JP2807345B2 - 拡張可能又は変更可能な機能を有するモジュール式カメラ - Google Patents
拡張可能又は変更可能な機能を有するモジュール式カメラInfo
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- Camera Bodies And Camera Details Or Accessories (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、概要的には電子カメラ、さらに具体的には
電子回路基板構成要素の追加又は変更によって広範囲に
使用に対応できる像検出式の電子的に拡張可能なモジュ
ール式のCCDカメラに関する。
電子回路基板構成要素の追加又は変更によって広範囲に
使用に対応できる像検出式の電子的に拡張可能なモジュ
ール式のCCDカメラに関する。
発明の概要 CCD（すなわち電荷結合素子:charged coupled devic
e）電子イメージセンサカメラは、当該技術分野で公知
である。例えば、カリフォルニア州94086 サニーベイ
ル ポトレロアベニュー345に所在のEG＆Ｇレティコン
は、その1989年版ソリッドステートカメラ製品カタログ
にてソリッドステートカメラ製品について説明してい
る。また、カリフォルニア州95035 ミルピタスマッカ
ーシーブールバード1801に所在のフェアチャイルド ウ
エストンの1989年版のCCDデータブックも、CCDカメラを
説明している。加えて、CCDカメラは、シエラサイエン
ティフィック及びその他の会社から商業的に入手でき
る。このようなカメラは、以下のような広範囲な用途に
使用することができる。例えば、測定、商品が購入され
るときその商品に付けられたバーコードを走査するこ
と、プラスチック、マイラー（MYLAR商標）又はその他
のフィルムあるいは織物の製造における品質管理、印刷
業における色彩の品質管理、そして書類の高速走査及び
処理に用いられる。
e）電子イメージセンサカメラは、当該技術分野で公知
である。例えば、カリフォルニア州94086 サニーベイ
ル ポトレロアベニュー345に所在のEG＆Ｇレティコン
は、その1989年版ソリッドステートカメラ製品カタログ
にてソリッドステートカメラ製品について説明してい
る。また、カリフォルニア州95035 ミルピタスマッカ
ーシーブールバード1801に所在のフェアチャイルド ウ
エストンの1989年版のCCDデータブックも、CCDカメラを
説明している。加えて、CCDカメラは、シエラサイエン
ティフィック及びその他の会社から商業的に入手でき
る。このようなカメラは、以下のような広範囲な用途に
使用することができる。例えば、測定、商品が購入され
るときその商品に付けられたバーコードを走査するこ
と、プラスチック、マイラー（MYLAR商標）又はその他
のフィルムあるいは織物の製造における品質管理、印刷
業における色彩の品質管理、そして書類の高速走査及び
処理に用いられる。
本発明のカメラは、一端に脱着可能に取り付けられた
フロントプレート及び他端に脱着可能に取り付けられた
バックプレートを有する実質的に筒状のケーシングを備
えている。フロントプレートは、レンズのような光学要
素部品を支持するために穴を有する。電子回路ドライバ
基板は、フロントプレートとバックプレートの間であっ
てフロントプレートの近接した位置にて、ケーシングに
脱着可能に支持され得るようになっている。CCDセンサ
又は他のソリッドステートイメージャは、電子回路ドラ
イバ基板内に支持され得るようになっている。電子回路
ロジック基板は、電子回路ドライバ基板とバックプレー
トの間であって電子回路ドライバ基板（ドライバ基板）
に近接した位置にて、ケーシング内に脱着可能に支持さ
れ得るようになっている。
フロントプレート及び他端に脱着可能に取り付けられた
バックプレートを有する実質的に筒状のケーシングを備
えている。フロントプレートは、レンズのような光学要
素部品を支持するために穴を有する。電子回路ドライバ
基板は、フロントプレートとバックプレートの間であっ
てフロントプレートの近接した位置にて、ケーシングに
脱着可能に支持され得るようになっている。CCDセンサ
又は他のソリッドステートイメージャは、電子回路ドラ
イバ基板内に支持され得るようになっている。電子回路
ロジック基板は、電子回路ドライバ基板とバックプレー
トの間であって電子回路ドライバ基板（ドライバ基板）
に近接した位置にて、ケーシング内に脱着可能に支持さ
れ得るようになっている。
ケーシング、フロントプレート及びバックプレート
は、オプション電子回路基板の追加によりカメラを拡張
できるように設計されている。これにより、カメラの初
期の設計過程で初めから構想されていない領域における
カメラの特定の使用法又は機能のために、カメラを特別
あつらえにできる。
は、オプション電子回路基板の追加によりカメラを拡張
できるように設計されている。これにより、カメラの初
期の設計過程で初めから構想されていない領域における
カメラの特定の使用法又は機能のために、カメラを特別
あつらえにできる。
加えて、カメラがどんな使用状態に置かれるかによっ
て、複数の異なるバックプレートのうちどれでも一つが
ケーシングに取り付けられる。ユーザが所望するカメラ
からの電子出力信号を得られるように、バックプレート
は、多種の出力ポートを備えている。カメラが異なる処
理の中で使用されるべきであったり、異なった出力を得
たければ、バックプレートを簡単に外して新たな適当な
バックプレートをケーシングに取り付けできる。
て、複数の異なるバックプレートのうちどれでも一つが
ケーシングに取り付けられる。ユーザが所望するカメラ
からの電子出力信号を得られるように、バックプレート
は、多種の出力ポートを備えている。カメラが異なる処
理の中で使用されるべきであったり、異なった出力を得
たければ、バックプレートを簡単に外して新たな適当な
バックプレートをケーシングに取り付けできる。
同様に、カメラを異なる使用法に適応させるために多
種のソリッドステートセンサのうちのどれもドライバ基
板に挿入できる。電子回路ドライバ基板をケーシングら
引き出して、異なるセンサを有する電子回路ドライバ基
板を取り付けてカメラの機能を変更できる。
種のソリッドステートセンサのうちのどれもドライバ基
板に挿入できる。電子回路ドライバ基板をケーシングら
引き出して、異なるセンサを有する電子回路ドライバ基
板を取り付けてカメラの機能を変更できる。
カメラは、その特定の作動機能のためのオプション電
子回路基板を備えていてもよい。オプション電子回路基
板の例としては、アナログ−デジタル変換基板、多重化
基板、信号処理基板及び他の電子回路機能基板がある。
多種のオプション電子回路基板のどれも、ロジック基板
とバックプレート基板の間にてカメラに挿入され得て、
カメラの機能を変更及び所望の作動を達成する。オプシ
ョン電子回路基板は、電子回路ロジック基板上に位置す
る新しくかつ新規な「オプションバス」により相互に接
続されるとともにセンサに接続されている。オプション
電子回路基板は、またドライバ基板と熱接触しており、
これにより熱が電子回路基板からドライバ基板へ伝達さ
れる。ドライバ基板は、フロントプレートに接触してい
る。すなわち、フロントプレートとドライバ基板は、隣
合せに配置されているので、ドライバ基板プレートから
フロントプレートへの熱伝導が可能となる。それゆえ、
カメラの内側からフロントプレートへ熱を伝達させるこ
とが可能である。フロントプレートは、適当な手法の内
のいかなる手法によっても冷却され得る。
子回路基板を備えていてもよい。オプション電子回路基
板の例としては、アナログ−デジタル変換基板、多重化
基板、信号処理基板及び他の電子回路機能基板がある。
多種のオプション電子回路基板のどれも、ロジック基板
とバックプレート基板の間にてカメラに挿入され得て、
カメラの機能を変更及び所望の作動を達成する。オプシ
ョン電子回路基板は、電子回路ロジック基板上に位置す
る新しくかつ新規な「オプションバス」により相互に接
続されるとともにセンサに接続されている。オプション
電子回路基板は、またドライバ基板と熱接触しており、
これにより熱が電子回路基板からドライバ基板へ伝達さ
れる。ドライバ基板は、フロントプレートに接触してい
る。すなわち、フロントプレートとドライバ基板は、隣
合せに配置されているので、ドライバ基板プレートから
フロントプレートへの熱伝導が可能となる。それゆえ、
カメラの内側からフロントプレートへ熱を伝達させるこ
とが可能である。フロントプレートは、適当な手法の内
のいかなる手法によっても冷却され得る。
カメラ内に使用可能な種々な多数のオプション電子回
路基板を収容するために、異なる長さのケーシングを用
いることができる。フロントプレートの穴内に種々なア
ダプタが支持され得て、カメラに接続されるべき、ある
範囲の光学装置を許容する。
路基板を収容するために、異なる長さのケーシングを用
いることができる。フロントプレートの穴内に種々なア
ダプタが支持され得て、カメラに接続されるべき、ある
範囲の光学装置を許容する。
新たな機能又は処理を実行するために新しい特定化さ
れたカメラに購入しなければならなかった従来公知の装
置と異なり、本発明のカメラは、単に種々のオプション
電子回路基板を交換することにより拡張されて、新しい
使用法にカメラを適合させかつ新しい機能を実行する。
従来の技術に対する本発明のカメラの有利な点の一つ
は、カメラ内の構成要素に限らずカメラに用いる全ての
囲み装置及び据え付け用の機材の交換可能性と置換にあ
る。
れたカメラに購入しなければならなかった従来公知の装
置と異なり、本発明のカメラは、単に種々のオプション
電子回路基板を交換することにより拡張されて、新しい
使用法にカメラを適合させかつ新しい機能を実行する。
従来の技術に対する本発明のカメラの有利な点の一つ
は、カメラ内の構成要素に限らずカメラに用いる全ての
囲み装置及び据え付け用の機材の交換可能性と置換にあ
る。
さらに、カメラの種々な機能部品の相互連結の組合せ
は、カメラに対して独特のものであり、向上された作動
を提供する。本発明のカメラは、３個の新規な電子回路
相互接続のためのバス、すなわち「ドライババス」、
「オプションバス」及び「ユーザバス」を備えている。
は、カメラに対して独特のものであり、向上された作動
を提供する。本発明のカメラは、３個の新規な電子回路
相互接続のためのバス、すなわち「ドライババス」、
「オプションバス」及び「ユーザバス」を備えている。
３個の全てのバスは、ロジック基板上にあり、それら
の設置向きは、各バスがロジック基板の別々の側部を占
有するようになっている。ドライバ基板は、ドライババ
スに接続されている。オプションバスは、各オプション
電子回路基板が互いに垂直方向に隣り合って設置され、
かつ互いに接続されることを許容する。垂直の電気コネ
クタは、各オプション電子回路基板が垂直に挿入され、
かつオプションバスを通してロジック基板に接続される
ことを許容する。
の設置向きは、各バスがロジック基板の別々の側部を占
有するようになっている。ドライバ基板は、ドライババ
スに接続されている。オプションバスは、各オプション
電子回路基板が互いに垂直方向に隣り合って設置され、
かつ互いに接続されることを許容する。垂直の電気コネ
クタは、各オプション電子回路基板が垂直に挿入され、
かつオプションバスを通してロジック基板に接続される
ことを許容する。
ユーザバスは、ロジック基板をバックプレートに接続
する。
する。
各バスの独特なプロトコル、すなわち信号及びピン配
置と同バスの向きは、デジタル電子回路によるアナログ
ビデオ信号「ノイズ」混入がなく、向上した作動許容範
囲を有する電子的に拡張可能なCCDカメラを許容する。
それゆえ、光感度、ダイナミックレンジ及び空間的解像
度の向上が可能となる。
置と同バスの向きは、デジタル電子回路によるアナログ
ビデオ信号「ノイズ」混入がなく、向上した作動許容範
囲を有する電子的に拡張可能なCCDカメラを許容する。
それゆえ、光感度、ダイナミックレンジ及び空間的解像
度の向上が可能となる。
図面の簡単な説明 ここに、本発明の好適な実施例を以下の図面を参照し
て説明する。
て説明する。
図１は、本発明による電子的に拡張可能なモジュール
式のCCDカメラの斜視図である。
式のCCDカメラの斜視図である。
図２は、前記電子的に拡張可能なモジュール式のCCD
カメラの分解斜視図である。
カメラの分解斜視図である。
図３は、フロントプレートの側面図である。
図４は、フロントプレートの背面図である。
図５は、ドライバ基板の正面図である。
図６は、ドライバ基板の図５の線AAにおける断面図で
ある。
ある。
図７は、ドライバ基板の背面図である。
図８は、バックプレートの第１実施例の背面図であ
る。
る。
図９は、図８の線BBにおける断面図である。
図10は、バックプレートの第２実施例の背面図であ
る。
る。
図11は、図10の線CCにおける断面図である。
図12は、バックプレートの第３実施例の背面図であ
る。
る。
図13は、図12の線DDにおける断面図である。
図14は、バックプレートの第４実施例の背面図であ
る。
る。
図15は、図14の線EEにおける断面図である。
図16は、多種の電子基板を接続するバスを示す本発明
によるカメラの部分側面図である。
によるカメラの部分側面図である。
図17は、本発明による電子的に拡張できるCCDカメラ
の構成要素のブロック図である。
の構成要素のブロック図である。
好適な実施例の詳細な説明 図１及び図２を参照すると、本発明の好適な実施例
は、断面視したとき実質的に筒状であるカメラケーシン
グ10と、ケーシングの一端に脱着可能に取り付けられた
フロントプレート11と、ケーシングの他端に脱着可能に
取り付けられたバックプレート12とを備えている。ドラ
イバ基板13は、フロントプレート11とバックプレート12
の間であってフロントプレートに近接した位置にて、ケ
ーシング10内に脱着可能に支持されている。
は、断面視したとき実質的に筒状であるカメラケーシン
グ10と、ケーシングの一端に脱着可能に取り付けられた
フロントプレート11と、ケーシングの他端に脱着可能に
取り付けられたバックプレート12とを備えている。ドラ
イバ基板13は、フロントプレート11とバックプレート12
の間であってフロントプレートに近接した位置にて、ケ
ーシング10内に脱着可能に支持されている。
フロントプレート11は、レンズ15のような光学要素部
品を脱着可能に取り付けるための穴14を有し、そして種
々のアダプタ（図示せず）が穴14に接続されて、異なる
光学要素部品がカメラに取り付けられるようになってい
る。フロントプレート11は、複数のネジを切った穴16に
よってケーシング10に固定されている。
品を脱着可能に取り付けるための穴14を有し、そして種
々のアダプタ（図示せず）が穴14に接続されて、異なる
光学要素部品がカメラに取り付けられるようになってい
る。フロントプレート11は、複数のネジを切った穴16に
よってケーシング10に固定されている。
ドライバ基板13は、多種のイメージセンサ17のどれで
も支持できるようになっており、カメラが異なる機能又
は同一の機能を異なる方法で成し遂げることを必要する
場合には、イメージセンサ17を変更できる。あるいは、
異なるイメージセンサ17を備えたドライバ基板13を変更
してもよい。
も支持できるようになっており、カメラが異なる機能又
は同一の機能を異なる方法で成し遂げることを必要する
場合には、イメージセンサ17を変更できる。あるいは、
異なるイメージセンサ17を備えたドライバ基板13を変更
してもよい。
ロジック基板18は、ドライバ基板13とバックプレート
12の間であってドライバ基板に近接した位置に脱着可能
に支持されている。
12の間であってドライバ基板に近接した位置に脱着可能
に支持されている。
オプション電子回路基板19（図２及び図16）は、ロジ
ック基板18とバックプレート12の間に配置され得るよう
になっており、同オプション電子回路基板19はオプショ
ンバス27によりロジック基板18に接続されている。
ック基板18とバックプレート12の間に配置され得るよう
になっており、同オプション電子回路基板19はオプショ
ンバス27によりロジック基板18に接続されている。
イメージセンサ17は、シングル又はマルチプルのいず
れかの電子出力端子を備えて構成されている。多種のオ
プション電子回路基板19のどれでもがケーシング10内に
取り付けられ、カメラに所望の機能を成し遂げさせる。
オプション電子回路基板19の追加は、より長いケーシン
グ10の使用を必要とすることがある。
れかの電子出力端子を備えて構成されている。多種のオ
プション電子回路基板19のどれでもがケーシング10内に
取り付けられ、カメラに所望の機能を成し遂げさせる。
オプション電子回路基板19の追加は、より長いケーシン
グ10の使用を必要とすることがある。
ユーザがカメラから必要な出力を得られるように、種
々の異なったバックプレート12を使用できる。カメラが
ある処理機能又はある製造機能から他のものへ変更され
るべきであれば、新たに望まれる出力を提供するため
に、バックプレート12をユーザにより変更できる。
々の異なったバックプレート12を使用できる。カメラが
ある処理機能又はある製造機能から他のものへ変更され
るべきであれば、新たに望まれる出力を提供するため
に、バックプレート12をユーザにより変更できる。
本発明によるカメラの種々の構成要素を容易に変更で
きて、ユーザは、カメラを異なった製造あるいは処理シ
ステムを監視するように使用でき、カメラに異なる機能
を成し遂げさせことができ、またはカメラにエンドユー
ザのための異なる出力を発生させることができる。
きて、ユーザは、カメラを異なった製造あるいは処理シ
ステムを監視するように使用でき、カメラに異なる機能
を成し遂げさせことができ、またはカメラにエンドユー
ザのための異なる出力を発生させることができる。
本発明の好適な実施例において、カメラケーシング10
は、基本的には断面視すると四角形の筒である。カメラ
の基本設計は、長さ３インチ（7.6cm）のケーシングを
使用しているが、カメラの電子回路の内部拡張を図るた
めにはより長いケーシングを使用することが必要であ
る。８インチ（20.3mm）までのケーシングは使われた
が、さらに長いケーシングを使うことも考えられる。
は、基本的には断面視すると四角形の筒である。カメラ
の基本設計は、長さ３インチ（7.6cm）のケーシングを
使用しているが、カメラの電子回路の内部拡張を図るた
めにはより長いケーシングを使用することが必要であ
る。８インチ（20.3mm）までのケーシングは使われた
が、さらに長いケーシングを使うことも考えられる。
本発明の好適な実施例において、フロントプレート11
は、3.5インチ（8.9cm）四方で厚さ3/8インチ（1cm）の
アルミニウム材であり、カメラの主要な据え付け部分と
しての役割を果たす。カメラが他の装置に据え付けられ
る場合、フロントプレート11の穴16を通して配置される
適当なアタッチメントによって据え付けられる。フロン
トプレート11は、レンズ15又は他の光学要素部品を取り
付けるためネジを切った取り付け穴14を有する。これに
より、高精度の位置調整が可能となって、ユーザがカメ
ラ内のイメージセンサ17に対してそれらシステムを光学
的に位置調整することができるようになる。
は、3.5インチ（8.9cm）四方で厚さ3/8インチ（1cm）の
アルミニウム材であり、カメラの主要な据え付け部分と
しての役割を果たす。カメラが他の装置に据え付けられ
る場合、フロントプレート11の穴16を通して配置される
適当なアタッチメントによって据え付けられる。フロン
トプレート11は、レンズ15又は他の光学要素部品を取り
付けるためネジを切った取り付け穴14を有する。これに
より、高精度の位置調整が可能となって、ユーザがカメ
ラ内のイメージセンサ17に対してそれらシステムを光学
的に位置調整することができるようになる。
ドライバ基板13は、イメージセンサ17それ自体及びク
ロックドライバからの全ての電気的接続を受け入れる。
イメージセンサ17は、第２プレート20の前面から第２プ
レートに切られた溝21を介して組み付けられ、図示され
ていないネジ等の接続手段によりイメージャクランプ17
aを用いて保持される。これにより、第２プレート20の
背面23とイメージセンサ17それ自体との熱接触部分が形
成される。イメージセンサ17は、カメラ内の熱の大部分
を発生するので、イメージセンサの最適な作動を維持す
るために、イメージセンサ17から熱を取り去ることは重
要である。加えて、オプション電子回路基板19上の熱を
発生する全ての構成要素は、第２プレート20と熱接触し
ている。この熱接触は、熱を発生する構成要素（図示せ
ず）をその回路（図示せず）の残りのものから分離する
とともに、それらの構成要素から発生される熱をカメラ
の内側から放出させる。第２プレート20はカメラのフロ
ントプレート11に直接取り付けられる（これにより、第
２プレート20からフロントプレート11への熱の通路が形
成される）。したがって、ユーザの装置（図示せず）に
フロントプレート11を用いてカメラを据え付けること
は、カメラ内の重大な熱を発生する全ての構成要素を冷
却する直接的な手段となる。実質的に、カメラ内で発生
した全ての熱はフロントプレートの表面及びそれが接続
されているハウジングを通して冷却される。冷却は、一
つの面を介してのみなので、ユーザにとってカメラの冷
却をずっと単純化することになる。
ロックドライバからの全ての電気的接続を受け入れる。
イメージセンサ17は、第２プレート20の前面から第２プ
レートに切られた溝21を介して組み付けられ、図示され
ていないネジ等の接続手段によりイメージャクランプ17
aを用いて保持される。これにより、第２プレート20の
背面23とイメージセンサ17それ自体との熱接触部分が形
成される。イメージセンサ17は、カメラ内の熱の大部分
を発生するので、イメージセンサの最適な作動を維持す
るために、イメージセンサ17から熱を取り去ることは重
要である。加えて、オプション電子回路基板19上の熱を
発生する全ての構成要素は、第２プレート20と熱接触し
ている。この熱接触は、熱を発生する構成要素（図示せ
ず）をその回路（図示せず）の残りのものから分離する
とともに、それらの構成要素から発生される熱をカメラ
の内側から放出させる。第２プレート20はカメラのフロ
ントプレート11に直接取り付けられる（これにより、第
２プレート20からフロントプレート11への熱の通路が形
成される）。したがって、ユーザの装置（図示せず）に
フロントプレート11を用いてカメラを据え付けること
は、カメラ内の重大な熱を発生する全ての構成要素を冷
却する直接的な手段となる。実質的に、カメラ内で発生
した全ての熱はフロントプレートの表面及びそれが接続
されているハウジングを通して冷却される。冷却は、一
つの面を介してのみなので、ユーザにとってカメラの冷
却をずっと単純化することになる。
フロントプレート11と第２プレート20の直接的な接触
により、光学的な位置調整が向上する。イメージセンサ
17は、例えば、時間遅延用及び積分用センサ、領域スキ
ャン用センサ又は広ダイミックレンジセンサを構成する
カメラ内の光学的イメージセンサであり、第２プレート
20に堅固に取り付けられていて、第２プレート20に対し
て動くことはない。しかしながら、第２プレート20は、
カメラを組み立てる間は幾らか緩くフロントプレート11
に結合している。この緩い結合により、第２プレート20
は、フロントプレート11に対して高精度の工作機械器
具、取り付け具を用いて動かすことができる。この特徴
により、カメラの光学的な位置調整ができる。他の以前
から知られているカメラでは、イメージセンサ17それ自
体の光学的位置調整は、少しだけできるか、あるいは全
くできない。本発明では、このような光学的位置調整手
続を用いることにより、光学付中心は、フロントプレー
ト11の機械的中心と一致する。これは、現場で製品を取
り替えるときに重要である。すなわち、ユーザは、カメ
ラの一部分を交換したりカメラの機能を変更したりして
も、ユーザの装置を調整することなく同水準の光学的位
置調整を得ることができる。
により、光学的な位置調整が向上する。イメージセンサ
17は、例えば、時間遅延用及び積分用センサ、領域スキ
ャン用センサ又は広ダイミックレンジセンサを構成する
カメラ内の光学的イメージセンサであり、第２プレート
20に堅固に取り付けられていて、第２プレート20に対し
て動くことはない。しかしながら、第２プレート20は、
カメラを組み立てる間は幾らか緩くフロントプレート11
に結合している。この緩い結合により、第２プレート20
は、フロントプレート11に対して高精度の工作機械器
具、取り付け具を用いて動かすことができる。この特徴
により、カメラの光学的な位置調整ができる。他の以前
から知られているカメラでは、イメージセンサ17それ自
体の光学的位置調整は、少しだけできるか、あるいは全
くできない。本発明では、このような光学的位置調整手
続を用いることにより、光学付中心は、フロントプレー
ト11の機械的中心と一致する。これは、現場で製品を取
り替えるときに重要である。すなわち、ユーザは、カメ
ラの一部分を交換したりカメラの機能を変更したりして
も、ユーザの装置を調整することなく同水準の光学的位
置調整を得ることができる。
バックプレート12は、標準的な外部寸法の3.5インチ
（8.9cm）四方である。バックプレート上には、ユーザ
のための全てのコネクタ24がある。いくつかの異なるタ
イプのバックプレート（図８〜15を参照）があるが、信
号出力の数の違いを除いて、全てのバックプレートの機
械的適合性は同一である。本発明の好適な実施例には、
50以上の異なる設計のカメラの利用される約４又５の異
なるバックプレートコネクタ配置がある。いかなるカメ
ラであっても、コネクタ以外のカメラのメカニズムを変
更することなく、コネクタの配置を変更することができ
るバックプレートを備えることができる。これにより、
カメラの全ての部分を取り替えることなく、カメラの電
子回路の品質向上又は変更をすることができる。
（8.9cm）四方である。バックプレート上には、ユーザ
のための全てのコネクタ24がある。いくつかの異なるタ
イプのバックプレート（図８〜15を参照）があるが、信
号出力の数の違いを除いて、全てのバックプレートの機
械的適合性は同一である。本発明の好適な実施例には、
50以上の異なる設計のカメラの利用される約４又５の異
なるバックプレートコネクタ配置がある。いかなるカメ
ラであっても、コネクタ以外のカメラのメカニズムを変
更することなく、コネクタの配置を変更することができ
るバックプレートを備えることができる。これにより、
カメラの全ての部分を取り替えることなく、カメラの電
子回路の品質向上又は変更をすることができる。
カメラの電子回路もまた拡張することができ、この拡
張可能性は一連の内部バスに基づいている。内部バス
は、３本ある。ここで使われているバスという語は、２
又はそれ以上の電子回路基板の間の電気的及び機械的な
インターフェースとして定義されている。なお、それ
は、バス上の全ての信号の動作、タイミング及び機能性
の語の中で定義される。
張可能性は一連の内部バスに基づいている。内部バス
は、３本ある。ここで使われているバスという語は、２
又はそれ以上の電子回路基板の間の電気的及び機械的な
インターフェースとして定義されている。なお、それ
は、バス上の全ての信号の動作、タイミング及び機能性
の語の中で定義される。
本発明によるカメラの第１バスは、ドライババス25で
ある。このドライババス25は、イメージセンサを収容す
るドライバ基板13と、イメージセンサ17及びドライバ基
板13のための全てのデジタルタイミングを発生するロジ
ック基板18とを接続する。このドライババス25は、プロ
トコルと呼ばれる独特なピンの配置を有し、これは電子
的機能のクリティカルな分離を提供する。以下は、ドラ
イババスのプロトコルである。
ある。このドライババス25は、イメージセンサを収容す
るドライバ基板13と、イメージセンサ17及びドライバ基
板13のための全てのデジタルタイミングを発生するロジ
ック基板18とを接続する。このドライババス25は、プロ
トコルと呼ばれる独特なピンの配置を有し、これは電子
的機能のクリティカルな分離を提供する。以下は、ドラ
イババスのプロトコルである。
第２のバスは、オプションバス27である。このオプシ
ョンバス27は、ロジック基板18と一つ又はそれ以上のオ
プション電子回路基板19を相互接続する。各オプション
電子回路基板には、このオプションバスが組み込まれて
おり、これにより、種々のオプション電子回路基板の間
の相互接続がなされる。
ョンバス27は、ロジック基板18と一つ又はそれ以上のオ
プション電子回路基板19を相互接続する。各オプション
電子回路基板には、このオプションバスが組み込まれて
おり、これにより、種々のオプション電子回路基板の間
の相互接続がなされる。
オプション電子回路基板は、約1/2インチ（1.3cm）の
間隔で、次々に垂直に積み重ねられてパンケーキ状に配
置されている。種々のオプション電子回路基板により、
カメラに特徴を追加し機能を多様化することで、カメラ
を事実上無限に拡張できる。例えば、オプション電子回
路基板なしで組み立てられた本発明の特徴を有するカメ
ラは、実質的厚さが約１インチ（2.5cm）である。11も
のオプション電子回路基板を組み込んで組み立てられた
他のカメラは、実質厚さが６〜８インチ（15.2〜20.3c
m）である。カメラの機械的システムに必要とされる変
更は、内部の拡張に適合させるためにケーシングを取り
替えるだけである。
間隔で、次々に垂直に積み重ねられてパンケーキ状に配
置されている。種々のオプション電子回路基板により、
カメラに特徴を追加し機能を多様化することで、カメラ
を事実上無限に拡張できる。例えば、オプション電子回
路基板なしで組み立てられた本発明の特徴を有するカメ
ラは、実質的厚さが約１インチ（2.5cm）である。11も
のオプション電子回路基板を組み込んで組み立てられた
他のカメラは、実質厚さが６〜８インチ（15.2〜20.3c
m）である。カメラの機械的システムに必要とされる変
更は、内部の拡張に適合させるためにケーシングを取り
替えるだけである。
オプション27のコネクタにより、オプション電子回路
基板（図示せず）を垂直に接続することができる。
基板（図示せず）を垂直に接続することができる。
オプションバス27は、独特なプロトコルを有してお
り、このプロトコルにより信号シーケンスが許容され、
同信号シーケンスによりカメラの性能を低下させること
なくカメラ機能の電子回路の拡張を可能とする。プロト
コルは、アナログビデオ信号のデジタル信号混入のおそ
れを減少させるように設計されており、それによって空
間的な解像度、カメラの光感度及びダイナミックレンジ
を低下させる「ノイズ」の可能性を減少させる。
り、このプロトコルにより信号シーケンスが許容され、
同信号シーケンスによりカメラの性能を低下させること
なくカメラ機能の電子回路の拡張を可能とする。プロト
コルは、アナログビデオ信号のデジタル信号混入のおそ
れを減少させるように設計されており、それによって空
間的な解像度、カメラの光感度及びダイナミックレンジ
を低下させる「ノイズ」の可能性を減少させる。
以下は、本発明によるオプションバス27のための直列
20ピンコネクタの好適な実施例である。さらなるオプシ
ョン電子回路基板が開発される場合、拡張された数のピ
ンが要求され、プロトコルの変更は次のようになる。
20ピンコネクタの好適な実施例である。さらなるオプシ
ョン電子回路基板が開発される場合、拡張された数のピ
ンが要求され、プロトコルの変更は次のようになる。
第３のバスは、ユーザバスであって、ロジック基板18
をバックカメラプレート12上のDB−25コネクタに接続し
ている。以下は、本発明による好適なユーザバス28のプ
ロトコルである。
をバックカメラプレート12上のDB−25コネクタに接続し
ている。以下は、本発明による好適なユーザバス28のプ
ロトコルである。
各バスの配置又は位置決めも、また本発明によるカメ
ラの設計の重要な特徴である。各バスは、同一側部に二
つのバスを持つことなくロジック基板18の別々の側部を
使用している。この配置により、デジタル信号によるア
ナログ信号に対する「ノイズ」の混入の可能性が減少さ
れ、オプション電子回路基板をより近接して配置できる
ようになる。これにより、コンパクトで性能を犠牲にす
ることなく電子的に拡張されたカメラが実現される。
ラの設計の重要な特徴である。各バスは、同一側部に二
つのバスを持つことなくロジック基板18の別々の側部を
使用している。この配置により、デジタル信号によるア
ナログ信号に対する「ノイズ」の混入の可能性が減少さ
れ、オプション電子回路基板をより近接して配置できる
ようになる。これにより、コンパクトで性能を犠牲にす
ることなく電子的に拡張されたカメラが実現される。
カメラ内における追加した残りのオプション電子回路
基板19は、センサ17からのビデオ信号をさらに信号処理
する。これらは、多重化、アナログ−デジタル変換及び
サンプルアンドホールドデータ処理のようなオプション
を含んでいる。
基板19は、センサ17からのビデオ信号をさらに信号処理
する。これらは、多重化、アナログ−デジタル変換及び
サンプルアンドホールドデータ処理のようなオプション
を含んでいる。
オプション電子回路基板19を、製造段階においても、
ユーザの現場でも、開発のどの段階においてでも、いつ
でもカメラに追加することができる。
ユーザの現場でも、開発のどの段階においてでも、いつ
でもカメラに追加することができる。
それゆえ、本発明のカメラは、電子的に拡張可能であ
り、機械的又は電子的レベルで機能的に交換可能であ
る。それにより、オプション電子回路基板19を交換する
ことによりカメラの機能的特徴が変更される。
り、機械的又は電子的レベルで機能的に交換可能であ
る。それにより、オプション電子回路基板19を交換する
ことによりカメラの機能的特徴が変更される。
各バスに対して独特なプロトコルを選択するために、
適当な回路基板に対して独特な「アーキテクチュア」又
は設計を要することは、当業者に理解されることであ
る。各回路基板、すなわち、ドライバ基板13、ロジック
基板18及び種々のオプション電子回路基板19は、独特に
設計されて、選択された独特なバスプロトコルによって
所望の機械的結果を達成する。
適当な回路基板に対して独特な「アーキテクチュア」又
は設計を要することは、当業者に理解されることであ
る。各回路基板、すなわち、ドライバ基板13、ロジック
基板18及び種々のオプション電子回路基板19は、独特に
設計されて、選択された独特なバスプロトコルによって
所望の機械的結果を達成する。
本発明を種々に変形できることは、当業者にとって明
らかであり、そのような明らかな変形は、開示しかつ請
求した本発明の技術範囲及び性質の範囲内に含まれるこ
とが予期される。
らかであり、そのような明らかな変形は、開示しかつ請
求した本発明の技術範囲及び性質の範囲内に含まれるこ
とが予期される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウォシュクーラック ウィリアム ディ ー. カナダ国 オンタリオ州 Ｎ２Ｔ ２Ｃ ２ ウォータールー ブランストーンド ライブ 516 (72)発明者 ジェンキンス ポール ティー. カナダ国 オンタリオ州 Ｎ２Ｔ ２Ｈ ３ ウォータールー レイランドドライ ブ 542 (72)発明者 ミーシッグ マイク カナダ国 オンタリオ州 Ｌ６Ｘ ２Ｖ １ ブランプトン マルティンデールク レセント120 (72)発明者 フッド シェルドン カナダ国 オンタリオ州 Ｎ０Ｇ ２Ｐ ０ パルマーストン ルーラルルートナ ンバー３ (72)発明者 プリンス ダリル カナダ国 オンタリオ州 Ｎ３Ｂ ２Ｌ ７ エルミラ リバーサイドドライブイ ースト 12 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 5/225 - 5/232
Claims (29)
- 【請求項１】実質的に筒状の金属性ケーシングと、 光学要素部品を支持するための穴を有するとともに前記
ケーシングの一端に脱着可能に支持される背面を有する
フロントプレートと、 前記フロントプレートへ効果的に熱伝達するように同フ
ロントプレートの背面上に取り付けられた第２プレート
と、 前記フロントプレートの穴に支持される光学要素部品
と、 前記ケーシングの前記フロントプレートに対して反対側
の端部に脱着可能に支持されるバックプレートと、 前記バックプレートに接続される電気機械的なコネクタ
と、 前記フロントプレートと前記バックプレートの間にて前
記ケーシング内に脱着可能に支持されるとともに前記第
２プレートへ効果的に熱伝達するように同第２プレート
に隣接かつ接触して設けられたドライバ基板と、 前記第２プレートに熱伝導するように同第２プレートに
脱着可能に取り付けられ、かつ前記ドライバ基板に電気
的に接続されたイメージセンサと、 前記ドライバ基板と前記バックプレートの間にてドライ
バ基板に隣接して前記ケーシングに脱着可能に支持さ
れ、ドライババス、ユーザバスおよびオプションバスを
別々の側部に、かつ二つのバスが同じ側部に隣接しない
ように有するロジック基板とを備えてなり、 前記ドライババスは、オプション電子回路基板を組み込
むようにする拡張性のために前記ロジック基板と前記ド
ライバ基板との間に機械的かつ電子的に相互接続されて
前記ロジック基板上に取り付けられ、 前記ユーザバスは、前記ロジック基板と前記バックプレ
ート上の電気機械コネクタとの間に機械的かつ電気的に
相互接続されて前記ロジック基板上に取り付けられ、 前記オプションバスは、前記ロジック基板と前記バック
プレートの間にて前記ケーシング内にオプション電子回
路基板を組み込むことを許容すべく前記ロジック基板上
に取り付けられて、多種のオプション基板の組み込みに
よりカメラの機能性を拡張する ことを特徴とする電子的に拡張可能なカメラ。 - 【請求項２】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラに
おいて、 前記第２プレートは、前記ケーシング内に前記フロント
プレートと接触するように取り付けられて、前記イメー
ジセンサから熱を取り去る効果的な熱伝達を提供しかつ
同イメージセンサの正確な光学的位置調整を許容するこ
とを特徴とするカメラ。 - 【請求項３】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラに
おいて、 前記フロントプレートとドライバ基板は、同ドライバ基
板から同フロントプレートへの熱伝達を許容するような
相互関係で配置されて、前記イメージセンサの性能の向
上させるために同イメージセンサを冷却することを特徴
とするカメラ。 - 【請求項４】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラに
おいて、 前記ドライババス、ユーザバス及びオプションバスは機
能的にモジュール式であり、 それぞれが特定の用途に最適な性能を提供する種々のイ
メージセンサを使用すること、 所望のビデオ出力処理を許容する種々のオプション基板
を使用すること、 前記カメラ内の単一の構成要素の交換により所望のデジ
タルタインミングとすること、及び ユーザ所望のカメラ構成を取ること を許容することを特徴とするカメラ。 - 【請求項５】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラに
おいて、 前記オプション電子回路基板は多重化基板を含むことを
特徴とするカメラ。 - 【請求項６】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラに
おいて、 前記オプション電子回路基板はアナログ−デジタル変換
基板を含むことを特徴とするカメラ。 - 【請求項７】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラに
おいて、 前記オプション電子回路基板はサンプルアンドホールド
データ処理基板を含むことを特徴とするカメラ。 - 【請求項８】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラに
おいて、 同カメラは機械的なモジュール式であって、同基本的な
カメラは、 異なる長さのケーシングが使用されてより多い又は少な
いオプション電子回路基板を収容すること、 内部が異なる機械加工された第２プレートに多種のセン
サのうちの一つを取り付けること、及び 内部が異なる機械加工されたバックプレートに多種の電
気機械コネクタのうちで前記組み付けられたオプション
電子回路基板に適した一つを取り付けることを許容する
充分なモジュール性を有することを特徴とするカメラ。 - 【請求項９】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラで
あって、 さらに、前記フロントプレートの穴に支持されて複数の
異なる光学要素部品を支持するアダプタを備えているこ
とを特徴とするカメラ。 - 【請求項１０】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
において、 前記光学要素部品は複数の異なる形式のカメラレンズを
含んでなることを特徴とするカメラ。 - 【請求項１１】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
であって、 さらに、前記イメージセンサと前記第２プレートの間に
熱接触のために前記フロントプレートに接触する第２プ
レートの表面に固定できるイメージャクランプを備えて
いることを特徴とするカメラ。 - 【請求項１２】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
において、 オプション電子回路基板は同オプション電子回路基板と
前記ドライバ基板の間の熱接触のために同ドライバ基板
に接触していることを特徴とするカメラ。 - 【請求項１３】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
であって、 さらに、前記イメージセンサを光学的に正確な位置へ位
置決めするととも前記イメージセンサから効果的な熱の
伝達を許容する前記第２プレートに固定できるイメージ
ャクランプを備えていることを特徴とするカメラ。 - 【請求項１４】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
において、 前記イメージセンサの中心は前記フロントプレートの中
心に位置調整され得ることを特徴とするカメラ。 - 【請求項１５】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
において、 前記ケーシングは選択的に変更され得ることを特徴とす
るカメラ。 - 【請求項１６】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
において、 前記フロントプレートは選択的に変更され得ることを特
徴とするカメラ。 - 【請求項１７】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
において、 前記ドライバ基板は選択的に変更され得ることを特徴と
するカメラ。 - 【請求項１８】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
において、 前記バックプレートは選択的に変更され得ることを特徴
とするカメラ。 - 【請求項１９】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
において、 前記オプション電子回路基板は選択的に変更され得るこ
とを特徴とするカメラ。 - 【請求項２０】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
において、 バスの設置向きはビデオ信号のアナログノイズ混入を減
少させるように設計されていることを特徴とするカメ
ラ。 - 【請求項２１】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
において、 前記ドライババスのプロトコルはビデオ信号のアナログ
ノイズ混入を減少させるように設計されていることを特
徴とするカメラ。 - 【請求項２２】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
において、 前記オプションバスのプロトコルはビデオ信号のアナロ
グノイズ混入を減少させるように設計されていることを
特徴とするカメラ。 - 【請求項２３】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
において、 前記ユーザバスのプロトコルは、多数の拡張可能な態様
のうちのどの一つの態様のカメラでも外部装置を改造す
ることなく同一の外部電気光学装置と接続できるように
規定されかつ実装されることを特徴とするカメラ。 - 【請求項２４】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
において、 各オプション電位回路基板はオプションバスを有してい
て前記ロジック基板上の前記オプションバスと垂直の相
互接続を許容することを特徴とするカメラ。 - 【請求項２５】前記請求項１に記載の拡張可能なカメラ
において、 複数の異なるイメージセンサのうち一つは前記ドライバ
基板に支持されることを特徴とするカメラ。 - 【請求項２６】前記請求項25に記載の拡張可能なカメラ
において、 前記イメージセンサは前記第２プレート及び前記フロン
トプレートを通してユーザの装置へ熱的に接続されたCC
Dイメージセンサであってダイナミックレンジを増加さ
せるとともにノイズを減少させることを特徴とするカメ
ラ。 - 【請求項２７】前記請求項25に記載の拡張可能なカメラ
において、 前記イメージセンサは時間遅延用及び積分用センサであ
ることを特徴とするカメラ。 - 【請求項２８】前記請求項25に記載の拡張可能なカメラ
において、 前記イメージセンサは領域スキャン用センサであること
を特徴とするカメラ。 - 【請求項２９】前記請求項25に記載の拡張可能なカメラ
において、 前記イメージセンサは広ダイナミックレンジセンサであ
ることを特徴とするカメラ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/740,226 US5221964A (en) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | Electronically expandable modular ccd camera |
| US740,226 | 1991-08-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06509690A JPH06509690A (ja) | 1994-10-27 |
| JP2807345B2 true JP2807345B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=24975575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5503142A Expired - Lifetime JP2807345B2 (ja) | 1991-08-05 | 1992-08-05 | 拡張可能又は変更可能な機能を有するモジュール式カメラ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5221964A (ja) |
| EP (1) | EP0597934B1 (ja) |
| JP (1) | JP2807345B2 (ja) |
| AU (1) | AU2395392A (ja) |
| CA (1) | CA2111872C (ja) |
| DE (1) | DE69218217T2 (ja) |
| WO (1) | WO1993003575A1 (ja) |
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