JP2008225141A - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、色温度の調整可能な照明光を出力する発光部が接続され、前記照明光を被写体に照射して前記被写体の画像を撮像する撮像装置及び撮像方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method, to which a light emitting unit that outputs illumination light whose color temperature can be adjusted is connected, and that illuminates the subject with the illumination light and images the subject.
デジタルスチルカメラを用いて夜間等の露光量が不足する状況下で写真撮影を行う場合、カメラに接続された発光部から照明光を被写体に照射することが行われる。 When a photograph is taken using a digital still camera under a situation where the amount of exposure is insufficient, such as at night, the illumination light is emitted from a light emitting unit connected to the camera.
この場合、発光部がキセノン管等で構成されていると、出力される照明光が日中の太陽光に近い色温度であるため、例えば、夕方等の撮影や室内照明下での撮影を行う場合、被写体の色が不自然となり、撮影時の雰囲気が損なわれる欠点が生じてしまう。 In this case, if the light emitting unit is composed of a xenon tube or the like, the output illumination light has a color temperature close to that of sunlight in the daytime. For example, shooting in the evening or shooting under room lighting is performed. In such a case, the color of the subject becomes unnatural, which causes a disadvantage that the atmosphere during shooting is impaired.
そこで、発光部をR、G、BのLEDによって構成し、各LEDの光量比を調整することで、所望の色温度からなる照明光を被写体に照射できるようにしたフラッシュ装置が開発されている(特許文献1、2参照)。
Therefore, a flash device has been developed in which the light emitting unit is configured by R, G, and B LEDs, and the illumination light having a desired color temperature can be irradiated to the subject by adjusting the light quantity ratio of each LED. (See
特許文献1に開示された技術では、撮像装置のレリーズスイッチが半押しされたとき、撮像装置に接続された発光部が有する色温度センサを用いて被写界の色温度を検出し、その色温度となるように、R、G、BのLEDの光量比を制御している。
In the technique disclosed in
また、特許文献2に開示された技術では、撮像装置により取得した被写体の画像に基づいて被写界の色温度を算出し、その色温度となるように、撮像装置に接続された発光部のR、G、BのLEDの光量比を制御している。
Further, in the technique disclosed in
しかしながら、これらの従来技術では、色温度を測定するタイミングと、被写体の撮影を行うタイミングとの関連性が明確でないため、例えば、色温度を測定してから撮影を行うまでの時間間隔が長くなると、撮影時における被写界の色温度に対応した照明光を被写体に照射できなくなるおそれがある。 However, in these conventional techniques, since the relationship between the timing for measuring the color temperature and the timing for shooting the subject is not clear, for example, when the time interval from the measurement of the color temperature to the shooting is increased. The illumination light corresponding to the color temperature of the object scene at the time of shooting may not be able to be applied to the subject.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、被写体を照明する光源の色温度に高精度に対応した照明光を被写体に照射して、良好な画像を撮像することのできる撮像装置及び撮像方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can illuminate a subject with illumination light corresponding to the color temperature of a light source that illuminates the subject with high accuracy, thereby capturing a good image. An object is to provide an imaging apparatus and an imaging method.
本発明の撮像装置は、色温度の調整可能な照明光を出力する発光部が接続され、前記照明光を被写体に照射して前記被写体の画像を撮像する撮像装置において、
前記被写体の画像情報を取得する撮像部と、
前記撮像部により取得した前記被写体の画像情報に基づき、前記被写体を照明する光源の色温度情報を所定の時間間隔で算出する色温度情報算出部と、
算出された前記色温度情報を記憶する色温度情報記憶部と、
前記色温度情報記憶部に記憶された前記色温度情報に基づき、前記照明光の色温度を調整する色温度調整部と、
を備え、前記被写体の画像を撮像する際、前記被写体を照明する前記光源に係る前記色温度情報を前記色温度情報記憶部から読み出して前記照明光の色温度を調整し、調整された前記照明光を前記被写体に照射して前記被写体の画像を撮像することを特徴とする。
In the imaging apparatus of the present invention, a light emitting unit that outputs illumination light whose color temperature can be adjusted is connected, and the subject is irradiated with the illumination light to capture an image of the subject.
An imaging unit for acquiring image information of the subject;
A color temperature information calculation unit that calculates color temperature information of a light source that illuminates the subject at predetermined time intervals based on image information of the subject acquired by the imaging unit;
A color temperature information storage unit for storing the calculated color temperature information;
A color temperature adjusting unit that adjusts the color temperature of the illumination light based on the color temperature information stored in the color temperature information storage unit;
The color temperature information related to the light source that illuminates the subject is read from the color temperature information storage unit to adjust the color temperature of the illumination light, and the adjusted illumination An image of the subject is captured by irradiating the subject with light.
また、本発明の撮像方法は、色温度の調整可能な照明光を出力する発光部から前記照明光を被写体に照射して前記被写体の画像を撮像する撮像方法において、
前記被写体の画像情報を取得し、前記画像情報に基づいて前記被写体を照明する光源の色温度情報を所定の時間間隔で算出するステップと、
前記被写体の画像を撮像する際、前記被写体を照明する前記光源に係る前記色温度情報に基づき、前記照明光の色温度を調整するステップと、
調整された前記照明光を被写体に照射して前記被写体の画像を撮像するステップと、
からなることを特徴とする。
Further, the imaging method of the present invention is an imaging method for capturing an image of the subject by irradiating the subject with the illumination light from a light emitting unit that outputs illumination light with adjustable color temperature.
Obtaining image information of the subject and calculating color temperature information of a light source that illuminates the subject based on the image information at a predetermined time interval;
Adjusting the color temperature of the illumination light based on the color temperature information relating to the light source that illuminates the subject when capturing an image of the subject; and
Irradiating the subject with the adjusted illumination light to capture an image of the subject;
It is characterized by comprising.
この場合、所定の時間間隔で算出した色温度情報のうち、撮影の直前に算出された色温度情報を用いて照明光の色温度を調整することにより、良好な画像を撮像することができる。 In this case, a good image can be taken by adjusting the color temperature of the illumination light using the color temperature information calculated immediately before photographing among the color temperature information calculated at a predetermined time interval.
また、算出した複数の色温度情報の平均情報に基づいて照明光の色温度を調整することにより、例えば、撮像装置を移動させながら画像を撮像する場合においても、良好な画像を得ることができる。 Further, by adjusting the color temperature of the illumination light based on the average information of the calculated plurality of color temperature information, for example, even when an image is captured while moving the imaging device, a good image can be obtained. .
また、撮像部により取得して表示部に表示された画像情報に基づいて色温度情報を算出することにより、撮像される被写体に対応した高精度な色温度情報を得ることができる。 Also, by calculating the color temperature information based on the image information acquired by the imaging unit and displayed on the display unit, it is possible to obtain highly accurate color temperature information corresponding to the subject to be imaged.
なお、照明光を出力する発光部は、R、G、Bの3色の発光素子からなり、各発光素子から出力される照明光の光量比によって色温度を調整することができる。 The light emitting unit that outputs illumination light includes light emitting elements of three colors of R, G, and B, and the color temperature can be adjusted by the light quantity ratio of the illumination light output from each light emitting element.
本発明の撮像装置及び撮像方法では、撮像部によって取得した被写体の画像に基づき、所定の時間間隔で被写体を照明する光源の色温度情報を算出し、撮像する際の直前の色温度情報に従って照明光の色温度を調整することにより、被写体を照明する光源に対応して高精度に調整された照明光を被写体に照射し、良好な画像を撮像することができる。 In the imaging apparatus and imaging method of the present invention, the color temperature information of the light source that illuminates the subject is calculated at predetermined time intervals based on the image of the subject acquired by the imaging unit, and illumination is performed according to the color temperature information immediately before imaging. By adjusting the color temperature of the light, it is possible to illuminate the subject with illumination light adjusted with high accuracy corresponding to the light source that illuminates the subject, and to capture a good image.
図1は、本発明の撮像装置が適用されるデジタルスチルカメラ10の構成ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a digital
デジタルスチルカメラ10は、被写体の画像情報を取得する撮像部12と、デジタルスチルカメラ10に接続され、被写体に対して照明光を照射するフラッシュ装置14と、撮像部12及びフラッシュ装置14を制御する信号処理回路とを備えて構成される。なお、フラッシュ装置14は、デジタルスチルカメラ10に一体に組み込まれ、あるいは、着脱自在に構成することができる。
The
撮像部12は、撮影レンズ16と、被写体の画像情報を電気信号に変換する固体撮像素子18とを備え、撮影レンズ16及び固体撮像素子18間には、絞り20、赤外線カットフィルタ22及び光学ローパスフィルタ24が配設される。光学ローパスフィルタ24は、光情報に含まれるナイキスト周波数以上の空間周波数成分をカットするフィルタである。固体撮像素子18としては、画素をハニカム状又はベイヤ方式で配置した二次元CCDセンサや二次元CMOSセンサを用いることができる。
The
信号処理回路は、デジタルスチルカメラ10の全体を制御するCPU26を有する。CPU26には、操作部27が接続されており、操作部27を介して入力されたユーザからの指示情報に従い、撮像条件の設定を含む各種処理が実行される。CPU26は、フラッシュ装置14を制御し、被写体に後述する適正な色温度及び光量からなる照明光を照射するとともに、レンズ駆動部28を制御して撮影レンズ16を駆動することでAF制御を行い、絞り駆動部30を制御して絞り20を駆動することでAE制御を行う。また、CPU26は、撮像素子駆動部32を制御して固体撮像素子18を駆動し、撮影レンズ16を通して取得した被写体の画像情報からR、G、Bの色信号を得る。固体撮像素子18により取得したアナログ信号であるR、G、Bの色信号は、アナログ信号処理部34によって処理された後、A/D変換器36によりデジタル信号に変換される。
The signal processing circuit includes a
また、CPU26には、撮像部12によって取得したデジタル信号である画像情報や、後述する被写体の色温度情報等を記憶するメインメモリ38を制御するメモリ制御部40(色温度情報記憶部)、画像情報に対して所望のデジタル信号処理を行うことで、光源の色温度情報を算出するデジタル信号処理部42(色温度情報算出部)、画像情報の圧縮伸張処理を行う圧縮伸張処理部44、取得した画像情報をR、G、Bの色信号毎に積算してデジタル信号処理部42に供給する積算部46、着脱自在な記録媒体48を制御する外部メモリ制御部50、撮像部12によって取得した画像情報をリアルタイムで表示する液晶表示部52を制御する表示制御部54がそれぞれ接続される。
In addition, the
なお、上述した信号処理回路は、個々の回路素子によって構成してもよく、また、固体撮像素子18と同一の半導体基板上にLSI製造技術を用いて1つの固体撮像装置として構成してもよい。
The signal processing circuit described above may be configured by individual circuit elements, or may be configured as a single solid-state imaging device using LSI manufacturing technology on the same semiconductor substrate as the solid-
図2は、フラッシュ装置14の構成ブロック図である。フラッシュ装置14は、被写体に対して照明光を照射する発光部56と、被写体によって反射された照明光を受光する受光部58と、フラッシュ装置14の全体を制御するCPU60とを備える。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
CPU60は、コンバータ62を制御し、バッテリ64の電圧を昇圧してコンデンサ66を充電する。コンデンサ66には、R色の照明光を出力するLED68と、G色の照明光を出力するLED70と、B色の照明光を出力するLED72とが並列に接続される。発光部56を構成する各LED68、70、72(発光素子)には、スイッチングトランジスタ74、76、78が直列に接続される。
CPU60(色温度調整部)は、レリーズスイッチが操作されることで生成される発光信号と、デジタル信号処理部42によって算出された照明光の色信号とに基づき、各スイッチングトランジスタ74、76、78を所定時間ONとするRGB制御信号を出力する。このRGB制御信号により、発光部56から出力される照明光の色温度が調整される。
The CPU 60 (color temperature adjustment unit) switches each of the
また、CPU60には、調光回路80を介して受光部58を構成するフォトトランジスタ82が接続される。調光回路80は、フォトトランジスタ82によって検出された照明光の光量信号をCPU60から供給される発光量調整信号と比較し、これらの信号が一致したとき、LED68、70、72の発光を停止させる発行OFF信号をCPU60に出力する。
Further, the
本実施形態のデジタルスチルカメラ10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、図3に示すフローチャートに基づき、その動作を説明する。
The digital
デジタルスチルカメラ10の電源が投入され(ステップS1)、操作部27から静止画の撮影モードが選択されると、CPU26は、撮像部12を駆動して被写体の画像を取得する(ステップS2)。
When the power of the
すなわち、被写体からの光は、撮影レンズ16、絞り20、赤外線カットフィルタ22及び光学ローパスフィルタ24を介して固体撮像素子18に導かれ、撮像素子駆動部32によってR、G、Bの色信号からなる電気信号に変換される。なお、CPU26は、レンズ駆動部28を駆動してAF制御を行うとともに、絞り駆動部30を駆動してAE制御を行う。
That is, light from the subject is guided to the solid-
電気信号に変換された被写体の画像情報は、アナログ信号処理部34によって処理された後、A/D変換器36によりデジタル信号に変換され、次いで、取得した画像が表示制御部54によって液晶表示部52に表示される(ステップS3)。ユーザは、表示された画像を確認しながら、静止画の構図を決定する。
The subject image information converted into the electrical signal is processed by the analog
一方、積算部46は、液晶表示部52に表示されている1フィールドの画像を構成するR、G、Bの色信号を色信号毎に積算し、各積算値をデジタル信号処理部42に供給する(ステップS4)。デジタル信号処理部42は、Rの色信号の積算値とGの色信号の積算値との信号比R/G、及び、Bの色信号の積算値とGの色信号の積算値との信号比B/Gを計算し(ステップS5)、これらの信号比R/G及びB/Gに基づいて、被写体を照明する光源の色温度を特定する(ステップS6)。
On the other hand, the integrating
なお、光源の色温度を特定する方法としては、例えば、横軸を信号比R/G、縦軸を信号比B/Gとして光源の種類別に色温度範囲を設定しておき、算出された信号比R/G及びB/Gが属する色温度範囲から光源の色温度を特定する方法を採用することができる(特開2000−224608号公報参照)。 As a method of specifying the color temperature of the light source, for example, a color temperature range is set for each type of light source with the signal ratio R / G on the horizontal axis and the signal ratio B / G on the vertical axis. A method of specifying the color temperature of the light source from the color temperature range to which the ratios R / G and B / G belong can be employed (see JP 2000-224608 A).
以上のようして特定された光源の色温度情報は、メモリ制御部40によってメインメモリ38に記憶される(ステップS7)。色温度情報の算出処理は、ユーザがレリーズスイッチを操作して被写体の静止画の撮像を行うまでの間、所定の時間間隔で繰り返し行われる(ステップS8)。
The color temperature information of the light source specified as described above is stored in the
例えば、図4に示すように、表示制御部54が1フィールドの画像F(N−5)、画像F(N−4)、画像F(N−3)、画像F(N−2)、画像F(N−1)を液晶表示部52に表示する毎に、各画像の色温度情報を算出してメインメモリ38に記憶する。なお、1フィールド毎ではなく、所定の複数フィールド毎に色温度情報を算出するようにしてもよい。
For example, as illustrated in FIG. 4, the
次に、ユーザがレリーズスイッチを操作して画像の撮像を指示すると、デジタル信号処理部42は、撮像の直前に算出された画像F(N−1)の色温度情報をメインメモリ38から読み出し(ステップS9)、その色温度情報に対応する信号比R/G及びB/Gを計算し(ステップS10)、色信号R、G、Bの比率を求めてフラッシュ装置14のCPU60に設定する(ステップS11)。
Next, when the user operates the release switch to instruct image capture, the digital signal processing unit 42 reads out the color temperature information of the image F (N−1) calculated immediately before the image capture from the main memory 38 ( In step S9), signal ratios R / G and B / G corresponding to the color temperature information are calculated (step S10), and the ratios of the color signals R, G and B are obtained and set in the
そこで、レリーズスイッチの操作に基づく発光信号がフラッシュ装置14のCPU60に供給されると、CPU60は、発光部56に対して、光源の色温度に対応した所定の比率でスイッチングトランジスタ74、76、78をONとするRGB制御信号を供給する。この場合、コンデンサ66に蓄積された電荷がLED68、70、72を介して放電され、撮影の直前に算出された光源の色温度に対応した照明光が被写体に照射される(ステップS12)。同時に、撮像部12により画像F(N)が撮像され、メインメモリ38に記憶される(ステップS13)。なお、この画像F(N)は、圧縮伸張処理部44によって圧縮処理された後、外部メモリ制御部50により記録媒体48に記憶させることができる。
Therefore, when a light emission signal based on the operation of the release switch is supplied to the
この場合、撮像された画像F(N)は、撮像の直前に液晶表示部52に表示されたユーザの構図に係る画像から算出した光源の色温度に従って調整された照明光により照明されているため、違和感のない良好な画像を得ることができる。
In this case, the captured image F (N) is illuminated with illumination light adjusted according to the color temperature of the light source calculated from the image related to the user's composition displayed on the liquid
一方、上記の説明では、撮像の直前に取得した1フィールドの画像に基づいて照明光の色温度を調整するようにしているが、複数のフィールドの画像に基づいて照明光の色温度を調整するようにしてもよい。 On the other hand, in the above description, the color temperature of the illumination light is adjusted based on the image of one field acquired immediately before imaging, but the color temperature of the illumination light is adjusted based on the images of a plurality of fields. You may do it.
すなわち、図5のフローチャートに示すように、デジタルスチルカメラ10の電源を投入し(ステップS21)、撮像部12を駆動して被写体の画像を取得し、液晶表示部52に表示させて構図を設定する一方(ステップS22、S23)、表示される画像のnフィールドおきにR、G、Bの各色信号を積算する(ステップS24)。例えば、n=1として、画像F(N−5)、画像F(N−3)、画像F(N−1)の色信号を積算する。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 5, the digital
次いで、積算された色信号を用いて信号比R/G及びB/Gを計算し(ステップS25)、各フィールドにおける光源の色温度を特定する(ステップS26)。そして、特定された複数のフィールドにおける光源の色温度情報をメインメモリ38に記憶させる(ステップS27)。これらの処理は、ユーザがレリーズスイッチを操作するまで繰り返し行われる(ステップS28)。 Next, signal ratios R / G and B / G are calculated using the integrated color signal (step S25), and the color temperature of the light source in each field is specified (step S26). Then, the color temperature information of the light source in the specified plurality of fields is stored in the main memory 38 (step S27). These processes are repeated until the user operates the release switch (step S28).
次に、ユーザがレリーズスイッチを操作して画像を撮像する際、メインメモリ38から撮像の直前に算出した複数のフィールドの色温度情報を読み出し(ステップS29)、それらの色温度情報の平均情報を算出する(ステップS30)。そして、算出した平均情報に基づいて信号比R/G及びB/Gを計算し(ステップS31)、色信号R、G、Bの比率を求めてフラッシュ装置14のCPU60に設定する(ステップS32)。フラッシュ装置14は、設定された比率に従って調整された照明光を被写体に照射し(ステップS33)、撮像部12によって所望の静止画が撮像される(ステップS34)。
Next, when the user operates the release switch to capture an image, the color temperature information of a plurality of fields calculated immediately before imaging is read from the main memory 38 (step S29), and the average information of the color temperature information is obtained. Calculate (step S30). Then, the signal ratios R / G and B / G are calculated based on the calculated average information (step S31), and the ratios of the color signals R, G, B are obtained and set in the
この場合、照明光は、撮像の直前に算出された複数のフィールドにおける光源の色温度情報の平均情報に基づいて調整されているため、例えば、ユーザがデジタルスチルカメラ10をパンさせながら撮影を行うような場合であっても、不適切な色温度からなる照明光となることがなく、良好な画像を得ることができる。
In this case, since the illumination light is adjusted based on the average information of the color temperature information of the light sources in a plurality of fields calculated immediately before imaging, for example, the user performs imaging while panning the digital
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, it can change freely in the range which does not deviate from the main point of this invention.
10…デジタルスチルカメラ 12…撮像部
14…フラッシュ装置 18…固体撮像素子
26、60…CPU 38…メインメモリ
42…デジタル信号処理部 46…積算部
52…液晶表示部 56…発光部
58…受光部 66…コンデンサ
68、70、72…LED 80…調光回路
82…フォトトランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記被写体の画像情報を取得する撮像部と、
前記撮像部により取得した前記被写体の画像情報に基づき、前記被写体を照明する光源の色温度情報を所定の時間間隔で算出する色温度情報算出部と、
算出された前記色温度情報を記憶する色温度情報記憶部と、
前記色温度情報記憶部に記憶された前記色温度情報に基づき、前記照明光の色温度を調整する色温度調整部と、
を備え、前記被写体の画像を撮像する際、前記被写体を照明する前記光源に係る前記色温度情報を前記色温度情報記憶部から読み出して前記照明光の色温度を調整し、調整された前記照明光を前記被写体に照射して前記被写体の画像を撮像することを特徴とする撮像装置。 In an imaging device to which a light emitting unit that outputs illumination light whose color temperature can be adjusted is connected, and the subject is irradiated with the illumination light to capture an image of the subject.
An imaging unit for acquiring image information of the subject;
A color temperature information calculation unit that calculates color temperature information of a light source that illuminates the subject at predetermined time intervals based on image information of the subject acquired by the imaging unit;
A color temperature information storage unit for storing the calculated color temperature information;
A color temperature adjusting unit that adjusts the color temperature of the illumination light based on the color temperature information stored in the color temperature information storage unit;
The color temperature information related to the light source that illuminates the subject is read from the color temperature information storage unit to adjust the color temperature of the illumination light, and the adjusted illumination An image pickup apparatus that irradiates the subject with light and picks up an image of the subject.
前記色温度調整部は、撮像の直前に算出された前記色温度情報を前記色温度情報記憶部から読み出して前記照明光の色温度を調整することを特徴とする撮像装置。 The apparatus of claim 1.
The color temperature adjusting unit reads the color temperature information calculated immediately before imaging from the color temperature information storage unit and adjusts the color temperature of the illumination light.
前記色温度情報記憶部は、所定の時間間隔で算出した複数の前記色温度情報を記憶し、
前記色温度調整部は、前記複数の色温度情報の平均情報に基づいて前記照明光の色温度を調整することを特徴とする撮像装置。 The apparatus according to claim 1 or 2,
The color temperature information storage unit stores a plurality of the color temperature information calculated at a predetermined time interval,
The color temperature adjusting unit adjusts a color temperature of the illumination light based on average information of the plurality of pieces of color temperature information.
前記撮像部により取得した前記被写体の画像を表示する表示部を備え、前記色温度情報算出部は、前記表示部に表示された前記画像情報に基づき、前記被写体を照明する光源の前記色温度情報を算出することを特徴とする撮像装置。 The device according to any one of claims 1 to 3,
The display unit displays an image of the subject acquired by the imaging unit, and the color temperature information calculation unit is based on the image information displayed on the display unit, and the color temperature information of the light source that illuminates the subject An imaging device characterized by calculating
前記発光部は、発光量を調整可能なR、G、Bの3色の発光素子を有することを特徴とする撮像装置。 In the apparatus of any one of Claims 1-4,
The light-emitting unit includes R, G, and B light-emitting elements capable of adjusting light emission amounts.
前記被写体の画像情報を取得し、前記画像情報に基づいて前記被写体を照明する光源の色温度情報を所定の時間間隔で算出するステップと、
前記被写体の画像を撮像する際、前記被写体を照明する前記光源に係る前記色温度情報に基づき、前記照明光の色温度を調整するステップと、
調整された前記照明光を被写体に照射して前記被写体の画像を撮像するステップと、
からなることを特徴とする撮像方法。 In an imaging method for capturing an image of the subject by irradiating the subject with the illumination light from a light emitting unit that outputs illumination light with adjustable color temperature,
Obtaining image information of the subject and calculating color temperature information of a light source that illuminates the subject based on the image information at a predetermined time interval;
Adjusting the color temperature of the illumination light based on the color temperature information relating to the light source that illuminates the subject when capturing an image of the subject; and
Irradiating a subject with the adjusted illumination light to capture an image of the subject;
An imaging method comprising:
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