攝象裝置及其製造方法、攝象拾音裝置、信號處理裝置及信號處理方法、以及信息處理裝置的製作方法
2023-10-06 11:12:59 1
專利名稱：攝象裝置及其製造方法、攝象拾音裝置、信號處理裝置及信號處理方法、以及信息處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及攝象裝置及其製造方法、攝象拾音裝置、信號處理裝置及信號處理方法、以及信息處理裝置及信息處理方法，尤其涉及能提供使取入圖象的例如攝象機等體積小、重量輕、價格低的攝象裝置及其製造方法、攝象拾音裝置、信號處理裝置及信號處理方法、以及信息處理裝置及信息處理方法。
背景技術：
圖1表示現有的攝象機之一例的結構。該攝象機由透鏡組件101及攝象機本體111構成。透鏡組件101由包括聚焦透鏡104的成象透鏡102及光圈調節機構103構成。攝象機本體111由光學LPF(低通濾光器)112、圖象傳感器113及攝象處理電路114構成。
來自入射到成象透鏡102的被攝體的光通過光圈調節機構103及光學LPF112後出射到圖象傳感器113上，於是在圖象傳感器113的受光面上形成被射體的象。圖象傳感器113由例如電荷耦合器件(以下宜稱CCD)等構成，對在其受光面上接收到的作為被攝體的象的光進行光電變換，將變換結果得到的與被攝體對應的圖象信號輸出給攝象處理電路114。在攝象處理電路114中，對來自圖象傳感器113的圖象信號進行規定的信號處理，然後記錄在例如錄象帶等記錄媒體上，或者輸出並顯示在例如監視器等上，然後再供給進行規定的處理用的計算機等。
另外，驅動信號被從攝象處理電路114供給到圖象傳感器113中，圖象傳感器113根據該驅動信號進行圖象信號的輸出等規定的處理。光圈調節機構103用來調節在圖象傳感器113上形成的象的亮度，以及遮住從成象透鏡102射出的成象時不需要的邊緣光線。聚焦透鏡104用來調節在圖象傳感器113上形成的象的聚焦狀態。光學LPF112是一種隨著入射到它上面的光的偏振面的不同而有不同的折射率的光學元件，例如由光學各向異性的晶體等構成，用來抑制來自聚焦透鏡104的光的空間頻率的高通分量，因此能降低在圖象傳感器113中產生的重影偏差。
可是，在從攝象機將圖象輸入到例如計算機中或用來監視汽車等情況下，或者在用於電視電話機或電視會議系統等情況下，從攝象機得到的圖象遠遠達不到高質量圖象的要求。即，通常即使對圖象質量要求不那麼高，也要求容易安裝和使用的攝象機。
可是，以往如果要使安裝和使用容易，製造時就必須進行光學調整，致使製造工序複雜，同時裝置體積變大，價格也高。
另外，在現有的攝象機中，為了限制射入圖象傳感器113中的光的空間頻率，如圖1所示，必須使用光學LPF112，可是其厚度d必須與圖象傳感器113中的象素間距成比例。因此，使用象素間距小的圖象傳感器113時價格就貴，而使用象素間距大的圖象傳感器113時，就必須設置厚度d大的光學LPF112，使得裝置的體積變大。
因此，作為體積較小且價格較低的攝象機，已知有例如圖2所示的結構。在該例中，CCD攝象元件403被固定在基板404上。另外，在鏡筒402中固定一個成象透鏡401，該鏡筒402相對於基板404固定。各種零件405安裝在基板404的背面。
另外，在圖2所示的例中省略了調整光量的調整機構等的結構。
這裡的CCD攝象元件403的結構如圖3所示。即CCD攝象元件403備有對輸入的光進行光電變換的CCD裸晶片403A。該CCD裸晶片403A在其光入射面一側有只允許R、G、B(包括有互補色時)的規定顏色的波長的光通過的濾色器(未圖示)。CCD裸晶片403A被收容在用塑料等製成的盒403B內部，將玻璃蓋403C配置在箱403B的上端。
可是，在圖2所示的結構例中，從成象透鏡401的上端至CCD攝象元件403的上表面的距離約30mm，CCD攝象元件403的厚度為5mm，而且從基板404的上表面至零件405的下端的距離為15mm左右，其總計約50mm。
因此，將圖2所示的結構裝入例如PC插件等中，就存在不能在可攜式個人計算機等中使用的問題。
發明的公開本發明就是鑑於上述情況而開發的，其目的在於以低價格提供一種安裝和使用容易、體積小、重量輕的裝置。
本發明的第1方面所述的攝象裝置備有帶護罩的託架和基板，上述帶護罩的託架上設有使光成象的至少一個成象透鏡，該護罩起遮住周圍光線的光圈作用、且遮住外界光線，上述基板上至少裝有對由成象透鏡成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件，該攝象裝置的特徵在於帶護罩的託架和基板構成一個整體。
第15方面所述的攝象裝置的製造方法的特徵在於包括以下工序將對入射的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件安裝到基板上的工序；形成對使光在光電變換元件上成象的一個成象透鏡形成遮住周圍光線的部分的工序；以及使成象透鏡與基板構成一個整體的工序。
第16方面所述的攝象裝置備有使光成象的一個成象透鏡，以及至少裝有對由成象透鏡成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件的基板，該攝象裝置的特徵在於當用成象透鏡孔徑D和焦距f規定的F數為F時，光電變換元件的有效象素的間距被設定成比攝象有效區域的1/(200F)大的值。
第17方面所述的攝象裝置的特徵在於備有使光成象的一個成象透鏡，以及對由成象透鏡成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件，成象透鏡的一部分與光電變換元件直接接觸。
第21方面所述的攝象裝置的特徵在於備有對入射到受光面上的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件，以及對由光電變換元件輸出的圖象信號進行A/D變換的A/D變換器，光電變換元件及A/D變換器組裝在一個箱內。
第26方面所述的信號處理裝置是對由電荷耦合器件輸出的圖象信號進行A/D變換後的數字圖象數據進行處理的信號處理裝置，其特徵在於備有當圖象數據是按電荷耦合器件輸出圖象信號的周期的1/2周期的時鐘脈衝定時對圖象信號進行了A/D變換的圖象數據時，將圖象數據延遲1個時鐘脈衝的延遲裝置；計算圖象數據和延遲裝置的輸出的差分的運算裝置；以及將由運算裝置輸出的差分每隔一個輸出一次的輸出裝置。
第27方面所述的信號處理方法是對由電荷耦合器件輸出的圖象信號進行A/D變換後的數字圖象數據進行處理的信號處理方法，其特徵在於包括當圖象數據是按電荷耦合器件輸出圖象信號的周期的1/2周期的時鐘脈衝定時對圖象信號進行了A/D變換的圖象數據時，將圖象數據只延遲1個時鐘脈衝的步驟；計算與只延遲了1個時鐘脈衝的圖象數據的差分的步驟；以及每隔一個輸出一次差分的步驟。
第28方面所述的攝象拾音裝置的特徵在於備有能隨意在信息處理裝置上裝卸的框體和收容在框體中的攝象裝置，攝象裝置備有設置了使光成象的一個成象透鏡的、起遮住周圍光線的光圈作用、且遮住外界光線的帶護罩的託架，以及裝有對由成象透鏡成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件且與託架構成一體的基板。
第32方面所述的信息處理裝置的特徵在於備有取入來自攝象裝置的圖象信號的取入裝置，及處理由取入裝置取入的圖象信號的處理裝置。
第33方面所述的信息處理方法的特徵在於包括取入來自攝象裝置的圖象信號的步驟，及處理取入的圖象信號的步驟。
在第1方面所述的攝象裝置中，託架的護罩起遮住周圍光線的光圈作用、且遮住外界光線，在它上面設有使光成象的至少一個成象透鏡。在基板至少上裝有對由成象透鏡成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件。而且該託架和基板構成一個整體。
在第15方面所述的攝象裝置的製造方法中，在裝有對入射的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件的基板上，安裝著設有使光在光電變換元件上成象的1個成象透鏡的且起遮住周圍光線的光圈作用、且遮住外界光線的帶護罩的託架。
在第16方面所述的攝象裝置中，光電變換元件的有效象素的間距被設定成比攝象有效區域的1/(200F)大的值。
在第17方面所述的攝象裝置中，使光成象的一個成象透鏡的一部分與對由該成象透鏡成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件直接接觸。
在第21方面所述的攝象裝置中，光電變換元件對入射到受光面上的光進行光電變換並輸出圖象信號。A/D變換器對由光電變換元件輸出的圖象信號進行A/D變換。而且，光電變換元件及A/D變換器組裝在一個箱內。
在第26方面所述的信號處理裝置及第27方面所述的信號處理方法中，將圖象數據只延遲1個時鐘脈衝，計算圖象數據和延遲了1個時鐘脈衝的圖象數據的差分，每隔一個差分輸出一次。
在第28方面所述的攝象拾音裝置中，攝象裝置被收容在框體中，在攝象裝置中，有成象透鏡和光圈的託架與裝有光電變換元件的基板構成一體。
在第32方面所述的信號處理裝置和第33方面所述的信號處理方法中，取入由被收容在框體中的攝象裝置的光電變換元件輸出的圖象信號，並進行處理。
附圖的簡單說明圖1是現有的攝象機之一例的結構圖。
圖2是現有的攝象裝置的結構例圖。
圖3是圖2中的CCD攝象元件的結構例圖。
圖4是應用了本發明的攝象裝置的一實施例的結構的斜視圖。
圖5是圖4中的攝象裝置的平面圖。
圖6是圖5中的攝象裝置的A-A』部分的斷面圖。
圖7是圖6中的CCD裸晶片12的結構例圖。
圖8是透鏡部10的結構的斜視圖。
圖9是圖6中的Z所示部分的放大圖。
圖10是圖9所示實施例的另一結構例圖。
圖11是圖9所示實施例的又一另一結構例圖。
圖12是成象透鏡4的光學特性及腳部11的尺寸(長度)的說明圖。
圖13是成象透鏡4的空間頻率應答特性曲線圖。
圖14是攝象面的配置位置的說明圖。
圖15是攝象面的另一配置例圖。
圖16是使圖象達到均勻的範圍的說明圖。
圖17是成象面彎曲的說明圖。
圖18是CCD裸晶片上的象素的說明圖。
圖19是成象位置變化的說明圖。
圖20是焦距和焦點偏移量的關係曲線圖。
圖21是圖4所示攝象裝置的製造方法的說明圖。
圖22是圖4所示攝象裝置的製造方法的說明圖。
圖23是託架的形成例圖。
圖24是託架的另一形成例圖。
圖25是應用了圖4所示攝象裝置的攝象機的結構例的框圖。
圖26是表示從成象透鏡4射出的攝象對象以外的光L在腳部11反射後的形態的圖。
圖27是透鏡部的另一結構例圖。
圖28是攝象裝置的另一結構例圖。
圖29是透鏡部的焦距和腳部變化的說明圖。
圖30是在成象透鏡4上形成了不連續面時的例圖。
圖31是從圖30中的實施例的上方看到的結構圖。
圖32是圖30中的實施例的MTF特性曲線圖。
圖33是成象透鏡4上的不連續面的另一形成例圖。
圖34是CCD裸晶片和透鏡部相對於基板的另一組裝例圖。
圖35是表示圖34所示實施例的組裝工序的圖。
圖36是圖34中的透鏡部的結構例圖。
圖37是圖34中的透鏡部的另一結構例圖。
圖38是攝象裝置的另一結構例的框圖。
圖39是攝象裝置的另一實施例的結構的斜視圖。
圖40是圖39中的攝象裝置的平面圖。
圖41是圖40中的攝象裝置的B-B』部分的斷面圖。
圖42是圖40中的攝象裝置的C-C』部分的斷面圖。
圖43是託架的另一形成例圖。
圖44是託架的又一個另一形成例圖。
圖45是託架的另一形成例圖。
圖46是圖42中的實施例的變形例圖。
圖47是成象透鏡的另一結構例圖。
圖48是應用了本發明的攝象機的結構例的框圖。
圖49是說明圖48中的攝象機的工作情況用的時間圖。
圖50是CCD裸晶片12的內部結構例圖。
圖51是PC插件的使用狀態的說明圖。
圖52是PC插件的結構圖。
圖53是將PC插件裝入個人計算機後的狀態的示意圖。
圖54是在個人計算機中利用攝象裝置的狀態的說明圖。
圖55是圖53中的攝象裝置的內部結構例圖。
圖56是圖51中的個人計算機的內部結構例的框圖。
實施發明用的最佳形態以下參照
本發明的實施例。
圖4是表示應用了本發明的攝象裝置的第1實施例的結構的斜視圖。該攝象裝置通過將託架2安裝(嵌合)在基板1上，從而將它們構成一個整體。如後文參照圖6所述，在基板1上至少安裝著設在託架2上的對由成象透鏡4成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件例如CCD裸晶片12。另外，使光成象的1個成象透鏡4設置在託架2上，其護罩由起遮住周圍光線的光圈作用、還遮住外界光線的箱2A構成，以便使周圍光線不入射到成象透鏡4上。在箱2A上設有讓來自被攝體的光入射到成象透鏡4上用的圓孔(光圈)3。在該實施例中，圓孔3被設在箱2A的上部大致中央的位置，起固定光圈的作用。
其次，圖5是圖4中的攝象裝置的平面圖，圖6是圖5中的A-A』部分(圖5中用斷面線表示的部分)的斷面圖。如上所述，在基板1上除了安裝著CCD裸晶片12之外，還裝有驅動該CCD裸晶片12的驅動器13、對該CCD裸晶片12的輸出進行A/D變換的A/D變換器14、以及其它必要的晶片(後文將參照圖21詳細說明)。CCD裸晶片12被安裝在這樣的位置，即當託架2被安裝在基板1上時，它正對著設在託架2上的孔3。但如果基板1設計上對CCD裸晶片12的安裝位置有限制時，可以首先確定CCD裸晶片12的位置，然後將孔3設在相對CCD裸晶片12的位置處。
另外，在基板1的側面設有引線5，用於將信號輸出到外部，或將信號從外部輸入(例如，用於由CCD裸晶片12輸出後，將進行過規定的處理的圖象信號取出，或者向安裝在基板1上的各晶片供電等)。在圖4中省略了引線5的圖示。
裝在基板1上的各晶片根據需要可用連接線連接。在圖6中只示出了從驅動器13引出的連接線13A，從其它晶片引出的連接線會使圖複雜，故將其省略。
圖7表示CCD裸晶片12的結構例。在該實施例中，CCD裸晶片12由輸出與輸入的光對應的電信號的CCD元件(電荷耦合器件)12A和在CCD元件12A上形成的讓R、G、B(包括有互補色時)等規定的波長的光通過的濾色器12B構成。但濾色器12B有時可以省略。
將圖7所示的CCD裸晶片12和圖3所示的CCD攝象元件403加以比較可知，圖3所示的由陶瓷或塑料構成的箱403B可以省略。因此，其大小能比圖3所示的CCD攝象元件403更小。
成象透鏡4與腳部11一起構成透鏡部10。這裡，圖8是表示透鏡部10的結構的斜視圖。透鏡部10由透明材料例如透明塑料(例如PMMA等)構成，在平行平板上設有4個腳，可以說呈桌形。即在平行平板的中心部分形成單片透鏡構成的成象透鏡4，再在該平行平板的4個角的部位設有沿與成象透鏡4的光軸平行的方向延伸的例如其水平斷面的形狀呈長方形的稜柱形狀的4個腳部11。而且，在該4個腳部11各自的下部與成象透鏡4的光軸相對的角的部分挖掉一稜柱狀的部分，從而形成切口11A。4個角部11各自的4個側面中的2個側面(由該2個側面構成的角的部分)分別與成象透鏡4的光軸相對設置。
從CCD裸晶片12的面(攝象面)看到的形狀例如是長方形的晶片，4個切口11A分別與CCD裸晶片12的4個角以良好的精度相嵌合。
透鏡部10通過例如對塑料進行模製成形構成(因此，成象透鏡4是塑料模製單片透鏡)，因此，與成象透鏡4的象主點對應的透鏡部10的各部尺寸的相對精度充分地高。
如圖5及圖6所示，如上構成的透鏡部10位於構成託架2的護罩的呈蓋形的箱2A的內側，鉗合在使成象透鏡4的光軸通過孔3的中心而與孔3對應的位置。而且，透鏡部10的4個腳部11各自的切口11A分別嵌合在CCD裸晶片12的4個角的部分，因此與CCD裸晶片12直接接觸。
構成託架2的護罩的箱2A由遮光性的材料例如聚碳酸酯樹脂等構成，用同樣的遮光性的填充劑(粘接劑)20與基板1粘接，因此基板1和託架2構成一體。
圖9是腳部11和CCD裸晶片12的接觸部分的斷面放大後的放大圖(圖6中用虛線包圍的部分Z的放大圖)。如該圖所示，腳部11的下端呈從基板1向上抬起若干距離的狀態，切口11A的底面和側面以某一大小的壓力直接接觸在CCD裸晶片12的受光面(圖中用S1表示的部分)及其側面(圖中用S2表示的部分)上(因此，可以說腳部11呈搭在CCD裸晶片12上的狀態)。該壓力是將託架2嵌合在基板1上後，一邊施加規定的壓力一邊填加填充劑20，將基板1和託架2粘接起來封住而產生的。
託架2與基板1鉗合的部分的尺寸比基板1的外形稍大一些，因此基板1和託架2以使腳部11與CCD裸晶片12接觸的精度高的形式粘接起來。
如上所述，由於至少裝有CCD裸晶片12的基板1和設有成象透鏡4的起光圈作用的護罩(箱2A)的託架2構成一體，所以在將攝象裝置用於例如電視會議等情況下，不需要進行成象透鏡4和CCD裸晶片12之間等的光學調整，因此其組裝和使用都容易。其結果是可降低使用這樣的攝象裝置的裝置的製造成本。
如上所述，由於透鏡部10的各部的尺寸與成象透鏡4的主點的相對精度足夠高，同時其腳部11(切口11A)與CCD裸晶片12的受光面直接接觸，所以成象透鏡4的主點不必為了滿足CCD裸晶片12的受光面和規定的位置關係而進行特別調整，就能以優異的精度配置。即，能以低成本、高精度安裝成象透鏡4。另外，在這種情況下由於不需要用於高精度地安裝成象透鏡4的調整機構，所以能使攝象裝置的體積小、重量輕。
如圖10所示，也可以在壓在CCD裸晶片12的攝象面上的腳部11的切口11A的面上形成凸起11Aa，通過該凸起11Aa壓在CCD裸晶片12上。通過使該凸起11Aa呈半球狀或圓筒狀，則能使CCD裸晶片12和腳部11之間的接觸在理論上呈點或線接觸，所以不管CCD裸晶片12或腳部11的精度如何，都能可靠地壓在CCD裸晶片12上。
或者如圖11所示，也可以在腳部11的切口11A上形成錐面11Ab，用該錐面11Ab壓在CCD裸晶片12的上端部邊緣上。如果這樣製作，則不管CCD裸晶片12的形狀的偏差如何，都能可靠地壓在CCD裸晶片12上。
其次，參照圖12及圖13，說明成象透鏡4的光學特性和腳部11的尺寸(長度)。如圖12A所示，成象透鏡4的調焦位置(成象面)f1象虛線所示的那樣彎曲。而且CCD裸晶片12的受光面(攝象面)能被配置在成象透鏡4的光軸上與成象面f1相切的理想的象面(不彎曲的平坦的面)f2的位置上(按這樣的配置關係設定腳部11的長度)。
可是，如果就這樣直接在攝象面的中央附近(成象面f1和理想的象面f2相切的點附近)調焦，則離攝象面的中央越遠(在圖12中，沿上下方向離成象面f1和理想的象面f2相切的點越遠)，成象面f1上的調焦位置離開攝象面(理想的象面f2)的散焦量越大。即攝象面上的中央部的圖象呈聚焦合適的清晰的圖象，但與其相比，周邊部分的圖象呈所謂成象不實的圖象。
因此，能設計出這樣的成象透鏡4，即在整個攝象面上能獲得均勻的散焦量，在成象透鏡4的光軸上產生球面象差。因此，如圖12A所示，本來(如果不產生球面象差的話)應在成象面f1和理想的象面f2的切點附近聚焦的光變成在例如離該位置較遠的位置聚焦。其結果是在攝象面的中央部分也呈若干所謂散焦狀態，結果在整個攝象面上能獲得大致均勻的聚焦狀態的圖象。
因此，如圖12B及圖12D所示，即成象透鏡4相對於點光源產生的半光譜幅值即使在CCD裸晶片12的受光面上的中央部(圖12B)或在周邊部(圖12D)都是一定的，而且CCD裸晶片12上的象素間距變得更大。
這裡，圖12A及圖12C分別表示平行光線在CCD裸晶片12的中央部或邊緣部的會聚狀態，圖12B或圖12D分別表示在圖12A或圖12C所示情況下在CCD裸晶片12的受光面上的光的強度(由無限遠處的點光源產生的)。在本實施例中，在CCD裸晶片12的中央部或邊緣部由點光源產生的半光譜幅值W1及W2幾乎都是CCD裸晶片12上的象素間距的2倍(最好為1.8倍至3倍左右)(CCD裸晶片12的受光面上的其它位置也一樣)。因此，作為CCD裸晶片12可以採用水平方向上360個象素、垂直方向上480個象素的約17萬個象素的低象素數的元件。
這樣，由於使點光源產生的半光譜幅值為CCD裸晶片12上的象素間距的2倍，所以成象透鏡4的空間頻率應答特性如圖13所示，具有充分地抑制CCD裸晶片12的奈奎斯特極限空間頻率fn以上的入射分量的特性。因此，已用圖1說明過，以往為了降低重影失真而需要使用光學LPF112，但在圖4所示的攝影裝置中，不設置這種光學元件也能降低重影失真。其結果能使裝置的體積小、重量輕、成本低。
在圖12中，可將近軸光在距成象透鏡4的成象面f1(理想的象面f2)規定的距離內向遠離成象透鏡4的方向調焦，但也可以相反地向靠近成象透鏡4的方向調焦。
在本實施例中，使用焦距短的成象透鏡4(例如4mm左右)，起光圈作用的孔3作得也小(例如其直徑為1.2mm左右)。因此，景深變深，即使至被攝體的距離變化，也能減小模糊程度。在該攝象裝置中可以不設所謂的自動調焦機構等，僅這一點就能使裝置的體積小、重量輕、成本低。在將攝象裝置用於望遠時，也可以使用長焦距的成象透鏡4及更小的孔3。
將以上的成象面和攝象面的關係總結起來，如圖14所示。即成象透鏡4的成象面f1相對於理想的象面f2雖然彎曲，但在上述實施例中，將CCD裸晶片12的攝象面203配置在該理想的象面f2上。
可是，如果這樣做，則與攝象面203的中央部分相比較，其周邊部分的散焦量變大，所以如上所述，在中央部分發生球面象差，從而使攝象面203上的總體圖象成為均勻聚焦的圖象。
可是在該實施例的情況下，與中央部分相比較，周邊部分的散焦量有變得過大的傾向。
因此，如圖15所示，例如可將CCD裸晶片12的攝象面203配置在成象透鏡4的成象面f1的大致中央(圖15中的水平方向的中央)處。如果這樣做，則周邊部分和中央部分的散焦量雖然方向相反，但其絕對值大致相同。但這時在攝象面203和成象面f1的交點A附近的聚焦狀態比在其它位置的聚焦狀態好。因此，能將成象透鏡4設計成在該點A附近產生較大的象差。如果這樣做，則能在整個攝象面203上獲得大致均勻聚焦的圖象。
其次，根據圖15所示的例，更詳細地說明在整個攝象面203上獲得均勻圖象的條件。
如圖16所示，現在設CCD裸晶片12的有效象素區域中水平方向的長度(長邊的長度)Lh為2.0mm，垂直方向的長度(短邊的長度)Lv為1.5mm，其對角線長Ld的長度約為2.5mm。
設成象透鏡4的焦距f為4.0mm，則長邊方向的視場角可由下式求得，約為28度。
長邊方向的視場角＝2×atan[2.0/(2×4.0)]這裡，atan表示反正切函數。
另外，設成象透鏡4的焦距f和用孔徑D規定的F數(＝f/D)為2.8。
彎曲的成象面f1的半徑R等於珀茲伐和P的倒數。即珀茲伐和P可用下式表示。式中n表示成象透鏡4的折射率。
P＝∑1/(nf)在現在的情況下，由於只有一個成象透鏡4，所以設折射率n為1.5，則象面201的半徑R可由下式求得。
R＝1/P＝n×f＝1.5×4.0＝6.0如圖16所示，現在可認為從有效象素區的中心至對角線長Ld的1/2的70％範圍內是均勻的。距該中心為對角線長Ld的1/2的70％的位置Lm可由下式求得。
Lm＝0.7×Ld/2＝0.4375×Lh＝0.875mm如圖17所示，設成象面f1的中心為O，成象透鏡4的光軸和理想的象面f2的交點為S，距點S的距離為Lm的理想的象面f2上的點為Q，成象面f1和從理想的象面f2至成象透鏡4一側的距離為Zm的位置的線205的交點為T，線205和光軸的交點為U，這時由點T、O、U構成的角度θ近似地為atan(Lm/R)。因此，當成象面f1的半徑為R(點O和T的距離＝點O和S的距離)時，點O和U的距離可由下式求得。
R×cos[atan(Lm/R)]因此，設R＝0.6mm，Lm＝0.875mm，則理想的象面f2上的距光軸上的點S的距離為Lm(象高為Lm)的點Q的位置處的成象面f1離開理想的象面f2的彎曲量Zm可由下式求得。
Zm＝R×{1-cos[atan(Lm/R)]}＝0.0628mm現假設將攝象面203配置在成象透鏡4一側距理想的象面f2的距離為Zm/2的位置，則在畫面的終端部附近(象高為Lm的位置)和畫面的中央部分別產生Zm/2的焦點偏移。由該焦點偏移產生的彌散圓的直徑α根據關係式F＝f/D＝(Zm/2)/α可由下式求得。
α＝(Zm/2)/F＝0.0314/Fmm由圓孔徑產生的MTF可由下式求得。
M(ω)＝{J1[πα(k/Lh)]}/[πα(k/Lh)]式中J1表示線性第1種奈奎斯特函數，k/Lh表示水平方向的空間頻率。因此，k對應於分割水平方向的長度Lh的數。垂直方向的析象特性由電視系統的掃描線決定，所以這裡只考慮水平方向。
線性第1種奈奎斯特函數J1最初變成0時的值為3.83，所以下式成立。
πα(k/Lh)＝3.83因此，由上式求出圖13所示的MTF的俘獲點fn(＝k/Lh)後，變成下式所示。
(k/Lh)＝3.83/(πα)＝38.8F因此，k可由下式求得。
k＝38.8×F×Lh＝38.8×2×F＝77.6F因此，為了確保上述空間頻率，必要的最低象素數G可根據抽樣定理由下式求得。
G＝2K＝2×77.6F＝155F上述運算是將成象透鏡4的折射率n取作1.5求得的，但如果取更高的值(例如1.9)，則能獲得下式。
G＝2k＝200F即，CCD裸晶片12的有效象素間距比有效區域的長邊的1/(200F)大，但成為獲得均勻圖象的條件。換句話說，這意味著水平方向的有效象素數比200F小。
在圖17中，彌散圓的直徑α可作為連結成象透鏡4的孔徑的端部和點T的線與攝象面203的交點之間的距離求得。
因此，如圖18中的模式圖所示，圖6所示的CCD裸晶片12的攝象面上的象素211的間距Pp就是在滿足上述條件下形成的。
其次，說明使用1個成象透鏡4拍攝從最近距離S至無限大(∞)距離的被攝體、儘量減小成象不實用的焦距f的條件。如圖9所示，現假設無限遠的被攝體由成象透鏡4形成的成象位置和最近距離S處的被攝體由成象透鏡4形成的成象位置之間的偏移量為g，則根據成象公式，下式成立。
g×(S-f)＝f2利用距離S比焦距f充分大這一點，整理上式後得到下式。
g＝f2/(S－f)＝f2/S在該偏移量g的範圍內，為了在總體上減小焦點的偏移量，只要將CCD裸晶片12的攝象面203設定在偏移量g的中點(g/2的位置)即可。
與圖16的情況相同，當設攝象元件的畫面的長邊為Lh、象面曲率半徑為R(＝n×f)時，象高為L處的象面彎曲量Z可由下式求得。
Z＝R×(1-R2-L2)1/2這裡，由於L2/R2比1小很多，所以上式能整理成下式。
Z＝R×{1-[1-L2/(2×R2)]}＝L2/(2×R)＝L2/(2×n×f)由於g/2和Z之間不存在相關關係，所以總的焦點偏移量D的平方可用前兩者的平方和表示如下。
D2＝(g/2)2+Z2＝(f2/2×S)2+[L2/(2×n×f)]2＝(f2/4×S2)+L4/(4×n2×f2)為了求出能使由上式得到的D2為極小值的f，可使上式D2對f求微分後等於0，則得到下式。
f3/S2-L4/(2×n2×f3)＝0解該式可得到下式。
f＝[(S2×L4)/(2×n2)]1/6即，使由上式給出的焦距f能用成象透鏡4得到即可，嚴格地說，即使不設定在由上式給出的值，也能具有某一幅度。
即，一般來說，圖象中重要的是從畫面的中心到畫面的對角線長度的1/2的十分之7的範圍，為了使該範圍均勻而不產生模糊，設定象高L為對角線長度的1/2的0.35倍至0.5倍的長度即可。設畫面的長寬比為4∶3，則對角線長度的1/2為(5/8)×Lh，所以想高L可設定在如下範圍。
0.35×(5/8)×Lh＝0.219Lh＜L＜0.5×(5/8)×Lh＝0.312Lh如果考慮到用於電視會議等，上述的最近距離S為200mm至300mm即可。另外，成象透鏡4的折射率n為n＝1.4至1.9將這些條件代入上述焦距f的表達式中，整理後得到下式。
1.53×(Lh2/3)＜f＜2.46×Lh2/3即，如果將一個成象透鏡4的焦距f設定在由上式規定的範圍內，則能從最近的距離S拍攝位於無限遠處的被攝體而不會出現成象不實現象。
圖20表示焦距f(橫軸)和總的焦點偏移量D的平方的平方根(D2)1/2(縱軸)的計算例。這時，取L＝0.63mm，S＝200mm，n＝1.5。
即，在該例中，可知如果設定焦距f約4mm，則焦點偏移量為最小。
其次，參照圖21及圖22說明圖4和圖6所示的攝象裝置的製造方法。如圖21所示，首先將CCD裸晶片12裝到基板1上，根據需要再在它上面安裝其它的晶片，根據需要進行電連接。在本實施例中，作為其它晶片是安裝驅動器13、A/D變換器14、時標振蕩器15、存儲器(雙通路存儲器)16及信號處理電路17。再在基板1設置必要的導線5，根據需要，與裝在基板1上的晶片進行導電性連接。
另一方面，如圖22所示，採用遮光性材料和透明材料分別模製成形設有孔3的箱2A或透鏡部10，將透鏡部10鉗合在箱2A上的孔3的部位上構成一體，製成託架2。
然後，在使透鏡部10的腳部11與CCD裸晶片12接觸的狀態下，如圖6所示，填入填充劑20，將基板1和託架2構成一個整體。
如上所述，在將基板1和託架2構成一個整體時，由於不需要進行特別的調整，所以能容易且成本地廉地製造攝象裝置。
在上述情況下，在分別將箱2A或透鏡部10模製成形後，通過將它們一體化而製成了託架2，但除此之外，如圖23所示，也可以用遮光性材料及透明材料同時模製成形箱2A及透鏡部10而製成託架2。另外，如圖24所示，這時透鏡部10的腳部11可以不用透明性材料而用遮光材料構成。這時能防止光在腳部11處反射，其結果能減少光斑。
圖25表示使用圖4所示攝象裝置的攝象機的電路結構例。來自被攝體的光通過孔3入射到成象透鏡4上，成象透鏡4將該光成象在CCD裸晶片12的受光面上。CCD裸晶片12根據從驅動器13供給的各種定時信號yv、yh、ys而工作，對由成象透鏡4成象的光進行光電變換，將其結果得到的圖象信號輸出給cds處理電路(相關二重抽樣處理電路)21。驅動器13將由時標振蕩器15供給的驅動CCD裸晶片12用的定時信號xv、xn、xs經過電平變換、同時進行阻抗變換後作為定時信號yv、yh、ys。然後將其供給CCD裸晶片12，以便驅動CCD裸晶片12。
A/D變換器14根據從時標振蕩器15供給的抽樣時鐘脈衝pa，對來自cds處理電路21的圖象信號進行抽樣，據此將圖象信號作為數字圖象數據輸出給存儲器16及累加器22。A/D變換器14以從外部供給的參考電壓vref為基準，決定分配給抽樣數據的位。時標振蕩器15根據從外部的時鐘脈衝發生電路31供給的時鐘脈衝，生成各種定時信號。即，時標振蕩器15生成使在CCD裸晶片12中產生的電荷分別沿垂直或水平方向傳送用的定時信號xv或xn、使在CCD裸晶片12中產生的電荷放電(排出到CCD裸晶片12的基片上)用的定時信號(所謂的快門脈衝)xs、使cds處理電路21工作用的定時信號sn、給出A/D變換器14中的抽樣定時用的抽樣時鐘脈衝pa及給出存儲器16中的圖象數據的寫入定時用的定時信號w。
存儲器16是例如可同時讀出和寫入數據的雙通路存儲器，根據從時標振蕩器15供給的定時信號w，存儲來自A/D變換器14的圖象數據。由外部的MPU(微處理裝置)32讀出存儲器16中存儲的圖象數據。MPU32從存儲器16中讀出圖象數據是這樣進行的，即MPU32通過地址總線adrs將給定的地址送給存儲器16，存儲在該地址上的圖象數據被輸出到數據總線data上，再將其取入MPU32。
cds處理電路21根據從時標振蕩器15供給的定時信號sh進行工作，對來自CCD裸晶片12的圖象信號進行所謂的相關二重抽樣(correlativedoublesampling)處理及其它必要的處理，由此降低(或消除)圖象信號中含有的噪音分量後輸出給A/D變換器14。
累加器22計算出從A/D變換器14輸出的圖象數據中與CCD裸晶片12的受光面上的主要部分(例如中心部分等)對應的數據的累計值，輸出給時標振蕩器15。時標振蕩器15控制使在CCD裸晶片12中產生的電荷放電用的定時信號即快門脈衝xs定時，以便使從累加器22供給的累計值偏離給定的規定值不大，用它進行電子性的光圈調整。即如果累計值變大，曝光時間(電荷積蓄時間)縮短，如果累計值變小，曝光時間增長。累加器22按半幀周期(根據情況，也按幀周期)復位。因此，從累加器22輸出每半幀(或1幀)的圖象數據的累計值。
時鐘脈衝發生電路31通過導線5與時標振蕩器15連接，發生使攝象機工作用的時鐘脈衝，供給時標振蕩器15。MPU32通過地址總線adrs或數據總線data和導線5，從攝象裝置(存儲器16)讀出圖象數據，進行規定的信號處理。
另外，通過導線5從外部供給各晶片的電源電壓Vd、作為接地的規定的基準電壓gnd及驅動CCD裸晶片12用的電壓Vh。
cds處理電路21及累加器22相當於圖21中的信號處理電路17。
其次，說明其工作情況。來自被攝體的光通過起固定光圈作用的孔3，入射到成象透鏡4上，該光被成象透鏡4成象在CCD裸晶片12的受光面上。
圖26示出了從成象透鏡4射出的攝象對象以外的光L在腳部11的前側表面上反射的狀態。如上所述，腳部11的兩個側面與成象透鏡4的光軸相對，又因其斷面呈長方形，所以由其兩個面構成的角部的角度a是直角。因此如該圖所示，攝象對象以外的光L在腳部11的側面上反射時，該反射光不到達CCD裸晶片12的受光面上。因此，幾乎沒有增加因設置腳部11而產生的光斑。
角度a除了直角以外，也可以是銳角。但如果使角度a呈鈍角時，在圖26中，在腳部11的前側表面上反射的光緊接著就入射到CCD裸晶片12一側，所以不好。
採用例如將遮光性塗料塗敷在腳部11上的方法等，也可以使入射到這裡的光不到達CCD裸晶片12上。另外，腳部11的斷面形狀除長方形以外，也可以是正方形或三角形、五角形等。但為了防止增加光斑，腳部11的側面中至少一個由相鄰的側面構成的角部的角度為直角或銳角，且必須使該角部分與成象透鏡4的光軸相對。
回到圖25，在CCD裸晶片12中對其所接收的光進行光電變換，並根據來自驅動器13的定時信號，將與該光對應的圖象信號輸出給cds處理電路21。在cds處理電路21中對來自CCD裸晶片12的圖象信號進行相關二重抽樣處理後，輸出給A/D變換器14。在A/D變換器14中來自cds處理電路21的圖象信號被抽樣，據此生成數字圖象數據，供給累加器22。在累加器22中對來自A/D變換器14的圖象數據中的上述規定的數據進行累計，並將該累計值輸出給時標振蕩器15。時標振蕩器15根據來自時鐘脈衝發生電路31的時鐘脈衝生成各種定時信號，從累加器22供給累計值後，改變快門脈衝xs的發生定時，以使該累計值不偏離給定的規定值過大。
從A/D變換器14輸出的圖象數據除供給累加器22外，還供給並存儲在存儲器16中。MPU32在必要時從存儲器16讀出圖象數據，進行規定的處理。
由於在攝象裝置的1個外殼內裝有進行光電變換並輸出圖象信號的CCD裸晶片12、對CCD裸晶片12的輸出進行A/D變換的A/D變換器14、及存儲A/D變換器14的輸出的存儲器16，所以從MPU32來看攝象裝置時，攝象裝置與存儲器是等效的，因此，不必考慮攝象裝置與其外部的部件的同步關係。其結果是，在將攝象裝置用於上述那種攝象機或其它裝置時，能容易地進行組裝和使用。
此外，也可以不使用存儲器16，而是配置NTSC編碼器等攝象電路，將圖象數據變換成NTSC制式的視頻信號後輸出。
在本實施例中，作為對來自成象透鏡4的光進行光電變換的光電變換元件，使用了CCD裸晶片，但除此之外，作為光電變換元件也可以使用將例如CMOS型攝象元件等的充了電的電容器中的電荷作為圖象信號讀出的破壞性讀出型攝象元件的裸晶片。另外，作為光電變換元件還可以使用破壞性讀出型攝象元件以外的光電變換器件。使用CCD以外的光電變換元件時，不設置cds處理電路21也可以。
在本實施例中，將存儲器16作為雙通路存儲器，但作為存儲器16也可以不用這種雙通路存儲器而使用通常的存儲器。但當存儲器16不是雙通路存儲器時，則必須設有調整由CPU32讀出圖象數據和由A/D變換器14寫入圖象數據用的電路。
另外，在本實施例中，使透鏡部10的4個腳部11分別與CCD裸晶片12的4個角直接接觸，但也可以使該4個腳部11分別與CCD裸晶片12的4個邊(圖5中帶符號▲的部分)接觸。但這時由於在腳部11上反射的反射光入射到CCD裸晶片12上而產生光斑，另外，由於難以從CCD裸晶片12引出連接線，所以最好象在本實施例中說明的那樣，使腳部11與CCD裸晶片12的4個角接觸。
如圖27所示，還可以將透鏡部10的腳部11作成2個，使圖5中帶▲的邊中相對的兩個邊保持切口11A。即使在這種情況下，也可以設有圖10或圖11所示的凸起11Aa或錐面11Ab。
在圖6所示的實施例中，雖然將透鏡部10和箱2A(託架2)構成了一體，但如圖28所示，也可以在兩者之間設有間隙。這時，腳部11的下端用填充劑20粘在基板1上。如果這樣處理，當從外部對託架2施加壓力時，直接傳給透鏡部10的力小，可抑制透鏡部10的破損。在本實施例的情況下，用孔3充當光圈的位置雖然離開了成象透鏡4，但對限光效果的影響程度不大，所以在實際使用上幾乎沒有問題。
可是，一般來說，合成樹脂的熱膨漲率比玻璃的約大10倍，而且折射率隨溫度的變化比玻璃的約大100倍。其結果是如果用合成樹脂形成成象透鏡4，則當溫度變化時，焦距也隨著變化，若不設調整機構，就難以在溫度變化大的情況下使用。因此，在本實施例中，例如採用下述方法，實際上設置了該調整機構。
即，如圖29所示，溫度上升時，腳部11的長度L11變長。凸透鏡的折射率n和焦距f之間的關係大致如下式所示。
f＝k/[2(n-1)]式中，K是與透鏡的球面曲率有關的係數。
因此，如果溫度升高，圖29所示的成象透鏡4的焦距f變化。
現設與單位溫度變化對應的折射率的變化為a(/度)、腳部11的線漲係數為b(/度)。通常，樹脂透鏡的a為負值，其數量級為10-5至10-4，b為正值，其數量級為10-5至10-4。
現假定在常溫下，溫度上升T(度)時，焦點位置的變化為Δf，焦點位置的變化Δf可用下式表示。
Δf＝K[2(n-1+a×T)]-R/[2(n-1)]＝-a×T×K[2(n-1+a×T)×(n-1)]＝-a×T×f/(n-1+a×T)式中R＝2×(n-1)×f通常，n-1》a×T成立，所以上式可如下表示。
Δf＝a×T×f/(n-1)另外，溫度上升T時，腳部11的長度L11的增量ΔL可用下式表示。
ΔL＝b×T×L11因此，實際的焦距面的移動量Δh如下。
Δh＝Δf-ΔL因此，可以通過設計，使Δh在成象透鏡4的焦點深度ΔZ之內，即通過設計，滿足下式|-a×f/(n-1)-b×L11|＜(ΔZ/T)即使溫度變化，也能使調焦位置f1位於CCD裸晶片12的受光面上。
在本實施例中，利用透鏡的象差等限制入射光象的空間頻率，降低在CCD裸晶片12上產生的重影失真。可是，根據攝象機的用途的不同，要求充分抑制在單片彩色攝象機中產生的色幹涉條紋。這時，要求徹底地只抑制特定的空間頻率，但採用上述本實施例中的這種空間頻率限制方法，徹底地只抑制特定的空間頻率是困難的。
因此，如圖30所示，例如可以採用這樣結構的透鏡，即沿通過成象透鏡4中心的平面將其分為成象透鏡4A、4B兩部分，在其分割面上，將成象透鏡4A相對於成象透鏡4B沿水平方向轉動一角度θ，形成不連續面4C。從上方看該成象透鏡4時，如圖31所示。
這時，來自被攝體的光透過上方的成象透鏡4A後在CCD裸晶片12上成象的位置和透過下方的成象透鏡4B後在CCD裸晶片12上成象的位置沿水平方向相距Q大小的距離。即這時下式成立。
θ＝2×atan(Q/2f)其結果是，由成象透鏡4A、4B產生的MTF如圖32所示，空間頻率為1/2Q時，其特性迅速下降。
為了獲得這樣的特性，成象透鏡4的不連續面的方向不一定必須沿水平方向，如圖33所示，也可以沿垂直方向(圖33A)或傾斜方向(圖33B)。
在本實施例中，將透鏡部10的腳部11直接接觸在CCD裸晶片12上，但也可以使其與基板1接觸。圖34示出了這種情況的例。
即，在圖34所示的實施例中，在基板1上形成其形狀比CCD裸晶片12大若干的凹部1A。然後用填充劑20將CCD裸晶片12粘接在該凹部1A上，透鏡部10的腳部11的切口11A被卡在基板1的凹部1A的角部。然後用填充劑20將腳部11的外周粘接在基板1上。其它結構與圖6所示的情況相同。
圖35表示將圖34所示的實施例中的CCD裸晶片12和透鏡部10安裝在基板1上用的工序。
即，如圖35A所示，首先利用能將IC晶片吸住的吸附式夾具501將CCD裸晶片12的攝象面吸住。然後如圖35B所示，預先將填充劑20塗敷在基板1的凹部1A上，如圖35C所示，用晶片焊接法將保持在夾具501上的CCD裸晶片12焊接在基板1的凹部1A內。這時基板1的上表面1B和夾具501的表面501A接觸，CCD裸晶片12的攝象面被定位在與基板1的上表面1B同一高度的位置。
其次，如圖35D所示，將透鏡部10的切口11A卡在通過形成基板1上的凹部1A而形成的角部上。然後如圖35E所示，將填充劑20填充在腳部11的外周和基板1的上表面之間粘接起來。
在該實施例的情況下，由於將CCD裸晶片12焊接在凹部1A內，所以能將CCD裸晶片12的攝象面的高度準確地定位，但在水平面內(XY平面內)的安裝精度有所下降。可是由於能將透鏡部10的腳部11配置在離開CCD裸晶片12的攝象面的位置，所以即使有CCD裸晶片12的接合線(圖中未示出)時，也容易避開它安裝透鏡部10。還能減少腳部11的不良反射的影響。
例如還可將透鏡部10的腳部11作成圖36所示的四面包圍的箱形的腳部，能防止灰塵等進入內部。這時如圖36所示，能將凸起11Aa設置在腳部11的底面上。或者如圖37所示，還可以設計成相對的兩個腳部。而且在這種情況下可以在腳部11的底面上形成圓筒狀的凸起11Aa。
圖38表示圖25所示的攝象裝置的另一結構例。即，在該實施例中，圖25中的時鐘脈衝發生電路31被收容在攝象裝置的內部，同時設有攝象處理電路511代替存儲器16，供給A/D變換器14的輸出。而且在攝象處理電路511中生成輝度信號和色差信號或R、G、B信號等。內部還設有編碼器，例如可變換成NTSC制式的格式視頻數據。其輸出被供給FIFO存儲器512，暫時存儲後按規定的定時讀出。由FIFO存儲器512讀出的數據被輸入並串行(P/S)變換器513，並行數據被變換成串行數據後，通過驅動器515從輸出端517作為正相數據及反相數據輸出。
另一方面，從輸入端輸入的正相數據及反相數據利用接收器516將同相分量除去後輸入調整電路514。調整電路514根據輸入的控制數據控制FIFO存儲器512，寫入來自攝象處理電路511的數據，按規定的定時進行讀出控制，同時控制驅動器515，輸出來自並串行變換器513的數據。
該驅動器515和接收器516符合IEEE1394中規定的串行總線的標準規格。此外，也可以例如根據USD設計。
這樣串行輸出數據，並接收輸入數據的結構，與輸入輸出並行數據時相比較，能防止攝象裝置大型化。
由A/D變換器14進行的前階段的工作情況與圖25中的情況相同，故其說明從略。
圖39是應用本發明的攝象裝置的第2實施例的結構的斜視圖。該攝象裝置也與第1實施例的攝象裝置一樣，通過將託架(箱)52安裝(嵌合)在基板51上，將它們構成一個整體。但該攝象裝置為了比第1實施例的攝象裝置更加小型化、重量輕、價格低，在託架52的上部作為其一部分形成使光成象用的一個成象透鏡54(因此，該託架52相當於第1實施例中的透鏡部10)，另外，在基板51上只安裝對由成象透鏡54成象的光進行光電變換並輸出圖象信號的CCD裸晶片12(圖40至圖42)。託架52由透明材料(例如透明的塑料(如PMMA等)等)構成，在除成象透鏡54的部分之外的護罩部分上形成(鍍敷)了能遮住周邊光線的起光圈作用的遮光膜61，以便使不那麼重要的周邊光線不入射到CCD裸晶片12上。CCD裸晶片12與第1實施例的相同。
圖40是圖39中的攝象裝置的平面圖，圖41及圖42分別是圖39中的B-B』部分或C-C』部分的斷面圖。如上所述，在基板51上只裝有CCD裸晶片12。另外，CCD裸晶片12安裝在這樣的位置，即在將託架52安裝到基板51上時，恰好使CCD裸晶片12與作為託架52的一部分形成的成象透鏡54相對。
在基板51的側面與基板1一樣設有導線55，用於從外部輸入信號或從外部輸入信號。在圖39、圖41及圖42中未示出導線55。
從安裝在基板51上的CCD裸晶片12引出發送和接收信號用的連接線12A，各連接線12A與規定的導線55連接。
如上所述，託架52由透明材料構成，其形狀呈其水平方向的斷面為長方形的箱形(圖41所示的狀態是將上下顛倒後的情況)。而且在其底面(攝象裝置的上部)的中心部分形成作為單片透鏡的成象透鏡54，除該成象透鏡54所在部分外，包括內側在內的其它部分都形成了無反射的塗層。即在託架52上塗敷了遮光性的塗料，或者按這樣的標準加工，形成了遮光膜61。
如圖40所示，引出CCD裸晶片12的連接線12A一側的邊(圖40中的垂直方向的邊)的長度比沒有引出線12A一側的邊(圖40中的水平方向的邊)的長度要長些。因此，如圖41所示，圖40中託架52的4個側面的相對的2組腳部62中在水平方向相對的腳部62之間的距離較短，另外，如圖42所示，圖40中在垂直方向相對的腳部62之間的距離較長。而且將一側相對的腳部62的內側部分挖掉，從而形成切口62A。而且，該切口62A部分被精度良好地嵌合在CCD裸晶片12的縱向兩邊的部分上。
在本實施例中，例如將透明的塑料通過模壓形成託架52(因此，成象透鏡54也和成象透鏡4一樣，是塑料模製單片透鏡)，因此，與成象透鏡54的主點對應的託架52的各部的尺寸的相對精度充分的高。
託架52的一組相對的腳部62的切口62A部分分別嵌合在CCD裸晶片12的圖40中的縱向兩邊部分，與CCD裸晶片12直接接觸。其一組相對的腳部62的長度(圖41中的垂直方向的長度)比另一組相對的腳部62的長度(圖42中的垂直方向的長度)短一些。因此，一組(圖41)相對的腳部62的下端呈離開基板51向上抬起若干的狀態，切口62A以某種程度的壓力直接接觸在CCD裸晶片12的受光面及其側面上(因此，一組(圖41)腳部62呈與CCD裸晶片12接觸的狀態)。該壓力是將託架52嵌合在基板51上之後，一邊施加規定的壓力一邊填加填充劑20，將基板51和託架52粘接固定在一起而產生的。
託架52的另一組(圖42)相對的腳部62比一組(圖41)相對的腳部62長一些，但當切口62A與CCD裸晶片12的受光面接觸後，其下部不接觸基板的距離長。因此，基板51和託架52以使一組(圖41)相對的腳部62與CCD裸晶片12接觸的精度優先的形式粘接起來。
成象透鏡54的光學特性及與CCD裸晶片12接觸的兩個腳部(一組(圖41)相對的腳部)62的尺寸(長度)與用圖14或圖15說明過的情況相同。
如上所述，即使在第2實施例中，安裝了CCD裸晶片12的基板51和形成了成象透鏡54及起光圈作用的遮光膜61的託架52也構成一體，因此應用攝象裝置時，組裝及使用容易，能降低製造成本。
託架52的各部分尺寸對成象透鏡54的主點的相對精度充分地高，同時其一組(圖41)相對的腳部62與CCD裸晶片12的受光面直接接觸，所以成象透鏡54與第1實施例中的成象透鏡4的情況相同，不需要特別調整，就能精確地配置，因此能使攝象裝置體積小、重量輕。
另外，由於在託架52上作為其一部分形成了成象透鏡54，在基板51上只裝有CCD裸晶片12，所以與第1實施例的情況相比較，能進一步使攝象裝置的體積小、重量輕、成本低。
另外，如圖42所示，由於託架52的另一組相對的腳部62之間的距離比CCD裸晶片12的圖40所示的水平方向的長度長，所以連接線12A的連接容易。
其次，說明圖39至圖42所示的攝象裝置的製造方法。首先，將CCD裸晶片12裝到基板51上，同時設置導線55，根據需要，將CCD裸晶片12的連接線12A和導線55連接起來。另一方面，用透明材料模製成形帶有成象透鏡54、腳部62上設有切口62A的託架52後，形成遮光膜61。然後，在使一組相對的腳部62與CCD裸晶片12接觸的狀態下，如圖41及圖42所示，通過填加填充劑20，將基板51和託架52構成一個整體。
在將基板51和託架52構成一體時，與第1實施例的情況相同，不需要進行特別調整，所以能容易地且低成本地製造攝象裝置。
即使在此情況下，也能用透明材料和遮光性的材料模製成形託架52(成象透鏡54)。因此，如圖43所示，能用透明材料形成成象透鏡54，能用遮光性的材料形成腳部62。
另外，如圖44所示，還可以用透明材料包含腳部62形成成象透鏡54，在其外周側和內周側分別罩上一層外貼片91和內貼片92，形成託架52。該外貼片91和內貼片92分別用遮光性材料對應於成象透鏡54的外周側和內周側的形狀形成。或者也可以用黑塗層代替外貼片91和內貼片92。
此外，如圖45所示，也可以例如在將CCD裸晶片12裝在基板51上、再將成象透鏡54裝在基板51上的狀態下，用黑色樹脂66模製基板51和成象透鏡54的外周。
該攝象裝置從外部通過導線55輸入由圖25所示的驅動器13輸出的信號進行驅動，其結果是根據需要，同樣在外部對通過導線55得到的圖象信號進行信號處理。
另外，在第2實施例中，作為對來自成象透鏡54的光進行光電變換的光電變換元件，使用了CCD裸晶片12，但在第1實施例中已說明過，作為光電變換元件也可以使用例如破壞性讀出型攝象元件或其它類型的。
另外，如圖46所示，也可以將圖42中的實施例的基板51作得較大，將各種零件67都配置在該基板51上。
另外，如圖47所示，作為成象透鏡也可以不只是一級結構，還可以構成成象透鏡54A(凸透鏡)和成象透鏡54B(凹透鏡)這樣的2級結構。當然也可以構成3級以上的結構。
圖48表示將應用本發明的攝象裝置100裝入後的攝象機的結構例。圖中與圖25中對應的部分標以相同的符號。攝象裝置100與第1實施例或第2實施例中的攝象裝置的結構相同。但基板1(或51)上裝有CCD裸晶片12和A/D變換器70。在本實施例中，攝象裝置100與第1實施例的結構相同。
A/D變換器70是串行輸出型的A/D變換器，它按具有其輸出周期(從與某象素對應的圖象信號輸出後至與下一個象素對應的圖象信號輸出為止的時間)的1/2周期的抽樣時鐘脈衝p1的定時，對由CCD裸晶片12輸出的圖象信號進行A/D變換，以串行數據的形式輸出上述變換結果得到的數字圖象數據。
A/D變換器70以從外部供給的參考電壓vref為基準，確定分配給抽樣值的位。
作為A/D變換器70也可以使用以串行數據的形式輸出抽樣結果得到的圖象數據的並行輸出型的A/D變換器(這時，不需要後文所述的S/P變換器71)。但作為A/D變換器70使用並行輸出型的A/D變換器時，必須設有以並行數據的形式輸出的圖象數據的位數的導線5，與此不同，在使A/D變換器70為串行輸出型的A/D變換器時，為了輸出圖象數據，只需要1條導線5就夠了。因此，使用串行輸出型的A/D變換器70，能構成小型的攝象裝置100。
S/P(串行/並行)變換器71將由攝象裝置100(A/D變換器70)輸出的串行的圖象數據變換成並行的圖象數據，輸出給D-FF(延遲型觸發器)72及減法電路73。D-FF72根據抽樣時鐘脈衝p1和具有同一周期的時鐘脈衝p2，將來自S/P變換器71的圖象數據延遲1個時鐘脈衝後輸出給減法電路73。減法電路73算出來自S/P變換器71的圖象數據和D-FF72的輸出之間的差分，將該差分值輸出給D-FF74。D-FF74根據具有時鐘脈衝p2的2倍周期(與象素的輸出周期為同一周期)的時鐘脈衝p3，將從減法電路73輸出的差分值每隔1個鎖存1個，輸出給攝象信號處理電路75。
攝象信號處理電路75對D-FF74的輸出進行規定的信號處理。
時標振蕩器76根據從未圖示的時鐘脈衝發生電路供給的時鐘脈衝生成各種定時信號。即，時標振蕩器76與圖25中的時標振蕩器15一樣，生成驅動CCD裸晶片12用的定時信號，供給驅動器13。另外，時標振蕩器76生成上述那種周期的時鐘脈衝p1、p2、p3，分別供給A/D變換器70、D-FF72、73。另外，時標振蕩器76生成S/P變換器71工作用的必要的時鐘脈衝，供給S/P變換器71。時標振蕩器76輸出的各種定時信號互相同步(與來自時鐘脈衝發生電路的時鐘脈衝同步)。
其次，參照圖49中的時間圖，說明其工作情況。來自被攝體的光入射到成象透鏡4上，該光由成象透鏡4成象在CCD裸晶片12的受光面上。在CCD裸晶片12中被接收的光被進行光電變換，與該光對應的圖象信號out根據來自驅動器13的定時信號輸出給A/D變換器70。圖49A示出了由CCD裸晶片12輸出的圖象信號out。
由CCD裸晶片12輸出的圖象信號out在A/D變換器70中按具有其輸出周期的1/2周期的抽樣時鐘脈衝p1(圖49B)的例如上升邊的定時進行A/D變換，其結果得到的數字圖象數據sa(圖49C)以串行數據形式輸出給S/P變換器71。在S/P變換器71中，來自A/D變換器70的串行的圖象數據sa被變換成並行的圖象數據sb(圖49E)，輸出給D-FF72及減法電路73。
在S/P變換器71中進行變換處理需要1個時鐘脈衝的時間，因此，圖象數據sb(圖49E)比圖象數據sa(圖49C)僅慢1個時鐘脈衝的時間。
在D-FF72中，按照由時標振蕩器76供給的具有與抽樣時鐘脈衝p1相同周期的時鐘脈衝p2(圖49D)的例如上升邊的定時，將來自S/P變換器71的圖象數據sb鎖存，因此，只延遲1個時鐘脈衝，作為圖49F所示的圖象數據sc輸出給減法電路73。
這裡，具有與抽樣時鐘脈衝p1相同周期的時鐘脈衝p2由於具有CCD裸晶片12輸出圖象信號out的周期的1/2的周期，所以將圖象數據sb延遲了時鐘脈衝p2的1個周期的圖象數據sc的相位也比圖象數據sb延遲與CCD裸晶片12的象素間距的一半對應的時間。因此，以下將圖象數據sc叫作半象素延遲數據sc為宜。
在減法電路73中，從由S/P變換器71輸出的圖象數據sb減去由D-FF72輸出的半象素延遲數據sc，該相減後的值(差分值)sd(圖49G)被輸出給D-FF74。在D-FF74中，來自減法電路73的相減後的值sd按照由時標振蕩器76供給的具有時鐘脈衝p2的2倍的周期的時鐘脈衝p3(圖49H)的例如上升邊的定時進行鎖存，因此，圖49I所示的圖象數據se被輸出給攝象信號處理電路75。即，在D-FF74中，來自減法電路73的相減後的值sd每隔1個鎖存1個，輸出給攝象信號處理電路75。
圖50表示CCD裸晶片12的內部結構例(所謂的FDA(FloatingDiffusion Amplifier)部分的結構例)。在CCD裸晶片12的受光面上產生的電荷被充入(蓄積在)電容器C中，因此，從輸出緩衝器BUF，與電容器C中蓄積的電荷對應的電壓變化作為圖象信號輸出。然後，開關SW被接通，於是正電壓E被加在電容器C上，電容器C放電(放電到基準電壓)，此後，開關SW被斷開，電容器C處於可用與下一個象素對應的電荷充電的狀態。
在CCD裸晶片12中反覆進行上述的動作，輸出圖象信號，但使開關SW通、斷時發生熱噪聲，與該熱噪聲對應的電壓被保持在電容器C中。另外，在輸出緩衝器BUF中產生所謂的1/f噪聲(起伏噪聲)。因此，當開關SW被接通、再被斷開後(以下宜將開關SW這樣的動作稱為復位)，輸出緩衝器BUF的輸出電平(以下宜將這樣復位後的輸出緩衝器BUF的輸出電平稱為預充電電平)達不到規定的基準電平(例如黑電平等)，呈現出受上述這種熱噪聲及1/f噪聲(以下當含有兩者時，稱噪聲分量)的影響的電平。
因此，通常在對CCD裸晶片12的輸出進行A/D變換處理等之前，通過進行在第1實施例中說明過的相關二重抽樣處理，以獲得降低了噪聲分量的圖象信號。
可是，在使內部裝有CCD裸晶片12的攝象裝置100儘可能地小型化且作為輸出能獲得數字圖象數據的情況下，由於在攝象裝置100內部裝有對CCD裸晶片12的輸出進行相關二重抽樣處理用的如圖25所示的cds處理電路21，所以不能滿足小型化的要求。
因此，在圖48所示的攝象機中，應根據這樣的要求，用A/D變換器70將CCD裸晶片12的輸出變換成數字圖象數據後，如下降低噪聲分量。
即，如圖49A所示，經過上述處理後，從CCD裸晶片12輸出的圖象信號out由構成預充電電平的預充電部分(圖中虛線所示的部分)和構成與電容器C中的充電電荷對應的電平(信號電平)的信號部分(圖中實線所示的部分)構成。而且根據上述噪聲分量的發生原理，上述信號與某信號部分中包含的噪聲分量和它前面的預充電部分中包含的噪聲分量有相關性。即，某信號部分中包含的噪聲分量和它前面的預充電電平大致相等。因此，如果從某信號部分的信號電平減去它前面的預充電電平，就能得到該信號部分的真的信號分量。
在D-FF72、減法電路73及D-FF74中，對來自A/D變換器70的圖象數據sa進行與上述原理對應的處理，能獲得降低了噪聲分量的圖象數據。
即，如上所述，在A/D變換器70中由於來自CCD裸晶片12的圖象信號out按照具有其輸出周期的1/2周期的抽樣時鐘脈衝p1(圖49B)的定時進行A/D變換，所以如圖49C所示，其結果所得到的數字圖象數據sa變成信號電平(vi)和預充電電平(fi)交替排列的狀態。在圖49C中(在圖49E及圖49F中也一樣)，分別在v或f後面標上數字表示信號電平或預充電電平。另外，在應組成的信號電平及預充電電平(某信號電平和它前面的預充電電平)上也附加同一數字。
而且，輸入到減法電路73中的圖象數據sb或半象素延遲數據sc分別是將圖象數據sa延遲1個時鐘脈衝或2個時鐘脈衝後的數據，所以變成圖49E或圖49F所示的形態。另外，在減法電路73中，從圖象數據sb減去半象素延遲數據sb後，從該相減後的值sd中應組成的信號電平及預充電電平求得的數據變成降低了噪聲分量的圖象數據(以下宜稱實際圖象數據)。即，如圖49G中在v』上附加數字所示，相減後的值sd每隔1個出現1個實際圖象數據。在圖49G中，v』#i(#i為整數)表示v#i-f#i的計算結果，x表示無效數據。
因此，在D-FF74中，由於按照圖49H所示的時鐘脈衝p3的定時，將相減後的值sd每隔1個鎖存1個，所以只將實際圖象數據se(圖49I)供給攝象信號處理電路75。
如果按照減法電路73中的減法處理方法，會降低有效位數，但通過適當地設定送給A/D變換器70的基準電壓vref，就能幾乎可以忽視上述的應響。
在攝象信號處理電路75中，如圖49J所示，圖象數據se被變換成模擬信號後被記錄在錄象帶等上。
如上所述，從攝象裝置100以數字形式輸出圖象數據，因此能容易地將它安裝到裝置中。
另外，在A/D變換器70中由於按照具有來自CCD裸晶片12的圖象信號out的輸出周期的1/2周期的的抽樣時鐘脈衝p1的定時進行A/D變換，所以此後能容易地降低圖象數據中含有的噪聲分量。其結果是攝象裝置100中不需要設置降低這種噪聲分量用的電路，能實現輸出數字圖象數據的小型攝象裝置。
可以考慮將上述這種攝象裝置裝入個人計算機中使用。圖51表示這種個人計算機的外觀結構。即在筆記本式個人計算機240的本體241一側的上面形成鍵盤242，在該本體241的側面形成FD安裝部244和PC插件安裝部245。根據需要，將PC插件246裝入PC插件安裝部245，不使用時可以將其取出。LCD243轉動自如地支撐在本體241上，用來顯示給定的字符、圖形等圖象信息。
圖52表示PC插件246的外觀結構。在該實施例中，PC插件246長85.6mm、寬54.0mm、高(厚度)10.5mm。該形狀是作為PCMCIA(個人計算機存儲插件國際協會)標準3型的插件規定的。
如圖53所示，該PC插件246有框體301，滑動構件302相對於該框體301滑動自如地保持著。而且攝象裝置100通過支撐構件303轉動自如地支撐在該滑動構件302上。當將滑動構件302推進框體301內部時，攝象裝置100也被完全收容在框體301的內部。
而且，例如將個人計算機240連接在電話線路等通信線路上，舉行電視電話或電視會議時，如圖53所示，將PC插件246裝入PC插件安裝部245中，通過使滑動構件302相對於框體301滑動，將攝象裝置100拉到個人計算機240的外部。又如圖54所示，以支撐構件303為支點，可使攝象裝置100在約60度至90度的範圍內轉動，將攝象裝置100上的孔3(成象透鏡4)朝向使用者(被攝體)。
圖55表示這樣收容在PC插件246的框體301內的攝象裝置100的內部結構例、即第4實施例。
該實施例的結構基本上與圖6所示的第1實施例相同。但CCD裸晶片12是按照倒裝片的安裝法被安裝在基板1的背面(與成象透鏡4相反的一側)，並使其受光面(攝象面)(圖55中的上側一面)通過在基板1上形成的孔231朝向成象透鏡4。在基板1上形成凸起233，用來限制該CCD裸晶片12的安裝位置。
成象透鏡4安裝在基板1的圖中所示的上面一側(與安裝CCD裸晶片12的面相反一側)上。在基板1上形成凸起232，用來限制該成象透鏡4的安裝位置。利用凸起233的導向作用，將CCD裸晶片12安裝在規定的位置，而且利用突起233的導向作用將成象透鏡4安裝在規定位置，成象透鏡4和CCD裸晶片12被配置在通過基板1上的孔231朝向規定的相對位置。
驅動器13和A/D變換器14配置在基板1的上面一側，其它零件234安裝在基板1的下面一側。
在箱2A的規定位置上形成起光圈作用的孔3，通過填充劑20將該箱2A粘接在基板1上後，通過孔3入射的光入射到成象透鏡4上。該光被成象透鏡4聚光後，通過基板1上的孔231入射到CCD裸晶片12的受光面(攝象面)上。
在該實施例中，在箱2A和成象透鏡4之間設有規定的間隙，當箱2A受外力作用時，該力不會直接傳遞到成象透鏡4上。
在該實施例中，可以設定從箱2A的上端部至成象透鏡4的上端部的距離為1.5mm，成象透鏡4的厚度為2.0mm，從成象透鏡4的下端面至基板1的上表面的距離為4.0mm，基板1的厚度為0.5mm，從基板1的下表面至裝在基板1的下面一側的CCD裸晶片12、零件234等的下端部的距離為1.0mm。特別是通過基板1將CCD裸晶片12安裝在成象透鏡4和本體一側，所以能將基板1配置在成象透鏡4的焦距內，因此與圖6所示的實施例相比較，可以作得更薄。其結果是該實施例的總計厚度為9.0mm。另外，能使該攝象裝置100的水平方向的長度和垂直方向的長度為15mm。因此，如圖53和圖54所示，能將攝象裝置100收容在厚為10.5mm的PC插件246的框體301內部。
圖56表示個人計算機240的內部電路結構例。CPU311根據ROM312中存儲的程序，進行各種處理。RAM313用來存儲CPU311進行各種處理時所需要的程序和數據等。
除了鍵盤242以外，還有PC插件驅動器315、FD驅動器316、數據機318分別連接在通過總線與CPU311連接的輸入輸出接口314上。PC插件246裝入後，PC插件驅動器315與PC插件246之間進行各種數據等的發送與接收。軟盤(FD)317裝入後，FD驅動器316對軟盤317進行數據的記錄或再生。數據機318被連接在電話線路等通信線路上，接收並解調通過通信線路輸入的數據，將其輸出給CPU311，並調製從CPU311供給的數據，輸出到通信線路。
驅動LCD243的LCD驅動器319也連接在輸入輸出接口314上。由話筒320輸入的聲音信號經A/D變換器321進行A/D變換後，被取入輸入輸出接口314。由輸入輸出接口314輸出的聲音數據經D/A變換器322進行D/A變換後，從揚聲器323輸出。
其次，說明其工作情況。例如，在與約定的對方進行電視通話時，使用者將PC插件246裝入PC插件安裝部245中，從PC插件246拉出攝象裝置100，再轉動一規定的角度，如圖54所示，使其朝向自己。
其次，使用者操作鍵盤242輸入對方的電話號碼。CPU311收到該電話號碼的輸入信息後，通過輸入輸出接口314控制數據機318，進行與該電話號碼對應的呼叫動作。
數據機318根據CPU311的指令，進行向對方的呼叫動作，當對方響應該呼叫動作時，將該信息通知CPU311。
這時，CPU311通過PC插件驅動器315，控制PC插件246，取入圖象信號。
在攝象裝置100中，由CCD裸晶片12對通過成象透鏡4形成的使用者的圖象進行光電變換後，再由A/D變換器70進行A/D變換，然後輸出給PC插件驅動器315。PC插件驅動器315將變換成了以PCMCIA標準為依據的格式數據的圖象數據，通過輸入輸出接口314輸出給CPU311。CPU311通過輸入輸出接口314將該圖象數據供給數據機318，再通過通信線路發送給對方。
另一方面，具有同樣裝置的對方的圖象數據通過通信線路被送來後，數據機318接收後對它進行解調，並輸出給CPU311。CPU311收到該圖象數據的輸入信息後，將它輸出給LCD驅動器319，顯示在LCD243上。於是對方的圖象被顯示在LCD243上。
另一方面，使用者將與對方談話的聲音信號用話筒320取入，在A/D變換器321中進行A/D變換。數據機318在CPU311的控制下，通過通信線路將該聲音數據送給對方。
從對方發送的聲音數據由數據機318進行解調。該解調後的聲音數據經D/A變換器322進行D/A變換後，從揚聲器323放音。
這樣，使用者只要將具有攝象功能的PC插件246裝入個人計算機240中，就能簡單地進行電視通話。
在以上的實施例中，用1個透鏡構成了成象透鏡，但如圖47所示，成象透鏡也可以用多個透鏡構成。
如果採用本發明的第1方面所述的攝象裝置和第15方面所述的攝象裝置的製造方法，將託架和基板一體化，託架的護罩將外界光遮住，同時起遮住周邊光線的光圈的作用，託架上還設有1個使光成象的成象透鏡，基板上至少裝有對由成象透鏡成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件。因此，能使攝象裝置體積小、厚度薄、重量輕，其組裝和使用也容易。另外，可使用低象素數的光電變換元件。
如果採用第16方面所述的攝象裝置，則由於能設定有效象素的間距比攝象有效區域的1/(200F)的值大，所以能實現成本低、厚度薄的攝象裝置。
如果採用第17方面所述的攝象裝置，則由於使光成象的1個成象透鏡的一部分與對由該成象透鏡成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件直接接觸，所以不僅能具有與第1方面相同的效果，而且不需要進行成象透鏡和光電變換元件之間的光學調整。
如果採用第21方面所述的攝象裝置，則光電變換元件和A/D變換器被組裝在1個箱內。因此，不僅能具有與第1方面相同的效果，而且能提供輸出數字圖象數據的小型攝象裝置。
如果採用第26方面所述的信號處理裝置及第27方面所述的信號處理方法，則當圖象數據是按電荷耦合器件輸出圖象信號的周期的1/2周期的時鐘脈衝定時對圖象信號進行了A/D變換的圖象數據時，將圖象數據延遲1個時鐘脈衝，算出圖象數據和延遲1個時鐘脈衝後的圖象數據的差分。而且將該差分每隔一個輸出一個。因此能降低電荷耦合器件輸出的圖象信號中含有的噪聲分量。
如果採用第28方面所述的攝象拾音裝置，則由於將基板和託架構成一體的攝象裝置收容在框體內，所以能使體積小、厚度薄、重量輕、而且成本低。
如果採用第32方面所述的信息處理裝置及第33方面所述的信息處理方法，則由於取入並處理攝象拾音裝置的由攝象裝置輸出的圖象信號，所以在任何場所都能簡單地傳送圖象信號。
權利要求
1.一種攝象裝置，備有帶護罩的託架和基板，上述帶護罩的託架上設有使光成象的至少一個成象透鏡，該護罩起遮住周圍光線的光圈作用、且遮住外界光線，上述基板上至少裝有對由上述成象透鏡成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件，該攝象裝置的特徵在於帶護罩的託架和基板構成一個整體。
2.根據權利要求1所述的攝象裝置，其特徵在於在上述託架的一部分上形成上述成象透鏡。
3.根據權利要求1所述的攝象裝置，其特徵在於在上述託架和上述成象透鏡之間形成規定的間隙。
4.根據權利要求1所述的攝象裝置，其特徵在於上述託架採用模製成形的方法將構成上述成象透鏡的透明材料和構成起遮住周邊光線的光圈作用的護罩的遮光性材料構成一體。
5.根據權利要求1所述的攝象裝置，其特徵在於上述託架在構成上述成象透鏡的透明材料上形成遮住周邊光線的遮光膜。
6.根據權利要求1所述的攝象裝置，其特徵在於上述託架在構成上述成象透鏡的透明材料上被覆遮住周邊光線的塗層。
7.根據權利要求1所述的攝象裝置，其特徵在於上述成象透鏡具有規定的球面象差，且上述光電變換元件配置在離開上述成象透鏡的聚焦位置一規定距離的位置，以使上述成象透鏡對點光源在上述光電變換元件中的應答的半光譜幅值比上述光電變換元件中的象素間距大。
8.根據權利要求1所述的攝象裝置，其特徵在於上述光電變換元件設置在其攝象面被上述成象透鏡造成彎曲了的象面的中途，上述成象透鏡在由上述成象透鏡造成彎曲了的象面和上述攝象面的交點處能獲得規定量的散焦。
9.根據權利要求1所述的攝象裝置，其特徵在於上述成象透鏡在中心線上有不連續的面。
10.根據權利要求1所述的攝象裝置，其特徵在於上述光電變換元件是裸晶片。
11.根據權利要求1所述的攝象裝置，其特徵在於上述光電變換元件配置在上述基板上與上述成象透鏡所配置的面相反一側的面上。
12.根據權利要求1所述的攝象裝置，其特徵在於上述成象透鏡焦距在5mm以下，上述光電變換元件的對角線長度在4mm以下，從光入射側的上述成象透鏡的端部至其相反一側的端部的厚度在9mm以下。
13.根據權利要求1所述的攝象裝置，其特徵在於上述託架和成象透鏡由合成樹脂構成，上述託架有規定上述成象透鏡和上述光電變換元件的距離的腳部，與常溫下溫度變化對應的上述成象透鏡的焦距的變化和上述腳部長度的變化之差在上述成象透鏡的焦深的範圍內。
14.根據權利要求1所述的攝象裝置，其特徵在於上述成象透鏡是1個透鏡，當設定上述光電變換元件的攝象面的長邊的長度為Lh、規定的常數為A、B、C時，其焦距f滿足下式A×Lhc＜f＜B×Lhc
15.一種攝象裝置的製造方法，特徵在於包括以下工序將對入射的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件安裝到基板上的工序；對使光在上述光電變換元件上成象的一個成象透鏡形成遮住周圍光線的部分的工序；以及使上述成象透鏡與上述基板構成一個整體的工序。
16.一種攝象裝置，它備有使光成象的一個成象透鏡，以及至少裝有對由上述成象透鏡成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件的基板，該攝象裝置的特徵在於當用上述成象透鏡孔徑D和焦距f規定的F數為F時，上述光電變換元件的有效象素的間距被設定成比攝象有效區域的1/(200F)大的值。
17.一種攝象裝置，備有使光成象的一個成象透鏡，以及對由上述成象透鏡成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件，其特徵在於上述成象透鏡的一部分與光電變換元件直接接觸。
18.根據權利要求17所述的攝象裝置，其特徵在於在上述成象透鏡上設有多個腳，上述多個腳與上述光電變換元件直接接觸。
19.根據權利要求18所述的攝象裝置，其特徵在於上述多個腳使入射到它上面的光不到達上述光電變換元件上。
20.根據權利要求18所述的攝象裝置，其特徵在於上述腳有3個以上的側面，其側面中的2個側面與上述成象透鏡的光軸相對。
21.一種攝象裝置，其特徵在於備有對入射到受光面上的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件，以及對由上述光電變換元件輸出的上述圖象信號進行A/D變換的A/D變換器，上述光電變換元件及A/D變換器組裝在一個箱內。
22.根據權利要求21所述的攝象裝置，其特徵在於上述A/D變換器是串行輸出型的A/D變換器。
23.根據權利要求21所述的攝象裝置，其特徵在於上述箱內備有根據上述A/D變換器的輸出生成輝度信號或R、G、B信號的生成裝置，以及將上述生成裝置的輸出作為串行數據輸出到外部，同時取入來自外部的串行控制數據的串行數據收發裝置。
24.根據權利要求21所述的攝象裝置，其特徵在於上述光電變換元件是電荷耦器元件，上述A/D變換器按照具有上述電荷耦合器件輸出上述圖象信號的周期的1/2周期的時鐘脈衝的定時對上述圖象信號進行A/D變換。
25.根據權利要求21所述的攝象裝置，其特徵在於還備有存儲上述A/D變換器的輸出的存儲器。
26.一種信號處理裝置，它是對由電荷耦合器件輸出的圖象信號進行A/D變換後的數字圖象數據進行處理的信號處理裝置，其特徵在於備有當上述圖象數據是按具有上述電荷耦合器件輸出上述圖象信號的周期的1/2周期的時鐘脈衝定時，對上述圖象信號進行了A/D變換的圖象數據時，將上述圖象數據延遲1個時鐘脈衝的延遲裝置；計算上述圖象數據和上述延遲裝置的輸出的差分的運算裝置；以及將由上述運算裝置輸出的差分每隔一個輸出一次的輸出裝置。
27.一種信號處理方法，它是對由電荷耦合器件輸出的圖象信號進行A/D變換後的數字圖象數據進行處理的信號處理方法，其特徵在於包括當上述圖象數據是按具有上述電荷耦合器件輸出上述圖象信號的周期的1/2周期的時鐘脈衝定時，對上述圖象信號進行了A/D變換的圖象數據時，將上述圖象數據延遲1個時鐘脈衝的步驟；計算上述圖象數據和延遲了1個時鐘脈衝的上述圖象數據的差分的步驟；以及每隔一個上述差分輸出一次的步驟。
28.一種攝象拾音裝置，其特徵在於備有能隨意在信息處理裝置上裝卸的框體和收容在上述框體中的攝象裝置，上述攝象裝置備有設置了使光成象的一個成象透鏡的，起遮住周圍光線的光圈作用、且遮住外界光線的帶護罩的託架，以及裝有對由上述成象透鏡成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件且與上述託架構成一體的基板。
29.根據權利要求28所述的攝象拾音裝置，其特徵在於上述攝象裝置相對於上述框體滑動自如。
30.根據權利要求28所述的攝象拾音裝置，其特徵在於上述攝象裝置相對於上述框體轉動自如。
31.根據權利要求28所述的攝象拾音裝置，其特徵在於上述攝象拾音裝置構成PC插件。
32.一種裝有攝象拾音裝置的信息處理裝置，它備有被收容在框體內的攝象裝置，上述攝象裝置備有設有使光成象的一個成象透鏡的起遮住周圍光線的光圈作用、且遮住外界光線的帶護罩的託架，以及裝有對由上述成象透鏡成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件且與上述託架構成一體的基板，該信息處理裝置的特徵在於備有取入來自上述攝象裝置的圖象信號的取入裝置，以及對由上述取入裝置取入的上述圖象信號進行處理的處理裝置。
33.一種裝有攝象拾音裝置的信息處理裝置的信息處理方法，該信息處理裝置備有被收容在框體內的攝象裝置，上述攝象裝置備有設有使光成象的一個成象透鏡的起遮住周圍光線的光圈作用、且遮住外界光線的帶擴罩的託架，以及裝有對由上述成象透鏡成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的光電變換元件且與上述託架構成一體的基板，該信息處理方法的特徵在於包括取入來自上述攝象裝置的圖象信號的步驟，及處理取入的上述圖象信號的步驟。
全文摘要
這樣構成攝象裝置在基板1上裝有對由設在託架2上的成象透鏡4成象後的光進行光電變換並輸出圖象信號的CCD裸晶片12。在託架2上設有成象透鏡4，其護罩被作成起遮住周圍光線的光圈作用、且遮住外界光線的箱2A。在箱2A上設有使來自被攝體的光入射到成象透鏡4上用的圓形孔3。託架2安裝在上述的基板1上。
文檔編號H04N5/225GK1159271SQ96190793
公開日1997年9月10日 申請日期1996年5月30日 優先權日1995年5月31日
發明者上田和彥 申請人:索尼公司