DE112012005150B4

DE112012005150B4 - Drei-Chip-Kameravorrichtung

Info

Publication number: DE112012005150B4
Application number: DE112012005150.5T
Authority: DE
Inventors: c/o Panasonic Corporation Higashiyama Seiji; c/o Panasonic Corporation Suzuki Takahisa
Original assignee: Panasonic iPro Sensing Solutions Co Ltd
Current assignee: I Pro Co Ltd
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2021-01-21
Anticipated expiration: 2032-11-22
Also published as: US20140285702A1; WO2013084434A1; CN203933848U; JP5776006B2; JPWO2013084434A1; DE112012005150T5; US9229238B2

Abstract

Drei-Chip-Kameravorrichtung, mit:einem Farbtrennprisma, das eine Einfallfläche senkrecht zu einer optischen Achse, eine erste Emissionsfläche parallel zur Einfallfläche, eine zweite Emissionsfläche, die entlang einer Richtung der optischen Achse zwischen der Einfallfläche und der ersten Emissionsfläche angeordnet und in einem ersten Neigungswinkel hinsichtlich der optischen Achse geneigt ist, und eine dritte Emissionsfläche aufweist, die auf einer Seite gegenüberliegend der zweiten Emissionsfläche mit der optischen Achse zwischen der zweiten und dritten Emissionsfläche angeordnet und in einem zweiten Neigungswinkel gegenüber der optischen Achse geneigt ist, der größer als der erste Neigungswinkel ist,einer ersten Bildaufnahmevorrichtung, die eine erste Oberfläche, die sich parallel zu der ersten Emissionsfläche erstreckt, und einen ersten Bildaufnahmebereich in im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der ersten Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form aufweist, wobei ein Zentrum des ersten Bildaufnahmebereichs der ersten Bildaufnahmevorrichtung gegenüber einem Zentrum der ersten Oberfläche versetzt ist, so dass das Zentrum des ersten Bildaufnahmebereichs zwischen dem Zentrum der ersten Oberfläche und einem ersten Teil einer äußeren Form der ersten Oberfläche angeordnet ist, wobei der erste Teil näher an der dritten Emissionsfläche als an der zweiten Emissionsfläche ist;einer zweiten Bildaufnahmevorrichtung, die eine zweite Oberfläche, die sich parallel zu der zweiten Emissionsfläche erstreckt, und einen zweiten Bildaufnahmebereich in im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der zweiten Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form aufweist, wobei ein Zentrum des zweiten Bildaufnahmebereichs der zweiten Bildaufnahmevorrichtung gegenüber einem Zentrum der zweiten Oberfläche versetzt ist, so dass das Zentrum des zweiten Bildaufnahmebereichs zwischen dem Zentrum der zweiten Oberfläche und einem zweiten Teil einer äußeren Form der zweiten Oberfläche angeordnet ist, wobei der zweite Teil näher an der ersten Emissionsfläche als an der Einfallfläche ist; undeiner dritten Bildaufnahmevorrichtung, die eine dritte Oberfläche, die sich parallel zu der dritten Emissionsfläche erstreckt, und einen dritten Bildaufnahmebereich in im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der dritten Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form aufweist, wobei ein Zentrum des dritten Bildaufnahmebereichs der dritten Bildaufnahmevorrichtung gegenüber einem Zentrum der dritten Oberfläche versetzt ist, so dass das Zentrum des dritten Bildaufnahmebereichs zwischen dem Zentrum der dritten Oberfläche und einem dritten Teil einer äußeren Form der dritten Oberfläche angeordnet ist, wobei der dritte Teil näher an der Einfallfläche als zu der ersten Emissionsfläche ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drei-Chip-Kameravorrichtung, die für Fotografie unter Trennung von drei Primärfarben geeignet ist.
Technischer Hintergrund
US 4 268 119 A offenbart eine farbtrennende Prismenanordnung für eine kleine tragbare Videokamera mit Solid-State-Detektoren mit einer Höhe von etwa 0,35 Zoll, die drei Prismen umfasst, wobei das erste und das zweite Prisma durch einen Luftspalt getrennt sind und eine Farbtrennung an den jeweiligen spektral selektiven dichroitischen Platten zwischen den ersten und zweiten Prismen bzw. den zweiten und dritten Prismen auftritt, wobei die getrennten Farbkomponenten in verschiedene Richtungen gerichtet werden. Jeder Detektor wird in Bezug auf das zugehörige Prisma genau in Position gehalten, indem dazwischen und in Kontakt damit eine elastische Dichtung aus geschäumtem Material angeordnet wird, die Position des Detektors eingestellt wird und dann die geschäumte Dichtung mit Epoxidharz imprägniert wird, das härtet, um den Detektor Position in Bezug auf das Prisma zu fixieren.
US 5 086 338 A offenbart eine Farbfernsehkamera zum Umwandeln eines von einer Objektivlinse erzeugten Bildes in Videosignale, die unter Einbeziehung eines Prismas zum Aufteilen von Licht, das durch die Objektivlinse hindurchgegangen ist, in mehrere Farbkomponenten und einer Linseneinheit konstruiert wird, die zwischen dem Prisma und mindestens einem von mehreren Festkörperbildaufnahmemitteln angeordnet ist und und eine solche optische Leistung aufweist, dass die Größen der Bilder aller Farbkomponenten miteinander übereinstimmen.
In einer Videokamera, einem Endoskop oder Ähnlichem ist eine Drei-Chip-Kameravorrichtung, die eine Bildaufnahme unter Trennung von drei Primärfarben unter Verwendung einer CCD-Bildaufnahmevorrichtung (im Folgenden als CCD bezeichnet) durchführt, bekannt (siehe beispielsweise Patentliteratur 1). In der Bildaufnahme unter Trennung der drei Primärfarben wird ein Subjekt in Komponenten von drei Primärfarben Rot (im Folgenden als R bezeichnet), Grün (im Folgenden als G bezeichnet) und Blau (im Folgenden als B) bezeichnet) getrennt, wobei die Komponenten separat fotografiert und danach die drei Videobilder als jeweilige Kanal-Bilder (ch) zusammengeführt werden, wodurch ein Farbvideobild erreicht wird. Um das Videobild in jeder Primärfarbe aufzunehmen, wird ein dichromatisches Prisma, das ein Farbtrennprisma ist, das lediglich jedes Primärkomponentenlicht durchlässt, verwendet. Eine dichromatische Schicht in dem dichromatischen Prisma trennt einfallendes Licht mit Subjektinformation in drei Primärfarben des Lichts von RGB durch Reflektion und erlaubt jeder Primärfarbe des Lichts, fotoelektrisch durch jede CCD konvertiert zu werden.
Anführungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2008 - 42 465 A (siehe Anspruch 3 und 1)
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In den letzten Jahren wurde eine Bildaufnahmevorrichtung von einer CCD zu einem CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) verschoben. Anders als die CCD, die einen dedizierten Herstellungsprozess verwendet, kann die CMOS unter Verwendung eines allgemeinen CMOS-Prozesses hergestellt werden (DRAM-Prozess oder Ähnliches), wodurch die Herstellungskosten im Vergleich zur CCD geringer werden.
7(A) ist eine Frontansicht, die einen Bildaufnahmebereich 101 einer CCD 100 zeigt, 7(B) ist eine Frontansicht, die einen Bildaufnahmebereich 101 einer CMOS 102 zeigt, und 8 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Drei-Chip-Kameravorrichtung 104 aus dem Stand der Technik unter Verwendung eines Farbtrennprismas 103 entlang mit einfallendem Licht 105 zeigt.
In 7(B) und 8 stellt jeder Pfeil in einer Richtung entlang der CMOS 102 eine Aufwärtsrichtung dar.
Wie in 7(B) gezeigt, haben die Mehrheit von CMOSs 102 eine Spezifizierung, anders als die CCD 100, in der ein Packungszentrum 106 und ein Bildaufnahmebereichszentrum 107 exzentrisch voneinander sind. Wie in 8 gezeigt, ist bei der Drei-Chip-Kameravorrichtung 104 die CMOS 102, deren Bildaufnahmebereichszentrum 107 exzentrisch gegenüber dem Farbtrennprisma 103 ist, zentriert auf dem Emissionsflächenzentrum von jeweils Rch, Gch und Bch fixiert. Aus diesem Grund erstreckt sich eine Packung 109 von Bch mit einem großen Neigungswinkel θ1 hinsichtlich der optischen Achse 108 des einfallenden Lichts 105 auswärts. In dieser Weise steht im Stand der Technik, wenn die CMOS 102 auf die Drei-Chip-Kameravorrichtung 104 angewandt wird, ein Vorrichtungssubstrat oder die Packung 109 vor, und es besteht ein Problem darin, dass sich die äußeren Abmessungen H vergrößern.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Situation erreicht, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drei-Chip-Kameravorrichtung bereitzustellen, die dazu in der Lage ist, eine Steigerung in der äußeren Form der Kameravorrichtung zu unterdrücken, auch wenn eine Bildaufnahmevorrichtung verwendet wird, in der ein Packungszentrum und ein Bildaufnahmebereichszentrum zueinander exzentrisch sind.
Lösung der Aufgabe
Eine Drei-Chip-Kameravorrichtung entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Farbtrennprisma, das eine Einfallfläche senkrecht zu einer optischen Achse, eine erste Emissionsfläche parallel zur Einfallfläche, eine zweite Emissionsfläche, die zwischen der Einfallfläche und der ersten Emissionsfläche gebildet und in einem ersten Neigungswinkel hinsichtlich der optischen Achse geneigt ist, und eine dritte Emissionsfläche aufweist, die auf einer Seite gegenüberliegend der zweiten Emissionsfläche mit der optischen Achse zwischen der zweiten und dritten Emissionsfläche angeordnet gebildet und in einem zweiten Neigungswinkel gegenüber der optischen Achse geneigt ist, der größer als der erste Neigungswinkel ist, eine ersten Bildaufnahmevorrichtung, die gegenüberliegend parallel zu der ersten Emissionsfläche angeordnet ist, wobei die erste Bildaufnahmevorrichtung einen Bildaufnahmebereich in im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der ersten Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form aufweist, der in der Nähe eines Seitenabschnitts der äußeren rechteckigen Form angeordnet ist, um den einen Seitenabschnitt an einer Seite der dritten Emissionsfläche zu positionieren; eine zweiten Bildaufnahmevorrichtung, die gegenüberliegend parallel zu der zweiten Emissionsfläche angeordnet ist, wobei die zweite Bildaufnahmevorrichtung einen Bildaufnahmebereich in im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der zweiten Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form aufweist, der in der Nähe eines Seitenabschnitts der äußeren rechteckigen Form angeordnet ist, um den einen Seitenabschnitt an einer Seite der ersten Emissionsfläche zu positionieren; und eine dritten Bildaufnahmevorrichtung, die gegenüberliegend parallel zu der dritten Emissionsfläche angeordnet ist, wobei die dritte Bildaufnahmevorrichtung einen Bildaufnahmebereich in im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der dritten Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form aufweist, der in der Nähe eines Seitenabschnitts der äußeren rechteckigen Form angeordnet ist, um den einen Seitenabschnitt an einer Seite der Einfallfläche zu positionieren.
Eine Drei-Chip-Kameravorrichtung entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Farbtrennprisma, das eine Einfallfläche senkrecht zu einer optischen Achse, eine erste Emissionsfläche parallel zur Einfallfläche, eine zweite Emissionsfläche, die zwischen der Einfallfläche und der ersten Emissionsfläche gebildet und in einem ersten Neigungswinkel hinsichtlich der optischen Achse geneigt ist, und eine dritte Emissionsfläche aufweist, die auf einer Seite gegenüberliegend der zweiten Emissionsfläche mit der optischen Achse zwischen der zweiten und dritten Emissionsfläche angeordnet gebildet und in einem zweiten Neigungswinkel gegenüber der optischen Achse geneigt ist, der größer als der erste Neigungswinkel ist, eine ersten Bildaufnahmevorrichtung, die gegenüberliegend parallel zu der ersten Emissionsfläche angeordnet ist, wobei die erste Bildaufnahmevorrichtung einen Bildaufnahmebereich in im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der ersten Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form aufweist, der in der Nähe eines Seitenabschnitts der äußeren rechteckigen Form angeordnet ist, um den einen Seitenabschnitt an einer Seite der dritten Emissionsfläche zu positionieren; eine zweiten Bildaufnahmevorrichtung, die gegenüberliegend parallel zu der zweiten Emissionsfläche angeordnet ist, wobei die zweite Bildaufnahmevorrichtung einen Bildaufnahmebereich in im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der zweiten Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form aufweist, der in der Nähe eines Seitenabschnitts der äußeren rechteckigen Form angeordnet ist, um den einen Seitenabschnitt an einer Seite der Einfallfläche zu positionieren; eine dritten Bildaufnahmevorrichtung, die gegenüberliegend parallel zu der dritten Emissionsfläche angeordnet ist, wobei die dritte Bildaufnahmevorrichtung einen Bildaufnahmebereich in im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der dritten Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form aufweist, der in der Nähe eines Seitenabschnitts der äußeren rechteckigen Form angeordnet ist, um den einen Seitenabschnitt an einer Seite der Einfallfläche zu positionieren; eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die Signale von der ersten Bildaufnahmevorrichtung, der zweiten Bildaufnahmevorrichtung und der dritten Bildaufnahmevorrichtung zusammenführt; und eine Inversionsverarbeitungsvorrichtung, die zwischen der dritten Bildaufnahmevorrichtung und der Bildverarbeitungseinheit vorgesehen ist und das Signal von der dritten Bildaufnahmevorrichtung vertikal und horizontal invertiert.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Entsprechend der Drei-Chip-Kameravorrichtung in den Aspekten der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Steigerung in der äußeren Form der Kameravorrichtung zu unterdrücken, selbst wenn eine Bildaufnahmevorrichtung verwendet wird, in der ein Packungszentrum und ein Bildaufnahmebereichszentrum exzentrisch zueinander sind.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die das Innere einer Drei-Chip-Kameravorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
2(A) ist eine Frontansicht der Drei-Chip-Kameravorrichtung, die in 1 gezeigt ist, und 2(B) ist eine Seitenansicht von 2(A).
3 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Hauptteils einer Drei-Chip-Kameravorrichtung entsprechend eines ersten Ausführungsbeispiels.
4(A) ist ein Konfigurationsdiagramm einer normalen Anordnung der Vorrichtungen, 4(B) ist ein Konfigurationsdiagramm, in dem alle Vorrichtungen invertiert sind, und 4(C) ist ein Konfigurationsdiagramm, in dem die gesamte Vorrichtung invertiert ist.
5 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Hauptteils einer Drei-Chip-Kameravorrichtung entsprechend eines zweiten Ausführungsbeispiels.
6(A) ist ein Konfigurationsdiagramm einer normalen Anordnung von Vorrichtungen, und 6(B) ist ein Konfigurationsdiagramm, in dem lediglich eine B-Bildaufnahmevorrichtung invertiert ist.
7(A) ist eine Frontansicht, die einen Bildaufnahmebereich einer CCD zeigt, und 7(B) ist eine Frontansicht, die einen Bildaufnahmebereich eines CMOS zeigt.
8 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Hauptteils einer Drei-Chip-Kameravorrichtung aus dem Stand der Technik unter Verwendung eines Farbtrennprismas entlang einfallenden Lichts.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele entsprechend der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist eine perspektivische Ansicht des Inneren einer Drei-Chip-Kameravorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung. 2(A) ist eine Frontansicht der Drei-Chip-Kameravorrichtung, die in 1 gezeigt ist. 2(B) ist eine Seitenansicht von 2(A), und 3 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Hauptteils einer Drei-Chip-Kameravorrichtung entsprechend des ersten Ausführungsbeispiels.
Eine Drei-Chip-Kameravorrichtung 10 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel kann vorzugsweise in einer Videokamera, einem Endoskop oder Ähnlichem genutzt werden, wo ein CMOS genutzt wird. Die Drei-Chip-Kameravorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 11. Im Gehäuse 11 ist eine Öffnung 13 gebildet, durch die einfallendes Licht 12 (siehe 3) mit Subjektinformation eingeführt wird. In der Öffnung 13 werden eine Öffnungsblende 14 oder ein Objektiv (nicht gezeigt) von einem Halter 15 getragen. Das Gehäuse 11 ist mit einem Kabelauslasszylinder 16 auf einer Seite gegenüberliegend der Öffnung 13 versehen.
Wenn ein Objektiv ein Videobild formt, hat ein Bildaufnahmebereich eines CMOS eine kreisförmige Form. Dieser Bereich wird Bildkreis genannt. Ein rechteckiger Bereich, der innerhalb des Bildkreises erzeugt wird, wird eine Bildgröße genannt. Das CMOS empfängt Licht innerhalb des Bereichs der Bildgröße. Die Menge an empfangenem Licht wird durch die Öffnungsblende 14 beschränkt.
Innerhalb des Gehäuses 11 ist ein dichromatisches Prisma 17 mit einem Farbtrennprisma auf einer optischen Achse angeordnet, die sich durch die Öffnungsblende 14 erstreckt. Das dichromatische Prisma 17 trennt das einfallende Licht 12 in die drei primären Lichtfarben von RGB durch eine interne dichromatische Schicht. Die dichromatische Schicht wird durch alternatives Arrangieren einer Schicht mit einem hohen Brechungsindex und einer Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex in 10 bis 20 Schichten durch Vakuumabscheidung gebildet, mit einer Bedeutung, dass Farbe in zwei Farben getrennt wird. Entsprechend reflektiert das dichromatische Prisma 17 Blau und Rot in effizienter Weise unter Verwendung unterschiedlicher Brechungsindices für die jeweiligen Wellenlängen von Farben von Licht, ohne dass Blau und Rot absorbiert werden würden, und erlaubt lediglich einer spezifischen Wellenlänge von jeweils RGB, auf das CMOS einzufallen.
Das dichromatische Prisma 17 weist eine Einfallsfläche 18 und drei Flächen einer ersten Emissionsfläche 19, einer zweiten Emissionsfläche 20 und einer dritten Emissionsfläche 21 auf. Die Einfallsfläche 18 ist gegenüber der Öffnungsblende 14 angeordnet, und die Einfallsfläche 18 ist senkrecht zu einem Querschnitt (der Papierfläche von 3) einschließlich einer optischen Achse 22 (siehe 3) und senkrecht zu der optischen Achse 22.
Es ist zu bemerken, dass der Querschnitt ein vertikaler Querschnitt ist. Die erste Emissionsfläche 19 ist parallel zu der Einfallsfläche 18 gebildet. Die zweite Emissionsfläche 20 ist zwischen der Einfallsfläche 18 und der ersten Emissionsfläche 19 gebildet, ist senkrecht zu dem Querschnitt und ist in einem ersten Neigungswinkel θ1 hinsichtlich der optischen Achse 22 geneigt. Die dritte Emissionsfläche 21 ist senkrecht zu dem Querschnitt und ist auf einer Seite gegenüberliegend der zweiten Emissionsfläche 20 mit der optischen Achse 22 dazwischen angeordnet gebildet. Die dritte Emissionsfläche 21 ist mit einem zweiten Neigungswinkel θ2 hinsichtlich der optischen Achse 22 geneigt, der größer als der erste Neigungswinkel θ1 ist.
Eine G-Bildaufnahmevorrichtung 23 als eine erste Bildaufnahmevorrichtung, eine R-Bildaufnahmevorrichtung 24 als eine zweite Bildaufnahmevorrichtung und eine B-Bildaufnahmevorrichtung 25 als eine dritte Bildaufnahmevorrichtung sind jeweils vorgesehen, der ersten Emissionsfläche 19, der zweiten Emissionsfläche 20 bzw. der dritten Emissionsfläche 21 gegenüberzuliegen. Die G-Bildaufnahme-vorrichtung 23, die R-Bildaufnahmevorrichtung 24 und die B-Bildaufnahme-vorrichtung 25 sind sämtlich aus CMOSs hergestellt. Jede der Bildaufnahmevorrichtungen ist gemeinsam so konfiguriert, dass ein Bildaufnahmebereich 101 (siehe 7(B)) mit im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form in der Nähe des einen Abschnitts 26 der äußeren rechteckigen Form angeordnet ist. Das heißt, das Packungszentrum und das Bildaufnahmebereichszentrum sind exzentrisch zueinander.
Wie in 3 gezeigt, ist die G-Bildaufnahmevorrichtung 23 gegenüber der ersten Emissionsfläche 19 parallel so angeordnet, dass ein Seitenabschnitt 26 an der Seite der dritten Emissionsfläche 21 positioniert ist. Die R-Bildaufnahme-vorrichtung 24 ist gegenüber der zweiten Emissionsfläche 20 parallel so angeordnet, dass ein Seitenabschnitt 26 an der Seite der ersten Emissionsfläche 19 positioniert ist. Die B-Bildaufnahmevorrichtung 25 ist gegenüber der dritten Emissionsfläche 21 parallel so angeordnet, dass ein Seitenabschnitt 26 an der Seite der Einfallsfläche 18 positioniert ist. Die G-Bildaufnahmevorrichtung 23, die R-Bildaufnahmevorrichtung 24 und die B-Bildaufnahmevorrichtung 25 konvertieren jeweils R-Licht 27, G-Licht 28 und B-Licht 29 der drei primären Farben R, G und B mit Subjektinformation in elektrische Signale und senden die elektrischen Signale an eine Bildaufnahmevorrichtung 34 als ein R-Signal 31, ein G-Signal 32 und ein B-Signal 33.
Die Bildverarbeitungseinheit 34 führt eine γ-Verarbeitung an Signalen durch, die durch Durchführen einer WB-Steuerung für das eingegebene R-Signal 31, das G-Signal 32 und das B-Signal 33 durchgeführt wurden, bildet ein Luminanzsignal und ein Farbdifferenzsignal, konvertiert dieses Luminanzsignal und dieses Farbdifferenzsignal in ein Format, das für ein Videoformat geeignet ist, und gibt die konvertierten Signale aus.
Als nächstes wird der Betrieb der Drei-Chip-Kameravorrichtung 10 mit der oben beschriebenen Konfiguration beschrieben.
4(A) ist ein Konfigurationsdiagramm einer normalen Anordnung der Vorrichtungen, 4(B) ist ein Konfigurationsdiagramm, in dem alle Vorrichtungen invertiert sind, und 4(C) ist ein Konfigurationsdiagramm, in dem die gesamte Vorrichtung invertiert ist, wobei die Konfiguration in 3 gezeigt ist.
In 3 und 4(A) bis 4(C) stellt ein Pfeil in einer Richtung entlang eines CMOS eine Aufwärtsrichtung dar.
In der Drei-Chip-Kameravorrichtung 10 sind die G-Bildaufnahmevorrichtung 23, die R-Bildaufnahmevorrichtung 24 und die B-Bildaufnahmevorrichtung 25 so konfiguriert, dass der Bildaufnahmebereich mit einer im Wesentlichen zu der äußeren rechteckigen Form ähnlichen Form sich in der Nähe eines Seitenabschnitts 26 der äußeren rechteckigen Form befindet und das Bildaufnahmebereichszentrum exzentrisch gegenüber dem Packungszentrum ist.
Hier sind die R-Bildaufnahmevorrichtung 24 und die B-Bildaufnahmevorrichtung 25 so angeordnet, dass sich die optische Achse 22 des einfallenden Lichts 12 zwischen ihnen befindet, und der zweite Neigungswinkel θ2 der B-Bildaufnahmevorrichtung 25 hinsichtlich der optischen Achse 22 ist größer als der erste Neigungswinkel θ1 der R-Bildaufnahmevorrichtung 24 hinsichtlich der optischen Achse 22. Wenn die Richtung der R-Bildaufnahmevorrichtung 24 um 180 Grad rotiert ist, um das Bildaufnahmebereichszentrum der R-Bildaufnahmevorrichtung 24 und das Emissionsflächenzentrum von Rch anzupassen, ist ein Seitenabschnitt 26 auf einer Seite (auf der rechten Seite von 3) eines eingeschlossenen Winkels zwischen der R-Bildaufnahmevorrichtung 24 und der optischen Achse 22.
In ähnlicher Weise zur R-Bildaufnahmevorrichtung 24, wenn die Richtung der B-Bildaufnahmevorrichtung 25 um 180 Grad rotiert ist, um das Bildaufnahmebereichszentrum der B-Bildaufnahmevorrichtung 25 und das Emissionsflächenzentrum von Bch anzupassen, ist ein Seitenabschnitt 26 auf einer Seite (der linken Seite von 3) gegenüber eines eingeschlossenen Winkels zwischen der B-Bildaufnahmevorrichtung 25 und der optischen Achse 22 angeordnet.
In der gleichen Weise wie bei der R-Bildaufnahmevorrichtung 24 und der B-Bildaufnahmevorrichtung 25 ist bei der G-Bildaufnahmevorrichtung 23 ein Seitenabschnitt 26 auf der unteren Seite von 3 angeordnet.
Wie in 4(B) gezeigt, ist die B-Bildaufnahmevorrichtung 25, die mit dem großen zweiten Neigungswinkel θ2 geneigt ist, so angeordnet, dass ein Rahmenkantenabschnitt 36, der sich in Breite mit einem exzentrischen Bildaufnahmebereich vergrößert, von der dritten Emissionsfläche 21 weggerichtet ist und sich in einer Ausdehnungsflächenrichtung auf einer Seite eines eingeschlossenen Winkels zwischen der dritten Emissionsfläche 21 und der optischen Achse 22 erstreckt. Das heißt, bei der Drei-Chip-Kameravorrichtung 10 ist die B-Bildaufnahmevorrichtung 25 mit dem großen zweiten Neigungswinkel θ2 so angeordnet, dass sie sich nicht von der R-Bildaufnahmevorrichtung 24 erstreckt, die den kleinen ersten Neigungswinkel θ1 aufweist.
In dieser Anordnung sind die Richtungen der Bildaufnahmevorrichtungen vertikal und horizontal invertiert.
Wie in 4(C) gezeigt, wird die derart erzeugte vertikale und horizontale Inversion der Signale in den Originalzustand durch abschließendes Invertieren der gesamten Vorrichtung zurückgesetzt. Entsprechend erstreckt sich die Packung der B-Bildaufnahmevorrichtung 25 mit dem großen zweiten Neigungswinkel θ2 hinsichtlich der optischen Achse 22 nicht auswärts, und eine Steigerung in den äußeren Abmessungen H der gesamten Vorrichtung wird unterdrückt.
Die Richtung des dichromatischen Prismas 17, die in 1, 2(A) und 2(B) gezeigt ist, ist nach der Inversion in 4(C) gezeigt. Die Richtung des dichromatischen Prismas 17, die in 3 gezeigt ist, ist in 4(B) vor der Inversion gezeigt.
In der ersten Ausführungsform kann das Videobild in den Originalzustand durch Ändern der Lesereihenfolge in der Bildbearbeitungsvorrichtung 34 oder Ähnliches zurückgesetzt werden, obwohl die gesamte Vorrichtung hinsichtlich der Richtung eines Videobildes invertiert ist, das in den Originalzustand auszugeben ist.
Zweites Ausführungsbeispiel
Als nächstes wird eine Drei-Chip-Kameravorrichtung 38 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.
5 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Hauptteils der Drei-Chip-Kameravorrichtung entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Die gleichen Elemente wie die Elemente, die in den 1 bis 4(A), 4(B) und 4(C) gezeigt sind, werden durch die gleichen Bezugszahlen und -zeichen repräsentiert, und eine überlappende Beschreibung wird nicht wiederholt. In der Drei-Chip-Kameravorrichtung 38 entsprechend des zweiten Ausführungsbeispiels ist das dichromatische Prisma das gleiche wie bei der Drei-Chip-Kameravorrichtung 10. Die G-Bildaufnahmevorrichtung 23 ist gegenüber der ersten Emissionsfläche 19 so parallel angeordnet, dass ein Seitenabschnitt 26 an der zweiten Emissionsflächenseite positioniert ist. Die R-Bildaufnahmevorrichtung 24 ist gegenüber der zweiten Emissionsfläche 20 parallel so angeordnet, dass ein Seitenabschnitt 26 an der Einfallsflächenseite positioniert ist. Die B-Bildaufnahmevorrichtung 25 ist gegenüber der dritten Emissionsfläche 21 parallel so angeordnet, dass ein Seitenabschnitt 26 an der Einfallsflächenseite positioniert ist. Das heißt, lediglich die B-Bildaufnahmevorrichtung 25 ist invertiert.
Die Bildverarbeitungseinheit 34, die das R-Signal 31, das G-Signal 32 und das B-Signal 33 zusammenführt, ist mit der G-Bildaufnahmevorrichtung 23, der R-Bildaufnahmevorrichtung 24 und der B-Bildaufnahmevorrichtung 25 verbunden. Eine Inversionsverarbeitungsvorrichtung 30 ist zwischen der B-Bildaufnahme-vorrichtung 25 und der Bildverarbeitungseinheit 34 vorgesehen, und die Inversionsverarbeitungsvorrichtung 30 invertiert das B-Signal 33 von der B-Bildaufnahmevorrichtung 25 vertikal und horizontal.
Als nächstes wird der Betrieb der Drei-Chip-Kameravorrichtung 38 mit der oben beschriebenen Konfiguration beschrieben.
6(A) ist ein Konfigurationsdiagramm einer normalen Anordnung von Vorrichtungen, und 6(B) ist ein Konfigurationsdiagramm, in dem lediglich die B-Bildaufnahmevorrichtung 25 invertiert ist.
In der Drei-Chip-Kameravorrichtung 38, wie sie in 6(B) gezeigt ist, ist die R-Bildaufnahmevorrichtung 24 so konfiguriert, dass ein Seitenabschnitt 26 auf einer Seite (der linken Seite von 6(B)) gegenüber einem eingeschlossenen Winkel zwischen der R-Bildaufnahmevorrichtung 24 und der optischen Achse 22 angeordnet ist. Die B-Bildaufnahmevorrichtung 25 ist ebenso so konfiguriert, dass ein Seitenabschnitt 26 auf einer Seite (der linken Seite von 6(B)) gegenüber einem eingeschlossenen Winkel zwischen der B-Bildaufnahme-vorrichtung 25 und der optischen Achse 22 angeordnet ist.
Wie in 6(B) gezeigt ist die R-Bildaufnahmevorrichtung 24, die mit einem kleinen ersten Neigungswinkel θ1 geneigt ist, so angeordnet, dass ein Rahmenkantenabschnitt 36, der sich in Breite mit einem exzentrischen Bildaufnahmebereich vergrößert, von der zweiten Emissionsfläche 20 entfernt ist und sich in einer Ausdehnungsflächenrichtung auf einer Seite eines eingeschlossenen Winkels zwischen der zweiten Emissionsfläche 20 und der optischen Achse 22 erstreckt. Die B-Bildaufnahmevorrichtung 25, die mit einem großen zweiten Neigungswinkel θ2 geneigt ist, ist ebenso so angeordnet, dass ein Rahmenkantenabschnitt 36, der sich in Breite mit einem exzentrischen Bildaufnahmebereich vergrößert, von der dritten Emissionsfläche 21 weggerichtet ist und sich in einer Ausdehnungsflächenrichtung einer Seite eines eingeschlossenen Winkels zwischen der dritten Emissionsfläche 21 und der optischen Achse 22 erstreckt. Das heißt, sowohl die R-Bildaufnahmevorrichtung 24 als auch die B-Bildaufnahmevorrichtung 25 erstrecken sich in einer Richtung, sodass die äußeren Abmessungen H sich nicht vergrößern.
Wie in 5 gezeigt, wird die derart erzeugte vertikale und horizontale Inversion des Signals von lediglich der B-Bildaufnahmevorrichtung 25 durch die Inversionsverarbeitungsvorrichtung 30 invertiert und in den Originalzustand zurückgeführt. Entsprechend, da sich die Packungen von sowohl der R-Bildaufnahmevorrichtung 24 als auch der B-Bildaufnahmevorrichtung 25 nicht auswärts erstrecken, wird eine Steigerung in den äußeren Abmessungen der gesamten Vorrichtung unterdrückt.
Daher ist es entsprechend der Drei-Chip-Kameravorrichtung 10 und der Drei-Chip-Kameravorrichtung 38 des zweiten Ausführungsbeispiels möglich, eine Steigerung in den äußeren Formen der Vorrichtung zu unterdrücken, auch wenn eine Bildaufnahmevorrichtung verwendet wird, in der ein Packungszentrum und ein Bildaufnahmebereichszentrum exzentrisch zueinander sind.
Insbesondere beim Durchführen einer chirurgischen Operation unter Verwendung der Drei-Chip-Kameravorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung als einem Endoskop ist es wichtig für einen Benutzer, dass die Vorrichtung so klein wie möglich ist, da ein Assistent, der die chirurgische Operation unterstützt, die Drei-Chip-Kameravorrichtung 10 in seinen Händen für eine längere Zeit hält.
Wenn die Drei-Chip-Kameravorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung als ein Modul für ein chirurgisches Mikroskop verwendet wird, führt eine Reduktion in der Größe der Drei-Chip-Kameravorrichtung 10 zu einer Reduktion in der Größe des chirurgischen Mikroskops, und eine Einfachheit beim Durchführen der chirurgischen Operation wird erreicht, da der Chirurg die chirurgische Operation durchführt, während er durch das chirurgische Mikroskop schaut.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung ist nützlich für eine Drei-Chip-Kameravorrichtung, die in einer Videokamera, einem Endoskop oder Ähnlichem verwendet wird.
Bezugszeichenliste

10, 38:: Drei-Chip-Kameravorrichtung
17:: dichromatisches Prisma (Farbtrennprisma)
18:: Einfallsfläche
19:: erste Emissionsfläche
20:: zweite Emissionsfläche
21:: dritte Emissionsfläche
22:: optische Achse
23:: G-Bildaufnahmevorrichtung (erste Bildaufnahmevorrichtung)
24:: R-Bildaufnahmevorrichtung (zweite Bildaufnahmevorrichtung)
25:: B-Bildaufnahmevorrichtung (dritte Bildaufnahmevorrichtung)
26:: Einseitenabschnitt
30:: Inversionsverarbeitungseinheit
101:: Bildaufnahmebereich
θ1:: erster Neigungswinkel
θ2:: zweiter Neigungswinkel

Claims

Drei-Chip-Kameravorrichtung, mit: einem Farbtrennprisma, das eine Einfallfläche senkrecht zu einer optischen Achse, eine erste Emissionsfläche parallel zur Einfallfläche, eine zweite Emissionsfläche, die entlang einer Richtung der optischen Achse zwischen der Einfallfläche und der ersten Emissionsfläche angeordnet und in einem ersten Neigungswinkel hinsichtlich der optischen Achse geneigt ist, und eine dritte Emissionsfläche aufweist, die auf einer Seite gegenüberliegend der zweiten Emissionsfläche mit der optischen Achse zwischen der zweiten und dritten Emissionsfläche angeordnet und in einem zweiten Neigungswinkel gegenüber der optischen Achse geneigt ist, der größer als der erste Neigungswinkel ist, einer ersten Bildaufnahmevorrichtung, die eine erste Oberfläche, die sich parallel zu der ersten Emissionsfläche erstreckt, und einen ersten Bildaufnahmebereich in im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der ersten Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form aufweist, wobei ein Zentrum des ersten Bildaufnahmebereichs der ersten Bildaufnahmevorrichtung gegenüber einem Zentrum der ersten Oberfläche versetzt ist, so dass das Zentrum des ersten Bildaufnahmebereichs zwischen dem Zentrum der ersten Oberfläche und einem ersten Teil einer äußeren Form der ersten Oberfläche angeordnet ist, wobei der erste Teil näher an der dritten Emissionsfläche als an der zweiten Emissionsfläche ist; einer zweiten Bildaufnahmevorrichtung, die eine zweite Oberfläche, die sich parallel zu der zweiten Emissionsfläche erstreckt, und einen zweiten Bildaufnahmebereich in im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der zweiten Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form aufweist, wobei ein Zentrum des zweiten Bildaufnahmebereichs der zweiten Bildaufnahmevorrichtung gegenüber einem Zentrum der zweiten Oberfläche versetzt ist, so dass das Zentrum des zweiten Bildaufnahmebereichs zwischen dem Zentrum der zweiten Oberfläche und einem zweiten Teil einer äußeren Form der zweiten Oberfläche angeordnet ist, wobei der zweite Teil näher an der ersten Emissionsfläche als an der Einfallfläche ist; und einer dritten Bildaufnahmevorrichtung, die eine dritte Oberfläche, die sich parallel zu der dritten Emissionsfläche erstreckt, und einen dritten Bildaufnahmebereich in im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der dritten Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form aufweist, wobei ein Zentrum des dritten Bildaufnahmebereichs der dritten Bildaufnahmevorrichtung gegenüber einem Zentrum der dritten Oberfläche versetzt ist, so dass das Zentrum des dritten Bildaufnahmebereichs zwischen dem Zentrum der dritten Oberfläche und einem dritten Teil einer äußeren Form der dritten Oberfläche angeordnet ist, wobei der dritte Teil näher an der Einfallfläche als zu der ersten Emissionsfläche ist.
Drei-Chip-Kameravorrichtung, mit: einem Farbtrennprisma, das eine Einfallfläche senkrecht zu einer optischen Achse, eine erste Emissionsfläche parallel zur Einfallfläche, eine zweite Emissionsfläche, die entlang einer Richtung der optischen Achse zwischen der Einfallfläche und der ersten Emissionsfläche angeordnet und in einem ersten Neigungswinkel hinsichtlich der optischen Achse geneigt ist, und eine dritte Emissionsfläche aufweist, die auf einer Seite gegenüberliegend der zweiten Emissionsfläche mit der optischen Achse zwischen der zweiten und dritten Emissionsfläche angeordnet und in einem zweiten Neigungswinkel gegenüber der optischen Achse geneigt ist, der größer als der erste Neigungswinkel ist, einer ersten Bildaufnahmevorrichtung, die eine erste Oberfläche, die sich parallel zu der ersten Emissionsfläche erstreckt, und einen ersten Bildaufnahmebereich in im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der ersten Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form aufweist, wobei ein Zentrum des ersten Bildaufnahmebereichs der ersten Bildaufnahmevorrichtung gegenüber einem Zentrum der ersten Oberfläche versetzt ist, so dass das Zentrum des ersten Bildaufnahmebereichs zwischen dem Zentrum der ersten Oberfläche und einem ersten Teil einer äußeren Form der ersten Oberfläche angeordnet ist, wobei der erste Teil näher an zweiten Emissionsfläche als an der dritten Emissionsfläche ist; einer zweiten Bildaufnahmevorrichtung, die zweite Oberfläche, die sich parallel zu der zweiten Emissionsfläche erstreckt, und einen zweiten Bildaufnahmebereich in im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der zweiten Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form aufweist, wobei ein Zentrum des zweiten Bildaufnahmebereichs der zweiten Bildaufnahmevorrichtung gegenüber einem Zentrum der zweiten Oberfläche versetzt ist, so dass das Zentrum des zweiten Bildaufnahmebereichs zwischen dem Zentrum der zweiten Oberfläche und einem zweiten Teil einer äußeren Form der zweiten Oberfläche angeordnet ist, wobei der zweite Teil näher an der Einfallfläche als an ersten Emissionsfläche ist; einer dritten Bildaufnahmevorrichtung, die eine dritte Oberfläche, die sich parallel zu der dritten Emissionsfläche erstreckt, und einen dritten Bildaufnahmebereich in im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der dritten Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form aufweist, wobei ein Zentrum des dritten Bildaufnahmebereichs der dritten Bildaufnahmevorrichtung gegenüber einem Zentrum der dritten Oberfläche versetzt ist, so dass das Zentrum des dritten Bildaufnahmebereichs zwischen dem Zentrum der dritten Oberfläche und einem dritten Teil einer äußeren Form der dritten Oberfläche angeordnet ist, wobei der dritten Teil näher an der Einfallfläche als zu der ersten Emissionsfläche ist; einer Bildverarbeitungsvorrichtung, die Signale von der ersten Bildaufnahmevorrichtung, der zweiten Bildaufnahmevorrichtung und der dritten Bildaufnahmevorrichtung zusammenführt; und einer Inversionsverarbeitungsvorrichtung, die zwischen der dritten Bildaufnahmevorrichtung und der Bildverarbeitungseinheit vorgesehen ist und das Signal von der dritten Bildaufnahmevorrichtung vertikal und horizontal invertiert.