JP2004538499A

JP2004538499A - ビデオカメラ及びビデオカメラ用アダプター

Info

Publication number: JP2004538499A
Application number: JP2002568621A
Authority: JP
Inventors: ベンジャミンガベル; ヴォルフガングバイゲル
Original assignee: ピー＋エステクニックゲーエムベーハー
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2004-12-24
Also published as: US20040080657A1; US7719599B2; EP1237362A1; EP1364527A1; US20060238639A1; WO2002069622A1; US7092025B2; DE20106969U1; EP1237362B1; DE50101504D1; ATE342631T1; EP1364527B1

Abstract

本発明は、カメラハウジング（３０）と、撮像すべき場面（１４）からの光をカメラハウジング３０に導入できる第１の対物レンズ（１２）と、撮像すべき場面（１４）からの光を蓄積することができる半導体センサー領域（２８）とを有するビデオカメラに関し、ビデオカメラは更に、第１の対物レンズ（１２）を通して導かれた光が投射領域（１６）に結像されるように第１の対物レンズ（１２）に関連して配置された投射領域（１６）と、投射領域（１６）からの光が半導体センサー領域（２８）に結像されるように、投射領域（１６）と半導体センサー領域（２８）に関連して配置された第２の対物レンズ（２６）とを備える。本発明は、更に、アダプターハウジング（３０’）と、撮像すべき場面（１４）からの光をアダプターハウジング（３０’）に導入できる対物レンズ（１２）とを有するビデオカメラ用アダプターに関し、アダプターは更に、第１の対物レンズ（１２）を通して導かれた光が投射領域（１６）上に結像されるように第１の対物レンズ（１２）に関連して配置された投射領域（１６）を備え、アダプターハウジング（３０’）は、ビデオカメラの対物レンズ（２６）が、ビデオカメラによって投射領域（１６）上の映像が記録できるように投射領域（１６）に向けられるように、ビデオカメラにアダプターを取り付ける手段を有する。
【選択図】図１

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラハウジングと、撮像すべき場面からの光をカメラハウジングに導入できる第１の対物レンズと、撮像すべき場面からの光を蓄積することができる半導体センサー領域とを備えるビデオカメラに関する。本発明は、更に、アダプターハウジングと、撮像すべき場面からの光をアダプターハウジングに導入できる対物レンズとを備えるビデオカメラ用アダプターに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、焦点深度の問題を取り扱う。ビデオカメラが存在して以来、セルロイドフィルムの画像の“外観”をまねようとする試みがなされてきた。この試みは、次の３つの理由により失敗している。第１には、フィルムの解像度は、現在においても、ビデオの解像度に比べてとても高いことである。第２には、フィルムのコントラストレンジが十分に高く、第３には、３５ｍｍフィルムの焦点深度が際立って浅いことである。
【０００３】
最後に述べた理由は、専門家以外のものにとっては、むしろ不利な点であるように見えるかもしれないが、専門家からすると、実際には、まさにその反対である。浅い焦点深度は、特に映画フィルムの作成においては、非常に重要である。しかし、特にフィルムのように感じられることは、つまり、急速に減少する焦点深度は、決して現存するフィルムフォーマットの全てに典型的であるということではない。 “スーパー８”や“１６ｍｍ”は、画像領域が小さいために、ビデオのようにはっきりと焦点が合った最も悪いケースである。しかしながら、これらフォーマットのフィルムは、とりわけ「フィルム的」には感じられない。フィルム的と感じられることについての日々の認識は、３５ｍｍフィルムの分野の材料（マテリアル）の継続的な消費によって特徴付けられている。すべてのハリウッド映画や、すべての広告映画、すべての大規模なビデオクリップは、今もなお、もっぱらこのフォーマットによってなされている。そして、この消費が、その認識を特徴付けている。例えば、「Ｔａｔｏｒｔ」のような１６ｍｍフィルムで撮影されたものは、誰によっても、特にフィルム的と知覚されることは殆どない。専門家でないものは、３５ｍｍフィルムで撮影された「Ｘ―ｆｉｌｅｓ」は、そのようには見えないことに気づくであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既に指摘したように、焦点深度は、記録領域のサイズによって決定的に影響を受ける。従来のネガ型の３５ｍｍフィルムは、ビデオカメラの記録チップと比べると、非常に大きい。このサイズは、焦点深度の減少を実現できる。これとは反対に、ビデオ映画制作者は、チップの領域が小さいことによって、所望の焦点深度の浅さを得ることができない。
【０００５】
ビデオカメラの解像度及びコントラストが殆ど日ごとに改良されていく事実に関連して、焦点深度の浅さは、現在のところ、ビデオカメラの解決されない問題である。キャノン会社によって、フォト光学部材を、アダプターによってビデオカメラの前面に取り付けることが知られるようになった。しかしながら、これは、フィルム用光学素子に関して、投影された映像の詳細のみを見せるためにも、チップサイズが小さすぎるという結果をもたらす。それによって、光学系の焦点距離が長くなったような効果が発生する。カメラに関して通常の対物レンズに相当する光学素子が、ビデオカメラ上では望遠対物レンズとなる。
【０００６】
ビデオカメラの小さなチップ上で、どのような光学素子を有するフィルムカメラによっても達成されるのと同じような詳細画像を得るためには、同等でなく、より広角の光学素子を使用する必要がある（およそ７倍）。これは可能である。しかしながら、達成された焦点距離の浅さは、これが焦点距離の実際の長さと不可分の関係にあるために失われる。すなわち、形成された画像が小さければ小さいほど、また、特定の詳細画像を画像化するために要求される光学素子の焦点距離が短ければ短いほど、焦点深度がより深くなることは事実である。
【０００７】
従って、本発明は、浅い焦点深度の達成を可能にするような、冒頭に述べた型式のビデオカメラを開発することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、上記型式のビデオカメラが、更に、第１の対物レンズを通して導かれた光が投射領域に結像されるように第１の対物レンズに関連して配置された投射領域と、投射領域からの光が半導体センサー領域に結像されるように、投射領域及び半導体センサー領域に関連して配置された第２の対物レンズとを備えることによって、この目的が達成される
【０００９】
この２段階結像では、第１の対物レンズは、好ましくはフィルム用光学素子であり、第２の対物レンズは、従来のビデオカメラの対物レンズとすることができ、この２段階結像によって、所望の浅い焦点深度が達成される。
【００１０】
この手段によるのみで、ビデオカメラが、フィルム（映画）産業の分野において、補助的な手段としてのテストやコントロールの目的のみでなく、将来においては、これまではフィルムカメラが利用されていた仕事に採用されることが可能となる。本発明は、重量が軽いビデオカメラの使用に加えて、安く、繰り返し使用できる記録媒体の使用や、フィルムカメラの所望の焦点深度の浅さを同時に達成する、フィルム産業では普通に用いられる多くの異なる光学素子の選択といったフィルム技術の分野の要素と、ビデオの要素との組合せを利用可能とする。それは、これまでに別々にされてきたフィルムフォーマットとビデオのいわば相乗的効果を生む協働である。
【００１１】
好ましい実施形態例では、投射領域は、光沢のない面であり、特に艶消しガラスディスクである。これは、表面が透明性を有するように形成されている限り、撮像すべき場面からの光が投射領域の前面に結像するように第１の対物レンズを配置し、且つ、投射領域の背面からの光が半導体センサー領域上に結像するように第２の対物レンズを配置する可能性を与える。これにより、ビデオカメラの簡素な構造と光学要素の最小化とが得られる。例えば、各光学要素によって光強度や焦点合わせの損失が導入されるので、後者は特に好ましいものである。
【００１２】
第１の対物レンズとしては、好ましくは、フィルム用光学素子、特に３５ｍｍレンジの光学素子が用いられ、その場合には、投射領域は、好ましくは矩形でその幅が約２５ｍｍである。投射領域の第１の対物レンズとして用いられる光学素子に関連したこの配置によって、フィルム用対物レンズで達成されるような、焦点深度の浅さを得る最適な構成が得られる。約２５ｍｍの幅を有する投射領域は、ビデオカメラの従来のＣＣＤチップの領域に比して、非常に大きい。第２の対物レンズに関しては、本質的に要求されることは、投射領域からの光が、半導体センサー領域上によくフォーカスされた状態で結像されるように、設計する必要があることである。実際の光学的な操作は、既に第１の対物レンズでなされており、それゆえに、第２の対物レンズは、第１の対物レンズとは異なって、より低品位のものとすることができる。特に、第２の対物レンズは、その実際の仕事、つまり投射領域上の映像を半導体センサー領域上に焦点を合わせた状態で結像することに関して最適化することができる。この第２の対物レンズの仕事の範囲の専門化によって、これらは低コストで実現できる。
【００１３】
通常、ビデオカメラは、半導体センサー領域を読み出すことができ、また、読み出したデータを保存することができる、記録のための機構を備える。
【００１４】
好ましくは、投射領域は収容（gekapselt）される。それは、投射領域に堆積した塵や小さな不純物がまさに本発明での焦点面上に位置すると、半導体センサー領域上によくフォーカスされた状態で結像されてしまうためである。この目的のため、透明なフィルターガラスが特に適しており、それは、投射領域の前面と背面とに配置される。投射領域の距離を適切に選定すると、フィルターガラス上に堆積した不純物が、もはや障害を与える態様で半導体センサー領域上に結像されないようにすることが出来る。
【００１５】
すりガラスディスクの構造が、つまり、光沢のなさを達成するために使用される構造が、本発明に係るビデオカメラ、又は、本発明に係るアダプターの画質に対して障害を与える態様で影響を及ぼさないようにするために、また、特に、すりガラスディスク上又はすりガラスディスクの容器上に付着した塵の微粒子を消失させるために、好ましい発展形では、すりガラスディスクを動かす手段、つまり、例えばそれを往復動させ、或いは、投射領域を通る軸廻りに回転させる手段が設けられる。その場合、動作の速度は、すりガラスディスクの構造、又は、すりガラスディスク又はその容器上の塵の微粒子が、それぞれ、半導体センサー領域から読み出すことができる画像中にもはや存在しないようになるほど早い速度が選択される。
【００１６】
上記目的は、対物レンズを通して導かれた光が投射領域に結像するように、冒頭に述べたアダプターが対物レンズに関連して配置された投射領域を更に備えることによっても、達成することができる。アダプターハウジングは、ビデオカメラによって投射領域上の映像が記録できるようにビデオカメラの対物レンズを投射領域に向けるように、ビデオカメラにアダプターを取り付ける手段を有する。
【００１７】
上記で既に述べたように、第２の対物レンズに要求されるものは比較的低いため、第２の対物レンズとして、従来のビデオカメラの対物レンズを採用することができる。好ましくは、アダプターは、その対物レンズが容易に交換できるように形成する。その結果、そのようなアダプターを用いることで、安価なビデオカメラを、質の高いレコーディング装置に変えることができ、撮影した結果は、焦点深度に関しては、フィルムカメラの焦点深度として知られる焦点深度に匹敵するものとなる。従来のビデオカメラの通常の対物レンズによって、投射領域が、半導体センサー領域によくフォーカスされた状態で結像されない場合には、それを、マクロ用対物レンズで置き換える必要があり得る。これに代えて、別の対物レンズを通常の対物レンズに直列に接続して、マクロレンズの効果を得ることもできる。本出願で使用する用語、ビデオカメラの対物レンズは、このような組合せをも含む。
【００１８】
好ましくは、投射領域はマークやマーキングを持たない。既に、本発明に係るビデオカメラに関連して述べたように、撮影すべき場面からの光が投射領域の前面に結像されるようにアダプターの対物レンズを配置できるように、投射領域は、好ましくは光沢のない面、特に艶消しガラスディスクであり、アダプターをビデオカメラに取り付ける手段は、ビデオカメラの対物レンズを投射領域の背面に向けるように設計される。
【００１９】
アダプターの対物レンズについては、フィルム産業で知られる全てのフォーマットのものが考えられるが、必要以上の選択に関しては、大きく異なる焦点距離を有する、３５ｍｍ光学素子、つまり、３５ｍｍ幅のフィルム片上に結像させる光学素子が好ましいと理解されている。
【００２０】
本発明に係るビデオカメラに関連して既に述べたように、半導体センサー領域に投射領域上の不純物が結像することを防ぐために、好ましくは、投射領域が２つの透明なディスクの間に収容されている。これに代えて、又は、これに加えて、投射領域を動かす手段、特に投射領域を通る軸廻りに投射領域を回転させる手段を設ける。
【００２１】
更に有利な実施形態例は、従属項のクレームから得られる。
【００２２】
以下に、本発明に係るビデオカメラの構造を概略断面で示す図面を参照して、一実施形態例をより詳細に説明する。
【００２３】
図１に示される、本発明に係るビデオカメラ１０は、第１の対物レンズ１２を備え、その第１の対物レンズ１２によって、撮像されるべき場面１４が、艶消しガラスディスク１６上によくフォーカスされた状態で結像されることができる。艶消しガラスディスク１６は、マークやマーキングを有していない。そのサイズは、使用される対物レンズ１２に適合している。例えば、対物レンズ１２として３５ｍｍ光学素子を用いる場合には、艶消しガラスディスク１６は、３５ｍｍの幅を有する。対物レンズ１２によって、艶消しガラスディスク１６上に結像された映像のサイズに関しては、後述のように、３５ｍｍ光学素子を用いる場合には、少なくとも２５ｍｍ×１９ｍｍのサイズを有することが好ましい。しかしながら、第１の対物レンズ１２は、フィルム産業で知られるどのような型式の光学素子とすることもできる。しかしながら、既に述べたように、大きなものの選択のためには、３５ｍｍ光学素子が好ましい。艶消しガラスディスク１６は、結像されるべき場面１４の画像１８を映し出す前面を有する。画像１８は、元の状態から上下が逆になるように回転される。艶消しガラス面１６を通り抜けた光は、上下が逆になるように鏡像反転された画像１８を再起立させるために、プリズムブロック２０によって導かれる。図１では、プリズムブロック２０に、第１のプリズム２２及び第２のプリズム２４が概略的に示されている。当業者には、プリズムブロック２０の目的が、他の様々な方法、とりわけ電子的方法によって達成されることは明らかである。
【００２４】
ここで示した、プリズムブロック２０による画像１８の光学的起立に代えて、電子的な方法による起立も考えられる。艶消しガラスディスクを通した光の伝送は、プリズム２２、２４と同様に光量や品質の低下を伴うため、この最後に述べた手段が好ましい。
【００２５】
プリズム２４を出射した光は、第２の対物レンズ２６を通過し、元の場面１４は、最終的に再び上下が逆になるように回転されて、半導体センサー領域２８、例えばＣＣＤ（charged coupled device）に結像される。図１に概略が示されるように、ビデオカメラのハウジング３０には、記録機構３２が更に収容されており、それによって、半導体センサー領域２８が読み出され、また、読み出されたデータが保存される。
【００２６】
本発明に係るアダプターに関しては、アダプターは、図１のＡＡ線の左側に表わされた要素を備え、ここでもプリズムブロック２０を省略できることが特に好ましい。図１のＡＡ線の右側では、本発明のアダプターに関して、通例のビデオカメラが表わされている。プリズムブロック２０と同様に、対物レンズ１２及び投射領域１６が、アダプターハウジング３０’に収容されている。
【００２７】
示されていない別の実施形態例では、投射領域は、領域に似せて形成された前面を有する一方、背面は曲面としてある。この曲面は、光学レンズとして働く。本発明によると、このデザインでは、この光学レンズは第２の対物レンズの一部と考えられるべきであり、これによって、領域と似せて形成された投射領域の背面の画像（現在は仮想的と見なされる）が、半導体センサー領域上に結像される。
【００２８】
好ましくは、投射領域は、更に投射領域の前部と後部とに配置される透明なガラスフィルターの間に収容されることが好ましい。
【００２９】
すりガラスディスクの構造が、つまり、光沢のなさを達成するために使用される構造が、障害を与える態様で本発明に係るビデオカメラ、又は、本発明に係るアダプターの画質に影響を及ぼさないようにするために、また、特に、すりガラスディスク又はすりガラスディスクの容器上に付着した塵の微粒子を消失させるために、すりガラスディスク、つまり投射領域を動かす手段を、例えば、それを往復させ、且つ／又は、投射領域を通る軸廻りに回転させる手段を設けることができる。そこでは、動作の速度は、すりガラスディスクの構造、又は、すりガラスディスク上のちりの微粒子、又は、収容されたものが、それぞれ、半導体フィールドから読み出すことができる画像中にもはや存在しないようになるほど早い速度が選択される。
【００３０】
好ましい具体化では、すりガラスディスクの回転は、円形状に形成されたすりガラスディスクの円周面と係合するベルト駆動部によって得られる。回転運動のみでは、回転軸上にあるすりガラスディスクの点が動かないために、その構造や塵粒子の映像の問題が続くので、全体として「宙返り（taumelnde）」運動又は偏心的（exzentrisch）運動が起こるように、回転運動に線形運動を組み合わせることが好ましい。
【００３１】
好ましい実施形態例では、回転速度は、１秒間に１〜１０回、好ましくは１秒間に３〜７回、更に好ましくは１秒間に５回である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るビデオカメラの構造を示す概略断面図である。

Claims

カメラハウジング（３０）と、
カメラハウジング（３０）に撮像すべき場面（１４）からの光を導くことが出来る第１の対物レンズ（１２）と、
撮像すべき場面（１４）からの光を蓄積することが出来る半導体センサー領域（２８）とを備えるビデオカメラにおいて、更に
第１の対物レンズ（１２）を通して導かれた光が投射領域（１６）に結像されるように第１の対物レンズ（１２）に関連して配置された投射領域（１６）と、
投射領域（１６）からの光が半導体センサー領域（２８）上に結像されるように、投射領域（１６）と半導体センサー領域（２８）とに関連して配置された第２の対物レンズ（２６）とを備えることを特徴とするビデオカメラ。
投射領域（１６）が光沢のない面、特に艶消しガラスディスクであることを特徴とする、請求項１に記載のビデオカメラ。
第１の対物レンズ（１２）が３５ｍｍ光学素子であり、投射領域（１６）が、矩形であり２０ｍｍから３５ｍｍの範囲の幅、好ましくは２５ｍｍの幅を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のビデオカメラ。
第２の対物レンズ（２６）は、投射領域（１６）からの光を、焦点がよく合った状態で半導体センサー領域（２８）上に結像するように配置されていることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一に記載のビデオカメラ。
ビデオカメラ（１０）は半導体センサー領域（２８）を読み出し、読み出したデータを保存する記録機構（３２）を備えることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一に記載のビデオカメラ。
投射領域（１６）が前面及び背面を有し、第１の対物レンズ（１２）は、投射領域（１６）の前面に、撮像すべき場面（１４）からの光が結像されるように配置され、第２の対物レンズ（２６）は、投射領域（１６）の背面からの光が、半導体センサー領域（２８）に結像されるように配置されることを特徴とする、請求項１〜５の何れか一に記載のビデオカメラ。
投射領域が、好ましくは、投射領域の前に配置される透明なディスクと、投射領域の後ろに配置される透明なディスクとによって収容されることを特徴とする、請求項１〜６の何れか一に記載のビデオカメラ。
投射領域を動かすための手段、特に回転させる手段を更に有することを特徴とする、請求項１〜７の何れか一に記載のビデオカメラ。
アダプターハウジング（３０’）と、
アダプターハウジング（３０’）内に撮像すべき場面（１４）からの光を導く第１の対物レンズ（１２）とを備えるビデオカメラ用アダプターにおいて、更に、
第１の対物レンズ（１２）を通して導かれた光が投射領域（１６）に結像されるように第１の対物レンズ（１２）に関連して配置された投射領域（１６）を備え、
アダプターハウジング（３０’）は、ビデオカメラの対物レンズ（２６）が、ビデオカメラによって投射領域（１６）上の映像が記録できるように投射領域（１６）に向けられるように、ビデオカメラにアダプターを取り付ける手段を有することを特徴とするビデオカメラ用アダプター。
投射領域（１６）は、マーク又はマーキングを有しないことを特徴とする、請求項９に記載のアダプター。
投射領域（１６）は光沢のない面、特に艶消しガラスディスクであることを特徴とする、請求項９又は１０に記載のアダプター。
アダプターの対物レンズ（１２）が３５ｍｍ光学素子の第１の対物レンズ（１２）であり、投射領域（１６）が、矩形であり、２０ｍｍから３５ｍｍの範囲の幅、好ましくは２５ｍｍの幅を有することを特徴とする、請求項９〜１１の何れか一に記載のアダプター。
投射領域（１６）が前面及び背面を有し、アダプターの対物レンズ（１２）は、投射領域（１６）の前面に、撮像すべき場面（１４）からの光が結像されるように配置され、アダプターをビデオカメラに取り付ける手段は、ビデオカメラの対物レンズ（２６）が、投射領域（１６）の背面に向けられるように配置されていることを特徴とする、請求項９〜１１の何れか一に記載のアダプター。
投射領域が、好ましくは、投射領域の前に配置される透明なディスクと、投射領域の後ろに配置される透明なディスクとによって収容されていることを特徴とする、請求項９〜１３の何れか一に記載のアダプター。
投射領域を動かすための手段、特に回転させる手段を更に有することを特徴とする、請求項９〜１４の何れか一に記載のビデオカメラ。