JPS61242179A - 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
に関するものであり、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図に、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図において、定盤６０１と支持台ＢＯ２の間には
空気室５０５が形成されており、空気圧縮機６０４から
管５０３を通じて圧縮空気が送シ込まれる。その結果、
定盤５０１と支持台６０２の間にはバネ性の非常に弱い
空気層が形成される。。

したがって、支持台５０２が大きく振動しても、定盤５
０１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する問題点 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が必要であシ、形状が大きくなる
。さらに、圧縮機が必要であフ、音が大きく、設置面積
も大きくなる。したがって、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。

問題点を解決するための手段 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
作シ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
ピッチ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シつけられ、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
記アクチェ。二−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１、か
つ、前記相対角度が前記第一の所定の範囲よシも狭い第
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
よル、上記の目的を達成し友ものである。

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ェエータ手段
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チルト動作
時の検出利得を大きくして、チルト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も第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、
ｃａｎ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、ＮＴＳＯ方式
の画像信号（ビデオ信号）を作シ出している。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をピッチ方向
に回転駆動している（使用状態において、鏡筒部１はほ
ぼ垂直面上で回動自信。

アクチェエータ３０回転軸４は、鏡筒部１の重心Ｇを通
シ、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（ａ）　、　（ｂ）　、　（０）にアクチュエー
タ３の具体的な構成を示す。第２図において、マグネッ
ト１０２０強磁性体製のバックヨーク１０１は鏡筒部１
に取シつけられ、回転軸４とともに回転する。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が取シつけられたコイルヨーク１
０３には、コイル１０４ａ　、１０４ｂ　とホール素子
（感磁素子）６が固着されている。本例では、マグネッ
ト１０２が鏡筒部１に〜取シつけられ、コイルヨーク１
０３が本体ケース２に取シつけられている（なお、この
関係が逆になってもよい）。コイル１０４ａと１０４ｂ
は直列に接続され、端子１０１５から１０６に流れる電
流とマグネッ）１０２の磁束によって回転トルクを発生
する。また、ホール素子６はマグネット１０２の磁極の
切シ換え部分にほぼ対向して配置され、マグネッ）１０
２（鏡筒部１の角度位置θｍ）とコイルヨーク１ｏ３（
本体ケース２０角度位置θＫ）の相対的な角度位置（θ
ｈ＝θＩ−θｍ）に対応した出力信号を発生する。なお
θｍは絶対空間の座標系（慣性座標）からみた回転軸４
の回りに鏡筒部１の角度であシ、θ工は同じ慣性座標か
らみた回転軸４０回りの本体ケース２０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６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、チルト開始検出器１６に供給し
ている。さらに、抵抗１１６，１１７，１１８゜１６９
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１６０（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ｊ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、チルト開始検出
器１６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シ、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の照度は明るくなシ、元−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によって取シつけられている。角速度
センサ６の検出軸はアクチュエータ３の回転軸４と一致
しておシ、慣性座標における鏡筒部１の回転軸４の回り
の回転角速区に応動した出力信号ｂ２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
ωｍに比例もしくは角速度ωｍの所定周波数範囲の成分
に比例した信号ｄ′１に得ている。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
・ニレメン）１３１ｉ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ととも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
０回シで回転動作すると、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軸の角速度の積に比例するので、慣性座標における鏡
筒部１０回転軸４０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・ニレメン）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１３６によって検波出力の低
周波成分（ｎｃ〜１００Ｈｚ程度→を取）出せば、慣性
座標における鏡筒部１の回転軸４の回りの角速度ωｍに
比例する信号が得られる。

位置検出器１１の出力信号ａ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・を得ている。第６図に合成器１３の具体的な構成
を示す。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）ｆがアクチ
ュエータ３のコイル１０４ａ。

１０４ｂ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１６１とトランジスタＩＥ５４
，１６５と抵抗１６２　、１５３によって電力増幅回路
を構成し、信号ｅｔ−所定倍に増幅した電圧信号ｆを出
力する。

チルト開始検出器１６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１によって
、チルト動作の開始を検出し、チルトが開始されるとチ
ルト開始信号ｐヲ″Ｈ″から“Ｌ“にする（ここに、’
Ｈは高電位状態を表わし、′ム“は低電位状態を表わす
）。第７図にチルト開始検出器１６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
゜１６６とアンド回路１６６からなるウィンド・コンパ
レータ回路１６１に工って、位置検出器１１の出力信号
Ｉからコンパレート信号ｐｔ−得て、チルト開始信号と
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θｈが第一の所定の範囲内（１θｈ１≦θｈ、）
に在る時に”Ｈ″　となシ、θｈが第一の所定の範囲外
（θｈ１＜１θｈ１≦θｈｚ）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θ
ｈ２は可動限界の端であυ、１θｈｌ＝θｈ２は鏡筒部
１と本体ケース２の衝突を意味する。

チルト終了検出器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ωｍによっ
て、チルト動作の終了を検出し、チルトが終了するとチ
ルト終了信号ｈｉ’Ｌ″から′Ｈにする（チルト動作中
に信号りは　Ｌ　になっている）。第８図にチルト終了
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１
．８６からなる第一のウィンド・コンパレータ回路１８
６によって、角速度検出器１２の出力信号ｄから第−の
コンパレート信号ｕｉ得ている。信号Ｕは、鏡筒部１０
角速度ωｍが所定の範囲内（１ωｍ１≦ωｍ＋）に在る
時に　１Ｈ′となル、ωｍが所定の範１１図（、）に信
号Ｕと角速度ωｍ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１９２１Ｃ！って、位置検出器
１１の出力信号ｊから第二のコンパレート信号ｖｔ−得
ている。信号マは、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≦θｈ５）に在る
時に１Ｈ′　となシ、θｈが第二の所定の範囲外（θｈ
５く１θｈｌ　　になると　乙　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、θｈｓ　＜θｈ１゜ チルト終了検出器１６は、アンド回路１９３によって信
号Ｕと信号マの論理積をとることにより、チルト終了信
号りを作シ出している。したがって、鏡筒部１の角速度
ωｍ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、チル
ト終了信号りはＨ＃どなる。これ以外の時には、チルト
終了信号りは　Ｌ　となっている。

チルト開始信号ｐとチルト終了信号りは、利得変更器１
Ｔ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。チルト開始信号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７０ツブ
１７０のセット信号色して入力され、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ｑはＨとなる。また、チルト終了信号りは７リツプフ
ロツプ１７０のリセット信号として入力され、信号すが
　Ｈになるとフリップ７０ツブ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．）ランジスタ１７３ｔ−介して
、コンデンサ１７４、抵抗１７６゜１１７６からなる時
定数回路１７７に入力される。

したがって、信号ｑが１Ｌ′のときにはトランジスタ１
７３がオンになシ、コンデンサ１７４の電荷は抵抗１７
６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１７６の抵抗値よシも十分小さい）
。また、信号ｑが“Ｈ′になるとトランジスタ１７３は
オフになシ、コンダンサ１７４は抵抗１７６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１１の可
変増幅回路１２０に供給される。

なお、チルト開始検出器１６とチルト終了検出手段１６
と利得変更器１Ｔ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１０角度θｍと本体ケース２の角度θＩ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１０２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６と位置検出器１１はブロッ
ク２０４で表わされ、θｈ（７）８倍の信号Ｃ（位置検
出器１１の出力信号）を得る。−万、慣性座標からみた
鏡筒部１０角速度ωｍ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２０６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ωｍの一ム倍された信号
を検出しくブロック２ｏ６）、ローパスフィルタ１３６
によってｆｈ＝ωｈ／２πコ１００　Ｈｚ以上の高周波
のリップル電圧が低減・除去され（ブロック２ｏ６）、
ωｍの変動の必要な周波数成分（Ｉｌｌ〜１００Ｈｚ）
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１０４ｂの合成抵抗値で
あシ、Ｋｔはトルク定数である。プロック２０１は鏡筒
部１の機械的な慣性モーメン）　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２０２はω
ｍとθｍの関係を表わす。

ここに、８はラプラス演算子を意味している。

いま、角速度ωｍ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２０６）ｔ−Ｆ（ｓ）＝［ω
ｈ／（ｓ＋ωｈ））　　　　ｍｍ　　　（１）とおき、 ｎ＝ｃ−（Ｋｔ／ｆｉｌ（１／Ｊｍ）　　　　＝・・　
　［２）とすると、θＩからθｍへの伝達関数はＧ（ｇ
）　＝θｍ／θＩ ＝　（Ｂ−Ｄ）／（１ｓ＋Ｆ（ｓ＋）・ム−Ｄ−ｓ＋Ｂ
−Ｄ）・・・・・・　　（３） となる。ここで。

ω１＝２π・ｆｌ ＝Ｂ／ム　　　　　　　　　　・・・・・・　　（４）
ω２＝２π・ｆ２ ＝ム・Ｄ　　　　　　　　　　・・・・・・　　（６）
とおくときに、 ω１＝２π・ｆｌ（ω２＝２π・ｆ２・・・・・・　（
６）ωｈ＝２π・　ｆｈ＞ω２　　　　　　　　・・・
・・・　（でとなしている。実際には、ｆ　１　＝０．
１　Ｈｚ　。

ｆ２＝１０Ｈｚ％ｆｈ＝１００Ｈｚにしている。

このようにするならば、ｆｌからｆ２の周波数範囲にお
いてＦ（ｊω）＝１となるので１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２０回転角θＸに
対する鏡筒部１の回転角θｍ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）となフ（線■）、ｆ１以上で第二の折点周波数
ｆ２以下の周波数範囲では−６ｄ　Ｂ　／　ｏａｔで減
衰しく線■）、ｆ２以上の周波数範囲では一１２ｄＢ１
０ａｔで減衰している（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図よフ、ｆ１以上の周波数範囲においてθＩ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、
０ｄＢ（、ｉｉ■）と特性線の間の差ＺｄＢによ１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
撮像時におけるピッチ方向の本体ケースの回転角θＩの
変動の測定結果を示す（スペクトラム分析）。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θＩの
変動に対応する。これをみると０．５Ｈｚ〜１５Ｈｚの
範囲の変動が大きいことがわかる。したがって、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２０回転角θＩ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シ、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≦０．８
　Ｈｚ　、　ｆ２≧８Ｈｚにすれば、その効果が得られ
る。

さらに、本実施例ではチルト開始検出器１６とチルト終
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チルト動作を行
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、これにつぃＮ説明する。

撮影装置（ビデオカメラ）によって大きな被写体を撮影
するときには、操作者は撮影装置を上下方向（ピッチ方
向）に回転させながら被写体の下端から写し始めて上端
へと画像を移動させる（このような動作をチルト動作と
言う）。チルト動作時には、撮影装置は慣性座標におい
てピッチ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、本体ケース２の回転角θＩの増加に対して
鏡筒部１の回転角θｍの追従動作はかなシ遅れる。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（→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をかなシ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Ｔｌｎ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〕、チルト動作に
よる本体ケース２の回転角θＩの増加に対して鏡筒部１
の回転角θｍ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（１０ｈｌ＝
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
招き易くするとともに、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、チルト開始検出器１６によってチルト動
作の開始を検出し、利得変更器１７によってチルト動作
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６と位置検出
器１１による検出利得Ｂが大きくなシ、アクチュエータ
３０発生トルクＴｍも大きくなシ、チルト動作による本
体ケース２０回転角度θＸ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。チルト開始検
出器１６は、位置検出器１１の第１の出力信号１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。チルト動作を
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、チルト開始
検出器１６のウィンド・コンパレータ回路１６１のチル
ト開始信号ｐは＃Ｈ′　となっている。また、利得変更
器１７の７リツプフロツプ１７０の信号ｑ　Ｉｄ。

′Ｌ′にあ〕、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。したがって、位置検出器１１の可
変増幅回路１２０の発光素子１６０の照度が小さく、光
−抵抗変換素子１６８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。すなわち、検出利得Ｂは
小さくなっている。したがって、良好な防振作用を行な
い（ｆｌが十分小さい）、本体ケース２の角度θＩの変
動にかかわらず鏡筒部１０角度θｍ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チルト動作が開始されたとする
と、本体ケース２の角度θＩの増加にもかかわらす鏡筒
部１の角度θｍ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
定の範囲外になシ、チルト開始検出器１６のチルト開始
信号ｐはＩ′Ｌ″に変わる。チルト開始信号ｐが１Ｌ′
になると利得変更器１Ｔのフリップ７０ツブ１７０の出
力信号ｑはＨになカ、トランジスタ１７３がオフになシ
、時定数回路１７７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。これに伴りて、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１６８の抵抗値
が徐々に小さくなル、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Ｃまでの検出利得Ｂが
徐々に大きくなる。したがって、アクチュエータ３の発
生トルクＴｍが大きくなシ、鏡筒部１は十分大きな加速
度によって加速され、チルト動・作による本体ケース２
０角度θＩの増加にほぼ追従して鏡筒部１０角度θｍ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。

チルト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、チルト開始検
出器１６および利得変更器１７の動作に工って可変増幅
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が大きくなシすぎているので、（４）式の１
１はかなシ大きくなっている（ｆｌ）ＩＨｚ）。したが
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、チルト終了検出器
１６によってチルト動作の終了を検出し、位置検出器１
１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。

これについて説明する。チルト終了検出器１６は、慣性
座標からみた鏡筒部１０角速度ωｍ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１
により検出し、両者がその範囲内に在るときにチルト終
了信号りを１Ｈ“にする。チルト動作中は、位置検出器
１１の検出利得Ｂが大きくなっているので、チルトによ
る本体ケース２の角度θＸの増加に追従して鏡筒部１０
角度θｍも増加する。すなわち、鏡筒部１０角速度ωｍ
はチルトによる（慣性座標からみた）本体ケース２０角
速度に一致もしくは略一致している。したがって、鏡筒
部１０角速度ωｍは所定の範囲外にアシ、チルト終了検
出器１６のチルト終了信号りは“Ｌ′になっている。

チルト動作が終了すると１本体ケース２０角度θＸが変
化しなくなるので、鏡筒部１０角度θｍもθＸに一致し
た値に留まろうとする。これに伴って、鏡筒部１０角速
度ωｍは所定の範囲内の小さな値もしくはＯになシ、か
つ、相対角度θｈも小さな値に落ち着いていく。したが
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によってチルトの終了を検出すること
ができる。すなわち、鏡筒部１０角速度ωｍ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、チルト終了検出器１６
のチルト終了信号りはＩＦ５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、チルト開始検出器１６のチルト開始信号ｐ
は′Ｈになっている。したがって、チルト終了検出器１
６の出力信号りがＩＬＩＩからＩＦ５に変わると、利得
変更器１７の７リツプフａツブ１７０の出力信号ｑも１
Ｈ′から１Ｌ′に変わる。これに伴うて、トランジスタ
１７３がオンになシ、時定数回路１７７のコンデンサ１
７鵠の電荷は抵抗１７６を介して放電され、電圧信２τ
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１２００発光素子１６０の照
度が徐々に小さくなり、光−抵抗変換素子１６Ｂの抵抗
値が徐々に大きくなシ、その増幅度が徐々に小さくなる
。すなわち、相対角度θｈから信号Ｃまでの検出利得Ｂ
が徐々に小さくなシ、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シ、本体ケース
２の角度θＸの変動に対して鏡筒部１０角度θｍは纜と
んど変動しなくなる。

以後、次のチルト動作の開始検出、制御動作。

終了検出については、前述の動作を繰シ返している。

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、チルト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）を変化させるようにしても良く、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によってチ
ルト動作の開始を検出することによ）、検出利得修正手
段のチルト開始検出器１６′やチルト終了検出器１ｄ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シ、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）。

チルト開始検出器１ｇ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ａによって
、チルト動作の開始を検出し、チルトが開始されるとチ
ルト開始信号ｐｔ’Ｈから１Ｌ′にする（ここに、ＩＦ
１は高電位状態を表わし、Ｌ′　は低電位状態を表わす
）。第１６図にチルト開始検出器１６′の具体的な構成
を示す。

コンパレニタ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・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ｐ′を得て、チルト開始信号として
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≦θｈ
＋）に在る時にＨ′　となシ、θｈが第一の所定の範囲
外（θｈ１く１θｈ１≦θｈｚ）になると信号ｉは′Ｌ
′になる。第１９図（ａ）に、このときのチルト開始信
号ｐ′と相対角度θｈの関係を示す。なお、θｈ２は可
動限界の端であシ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ａまでの検出利得が大きくなる。したが
って、チルト開始検出器１６′の信号ｐ′は相対角度θ
ｈが第二の所定の範囲内（１θｈ１≦θｈ５）に在る時
に　′Ｈ′となり、θｈが第二の所定の範囲外（θｈ　
ｓ　（ｌ　１９ｈｌ≦θｈ２）に在ると信号ｐ′は′Ｌ
１になる。第１９図（ｂ）に、このときの信号ｄと相対
角度θ五の関係を示す。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（θｈ５〈θｈ＋）。すな
わち、チルト開始検出器１６′の動作にヒステリシス特
性を持たせている。

チルト終了検出器１６′は、慣性座標からみた鏡筒部１
０角速度ωｍによってチルト動作の終了を検出し、チル
トが終了するとチルト終了信号ｈ′を１Ｌ′から′Ｈ′
にする。第１７図にチルト終了検出器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１８６からなるウィンド
・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からチルト終了信号「を得ている。信号ｈ
′は、鏡筒部１０角速度ωｍが所定の範囲内（１ωｍ１
≦ωｍ＋）　　に在る時にＨ′となシ、ωｍが所定の範
囲外（０ｍ１〈１ωｍｌ）になると　′Ｌ＃　になる。

信号ｈ′と角速度ωｍの関係は、第１１図（、）の信号
りと角速度ωｍの関係と同じである。

チルト開始信号ｐ′とチルト終了信号「は肩書変更器１
デに入力される。第１８図に利得変更器１７′の具体的
な構成を示す。チルト開始信号ｐ′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１７ｄのセット信号として入力さ
れ、信号ｉが　Ｌ　になるとフリップ７０ツブ１７ｄは
セットされ、その出力信号ｑ′は加“　　となる。また
、チルト終了信号「はフリップフロップ１７ｃｉのリセ
ット信号として入力され、信号ｄが１Ｈ′の時に信号ｈ
′が　Ｈになるとフリップフロップ１７ｄはリセットさ
れ、出力信号４はＩＬ″になる・ ７リツプフロツプ１７ｄの出力信号４は、インバータ回
路１γ１．抵抗１７２、）ランジスタ１７３を介して、
コンデンサ１７４、抵抗１７６゜１７６からなる時定数
回路１７７に入力される。

したがって、信号イが“Ｌｌ　　のときにはトランジス
タ１７３がオンになシ、コンダンｔ１７４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１７６の抵抗値は抵抗１７６の抵抗値ニジも十分小
さい）。また、信号ｑがＨになるとトランジスタ１７３
はオフになり、コンダンサ１７４は抵抗１７６を通じて
充電され、電圧信号ｒ′は＋１２７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。

本実施例におけるチルト動作の開始の検出と利得の変更
とチルト動作の終了の検出について説明する。まず、チ
ルト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１２０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。したがって、第１３図および（４）式のｆ
ｌが小さく、喪好な防振動作を行なっている。

このような状態からチルト動作を行なうと、鏡筒部１の
角度θＸの増加に対して本体ケース２０角速度θｍはか
なシ遅れるので、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。

したがって、チルト開始検出器１６′のチルト開始信号
ｐ′は１Ｈ“からａＬ“に変わる。信号ｐ′がＬ″にな
ると、利得変更器１７′のフリップフロップ１７ｄがセ
ットされ、信号４は　Ｌ　から’Ｈ’　に変わる。これ
に伴って、トランジスタ１７３がオフになシ、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Ｊ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１２０の増幅度が大きくなる。すなわち、検出
利得Ｂが大きくなる。したがって、アクチュエータ３０
発生トルクＴｍが大きくな、υ、本体ケース２０角度θ
Ｘ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。

チルト動作が終了すると、本体ケース２の角度θＸがほ
とんど変化しなくなるから、鏡筒部１の角速度ωｍは所
定の範囲内もしくは０になシ、チルト終了検出器１６′
のチルト終了信号「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
、チルト開始検出器１６′の信号ｐ′と相対角度θｈの
関係は第１９図（ｂ）に示すようになっている。したが
って、チルト開始信号ｐ′は、相対角度θｈが第二の所
定の範囲内（１θｈ１≦θｈｓ）になった時にｚＬｚ　
から　Ｈに変わる。利得変更器１７′の７リツプフロツ
プ１ｙｏは、チルト開始信号ｄが１Ｈ″の時にチルト終
了信号ｈ′が１Ｈ′　になるとリセットされ、信号ｑ′
はＩＩＬＩＩに変わる。すなわち、鏡筒部１の角速度ω
ｍ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′Ｌ′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ｒ′および利得変更信号ｑ′は徐々に小
さくなっていく。したがって、位置検出器１１の可変増
幅回路１２０の増幅度は小さくなシ、検出利得Ｂも小さ
くなシ、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、空気室が不要であル、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ク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、チルト開始検出器やチルト終了検出器や利得変
更器に工〕簡単に検出利得修正手段を構成することがで
き、チルト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
ラに限定されるもめではない。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ニジ駆
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。したがって、本発明に基き、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ことができる
。

【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）　、　（（１）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
のチルト開始検出器の具体的な構成を表わす図、第８図
は第１図のチルト終了検出器の具体的な構成を表わす図
、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図はチルト開始検出器の検出特性を表わす
図、第１１図（ａ）　、　（ｂ）はチルト終了検出器の
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θＸからθｍへの周波数伝達関数Ｇ（ｊω
）を表わす図、第１４図はθＸの変動の様子を表わす図
、第１６図は本発明の他の実施例を表わす構成図、第１
６図は第１６図のチルト開始検出器の具体的な構成を表
わす図、第１７図は第１６図のチルト終了検出器の具体
的な構成を表わす図、第１８図は第１６図の利得変更器
の具体的な構成を表わす図、第１９図（ａ）。 （ｂ）はチルト開始検出器の検出特性を表わす図、第２
Ｑ図は従来の防振機構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、６・・・・・・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、１６．１６′・・・・・・チルト開始検出器、１
ｅ、１ｅ；・・・・・・チルト終了検出器、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。 代理人の氏名　弁理士　中足　敏　男　ほか１名第２図 第　３　図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１１図 −（ｌｙＨｌ　（７１１）ｐｆ ωｍ −θ４ｚ　　−ｅ／ＬＴ　　−ｔＭａ’　　ｅｌｉ　　
ｅｆｕ　　　ｅｆＬ２θル 第１３図 第１４図 ｆｃｓｚ） 第１６図 ゛ン６・ ｊ１１７図 ）６゜ １１８図 第１９図 一θｆｔｚ　　−θん、　　　０　　　　θえ１　　θ
え２θん 一〇和　−θ幻　−θえ３０　θｈ３゛θル１　θＡ２
第２０図

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ピッチ
   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チルト開始信号を出力す
   るチルト開始検出手段と、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チルト終了信号を出力
   するチルト終了検出手段と、前記チルト開始信号に応動
   して前記位置検出手段の検出利得を大きくし、前記チル
   ト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）チルト開始検出手段は、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）チルト終了検出手段は、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
   所定の範囲外になるとチルト開始信号を出力するチルト
   開始検出手段と、角速度検出手段が所定の範囲内に在る
   とチルト終了信号を出力するチルト終了検出手段と、前
   記チルト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、前記チルト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。