JP2005504487A - スキャニングカメラ - Google Patents

Abstract

本発明はスキャニングカメラ（ＳＣ）に関しており、このスキャニングカメラ（ＳＣ）は、対象物（ＯＢ）を走査し且つ点状の電気光学センサ（ＳＥ）に写像する２次元可動式マイクロミラー（ＳＰ）を有しており、電気光学センサ（ＳＥ）は、時分割多重で走査された画像を電気的な画像データに変換するように構成されており、マイクロミラー（ＳＰ）と電気光学センサ（ＳＥ）は同一平面に配置されており、マイクロミラー（ＳＰ）と電気光学センサ（ＳＥ）との間の光路に偏向ミラー（ＵＳ）が配置されている。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明はいわゆるスキャニングカメラに関する。
【０００２】
今日電子カメラもしくはデジタルカメラ、デジタルムービーカメラおよびテレビ電話において使用されている電気光学式画像センサは、感光性素子であるいわゆるピクセルのアレイを有する半導体チップに基づいている。対象物をこのセンサに写像するために、レンズ光学系が設けられている。レンズ光学系は最も簡単なケースではただ１つのレンズから形成される。このような光学系には像のゆがみがあり、焦点合わせの必要がある。または、所定のレンジに固定されており、光学系の解像度が制限されている。
【０００３】
冒頭に述べた装置のメーカーは重量、本体サイズおよびコストの低減に努めている。画像センサのレンズの焦点距離および間隔は、センサ対角線とカメラの撮像角度とによってあらかじめ固定されている。センサ対角線の短縮、ひいてはピクセルサイズの縮小によるさらなる小型化は、明らかにより高品質の、したがってまたより高価な光学系を必要とする。
【０００４】
本発明の課題は比較的小さくしかも安価なカメラを提供することである。
【０００５】
この課題は本発明によれば請求項に記載されている特徴によって解決される。
【０００６】
本発明によるカメラでは、レンズは不要であり、すべての光学特性を明らかに改善することができる。
【０００７】
本発明によるスキャニングカメラの本体サイズは、光学系とセンサアレイとを備えた従来のカメラと比べて格段に小さい。
【０００８】
以下では、図面に示された実施例に基づいて本発明を説明する。
【０００９】
図１は本発明によるスキャニングカメラの原理を示しており、
図２および３は、本発明で使用されるマイクロミラーの実施形態を示しており、
図４は、本発明によるスキャニングカメラのチップ上への実装を示している。
【００１０】
本発明によるスキャニングカメラ（ＳＣ）は新式の画像撮影システムを利用している。原理的には、２つの軸方向に傾動可能または旋回可能なマイクロミラーが、周辺領域または対象物をラスタ状に走査し、光線を例えば１つの光検出素子または電気光学センサへと偏向させる。
【００１１】
図１に示されているように、本発明によるスキャニングカメラＳＣは点状の撮像センサＳＥを有している。センサＳＥはエレメントまたはピクセルから構成されている。特にカラーカメラでは、さまざまな色に対して感受性のある複数のピクセルを設けてもよい。撮像センサＳＥは、例えばフォトトランジスタ、ＣＣＤチップ、またはＣＭＯＳ素子によって実現することができる。
【００１２】
さらに、スキャニングカメラＳＣは、マイクロミラーＳＰにより実現された偏向ユニットを有している。本発明によれば、マイクロミラーＳＰは対象物ＯＢを２次元的に走査する。マイクロミラーＳＰはこのために２軸方向に傾動することができるように形成されている。有利には、この２つの傾動軸は直交している。この傾動は図１では２つの両方向矢印（より詳しい番号付けはしていない）により表されている。走査された立体角はセンサＳＥへ偏向または反射される。これにより、撮影すべき画像のすべてのエレメントは時分割多重方式で走査され、センサＳＥによって画像データに変換される。
【００１３】
偏向ユニットまたはマイクロミラーＳＰは、例えばいわゆるマイクロメカニクス素子（ＭＥＭＳ素子）によって実現することもできる。この種の素子については、インターネット上で以下のＵＲＬにおいて概観することができる。ｈｔｔｐ：／／ｍｅｍｓ．ｃｏｌｏｒａｄｏ．ｅｄｕ／ｃ１．ｒｅｓ．ｐｐｔ／ｐｐｔ／ｏｅ．ｒｅｖｉｅｗ
本発明によるスキャニングカメラＳＣでは、感光センサＳＥは単一の画素にまで縮小され、撮影すべき画像または対象物ＯＢのすべてのエレメントは時分割多重で撮影される。原理的には、コリメーション光学系はなしで済ませることができ、それとともに画像レンジへの集束もなくなる。
【００１４】
図２には、マイクロメカニクス素子によるマイクロミラーＳＰの可能な実施形態が示されている。マイクロメカニクス素子は有利にはシリコンからできており、マイクロメカニクス素子から可動のタングＺがエッチングにより形成されている。タングＺは、例えばおよそ３０〜４０ＫＨｚの周波数で図平面に対して垂直方向に動かすことができる。この運動方向は両方向矢印Ｐ１により表されている。図２に示されているマイクロミラーＳＰはさらに、例えば５０Ｈｚの周波数で図平面内を回転することができる。この運動方向は両方向矢印Ｐ２により表されている。
【００１５】
図３には、マイクロミラーＳＰの別の可能な実施形態が示されている。ミラー素子ＳＰＭはシリコンから成る本体と２つの辺で可動に結合されており、それによりこの素子ＳＰＭは２次元的に横に動かすことができる。振動周波数は例えば図２の場合と同じである。
【００１６】
図４には、本発明によるスキャニングカメラＳＣの特に有利な実施形態が示されている。この実施形態では、マイクロミラーＳＰと撮像センサＳＥとが同一平面内に配置されている。マイクロミラーＳＰと撮像センサＳＥは、マイクロメカニクス素子として、集積素子であるチップＣＰの上に並べて形成してもよい。
【００１７】
マイクロミラーＳＰにより反射された光線ＬＳをセンサＳＥへと偏向させるために、偏向ミラーＵＳが設けられている。
【００１８】
チップＣＰはハウジングＧＨの窪みに配置されており、開口部はガラス板ＧＰによって覆われている。ガラス板ＧＰを通ってミラーＳＰに当たる光線ＬＳは、偏向ミラーＵＳを介してセンサＳＥへ偏向される。偏向ミラーはこの場合有利にはガラス板ＧＰの部分的な鏡面被覆により実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明によるスキャニングカメラの原理を示す。
【図２】本発明で使用されるマイクロミラーの実施形態を示す。
【図３】本発明で使用されるマイクロミラーの実施形態を示す。
【図４】本発明によるスキャニングカメラのチップ上への実装を示す。

Claims (3)

1. スキャニングカメラにおいて、
   対象物（ＯＢ）を走査し且つ点状の電気光学センサ（ＳＥ）に写像する２次元可動式マイクロミラー（ＳＰ）を有しており、
   電気光学センサ（ＳＥ）は、時分割多重で走査された画像を電気的な画像データに変換するように構成されており、
   マイクロミラー（ＳＰ）と電気光学センサ（ＳＥ）は同一平面に配置されており、
   マイクロミラー（ＳＰ）と電気光学センサ（ＳＥ）との間の光路に偏向ミラー（ＵＳ）が配置されている、ことを特徴とするスキャニングカメラ。
2. マイクロミラー（ＳＰ）と電気光学センサ（ＳＥ）がガラス板（ＧＰ）により覆われており、偏向ミラー（ＵＳ）はガラス板（ＧＰ）の少なくとも部分的な鏡面被覆により実現されている、請求項１記載のスキャニングカメラ。
3. マイクロミラー（ＳＰ）と電気光学センサ（ＳＥ）がただ１つのチップの上に配置されている、請求項１または２記載のスキャニングカメラ。