JPS61240780A - 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、支持体（本体ケース）の振動にかかわらず鏡
筒部の振動を極力小さくする防振機構を有する撮影装置
に関するものでアリ、特に、携帯用のビデオカメラ等に
利用可能な小型軽量の撮影装置を提供するものである。

従来の技術 従来の防振機構には、空気圧や油圧により支持台から定
盤等への振動の伝達を抑制した防振機構が広く利用され
ている。第２０図忙、このような従来の防振機構の構成
を表わす断面図を示す。

第２０図に於いて、定盤６０１と支持台６０２０間には
空気室６０５が形成されており、空気圧縮機５０４から
管＋５０３を通じて圧縮空気が送り込まれる。その結果
、定盤５０１と支持台５０２の間にはバネ性の非常に弱
い空気層が形成される。

従って、支持台５０２が大きく振動しても、定盤６０１
にはその振動がほとんど伝達されない。

発明が解決しようとしている問題点 このような従来の防振機構では、圧縮空気を利用してい
るために空気室５０５が必要であり、形状が大きくなる
。さらに、圧縮機が必要であり、音が大きく、設置面積
も大きくなる。従って、このような従来の防振機構を携
帯用のビデオカメラの防振に使うことはできない。

本発明は、このような点を考慮し、携帯用のビデオカメ
ラにも利用可能な小、型軽量で高性能の防振機構を有す
る撮影装置を新に開発したものである。

問題点を解決するだめの手段 本発明では、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
ヨー方向に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位置検出手段と、前記鏡筒部に取り
つけられ、慣性座標からみた前記回転軸回りの前記鏡筒
部の角速度を検出する角速度検出手段と、前記位置検出
手段の出力信号と前記角速度検出手段の出力信号を合成
する合成手段と、前記合成手段の合成信号に応じて前記
アクチュエータ手段に電力を供給する駆動手段と、前記
鏡筒部と支持体の相対角度が第一の所定の範囲外になる
と前記位置検出手段の検出利得を大きくし、慣性座標か
らみた前記鏡筒部の角速度が所定の範囲内にあり、かつ
、前記相対角度が前記第一の所定の範囲よりも狭い第二
の所定の範囲内にあるときに前記位置検出手段の検出利
得を小さくする検出利得修正手段とを具備することによ
り、上記の目的を達成したものである。

作　　用 本発明は、上記の構成にすることによって、鏡筒部と支
持体の相対位置および鏡筒部の角速度を検出し、その両
者の変動を抑制するように鏡筒部をアクチュエータ手段
により駆動・制御し、鏡筒部の振動を大幅に低減したも
のである。さらに、検出利得修正手段によりノくンニン
グ動作時の検出利得を大きくして、パンニング動作にお
ける鏡筒部の動きの遅れを実用上十分に小さくし、鏡筒
部と支持体の衝突を防止している。

実施例 第１図に本発明の実施例を表わす構成図を示す。

第１図において、撮影装置（ビデオカメラ）の鏡筒部１
には多数のレンズ群（図示を省略）と撮像素子４１（た
とえば、ＣＣＤ板や撮像管）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４１に結像させ、電荷
信号（電気信号）に変換する。画像信号処理器４２は、
撮像素子４１に得られた電荷信号を逐次読み出し、ＮＴ
！３Ｃ方式の画像信号（ビデオ信号）を作り出している
。鏡筒部１と本体ケース２（支持部）の間にはアクチュ
エータ３が配置され、回転軸４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３の回転軸４は、鏡筒部１の重心Ｇを通
り、本体ケース２に回転可能に支承されている。なお、
図面では省略したが、本体ケース２にはビデオカメラの
操作者が手で支持するグリップ部分を設けである。

第２図（−）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）にアクチュエー
タ３の具体的な構成を示す。第２図に於いて、マグネッ
）１０２の強磁性体製のパックヨーク１０１は鏡筒部１
に取りつけられ、回転軸４と共に回転する。マグネット
１０２は４極に着磁され、界磁磁束を発生している。回
転軸４の軸受１０７が取りつけられたコイルヨーク１０
３には、コイル１０４　ａ　、１０４ｂとホール素子（
感磁素子）５が固着されている。

本例では、マグネット１０２が鏡筒部１に取りつケラレ
、コイルヨーク１０３が本体ケース２に取りつけられて
いる（なお、この関係が逆になってもよい）。コイル１
０４ａと１０４ｂは直列に接続され、端子１０５から１
０６に流れる電流とマグネット１０２の磁束によって回
転トルクを発生する。まだ、ホール素子５はマグネット
１０２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１０２（鏡筒部１の角度位置θ！ｎ）とコイ
ルヨーク１０３（本体ケース２の角度位置θ工）の相対
的な角度位置（θｈ＝θニーθｍ）に対応した出力信号
を発生する。なお、θ工は絶対空間の座標系（慣性座標
）からみだ回転軸４の回りの鏡筒部１の角度であり、θ
工は同じ慣性座標からみた回転軸４の回りの本体ケース
２の角度である。

アクチュエータ３のマグネット１０２の磁束を検知する
ホール素子５の出力信号ａは位置検出器１１に入力され
る。第３図に位置検出器１１の具体的な構成を示す。ホ
ール素子６の２つの出力端子に得られる直流信号を、演
算増幅器１１１と抵抗１１２，１１３，１１４，１１５
からなる差動増幅回路によって所定倍に差動増幅し、第
一の出力信号ｊを得て、パン開始検出器１６に供給して
いる。

さらに、抵抗１１６，１１７，１１８，１５９と演算増
幅器１１９と光−抵抗変換素子１６８（たとえばＣｄＳ
　素子）と発光素子１６ｏ（たとえばＬＥＤダイオード
やランプ）からなる可変増幅回路１２０によって、第一
の信号１は光−抵抗変換素子１６８の抵抗値に応じた増
幅度で増幅され、第二の出力信号Ｃを得ている。なお、
可変増幅回路１２０の増幅度は、パン開始検出器１５の
信号ｑによって制御されている。すなわち、信号ｑが小
さいときには発光素子１６０の照度は暗くなり、光−抵
抗変換素子１６８の抵抗値が大きくなり、増幅度は小さ
くなる。逆に、信号ｑが大きくなると発光素子１６０の
照度は明るくなり、光−抵抗変換素子１６８の抵抗値が
小さくなり、増幅度は大きくなる。

また、振動型ジャイロからなる角速度センサ６が、鏡筒
部１に固定部材７によって取りつけられている。角速度
センサ６の検出軸はアクチュエータ３０回転軸４と一致
しており、慣性座標における鏡筒部１の回転軸４の回り
の回転角速度に応動した出力信号すを出力する。角速度
センサ６の出力信号すは角速度検出器１２に入力され、
慣性座標からみた鏡筒部１の回転軸４の回りの角速度ω
・に比例もしくは角速度ω　の所定周波数範囲の成分に
比例した信号ｄを得ている。第４図に角速度検出器１２
の具体的な構成を示す。強制振動回路１３３は所定周波
数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６の圧電素子で作られたドライブ・エレ
メント１．３１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１３２はドライブ・エレメ
ント１３１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１３１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４の回
りで回転動作すると、力学的なコリオリカが発生する。

コリオリカはセンス・エレメント１３２の直交する２軸
の角速度の積忙比例するので、慣性座標における鏡筒部
１の回転軸４０回りの角速度ω　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１３２はコリオ
リカ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１３２の出力を同期検
波回路１３４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１３５によって検波出力の低周波
成分（ＤＣ〜１００）ｈ程度）を取シ出せば、慣性座標
における鏡筒部１０回転軸４の回りの角速度ω工に比例
する信号が得られる。

位置検出器１１の出力信号Ｃと角速度検出器１２の出力
信号ｄは、合成器１３において加算・合成され、合成信
号ｅを得ている。第６図に合成器１３の具体的な構成を
示す０演算増幅器１４１と抵抗１４２．１４３，１４４
によって構成され、抵抗１４２゜１４３の抵抗比によっ
て合成比が決まる。

合成器１３の出力信号ｅは駆動器１４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）１がアクチ
ュエータ３のコイル１０４ａ。

１ｏ４ｂに供給される。第６図に駆動器１４の具体的な
構成を示す。演算増幅器１５１とトランジスタ１５４，
１５５と抵抗１５２　、１５３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。

パン開始検出器１５は、鏡筒部１と本体ケース２の相対
角度に対応した位置検出器１１の出力信号ｉによって、
パンニング動作の開始を検出し、パンニングが開始され
るとパン開始信号ｐを“Ｈ″から“Ｌ”にする（ここに
、＠　Ｈ＃は高電位状態を表わし、“Ｌ＃は低電位状態
を表わす）０第７図にパン開始検出器１５の具体的な構
成を示す。

コンパレータ１６２　、１６３と基準電圧源１６４゜１
６５とアンド回路１６６からなるウィンド・コンパレー
タ回路１６１によって、位置検出器１１の出力信号ｊか
らコンパレート信号ｐを得て、パン開始信号として出力
する。信号ｐは、鏡筒部１と本体ケース２の相対角度θ
五が第一の所定の範囲内（１θｈ１≦θｈ１）に在る時
に”Ｈ″となり、θｈが第一の所定の範囲外（θｈ１＜
１θｈ１≦θｈ２）になるとＬ′になる。第１０図に信
号ｐと相対角度θｈの関係を示す。なお、θｈ２　は可
動限界の端であり、１θｈｌ＝θｈ２は鏡筒部１と本体
ケース２の衝突を意味する。

パン終了検出器１６は、鏡筒部１と支持体２の相対角度
θｈと慣性座標からみた鏡筒部１の角速度ω。によって
、パンニング動作の終了を検出し、パンニングが終了す
るとパン終了信号りを′Ｌ＃からＩ　Ｈａｌにする（パ
ンニング動作中に信号りは”Ｌ″′になっている）。第
８図にパン終了検出器１６の具体的な構成を示す。コン
パレータ１８１゜１８２と基準電圧源１８３　、１８４
とアンド回路１８５かもなる第一のウィンド・コンパレ
ータ回路１８６によって、角速度検出器１２の出力信号
ｄから第一のコンパレート信号Ｕを得ている０信号Ｕは
、鏡筒部１の角速度ω工が所定の範囲内（１ωｍ　ｌ　
≦”ｍ　１）に在る時に”Ｈ＃となシ、ω工が所定の範
囲外（０ｍ１く１ωｒｎ１）になると、”Ｌ″になる。

第１１図（−）に信号Ｕと角速度ω。の関係を示す。

同様に、コンパレータ１８７　、１８８と基準電圧源１
８９　、１９０とアンド回路１９１からなる第二のウィ
ンド・コンパレータ回路１９２によって、位置検出器１
１の出力信号１から第二のコンパレート信号Ｖを得てい
る。信号Ｖは、鏡筒部１と本体ケース２の相対角度θｈ
が第二の所定の範囲内（１θｈ１≦θｈ３）に在る時に
Ｈ″となシ、θｈが第二の所定の範囲外（θｈ３く１θ
ｈｌ）になると“Ｈ″になる。第１１図（ｂ）に信号Ｖ
と相対角度θｈの関係を示す。なお、第二の所定の範囲
は第一の所定の範囲に含まれるようにされている。すな
わち、θｈ３＜θｈト パン終了検出器１６は、アンド回路１９３によって信号
Ｕと信号Ｖの論理積をとることにより、パン終了信号り
を作り出している。従って、鏡筒部１の角速度ω。が所
定の範囲内にあシ、かつ、鏡筒部１と支持体２の相対角
度θｈが第二の所定の範囲内にある時に、パン終了信号
りは“Ｈ″となる。これ以外の時には、パン終了信号ｈ
ｉ１１．″″Ｌ＃となっている。

パン開始信号ｐとパン終了信号りは、利得変更器１７に
入力される。第９図に利得変更器１７の具体的な構成を
示す。パン開始信号ｐは、インバータ回路１６７とナン
ド回路１６８　、１６９からなるフリップフロップ１７
０のセット信号として入力され、信号ｐが１Ｌ＃になる
と７リツプフロツプ１７０はセットされ、その出力信号
ｑは“Ｈ″となる◇また、パン終了信号りはフリップフ
ロップ１７０のリセット信号として入力され、信号りが
Ｉｌｌ　Ｈ＃になるとフリップフロップ１７０はリセッ
トされ、出力信号ｑは“Ｌ”になる。

フリップフロップ１７０の出力信号ｑは、インバータ回
路１７１．抵抗１７２．トランジスタ１７３を介して、
コンデンサ１７４．抵抗１７５゜１７６からなる時定数
回路１７７に入力される◇従って、信号ｑが“Ｌ＃のと
きにはトランジスタ１７３がオンになり、コンデンサ１
７４の電荷は抵抗１７６を通じて放電され、電圧信号τ
は小さくなる（抵抗１７６の抵抗値は抵抗１７５の抵抗
値よりも十分小さい）０また、信号ｑがＨ＃になるとト
ランジスタ１７３はオフになり、コンデンサ１７４は抵
抗１７５を通じて充電され、電圧信号ｒは＋１２Ｖまで
大きくなる。電圧信号ｒは演算増幅器１７８からなるバ
ッフ１回路を介して、利得変更信号ｑとして出力され、
位置検出器１１の可変増幅回路１２０に供給される。

なお、パン開始検出器１６とパン終了検出手段１６と利
得変更器１７によって、検出利得修正手段を構成してい
る。

次に、本撮影装置の防振特性について説明する・第１２
図の制御ブロック図において、慣性座標からみた鏡筒部
１の角度θ工と本体ケース２の角度θ８の相対的な角度
θｈ＝θニーθ。は、アクチュエータ３のマグネット１
ｏ２の磁界を検知するホール素子６によって簡単に検出
される。ホール素子５と位置検出器１１はブロック２０
４で表わされ、θｈのＢ倍の信号Ｃ（位置検出器１１の
出力信号）を得る。一方、慣性座標からみた鏡筒部１の
角速度ω工は角速度センサ６と角速度検出器１２によっ
て検出され、ブロック２０５と２０６の縦続接続によっ
て表わされる◇すなわち、角速度センサ６と同期検波回
路１３４によってω。の−へ倍された信号を検出しくブ
ロック２０５）、ローパスフィルタ１３６によってｆｈ
＝ωｈ／２π＝１００Ｈｚ以上の高周波のリップル電圧
が低減・除去され（ブロック２０６）、ω工の変動の必
要な周波数成分（ＤＣ〜１０ｏｌ−！ｚ）の信号ｄが取
シ出されている◇信号Ｃと信号ｄは加算点２０８（合成
器１３）において加算・合成され、信号ｅを得る。駆動
器１４に対応したブロック２０９において、信号ｅは０
倍に増幅され、電圧信号ｆを得る。アクチュエータ３に
対応したブロック２１０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１０４ａと１０
４ｂの合成抵抗値であり、Ｋｔはトルク定数である。ブ
ロック２０１は鏡筒部１の機械的な慣性モーメント１ｍ
によるトルクＴｍから角速度へへの伝達を表わし、ブロ
ック２０２はω工とθ工の関係を表わす。ここに、日は
ラプラス演算子を意味している。

いま、角速度ω工から信号ｄまでの伝達関数の内で周波
数に関係する項（ブロック２ｏ６）をＦ（ｓ）＝　（ａ
ｔ　ｈ／（８＋　ωｈ　）　）　　　　　　−・−・−
・（１）とおき、 Ｄ＝Ｃ・（Ｋ、／Ｒ）・（１／Ｉｍ）　　　　　・・・
・・・・・・（２）とすると、θ工からθ工への伝達関
数はＧ（ｓ）＝θｒｎ／θ工 ＝（Ｂ＊Ｄ）／（ｓ１１！＋Ｆ（！１）ＩＩＡＩＩＤ＠
　ｓ＋ＢｓＤ）・・・・・・・・や） となる。ここで、 ω１＝２π・ｆｌ ＝Ｂ／Ａ　　　　　　　　　　　　曲回・（４）ω２＝
２π・ｆ２ ＝ＡＩＩＤ　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・
・・・（６）とおくときＫ、 ω１＝２π・ｆｌ（ω２＝２π・ｆ２　　　　　・９曲
・−・（６）ωｈ＝２π−ｆｈ＞ω２　　　　　　　　
■…曲（７）となしテイル。実際には、Ｚ　Ｉ　ＦＯ−
１ｈ　ｒ　ｆ２＃”　’ｆｈ＝１００１にしている◇ このようにするならば、ｆ　からｆ２の周波数範囲にお
いてＦ（ｊω）＝１となるので、周波数伝達関数Ｇ（ｊ
ω）の折線近似ボード特性は第１３図のようになる。す
なわち、慣性、座標における本体ケース２の回転角θ工
に対する鏡筒部１の回転角θ工の伝達特性Ｇ（ｊω）は
、第一の折点周波数ｆ１以下の周波数範囲においては１
（ｏｄＢ）となり（線■）、１１以上で第二の折点周波
数ｆ２以下の周波数範囲では−６ｄ　Ｂ１０　ｃ　ｔで
減衰しく線■）、１２以上の周波数範囲では一１２ｄＢ
／ｏｃｔで減衰してる（線■）（このような特性は、ｆ
２≧６・ｆｌ。

ｆｈ≧３・ｆ２とすれば得られる）。第１３図よシ、１
１以上の周波数範囲においてθ工の振動からθ。

の振動への伝達量は小さくなる０その程度は、ＯｄＢ　
（線■）と特性線の間の差ＺｄＢによって表わされる◇ 第１４図に防振機構のない撮影装置（ビデオカメラ）の
撮影時におけるヨー方向の本体ケースの回転角θ８の変
動の測定結果を示す（スペクトラム分析）０これは、操
作者が撮影装置を手に持ちながら大地に静止し、静止し
た被写体を撮影した時の本体ケース２の回転角θ工の変
動に対応するＯこれをみると、０．６ル〜６ルの範囲の
変動が大きいことがわかる。従って、本撮影装置の防振
特性を第１３図のごとき特性にすれば、本体ケース２の
回転角θ工の変動にかかわらず鏡筒部１の回転角θ。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。特に、ｆ１≦ｏ、５ｔｈ、ｆ２≧
６庵にすれば、その効果が得られる。

さらに、本実施例ではパン開始検出器１５とパン終了検
出器１６と利得変更器１７による検出利得修正手段を有
しているので、本撮影装置で高速のパンニング動作を行
なっても、鏡筒部１と本体ケース２の衝突を防止できる
。次に、これについて説明する。

撮影装置（ビデオカメラ）によって動いている被写体を
撮影するときには、操作者は自分を回転軸として回転し
ながら被写体を撮影画面から外れないようにする（この
ような動作をパンニング動作と言う）。バンニング動作
時には、撮影装置は慣性座標においてヨー方向に回転し
ていることになる。このとき、本撮影装置は第１３図の
ごとき特性の防振動作をおこなっているので、本体ター
フ２０回転角θ工の増加に対して鏡筒部１の回転角θ工
追従動作はかなり遅れる０まず、位置検出器１１の検出
利得Ｂが一定の場合の欠点について説明する。第１３図
および（４）式から理解されるように、検出利得Ｂが小
さい程ｆ１が小さくなり、防振特性が良くなるために、
Ｂをかなり小さく選定する必要がある。ところが、位置
検出器１１の検出利得Ｂを小さくすると、アクチュエー
タ３の発生トルクＴｍはたかだかＢ・θｈ２に対応する
程度の小さなトルクしか発生できなかった。アクチュエ
ータ３の発生トルクＴｍが小さければ鏡筒部１の加速度
が小さくなシ、パンニング動作による本体ケース２の回
転角θ工の増加に対して鏡筒部１の回転角θ工の増加が
大幅に遅れるようになる。

その結果、本体ケース２と鏡筒部１が可動限界端（１θ
ｈｌ＝θｈ２）において衝突し、操作者に衝突による衝
撃力が感じられた。このような衝突は、撮影装置の破損
を招き易くすると共に、操作者に不快感を与えるもので
あシ、極力避けなければならない。

本実施例では、パン開始検出器１６によってパンニング
動作の開始を検出し、利得変更器１アによってパンニン
グ動作時には位置検出器１１の可変増幅回路１２０の増
幅度を大きくしている。これにより、ホール素子５と位
置検出器１１による検出利得Ｂが犬きくなシ、アクチュ
エータ３の発生トルクＴｍも大きくなり、パンニング動
作による本体ケース２の回転角度θ８の増加に十分追随
して鏡筒部１を加速することができる。その結果、鏡筒
部１と本体ケース２の衝突は防止できる。

次に、これについてよシ詳細に説明する。パン開始検出
器１５は、位置検出器１１の第一の出力信号ｊによって
鏡筒部１と本体ケース２の相対角度θｈが第一の所定の
範囲内にあるか否かを検出している。パンニング動作を
していない時には、相対角度θｈは第一の所定の範囲内
において微少な変動をしている。このとき、パン開始検
出器１５のウィンド・コンパレータ回路１６１のパン開
始信号ｐは“Ｈ＃となっている。また、利得変更器１７
のフリップフロップ１７０の信号ｑは”Ｌ′にあり、時
定数回路１７７の信号ｒおよび出力信号ｑの電圧も小さ
い。従って、位置検出器１１の可変増幅回路１２ｏの発
光素子１６０の照度が小さく、光−抵抗変換素子１５８
の抵抗値が大きく、可変増幅回路１２０の増幅度は小さ
くなる◎すなもち、検出利得Ｂは小さくなっている。従
って、良好な防振作用を行ないＣｆ１が十分小さい）、
本体ケース２の角度θ工の変動にかかわらず鏡筒部１の
角度θ工の変動は十分に小さくなっている。

このような状態においてパンニング動作が開始されたと
すると、本体ケース２の角度θ工の増加にもかかわらず
鏡筒部１の角度θ工は変化しないので、相対角度θｈの
絶対値は増加し、それに対応して位置検出器１１の出力
信号ｊが変化していく。

その結果、相対角度θｈは第一の所定の範囲外になり、
パン開始検出器１５のパン開始信号ｐは”Ｌ”　に変わ
る。パン開始信号ｐが“Ｌ″になると利得変更器１７の
フリップフロップ１７０の出力信号ｑは＠　ＨＩｌｌに
なり、トランジスタ１７３がオフになり、時定数回路１
７７のコンデンサ１７４が抵抗１７６によって充電され
、電圧信号ｒおよび出力信号ｑは所定の時定数により徐
々に大きくなる。これに伴って、位置検出器１１の可変
増幅回路１２０の発光素子１６０の照度が徐々に大きく
なり、光−抵抗変換素子１５８の抵抗値が徐々に小さく
なシ、その増幅度は徐々に大きくなる。

すなわち、相対角度θｈから信号ｃｉでの検出利得Ｂが
徐々に大きくなる０従って、アクチュエータ３の発生ト
ルクＴｍが大きくなり、鏡筒部１は十分大きな加速度に
よって加速され、パンニング動作による本体ケース２の
角度θ工の増加にほぼ追従して鏡筒部１の角度θ工が増
加する。その結果、鏡筒部１と本体ケース２の衝突は防
止される。

パンニング動作が終了した後に、撮影装置の操作者は通
常の静止した被写体の撮影に移る◇このとき、パン開始
検出器１５および利得変更器１７の動作によって可変増
幅回路１２０の増幅度を最大の状態にしたままにすると
、検出利得Ｂが犬きくなシすぎているので、（４）式の
ｆｌはかなり大きくなっている（ｊ’１＞１Ｈｚ）。従
って、第１３図から理解されるように、防振特性の効果
は大幅に悪化している。本実施例では、パン終了検出器
１６によってパンニング動作の終了を検出し、位置検出
器１１の可変増幅回路１２０の増幅度を元の小さな値に
戻している〇 これについて説明する。パン終了検出器１６は、慣性座
標からみた鏡筒部１の角速度ω工が所定の範囲内にある
か否かを角速度検出器１２の出力信号ｄにより検出し、
かつ、鏡筒部１と支持体２の相対角度θｈが第二の所定
の範囲内にあるか否かを位置検出器１１の出力信号ｊに
より検出し、両者がその範囲内に在るときにパン終了信
号りをＨ＃にする。パンニング動作中は、位置検出器１
１の検出利得Ｂが大きくなっているので、パンニングに
よる本体ケース２の角度θ工の増加に追従して鏡筒部１
の角度θ。も増加する。すなわち、鏡筒部１の角速度ω
。はパンニングによる（慣性座標からみた）本体ケース
２の角速度に７致もしくは略一致している０従って、鏡
筒部１の角速度ω０は所定の範囲外にあり、パン終了検
出器１６のパン終了信号りは”Ｌ″になっている。ノ（
ニング動作が終了すると、本体ケース２の角度θ工が変
化しなくなるので、鏡筒部１の角度θ工もθ工に一致し
た値に留まろうとする。これに伴って、鏡筒部１の角速
度ω。は所定の範囲内の小さな値もしくは０になシ、か
つ、相対角度θｈも小さな値に落ち着いていく。従って
、角速度検出器１２の出力信号ｄおよび位置検出器１１
の出力信号ｊによってパンニングの終了を検出すること
ができる。すなわち、鏡筒部１の角速度ω。が所定の範
囲内になシ、かつ、鏡筒部１と支持体２の相対角度θｈ
が第二の所定の範囲内になると、パン終了検出器１６の
パン終了信号りは“Ｈｌに変わる。

このとき、相対角度θｈの第一の所定の範囲は第二の所
定の範囲を含んでいるので、ノくン開始検出器１５のパ
ン開始信号ｐは″Ｈ”になっているＯ従って、パン終了
検出器１６の出力信号りが＠Ｌ＃から”Ｈ”に変わると
、利得変更器１７のフリップフロップ１７０の出力信号
ｑも“Ｈ″から“Ｌ”に変わる。これに伴って、トラン
ジスタ１７３がオンになり、時定数回路１７７のコンデ
ンサ１７４の電荷は抵抗１７６を介して放電され、電圧
信号ｒおよび出力信号ｑが徐々に小さくなる。その結果
、位置検出器１１の可変増幅回路１２０の発光素子１６
０の照度が徐々に小さくなり、光−抵抗変換素子１６８
の抵抗値が徐々に大きくなり、その増幅度が徐々忙小さ
くなる。すなわち、相対角度θｈから信号Ｃまでの検出
利得Ｂが徐々に小さくなり、元の小さな値になる。その
結果、本撮影装置の防振特性は良好な状態に戻り、本体
ケース２の角度θ８の変動に対して鏡筒部１の角度θ工
はほとんど変動しなくなる。

以後、次のパンニング動作の開始検出、制御動作、終了
検出については、前述の動作を繰り返している。

なお、前述の実施例では、位置検出器に可変増幅回路を
設け、パンニング動作中はその増幅度を大きくしたが、
本発明はそのような場合に限らない。たとえば、合成器
の入力側の抵抗値（位置検出器の信号の入力抵抗）を変
化させるようＫしても良く、本発明に含まれることは言
うまでもない。

第１６図に本発明の他の実施例の構成を示す。

本実施例では、位置検出器１１の出力信号Ｃによってパ
ンニング動作の開始を検出することにより、検出利得修
正手段のパン開始検出器１６′やパン終了検出器１６′
や利得変更器１７′の構成を簡単にしている。その他の
構成および動作は、前述の実施例と同様であり、説明を
省略する（同一の部品については同じ番号を付した）。

パン開始検出器１５′は、鏡筒部１と本体ケース２の相
対角度に対応した位置検出器１１の出力信号Ｃによって
、パンニング動作の開始を検出し、パンニングが開始さ
れるとパン開始信号ｐ′を“ＨｌからＬ″にする（ここ
に・、＠Ｈ”は高電位状態を表わし、“Ｌ”は低電位状
態を表わす）。第１６図にパン開始検出器１５′の具体
的な構成を示す。

コンパレータ１６２　、１６３と基準電圧源１６４゜１
６６とアンド回路１６６からなるウィンドーコンパレー
タ回路１６１によって、位置検出器１１の出力信号Ｃか
らコンパレート信号〆を得て、パン開始信号として出力
する。位置検出器１１の可変増幅回路１２０の増幅度が
小さい時には、信号ｐ′は鏡筒部１と本体ケース２の相
対角度θｈが第一の所定の範囲内（１θｈ１≦θｈ１）
に在る時にＨ”となり、θｈが第一の所定の範囲外（θ
ｈ１＜１θｈ１θｈ２）になると信号ｐ′は＠Ｌ１にな
る。第１９図（ａ）に、このときのパン開始信号Ｖと相
対角度θｈの関係を示す。なお、θｈ２　は可動限界の
端であり、１θｈｌ＝θｈ２は鏡筒部１と本体ケース２
の衝突を意味する。

位置検出器１１の可変増幅回路１２０の増幅度が大きく
なると、鏡筒部１と支持体２の相対角度θｈから位置検
出器１１の信号Ｃまでの検出利得が大きくなる。従って
、パン開始検出器１５′の信号グは相対角度θｈが第二
の所定の範囲内（１θｈｌ≦θｈａ）に在る時にＨ′と
なり、θｈが第二の所定の範囲外（θｈ３く１θｈ１≦
θｈ２に在ると信号ｐ′は“Ｌ″になる。第１９図（ｂ
）Ｋ、このときの信号ｐ′と相対角度θｈの関係を示す
。なお、第二の所定の範囲は第一の所定の範囲に含まれ
ている（θｈ３くθｈ１）。すなわち、パン開始検出器
１ぎの動作にヒステリシス特性を持たせている。

パン終了検出器１６′は、慣性座標からみた鏡筒部１の
角速度ω。によってパンニング動作の終了を検出し、パ
ンニングが終了するとパン終了信号ｈ′を”Ｌ”から“
Ｈ＃にする。第１７図にパン終了検出器１６′の具体的
な構成を示す。コンパレータＩＪ３１，１８２と基準電
圧源１８３　、１８４とアンド回路１８６からなるウィ
ンドφコンパレータ回路１８６によって、角速度検出器
１２の出力信号ｄからパン終了信号ｄを得ている。信号
ｈ′は、鏡筒部１の角速度ω　が所定の範囲内（１ωｒ
ｎ１≦ωｍｌ）に在る時に“Ｈ”となり、ω工が所定の
範囲外（０ｍ１く１ω工Ｉ）になると“Ｌ″になる。信
号ｈ′と角速度ω工の関係は、第１１図（ａ）の信号り
と角速度ω工の関係と同じである。

パン開始信号プとパン終了信号には、利得変更器１１に
入力される。第１８図に利得変更器１１の具体的な構成
を示す。パン開始信号〆は、ナンド回路１６８，１６９
，３０１からなるセット優先型の７リツプフロツプ１７
０′のセット信号として入力され、信号ｐ′が“Ｌ”に
なるとフリップフロップ１７０′はセットされ、その出
力信号イはＨ１となる。また、パン終了信号ｈ′はフリ
ップ７０ツブ１７０′のリセット信号として入力され、
信号ｐ′が“Ｈｌの時に信号ｈ′が“Ｈ”になるとクリ
ップ１７σはリセットされ、出力信号ｑ′は”Ｌ”にな
る。

フリップフロップ１７σの出力信号ｑ′は、インバータ
回路１７１．抵抗１７２．トランジスタ１７３を介して
、コンデンサ１７４．抵抗１７５゜１７６からなる時定
数回路１７７に入力される。

従って、信号ｑ′が“Ｌｊのときにはトランジスタ１７
３がオンになり、コンデンサ１７４の電荷は抵抗１７６
を通じて放電され、電圧信号ｒ′は小さくなる（抵抗１
７６の抵抗値は抵抗１７５の抵抗値よりも十分小さい）
。また、信号イが“Ｈ”になるとトランジスタ１７３は
オフになり、コンデンサ１７４は抵抗１７５を通じて充
電され、電圧信号ｒ′は＋１２Ｖまで大きくなる。電圧
信号ｒ′は演算増幅器１７８からなるバッファ回路を介
して、利得変更信号ｑ′として出力され、位置検出器１
１の可変増幅回路１２０に供給される。

本実施例におけるパンニング動作の開始の検出と利得の
変更とパンニング動作の終了の検出について説明する。

まず、パンニング動作を行なっていない時には、位置検
出器１１の可変増幅回路１２ｏの増幅度は小さいから、
相対角度θｈから位置検出器１１の信号Ｃまでの検出利
得Ｂは小さくなっている。従って、第１３図および（４
）式のｆｌが小さく良好な防振動作を行なっている。

このような状態からパンニング動作を行なうと、鏡筒部
１の角度θ工の増加に対して本体ケース２の角速度θ工
はかなり遅れるので、相対角度θｈの絶対値が大きくな
り、第一の所定の範囲外になる。従って、パン開始検出
器１６′のパン開始信号ｐ′は“Ｈ”から“Ｌに変わる
。信号ｐ′がＩｔ　Ｌ　３１になると、利得変更器１７
′のフリップフロップ１７σがセットされ、信号ｑ′は
“Ｌ’から“Ｈ”に変わる。これに伴って、トランジス
タ１７３がオフになり、時定数回路１７７のコンデンサ
１７４が抵抗１７６を介して充電され、電圧信号ｒ′お
よび利得変更信号ｑ′が徐々に大きくなる。利得変更信
号ｑ′の増大に伴って位置検出器１１の可変増幅回路１
２０の増幅度が大きくなる。すなわち、検出器−４Ｂが
大きくなる。従って、アクチュエータ３の発生トルクＴ
ｍが大きくなり、本体ケース２の角度θ工の増加に追随
するように鏡筒部１が加速され、鏡筒部１と本体ケース
２の衝突が防止される。

パニング動作が終了すると、本体ケース２の角度θ工が
ほとんど変化しなくなるから、鏡筒部１の角速度ω工は
所定の範囲内もしくは０になり、パン終了検出器１６′
のパン終了信号ｈ′は“Ｌ”からＨ″′に変わる。一方
、位置検出器１１の検出利得が大きくなっているために
、パン開始検出器１６′の信号ｐ′と相対角度θｈの関
係は第１９図（ｂ）だ示すようになっている。従って、
パン開始信号ｐ′は、相対角度θｈが第二の所定の範囲
内（Ｉθｈ１≦θｈｓ）になった時に“Ｌ″から“Ｈ”
に変わる。利得変更器１７′の７リツプフロツプ１７σ
は、パン開始信号ｐ′が”Ｈ＃の時にパン終了信号ｈ′
が”Ｈ”になるとリセットされ、信号ｑは′Ｌ”に変わ
る。すなわち、鏡筒部１０角速度ω工が所定の範囲内に
あり、かつ、相対角度θｈが第二の所定の範囲内に在る
時に信号イは“Ｌｌになる。

信号ｑ′が”Ｌ’になると、トランジスタ１７３がオン
になり、コンデンサ１７４の電荷は抵抗１７６を介して
放電され、電圧信号ビおよび利得変更信号ｑｌは徐々に
小さくなっていく。従って、位置検出器１１の可変増幅
回路１２０の増幅度は小さくなり、検出利得Ｂも小さく
なり、良好な防振動作に戻っていく。

なお、前述の実施例では位置検出器に可変増幅回路を設
けて検出利得を変化させたが、本発明はそのような場合
に限らず、たとえば、ホール素子のバイアス電流を変え
るようにしてもよい。

前述の各実施例に示すように本発明の撮影装置の防振機
構は、空気室が不要であり、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。なお、
マグネットの磁界の検知にはホール素子に限らず、磁気
抵抗素子や過飽和リアクトルを使用しても良い。

さらに、パン開始検出器やパン終了検出器や利得変更器
により簡単に検出利得修正手段を構成することができ、
パンニング動作における鏡筒部と支持体との衝突も防止
できる。もちろん、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い。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。

発明の効果 本発明の撮影装置は、鏡筒部と支持体の相対位置および
鏡筒部の角速度を検出することにより、その両者の変動
を抑制するように鏡筒部をアクチュエータ手段により、
駆動・制御し、鏡筒部の振動を大幅に低減したものであ
る。さらに、検出利得修正手段を設け、鏡筒部と支持体
の衝突も防止している。従って、本発明に基づき、たと
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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による撮影装置の構成図、第
２図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は第１図のアクチ
ュエータの具体的な構成を表わす図、第３図は第１図の
位置検出器の具体的な構成を表わす図、第４図は第１図
の角速度検出器の具体的な構成を表わす図、第６図は第
１図の合成器の具体的な構成を表わす図、第６図は第１
図の駆動器の具体的な構成を表わす図、第７図は第１図
のパン開始検出器の具体的な構成を表わす図、第８図は
第１図のパン終了検出器の具体的な構成ケ表わす図、第
９図は第１図の利得変更器の具体的な構成を表わす図、
第１０図はパン開始検出器の検出特性を表わす図、第１
１図（、）　、　（ｂ）はパン終了検出器の検出特性を
表わす図、第１２図は防振機構のブロック図、第１３図
はθ工からθ工への周波数伝達関数Ｇ（ｊω）を表わす
図、第１４図はθ８の変動の様子を表わす図、第１５図
は本発明の他の実施例を表わす構成図、第１６図は第１
６図のパン開始検出器の具体的な構成を表わす図、第１
７図は第１６図のパン終了検出器の具体的な構成を表わ
す図、第１８図は第１５図の利得変更器の具体的な構成
を表わす図、第１９図（ａ）　、　（ｂ）はパン開始検
出器の検出特性を表わす図、第２０図は従来の防振機構
例を表わす構成図である。 １・・・・・・鏡筒部、２・・・・・・本体ケース（支
持体）、３・・・・・・アクチュエータ、４・・・・・
・回転軸、５・・・・・・ホール素子（感磁素子）、６
・・・・・・角速度センサ、７・・・・・・固定部材、
１１・・・・・・位置検出器、１２・・・・・・角速度
検出器、１３・・・・・・合成器、１４・・・・・・駆
動器、１５　、１５’・・・・・・パン開始検出器、１
６，１σ・・・・・・パン終了検出器、１７　、１７’
・・・・・・利得変更器、４１・・・・・・撮像素子、
４２・・・・・・画像信号処理器、Ｇ・・・・・・鏡筒
部１の重心。 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 Ｌ−＝　　　　　　　　Ｊ 第９図 し＝−−一−−−−−−−−−−−−ヤー　　　　　Ｊ
’／７ 第１０図 第１１図 一ω、ｎ１０ＬＪ屑１ ０ｍ θλ 第１２図 第１３図 第１４図 ｆ　（Ｈｚ） 第１６図 Ｌ　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　Ｊ／
、５′ ｊ１１７図 Ｌ　　　　　　　　　　　、　　　　　＋＋　　　　　
　　　　　　＋−−Ｊ／６′ 第１８図 ゛）７・ 第１９図 一θｆｔ２　−ｅｌｔ　　　　　°　　　　ｅＵ　　　
ｅ′２θえ −０１２−ｅｆｂｔ　　−１１ｆＬｓＯｅｆＬｓ　　ｅ
ｆＩ、ｔ　　ｅ１２θ孔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （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ヨー方
   向に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
   度を検出する位置検出手段と、前記鏡筒部に取りつけら
   れ、慣性座標からみた前記回転軸回りの前記鏡筒部の角
   速度を検出する角速度検出手段と、前記位置検出手段の
   出力信号と前記角速度検出手段の出力信号を合成する合
   成手段と、前記合成手段の合成信号に応じて前記アクチ
   ュエータ手段に電力を供給する駆動手段と、前記鏡筒部
   と支持体の相対角度が第一の所定の範囲外になると前記
   位置検出手段の検出利得を大きくし、慣性座標からみた
   前記鏡筒部の角速度が所定の範囲内にあり、かつ前記相
   対角度が前記第一の所定の範囲よりも狭い第二の所定の
   範囲内にあるときに前記位置検出手段の検出利得を小さ
   くする検出利得修正手段とを具備する撮影装置。
2. （２）アクチュエータ手段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. （３）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. （４）慣性座標における支持体の回転角度に対する鏡筒
   部の回転角度の伝達特性を、第一の折点周波数ｆ＿１以
   下の周波数範囲においては１とし、ｆ＿１以上で第二の
   折点周波数ｆ＿２（ｆ＿１＜ｆ＿２）以下の周波数範囲
   では−６ｄＢ／ｏｃｔで減衰させ、ｆ＿２以上では−１
   ２ｄＢ／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）項記載の撮影装置。
5. （５）検出利得修正手段は、鏡筒部と支持体の相対角度
   が第一の所定の範囲外になるとパン開始信号を出力する
   パン開始検出手段と、慣性座標からみた前記鏡筒部の角
   速度が所定の範囲内にあり、かつ、前記相対角度が第二
   の所定の範囲内にあるときにパン終了信号を出力するパ
   ン終了検出手段と、前記パン開始信号に応動して前記位
   置検出手段の検出利得を大きくし、前記パン終了信号に
   応動して前記位置検出手段の検出利得を小さくする利得
   変更手段とからな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。
6. （６）パン開始検出手段は、位置検出手段の出力信号に
   より鏡筒部と支持体の相対角度を検出したことを特徴と
   する特許請求の範囲第（５）項記載の撮影装置。
7. （７）パン終了検出手段は、角速度検出手段の出力信号
   により慣性座標からみた鏡筒部の角速度を検出し、かつ
   、位置検出手段の出力信号により鏡筒部と支持体の相対
   角度を検出したことを特徴とする特許請求の範囲第（５
   ）項記載の撮影装置。
8. （８）検出利得修正手段は、位置検出手段の出力信号が
   使定の範囲外になるとパン開始信号を出力するパン開始
   検出手段と、角速度検出手段が所定の範囲内に在るとパ
   ン終了信号を出力するパン終了検出手段と、前記パン開
   始信号に応動して前記位置検出手段の検出利得を大きく
   し、前記パン終了信号に応動して前記位置検出手段の検
   出利得を小さくする利得変更手段とからなっていること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の撮影装置
   。