(57)【要約】【課題】撮像素子とその周辺回路部（制御部、信号処理部、メモリ）が一体に備え、カメラ本体から着脱可能な可換型撮像装置と、該可換型撮像装置を着脱自在とすることにより簡単に別の可換型撮像装置と交換できるカメラ本体を提供する。【解決手段】カメラ本体２００に着脱可能な可換型撮像装置１００と、該カメラ本体２００であって、カメラ本体２００に可換型撮像装置１００を装着した状態で、カメラ本体２００の結像光学系２１の結像面と撮像素子１０１の受光部１０１ａとの位置が一致すように規制する位置合わせ手段が設けられ、可換型撮像装置１００の制御部１３が、カメラ本体２００から供給される撮影開始信号に応じて撮影動作の制御を開始し、撮影した画像の画像信号をカメラ本体２００に出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラ本体に着脱可能な可換型撮像装置であって、
基板を有し、前記基板には、光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の電気信号を信号処理した画像信号を前記カメラ本体に出力する信号処理部と、前記カメラ本体からの信号やデータを受けて制御を行う制御部と、可換型撮像装置に係わるデータを記憶したメモリとが設けられ、
前記カメラ本体の結像光学系の結像面と前記撮像素子の受光部との位置が一致すように規制する位置合わせ手段が設けられ、前記制御部が、前記カメラ本体から供給される撮影開始信号に応じて撮影動作の制御を開始し、撮影した画像の画像信号を前記カメラ本体に出力することを特徴とする可換型撮像装置。
【請求項２】
前記撮影開始信号が静止画撮影開始信号を含み、前記制御部が、前記静止画撮影開始信号に応じて静止画撮影動作の制御を開始し、撮影した静止画の画像信号を前記カメラ本体に出力することを特徴とする請求項１に記載の可換型撮像装置。
【請求項３】
前記撮影開始信号が動画撮影開始信号を含み、前記制御部が、前記動画撮影開始信号に応じて動画撮影動作の制御を開始し、撮影した動画の画像信号を前記カメラ本体に出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の可換型撮像装置。
【請求項４】
動画撮影終了信号又は静止画撮影修了信号に応じて動画撮影動作の制御を停止し、動画の画像信号を前記カメラ本体に出力することを停止することを特徴とする請求項３に記載の可換型撮像装置。
【請求項５】
前記位置合わせ手段が、前記カメラ本体に設けられた少なくとも３つの本体側基準面に対して、前記本体側基準面ごとに対応して設けられた複数の撮像装置側基準面であり、前記カメラ本体の前記結像面と前記本体側基準面との相対位置関係が前記受光部と前記撮像装置側基準面との相対位置関係と一致することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の可換型撮像装置。
【請求項６】
前記カメラ本体に装着された状態で、該カメラ本体との間で信号及びデータの入出力を行うインターフェイス部が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の可換型撮像装置。
【請求項７】
前記インターフェイス部が前記カメラ本体に対して入出力する前記信号及びデータが、制御部用クロック、制御部用入出力制御信号、画像信号用クロック、画像信号用入出力制御信号、同期信号、前記撮像素子の画素数、前記撮像素子の感度や飽和出力等の性能情報、前記可換型撮像装置の対応可能な動作情報、画像信号の出力形式、シャッタ時間、フォーカス制御や露出制御等の係わるデータのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項６に記載の可換型撮像装置。
【請求項８】
前記信号処理部が、前記メモリに記憶された前記撮像素子の画素不良情報に基づいて前記撮像素子の電気信号の補正を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の可換型撮像装置。
【請求項９】
前記画像信号が、前記撮像素子の電気信号であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の可換型撮像装置。
【請求項１０】
前記画像信号は、３原色信号または輝度信号と色差信号であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の可換型撮像装置。
【請求項１１】
前記画像信号は、画像信号を圧縮処理したものであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の可換型撮像装置。
【請求項１２】
前記基板の外側に撮像装置側端子が設けられ、前記撮像装置側端子が、前記カメラ本体に設けられた本体側端子と電気的に接続することで前記カメラ本体との間で信号並びにデータの入出力と電源供給とを行うことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の可換型撮像装置。
【請求項１３】
受光部に入力された光学像に対応した画像信号を出力する可換型撮像装置を着脱できる装着部と、結像光学系と、操作部と、電源と、カメラ制御部と、前記可換型撮像装置や前記記憶媒体から供給される画像信号を信号処理するカメラ信号処理部とを備えたカメラ本体であって、
前記装着部には、前記結像光学系の結像面と前記可換型撮像装置の前記受光部とが一致すように位置合わせ手段と、前記可換型撮像装置を固定する固定手段とが設けられ、前記カメラ制御部が、前記可換型撮像装置に撮影信号を供給し、前記可換型撮像装置の撮影動作を制御することを特徴とするカメラ本体。
【請求項１４】
画像信号を記憶する記憶媒体を備え、
前記可換型撮像装置が撮影動作を実行した際に、前記可換型撮像装置から供給される画像信号を前記記憶媒体に記憶する制御を行うことを特徴とする請求項１３に記載のカメラ本体。
【請求項１５】
動画記録スイッチを備え、
前記カメラ制御部が、前記動画記録スイッチの操作に応じて、前記可換型撮像装置に動画撮影開始信号を供給し、前記可換型撮像装置を動画撮影動作させて、前記可換型撮像装置から供給される動画の画像信号を前記記憶媒体に記憶し、前記動画記録スイッチがオフとなると、動画撮影終了信号を前記可換型撮像装置に供給し、動画の画像信号を前記記憶媒体に記憶することを停止することを特徴とする請求項１４に記載のカメラ本体。
【請求項１６】
メカニカルシャッタを備え、
静止画撮影時に、露光時間を前記メカニカルシャッタで決めるシャッタ動作と、前記メカニカルシャッタを開放状態にして露光時間を前記可換型撮像装置で決めるシャッタ動作と、露光時間を前記可換型撮像装置で決めて前記受光部の信号読出し期間に前記メカニカルシャッタを閉じるシャッタ動作とのうち少なくとも１つのシャッタ動作を選択できることを特徴とする請求項１３から１５のうちいずれか１つに記載のカメラ本体。
【請求項１７】
前記カメラ信号処理部が、前記可換型撮像装置から供給された画像信号を圧縮処理して前記記憶媒体に記憶することを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１つに記載のカメラ本体。
【請求項１８】
表示装置を備え、
前記表示装置は、動画撮影時には動画の画像信号を表示し、静止画撮影時には静止画の画像信号を表示することを特徴とする請求項１４から１７のいずれか１つに記載のカメラ本体。
【請求項１９】
前記表示装置が、前記記憶媒体に記録した画像信号の再生時には、前記記憶媒体に記憶された画像信号を前記カメラ信号処理部で信号処理又は伸長処理された再生画像信号を表示することを特徴とする請求項１８に記載のカメラ本体。
【請求項２０】
前記位置合わせ手段が、前記結像光学系の前記結像面に対して所定の相対位置関係にある少なくとも３つの本体側基準面であることを特徴とする請求項１３から１９のうちいずれか１つに記載のカメラ本体。
【請求項２１】
前記固定手段が、前記本体側基準面を前記可換型撮像装置側に付勢する付勢部材であることを特徴とする請求項１３から２０のうちいずれか１つに記載のカメラ本体。
【請求項２２】
前記記憶媒体が着脱可能であることを特徴とする請求項１４から２１のうちいずれか１つに記載のカメラ本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に、カメラ本体に簡単に着脱できる可換型撮像装置及びこの可換型撮像装置を着脱できるカメラ本体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アナログカメラ、（銀塩フィルムカメラ）は広く普及しており、各家庭で１台以上は存在する。一方、近年ではデジタルカメラ（電子カメラ）の普及が急速に進展し、アナログカメラを使用する機会が減少しつつある。アナログカメラとデジタルカメラは、光学レンズ系やシャッタ等に共通部分が多いが、アナログカメラは光学像を感知する部分が銀塩フィルムであるのに対し、デジタルカメラは撮像素子によって光学像を感知するという大きな違いがあり、両者は全く独立なカメラとして使用されている。したがって、デジタルカメラを購入したユーザは、２種のカメラを所持して、使用目的に応じて使い分けるか、古いアナログカメラを全く使用しなくなる。何れの場合も、光学レンズ系が使えるのにアナログカメラが殆ど使用されなくなることは、資源的に無駄となる。この様な資源の無駄を避けるために、例えば下記特許文献１及び２のようなアナログカメラをデジタルカメラとして利用することが研究されている。これらは、アナログカメラの銀塩フィルム収納部分に撮像素子、画像処理部、画像記録部、制御部等を一体にしたもの（撮像素子カードまたは電子フィルム装置）を装着し、裏蓋の開閉とフィルム巻き上げとシャッタ動作のみで撮像から画像記録までを完結させるものである。これにより、アナログカメラをデジタルカメラとして利用できる。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−５５５５７
【特許文献２】特開２０００−２６１７０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、実際には、このようなカメラは、シャッタチャンスに対する即応性が無い、電池寿命が短い、画質が悪いなどの欠点がある。以下にその理由を説明する。
【０００５】
（１）シャッタチャンスに対する即応性が無い点  
デジタルカメラでは写真を撮ろうとした瞬間に電源スイッチをオンすれば、撮影可能状態となるのに対して、このカメラでは、カメラの裏蓋を開けて、撮像素子カードまたは電子フィルム装置を装填し、裏蓋を閉じて、初めて撮影可能状態となる。この時間は数秒かかり、シャッタチャンスを逃がす場合が起きる。
【０００６】
（２）電池寿命が短い点
シャッタチャンス即応性を優先して撮像素子カードまたは電子フィルム装置を常に装填状態にした場合や、撮影後、撮像素子カードまたは電子フィルム装置の取り出しを忘れた場合には、常に電源がオンで動作状態となり、電池の寿命が尽きてしまうことが起きる。そのため、所望の枚数が撮れないことになる。
【０００７】
（３）画質が悪い点
撮像素子カードまたは電子フィルム装置は、電源がオンの時点から撮像素子が積分状態（露光状態）になり、メカニカルシャッタの開閉後のフィルム巻き上げ動作を検知して、撮像素子の電気信号を出力することにより、メカニカルシャッタのシャッタ時間で決まる光学像に対応した電気信号が得られる。この電気信号を信号処理し、画像信号として記憶媒体に記録される。しかし、電源がオンの時点から撮像素子を積分状態にすると、暗電流による固定パターン雑音が増加し、画質を劣化させることになる。これを避けるためには、メカニカルシャッタの開く直前または直後に撮像素子の電気信号をゼロ状態にリセットすることが必要である。しかし、アナログカメラから撮像素子カードまたは電子フィルム装置に対してメカニカルシャッタの開始信号は送られていないので、このような動作は出来ない。
上記点を鑑みると、特許文献１及び２のように、アナログカメラをデジタルカメラとして再利用することは実用上、困難であった。
【０００８】
光学レンズ系と撮像素子が一体となっている普及型デジタルカメラは、資源的な無駄がある点、及び、デジタルカメラのコストが高くなる点が欠点であった。また、一眼レフタイプのデジタルカメラでは、光学レンズは再使用できる点を除くと、普及型デジタルカメラと同じ欠点がある。以下に、その理由を説明する。
【０００９】
（１）資源的な無駄がある点
デジタルカメラに使用される撮像素子の性能向上（特に、画素数）が急速であり、光学レンズ系と撮像素子が一体となっている普及型カメラでは、撮像素子の性能向上の度に、ユーザは新しいデジタルカメラを購入し、古いデジタルカメラを使用しなくなる傾向がある。撮像素子以外の光学レンズ系（一眼レフタイプでは再使用可能）、光学ファインダー、シャッタ、電子部品、表示装置等の大部分が使えるのに、ユーザは古いデジタルカメラを使用しなくなる。これは、資源的に無駄である。
【００１０】
（２）デジタルカメラのコストが高くなる点
デジタルカメラに使用される撮像素子の性能向上（特に、画素数）が急速であり、光学レンズ系と撮像素子が一体となっている普及型カメラでは、新しい撮像素子を採用する度に、撮像素子以外の光学レンズ系、シャッタ、電子部品、表示装置等の大部分が使えるのにも拘わらず、新しいデジタルカメラを開発し、製造することになる。これは、開発に要する人件費や製造に係わる経費が多額になり、デジタルカメラのコストアップを招く。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、カメラ本体から着脱可能で、撮像素子とその周辺回路部（制御部、信号処理部、メモリ）が一体に備えた可換型撮像装置と、該可換型撮像装置を着脱自在とすることにより簡単に別の可換型撮像装置と交換できるカメラ本体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記目的は、下記構成によって達成される。
（１）  カメラ本体に着脱可能な可換型撮像装置であって、基板を有し、前記基板には、光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の電気信号を信号処理した画像信号を前記カメラ本体に出力する信号処理部と、前記カメラ本体からの信号やデータを受けて制御を行う制御部と、可換型撮像装置に係わるデータを記憶したメモリとが設けられ、前記カメラ本体の結像光学系の結像面と撮像素子の受光部との位置が一致すように規制する位置合わせ手段が設けられ、前記制御部が、前記カメラ本体から供給される撮影開始信号に応じて撮影動作の制御を開始し、撮影した画像の画像信号を前記カメラ本体に出力することを特徴とする可換型撮像装置。
【００１３】
（２）  前記撮影開始信号が静止画撮影開始信号を含み、前記制御部が、前記静止画撮影開始信号に応じて静止画撮影動作の制御を開始し、撮影した静止画の画像信号を前記カメラ本体に出力することを特徴とする上記（１）に記載の可換型撮像装置。
【００１４】
（３）  前記撮影開始信号が動画撮影開始信号を含み、前記制御部が、前記動画撮影開始信号に応じて動画撮影動作の制御を開始し、撮影した動画の画像信号を前記カメラ本体に出力することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の可換型撮像装置。
【００１５】
（４）  動画撮影終了信号又は静止画撮影修了信号に応じて動画撮影動作の制御を停止し、動画の画像信号を前記カメラ本体に出力することを停止することを特徴とする上記（３）に記載の可換型撮像装置。
【００１６】
（５）  前記位置合わせ手段が、前記カメラ本体に設けられた少なくとも３つの本体側基準面に対して、前記本体側基準面ごとに対応して設けられた複数の撮像装置側基準面であり、前記カメラ本体の前記結像面と前記本体側基準面との相対位置関係が前記受光部と前記撮像装置側基準面との相対位置関係と一致することを特徴とする上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の可換型撮像装置。
【００１７】
（６）  前記カメラ本体に装着された状態で、該カメラ本体との間で信号及びデータの入出力を行うインターフェイス部が設けられていることを特徴とする上記（１）から（５）のいずれか１つに記載の可換型撮像装置。
【００１８】
（７）  前記インターフェイス部が前記カメラ本体に対して入出力する前記信号及びデータが、制御部用クロック、制御部用入出力制御信号、画像信号用クロック、画像信号用入出力制御信号、同期信号、前記撮像素子の画素数、前記撮像素子の感度や飽和出力等の性能情報、前記可換型撮像装置の対応可能な動作情報、画像信号の出力形式、シャッタ時間、フォーカス制御や露出制御等の係わるデータのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする上記（６）に記載の可換型撮像装置。
【００１９】
（８）  前記信号処理部が、前記メモリに記憶された前記撮像素子の画素不良情報に基づいて前記撮像素子の電気信号の補正を行うことを特徴とする上記（１）から（７）のいずれか１つに記載の可換型撮像装置。
【００２０】
（９）  前記画像信号が、前記撮像素子の電気信号であることを特徴とする上記（１）から（８）のいずれか１つに記載の可換型撮像装置。
【００２１】
（１０）  前記画像信号は、３原色信号または輝度信号と色差信号であることを特徴とする上記（１）から（９）のいずれか１つに記載の可換型撮像装置。
【００２２】
（１１）  前記画像信号は、画像信号を圧縮処理したものであることを特徴とする上記（１）から（１０）のいずれか１つに記載の可換型撮像装置。
【００２３】
（１２）  前記基板の外側に撮像装置側端子が設けられ、前記撮像装置側端子が、前記カメラ本体に設けられた本体側端子と電気的に接続することで前記カメラ本体との間で信号並びにデータの入出力と電源供給とを行うことを特徴とする上記（１）から（１１）のいずれか１つに記載の可換型撮像装置。
【００２４】
（１３）  受光部に入力された光学像に対応した画像信号を出力する可換型撮像装置を着脱できる装着部と、結像光学系と、操作部と、電源と、カメラ制御部と、前記可換型撮像装置や前記記憶媒体から供給される画像信号を信号処理するカメラ信号処理部とを備えたカメラ本体であって、前記装着部には、前記結像光学系の結像面と前記可換型撮像装置の前記受光部とが一致すように位置合わせ手段と、前記可換型撮像装置を固定する固定手段とが設けられ、前記カメラ制御部が、前記可換型撮像装置に撮影信号を供給し、前記可換型撮像装置の撮影動作を制御することを特徴とするカメラ本体。
【００２５】
（１４）  画像信号を記憶する記憶媒体を備え、前記可換型撮像装置が撮影動作を実行した際に、前記可換型撮像装置から供給される画像信号を前記記憶媒体に記憶する制御を行うことを特徴とする上記（１３）に記載のカメラ本体。
【００２６】
（１５）  動画記録スイッチを備え、前記カメラ制御部が、前記動画記録スイッチの操作に応じて、前記可換型撮像装置に動画撮影開始信号を供給し、前記可換型撮像装置を動画撮影動作させて、前記可換型撮像装置から供給される動画の画像信号を前記記憶媒体に記憶し、前記動画記録スイッチがオフとなると、動画撮影終了信号を前記可換型撮像装置に供給し、動画の画像信号を前記記憶媒体に記憶することを停止することを特徴とする上記（１４）に記載のカメラ本体。
【００２７】
（１６）  メカニカルシャッタを備え、静止画撮影時に、露光時間を前記メカニカルシャッタで決めるシャッタ動作と、前記メカニカルシャッタを開放状態にして露光時間を前記可換型撮像装置で決めるシャッタ動作と、露光時間を前記可換型撮像装置で決めて前記受光部の信号読出し期間に前記メカニカルシャッタを閉じるシャッタ動作とのうち少なくとも１つのシャッタ動作を選択できることを特徴とする上記（１３）から（１５）のうちいずれか１つに記載のカメラ本体。
【００２８】
（１７）  前記カメラ信号処理部が、前記可換型撮像装置から供給された画像信号を圧縮処理して前記記憶媒体に記憶することを特徴とする上記（１４）から（１６）のいずれか１つに記載のカメラ本体。
【００２９】
（１８）  表示装置を備え、前記表示装置は、動画撮影時には動画の画像信号を表示し、静止画撮影時には静止画の画像信号を表示することを特徴とする上記（１４）から（１７）のいずれか１つに記載のカメラ本体。
【００３０】
（１９）  前記表示装置が、前記記憶媒体に記録した画像信号の再生時には、前記記憶媒体に記憶された画像信号を前記カメラ信号処理部で信号処理又は伸長処理された再生画像信号を表示することを特徴とする上記（１８）に記載のカメラ本体。
【００３１】
（２０）  前記位置合わせ手段が、前記結像光学系の前記結像面に対して所定の相対位置関係にある少なくとも３つの本体側基準面であることを特徴とする上記（１３）から（１９）のうちいずれか１つに記載のカメラ本体。
【００３２】
（２１）  前記固定手段が、前記本体側基準面を前記可換型撮像装置側に付勢する付勢部材を備えたことを特徴とする上記（１３）から（２０）のうちいずれか１つに記載のカメラ本体。
【００３３】
（２２）  前記記憶媒体が着脱可能であることを特徴とする上記（１４）から（２１）のうちいずれか１つに記載のカメラ本体。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、撮像素子とその周辺回路部（制御部、信号処理部、メモリ）が一体に備え、カメラ本体から着脱可能な可換型撮像装置と、該可換型撮像装置を着脱自在とすることにより簡単に別の可換型撮像装置と交換できるカメラ本体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１に可換型撮像装置の一実施形態とカメラ本体の一実施形態を示す。図１は、可換型撮像装置とカメラ本体とを有するカメラシステムを説明する図である。図２は、カメラ本体の結像面と可換型撮像装置の受光部の位置合わせの状態を説明する平面図である。図３は、図２の可換型撮像装置のＢ−Ｂ線矢視図である。図４は、図２の可換型撮像装置のＣ−Ｃ線矢視図である。
【００３６】
カメラシステム１は、カメラ本体２００と、該カメラ本体２００から着脱可能な可換型撮像装置１００とを備えている。
【００３７】
可換型撮像装置１００は、基板１０３と、撮像素子１０１と、該撮像素子１０１と電気的に接続された制御部１３及び信号処理部１４を備えている。また、可換型撮像装置１００は、制御部１３及び信号処理部１４に電気的に接続されたメモリ１２を備えている。
【００３８】
カメラ本体２００は、レンズ光学系を含む結像光学系２１と、メカニカルシャッタ２２と、カメラ信号処理部２３と、表示装置２４と、記憶媒体２５と、カメラ制御部２６と、電源２７と、シャッタ等の操作部２８とを備えている。カメラ制御部２６は、結像光学系２１，メカニカルシャッタ２２，カメラ信号処理部２３，及び，記憶媒体２５に電気的に接続されている。カメラ制御部２６は、表示装置２４に所定の信号を出力できる。
【００３９】
カメラ本体２００の結像光学系２１の結像面の大きさと可換型撮像装置１００の受光部（撮像素子１０１の受光部１０１ａ）の大きさが対応することが望ましい。しかし、その大きさは、３５ミリのフィルムサイズから１／３型以下まで様々である。これらの全て対応するように可換型撮像装置１００の外形寸法を規格化すると次のような不都合な点がある。それは、最も大きな受光部１０１ａの大きさに合わせることになり、小さい受光部１０１ａの可換型撮像装置１００とそれを装着するカメラ本体２００が必要以上に大きくなってしまうためである。したがって、本発明においては、外形の大きさは、数種類の規格（例えば、３５ミリサイズ、ＡＰＳサイズ、４／３型、２／３型、１／２型、１／３型等）とすることが望ましい。受光部１０１ａの大きさが規格化された大きさに適合しない場合、光学的倍率が多少変わることや周辺の解像度が少し変わることなどが起きるが、実用上許容されるので細かい規格化は不要である。また、１／３型以下の場合には、制御用ＩＣや信号処理用ＩＣ等の部品も可換型撮像装置１００に実装されるため、撮像素子１０１が小さくなっても、可換型撮像装置１００としては小さくならないため、小さい受光部１０１ａの規格も不要である。
【００４０】
図１に示すように、カメラ本体２００のカメラ制御部２６と可換型撮像装置１００の制御部１３とがそれぞれ分かれて構成されている点を除けば、可換型撮像装置１００を装着したカメラ本体２００は、通常のデジタルカメラと同じ構成となっている。そして、カメラ本体２００のカメラ制御部２６と可換型撮像装置１００の制御部１３は、それぞれ役割分担して、一体のデジタルカメラとして動作するようにプログラムされている。したがって、通常のデジタルカメラと同じような静止画撮影や動画撮影を行うことができる。
【００４１】
また、可換型撮像装置１００は、図２に示すように同じ大きさの外形（同じ規格）であれば、他の可換型撮像装置１００と交換することが可能であり、カメラ本体２００の結像面と可換型撮像装置１００の受光部１０１ａがほぼ一致するように工夫されている。交換により撮像素子１０１の受光部１０１ａの画素数や感度等の性能が変わった場合でも、可換型撮像装置１００のメモリ１２に記憶されているデータを使用して、カメラ本体２００のカメラ制御部２６と可換型撮像装置１００の制御部１３が一体のデジタルカメラとして動作するようにプログラムされている。その結果、新しい画素数や新しい感度等の性能を持つ新しい撮像素子を実装したデジタルカメラとして動作する。
【００４２】
図２に示すように、可換型撮像装置１００は、平面視において矩形の基板１０３と、該基板１０３の中央部の凹部の底面に固定された撮像素子１０１と、撮像素子１０１が固定された凹部を密閉するように取り付けられたガラスなどの封止用透明板１０２とを備えている。
【００４３】
図２及び図３に示すように、カメラ本体２００の装着部２１０の内部において底面に本体側端子２２０が設けられている。また、可換型撮像装置１００の基板１０３の底面には、撮像装置側端子として機能する入出力用端子１０６が設けられている。入出力用端子１０６は、基板１０３において、固体撮像素子１０１を取り付けた部位のｘ方向両側に、ｙ方向に間隔をおいて複数並べて配置されている。
【００４４】
カメラ本体２００の装着部２１０に可換型撮像装置１００を装着した状態で、基板１０３の入出力用端子１０６と、本体側端子２２０とが電気的に接続される。入出力用端子１０６は、図示しない回路及び配線によって図３において１０４、１０５で示す、制御部ＩＣや信号処理部のＩＣやその他の電気・電子部品に接続されている。
【００４５】
可換型撮像装置１００を交換する際においてカメラ本体２００に装着するときに、カメラ本体２００の結像面と可換型撮像装置１００の受光部１０１ａが一致するように機能する以下の位置合わせ手段が設けられている。
【００４６】
位置合わせ手段は、第１の要件として、結像光学系２１の結像面に垂直な方向（以下、Ｚ方向とする。）に対して結像面と撮像素子１０１の受光面が一致することである。そのため、図２に示すように、カメラ本体２００に設けられた装着部２１０のＺ方向における基準面（Ｚ方向基準面）と結像面が平行で、可換型撮像装置１００の受光部１０１ａに垂直な方向（図２に対して奥行き方向に相当する。以下、ｚ方向とする。）に対するＺ方向基準面１１０と受光部１０１ａが平行で、さらに、装着部２１０のＺ方向基準面２１１と結像面との距離が可換型撮像装置１００のＺ方向基準面１１０と受光部１０１ａとの距離が一致するように選ばれている。ここで、Ｚ方向基準面２１１と結像面との距離とは、単純な距離を意味するものではなく、可換型撮像装置１００に装着された封止用ガラス板の屈折率と厚みを考慮した光学的な距離を意味する。
【００４７】
位置合わせ手段の第２の要件として、図２に示すように、カメラ本体２００の結像面の中心が撮像素子１０１の受光部１０１ａの中心に一致するように、カメラ本体２００の結像面と平行な（Ｘ方向）とこれに直交する方向（Ｙ方向）が、受光部１０１ａの受光面と平行な（ｘ方向）とこれに直交する方向（ｙ方向）に一致する。つまり、カメラ本体２００で撮像する矩形の画像領域が矩形の受光部１０１ａに一致することが望ましい。そのため、Ｚ方向に平行で、かつ、カメラ本体２００の結像面の中心を通るＹ方向にも平行な面（結像Ｘ面とする）とカメラ本体２００のＸ方向の基準面２１２が平行で、ｚ方向に平行で、かつ、受光部の中心を通るｙ方向にも平行な面（受光ｘ面とする）が平行で、かつ、結像Ｘ面と装着部２１０のＸ方向の基準面２１２との距離が受光ｘ面と可換型撮像装置１００のｘ方向基準面１２０との距離が一致するように選ばれている。
【００４８】
さらに、Ｚ方向に平行で、かつ、カメラ本体２００の結像面の中心を通るＸ方向にも平行な面（結像Ｙ面とする）と装着部２１０のＹ方向基準面２１３が平行で、ｚ方向に平行で、かつ、受光部１０１ａの中心を通るｘ方向にも平行な面（受光ｙ面とする）が平行で、かつ、結像Ｙ面と装着部２１０のＹ方向基準面２１３との距離が受光ｙ面と可換型撮像装置１００のｙ方向基準面１３０との距離が一致するように選ばれている。これにより、それぞれの基準面を合わせることにより、可換型撮像装置１００を交換した場合でもカメラ本体２００の結像面と可換型撮像装置１００の受光部１０１ａが一致するようになる。
【００４９】
カメラ本体２００は、装着部２１０に形成されたバネ等の付勢部材２３０，２４０，２５０を備えている。これら付勢部材２３０，２４０，２５０は固定手段として機能する。
【００５０】
付勢部材２３０は、可換型撮像装置１００を装着部２１０に装着した状態で、ｚ方向に可換方撮像装置１００を押し付ける力が生じるように弾力性を有する材料や形状の部材を使用する。可換型撮像装置１００は装着部２１０に装着された状態で、付勢部材２３０によってｚ方向の基準面１１０が装着部２１０のＸ方向基準面２１１に密着する。
【００５１】
付勢部材２４０は、可換型撮像装置１００を装着部２１０に装着した状態で、ｘ方向に可換方撮像装置１００を押し付ける力が生じるように弾力性を有する材料や形状の部材を使用する。可換型撮像装置１００は装着部２１０に装着された状態で、付勢部材２４０によってｘ方向の基準面１２０が装着部２１０のＸ方向基準面２１２に密着する。図示していが、装着部２１０において、付勢部材２４０側の面を外側に開閉可能に形成し、開いた状態で可換型撮像装置１００を装着部２１０に着脱できる構成である。なお、Ｘ方向基準面２１２を外側に開閉することで可換型撮像装置１００を装着部２１０に着脱できる構成としてもよい。
【００５２】
付勢部材２５０は、可換型撮像装置１００を装着部２１０に装着した状態で、ｙ方向に可換方撮像装置１００を押し付ける力が生じるように弾力性を有する材料や形状の部材を使用する。可換型撮像装置１００は装着部２１０に装着された状態で、付勢部材２５０によってｙ方向の基準面１３０が装着部２１０のＹ方向基準面２１３に密着する。
【００５３】
このように、カメラ本体２００に設けられた少なくとも３つの本体側基準面２１１，２１２，２１３に対して、本体側基準面２１１，２１２，２１３ごとに対応して設けられた複数の撮像装置側基準面１１０，１２０，１３０が位置合わせ手段として機能する。ここで、カメラ本体２００の結像面と本体側基準面２１１，２１２，２１３との相対位置関係が受光部１０１ａと撮像装置側基準面１１０，１２０，１３０との相対位置関係と一致する。
【００５４】
次に、可換型撮像装置１００の構成部材についてそれぞれ説明する。
撮像素子１０１は、受光部１０１ａに入力された光学像を電気信号に変換して出力する撮像素子であり、ＣＣＤ型撮像素子またはＭＯＳ型撮像素子がその代表例である。カラー画像を撮像するため、モザイク状のカラーフィルタが設けられている。また、撮像素子１０１を駆動するためのタイミングパルスを生成するタイミング生成部が撮像素子に内蔵されていない場合には、図示していないが、制御部１３と撮像素子１０１の間にタイミング生成部が設けられている。
【００５５】
信号処理部１４は、撮像素子１０１の出力信号を信号処理して、画像信号を生成し、カメラ本体２００に出力する。撮像素子１０１の出力信号がアナログの場合、初段にアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部（不図示）が設けられている。出力される画像信号は、同時化を行わずに撮像素子の出力信号に対応した画像信号（ＲＡＷ信号）、または、同時化処理後の赤、緑、青の３原色信号、または３原色信号を輝度信号と色差信号に変換したＹＣｒＣｂ信号が選択できることが望ましい。さらに、静止画撮影や動画撮影において撮像素子１０１の画素数とカメラ本体２００の画素数が異なる場合には、カメラ本体２００の画素数に適合した画像信号が出力されるように信号処理が行われる。
【００５６】
メモリ１２は、１回の書込みが可能なＲＯＭまたはフラッシュメモリ等の不揮発性メモリが望ましい。デジタルカメラの動作に必要な可換型撮像装置１００の仕様、性能、画像不良データ等のデータが記憶されている。記憶されているデータにより可換型撮像装置１００とカメラ本体２００の制御や信号処理が適応的に行われる。例えば、画像信号の画素数の調整や画像不良部分の画像補正などが行われる。
【００５７】
制御部１３は、カメラ本体２００に該カメラ本体２００が必要とする信号やデータを供給し、カメラ本体２００から供給される信号やデータに対応して可換型撮像装置１００を制御する役割を果たす。
【００５８】
図１に示すように、可換型撮像装置１００とカメラ本体２００との接続部には、インターフェース部として機能する信号・データ線が形成される。信号・データ線は、可換型撮像装置１００の制御部１３とカメラ本体２００のカメラ制御部２６の間で送受信される信号やデータを供給する信号線である。例えば、撮像素子１０１の画素数、撮像素子１０１の感度や飽和出力等の性能情報、可換型撮像装置１００の対応可能な動作情報、画像信号の出力形式、シャッタ、フォーカス制御や露出制御等の係わるデータや信号のうち少なくとも一つが送受信される。
【００５９】
また、可換型撮像装置１００とカメラ本体２００との接続部には、制御線が形成される。制御線は、制御部１３とカメラ制御部２６の間で信号やデータを送受信するための制御信号を供給する信号線である。例えば、制御部用クロック、データの書込みと読出しの切り替え信号、データや信号の有無を示す信号、書込み読出しの待ち信号、同期信号等である。
【００６０】
さらに、可換型撮像装置１００の信号処理部１４とカメラ本体２００のカメラ信号処理部２３との間には、画像信号線と画像信号制御線とが形成されている。画像信号線は、カメラ本体２００に画像信号を供給する信号線である。画像信号制御線は、カメラ本体２００に画像信号を供給するための制御信号を供給する信号線である。例えば、画像信号用クロック、同期信号、画像信号の有無を示す信号等である。
【００６１】
次に、カメラ本体２００の構成部材についてそれぞれ説明する。
カメラ信号処理部２３は、撮影時に、可換型撮像装置１００から出力される画像信号を信号処理して、表示装置２４に表示用画像信号を出力し、また、可換型撮像装置１００から出力される画像信号を信号処理して、画像信号を記憶媒体２５に書き込む。また、再生時には記憶媒体２５の画像信号を読み出し、その画像信号を信号処理して表示装置２４に表示用画像信号を出力する。また、画像信号の記憶容量を小さくするため、撮影時にデータの圧縮を行い、再生時にデータの伸長を行うことが望ましい。
【００６２】
記憶媒体２５は、画像信号を記憶する媒体で、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、ハードディスク、磁気テープ、ＣＤ，ＤＶＤ等がその代表例である。記憶媒体は着脱可能に構成することが望ましい。カメラ本体２００から取り外した記憶媒体２５をＰＣやプリンタ等に接続して画像信号をＰＣやプリンタ等に送ることができる。
【００６３】
表示装置２４は、撮影時に、可換型撮像装置１００が撮影しているリアルタイムの動画や撮影した静止画等を表示し、再生時には、記憶媒体２５の画像信号を表示するものである。さらに、カメラ本体２００の設定、可換型撮像装置１００の設定、可換型撮像装置１００のメモリ１２のデータ等の表示を行うものである。液晶型表示装置、有機ＥＬ型表示装置、電子管型表示装置、プラズマディスプレイ装置等がその代表例である。
【００６４】
結像光学系２１は、固定焦点レンズやズームレンズ等の光学レンズ系であり、被写体光学像を可換型撮像装置１００の受光部１０１ａに結像する。絞り機能があるものでもよい。
【００６５】
メカニカルシャッタ２２は、絞り機能があるものでもよい。通常のアナログカメラのように露光時間をメカニカルシャッタ２２の開閉で決める方式と、露光時間を撮像素子１０１の電子シャッタで決めて静止画の信号読出し期間にメカニカルシャッタ２２を閉じる方式がある。前者の方式は、高速シャッタ（例えば、１万分の１秒以下）が難しく、メカニカルシャッタ２２のコストが高くなるという欠点がある。後者の方式は、高速シャッタが可能で、メカニカルシャッタ２２のコストが安いという利点がある。また、動画撮影の場合、メカニカルシャッタ２２は開放状態となる。本発明にかかるカメラ本体２００及び可換型撮像装置１００において、静止画撮影時に、露光時間をメカニカルシャッタ２２で決めるシャッタ動作と、メカニカルシャッタ２２を開放状態にして露光時間を可換型撮像装置１００で決めるシャッタ動作と、露光時間を可換型撮像装置１００で決めて受光部１０１ａの信号読出し期間にメカニカルシャッタ２２を閉じるシャッタ動作とのうち少なくとも１つのシャッタ動作を選択できることが好ましい。
【００６６】
カメラ制御部２６は、カメラ本体２００と可換型撮像装置１００とを制御する。
【００６７】
電源２７は、カメラ本体２００と可換型撮像装置１００を駆動するための電源であり、１次電池や２次電池が使用される。
【００６８】
シャッタ等の操作部２８は、使用者がカメラ本体２００の操作するためのヒューマンインタフェースである。シャッタボタンや電源オン／オフのスイッチやカメラの各種設定ができるスイッチやボタン等である。操作部２８には、動画撮影開始する動画記録スイッチが設けられていてもよい。そして、カメラ制御部２６が、動画記録スイッチの操作に応じて、可換型撮像装置１００に動画撮影開始信号を供給し、可換型撮像装置１００を動画撮影動作させて、可換型撮像装置１００から供給される動画の画像信号を記憶媒体２５に記憶し、動画記録スイッチがオフとなると、動画撮影終了信号を可換型撮像装置１００に供給し、動画の画像信号を記憶媒体２５に記憶することを停止することが好ましい。
【００６９】
本発明に係る可換型撮像装置１００及びカメラ本体２００によれば、新しい撮像素子を使用する場合には、可換型撮像装置１００のみを交換すればよい。つまり、撮像素子１０１、制御部１３、信号処理部１４、メモリ１２等を含む可換型撮像装置１００が無駄になるだけであり、結像光学系２１、メカニカルシャッタ２２、表示装置２４、光学ファインダー、記憶媒体２５、カメラ制御部２３、シャッタ等の操作部、筐体等のデジタルカメラの大部分が再使用できる。つまり、資源の無駄が少ない。
また、可換型撮像装置１００のみを開発すればよいので、開発に要する経費や製造に係わる費用が大幅に減少する。そのため、一体のデジタルカメラとして見た場合、大幅なカメラのコストダウンとなる。
さらに、カメラ本体２００のカメラ制御部２６と可換型撮像装置１００の制御部１３がカメラ本体２００と可換型撮像装置１００を一体のデジタルカメラとして動作するように制御することができる。つまり、シャッタ、画像信号の処理・記憶、可換型撮像装置１００の電源供給等の制御は、通常のデジタルカメラと同じように制御が出来る。したがって、本発明は、通常のデジタルカメラと同じようにシャッタチャンスに対する即応性があり、電池寿命が長く、良好な画質が得られる。
【００７０】
上記実施形態の可換型撮像装置１００とカメラ本体２００では、静止画撮影と動画撮影が併用出来るものとしたが、静止画撮影専用または動画撮影専用であってもよい。
【００７１】
上記実施形態のカメラ本体２００では、メカニカルシャッタ２２を備えているが、メカニカルシャッタ２２を備えていない構成としてもよい。この場合、露光時間は可換型撮像装置１００の電子シャッタで行う。動画撮影に重点を置いたカメラ本体２００に対しては有効である。こうすれば、コストダウンやセットの小型化が実現できる。
【００７２】
上記実施形態のカメラ本体２００では、表示装置２４を備えているが、表示装置２４を備えていない構成としてもよい。この場合、被写体の位置決めはカメラ本体２００に設けられた光学ファインダーで行う。
【００７３】
上記実施形態の可換型撮像装置１００とカメラ本体２００では、画像信号の圧縮と伸長をカメラ本体２００のカメラ信号処理部２３で行っているが、可換型撮像装置１００の信号処理部１４で画像信号の圧縮と伸長を行ってもよい。
【００７４】
上記実施形態の可換型撮像装置１００では、その外形が単純なカードのような形状であるが、可換型撮像装置１００を誤った方向でカメラ本体に挿入出来ないように、非対称な形状とすることが望ましい。
【００７５】
上記実施形態の可換型撮像装置１００とカメラ本体２００では、ｘ、ｙ、ｚ方向、又はカメラ本体２００のＸ，Ｙ，Ｚ方向にそれぞれ１個の大きな基準面（上面や側面の大部分を占める）であるが、複数個の小さな基準面に分割してもよい。
【００７６】
上記実施形態の可換型撮像装置１００では、端子がｚ方向の下面に２列で設けているが、端子の数や配置はこれに限られるものでない。また、端子を設ける面も、下面でなく、基準面と反対側の側面でもよい。基準面を側面にした場合、カメラ本体２００の基準面も可換型撮像装置１００に対応した位置に設けることになる。
【００７７】
上記実施形態の可換型撮像装置１００とカメラ本体２００では、ｚ方向またはＺ方向の基準面を可換型撮像装置１００のｚ方向の上面としているが、下面を基準面としてもよい。この場合、端子を設ける面は、側面または上面となる。
【００７８】
上記実施形態のカメラ本体２００では、記憶媒体２５を取り外し、ＰＣ等の装置に記憶媒体を接続して画像信号をＰＣ等の装置に送るようにしたが、カメラ本体２００にＰＣ等と接続する端子（例えばＵＳＢ）、または電波や赤外光でデータ送受信する手段を設けてもよい。
【００７９】
上記実施形態のカメラ本体２００では、結像光学系２１はカメラ本体２００に対して固定された構成であるが、一眼レフタイプのカメラシステムのように結像光学系が着脱できる構成であってもよい。
【００８０】
上記実施形態の可換型撮像装置１００の撮像素子１０１は単板カラー撮像素子であるが、これに限られるものでない。１画素のサンプル位置で、異なる３色に光感度がある画素を多層に設けたカラー撮像素子でもよい。また、白黒の撮像素子でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】可換型撮像装置とカメラ本体とを有するカメラシステムを説明する図である。
【図２】カメラ本体の結像面と可換型撮像装置の受光部の位置合わせの状態を説明する平面図である。
【図３】図２の可換型撮像装置のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図４】図２の可換型撮像装置のＣ−Ｃ線矢視図である。
【符号の説明】
【００８２】
１２    メモリ
１３    制御部
１４    信号処理部
２１    結像光学系
２２    メカニカルシャッタ
２３    カメラ信号処理部
２４    表示装置
２５    記憶媒体
２６    カメラ制御部
１００    可換型撮像装置
１０１    撮像素子
１０１ａ    受光部
１０２    封止用透明板（ガラス）
１０３    基板
１０４，１０５    制御部のＩＣ、信号処理部のＩＣ、その他の電気・電子部品
１０６    入出力用端子（信号線、制御線および電源供給線の端子）
１１０    可換型撮像装置のｚ方向基準面
１２０    可換型撮像装置のｘ方向基準面
１３０    可換型撮像装置のｙ方向基準面
２１０    可換型撮像装置を装着するためのカメラ本体の装着部
２１１    装着部のＺ方向基準面
２１２    装着部のＸ基準面
２１３    装着部のＹ基準面
【図１】
2007104653.tif 000003
【図２】
2007104653.tif 000004
【図３】
2007104653.tif 000005
【図４】
2007104653.tif 000006