JP3384237B2 - ラインセンサカメラ - Google Patents
ラインセンサカメラInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラインセンサ（１
次元撮像デバイス）によって２次元像を撮影するライン
センサカメラに関する。
次元撮像デバイス）によって２次元像を撮影するライン
センサカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ラインセンサとミラー回転機構な
どの走査機構とを組み合わせて撮影を行うディジタルカ
メラが提案されている（特公平４−６７８３６号）。こ
の種のディジタルカメラはラインセンサカメラと呼称さ
れている。ラインセンサカメラには、エリアセンサを使
用するディジタルカメラに比べて高解像度の撮影が可能
であるという利点がある。例えば、Ａ４サイズ程度の大
きさの文書の全体を、通常の文字を判読できるように撮
影することができる。
どの走査機構とを組み合わせて撮影を行うディジタルカ
メラが提案されている（特公平４−６７８３６号）。こ
の種のディジタルカメラはラインセンサカメラと呼称さ
れている。ラインセンサカメラには、エリアセンサを使
用するディジタルカメラに比べて高解像度の撮影が可能
であるという利点がある。例えば、Ａ４サイズ程度の大
きさの文書の全体を、通常の文字を判読できるように撮
影することができる。
【０００３】ラインセンサカメラでは、走査機構の回転
が等速回転である場合には、被写体面上での走査速度が
撮影角度位置によって変化する。すなわち図１４のよう
に、被写体面Ｓ１の周縁部での単位時間当たりの撮像距
離ｄ２は、中央部での単位時間当たりの撮像距離ｄ１よ
りも大きい。このため、撮影像は、被写体の周縁部が圧
縮された歪んだ像になる。
が等速回転である場合には、被写体面上での走査速度が
撮影角度位置によって変化する。すなわち図１４のよう
に、被写体面Ｓ１の周縁部での単位時間当たりの撮像距
離ｄ２は、中央部での単位時間当たりの撮像距離ｄ１よ
りも大きい。このため、撮影像は、被写体の周縁部が圧
縮された歪んだ像になる。
【０００４】従来、このような回転走査に特有の画像歪
みを無くす手法として、ｆθレンズを用いて光学的に被
写体面Ｓ１の等速走査をする方法、及び副走査の撮影角
度位置に応じて走査用モータの回転速度を変化させる方
法（特開平４−２０３９１５号）が知られている。
みを無くす手法として、ｆθレンズを用いて光学的に被
写体面Ｓ１の等速走査をする方法、及び副走査の撮影角
度位置に応じて走査用モータの回転速度を変化させる方
法（特開平４−２０３９１５号）が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のｆθレンズを用
いる方法は、携帯型のカメラには適さない。小型軽量で
明るく、しかもズーミングの可能なｆθレンズの作製は
極めて困難である。また、走査用のミラーをレンズの前
側に配置する構造の場合には、被写体光が常にレンズの
光軸（中心）を通ることからθが変化しないので、ｆθ
レンズを用いることができない。
いる方法は、携帯型のカメラには適さない。小型軽量で
明るく、しかもズーミングの可能なｆθレンズの作製は
極めて困難である。また、走査用のミラーをレンズの前
側に配置する構造の場合には、被写体光が常にレンズの
光軸（中心）を通ることからθが変化しないので、ｆθ
レンズを用いることができない。
【０００６】一方、モータの回転速度を変化させる方法
では、撮影期間中において回転速度を一定に保つ制御に
比べて、回転速度制御の精度の確保が難しいという問題
があった。
では、撮影期間中において回転速度を一定に保つ制御に
比べて、回転速度制御の精度の確保が難しいという問題
があった。
【０００７】本発明は、特別の光学部品を用いることな
く、しかも機械的可動部の制御によらずに撮影像の歪み
を防止することを目的としている。
く、しかも機械的可動部の制御によらずに撮影像の歪み
を防止することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】副走査方向の撮影角度範
囲の中央位置におけるライン周期が最も長く、撮影角度
範囲の両端に近いほどライン周期が短くなるように、ラ
インセンサの駆動制御を行う。
囲の中央位置におけるライン周期が最も長く、撮影角度
範囲の両端に近いほどライン周期が短くなるように、ラ
インセンサの駆動制御を行う。
【０００９】請求項１の発明のカメラは、主走査のため
のラインセンサと副走査のための回転走査機構とによっ
て２次元の被写体像を撮影するラインセンサカメラであ
って、被写体面上の撮像ライン間隔が副走査方向の撮影
角度範囲の全域で実質的に均等になるように、副走査の
角度位置に応じて、ｎ（ｎは任意の整数）番目の主走査
と（ｎ＋１）番目の主走査との時間間隔であるライン周
期を変化させる撮像制御手段を有する。撮像ライン間隔
とは、被写体面上での各ラインの走査開始位置どうしの
間隔であり、ライン周期における被写体面上の走査位置
の移動距離である。
のラインセンサと副走査のための回転走査機構とによっ
て２次元の被写体像を撮影するラインセンサカメラであ
って、被写体面上の撮像ライン間隔が副走査方向の撮影
角度範囲の全域で実質的に均等になるように、副走査の
角度位置に応じて、ｎ（ｎは任意の整数）番目の主走査
と（ｎ＋１）番目の主走査との時間間隔であるライン周
期を変化させる撮像制御手段を有する。撮像ライン間隔
とは、被写体面上での各ラインの走査開始位置どうしの
間隔であり、ライン周期における被写体面上の走査位置
の移動距離である。
【００１０】請求項２の発明のカメラは、前記ラインセ
ンサに対する被写体像の結像の焦点距離が以前より大き
くなったときには前記撮影角度範囲を狭め、前記焦点距
離が以前より小さくなったときには前記撮影角度範囲を
拡げる走査制御手段を有する。
ンサに対する被写体像の結像の焦点距離が以前より大き
くなったときには前記撮影角度範囲を狭め、前記焦点距
離が以前より小さくなったときには前記撮影角度範囲を
拡げる走査制御手段を有する。
【００１１】焦点距離の変更の形態としては、連続的又
は段階的に焦点距離を変更する機構を組付けるものと、
標準・望遠・接写などの各種レンズの交換によるものと
がある。いずれであっても、走査制御手段にはその時点
の焦点距離を示す情報が与えられる。
は段階的に焦点距離を変更する機構を組付けるものと、
標準・望遠・接写などの各種レンズの交換によるものと
がある。いずれであっても、走査制御手段にはその時点
の焦点距離を示す情報が与えられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明を適用したラインセ
ンサカメラ１の構成を示す図、図２は副走査の形態を示
す模式図である。
ンサカメラ１の構成を示す図、図２は副走査の形態を示
す模式図である。
【００１３】ラインセンサカメラ１はハンディタイプの
ラインセンサカメラである。ハウジング１０の前面に被
写体光を内部に導くための窓１０ａが設けられている。
窓１０ａには保護ガラス１０Ａが埋め込まれている。窓
１０ａの後方に副走査のためのミラー１４が配置されて
おり、ミラー１４で反射した被写体光が、結像のための
ズームユニット１７を通ってラインセンサ１１に入射す
る。このようにミラー１４を結像レンズ系１７の前側
（被写体側）に配置することにより、ハウジング１０の
前後方向の寸法を小さくすることができる。
ラインセンサカメラである。ハウジング１０の前面に被
写体光を内部に導くための窓１０ａが設けられている。
窓１０ａには保護ガラス１０Ａが埋め込まれている。窓
１０ａの後方に副走査のためのミラー１４が配置されて
おり、ミラー１４で反射した被写体光が、結像のための
ズームユニット１７を通ってラインセンサ１１に入射す
る。このようにミラー１４を結像レンズ系１７の前側
（被写体側）に配置することにより、ハウジング１０の
前後方向の寸法を小さくすることができる。
【００１４】ラインセンサ１１はＣＣＤアレイからなる
撮像デバイスで、被写体像が結像する位置に固定されて
いる。ラインセンサ１１の各画素は図中縦方向に配列さ
れている。なお、ラインセンサ１１としてＣＣＤセンサ
に代えて他の撮像デバイス（例えば、ＭＯＳ型撮像デバ
イス）を用いることもできる。
撮像デバイスで、被写体像が結像する位置に固定されて
いる。ラインセンサ１１の各画素は図中縦方向に配列さ
れている。なお、ラインセンサ１１としてＣＣＤセンサ
に代えて他の撮像デバイス（例えば、ＭＯＳ型撮像デバ
イス）を用いることもできる。
【００１５】ミラー１４はスキャンモータ１５の回転軸
に取り付けられている。この回転軸はラインセンサ１１
の画素配列方向（主走査方向）と平行である。ミラー１
４の回転に伴ってラインセンサ１１の受光面に被写体像
が１ライン分ずつ順々に結像する。つまり、被写体像は
主走査方向と直交する方向（副走査方向）に走査され
る。スキャンモータ１５には、回転角度及び回転速度を
検知するための回転センサ５５が取り付けられている。
ミラー１４、スキャンモータ１５、及び回転センサ５５
によってライン走査機構１３が構成されている。図２の
ように副走査方向の撮影範囲Ｈ（画角θ）は、ミラー１
４の回転角度（回転移動量）に依存する。
に取り付けられている。この回転軸はラインセンサ１１
の画素配列方向（主走査方向）と平行である。ミラー１
４の回転に伴ってラインセンサ１１の受光面に被写体像
が１ライン分ずつ順々に結像する。つまり、被写体像は
主走査方向と直交する方向（副走査方向）に走査され
る。スキャンモータ１５には、回転角度及び回転速度を
検知するための回転センサ５５が取り付けられている。
ミラー１４、スキャンモータ１５、及び回転センサ５５
によってライン走査機構１３が構成されている。図２の
ように副走査方向の撮影範囲Ｈ（画角θ）は、ミラー１
４の回転角度（回転移動量）に依存する。
【００１６】ズームユニット１７は内焦型であり、入射
光の一部がＡＦ（オートフォーカシング）に利用され
る。ズームユニット１７には電動ズーミングのためのア
クチュエータ１８が取付けられている。アクチュエータ
１８はズームレンズの位置を示すエンコーダ（ｆセンサ
５６）を内蔵している。ラインセンサカメラ１のファイ
ンダ１９は光学式である。
光の一部がＡＦ（オートフォーカシング）に利用され
る。ズームユニット１７には電動ズーミングのためのア
クチュエータ１８が取付けられている。アクチュエータ
１８はズームレンズの位置を示すエンコーダ（ｆセンサ
５６）を内蔵している。ラインセンサカメラ１のファイ
ンダ１９は光学式である。
【００１７】ハウジング１０の上面には、レリーズスイ
ッチ６３、モードスイッチ６８、２つのズームスイッチ
６６，６７が配置されている。ユーザーがモードスイッ
チ６８をオンする毎に撮影モードが循環形式で切り替わ
る。また、ユーザーがズームスイッチ６６をオンすると
ワイド側へのズーミングが行われ、ズームスイッチ６７
をオンするとテレ側へのズーミングが行われる。１画面
の撮影期間中におけるモードスイッチ６８及びズームス
イッチ６６，６７の操作は無効である。
ッチ６３、モードスイッチ６８、２つのズームスイッチ
６６，６７が配置されている。ユーザーがモードスイッ
チ６８をオンする毎に撮影モードが循環形式で切り替わ
る。また、ユーザーがズームスイッチ６６をオンすると
ワイド側へのズーミングが行われ、ズームスイッチ６７
をオンするとテレ側へのズーミングが行われる。１画面
の撮影期間中におけるモードスイッチ６８及びズームス
イッチ６６，６７の操作は無効である。
【００１８】図３はラインセンサカメラ１の電気系のブ
ロック図である。電気系は、全体制御を担うＣＰＵ１０
１を中心に構成されている。ＣＰＵ１０１には、メイン
スイッチ６１を含む各種スイッチ、回転センサ５５、ｆ
センサ５６、測距センサ５１などの各種センサの出力信
号が入力される。ＣＰＵ１０１は、回転センサ５５の出
力信号によってスキャンモータ１５の回転角度及び回転
速度を検知し、被写体像が所定の速度で走査されるよう
に適切な指示をモータ駆動回路１６に与える。加えて、
ＣＰＵ１０１は、ズーミングの状態に係わらず撮影像の
アスペクト比を一定に保つために、結像の倍率の増減に
合わせて副走査方向の撮影範囲Ｈを調整する処理を実行
する。具体的には、ミラー１４の角度位置がどの位置に
なったときに撮影を開始すべきかを決め、１ラインの走
査時間（ライン周期ΔＴ）・ミラー１４の回転速度ω・
ライン数Ｎなどの制御パラメータの値を設定する。ＲＡ
Ｍ１０２はＣＰＵ１０１によるプログラム実行のワーク
エリアであり、ズーミングによって変化する焦点距離デ
ータＤｆの一時記憶に用いられる。
ロック図である。電気系は、全体制御を担うＣＰＵ１０
１を中心に構成されている。ＣＰＵ１０１には、メイン
スイッチ６１を含む各種スイッチ、回転センサ５５、ｆ
センサ５６、測距センサ５１などの各種センサの出力信
号が入力される。ＣＰＵ１０１は、回転センサ５５の出
力信号によってスキャンモータ１５の回転角度及び回転
速度を検知し、被写体像が所定の速度で走査されるよう
に適切な指示をモータ駆動回路１６に与える。加えて、
ＣＰＵ１０１は、ズーミングの状態に係わらず撮影像の
アスペクト比を一定に保つために、結像の倍率の増減に
合わせて副走査方向の撮影範囲Ｈを調整する処理を実行
する。具体的には、ミラー１４の角度位置がどの位置に
なったときに撮影を開始すべきかを決め、１ラインの走
査時間（ライン周期ΔＴ）・ミラー１４の回転速度ω・
ライン数Ｎなどの制御パラメータの値を設定する。ＲＡ
Ｍ１０２はＣＰＵ１０１によるプログラム実行のワーク
エリアであり、ズーミングによって変化する焦点距離デ
ータＤｆの一時記憶に用いられる。
【００１９】撮像制御回路１２は、ＣＰＵ１０１からの
スタート信号に呼応してラインセンサ１１の制御を開始
し、ＣＣＤの積分（電荷蓄積）の開始タイミングを規定
するシフトゲート信号をラインセンサ１１へ出力する。
その際に、等速回転走査に特有の画像歪みを防止するた
め、後述のように副走査の角度位置（走査中のラインの
位置）に応じてライン周期ΔＴを増減する。ラインセン
サ１１は積分終了信号従って各画素の光電変換信号をラ
ッチし、画素の配列順にＡ／Ｄ変換部１１０へ出力す
る。この主走査はライン周期ΔＴ毎に繰り返される。
スタート信号に呼応してラインセンサ１１の制御を開始
し、ＣＣＤの積分（電荷蓄積）の開始タイミングを規定
するシフトゲート信号をラインセンサ１１へ出力する。
その際に、等速回転走査に特有の画像歪みを防止するた
め、後述のように副走査の角度位置（走査中のラインの
位置）に応じてライン周期ΔＴを増減する。ラインセン
サ１１は積分終了信号従って各画素の光電変換信号をラ
ッチし、画素の配列順にＡ／Ｄ変換部１１０へ出力す
る。この主走査はライン周期ΔＴ毎に繰り返される。
【００２０】Ａ／Ｄ変換部１１０は、ラインセンサ１１
からの光電変換信号を画素クロックに同期して所定ビッ
ト数（例えば８ビット）の撮像データＤ１に変換する。
撮像データＤ１は、ラインセンサカメラ１が撮影した実
際の被写体情報として画像バッファ１１１に一旦蓄積さ
れた後、画像処理部１３０へ転送される。画像処理部１
３０は、撮像データＤ１に対して画質改善などの必要な
ディジタル信号処理を加え、処理後のデータを画像デー
タＤ２として出力する。画像処理部１３０から出力され
た画像データＤ２は、インタフェース１３５を介して画
像メモリ１４０へ転送され、１画面を構成する画像情報
として格納される。そして、適時に画像メモリ１４０か
ら外部装置へ送り出される。外部装置としては、コンピ
ュータシステムに代表される画像編集装置、プリンタ、
ディスプレイなどの画像出力装置がある。
からの光電変換信号を画素クロックに同期して所定ビッ
ト数（例えば８ビット）の撮像データＤ１に変換する。
撮像データＤ１は、ラインセンサカメラ１が撮影した実
際の被写体情報として画像バッファ１１１に一旦蓄積さ
れた後、画像処理部１３０へ転送される。画像処理部１
３０は、撮像データＤ１に対して画質改善などの必要な
ディジタル信号処理を加え、処理後のデータを画像デー
タＤ２として出力する。画像処理部１３０から出力され
た画像データＤ２は、インタフェース１３５を介して画
像メモリ１４０へ転送され、１画面を構成する画像情報
として格納される。そして、適時に画像メモリ１４０か
ら外部装置へ送り出される。外部装置としては、コンピ
ュータシステムに代表される画像編集装置、プリンタ、
ディスプレイなどの画像出力装置がある。
【００２１】図４は主走査方向の画角を示す図である。
主走査方向の撮影範囲はズーミングによって変わる。図
４（Ａ）のズームユニット１７の焦点距離（図示しな
い）が長いテレ状態では、画角φT が小さく撮影の倍率
が大きい。逆に、図４（Ｂ）のワイド状態では、画角φ
W が大きく倍率が小さい。ミラー１４の主走査方向の長
さは、ズームユニット１７の焦点距離が最も短い状態で
十分な光量の被写体光をラインセンサ１１に導くことの
できる長さに選定されている。
主走査方向の撮影範囲はズーミングによって変わる。図
４（Ａ）のズームユニット１７の焦点距離（図示しな
い）が長いテレ状態では、画角φT が小さく撮影の倍率
が大きい。逆に、図４（Ｂ）のワイド状態では、画角φ
W が大きく倍率が小さい。ミラー１４の主走査方向の長
さは、ズームユニット１７の焦点距離が最も短い状態で
十分な光量の被写体光をラインセンサ１１に導くことの
できる長さに選定されている。
【００２２】図５は副走査方向の撮影角度範囲を示す図
である。主走査方向（ラインセンサの画素配列方向）の
撮影範囲が焦点距離に依存するのに対して、副走査方向
の撮影範囲は撮影期間中の走査機構の回転角度（振れ
角）に依存する。したがって、焦点距離の変化（つまり
倍率の変化）に合わせて副走査の回転角度を増減すれ
ば、撮影面上での被写体像のアスペクト比を一定化する
ことができる。
である。主走査方向（ラインセンサの画素配列方向）の
撮影範囲が焦点距離に依存するのに対して、副走査方向
の撮影範囲は撮影期間中の走査機構の回転角度（振れ
角）に依存する。したがって、焦点距離の変化（つまり
倍率の変化）に合わせて副走査の回転角度を増減すれ
ば、撮影面上での被写体像のアスペクト比を一定化する
ことができる。
【００２３】図５（Ａ）と図５（Ｂ）との比較から明ら
かなように、１画面分の走査における光軸の回転角度で
あるスキャン角度θT ，θw は、ズーミングの状態に応
じて変更される。すなわちワイド状態のスキャン角度θ
w は、テレ状態のスキャン角度θT より大きい値に設定
される。
かなように、１画面分の走査における光軸の回転角度で
あるスキャン角度θT ，θw は、ズーミングの状態に応
じて変更される。すなわちワイド状態のスキャン角度θ
w は、テレ状態のスキャン角度θT より大きい値に設定
される。
【００２４】撮影角度範囲の中心方向を変えずにスキャ
ン角度θT ，θw を増減するには、走査の開始及び終了
のタイミングを適切にずらせばよい。図５（Ａ）のよう
に、テレ状態ではミラー１４の回転位置が、基準位置か
らの変位量が角度（撮影開始角度）αT である位置にな
った時点で撮影を開始し、基準位置から角度（撮影終了
角度）βT だけ変位した時点で撮影を終了する。ワイド
状態では、図５（Ｂ）のようにミラー１４の回転位置が
基準位置からみて角度αT より小さい角度αWだけ変位
した時点で撮影を開始し、基準位置から角度βT より大
きい角度βW だけ変位した時点で撮影を終了する。角度
αT ，αW ，βT ，βW の間には次の関係がある。
ン角度θT ，θw を増減するには、走査の開始及び終了
のタイミングを適切にずらせばよい。図５（Ａ）のよう
に、テレ状態ではミラー１４の回転位置が、基準位置か
らの変位量が角度（撮影開始角度）αT である位置にな
った時点で撮影を開始し、基準位置から角度（撮影終了
角度）βT だけ変位した時点で撮影を終了する。ワイド
状態では、図５（Ｂ）のようにミラー１４の回転位置が
基準位置からみて角度αT より小さい角度αWだけ変位
した時点で撮影を開始し、基準位置から角度βT より大
きい角度βW だけ変位した時点で撮影を終了する。角度
αT ，αW ，βT ，βW の間には次の関係がある。
【００２５】αW ＜αT ＜βT ＜βW
このようにスキャン角度θT ，θw を増減する場合は、
上述の３つの制御パラメータ（ライン周期ΔＴ、回転速
度ω、ライン数Ｎ）の内の少なくとも１つを変更する必
要がある。
上述の３つの制御パラメータ（ライン周期ΔＴ、回転速
度ω、ライン数Ｎ）の内の少なくとも１つを変更する必
要がある。
【００２６】ラインセンサカメラ１は、表１のように制
御パラメータの設定要領の異なる３つの撮影モードを有
している。
御パラメータの設定要領の異なる３つの撮影モードを有
している。
【００２７】
【表１】
【００２８】図６は３つの撮影モードの動作を説明する
ためのグラフである。横軸は撮影の所要時間ｔの値を、
縦軸はスキャン角度θの値をそれぞれ示す。ここでは、
便宜的にテレ状態からワイド状態へのズーミング、すな
わちスキャン角度θを増大させる場合を想定してパラメ
ータ値の増減を説明する。各パラメータの添字「T 」は
テレ状態を示し、添字「W 」はワイド状態を示す。
ためのグラフである。横軸は撮影の所要時間ｔの値を、
縦軸はスキャン角度θの値をそれぞれ示す。ここでは、
便宜的にテレ状態からワイド状態へのズーミング、すな
わちスキャン角度θを増大させる場合を想定してパラメ
ータ値の増減を説明する。各パラメータの添字「T 」は
テレ状態を示し、添字「W 」はワイド状態を示す。
【００２９】ラインセンサ１１の露出制御の上では、ラ
イン周期ΔＴは長い方が望ましい。それは必要に応じて
ＣＣＤの電荷蓄積時間を十分に長く設定して露光不足を
避けることができるからである。なお、ライン周期ΔＴ
は画像歪みを防止するために副走査中に変更される。し
たがって、ここでのライン周期ΔＴの長短の比較は、副
走査方向の撮像角度範囲の中心位置、すなわちラインセ
ンサカメラ１の真正面に対応するラインの位置における
ライン周期ΔＴを対象に行うものとする。
イン周期ΔＴは長い方が望ましい。それは必要に応じて
ＣＣＤの電荷蓄積時間を十分に長く設定して露光不足を
避けることができるからである。なお、ライン周期ΔＴ
は画像歪みを防止するために副走査中に変更される。し
たがって、ここでのライン周期ΔＴの長短の比較は、副
走査方向の撮像角度範囲の中心位置、すなわちラインセ
ンサカメラ１の真正面に対応するラインの位置における
ライン周期ΔＴを対象に行うものとする。
【００３０】図６（Ａ）のように露出制御優先モードで
は、スキャン角度のθT からθW （θT ＜θW ）への増
大に合わせて、ライン周期をΔＴT からΔＴW （ΔＴT
＜ΔＴW ）へ増大させる。回転速度ω及びライン数Ｎは
一定であり、テレ状態のときにもワイド状態のときにも
それぞれ同じ値ωT ，ＮT に設定される。したがって、
ワイド状態のときにはテレ状態のときよりも１画面の撮
影時間（ＮT ライン分の走査時間）が長い。
は、スキャン角度のθT からθW （θT ＜θW ）への増
大に合わせて、ライン周期をΔＴT からΔＴW （ΔＴT
＜ΔＴW ）へ増大させる。回転速度ω及びライン数Ｎは
一定であり、テレ状態のときにもワイド状態のときにも
それぞれ同じ値ωT ，ＮT に設定される。したがって、
ワイド状態のときにはテレ状態のときよりも１画面の撮
影時間（ＮT ライン分の走査時間）が長い。
【００３１】撮影時間が長くなると、撮影中のカメラの
振れに起因する撮影像の乱れ（ブレ：blur）が生じやす
くなる。図６（Ｂ）のようにブレ防止優先モードでは、
ライン周期ΔＴはΔＴT に設定したまま変更せずに、ス
キャン角度θの増大に合わせて回転速度ωをωT からω
W （ωT ＜ωW ）へ増大させる。これにより、ズーミン
グに係わらず１画面の撮影時間が一定となり、ブレの発
生率は増加しない。
振れに起因する撮影像の乱れ（ブレ：blur）が生じやす
くなる。図６（Ｂ）のようにブレ防止優先モードでは、
ライン周期ΔＴはΔＴT に設定したまま変更せずに、ス
キャン角度θの増大に合わせて回転速度ωをωT からω
W （ωT ＜ωW ）へ増大させる。これにより、ズーミン
グに係わらず１画面の撮影時間が一定となり、ブレの発
生率は増加しない。
【００３２】図６（Ｃ）のようにライン数優先モードで
は、スキャン角度θの増大に合わせてライン数ＮをＮT
からＮW （ＮT ＜ＮW ）へ増大させる。これにより、ズ
ーミングに係わらず副走査方向の解像度が一定になる。
ライン周期ΔＴ及び回転速度ωは一定であるので、ワイ
ド状態における撮影時間（＝ΔＴT ×ＮW ）は、テレ状
態における撮影時間（＝ΔＴT ×ＮT ）よりも長い。
は、スキャン角度θの増大に合わせてライン数ＮをＮT
からＮW （ＮT ＜ＮW ）へ増大させる。これにより、ズ
ーミングに係わらず副走査方向の解像度が一定になる。
ライン周期ΔＴ及び回転速度ωは一定であるので、ワイ
ド状態における撮影時間（＝ΔＴT ×ＮW ）は、テレ状
態における撮影時間（＝ΔＴT ×ＮT ）よりも長い。
【００３３】図７は撮像制御回路１２の要部のブロック
図、図８は図７のカウンタ１２３の動作を示す波形図で
ある。撮像制御回路１２は、画像歪みを防止するための
制御テーブルＴ１を記憶するメモリ１２１、基本クロッ
クＣＫを出力するクロック発生部１２２、ライン転送パ
ルスＳＨを出力するカウンタ１２３、及びセンサ駆動部
１２４を有している。
図、図８は図７のカウンタ１２３の動作を示す波形図で
ある。撮像制御回路１２は、画像歪みを防止するための
制御テーブルＴ１を記憶するメモリ１２１、基本クロッ
クＣＫを出力するクロック発生部１２２、ライン転送パ
ルスＳＨを出力するカウンタ１２３、及びセンサ駆動部
１２４を有している。
【００３４】メモリ１２１内の制御テーブルＴ１は、各
ラインのライン周期ΔＴの長さを規定するパルス数デー
タＤＰの集合であり、そのデータ内容はＣＰＵ１０１に
よって設定される。メモリ１２１にはＣＰＵ１０１から
ライン番号ＤＮ及び焦点距離データＤｆが入力され、こ
れらのデータで指定されるアドレスのパルス数データＤ
Ｐがカウンタ１２３へ出力される。ライン番号ＤＮは走
査中のラインを示す。
ラインのライン周期ΔＴの長さを規定するパルス数デー
タＤＰの集合であり、そのデータ内容はＣＰＵ１０１に
よって設定される。メモリ１２１にはＣＰＵ１０１から
ライン番号ＤＮ及び焦点距離データＤｆが入力され、こ
れらのデータで指定されるアドレスのパルス数データＤ
Ｐがカウンタ１２３へ出力される。ライン番号ＤＮは走
査中のラインを示す。
【００３５】カウンタ１２３は、基本クロックＣＫのパ
ルスをカウントし、カウント値がパルス数データＤＰの
示す値に達した時点でライン転送パルスＳＨを出力す
る。そして、カウント値をリセットして再びカウント動
作を始める。１つのライン転送パルスＳＨの立上がりか
ら次のライン転送パルスＳＨの立上がりまでの時間が、
その時点のラインにおけるライン周期ΔＴである。ライ
ン周期ΔＴの長さは、基本クロックＣＫのパルス周期と
パルス数データＤＰの値との積である。概略的には、副
走査の開始から走査位置が中間位置に達するまでの期間
ではライン番号ＤＮが増加するにつれてライン周期ΔＴ
が長くなり、走査位置が中間位置を過ぎるとライン番号
ＤＮが増加するにつれてライン周期ΔＴが短くなる。
ルスをカウントし、カウント値がパルス数データＤＰの
示す値に達した時点でライン転送パルスＳＨを出力す
る。そして、カウント値をリセットして再びカウント動
作を始める。１つのライン転送パルスＳＨの立上がりか
ら次のライン転送パルスＳＨの立上がりまでの時間が、
その時点のラインにおけるライン周期ΔＴである。ライ
ン周期ΔＴの長さは、基本クロックＣＫのパルス周期と
パルス数データＤＰの値との積である。概略的には、副
走査の開始から走査位置が中間位置に達するまでの期間
ではライン番号ＤＮが増加するにつれてライン周期ΔＴ
が長くなり、走査位置が中間位置を過ぎるとライン番号
ＤＮが増加するにつれてライン周期ΔＴが短くなる。
【００３６】センサ駆動部１２４は、ライン転送パルス
ＳＨに同期してラインセンサ１１の駆動制御を行う。１
ライン分の積分時間（露光時間）は、ライン周期ΔＴの
長短に係わらず一定とされ、測光の結果を示す測光デー
タＤ５２に応じて最適化される。
ＳＨに同期してラインセンサ１１の駆動制御を行う。１
ライン分の積分時間（露光時間）は、ライン周期ΔＴの
長短に係わらず一定とされ、測光の結果を示す測光デー
タＤ５２に応じて最適化される。
【００３７】図９は制御テーブルＴ１のデータ内容の模
式図、図１０はライン周期ΔＴの算定方法を説明するた
めの図である。上述の露出制御優先モードでは、ズーミ
ングの状態に応じてライン周期ΔＴを変更する。したが
って、露出制御優先モードにおける制御テーブルＴ１ａ
は、図９（Ａ）のように、ライン番号によって値が異な
り且つ焦点距離データＤｆによっても値が異なるパルス
数データ群からなる。ブレ防止優先モードではライン周
期ΔＴは一定であるので、このモードの制御テーブルＴ
１ｂは、図９（Ｂ）のように、ライン番号によって値が
異なり同一ラインであれば焦点距離データＤｆに係わら
ず値が等しいパルス数データ群からなる。ライン数優先
モードでは、ライン数Ｎは変更されるが、ライン周期Δ
Ｔは一定である。したがって、図９（Ｃ）のように、ラ
イン数優先モードにおける制御テーブルＴ１ｃは、ライ
ン番号によって値が異なり同一位置のラインについては
焦点距離データＤｆに係わらず値が等しいパルス数デー
タからなる。なお、図では焦点距離データＤｆが５段階
であるが、実際には段階数は５より多く例えば２０以上
である。また、ライン番号列の前半と後半のデータ値は
重複するので、ライン番号列の前半のラインのみについ
てパルス数データを格納し、１つのパルス数データを２
つのラインで共用することが可能である。例えば、最終
ラインについては先頭ラインのデータを適用すればよ
い。
式図、図１０はライン周期ΔＴの算定方法を説明するた
めの図である。上述の露出制御優先モードでは、ズーミ
ングの状態に応じてライン周期ΔＴを変更する。したが
って、露出制御優先モードにおける制御テーブルＴ１ａ
は、図９（Ａ）のように、ライン番号によって値が異な
り且つ焦点距離データＤｆによっても値が異なるパルス
数データ群からなる。ブレ防止優先モードではライン周
期ΔＴは一定であるので、このモードの制御テーブルＴ
１ｂは、図９（Ｂ）のように、ライン番号によって値が
異なり同一ラインであれば焦点距離データＤｆに係わら
ず値が等しいパルス数データ群からなる。ライン数優先
モードでは、ライン数Ｎは変更されるが、ライン周期Δ
Ｔは一定である。したがって、図９（Ｃ）のように、ラ
イン数優先モードにおける制御テーブルＴ１ｃは、ライ
ン番号によって値が異なり同一位置のラインについては
焦点距離データＤｆに係わらず値が等しいパルス数デー
タからなる。なお、図では焦点距離データＤｆが５段階
であるが、実際には段階数は５より多く例えば２０以上
である。また、ライン番号列の前半と後半のデータ値は
重複するので、ライン番号列の前半のラインのみについ
てパルス数データを格納し、１つのパルス数データを２
つのラインで共用することが可能である。例えば、最終
ラインについては先頭ラインのデータを適用すればよ
い。
【００３８】制御テーブルＴ１のパルス数データＤＰの
値は、１ライン分の被写体面上の撮影範囲が副走査方向
の撮影角度範囲の全域で実質的に均等になるように選定
される。すなわち、図１０のように、副走査の回転中心
Ｏと被写体面Ｓ１との距離をｒ、撮影角度範囲の中央方
向と注目する時点の走査方向とがなす角度をδとしたと
きに、被写体面Ｓ１上での走査速度Ｖは（１）式で表さ
れる。
値は、１ライン分の被写体面上の撮影範囲が副走査方向
の撮影角度範囲の全域で実質的に均等になるように選定
される。すなわち、図１０のように、副走査の回転中心
Ｏと被写体面Ｓ１との距離をｒ、撮影角度範囲の中央方
向と注目する時点の走査方向とがなす角度をδとしたと
きに、被写体面Ｓ１上での走査速度Ｖは（１）式で表さ
れる。
【００３９】Ｖ＝ｒ×ω／ｃｏｓ2 δ …（１）
１画面の撮像時間Ｔは、ライン周期ΔＴ（厳密にはΔＴ
の平均値）とライン数Ｎとの積である〔（２）式〕。ま
た、被写体面Ｓ１上の１画面分の撮影距離Ｈは、走査速
度Ｖと１画面の撮像時間Ｔとの積である〔（３）式〕。
の平均値）とライン数Ｎとの積である〔（２）式〕。ま
た、被写体面Ｓ１上の１画面分の撮影距離Ｈは、走査速
度Ｖと１画面の撮像時間Ｔとの積である〔（３）式〕。
【００４０】Ｔ＝ΔＴ×Ｎ …（２）
Ｈ＝Ｖ×Ｔ …（３）
副走査の開始時点の走査方向と撮影角度範囲の中央方向
とがなす角度をδ0 とすると、ライン周期ΔＴは時間ｔ
（つまりライン番号）を用いて（４）式で表される。
とがなす角度をδ0 とすると、ライン周期ΔＴは時間ｔ
（つまりライン番号）を用いて（４）式で表される。
【００４１】
【数１】
【００４２】パルス数データＤＰの値は（４）式を用い
て算出される。なお、距離ｒは測距センサ５１の出力に
基づいて算出される。撮影距離Ｈは距離ｒとスキャン角
度θ（ズーミング状態に応じて変更される）とによって
定まる。
て算出される。なお、距離ｒは測距センサ５１の出力に
基づいて算出される。撮影距離Ｈは距離ｒとスキャン角
度θ（ズーミング状態に応じて変更される）とによって
定まる。
【００４３】図１１はカメラ動作のフローチャートであ
る。バッテリーが装着されて制御電源が投入され且つメ
インスイッチ６１がオンの状態において、ＣＰＵ１０１
はスイッチ操作に応じた処理を行う。スームスイッチ６
６，６７がオンされると（＃１００）、アクチュエータ
１８の駆動制御を行い（＃１０１）、ズームユニット１
７の可動部の最新位置に対応した焦点距離データＤｆを
記憶する（＃１０２）。
る。バッテリーが装着されて制御電源が投入され且つメ
インスイッチ６１がオンの状態において、ＣＰＵ１０１
はスイッチ操作に応じた処理を行う。スームスイッチ６
６，６７がオンされると（＃１００）、アクチュエータ
１８の駆動制御を行い（＃１０１）、ズームユニット１
７の可動部の最新位置に対応した焦点距離データＤｆを
記憶する（＃１０２）。
【００４４】レリーズスイッチ６３がオンされると（＃
１０３）、被写体像を画像データＤ２に変換して画像メ
モリ１４０に格納するレリーズ処理を行う（＃１０
４）。モードスイッチ６８がオンされると（＃１０
５）、上述したように循環形式で撮影モードを切り換え
る（＃１０６）。メインスイッチ６１がオフされるまで
は、各スイッチの状態変化の有無を監視する（＃１０
７、＃１００）。
１０３）、被写体像を画像データＤ２に変換して画像メ
モリ１４０に格納するレリーズ処理を行う（＃１０
４）。モードスイッチ６８がオンされると（＃１０
５）、上述したように循環形式で撮影モードを切り換え
る（＃１０６）。メインスイッチ６１がオフされるまで
は、各スイッチの状態変化の有無を監視する（＃１０
７、＃１００）。
【００４５】図１２は図１１のレリーズ処理のフローチ
ャートである。まず、撮影像のアスペクト比を一定に保
つように焦点距離（撮影の倍率）に応じてスキャン角度
θを増減するための処理として、焦点距離データＤｆを
取り込んで、撮影開始角度α及び撮影終了角度βを算出
する（＃２０１、＃２０２）。
ャートである。まず、撮影像のアスペクト比を一定に保
つように焦点距離（撮影の倍率）に応じてスキャン角度
θを増減するための処理として、焦点距離データＤｆを
取り込んで、撮影開始角度α及び撮影終了角度βを算出
する（＃２０１、＃２０２）。
【００４６】次に、撮影モードに応じて回転速度ω及び
ライン数Ｎを設定するとともに、ｆセンサ５６の出力に
応じて焦点距離データＤｆの値を設定する（＃２０３〜
＃２０７）。このパラメータ設定に際して、ブレ防止優
先モードの場合には焦点距離データＤｆに適した回転速
度ωを算出し、ライン数優先モードの場合には焦点距離
データＤｆに適したライン数Ｎを算出する。
ライン数Ｎを設定するとともに、ｆセンサ５６の出力に
応じて焦点距離データＤｆの値を設定する（＃２０３〜
＃２０７）。このパラメータ設定に際して、ブレ防止優
先モードの場合には焦点距離データＤｆに適した回転速
度ωを算出し、ライン数優先モードの場合には焦点距離
データＤｆに適したライン数Ｎを算出する。
【００４７】その後、焦点距離データＤｆに対応した各
ラインのライン周期ΔＴを算出してパルス数データＤＰ
を生成し、制御テーブルＴ１を設定する（＃２０８）。
そして、制御テーブルＴ１からライン番号順にパルス数
データＤＰを読み出し、ライン周期ΔＴを変更しながら
１画面の撮影を行う（＃２０９）。なお、ライン番号に
代えてミラー１４の角度位置を指定して制御テーブルＴ
１からパルス数データＤＰを読み出すようにしてもよ
い。ミラー１４の角度位置は、走査開始角度、角速度、
走査開始からの経過時間に基づいて算出できる。また、
焦点距離データＤｆに適したパラメータ値をあらかじめ
ＲＯＭなどに記憶させておき、記憶されているパラメー
タ値を＃２０３〜＃２０７で読み出すようにしてもよ
い。
ラインのライン周期ΔＴを算出してパルス数データＤＰ
を生成し、制御テーブルＴ１を設定する（＃２０８）。
そして、制御テーブルＴ１からライン番号順にパルス数
データＤＰを読み出し、ライン周期ΔＴを変更しながら
１画面の撮影を行う（＃２０９）。なお、ライン番号に
代えてミラー１４の角度位置を指定して制御テーブルＴ
１からパルス数データＤＰを読み出すようにしてもよ
い。ミラー１４の角度位置は、走査開始角度、角速度、
走査開始からの経過時間に基づいて算出できる。また、
焦点距離データＤｆに適したパラメータ値をあらかじめ
ＲＯＭなどに記憶させておき、記憶されているパラメー
タ値を＃２０３〜＃２０７で読み出すようにしてもよ
い。
【００４８】以上の実施形態はミラー１４を回転させて
ライン走査を行うものであるが、本発明は、副走査に際
して光軸が被写体に対して移動する構造、例えば、図１
３のようにレンズ系１７ａとラインセンサ１１とを一体
化した撮像ユニット１７０を所定の角度範囲内で回転さ
せる構造のラインセンサカメラに適用可能である。図１
３の例では、レンズ系１７ａとラインセンサ１１との間
に回転中心Ｏがあるが、回転中心Ｏの位置は、レンズ系
１７ａの前方でもラインセンサ１１の後方でもよい。ズ
ームユニット（レンズ系）１７，１７ａを用いた形態を
説明したが、撮影レンズを交換することにより焦点距離
を変更することもできる。
ライン走査を行うものであるが、本発明は、副走査に際
して光軸が被写体に対して移動する構造、例えば、図１
３のようにレンズ系１７ａとラインセンサ１１とを一体
化した撮像ユニット１７０を所定の角度範囲内で回転さ
せる構造のラインセンサカメラに適用可能である。図１
３の例では、レンズ系１７ａとラインセンサ１１との間
に回転中心Ｏがあるが、回転中心Ｏの位置は、レンズ系
１７ａの前方でもラインセンサ１１の後方でもよい。ズ
ームユニット（レンズ系）１７，１７ａを用いた形態を
説明したが、撮影レンズを交換することにより焦点距離
を変更することもできる。
【００４９】また、上述の実施形態では、ズーミングに
応じて撮影角度範囲を変更する例、すなわち主走査方向
及び副走査方向の両方の角度範囲を変更する例を挙げた
が、主走査方向の角度範囲は変更せずに副走査方向の角
度範囲を変更（拡大）していわゆるパノラマ撮影を行う
場合にも本発明を適用することができる。その場合、図
９のパラメータである焦点距離Ｄｆに代えて副走査方向
の撮影範囲を採用すればよい。
応じて撮影角度範囲を変更する例、すなわち主走査方向
及び副走査方向の両方の角度範囲を変更する例を挙げた
が、主走査方向の角度範囲は変更せずに副走査方向の角
度範囲を変更（拡大）していわゆるパノラマ撮影を行う
場合にも本発明を適用することができる。その場合、図
９のパラメータである焦点距離Ｄｆに代えて副走査方向
の撮影範囲を採用すればよい。
【００５０】
【発明の効果】請求項１及び請求項２の発明によれば、
ｆθレンズに代表される特別の光学部品を用いることな
く、しかも機械的可動部の制御によらずに、撮影像の歪
みを防止することができる。
ｆθレンズに代表される特別の光学部品を用いることな
く、しかも機械的可動部の制御によらずに、撮影像の歪
みを防止することができる。
【００５１】請求項２の発明によれば、撮影の焦点距離
に係わらず撮像面上での被写体像のアスペクト比を一定
に保つことができ、縦横の関係が自然で倍率の異なる撮
影を実現することができる。
に係わらず撮像面上での被写体像のアスペクト比を一定
に保つことができ、縦横の関係が自然で倍率の異なる撮
影を実現することができる。
【図１】本発明を適用したラインセンサカメラの構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】副走査の形態を示す模式図である。
【図３】ラインセンサカメラの電気系のブロック図であ
る。
る。
【図４】主走査方向の画角を示す図である。
【図５】副走査方向の撮影角度範囲を示す図である。
【図６】３つの撮影モードの動作を説明するためのグラ
フである。
フである。
【図７】撮像制御回路の要部のブロック図である。
【図８】図７のカウンタの動作を示す波形図である。
【図９】制御テーブルのデータ内容の模式図である。
【図１０】ライン周期ΔＴの算定方法を説明するための
図である。
図である。
【図１１】カメラ動作のフローチャートである。
【図１２】図１０のレリーズ処理のフローチャートであ
る。
る。
【図１３】ライン走査機構の他の例を示す図である。
【図１４】等速回転走査における角度位置と走査範囲と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
１ ラインセンサカメラ
１１ ラインセンサ
１２ 撮像制御回路（撮像制御手段）
１３ ライン走査機構（回転走査機構）
１０１ ＣＰＵ（走査制御手段）
Ｓ１ 被写体面
ΔＴ ライン周期
θ スキャン角度（副走査方向の撮影角度範囲）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−79449（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−181274（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−203915（ＪＰ，Ａ)
特公 平４−67836（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 5/222 - 5/257
H04N 1/19
G01N 21/00
Claims (2)
- 【請求項１】主走査のためのラインセンサと副走査のた
めの回転走査機構とによって２次元の被写体像を撮影す
るラインセンサカメラであって、 被写体面上の撮像ライン間隔が副走査方向の撮影角度範
囲の全域で実質的に均等になるように、副走査の角度位
置に応じて、ｎ（ｎは任意の整数）番目の主走査と（ｎ
＋１）番目の主走査との時間間隔であるライン周期を変
化させる撮像制御手段を有したことを特徴とするライン
センサカメラ。 - 【請求項２】前記ラインセンサに対する被写体像の結像
の焦点距離が以前より大きくなったときには前記撮影角
度範囲を狭め、前記焦点距離が以前より小さくなったと
きには前記撮影角度範囲を拡げる走査制御手段を有した
ことを特徴とする請求項１記載のラインセンサカメラ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09991996A JP3384237B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | ラインセンサカメラ |
| US08/843,341 US6233014B1 (en) | 1996-04-17 | 1997-04-15 | Line sensor camera without distortion in photo image |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09991996A JP3384237B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | ラインセンサカメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09289603A JPH09289603A (ja) | 1997-11-04 |
| JP3384237B2 true JP3384237B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=14260190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09991996A Expired - Fee Related JP3384237B2 (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-22 | ラインセンサカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3384237B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010035165A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-02-12 | Nyuurii Kk | 風景を高精細に記録する撮影方法 |
| CN114112066B (zh) * | 2021-11-26 | 2024-04-26 | 山东神戎电子股份有限公司 | 一种基于目标识别和空间学习的红外热像仪快速自动聚焦方法 |
-
1996
- 1996-04-22 JP JP09991996A patent/JP3384237B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09289603A (ja) | 1997-11-04 |
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