(57)【要約】【課題】生体認証モードを含む複数の撮影モードを有するカメラ付き携帯端末において、カメラ部を複数の撮影モードに共用するとともに、撮影モードの選択を容易でかつ分かりやすいものとする。【解決手段】携帯端末１００は、光学的な強度を検知する光学センサであるイメージセンサ部２８を、生体認証モード、通常の撮影モードおよび自分撮りモードに共用する。イメージセンサ部２８は、可動機構により撮影モードの選択に応じて回転し、この回転に合わせて使用するフィルタおよびレンズが自動的に切り替わる。フィルタは、光学センサに入力する光のうち異なる撮影モードに応じた異なる波長領域を透過する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体認証モードおよび少なくとも１つの撮影モードを選択的に利用可能な携帯端末であって、
光学的な強度を検知する光学センサと、
前記光学センサに入力する光のうち前記異なる撮影モードに応じた異なる波長領域を透過する第１および第２のフィルタと、
異なる撮影モードに対応して前記光学センサの向きを変えるとともに、当該向きの変更に対応して前記第１および第２のフィルタが切り替わる可動機構と、
前記フィルタを透過した光成分を前記センサに集光する集光手段と
を備えたことを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
前記集光手段は前記異なる撮影モードに応じて、前記第１および第２のフィルタの選択とともに選択的に利用される複数のレンズを含む請求項１記載の携帯端末。
【請求項３】
相互に直線的にスライド可能に結合された第１および第２の筐体を備え、第１および第２の筐体のスライド位置関係に応じて前記異なる撮影モードが決定され、スライド位置の変更に連動して前記可動機構が動作することを特徴とする請求項１または２記載の携帯端末。
【請求項４】
少なくとも前記生体認証モードのスライド位置を選択したとき、そのスライド動作に応じて生体認証モードが起動される請求項３記載の携帯端末。
【請求項５】
ヒンジ部で相互に回転可能に結合された第１および第２の筐体を備え、前記ヒンジ部に前記光学センサ、前記第１および第２のフィルタ、および前記集光手段を設けた請求項１記載の携帯端末。
【請求項６】
生体認証モードおよび少なくとも１つの撮影モードを選択的に利用可能な携帯端末であって、
異なる撮影モードに応じて向きを変更するために回転可能な光学センサを含むカメラ部と、
前記光学センサに入力する光のうち前記異なる撮影モードに応じた異なる波長領域を透過する第１および第２のフィルタとを備え、
前記光学センサの向きの変更に対応して選択的に使用対象となるフィルタが切り替わる
ことを特徴とする携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体認証機能を有するカメラ付き携帯電話端末のような携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ付き携帯電話端末による近接撮影の適用例として、近赤外光で発光する近赤外光光源と、近赤外光を透過するフィルタを備えたＣＣＤカメラ部とを備え、上記近赤外光光源からの近赤外光を生体へ照射し、その生体の内方を経由して得られる固有組織のパターン光（例えば血管パターン光）をＣＣＤカメラ部により撮像し、当該固有組織のパターン光の画像信号から得られる血管形成パターンを、予め登録済みの公正使用者の血管形成パターンと照合することにより、その端末使用者が公正使用者か否かの認証（いわゆる生体認証）を行うようになされた携帯端末が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
一般に、カメラ機能としては、可視光の波長の光が必要であり、赤外線域はカットする必要がある。また、静脈認証などの生体認証に必要なセンサは、近赤外線を使った照明を使うことが多く、近赤外線の画像を取得することが多い。そのため、可視光域の光をカットして、生体情報を取得に必要な近赤外領域の波長に限って、透過させて画像を取得する必要がある。
【特許文献１】特開２００５−１５２５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のカメラモジュールと生体認証センサモジュールは、いずれも光学レンズの下に異なるフィルタが必要なため、両者を別々のセンサモジュールとしていた。そのため、携帯端末にカメラと生体認証が必要な場合には、二つのモジュールを実装していた。その結果、コストおよび実装体積が大きくなるという問題点があった。
【０００５】
上記特許文献１には、通常撮影モードと血管撮影モードでフィルタを切り替えたりレンズを挿抜したりしてＣＣＤカメラ部を共用する技術が開示されている。
【０００６】
ところで、携帯端末に備えられたカメラ部を共用して生体認証のために指の生体情報の取得に利用する構成として、本願出願人は、特願２００６−４３０３０号にて、カメラ部や照明部から被写体までの距離変化、手ブレ，被写体ブレ等を無くして近接撮影を行え、撮像された指の撮影情報に基づいて特定ユーザの認証を正確且つ容易に行うことが可能な携帯端末を提案している。
【０００７】
このような構成の携帯端末での生体認証時とカメラ撮影時にはカメラ部（のレンズ）の向きを変える必要がある。カメラ撮影においても、通常の撮影モードと、ユーザが自分自身を撮影する自分撮りモードとではカメラ部の向きが異なる。
【０００８】
本発明は、このような背景に鑑みて、生体認証モードを含む複数の撮影モードを有するカメラ付き携帯端末において、カメラ部を複数の撮影モードに共用するとともに、撮影モードの選択を容易でかつ分かりやすいものとすることを企図する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による携帯端末は、生体認証モードおよび少なくとも１つの撮影モードを選択的に利用可能な携帯端末であって、光学的な強度を検知する光学センサと、前記光学センサに入力する光のうち前記異なる撮影モードに応じた異なる波長領域を透過する第１および第２のフィルタと、異なる撮影モードに対応して前記光学センサの向きを変えるとともに、当該向きの変更に対応して前記第１および第２のフィルタが切り替わる可動機構と、前記フィルタを透過した光成分を前記センサに集光する集光手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、可動機構により光学センサの向きを変えると、撮影モードが切り替わり、使用するフィルタもその撮影モードに適したものに自動的に切り替わる。
【００１１】
また、前記集光手段として、前記異なる撮影モードに応じて、前記第１および第２のフィルタの選択とともに選択的に利用される複数のレンズを設けることにより、フィルタの切替とともに当該撮影モードの被写体距離に適した集光特性への切替が行われる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のカメラ付き携帯端末によれば、カメラモジュールとセンサモジュールを兼用できるため、複数のモジュールを実装することなく、コストの削減と実装体積の低減が可能となる。のみならず、生体認証モードを含む複数の撮影モードについて、カメラ部の向きを変えることにより、複数の撮影モードの切替を行い、かつ、これに伴ってフィルタの切替も自動で行うことにより、撮影モードの選択を容易でかつ分かりやすいものとすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のカメラ付き携帯端末の好適な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る携帯端末１００の概略構成を示している。この携帯端末１００は、上部筐体１０と下部筐体２０とが相互に直線的にスライド可能に結合された形態の携帯電話機である。図は両筐体を重ね合わせた状態を示している。上部筐体１０の外側の主面にはＬＣＤ等の表示部１１の表示画面が露出しており、その下側にカーソル移動キー、選択キー、制御キー等を含む第２の操作部１４が配置されている。表示部１１の背面上部には照明部１３が配置されている。照明部１３は生体認証モード時に近赤外線を射出する部位である。下部筐体２０の内側の主面にはテンキーおよび各種制御キー等を含む第１の操作部２９が配置され、その上部にカメラ部２１が配置されている。本実施の形態の携帯端末１００のカメラ部２１は、通常の撮影モード、自分撮りモードおよび生体認証モードの３つの撮影モードに対応している。通常の撮影モードとは、カメラ部を相手や形式等に向けて撮影を行う撮影モードである。自分撮りモードとは、端末を把持したユーザがカメラ部を自分自身に向けて撮影する撮影モードである。生体認証モードは、ユーザ固有の生体情報としての静脈パターン（血管パターン）を検出することにより本人認証を行うための撮影モードである。
【００１５】
カメラ部２１は、下部筐体２０の上端部の中央に、レンズ部（集光手段）を含むイメージセンサ部（光学センサ）２８を有する。イメージセンサとしてはＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサを用いることができる。このイメージセンサ部２８は下部筐体２０の上面、外側面、内側面の３方向にレンズ部を向けるように回転可能に配置されている。このイメージセンサ部２８の上記３方向には、それぞれ、生体認証モード、通常撮影モード、自分撮りモードに対応するフィルタ２２，２４，２６が配置されている。フィルタ２２は可視光の波長の光成分をカットする可視光カットフィルタであり、フィルタ２４，２６は赤外線域の波長の光成分をカットするＩＲカットフィルタである。この例では、これらのフィルタ２２，２４，２６にそれぞれレンズ（集光手段）２３，２５，２７が付属して配置されている。各撮影モードにより必要とする被写体距離が異なり必要な集光特性が異なるので、これらのレンズは、そのような集光特性に対応するものである。但し、イメージセンサ部２８にもレンズを設ける場合には、レンズ２３，２５，２７のいずれかを省略する構成も考えられる。
【００１６】
図２は、図１に示した携帯端末１００の３つの撮影モードの使用状態を示している。図２（ａ）は携帯端末１００を把持したユーザ３２が自分自身を撮影する自分撮りモード、図２（ｂ）、（ｄ）は生体認証モード、図２（ｃ）は通常撮影モードに対応している。これらの撮影モードでは上部筐体１０と下部筐体２０とのスライド位置関係が異なる。
【００１７】
図２（ａ）の自分撮りモードでは、上部筐体１０に対して下部筐体２０の上部を突出させるように、両筐体のスライド位置関係を設定する。この撮影モードでは、イメージセンサ部２８のレンズは内側（すなわち表示部１１の表示画面が向いている方向（図では左方向）に向く。また、本実施の形態では、このスライド動作によって、カメラ部２１はイメージセンサ部２８の向きが自分撮りモード用の向き（回転位置）となる。異なる撮影モードに対応してイメージセンサ部２８の向きが変わると同時に、この向きの変更に対応して、使用されるフィルタが第１のフィルタ（フィルタ２２）と第２のフィルタ（フィルタ２４，２６）の間で切り替わる。
【００１８】
本明細書では、イメージセンサ部２８のレンズの向いている方向をカメラ部２１の向きと考える。イメージセンサ部２８の向きは筐体のスライド動作に連動して動くよう可動機構が構成されている。これは、機械的な機構のみによって構成してもよいし、電磁的な機構（モータ、クラッチ、ソレノイド等の任意の組み合わせ）によって構成してもよい。
【００１９】
図２（ｂ）に示した生体認証モードでは、下部筐体２０に対して上部筐体１０の上部を突出させるように、両筐体のスライド位置関係を設定する。このスライド動作によってイメージセンサ部２８の向きが生体認証モードに合った向き（図では上向き）になる。図３（ｄ）の斜視図によく現れるように、指３１を照明部１３の上に照明部１３の長手方向に沿うように載置する。この状態で照明部１３から照明を行い、対向するカメラ部２１で撮影を行う。
【００２０】
この構成によれば、被写体の撮影時に、被写体は筐体表面に接触した状態となされるため、カメラ部２１や照明部１３から被写体までの距離変化、手ブレ，被写体ブレ等は無くなる。また、カメラ部２１は照明部１３の配設位置から離れた場所に配設され、撮影時には、照明部１３の光出射部分の一部が被写体により覆われた状態となされるため、照明光が直接撮像部に入射したり、被写体表面で反射した照明光が撮像部へ入射することは殆どない。
【００２１】
図２（ｃ）に示した通常撮影モードでは、上部筐体１０と下部筐体２０とをぴったり重ねた状態で用いる。この状態では、イメージセンサ部２８は外側（図の右側）を向く。この通常撮影モードの起動は、図示しないキーまたはボタンの押下等のユーザ操作によって行われる。
【００２２】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る携帯端末１００ａの概略構成を示す図である。図１に示した携帯端末１００と同様の要素には同じ参照符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２３】
この携帯端末１００ａは、いわゆる折り畳み式の端末であり、上部筐体３０と下部筐体４０とが中央のヒンジ部で回転可能に結合されており、図のように開いた状態と図示しない閉じた状態との間で切り替えることができるようになっている。本実施の形態では、ヒンジ部がカメラ部４１を兼ねている。カメラ部４１は、図１のイメージセンサ部２８と同様の回転可能なイメージセンサ部４８を内蔵しており、その向きを３つの撮影モード（すなわち生体認証モード、通常撮影モードおよび自分撮りモード）に応じて３通りに切り替えることができるように構成されている。イメージセンサ部４８の周囲には上記３つの向きに対応してフィルタ４２，４４，４６が配置されている。フィルタ４２は可視光の波長の光成分をカットする可視光カットフィルタであり、フィルタ４４，４６は赤外線域の波長の光成分をカットするＩＲカットフィルタである。この例では、これらのフィルタ４２，４４，４６にそれぞれレンズ４３，４５，４７が付属して配置されている。各撮影モードにより必要な集光特性が異なるので、これらのレンズは、そのような集光特性に対応するものである。
【００２４】
図に示すように、上下筐体を開いた状態でカメラ部４１（イメージセンサ部４８のレンズ部）が表示部１１の表示画面に沿って照明部１３の方向に向いている第１の角度（向き）が、生体認証モードに対応する。このとき、フィルタ４２とレンズ４３が利用される。カメラ部４１がこの状態となったことを検出して、生体認証モードが起動されるようにしてもよい。
【００２５】
上下筐体を開いた状態でカメラ部４１が上下筐体の間から背後方向に向いている第２の角度が、通常撮影モードに対応する。このとき、フィルタ４４とレンズ４５が利用される。
【００２６】
上下筐体を開いた状態でカメラ部４１が前方に向いている第３の角度が、自分撮りモードに対応する。このとき、フィルタ４６とレンズ４７が利用される。
【００２７】
カメラ部４１の角度の切替（すなわち撮影モードの切替）はユーザが手動で行うことを想定しているが、第１の操作部２９の操作によってモータ等の駆動手段を駆動することによって行ってもよい。
【００２８】
いずれの撮影モードにおいても、カメラ部４１の回転により、当該撮影モードに合ったフィルタおよびレンズが選択されて使用される。
【００２９】
以上のように、本発明の第１、第２の実施の形態によれば、ひとつのモジュールを通常撮影用カメラと自分撮り用カメラと生体認証用センサとして共用し、イメージセンサ部の角度を変えることによって撮影モードの選択およびフィルタやレンズの切替を行うことができるため、操作性が向上するとともに、分かりやすいインターフェースを提供することが可能となる。
【００３０】
図４に、携帯端末１００（または１００ａ）の概略的な内部構成を示す。
【００３１】
制御部２００は、ＣＰＵからなり、メモリ部２０６に記憶されているＯＳや各種プログラムに基づき、制御ライン２０７を介して、当該端末の様々な制御、本実施の形態にかかる生体認証時の制御等を行う。
【００３２】
通信アンテナ２０２は、例えば内蔵アンテナであり、通話やパケット通信のための信号電波の送受信を行う。通信回路２０１は、送受信信号の周波数変換、変調と復調等を行う。なお、パケット通信により送受信されるデータは、電子メールデータ、動画像や静止画の画像データ、音声データ、ＨＴＭＬ（Hyper Text Markup Language）データ、プログラムデータ、その他の各種データである。ここで、通信アンテナ２０２および通信回路２０１の受信データが通話音声のデータである場合、その通話音声のデータはデータライン２０８を介して音声処理部２１２へ送られ、それ以外の受信データは一旦、制御部２００へ送られて処理された後、必要に応じて当該制御部２００から各部へ送られる。
【００３３】
音声処理部２１２は、通信アンテナ２０２および通信回路２０１から通話音声の受信データが供給された時には、当該通話音声の受信データを復号化し、その復号化後の通話音声データをデータライン２０８を介してスピーカ２１０へ送る。
【００３４】
スピーカ２１０は、携帯端末に設けられている受話用のイヤレシーバやリンガ（着信音）、音楽再生、アラーム音出力用のスピーカであり、ディジタル／アナログ変換器と増幅器を含み、通話音声やリンガ音，再生音楽のデータを、ディジタル／アナログ変換および増幅した後、出力する。これにより、通話音声やリンガ音，再生音楽が得られることになる。
【００３５】
マイクロホン２１１は、送話用のマイクロホンであり、アナログ／ディジタル変換器と増幅器を含む。このマイクロホン２１１を介して入力された通話音声信号は、増幅器により所定のレベルに増幅された後、アナログ／ディジタル変換器によりディジタル音声データに変換され、データライン２０８を介して音声処理部２１２へ送られて符号化された後、データライン２０８を介して通信回路２０１へ送られて変調、周波数変換等の各種処理を受け、通信アンテナ２０２から送信される。
【００３６】
表示部２０３は、図１および図３の表示部１１に対応しＬＣＤ等からなるディスプレイとこれを駆動するためのディスプレイ駆動回路とからなる。
【００３７】
カメラ部２１５は、図１のカメラ部２１および図３のカメラ部４１に相当し、上述のとおり、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等の撮像素子を含むイメージセンサ部、フィルタおよびレンズを含む。本実施の形態ではカメラ部２１５は、前述した自分撮りモード、生体認証モード、および通常撮影モードに対応している。
【００３８】
ＬＥＤ（発光ダイオード）部２１６は、着信ＬＥＤやカメラ撮像時の補助ライト用ＬＥＤ、表示部２０３のバックライト用ＬＥＤ、各キーの照明用ＬＥＤ、前述した生体認証の照明部１３用ＬＥＤを含む。
【００３９】
画像処理部２１３は、表示部２０３に表示される画像の処理を行う。また、画像処理部２１３は、制御部２００による制御の下でメモリ部２０６から読み出された圧縮符号化されている画像データや、インターネット等を介して取得した画像データ等を伸張復号化等し、その伸張復号後の画像データをデータライン２０８を介して表示部２０３へ送って表示させる。その他、画像処理部２１３は、カメラ部２１５により撮像された静止画像や動画像のデータの圧縮符号化等を行い、その圧縮符号化された画像データを、制御部２００による制御の元で必要に応じてメモリ部２０６に送り、記憶させる。
【００４０】
操作部２０４は、図１の第１の操作部２９および第２の操作部１４に対応し、本実施の形態の携帯端末１００の筐体上に設けられているキーボード等の操作デバイスと、それら操作デバイスの操作に応じた操作信号を発生する操作信号発生器とからなる。
【００４１】
認証処理部（認証手段）２１４は、当該携帯端末１００が生体認証モードに設定されている時に、カメラ部２１５にて撮影され画像処理部２１３にて適切な画像処理が施された生体撮影画像情報から、例えばユーザ固有の生体パターンとしての静脈パターンを抽出し、当該抽出した静脈パターンと、メモリ部２０６に予め登録されている正当なユーザの静脈パターンと比較することにより、ユーザの認証を行う。その認証結果の情報は、制御部２００に送られることになる。
【００４２】
センサ部２０５は、例えば圧力センサ、静電容量センサ、又は、光反射検出センサ等のように、例えば指の有る無しを検出可能なセンサであり、当該センサは前述した照明部１３の近傍に配置される。携帯端末１００は、生体認証を行う場合に、当該センサ部２０５が指等の生体の存在を検出した時に、生体認証処理を開始するようにしてもよい。すなわち例えば前述の使用例のように、指を挟む操作と連動して、指が所定の位置に存在することを検出することが可能となり、その検出に応じて生体認証処理を開始することができる。但し、このセンサ部２０５は必須ではなく、ユーザが所定のキー操作を行うことにより撮像指示を行う構成であってもよい。また、生体情報の登録は別途ユーザの指示により行われる。
【００４３】
メモリ部２０６は、ＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ＲＯＭは、ＯＳ（Operating System）、制御部２００が各部を制御するための制御プログラムコード、各種の初期設定値、フォントデータ、仮名漢字変換や予測変換に用いられる辞書データ、着信音やキー操作音等の音データ、本実施の形態にかかる生体認証の制御プログラムコード、その他、当該端末に搭載される各種のアプリケーション用のプログラムコード、当該端末の機器識別情報（ＩＤ）などを記憶している。このＲＯＭは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ（NAND-type flash memory）或いはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）のような書き換え可能なＲＯＭを含み、電子メールデータ、電話帳や電子メールアドレス帳のデータ、スケジュール帳のデータ、通信履歴等の様々なデータ、ユーザ辞書データ、静止画や動画データ、キー操作音等の音データ、本実施の形態にかかる生体認証時に使用される正当ユーザの登録静脈パターン情報、その他、各種のユーザ設定値等を保存することも可能となされている。ＲＡＭは、制御部２００が各種のデータ処理を行う際の作業領域や一時データ記憶領域として、随時データを格納する。
【００４４】
切替スイッチ２０９は、本発明において必須の要素ではないが、図１の携帯端末１００において上下筐体の少なくとも図２（ｂ）のスライド位置を検出するスイッチであり、例えば、撮影モードを生体認証モードに切り替える信号を制御部へ与えるために利用することができる。但し、第１の操作部２９を使用するために下部筐体２０を引き出して図２（ｂ）の状態になるたびに生体認証モードに切り替わってしまうのを防止することが好ましい。そのために、上下筐体を重ねた状態で生体認証モードを利用するアプリケーションを利用しているときに、生体認証が必要となった時点で上下筐体を図２（ｂ）の状態にスライドさせたときの切替スイッチ２０９の出力を生体認証モードの起動に利用するようにすることができる。図１，図３のいずれの実施の形態においても、図２（ａ）のスライド位置を検出して、撮影モードを自分撮りモードに切り替えるためにも切替スイッチ２０９を用いることも可能である。
【００４５】
図３の携帯端末１００ａにおいては、切替スイッチ２０９は、カメラ部４１の少なくとも生体認証モードに対応する第１の角度位置を検出して、撮影モードを生体認証モードに切り替える信号を制御部へ与えるためのスイッチである。このスイッチにより、自分撮りモードに対応する第２の角度位置を検出して、撮影モードを自分撮りモードに切り替えるようにすることも可能である。
【００４６】
上述したイメージセンサ部２８の駆動に電磁的な手段を利用する場合には、その起動のトリガとなる信号を切替スイッチ２０９により得ることもできる。
【００４７】
その他、図２には図示を省略しているが、本実施の形態の端末は、外部メモリインターフェース、外部ケーブル用コネクタ、赤外線通信機能、電子財布機能、バイブレータ、バッテリ、電力制御機能など、一般的な携帯電話端末が備えている各構成要素についても備えている。なお、それら一般的な携帯電話端末が備えている回路構成やその他の構成の説明については省略する。
【００４８】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、各スライド位置の間の切替はユーザが手動で行うことを想定しているが、ユーザのボタン操作等により自動でスライドする構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るカメラ付き携帯端末の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示したカメラ付き携帯端末の３つの撮影モードの使用状態を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るカメラ付き携帯端末の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態のカメラ付き携帯端末の概略的な内部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０…上部筐体、１１…表示部、１３…照明部、１４…操作部、２０…下部筐体、２１…カメラ部、２２，２４，２６…フィルタ、２３，２５，２７…レンズ、２８…イメージセンサ部、２９…操作部、３０…上部筐体、３１…指、３２…ユーザ、４０…下部筐体、４１…カメラ部、４２，４４，４６…フィルタ、４３，４５，４７…レンズ、４８…イメージセンサ部、１００，１００ａ…携帯端末、２００…制御部、２０３…表示部、２０４…操作部、２０５…センサ部、２０６…メモリ部、２０８…データライン、２０９…切替スイッチ、２１３…画像処理部、２１５…カメラ部
【図１】
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【図４】
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【図２】
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【図３】
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