JPH0832777A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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Publication number
JPH0832777A
JPH0832777A JP6160150A JP16015094A JPH0832777A JP H0832777 A JPH0832777 A JP H0832777A JP 6160150 A JP6160150 A JP 6160150A JP 16015094 A JP16015094 A JP 16015094A JP H0832777 A JPH0832777 A JP H0832777A
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JP
Japan
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image pickup
image
photoelectric conversion
optical system
subject
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Application number
JP6160150A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Wada
宏之 和田
Toshimi Iizuka
俊美 飯塚
Akihiro Fujiwara
昭広 藤原
Hidekage Satou
秀景 佐藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 被写体の種類,大きさ等に制約されず、高精
細な画像情報をビデオ信号として形成する撮像装置を提
供する。 【構成】 撮影レンズ1aを介してその予定撮像面に被
写体像を合焦させ、この予定撮像面に配置した撮像手段
によって被写体を撮影する。撮影レンズ1aの予定撮像
面に対して平行に設定され得るようにした光電変換手段
2と、光電変換手段2を予定撮像面に沿って所定方向に
移動させるガイド機構4,5,6と、を備えている。ガ
イド機構4,5,6を介して光電変換手段2を走査させ
ることにより、撮影レンズ1aによって結像された被写
体像の映像信号を得るようにしたものである。光電変換
手段2は、好適には複数の光電変換素子が1列に配列さ
れて成る。極めて高精細な映像信号を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原稿や写真等の平面構
成物、或いは建物や風景等の立体構成物を撮影もしくは
複写するための撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、原稿や写真等の平面構成物を複写
する装置としては、複写機,スキャナ又はファクシミリ
等がある。これらの装置では、固定された平面構成物を
その機器に内蔵された光源によって照明し、そのときの
透過光や反射光の光量が、ラインセンサを走査すること
により読み取られるように構成されている。
【0003】一方、建物や風景等の立体構成物を撮影す
る装置としては、カメラやビデオカメラ又は電子スチル
カメラ等の機器がある。これらの装置では、撮影レンズ
を介して銀塩フィルムやCCD等の撮像素子に像を取り
込んで、適正時間だけ露光することにより、その像をフ
ィルムへ焼き付け、或いはビデオ信号化するようになっ
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複写
機,スキャナ又はファクシミリ等の装置は、固定された
平面構成物であって、しかも限定された大きさのものし
か複写等することができない。また、カメラの場合には
適正な撮影レンズを用いれば、平面構成物又は立体構成
物を問わずに高い解像度で撮影することがきるが、像を
フィルムに「焼き付ける」ことにより記録するものであ
るため、一旦記録された像の補正(例えば色バランス修
正,トリミング又はCG(コンピュータ・グラフィック
ス)等との合成)を簡単には行うことができない等の問
題がある。
【0005】一方、ビデオカメラ又は電子スチルカメラ
においては、デジタル画像処理技術の発達により、その
ような記録後の像の補正を比較的簡単に行うことができ
るものの、その解像度は撮像素子の画素数の多少によっ
て決定されてしまい、現時点では銀塩フィルムに匹敵す
る解像度を有する画像を得ることが困難である。
【0006】本発明はかかる実情に鑑み、被写体の種
類,大きさ等に制約されず、高精細な画像情報をビデオ
信号として形成する撮像装置を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、被
写体像を予定撮像面に合焦させるための撮影光学系と、
前記撮影光学系からの被写体像を観察するための観察光
学系と、前記撮影光学系と前記予定撮像面との間に配設
され前記撮影光学系からの被写体像を前記観察光学系に
導く反射光学系と、撮影レンズの前記予定撮像面に対し
て平行に設定され得るようにした光電変換手段と、この
光電変換手段を前記予定撮像面に沿って所定方向に移動
させるガイド機構と、を備え、前記ガイド機構を介して
前記光電変化手段を走査させることにより、前記撮影レ
ンズによって結像された被写体像の映像信号を得るよう
にしたものである。
【0008】また、本発明の撮像装置において、前記光
電変換手段は、前記撮影レンズの予定撮像面に対して平
行に且つ光軸方向に隔置され、結像レンズを介して被写
体像が結像されるようにしたものである。
【0009】また、本発明の撮像装置において、前記撮
影光学系は、撮像装置本体に対して着脱自在である。
【0010】また、本発明の撮像装置において、前記予
定撮像面と等価な位置に焦点検出手段を設けたものであ
る。
【0011】
【作用】本発明によれば、被写体像は撮影レンズを介し
てその予定撮像面に結像されるが、この予定撮像面には
撮像手段としての光電変換手段が配置されており、ガイ
ド機構を介して光電変換手段を走査させることにより、
映像信号を得ることができる。光電変換手段は、好適に
は複数の光電変換素子で成るラインセンサにより構成さ
れ、ガイド機構による移動ピッチを一定の最小ピッチで
移動させることにより極めて高精細な映像信号を得るこ
とができる。
【0012】また、光電変換手段を、撮影レンズの予定
撮像面に対して平行になるように光軸方向に隔置するこ
とにより、予定撮像面に一旦結像され被写体像は、二次
結像としてその光電変換手段にて結像する。撮影レンズ
の予定撮像面から離隔して光電変換手段を配置すること
により、例えば特に銀塩フィルムを装着するための機構
との干渉を避け、銀塩フィルム撮影用カメラとの兼用を
可能にする。
【0013】
【実施例】以下、図1乃至図6に基づき、本発明による
撮像装置の第一実施例を説明する。
【0014】図1及び図2は、第一実施例における撮像
装置の要部構成を、また図3は、この撮像装置がカメラ
に組み込まれた状態をそれぞれ示している。図におい
て、1は一眼レフカメラ本体、1aは一眼レフカメラ本
体1に着脱自在とされた撮影レンズである。一眼レフカ
メラ本体1には、撮影レンズ1aからの光学像を、観察
光学系であるピント板1b,ペンタプリズム1c,接眼
レンズ1dに導くための反射光学系であるクイックリタ
ーンミラー1fが設けられている。クイックリターンミ
ラー1fは、光学像を観察する場合は図に示したように
下がった状態となっており、また撮影時にはクイックリ
ターンミラー1fがはね上がり、撮影レンズ1aからの
光学像が予定撮像面1gに結像される。
【0015】また、クイックリターンミラー1fには、
焦点検出ユニット1hに焦点検出用の分割光を反射する
ためのサブミラー1iが設けられている。この焦点検出
ユニット1hは、予定撮像面1gと等価な位置に配置さ
れる。そして焦点検出ユニット1hの検出結果に応じて
撮影レンズ1aがカメラ本体モータ(図示を省略する)
或いは撮影レンズ1a内のモータ(図示を省略する)に
より駆動され、焦点合わせが行われる。なお、一眼レフ
カメラ本体1は、自動焦点調節装置(以下、AFとい
う)の他に、自動露出機構(以下、AEという)や電気
信号記憶手段(例えば、ハードディスク(HDD)や光
磁気ディスクドライブ装置(MO)等)を備えている。
【0016】また、2はCCDラインセンサ、3はこの
CCDラインセンサ2を保持するためのセンサ地板、4
は移動枠、5,6はガイドバー、7は本体、8は裏蓋、
9はパルスモータ、10,11及び12はギヤ、13は
スクリューバー、そして14はフォトインタラプタであ
る。
【0017】CCDラインセンサ2は、複数のフォトダ
イオードを一方向にのみ列設して成る光電変換素子であ
り、その画素ピッチは数μm程度に設定されている。C
CDラインセンサ2の前面(撮影レンズ1a側)には、
保護ガラス2a及び赤外線カットフィルタ2bが貼着さ
れている。センサ地板3は、2本のピン3aによりCC
Dラインセンサ2を位置決めすると共に、接着剤等によ
りCCDラインセンサ2と結合される。移動枠4は、セ
ンサ地板3とネジ結合しており、またスリーブ部4a及
び回転止め用のU字溝4bが一体的に構成されている。
【0018】ガイドバー5,6は、本体7と裏蓋8の間
に挟み込まれるようにそれぞれの両端が嵌合保持され、
これらのガイドバー5,6は、互いに図1のy軸方向に
ほぼ平行であり、また撮影レンズ1aによる予定撮像面
に対してもほぼ平行となるように位置設定されている。
移動枠4のスリーブ部4a及びU字溝4bは、それぞれ
ガイドバー5及び6と嵌合しており、これによりCCD
ラインセンサ2が撮影レンズ1aの予定撮像面に対して
平行、即ちこの例では予定撮像面に一致するようにガイ
ドされる。
【0019】パルスモータ9の出力軸には、ギヤ10が
嵌合固定されており、このギヤ10はギヤ(アイドラギ
ヤ)11と噛合する。またスクリューバー13にはギヤ
12が嵌合固定されており、このギヤ12は同様にギヤ
11と噛合する。従ってパルスモータ9を駆動すると、
ギヤ10〜12を介して、そしてそれらの歯数によって
決定される減速比に従ってスクリューバー13が回転駆
動される。なお、この例では上記のようにギヤ10〜1
2を用いた減速機構の場合を示したが、その代わりに例
えばVプーリ/Vベルト又はタイミングベルト等の伝達
・減速機構を用いることができ、これらの場合には特に
作動時の騒音をより低く抑えることができる等の利点が
ある。
【0020】スクリューバー13は、ガイドバー5,6
と同様に本体7と裏蓋8の間に挟み込まれ、そしてガイ
ドバー5,6とほぼ平行になるように、両端が嵌合保持
される。このスクリューバー13はまた、図4(A)に
示されるように、移動枠4に形成された溝部4d内に埋
設されている鋼球16及びコイルバネ17を介して、移
動枠4と結合される。またスクリューバー13の上端部
には板バネ15(図1参照)が配置されており、この板
バネ15はスクリューバー13をその軸方向に付勢す
る。これによりスクリューバー13が回転すると、その
外周に形成されている螺旋部のピッチに応じて、移動枠
4がy軸方向に沿ってガタつきなく移動する。なお、ス
リーブ部4a側のガイドバー5とスクリューバー13と
は、図4(B)に示されるように兼用可能に構成するこ
とができ、これによりコストダウンを図ることができ
る。
【0021】ここで、移動枠4の移動最小ピッチは、パ
ルスモータ9の出力軸の1回転が、2相励磁方式にて駆
動した場合に20パルスに相当し、またギヤ10〜12
の減速比を1/10とし、そしてスクリューバー13の
螺旋部のピッチを2mmとすると、ピッチ10μmとな
る。前述のようにCCDラインセンサ2の画素ピッチは
数μm程度に設定されており、そこで35mmカメラを
想定してその場合の露光部(大きさ24mm×36m
m)に対応する画素数に換算すると、900万画素に相
当する映像情報が得られることになる。この画素数は、
現在知られているCCDエリアセンサの画素数を遙に上
回るものであり、従って格段に高い解像度を実現するこ
とができる。
【0022】更に、移動枠4には上下のフォトインタラ
プタ14a,14bのそれぞれ光路を遮断し得る遮蔽部
14cが突出形成されている(図1参照)。このように
フォトインタラプタ14a,14bを設けることによ
り、電源立上げ時における初期位置へのリセットを行う
ことができ、またパルスモータ9の入力パルス数を計数
することによって、CCDラインセンサ2の絶対位置
(y軸方向)を検知することができる。
【0023】なお、本実施例では、移動枠4の遮蔽部1
4cがそれらの光路を遮断したときに、フォトインタラ
プタ14a,14bの出力がオン(ON)となるように
設定されるものとする。その場合、フォトインタラプタ
14aは、例えば撮像位置の上端よりもパルスモータ9
のパルス数で数パルスだけ上側の位置に、またフォトイ
ンタラプタ14bは、撮像位置の下端にそれぞれ設けら
れる。
【0024】上記の場合において、本体7はネジ等によ
ってカメラ本体1に結合されるが、このとき本体7の取
付面7aとガイドバー5,6及びスクリューバー13と
の取付位置の機械的精度を十分に確保しておくことによ
り、CCDラインセンサ2におけるボケ量が許容錯乱円
径以下となるように維持される。またCCDラインセン
サ2は、図示されていないカバーによって外光から遮光
されている。
【0025】図5は、上述の撮像機構を用いて、被写体
の映像をビデオ信号として出力・記憶するための電気系
のブロック図である。次に、このブロック図に基づき本
実施例におけるこの電気系の構成を説明する。
【0026】図5において、カメラ本体1は、電気信号
記憶手段18,レリーズスイッチ19及び露光時間選択
装置20等を備えている。なお、撮影レンズ1a及びC
CDラインセンサ2については、図1又は図2において
説明したものと同様であるが、更に図において、21は
ビデオアンプ、22はサンプルホールド回路、23は信
号処理回路、24はタイミングコントローラ、そして2
5はラインセンサドライバである。
【0027】撮影レンズ1aによってCCDラインセン
サ2上に結像された映像は、電気信号に変換され、更に
ビデオアンプ21によって増幅されてサンプルホールド
回路22にて連続した出力信号に変換される。そして信
号処理回路にて標準ビデオ信号に変換され、この標準ビ
デオ信号は、カメラ本体1に内蔵された電気信号記憶手
段18へ出力され、これに記憶される。なお、この電気
信号記憶手段18は、別個に設けたメモリユニット又は
汎用コンピュータのメモリ等を用いて構成することがで
き、所定のプロトコールに従って転送するようにしても
よい。
【0028】また、これらの動作と同期してCCDライ
ンセンサ2は、ラインセンサドライバ25によって駆動
されるが、この時の電荷蓄積時間は、カメラ本体1に内
蔵された露光時間選択装置20によって決定される。こ
れらの一連の制御は、ゲートアレイや汎用のマイクロプ
ロセッサ等で成るタイミングコントローラ24によって
行われる。
【0029】図6は、本実施例における撮像装置を駆動
するための流れを示すフローチャートである。次に、こ
のフローチャートに基づき本実施例における撮像装置の
作動を説明する。
【0030】ステップS1にて、レリーズスイッチ19
がオンになる。次にステップS2にて、パルスモータ9
を駆動して移動枠4を上方(図1、y軸方向)に移動さ
せる。そして、上端側のフォトインタラプタ14aがオ
ンになったら、パルスモータ9を逆転駆動させ、スクリ
ューバー13におけるバックラッシュを除去して停止さ
せる。
【0031】ステップS3にて、タイミングコントロー
ラ24が、露光時間選択装置20の状態をチェックし、
そのチェックされた露光時間で光電変換が行われるよう
にラインセンサドライバ25に露光時間設定を行う。ス
テップS4にて、CCDラインセンサ2は、ラインセン
サドライバ25によって駆動され、そして映像情報を時
系列電気情報に変換してこれを出力する。
【0032】ステップS5にて、このCCDラインセン
サ2の出力は、ビデオアンプ21によって増幅される。
またステップS6にて、時系列のパルス信号をタイミン
グコントローラ24からのタイミングに従って連続した
出力信号に変換する。そしてステップS7にて、ステッ
プS6の出力を標準ビデオ信号に変換し、この信号は更
に、カメラ本体1の電気信号記憶手段18に記憶され
る。
【0033】ステップS8にて、下端側のフォトインタ
ラプタ14bの出力がオン又はオフであるか否かを判断
し、オンの場合には移動枠4が下端に到達していること
になるから、システム作動を終了させる。またフォトイ
ンタラプタ14bの出力がオフの場合には、次のステッ
プS9へ移行する。なお、撮像位置の下端を検出する
際、上記のようにフォトインタラプタ14bの出力を用
いるかわりに、露光開始時からのパルスモータ9に対す
る入力パルス数を計数することによって検出することも
できる。そして、ステップS9において、パルスモータ
9を1パルス分だけ回転させて移動枠4を下方へ移動さ
せ、ステップS4に戻って再び露光を開始する。
【0034】このようにシステム構成された本実施例の
撮像装置によれば、平面構成物及び立体構成物を問わず
に高精細な撮影,複写が可能となり、しかも被写体の大
きさに制約されない画像情報を映像信号として得ること
ができる。
【0035】なお、本実施例で用いた一眼レフカメラに
おいて、特に露光時間が長い場合には、その露光中にフ
ァインダにて撮影画像を確認し得るようにするためのペ
リカルミラーを用いることができる。また光電変換素子
としてCCDラインセンサ2のようなラインセンサを用
いる代わりに、エリアセンサを用いることもできるが、
この場合にはその光電変換素子を走査する際の最小移動
ステップは、その素子の走査方向における有効画素長さ
よりも長く設定されることが好ましい。
【0036】更に、本実施例においては、光電変換素子
を画像に対して縦方向(図1、y軸方向)に走査する例
を説明し、なおこれは、画面が横長に構成されているこ
とから1画面の露光時間を短くするためであるが、画面
に対して横方向(図1、x軸方向)に走査するものであ
っても差し支えない。つまり、特により低コストで有効
画素範囲が狭い素子を用いる場合には、そのように横方
向に走査する方が望ましく、また一般にはカメラ自体が
横長であるから、横方向に走査することによりガイド機
構部の嵌合長さを、余計な出張り等がない状態で長く設
定することができ、従って安定なガイド機構が実現され
る等の利点がある。
【0037】次に、図7に基づき本発明による撮像装置
の第二実施例を説明する。なお、第一実施例における部
材と実質的に同一部材には同一符号を用いるものとす
る。
【0038】ところで、前述のように光電変換素子であ
るCCDラインセンサ2によって、撮影レンズ1aの予
定撮像面上にて走査するが、カメラ本体1にて特に銀塩
フィルム用のガイドレール面が設けられている場合、そ
のままではCCDラインセンサ2(移動枠4)とそのガ
イドレール面とが干渉してしまう。従って、そのような
場合には、撮像装置は、光電変換素子を用いた撮影専用
カメラとして構成せざるを得ない。
【0039】この第二実施例においては、光電変換素子
を用いながら、通常の銀塩フィルム撮影用カメラと兼用
可能にする撮像装置を実現するものである。図7(A)
において、被写体像は、撮影レンズ1aよってカメラの
ピント面1bに結像された後、二次結像レンズ100を
介して光電変換素子102に結像されるようになってい
る。なお、光電変換素子102は、複数のフォトダイオ
ードで成る第一実施例で述べたCCDラインセンサ2を
構成することができる。また図において、光電変換素子
102の前面には、保護ガラス102a及び赤外線ガッ
トフィルタ102bが貼着されている。また、ピント面
1bに沿ってガイドレール面1cが設けられており、図
示されていない銀塩フィルムが、ガイドレール面1c上
にて走行するようになっている。
【0040】第二実施例において、銀塩フィルムを使用
しない場合、図7(A)に示されるように被写体像は、
撮影レンズ1aよってピント面1bに結像された後、二
次結像レンズ100を介して光電変換素子102に結像
される。一方、銀塩フィルムを使用する場合には、ピン
ト面1bに設定される銀塩フィルム上に結像される。こ
のように光電変換素子102は、銀塩フィルムのための
ピント面1bに対して光軸後方に隔置されており、従っ
て、光電変換素子102及びガイドレール面1cは相互
に機構的干渉することはなく、双方の撮像手段のうちの
いずれかを適宜使用することができる。
【0041】また、図7(B)に示したように被写体像
が、撮影レンズ1aよってピント面1bに結像された
後、光電変換素子102の前面に設けられた二次結像レ
ンズとしてのレンズアレイ100′によって該光電変換
素子102に結像するようにしてもよい。この場合にも
光電変換素子102及びガイドレール面1cは相互に機
構的干渉することはない。
【0042】上記のように第二実施例によれば、撮影レ
ンズ1aの後方に更に二次結像レンズ100等と設ける
ことにより、光電変換素子102とガイドレール面1c
との干渉をなくして、銀塩フィルム撮影用カメラとの兼
用が可能になる。
【0043】更に、図8は、本発明による撮像装置の第
三実施例を示している。図において、200は本実施例
に係る撮像装置であり、第一実施例又は第二実施例にお
ける一眼レフカメラ本体1及びその撮影レンズ1aや光
電変換素子2等により構成されるものとする。201は
撮像装置200を固定・支持するための専用台、202
は例えばこの図示例にように左右一対のもの202a,
202bにより構成される照明部材、203は無反射ガ
ラス、204は原稿台、205は原稿やフィルム等の被
写体、そして206はバックライトである。なお、撮像
装置200の電気系は、図5に示したものと実質的に同
様に構成されており、従って図8においてはそれらは省
略するものとする。
【0044】撮像装置200は、専用台201によって
図示のように下向きに固定され、また被写体205を均
一に照明する照明部材202と一体的に構成されてい
る。原稿台204上に載置された被写体205は、無反
射ガラス203によって適度に押圧され、そのカールが
除去される。そして、被写体205としてのフィルム又
はオーバヘッドプロジェクタの透明原稿等は、原稿台2
04の下側のバックライト206によって照明される。
このように撮像装置200に対して専用台201を構成
することにより、従来のスキャナと同様な画像情報を取
り込むことができる。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
影レンズの予定撮像面と一致するように設定され得る光
電変換手段と、前記光電変換手段を前記予定撮像面に沿
って所定方向に移動させるガイド機構と、を備え、前記
ガイド機構を介して前記光電変換手段を走査させること
により、映像信号を得るようにしたことにより、平面構
成物又は立体構成物等の被写体の種類を問わずに撮影・
複写が可能であり、被写体の大きさに限定されない高精
細な画像情報をビデオ信号として得ることができる等の
優れた利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による撮像装置の第一実施例における要
部構成を示す斜視図である。
【図2】本発明による撮像装置を模式的に示す図であ
る。
【図3】本発明の撮像装置を組み込んだカメラの斜視図
である。
【図4】本発明の撮像装置に係る移動枠の送り機構の要
部断面図である。
【図5】本発明の撮像装置に係る電気系の構成例を示す
ブロック図である。
【図6】本発明の撮像装置における作動例を示すフロー
チャートである。
【図7】本発明による撮像装置の第二実施例における要
部構成を示す図である。
【図8】本発明による撮像装置の第三実施例における概
略構成を示す図である。
【符号の説明】
1 一眼レフカメラ本体 2 CCDラインセンサ 3 センサ地板 4 移動枠 5,6 ガイドバー 7 本体 8 裏蓋 9 パルスモータ 10〜12 ギヤ 13 スクリューバー 14 フォトインタラプタ 15 板バネ 16 鋼球 17 コイルバネ 18 電気信号記憶手段 19 レリーズスイッチ 20 露光時間選択装置 21 ビデオアンプ 22 サンプルホールド回路 23 信号処理回路 24 タイミングコントローラ 25 ラインセンサドライバ 100 二次結像レンズ 102 光電変換素子 200 撮像装置 201 専用台 202 照明部材 203 無反射ガラス 204 原稿台 205 被写体 206 バックライト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 秀景 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体像を予定撮像面に合焦させるため
    の撮影光学系と、 前記撮影光学系からの被写体像を観察するための観察光
    学系と、 前記撮影光学系と前記予定撮像面との間に配設され、前
    記撮影光学系からの被写体像を前記観察光学系に導く反
    射光学系と、 撮影レンズの前記予定撮像面に対して平行に設定され得
    るようにした光電変換手段と、 この光電変換手段を前記予定撮像面に沿って所定方向に
    移動させるガイド機構と、を備え、 前記ガイド機構を介して前記光電変化手段を走査させる
    ことにより、前記撮影レンズによって結像された被写体
    像の映像信号を得るようにしたことを特徴とする撮像装
    置。
  2. 【請求項2】 前記光電変換手段は、前記撮影レンズの
    予定撮像面に対して平行に且つ光軸方向に隔置され、結
    像レンズを介して被写体像が結像されるようにしたこと
    を特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 【請求項3】 前記撮影光学系は、撮像装置本体に対し
    て着脱自在であることを特徴とする請求項1に記載の撮
    像装置。
  4. 【請求項4】 前記予定撮像面と等価な位置に焦点検出
    手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の撮像装
    置。
JP6160150A 1994-07-12 1994-07-12 撮像装置 Pending JPH0832777A (ja)

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