JP2021044621A - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】静止画像の連写時にLV表示の品質を高める撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、撮像素子と、静止画像の撮影指示を入力する操作部と、撮像素子を、表示デバイスに表示するための表示用の画像を予め決められた第1の周期で撮影するように制御すると共に、操作部による撮影指示に応じて静止画像を撮影するように制御する制御部と、を有する。制御部は、表示用の画像を第1の周期で撮影中に、操作部により静止画像の連写が指示された場合に、連写をしている間に表示用の画像を撮影する周期を、静止画像の連写速度の整数倍となる第2の周期に変更し、撮像素子を、静止画像を連写速度で撮影すると共に、表示用の画像を第2の周期で撮影する。【選択図】図1

Description

本発明は、撮像装置およびその制御方法に関し、特に、撮影した画像を表示装置に表示する技術に関する。
撮像装置には、撮影を連続して行い、得られた画像を表示装置に逐次表示するライブビュー(LV)機能を有するものがある。一般にLV用の画像(以下、「LV画像」と記す。)は一定間隔で撮影され、逐次表示されるため、ユーザは、被写体をLV表示で確認しながら、被写体の画像を撮影し、記録することができる。
撮像装置が撮像センサを1つだけ有する場合、撮像センサは、静止画像の画像データ出力とLV画像の画像データ出力の両方を行う必要がある。そのため、撮像センサが静止画像を撮影するための駆動を行っている間は、LV画像を撮影するための駆動を行うことはできない。特に、LV表示中に静止画像の連写を行う場合、撮影開始のタイミングと連写間隔によっては、静止画像の撮影タイミングとLV画像の撮影タイミングとが重なることがある。その場合、LV画像が得られないため、LV表示では前フレームのLV画像を複数回表示させることによる画面のフリーズ、もしくは、表示画面全体に固定色を表示する、所謂ブラックアウトが起こることとなる。
これに対し、特許文献1には、LV画像と静止画像とを切り替えて、LV表示に利用する技術が開示されている。この技術は、連写時に得られた静止画像を縮小するなどして表示するモードと、LV画像を表示するモードとを、撮像装置の状態によって切り替えるものである。これにより、静止画像の撮影時にLV表示の更新頻度を高めている。
特開2012−044566号公報
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、LV画像の撮影条件と異なる条件で撮影した静止画像をLV表示に使用するため、露出の違いにより、被写体の動きブレが生じたり、明るさが異なることにより、違和感のあるLV表示となってしまう。
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、静止画像の連写時にLV表示の品質を高めることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮像素子と、静止画像の撮影指示を入力する操作手段と、前記撮像素子を、表示手段に表示するための表示用の画像を予め決められた第1の周期で撮影するように制御すると共に、前記操作手段による撮影指示に応じて静止画像を撮影するように制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記表示用の画像を前記第1の周期で撮影中に、前記操作手段により静止画像の連写が指示された場合に、前記連写をしている間に前記表示用の画像を撮影する周期を、前記静止画像の連写速度の整数倍となる第2の周期に変更し、前記撮像素子を、前記静止画像を前記連写速度で撮影すると共に、前記表示用の画像を前記第2の周期で撮影する。
本発明によれば、静止画像の連写時にLV表示の品質を高めることができる。
本発明の実施形態における撮像装置の概略構成を示すブロック図。 第1の実施形態における撮影及び画像の表示タイミングを示すタイミングチャート。 第1の実施形態における撮影及び表示処理を示すフローチャート。 第2の実施形態における撮影及び画像の表示タイミングを示すタイミングチャート。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
<第1の実施形態>
以下、本発明を撮像装置に適用した場合について説明する。また、撮像装置をデジタルカメラとして説明するが、デジタルビデオカメラ、スマートフォン、カメラ付き携帯電話、車載カメラ等の様々な撮像装置に適用することが可能である。
図1は、第1の実施形態に係るデジタルカメラの構成の一例を示すブロック図である。
図1において、撮像素子100は、CCDやCMOSセンサ等の撮像素子であり、受光した被写体像を電気信号(画素信号)に変換して出力する。撮像素子100から出力された画素信号は、データ転送部105を介して一時記録部107へ書き込まれる。
記録画像処理部101は、データ転送部105を介して一時記録部107から静止画像撮影用の駆動により得られた画素信号を入力し、画像処理を行って静止画像の画像データを生成する。なお、記録画像処理部101で行われる画像処理は、画素補正、黒レベル補正、シェーディング補正、傷補正、ホワイトバランス調整、倍率色収差補正、ガンマ補正や輝度・色生成処理、幾何変形、ノイズリダクション、拡大縮小などの複数の処理を含む。記録画像処理部101で生成された静止画像の画像データは、データ転送部105を介して一時記録部107へ記録される。
表示画像処理部109は、データ転送部105を介して一時記録部107からLV画像撮影用の駆動により得られた画素信号を入力し、画像処理を行ってLV画像の画像データを生成する。表示画像処理部109は、記録画像処理部101と同様に、複数の画像処理を行うが、LV表示周期中にLV画像の生成を完了させる必要があるため、記録画像処理部101よりも簡易的かつ高速な画像処理を施す構成としている。表示画像処理部109で生成されたLV画像の画像データは、データ転送部105を介して表示部102へ出力される。
なお、本実施形態では、静止画像用の記録画像処理部101と、LV画像の表示画像処理部109とを別の構成としたが、共通の画像処理部を用いてもよい。その場合、例えば、LV画像の画像処理を実施していない間に静止画像の処理を行うように、時分割制御してもよい。
表示部102は、データ転送部105を介して表示画像処理部109で生成されたLV画像の画像データを入力し、表示デバイス103に表示する表示制御を行う。表示部102は、表示デバイス103に合わせたフォーマット変換など複数の処理を実行し、表示デバイス103へLV表示用の画像データを転送する。ここでは、例えば、表示デバイス103の出力サイズに合わせるために、LV画像の周辺に固定色の画素を追加する処理や、画像データにLV画像の撮影時間等の埋め込み処理を行う。更に、所謂、OSD(On−Screen Display)画像を重畳する処理なども行う。
表示デバイス103は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)やEVF(Electric View Finder)などであり、後述する表示V同期信号に応じて、表示部102から転送される画像の表示を行う。
操作部110は、不図示の複数の操作部材に対するユーザー操作を検知して、操作内容を示す信号をバス106を介して制御部104に送る。なお、複数の操作部材は、静止画像の撮影を指示するためのシャッターレリーズボタンを含み、シャッターレリーズボタンの第1操作(例えば、半押し)によりスイッチSW1がONし、静止画像の撮影準備が指示される。また、シャッターレリーズボタンの第2操作(例えば、全押し)によりスイッチSW2がONし、静止画像の撮影が指示される。なお、スイッチSW2のON状態が継続している場合には、ON状態が継続している間、静止画像の連写が指示される。
制御部104は、マイクロコンピュータなどで構成され、デジタルカメラ全体の動作制御を司り、デジタルカメラを構成する各機能ブロックに対して様々な指示を行い、各種の制御処理を実行する。制御部104は、操作部110から送られたユーザー操作の操作内容を示す信号に応じて、バス106を介して接続された記録画像処理部101、表示部102、データ転送部105、一時記録部107、記録部108、表示画像処理部109を制御する。なお、制御部104は、記録部108に記録されたプログラムを実行することで、本実施形態における各処理を実現する。
データ転送部105は、データ転送を行う複数のDirect Memory Accessコントローラ(DMAC)で構成される。画像データは、DMACによってバス106に出力され、一時記録部107に一時記憶される。一時記録部107に記憶された画像データは、DMACによってバス106に出力され、データ転送部105に接続されている記録画像処理部101、表示画像処理部109、表示部102へ出力される。
バス106は、システムバスとデータバスから構成され、各々独立したバス構成となっている。
一時記録部107は、メモリ制御部とメモリから構成され、制御部104或いはデータ転送部105からの指示に応じて、メモリへのデータの書き込み及びメモリからのデータの読み出しを行う。メモリは、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像、音声等のデータや、制御部104の動作用の定数、プログラム等を格納するのに十分な記憶容量を備える記憶装置であり、DRAMなどから構成される。また、メモリは、複数のメモリから構成することも可能である。
記録部108は、不図示の不揮発性メモリ制御部と不揮発性メモリから構成される。不揮発性メモリ制御部は、制御部104からの指示に応じて、不揮発性メモリにデータを書き込んだり、不揮発性メモリからデータを読み出したりする。不揮発性メモリは、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばEEPROM等が用いられる。不揮発性メモリには、制御部104の動作用の定数、プログラム等が記憶される。
図2は、第1の実施形態における撮影及び画像の表示タイミングを示すタイミングチャートであり、LV表示中(LV画像撮影中)に記録用の静止画像を連写する場合のタイミングを示している。
図2において、「撮像表示V同期」は、撮像素子100によりLV画像を撮影するための垂直同期信号のタイミングを示しており、例えば1秒間に60フレームの画像が出力されるタイミング信号となる。
「静止画同期」は、撮像素子100により静止画像を撮影するための駆動タイミングを示し、1枚目の静止画像の撮影タイミングと、撮影間隔T2毎に発生する2枚目以降の静止画像の撮影タイミングを示す同期信号となる。なお、タイミングt200は、ユーザによるシャッターレリーズボタンの押下によりスイッチSW2がONしたタイミングであり、レリーズタイムラグT0後に、静止画同期信号が発生している。
「センサ出力画像」は、撮像素子100における画像の電荷蓄積開始から蓄積した電荷の読み出し終了までの撮影時間と、センサ切り替え時間とを示している。なお、LV画像を表示1から表示11として表し、静止画像を静止画1から静止画3として表している。また、格子枠201は、LV画像の撮影から静止画像を撮影する為に撮像素子100の駆動を切り替える切り替え時間、格子枠202は、静止画像の撮影からLV画像を撮影する為に撮像素子100の駆動を切り替える切り替え時間を示している。LV画像の撮影時間と静止画像の撮影時間とが異なるのは、読み出す画素数が異なること、露光時間が異なること等の理由による。なお、斜線枠で示された表示2は、LV画像の読み出しが終了する前に静止画像の撮影が始まるために、LV画像を得ることができないことを示している。
「表示画像処理」は、表示画像処理部109における画像処理のタイミングを示す。表示1、及び、表示3〜表示11の各期間において、まず、撮像素子100から順次読み出され、一時記録部107に記録されたLV画像の画素信号を、表示画像処理部109へデータ転送部105を介して順次読み出す。そして、表示画像処理部109が処理したLV画像の画像データを、データ転送部105を介して表示部102に出力する。
また、「表示画像処理」における表示1及び表示3〜表示11は、撮像素子100から一画面分の画素信号が全て一時記録部107に記録されるより前に、表示画像処理部109で処理を開始することを示している。データ転送部105は、撮像素子100から読み出された画素信号のみを記録画像処理部101で読み出すように制御している。つまり、表示画像処理部109は、撮像素子100が画素信号を一時記録部107へ書き込む前に画素信号を読み出すことが無いように制御される。
「記録画像処理」は、記録画像処理部101における画像処理のタイミングを示す。静止画1〜3の各期間において、まず、撮像素子100から読み出され、一時記録部107に記録された静止画像の画素信号を、記録画像処理部101へデータ転送部105を介して順次読み出す。そして、記録画像処理部101が処理した静止画像の画像データを、データ転送部105を介して一時記録部107に記録する。
なお、表示1及び表示3〜表示11と同様に、「記録画像処理」における静止画1〜3は、撮像素子100から一画面分の画素信号が全て一時記録部107に記録されるより前に、記録画像処理部101で処理を開始することを示している。このように、システムとして帯域が問題とならないようであれば、静止画像もLV画像と同じように、撮像素子100が画素信号を一時記録部107に書き込んでいる最中に、記録画像処理部101への読み出しをしても構わない。
「表示V同期」は、表示デバイス103へ表示を開始する表示の垂直同期信号を示しており、例えば1秒間に60フレームの画像を表示するタイミング信号となる。なお、「表示V同期」は、システムとして、「センサ出力画像」が示すタイミングで読み出したLV画像を表示デバイス103へ表示するまでの時間が、最も短くなるタイミングとなるようにする。つまり、「撮像表示V同期」の垂直同期信号から一定期間遅れて「表示V同期」の垂直同期信号が発生することになる。
「表示」は、表示部102で処理した画像を表示デバイス103へ表示するタイミングを示す。
次に、図2を参照して、本実施形態における「撮像表示V同期」と「表示V同期」の制御について説明する。
図2のタイミングt200において、ユーザによるシャッターレリーズボタン押下によりスイッチSW2がONがされると、レリーズタイムラグT0後に静止画同期信号が発生され、静止画像の撮影が始まる。ここで、静止画1の撮影時間は、表示2の撮影時間と重複しているため、表示2の撮影を中断し、静止画1の撮影を開始する。その際に、静止画像を取得するため、撮像素子100の駆動を、LV画像撮影用の駆動から、静止画像撮影用の駆動に切り替える。また、表示2の撮影が中断され、表示1の次に表示するLV画像が無いため、引き続き表示1のLV画像を表示する。
次に、静止画像の撮影が完了したら、表示用のLV画像を取得するため、撮像素子100の駆動を、静止画像撮影用の駆動から、LV画像撮影用の駆動に切り替える。
ここで、静止画2以降の静止画像の撮影時間と、LV画像の撮影時間が重複しないように、撮像表示V同期の垂直同期信号と表示V同期の垂直同期信号とを調整する。本実施形態では、表示V同期の垂直同期信号の周期を、静止画像の連写速度の整数倍の周期となるように調整することで、静止画2以降の静止画像の撮影時間とLV画像の撮影時間が重複しないようにすることができる。また、表示遅延が小さくなるように、表示V同期を制御し、表示3以降の表示を行う。
タイミングt203は、ユーザがシャッターレリーズボタンを離したタイミングを示し、連写撮影を終了する。連写終了後は、撮像表示V同期の垂直同期信号と表示V同期の垂直同期信号を、通常の周期に戻して、LV画像の撮影と表示を行う。
図3は、第1の実施形態における撮影及び表示処理を示すフローチャートであり、制御部104により制御される。LV表示中(LV画像撮影中)にユーザがシャッターレリーズボタンを押下し、スイッチSW2がONとなったタイミングで、本処理を開始する。
S301では、先に撮影されたLV画像を用いて既知の手法で測光を行い、S302において、得られた測光値から、静止画像の露出が所望の露出になるように、露出を調整する制御を行う。なお、S301とS302については、スイッチSW2がONとなったタイミングではなく、静止画像の撮影準備指示がなされたタイミング(例えば、スイッチSW1がONとなったタイミング)で、その直前に得られたLV画像を用いて算出しても良い。
S303において、撮像素子100の駆動をLV画像撮影用の駆動から静止画像撮影用の駆動に切り替える。図2のタイミングチャートにおける格子枠201が、本期間に該当する。そして、S304では、S302で調整された露出で、1枚目の静止画像を撮影する。
S305では、静止画像の撮影が連写か否かを判定する。ここでは、静止画撮影指示において、例えば、シャッターレリーズボタンが押されたままで、スイッチSW2がONであれば連写撮影、そうでなければ単写撮影、という判定処理を行う。連写撮影の場合はS306へ進み、単写撮影であれば本処理を終了する。
S306では、静止画2以降の静止画像の撮影時間と、LV画像の撮影時間が重複しないように撮像表示V同期の垂直同期信号を調整する。また、撮像表示V同期の垂直同期信号に合わせて表示V同期の垂直同期信号も調整する。本実施形態では、撮像表示V同期の垂直同期信号と表示V同期の垂直同期信号の周期を、静止画像の連写速度の整数倍となる周期で発生させることで、静止画2以降の静止画像の撮影時間と、LV画像の撮影時間が重複しないようにする。
なお、調整後の垂直同期信号の周期は、静止画像の連写速度を整数倍したときに、調整前の垂直同期信号の周期に最も近くなるように調整することにより、周期の変更によりLV表示に発生する違和感を軽減することができる。
S307では、撮像素子100の駆動を静止画撮影用の駆動からLV画像撮影用の駆動に切り替え、S308において、LV画像を撮影する。
S309では、次の静止画像の撮影タイミングか否かを判断し、静止画像の撮影タイミングでなければS308に戻り、LV画像を撮影する。一方、静止画像の撮影タイミングであれば、S310へ進む。
S310では、LV画像を用いて既知の手法により測光を行い、S311では、得られた測光値から、静止画像の露出が所望の露出になるように、露出を制御する。そして、S312において、撮像素子100の駆動をLV画像撮影用の駆動から静止画像撮影用の駆動に切り替える。図2のタイミングチャートにおける、格子枠202は、本期間に該当する。S313において、2枚目以降の静止画像を撮影する。
S314では、スイッチSW2がONのままか判断し、ONのままであればS307へ戻って上記処理を繰り返し、スイッチSW2がOFFであれば、S315へ進む。
S315では、連写が終了したので、通常のLV画像の撮影及び表示を行うため、撮像表示V同期の垂直同期信号と表示V同期の垂直同期信号を通常の周期(例えば60fps)に戻し、処理を終了する。
上記の通り第1の実施形態によれば、LV画像の撮影用の垂直同期信号と表示用の垂直同期信号とを、静止画像の連写速度の整数倍の周期で発生するように制御する。これにより、静止画2以降の静止画像の撮影時間と、LV画像の撮影時間が重複しないようにすることができ、静止画像をLV表示に使用しなくても、LV表示のブラックアウトや、画面のピクつきなどを無くすことができる。
なお、本実施形態では、撮像表示V同期と表示V同期の垂直同期信号の周期を両方共変えたが、撮像表示V同期の垂直同期信号だけを変えても良い。撮像表示V同期の垂直同期信号だけを変えた場合、タイミングによっては表示画像処理部109による処理が間に合わないような場合もあるが、その場合には、直前に表示されたLV画像を引き続き表示するようにする。
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、第2の実施形態で用いる撮像装置は、第1の実施形態で説明したものと同様であるため、説明を省略する。
図4は、第2の実施形態における撮影及び画像の表示タイミングを示すタイミングチャートであり、LV表示中(LV画像撮影中)に記録用の静止画像を連写する場合のタイミングを示している。なお、図2に示す信号と同じ信号には同じ参照番号を付し、説明を省略する。図4と図2との差異は、連写終了後に撮像表示V同期の垂直同期信号と表示V同期の垂直同期信号を通常の周期に戻す際に、急に戻さずに徐々に戻すことで、表示周期の切り替わりのショックを軽減する点である。
図4において、タイミングt203は、ユーザがシャッタボタンを離したタイミングであり、連写終了のタイミングである。このタイミングt203までは、図2と同様のタイミングにより処理が行われるため、説明を省略する。
連写終了後は、撮像表示V同期の垂直同期信号と表示V同期の垂直同期信号を、通常の周期に戻すが、本実施形態では、3フレームかけて戻している。ここで、T3>T1’>T1’’>T1、であり、段階的に徐々に通常の周期(例えば60fps)に戻している。
上記の通り本第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果に加え、連写終了後に撮像表示V同期の垂直同期信号と表示V同期の垂直同期信号を通常の周期に戻す際に、急に戻すのではなく、段階的に徐々に戻す。これにより、表示周期の切り替わりのショックを軽減することができる。
<他の実施形態>
なお、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
また、本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
100:撮像素子、101:記録画像処理部、102:表示部、103:表示デバイス、104:制御部、105:データ転送部、106:バス、107:一時記録部、108:記録部、109:表示画像処理部、110:操作部

Claims (12)

  1. 撮像素子と、
    静止画像の撮影指示を入力する操作手段と、
    前記撮像素子を、表示手段に表示するための表示用の画像を予め決められた第1の周期で撮影するように制御すると共に、前記操作手段による撮影指示に応じて静止画像を撮影するように制御する制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記表示用の画像を前記第1の周期で撮影中に、前記操作手段により静止画像の連写が指示された場合に、
    前記連写をしている間に前記表示用の画像を撮影する周期を、前記静止画像の連写速度の整数倍となる第2の周期に変更し、
    前記撮像素子を、前記静止画像を前記連写速度で撮影すると共に、前記表示用の画像を前記第2の周期で撮影することを特徴とする撮像装置。
  2. 前記操作手段により前記連写の終了が指示された場合に、前記制御手段は、前記連写の終了に応じて、前記第2の周期から、前記第1の周期に段階的に戻すことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記表示用の画像を予め決められた第1の表示周期で前記表示手段に表示するように制御する表示制御手段を更に有し、
    前記表示制御手段は、前記表示用の画像を前記第1の表示周期で表示中に、前記操作手段により静止画像の連写が指示された場合に、前記連写をしている間に前記表示用の画像を表示する表示周期を、前記連写の速度の整数倍となる第2の表示周期に変更することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
  4. 前記操作手段により前記連写の終了が指示された場合に、前記表示制御手段は、前記第2の表示周期から、前記第1の表示周期に段階的に戻すことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
  5. 前記第1の周期と前記第1の表示周期が、同じ周期であることを特徴とする請求項3または4に記載の撮像装置。
  6. 前記第2の周期と前記第2の表示周期が、同じ周期であることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。
  7. 前記第2の表示周期は、前記連写の速度の整数倍した周期のうち、前記第1の表示周期に最も近い周期であることを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項に記載の撮像装置。
  8. 前記表示用の画像を予め決められた表示周期で前記表示手段に表示するように制御する表示制御手段と、
    前記撮像素子により撮影された前記表示用の画像を処理する処理手段と、を更に有し、
    前記第2の周期で撮影された前記表示用の画像に対する前記処理手段による処理が終了する前に、前記表示周期により次の表示を行うタイミングとなった場合に、前記表示制御手段は、直前に表示された前記表示用の画像を続けて表示するように制御することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
  9. 前記第2の周期は、前記連写の速度の整数倍とした周期のうち、前記第1の周期に最も近い周期であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の撮像装置。
  10. 撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
    前記撮像素子が、表示手段に表示するための表示用の画像を予め決められた第1の周期で撮影する第1の撮影工程と、
    操作手段からの静止画像の撮影指示を入力する入力工程と、
    前記表示用の画像を前記第1の周期で撮影中に、前記操作手段により静止画像の連写が指示された場合に、前記連写をしている間に前記表示用の画像を撮影する周期を、前記静止画像の連写速度の整数倍となる第2の周期に変更する変更工程と、
    前記撮像素子が、前記静止画像を前記連写速度で撮影すると共に、前記表示用の画像を前記第2の周期で撮影する第2の撮影工程と
    を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
  11. コンピュータに、請求項10に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
  12. 請求項11に記載のプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
JP2019163270A 2019-09-06 2019-09-06 撮像装置およびその制御方法 Active JP7319873B2 (ja)

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