をフレームメモリ等で一旦記憶させて後に比較して
画面が傾いたか否かを検出するものである。

この＋Δ画素群１２Ｅおよび−Δ画素群１２Ｇは同一の
ｃｃｏｍ像素子１Ｄから得る場合と、複数のＣＣＤ撮像
素子をΔ角度をづつ左右に振って設ける場合がある。

同一のＣＣＤ＠像素子ＩＤから得る場合を下記に述べる
。

通常ＣＣＤ撮像素子の画素から得る電気信号は矢印１２
Ｂのように各画素に対して直角になるように配線されて
いる。一方、光軸に対して矢印１２０で合致する＋△画
素群１２Ｅは通常の直角画素群１２Ｆ’にたいして＋Δ
だけずれている。同様に矢印１２０と合致するーΔｍ素
群１２Ｇは−Δずらしたものである。これらの＋△画素
群１２Ｅおよび一Δ画素群１２Ｇは画素から出る信号を
直角画素群１２Ｆから配線された電気信号から±Δずら
して配線をして得ることが可能である。ただしこの何方
もの画素を上記の２通りの配線を加えることは複雑なた
めＣＣＤｐ像素子全素子に作る必要がある。そこで、Ｃ
ＣＤ撮像素子ＩＤを第１図に示したようなピエゾ素子Ｉ
Ｅ、　ＩＦ’で±Δ振って時間分割によって疑似的に得
ることが提案される。この最、撮像面像に影響が無いよ
うに、振動速度をフレーム周期に合わせることが必要で
ある。

さらに複数のＣＣＤ撮像素子で＋Δ画素群１２Ｅおよび
−△両衆群１２Ｇを得る場合は、色信号と輝度信号をわ
けて撮像するプロユースの２板式や３板式などの複合Ｃ
ＣＤ撮像素子方式と同様にあるいは同一のものを使用し
てＣＣＤｔｌｋ（Ｒ素子を光軸に対してシリーズに上記
の直角画素と＋へ画素および一△画素と並べることで得
られる。

以上の直角画素群１２Ｆと＋Δ画素群１２Ｅおよび一Δ
画素群１２ｃからの信号を用いて撮像面面の水平変位を
制即する方法を第１３図を参照して下記に述べる。

傾きをもつ＋Δ画素群１２Ｅおよび一Δ画素群１２Ｇか
らの信号は、それぞれ別のフレーム・メモリー回路１３
Ａ、　１３Ｂに入力され、△を秒の間記憶している（次
のフレームを記憶する際に前画面と排出し新たなフレー
ムを記憶する。この回路は今や１チツアのＩＣ″Ｃ極一
般使用されているのでこれ以上の説明は加えない）この
フレーム・メモリー回路１３Ａ、　１３Ｂで記憶された
信号は記憶された時間から△を秒後に直角画素群１２Ｆ
からの信号と各々が相関比較器１３Ｃ，１３Ｄで演算さ
れる。これにより△を前の画面に入力された傾きをもっ
た画素群（△画素群１２Ｅおよび一へ画素群１２Ｇ）の
画素信号と、演算時のタイムラグの無い直角画素群１２
Ｆからの信号を引算してその結果の絶対値の合計を算出
することができる。

これらの演算された結果はつぎに比較回路１３Ｅに入力
される。この比較回路の結果によって、ＣＣＤ撮像素子
な時計回りに駆動するか、反時計回りに駆動するか、あ
るいは駆動せずに止めるかを決定し、各々の駆動部へ指
令信号を送る。

つぎに簡単な制御例を上げる。撮像面１３Ｆは撮影開始
時におけるＣＣＤ＊偶素子ＩＤに入力された映像で、そ
のΔを秒後の映像が撮像面１３Ｇである。この撮像面１
３Ｇは最初の撮像面１３Ｆに対して、手ぶれにより画面
全体が＋Δだけ角度が変わってしまっている。さて、こ
の撮像信号がこの制御回路に入力されると、相関比較器
１３Ｃの結果が小さな値で。

相関比較器１３０の結果が１に近い値となる。従って、
比較回路１３Ｅ″Ｃ得られる結果は、相関比較器１３Ｃ
側が小で相関比較器１３Ｄ側が大と７Ｍ算され、その結
果に伴いＣＣＤ１ｉｌ像素子ＩＤを反時計回りに回転す
る指令が得られる。以上により時間経過でずれてきた映
像が修正され、回転方向の浮動や傾きがない見やすい映
像が得られる。この操作を繰り返し行うことにより、急
激な撮像面面の変化以外は画面角度の浮動が吸収され、
安定した１１画像が得られる。なお、この急激な撮像面
の変化においては、相関比較器１３Ｃと１３Ｄは共に非
常に小さな値となり、比較回路１３Ｅで得られる結果は
ほぼ等しいとの結果がでる。なお、比較回路１３Ｅに入
力される信号は好ましくはある程度低い数値は０とする
ゲート回路な挿入する。このゲート回路により、水平感
覚がハツキリする映ず象では、制御が通常に行なわれ、
ハツキリしない映像では制御が割愛されると言った人間
の視覚にとって不要な時には制御が行なわれない利点も
生まれる。さて上述の変位を制…する方法に対して、Ｙ
軸（第１図参照）を中心に回転する浮動または、カメラ
基体自体の上下浮動を除去する方法を簡単に述べる。上
述の画素群１２Ｅ。

１２Ｆ、　１２ＧがＸｆｌｌ（第１図参照）を中心に回
転する浮動を検出するための検出画素群であったのに対
し、第１３図に示しな＋△ｄ画素群１３Ｈ１−Δｄ画素
群１３１、直角画素群１２Ｆは、Ｙ軸中心（第１図参照
）の回転浮動や、カメラ基体自体の上下浮動を検出する
画素群である。制御方法に付いては上記のＸ軸の制御と
特に変わらず、＋△ｄ画素群１３Ｈを＋△画素群１２Ｅ
に一△ｄ画素群１３１を直角画素群１２Ｆに各々収り替
え、そして相関比較器１３０からの結果に基く駆動がＣ
ＣＤ撮像素子ＩＤの上下方向である点だけが上記のＸ軸
の制御と異なる９この上下方向の駆動は例えば、第１図
に開示したピエゾ素子ＩＥとピエゾ素子ＩＦの印可電圧
を同相の同値で印可することによって得られる。なお、
制御の例は浮動の方向が異なるだけで、特に変わらない
ので割愛した。さらに、Ｚ軸中心（第１図参照）の回転
浮動や、カメラ基体自体の左右浮動も参照画素群を縦方
向に設けることにより得られる。

〈電磁波を利用する制御方式〉 次に太陽、電灯、衛星放送などから到来する電磁波を利
用してカメラの回転浮動を制御する方法を述べる。

第８図は異なる実施例で使用したが、ここでは、同じ図
面を使用して電ｍ波利用による制御方法を述べる。カメ
ラ本体８Ｆの手や撮影者の体で陰になりにくいレンズ付
近に設けた同体８Ａには複数の電磁波検出面８Ｃ，８Ｄ
、　８Ｅ・・・・・・が備わる。この電磁波検出面は具
体的には光電池、アンテナ素子などである。これらから
の信号の使用方法は例えば、第１３図の制御回路に対応
して説明することができる。

電磁波検出面８Ｃと電磁波検出面８Ｅで検出された信号
は一へ画素群１２Ｇおよび＋へ画素群１２Ｅからの信号
に各々対応し、電磁波検出面８Ｄからの検出信号は直角
画素群１２Ｆからの信号と対応する。才な、メモリー回
路１３Ａ、１３Ｂはフレームを記憶するのに対して、電
磁波の量を記憶する。これにより、衛星放送電波（太陽
、電灯ンからの方向が定才っを電磁波エネルギーを電磁
波検出面８Ｃ，８Ｄ、　８Ｅ・旧・・で受け、その検出
量の変位を上述の制御方法で判断することにより、少な
くともカメラ本体８Ｆの回転浮動は修正することが可能
になる。図面では士数個の電磁波検出面を示したが、そ
の使用方法は上記の制御方法の組み合わせて行われる。

なお、この電＠波検出によるジャイロは（特に衛生放送
からの電磁波の到来方向を検出するジャイロ）は希望に
よっては、撮像面の制御以外に通常のジャ５イロ・スコ
ープとしても使用が可能である。

く　　追　　記　　〉 最渣に上述の複数の駆動方法、検出方法および制御方法
の関係とその実施方法について追記する。

第１４図および第１５図は、カメラの動き別に本実施例
の総括を示す説明図である。図中の矢印の方角はカメラ
またはｍｆＡ面の変位の方向を示し、矢印の長さが動き
め変位量を示している。各動きの横に記載した図面番号
がその変位方向に使用できる駆動方式および検出方式を
示している。

これらの駆動、検出１、制御の方法は単独でも複合して
使用することも可能である。実施例ではその組合せにつ
いては一部しか述べていないが、組合せは任意に行われ
得る。

さらに、駆動部への制那信号は様々な応用が可能である
９ 例えば、付属のマイクロホンからの音に応じてＣＣＤを
回動をさせると新しい映像エフェクターが得られる（例
えば高音が出たときに微妙な小刻みな変異をし、低音で
はその周期やリズムに応じて大きく揺れるようにしたり
、また風のように左右チャンネンル音の相関性の低い音
がきたときにだけむちゃくちゃな地震のような動きをさ
せたり、単に音のボリュームアップに応じて回転をさせ
る等が考え得る）。

あるいは、１白目カメラ内で演算または検出された制御
信号を２白目の駆動部に連動させるように、各々のカメ
ラに指令信号の入出力ターミナルを設けこれによって、
複数のカメラ撮像素子をシンクロナイズさせて撮影する
ことも可能になる。

使用方法としては、例えば地震のシーンをＣＯＤ撮像素
子を震わせて複数のカメラで複数のアングルで撮影し、
後の編集でその地震の生じるタイミングや周期が同一で
角度違いの映像が得られる。

これにより、より高度な特殊映像が得られる。

第１６図は制御回路の一例を示す説明図である。

一方、ＣＣＤ撮像素子ＩＤを固定してその代わりにレン
ズとＣＣＤ撮像素子１Ｄの間に回動ミラーをおくことに
よって、ＣＯＤを動かしたことと等価の構成をとること
も可能である。この−例を第１７図に示す。

上述の説明中で、上下動あるいは左右動だけに説明をと
どめたものがあるが、カメラ基体の設定方向を考え直す
だけで双方を理解されるものと考える。ＸＹＺ軸の回転
制御に付いても同様である。

［発明の効果コ 本発明は映像機器に設けられた映ず電機器を支える支持
部に対して、撮像面（ＩＤ）を映像入力光の光軸（Ｘ）
中心の相対回転あるいは光軸に対して直角に相対移動さ
せる駆動部によって撮像面を相対回転または相対移動さ
せたことを特徴とする映像撮像面の駆動方式が提供され
る。さらに本発明ではさらに、撮像機器内にジャイロを
設け、上記ジャイロの制御移動の運動力を直接撮像面に
与え、あるいは検出部および駆動部を介して与えること
により撮像面を上記ジャイロと連動させたことを特徴と
している映像撮像面の駆動方式である。従って、撮影時
に映像のあらゆる方向の回転浮動を押えたり、あらゆる
方向のカメラ基体自体の平行移動による浮動を抑えなり
、さらに回転や移動、および振動を加えることにより、
新たな映像エフェクターとして使用できる。これにより
船酔をするような水平方向の浮動がなくなり、大型プロ
ジェクタ−で鑑賞しても生理的な違和感がなく安定した
映像が得られる。また、一般に撮影時に人各々アングル
が固有の傾をもつ癖があり、この癖を排除することがで
きたり、回転制御の中心点を任意に決めることもできる
。またこれらの制御の中心が撮像面中心で行なわれてい
るので制御で得られた映像も変位がセンターとして得ら
れる。従って、安定した種々の変位エフェクターが得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す斜視図である。 第２図は第１図をＺ方向から見た平面図である９第３図
は第１図をＸ方向の逆側から見た正面図である。 第４図は第１図をＸ方向から見た背面図である９第５図
は信号線が巻ききらない処理方法を示す斜視図である。 第６図はオートフォーカス、オートアイリス、あるいは
、ズームの回転ａ構を利用してＣＣＤ撮像素子を回動す
る方式を示す断面図である。 第７図はジャイロを利用してＣＣＤ撮像素子を制御する
方式を示す斜視図である。 第８図はＣＣＤ＠像素子とカメラ基体の相対回転を回転
する筒体を使用者が握ることによって得られるようにし
た実施例と、電磁波の到来方向を検出してその最強方向
が定まっている点を利用して回転制御をする実施例を共
通図面で示した斜視図である。 第９図は重力方ｒｔｑ検出器の側面図である。 第１Ｏ図は　第９図の正面図である。 第１１図は電極を平面的に切り開いた部分切り開き図で
ある。 第１２図はＣＣＤ＠像素子画素子画素せで撮ｆ象画面角
度の変位を検出する方式を示す説明図である。 第１３図は撮像面面の水平変位を制御する方式を示す説
明図である。 第１４図および第１５図は、カメラの動き別に本実施例
の総括を示す説明図である。 第１６図はジャイロの動きを利用して間接的に制御する
制御回路の一酬を示す説明図である。 第１７図は＠（５Ａ素子を固定し代わりにレンズと撮像
素子間に回動ミラーをおくことによって撮像素子を動か
したことと等価の構成が得られることを示した説明図で
ある。 図　　中 ＩＡ・・・・・・ビデオカメラの基体 １Ｂ・・・・・・回動支持部 ＩＣ・・・・・・回動支持部 ＩＤ・・・・・・ＣＣＤ撮像素子 ＩＥ・・・・・・ピエゾ素子 １Ｆ・・・・・・ピエゾ素子 １Ｇ・・・・・・支柱 ＩＨ・・・・・・支柱 ＩＩ・・・・・・中心軸 ＩＪ・・・・・・サーボモータ １Ｋ・・・・・・ギヤー ＩＬ・・・・・・ギヤー １Ｍ・・・・・・グイキャストフレーム１Ｎ・・・・・
・軸受 １Ｄ・・・・・・スペーサ ＩＰ・・・・・・リング軸受 ＩＱ・・・・・・円形ダイキャストフレーム５Ａ・・・
・・・フィルムリード線 ５Ｂ・・・・・・コネクタ ５Ｃ・・・・・・伝導塗料 ６Ａ・・・・・・筒体 ６Ｂ・・・・・・筒体 ７Ａ・・・・・・支持柱 ７Ｂ・・・・・・支持柱 ７Ｃ・・・・・・支持柱 ７Ｄ・・・・・・支持柱 ７Ｅ・・・・・・支持柱 ７Ｆ・・・・・・円柱鉛 ７Ｇ・・・・・・円柱釣 ７Ｈ・・・・・・モータ ７■・・・・・・開口部 ７Ｊ・・・・・・ウェイト ７Ｋ・・・・・・スプリング ７Ｌ・・・・・・ワイヤー ７Ｍ・・・・・・Ｘ軸検出器 ７Ｎ・・・・・・縞模様 ７０・・・・・・Ｙ軸検出器 ８Ａ・・・・・・筒体 ８Ｂ・・・・・・握り ８Ｃ・・・・・・電磁波検出面 ８Ｄ・・・・・・電磁波検出面 ８Ｅ・・・・・・電磁波検出面 ８Ｆ・・・・・・カメラ本体 ９Ａ・・・・・・入れ物 ９Ｂ・・・・・・円柱ウェイト ９Ｃ・・・・・・電極 ９Ｄ・・・・・・ターミナル ９Ｅ・・・・・・液体 ９Ｆ・・・・・・リード線 ９Ｇ・・・・・・検出ユニット １２Ａ・・・画素群 １２Ｂ・・・矢印 １２Ｃ・・・矢印 ２Ｄ・・・矢印 ２Ｅ・・・＋Δ＠素群 ２Ｆ・・・直角画素群 ２Ｇ・・・−Δ画素群 ３Ａ・・・メモリー回路 ３Ｂ・・・メモリー回路 ３Ｃ・・・相関比較器 ３Ｅ・・・比較回路 ３Ｆ・・・撮像面 ３Ｇ・・・Ｖ＆作像 面Ｈ・・・＋Δｄ＠素群 ３Ｉ・・・−△ｄ画素群 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、映像機器に設けられた映像機器を支える支持部に対
   して、撮像面（１Ｄ）を映像入力光の光軸（Ｘ）中心の
   相対回転させる駆動部によって撮像面を相対回転させた
   ことを特徴とする映像撮像面の駆動方式。 ２、映像機器に設けられた映像機器を支える支持部に対
   して、撮像面（１Ｄ）を映像入力光の光軸（Ｘ）に対す
   る直角方向へ相対移動させる駆動部によって撮像面を相
   対移動させたことを特徴とする映像撮像面の駆動方式。 ３、撮像機器内にジャイロを設け、上記ジャイロの制御
   移動の運動力を直接撮像面に与え、あるいは検出部およ
   び駆動部を介して与えることにより撮像面を上記ジャイ
   ロと連動させたことを特徴とする映像撮像面の駆動方式
   。