JPH05142614A - 像振れ防止装置 - Google Patents

像振れ防止装置

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JPH05142614A
JPH05142614A JP33286691A JP33286691A JPH05142614A JP H05142614 A JPH05142614 A JP H05142614A JP 33286691 A JP33286691 A JP 33286691A JP 33286691 A JP33286691 A JP 33286691A JP H05142614 A JPH05142614 A JP H05142614A
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  • Signal Processing (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画角変更動作であることの判別を自動的に且
つ確実に行い、この動作への応答性を向上させ、画像の
品位の低下を招いたり、撮影者に不快感を与えるといっ
たことを防止する。 【構成】 振れ検出手段801,802からの信号が所
定時間同一方向の振れ信号であることにより、画角変更
動作中であることを検知する画角変更動作検知手段80
3を設け、パンニング等の画角変更動作以外において
は、振れ検出手段からの信号が所定時間同一方向の振れ
信号となることはない事から、もしこのような信号が発
生した場合には、画角変更動作が行われたと検知するよ
うにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学機器に加わる振動
を検出する、角速度センサ等の振れ検出手段や、前記振
動による光学機器の光軸の振れを補正する、可変頂角プ
リズム等の補正光学系を備えた像振れ防止装置の改良に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】本発明の対象となる従来例をビデオム−
ビ−の場合を例にして、以下に説明する。
【0003】近年、ビデオム−ビ−では、フォ−カス、
アイリス等の撮影にとって重要な作業はすべて自動化さ
れているため、操作に未熟な人でも撮影失敗を起こす可
能性は少なくなってきている。
【0004】また、ビデオム−ビ−の小型軽量化が進
み、携帯に便利で片手持ちでなど楽に撮影できるように
なった。
【0005】しかし、それ故、逆に撮影画の像揺れが目
立つようになってきてしまった。そこで、最近では手振
れに起因する撮影失敗を防止する技術が研究されてきて
いる。
【0006】上記手振れは、周波数としては通常1Hz
乃至12Hz程度の振動であるが、このような手振れを
起こしても振れの生じない画像を撮影可能とするために
は、上記手振れによるビデオム−ビ−の振動を検出し、
その検出値に応じて補正光学系を振動変位の方向に応じ
て変位させてやらねばならない。従って、上記目的を達
成するためには、カメラの振動を正確に検出することが
大切である。
【0007】そして、ビデオム−ビ−の振れの検出は原
理的に言えば、例えば角加速度信号、角速度信号を出力
する角加速度センサ、角速度センサ、及び、前記角加速
度信号、角速度信号を1階積分、若しくは2階積分し
て、角速度信号、角変位信号を出力する積分器を含む振
れ検出システムをビデオム−ビ−に搭載することによっ
て行うことが出来る。
【0008】ここで、角速度センサを用いた振れ検知シ
ステムについて、図6を用いてその概要を説明する。
【0009】図6の例は、光軸に対して互いに直行する
矢印54aで示すピッチ(PITCH)方向のビデオム
−ビ−の縦振れと、矢印54bで示すヨ−(YAW)方
向のビデオム−ビ−の横振れを検知するシステムの図で
ある。また、52は補正光学系を有するレンズ鏡筒で、
ビデオム−ビ−の縦、横、各々の振れの微少角速度を検
出する角速度センサ53a,53b(不図示)が鏡筒前
面下部付近に、それぞれ補正光学系の補正軸と一致する
ように任意の位置に取り付けられている。
【0010】ここで、この角速度センサ53aにて検出
された角速度信号θを積分器55aで積分し、角変位信
号dに変換してこれを検出振れ信号として像振れの補正
を行うシステムを構成する場合について考察する。
【0011】図7(A)は前記1階積分器55aの動作
を示すものであるが、該積分器55aに入力された角速
度信号θはここで角変位信号dとして変換される。しか
し、実際には角速度センサ53aには図7(B)の角速
度信号に示すように、バイアスとして直流成分が若干含
まれる。このようなバイアス分を含む出力をそのまま積
分器55aで積分すると、バイアス分についても積分さ
れてしまうため、結果として得られた角変位信号は図7
(B)に示すように誤差を含んでしまう。
【0012】この点を解決するために、積分器55aへ
の入力前に広域通過手段(ハイパスフィルタ、以下、H
PFと記す)を接続する方法が考えられている。つま
り、図6の破線で囲んだ部分にHPF56aを付加した
構成をとれば良い。これにより、角速度センサ53aで
検出された角速度信号θは、前記HPF56a(56
b)により、直流成分、若しくは極めて低い周波数成分
を持つ出力は阻止され、従ってバイアス分が積分器55
aにおいて積分されることは少なくなる。よって、この
構成における積分出力(角変位信号d)に対応した振れ
信号で補正光学系を駆動すれば、像振れを除去できる。
【0013】前記HPF56a(56b)は、例えば図
8に示すように、抵抗57,キャパシタ58により成
り、又積分器55a(55b)は、演算増幅器59,キ
ャパシタ60及び抵抗61とから成る。
【0014】ここで、前述のように直流成分、若しくは
極めて低い周波数成分を持つ出力を阻止する働きを持つ
HPF56aの遮断周波数は、抵抗57、キャパシタ5
8から成る時定数により決定される。通常、カメラの撮
影時に起こり得る手振れは既に述べた様に1〜12Hz
程度であるから、遮断周波数をこの範囲に影響を与えな
いように低く設定すればよい。具体例としては、抵抗5
7を「3MΩ」、キャパシタ58を「1μF」にし、時
定数を「3秒」にすれば、カメラの手振れ検知への影響
を少なくしながらバイアス成分を除去することが出来
る。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の装置においては、パンニング、チルティングなどの撮
影者による急激な画角変更動作においては、応答性や補
正光学系等の補正手段の補正範囲の限界等があり、適応
し難い点があった。
【0016】一般に、動画撮影を行う場合、大きく分け
て次の二つの撮影モ−ドが考えられる。
【0017】一つは、同じ構図で連続して撮影するモ−
ドであり、もう一つは、構図を変化させながらの撮影、
つまりパンニング、チルティング等のカメラワ−クを行
いながらの撮影モ−ドである。前者の撮影モ−ドにおい
ては、同じ構図で撮影するので、特に、高倍率ズ−ム時
の画像振れが問題とされ、従来の防振機能を有する撮影
装置は、この撮影モ−ドにおける画像振れを軽減するも
のである。一方、後者の撮影モ−ドにおいては、画面を
撮影者の意志通りに決定できることが重要である。
【0018】ここで、前者の撮影モ−ドで画像振れを抑
制できるように防振特性を設定した撮影装置を、後者の
撮影モ−ドで用いると、撮影者の意とする方向へ素早く
応答することが出来ず、著しく操作性が損なわれる。こ
れは、パンニング、チルティング等の急激な画角変更動
作が行われた場合、これを手振れと判別してこれを抑制
しようとする機能、即ち防振機能が作動することによ
る。
【0019】このように、画像振れを抑制するという機
能と、撮影者の急激な画角変更動作に対する速応性とい
う機能は相反しており、この種の防振機能を有する撮影
装置において、後者の撮影モ−ドにも対応するために、
防振機能を抑制、或は、無効化させることが出来る構成
となっている。しかし、前者と後者の撮影モ−ドの区別
を撮影者がスイッチにより入力し、これに応じて防振機
能の特性変更を行うような構成は、操作性の面からも避
ける必要がある。つまり、撮影者のカメラ操作に応じて
防振特性を自動的に変化させることが望ましい。しか
も、この防振特性の変更は、撮影画像の品位の低下を招
いたり、撮影者に不快感を与えることのない様に正確に
行わなければならない。
【0020】換言すれば、上記の事を実現するために
は、手振れか急激な画角変更動作(パンニング或はチル
ティング動作)であるかの判別を確実に行える手段を備
える必要があった。
【0021】本発明の第1の目的は、画角変更動作であ
ることの判別を自動的に且つ確実に行い、この動作への
応答性を向上させ、画像の品位の低下を招いたり、撮影
者に不快感を与えるといったことを防止することのでき
る像振れ防止装置を提供することである。
【0022】本発明の第2の目的は、画角変更動作の終
了であることの判別を自動的に且つ確実に行い、この動
作から通常の防振動作への移行を円滑に行わせることの
できる像振れ防止装置を提供することである。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明は、振れ検出手段
からの信号が所定時間同一方向の振れ信号であることに
より、画角変更動作中であることを検知する画角変更動
作検知手段を設け、また、変位検出手段からの信号が所
定時間同一方向の変位信号であることにより、画角変更
動作中であることを検知することのできる画角変更動作
検知手段を設けている。
【0024】また、画角変更動作検知手段内に、振れ検
出手段から一定時間内に振れ量が「0」を表す信号が少
なくとも1回出力されることにより、画角変更動作の終
了を検知する検知手段を設け、また、画角変更動作検知
手段内に、変位検出手段から一定時間内に変位が「0」
を表す信号が少なくとも1回出力されることにより、画
角変更動作の終了を検知する検知手段を設けている。
【0025】
【作用】パンニング等の画角変更動作以外においては、
振れ検出手段からの信号が所定時間同一方向の振れ信号
となることはない事、或は、変位検出手段からの信号が
所定時間同一方向の変位信号となることはない事を着目
し、所定時間同一方向の振れ信号、或は、変位信号が出
力されか否かを見て、もしこのような信号が発生した場
合には、画角変更動作が行われたと検知するようにして
いる。
【0026】また、同様の理由より、画角変更動作と検
知した後において、一定時間内に少なくとも1回振れ量
が、或は、変位が「0」を表す信号が出力された場合に
は、画角変更動作が終了であると検知するようにしてい
る。
【0027】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。
【0028】図1は本発明の第1の実施例における像振
れ防止装置の概略構成を示すブロック図である。
【0029】図1において、801は手振れを検出する
角速度検出手段、802は前記角速度検出手段801か
らの角速度信号を積分して角変位信号に変換する積分手
段、803は前記積分手段802の角変位信号に基づい
てパンニング動作であるか否かを判別(詳細は図2にて
後述)するパンニング判別手段である。804は、現在
の撮影モ−ドがパンニングであれば、補正光学系806
を可動中心(ビデオム−ビ−等の光学機器の光軸と該補
正光学系806の光軸が一致する点)に位置(センタリ
ング)させる駆動力を発生させ、通常の撮影モ−ドであ
れば、角変位信号、つまりは振れ信号とその時の補正光
学系806の変位との差信号に応じた補正信号を出力す
る補正値演算手段である。805は補正値演算手段80
4からの駆動信号に応じて補正光学系806を駆動する
補正光学系駆動手段、807は補正光学系806の可動
中心よりの変位量を検出する補正光学系角変位検出手段
である。
【0030】図2は前記パンニング判別手段803にお
けるパンニング(或はチルティング)動作検知について
説明する図である。
【0031】パンニング判別手段803は、補正光学系
806の変位可能な全範囲(可動範囲)内における各位
置での角速度検出手段801の出力信号の範囲(積分手
段802を介する角変位信号の出力範囲、或は、介さず
に直接の角速度信号の出力範囲)を、その中央点(角変
位信号が「0」の時)において二つの範囲に分割し、出
力信号が一つの範囲に留まり続けている時間(或はある
時間内におけるサンプリング回数)により、パンニング
か否かの判別を行う。
【0032】つまり、手振れを交流と考えた場合、手振
れの周波数を0.5〜数10Hzとしても、1秒以内毎
に、角速度検出手段801の出力信号は中央点と交叉し
ている筈である。そこで、所定時間内に中央点と交叉し
ない場合はパンニング動作を行っていると判別する。
【0033】次に、このパンニング検知手段803をマ
イクロコンピュ−タにて構成した場合における動作につ
いて、図3のフロ−チャ−トにより説明する。 [ステップ101] 積分手段802を介する角速度検
出手段801からの角変位信号をA/D変換等で取り込
む。 [ステップ102] 前記取り込んだ角変位信号が図2
に示す第1の範囲内に存在するか否かを調べる。この結
果、第1の範囲内に存在する場合はステップ103へ進
み、そうでない場合、つまり第2の範囲内に存在する場
合はステップ107へ進む。 [ステップ103] 第1の範囲内に角変位信号が留ま
り続けていることをカウントするカウンタ1に「1」を
加算する。 [ステップ104] もう一つの第2の範囲に信号が留
まっている時に使用するカウンタ2をリセットする。 [ステップ105] カウンタ1のカウント値がパンニ
ング動作と判別する所定時間tを表すカウント数に達し
たか否かを判別し、達していなければステップ101へ
戻り、達していればステップ106へ進む。 [ステップ106] ここではパンニングモ−ドのフラ
グをセットする。
【0034】前記ステップ102において第1の範囲内
でない、つまり第2の範囲内にあると判別した場合に
は、前述したようにステップ107へ進む。 [ステップ107] 第2の範囲内に角変位信号が留ま
り続けていることをカウントするカウンタ2に「1」を
加算する。 [ステップ108] もう一つの第1の範囲に信号が留
まっている時に使用するカウンタ1をリセットする。 [ステップ109] カウンタ2のカウント値がパンニ
ング動作と判別する所定時間tを表すカウント数に達し
たか否かを判別し、達していなければステップ101へ
戻り、達していれば前述のステップ106へ進む。
【0035】なお、上記のステップ104,108のカ
ウンタリセットと同時にパンニングフラグモ−ドをリセ
ットするように構成すれば、簡易的にモ−ドの切り換え
が可能となる。
【0036】(第2の実施例)次に、本発明の第2の実
施例について説明するが、この第2の実施例における像
振れ防止装置の回路構成は図1と同様であり、パンニン
グ判別手段803内におけるパンニング動作の検知の方
法が異なるのみである。
【0037】図4はこの実施例におけるパンニング判別
手段803におけるパンニング(或はチルティング)動
作検知について説明する図である。
【0038】この実施例においては、図4に示す様に、
第1の実施例における第1,第2の範囲に相当する第1
1,第12の範囲内を更に複数の範囲に分割する。これ
は、例えば大振幅の手振れが生じた場合でも、つまり補
正光学系806の手振れ補正限界の手振れが生じた場合
でも、t1 時間以上中点と交わらないということはな
い。また、範囲12,22に対しt2 時間を、範囲1
3、23に対しt3 時間を、角変位信号が留まる限界時
間と定めると、最速でt3 の時間でパンニング動作であ
ることを検知し得る。
【0039】次に、この実施例におけるパンニング判別
手段803をマイクロコンピュ−タにて構成した場合に
おける動作について、図5のフロ−チャ−トにより説明
する。 [ステップ201] 積分手段802を介する角速度検
出手段801からの角変位信号をA/D変換等で取り込
む。 [ステップ202] 前記取り込んだ角変位信号が図4
の第11の範囲内に存在するか否かを判別し、第11の
範囲内に存在すればステップ203へ進み、そうでなけ
れば、つまり第21の範囲内であればステップ213へ
進む。 [ステップ203] 他方の範囲(第21の範囲、範囲
22、及び範囲23)にに留まっている時間を示すカウ
ンタ21、22、23をリセットする。 [ステップ204] 第11の範囲に留まっていること
を示すカウンタ11の内容に「1」を加算する。 [ステップ205] ここでは前記カウンタ11のカウ
ント値がパンニング動作と判別する、図4に示すt1
間を表すカウント数に達したか否かを判別し、達してい
なければステップ206へ進み、達していればステップ
212へ進む。 [ステップ206] 第11の範囲内に含まれる範囲1
2内に角変位信号が存在するか否かを判別し、存在して
いなければステップ202へ戻り、存在していればステ
ップ207へ進む。 [ステップ207] 範囲12に留まっていることを示
すカウンタ12の内容に「1」を加算する。 [ステップ208] ここでは前記カウンタ12のカウ
ント値がパンニング動作と判別する、図4に示すt2
間を表すカウント数に達したか否かを判別し、達してい
なければステップ209へ進み、達していればステップ
212へ進む。 [ステップ209] 第11の範囲内に含まれる範囲1
3内に角変位信号が存在するか否かを判別し、存在して
いなければステップ202へ戻り、存在していればステ
ップ210へ進む。 [ステップ210] 範囲13に留まっていることを示
すカウンタ13の内容に「1」を加算する。 [ステップ211] ここでは前記カウンタ13のカウ
ント値がパンニング動作と判別する、図4に示すt3
間を表すカウント数に達したか否かを判別し、達してい
なければステップ202へ戻り、達していればステップ
212へ進む。
【0040】前記ステップ205,208、或は、ステ
ップ211においてカウント値が所定のカウント数に達
したと判別した場合は、前述したようにステップ212
へ進む。 [ステップ212] ここではパンニングモ−ドのフラ
グをセットする。
【0041】また、前述した様に、ステップ202にお
いて取り込んだ角変位信号が図4の第11の範囲内に存
在せず、第21の範囲内であればステップ213へ進
む。 [ステップ213] 他方の範囲(第11の範囲、範囲
12、及び範囲13)にに留まっている時間を示すカウ
ンタ11、12、13をリセットする。 [ステップ214] 第21の範囲に留まっていること
を示すカウンタ21の内容に「1」を加算する。 [ステップ215] ここでは前記カウンタ21のカウ
ント値がパンニング動作と判別する、図4に示すt1
間を表すカウント数に達したか否かを判別し、達してい
なければステップ216へ進み、達していればステップ
222へ進む。 [ステップ216] 第21の範囲内に含まれる範囲2
2内に角変位信号が存在するか否かを判別し、存在して
いなければステップ202へ戻り、存在していればステ
ップ217へ進む。 [ステップ217] 範囲22に留まっていることを示
すカウンタ22の内容に「1」を加算する。 [ステップ218] ここでは前記カウンタ22のカウ
ント値がパンニング動作と判別する、図4に示すt2
間を表すカウント数に達したか否かを判別し、達してい
なければステップ219へ進み、達していればステップ
222へ進む。 [ステップ219] 第21の範囲内に含まれる範囲2
3内に角変位信号が存在するか否かを判別し、存在して
いなければステップ202へ戻り、存在していればステ
ップ220へ進む。 [ステップ220] 範囲23に留まっていることを示
すカウンタ23の内容に「1」を加算する。 [ステップ221] ここでは前記カウンタ23のカウ
ント値がパンニング動作と判別する、図4に示すt3
間を表すカウント数に達したか否かを判別し、達してい
なければステップ202へ戻り、達していればステップ
222へ進む。
【0042】前記ステップ215,218、或は、ステ
ップ221においてカウント値が所定のカウント数に達
したと判別した場合は、前述したようにステップ222
へ進む。 [ステップ222] ここではパンニングモ−ドのフラ
グをセットする。
【0043】マイクロコンピュ−タによる割り込み処理
等で一定時間間隔で上記のような処理を行えば、前述の
ように時間とカウント数は等価と考えてよいので、時間
をカウント数で処理できる。
【0044】なお、上記の範囲の分割を、時間を基準に
して分割してもよい。この場合、検知時間を任意に設定
できる。
【0045】以上の各実施例によれば、手振れの周波数
は0.5〜数10Hzと見なせるが、この手振れ状態に
おいて、角速度検出手段801の出力信号は、通常、一
定時間内に中央点(振れ信号=0となる点)を交叉して
いる筈である。そこで、一定時間内に中央点と交叉しな
い場合、言換えれば、一定時間以上同一方向の手振れ信
号が継続した場合には、パンニング動作を行っていると
判別するようにしている。よって、パンニング動作であ
ることを自動的判別でき、このパンニング動作の操作性
を向上させることができる。このことより、画像の品位
の低下を招いたり、撮影者に不快感を与えるといったこ
とを防止できる。
【0046】(変形例)本実施例においては、パンニン
グ動作の検知を行うための対象信号として、角速度検出
手段810にて得られる角速度(変位)信号、つまりは
手振れ信号を見ている例を示したが、これに限定される
ものではなく、補正光学系角変位検出手段807の出力
である補正光学系806の角変位信号を取り入れること
により、同様の判別が可能であることは云うまでもない
であろう。
【0047】また、パンニング判別手段803に、角変
位信号が中央点を一定時間内に所定回数交叉したことを
判別することにより、パンニング動作の終了であること
を判別し、通常の防振動作へと移行させるような構成に
することも可能であり、このようにすることにより、撮
影者に違和感を与えることなく、パンニング動作から通
常の防振動作へと極めて円滑に撮影動作を継続させるこ
とが可能となる。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
振れ検出手段からの信号が所定時間同一方向の振れ信号
であることにより、画角変更動作中であることを検知す
る画角変更動作検知手段を設け、また、変位検出手段か
らの信号が所定時間同一方向の変位信号であることによ
り、画角変更動作中であることを検知することのできる
画角変更動作検知手段を設け、パンニング等の画角変更
動作以外においては、振れ検出手段、或は、変位検出手
段からの信号が所定時間同一方向の振れ信号、或は、変
位信号となることはない事から、もしこのような信号が
発生した場合には、画角変更動作が行われたと検知する
ようにしている。
【0049】よって、画角変更動作であることの判別を
自動的に且つ確実に行い、この動作への応答性を向上さ
せ、画像の品位の低下を招いたり、撮影者に不快感を与
えるといったことを防止することが可能となる。
【0050】また、画角変更動作検知手段内に、振れ検
出手段から一定時間内に振れ量が「0」を表す信号が少
なくとも1回出力されることにより、画角変更動作の終
了を検知する検知手段を設け、或は、画角変更動作検知
手段内に、変位検出手段から一定時間内に変位が「0」
を表す信号が少なくとも1回出力されることにより、画
角変更動作の終了を検知する検知手段を設け、画角変更
動作と検知した後において、一定時間内に少なくとも1
回振れ量が、或は、変位が「0」を表す信号が出力され
た場合には、画角変更動作が終了であると検知するよう
にしている。
【0051】よって、画角変更動作の終了であることの
判別を自動的に且つ確実に行い、この動作から通常の防
振動作への移行を円滑に行わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例装置における回路ブロックを示
す図である。
【図2】本発明の第1の実施例におけるパンニング動作
検知について説明する図である。
【図3】本発明の第1の実施例におけるパンニング動作
検知の動作を示すフロ−チャ−トである。
【図4】本発明の第2の実施例におけるパンニング動作
検知について説明する図である。
【図5】本発明の第2の実施例におけるパンニング動作
検知の動作を示すフロ−チャ−トである。
【図6】従来の防振装置の概略構成を示す図である。
【図7】従来の防振装置の信号波形を示す図である。
【図8】図6の積分器及びHPFの構成を示す回路図で
ある。
【符合の説明】
801 角速度検出手段 802 積分手段 803 パンニング検知手段 806 補正光学系

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学機器に加わる振動を検出する振れ検
    出手段と、前記振動による光学機器の光軸の振れを補正
    する補正光学系と、該補正光学系の可動中心よりの変位
    を検出する変位検出手段と、前記振れ検出手段及び前記
    変位検出手段それぞれの出力信号から前記補正光学系の
    駆動量を演算する演算手段とを備えた像振れ防止装置に
    おいて、前記振れ検出手段からの信号が所定時間同一方
    向の振れ信号であることにより、画角変更動作中である
    ことを検知する画角変更動作検知手段を設けたことを特
    徴とする像振れ防止装置。
  2. 【請求項2】 画角変更動作検知手段内に、振動検出手
    段から一定時間内に振れ量が「0」を表す信号が少なく
    とも1回出力されることにより、画角変更動作の終了を
    検知する検知手段を具備したことを特徴とする請求項1
    記載の像振れ防止装置。
  3. 【請求項3】 光学機器に加わる振動を検出する振れ検
    出手段と、前記振動による光学機器の光軸の振れを補正
    する補正光学系と、該補正光学系の可動中心よりの変位
    を検出する変位検出手段と、前記振れ検出手段及び前記
    変位検出手段それぞれの出力信号から前記補正光学系の
    駆動量を演算する演算手段とを備えた像振れ防止装置に
    おいて、前記変位検出手段からの信号が所定時間同一方
    向の変位信号であることにより、画角変更動作中である
    ことを検知する画角変更動作検知手段を設けたことを特
    徴とする像振れ防止装置。
  4. 【請求項4】 画角変更動作検知手段内に、変位検出手
    段から一定時間内に変位が「0」を表す信号が少なくと
    も1回出力されることにより、画角変更動作の終了を検
    知する検知手段を具備したことを特徴とする請求項3記
    載の像振れ防止装置。
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