JPH1032747A - カメラ装置 - Google Patents

カメラ装置

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JPH1032747A
JPH1032747A JP8185226A JP18522696A JPH1032747A JP H1032747 A JPH1032747 A JP H1032747A JP 8185226 A JP8185226 A JP 8185226A JP 18522696 A JP18522696 A JP 18522696A JP H1032747 A JPH1032747 A JP H1032747A
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Japan
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signal
pulse
cable
image sensor
signal processing
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JP8185226A
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Shinichi Kato
伸一 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ケーブルの長さに基づいて撮像系のイメージ
センサ及び信号処理系の駆動タイミングを補正して、適
切な信号処理を行う。 【解決手段】 マイコン48は、ケーブル20に設けら
れた抵抗に印加される電圧値の検出結果に基づいて、同
期信号,SHDパルス,SHPパルス等の発生タイミン
グを補正するように、タイミングジェネレータ35aを
制御する。タイミングジェネレータ35aは、同期信号
及びサンプリングパルスを生成するとともに、撮像信号
の伝送遅延分の位相を遅らせたSHPパルス及びSHD
パルスを生成する。CCDドライバ32は、上記同期信
号に基づいて駆動パルスを生成し、この駆動パルスでC
CDイメージセンサ11を駆動する。CDS/AGC回
路33は、上述のSHPパルス及びSHDパルスに基づ
いてCCDイメージセンサ11からの撮像信号に相関二
重サンプリング処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラヘッドから
の撮像信号をケーブルを介してカメラコントローユニッ
トに供給して信号処理を施すカメラ装置に関し、特にケ
ーブル補償を自動的に行うカメラ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、撮像系が小指ほどの大きさである
カメラ装置が提供されている。このようなカメラ装置
は、例えば1/4インチのCCDイメージセンサを用い
て被写体を撮像し、撮像して得られた撮像信号をケーブ
ルを介してカメラコントロールユニット(CCU:Came
ra Control Unit)に供給している。カメラ装置では、
このCCUにおいてディジタルシグナルプロセッサ(D
SP:Digital Signal Processor)内のサンプリングパ
ルスに基づいてガンマ補正やホワイトバランス調整等の
ディジタル信号処理が行われるとともに、このDSP内
で得られた同期信号に基づいて上記CCDイメージセン
サが駆動されている。
【0003】すなわち、上記カメラ装置では、CCDイ
メージセンサを駆動する駆動パルスがCCUからケーブ
ルを介してカメラヘッドに供給され、そして、CCDイ
メージセンサで得られた撮像信号はカメラヘッドからケ
ーブルを介してCCUに供給される。上記CCUは、供
給された撮像信号をディジタル信号処理した後、この撮
像信号をモニタ装置や記録系に出力している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常、DS
P内のタイミングジェネレータでは、CCDドライバを
駆動させるための同期信号と、CCDイメージセンサに
よって得られた撮像信号に対して相関二重サンプリング
処理,A/D変換,ガンマ補正・ニー処理等のディジタ
ル変換処理を行うためのサンプリングパルスが生成され
る。
【0005】しかしながら、上述のカメラ装置では、C
CDイメージセンサを駆動する駆動パルスがケーブルを
介してCCDイメージセンサに供給され、CCDイメー
ジセンサで得られた撮像信号がケーブルを介してCCU
に供給されることにより、信号の遅延が生じる。従っ
て、CCDイメージセンサの駆動タイミングと信号処理
のタイミングとの位相のずれが生じてしまって、信号処
理系では適正な信号処理ができなくなる問題が生じた。
【0006】とりわけ、CCDイメージセンサで得られ
る撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を行う際
には、データレベルとプリチャージレベルにサンプルホ
ールドすることができず、最適な撮像信号を得ることが
できなかった。
【0007】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、ケーブルの長さに基づいて撮像系のイ
メージセンサ及び信号処理系の駆動タイミングを補正し
て、適切な信号処理を行うことができるカメラ装置を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係るカメラ装置は、カメラヘッドからの
撮像信号を交換可能なケーブルを介してカメラコントロ
ールユニットに供給して信号処理を施すカメラ装置にお
いて、カメラヘッドは、イメージセンサを有し、カメラ
コントロールユニットは、イメージセンサを駆動するイ
メージセンサ駆動手段と、ケーブルの長さを検出するケ
ーブル長検出手段と、撮像信号の信号処理を施す信号処
理手段と、ケーブル長検出手段の検出結果に基づいてイ
メージセンサ駆動手段と信号処理手段とを駆動するタイ
ミングを制御する制御手段とを有することを特徴とす
る。
【0009】そして、カメラヘッドとカメラコントロー
ルユニットがケーブルを介して接続されると、制御手段
は、ケーブル長検出手段によって検出されたケーブルの
長さに基づいてイメージセンサ駆動手段と信号処理手段
とを駆動するタイミングを制御する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。本発明は、カメラヘ
ッドからの撮像信号をケーブルを介してカメラコントロ
ールユニット(CCU:Camera Control Unit)に供給
して信号処理を施すカメラ装置であって、ケーブルがC
CUに取り付けられるとケーブルの長さを自動的に検出
し、この検出結果に基づいてサンプリングパルスのタイ
ミングを補正して信号処理を行うことができるものであ
る。
【0011】本発明に係るカメラ装置は、例えば図1に
示すように、カメラヘッド10と、ケーブル20を介し
てカメラヘッド10と接続されているCCU30とを有
する。
【0012】カメラヘッド10は、例えば小指ほどの大
きさに形成されている。カメラヘッド10は、撮像信号
を生成するCCDイメージセンサ11と、この撮像信号
を増幅するプリアンプ/バッファ回路12と、操作部1
3とを備える。
【0013】CCDイメージセンサ11は、例えば1/
4インチの大きさである。このCCDイメージセンサ1
1は、被写体の撮像光に応じた撮像信号を生成して、こ
の撮像信号をプリアンプ/バッファ回路12に供給す
る。
【0014】プリアンプ/バッファ回路12は、後述の
ようにケーブル20を取り換えてケーブル20を延長す
る場合にも対処すべく、CCDイメージセンサ11から
供給された撮像信号を増幅することによりS/Nを向上
させ、増幅した撮像信号をケーブル20を介してCCU
30に供給する。
【0015】操作部13は、モニタ装置等の画面に表示
されるカラーバー領域の大きさを設定することができ、
所定のプリセット値に設定操作することによりカラーバ
ー回路44に対してカラーバー領域の設定を行うことが
できるようになっている。従って、操作部13は、所定
の操作が行われると、操作信号をケーブル20を介し
て、CCU30内の後述するマイクロコンピュータ(マ
イコン)48に供給するようになっている。従って、マ
イコン48は、この操作信号に基づいて、後述するカラ
ーバー回路44から出力されるカラーバー信号の出力期
間を制御することができる。
【0016】カメラヘッド10のカメラコネクタ14に
は、図2に示すように、ケーブル20の両端に設けられ
ているケーブルコネクタ21の一方が嵌合される。ま
た、CCU30のCCUコネクタ31には、このケーブ
ル20の他方のケーブルコネクタ21が嵌合される。す
なわち、ケーブル20の両端に設けられているケーブル
コネクタ21は、それぞれ同じ形状に形成され、図3に
示すように、それぞれケーブル長検出用の抵抗R2 を有
している。従って、CCU30にいずれのケーブルコネ
クタ21が嵌合されても、マイコン48は、ケーブル2
0の長さを認識することができるようになっている。
【0017】また、CCU30は、カメラヘッド10で
得られた撮像信号をケーブル20を介して供給されるよ
うになっていて、カメラヘッド10からの撮像信号が供
給されるCCUコネクタ31と、CCDイメージセンサ
11を駆動するCCDドライバ32と、ランダム雑音の
除去等を行う相関二重サンプリング/自動利得制御(C
DS/AGC:Correlated Double sampling/Automatic
Gain Control )回路33と、アナログ/ディジタル
(A/D)コンバータ34と、ディジタル信号処理回路
(DSP:Digital Signal Processor)35と、信号処
理により画像の特定部分を拡大する電子ズーム回路36
と、エンコーダであるビデオ信号出力回路37と、モニ
タ装置やパーソナルコンピュータからのケーブルと接続
される入出力コネクタ38とを備える。
【0018】ケーブル20を介してCCU30に供給さ
れる撮像信号は、CCUコネクタ31を介してCDS/
AGC回路33に供給される。また、CCDドライバ3
2からの後述する駆動パルスは、CCUコネクタ31を
介して、CCDイメージセンサ11を駆動するようにな
っている。
【0019】CCDドライバ32は、DSP35からの
同期信号に基づいて、水平・垂直転送パルス,信号電荷
リセット用パルス等の駆動パルスを生成し、この駆動パ
ルスをCCUコネクタ31,プリアンプ/バッファ回路
12を介してCCDイメージセンサ11に供給して、C
CDイメージセンサ11を駆動するようになっている。
【0020】なお、カメラヘッド10は、光学的なオー
トアイリス機構を設けてなく、その小型化が図られてい
る。従って、CCDドライバ32は、DSP35からの
同期信号に基づいてCCDイメージセンサ11の電荷蓄
積期間を制御し、露光を調整することができるようにな
っている。
【0021】CDS/AGC回路33は、DSP35か
らSHDパルス(Sample Hold of Data Pulse)とSH
Pパルス(Sample Hold of Pre-charge Pulse)が供給
されるようになっていて、CCUコネクタ31を介して
供給される撮像信号のプリチャージレベルとデータレベ
ルをサンプルホールドし、その差分を検出して正確な信
号レベルを検出するとともに、ランダム雑音を除去し、
さらに、撮像信号の強弱に応じてCDS/AGC回路3
3自体の利得を自動的に制御して、常に信号レベルの安
定した撮像信号を出力している。
【0022】A/Dコンバータ34は、DSP35から
のサンプリングパルスに基づいて駆動するようになって
いて、CDS/AGC回路33からの撮像信号をディジ
タル化して得られた撮像データをDSP35に供給す
る。
【0023】DSP35において、その内部にあるタイ
ミングジェネレータ35aが上述の同期信号及びサンプ
リングパルスを発生するとともに、SHDパルス及びS
HPパルスを生成する。そして、DSP35では、この
サンプリングパルスに同期して、カラーマトリクス調
整,逆光補正,ガンマ補正,ネガ/ポジ変換等のディジ
タル信号処理が行われるようになっている。DSP35
は、例えば、カラーマトリクス調整によって基準となる
白色を変えることなく色相を調整したり、逆光補正によ
って飽和領域,光量不足領域を検知して、最適部分に測
光位置をずらすことができるようになっている。
【0024】電子ズーム回路36は、DSP35からの
撮像データに基づいて所定のエリアを1〜3倍に拡大し
て、上記所定のエリアを拡大した撮像データを再びDS
P35に供給する。
【0025】ビデオ信号出力回路37は、DSP35か
らの撮像データをNTSC(National Television Syst
em Committee)方式又はPAL(Phase Alternation by
Line)方式のビデオ信号に変換して、このビデオ信号
を入出力コネクタ38を介してモニタ装置等の外部機器
に送信する。
【0026】また、上記CCU30は、A/Dコンバー
タ39と、微弱な信号を所定レベルにまで上げる電子ボ
リューム回路40と、外部同期をかけて信号処理を行う
ための外部同期回路41と、フラッシュメモリ42と、
例えばメニュー表示のための文字・記号等の色信号を出
力するオン・スクリーン・ディスプレイ(OSD)回路
43と、カラーバーを生成するカラーバー回路44と、
パーソナルコンピュータとのインタフェースであるRS
232Cドライブ45と、長時間モード用の信号を出力
するライト・イネーブル(WEN)出力回路46と、D
C/DCコンバータ47と、装置全体を制御するマイコ
ン48を備える。
【0027】A/Dコンバータ39は、ケーブル20の
内部に設けられているケーブル長検出用の抵抗に印加さ
れている電圧値をディジタル信号に変換して、このディ
ジタル信号をマイコン48に供給する。マイコン48
は、A/Dコンバータ39で検出された電圧に基づいて
ケーブル20の長さを認識し、そのケーブル長に応じて
タイミングジェネレータ35a等の駆動タイミングを制
御するようになっている。
【0028】ここで、ケーブル20は、上述した図3に
示すように、抵抗R2 を備える。ケーブル20がCCU
30に接続されると、抵抗R2 の一端は抵抗R1 と直列
に接続され、その他端は接地される。そして、抵抗R1
及び抵抗R2 に電圧Vccが印加されると、A/Dコンバ
ータ39は、抵抗R2 の電圧を検出し、この電圧値Vx
をディジタル化してマイコン48に供給する。なお、抵
抗R2 の抵抗値は、ケーブル20の長さ毎に決められて
いる。例えば、ケーブル20の長さが2mのときは抵抗
2 は2kΩ、3mのときは3kΩ、4mのときは4k
Ω、5mのときは5kΩ・・・となっている。
【0029】マイコン48は、電圧値Vx に基づいてケ
ーブル20の長さを検出することができる。すなわち、
cc=5V,R1 =10kΩとすると、 Vx =Vcc・R2 /(R1 +R2 ) であるので、例えば、ケーブルの長さが2mでR2 =2
kΩのときはVx =0.83V、ケーブルの長さが3m
でR2 =3kΩのときはVx =1.2V、ケーブルの長
さが4mでR2 =4kΩのときはVx =1.4V、ケー
ブルの長さが5mでR2 =5kΩのときはVx =1.7
Vになる。従って、マイコン48は、この電圧値を予め
記憶しておき、検出された電圧値Vx と比較することに
より、ケーブル20の長さを認識することができる。
【0030】電子ボリューム回路40は、外部同期回路
41で分離される同期信号等のうち、例えば信号レベル
が小さいものの信号レベルを上げるように、マイコン4
8によって調整されるようになっている。
【0031】外部同期回路41は、入出力コネクタ38
を介して例えば外部のパーソナル・コンピュータから信
号が供給され、この信号から同期信号やサブキャリア等
を分離して、DSP35内の同期信号等との位相の比較
を行う。そして、外部同期回路41は、この位相比較の
結果に基づいて、DSP35内の同期信号等が外部から
の同期信号等に同期するように、タイミングジェネレー
タ35aの駆動を制御する。
【0032】フラッシュメモリ42は、RS232Cド
ライブ45,マイコン48を介して外部のパーソナル・
コンピュータからプログラムの書換が可能になってい
る。なお、マイコン48は、このフラッシュメモリ42
のプログラムに基づいて装置全体を制御する外部メモリ
モードになったり、フラッシュメモリ42のプログラム
を内部メモリにコピーして、この内部メモリのプログラ
ムに基づいて装置全体を制御する内部メモリモードにな
ったりする。従って、マイコン48は、内部メモリ又は
フラッシュメモリ42のプログラムが破壊されても、外
部のパーソナルコンピュータ等で上記何れかのメモリに
プログラムを書き込むことにより、このプログラムに基
づいて制御することができる。
【0033】OSD回路43は、マイコン48の制御に
基づき、メニュー表示のためのキャラクタを表す赤
(R),緑(G),青(B)の各色信号を生成し、これ
ら色信号をカラーバー回路44に供給する。
【0034】カラーバー回路44は、マイコン48の制
御に基づいて、1垂直走査周期毎に所定の色信号を出力
することにより、例えば7色のカラーバーを表すカラー
バー信号を生成し、このカラーバー信号にOSD回路4
3からの色信号を重畳してDSP35に供給する。な
お、カラーバー回路44は、カラーバー信号を出力しな
いときは、OSD回路43から供給される色信号をその
ままDSP35に供給するようになっている。
【0035】ここで、DSP35は、ディジタル信号処
理された撮像データ又はカラーバー回路44からのカラ
ーバー信号を選択的に出力することができる。具体的に
は、DSP35は、カラーバー回路44からのカラーバ
ー信号が供給されているときはそのままカラーバー信号
をビデオ出力回路37に供給し、カラーバー信号が供給
されていないときはディジタル信号処理が施された撮像
データを供給する。
【0036】RS232Cドライブ45は、入出力コネ
クタ38を介して例えばパーソナルコンピュータからの
制御信号が供給され、この制御信号を所定の信号に変換
してマイコン48に供給する。換言すると、ユーザは、
パーソナルコンピュータ等によって画質や色合い等を制
御できるようになっている。
【0037】WEN出力回路46は、マイコン48によ
って、CCDイメージセンサ11の電荷蓄積期間が数フ
ィールドに設定されて、DSP35が長時間モードに設
定されると、長時間モード用の同期信号を出力して、例
えば外部のパーソナルコンピュータからこの長時間モー
ドに応じた信号が供給されるようにする。
【0038】DC/DCコンバータ47は、DSP35
や電子ズーム回路36等のLSIやICに電圧変動の少
ない多種類の低電圧を供給するため、所定の電圧に変換
して供給している。
【0039】以上のように構成されたカメラ装置におい
て、例えば長さ2m(R2 =2kΩ)のケーブル20が
カメラヘッド10及びCCUコネクタ31に装着される
と、直列に接続された抵抗R1 及び抵抗R2 に電圧Vcc
=5Vが印加される。マイコン48は、A/Dコンバー
タ39を介して抵抗R2 の電圧Vx =0.83Vを検出
する。
【0040】マイコン48は、この電圧Vx の検出結果
に基づいて、同期信号,SHDパルス,SHPパルス等
の発生タイミングを補正するように、タイミングジェネ
レータ35aを制御する。タイミングジェネレータ35
aは、同期信号及びサンプリングパルスを生成するとと
もに、ケーブル20の倍の長さ(4m)の伝送遅延分補
正されたSHPパルス及びSHDパルスを生成する。す
なわち、タイミングジェネレータ35aは、図4に示す
ように、撮像信号の伝送遅延分の位相を遅らせたSHP
パルス及びSHDパルスを生成する。
【0041】CCDドライバ32は、タイミングジェネ
レータ35aからの同期信号に基づいて駆動パルスを生
成し、この駆動パルスをケーブル20を介してCCDイ
メージセンサ11に供給する。CCDイメージセンサ1
1は、駆動パルスに基づいて駆動され、被写体の撮像信
号をケーブル20等を介してCDS/AGC回路33に
供給する。
【0042】CDS/AGC回路33には、図4に示す
ように、ケーブル20の伝送遅延がない撮像信号に対し
て、例えば数ns遅延した撮像信号がCCDイメージセ
ンサ11から供給されるとともに、タイミングジェネレ
ータ35aからこの遅延分補正されたSHDパルスとS
HPパルスとが供給される。従って、CDS/AGC回
路33は、このSHDパルス及びSHPパルスに基づい
て、伝送遅延のある撮像信号のデータレベルとプリチャ
ージレベルをそれぞれサンプルホールドして相関二重サ
ンプリング処理を行うことができ、リセット雑音を除去
して、適正な撮像信号を得ることができる。
【0043】そして、A/Dコンバータ34は、タイミ
ングジェネレータ35aからのサンプリングパルスに基
づいて、CDS/AGC回路33から供給される撮像信
号をディジタル化して、撮像データをDSP35に供給
する。
【0044】DSP35は、A/Dコンバータ34から
供給された撮像データに対して上記サンプリングパルス
に同期してディジタル信号処理を施し、この撮像データ
をビデオ出力回路37等を介して例えばモニタ装置に送
信する。モニタ装置には、上記カメラ装置で撮影された
被写体の映像が表示される。
【0045】すなわち、マイコン48は、CCDイメー
ジセンサ11を駆動して得られた撮像信号がCCU30
に供給されるまでに生じるケーブル20の伝送遅延を自
動的に判断して、その伝送遅延に応じた同期信号,サン
プリングパルス,SHDパルス及びSHPパルスを生成
するようにタイミングジェネレータ35aを制御するこ
とができる。従って、上記カメラ装置では、ケーブル2
0による信号の伝送遅延の影響を受けることなく被写体
の撮像信号の信号処理が行われることにより、良好な撮
像信号をモニタ装置やパーソナルコンピュータに送信す
ることができる。
【0046】つぎに、長さ2mのケーブル20を取り替
えて、長さ5m(R2 =5kΩ)のケーブル20がカメ
ラヘッド10及びCCUコネクタ31に装着されると、
マイコン48はA/Dコンバータ39を介して抵抗R2
の電圧Vx =1.7Vを検出する。
【0047】マイコン48は、この電圧Vx の検出結果
に基づいて、同期信号,SHDパルス,SHPパルス等
の発生タイミングを補正するように、タイミングジェネ
レータ35aを制御する。タイミングジェネレータ35
aは、サンプリングパルスを生成するとともに、ケーブ
ル20の倍の長さ(10m)の伝送遅延分補正されたS
HPパルス及びSHDパルスを生成する。すなわち、タ
イミングジェネレータ35aは、図4に示すように、撮
像信号の伝送遅延分の位相を遅らせたSHPパルス及び
SHDパルスを生成することができる。
【0048】以上のように、上記カメラ装置では、ケー
ブル20をCCU30に接続するとケーブル20の長さ
が自動的に判断され、その長さに応じてCCDイメージ
センサの駆動タイミングと信号処理系の駆動タイミング
が補正されることにより、CCDイメージセンサで得ら
れた撮像信号に対して適正な信号処理を施すことができ
る。すなわち、上記カメラ装置は、ユーザがケーブル2
0の長さを変える毎に信号処理系におけるケーブル長補
償を行う必要がないため、操作手順の手間を省いて容易
に被写体を撮影することができる。
【0049】なお、本発明は、特に限定した記載がない
限り上述の実施の形態に限定されるものではなく、例え
ばケーブル20の長さを特定することができるものであ
れば、抵抗R2 の抵抗値をケーブルの長さに応じて大き
くする必要はないのは言うまでもない。
【0050】また、CCDドライバ32を駆動するパル
ス、又は、CDS/AGC回路33,DSP35等を駆
動するパルスの何れか一方のパルスの位相をずらすこと
により、ケーブル20による信号の伝送遅延の補正を行
ってもよいのは勿論である。
【0051】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
カメラ装置によれば、ケーブル長検出手段の検出結果に
基づいてイメージセンサ駆動手段と信号処理手段とを駆
動するタイミングを制御することにより、ケーブルを介
在させて信号を供給する際に生じる位相のずれを補正し
て、イメージセンサ駆動手段及び信号処理手段をそれぞ
れ適正に駆動させることができる。すなわち、このカメ
ラ装置では、ケーブルの長さに基づいてイメージセンサ
駆動手段と信号処理手段とのサンプリングのずれを補正
して信号処理することができるので、良好な撮像信号を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るカメラ装置の具体的な構成を示す
ブロック図である。
【図2】上記カメラ装置の外観図である。
【図3】上記カメラ装置のケーブルに設けられた抵抗に
よってケーブルの長さを判断するときの状態を示す図で
ある。
【図4】上記カメラ装置のCCUに供給された撮像信号
に対して相関二重サンプリング処理を行うためのSHD
パルスとSHPパルスの位相を示す図である。
【符号の説明】
32 CCDドライバ、33 CDS/AGC回路、3
4 A/Dコンバータ、35 DSP、48 マイコン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カメラヘッドからの撮像信号を交換可能
    なケーブルを介してカメラコントロールユニットに供給
    して信号処理を施すカメラ装置において、 上記カメラヘッドは、イメージセンサを有し、 上記カメラコントロールユニットは、上記イメージセン
    サを駆動するイメージセンサ駆動手段と、上記ケーブル
    の長さを検出するケーブル長検出手段と、上記撮像信号
    の信号処理を施す信号処理手段と、上記ケーブル長検出
    手段の検出結果に基づいて上記イメージセンサ駆動手段
    と上記信号処理手段とを駆動するタイミングを制御する
    制御手段とを有することを特徴とするカメラ装置。
JP8185226A 1996-07-15 1996-07-15 カメラ装置 Pending JPH1032747A (ja)

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