JPS60143330A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオテープレコーダー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に関する
ものである。

従来例の構成とその問題点 近年、ビデオテープレコーダーの一般家庭への普及はめ
ざましい。これに伴い、ビデオカメラの普及も年々進ん
でいる。

２ｋｇを切る家庭用カメラ一体型ＶＴＲや１ｋｇを切る
軽量ハンディビデオカメラの商用化はビデオカメラの一
般への普及に一層の拍車をかけるものであり、更に最終
的には、電子カメラと統合され、現在のスチルカメラ並
みに普及するものと予測されている。

このスチルカメラとビデオカメラの普及要因を考える場
合、両者の大きな違いに注目する必要がある。スチルカ
メラは一枚一枚の静止画像の美しさ、見易さが要求され
るのに対し、ビデオカメラは連続した画像の美しさ見易
さが要求され、このためカメラワークと呼ばれている連
続画像撮影技術が、撮影者に要求されるため、この事が
普及阻害要因の一つになると予見される。ここで、ビデ
オカメラの撮影者の撮影技術レベルという観点から考え
てみると、過去においては、放送局のプロのカメラマン
や高度な撮影技術をもった一部のアマチュア愛好家とい
った、充分訓練された撮影技術レベルの高い撮影者層が
中心であったものが、ビデオカメラの大衆への普及によ
り、素質がなく、訓練を受ける機会も少ない全くの素人
、例えば家庭の主婦や中高年層といった撮影技術レベル
の低い撮影者層へと、徐々に、移行しつつある。この移
行に対してメーカー側では、基本機能の向上とは別の面
っまり、操作性の改善という面からの技術開発を進め対
応してきた。この最終目標は、未熟な撮影技術しかもた
ない一般大衆が撮影しても、プロカメラマンが撮影した
画像に近い画像が得られるように、現在の複雑な操作を
自動化するところにある。この最終目標に少しでも近づ
けるため、各種の操作の自動化技術が開発されてきた。

自動絞り、オートフォーカス、オートホワイトバランス
と自動化は進み、現在では、撮影者は、撮影ボタンを押
すだけで、殆んど無調整で撮影できるまでになった・。

７しかし、現在量も自動化が進んだカメラを用いて一般
大衆が撮影した場合、後でプロのカメラマンの撮影した
画面と比較した場合殆どの一般の撮影者は余りの画像の
違いに、落担させられる。つまり、上述の操作自動化は
最終目標にまだ到達していないといえる。一番大きな理
由を挙げると、今までのビデオカメラの自動化技術は単
に、スチルカメラの自動化技術の踏襲に過ぎなかったた
め確かに一枚一枚の画像を美しくするという点では、効
果があった。一方冒頭に述べた通りビデオカメラ撮影時
には、これに加え連続した画像の美しさ見易さが要求さ
れるのに対し、従来の自動化技術はこの連続画像を美し
くするという点に関しては、従来のビデオカメラは、肩
あての設置や、重心の最適設計等の安易な対策しかとら
れてなかった。ここで、プロカメラマンと素人との連続
画像における差が生ずるいくつかの理由を述べてみると
、第一番目の理由はプロカメラマンは殆どのシーンに三
脚を用いて撮影するのに対し、一般大衆の撮影者の殆ど
が三脚を用いないで手持ち撮影をする点にある。従って
画面が安定せず見づらくなる。これに対し普及に伴い、
ますます、三脚の使用率は少なくなる傾向にあるため、
今後連続画像はますます不安定となる事が予想される。

第二番目の理由として今度は、手持ち撮影時を比べてみ
ても、家庭用カメラの方がｉしく軽いことが、画面の不
安定さを助長する。一方、カメラは年々軽量化される。

このため、年々連続画像は不安定になる。第三番目の理
由としてカメラワークと呼ばれる連続画像撮影技術のレ
ベルの違いがある。プロは、殆どの撮影モードにおける
数年以上の訓練をつんでいるのに対して、一般消費者は
、前述の如く、一部の愛好家を除くと、殆ど訓練されて
いない。これは、単に静止画面撮影モード時の手振れの
問題だけでなく、例えば、パンニングモードにおいてパ
ンニングスピードが速すぎたり、パンニング速度ムラが
あったり、ふらつきがあったり、又、ズームモード時、
ズームスイッチ操作時に、力が加わり画像が不安定にな
ったり、ドーリ−モート、つまり歩行撮影時に画面が揺
れる、等の各々撮影モードにおける失敗が生ずる。そし
て前述の如く、未熟な撮影技術の一般大衆への普及によ
り、撮影テクニックの低いユーザーの比率が増えてゆく
。

以上の如く、今後見易い連続画像に対する、対策技術の
必要性は増える事はあっても、減る事はないといえ、今
後、重要な問題になる事が予見できる。

一方、産業界の技術動向として半導体技術の進歩はめざ
ましく、ＣＣＤ撮像板は現在４．４ｍｍＸ５゜７Ｉｌｌ
Ｉ１１の大きさのものが試作されており、高密度化、低
コストが急速に進んでおり充分余分な画素をもつ撮像板
を用い、画素の読み出し方法を制御する等の方法により
、純電子的に連続画像の補正力側能となるであろう事も
予見できる。従って、三脚を用いなくても、カメラ操作
時に要求される望遠、ドーリ−、パンニング、チルティ
ング、ズーミングの各撮影モードのいくつかのモードに
おいて、プロカメラマンの手持ち撮影画像並みの安定し
た連続画像を、初心者でもとれるような家庭用ハンディ
ビデオカメラの実現が、将来産業界の重要な技術開発課
題になると我々は予見した。

従来技術について ここで、この機能を実現するための従来技術について、
触れてみると、少なくとも、現時点では前述の要求を満
たすような機能を内蔵するビデオカメラは、ビデオカメ
ラの分野において、製品として実現されてないし商品化
発表もない。

従来のビデオテープレコーダと接続されて、用いられる
ビデオカメラは、レンズ等の結像手段とＣＣＤ撮像素子
等の撮像手段を単純に組み合わせたものでこれらを精密
に固定して組立てただけであったため、望遠レンズを使
った時に発生す・る手振れの影響による通常の画像揺動
に対しては、抑制効果がなかったし、パンニング撮影時
における回転速度のムラに起因するギクシャクした回転
撮影時の画像揺動の抑制効果もなかった。

ビデオカメラとして簡単な構成で低コストで実現するの
に一番可能イ１がありそうな従来技術を挙げると、例え
ば実用新案公開公報昭和５３−８９３８の考案の名称「
光軸安定装置。

があった。この実用新案は、「入射した光が順次反射す
るよう、光路上に次々と対向させて配置した偶数権の反
射鏡と光路上に設け、別に回動自在に支持された一個以
上の慣性負荷と、この慣性負荷の回動角番１／２の角度
に縮少して夫々前記反射鏡の何処かに伝える回動角１／
２縮少伝達手段とを備えた光軸安定装置、という請求の
範囲となっている通り、慣性負荷という低コストで、簡
単な構成で揺動抑制効果を目的としている。

しかし、この方法は、以下の問題点があった。

第１点は、慣性負荷だけにより画像揺動を抑制する方式
のため、揺動がある程度続く七、誤差が蓄積され短時間
のうちに抑制範囲の限界に達してしまい、製品としての
機能を充分果たせないため、実施効果が薄い。又具体的
にキャンセルす、るには反射鏡の回動軸の慣性モーメン
トと慣性負荷の慣性モーメントとの最適比率が存在し、
この最適比率でないと、作動しないのに対し、この最適
比率の記載がなく理論的な裏付けがないアイデア特許で
あり、実施してもうまく動作しない。

第２点の問題点として、もし最適比率を発見し、動作し
たとしても望遠鏡のように単に１方向だけを撮影する場
合に、多少の画像揺動効果があり、スチルカメラの固定
撮影モードにおいては、意味があるがビデオカメラのよ
うに撮影方向が任意に変更されるような用途では、手持
ち撮影時に撮影方向を変更した時カメラボディの方向を
変更しても撮影方向が変更されず、逆に使いにくいもの
となる。この時さらにカメラボディの方向を変更した場
合制御範囲の限界に達し、その後画像が動き出すが、こ
の時画像が大きく乱れるだけでなく、その後は、画像揺
動制御効果がなくなる。その上にカメラボディの方向と
、撮影方向が異なる事になりビデオカメラ用としては、
極めて操作の難しいものとなる。又、固定撮影モード以
外で画像安定効果がないためビデオカメラ用としては、
コストは安いものの実施効果の殆どない方式であった。

こういった機能を内蔵したビデオカメラの開発に産業界
の関心が向けられなかった理由は放送局用の通常の撮影
状態においては、三脚を使える条件なら、三脚を使うの
が一般化しておりこのため特別な対策をとらなくても連
続画像は美しく見易い。又、三脚を用いられないニュー
ス取材等の手持ち撮影時にはプロカメラマンのカメラワ
ークの高度な撮影テクニックにより連続画像はある一定
の画質が保たれるため、問題とならなかった。従って画
像安定装置の要求は、強くなかった。

そして残された撮影条件の厳しい用途においてニーズは
あったもののこの要求特性は、極めて、厳しいものであ
った。従って、通常の撮影条件における画像安定機能を
もつビデオカメラへの要求は放送局用でないため、産業
界の関心が向けられず、通常の撮影条件の画像安定化技
術に関する従来技術は殆ど開発されてなかった。

又民生用ビデオカメラ業界の関心も静止画像の画質向上
に関心が向いており、連続画像の画質向上に着目するの
は、今の開発方向が一段落した数年先を思われる。つま
り、民生用。

産業用ビデオカメラをみわたしても、民生用の一般消費
者が通常の手持ちの撮影条件において発生する不安定で
見づらい連続画像の自動画質改善機能をもつビデオカメ
ラを低コストで実現する従来技術はなかったといえる。

発明の目的 本発明は、全くの初心者を含む撮影技術レベルの低い撮
影者であっても、これらの撮影者層が容易な操作で美し
く見易い連続画像を撮影できるように自動的に画像の揺
動を補正制御するビデオカメラ等の撮影装置を低コスト
かつ小型で提供する事を目的としている。

なお、本明細書における“画像の揺動”とは、単に静止
被写体を一定の撮影方向から手持ち撮影する時発生する
いわゆる手ブレと称する揺動の他、パンニングチルティ
ング等の一定の等角速度で撮影方向を回転させる時に発
生するギクシャクしたが転角速度のムラ等も“画像の揺
動”に含めるものとする。

発明の構成 本発明の撮影装置は、被写体からの光を光学的に結像さ
せる結像手段とこの結像手段により得られる光学像を電
気的情報もしくは物理化学的情報に変換して撮影画像と
して出力もしくは記録する撮像手段とを含む撮影装置で
あって、上記撮影装置の揺動を検出し、揺動検出信号を
出力する揺動検出手段と上記揺動検出信号を受けて画像
揺動制御信号を出力する画像揺動抑制信号発生手段と上
記画像揺動制御信号を受けて上記撮影装置の揺動による
上記撮影画像の揺動を抑制するように構成された画像揺
動制御手段を具備する構成になっており、これにより簡
単な構成、小型、低コストで又、簡単な操作で自動的に
撮影画像の画像揺動を制御できるものである。

従来このような画像揺動制御機能を内臓するビデオカメ
ラ等の撮影装置は存在しなかったし、小型で簡単な構成
でしかも低コストで簡単な操作でこの機能を実現する事
は、従来技術ではできなかった。

この事を可能とした理由は、本発明が以下のいくつかの
従来と違った着眼点を発見した事に起因する。

本発明の第１の着眼点は、プロでない一般の撮影者の手
持ち撮影時に発生する揺動の角速度成分の周波数分析を
した結果、第一図（ｂ）（ｃ）（後述する）のように、
０．２５〜北に揺動成分が多く分布し、余裕をみても０
．０１〜２０ｔｌｚの間の揺動を制御できれば一般消費
者の通常の撮影方法である手持ち撮影時に発生する揺動
成分による連続画像への影響を除去できる事を解明した
点にある。

第２点は、揺動検知手段はある程度の分解能が必要であ
るが、従来この種の検知手段は回転ジャイロの最低価格
品で数十万円というコストをみても解るように、民生用
としては非常に高いコストの部品であるというのが常識
であった。確かに高分解能でかつ高安定つまり温度ドリ
フトの少ない検知手段は非常に高価であるが、この反面
申分解能で温度ドリフトの非常に悪いセンサー、例えば
オーブンに入れない振動ジャイロならそれらに比べると
極端に安く製造できる事を解明した。一方これらの振動
ジャイロは民生用ビデオカメラ用としては上述のように
問題が多い回転部分を一切使用しない方式で、検出部を
ある一定の周波数で振動させ、この振動に基づく検出部
の速度と検出手段全体の絶対座標系に対する回転角速度
から発生するコリオリカを位相分離等により検出し上記
回転角速度を検出信号として出力するものである。角速
度検出用として、音叉型と振動ビーム式があり、音叉形
としては１９７３年１月号の精密機械の「振動ジャイロ
の特性、で石塚氏が実験結果を報告され、振動ビーム型
はＧＥ社のＶＹＲＯが有名である。又、詳細は米空軍技
術報告Ｎｏ、ＦＤＲＴＤＲ−６４−１０１，ＯＣＴ、　
１９６４’Ｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｖｉｂｒａｔｉｎｇ　
ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　５ｔｕｄｙ
Ｊや１９６８年６月１０日号のｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
ｅ誌のＧＡＴＥ、　’Ｖｉｂｒａｔｉｎｇ　ａｎｇｕｌ
ｏｎ　ｓｅｎｓｏｒｍａｙ　ｔｈｒｅａｔｅｎ　ｔｈｅ
　ｇｙｒｏ　５ｃｏｐｅｖや日本航空宇宙学会誌の１９
７５年６月号の「ジャイロ機器の動向」の中で記されて
いる。

又、１９８３年１月３日の日経メカニカルには音叉型振
動シャイロの例が報告されている。辻れらの振動ジャイ
ロは、小型で低コスト化の可能性があったが、全般的に
温度特性が悪く特にピエゾ素子型は悪かった。つまり、
振動型ジャイロは温度ドリフトが悪〈従来適当な応用が
なくこのため産業界では特に注目されていなかった。

そして、この場合の温度ドリフトの周波数分布は熱的な
設計にもよるが、当然の事ながら通常の発熱体の時期的
温度上昇カーブと同様、非常に低い周波数成分である事
も解かった。

以上の２つの周波数分布は離れているため、低域カット
フィルタにより分離できる事に着目し、申分解能で温度
ドリフトの良くないセンサーを用いて、アマチュアの通
常の撮影者の各撮影モードに応じて巧みに低域フィルタ
を使用し上述の一般消費者が手持ち撮影時生じゃすい揺
動の特定の周波数成分を制御回路により抑制する手法や
、又パンニングやチルティング等の直流に近い低周波領
域まで、画像の揺動制御が必要な撮影モードにおいては
、低域カットフィルタをバイパスするもしくは、より低
域のカットオフ周波数に特性を変化させる手法等を新た
に考案した。この温度ドリフトの影響をなく　−すため
、制御系中に設けた低域フィルターで温度ドリフトの存
在する低域周波数成分を削除し画像の揺動補正を行なう
手法を以下ダンピングモードと呼ぶ。

こうした手法を用い低域カットフィルターの定数を最適
化し、画像の補正を行なう事により初心者の撮影時のぎ
こちない画面の動きがスムーズになり見易くなるという
効果が、ある程度の分解能があるものの温度ドリフトの
よくないため、大きな用途がなかった恒温槽なしの振動
型ジャイロセンサーにより得られた。この方式であると
センサーのコストを非常に安く製造できる。従って非常
に安価な画像安定効果のある民生用ビデオカメラが可能
上なった。

同時に、振動型ジャイロセンサーは回転式ジャイロやガ
スレートジャイロやレーザージャイロ等の他の現存する
方式のジャイロの中で一番小さく軽いため、装置全体を
小形軽量にできるという効果も副次的に得られた。

第３点の着眼点は、ファインダー内等にある画像表示装
置に各種の情報を表示し、撮影者に情報を伝える新しい
手法を考案した上に、画像表示装置に、十字マークを表
示させあたかもＣＡＤシステムのカーソル入力装置のよ
うに、撮影者が手でカメラボディの方向を変更する事に
より十字マークが移動し、各種の命令を入力出来るよう
にした事である。又、初心者でも操作し易いように、各
種の自動化機能を加えた構成をとっている。例えば、ズ
ーム比に応じてダンピングモード、等の制御特性を変え
たり、ファインダー内に揺動検出手段の検出信号や制御
駆動部の制御情報に応じて、カメラの揺動状態を表示し
たり、パンニングやチルティング時の回転角速度ムラを
制御回路によりズーム比に応じて最適制御したり、撮影
者に特別な操作の負担をかけないで、スムーズな連続画
像が得られるような構成をとっている。画像補正手段も
、民生用ビデオカメラの場合、実現価格率、実現時期、
要求形状、重量に応じてミラー駆動式、レンズ駆動方式
、撮影系駆動方式、撮像管電子ビーム偏向方式、そして
半導体技術の向上により将来一番重要となる撮像板画素
よみ出し制御方式等の各実施例１ 第１図（ａ）は本発明をビデオカメラに応用した撮影装
置の実施例の断面図であり、第１図（ｂ）、　（ｃ）は
手持ち撮影時の揺動周波数分布図であり、第２図（ａ）
、　（ｂ）は画像制御状態を示す斜視ブロック図及び部
分ブロック図であり、第３図はピッチ方向の揺動制御状
態、第４図〜第６図はファインダー内の表示部−の表示
状態を示す。

実施例１は角速度センサー等の揺動検出手段により、カ
メ、。

うの揺動を検出し、この揺動検出信号に応じて画像揺動
抑制信号発生手段である画像制御回路により画像揺動抑
制信号を発生させ、画像揺動抑制手段としてはミラー等
の光軸補正手段を用いて画像を安定させる方式を示す。

第１図（ａ）は、１枚のミラーを用いて手持型ビデオカ
メラとして実現した場合のビデオカメラ１の横断面図で
あり、画像制御回路が働いてない時は矢印で示す入射光
２はミラー３により反射し、複数のレンズからなる結像
手段４によりＣＣＤ撮像板等の撮像部５上に結像し、こ
の光学像は光電変換された後、電気信号として読み出さ
れ、映像信号として出力され、一部は液晶画像表示板等
の画像表示部６に表示され、撮影者は撮影画像を確認し
ながら、ビデオカメラｌのボディの方向を手で制御して
複写体を撮影する。この場合は、画像制御装置が働いて
ないため、当然の事ながら、ビデオカメラ１の揺動に対
して撮影画像には、その揺動の影響が現われ、訓練され
てない一般消費者が撮影した場合、非常に見づらい連続
画像となる。この場合従来のビデオカメラと何の変わり
もない。

次に、本発明の目的とする画像制御状態における動作を
説明をする。通常は電力消費を抑えるため画像制御回路
は働いていないが、撮影者が画像を安定させるために２
段スイ・ソチ・になった操作ＳＷ部７を少し押し、一段
目のスイッチをＯＮにすると制御状態に入る。そしてさ
らに少し押すと２段目のスイッチがオン状態になり、接
続されたＶＴＲが録画を開始する。この時、角速度セン
サー等のピッチ方向、ヨ一方向。

ロール方向の揺動検出部８ａ＋　ａｂ、８ｃにより各々
の方向の揺動成分が検出され、画像制御回路９へ送られ
る。画像制御回路９は、主制御回路１０とピッチ、ヨー
、ロールの各成分の制御回路１１ａ、　、１　ｌｂ、１
１ｃを含み、これらの各成分の制御信号は、各々ピッチ
、ヨー、ロールの駆動部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送ら
れ、各々ピッチ、ヨー、ロールの回転軸１３ａ、　１３
ｂ、１３ｃを中心として、各々ミラー３及びピッチ駆動
部１２ａを含むミラー回転台１４．撮影部５を回転させ
る。

以上の構成により、撮影方向の制御による画像制御が可
能となり、カメラの揺動に対しても、ピッチ、ヨー、ロ
ールの３成分の揺動を検出して、３成分の駆動部に様々
なモードの制御をかける事により、安定した見易い連続
画像を得る事が゛できる。

第１図（ｂ）、　（Ｃ）が初心者の撮影者が手持ち状態
でビデオカメラを撮影する時に発生するカメラの揺動を
調べるために、手、持ち用ビデオカメラに０．０１”／
ｓｅｅの分解能をもつ角速度センサーをとりつけ、この
信号を低周波分析用のスペクトルアナライザーで測定し
た、揺動角速度の周波数分析実測値の一部を示したもの
で、第１図（ｂ）が特定の静止している被写体を、訓練
されてない撮影者が地上に静止状態で撮影した場合の揺
動周波数分布図で、この例では０．３〜４Ｈｚの間の周
波数成分が多い事を示している。この例の場合、画面に
はゆっくりとしたゆらぎが現われ、後でその録画画面を
みると画面ブレのため見にくい画面で、明らかに訓練さ
れてない初心者が撮影した事がわかる画像状態である。

第１図（Ｃ）が同じ撮影者が小走りをしながら撮影した
時の揺動周波数分布を示し、民生用途では、最も厳しい
撮影条件といえるが、この例からは０．３〜ｌ５）Ｉｚ
の周波数成分が多い事がわかる。画面は激しく揺れ、観
賞に耐えない画像状態である。

紙面の都合で実験結果の一部しか示せないが、様々な撮
影モードにおける周波数分析の結果、０．０３〜１２Ｈ
ｚの周波数成分の揺動を制御し抑制ずれば、一般消費者
の手持ち撮影時に生ずる連続画像の画質劣下を殆ど目立
たなくする事ができる事が解った。

前述のように、揺動検知部８が、その揺動検出信号中に
ある程度の大きさの温度ドリフト成分を中心とする変動
誤差信号をもっていても、この絶対値とは別の次元であ
る温度ドリフトに基づく変動誤差信号の発生周波数成分
をある一定の範囲の周波数領域に収めるような、揺動検
出部を含む熱工学的最適構成は可能でありこのような設
定をずれば、この一定の周波数領域にある温度ドリフト
成分を撮影モードに応じて低域カットフィルタによりカ
ットする事により、一般撮影時の連続画像安定効果のあ
る、手持ち用ビデオカメラが低コストで実現できる事を
実験等により確認した。次にその制御回路の動作をブロ
ック図を用いて説明する。

第１図（ａ）のビデオカメラ１の本発明の動作説明に重
要な部品のみを斜視図で示し、かつ制御回路等をブロッ
ク図で示したのが第２図（ａ）であり、加わった部分の
みを補足説明すると操作ＳＷ部部内内は、揺動検出手段
８の温度ドリフトを撮影前に補正するための温度ドリフ
トリセットＳＷ部７ａ、静止撮影モードやダンピング撮
影モードや、パンニング撮影モード等の撮影モードの切
り替えを行ったり、画像制御機能を０Ｎ−ＯＦＦする画
像制御ＳＷＷ７ｂ、又この画像制御ＳＷ部７ｂと連動し
ＶＴＲへの録画を開始するための録画Ｓ　Ｗ７　ｃが含
まれている。この操作ＳＷ部からの指令に基づき様々な
訓。

御を行う画像制御回路９には、結像系４のズーム駆動部
１６と接続されたズーム検知部１７の信号が入力され、
この信号に応じてパンニング等の制御を行なう。

さて、この画像制御回路９の中の主制御回路１０は、１
Ｏａ−１０ｅの５つのブロックから成り立っている。

１番目は揺動表示回路１０ａであり揺動検出部８からの
検出信号もしくは、各軸の駆動部１２ａ、　ｌ　２ｂ、
ｌ　２ｃからの回転角信号により、カメラボディの方向
と実際の撮影方向とのなす角度っまり揺動角がまり、第
２図では専用の表示部を設けず、この揺動角をファイン
ダー内に表示する方式を示している。映像表示部６内に
表示し、表示部を兼用する事により部品点数を減らせる
という効果が得られる。

２番目は、温度ドリフト補正回路１０ｂである。放送局
用ビデオカメラのアダプター装置等には、前述の如く殆
ど全て回転ジャイロが使われており、この方式は高分解
能でかつ高安定で、特に温度ドリフトが原理的に発生し
ないために殆ど補正する必要がないが、前述のようにコ
ストが高いため、１ｋｇ以下に小型軽量化されつつある
民生用ビデオカメラとしては高すぎるコスト２それ以外
に１０００時間という短い寿命。

最小のものでも単一乾電池以上の大きい大きさの点で実
現可能性は薄い。このため、本発明では、申分解能で温
度ドリフトは大きいが回転ジャイロの数桁安い低コスト
で重量数ｇという小型の振動型ジャイロを採用し静止撮
影モードでも使えるようにビデオカメラの設計に応じて
温度ドリフト補正回路１０ｂを（＝Ｉ加できるようにし
ている。

この回路の使用法は、ビデオカメラ４を大地等の揺動の
少ないところへ置き、操作ＳＷ部７の中の温度ドリフト
リセットＳ前部７ａを押すと、この状態では、本来揺動
検出信号は零であるため、検出信号は全て温度ドリフト
と考えて良い。

従ってリセットＳ　Ｗ　７　ａが入ってから一定期間こ
の角速度もしくは角度検出信号を測定する事により温度
ドリフトが測定できる。温度ドリフトの時間的変化をモ
ニターしながら、安定した温度ドリフトの補正用データ
が得られた段階で温度ドリフトの測定を完了し、温度ド
リフト補正完了報告回路１８により補正完了をブザー音
や表示により撮影者に報告する。

この報告を受け、撮影者は固定撮影モート等の撮影を開
始する事ができる。又、この補正値も長時間の撮影の場
合は其の間の温度変化が発生するため、揺動検知部８ａ
、８ｂ、８ｃの内部もしくは近傍に設けた温度ヒンサー
８ｄ、８ｅ、８ｆからの情報に応じて上記の温度ドリフ
ト補正データを変更する事、により、更に長時間の固定
撮影モードの撮影が可能となる。

温度ドリフトの要求精度が低ければ、温度ドリフトリセ
ットＳ　Ｗ　７　ａを設けなくても温度センサー８ｄ、
８ｅ、８Ｆがらの補正だけで、済まぜられる場合もあり
、この場合省略すれば良い。

以上、ビデオカメラを大地の上に固定し温度ドリフトを
測定する方法を述べたが、今度は撮影者力伏地等の上で
撮影する時ビデオカメラを手で持っていても、温度ドリ
フト補正を行なう方法を述べる。ビデオカメラ１をもっ
た撮影者が移動しないとすると、第２図に示すようなピ
ッチ方向、ロール方法の公知のペンデュラム１９ａ、１
９ｃを設けると、このペンデュラム内の振子上カメラボ
ディのなす角度を温度ドリフトリセットＳ　Ｗ　７　ａ
等により最初リセットし、一定期間の平均値をとると、
もし撮影者が同じ地点に立っていたらこの一定期間内の
ペンデュラムの角度差の平均値は、重力方向を示すため
の重力方向とカメラボディのなす角度のこの一定期間内
の平均値がめられる。ビデオカメラの要求する精度では
、重力方向は絶対座標系の一軸方向と等価とみなしても
、差し支えないため、絶対座標系とカメラボディとのな
す角度の一定期間内のペンデュラムの平均角度ｅｐがま
ったといっても良い。

ｔ。

同じ時間体にカメラボディと揺動検出部８ａ、８ｃとの
なず角度を揺動検出部８ａ、　８’ｃがらの信号により
め、上記の方法と、同様にしてこの各々の角度をリセッ
トし、同じ時間内の平均値をめると、カメラボディ七絶
対座標軸とのなす角度の揺動検出部による各々の平均角
度ｅａがめられる。

ｔ。

温度ドリフトが零で、撮影者がこの一定期間内に移動し
なければＷｐ＝百ａのはずである。しかし、温度ドリフ
ト［］ｄが存在する。ここで真の揺動検出部平均角度を
Ｏｒとすると、よって、■より■を引いて、 ｔｏ　ＩＯ ［］ｒ＝ｈとみなせるため、 ｔ。

つまり、ペンデュラム１９ａ、１９ｃは加速度を検知す
るため、この分誤差となるが撮影者が移動しなければ、
もしくは測定のための一定時間の開始時と終了時のビデ
オカメラの速度ベクトルが等しければこの加速度による
誤差は発生しない。従ってこの条件のもとで、温度ドリ
フトがまる事になる。従って、ペンデュラム１９ａ、１
９ｃを用いる事によりピッチ方向とロール方向の揺動検
出部８ａ、８ｃの温度ドリフトの補正量が温度ドリフト
リセットＳ前部７ａの操作時もしくは一定の期間内に自
動的に、以上の揺動検知部温度ドリフト測定サイクルを
実施する事によりまる。以上によりビデオカメラを大地
に固定しなくても温度ドリフトを補正する事ができる。

このため超望遠で、手持ち撮影で画面を固定したい場合
等の要求が強い場合に効果的である。又、ヨ一方向の温
度ドリフトに対しては既存の磁北を検知する磁気検知部
２ｏによりこの磁針とカメラボディとのなす角度軸とす
ると、この［１ｍは、分解能が悪い上に鉄等の磁性体に
よる誤動作の信号が発生するため、不安定で磁気検知部
２０単独ではビデオカメラのヨ一方向の揺動検知手段と
しては実現効果は低い。しがし、−定時間内をとって、
平均値をとると磁北を示し、この測定時、間が長ければ
長い程安定する。

一方、本発明の検知手段である中介解能でかつ温度安定
性の悪い揺動検知部は、分解能はビデオカメラの要求に
合うが、温度ドリフトが悪いため、測定時間が長ければ
長い程誤差が累積され大きくなる。ペンデュラムの例と
同様にして、磁気検知部２０とカメラボディとのなす角
Ｏｍの一定期間の平均値と同時間中のヨ一方向の揺動検
知部８ｂとカメラボディのなす角度θｂの平均値をめる
事により、揺動検知部８ｂの温度ドリフトの補正量がま
り、この分だけ補正する事により温度ドリフトの影響は
より少なくなる。なお、地磁気は地表において磁北方向
のベクトルをたもっため、ヨ一方向以外にも条件により
ピッチ方向、ロール方向の温度ドリフト補正も可能とな
る。以上のいくつかの温度ド刃フト補正手法を用いて、
もしくは組み合わせて、温度ドリフトの大きくかつ低コ
ストで小型の揺動検知手段例えば、振動ジャイロを用い
ても、固定撮影モードにおける撮影が可能となる。

主ルリ御回路１０の第３番目のブロックは、等角速度駆
動回路１０ｃである。揺動検出部８により、絶対座標系
を検知できるが、絶対座標系に対してヨ一方向もしくは
ピッチ方向に等角度速度で撮影方法が回転するようにし
てやると、正確なパンニングやチルティングが可能とな
る。つまり、パンニングモード時は、カメラボディの方
向は同じでも撮影方向は回転してゆき、回転中に制御範
囲の限界に近づいて来た場合、このままではパンニング
が停止するため、揺動表示回路１０ａにより、第４図、
第５図のようにファインダー内にカメラの回転指示の表
示を出す事により、撮影者がこの表示に基づきカメラボ
ディの方向をパンニングの方向に回転させ画像制御は継
続される事になる。このパンニングモードの操作法は２
種類あり、後で詳しく説明する。

主制御回路の第４番目のブロックは駆動部リセット回路
１０ｄである。これを説明すると、画像制御中はカメラ
ボディの方向と実際の撮影方向は必ずしも一致していな
い。もし一致していない時に画像制御を停止した場合、
この停止時点の位置で、各制御駆動系が停止してしまい
、カメラボディの方向と異なった方向を撮影者が撮影し
なければならない。この事は一般消費者の操作を困難に
する。又、撮影中に画像制御を切りたい時、画像制御が
急に停止すると、この時点の前後で連続画像のつながり
が不自然となってしまう。駆動部リセット回路は、画像
制御ＳＷ部７ｂのＯＦＦ信号もしくは画像制御回路９内
の制御完了信号に応じて動作し、画像制御完了時、ある
時定数をもって除々にミラー３等の画像制御手段を初期
の状態に戻すものであり、撮影者にとって見易い連続画
像を得るという効果がある。

第５番目のブロックは、フィルタ制御回路１０ｅである
。

何度も述べてきているように、分解能非常によく同時に
高安定、特に温度ドリフトがよい角速度等のセンサーは
、回転式ジャイロの価格をみても明らかなように高価す
ぎて、低コストが不可欠の民生用ビデオカメラにはコス
ト的にとても使えない。しかし、分解能が若干劣り、温
度ドリフトが相当力るセンサーは、小さい形で非常に安
く製造できる事を我々は確認し、この点に注目した。特
に公知の撮動型角速度センサーに注目した。このセンサ
ーは、民生用ビデオカメラ用としては分解能の要求は満
たすが、温度ドリフトは相当悪く将来的に温度ドリフト
は改善されるかもしれないが、安いコストで改善する見
通しは、現在のところ立っていない。本発明では、この
温度ドリフト例えば角速度センサーの零点オフセット電
圧ドリフトの発生周波数成分が低域成分である事、及び
この低域部の温度ドリフト周波数帯と、民生用ビデオカ
メラの手振れの原因となっている第１図（ｂ）、　（Ｃ
）の揺動周波数分布図に示すような揺動周波数帯とは、
フィルタで分離可能な間隔力１ある点に注目し、制御系
の中に低域カットフィルタエｌｅ。

１１Ｆ、１１ｇを入れるダンピング制御撮影モードを設
けた。

画像制御ＳＷ部７ｂを、第１図（ｄ）に示すようにダン
ピング制御撮影モードに、セットする事により、もしく
はダンピング制御撮影モード切替がない時は、単に画像
制御８ｗ部７ｂを押す事によりフィルタ制御回路１０ｅ
は、ピッチ、ヨー、ロールの各制御回路１１ａ、ｆｌｂ
、　Ｉｌｃの中のフィルタエｌｅ、　１１ｆ、　１１ｇ
が制御系の中に入り、もしくは予めこれらのフィルタが
入っており低域がカットされ、ある周波数帯域の成分の
揺動に対してのみ制御が働く事になる。このダンピング
モードの状態で初心者が撮影した場合、第１図（ｂ）、
　（ｃ）に示したように手撮れ等に起因する数分のＩＨ
ｚ以上の高い周波数成分の揺動を制御する事ができる。

というのも、見づらい周波数成分は、少なくさも数分の
ＩＨｚ以上で発生し、特に３〜ｌ０Ｈｚ程度の振動が見
づらい画面の原因きなっているが、本発明では、ダンピ
ングモードの設定により、これを完全に除去できた。具
体的には、０．０１１−１ｚ〜１ｌ−１ｚのカットオフ
周波数をもつフィルタで温度ドリフトの除去と、一般的
な手振れの除去ができ、見易い画像を得られる事が解っ
た。

しかし、バンニングモードやチルティング撮影モードで
の画像制御時は、もっと低域まで制御系の特性が必要と
なる。又、温度ドリフト補正をした上で、望遠で固定撮
影をする場合も、制御系の低域特性が必要となってくる
。この場合、撮影者は画像制御ＳＷ部７ｂを操作し、第
１図（ｄ）において、パンチング・チルトモートに予め
セットすると、パンチング制御状態に入った時これと、
連動して、フィルタ制御回路１０ｅにより、各制御回路
１１ａ、ｌ　ｌｂ、ｌ　ｌｃのフィルタ１．１ｅ、１１
ｆ、ｆｉｇの設定が変わり、上記の条件を満たすように
なる。

この詳しい動作はパンチングモートの項で後述する。

以上、第１図、第２図を用いて実施例の構成を説明した
が、今度は具体的な使用時の動作や効果を第３図〜第９
図を用いて説明する。

前述のように、ビデオカメラの撮影時には色々なモード
がある。固定した被写体を一定の方向から写す固定撮影
モードやランダムな撮影モードやバンニングやチルティ
ングの撮影モードやドーリ−撮影モード等がある。

第１番目に、本発明の機能としては重要視していないが
、説明し易いため基本である固定した被写体を三脚を用
いた時のように角度を変えないで撮影する固定撮影モー
ド時の動作状態や効果をあげる。この場合操作ＳＷ部７
は第１図（ｆ）においてＦｉｘ　Ｍｏｄｅにセットして
おく。そして、揺動検知手段８ａ、８ｂ、８ｃの温度ド
リフトは、主制御回路１０内の温度ドリフト補正回路ｌ
Ｏｂにより一定の範囲内に補正されていると仮定した場
合、これらは絶対座標系に対するカメラの揺動状態を正
確に検出する。

まず、ピッチ方向の揺動に対しての動作を述べる。第３
図（ａ＞を揺動前の状態とすると、ピッチ方向の揺動後
は第３図（ｂ）のように、カメラが絶対座標系に対して
、ピッチ方向の右回りに＋Ｏａ傾いたとすると、ミラー
３をカメラを中心とした相対座標系に対して左回り方向
にＯａ／２傾ければ、第３図（ｂ）に示すように、入射
光２はミラー３により反射するが、この反射光は、第３
図（ａ）の状態に比べて、第３図（ｂ）に示すように絶
対座標系に対してＯａだけ右回りに回転し撮像部５の中
央部に結像する。こうして入射光２は、カメラボディの
どんなピッチング方向の揺動に対しても制御範囲内であ
れば撮像部５の中心部に結像し、ビデオカメラ１がピッ
チング方向に揺動しても、常に静止した被写体の映像信
号が本撮影装置１から得られる。上記の成立する条件は
、ピッチングの制御範囲内にあるという事であったが、
第４図＜ａ＞〜（ｋ）に示すように、ファインダー内に
は揺動表示回路１０ａによりカメラボディの方向と実際
の撮影方向とのなす角度、っまり揺動角ｅａが表示され
る。第４図（ａ）が揺動前の表示を示し、第４図（ｂ）
が揺動後で、カメラが上方向に向くと、水平線を下げる
ようなマークをＯａに応じて表示している。従って撮影
者は、十字線力沖心にくるように、カメラの方向を操作
するだけで、常に制御範囲内に保たれる事になる。いく
ら努力してもこの範囲からはみ出す時、主制御回路１０
は、これを検知し、ズーム比を下げるように設定しても
よい。この表示は上述の揺動表示回路１０ａにより駆動
部１２ａ、　Ｉ　２ｂ、　ｌ　２ｃの回転角を表示する
事等によりなされ、固定撮影モードの場合、揺動検知手
段により検知される検知絶対座標系方向と同方向の実際
の撮影方向とカメラボディの方向とのなす角度を表示す
る。カメラが上に向いた場合、表示が下がり、下がった
方向へカメラを回転させれば良いため、この表示方法は
撮影者にとって自然で使い易い表示といえ、操作をより
容易にさせる。第４図（ｂ）のがわりに、第４図（ｄ）
、　（ｆ）、　（ｈ）、　（ｊ）のような表示も可能で
、この表示の採用により撮影者はカメラボディの方向を
常に制御範囲の中心方向に収める事が容易にできるため
、操作が容易となるだけでなく制御範囲を拡げたり後述
するが自動パンニング撮影モード時の指針や各種機能の
スイッチとしての役割等の多くの効果がある。

次に、ヨ一方向の揺動に対して説明すると、第５図（ａ
′）に示すように、ビデオカメラ１が点線矢印で示す検
知絶対座標系の一方向に対し、静止しており、特定の被
写体を撮影しているとする。この場合、ヨ一方向の揺動
角θｂ＝ｏのため、ファインダーには、第５図（ａ）の
ように、中心に十字マークがきている。次に、実線矢印
で示すカメラボディの方向が、第５図（ｂ′）のように
検知絶対座標系に対し、左回りに０゜回転した場合、右
回りを正方向と定義しているので、いいがえると、−０
，回転した場合、表示は第５図（ｂ）のように回転方向
とは逆の方向に表示される。当然この場合、カメラボデ
ィの相対座標系に対し、ヨー駆動部１’２ｂは右まわり
に０゜つまり＋９．回転し、入射光２の光軸は撮影部５
の中心に達する。

しかし、第１図の１枚ミラ一方式では、何も対策をとら
ないと撮影画像がθ。たけねじれてしまうため同時にロ
ール駆動部主制御回路１０により、ヨー揺動角０゜の分
だけロール制御回路ｌｉｅに駆動する信号を重畳させロ
ール駆動部１２ｃをθ。たけ回転させ画像のねじれを補
正する機能をもたせている。もっと簡単な構成を望むな
ら、ヨー駆動部１２ｂに連動して撮像部５が同じ角度だ
け同方向に回転するように機械的に結合し、ピッチ、ヨ
ーに比べて改善効果の少ないロール制御用の部品を全て
省略すればずっと簡単な構成でコストも安くなる。以上
のようにして、第５図（ｄ）のように右回りのヨ一方向
の揺動に対しても制御され安定した画像が得られる。又
、表示もピッチ方向と同様表示が移動した方向へ撮影者
がカメラボディを向ければ制御範囲の中心方向へ収束す
るため、通常の撮影条件においては制御範囲内からはず
れる事は少なくなる。

第２番目のランダムに動く被写体を撮影する時のように
ランダムな撮影モード時の動作について述べる。ちなみ
に一般消費者の場合このランダムな撮影モートの比率が
一番高い。

従来の放送局用撮影補助機材と本発明が大きく効果が違
う点の一つがこのモードに注目した点で、従来の方式の
撮影補助機材をヒデオカメラ内にそのまま内蔵する事自
体民生用ではコスト、大きさの点で実現困難であるが、
内蔵できたとしても効果面で大巾な違いが生じる。まず
機械制御方式では撮影方向を一方向に固定しようとする
機能しかないため、このランダム撮影モートにおいては
、制御をはずす以外対処の方法がなく逆に操作を困難に
させていた。又、電子制御方式においても撮影方向は原
則的に基準撮影光軸方向に固定されておりで、操作レバ
ーで検知絶対座標系に対してバイアスをかけ、電子的に
基準撮影光軸方向を変更するという方法がとられており
、構成が複雑になるだけでなくこの操作レバーを操作し
なければ撮影方向が変えられないため、撮影画面をみな
がら被写体を追うのは、あたかもＴＶゲームの操作に似
ており、この操作は熟練を要しかつ操作を複雑にしてい
た。このためコストの面だけでなく、操作性の点で民生
用に向いてなかった。本発明では、フィルタ制御回路１
０ｅの項で詳しく説明したように最低０．０１〜０．５
Ｈｚ以上の高い周波数を通す低域カットフィルタを制御
系に入れるダンピングモードを設定した。

このフィルタ挿入時つまりダンピングモード時、撮影者
は２段スイッチになった操作スイッチ部７を軽く１段押
すだけで何の余分な操作をする事なしに、丁度オイルダ
ンパー付きの三脚を使った時のような、なめらかな連続
画像が手持ち撮影で得られる。撮影者の好みもあるため
第１図（ｅ）のＤＡＭＰＩＮＧ　Ｃ０ＮＴＲ０Ｌボリユ
ームのような操作ノブを操作スイッチ部７に設は撮影者
の操作により低域カットフィルタの特性を変えられるよ
うにすれば、より広いユーザーに納得してもらえるよう
にもできる。ダンピングモード設定の効果は大きく、ギ
クシャクした画像しか撮れなかったような撮影技量のな
い人でも、なめらかな連続画像を手持ちで得られるため
連続画像の改善、操作性ともに効果が大きく、しかも同
時に温度トリプトをカットしてくれるため、ある程度の
分解能をもつが温度変化が多いため、古くから知られて
いながら大きな用途がみつからなかった。温度補償が省
略できればこの振動ジャイロを無調整で使用可能とする
。これにより普及価格で画像安定効果のあるビデオカメ
ラが可能となる。特に長時間固定撮影モートを省略し、
フィルタを常時制御系に入れる事により、よりシンプル
な操作の簡単な、より低コストの画像安定ヒデオカメラ
が可能となる。この機能に絞っても消費者の要求は強い
。

第３番目のパンニングやチルティングの撮影モードの動
作について説明すると基本的な動作は、等角速度駆動回
路１０Ｃの説明て述べたが、これを詳しく説明すると第
２図（ａ）のブロック図に対して第２図（ｂ）のような
具体的な構成が一例として考えられる。この例は、ピッ
チ方向の揺動検知部８ａに振動ジャイロ等の角速度セン
サーを用い、揺動の角速度が検出されるが、揺動検知部
８ａには零点のオフセット電圧の温度ドリフトが発生し
ている。この温度ドリフト分が大きい場合は第１図（ｄ
＋の操（ＪＥ　Ｓ　Ｗ部７をパンニング／チルトモード
にすると、撮影装置は撮影者に画像表示部６又はファイ
ンダー内の別の部分に温度補正報告回路１８により「一
定時間、一定方向にカメラボディの方向を向けよヨとの
命令を撮影者に文字表示もしくは音声により伝えると、
撮影者はその間終了命令がくるまで一定方向に手持ちで
カメラの方向を保つ。この間の揺動検知部８ａからの揺
動検知信号の平均値は零点ドリフトがなければ零に近い
はずである。従って、この測定期間の検出信号の平均値
から撮影時点の零点ドリフトつまり温度ドリフトがまり
温度ドリフト補正回路１０ｂにより、ある一定の範囲内
に温度ドリフトは抑制され、この温度ドリフトによる角
速度量の誤差はパンニング等の大きい等角速度量に対し
てはずっと小さくなる。この状態でパンニングを開始す
る場合、最初の状態ては第２図（ｂ）のように、低域の
フィルタｌｉｅが接続されている状態つまりダンピング
モードにあるとすると、もしこのダンピングのため低域
のフィルタｌｉｅが高いノ１ットオフ周波数をもち、低
域の揺動角速度を検出しない場合、等角速度のパンニン
グは直流の周波数とみなせるための等角速度制御はでき
ない。このため以下の対策をとっている。第６図のよう
にパンニングの方向に操作ＳＷ部７を押す事により、具
体的には第１図＜ｅ＞のように操作ＳＷ部７をセットし
て、録画ＳＷ部７ｃを押しながらＭｏｄｅ　ＳＷをＰＡ
Ｎ／ＴＩＬＴ　ＭＯＤＥにスライドさせる事により、等
角速度駆動回路１０ｃにより第２図（ｂ）に示すように
、等角速度信号がある時定数をもって、ヨー制御回路１
１ｂに加えられる。より具体的には低域カットフィルタ
ｌｉｅのカットオフ周波数特性を徐々に低域側に移行さ
せながら最終的に５ｗ１１０を閉じバイパスする。同時
にフィルタｌｉｅと積分器ｌｌｂとの間に等角速度直流
信号を徐々に与える事により、この直流信号は積分器１
１ｈによりなめらかに立上るランプ信号状の等角速度駆
動信号が、ヨー駆動部１２ａに与えられ、撮影方向は不
安定なカメラボディの方向とは無関係に等角速度のオー
トバンニングを開始し、パンニングｓｗを第１図（ｅ）
においてスライドさせバンニングモートをＯＦＦにする
事によりなめらかにパンニングを終了し、元のダンピン
グ撮影モートに戻る。この時当然開始時と逆の作動つま
りフィルタはＯＮＬ、徐々に高域の方へカットオフ周波
数を移行させ、これと平行して等角速度駆動回路１０ｃ
は等角速度駆動信号を徐々に減する。バンニングモード
の状態はヨ一方向の検出された検出絶対座標系が単位時
間ｔｏあたり左回りに０゜回転してゆくのと等価的には
同じ事を意味する。従って制御範囲内にある限り、０゜
／ｌｏなる等角速度でパンニング撮影がなされる。２通
常撮影において行なわれるパンニングは９０〜１８０”
程度が平均的な撮影範囲でありこの角度をカメラボディ
の方向を変えずに撮影光軸の制御だけで行なおうとする
と従来の撮影補助機材の例で述べたようにビデオカメラ
のコストも著しく高くなるし近い将来の撮影板の電子補
正方式では実現不可能である。又、カメラの方向と撮影
方向が余りにも違うのは初心者にとって操作が難しくな
ってしまう。本発明の特徴の一つであるファインダー内
の揺動表示回路１０ａが狭い撮影方向の制御範囲のビデ
オカメラでもパンニングを容易にしてくれる。これを説
明すると、第５図を用いこのファインダー内の表示の移
動する方向にビデオカメラを向ければ、制御範囲の中央
部に収束してしべ事を前項で説明した。この同じ表示が
バンニングモードにおいても行われるため、自動パンニ
ングが開始されると第７図（ｂ）にみるように１＝０か
らｔ＝ｔ。

に移る過程においてこの時間内に点線矢印で示す検出絶
対座標系は等価的に第７図（Ｆ）のように０゜左回りに
回転する。当然画像は制御されているため第７図（ｂ）
のようにθ。たけ左に回転した画像がカメラボディの回
転のいかんにかかわらず得られる。当然カメラを回転さ
せない状態でも得られる。第７図（ｆ）において等角速
度の回転をしている検出絶対座標系に対して右回りに０
゜ずれているカメラの方向の偏位角Ｏｂは第５図（ｄ′
）と同様の定義にもとづき揺動角は十〇ｏといえる。従
って第５図（ｄ）と同じ揺動表示がファインダー内に第
７図（ｂ）に現れる。そして撮影者は揺動表示の移動し
た方向つまりこの場合は左へ回転させると第７図（ｇ）
のようにｔ＝２ｔｏの時、丁度制御範囲の中心にビデオ
カメラの方向が収束し、ｔ＝３ｔ。

の時、第７図（ｈ）のように検出絶対座標系の等角速度
運動が続き最後にパンニング終了のため画像制御ＳＷ部
７ｂをＯＦＦにすると等角速度駆動回路からの等角速度
信号は前述のようにある時定数をもって徐々に小さくな
り元の固定撮影モードもしくはダンピング撮影モードに
なめらかに戻る。望遠と広角では美しく見易い最適バン
ニングスピードは異なる。当然ズーム検知部１７からの
ズーム比の情報に応じてパンニングスピードを変える機
能を等角速度駆動回路１０ｃはもっている。

次に別の自動バンニングの実施例を述べる。

この場合第１図（ｅ）もしくは第６図のようなパンニン
グＳＷを用いるのもよいが、初心者の操作を考えると操
作性を良くするにはＳＷは少ない方がよい。一つの方法
としてはカメラボディの方向と撮影される光軸方向のな
す揺動角は、ある一定の制御範囲に限定されているがこ
の揺動角Ｏｂを揺動表示回路１０ａにより第５図（ａ）
　〜（ｅ）や第４図（ａ）（ｂ）のようにファインダー
内に揺動表示する事は可能である。第８図のように、カ
メラボディの方向と実線矢印で撮影方向つまり検知絶対
座標系を点線の矢印で示すと撮影方向を一定にして、ビ
デオカメラｌがヨ一方向に揺動した場合±０３を制御範
囲の限界とする上中間に±０２と±０．なる角度を設定
し、第９図のグラフのようにこの１ｅ２１＜１ｅａｆ＜
１０３１の時は一定のパンニング角速度Ｏｐでパンニン
グしｌｅ＋　ｌ　＜　ｌθａ１＜１０２１の間は徐々に
角速度が増減し０　＜　１ｅａｆ　＜［４，の時、固定
撮影モードもしくはダンピングモードになるように等角
速度駆動回路１０ｃを制御する方式をきる。この場合、
第１図（ｄ）に示すような簡単な構成の操作ＳＷ部７で
全機能をみたす。“ノーマルモード゛ＳＷにスライドさ
せると画像制御は働かない。゛ダンピングモード゛では
２段ＳＷの１段押すとダンピング制御が入り、さらに押
すとＶＴＲの録画が始まる。“バンニング／チルトモー
ド”ｓＷにし、１段押すと、これから説明するパンニン
グ制御モードに入りさらに押すと録画が始まる。この時
、撮影当初は、より低域のフィルタｌｉｅのダンピング
状態もしくは固定モードにある。この時、撮影者はファ
インダー内の揺動表示をみながら・カメラ方向を動かす
事により、第１０図（ａ）のようにパンニングモード時
のみｅ、、ｏ２の領域の表示が現われるため、十字マー
クを斜線部内に入れる事により右回り、もしくは左回り
のパンニングが可能となる。つまり、カメラの向きを手
で変更するこ七により、揺動表示を移動させ、所定の位
置に揺動表示を合わせると、所定のＳＷが入り、希望す
る動作を制御回路９が行なってくれる訳であり、このた
め第１図（ｅ）の下に示すような゛°コントロール”Ｓ
Ｗは不要となる。具体的には、第５図（ｂ）、　（ｂ　
ｌ）のようにカメラを左へ回すと表示は第１Ｏ図（ａ）
の点線の」−字で示すように−ｅ３．　＋、θの間に位
置するため、第９図により−ｅｐの回転つまり左回りの
等角速度のパンニングを開始し、実線の十字に戻すと終
了する。当然第１Ｏ図（ｂ）のようなチルティングも可
能である。揺動検出の温度ドリフトが少ない場合のパン
ニングの例を示したが、温度ドリフトが大きすぎ固定撮
影モートに設定できずダンピングモードでしか設定でき
ない時も第２図（ｂ）の項で説明したように同様の事が
可能である。ν上のように本発明の場合低域フィルタを
巧みに用い、一般消費者の様々な撮影モードの撮影時の
連続画像を美しく見易くする事が低コストで実現できる
という効果が得られる。

なお、本実施例で示した温度ドリフト低域カットフィル
タ方式は、温度ドリフトの悪い振動型角速度センサーを
用いた場合に、一般消費者用揺動制御ビデオカメラに一
番要求される帯域の画像揺動制御周波数特性を損なう事
なく、温度ドリフト等に基づ（揺動検出信号の変動誤差
信号の影響を低減する効果がある事を示した。

しかし、温度ドリフト等の変動誤差信号が殆んどない場
合にも手持ちビデオカメラには効果があり必要な機能で
ある事を示す。この温度ドリフト等の殆んどの発生しな
い揺動検出手段は、光■Ｃ技術の進歩により、レーザー
ジャイロや光フアイバージャイロ等の方式が低コスト化
する事により、安価で小型のものが近い将来、得られる
可能性が大きく、又、現在でも一部の新しい方式の揺動
検出手段は低コストで温度ドリフトが小さく抑えられて
いる。

こういった、温度ドリフトの殆んど発生しない揺動検出
手段を用いても、本発明の低域カットフィルタ方式は効
果がある。本発明を採用する事により高域の揺動検出信
号に応じて画像揺動抑制信号発生手段は画像揺動抑制信
号を発生し、気になる高域の画像揺動を抑制し、又、撮
影方向を変更しだい時、制御状態になる七単に撮影装置
の筺体の方向を変更しても撮影方向の変更を阻害する低
域の揺動検出信号に対しては、画像揺動抑制信号を発生
しないような構成がとれ、又、ピッチ、ヨー等の駆動部
１２で示した画像揺動制御手段は、画像揺動制御信号が
ない時は、ある時定数をもって画像揺動制御範囲の略々
中央部に戻るように構成されてスムーズに制御完了でき
るように構成できる。

この場合、手持ちで撮影装置を操作する時、低域カット
フィルタの働くダイビングモードに設定する事により、
上述のようにして不愉快な高域の揺動が抑制され、かつ
、目標を変えた時は自在に撮影装置の方向を変える事に
より、若干の遅れを伴ないスムーズに揺動を制御しなが
ら所望の目標を追い撮影する事がＳＷの操作なしに行な
えるため、あたかも既存のオイルダンピング装置付雲台
に撮影装置をきりつけて撮影した場合と同じスムーズな
画像揺動抑制効果が手持ち撮影でも得られるため、温度
ドリフトの悪い揺動検出手段だけでなく温度ドリフト等
の安定度のよい揺動検出手段を用いでも、特に手持ち撮
影時に本発明は画像揺動制御効果が複雑な操作を全くす
る事なく得られるという効果がある。なお、本発明に採
用するとコスト面、小型化面で効果が高い揺動検出手段
である振動型角速度センサーについて詳しく述べると、
前述の、ように検出部を揺動検出振動周波数で振動させ
ると正弦波状の速度を時間的にもつ事になり、この状態
で角速度センサー全体がある回転軸の回りに絶対座標系
に対して回転すると物理現象として有名なコリオリの力
が検出部に加わりこのコリオリカを電気信号に変え位相
検波する事により、角速度センサーの上記回転軸の回り
の回転角速度をめる事ができるものである。この低コス
トで小型軽量の振動型角速度センサーを、民生用ビデオ
カメラのような小さい容器内に設ける時、１ケ使用の場
合特別な問題は発生しない。ピッチもしくはヨーのどち
らか一方の揺動検出を行なわせる方式も考えられるが画
像揺動の抑制効果が画像に顕著に現われてこないため、
実用化価値は低い。従って少なくともピッチ、ヨーの２
ケの振動型角速度センサーを用いる必要がある。大きな
安定装置等に２〜３ケの撮動型角速度センサーを用いた
場合は、余り問題が発生しないが、容積が小さい民生用
ビデオカメラ内複数の振動型角速度センサーを組み込ん
で用いる場合、何も対策をしなければ、揺動検出信号内
に大きな誤差信号を含むことになる。この原因を説明す
ると、少なくとも２つの機械的振動が撮動型角速度セン
サー内で起こっているが民生用ビデオカメラのように小
さな筐体のなかに収納する関係上、お互いの振動子同志
は必ず機械的な結合係数をもつ事になる。２つの揺動検
出撮動周波数を、前者をｆ＋＋後者をｆ２とし、ｆ、肴
ｆ２の場合、以上の機械的結合により、量の大小はある
もののうなりが発生する事を小型化要求が厳しいビデオ
カメラにおいて避ける事は難しい。このうなりの周波数
をＦとする七で現わせる。

従って、常にＦなるうなりに基づく誤差信号の原因とな
る機械的撮動を撮動型角速度センサーは、与えられ続け
る事になり、この成分を正規の角速度検知信号から分離
し除去するには、ある一定の条件が要求される。ここで
、振動型角速度センサーの揺動検出可能な周波数帯域の
検知最高周波数をｆｈとし、検知最低周波数をｆＱとす
ると、ｆｈとｎとＦの大小関係の組み合わせは次の３つ
である。

（１）　ｆＱ　＜Ｆ＜ｆｈ （２）　ｆｈ＜Ｆ （３）　Ｆ＜ｆｑ まず、（１）の場合、うなりの周波数Ｆを揺動検知手段
が検知してしまい、うなりの影響による誤差信号が揺動
検出信号の中、に含まれてしまい、画像抑制効果がなく
なるだけでな（、時には逆に画像が振動するという問題
点が生ずる。

（２）又は（３）場合、フィルタを最適化する事により
、うなりに基づく誤差信号の除去が理論的には可能であ
る。しかし、（３）の場合は極めて不安定といえる。何
故なら上述のように、揺動検出信号はダンピングモード
でも０．１〜ＩＨｚの低域特性をもつ必要がある。つま
り、最低ｆＱ　＝０．１Ｈｚの場合まで考慮しなければ
ならず、ビデオカメラに使用する場合（３）のＦ＜ｆ９
は満たす事は難しい。従って（２）のｆｈ＜Ｆが、この
うなりの影響を除外する一つのよい方法をいえる。つま
り０式と（２）より 以上の条件がうなりの影響を除外する最低必要な条件で
各々２つもしくは３つの揺動検出振動周波数差を、揺動
検知最高周波数の２倍以上とる事により、うなりの影響
は防げる。

理想的なフィルタを使用した場合完全に除去できるが実
際はフィルタ特性や、揺動検出撮動周波数の変動を考慮
して余裕をもつ必要がある。この方式は単に２個もしく
は３個のセンサーの揺動検出撮動周波数を離すだけでよ
いので容易にがっ低コストで複数センサーの使用を実現
できるという効果が得られる。

以上はｒ、＝、ｒ２の場合であったがこのうなりをなく
すには、Ｌ＝ｆ２として同期して撮動させれば良くうな
りの防止効果が当然の事ながら得られるが２つもしくは
３つの振動型角速度センサーの特性を合わせるのは容易
ではないため歩留りが悪くなったり、調整工程費が余分
にかかりコストが上り民生用としては余り好ましくない
。しかし揺動検知最高周波数が０式のように制限されず
高い周波数までの揺動検知が可能となるため、高周波数
特性が要求される放送局用ビデオカメラ用廊には実施効
果がある。更に操作性も簡易化する。特に揺動表示によ
り狭い制御範囲で良くなるため、画系数を余分にもつＣ
ＣＤ等を用い、読み出しを揺動に応じて制御するという
純電子的な画像安定化ビデオカメラをも可能とする。又
、ファインダー内の揺動表示の移動により、各種動作を
起動させる方法は、ＣＡＤ装置等の入力方式やパーソナ
ルコンピュータの入力法であるカーソル移動入力装置と
同様初心者の操作を容易にするもので効果は大きい。第
１１図は表示部の表示の実施例２ 実施例１ではオープルループ制御の例を示したが実施例
２では実施例１をピッチ制御とヨー制御をクローズルー
プ制御にした場合の例を示す。構成の違いはごくわずか
のため、異なる点の違いだけに説明をとどめる。第１２
図は断面図を示し第１図々の違いは新たに第２回転軸３
０を設け、外周の第２プーリー３１で第１プーリ３２と
伝達ベルト３３で２対１の伝達比で接続しである。こう
して、ピッチ回転軸１３ａに対してｌ／２の角度で回る
第２回転軸３０にはピッチ、ヨー。

ロール方向の揺動検出部８ａ＋　ｓｂ、８ｃがとりつけ
られている。これを斜視図のブロック図で示したのが第
１３図である。

回路構成は第２図と殆ど同じであるが実施例１は全方向
ともオーブンループ制御であったのに対し実施例２はピ
ッチ及びヨ一方向がクローズトループ制御になる。まず
ピッチ方向はクローズトループ制御を行なう事により、
零メソッドつまり第２回転軸３０は、絶対座標系に対し
てピッチ方向の角度を零度に保つように制御される。第
１４図（ａ）はベルト３３のかわりに中間歯車３４で伝
達した例を示す。第１４図（ｂ）のようにカメラが十〇
傾いた場合、第２回転軸３０はカメラボギ、／Ｉｊｎ１
．ｆ−１１ａｆビーＢ３１４”Ａ４９　ｍ　Ｉ　ｉ二書
ｆｔ±＊４ｑブｒ、：ＬＷ、、。

チ回転軸１３ａは、第１４図（ｂ）のようにカメラボデ
ィに対して一θ／２絶対座標系に対し−θ／２回転し、
実施例１の第３図（ｂ）と同様ピッチ方向の揺動に対し
ても常に同じ被写体を撮影する。又第１５図（ａ）〜（
ｊ）はファインダ内の表示状態を示し第４図（ａ）〜（
ｊ）に対応する。ヨ一方向は、ヨ一方向揺動検出手段８
ｂは同じく温度ドリフトがなければ絶対座標系に対し、
零度を保とうとするため第５図（ａ）〜（ｅ）と同様に
同じ撮影方向を維持する。ロール方向は実施例１と同様
オーブンループ制御のため説明は省略する。実施例２の
効果はピッチ。

ヨ一方向がクローズトループになり零メソッドで用いる
ため、揺動検出部８ａ、８ｂの特性の線形性が不要とな
り、より低コストのセンサーが使用可能となる。又駆動
部１２ａ、１２ｂの回転検出部の特性の精度や高度の線
形性が必要でなくなる。

以上の各部品が安くなるため全体のコストをより安くで
き、より普及価格に近い民生用ビデオカメラの実現を特
徴とする特に第１４図（ａ）の中間歯車３４にモーター
等のイナーシャ性のある駆動部１２ａを直結する事によ
り揺動に対してミラー３のイナーシャを打ち消す方向に
、駆動部１２ａのイナーシャが逆方向に働く。このキャ
ンセルするのに必要なモーター等の連続回転軸のイナー
シャ、回転伝達化をめる。ここで、ピッチ回転軸と連続
回転軸の回転伝達化をｌ　：ｍ、ピッチ回転軸回りのイ
ナーシャ１１．連結回転軸のイナーシャＩ２のイナーシ
ャ比を口としカメラボディ中心の相対座標系に対するピ
ッチ回転軸の角速度をＷ＋＋連結回転軸の角速度をＷ２
＋カメラボディの絶対座標系における角速度をＷ、ピッ
チ回転軸の半径をｒ５．連結回転軸の半径をｒ２とし、
両者の回転伝達手段に加わる作用力を十とすると、以下
のような運動方程式がたつ。

ｄｔ　ｄｔ　Ｉ。

ｄｔ　ｄｔ　＋２ ｒ２　＝　ｍｒ＋ １ ・°・　Ｌ　Ｗｌ １２＝　ｎｌ。

以上を解（と、 ピッチ回転軸側の運動方程式は、 ｄｔ　ｍ２＋ｎ　ｄｔ 又、連結回転軸の運動方程式は ｄｗ２ｍ−ｎｄｗ となる。

カメラボディの０の揺動に対し、反射部が直結している
ピッチ回転軸が絶対座標系に対してθ／２回転する事は
カメラボディを中心とした相対座標系において一〇／２
回転する事を意味する。従って、 ｄｗｌｌ　ｄｗ ｄｔ　２　ｄｉ を満たせば良い。

ここで■弐より ｍ（ｎ−川）　■ ｍ２＋ｎ　２ なる解がまり、これを書き直すと ２ つまり、［相］式を満たすように連結回転軸に接続され
たモーター等のイナーシャを選ぶ事により、絶対座標系
に対しカメラのボディが０揺動した場合、反射部つまり
ピッチ回転軸は絶対座標系に対し常に０／２を慣性力だ
けで維持する事になる。

従ってモーターは基本的に消費電力は零であり、単に摩
擦波だけをエネルギーとして消費するため揺動制御を行
っても、電力消費が殆んどない画像制御機能をもつ撮影
装置を提供できる。この事は、ポータプルのビデオカメ
ラの場合軽量化に特に重要なバッテリーを画像揺動制御
機能を働かせても、大型化しなくてもよいという省電力
、軽量化効果がある。特に反射部のイナーシャをモータ
ー自信のイナーシャで互いにキャンセルする方式のため
この２つの慣性負荷のみの最小構成でよいため部品点数
が少ない重量が軽い等の別の効果がこの実施例から得ら
れる。この事は、実施例１にも応用でき低消費電力への
要求が強い民生用ビデオカメラにはメリットが大きい。

実施例３ 実施例３は、実施例１，２のようにミラーを駆動するの
ではなく、第１６図のように、結像部４を図でみるよう
に、ビッヂ、ヨ一方向に駆動部１２ａと１２ｂにより制
御し、又ロール方向は、駆動部１２ｃで撮像部５を制御
するもので、回路。

動作は基本的に第２図と同じなので、省略するがミラー
を用いないためピッチ駆動部１２ａの制御回路はｅａ／
２ではなくθａで良い。

新たな構成としては、結像部の重心補正制御部４０であ
り、画像制御回路９と連動して作動する。

これは、フォーカス駆動部４Ｉからの、フォーカス情報
及びズーム駆動部１６からのズーム情報に応じて重心補
正部４２を、純機械式もしくは電気機械式に制御するも
ので、結像部４は常にバランスを保つため、ピッチ駆動
部１２ａが、バランスを保つために補正する力を常時加
える必要がなくなり、小さい容量の電池で駆動される民
生用ビデオカメラにとって重要な低消費電力化に貢献す
る。

この動作を説明する２第１７図（ａ）のように結像部４
と撮像部５及びバラシザー４２フオーカスレンズ４３が
配置され、ピッチ回転軸１３ｃを中心とした重心のバラ
ンスがとれているとする。次に第１７図（ｂ）のように
相対的重量が大きいフォーカスレンズ４３が前方に移動
すると、重心は入射光２に対して、前方向に移動する。

この時、フォーカス駆動部４１のフォーカス情報に基づ
き、重心補正制御部４０により、バランサー４２を後方
に純機械的もしくは電気機械的に移動させる事により、
バランスは保たれる事になる。

第１７図（Ｃ）は、逆にフォーカスレンズが、入射光２
偏に対して後に移動した場合の例で今度は、バランサー
４２を前方向に移動する事によりバランスが保たれる。

図に示すように撮像板５の後方の中心軸上にバランサー
４２を配置することにより、結像系の光軸を中心とした
回転方向のバランスが計られロール揺動の影響が少なく
なり外部ショックに強くなるという効果が得られる。

消費電力をさらに少なくするには、図に示す２軸のシン
バルの中心部に結像手段を含む可動部の重心が、常にあ
れば可動部がどの方向を向こうと理論的に力を加える必
要はない。

この事を実現するには、まず、焦点調整やズーミングを
行なっても、常に可動部の光軸方向の中心軸上に重心が
くるように構成し、次に第１７図に示すようにバランサ
ーの重心が同じく中心軸上を移動するように構成すれば
、バランサーと光学部品のバランスがとれた時、重心は
中心軸上にあり、かつ、２軸のシンバルの中心部に存在
し、可動部がどの方向を向こうと、駆動力を与える必要
はない。以上のようにバランサーを可動部の中心軸上を
移動させる事により、消費電力は大巾に削減される。こ
の場合、バランサーの重心を可動部の中心軸上に配置す
る事は設計１難しい場合が多い。この場合リング状のバ
ランサーを用いる事により、可動部をより短かくできる
ので、ビデオカメラを小型化できるという効果が得られ
る。

第１８図はバランサーを移動させるのではなく、重心軸
を移動させてバランスさせる方式である。重心補正駆動
部４２により、ピッチ方向回転軸１３ｃの位置を前後に
変化させ１８図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）が各々に対
応する。説明は明らかなため省略する。

実施例４ 第１９図に示すように実施例１４は実施例３の撮影装置
の、ピッチ、ヨー、ロールの揺動検知部８ａ、８ｂ、８
ｃを結像部４と結像部を含む可動部上に移したもので、
実施例３がオープンロール制御であったのに対し、実施
例４は、クローズトループ制御となっただけで、他の構
成は全く同じである。動作は実施例２のミラ一方式のク
ローズトループ制御と全く同じなので省略する。ただ一
点ピッチ方向の駆動及び揺動検知の間に２＝１の伝達比
プーリーかの歯車又は不要となる点が異なる。この実施
例の効果は、実施例２と同様、駆動部１２ａ、ｌ　２ｂ
、　ｌ　２ｃ１回転角の検出精度が要求されないためコ
ストが、安くなる事と、揺動検知部８ａ、　８ｂ、　８
ｃ、の構成度の線形性やダイナミックレンジが要求され
ないためコストが安くなるという効果がある。

実施例５ 実施例５のブロック図は第２０図のように、実施例１で
説明した第２図（ａ）のブロック図と基本構成要素は同
じで、違う点のみを説明する。実施例５は実施例１〜４
のように結像部４を含む光学系の光軸を変化させる方式
ではなく光学系の光軸はそのままで、ＣＣＤ撮像板等の
超小型で軽い撮像部５を第２１図に示すような水平、垂
直方向駆動装置５０の上にとりつけ、ピッチ揺動に応じ
て垂直駆動部５１ａを垂直駆動回路５２ａにより駆動し
、ヨー揺動に応じて水平駆動部５１ｂを水平駆動部５２
ｂで駆動する方式で、全く別の方式ともいえる。ここで
、カメラボディが、絶対座標系に対して０度揺動した時
、第２１図の撮像板５をどの位移動すれば画像を静止し
たように補正できるか、この移動補正量を計算してみる
。

ピッチ方向Ｌａ、ヨ一方向Ｌｂとし、ビック方向の揺動
角をｅａヨ一方向の揺動角をＯｂとし、カメラから被写
体までの距離をＡ、レンズの等測的な焦点距離をＦとす
ると、Ａｃｏｓｅｂ−Ｆ ＦＡｓｉｎ９ｂ ＡｃｏｓＯｂ　−Ｆ 民生用ヒデオカメラの場合Ｆは小さく被写体までの距離
Ａが通常の撮影条件ならＦ／Ａは零とみなしてもよい。

従って近似式しとて、 ＬａαＦｊａｎｔ３ａ　・・・・・・・・・・・・　■
Ｌｂ＝ＦｔａｎＯｂ　・・・・・・・・・・・・　■が
得られる。民生用手持ちビデオカメラではズームレンズ
が殆んど全ての機種にズームレンズが装着されているた
め、上記の計算式■、■により第２０図において、フォ
ーカス検知部４１ａから被写体までの距離Ａを、ズーム
検知部１６ａから結像部４の焦点距離Ｆを得て、又、ピ
ッチ、ヨー揺動検知器８ａ、８ｂから揺動角速度を得こ
れより揺動角Ｏａ、　［３ｂをめる事によりピッチ、ヨ
一方向の補正量演算部１１ｈ、１１ｉにおいて■、■の
演算を行ない、ピッチ、ヨーの補正量Ｌａ、Ｌｂをめ、
Ｌａ、Ｌｂの情報を垂直駆動回路５２ａ、水平駆動回路
５２ｂに送り第２１図の垂直駆動部５１ａ、水平駆動部
５１ｂにより、撮像板５は垂直方向にＬａ移動し、ピッ
チ方向の揺動分を補正するため撮影画像には、ピッチ方
向の揺動は、垂直駆動部５１ａの補正範囲内にある限り
現われない。　ヨ一方向も同様である。

通常は近接撮影の揺動抑制は不要とみてよいため、＠［
相］式でよい。従って一般消費者向はビデオカメラには
、第２０図のように、ズーム検知部１６ａの焦点距離の
情報と揺動検出部８ａ＋　８ｂからの１ｌｌａ、　ｏｂ
の情報により、補正量演算部１１ｈ。

１１ｉは００式を演算する方式でも実施効果は高い。　
この方式は、レンズ等の結像部４等の精密な光学系を駆
動しなくてよいため、ショックに強いだけでなく、消費
電力も小さくなり、又外観的にも、通常のカメラと同じ
く、デザインの自由度が大きくなり重量も軽くなる等の
効果がある。

特に、最近の半導体技術の進歩はめざましく、撮像板も
、４．４Ｘ５．７ｍｍの試作品が発表されているため、
これらを用いると駆動部も小型で済むことになる。更に
将来の小型化により、ますます実施効果が高くなる。

ただ、レンズのチラμの問題があるため補正範囲は限定
される。これを解決するのが第４図、第５図、第６図等
で説明した揺動表示回路１０ａであり、人間が常に制御
範囲の中央部へカメラの向きを制御するように、指示を
表示してくれるため狭い制御範囲でも、充分な画像安定
効果が得られる。

実施例６ 実施例６は第２２図に示すように、結像部４により一旦
結像させ、この結像部に充電変換部６０を配置し充電変
換を行ない、この充電変換した画像情報を電子ビーム等
の電気的読みとり手段をもつ撮像管６１を用い、揺動検
出部８ａ、８ｂの検出情報に応じて、補正量を補正演算
部１１ｈ、１１ｊにて演算し、垂直偏向回路６２ａ、水
平偏向回路６２ｂにより、読みとり用の電子ビームを偏
向させ、最終的に信号出力回路６３より、揺動の抑制さ
れた画像の電気信号が得られる。

実施例６の場合、第２３図（ａ）にあるように、実際の
画像読取部６３に対して余裕のある充電変換部６２をも
っており、揺動に応じて、第２３図（ｂ）の実線もしく
は点線のように画像読取部６４が移動する。この場合移
動前の画像読取部６４ａから移動後の画像読取部６４ｂ
への移動は、各フィールド毎もしくは各フレーム毎のブ
ランキング期間中に行なわれないと民生用ビデオカメラ
の場合、カラー単式撮像管のストライプフィルタの関係
で色ズレを起こしてしまう。従って基準時間信号部６５
からの垂直同期信号に基づき、その間画像制御回路９は
画像の補正制御をロックさせる。制御時の画像の結像面
上での補正移動量は、実施例５と同じでズーム検知部１
６ａからの情報と動揺検知部８ａ、８ｂの情報に基づき
、出力画像が補正されるように、補正量演算部は■、＠
式もしくは＠、ｏ式の演算を実施例５と同様行なう。こ
の場合ビーム偏向の非線形分は補償してやる必要がある
事はいうまでもない。

このように、結像部上の光学像は制御しないで、充電変
換後の二次元状の電気画像信号の電気的読取手段を制御
する方式を民生用ビデオカメラに応用する場合、美しい
画像を得るためには、移動後の新しい画像読取部６４ｂ
上の残存電荷を予め除去しておかないと、蓄積されてい
る電荷をよみとってしまうため残像をよみとってしまう
。このため、主制御回路中に不要電荷除去回路６６を設
けて影等をとり除いている。

この回路は第２３図（ａ）の状態の場合画像読取部６４
の周囲の不要電荷を除去するもので、いくつかの手法が
考えられるが、この実施例では、水平帰線期間中及び垂
直帰線期間中に、画像読取部６４の周辺部の電荷を電子
ビームの偏向を制御し、電子ビームを照射することによ
りリセットする方法を示す。

まず、画像読取部６４の水平方向の不要電荷は、第２４
図（ａ）の斜線部に示すＡ、Ｂ間及びＣ，Ｄ間の部分に
蓄積されている。この電荷を除去するには、第２４図（
ｂ）のように、水平偏向電圧Ｖｈの走査速度をＡ、８間
、Ｃ，Ｄ間で速くすれば、この間の不要電荷は除去でき
る。走査速度が速いため、電荷の除去が不充分であれば
、第２２図の高圧信号部６７によりＡ、８間及びＣ，Ｄ
間の走査中電流を多く流す事により完全に除去できる。

又電子ビームが細く、電荷を完全に除去できない場合、
第２２図の電子ビームフォーカス回路６８にＡ。

８間、Ｃ，Ｄ間のみ、電子ビームを太くすれば対処でき
る。

こうして、画像読取部６４の水平方向に隣接する不要電
荷は除去される。

次に、垂ｉｉ１方向の不要電荷は第２４図（Ｃ）のＷ、
Ｘ間、Ｙ。

２間の斜線の部分に存在する。この場合垂直帰線期間中
に垂直偏向回路６２ａに不要電荷除去回路６６より指令
を与え、第２４図ω）のように垂直偏向電圧Ｖｎを制御
し、Ｗ、Ｘ間。

Ｙ、２間の垂直走査速度を速くし、かつ、水平方向の走
査速度を速くすることにより、不要電荷は除去できる。

この場合、もし水平の走査速度の限界に達し、同じビー
ムの太さでは全ての不要電荷を走査しきれない場合、電
子ビームフォーカス回路６８により電子ビームの太さを
太くすれば良いし、又高圧信号部６７により、電荷除去
効果を上げても良い。

以上のようにして、画像読取部６４の周囲の不要電荷は
除去でき、画像制御を行っても残像の影響はなくなるた
め、実施上重要な効果がある。

実施例７ 実施例７は、実施例６で用いた撮像管６０のかわりにＣ
ＯＤ、ＭＯＳ等の固体撮像板を用い、ピッチ、ヨー揺動
検出信号に応じて垂直方向の転送と水平方向の転送を制
御し連続画像を安定化するもので、ブロック図は第２５
図に示しめすような構成で、実施例６で説明した第２２
図のブロック図とほぼ同じ構成のため異なる部分のみ説
明する。第２５図は、インターライン式のＣＣＤ方式の
固体撮像板の撮像部５を用いた例を示し、光検知用のフ
ォトダイオード等の光検知画素７１と、情報転送用の転
送用画素７２の組み合わせが水平方向及び垂直方向に並
び、マトリクス状に配置されている。実際の民生用カラ
ービデオカメラ用撮像板は、水平方向で４００〜５００
画素、垂直方向で２５０〜３００画素が標準であるが、
図面の関係、水平方向４画素×垂直方向５画素の例を示
し、動作原理を説明する。

光検知画素７１により、光電変換された画像情報は、１
フイード毎もしくは１フレーム毎に転送パルス回路７３
からのパルスにより、光検知画素７１から転送用画素７
２に矢印に示すように、−斉に転送される。転送された
各転送画素７２は、垂直方向に転送する。

垂直転送部７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ上を垂直転
送回路７５の第１垂直方クロツク回路７５ａ及び第２垂
直クロック回路７５ｂからの垂直転送りロック信号に応
じて図面下部方向に転送される。下部方向に転送された
各画素の電気情報は、水平方向に転送する水平転送部７
６上を水平転送部回路７７の第１水平クロック回路７７
ａ及び第２水平クロック回路７７ｂの水平転送りロック
信号に応じて、右方向に転送され、信号出力回路７８に
到達し、画像信号として出力される。

以上は、基本的な動作原理であるが、本発明の画像制御
がオン状態になった時は、ピッチ方向及びヨ一方向及び
ロール方向の制御が行なわれる。撮像板はマトリクス状
の画素をもち、水平垂直方向にのみ転送されるため純電
子的に、ロール方向の制御は行えない。このため第１図
（ａ）に示すような、ロール駆動部１２ｃに撮像部５を
とりつけ、揺動ロール角に応じて制御しているが、この
説明は、他の実施例で説明し、重複するため説明は省き
、残るピッチ方向及びロール方向の制御の動作原理を説
明する。

まず、ピッチ方向のカメラボディの揺動は、実施例６と
同じくピッチ揺動検知部８ａで検知され、補正量演算部
１１ｈ内。

にてズーム検知部１６ａにより検知される焦点距離工と
、ピッチ揺動検知部８ａの検出信号を積分する等の手段
により得たピッチ揺動角Ｏａにより、ｆ　Ｘｔａｎθ等
の補正量の値を得、この補正量だけ、最終的に撮像部５
の結像面上で、第２３図（ａＸｂ）に示したように等測
的に補正されるようにピッチ制御回路１１ａにより、垂
直転送回路７５の垂直転送りロック信号を変調し、得た
い画素情報が水平転送部７６に達する時間を垂直ブラン
キング時間中に制御する。この事は実質的に検出した画
素信号が、垂直方向につまりピッチ方向に移動した事に
なり、信号出力回路７８からはピッチ揺動の抑制された
画像信号が得られる。

次にヨ一方向のカメラボディの揺動は、ヨー揺動検知部
により検出され、ピッチの揺動と同じく補正量演算部１
１ｉで補正量の演算がされ、ヨー制御回路１１ｂにより
、水平転送回路７７の水平転送信号が変調される。水平
転送部７６上には、補正により得たい画素情報と、その
周辺の不要な画素情報が存在する。この不要な画素情報
をスキップして、必要な画素情報をアクセスできればよ
い訳であり、この方法には様々な方式が考えられる。

もし、時間軸の圧縮伸長を行なわないなら水平帰線期間
中に不要な画素情報の部分を高速に転送してしまい必要
な画素情報の冒頭部から水平読み出しを開始すれば良い
。この方法は、水平方向っまりヨ一方向の補正範囲が比
較的狭くて良い場合有効である。この補正範囲の限界は
水平帰線期間中に転送できる画素数であるが、水平走査
時間６３．５μｓに対し、水平−帰線期間は規格により
異なるが、例えば１１．４ｕｓのオーダーであり、１画
素の水平方向の転送時間は、一般的に５０〜１０ｈｓ位
必要である。このため撮像板の転送りロック信号の例が
７゜２ＭＨｚや１０．７Ｍ１１ｚに設定されている。従
って１００〜２００の画素分の移動が、水平ブランキン
グ期間中に可能であり、この範囲でよいなら時間軸の圧
縮伸長を行わず、撮像板内で処理が可能である。この事
により、画素情報の水平方向の等測的な移動、つまりヨ
一方向の画像制御が行われる。ここで参考までに垂直方
向の制御範囲を述べると、水平帰線期間は約６００ｕｓ
と水平帰線期間の５０倍近くあり、当然この間に転送で
きる画素数の理論限界も５０倍の５０００〜１万画素と
、充分すぎる位あるため、垂直方向の、つまりピッチ方
向の制御範囲は撮像部５のデツプ面積と、結像部４の結
像範囲により、制約を受けるのみと考えてよい。

これに対して水平方向の制御範囲は、時間軸の圧縮信号
を行なわなζ〕れば、上述のように水平転送速度の限界
から、狭い制御範囲に限定される。一般に民生用ビデオ
カメラの場合、ピッチ振れの方が多く目立つためこの方
式はピッチ方向の制御を広範囲に行ない、ヨ一方向の制
御は画面の、例えば１０〜２０％位の範囲内のみ行なう
ビデオカメラを、時間軸圧縮伸長回路等の附加回路なし
で、従って低コストで実現するという効果がある。更に
ヨ一方向の制御範囲を拡張したい場合は、第２５図の信
号出力回路７８の中に点線のブロック図で示すように時
間軸の伸長もしくは遅延を行なう時間軸制御回路７８ａ
を設ける事により可能となる。

具体例をあげると、水平方向に５００画素が最終的に必
要な時、撮像部５には例えば１０００の水平方向の画素
を配し、例えば水平走査時間の６３．５μｓで１０００
画素を全てよみ出す。この中には３１．７５μｓに補正
に必要な５００画素、この前後の３１．７５ＵＳに補正
に不要な５００画素があるため、補正に必要な５００画
素の冒頭部に達するまで待ち、冒頭部に達するとこれを
制御範囲の一番遅い時間帯に設定した復調同期信号まで
遅延させ、この復調同期信号に同期して、必要な５００
画素の読み出しを開始する。この場合３１．７５μｓか
ら規格である。６３．５ｕｓに伸長して、順次送り出す
事によりヨ一方向の揺動が補正された画像信号が信号出
力回路７８から得られる。

この時間軸制御回路を設ける事により、水平転送部７６
の転送速度を一定にできるため、ＣＣＤの場合の高速転
送時と低速転送時に異なる転送残留電荷の画像への悪影
響が防げ、画質が向上するという効果があり、又、当然
ヨ一方向の制御範囲を充分広くとる事が可能となる。

実際にどのような画像が補正されるかと説明するために
、画素数を水平、垂直方向に各１／１００位に減らした
撮像部５を入射光方向からみた平面図、第２６図（ａ）
〜（ｄ）を用いる。まず第２６図（ａ）のように撮像部
５は水平方向に４列、垂直方向に５列のマトリクス状の
画素をもち、水平転送部７６及び信号出力回路７８０部
分を各々１列とみなして５列×６列のマトリクスをもち
、第２６図（ａ）のように水平方向に５ケ、垂直方向に
６ケの番号をっけ、各画素の座標を水平と垂直の番号に
より例えば（１，１）というように表現するものとする
。

そして、各画素上に結像している光学情報は、各々の光
検知画素７１により、充電変換された後転送パルス回路
７３のパルス信号により、各々の転送用画素７２に送り
こまれた後の状態を示している。便宜的に、各々の画素
情報を丸印で示し補正後に必要な画素情報を黒丸、不要
な画素情報を白丸で示したのが第２５図（ａ）であり、
画素は（１，１）から（４，５）まで全ての転送用画素
７２中にあり、このうちとり出したい画素は黒丸で示す
（２，２）、（２，３）、（３，２＞、（３，３）の４
つであると設定する。

まず、各フィールド毎もしくは各フレーム毎にピッチ方
向つまり垂直方向の補正を行なう。このためには、上述
のように垂直ブランキング時間中に、ピッチ制御回路１
１ａにより、垂直転送回路７５の垂直転送りロックの速
度、もしくは速度は一定で、クロック数を制御する事に
より、第２６図（ｂ）に示すように補正後に必要な画素
情報が座標（２，６＞、（３，６）の水平転送部７６中
に入る。これでこのフィールドもしくはフレームにおけ
るピッチ方向の補正制御は完了した事になる。

次にヨ一方向２図では水平方向の制御は上述のように、
各水平ブランキング期間中もしくは時間軸制御回路７８
ａにより行われるが、ここでは時間軸制御回路７８ａを
用いない方式の説明をする。

上述のように、ヨー制御回路１１ｂにより水平転送回路
７７の水平転送信号は制御され、水平転送部７６中の各
画素は、垂直ブランキング期間終了後、右方向に揺動状
態に応じて転送りロック速度を変えたり、クロック数を
変える事より、竿２６図（Ｃ）の（５，６）のように、
水平走査開始時間に同期して補正後の画素情報が出力さ
れるように、制御される。

この水平転送を必要な走査線の数だけ行なった後の状態
を示したのが第２６図（ｄ）であり、補正後の画像電気
信号の出力は終わり、水平転送部７６上に補正に不要な
画素情報が残っているだけであり、全ての転送用画素７
２からは電荷は掃き出されて、残っていない状態を示し
ている。この時、残存する電荷をさらに掃き出すため各
画素に従来から行なわれているようにスイッチ素子を設
け、更に確実に電荷を各々の転送用画素７２から取り除
いてもよい。

さて、各フィールド毎、もしくは各フレーム毎の画像信
号読み出しのｌサイクル時間中にフォトダイオード等か
らなる光検知画素７１には結像した光学像の光情報によ
り、光電変換した電気量が蓄えられている。垂直をブラ
ンキング時間中に、転送パルス回路７３により光検知画
素７１より、転送用画素７２に画素情報を移す事により
、画像読み取りサイクルの最初の状態に戻る。

このサイクルの間に、カメラボディの揺動が発生してい
なければ、第２６図（ａ）の状態に戻り、同様の動作が
繰り返し行われるが、もし、このサイクルの間にカメラ
ボディの揺動く・例えば、ピッチ方向の揺動とヨ一方向
の揺動が発生していれば、揺動検知部８ａ、８ｂはこれ
らを検出し、最適補正量の計算が速やかに行われる。

ここで、ｌサイクルの間のカメラボディの揺動により、
本来撮影すべき被写体の画素情報が、第２６図（ｅ）の
ように、別の画素部に入っているとする。具体的には、
（，２，２）に入るべき情報が第２６図（ｅ）では（３
，３）に、（２，３）が（３，４）に、＜３．２）が（
４，３）に、＜３．．３）が（４，４＞に誤って入って
いる事になりこの変動量をめ補正する必要がある。この
垂直方向及び水平方向の変動量をめると、上述のように
各々ピッチ揺動検知部８ａ、ヨー揺動検知部８ｂにより
、検出されたピッチ、ヨーの揺動角Ｏａ、　Ｏｂ、及び
、ズーム検知部１６ａによりめられるレンズの焦点距離
Ｆ、及び近接撮影の場合はフォーカス検知部４１ａから
の被写体距離Ａ、により■。

０式もしくは＠、■式により、変動部はめられる。この
変動分を補正量演算部１１ｈ、１１ｉによりめ、この変
動分だけ次の画像読み出しサイクルにおいて、垂直転送
回路７５゜水平転送回路７７により、逆補正する事によ
り、カメラボディのピッチ、ヨ一方向の揺動に対しては
、制御範囲内であれば、補正され、安定した見易い美し
い連続画像が得られる。ロール方向の揺動に対しては、
マトリクス状の画素配列で、垂直方向き水平方向の転送
しか制御できないため、上述のように第１図（ａ）に示
すようなロール駆動部１２ａに撮像部５をとりつけ回転
させる必要があるが、民生用の場合ピッチ、ヨ一方向の
制御だけで充分連続画像の安定効果が得られるため、ロ
ール方向の制御を省いても効果は高い。従ってこの方式
により、純電子的に画像制御ができる撮影装置が実現す
る。もちろんロール制御を行なう事により画像はさらに
安定する。

この実施例は機構部分がないため、半導体技術のめざま
しい進展を考えると非常に丈夫で、さらに将来的に低コ
ストの連続画像改善効果のあるビデオカメラを小型で提
供できる事は確実であるため、非常に実施効果の高いも
のである。

又、第２５図に示す方式では、上述のように時間軸圧縮
、伸張を行なう時間軸制御回路を設けないと、水平ブラ
ンキング期間中の短い時間内に、多くの画素情報を水平
転送回路７６で転送必要があり、転送速度の限界から水
平方向つまりヨ一方向の画像補正範囲が狭い範囲に限定
されてしまっていたが、この問題は、比較的時間の長い
垂直ブランキング中に画素の水平転送を行なう事により
解決できる。これを示したのが第２６図（ｆ）で、第２
５図の構成に加え、光検知画素部７１と、転送画素部７
２の上に第２６図（ｆ）に示すように、垂直方向の転送
用電極を設け、かつ、画素部水平転送回路７９を設け、
第１転送りロック回路７９ａと第２転送りロック回路７
９ｂにより、図の右方向に各々の画素情報を転送するよ
うに構成しである。これにより、時間的余裕のある垂直
ブランキング期間中に、全ての画素情報を画素部水平転
送回路７９により図の右方に転送し、水平方向っまりヨ
一方向の画像制御がなされる。

これとは別に、不要電荷回路６６も加えである。これは
、２つのブロックからなり、１つは垂直転送部電荷除去
回路６６ａで、これは第２６図（ｆ）において垂直転送
部電荷除去回路６６ａより、右端の垂直転送部７４ｄに
配線された端子により垂直転送部７４ｄの電荷を除去す
る役割をもち、画素水平転送回路７９により、右方向に
転送された不要な画素情報の電荷の除去及び、各転送セ
ルのポテンシャル井戸内の電荷のオーバーフローを防止
する。

そして、もう１つのブロックは、水平転送部電荷除去回
路６６ｂで、水平転送部７６の一部のセルに除去電極を
設け、水平転送部７６内の不要な画素情報の電荷を速や
かにとり除き、補正に必要な画素情報の電荷との混合を
防止する。

以上の画素部水平転送回路７９と不要電荷除去回路６６
により、時間的余裕のある垂直ブランキング期間中に、
ヨ一方向つまり水平方向の画像補正が可能となるため、
充分な水平方向の補正範囲を確保する事ができるという
効果が得られる。

参考まで、動作を図面第２６図（ｆ）〜（ｎ）を用いて
説明する。

第２６図（ｆ）は、光検知画素部７１から転送用画素部
７２へと、垂直ブランキング期間中等に画素部水平転送
回路７９により、画素情報が転送された直後の状態を示
している。第２６図（ａ）と同じく水平方向４列、垂直
方向５列の画素情報を丸印で示し、白丸が補正後不要と
なる画素情報、横線丸及び縦線丸、座標で表わすと（２
，２）、＜２．３）、（３，２）、（３，３＞の４画素
が補正後必要となる画素情報であると仮定する。この垂
直ブランキング時間は、画素の転送時間に比べると充分
余裕があるため、画素部水平転送回路７９により、各画
素情報を各転送用画素７２から各光検知用画素７１へ、
図で右側方向に転送させる。この状態が第２６図（ｇ）
である。この時、右端の垂直転送部７４ｄに転送された
補正に不要な画素情報の電荷は、垂直転送部電荷除去回
路６６ａにより除去されている。従って、次の水平転送
りロックサイクルにより、第２６図（瞼のように、座標
（４，２）、（４，３）には、縦線丸印で示す補正に必
要な画素情報の右端が、右端の垂直転送部７４ｄにくる
。これで、ヨ一方向つまり水平方向の画素補正は主に垂
直ブランキング時間中に完了した事になる。なお、この
場合インターライン方式のＣＣＤの場合、光検知用画素
部７１は光透過構造となっており、又転送用画素部７２
は先進へい構造となっているのが通常であり、本実施例
も、この構造を採用している。従って、画素情報が光検
知用画素部７１を水平方向に転送される過程において受
光電荷が雑音として加わるが、一つの画像情報の受光時
間が約１７６０秒、つまり１６．７ｍｓに対し転送中の
雑音の受光時間は、横１０００画素、一画素転送時間を
５０ｍ５とすると、５０μｓの受光時間となりこの影響
は無視できるオーダーで、画素の劣下は殆んどないと考
えてよい。さらに少なくしたい場合は、各光検知用画素
７１に電荷除去端子又はＴｒを設け、各画素部水平転送
サイクルに蓄積される電荷を除去すればよい。

こうして、第２６図（粒のように、垂直ブランキング時
間中に、水平方向つまりヨ一方向の画像補正制御は、完
了した。

残った垂直ブランキング時間中に垂直方向つまりピッチ
方向の画像補正制御を第２６図（ａ）〜（ｅ）で説明し
たのと同じ手法で行なう。垂直転送回路７５により各垂
直転送部７４上を、図の下方向に補正量だけ画素情報を
転送すると、第２６図（ｅ）のように補正後必要な画素
情報が水平転送部７６上の座標（３゜６）、（４，６＞
に示すように転送されてくる。この時水平転送部７６の
座標（２，６）上に転送された、補正後不要となる画素
情報は不要電荷除去回路６Ｇの水平転送部除去回路６６
ｂにより除去されているため、水平転送部７６の座標（
２，６）は、空の状態となっている。この後補正に必要
な画素情報は第２６図（ｊ）のように順次、信号出力回
路７８により画像信号として外部に出力される。当然図
には示していないが光検知画素７１にはモザイク上に色
フィルターが配置され、この画素信号を信号処理する事
によりＮＴＳＣ信号もしくは、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ等の
カラー画像信号が得られる。第２６図（Ｄに示すように
水平転送部電荷除去回路６６ｂにより、水平転送部７６
上の補正に不要な画素情報は除去されているため水平転
送部７６上には、電荷は残っておらず即刻水平ブランキ
ング中に、次の画素情報を水平転送部７６に転送する事
ができ、第２６図（ｋ）に示すように、水平転送部７６
上に、補正に必要な画素情報が入り不要な画素情報の電
荷は座標（２，６）に示すように水平転送部電荷除去回
路６６ｂにより除去される。そして、水平転送部７６上
の、補正に必要な画素情報が信号出力回路７８により出
力されると１フイールドの画面の出力が完了し、垂直ブ
ランキング期間に入りこの間に第２６図（１）に示すよ
うに補正に不要な残った画素情報を、外部に掃き出す。

そして、第２６図（ｍ）に示すように、■フィールドも
しくはｌフレーム走査期間中に光検知用画素７１に蓄積
された電荷は、垂直ブランキング期間中に画素部水平転
送回路７９からの転送信号により各々の光検知用画素７
１から各々の転送用画素７２に転送される。前のフィー
ルドと次のフィールドの走査期間中にカメラボディの揺
動があった場合、第２６図（Ｉｌｌ）のようになり第２
６図（ｆ）とは異なった補正量だけヨ一方向は画素部水
平転送回路７９により、ピッチ方向は垂直転送回路７５
により、共に時間的余裕のある垂直ブランキング中に補
正する事ができる。特に第２５図のブロック図の方式で
は、制御範囲が広くとれなかったが第２６図（ｆ）の方
式では、水平方向の制御範囲を充分広くとれるという効
果が得られる。

第２６図（ｎ）は、その後、同じ垂直ブランキング中に
画素部水平転送回路７９により、ヨ一方向つまり水平方
向の広い補正を行った後の状態を示している。

第２６図（ｆ）のＣＣＤ撮像板の撮像部５の左上部を拡
大したものが第２６図（０）であり、画素部水平転送回
路７９と垂直転送回路７５のみを図示している。左上部
の８つのセルＡ、Ｂ。

Ｃ，Ｄ、　Ａ’、　Ｂ’、　Ｃ’、　Ｄ’は１組の画素
単位であり、実際は数十万画素あるが図面の関係で垂直
方向に３列、水平方向に３列の９画素分のみを示す。こ
の各画素内の構成は全て同じで、一画素分の各セルのう
ちＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｃ’の上には、電荷転送用の電極が
薄い絶縁層を介して設けられており、Ａ’、　Ｂ’、　
Ｄ’の斜線で示す部分は不純物を拡散させる事により、
設けた電荷転送を防止するためのチャンネルストッパ一
部である。まずＡは光検知用画素７１であり、この上に
設けられた電極は、水平に転送する第１転送りロック回
路７９ａに接続されている。次のＢは水平転送用のセル
で、この上の電極は第２転送りロック回路７９ｂに接続
されている。Ｃは転送用画素７２で、この上の電極は垂
直転送回路７５内の第１垂直クロック回路７５ａに接続
され、垂直転送部７４の１部を構成する。ＤはＢと同じ
く水平転送用のセルで、この上の電極はＢと同じく水平
転送用の第２転送りロック回路７９ｂに接続されている
。残るＣ′は垂直転送部７４の一部を構成する垂直転送
用セルで、この上の電極は第２垂直クロック回路７５ｂ
に接続されている。そして斜線で示すＡ’、　Ｂ’。

Ｄ′の部分は、電荷の転送を防ぐチャンネルストッパ一
部る。

第２６図（０）は各光検知用画素７１部上に結像した光
学像により充電変換が行なわれた直後の状態を示し、９
つの画素部に１〜９の番号のついた丸印で示す画素情報
が入っている。

Ｐチャンネル基板のＣＣＤ撮像板の場合、転送されるの
は電子であり、転送電極に負又はＬＯＷの電圧を加える
とその下の井戸は浅くなり、電荷はＬＯＷの電位の電極
の部分から排除される。このＬＯＷの電位の電極部分を
四角形で示す事にする。従って、第２６図（０）におい
ては各画素のＢの部分及びＤの部分及びＣ′の部分がＬ
ＯＷの電位に各クロック回路により、設定されている。

従ってこの状態では、１〜９の各画素情報は転送されず
、画像情報の光電変換を１フイールドもしくは１フレー
ムの時間だけ継続し電気情報を蓄積する。

■フィールドもしくはｌフレームの時間が終了すると、
各画素情報は画素部水平転送回路７９の水平転送りロッ
ク信号により、まず水平方向の転送を開始する。第２６
図（Ｄ）のようにＡ、ＣがＬＯＷ電位、ＢがＨｉｇｈ電
位になるため図の右方向の水平方向に転送される。次の
サイクルでは第２６図（ａ）に示すように、Ｂ、Ｄ、Ｃ
’がＬＯＷ電位、Ａ、ＣがＨｊｇｈ電位のため画素ｔＩ
’１報はＣにとどまり、この場合垂直転送部７４の下、
方向への転送は、ＬＯＷ電位であるＣ′により阻止され
ているため、継続して水平転送を続け、第２６図（Ｔ）
の状態となる。

従って水平方向っまりヨ一方向の画像補正が、この構成
、この構造のＣＣＤ撮像板で可能となる。前述のヨ一方
向の補正量は第２５図の補正量演算部１１ｉで、ヨ一方
向の揺動量。

ズーム比等により計算式■、■又は［相］、■でめられ
、この補正量だ０画素の水平転送が行なわれる。この補
正は、主に比較的時間の長い垂直ブランキング期間中の
初期の短い時間中に完了し、ヨ一方向の制御範囲も転送
速度の限界を考慮しなくてよいため広い範囲が可能とな
る。なお、光検知用画素７１以外は遮光構造となってい
るが、遮光構造となっていない光検知用画素７１の部分
をヨ一方向の揺動に応じて画像情報は転送されるため、
不要な画像の雑音を、水平転送補正量が大きくなればな
る程受けることになるが、この対策として、各光検知用
画素部に電荷除去ＳＷを設は水平転送りロックに同期し
て、不要な画像情報に基づく電荷を除去しても良い。

しかし、ＮＴＳＣの場合垂直走査期間１６．７ｎ＋ｓに
対し、ヨー補正のため水平転送時間は１００μｓのオー
ダーであり、一般消費者向けとしては必ずしも必要な機
能ではない。こうして、ヨ一方向つまり水平方向の補正
を完了した状態を示したのが第２６図（Ｓ）で、この状
態は第２６図（陣の状態と同じである。

従ってこの後、垂直転送部７４により、下の方向にピッ
チ方向の揺動量だけ垂直方向の画像情報の転送が行なわ
れ、今度はピッチ揺動の補正が行なわれる。この場合第
２６図（ｓ）、　（ｔ）。

（ｕ）に示すように、水平転送は行なわれず画素水平転
送部上では、各セルＡがＨｉｇｈの電位、ＢとＣの各セ
ルはＬＯＷの電位で、Ａでの充電変換による電荷蓄積が
始まり、セルＢ、ＣはＬＯＷ電位に、垂直転送中は第２
転送りロック回路により保持されるため垂直転送部７４
から水平方向への転送電荷の漏れは防止される。こうし
て、垂直転送回路７５の転送りロック信号により、画素
情報は下方向への転送を開始し、垂直転送部７４上の各
セルの各井戸は転送方向性をもたせであるため、第２６
図（ｔ）、　（Ｌｌ）に示すように垂直方向の各セルは
２相で、Ｈｉｇｈ電位、ＬＯＷ電位を繰り返し、画素情
報は垂直ブランキング期間中にピッチ揺動を補正する分
だけ下方向に移動し、第２６図（ｉ）の状態になった時
ピッチ揺動補正を完了する。これと平行して、第２８図
（Ｌｌ）の光検知用画素７１内には次のフィールドもし
くはフレームの画素情報が点線丸印番号ＩＯから１８の
ように蓄積を開始し、第２６図（１）に示すように、１
フィ−ルドもしくはｌフレームの走査が完了した時点で
、画素部転送回路７９により光検知用画素７１から転送
用画素７２へと転送すれ、上記の１フイールドもしくは
ｌフレーム毎のピッチ、ヨー揺動の補正制御サイクルを
くり返す。この第２６図（ｆ）、　（ｏ）の方式は、」
二連のように水平方向の制御範囲を大きくとれる他、製
造プロセスは従来の転送速度用のプロセスを用いる事が
できるため、従来設備で容易に量産できるため早くコス
トダウンを計る事ができるという効果が上記の他に加わ
る。第２６図（０）の図では、図面の関係で光検知側画
素７１の開口面積が小さくなっているが、当然もつ七大
きくとる事が可能な事はいうまでもない。又、各画のセ
ルは８つであるが、実際はＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｃ’の５つ
のセルと、Ａ’、　Ｂ’、　Ｄ’の一組のとチャンネル
ストッパーの６つのセルで良い。

実施例８ 実施例７では、時間軸の制御を行うか全画素情報の一斉
水平転送構造を採用しない限り水平方向つまりヨ一方向
の制御範囲を大きくとれない事を述べた。そして時間軸
制御回路７８ａを附加した実施例も示したが、この時間
軸制御回路を追加する事は、素子の面積増大もしくは部
品点数の増大等の高コスト化要因の他、時間軸の制御に
より画像に悪影響を与える要因が増える。実施例８は、
第２７図のブロック図に示すように実施例７に加え新た
に水平転送部制御回路８０を設けこの中の転送出力部制
御回路８０ａにより、水平転送部７６の各転送部に転送
出力部を変更する。出力部制御５Ｗ８１ａ。

８１ｂを設け、水平転送部７６の出力の取り出し口をヨ
ー制御回路１１ｂのヨー揺動情報に応じて制御するもの
であり、実施例７との大きな違いはこの点にある。出力
部制御５Ｗ８１ａ、８１ｂにより出力取り出し部を変更
するし、不要な転送部を飛び越すため水平転送速度を揺
動に応じて速める必要がない。このため転送速度の限界
速度に関係なしに、ヨ一方向つまり水平方向の制御範囲
をピッチ方向の制御範囲と同等以上拡くとれるという効
果が得られる。

さらに、リセット回路８０ｂを附加すれば補正した後不
要となる画素情報のみを、ヨー制御回路１１ｂのヨー制
御信号に応じてリセットＳＷ８２ａ、８２ｂにより選択
的にアース等に掃き出す事により、水平転送部７６内の
残留電荷による画質の劣下が防げるという効果がある。

又、主制御回路ＩＯ内に不要電荷除去回路６６を設け、
各光検知画素７１内に電荷除去端子を設け、電荷除去回
路８３により各検知画素７１内の光電変換後の情報をリ
セットすることに残像を消す事ができる。揺動による残
存電荷を垂直ブランキング時間内つまり１７６０秒毎に
除去する場合揺動が大きいと例えば５Ｈｚで２０％の画
面揺れがあり水平画素を６００とすると、■フィールド
中に１つの光検知画素７Ｉ上を１０画素の光情報が通過
し、この画素を混合した情報が蓄積されてしまう。従っ
てよみ出し時に補正しても、画像が劣下する。この例の
場合１０画素という値は揺動検知部８ａ、ａｂにより検
知できるので揺動の大きさに応じて、主制御回路ＩＯの
不要電荷除去回路６６により電荷をフィールド期間中に
とり除く方法を採用している。

この例の場合、１／１０の露光時間になるように電荷除
去回路８３を制御すると通過する１０画素のうち所望す
る１画素の情報が光検知画素７１にとりこまれる。揺動
が少ない時は、働かす揺動が多くなるに従い電荷除去回
路の除去回路の除去回数もしくは除去時間を増やすと残
像の影響は当然の事ながら減り、画像の劣下が防げる。

この方式は、スチルカメラにおいてシャッターを速くし
た事七同じ理屈で残像は減るが感度は下がる。このため
不要電荷除去回路６６は絞り駆動部８４を駆動し受光量
を多くするか急速な揺動の増加に対しては、信号出力回
路７８の増幅度を上げ、画面の明るさの減少を防止する
機能をもつ。

この水平レジスタ制御回路の具体的な動作を示したのが
第２８図（ａ）〜（ｄ）で第２８図（ａ）は、実施例７
で説明した第２６図（ａ）と同様黒丸が補正後に得たい
画像情報、第２８図（ｂ）は、垂直方向つまりピッチ方
向の補正転送を完了した状態を示す。

水平転送部７６に必要な画素の電荷が転送を完了した段
階で、この例の場合出力制御５Ｗ８１ａをＯＮにする事
により、得たい画素情報、座標（３，６）は、第２８図
（Ｃ）に示すように、信号出力回路７８に出力される。

実施例７のように各転送部を高速に転送させる制御を行
なわせると、転送速度の限界で水平方向の制御の範囲が
制約を受けるが、この実施例のように水平転送部の取り
出し口を変更する方式はいくつかの水平転送部を飛び越
す事になるので、転送速度の限界に無関係に水平方向の
制御範囲を任意に拡大できるという効果が得られる。

又、必ずしも必要でないが、リセット回路８０ｂにより
リセット５Ｗ８２ａをＯＮにすることにより水平転送部
の不要な画素情報は第２８図（ｂ）の座１！（１，６）
、第２８図（Ｃ）の座標（１，６）（２，６＞のように
除去され、必要な画素情報のよみとりが完了した時点で
は、第２８図（ｄ）に示すように水平転送部７６上には
、電荷は残っておらず次の走査線の画素情報の垂直転送
が、可能なようになっている。

以上のように、本実施例は、水平方向の転送部の飛び越
し出力を行なわせるので水平方向の転送速度を速くしな
（とも、水平方向のつまりピッチ方向の広い制御範囲を
撮像素子内で行なえるため小型で低コストで水平、垂直
方向の広い制御範囲をもつ撮影装置が実現できるという
効果がある。

実施例９ 実施例８０方式は、変化速度の大きい揺動に対しては、
光検知画素７１に電荷放出手段を設け、変化速度が速く
なるに伴い電荷放出時間を水くする方式をとっている。

逆のいい方をすれば光検知画素７１の光電変換に伴う電
荷蓄積時間を短くする。つまり露光時間を短くする方式
でスチルカメラのシャッター速度を揺動が大きな場合、
速くするのと同じ原理でハツキリした補正画面を得られ
る反面、露光時間が短くなるため、感度がその分だけ下
がる事になる。昼間時の戸外撮影時には、支障とはなら
ないが、夜間の室内撮影等の時に問題となる。

この方式を説明すると、電荷転送型撮像板は、基板中の
電荷井戸を上部に設けた電極の印加電圧を変化させる事
により、移動させ井戸の中の電荷を転送する方式で丁度
、バケツで電荷を順次転送する方式という表現が一般人
への説明用によく用いられている。原理の理解を容易に
するためにこの説明を用いると従来のＣＣＤ撮像素子は
、露光時間中はバケツの位置は移動させないで、１フレ
ームもしくはｌフィートの間、光電変換に伴い発生した
電荷を固定したバケツの中に蓄積する方法であった。そ
しＣ１垂直ブランキング期間中に、光検知用画素７１の
バケツ内に、たまった電荷をインターライン方式では、
全てのバケツの電荷を隣接して設けられたバケツである
転送用画素７２に転送しフレーム転送方式では、■フレ
ーム分の全ての画素のバケツを一斉に別に設けたフレー
ム蓄積部に一度に転送する方式を既存の撮像素子は採用
している。そして、本発明の実施例７，８では光検知画
素７１のバケツ内の画素情報はｌフィールドもしくは１
フレームの間固定する方法をとった。

従ってその揺動が、通常の露光時間であるｌフレームも
しくはｌフィールドの走査期間のｌ／３０秒もしくは１
／６０秒で補正できない場合、揺動の速度に応じて、露
光時間を変化させる方式を説明した。つまり、揺動が速
いと、光検知画素部７１のバケツの中に貯まった不要な
電荷を捨てる訳で、この分感度が低下する事になる。実
施例９の方式は、この感度の低下を防ぐために１フイー
ルドもしくは１フレームの走査期間中も揺動に応じてリ
アルタイムで各光検知画素７１のバケツの中に貯まった
各画素情報の電荷を垂直方向の上下方向、そして水平方
向の左右方向に、あたかもバケッリレーの如く電荷を従
来の撮像素子の１方向の転送方向ではなく４方向に制御
回路により転送する方式である。結像した光学像の揺動
に伴う撮像部５の結像面上の移動を追いながら、各々の
バケツ内の電荷が１フイールドもしくはｌフレームの期
間中に補正する方向にリアルタイムで移動するため、揺
動により結像画像がいくら速く移動しても、電荷の転送
速度の範囲内なら追従するため、１フイールドもしくは
ｌフレーム間の画素情報の光電変換に伴い発生する電荷
は実施例８ではすてたが、本実施例ではすてる事なく、
効率的に１フイールドもしくはｌフレームの間蓄積でき
るため、揺動補正に伴う感度の低下を防ぐ事ができると
いう効果が得られる。これを図面で説明すると、第２９
図が撮像部５及び垂直水平の転送回路及びピッチ、ヨー
制御回路１１ａ、ｌｌｂ等の主要ブロック図を示した図
で、画像制御回路等は、第２５図と同じ構成のため図面
上には示していない。フレーム転送方式とよく似た構成
のＣＣＤ撮像素子の撮像部５を用いており、第２９図に
示すように撮像部５の上半分が充電変換を行う光検知用
画素７１がマトリクス状に配置された受光部９０である
。実際は最終　−出力画素を５００Ｘ５（１０画素とし
た場合、最低１０００Ｘ１０００画素で、構成されてい
るが、図面の関係で、タテ６列ヨコ７列の画素を図示し
ている。受光部９０は各画素を垂直水平の４方向に転送
する受光部垂直水平転送回路９１に接続されており、こ
の受光部垂直水平転送回路９１は、前の実施例で、説明
したピッチ制御回路ＩＬａとヨー制御回路１１ｂに接続
されている。そして、このピッチ制御回路１１ａとヨー
制御回路１１ｂはそれぞれ内部に補正量演算部１１ｈ、
１１１ともっと同時に、実施例７で説明した第２５図の
ような画像制御回路９や操作ＳＷ部７や、ズーム検知１
６ａ等の構成要素をもつが、これらの構成及び動作は前
述の実施例と同じため詳しい説明は省略する。

また、撮像部５の下半分は、上半分を構成する受光部９
０の画素情報のうち補正に必要な画素情報のみが、主と
して、垂直ブランキング期間中に、受光部水平転送回路
９１と垂直転送回路７５により一斉に、短時間に垂直の
下方向に転送され、１フレームもしくは、１フィールド
分の画素情報が蓄積される蓄積部９２で、図では、水平
３列、垂直３列のマトリクス状の画素を示しており、１
　＝１．においてフレームもしくはフィールド転送が完
了した状態を第２９図（ｂ）の蓄積部９２の部分は示し
ており斜線の丸印が、蓄積された各画素情報を示す。

この転送完了時には、受光部９０からの電荷が、蓄積部
９２に混入しないように転送部電荷除去回路６１３ｄに
より、混入電荷を除去する等の手段がとられ、４フイー
ルドもしくは１フレームの読み出しが完了するまで、受
光部９０の転送制御とは独立して、蓄積部９２内の画素
情報の転送は垂直転送回路７５及び、水平転送回路７７
により行なわれ、出力回路７８により映像信号として出
力され、カラー信号に復調される。

１＝ｔ２において、第２９図（Ｃ）のように、垂直転送
回路７５により、画素情報が垂直下方向に転送され水平
転送部７６に送り込まれた後、水平転送回路７７により
右方向に転送され、出力回路７８より映像信号の出力を
開始する。

ｔ＝ｔ３において第２９図（ｄ）に示すように最後の走
査線の走査を行ないｔ＝ｔａにおいて第２９図（ｅ）に
示すように、全ての画素情報の読み出しを完了し垂直ブ
ランキング期間に入る。この後、転送部電荷除去回路６
６ｄによる受光部９０から蓄積部９２−５の電荷の混入
防止機能を停止させ、受光部９０から蓄積部９２への電
荷の転送を可能とさせる。ｔ　＝　１　ｓにおいて第２
９図（ｆ）に示すように、受光部垂直転送回路９１き垂
直転送回路７５により、受光部９０の画素情報を垂直下
方向に転送させ、ｔ＝ｔｅにおいて、第２９図（ｇ）に
示すように、受光部９０の画素情報のうち必要な画素情
報（番号１〜９の丸印）の蓄積部９２に転送を完了し、
再び転送部電荷除去回路６６ｄにより、座標（３，６）
、（４，６＞、、（５，６）のセルの電荷除去等の機能
を作動させ、受光部９０から蓄積部９２〜の電荷流入を
防止する。これにより、第２９図（ｂ）で示したｔ＝ｔ
＋のフィールドもしくはフレーム走査サイクルの最初の
状態に戻り、その後受光部９０と蓄積部９２は、次の垂
直ブランキング期間まで独立して、電荷の転送を行なう
。

従って、実施例９の場合、蓄積部９２の垂直転送回路７
５と水平転送回路７７は、揺動の画像補正制御を主体的
に行なう機能はもたず、揺動の画像補正の制御は受光部
９０内で１フイールドもしくはｌフレームの受光期間中
に、受光部垂直水平転送回路９１により行なわれる事に
なる。

次に受光部９０にお＋ノる画像補正制御の説明をすると
カメラボディが揺動した場合、ピッチ、ヨーの揺動量を
揺動検出手段８ａ、８ｂが検知し、撮像部５上の結像面
上の最適揺動補正制御量に対応する電気信号が、ピッチ
制御回路１１ａ及びヨー制御回路ｆｌｂから、受光部垂
直水平転送回路９１に送られる。

この場合、実施例７．８と実施例９が大きく違うところ
は、前者は、■フィールドもしくは１フレームの走査期
間中は、画素情報の垂直方向及び、水平方向の画像補正
のための各画素情報に基づく電荷の転送は行なわず、主
として垂直ブランキング期間中にピッチ、ヨー揺動の補
正のための電荷の転送を行なう事により画像を補正して
いたが、実施例９の場合、主として１フイールド又は１
フレームの画素情報の受光期間中に第３１図（ａ）〜（
ｅ）（後述する）に示すようにピッチ、ヨーの揺動に応
じて、ＣＣＤ基板中のポテンシャル井戸をピッチ、ヨー
の揺動検出信号に応じてリアルタイムで、垂直方向の上
下方向と水平方向の左右方向の４方向に転送するリアル
タイム電荷転送方式を七っている。ここで、第２９図（
ｂ）のように、受光部９０の水平方向に７列、垂直方向
に６列の光検知用画素７１があり、ある時間ｔ　＝ｔ　
＋において、７×６−４２ケの図中丸印で示す画素情報
を得ており、この画素情報のうち、丸印の中に番号１〜
９をつけた９つの画素の上に、点線の長方形で示す範囲
に得たい被写体の画素情報が結像しているとする。この
場合、１〜９の各光検知部７１で光電変換が行なわれ、
各画素のポテンシャルの井戸の中に、被写体　・の画素
情報の各画素分に対応した電荷が第３１図（ｂ）（後述
する）に示すように、露光時間中に蓄積される。

そして１フイールドもしくは１フレームの時間が完了し
ない間、次の時間１＝１２に至るまでにヨ一方向の揺動
が発生し、目標とする被写体の結像光学像が第２９図（
ｃ）の水平座標（４〜６）垂直座標（３〜５）の点線で
示す範囲に移動した場合、何も対策をとらなければ受講
光期間中に通過したの複数の画素情報が１画素混合され
、画像がホヤけてしまう。本発明では、このヨ一方向の
揺動に対応する水平補正量はヨー制御回路１１ｂから出
力され、この情報を基にして受光部垂直水平転送回路９
１は各画素中の電荷を水平方向に補正量だけ転送するた
め第２９図（ｂ）に示す１＝１．の時の水平座標（３〜
５）、垂直座標（３〜５）にあった１〜９番の丸印で示
す、画素情報に基づく各電荷は、前の実施例のようにす
てられる事なく、水平方向に転送され、第２９図（Ｃ）
に示すように、目標とする被写体の移動に追従し、順次
隣のセルに引きつがれていく事になる。従って、ヨ一方
向の激しい揺動に対しても、転送速度の範囲内であれば
被写体からの光を充電変換した電荷の蓄積を前述の実施
例のように中断させる必要はない。そして、この転送速
度を仮に画素あたり１００ｎｓとし最終出力画面の一辺
を５００画素とし、揺動の振巾を最悪値である画面の１
００％と設定して単純に計算すると、１秒内に１０７画
素転送できるため画面１００％の振巾の２００００　Ｈ
ｚの高速のヨ一方向の揺動に、追従するという事になり
、揺動抑制制御の周波数特性の従来方式に比べて著しい
改善が計れる。しかも感度の低下はない。当然ピッチ方
向も全く同じようにして、周波数特性の改善が計れるた
め、ビッヂ、ヨ一方向の揺動制御周波数は著しく改善さ
れ、揺動検知手段の周波数特性に限定されるのみとなる
。斜め方向の揺動補正は水平方向の補正と垂直方向の補
正の組み合わせて高速に行なえる。

この超高速応答は、揺動検出手段に応じて制御する方式
の場合、民生用ビデオカメラ以外にも様々な効果が得ら
れる。

例えば、今規格統−が進められている電子カメラにおい
てカメラボディの揺動に伴なう、画面ブレは、従来方式
では１フイールドの走査時間つまり１／６０秒のシャッ
ター速度のための画面ブレ対策が問題となっており、前
の実施例で説明した手法等により露光時間を短くすると
いう対策が考えられるがこの場合、感度が低下するとい
う問題点が発生すると思われる。しかし、本発明の実施
例の撮像素子を用いる殊により、静止被写体撮影時のカ
メラ振れに対しては、等測的にシャッター速度が最速値
でＩＯ’ｓｅｃになった事を意味し、実用上揺動に基づ
くカメラ振れの全く起こらない電子カメラを実現できる
。

但し当然の事ながら、■フィールド露光方式を用いれば
動く被写体に対してはシャッター速度はあくまでも１／
６ｏ秒であり、動く被写体を静止させるには、電子的な
手段により露光時間を短かくするか移動物体検知手段を
設ける等の別の対策が必要となってくるがブレの原因の
殆んどが手振れで発生し、スチルカメラの場合問題とな
る画像ブレは、被写体の動きよりも手振れが原因であり
特に望遠レンズを使った手持ち撮影時の殆んどの画像ブ
レがカメラボディの揺動に基づ゛くものであるためカメ
ラボディの揺動検出方式で抑町きる。このためこの撮像
素子及び撮影装置は、その高速抑制特性により、静止被
写体の超望遠レンズを使った手持ち撮影をも可能とする
電子カメラを実現できるという効果もある。又、この方
式は手持ちの民生用ビデオカメラ以外にも放送局用のビ
デオカメラにも応用できる。例えばナイター中継のスロ
ービデオ画像をみても解る通り、例え丈夫な三脚を用い
ても、流し振りをした場合、各１枚１枚の画像が流れて
いる事がスロー再生時見受けられるがこの問題点もこの
撮像素子を用いることにより、ボール等の動く被写体は
改善されないがグランド等の背景等の静止被写体は流れ
る事なく、ハツキリと補正される。従って放送局用ビデ
オカメラに用いても流し撮り時の静止被写体の１枚１枚
の静止画像が、感度の低下なしに補正される事になりス
ローモーションもしくは、スチル画面放送時の画像流れ
を防止できるという効果が得られる。以上のように電子
カメラや放送局用カメラに用いてもこの撮像素子方式は
風景、背景、建物等の静止被写体の撮影時に効果がある
。

そして、高速の画像認識手段を用いればカメラボディや
光学系を機械的に動かす事なく、動く被写体を追う事が
できるため、画像認識手段が低コストになれば、動く被
写体の像も高速に画像補正できるようになるという将来
的な効果の可能性がある。

さて、動作原理の説明に戻ると、感度を上げるために、
各画素の受光部のセルの間にある転送用セルも透明電極
の採用等により充電変換機能をもたせるようにすれば、
■フィールドもしくはｌフレームの期間中の光電変換に
よる電荷蓄積が全く中断されず、隣のセルに順次引きつ
がれてゆくので揺動制御による感度の低下はより少なく
なるという効果が得られ又この水平方向の第２９図（ｂ
）がら第２９図（ｅ）に示すような電荷転送に伴ない、
第２９図（ｂ）で水平座標６、垂直座標１〜６にあった
電荷は、第２９図（Ｃ）では、水平座標７、垂直座標１
〜６に合流さぜられ、場合によりオーバーフローしてブ
ルーミング等により画質を劣下させる。従って周辺の画
素部に設けた電荷除去部から電荷除去回路６６により、
転送に応じて、周辺部の電荷を除去している。この事に
より転送に伴なう周辺部の電荷のオーバーフローが防止
され画質劣下が防止されるという効果が得られる。この
場合この回路を設けず、周辺部のセルに電荷放出部を設
けて常時放出させてもよい。但し、上述のように座標（
３，６＞（４，６）（５゜６）の３つの画素部は、受光
期間中は受光部９ｏがらの電荷が画素情報の蓄積部９２
に流れこまないように、転送部電荷除去回路６６ｄによ
り電荷の転送阻止もしくは、電荷の除去を行なう事によ
り、電荷もれにょる出力画像の劣下を防ぐという重要な
効果がある。

ピッチ方向の揺動に関して説明すると、同一のフィール
ドもしくはフレームの走査時間内の１＝１２から１＝１
３に至るまでに、ピッチ方向のカメラボディの揺動が起
こり、第２９図（ｄ）の点線矢印で示すように被写体の
光学像が垂直方向の図の上方向に移動した場合、ヨ一方
向の補正と同様にして、最適補正量の情報がピッチ制御
回路１１ａより、受光部垂直水平転送回路９１にあたえ
られる。被写体像を光電変換した番号１〜９の丸印で示
す画素情報は、ヨ一方向の場合と同様にして、受光部垂
直水平転送回路９１により、第２９図（ｄ）のように、
被写体像の対応する部分に転送され、被写体像の各画素
の情報は、１フイールドもしくはｌフレームの間中断す
る事なく光電変換され続ＩＪる。垂直方向、水平方向の
制御を繰り返しながら、１フイールドもしくは１フレー
ムの走査が完了したｔ−ｔ４において第２９図（ｅ）に
示すように丸印１〜９で示す画素情報は、点線長方形で
示す被写体の結像部の揺・動とは関係なしに、受光部垂
直水平転送回路９１により、水平座標３〜５の部分に高
速に水平転送された後、転送部電荷除去回路６６ｄによ
って電荷の転送を阻止していた座標（３゜６＞、（４，
６）、（５，６＞の画素部を開き受光部９０から、蓄積
部９２への画素情報の転送を可能とし受光部垂直水平転
送回路９１と、垂直転送回路７５により、垂直方向の図
の下方向に丸印１〜９で示す画素情報を転送し、１＝１
５において第２９図（ｆ）に示すように、受光部９０か
ら蓄積部９２へと、被写体の画素情報は転送され、１＝
１６において、第２９図、（ｇ）に示すように、被写体
の全ての画素情報は、蓄積部９２への転送を同じ垂直ブ
ランキング期間に完了し、転送部電荷除去回路６６ｄに
より受光部９０から蓄積部９２への電荷の混入は防止さ
れるため、受光部９０と蓄積部９２の電荷は独立して転
送され蓄積部９２内の前のフィールドもしくは前のフレ
ームの画素情報（丸印の番号１〜９）は第２９図（ｂ）
で示す１＝１．と同じく垂直方向及び水平方向の電荷の
転送により画素情報を読み出し出力回路７８からは画像
信号が出力される。一方受光部９０では、第２９図（ｇ
）の長方形の点線で示す範囲に撮影対象の被写体が結像
し、その部分の光検知用画素（丸印１１−１８番）には
、被写体の各画素の光量に対応した電荷の蓄積が開始さ
れる。そして、前述の如く、カメラボディの揺動に応じ
て、蓄積電荷は前のフィールドにおける制御上同様、画
像の揺動を補正する方向に受光部垂直水平転送回路９１
により転送制御される。

次にこの受光部垂直水平転送回路９１の動作原理を各セ
ルの拡大図を用いてさらに詳細に説明する。第３０図（
ａ）は水平方向に７列、垂直方向に６列並んだ各画素の
拡大図で各画素は図に示すように、全て対称構造となっ
てあり、ＩＭ標（７゜１）に示すようにＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ
、Ｅ、Ｆ、Ｈ，Ｉ　の９つのセルから構成されている。

このうち斜線で示すＡ、Ｃ，’Ｇ。

■　のセルはＰ型もしくはＮ型等の不純物の拡散等によ
りチャンネルストッパーが設けられた電荷転送禁止領域
９３でありＥのセルは、光検知用の光検知画素部７１で
あり、この横断面図は第３１図（ａ）に示すようにＰ型
もしくはＮ型の半導体基板９４の上にＳｉＯ２等の薄い
絶縁膜９５を介して電極９６ｅが設けられ、この電極９
６ｅは共通りロック回路９１ａに接続されている。Ｄ、
Ｆのセルは水平転送用のセルで上面には、第３１図（ａ
）に示すように、水平転送用の電極９６ｄ、９６ｆが設
けられ、電極９６ｄは、第１水平クロック回路９１ｂに
接続され、電極９６Ｆは、第２水平クロック回路９ＩＣ
に接続されている。各時点における界面ポテンシャルに
よる、電荷井戸の状態を示したのが、第３１図（ｂ）〜
（ｅ）（後述する）である。図に示すように、結像した
光学像により第３１図（ｂ）では、光検知部のＥのセル
の井戸に光電変換により丸印で示すように電荷が蓄積さ
れつつある状態を示している。Ｐ型基板の場合、マイナ
リティキャリャである電子が充電変換により蓄積される
。そして、Ｂ、Ｈ，のセルが上下の垂直転送を行う垂直
転送用セルで、第３２図（ａ）の横断面図に示すように
、絶縁ｌ１１９５を介して電極９６ｂ、９６ｈが上部に
設けられており、被写体の光学像により充電変換された
電荷が井戸の中に第３２図（ｂ）に示すように蓄積され
る。

具体的な垂直水平の四方向の転送動作を説明すると、第
２９図（ｂ）に示したｔ　＝ｔ　＋における状態を拡大
したものが第３０図（ｂ）で、水平座標３〜５．垂直座
標３〜５の範囲にある点線の長方形部が、撮影目的の被
写体の背景を含む結像範囲を示し被写体の各画素情報板
は、゛光検知用画素により充電変換され、番号１〜９の
丸印が各画素に対応する電荷を示している。

この横断面図を示したのが、第３１図（ａ）で第３１図
（ｂ）はこの場合のポテンシャル状態を示している。上
述のようにＰ型基板の場合電子が転送電荷となり、電極
９６に負つまりＬＯＷの電圧を加えるとポテンシャル井
戸が浅くなる。従って第３１図（ｂ）では、電極９６Ｆ
、９６ｄがＬＯＷで電極９６ｅがＨｉｇｈになっており
Ｅのセルと隣のＥのセルに４，５の丸印で示す画素情報
が蓄積されている。この状態を上面からみた図が第３０
図（ｂ）である。上述のように電極をＬＯＷにすると、
転送が阻止されるため説明を容易にするために前の実施
例と同様に、このＬＯＷにした電極部品を四角印で示す
。従って、以下第３０図（ｂ）〜（ｆ）の図の四角印の
部分のセルは電荷の転送が阻止される事を意味するもの
とする。ここで、第３０図（ｂ）の１〜９の画素情報は
、まわりを四角印で示すＬＯＷ電位の電極のセルで囲ま
れており、蓄積電荷の転送は阻止されている。

座標（５，４＞の丸印の番号４の画素部を撮像部５の基
板の図の水平方向の断面図が第３１図（ａ）であり、そ
のポテンシャル状態を示したのが第３１図（ｂ）で、各
画素の電荷は井戸の中に、閉じ込められて、水平方向に
は動けない。又、同し画素の基板の垂直方向の断面図が
第３２図（ａ）であり、ポテンシャルの状態を示したの
が第３２図（ｂ）で、各画素は、井戸の中に閉じ込めら
れ、垂直方向に動けない状態にある。

以上の説明から、１＝１．において各画素の電荷は、水
平方向にも垂直方向にも固定されている。

では次は、カメラボディのヨ一方向の揺動に基づき撮影
中の被写体の画像が第２９図（Ｃ）に示したように１＝
１２に至るまでに、図の右方向に移動しこれを、ヨ一方
向の揺動検出手段、８ａが検知しこの情報に基づき、画
像の右方向の移動に追従させながら、図の同じく右方向
に電荷を転送さぜる時の、各電極に与える電圧を変化さ
せる事により各電荷を右方向に水平転送する動作原理を
説明する。電極はｌセル毎に転送され、第３０図（ｂ）
のｔ　””　ｔ　＋の状態から、まず第３０図（Ｃ）の
１セル分だけ動く。水平方向の電荷転送期間中は垂直方
向への転送電荷の漏れを防止するために、第１垂直クロ
ック回路９１ｄと第２垂直クロック回路９１はＬＯＷの
電位を発生し、第３２図（ａ）に示す第１垂直転送電極
９６ｂと第２垂直電極９６．ｅはＬＯＷ電位となりポテ
ンシャルの状態は第３２図（ｂ）のようになり、Ｄのセ
ルとＦのセルの間のＥに井戸ができ、セルＢ、Ｉ−１に
は電荷は転送される。電荷の水平方向の転送期間中は、
この状態が維持されるためセル、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｄ、’Ｅ
、Ｆと連続した水平転送部が、撮像素子上に、電子的に
形成される事になる。従って、後は第３１図（ｂ）〜（
ｅ）で示すように第１水平クロック回路９１ｂ１共通り
ロック回路９１ａ、第２水平クロック回路９１ｃの動作
電圧を変化させ各電極の部分のセル、Ｄ。

Ｅ、Ｆの部分の電極の電位を変化させる。最初の状態は
、第３１図（ｂ）に示すように、Ｄ＝ＬＯＷ、Ｅ＝Ｈｉ
ｇｈ、Ｆ＝ＬＯＷのため、井戸の中に番号４，５の画素
情報に基づく電荷は固定されている。次に、Ｄ＝ＬＯＷ
、　Ｅ＝Ｈｉｇｈ、　Ｆ’＝Ｈｉｇｈにすると、第３１
図（Ｃ）に示すように井戸が、右方向に拡大し電荷が右
方向に移る。次に、徐々にＥの電位を下げる事により、
電荷は右方向へ移動し、第３１図（Ｃ）の状態から、第
３１図（ｄ）に示すように、Ｄ＝ＬＯＷ、Ｅ＝ＬＯＷ、
Ｆ＝Ｈｉｇｈになり、Ｆのセルの下のみに井戸が形成さ
れ、Ｅのセルから右隣りのＦのセルへと、■セル分の電
荷の水平転送サイクルは完了する。この後は、第３１図
（ｅ）に示すようにＤの電位をＨｉｇｈにして、Ｄ＝Ｈ
ｉｇｈ、Ｅ＝ＬＯＷ、Ｆ＝Ｈｉｇｈの構成により、井戸
を右方向に拡げＦのセルから右隣のＤのセルへの電荷の
水平転送サイクルを開始し上述のように同じ転送原理に
よりＦのセルから右隣のＤのセルへ電荷を転送する。こ
の状態を示したのが第３０図（Ｃ）で点線長方形で示す
被写体の光学像に追従している。従って本来光検知用の
Ｅのセルだけでなく、本来電荷転送用のＦのセルや、Ｄ
のセルを透過構造電極採用等の手段により光検知構造と
する事により電荷転送中も充電変換は、中断されず転送
に伴う感度の低下の防止という重要な効果が得られ、ビ
デオカメラや、電子スチルカメラ等にこの撮像素子を採
用する事により、暗いところでも、純電子的な揺動補正
効果のある撮影装置が得られる。そして次の水平転送サ
イクルにより、Ｄのセルから右隣りのＥのセルへ各々の
画素の各々の電荷の転送を行ない、■画素分の電荷の画
素水平転送サイクルは完了し第３０図（ｄ）に示すよう
に、点線長方形で示す被写体の結像した光学像に追従し
ながら被写体の各画素に対応する、各セル部の電荷は右
方向に水平方向に転送される。逆に左方向に水平転送し
たい場合は、右方向の各セル電荷の水平転送サイクルと
逆の動作を行えば、左方向に各電荷は転送される。具体
的に、Ｆのセルがら左隣りのＥのセルへの転送サイクル
を示すと、まず第３１図（ｄ）のような状態になるよう
に、Ｄ＝ＬＯＷ、Ｅ＝ＬＯＷ、Ｆ＝Ｈｉｇｈの電位を信
号のタイミングチャート上で、作り出し、次に第３１図
（Ｃ）の状態にし、次に第３１図（ｂ）の状態にする事
により下のセルから、左隣りのＥのセルへの電荷の水平
転送サイクルは完了する。このようにして、右方向の水
平転送と同様にして、左方向の水平転送が可能となり、
ヨ一方向の左右の揺動に対しても、本実施例の撮像素子
は、左右にしがも、感度の低下なしに画像補正できると
いう効果が得られる。この水平転送サイクルの期間中は
上述のように垂直方向のセルＢとｌ］への電荷の漏れを
防ぐため第３２図（ｂ）の垂直方向のポテンシャル図に
示すようにＢとＨのセルはＬＯＷ電圧となっている。こ
の事により水平方向補正中の垂直方向への電荷の漏れを
防ぎ、画像補正しても画像の鮮明度を劣下させないとい
う効果が得られる。

今度は、ピッチ方向の揺動を補正するための垂直方向の
電荷の垂直転送を説明する。まず、第２９図（Ｃ）に示
す１＝＝１２の状態からピッチ揺動により、第２９図（
ｄ）に示すｔ＝ｔ３の状態、つまり被写体の光学像が、
垂直の上方向に、移動した場合、この移動に追従して電
荷を垂直方向の上方向へ転送する垂直転送サイクルを述
べる。基本的な動作原理は電荷の水平転送サイクルと同
じあり、垂直方向の場合は、第３１図（６）の水平方向
ポテンシャル図に示すようにＤのセルとＦのセルの電位
を、垂直転送サイクルの期間内、ＬＯＷにして垂直転送
電荷の水平方向への漏れを防止する。このことにより、
撮像素子上には垂直方向の上下双方向に電荷を転送する
垂直転送部が電子的に形成された事になる。この状態で
、第３０図（ｄ）に示す受光部拡大図の番号４，７のポ
テンシャル図を示したのが第３２図（ｂ）であり、第３
２図（ａ）に示すように第１垂直クロック回路９１ｄと
、共通りロック回路９１ａ、第２垂直りＵツク回路９１
ｅにより、各電極を介して電位を与えられており、この
場合、Ｂ＝ＬＯＷ、Ｅ＝Ｈｉｇｈ、Ｈ＝ＬＯＷとなって
おり、番号１，４．７の電荷は、ＥのＦの小さい井戸の
中に固定されている。上述のようにＤ＝ＬＯＷ、Ｆ＝Ｌ
ＯＷとなり水平方向の電荷の漏れは防止されている。次
に第３１図（Ｃ）のポテンシャル図に示すようにＢ＝Ｈ
ｉｇｈ、　Ｅ＝Ｈｉｇｈ、　Ｈ＝ＬＯＷ、にすることに
よりＥのセルにあった井戸が、上方向に隣接するＢのセ
ルへと拡大されこれに伴ない、番号ｌ、４．・７の各電
荷は、垂直方向の上方向へと移動する。次に、水平転送
サイクルと同様ＥのセルにＬＯＷの電圧を徐々に与える
事により番号１．４．７の各電荷はさらに上方向への転
送を続け、第３２図（ｄ）に示すように、元のＥのセル
の上方向のＢのセルに、はぼ完全に転送されセルの垂直
転送サイクルは完了する。この状態の受光部拡大図を示
したのが第３０図（ｅ）である。さらに第３２図（ｅ）
に示すようにＢのセルから上に隣接するＨのセルへの垂
直転送サイクルを開始し、最終的に第３０図（ｆ）の受
光部拡大図に示すように１画素分の上方向の垂直転送サ
イクルを完了する。下方向の垂直転送サイクルは、転送
りロック信号のタイミングチャートを変更し、第３２図
（ｄ）のポテンシャル図になるように、印加電圧を加え
次に第３１図（Ｃ）のポテンシャル状態にし、第３１図
（ｂ）のポテンシャル状態にする事により下方向の垂直
電荷転送が可能となる。こののち、主に垂直ブランキン
グ期間中に、受光部９０内の画素情報を含む電荷は、蓄
積部９２に転送され画像信号として出力される事は、詳
しく述べた。

以上のように、本実施例の撮像素子及び制御回路を用い
る事により、揺動する結像光学像を、揺動による移動速
度よりはるかに速い速度で、正確に追跡するため高速の
揺動に対しても揺動抑制効果がある撮影装置が、感度の
低下なしに得られるため、本実施例の各項で、述べたよ
うに著しい周波数応答と、感度の維持が純電子的に可能
になるという効果が得られる。

発明の効果 以上の説明で解るように本発明によりカメラワーク技術
と称される連続画像の撮影技量の低いため、満足できる
連続画像を得る事ができなかった一般大衆の初心者を中
心とした撮影者に、オートフォーカスやオートホワイト
バランスやオートアイリスといった既存の静止画像自動
補正機能に加え、本発明による連続画像自動補正機能を
加えた撮影装置を低コストで、容易な操作性をもたせた
形で提供する事により、従来のビデオカメラに比べ大巾
にプロカメラマンの撮影した画像に近づいた画面、すな
わち安定した見易い連続画像の撮影を可能とするもので
あり、ビデオカメラの新しい製品概念を生みだし、新し
い一般大衆の需要者層を生み出す等の産業界に大きな効
果があるものである。本文の実施例では、ＣＣＤ撮像板
を用いた例を示したが、戎゛フメー〃−が採用している
ＭＯをヨー揺動及びピッチ揺動に応じて行なう事により
揺動の画像補正が行なえる事は、本発明に基づき同業者
にとっては容易に実現できるための本文ではこの説明は
省略する。

また揺動検出手段も、振動ジャイロに重点をおいて説明
した。確かに小型軽量の民生用ビデオカメラの場合回転
ジャイロの使用は外力を加える七発生する９０度位相が
遅れた不愉快な反発力が発生したり、重量が重く不都合
が多いが放送局用の重量のあるカメラの場合は問題が少
なくなるため、本発明の方式の揺動検出手段として用い
ても効果が得られる。そして現在及び近い将来において
、本発明で説明した振動型ジャイロが民生用ビデオカメ
ラへの応用という点では大きさ２重量、コスト、反作用
力、起動時間、寿命の点で最適の揺動検出手段であると
いえる。しかし、将来的には光ＩＣを用いた超小型レー
ザージャイロや光変調を行ない超小型化した光フアイバ
ージャイロ等の新しいジャイロの商用化により将来最適
な揺動検出手段荷なる事はいうまでもなく、その時点に
おいても本発明による撮影装置のダンピングモード機能
や４方向転送量ＣＣＤ方式等の各々の手法と組み合わせ
る事により、又新たな機能や効果を生み出してゆく事は
いうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例Ｉの横断面図、第１図（
ｂ）、　（ｅ）は手持ち撮影時における揺動周波数分布
図、ｗ％１図（ｄ）、　（ｅ）は操作ＳＷ図、第２図（
ａ）、　（ｂ）は−じくブロック図、第３図はピッチ方
向の動作説明図、第４図、第５図はファインダ内の表示
状態図、第６図は操作ＳＷの操作方向図、第７図はパン
ニング時の動作説明図、第８図、第９図、第１Ｏ図はカ
メラ方向と撮影方向と制御信号の関係図、第１１図はフ
ァインダーの状態図、靭２図は本発明の実施例２の横断
面図、第１３図は同じくブロック図、第１４図はピッチ
方向の制御動作図、第１５図はファインダ内の表示状態
図、第１６図は本発明の実施例３のブロック図、第１７
図、第１８図は重心補正原理図、第１９図は本発明の実
施例４の斜視ブロック図、第２０図は本発明の実施例５
のブロック図、第２１図は水平垂直駆動装置の構成図、
第２２図は本発明の実施例６のブロック図、第２３図（
ａ）、　（ｂ）は本発明の実施例６の撮像部の画面補正
の動作説明図、第２４図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）、
　（ｄ）は電子ビームの走査制御原理図、第２５図は本
発明の実施例７の電荷転送型固体撮像素子を用いた方式
のブロック図、第２６図（ａ）〜（ｅ）は第１の方式の
電荷転送制御方式の動作説明図、第２６図（ｆ）〜（ｎ
）は第２の方式の電荷転送制御方式の動作原理図、第２
６図（０）〜（ｕ）は第２の方式の電荷転送制御方式の
動作原理の拡大図、第２７図は本発明の実施例８のブロ
ック図、第２８図（ａ）〜（ｄ）は撮像素子部の電荷転
送制御方式の動作原理図、第２９図（ａ）は本発明の実
施例９のブロック図、第２９図（ｂ）〜（ｇ）は電荷転
送動作原理図、第３０図（ａ）は撮像部の拡大図、第３
０図（ｂ）〜（ｆ）は拡大した電荷転送動作原理図、第
３１図（ａ）は撮像素子の水平方向の横断面図、第９１
図（ｂ）〜（ｅ）は水平方向の電荷転送原理を示すポテ
ンシャル図、第３２図（ａ）は撮像素子の垂直方向の横
断面図、第３２図（ｂ）〜（ｅ）は垂直方向の電荷転送
原理を示すポテンシャル図である。 図番の説明 ■・・・・・・ビデオカメラ、２・・・・・・入射光、
３・・・・・・ミラー、４・・・・・・結像系、５・・
・・・・撮像部、６・・・・・・画像表示部、７・・・
・・・操作スイッチ部、８・・・・・・揺動検出部、８
ａ・・・・・・ピッチ方向揺動検出部、８ｂ・・・・・
・ヨ一方向の揺動検出部、８ｃ・・・・・・ロール方向
揺動検出部、９・・・・・・画像制御回路、１０・・・
・・・主制御回路、１１ａ。 １　ｌ　ｂ、　１１　ｃ−ピッチ、ヨー、ロール制御回
路、１２ａ、１２ｂ、　ｌ　２ｃｍ−−−ピッチ２ヨー
、ロール駆動部、ｌ　３ａ、　１３ｂ、　１３ｃ、・・
・・・・ピッチ、ヨー、ロール回転軸、１７・・・・・
・ズーム検知部、１９ａ、ｌ　９ｂ、・・・・・・ピッ
チ、ヨーペンデュラム、２０・・・・・・地磁気検知器
、３０・・・・・・第２回転軸、３１・・・・・・第２
プーリー３２・・・・・・第１プーリー、３３・・・・
・・伝達ベルト、３４・・・・・・伝達歯車、４０・・
・・・・重心補正制御部、４１・・・・・・フォーカス
駆動、４２・・・重心補正駆動部、５０・・・・・・水
平垂直駆動部、５１ａ・・・・・・垂直駆動部、５１ｂ
・・・・・・水平駆動部、５２ａ・・・・・・垂直駆動
回路、５２ｂ・・・・・・水平駆動回路、６０・・・・
・・光電変換部、６１・・・・・・撮像管、６２ａ・・
・・・・水平偏向回路、６２ｂ・・・・・・水平偏向回
路、６５・・・・・・基準時間信号部、６６・・・・・
・電荷除去回路、７１・・・・・・光検知画素、７２・
・・・・・転送用画素、７３・・・・・・転送パルス回
路、７４ａ〜７４ｄ・・・・・・垂直転送部、７５・・
・・・・垂直転送回路、７６・・・・・・水平転送部、
７７・・・・・・水平転送回路、７８・・・・・・信号
出力回路、８０・・・・・・水平転送制御回路、８１・
・・・・・出力制御ＳＷ、８２・・・・・・リセットＳ
Ｗ、９０・・・・・・受光部、９１・・・・・・受光部
垂直水平転送回路、９２・・・・・・蓄積部、９４・・
・・・・撮像素子基板、９５・・・・・・絶縁層、９６
・・・・・・電極代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　
男　他１名第１図 鶏１図 （ｂｌ ｆ（Ｈｔ） 躯１図 （ｄ１ 第４図 第５５図　ヒ２ ＷＪ７図 尋 第８図 第１０図 第１１図 第１４図 ら 第１５図 第１７図 １Ａ１８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　被写体からの光を光学的に結像させる結像手段
   とこの結像手段により得られる光学像を電気的情報もし
   くは物理化学的情報に変換して撮影画像として出力もし
   くは記録する撮像手段とを含む撮影装置であって、上記
   撮影装置の揺動を検出し、揺動検出信号を出力する揺動
   検出手段と上記揺動検出信号を受けて画像揺動抑制信号
   を出力する画像揺動抑制信号発生手段と上記画像揺動制
   御信号を受けて、上記撮影装置の揺動による上記撮影画
   像の揺動を抑制するように構成された画像揺動抑制手段
   を具備する事を特徴とする撮影装置。 （２）揺動検出手段は、機械的に検出部を揺動検出振動
   周波数で振動させ、この振動と、上記揺動検出手段の絶
   対座標系に対する回転運動に基づいて発生するコリオリ
   カを検出し、（３）振動型角速度センサーは、その検出
   回転軸が互いに略々直交するように設けられた複数のセ
   ンサー部を有する事を特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の撮影装置。 （４）　複数のセンサー部は各々の揺動検出信号の平均
   検出周波数帯域巾をｒとした時、それぞれ少なくとも２
   ｆ離れた揺動検出振動周波数をもつ事を特徴とする特許
   請求の範囲第３項記載の撮影装置。 （５）複数のセンサーは、それぞれの揺動検出撮動が同
   期するように、同一の揺動検出振動周波数をもつ事を特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載の撮影装置。 （６）　撮影装置はそれにより得られる撮影画像に対応
   する画像を光学的もしくは電気的に得る撮影画像表示部
   を有するとともに、この撮影画像表示部内もしくはこの
   撮影画像表示部を含むファインダーの視野内に、揺動検
   出手段の検出情報もしくは、撮影装置の筐体と撮影方向
   とのなす角度に応じた表示をする制御表示回路を有する
   事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の撮影装置。 （７）画像揺動抑制信号発生手段は、その内部もしくは
   、揺動検出手段との間に低域カットフィルターを有し上
   記低域カッ小信号の低域成分に対しては、上記画像揺動
   抑制信号を出・力しない事を特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の撮影装置。 （８）　低域カットフィルタは、少なくともＩＨｚ以上
   の周波数帯域の広域の揺動検出信号を通過させるように
   構成され、かつ、少なくとも０．０１１Ｉｚ以下の周波
   数帯域の低域の揺動検出信号を通過させないような設定
   が可能なように構成された事を特徴とする特許請求の範
   囲第７項記載の撮影装置。 （９）　画像揺動制御信号発生手段は、低域カットフィ
   ルタを有し、揺動検出手段から出力される揺動検出信号
   に含まれる変動誤差信号を低減するように構成した事を
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の撮影装置。 （１０）画像揺動制御手段は、ある一定の範囲の抑制制
   御範囲を有し画像揺動７ｃＴ”ｌ＝’ｌ信号の無信号時
   に上記抑制制御範囲の略々中央部の方向へ所定の時定数
   をもって復帰するように構成された事を特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の撮影装置。 （１１）撮影装置は筐体を有し、この筐体は外部面に少
   なくとも２段のブツシュ式もしくはスライド式の操作ス
   イッチを有し、１段移動させることにより、画像揺動抑
   制信号発生手段を作動させ、さらに１段移動させる事に
   より、撮影装置、に接続された録画装置の録画を開始さ
   せる事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の撮影装
   置。 （１２）画像揺動抑制信号発生手段は等角速度駆動回路
   を有し、その等角速度駆動回路は対座標系に対し、略々
   等角速度で撮影方向か変化するように画像揺動抑制手段
   を制御するように構成した事を特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の撮影装置。 （１３）等角速度駆動回路はその作動の開始に伴ない、
   画像揺動抑制信号発生手段中に設けた低域カットフィル
   タの特性をより低域側のカットオフ周波数へ変化させる
   かもしくは低域カットフィルタをバイパスさせるように
   変化させ、それにより撮影方向の回転を開始させ撮影方
   向の絶対座標系に対する回転角速度を徐々に等角速度の
   回転に近づけさせ、その後等角速度回転をさせ、等角速
   度運動の角速度を減速させ徐々に停止状態に戻るに伴な
   い、上記低域フィルタの特性を徐々に元の特性に戻す事
   を特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の撮影装置。 （１４）等角速度駆動回路はその設定等角速度が結像手
   段のズーム比に応じて変更されるように構成された事を
   特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の撮影装置。 （１５）等角速度駆動回路は撮影方向と撮影装置の方向
   のなす角が一定の範囲内にある時のみ、一定の等角速度
   駆動を行なわさせる事を特徴とする特許請求の範囲第１
   ２項記載の撮影装置。 （１６）撮影装置はそれにより得られる撮影画像に対応
   する画像を光学的もしくは電気的に得る撮影画像表示部
   を有し、この撮影画像表示部内もしくはこの撮影画像表
   示部を含むファインダの視野内に、撮影装置の筐体と撮
   影方向とのなす角に応じた制御量表示をする制御表示回
   路を有し、さらに等角速度駆動回路は上記制御量が一定
   の範囲内にある時のみ、一定の等角速度駆動を行なわせ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の撮影
   装置。 （１７）画像揺動抑制手段は、結像手段内部もしくは結
   像手段の入射光側に設けた２軸方向に回転可能な反射部
   を有し、上記反射部は画像揺動抑制信号に応じて２軸方
   向に回転させられる事を特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の撮影装置。 （１Ｂ）反射部はそのピッチ回転軸と連動して２対ｌの
   伝達比で回転し揺動検知部をもつ検知回転軸を有し、こ
   の検知回転軸は画像揺動抑制発生手段により絶対座標系
   に対し、常番屯一定の角度を保つように制御される事を
   特徴とする特許請求の範囲第１７項記載の撮影装置。 〈１９〉反射部はそのピッチ回転軸が回転伝達手段によ
   り逆方向に回転する連結回転軸と連結されこの連結回転
   軸は画像揺動抑制信号発生回路により駆動される駆動部
   が直結され、撮影装置の絶対座標系に対する角度０の揺
   動に対して、上記ピッチ回転軸の慣性モーメントに基づ
   く回転力と上記連結回転軸の慣性モーメントに基づく回
   転力が互いにキャンセルし合い、上記ピッチ回転軸の絶
   対座標系に対する回転角が０／２となるように、上記駆
   動部の慣性モーメント及び上記ピッチ回転軸の慣性モー
   メント及び両者の上記回転伝達手段の回転伝達比を選ん
   だ事を特徴とする特許請求の範囲第１７項記載の撮影装
   置。 （２０）回転伝達手段の回転伝達比をｍとし、ピッチ回
   転軸のイナーシャと連結回転軸のイナーシャとのイナー
   シャ比をｎとした時、略々ｎ＝ｍ２／（２ｍ＋ｌ）とな
   るように構成された事を特徴とする特許請求の範囲第１
   ９項記載の撮影装置。 （２１）撮像手段は結像手段と結合され、その結像手段
   を含む可動部の略々重心を制御回転軸として、撮影装置
   の筐体を含む固定部とは独立して揺動検出手段の情報に
   応じて制御される事を特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の撮影装置（２２〉結像手段を含む可動部はバラン
   サーを有し、焦点調整もしくは、ズーミングに伴う光学
   部品の移動に応じて上記バランサーが制御回転軸に対し
   て、バランスをとる方向に機械的に、もしくは重心補正
   回路により、電気−機械的に移動制御される事を特徴と
   する特許請求の範囲第２１項記載の撮影装置。 （２３）バランサーは、結像手段を含む可動部の略々重
   心中心軸上を移動制御される事を特徴とする特許請求の
   範囲第２２項記戦の撮影装置。 （２４）画像揺動抑制信号発生手段は、撮影装置のピッ
   チ方向もしくはロール方向の揺動により揺動検出手段か
   ら出力される揺動検出信号に含まれる変動誤差信号を補
   正するためにピッチ方向もしくはロール方向のペンデュ
   ラムを含む変動誤差補正手段を有する事を特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の撮影装置。 （２５）揺動検出手段はその出力する揺動検出信号に含
   まれる変動誤差信号を補正するための地磁気センサーを
   有する事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の撮影
   装置。 （２６）画像揺動抑制信号発生手段は揺動検出手段から
   出力され、る変動誤差信号を補正するための地磁気セン
   サーを有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。 （２７）画像揺動制御号発生手段よ結像部のズーム比に
   応じて、画像揺動抑制手段を制御する事を特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の撮影装置。 （２８）撮像手段は、揺動検出手段が出力する揺動検出
   信号に応にて、機械的に水平方向もしくは垂直方向に移
   動制御される事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の撮影装置。 （２９）揺動検出手段により得られる撮影装置の揺動角
   を０、結像系のズーム検知部により得られる焦点距離を
   ｆとしたとき、撮像手段は揺動に応じて、略々ｆ　Ｘ　
   ｔａｎｏだけ移動制御される事を特徴とする特許請求の
   範囲第２８項記載の撮影装置。 （３０）撮像手段は、結像手段により得られる光学像を
   、充電変換しこの充電変換された画像情報を、電気的読
   み取り手段により読みとり、画像電気信号を出力するよ
   うに構成され、上記電気的読み取り手段は揺動検出手段
   の情報に応じて画像揺動抑制信号発生手段により制御さ
   れる事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の撮影装
   置。 （３１）画像揺動抑制信号発生手段は結像手段のズーム
   比に応じて電気的読み取り手段を制御する事を特徴とす
   る特許請求の範囲第３０項記載の撮影装置。 （３２）揺動検出手段により得られる撮影装置の揺動角
   を□、結像系の焦点距離をｆ七したきき、電気的読み取
   り手段は揺動角の変化に応じて、略々ｆ　Ｘ　ｔａｎｏ
   だけ撮像手段の光学結像面上の像が等測的に移動するよ
   うに、画像揺動抑制信号発生手段により制御される事を
   特徴とする特許請求の範囲第３０項記載の撮影装置。 （３３）撮像手段は電子管式撮像管を含み、上記電子管
   式撮像管の電子ビームの走査範囲が揺動検出手段の揺動
   検出信号に応じて変化するように、上記撮像管の電子ビ
   ームの水平偏向もしくは垂直偏向が画像揺動抑制信号発
   生手段により制御される事を特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の撮影装置。 （３４）画像揺動制御信号発生手段は、電子ヒームの偏
   向を制御するこ七により電子ビームの走査範囲を変更す
   る走査範囲変更手段を有し、上記走査範囲変更手段はそ
   の走査範囲変更動作を主として垂直ブランキング期間中
   に行なうよう構成されたことを特徴とする特許請求の齢
   開箪１１１’ｌｉ卯齢の撮影装置。 （３５）画像揺動制御信号発生手段は、電子ビーム走査
   の垂直ブランキング期間中に算子ビームの水平偏向を制
   御する事により水平走査速度を増大させる水平走査速度
   増大手段を有するとともに、電子ビームの垂直偏向を制
   御する事により、垂直走査振巾を増大する垂直走査振巾
   増大手段をも有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３３項記載の撮影装置。 （３６）撮像手段は、垂直方向に電荷を転送する垂直方
   向電荷転送部と水平方向に電荷を転送する水平方向電荷
   転送部をもつ電荷転送型固体撮像素子を有し、上記垂直
   電荷転送部もしくは上記水平電荷転送部の電荷転送は揺
   動検出手段の揺動検出信号に応じて制御される事を特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の撮影装置。 （３７）垂直方向電荷転送部の電荷転送は主として垂直
   ブランキング期間中に、揺動検出手段の検出信号に応じ
   て行なう事を特徴とする特許請求の範囲第３６項記載の
   撮影装置。 （３８）水平方向の電荷転送は主として、水平ブランキ
   ング期間中に揺動検出手段の検出信号に応じて制御され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３６項ｉａ＊の撮
   影彷看−（３９）電荷転送型固体撮像素子はｌフレーム
   もしくは１フィールド分の全画素の電荷を外部制御信号
   に応じて垂直方向の一方向の転送方向に加え、水平方向
   の一方向の転送方向へも転送できるように構成され、画
   像揺動抑制信号発生手段により主に垂直ブランキング期
   間中に、ピッチ方向もしくはヨ一方向の揺動検出手段の
   揺動検出信号に応じて、１フレームもしくは１フィール
   ド分の全画素の電荷が水平方向の一方向へ転送される事
   を特徴とする特許請求の範囲第３６項記載の撮影装置。 （４０）電荷転送型固体撮像素子は転送部の出力部の切
   換え可能な水平電荷転送部を有し、揺動検出手段の検出
   信号に応じて、上記水平電荷転送部の出力部が切り換わ
   る事を特徴とする特許請求の範囲第３６項記載の撮影装
   置。 （４１）電荷転送型固体撮像素子はマトリクス状の画素
   をもち水平方向の双方向もしくは垂直方向の双方向に、
   外部制御信号に応じて電荷を転送するように構成され、
   揺動検出手段の揺動検出信号に応じて、水平方向の双方
   向もしくは垂直方向の双方向に、電荷が転送される事を
   特徴とする特許請求の範囲第３６項記載の撮影装置。 （４２）電荷転送型固体撮像素子は受光部と蓄積部の２
   つの部分を有し、揺動検出手段の検出信号に応じて行な
   う水平方叫の双方向もしくは垂直方向の双方向の電荷転
   送は、主として上記受光部で処理され、垂直走査に同期
   して上記受光部から上記蓄積部に、電荷が転送される事
   を特徴とする特許請求の範囲第４１項記載の撮影装置。