(57)【要約】【課題】画像品質を劣化させない良好な画像を、複数の異なる方向からそれぞれ独立して取り込むことができる携帯端末装置および撮像ユニットを提供すること。【解決手段】複数の異なる方向から入射する撮影入射光を各別に取り込む複数の撮影窓２８と、該撮影窓２８から取り込まれた撮影入射光を各別に導く複数の光路２７を有する光案内部材と、前記光路２７にそれぞれ配置される複数の光学レンズと、これら各光学レンズを通して得られる撮影入射光を各別に撮像する撮像素子とを備えることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に複数の異なる方向から入射する撮影入射光を各別に取り込む複数の撮影窓と、該撮影窓から取り込まれた撮影入射光を各別に導く複数の光路を有する光案内部材と、前記光路にそれぞれ配置される複数の光学レンズと、これら各光学レンズを通して得られる撮影入射光を各別に撮像する撮像素子とを備えることを特徴とする携帯端末装置。
【請求項２】
前記複数の光学レンズが、これら複数の光学レンズの位置が互いに位置決めされて一体的なレンズユニットとして構成されるとともに、該レンズユニットと前記撮像素子とが、これら各要素の位置が互いに位置決めされた状態で一体的な光学ユニットとして形成されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末装置。
【請求項３】
前記複数の撮影窓から取り込まれた撮影入射光のうち、少なくとも一つの撮影入射光の光路を変更する光路変更手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の携帯端末装置。
【請求項４】
前記複数の光路が、前記光案内部材に形成された孔または溝であり、前記複数の孔または溝がそれぞれ平行に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の携帯端末装置。
【請求項５】
前記光案内部材が、筐体の取付部に対して、基準移動軸線方向に突出状態に引き出し可能、かつ前記筐体の内方に収納可能に支持され、前記光案内部材には、その引き出し方向の前端面と、前記基準移動軸線回りの外周面に環状配置して前記複数の撮影窓が形成されるとともに、前記取付部には、前記光案内部材が内方に収容されたときに前記撮影窓のいずれかを外部に開放させる孔または切欠が形成され、該光案内部材が前記取付部から引き出されたときに、前記前端面および前記外周面に環状配置された複数の撮影窓が外部に露出するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の携帯端末装置。
【請求項６】
前記前端面と前記外周面に環状配置して形成された前記複数の撮影窓のうち、隣り合う少なくとも２つの撮影窓の先端に略１８０度の広角レンズを備えるとともに、前記少なくとも２つの撮影窓から撮影した画像を合成して１つの写真を作成する画像編集手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の携帯端末装置。
【請求項７】
複数の異なる方向から入射する撮影入射光を各別に取り込む撮影窓と、該撮影窓から取り込まれた撮影入射光を各別に導く複数の光路を有する光案内部材と、前記光路にそれぞれ配置される複数の光学レンズと、これら各光学レンズを通して得られる撮影入射光を各別に撮像する撮像素子とを備えることを特徴とする撮像ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影方向を複数切り替えることができる撮像機能を備えた携帯端末装置および撮像ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機等の携帯端末装置においては、本来の電話機能等の他に、撮像機能を備えたものがあり、撮像素子の前方にレンズを配置したデジタルカメラを備える携帯電話機が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、特許文献１の携帯電話機では、一方向の撮影しかできないという問題があった。これに対し、撮影方向を複数の方向に切り替えることのできる以下のようなものが提案されている。
例えば、第１の従来例として、異なる二方向からの撮影入射光をそれぞれのレンズを通して端末装置内に導入するに際し、入射する光の一方をレンズ近傍に設けたシャッター部によって遮断し、他方の入射光のみを導入手段によって装置内に導入し、その入射光をプリズム、ハーフミラー等によって光路を変更して撮像素子に入射させるものがある。
また、第２の従来例として、導入手段が、球面、放射面、楕円面、円錐面等の凸型回転体ミラーを備えることにより、撮像画像を、自分を含め３６０度全周の円形画像として取り込み、その円形画像データをデータ変換することにより、パノラマ画像や通常の透視画像を表示することができるようになっているものもある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３００４５４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した第１の従来例に示すものにおいては、光路変更後の複数の入射光が撮像素子まで同一光路となり、一方の入射光をハーフミラーによって反射させ、他方の入射光はプリズムおよび前記ハーフミラーを通過させるように構成しているため、それら入射光から取り込む画像のいずれについても、その画像品質の劣化は免れない。また、レンズ、プリズム、撮像素子等は、組み立て時において、予め定められた位置、角度に各別に正確に設置する必要があるため、それらの位置決めが極めて難しく、製造上の困難性を伴うことになる。さらに、レンズ近傍にシャッター部を設けているので、構造が複雑になり、この点においても、製造に手間がかかるという問題がある。
また、第２の従来例に示すものにおいても、取り込んだデータを変換処理する必要があるため、画像表示の反応が遅くなり、また処理制御が複雑になるという問題がある。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、画像品質の劣化しない良好な画像を複数の撮像窓からそれぞれ独立に取り込むことを可能にするとともに、各種撮像部品の組付けを容易にすることができる携帯端末装置および撮像ユニットを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、筐体内に複数の異なる方向から入射する撮影入射光を各別に取り込む複数の撮影窓と、該撮影窓から取り込まれた撮影入射光を各別に導く複数の光路を有する光案内部材と、前記光路にそれぞれ配置される複数の光学レンズと、これら各光学レンズを通して得られる撮影入射光を各別に撮像する撮像素子とを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の携帯端末装置において、前記複数の光学レンズが、これら複数の光学レンズの位置が互いに位置決めされて一体的なレンズユニットとして構成されるとともに、該レンズユニットと前記撮像素子とが、これら各要素の位置が互いに位置決めされた状態で一体的な光学ユニットとして形成されていることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の携帯端末装置において、前記複数の撮影窓から取り込まれた撮影入射光のうち、少なくとも一つの撮影入射光の光路を変更する光路変更手段を備えていることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の携帯端末装置において、前記複数の光路が、前記光案内部材に形成された孔または溝であり、これら複数の孔または溝がそれぞれ平行に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の携帯端末装置において、前記光案内部材が、筐体の取付部に対して、基準移動軸線方向に突出状態に引き出し可能、かつ前記筐体の内方に収納可能に支持され、前記光案内部材には、その引き出し方向の前端面と、前記基準移動軸線回りの外周面に環状配置して前記複数の撮影窓が形成されるとともに、前記取付部には、前記光案内部材が内方に収容されたときに前記撮影窓のいずれかを外部に開放させる孔または切欠が形成され、該光案内部材が前記取付部から引き出されたときに、前記前端面および前記外周面に環状配置された複数の撮影窓が外部に露出するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の携帯端末装置において、前記前端面と前記外周面に環状配置して形成された前記複数の撮影窓のうち、隣り合う少なくとも２つの撮影窓の先端に略１８０度の広角レンズを備えるとともに、前記少なくとも２つの撮影窓から撮影した画像を合成して１つの写真を作成する画像編集手段を備えることを特徴とする。
請求項７に係る発明は、複数の異なる方向から入射する撮影入射光を各別に取り込む撮影窓と、該撮影窓から取り込まれた撮影入射光を各別に導く複数の光路を有する光案内部材と、前記光路にそれぞれ配置される複数の光学レンズと、これら各光学レンズを通して得られる撮影入射光を各別に撮像する撮像素子とを備えることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る携帯端末装置について、図面を参照して説明する。本実施形態では、携帯端末装置として携帯電話機を例に挙げて説明する。
図２において、符号１は、本発明の一実施形態としての携帯電話機を示したものである。
携帯電話機１は、第１の筐体２と第２の筐体３とがヒンジ部４を介して折り畳み可能に連結されたものである。第１の筐体２の折り畳んだ際の内面５側には、テンキー等の各種操作キー７とマイクロフォン１２とが設けられている。
また、第２の筐体３の折り畳んだ際の内面６ａ側には、表示部８とスピーカ１１とが設けられている。
【００１１】
また、内面６ａのうち、第２の筐体３の長さ方向の一端における一方の隅部には、撮影入射光を取り入れるための撮影孔９ｂが形成されている。そして、内面６ａと反対側の面６ｃには、撮影孔９ｂと対向する位置に、同様の撮影孔９ｃが形成されている。さらに、内面６ａと面６ｃとに交差し、両面６ａ，６ｃの長さ方向のそれぞれの端部を繋ぐ端面６ｂには、その一方の隅部に、撮影孔９ｂおよび撮影孔９ｃに対応させて、同様の撮影孔９ａが形成されている。すなわち、これら撮影孔９ａ，９ｂ，９ｃは、後述するマルチ撮像ユニット（撮像ユニット）２０の移動軸線回りのそれぞれの外面６ａ，６ｂ，６ｃに環状配置され、使用者が表示面８ａを見ながら、第１の筐体２を通常通り把持した状態において、撮影孔９ｂはその使用者側に、撮影孔９ｃは使用者と反対側に、撮影孔９ａは上方側に向けて配置されるようになっている。
【００１２】
また、第２の筐体３の側面６ｄには、その長さ方向の一端に矩形状を成す側方開口部１０が形成されている。この側方開口部１０を介して、マルチ撮像ユニット２０を第２の筐体３内外に出し入れすることができるようになっている。
【００１３】
第２の筐体３の長さ方向の端部には、取付部１４が設けられており、この取付部１４には空洞部１３が形成されている。そして、空洞部１３の中には、略直方体からなるマルチ撮像ユニット２０が、第２の筐体３の側方開口部１０から、図に示す基準移動軸線Ｏ方向に、突出状態に引き出し可能、かつその内方に収納可能に支持されている。
マルチ撮像ユニット２０は、撮影入射光を第２の筐体３内に導くマルチ光学部（光案内部材）２１と、このマルチ光学部２１の端部に連結されたマルチ撮像素子部（光学ユニット）２２とを備えてなるものである。マルチ光学部２１は、図１および図４に示すように、光学部本体２３とカバー２４とを備えている。光学部本体２３は、外観略直方体の形状からなるものであって、主壁部２５の前端に前壁部２６を設けてなるものである。
前壁部２６は、略矩形に形成された板状部材であって、その中央には開口部（撮影窓）２８が形成され、さらにその開口部２８には略１８０度の広角レンズ２９が取り付けられている。
主壁部２５は、外観略角柱状に形成されたものであり、その上面２５ａ、側面２５ｂ，２５ｃ、下面２５ｄには、その長さ方向に延在する光路溝（光路）２７がそれぞれの中央部に形成されている。
【００１４】
また、主壁部２５の中心部には、４つの光路溝２７のそれぞれの底壁部２７ａに囲まれることにより形成された、主壁部２５の長さ方向に延在する孔３０が設けられており、前壁部２６の開口部２８とこの孔３０とが連続するようになっている。これら光路溝２７および孔３０は、互いに平行になるように配置されている。
さらに、光路溝２７の始端部にはそれぞれ全反射ミラー（光路変更手段）４０が設けられ、光路溝２７および孔３０の途中位置には、移動レンズ群４１が設けられている。移動レンズ群４１により、外部からの光が、全反射ミラー４０により反射して、光路溝２７の底壁部２７ａに沿って直進するとともに、前壁部２６の広角レンズ２９から入射した光が孔３０に沿って直進し、これら光が、移動レンズ群４１を通過することにより、マルチ撮像素子部２２の所定の位置に結像するようになっている。
【００１５】
カバー２４は、非透光性の樹脂や金属等から成り、矩形の断面輪郭を有し、角筒状に形成されたものである。その上面２４ａ，両側面２４ｂ，２４ｃ、下面２４ｄのそれぞれの端部近傍には、開口部（撮影窓）２８がそれぞれ形成され、それら開口部２８には広角レンズ２９がそれぞれ取り付けられている。そして、このカバー２４が光学本体２３に被せられることにより、カバー２４に取り付けられた広角レンズ２９が、それぞれ全反射ミラー４０に対向する位置に配されるようになっている。これにより、外方からの光は、カバー２４に取り付けられた広角レンズ２９を介して、全反射ミラー４０に入射するようになっている。さらに、このカバー２４により、光路溝２７からの光漏れを防止するとともに、光学部本体２３を保持するようになっている。
そして、このマルチ光学部２１が第２の筐体内の所定の位置に収容されるときには、カバー２４の上面２４ａ、両側面２４ｂ，２４ｃに設けられた広角レンズ２９が第２の筐体に形成された撮影孔９ａ，９ｂ，９ｃにそれぞれ一致する位置に配されるようになっている。また、マルチ撮像ユニット２０を引き出し、その先端を第２の筐体３の側面から突出させると、カバー２４の上面２４ａ、両側面２４ｂ，２４ｃに設けられた広角レンズ２９だけでなく下面２４ｄに設けられた広角レンズ２９までもがすべて外方に露出されるようになっている。
【００１６】
マルチ撮像ユニット２０を構成する上述のマルチ撮像素子部２２は、図４から図６に示すように、複合レンズ部（レンズユニット）４２と撮像部４８とを備えてなるものである。複合レンズ部４２は、矩形板状のレンズ形成壁部４９と、そのレンズ形成壁部４９の中央およびこの中央部の上下左右に設けられ、全体として十字に配置された計５つのレンズ本体（光学レンズ）４３と、各レンズ本体４３を通過した光の光路を囲むようにそれぞれ設けられた角筒状のスペーサ壁部４６とを備えている。これらレンズ形成壁部４９、各レンズ本体４３およびスペーサ壁部４６は、合成樹脂等により一体的に形成されている。
【００１７】
また、撮像部４８は、矩形の基板４４に撮像素子４５本体を設けてなるものである。そして、各スペーサ壁部４６の先端は、撮像素子４５に接着剤等により固着されている。これら、複合レンズ部４２のレンズ本体４３と撮像部４８の撮像素子４５とは、全体が予め定められた位置に位置決めされて一体的な構成とされている。これら一体とされたマルチ撮像素子部２２とマルチ光学部２１とは、レンズ形成壁部４９がマルチ光学部２１の前壁部２６と反対側の端部に嵌合されることにより互いに固定されている。そして、各レンズ本体４３のうち、中央のレンズ本体４３は孔３０に、上下左右のレンズ本体４３は光路溝２７にそれぞれ対向する位置に置かれた状態になっている。これにより、孔３０および光路溝２７に沿って入射した光がレンズ本体４３を経て、それぞれの撮像素子４５に結像されるようになっている。
そして、撮像素子４５は、その結像された光を電気信号に変換して、フレキシブル配線基板４７を介して、図示しない電子回路に供給するようになっている。
【００１８】
次に、このように構成された本実施形態に係る携帯電話機１の作用について説明する。
第１、第２の筐体２，３が相互に閉じられた状態から、例えば、着信信号を受信して通話を行う場合には、携帯電話機１の操作者が、第１、第２の筐体２，３を相互に開いた状態に配し、所定の操作キー７を押圧すると共に、スピーカ１１をユーザの耳元に、マイクロフォン１２をユーザの口元にそれぞれ近づけることにより通話を開始する。
【００１９】
さらに、この携帯電話機１は、撮影機能を備えており、マルチ撮像ユニット２０によって各種の撮影を行うことができる。
最初に、マルチ撮像ユニット２０が第２の筐体３内に収納されている場合について説明する。
マルチ撮像ユニット２０が、第２の筐体３内の所定の位置に収められているときには、図１及び図２に示すように、カバー２４の上面２４ａ、両側面２４ｂ，２４ｃに設けられた広角レンズ２９が第２の筐体３に形成された撮影孔９ａ，９ｂ，９ｃに一致する位置にそれぞれ配され、これら３つの広角レンズ２９および前壁部２６に設けられた広角レンズ２９が外方に露出された状態となる。また、下面２４ｄに設けられた広角レンズ２９は、第２の筐体３内部に隠された状態となる。したがって、この状態から撮影する場合、撮影孔９ａ，９ｂ，９ｃからの撮影入射光は、カバー２４に設けられた前記３つの広角レンズ２９を介して、各全反射ミラー４０に入射する。そして、全反射ミラー４０によって、反射させられた撮影入射光は、光路溝２７内を進行し、レンズ群４１と、複合レンズ部４２のレンズ本体４３とを通過することによって、所定の撮像素子４５にそれぞれ結像する。
【００２０】
また、第２の筐体３の側面６ｄ側に露出された前壁部２６の広角レンズ２９からも、同様に撮影入射光が入射し、孔３０内を進行し、上記と同様に、レンズ群４１と、複合レンズ部４２のレンズ本体４３とを通過することによって、所定の撮像素子４５に結像する。これら結像した光をそれぞれの撮像素子４５が電気信号に変換し、この信号をそれぞれ独立に所定の電子回路に供給する。そして、表示面８ａにそれら信号に基づく映像が表示され、操作者が所定の操作キー７を押圧すると、それぞれの広角レンズ２９からの映像が順次切り換えられて表示される。このとき、撮影指示の操作キー７を押圧することにより、表示面８ａに表示された被写体が撮影される。
【００２１】
次に、マルチ撮像ユニット２０が第２の筐体３内から引き出された場合について説明する。
撮影範囲をより広くしたい場合には、図１及び図３に示すように、マルチ撮像ユニット２０を引き出し、その先端が第２の筐体３の側方に突出された状態に配する。このとき、カバー２４の上面２４ａ、両側面２４ｂ，２４ｃに設けられた広角レンズ２９および前壁部２６に設けられた広角レンズ２９だけでなく、カバー２４の下面２４ｄに設けられた広角レンズ２９も下方に向けて露出される。そして、各撮影孔９ａ，９ｂ，９ｃは、カバー２４の上面２４ａ、両側面２４ｂ，２４ｃによって塞がれることにより、それら撮影孔９ａ，９ｂ，９ｃから光が入射するのが防止される。このような状態において、前記４つの広角レンズ２９だけでなく、下方も加えた合計５つの広角レンズ２９のそれぞれの方向から撮影入射光を入射させることができ、上記と同様に、それぞれ独立して撮影可能となる。
【００２２】
このように、本発明に係る携帯端末装置によれば、複数の異なる撮影方向からそれぞれ独立して画像を取り込むことができ、それぞれの光路が光路溝２７およびカバー２４の内面によって囲まれていることから、複数の撮影方向から取り込まれた複数の撮影入射光が相互に干渉するのを防止し、独立した複数の撮像素子の撮像面に狂いなく結像させることができる。
また、複数の撮影入射光を独立して同時に導くことができ、複数の撮像素子４５とが別個に設けられていることから、撮像した信号の制御も容易になるとともに、他の開口部を塞ぐ遮蔽物を設ける必要もない。
また、複数の異なる撮影方向から取り込まれた撮影入射光は、レンズ本体４３を介して各撮像素子４５にそれぞれ到達するが、この際、レンズ本体４３と撮像素子４５とがマルチ撮像部２２において、ユニットとして一体的に構成されているため、すなわち、予め位置決めされた状態で形成されているため、マルチ撮像素子部２２について製作誤差等が抑えられ、良好な撮像画像が常に得られる。また、このマルチ撮像素子部２２が一体的に形成されているため、この携帯電話機１を組み立てる際に、レンズ本体４３、撮像素子４５を各別ごとに設置、位置決め等する必要がなく、組み立てを容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。
【００２３】
また、第２の筐体３内に導入される入射光は、全反射ミラー２９によって反射させられ、プリズムやハーフミラーを経ることがないため、いずれの入射光から取り込まれる画像についても、その画像品質の劣化を防止することができる。
また、孔３０および光路溝２７が平行に配置されていることから、マルチ光学部２１を全体として最小化することができ、かつ予め位置決めされたマルチ撮像素子部２２と良好に接続することができる。
さらに、マルチ撮像ユニット２０を第２の筐体３から引き出し、５つの広角レンズ２９をすべて外部に露出することによって、操作者が表示面８ａを視認しながら本携帯電話機１を通常通り把持した状態において、操作者側の方向、操作者と反対方向、本携帯電話機１の上方、下方、およびその側方の人物や風景を同時に撮影することができる。一方、マルチ撮像ユニット２０が第２の筐体３内に収納された状態であっても、その筐体３に形成された撮影孔９ａ，９ｂ，９ｃから光を取り込むことができるため、上記下方を覗く４方向を同時に撮影することができる。
また、マルチ撮像ユニット２０を第２の筐体３から引き出した状態において、カバー２４の外面がその筐体３に形成された撮影孔９ａ，９ｂ，９ｃを塞ぐようになっているので、改めて遮蔽物等を設ける必要がない。
また、撮影入射光の入り口となる各開口部２８には広角レンズ２９が配置されているため、被写体だけでなく、被写体の周辺風景を含めた広い範囲を撮影することができる。
【００２４】
なお、上記実施形態においては、マルチ撮像ユニット２０を第２の筐体３の幅方向にスライド可能としたが、これに限ることはなく、長さ方向にスライドさせるようにしてもよい。
また、第２の筐体３に撮影孔９ａ，９ｂ，９ｃを設けるとしたが、これに限ることはなく、外方から光を取り込めるような切欠であってもよい。また、第２の筐体３に設けられた撮影孔９ａ，９ｂ，９ｃを３つとし、マルチ光学部２１に設けられた開口部２８を５つとしたが、これに限ることはなく、適宜変更してよい。
さらに、撮像画像を表示面８ａに順次切り換えて表示するとしたが、これに限ることはなく、異なる方向から取り込む複数の画像を同時に分割表示するようにしてもよい。または、複数の画像情報を自由に選択して、画像編集手段により、表示面８ａに様々な組み合わせ情報として編集して表示するようにしてもよい。
さらに、本実施形態では、折り畳み型の携帯電話機１を例にとって説明したが、本発明は携帯電話機１に限定されるものではなく、ストレート型の携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等の他の携帯端末装置にも適用できることは言う迄もない。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、画像品質の劣化しない良好な画像を複数の撮影窓からそれぞれ独立に取り込むことを可能にするとともに、各種撮像部品の組み付けを容易にすることができる携帯端末装置および撮像ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態として示した携帯電話機の要部の分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態として示した携帯電話機において、マルチ撮像ユニットを筐体内に収容させた状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態として示した携帯電話機において、マルチ撮像ユニットの先端を筐体外方に突出させた状態を示す拡大斜視図である。
【図４】図１に示すマルチ撮像ユニットの断面図である。
【図５】本発明の一実施形態として示した携帯電話機のマルチ撮像素子部の斜視図である。
【図６】図５に示すマルチ撮像素子部の断面図である。
【符号の説明】
１    携帯電話機（携帯端末装置）
９ａ，９ｂ，９ｃ    撮影孔（孔または切欠）
１４  取付部
２０  マルチ撮像ユニット（撮像ユニット）
２１  マルチ光学部（光案内部材）
２２  マルチ撮像素子部（光学ユニット）
２７  光路溝（光路）
２８  開口部（撮影窓）
２９  広角レンズ
４０  全反射ミラー（光路変更手段）
４２  複合レンズ部（レンズユニット）
４３  レンズ本体（光学レンズ）
４５  撮像素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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