JPH06197262A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】常時，適切なパン検知制御が行われる防振装置
を提供することを目的とする。 【構成】角速度検出素子１からの出力される角速度信号
の高域成分のみを通過させると共に、周波数特性を変化
できるフィルタ回路３と、該フィルタ回路３を通過した
角速度信号を積分して角度信号を出力する積分回路６
と、角速度検出素子１からの出力をフィルタ回路３及び
積分回路６を経由せずに信号処理して角変移を検出する
積分回路８とを備える。そして、この積分回路８の出力
に基づき不要振動成分の入力状況が完了したか否かを判
定し、不要振動成分の入力状況が完了した時に前記フィ
ルタ回路３及び積分回路６の特性を通常モードに戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラの手持ち撮影等
で発生する手ぶれなどの不要振動を除去するために付加
される防振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】撮影装置、特にビデオカメラ等のいわゆ
るムービーカメラにおいては、連続したシーンを撮影す
るため、これに用いる防振装置は撮影者の意図するパン
ニングやチルティングの動きを、意図しない手ぶれ等の
不要振動と区別する能力（以下、パン検知という）を持
つ必要がある。

【０００３】従来、この種の技術としては、例えば図４
に示すものがあった。

【０００４】図４は、従来の防振装置の一構成例を示す
構成ブロック図である。

【０００５】この装置の検出系は、ジャイロセンサ１０
１を備え、このジャイロセンサ１０１から出力される角
速度電気信号１０２はバイパスフィルタ１０３に供給さ
れる。このバイパスフィルタ１０３は制御信号Ｓ１０１
によってその高域通過特性を変更することができる。こ
のバイパスフィルタ１０３の出力がバッファアンプ１０
４を介して積分回路１０６に供給される。この積分回路
１０６は、制御信号Ｓ１０２によってその積分特性を変
更することができ、この出力信号１０７が角速度情報と
なる。

【０００６】また、補正系は、入射光の進行方向を変更
することができる可変頂角プリズム１１０を備え、この
角速度情報１１１はセンサ１１２によって電気信号１１
３に変換される。マイクロコンピュータ（以下、マイコ
ンという）１１７からの駆動デジタル信号１１８は、Ｄ
／Ａ変換回路１１９によって駆動アナログ信号に変換さ
れて、電力増幅回路１２０を介して駆動信号１２１とし
て駆動装置１２２へ供給される。駆動装置１２２は、駆
動力１２３を発生して可変頂角プリズム１１０を作動さ
せる。

【０００７】その結果、撮影入射光は１５１は、角度が
調整されて入射光１５２となり、結像光学系５３を通過
して、撮像素子１５４上に結像して該撮像素子１５４は
撮像信号１５５を出力する。

【０００８】一方、制御系は、マイコン１１７を備えて
いる。このマイコン１１７から出力される入力選択信号
Ｓ１０４は選択回路１１４に与えられ、信号１０７，１
１３のいずれか一方はＡ／Ｄ変換回路１１５に供給され
る。選択された信号はＡ／Ｄ変換回路１１５によりＡ／
Ｄ変換され、デジタル信号１１６となってマイコン１１
７へ入力される。

【０００９】次に、以上の構成される防振装置のシステ
ムとしての基本的な動作について説明する。

【００１０】この装置は、信号１０７と信号１１３とが
引算をされ、その値によって信号１１８が出力され、結
果として信号１０７と信号１１３とが常に等しくなるよ
うに制御がかけられる。

【００１１】具体的に説明すると、可変頂角プリズム１
１０の頂角には正方向及び負方向それぞれに限界があ
り、この限界を無視して駆動しようとすると、撮影画的
には見にくいものとなり、無理もかかるため、限界範囲
を極力制御する必要が生ずる。小振幅の振動に対しては
問題がないのであるが、大振幅の振動やパンニングやチ
ルティングに対しては、何らかの対処を講じないと、簡
単に積分電圧が大きく変異してしまい、限界を無視する
結果となってしまう。その対処法について図５のフロー
チャートを用いて説明する。

【００１２】このシステムでは、信号１１３の値（ｘ）
をモニタし、これが第１の所定範囲（Ｖ１）を越えた場
合、まず制御信号Ｓ１０１によってバイパスフィルタ１
０３の特性を高域側にシフトさせることにより、パンニ
ングやチルティングに伴い低周波域の大きな変化を制限
し（この状態は、通常をモード０（ステップ３０１）と
称するに対してモード１（ステップ３０２）と称す
る）、さらに、第１より大きい第２の所定範囲（Ｖ２）
を越えた場合（ステップ３０３）、制御信号Ｓ１０２に
よって積分回路１０６の特性をより向心力の強い方向
（時定数にして例えば５秒→２秒）に変化させて（モー
ド２と称する）、限界範囲内に止めようとしている（ス
テップ３０５）。また、モード１またはモード２からモ
ード０に戻す判断を、従来ではタイマーによって行って
いた（ステップ３０４，ステップ３０６）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、前述の方法によるパン検知によって積分回路１０６
までの特性を変更し、光学補正系の補正限界内で良好な
防振特性を得ることができるが、特性の変更が帯域を狭
くする方向であるため、パンニングやチルティングの情
報が途絶えてしまうことになる。また、パン検知によっ
て特性を変更しているのは所定の時間であり、この時間
が経過すればまた通常の特性に戻すことになる。しかし
ながら、実際の撮影においては、撮影者の意図により、
パンニングやチルティングが早めに完了している場合も
あり、逆にまだ完了せずに更に続いている場合もあり得
る。これでは、適切なパン検知制御が常に行われるとは
限らない。

【００１４】本発明は上記従来の問題点に鑑み、常時，
適切なパン検知制御が行われる防振装置を提供すること
を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、角速度検出素子から出力される角速度信号
の高域成分のみを通過させると共に、第１の制御信号に
より周波数特性を変化させるフィルタ回路と、該フィル
タ回路を通過した角速度信号を積分して角度信号を出力
すると共に、第２の制御信号により設定される時定数で
該角度信号を変化させる積分回路とを有し、前記第１及
び第２の制御信号により前記フィルタ回路及び積分回路
の特性を制御して不要振動成分を辞去する防振装置にお
いて、前記角速度検出素子からの出力を前記フィルタ回
路及び積分回路を経由せずに信号処理して角変移を検出
する信号処理手段を設け、前記信号処理手段の出力に基
づき前記不要振動成分の入力状況が完了したか否かを判
定し、前記不要振動成分の入力状況が完了した時に前記
フィルタ回路及び積分回路の特性を通常モードに戻すよ
うにしたものである。

【００１６】

【作用】上記構成により本発明によれば、不要振動成分
の入力状況が完了したか否かの判断を信号処理手段の出
力信号によって行う。すなわち、フィルタ回路を通過し
た角速度信号を積分する積分回路の出力信号では不要振
動成分の入力を制限しているため、これが入力されなく
なったという状況を認識することができないのに対し
て、信号処理手段の出力信号ではこの制限を全くかけて
いないので、その値の変化を追従することにより、不要
振動成分の入力の有無を常に認識することができる。こ
のように、不要振動成分の入力状況が完了したことを速
やかに察知し、フィルタ回路及び積分回路の特性を通常
モードの特性に戻すようにする。

【００１７】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例を示す防振装置
の構成ブロック図である。

【００１８】この防振装置は、撮影装置としての例えば
ムービーカメラに搭載されており、カメラ本体の振動成
分を検出する検出系と、不要な振動成分を除去する補正
系と、これらを制御する制御系とを備えている。

【００１９】この装置の検出系において、図中１はジャ
イロセンサ（角速度検出素子）であり、検出された角速
度に相当する電気信号２を出力する。この角速度電気信
号２は一方ではバイパスフィルタ３に供給される。バイ
パスフィルタ３は、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１とで構成
されており、後述するマイコン１７からの制御信号Ｓ１
０１によって抵抗Ｒ１の抵抗値を変化させることにより
高域通過特性を変更することができるようになってい
る。このバイパスフィルタ３の出力側には、バッファア
ンプ４と積分回路６が順次接続されている。

【００２０】バッファアンプ４は、低インピーダンスの
信号５を積分回路６に供給し、積分回路６は、オペアン
プＡ１、コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ２，Ｒ３によって構
成されており、マイコン１７からの制御信号Ｓ１０２に
よって抵抗Ｒ３の抵抗値を変化させることによりその積
分特性を変更することができ、この出力信号７が角速度
情報となる。

【００２１】また、角速度電気信号２は、同時に本発明
の特徴部分を成す積分回路（信号処理手段）８にも供給
される。この積分回路８は、オペアンプＡ２、コンデン
サＣ２、抵抗Ｒ４及びスイッチＳ１によって構成されて
おり、スイッチＳ１は制御信号Ｓ１０３によって開閉
し、積分電圧をリセットする。この積分回路８の出力信
号９は選択回路１４の入力側に供給される。この出力信
号９も角速度情報であるが、前記積分回路６の出力信号
７とは異なり、角速度電気信号２に何の処理も施さずに
積分されたものであるため、この出力信号９をモニタす
ることによりカメラ本体の正確な動きを把握することが
可能となる。

【００２２】一方、補正系は、外力によってプリズムの
頂角を変え、入射光の進行方向を変更できる可変頂角プ
リズム１０を備えている。その構造は、液体を２枚のガ
ラスで挟み、蛇腹で自由に動くようになっている。この
可変頂角プリズム１０の角速度情報１１はセンサ１２に
よって電気信号１３に変換されて前記選択回路１７の入
力側に供給される。

【００２３】マイコン１７からの駆動デジタル信号１８
は、Ｄ／Ａ変換回路１９によって駆動アナログ信号に変
換され、電力増幅回路２０によって増幅されて駆動信号
２１となり、その駆動信号２１が駆動装置２２へ出力さ
れる。駆動装置２２は、駆動力２３を発生して可変頂角
プリズム１０を作動させる。

【００２４】これにより、撮影入射光は５１は、角度が
調整されて入射光５２となり、結像光学系５３を通過し
て、撮像素子５４上に結像して撮像信号５５が出力され
る。一方、制御系は、マイコン１７を備えており。入力
選択信号Ｓ１０４は選択回路１４に与えられ、出力信号
７，９，１３のいずれか一方がＡ／Ｄ変換回路１５に供
給される。選択された信号はＡ／Ｄ変換回路１５により
Ａ／Ｄ変換され、デジタル信号１６となってマイコン１
７へ入力される。

【００２５】次に、以上の構成される防振装置のシステ
ムとしての基本的な動作について説明する。

【００２６】全体としての一貫した動作は、積分回路６
からの出力信号７とセンサ１２からの出力信号１３とが
引算をされ、その値によって駆動デジタル信号１８が出
力され、結果として出力信号７と出力信号１３とが常に
等しくなるように制御がかけられる。

【００２７】大振幅の振動やパンニングやチルティング
に対する本実施例の対処法について図２のフローチャー
トを用いて説明する。

【００２８】このシステムでは、センサ１２からの出力
信号１３の値ｘ（信号９と基本的に等しい）をモニタ
し、通常モード（モード＝０）ではこれが第１の所定範
囲（Ｖ１）内にある（ステップ１５１）。出力信号１３
の値ｘが第１の所定範囲（Ｖ１）が越えるモード１とな
った場合は、まず制御信号Ｓ１０１によって抵抗Ｒ１の
値を小さくしてバイパスフィルタ３の特性を高域側にシ
フトさせる（例えば０．１Ｈｚ→１Ｈｚ）。これによ
り、パンニングやチルティングに伴う低周波域の大きな
変化を制限する（ステップ１５２）。

【００２９】さらに、出力信号１３の値ｘと第１より大
きい第２の所定範囲（Ｖ２）とを比較し、その結果、ｘ
が第２の所定範囲（Ｖ２）内である場合は、前記モード
１の動作を継続し（ステップ１５４）、ｘが第２の所定
範囲（Ｖ２）を越えるモード２になった場合は、制御信
号Ｓ１０２によって抵抗Ｒ３の値を小さくし、積分回路
６の特性をより向心力の強い方向（時定数にして例えば
５秒→２秒）に変化させて、限界範囲内に止める（ステ
ップ１５５）。

【００３０】しかし、このような対処を行うことは、従
来と同様に防振機能の特性を低下させることになる。

【００３１】そこで、本実施例では、ステップ１５６に
おいて、有害な入力状況（不要振動成分の入力）が完了
したことを速やかに察知し、フィルタ回路３及び積分回
路６の特性を通常モードの特性に戻すようにする。有害
な入力状況が完了したか否かの判断は、積分回路８の出
力信号９によって行う。すなわち、積分回路６の出力信
号７では前記モード１及びモード２において、有害信号
の入力を制限しているため、これが入力されなくなった
という状況を認識することができないのに対して、積分
回路８の出力信号９ではこの制限を全くかけていないの
で、その値の変化を追従することにより、有害信号入力
の有無を常に認識することができる。

【００３２】前記出力信号９によるこの認識の判断は、
この値がゼロをクロスする振動的信号であるか、あるい
は単純増加信号であるかによって行う。単純増加信号で
あり続ければパン検知は完了していないと判断する。な
お、スイッチＳ１は、この出力信号９が飽和しそうにな
ったときに制御信号Ｓ１０３によって閉じてゼロにする
ために設けられ、角度信号の状況を認識するために特に
障害とはならない。

【００３３】図３は、本発明の第２実施例を示す防振装
置の構成ブロック図である。

【００３４】前記第１実施例と異なる点は、角変移の検
出系である信号処理手段として、積分回路８に代えて増
幅回路２８を用い、角速度を直接モニタする手法を採っ
ている点と、補正系として、可変頂角プリズム１０の光
学系を省略し撮像素子５４の出力側に接続された画像信
号処理回路５６によって画像処理された信号を、例えば
同期信号のタイミングを操作する等して加工したものを
用いている点である。なお、図中３０は読出しアドレス
指定信号である。

【００３５】前者の検出系では、回路構成が簡単化さ
れ、有害信号入力の有無の判断も比較的早くできるよう
になるという利点があり、後者の補正系では、少ないハ
ードウェアでシステムが構成できる利点がある。

【００３６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、角速度検出素子から出力される角速度信号の高域
成分のみを通過させると共に、第１の制御信号により周
波数特性を変化させるフィルタ回路と、該フィルタ回路
を通過した角速度信号を積分して角度信号を出力すると
共に、第２の制御信号により設定される時定数で該角度
信号を変化させる積分回路とを有し、前記第１及び第２
の制御信号により前記フィルタ回路及び積分回路の特性
を制御して不要振動成分を辞去する防振装置において、
前記角速度検出素子からの出力を前記フィルタ回路及び
積分回路を経由せずに信号処理して角変移を検出する信
号処理手段を設け、前記信号処理手段の出力に基づき前
記不要振動成分の入力状況が完了したか否かを判定し、
前記不要振動成分の入力状況が完了した時に前記フィル
タ回路及び積分回路の特性を通常モードに戻すようにし
たので、パンニング等の状況で発生する不要振動成分の
有無を正確且つ速やかに認識することが可能となり、常
時、適切なパン検知制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す防振装置の構成ブロ
ック図である。

【図２】前記第１の実施例の動作を示すフローチャート
である。

【図３】本発明の第２実施例を示す防振装置の構成ブロ
ック図である。

【図４】従来の防振装置の一構成例を示す構成ブロック
図である。

【図５】従来の防振装置の動作を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１ ジャイロセンサ ３ バイパスフィルタ ６，８ 積分回路 Ｓ１０１，Ｓ１０３ 制御信号 １７ マイコン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角速度検出素子から出力される角速度信
   号の高域成分のみを通過させると共に、第１の制御信号
   により周波数特性を変化させるフィルタ回路と、該フィ
   ルタ回路を通過した角速度信号を積分して角度信号を出
   力すると共に、第２の制御信号により設定される時定数
   で該角度信号を変化させる積分回路とを有し、前記第１
   及び第２の制御信号により前記フィルタ回路及び積分回
   路の特性を制御して不要振動成分を辞去する防振装置に
   おいて、 前記角速度検出素子からの出力を前記フィルタ回路及び
   積分回路を経由せずに信号処理して角変移を検出する信
   号処理手段を設け、 前記信号処理手段の出力に基づき前記不要振動成分の入
   力状況が完了したか否かを判定し、前記不要振動成分の
   入力状況が完了した時に前記フィルタ回路及び積分回路
   の特性を通常モードに戻すことを特徴とする防振装置。