JPH09130820A - デジタルカメラ装置 - Google Patents

デジタルカメラ装置

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JPH09130820A
JPH09130820A JP8244735A JP24473596A JPH09130820A JP H09130820 A JPH09130820 A JP H09130820A JP 8244735 A JP8244735 A JP 8244735A JP 24473596 A JP24473596 A JP 24473596A JP H09130820 A JPH09130820 A JP H09130820A
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JP
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lens
sensor
processor
signal
image
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JP8244735A
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Ahmad C Ansari
シー．アンサリ アーマッド
Behzad Shahraray
シャーラライ ベザッド
Matthew Stephen Whalen
エス．ウォーレン マシュー
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    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/66—Remote control of cameras or camera parts, e.g. by remote control devices
    • H04N23/661—Transmitting camera control signals through networks, e.g. control via the Internet
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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    • H04N5/222—Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
    • H04N5/262—Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のイメージセンサを用いたビデオカメラ
を提供する。 【解決手段】 本発明のデジタルカメラは、第１画像に
焦点を合わせる第１レンズと、第２画像に焦点を合わせ
る第２レンズと、第１画像の光強度と色パターンを第１
電気信号に変換する第１センサと、第２画像の光強度と
色パターンを第２電気信号に変換する第２センサと、そ
して前記第１と第２の電気信号を処理する処理ユニット
と前記第１の電気信号あるいは第２の電気信号のいずれ
かを前記処理装置に選択的に結合する切り換え装置とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラに関
し、複数のレンズとイメージセンサとこのイメージセン
サからの信号を処理する共通デジタルビデオ信号処理回
路とを有するデジタルビデオカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】ポイント間の通信ネットワークを介して
ビジュアルな通信を行うことは、情報交換のビジネス用
と一般消費者用のアプリケーションにおいて、有効で経
済的な手段となりつつある。このようなビジュアルな通
信システムにおける共通の要素は、ビデオ入力装置であ
る。今日までビデオ入力装置は、様々な従来のビデオカ
ムコーダ技術に基づいている。
【０００３】しかし、従来のカムコーダ型のビデオカメ
ラは、現在のビデオ会議のフォーマットおよびその能力
に対し、重大な制限を課してしまっている。例えば、あ
る部屋から他の部屋へ、あるいはフェイストゥフェイス
のビューからフェイストゥドキュメントのビューに早急
にカメラビューを換える必要が現在発生している。この
ような様々なビューを達成する現在の方法は、モータで
駆動されるパン／チルト（カメラを振る）ステージおよ
び／または複数のカメラを用いることである。
【０００４】ところが、複数のビューを得るこのような
方法はコスト的に合わなくなっている、その理由は、パ
ン／チルトステージを有する複数の完全なカメラ装置は
高価でその維持が難しい。さらにまた、従来のこのパン
／チルトステージのスピードは、リアルタイムで動作し
なければならないこのようなシステムには、システムの
魅力を半減させている。例えば、複数の話者が１つの会
議室で着席するようなマルチメディアカンファランスに
おいては、話者が話している状況に応じてビューを切り
換えることが望ましい。パン／チルトステージを有する
１つのカメラが、具備されている場合には、実際の話者
のビューを得るために遠隔のパン／チルトステージを用
いて、カメラの位置を操作する時間により、話者が変わ
った場合には、カメラの位置も変わらなければならな
い。複数の完全なカメラユニットで、この種の問題を解
決できるが、しかしこの解決方法は、コスト的に問題が
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、複数の完全なカメラ装置を用いることなく、複数
のイメージセンサを用いたビデオカメラを提供すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のデジタルカメラ
は、第１画像に焦点を合わせる第１レンズと、第２画像
に焦点を合わせる第２レンズと、第１画像の光強度と色
パターンを第１電気信号に変換する第１センサと、第２
画像の光強度と色パターンを第２電気信号に変換する第
２センサと、そして前記第１と第２の電気信号を処理す
る処理ユニットと前記第１の電気信号あるいは第２の電
気信号のいずれかを前記処理装置に選択的に結合する切
り換え装置とを有する。
【０００７】したがって本発明によれば、複数のレンズ
を介して受光した画像を同一の処理回路でもって処理す
ることができる。このように複数のレンズを用いる利点
は、第１のレンズは、固定焦点レンズでフェイストゥフ
ェイスの通信用の部屋内のワイドアングルビューを与
え、第２のレンズは、可変のアイリスＣマウントレンズ
でフェイストゥドキュメントへの送信用に高解像度を提
供する手動フォーカス制御ができる点である。別の構成
としては、複数のレンズを会議室の周囲に配置し、共通
のビデオ処理ユニットに信号を出力する。そしてオペレ
ータは、どのレンズからデータが実際に受信されたかを
コントローラあるいはビデオホーン上のキーボードある
いはキーパッドを用いて、あるいはカメラのコントロー
ラをプログラムすることにより自動的に制御できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明を実現するために
用いられるデジタルビデオカメラの構成を表す図であ
る。このデジタルビデオカメラは、日立社製のＭＶ−Ｄ
Ｓ６Ａ型のデジタルカメラデモシステムで開示されたデ
ジタルムービーカメラからなる。本発明を実現するのに
用いられる他のデジタルビデオカメラの例が米国特許第
５，３４３，２４３号，第５，２６４，９４４号，第
５，３７１，５４０号に開示されている。
【０００９】図１において、一般的なデジタルビデオカ
メラは、センサ部１と処理部２からなっている。このセ
ンサ部１は、ドライバ３とＣＣＤ５と相関ダブルサンプ
リング／自動ゲインコントローラ（ＣＤＳ／ＡＧＣ）６
とレンズ７から構成される。処理部２は、Ａ／Ｄコンバ
ータ１１と、デジタル信号プロセッサ９と、マイクロコ
ントローラ１０と、タイミング回路８と、圧縮回路１５
と、メモリ１６と、Ｄ／Ａコンバータ１２と、ミキサ１
３と、必要によってはモニタ１８とから構成される。
【００１０】次に、上記のように構成されたデジタルカ
メラの動作について説明する。記録時には、レンズ７を
介して入った画像からの入射光が、ＣＣＤ５の上に集め
られる。このＣＣＤ５は、画像の光強度と色パターンを
電気信号に変換する。タイミング回路８で生成されドラ
イバ３を介してＣＣＤ５に与えられるタイミング信号と
制御信号を用いて、電気信号は、ＣＣＤ５からラスタス
キャンにより発生され、（ＣＤＳ／ＡＧＣ）６に入力さ
れる。この（ＣＤＳ／ＡＧＣ）６は、この電気信号から
低周波数ノイズ成分を取り除く。（ＣＤＳ／ＡＧＣ）６
のＡＧＣ部分が、Ａ／Ｄコンバータ１１がオーバロード
になるのを阻止するために自動ゲイン制御を与える。こ
の（ＣＤＳ／ＡＧＣ）６は、ＣＣＤアナログ信号データ
を出力し、それをＡ／Ｄコンバータ１１に入力する。こ
のＡ／Ｄコンバータ１１は、サンプリングＡ／Ｄコンバ
ータとして機能し、所定の間隔でＣＣＤアナログ信号デ
ータをサンプリングし、このデジタルデータをデジタル
信号プロセッサ９に出力する。マイクロコントローラ１
０の制御の元でデジタル信号プロセッサ９は、ビデオ情
報に対し低レベルのビデオ処理を施す。通常この低レベ
ルのビデオ処理は、カラーマトリックス変換，クリップ
レベル調整，ガンマ補償，Ｙ／Ｃデジタルマルチプレク
シング等の処理を含む。
【００１１】デジタル信号プロセッサ９は、８ビットの
デジタル多重化輝度データとクロミナンスデータを４：
２：２あるいは４：１：１のフォーマットで出力する。
その後このデジタル信号プロセッサ９により出力された
デジタルデータは、圧縮回路１５により圧縮されメモリ
１６に蓄積される。あるいは、別の構成としては、デジ
タル信号プロセッサ９により出力されたデジタルデータ
は、そのまま処理され表示される。
【００１２】マイクロコントローラ１０は、例えば日立
社製のＨ８／３００の８ビットマイクロコントローラか
らなる。このマイクロコントローラ１０は、デジタル信
号プロセッサ９のレジスタに白色バランスのパワーアッ
プ値、アイリスとゲイン制御を行わせるようなシステム
機能を実行する。マイクロコントローラ１０は、動作時
にカメラの機能をユーザが制御できるように、一連のイ
ンタフェースを提供する直列Ｉ／Ｏポート１４を有す
る。
【００１３】メモリ１６内にストアされたデジタルデー
タを読みだし、２チャンネルのＤ／Ａコンバータ１２
（例えば、日立社製のＨＤ４９３０７）内に入力する。
Ｄ／Ａコンバータ１２のアナログ出力は、アナログ輝度
／クロミナンス用のミキサ１３（例えば、ミツミ社製の
１０２９）を介して供給され、モニタ１８に表示するた
めにＮＴＳＣフォーマットの合成ビデオ信号として出力
する。
【００１４】図２には本発明により、２個の個別のセン
サ２０，２１が具備されている。切り換え装置２３が、
センサ２０または２１から出力されたＣＣＤ信号を切り
換えてＡ／Ｄコンバータ１１に入力する。この切り換え
装置２３は、ビデオ信号を切り換えるのに適したいかな
るスイッチでもよく、例えば、機械的スイッチあるいは
半導体スイッチでもよい。ただし、切り換え時間と全体
コストを低減するためには半導体スイッチが好ましい。
切り換え装置２３は、マイクロコントローラ１０により
制御される。例えば、ユーザは、遠隔のキーボード，ジ
ョイスティックあるいは他の入力装置を用いて直列Ｉ／
Ｏポート１４を介して切り換えコマンドを入力できる。
切り換え装置２３は個別の装置として、あるいはプロセ
ッサ回路内に組み込むかのいずれかで具備される。
【００１５】さらに図３において、各センサ部はそれぞ
れＡ／Ｄコンバータ２５を有する。各Ａ／Ｄコンバータ
２５は、それぞれセンサ２０と２１から出力されたＣＣ
Ｄ信号を変換して、デジタルデータを出力し、それを切
り換え装置２３に入力する。この切り換え装置２３は、
マイクロコントローラ１０により制御され、Ａ／Ｄコン
バータ２５からのデジタルデータをデジタル信号プロセ
ッサ９に出力し、そこでデジタルデータが処理される。
この実施例によれば、Ａ／Ｄコンバータ２５からの８ビ
ットデジタルデータを通信するために、センサ部と切り
換え装置２３との間にさらに８本のワイヤが必要であ
る。このセンサ部と切り換え装置２３との間に具備しな
ければならないワイヤの数を減少するためには、Ａ／Ｄ
コンバータ２５により出力されたパラレルデータをシリ
アルデータに変換し、このシリアルデータを切り換え装
置２３に転送するために、Ｐ１３９４シリアルインタフ
ェース標準で使用されるような、高速パラレルトゥシリ
アルコンバータが必要である。その後、このシリアルデ
ータは、デジタル信号プロセッサ９で処理されるために
パラレル形式に戻される。センサユニットと処理ユニッ
トとの間のデジタルシリアルデータの転送は、優れた伝
送特性を与え、その結果ローノイズでエラー修正能力が
得られることになる。
【００１６】図４に示された本発明の他の実施例では、
センサに必要とされる電子部品の数を減少し、それによ
りセンサのコストを下げる例が示されている。各ＣＣＤ
５は、同一の駆動信号により駆動されるので共通のドラ
イバ３が、ＣＣＤ５を駆動する回路のプロセッサ部分に
具備される。さらに共通の（ＣＤＳ／ＡＧＣ）６が切り
換え装置２３とＡ／Ｄコンバータ１１の間に配備され
る。このため各センサは、レンズ７とＣＣＤ５から構成
される。ＣＣＤ５の出力は、切り換え装置２３により選
択されて、所望のＣＣＤ出力を（ＣＤＳ／ＡＧＣ）６の
入力に与える。（ＣＤＳ／ＡＧＣ）６の出力は、Ａ／Ｄ
コンバータ１１により変換され、デジタル信号プロセッ
サ９で処理される。一般的に比較的低レベルの信号がＣ
ＣＤ５の出力に与えられる。したがって、ノイズのこと
を考慮するために、この実施例ではセンサが電子処理回
路に近接して配置されるような構成が有効である（例え
ばコンパクトなマルチレンズビデオカメラ内）。
【００１７】センサと処理電子回路との間の電気的接続
は、ワイヤで行う必要はない。例えば図５に示された本
発明の他の実施例では、公知のＲＦ（無線）伝送技術を
用いてセンサと処理電子回路との間の信号の伝送を行っ
ている。同図に示すように処理電子回路は、タイミング
回路８からのタイミング信号をＲＦ変調する無線送信機
５１と、この変調された信号を伝送するアンテナ５２と
を有する。各センサは、変調されたタイミング信号を受
信する受信用のアンテナ５４と、この受信したタイミン
グ信号を復調する無線受信機２９と、受信したタイミン
グ信号に基づいて必要な処理を実行し、この復調された
信号をアナログからデジタルに変換し、このデジタルデ
ータをＣＣＤ５を駆動する適切なフォーマットにフォー
マット化する処理用電子回路５５とをさらに有する。各
センサユニットは、共通の駆動信号を受信するので、単
一の周波数を用いて駆動信号を変調する。
【００１８】各センサユニットは、（ＣＤＳ／ＡＧＣ）
６により出力されたアナログビデオデータ信号をＲＦ変
調するための無線送信機２７を有する。その後、この変
調されたビデオデータ信号は、アンテナ２８を介して送
信される。処理電子回路は、この変調されたビデオデー
タ信号を受信するための受信用アンテナ５３を有する。
この受信した信号を無線受信機５０により復調し、さら
に処理するためにＡ／Ｄコンバータ１１に転送する。各
センサは、異なるビデオデータを送信しているので、各
センサユニットは、異なる周波数で送信できるよう構成
される。その後、復調すべき周波数信号を選択するため
に、マイクロコントローラ１０は所望のセンサの出力を
切り換えて、無線受信機５０を制御することによりＡ／
Ｄコンバータ１１に入力する。この実施例の構成は、セ
ンサと処理電子回路との間に沢山のケーブルを提供でき
ないような環境化において有益である。
【００１９】図２，３，４，５に示した構成により、ユ
ーザは、使用されるレンズと記録されるべき画像を選択
できる。第１センサ２０と第２センサ２１用の共通の駆
動処理回路を用いることにより、その価格を維持しなが
ら、カメラの機能を向上させることができる。
【００２０】図６において、本発明の一実施例におい
て、カメラ３０は、レンズ３１と３２とを具備する。例
えば、第１レンズ３１は８ｍ／ｆ２．０の固定焦点レン
ズで部屋の比較的ワイドアングルのビューを与え、一方
第２レンズ３２は、１６ｍｍの可変アイリスＣマウント
レンズからなり、手動の焦点制御で高解像度の文書伝送
能力を有する。第１レンズ３１は、テレビ会議の間フェ
イストゥフェイスの通信を行うために、会議参加者３４
を見るためのものであり、一方第２レンズ３２は文書３
３を見るためのものである。
【００２１】テレビ会議の間、本発明のシステムにより
高価で動きののろいパン／チルトステージおよび／また
は複数の完全なカメラユニットを用いることなく、第１
レンズ３１を介してみた部屋のイメージと、第２レンズ
３２を介してみた文書３３のイメージとの間の切り換え
を高速にできる。カメラ３０からのビデオ情報は、端末
３５に送られる。この端末３５は、例えば、マルチメデ
ィア機能を有する遠隔コンピュータ端末である。カメラ
３０からのビデオ情報を表示する能力に加え、端末３５
にいるオペレータは、カメラ３０を制御して、第１レン
ズ３１からのビューと第２レンズ３２からのビューとの
切り換えを選択的に行う。あるいは別の構成としては、
会議参加者３４がコントロールパッドを有し、第１レン
ズ３１からのビューと第２レンズ３２からのビューの間
を選択的に切り換えるよう構成することもできる。
【００２２】図７に示された本発明の他の実施例によれ
ば、複数のセンサユニット４０Ａ−４０Ｈが会議室Ａの
周囲に配置される。各センサユニット４０Ａ−４０Ｈ
は、図２または３に示したセンサ２０と２１に類似す
る。プロセッサユニット４５は、図２のプロセッサに類
似し、センサユニット４０Ａ−４０Ｈの出力をプロセッ
サユニット４５内の処理回路に選択的に接続する機能を
有する遠隔で制御可能な切り換え装置である。この遠隔
から操作可能な切り換え装置は、会議室Ａのオペレータ
あるいは会議室Ｂの端末４６にいるオペレータのいずれ
かにより操作される。会議室Ａあるいは離れた会議室Ｂ
のいずれかにいるオペレータは、会議室Ａの異なるビュ
ーを得るためにセンサユニット４０Ａ−４０Ｈの間で手
動で切り換える。かくして本発明によれば、それぞれが
個別のビデオ信号処理用電子装置を有する複数の完全な
カメラユニットを用いることなく部屋の複数のビューを
得ることができる。各センサユニットは、最小限の電子
部品を必要とするだけであるので、各センサは、非常に
コンパクトな個別なユニット内に配備できる。
【００２３】
【発明の効果】本発明の他の実施例によれば、イメージ
センサは、会議室の中央に配置することもできる。公知
のデジタルビデオ信号処理技術を用いて、複数の隣接す
るセンサからのビデオ出力を処理電子回路によりデジタ
ル的に組み合わせて、ワイドアングルのワイドアングル
ビューおよび／または高解像度の画像を得ることができ
る。さらにまた、全てのセンサからのビデオ出力をデジ
タル的に結合して、会議室のシームレス（継ぎ目のな
い）の３６０゜のビューを得ることができる。各センサ
からのビデオデータ出力に公知の処理を同時に施して、
電子的なパン／チルトと、ズーム機能を付与することも
できる。したがって、本発明の各センサは、従来の完全
なカメラユニットに比較してコストが最小となるので、
多数のセンサユニットを所望の形態で配備できる。カメ
ラユニットからのビデオ出力は、その後組み合わせおよ
び／または処理して、様々なビデオ効果あるいはビュー
を得ることができる。
【００２４】以上の本発明の説明においては、ＣＣＤ画
像センサを用いて説明したが、本発明は、これに限定す
るものではない。本発明は、ＣＣＤ画像センサの代わり
にシーモス画像センサあるいはシーモス画像センサとＣ
ＣＤ画像センサを組み合わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実現するためのデジタルビデオカメラ
のブロック図
【図２】本発明の一実施例によるデュアル（二重）レン
ズのデジタルカメラを表すブロック図
【図３】本発明の一実施例によるデュアル（二重）レン
ズのデジタルカメラを表すブロック図
【図４】本発明の一実施例によるデュアル（二重）レン
ズのデジタルカメラを表すブロック図
【図５】本発明の一実施例によるデュアル（二重）レン
ズのデジタルカメラを表すブロック図
【図６】本発明のデュアルレンズカメラの使用例を表す
図
【図７】本発明のマルチレンズカメラの使用例を表す図
【符号の説明】
１ センサ部 ２ 処理部 ３ ドライバ ５ ＣＣＤ ６ 相関ダブルサンプリング／自動ゲインコントローラ
（ＣＤＳ／ＡＧＣ） ７ レンズ ８ タイミング回路 ９ デジタル信号プロセッサ １０ マイクロコントローラ １１，２５ Ａ／Ｄコンバータ １２ Ｄ／Ａコンバータ １３ ミキサ １４ 直列Ｉ／Ｏポート １５ 圧縮回路 １６ メモリ １８ モニタ ２０ 第１センサ ２１ 第２センサ ２３ 切り換え装置 ２７，５１ 無線送信機 ２８，５２，５３，５４ アンテナ ２９，５０ 無線受信機 ３０ カメラ ３１ 第１レンズ ３２ 第２レンズ ３３ 文書 ３４ 会議参加者 ３５，４６ 端末 ４０Ａ−４０Ｈ センサユニット ４５ プロセッサユニット ５５ 処理用電子回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベザッド シャーラライ アメリカ合衆国，07728 ニュージャージ ー，モンマウス，フリーホールド，シャー ウッド ドライブ 194 (72)発明者 マシュー エス．ウォーレン アメリカ合衆国，07760 ニュージャージ ー，モンマウス，ラムソン，ビンガム ア ヴェニュー 81

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ａ）第１の画像に焦点を合わせる第１
    レンズと、 （Ｂ）第２の画像に焦点を合わせる第２レンズと、 （Ｃ）前記第１画像の光強度を第１電気信号に変換する
    第１センサと、 （Ｄ）前記第２画像の光強度を第２電気信号に変換する
    第２センサと、 （Ｅ）前記第１と第２の電気信号を処理するプロセッサ
    と、 （Ｆ）前記第１電気信号あるいは第２電気信号のいずれ
    かを前記プロセッサに選択的に接続する切り換え装置と
    を有することを特徴とするデジタルカメラ装置。
  2. 【請求項２】 前記（Ａ）の第１レンズは、固定焦点レ
    ンズで、 前記第２レンズは、可変焦点レンズであることを特徴と
    する請求項１の装置。
  3. 【請求項３】 前記第１センサと第２センサとは、ＣＣ
    Ｄからなることを特徴とする請求項１の装置。
  4. 【請求項４】 前記（Ｅ）のプロセッサは、デジタル信
    号プロセッサであることを特徴とする請求項１の装置。
  5. 【請求項５】 前記第１センサは、第１画像の光強度と
    色パターンを第１電気信号に変換し、 前記第２センサは、第２画像の光強度と色パターンを第
    ２電気信号に変換することを特徴とする請求項１の装
    置。
  6. 【請求項６】 （Ａ）複数のレンズと、 （Ｂ）それぞれが別のレンズに対応し、各レンズを通し
    て見た画像に対応する電気信号を出力する複数のセンサ
    と、 （Ｃ）前記複数のセンサの１つにより出力された情報を
    処理するプロセッサと、 （Ｄ）前記複数のセンサの１つからの情報を選択的に前
    記プロセッサに与えるセレクタとを有することを特徴と
    するデジタルカメラ装置。
  7. 【請求項７】 ２個のレンズと２個のセンサとを具備す
    ることを特徴とする請求項６の装置。
  8. 【請求項８】 前記複数のセンサの各々は、ＣＣＤを含
    むことを特徴とする請求項６の装置。
  9. 【請求項９】 前記プロセッサは、複数のセンサの１つ
    により出力された情報と、他の１つにより出力された情
    報とを同時に処理することを特徴とする請求項６の装
    置。
  10. 【請求項１０】 デジタルカメラ装置を操作する方法に
    おいて、（Ａ）複数のレンズのそれぞれにより得られた
    複数の画像を受信するステップと、 （Ｂ）前記複数の画像をそれぞれ対応する電気信号に変
    換するステップと、 （Ｃ）複数のこの変換された画像の１つに対応する電気
    信号の１つを選択的に処理するステップと、 （Ｄ）前記対応する電気信号のどの１つが前記（Ｃ）の
    処理ステップで処理されるかを制御するステップとから
    なることを特徴とするデジタルカメラ装置の操作方法。
JP8244735A 1995-09-21 1996-09-17 デジタルカメラ装置 Pending JPH09130820A (ja)

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