JP2009049749A - 撮像装置及びその制御方法、並びに撮像システム - Google Patents

撮像装置及びその制御方法、並びに撮像システム Download PDF

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Abstract

【課題】 撮影者が自らを被写体として撮影する際にズームを適切値に制御する。
【解決手段】
撮影範囲探索指示ボタン44が押されると、リモコン装置40は、撮影範囲探索開始指示信号を出力し、発光手段48を発光させる。撮像装置本体10は、撮影範囲探索開始指示信号を受信すると、撮影レンズ12の光学ズームを最大広角に制御し、判定装置26により、発光手段48の発光スポット像の位置を判定し、発光スポットの移動軌跡を追跡する。リモコン装置40からの撮影範囲探索終了指示信号に従い、移動軌跡から撮影ターゲット領域を計算し、撮影ターゲット領域を最大限撮影範囲にするように撮影レンズ12のズームを制御する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、撮像装置及びその制御方法並びに撮像システムに関し、より具体的には、遠隔制御装置を使ってズームを制御する撮像装置及びその制御方法並びに撮像システムに関する。
従来、映像信号を記録する装置としてビデオカメラ等が知られている。ビデオカメラには、遠隔制御用のリモコン等を用いて遠方から撮影指示を受け付ける機能を有するものがある。撮影者はリモコンを持ち、ビデオカメラ本体に向けて撮影指示を送信することで、自らを被写体として撮影することが可能である。
この方法では、撮影者は、撮影する画角内に自らが収まっているかどうかを確認できず、勘に頼るほか無い。この様な問題を解決するために、赤外線の入射方向を検出するセンサをカメラ本体に装備し、リモコン装置からの赤外線信号の入射方向が撮影画角内にあるかどうかを検出する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
特開2000−180949号公報
特許文献1に記載の構成では、撮影範囲内に撮影者(実際には、リモコン装置)が入っているか否かを確認できるだけである。従って、ズーム機能を有するビデオカメラであっても、最適なズーム範囲で撮影することができなかった。
本発明は、このような問題点を解決する撮像装置及びその制御方法並びに撮像システムを提示することを目的とする。
この様な課題を解決するために、本発明に係る撮像装置は、被写体を撮像し画像信号に変換する撮像手段であって、光学又は電子ズーム機能を具備する撮像手段と、発光手段を有する遠隔制御手段からの撮影範囲探索開始指示信号を受信する受信手段と、前記撮影範囲探索開始指示信号の受信に応じて、前記画像信号から前記遠隔制御手段の前記発光手段の発光スポット位置を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果から撮影ターゲット領域を算出し、前記撮影ターゲット領域を拡大すべく前記撮像手段の前記光学又は電子ズーム機能を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
本発明に係る撮像装置の制御方法は、被写体を撮像し画像信号に変換する撮像手段であって、光学又は電子ズーム機能を具備する撮像手段を具備する撮像装置において、撮影範囲を制御する方法であって、発光手段を有する遠隔制御手段からの撮影範囲探索開始指示信号を受信する受信ステップと、前記撮影範囲探索開始指示信号の受信に応じて、前記画像信号から前記遠隔制御手段の前記発光手段の発光スポット位置を判定する判定ステップと、前記判定ステップの判定結果から撮影ターゲット領域を算出するステップと、前記撮影ターゲット領域に応じて前記撮像手段の前記光学又は電子ズーム機能を制御する制御ステップとを有することを特徴とする。
本発明に係る撮像システムは、遠隔制御手段と、前記遠隔制御手段により操作される撮像装置とからなる撮像システムであって、前記遠隔制御手段が、発光手段と、撮影範囲探索開始指示信号を出力する手段とを具備し、前記撮像装置が、被写体を撮像し画像信号に変換する撮像手段であって、光学又は電子ズーム機能を具備する撮像手段と、前記撮影範囲探索開始指示信号を受信する受信手段と、前記撮影範囲探索開始指示信号の受信に応じて、前記画像信号から前記遠隔制御手段の前記発光手段の発光スポット位置を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果から撮影ターゲット領域を算出し、前記撮影ターゲット領域を拡大すべく前記撮像手段の前記光学又は電子ズーム機能を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
本発明によれば、撮影者が自らを被写体として撮影を行う際に、撮影範囲内に自らが存在するようにズームして撮影をすることができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。本実施例に係る撮像システムは、撮像装置本体10と、撮像装置本体10を遠隔制御するリモコン装置(遠隔制御装置)40とからなる。
リモコン装置40は、撮像装置本体10に動画撮影(記録)の開始と停止を指示する撮影ボタン42を具備する。静止画の撮影(記録)が可能な場合、撮影ボタン42は、静止画撮影の指示にも使用される。リモコン装置40は更に、撮像装置本体10に撮影範囲探索の開始と停止を指示する撮影範囲探索指示ボタン44を具備する。詳細は後述するが、撮影範囲探索指示ボタン44が押されている間に、撮像装置本体10は、リモコン装置40で指示される範囲が撮影画角内にあることを探索し、その結果に基づき、ズームを制御する。
赤外線送信装置46は、リモコン装置40の正面方向に赤外線信号を赤外線発光素子(LED)から出力する。この赤外線信号が、撮像装置本体10に対する制御信号又はコマンド信号を搬送する。リモコン装置40はまた、撮影範囲探索指示ボタン44の押下時に、連続的に又は間欠的に赤外線光を発生する発光手段48を具備する。発光手段48は、撮影範囲を特定するための指標となる信号光(撮影範囲確認信号)を発生する。
理解を容易にするために、赤外線送信装置46の発光手段と、赤外線発光手段48を別々に設けているが、単一の発光手段を、コマンド信号送信用と、撮影範囲確認用に兼用することもできる。例えば、変調方式を異ならせることで、それぞれを識別できる。また、撮影範囲確認信号は、赤外線以外に、可視光でも良い。更には、撮影班を特定できるのであれば、ミリ波等の電磁波でも、超音波でもよい。
リモコン装置40は、他に、撮像装置本体10の再生動作等を制御するボタンを具備するが、本発明の特徴的な動作とは無関係なので、省略してある。
撮像装置本体10は、画角内の被写体等を光学的に結像する撮影レンズ12と、撮影レンズ12により結像された光学像を画像信号に変換する撮像素子14を具備する。撮影レンズ12,光学ズーム機能、フォーカス調整機能及び絞り機能を具備する。カメラ信号処理装置16は、撮像素子14から出力されるアナログ画像信号をデジタル信号に変換し、色変換、ガンマ変換及び色バランス調整等の周知の処理を施す。動画像の場合、カメラ信号処理装置16は、一定形式、例えば、NTSCの映像信号を出力する。
記録装置18は、制御装置28からの指示に従って、カメラ信号処理装置16から出力される画像信号(静止画像又は動画像)を圧縮符号化して、記録媒体に記録する。記録媒体は、例えば、半導体メモリ、ハードディスク又は光ディスク等からなる。
液晶表示パネル(LCD)からなる表示装置20は、制御装置28からの指示に従って、カメラ信号処理装置16から出力される画像信号を表示する。表示装置20は、撮影視野内の構図を確認するためのファインダとしても使用できる。
受信装置22は、リモコン装置40からの制御信号を受信し、制御装置28に供給する。制御信号が赤外線で搬送される場合、受信装置22は、赤外線受光素子を含み、電波信号で搬送される場合、この電波信号を受信する受信アンテナを含む。制御装置28は、リモコン装置40からの制御信号に従い、撮像素子14,記録装置18及び表示装置20を制御する。
ランプ(発光手段)24は、撮像装置本体10の前面に配置され、制御装置28により指示されて、所定のタイミングで点滅又は点灯する。ランプ24は、撮像装置本体10のほぼ正面に位置してリモコン装置40を保持する撮影者に、撮像装置本体10の動作結果を通知するために、使用される。
詳細は後述するが、判定装置26は、カメラ信号処理装置16から出力される動画像から、撮影画角内にリモコン装置40の発光手段48の発光スポットが含まれるかどうかを判定する。判定装置26は、動画像に含まれる各画像から発光スポットを検出する画像処理認識用ICを具備する。これにより、リモコン装置40が撮影画角内に入っているかどうかを判定できる。判定装置26は、判定結果を制御装置28に供給する。制御装置28は、判定結果をランプ24でリモコン装置40を保持する撮影者に通知し、またズーム制御装置30を介して撮影レンズ12のズームを適切な量に制御する。制御装置28はまた、受信装置22で受信したリモコン装置40からの制御信号に従い各部を制御する。
図2は、本実施例における撮影範囲確認とズーム制御の動作フローチャートを示す。図3は、撮像装置本体10のほぼ正面に撮影者がリモコン装置40を手に持っている状態のLCD20の表示画像例を示す。
撮影者自身を撮影する撮影モードを撮像装置本体10に指示することで、図2に示すフローがスタートする。撮影者は、撮像装置本体10のほぼ正面にリモコン装置40を持って位置し、撮影範囲探索指示ボタン44を押す(S21)。これにより、リモコン装置40は、撮影範囲探索指示ボタン44のオンを示す撮影範囲探索開始指示信号を赤外線送信装置46から出力させ、発光手段48を発光させる(S22)。発光手段48は、撮影範囲確認の赤外線信号を正面方向に出射する。撮影者は、撮影範囲探索指示ボタン44を押したまま、発光手段48の発光スポットがリモコン装置40を撮影画面内に含めたい範囲を示すように、リモコン装置40を移動させる。
撮像装置本体10は、リモコン装置40からの撮影範囲探索開始指示信号の受信を待機する(S1)。撮影範囲探索開始指示信号を受信すると(S1)、ズーム制御装置30により撮影レンズ12の光学ズームを最大広角に制御する(S2)。図4は、最大広角の場合の、LCD20の表示画像例を示す。この最大広角状態で、制御装置28は判定装置26を動作させ、撮像素子14の撮影画像中に発光手段48の発光スポット像が含まれるかどうかを調べる(S3)。発光スポット像を検出できない場合(S3)、リモコン装置40が撮像装置本体10の正面から大きく外れていることになり、制御装置28は、ランプ24を所定周期で点滅させる等して、範囲外エラーを通知する(S4)。撮影者は、ランプ24による範囲外エラー通知を認識すると、自らの立ち位置を修正する(S23)。
撮影画像中に発光手段48の発光スポット像が含まれていると(S3)、判定装置26は、発光スポットの移動軌跡の追跡を開始する(S5)。図5は、発光手段48による発光スポットの移動軌跡50を例示するLCD20の画面例を示す。判定装置26は、撮影範囲内での、発光スポットの位置(又は方向)、即ち、リモコン装置40の位置(又は方向)を検出する(S6)。検出された位置を接続して、軌跡を計算する(S9)。発光スポットの移動軌跡50が撮影範囲から外れる場合(S7)、制御装置28は、ランプ24を点滅させて、撮影者に範囲外エラーを通知する(S8)。
この範囲外エラーに対しても、撮影者は、リモコン装置40の移動位置を修正する(S23)。
撮影対象範囲をリモコン装置40で撮像装置本体10に指示し終えた頃に、撮影者は、撮影範囲探索指示ボタン44をオフにする(S24)。撮影範囲探索指示ボタン44がオフになると、リモコン装置40は、撮影範囲探索終了指示信号を撮像装置本体10に送信する。
撮像装置本体10は、リモコン装置40から撮影範囲探索終了指示信号を受信するまで(S10)、発光スポットの軌跡の検出と計算の処理(S5〜S9)を実行する。即ち、撮像装置本体10は、撮影範囲探索終了指示信号を受信すると(S10)、判定装置26の撮影範囲探索処理を終了する。
撮影範囲探索処理を終了すると(S10)、判定装置26は、ステップS9で算出された移動軌跡50から、図6に示すように、この移動軌跡50を内包する矩形の撮影ターゲット領域52を計算する(S11)。図6は、移動軌跡50に対して設定される撮影ターゲット領域52の一例を示す。撮影ターゲット領域52は、移動軌跡50に外接する四角形領域に所定のマージンを加えたものである。リモコン装置40で指示される撮影領域は、人の手で行われる曖昧なものである。自分を確実に撮影するには、移動軌跡50よりも少し大きい方が良い。マージンの大きさは、ユーザが予め設定することも可能である。
図7を参照して、撮影ターゲット領域の決定方法を簡単に説明する。撮影画像の各フレームには、図7(A)〜(D)に示すように、発光手段48による発光スポットが含まれる。判定装置26は、各フレーム画像から発光スポットを輝度分布又は色濃度分布の解析等により検出する。各フレーム画像から検出された発光スポットを繋ぐことで、発光スポットの移動軌跡50を算出できる。最後に、図7(E)に示すように、移動軌跡50を内包する4角形領域を設定し、この4角形領域を撮影ターゲット領域52とする。
制御装置28は、算出された撮影ターゲット領域52を最も効率的に撮影範囲に含むズーム制御値を算出する(S12)。例えば、撮影ターゲット領域52の面積が、撮影範囲内で最大になるようにズーム制御値又はズーム値を決定する。このとき、撮影ターゲット領域52の4辺のいずれかが、撮影範囲内で最大になるようにズーム制御値を決定する。
制御装置28は、ランプ24の点灯又は点滅により撮影開始を撮影者に通知し(S13)、ズーム制御装置30によりズーム制御値に従うズーム値に撮影レンズ12を制御する(S14)。パン/チルトが可能な場合、撮影者(被写体)撮影範囲の中央に位置するように、パン値/チルト値をズーム制御値と併せて算出し、ズームと同時に制御しても良い。
撮影者への通知(S13)及びズーム制御(S14)から一定時間後に、制御装置28は、撮影を実行する(S15)。勿論、撮影者からの撮影指示を待って、撮影を実行しても良い。
図8は撮影ターゲット領域52を決定する段階の撮影範囲内の画像例を示す。図9は、図8に示す例に対して、撮影ターゲット領域52を撮影範囲内で最大になるようにズームを制御した後の撮影範囲内の画像例を示す。
このような動作により、本実施例では、撮影者がリモコン装置40で指定した範囲をほぼ撮影範囲に含むようなズーム状態で、撮影者自身を撮影できる。
光学ズーム機能の例を説明したが、電子ズーム機能の場合、電子的なパン/チルトが可能であり、クリッピング及びアスペクト比の変更も可能である。図10に示すように、撮影ターゲット領域52を縦横に柔軟に拡大して、撮影範囲に一致させることも可能である。
上記実施例では、発光手段48の発光スポットの連続する移動軌跡により、撮影対象範囲を指定したが、離散的な複数の、例えば4点の発光スポットで撮影対象範囲を指定してよい。図11は、このように変更した実施例の概略構成ブロック図を示す。図11で、図1と同じ構成要素には同じ符号を付してある。図12は、この実施例の動作フローチャートを示す。
この実施例では、リモコン装置40aには、発光手段48をパルス発光させる発光ボタン45を設ける。撮影範囲探索指示ボタン44は押下操作でオン状態に保持され、次の押下操作でオフになる。即ち、撮影範囲探索のために、ボタン44を押下し続ける必要は無い。撮像装置本体10aの判定装置26aと制御装置28aの機能が、若干、変更されている。
図12を参照して、この実施例の特徴的な動作を説明する。撮影者自身を撮影する撮影モードを撮像装置本体10aに設定する。撮影者は、撮像装置本体10aのほぼ正面にリモコン装置40aを持って位置し、撮影範囲探索指示ボタン44をオンにする(S51)。これにより、リモコン装置40aは、撮影範囲探索開始指示信号を赤外線送信装置46から出力させる。そして、撮影対象範囲の外縁を示す適当な位置にリモコン装置40aを移動し、発光ボタン45をオンにして、発光手段48を一時的に発光させる(S52)。
撮像装置本体10aは、リモコン装置40aからの撮影範囲探索開始指示信号の受信を待機する(S31)。撮影範囲探索開始指示信号を受信すると(S31)、制御装置28aは、ズーム制御装置30により撮影レンズ12の光学ズームを最大広角に制御する(S32)。この最大広角状態で、制御装置28aは判定装置26aを動作させ、撮像素子14の撮影画像中に発光手段48の発光スポット像が含まれるかどうかを調べる(S33)。一定時間内の撮影画像内に発光スポット像を検出できない場合(S34)、リモコン装置40aが撮像装置本体10aの正面から大きく外れていることになり、制御装置28aは、ランプ24を所定周期で点滅させる等して、範囲外エラーを通知する(S35)。
撮影者は、ランプ24による範囲外エラー通知を認識すると、自らの立ち位置を修正する(S53)。このとき、範囲探索処理をクリアして、再開するようにしてもよい。
撮影画像中に発光手段48の発光スポット像が含まれていると(S34)、判定装置26aは、画面内での発光スポットの位置を記憶する(S36)。
撮影対象範囲をリモコン装置40aで撮像装置本体10aに指示し終えたと思ったら、撮影者は、撮影範囲探索指示ボタン44をオフにする(S54)。撮影範囲探索指示ボタン44をオフにするまでは(S54)、発光手段48の発光(S52)と位置修正(S53)を繰り返すことができる。リモコン装置40は、撮影範囲探索指示ボタン44のオフに応じて、撮影範囲探索終了指示信号を撮像装置本体10aに送信する。
撮像装置本体10aは、リモコン装置40aから撮影範囲探索終了指示信号を受信するまで(S10)、発光スポットの位置の検出と記憶の処理(S33〜S36)を実行する。即ち、撮像装置本体10aは、撮影範囲探索終了指示信号を受信すると(S37)、判定装置26aの撮影範囲探索処理を終了する。
撮影範囲探索処理を終了すると(S37)、判定装置26aは、ステップS36で記憶した最新の所定数の発光スポット位置から、これらの発光スポット位置を内包する矩形の撮影ターゲット領域を計算する(S38)。図13は、4つの発光スポット50aに対して設定される撮影ターゲット領域52aの一例を示す。撮影ターゲット領域52aは、複数の発光スポット50aに外接する四角形領域に所定のマージンを加えたものである。
以後の処理は、実施例1の制御装置28と同じである。即ち、制御装置28aは、算出された撮影ターゲット領域52aを最も効率的に撮影範囲に含むズーム制御値を算出する(S39)。例えば、撮影ターゲット領域52aの面積が、撮影範囲内で最大になるようにズーム制御値又はズーム値を決定する。このとき、撮影ターゲット領域52aの4辺のいずれかが、撮影範囲内で最大になるようにズーム制御値を決定する。
制御装置28aは、ランプ24の点灯又は点滅により撮影開始を撮影者に通知し(S40)、ズーム制御装置30によりズーム制御値に従うズーム値に撮影レンズ12を制御する(S41)。パン/チルトが可能な場合、撮影者(被写体)撮影範囲の中央に位置するように、パン値/チルト値をズーム制御値と併せて算出し、ズームと同時に制御しても良い。
撮影者への通知(S40)及びズーム制御(S41)から一定時間後に、制御装置28aは、撮影を実行する(S42)。勿論、撮影者からの撮影指示を待って、撮影を実行しても良い。
図14に示すように、撮影範囲の対角線上の2点を発光手段48の発光スポットで撮像装置本体10aに指示しても良いことは明らかである。
この実施例でも、電子ズームの場合、電子的なパン/チルトが可能であり、クリッピング及びアスペクト比の変更も可能である。従って、撮影ターゲット領域52aを縦横に柔軟に拡大して、撮影範囲に一致させることも可能である。
本発明の実施例1の概略構成ブロック図である。 本実施例の動作フローチャートである。 撮像装置本体10のほぼ正面に撮影者がリモコン装置40を手に持っている状態のLCD20の表示画像例を示す。 最大広角の場合の、LCD20の表示画像例を示す。 発光手段48による発光スポットの移動軌跡50を例示するLCD20の画面例を示す。 移動軌跡50に対して設定される撮影ターゲット領域52の一例を示す。 撮影ターゲット領域の決定手順の説明図である。 撮影ターゲット領域52を決定する段階の撮影範囲内の画像例を示す。 図8に示す例に対して、撮影ターゲット領域52を撮影範囲内で最大になるようにズームを制御した後の撮影範囲内の画像例を示す。 撮影ターゲット領域52を縦横に柔軟に拡大して、撮影範囲に一致させる電子ズーム例である。 本発明の実施例2の概略構成ブロック図を示す。 実施例2の動作フローチャートである。 4隅で発光手段48を発光させる画面例である。 対角線上の2点で発光手段48を発光させる画面例である。
符号の説明
10,10a:撮像装置本体
12:撮影レンズ
14:撮像素子
16:カメラ信号処理装置
18:記録装置
20:表示装置(LCD)
22:受信装置
24:ランプ(発光手段)
26:判定装置
28:制御装置
30:ズーム制御装置
40,40a:リモコン装置(遠隔制御装置)
42:撮影ボタン
44:撮影範囲探索指示ボタン
45:発光ボタン
46:赤外線送信装置
48:発光手段
50:移動軌跡
50a:発光スポット
52:撮影ターゲット領域

Claims (10)

  1. 被写体を撮像し画像信号に変換する撮像手段であって、光学又は電子ズーム機能を具備する撮像手段と、
    発光手段を有する遠隔制御手段からの撮影範囲探索開始指示信号を受信する受信手段と、
    前記撮影範囲探索開始指示信号の受信に応じて、前記画像信号から前記遠隔制御手段の前記発光手段の発光スポット位置を判定する判定手段と、
    前記判定手段の判定結果から撮影ターゲット領域を算出し、前記撮影ターゲット領域を拡大すべく前記撮像手段の前記光学又は電子ズーム機能を制御する制御手段
    とを有することを特徴とする撮像装置。
  2. 前記判定手段は、前記発光スポット位置を輝度分布及び色濃度の何れかで判定することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記制御手段は、前記撮影範囲探索開始指示信号の受信に応じて、前記光学又は電子ズーム機能を最大広角に制御し、その後、前記判定手段を動作させることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
  4. 被写体を撮像し画像信号に変換する撮像手段であって、光学又は電子ズーム機能を具備する撮像手段を具備する撮像装置において、撮影範囲を制御する方法であって、
    発光手段を有する遠隔制御手段からの撮影範囲探索開始指示信号を受信する受信ステップと、
    前記撮影範囲探索開始指示信号の受信に応じて、前記画像信号から前記遠隔制御手段の前記発光手段の発光スポット位置を判定する判定ステップと、
    前記判定ステップの判定結果から撮影ターゲット領域を算出するステップと、
    前記撮影ターゲット領域に応じて前記撮像手段の前記光学又は電子ズーム機能を制御する制御ステップ
    とを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
  5. 前記判定ステップは、前記発光スポット位置を輝度分布及び色濃度の何れかで判定することを特徴とする請求項4に記載の撮影装置の制御方法。
  6. 前記制御ステップは、前記撮影範囲探索開始指示信号の受信に応じて、前記光学又は電子ズーム機能を最大広角に制御し、その後、前記判定ステップを開始させることを特徴とする請求項4又は5に記載の撮像装置の制御方法。
  7. 遠隔制御手段と、前記遠隔制御手段により操作される撮像装置とからなる撮像システムであって、
    前記遠隔制御手段が、発光手段と、撮影範囲探索開始指示信号を出力する手段とを具備し、
    前記撮像装置が、
    被写体を撮像し画像信号に変換する撮像手段であって、光学又は電子ズーム機能を具備する撮像手段と、
    前記撮影範囲探索開始指示信号を受信する受信手段と、
    前記撮影範囲探索開始指示信号の受信に応じて、前記画像信号から前記遠隔制御手段の前記発光手段の発光スポット位置を判定する判定手段と、
    前記判定手段の判定結果から撮影ターゲット領域を算出し、前記撮影ターゲット領域を拡大すべく前記撮像手段の前記光学又は電子ズーム機能を制御する制御手段
    とを有することを特徴とする撮像システム。
  8. 前記判定手段は、前記発光手段の発光スポット位置を輝度分布及び色濃度の何れかで判定することを特徴とする請求項7に記載の撮像システム。
  9. 前記制御手段は、前記撮影範囲探索開始指示信号の受信に応じて、前記光学又は電子ズーム機能を最大広角に制御し、その後、前記判定手段を動作させることを特徴とする請求項7又は8に記載の撮像システム。
  10. 前記遠隔制御手段は、前記撮影範囲探索開始指示信号の出力に応じて、前記発光手段を発光させることを特徴とする請求項7乃至9の何れか1項に記載の撮像システム。
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