DE69332154T2

DE69332154T2 - Vorrichtung zur Ausgleichung von Bildzittern

Info

Publication number: DE69332154T2
Application number: DE69332154T
Authority: DE
Inventors: Akihiro Fujiwara; Tsuyoshi Morofuji
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-09-11
Filing date: 1993-09-09
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: DE69332154D1; EP0845699A1; DE69319677T2; EP0587432A1; EP0845699B1; DE69319677D1; US6208377B1; EP0587432B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildwackel-Korrektureinrichtung, die zur Verwendung in einer fotografischen Vorrichtung wie beispielsweise einer Kamera geeignet ist.
Auf dem Gebiet der fotografischen Vorrichtungen wie beispielsweise Kameras wurden bisher verschiedenartige fotografische Funktionen wie beispielsweise die Belichtungseinstellung und die Scharfeinstellung automatisiert, und wurde eine größere Zahl von Funktionen in ein und dieselbe Kamera einbezogen. Demgemäß können Fotografen sich der Fotografie jederzeit unabhängig von fotografischen Umgebungen erfreuen.
Trotz vieler Neuerungen auf diesem Gebiet besteht ein Problem dahingehend, daß die Qualität eines Aufnahmebilds oftmals durch Wackeln der Kamera während der tatsächlichen Aufnahme bemerkenswert beeinträchtigt wird. In den zurückliegenden Jahren wurden verschiedenartige Bildwackel-Korrektureinrichtungen vorgeschlagen und haben viel Aufmerksamkeit erregt.
Eine derartige Bildwackel-Korrektureinrichtung ist in beispielsweise der Druckschrift US-A-5175580 oder JP-A- 63008629 beschrieben.
Obwohl verschiedenartige Formen von Bildwackel-Korrektureinrichtungen betrachtet werden, werden diese allgemein in mehrere Typen hinsichtlich der Art des darin verwendeten Korrektursystems oder Erfassungssystems klassifiziert. Ein Typ einer Bildwackel-Korrektureinrichtung verwendet ein Korrektursystem zum optischen Korrigieren eines Bildwackelns, und ein anderer Typ verwendet ein Korrektursystem zum elektrischen Korrigieren eines Bildwackelns durch Verwenden einer Bildverarbeitung. Ein nochmals weiterer Typ verwendet ein Erfassungssystem zum physikalischen Erfassen einer Vibration, während ein weiterer Typ ein Erfassungssystem zum Erfassen eines Bewegungsvektors oder dergleichen eines Bilds durch eine Bildverarbeitung verwendet.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer vorgeschlagenen Bildwackel-Korrektureinrichtung zeigt. Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Gyro- oder Kreiselsensor (Winkelgeschwindigkeitssensor) 1 in dem Gehäuse einer fotografischen Vorrichtung wie beispielsweise einer Kamera montiert und derart angeordnet, daß er eine der fotografischen Vorrichtung zugeführte Vibration oder Schwingung in Form einer Winkelgeschwindigkeit physikalisch erfaßt und ein Winkelgeschwindigkeitssignal ausgibt. Ein Gleichsignale abschneidendes Hochpaßfilter 2 (nachstehend als "HPF" bezeichnet) ist zum Eliminieren einer Gleichstromkomponente aus dem Winkelgeschwindigkeitssignal, das von dem Winkelgeschwindigkeitssensor 1 ausgegeben wird, bereitgestellt, wodurch bewirkt wird, daß nur eine Vibrationskomponente durch das HPF 2 gelangt. Ein Integrator 3 ist zum Integrieren der Vibrationskomponente, die durch das HPF 2 gelangt, bereitgestellt, zum Berechnen eines Mittelwerts der Vibrationskomponente und zum Ausgeben eines Winkelgeschwindigkeitssignals. Das Winkelgeschwindigkeitssignal dient als ein Bewertungswert, der die Vibration der fotografischen Vorrichtung anzeigt.
Ein Prisma mit variablem Winkel oder Apexwinkel 9 (nachstehend als "VAP" bezeichnet) beinhaltet zwei transparente parallele Platten 91 und 92, die einander gegenüberliegen, und eine elastische Substanz oder eine inaktive Flüssigkeit 93, die aus einem transparenten Material mit hohem Brechungsindex hergestellt ist, ist hermetisch in dem Zwischenraum zwischen den transparenten parallelen Platten 91 und 92 eingeschlossen. Der Raum zwischen den transparenten parallelen Platten 91 und 92 ist entlang des äußeren Umfangsrands derselben elastisch mittels einem Dicht- oder Versiegelungsmaterial 94, wie beispielsweise einem Harzfilm, versiegelt, so daß die transparenten parallelen Platten 91 und 92 relativ freischwingend angeordnet sind. Durch Variieren des relativen Winkels, der durch die beiden transparenten parallelen Platten 91 und 92 gebildet wird, mittels einer mechanischen Ansteuerung, die durch einen Aktuator 7 erzeugt wird, wird veranlaßt, daß sich der variable Winkel oder Apexwinkel des VAP 9 ändert, wodurch der Einfallswinkel eines Lichtflusses auf eine Objektiveinheit 10 verändert wird. Der Zustand der Ansteuerung des VAP 9, d. h. der variable Winkel, wird durch einen Apexwinkelsensor 8 als ein Verschiebungswinkel relativ zu der Position, an der die beiden transparenten parallelen Platten 91 und 92 parallel zueinander sind, erfaßt.
Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung beinhaltet auch einen Addierer 4 zum Durchführen einer entgegengesetzt polaren Addition (Subtraktion) des Ausgangssignals des Apexwinkelsensors 8 zu dem Winkelverschiebungssignal, das von dem Integrator 3 ausgegeben wird, einen Verstärker 5 zum Verstärken des Ausgangssignals des Addierers 4, und eine Ansteuerschaltung 6 zum Umwandeln des Ausgangssignals des Verstärkers 5 in ein Ansteuersignal, das dem Aktuator 7 zum Ansteuern des VAP 9 zuzuführen ist.
Im einzelnen wird in dem Addierer 4 das Winkelverschiebungssignal, das erhalten wird durch Veranlassen des Integrators 3, die durch den Winkelgeschwindigkeitssensor 1 erfaßte Vibrationskomponente zu mitteln, von dem Änderungsbetrag des Apexwinkels des VAP 9, der durch den Apexwinkelsensor 8 ausgegeben wird, subtrahiert, wodurch somit die Differenz zwischen diesen berechnet wird. Der Verstärker 5 und die Ansteuerschaltung 6 steuern den Aktuator 7 derart, daß dieser das VAP 9 in der Richtung steuert, in der die Differenz zu "0" gemacht wird. Die sich ergebende Verschiebung des Apexwinkels des VAP 9 wird durch den Apexwinkelsensor 8 erfaßt und dem Addierer 4 zugeführt.
Demgemäß wird eine geschlossene Schleife gebildet, die mit dem Addierer 4 beginnt, durch den Verstärker 5, die Ansteuerschaltung 6, den Aktuator 7, das VAP 9 und den Apexwinkelsensor 8 verläuft und zu dem Addierer 4 zurückkehrt. Das VAP 9 wird derart gesteuert, daß das Ausgangssignal des Addierers 4 zu "0" gemacht wird, d. h., daß das Winkelverschiebungssignal, das von dem Integrator 3 zugeführt wird, und das Signal, das den Apexwinkel angibt und von dem Apexwinkelsensor 8 ausgegeben wird, zu allen Zeiten miteinander übereinstimmen. Auf diese Art und Weise kann eine Bildwackelkorrektur bewirkt werden.
Der Lichtfluß, dessen Einfallswinkel durch das VAP 9 geändert wurde, wird auf die Bildaufnahmefläche einer Bildaufnahmeeinrichtung 11, wie beispielsweise einem CCD-Element, durch die Objektiveinheit 10 fokussiert, und ein Bildaufnahmesignal, das durch photoelektrisches Konvertieren des einfallenden Lichtflusses erhalten wird, wird von der Bildaufnahmeeinrichtung 11 ausgegeben.
Das vorstehend genannte Prisma mit variablem Winkel bzw. Apex ist derart angeordnet, daß es die optische Achse durch Variieren seines Apexwinkels ablenkt. Demgemäß variiert das Prisma mit variablem Apexwinkel den Apexwinkel in Übereinstimmung mit einer der fotografischen Vorrichtung zugeführten Vibration, wodurch die optische Achse derart abgelenkt wird, daß die optische Achse in Bezug auf die Bildaufnahmeeinrichtung stabil gemacht wird, um die Stabilisierung eines einfallenden Bilds zu bewirken. Daher muß das mechanische Ansteuerverfahren zum Ändern des Apexwinkels des VAP den Apexwinkel derart beugen, daß die optische Achse in Übereinstimmung mit einem Steuersignal stabil abgelenkt wird.
Die vorstehend beschriebene Bildwackel-Korrektureinrichtung weist jedoch eine Anzahl von Problemen auf, die nachstehend beschrieben werden.
Fig. 2(a) und 2(b) zeigen die Frequenzcharakteristiken der Vibrationskomponente, die von dem HPF 2 ausgegeben wird, wenn eine Vibration konstanter Amplitude einer fotografischen Vorrichtung, die die Bildwackel-Korrektureinrichtung nach Fig. 1, welche einen existierenden Typ eines Winkelgeschwindigkeitssensors verwendet, zugeführt wird. Fig. 2(a) zeigt eine Verstärkungscharakteristik, und Fig. 2(b) zeigt eine Phasencharakteristik.
Bezugnehmend auf die Frequenzcharakteristiken der Vibrationskomponente einer Vibration, deren Frequenz 10 Hz beträgt, ist die Verstärkung bei 10 Hz näherungsweise 0 dB und wird keine Vibrationskomponente erfaßt, so daß es scheinen mag, daß eine ausreichende Bildstabilisierungswirkung erzielt wird. Jedoch zeigt die entsprechende Phase, die in Fig. 2(b) gezeigt ist, eine Abweichung von näherungsweise 7,5 Grad. Unter der Annahme, daß die Frequenzcharakteristiken eines Bildkorrektursystems (dem VAP und dergleichen) ideal sind (d. h. eine Verstärkung von 0 dB und keine Phasenabweichung über den gesamten Bildwackelkorrekturfrequenzbereich vorhanden sind), ist klar, daß dann, wenn ein Bildstabilisierungseffekt, der durch eine Phasenabweichung beeinflußt wird, die in dem Vibrationserfassungssystem aufgrund der Phasenabweichung von 7,5 Grad auftritt, auf der Grundlage der Gleichung "20 log(EIN/AUS) = G(Verstärkung)" berechnet wird, die vorstehend genannte Vibration auf 1/8 unterdrückt wird.
In dem vorstehend beschriebenen Fall ist es während normalen Fotografierens möglich, eine ausreichend hohe Bildstabilisierungswirkung zu erreichen. Falls jedoch eine Vibration mit einer Frequenz in der Nähe von 10 Hz kontinuierlich der fotografischen Vorrichtung für eine lange Zeit zugeführt wird, kann die Vibration in einem sichtbar wahrnehmbaren Ausmaß stetig werden.
Mit anderen Worten ausgedrückt ist es dann, wenn die fotografische Vorrichtung einer kontinuierlichen Vibration ausgesetzt ist, die in dem Frequenzbereich auftritt, in dem kein ausreichender Vibrationsunterdrückungseffekt durch die existierenden Winkelgeschwindigkeitssensoren erreicht werden kann, unmöglich, ein Bildwackeln oder Bildzittern vollkommen zu korrigieren, falls die zugeführte Vibration eine bestimmte Amplitude erreicht.
Die Erfindung ist in den Patentansprüchen dargelegt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung einer bekannten Bildwackel-Korrektureinrichtung zeigt;
Fig. 2(a) und 2(b) sind Ansichten, die die Frequenzcharakteristiken eines in der bekannten Bildwackel-Korrektureinrichtung verwendeten Winkelgeschwindigkeitssensors zeigen;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das ein erstes Ausführungsbeispiel einer Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4(a) und 4(b) sind Ansichten, die Frequenzcharakteristiken zeigen, die erhalten werden durch Korrigieren der Charakteristiken eines Winkelgeschwindigkeitssensors, der in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
Fig. 5 ist ein Frequenzcharakteristikdiagramm, das die in dem ersten Ausführungsbeispiel erhaltene Vibrationsunterdrückungswirkung zeigt;
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das ein zweites Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das ein drittes Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8(a) und 8(b) zeigen ein Ablaufdiagramm und eine Datentabelle, die dazu dienen, das dritte Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zu erklären;
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das ein viertes Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10(a) und 10(b) sind Ansichten, die Frequenzcharakteristiken zeigen, die erhalten werden durch Korrigieren der Charakteristiken des in dem vierten Ausführungsbeispiel verwendeten Winkelgeschwindigkeitssensors;
Fig. 11 ist eine Frequenzcharakteristik, die die in dem vierten Ausführungsbeispiel erhaltenen Vibrationsunterdrückungswirkung zeigt;
Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das ein fünftes Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 13 ist ein Ablaufdiagramm, das zum Erklären des fünften Ausführungsbeispiels der Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient;
Fig. 14 ist eine Ansicht, die eine in dem fünften Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Datentabelle zeigt;
Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das ein sechstes Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 16 ist ein Ablaufdiagramm, das zum Erklären des sechsten Ausführungsbeispiels der Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient;
Fig. 17 ist eine Ansicht, die ein Anordnungsbeispiel eines in dem sechsten Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten digitalen Filters zeigt;
Fig. 18(a) und 18(b) sind Ansichten, die Frequenzcharakteristiken zeigen, die durch Korrigieren der Charakteristiken des in dem sechsten Ausführungsbeispiel verwendeten Winkelgeschwindigkeitssensors erhalten werden;
Fig. 19 ist ein Frequenzcharakteristikdiagramm, das den in dem sechsten Ausführungsbeispiel erhaltenen Vibrationsunterdrückungseffekt zeigt;
Fig. 20 ist ein Blockdiagramm, das ein siebtes Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das zum Erklären eines achten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dient und die grundlegende Anordnung einer Bildwackel-Korrektureinrichtung zeigt;
Fig. 22 ist ein Blockdiagramm, das das achte Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 23 ist ein Ablaufdiagramm, das dazu dient, einen in dem achten Ausführungsbeispiel durchgeführten Steuerungsbetriebsablauf zu erklären;
Fig. 24 ist ein Ablaufdiagramm, das dazu dient, einen in dem achten Ausführungsbeispiel ausgeführten Vibrationsfrequenz-Erfassungsbetriebsablauf zu erklären.
Fig. 25(a) und 25(b) sind jeweils Verstärkungs- und Phasencharakteristik-Diagramme, die dazu dienen, den Betriebsablauf der Bildwackel-Korrektureinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu erklären;
Fig. 26(a) und 26(b) sind jeweils Verstärkungs- und Phasencharakteristik-Diagramme, die dazu dienen, den Betriebsablauf der Bildwackel-Korrektureinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu erklären;
Fig. 27 ist ein Frequenzcharakteristik-Diagramm, das die Vibrationsunterdrückungscharakteristik der Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 28 ist ein Diagramm, das ein Beispiel zeigt, in dem ein VAP als Bildwackel-Korrektureinrichtung und ein Schwingspulentyp-Aktuator als Ansteuereinrichtung verwendet werden;
Fig. 29 ist ein Blockdiagramm, das eine Ansteuerschaltung für eine Bildwackel-Korrektureinrichtung ist, die das VAP gemäß Fig. 28 verwendet;
Fig. 30 ist ein Diagramm, das ein Beispiel zeigt, in dem das VAP als Bildwackel-Korrektureinrichtung und ein Schrittmotor als Ansteuersystem verwendet werden;
Fig. 31 ist ein Blockdiagramm, das eine Ansteuerschaltung für eine Bildwackel-Korrektureinrichtung zeigt, die das VAP gemäß Fig. 30 verwendet;
Fig. 32 ist eine Ansicht, die dazu dient, die Anordnung und die Funktionsweise des VAPs gemäß Fig. 28 oder 30 zu erklären;
Fig. 33 ist eine Ansicht, die dazu dient, die Anordnung und die Funktionsweise des VAPs gemäß Fig. 28 oder 30 zu erklären;
Fig. 34 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel zeigt, in dem ein Speichersteuersystem zu elektronischen Durchführen einer Bildwackelkorrektur als Bildwackel-Korrektureinrichtung verwendet wird;
Fig. 35 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung eines neunten Ausführungsbeispiels der Bildwackel-Korrektureinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 36 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung eines zehnten Ausführungsbeispiels der Bildwackel-Korrektureinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 37 ist ein Ablaufdiagramm, das dazu dient, die Funktionsweise des zehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zu erklären;
Fig. 38 ist ein Ablaufdiagramm, das ein elftes Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 39 ist ein Blockdiagramm, das dazu dient, den Hintergrund eines zwölften und eines dreizehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zu erklären, und das die grundlegende Anordnung einer Bildwackel-Korrektureinrichtung zeigt;
Fig. 40 ist ein Ablaufdiagramm, das dazu dient, die Funktionsweise der in Fig. 39 gezeigten Anordnung zu erklären;
Fig. 41 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung des zwölften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 42 ist ein Ablaufdiagramm, das dazu dient, die Funktionsweise des in Fig. 41 gezeigten zwölften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zu erklären; und
Fig. 43 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung eines dreizehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele:

Ausführungsbeispiele einer Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

(Erstes Ausführungsbeispiel)

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das vereinfacht ein erstes Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In Fig. 3 werden identische Bezugszeichen dazu verwendet, bestandteilbildende Teile zu bezeichnen, die im wesentlichen gleich denjenigen des in Fig. 1 gezeigten Beispiels des Standes der Technik sind, so daß deren Beschreibung weggelassen wird.
Vergleichbar zu der in Fig. 1 gezeigten Bildwackel-Korrektureinrichtung verwendet die in Fig. 3 gezeigte Bildwackel- Korrektureinrichtung ein VAP 9 als Bildwackel-Korrektureinrichtung. In dem gezeigten System mit geschlossener (Regel-) Schleife wird ein Ausgangssignal eines Winkelgeschwindigkeitssensors 1 einem HPF 2' zugeführt, und schneidet das HPF 2' eine Gleichstromkomponente aus dem Ausgangssignal aus, um eine Vibrationskomponente bereitzustellen. Ein Integrator 3 mittelt die Vibrationskomponente, um ein Winkelverschiebungssignal bereitzustellen, und ein Addierer 4 gibt eine Differenz aus durch Subtrahieren des Winkelverschiebungssignals von dem Ausgangssignal eines Apexwinkelsensors 8. Ein Aktuator 7 wird derart angesteuert, daß er das VAP 9 derart steuert, daß die von dem Addierer 4 ausgegebene Differenz zu "0" wird.
Die jeweiligen Anordnungen des Aktuators 7 zu Ansteuern des VAP 9 und des Apexwinkelsensors 8 werden später im einzelnen beschrieben. Der VAP 9 beinhaltet zwei transparente parallele Platten 91 und 92, und die transparente Platte 91 ist durch einen Tragrahmen 9a, der um eine Achse 9b drehbar angeordnet ist, drehbar abgestützt, so daß der Apexwinkel 9 des VAP 9 variiert werden kann.
Es wird angemerkt, daß der Tragrahmen 9a um eine Achse senkrecht zu der Achse 9b durch einen (nicht gezeigten) Stützmechanismus drehbar abgestützt wird, so daß ein Wackeln einer Kamera, das in entweder der X- oder der Y-Richtung auftritt, korrigiert werden kann. Vergleichbar zu dem Aktuator 7 und dem Apexwinkelsensor 8 sind ein Aktuator und ein Apexwinkelsensor, von welchen keiner gezeigt ist, bereitgestellt, um die Drehbewegung des Tragrahmens 9a um die Achse senkrecht zu der Achse 9b zu bewältigen. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit der Erklärung wird jedoch die nachfolgende Beschreibung nur auf den Aktuator 7 und den Apexwinkelsensor 8, die bereitgestellt sind, um die Drehbewegung des Tragrahmens 9a um die Achse 9b zu bewältigen, Bezug nehmen.
Der Aktuator 7 beinhaltet eine Spule 7a und einen Magneten 7b, der auf einem integral mit dem Tragrahmen 9a ausgebildeten Vorsprung angebracht ist. Wenn in der Spule 7a ein elektrischer Strom fließt, wird eine elektromagnetische Kraft zwischen der Spule 7a und dem Magneten 7b erzeugt, wodurch der Tragrahmen um die Achse 9b gedreht wird, so daß der Apexwinkel des VAP 9 variiert wird. Demgemäß ist es möglich, den Betrag und die Richtung der Ansteuerung des VAP 9 durch Variieren der Größe des der Spule 7a zuzuführenden elektrischen Stroms zu steuern.
Der Apexwinkelsensor 8 zum Erfassen des Apexwinkels des VAP 9 beinhaltet ein Licht emittierendes Element 8a, wie beispielsweise eine Leuchtdiode (LED), und ein Licht empfangendes Element 8b, wie beispielsweise ein positionsempfindliches Element (PSD), wobei das Licht emittierende Element 8a und das Licht empfangende Element 8b jeweils oberhalb und unterhalb einer Schlitzplatte 9c, die integral mit dem Tragrahmen 9a ausgebildet ist, angeordnet sind. In Übereinstimmung mit einer Verschiebung des Apexwinkels des VAP 9 bewegt sich die Schlitzplatte 9c, während ein Schlitzbild auf dem Lichtempfangselement 8b bewegt wird, so daß der Apexwinkel des VAP 9 erfaßt werden kann.
Ein Merkmal des ersten Ausführungsbeispiels, d. h. eine Anordnung zum Erfassen der Mittenfrequenz einer Vibration und Variieren der Ansteuerungs-Steuerfrequenzcharakteristiken des VAP 9, wird nachstehend beschrieben.
Das HPF 2' beinhaltet einen Kondensator C&sub1; und einen variablen Widerstand R&sub1; und besitzt die Hochpaßfilterfunktion des Eliminierens einer Gleichstromkomponente aus dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 1 und Durchlassens nur der Vibrationskomponente des Signals. Die Grenzfrequenz, d. h. die Frequenzcharakteristiken, des HPF 2' können variiert werden durch Steuern des variablen Widerstands R&sub1;. Der variable Widerstand R&sub1; wird durch einen Motor gesteuert, der später beschrieben wird.
Die in Fig. 3 gezeigte Bildwackel-Korrektureinrichtung beinhaltet ferner einen Frequenzdetektor 12 zum Erfassen der Frequenz einer Vibration, die einer fotografischen Vorrichtung zugeführt wird, welche die Bildwackel-Korrektureinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung als eingebaute Einrichtung beinhaltet. Der Frequenzdetektor 12 kann aus beispielsweise einer Vibrationserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Vibration, wie beispielsweise dem Winkelgeschwindigkeitssensor, der in Fig. 3 gezeigt ist, oder einem Beschleunigungssensor, und einem Frequenzzähler zum Zählen der Frequenz einer durch die Vibrationserfassungseinrichtung erfaßten Vibrationskomponente bestehen. Der Frequenzzähler dient dazu, die Vibrationskomponente aus einem Ausgangssignal des Beschleunigungssensors zu extrahieren und die Anzahl der Vibrationen, die innerhalb einer vorbestimmten Zeit auftreten, zu zählen, so daß die Frequenz der Vibration erfaßt werden kann.
Die in Fig. 3 gezeigte Bildwackel-Korrektureinrichtung beinhaltet ferner einen F-V-Umsetzer 13 zum Durchführen einer F-V- Umwandlung (einer Frequenz-Spannung-Umwandlung) eines Vibrationsfrequenzsignals, das eine durch den Frequenzdetektor 12 erfaßte Vibrationsfrequenz angibt, und eine Korrekturschaltung 14 zum Korrigiere n der Korrelation zwischen dem Ausgangssignal des F-V-Umsetzers 13 und dem Widerstandswert eines Widerstands R&sub2;, d. h. der Korrelation zwischen der Vibrationsfrequenz und dem Korrekturbetrag. Die Korrekturschaltung 14 wandelt ein Signal entsprechend der Vibrationsfrequenz, die durch den F-V-Umsetzer in einen Spannungswert umgewandelt wurde, in ein Signal eines Spannungspegels um, der innerhalb des Bereichs von Spannungspegeln zum Steuern der Ansteuerung eines einen variablen Widerstand ansteuernden Motors 16, der später beschrieben werden wird, liegt. Eine Motoransteuerschaltung 15 vergleicht den Spannungspegel entsprechend der Vibrationsfrequenz, die durch die Korrekturschaltung 14 zugeführt wurde, mit einem Spannungspegel, der durch Teilen einer Quellenspannung (nicht gezeigt) durch den mit dem variablen Widerstand R&sub1; fest verschalteten variablen Widerstand R&sub2; erhalten wurde, und steuert den den variablen Widerstand steuernden Motor 16 in Übereinstimmung mit der erhaltenen Differenz zwischen den Spannungspegeln. Der den variablen Widerstand steuernde Motor 16 besitzt eine rotierende Welle, die mit dem drehbaren Element jedes der beiden variablen Widerstände R&sub1; und R&sub2; verbunden ist, und ist derart angeordnet, daß die Widerstandswerte der jeweiligen variablen Widerstände R&sub1; und R&sub2; durch die Rotation der rotierenden Welle variiert werden.
Der Widerstandswert des variablen Widerstands R&sub1; des HPF 2' wird auf den variablen Widerstand R&sub2; reflektiert, und die Motoransteuerschaltung 15 steuert den Steuermotor 16 für den variablen Widerstand derart an, daß das Ausgangssignal der Korrekturschaltung 14 und die Spannung an dem variablen Widerstand R&sub2; gleich gemacht werden. Auf diese Art und Weise kann der Widerstandswert des variablen Widerstands R&sub2; in dem HPF 2', d. h. die Zeitkonstante des HPF 2', in Übereinstimmung mit der Vibrationsfrequenz variiert werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel werden die Beträge der Phasenabweichungen, die bei individuellen Vibrationsfrequenzen auftreten, auf der Grundlage der Frequenzcharakteristiken des Winkelgeschwindigkeitssensors 1, die in Fig. 2(a) und 2(b) gezeigt sind, ermittelt, und der Korrekturwert der Frequenzcharakteristiken, der zum Korrigieren einer Phasenabweichung, die bei jeder der Vibrationsfrequenzen auftritt, erforderlich ist, genauer gesagt, der Widerstandswert des variablen Widerstands R&sub1;, kann durch eine Berechnung ermittelt werden. Demgemäß wird eine Entsprechungsbeziehung zwischen dem Widerstandswert des variablen Widerstands R&sub2; und dem F-V-Umsetzer 13 durch die Korrekturschaltung 14 derart festgelegt, daß die. Rotation des den variablen Widerstand steuernden Motors 16 in Übereinstimmung mit der durch den Frequenzdetektor 12 erfaßten Frequenz gesteuert werden kann, und ein Widerstandswert, der zum Korrigieren einer bei der interessierenden Frequenz auftretenden Phasenverschiebung dient, automatisch in dem variablen Widerstand R&sub1; festgelegt wird. Demgemäß wird eine Frequenzcharakteristik in dem HPF 2' festgelegt, die in der Lage ist, zu jeder Zeit das Auftreten einer Phasenabweichung zu verhindern, falls eine Änderung in der Vibrationsfrequenz auftritt, so daß es möglich ist, eine bemerkenswerte Bildstabilisierungswirkung unabhängig von der Vibrationsfrequenz zu erzielen.
Fig. 4(a) und 4(b) zeigen charakteristische Daten über eine Bildstabilisierung, die durch das erste Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung realisiert wird. Fig. 4(a) zeigt eine Verstärkungscharakteristik, und Fig. 4(b) zeigt eine Phasencharakteristik. Fig. 5 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Vibrationsunterdrückungswirkung zeigt, die auf der Grundlage der in Fig. 4(a) und 4(b) gezeigten Verstärkungs- und Phasencharakteristiken erhalten wird (wobei angenommen wird, daß ein Bildkorrektursystem ein ideales System ist, wie vorangehend beschrieben wurde).
Die Charakteristik jeder der Fig. 2(a) und 2(b) wird derart ausgewählt, daß die Verstärkung bzw. der Gewinn bei jeder Frequenz, die einen Phasenwinkel von 0 Grad quert, auf 0 dB festgelegt wird, wobei der Integrator 3 eine Grenzfrequenz von 0,07 Hz und das HPF 2' eine Grenzfrequenz von 0,06 Hz aufweisen. Demgegenüber zeigen Fig. 4(a) und 4(b) die charakteristischen Diagramme, die erhalten werden durch Korrigieren von Phasenabweichungen, die bei individuellen Vibrationsfrequenzen auftreten (ausgewählt in Intervallen von 1 Hz).
In Fig. 4(a) und 4(b) repräsentieren charakteristische Kurven, die durch Bezugszeichen 3 bis 10 angegeben werden, die Frequenzcharakteristiken, die erhalten werden durch Korrigieren von Phasenabweichungen, die jeweils bei Vibrationsfrequenzen von 3 Hz, 4 Hz, 5 Hz, 6 Hz, 7 Hz, 8 Hz, 9 Hz und 10 Hz auftreten. Im einzelnen repräsentieren die Kurven 3 bis 10 die charakteristischen Kurven, die erhalten werden durch Korrigieren der jeweiligen Phasenabweichungen durch Ändern des Werts des variablen Widerstands R&sub1; derart, daß die maximale Vibrationsunterdrückungswirkung bei jeder der Vibrationsfrequenzen von 3 Hz bis 10 Hz erreicht werden kann durch Festlegen des jeweiligen Phasenwinkels auf 0 Grad. Der Frequenzbereich von 3 Hz bis 10 Hz wird ausgewählt, um den Bereich von Frequenzen von Vibrationen, die auftreten, wenn eine Aufnahme auf einem Fahrzeug wie beispielsweise einem Automobil oder einem Zug durchgeführt wird, zu bewältigen.
Wie aus Fig. 2(a) und 2(b) ersichtlich ist, quert die in Fig. 2(b) gezeigte Phasencharakteristikkurve eine 0 Grad-Linie entsprechend einer Phasenabweichung "0", jedoch kann dann, wenn eine Phasenverzögerung auftritt, auch dann, wenn die Verstärkung bei der interessierenden Frequenz 0 dB beträgt, keine ausreichende Bildstabilisierungswirkung erreicht werden, wie vorangehend beschrieben wurde. Um dieses Problem zu meistern, wird bevorzugt, eine Korrektur anzuwenden, um die Phasenabweichung bei jeder der Vibrationsfrequenzen zu 0 Grad zu machen. Die Kurven 3 bis 10 der Fig. 4(a) und 4(b) sind die charakteristischen Kurven, die durch Anwenden einer solchen Korrektur erhalten werden.
Um eine Einrichtung zum Auswählen einer gewünschten charakteristischen Kurve aus den charakteristischen Kurven zu realisieren, werden die in Fig. 4(a) und 4(b) gezeigten charakteristischen Kurven in dem HPF 2' vorbereitet, so daß eine Phasenvoreilkorrektur zum Kompensieren einer Phasenverzögerung auf ein Korrektursystem beim Korrigieren einer Phasenabweichung angewandt wird. Im einzelnen wird die Zeitkonstante des HPF 2' durch Ändern des Widerstandswerts des variablen Widerstands R&sub1; geändert, wodurch mit niedriger werdender Vibrationsfrequenz die Grenzfrequenz des HPF 2' zum Zwecke der Phasenkompensation auf eine niedrigere Frequenz verschoben wird.
Fig. 5 zeigt die Vibrationen, die durch Ausführen der vorstehend beschriebenen Korrektur der Phasenabweichungen unterdrückt werden. Die in Fig. 5 gezeigte Vibrationsunterdrückungswirkung wird durch Auswählen gewünschter Frequenzcharakteristiken aus den in Fig. 4(a) und 4(b) gezeigten Frequenzcharakteristiken in Übereinstimmung mit jeder der Vibrationsfrequenzen und Ausführen einer Korrektur entsprechend jeder der Vibrationsfrequenzen realisiert. (In diesem Fall wird angenommen, daß das Bildkorrektursystem ein ideales System wie vorangehend beschrieben ist).
Bezugnehmend auf die jeweiligen Steuerungswirkungen, die erzielt werden durch Korrigieren der Phasenabweichungen, die bei den individuellen Vibrationsfrequenzen auftreten, wird deutlich, daß das beste Resultat bei jeder der Vibrationsfrequenzen erreicht wird.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann in dem Fall einer kontinuierlichen Vibration sogar eine Vibration in der Nähe von 10 Hz, bei der der durch das erste Ausführungsbeispiel erreichte Vibrationsunterdrückungseffekt am kleinsten ist, dank des durch das erste Ausführungsbeispiel verbesserten Vibrationsunterdrückungseffekts im Vergleich zu dem Vibrationsunterdrückungseffekt des verwandten Standes der Technik, der eine solche Vibration auf etwa 1/8 unterdrückt, auf 1/40 oder weniger unterdrückt werden.
In dem charakteristischen Diagramm gemäß Fig. 5 tritt der maximale Vibrationsunterdrückungseffekt (60 dB oder mehr) bei 3 Hz auf. Dies deswegen, weil in einer Simulation Experimente durchgeführt wurden mit einem System, das eine Verstärkung von 0 dB bei 3 Hz zeigt. Die Variationen des Vibrationsunterdrückungseffekts, der durch die Variationen der Verstärkungscharakteristik verursacht wird, können durch ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das später beschrieben werden wird, aufgelöst werden.
Das erste Ausführungsbeispiel wurde unter der Annahme beschrieben, daß die bestandteilbildenden Elemente außer dem Winkelgeschwindigkeitssensor ideale Elemente sind. Wenn jedoch den charakteristischen Faktoren des gesamten Systems, wie beispielsweise die Antwortverzögerung des VAP 9, Rechnung getragen wird, ist es zu bevorzugen, den Wert der an den variablen Widerstand R&sub2; angelegten Spannung adaptiv zu variieren, oder die Einstellung der Korrekturschaltung 14 adaptiv zu ändern, um die Einstellung der Motor-Ansteuerschaltung 15 auf der Grundlage einer aktuellen Messung zu verschieben.

(Zweites Ausführungsbeispiel)

Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das in Fig. 3 gezeigte erste Ausführungsbeispiel verwendet eine Einrichtung zum Variieren, in Übereinstimmung mit einer interessierenden Vibrationsfrequenz, des Widerstandswerts des variablen Widerstands R&sub1;, der einen Teil des HPF 2' bildet, zum Ausschneiden einer Gleichstromkomponente, wodurch die Bildstabilisierungscharakteristik derart festgelegt wird, daß der maximale Vibrationsunterdrückungseffekt bei der interessierenden Vibrationsfrequenz erreicht werden kann. Jedoch kann ein Effekt ähnlich dem des ersten Ausführungsbeispiels erreicht werden durch Verwenden der in Fig. 6 gezeigten Schaltungsanordnung.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in folgender Hinsicht. Ein Kondensator und ein Widerstand, die ein HPF 2" bilden, sind als ein variabler Kondensator C&sub2; und ein fester Widerstand R&sub3; ausgebildet. Die Kapazität des Kondensators C&sub2; wird in Übereinstimmung mit einer interessierenden Vibrationsfrequenz variiert, so daß die Frequenzcharakteristiken des VAP 9 so gesteuert werden können, daß sie Frequenzcharakteristiken entsprechend einer Phasenabweichung sind, die in dem Ausgangssignal zu korrigieren ist.
Im einzelnen wird der Einstellwert des variablen Kondensators C&sub2; zum Korrigieren einer Phasenabweichung, die bei jeder Vibrationsfrequenz auftritt, vorab auf der Grundlage der Frequenzcharakteristiken des Winkelgeschwindigkeitssensors 1 ermittelt. Durch Variieren der Kapazität des variablen Kondensators C&sub2; auf einen geeigneten Einstellwert auf der Grundlage des Ausgangssignals des Frequenzdetektors 12 kann jede beliebige Phasenabweichung in dem primären Frequenzbereich einer zugeführten Vibration zu "0" gemacht werden, wodurch es möglich ist, eine zufriedenstellende Bildwackelkorrektur entsprechend der Frequenz jeder Vibration zu bewirken.
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung kann, obwohl der variable Kondensator C&sub2; durch einen Motor gesteuert werden kann, dieser auch elektrisch unter Verwendung einer variablen Diode gesteuert werden. In diesem Fall wird bevorzugt, daß die Korrekturschaltung 14 eine Korrekturcharakteristik aufweist, die nicht für die Charakteristik des variablen Widerstands R&sub1; gemäß Fig. 3, sondern für die Charakteristik des variablen Kondensators C&sub2; geeignet ist.
Die Anordnung der weiteren bestandteilbildenden Elemente ist ähnlich zu der in Fig. 3 gezeigten Anordnung, so daß daher eine weitergehende Beschreibung derselben weggelassen wird.

(Drittes Ausführungsbeispiel)

Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In jedem der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele wird die Phasenabweichung entsprechend jeder der Vibrationsfrequenzen durch Variieren der Frequenzcharakteristiken mittels des HPF (2' oder 2") korrigiert zum Ausschneiden einer Gleichstromkomponente. In dieser Anordnung kann das Signal jedes der HPF 2' und 2" gemäß Fig. 3 und 6 direkt als Winkelgeschwindigkeitssignal, dessen Phasenabweichung korrigiert ist, verwendet werden.
In dem Fall eines Winkelgeschwindigkeitssensors mit einer Charakteristik derart, daß nur eine Vibrationskomponente erhalten werden kann und keine Notwendigkeit besteht, eine Gleichstromkomponente herauszunehmen, ist es jedoch möglich, einen Vorteil und einen Effekt ähnlich zu denjenigen des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels zu erhalten, indem dem Integrator 3 die Funktion des Variierens der Frequenzcharakteristik gegeben wird, wie in Fig. 7 gezeigt.
Im einzelnen wird dann, wenn angenommen wird, daß das Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors keine Gleichstromkomponente beinhaltet, das Ausgangssignal als ein Signal bereitgestellt, das eine Differentiation des Betrags der Verschiebung anzeigt.
Logarithmisch zeigt das Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors eine differentielle Charakteristikkurve mit einer uniformen Steigung in Bezug auf die Verschiebung der Frequenz.
Der Integrator 3 hat die inverse Charakteristik derjenigen des differentiellen Signals. Demgemäß ist es durch Kombinieren beider Charakteristiken und Variieren der Grenzfrequenz des Integrators 3 möglich, die Frequenzcharakteristiken des gesamten Systems zu variieren.
Das dritte Ausführungsbeispiel kann ein VAP als Bildwackel-Korrektureinrichtung nicht verwenden. Wie in Fig. 7 beispielhaft gezeigt, kann eine Anordnung einer Objektiveinheit 10 und einer Bildaufnahmeeinrichtung 11 drehbar um eine Achse 10b durch ein Stützelement 10a gelagert sein, und kann der Aktuator 7 derart ausgebildet sein, daß er das Tragelement 10a so ansteuert, daß der Apexwinkel der Anordnung variiert wird, wodurch die Bildwackelkorrektur bewirkt wird. Obwohl aus Gründen der Zweckmäßigkeit der Erklärung nicht gezeigt, ist es natürlich, daß ein Tragelement zum Tragen des Tragelements 10a und zum Abstützen der gesamten Anordnung drehbar um eine Achse senkrecht zu der Achse 10b derart angeordnet ist, daß eine Bildwackelkorrektur in sowohl der X- als auch der Y-Richtung bewirkt werden kann.
Bezugnehmend auf Fig. 7 ist ein Pufferverstärker 21 vorgesehen zum Verstärken der von dem Winkelgeschwindigkeitssensor 1 ausgegebenen Vibrationskomponente auf einen vorbestimmten Pegel und zum Bereitstellen einer Übereinstimmung, und ist ein Operationsverstärker 22 vorgesehen. Der Integrator 3, dessen Frequenzcharakteristiken geändert werden können, wird durch einen Widerstand R&sub4; auf der Eingangsseite des Integrators 3 sowie durch einen Kondensator C&sub3;, einen Widerstand R&sub5; und einen Analogschalter 24, die in einer Rückkopplungsschleife bereitgestellt sind, gebildet.
Eine Einrichtung zum Ändern der Frequenzcharakteristiken des Integrators 3 wird erzielt durch Variieren eines Scheinwiderstandswerts parallel zu dem Widerstand RS und dem Analogschalter 24 durch Steuern der Ein- und Aus-Zeiten des Analogschalters 24, der in Reihe mit dem Widerstand R5, der in die Rück- kopplungsschleife des Operationsverstärkers 22 eingefügt ist, verschaltet ist, d. h. durch Durchführen einer Tastverhältnis- Steuerung des Analogschalters 24 unter Verwendung eines PWM- Signals, das durch den PWM-Umsetzer 23 ausgegeben wird.
Im einzelnen ist dann, wenn der Analogschalter 24 Ein ist, der Widerstand R&sub5; parallel zu dem Kondensator Ca eingefügt, um eine Zeitkonstantenschaltung zu bilden. Wenn der Analogschalter 24 Aus ist, ist der Analogschalter 24 lediglich offen, um einen elektrischen Strom abzuschalten. Demgemäß wird dann, wenn eine Ein/Aus-Steuerung des Analogschalters 24 bei einer vorbestimmten Frequenz ausgeführt wird, in Übereinstimmung mit dem resultierenden Tastverhältnis ein elektrischer Strom zugelassen, der in Übereinstimmung mit der Zeitkonstante fließt, wenn der Analogschalter 24 Ein ist, während dann, wenn der Analogschalter 24 Aus ist, der elektrische Strom abgeschaltet wird. Demgemäß kann die Menge des elektrischen Stroms für eine bestimmte Zeit- dauer durch Variieren des Tastverhältnisses variiert werden, und dies zeigt an, daß der Widerstandswert im wesentlichen variiert werden kann.
In dem Fall des vorstehend beschriebenen Systems dringt eine Brummkomponente der Frequenz entsprechend den Ein-Aus-Opera- tionen des Analogschalters 24 in ein Vibrationsfrequenzsignal ein. Da jedoch die Frequenzen allgemeiner Vibrationen in einem extrem niedrigen Frequenzbereich zwischen einer Frequenz von l Hz oder darunter und einer Frequenzdetektor weniger als 100 Hz liegen, wird dann, wenn die Ein/Aus-Steuerung des Analogschalters 24 bei einer Frequenz ausgeführt wird, die viel höher als solch ein Frequenzbereich ist, die Schaltfrequenz des Analogschalters 24 durch ein Filter selbst absorbiert, welches durch die Zeitkonstante des Integrators 3 bereitgestellt wird. Demgemäß beeinträchtigt die Schaltfrequenz das Ausgangssignal des Integrators 3 nicht negativ, und nur die Menge elektrischen Stroms wird durch die Tastverhältnis-Steuerung gesteuert, und dies zeigt an, daß der Widerstandswert grundlegend variiert wird. Mit dem vorstehend beschriebenen System ist es nicht notwendig, ein Teil zu verwenden, welches mechanischen Kontakt benötigt, wie beispielsweise einen variablen Widerstand, oder eine Einrichtung zum Ansteuern eines solchen Teils, so daß eine Steuerung unter Verwendung eines Mikrocomputers auf einfache Art und Weise erzielt werden kann.
Ein Vibrationsfrequenzsignal, das von dem Frequenzdetektor 12 ausgegeben wird, wird einer F-V-Umwandlung durch den F-V-Umsetzer 13 unterworfen, und das Ausgangssignal des F-V-Umsetzers 13 wird durch die Korrekturschaltung 14 dem PWM-Umsetzer 23 zugeführt. Der PWM-Umsetzer 23 gibt ein Impulssignal aus zum Ein- und Ausschalten des Analogschalters 24, und steuert das Schaltverhältnis des Analogschalters 24. Die Korrekturschaltung 14 führt eine Verarbeitung durch zum Umsetzen der erfaßten Vibrationsfrequenz in ein Schaltverhältnis zur Verwendung in einer Ein/Aus-Steuerung des Analogschalters 24. Demgemäß ist das Ausgangssignal des Integrators 3 ein Winkelverschiebungssignal mit einer Frequenzcharakteristik, die einer zu korrigierenden Phasenabweichung entspricht.
Obwohl das vorstehende Ausführungsbeispiel in Verbindung mit jedem bestandteilbildenden Element beschrieben wurde, können der F-V-Umsetzer 13, die Korrekturschaltung 14 und der PWM- Umsetzer 23 durch einen Mikrocomputer 25 ausgebildet sein. In einer Anordnung, die den Mikrocomputer 25 verwendet, werden die Korrekturwerte der Frequenzcharakteristiken des Integrators 3 zum Korrigieren von Phasenabweichungen entsprechend den jeweiligen Vibrationsfrequenzen, im einzelnen Schaltverhältnisse zur Verwendung beim Ein- und Ausschalten des Analogschalters 24, erhalten auf der Grundlage der Frequenzcharakteristik des Winkelgeschwindigkeitssensors 1, und werden die erhaltenen Schaltverhältnisse in einem ROM in dem Mikrocomputer 25 in Form einer Tabelle gespeichert. Ein Schaltverhältnis entsprechend einer durch den Frequenzdetektor 12 erfaßten Vibrationsfrequenz wird aus dem ROM gelesen und dem PWM-Umsetzer 23 zum Zwecke des Steuerns des Schaltverhältnisses des Analogschalters 24 zugeführt.
Fig. 8(a) ist ein Ablaufdiagramm, das die Verarbeitung der Festlegung des Schaltverhältnisses eines Ein/Aus-Steuersignals, das dem Analogschalter 24 in Übereinstimmung mit einer Vibrationsfrequenz zuzuführen ist, zeigt. Fig. 8(b) zeigt eine Datentabelle, in der die Werte von Vibrationsfrequenzen und Schaltverhältnissen zur Verwendung als Korrekturwerte der jeweiligen Vibrationsfrequenzen gespeichert sind, wobei die Datentabelle in dem ROM in dem Mikrocomputer 25 gespeichert ist.
Bezugnehmend auf Fig. 8(a) werden dann, wenn die Verarbeitung begonnen wird, in Schritt S1 von dem Frequenzdetektor 12 zugeführte Vibrationsfrequenzdaten in den Mikrocomputer 25 geleitet. In Schritt S2 wird ein Schaltverhältnis (die Ein-Zeit des Analogschalters 24) entsprechend der Vibrationsfrequenz ermittelt und aus der in Fig. 8(b) gezeigten Datentabelle gelesen.
In Schritt S3 wird das Schaltverhältnis entsprechend der Vibrationsfrequenz, die aus der Datentabelle gelesen wurde, als variable Schaltverhältnisdaten 1 (ein Sollwert des Schaltverhältnisses) festgelegt.
In Schritt S4 wird ein Schaltverhältnis, das für die Strom-Ein/Aus-Steuerung des Analogschalters 24 verwendet wird, als variable Schaltverhältnisdaten festgelegt.
In Schritt S5 werden die Schaltverhältnisdaten 1 und die Schaltverhältnisdaten 2 miteinander verglichen, und falls beide äquivalent sind, wird ermittelt, daß das Stromschaltverhältnis gleich dem Sollwert ist. Demgemäß kehrt der Prozeß zu Schritt S1 zurück, und der Wert einer neu erfaßten Vibrationsfrequenz wird erneut eingegeben.
Falls in Schritt S5 ermittelt wird, daß die Schaltverhältnisdaten 1 und die Schaltverhältnisdaten 2 nicht äquivalent sind, schreitet der Ablauf zu Schritt S6 fort, in dem ermittelt wird, ob die Schaltverhältnisdaten 1 kleiner sind als die Schaltverhältnisdaten 2. Falls die Schaltverhältnisdaten 1 kleiner sind als die Schaltverhältnisdaten 2, schreitet der Ablauf zu Schritt 7 fort, in dem die Schaltverhältnisdaten 2 um einen vorbestimmten Wert "a" vermindert werden. Falls die Schaltverhältnisdaten 1 nicht kleiner sind als die Schaltverhältnisdaten 2, schreitet der Ablauf zu Schritt S8 fort, in dem die Schaltverhältnisdaten 2 um den vorbestimmten Wert "a" erhöht werden. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird das Schaltverhältnis nicht unmittelbar auf den Sollwert geändert, sondern in Einheiten des vorbestimmten Werts "a" erhöht oder verringert, wodurch die Steuerung stabil und sanft ausgebildet wird.
Nachdem die vorstehend beschriebene Verarbeitung ausgeführt wurde, werden in Schritt S9 die Schaltverhältnisdaten 2 ausgegeben (geändert) und dem. PWM-Umsetzer 23 zugeführt. Der Prozeß kehrt zu Schritt S4 zurück, in dem das gegenwärtige Schaltverhältnis festgelegt wird, und die vorstehend beschriebene Verarbeitung wird wiederholt.
Auf die vorstehend beschriebene Art und Weise ist es möglich, Frequenzcharakteristiken zu realisieren, die in der Lage sind, ein Bildwackeln entsprechend jeder Vibrationsfrequenz zu korrigieren. Ferner ist es, da die Charakteristiken des Integrators 3 der PWM-Steuerung untergeordnet werden, möglich, einen Effekt ähnlich zu demjenigen des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels zu erzielen.

(Viertes Ausführungsbeispiel)

Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
In Übereinstimmung mit jedem der vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsbeispiele ist es durch Ausführen einer Korrektur einer Phasencharakteristik entsprechend jeder Vibrationsfrequenz (derart, daß die Phase bei jeder Vibrationsfrequenz zu 0 Grad gemacht wird), wie in Fig. 4(a) und 4(b) gezeigt, möglich, eine bemerkenswert große Vibrationsunterdrückungswirkung bei jeder der Vibrationsfrequenzen von 3 Hz bis 10 Hz, wie in Fig. 5 gezeigt, zu erreichen. Falls jedoch eine Verstärkungscharakteristik sowie die Phasencharakteristik korrigiert werden, ist es möglich, eine weitere Verbesserung zu erzielen.
Im einzelnen ist es möglich, eine vollständige Bildwackelkorrektur in Übereinstimmung mit der Frequenz jeder Vibration zu bewirken, indem eine Phasenabweichung und eine Verstärkungsabweichung in dem primären Frequenzbereich der Vibration eliminiert werden. Eine weiter detaillierte Analyse erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 5. Wie gezeigt, ist es durch Korrigieren der Phasencharakteristik jeder der Vibrationsfrequenzen möglich, eine ausreichende Vibrationsunterdrückungswirkung in dem Fall irgendeiner der Vibrationsfrequenzen zu bewirken. Jedoch ist eine vibrationsunterdrückende Wirkung bei der Vibrationsfrequenz 3 Hz größer als eine vibrationsunterdrückende Wirkung bei der Vibrationsfrequenz 10 Hz. Dies deswegen, weil wie in der in Fig. 4(a) gezeigten Verstärkungscharakteristik gezeigt, die Verstärkungscharakteristik des Winkelgeschwindigkeitssensors derart ist, daß die Verstärkung 0 dB bei 3 Hz erreicht, und derart ist, daß dann, wenn die Vibrationsfrequenz in der Reihenfolge von 4 Hz, 5 Hz, ..., 10 Hz höher wird, der Verstärkungspegel allmählich von 0 dB abweicht.
Demgemäß ist es dann, wenn nicht nur die Phasencharakteristik, sondern auch die Verstärkungscharakteristik jeder Vibrationsfrequenz korrigiert wird, möglich, einen uniformen und hohen Vibrationsunterdrückungseffekt bei allen Vibrationsfrequenzen zu erreichen.
Das in Fig. 9 gezeigte vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den in beispielsweise Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel in Bezug auf die folgenden bestandteilbildenden Teile. Ein Verstärker mit variabler Verstärkung ist nach dem Integrator 3 hinzugefügt, und der Verstärker mit variabler Verstärkung besteht aus einem Operationsverstärker 26, einem Widerstand R&sub6; und einem variablen Widerstand R&sub7;, und die Verstärkung des Verstärkers mit variabler Verstärkung kann durch Variieren des variablen Widerstands R&sub7; variiert werden. Die Rotoren der jeweiligen variablen Widerstände R&sub1; und R&sub7; sind derart angeordnet, daß sie in verblockter Beziehung zu dem Rotor des variablen Widerstands R&sub2;, der eingangsseitig der Motor-Ansteuerschaltung 15 bereitgestellt ist, rotieren. Somit werden die rotationalen Positionen der Rotoren der variablen Widerstände R&sub1; und R&sub7; zum Ändern der Frequenzcharakteristiken, d. h. ihrer Widerstandswerte, auf die Eingangsseite der Motor-Ansteuerschaltung 15 reflektiert. Da die weiteren Teile ähnlich den in Fig. 3 gezeigten sind, wird eine Beschreibung derselben weggelassen.
Im einzelnen werden, wie vorangehend in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, eine Phasenabweichung und eine Verstärkungsabweichung, die jeder Vibrationsfrequenz entsprechen, auf der Grundlage der Frequenzcharakteristiken des in Fig. 2(a) und 2(b) gezeigten Winkelgeschwindigkeitssensors 1 erhalten, und werden ein Phasenkorrekturwert (die Zeitkonstante des HPF) zur Verwendung bei der Korrektur der Phasenabweichung und ein Verstärkungskorrekturwert (die Verstärkung des Verstärkers mit variabler Verstärkung) zur Verwendung bei der Korrektur der Verstärkungsabweichung erhalten. Phasen- und Verstärkungskorrekturwerte entsprechend einer von dem Frequenzdetektor 12 ausgegebenen Vibrationsfrequenz werden in dem variablen Widerstand R&sub1; des HPF 2' und dem variable Widerstand R&sub7; des Verstärkers mit variabler Verstärkung festgelegt, wodurch eine beliebige Phasenabweichung und eine beliebige Verstärkungsabweichung in dem primären Frequenzbereich einer zugeführten Vibration unterdrückt werden kann, so daß es möglich ist, eine zufriedenstellende Bildwackelkorrektur entsprechend der Frequenz jeder Vibration zu bewirken.
Die durch den Frequenzdetektor 12 erfaßte Vibrationsfrequenz wird durch den F-V-Umsetzer 13 in einen Spannungswert umgewandelt, und nachdem der Spannungswert durch die Korrekturschaltung 14 korrigiert wurde, wird der korrigierte Spannungswert der Motor-Ansteuerschaltung 15 zugeführt, wodurch der den variablen Widerstand steuernde Motor 16 angesteuert wird. Auf diese Art und Weise werden der variable Widerstand R&sub1; des HPF 2' und der variable Widerstand R&sub7; des Verstärkers mit variabler Verstärkung derart angesteuert, daß ihre Widerstandswerte variiert werden, wodurch ihre jeweiligen Phasen- und Verstärkungscharakteristiken korrigiert werden können.
Eine Verschiebung des Widerstandswerts jedes der variablen Widerstände R&sub1; und R&sub7; erscheint an dem Widerstandswert des variablen Widerstands R&sub2;, und die Korrekturschaltung 14 korrigiert das Ausgangssignal des F-V-Umsetzers 13 derart, daß wenn die variablen Widerstände R&sub2; und R&sub7; angesteuert werden und ihre jeweiligen Widerstandswerte gleich Korrekturwerten entsprechend der Vibrationsfrequenz gemacht werden, der durch den variablen Widerstand R&sub2; festgelegte Spannungswert und das Ausgangssignal der Korrekturschaltung 14 zueinander gleich gemacht werden. Mit anderen Worten wird durch die Motor-Ansteuerschaltung 15, den den variablen Widerstand steuernden Motor 16 und die variablen Widerstände R&sub1;, R&sub2; und R&sub2; eine geschlossene Schleife gebildet.
Fig. 10(a) und 10(b) zeigen Bildstabilisierungs-Charakteristikdaten, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Bildwakkel-Korrektureinrichtung zum Zwecke des Korrigierens von Phasenabweichungen und Verstärkungsabweichungen, die bei mehreren Vibrationsfrequenzen (3 Hz, 7 Hz und 10 Hz) auftreten, verwendet werden. Fig. 10(a) zeigt eine Verstärkungscharakteristik, Fig. 10(b) zeigt eine Phasencharakteristik, und Fig. 11 zeigt die Charakteristiken des Bildstabilisierungseffekts, der durch Korrigieren der Phasenabweichungen und der Verstärkungsabweichungen bei den Vibrationsfrequenzen von 3 Hz, 7 Hz und 10 Hz erhalten wird. (Es wird angenommen, daß das Bildkorrektursystem ein ideales System ist, wie vorangehend beschrieben wurde).
Die nach der Verstärkungskorrektur erhaltene Frequenzcharakteristik ist wie in Fig. 10(a) gezeigt. Wie durch die Kompensationscharakteristikkurven 3, 7 und 10, die den jeweiligen Vibrationsfrequenzen von 3 Hz, 7 Hz und 10 Hz entsprechen, gezeigt, ist es möglich, Frequenzcharakteristiken zu erhalten, die eine Verstärkung von 0 dB bei 3 Hz, 7 Hz bzw. 10 Hz zeigen.
Die nach der Phasenkorrektur erhaltene Frequenzcharakteristik ist wie in Fig. 10(b) gezeigt. Wie durch die Kompensationspharakteristikkurven 3, 7 und 10, die den jeweiligen Vibrationsfrequenzen von 3 Hz, 7 Hz und 10 Hz entsprechen, gezeigt, ist es möglich, Frequenzcharakteristiken zu erhalten, die einen Phasenwinkel von 0 Grad bei 3 Hz, 7 Hz bzw. 10 Hz zeigen.
Die vorstehend beschriebenen Verstärkungs- und Phasenkorrekturen stellen ferner den folgenden Vibrationsunterdrückungseffekt bereit. Wie in Fig. 11 gezeigt, ist es möglich, einen gleichmäßig hohen Vibrationsunterdrückungseffekt bei jeder beliebigen der gezeigten Vibrationsfrequenzen zu erreichen. In dem Fall einer kontinuierlichen Vibration kann eine Vibration in der Nähe von 10 Hz nur auf näherungsweise 1/40 unterdrückt werden, wie in Fig. 5 gezeigt, gemäß den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen, deren jedes nur die Phasenkorrektur nutzt. Demgegenüber ist es gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, da die vorstehend beschriebene Korrektur der Verstärkungsabweichung hinzugefügt ist, möglich, eine solche Vibration auf 1/100 oder darunter zu unterdrücken. Dies deswegen, weil sowohl die Phasenabweichung als auch die Verstärkungsabweichung korrigiert werden.

(Fünftes Ausführungsbeispiel)

Fig. 12 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Das fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vierten Ausführungsbeispiel der Fig. 9 in folgender Hinsicht. In dem vierten Ausführungsbeispiel werden jeweils Analogschalter 27 und 28 dazu verwendet, Frequenzcharakteristiken zum Korrigieren einer Phasenabweichung und einer Verstärkungsabweichung (d. h. den Widerstandswert des Widerstands zum Einstellen der Zeitkonstante des HPF und den Widerstandswert des Widerstands zum Einstellen der Verstärkung des Verstärkers mit variabler Verstärkung) zu ändern. Schaltverhältnisse zur Verwendung bei einer Ein/Aus-Steuerung der jeweiligen Analogschalter 27 und 28 werden mittels einer PWM-Steuerung gesteuert, so daß die Widerstandswerte variiert werden können.
Das in dem fünften Ausführungsbeispiel verwendete System selbst ist ähnlich zu demjenigen, das in dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 verwendet wird. In dem System werden die Phasencharakteristik des HPF zum Abschneiden einer Gleichstromkomponente und die Verstärkung des Verstärkers mit variabler Verstärkung in Übereinstimmung mit einer Vibrationsfrequenz variiert, so daß eine optimale Charakteristik für jede Vibrationsfrequenz eingestellt werden kann.
Speziell auf eine Charakteristik-Änderungseinrichtung Bezug nehmend, wendet das fünfte Ausführungsbeispiel auch das vorstehend beschriebene Verfahren zum Ein- und Ausschalten jedes der Analogschalter 27 und 28 unter PWM-Steuerung an, um die Werte deren elektrischen Ströme zu steuern, wodurch die Widerstandswerte wesentlich variiert werden. Dieses Steuerungsverfahren ist wie vorangehend in Verbindung mit Fig. 7 beschrieben.
Die Schaltverhältnisse eines PWM-Signals, das dem Analogschalter 28 zuzuführen ist zum Korrigieren einer Phasenabweichung entsprechend jeder Frequenz, und die Schaltverhältnisse eines PWM-Signals, das dem Analogschalter 27 zuzuführen ist zum Korrigieren einer Verstärkungsabweichung entsprechend jeder Frequenz, werden vorab auf der Grundlage der Frequenzcharakteristiken des Winkelgeschwindigkeitssensors 1 ermittelt. Falls die Schaltverhältnisse der PWM-Signale zum Ein- und Ausschalten der jeweiligen Analogschalter 28 und 27 in Übereinstimmung mit einer durch den Frequenzdetektor 12 erfaßten Vibrationsfrequenz variiert werden, variieren die jeweiligen Widerstandswerte an den Widerständen R&sub1;&sub0; und R&sub9; in Übereinstimmung mit den Schaltvorgängen der entsprechenden Analogschalter 28 und 27. Durch Wiederholen des vorstehend beschriebenen Betriebsablaufs kann eine beliebige Phasenabweichung in dem primären Frequenzbereich der Vibration eliminiert werden, so daß es möglich ist, eine zufriedenstellende Bildwackelkorrektur entsprechend der Frequenz jeder Vibration zu bewirken.
In der vorstehend beschriebenen Anordnung können der F-V-Umsetzer 13, die Korrekturschaltung 14 und der PWM-Umsetzer 23 durch einen Mikrocomputer 29 ausgebildet sein. Der Ablauf der Verarbeitung des Einleitens einer Vibrationsfrequenz in den Mikrocomputer 29 und des Änderns des Schaltverhältnisses jedes der Analogschalter 28 und 27 in Übereinstimmung mit einem PWM- Ausgangssignal wird nachstehend unter Bezugnahme auf das in Fig. 13 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.
Bezugnehmend auf Fig. 13 wird in Schritt S11 der Wert einer erfaßten Vibrationsfrequenz in den Mikrocomputer 29 geleitet, und führt der Mikrocomputer 29 einen Auslesevorgang aus einer Datentabelle (vgl. Fig. 14), die vorab in dem Mikrocomputer 29 festgelegt wurde, durch, wobei die Beziehungen zwischen Vibrationsfrequenzen und den Schaltverhältnissen zur Verwendung in der PWM-Steuerung der jeweiligen Analogschalter 28 und 27 in der Datentabelle festgelegt sind. In Schritt S13 wird ein Schaltverhältnis entsprechend der erfaßten Vibrationsfrequenz, das bei der Ein/Aus-Steuerung des phasensteuernden Analogschalters 28 verwendet wird, gelesen und als Schaltverhältnisdaten 1 festgelegt. Ferner wird ein Schaltverhältnis entsprechend zu der erfaßten Vibrationsfrequenz, das bei der Ein/Aus-Steuerung des verstärkungssteuernden Analogschalters 27 verwendet wird, gelesen und als Schaltverhältnisdaten 1' festgelegt.
In Schritt S14 wird das Stromschaltverhältnis, das an jeden der Analogschalter 28 und 27 ausgegeben wird, als Schaltverhältnisdaten 2 festgelegt. In Schritt S15 wird ein Vergleich durchgeführt zwischen dem Wert der Schaltverhältnisdaten 1 und dem Wert der Schaltverhältnisdaten 2. Falls in Schritt S15 ermittelt wird, daß beide Werte gleich sind, schreitet der Ablauf zu Schritt S19 fort. Falls in Schritt S15 ermittelt wird, daß sich beide Werte unterscheiden, schreitet der Ablauf zu Schritt S16 fort, in dem ermittelt wird, ob die Schaltverhältnisdaten 1 kleiner sind als die Schaltverhältnisdaten 2. Falls die Schaltverhältnisdaten 1 kleiner sind als die Schaltverhältnisdaten 2, schreitet der Ablauf zu Schritt S17 fort, in dem die Schaltverhältnisdaten 2 um den vorbestimmten Wert "a" vermindert werden. Falls die Schaltverhältnisdaten 1 nicht kleiner sind als die Schaltverhältnisdaten 2, schreitet der Ablauf zu Schritt S18 fort, in dem die Schaltverhältnisdaten 2 um den vorbestimmten Wert "a" erhöht werden. Mit anderen Worten ausgedrückt wird das Schaltverhältnis nicht sofort auf den Sollwert geändert, sondern in Einheiten des vorbestimmten Werts "a" erhöht oder vermindert, wodurch die Steuerung stabil und sanft ausgebildet wird.
In Schritt S19 wird das Stromschaltverhältnis, das an jeden der Analogschalter 28 und 27 ausgegeben wird, als Schaltverhältnisdaten 2' festgelegt. In Schritt S20 wird ein Vergleich durchgeführt zwischen dem Wert der Schaltverhältnisdaten 1' und dem Wert der Schaltverhältnisdaten 2'. Falls in Schritt S20 ermittelt wird, daß beide Werte gleich sind, schreitet der Ablauf zu Schritt S25 fort, in dem ermittelt wird, ob die Schaltverhältnisdaten 1 und die Schaltverhältnisdaten 2 für den Analogschalter 28 zur Phasenkorrektur gleich zueinander sind. Falls sich die Schaltverhältnisdaten 1 und die Schaltverhältnisdaten 2 voneinander unterscheiden, schreitet der Ablauf zu Schritt S16 fort. Falls die Schaltverhältnisdaten 1 und die Schaltverhältnisdaten 2 gleich zueinander sind, schreitet der Ablauf zu Schritt S11 fort, in dem Information, die eine neu erfaßte Vibrationsfrequenz anzeigt, in den Mikrocomputer 29 eingegeben wird.
Falls in Schritt S20 ermittelt wird, daß sich der Wert der Schaltverhältnisdaten 1' und der der Schaltverhältnisdaten 2' voneinander unterscheiden, schreitet der Ablauf zu Schritt S21 fort, in dem ermittelt wird, ob die Schaltverhältnisdaten 1' kleiner sind als die Schaltverhältnisdaten 2'. Falls die Schaltverhältnisdaten 1' kleiner sind als die Schaltverhältnisdaten 2', schreitet der Ablauf zu Schritt S22 fort, in dem die Schaltverhältnisdaten 2' um einen vorbestimmten Wert "b" vermindert werden. Falls die Schaltverhältnisdaten 1' nicht kleiner sind als die Schaltverhältnisdaten 2', schreitet der Ablauf zu Schritt S23 fort, in dem die Schaltverhältnisdaten 2' um den vorbestimmten Wert "b" erhöht werden. Somit wird das Schaltverhältnis um den vorbestimmten Wert "b" progressiv geändert.
In Schritt S24 werden jeweils die Schaltverhältnisdaten 2 und die Schaltverhältnisdaten 2', die Schaltverhältnisse für eine PWM-Steuerung der entsprechenden Analogschalter 28 und 27 angeben, verwendet, um tatsächlich die Ein/Aus-Steuerung der Analogschalter 28 und 27 auszuführen. Dann kehrt der Ablauf zu Schritt S14 zurück.
In dem vorstehend beschriebenen Prozeß kommt dann, wenn in Schritt S20 ermittelt wird, daß die Schaltverhältnisdaten 1' und die Schaltverhältnisdaten 2', welches beides Verstärkungskorrekturdaten sind, gleich zueinander sind, der Ablauf nicht sofort zum Ende, sondern schreitet zu Schritt S25 fort, in dem ein Vergleich zwischen den Schaltverhältnisdaten 1 und den Schaltverhältnisdaten 2, welches beides Phasenkorrekturdaten sind, durchgeführt wird. Diese Verarbeitung wird bereitgestellt zum erneuten Ausführen einer Phasenkorrektur, falls nach dem Beenden der Verstärkungskorrektur noch keine Phasenkorrektur beendet worden ist.
Der vorstehend beschriebene Prozeß wird zyklisch wiederholt, und das Steuerschaltverhältnis jedes der Analogschalter 28 und 27 wird progressiv geändert. Dies soll das Problem dahingehend, daß falls der Wert des Steuerschaltverhältnisses jedes der Analogschalter 28 und 27 abrupt geändert wird, sich die Frequenzcharakteristiken des Systems abrupt ändern oder eine unstetige Bewegung des Systems auftritt, vermeiden.
Fig. 14 zeigt die Struktur der in dem Mikrocomputer 29 gespeicherten Datentabelle, welche die Schaltverhältnisse für die PWM-Steuerung der Analogschalter 28 und 27 in Relation zu individuellen Vibrationsfrequenzen zeigt. Wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, werden der Wert eines Schaltverhältnisses für die HPF-Steuerung und der Wert eines Schaltverhältnisses zur Verstärkungssteuerung in Bezug auf eine Vibrationsfrequenz f(Hz) festgelegt. Das Symbol "(%)" in Fig. 14 repräsentiert die Ein- Zeit eines Ansteuerimpulses, der jedem der Analogschalter 28 und 27 zuzuführen ist. Hinsichtlich des Schaltverhältnisses für die HPF-Steuerung wird mit höher werdender Vibrationsfrequenz die Ein-Zeit länger, während der Widerstandswert des Widerstands R&sub1;&sub0; des HPF von seinem höchsten Wert progressiv in Richtung des inhärenten Werts des Widerstands R&sub1;&sub0; abnimmt. Hinsichtlich des Schaltverhältnisses für die Verstärkungssteuerung erreicht das Schaltverhältnis sein Maximum bei einer vorbestimmten Frequenz, die durch die Eigenschaften des Systems bestimmt ist, und nimmt in Richtung der entgegengesetzten Enden der Werte des Schaltverhältnisses ab. Diese Festlegung soll die Frequenzcharakteristiken des Winkelgeschwindigkeitssensors, bei dem die Verstärkung von ihrer Maximalwertposition zu den entgegengesetzten Enden hin abnimmt, korrigieren.

(Sechstes Ausführungsbeispiel)

Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das vereinfacht ein sechstes Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die in Fig. 15 gezeigte Anordnung beinhaltet ein Zoom-Objektiv 100, eine Bildaufnahmeeinrichtung (CCD-Bildsensor) 101 zum Umwandeln eines optischen Bilds in ein elektrisches Signal, einen A/D-Umsetzer 102 zum Umwandeln eines von der Bildaufnahmeeinrichtung 101 ausgegebenen Bildaufnahmesignals in ein digitales Signal, und eine Systemsteuerschaltung 103. Die Systemsteuerschaltung 103 besteht aus einem Mikrocomputer und beinhaltet einen Speichersteuerteil und einen Korrekturteil. Der Speichersteuerteil führt die Verarbeitung des Schreibens und Lesens des von dem A/D-Umsetzer 102 ausgegebenen digitalen Bildaufnahmesignals in einen und aus einem Bildspeicher 106 durch. Der Speichersteuerteil führt auch, während einer Leseverarbeitung, eine Bildwackelkorrektur durch Verschieben der Position des Speicherauslesens in der Richtung, in der eine Bewegung eines Bilds aufgrund einer Vibration kompensiert wird, auf der Grundlage eines Bildwackel-Korrektursignals, das von einem Vibrationserfassungssystem zugeführt wird. Wenn der Speichersteuerteil die Position des Lesens aus dem Bildspeicher 106 verschiebt, korrigiert der Korrekturteil das Ausmaß der Verschiebung des Speicherauslesens auf der Grundlage einer Brennweiteninformation (Zoomvergrößerungsinformation), die von einem Zoom-Codierer 109 zugeführt wird. Der Korrekturteil führt eine weitere Verarbeitung wie beispielsweise die Elektronik-Zoom-Verarbeitung des Vergrößerns eines Bilds, das durch eine gelesene Bildinformation angegeben wird, durch, um das Bild zu korrigieren, so daß der Ansichtwinkel des Bilds mit einem normalen Ansichtwinkel übereinstimmt.
Kurz gesagt wird in dem sechsten Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, nachdem ein von einer Bildaufnahmeeinrichtung ausgegebenes Bildsignal in einem Speicher gespeichert wurde, ein Lesen des Abschnitts des Bildsignals, der in einem in dem Speicher definierten Lesebereich enthalten ist, durchgeführt. Der Lesebereich wird so gewählt, daß er kleiner ist als das gesamte Bild, und in dem Bild variabel ist, so daß Bildinformation, deren Bildwackeln im wesentlichen korrigiert ist, durch Verschieben des Lesebereichs in der Richtung, in der die Bewegung des Bilds aufgrund einer Vibration der Vorrichtung aufgehoben wird, erhalten wird. Da die gelesene Bildinformation ein Bild mit einem Ansichtwinkel, der kleiner ist als der normale Ansichtwinkel, repräsentiert, wird das Bild durch Elektronik-Zoom-Verarbeitung elektronisch bis auf den normalen Ansichtwinkel vergrößert.
Infolgedessen gibt die Systemsteuerschaltung 103 Bildinformation aus, die für das Bild repräsentativ ist, dessen Bewegung aufgrund der Vibration durch die vorstehend beschriebene Verarbeitung korrigiert wurde, und das der vorstehend beschriebenen Vergrößerungsverarbeitung unterworfen wurde. Eine Interpolationsverarbeitungsschaltung 104 ist bereitgestellt zum Berechnen der Anzahl von Pixeln, die während der Bildvergrößerungsverarbeitung auszugeben ist, d. h. wie viele Pixel während dem Intervall, in dem ein normales Pixel ausgegeben wird, auszugeben sind, und Interpolieren zwischen Pixeln, die keine Information haben, auf der Grundlage der angrenzenden Pixelinformation oder dergleichen. Das Ausgangssignal der Interpolationsverarbeitungsschaltung 104 wird einem D/A-Umsetzer 105 zugeführt. Das zugeführte Signal wird durch den D/A-Umsetzer 105 in ein analoges Signal umgesetzt, und das analoge Signal wird an eine (nicht gezeigte) Aufzeichnungsvorrichtung, eine (nicht gezeigte) Monitoranzeige oder dergleichen ausgegeben.
Das Vibrationserfassungssystem zum Erfassen einer der Vorrichtung zugeführten Vibration wird nachstehend beschrieben. Wie in Fig. 15 gezeigt, beinhaltet das Vibrationserfassungssystem einen Frequenzdetektor 107 zum Erfassen der Frequenz einer der Vorrichtung zugeführten Vibration, wobei der Frequenzdetektor 107 zu dem in jedem der vorstehend genannten Ausführungsbeispiele ähnlich ist, einen Winkelgeschwindigkeitssensor 110 wie beispielsweise einen Vibrationskreisel, ein Gleichsignal-Abschneidefilter 111 zum Eliminieren der Gleichstrom (Drift)- Komponente eines von dem Winkelgeschwindigkeitssensor 110 ausgegebenen Winkelgeschwindigkeitssignals, einen Verstärker 112 zum Verstärken des Winkelgeschwindigkeitssignals in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Verstärkung, einen A/D-Umsetzer 113, eine Integriereinrichtung 114 zum Integrieren des von dem A/D-Umsetzer 113 ausgegebenen Winkelgeschwindigkeitssignals, und eine Phasen- und Verstärkungs-Änderungseinrichtung 115 zum Korrigieren einer Phase und einer Verstärkung in Übereinstimmung mit der durch den Frequenzdetektor 107 erfaßten Vibrationsfrequenz. Der A/D-Umsetzer 113, die Integriereinrichtung 114 und die Phasen- und Verstärkungs-Änderungseinrichtung 115 können auch durch einen Mikrocomputer 116 ausgebildet sein.
Nachstehend wird der Betriebsablauf des sechsten Ausführungsbeispiels der Bildwackel-Korrektureinrichtung mit der vorstehend beschriebenen Anordnung beschrieben.
Ein durch das Zoom-Objektiv 100 erzeugtes optisches Bild wird durch die Bildaufnahmeeinrichtung 101 in ein elektrisches Signal umgewandelt, und das von der Bildaufnahmeeinrichtung 101 ausgegebene Bildaufnahmesignal wird durch den A/D-Umsetzer 102 in ein digitales Bildsignal umgewandelt. Das digitale Bildsignal wird in den Bildspeicher 106 als ein Bildsignal für ein Bild (field) geschrieben. Auf der Grundlage eines von der Phasen- und Verstärkungs-Änderungseinrichtung 115 ausgegebenen Bildkorrektursignals und dem Ausmaß der Verschiebung des Bilds, das aus einer durch den Zoom-Codierer 109 bereitgestellten Zoom-Vergrößerung erhalten wird, wird die Leseposition des in den Bildspeicher 106 geschriebenen Bildsignals in der Richtung verschoben, in der die Bewegung des Bilds wie vorstehend beschrieben korrigiert wird, und wird ein Bildsignal, das ein Bild anzeigt, dessen Bildwackeln korrigiert ist, aus dem Bildspeicher 106 ausgelesen. Das korrigierte Bild wird einer Vergrößerungsverarbeitung und einer Interpolationsverarbeitung unterworfen, und das erhaltene Bild mit einem normalen Ansichtwinkel wird ausgegeben.
In einem beliebigen der vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele ist es, da das HPF zum Abschneiden einer Gleichsignalkomponente als Phasenkorrektureinrichtung dient, notwendig, die Phasenkorrektureinrichtung an einer bestimmten, beschränkten Position anzuordnen. Es ist jedoch natürlich möglich, die Phasenkorrektureinrichtung getrennt von dem HPF zum Abschneiden einer Gleichsignalkomponente anzuordnen, und möglich, einen vergleichbaren Bildwackel-Korrektureffekt auch in dem Fall eines durch A/D-Umsetzung erzeugten digitalen Signals zu erreichen. Die Phasen- und Verstärkungs-Änderungseinrichtung 115 soll dieses Anordnung realisieren.
Fig. 18(a) und 18(b) sind Verstärkungs- und Phasen-Charakteristikdiagramme, die jeweils die grundlegende Charakteristik des Winkelgeschwindigkeitssensors 110, die Charakteristik der Phasen- und Verstärkungs-Änderungseinrichtung 115 und eine ideal korrigierte Charakteristik zeigen. Fig. 19 ist ein Charakteristikdiagramm, das einen Vibrationsunterdrückungseffekt zeigt, der durch Bewirken der jeweiligen, in Fig. 18(a) und 18(b) gezeigten Korrekturen erhalten wird. Fig. 18(a), 18(b) und 19 zeigen aus Gründen der Zweckmäßigkeit der Erklärung nur Charakteristiken relativ zu einer Vibration der Frequenz 10 Hz. In der Praxis werden Korrekturcharakteristiken für jede Vibrationsfrequenz vorbereitet, und wird eine geeignete Korrekturcharakteristik in Übereinstimmung mit jeder Vibrationsfrequenz auf eine Art und Weise ähnlich zu der in jedem der vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele verwendeten gewählt.
Bezugnehmend auf Fig. 18(a) und 18(b) repräsentiert die unter (a) gezeigte Charakteristikkurve die grundlegende Charakteristik des Winkelgeschwindigkeitssensors 110, und falls der größte Effekt bei der Vibrationsfrequenz von 10 Hz in Bezug auf die grundlegende Charakteristik (a) des Winkelgeschwindigkeitssensors 110 zu erreichen ist, wird die Phase des Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeitssensors 110 um 7,5 Grad voreilend gemacht, so daß der Phasenwinkel zu 0 Grad gemacht wird, und wird die Verstärkung des Signals auf 0 dB bei dem Phasenwinkel von 0 Grad eingestellt. Im einzelnen ist es durch Anordnen eines digitalen Filters, das in der Lage ist, eine Charakteristik (b) in Bezug auf die Charakteristik (a) zu realisieren, und Verbinden des digitalen Filters (der Charakteristik (b)) in Reihe mit der Charakteristik (a) (dem Winkelgeschwindigkeitssensor 110) möglich, eine Charakteristik (c) zu erhalten, bei der die Charakteristiken (a) und (b) kombiniert sind. Durch Verwenden der Charakteristik (c) ist es möglich, einen Vibrationsunterdrückungseffekt zu erreichen, der -60 dB bei der Vibrationsfrequenz von 10 Hz übersteigt, wie in Fig. 19 gezeigt.
Fig. 16 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel der durch den in Fig. 15 gezeigten Mikrocomputer 116, der den A/D-Umsetzer 113, die Integriereinrichtung 114 und die Phasen- und Verstärkungs-Änderungseinrichtung beinhaltet, ausgeführten Verarbeitung zeigt.
Bezugnehmend auf Fig. 16 wird, wenn der Prozeß gestartet wird, in Schritt S111 ein Winkelgeschwindigkeitssignal, das von dem Winkelgeschwindigkeitssensor 110 ausgegeben wird, einer A/D- Umsetzung unterworfen, und wird in Schritt S112 eine Integrationsberechnung durchgeführt. In Schritt S113 wird eine Vibrationsfrequenz von dem Frequenzdetektor 107 in den Mikrocomputer 116 eingeleitet, und Daten, die eine Konstante für das digitale Filter oder dergleichen angeben, werden in Schritt S114 gewonnen. In Schritt S115 werden gewonnenen Konstantendaten in dem digitalen Filter gesetzt. In Schritt S116 wird eine Korrekturberechnung durchgeführt unter Verwendung des digitalen Filters, in welchem die Konstantendaten in Schritt S115 festgelegt wurden. In Schritt S117 wird das Resultat der Korrekturberechnung in den Mikrocomputer 116 gespeichert und gleichzeitig in den Korrekturteil der Systemsteuerschaltung 103 ausgegeben zum Durchführen einer Bildwackel-Korrektur unter Nutzung der vorstehend genannten Bildverarbeitung.
Das Bildkorrektursystem wird auf der Grundlage des auf diese Art und Weise erhaltenen Bildwackel-Korrektursignals gesteuert, so daß es möglich ist, eine optimale Bildwackelkorrektur in Übereinstimmung mit der Vibrationsfrequenz (Festlegen eines optimalen Ausmaßes der Verschiebung der Position des Speicherauslesens) durchzuführen.
Ein Beispiel des digitalen Filters, bei dem ein primäres IIR- Filter verwendet wird, ist in Fig. 17 gezeigt. Das digitale Filter hat die in Fig. 17 gezeigte Anordnung und Charakteristiken. Das digitale Filter erzeugt die Bildwackelkorrektur-Charakteristikkurven (b), die in Fig. 18(a) bzw. 18(b) gezeigt sind, und die Charakteristik des Winkelgeschwindigkeitssensors 110 wird korrigiert, um eine ideale Charakteristik, die als die Charakteristikkurve (c) gezeigt ist, bereitzustellen. Die Konstanten der jeweiligen bestandteilbildenden Teile gemäß Fig. 17 und Berechnungsausdrücke, die die Konstanten verwenden, sind wie folgt:
u&sub0; = a&sub0;·w&sub0; + a&sub1;·w&sub1;
w&sub0; = e&sub0; + a&sub2;·w&sub1;
worin w&sub1; = w&sub0; (w&sub1; ist das eine Abtastperiode zuvor erhaltene w&sub0;)
e&sub0; = Eingang
u&sub0; = Ausgang, und
a&sub0;, a&sub1; und a&sub2;: Filterkoeffizienten.
Durch Ändern der Werte der Filterkoeffizienten a&sub0;, a&sub1; und a&sub2; ist es möglich, die Frequenzcharakteristiken festzulegen.
Demgemäß werden Daten, die die Filterkoeffizienten a&sub0;, a&sub1; und a&sub2; entsprechend unterschiedlichen Vibrationsfrequenzen angeben, in Form einer Tabelle vorbereitet, und falls eine Vibration erfaßt wird, ein Filterkoeffizient in Übereinstimmung mit der Vibrationsfrequenz der erfaßten Vibration aus der Tabelle gelesen, um die Berechnung unter Verwendung des vorgenannten IIR-Filters durchzuführen.
In dem Fall eines Systems mit einer besonderen Frequenzcharakteristik kann es auch zu bevorzugen sein, ein sekundäres Filter zu verwenden. Da die Anzahl von Einstellwerten der Filterkoeffizienten nur zunimmt, ist es möglich, eine Anordnung unter Verwendung des sekundären Filters zu erreichen.
Wie vorstehend beschrieben, ist es auch dann, wenn eine Variation in den Charakteristiken der Vibrationserfassungseinrichtung oder des Bildkorrektursystems auftritt, möglich, die Variation durch vorangehendes Messen ihrer Frequenzcharakteristiken und Einstellen eines optimalen Korrekturwerts für die Phasen- und Verstärkungs-Änderungseinrichtung zu bewältigen.
Wie vorstehend beschrieben wurde, sind ein phasenvoreilendes (phasenverzögerndes) Element und eine Verstärkungs-Änderungseinrichtung in einem offenen System zwischen einer Winkelgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung und dem Bildkorrektursystem in Reihe miteinander verbunden, so daß die vorstehend beschriebene Korrektur der Phasenabweichung und der Verstärkungsabweichung bewirkt wird.

(Siebtes Ausführungsbeispiel)

Fig. 20 ist ein Blockdiagramm, das ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Anordnung und die Funktionsweise eines Winkelgeschwindigkeits-Erfassungssystems einschließlich der Winkelgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 110, des Gleichsignal-Abschneidefilters 111, ..., und der Phasen- und Verstärkungs-Änderungseinrichtung 115 sowie die Anordnung und die Funktionsweise des Frequenzdetektors 107 sind ähnlich zu denjenigen, die vorstehend in Verbindung mit dem sechsten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, so daß eine Beschreibung derselben weggelassen wird.
In dem siebten Ausführungsbeispiel beinhaltet das Bildkorrektursystem ein VAP, dessen Apexwinkel durch einen mechanisch mit dem VAP gekoppelten Schrittmotor variiert werden kann. Ein Bildwackel-Korrektursystem zum Ansteuern des VAP ist nach Art eines auf einer offenen Schleife basierenden Steuerungssystems aufgebaut.
Bezugnehmend auf Fig. 20 ist ein VAP 200 an der Vorderseite der Objektiveinheit (Objektivzylinder) 10 durch einen Tragrahmen 201 befestigt. Zwei parallele transparente Platten 202a und 202b werden durch den Tragrahmen 201 abgestützt, und der Raum zwischen den transparenten Platten 202a und 202b ist entlang deren äußeren Umfangs durch ein Dichtmaterial 203 versiegelt. Ein Material mit hohem Brechungsindex ist hermetisch in dem versiegelten Raum zwischen den transparenten Platten 202a und 202b eingeschlossen. Die sich linsenseitig befindende transparente Platte 202b ist um eine Achse 204 drehbar derart abgestützt, daß der Apexwinkel des VAP 200 variiert werden kann. In der nachfolgenden Beschreibung des siebten Ausführungsbeispiels wird ebenfalls die Erklärung eines Tragmechanismus und eines Ansteuermechanismus relativ zu einer Achse senkrecht zu der Achse 204 aus Gründen der Einfachheit weggelassen.
Die bewegliche transparente Platte 202b ist mit einem sphärischen Eingriffsteil versehen und bildet eine universelle Kopp- Lung in Zusammenwirkung mit einem Ende eines Verbindungselements 207, so daß die transparente Platte 202b veranlaßt werden kann, sich in Übereinstimmung mit einer Bewegung des Verbindungselements 207 um die Achse 204 zu drehen.
Das andere Ende des Verbindungselements 207 bildet eine universelle Kopplung, indem sie mit einem sphärischen Eingriffteil 208 eines sich bewegenden Teils gekoppelt ist, das derart angeordnet ist, daß es durch eine Gewind rotierenden Welle eines an dem Objektivzylinder 10 befestigten Schrittmotors 209 ausgebildet ist, bewegt wird. In dieser Anordnung kann der Apexwinkel des VAP 200 durch Antreiben des Antriebsmotors 209 variiert werden.
In einem Mikrocomputer 211, der den A/D-Umsetzer 113, die Integriereinrichtung 114 und die Phasen- und Verstärkungs-Änderungseinrichtung 115 beinhaltet, ist auch eine Ansteuerungs- Berechnungsschaltung 212 zum Umwandeln eines Bildwackel-Korrektursignals, das von der Phasen- und Verstärkungs-Änderungseinrichtung 115 ausgegeben wird, in ein Signal, das die Anzahl der Antriebsschritte des Schrittmotors 209 angibt, bereitgestellt. Das die Anzahl der Antriebsschritte des Schrittmotors 209 angebende Signal, das von der Ansteuerungs-Berechnungsschaltung 212 ausgegeben wird, wird einer Ansteuerschaltung 213 zum Ausgeben eines Ansteuerimpulses zum tatsächlichen Antreiben des Schrittmotors 209 zugeführt, wodurch der Schrittmotor 209 angetrieben wird. Ein Rücksetzsensor 205 ist bereitgestellt zum Erfassen der Anfangsposition des VAP 200, d. h. der Position, in der die transparente Platte 202b und die transparente Platte 202a parallel zueinander sind, Ausgeben eines Rücksetzsignals und Zurücksetzen eines in der Ansteuerungs-Berechnungsschaltung 212 bereitgestellten Zählers, wobei die vorgenannte Anzahl von Antriebsschritten in dem Zähler festgelegt ist.
Auch dann, wenn das Bildwackel-Korrektursystem als ein Korrektursystem mit offener Schleife ausgebildet ist unter Verwendung des Schrittmotors in der vorstehend beschriebenen Art und Weise, ist es möglich, eine Bildwackel-Korrekturfunktion zu erreichen, die zu der durch das sechste Ausführungsbeispiel erreichten ähnlich ist, indem ein Winkelgeschwindigkeitssignal, das eine Phasen- und Verstärkungskorrekturen unterworfene Vibrationsfrequenzcharakteristik angibt, in ein Signal umgewandelt wird, das die Anzahl von Antriebsimpulsen des Schrittmotors angibt.
Wie vorstehend beschrieben wurde ist es in Übereinstimmung mit den vorstehend beschriebenen ersten bis siebten Ausführungsbeispielen der Bildwackel-Korrektureinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, da die Frequenzcharakteristiken der Bildwackel-Korrektureinrichtung in Übereinstimmung mit dem Frequenzbereich einer während der Aufnahme auftretenden Vibration geändert werden, möglich, zu allen Zeiten eine optimale Bildwackelkorrektur konform zu den Bedingungen und dem Zustand der Aufnahme auszuführen.
Ferner ist es, da es möglich ist, einen maximalen Korrektureffekt über den Frequenzbereich von der fotografischen Vorrichtung einschließlich der Bildwackel-Korrektureinrichtung zugeführten Vibrationen zu erreichen, möglich, einen bemerkenswerten Effekt bei dem Eliminieren des nachteiligen Einflusses einer zugeführten Vibration mit einer bestimmten Frequenzverteilung zu erreichen.
Nachstehend wird ein achtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Jedes der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele ist derart angeordnet, daß die Mittenfrequenz einer der die Bildwackel-Korrektureinrichtung beinhaltenden fotografischen Vorrichtung zugeführten Vibration erfaßt wird, eine Verstärkungscharakteristik und eine Phasencharakteristik in Übereinstimmung mit der erfaßten Mittenfrequenz variiert wird, und eine Verstärkungsabweichung und eine Phasenabweichung bei der Mittenfrequenz der Vibration korrigiert wird. Da jedoch die Frequenzerfassungseinrichtung unabhängig außerhalb der Einrichtung angeordnet ist, enthält jedes der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele noch Nachteile, die zu beseitigen sind, um die Einstellung und die Anordnung der Bildwackel-Korrektureinrichtung zu vereinfachen.
In Übereinstimmung mit dem achten Ausführungsbeispiel, das nachstehend beschrieben wird, ist eine Bildwackel-Korrektureinrichtung vorhanden, die umfaßt: eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Vibration der fotografischen Vorrichtung, eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren einer Bewegung eines Bilds aufgrund der Vibration, eine erste Steuereinrichtung zum Steuern der Korrektureinrichtung auf der Grundlage eines Ausgangssignals der ersten Erfassungseinrichtung und Antreiben der Korrektureinrichtung in einer Richtung, in der die Bewegung des Bilds korrigiert wird, eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Frequenz und einer Amplitude der Vibration aus dem Ausgangssignal der ersten Erfassungseinrichtung, und eine zweite Steuereinrichtung zum Steuern einer Charakteristik der ersten Steuereinrichtung auf der Grundlage eines Ausgangssignals der zweiten Erfassungseinrichtung.
Fig. 21 zeigt die grundlegende Anordnung der Bildwackel-Korrektureinrichtung.
Die in Fig. 21 gezeigte Bildwackel-Korrektureinrichtung beinhaltet einen Winkelgeschwindigkeitsdetektor 301, der aus einem Winkelgeschwindigkeitssensor, wie beispielsweise einem Vibrationskreisel, besteht und in einer fotografischen Vorrichtung wie beispielsweise einer Kamera bereitgestellt ist, und ein Gleichsignal-Abschneidefilter 302 zum Eliminieren der Gleichstromkomponente eines Geschwindigkeitssignals, das von dem Winkelgeschwindigkeitssensor 301 ausgegeben wird, und Durchlassen nur einer Wechselstromkomponente, d. h. nur einer Vibrationskomponente. Das Gleichsignal-Abschneidefilter 302 kann ein Hochpaßfilter (nachstehend als "HPF" bezeichnet) sein zum Eliminieren eines Signals eines frei wählbaren Frequenzbands. Die in Fig. 21 gezeigte Bildwackel-Korrektureinrichtung beinhaltet ferner einen Verstärker 303 zum Verstärken eines Winkelgeschwindigkeitssignals, das von dem Gleichsignal-Abschneidefilter 302 ausgegeben wird, auf einen vorbestimmten Pegel, einen A/D-Umsetzer 304 zum Umwandeln des von dem Verstärker 303 ausgegebenen Winkelgeschwindigkeitssignals in ein digitales Signal, einen Integrator 305 zum Integrieren des Ausgangssignals des A/D- Umsetzers 304 und Ausgeben eines Winkelverschiebungssignals, eine Schwenk/Kipp-Entscheidungsschaltung 306 zum Treffen einer Entscheidung bezüglich Schwenken (panning) und Kippen (tilting) auf der Grundlage des Integralsignals des Winkelgeschwindigkeitssensors, das von dem Integrator 305 ausgegeben wird, d. h. des Winkelverschiebungssignals, und einen D/A-Umsetzer 307 zum Umwandeln des Ausgangssignals der Schwenk/Kipp-Entscheidungsschaltung 306 in ein analoges Signal oder ein Impulssignal wie beispielsweise ein PWM-Signal und Ausgeben des analogen Signals oder des Impulssignals. Der A/D-Umsetzer 304, der Integrator 305, die Schwenk/Kipp-Entscheidungsschaltung 306 und der D/A- Umsetzer 307 können durch beispielsweise einen Mikrocomputer COM1 ausgebildet sein. Die in Fig. 21 gezeigte Bildwackel-Korrektureinrichtung beinhaltet ferner eine Ansteuerschaltung 308 und eine Bildkorrektureinrichtung 309, die in der nächsten Stufe bereitgestellt sind, und die Ansteuerschaltung 308 steuert die Bildkorrektureinrichtung 309 auf der Grundlage eines von dem Mikrocomputer COM1 ausgegebenen Verschiebesignals derart, daß die Bildkorrektureinrichtung 309 veranlaßt wird, ein Bildwackeln zu unterdrücken. Die Bildkorrektureinrichtung 309 kann beispielsweise eine optische Korrektureinrichtung zum Aufheben eines Bildwackelns durch Verschieben einer optischen Achse oder eine elektronische Korrektureinrichtung zum Aufheben eines Bildwackelns durch elektronisches Verschieben der Position des Bildauslesens aus einem Speicher, in dem ein Bild gespeichert ist, nutzen.
Falls eine Vibration konstanter Amplitude einer Vorrichtung wie beispielsweise einer Kamera, die mit einer Bildwackel-Korrektureinrichtung unter Verwendung eines bekannten Winkelgeschwindigkeitssensors versehen ist, zugeführt wird, sind die Frequenzcharakteristiken eines Vibrationskomponentensignals, das an der Bildkorrektureinrichtung 309 bereitgestellt wird, wie in Fig. 2(a) und 2(b) gezeigt. Wie vorangehend in Zusammenhang mit den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen festgestellt wurde, beträgt, bezugnehmend auf die Verstärkungs- und Phasencharakteristiken bei 10 Hz, der Verstärkungspegel näherungsweise 0 dB, während der Phasenwinkel um etwa 7,5 Grad abweicht. Aufgrund des Vorhandenseins dieser Phasenabweichung kann die zugeführte Vibration bei 10 Hz nur auf etwa 1/8 unterdrückt werden, gegenüber auf etwa 1/100 oder darunter bei 3 Hz. Dieses Problem kann durch ein beliebiges der vorangehend beschriebenen ersten bis siebten Ausführungsbeispiele gelöst werden.
Ein Hauptmerkmal des achten Ausführungsbeispiels besteht in einer Anordnung, bei der der primäre Frequenzbereich einer während der Aufnahme auftretenden Vibration aus einem Ausgangssignal der Bildwackel-Erfassungseinrichtung, die zur Vibrationserfassung verwendet wird, erfaßt wird, und die erfaßte Vibrationsfrequenz kann dazu verwendet werden, eine Steuerung derart auszuführen, daß eine optimale Bildwackelkorrektur konform zu jeder individuellen fotografischen Bedingung und Umgebung bewirkt werden kann.
Ein weiteres Merkmal des achten Ausführungsbeispiels besteht darin, daß, da eine Vibrationsfrequenz unter Verwendung des von der Winkelgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung ausgegebenen Winkelgeschwindigkeitssignals erfaßt werden kann, es möglich ist, die Anordnung, die Einstellung und die Steuerung der Bildwackel-Korrektureinrichtung zu vereinfachen. Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß, da das Winkelgeschwindigkeitssignal und ein Winkelverschiebungssignal, das durch Integrieren des Winkelgeschwindigkeitssignals erhalten wird, gleichzeitig verwendet werden, es möglich ist, die Frequenzerfassungsfähigkeit zu verbessern.

(Achtes Ausführungsbeispiel)

Fig. 22 ist ein Blockdiagramm, das die wesentliche Anordnung des achten Ausführungsbeispiels der Bildwackel-Korrektureinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In Fig. 22 werden identische Bezugszeichen verwendet, um bestandteilbildende Teile zu bezeichnen, die im wesentlichen identisch zu denjenigen der in Fig. 21 gezeigten Einrichtung sind, so daß daher eine Beschreibung derselben im einzelnen weggelassen wird.
Das in Fig. 22 gezeigte achte Ausführungsbeispiel ist in Bezug auf die Winkelgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 301, beispielsweise ein Vibrationskreisel, die in der fotografischen Vorrichtung wie beispielsweise einer Kamera bereitgestellt ist, das Gleichsignal-Abschneidefilter (oder HPF) 302 zum Eliminieren der Gleichstromkomponente eines von der Winkelgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 301 ausgegebenen Winkelgeschwindigkeitssignals, den Verstärker 303 zum Verstärken des Winkelgeschwindigkeitssignals auf einen vorbestimmten Pegel, die Ansteuerschaltung 308 und die Bildkorrektureinrichtung 309 identisch zu der in Fig. 21 gezeigten Einrichtung. Der Unterschied zwischen dem achten Ausführungsbeispiel und der vorgenannten Einrichtung besteht in der internen Anordnung eines Mikrocomputers COM2 zum Bereitstellen einer Steuerung über die gesamte Einrichtung. In dem achten Ausführungsbeispiel wird ein Prisma mit variablem Öffnungswinkel (VAP) oder ein Speichersteuersystem, welches später beschrieben werden wird, als Bildkorrektureinrichtung 309 verwendet.
Die interne Anordnung des Mikrocomputers COM2 beinhaltet den A/D-Umsetzer 304 zum Umwandeln eines Winkelgeschwindigkeitssignals, das von dem Verstärker 303 ausgegeben wird, in ein digitales Signal, ein HPF 310 mit einer Funktion, die in der Lage ist, ihre Charakteristik innerhalb eines frei wählbaren Frequenzbereichs zu variieren, den Integrator 305 zum Integrieren eines Signals, das eine vorbestimmte Frequenzkomponente enthält, die durch das HPF 310 extrahiert wurde, und Finden eines Winkelverschiebungssignals entsprechend der Frequenzkomponente, eine Phasen- und Verstärkungskorrekturschaltung 311 zum Korrigieren der Phase und der Verstärkung eines Integralausgangssignals, das von dem Integrator 305 ausgegeben wird, d. h. des Winkelverschiebungssignals, in Übereinstimmung mit einer Frequenzerfassungseinrichtung 313, die später beschrieben werden wird, und einen D/A-Umsetzer 307 zum Umwandeln des Ausgangssignals der Phasen- und Verstärkungs-Korrekturschaltung 311 in ein analoges Signal oder ein Impulssignal wie beispielsweise ein PWM-Signal und Ausgeben des analogen Signals oder des Impulssignals.
Eine Schwenk/Kipp-Entscheidungsschaltung 312 ist bereitgestellt zum Treffen einer Entscheidung hinsichtlich Schwenken und Kippen sowie des Aufnahmezustands auf der Grundlage des von dem A/D-Umsetzer 304 ausgegeben Winkelgeschwindigkeitssignals und des von dem Integrator 305 ausgegebenen Winkelverschiebungssignals, und Ändern der Charakteristiken des HPF 310 auf der Grundlage des Resultats der Entscheidung.
Die Schwenk/Kipp-Entscheidungsschaltung 312 arbeitet auf die folgende Art und Weise. Die Schwenk/Kipp-Entscheidungsschaltung 312 empfängt ein Winkelgeschwindigkeitssignal (das das Vorhandensein oder Fehlen einer Vibration anzeigt), das von dem A/D- Umsetzer 304 ausgegeben wird, und ein Winkelverschiebungssignal, das von der Schwenk/Kipp-Entscheidungsschaltung 312 ausgegeben wird. Falls die Winkelgeschwindigkeit konstant ist und das durch Integrieren des Winkelgeschwindigkeitssignals erhaltene Winkelverschiebungssignal einen monotonen Anstieg zeigt, ermittelt die Schwenk/Kipp-Entscheidungsschaltung 312, daß ein Schwenken oder Kippen aufgetreten ist. In diesem Fall verschiebt die Schwenk/Kipp-Entscheidungsschaltung 312 die niedrigfrequente Grenzfrequenz des HPF 310 in Richtung zu einer höherfrequenten Seite hin, wodurch die Charakteristiken des HPF 310 geändert werden, um zu verhindern, daß das Bildsignal-Korrektursystem auf eine Vibration niedriger Frequenz anspricht.
Falls Schwenken oder Kippen erfaßt wird, wird das VAP progressiv in Richtung des Zentrums seines Bewegungsbereichs zentriert. Während dieser Zeit wird ebenfalls die Erfassung des Winkelgeschwindigkeitssignals und des Winkelverschiebungssignals fortgesetzt, und wenn das Schwenken oder Kippen endet, wird der Vorgang des Absenkens der niedrigfrequenten Grenzfrequenz des HPF 310 und Erweiterns eines Bildwackel-Korrekturbereichs durchgeführt.
Die Frequenzerfassungseinrichtung 313 ist bereitgestellt zum Erfassen einer der Vorrichtung zugeführten Vibration auf der Grundlage des von dem A/D-Umsetzer 304 ausgegebenen Winkelgeschwindigkeitssignals und Steuern der Charakteristik der Phasen- und Verstärkungs-Korrekturschaltung 311 in Übereinstimmung mit der Frequenz der erfaßten Vibration.
Die Ansteuerschaltung 308 und die Bildkorrektureinrichtung 309, die im wesentlichen dazu dienen, ein Bildwackeln in Übereinstimmung mit einem Steuersignal, das von dem Mikrocomputer COM2 ausgegeben wird, zu korrigieren, werden veranschaulichend unter Bezugnahme auf die in Fig. 28, 30 und 34 gezeigten Beispiele beschrieben.
In dem in Fig. 28 gezeigten Beispiel wird ein VAP 406 eingesetzt und eine Schwingspule als Antriebssystem verwendet, und ist ein Steuersystem derart angeordnet, daß es eine geschlossene Schleife bildet, in der ein Codierer eine Winkelverschiebung erfaßt und die erfaßte Winkelverschiebung an das Antriebssystem zurückgeführt wird, wodurch das Ausmaß der Steuerung gesteuert wird.
Zunächst wird das VAP 406 unter Bezugnahme auf Fig. 32 im einzelnen beschrieben. Wie gezeigt, beinhaltet das VAP 406 zwei transparente parallele Platten 440a und 440b, die einander gegenüberliegen, ein transparentes elastisches Material oder eine inaktive Flüssigkeit 442 mit einem hohen Brechungsindex (n: Brechungsindex), das bzw. die in den zwischen den transparenten parallelen Platten 440a und 440b definierten Raum eingebracht ist, und ein Dichtmaterial 441, wie beispielsweise eine Harzschicht, die die transparenten parallelen Platten 440a und 440b entlang deren äußerem Umfangsrand elastisch versiegelt. Die transparenten parallelen Platten 440a und 440b sind kippbar 1 gelagert. Durch Kippen der transparenten parallelen Platten 440a und 440b wird die optische Achse verschoben, um ein Bildwackeln zu korrigieren.
Fig. 33 ist eine Ansicht, die den Durchlaßzustand eines einfallenden Lichtflusses 444 durch das VAP 406 zeigt, wenn die transparente parallele Platte 440a um eine Kippwelle 401 (411) um einen Winkel σ gedreht wird. Wie in Fig. 33 gezeigt, wird veranlaßt, daß der Lichtfluß 444, der in das VAP 406 entlang einer optischen Achse 443 eintritt, aus dem VAP 406 in dem Zustand, in dem er um einen Winkel φ = (n - 1)σ abgelenkt ist, in Übereinstimmung mit einem Prinzip ähnlich dem Prinzip eines keilförmigen Prismas, austritt. Mit anderen Worten ausgedrückt wird die optische Achse 443 um den Winkel φ exzentrisch gemacht (ausgelenkt).
Rückbezug nehmend auf Fig. 28 ist das vorstehend beschriebene VAP 406 mittels einem Halterahmen 407 derart an einem Objektivzylinder befestigt, daß sich das VAP 406 um die Wellen 401 und 411 drehen kann.
In dem in Fig. 28 gezeigten Beispiel bilden ein Joch 413, ein Magnet 415 und eine Spule 412 einen Schwingspulentyp-Aktuator, der derart angeordnet ist, daß der Apexwinkel des VAP 406 um die Welle 401 (411) variiert wird, wenn ein elektrischer Strom in der Spule 412 fließt. Ein Schlitz 410 wird zur Erfassung einer Verschiebung des VAP 406 verwendet und verlagert seine Position, während er sich zusammen mit dem Halterahmen 407, d. h. dem VAP 406, koaxial zu der sich drehenden Welle 411 dreht. Eine Licht emittierende Diode bzw. Leuchtdiode 408 ist bereitgestellt zum Erfassen der Position des Schlitzes 410. Ein PSD (Positionsaufnahmedetektor) 409 und die Leuchtdiode 408 bilden einen Codierer zum Erfassen einer Winkelverschiebung des Apexwinkels des VAP 406 durch Erfassen einer Verschiebung des Schlitzes 410.
Sodann wird der Lichtfluß 444, dessen Einfallswinkel durch das VAP 406 geändert wurde, auf eine Bildaufnahmefläche einer Bildaufnahmeeinrichtung 404 fokussiert.
Nebenbei bemerkt bezeichnet in Fig. 28 das Bezugszeichen 405 eine weitere Drehachse senkrecht zu einer durch die Wellen 401 und 411 des Halterahmens 407 gebildeten Drehachse. Eine detaillierte Beschreibung der Drehachse 405 wird hier aus Gründen der Einfachheit weggelassen.
Die grundlegende Anordnung und Funktionsweise einer Steuerschaltung zum Steuern des Antriebs des VAP 406 wird nachstehend unter Bezugnahme auf das in Fig. 29 gezeigte Blockdiagramm beschrieben.
Die in Fig. 29 gezeigte Anordnung beinhaltet das VAP 406, einen Verstärker 422, einen Treiber 423 zum Ansteuern eines Aktuators 424, den Schwingspulentyp-Aktuator 424 zum Antreiben des VAP 406, einen Codierer 426 zum Erfassen einer Verschiebung des Apexwinkels des VAP 406, und einen Addierer 425 zum Durchführen einer entgegengesetzt polaren Addition eines Steuersignals 420 zur Korrektur eines Bildwackelns, das von dem Mikrocomputer COM2 ausgegeben wird, zu dem Ausgangssignal des Winkelverschiebungs-Codierers 426. Das Steuersystem arbeitet derart, daß das Steuersignal 420 zur Korrektur eines Bildwackelns, ausgegeben von dem Mikrocomputer COM2, äquivalent zu dem Ausgangssignal des Winkelverschiebungs-Codierers 426 gemacht wird. Demgemäß wird, da das VAP 406 so angetrieben wird, daß das Steuersignal 420 und das Ausgangssignal des Codierers 426 in Übereinstimmung miteinander gebracht werden, das VAP 406 derart gesteuert, daß es sich in eine durch den Mikrocomputer COM2 spezifizierte Position bewegt.
Fig. 30 zeigt ein weiteres Beispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung mit einer Anordnung, bei der das VAP 406 nicht durch den vorgenannten Schwingspulentyp-Aktuator 424, sondern durch einen Schrittmotor angetrieben wird.
Bei der in Fig. 30 gezeigten Anordnung wird das VAP 406 durch einen Schrittmotor 501 über den Halterahmen 407 so angetrieben, daß es sich um die Drehwelle 401 (411) dreht. Im einzelnen ist der Schrittmotor 501, dessen rotierende Welle mit einer Gewindespindel 501a versehen ist, auf einem Tragrahmen 503, der an dem Objektivzylinder angebracht ist, angeordnet. Ein Träger 504 ist derart angeordnet, daß er in der Lage ist, sich entlang der optischen Achse zu bewegen, indem er durch eine Führungswelle 505 des Tragrahmens 503 geführt wird. Der Träger 504 steht zu allen Zeiten mit der Gewindespindel 501a in Eingriff und ist über eine Drehwelle 506 drehbar mit einer Verbindungsstange 507, die an dem Tragrahmen 503 befestigt ist, verbunden. Wenn der Schrittmotor 501 angesteuert wird, wird der Träger 504 entlang der optischen Achse verfahren, um den Halterahmen 407 über die Verbindungsstange 507 um die Drehwellen 401 und 411 zu drehen und dadurch das VAP 406 anzutreiben. Ein Rücksetzsensor 502 ist bereitgestellt zum Erfassen der Referenzposition des VAP 406. Obwohl ein ähnlicher Ansteuerungsmechanismus in Bezug auf die Drehachse 405 bereitgestellt ist, wird dessen Beschreibung aus Gründen der Einfachheit weggelassen.
Fig. 31 ist ein Blockdiagramm, das eine Schaltungsanordnung zum Bereitstellen einer Antriebssteuerung über das System gemäß Fig. 30 zeigt.
Bezugnehmend auf Fig. 31 wird ein Steuersignal 520, das von dem Mikrocomputer COM2 ausgegeben wird, durch eine Ansteuerungsberechnung, die von einer Ansteuerungsberechnungsschaltung 510 durchgeführt wird, in ein Ansteuersignal zum Antreiben des VAP 406 umgewandelt. Das Ansteuersignal wird an eine integrierte Treiberschaltung bzw. ein Treiber-IC 511 ausgegeben. Das Treiber-IC 511 steuert den Schrittmotor 501 in Antwort auf das Ansteuersignal an, so daß der Apexwinkel des VAP 406 variiert wird.
Fig. 34 zeigt ein weiteres Beispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung. Die in Fig. 34 gezeigte Bildwackel-Korrektureinrichtung beinhaltet ein Speichersteuersystem, das auf die folgende Art und Weise angeordnet ist. Wenn Bildinformation in einem Speicher gespeichert ist, wird der Bereich eines Bilds, der aus dem durch die in dem Speicher abgelegte Bildinformation repräsentierten gesamten Bild auszuschneiden ist, derart ausgewählt, daß die Größe des Bereichs kleiner als die gesamte Größe des gespeicherten Bilds gemacht wird, und wird die Position (der Bereich) des auszuschneidenden Bilds innerhalb des Speichers in der Richtung, in der eine Bewegung des Bilds aufgehoben wird, verschoben, wodurch ein Bildwackeln korrigiert wird. Ein Bildsignal, das das ausgeschnittene Bild repräsentiert, wird einer Vergrößerungsverarbeitung unterworfen zum Korrigieren der Bildgröße des ausgeschnittenen Bilds, und das Bild, dessen Bildwackeln korrigiert ist, wird ausgegeben. Das Merkmal des vorstehend beschriebenen Speichersteuersystems besteht darin, daß ein Bildwackeln elektronisch korrigiert werden kann, ohne einen optischen Korrekturmechanismus wie beispielsweise ein VAP zu verwenden.
Das in Fig. 34 gezeigte Beispiel beinhaltet ein Zoom-Objektiv 600, eine Bildaufnahmeeinrichtung (wie beispielsweise einen CCD-Bildsensor) 601 zum Umwandeln eines optischen Bilds in ein elektrisches Signal, einen A/D-Umsetzer 602 und eine Bildverarbeitungsschaltung 603. Die Bildverarbeitungsschaltung 603 führt die Bildwackelkorrekturverarbeitung des Reduzierens der Bildwackelkomponente eines Bildaufnahmesignals in Übereinstimmung mit einem Steuersignal (einem Bildwackel-Korrektursignal) 610, das von dem Mikrocomputer COM2 zugeführt wird, durch. Die Bildverarbeitungsschaltung 603 führt ferner die Vergrößerungsverarbeitung des Vergrößerns eines aus dem Bildspeicher 606 ausgelesenen Bilds durch, wodurch ein sogenannter elektronischer Zoomvorgang durchgeführt wird, um die Größe des gelesenen Bilds in eine normale Bildgröße umzuwandeln. Die Bildverarbeitungsschaltung 603 kann durch einen Mikrocomputer realisiert sein.
Eine Interpolationsverarbeitungsschaltung 604 ist bereitgestellt zum Erzeugen eines Pixelsignals zu Interpolationszwecken aus Bildinformation über zwei oder mehr benachbarte Pixel auf der Grundlage von Zoom-Information wenn elektronisches Zoomen auszuführen ist zum Korrigieren des aus dem Bildspeicher 606 ausgelesenen Bilds derart, daß der Ansichtwinkel desselben mit dem normalen Ansichtwinkel übereinstimmt. Es kann ein gut bekanntes Interpolationsverfahren eingesetzt werden; beispielsweise ist es möglich, zwischen benachbarten Pixeln auf der Grundlage des Mittelwerts der benachbarten Pixel zu interpolieren. Das in Fig. 34 gezeigte Beispiel beinhaltet auch einen D/A-Umsetzer 605 und einen Codierer 607 zum Erfassen des Zoom- Verhältnisses des Zoom-Objektivs 600.
Nachstehend wird die Funktionsweise des gezeigten Beispiels beschrieben. Ein optisches Bild, das durch das Zoom-Objektiv 600 erzeugt wird, wird durch die Bildaufnahmeeinrichtung 601 in ein elektrisches Signal umgewandelt, und das elektrische Signal wird von der Bildaufnahmeeinrichtung 601 als ein Bildaufnahmesignal ausgegeben. Das Bildaufnahmesignal wird durch den A/D- Umsetzer 602 in ein digitales Bildsignal umgewandelt, und das digitale Bildsignal wird als Bildinformation für ein Bild bzw. Halbbild (field) durch einen Speichersteuerteil der Bildverarbeitungsschaltung 603 in den Bildspeicher 606 geschrieben. Zu dieser Zeit werden die Position eines aus dem in dem Bildspeicher 606 gespeicherten Bildsignal auszuschneidenden Bilds, d. h. ein aus dem Bildspeicher 606 auszulesender Bildbereich, und die Position des Bildbereichs innerhalb des Bildspeichers 606 auf der Grundlage des von dem Mikrocomputer COM2 zugeführten Bildwackel-Korrektursignals 610 und der durch den Codierer 607 zugeführten Zoom-Information ermittelt.
Dann wird das aus dem Bildspeicher 606 gelesene Bildsignal der Interpolationsverarbeitungsschaltung 604 zugeführt. Um die Abtastbreite, d. h. den Ansichtswinkel, eines Ausgabebilds in eine Originalgröße in Übereinstimmung mit der Ausschnittsgröße des Bilds umzuwandeln, berechnet die Interpolationsverarbeitungsschaltung 604, wieviel Pixel während des Intervalls, in dem ein normales Pixel ausgegeben wird, auszugeben sind, und führt eine Interpolationsverarbeitung an Pixeln mit keiner Information durch. Das von der Interpolationsverarbeitungsschaltung 604 ausgegebene Signal wird durch den D/A-Umsetzer 605 in ein analoges Signal umgewandelt, und das analoge Signal wird von dem D/A-Umsetzer 605 ausgegeben.
Die Beispiele der Bildwackel-Korrektureinrichtung zum Korrigieren eines Bildwackelns sind wie vorstehend beschrieben.
Nachstehend wird der Verarbeitungsbetriebsablauf des in dem in Fig. 22 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendeten Mikrocomputers COM2 unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 23 beschrieben. Bezugnehmend auf Fig. 23 schreitet dann, wenn die Steuerung beginnt, der Prozeß zu Schritt S201 fort, in dem ein von dem Winkelgeschwindigkeitsdetektor 301 zugeführtes Winkelgeschwindigkeitssignal durch den A/D-Umsetzer 304 in ein digitales Signal umgewandelt wird, wobei die Gleichstromkomponente des Winkelgeschwindigkeitssignals durch das Gleichsignal-Abschneidefilter 302 eliminiert und das Winkelgeschwindigkeitssignal durch den Verstärker 303 auf einen vorbestimmten Pegel verstärkt wird. Das digitale Signal wird dann in den Mikrocomputer COM2 eingeleitet.
In Schritt S202 wird eine vorbestimmte Hochfrequenzkomponente, die durch das HPF 310 aus dem Winkelgeschwindigkeitssignal extrahiert wurde, durch den Integrator 305 integriert, um ein Winkelverschiebungssignal vorzubereiten, und es ergeht eine Entscheidung hinsichtlich Schwenken und Kippen sowie den Aufnahmezustand auf der Grundlage des Winkelgeschwindigkeitssignals.
In Schritt S203 wird in Übereinstimmung mit dem Resultat der Entscheidung ein Koeffizient zum Festlegen der Charakteristik des HPF 310 in der vorangehend beschriebenen Art und Weise aus einer (nicht gezeigten) Tabelle, die in dem Mikrocomputer COM2 vorbereitet ist, gelesen. Im einzelnen ist es dann, wenn das HPF 310 durch ein digitales Filter gebildet wird, möglich, die Charakteristik des HPF nach Bedarf durch Auslesen eines vorbestimmten Koeffizienten aus der Tabelle, in der Koeffizienten gespeichert sind, und Festlegen des vorbestimmten Koeffizienten in dem HPF 310 zu variieren. Die Schwenken und Kippen entsprechenden Koeffizienten sowie der Aufnahmezustand sind Werte, die aus der Erfahrung erhalten werden.
In Schritt S204 wird die Charakteristik des HPF 310 durch Durchführen einer Berechnung auf der Grundlage des Koeffizienten festgelegt. In Schritt S205 wird das von dem HPF 310 ausgegebene Signal in ein Winkelverschiebungssignal (Vibrationssignal) durch eine durch den Integrator 305 durchgeführte Berechnung umgewandelt.
In Schritt S206 führt die Frequenzerfassungseinrichtung eine Berechnung über das von dem A/D-Umsetzer 304 ausgegebene Winkelgeschwindigkeitssignal durch, wodurch die Mittenfrequenz der erfaßten Vibration erfaßt wird. In Schritt S207 wird ein Korrekturkoeffizient für die Phasen- und Verstärkungskorrekturschaltung 311 in Übereinstimmung mit der Mittenfrequenz der Vibration, die in Schritt S206 erhalten wurde, aus der (nicht gezeigten) Tabelle, die in dem Mikrocomputer COM2 vorbereitet ist, gelesen.
Die Phasen- und Verstärkungskorrekturschaltung 311 dient zum Kompensieren einer Verschlechterung einer Bildwackel-Korrekturcharakteristik aufgrund einer Phasenverzögerung des Bildwackel-Korrektursystems. Die Phasen- und Verstärkungskorrekturschaltung 311 beinhaltet ein Phasenvoreilelement und wird durch ein digitales Filter gebildet, wie noch beschrieben werden wird, und liest einen Korrekturkoeffizienten für das digitale Filter aus der Tabelle aus und legt Phasen- und Verstärkungskorrekturcharakteristiken entsprechend der Frequenz der Vibration fest.
In Schritt S208 wird eine Korrekturberechnung unter Verwendung des in Schritt S207 erhaltenen Koeffizienten durchgeführt. In Schritt S209 wird das Resultat der Korrekturberechnung, d. h. ein korrigiertes Winkelgeschwindigkeitssignal, in ein analoges Signal durch den D/A-Umsetzer 307 oder in ein Impulssignal wie beispielsweise ein PWM-Signal umgewandelt, und wird das analoge Signal oder das Impulssignal von dem Mikrocomputer COM2 ausgegeben.
Da ein digitales Filter oder dergleichen für das HPF 310, den Integrator 305 und die Phasen- und Verstärkungskorrekturschaltung 311 verwendet wird, ist es notwendig, eine vergleichsweise hohe Abtastfrequenz (beispielsweise etwa 1 kHz) zu verwenden. Demgegenüber brauchen die Schwenk/Kipp-Entscheidungsschaltung 312 zum Treffen einer Entscheidung hinsichtlich Schwenken und Kippen sowie des Aufnahmezustands und die Frequenzerfassungseinrichtung 313 nur die Verarbeitung einer vergleichsweise niedrigen Abtastfrequenz (beispielsweise etwa 100 Hz) durchzuführen. Mit anderen Worten ausgedrückt ist es möglich, die Abtastfrequenz in Übereinstimmung mit dem Status der Aufnahme zu ändern.
Die das Winkelgeschwindigkeitssignal gemäß Fig. 22 verwendende Frequenzerfassungseinrichtung 313 ist beispielsweise in der folgenden Art und Weise angeordnet. Ein Schwellenwert wird bei oder nahe dem Zentrum des Winkelgeschwindigkeitssignals festgelegt, so daß eine Erfassung auf der Grundlage entweder der Zeit, während der das Winkelgeschwindigkeitssignal das Zentrum quert, oder der Häufigkeit, mit der das Winkelgeschwindigkeitssignal das Zentrum quert, erfolgen kann. Dieses Verfahren hängt jedoch von der Stabilität eines Gleichstromsignals ab. Mit anderen Worten ausgedrückt ist dann, wenn ein Benutzer eine Aufnahme durchführt, während er die Kamera mit der Hand oder dergleichen hält, in großem Ausmaß eine Niedrigfrequenzkomponente in einer Vibrationsfrequenz enthalten, so daß es schwierig ist, eine Vibrationsfrequenz genau zu erfassen.
Demgemäß wird in dem achten Ausführungsbeispiel die Erfassung einer Vibrationsfrequenz auf der Grundlage einer Zunahme und einer Abnahme eines Winkelgeschwindigkeitssignals pro Abtastperiode durchgeführt. Mit anderen Worten ausgedrückt wird ein Paar aus einer Zunahme und einer Abnahme in einem Winkelgeschwindigkeitssignal als eine Vibration betrachtet, und eine Vibrationsfrequenz wird auf der Grundlage der Anzahl von in einer vorbestimmten Zeit erfaßten Paaren ermittelt. Dieses Verfahren macht es möglich, eine Vibration von 1 Hz für eine Sekunde und eine Vibration von 0,5 Hz für zwei Sekunden zu erfassen.
Ein Beispiel des durch die Frequenzerfassungseinrichtung 313 in Übereinstimmung mit dem achten Ausführungsbeispiel ausgeführten Verfahrens und Betriebsablaufs wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 24 beschrieben. Die Verarbeitung, die nachstehend beschrieben werden wird, wird einmal pro jeder vorbestimmten Zeitdauer ausgeführt.
In Schritt S301 wird ein Lesen (Laden) einer Frequenzerfassungszeit T durchgeführt. In Schritt S302 wird ein Lesen (Laden) eines Zeitzählers t durchgeführt, d. h. wird ein Zählvorgang des Zeitzählers t begonnen. In Schritt S302 wird ein Vergleich zwischen der Frequenzerfassungszeit T und dem Zählwert des Zeitzählers t durchgeführt, und es wird ermittelt, ob der Zählwert des Zeitzählers t die vorbestimmte Zeitdauer (Frequenzerfassungszeit) T erreicht hat. Falls der Zählwert des Zeitzählers t die vorbestimmte Zeit T erreicht hat, schreitet der Ablauf zu Schritt S319 fort. Falls der Zählwert des Zeitzählers t die vorbestimmte Zeit T noch nicht erreicht hat, schreitet der Ablauf zu Schritt S304 fort.
In Schritt S304 wird "1" zu dem Zählwert des Zeitzählers t hinzugefügt. Demgemäß stimmt dieses Aufwärtszählen von "1" mit der Verarbeitungszeit überein, die erforderlich ist für die Verarbeitung, die in dem einmal auszuführenden Ablaufdiagramm gemäß Fig. 24 gezeigt ist.
In Schritt S305 wird ein Zunahmeflag 1 geladen, welches anzeigt, ob eine Zunahme in dem Winkelgeschwindigkeitssignal zuvor aufgetreten ist. Falls zuvor die Zunahme aufgetreten war, wird dieses Zunahmeflag 1 auf seinen H-Pegel gesetzt. Falls in der Vergangenheit keine Zunahme aufgetreten war, wird das Zunahmeflag 1 auf seinen L-Pegel gesetzt.
In Schritt S306 wird auf der Grundlage des Flags 1 ermittelt, ob eine Zunahme bzw. ein Anstieg in dem Winkelgeschwindigkeitssignal zuvor aufgetreten war. Falls das Flag 1 auf dem H-Pegel ist, wird ermittelt, daß in der Vergangenheit eine Zunahme aufgetreten war, und der Ablauf schreitet zu Schritt S307 fort. Falls das Flag 1 auf dem L-Pegel ist, wird ermittelt, daß in der Vergangenheit keine Zunahme aufgetreten war, und der Ablauf schreitet zu Schritt S312 fort.
Falls in Schritt S306 ermittelt wird, daß eine Zunahme in dem Winkelgeschwindigkeitssignal zuvor aufgetreten war, wird in Schritt S307 ein Abnahmeflag 2 geladen, welches anzeigt, ob eine Abnahme zuvor aufgetreten war. Falls ermittelt wird, daß eine Abnahme zuvor aufgetreten war, wird das Abnahmeflag 2 auf seinen H-Pegel gesetzt, während dann, wenn ermittelt wird, daß keine Abnahme zuvor aufgetreten war, das Abnahmeflag 2 auf seinen L-Pegel gesetzt wird.
In Schritt S308 wird auf der Grundlage des Abnahmeflags 2 ermittelt, ob eine Abnahme zuvor aufgetreten war. Falls das Abnahmeflag 2 auf dem H-Pegel ist, d. h. falls ermittelt wird, daß zuvor eine Abnahme aufgetreten war, schreitet der Ablauf zu Schritt S309 fort. Falls das Abnahmeflag 2 auf dem L-Pegel ist, d. h. falls ermittelt wird, daß keine Abnahme in der Vergangenheit aufgetreten war, schreitet der Ablauf zu Schritt S312 fort. In Schritt S309 wird ein Anzahl-von-Vibrationen-Zähler N1 zum Zählen der Anzahl von Vibrationen geladen. In Schritt S310 wird "1" zu dem Zählwert des Anzahl-von-Vibrationen-Zählers N1 hinzugefügt, und der Ablauf schreitet zu Schritt S311 fort. In Schritt S311 werden das Zunahmeflag 1 und das Abnahmeflag 2 zurückgesetzt, und der Ablauf schreitet zu Schritt S324 fort, in dem der Ablauf zu einem Ende gebracht wird.
Falls in Schritt S306 ermittelt wird, daß das Zunahmeflag 1 nicht auf dem H-Pegel ist, und falls in Schritt S308 ermittelt wird, daß das Abnahmeflag nicht auf dem H-Pegel ist, d. h. falls weder eine Zunahme noch eine Abnahme in der Vergangenheit aufgetreten sind, schreitet der Ablauf zu Schritt S312 fort, in dem Winkelgeschwindigkeitsdaten ω-1, die eine Abtastperiode zuvor (während der vorangehenden Verarbeitung) erhalten wurden, geladen werden. Der Prozeß schreitet zu Schritt S313 fort, in dem die gegenwärtigen Winkelgeschwindigkeitsdaten ω, die durch den Winkelgeschwindigkeitsdetektor 301 erfaßt wurden, geladen werden.
In Schritt S314 wird das Laden eines Schwellenwertpegels "a" durchgeführt, auf dessen Basis ermittelt wird, ob eine Zunahme oder eine Abnahme in Winkelgeschwindigkeitsdaten innerhalb einer Abtastperiode aufgetreten ist. Es ist möglich, einen Wert entsprechend der Frequenz und Amplitude einer Vibration auf der Grundlage des Schwellenwertpegels "a" und der Abtastperiode festzulegen.
In Schritt S315 wird der absolute Wert des Änderungsbetrags der Winkelgeschwindigkeitsdaten innerhalb einer Abtastperiode mit dem Schwellenwertpegel "a" verglichen. Falls ermittelt wird, daß der absolute Wert den Schwellenwertpegel "a" nicht erreicht hat, schreitet der Ablauf zu Schritt S324 fort, in dem der Ablauf zu einem Ende gebracht wird. Falls ermittelt wird, daß der absolute Wert den Schwellenwertpegel "a" erreicht hat (falls der absolute Wert des Änderungsbetrags nicht kleiner als der Schwellenwertpegel "a" ist), schreitet der Ablauf zu Schritt S316 fort, in dem ermittelt wird, ob der Änderungsbetrag der Winkelgeschwindigkeit positiv (eine Zunahme) oder negativ (eine Abnahme) ist. Falls er positiv ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S317 fort, in dem das Zunahmeflag 1 auf den H-Pegel gesetzt wird. Falls er nicht positiv ist (falls eine Abnahme in dem Änderungsbetrag der Winkelgeschwindigkeit auftritt), schreitet der Ablauf zu Schritt S318 fort, in dem das Abnahmeflag 2 auf den H-Pegel gesetzt wird. Dann schreitet der Ablauf zu Schritt S324 fort.
Falls in Schritt S303 ermittelt wird, daß der Zählwert des Zeitzählers t die Frequenzerfassungszeit T erreicht hat, schreitet der Ablauf zu Schritt S319 fort, in dem der Anzahlvon-Vibrationen-Zähler N1 geladen wird. In Schritt S320 wird die Anzahl von Vibrationen, "N1", durch die Frequenzerfassungszeit T dividiert, um die Anzahl von Vibrationen (eine Vibrationsfrequenz F) pro Zeiteinheit (1 Sekunde) zu ermitteln.
In Schritt S321 wird der Anzahl-on-Vibrationen-Zähler N1 gelöscht. In Schritt S322 wird der Zeitzähler t gelöscht. In Schritt S323 wird die Vibrationsfrequenz F in einen vorbestimmten Speicherbereich gespeichert, und der Ablauf schreitet zu Schritt S304 fort. Die nachfolgenden Operationen sind wie vorangehend beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben ist es, da ein Paar aus einer Zunahme und einer Abnahme in dem Winkelgeschwindigkeitssignal als eine Vibration betrachtet wird, möglich, leicht die Erfassung einer Vibrationsfrequenz, aus der eine Vibrationskomponente niedriger Frequenz (beispielsweise 1 Hz oder darunter) eliminiert ist, zu realisieren. Ferner ist es durch Festlegen des Schwellenwertpegels "a" möglich, den Einfluß einer Rauschkomponente zu eliminieren. Darüber hinaus wird die vorstehend beschriebene Verarbeitung leicht realisiert, weil ein Mikrocomputer verwendet wird.
Es wird angemerkt, daß es in dem vorstehend beschriebenen System möglich ist, die Genauigkeit der Erfassung durch Ändern der Festlegung der Frequenzerfassungszeit T zu variieren. Beispielsweise wird, wenn die Frequenzerfassungszeit T auf 1 Sekunde festgelegt wird, eine Auflösung von 1 Hz ausgewählt, und wird im Fall von 2 Sekunden eine Auflösung von 0,5 Hz ausgewählt.
Demgemäß ist es möglich, die Genauigkeit der Erfassung entsprechend einer erfaßten Frequenz durch Ändern der Frequenzerfassungszeit T in Übereinstimmung mit der erfaßten Vibrationsfrequenz F zu realisieren. Beispielsweise wird dann, wenn die erfaßte Vibrationsfrequenz F 10 Hz oder darunter ist, die Frequenzerfassungszeit T auf T = 2 Sekunden festgelegt, so daß die Erfassung mit einer Genauigkeit von 0,5 Hz durchgeführt wird. Falls die erfaßte Vibrationsfrequenz F 10 Hz oder darüber ist, wird die Frequenzerfassungszeit T auf T = 1 Sekunde festgelegt, so daß die Erfassung mit einer Genauigkeit von 1 Hz durchgeführt wird. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die zum Erfassen einer Vibrationsfrequenz erforderliche Zeit zu reduzieren.
In diesem System ist es auch dann, wenn eine niedrigfrequente Vibration und eine hochfrequente Vibration gleichzeitig auftreten, möglich, die hochfrequente Vibration herauszunehmen.
Der Bereich von Vibrationsfrequenzen, der durch die vorstehend beschriebene Bildwackel-Korrektureinrichtung korrigiert werden kann, ist normalerweise von der Größenordnung von 1 Hz bis 15 Hz in dem Fall eines Kamerawackelns, das durch die Hand eines Benutzers während der Aufnahme verursacht wird. Es wurde ebenfalls entdeckt, daß die Frequenzen einer Vibration vergleichsweise großer Amplitude in Übereinstimmung mit dem Grad der Geschicklichkeit eines Fotografen und dem Aufnahmezustand innerhalb einem vergleichsweise schmalen Frequenzbereich verteilt sind. Beispielsweise zeigt dann, wenn der Fotograf eine Aufnahme in einem stillstehenden Zustand durchführt, eine Vibration von näherungsweise 3 Hz bis 5 Hz eine große Amplitude, während dann, wenn der Fotograf eine Aufnahme in einem fahrenden Fahrzeug durchführt, eine Vibration von näherungsweise 6 Hz bis 10 Hz eine große Amplitude zeigt. In dem Fall einer Aufnahme unter Verwendung eines Stativs neigt eine Vibration hoher Frequenz dazu, deutlich in Erscheinung zu treten, und die Komponenten der Vibration sind bis hin zu 20 Hz bis 30 Hz oder mehr verteilt.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel hat die folgenden Vorteile. Ein Vorteil ist, daß es, da die Mittenfrequenz einer Vibration erfaßt wird, möglich ist, ein Element bereitzustellen, das nützlich bei dem Treffen einer Entscheidung hinsichtlich des Aufnahmezustands ist.
Ein weiterer Vorteil ist, daß es möglich ist, eine optimale Korrektur in Übereinstimmung mit dem Grad der Geschicklichkeit eines Fotografen, dem Aufnahmezustand oder dergleichen zu erreichen durch Kombinieren des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels mit der vorstehend beschriebenen Phasen- und Verstärkungs-Korrektureinrichtung.
Es wird hier angenommen, daß der Zustand, in dem ein Bildwackeln im wesentlichen korrigiert ist, bedeutet, daß eine Restvibrationskomponente auf -30 dB oder darunter unterdrückt wird. Diese Annahme beruht auf der Tatsache, daß, weil die Brennweite einer fotografischen Vorrichtung einen Bildwackel-Korrektureffekt stark beeinflußt, beispielsweise wenn sich die Brennweite verdoppelt, es unmöglich ist, einen äquivalenten Effekt in dem erhaltenen Bild zu erreichen, falls der Vibrationsunterdrückungseffekt nicht verdoppelt wird.
Auch mit einem durch das einen Vibrationssensor zum Erfassen einer Vibration und ein Bildwackel-Korrektursystem beinhaltende System realisierter Gesamt-Bildwackel-Unterdrückungseffekt kann jedoch gegenwärtig die Stärke einer Restvibration, die verbleibt, nachdem ein Bildwackeln korrigiert wurde, nur innerhalb eines im Vergleich zu dem Frequenzbereich einer zu korrigierenden Vibration schmalen Frequenzbereichs (beispielsweise 1 Hz bis 15 Hz) auf -30 dB unterdrückt werden.
Als ein spezifisches Beispiel wird angenommen, daß die Frequenzcharakteristiken, die durch die in Fig. 28 gezeigte Bildwackel-Korrektureinrichtung und den existierenden Winkelgeschwindigkeitssensor wie in Fig. 25(a) und 25(b) gezeigt sind.
Fig. 25(a) und 25(b) zeigen die Frequenzcharakteristiken des Bildwackel-Korrektursystems relativ zu einer Zufuhr einer Vibration sinusoidalen Signalverlaufs, die an den Vibrationssensor 1, der die Winkelgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung gemäß Fig. 22 bildet, angelegt wird. Fig. 25(a) zeigt eine Verstärkungscharakteristik, und Fig. 25(b) zeigt eine Phasencharakteristik. Die vertikalen Achsen der Fig. 25(a) und 25(b) repräsentieren "Verstärkung" bzw. "Phase", und die horizontalen Achsen der Fig. 25(a) und 25(b) repräsentieren "Frequenz" (1 Hz bis 50 Hz).
In jeder der Fig. 25(a) und 25(b) repräsentiert eine Charakteristik 1 die Verstärkungs- oder Phasencharakteristik eines Frequenzbereichs von 1 Hz bis 50 Hz. Bezugnehmend auf die Charakteristik 1 in dem Phasencharakteristikdiagramm gemäß Fig. 25(b) stimmt die Phase der Charakteristik 1 mit der Phase einer Vibration bei 3 Hz überein. Mit niedrigerer Frequenz nimmt die Voreilung der Phase der Charakteristik 1 durch den Einfluß des HPF 310 (Grenzfrequenz: 0,06 Hz) oder des Integrators 305 (Grenzfrequenz: 0,07 Hz) zu. Mit höherer Frequenz nimmt die Verzögerung der Phase der Charakteristik 1 durch den Einfluß der Winkelgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 301 und der Bildkorrektureinrichtung 309 zu. Die Verstärkung ist in dem Frequenzbereich 1 Hz bis 10 Hz etwa konstant.
Der auf der Grundlage der Charakteristik 1 erhaltene Vibrationsunterdrückungseffekt ist in Fig. 27 als eine Charakteristik 6 gezeigt. Fig. 27 zeigt den Effekt der Korrektur (vertikale Achse, dB) relativ zu einer Frequenz (horizontale Achse). Wie aus Fig. 27 ersichtlich ist, ist es möglich, die beste Korrektur bei 3 Hz zu erreichen, bei welchen die Phasen miteinander übereinstimmen, und ein Vibrationsunterdrückungseffekt von -30 dB wird näherungsweise bei 2 Hz bis 4 Hz erreicht. Jedoch ist der bei 10 Hz erhaltene Vibrationsunterdrückungseffekt nur -18 dB.
Mit anderen Worten ausgedrückt wird der Vibrationsunterdrückungseffekt durch eine solche Phasenabweichung verkleinert.
Falls eine Charakteristik mit einem durch die folgende Übertragungsfunktion repräsentierten Phasenvoreilelement in Reihe verschaltet ist, um die Phasenverzögerung der Charakteristik 1 zu korrigieren, ist es möglich, die Phase durch Verwenden einer vorbestimmten Frequenz zu korrigieren:
H(S) = a(S + z) ... (1)
Bei diesem Verfahren wird durch Verwenden der vorbestimmten Frequenz, die auf eine Frequenz höher als der Frequenzbereich einer zu unterdrückenden Vibration festgelegt wird, veranlaßt, daß die Phase voreilt. Dies wird durch die Phasen- und Verstärkungs-Korrekturschaltung 311 durchgeführt.
Beispielsweise tritt, bezugnehmend auf die Charakteristik 1, eine Phasenverzögerung von etwa 7,5 Grad bei 10 Hz der Charakteristik 1 auf. Demgemäß ist es dann, wenn eine Phase um 7,5 Grad bei 10 Hz in Voreilung gebracht wird, möglich, die Phasenverzögerung zu korrigieren, so daß ein zufriedenstellender Vibrationsunterdrückungseffekt erhalten werden kann.
Die in Fig. 25(b) gezeigte Charakteristik 2 wird erhalten durch Korrigieren der Phasenverzögerung bei 10 Hz der Charakteristik 1 (durch Bewirken, daß die Phasen übereinstimmen und daß die Verstärkungen übereinstimmen). Diese Phasenkorrektur kann über z (= 0) in Gleichung (1) festgelegt werden.
Ferner wird der Schwellenwertpegel "a" derart eingestellt, daß die Verstärkung zu 0 db bei 10 Hz wird. Falls diese Einstellung durch die Phasen- und Verstärkungskorrekturschaltung 311 bewirkt wird, kann die Charakteristik 1 in eine Charakteristik 5 geändert werden, wodurch eine Charakteristik 7 mit einem Vibrationsunterdrückungseffekt erhalten werden kann. Es ist der Charakteristik 7 entnehmbar, daß der beste Korrektureffekt bei oder nahe von 10 Hz erhalten werden kann. Nebenbei bemerkt repräsentiert die Charakteristik 7 eine Restvibrationskomponente, die durch
20 Log(OUT/IN)) ... (2)
ausgedrückt wird, mit
OUT: Restvibrationskomponente nach Vibrationskorrektur
IN: Stärke der Vibration
Auch in dem Fall von 20 Hz ist es möglich, die Charakteristik 5 aus der Charakteristik 1 durch Realisieren der Charakteristik 4 durch die Phasen- und Verstärkungskorrekturschaltung 311 zu erhalten. Eine Charakteristik 8 repräsentiert einen Vibrationsunterdrückungseffekt, der durch die Charakteristik 5 realisiert wurde, und der beste Vibrationsunterdrückungseffekt wird bei oder nahe von 20 Hz erhalten.
Es wird angemerkt, daß falls ein digitales Filter verwendet wird, um die Charakteristik der Gleichung (1) in der Phasen- und Verstärkungskorrekturschaltung 311 zu realisieren, es möglich ist, eine gewünschte Charakteristik durch Ändern eines Koeffizienten des digitalen Filters festzulegen (vgl. Fig. 22). Demgemäß ist das digitale Filter für eine Steuerung unter Verwendung eines Mikrocomputers geeignet. Falls ein primäres IIR- Filter als digitales Filter verwendet wird, kann das digitale Filter durch die folgenden Berechnungen realisiert werden:
u&sub0; = a&sub0;·w&sub0; + a&sub1;·w&sub1;
w&sub0; = e&sub0; + a&sub2;·w&sub1;
w&sub1; = w&sub0; (w&sub1;: Zustandsvariable)
e&sub0; = Eingabe
u&sub0; = Ausgabe
a&sub0;, a&sub1;, a&sub2;: Filterkoeffizient
Durch Ändern des Werts jedes der Filterkoeffizienten a&sub0;, a&sub1; und a&sub2; ist es möglich, eine gewünschte Frequenzcharakteristik festzulegen. Demgemäß werden Daten, die die Filterkoeffizienten a&sub0;, a&sub1; und a&sub2; entsprechend unterschiedlichen Vibrationskoeffizienten angeben, in Form einer Tabelle vorbereitet, und wird eine Berechnung über das vorgenannte IIR-Filter unter Verwendung eines aus der Tabelle erhaltenen Filterkoeffizienten durchgeführt.
In Übereinstimmung mit dem vorstehend beschriebenen achten Ausführungsbeispiel wird die Mittenfrequenz einer Vibration durch die Frequenzerfassungseinrichtung 313 auf der Grundlage eines Winkelgeschwindigkeitssignals, das von der Winkelgeschwindigkeitserfassungseinrichtung 311 ausgegeben wird, erfaßt, und kann die Filtercharakteristik jedes digitalen Filters der Phasen- und Verstärkungs-Korrekturschaltung 311 variiert werden, so daß ein Steuerungssystem einer Phasenvoreilkompensation unterworfen werden kann, welche die Phase und die Verstärkung des gesamten Steuerungssystem bei der Mittenfrequenz der Vibration zu 0 Grad bzw. 0 dB macht, d. h. welche die beste Vibrationsunterdrückungscharakteristik realisieren kann. Demgemäß ist es möglich, den besten Vibrationsunterdrückungseffekt bei jeder Vibrationsfrequenz zu jeder Zeit zu erhalten.
Es ist lediglich notwendig, die in der Datentabelle in dem Mikrocomputer gespeicherten Filterkoeffizienten derart zu lesen und festzulegen, daß die Charakteristik jedes der digitalen Filter, die die Phasen- und Verstärkungskorrekturschaltung 311 bilden, eine Frequenzcharakteristik entsprechend jeder Vibrationsfrequenz aufzeigen kann. Demgemäß ist es möglich, eine Bildwackel-Korrektureinrichtung bereitzustellen, deren Anordnung und Steuerung vereinfacht sind und die insbesondere für eine Steuerung unter Verwendung eines Mikrocomputers geeignet ist.
Falls ein Fotografeine Aufnahme durchführt, während er beispielsweise eine Videofilmkamera mit der Hand hält, wird ein Wackeln der Kamera in einem vergleichsweise breiten Frequenzbereich verteilt. Jedoch wird eine Vibration vergleichsweise großer Amplitude in Übereinstimmung mit dem Grad der Geschicklichkeit des Fotografen und dem Aufnahmezustand in einem vergleichsweise schmalen Frequenzbereich verteilt. Demgemäß ist es, falls es möglich ist, eine Anordnung bereitzustellen, die in der Lage ist, den besten Korrektureffekt in dem Mittenfrequenzbe reich einer solchen Vibration zu erreichen, möglich, eine optimale Korrektur entsprechend dem Grad der Geschicklichkeit des Fotografen und dem Aufnahmezustand (d. h. in Abhängigkeit davon, ob die Aufnahme mit der in der Hand gehaltenen Kamera durchgeführt wird, ob die Aufnahme mit der auf einem Stativ befestigten Kamera durchgeführt wird, ob die Aufnahme in einem fahrenden Fahrzeug durchgeführt wird, usw.) zu bewirken.

(Neuntes Ausführungsbeispiel)

Nachstehend wird ein neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 35 beschrieben. Die Schaltungsanordnung einer Bildwackel-Korrektureinrichtung gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der in Fig. 22 gezeigten hinsichtlich der durch einen Mikrocomputer ausgeführten internen Verarbeitung. Im einzelnen wird das Ausgangssignal des Integrators 305 des in Fig. 35 gezeigten Mikrocomputers COM3 in die Frequenzerfassungseinrichtung 313 eingeleitet, und wird die Eingabe zu Berechnungszwecken verwendet. Die Anordnung der weiteren bestandteilbildenden Elemente (innerhalb und außerhalb des Mikrocomputers COM3) ist ähnlich zu der in Fig. 22 gezeigten, so daß eine Beschreibung derselben weggelassen wird.
Im allgemeinen verringert sich in dem Fall eines Winkelgeschwindigkeitssignals niedriger Frequenz der Pegel der Verstärkung, so daß daher die Empfindlichkeit und die Genauigkeit der Erfassung abnehmen. Aus diesem Grund wird in Übereinstimmung mit dem neunten Ausführungsbeispiel die Fähigkeit zur Erfassung einer Vibration in einem Bereich niedriger Frequenzen durch Verwenden des integralen Ausgangssignals des Integrators 305, d. h. eines Winkelverschiebungssignals, verbessert. Das neunte Ausführungsbeispiel nutzt ein Verfahren, das zu dem vorstehend beschriebenen, das Winkelgeschwindigkeitssignal gemäß dem achten Ausführungsbeispiel verwendende Frequenzerfassungsverfahren identisch ist, und die Frequenzerfassung wird durch Verwenden des Winkelgeschwindigkeitssignals, das von dem Integrator 305 ausgegeben wird, durchgeführt.
Wenn das Winkelgeschwindigkeitssignal in dem System gemäß dem achten Ausführungsbeispiel verwendet wird, kann die Erfassungsfähigkeit in dem Bereich niedriger Frequenzen in Relation zu dem Dynamikbereich eines zugeführten Signals begrenzt sein. Aus diesem Grund wird in dem neunten Ausführungsbeispiel die Frequenzerfassung, die das Winkelgeschwindigkeitssignal verwendet, durchgeführt, um die Erfassungsfähigkeit in dem Bereich niedriger Frequenzen zu verbessern.
Allgemein nimmt in dem Fall eines Winkelgeschwindigkeitssignals mit einer konstanten Amplitude, wenn dessen Frequenz höher wird, die Größe des Winkelgeschwindigkeitssignals zu. Jedoch nimmt in Relation zu der Anordnung des Systems der Pegel der Verstärkung nicht über einen bestimmten begrenzten Wert hinaus zu. Infolgedessen ist es unmöglich, ein Signal ausreichender Stärke in dem Bereich niedriger Frequenzen zu erhalten, so daß die Erfassungsfähigkeit begrenzt ist.
Demgegenüber ist natürlich, da das Winkelgeschwindigkeitssignal ein integrales Signal ist, solange die Amplitude einer Vibration konstant ist, die Amplitude des Winkelgeschwindigkeitssignals unabhängig von der Frequenz der Vibration konstant. Demgemäß ist das Winkelgeschwindigkeitssignal für die Erfassung der Frequenz einer Vibration vergleichsweise niedriger Frequenz geeignet. Mit zunehmend höherer Frequenz wird jedoch die Amplitude der Vibration kleiner, so daß es schwierig ist, die Vibration in einem Bereich hoher Frequenzen zu erfassen.
In dem neunten Ausführungsbeispiel werden, um eine Vibration zu erfassen, die überragenden Abschnitte der Erfassungscharakteristiken der jeweiligen Winkelgeschwindigkeits- und Winkelverschiebungssignale verwendet auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Charakteristiken beider Signale. Demgemäß ist es möglich, die Genauigkeit der Erfassung über den gesamten Frequenzbereich zwischen dem Bereich niedriger Frequenzen bis hin zu dem Bereich hoher Frequenzen zu verbessern.
In der Anordnung gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel wird bevorzugt, daß das Winkelverschiebungssignal, das von dem Integrator 305 ausgegeben wird, ausschließlich zur Erfassung einer Vibration in dem Bereich niedriger Frequenzen verwendet wird, und daß die Abtastperiode des Winkelverschiebungssignals in Bezug auf die Abtastperiode des Winkelgeschwindigkeitssignals verzögert wird.
Schließlich wird die größere der beiden erfaßten Vibrationen ausgewählt.

(Zehntes Ausführungsbeispiel)

Fig. 36 zeigt ein zehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das zehnte Ausführungsbeispiel ist derart angeordnet, daß das HPF 310 als eine Schwenkverarbeitungseinrichtung und die Phasen- und Verstärkungs-Korrekturschaltung 311 gemäß Fig. 35 dient. Das zehnte Ausführungsbeispiel weist die folgenden Merkmale auf: es ist nicht erforderlich, die Phasen- und Verstärkungs-Korrekturschaltung 311 unabhängig bereitzustellen; und da die Frequenz einer Vibration niedriger als die Mittenfrequenz derselben abgeschnitten wird, wird das Betriebsverhalten verbessert (je geringer die Vibrationsunterdrückungsfähigkeit der Bildwackel-Korrektureinrichtung in einem Bereich niedriger Frequenzen ist, desto höher ist die Nachführfähigkeit der Bildwackel-Korrektureinrichtung in Bezug auf eine Vibration einer Kamera oder dergleichen, so daß das Betriebsverhalten um so besser ist, je höher die Grenzfrequenz ist). Mit anderen Worten ausgedrückt wird eine Vibration einer ausreichenden Bildwackel- Korrektur bei ihrer Mittenfrequenz unterworfen, und wird, falls die Mittenfrequenz der Vibration hoch ist, die Grenzfrequenz der niedrigen Frequenz, die von dem HPF verwendet wird, erhöht, wodurch das Betriebsverhalten verbessert wird.
Der Verarbeitungsablauf eines in dem zehnten Ausführungsbeispiel verwendeten Mikrocomputers COM 4 wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 37 beschrieben.
Bezugnehmend auf Fig. 37 schreitet, wenn der Ablauf begonnen wird, der Ablauf zu Schritt S401 fort, in dem ein Winkelgeschwindigkeitssignal, das von dem Winkelgeschwindigkeitsdetektor 301 über das Gleichsignal-Abschneidefilter 302 und den Verstärker 303 zugeführt wird, durch den Analog/Digital-Umsetzer 304 in ein digitales Signal umgewandelt wird. Das digitale Signal wird in den Mikrocomputer COM 4 eingeleitet. In Schritt S402 wird eine Entscheidung hinsichtlich Schwenken und Kippen sowie des Aufnahmezustands auf eine Art und Weise ähnlich zu der in dem neunten Ausführungsbeispiel verwendeten Art und Weise auf der Grundlage des Winkelgeschwindigkeitssignals und des Winkelverschiebungssignals getroffen. Auf der Grundlage einer Variation in einer Vibration wird eins Entscheidung dahingehend, ob die Aufnahme mit der in der Hand gehaltenen Kamera, ob die Aufnahme in einem fahrenden Fahrzeug durchgeführt wird, usw. getroffen. Falls das Winkelgeschwindigkeitssignal konstant ist und die Winkelverschiebung monoton zunimmt, wird eine Entscheidung hinsichtlich Schwenken und Kippen getroffen.
In Schritt S403 wird die Mittenfrequenz der Vibration durch Durchführen einer Berechnung über dem Winkelgeschwindigkeitssignal ermittelt. In Schritt S404 wird ein charakteristischer Koeffizient zum Einstellen der Charakteristik des HPF 310 auf der Grundlage des Resultats der Entscheidung hinsichtlich Schwenken und Kippen sowie des Aufnahmezustands und dem Resultat der Erfassung der Mittenfrequenz der Vibration gelesen.
Verschiedenartige Verfahren zum Ermitteln des charakteristischen Koeffizienten sind in Schritt 3403 verfügbar. Beispielsweise kann eine Entnahme aus einer Datentabelle auf der Grundlage der Werte der Resultate beider Entscheidungen durchgeführt werden, oder die durch individuelle charakteristische Koeffizienten angegebenen Charakteristiken werden verglichen, und ein Frequenzkoeffizient, der eine höhere Grenzfrequenz angibt, kann festgelegt werden. Grundlegend wird diese Steuerung derart durchgeführt, daß, während Schwenkens oder Kippens, die Grenzfrequenz des HPF in Richtung einer Hochfrequenzseite in Bezug auf die Grenzfrequenz des HPF, die aus dem Resultat der Erfassung der Mittenfrequenz der Vibration erhalten wurde, verschoben wird.
Die Koeffizienten entsprechend Schwenken und Kippen sowie dem Aufnahmezustand sind Erfahrungswerte.
In Schritt S405 wird eine Berechnung über die Frequenzcharakteristik des HPF 310 durchgeführt auf der Grundlage des vorgenannten charakterischen Koeffizienten. In Schritt S406 wird das Ausgangssignal des HPF 310 in ein Winkelverschiebungssignal (Bildwackel-Korrektursignal) durch eine Integrationsberechnung, die durch den Integrator 305 durchgeführt wird, umgewandelt.
In Schritt S407 wird das Resultat der Integrationsberechnung, d. h. das korrigierte Winkelverschiebungssignal, in ein analoges Signal durch den Digital/Analog-Umsetzer 307 oder ein Impulssignal wie beispielsweise ein PWM-Signal umgewandelt, und das analoge Signal oder das Impulssignal wird durch den Mikrocomputer COM4 ausgegeben. Das Ausgangssignal des Mikrocomputers COM4 wird der Ansteuerschaltung 308 zugeführt, und die Bildkorrektureinrichtung 309 wird derart angesteuert, daß sie in der Richtung arbeitet, in der das Bildwackeln korrigiert wird, wodurch eine Bildwackel-Korrekturoperation bewirkt wird.

(Elftes Ausführungsbeispiel)

Je nachdem, wie die Charakteristik der Winkelgeschwindigkeits- Erfassungseinrichtung oder des Bildkorrektursystems ist, oder wie die Winkelgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung und das Bildkorrektursystem miteinander kombiniert sind, kann die Bildwackelkorrektur innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs, beispielsweise 30 Hz oder höher, den entgegengesetzten Effekt auf die Frequenzcharakteristik des gesamten Systems haben.
Dieser Frequenzbereich ist durch die Grenzen der Erfassungscharakteristiken eines Winkelgeschwindigkeitssensors, der die Winkelgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung bildet, und die Korrekturgrenzen der Bildwackel-Korrektureinrichtung wie beispielsweise einem VAP bestimmt. Wenn die Frequenz einer Vibration höher wird, wird es für ein Vibrationserfassungssystem und das Bildkorrektursystem schwierig, der Vibration verzögerungsfrei zu folgen, so daß eine Phasenverzögerung zunimmt. Bei einer bestimmten Frequenz stimmen die Phase der Vibration und die Ansteuerungsphase des VAP miteinander überein, so daß die Vibration verstärkt werden kann.
In Übereinstimmung mit dem elften Ausführungsbeispiel wird, um das Auftreten des vorgenannten entgegengesetzten Effekts zu verhindern, der Betrieb des Bildkorrektursystems angehalten, falls eine Frequenz innerhalb des Frequenzbereichs, in dem die Bildwackelkorrektur den entgegengesetzten Effekt hat, durch die Frequenzerfassungseinrichtung 313 erfaßt wird.
In dem elften Ausführungsbeispiel kann die in Fig. 22 gezeigte Schaltungsanordnung verwendet werden. Falls die Frequenzerfassungseinrichtung 313 den vorstehend beschriebenen Frequenzbereich erfaßt, berechnet der Mikrocomputer COM2 ein Hemmsignal und gibt das Hemmsignal an die Ansteuerschaltung 308 aus, so daß die Ansteuerschaltung 308 das Korrektursystem, wie beispielsweise das VAP, in dem Mittenpunkt dessen Bildwackel-Korrekturbereich hält.
Nachstehend wird der Verarbeitungsablauf des Mikrocomputers COM2 in Übereinstimmung mit dem elften Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 38 beschrieben. In dem folgenden Ablaufdiagramm wird angenommen, daß die Bildwackelkorrektur den entgegengesetzten Effekt bei 30 Hz oder darüber bereitstellt.
Bezugnehmend auf Fig. 38 schreitet dann, wenn die Steuerung beginnt, der Ablauf zu Schritt S501 fort, in dem ein von dem Winkelgeschwindigkeitsdetektor 301 über das Gleichsignal-Abschneidefilter 302 und den Verstärker 303 zugeführtes Winkelgeschwindigkeitssignal durch den A/D-Umsetzer 304 in ein digitales Signal umgewandelt wird, und wird das digitale Signal in den Mikrocomputer COM2 eingeleitet.
Falls in Schritt S502 ermittelt wird, daß die Frequenz einer Vibration 30 Hz erreicht hat, schreitet der Ablauf zu Schritt 5511 fort. Falls die Frequenz der Vibration 30 Hz nicht erreicht hat, schreitet der Ablauf zu Schritt S503 fort.
In Schritt S503 ergeht eine Entscheidung hinsichtlich Schwenken und Kippen sowie des Aufnahmezustands auf der Grundlage des Winkelgeschwindigkeitssignals und des Winkelverschiebungssignals. In Schritt S504 wird ein charakteristischer Koeffizient zum Festlegen der Charakteristik des HPF 310 auf der Grundlage des Resultats der Erfassung gelesen. Nebenbei bemerkt sind die dem Schwenken und Kippen sowie dem Aufnahmezustand entsprechenden Koeffizienten Erfahrungswerte.
In Schritt S505 wird eine Berechnung über die Frequenzcharakteristik des HPF 310 auf der Grundlage des vorgenannten charakteristischen Koeffizienten festgelegt. In Schritt S506 wird das Ausgangssignal des HPF 310 in ein Winkelverschiebungssignal (Bildwackel-Korrektursignal) durch eine durch den Integrator 305 durchgeführte Integrationsberechnung umgewandelt. In Schritt S507 wird die Mittenfrequenz der Vibration durch Durchführen einer Berechnung über das Winkelgeschwindigkeitssignal erfaßt.
In Schritt S508 werden Koeffizienten für die Phasen- und Verstärkungskorrektur entsprechend der Vibrationsfrequenz, die in Schritt S507 erhalten wurde, gelesen. In Schritt S509 wird eine Korrekturberechnung auf der Grundlage der in Schritt S508 erhaltenen Koeffizienten durchgeführt.
In Schritt S510 wird das erhaltene Resultat der Berechnung, d. h. ein korrigiertes Winkelverschiebungssignal, in ein analoges Signal durch den D/A-Umsetzer 307 und in ein Impulssignal wie beispielsweise ein PWM-Signal umgewandelt. Das analoge Signal oder das Impulssignal wird von dem Mikrocomputer COM2 an die Ansteuerschaltung 308 ausgegeben, und die Bildkorrektureinrichtung wie beispielsweise ein VAP wird angesteuert, wodurch der Ablauf zu einem Ende gebracht wird.
Falls in Schritt S502 ermittelt wird, daß die Vibration F 30 Hz oder höher ist, d. h. die Vibrationsfrequenz F in einem Frequenzbereich liegt, in dem die Bildwackelkorrektur den entgegengesetzten Effekt hat, schreitet der Ablauf zu Schritt S511 fort, in dem ein Zurücksetzen des Bildkorrektursystems durchgeführt wird, um das Bildkorrektursystem in dem Mittenpunkt seines Bildwackel-Korrekturbereichs zu halten. In Schritt S512 wird die Mittenfrequenz der Vibration auf der Grundlage des Winkelgeschwindigkeitssignals erfaßt, und wird der Ablauf zu einem Ende gebracht. Somit ist ein Zyklus der Verarbeitung des Ablaufdiagramms gemäß Fig. 38 abgeschlossen.
Das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 38 zeigt einen Zyklus der Verarbeitung, und wird in der Praxis wiederholt.
Eine Einrichtung zum Einstellen des Bildkorrektursystems wird nachstehend beschrieben. Ein Schrittmotor wie der in Fig. 30 gezeigte kann als Bildwackel-Korrektursystem verwendet werden. In dieser Anordnung befindet sich der Schrittmotor dann, wenn kein Signal übermittelt wird, im Stillstand in dem gegenwärtigen Zustand. Demgemäß wird der Schrittmotor zurückgeführt und an seiner Mittenposition angehalten.
Ein Schwingspulenmotor wie beispielsweise der in Fig. 28 gezeigte kann als Bildkorrektursystem verwendet werden. In dieser Anordnung kann ein Mittenpositionssignal als Steuersignal 420 ausgegeben werden. Falls jedoch eine hochfrequente Vibration aufgrund der Beziehung zwischen der Masse des VAP oder dergleichen und dem Drehmoment der Schwingspule zugeführt wird, kann es unmöglich sein, das Bildkorrektursystem in der Mittenposition zu halten. Aus diesem Grund wird, obwohl nicht gezeigt, bevorzugt, ein Mechanismusverriegelungsteil zum mechanischen Halten des VAP zu verwenden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird in Übereinstimmung mit dem elften Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung der primäre Frequenzbereich einer Vibration während der Aufnahme auf der Grundlage eines von der Winkelgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung, wie beispielsweise einem Vibrationskreisel, der zur Vibrationserfassung verwendet wird, ausgegebenen Signals erfaßt, und wird die erfaßte Vibrationsfrequenz zu Steuerungszwecken verwendet, wodurch es möglich ist, eine optimale Bildwackelkorrektur entsprechend einer beliebigen fotografischen Bedingung und Umgebung zu erreichen.
Ein weiterer Vorteil des elften Ausführungsbeispiels ist, daß, weil ein maximaler Korrekturkoeffizient bei dem primären Frequenzband einer der fotografischen Vorrichtung einschließlich der Bildwackel-Korrektureinrichtung zugeführten Vibration erreicht werden kann, es möglich ist, ein Bildwackeln aufgrund einer zugeführten Vibration mit einer spezifischen Frequenzverteilung effizient zu korrigieren.
Nachstehend wird ein zwölftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zunächst wird der Hintergrund des zwölften Ausführungsbeispiels beschrieben.
Um eine kontinuierliche Szene zu fotografieren, muß eine in einer fotografischen Vorrichtung, insbesondere einer Videofilmkamera wie beispielsweise einer Videokamera, verwendete Bildwackel-Korrektureinrichtung die Fähigkeit besitzen, eine unnötige Vibration, wie beispielsweise ein unabsichtliches Wackeln mit der Kamera, von einer von dem Fotografen beabsichtigten Bewegung, wie beispielsweise einem Schwenken oder Kippen, zu unterscheiden. (Diese Fähigkeit wird als "Schwenkerfassung" bezeichnet.)
Die grundlegende Anordnung der sich auf das zwölfte Ausführungsbeispiel beziehenden Bildwackel-Korrektureinrichtung ist beispielsweise wie in Fig. 39 gezeigt.
Bezugnehmend auf Fig. 39 ist das Vibrationserfassungssystem der Vorrichtung mit einem Kreiselsensor 701 versehen. Ein von dem Kreiselsensor 701 ausgegebenes elektrisches Winkelgeschwindigkeitssignal 702 wird einem Hochpaßfilter 703 zugeführt. Das Hochpaßfilter 703 kann seine Hochfrequenz-Durchlaßcharakteristik in Antwort auf ein Steuersignal S701 ändern. Das Ausgangssignal des Hochpaßfilters 703 wird einer Integrationsschaltung 706 über einen Pufferverstärker 704 zugeführt. Die Integrationsschaltung 706 kann ihre Integrationscharakteristik in Antwort auf ein Steuersignal S702 ändern. Ein Ausgangssignal 707 dient als Winkelgeschwindigkeitsinformation.
Das Bildwackel-Korrektursystem der Bildwackel-Korrektureinrichtung beinhaltet ein Prisma mit variablem Winkel 710, das in der Lage ist, die Richtung der Ausbreitung einfallenden Lichts zu variieren, und die Winkelgeschwindigkeitsinformation 711 wird durch einen Sensor 712 in ein elektrisches Signal 713 umgewandelt. Ein digitales Ansteuersignal 718 von einem Mikrocomputer 717 wird durch eine D/A-Umsetzschaltung 719 in ein analoges Ansteuersignal umgewandelt. Das analoge Ansteuersignal wird als ein Ansteuersignal 721 über eine elektrische Leistung verstärkende Schaltung 720 einer Ansteuereinrichtung 722 zugeführt. Die Ansteuerschaltung 722 erzeugt eine Antriebskraft 723 zum Betätigen des Prismas mit variablem Winkel 710.
Demgemäß wird einfallendes Fotografierlicht 751 durch Einstellen des Winkels des einfallenden Fotografierlichts 751 in übertragenes Licht 752 umgeformt. Das übertragene Licht 752 tritt durch ein bilderzeugendes optisches System 753 hindurch und wird auf eine Bildaufnahmeeinrichtung 754 fokussiert. Die Bildaufnahmeeinrichtung 754 gibt ein Bildaufnahmesignal 755 aus.
Das Steuerungssystem der Bildwackel-Korrektureinrichtung beinhaltet den Mikrocomputer 717. Ein Eingangsauswahlsignal S704, das von dem Mikrocomputer 717 ausgegeben wird, wird einer Auswahlschaltung 714 zugeführt, während das Signal 707 oder 713 einer Analog/Digital-Umsetzschaltung 715 zugeführt wird. Das ausgewählte Signal wird durch eine A/D-Umwandlung, die durch die Analog/Digital-Umsetzschaltung 715 ausgeführt wird, in ein digitales Signal 716 umgewandelt, und das digitale Signal 716 wird in den Mikrocomputer 717 eingeleitet.
Die grundlegende Funktionsweise der Bildwackel-Korrektureinrichtung mit der vorstehend beschriebenen Systemanordnung wird nachstehend beschrieben.
In der Bildwackel-Korrektureinrichtung werden das Ausgangssignal 707 und das elektrische Signal 713 voneinander subtrahiert, und das digitale Ansteuersignal 718 wird auf der Grundlage des Resultats der Subtraktion ausgegeben. Die Bildwackel- Korrektureinrichtung wird derart gesteuert, daß die Signale 707 und 713 zu allen Zeiten zueinander äquivalent sind.
Speziell der Bereich der Variation des Apexwinkels des Prismas mit variablem Winkel 710 hat Grenzen in seiner positiven bzw. negativen Richtung. Falls das Prisma mit variablem Winkel 710 derart angetrieben werden soll, daß es über eine der Grenzen hinaus variiert, hält das Prisma mit variablem Winkel 710 abrupt an und bewirkt eine abrupte Variation in einem Bild, wodurch das Bild extrem gestört wird. Ferner wird das Korrektursystem mit einer großen Last beaufschlagt. Aus diesen Gründen ist es erforderlich, das Prisma mit variablem Winkel 710 so vorsichtig wie möglich zu steuern, so daß der Bereich der Variation des Apexwinkels keine der Grenzen überschreitet. Obwohl es nicht insbesondere erforderlich ist, eine Variation kleiner Amplitude zu berücksichtigen, tritt, falls keine Maßnahmen gegen eine Vibration großer Amplitude, Schwenken oder Kippen, ergriffen werden, leicht eine große Variation in einer integralen Spannung auf, mit dem Resultat, daß eine der Grenzen ignoriert wird. Ein Verfahren zum Bewältigen des vorstehend beschriebenen Problems wird nachstehend unter Bezugnahme auf das in Fig. 40 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.
Das gezeigte System überwacht den Wert (x) des Signals 713. Falls der Wert (x) einen ersten vorbestimmten Wert (V1) überschreitet, wird die Charakteristik des Hochpaßfilters 703 durch das Steuersignal 5701 in Richtung einer Seite höherer Frequenz verschoben, wodurch eine große Variation einer niedrigen Frequenz aufgrund von Schwenken oder Kippen begrenzt wird. (Während eine normale Betriebsart als "Betriebsart 0" bezeichnet wird (Schritt S501), wird der Zustand, in dem die große Variation der niedrigen Frequenz begrenzt ist, als "Betriebsart 1" bezeichnet (Schritt S504)). Falls der Wert (x) des Signals 713 einen zweiten vorbestimmten Wert (V2) überschreitet, der größer ist als der erste vorbestimmte Wert (V1) (Schritt S503), wird die Charakteristik der Integrierschaltung 706 durch das Steuersignal S702 in der Richtung, in der eine Zentripetalkraft größer wird, variiert (beispielsweise 5 Sekunden → 2 Sekunden (Zeitkonstante)) (Betriebsart 2). Somit wird das Prisma mit variablem Winkel 710 innerhalb der Grenzen angehalten (Schritt S505). In diesem System wird durch einen Zeitgeber ermittelt, ob die Betriebsart 1 oder die Betriebsart 2 auf die Betriebsart 0 zu ändern ist (Schritt S506).
In Übereinstimmung mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist es, durch Ändern der Charakteristik der Anordnung bis hin zu der Integrierschaltung 706 mittels der Schwenkerfassung, möglich, eine gute Bildwackel-Korrekturcharakteristik innerhalb der Korrekturgrenzen des Korrektursystems zu realisieren. Jedoch wird, da die Charakteristik derart geändert wird, daß ein Erfassungsfrequenzbereich schmal gemacht wird, Information über Schwenken oder Kippen unterbrochen. Ferner wird, obwohl die durch die Schwenkerfassung geänderte Charakteristik für eine bestimmte vorbestimmte Zeit aufrechterhalten wird, falls die vorbestimmte Zeit verstreicht, die geänderte Charakteristik auf eine normale Charakteristik zurückgeführt. Bei einem tatsächlichen Aufnahmevorgang kann ein Fotograf absichtlich das Schwenken oder Kippen beenden, bevor die vorbestimmte Zeit verstreicht, oder kann absichtlich das Schwenken oder Kippen fortsetzen, nachdem die vorbestimmte Zeit verstrichen ist. In einem solchen Fall ist es nicht immer möglich, eine optimale Schwenkerfassung und -steuerung durchzuführen.
Demgemäß ist ein Ziel des zwölften Ausführungsbeispiels, eine Bildwackel-Korrektureinrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, zu allen Zeiten eine optimale Schwenkerfassung und - steuerung auszuführen.
Um das vorstehende Ziel zu erreichen, wird in Übereinstimmung mit dem zwölften Ausführungsbeispiel eine Bildwackel-Korrektureinrichtung bereitgestellt, die beinhaltet: eine Filterschaltung, die derart angeordnet ist, daß durch diese nur eine Hochfrequenzkomponente eines Winkelgeschwindigkeitssignals, das von einem Winkelgeschwindigkeits-Erfassungselement ausgegeben wird, durchgelassen wird, und ferner derart angeordnet ist, daß ihre Frequenzcharakteristik in Antwort auf ein erstes Steuersignal variiert wird, und eine Integrierschaltung, die derart angeordnet ist, daß das durch die Filterschaltung gelangende Winkelgeschwindigkeitssignal integriert wird und ein Winkelsignal ausgegeben wird, und ferner derart angeordnet ist, daß das Winkelsignal auf der Grundlage einer durch ein zweites Steuersignal festgelegten Zeitkonstante variiert wird, wobei die Bildwackel- Korrektureinrichtung derart angeordnet ist, daß die Charakteristik sowohl der Filterschaltung als auch der Integrierschaltung durch das erste und das zweite Steuersignal gesteuert wird, wodurch eine unnötige Vibrationskomponente eliminiert wird. Die Bildwackel-Korrektureinrichtung ist ferner mit einer Signalverarbeitungseinrichtung versehen zum Durchführen einer Signalverarbeitung eines Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeits- Erfassungselements ohne Verwendung der Filterschaltung noch der Integrierschaltung, wodurch eine Winkelverschiebung erfaßt wird. Die Bildwackel-Korrektureinrichtung ermittelt, ob ein Zufuhrzustand der unnötigen Vibrationskomponente beendet ist, auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Signalverarbeitungseinrichtung, und führt, falls der Zufuhrzustand der unnötigen Vibrationskomponente beendet ist, die Charakteristik sowohl der Filterschaltung als auch der Integrierschaltung auf eine einer normalen Betriebsart entsprechenden Charakteristik zurück.
In der vorstehend beschriebenen Anordnung wird auf der Grundlage des Ausgangssignals der Signalverarbeitungseinrichtung ermittelt, ob der Zufuhrzustand der unnötigen Vibrationskomponente beendet ist. Im einzelnen ist es, da die Zufuhr der unnötigen Vibrationskomponente in dem Fall des Ausgangssignals der Integrierschaltung zum Integrieren des durch die Filterschaltung gelangenden Winkelgeschwindigkeitssignals beschränkt ist, unmöglich, aus dem Ausgangssignal der Integrierschaltung zu erfassen, ob der Zufuhrzustand der unnötigen Vibrationskomponente beendet ist. Da jedoch eine solche Beschränkung in dem Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinrichtung nicht enthalten ist, ist es immer möglich, durch Nachverfolgen der Variation des Werts des Ausgangssignals der Signalverarbeitungseinrichtung das Vorhandensein oder Fehlen der Zufuhr der unnötigen Vibrationskomponente zu erfassen. Auf die vorstehend beschriebene Art und Weise wird rasch erfaßt, daß der Zufuhrzustand der unnötigen Vibrationskomponente beendet ist, wodurch die Charakteristik sowohl der Filterschaltung als auch der Integrierschaltung auf die der normalen Betriebsart entsprechenden Charakteristik zurückgeführt wird.

(Zwölftes Ausführungsbeispiel)

Fig. 41 ist ein Blockdiagramm, das das zwölfte Ausführungsbeispiel der Bildwackel-Korrektureinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die gezeigte Bildwackel-Korrektureinrichtung ist in einer fotografischen Vorrichtung wie beispielsweise einer Videofilmkamera bereitgestellt und beinhaltet ein Erfassungssystem zum Erfassen einer einem Kameragehäuse zugeführten Vibrationskomponente, ein Korrektursystem zu Eliminieren einer notwendigen Vibrationskomponente, und ein Steuersystem zum Steuern des Erfassungssystems und des Korrektursystems.
In dem Erfassungssystem der in Fig. 41 gezeigten Bildwackel- Korrektureinrichtung gibt ein Kreiselsensor (Winkelgeschwindigkeits-Erfassungselement) 801 ein elektrisches Signal 802 entsprechend einer erfaßten Winkelgeschwindigkeit aus. Das elektrische Winkelgeschwindigkeitssignal 802 wird einem Hochpaßfilter 803 zugeführt. Das Hochpaßfilter 803 besteht aus einem Kondensator C1 und einem Widerstand R1, und die Hochfrequenz- Durchlaßcharakteristik des Hochpaßfilters 803 kann durch Variieren des Widerstandswerts des Widerstands R1 durch ein Steuersignal 5801, das von einem noch zu beschreibenden Mikrocomputer 817 zugeführt wird, geändert werden. Ein Pufferverstärker 804 und eine Integrierschaltung 806 sind sequentiell mit der Ausgangsseite des Hochpaßfilters 803 verbunden.
Der Pufferverstärker 804 führt der Integrierschaltung 806 ein Signal 805 niedriger Impedanz zu, und die Integrierschaltung 806 besteht aus einem Operationsverstärker A1, einem Kondensator C2, einem Widerstand R2 und einem Widerstand R3. Die Integrationscharakteristik der Integrierschaltung 806 kann durch Variieren des Widerstandswerts des Widerstands R3 durch ein von dem Mikrocomputer 817 zugeführtes Steuersignal 5802 geändert werden. Ein Ausgangssignal 807 von der Integrierschaltung 806 repräsentiert eine Winkelgeschwindigkeitsinformation.
Das elektrische Signal 802 wird gleichzeitig einer Integrierschaltung (Signalverarbeitungseinrichtung) 808 zugeführt. Die Integrierschaltung 808 besteht aus einem Operationsverstärker A2, einem Kondensator C3, einem Widerstand R4 und einem Schalter SW1, und der Schalter SW1 öffnet und schließt in Übereinstimmung mit einem Steuersignal S803, um eine integrale Spannung zurückzusetzen. Ein Ausgangssignal 809 der Integrierschaltung 808 wird der Eingangsseite einer Auswahlschaltung 814 zugeführt. Das Ausgangssignal 809 repräsentiert ebenfalls Winkelgeschwindigkeitsinformation, unterscheidet sich aber von dem Ausgangssignal 807 der Integrierschaltung 806 dadurch, daß das Ausgangssignal 809 durch Integrieren des elektrischen Winkelgeschwindigkeitssignals 802, welches überhaupt nicht verarbeitet wird, erhalten wird. Es ist daher möglich, die Bewegung des Kameragehäuses durch Überwachen des Ausgangssignals 809 aufzunehmen.
Das Korrektursystem beinhaltet ein Prisma mit variablem Winkel 810, das in der Lage ist, seinen Apexwinkel durch eine äußere Kraft zu variieren und die Richtung der Ausbreitung einfallenden Lichts zu ändern. Die Struktur des Prismas mit variablem Winkel 810 ist derart, daß eine Flüssigkeit in den Raum zwischen zwei Gläsern, die mittels einem Faltenbalg beweglich verbunden sind, eingefüllt ist. Winkelgeschwindigkeitsinformation 811 von dem Prisma mit variablem Winkel 810 wird durch einen Sensor 812 in ein elektrisches Signal 813 umgewandelt, und das elektrische Signal 813 wird der Eingangsseite des Mikrocomputers 817 zugeführt.
Ein digitales Ansteuersignal 818 aus dem Mikrocomputer 817 wird durch eine Digital/Analog-Umsetzschaltung 819 in ein analoges Ansteuersignal umgewandelt, und das analoge Ansteuersignal wird durch eine elektrische Leistung verstärkende Schaltung 820 verstärkt, wodurch ein Ansteuersignal 821 vorbereitet wird. Das Ansteuersignal 821 wird an eine Ansteuereinrichtung 822 ausgegeben. Die Ansteuereinrichtung 822 generiert eine Antriebskraft 823 zum Betätigen des Prismas mit variablem Winkel 810.
Einfallendes Fotolichts 851 erhält seinen Winkel durch das Prisma mit variablem Winkel 810 eingestellt und wird in übertragenes Licht 852 umgeformt. Das übertragene Licht 852 tritt durch ein bilderzeugendes optisches System 853 hindurch und wird auf eine Bildaufnahmeeinrichtung 854 fokussiert, und ein Bildaufnahmesignal 855 wird von der Bildaufnahmeeinrichtung 854 ausgegeben.
Das Steuerungssystem beinhaltet den Mikrocomputer 817. Ein Eingangsauswahlsignal S804 wird der Auswahlschaltung 814 zugeführt, und irgendeines der Signale 807, 809 und 813 wird einer Analog/Digital-Umsetzschaltung 815 zugeführt. Das ausgewählte Signal wird durch eine A/D-Umwandlung, die durch die Analog/Digital-Umsetzschaltung 815 ausgeführt wird, in ein digitales Signal 816 umgewandelt, und das digitale Signal 816 wird in den Mikrocomputer 817 eingeleitet.
Die grundlegende Funktionsweise der Bildwackel-Korrektureinrichtung mit der vorstehend beschriebenen Systemanordnung wird nachstehend beschrieben.
Die grundlegende Funktionsweise des gesamten Systems ist wie folgt: das von der Integrierschaltung 806 zugeführte Ausgangssignal 807 wird von dem durch den Sensor 812 zugeführten elektrischen Signal 813 subtrahiert, und das digitale Signal 816 wird auf der Grundlage des resultierenden Werts ausgegeben, wodurch eine Steuerung derart ausgeführt wird, daß das Ausgangssignal 807 und das Ausgangssignal 813 zu allen Zeiten zueinander äquivalent gemacht werden.
Ein Ablauf zum Meistern einer Vibration großer Amplitude, Schwenken oder Kippen in Übereinstimmung mit dem zwölften Ausführungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf das in Fig. 42 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.
In dem gezeigten System wird ein Wert x des Ausgangssignals 813 aus dem Sensor 812 (welches im wesentlichen gleich dem Signal 809 ist) überwacht. In dem Fall der normalen Betriebsart (Betriebsart = 0) liegt der Wert x innerhalb eines ersten vorbestimmten Werts (V1) (Schritt S601). Falls die Betriebsart 1 ausgewählt ist, bei der der Wert x des Ausgangssignals 813 den ersten vorbestimmten Wert (V1) überschreitet, wird der Wert des Widerstands R1 durch das Steuersignal S801 klein gemacht, wodurch die Charakteristik des Hochpaßfilters 803 in Richtung einer Hochfrequenzseite verschoben wird (beispielsweise 0,1 Hz → 1 Hz). Somit wird eine große Variation einer niedrigen Frequenz aufgrund von Schwenken oder Kippen begrenzt (Schritt S602).
Sodann wird der Wert x des Ausgangssignals 813 mit einem zweiten vorbestimmten Wert (V2), der größer ist als der erste vorbestimmte Wert, verglichen (Schritt S603). Falls der Wert x innerhalb des zweiten vorbestimmten Werts liegt (V2), wird der vorgenannte Betrieb in der Betriebsart 1 fortgesetzt (Schritt S604): Falls die Betriebsart 2 ausgewählt ist, in der der Wert x den vorbestimmten Wert (V2) übersteigt, wird der Wert des Widerstands R3 durch das Steuersignal S802 klein gemacht, wodurch die Charakteristik der Integrierschaltung 806 in der Richtung, in der eine Zentripetalkraft stärker wird (beispielsweise 5 Sekunden → 2 Sekunden (Zeitkonstante)), variiert wird. Somit wird das Prisma mit variablem Winkel 810 innerhalb der Grenzen angehalten (Schritt S605).
Der vorstehend beschriebene Ablauf verringert jedoch die Charakteristiken einer Bildwackel-Korrekturfunktion auf zu der Anordnung, die in Fig. 39 und 40 als Hintergrund des zwölften Ausführungsbeispiels gezeigt ist, ähnliche Art und Weise.
Aus diesem Grund wird in dem zwölften Ausführungsbeispiel in Schritt S606 rasch erfaßt, ob ein unerwünschter Zufuhrzustand (eine Zufuhr einer unnötigen Vibrationskomponente) beendet ist, und werden, sobald erfaßt wird, daß der unerwünschte Zufuhrzustand beendet ist, die Charakteristiken des Hochpaßfilters 803 und der Integrierschaltung 806 auf die der normalen Betriebsart entsprechenden Charakteristiken zurückgeführt. Ob der unerwünschte Zufuhrzustand beendet ist, wird auf der Grundlage des Ausgangssignals 809 der Integrierschaltung 808 ermittelt. In dem Fall des Ausgangssignals 807 der Integrierschaltung 806 ist es, da die Zufuhr des unerwünschten Signals in sowohl der Betriebsart 1 als auch der Betriebsart 2 beschränkt ist, unmöglich, zu erfassen, ob der Zufuhrzustand des unerwünschten Signals beendet ist. Demgegenüber ist es, da eine derartige Beschränkung in keiner Weise in dem Ausgangssignal 809 der Integrierschaltung 808 enthalten ist, immer möglich, das Vorhandensein oder Fehlen der Zufuhr des unerwünschten Signals durch Nachverfolgen der Variation des Werts des Ausgangssignals 809 zu erfassen.
Die vorgenannte Entscheidung unter Verwendung des Ausgangssignals 809 wird in Übereinstimmung damit getroffen, ob das Ausgangssignal 809 ein Vibrationssignal, dessen Wert einen Nulldurchgang aufweist, oder ein monoton ansteigendes Signal ist. Falls das Ausgangssignal 809 als monoton ansteigendes Signal andauert, wird ermittelt, daß die Schwenkverarbeitung nicht beendet worden ist. Nebenbei bemerkt ist der Schalter SW1 bereitgestellt zum Zurücksetzen des Werts des Ausgangssignals 809 auf Null, indem er durch das Steuersignal S803 geschlossen wird, wenn das Ausgangssignal 809 dazu neigt, gesättigt zu sein.
Demgemäß behindert der Schalter SW1 eine hinsichtlich des Zustands des Winkelsignals zu treffende Entscheidung nicht.

(Dreizehntes Ausführungsbeispiel)

Fig. 43 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung eines dreizehnten Ausführungsbeispiels der Bildwackel-Korrektureinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das dreizehnte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zwölften Ausführungsbeispiel in den folgenden Hinblicken. In dem dreizehnten Ausführungsbeispiel wird eine Verstärkungsschaltung 828 für die Integrierschaltung 808 als eine Signalverarbeitungseinrichtung, die ein Erfassungssystem zum Erfassen einer Winkelverschiebung substituiert, so daß ein Verfahren zum direkten Überwachen einer Winkelgeschwindigkeit resultiert. Bezugnehmend auf ein Korrektursystem ist das optische System des Prismas mit variablem Winkel 810 weggelassen, und eine mit der Ausgangsseite der Bildaufnahmeeinrichtung 854 verbundene Bildsignal-Verarbeitungsschaltung 856 wird verwendet. Ein Signal, das durch eine durch die Bildsignal-Verarbeitungsschaltung 856 ausgeführte Bildverarbeitung erzeugt wird, wird weiter verarbeitet, wie beispielsweise durch Steuern des Zeitverhaltens eines synchronisierenden Signals, und das auf diese Art und Weise verarbeitete Signal wird in dem Korrektursystem verwendet. Nebenbei bemerkt bezeichnet in Fig. 43 das Bezugszeichen 830 ein eine Ausleseadresse spezifizierendes Signal.
Das Erfassungssystem gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel hat die Vorteile, daß es möglich ist, die Schaltungsanordnung des Erfassungssystems zu vereinfachen, und daß es möglich ist, vergleichsweise schnell eine Entscheidung hinsichtlich des Vorhandenseins oder Fehlens einer unerwünschten Signalzufuhr zu treffen. Das Korrektursystem gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß das Korrektursystem aus einer verringerten Anzahl von Hardware-Elementen aufgebaut werden kann.
Wie vorstehend im einzelnen beschrieben wurde, wird in Übereinstimmung mit dem dritten Ausführungsbeispiel eine Bildwackel- Korrektureinrichtung bereitgestellt, die eine Filterschaltung, die derart angeordnet ist, daß durch diese nur eine Hochfrequenzkomponente eines von einem Winkelgeschwindigkeits-Erfassungselement ausgegebenen Winkelgeschwindigkeitssignals durchgelassen wird, und ferner derart angeordnet ist, daß ihre Frequenzcharakteristik in Antwort auf ein erstes Steuersignal geändert wird, und eine Integrierschaltung zum Integrieren des durch die Filterschaltung gelangenden Winkelgeschwindigkeitssignals und Ausgeben eines Winkelsignals beinhaltet, wobei die Integrierschaltung derart angeordnet ist, daß das Winkelsignal auf der Grundlage einer Zeitkonstante, die durch ein zweites Steuersignal festgelegt wird, geändert wird, und die Bildwackel-Korrektureinrichtung derart angeordnet ist, daß die Charakteristik sowohl der Filterschaltung als auch der Integrierschaltung durch die ersten und zweiten Steuersignale gesteuert wird, wodurch eine unnötige Vibrationskomponente eliminiert wird. Die Bildwackel-Korrektureinrichtung ist ferner mit einer Signalverarbeitungseinrichtung versehen zum Durchführen einer Signalverarbeitung eines Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeits-Erfassungselements ohne Verwenden der Filterschaltung noch der Integrierschaltung, wodurch eine Winkelverschiebung erfaßt wird. Die Bildwackel-Korrektureinrichtung ermittelt auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Signalverarbeitungseinrichtung, ob ein Zufuhrzustand der unnötigen Vibrationskomponente beendet ist, und führt, falls der Zufuhrzustand der unnötigen Vibrationskomponente beendet ist, die Charakteristik sowohl der Filterschaltung als auch der Integrierschaltung auf eine einer normalen Betriebsart entsprechenden Charakteristik zurück. Demgemäß ist es möglich, genau und schnell eine Entscheidung hinsichtlich des Vorhandenseins oder Fehlens der unnötigen Vibrationskomponente in einem Zustand wie beispielsweise Schwenken zu treffen, wodurch es möglich ist, zu allen Zeiten eine optimale Schwenkerfassungssteuerung auszuführen.

Claims

1. Wackelkompensationsvorrichtung zur Verwendung bei der Kompensation von Wackeln in einem von einer Kamera erzeugten Bild, umfassend:

(a) eine Erfassungseinrichtung (1) zum Erfassen eines Wackelns der Vorrichtung und Ausgeben eines hierfür repräsentativen Ausgangssignals;

(b) eine Filtereinrichtung (2, 2') zum Extrahieren eines vorbestimmten Frequenzkomponentensignals aus dem Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung;

(c) eine Recheneinrichtung (2', 3, 4) zum Berechnen eines Kompensationswerts auf der Grundlage des vorbestimmten Frequenzkomponentensignals, das durch eine Wackelerfassungsoperation der Erfassungseinrichtung abgeleitet wurde;

(d) eine Kompensationseinrichtung (2', 9, 24, 27, 28) zum Kompensieren einer durch das Wackeln der Vorrichtung verursachten Bewegung des Bilds auf der Grundlage des Kompensationswerts; und

eine Korrektureinrichtung (13-15, 25, 29) zum Korrigieren des Kompensationswerts auf der Grundlage der Zeitverzögerung zwischen dem Wackeln und der Wackelerfassungsoperation der Erfassungseinrichtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Kompensationseinrichtung so betreibbar ist, daß eine Phasenvoreilkorrektur zum Kompensieren einer Phasenverzögerung des Ausgangssignals der Wackelerfassungseinrichtung durchgeführt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Korrektureinrichtung so betreibbar ist, daß die Phasenvoreilkompensation durch Korrigieren der Phase der Filtereinrichtung durchgeführt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Wackelerfassungseinrichtung einen Winkelgeschwindigkeitssensor (1) beinhaltet und die Korrektureinrichtung so betreibbar ist, daß die Verzögerung bei der Erfassung der Erzeugung des Wackelns korrigiert wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Filtereinrichtung ein Hochpaßfilter (2) umfaßt.

6. Kamera, umfassend eine Abbildungseinrichtung (10, 11) zum Erzeugen eines Bilds und eine Wackelkompensationsvorrichtung zum Korrigieren von Wackeln in dem Bild;

wobei die Wackelkompensationsvorrichtung umfaßt:

(c) eine Recheneinrichtung (2', 3, 4) zum Berechnen eines Kompensationswerts auf der Grundlage des vorbestimmten Frequenzkomponentensignals mit einer Wackelerfassungsoperation der Erfassungseinrichtung;

7. Verfahren zum Kompensieren von Bildwackeln in einer Abbildungsvorrichtung zur Verwendung bei der Kompensation von Wackeln in einem durch eine Kamera erzeugten Bild, umfassend:

(a) Erfassen eines Wackelns der Vorrichtung und Ausgeben eines hierfür repräsentativen Ausgangssignals;

(b) Extrahieren eines vorbestimmten Frequenzkomponentensignals aus dem Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung durch den Betrieb einer Filtereinrichtung (2, 2');

(c) Berechnen eines Kompensationswerts auf der Grundlage des vorbestimmten Frequenzkomponentensignals mit einer Wackelerfassungsoperation der Erfassungseinrichtung;

(d) Kompensieren einer durch das Wackeln der Vorrichtung verursachten Bewegung des Bilds auf der Grundlage des Kompensationswerts; und

Korrigieren des Kompensationswerts auf der Grundlage der Zeitverzögerung zwischen dem Wackeln und der Wackelerfassungsoperation der Erfassungseinrichtung.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Kompensationsschritt so durchführbar ist, daß eine Phasenvoreilkorrektur zum Kompensieren einer Phasenverzögerung des Ausgangssignals des Wackelerfassungsschritts durchgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Korrekturschritt so durchführbar ist, daß die Phasenvoreilkompensation durch Korrigieren der Phase der Filtereinrichtung durchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Wackelerfassungsschritt das Erfassen einer Winkelgeschwindigkeit beinhaltet und der Korrekturschritt so durchführbar ist, daß die Verzögerung bei der Erfassung der Erzeugung des Wackelns korrigiert wird.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 7 bis 10, bei dem die Filtereinrichtung ein Hochpaßfilter (2) umfaßt.