JPH11220652A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JPH11220652A JPH11220652A JP10020938A JP2093898A JPH11220652A JP H11220652 A JPH11220652 A JP H11220652A JP 10020938 A JP10020938 A JP 10020938A JP 2093898 A JP2093898 A JP 2093898A JP H11220652 A JPH11220652 A JP H11220652A
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Abstract
で高画質撮像ができる範囲が十分でない。 【解決手段】 撮像手段107への入射光量を決定する
絞り開口の大きさを変更する絞り手段106と、絞り開
口全体を覆う挿入位置と絞り開口全体から待避する待避
位置との間で移動する減光フィルタ104と、撮像手段
を通じて検出された被写体照度に応じて絞り手段を制御
するとともに減光フィルタの移動を制御する制御手段1
10とを有する撮像装置において、制御手段に、減光フ
ィルタが待避位置に位置した状態で絞り開口の大きさが
第1所定値になったときは、減光フィルタを挿入位置に
移動させると同時に絞り手段に絞り開口を第1所定値よ
り大きくさせる制御を行わせる。
Description
ィルタとを有する撮像装置に関するものである。
り、被写体照度が高い海岸や雪山などで撮影する場合に
は、カメラの絞りが小絞りになっても適正な露出が得ら
れるように絞り羽根に減光フィルタ(以下、NDフィル
タという)を貼り付けて用いる手法が用いられてきた。
いられてきた絞り羽根の構造と動作を示す。この図にお
いて、901,902は絞り羽根、903は絞り羽根9
01に取り付けられたNDフィルタである。また、90
4は撮像光学系の絞り羽根付近の光路径を示す。この図
から分かるように、被写体照度が大きくなるにしたがっ
て、絞り径が開放の状態(a)から小絞り状態(d)に
変化する。
来の撮像装置においては、絞り径が図9(d)に示すよ
うな小絞りになったときには絞り羽根901に貼り付け
たNDフィルタ903の効果が得られるが、絞り径がN
Dフィルタ903の径よりも大きくなると、図9(c)
に示すようにNDフィルタ903と絞り羽根902との
間の隙間aを通過する光と、NDフィルタ903を通過
する光との光束の差によりシェーディングや回折が発生
し、画質が劣化するという問題がある。
照度と絞り径との関係を示す。この図から分かるよう
に、被写体照度が明るくなるにしたがって絞り径が小さ
くなり、所定の明るさP1になった時点で絞り径が回折
を起こす限界まで小さくなってしまう。しかし、その前
の明るさP0の時点で絞り径が図9(c)に示す大きさ
になるため、前述したシェーディングや回折等の問題が
発生してしまう。
1に固定されているため、図9(a),(b)に示すよ
うに、絞りが充分に開いている場合でもNDフィルタ9
03が光路内に存在し、撮像した映像のボケ味が悪くな
る等の問題もある。
の線図からも分かるように、NDフィルタ903により
絞り開口を覆ったとしても、高画質で撮像可能な被写体
照度の明るい側への範囲の拡大効果が十分に得られない
という欠点もある。
するため、本願第1の発明では、撮像手段への入射光量
を決定する絞り開口の大きさを変更する絞り手段と、絞
り開口全体を覆う挿入位置と絞り開口全体から待避する
待避位置との間で移動する減光フィルタと、撮像手段を
通じて検出された被写体照度に応じて絞り手段を制御す
るとともに減光フィルタの移動を制御する制御手段とを
有する撮像装置において、制御手段に、減光フィルタが
待避位置に位置した状態で絞り開口の大きさが第1所定
値になったときは、減光フィルタを挿入位置に移動させ
ると同時に絞り手段に絞り開口を第1所定値より大きく
させる制御を行わせるようにしている。
位置に位置した状態で絞り開口の大きさが第1所定値よ
りも大きい第2所定値になったときは、減光フィルタを
前記待避位置に移動させると同時に絞り手段に絞り開口
を第2所定値より小さくさせる制御を行わせるようにす
るのが望ましい。
ィルタと絞り羽根との隙間の部分を通過する光と減光フ
ィルタの部分を通過する光の光束の差によってシェーデ
ィングや回折が発生することを防止することが可能にな
る。しかも、減光フィルタが待避位置にある状態で絞り
開口が回折限界に近い第1所定値になると減光フィルタ
を挿入位置に移動させるとともに絞り開口を大きくする
ため、その後に絞り開口を小さくすることができる量を
大きくでき、高画質撮像可能な被写体照度の明るい側の
範囲を従来に比べて大きく広げることができる。
入射光量を決定する絞り開口の大きさを変更する絞り手
段と、絞り開口全体を覆う挿入位置と絞り開口全体から
待避する待避位置との間で移動する減光フィルタと、撮
像手段を通じて検出された被写体照度に応じて絞り手段
を制御するとともに撮像手段の撮像時間および減光フィ
ルタの移動を制御する制御手段とを有する撮像装置にお
いて、制御手段に、減光フィルタが待避位置に位置し、
かつ露出時間が所定高速秒時である状態で絞り開口の大
きさが第1所定値になったときは、減光フィルタを挿入
位置に移動させると同時に露出時間を所定高速秒時より
低速にする制御を行わせるようにしている。
位置に位置し、かつ露出時間が所定高速秒時より低速で
ある状態で絞り開口の大きさが第1所定値となったとき
は、被写体照度が高くなるに従って、絞り開口の大きさ
を第1所定値に維持したまま露出時間を所定高速秒時に
向かって高速にする制御を行われるようにしている。さ
らに、制御手段には、減光フィルタが挿入位置に位置
し、かつ露出時間が所定低速秒時である状態で絞り開口
の大きさが第1所定値よりも大きい第2所定値になった
ときは、減光フィルタを待避位置に移動させると同時に
露出時間を所定低速秒時より高速にする制御を行わせる
ようにしている。
置に位置し、かつ露出時間が所定低速秒時より高速であ
る状態で絞り開口の大きさが第2所定値になったとき
は、被写体照度が低くなるに従って、絞り開口の大きさ
を第2所定値に維持したまま露出時間を所定低速秒時に
向かって低速にする制御を行わせるようにしている。
ィルタと絞り羽根との隙間の部分を通過する光と減光フ
ィルタの部分を通過する光の光束の差によってシェーデ
ィングや回折が発生することを防止することが可能にな
る。しかも、減光フィルタが待避位置にある状態で絞り
開口が回折限界に近い第1所定値になったときには、露
出時間を所定高速秒時まで高速にする制御を行った上で
減光フィルタを挿入位置に移動させるとともに露出時間
を低速にするようにしているので、上記露出時間の制御
を行う分、高画質撮像可能な被写体照度の明るい側の範
囲を従来に比べて広げることができる。
を待避位置から挿入位置に移動させるときの被写体照度
を、減光フィルタを挿入位置から待避位置に移動させる
ときの被写体照度よりも高くして、ヒステリシスを持た
せることにより、減光フィルタの移動制御や撮像時間の
変化が頻繁に起こることを防止するのが望ましい。
明の第1実施形態である撮像装置を示している。この図
において、100は撮像光学系の光軸、101,102
は撮像光学系レンズである。光軸101上には、NDフ
ィルタ駆動部103により挿入・待避されるNDフィル
タ(減光フィルタ)104と、絞り駆動部105により
制御される絞り装置106とが配置されている。なお、
NDフィルタ104と絞り装置106とは互いに独立し
て制御される。
像素子107上に結合される。そして、撮像素子107
からの信号は映像信号処理回路108において標準テレ
ビジョン信号に変換され、図示しない外部の記録部やテ
レビジョンモニタ等に出力される。なお、撮像素子10
7には映像信号処理回路108からの制御信号により撮
像素子107のシャッタースピード(撮像時間)を可変
できる撮像素子駆動回路109が接続されている。
回路108から被写体の輝度信号が入力される。また、
絞り径検出部111からは現在の絞り径(絞り値)を示
す信号が入力される。光量制御部110はこれらの信号
に応じて適切な絞り制御信号、NDフィルタ制御信号を
図3に示すプログラム線図から読み出して、各制御部に
出力する。また、光量制御部110は、輝度信号や絞り
値信号に応じてシャッタースピードを不図示のプログラ
ム線図から読み出して、映像信号処理回路108にシャ
ッタースピード制御信号を出力する。映像信号処理回路
108は入力されたシャッタースピード制御信号に従
い、撮像素子駆動回路109を駆動して撮像素子107
のシャッタースピードを決定する。
て、本実施形態における光量制御部110の動作を説明
する。まずステップS201では、光量制御部110内
のマイクロコントローラおよび周辺回路の初期化を行
う。次にステップS202で、映像信号処理回路108
から1フィールドごとに入力される輝度信号が所定の明
るさになるように絞り装置106のフィードバック制御
を行う。
部111からの現在の絞り径情報Rとフィルタ待避径R
2(第2所定値)とを比較する。被写体照度が低く現在
の絞り径Rがフィルタ待避径R2以上であると判断した
場合には、ステップS204に進んで、NDフィルタ1
04が挿入されているかどうかを確認する。
は、ステップS205に進んで、NDフィルタ104の
待避(取り出し)移動を行う制御信号をNDフィルタ駆
動部103に出力すると同時にステップS206にてN
Dフィルタ104の待避により増加した光量分に相当す
る量DR2だけ絞り装置106を閉じる処理を絞り駆動
部105に対して行う。
104が待避していると確認した場合は、ステップS2
02に戻り、次回の露出制御動作を行う。
径Rがフィルタ待避径R2より小さいと判断した場合に
は、ステップS207に進み、現在の絞り径Rとフィル
タ挿入径R1(第1所定値)との比較を行う。被写体照
度が高く現在の絞り径Rがフィルタ挿入径R1以下と判
断した場合は、ステップS208に進み、NDフィルタ
104が挿入されているかどうかを確認する。NDフィ
ルタ104が待避していることが確認されたときは、ス
テップS209に進み、NDフィルタ104を挿入する
制御信号をNDフィルタ駆動部103に出力すると同時
に、ステップS210にてNDフィルタ104の挿入に
より減少した光量分に相当する量DR1分だけ絞り装置
106を開く処理を絞り駆動部105に対して行う。
104が挿入されていると確認した場合は、ステップS
202に戻り、次回の露出制御動作を行う。
説明する。なお、図4において、201,202は絞り
装置106内の絞り羽根である。初期状態において被写
体照度が低く絞り装置106の絞り径が全開Rmaxで
あるとき、絞り開口の形状は図4(a)に示すように開
放状態になる。
2に近づいていくと、絞り装置106は徐々に閉じてい
き、絞り径はフィルタ挿入径R1に近くなり、絞り開口
の形状は図4(b)〜(c)に示すように変化する。な
お、このときは、絞り開口部分にはNDフィルタ104
は全く入りこんでいない。
なり、絞り径がフィルタ挿入径R1に達すると、図2の
ステップS207〜S210の処理により絞り開口を完
全に覆うようにNDフィルタ104が挿入されると同時
に絞り径もDR1分開いてR2′となり、図4(d)に
示す状態になる。
置106は再び閉じていき、図4(e)に示す状態にな
る。
度が徐々に低くなると、NDフィルタ104が挿入され
たまま照度がP3(<P2)付近まで絞りが開く制御が
行われ、図4(d′)の状態になる。
がR2′より若干大きいR2に達すると、NDフィルタ
104が絞り開口を覆う位置から完全に待避すると同時
に絞り径がDR2分閉じてR1より若干大きいR1′と
なり、図4(c’)の状態になる。
ば、NDフィルタ104を絞り開口に対して完全に覆う
位置(挿入位置)と完全に待避する位置(待避位置)と
でのみ移動制御することにより、NDフィルタ104が
不完全に絞り開口を覆う状態をなくし、回折やシェーデ
ィングを防止して撮像画質を向上させることができる。
る状態で絞り開口がフィルタ挿入径R1まで小さくなる
と、NDフィルタ104を挿入位置に移動させるととも
に絞り開口を大きくするので、広い被写体照度の範囲で
回折等を生じさせずに撮像を行うことができる。なお、
NDフィルタ104として光透過率が低いものを用いる
ことにより、回折限界絞り径になる被写体照度をより高
くして、より広い照度範囲で撮像を行えるようにするこ
とも可能である。
ら挿入位置に移動させるときの被写体照度P2を、挿入
位置から待避位置に移動させるときの被写体照度P3よ
りも高くしてヒステリシスを持たせているので、これら
照度の付近でNDフィルタ104の移動が頻繁に起こる
ことを防止できる。
実施形態である撮像装置(光量制御部)の動作フローチ
ャートを示している。なお、本実施形態の撮像装置の基
本構成は、第1実施形態の撮像装置とほぼ同じであるの
で、共通構成要素には第1実施形態と同符号を付す。
・待避と同時に撮像素子107のシャッタースピード
(撮像時間)の増減を行うようにした点で第1実施形態
と異なる。また、本実施形態の場合、光量制御部110
は、被写体の輝度信号や絞り値信号に応じてシャッター
スピードを図6のプログラム線図から読み出して、映像
信号処理回路108にシャッタースピード制御信号を出
力する。
は、光量制御部110内のマイクロコントローラおよぴ
周辺回路の初期化を行う。次にステップS502で、映
像信号処理回路108から1フィールドごとに入力され
る輝度信号が所定の明るさになるように絞り装置106
のフィードバック制御を行う。
部111からの現在の絞り径情報Rとフィルタ待避径R
3(第2所定値)とを比較する。被写体照度が低く現在
の絞り径Rがフィルタ待避径R3以上であると判断した
場合には、ステップS504に進んで、NDフィルタ1
04が挿入されているかどうかを確認する。なお、図6
のプログラム線図から分かるように、絞り径Rがフィル
タ待避径R3以上であるときはシャッタースピードが1
/60秒(所定低速秒時)に設定される。
は、ステップS505に進んで、NDフィルタ104の
待避(取り出し)移動を行う制御信号をNDフィルタ駆
動部103に出力すると同時にステップS506にてN
Dフィルタ104の待避により増加した光量分、撮像素
子107のシャッタースピードを上げて1/500秒に
設定する(撮像時間を高速秒時にする)処理を映像信号
処理回路108に対して行う。映像信号処理回路108
は、入力されたシャッタースピードになるように撮像素
子駆動回路109を駆動する。
500秒に上げる場合について説明したが、適正な露出
になるのであれば特に1/500秒でなくてもよい。
104が待避している場合、すなわち図6に示すP8よ
りも照度が低い場合は、ステップS507に進んで、現
在の撮像素子107のシャッタースピードが1/60秒
より高速かどうかを判断する。
ップS508に進んで、被写体照度の低下に応じてシャ
ッタースピードを徐々に低速にしていく制御を行う。こ
の場合、被写体照度が図6に示すP7からP8の照度ま
で徐々に低下していく間、ステップS502の露出制御
動作では、絞り径をR3に維持したままで露出制御を行
うことになる。
S502に戻り、絞り径を変化させて露出制御動作を行
う。
3にて、現在の絞り径Rがフィルタ待避径R3より小さ
いと判断した場合には、ステップS509に進み、現在
の絞り径Rとフィルタ挿入径R1(第1所定値)との比
較を行う。被写体照度が高く絞り径RがR1以下である
と判断した場合は、ステップS510に進み、現在の撮
像素子107のシャッタースピードが1/500秒(所
定高速秒時)より低速どうかを判断する。
ップS511に進み、NDフィルタ104が挿入されて
いるかどうかを判断する。NDフィルタが挿入されてい
ない場合は、ステップS5112進んでシャッタースピ
ードを徐々に高速にする。この場合、被写体照度が図6
に示すP5からP6まで徐々に高くなっていく間、ステ
ップS502の露出制御動作では、絞り径をR1に維持
したままで露出制御を行うことになる。
7のシャッタースピードが1/500秒になっていると
判断した場合には、ステップS513に進んで、NDフ
ィルタ104が挿入されているかどうかを確認する。N
Dフィルタ104が待避している場合は、ステップS5
14にてNDフィルタ104を挿入する制御信号をND
フィルタ駆動部103に出力すると同時にステップS5
15にて、NDフィルタ104が挿入されて光量が減少
した分だけ撮像素子107のシャッタースピードを低く
して、1/60秒に戻す制御を行う。
60秒に下げる場合について説明したが、適正な露出に
なるのであれば特に1/60秒でなくてもよい。
が挿入されている場合、すなわち被写体照度が図6に示
すP1よりも高い場合は、ステップS502に戻り、絞
り径を変化させて露出制御動作を行う。
説明する。初期状態において被写体照度が低く絞り装置
106の絞り径が全開Rmaxであるとき、絞り開口の
形状は図7(a)に示すように開放状態になる。被写体
照度が徐々に高くなって図6のP8に達するまでは、絞
り径Rがフィルタ待避径R3以上であるので、ステップ
S502→S503→S504→S507→S509→
S502という順序で動作し、シャッタースピードが1
/60秒に設定された状態で絞り装置106が徐々に閉
じていく。このとき、絞り開口の形状は図7(b)のよ
うにうになる。被写体照度がP8を超えてP5に近づい
ていくと、絞り径Rがフィルタ待避径R3より小さく、
フィルタ挿入径R1より大きいため、ステップS502
→S503→S509→S502という順序で動作し、
シャッタースピードが1/60秒のままで絞り径がR1
になるまで徐々に閉じていく。
では、絞り径Rがフィルタ挿入径R1になり、NDフィ
ルタ104が待避位置にあり、かつシャッタースピード
が1/500秒より低速であるため、ステップS502
→S503→S509→S510→S511→S512
→S502という順序で動作し、絞り径をR1に維持し
たままで露出の制御を行い、絞り開口の形状は図7
(c)のようになる。
シャッタースピードが1/500秒に達するため、ステ
ップS510→S513→S514→S515→S50
2の順序で動作し、NDフィルタ104が挿入されてシ
ャッタースピードも1/60秒になり、絞り開口の形状
は図7(d)のようになる。
106をさらに閉じる制御を行い、絞り開口の形状は図
7(e)のようになる。
くなる場合は、NDフィルタ104が挿入されているた
めにシャッタースピードは1/60秒のまま、絞り径が
R3になるまで(照度がP7に達するまで)絞り径が開
いていき、絞り開口の形状は図7(d’)のようにな
る。
ると、絞り径はR3より大きくなろうとするため、ステ
ップS503→S504→S505→S506→S50
2の順序で動作し、NDフィルタ104が待避するとと
もに、シャッタースピードが1/500秒になる。
ャッタースピードが1/60秒に下がるまで絞り径はR
3に維持され、絞り開口の形状は図7(c′)のように
なる。
度が変化した場合について説明する。例えば図6のP9
まで被写体照度が高くなっていき、図6中の点PM1に
なった時点で照度が低く変化した場合を例に説明する。
点PM1における絞り径はR1でシャッタースピードは
1/400秒である。ここで照度が暗くなり、P10に
なると、シャッタースピードは1/400のままで、絞
り径がR3になるまで絞り装置106が開いていき、点
PN1の状態になる。さらにP11まで暗くなると、絞
り径はR3のままでシャッタースピードが1/250秒
まで徐々に低くなるように制御される(点PN2)。照
度がP11まで下がり、再び照度が高くなると、点PN
2からシャッタースピードは1/250秒のままで絞り
径がR1になる点PM2まで絞り径が小さくなように制
御される。
ば、NDフィルタ104を絞り開口に対して完全に覆う
位置(挿入位置)と完全に待避する位置(待避位置)と
でのみ移動制御することにより、NDフィルタ104が
不完全に絞り開口を覆う状態をなくし、回折やシェーデ
ィングを防止して撮像画質を向上させることができる。
る状態で絞り開口がフィルタ挿入径R1まで小さくな
り、かつシャッタースピードが1/500秒まで高速に
なると、NDフィルタ104を挿入位置に移動させると
ともにシャッタースピードを1/60秒まで低速にする
ので、広い被写体照度の範囲で回折等を生じさせずに撮
像を行うことができる。
ィルタ104の挿入・待避に伴って絞り径を大きく変化
させているが、本実施形態では、そのような絞り径の大
きな変化をなくすことも可能になる。
ら挿入位置に移動させるときの被写体照度P6を、挿入
位置から待避位置に移動させるときの被写体照度P7よ
りも高くしてヒステリシスを持たせているので、これら
照度の付近でシャッタースピードの大きな変化が頻繁に
起こることを防止できる。
2の発明によれば、従来の問題であった減光フィルタと
絞り羽根との隙間の部分を通過する光と減光フィルタの
部分を通過する光の光束の差によってシェーディングや
回折が発生することを防止できる。しかも、被写体照度
の明るい側において従来より広い範囲で高画質の撮像を
行うことができる。
を待避位置から挿入位置に移動させるときの被写体照度
を、減光フィルタを挿入位置から待避位置に移動させる
ときの被写体照度よりも高くして、ヒステリシスを持た
せれば、減光フィルタの移動制御や撮像時間の変化が頻
繁に起こることを防止することができ、使い勝手のよい
撮像装置を実現することができる。
ク図。
作を示すフローチャート。
図。
とNDフィルタの動作を示す説明図。
御部の動作を示すフローチャート。
図。
とNDフィルタの動作を示す説明図。
タの動作を示す説明図。
Claims (8)
- 【請求項1】 撮像手段への入射光量を決定する絞り開
口の大きさを変更する絞り手段と、絞り開口全体を覆う
挿入位置と絞り開口全体から待避する待避位置との間で
移動する減光フィルタと、前記撮像手段を通じて検出さ
れた被写体照度に応じて前記絞り手段を制御するととも
に前記減光フィルタの移動を制御する制御手段とを有す
る撮像装置において、 前記制御手段は、前記減光フィルタが前記待避位置に位
置した状態で絞り開口の大きさが第1所定値になったと
きは、前記減光フィルタを前記挿入位置に移動させると
同時に前記絞り手段に絞り開口を前記第1所定値より大
きくさせる制御を行うことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項2】 前記制御手段は、前記減光フィルタが前
記挿入位置に位置した状態で絞り開口の大きさが前記第
1所定値よりも大きい第2所定値になったときは、前記
減光フィルタを前記待避位置に移動させると同時に前記
絞り手段に絞り開口を前記第2所定値より小さくさせる
制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装
置。 - 【請求項3】 撮像手段への入射光量を決定する絞り開
口の大きさを変更する絞り手段と、絞り開口全体を覆う
挿入位置と絞り開口全体から待避する待避位置との間で
移動する減光フィルタと、前記撮像手段を通じて検出さ
れた被写体照度に応じて前記絞り手段を制御するととも
に前記撮像手段の撮像時間および前記減光フィルタの移
動を制御する制御手段とを有する撮像装置において、 前記制御手段は、前記減光フィルタが前記待避位置に位
置し、かつ露出時間が所定高速秒時である状態で絞り開
口の大きさが第1所定値になったときは、前記減光フィ
ルタを前記挿入位置に移動させると同時に露出時間を前
記所定高速秒時より低速にする制御を行うことを特徴と
する撮像装置。 - 【請求項4】 前記制御手段は、前記減光フィルタが前
記待避位置に位置し、かつ露出時間が前記所定高速秒時
より低速である状態で絞り開口の大きさが第1所定値と
なったときは、被写体照度が高くなるに従って、絞り開
口の大きさを前記第1所定値に維持したまま露出時間を
前記所定高速秒時に向かって高速にする制御を行うこと
を特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 【請求項5】 前記制御手段は、前記減光フィルタが前
記挿入位置に位置し、かつ露出時間が所定低速秒時であ
る状態で絞り開口の大きさが前記第1所定値よりも大き
い第2所定値になったときは、前記減光フィルタを前記
待避位置に移動させると同時に露出時間を前記所定低速
秒時より高速にする制御を行うことを特徴とする請求項
4に記載の撮像装置。 - 【請求項6】 前記制御手段は、前記減光フィルタが前
記待避位置に位置し、かつ露出時間が前記所定低速秒時
より高速である状態で絞り開口の大きさが前記第2所定
値になったときは、被写体照度が低くなるに従って、絞
り開口の大きさを前記第2所定値に維持したまま露出時
間を前記所定低速秒時に向かって低速にする制御を行う
ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 【請求項7】 前記第1所定値が、前記絞り手段の回折
限界値よりも大きいことを特徴とする請求項1から6の
いずれかに記載の撮像装置。 - 【請求項8】 前記制御手段は、前記減光フィルタを前
記待避位置から前記挿入位置に移動させるときの被写体
照度を、前記減光フィルタを前記挿入位置から前記待避
位置に移動させるときの被写体照度よりも高くしたこと
を特徴とする請求項2、5又は6に記載の撮像装置。
Priority Applications (2)
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