JP2019071656A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】生産および修理の容易なカメラを提供する。【解決手段】カメラ１００は、画像取込モジュール１０２および本体モジュール１０４を含む。画像取込モジュールは、シールされたモジュールであり、ハウジング１０６と、光を電気信号に変換する少なくとも１つの撮像センサ１１８と、撮像センサに関連付けられ、光をハウジングを通して少なくとも１つの撮像センサに伝送するように配置された光学システム１０８とを含む。画像取込モジュールおよび本体は、互いに直接的または間接的に装着され、画像を取り込むために互いに相互作動可能である。【選択図】図１

Description

本発明は、カメラおよびその構造に関する。本発明は、ビデオカメラの構造に関連して説明されるが、デジタルスチルカメラの製造における適用を追加的に見出すことができる。

カメラの製造は、特定の課題を呈する複雑なプロセスである。これらの一部は以下を含む。

センサの清潔性を維持する必要性の結果、しばしば、製品全体をクリーンルーム内で作り上げる必要がある。カメラの本体用の部品は、多数の異なる供給源からのものであることにより、カメラの本体部品は、しばしば、センサーが組み立てられるべきクリーンルームに入るのに十分清潔でない。現在、これに対する唯一の解決策は、すべての構成要素が、費用がかかることが多く、または実現不能である一定の清潔性基準に合わせて製造されることである。

製品を厳密な公差で組み立てることは、非常に難しくなる可能性があり、その理由は、それぞれが独自の製造公差を有する複数の機械的部品の組み合わせが、公差累積を増大させるためである。このため、センサ位置をレンズ装着体に対して較正することが難しくなり得る。そのような複雑な装置それ自体を較正するプロセスは、難しく、また時間がかかるものになり得る。さらに、ステップの多くは、機械的な性質のものであり、反復されなければならない。これは、組み立てプロセスにおいて障害を生み出す可能性がある。

製造および較正問題の一部は、ジグを用いて特定の製造ステップにおいて支援する、たとえばセンサが、組み立て前にその基板に位置合わせされ、次いで所定位置に糊付けされることを確実にすることによって対処され得る。しかし、そのようなジグは、位置合わせの作業の半分しか完了せず、センサは、レンズと位置合わせすることを確実にするためにカメラの本体に対する物理的位置合わせを依然として必要としており、これは、かなりの組み立て時間を付加し得る長く骨の折れるプロセスである。米国特許出願公開第２００４／０１２１５０３号明細書はこのタイプのシステムを説明した。

これらの問題は便乗昇給的効果をもたらす。たとえば、異なるレンズシステムなどを支持するために製品の代替的バージョンを作り出すには、完全な製品および生産システムの再設計が必要となる。

高度な技術者もまた、製品全体の組み立てに必要とされ、これはコストを増大させる。

完成間近である製品に影響を与える製造の誤りは、解決するのに製品全体の完全な分解を必要とし得る。

さらに、装置の固有の複雑性が修理を難しくする。たとえば、現在、カメラのセンサ組立体を修理するには、カメラ全体が分解されなければならない。カメラの分解は、センサの汚染を招く可能性があり、そのため非常に管理された状況下で実施されなければならない。理想的な状況では、これはクリーンルームとなる。たいていの場合、現場で使用されているカメラは、クリーンルームで作業するほど十分に清潔にはできず、そのためこれは実用的ではない。

したがって、従来技術の前述の欠点の少なくとも１つに対処し、カメラ構造に対する従来の手法の有用な代替策を少なくとも提供するカメラ設計が必要とされている。

本明細書におけるいかなる従来技術の参照も、この従来技術が、オーストラリアまたはあらゆる他の司法権の一般的な共通認識の一部を形成すること、またはこの従来技術が、当業者によって関連物として確認され、理解され、みなされるように当然求められ得ることの承認またはいかなる形の示唆としてとらえられず、またとらえられてはならない。

広い概念では、本発明の実施形態によって作製されるカメラは、各々が別個のハウジングを有する複数のモジュールを含む。モジュールは、一緒に結合され、データ、電気的または熱的接続の少なくとも１つが、隣り合うモジュール間に施されてカメラを完成させる。モジュールの少なくとも１つは、画像センサと、そのハウジングに装着された光学システムとを含み、シールされたユニットを形成する画像取込モジュールである。他のモジュール（複数可）は、主要本体ユニットを含むことができ、この主要本体ユニットは、データ処理、電源供給、データ記憶、熱的制御および／またはユーザインターフェース機能などの他の機能を完成したカメラに提供するための構成要素を含む。

有利には、画像取込モジュールは、カメラの他のモジュール（複数可）に別個に組み付けられることが可能である。モジュールは、一緒に接続されてカメラ本体の構造を完成することができる。最も好ましくは、画像取込モジュールは、他のモジュールの組み立て中にカメラに組み入れられ、カメラハウジングの少なくとも一部をもたらす。

このモジュラー構造は、各々のモジュールを、必要とされる場合、異なる製造条件下で製造することを可能にし得る。有利には、画像取込モジュールは、他のモジュール（複数可）より比較的良好な（たとえばより清潔、より低静電気、より高精度である）状態で製造され得る。たとえば、画像取込モジュールは、クリーンルーム環境内で組み立て可能であり、一方で主要本体モジュールは、慣例的な電子装置組み立て環境内で組み立て可能である。画像取込モジュールはシールされたユニットであるため、これは、最終組み立て時にクリーンルーム環境の外で主要本体モジュール（または他のモジュール）に組み付けられ得る。したがって、一形態では、画像取込モジュールと、少なくとも１つの他のモジュールとを含むカメラであって、前記画像取込モジュールは、シールされたモジュールであり、ハウジングと、光を電気信号に変換する少なくとも１つの画像センサと、画像センサに関連付けられ、光をハウジングを通して少なくとも１つの画像センサに伝送するように配置された光学システムとを含み、前記画像取込モジュールおよび前記少なくとも１つの他のモジュールが、互いに直接的または間接的に装着され、画像を取り込むために互いに相互作動可能である、カメラが説明される。

本発明の第１の態様では、本体ハウジングと、画像取込モジュールとを含む本体モジュールを含むカメラが提供される。画像取込モジュールは、シールされたモジュールであり、
ハウジングと、
光を電気信号に変換する少なくとも１つの画像センサと、
画像センサに関連付けられ、光をハウジングを通して少なくとも１つの画像センサに伝送するように配置された光学システムと、
レンズまたは他の光学モジュールを画像取込モジュールに連結させるためにレンズまたは他の光学モジュールと解放可能に係合する連結器を含むレンズ装着体とを含み、
前記画像取込モジュールは、本体ハウジングに直接的または間接的に装着され、画像を
取り込むために本体モジュールと相互作動可能である。

好ましくは、画像取込モジュールは、画像取込モジュールと本体モジュールとの間の熱的接続を可能にするように配置された熱インターフェースを含む。

好ましい形態では、前記少なくとも１つの他のモジュールは、ハウジングを有し、このハウジングには、
電力を画像取込モジュールに供給するように配置された電力供給サブシステム、
画像取込モジュールの画像センサから受け入れられた画像データを処理するデータ処理システム（複数可）、
画像取込モジュール内で生成された熱を消散するように配置された熱制御サブシステム、
画像取込モジュールのユーザ制御を可能にするユーザインターフェースサブシステム、
画像取込モジュールの画像センサから導かれたデータを記憶するデータ記憶サブシステム、
別の装置とのデータまたは電気的接続を可能にする入力および／または出力サブシステム
の任意の１つ以上が装着される。

好ましい形態では、カメラは、画像取込モジュールと別のモジュールの間に電気的接続を含んで、電力を画像取込モジュールに送出する。

好ましい形態では、カメラは、画像取込モジュールと別のモジュールの間にデータ通信接続を含んで、画像取込モジュールと他のモジュールの間でデータを交換する。前記データは、限定されないが、画像取込モジュールの画像センサから受け入れられた画像データ、画像取込モジュールまたは光学モジュールもしくはこれに連結されたレンズの作動を制御するための制御データ、画像取込モジュール、または光学モジュールもしくはこれに連結されたレンズ内に装着されたセンサから導かれた感知データであることができる。

好ましい形態では、カメラは、画像取込モジュールと別のモジュールの間に熱的接続を含んで、画像取込モジュール内で生成された熱を、他のモジュールから消散させるために伝送する。熱的接続は、好ましくは、熱を画像取込モジュールから外に引き出す少なくとも１つの熱交換要素を含む。熱交換要素は、ペルチェ冷却子（もしくは他の能動的冷却子）またはヒートパイプなどの１つ以上を含むことができる。

画像取込モジュールは、好ましくは、その一方の端部上にレンズ装着体を含み、前記レンズ装着体は、レンズまたはこれに連結された他の光学モジュールと解放可能に係合する連結器を含む。レンズ装着体は、レンズの対合表面がそれに対して当接する装着面を有することができる。

画像取込モジュールは、各々が像平面を有する少なくとも１つの画像センサを含むことができる。画像センサ（複数可）は、好ましくは、像平面が、レンズ装着体の装着面の平面から所定距離のところに位置するように画像取込モジュール内に装着される。所定距離は、レンズ装着体のタイプに対応する。

画像センサは、調整可能な装着構造体を介して画像取込モジュールのハウジングに装着される。調整可能な装着構造体は、ハウジングおよびレンズ装着体に対する画像センサ位置の位置調整を可能にする。

好ましくは、少なくとも１つの画像センサは、基板上に装着される。調整可能な装着構
造体は、基板をハウジングに保持する一連の調整ねじを含むことができる。前記調整可能な装着は、基板とハウジングの間に配置されて像平面とレンズ装着体の装着面の平面との間に所定距離を設定する１つ以上のスペーサを任意選択で含むことを意味する。

画像取込モジュールの光学システムは、画像センサの正面にこれを覆う１つ以上の光透過性要素を含む。１つ以上の光透過性要素は、それだけに限定されないが、
１つ以上のレンズ、
１つ以上のフィルタ、
１つ以上の偏光子、
光透過性カバーを含む、光透過性要素の任意のタイプであることができる。

好ましくは、画像センサを覆う光学素子は、画像センサから離間され、ハウジングにシールされる。

画像取込モジュールは、追加的に、少なくとも１つまたはその基板および／または画像センサをハウジングにシールする後部シールを含むことができる。

この場合、画像センサを覆う光学素子、画像センサの少なくとも像平面、およびその間のハウジングの内壁は、画像取込モジュール内のシールされた容積部を画定する。

カメラは、追加的に、画像センサを冷却するように配置された冷却システムを含むことができる。好ましくは、冷却システムは、画像取込モジュールの一部であるが、別のモジュールの一部でよく、またはモジュール間の接続部を形成してもよい。冷却システムは、能動的冷却システムであることができる。一形態では、能動的冷却は、熱を画像センサから外方に伝達するように配置された、画像センサと熱接触して画像取込モジュールに装着されたペルチェ冷却子を含むことができる。熱接触は、直接的または間接的であることができる。冷却システムは、画像取込モジュールと他のモジュールの間の熱的接続の少なくとも一部を形成することができる。

画像取込モジュールは、好ましくは、構成要素が中に装着された略管状の本体を含むことができる。たとえば、レンズ装着体が、好ましくは、一方の端部に装着され、画像センサを担持する基板は、その他方の端部上またはこれに隣接して装着される。好ましい形態では、本体ハウジングは、金属であり、最も好ましくはアルミニウムであるが、他の金属製および非金属製の材料が使用可能である。最も好ましくは、金属ハウジングは、一体型構造のものであり、材料の単一のブロックから機械加工される。

金属ハウジングは、好ましくは、直接的にまたは熱伝送器（たとえばヒートパイクなど）を介して画像取込モジュールに熱的に接続され、それにより、画像取込モジュール内に生成された熱は、消散のために金属ハウジングに伝送される。

理解されるように、熱伝送という文脈での直接接触は、熱グリースなどのような、構成要素間の熱伝送を助ける中間物質または材料を介した接触を含むことができる。

画像取込モジュールおよび他のモジュール内に生成された熱を消散するように配置された熱制御サブシステムは、好ましくは、空気を他のモジュールのハウジングを通って移動させるファンおよび換気開口部を含む。

ユーザインターフェスサブシステムは、好ましくは、タッチスクリーンおよび／またはボタンを含む。

少なくとも、画像取込モジュールの画像センサから導かれたデータを記憶するデータ記憶サブシステムは、取り外し可能なメモリモジュールを含むことができる。好ましくは、取り外し可能なメモリモジュールは、ソリッドステートドライブである。

特に好ましい形態では、画像取込モジュールのハウジングは、カメラの外部ハウジングの一部を形成する。

一部の実施形態のカメラは、１つ以上の第２の画像取込モジュールを含むことができる。そのような構成は、３次元ビデオ画像を生み出すために行われるような、２つ以上の視点からの画像の取り込みを容易にすることができる。好ましくは、画像取込モジュールおよび１つ以上の第２の画像取込モジュール（複数可）は、ほぼ同じである。前記画像取込モジュールおよび第２の画像取込モジュール（複数可）は、互いに対して予め決められた位置および配向で装着され得る。あるいは、これらは、予め決められた相対位置および／または配向が、画像取り込みの要件に適合するように調整され得るようにして装着され得る。

本発明はまた、カメラを組み立てる方法であって、画像取込モジュールを別個に組立てることと、事前に組み立てられた画像取込モジュールを含むカメラの残りを組み立てることとを含む、方法も提供する。画像取込モジュールは、好ましくは、組み立てられたカメラの構造的ハウジングの一部を含む。

組み立てプロセスは、好ましくは、事前に組み立てられた画像取込モジュールをカメラの主要ハウジングに機械的に装着することを含む。方法は、好ましくは、画像取込モジュールとカメラの別のモジュールとの間の以下の接続；
データ接続
電力接続
熱的接続
の少なくとも１つを施すことを含む。

事前に組み立てられた画像取込モジュールを含むカメラの残りを組み立てるプロセスは、別のモジュールを事前に組み立て、その後それらのモジュールを組み立ててカメラを形成すること、または事前に組み立てられた画像取込モジュールを、他のモジュールの組み立て中に別のモジュールに組み入れることを含むことができる。

方法は、画像取込モジュールと、画像取込モジュールによって生成された熱を消散させるためのカメラの少なくとも１つの他の構成要素との間に熱的接続を施すことを含むことができる。好ましくは、熱的接続は、画像取込モジュールの少なくとも１つの画像センサとカメラのハウジングの間に施される。

方法は、画像取込モジュールを含むカメラの残りを組立てる前に、画像取込モジュールの少なくとも１つの画像センサの像平面の位置決めを、レンズ装着体の装着平面に対して予め決められた位置に較正することを含むことができる。少なくとも１つの画像センサが、調整可能な装着構造体を介して画像取込モジュールに装着されて、レンズ装着体に対する少なくとも１つの画像センサ位置の位置調整を可能にする場合、方法は、さらに、調整可能な装着構造体の位置を固定して予め決められた位置を達成することを含むことができる。方法は、追加的にまたは代替的に、１つ以上のスペーサを挿入して少なくとも１つの画像センサの所定位置を設定することを含むことができる。

１つ以上の第２の画像取込モジュールが、同じまたは類似の方法で、事前に組み立てられ、かつ／または（画像取込モジュールを含む）別のモジュールに装着されることが可能
である。

別の態様では、本発明は、ビデオカメラなどのカメラ用の画像取込モジュールであって、シールされたモジュールであり、ハウジングと、光を電気信号に変換する少なくとも１つの画像センサと、熱を少なくとも１つの画像センサから外方に伝送することを可能にするように構成された熱インタフェースとを含む、画像取込モジュールを提供する。

最も好ましくは、熱インターフェースは、カメラの要素または構造体に、熱をそこに伝送するために（直接的または間接的に）結合されるように適合される。画像取込モジュールは、画像センサに関連付けられ、光をハウジングを通して少なくとも１つの画像センサに伝送するように配置された光学システムと、レンズまたは他の光学モジュールを画像取込モジュールに連結させるためにレンズまたは他の光学モジュールと解放可能に係合する連結器を含むレンズ装着体とを含むことができる。画像取込モジュールは、好ましくは、カメラ本体に直接的または間接的に装着され、画像を取り込むためにカメラ本体と相互作動可能であるように配置される。

別の態様では、シールされたモジュールである画像取込モジュールであって、ハウジングと、光を電気信号に変換する少なくとも１つの画像センサと、画像センサに関連付けられ、光をハウジングを通して少なくとも１つの画像センサに伝送するように配置された光学システムと、レンズまたは他の光学モジュールを画像取込モジュールに連結させるためにレンズまたは他の光学モジュールと解放可能に係合する連結器を含むレンズ装着体とを含み、前記画像取込モジュールは、取り込むべき画像を録画するためにカメラ内に組み入れられるように適合される、画像取込モジュールが提供される。

本発明の上記の態様のいずれにおいても、画像取込モジュールは、少なくとも１つの画像センサを含むことができ、この場合、各々の画像センサは像平面を有し、前記画像センサは、像平面が、レンズ装着体の装着面の平面から所定距離のところに位置するように画像取込モジュール内に装着される。少なくとも１つの画像センサは、調整可能な装着構造体を介して画像取込モジュールに装着されて、ハウジングおよびレンズ装着体に対する少なくとも１つの画像センサ位置の位置調整を可能にすることができる。少なくとも１つの画像センサは、基板上に装着されてよく、この場合、調整可能な装着構造体は、基板をハウジングに保持する一連の調整ねじを含む。前記調整可能な装着手段は、さらに、基板とハウジングの間に配置されて像平面とレンズ装着体の装着面の平面との間に所定距離を設定する１つ以上のスペーサを含むことができる。画像取込モジュールの光学システムは、少なくとも１つの画像センサの正面にこれを覆う１つ以上の光透過性要素を含むことができる。画像センサを覆う光透過性要素は、画像センサから離間され、ハウジンングにシールされ得る。画像取込モジュールは、追加的に、少なくとも１つまたはその基板および／または画像センサをハウジングにシールする後部シールを含んでよい。画像取込モジュールは、追加的に、画像センサを冷却し、カメラの別の部分、好ましくはカメラの本体またはその中に装着された熱消散構成部との熱インターフェースをもたらすように配置された冷却システムを含むことができる。冷却システムは、画像センサに熱的に結合され、熱を画像センサから外方に伝達するように配置された能動的冷却システムでよい。画像取込モジュールは略管状の本体を含むことができ、このとき前記レンズ装着体はその一方の端部に位置し、画像センサを担持する基板は、その他方の端部上にまたはこれに隣接して装着されている。画像取込モジュールの熱インターフェースは、カメラの本体またはカメラの本体モジュールに接続されて、画像取込モジュール内で生成された熱を、本体または本体モジュールによる消散のために伝送することができる。

本発明の別の態様では、前記画像取込モジュールの少なくとも１つを含むカメラが提供される。

本明細書では、文脈において明記する場合を除いて、用語「備える」、ならびに「備えている」、「備える」、および「備えられた」などのその用語の変形は、別の付加物、構成要素、整数またはステップを排除するようには意図されない。

本発明のさらなる態様、および前述の段落で説明した態様のさらなる実施形態は、例としてあげられた以下の説明から、添付の図を参照することによって明確になるであろう。

本発明の実施形態は、添付の図を参照することによって非限定的な例としてのみ説明される。

本発明の実施形態によって作製されたカメラの主要機能ブロックを示す概略ブロック図である。 本発明の実施形態によって作製されたカメラの前部の斜視図である。 図２のカメラの前部の下側の斜視図である。 図２のカメラの後部の下側の斜視図である。 その構造の詳細を示す、図２のカメラの画像取込モジュールを貫通する断面図である。 線６−６に沿って切り取られた、図５に示した画像取込モジュールを貫通する水平断面図である。 図３および４の画像取込モジュールの前部の分解図である。 図３および４の画像取込モジュールの後部の分解図である。 図３に示した画像取込モジュールを貫通する断面の平面と位置合わせする、垂直平面に沿って切り取られた図２のカメラの主要本体ハウジングを貫通する断面図である。 ８−８に沿って切り取られた、図７に示された主要本体ハウジングを貫通する水平断面図である。 図７および８に示した主要本体ハウジングの受け入れアパーチャに挿入されようとしている、図３および４に示したタイプの組み立てられた画像取込モジュールを示す図である。 図３の断面と同じ平面内で切り取られた、図２に示したタイプの組み立てられたカメラを貫通する垂直断面図である。 線１１−１１に沿って切り取られた、図１０に示されたカメラを貫通する水平断面図である。 カメラの画像取込モジュールの別の実施形態を貫通する断面図である。 線１３−１３に沿って切り取られた、図１２に示した画像取込モジュールを貫通する水平断面図である。 図１２および１３の画像取込モジュールの前部の分解図である。 図１２および１３の画像取込モジュールの後部の分解図である。 図１２の断面と同じ平面内で切り取られた、図１２から１５に示したタイプの画像取込モジュールを含む組み立てられたカメラを貫通する垂直断面図である。 線１７−１７に沿って切り取られた、図１６に示したカメラを貫通する水平断面図である。 第２の画像取込モジュールを有するカメラの主要機能ブロックを示す概略ブロック図である。

図１は、カメラ１００の概略図を示している。カメラ１００は、２つの主要モジュール、すなわち画像取込モジュール１０２および本体モジュール１０４から形成される。画像
取込モジュール１０２は、シールされた光学の画像取込システムを形成し、このシステムは、光を受け入れ、画像取込センサ内で画像を形成するように構成される。本体モジュール１０４は、カメラ１００の残りの機能サブシステムを収容する。

最初に、光学システム１０８、撮像センサ１１８、および支援する電子装置システムが中に装着された画像取込モジュールハウジング１０６から形成された画像取込モジュール１０２を見る。光学システム１０８は、カバーレンズ、および任意選択で１つ以上の焦点レンズ１１２および１１４を含む。光は、アパーチャ１１６を通ってカメラに入り、光学システム１０８を通り抜け、画像センサ１１８において受け入れられる。画像センサ１１８は、受け入れられた光を電気信号に変換する、たとえば電荷結合素子（ＣＣＤ）または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）ピクセルセンサなどの１つ以上の装置を含むことができる。理解されるように、当業者は、要件に適合させるのに適した作動パラメータ（たとえばセンササイズ、解像度など）を有する画像センサを選択することができる。

画像取込モジュールは、加えて、メモリ１２０の形態の搭載式データ記憶装置を含み、この記憶装置は、画像センサ１１８に関連する作動パラメータを記憶する。

他の光学システムおよびレンズの取り付けを容易にするために、画像取込モジュール１０２は、追加的に、レンズ装着体１２２を含む。レンズ装着体１２２は、アパーチャ１１６に隣接して位置し、レンズの取り付けを容易にして光学システム１０８のパフォーマンス作動を拡張する。レンズ装着体は、追加的に、レンズまたはこれに取り付けられたシステムとの電気的またはデータインターフェースをもたらすための電気接点（この図では図示せず）を含むことができる。

画像取込モジュール１０２は、この場合はカバーレンズ１１０の面１２４である、光学システム１０８内の最も外側の要素の後面と、画像センサ１１８の光を受け入れる面１２６との間にシールされたユニットを形成する。このため、画像光学装置１０８、および最も重要にはセンサ１１８が、埃または他の汚染物資によって汚れないことが確実にされる。

一例では、シールされた領域１３０の内面１２８は、略管状であることができ、光学システム内での漂遊反射を最小限に抑えるために反射防止コーティングでコーティングすることができる。領域１３０の第一端部には、カバーレンズ１１０が装着され、Ｏリング１３２を用いてチャンバ１３０の内側表面１２８にシールされる。領域１３０の他方の端部には、シール１３４を用いてチャンバ１３０の壁にこれもまたシールされたセンサ１１８が装着される。

画像取込モジュール１０２は、追加的に、センサの正しい作動を維持するために、撮像センサ１１８から外方に熱を引き出す冷却システム１３６を含む。好ましい形態では、撮像センサ１１８の温度は、一定のレベルで維持され、故に、ペルチェ冷却子などの、撮像センサ１１８の温度レベルの変動に適合するようにその冷却効果性を変えることができる能動的冷却子を使用することが好ましい。

使用においては、画像取込モジュール１０２は、主要本体モジュール１０４に機械的に連結される。また、２つのモジュール１０２と１０４の間にはデータ、電力および熱的接続も存在する。

主要本体モジュール１０４は、さまざまなサブシステムが中に装着されたハウジング１３８を含み、これらのサブシステムは、互いに相互作用して、以下のようにカメラ１００の機能の大部分を実施する。

モジュール１０４は、電力供給モジュール１４０を収容し、この電力供給モジュール１４０は、通常、適切な電力供給回路を通して電力をもたらす電池であるが、追加的にまたは代替的に、ＡＣ電力アダプタまたは外部電池または他の外部電源などの外部供給源から電力を受け入れることもできる。

データ処理サブシステム１４２は、カメラの作動を全般的に制御すると共に画像取込モジュール１０２の画像プロセッサ１２０から受け入れられた画像データを処理するために設けられる。

データ処理システム１４２に接続されるのは、データ記憶システム１４４である。データ記憶システム１４４は、データ処理システム１４２によって使用されるためのプログラムおよびデータを記憶するワーキングメモリを提供するメモリ１４６と、カメラによって取り込まれた画像データ、および関連付けられたデータ、たとえばメタデータなどを受け入れ記憶するためのデータ記憶システム１４８とを含む。一部の形態では、データ記憶システム１４８は、１つ以上の取り外し可能なデータ記憶ユニットを含むことができる。

主要本体モジュール１０４はまた、カメラ１００の作動を制御するための複数のユーザ作動可能な制御装置を備えるユーザインターフェースサブシステム１５０を含むさまざまなインターフェースサブシステムも収容する。この例では、主要なユーザインターフェースはタッチスクリーンであるが、カメラ１００は、追加的に、カメラ１００のユーザ制御を可能にする複数のボタンまたは他の制御装置を含むことができる。また、入力および／または出力サブシステム１５２が設けられ、このサブシステムは、データを外部装置におよび外部装置から伝達するための１つ以上の入力および／または出力ポートを備える。

主要本体モジュール１０４は、追加的に、熱制御サブシステム１５４を含む。熱制御サブシステム１５４は、主に、主要本体モジュール１０４のハウジング１３８内の換気開口部１５８および１６０を通して空気を引き出すファン１５６を含む。熱制御サブシステム１５４はまた、換気システムを通過する空気への伝導性熱伝達を向上させるための１つ以上のヒートシンク、ラジエータ、または他の熱伝導性要素１６２を含むこともできる。撮像センサ１１８は、安定的な温度で最適に作動される。したがって、熱制御サブシステム１５４は、ヒートパイプ１６４などの伝熱要素を介して、画像取込モジュール１０２、したがって撮像センサ１１８と熱接触状態で維持される。追加的に、熱消散要素１６２は、主要本体モジュール１０４の外部ハウジング１３８に連結可能であり、それにより、ハウジング１３８自体を、熱をカメラの周囲に消散させるために使用することができる。

図２から２Ｃは、図１に関連して説明した全般的な構造で作製されたカメラのさまざまな斜視図を示す線画である。図２は、参照番号２００として全体的に示したカメラの上方からの前部斜視図を示している。カメラ２００は、撮像モジュール２０２および主要本体モジュール２０４を含む。図１に関連して説明したように、その低い姿勢の略円筒状形態により「タレット」と本明細書では呼ばれる、画像取込モジュール２０２は、カメラの主要光学システムおよび撮像センサを収容する。タレット２０２は、その前方端部に、レンズ装着体２０６を含み、このレンズ装着体２０６は、装着体２０６に嵌合されるレンズ上の機械的連結器を受け入れるように構成された機械的構造体を含む。一形態では、機械的構造体は、バイヨネットスタイル装着体を受け入れるように配置される。レンズ装着体２０６は、追加的に、一連の電気的およびデータ接点２０８を含む。ボタン２１０がまた、レンズをレンズ装着体２０６から係合解除するために設けられる。このカメラの例では、レンズ装着体は、ＥＦ装着体（図２から１１に示すものなど）、図１２から１７に示すＭＦＴ装着体の実施形態、または他のレンズ装着体などの標準的なレンズ装着体構成にしたがって作製され得る。

タレット２０２はまた、その中に装着された光学システムに光を入れるための中央孔２１２も含む。孔２１２の内壁は、一連のリブを含んで、孔の内面２１４からの軸を外れた焦点が定まらない反射が画像センサに到達することを防止する。また、この図では見ることができないが、タレット２０２の繊細な部分をシールするために、光学フィルタの形態の外側カバーも設けられる。

カメラ２００の主要本体２０４は、前部は略矩形であり、側面は台形である。タレット２０２は、本体２０４の前面２１６上の中央に装着される。本体の一方側２１８には、複数のドア、たとえばドア２２０Ａが設けられ、このドアは、ユーザ制御装置または入力／出力ポート、電力入力ポートなどを露出させるために開かれ得る。本体２０４の上部２２２には、運搬用ストラップが取り付けられ得るループの対２２４が設けられる。上面２２２はまた、一連のくぼみ２２６も含み、これらのくぼみ２２６は、ねじ切りされた孔または類似のものでよく、補助装置を受け入れカメラ本体２０４に装着するように適合される。前面２１６は、追加的に、ユーザインターフェースボタン２２８を含む。この例では、ユーザインターフェ−スボタン２２８は、カメラによる録画を作動させる「録画」ボタンである。

図２Ｂは、カメラ２００の前部の下方の斜視図を示している。図２に関連してすでに説明したこれらの特徴に加えて、本体２０４の側部２３２上にはアクセスパネル２３０を見ることができる。本体２０４の下面２３４は、追加的に、カメラがその上に載置され得る脚部２３６の対を含む。また、空気が通り抜けて本体モジュール２０４の内側内を循環することができる一連のアパーチャを含む換気パネル２３８が設けられる。装着構造体２４０もまた設けられる。装着構造体２４０は、カメラ２００を標準的な三脚架に連結するための孔の対を含む。それにしたがって、孔の一方はねじ切りされ、他方は、三脚架上のピンを受け入れるように適合される。

図２Ｃは、カメラ２００の後部斜視図を示し、この図で見ることができる追加のユーザインターフェース制御装置を示している。この後面図は、本体２０４の後側２４２を示している。後側２４２内の中央に位置するのは、ディスプレイスクリーン２４４である。ディスプレイスクリーン２４４には、好ましくは、ユーザがカメラ２００にデータを入力することができるタッチセンサインターフェースが嵌合され得る。後面２４２は、追加的に、追加のユーザ制御をもたらすボタン２４６および２４８、ならびにボタンの列２５０を含む。

この例では、カメラを構成するモジュールの各々、すなわちタレット２０２および本体２０４は、主要ハウジングを含む。ハウジングは、この例ではアルミニウムから機械加工されるが、それだけに限定されないが、鋳造マグネシウムまたはプラスチックを含む代替策もまた使用され得る。タレット２０２の場合、ハウジングは、略円筒状の形態であり、一方で本体モジュール２０４用のハウジングは、曲線状の角を備えた略矩形の外部形状を有する。詳細を以下で説明するこれらのハウジングは、機械的に剛性の構造体をもたらし、この構造体には、内部構成要素が装着され、これもまた頑丈な外部表面をもたらすことができる。追加的に、本体２０４のハウジングは、追加的に、ヒートシンクおよび熱消散装置として使用されて、廃熱をカメラから環境に伝達することを助けることができる。

図３および４は、図２から２Ｃに示されたカメラの画像取込モジュールまたはタレット２０２を貫通する断面図であり、図５および６は、画像取込モジュール２０２の前部および後部の分解図であり、図３は、タレット２０２を貫通する垂直断面図であり、図４は、図３に示した線６−６において、上方向に見た水平断面図である。図３から６は、同様の番号を用いて一緒に説明される。

タレット２０２は、外部ハウジング３００を含む。外部ハウジングは、アルミニウムから機械加工されるが、鋳造マグネシウムまたはプラスチックなどの代替の構造が使用されてもよい。ハウジング３００は、半径部３０４を介してテーパ部３０６内に合流する略円筒状の前方向部分３０２を含む。テーパ部３０６は、その後縁において別の円筒状部分３０８に移行し、その後ハウジングは、短いショルダ３１０へとそれる。ハウジング３００は、中央孔３１２を有し、この中央孔３１２は、その前部から後部にかけて半径が低減するように一連の段を含む。孔３１２の長さに沿った中間部には、ねじ切りされたセクション３１４が存在し、ねじ山は、略円筒状のねじ切りされた外面３１８と、テーパにされた内面３２０とを有する挿入体３１６と係合するために使用される。テーパにされた内面３２０は、複数の畝部または溝を含んで、カメラの画像中心に至る反射防止内部面を形成する。

本体３００の前部には、レンズ装着体３２２が配置される。レンズ装着体３２２は、これに嵌合されたレンズに当接する前方を向く装着表面３２４を有する。レンズ装着体３２２はまた、さまざまな機械的詳細部、たとえば３２６を含み、この詳細部は、レンズ装着体３２２に取り付けられたレンズ上のバイヨネット継手と係合するために使用される。

孔３１２の深さに沿った約４分の３のところでは、孔は、３２８において内方向に入り込む。ショルダ３２８は、使用時に光の非可視波長を除去する光学フィルタ３３０を支持する。フィルタ３３０は、溝３３５内に受け入れられるＯリングシール３３２によって所定場所に保持される。Ｏリング３３２は、その溝内に保持され、フィルタ３３０は、所定場所に保持され、ねじ切りされた挿入体３１６が孔３１２内にねじ込まれることによってＯリング３３２にシールされる。フィルタ３３０の後続に空隙３３４が存在する。空隙３３４は、段付きプロファイルを有し、ショルダ３２８から外方向に開く。空隙の周囲壁３３６は、後方向に突出するフランジ３３８によって画定される。

タレット２０２の最も後方向の端部には、画像センサ組立体３４０が存在する。画像センサ組立体３４０は、この例では、画像感知チップ３４４を担持する印刷回路板の基板である基板３４２を含む。画像センサ組立体３４０は、一連のねじ３４８を介してハウジング３００に装着される。ねじは、画像センサ組立体３４０をタレットハウジング３００に装着する際に画像センサ組立体３４０の調整可能な装着をもたらすために使用される。装着は、追加的に、薄金のシムなどのような１つ以上のスペーサを含むことができ、このスペーサは、ハウジング３００に対するセンサ組立体３４０の位置決めを調整するために使用され得る。特に、撮像センサ３４４が、アパーチャ３１２の中央軸に対して正しく位置すること、および前方向および後方向のその位置が、レンズ装着体３２２の前部装着面３２４に対して正確に設定されることが重要である。ＥＦ装着体の場合、装着面３２４と像平面の間の間隔は、公称で４４ｍｍである。この長さは、レンズを含むことで距離が長くなりまたは短くなることがあるため、レンズ装着体と画像センサ３４４の間に配置された光学システムの構成によって大きく変わり得る。さらに、異なるレンズ装着体または外部レンズシステムを使用しようとすれば、異なる予め決められた間隔が要求され得る。ハウジング３００およびセンサ組立体３４０の製造公差は、センサ組立体３４０の位置を数ミリメートルで、たとえば０．２ｍｍ未満で調整可能にすることを必要とし得る。しかし、より良好な精度が望ましい。この場合、使用されるスペーサは、約０．０２５ｍｍの厚さの金属シムであることができる。しかし、他のサイズが使用されてよい。

撮像センサ３４４の構造により、センサの像平面は、撮像センサの前表面でないことがある。そうではなく、これは、撮像センサの深さ内へといくらか戻る距離で設定され得る。この場合、機械的方法またはジグを使用して装着深さをセンサの像平面に合わせて直接的に較正することは可能でない。したがって、像平面の位置を推測するためにレンズ装着
体３２２の前部装着面３２４と、撮像センサの像平面に対して知られている位置に位置する撮像センサ上の地点との間の距離を決定すること、または光学手段によって、たとえば画像センサ位置が、投影されたテスト画像がセンサ上に正しく焦点合わせされるように調整される後側焦点較正を実施するなどによって像平面の位置を決定することが必要となる。

たとえば、センサの構造により、センサの像平面を画定するセンサの成形表面は、センサの前面の下方の特定の深さ、たとえば１ｍｍから２ｍｍに位置することができる。これは、ＥＦレンズ装着体の４４ｍｍの公称焦点距離では、レンズ装着体表面から撮像センサの面までの距離は、このオフセットによって４４ｍｍから低減される必要があることを意味する。

撮像組立体の後側上にシールをもたらすために、Ｕ字形状のチャネルを間に画定する直立シーリングフランジの対を備えたシール３５０が存在する。シール３５０の最も内側の縁は、撮像センサ３４４を取り囲み、直立フランジは、ハウジング３００のフランジ３３８に対するシールを形成する。このシールは、フィルタ３３０の最も後部の壁と撮像センサ３４４の間にシールされた空隙を画定する。この空間は、汚れ、埃、水分、および他の汚染物質に対してシールされる。撮像組立体３４０の後面は、追加的に、コネクタ３５２を含み、このコネクタ３５２は、撮像センサ３４４から本体２０４内に位置するデータ処理システムにデータを読み出すために、多導体コネクタを受け入れるように構成される。図３に最適に見ることができるように、ハウジング３００は、追加的に、角度付けされたチャネル３５４を含み、この角度付けされたチャネル３５４は、レンズ装着体３２２の電気的およびデータ接点をカメラのデータ処理システムに接続するための一連のワイヤを受け入れるように配置される。図４に最適に見ることができるように、ハウジングは、追加的に、ボタン構成部３６０を含み、このボタン構成部３６０は、レンズ装着体３２２に取り付けられたレンズのための解放機構の一部を形成する。ボタンは、ハウジング３００内のアパーチャ３６４から突出し、ピン３６６に連結された、ばね負荷されたボタン部材３６２を含む。ピン３６６は、拡張されたとき、レンズ装着体３２２に取り付けられたレンズ内の適合可能な受け入れ穴と係合し、レンズがレンズ装着体３２２に対して回転することを防止して、レンズの予期せぬ取り外しを防止する。ボタン３６２は、押されたときにこれを誘導するために相補的に成形された空洞３６４内で摺動するように配置される。

画像取込モジュール２０２の構造を良好に示すために、前部および後部の分解図が、図５および６としてそれぞれ提供される。図３および４に示す構成要素に加えて、この図はまた、構成要素に装着されて熱を撮像センサから外方に伝達することができる冷却システムも示している。構成要素は、モジュール２０２の前部から、レンズ装着体３２２から始めて簡潔に説明される。

レンズ装着体３２２は、レンズが装着された機械的構造をもたらす機械的装着リング３２２Ａを備える。ばね３２３は、レンズをボタン組立体３６０と一緒に保持するために使用される。接点組立体３２９は、レンズとの電気的およびデータ接続を施すために使用される。接点組立体３２９は、ねじ３２５によってハウジング３００に装着される。機械的装着リング３２２Ａが、ねじ３２１を用いてハウジング３００に装着される。

フィルタ３３０が、ハウジング３００に挿入され、Ｏリング３３２によってこれにシールされる。Ｏリングは、挿入物３１６によって所定位置に保持される。

ハウジング３００の後側に移ると、最初に、ハウジング３００の内側と基板３４２上に装着された画像センサ３４４とを係合するシール３５０が位置する。センサの位置は、製造および較正中、ハウジング３００と基板３４２の対向面３４１との間にシム３５１など
の１つ以上のスペーサを置くことによって調整可能である。基板３４２は、ねじ３４８によってハウジングに保持される。要素３５５は、本体ハウジング内に装着されたマイクロホン（図示せず）の背部を覆うシールである。次に、受け板３５１が、冷却システム５００の構成要素用の機械的装着体をもたらすために設けられる。冷却システムは、画像センサ３４４と熱接触状態で装着されたペルチェ冷却子１０００およびヒートパイプ１００４を含む。受け板３５１は、ここを貫通する穴３５７を有して、冷却子１０００を画像センサ３４４に直接的に接触させることを可能にする。ヒートパイプ１００４は、ねじ１００８およびばね１００９によって所定場所に固定された装着プレート１００６によって、冷却子１０００の高温側に保持される。

図７および８は、図３および４に示すタレット２０２の断面図に対応する断面図を示すが、代わりにカメラ２００の本体２０４を示している。側面図では、本体２０４は、略台形の形状であり、一方で水平断面図では、略矩形である。本体モジュール２０４は、使用時にタレット２０２を受け入れる大きい円の凹部７０２、その前面を含む。本体モジュール２０４のハウジング７００を形成する主要本体は、円周方向ハウジングを備える。ハウジングは、上壁７０３、底壁７０４、側壁７０６および７０８（この断面の位置により、またその中にドアが設けられることによりあまり詳細には示されない）を含む。ハウジング７００は、追加的に、一体的に形成された前壁７１０を含み、ハウジング７００の前部および後部の表面には、カバー７１２および７１４がそれぞれ設けられる。カバー７１２および７１４は、その中に形成されたボタンおよび他のインターフェース要素を有する。

図７に最適に見ることができるように、ハウジング７００の底面は、換気がそこを通ってもたらされるパネル７１４を含む。ハウジング７００の後面は、ディスプレイ７１８およびタッチ感知式インターフェース７２０を含む、中央に装着されたディスプレイスクリーン７１６を含む。これは、ハウジング７００に固着され、ハウジング７００の後部を閉じる装着プレート基板７２２上に装着される。図８に見ることができるように、ハウジング７００の各側は、短い隠し凹部７２４を含む。これらの凹部は、サンシェードなどのような外部補助装置のための装着点として設けられる。

次に、前に述べたようにアルミニウムなどの材料のソリッドブロックから機械加工され得るハウジング７００、およびタレット組立体２０２の斜視図を示す図９を見る。

この時点において、タレット組立体２０２は、ほぼ完成状態であるものとして示されているが、一方では本体モジュール２０４のハウジング７００は、比較すると相対的に不完全な状態であることに注目すべきである。これらの２つのモジュール間の組立体の段階におけるこうした相違は、本発明の好ましい実施形態の重要な利点を示す。すなわち、タレットは、本体モジュール２０４から完全に別個に製造され得る。これは、本体が提供された後、すべての光学構成要素がその中に別個に装着される必要があり、カメラが本体周りで作り上げられる必要がある、従来のカメラ製造と比較してさまざまな利点を有する。代わりに、本発明の好ましい実施形態は、タレット２０２だけを組み付けてその最終形態にすることができる。タレット２０２は、これがカメラの他の構成要素と一緒にされる前に較正され正しく作動するように試験され得る。

一部の形態では、タレット２０２には、画像センサに関連する較正データを記憶するためのメモリ（たとえば図１のメモリ１２０）が設けられる。画像センサ１１８の応答は、製造時には不完全であり、その結果、センサのピクセルは異なる光変換効率を有する。

したがって、カメラは、パフォーマンスにおけるこの変動を考慮するように較正される必要がある。較正の結果、たとえばセンサ上のピクセルごとに較正データが生み出される。画像の読み出しまたは処理において、この較正データは、整合した画像を生み出すため
にセンサからの生データを補正するために使用される。

較正データはセンサ毎に独自のものであり、また本発明の好ましい実施形態では、センサを、カメラ全体ではなく画像取込モジュールに関連付けるので、このデータを、タレット２０２内に収容されたメモリ内のチップと一緒に記憶することが有利になり得る。これは、完全に組み立てられたカメラに対するタレットの別個の較正を容易にし、タレットの取り替えも可能にする。カメラの電源が入れられるたびに、主要プロセッサは、それ自体のメモリからそれ自体の構成を読み出し、次いで、タレット２０２のメモリから較正情報を読み出す。

さらに、タレット２０２内の画像センサの像平面は、タレット２０２の製造の完了後にシールされるため、その製造中に必要とされるやり方で取り扱われることをもはや必要としない。その製造中、理想的には、タレットは、クリーンルーム設備内にあり、極めて埃の無い、汚染物質の無い環境下で製造される。これは、費用のかかるプロセスであり、実施するのに十分に訓練を積んだ技術者を必要とする。それに反して、本体モジュール２０４およびタレット２０２の本体モジュール２０４への装着は、従来の電子装置製造設備内で実施可能である。これらは清潔であり、比較的静電気および汚染物質が無いものであるが、クリーンルームの状態に等しいものではない。したがって、このタイプの環境内での組み立ては、クリーンルーム設備内で実施される等価の組み立てよりかなり安い。

画像取込モジュール２０２の別個の製造および本体モジュール２０４への組み付けの追加の利点は、画像取込モジュール２０２の別個の試験が実施可能であることである。この事前の試験は、不良製品が製造される可能性を低減し、またはタレット組立体２０２はカメラへのその組み込み前にすでに試験されているため、完成した製品の不良の形態を本体またはタレット２０２へのその連結に少なくとも狭める。さらに、カメラが修理される、もしくは解体される必要がある場合、または撮像システムの完全な故障の場合、これは、タレット２０２を本体モジュール２０４から取り外すことによって実施され得る。損傷したまたは故障したタレット２０２は、機能ユニットおよび実施される残りの構成要素の再組み立てによって取り代えられ得る。カメラが従来の製造技術によって作製される場合、カメラ全体は、カメラの繊細な光学構成要素を取り扱うために適合された環境内で分解されおよび再組み立てされる必要がある。理想的には、これは、クリーンルーム状態を意味する。しかし、現場に出た中古カメラの場合、このカメラを保全のためにクリーンルーム内に入ることを可能にする清潔性の状態までもっていくことができる可能性は低い。本発明の特定の実施形態は、タレットのみが、これが保全目的または改修のために作業される場合、清潔性のそのような厳しい基準を満たせばよいため、この問題を軽減する。

次に図９に戻ると、画像取込モジュール２０２を主要本体モジュール２０４のハウジング７００に装着するために、組み立てられた画像取込モジュール２０２は、後方からアパーチャ７０２を通って挿入されることを見ることができる。この例で使用される組み立てプロセスは、事前に組み立てられた画像取込モジュールを、組み立ての初期段階で主要本体２０４のハウジング内に組み入れることを含む。主要本体モジュール２０４の残りは、次いで、画像取込モジュール２０２の周りに組み立てられ、それにより、画像取込モジュール２０２は完成したカメラ内に組み込まれる。あるいは、事前に組み立てられた画像取込モジュール２０２は、事前に組み立てられた主要本体モジュール（または他のモジュール）に装着され得る。これらの例ではいずれも、画像取込モジュール２０２とカメラの他の構成要素との間に必要な電気、データおよび／または熱的接続を施す必要がある。この場合、熱的接続は、ヒートパイプ１００４の上面１００５を画像取込モジュール２０２用の熱インターフェースとして用いて、熱インターフェースを本体モジュール２０４の構成要素と接触させることによって施され、それにより、熱は、画像取込モジュール２０２から外にこうして伝導される。この場合、熱は、本体モジュール２０４の本体ハウジング７
００に伝導される。

図１０および１１は、組み立てられたカメラ２００を貫通する断面図を示す。図１０の断面は、図３および７に示す断面に対応する垂直断面である。図１１に示す水平断面は、図４および８の水平断面に対応する。明確にするために、先に図示しない構成要素のみが、読手に対して図を混乱させないためにこれらの図において番号付けされる。

図１０および１１に見ることができるように、画像取込組立体またはタレット２０２は、主要本体モジュール２０４に機械的に装着される。

理解されるように、本体モジュール２０４は、完成したカメラ２００内に追加の構成要素を担持する。これらの要素の選択されたものが、便宜上図示される。しかし、追加の構成要素は、本発明の他の実施形態において存在する。これもまた理解されるように、タレット２０２は、本体２０４内に装着された電力供給装置に電気的に接続され、画像取込システムもまた、本体内のデータ処理システムに接続される。図１に関連して予示したように、熱的接続がまた、画像取込モジュール２０２と主要本体２０４の間に施される。この実施形態では、熱的接続は、ペルチェ冷却装置１０００の組合わせによって形成され、このペルチェ冷却装置１０００は、基板３４２内の穴３４５を通って撮像センサ３４４の後面に装着される。ペルチェ冷却子１０００は、画像センサ３４４に装着された面からその後面１００２に熱を引き出す。ヒートパイプ１００４は、ペルチェ冷却子１０００の面１００２と物理的に接触して装着される。ヒートパイプ１００４は、逆Ｌ字形状であり、ペルチェ冷却子１０００から上方向に延び、ハウジング７００の上壁７０３に接触する。ヒートパイプ１００４はまた、熱を、環境への消散のために、ペルチェ冷却子１０００の高温側１００２から表面１００５を介してハウジング７００に伝達するように作用する。既に論じたように、ハウジングによって実施されるこの熱消散機能は、金属ハウジングを有することによって向上される。ヒートパイプ１００４は、ばね付きのねじ１００８の対によって所定場所に締め付けられた装着プレート１００６によってペルチェ冷却子と接触して保持される。ハウジングモジュール２０４は、追加的に、カメラの主要な電子装置および処理システムを含む主要回路板１０１０を収容する。回路板１０１０の後方に装着されるのは、ソリッドステートドライブなどの取り外し可能な記憶装置を受け入れるように構成された略矩形のベイ１０１２である。ソリッドステートドライブは、ハウジング７００の側部に装着された（先に図３で示した）ドア２３０を開くことによってベイ１０１０に挿入され、そこから取り外される。一連のコネクタおよび他の入力／出力ポートは、１０１２に位置し、ドア１０１４を介してアクセスされる。図１１は、追加的に、この実施形態における電池１０１６の位置を示している。

図１２から１７は、第２の画像取込モジュールおよびこの画像取込モジュールを用いて作製されたカメラの実施形態を示してる。図１２から１７では、図１から１１の実施形態において対応する要素を有する第２の実施形態の要素が、「Ａ」を加える以外は共通である参照番号で標識され、共通の構成要素は、理解を助けるために同様に番号付けされる。図１２および１３は、画像取込モジュールまたはタレット２０２Ａを貫通する断面図であり、図１４および１５は、画像取込モジュール２０２Ａの前部および後部の分解図である。

図１２は、タレット２０２Ａを貫通する垂直の断面図であり、図１３は、図１２に示す線１３−１３における、上方向に見た水平断面図である。図１２から１５は、同様の番号を用いて一緒に説明される。

最初に見て理解されるように、タレット２０２Ａは、図１から１１のタレット２０２と比較して相対的に短い。タレット２０２Ａは、外部ハウジング３００Ａを含む。外部ハウ
ジングは、アルミニウムから機械加工されるが、鋳造マグネシウムまたはプラスチックなどの代替の構造が使用されてもよい。ハウジング３００Ａは、半径部３０４Ａを介してテーパ部３０６Ａ内に合流する、短い、略円筒状の前方部分３０２Ａを含む。テーパ部３０６Ａは、その後縁において別の円筒状部分３０８Ａに移行し、その後ハウジングは、短いフランジ３１０Ａへとそれる。ハウジング３００Ａは、中央孔３１２Ａを有し、この中央孔３１２Ａは、その前部から後部にかけて半径が低減するように一連の段を含む。孔３１２Ａの内面３２０Ａは、複数の畝部または溝を含んで、カメラの画像中心に至る反射防止内部面を形成する。

本体３００Ａの前部には、レンズ装着体３２２Ａが配置される。レンズ装着体３２２Ａは、これに嵌合されたレンズに当接する前方を向く装着表面３２４Ａを有する。レンズ装着体３２２Ａはまた、さまざまな機械的詳細部、たとえば３２６Ａを含み、この詳細部は、レンズ装着体３２２Ａに取り付けられたレンズ上のバイヨネット継手と係合するために使用される。

孔３１２Ａの後方端部に向かって、使用時、光の非可視波長を除去する光学フィルタ３３０Ａを支持するショルダ３２８Ａが設けられる。たいていの実施形態では、これは赤外線フィルタである。フィルタ３３０Ａは、溝３３５Ａ内に受け入れられるＯリングシール３３２Ａによって所定場所に保持される。フィルタ３３０Ａの後ろに空隙３３４Ａが存在する。空隙３３４Ａの周囲壁３３６Ａは、後方向に突出するフランジ３３８Ａによって画定される。

タレット２０２Ａの最も後方向の端部には、画像センサ組立体３４０Ａが存在する。画像センサ組立体３４０Ａは、この例では、画像感知チップ３４４Ａを担持する印刷回路板の基板である基板３４２Ａを含む。画像センサ組立体３４０Ａは、一連のねじ３４８Ａを介してハウジング３００Ａに装着される。ねじは、画像センサ組立体３４０Ａをタレットハウジング３００Ａに装着する際に画像センサ組立体３４０Ａの調整可能な装着をもたらすために使用される。装着は、追加的に、薄金のシム３５１Ａなどのような１つ以上のスペーサを含むことができ、このスペーサは、ハウジング３００Ａに対するセンサ組立体３４０Ａの位置決めを調整するために使用され得る。特に、撮像センサ３４４Ａが、アパーチャ３１２Ａの中央軸に対して正しく位置すること、および前方向および後方向のその位置が、レンズ装着体３２２Ａの前部装着面３２４Ａに対して正確に設定されることが重要である。この場合では、タレット２０２Ａは、マイクロフォーサーズ装着体（ＭＦＴ装着体）を有し、したがって、装着面３２４Ａと像平面の間の間隔は、公称で１９．２ｍｍである。この長さは、レンズを含むことで距離が長くなりまたは短くなることがあるため、レンズ装着体と画像センサ３４４Ａの間に配置された光学システムの構成によって大きく変わり得る。ハウジング３００Ａおよびセンサ組立体３４０Ａの製造公差は、センサ組立体３４０Ａの位置を数ミリメートルで、たとえば０．２ｍｍ未満で調整可能にすることを必要とし得る。しかし、より良好な精度が望ましい。この場合、使用されるスペーサは、約０．０２５ｍｍの厚さの金属シムであることができる。しかし、他のサイズが使用されてよい。

撮像組立体の後側上にシールをもたらすために、Ｕ字形状のチャネルを間に画定する直立シーリングフランジの対を備えたシール３５０Ａが存在する。シール３５０Ａの最も内側の縁は、撮像センサ３４４Ａを取り囲み、直立フランジは、ハウジング３００Ａのフランジ３３８Ａに対するシールを形成する。このシールは、フィルタ３３０Ａの最も後部の壁と撮像センサ３４４Ａの間にシールされた空隙を画定する。この空間は、汚れ、埃、水分、および他の汚染物質に対してシールされる。撮像組立体３４０Ａの後面は、追加的に、コネクタ３５２Ａを含み、このコネクタ３５２Ａは、撮像センサ３４４Ａから、タレット２０２Ａが中に組み込まれるカメラの本体内に位置するデータ処理システムにデータを
読み出すために、多導体コネクタを受け入れるように構成される。図１５に最適に見ることができるように、ハウジング３００Ａは、追加的に、チャネル３５４Ａを含み、このチャネル３５４Ａは、レンズ装着体３２２Ａの電気的およびデータ接点をカメラのデータ処理システムに接続するための一連のワイヤ１２０２を受け入れるように配置される。図１３に最適に見ることができるように、ハウジングは、追加的に、ボタン構成部３６０Ａを含み、このボタン構成部３６０Ａは、レンズ装着体３２２Ａに取り付けられたレンズのための解放機構の一部を形成する。ボタンは、ハウジング３００Ａ内のアパーチャ３６４Ａから突出し、ピン３６６Ａに連結された、ばね負荷されたボタン部材３６２Ａを含む。ピン３６６Ａは、拡張されたとき、レンズ装着体３２２Ａに取り付けられたレンズ内の適合可能な受け入れ穴と係合し、レンズがレンズ装着体３２２Ａに対して回転することを防止して、レンズの予期せぬ取り外しを防止する。ボタン３６２Ａは、押されたときにこれを誘導するために相補的に成形された空洞３６４Ａ内で摺動するように配置される。

画像取込モジュール２０２Ａの構造をより良好に示すために、前部および後部の分解図が、図１４および１５としてそれぞれ提供される。これらの図は、図５および６に関連して示した冷却システムを省いているが、同一の冷却システムは、このタレット２０２Ａに装着されて熱を撮像センサから外方に伝達することができる。あるいは、冷却機構は、画像センサ３４４Ａに後で熱的に接続される本体モジュール２０４Ａの一部を形成することができる。一部の実施形態では、能動的冷却子は必要でなく、十分な熱消散がこれ無しで達成され得る。

レンズ装着体３２２Ａは、レンズが装着された機械的構造をもたらす機械的装着リング３２２ＡＡを備える。ばね３２３Ａは、レンズをボタン組立体３６０Ａと一緒に保持するために使用される。接点組立体３２９Ａは、レンズとの電気的およびデータ接続を施すために使用される。機械的装着リング３２２ＡＡは、ねじ（図示せず）を用いてハウジング３００Ａに装着される。

フィルタ３３０Ａが、ハウジング３００Ａに挿入され、Ｏリング３３２Ａによってこれにシールされる。

ハウジング３００Ａの後側に移ると、最初に、ハウジング３００Ａの内側、詳細にはフランジ３３６と基板３４２Ａ上に装着された画像センサ３４４Ａと係合するシール３５０Ａが位置する。センサの位置は、製造および較正中、ハウジング３００Ａと基板３４２Ａの対向面３４１Ａとの間にシム３５１Ａなどの１つ以上のスペーサを置くことによって調整可能である。基板３４２Ａは、ねじ３４８Ａによってハウジングに保持される。次に、受け板３５１Ａが、冷却システムの構成要素用の機械的装着体をもたらすために設けられる。

図１６および１７は、組み立てられたカメラ２００Ａを貫通する断面図を示す。図１６の断面は、図１２に示す断面に対応する垂直断面である。図１３に示す水平断面は、図１３の水平断面に対応する。明確にするために、先に図示しない構成要素のみが、読手に対して図を混乱させないためにこれらの図において番号付けされる。カメラ本体２０４は、図１０および１１に示したカメラ本体と同一であり、詳細に説明される必要はない。画像取込組立体またはタレット２０２Ａは、前述の実施形態と同じやり方で主要本体モジュール２０４に機械的に装着される。

本明細書にあげた例は、１つが画像取込モジュールである２つのモジュールを含む。しかし、カメラが、３つ以上のモジュールから形成可能であることが理解されよう。単なる一例として、カメラの１つ以上の他のモジュールとインターフェースする別個の電力供給モジュールが設けられてよい。一部の実施形態では、カメラは、１つ以上の第２の画像取
込モジュールを含むことができる。第２の画像取込モジュールは、第１のものと同一でよく、または異なってもよい。第２の画像取込モジュール（複数可）は、第１の画像取込モジュールと共通の本体モジュールに装着され得る。そのような構成部は、複数の視点から画像（ビデオまたはスチル）を取り込むために使用されてよく、画像の取り込みにおいて特定の用途を見出して、３次元ビデオを作製する上で実施され得るような立体的画像の作製を可能にすることができる。

図１８は、第２の画像取込モジュールを有するカメラの主要機能ブロックを示す概略ブロック図である。カメラ１８００は、３つの主要モジュール、すなわち２つの画像取込モジュール１０２および本体モジュール１０４から形成される。画像取込モジュール１０２の各々は、シールされた光学システムおよび画像取込システムを形成し、これらのシステムは、光を受け入れ、そのそれぞれの画像取込センサ内で画像を独立的に形成するように構成される。本体モジュール１０４は、カメラ１８００の残りの機能サブシステムを収容する。

最初に、図１に関連して説明した画像取込モジュール１０２と各々が同じである、画像取込モジュール１０２を見ると、構成要素は、同じ参照番号で番号付けされており、再度説明されない。全般的に言えば、各々の画像取込モジュール１０２は、光学システム１０８、撮像センサ１１８、および支援する電子装置システムが中に装着された画像取込モジュールハウジング１０６から形成される。

画像取込モジュール１０２は、主要本体モジュール１０４に機械的に連結される。また、画像取込モジュールと本体モジュール１０４の間（および場合によっては他の実施形態では画像取込モジュール間）に、データ、電力、および熱的接続も存在する。画像取込モジュールの互いにおよび本体ハウジングに対する機械的装着は、画像取込モジュール１０２間に予め決められた分離および位置合わせが存在するようにして行われる。最も好ましくは、装着は、画像取込モジュールの光学システムが、相対的に配置および位置合わせされ、それにより、各々によって取り込まれた画像が、３次元ビデオを作り出すように組み合わされ得るようなものである。装着機構は、相対的位置決めの調整を可能にするように調整可能になり得る。

これもまた理解されるように、立体的画像はまた、複数の画像取込センサまたは特化された光学システムを備えた画像取込モジュールを用いて取り込まれ得る。
前述で理解することができるように、好ましい実施形態によって作製されたカメラは、モジュールのハウジング内に装着された画像センサおよび光学システムを含む画像取込モジュール（複数可）を含む。このタイプの別個のモジュール（複数可）の使用は、カメラの製造性、試験、および保全を向上させることができるが、これは、カメラの残りの部分、たとえば１つ以上の追加のモジュールまたは構成要素が、画像取込モジュールと同じ公差または同じ状態で製造される必要はないためである。

本明細書において開示し、規定した本発明は、本文または図に述べたまたはそれらから明確である個々の特徴の２つ以上のすべての代替的組み合わせに及ぶことが理解されよう。これらの異なる組み合わせのすべては、本発明のさまざまな代替的態様を構成する。

Claims (32)

1. カメラであって、
   本体ハウジングを含む本体モジュールと、
   シールされたモジュールである画像取込モジュールであって、
   ハウジングと、
   光を電気信号に変換する少なくとも１つの画像センサと、
   前記画像センサに関連付けられ、光を前記ハウジングを通して前記少なくとも１つの画像センサに伝送するように配置された光学システムと、
   レンズまたは他の光学モジュールを前記画像取込モジュールに連結させるために前記レンズまたは他の光学モジュールと解放可能に係合する連結器を含むレンズ装着体とを含む、画像取込モジュールとを含み、
   前記画像取込モジュールが、前記本体ハウジングに直接的または間接的に装着され、画像を取り込むために前記本体モジュールと相互作動可能である、カメラ。
2. 少なくとも１つの第２の画像取込モジュールを含む、請求項１に記載のカメラ。
3. 以下のサブシステム、すなわち：
   電力を前記画像取込モジュールに供給するように配置された電力供給サブシステム、
   前記画像取込モジュールの画像センサから受け入れられた画像データを処理するデータ処理システム、
   前記画像取込モジュール内で生成された熱を消散させるように配置された熱制御サブシステム、
   前記画像取込モジュールのユーザ制御を可能にするユーザインターフェースサブシステム、
   前記画像取込モジュールの画像センサから導かれたデータを記憶するデータ記憶サブシステム、
   別の装置とのデータまたは電気的接続を可能にする入力および／または出力サブシステム
   のいずれか１つ以上が、前記本体モジュールの前記ハウジング内に装着される、請求項１または２のいずれか一項に記載のカメラ。
4. 前記画像取込モジュールが、少なくとも１つの画像センサを含み、各々の画像センサは像平面を有し、前記画像センサは、前記像平面が、前記レンズ装着体の装着面の平面から所定距離のところに位置するように前記画像取込モジュール内に装着される、請求項１から３のいずれか一項に記載のカメラ。
5. 前記少なくとも１つの画像センサが、調整可能な装着構造体を介して前記画像取込モジュールに装着されて、前記ハウジングおよびレンズ装着体に対する前記少なくとも１つの画像センサ位置の位置調整を可能にする、請求項４に記載のカメラ。
6. 前記少なくとも１つの画像センサが、基板上に装着され、前記調整可能な装着構造体が、前記基板を前記ハウジングに保持する一連の調整ねじを含む、請求項５に記載のカメラ。
7. 前記調整可能な装着手段が、さらに、前記基板とハウジングの間に配置されて前記像平面と前記レンズ装着体の前記装着面の前記平面との間に前記所定距離を設定する１つ以上のスペーサを含む、請求項６に記載のカメラ。
8. 前記画像取込モジュールの前記光学システムが、前記少なくとも１つの画像センサの正
   面にこれを覆う１つ以上の光透過性要素を含む、請求項７に記載のカメラ。
9. 前記１つ以上の光透過性要素が、
   １つ以上のレンズ、
   １つ以上のフィルタ、
   １つ以上の偏光子、
   光透過性カバー
   を含む群から選択されたものを含む光透過性要素を含む、請求項８に記載のカメラ。
10. 前記画像センサを覆う前記光透過性要素が、前記画像センサから離間され、前記ハウジングにシールされる、請求項８または９のいずれかに記載のカメラ。
11. 前記画像取込モジュールが、追加的に、少なくとも１つまたは前記基板および／または画像センサを前記ハウジングにシールする後部シールを含む、請求項６から１０のいずれか一項に記載のカメラ。
12. 前記画像取込モジュールが、追加的に、前記画像センサを冷却し、前記本体モジュールとの熱インターフェースをもたらすように配置された冷却システムを含むことができる、請求項１から１１のいずれか一項に記載のカメラ。
13. 前記冷却システムが、前記画像センサに熱的に結合され、熱を前記画像センサから外方に伝達するように配置された能動的冷却システムである、請求項１２に記載のカメラ。
14. 前記画像取込モジュールが、略管状本体を含み、このとき前記レンズ装着体はその一方の端部に位置し、前記画像センサを担持する基板は、その他方の端部上にまたはこれに隣接して装着されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載のカメラ。
15. 前記画像取込モジュールの前記熱インターフェースが、前記本体モジュールに接続されて、前記画像取込モジュール内で生成された熱を、前記本体モジュールによる消散のために伝送する、請求項１から１４のいずれか一項に記載のカメラ。
16. 前記本体ハウジングが、金属、好ましくはアルミニウムである、請求項１から１５のいずれか一項に記載のカメラ。
17. 前記金属本体ハウジングが、好ましくは、直接的にまたは熱伝送器を介して前記画像取込モジュールに熱的に接続され、それにより、前記画像取込モジュール内に生成された熱は、消散のために前記金属ハウジングに伝送される、請求項１６に記載のカメラ。
18. 前記本体ハウジングが、空気を前記本体ハウジングを通って移動させることができる換気開口部を含み、前記カメラが、冷却のために前記空気の移動を発生させる熱制御サブシステムを含む、請求項１から１７のいずれか一項に記載のカメラ。
19. 前記カメラが、画像取込モジュールの画像センサから導かれたデータを少なくとも記憶するデータ記憶サブシステムを含み、前記データ記憶サブシステムは、取り外し可能なソリッドステートドライブを含む（メタデータも同様に含む？）、請求項１から１８のいずれか一項に記載のカメラ。
20. 前記画像取込モジュールの前記ハウジングが、前記カメラの外部ハウジングの一部を形成する、請求項１から１９のいずれか一項に記載のカメラ。
21. カメラを組み立てる方法であって、シールされた画像取込モジュールを別個に組み立てることと、前記事前に組み立てられた画像取込モジュールを含む前記カメラの残りを組み立てることとを含む、方法。
22. 前記事前に組み立てられた画像取込モジュールを前記カメラの主要ハウジングに機械的に装着することを含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記画像取込モジュールと前記カメラの別のモジュールとの間に以下の接続：
    データ接続、
    電力接続、
    熱的接続
    の少なくとも１つを施すことをさらに含む、請求項２１または２２のいずれかに記載の方法。
24. 前記事前に組み立てられた画像取込モジュールを含む前記カメラの残りを組み立てることは、別のモジュールを事前に組み立て、その後それらの前記モジュールを組み立てて前記カメラを形成することを含む、請求項２１から２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 前記カメラの残りを組み立てることが、前記事前に組み立てられた画像取込モジュールを、前記他のモジュールの組み立て中に別のモジュールに組み入れることを含む、請求項２１から２３のいずれか一項に記載の方法。
26. 前記画像取込モジュールと、前記画像取込モジュールによって生成された熱を消散させるための前記カメラの少なくとも１つの他の構成要素との間に熱的接続を施すことを含む、請求項２１から２５のいずれか一項に記載の方法。
27. 熱的接続が、前記画像取込モジュールの少なくとも１つの画像センサと前記カメラのハウジングの間に施される、請求項２６に記載の方法。
28. 前記画像取込モジュールを含む前記カメラの残りを組み立てる前に、前記画像取込モジュールの少なくとも１つの画像センサの像平面の位置決めを、レンズ装着体の装着平面に対して予め決められた位置に較正することを含む、請求項２１から１７のいずれか一項に記載の方法。
29. 前記少なくとも１つの画像センサが、調整可能な装着構造体を介して前記画像取込モジュールに装着されて、レンズ装着体に対する前記少なくとも１つの画像センサ位置の位置調整を可能にし、前記方法が、さらに、前記調整可能な装着構造体の位置を固定して前記予め決められた位置を達成することを含む、請求項２８に記載の方法。
30. １つ以上のスペーサを挿入して前記少なくとも１つの画像センサの前記予め決められた位置を設定することを含む、請求項２９に記載の方法。
31. 前記カメラが、請求項１から２０のいずれか一項に記載のカメラである、請求項２１から３０のいずれか一項に記載の方法。
32. 前記画像取込モジュールおよび各々の第２の画像取込モジュールが、ほぼ同じである、請求項２に従属する場合の、請求項２から２０のいずれか一項に記載のカメラ。