JPH0734581B2 - Imaging device - Google Patents

Imaging device

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JPH0734581B2
JPH0734581B2 JP61193306A JP19330686A JPH0734581B2 JP H0734581 B2 JPH0734581 B2 JP H0734581B2 JP 61193306 A JP61193306 A JP 61193306A JP 19330686 A JP19330686 A JP 19330686A JP H0734581 B2 JPH0734581 B2 JP H0734581B2
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lens barrel
angular velocity
support
signal
photographing
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稲治  利夫
総一郎 藤岡
浩 三谷
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオカメラなどの撮影装置に関し、特に、
撮影装置本体が外乱振動や揺動を受けても、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。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a photographing device such as a video camera, and in particular,
The present invention relates to an image pickup apparatus having a vibration isolation function that can obtain a stable image even when the image pickup apparatus main body is subjected to disturbance vibration or swing.

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。こ
のような背景の中で、撮影者及び撮影装置の揺動にかか
わらず画面揺れの少ない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. Against such a background, there has been proposed an image pickup apparatus having an image stabilization function capable of obtaining a stable image with little screen shake regardless of the shake 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13図は従来の防振機能を有す
る撮影装置を示す構成図である。1301は、複数のレンズ
と撮像素子を搭載された鏡筒部である。1302は、鏡筒部
1301に対するカウンタウエイトであり、連結棒1303によ
って鏡筒部1301と機械的に結合されている。1305は、継
手であって、連結棒1303と支持棒1304を回動可能に結合
している。撮影者は支持棒1304を支持することによっ
て、この撮影装置の操作を行う。以上のような構成にお
いて、鏡筒部1301、連結棒1304、カウンタウエイト1302
とで構成される可動部1306の重心が継手1305の付近に位
置するように、カウンタウエイト1302の調整を行う。
Hereinafter, a conventional imaging apparatus having a vibration isolation function will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a block diagram showing a conventional image pickup apparatus having a vibration isolation function. Reference numeral 1301 denotes a lens barrel portion on which a plurality of lenses and an image sensor are mounted. 1302 is the lens barrel
The counterweight for 1301 is mechanically coupled to the lens barrel 1301 by a connecting rod 1303. Reference numeral 1305 is a joint that rotatably connects the connecting rod 1303 and the support rod 1304. The photographer operates the photographing apparatus by supporting the support rod 1304. In the above configuration, the lens barrel 1301, the connecting rod 1304, the counterweight 1302
The counterweight 1302 is adjusted so that the center of gravity of the movable portion 1306 configured by is located near the joint 1305.

すると可動部1306は継手1305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、何等かの外乱によっ
て撮影者の支持する支持棒1304が傾いたとしても、可動
部1306のもつ慣性モーメントの作用によって可動部1306
すなわち鏡筒部1301の姿勢は傾くことなく一定にたもた
れる。よって、撮影者が揺動しても画面揺れの少ない安
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、「ステディカムの設計」エス・エム・ピー・
テー・イー・ジャーナル 87巻 1978年9月 587ペー
ジ(John Jurgens「Steadicam as a Design Problem」,
SMPTE jounal Vol.87,Sep,1978,P587)) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような従来の構成では、その防振
特性が固定であるという問題点がある。例えば、撮影者
が撮影装置を手に持って歩行しながら撮影を行う場合
は、撮影者が足を運ぶ周期で撮影装置に揺れが発生する
が、画面は揺れないことが望ましい。一方、撮影者がパ
ン撮影を行う場合には撮影画面は撮影者の意図する方向
にすばやく応答することが望ましい。もし、上記従来例
において前者の撮影条件で画面揺れ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撮影画面は
撮影者の意図するように良好に応答しない。逆に、後者
の撮影条件に合わせて防振特性を選ぶと、撮影者の意図
する方向にすばやく応答させることができるが、前者の
撮影条件の下では防振の効果は十分に得ることができな
い。
Then, the movable portion 1306 has a large moment of inertia around the joint 1305. Therefore, even if the support bar 1304 supported by the photographer is tilted by some disturbance, the movable portion 1306 is acted by the action of the moment of inertia of the movable portion 1306.
That is, the posture of the lens barrel portion 1301 leans against a constant angle. Therefore, it is possible to obtain a stable image with little screen shake even when the photographer swings. (For example, John Jurgens, "Design of Steadicam" SMP
The E-Journal, Vol. 87, September 1978, page 587 (John Jurgens "Steadicam as a Design Problem",
SMPTE jounal Vol.87, Sep, 1978, P587)) Problems to be Solved by the Invention However, the conventional configuration as described above has a problem in that its vibration isolation characteristics are fixed. For example, when a photographer holds an image capturing device in his / her hand and takes an image while walking, the image capturing device shakes in a cycle in which the photographer visits, but it is desirable that the screen does not shake. On the other hand, when the photographer performs pan photographing, it is desirable that the photographing screen respond quickly in the direction intended by the photographer. If the image stabilization characteristic is selected so as to suppress the screen shake under the former photographing condition in the above conventional example, the photographing screen does not respond well as the photographer intends under the latter photographing condition. On the contrary, if the anti-vibration characteristic is selected according to the latter shooting condition, it is possible to quickly respond in the direction intended by the photographer, but under the former shooting condition, sufficient anti-vibration effect cannot be obtained. .

さらに、上記従来例によれば、カウンタウエイト1302を
設ける必要があり、小型軽量化が困難となる問題点があ
る。
Further, according to the above-mentioned conventional example, it is necessary to provide the counterweight 1302, which makes it difficult to reduce the size and weight.

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の撮影装置は、複
数のレンズと撮像素子を搭載された鏡筒部と、前記撮像
素子に得られる電気信号から画像信号を作り出す画像信
号処理手段と、前記鏡筒部への入射光線軸と直交もしく
は略直交する回転軸回りに前記鏡筒部を回動自在に支承
する支持体と、前記鏡筒部と前記支持体の間に取りつけ
られ、前記鏡筒部を回転駆動するアクチュエータ手段
と、前記鏡筒部と前記支持体の相対角度を検出する相対
角度検出手段と、前記鏡筒部の慣性座標に対する角速度
を検出する鏡筒部角速度検出手段と、前記支持体の慣性
座標に対する角速度を検出する支持体角速度検出手段
と、前記支持体角速度検出手段の出力信号の絶対値が所
定の値を越えたとき移動撮影と判別し、前記相対角度検
出手段の出力信号が所定の範囲内でかつ、支持体角速度
検出手段の出力信号の絶対値が所定の値以下になったこ
とにより静止撮影と判別する撮影モード判別手段と、前
記鏡筒部角速度検出手段の出力信号と前記相対角度検出
手段の出力信号より合成信号を生成し出力する合成手段
と、前記合成信号を増幅し前記アクチュエータ手段に電
力を供給する駆動手段より構成され、前記撮影モード判
別手段が静止撮影と判別したときは前記合成手段の制御
利得を調整し前記鏡筒部を慣性座標において静止するよ
うに制御し、前記撮影モード判別手段が移動撮影と判別
したときは前記合成手段の制御利得を調整し前記鏡筒部
と前記支持体の慣性座標に対する角度を一致させるよう
に制御することを特徴とするものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, a photographing apparatus according to the present invention is a lens barrel portion in which a plurality of lenses and an image pickup element are mounted, and an image signal from an electric signal obtained by the image pickup element. Image signal processing means for producing the above, a support member for rotatably supporting the lens barrel portion around a rotation axis orthogonal to or substantially orthogonal to the incident light ray axis to the lens barrel portion, the lens barrel portion and the support member. An actuator means mounted between the two to rotate and drive the lens barrel portion, a relative angle detecting means for detecting a relative angle between the lens barrel portion and the support, and an angular velocity with respect to the inertial coordinate of the lens barrel portion. Lens barrel angular velocity detection means, support angular velocity detection means for detecting the angular velocity of the support with respect to inertial coordinates, and when the absolute value of the output signal of the support angular velocity detection means exceeds a predetermined value, it is determined to be moving photography. And the relative Shooting mode determination means for determining still shooting when the output signal of the angle detection means is within a predetermined range and the absolute value of the output signal of the support angular velocity detection means is less than or equal to a predetermined value; The photographing mode includes a combining means for generating and outputting a combined signal from the output signal of the angular velocity detecting means and the output signal of the relative angle detecting means, and a driving means for amplifying the combined signal and supplying electric power to the actuator means. When the discriminating means discriminates the still photographing, the control gain of the synthesizing means is adjusted to control the lens barrel portion to stand still in the inertial coordinate, and when the photographing mode discriminating means discriminates the moving photographing, the synthesizing means. The control gain is adjusted so as to match the angles of the lens barrel and the support with respect to the inertial coordinates.

作用 本発明は上記の構成によって、前記撮影モード判別手段
が静止撮影であると判別したときは、前記鏡筒部を前記
慣性座標において静止もしくは略静止するように制御
し、前記撮影モード判別手段が移動撮影であると判別し
たときは、前記鏡筒部と前記支持体のそれぞれの角度を
前記慣性座標において滑らかに一致させ、前記鏡筒部が
前記支持体に対して良好に追従するように制御する。し
たがって静止撮影時には撮影者および撮影装置の揺動に
かかわらず画面揺れの少ない安定した画像を得ることが
でき、パン撮影やチルト撮影の移動撮影時には、操作性
を損なわない。小型軽量化が可能な撮影装置が提供でき
る。
Operation According to the present invention, when the photographing mode discrimination means discriminates the still photographing by the above-mentioned constitution, the lens barrel part is controlled to be stationary or substantially stationary at the inertial coordinate, and the photographing mode discrimination means is operated. When it is determined that the shooting is a moving image, the respective angles of the lens barrel portion and the support body are smoothly matched in the inertial coordinates, and the lens barrel portion is controlled so as to follow the support body well. To do. Therefore, it is possible to obtain a stable image with little screen shake regardless of the shake of the photographer and the photographing device during still photographing, and operability is not impaired during moving photographing such as pan photographing and tilt photographing. It is possible to provide an imaging device that can be made compact and lightweight.

実施例 以下本発明の一実施例の撮影装置について、図面を参照
しながら説明する。
Embodiment An image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例における撮影装置の構成図で
ある。第1図において、撮影装置の鏡筒部1には多数の
レンズ群(図示を省略)と撮像素子2(たとえば、CCD
板や撮影管)が取りつけられ、被写体からの反射光を集
光させて撮像素子2に結像させ、電荷信号(電気信号)
に変換する。画像信号処理回路10は、撮像素子2に得ら
れた電荷信号を逐次読み出し、画像信号(ビデオ信号)
を作り出している。
FIG. 1 is a block diagram of an image pickup apparatus in one embodiment of the present invention. In FIG. 1, a large number of lens groups (not shown) and an image sensor 2 (for example, CCD
A plate or a shooting tube) is attached to collect reflected light from a subject to form an image on the image pickup device 2 and a charge signal (electrical signal)
Convert to. The image signal processing circuit 10 sequentially reads out the charge signals obtained by the image pickup device 2 to obtain an image signal (video signal).
Is producing.

鏡筒部1と支持体3の間にはアクチュエータ5が配置さ
れ、回転軸6を中心にして鏡筒部1をヨー方向に回転駆
動している(使用状態において、鏡筒部1はほぼ水平面
上で回動自在)。アクチュエータ5の回転軸6は、鏡筒
部1の重心Gを通り、支持体3に回転可能に支承されて
いる。さらに、支持体3には撮影装置の操作者が手で支
持するグリップ部分4を設けてある。
An actuator 5 is arranged between the lens barrel portion 1 and the support body 3 to rotate and drive the lens barrel portion 1 in the yaw direction around a rotation shaft 6 (in the use state, the lens barrel portion 1 is substantially horizontal). It can be freely rotated on. The rotation shaft 6 of the actuator 5 passes through the center of gravity G of the lens barrel portion 1 and is rotatably supported by the support body 3. Further, the support body 3 is provided with a grip portion 4 that is manually supported by the operator of the photographing apparatus.

第2図(a),(b),(c)にアクチュエータ5の具
体的な構成を示す。第2図に於いて、マグネット202の
強磁性体製のバックヨーク201は鏡筒部1に取りつけら
れ、回転軸6と共に回転する。マグネット202は4極に
着磁され、界磁磁束を発生している。回転軸6の軸受20
7が取りつけられたコイルヨーク203には、コイル204a,2
04bとホール素子(感磁素子)9が固着されている。本
例では、マグネット202が鏡筒部1に取りつけられ、コ
イルヨーク203が支持体3に取りつけられている。コイ
ル204aと204bは直列に接続され、端子205から206に流れ
る電流とマグネット202の磁束によって回転トルクを発
生する。また、ホール素子9はマグネット202の磁極の
切り換え部分にほぼ対向して配置され、マグネット202
(鏡筒部1の角度θm)とコイルヨーク203(支持体3
の角度θo)の相対的な角度差θmo(=θo−θm)に
対応した出力信号を発生する。なお、θmは慣性座標か
らみた回転軸6の回りの鏡筒部1の角度であり、θoは
同じ慣性座標からみた回転軸6の回りの支持体3の角度
である。
2 (a), (b), and (c) show a specific configuration of the actuator 5. In FIG. 2, the back yoke 201 made of a ferromagnetic material of the magnet 202 is attached to the lens barrel portion 1 and rotates together with the rotating shaft 6. The magnet 202 is magnetized to have four poles and generates a magnetic field flux. Bearing 20 of rotating shaft 6
In the coil yoke 203 to which 7 is attached, the coils 204a, 2
04b and Hall element (magnetism sensitive element) 9 are fixed. In this example, the magnet 202 is attached to the lens barrel portion 1, and the coil yoke 203 is attached to the support body 3. The coils 204a and 204b are connected in series, and a rotational torque is generated by the current flowing from the terminals 205 to 206 and the magnetic flux of the magnet 202. The Hall element 9 is arranged so as to substantially face the magnetic pole switching portion of the magnet 202.
(Angle θm of barrel 1) and coil yoke 203 (support 3
The output signal corresponding to the relative angle difference θmo (= θo−θm) of the angle θo of is generated. It should be noted that θm is the angle of the lens barrel portion 1 around the rotation axis 6 viewed from the inertial coordinate, and θo is the angle of the support 3 around the rotation axis 6 viewed from the same inertial coordinate.

アクチュエータ5のマグネット202の磁束を検知するホ
ール素子9の出力信号aは相対角度検出回路11に入力さ
れる。第3図に相対角度検出回路11の具体的な構成を示
す。ホール素子9の2つの出力端子に得られる直流信号
を、演算増幅器301と抵抗302,303,304,305からなる差動
増幅回路によって所定倍に差動増幅し、出力信号cを得
ている。+VH,−VHは、適当な電源であり、抵抗306、30
7を介してホール素子9に適当なバイアス電圧を与えて
いる。
The output signal a of the Hall element 9 that detects the magnetic flux of the magnet 202 of the actuator 5 is input to the relative angle detection circuit 11. FIG. 3 shows a specific configuration of the relative angle detection circuit 11. The DC signal obtained at the two output terminals of the hall element 9 is differentially amplified by a predetermined multiple by the differential amplifier circuit including the operational amplifier 301 and the resistors 302, 303, 304, 305 to obtain the output signal c. + VH, -VH are suitable power supplies, resistors 306, 30
An appropriate bias voltage is applied to the Hall element 9 via 7.

また、振動型ジャイロからなる角速度センサ7が、鏡筒
部1に固定部材8によって取りつけられている。角速度
センサ7の検出軸はアクチュエータ5の回転軸6と一致
しており、慣性座標における鏡筒部1の回転軸6の回り
の回転角速度に応動した出力信号bを出力する。角速度
センサ7の出力信号bは角速度検出回路12に入力され、
慣性座標からみた鏡筒部1の回転軸6の回りに角速度ω
mに比例した信号dを得ている。第4図に角速度検出回
路12の具体的な構成を示す。強制振動回路401は所定周
波数(例えば、1kHz)の正弦波発振回路を有し、その発
振周波数信号によって角速度センサ7の圧電素子で作ら
れたドライブ・エレメント402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403はドラ
イブ・エレメント402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402と共に同じ周波数で
振動する。このとき、鏡筒部1が慣性座標において回転
軸6の回りで回転動作すると、力学的なコリオリ力が発
生する。コリオリ力はセンス・エレメント403の直交す
る2軸の角速度の積に比例するので、慣性座標における
鏡筒部1の回転軸6の回りの角速度ωmと強制振動によ
る角速度の積に比例する。センス・エレメント403はコ
リオリ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403の出力を同期
検波回路404によって強制振動と同じ周波数で同期検波
し、ローパスフィルタ405によって検波出力の低周波成
分(例えば、DC〜100Hz程度)を取り出せば、慣性座標
における鏡筒部1の回転軸6の回りの角速度ωmに比例
する信号dが得られる。
Further, the angular velocity sensor 7 composed of a vibration type gyro is attached to the lens barrel portion 1 by a fixing member 8. The detection axis of the angular velocity sensor 7 coincides with the rotation axis 6 of the actuator 5, and outputs the output signal b in response to the rotation angular velocity around the rotation axis 6 of the lens barrel portion 1 in the inertial coordinates. The output signal b of the angular velocity sensor 7 is input to the angular velocity detection circuit 12,
Angular velocity ω around the rotation axis 6 of the lens barrel 1 viewed from the inertial coordinate
A signal d proportional to m is obtained. FIG. 4 shows a specific configuration of the angular velocity detection circuit 12. The forced vibration circuit 401 has a sine wave oscillating circuit having a predetermined frequency (for example, 1 kHz), and forcibly vibrates the drive element 402 made of the piezoelectric element of the angular velocity sensor 7 by the oscillating frequency signal. Since the sense element 403 made of a piezoelectric element is arranged in mechanical contact with the drive element 402, it vibrates with the drive element 402 at the same frequency. At this time, when the lens barrel unit 1 rotates about the rotation axis 6 in the inertial coordinate, a mechanical Coriolis force is generated. Since the Coriolis force is proportional to the product of the angular velocities of the two orthogonal axes of the sense element 403, it is proportional to the product of the angular velocity ωm around the rotation axis 6 of the lens barrel portion 1 in inertial coordinates and the angular velocity due to forced vibration. The sense element 403 causes a mechanical strain due to the Coriolis force and generates an electric signal due to a piezoelectric action. The output of the sense element 403 is synchronously detected by the synchronous detection circuit 404 at the same frequency as the forced vibration, and the low-pass filter 405 extracts the low-frequency component (for example, DC to 100 Hz) of the detected output. A signal d proportional to the angular velocity ωm about the rotation axis 6 of 1 is obtained.

相対角度検出回路11の出力信号cと鏡筒部角速度検出回
路12の出力信号dは、支持体角速度検出手段17に入力さ
れる。支持体角速度検出手段17はこれらの入力信号から
撮影者が操作する支持体3の慣性座標における角速度に
比例する信号uを出力する。支持体角速度検出回路17の
出力信号uは、撮影モード判別手段13に入力される。撮
影モード判別手段13は、これらの入力信号から撮影者が
静止撮影を行っているのかパン撮影を行っているのかを
判別する。ここで、前記静止撮影とは、撮影者が、撮影
方向を変える事なく撮影装置を操作することを意味し、
前記パン撮影とは、撮影者が、撮影方向をヨー方向に回
転移動するように撮影装置を操作することを意味する。
The output signal c of the relative angle detection circuit 11 and the output signal d of the lens barrel angular velocity detection circuit 12 are input to the support angular velocity detection means 17. The support angular velocity detection means 17 outputs a signal u proportional to the angular velocity in the inertial coordinates of the support 3 operated by the photographer from these input signals. The output signal u of the support angular velocity detection circuit 17 is input to the photographing mode determination means 13. The photographing mode discrimination means 13 discriminates whether the photographer is performing still photography or pan photography from these input signals. Here, the still shooting means that the photographer operates the photographing device without changing the photographing direction,
The pan photographing means that the photographer operates the photographing apparatus so as to rotate the photographing direction in the yaw direction.

撮影モード判別手段13の判別結果は合成手段14に入力さ
れる。さらに、合成手段14には、相対角度検出回路11の
出力信号cと鏡筒部角速度検出回路12の出力信号dが入
力される。制御演算手段14は、撮影モード判別手段13が
静止撮影であると判別したときは、相対角度検出回路11
の出力信号cと、鏡筒角速度検出回路12の出力信号d
と、相対角度検出回路11の出力信号cを積分演算した結
果とをそれぞれ第1の所定の利得で加算し、撮影モード
判別手段13がパン撮影であると判別したときは、相対角
度検出回路11の出力信号cと、角速度検出回路の出力信
号dと、相対角度検出回路11の出力信号cを積分演算し
た結果と、相対角度検出回路11の出力信号cから得る角
速度指令とをそれぞれ第2の所定の利得で加算し、演算
結果を出力信号eとして出力する。
The discrimination result of the photographing mode discrimination means 13 is input to the synthesizing means 14. Further, the output signal c of the relative angle detection circuit 11 and the output signal d of the lens barrel angular velocity detection circuit 12 are input to the synthesizing means 14. When the shooting mode determination means 13 determines that the shooting mode is determined to be still shooting, the control calculation means 14 determines the relative angle detection circuit 11
Output signal c and the output signal d of the lens barrel angular velocity detection circuit 12
And the result of integration calculation of the output signal c of the relative angle detection circuit 11 are respectively added with a first predetermined gain, and when the photographing mode discrimination means 13 discriminates the pan photographing, the relative angle detection circuit 11 Output signal c, the output signal d of the angular velocity detection circuit, the result of the integral calculation of the output signal c of the relative angle detection circuit 11, and the angular velocity command obtained from the output signal c of the relative angle detection circuit 11, respectively. Addition is performed with a predetermined gain, and the calculation result is output as an output signal e.

第5図に撮影モード判別手段13と合成手段14の構成を示
す。本実施例では、撮影モード判別手段13と制御演算手
段14は、A/D変換器502,503と演算器501とメモリ504とD/
A変換器505とで構成される。A/D変換器502は、位置検出
回路11の出力信号cの値に対応したディジタル信号pを
作り出している。また、A/D変換器503は、角速度検出回
路12の出力信号dの値に対応したディジタル信号qを作
り出している。演算器501は、メモリ504のROM領域(リ
ードオンリーメモリ領域)に格納されている後述の所定
の内蔵プログラムに従って動作し、A/D変換器502のディ
ジタル信号pとA/D変換器503のディジタル信号qをRAM
領域(ランダムアクセスメモリ領域)に取り込み、所定
の演算を施した後に合成して、合成ディジタル信号wを
D/A変換器505に出力し、合成信号eを得ている。
FIG. 5 shows the configuration of the photographing mode discrimination means 13 and the composition means 14. In this embodiment, the photographing mode discrimination means 13 and the control calculation means 14 are composed of A / D converters 502 and 503, a calculation device 501, a memory 504 and a D / D converter.
It is composed of an A converter 505. The A / D converter 502 produces a digital signal p corresponding to the value of the output signal c of the position detection circuit 11. Further, the A / D converter 503 produces a digital signal q corresponding to the value of the output signal d of the angular velocity detection circuit 12. The arithmetic unit 501 operates according to a predetermined built-in program, which will be described later, stored in the ROM area (read-only memory area) of the memory 504, and outputs the digital signal p of the A / D converter 502 and the digital signal of the A / D converter 503. RAM for signal q
The combined digital signal w is fetched into the area (random access memory area), subjected to a predetermined calculation, and then combined.
It outputs to the D / A converter 505, and the synthetic signal e is obtained.

第6図にA/D変換器502の具体的な構成を示す(A/D変換
器503についても同様である)。入力信号cとD/A変換回
路607の出力信号mはコンパレータ601によって比較さ
れ、その大小関係に応じたコンパレート信号nを得る。
発振回路605は、所定の周波数のクロックパルス1を発
生している。演算器501からの信号hは、通常“H"(高
電位状態)になっており、ディジタル信号pの読み込み
の時に“L"(低電位状態)になる。従って、インバータ
回路602とアンド回路603,604はコンパレート信号nに応
じて、クロックパルス1をカウンタ回路606のダウンパ
ルス入力端子Dもしくはアップパルス入力端子Uに入力
している。(信号hが“H"の時)。カウンタ回路606
は、ダウンパルス入力端子Dへの入力パルスにより内部
状態を1ずつ減算していき、アップパルス入力端子Uへ
の入力パルスにより内部状態を1ずつ加算していく。カ
ウンタ回路606の内部状態はディジタル信号pとして出
力され、D/A変換器607においてディジタル信号pに応じ
たアナログ信号mに変換する。その結果、カウンタ回路
606のディジタル信号pは入力信号cに対応した値にな
る。演算器501は、信号hを所定の短時間“L"にしてカ
ウンタ回路606の動作を停止させ、安定したディジタル
信号pを読み込むようにしている。同様に、演算器501
は信号kを所定の短時間“L"にして、安定したディジタ
ル信号qを読み込むようにしている。
FIG. 6 shows a specific configuration of the A / D converter 502 (the same applies to the A / D converter 503). The input signal c and the output signal m of the D / A conversion circuit 607 are compared by the comparator 601, and the comparator signal n corresponding to the magnitude relation is obtained.
The oscillator circuit 605 generates a clock pulse 1 having a predetermined frequency. The signal h from the calculator 501 is normally "H" (high potential state), and becomes "L" (low potential state) when the digital signal p is read. Therefore, the inverter circuit 602 and the AND circuits 603 and 604 input the clock pulse 1 to the down pulse input terminal D or the up pulse input terminal U of the counter circuit 606 according to the comparator signal n. (When the signal h is "H"). Counter circuit 606
The internal state is decremented by 1 by the input pulse to the down pulse input terminal D, and the internal state is incremented by 1 by the input pulse to the up pulse input terminal U. The internal state of the counter circuit 606 is output as a digital signal p, and is converted into an analog signal m according to the digital signal p in the D / A converter 607. As a result, the counter circuit
The digital signal p of 606 becomes a value corresponding to the input signal c. The arithmetic unit 501 sets the signal h to "L" for a predetermined short time to stop the operation of the counter circuit 606 and read a stable digital signal p. Similarly, the calculator 501
Makes the signal k "L" for a predetermined short time so that a stable digital signal q is read.

合成手段14の出力信号eは駆動回路16に入力され、信号
eに比例した電圧信号(もしくは電流信号)fがアクチ
ュエータ5のコイル204a,204bに供給される。第7図に
駆動回路16の具体的な構成を示す。演算増幅器701とト
ランジスタ704,705と抵抗702,703によって電力増幅回路
を構成し、信号eを所定倍に増幅した電圧信号fを出力
する。
The output signal e of the synthesizing means 14 is input to the drive circuit 16, and a voltage signal (or current signal) f proportional to the signal e is supplied to the coils 204a and 204b of the actuator 5. FIG. 7 shows a specific configuration of the drive circuit 16. The operational amplifier 701, the transistors 704 and 705, and the resistors 702 and 703 form a power amplification circuit, which outputs a voltage signal f obtained by amplifying the signal e by a predetermined number.

さて、演算器501の内蔵プログラムについて説明する。
まず、第8図に示した基本フローチャートに基づいて概
略を説明する。
Now, the built-in program of the arithmetic unit 501 will be described.
First, an outline will be described based on the basic flowchart shown in FIG.

処理801では、タイマーからの割り込みを待っている。
タイマーは、所定の時間ΔT毎に割り込み信号を発生
し、割り込みが入ると2に移行する。すなわち、サンプ
リング時間ΔTで以下の処理を行うことになる。
In process 801, an interrupt from the timer is awaited.
The timer generates an interrupt signal every predetermined time ΔT, and shifts to 2 when an interrupt occurs. That is, the following processing is performed at the sampling time ΔT.

処理802では、鏡筒部1と支持体3との相対角度θmoに
相当するデジタル信号pをA/D変換器502から取り込み、
メモリ504に格納する。さらに、鏡筒部1の慣性座標か
ら見た角速度ωmに相当するデジタル信号qをA/D変換
器503から取り込み、メモリ504に格納する。
In process 802, the digital signal p corresponding to the relative angle θmo between the lens barrel 1 and the support 3 is fetched from the A / D converter 502,
Store in memory 504. Further, the digital signal q corresponding to the angular velocity ωm viewed from the inertial coordinate of the lens barrel portion 1 is fetched from the A / D converter 503 and stored in the memory 504.

処理803では、鏡筒部1と支持体3との相対角度θmoに
相当するデジタル信号pと鏡筒部1の慣性座標から見た
角速度ωmに相当するデジタル信号qから、慣性座標か
ら見た支持体3の角速度ωoを演算で求め、支持体3の
角速度ωoの値から静止撮影であるかパン撮影であるか
を判別する。そして、静止撮影と判別すれば4に移行
し、パン撮影と判別すれば5に移行する。
In process 803, the digital signal p corresponding to the relative angle θmo between the lens barrel portion 1 and the support body 3 and the digital signal q corresponding to the angular velocity ωm of the lens barrel portion 1 from the inertial coordinate are used to determine the support seen from the inertial coordinate. The angular velocity ωo of the body 3 is calculated, and it is determined from the value of the angular velocity ωo of the support body 3 whether the photographing is still photography or pan photography. Then, if it is determined to be still shooting, the process proceeds to 4, and if it is determined to be pan shooting, the process proceeds to 5.

処理804では、鏡筒部1が慣性座標において静止もしく
は略静止するように制御演算し、駆動回路16の指令入力
となる信号eを作り出している。本処理のあとは、に
移行する。
In process 804, a control calculation is performed so that the lens barrel unit 1 is stationary or substantially stationary in the inertial coordinates, and a signal e to be a command input of the drive circuit 16 is generated. After this processing, shifts to.

処理805では、鏡筒部1が支持体3に対して滑らかに追
従するように制御演算し、駆動回路16の指令入力となる
信号eを作り出している。本処理のあとは、1に移行す
る。
In process 805, control calculation is performed so that the lens barrel portion 1 smoothly follows the support body 3, and a signal e which is a command input of the drive circuit 16 is generated. After this process, the process shifts to 1.

なお、処理803が第1図における撮影モード判別手段13
に相当し、処理804と処理805が第1図における制御演算
手段14に相当する。
Incidentally, the processing 803 is the photographing mode discrimination means 13 in FIG.
The process 804 and the process 805 correspond to the control calculation means 14 in FIG.

次に、処理802〜805について、第9図を用いて詳しく説
明する。
Next, the processes 802 to 805 will be described in detail with reference to FIG.

第9図(a)は、処理802の詳細なフローチャートであ
る。まず、鏡筒部1と支持体3の相対角度θmoに対応す
るデジタル信号pの前回のサンプリング時の値を保持す
る変数Qnの内容を変数Qn-1に格納する。次いで、信号h
を“L"にして鏡筒部1と支持体3の相対角度θmoに対応
するデジタル信号pを新たに取り込み変数Qnに格納した
後、再び信号hを“H"にする。
FIG. 9A is a detailed flowchart of the process 802. First, the content of the variable Qn that holds the value of the digital signal p corresponding to the relative angle θmo between the lens barrel 1 and the support 3 at the previous sampling is stored in the variable Qn −1 . Then signal h
Is set to "L", a digital signal p corresponding to the relative angle θmo between the lens barrel 1 and the support 3 is newly fetched and stored in the variable Qn, and then the signal h is set to "H" again.

さらに、鏡筒部1の角速度ωmに対応するデジタル信号
qの前回のサンプリング時の値を保持する変数Wnの内容
を変数Wn-1に格納する。次いで、信号kを“L"にして鏡
筒部1の角速度ωmに対応するデジタル信号qを新たに
取り込み変数Wnに格納した後、再び信号kを“H"にす
る。すなわち、この時点で今現在の鏡筒部1と支持体3
の相対角度θmoの情報が変数Qnに格納され、鏡筒部1の
角速度ωmの情報が変数Wnに格納されたことになる。さ
らに、1サンプリング前のそれぞれの情報は変数Qn-1
変数Wn-1に格納されている。
Further, the content of the variable Wn holding the value at the time of the previous sampling of the digital signal q corresponding to the angular velocity ωm of the lens barrel portion 1 is stored in the variable Wn −1 . Next, the signal k is set to “L”, a digital signal q corresponding to the angular velocity ωm of the lens barrel unit 1 is newly taken in and stored in the variable Wn, and then the signal k is set to “H” again. That is, at this point in time, the lens barrel portion 1 and the support body 3 are present.
That is, the information of the relative angle θmo of the above is stored in the variable Qn, and the information of the angular velocity ωm of the lens barrel portion 1 is stored in the variable Wn. Further, each information before one sampling is stored in the variable Qn -1 and the variable Wn -1 .

第9図(b)は、処理803の詳細なフローチャートであ
る。まず、処理901で鏡筒部1と支持体3の今現在の相
対角度θmo(=θo−θm)に対応する値を保持する変
数Qnから鏡筒部1と支持体3の1サンプリング前の相対
角度θmoに対応する値を保持する変数Qn-1を引算し、そ
の結果を変数ΔQに格納する。次に、処理902では慣性
座標に対する鏡筒1の角速度ωmを表す変数Wnに変数Δ
Qをサンプリング周期ΔTで除した値ΔQ/ΔTを加算す
る。すなわち、下記の演算(1)を行い、演算結果は変
数Woに格納される。
FIG. 9B is a detailed flowchart of the process 803. First, in process 901, relative to the lens barrel 1 and the support 3 one sampling before, from the variable Qn holding a value corresponding to the current relative angle θmo (= θo−θm) between the lens barrel 1 and the support 3. A variable Qn- 1 holding a value corresponding to the angle θmo is subtracted, and the result is stored in the variable ΔQ. Next, in process 902, the variable Δ is set to the variable Wn representing the angular velocity ωm of the lens barrel 1 with respect to the inertial coordinate.
A value ΔQ / ΔT obtained by dividing Q by the sampling period ΔT is added. That is, the following calculation (1) is performed, and the calculation result is stored in the variable Wo.

Wo=Wn+ΔQ/ΔT ……(1) 式(1)において項[ΔQ/ΔT]は鏡筒部1と支持体3
の相対角度の差分を表すものであるから、サンプリング
周期ΔTが十分小であるとすれば、式(1)の第2項目
は支持体3の鏡筒部1に体する相対角速度(ωo−ω
m)を示し、この項と鏡筒部1の角速度ωmとの和に対
応する[Wn+ΔQ/ΔT]は支持体3の角速度ωoに対応
した値を示すことになる。したがって、式(1)の変数
Woは、支持体3の慣性座標に対する角速度ωoを表すも
のである。処理903において変数PFLは、その内容が“1"
のときはパン撮影と判定していることを示し、その内容
が“O"のときは静止撮影と判定していることを示すもの
である。
Wo = Wn + ΔQ / ΔT (1) In the formula (1), the term [ΔQ / ΔT] is the lens barrel 1 and the support 3
Therefore, if the sampling period ΔT is sufficiently small, the second item of the equation (1) is the relative angular velocity (ωo−ω) of the lens barrel portion 1 of the support body 3.
m), and [Wn + ΔQ / ΔT] corresponding to the sum of this term and the angular velocity ωm of the lens barrel portion 1 indicates a value corresponding to the angular velocity ωo of the support 3. Therefore, the variables in equation (1)
Wo represents the angular velocity ωo with respect to the inertial coordinate of the support 3. In process 903, the content of the variable PFL is "1".
When it is, it indicates that it is determined to be pan shooting, and when it is "O", it indicates that it is determined to be still shooting.

さて、前回のサンプリング時における処理803の結果に
おいてPFL=1であったとすると、処理903の結果、処理
904に移行する。処理904において、変数Qnの絶対値が所
定の値QAISを超えていないかを判別する。変数Qnの絶
対値が所定の値QAISを超えていなければ処理905に移行
し、超えていれば処理909に移行する。処理905では変数
Woの絶対値が所定の値WAISを超えていないかを判別す
る。変数Woの絶対値が所定の値WAISを超えていなけれ
ば処理906に移行し、超えていれば処理909に移行する。
処理906では変数NAISの内容を“1"だけ増す。処理907
では変数NAISが所定の値TAISを超えているかを判別す
る。変数NAISが所定の値TAISを超えていれば処理908
に移行し、超えていなければ処理910に移行する。処理9
08では変数PFLを“0"とする。処理909では変数NAISを
“0"とする。変数NAISは一種のカウンタの働きをして
おり、第8図に示した一連の処理が行われるのは時間Δ
Tごとに発生するタイマ割り込みによるので処理906〜
処理907は時間ΔT×TAISを計測していることに相当す
る。
Now, if PFL = 1 in the result of the processing 803 at the previous sampling, the result of the processing 903 is
Move to 904. In process 904, it is determined whether or not the absolute value of the variable Qn exceeds the predetermined value QAIS. If the absolute value of the variable Qn does not exceed the predetermined value QAIS, the process proceeds to processing 905, and if it exceeds, the process proceeds to processing 909. Variable in process 905
It is determined whether or not the absolute value of Wo exceeds a predetermined value WAIS. If the absolute value of the variable Wo does not exceed the predetermined value WAIS, the process proceeds to step 906, and if it exceeds, the process proceeds to step 909.
In process 906, the content of the variable NAIS is incremented by "1". Process 907
Then, it is determined whether the variable NAIS exceeds a predetermined value TAIS. If the variable NAIS exceeds the predetermined value TAIS, process 908
To 910, and if not exceeded, to 910. Processing 9
In 08, the variable PFL is set to "0". In process 909, the variable NAIS is set to "0". The variable NAIS acts as a kind of counter, and the series of processing shown in FIG.
Processing is performed since timer interrupts occur every T.
The process 907 corresponds to measuring time ΔT × TAIS.

すなわち、パン撮影であると判別されている時(PFL=
1の時)は鏡筒部1と支持体3の相対角度θmoの絶対値
が所定の値(QAISに対応)以下であり、かつ支持体3
の角速度ωoの絶対値が所定の値(WAISに対応)以下
である状態が所定の時間(TAISに対応)以上続いて初
めて静止撮影であると判別される(PFL=0)ことにな
り、パン撮影を行っている間は上記条件は満たされる事
なくPFL=1となっている。
That is, when it is determined that the pan shooting is performed (PFL =
1), the absolute value of the relative angle θmo between the lens barrel 1 and the support 3 is less than or equal to a predetermined value (corresponding to QAIS), and the support 3
When the absolute value of the angular velocity ωo of is less than or equal to the predetermined value (corresponding to WAIS) continues for a predetermined time (corresponding to TAIS) or more, it is determined that the still image capturing is performed (PFL = 0), and the panning is performed. While shooting, the above conditions are not satisfied and PFL = 1.

逆に、前回の処理803の結果においてPFL=0であったと
すると、処理903の結果、処理911に移行する。処理911
では変数Woの絶対値が所定の値WPANを超えているかを
判別する。変数Woの絶対値が所定の値WPANを超えてい
れば処理912に移行し、超えていなければ処理915に移行
する。処理912では変数NPANの内容を“1"だけ増す。処
理913では変数NPANが所定の値TPANを超えているかを
判別する。変数NPANが所定の値TPANを超えていれば処
理914に移行し、超えていなければ処理915に移行する。
処理914では変数PFLを“1"とする。処理915では変数NP
ANを“0"とする。変数NPANは一種のカウンタの働きを
しており、第8図に示した一連の処理が行われるのは時
間ΔTごとに発生するタイマ割り込みによるので処理91
2〜処理913は時間ΔT×TPANを計測していることに相
当する。処理914では変数PFLを“1"とする。処理915で
は変数NPANを“0"とする。
On the contrary, if PFL = 0 in the result of the previous processing 803, the processing proceeds to processing 911 as a result of processing 903. Processing 911
Then, it is determined whether or not the absolute value of the variable Wo exceeds a predetermined value WPAN. If the absolute value of the variable Wo exceeds the predetermined value WPAN, the process proceeds to step 912, and if not, the process proceeds to step 915. In process 912, the content of the variable NPAN is incremented by "1". In process 913, it is determined whether the variable NPAN exceeds a predetermined value TPAN. If the variable NPAN exceeds the predetermined value TPAN, the process proceeds to step 914, and if not, the process proceeds to step 915.
In process 914, the variable PFL is set to "1". Variable NP in process 915
Set AN to "0". The variable NPAN functions as a kind of counter, and the series of processing shown in FIG. 8 is performed by the timer interrupt that occurs every time ΔT, so the processing 91
Processes 2 to 913 correspond to measuring time ΔT × TPAN. In process 914, the variable PFL is set to "1". In process 915, the variable NPAN is set to "0".

すなわち、静止状態であると判別されている時(PFL=
0の時)は支持体3の角速度Woの絶対値が所定の値(W
PANに対応)以上となる状態が所定の時間(TPANに対
応)以上続いて初めてパン撮影と判別(PFL=1)す
る。
That is, when it is determined that the robot is stationary (PFL =
0), the absolute value of the angular velocity Wo of the support 3 is a predetermined value (W
It is determined that the pan shooting has been performed (PFL = 1) for the first time after a predetermined time (corresponding to TPAN) for more than a predetermined time (corresponding to PAN).

そして、処理910において、静止撮影かパン撮影かの判
別結果をもとに次の処理に移行する。すなわち、前段ま
での処理において静止撮影であると判別されていれば4
に移行し処理804を行い、パン撮影と判別されていれば
5に移行し処理805を行う。
Then, in process 910, the process proceeds to the next process based on the determination result of still image capturing or pan image capturing. That is, if it is determined that the still shooting is performed in the processing up to the preceding stage, 4
Then, the processing shifts to step 804 and the processing 804 is performed.

第9図(c)は、処理804の詳細なフローチャートであ
る。まず、駆動回路16の指令入力となる信号eに対応す
るデジタル信号wの1サンプリング前の値を保持する変
数Enを変数En-1に格納する。次に、鏡筒部1と支持体3
の今現在の相対角度θmoに対応する値を保持する変数Qn
から鏡筒部1と支持体3の1サンプリング前の相対角度
θmoに対応する値を保持する変数Qn-1を引算し、その結
果を変数ΔQに格納する。次いで、鏡筒部1の今現在の
角速度ωmに対応する値を保持する変数Wnから鏡筒部1
の1サンプリング前の角速度ωmに対応する値を保持す
る変数Wn-1を引算し、その結果を変数ΔWに格納する。
そして、K1,K2,Ta,ΔTを定数として下記の演算(2)
を行い、演算結果は変数ΔEに格納される。
FIG. 9C is a detailed flowchart of the process 804. First, the variable En that holds the value of the digital signal w corresponding to the signal e that is the command input of the drive circuit 16 one sampling before is stored in the variable En −1 . Next, the lens barrel 1 and the support 3
A variable Qn that holds the value corresponding to the current relative angle θmo of
Is subtracted from the variable Qn -1 which holds the value corresponding to the relative angle θmo of the barrel 1 and the support 3 before one sampling, and the result is stored in the variable ΔQ. Next, from the variable Wn that holds the value corresponding to the current angular velocity ωm of the lens barrel unit 1 to the lens barrel unit 1
The variable Wn −1 holding the value corresponding to the angular velocity ωm of one sampling before is subtracted, and the result is stored in the variable ΔW.
Then, using K1, K2, Ta, ΔT as constants, the following calculation (2)
And the calculation result is stored in the variable ΔE.

ΔE=−K1×ΔW+K2×(ΔQ+ΔT×Qn/Ta) ……
(2) 次に、変数ΔEと変数En-1を加算し、その結果を新たに
変数Enに格納する。そして最後に、変数Enの内容を信号
wとしてD/A変換器505に出力する(第5図参照)。その
後、1に移行し次のタイマ割り込みを待つ(第8図参
照)。
ΔE = -K1 × ΔW + K2 × (ΔQ + ΔT × Qn / Ta)
(2) Next, the variable ΔE and the variable En −1 are added, and the result is newly stored in the variable En. Finally, the content of the variable En is output as a signal w to the D / A converter 505 (see FIG. 5). After that, the process shifts to 1 and waits for the next timer interrupt (see FIG. 8).

第9図(d)は、処理805の詳細なフローチャートであ
る。まず、駆動回路16の指令入力となる信号eに対応す
るデジタル信号wの1サンプリング前の値を保持する変
数Enを変数En-1に格納する。次に、鏡筒部1と支持体3
の今現在の相対角度θmoに対応する値を保持する変数Qn
から鏡筒部1と支持体3の1サンプリング前の相対角度
θmoに対応する値を保持する変数Qn-1を引算し、その結
果を変数ΔQに格納する。次に、鏡筒部1の今現在の角
速度ωmに対応する値を保持する変数Wnから鏡筒部1の
1サンプリング前の角速度ωmに対応する値を保持する
変数Wn-1を引算し、その結果を変数ΔWに格納する。そ
して、K3,K4,Tw,Tp,ΔTを定数として下記の演算(3)
を行い、演算結果は変数ΔEに格納される。
FIG. 9D is a detailed flowchart of the process 805. First, the variable En that holds the value of the digital signal w corresponding to the signal e that is the command input of the drive circuit 16 one sampling before is stored in the variable En −1 . Next, the lens barrel 1 and the support 3
A variable Qn that holds the value corresponding to the current relative angle θmo of
Is subtracted from the variable Qn -1 which holds the value corresponding to the relative angle θmo of the barrel 1 and the support 3 before one sampling, and the result is stored in the variable ΔQ. Next, a variable Wn -1 holding a value corresponding to the angular velocity ωm of the lens barrel 1 one sampling before is subtracted from a variable Wn holding a value corresponding to the current angular velocity ωm of the lens barrel 1 The result is stored in the variable ΔW. Then, using K3, K4, Tw, Tp, ΔT as constants, the following calculation (3)
And the calculation result is stored in the variable ΔE.

ΔE=−K3×(ΔW−ΔQ/Tw) +K4×(ΔQ+ΔT×Qn/Tp) ……(3) 次に、変数ΔEと変数En-1を加算し、その結果を新たに
変数Enに格納する。そして最後に、変数Enの内容を信号
wとしてD/A変換器505に出力する(第5図参照)。その
後、1に移行し次のタイマ割り込みを待つ(第8図参
照)。
ΔE = −K3 × (ΔW−ΔQ / Tw) + K4 × (ΔQ + ΔT × Qn / Tp) (3) Next, the variable ΔE and the variable En -1 are added, and the result is newly stored in the variable En. . Finally, the content of the variable En is output as a signal w to the D / A converter 505 (see FIG. 5). After that, the process shifts to 1 and waits for the next timer interrupt (see FIG. 8).

以下、静止撮影時における制御動作と防振効果について
詳細に説明する。第10図は、静止撮影時の本実施例にお
ける撮影装置の制御ブロック図である。なお、図中にお
いて、Sはラプラス演算子を表すものである。さらに、
本図においてサンプリングによる遅れ要素、鏡筒部角速
度検出回路12のローパスフィルタ405の周波数依存性は
以下説明する周波数領域では十分無視できるので省略し
ている。さて、慣性座標からみた鏡筒部1の角度θmと
支持体3の角度θoの相対角度θmoは、アクチュエータ
5のマグネット202の磁界を検知するホール素子9によ
って簡単に検出される。ホール素子9と相対角度検出回
路11はブロック1001で表わされ、θmoのKQ・AQ倍の信号
c(位置検出回路11の出力信号)を得る。KQはホール素
子5の磁束密度・電圧変換利得であり、AQは相対角度検
出回路11の電圧利得である。一方、慣性座標からみた鏡
筒部1の角速度ωmは角速度センサ7と角速度検出回路
12によって検出され、ブロック1008によって表わされ、
ωmのKW・AW倍の信号dを得る。KWは角速度センサ7の
角速度・電圧変換利得であり、AWは角速度検出回路12の
電圧利得である。さらに、演算器501の処理804(破線で
囲った部分がそれに相当する)によって、信号cをK2倍
(ブロック1002)し、その結果とその結果を利得1/Taで
積分(ブロック1003)したものと、信号dを−K1倍(ブ
ロック1009)したものとを加算点1010において合成し、
合成信号eを得る。駆動回路16に対応したブロック1004
において、信号eはAe倍に増幅され、電圧信号fを得
る。アクチュエータ5に対応したブロック1005におい
て、電圧信号fはトルクTmに変換される。ここに、Rは
コイル204aと204bの合成抵抗値であり、Ktはトルク定数
である。ブロック1006は鏡筒部1の機械的な慣性モーメ
ントJmによるトルクTmから角速度ωmへの伝達を表わ
し、ブロック1007はωmとθmの関係を表わす。したが
って、本ブロック図からθoからθmへの伝達特性は折
線近似のボード線図で表すと第11図のようになる。第11
図においてrはθoの揺れの周波数である。ここで、
折点の周波数は第10図に示した各利得定数を
用いて以下のように表せる。
Hereinafter, the control operation and the image stabilization effect at the time of still image capturing will be described in detail. FIG. 10 is a control block diagram of the image pickup apparatus in this embodiment during still image pickup. In the figure, S represents a Laplace operator. further,
In this figure, the delay element due to sampling and the frequency dependence of the low-pass filter 405 of the lens barrel angular velocity detection circuit 12 are omitted because they can be sufficiently ignored in the frequency region described below. Now, the relative angle θmo between the angle θm of the lens barrel portion 1 and the angle θo of the support body 3 when viewed from the inertial coordinates is easily detected by the Hall element 9 that detects the magnetic field of the magnet 202 of the actuator 5. The Hall element 9 and the relative angle detection circuit 11 are represented by a block 1001 and obtain a signal c (the output signal of the position detection circuit 11) that is K Q · A Q times θmo. K Q is the magnetic flux density / voltage conversion gain of the Hall element 5, and A Q is the voltage gain of the relative angle detection circuit 11. On the other hand, the angular velocity ωm of the lens barrel 1 viewed from the inertial coordinate is determined by the angular velocity sensor 7 and the angular velocity detection circuit.
Detected by 12 and represented by block 1008,
A signal d that is K W · A W times ωm is obtained. K W is the angular velocity / voltage conversion gain of the angular velocity sensor 7, and A W is the voltage gain of the angular velocity detection circuit 12. Further, the signal c is multiplied by K2 (block 1002) by the processing 804 (corresponding to a portion surrounded by a broken line) of the arithmetic unit 501, and the result and the result are integrated with a gain of 1 / Ta (block 1003). And the signal d multiplied by −K1 (block 1009) are combined at the addition point 1010,
Obtain the combined signal e. Block 1004 corresponding to drive circuit 16
At, the signal e is amplified Ae times to obtain the voltage signal f. In the block 1005 corresponding to the actuator 5, the voltage signal f is converted into the torque Tm. Here, R is a combined resistance value of the coils 204a and 204b, and Kt is a torque constant. A block 1006 represents the transmission from the torque Tm to the angular velocity ωm due to the mechanical moment of inertia Jm of the lens barrel portion 1, and a block 1007 represents the relationship between ωm and θm. Therefore, the transfer characteristic from θo to θm from this block diagram is as shown in FIG. 11th
In the figure, r is the frequency of the fluctuation of θo. here,
The frequencies 1 and 2 at the break points can be expressed as follows using the gain constants shown in FIG.

実際には、=0.18Hz、=10Hzにしている。そし
て、慣性座標における支持体3の回転角θoに対する鏡
筒部1の回転角θmの伝達特性は、第1の折点周波数
以下の周波数範囲においては1(0dB)となり、
以上で第2の折点周波数以下の周波数範囲では−6d
B/octで減衰し、以上の周波数範囲では−12dB/oct
で減衰している。第11図より、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、OdBと特性線の間の差ZdBによって表
わされる(この場合r=1HzにおいてZ=15dBとな
る)。
Actually, 1 = 0.18Hz and 2 = 10Hz. Then, the transfer characteristic of the rotation angle θm of the lens barrel portion 1 with respect to the rotation angle θo of the support 3 in the inertial coordinate is the first break point frequency.
1 (0 dB) in the frequency range of 1 or less, 1
As a result, in the frequency range below the second corner frequency 2 , −6d
Attenuates at B / oct, -12 dB / oct in the frequency range of 2 and above
Is decaying at. From FIG. 11, the amount of transmission from the vibration of θo to the vibration of θm becomes smaller in the frequency range of 1 or more. The extent is represented by the difference ZdB between OdB and the characteristic line (in this case Z = 15dB at r = 1Hz).

静止撮影時における撮影装置の変動は、主に0.5Hz〜5Hz
の範囲に分布していることが知られている。従って、本
撮影装置の防振特性を第11図のごとき特性にすれば、支
持体3の回転角θoの変動にかかわらず鏡筒部1の回転
角θmはほとんど変動しなくなり、撮影画面の変動が著
しく小さくなることがわかる。すなわち、安定した見や
すいビデオ撮影が可能になる。
The fluctuation of the shooting device during still shooting is mainly 0.5Hz to 5Hz
It is known to be distributed in the range of. Therefore, if the vibration-proof characteristics of the present photographing device are set as shown in FIG. 11, the rotation angle θm of the lens barrel portion 1 hardly changes regardless of the fluctuation of the rotation angle θo of the support body 3, and the fluctuation of the photographing screen. It can be seen that is significantly reduced. That is, stable and easy-to-view video shooting becomes possible.

さらに加えて言えば、前記混合演算(2)における各項
はその次段の処理(Em=En-1+ΔE)とによって、下記
の様な意味をもつ。
In addition, each term in the mixing operation (2) has the following meaning depending on the processing (Em = En −1 + ΔE) in the next stage.

すなわち、(2)式第1項[−K1×ΔW]は鏡筒部1の
角速度ωmを“0"とし鏡筒部1を慣性座標において静止
させるために設ける成分である。(2)式第2項のうち
項[K2×ΔQ]は鏡筒部1と支持体3の相対角度θmoを
“0"とし鏡筒部1の慣性座標における角度θmと支持体
3の慣性座標における角度θoが、ほぼ一致した状態と
するために設ける成分である。ここで、利得K2は利得K1
に比べて非常に小さく設定される。これは、鏡筒部1の
角速度ωmを“0"とすることが主目的であるからであ
る。すなわち、K2を大きくすると鏡筒部1の角度θmの
支持体3の角度θoに対する追従性が良くなることにな
り、防振効果は低下する。したがって、K2の値は十分小
さく選ばれ、項[K2×ΔQ]によるアクチュエータ5の
発生トルクTmは僅かでありアクチュエータ5の軸受け回
りの損失が大きい場合には、発生トルクTmはその損失に
勝ることなく、鏡筒部1と支持体3の相対角度θmoを
“0"とするに至らない。すなわち、鏡筒部1の角度θm
と支持体3の角度θoが定常的な偏差をもってωm=0
の制御が成されることになる。そこで、(2)式第2項
のうちの項[K2×ΔT×Qn/Ta]が設けられ、アクチュ
エータ5の軸受け損失などによって項[K2×ΔQ]の効
果を害するのを補償する。すなわち、項[K2×ΔT×Qn
/Ta]は、次段の処理(En=En-1+ΔE)によって、θm
oの積分演算の意味をもち鏡筒部1の角度θmと支持体
3の角度θoの定常的な偏差を補償する。すなわち、θ
oとθmに定常的な偏差が存在すると、毎回のサンプリ
ング毎に項[K2×ΔT×Qn/Ta]が変数Enに加算され
る。この結果、項[K2×ΔQ]によるアクチュエータ5
の発生トルクが軸受け損失より小なる場合であっても、
項[K2×ΔT×Qn/Ta]は毎回のサンプリング毎にEnに
加算されるので、アクチュエータ5の発生トルクは時間
と共に大きくなり軸受け損失に勝り、θoとθmの定常
的な偏差をなくすことができる。
That is, the first term [−K1 × ΔW] in the equation (2) is a component provided for setting the angular velocity ωm of the lens barrel portion 1 to “0” and keeping the lens barrel portion 1 stationary in the inertial coordinates. The term [K2 × ΔQ] in the second term of the equation (2) is the angle θm in the inertial coordinate of the lens barrel 1 and the inertial coordinate of the support 3 when the relative angle θmo between the lens barrel 1 and the support 3 is “0”. The angle θo at is a component provided to make the states substantially coincide. Where gain K2 is gain K1
It is set to be much smaller than. This is because the main purpose is to set the angular velocity ωm of the lens barrel portion 1 to “0”. That is, when K2 is increased, the followability of the angle θm of the lens barrel portion 1 with respect to the angle θo of the support 3 is improved, and the vibration isolation effect is reduced. Therefore, the value of K2 is selected to be sufficiently small, and when the torque Tm generated by the actuator 5 due to the term [K2 × ΔQ] is small and the loss around the bearing of the actuator 5 is large, the generated torque Tm must exceed the loss. Without this, the relative angle θmo between the lens barrel 1 and the support 3 cannot be set to “0”. That is, the angle θm of the lens barrel portion 1
And the angle θo of the support 3 has a steady deviation ωm = 0.
Will be controlled. Therefore, the term [K2 × ΔT × Qn / Ta] in the second term of the equation (2) is provided to compensate for impairing the effect of the term [K2 × ΔQ] due to the bearing loss of the actuator 5. That is, the term [K2 × ΔT × Qn
/ Ta] is θm by the next process (En = En -1 + ΔE)
It has the meaning of an integral calculation of o and compensates for a steady deviation between the angle θm of the lens barrel 1 and the angle θo of the support 3. That is, θ
When there is a steady deviation between o and θm, the term [K2 × ΔT × Qn / Ta] is added to the variable En for each sampling. As a result, the actuator 5 according to the term [K2 × ΔQ]
Even if the torque generated by is less than the bearing loss,
Since the term [K2 × ΔT × Qn / Ta] is added to En at each sampling, the torque generated by the actuator 5 increases with time, overcoming the bearing loss, and eliminating the steady deviation between θo and θm. it can.

さて、次にパン撮影時における制御動作を説明する。ま
ず、静止撮影を行っている時は上記のように鏡筒部1は
慣性座標において静止するように制御されているので、
撮影者がこの状態(静止撮影)から支持体3を操作して
パン撮影に入ったならば鏡筒部1は支持体3に追従せず
静止するように制御され(実際には前記混合演算(2)
における項[K2×ΔQ]と項[K2×ΔT×Qn/Ta]の働
きによって僅かながら動く)鏡筒部1と支持体3の相対
角度θmoは次第に大きくなる。しかしながら、撮影モー
ド判別手段13(処理803)によって支持体3の角速度ω
oの絶対値が所定の値(第9図(a)のQPANに対応)
を超えたところでパン撮影であると判別され制御演算は
処理805によって行われることになる。処理805では鏡筒
部1の角度θmが支持体3の角度θoに対して滑らかに
一致し、良好に追従するように制御演算している。この
ことについて、以下、詳しく説明する。
Now, the control operation at the time of pan photographing will be described. First, since the lens barrel unit 1 is controlled to stand still in the inertial coordinate as described above during still image capturing,
If the photographer operates the support body 3 from this state (still photography) to start pan photography, the lens barrel portion 1 is controlled so as not to follow the support body 3 and stand still (actually, the mixing calculation ( 2)
(It slightly moves due to the action of the term [K2 × ΔQ] and the term [K2 × ΔT × Qn / Ta]). The relative angle θmo between the lens barrel portion 1 and the support 3 gradually increases. However, the angular velocity ω of the support 3 is determined by the photographing mode determination means 13 (process 803).
The absolute value of o is a predetermined value (corresponding to QPAN in Fig. 9 (a))
When it exceeds, it is determined to be pan photographing, and the control calculation is performed by the process 805. In process 805, the control calculation is performed so that the angle θm of the lens barrel portion 1 smoothly matches the angle θo of the support body 3 and follows well. This will be described in detail below.

前記混合演算(3)における各項はその次段の処理(En
=En-1+ΔE)とによって、下記の様な意味をもつ。
Each term in the mixed operation (3) is processed in the next process (En
= En -1 + ΔE) has the following meaning.

すなわち、(3)式第1項[−K3×(ΔW−ΔQ/Tw)]
は鏡筒部1の角速度ωmを時定数Twで支持体3の角速度
ωoに一致するように働く。なぜなら、定常状態(パン
撮影と判別され常に処理805が行われている場合におい
て)では、この項は“0"となる。よって、次式(4)を
得る。
That is, the first term of the equation (3) [−K3 × (ΔW−ΔQ / Tw)]
Serves to match the angular velocity ωm of the lens barrel portion 1 with the angular velocity ωo of the support 3 with a time constant Tw. This is because in the steady state (when the pan photographing is determined and the processing 805 is always performed), this item is “0”. Therefore, the following equation (4) is obtained.

ΔW=ΔQ/Tw ……(4) 式(4)は以上の説明から、次式(5)のように書き換
えられる。
ΔW = ΔQ / Tw (4) From the above description, the equation (4) can be rewritten as the following equation (5).

Wn−Wn-1=(Qn−Qn-1)/Tw ……(5) さらに、式(4)は次式(5)のように書き換えられ
る。
Wn−Wn −1 = (Qn−Qn −1 ) / Tw (5) Further, the equation (4) can be rewritten as the following equation (5).

(Wn−Wn-1)/ΔT =[Wn+(Qn−Qn-1)/ΔT−Wn]/Tw ……(6) 式(6)は明らかに差分方程式であり、サンプリング周
期ΔTの極限ΔT→0をとると、式(6)はtを時間と
して次式(7)の微分方程式になる。
(Wn−Wn −1 ) / ΔT = [Wn + (Qn−Qn −1 ) / ΔT−Wn] / Tw (6) Equation (6) is obviously a difference equation, and the limit ΔT of the sampling period ΔT → When 0 is taken, the equation (6) becomes a differential equation of the following equation (7) where t is time.

dWn/dt =(Wn+dQn/dt−Wn)/Tw ……(7) ここで、Wnは鏡筒部1の角速度ωnに対応し、Qnは鏡筒
部1に対する支持体3の相対角度θmoに対応するもので
あるから、式(7)は次式(8)に書き換えることがで
きる。
dWn / dt = (Wn + dQn / dt−Wn) / Tw (7) where Wn corresponds to the angular velocity ωn of the lens barrel 1, and Qn corresponds to the relative angle θmo of the support 3 to the lens barrel 1. Therefore, the equation (7) can be rewritten as the following equation (8).

dωm/dt =(ωm+dθmo/dt−ωm)/Tw ……(8) さて、式(8)において項[dθmo/dt]は鏡筒部1と
支持体3の相対角速度を表すものであるから、この項と
鏡筒部1の角速度ωmとの和であるところの[ωm+d
θmo/dt]は支持体3の角速度ωoを表すことになる。
よって、式(8)は次式(9)となる。
dωm / dt = (ωm + dθmo / dt−ωm) / Tw (8) Now, in the equation (8), the term [dθmo / dt] represents the relative angular velocity between the lens barrel portion 1 and the support 3. [Ωm + d, which is the sum of this term and the angular velocity ωm of the lens barrel portion 1,
θmo / dt] represents the angular velocity ωo of the support 3.
Therefore, the equation (8) becomes the following equation (9).

dωm/dt =(ωo−ωm)/Tw ……(9) 微分方程式(9)をωmについてとくと、結局式(10)
を得る。
dωm / dt = (ωo-ωm) / Tw (9) When the differential equation (9) is taken with respect to ωm, the following equation (10) is obtained.
To get

ωm=ωo×(1−e−t/Tn) ……(10) すなわち、式(10)は鏡筒部1の角速度ωmが時定数Tw
で支持体3の角速度ωoに一致することを示している。
すなわち、(3)式のΔQ/Twは鏡筒部1に対して角速度
の指令を施している。ところが項[−K3×(ΔW−ΔQ/
Tw)]だけでは鏡筒部1の角度θmと支持体3の角度θ
oは、一致しないで、ほぼ撮影モード判別手段13がパン
撮影を判別した時点での差だけずれた格好になる。そこ
で、項[K4×ΔQ]が鏡筒部1と支持体3の相対角度θ
moを“0"とし鏡筒部1の慣性座標における角度θmと支
持体3の慣性座標における角度θoが、ほぼ一致させる
ために設けられている。しかし、利得K4を大きくすると
パン撮影を検出した時点の鏡筒部1の角度θmと支持体
3の角度θoの角度差が急峻に“0"になるように制御さ
れることになり撮影者にとっては撮影画面が急激に流れ
ることになり違和感をもつ。逆に、利得K4を小さくする
と項[K4×ΔQ]によるアクチュエータ5の発生トルク
Tmは小さく、アクチュエータ5の軸受け損失が存在する
場合には鏡筒部1の角度θmと支持体3の角度θoは一
致するに至らない。そこで、項[K4×ΔT×Qn/Tp]が
設けられる。この項[K4×ΔT×Qn/Tp]は次段の処理
(En=En-1+ΔE)とによって、鏡筒部1と支持体3の
相対角度θmoの積分演算を意味し、鏡筒部1の角度θm
と支持体3の角度θoとの定常的な偏差を補償する。す
なわち、θoとθmに定常的な偏差が存在すると、毎回
のサンプリング毎に項[K4×ΔT×Qn/Tp]が変数Enに
加算される。この結果、項[K4×ΔQ]によるアクチュ
エータ5の発生トルクが軸受け損失より小なる場合であ
っても、項[K4×ΔT×Qn/Tp]は毎回のサンプリング
毎にEnに加算されるので、アクチュエータ5の発生トル
クは時間と共に大きくなり軸受け損失に勝り、θoとθ
mの定常的な偏差をなくするに至る。
ωm = ωo × (1−e −t / Tn ) (10) That is, in equation (10), the angular velocity ωm of the lens barrel 1 is the time constant Tw.
Indicates that it matches the angular velocity ωo of the support 3.
That is, ΔQ / Tw in the equation (3) gives an angular velocity command to the lens barrel portion 1. However, the term [−K3 × (ΔW−ΔQ /
Tw)] alone, the angle θm of the lens barrel portion 1 and the angle θ of the support body 3
O does not match, and is in the form of being shifted by a difference at the time when the shooting mode determination means 13 determines the pan shooting. Therefore, the term [K4 × ΔQ] is the relative angle θ between the lens barrel 1 and the support 3.
It is provided so that mo is “0” and the angle θm in the inertial coordinate of the lens barrel portion 1 and the angle θo in the inertial coordinate of the support body 3 are substantially matched. However, if the gain K4 is increased, the angle difference between the angle θm of the lens barrel portion 1 and the angle θo of the support 3 at the time when the pan photographing is detected is steeply controlled to “0”. Has a feeling of strangeness because the shooting screen suddenly flows. Conversely, when the gain K4 is reduced, the torque generated by the actuator 5 due to the term [K4 × ΔQ]
When Tm is small and the bearing loss of the actuator 5 exists, the angle θm of the lens barrel portion 1 and the angle θo of the support body 3 do not match. Therefore, the term [K4 × ΔT × Qn / Tp] is provided. This term [K4 × ΔT × Qn / Tp] means the integral calculation of the relative angle θmo between the lens barrel portion 1 and the support body 3 by the next process (En = En −1 + ΔE). Angle θm
And a steady deviation between the angle θo of the support 3 is compensated. That is, if there is a steady deviation between θo and θm, the term [K4 × ΔT × Qn / Tp] is added to the variable En for each sampling. As a result, even when the torque generated by the actuator 5 due to the term [K4 × ΔQ] is smaller than the bearing loss, the term [K4 × ΔT × Qn / Tp] is added to En for each sampling, The torque generated by the actuator 5 increases with time and exceeds the bearing loss.
It leads to the elimination of the steady deviation of m.

さて、撮影者が静止撮影からパン撮影、そして再び静止
撮影という具合いに本実施例の撮影装置を操作したとき
の支持体3の慣性座標における角度θoと鏡筒部1の慣
性座標における角度θmの動きについて第12図を用いて
説明する。第12図は撮影者が静止撮影からパン撮影、そ
して再び静止撮影という具合に本実施例の撮影装置を操
作したときの支持体3の慣性座標における角度θoと鏡
筒部1の慣性座標における角度θmの動きを示すもので
ある。曲線1201は支持体3の慣性座標における角度θo
の動きを示すものであり、撮影者が時刻t1までは静止撮
影を行い、この時刻(t1)よりパン撮影に入り、時刻t3
で再び静止撮影に入っていることを示す。曲線1202は鏡
筒部1の慣性座標における角度θmの動きを示すもので
ある。時刻t1でパン撮影が開始されると、この時点では
撮影モード判別手段13(処理803)は、依然として静止
撮影と判別しているので前記した様に鏡筒部1は僅かな
がら動くものの支持体3に対する追従性は悪く鏡筒部1
と支持体3の相対角度θmoは広がりを増す。やがて、処
理803で定めるTPANに対応する時間後、時刻t2において
鏡筒部1と支持体3の相対角度θmoが、処理803で定め
るところのθPANに対応する値まで大きくなると、同処
理803によってパン撮影と判別され制御演算は処理805に
委ねられる。すると、前記した様に鏡筒部1の角度θm
が支持体3の角度θoに対して滑らかに一致し、良好に
追従するように制御される。そして、時刻t3において撮
影者が静止撮影に入ると処理803で定めるところのTAIS
に対応する時間の後、時刻t4において同処理803によっ
て再び静止撮影と判別されることになる。なお、以上の
動作において、鏡筒部1の角度θmが、支持体3の角度
θoを若干超えること(オーバーシュート)が起こる。
これは処理805における前記混合演算(3)の積分項[K
4×ΔT×Qn/Tp]に起因するものであるが、そのオーバ
ーシュートの度合は僅かであり撮影者にとっても違和感
を感じる程度のものではない。
By the way, when the photographer operates the photographing apparatus of the present embodiment in a state of still photography, pan photography, and still photography again, the angle θo in the inertial coordinate of the support body 3 and the angle θm in the inertial coordinate of the lens barrel portion 1 The movement will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows the angle θo in the inertial coordinates of the support body 3 and the angle in the inertial coordinates of the lens barrel portion 1 when the photographer operates the photographing apparatus of the present embodiment such as still photographing, pan photographing, and still photographing. It shows the movement of θm. The curve 1201 is the angle θo in the inertial coordinate of the support 3.
The photographer performs still photography until time t 1 , and pan photography starts from this time (t 1 ) at time t 3
Indicates that the camera is in still photography again. A curve 1202 shows the movement of the lens barrel 1 at the angle θm in the inertial coordinates. When the pan photographing is started at time t 1 , the photographing mode discriminating means 13 (process 803) still discriminates the still photographing at this point, so that the lens barrel 1 moves slightly as described above. The ability to follow 3 is poor and the lens barrel 1
And the relative angle θmo of the support 3 increases the spread. Eventually, after a time corresponding to TPAN determined by the process 803, at time t 2 , the relative angle θmo between the lens barrel portion 1 and the support 3 increases to a value corresponding to θPAN determined by the process 803. When it is determined that the pan photographing is performed, the control calculation is entrusted to the process 805. Then, as described above, the angle θm of the lens barrel portion 1
Is smoothly controlled with respect to the angle θo of the support 3 and is controlled so as to follow well. Then, at the time t 3 , when the photographer enters the still shooting, TAIS determined by the process 803 is set.
After a time corresponding to, at the time t 4 , the process 803 determines again that the still image shooting is performed. In the above operation, the angle θm of the lens barrel portion 1 slightly exceeds the angle θo of the support body 3 (overshoot).
This is the integral term [K of the mixed operation (3) in process 805.
4 × ΔT × Qn / Tp], but the degree of the overshoot is slight and the photographer does not feel uncomfortable.

なお、以上の説明では、ヨー方向の揺れに対する防振及
びパン撮影について適用した本発明の実施例を説明した
が、もちろん、ピッチ方向の揺れに対する防振及びチル
ト撮影にも適用できることは言うまでもない。また、以
上の説明では支持体の角速度は、支持体角速度検出手段
により支持体と鏡筒部の相対角度差と鏡筒部の角速度よ
り演算で求めたが、支持体に角速度センサを新たに取り
付け、直接検出してもよいことは言うまでもない。さら
に、本撮影装置の応用範囲はビデオカメラに限定される
ものではなく、その他、本発明の主旨を変えずして種々
の変更が可能である。
In the above description, the embodiment of the present invention is applied to the shake prevention in the yaw direction and the pan photographing, but it goes without saying that the invention can also be applied to the shake prevention in the pitch direction and the tilt photographing. Further, in the above description, the angular velocity of the support is calculated by the support angular velocity detecting means from the relative angular difference between the support and the lens barrel and the angular velocity of the lens barrel, but an angular velocity sensor is newly attached to the support. Needless to say, it may be directly detected. Further, the application range of the present photographing device is not limited to the video camera, and various modifications can be made without changing the gist of the present invention.

発明の効果 以上述べたように、本発明の撮影装置の防振機構は、従
来例に於て必要とされた鏡筒部のカウンタウエイトが不
要であり、小型軽量化が可能である。また、センサの個
数も少なく、コストも安い。さらに、アクチュエータの
マグネットの磁界を検知するホール素子(感磁素子)に
よって相対的な位置検出を行なっているので、構成が簡
単であり、部品点数も少ない。さらに、本発明の撮影装
置は撮影モード判別手段を有しており、静止撮影で必要
とされる防振効果とパン撮影において必要とされる良好
な追従性を両立させている。従って、本発明により、例
えばビデオカメラを構成するならば、簡単に小型軽量・
高性能の防振機構付きビデオカメラを得る事ができる。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, the anti-vibration mechanism of the image pickup apparatus of the present invention does not require the counterweight of the lens barrel portion required in the conventional example, and can be reduced in size and weight. Moreover, the number of sensors is small and the cost is low. Further, since the relative position is detected by the Hall element (magnetism sensitive element) that detects the magnetic field of the magnet of the actuator, the configuration is simple and the number of parts is small. Further, the photographing apparatus of the present invention has a photographing mode discrimination means, and achieves both the vibration-proof effect required for still photographing and the good followability required for pan photographing. Therefore, if, for example, a video camera is constructed according to the present invention, it can be easily reduced in size and weight.
You can get a high-performance video camera with anti-vibration mechanism.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例における撮影装置の構成図、
第2図は第1図のアクチュエータの具体的な構成を表す
構成図、第3図は第1図の相対角度検出回路の具体的な
構成を表す回路図、第4図は第1図の鏡筒部角速度検出
回路の具体的な構成を表す構成図、第5図は第1図の撮
影モード判別手段と合成手段の具体的な構成を表す構成
図、第6図は第5図のA/D変換器の具体的な構成を表す
構成図、第7図は第1図の駆動回路の具体的な構成を表
す回路図、第8図は第5図のメモリのROM領域に格納さ
れている内蔵プログラムの基本フローチャート、第9図
(a),(b),(c),(d)は第8図の各処理の詳
細なフローチャート、第10図は第1図の動作を説明する
ためのブロック図、第11図は第1図の動作を説明するた
めのボード線図、第12図は第1図の動作を説明するため
の動作説明図、第13図は従来における撮影装置の構成図
である。 1……鏡筒部、3……支持体、5……アクチュエータ、
6……回転軸、7……角速度センサ、9……ホール素
子、10……画像信号処理回路、11……相対角度検出回
路、12……鏡筒部角速度検出回路、13……撮影モード判
別手段、14……制御演算手段、G……鏡筒部1の重心、
16……駆動回路、501……演算器、502,503……A/D変換
器、504……メモリ、505……D/A変換器。
FIG. 1 is a block diagram of a photographing device according to an embodiment of the present invention,
2 is a configuration diagram showing a specific configuration of the actuator of FIG. 1, FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration of the relative angle detection circuit of FIG. 1, and FIG. 4 is a mirror of FIG. FIG. 5 is a configuration diagram showing a specific configuration of the tubular portion angular velocity detection circuit, FIG. 5 is a configuration diagram showing a specific configuration of the photographing mode discrimination means and the composition means in FIG. 1, and FIG. 6 is A / in FIG. FIG. 7 is a configuration diagram showing a specific configuration of the D converter, FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific configuration of the drive circuit of FIG. 1, and FIG. 8 is stored in the ROM area of the memory of FIG. A basic flowchart of the built-in program, FIGS. 9 (a), (b), (c), and (d) are detailed flowcharts of the processes of FIG. 8, and FIG. Block diagram, FIG. 11 is a Bode diagram for explaining the operation of FIG. 1, FIG. 12 is an operation explanatory diagram for explaining the operation of FIG. 1, and FIG. It is a block diagram of the image capturing device in come. 1 ... Lens barrel, 3 ... Support, 5 ... Actuator,
6 ... Rotation axis, 7 ... Angular velocity sensor, 9 ... Hall element, 10 ... Image signal processing circuit, 11 ... Relative angle detection circuit, 12 ... Lens barrel angular velocity detection circuit, 13 ... Shooting mode discrimination Means, 14 ... Control computing means, G ... Center of gravity of lens barrel 1,
16 ... Drive circuit, 501 ... Calculator, 502,503 ... A / D converter, 504 ... Memory, 505 ... D / A converter.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のレンズと撮像素子を搭載された鏡筒
部と、前記撮像素子に得られる電気信号から画像信号を
作り出す画像信号処理手段と、前記鏡筒部への入射光線
軸と直交もしくは略直交する回転軸回りに前記鏡筒部を
回動自在に支承する支持体と、前記鏡筒部と前記支持体
の間に取りつけられ、前記鏡筒部を回転駆動するアクチ
ュエータ手段と、前記鏡筒部と前記支持体の相対角度を
検出する相対角度検出手段と、前記鏡筒部の慣性座標に
対する角速度を検出する鏡筒部角速度検出手段と、前記
支持体の慣性座標に対する角速度を検出する支持体角速
度検出手段と、前記支持体角速度検出手段の出力信号の
絶対値が所定の値を越えたとき移動撮影と判別し、前記
相対角度検出手段の出力信号が所定の範囲内でかつ、支
持体角速度検出手段の出力信号の絶対値が所定の値以下
になったことにより静止撮影と判別する撮影モード判別
手段と、前記鏡筒部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より合成信号を生成し出力す
る合成手段と、前記合成信号を増幅し前記アクチュエー
タ手段に電力を供給する駆動手段より構成され、前記撮
影モード判別手段が静止撮影と判別したときは前記合成
手段の制御利得を調整し前記鏡筒部を慣性座標において
静止するように制御し、前記撮影モード判別手段が移動
撮影と判別したときは前記合成手段の制御利得を調整し
前記鏡筒部と前記支持体の慣性座標に対する角度を一致
させるように制御することを特徴とする撮影装置。
1. A lens barrel portion on which a plurality of lenses and an image pickup device are mounted, image signal processing means for generating an image signal from an electric signal obtained by the image pickup device, and an axis of a light ray incident on the lens barrel portion. Alternatively, a support body that rotatably supports the lens barrel portion around substantially orthogonal rotation axes, and an actuator means that is mounted between the lens barrel portion and the support body and that drives the lens barrel portion to rotate, Relative angle detecting means for detecting a relative angle between the lens barrel and the support, lens barrel angular velocity detecting means for detecting an angular velocity of the lens barrel with respect to the inertial coordinates, and angular velocity with respect to the inertial coordinates of the support. When the absolute value of the output signal of the support angular velocity detection means and the support angular velocity detection means exceeds a predetermined value, it is determined to be moving photography, and the output signal of the relative angle detection means is within a predetermined range and Body angular velocity detection hand When the absolute value of the output signal becomes less than or equal to a predetermined value, a photographing mode discrimination means for discriminating still photography and an output signal of the lens barrel angular velocity detection means and a combined signal from the output signal of the relative angle detection means are combined. It is composed of a synthesizing means for generating and outputting, and a driving means for amplifying the synthesized signal and supplying electric power to the actuator means. When the photographing mode discrimination means discriminates the still photographing, the control gain of the synthesizing means is adjusted. The lens barrel is controlled so as to be stationary in the inertial coordinate, and when the photographing mode discrimination means discriminates the moving photographing, the control gain of the synthesizing means is adjusted to adjust the angle between the lens barrel and the support with respect to the inertial coordinate. An image pickup apparatus, which is controlled so as to match with each other.
【請求項2】支持体角速度検出手段は、鏡筒部角速度検
出手段の出力信号と、相対角度検出手段の出力信号の微
分値を加算するように構成されたことを特徴とする特許
請求の範囲第(1)項記載の撮影装置。
2. The support angular velocity detecting means is configured to add the differential value of the output signal of the lens barrel angular velocity detecting means and the differential value of the output signal of the relative angle detecting means. The image capturing apparatus according to item (1).
【請求項3】アクチュエータ部の回転軸が鏡筒部の重心
もしくは重心の近傍を通っていることを特徴とする特許
請求の範囲第(1)項記載の撮影装置。
3. The photographing apparatus according to claim 1, wherein the rotation axis of the actuator section passes through the center of gravity of the lens barrel section or in the vicinity of the center of gravity.
【請求項4】角速度検出手段として、振動型ジャイロに
よる角速度センサを使用することを特徴とする特許請求
の範囲第(1)項記載の撮影装置。
4. The photographing apparatus according to claim 1, wherein an angular velocity sensor using a vibration type gyro is used as the angular velocity detecting means.
【請求項5】慣性座標における支持体回転角度に対する
鏡筒部回転角度の伝達特性を、第一の折点周波数f1以下
の周波数範囲においては1とし、f1以上で第二の折点周
波数f2(f1<f2)以下の周波数範囲では−6dB/octで減
衰させ、f2以上では−12dB/octで減衰させるようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載の撮
影装置。
5. The transfer characteristic of the lens barrel rotation angle with respect to the support rotation angle in the inertial coordinate is set to 1 in the frequency range of the first break point frequency f1 or lower, and at the f1 or higher, the second break point frequency f2 ( The image pickup apparatus according to claim (1), characterized in that it is attenuated at −6 dB / oct in a frequency range of f1 <f2) or less and is attenuated at −12 dB / oct in a frequency range of f2 or more.
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