JPH0687095B2 - 走査光学系 - Google Patents
走査光学系Info
- Publication number
- JPH0687095B2 JPH0687095B2 JP62165814A JP16581487A JPH0687095B2 JP H0687095 B2 JPH0687095 B2 JP H0687095B2 JP 62165814 A JP62165814 A JP 62165814A JP 16581487 A JP16581487 A JP 16581487A JP H0687095 B2 JPH0687095 B2 JP H0687095B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- converter
- light transmitting
- light
- scanning optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は、光集束レンズと固体撮像素子との間に２枚の
光透過板を設置し、夫々を水平方向及び垂直方向に微小
振動させて固体撮像素子の視野を走査してその高解像度
化を図る走査光学系において、 光透過板のモーメントによってその振動変位に共振周波
数による歪を生じ、リニアに視野走査し得ない問題点を
解決するため、 光透過板駆動信号発生器の出力信号から上記共振周波数
帯域を減衰させた信号にて光透過板を振動させることに
より、 リニアに視野走査を行ない得、走査量誤差がなく、高解
像度の映像を得ることができるようにしたものである。
光透過板を設置し、夫々を水平方向及び垂直方向に微小
振動させて固体撮像素子の視野を走査してその高解像度
化を図る走査光学系において、 光透過板のモーメントによってその振動変位に共振周波
数による歪を生じ、リニアに視野走査し得ない問題点を
解決するため、 光透過板駆動信号発生器の出力信号から上記共振周波数
帯域を減衰させた信号にて光透過板を振動させることに
より、 リニアに視野走査を行ない得、走査量誤差がなく、高解
像度の映像を得ることができるようにしたものである。
本発明は、テレビジョンカメラ等の撮像装置に用いら
れ、集束光を２枚の光透過板にて水平方向及び垂直方向
に夫々視野走査して固体撮像素子にて受光し、高解像度
の撮像を行なう走査光学系に関する。撮像装置において
高解像度の画像を得るため、固体撮像素子の微細化によ
る素子数の増加が行なわれているが、素子製造技術上の
問題から未だ十分な素子数には至っておらず、素子数の
増加を短期的に実現することが困難である。そこで、外
部機構により高解像度化を実現する試みがなされてい
る。
れ、集束光を２枚の光透過板にて水平方向及び垂直方向
に夫々視野走査して固体撮像素子にて受光し、高解像度
の撮像を行なう走査光学系に関する。撮像装置において
高解像度の画像を得るため、固体撮像素子の微細化によ
る素子数の増加が行なわれているが、素子製造技術上の
問題から未だ十分な素子数には至っておらず、素子数の
増加を短期的に実現することが困難である。そこで、外
部機構により高解像度化を実現する試みがなされてい
る。
第４図は本出願人が先に特願昭62−70806号（発明の名
称「走査光学系」）等にて提案した走査光学系の斜視図
を示す。同図中、1a,1bは光透過板で、光集束レンズ２
と固体撮像素子３との間に設置されており、光透過板1a
は例えばバイモルフ型圧電アクチュエータ4aで軸5aを中
心に水平方向に微小振動され、一方の光透過板1bは例え
ばバイモルフ型圧電アクチュエータ4bで軸5bを中心に垂
直方向に微小振動される。６は光軸である。第５図に示
す如く、圧電アクチュエータ4a（4b）はその一端を固定
治具7a（7b）にて固定され、その他端を弾性体8a（8b）
を介して光透過板1a（1b）に固定されている。
称「走査光学系」）等にて提案した走査光学系の斜視図
を示す。同図中、1a,1bは光透過板で、光集束レンズ２
と固体撮像素子３との間に設置されており、光透過板1a
は例えばバイモルフ型圧電アクチュエータ4aで軸5aを中
心に水平方向に微小振動され、一方の光透過板1bは例え
ばバイモルフ型圧電アクチュエータ4bで軸5bを中心に垂
直方向に微小振動される。６は光軸である。第５図に示
す如く、圧電アクチュエータ4a（4b）はその一端を固定
治具7a（7b）にて固定され、その他端を弾性体8a（8b）
を介して光透過板1a（1b）に固定されている。
以上の走査光学系による固体撮像素子の走査方法を第６
図及び第７図を参照して説明する。
図及び第７図を参照して説明する。
第６図は例えば５（水平）×５（垂直）画素の受光部を
含むCCD（チャージ・カップルド・デバイス：電荷結合
素子）の画素配列を示す図であり、CCDにおける各画素3
1〜325は、画素の幅Ｖと画素間の間隔Ｗを同寸法で配列
されている。
含むCCD（チャージ・カップルド・デバイス：電荷結合
素子）の画素配列を示す図であり、CCDにおける各画素3
1〜325は、画素の幅Ｖと画素間の間隔Ｗを同寸法で配列
されている。
第７図は、圧電アクチュエータ4a,4bを駆動する電圧波
形図を示しており、例えば各光透過板を同一周波数で、
位相差を持たせて駆動する場合を示す。図中のＨレベル
は固体撮像素子の視野を水平方向では右方向、垂直方向
では下方に走査し、Ｌレベルでは上記と反対方向に走査
する。
形図を示しており、例えば各光透過板を同一周波数で、
位相差を持たせて駆動する場合を示す。図中のＨレベル
は固体撮像素子の視野を水平方向では右方向、垂直方向
では下方に走査し、Ｌレベルでは上記と反対方向に走査
する。
いま、第７図に示すＡのタイミングでは固体撮像素子の
視野は第６図のに対応し、Ｂのタイミングでは第６図
の視野に、Ｃのタイミングでは第６図の視野に、Ｄ
のタイミングでは第６図の視野に対応する。このよう
な走査を行うことにより、視野の画素数は10×10＝100
となり、固体撮像素子には実際には５×５＝25の画素数
しかないにも拘らず実質的に４倍の解像度が得られる。
視野は第６図のに対応し、Ｂのタイミングでは第６図
の視野に、Ｃのタイミングでは第６図の視野に、Ｄ
のタイミングでは第６図の視野に対応する。このよう
な走査を行うことにより、視野の画素数は10×10＝100
となり、固体撮像素子には実際には５×５＝25の画素数
しかないにも拘らず実質的に４倍の解像度が得られる。
圧電アクチュエータ4a,4bを駆動するための駆動電圧波
形としては、前述したように第８図（Ａ）に示す矩形波
電圧や同図（Ｃ）に示す三角波電圧等があるが、これら
の駆動電圧波形は、フーリエ変換を行なうと種々の高調
波成分を含むことが知られている。このため、このよう
な駆動電圧波形で圧電アクチュエータ4a,4bを駆動する
と、光透過板1a,1bのモーメントによって決まる共振周
波数と上記の高周波成分の一部が一致することがある。
この場合振動変位には、共振周波数fsを生じ、第８図
（Ｂ），（Ｄ）に示すような歪が生じる。走査光学系の
周波数応答としては第９図に示す如く、周波数fs1,fs2
において夫々１次共振及び２次共振がみられる。
形としては、前述したように第８図（Ａ）に示す矩形波
電圧や同図（Ｃ）に示す三角波電圧等があるが、これら
の駆動電圧波形は、フーリエ変換を行なうと種々の高調
波成分を含むことが知られている。このため、このよう
な駆動電圧波形で圧電アクチュエータ4a,4bを駆動する
と、光透過板1a,1bのモーメントによって決まる共振周
波数と上記の高周波成分の一部が一致することがある。
この場合振動変位には、共振周波数fsを生じ、第８図
（Ｂ），（Ｄ）に示すような歪が生じる。走査光学系の
周波数応答としては第９図に示す如く、周波数fs1,fs2
において夫々１次共振及び２次共振がみられる。
このような歪みは走査誤差となり固体撮像素子の解像度
を低下させる。
を低下させる。
本発明になる走査光学系は、第１図に示す如く、光透過
板1a,1bを微小振動させる駆動電圧を発生する信号発生
器10の出力電圧波形の周波数成分のうち、光透過板1a,1
bのモーメントによってその振動変位に生じる共振周波
数に等しい周波数成分を帯域阻止フィルタ11にて減衰さ
せ、この減衰された駆動電圧で上記光透過板1a,1bを振
動させる構成としてなる。
板1a,1bを微小振動させる駆動電圧を発生する信号発生
器10の出力電圧波形の周波数成分のうち、光透過板1a,1
bのモーメントによってその振動変位に生じる共振周波
数に等しい周波数成分を帯域阻止フィルタ11にて減衰さ
せ、この減衰された駆動電圧で上記光透過板1a,1bを振
動させる構成としてなる。
信号発生器10からの矩形波駆動電圧又は三角波駆動電圧
（いずれも高調波成分を含む）は帯域阻止フィルタ11で
光透過板1a,1bの駆動変位に含まれる上記高調波成分に
対応した共振周波数に等しい周波数成分を減衰される。
これにより、光透過板1a,1bは共振周波数成分を減衰さ
れた信号で駆動されるので、その振動変位には歪を生じ
ることはない。
（いずれも高調波成分を含む）は帯域阻止フィルタ11で
光透過板1a,1bの駆動変位に含まれる上記高調波成分に
対応した共振周波数に等しい周波数成分を減衰される。
これにより、光透過板1a,1bは共振周波数成分を減衰さ
れた信号で駆動されるので、その振動変位には歪を生じ
ることはない。
第１図は本発明になる走査光学系の一実施例のブロック
図を示す。本発明では走査機構としては第４図に示すも
のを用いる。第１図中、10は信号発生器で、圧電アクチ
ュエータ4a,4bを駆動するための矩形波電圧（第８図
（Ａ））又は三角波電圧（第８図（Ｃ））を出力する。
11は帯域阻止フィルタで、第２図に示す如く、前述の１
次共振周波数fs1、２次共振周波数fs2,…,N次共振周波
数に減衰域をもつフィルタである。12は増幅器で、帯域
阻止フィルタ11の出力を増幅して圧電アクチュエータ4
a,4bに供給する。
図を示す。本発明では走査機構としては第４図に示すも
のを用いる。第１図中、10は信号発生器で、圧電アクチ
ュエータ4a,4bを駆動するための矩形波電圧（第８図
（Ａ））又は三角波電圧（第８図（Ｃ））を出力する。
11は帯域阻止フィルタで、第２図に示す如く、前述の１
次共振周波数fs1、２次共振周波数fs2,…,N次共振周波
数に減衰域をもつフィルタである。12は増幅器で、帯域
阻止フィルタ11の出力を増幅して圧電アクチュエータ4
a,4bに供給する。
信号発生器10から取出された駆動電圧は帯域阻止フィル
タ11にて１次〜Ｎ次共振周波数に等しい周波数成分を減
衰され、増幅器12にて増幅された後圧電アクチュエータ
4a,4bに供給され、圧電アクチュエータ4a,4bを駆動す
る。この場合、圧電アクチュエータ4a,4bは帯域阻止フ
ィルタ11にて予め共振周波数に等しい周波数成分を減衰
された信号にて駆動されるので、その振動変位には第８
図（Ｂ），（Ｄ）に示すような歪を生じることはなく、
周波数応答は第３図に示すように平坦である。
タ11にて１次〜Ｎ次共振周波数に等しい周波数成分を減
衰され、増幅器12にて増幅された後圧電アクチュエータ
4a,4bに供給され、圧電アクチュエータ4a,4bを駆動す
る。この場合、圧電アクチュエータ4a,4bは帯域阻止フ
ィルタ11にて予め共振周波数に等しい周波数成分を減衰
された信号にて駆動されるので、その振動変位には第８
図（Ｂ），（Ｄ）に示すような歪を生じることはなく、
周波数応答は第３図に示すように平坦である。
従って、光透過板1a,1bをリニアに駆動し得、リニアに
視野走査を行ない得、もって本出願人が先に提案した走
査光学系におけるような光走査の誤差を生じることはな
く、固体撮像素子３の解像度の低下を防止し得る。
視野走査を行ない得、もって本出願人が先に提案した走
査光学系におけるような光走査の誤差を生じることはな
く、固体撮像素子３の解像度の低下を防止し得る。
なお、共振周波数による振動変位の歪を光透過板1a,1b
にバネ等の弾性体で吸収する方法もあるが、バネ定数を
選定するのがむずかしく、このために歪を完全に除去で
きず、又、装置が大形化するので好ましくない。
にバネ等の弾性体で吸収する方法もあるが、バネ定数を
選定するのがむずかしく、このために歪を完全に除去で
きず、又、装置が大形化するので好ましくない。
又、第１図中、帯域阻止フィルタ11と増幅器12との順を
これと逆にしてもよい。また、光透過板の共振周波数に
対応した周波数成分を減衰させた駆動波形をA/D変換器1
3によりA/D変換後いったんROM等のメモリ（15）に格納
し、その後はそのROMデータをD/A変換器15によりD/A変
換器し、圧電素子の駆動波形としてもよい。この場合、
一旦、メモリ15にデータを格納した後では帯域阻止フィ
ルター11は不用となる。
これと逆にしてもよい。また、光透過板の共振周波数に
対応した周波数成分を減衰させた駆動波形をA/D変換器1
3によりA/D変換後いったんROM等のメモリ（15）に格納
し、その後はそのROMデータをD/A変換器15によりD/A変
換器し、圧電素子の駆動波形としてもよい。この場合、
一旦、メモリ15にデータを格納した後では帯域阻止フィ
ルター11は不用となる。
本発明によれば、予め共振周波数に等しい周波数成分が
減衰された信号にて光透過板を駆動するので、光透過板
の振動変位には歪を生じることはなく、もって走査誤差
を生じることはなく、固体撮像素子の解像度の低下を招
くことはない。
減衰された信号にて光透過板を駆動するので、光透過板
の振動変位には歪を生じることはなく、もって走査誤差
を生じることはなく、固体撮像素子の解像度の低下を招
くことはない。
第１図は本発明のブロック図、 第２図は帯域阻止フィルタの周波数特性図、 第３図は本発明の走査光学系の周波数応答図、 第４図は本出願人が先に提案した走査光学系の斜視図、 第５図は第４図に示す光透過板及び駆動部分の平面図、 第６図は第４図に示す走査光学系の走査を説明するため
の図、 第７図は圧電アクチュエータの駆動電圧波形図、 第８図は第４図に示す走査光学系の駆動電圧波形図及び
変位波形図、 第９図は本出願人が先に提案した走査光学系の周波数応
答図である。 図において、 1a,1bは光透過板、 ２は光集束レンズ、 ３は固体撮像阻止、 4a,4bは圧電アクチュエータ、 10は信号発生器、 11は帯域阻止フィルタ、 12は増幅器、 13はA/D変換器、 14はメモリ、 15はD/A変換器である。
の図、 第７図は圧電アクチュエータの駆動電圧波形図、 第８図は第４図に示す走査光学系の駆動電圧波形図及び
変位波形図、 第９図は本出願人が先に提案した走査光学系の周波数応
答図である。 図において、 1a,1bは光透過板、 ２は光集束レンズ、 ３は固体撮像阻止、 4a,4bは圧電アクチュエータ、 10は信号発生器、 11は帯域阻止フィルタ、 12は増幅器、 13はA/D変換器、 14はメモリ、 15はD/A変換器である。
Claims (2)
- 【請求項１】光集束レンズと固体撮像素子との間に２枚
の光透過板（1a,1b）を設置し、一方の光透過板（1a）
を水平方向に、他方の光透過板（1b）を垂直方向に夫々
微小振動させて該固体撮像素子に結像される像位置を振
動変位させ、その視野を走査する走査光学系であって、 上記光透過板（1a,1b）を微小振動させる駆動電圧を発
生する信号発生器（10）の出力電圧波形の周波数成分の
うち、上記光透過板（1a,1b）のモーメントによってそ
の振動変位に生じる共振周波数に等しい周波数成分を帯
域阻止フィルタ（11）にて減衰させ、該減衰された駆動
電圧で上記光透過板（1a,1b）を振動させる構成として
なることを特徴とする走査光学系。 - 【請求項２】上記帯域阻止フィルタ（11）の出力は、該
出力をA/D変換するA/D変換器（13）と、該A/D変換器（1
3）の出力を収納するメモリ（14）と、該メモリ（14）
のデータをD/A変換するD/A変換器（15）にて構成される
回路に供給され、該D/A変換器（15）の出力電圧で上記
光透過板を振動させることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の走査光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62165814A JPH0687095B2 (ja) | 1987-07-01 | 1987-07-01 | 走査光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62165814A JPH0687095B2 (ja) | 1987-07-01 | 1987-07-01 | 走査光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS649411A JPS649411A (en) | 1989-01-12 |
| JPH0687095B2 true JPH0687095B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=15819504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62165814A Expired - Lifetime JPH0687095B2 (ja) | 1987-07-01 | 1987-07-01 | 走査光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0687095B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6137054A (en) * | 1994-01-25 | 2000-10-24 | Yazaki Corporation | Wire-circuit sheet and electric junction box thereof |
| DE10119073A1 (de) * | 2001-04-12 | 2002-12-05 | Schneider Laser Technologies | Resonanzscanner |
-
1987
- 1987-07-01 JP JP62165814A patent/JPH0687095B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS649411A (en) | 1989-01-12 |
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