光学式画像記録装置及び関連する処理装置
レンズ系（２１、２２、２３）とボディ（２０）とを備え、該ボディは、低い高さ（ｂ）及び低く幅の広い面（２０１、２０２）を有する形態を備えていて、上記幅の広い面の中の一つの幅の広い面を通して光学情報を受け取るようになされており、また、上記ボディは、感光領域を有する画像記録装置（２５）を収容するようになされている、光学情報の電子的な記録を行う光学式画像記録装置が提供される。上記レンズ系は、第１の光学軸（２１１）を有する前方レンズ群（２１）と、１又はそれ以上のレンズから構成されていて第２の光学軸（２２１）を有する後方レンズ群（２２）と、上記第１の光学軸（２１１）を１８０°未満の角度（ａ）で折り曲げて上記第２の光学軸（２２１）に結合する反射要素（２３）とを備えており、上記レンズ系は上記ボディの中に収容されている。また、光学情報及び他の情報の電子信号の記録及び処理を行う光学式画像記録／処理装置が提供される。この光学式画像記録／処理装置は、データバス・インターフェースを有する一対のコネクタデバイス（１００１、１３０１）から成り、電子信号の送信及び受信を行う手段を備えており、上記一対のコネクタデバイスの中の一方のコネクタデバイス（１００１）は、光学式画像記録装置に収容されていて、画像処理装置に収容されている他方のコネクタデバイス（１３０１）に直接接続されるように構成されている。この光学式画像記録／処理装置は、画像記録装置及び画像処理装置の相互接続を案内するガイド手段(１００４、１１０１)を備えることができる。
【発明の詳細な説明】
光学式画像記録装置及び関連する処理装置１．発明の背景 本発明は、光学式画像記録装置及び関連する処理装置に関する。
技術分野 通常のカメラ及び電子カメラの如き光学式画像記録装置は、種々の設計及び寸法のものが入手可能である。
携帯用カメラは、通常、バッグ又はポケットに入れて携行することができるように、小型化されている。そのような携帯用カメラの一般的な問題は、その寸法及び形状が、クレジットカード又は運転免許証の如き個人装備品のように持ち運ぶことを非実用的且つ不便にするということである。
電子カメラも、永続的な装置に組み込まれた内蔵カメラ、あるいは、携帯用カメラのように、種々の用途について異なる設計のものが入手可能である。そのような電子カメラは、通常、１又はそれ以上のプリント回路基板（ＰＣＢ）に基づいて構成されており、平面の２つの方向における最小寸法が必要とされる。上記カメラの高さは、通常、使用されるレンズ系の寸法に依存し、従って、該レンズ系の焦点距離に完全に依存する。
上述の画像記録装置の欠点は、小型化することが困難であるということである。
上述のカメラのための従来技術のレンズ系は、その有効レンズ高さがそのレンズ系の焦点距離の約１倍まで減少するように、限定された数のレンズを用いることによって、小型化されることが多い。
ほんの少数のレンズ（一般的には、一つだけのレンズ）を用いた場合、生成された画像が、満足することのできない解像度及び性能を有することになる。従って、合理的な解像度を得るためには、アパーチュア（開口）を減少させることが必要であるが、感光性が低下する。
また、高さを低く維持する場合には、短い焦点距離、従って、広角の視野しか使用することができない。レンズの焦点距離が増大すると、上記高さが増大することになる。
特に電子カメラに関する別の欠点は、記録した光学情報の伝送は、カメラと画像処理装置とを接続する煩雑な外部ケーブルを必要とするか、あるいは、ディスケット又は半導体メモリの如き交換可能な記憶装置を必要とする、ということである。上記２つのデータ媒体に関しては、煩雑なケーブルを排除することができるが、画像処理装置を制御するためのソフトウエアをデータ媒体にロードすることを必要とし、従って、データ媒体にスペースを必要とする。
従来技術 特開平１−１７６１６８号（ＪＰ０１−１７６１６８）は、１０ｍｍ以内の厚さを有するプラスチック樹脂カードの形態のカメラ本体から成るコンパクトな電子スチルカメラを開示している。このカードカメラは、二次元的なＣＣＤ画像センサと、画像を電子的に記録する半導体メモリと、カードカメラの中の回路を画像再生装置の回路に接続して静止画像情報を上記画像再生装置へ伝送するコネクタとを備えている。このカメラには、カードカメラを平坦にする必要がある場合に取り除かれる、着脱可能なレンズが設けられている。
ドイツ特許第２６５９７２９号（ＤＥ２６５９７２９）は、内蔵型のズームレンズを収容する２回にわたって９０°折れ曲がった光学軸を有する、単レンズ型レフレックス・ポケットカメラを開示している。このカメラは、カメラ本体すなわちボディの一側部を通して光学情報を受け取る。そのような装置は、ボディの高さが低い場合に、ビューファインダーが適正に形成されない、すなわち、ビューファインダーを通して被写体を見ることが困難である、という欠点を有している。ボディ高さが非常に低いカメラではビューファインダーを通して見ることが不可能である。また、上記ドイツ特許に開示された光学装置をスケールダウンするためには、非常に小さく且つ薄いレンズを必要とし、そのような小さく且つ薄いレンズは、現在の技術では小さな寸法公差で製造することが困難であり、取り扱うことは実際的ではない。壁の上に平らに装着しなければならない画像記録装置（例えば、ドアホンの一部として）に関しては、光学情報をカメラ本体の側部を通して受け取ることは許容されない。
ドイツ特許第２５５３３９５号（ＤＥ２５５３３９５）は、導波管に接続された反転型の望遠対物レンズから成るエンドスコープ（内視鏡）の対物レンズを開示している。エンドスコープは、低い高さ及び広い表面を有する形態の本体すなわちボディを備えおらず、また、画像記録装置、ビューファインダー及び半導体メモリを有する光学式画像記録装置も備えていない。エンドスコープの対物レンズを、１．９よりも小さいＳ比（Ｓ−ｒａｔｉｏ）を有する（すなわち、画像記録装置の対角線が、画像記録装置のボディの高さに比較して大きい）画像記録装置のボディの中に収容することができず、また、エンドスコープの対物レンズに基づく高解像度画像記録装置を、財布の中に保持されるべき寸法を有するボディ、あるいは、タイプＩＩのＰＣＭＣＩＡカードの形態のボディの中に収容することもできない。
特開昭６３−１９９３１２号（ＪＰ６３−１９９３１２）は、小さい画像サイズ及び短い焦点距離を意図した電子カメラを開示している。このカメラは、ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタを収容することのできる長い背面焦点を有する、非折り畳み型のレンズ系を使用している。非常に薄いレンズを必要とするが、そのようなレンズは、レンズ厚さの変化の影響を非常に受けやすくなる、すなわち、レンズ厚さの変化に敏感になるので、実際的な観点から望ましいものではない。有効レンズ高さを効果的に極めて小さくすることは不可能である。従って、非常にコンパクトな高解像度カメラを製造することはできない。
欧州特許第６７６６６３号（ＥＰ０６７６６６３）は、隠れたカメラすなわち隠しカメラとして使用するのに適したコンパクトカメラを開示している。レンズ部分は、カメラの厚さを最小限にするように構成されている。一つの実施の形態において、このカメラは、ピンホールが形成されている平板なボディと、この平板なボディに設けられたレンズとを備えている。平板状ボディを維持するためにごく短い焦点距離しか許容できない。このレンズは、単一要素の非球面レンズである。非球面レンズは、低い解像度及び限定されたスピードを生じさせ、高解像度の用途に関しては許容されない。また、背面焦点は、複数の複屈折板から成る色フィルタをレンズとＣＣＤとの間に挿入するための十分なスペースを与えるには短すぎる。従って、高解像度の用途に関しては、エイリアシングが生ずる可能性がある。
２．発明の開示光学式画像記録装置 本発明の第１の観点においては、コンパクトで平坦な形態で収容することのできる、特に、財布の中、あるいは、クレジットカードを持ち運ぶように設計された小型のハンドバッグの中に保持することできるコンパクトで平坦なカメラの中に収容することのできる、光学情報を記録するための光学式画像記録装置を提供することが目的である。
本発明の別の目的は、従来技術のコンパクトな小型の多レンズ系に比較して、光学情報の速度及び解像度が十分に維持されるような、光学式画像記録装置を提供することである。
本発明の別の目的は、複屈折ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタ、好ましくは、２以上の複屈折水晶板を含むフィルタを備えることのできるような、光学式画像記録装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、レンズ厚さの変化に対する感度の低い画像記録装置を提供することである。
本発明によれば、上述の目的は、レンズ系及びボディを備えており、該ボディは、低い高さ及び幅の広い面を有する形態を備えていて、上記幅の広い面の一つを通して光学情報を受け取るようになされており、また、上記ボディは、感光領域を有する画像記録装置を収容するようになされている、光学情報の電子的な記録を行う光学式画像記録装置であって、上記レンズ系は、第１の光学軸を有する前方レンズ群と、第２の光学軸を有する１又はそれ以上のレンズから成る後方レンズ群と、上記第１の光学軸を１８０°よりも小さい角度ａで折り曲げて上記第２の光学軸と組み合わせる反射要素とを備えており、上記レンズ系は、上記ボディの中に収容されており、これにより、コンパクトで平坦な形態を達成するように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置を提供することによって、達成される。
より詳細に言えば、本光学式画像記録装置は、財布の中、あるいは、クレジットカードを持ち運ぶように設計された小さなハンドバッグの中に保持することのできるコンパクトで平坦なカメラとして具体化することができる。そのようなカメラは、例えばカード型のカメラの如き従来技術のカメラに比較して、上述のような財布又はハンドバッグに挿入する前に、上記レンズ系を取り外すことを必要としないという利点を有している。
上記レンズ系の焦点距離を長くすることができるという利点も備えている。これとは対照的に、従来技術の焦点距離は、対物レンズをボディの表面からあまり長く突出しないようにするために、短くしなければならない。
また、上記レンズ系は、特に高解像度の電子カメラ用の光学フィルタ（例えば、ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタ）を備えることができるという利点も備えている。
レンズ系 本発明によれば、レンズ系は、第１の光学軸を有する前方レンズ群と、第２の光学軸を有する１又はそれ以上のレンズから成る後方レンズ群と、上記第１の光学軸を１８０°よりも小さい角度ａで折り曲げて上記第２の光学軸と組み合わせる反射要素とを備えており、これにより、レンズ系を、上記ボディの内部に収容し、従って、従来技術のコンパクトで平坦なカメラの折り曲げられないレンズ系に比較して、有効レンズ高さを小さく維持することができる。
また、上記ボディの幅の広い面の一つを通して受け取られる光学情報は、上記レンズ系によって受け取られ、速度及び解像度を維持しながら、上記画像記録装置へ伝送される。
上記前方レンズ群及び後方レンズ群はそれぞれ、負のレンズ及び／又は正のレンズとすることができる。
好ましい実施の形態においては、上記前方レンズ群は、負のレンズであり、また、上記後方レンズ群は、正のレンズであり、これにより、逆転した望遠レンズを実現することができる。
別の好ましい実施の形態においては、上記前方レンズ群は、正のレンズであり、また、上記後方レンズ群は、負のレンズであり、これにより、望遠レンズを実現することができる。
前方レンズ群 前方レンズ群は、１又はそれ以上のレンズから構成することができる。
また、視野の画角が小さく、反射要素が本装置に入る極光線を受け取るように焦点距離が十分に長い特殊な場合においては、本レンズ群は、窓から構成することができる。
前方レンズ群は、当業者に周知のように設計することができる。望ましい視野の画角は、前方レンズ群の形状及び複雑性の決定要因である。広い視野の画角に関しては、前方レンズ群は、負のレンズであって、後方レンズ群と共に逆転した望遠レンズ系を構成する。そのようなレンズ系は、前方レンズ群と後方レンズ群との間に反射要素のためのスペースを許容するように設計することができる。特にボディを平坦な構造にするために、前方レンズ群の最後の面の直径を最小限にし、これにより、反射要素の寸法を最小限にすることができるようにする必要がある。広くかつ中程度の視野の画角に関しては、前方レンズ群の直径及び複雑性は、その視野の画角を小さくすることによって、低減することができる。
視野の画角を減少させると、前方レンズ群のレンズの数を減少させることができ、その理由は、視野が小さいと収差が小さく、これにより、レンズ高さを更に低減することができるからである。
また、レンズ系のスピードの減少、及び／又は、焦点距離の増大は、第１のレンズ群の直径を減少させ、これにより、レンズ高さを減少させる。
特定の実施の形態においては、前方レンズ群の屈折率を大きくし、これにより、前方レンズ群の最後の面の直径を小さくすると共に、反射要素の寸法を小さくすることができる。しかしながら、そのような構成は、高品質のレンズ系にとっては望ましくない、大きな幾何学的ひずみを導入する。しかしながら、画像記録装置として半導体画像センサを用いることによって、レンズ系の幾何学的ひずみを電子的に補正することができる。前方レンズ群は、勾配屈折率（ＧＲＩＮ）レンズ、特に、半径方向の勾配屈折率レンズを備えることができ、これにより、レンズ高さを減少させるか、あるいは、高品質の画像を得ることができる。
非球面レンズも同様に使用することができる。
前方レンズ群は、正のレンズ又は負のレンズとすることができる。好ましい実施の形態においては、前方レンズ群は、単一の負のレンズから構成される。
後方レンズ群 本発明によれば、本レンズ系は、第２の光学軸を有する１又はそれ以上のレンズから成る後方レンズ群を備えており、上記単数又は複数のレンズは、屈折、回折又はこれらの組み合わせによって、入射光線を曲げ、これにより、反射要素によって反射された光学情報を画像として形成することができる。
レンズの数及びレンズの構造は、レンズ系が、所望の視野の画角、レンズスピード及び画像品質でシャープな画像を形成することができるように、選択される。特に、広い画角及び大きなレンズスピードに関しては、多要素から成る後方レンズ群を用いてシャープな画像が得られるようにするのが好ましい。
一つの実施の形態においては、後方レンズ群は、その中の１つが色消しレンズである４つのレンズと、開口絞りとから構成される。残りの３つのレンズは、集光レンズ、メニスカスレンズ及び凹レンズである。
シャープな画像を形成する適宜な後方レンズ群は、他のレンズ及び他のレンズの組み合わせを用いて、当業者により設計することができ、また、そのような後方レンズ群は、例えば、ズームの如き他の機能を備えることができる。
上記レンズは、所望の波長を有する光線を通過させる適宜な材料から形成される。波長は、一般的に、電磁スペクトルの可視範囲にあるが、例えば赤外線範囲の如き波長も含まれる。適宜な材料は、当業者に周知である。そのような材料は、ガラス、プラスチック又は液体から成る透光性の材料を含む。光学用のガラス又はプラスチックが好ましい。
特に、軸方向の勾配屈折率（ＧＲＩＮ）レンズを用いて、簡単な構造又はより高品質の画像を得ることができる。
上記レンズの中の１又はそれ以上のレンズを光学的な回折要素から構成し、これにより、後方レンズ群を更に簡単にし、スピードを高め、あるいは、高い画像品質を得ることができる。
非球面レンズを用いることもできる。
標準レンズ及び対物レンズに関しては、厚いレンズ、特に、軸方向の勾配屈折率レンズ、及び、種々のレンズを、有効レンズ高さを増大させることなくあるいは殆ど増大させることなく用いることができるという利点があるので、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差及び歪曲収差など種々のレンズ収差の補正を行うことができる。有効レンズ高さのそのような増大は、前方レンズ群と後方レンズ群との間の折り曲げ角度に依存する。
後方レンズ群は、１又はそれ以上のフィルタを備えることができる。
反射要素 本発明によれば、レンズ系は、反射要素を備えており、この反射要素は、第１の光学軸を１８０°よりも小さい角度ａで折り曲げて第２の光学軸と組み合わせ、これにより、前方レンズ群が受け取った光学情報（光束）を後方レンズ群へ伝達して画像記録装置に像を形成することができる。
反射要素は、当業者に周知の適宜な反射要素、例えば、プリズム又は鏡とすることができる。
好ましい実施の形態においては、反射要素を第１の平面鏡から構成し、これにより、光束を基材を通過させることなく反射させる。
上記第１の平面鏡の基材は、反射面と共に良好に機能するように選択されなければならない。そのような基材は、ガラス、特に、フロートガラス（ｆｌｏａｔ ｇｌａｓｓ）の如き、剛性材料とすることができるが、プラスチック、あるいは、アルミニウムの如き金属を使用することもできる。特定の実施の形態においては、反射要素は、研磨された反射面を有するアルミニウム基材から構成される。
好ましい実施の形態においては、前方レンズ群及び反射要素は、１つのプリズムから構成される。
追加の反射要素 別の好ましい実施の形態においては、レンズ系は、追加の反射要素を備えており、この追加の反射要素は、上記第２の光学軸を折り曲げて画像記録装置の光学軸と組み合わせ、これにより、レンズ系の特にコンパクトな形態を得ることができる。
追加の反射要素は、上述の第１の反射要素に関して説明したように、選択することができる。
好ましい実施の形態においては、追加の反射要素は、１つのプリズムから構成される。
開口絞り レンズ系の開口絞り（アパーチュア絞り）は、当業者に周知の適宜な方法で設計することができる。開口絞りは、第１の反射要素の後に設けられた絞り、特に、後方レンズ群に設けられた絞りによって決定される。
光学軸の折り曲げ及び方向決め 本発明によれば、レンズ系は、反射要素を有する折り曲げ型のレンズ系であって、上記反射要素は、第１の光学軸を１８０°よりも小さい角度ａで折り曲げて第２の光学軸と組み合わせ、これにより、レンズ系をコンパクトな形態に維持することができ、特に、従来技術の非折り曲げ型のレンズ系よりもかなりコンパクトな形態を得ることができる。
また、特に後方レンズ群に比較的厚いレンズを使用することができ、これにより、比較的壊れにくい寸法のレンズ、例えば、勾配屈折率レンズ（ＧＲＩＮレンズ）を用いることができ、特に、軸方向のＧＲＩＮレンズを用いることができる。そのようなレンズは、Ｌｉｇｈｔｐａｔｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（米国アリゾナ州Ｔｕｓｃｏｎ）から入手可能である。
また、後方レンズ群を多数のレンズから構成して、少数のレンズから成る後方レンズ群に比較して、収差の調節すなわち制御を良好に行うことができる。この構成は、一般的には大きな直径を有する前方レンズ群を備える、高速のレンズ系を設計する場合に、特に重要である。
好ましい実施の形態においては、上記第１の光学軸及び上記第２の光学軸は、９０°又はそれ未満の角度を形成し、これにより、特にコンパクトなレンズ系を得ることができる。
また、更に別の好ましい実施の形態においては、上記第２の光学軸及び上記画像記録装置の光学軸は、９０°又はそれ未満の角度を形成し、これにより、画像記録装置の範囲に応じて、更にコンパクトなレンズ系を得ることができる。よくあるように、画像記録装置が大きい場合には、よりコンパクトな装置が得られる。
上記光学軸の方向決めは、適宜な目的に合わせて設計することができる。好ましい実施の形態においては、上記第１の光学軸及び上記画像記録装置の光学軸は、実質的に同じ平面にある。
更に、上記第１の光学軸及び上記画像記録装置の光学軸は、実質的に平行である。
Ｓ比 特に好ましいレンズ系は、４よりも小さいＳ比（光学系の高さＨを形成された画像の周円の直径Ｄで除した値）を有しており、このＳ比は、２．５５以下であるのが好ましく、１．７以下であるのがより好ましく、１．２以下であるのが最も好ましい。上記光学系の高さＨは、レンズ、フィルタ、開口絞り、画像記録装置及びそのボディを含む光学系の任意の部分から第１の光学軸に投影された最大距離である。
上の説明から分かるように、Ｓ比が小さいと、コンパクトな光学装置が得られる。
特に好ましい光学装置は、２．５５あるいはそれ以下のＳ比を有しており、これにより、レンズ系は、例えば、１／４インチの高解像度ＣＣＤに適したサイズの画像を形成することができ、光学装置全体をタイプＩＩＩのＰＣＭＣＩＡ規格に合致する高さｂを有する画像記録装置のボディの中に収容することができる。
肉厚が大きく、アラインメントを容易に行える大きな近軸画像高さを有する、「ヘビーデューティ」な実施の形態に関しては、２．１あるいはそれ未満のＳ比が好ましい。
他の好ましい光学装置は、１．７あるいはそれ未満のＳ比を有しており、これにより、１／４インチの画像記録装置（例えば、ＣＣＤ）を使用する高解像度の光学装置を、例えば、財布の中、又は、クレジットカードを持ち運ぶための小さなバッグの中に画像記録装置を保持するために望ましい約７ｍｍの高さｂを有する、画像記録装置のボディの中に収容することができる。
更に別の好ましい光学装置は、１．２あるいはそれ未満のＳ比を有しており、これにより、１．４インチの画像記録装置（例えば、ＣＣＤ）を使用する高解像度の光学装置を、タイプＩＩのＰＣＭＣＩＡ規格に合致する高さｂを有する画像記録装置のボディの中に収容することができる。
前方レンズが良好に保護された「ヘビーデューティ」な実施の形態に関しては、１又はそれ未満のＳ比が好ましい。
Ｓ比は、上述の用途に限定されるものではない。対象とする用途に適したＳ比を有する適正な装置を設計することができる。
高さ比 レンズ系の有効レンズ高さｈと有効焦点距離ｆとの高さ比は、１．７未満であるのが好ましく、また、１．５未満であるのが特に好ましく、これにより、従来技術の高解像度のレンズ系に比較して、特にコンパクトで平坦な形態を得ることができる。
広い面を通しての光学情報の受け取り 本発明によれば、レンズ系は、光学式画像記録装置のボディの幅の広い面の一つを介して光学情報を受け取る。これにより、ビューファインダーを適正に形成することができる。すなわち、ビューファインダーを容易に見通して、撮像すべき被写体だけを見ることができる。ボディの高さを極めて低くすることができるので、ボディの一側部を通して光学情報を受け取ることは適当ではない。
側部から光学情報を受け取る装置では、ビューファインダーを目の前に適正に位置決めすることは困難である。また、そのような装置に関しては、ビューファインダーは、大きなスペースを占めることになる。
そのような装置とは対照的に、本発明の光学式画像記録装置は、容易に静止状態に保持して作動させることができる。そのような装置のいずれの部分も、ユーザから突出することがなく、一方又は両方の手で安定した状態に保持することができ、これにより、人間工学的に正しい姿勢で装置を作動させることができる。
壁に取り付けられる平坦な画像記録装置の場合は、光学情報を幅の広い面を介して受け取らなければならない。
画像記録装置 本発明によれば、ボディは、感光領域を有する画像記録装置を収容する。この画像記録装置は、レンズ系によって画像に形成された光学情報を画像処理装置で処理することのできる信号の形態として記録することのできる、適宜な装置から構成することができる。
画像記録装置は、感光性の電子装置、特に、電荷結合素子（ＣＣＤ）、金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）等の如き、半導体画像センサであるのが好ましい。
半導体画像センサを使用する場合には、レンズ系の幾何学的ひずみを電子的に補正することができ、これにより、レンズ系の大きな幾何学的ひずみを許容することができる。この構成は、前方レンズ群を強い屈折率として、前方レンズ群の最後の面の直径、並びに、第１の反射要素の寸法を小さくすることができ、その結果、レンズ系の高さを低減できる、という利点を有している。
画像記録装置のアスペクト比は、光学軸から測定した画像記録装置の活動視野の半径がレンズ系の実際の画像高さの範囲内にある限り、広い範囲の中で選択することができる。上記半径が大きければ、形成された画像に対して露光されない「デッド（ｄｅａｄ）」ピクセルが生ずることになる。通常は、４／３のアスペクト比が、半導体画像センサに使用されるが、例えば、１６／９のアスペクト比を用いることもできる。
光学フィルタ レンズ系は、更に、１又はそれ以上の光学フィルタを備えることができ、そのような光学フィルタは、本発明の長い背面焦点を有する折り曲げ型のレンズ系によれば、有効レンズ高さを増大させることなく、ボディの中に組み込むことができる。
好ましい実施の形態においては、レンズ系は、後方レンズ群の最後のレンズと画像記録装置との間に挿入される、アンチ・エイリアシング（ａｎｔｉ−ａｌｉａｓｉｎｇ）フィルタを備えている。
上記アンチ・エイリアシングフィルタは、後方レンズ群と画像記録装置との間に設けられるブラー（ｂｌｕｒ）フィルタであり、これにより、その表面に色フィルタ列を有する画像記録装置（例えば、ＣＣＤ）、及び、高度の詳細部を有する対象物によって生じるエイリアシングを低減することができる。
上記ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタは、当業界で周知の態様で形成することができる。ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタは、光学装置の焦点距離に比較して大きな厚さを一般的に有している、１又はそれ以上の結晶性の複屈折水晶板から構成することができる。ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタの構造は、ピクセルの構造及び画像記録装置の色フィルタ列に依存する。
上記フィルタは、光学装置の第２の光学軸と平行な光学軸を有し、これにより、フィルタが焦点距離よりも厚い場合でも、有効レンズ高さを小さく維持することができるようにするのが好ましい。
フィルタは、適宜な位置に設けることができる。好ましい実施の形態、例えば、上述の電子カメラの形態の場合には、フィルタは、レンズ系と画像記録装置との間に設けられる。
フィルタは、数ミリメートルの厚さにすることができる。しかしながら、フィルタが厚く、追加の反射要素の後に位置決めされる場合には、フィルタは、大きな有効レンズ高さを必要とすることがある。
フィルタが、比較的薄い場合、例えば、ほんの少数の要素から構成される場合、あるいは、背面焦点が非常に長い場合には、追加の反射要素を後方レンズ群の後に、好ましくは、フィルタの後に挿入することができる。これにより、第２の光学軸を折り曲げて画像記録装置の光学軸と組み合わせることができ、これにより、標準的なハウジングの中の画像記録装置を用いることができ、そのような画像記録装置を、例えば、プリント回路基板に直接取り付けることができる。
ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタを、赤外線遮断フィルタ又は他のフィルタあるいはこれらの組み合わせと組み合わせることができる。
ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタを必要としない光学式画像記録装置、例えば、固定された開口絞り及び色フィルタ列のパターンを有していて、レンズ系の集束ずれによって生ずる回転対称のぶれ（ｂｌｕｒｓ）を許容する、光学式画像記録装置に関しては、光学フィルタを１又はそれ以上の蒸発フィルタから構成することができ、これにより、フィルタを収容するために必要なスペースを極めて小さくすることができる。
この場合には、光学フィルタは、相当な注意を払ってレンズ面で蒸発することができ、これにより、フィルタのスペクトル特性は、入射角と共に変化する。この効果を低減させるために、主光線がフィルタ表面に直角に当たるように、フィルタを設けることが好ましい。好ましい実施の形態においては、蒸発フィルタは、第１のレンズの凹面に付与される。
複屈折ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタを用いる場合には、フィルタによって導入された収差を補正する必要がある。そのような補正は、当業者には周知である。
ボディ 本発明によれば、ボディは、成型プラスチック、ダイカストされた軽量金属合金又は成形された金属板の如き適宜な材料から成る薄い壁を有する剛性構造体から構成されている。上記壁は、また、炭素繊維強化されたプラスチック樹脂の如き複合材料から形成され、これにより、軽量で機械的に強い特に好ましいボディを得ることができる。
また、光学式画像記録装置を静電放電から保護し、電磁適合性を確保するために、ボディは、炭素繊維の如き導電材料から形成するか、あるいは、そのような導電材料を含むことができる。
一般的に、ボディの高さは、２０ｍｍ未満であり、これにより、ボディは、画像処理装置に極めて一般的に使用されている寸法を有するスロットの中に収容することのできる、十分に平坦な形態を有する。
特に好ましい実施の形態においては、上記高さは、１０．５ｍｍ以下であり、これにより、ボディの高さは、タイプＩＩＩのＰＣＭＣＩＡ規格に合致する。
上記高さは、５．０ｍｍ以下であるのが最も好ましく、これにより、ボディの高さは、タイプＩＩのＰＣＭＣＩＡ規格に合致する。
財布に挿入することができるようにするために、最大７ｍｍの高さが望ましい。
電子信号の記憶、伝送及び受信 光学式画像記録装置のボディは、更に、焦点合わせ、白色バランス制御（ｗｈｉｔｅ ｂａｌａｎｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）、自動的な利得制御等を行うための種々の付属品を備えることができる。ボディは、バッテリすなわち電池の如き電源を含むこともできる。
好ましい実施の形態においては、ボディは、更に、外部装置の動作を制御する制御情報の電子信号を記憶するための手段を備えている。
特に好ましい実施の形態においては、ボディは、上記制御情報を外部装置にロードする手段を備えており、これにより、外部装置（例えば、光学式画像記録装置の光学画像を処理するようにプリセットされていない画像処理装置）の動作を、外部装置にロードされた特定の制御情報によって制御することができる。
上記制御情報は、画像処理装置を制御するソフトウエア、及び、画像処理を行うソフトウエアの如き、システム動作ソフトウエアを含む。
電子信号の伝送は、当業者に周知の適宜な方法で行うことができ、例えば、光学式画像記録装置の電子回路を処理装置の電子回路に直接接続するか、あるいは、無線による伝送／受信によって行うことができる。
直線的な接続を用いる場合には、接続のガイダンス（ｇｕｉｄａｎｃｅ）すなわち誘導を調節することが好ましい。従って、好ましい実施の形態においては、ボディは、更に、該ボディをスロット、溝等の中に誘導するためのガイド手段を備える。
ボディを画像処理装置に挿入する必要はない。一つの実施の形態においては、ディスプレイスクリーンを光学式画像記録装置のボディに接続することができる。この接続は、永続的なものあるいは非永続的なものとすることができ、また、ディスプレイスクリーンをボディに一体的に接続することができる。
より詳細に言えば、無線式の伝送／受信を行う実施の形態は、光学式画像記録装置及び処理装置の接続を確実に誘導する安全装置を排除する利点を有している。
好ましい実施の形態においては、電子信号を伝送する手段は、アナログ式及び／又はデジタル式の伝送を行う無線発信器を備えている。
また、電子信号を受信する手段は、アナログ式及び／又はデジタル式の伝送を行う無線受信器を備えている。
無線発信器及び無線受信器は、当業者に周知の適宜な装置とすることができ、例えば、無線式の発信器／受信器、あるいは、光学式の発信器／受信器とすることができる。
光学式画像記録／処理装置 別の観点において、本発明の目的は、光学式画像記録装置から関連する処理装置へ光学情報を容易に伝送することのできる、光学式画像記録／処理装置を提供することである。
この目的は、光学情報及び他の情報の電子信号の記録及び処理を行う光学式画像記録／処理装置を提供することによって達成される。この光学式画像記録／処理装置は、データバス・インターフェースを有する一対のコネクタデバイスから成る、電子信号の伝送及び受信を行う手段を備えており、上記一対のコネクタデバイスの中の一方のコネクタデバイスは、光学式画像記録装置の中に収容されていて、画像処理装置の中に収容された上記一対のコネクタデバイスの中の他方のコネクタデバイスに直接接続されている。
好ましい実施の形態においては、光学式画像記録装置のコネクタデバイスは、光学式画像記録装置の端面に収容されており、これにより、多数の接続部を有する特に簡単な接続、及び、高速交信を行うパラレル式のデータバスを確立することができる。また、上記コネクタデバイスは、機械的な応力から良好に保護されると共に、静電放電（ＥＳＤ）に対して良好に保護される。
好ましい実施の形態においては、画像処理装置は、コネクタデバイスをスロットの中に収容しており、これにより、煩雑なケーブルを使用することなく、光学式画像記録装置の収容及び接続を簡単且つ安全に行うことができる。光学式画像記録装置は、上記スロットの中に部分的に又は完全に挿入することができ、これにより、画像処理装置との機械的な接続を行う間に、感光性の部品（例えば、レンズ系）を機械的な影響から保護することができる。
また、好ましい実施の形態においては、光学式画像記録装置、及び、処理装置のスロットは、その間の相互の接続を誘導すなわち案内するためのガイド手段を備えており、これにより、安全な接続を行うことができる。
より詳細に言えば、光学式画像記録／処理装置は、本発明の光学式画像記録装置を備えている。
適宜な画像処理装置は、当業界で周知である。そのような画像処理装置は、パーソナルコンピュータ及びラップトップコンピュータの如きコンピュータと、電話機、移動電話機及び衛星電話機と、ファックス機と、プリンタと、ディスプレイスクリーンと、ビデオテープ装置とを含むが、これらに限定されるものではない。
３．図面の簡単な説明 図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃは、従来技術の光学式画像記録装置を示しており、 図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３B、図４及び図５は、本発明の好ましい光学式画像記録装置の断面図及び平面図を示しており、 図６は、フィルタ２７を備えていない点を除いて図２Ａに示すものと同様の本発明の好ましい実施の形態によるレンズ系の光線追跡図を示しており、 図７は、図６に示す好ましい実施の形態のレンズ系のスポットダイヤグラムを示しており、 図８は、図６に示す好ましい実施の形態のレンズ系のための多色屈折変調伝達関数（ＭＴＦ）を示しており、 図９は、図６に示す好ましい実施の形態のレンズ系の像面の湾曲（Ａ）及び幾何学的ひずみ（Ｂ）を示しており、 図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、本発明の画像記録装置の好ましい実施の形態の３つの図を示しており、 図１１は、画像処理装置に挿入されていない光学式画像記録装置の好ましい実施の形態を示しており、 図１２は、図１１にも示す画像処理装置に挿入されている図１１に示す好ましい実施の形態を示しており、 図１３Ａ及び図１３Ｂは、画像処理装置の中に部分的に及び完全に挿入されている画像処理装置のそれぞれの好ましい実施の形態の断面図を示しており、 図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃ及び図１４Ｄは、本発明の画像記録装置のガイド手段の好ましい実施の形態を示しており、 図１５は、画像記録装置の実施の形態のブロック図、及び、その画像処理装置への接続を示している。
４．詳細な説明従来技術 図１Ａは、従来技術の光学式画像記録装置の一つの幅の広い面の概略平面図である。この画像記録装置は、幅の広い面を有する平坦なボディ１０と、線Ａ−Ａから見た端面図を示す図１Ｂ及び図１Ｃに示すように着脱自在であるレンズ系１１と、二次元画像記録装置１２と、コネクタデバイス１３とを備えている。光学情報は、レンズ系１１によって受け取られ、画像に変換される。二次元画像記録装置１２は、光学情報を、処理して半導体メモリに記憶することのできる電気情報に変換される。
上記電気情報を、半導体メモリから、コネクタデバイス１３を介して、画像処理装置へ伝送することができる。
図１Ｂには、有効レンズ高さｈ、光学装置の高さＨ、及び、ボディの高さｂが示されている。
画像記録装置全体が平坦な形態を有するようにするために、図１Ｃに示すように、レンズ系１１を取り外す必要がある。
本発明の好ましい実施の形態 図２Ａは、本発明の光学式画像記録装置の好ましい実施の形態の断面図であり、また、図２Ｂは、上記好ましい実施の形態の平面図を示している。この光学式画像記録装置は、レンズ系を備えており、このレンズ系は、前方レンズ群２１と、後方レンズ群２２と、反射要素２３と、追加の反射要素２４と、開口絞り２６と、選択的に採用されるフィルタ２７とを備えている。直径Ｄの周円を有する光学画像２８が、レンズ系によって形成され、画像記録装置２５によって電気信号
に変換される。
光学式画像記録装置は、更に、幅の広い面２０１、２０２及び低い高さｂを有するボディ２０を備えており、このボディは、上記レンズ系及び画像記録装置を収容している。
図１の従来技術とは対照的に、このレンズ系は、ボディ２０の中に収容されており、これにより、光学式画像記録装置は常に、低い高さｂ及び堅固な構造を有している。光学装置の高さＨ、並びに、有効レンズ高さｈは共に、ボディの高さｂよりも低い。
光学情報は、光学軸２１１を有する前方レンズ群２１を介して受け取られ、その後、反射要素２３によって角度ａで反射されて、後方レンズ群２２の光学軸２２１に結合される。追加の反射要素２４は、集束されていない画像すなわち未集束画像を、光学軸２５１を有する画像記録装置２５の感光面に反射させる。
この好ましい実施の形態においては、セミフィールド（ｓｅｍｉｆｉｅｌｄ）
画角は３３°であって、視野は比較的広い。前方レンズ群２１と後方レンズ群２２との間に反射要素２３を収容するに十分なスペースを形成するために、逆転した望遠原理が選択されている。この逆転した望遠原理は、更に、画像の照射及び鮮明度の均一性の良好な標準を与える、という利点を有している。また、逆転した望遠原理は、光学フィルタのためのスペースを与える。
前方レンズ群２１は、一つのレンズだけで形成されており、このレンズは、強い分散率を有している。前方レンズ群２１に一つのレンズだけを設け、また、該レンズを強い分散率を有するようにすることによって、前方レンズ群の高さ、及び、前方レンズ群２１の最後の面の直径は、極めて小さくなる。これにより、反射要素２３の高さは、極めて小さくなり、その結果、光学要素の高さＨ及びボディ２０の高さｂは、極めて小さくなる。
この好ましい実施の形態において、前方レンズ群２１の第１のレンズは、ＢＡＫ５０から形成されており、このＢＡＫ５０は、良好な耐薬品性及び耐候性を有し、また、耐引っ掻き性を有するタイプの、硬質ガラスである。
他のタイプのガラス、あるいは、例えば、プラスチックをレンズ系に用いることができるが、そのようなガラス又はプラスチックは性能に影響を与える可能性があることを認識する必要がある。本発明の実施の形態に使用される上述の総てのタイプのガラスは、Ｓｃｈｏｔｔ Ｇｌａｓｗｅｒｋｅ（ドイツ国Ｍａｉｎｚ（Ｄ−６５００）、Ｈａｔｔｅｒｂｅｒｇｓｔｒａｓｓｅ１０）から入手可能である。
後方レンズ群２２は、４つの要素から構成される集合部材であり、上記４つの要素の中の一つの要素は、色消しレンズである。前方レンズ群２１によって受け取られた光学情報は、反射要素２３によって１８０°未満の角度ａで反射されるので、後方レンズ群２２の長さは、ボディ２０の高さｂに影響を与えないか、あるいは、ほんの少ししか影響を与えない。従って、後方レンズ群２２に複数のレンズを設けて孔径比を大きくし、良好な鮮明画像を得ることができる。また、例えば、後方レンズ群２２の第１のレンズ及び色消しレンズの如き、比較的厚いレンズ及び色消しレンズを利用することもできる。
図６に示す本発明の好ましい実施の形態のレンズ系のデータが、表１に示されている。
表 １
単位：ｍｍ有効焦点距離ｆ：３．９８アパーチュア（孔径）：Ｆ＃２．８ レンズ系は、１．２のＳ比を有していて、「ヘビーデューティ」の「財布カメラ」に対して理想的であり、また、約１３％のスケールダウンによって、タイプＩＩのＰＣＭＣＩＡの規格に合致する高さbを有するボディを備えた画像記録装置に対して理想的なものにすることができる。
当業者は、性能の変化を考慮して、別の設計に適した種々のレンズ要素及び他の構成要素のデータ及び材料を選択することができる。
反射要素２３、２４は、この好ましい実施の形態においては、第１の表面鏡である。上記反射要素は、プリズムで置き換えることができる。
ＳＬＲ（単レンズ反射）機能を有する実施の形態においては、追加の反射要素は、レンズ系によって形成された画像２８を２つの画像に分割するビーム・スプリッタで置き換えることができる。当業界で周知のように、上記２つの画像の中の一方の画像は、画像記録装置２５上に集束し、また、他方の画像は、観察者に伝送される。このようにすると、極めて平坦な構造でズーム機能を確立することができる。
本発明の好ましい実施の形態においては、画像記録装置２５は、二次元的に配列されたＣＣＤ（電荷結合素子）から成る画像センサである。レンズ系によって形成された光学画像２８は、画像記録装置２５によって電気信号に変換される。
これら電気信号を処理して、一般的には半導体メモリであるデータ記憶装置に記憶させることができる。
図３Ａ及び図３Ｂは、非回転対称の前方レンズ群要素及び小さい角度ａを有する実施の形態における、レンズ系及び光学式画像記録装置２５を示している。この好ましい実施の形態の画像記録装置２５の活動部品は矩形状であるので、開口絞り２６から離れているレンズは、回転対称にする必要がない。図３Ａにおいては、この特徴を用いて、角度ａを減少させ、これにより、レンズ系の有効レンズ高さｈを減少させるか、あるいは、有効レンズ高さｈを増大させることなく、反射要素２４から画像記録装置２５までの光軸２５１の長さを増大させることができる。この構成は、ハウジング３１の中にＣＣＤ（あるいは、他のタイプの光学式画像記録装置）を用い、上記ハウジングの壁が、ＣＣＤの活動部品よりも高い位置にある場合に、重要である。その状態が、図３Ａに示されている。有効レンズ高さｈを光学装置の全高Ｈよりもかなり低くすることにより、ＣＣＤ２５をプリント回路基板３２の上に直接取り付けることが可能であり、これにより、一つのプリント回路基板しか必要としないので、光学式画像記録装置の電子部品を単純化してよりコンパクトにすることができる。
また、「チップ・オン・ボード（ｃｈｉｐｓ ｏｎ ｂｏａｒｄ）」技術の一般的に原理にしたがって、光学装置の全高Ｈを増大させることなく、従って、光学式画像記録装置の高さｂを増大させることなく、構成要素３３をプリント回路基板３２の両側に位置決めすることができる。この構成は、図３Ｂに示されている。
図４は、前方レンズ群２１から画像記録装置２５までのＵ字形状の光学通路すなわち光路を有する実施の形態における、レンズ系及び画像記録装置を示している。図２及び図３に示すように、前方レンズ群２１によって受け取られた光学情報は、反射要素２３によって後方レンズ群２２へ反射される。その後、レンズ系によって形成された画像は、反射要素２４によって反射されて、画像記録装置２５へ伝送される。
図４に示す実施の形態は、有効レンズ高さｈを非常に小さくしなければならない用途、及び、前方レンズ群２１に２以上のレンズが設けられる用途において、特に有用である。
光学軸２１１をその光学軸として有する第１の光学要素の前方点から反射要素２３までの光学軸２１１の長さが比較的長い（前方レンズ群が大きいために）場合には、図４に示す実施の形態を用いて、全高Ｈを最小限にするか、あるいは、標準的なハウジングの中にＣＣＤを用いることを可能にすることができる。また、フィルタ（例えば、ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタ）を反射要素２４と画像記録装置２５との間に挿入することができる。
図５は、一つの反射要素２３しか持たない実施の形態における、レンズ系及び画像記録装置２５を示している。本発明のこの実施の形態においては、第２の反射要素２４が取り除かれており、これにより、構成要素の数が減少されていて、レンズ系が単純化されている。
本発明のこの好ましい実施の形態は、画像記録装置２５を光学軸２２１の方向において厚くすることができる。画像記録装置２５を良好に冷却することが望ましい用途、例えば、大きな信号対雑音比を必要とするローライト（ｌｏｗ−ｌｉｇｈｔ）状態の用途に関して、図５に示す実施の形態を用いることができる。この実施の形態は、例えば、ヒートシンク、冷却ファン又はペルチェ素子の如き１又はそれ以上の冷却装置を設けるためのスペースを、画像記録装置２５の後方に提供する。背面焦点が長く、また、第２の反射要素２４が排除されているので、この実施の形態は、更に、後方レンズ群２２の最後のレンズと光学式画像記録装置２５との間に、かなりの厚さを有する光学フィルタ２７を設けるためのスペースを提供する。
画像記録装置２５によっては、通常、複屈折ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタが、良好な画像品質を提供することになる。本発明のこの実施の形態は、画像品質を改善する多板式の複屈折ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタを収容するためのスペースを提供する。折り曲げ角度ａを選択に応じて、ボディ２０の外側面２０１から画像記録装置２５の中心までの光学軸２１１の方向の距離を、ボディ２０のボディの高さｂの半分になるように選択することができる。このようにすると、画像記録装置２５は、ボディ２０の内側の全有効高さを利用することができ、従って、画像記録装置２５の寸法を最大限にして、最適な解像度及び感度を得ることができる。
図６は、本発明の好ましい実施の形態によるレンズ系の光線追跡図を示している。この光線追跡図は、紙面の光学軸２１１、２２１及び２５１を用いて、アパーチュアすなわち孔径（開口）Ｆ＝２．８の場合を示している。
図７は、図６に示す好ましい実施の形態のレンズ系のスポットダイヤグラムを示している。４つの視野が、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤとして示されている。これら４つの視野のデータは、表２に示す通りである。
表 ２
参考：主光線スケールバー（ｓｃａｌｅ ｂａｒ）の長さＬは、２０ミクロンである。
ＲＭＳ半径は、スポットの二乗平均半径である。これらの計算においては、屈折率は全く考慮されていない。分析は、Ｆｏｃｕｓ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｉｎｃ （米国アリゾナ州（８５７３１）Ｔｕｃｓｏｎ（Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ１８２２８）
）の光学設計プログラムであるＺｅｍａｘ（ｖｅｒ．２．８及びｖｅｒ．４．０）を用いて行った。
図８は、図６に示す好ましい実施の形態のレンズ系のフルアパーチュア（全孔径）における多色屈折率変調伝達関数（ＭＴＦ）を示している。ＭＴＦは、４つの視野Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤに関して示されている。これらの視野は、図７の視野と同じである。ＤＬは、屈折率限界である。Ｙ軸は、折曲状の回折格子型の被写体の画像のコントラストである。Ｘ軸は、撮像された回折格子のサイクルの空間周波数（ｍｍ）である。
図９は、図６に示す好ましい実施の形態の像面の湾曲（Ａ）、及び、幾何学的ひずみ（Ｂ）を示している。像面の湾曲のプロットは、実際の像平面から近軸像面までの距離を画角の関数として示している。Ｘ軸は、像面の湾曲（ミリメートル）である。Ｙ軸全体は、６３°の全画角に等しい。接線方向（Ｔ）及び矢状方向（Ｓ）の焦線は、３つの異なる波長０．４８６ミクロン、０．５８８ミクロン及び０．６５６ミクロンに関して示されている。
幾何学的ひずみに関して、Ｙ軸全体は、６３°の全画角に等しい。Ｘ軸の単位はパーセントである。
図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、本発明の画像記録装置の好ましい実施の形態の３つの図面を示している。この好ましい実施の形態においては、ボディ２０は、カード型であり、これにより、ボディは、財布の中、あるいは、クレジットカードを持ち運ぶための小型のハンドバッグの中に保持することができる。また、この画像記録装置は、コネクタピン１００３を有するコネクタデバイス１００１を備えており、ボディ２０には、ガイダンス１００４が設けられている。これにより、光学式画像記録装置を画像処理装置のスロットに挿入して該画像処理装置に接続することができる。光学情報は、図２Ａ及び図２Ｂに示す実施の形態に関して説明したレンズ系によって受け取られ、画像に形成される。画像記録装置２５は、光学情報を電気情報に変換し、この電気情報は、半導体メモリ１００２に記憶される。この好ましい実施の形態においては、上記メモリは、着脱可能であって、交換することができる。半導体メモリは、当業界で周知のフラッシュメモリである。他の種類の記憶装置を用いることもできる。幅の広い面２０１、２０２は、１又はそれ以上のＰＣＢ（プリント回路基板）を用いて、画像記録装置２５を制御し、また、画像記録装置２５からの電気情報を処理するために必要な、電子回路及び構成要素の取り付けを行うことを可能にする。また、幅の広い面２０１、２０２は、記録すべき被写体を特定するための効果的で「使用が容易」なビュアー１００６を光学式画像記録装置に設けることを可能にする。この光学式画像記録装置は、また、画像記録装置を活動化するためのシャッタ１００７も備えている。偏向キー１００５を用いることにより、画像処理装置に挿入された場合に、画像記録装置は逆転しない。上記偏向キーは、また、画像記録装置が、画像処理装置、及び、正しい電圧及びピン構造を有する充電器の中にしか挿入することができないようにしている。ガイダンス１００４の手段は、画像記録装置を協働する画像処理装置、充電器等に挿入する作業を助ける。また、ボディ２０は、多くの種々の設計、寸法及び形状を有することができ、それにも拘わらず、協働するユニットの中に容易に挿入することができることを意味する。このようにすると、特徴部の追加又は減少が可能であり、また、ガイダンス１００４によって形成される同じ「フレーム」の中に柔軟な設計のプリフォームを得ることが可能である。コネクタデバイス１００１のコネクタピン１００３は、コネクタデバイス１００１の中に収容されている。これにより、上記コネクタピンは、光学式画像記録装置の内部の敏感な電子部品を損傷させる恐れのある、機械的な応力及び静電放電の如き電気的な応力から保護されている。
図１１は、画像処理装置１１００に挿入されていない光学式画像記録装置１０００を示している。画像記録装置１０００のガイダンス手段１００４（ハッチングされた部分）は、画像処理装置１１００のガイダンス手段１１０１と嵌合して、そのような２つの装置を安全且つ容易に接続する。
図１２は、画像処理装置１１００に挿入された光学式画像記録装置１０００を示している。本発明のこの好ましい実施の形態においては、上記２つの装置は、接続された状態において、一つのユニットのように見える。
図１３及び図１３Ｂは、画像処理装置１１００の中に部分的に及び完全に挿入された画像記録装置１０００の好ましい実施の形態の断面図をそれぞれ示している。画像処理装置１０００は、コネクタ１３０１と、偏向キー１３０２とを備えており、これら偏向キーは、画像記録装置１０００のコネクタ１００１及び偏向キー１００５と協働する。
図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃ及び図１４Ｄは、本発明の画像記録装置のガイダンス手段１００４の好ましい実施の形態を示している。ボディ２０のハッチングされた部分は、ガイダンス手段１００４の好ましい実施の形態である。ガイダンス手段は、ボディ２０の一側部の全体に沿って伸長し、これにより、画像記録装置のボディ２０の全長の良好な案内すなわち誘導を行う。また、特にコネクタデバイス１００１の周囲で、良好な案内すなわち誘導が行われる。このようにすると、この好ましい実施の形態においては、コネクタデバイス１００１、１３０１に小さい易損性のコネクタピンを使用することが可能になる。従って、多数のコネクタピンを用いることができ、高速のパラレルデータバスを形成することができる。
図１５は、画像記録装置、及び、画像処理装置へのその接続の実施の形態のブロック図を示している。光学情報は、レンズ１５０１を介して受け取られ、画像記録装置２５に記録される画像に形成される。次に、当業界で周知のように、電気情報が、ＣＣＤ駆動部分１５０２及び信号処理部分１５０３へ伝送される。その出力信号は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１５０４によってデジタル形式に変換される。データバス１５０５は、画像記録装置の各部分の間の情報を交換する。画像処理装置１１００用の画像処理ソフトウエアが、メモリすなわち記憶装置１５０６に記憶されており、画像記録装置１０００が有線又は無線によって画像処理装置１１００に接続されると、該画像処理装置へ転送することができる。このようにすると、画像処理装置が、協働するコネクタデバイス及び／又は受信器／送信器装置と、画像記録装置によって与えられる上記ソフトウエアを作動させることのできるオペレーティング・システムとを備えている限り、画像記録装置からのデータを任意の画像処理装置で処理することができる。
また、レンズ系１５０１によって導入される幾何学的ひずみの処理及び補正を処理ブロック１５０８で実行し、その後、データ圧縮器１５０９でデータを圧縮することができる。次に、上記データをメモリ１００２に記憶することができる。選択的に採用されるバッファメモリすなわち緩衝記憶装置が、Ａ／Ｄ変換器１５０４からのデータを、これらデータが１５０８で処理されまた１５０９でデータ圧縮される前に、一時的に記憶できるようにする。
メモリ１００２に記憶されたデータを、データバス制御装置１５０５及びコネクタデバイス１００１、１３０１を介して、画像処理装置１１００へ伝送することができる。上記データは、画像／データ処理装置１５１０で処理される。
従って、幾何学的ひずみの補正を含む処理を画像記録装置１０００で行う必要はなく、そのような処理は、画像処理装置１１００で極めて良好に行うことができる。
画像記録装置及び画像処理装置の構成は、当業界で周知の構成とは異なる態様で変更して構成することができ、例えば、ビーム分割プリズムをレンズ１５０１と画像記録装置２５との間に挿入して、３つの別個の画像Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）を得ることができるようにすることができる。
光学式画像記録装置及び関連する処理装置１．発明の背景 本発明は、光学式画像記録装置及び関連する処理装置に関する。
技術分野 通常のカメラ及び電子カメラの如き光学式画像記録装置は、種々の設計及び寸法のものが入手可能である。
携帯用カメラは、通常、バッグ又はポケットに入れて携行することができるように、小型化されている。そのような携帯用カメラの一般的な問題は、その寸法及び形状が、クレジットカード又は運転免許証の如き個人装備品のように持ち運ぶことを非実用的且つ不便にするということである。
電子カメラも、永続的な装置に組み込まれた内蔵カメラ、あるいは、携帯用カメラのように、種々の用途について異なる設計のものが入手可能である。そのような電子カメラは、通常、１又はそれ以上のプリント回路基板（ＰＣＢ）に基づいて構成されており、平面の２つの方向における最小寸法が必要とされる。上記カメラの高さは、通常、使用されるレンズ系の寸法に依存し、従って、該レンズ系の焦点距離に完全に依存する。
上述の画像記録装置の欠点は、小型化することが困難であるということである。
上述のカメラのための従来技術のレンズ系は、その有効レンズ高さがそのレンズ系の焦点距離の約１倍まで減少するように、限定された数のレンズを用いることによって、小型化されることが多い。
ほんの少数のレンズ（一般的には、一つだけのレンズ）を用いた場合、生成された画像が、満足することのできない解像度及び性能を有することになる。従って、合理的な解像度を得るためには、アパーチュア（開口）を減少させることが必要であるが、感光性が低下する。
また、高さを低く維持する場合には、短い焦点距離、従って、広角の視野しか使用することができない。レンズの焦点距離が増大すると、上記高さが増大することになる。
特に電子カメラに関する別の欠点は、記録した光学情報の伝送は、カメラと画像処理装置とを接続する煩雑な外部ケーブルを必要とするか、あるいは、ディスケット又は半導体メモリの如き交換可能な記憶装置を必要とする、ということである。上記２つのデータ媒体に関しては、煩雑なケーブルを排除することができるが、画像処理装置を制御するためのソフトウエアをデータ媒体にロードすることを必要とし、従って、データ媒体にスペースを必要とする。
従来技術 特開平１−１７６１６８号（ＪＰ０１−１７６１６８）は、１０ｍｍ以内の厚さを有するプラスチック樹脂カードの形態のカメラ本体から成るコンパクトな電子スチルカメラを開示している。このカードカメラは、二次元的なＣＣＤ画像センサと、画像を電子的に記録する半導体メモリと、カードカメラの中の回路を画像再生装置の回路に接続して静止画像情報を上記画像再生装置へ伝送するコネクタとを備えている。このカメラには、カードカメラを平坦にする必要がある場合に取り除かれる、着脱可能なレンズが設けられている。
ドイツ特許第２６５９７２９号（ＤＥ２６５９７２９）は、内蔵型のズームレンズを収容する２回にわたって９０°折れ曲がった光学軸を有する、単レンズ型レフレックス・ポケットカメラを開示している。このカメラは、カメラ本体すなわちボディの一側部を通して光学情報を受け取る。そのような装置は、ボディの高さが低い場合に、ビューファインダーが適正に形成されない、すなわち、ビューファインダーを通して被写体を見ることが困難である、という欠点を有している。ボディ高さが非常に低いカメラではビューファインダーを通して見ることが不可能である。また、上記ドイツ特許に開示された光学装置をスケールダウンするためには、非常に小さく且つ薄いレンズを必要とし、そのような小さく且つ薄いレンズは、現在の技術では小さな寸法公差で製造することが困難であり、取り扱うことは実際的ではない。壁の上に平らに装着しなければならない画像記録装置（例えば、ドアホンの一部として）に関しては、光学情報をカメラ本体の側部を通して受け取ることは許容されない。
ドイツ特許第２５５３３９５号（ＤＥ２５５３３９５）は、導波管に接続された反転型の望遠対物レンズから成るエンドスコープ（内視鏡）の対物レンズを開示している。エンドスコープは、低い高さ及び広い表面を有する形態の本体すなわちボディを備えおらず、また、画像記録装置、ビューファインダー及び半導体メモリを有する光学式画像記録装置も備えていない。エンドスコープの対物レンズを、１．９よりも小さいＳ比（Ｓ−ｒａｔｉｏ）を有する（すなわち、画像記録装置の対角線が、画像記録装置のボディの高さに比較して大きい）画像記録装置のボディの中に収容することができず、また、エンドスコープの対物レンズに基づく高解像度画像記録装置を、財布の中に保持されるべき寸法を有するボディ、あるいは、タイプＩＩのＰＣＭＣＩＡカードの形態のボディの中に収容することもできない。
特開昭６３−１９９３１２号（ＪＰ６３−１９９３１２）は、小さい画像サイズ及び短い焦点距離を意図した電子カメラを開示している。このカメラは、ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタを収容することのできる長い背面焦点を有する、非折り畳み型のレンズ系を使用している。非常に薄いレンズを必要とするが、そのようなレンズは、レンズ厚さの変化の影響を非常に受けやすくなる、すなわち、レンズ厚さの変化に敏感になるので、実際的な観点から望ましいものではない。有効レンズ高さを効果的に極めて小さくすることは不可能である。従って、非常にコンパクトな高解像度カメラを製造することはできない。
欧州特許第６７６６６３号（ＥＰ０６７６６６３）は、隠れたカメラすなわち隠しカメラとして使用するのに適したコンパクトカメラを開示している。レンズ部分は、カメラの厚さを最小限にするように構成されている。一つの実施の形態において、このカメラは、ピンホールが形成されている平板なボディと、この平板なボディに設けられたレンズとを備えている。平板状ボディを維持するためにごく短い焦点距離しか許容できない。このレンズは、単一要素の非球面レンズである。非球面レンズは、低い解像度及び限定されたスピードを生じさせ、高解像度の用途に関しては許容されない。また、背面焦点は、複数の複屈折板から成る色フィルタをレンズとＣＣＤとの間に挿入するための十分なスペースを与えるには短すぎる。従って、高解像度の用途に関しては、エイリアシングが生ずる可能性がある。
２．発明の開示光学式画像記録装置 本発明の第１の観点においては、コンパクトで平坦な形態で収容することのできる、特に、財布の中、あるいは、クレジットカードを持ち運ぶように設計された小型のハンドバッグの中に保持することできるコンパクトで平坦なカメラの中に収容することのできる、光学情報を記録するための光学式画像記録装置を提供することが目的である。
本発明の別の目的は、従来技術のコンパクトな小型の多レンズ系に比較して、光学情報の速度及び解像度が十分に維持されるような、光学式画像記録装置を提供することである。
本発明の別の目的は、複屈折ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタ、好ましくは、２以上の複屈折水晶板を含むフィルタを備えることのできるような、光学式画像記録装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、レンズ厚さの変化に対する感度の低い画像記録装置を提供することである。
本発明によれば、上述の目的は、レンズ系及びボディを備えており、該ボディは、低い高さ及び幅の広い面を有する形態を備えていて、上記幅の広い面の一つを通して光学情報を受け取るようになされており、また、上記ボディは、感光領域を有する画像記録装置を収容するようになされている、光学情報の電子的な記録を行う光学式画像記録装置であって、上記レンズ系は、第１の光学軸を有する前方レンズ群と、第２の光学軸を有する１又はそれ以上のレンズから成る後方レンズ群と、上記第１の光学軸を１８０°よりも小さい角度ａで折り曲げて上記第２の光学軸と組み合わせる反射要素とを備えており、上記レンズ系は、上記ボディの中に収容されており、これにより、コンパクトで平坦な形態を達成するように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置を提供することによって、達成される。
より詳細に言えば、本光学式画像記録装置は、財布の中、あるいは、クレジットカードを持ち運ぶように設計された小さなハンドバッグの中に保持することのできるコンパクトで平坦なカメラとして具体化することができる。そのようなカメラは、例えばカード型のカメラの如き従来技術のカメラに比較して、上述のような財布又はハンドバッグに挿入する前に、上記レンズ系を取り外すことを必要としないという利点を有している。
上記レンズ系の焦点距離を長くすることができるという利点も備えている。これとは対照的に、従来技術の焦点距離は、対物レンズをボディの表面からあまり長く突出しないようにするために、短くしなければならない。
また、上記レンズ系は、特に高解像度の電子カメラ用の光学フィルタ（例えば、ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタ）を備えることができるという利点も備えている。
レンズ系 本発明によれば、レンズ系は、第１の光学軸を有する前方レンズ群と、第２の光学軸を有する１又はそれ以上のレンズから成る後方レンズ群と、上記第１の光学軸を１８０°よりも小さい角度ａで折り曲げて上記第２の光学軸と組み合わせる反射要素とを備えており、これにより、レンズ系を、上記ボディの内部に収容し、従って、従来技術のコンパクトで平坦なカメラの折り曲げられないレンズ系に比較して、有効レンズ高さを小さく維持することができる。
また、上記ボディの幅の広い面の一つを通して受け取られる光学情報は、上記レンズ系によって受け取られ、速度及び解像度を維持しながら、上記画像記録装置へ伝送される。
上記前方レンズ群及び後方レンズ群はそれぞれ、負のレンズ及び／又は正のレンズとすることができる。
好ましい実施の形態においては、上記前方レンズ群は、負のレンズであり、また、上記後方レンズ群は、正のレンズであり、これにより、逆転した望遠レンズを実現することができる。
別の好ましい実施の形態においては、上記前方レンズ群は、正のレンズであり、また、上記後方レンズ群は、負のレンズであり、これにより、望遠レンズを実現することができる。
前方レンズ群 前方レンズ群は、１又はそれ以上のレンズから構成することができる。
また、視野の画角が小さく、反射要素が本装置に入る極光線を受け取るように焦点距離が十分に長い特殊な場合においては、本レンズ群は、窓から構成することができる。
前方レンズ群は、当業者に周知のように設計することができる。望ましい視野の画角は、前方レンズ群の形状及び複雑性の決定要因である。広い視野の画角に関しては、前方レンズ群は、負のレンズであって、後方レンズ群と共に逆転した望遠レンズ系を構成する。そのようなレンズ系は、前方レンズ群と後方レンズ群との間に反射要素のためのスペースを許容するように設計することができる。特にボディを平坦な構造にするために、前方レンズ群の最後の面の直径を最小限にし、これにより、反射要素の寸法を最小限にすることができるようにする必要がある。広くかつ中程度の視野の画角に関しては、前方レンズ群の直径及び複雑性は、その視野の画角を小さくすることによって、低減することができる。
視野の画角を減少させると、前方レンズ群のレンズの数を減少させることができ、その理由は、視野が小さいと収差が小さく、これにより、レンズ高さを更に低減することができるからである。
また、レンズ系のスピードの減少、及び／又は、焦点距離の増大は、第１のレンズ群の直径を減少させ、これにより、レンズ高さを減少させる。
特定の実施の形態においては、前方レンズ群の屈折率を大きくし、これにより、前方レンズ群の最後の面の直径を小さくすると共に、反射要素の寸法を小さくすることができる。しかしながら、そのような構成は、高品質のレンズ系にとっては望ましくない、大きな幾何学的ひずみを導入する。しかしながら、画像記録装置として半導体画像センサを用いることによって、レンズ系の幾何学的ひずみを電子的に補正することができる。前方レンズ群は、勾配屈折率（ＧＲＩＮ）レンズ、特に、半径方向の勾配屈折率レンズを備えることができ、これにより、レンズ高さを減少させるか、あるいは、高品質の画像を得ることができる。
非球面レンズも同様に使用することができる。
前方レンズ群は、正のレンズ又は負のレンズとすることができる。好ましい実施の形態においては、前方レンズ群は、単一の負のレンズから構成される。
後方レンズ群 本発明によれば、本レンズ系は、第２の光学軸を有する１又はそれ以上のレンズから成る後方レンズ群を備えており、上記単数又は複数のレンズは、屈折、回折又はこれらの組み合わせによって、入射光線を曲げ、これにより、反射要素によって反射された光学情報を画像として形成することができる。
レンズの数及びレンズの構造は、レンズ系が、所望の視野の画角、レンズスピード及び画像品質でシャープな画像を形成することができるように、選択される。特に、広い画角及び大きなレンズスピードに関しては、多要素から成る後方レンズ群を用いてシャープな画像が得られるようにするのが好ましい。
一つの実施の形態においては、後方レンズ群は、その中の１つが色消しレンズである４つのレンズと、開口絞りとから構成される。残りの３つのレンズは、集光レンズ、メニスカスレンズ及び凹レンズである。
シャープな画像を形成する適宜な後方レンズ群は、他のレンズ及び他のレンズの組み合わせを用いて、当業者により設計することができ、また、そのような後方レンズ群は、例えば、ズームの如き他の機能を備えることができる。
上記レンズは、所望の波長を有する光線を通過させる適宜な材料から形成される。波長は、一般的に、電磁スペクトルの可視範囲にあるが、例えば赤外線範囲の如き波長も含まれる。適宜な材料は、当業者に周知である。そのような材料は、ガラス、プラスチック又は液体から成る透光性の材料を含む。光学用のガラス又はプラスチックが好ましい。
特に、軸方向の勾配屈折率（ＧＲＩＮ）レンズを用いて、簡単な構造又はより高品質の画像を得ることができる。
上記レンズの中の１又はそれ以上のレンズを光学的な回折要素から構成し、これにより、後方レンズ群を更に簡単にし、スピードを高め、あるいは、高い画像品質を得ることができる。
非球面レンズを用いることもできる。
標準レンズ及び対物レンズに関しては、厚いレンズ、特に、軸方向の勾配屈折率レンズ、及び、種々のレンズを、有効レンズ高さを増大させることなくあるいは殆ど増大させることなく用いることができるという利点があるので、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差及び歪曲収差など種々のレンズ収差の補正を行うことができる。有効レンズ高さのそのような増大は、前方レンズ群と後方レンズ群との間の折り曲げ角度に依存する。
後方レンズ群は、１又はそれ以上のフィルタを備えることができる。
反射要素 本発明によれば、レンズ系は、反射要素を備えており、この反射要素は、第１の光学軸を１８０°よりも小さい角度ａで折り曲げて第２の光学軸と組み合わせ、これにより、前方レンズ群が受け取った光学情報（光束）を後方レンズ群へ伝達して画像記録装置に像を形成することができる。
反射要素は、当業者に周知の適宜な反射要素、例えば、プリズム又は鏡とすることができる。
好ましい実施の形態においては、反射要素を第１の平面鏡から構成し、これにより、光束を基材を通過させることなく反射させる。
上記第１の平面鏡の基材は、反射面と共に良好に機能するように選択されなければならない。そのような基材は、ガラス、特に、フロートガラス（ｆｌｏａｔ ｇｌａｓｓ）の如き、剛性材料とすることができるが、プラスチック、あるいは、アルミニウムの如き金属を使用することもできる。特定の実施の形態においては、反射要素は、研磨された反射面を有するアルミニウム基材から構成される。
好ましい実施の形態においては、前方レンズ群及び反射要素は、１つのプリズムから構成される。
追加の反射要素 別の好ましい実施の形態においては、レンズ系は、追加の反射要素を備えており、この追加の反射要素は、上記第２の光学軸を折り曲げて画像記録装置の光学軸と組み合わせ、これにより、レンズ系の特にコンパクトな形態を得ることができる。
追加の反射要素は、上述の第１の反射要素に関して説明したように、選択することができる。
好ましい実施の形態においては、追加の反射要素は、１つのプリズムから構成される。
開口絞り レンズ系の開口絞り（アパーチュア絞り）は、当業者に周知の適宜な方法で設計することができる。開口絞りは、第１の反射要素の後に設けられた絞り、特に、後方レンズ群に設けられた絞りによって決定される。
光学軸の折り曲げ及び方向決め 本発明によれば、レンズ系は、反射要素を有する折り曲げ型のレンズ系であって、上記反射要素は、第１の光学軸を１８０°よりも小さい角度ａで折り曲げて第２の光学軸と組み合わせ、これにより、レンズ系をコンパクトな形態に維持することができ、特に、従来技術の非折り曲げ型のレンズ系よりもかなりコンパクトな形態を得ることができる。
また、特に後方レンズ群に比較的厚いレンズを使用することができ、これにより、比較的壊れにくい寸法のレンズ、例えば、勾配屈折率レンズ（ＧＲＩＮレンズ）を用いることができ、特に、軸方向のＧＲＩＮレンズを用いることができる。そのようなレンズは、Ｌｉｇｈｔｐａｔｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（米国アリゾナ州Ｔｕｓｃｏｎ）から入手可能である。
また、後方レンズ群を多数のレンズから構成して、少数のレンズから成る後方レンズ群に比較して、収差の調節すなわち制御を良好に行うことができる。この構成は、一般的には大きな直径を有する前方レンズ群を備える、高速のレンズ系を設計する場合に、特に重要である。
好ましい実施の形態においては、上記第１の光学軸及び上記第２の光学軸は、９０°又はそれ未満の角度を形成し、これにより、特にコンパクトなレンズ系を得ることができる。
また、更に別の好ましい実施の形態においては、上記第２の光学軸及び上記画像記録装置の光学軸は、９０°又はそれ未満の角度を形成し、これにより、画像記録装置の範囲に応じて、更にコンパクトなレンズ系を得ることができる。よくあるように、画像記録装置が大きい場合には、よりコンパクトな装置が得られる。
上記光学軸の方向決めは、適宜な目的に合わせて設計することができる。好ましい実施の形態においては、上記第１の光学軸及び上記画像記録装置の光学軸は、実質的に同じ平面にある。
更に、上記第１の光学軸及び上記画像記録装置の光学軸は、実質的に平行である。
Ｓ比 特に好ましいレンズ系は、４よりも小さいＳ比（光学系の高さＨを形成された画像の周円の直径Ｄで除した値）を有しており、このＳ比は、２．５５以下であるのが好ましく、１．７以下であるのがより好ましく、１．２以下であるのが最も好ましい。上記光学系の高さＨは、レンズ、フィルタ、開口絞り、画像記録装置及びそのボディを含む光学系の任意の部分から第１の光学軸に投影された最大距離である。
上の説明から分かるように、Ｓ比が小さいと、コンパクトな光学装置が得られる。
特に好ましい光学装置は、２．５５あるいはそれ以下のＳ比を有しており、これにより、レンズ系は、例えば、１／４インチの高解像度ＣＣＤに適したサイズの画像を形成することができ、光学装置全体をタイプＩＩＩのＰＣＭＣＩＡ規格に合致する高さｂを有する画像記録装置のボディの中に収容することができる。
肉厚が大きく、アラインメントを容易に行える大きな近軸画像高さを有する、「ヘビーデューティ」な実施の形態に関しては、２．１あるいはそれ未満のＳ比が好ましい。
他の好ましい光学装置は、１．７あるいはそれ未満のＳ比を有しており、これにより、１／４インチの画像記録装置（例えば、ＣＣＤ）を使用する高解像度の光学装置を、例えば、財布の中、又は、クレジットカードを持ち運ぶための小さなバッグの中に画像記録装置を保持するために望ましい約７ｍｍの高さｂを有する、画像記録装置のボディの中に収容することができる。
更に別の好ましい光学装置は、１．２あるいはそれ未満のＳ比を有しており、これにより、１．４インチの画像記録装置（例えば、ＣＣＤ）を使用する高解像度の光学装置を、タイプＩＩのＰＣＭＣＩＡ規格に合致する高さｂを有する画像記録装置のボディの中に収容することができる。
前方レンズが良好に保護された「ヘビーデューティ」な実施の形態に関しては、１又はそれ未満のＳ比が好ましい。
Ｓ比は、上述の用途に限定されるものではない。対象とする用途に適したＳ比を有する適正な装置を設計することができる。
高さ比 レンズ系の有効レンズ高さｈと有効焦点距離ｆとの高さ比は、１．７未満であるのが好ましく、また、１．５未満であるのが特に好ましく、これにより、従来技術の高解像度のレンズ系に比較して、特にコンパクトで平坦な形態を得ることができる。
広い面を通しての光学情報の受け取り 本発明によれば、レンズ系は、光学式画像記録装置のボディの幅の広い面の一つを介して光学情報を受け取る。これにより、ビューファインダーを適正に形成することができる。すなわち、ビューファインダーを容易に見通して、撮像すべき被写体だけを見ることができる。ボディの高さを極めて低くすることができるので、ボディの一側部を通して光学情報を受け取ることは適当ではない。
側部から光学情報を受け取る装置では、ビューファインダーを目の前に適正に位置決めすることは困難である。また、そのような装置に関しては、ビューファインダーは、大きなスペースを占めることになる。
そのような装置とは対照的に、本発明の光学式画像記録装置は、容易に静止状態に保持して作動させることができる。そのような装置のいずれの部分も、ユーザから突出することがなく、一方又は両方の手で安定した状態に保持することができ、これにより、人間工学的に正しい姿勢で装置を作動させることができる。
壁に取り付けられる平坦な画像記録装置の場合は、光学情報を幅の広い面を介して受け取らなければならない。
画像記録装置 本発明によれば、ボディは、感光領域を有する画像記録装置を収容する。この画像記録装置は、レンズ系によって画像に形成された光学情報を画像処理装置で処理することのできる信号の形態として記録することのできる、適宜な装置から構成することができる。
画像記録装置は、感光性の電子装置、特に、電荷結合素子（ＣＣＤ）、金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）等の如き、半導体画像センサであるのが好ましい。
半導体画像センサを使用する場合には、レンズ系の幾何学的ひずみを電子的に補正することができ、これにより、レンズ系の大きな幾何学的ひずみを許容することができる。この構成は、前方レンズ群を強い屈折率として、前方レンズ群の最後の面の直径、並びに、第１の反射要素の寸法を小さくすることができ、その結果、レンズ系の高さを低減できる、という利点を有している。
画像記録装置のアスペクト比は、光学軸から測定した画像記録装置の活動視野の半径がレンズ系の実際の画像高さの範囲内にある限り、広い範囲の中で選択することができる。上記半径が大きければ、形成された画像に対して露光されない「デッド（ｄｅａｄ）」ピクセルが生ずることになる。通常は、４／３のアスペクト比が、半導体画像センサに使用されるが、例えば、１６／９のアスペクト比を用いることもできる。
光学フィルタ レンズ系は、更に、１又はそれ以上の光学フィルタを備えることができ、そのような光学フィルタは、本発明の長い背面焦点を有する折り曲げ型のレンズ系によれば、有効レンズ高さを増大させることなく、ボディの中に組み込むことができる。
好ましい実施の形態においては、レンズ系は、後方レンズ群の最後のレンズと画像記録装置との間に挿入される、アンチ・エイリアシング（ａｎｔｉ−ａｌｉａｓｉｎｇ）フィルタを備えている。
上記アンチ・エイリアシングフィルタは、後方レンズ群と画像記録装置との間に設けられるブラー（ｂｌｕｒ）フィルタであり、これにより、その表面に色フィルタ列を有する画像記録装置（例えば、ＣＣＤ）、及び、高度の詳細部を有する対象物によって生じるエイリアシングを低減することができる。
上記ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタは、当業界で周知の態様で形成することができる。ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタは、光学装置の焦点距離に比較して大きな厚さを一般的に有している、１又はそれ以上の結晶性の複屈折水晶板から構成することができる。ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタの構造は、ピクセルの構造及び画像記録装置の色フィルタ列に依存する。
上記フィルタは、光学装置の第２の光学軸と平行な光学軸を有し、これにより、フィルタが焦点距離よりも厚い場合でも、有効レンズ高さを小さく維持することができるようにするのが好ましい。
フィルタは、適宜な位置に設けることができる。好ましい実施の形態、例えば、上述の電子カメラの形態の場合には、フィルタは、レンズ系と画像記録装置との間に設けられる。
フィルタは、数ミリメートルの厚さにすることができる。しかしながら、フィルタが厚く、追加の反射要素の後に位置決めされる場合には、フィルタは、大きな有効レンズ高さを必要とすることがある。
フィルタが、比較的薄い場合、例えば、ほんの少数の要素から構成される場合、あるいは、背面焦点が非常に長い場合には、追加の反射要素を後方レンズ群の後に、好ましくは、フィルタの後に挿入することができる。これにより、第２の光学軸を折り曲げて画像記録装置の光学軸と組み合わせることができ、これにより、標準的なハウジングの中の画像記録装置を用いることができ、そのような画像記録装置を、例えば、プリント回路基板に直接取り付けることができる。
ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタを、赤外線遮断フィルタ又は他のフィルタあるいはこれらの組み合わせと組み合わせることができる。
ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタを必要としない光学式画像記録装置、例えば、固定された開口絞り及び色フィルタ列のパターンを有していて、レンズ系の集束ずれによって生ずる回転対称のぶれ（ｂｌｕｒｓ）を許容する、光学式画像記録装置に関しては、光学フィルタを１又はそれ以上の蒸発フィルタから構成することができ、これにより、フィルタを収容するために必要なスペースを極めて小さくすることができる。
この場合には、光学フィルタは、相当な注意を払ってレンズ面で蒸発することができ、これにより、フィルタのスペクトル特性は、入射角と共に変化する。この効果を低減させるために、主光線がフィルタ表面に直角に当たるように、フィルタを設けることが好ましい。好ましい実施の形態においては、蒸発フィルタは、第１のレンズの凹面に付与される。
複屈折ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタを用いる場合には、フィルタによって導入された収差を補正する必要がある。そのような補正は、当業者には周知である。
ボディ 本発明によれば、ボディは、成型プラスチック、ダイカストされた軽量金属合金又は成形された金属板の如き適宜な材料から成る薄い壁を有する剛性構造体から構成されている。上記壁は、また、炭素繊維強化されたプラスチック樹脂の如き複合材料から形成され、これにより、軽量で機械的に強い特に好ましいボディを得ることができる。
また、光学式画像記録装置を静電放電から保護し、電磁適合性を確保するために、ボディは、炭素繊維の如き導電材料から形成するか、あるいは、そのような導電材料を含むことができる。
一般的に、ボディの高さは、２０ｍｍ未満であり、これにより、ボディは、画像処理装置に極めて一般的に使用されている寸法を有するスロットの中に収容することのできる、十分に平坦な形態を有する。
特に好ましい実施の形態においては、上記高さは、１０．５ｍｍ以下であり、これにより、ボディの高さは、タイプＩＩＩのＰＣＭＣＩＡ規格に合致する。
上記高さは、５．０ｍｍ以下であるのが最も好ましく、これにより、ボディの高さは、タイプＩＩのＰＣＭＣＩＡ規格に合致する。
財布に挿入することができるようにするために、最大７ｍｍの高さが望ましい。
電子信号の記憶、伝送及び受信 光学式画像記録装置のボディは、更に、焦点合わせ、白色バランス制御（ｗｈｉｔｅ ｂａｌａｎｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）、自動的な利得制御等を行うための種々の付属品を備えることができる。ボディは、バッテリすなわち電池の如き電源を含むこともできる。
好ましい実施の形態においては、ボディは、更に、外部装置の動作を制御する制御情報の電子信号を記憶するための手段を備えている。
特に好ましい実施の形態においては、ボディは、上記制御情報を外部装置にロードする手段を備えており、これにより、外部装置（例えば、光学式画像記録装置の光学画像を処理するようにプリセットされていない画像処理装置）の動作を、外部装置にロードされた特定の制御情報によって制御することができる。
上記制御情報は、画像処理装置を制御するソフトウエア、及び、画像処理を行うソフトウエアの如き、システム動作ソフトウエアを含む。
電子信号の伝送は、当業者に周知の適宜な方法で行うことができ、例えば、光学式画像記録装置の電子回路を処理装置の電子回路に直接接続するか、あるいは、無線による伝送／受信によって行うことができる。
直線的な接続を用いる場合には、接続のガイダンス（ｇｕｉｄａｎｃｅ）すなわち誘導を調節することが好ましい。従って、好ましい実施の形態においては、ボディは、更に、該ボディをスロット、溝等の中に誘導するためのガイド手段を備える。
ボディを画像処理装置に挿入する必要はない。一つの実施の形態においては、ディスプレイスクリーンを光学式画像記録装置のボディに接続することができる。この接続は、永続的なものあるいは非永続的なものとすることができ、また、ディスプレイスクリーンをボディに一体的に接続することができる。
より詳細に言えば、無線式の伝送／受信を行う実施の形態は、光学式画像記録装置及び処理装置の接続を確実に誘導する安全装置を排除する利点を有している。
好ましい実施の形態においては、電子信号を伝送する手段は、アナログ式及び／又はデジタル式の伝送を行う無線発信器を備えている。
また、電子信号を受信する手段は、アナログ式及び／又はデジタル式の伝送を行う無線受信器を備えている。
無線発信器及び無線受信器は、当業者に周知の適宜な装置とすることができ、例えば、無線式の発信器／受信器、あるいは、光学式の発信器／受信器とすることができる。
光学式画像記録／処理装置 別の観点において、本発明の目的は、光学式画像記録装置から関連する処理装置へ光学情報を容易に伝送することのできる、光学式画像記録／処理装置を提供することである。
この目的は、光学情報及び他の情報の電子信号の記録及び処理を行う光学式画像記録／処理装置を提供することによって達成される。この光学式画像記録／処理装置は、データバス・インターフェースを有する一対のコネクタデバイスから成る、電子信号の伝送及び受信を行う手段を備えており、上記一対のコネクタデバイスの中の一方のコネクタデバイスは、光学式画像記録装置の中に収容されていて、画像処理装置の中に収容された上記一対のコネクタデバイスの中の他方のコネクタデバイスに直接接続されている。
好ましい実施の形態においては、光学式画像記録装置のコネクタデバイスは、光学式画像記録装置の端面に収容されており、これにより、多数の接続部を有する特に簡単な接続、及び、高速交信を行うパラレル式のデータバスを確立することができる。また、上記コネクタデバイスは、機械的な応力から良好に保護されると共に、静電放電（ＥＳＤ）に対して良好に保護される。
好ましい実施の形態においては、画像処理装置は、コネクタデバイスをスロットの中に収容しており、これにより、煩雑なケーブルを使用することなく、光学式画像記録装置の収容及び接続を簡単且つ安全に行うことができる。光学式画像記録装置は、上記スロットの中に部分的に又は完全に挿入することができ、これにより、画像処理装置との機械的な接続を行う間に、感光性の部品（例えば、レンズ系）を機械的な影響から保護することができる。
また、好ましい実施の形態においては、光学式画像記録装置、及び、処理装置のスロットは、その間の相互の接続を誘導すなわち案内するためのガイド手段を備えており、これにより、安全な接続を行うことができる。
より詳細に言えば、光学式画像記録／処理装置は、本発明の光学式画像記録装置を備えている。
適宜な画像処理装置は、当業界で周知である。そのような画像処理装置は、パーソナルコンピュータ及びラップトップコンピュータの如きコンピュータと、電話機、移動電話機及び衛星電話機と、ファックス機と、プリンタと、ディスプレイスクリーンと、ビデオテープ装置とを含むが、これらに限定されるものではない。
３．図面の簡単な説明 図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃは、従来技術の光学式画像記録装置を示しており、 図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３B、図４及び図５は、本発明の好ましい光学式画像記録装置の断面図及び平面図を示しており、 図６は、フィルタ２７を備えていない点を除いて図２Ａに示すものと同様の本発明の好ましい実施の形態によるレンズ系の光線追跡図を示しており、 図７は、図６に示す好ましい実施の形態のレンズ系のスポットダイヤグラムを示しており、 図８は、図６に示す好ましい実施の形態のレンズ系のための多色屈折変調伝達関数（ＭＴＦ）を示しており、 図９は、図６に示す好ましい実施の形態のレンズ系の像面の湾曲（Ａ）及び幾何学的ひずみ（Ｂ）を示しており、 図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、本発明の画像記録装置の好ましい実施の形態の３つの図を示しており、 図１１は、画像処理装置に挿入されていない光学式画像記録装置の好ましい実施の形態を示しており、 図１２は、図１１にも示す画像処理装置に挿入されている図１１に示す好ましい実施の形態を示しており、 図１３Ａ及び図１３Ｂは、画像処理装置の中に部分的に及び完全に挿入されている画像処理装置のそれぞれの好ましい実施の形態の断面図を示しており、 図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃ及び図１４Ｄは、本発明の画像記録装置のガイド手段の好ましい実施の形態を示しており、 図１５は、画像記録装置の実施の形態のブロック図、及び、その画像処理装置への接続を示している。
４．詳細な説明従来技術 図１Ａは、従来技術の光学式画像記録装置の一つの幅の広い面の概略平面図である。この画像記録装置は、幅の広い面を有する平坦なボディ１０と、線Ａ−Ａから見た端面図を示す図１Ｂ及び図１Ｃに示すように着脱自在であるレンズ系１１と、二次元画像記録装置１２と、コネクタデバイス１３とを備えている。光学情報は、レンズ系１１によって受け取られ、画像に変換される。二次元画像記録装置１２は、光学情報を、処理して半導体メモリに記憶することのできる電気情報に変換される。
上記電気情報を、半導体メモリから、コネクタデバイス１３を介して、画像処理装置へ伝送することができる。
図１Ｂには、有効レンズ高さｈ、光学装置の高さＨ、及び、ボディの高さｂが示されている。
画像記録装置全体が平坦な形態を有するようにするために、図１Ｃに示すように、レンズ系１１を取り外す必要がある。
本発明の好ましい実施の形態 図２Ａは、本発明の光学式画像記録装置の好ましい実施の形態の断面図であり、また、図２Ｂは、上記好ましい実施の形態の平面図を示している。この光学式画像記録装置は、レンズ系を備えており、このレンズ系は、前方レンズ群２１と、後方レンズ群２２と、反射要素２３と、追加の反射要素２４と、開口絞り２６と、選択的に採用されるフィルタ２７とを備えている。直径Ｄの周円を有する光学画像２８が、レンズ系によって形成され、画像記録装置２５によって電気信号
に変換される。
光学式画像記録装置は、更に、幅の広い面２０１、２０２及び低い高さｂを有するボディ２０を備えており、このボディは、上記レンズ系及び画像記録装置を収容している。
図１の従来技術とは対照的に、このレンズ系は、ボディ２０の中に収容されており、これにより、光学式画像記録装置は常に、低い高さｂ及び堅固な構造を有している。光学装置の高さＨ、並びに、有効レンズ高さｈは共に、ボディの高さｂよりも低い。
光学情報は、光学軸２１１を有する前方レンズ群２１を介して受け取られ、その後、反射要素２３によって角度ａで反射されて、後方レンズ群２２の光学軸２２１に結合される。追加の反射要素２４は、集束されていない画像すなわち未集束画像を、光学軸２５１を有する画像記録装置２５の感光面に反射させる。
この好ましい実施の形態においては、セミフィールド（ｓｅｍｉｆｉｅｌｄ）
画角は３３°であって、視野は比較的広い。前方レンズ群２１と後方レンズ群２２との間に反射要素２３を収容するに十分なスペースを形成するために、逆転した望遠原理が選択されている。この逆転した望遠原理は、更に、画像の照射及び鮮明度の均一性の良好な標準を与える、という利点を有している。また、逆転した望遠原理は、光学フィルタのためのスペースを与える。
前方レンズ群２１は、一つのレンズだけで形成されており、このレンズは、強い分散率を有している。前方レンズ群２１に一つのレンズだけを設け、また、該レンズを強い分散率を有するようにすることによって、前方レンズ群の高さ、及び、前方レンズ群２１の最後の面の直径は、極めて小さくなる。これにより、反射要素２３の高さは、極めて小さくなり、その結果、光学要素の高さＨ及びボディ２０の高さｂは、極めて小さくなる。
この好ましい実施の形態において、前方レンズ群２１の第１のレンズは、ＢＡＫ５０から形成されており、このＢＡＫ５０は、良好な耐薬品性及び耐候性を有し、また、耐引っ掻き性を有するタイプの、硬質ガラスである。
他のタイプのガラス、あるいは、例えば、プラスチックをレンズ系に用いることができるが、そのようなガラス又はプラスチックは性能に影響を与える可能性があることを認識する必要がある。本発明の実施の形態に使用される上述の総てのタイプのガラスは、Ｓｃｈｏｔｔ Ｇｌａｓｗｅｒｋｅ（ドイツ国Ｍａｉｎｚ（Ｄ−６５００）、Ｈａｔｔｅｒｂｅｒｇｓｔｒａｓｓｅ１０）から入手可能である。
後方レンズ群２２は、４つの要素から構成される集合部材であり、上記４つの要素の中の一つの要素は、色消しレンズである。前方レンズ群２１によって受け取られた光学情報は、反射要素２３によって１８０°未満の角度ａで反射されるので、後方レンズ群２２の長さは、ボディ２０の高さｂに影響を与えないか、あるいは、ほんの少ししか影響を与えない。従って、後方レンズ群２２に複数のレンズを設けて孔径比を大きくし、良好な鮮明画像を得ることができる。また、例えば、後方レンズ群２２の第１のレンズ及び色消しレンズの如き、比較的厚いレンズ及び色消しレンズを利用することもできる。
図６に示す本発明の好ましい実施の形態のレンズ系のデータが、表１に示されている。
表 １
単位：ｍｍ有効焦点距離ｆ：３．９８アパーチュア（孔径）：Ｆ＃２．８ レンズ系は、１．２のＳ比を有していて、「ヘビーデューティ」の「財布カメラ」に対して理想的であり、また、約１３％のスケールダウンによって、タイプＩＩのＰＣＭＣＩＡの規格に合致する高さbを有するボディを備えた画像記録装置に対して理想的なものにすることができる。
当業者は、性能の変化を考慮して、別の設計に適した種々のレンズ要素及び他の構成要素のデータ及び材料を選択することができる。
反射要素２３、２４は、この好ましい実施の形態においては、第１の表面鏡である。上記反射要素は、プリズムで置き換えることができる。
ＳＬＲ（単レンズ反射）機能を有する実施の形態においては、追加の反射要素は、レンズ系によって形成された画像２８を２つの画像に分割するビーム・スプリッタで置き換えることができる。当業界で周知のように、上記２つの画像の中の一方の画像は、画像記録装置２５上に集束し、また、他方の画像は、観察者に伝送される。このようにすると、極めて平坦な構造でズーム機能を確立することができる。
本発明の好ましい実施の形態においては、画像記録装置２５は、二次元的に配列されたＣＣＤ（電荷結合素子）から成る画像センサである。レンズ系によって形成された光学画像２８は、画像記録装置２５によって電気信号に変換される。
これら電気信号を処理して、一般的には半導体メモリであるデータ記憶装置に記憶させることができる。
図３Ａ及び図３Ｂは、非回転対称の前方レンズ群要素及び小さい角度ａを有する実施の形態における、レンズ系及び光学式画像記録装置２５を示している。この好ましい実施の形態の画像記録装置２５の活動部品は矩形状であるので、開口絞り２６から離れているレンズは、回転対称にする必要がない。図３Ａにおいては、この特徴を用いて、角度ａを減少させ、これにより、レンズ系の有効レンズ高さｈを減少させるか、あるいは、有効レンズ高さｈを増大させることなく、反射要素２４から画像記録装置２５までの光軸２５１の長さを増大させることができる。この構成は、ハウジング３１の中にＣＣＤ（あるいは、他のタイプの光学式画像記録装置）を用い、上記ハウジングの壁が、ＣＣＤの活動部品よりも高い位置にある場合に、重要である。その状態が、図３Ａに示されている。有効レンズ高さｈを光学装置の全高Ｈよりもかなり低くすることにより、ＣＣＤ２５をプリント回路基板３２の上に直接取り付けることが可能であり、これにより、一つのプリント回路基板しか必要としないので、光学式画像記録装置の電子部品を単純化してよりコンパクトにすることができる。
また、「チップ・オン・ボード（ｃｈｉｐｓ ｏｎ ｂｏａｒｄ）」技術の一般的に原理にしたがって、光学装置の全高Ｈを増大させることなく、従って、光学式画像記録装置の高さｂを増大させることなく、構成要素３３をプリント回路基板３２の両側に位置決めすることができる。この構成は、図３Ｂに示されている。
図４は、前方レンズ群２１から画像記録装置２５までのＵ字形状の光学通路すなわち光路を有する実施の形態における、レンズ系及び画像記録装置を示している。図２及び図３に示すように、前方レンズ群２１によって受け取られた光学情報は、反射要素２３によって後方レンズ群２２へ反射される。その後、レンズ系によって形成された画像は、反射要素２４によって反射されて、画像記録装置２５へ伝送される。
図４に示す実施の形態は、有効レンズ高さｈを非常に小さくしなければならない用途、及び、前方レンズ群２１に２以上のレンズが設けられる用途において、特に有用である。
光学軸２１１をその光学軸として有する第１の光学要素の前方点から反射要素２３までの光学軸２１１の長さが比較的長い（前方レンズ群が大きいために）場合には、図４に示す実施の形態を用いて、全高Ｈを最小限にするか、あるいは、標準的なハウジングの中にＣＣＤを用いることを可能にすることができる。また、フィルタ（例えば、ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタ）を反射要素２４と画像記録装置２５との間に挿入することができる。
図５は、一つの反射要素２３しか持たない実施の形態における、レンズ系及び画像記録装置２５を示している。本発明のこの実施の形態においては、第２の反射要素２４が取り除かれており、これにより、構成要素の数が減少されていて、レンズ系が単純化されている。
本発明のこの好ましい実施の形態は、画像記録装置２５を光学軸２２１の方向において厚くすることができる。画像記録装置２５を良好に冷却することが望ましい用途、例えば、大きな信号対雑音比を必要とするローライト（ｌｏｗ−ｌｉｇｈｔ）状態の用途に関して、図５に示す実施の形態を用いることができる。この実施の形態は、例えば、ヒートシンク、冷却ファン又はペルチェ素子の如き１又はそれ以上の冷却装置を設けるためのスペースを、画像記録装置２５の後方に提供する。背面焦点が長く、また、第２の反射要素２４が排除されているので、この実施の形態は、更に、後方レンズ群２２の最後のレンズと光学式画像記録装置２５との間に、かなりの厚さを有する光学フィルタ２７を設けるためのスペースを提供する。
画像記録装置２５によっては、通常、複屈折ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタが、良好な画像品質を提供することになる。本発明のこの実施の形態は、画像品質を改善する多板式の複屈折ブラー（ｂｌｕｒ）フィルタを収容するためのスペースを提供する。折り曲げ角度ａを選択に応じて、ボディ２０の外側面２０１から画像記録装置２５の中心までの光学軸２１１の方向の距離を、ボディ２０のボディの高さｂの半分になるように選択することができる。このようにすると、画像記録装置２５は、ボディ２０の内側の全有効高さを利用することができ、従って、画像記録装置２５の寸法を最大限にして、最適な解像度及び感度を得ることができる。
図６は、本発明の好ましい実施の形態によるレンズ系の光線追跡図を示している。この光線追跡図は、紙面の光学軸２１１、２２１及び２５１を用いて、アパーチュアすなわち孔径（開口）Ｆ＝２．８の場合を示している。
図７は、図６に示す好ましい実施の形態のレンズ系のスポットダイヤグラムを示している。４つの視野が、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤとして示されている。これら４つの視野のデータは、表２に示す通りである。
表 ２
参考：主光線スケールバー（ｓｃａｌｅ ｂａｒ）の長さＬは、２０ミクロンである。
ＲＭＳ半径は、スポットの二乗平均半径である。これらの計算においては、屈折率は全く考慮されていない。分析は、Ｆｏｃｕｓ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｉｎｃ （米国アリゾナ州（８５７３１）Ｔｕｃｓｏｎ（Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ１８２２８）
）の光学設計プログラムであるＺｅｍａｘ（ｖｅｒ．２．８及びｖｅｒ．４．０）を用いて行った。
図８は、図６に示す好ましい実施の形態のレンズ系のフルアパーチュア（全孔径）における多色屈折率変調伝達関数（ＭＴＦ）を示している。ＭＴＦは、４つの視野Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤに関して示されている。これらの視野は、図７の視野と同じである。ＤＬは、屈折率限界である。Ｙ軸は、折曲状の回折格子型の被写体の画像のコントラストである。Ｘ軸は、撮像された回折格子のサイクルの空間周波数（ｍｍ）である。
図９は、図６に示す好ましい実施の形態の像面の湾曲（Ａ）、及び、幾何学的ひずみ（Ｂ）を示している。像面の湾曲のプロットは、実際の像平面から近軸像面までの距離を画角の関数として示している。Ｘ軸は、像面の湾曲（ミリメートル）である。Ｙ軸全体は、６３°の全画角に等しい。接線方向（Ｔ）及び矢状方向（Ｓ）の焦線は、３つの異なる波長０．４８６ミクロン、０．５８８ミクロン及び０．６５６ミクロンに関して示されている。
幾何学的ひずみに関して、Ｙ軸全体は、６３°の全画角に等しい。Ｘ軸の単位はパーセントである。
図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、本発明の画像記録装置の好ましい実施の形態の３つの図面を示している。この好ましい実施の形態においては、ボディ２０は、カード型であり、これにより、ボディは、財布の中、あるいは、クレジットカードを持ち運ぶための小型のハンドバッグの中に保持することができる。また、この画像記録装置は、コネクタピン１００３を有するコネクタデバイス１００１を備えており、ボディ２０には、ガイダンス１００４が設けられている。これにより、光学式画像記録装置を画像処理装置のスロットに挿入して該画像処理装置に接続することができる。光学情報は、図２Ａ及び図２Ｂに示す実施の形態に関して説明したレンズ系によって受け取られ、画像に形成される。画像記録装置２５は、光学情報を電気情報に変換し、この電気情報は、半導体メモリ１００２に記憶される。この好ましい実施の形態においては、上記メモリは、着脱可能であって、交換することができる。半導体メモリは、当業界で周知のフラッシュメモリである。他の種類の記憶装置を用いることもできる。幅の広い面２０１、２０２は、１又はそれ以上のＰＣＢ（プリント回路基板）を用いて、画像記録装置２５を制御し、また、画像記録装置２５からの電気情報を処理するために必要な、電子回路及び構成要素の取り付けを行うことを可能にする。また、幅の広い面２０１、２０２は、記録すべき被写体を特定するための効果的で「使用が容易」なビュアー１００６を光学式画像記録装置に設けることを可能にする。この光学式画像記録装置は、また、画像記録装置を活動化するためのシャッタ１００７も備えている。偏向キー１００５を用いることにより、画像処理装置に挿入された場合に、画像記録装置は逆転しない。上記偏向キーは、また、画像記録装置が、画像処理装置、及び、正しい電圧及びピン構造を有する充電器の中にしか挿入することができないようにしている。ガイダンス１００４の手段は、画像記録装置を協働する画像処理装置、充電器等に挿入する作業を助ける。また、ボディ２０は、多くの種々の設計、寸法及び形状を有することができ、それにも拘わらず、協働するユニットの中に容易に挿入することができることを意味する。このようにすると、特徴部の追加又は減少が可能であり、また、ガイダンス１００４によって形成される同じ「フレーム」の中に柔軟な設計のプリフォームを得ることが可能である。コネクタデバイス１００１のコネクタピン１００３は、コネクタデバイス１００１の中に収容されている。これにより、上記コネクタピンは、光学式画像記録装置の内部の敏感な電子部品を損傷させる恐れのある、機械的な応力及び静電放電の如き電気的な応力から保護されている。
図１１は、画像処理装置１１００に挿入されていない光学式画像記録装置１０００を示している。画像記録装置１０００のガイダンス手段１００４（ハッチングされた部分）は、画像処理装置１１００のガイダンス手段１１０１と嵌合して、そのような２つの装置を安全且つ容易に接続する。
図１２は、画像処理装置１１００に挿入された光学式画像記録装置１０００を示している。本発明のこの好ましい実施の形態においては、上記２つの装置は、接続された状態において、一つのユニットのように見える。
図１３及び図１３Ｂは、画像処理装置１１００の中に部分的に及び完全に挿入された画像記録装置１０００の好ましい実施の形態の断面図をそれぞれ示している。画像処理装置１０００は、コネクタ１３０１と、偏向キー１３０２とを備えており、これら偏向キーは、画像記録装置１０００のコネクタ１００１及び偏向キー１００５と協働する。
図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃ及び図１４Ｄは、本発明の画像記録装置のガイダンス手段１００４の好ましい実施の形態を示している。ボディ２０のハッチングされた部分は、ガイダンス手段１００４の好ましい実施の形態である。ガイダンス手段は、ボディ２０の一側部の全体に沿って伸長し、これにより、画像記録装置のボディ２０の全長の良好な案内すなわち誘導を行う。また、特にコネクタデバイス１００１の周囲で、良好な案内すなわち誘導が行われる。このようにすると、この好ましい実施の形態においては、コネクタデバイス１００１、１３０１に小さい易損性のコネクタピンを使用することが可能になる。従って、多数のコネクタピンを用いることができ、高速のパラレルデータバスを形成することができる。
図１５は、画像記録装置、及び、画像処理装置へのその接続の実施の形態のブロック図を示している。光学情報は、レンズ１５０１を介して受け取られ、画像記録装置２５に記録される画像に形成される。次に、当業界で周知のように、電気情報が、ＣＣＤ駆動部分１５０２及び信号処理部分１５０３へ伝送される。その出力信号は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１５０４によってデジタル形式に変換される。データバス１５０５は、画像記録装置の各部分の間の情報を交換する。画像処理装置１１００用の画像処理ソフトウエアが、メモリすなわち記憶装置１５０６に記憶されており、画像記録装置１０００が有線又は無線によって画像処理装置１１００に接続されると、該画像処理装置へ転送することができる。このようにすると、画像処理装置が、協働するコネクタデバイス及び／又は受信器／送信器装置と、画像記録装置によって与えられる上記ソフトウエアを作動させることのできるオペレーティング・システムとを備えている限り、画像記録装置からのデータを任意の画像処理装置で処理することができる。
また、レンズ系１５０１によって導入される幾何学的ひずみの処理及び補正を処理ブロック１５０８で実行し、その後、データ圧縮器１５０９でデータを圧縮することができる。次に、上記データをメモリ１００２に記憶することができる。選択的に採用されるバッファメモリすなわち緩衝記憶装置が、Ａ／Ｄ変換器１５０４からのデータを、これらデータが１５０８で処理されまた１５０９でデータ圧縮される前に、一時的に記憶できるようにする。
メモリ１００２に記憶されたデータを、データバス制御装置１５０５及びコネクタデバイス１００１、１３０１を介して、画像処理装置１１００へ伝送することができる。上記データは、画像／データ処理装置１５１０で処理される。
従って、幾何学的ひずみの補正を含む処理を画像記録装置１０００で行う必要はなく、そのような処理は、画像処理装置１１００で極めて良好に行うことができる。
画像記録装置及び画像処理装置の構成は、当業界で周知の構成とは異なる態様で変更して構成することができ、例えば、ビーム分割プリズムをレンズ１５０１と画像記録装置２５との間に挿入して、３つの別個の画像Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）を得ることができるようにすることができる。
【特許請求の範囲】
１． レンズ系（２１、２２、２３）とボディ（２０）とを備え、該ボディは、低い高さ（ｂ）及び低く幅の広い面（２０１、２０２）を有する形態を備えていて、前記幅の広い面の中の一つの幅の広い面を通して光学情報を受け取るようになされており、また、前記ボディは、感光領域を有する画像記録装置（２５）
を収容するようになされている、光学情報の電子的な記録を行う光学式画像記録装置であって、前記レンズ系は、第１の光学軸（２１１）を有する前方レンズ群（２１）と、１又はそれ以上のレンズから構成されていて第２の光学軸（２２１）を有する後方レンズ群（２２）と、前記第１の光学軸（２１１）を１８０°未満の角度（ａ）で折り曲げて前記第２の光学軸（２２１）に結合する反射要素（２３）とを備えており、前記レンズ系は前記ボディの中に収容されるように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
２． 請求項１に記載の光学式画像記録装置において、前記レンズ系は、追加の反射要素（２４）を備えており、この追加の反射要素は、前記第２の光学軸（２２１）を折り曲げて前記画像記録装置の光学軸（２５１）に結合するように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
３． 請求項１又は２に記載の光学式画像記録装置において、前記第１の光学軸（２１１）及び前記第２の光学軸（２２１）は、９０°以下の角度（ａ）を形成するように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
４． 請求項１乃至３のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記第２の光学軸（２２１）及び前記画像記録装置の光学軸（２５１）は、９０°未満の角度を形成するように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
５． 請求項１乃至４のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記第１の光学軸（２１１）及び前記画像記録装置の光学軸（２５１）は、実質的に同じ平面に存在するように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
６． 請求項１乃至５のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記第１の光学軸（２１１）及び前記画像記録装置の光学軸（２５１）は、実質的に平行であるように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
７．請求項１に記載の光学式画像記録装置において、前記画像記録装置は、電荷結合素子であること、を特徴とする光学式画像記録装置。
８． 請求項１に記載の光学式画像記録装置において、前記レンズ系は、光学装置の高さ（Ｈ）を形成される画像（２８）の周円の直径（Ｄ）で除した値である、４未満、好ましくは、２．５５以下、より好ましくは１．７以下、最も好ましくは１．２未満の比（Ｓ）を有しており、前記光学装置の高さ（Ｈ）は、レンズ、フィルタ、開口絞り、画像記録装置及びそのボディを含む前記光学装置の任意の部分からの前記第１の光学軸上への最大投影距離であること、を特徴とする光学式画像記録装置。
９． 請求項１に記載の光学式画像記録装置において、前記レンズ系の有効レンズ高さ（ｈ）及び有効焦点距離（ｆ）の高さ比が、１．７未満、好ましくは１．５未満であるように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
１０． 請求項１乃至９のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記ボディの高さは、２０ｍｍ未満、好ましくは１０．５ｍｍ以下、より好ましくは７ｍｍ以下、最も好ましくは５ｍｍ以下であるように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
１１． 請求項１乃至１０のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記前方レンズ群（２１）及び前記第１の反射要素（２３）は、１つのプリズムから構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
１２． 請求項１乃至１１のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記追加の反射要素（２４）は、１つのプリズムから構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
１３． 請求項１乃至１２のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記レンズ系の開口絞りは、前記第１の反射要素の後に設けられた、特に、前記後方レンズ群（２２）に設けられた、絞り（２６）によって決定されるように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
１４． 請求項１乃至１３のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記ボディは更に、外部装置への及び該外部装置からの光学情報及び他の情報の電子信号の記憶、伝送及び受信を行う手段を備えること、を特徴とする光学式画像記録装置。
１５． 請求項１４に記載の光学式画像記録装置において、電子信号の伝送及び受信を行う前記手段は、データバス・インターフェースを有するコネクタデバイス（１００１）を備えること、を特徴とする光学式画像記録装置。
１６． 請求項１５に記載の光学式画像記録装置において、前記コネクタデバイスは、前記ボディの端面に収容されるように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
１７． 請求項１４に記載の光学式画像記録装置において、前記電子信号を記憶する前記記憶手段は、交換可能なメモリ（１００２）から構成されていること、を特徴とする光学式画像記録装置。
１８． 請求項１乃至１７いずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記ボディは、更に、外部装置の作動を制御する制御情報の電子信号を記憶する手段を備えること、を特徴とする光学式画像記録装置。
１９． 請求項１８に記載の光学式画像記録装置において、前記制御情報を前記外部装置にロードする手段を備えること、を特徴とする光学式画像記録装置。
２０． 請求項１４乃至１９のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、電子信号の伝送を行う前記手段は、アナログ及び／又はデジタル伝送を行う無線発信器を備えること、を特徴とする光学式画像記録装置。
２１． 請求項１４乃至１９のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、電子信号を受信する前記手段は、アナログ及び／又はデジタル伝送を行う無線受信器を備えること、を特徴とする光学式画像記録装置。
２２． 請求項１乃至２１のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記ボディは、更に、該ボディをスロットに案内するガイド手段を備えること、を特徴とする光学式画像記録装置。
２３． 光学情報及び他の情報の電子信号の記録及び処理を行う光学式画像記録／処理装置であって、データバス・インターフェースを有する一対のコネクタデバイス（１００１、１３０１）から成り、電子信号の送信及び受信を行う手段を備えており、前記一対のコネクタデバイスの中の一方のコネクタデバイス（１００１）は、光学式画像記録装置に収容されていて、画像処理装置に収容されている他方のコネクタデバイス（１３０１）に直接接続されるように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録／処理装置。
２４． 請求項２３に記載の光学式画像記録／処理装置において、前記光学式画像記録装置のコネクタデバイスは、前記光学式画像記録装置の端面に収容されていること、を特徴とする光学式画像記録／処理装置。
２５． 請求項２３又は２４のに記載の光学式画像記録／処理装置において、前記画像処理装置は、前記コネクタデバイス（１３０１）をスロット（１１０２）
の中に収容するように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録／処理装置。
２６． 請求項２３乃至２５のいずれか一に記載の光学式画像記録／処理装置において、前記光学式画像記録装置及び前記処理装置は、これら装置の相互接続を案内するガイド手段（１００４、１１０１）を備えていること、を特徴とする光学式画像記録／処理装置。
２７． 請求項２３乃至２６のいずれか一に記載の光学式画像記録／処理装置において、請求項１乃至２２のいずれか一に記載の光学式画像記録装置を備えること、を特徴とする光学式画像記録／処理装置。
１． レンズ系（２１、２２、２３）とボディ（２０）とを備え、該ボディは、低い高さ（ｂ）及び低く幅の広い面（２０１、２０２）を有する形態を備えていて、前記幅の広い面の中の一つの幅の広い面を通して光学情報を受け取るようになされており、また、前記ボディは、感光領域を有する画像記録装置（２５）
を収容するようになされている、光学情報の電子的な記録を行う光学式画像記録装置であって、前記レンズ系は、第１の光学軸（２１１）を有する前方レンズ群（２１）と、１又はそれ以上のレンズから構成されていて第２の光学軸（２２１）を有する後方レンズ群（２２）と、前記第１の光学軸（２１１）を１８０°未満の角度（ａ）で折り曲げて前記第２の光学軸（２２１）に結合する反射要素（２３）とを備えており、前記レンズ系は前記ボディの中に収容されるように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
２． 請求項１に記載の光学式画像記録装置において、前記レンズ系は、追加の反射要素（２４）を備えており、この追加の反射要素は、前記第２の光学軸（２２１）を折り曲げて前記画像記録装置の光学軸（２５１）に結合するように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
３． 請求項１又は２に記載の光学式画像記録装置において、前記第１の光学軸（２１１）及び前記第２の光学軸（２２１）は、９０°以下の角度（ａ）を形成するように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
４． 請求項１乃至３のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記第２の光学軸（２２１）及び前記画像記録装置の光学軸（２５１）は、９０°未満の角度を形成するように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
５． 請求項１乃至４のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記第１の光学軸（２１１）及び前記画像記録装置の光学軸（２５１）は、実質的に同じ平面に存在するように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
６． 請求項１乃至５のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記第１の光学軸（２１１）及び前記画像記録装置の光学軸（２５１）は、実質的に平行であるように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
７．請求項１に記載の光学式画像記録装置において、前記画像記録装置は、電荷結合素子であること、を特徴とする光学式画像記録装置。
８． 請求項１に記載の光学式画像記録装置において、前記レンズ系は、光学装置の高さ（Ｈ）を形成される画像（２８）の周円の直径（Ｄ）で除した値である、４未満、好ましくは、２．５５以下、より好ましくは１．７以下、最も好ましくは１．２未満の比（Ｓ）を有しており、前記光学装置の高さ（Ｈ）は、レンズ、フィルタ、開口絞り、画像記録装置及びそのボディを含む前記光学装置の任意の部分からの前記第１の光学軸上への最大投影距離であること、を特徴とする光学式画像記録装置。
９． 請求項１に記載の光学式画像記録装置において、前記レンズ系の有効レンズ高さ（ｈ）及び有効焦点距離（ｆ）の高さ比が、１．７未満、好ましくは１．５未満であるように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
１０． 請求項１乃至９のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記ボディの高さは、２０ｍｍ未満、好ましくは１０．５ｍｍ以下、より好ましくは７ｍｍ以下、最も好ましくは５ｍｍ以下であるように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
１１． 請求項１乃至１０のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記前方レンズ群（２１）及び前記第１の反射要素（２３）は、１つのプリズムから構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
１２． 請求項１乃至１１のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記追加の反射要素（２４）は、１つのプリズムから構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
１３． 請求項１乃至１２のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記レンズ系の開口絞りは、前記第１の反射要素の後に設けられた、特に、前記後方レンズ群（２２）に設けられた、絞り（２６）によって決定されるように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
１４． 請求項１乃至１３のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記ボディは更に、外部装置への及び該外部装置からの光学情報及び他の情報の電子信号の記憶、伝送及び受信を行う手段を備えること、を特徴とする光学式画像記録装置。
１５． 請求項１４に記載の光学式画像記録装置において、電子信号の伝送及び受信を行う前記手段は、データバス・インターフェースを有するコネクタデバイス（１００１）を備えること、を特徴とする光学式画像記録装置。
１６． 請求項１５に記載の光学式画像記録装置において、前記コネクタデバイスは、前記ボディの端面に収容されるように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録装置。
１７． 請求項１４に記載の光学式画像記録装置において、前記電子信号を記憶する前記記憶手段は、交換可能なメモリ（１００２）から構成されていること、を特徴とする光学式画像記録装置。
１８． 請求項１乃至１７いずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記ボディは、更に、外部装置の作動を制御する制御情報の電子信号を記憶する手段を備えること、を特徴とする光学式画像記録装置。
１９． 請求項１８に記載の光学式画像記録装置において、前記制御情報を前記外部装置にロードする手段を備えること、を特徴とする光学式画像記録装置。
２０． 請求項１４乃至１９のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、電子信号の伝送を行う前記手段は、アナログ及び／又はデジタル伝送を行う無線発信器を備えること、を特徴とする光学式画像記録装置。
２１． 請求項１４乃至１９のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、電子信号を受信する前記手段は、アナログ及び／又はデジタル伝送を行う無線受信器を備えること、を特徴とする光学式画像記録装置。
２２． 請求項１乃至２１のいずれか一に記載の光学式画像記録装置において、前記ボディは、更に、該ボディをスロットに案内するガイド手段を備えること、を特徴とする光学式画像記録装置。
２３． 光学情報及び他の情報の電子信号の記録及び処理を行う光学式画像記録／処理装置であって、データバス・インターフェースを有する一対のコネクタデバイス（１００１、１３０１）から成り、電子信号の送信及び受信を行う手段を備えており、前記一対のコネクタデバイスの中の一方のコネクタデバイス（１００１）は、光学式画像記録装置に収容されていて、画像処理装置に収容されている他方のコネクタデバイス（１３０１）に直接接続されるように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録／処理装置。
２４． 請求項２３に記載の光学式画像記録／処理装置において、前記光学式画像記録装置のコネクタデバイスは、前記光学式画像記録装置の端面に収容されていること、を特徴とする光学式画像記録／処理装置。
２５． 請求項２３又は２４のに記載の光学式画像記録／処理装置において、前記画像処理装置は、前記コネクタデバイス（１３０１）をスロット（１１０２）
の中に収容するように構成されたこと、を特徴とする光学式画像記録／処理装置。
２６． 請求項２３乃至２５のいずれか一に記載の光学式画像記録／処理装置において、前記光学式画像記録装置及び前記処理装置は、これら装置の相互接続を案内するガイド手段（１００４、１１０１）を備えていること、を特徴とする光学式画像記録／処理装置。
２７． 請求項２３乃至２６のいずれか一に記載の光学式画像記録／処理装置において、請求項１乃至２２のいずれか一に記載の光学式画像記録装置を備えること、を特徴とする光学式画像記録／処理装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２Ａ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公表番号】特表２０００−５１５２５５（Ｐ２０００−５１５２５５Ａ）
【公表日】平成１２年１１月１４日（２０００．１１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−５０２１２２
【出願日】平成９年６月１７日（１９９７．６．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＫ９７／００２６１
【国際公開番号】ＷＯ９７／４９００３
【国際公開日】平成９年１２月２４日（１９９７．１２．２４）
【出願人】
【氏名又は名称】シェーリング・ヘアマン
【公表日】平成１２年１１月１４日（２０００．１１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成９年６月１７日（１９９７．６．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＫ９７／００２６１
【国際公開番号】ＷＯ９７／４９００３
【国際公開日】平成９年１２月２４日（１９９７．１２．２４）
【出願人】
【氏名又は名称】シェーリング・ヘアマン
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