JPH03270576A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ムービービデオカメラなどの撮影装置に関
し、詳しくは手振れ等による画振れを抑制する装置を備
えた撮影装置に関する。

〔従来の技術〕

第４図は、例えば特公昭５６−２１１３３号公報に開示
された従来の画振れ抑制装置を備えた撮影装置の構成を
示す図で、　（１）は筺体、（１ａ）はその開口部、　
（２）は撮像レンズ、　（３）は撮像素子、（４）は回
転反射鏡、　（５）はその回転軸、　（６）はアクチュ
エータで、撮像レンズ（２）と回転反射鏡（４）で開口
部（１ａ）から入射した被写体の光学像を撮像素子（３
）の面上に結像させる光学系を構成しており、　（７）
はその光軸である。（８）は慣性系からみた筺体（１）
の紙面に垂直な軸まわりの基準姿勢に対する回転角度を
検出するジャイロ装置、（９）は回転反射鏡制御信号発
生回路で、ジャイロ装置（８）の出力信号から光軸（７
）の振れを補償するのに必要な回転反射鏡（４）の回転
角を計算して回転反射鏡制御信号を発生する。　（１０
）はアクチエエータ駆動回路で、回転反射鏡制御信号に
応じた駆動電力をアクチュエータ（６）に供給する。

つぎに、動作について説明する。

まず、筺体（１）が静止している状態では、被写体から
の光は開口部（１ａ）を通って撮像レンズ（２）に入射
し、回転反射鏡（４）によってほぼ９０”の角度で反射
されたのち再び撮像レンズ（２）に入り、光軸（７）　
に沿って撮像素子（３）の撮像面上じ結像する。

いま、撮影装置に外力が加わり、紙面に垂直な軸を中心
としである角度回転したとすると、ジャイロ装置（８）
がその回転角度θ。を検出し、その出力信号が回転反射
鏡制御信号発生回路（９）に入力されて、撮影装置の回
転による画振れを相殺するのに必要な回転反射鏡（４）
の回転角が計算され、この回転反射鏡制御信号がアクチ
ュエータ駆動回路（１０）ｅ入力される。

このアクチュエータ駆動回路（１０）はこの回転反射鏡
制御信号発生回路（９）からの制御信号に応じた電力を
アクチュエータ（６）に供給し、このアクチエエータ（
６）を介して回転反射鏡（４）を外力による光軸（７）
の回転角を相殺する方向へ所定角度回転させることによ
って画振れを補正することができる。

〔発明が解決しようとする！！Ｍ〕

従来の画振れ抑制装置は以上のように回転反射鏡（４）
の制御系が間ループに構成されているので、回転反射鏡
（４）およびアクチュエータ（６）の慣性や種々の外乱
によって回転反射鏡（４）の回転角が回転反射鏡制御信
号発生回路（９）の指令値に正確に追従しなくなり、画
振れを完全に補正することができないという問題点があ
った。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ｉＩ続的に変化する撮影装置の回転変位に対
しても画振れを良好に抑制することができる撮影装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る撮影装置の画振れ抑制装置は、筺体に１
体に保持されている撮像レンズおよび撮像素子と回転反
射鏡との相対角度を検出し、その出力を微分して相対角
速度を算出する手段と、筺体もしくは回転反射鏡の慣性
角速度を検出する手段と、この慣性角速度と上記相対角
速度とから５骸回転反射鏡の回転角度を補正して上記撮
像素子に入射する被写体像の光軸の変動を補正する手段
とを備えたものである。

〔作用〕

この発明によれば、光学系および撮像素子が固定されて
いる筺体もしくは回転反射鏡の慣性角速度と、筺体と回
転反射鏡との相対角速度とから回転反射鏡によって補正
すべき角速度を算出し、その算出値に応じて回転反射鏡
を回動させる閉ループ制御系に構成したので、手振れに
よる画振れを精度よく抑制することができる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明する
。

１Ｊ１１図はこの発明の第１の実施例の構成を示す図で
、（１１）”は慣性系からみた筺体（１）の紙面に垂直
な軸まわりの角速度ω。を検出する筺体慣性角速度セン
サ、（１２）はこの筺体慣性角速度センサ（１１）の出
力信号を処理して、筺体（１）の慣性角速度ω。に比例
した電圧信号Ｖω０を出力する筺体慣性角速度検出回路
、（１３）は筺体（１）と回転反射鏡（４）との相対角
度（θ。−〇、〉を検出する相対角度検出センサ、（１
４）はその相対角度検出センサ（１３）の出力信号を処
理して、その相対角度（θ。−θ１）に比例した電圧信
号■（θ。−〇−を出力する相対角度検出回路、（１５
）は、相対角度検出回路（１４）の出力信号Ｖ（θ０−
θω）を微分する微分器、（１６）は制御演算回路で、
筺体慣性角速度検出回路（１２）の出力信号Ｖω。、相
対角度検出回路（１４）の出力信号Ｖ（００−〇−およ
び微分器（１５）の出力信号Ｖ（ω０−ωｍ）から補正
信号を算出してアクチュエータ駆動回路（１０）に出力
する。

つぎに、動作について説明する。

いま、手振れにより筺体（１）が紙面に垂直な回転軸を
中心として、慣性座標に対して角速度（以下、「慣性角
速度」という）の。で回転し、ある時刻ｔ０で、慣性座
標から見た角度（以下、「慣性角度」という）がθ。ど
なったとし、また、このときの回転反射鏡（４）自体の
慣性角速度がω１、慣性角度がθ、であったとすると、
撮像レンズ（２）および回転反射ａｉ　（４）の回転軸
（５）は筺体（１）に固定されているので、撮像レンズ
（２）の光軸（７）も慣性角速度ω。で回転することに
なる。

したがって、撮像素子（３）の撮像面上に結像される光
像に面振れが生じないようにするには、回転反射鏡（４
）の出射光の光軸が撮像レンズ（２）の光軸（７）の慣
性角速度ω。に追随して反対方向に回転されなければな
らない。

すなわち、回転反射鏡（４）の出射光軸と、撮像レンズ
（２）の光軸（７）との相対角速度が零となるように制
御すればよい。

第２図は回転反射鏡（４）への入射光と出射光の関係を
示しており、回転反射鏡（４）が第２図の（Ａ）の位置
にあるとき、その出射光ａは回転反射鏡（４）の法線Ｏ
Ａに対し対称な方向の出射光ａとなる。

つぎに、回転反射鏡（４）が△θだけ回転して（Ｂ）位
置に変位したときの出射光すは、入射光の入射方向は変
化せず、法線Ｏ８はΔθだけ回転するので、回転反射鏡
（４）と同じ方向に、２×△θ回転した方向となる。

したがって、手振れにより生じる撮像レンズ（２）の光
軸（７）の慣性角速度ω。を補正するには、回転反射鏡
（４）の出射光軸の慣性角速度ω。

とすると、 で回転させればよいことになる。ここで上式を変形する
と、 ω。＝２（ω。−ω、）・・・・・・・・・・・・（２
）となり、筺体慣性角速度ω。と筺体（１）と回転反射
鏡（４）の相対角速度（ω。−ω、）で表すことができ
る。この相対角速度（ω。−ω、）は、相対角度検出回
路（１４）の出力信号（θ。−〇、）を微分器（１５）
で時間微分することによって求めることができる。

制御演算回路（１６）は、筺体角速度検出回路（１２）
の出力信号Ｖω。と、微分器（１５）の出力信号Ｖ（ω
０−ωｍ）とから（２）式にもとづいて角速度ω１を算
出し、この角速度ω、に比例した制御信号をアクチュエ
ータ駆動回路（ｌＯ）に送出し、アクチュエータ（５）
によって回転反射鏡（４）を角速度ω。

で回動させる。

ここで、手振れの周期より十分長い時間において、筺体
（１）と回転反射鏡（４）との相対角度（ω。−ω１）
は、所定の関係に維持する必要があるため、筺体（１）
と回転反射鏡（４）との相対角度を検出する相対速度検
出手段、つまり、相対角度検出センサ（１３）および相
対角度検出回路（１４）より得られる相対角度信号Ｖ（
＃ｏ−θｆｆ＋）を制御演算回路（１６）に人力して相
対角速度信号Ｖ（ω。−一、）に加算し、この加算した
制御信号によりアクチュエータ（７）を駆動して反射鏡
（６）の回転を制御している。

なお、上記第一の実施例では、筺体（１）の慣性角速度
ω。と、筺体（１）と回転反射鏡（４）との相対角速度
（ω。−ω、）にもとづいて回転反射鏡（４）の回動制
御を行ったが、回転反射鏡（４）の慣性角速度ω、と、
筺体（１）と回転反射鏡（４）との相対角速度（ω。−
ω、）によって制御を行ってもよい、これを第二の実施
例として説明する。

第３図は、この第二の実施例の構成を示す図で、（１７
）は慣性系からみた回転反射鏡（４）の慣性角速度ω、
を検出する回転反射鏡慣性角速度センサ、（１８）はこ
の回転反射鏡慣性角速度センサ（１７）の出力信号を処
理して慣性角速度ω１に比例した電圧信号Ｖω、を出力
する回転反射鏡慣性角速度検出回路である。

この実施例においては、制御演算回路（１６）には、電
圧信号Ｖω１、Ｖ（ω０−ωｍ）、およびＶ（θ０−θ
ｍ）が入力されるので、上記（２）式にもとづいて筺体
（１）の慣性角速度ω。を算出することができるので、
（１）式の関係を保つように回転反射鏡（４）の慣性角
速度ω、を制御すれば第一の実施例と同様の効果が得ら
れる。

なお、上記実施例では、回転反射鏡（４）をピッチング
方向に回動可能として説明したが、回転反射［（４）の
回転軸構造をヨーイング方向に回動可能に構成し、ヨー
イング方向の画振れを抑圧するようにしても、上記実施
例と同様の効果を奏する。

また、ピッチング方向に回動可能な回転反射鏡とヨーイ
ング方向に回動可能な回転反射鏡とを設けて、ピッチン
グ方向およびヨーイング方向の画振れをともに抑圧する
ように構成しても、上記実施例と同様な効果を奏する。

さらに、上記実施例では、回転反射鏡を撮像レンズの前
段に設置したが、例えば、撮像レンズと撮像素子との間
または撮像レンズの途中に設置しても、同様な効果を奏
する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、撮像レンズ、回転反
射鏡および撮像素子を保持している筺体の慣性角速度ま
たは回転反射鏡の慣性角速度を検出する手段と、上記筺
体と回転反射鏡との相対角度を検出する手段と、この検
出信号を微分する手段と、この微分信号と上記検出した
慣性角速度とから上記回転反射鏡を回動させて上記撮像
素子に入射する撮像レンズの光軸の変動を補正するよう
にしたものであるから、手振れ等にともない撮影装置が
連続的に回転変位する場合であっても、精度よく画振れ
を抑制することができる撮像装置が得られる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

Ｎ１図はこの発明の第１の実施例の構成を示す図、′ｓ
２図は反射鏡の入射光と出射光の関係を説明する図、１
ＮＳ３図はこの発明の第２の実施例の構成を示す図、第
４図は従来の撮影装置の構成を示す図である。 （１）・・・筺体、（２）・・・撮像レンズ、（３）・
・・撮像素子、（４）・・・回転反射鏡、（６）・・・
アクチュエータ、（１０）・・・アクチュエータ駆動回
路、（１１）・・・筺体角速度センサ、（１２）・・・
筺体慣性角速度検出回路、（１３）・・・相対角度セン
サ、（１４）・・・相対角度検出回路、（１５）・・・
微分器、（１６）・・・制御演算回路、（１７）−・・
回転反射鏡慣性角速度センサ、（１８）・・・回転反射
鏡慣性角速度検出回路。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）筺体に保持されている撮像レンズ、撮像素子およ
   び回転反射鏡を介して当該撮像素子の撮像面に被写体像
   を結像させるように構成された撮影装置であって、上記
   筺体もしくは回転反射鏡の慣性角速度を検出する手段と
   、上記筺体と回転反射鏡の相対角度を検出する手段と、
   この相対角度検出信号を微分する手段と、この微分信号
   と上記慣性角速度検出信号から上記撮像素子に入射する
   被写体像の光軸が補正変位するのを補正するのに必要な
   回転反射鏡の慣性角速度を算出する演算手段と、この算
   出された慣性角速度に応じて上記回転反射鏡を回動させ
   る駆動手段とを具備したことを特徴とする撮影装置。