JPH04211230A

JPH04211230A - 手振れ補正装置

Info

Publication number: JPH04211230A
Application number: JP2282755A
Authority: JP
Inventors: Mitsufumi Misawa; 充史三沢; Kazuo Igari; 和夫猪狩; Satoshi Ueda; 智上田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1990-10-19
Publication date: 1992-08-03
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: JP2703105B2

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〕本発明は手振れ補正装置に係り、特にカメラの撮影光学
系の少なくとも一部の光学部材を駆動し、撮影光学系を
介して撮像面に入射する被写体光を安定化させるカメラ
の手振れ補正装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の手振れ補正装置としては、撮影レンズの
光学系内にミラーを傾動自在に配設して被写体光を略９
０゜折り曲げ、このミラーを傾動させてカメラの撮像面
に入射する被写体光を安定化させるものがある。

また、前記ミラーの支持機構としては、Ｘ軸、Ｙ軸にそ
れぞれ独立した回転軸を有するジンバル機構等が用いら
れ、これによりミラーが全方向に傾動できるように支持
している。

一方、前記ミラーを使用せずに、撮影レンズ全体或いは
撮影レンズを構成する一部のレンズをジンバル機構等に
よって傾動自在に支持し、この支持されたレンズを駆動
して撮像面に入射する被写体光を安定化させるものがあ
る。

第２７図に示す手振れ補正装置は、補正光学系１を駆動
部２Ａ及び２Ｂによってヨーイング方向（Ｘ方向）及び
ピッチング方向（Ｙ方向）に駆動し、その補正光学系１
の手振れに応じた動きにより像面３での安定を確保する
ようにしている（特公平２−９６６２１号公報）。

即ち、レンズ鏡筒４にＸ方向及びＹ方向の角速度を検出
する角速度センサ５Ａ及び５Ｂを設け、これらの検出出
力を積分回路６Ａ及び６Ｂによって時間積分することに
よってカメラのＸ方向及びＹ方向の振れ角を求め、これ
らの振れ角を示す信号（補正光学系の制御目標値）を加
算点７Ａ及び７Ｂに出力する。

加算点７Ａ及び７Ｂの入力には、補正光学位置検出セン
サ８Ａ及び８Ｂから補正光学系１の現在位置を示す信号
がフィードバック値として加えられており、加算点７Ａ
及び７Ｂはこれらの２入力信号の偏差を示す信号を駆動
回路９Ａ及び９Ｂに出力する。駆動回路９Ａ及び９Ｂは
前記偏差を０にするために、加算点１６からの入力信号
を適宜の電圧信号に増幅し、これを駆動部２Ａ及び２Ｂ
に出力する。駆動部２Ａ及び２Ｂはそれぞれ入力信号に
応じて補正光学系１をＸ方向及びＹ方向に駆動し、これ
により像面３での画像の安定化を図るようにしている。

これらの機械補正式の手振れ補正装置においては、前記
ミラーやレンズ等の光学部材を駆動する駆動手段は、ボ
イスコイル等の電磁駆動手段を用いたものが多く提案さ
れているが、応答速度の面で限界があることや、消費電
力が大きいなどの問題があった。

一方、上記光学部材の駆動手段として圧電素子を用いた
方式もある。

また、カメラの振れを検出するセンサとしては、コリオ
リの力を利用した角速度センサが利用されているが、一
般に、この種の角速度センサの出力には、角速度に比例
したセンサ出力に対してドリフト成分が含まれているこ
とが知られている。従って、角速度センサのセンサ出力
に含まれるドリフト成分によって、カメラが静止してい
るにもかかわらず手振れ補正が働き、ドリフト成分に同
期した画面ゆれが発生して見苦しいという問題があつた
。

そこで、上記ドリフト成分を除去するために、ドリフト
量に相当する不感帯を角速度センサに設けるようにして
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の手振れ補正装置はミラーが撮影レ
ンズの光学系内に配置されるため、ミラーを考慮して撮
影レンズを設計しなければならず、既存の撮影レンズが
使用できなかった。また、従来のジルバル機構によるミ
ラーの支持機構は、構造が複雑で大型化するばかりでな
く、軸受部のガタにより正確な補正ができないという問
題がある。

また、コリオリの力を利用した手振れ検出用の角速度セ
ンサに、ドリフト成分の影響を除去するための不感帯を
設けると、不感帯に含まれる小さな角速度の検出ができ
なくなり、微小な手振れ補正が困難であった。

更に、ミラー等の光学部材の駆動手段として圧電素子を
用いると、圧電素子は印加電圧と変位とが比例しない、
いわゆるヒステリシス特性を持っているため、第２７図
に示したようにフィードバック制御を行う必要があり、
そのため、フィードバック値を得るための角度センサが
必要になったり、制御系が複雑化するという問題があっ
た。

一方、圧電素子をオープンループ系で制御する場合、例
えばカメラのパンニング動作のようにカメラを一方向に
連続して移動させると、その移動直後においては光学部
材はその可動範囲の終端に達して停止し、この状態で手
振れが生じると、光学部材の片側への動作が制限される
ために充分な補正効果が得られなくなるという問題があ
る。

これを解決するために、圧電素子に並列抵抗を入れて徐
々に電荷を逃がす方法も考えられるが、この場合でも圧
電素子のもつヒステリシス特性のために動作範囲の中心
までは戻らず、前述した問題は完全には解決しない。

また、第２７図に示した従来の手振れ補正装置は、Ｘ方
向及びＹ方向の２系統の独立した制御系を有しており、
このため１系統の制御系に比べて略２倍のコストがかか
っていた。

本発明の目的は、手振れ補正用のミラーを考慮せずに撮
影レンズの設計が可能となり、しかもミラーの支持機構
が簡単で、装置の小型化及び低コスト化が実現でき、更
にミラー支持部のガタがなく正確な位置決めが可能な手
振れ補正装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、手振れ補正用の光学部材を駆動す
る圧電素子の制御系の構成を簡単にすることができると
共に、Ｘ方向及びＹ方向の２系統の制御系の主要部分の
共通化によるコストダウンを図ることができ、且つ静止
状態では光学部材を可動範囲の中央に戻すことができる
手振れ補正装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、コリオリの力を利用した角速
度センサに比べて安価なセンサを用い、且つ補正装置の
大型化を招かない手振れ補正装置を提供することにある
。

本発明の更にまた他の目的は、コリオリの力を利用した
角速度センサの出力に含まれるドリフト成分を除去する
ことができると共に、小さな角速度の検出もでき、高精
度な手振れ補正が実現できる手振れ補正装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明は、前記目的を達成する為に、ミラーと、カメラ
の撮影レンズの前方に、該撮影レンズの光軸に対して略
４５゜の角度を中心にして前記ミラーを傾動自在に支持
するミラー支持機構と、前記ミラーを傾動させるミラー
駆動手段と、前記カメラの振れを検出する振れセンサと
、前記振れセンサの検出出力に基づいて前記カメラの撮
像面に入射する被写体光を安定させるように前記ミラー
駆動手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴と
する。

また、前記ミラー支持機構は、前記撮影レンズの前方に
該撮影レンズの光軸に対して略４５゜の角度で固定され
たシャーシと、前記ミラーの裏面と前記シャーシとの間
に介挿された球と、前記ミラーを前記球を介して前記シ
ャーシに弾性をもって押し付けるばね部材と、から成る
ことを特徴としている。

更に、前記振れセンサは、コリオリの力を利用した角速
度センサと、前記角速度センサの出力に含まれるドリフ
ト成分の周期よりも短く且つ検出しようとする前記カメ
ラの振れの角速度の周期よりも長い所定の時間内におけ
る前記角速度センサの出力の平均値を求める平均値検出
手段と、前記角速度センサの出力から前記平均値検出手
段によって求めた平均値を減算し、その差分値を出力す
る減算手段と、から成ることを特徴としている。

更にまた、前記手振れセンサは前記カメラの角速度に比
例した電圧信号を出力する角速度センサであり、前記制
御手段は前記角速度センサから出力される電圧信号に基
づいて単位時間当りの注入電荷量が該電圧信号の大きさ
に比例するように前記圧電素子に電荷圧入を行うことを
特徴としている。

また、ミラーと、カメラの撮影レンズの前方に、該撮影
レンズの光軸に対して略４５゜の角度を中心にして前記
ミラーを傾動自在に支持するミラー支持機構と、前記ミ
ラーを傾動させるミラー駆動手段と、前記撮影レンズの
近傍に配設された光電変換素子と、前記ミラーを介して
入射する被写体光を前記光電変換素子上に結像させる光
学系とを有する手振れセンサと、前記振れセンサの検出
出力に基づいて該振れセンサの光電変換素子上に結像さ
れる被写体光の単位時間毎の移動量を算出し、この移動
量を零にすべく前記ミラー駆動手段を制御する制御手段
と、を備えたことを特徴としている。

更に、カメラの撮影光学系の少なくとも一部の光学部材
を移動自在に配設し、前記光学部材を光軸と直交し且つ
互いに直交した２つの軸線を中心としてそれぞれ第１の
回動方向（Ｘ方向）及び第２の回動方向（Ｙ方向）に回
動するように駆動して撮影光学系を介して撮像面に入射
する被写体光を安定化させるカメラの手振れ補正装置に
おいて、前記光学部材をそれぞれ前記Ｘ方向及びＹ方向
に駆動するための第１及び第２の圧電素子と、前記カメ
ラのＸ方向及びＹ方向の角速度に比例した第１及び第２
の電圧信号をそれぞれ出力する第１及び第２の角速度セ
ンサと、Ｘ方向及びＹ方向の２系統を時分割処理する信
号処理手段であって、前記角速度センサからそれぞれ出
力される第１及び第２の電圧信号を一定のサイクル毎に
交互に入力し、その入力した第１及び第２の電圧信号に
基づいて前記第１及び第２の圧電素子への単位時間当り
の注入電荷量が該第１及び第２の電圧信号の大きさに比
例するように第１及び第２の電荷注入量情報を求め、該
第１及び第２の電荷注入情報を交互に出力する信号処理
手段と、前記信号処理手段から出力される第１及び第２
の電荷注入量情報を入力すると、次の第１及び第２の電
荷注入量情報を入力するまでの間、その入力した第１及
び第２の電荷注入量情報に対応したパルス電荷をそれぞ
れ前記第１及び第２の圧電素子に注入し続ける第１及び
第２のパルス電荷注入手段と、を備えたことを特徴とし
ている。

更にまた、カメラの撮影光学系の少なくとも一部の光学
部材を移動自在に配設し、前記光学部材を駆動して撮影
光学系を介して撮像面に入射する被写体光を安定化させ
るカメラの手振れ補正装置において、前記光学部材を駆
動するための圧電素子と、前記カメラの角速度に比例し
た電圧信号を出力する角速度センサと、前記角速度セン
サから出力される電圧信号が手振れ補正を必要としない
程度の所定の閾値以下か否かを判別する判別手段と、前
記角速度センサから出力される電圧信号が前記所定の閾
値以上と判別されると、その電圧信号に基づいて単位時
間当りの注入電荷量が該電圧信号の大きさに比例するよ
うに前記圧電素子に電荷注入を行い、前記所定の閾値以
下と判別されると、前記圧電素子に交番的に微小な電荷
注入を行う電荷注入手段と、を備えたことを特徴として
いる。

〔作用〕

本発明によれば、手振れ補正用のミラーを撮影レンズの
前方に設けるようにしたため、ミラーを考慮せずに撮影
レンズを設計することができ、既存の撮影レンズが使用
できる。また、ミラーの裏面とシャーシとの間に球を介
在させ、ミラーの傾きのみ自由度をもたせて該ミラーを
ばね部材によってシャーシ側に押し付けて支持するよう
にしている。これにより、ミラーを全方向に傾動可能に
すると共に、ミラーをシャーシ側にばね部材によって押
し付けているためミラーの支持部においてガタが発生せ
ず、ミラーの正確な位置決めが可能になる。

また、本発明の他の態様によれば、角速度センサの代わ
りに、角速度の振れを光学的に検出する振れセンサを設
けるようにしている。この振れセンサは、ミラーを介し
て入射する被写体光を光電変換素子上に結像させ、該光
電変換素子から検出出力が取り出せるようになっている
。制御手段は振れセンサの検出出力を一定時間間隔でサ
ンプリングし、そのサンプリングしたデータを比較演算
することにより光電変換素子上に結像される被写体光の
単位時間毎の移動量を演算し、この移動量が常に零にな
るようにミラーを駆動制御するようにしている。

更に、本発明は、電荷注入量に圧電素子の変位がリニア
に追従する特性を利用し、フイードバックループを持た
ずにオープンループで単位時間当りの電荷注入量を制御
することにより、圧電素子の速度を制御し、光学部材を
駆動するようにしている。また、カメラが静止状態にな
っており、角速度センサの出力が手振れ補正を必要とし
ない程度の所定の閾値以下のときには、圧電素子に交番
的に微小な電荷注入を行い、圧電素子の変位をその作動
範囲の中心に戻すようにしている。尚、被写体光の安定
化を図るためには、カメラの手振れ前後の画像が位置変
化しないように光学部材を位置フィードバック制御する
ことよりも、カメラの角速度に対して応答性良く制御す
る方が有効であり、上記オープンループの制御でも、良
好な手振れ補正が実現できる。

更にまた、Ｘ方向及びＹ方向の２系統の独立した制御系
に対して、時分割で信号処理することにより、単一の信
号処理で対応することができ、しかも２つのパルス電荷
注入手段は、それぞれ信号処理手段から次の電荷注入量
情報を入力するまでの間、パルス電荷を圧電素子に注入
し続けるため、時分割に演算しているにもかかわらず、
手振れ補正はＸ方向及びＹ方向の両方向に対して連続的
に行うことができる。

また、一般のビデオカメラで撮影した映像において、見
苦しく感じられ、また手振れ補正の効果が顕著に現れる
画面の手振れの周期は、１／１５〜２秒程度である。ま
た、音叉型等の角速度センサの出力電圧には実験的に２
０秒から数１０秒の周期の電圧ドリフトが存在すること
が判明した。

従って、本発明では、上記手振れ（検出しようとする角
速度）の周期よりも長く、ドリフトの周期よりも短い、
所定の時間内における角速度センサの出力の平均値を求
めることにより、ドリフト成分のみを検出するようにし
ている。そして、角速度センサの出力から前記検出した
ドリフト成分を差し引くことにより、ドリフト成分を除
去するようにしている。尚、ドリフト成分の検出に際し
、前記所定時間内のサンプリング数としてＭ×Ｎ個の平
均を求めているが、前記所定の時間経過毎にドリフト成
分を求めると、ドリフト成分に急激な変化が発生する虞
があるため、本発明ではＭ個サンプリングしてＭ個の平
均値を算出する毎に、その平均値でＮ個の平均値のうち
最も古い平均値を書き替え、最新のＮ個の平均値を求め
ることによりドリフト成分を検出するようにしている。

また、このようにしてドリフト成分を検出することによ
り、センサ出力をサンプリングする毎にＭ×Ｎ個の平均
値を算出する場合に比べて、記憶容量を大幅に削減する
ことができる。

〔実施例〕

以下添付図面に従って本発明に係る手振れ補正装置の好
ましい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係る手振れ補正装置の全体構成を示す
概略図であり、この手振れ補正装置１０は撮影レンズ１
１の上方（前方）に配設され、通常、被写体像をミラー
１２によって９０゜折り曲げて撮影レンズ１１に導くよ
うにしてしいる。

ミラー１２は後述するように全方向に傾動自在に支持さ
れており、カメラが手振れ等によって傾動すると、ミラ
ー１２はカメラの振れ方向と逆方向で、カメラの振れ角
の半分の角度だけ傾動され、これにより手振れ等に伴う
画像の動揺が補正される。

第２図及び第３図はそれぞれ本発明に係る手振れ補正装
置の第１実施例を示す分解斜視図及び断面図であり、特
にミラーの支持機構と駆動機構に関して示している。

これらの図面において、ミラー支持機構は、主としてミ
ラー地板２０、４枚の板ばね２２、ボールカラー２４、
ボール２６及びシャーシ３０等から構成されている。

ミラー１２の裏面には、第３図に示すように接着剤１４
によってミラー地板２０が接着されている。

ミラー地板２０には、その中央部にボールカラー２４が
植設され、また、ボールカラー２４を中心にして４本の
ピン２１Ａが植設され、更にボールカラー２４の中心を
頂角とする直角二等辺三角形の２つの底角位置には２本
の駆動ピン４２、４２が植設されている。

ボールカラー２４は、ボール２６の直径と同径の内径を
有する円筒体で、ボール２６を回転自在に、且つボール
２６の一部がボールカラー２４から突出するように収納
する。

シャーシ３０には、前記ボール２６の一部が落とし込ま
れる孔３２が穿設され、また４枚の板ばね２２がピン２
１Ｂ（第３図参照）によって固定されている。シャーシ
３０に固定された４枚の板ばね２２は、その先端部にＵ
字状の切込みが入っており、各板ばね２２の先端部は前
述したミラー地板２０に植設されたピン２１Ａに差し込
まれる。

ミラー地板２０は上記４枚の板ばね２２によってボール
２６を介在させてシャーシ３０に押し付けられており、
ばね力によってシャーシ３０と平行になる中立位置に維
持される。

これにより、ミラー地板２０、即ちミラー１２はシャー
シ３０に対して全方向に傾動可能に支持され、面方向の
移動は規制されている。尚、ミラー１２の反射面とミラ
ー傾動時の回転中心とがずれているため、ミラー１２の
反射面が傾動時に前後に移動することになるが、ボール
２６の直径が小さいため（直径２〜１０ｍｍ程度）、ミ
ラー１２の厚みさえ小さければ、補正量自体は１〜３゜
位と小さいため、前後の移動量は無視できる範囲であり
、機械的にガタのないことを考え合わせると、ジンバル
機構に比較してもより高精度な位置決めが可能である。

一方、ミラー駆動機構は、主として２つのバイモルフ４
０、４０、２本の駆動ピン４２、４２等から構成されて
いる。

２つのバイモルフ４０、４０は、それぞれシャーシ３０
上に該シャーシ３０と平行になるように片持ち梁状に配
設され、且つ互いに略直交するように配設されている。

尚、２つのバイモルフ４０、４０間は、駆動時に互いに
干渉しない程度に離間している。

２本の駆動ピン４２、４２は前述したようにミラー地板
２０に植設されており、その先端部はシャーシ３０の上
面に突出している。この駆動ピン４２の先端部には、コ
イルばね４４を挟んだ一対の金属片４６Ａ、４６Ｂが挿
通され、これらの金属片４６Ａ、４６Ｂ間でバイモルフ
４０の先端を挟持するように、金属片４６Ａ、４６Ｂは
ねじ４８によってねじ止めされている。

上記構成のミラー駆動機構によれば、バイモルフ４０に
電圧を印加すると、バイモルフ４０の先端部が印加電圧
に応じて変位し、駆動ピン４２は第３図上の矢印に示す
方向（上下方向）に移動させられる。これにより、シャ
ーシ３０とミラー１２との間隙が変化させられる。即ち
、ミラー１４はボール２６の中心を基準にして傾動させ
られる。

尚、２つのバイモルフ４０、４０によって、２本の駆動
ピン４２、４２の上下方向の位置をそれぞれ制御するこ
とにより、ミラー１２をＸ方向及びＹ方向、即ち全方向
に所望の角度だけ傾動させることができる。

また、第２図において、５０、５０は角度センサであり
、それぞれシャーシ３０上に配設される。

角度センサ５０は赤外発光ダイオード、位置検出器（Ｐ
ＳＤ）、投受光レンズ等から成り、赤外発光ダイオード
から投受光レンズ及びシャーシ３０に形成された孔３４
を介してミラー１２の裏面に赤外光を投光し、その反射
光を孔３４及び投受光レンズを介してＰＳＤに受光する
ようにしている。

尚、ＰＳＤでの受光位置は、ミラー１２の傾きに対応す
るため、ＰＳＤの出力に基づいてミラー１２の傾きを検
出することができる。また、２つの角度センサ５０、５
０は、２つのバイモルフ４０、４０によって傾動させら
れるミラー１２のＸ方向及びＹ方向の傾きをそれぞれ別
々に検出する。

次に、上記バイモルフ４０の制御系について説明する。

第４図は１つのバイモルフ４０の制御系を示すブロック
図で、角速度センサ６０はカメラに配設され、カメラの
パン方向（Ｘ方向）又はチルト方向（Ｙ方向）の角速度
を検出する。この角速度センサ６０の角速度を示す検出
出力は積分回路６２に加えられ、ここで時間積分される
。これにより、カメラの振れ角が検出される。

積分回路６２は、上記検出したカメラの振れ角による画
像の動揺を相殺するための指令信号、即ちカメラの振れ
方向と逆方向で、振れ角の半分の角度を示す指令信号を
ミラー１２の制御目標値として加算点６４に出力する。

加算点６４の他の入力には、前述した角度センサ５０か
らミラー１２の現在の傾きを示す信号がフィードバック
値として加えられており、加算点６４はこれらの２入力
信号の偏差を示す信号をドライブ回路６６に出力する。

ドライブ回路６６は前記偏差を０にするために、加算点
６４からの入力信号を適宜の電圧信号に変換し、これを
バイモルフ４０に印加する。

バイモルフ４０は入力する電圧信号に応じて変位し、駆
動ピン４２を介してミラー１２を傾動させる。

このように、ミラー１２の傾きはカメラの振れに応じて
制御され、これにより画像の動揺が補正される。

尚、バイモルフの制御方法は、上記実施例に限らず、例
えば位置フィードバックをとらない方法、角速度センサ
の代わりに映像信号から振れ成分を検出する方法等が考
えられる。

また、本実施例では、ミラーを傾動させるために、シャ
ーシとミラーとの間隙をバイモルフによって変化させる
ようにしたが、これに限らず、例えばボイスコイル等を
用いてもよく、要は、シャーシとミラーとの間隙を変化
させることができるアクチュエータであればいかなるも
のでもよい。

次に、本発明に係る手振れ補正装置の第２実施例につい
て説明する。

第５図及び第６図はそれぞれ第２実施例を示す分解斜視
図及び断面図であり、第１実施例と共通する部分には同
一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

これらの図面からも明らかなように、第２実施例では、
バイモルフ４０、４０からミラー１２（ミラー地板２０
）に駆動力を伝達する動力伝達手段が第１実施例のもの
と相違する。

即ち、第５図に示すように、バイモルフ４０、４０の一
端には駆動部材７０、７０が一体的に結合されている。

この駆動部材７０、７０は、そのミラー側の面に先端部
が円錐状の駆動ピン７２、７２を有すると共に、ばね係
止部７４、７４を有している。

一方、ミラー地板２０の前記駆動ピン７２、７２と対向
する位置には、当て台７６、７６が固着され、また、ミ
ラー地板２０にはばね係止部２０Ａ、２０Ａが形成され
ている。

そして、前記駆動ピン７２、７２が前記当て台７６、７
６に常時当接するように、駆動部材側のばね係止部７４
、７４とミラー地板側のばね係止部２０Ａ、２０Ａの間
には、コイルばね７８、７８が配設されている。

このとき、第６図に示すようにボール２６の中心を通り
、ミラー１２と平行な面Ａと、当て台７６の上面は一致
するように構成されている。

従って、バイモルフ４０に電圧が印加され、第７図に示
すように一方の駆動ピン７２が矢印のように変位すると
、当て台７６とミラー地板２０及びミラー１２は一体と
なって、ボール２６の球心を通る回転軸Ｂの回りを回転
動揺するが、この駆動ピン７２に対して直交する位置に
ある他方の駆動ピン７２の先端の係合部７７は面Ａ上に
あるため回転軸Ｂ上となり、上記ミラーの回転動揺によ
って何らの外力も受けず、また変位もしない。

即ち、直交する２つの傾き変位をミラーに与える２つの
駆動ピンは、相互に干渉することなくミラーを回転動揺
させることができる。

第８図は本発明に係る手振れ補正装置の第３実施例を示
す断面図である。尚、第６図に示した第２実施例と共通
する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略
する。

第８図からも明らかなように、第３実施例は駆動部材８
０及び当て台８６が第２実施例の駆動部材７０及び当て
台７６と相違する。

即ち、駆動部材８０の駆動ピン８２の先端は半球状に形
成されており、当て台８６はその駆動ピン８２の先端の
球面に当接している。そして、駆動ピン８２の半球中心
（動力伝達基準点）が面Ａ上に略一致するように、半球
の曲率半径及び当て台８６の高さが決定されている。

これにより、第２実施例と同様に、２つの駆動ピンは相
互に干渉することなくミラーを回転動揺させることがで
きる。

第９図及び第１０図はそれぞれ本発明に係る第４実施例
を示す分解斜視図及び断面図であり、第１実施例乃至第
３実施例と共通する部分には同一の符号を付し、その詳
細な説明は省略する。

第９図及び第１０図からも明らかなように、第４実施例
は主に、ミラー１２をシャーシ３０側にばね付勢する付
勢手段、バイモルフ４０をシャーシ３０に固定する固定
手段、及びバイモルフ４０からミラー１２に駆動力を伝
達する動力伝達手段が第１実施例乃至第３実施例と相違
する。

即ち、ミラー地板１００には、ミラー１２を支持するた
めのボール２６及びミラー１２を駆動するための２つの
ボール１０１、１０１と嵌合する３つの凹部１００Ａ、
１００Ｂ、１００Ｂが設けられるとともに、ボス１００
Ｃが植設されている。

また、シャーシ３０には、ボールカラー１０２が固定さ
れている。

ミラー地板１００のボス１００Ｃには板ばね１０３の一
端が固定され、この板ばね１０３の先端はボールカラー
１０２の球状の凸部１０２Ａに当接している。これによ
り、ミラー地板１００は、上記板ばね１０３によってボ
ール２６を介在させてシャーシ３０に押し付けられる。

一方、バイモルフ４０の固定端には、弾性を有するバイ
モルフ保持部材１０４及びバイモルフベース１０５が配
設されている。このバイモルフ保持部材１０４はシャー
シ３０に固定され、バイモルフベース１０５に取付けら
れる調整ねじ１０６がシャーシ３０の上面に当接するよ
うに、バイモルフ４０をばね付勢している。

また、バイモルフ４０の自由端には、駆動部材１０７が
一体的に結合されており、この駆動部材１０７の下面と
ミラー地板１００の凹部１００Ｂとの間でボール１０１
を保持するようにしている。

尚、ボール２６の球心を通るミラー１２と平行な面上に
、ボール１０１の球心（動力伝達基準点）がくるように
設計されている。

これにより、第２、第３実施例と同様に、駆動配材１０
７とボール１０１とから成る２組の動力伝達手段は相互
に干渉することなくミラー１２に回動力を伝達すること
ができる。また、１枚の板ばね１０３によってボール２
６の中心（回動中心）をシャーシ側に付勢するようにし
たため、板ばね１０３の付勢力がミラー１２の回動を阻
害することがない。

第１１図は本発明に係る手振れ補正装置の第５実施例の
全体構成を示す概略図であり、第１図と共通する部分に
は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第１１図において、撮影レンズ１１の近傍には、光軸と
平行となる態様で２つの振れセンサ９０、９２が配設さ
れ、これらの振れセンサ９０、９２にはミラー１２によ
り反射された被写体光が入射している。

尚、第１２図に示すようにミラー１２は矩形形状を有し
ており、中央部に大きな台形形状の撮影レンズ用反射面
１２Ａがあり、その余剰部分の２つの三角形内に、２つ
の振れセンサ用反射面１２Ｂ、１２Ｃが生じるようにミ
ラー１２及び振れセンサ９０、９２の配置がなされてい
る。

これにより、ミラー１２を必要以上に大きくすることな
く、ミラー１２を振れセンサ９０、９２用にも適用する
ことができる。

次に、上記振れセンサ９０、９２の構成について、第１
３図を参照しながら詳述する。

同図に示すように、これらの振れセンサ９０、９２は、
受光レンズ９０Ａ、９２Ａ、シリンドリカルレンズ９０
Ｂ、９２Ｂ及びラインセンサ９０Ｃ、９２Ｃから構成さ
れている。尚、振れセンサ９０、９２は同一構成を有し
、振れセンサ９０はパン方向（Ｘ方向）の手振れを検出
すべく、ラインセンサ９０Ｃがミラー１２の左右方向と
平行になるように配設され、振れセンサ９２はチルト方
向（Ｙ方向）の手振れを検出すべくラインセンサ９２Ｃ
がミラー１２の上下方向と平行になるように配設されて
いる。

そして、振れセンサ９０に入射する被写体光は、受光レ
ンズ９０Ａとシリンドリカルレンズ９０Ｂにより、第１
４図に示すように１〜ｎの範囲に対応する光としてライ
ンセンサ９０Ｃの１〜ｎ画素にそれぞれ集光され、同様
に、振れセンサ９２に入射する被写体光は、受光レンズ
９２Ａとシリンドリカルレンズ９２Ｂにより、第１５図
に示すように１〜ｎの範囲に対応する光としてラインセ
ンサ９２Ｃの１〜ｎ画素にそれぞれ集光される。

次に、上記振れセンサを用いたミラーの制御系について
説明する。尚、ミラーのＸ方向の制御とＹ方向の制御は
それぞれ同様に行われるため、ここではＸ方向の制御に
ついてのみ説明する。

第１６図において、ミラー１２によって反射された被写
体光は振れセンサ９０に入射され、そのラインセンサ９
０Ｃによって光電変換される。このラインセンサ９０Ｃ
の出力は、一定の時間間隔でサンプリングされ、振れセ
ンサ９０から直接演算回路９４に入力されるとともに、
ラインメモリ９６で一定時間遅延されたのち演算回路９
４に入力される。

演算回路９４はこれらの２入力を比較演算し、ラインセ
ンサ９０Ｃ上に結像される被写体光の移動量（この移動
量はカメラのＸ方向の振れに対応する）を検出する。そ
して、演算回路９４は上記検出した被写体光の移動量を
零にするためのミラー制御信号をドライブ回路９８を介
してミラー駆動素子９９に出力する。

ミラー駆動素子２６は上記ミラー制御信号に応じて変位
し、ミラー１２を傾動させる。これにより、カメラの手
振れに伴うＸ方向の画像の動揺が補正される。

尚、この第５実施例では画像のＸ方向及びＹ方向の動揺
を補正するようにしたが、これに限らず、Ｘ方向又はＹ
方向のいずれか一方の動揺を補正するように構成しても
よい。

次に、本発明に係る手振れ補正装置の第６実施例、特に
振れセンサの好ましい実施例について詳述する。

第１７図に示すように、この振れセンサは、主として角
速度センサ１１０と、ドリフト成分検出部１２０と、減
算器１１４とから構成されている。

角速度センサ１１０は例えば音叉型の角速度センサで、
角速度に応じたコリオリの力による音叉のねじれを検知
し、そのねじれ（角速度）にほぼ比例した電圧信号をＡ
／Ｄ変換器１１２に出力する。尚、角速度センサ１１０
から出力される電圧信号には、ドリフト電圧が含まれて
いる。

Ａ／Ｄ変換器１１２は、所定のサンプリング周期（例え
ば１０ｍｓ）で入力する電圧信号をディジタル信号に変
換し、このディジタル信号（Ａ／Ｄ変換値）を減算器１
１４及びドリフト成分検出部１２０に出力する。

ドリフト成分検出部１２０は中央処理装置（ＣＰＵ）１
２３及びメモリ１２４から構成されており、現時点から
所定の時間前、即ちドリフト成分の周期よりも短く且つ
検出しようとする角速度の周期よりも長い所定の時間（
例えば、１０秒）前までの間にサンプリングしたＡ／Ｄ
変換値の平均値を算出し、この平均値をドリフト成分を
示す値、即ち角速度が零のときの値として減算器１１４
に出力する。

減算器１１４はＡ／Ｄ変換器１１２より入力したＡ／Ｄ
変換値からドリフト成分検出部１２０より入力した平均
値を減算し、その減算値を角速度を示す信号として出力
する。これにより、角速度センサ１１０の出力に含まれ
るドリフト成分が除去される。

次に、上記ドリフト成分検出部等の詳細について第１８
図のフローチャートを参照しながら説明する。

第１８図に示すように、振れセンサが起動されると、先
ずＸ＝０、ｎ＝０をイニシャルセットし（ステップ２０
０）、その後、１０ｍｓ毎にＡ／Ｄ変換値Ｙを入力する
（ステップ２１０）。

そして、５０個分のＡ／Ｄ変換値Ｙを入力してその平均
値が算出されたか否かを判別し（ステップ２２０）、こ
の平均値算出が終了しない場合にはステップ２８０に進
み、ここでＡ／Ｄ変換値ＹからＸを減算し、この減算値
を出力したのち、ステップ２１０に戻る。一方、５０個
分の平均値算出が終了した場合にはステップ２３０に進
み、ここでｎを１だけインクリメントし、続いて５０個
分の平均値をＡ（ｎ）に格納する（ステップ２４０）。

次に、ｎが２０以上か否かを判別し（ステップ２５０）
、２０未満のときには前述したステップ２８０を介して
ステップ２１０に戻る。

一方、ｎが２０以上になると、２０個分のＡ（ｎ−１９
）、Ａ（ｎ−１８）、…Ａ（ｎ−１）、Ａ（ｎ）の平均
値ｘを算出し（ステップ２６０）、この平均値ｘをＸに
格納したのち（ステップ２７０）、ステップ２８０を実
行する。

即ち、スタートしてから０．５秒（１０ｍｓ×５０）毎
に５０個分の平均値が算出され、１０秒（０．５秒×２
０）経過すると、ｎ＝２０となり、平均値ｘが算出され
る。従って、スタートしてから１０秒までの間は、ステ
ップ２８０におけるＸの値は、イニシャルセットされた
０であり、１０秒目に初めて１０００個分（５０×２０
）のＡ／Ｄ変換値Ｙの平均値ｘが算出され、この平均値
ｘがＸの値に置き換えられる。

その後、０．５秒毎に５０個分の平均値が算出され、こ
れに伴って新たな平均値ｘが算出され、Ｘの値が更新さ
れる。

このようにしてＸの値（ドリフト成分値）を更新するこ
とにより、ドリフト成分値を徐々に更新することができ
るとともにメモリ容量を小さくすることができる。

即ち、上記構成の振れセンサを手振れ補正装置の手振れ
検出手段として用いることにより、コリオリの力を利用
した角速度センサの出力に含まれるドリフト成分を除去
することができる。

第１９図は本発明に係る手振れ補正装置の第７実施例を
示すブロック図であり、ビデオカメラ全体に関して示し
ている。尚、第１図と共通する部分には同一の符号を付
し、その詳細な説明は省略する。

第１９図に示すように、被写体光は、手振れ補正用のミ
ラー１２及び撮影レンズ１１を介して撮像素子（ＣＣＤ
）３００に入射し、ＣＣＤ３００の各センサで光の強さ
に応じた量の信号電荷に変換される。この信号電荷は順
次読み出され、映像信号処理回路３０２に出力される。

映像信号処理回路３０２は、ホワイトバランス回路、γ
補正回路、マトリクス回路、エンコーダ回路等を含み、
これらの回路によって所定の信号処理を行ったのち、映
像信号を記録信号処理回路３０４に出力する。

記録信号処理回路３０４は入力する映像信号を磁気記録
に適した記録信号に変換し、これをビデオ記録装置３０
６に出力する。ビデオ記録装置３０６は、入力する記録
信号を磁気ヘッドを介してビデオテープに磁気記録する
。

さて、このビデオカメラの手振れ補正装置は、主として
ミラー１２、圧電素子（バイモルフ）４０、角速度セン
サ３１０、Ａ／Ｄ変換器３１２、中央処理装置（ＣＰＵ
）３１４及び駆動回路３１６から構成されている。

尚、ミラー１２及びバイモルフ４０等は、第２図及び第
３図等に示す構成と同様のため、ここでは詳細な説明は
省略する。

次に、上記バイモルフ４０の制御系について説明する。

角速度センサ３１０は、例えば音叉型の角速度センサで
、ビデオカメラの角速度に応じたコリオリ力による音叉
のねじれを検知し、ビデオカメラの角速度に比例した電
圧信号をＡ／Ｄ変換器３１２に出力する。

Ａ／Ｄ変換器３１２は第２０図（Ａ）に示すように一定
のサイクル（例えば、１０ｍｓ）で入力する電圧信号を
ディジタル信号に変換し、このディジタル信号（Ａ／Ｄ
変換値）をＣＰＵ３１４に出力する。

ＣＰＵ３１４は、第２１図のフローチャートに示すよう
に動作する。即ち、ＣＰＵ３１４はＡ／Ｄ変換値を入力
すると（ステップ３２０）、そのＡ／Ｄ変換値が所定の
閾値（手振れ補正を必要としない程度の値）以下か否か
を判別し（ステップ３３０）、所定の閾値以上の場合に
は、手振れ補正のための処理（ステップ３４０、３５０
）を実行する。

即ち、ステップ３４０では入力したＡ／Ｄ変換値に基づ
いてそのＡ／Ｄ変換値（角速度）の大きさに比例したパ
ルスレートを算出する所定のデータ処理を実行し（第２
０図（Ｂ））、ステップ３５０では、パルスレート算出
後、次のパルスレート算出時までの一定時間ｔ１の間、
前記算出したパルスレートでパルス信号を駆動回路３１
６に出力する（第２０図（Ｃ）参照）。

これにより、駆動回路３１６には、一定時間ｔ１の間に
、角速度に比例したパルス数のパルス信号が加えられる
。

一方、ステップ２３０でＡ／Ｄ変換値が所定の閾値以下
と判別されると、正の微小値（例えば、１パルス又は数
パルスのパルス信号）を駆動回路３１６に出力し（ステ
ップ３６０）、続いて負の微小値を駆動回路３１６に出
力する（ステップ３７０）。

これにより、駆動回路３１６には、正のパルス信号と負
のパルス信号が交番的に加えられる。

駆動回路３１６は入力するパルス信号を増幅してバイモ
ルフ４０に電荷注入を行う。即ち、Ａ／Ｄ変換値が所定
の閾値以上の場合には、駆動回路３１６はＣＰＵ３１４
より入力するパルス信号のパルスレートに相当する間隔
で一定の大きさのパルス電荷を注入する。

これにより、バイモルフ４０には、角速度に比例した電
荷量が注入され、バイモルフ４０は電荷注入量に比例し
て変位し、ミラー１２を傾動させる。また、角速度の符
号が反転した場合には、ＣＰＵ３１４から出力されるパ
ルス信号の極性も反転し、バイモルフ４０は逆方向に変
位する。以上の動作が短い周期で繰り返し実行されるた
め、ミラー１２はビデオカメラの角速度に比例した角速
度で連続的に傾動することになり、これにより撮影レン
ズ１１に入射する被写体光を安定化させることができる
。

一方、Ａ／Ｄ変換値が所定の閾値以下の場合には、駆動
回路３１６はＣＰＵ３１４より入力する正、負のパルス
信号を増幅して交番的に微小な電荷をバイモルフ４０に
注入する。

これにより、バイモルフ４０はミラー１２とバイモルフ
４０間のメカ的なガタの範囲内あるいはミラー１２の振
動が視認できない程度の微小な振動を繰り返す。従って
、例えば、バイモルフ４０がその作動範囲の終端近傍に
位置している場合でも、カメラが一定時間静止している
と、バイモルフ４０は微小な振動を繰り返しながらその
作動範囲の中央に戻るようになる。

尚、ビデオカメラの手振れによる面像の動揺を補正する
ためには、ミラー１２をビデオカメラの角速度の半分の
角速度で逆方向に傾動させなければならず、オープンル
ープでこのようにミラー１２を駆動するためには、前記
バイモルフ４０への電荷注入量の大きさを予め調整する
必要がある。

この電荷注入量の大きさの調整は、例えばビデオカメラ
を強制的に動揺させ、このときに画像の動揺が最小とな
るように前記駆動回路３１６のゲインを調整したり、あ
るいは角速度センサ３１６の感度を調整したりすること
によって行うことができる。

また、本実施例では、ビデオカメラの角速度に比例した
パルスレートのパルス電荷を注入することにより単位時
間当りの電荷注入量を制御するようにしたが、これに限
らず、例えば、ビデオカメラの角速度に比例してパルス
幅あるいはパルス振幅を制御して単位時間当りの電荷注
入量を制御するようにしてもよい。

更に、本実施例では、ビデオカメラのヨーイング（Ｘ方
向）及びピッチング（Ｙ方向）のいずれか一方向の手振
れ補正について説明したが、一般には同じものが２系統
存在する。

更にまた、本発明はミラーを圧電素子によって駆動する
手振れ補正装置に限らず、例えば撮影レンズ等を圧電素
子によって駆動するものでもよく、要は撮影光学系の光
学部材を圧電素子によって駆動して手振れ補正を行うも
のであればいかなるものでもよい。

第２２図は本発明に係る手振れ補正装置の第８実施例を
示すブロック図である。尚、第８実施例は第１９図に示
した第７実施例と略同様の構成を有しているが、Ｘ方向
及びＹ方向の２系統の制御系の主要部の共通化を図った
点で相違している。

第２２図において、バイモルフ４０Ａはミラー１２をＸ
方向に駆動し、バイモルフ４０Ｂはミラー１２をＹ方向
に駆動する。

次に、上記バイモルフ４０Ａ及び４０Ｂの制御系につい
て説明する。

角速度センサ３１０Ａ及び３１０Ｂは、例えば音叉型の
角速度センサで、ビデオカメラのヨーイング（Ｘ方向）
及びピッチング（Ｙ方向）の角速度に応じたコリオリ力
による音叉のねじれを検知し、それぞれビデオカメラの
Ｘ方向及びＹ方向の角速度に比例した電圧信号をＡ／Ｄ
変換器３１１に出力する。

Ａ／Ｄ変換器３１１はＣＰＵ３１３から制御バス３１３
Ａを介して加えられる制御信号によって制御され、第２
３図（Ａ）に示すように一定のサイクルｔ１（例えば、
１０ｍｓ）で入力するＸ方向及びＹ方向の電圧信号を交
互にディジタル信号に変換し、Ｘ方向及びＹ方向の加速
度に対応したディジタル信号を交互にＣＰＵ３１３に出
力する。

ＣＰＵ３１３は入力するディジタル信号に基づいてその
ディジタル信号（即ち角速度）の大きさに比例したパル
スレートを求める所定のデータ処理を実行し（第２３図
（Ｂ））、そのパルスレートを示すデータをパルス発生
回路３１５Ａ又は３１５Ｂに出力する。

即ち、ＣＰＵ３１３は、Ａ／Ｄ変換器３１１からＸ方向
のディジタル信号を入力したときには、そのディジタル
信号の大きさに比例したパルスレートを示すデータをパ
ルス発生回路３１５Ａに出力し、Ａ／Ｄ変換器３１１か
らＹ方向のディジタル信号を入力したときには、そのデ
ィジタル信号の大きさに比例したパルスレートを示すデ
ータをパルス発生回路３１５Ｂに出力する。

このように、ＣＰＵ３１３は、Ｘ方向の加速度に比例し
た電圧信号のＡ／Ｄ変換制御及びそのＡ／Ｄ変換された
ディジタル信号に基づくデータ処理とを、一定のサイク
ルｔ１毎に時分割で処理するようにしている。

パルス発生回路３１５Ａ及び３１５Ｂは、例えばプリセ
ットカウンタから構成され、前記ＣＰＵ３１３から加え
られるパルスレートを示すデータをプリセット値とし、
カウント値がプリセット値に達すると、カウント終了の
パルス信号を出力するともにカウント値を“０”にリセ
ットし、これを繰り返すことによりパルスレートを示す
データ（即ちプリセット値）に対応したパルスレートの
パルス信号を駆動回路３１６Ａ及び３１６Ｂに出力する
。

このように、パルス発生回路３１５Ａ及び３１５Ｂは、
ＣＰＵ３１３からパルスレートを示すデータを入力する
と、次のパルスレートを示すデータを入力するまでの間
、ＣＰＵ３１３の動作とは独立してこの入力したデータ
をプリセット値としてカウントし、そのプリセット値に
対応したパルスレートのパルス信号を発生し続ける（第
２３図（Ｃ）、（Ｄ）参照）。

駆動回路３１６Ａ及び３１６Ｂはパルス発生回路３１５
Ａ及び３１５Ｂから入力するパルス信号を増幅してバイ
モルフ４０Ａ及び４０Ｂに電荷注入を行う。即ち、駆動
回路３１６Ａ及び３１６Ｂはパルス発生回路３１５Ａ及
び３１５Ｂから入力するパルス信号のパルスレートに相
当する間隔で一定の大きさのパルス電荷を注入する。

これにより、バイモルフ４０Ａ及び４０Ｂには、角速度
に比例した電荷量が注入され、バイモルフ４０Ａ及び４
０Ｂは電荷注入量に比例して変位し、ミラー１２を傾動
させる。尚、角速度の符号が反転した場合には、パルス
発生回路３１５Ａ、３１５Ｂから出力されるパルス信号
の極性も反転させられ、バイモルフ４０Ａ及び４０Ｂは
逆方向に変位する。以上の動作が短い周期２ｔ１で繰り
返し実行され、旦つ周期２ｔ１内で一定のパルスレート
のパルス電荷が注入されるため、ミラー１２はビデオカ
メラのＸ方向及びＹ方向の角速度に比例した角速度で連
続的にＸ方向及びＹ方向に傾動することになり、これに
より撮影レンズ１１に入射する被写体光を安定化させる
ことができる。

尚、本実施例では、ビデオカメラの角速度に比例したパ
ルスレートのパルス電荷を注入することにより単位時間
当りの電荷注入量を制御するようにしたが、これに限ら
ず、例えば、ビデオカメラの角速度に比例して一定のパ
ルスレートのパルス信号のパルス幅を制御して単位時間
当りの電荷注入量を制御するようにしてもよい。この場
合のパルス発生回路としては、デューティ比が５０％の
一定周期のパルス信号を発生する２つのパルス発生器と
、これらのパルス発生器から出力されるパルス信号のア
ンド条件をとるアンド回路から構成し、ＣＰＵ３１３で
は角速度に比例した位相差を求め、前記２つのパルス発
生器から出力される２つのパルス信号の位相差が前記求
めた位相差になるように２つのパルス発生器を起動させ
るようにすればよい。

次に、本発明に係る手振れ補正装置の第９実施例につい
て説明する。

第２４図は手振れ補正装置を有するビデオカメラの斜視
図である。尚、第１図と共通する部分には同符号が付し
てある。

第２４図に示すように、このビデオカメラはカメラ本体
の上面にテレ側とワイド側とを切換える切換ユニット４
００が設けられている。また、カメラ本体の前部には撮
影レンズ１１が収納されている。

第２５図は第２４図の要部拡大図である。同図に示すよ
うに切換ユニット４００の左側には手振れ補正部が設け
られ、手振れ補正用のミラー１２は撮影レンズ１１の光
軸上に４５゜の角度をもって設けられている。このミラ
ー１２はその背面側に設けられている制御部４０２によ
って前述したようにビデオカメラの振れを補正するよう
に傾動される。

一方、切換ユニット４００の右側にはミラー４１０、レ
ンズ４１２、４１４から成るワイドコンバータ部が設け
られている。

このように構成されている切換ユニット４００の下端部
の中央に回転軸４２０が下方に突出して設けられ、回転
軸４２０は撮影レンズ１１に設けられている軸受け部４
２２に回転自在に支持されている。そして、回転軸４２
０から撮影レンズ１１の光軸までの距離（Ｌ）とワイド
コンバータ部の光軸までの距離（Ｌ）とがそれぞれ同一
寸法になるように設定されている。従って、切換ユニッ
ト４００を１８０゜回転すると、ワイドコンバータ部の
光軸と撮影レンズ１１の光軸とは一致する。

尚、第２４図、第２３図上で４３０はビューファインダ
、４３２はグリップ、４３４はカセット収納部である。

前記の如く構成された本発明に係る手振れ補正装置付ビ
デオカメラの作用について説明する。

先ずテレ側で撮影する場合、切換ユニット４００を第２
４図、第２５図に示すように回転させ、撮影レンズ１１
の光軸上の上方にミラー１２を配置する。従って、被写
体光はミラー１２を介して撮影レンズ１１に入射する。

この状態で、ビデオカメラに手振れが発生した場合、ミ
ラー１２は制御部４０２によってビデオカメラの振れに
対応して傾動させられ、ビデオカメラの手振れに伴う画
像の動揺が補正される。

次にワイド側で撮影する場合、切換ユニット４００を上
記状態から１８０゜回転してワイドコンバータ部の光軸
と撮影レンズ１１の光軸とを一致させる。これにより被
写体光はワイドコンバータ用のレンズ４１２、ミラー４
１０、レンズ４１４を介して撮影レンズ１１に入射する
。

このように、このビデオカメラによれば入射光が、テレ
側の撮影時には手振れ補正用のミラー１２を介して、ま
た、ワイド側の撮影時にはワイドコンバータ部内のミラ
ー４１０を介して被写体光が撮影レンズ１１に入射する
ので、テレ側で撮影した場合とワイド側で撮影した場合
とで画像が反転しない。また、手振れ補正用のミラー１
２とワイドコンバータ部内のミラー４１０との背面側に
生じる空間にミラー１２を傾動させるミラー駆動機構や
その制御回路等から成る制御部４０２を収納することが
できるのでスペース効率が高く、更にワイドコンバータ
部もミラー４１０を設けることにより小型化が可能にな
るので切換ユニット４００のコンパクト化を図ることが
できる。

前記実施例では、切換ユニット４００を撮影レンズ１１
の上方において回転自在に設けたが、これに限らず第２
６図に示すように切換ユニット４５０を左右方向にスラ
イド可能に設けてもよい。

即ち、切換ユニット４５０内には手振れ補正用のミラー
１２とワイドコンバータ部内のミラー４１０とが４５゜
傾いた状態で並設されている。従って、テレ側とワイド
側との撮影の切換は切換ユニット４５０を第２６図上で
矢印方向に移動して行う。尚、第２６図中で、第２５図
と共通する部材には同一符号が付されている。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る手振れ補正装置によれ
ば、手振れ補正用のミラーを撮影レンズの前方に配置す
るようにしたため、ミラーを考慮せずに撮影レンズを設
計することができ、既存の撮影レンズの使用も可能とな
る利点がある。また、ミラーの支持機構が簡単なため、
装置の小型軽量化及びコストの低減を図ることができ、
また、ボールを挟んでシャーシにミラーを押し付ける構
成をとったため、支持部のガタがなく、ミラーの正確な
位置決めが可能である。

また、従来の角速度センサに比べて安価な振れセンサに
よってカメラの手振れを光学的に検出するようにしたた
め、手振れ補正装置のコストの低減を図ることができ、
且つ、ミラーを介して入射する被写体光に基づいてカメ
ラの手振れを検出しているため、ミラーの角度を検出す
る角度センサを用いずに、ミラーのフィードバック制御
が実現できる。更に、ミラーの大きさを大きくしなくて
も実施できるという利点もある。

また、手振れ検出用の角速度センサの出力に含まれるド
リフト成分を除去することができ、且つドリフト成分除
去の不感帯が不要なため、小さな角速度の検出もできる
。また、平均値算出によるドリフト成分の検出に際し、
ドリフト成分の急激な変化を防止することができると共
に、平均値算出時に必要な記憶容量を大幅に削減するこ
とができる。

更に、手振れ補正用の光学部材を駆動する圧電素子の速
度制御をオープンループで単位時間当りの電荷注入量を
制御することにより行うようにしたため、フィードバッ
ク値を検出するためのセンサ等が不要になり、圧電素子
の制御系の構成を簡単にすることができ、しかも圧電素
子の変位は電荷注入量にリニアに追従することから、フ
ィードバックループを持たずに角速度に比例した速度に
なるように光学部材を制御することができ、良好な手振
れ補正を実現することができる。

また、カメラが静止しているときには交番的に微小な電
荷を圧電素子に注入するようにしたため、圧電素子をそ
の作動範囲の中央に速やかに戻すことができ、これによ
り光学部材の可動範囲によって手振れ補正が制限される
といった問題を解決することができる。

更にまた、Ｘ方向及びＹ方向の２系統の独立した制御系
に対して、時分割で信号処理することにより、単一の信
号処理手段で対応でき、本実施例におけるＡ／Ｄ変換器
、ＣＰＵ及びパルス発生回路は１チップの集積回路によ
って構成することができ、しかも、時分割に演算してい
るにもかかわらず、パルス電荷を連続的に注入すること
ができ、Ｘ方向及びＹ方向に対して円滑な速度制御が実
現できる。

また、撮影レンズの前方に手振れ補正部とワイドコンバ
ータ部とを設け、これらを切り替えるようにしたため、
撮影レンズをテレ側で使用するとき（画像のブレが顕著
になるとき）には、手振れ補正部に切り替えることによ
り撮像面に入射する被写体光を安定させ、撮影レンズを
ワイド側で使用するとき（画像のブレが目立たないとき
）には、ワイドコンバータ部に切り替えることにより広
い画角をカバーすることができる。これにより、ミラー
が広い画角をカバーする必要がないため、ミラーの小型
化が可能になる。また、ワイドコンバータ部にもミラー
が設けられているため、上記切り替えを行っても画像の
上下等の反転がなく、カメラを持ち替える必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る手振れ補正装置の全体構成を示す
概略図、第２図及び第３図はそれぞれ本発明に係る手振
れ補正装置の第１実施例を示す分解斜視図及び断面図、
第４図は本発明に係る手振れ補正装置の制御系の一例を
示すブロック図、第５図及び第６図はそれぞれ本発明に
係る手振れ補正装置の第２実施例を示す分解斜視図及び
断面図、第７図は第２実施例の２つの駆動ピンが相互に
干渉しないことを説明するために用いた図、第８図は本
発明に係る手振れ補正装置の第３実施例を示す断面図、
第９図及び第１０図はそれぞれ本発明に係る手振れ補正
装置の第４実施例を示す分解斜視図及び断面図、第１１
図は本発明に係る手振れ補正装置の第５実施例の全体構
成を示す概略図、第１２図は第１１図に示したミラーの
撮影レンズ及び２つの振れセンサへの反射面を示す図、
第１３図は第１１図に示した振れセンサの構成図、第１
４図及び第１５図はそれぞれ第１１図に示した２つの振
れセンサのラインセンサ出力を説明するために用いた図
、第１６図は第５実施例の制御系を示すブロック図、第
１７図は本発明に係る手振れ補正装置の第６実施例を示
す要部ブロック図、第１８図は第１７図に示した振れセ
ンサの詳細な動作を説明するために用いたフローチャー
ト、第１９図は本発明に係る手振れ補正装置の第７実施
例を示すブロック図、第２０図は第１９図に示したＡ／
Ｄ変換器及びＣＰＵの作用を説明するために用いたタイ
ミングチャート、第２１図は第１９図に示したＣＰＵの
動作を説明するために用いたフロチャート、第２２図は
本発明に係る手振れ補正装置の第８実施例を示すブロッ
ク図、第２３図は第２２図に示したＡ／Ｄ変換器、ＣＰ
Ｕ及びパルス発生回路の作用を説明するために用いたタ
イミングチャート、第２４図は本発明に係る手振れ補正
装置を備えたビデオカメラの第９実施例を示す斜視図、
第２５図は第２４図の要部拡大図、第２６図は本発明に
係る手振れ補正装置を備えたビデオカメラの第１０実施
例を示す要部拡大図、第２７図は従来の手振れ補正装置
の一例を示すブロック図である。１０…手振れ補正装置、１１…撮像レンズ、１２、４１
０…ミラー、２２、１０３…板ばね、２６、１０１…ボ
ール、３０…シャーシ、４０、４０Ａ、４０Ｂ…バイモ
ルフ、４２、７８、８２…駆動ピン、７０、８０、１０７…駆動部材、９０、９２…振れセンサ、９０Ａ、９２Ａ…受光レンズ、９０Ｂ、９２Ｂ…シリンドリカルレンズ、９０Ｃ、９２
Ｃ…ラインセンサ、９４…演算回路、９６…ラインメモリ、１１０、３１０
、３１０Ａ、３１０Ｂ…角速度センサ、１１２、３１１、３１２…Ａ／Ｄ変換器、１２０…ドリ
フト成分検出部、１２２、３１３、３１４…中央処理装置（ＣＰＵ）、３
１５Ａ、３１５Ｂ…パルス発生回路、３１６、３１６Ａ
、３１６Ｂ…駆動回路。代理人　弁理士　松浦憲三

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ミラーと、カメラの撮影レンズの前方に、該撮影レンズの光軸に対
して略４５゜の角度を中心にして前記ミラーを傾動自在
に支持するミラー支持機構と、前記ミラーを傾動させる
ミラー駆動手段と、前記カメラの振れを検出する振れセ
ンサと、前記振れセンサの検出出力に基づいて前記カメ
ラの撮像面に入射する被写体光を安定させるように前記
ミラー駆動手段を制御する制御手段と、を備えたことを
特徴とする手振れ補正装置。
【請求項２】前記ミラー支持機構は、前記撮影レンズの
前方に該撮影レンズの光軸に対して略４５゜の角度で固定
されたシャーシと、前記ミラーの裏面と前記シャーシと
の間に介挿された球と、前記ミラーを前記球を介して前
記シャーシに弾性をもって押し付けるばね部材と、かつ
成ることを特徴とする請求項（１）記載の手振れ補正装
置。
【請求項３】前記ミラー駆動手段は前記シャーシとミラ
ーとの間隙を変化させる２つの圧電素子を有する請求項（
２）記載の手振れ補正装置。
【請求項４】前記２つの圧電素子は２つのバイモルフで
あり、該２つのバイモルフは前記シャーシに片持ち梁状
に平行に配設され、且つ互いに直交するように配設され
ることを特徴とする請求項（３）記載の手振れ補正装置
。
【請求項５】前記ミラー駆動手段は前記２つのバイモル
フの先端部によって駆動される２つの動力伝達手段を有
し、該２つの動力伝達手段は、前記球の中心を頂角とす
る直角二等辺三角形の２つの底角の位置に配設される請
求項（４）記載の手振れ補正装置。
【請求項６】前記２つの動力伝達手段の前記ミラーへの
動力伝達基準点が、前記球の中心を通りミラーと平行な
平面上に略一致するように前記２つの動力伝達手段を構
成したことを特徴とする請求項（５）記載の手振れ補正
装置。
【請求項７】前記振れセンサは、コリオリの力を利用し
た角速度センサと、前記角速度センサの出力に含まれるド
リフト成分の周期よりも短く且つ検出しようとする前記
カメラの振れの角速度の周期よりも長い所定の時間内に
おける前記角速度センサの出力の平均値を求める平均値
検出手段と、前記角速度センサの出力から前記平均値検
出手段によって求めた平均値を減算し、その差分値を出
力する減算手段と、から成ることを特徴とする請求項（
１）記載の手振れ補正装置。
【請求項８】前記手振れセンサは前記カメラの角速度に
比例した電圧信号を出力する角速度センサであり、前記制
御手段は前記角速度センサから出力される電圧信号に基
づいて単位時間当りの注入電荷量が該電圧信号の大きさ
に比例するように前記圧電素子に電荷注入を行うことを
特徴とする請求項（３）記載の手振れ補正装置。
【請求項９】ミラーと、カメラの撮影レンズの前方に、該撮影レンズの光軸に対
して略４５゜の角度を中心にして前記ミラーを傾動自在
に支持するミラー支持機構と、前記ミラーを傾動させる
ミラー駆動手段と、前記撮影レンズの近傍に配設された
光電変換素子と、前記ミラーを介して入射する被写体光
を前記光電変換素子上に結像させる光学系とを有する手
振れセンサと、前記振れセンサの検出出力に基づいて該振れセンサの光
電変換素子上に結像される被写体光の単位時間毎の移動
量を算出し、この移動量を零にすべく前記ミラー駆動手
段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする手
振れ補正装置。
【請求項１０】第１のミラーと、撮影レンズの光軸に対
して略４５゜角度を中心にして前記第１のミラーを傾動自在
に支持するミラー支持機構と、前記第１のミラーを傾動
させるミラー駆動手段と、カメラの振れを検出する振れ
センサと、前記振れセンサの検出出力に基づいて前記カ
メラの撮像面に入射する被写体光を安定させるように前
記ミラー駆動手段を制御する制御手段とから成る手振れ
補正部と、前記撮影レンズの光軸に対して略４５゜の角
度で配設された第２のミラーを有し、前記撮影レンズの
画角を広げるワイドコンバータ部と、前記手振れ補正部
とワイドコンバータ部とを内蔵し、前記撮影レンズの前
方に移動自在に配設され、前記第１のミラーを介して被
写体光を前記撮影レンズに入射させる第１の位置と前記
第２のミラーを介して被写体光を前記撮影レンズに入射
させる第２の位置との間で移動する切替ユニットと、を
備えたことを特徴とする手振れ補正装置。
【請求項１１】カメラの撮影光学系の少なくとも一部の
光学部材を移動自在に配設し、前記光学部材を駆動して撮影
光学系を介して撮像面に入射する被写体光を安定化させ
るカメラの手振れ補正装置において、前記光学部材を駆
動するための圧電素子と、前記カメラの角速度に比例し
た電圧信号を出力する角速度センサと、前記角速度センサから出力される電圧信号に基づいて単
位時間当りの注入電荷量が該電圧信号の大きさに比例す
るように前記圧電素子に電荷注入を行う電荷注入手段と
、を備えたことを特徴とする手振れ補正装置。
【請求項１２】前記電荷注入手段は、前記角速度センサ
から出力される電圧信号を所定のサイクルでディジタル値に
変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器によって変換
されたディジタル値を入力し、該ディジタル値の大きさ
に比例したパルスレートのパルス信号を次のディジタル
値入力があり、そのデータ処理が終わるまで出力する中
央処理装置と、該中央処理装置から出力されるパルス信
号を昇圧して前記圧電素子に出力する駆動回路とから成
ることを特徴とする請求項（１１）記載の手振れ補正装
置。
【請求項１３】カメラの撮影光学系の少なくとも一部の
光学部材を移動自在に配設し、前記光学部材を光軸と直交し
且つ互いに直交した２つの軸線を中心としてそれぞれ第
１の回動方向（Ｘ方向）及び第２の回動方向（Ｙ方向）
に回動するように駆動して撮影光学系を介して撮像面に
入射する被写体光を安定化させるカメラの手振れ補正装
置において、前記光学部材をそれぞれ前記Ｘ方向及びＹ
方向に駆動するための第１及び第２の圧電素子と、前記
カメラのＸ方向及びＹ方向の角速度に比例した第１及び
第２の電圧信号をそれぞれ出力する第１及び第２の角速
度センサと、Ｘ方向及びＹ方向の２系統を時分割処理する信号処理手
段であって、前記角速度センサからそれぞれ出力される
第１及び第２の電圧信号を一定のサイクル毎に交互に入
力し、その入力した第１及び第２の電圧信号に基づいて
前記第１及び第２の圧電素子への単位時間当りの注入電
荷量が該第１及び第２の電圧信号の大きさに比例するよ
うに第１及び第２の電荷注入量情報を求め、該第１及び
第２の電荷注入情報を交互に出力する信号処理手段と、前記信号処理手段から出力される第１及び第２の電荷注
入量情報を入力すると、次の第１及び第２の電荷注入量
情報を入力するまでの間、その入力した第１及び第２の
電荷注入量情報に対応したパルス電荷をそれぞれ前記第
１及び第２の圧電素子に注入し続ける第１及び第２のパ
ルス電荷注入手段と、を備えたことを特徴とする手振れ補正装置。
【請求項１４】前記信号処理手段は、前記第１及び第２
角速度センサから出力される第１及び第２の電圧信号を
一定のサイクルで第１及び第２のディジタル値に交互に
変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器によって変換
された第１及び第２のディジタル値を入力し、該第１及
び第２のディジタル値の大きさに比例したパルスレート
又はパルス幅を示す前記第１及び第２の電荷注入量情報
を交互に出力する中央処理装置とから成ることを特徴と
する請求項（１３）記載の手振れ補正装置。
【請求項１５】前記パルス電荷注入手段は、前記信号処
理手段から出力される第１及び第２の電荷注入量情報を入力
すると、次の第１及び第２の電荷注入量情報を入力する
までの間、その入力した第１及び第２の電荷注入量情報
に対応したパルスレート又はパルス幅の第１及び第２の
パルス信号を発生し続ける第１及び第２のパルス発生手
段と、該第１及び第２のパルス発生手段から出力される
第１及び第２のパルス信号を昇圧してそれぞれ前記第１
及び第２の圧電素子に出力する駆動回路とから成ること
を特徴とする請求項（１４）記載の手振れ補正装置。
【請求項１６】カメラの撮影光学系の少なくとも一部の
光学部材を移動自在に配設し、カメラの振れを検出する振れ
センサの検出出力に基づいて前記光学部材を駆動し、撮
影光学系を介して撮像面に入射する被写体光を安定化さ
せるカメラの手振れ補正装置において、前記振れセンサは、コリオリの力を利用した角速度セン
サと、前記角速度センサの出力に含まれるドリフト成分
の周期よりも短く且つ検出しようとする前記カメラの振
れの角速度の周期よりも長い所定の時間内における前記
角速度センサの出力の平均値を求める平均値検出手段と
、前記角速度センサの出力から前記平均値検出手段によ
って求めた平均値を減算し、その差分値を出力する減算
手段と、から成ることを特徴とする手振れ補正装置。
【請求項１７】前記平均値検出手段は、前記角速度セン
サの出力のサンプリング数が所定のＭ個に達する毎に該Ｍ個
の平均値を算出する第１の演算手段と、前記第１の演算
手段によって算出された平均値が所定のＮ個に達すると
該Ｎ個の平均値を算出し、その後第１の演算手段によっ
て平均値が算出される毎に最新のＮ個の平均値を算出す
る第２の演算手段とからなることを特徴とする請求項（
１６）記載の手振れ補正装置。
【請求項１８】カメラの撮影光学系の少なくとも一部の
光学部材を移動自在に配設し、前記光学部材を駆動して撮影
光学系を介して撮像面に入射する被写体光を安定化させ
るカメラの手振れ補正装置において、前記光学部材を駆
動するための圧電素子と、前記カメラの角速度に比例し
た電圧信号を出力する角速度センサと、前記角速度センサから出力される電圧信号が手振れ補正
を必要としない程度の所定の閾値以下か否かを判別する
判別手段と、前記角速度センサから出力される電圧信号が前記所定の
閾値以上と判別されると、その電圧信号に基づいて単位
時間当りの注入電荷量が該電圧信号の大きさに比例する
ように前記圧電素子に電荷注入を行い、前記所定の閾値
以下と判別されると、前記圧電素子に交番的に微小な電
荷注入を行う電荷注入手段と、を備えたことを特徴とする手振れ補正装置。