DE4423425A1

DE4423425A1 - CCD-Flächensensor mit Filtersystem

Info

Publication number: DE4423425A1
Application number: DE4423425A
Authority: DE
Inventors: Bodo Mielke
Original assignee: Rollei Fototechnic GmbH
Current assignee: Rollei Fototechnic GmbH
Priority date: 1994-07-05
Filing date: 1994-07-05
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2014-07-06
Also published as: DE4423425C2; US5592221A; JPH08149486A

Description

Die Erfindung betrifft einen CCD-Flächensensor mit einem ihm zugeordneten Filtersystem, das durch wechselnde Filterscheiben einfallendes Licht in seine Grundfarben zerlegt.

Es ist bekannt, einen CCD-Flächensensor, der zum Beispiel 2000 × 2000 Bildpunkte aufweisen kann, mit einem Fremdobjektiv zu kombinieren, um ein Bild in einen Computer zu ziehen. Ein Scannen ist dann nicht mehr notwendig. Um das gewonnene Bild farbig wiederzugeben, wird ein Filtersystem verwendet, das als drehbare Filterscheibe ausgebildet ist, und bei einer Balgen kamera zwischen Objektiv und CCD-Flächensensor angeordnet wird. Soll hingegen ein fester Kamerakörper Verwendung finden, muß die Filterscheibe vor dem Objektiv angeordnet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorbekannte Fil tersystem zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:

a) Ein den CCD-Flächensensor (9) nebst Filtersystem (11-17) aufnehmendes Rückteil (8), das anstelle einer Filmkassette oder eines Wechselmagazins mit einem Rückteilfenster (10) an die rückseiti ge Bildfeldöffnung (4) eines festen Kamerakör pers (1) ansetzbar ist, der in seiner Frontseite ein vorzugsweise auswechselbares Objektiv (3) aufweist;
b) das Filtersystem (11-17) weist einen um eine zentrale Drehachse (12) drehbaren Filterschei benträger (11) auf, auf dem die Filterscheiben (13-16) umfangsversetzt und rotationssymmetrisch zur Drehachse (12) angeordnet sind;
c) der CCD-Flächensensor (9) ist ortsfest so ange ordnet und von dem Filterscheibenträger (11) so umschlossen, daß durch Drehen des Filterschei benträgers (11) die einzelnen Filterscheiben (13-16) nacheinander aus dem Rückteilfenster (10) austreten und vor dem CCD-Flächensensor (9) so positionierbar sind, daß bei angesetztem Rückteil (8) die sich in Arbeitsstellung befind liche Filterscheibe (13) und der CCD-Flächensen sor (9) im Strahlengang des Objektives (3) lie gen.

Das erfindungsgemäß gestaltete Filtersystem kann somit zusam men mit dem ihm zugeordneten CCD-Flächensensor insbesondere bei bereits vorhandenen Kamerasystemen eingesetzt werden und zwar anstelle eines sonst üblichen auswechselbaren Rückteils für eine Filmkassette oder ein Wechselmagazin. Damit lassen sich die bisher eingesetzten Zeilensensoren, die einen Scan vorgang erfordern, ablösen, wodurch auch die Blitztechnik wie der möglich wird. Durch die Integrierung des CCD-Flächensen sors und des ihm zugeordneten Filtersystems in einem auswech selbaren Rückteil kann mit einem festen Kamerakörper gearbei tet werden; die Beschränkung auf eine Balgenkamera entfällt.

Um das einfallende Licht in seine drei Grundfarben zerlegen zu können, ist es zweckmäßig, wenn der Filterscheibenträger eine weiße, eine grüne, eine rote sowie eine blaue Filterscheibe aufweist. Außerdem kann ein Umfangssegment des Filterscheiben trägers durch eine Abdeckscheibe gebildet sein, die vor dem Abnehmen des Rückteils vom Kamerakörper vor den CCD-Flächen sensor gedreht wird und diesen dadurch staubdicht abdeckt. Hierdurch wird eine einfache Abdichtung gegen Verschmutzung erreicht.

Der Filterscheibenträger kann durch einen ebenfalls im Rück teil untergebrachten Motor antreibbar sein. Hierdurch ergibt sich eine einfache und kompakte Antriebsart.

Der CCD-Flächensensor ragt um ein geringes Maß über die Bild feldebene hinaus, die durch die Bildfeldöffnung des Kamerakör pers bzw. das Rückteilfenster definiert ist. Diese Eintauch tiefe ergibt sich aus dem Höhenaufbau vor dem CCD-Flächensen sor, nämlich durch den Freiraum für die Bonddrähte und die Deckglasdicke, wobei dieser Höhenaufbau bis zu mehreren Milli metern betragen kann und entsprechend tief in die Bildfeldöff nung des Kamerakörpers eintauchen muß. Dies ist aufgrund der erfindungsgemäß gewählten Gestaltung problemlos möglich. Dabei vergrößert sich die nötige Eintauchtiefe noch um die Dicke der Filterscheiben, wenn eine Farbzerlegung erforderlich ist. Hier ist es besonders vorteilhaft, daß eine größtmögliche Distanz zwischen der Filterscheibe und dem CCD-Flächensensor erziel bar, wodurch sich Abbildungsfehler durch Staubpartikel vermei den lassen. Dennoch führt die erfindungsgemäße Gestaltung zu einer kompakten Bauweise.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungs form der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen lotrechten Längsschnitt durch eine Digitalka mera mit einem angesetzten Rückteil gemäß der Er findung und

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch die Darstellung gemäß Fig. 1.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Digitalkamera mit einem festen Kamerakörper 1, der in seiner Frontseite zum Beispiel einen Bajonettanschluß 2 für ein auswechselbares Ob jektiv 3 und in seiner Rückseite eine im Strahlengang des Ob jektivs 3 liegende Bildfeldöffnung 4 aufweist.

Im Kamerakörper 1 ist ein verschwenkbarer Kameraspiegel 5 an geordnet, der in den Strahlengang eingeschwenkt werden kann (gestrichelte Darstellung), um die durch das Objektiv 3 ein fallenden Strahlen in einen Faltlichtschacht 6 umzulenken.

Der Kamerakörper 1 ist so konzipiert, daß an seine rückseitige Bildfeldöffnung 4 ein auswechselbares Rückteil für eine Film kassette oder ein Wechselmagazin anschließbar ist. Die An schlußfläche des Kamerakörpers 1 bzw. die des auswechselbaren Rückteils bildet dabei die Bildfeldebene 7.

Anstelle eines bekannten auswechselbaren Rückteils ist erfin dungsgemäß ein neu konzipiertes Rückteil 8 vorgesehen, das zusammen mit dem an sich bekannten Kamerakörper 1 eine Digi talkamera mit folgenden Merkmalen bildet:
Innerhalb des Rückteils 8 ist ein CCD-Flächensensor 9 ortsfest angeordnet, der um das Maß a aus einem mit der Bildfeldöffnung 4 fluchtenden Rückteilfenster 10 ragt und somit um das Maß a die Bildfeldebene 7 überragt bzw. um dieses Maß in die Bild feldöffnung 4 des Kamerakörpers 1 eintaucht.

Um den CCD-Flächensensor 9 ist ein Filterscheibenträger 11 angeordnet, der um eine - bezogen auf die Fig. 1 - lotrechte Drehachse 12 drehbar ist, einen angenähert polygonalen Quer schnitt aufweist und mit umfangsversetzt und rotationssymme trisch zur Drehachse 12 angeordneten Filterscheiben 13, 14, 15, 16 und einer Abdeckscheibe 17 bestückt ist. Durch Drehen des Filterscheibenträgers 11 treten die einzelnen Fil terscheiben 13-16 nacheinander aus dem Rückteilfenster 10 aus und werden so vor dem CCD-Flächensensor 9 positioniert, daß bei angesetztem Rückteil 8 die sich in Arbeitsstellung befind liche Filterscheibe 13 und der CCD-Flächensensor 9 im Strah lengang des Objektives 3 liegen. Dabei weist die sich jeweils in Arbeitsstellung befindliche Filterscheibe 13 einen lichten Abstand b vom CCD-Flächensensor 9 auf und taucht somit um das Maß a + b in die Bildfeldöffnung 4 des Kamerakörpers 1 ein.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Umfangsseg ment des Filterscheibenträgers 11 durch eine Abdeckscheibe 17 gebildet, die zum Schutz des CCD-Flächensensors 9 in eine Ab deckstellung gedreht wird, bevor das Rückteil 8 vom Kamerakör per 1 abgenommen wird.

Fig. 1 läßt erkennen, daß der Filterscheibenträger 11 in ei nem Lager 18 fliegend gelagert ist und über eine Kupplung 19 von einem Motor 20 antreibbar ist. Dabei dreht sich der Fil terscheibenträger 11 innerhalb eines ihn weitgehend umschlie ßenden Filtergehäuses 21.

Durch das erfindungsgemäß gestaltete Rückteil 8 läßt sich eine Digitalkamera konzipieren, bei der durch die Verwendung eines Flächensensors ein Scanvorgang entfällt und die Blitztechnik wieder möglich wird. Das durch das Objektiv 3 einfallende Licht wird von den Filterscheiben in seine drei Grundfarben zerlegt; vorhandene Konturen im Bildfensterbereich werden be rücksichtigt.

Claims

1. CCD-Flächensensor (9) mit einem ihm zugeordneten Filter system (11-17), das durch wechselnde Filterscheiben (13- 16) einfallendes Licht in seine Grundfarben zerlegt, ge kennzeichnet durch folgende Merkmale:

2. Filtersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterscheibenträger (11) eine weiße (13), eine grüne (14), eine rote (15) sowie eine blaue (16) Fil terscheibe aufweist.

3. Filtersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Umfangssegment des Filterscheibenträ gers (11) durch eine Abdeckscheibe (17) gebildet ist.

4. Filtersystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Filterscheibenträger (11) durch einen ebenfalls im Rückteil (8) untergebrachten Motor (20) antreibbar ist.

5. Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei angesetztem Rückteil (8) das Rückteilfenster (10) etwa in der Bildfeldebene (7) liegt.

6. Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sich jeweils in Ar beitsstellung befindliche Filterscheibe (13) einen lichten Abstand (b) vom CCD-Flächensensor (9) aufweist und entsprechend tief in die Bildfeldöffnung (4) des Kamerakörpers (1) eintaucht.

7. Filtersystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der CCD-Flächensensor (9) um ein geringes Maß (a) über die Bildfeldebene (7) hinausragt.