JPS6155827B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテレビカメラに係り、特に固体撮像素
子を用いた固体テレビカメラに関する。

固体撮像素子は従来多用されている撮像管に比
べて小形軽量であることからテレビカメラの小形
軽量化に極めて有効であり、特にカメラマンの肩
上等に取付けて使用されるシヨルダーカメラとし
て多用されることが予想される。

ところでこのシヨルダーカメラは、容易なカメ
ラ操作性と円滑なカメラワーク実現のために、カ
メラマンの肩上に安定な状態で設置できるカメラ
外形形状を有することが望ましい。これにはカメ
ラ外形々状がカメラ入力光軸に対して、垂直面方
向に短かく、同一方向に長いこと、またその比が
適当な値にとれることが必要となる。

しかるに従来の固体テレビカメラにあつては、
CCD（Charge Coupled Device）等の固体撮像
素子とその周辺回路を搭載したプリント板をカメ
ラ入力光軸方向に対して垂直に配置し、カメラ入
力光を直接固体撮像素子に導入するように構成さ
れているため、その外形々状はカメラ入力光軸方
向に垂直な方向が相当長く、シヨルダーカメラと
しては使用困難で、もつぱら脚上に固定して使用
されていた。

このような形状を有する固体テレビカメラの一
例を第１図に示す。本図はカメラ本体の上部ケー
スをとり、上側から眺めた図である。１は撮像レ
ンズ、２はCCD３等の周辺回路が実装されてい
るプリント板で、４，５，６，７，８はデイジタ
ル回路や画像信号処理回路などを実装したプリン
ト板である。ここでCCD３を実装したプリント
板２にはCCD３以外にも駆動回路、入出力回路
等電気的諸特性の関係からCCD３の極く近傍に
設けなければならない多くの部品が実装されてい
る。このためプリント板２は図示の如く光軸に垂
直な方向に長くせざるを得ず、その結果前述した
ようにシヨルダー型に向かない形状となつてい
た。

また第１図に示した従来の固体テレビカメラに
あつてはその外形形状だけでなく、次のように問
題点も有する。すなわちCCD３等が実装された
プリント板２の端子はデイジタル回路や画像信号
処理回路などを実装した他のプリント板４〜８の
端子に接続されなければならないが、その配線の
関係から各プリント板間には適当な空間を設けな
ければならず、特にCCD３を実装したプリント
板２とその他のプリント板４〜８との間は図に示
す如く相当の空間を必要とする。このため全体と
して空間の占める割合が増大し、小型化が困難と
なる。さらにカメラ本体内の全部品を収納するた
めのプリント板枚数が多いため、プリント板入出
力コネクタ数が増大し、そのためプリント板間の
接続点の増加による信頼性の低下や配線路による
同期性ノイズの増大を招く。さらに、固体カメラ
の高性能化のためにCCD３にバイアスライトを
挿入する技術があることはよく知られているとう
りであるが、第１図に示す如き従来の構成の固体
テレビカメラにあつてはCCD３が光軸に対して
垂直に配置されているため、バイアスライトの挿
入が困難である。すなわちバイアスライトを挿入
しようとすると撮像レンズ１とCCD３との間に
バイアスライト源設置のために更に空間を必要と
し、装置がその分大型となり、また機構も複雑化
する。また第１図に示したものは単一固体撮像素
子を用いた白黒用の固体テレビカメラであるが、
例えば２つの固体撮像素子を用いた２板式固体カ
ラーテレビカメラにあつては撮像レンズ１からの
入射光を分割するための光学系と、分光された光
を受ける２つのCCDとが必要であり、しかもこ
のとき一方のCCDは光軸に対してある角度をも
つて配置されるため受光部の占める空間が極めて
大きくなる。更に、一般にシヨルダーカメラは、
カメラ本体に取付けられたいわゆるフアインダを
通すことなく撮像レンズを目的の被写体に向ける
ようにしている。そのため近距離の被写体を撮像
する場合には撮像レンズに目的とする被写体が入
らない場合がある。これを改良するにはカメラ本
体を肩上に設置したとき撮像レンズと肉眼との距
離ができるだけ短かい方が好ましいだけでなく、
できればフアインダを覗くことによつて被写体を
とらえるようにできることが望ましい。しかるに
第１図に示す従来のカメラ機構にあつては、
CCD３が光軸に対して垂直方向に配置されてい
るためフアインダ形式の採用が困難である。

本発明は上記従来技術の各欠点を除去するため
になされたもので、第１の目的はCCDを実装し
たプリント板の配置個所を変更することにより、
空間領域を減少させ、もつてカメラの小型化を図
りシヨルダーカメラとして好ましい形状とするこ
とにある。また本発明の第２の目的は、カメラ本
体内に設けられるプリント板の枚数を減少させ、
もつて各プリント枚間の配線を短かくすると共に
全体の端子数を減らし、同期性ノイズの低減及び
信頼性の向上を図ることにある。また本発明の第
３の目的は、バイアスライトの挿入が容易な構成
とした固体テレビカメラを提供するにある。さら
に第４の目的は例えば２板式のカラーカメラに拡
張した場合、その構成をさほど複雑化させないよ
うにしたカメラ構成を提供するにある。さらに本
発明の第５の目的はフアインダ形式の固体テレビ
カメラを容易に達成できるようにしたカメラ構成
を提供するにある。

本発明の特徴は、CCDを実装したプリント板
を光軸と平行に設け、撮像レンズより入射する光
を光軸上に設置したミラーでその進行方向を変え
て上記CCDに入射させるようにしたことにあ
る。

以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施列を示す図で、カメラ
の上面断面図である。図において１１は撮像レン
ズで、このレンズ１１はカメラ前板１２に固定さ
れている。１３は撮像レンズ１１の光軸で、カメ
ラの入力光軸である。撮像レンズ１１から入射し
た光は次に反射鏡１４によつて反射され、例えば
CCDからなる固体撮像素子１５に加えられる。
すなわち被写体光像は反射鏡１４によつて固体撮
像素子１５の入力面に結像される。１６はプリン
ト板で、上記固体撮像素子１５はプリント板１６
の端部に取付けられている。またこのプリント板
１６の表裏には、CCD１５の他に駆動回路、入
出力回路等の周辺回路及びデイジタル回路、画像
信号処理回路などの回路部品１７が実装される。
１８はカメラ後板で、前記プリント板１６はカメ
ラ前板１２とカメラ後板１８にその両端が固定さ
れている。

本図に示す如く構成することにより、固体撮像
素子１５及びその周辺回路とその他の回路とを同
一のプリント板上に実装することができ、撮像レ
ンズ１１の光軸方向のカメラ外形長Ｌと光軸に直
角な方向のカメラ外形長ＷとをＬ＞Ｗの関係にす
ることができるだけでなく、Ｗを従来のカメラよ
り極めて短かくできるためシヨルダーカメラとし
て好ましい外形形状とすることができる。なお第
２図ではプリント板１６上に全ての回路部品を実
装した列を示したが、回路部品が１枚のプリント
板上に実装しきれない場合は他のプリント板を設
けても良い。第３図はもう１枚のプリント板１９
を設けて、プリント板１６に実装しきれなかつた
回路部品１７をこのプリント板１９の表裏に実装
するようにした例を示している。第３図に示した
ように構成した場合であつてもＬとＷの関係は第
２図のものと同様に保つことができ、シヨルダー
カメラとして好ましい外形を有することは云うま
でもない。要は固体撮像素子を実装するプリント
板上に他の回路をできるだけ多く実装し得るよう
にしたため、従来の構成のものに比べ占有空間領
域が大幅に減少しており、これによつてシヨルダ
ーカメラに適した外形形状を保ちながらＬとＷの
関係を自由に選定できることが本発明の大きな特
徴である。

次に第２図に示した本発明の固体テレビカメラ
における固体撮像素子１５の読み出しについて説
明する。前述したように本発明においては撮像レ
ンズ１１の出力光は反射鏡１４によつて反射され
て固体撮像素子１５に結像される。従つて固体撮
像素子１５には撮像レンズ１１の出力光（被写体
光）の左右が反転した像が結像されることにな
る。このため本発明の構成における固体撮像素子
１５の読み出しは、第１図に示した従来の構成に
おける固体撮像素子３の読み出しとは左右反対の
方向からなされる。

また本発明のカメラ構成により、外形形状以外
に次のような多くの効果を奏する。

先ず第１は、同期ノイズに対する画像信号の
Ｓ／Ｎ向上に極めて有効であることである。すな
わち固体撮像素子１５を動作させるにはその転送
電極にクロツクパルスを供給する必要があるが、
このクロツクパルスの供給は通常カメラ内に設け
られたクロツクパルス供給回路（クロツクドライ
バ）によつて行われる。ここで転送電極の電気等
価回路はコンデンサであり、このコンデンサにパ
ルス電圧を供給するために配線路にはパルス電圧
変化に伴い大きな放電電流が流れる。そしてこの
電流により静電的、電磁的に外部輻射を生じ、こ
れが各所の配線に影響を及ぼす。すなわち各所の
配線が長いとそれだけインピーダンスが大きくな
り上記外部輻射による雑音（同期性ノイズ）を受
け、このノイズが画像上に現われる。

しかるに本発明によれば光軸と平行の方向にプ
リント板１６を配置し、このプリント板１６上に
固体撮像素子１５のみならずその他の回路部品１
７を実装することによつて外部配線を不要として
いるために上記同期性ノイズを大幅に減少させる
ことができる。また例え第３図に示すようにプリ
ント板が追加されるような場合であつても、第１
図に示す従来のものに比べれば同期性ノイズは大
きく減少する。またプリント板１６上に多くの部
品を実装するようにした本発明によれば、第１図
に示したものと同量の回路部品を実装するに要す
るプリント板が少なくてすむためプリント板全体
としての端子数を減らすことができるため、接触
不良等の問題が減り、信頼性を向上させることが
できる。

次に本発明によればバイアスライトの挿入が容
易なため、カメラ本体の大型化を伴うことなく固
体撮像素子の転送効率を改善した高解像度の画像
を得ることができる。

第４図は本発明による構成にバイアスライトを
挿入するときの一具体例を示す図である。本図に
おいて２１はバイアスライト源で、２２はバイア
スライト源２１の出力を一様なビームにするため
の拡散板、２２はバイアスライト源２１を実装す
るための基板で、この基板２３は第３図に示した
プリント板１９と兼用させてもよい。また２４は
撮像レンズ１１の出力光を反射し、拡散板２２の
出力光を透過するような光学部品で例えばコール
ドミラーである（コールドミラーは赤外光を透過
し、可視光を反射する）。

本図からも明らかなように本発明によれば光学
部品２４を挾んで固体撮像素子１５とバイアスラ
イト源２１及び拡散板２２を設けることによりこ
れらを同一軸上に配置できるので、バイアスライ
トを容易かつ均一に挿入することができる。また
このように同一軸上でバイアスライトの挿入が可
能となることによりバイアスライト挿入によるシ
ユーデイングの発生も少ない。

次に本発明は、カラーカメラに適用した場合に
も効果を奏する。第５図は本発明を２板式の固体
テレビカメラに適用したときの一例を示すもの
で、図中３１はリレーレンズで、このリレーレン
ズ３１によつて撮像レンズ１１の出力光が平行ビ
ーム３２に変換される。３３はダイクロイツクミ
ラーで、平行ビーム３２のうちの青色と赤色のみ
を反射し、緑色は通過させる。このダイクロイツ
クミラー３３によつて反射された光は第１の結像
レンズ３４によつてプリント板３５上に実装され
た第１の固体撮像素子３６に結像される。またダ
イクロイツクミラー３３を通過した光ビーム３７
は反射鏡３８によつて反射され、第２の結像レン
ズ３９を介して第２の固体撮像素子４０に結像さ
れる。ここで第２の固体撮像素子４０も第１の固
体撮像素子３６と同一のプリント板３５上に実装
される。尚本図においてはプリント板３５上に実
装される他の回路部品は、その図示を省略されて
いる。

本図からもわかるように、本発明を２板式のカ
ラーカメラに適用する場合には、撮像レンズの光
軸に平行して設けられたプリント板上に２つの固
体撮像素子を並べ、ダイクロイツクミラー３３と
反射鏡３８によつてこれら２つの固体撮像素子に
所定の波長の光を照射するようにするだけで良
い。従つて構成をさほど複雑化することなくシヨ
ルダーカメラとして好ましい形状のカラー用固体
テレビカメラとすることができ、また同期性ノイ
ズの軽減やバイアスライトの挿入も第２図、第４
図で説明したと同様に可能となる。

さらに本発明によればフアインダ形式の固体テ
レビカメラを容易に達成することができる。第６
図はその一例を示したもので、白黒用固体テレビ
カメラに適用した場合の図である。本図において
４１はリレーレンズで、このリレーレンズ４１に
よつて撮像レンズ１１の出力光が平行ビーム４２
に変換される。そしてこの平行ビーム４２は次に
ハーフミラー４３に加えられ、このハーフミラー
４３によつて反射された光は結像レンズ４４を介
して固体撮像素子１５に入射され、一方ハーフミ
ラー４３を透過した光は他の結像レンズ４５によ
つてフイルタ４６を介してカメラ後板１８上のフ
アインダー４７に結像される。ここで上記ハーフ
ミラー４３は50％ずつの反射と透過を実行するも
のよりも、反射が多く、透過が少ないものの方が
望ましい。またハーフミラー４３を通過した光が
確実にフアインダー４７に到達するようにライト
ガイド４８を設けておくことが望ましい。こうす
ることによつて例えば第３図に示す如く他のプリ
ント板が設けられ、各プリント板間の配線を必要
とする場合には、これらの配線によつて光路が遮
断されるおそれがない。このように本発明によれ
ば固体撮像素子を実装したプリント板を撮像レン
ズの光軸からずれた位置でかつ光軸と平行に配置
するようにしているため、撮像レンズの出力光の
一部をカメラ外部まで容易に導出することがで
き、フアインダー形式の固体テレビカメラを達成
するに極めて好都合である。第６図の実施例では
フアインダー４７をカメラ後板１８上に設けたが
これに限られるものではなく、例えばカメラ側面
に導出し、カメラを肩上に設置したときに肉眼で
容易に覗ける位置にフアインダーを設けるように
してもよい。

以上詳しく説明したように、本発明は撮像レン
ズの光軸からずれた位置でかつ光軸に平行してプ
リント板を配置し、このプリント板上に固体撮像
素子及びその他の回路部品を実装するようにして
いる。従つて本発明によればカメラ外形形状をシ
ヨルダーカメラに適したものにできるだけでなく
配線やプリント板の端子数を減らすことができる
ため同期ノイズの低減、信頼性の向上を図ること
ができる。また本発明によれば解像度の向上を図
るためのバイアスライトの挿入が極めて容易に達
成でき、さらに固体撮像素子を複数個用いるカラ
ーカメラにも構成を複雑化することなく容易に拡
張できる。さらに本発明によればフアインダを設
けることも容易にでき、シヨルダー形カメラの機
能向上を図ることができる。

本発明は以上に説明した実施例、適用例に限定
されるものではなく、その要旨を変更しない範囲
で種々の変形が可能である。例えば第２図に示し
た白黒カラーカメラ、第５図に示したカラーカメ
ラにおいて撮像レンズ１１の出力をフイルターに
通し、これによつて波長による感度を均一にする
ようにしてもよい。第７図はその一例を示したも
ので、撮像レンズ１１の出力光のうちの可視光域
外の赤外光を遮断するための赤外カツトフイルタ
５１が設けられている。また第５図に示した例に
おいては１つのプリント板上に２つの固体撮像素
子を設設けたが、第８図に示すように２つのプリ
ント板に１つずつ固体撮像素子を設けてもよい。
このようにすることによつてクロツクドライバ等
の周辺回路を各素子毎にその近傍に設けることが
容易となる。また第５図は２板式の固体テレビカ
メラの例を示したものであるが、本発明を３板
式、４板式に容易に拡張できることは言うまでも
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の固体テレビカメラの構成を示す
上面断面図、第２図は本発明の固体テレビカメラ
の一実施例を示す上面断面図、第３図は本発明の
他の実施例を示す上面断面図でプリント板が追加
された場合を示す図、第４図は本発明の更に他の
実施例を示すもので、バイアスライトが挿入され
る場合を示した図、第５図は本発明を２板式カラ
ーカメラに適用した場合の上面断面図、第６図は
本発明の更に他の実施例を示すものでフアインダ
ーを設ける場合を示した図、第７図は本発明の更
に他の実施例を示したもので、赤外カツトフイル
タを設けた場合を示す図、第８図は本発明をカラ
ーカメラに適用したときの変形例を示す図であ
る。 １１……撮像レンズ、１２……カメラ前板、１
３……撮像レンズの光軸、１４，３８……反射
鏡、１５，３６，４０……固体撮像素子、１６，
１９，３５……プリント板、１７……回路部品、
１８……カメラ後板、２１……バイアスライト
源、２２……拡散板、２３……基板、２４……コ
ールドミラー、３１，４１……リレーレンズ、３
３……ダイクロイツクミラー、３４，３９，４
４，４５……結像レンズ、４３……ハーフミラ
ー、４６……フイルタ、４７……フアインダー、
４８……ライトガイド、５１……赤外カツトフイ
ルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被写体を撮像するための撮像レンズと、この
   撮像レンズの光軸上に置かれ撮像レンズの出力光
   を前記撮像レンズの光軸に対してほぼ直角に反射
   する光学部品と、前記撮像レンズの光軸からずれ
   た位置でかつ前記撮像レンズの光軸にほぼ平行し
   て配置されたプリント板と、このプリント板上に
   実装され前記光学部品によつて反射された光を受
   ける固体撮像素子と、この固体撮像素子が実装さ
   れた前記プリント板上に実装された回路部品とを
   備え、前記光学部品による光学像の反転に応じ
   て、前記固体撮像素子の読出し方向を反転させる
   ようにしたことを特徴とする固体テレビカメラ。 ２ 前記光学部品は反射鏡であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の固体テレビカメ
   ラ。 ３ 前記固体撮像素子は電荷結合素子であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体テ
   レビカメラ。 ４ 前記プリント板上には前記固体撮像素子の他
   に、少なくともその駆動回路及び入出力回路が実
   装されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の固体テレビカメラ。 ５ 前記光学部品はコールドミラーであり、この
   コールドミラーにより前記撮像レンズの出力光を
   前記固体撮像素子に導びくと共に、このコールド
   ミラーを透過させて前記固体撮像素子にバイアス
   ライトを照射させるようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の固体テレビカメラ。 ６ 前記バイアスライトは、前記光学部品を挾ん
   で前記固体撮像素子と反対の側に設けられたバイ
   アスライト源と拡散板とによつて作成されること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項記載の固体テ
   レビカメラ。 ７ 前記光学部品はダイクロイツクミラーと反射
   鏡とから構成されており、このうちのダイクロイ
   ツクミラーによつて反射された光を第１の固体撮
   像素子に導びくと共に、反射鏡によつて反射され
   た光を第２の固体撮像素子に導びくようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体
   テレビカメラ。 ８ 前記ダイクロイツクミラーと第１の固体撮像
   素子との間及び前記反射鏡と第２の固体撮像素子
   との間に、各々第１及び第２の結像レンズを挿入
   したことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
   の固体テレビカメラ。 ９ 前記撮像レンズの出力光のうちの前記光学部
   品を透過する光を、カメラ筐体に取付けられたフ
   アインダーに導びくようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の固体テレビカメラ。 １０ 前記光学部品からフアインダーへ導びかれ
   る光は、ライトガイドによつて伝送されることを
   特徴とする特許請求の範囲第９項記載の固体テレ
   ビカメラ。 １１ 前記固体撮像素子に導びかれる光は、前記
   撮像レンズの出力光のうちの赤外領域をカツトし
   た成分の光であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の固体テレビカメラ。