JPH0636571B2 - Imaging device - Google Patents
Imaging deviceInfo
- Publication number
- JPH0636571B2 JPH0636571B2 JP60131105A JP13110585A JPH0636571B2 JP H0636571 B2 JPH0636571 B2 JP H0636571B2 JP 60131105 A JP60131105 A JP 60131105A JP 13110585 A JP13110585 A JP 13110585A JP H0636571 B2 JPH0636571 B2 JP H0636571B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angular velocity
- lens barrel
- relative angle
- output signal
- inertial angular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオテープレコーダ等の録画装置と組み合
わせて使用されるビデオカメラ等の撮影装置で、特に撮
影装置の揺動にかかわらず安定した画像を得ることので
きる防振機能を有する撮影装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photographing device such as a video camera used in combination with a recording device such as a video tape recorder, and in particular, a stable image can be displayed regardless of rocking of the photographing device. The present invention relates to an image pickup apparatus having an image stabilization function that can be obtained.
従来の技術 近年、映像機器の性能の向上はめざましく、高品位な画
像が極めて容易に得られるようになってきている。それ
にともない、撮影技術にも高度なものが要求されてい
る。その1つが、従来、安定した画像を得ることができ
なかった場所、例えば、走行中の自動車、航空機、馬上
等からの撮影である。そしてそのような目的のために、
撮影者及び撮影装置の揺動にかかわらず、安定した画像
を得ることのできる防振機能を有する撮影装置が提案さ
れている。2. Description of the Related Art In recent years, the performance of video equipment has been remarkably improved, and high-quality images have become extremely easy to obtain. Along with this, sophisticated photography techniques are required. One of them is shooting from a place where a stable image cannot be conventionally obtained, for example, a moving car, an aircraft, a horse, etc. And for that purpose,
There has been proposed an image pickup apparatus having a vibration isolation function capable of obtaining a stable image regardless of the swing of the photographer and the image pickup apparatus.
以下、図面を参照しながら従来の防振機能を有する撮影
装置について説明する。第10図は従来の防振機能を有す
る撮影装置の構成図である。 701はレンズ部と撮像素子
を含む撮像部である。 702は撮像部 701に対するカウン
タウェイトであり、連結棒 703によって撮像部 701と機
械的に結合されている。 705は継手であって、連結棒 7
03と支持棒 704を回動可能に結合している。撮影者は支
持棒 704を支持することによってこの撮影装置の操作を
行なう。以上のような構成において、撮像部 701、連結
棒 703、カウンタウェイト 702とで構成される可動部 7
06の重心Gが、継手 705の付近に位置するように、カウ
ンタウェイト 702の調整を行なう。すると可動部 706は
継手 705のまわりに大きな慣性モーメントをもつことに
なる。従って、何らかの原因によって撮影者の支持する
支持棒 704が突然傾いたとしても、可動部 706のもつ慣
性モーメントの作用によって、可動部 706、つまり撮像
部 701の姿勢は傾くことなく一定に保たれる。すなわ
ち、前述のような撮影者自体が揺動する場所における撮
影においても安定した画像を得ることができる。例えば
ジョン・ユルゲンス;ステェディカムの設計;エス・エ
ム・ピー・ティー・イーの報告、87巻、1978年9月 第
587ページ( John Jurgens 「Steadicam as a Desi
gn Problem 」,SMPTE jounal Vol.87,Sep,1978,
P587)等が先行技術としてある。Hereinafter, a conventional imaging apparatus having a vibration isolation function will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a block diagram of a conventional imaging device having a vibration isolation function. An image pickup unit 701 includes a lens unit and an image pickup device. Reference numeral 702 denotes a counterweight for the image pickup unit 701, which is mechanically coupled to the image pickup unit 701 by a connecting rod 703. 705 is a joint, which is a connecting rod 7
03 and support rod 704 are rotatably connected. The photographer operates the photographing apparatus by supporting the supporting rod 704. In the above-mentioned structure, the movable unit 7 including the image pickup unit 701, the connecting rod 703, and the counterweight 702 is used.
The counterweight 702 is adjusted so that the center of gravity G of 06 is located near the joint 705. Then, the movable part 706 has a large moment of inertia around the joint 705. Therefore, even if the support bar 704 supported by the photographer suddenly tilts for some reason, the posture of the movable section 706, that is, the image pickup section 701 is kept constant without tilting due to the action of the moment of inertia of the movable section 706. . That is, a stable image can be obtained even when shooting is performed in a place where the photographer swings as described above. John Jurgens; Steedicam Design; SMP TEE Report, Vol. 87, September 1978.
Page 587 (John Jurgens "Steadicam as a Desi
gn Problem ”, SMPTE jounal Vol. 87, Sep, 1978,
P587) etc. are the prior art.
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この従来例においてはその防振特性が固
定であるという問題点がある。すなわち、撮影条件が変
化しても、それに応じて防振特性を変化させることが困
難である。例えば、撮影者が撮影装置を持ち、歩行しな
がら撮影を行なう場合には、撮影者が足を運ぶ周期の画
面ブレが発生する。一方、撮影者が自動車やヘリコプタ
等の上から撮影を行なう場合には、路面状態や発動機の
回転数に応じた画面ブレが発生する。前者と後者とでは
発生する画面ブレの周期が異なり、もし従来例に示した
装置において前者の撮影条件で画面ブレを抑制できるよ
うに防振特性を選ぶと、後者の撮影条件の下では防振の
効果は充分得ることができるが、撮影装置は撮影者の操
作に速応できず、操作性に問題が出る。逆に後者の撮影
条件で画面ブレを抑制できるように防振特性を選ぶと前
者の撮影条件の下では防振の効果は充分得ることができ
ない。このように、この種の防振機能を有する撮影装置
において、画面ブレを抑制するという要素と、撮影者の
操作に対する速応性という要素は相反する部分があり、
画面ブレを抑制するための防振特性は、撮影条件に応じ
て変化させることができることが望ましい。Problems to be Solved by the Invention However, in this conventional example, there is a problem in that the anti-vibration characteristics are fixed. That is, even if the shooting conditions change, it is difficult to change the image stabilization characteristics accordingly. For example, when a photographer holds an image capturing device and photographs while walking, a screen blur occurs in a cycle in which the photographer goes to the foot. On the other hand, when the photographer shoots from above the automobile or helicopter, screen blurring occurs depending on the road surface condition and the rotation speed of the engine. The former and latter have different periods of screen blurring.If the device shown in the conventional example has anti-vibration characteristics so that screen blurring can be suppressed under the former shooting conditions, the image stabilization will occur under the latter shooting conditions. Although the effect of can be obtained sufficiently, the photographing device cannot respond quickly to the operation of the photographer, which causes a problem in operability. On the contrary, if the anti-vibration characteristics are selected so as to suppress the screen shake under the latter photographing condition, the effect of the vibration proof cannot be sufficiently obtained under the former photographing condition. As described above, in the image pickup apparatus having this type of image stabilization function, the element of suppressing the screen blur and the element of the quick response to the operation of the photographer are in conflict with each other.
It is desirable that the image stabilization characteristics for suppressing the screen blur can be changed according to the shooting conditions.
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、撮影条件に
応じて防振特性を変化させることのできる撮影装置を提
供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an image pickup apparatus capable of changing the image stabilization characteristic in accordance with the image pickup conditions.
問題点を解決するための手段 本発明の装置は、レンズ部と撮像素子を含む鏡胴部と鏡
胴部を回動可能に支持する支持体と、供給電力に応じて
鏡胴部と支持体との間に回転力を発生するアクチュエー
タ手段と、鏡胴部の慣性角速度を検出する慣性角速度検
出手段と、鏡胴部と支持体の相対位置関係を検出する相
対角度検出手段と、慣性角速度検出手段の出力信号と相
対角度検出手段の出力信号を合成する合成手段と、合成
手段の合成信号に比例した回転力をアクチュエータ手段
に発生せしめる電力を供給する駆動手段と、パンニング
動作を指示するためのスイッチ手段と、スイッチ手段に
応じて慣性角速度検出手段の検出利得と相対角度検出手
段の検出利得の相対比を変化させる相対比可変手段とを
備えることにより、上記の目的を達成したものである。Means for Solving the Problems The device of the present invention includes a lens barrel including a lens unit and an image sensor, a support for rotatably supporting the lens barrel, and a lens barrel and a support according to supply power. An actuator means for generating a rotational force between the lens barrel, an inertial angular velocity detection means for detecting an inertial angular velocity of the lens barrel, a relative angle detection means for detecting a relative positional relationship between the lens barrel and the support, and an inertial angular velocity detection Means for synthesizing the output signal of the means and the output signal of the relative angle detecting means, a driving means for supplying electric power for causing the actuator means to generate a rotational force proportional to the synthesized signal of the synthesizing means, and a panning operation instruction. The above-described object is achieved by providing the switch means and the relative ratio variable means for changing the relative ratio of the detection gain of the inertial angular velocity detection means and the detection gain of the relative angle detection means according to the switch means. Of.
作用 本発明は上記の構成とすることにより、電気−機械的に
防振機能を実現し、スイッチ手段と相対比可変手段によ
って、撮影者がその防振特性を撮影条件に応じて変化さ
せることが可能である。With the above configuration, the present invention realizes an electro-mechanical anti-vibration function, and the photographer can change its anti-vibration characteristics according to the photographing conditions by the switch means and the relative ratio varying means. It is possible.
実施例 以下本発明の撮影装置の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。第1図は本発明の実施例を示す構成
図である。第1図において、鏡胴部は 101で示されてお
り、鏡胴部 101は被写体からの光を収束させるためのレ
ンズ部 102と、光学像を電気信号に変換する撮像素子 1
03とで構成される。 104は鏡胴部 101を回動軸 105まわ
りに回動自在に支持する支持体であり、この撮影装置の
操作はこの支持体 104を介して行なう。 106は鏡胴部 1
01と支持体 104の間に回動軸 105まわりに回転力を発生
するアクチュエータである。 107は鏡胴部 101に取り付
けられ、鏡胴部 101の慣性角速度を検出する慣性角速度
検出素子であり、 108は慣性角速度検出素子 107の出力
信号を処理して慣性角速度信号を出力する慣性角速度検
出器である。 109は鏡胴部 101と支持体 104の相対角度
検出する相対角度検出素子であり、 110は相対角度検出
素子 109の出力信号を処理して相対角度信号を出力する
相対角度検出器である。 111は撮影装置の操作者がパン
ニング操作を指示した時にその出力信号がアクティブに
なる利得切替信号発生器である。 112、 113は、利得切
替信号発生器 111の出力信号に応じて、それぞれ慣性角
速度検出利得、相対角度検出利得を切替える。角速度検
出利得切替器 112を経た慣性角速度検出器 108の出力信
号と、角度検出器切替器 113を経た相対角度検出器 110
の出力信号は合成器 114で合成される。115 は合成器 1
14によって合成された信号に応じてアクチュエータ 106
に電力を供給する駆動器である。Embodiment An embodiment of the photographing apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a lens barrel section 101 is shown. The lens barrel section 101 is a lens section 102 for converging light from a subject, and an image sensor 1 for converting an optical image into an electric signal.
It consists of 03 and. Reference numeral 104 denotes a support body that rotatably supports the lens barrel portion 101 around a rotation axis 105, and the operation of the photographing apparatus is performed via the support body 104. 106 is the lens barrel 1
It is an actuator that generates a rotational force around the rotation axis 105 between 01 and the support 104. Reference numeral 107 denotes an inertial angular velocity detection element that is attached to the lens barrel portion 101 and detects an inertial angular velocity of the lens barrel portion 101. Reference numeral 108 denotes an inertial angular velocity detection element that processes an output signal of the inertial angular velocity detection element 107 and outputs an inertial angular velocity signal. It is a vessel. Reference numeral 109 is a relative angle detecting element for detecting a relative angle between the lens barrel 101 and the support 104, and 110 is a relative angle detector for processing an output signal of the relative angle detecting element 109 and outputting a relative angle signal. Reference numeral 111 denotes a gain switching signal generator whose output signal becomes active when the operator of the photographing apparatus instructs a panning operation. 112 and 113 switch the inertial angular velocity detection gain and the relative angle detection gain, respectively, according to the output signal of the gain switching signal generator 111. The output signal of the inertial angular velocity detector 108 that has passed through the angular velocity detection gain switch 112 and the relative angle detector 110 that has passed through the angle detector switch 113.
The output signals of are combined by the combiner 114. 115 is synthesizer 1
Actuator 106 in response to the signal synthesized by 14
Is a driver that supplies electric power to the.
次にそれぞれの構成要素の動作を説明する。まず第2図
は慣性角速度検出手段の具体的な構成を示すものであっ
て、慣性角速度検出素子 107と、慣性角速度検出器 108
から成る。強制振動回路201 は所定周波数の正弦波発振
回路を有し、その発振信号によって慣性角速度検出素子
107の圧電素子でつくられたドライブエレメント 202を
強制的に振動させている。圧電素子で作られたセンスエ
レメント 203はドライブエレメント 202と機械的に接触
して配置されているので、ドライブエレメント 202と共
に同じ周波数で振動する。このとき鏡胴部 101が慣性座
標において回動軸 105のまわりで回転動作すると、強制
振動と同じ周波数で、鏡胴部 101の慣性角速度に比例し
た大きさのコリオリの力がセンスエレメント 203に発生
する。センスエレメント 203はこのコリオリの力によっ
て機械歪を生じ、圧電作用によって電気信号を発生す
る。センスエレメント 203の出力を同期検波回路204 に
よって強制振動と同じ周波数で同期検波し、ローパスフ
ィルタ 205によって平滑化を行なえば、鏡胴部 101の回
胴軸 105まわりの慣性角速度に比例する信号aが得られ
る。Next, the operation of each component will be described. First, FIG. 2 shows a specific configuration of the inertial angular velocity detecting means, which includes an inertial angular velocity detecting element 107 and an inertial angular velocity detector 108.
Consists of. The forced vibration circuit 201 has a sine wave oscillating circuit of a predetermined frequency, and an inertial angular velocity detecting element is generated by the oscillating signal.
The drive element 202 made of 107 piezoelectric elements is vibrated forcibly. Since the sense element 203 made of a piezoelectric element is arranged in mechanical contact with the drive element 202, it vibrates at the same frequency as the drive element 202. At this time, when the lens barrel 101 rotates about the rotation axis 105 in the inertial coordinate, a Coriolis force of a magnitude proportional to the inertial angular velocity of the lens barrel 101 is generated in the sense element 203 at the same frequency as the forced vibration. To do. The Coriolis force causes mechanical strain in the sense element 203, and an electric signal is generated by a piezoelectric action. If the output of the sense element 203 is synchronously detected by the synchronous detection circuit 204 at the same frequency as the forced vibration and smoothed by the low-pass filter 205, a signal a proportional to the angular velocity of inertia of the lens barrel 101 around the rotation axis 105 is obtained. can get.
第3図は相対角度検出手段の具体的な構成を示すもので
あって、相対角度検出素子 109と、相対角度検出器 110
とから成る。相対角度検出素子109 はホール素子であ
り、支持体 104に取付られる。この相対角度検出素子 1
09と対向する鏡胴部 101側には、第4図(a)に示すよう
に磁石 116が配置される。そして磁石 116は支持体 104
と鏡胴部 101の相対角度に応じた磁場を相対角度検出素
子 109上に発生するように着磁される(第4図(b))。
するとこの磁石 116の作用により、相対角度検出素子 1
09の出力端XX′には入力端YからY′へ流れる電流
と、相対角度検出素子 109に加えられた磁場の強さの積
に比例した電圧が発生する。第3図においては、相対角
度検出素子 109の入力端YからY′へ流れる電流は電流
制限抵抗 206、 207によって固定されるため、出力端X
X′に発生する電圧は磁場の強さに比例したものとな
る。すなわち、出力端XX′に発生する電圧を検出する
ことによって、鏡胴部 101と支持体 104の相対角度を検
出することができる。相対角度検出器 110は演算増幅器
208と抵抗 209、210 、211 、212 からなる差動増幅器
であって、相対角度検出素子109 の出力を所定倍に差動
増幅し、出力信号bを得ている。FIG. 3 shows a specific structure of the relative angle detecting means, which includes a relative angle detecting element 109 and a relative angle detector 110.
It consists of and. The relative angle detection element 109 is a Hall element and is attached to the support 104. This relative angle detector 1
A magnet 116 is arranged on the side of the lens barrel portion 101 facing the 09, as shown in FIG. 4 (a). And the magnet 116 is the support 104
And a magnetic field corresponding to the relative angle of the lens barrel 101 is generated on the relative angle detecting element 109 (FIG. 4 (b)).
Then, by the action of this magnet 116, the relative angle detecting element 1
A voltage proportional to the product of the current flowing from the input terminal Y to Y ′ and the strength of the magnetic field applied to the relative angle detecting element 109 is generated at the output terminal XX ′ of 09. In FIG. 3, the current flowing from the input terminal Y to Y ′ of the relative angle detecting element 109 is fixed by the current limiting resistors 206 and 207, so that the output terminal X
The voltage generated at X'is proportional to the strength of the magnetic field. That is, the relative angle between the lens barrel portion 101 and the support 104 can be detected by detecting the voltage generated at the output end XX '. The relative angle detector 110 is an operational amplifier.
A differential amplifier composed of 208 and resistors 209, 210, 211 and 212, which differentially amplifies the output of the relative angle detection element 109 by a predetermined factor to obtain an output signal b.
第5図は、利得切替信号発生器 111と角速度検出利得切
替器 112と角度検出利得切替器 113と合成器 114の具体
的な構成を示すものである。利得切替信号発生器 111は
切替スイッチ 213で構成され、撮影者が撮影装置を操作
して意図的に画面を変化させる操作(以下パンニング操
作と呼ぶ)を行なう時には切替スイッチ 213を第5図の
状態(+12V側)とし、パンニング操作時以外で撮影装
置の揺動等の原因による画面ブレを抑えたい時には切替
スイッチ 213を+12V側から接地側へ切替える。従って
利得切替信号発生器 111の出力信号は、パンニング操作
を行なう時は+12Vに、それ以外の場合は接地電位とな
る。角速度検出利得切替器 112は、利得切替信号発生器
111の出力信号によって駆動されるソレノイド 214と、
ソレノイド214 に発生する電磁力によって切替わるリレ
ー接点 215と、抵抗 216、 217から成る。角度検出利得
切替器 113は角速度検出利得切替器 112と同様な構成
で、ソレノイド 218、リレー接点 219、抵抗 220、 221
から成る。利得切替信号発生器111 の出力信号が+12V
の状態、すなわちパンニング操作を指示した場合には、
慣性角速度検出器 108の出力信号aは抵抗 216を経て合
成器 114へ導びかれる。逆に利得切替信号発生器の出力
信号が接地電位の場合にはリレー接点215 が切替わり、
慣性角速度検出器 108の出力信号aは抵抗 217を経て合
成器 114へ導びかれる。角度検出利得切替器113 の動作
も同様で、パンニング操作を指示した場合には、相対角
度検出器 110の出力信号bは抵抗 220を経て合成器へ導
びかれ、逆の場合は抵抗 221を経て合成器へ導びかれ
る。合成器 114は演算増幅器 223と抵抗 222から成り、
入力端に流れ込む電流Ia 、Ib を加算し、それに比例
した出力信号cを出力する。FIG. 5 shows a specific configuration of the gain switching signal generator 111, the angular velocity detection gain switching device 112, the angle detection gain switching device 113, and the combiner 114. The gain changeover signal generator 111 is composed of a changeover switch 213. When the photographer intentionally changes the screen by operating the photographing apparatus (hereinafter referred to as panning operation), the changeover switch 213 is in the state shown in FIG. (+ 12V side) and change the switch 213 from + 12V side to the ground side when you want to suppress the screen blur caused by the shaking of the shooting device, etc., other than during panning operation. Therefore, the output signal of the gain switching signal generator 111 is + 12V when the panning operation is performed, and is the ground potential otherwise. The angular velocity detection gain switch 112 is a gain switching signal generator.
A solenoid 214 driven by the output signal of 111,
It consists of a relay contact 215 that is switched by the electromagnetic force generated in the solenoid 214, and resistors 216 and 217. The angle detection gain switch 113 has the same configuration as the angular velocity detection gain switch 112, and includes a solenoid 218, a relay contact 219, resistors 220, 221.
Consists of. The output signal of the gain switching signal generator 111 is + 12V
State, that is, when instructing the panning operation,
The output signal a of the inertial angular velocity detector 108 is guided to the combiner 114 via the resistor 216. Conversely, when the output signal of the gain switching signal generator is at ground potential, relay contact 215 switches,
The output signal a of the inertial angular velocity detector 108 is guided to the combiner 114 via the resistor 217. The operation of the angle detection gain switch 113 is similar, and when the panning operation is instructed, the output signal b of the relative angle detector 110 is guided to the combiner through the resistor 220, and in the opposite case through the resistor 221. Guided to the synthesizer. The combiner 114 consists of an operational amplifier 223 and a resistor 222,
The currents Ia and Ib flowing into the input terminal are added, and an output signal c proportional to the sum is output.
第6図は駆動器 115の具体的な構成を示すもので、演算
増幅器 225と駆動用トランジスタ 226、227 と電流検出
抵抗 228とで構成される。合成器114 の出力信号cでは
演算増幅器 225の非反転入力端子に加えられる。演算増
幅器 225は非反転入力端子の電位と、反転入力端子の電
位、すなわちアクチュエータ 106のコイル 229を流れる
電流によって電流検出抵抗 228に発生する電圧とを等し
くするように動作する。そのため、アクチュエータ 106
のコイル 229には合成器 114の出力信号に比例した電流
が流れることになる。FIG. 6 shows a specific structure of the driver 115, which is composed of an operational amplifier 225, driving transistors 226 and 227, and a current detection resistor 228. The output signal c of combiner 114 is applied to the non-inverting input terminal of operational amplifier 225. The operational amplifier 225 operates so as to equalize the potential of the non-inverting input terminal and the potential of the inverting input terminal, that is, the voltage generated in the current detection resistor 228 by the current flowing through the coil 229 of the actuator 106. Therefore, the actuator 106
A current proportional to the output signal of the combiner 114 flows through the coil 229 of the.
第7図はアクチュエータ手段の具体的な構成を示すもの
で、磁石 230と、コイル 229(a)、229(b)と、強磁性体
でできたバックヨーク 231(a)、231(b)が回動軸 105ま
わりに配置されている。磁石 230はバックヨーク 231
(a)を介して鏡胴部 101と結合され、第7図(b)に示すよ
うに着磁されている。一方、コイル 229(a)、 229(b)は
バックヨーク 231(b)を介して支持体 104と結合され、
第7図(c)に示すようにコイル 229(a)、 229(b)が配置
されている。いま、コイル 229(a)、 229(b)に電流が流
れると、磁石 230とコイル 229(a)、 229(b)の間に電磁
力が生じ、第7図の構成の下では、回動軸 105まわり
に、電流の大きさに応じた回転力を生じる。FIG. 7 shows a concrete structure of the actuator means. The magnet 230, the coils 229 (a) and 229 (b), and the back yokes 231 (a) and 231 (b) made of a ferromagnetic material are provided. It is arranged around the rotating shaft 105. Magnet 230 is back yoke 231
It is connected to the lens barrel 101 via (a) and is magnetized as shown in FIG. 7 (b). On the other hand, the coils 229 (a) and 229 (b) are coupled to the support 104 via the back yoke 231 (b),
The coils 229 (a) and 229 (b) are arranged as shown in FIG. 7 (c). Now, when an electric current flows through the coils 229 (a) and 229 (b), an electromagnetic force is generated between the magnet 230 and the coils 229 (a) and 229 (b), and under the configuration of FIG. A rotating force is generated around the axis 105 according to the magnitude of the current.
次に、本発明の撮影装置の防振機能について説明する。
慣性座標から見た鏡胴部 101の回動軸105 まわりの角度
θm、慣性角速度をωm、同じく慣性座標から見た支持
体 104の角度をθoとする時、第1図の構成の撮像装置
の防振機能の制御ブロック図は第8図のようになる。鏡
胴部 101と支持体104 の相対角度θo−θmは、相対角
度検出素子109 により検出される。相対角度検出素子 1
09と相対角度検出器 110と、角度検出利得切替器 113
は、第8図のブロック 301で表わされ、相対角度θo−
θmのB倍の信号b′を得る。鏡胴部 101の慣性角速度
ωmは慣性角速度検出素子 107と慣性角速度検出器 108
によって検出される。慣性角速度検出素子 107と慣性角
速度検出器 108と、角速度検出利得切替器 112は、ブロ
ック 302で表わされ鏡胴部 101の慣性角速度ωmのA倍
の信号a′を得ている(なお、平滑化に使用するローパ
スフィルタ 205の影響は、その通過周波数帯域を適当に
選ぶことにより無視することができる)。信号a′と
b′は加算点 303(合成器 114)において加算、合成さ
れ、信号cを得る。駆動器 115とアクチュエータ 106は
ブロック 304で表わされ、合成器 114の出力信号cの大
きさに比例した回転力Taを、鏡胴部 101と支持体 105
の間に発生する。ここにgmは駆動器 115の電圧−電流
変換利得、ktはアクチュエータ 106のトルク定数であ
る。ブロック 305は鏡胴部 101の機械的な慣性モーメン
トJmによる回転力Taから角速度ωmへの伝達を表わ
し、ブロック 306はωmとθmの関係を表わす。ここに
Sはラプラス演算子を意味している。Next, the image stabilizing function of the image pickup apparatus of the present invention will be described.
When the angle θ m around the rotation axis 105 of the lens barrel 101 as viewed from the inertial coordinates, the inertial angular velocity as ω m , and the angle of the support 104 also as viewed from the inertial coordinates as θ o , the configuration of FIG. A control block diagram of the image stabilization function of the image pickup apparatus is as shown in FIG. The relative angle θ o −θ m between the lens barrel 101 and the support 104 is detected by the relative angle detection element 109. Relative angle detection element 1
09, relative angle detector 110, angle detection gain switch 113
Is represented by block 301 in FIG. 8 and the relative angle θ o −
A signal b ′ that is B times θ m is obtained. The inertial angular velocity ω m of the lens barrel 101 is calculated by the inertial angular velocity detecting element 107 and the inertial angular velocity detector 108.
Detected by. The inertial angular velocity detection element 107, the inertial angular velocity detector 108, and the angular velocity detection gain switching device 112 obtain a signal a ′ that is A times the inertial angular velocity ω m of the lens barrel portion 101, which is represented by block 302. The influence of the low-pass filter 205 used for smoothing can be ignored by appropriately selecting its pass frequency band). The signals a'and b'are added and combined at the addition point 303 (combiner 114) to obtain the signal c. The driver 115 and the actuator 106 are represented by a block 304, and a rotational force T a proportional to the magnitude of the output signal c of the combiner 114 is applied to the lens barrel 101 and the support 105.
Occurs during. Here, g m is the voltage-current conversion gain of the driver 115, and k t is the torque constant of the actuator 106. A block 305 represents transmission from the rotational force Ta to the angular velocity ω m due to the mechanical moment of inertia J m of the lens barrel 101, and a block 306 represents a relationship between ω m and θ m . Here, S means the Laplace operator.
いま、 D=B・gm・kt/Jm ……(1) F=A・gm・kt/Jm ……(2) とすると、支持体 104の角度θoから、鏡胴部101 の角
度θmへの伝達関数は、 G(s)=θm(s)/θo(s) =D/(S2+F・S+D) ……(3) となる。ここで、 ω1=2π・f1 =D/F ……(4) ω2=2π・f2 =F ……(5) とおくときに ω1≪ω2 ……(6) となしている。従って周波数伝達関数G(jω)の折線
近似ボード線図は第9図のようになる。すなわち慣性座
標から見た支持体 104の角度θoに対する鏡胴部 101の
角度θmの伝達特性G(jω)は、第1の折点周波数f
1以下の周波数範囲においては1(0dB)となり(線
)、f1以上で第2の折点周波数f2以下の周波数範
囲では、−6dB/oct で減衰し(線)、f2以上の周
波数範囲では−12dB/oct で減衰している(線)。第
9図より、f1以上の周波数範囲において、θoの振動
からθmの振動への伝達量は小さくなる。その程度は0
dB(線)と特性線の間の差Zによって表わされる。Now, if D = B · g m · k t / J m …… (1) F = A · g m · k t / J m …… (2), from the angle θ o of the support 104, the lens barrel The transfer function of the part 101 to the angle θ m is G (s) = θ m (s) / θ o (s) = D / (S 2 + F · S + D) (3) Here, when setting ω 1 = 2π · f 1 = D / F …… (4) ω 2 = 2π · f 2 = F …… (5), ω 1 << ω 2 …… (6) There is. Therefore, the broken line approximate Bode diagram of the frequency transfer function G (jω) is as shown in FIG. That is, the transfer characteristic G (jω) of the angle θ m of the lens barrel 101 with respect to the angle θ o of the support 104 viewed from the inertial coordinate is the first breakpoint frequency f.
It becomes 1 (0 dB) in the frequency range of 1 or less (line), and attenuates at -6 dB / oct (line) in the frequency range of f 1 or more and the second corner frequency f 2 or less (line), and frequency of f 2 or more. In the range, it is attenuated by -12 dB / oct (line). From FIG. 9, the amount of transmission from the vibration of θ o to the vibration of θ m becomes small in the frequency range of f 1 and above. The degree is 0
It is represented by the difference Z between the dB (line) and the characteristic line.
一方、撮影者の操作に対する撮影装置の速応性は第1の
折点周波数f1に大きく左右される。撮影者の操作に対
する応答時間は、ほぼf1の逆数に比例する。従って防
振の効果と、速応性は両立させることが困難である。On the other hand, the quick response of the photographing device to the operation of the photographer is largely influenced by the first break point frequency f 1 . The response time to the operation of the photographer is approximately proportional to the reciprocal of f 1 . Therefore, it is difficult to achieve both the anti-vibration effect and the quick response.
そこで、防振の効果よりも速応性を重視するような撮影
条件(例えば被写体が移動している場合、パンニング
等、撮影者が意図的に画角を移動させる場合等)では第
1の折点周波数を高く設定し(f1′)、第9図におい
て線、線、線で表わされるような特性とし、逆に
防振の効果が重視される撮影条件においては、防振の効
果Zが大きくなるように第1の折点周波数を低く設定し
(f1)、線、線、線で表わされるような特性と
する。Therefore, the first break point is set in a shooting condition in which importance is attached to the quick response rather than the effect of image stabilization (for example, when the subject is moving, panning, or the like, in which the photographer intentionally moves the angle of view). The frequency is set high (f 1 ′), and the characteristics are represented by lines, lines, and lines in FIG. 9, and conversely, under the shooting conditions where the effect of image stabilization is important, the image stabilization effect Z is large. The first break frequency is set to be low (f 1 ) so that the characteristics are represented by lines, lines, and lines.
いま、第1の折点周波数がf1、第2の折点周波数がf
2のときの、慣性角速度検出利得をA、相対角度検出利
得をBとし、第1の折点周波数がf1′、第2の折点周
波数がf2′のときの、慣性角速度検出利得をA′、相
対角度検出利得をB′とすると、 f1 B/(2π・A) ……(7) f2 A・gm・kt/(2π・Jm)……(8) f1′B′/(2π・A′) ……(9) f2′A′・gm・kt/(2π・Jm)……(10) である。従って、A′、B′は、 A′=(f2′/f2)・A ………(11) B′=(f2′/f2)・(f1′/f1) ・B ………(12) である。Now, the first breakpoint frequency is f 1 and the second breakpoint frequency is f 1 .
When the 2, the inertial angular velocity detection gain A, and the relative angle detection gain B, the first corner frequency is f 1 ', the second break frequency is f 2' when the, the inertial angular velocity detection gain Assuming that A ′ and the relative angle detection gain are B ′, f 1 B / (2π · A) …… (7) f 2 A · g m · k t / (2π · J m ) …… (8) f 1 ′ B ′ / (2π · A ′) (9) f 2 ′ A ′ · g m · k t / (2π · J m ) ... (10). Therefore, A ′ and B ′ are A ′ = (f 2 ′ / f 2 ) · A (11) B ′ = (f 2 ′ / f 2 ) · (f 1 ′ / f 1 ) · B ……… (12).
本実施例においては、利得切替信号発生器 111の切替ス
イッチ 213が接地側にあるときに、慣性角速度検出利得
Aとなるよう慣性角速度検出器108 の利得、あるいは抵
抗 217の抵抗値を調整し、相対角度検出利得がBとなる
よう相対角度検出器110 の利得、あるいは抵抗 221の抵
抗値の調整を行ない、次に抵抗 216の抵抗値を抵抗 217
の抵抗値の(f2/f2′)倍に、抵抗 220の抵抗値を
抵抗221 の抵抗値の(f2/f2′)×(f1/
f1′)倍とすることによって、利得切替信号発生器 1
11の切替スイッチ 213を+12V側に切替えれば、慣性角
速度検出利得をA′、相対角度検出利得をB′とするこ
とができる。すなわち、撮影者は速応性を重視する場合
には利得切替信号発生器 111の切替スイッチ 213を+12
V側としてパンニング操作を指示し、逆に防振の効果を
重視する場合には切替スイッチ 213を接地側とすること
によって前述の目的を達成することができる。In this embodiment, when the changeover switch 213 of the gain switching signal generator 111 is on the ground side, the gain of the inertial angular velocity detector 108 or the resistance value of the resistor 217 is adjusted so as to be the inertial angular velocity detection gain A. The gain of the relative angle detector 110 or the resistance value of the resistor 221 is adjusted so that the relative angle detection gain becomes B, and then the resistance value of the resistor 216 is changed to the resistance 217.
(F 2 / f 2 ′) times the resistance value of the resistor 220, the resistance value of the resistor 220 is (f 2 / f 2 ′) × (f 1 /
f 1 ′) times the gain switching signal generator 1
By switching the changeover switch 213 of 11 to the + 12V side, the inertial angular velocity detection gain can be set to A'and the relative angle detection gain can be set to B '. That is, when the photographer attaches importance to quick response, the switch 213 of the gain switching signal generator 111 is set to +12.
When the panning operation is instructed on the V side and, on the contrary, the effect of the image stabilization is emphasized, the above-mentioned object can be achieved by setting the changeover switch 213 to the ground side.
次に、慣性角速度検出利得、相対角度検出利得の好まし
い設定について説明する。パンニング動作を指示した時
の相対角度検出利得と慣性角速度検出利得の相対比をパ
ンニング動作を指示しない時の相対比よりも2倍以上大
きくする。すなわち、 B′/A′>2×B/A ……(13) とする。上式に第(7)式、第(9)式と変形して代入すれ
ば、 2π×f1′>2×2π×f1 (14) となる。第9図の特性図における第1の折点周波数が、
速応性に対応することは前述のとおりであり、第(13)式
に示されるように各検出利得の相対比を設定することに
より、撮影条件に応じて防振特性を変化させ、防振効果
と速応性を両立させるという本発明の目的を達成するこ
とができる。Next, preferable settings of the inertial angular velocity detection gain and the relative angle detection gain will be described. The relative ratio of the relative angle detection gain and the inertial angular velocity detection gain when the panning operation is instructed is set to be twice or more larger than the relative ratio when the panning operation is not instructed. That is, B ′ / A ′> 2 × B / A (13) By substituting the above equations into the equations (7) and (9) and substituting, 2π × f 1 ′> 2 × 2π × f 1 (14). The first break point frequency in the characteristic diagram of FIG.
Corresponding to the quick response is as described above, and by setting the relative ratio of each detection gain as shown in equation (13), the image stabilization characteristics are changed according to the shooting conditions, and the image stabilization effect is It is possible to achieve the object of the present invention to achieve both high speed and quick response.
発明の効果 以上のように本発明は、撮影者がパンニング動作を指示
するためのスイッチ手段と、相対角度検出利得と、慣性
角速度検出利得の相対比を変化させる相対比可変手段と
を設けることにより、撮影装置の支持物の振動にかかわ
らず安定した画像を得ることのできる防振機能を有する
撮影装置において、撮影条件に応じてその防振特性を容
易に切替えることができる。As described above, the present invention is provided with the switch means for the photographer to instruct the panning operation, and the relative ratio variable means for changing the relative ratio of the relative angle detection gain and the inertial angular velocity detection gain. In an image pickup apparatus having an image stabilization function capable of obtaining a stable image regardless of the vibration of the support of the image pickup apparatus, the image stabilization characteristics can be easily switched according to the shooting conditions.
第1図は本発明の撮影装置の実施例における構成図、第
2図は、慣性角速度検出素子と慣性角速度検出器を示す
図、第3図は相対角度検出素子、相対角度検出器を示す
図、第4図は相対角度検出素子の配置を示す図、第5図
は利得切替信号発生器、角速度検出利得切替器、角度検
出利得切替器、合成器を示す図、第6図は駆動器を示す
図、第7図はアクチュエータを示す図、第8図は本発明
のブロック図、第9図は、第8図のブロック図における
支持体の角度θoから鏡胴部の角度θmへの伝達特性を
示すボード線図、第10図は従来の撮影装置の構成図であ
る。 101……鏡胴部、 102……レンズ部、 103……撮像素
子、 104……支持体、 105……回動軸、 106……アクチ
ュエータ、 107……慣性角速度検出素子、 108……慣性
角速度検出器、 109……相対角度検出素子、 110……相
対角度検出器、 111……利得切替信号発生器、 112……
角速度検出利得切替器、 113……角度検出利得切替装
置、 114……合成器、 115……駆動器。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of an image pickup apparatus of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an inertial angular velocity detection element and an inertial angular velocity detector, and FIG. 3 is a diagram showing a relative angle detection element and a relative angle detector. FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of relative angle detection elements, FIG. 5 is a diagram showing a gain switching signal generator, an angular velocity detection gain switching device, an angle detection gain switching device, and a combiner, and FIG. 6 is a driving device. FIG. 7, FIG. 7 is a view showing an actuator, FIG. 8 is a block diagram of the present invention, and FIG. 9 is a view from the angle θ o of the support to the angle θ m of the lens barrel in the block diagram of FIG. FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional imaging device showing Bode diagram showing transfer characteristics. 101 ... Lens barrel, 102 ... Lens section, 103 ... Imaging element, 104 ... Support, 105 ... Rotation axis, 106 ... Actuator, 107 ... Inertial angular velocity detection element, 108 ... Inertial angular velocity Detector, 109 …… Relative angle detection element, 110 …… Relative angle detector, 111 …… Gain switching signal generator, 112 ……
Angular velocity detection gain switching device, 113 …… angle detection gain switching device, 114 …… combiner, 115 …… driver.
Claims (1)
ズ部と、前記レンズ部により得られる光学像を電気的情
報に変換する撮像素子と、前記レンズ部と前記撮像素子
を機械的に結合し光軸を形成する鏡胴部と、前記鏡胴部
を所定の回動軸に対して回動可能に支持する支持体と、
前記鏡胴部と前記支持体との間に回転力を発生するアク
チュエータ手段と、前記鏡胴部の前記回動軸まわりの慣
性角速度を検出する慣性角速度検出手段と、前記鏡胴部
と前記支持体の相対位置関係を検出する相対角度検出手
段と、前記慣性角速度検出手段の出力信号と前記相対角
度検出手段の出力信号を合成する合成手段と、前記合成
手段の合成信号に比例した回転力を前記アクチュエータ
手段に発生せしめる電力を供給する駆動手段と、第1の
状態が防振撮影にまた第2の状態がパンニング撮影に対
応する操作スイッチとを具備し、第1の状態での慣性角
速度検出手段の出力信号Aと相対角度検出手段の出力信
号Bの合成比率K=B/Aに対して、第2の状態での慣
性角速度検出手段の出力信号A′と相対角度検出手段の
出力信号B′の合成比率K′=B′/A′を2倍以上大
きくしたことを特徴とする撮影装置。1. A lens section for optically forming an image of light from a subject, an image pickup element for converting an optical image obtained by the lens section into electrical information, and the lens section and the image pickup element mechanically. A lens barrel portion that is coupled to form an optical axis, and a support body that rotatably supports the lens barrel portion with respect to a predetermined rotation axis.
Actuator means for generating a rotational force between the lens barrel portion and the support, inertial angular velocity detection means for detecting an inertial angular velocity of the lens barrel portion around the rotation axis, the lens barrel portion and the support Relative angle detecting means for detecting the relative positional relationship of the body, combining means for combining the output signal of the inertial angular velocity detecting means and the output signal of the relative angle detecting means, and a rotational force proportional to the combined signal of the combining means. The actuator means is provided with driving means for supplying electric power to be generated, and a first state is provided with an operation switch corresponding to anti-vibration photography and a second state is provided for panning photography, and inertial angular velocity detection in the first state is provided. The output signal A'of the inertial angular velocity detecting means and the output signal B of the relative angle detecting means B in the second state with respect to the combined ratio K = B / A of the output signal A of the means and the output signal B of the relative angle detecting means. ′ Ratio K '= B' / A 'photographing apparatus characterized by greater were more than doubled.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60131105A JPH0636571B2 (en) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | Imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60131105A JPH0636571B2 (en) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | Imaging device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61288664A JPS61288664A (en) | 1986-12-18 |
JPH0636571B2 true JPH0636571B2 (en) | 1994-05-11 |
Family
ID=15050092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60131105A Expired - Lifetime JPH0636571B2 (en) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | Imaging device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0636571B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69130133T2 (en) * | 1990-04-29 | 1999-02-25 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Image capture device |
JP3441898B2 (en) * | 1996-09-30 | 2003-09-02 | 富士写真光機株式会社 | Image stabilizer |
-
1985
- 1985-06-17 JP JP60131105A patent/JPH0636571B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61288664A (en) | 1986-12-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20140139695A1 (en) | Driving device and image instrument comprising this driving device | |
JP4356282B2 (en) | Image stabilizer | |
JPH10122857A (en) | Oblique angle sensor and imaging apparatus with electronic display type horizontal indicator using it | |
JPH0636571B2 (en) | Imaging device | |
JPH0636572B2 (en) | Imaging device | |
JPS6350168A (en) | Photographing device | |
JPH0636573B2 (en) | Imaging device | |
JPH051669B2 (en) | ||
JPH10145663A (en) | Electronic camera | |
JPS62290275A (en) | Photographic device | |
JPH06105966B2 (en) | Imaging device | |
JPH04117077A (en) | Picture motion correcting device | |
JPH075727Y2 (en) | Anti-vibration device | |
JPS63254870A (en) | Photographing device | |
JP3513185B2 (en) | Image stabilizer | |
JPH0734581B2 (en) | Imaging device | |
JPH0628406B2 (en) | Imaging device | |
JPS61165744A (en) | Video camera | |
JPS61242178A (en) | Photographing device | |
JPH0720210B2 (en) | Imaging device | |
JPS61240779A (en) | Photographing device | |
JPH051670B2 (en) | ||
JPS61240778A (en) | Image pickup device | |
JPS61255173A (en) | Photographic device | |
JPS62152280A (en) | Photographing device |