DE112012005150T5 - Drei-Chip-Kameravorrichtung - Google Patents
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Abstract
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
- 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-A-2008-42465 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 Bildaufnahmebereich101 einer CCD100 zeigt,7(B) ist eine Frontansicht, die einen Bildaufnahmebereich101 einer CMOS102 zeigt, und8 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Drei-Chip-Kameravorrichtung104 aus dem Stand der Technik unter Verwendung eines Farbtrennprismas103 entlang mit einfallendem Licht105 zeigt. - In
7(B) und8 stellt jeder Pfeil in einer Richtung entlang der CMOS102 eine Aufwärtsrichtung dar. - Wie in
7(B) gezeigt, haben die Mehrheit von CMOSs102 eine Spezifizierung, anders als die CCD100 , in der ein Packungszentrum106 und ein Bildaufnahmebereichszentrum107 exzentrisch voneinander sind. Wie in8 gezeigt, ist bei der Drei-Chip-Kameravorrichtung104 die CMOS102 , deren Bildaufnahmebereichszentrum107 exzentrisch gegenüber dem Farbtrennprisma103 ist, zentriert auf dem Emissionsflächenzentrum von jeweils Rch, Gch und Bch fixiert. Aus diesem Grund erstreckt sich eine Packung109 von Bch mit einem großen Neigungswinkel θ1 hinsichtlich der optischen Achse108 des einfallenden Lichts105 auswärts. In dieser Weise steht im Stand der Technik, wenn die CMOS102 auf die Drei-Chip-Kameravorrichtung104 angewandt wird, ein Vorrichtungssubstrat oder die Packung109 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.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
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 in1 gezeigt ist, und2(B) ist eine Seitenansicht von2(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, und4(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, und6(B) ist ein Konfigurationsdiagramm, in dem lediglich eine B-Bildaufnahmevorrichtung invertiert ist. -
7(A) ist eine Frontansicht, die einen Bildaufnahmebereich einer CCD zeigt, und7(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 in1 gezeigt ist.2(B) ist eine Seitenansicht von2(A) , und3 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-Kameravorrichtung10 umfasst ein Gehäuse11 . Im Gehäuse11 ist eine Öffnung13 gebildet, durch die einfallendes Licht12 (siehe3 ) mit Subjektinformation eingeführt wird. In der Öffnung13 werden eine Öffnungsblende14 oder ein Objektiv (nicht gezeigt) von einem Halter15 getragen. Das Gehäuse11 ist mit einem Kabelauslasszylinder16 auf einer Seite gegenüberliegend der Öffnung13 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 Prisma17 mit einem Farbtrennprisma auf einer optischen Achse angeordnet, die sich durch die Öffnungsblende14 erstreckt. Das dichromatische Prisma17 trennt das einfallende Licht12 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 Prisma17 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 Einfallsfläche18 und drei Flächen einer ersten Emissionsfläche19 , einer zweiten Emissionsfläche20 und einer dritten Emissionsfläche21 auf. Die Einfallsfläche18 ist gegenüber der Öffnungsblende14 angeordnet, und die Einfallsfläche18 ist senkrecht zu einem Querschnitt (der Papierfläche von3 ) einschließlich einer optischen Achse22 (siehe3 ) und senkrecht zu der optischen Achse22 . - Es ist zu bemerken, dass der Querschnitt ein vertikaler Querschnitt ist. Die erste Emissionsfläche
19 ist parallel zu der Einfallsfläche18 gebildet. Die zweite Emissionsfläche20 ist zwischen der Einfallsfläche18 und der ersten Emissionsfläche19 gebildet, ist senkrecht zu dem Querschnitt und ist in einem ersten Neigungswinkel θ1 hinsichtlich der optischen Achse22 geneigt. Die dritte Emissionsfläche21 ist senkrecht zu dem Querschnitt und ist auf einer Seite gegenüberliegend der zweiten Emissionsfläche20 mit der optischen Achse22 dazwischen angeordnet gebildet. Die dritte Emissionsfläche21 ist mit einem zweiten Neigungswinkel θ2 hinsichtlich der optischen Achse22 geneigt, der größer als der erste Neigungswinkel θ1 ist. - Eine G-Bildaufnahmevorrichtung
23 als eine erste Bildaufnahmevorrichtung, eine R-Bildaufnahmevorrichtung24 als eine zweite Bildaufnahmevorrichtung und eine B-Bildaufnahmevorrichtung25 als eine dritte Bildaufnahmevorrichtung sind jeweils vorgesehen, der ersten Emissionsfläche19 , der zweiten Emissionsfläche20 bzw. der dritten Emissionsfläche21 gegenüberzuliegen. Die G-Bildaufnahmevorrichtung23 , die R-Bildaufnahmevorrichtung24 und die B-Bildaufnahmevorrichtung25 sind sämtlich aus CMOSs hergestellt. Jede der Bildaufnahmevorrichtungen ist gemeinsam so konfiguriert, dass ein Bildaufnahmebereich101 (siehe7(B) ) mit im Wesentlichen zu einer äußeren rechteckigen Form der Bildaufnahmevorrichtung ähnlichen Form in der Nähe des einen Abschnitts26 der äußeren rechteckigen Form angeordnet ist. Das heißt, das Packungszentrum und das Bildaufnahmebereichszentrum sind exzentrisch zueinander. - Wie in
3 gezeigt, ist die G-Bildaufnahmevorrichtung23 gegenüber der ersten Emissionsfläche19 parallel so angeordnet, dass ein Seitenabschnitt26 an der Seite der dritten Emissionsfläche21 positioniert ist. Die R-Bildaufnahmevorrichtung24 ist gegenüber der zweiten Emissionsfläche20 parallel so angeordnet, dass ein Seitenabschnitt26 an der Seite der ersten Emissionsfläche19 positioniert ist. Die B-Bildaufnahmevorrichtung25 ist gegenüber der dritten Emissionsfläche21 parallel so angeordnet, dass ein Seitenabschnitt26 an der Seite der Einfallsfläche18 positioniert ist. Die G-Bildaufnahmevorrichtung23 , die R-Bildaufnahmevorrichtung24 und die B-Bildaufnahmevorrichtung25 konvertieren jeweils R-Licht27 , G-Licht28 und B-Licht29 der drei primären Farben R, G und B mit Subjektinformation in elektrische Signale und senden die elektrischen Signale an eine Bildaufnahmevorrichtung34 als ein R-Signal31 , ein G-Signal32 und ein B-Signal33 . - Die Bildverarbeitungseinheit
34 führt eine γ-Verarbeitung an Signalen durch, die durch Durchführen einer WB-Steuerung für das eingegebene R-Signal31 , das G-Signal32 und das B-Signal33 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, und4(C) ist ein Konfigurationsdiagramm, in dem die gesamte Vorrichtung invertiert ist, wobei die Konfiguration in3 gezeigt ist. - In
3 und4(A) bis4(C) stellt ein Pfeil in einer Richtung entlang eines CMOS eine Aufwärtsrichtung dar. - In der Drei-Chip-Kameravorrichtung
10 sind die G-Bildaufnahmevorrichtung23 , die R-Bildaufnahmevorrichtung24 und die B-Bildaufnahmevorrichtung25 so konfiguriert, dass der Bildaufnahmebereich mit einer im Wesentlichen zu der äußeren rechteckigen Form ähnlichen Form sich in der Nähe eines Seitenabschnitts26 der äußeren rechteckigen Form befindet und das Bildaufnahmebereichszentrum exzentrisch gegenüber dem Packungszentrum ist. - Hier sind die R-Bildaufnahmevorrichtung
24 und die B-Bildaufnahmevorrichtung25 so angeordnet, dass sich die optische Achse22 des einfallenden Lichts12 zwischen ihnen befindet, und der zweite Neigungswinkel θ2 der B-Bildaufnahmevorrichtung25 hinsichtlich der optischen Achse22 ist größer als der erste Neigungswinkel θ1 der R-Bildaufnahmevorrichtung24 hinsichtlich der optischen Achse22 . Wenn die Richtung der R-Bildaufnahmevorrichtung24 um 180 Grad rotiert ist, um das Bildaufnahmebereichszentrum der R-Bildaufnahmevorrichtung24 und das Emissionsflächenzentrum von Rch anzupassen, ist ein Seitenabschnitt26 auf einer Seite (auf der rechten Seite von3 ) eines eingeschlossenen Winkels zwischen der R-Bildaufnahmevorrichtung24 und der optischen Achse22 . - In ähnlicher Weise zur R-Bildaufnahmevorrichtung
24 , wenn die Richtung der B-Bildaufnahmevorrichtung25 um 180 Grad rotiert ist, um das Bildaufnahmebereichszentrum der B-Bildaufnahmevorrichtung25 und das Emissionsflächenzentrum von Bch anzupassen, ist ein Seitenabschnitt26 auf einer Seite (der linken Seite von3 ) gegenüber eines eingeschlossenen Winkels zwischen der B-Bildaufnahmevorrichtung25 und der optischen Achse22 angeordnet. - In der gleichen Weise wie bei der R-Bildaufnahmevorrichtung
24 und der B-Bildaufnahmevorrichtung25 ist bei der G-Bildaufnahmevorrichtung23 ein Seitenabschnitt26 auf der unteren Seite von3 angeordnet. - Wie in
4(B) gezeigt, ist die B-Bildaufnahmevorrichtung25 , die mit dem großen zweiten Neigungswinkel θ2 geneigt ist, so angeordnet, dass ein Rahmenkantenabschnitt36 , der sich in Breite mit einem exzentrischen Bildaufnahmebereich vergrößert, von der dritten Emissionsfläche21 weggerichtet ist und sich in einer Ausdehnungsflächenrichtung auf einer Seite eines eingeschlossenen Winkels zwischen der dritten Emissionsfläche21 und der optischen Achse22 erstreckt. Das heißt, bei der Drei-Chip-Kameravorrichtung10 ist die B-Bildaufnahmevorrichtung25 mit dem großen zweiten Neigungswinkel θ2 so angeordnet, dass sie sich nicht von der R-Bildaufnahmevorrichtung24 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-Bildaufnahmevorrichtung25 mit dem großen zweiten Neigungswinkel θ2 hinsichtlich der optischen Achse22 nicht auswärts, und eine Steigerung in den äußeren Abmessungen H der gesamten Vorrichtung wird unterdrückt. - Die Richtung des dichromatischen Prismas
17 , die in1 ,2(A) und2(B) gezeigt ist, ist nach der Inversion in4(C) gezeigt. Die Richtung des dichromatischen Prismas17 , die in3 gezeigt ist, ist in4(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 bis4(A) ,4(B) und4(C) gezeigt sind, werden durch die gleichen Bezugszahlen und -zeichen repräsentiert, und eine überlappende Beschreibung wird nicht wiederholt. In der Drei-Chip-Kameravorrichtung38 entsprechend des zweiten Ausführungsbeispiels ist das dichromatische Prisma das gleiche wie bei der Drei-Chip-Kameravorrichtung10 . Die G-Bildaufnahmevorrichtung23 ist gegenüber der ersten Emissionsfläche19 so parallel angeordnet, dass ein Seitenabschnitt26 an der zweiten Emissionsflächenseite positioniert ist. Die R-Bildaufnahmevorrichtung24 ist gegenüber der zweiten Emissionsfläche20 parallel so angeordnet, dass ein Seitenabschnitt26 an der Einfallsflächenseite positioniert ist. Die B-Bildaufnahmevorrichtung25 ist gegenüber der dritten Emissionsfläche21 parallel so angeordnet, dass ein Seitenabschnitt26 an der Einfallsflächenseite positioniert ist. Das heißt, lediglich die B-Bildaufnahmevorrichtung25 ist invertiert. - Die Bildverarbeitungseinheit
34 , die das R-Signal31 , das G-Signal32 und das B-Signal33 zusammenführt, ist mit der G-Bildaufnahmevorrichtung23 , der R-Bildaufnahmevorrichtung24 und der B-Bildaufnahmevorrichtung25 verbunden. Eine Inversionsverarbeitungsvorrichtung30 ist zwischen der B-Bildaufnahmevorrichtung25 und der Bildverarbeitungseinheit34 vorgesehen, und die Inversionsverarbeitungsvorrichtung30 invertiert das B-Signal33 von der B-Bildaufnahmevorrichtung25 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, und6(B) ist ein Konfigurationsdiagramm, in dem lediglich die B-Bildaufnahmevorrichtung25 invertiert ist. - In der Drei-Chip-Kameravorrichtung
38 , wie sie in6(B) gezeigt ist, ist die R-Bildaufnahmevorrichtung24 so konfiguriert, dass ein Seitenabschnitt26 auf einer Seite (der linken Seite von6(B) ) gegenüber einem eingeschlossenen Winkel zwischen der R-Bildaufnahmevorrichtung24 und der optischen Achse22 angeordnet ist. Die B-Bildaufnahmevorrichtung25 ist ebenso so konfiguriert, dass ein Seitenabschnitt26 auf einer Seite (der linken Seite von6(B) ) gegenüber einem eingeschlossenen Winkel zwischen der B-Bildaufnahme-vorrichtung25 und der optischen Achse22 angeordnet ist. - Wie in
6(B) gezeigt ist die R-Bildaufnahmevorrichtung24 , die mit einem kleinen ersten Neigungswinkel θ1 geneigt ist, so angeordnet, dass ein Rahmenkantenabschnitt36 , der sich in Breite mit einem exzentrischen Bildaufnahmebereich vergrößert, von der zweiten Emissionsfläche20 entfernt ist und sich in einer Ausdehnungsflächenrichtung auf einer Seite eines eingeschlossenen Winkels zwischen der zweiten Emissionsfläche20 und der optischen Achse22 erstreckt. Die B-Bildaufnahmevorrichtung25 , die mit einem großen zweiten Neigungswinkel θ2 geneigt ist, ist ebenso so angeordnet, dass ein Rahmenkantenabschnitt36 , der sich in Breite mit einem exzentrischen Bildaufnahmebereich vergrößert, von der dritten Emissionsfläche21 weggerichtet ist und sich in einer Ausdehnungsflächenrichtung einer Seite eines eingeschlossenen Winkels zwischen der dritten Emissionsfläche21 und der optischen Achse22 erstreckt. Das heißt, sowohl die R-Bildaufnahmevorrichtung24 als auch die B-Bildaufnahmevorrichtung25 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-Bildaufnahmevorrichtung25 durch die Inversionsverarbeitungsvorrichtung30 invertiert und in den Originalzustand zurückgeführt. Entsprechend, da sich die Packungen von sowohl der R-Bildaufnahmevorrichtung24 als auch der B-Bildaufnahmevorrichtung25 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-Kameravorrichtung38 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-Kameravorrichtung10 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-Kameravorrichtung10 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. - Die vorliegende Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-270139 - 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 (2)
- Drei-Chip-Kameravorrichtung, mit: einem 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, einer 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; einer 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 einer 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.
- Drei-Chip-Kameravorrichtung, mit: einem 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, einer 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; einer 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; einer 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; 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.
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