JPH07240878A - 画像入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造で、撮像エリアが広く、二方向の
高解像度の画像を得ることができる画像入力装置を提供
することを目的とする。 【構成】 ２次元の固体撮像素子部３０と、固体撮像素
子部３０を押して、固体撮像素子部３０を受光画素のピ
ッチより小さい移動量で第１の方向に移動させる第１の
駆動手段３１と、固体撮像素子部３０を押して、固体撮
像素子部３０を受光画素のピッチより小さい移動量で第
２の方向に移動させる第２の駆動手段３２と、固体撮像
素子部３０を第１の駆動手段３１に押接させる第１の付
勢手段３３と、固体撮像素子部３０を第２の駆動手段３
２に押接させる第２の付勢手段３４とを有し、一方の方
向に固体撮像素子部３０を駆動する時には、他方の方向
に固体撮像素子部３０を移動させる駆動手段及び、固体
撮像素子部３０を駆動手段に押接せしめる付勢手段で固
体撮像素子部３０を一方の方向に案内するガイド手段と
なるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子を用いた
画像入力装置に関し、更に詳しくは、「画素ずらし法」
を用いて解像度を上げた画像入力装置に関する。

【０００２】「画素ずらし法」を用いた画像入力装置に
おいては、以下の２つの方法がある。 (1) 固体撮像素子へ入射する光路を変化させる方法 (2) 固体撮像素子自身をずらす方法 (1)の手法は、光路中に板ガラス等の光学部品を配置
し、この板ガラスを回転駆動することにより、光路を変
化させるので、駆動精度の許容誤差が大きく、制御が容
易であるという半面、板ガラスの配置や光路長の確保等
により装置の大型化やMTF等の光学性能の低下を招く問
題点がある。

【０００３】一方、(2)の手法は、逆に装置が大型にな
らず、光学性能の低下がない反面、固体撮像素子の駆動
精度の許容誤差が小さく、制御が難しいという問題点が
ある。

【０００４】しかし、高品質な画像情報の取得及び装置
の小型化等の要望により、固体撮像素子自身をずらす
「画素ずらし法」を用いた画像入力装置の実現化が要望
されている。

【０００５】

【従来の技術】次に、図面を用いて固体撮像素子自身を
ずらす「画素ずらし法」を用いた従来例を説明する。

【０００６】(1) 特開平4-70284号公報 図１４は、特開平4-70284号公報に記載された画像入力
装置の平面構成図である。図において、基板１上には、
２本のガイドレール２,３が並設されている。固体撮像
素子４が配設されたステージ５は、ベアリング６,７を
介してガイドレール２に、ベアリング８を介してガイド
レール３にそれぞれ係合し、ステージ５はガイドレール
２,３に沿って移動可能となっている。

【０００７】基板１上に設けられた圧電素子を駆動源と
するアクチュエータ９の摺動部材１０の先端部はステー
ジ５に取り付けられている。尚、摺動部材１０は、内部
に設けられた規制部材により、受光画素のピッチの1/2
の距離だけ突出可能なようになっている。１１は一方の
端部が基板１側に係止され、他方の端部がステージ５に
係止され、ステージ５をアクチュエータ９方向に付勢す
るスプリングである。

【０００８】次に、上記構成の作動を説明する。先ず、
アクチュエータ９を駆動しない状態で、第１回目の画像
取込みを行う。次に、スプリング１１の付勢力に抗して
アクチュエータ９を駆動して、ステージ５を受光画素ピ
ッチの1/2の距離だけ移動させ、第２回目の画像取込み
を行う。

【０００９】そして、アクチュエータ９の駆動を停止す
ると、スプリング１１の付勢力によって、ステージ５は
元位置に復帰する。上記構成によれば、第１回目の画像
データと受光画素ピッチの1/2だけずらした第２回目の
画像データにより、水平又は垂直方向の解像度を実質的
に２倍程度にすることができる。

【００１０】(2) 特開昭64-60072号公報 図１５は、特開昭64-60072号公報に記載された画像入力
装置の斜視図である。図において、ベース１５上にはバ
イモルフ圧電素子１６,１７が並設されている。これら
バイモルフ圧電素子１６,１７上に固体撮像素子１８が
載置されている。

【００１１】次に上記構成の作動を説明する。先ず、バ
イモルフ圧電素子１６,１７に電圧を印加しない状態
で、第１回目の画像取込みを行う。次に、バイモルフ圧
電素子１６,１７に電圧を印加し、バイモルフ圧電素子
１６,１７をたわませ、固体撮像素子１８を受光画素の1
/2だけスライドさせ、第２回目の画像取込みを行う。

【００１２】上記構成によれば、第１回目の画像データ
と受光画素ピッチの1/2の距離だけずらした第２回目の
画像データにより、バイモルフ圧電素子１６,１７のた
わんだ方向の解像度を実質的に２倍程度にすることがで
きる。

【００１３】(3) 特開昭62-98977号公報 図１６は特開昭62-98977号公報に記載された画像入力装
置の斜視図、図１７は図１６にける作動を説明する図で
ある。図１６において、ベース上には、x方向圧電変位
素子１８,１９が並設されている。これらx方向圧電変位
素子１８,１９上にはプレート２０が載置され、プレー
ト２０上には、x方向圧電変位素子１８,１９に対して直
交するようにy方向圧電変位素子２１,２２が載置されて
いる。y方向圧電変位素子２１,２２上には、固体撮像素
子２３が設けられたプレート２４が載置されている。

【００１４】次に、上記構成の作動を説明する。x方向
圧電素子１８,１９に第１の駆動電圧を、y方向圧電素子
２１,２２に第１の駆動電圧と位相がずれた第２の駆動
電圧をそれぞれ印加する。

【００１５】すると、固体撮像素子２３は図１７に示す
ように受光画素２５のピッチの1/2の長さの矩形運動を
行い、水平方向,垂直方向の解像度を実質的に２倍程度
にすることができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記３つの構
成の画像入力装置には、以下のような問題点がある。 (1) 特開平4-70284号公報に記載された画像入力装置 一方向のみのスライドであり、一方向のみの解像度の向
上しか実現できない。又、ベアリングとガイドレールの
ガタ等により、正確な画素ずらしができない。更に、取
り込む画像データが、ずらし量0と、ずらし量1/2画素ピ
ッチの２つのデータだけなので、撮像エリアが狭く、ず
らし量が1/2画素ピッチ単位であるので、解像度の向上
性能が低い。

【００１７】又、このような構成で、x,y方向の二方向
にスライドするためには、機構自体が大がかりなものに
なる (2) 特開昭64-60072号公報に記載された画像入力装置 一方向のみのスライドであり、一方向のみの解像度の向
上しか実現できない。更に、更に、取り込む画像データ
が、ずらし量0と、ずらし量1/2画素ピッチの２つのデー
タだけなので、撮像エリアが狭く、ずらし量が1/2画素
ピッチ単位であるので、解像度の向上性能が低い。

【００１８】又、具体的な機構についての詳細な記述が
なく、実現性に乏しい。 (3) 特開昭62-98977号公報に記載された画像入力装置 ずらし量が1/2画素ピッチ単位であるので、解像度の向
上性能が低い。

【００１９】又、具体的な機構についての詳細な記述が
なく、実現性に乏しい。本発明は、上記問題点に鑑みて
なされたもので、その目的は、簡単な構造で、撮像エリ
アが広く、二方向の高解像度の画像を得ることができる
画像入力装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】図１は請求項１記載の発
明の原理図である。図において、３０は複数の受光画素
が第１の方向(x軸方向)及び第１の方向と直交する第２
の方向(y軸方向)にそれぞれ所定のピッチで配設された
２次元の固体撮像素子部である。

【００２１】３１は固体撮像素子部３０を押して、固体
撮像素子部３０を受光画素のピッチより小さい移動量で
第１の方向に移動させる第１の駆動手段、３２は固体撮
像素子部３０を押して、固体撮像素子部３０を受光画素
のピッチより小さい移動量で第２の方向に移動させる第
２の駆動手段である。

【００２２】３３は固体撮像素子部３０を第１の駆動手
段３１に押接させる第１の付勢手段、３４は固体撮像素
子部３０を第２の駆動手段３２に押接させる第２の付勢
手段である。

【００２３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明における駆動手段３１及び３２は、印加電圧に応じて
変位する圧電部材である。請求項３記載の発明は、少な
くとも一方の方向に複数の受光画素が所定のピッチで配
設された固体撮像素子部の前記受光画素が設けられた面
と反対側の面に、圧電リニアアクチュエータを設け、受
光画素が設けられた面を押圧する付勢手段を用いて、前
記固体撮像素子を圧電リニアアクチュエータに押接させ
るものである。

【００２４】請求項４記載の発明は、請求項１から３記
載の発明における前記固体撮像素子の移動位置を検出す
る検出手段と、該検出手段の検出結果より前記駆動手段
を駆動する制御手段とを設けたものである。

【００２５】請求項５記載の発明は、請求項１から４記
載の発明における検出手段は、前記駆動手段及び前記付
勢手段のうちどちらか一方に設けられた歪みゲージであ
る。請求項６記載の発明は、請求項１から５記載の発明
における検出手段は、ベース側に設けられ、前記固体撮
像素子部にビームを出射する出射部,前記固体撮像素子
部からの反射ビームを検出する検出部からなるセンサー
である。

【００２６】請求項７記載の発明は、請求項１から６記
載の発明における付勢手段は、ばねである。請求項８記
載の発明は、請求項１から７記載の発明における付勢手
段は、ベース側に基端部が設けられ、先端部が前記固体
撮像素子を押圧する弾性はりである。

【００２７】

【作用】請求項１記載の発明の画像入力装置において
は、第１の方向に第１の駆動手段３１を用いて、固体撮
像素子部３０を駆動する時には、他方の方向に固体撮像
素子部３０を移動させる駆動手段３２と固体撮像素子部
３０を駆動手段３２に押接せしめる付勢手段３４とで固
体撮像素子部３０を第１の方向に案内するガイド手段と
なる。

【００２８】同様に、第２の方向に第２の駆動手段３２
を用いて、固体撮像素子部３０を駆動する時には、他方
の方向に固体撮像素子部３０を移動させる駆動手段３１
と、固体撮像素子部３０を駆動手段３１に押接せしめる
付勢手段３３とで固体撮像素子部３０を第２の方向に案
内するガイド手段となる。

【００２９】請求項３記載の発明の画像入力装置におい
ては、駆動手段である圧電リニアアクチュエータに例え
ば、サインカーブ状の信号を供給すると、微小圧電素子
が複数配設された圧電リニアアクチュエータは供給され
た信号に対応した形状変化をする。一方、付勢手段によ
って駆動手段に押接している固体撮像素子部は、駆動手
段の形状変化により、駆動手段に沿って移動する。

【００３０】

【実施例】次に図面を用いて本発明の実施例を図面を用
いて説明する。先ず、本発明の第１の実施例を説明す
る。図２は本発明の第１の実施例の平面構成図、図３は
図２における固体撮像部の分解斜視図、図４は図２にお
ける固体撮像部の断面図、図５は図２におけるケースの
断面図、図６は図２における画像取込み装置の回路ブロ
ック図、図７は動作を説明するフロー図である。

【００３１】図１において、４０は固体撮像素子部であ
る。この固体撮像素子部４０は図３及び図４に示すよう
に、複数の受光画素がx軸方向及びx軸方向と直交するy
軸方向にそれぞれ所定のピッチで配設された２次元のCC
D４１と、このCCD４１を保持するCCD保持枠４２と、CCD
４１をねじ４３を用いてCCD保持枠４２に固定するCCD押
え板４４と、CCD基板４５とから構成されている。尚、
４６はCCD４１の受光面とCCD保持枠４２との間に配設さ
れる緩衝材である。

【００３２】このような構成の固体撮像素子部４０は、
中空角筒形のベース部４７の中空部に配設されている。
ベース部４７のy軸方向に沿った一方の辺には、駆動源
が印加電圧に応じて変位する圧電素子(ピエゾ素子)を用
いた第１の駆動手段４８が設けられている。第１の駆動
手段４８は、基端部がベース部に固着された２つのピエ
ゾ素子、第１のピエゾ素子４９と第２のピエゾ素子５０
と、ピエゾ素子４９,５０の押圧力を均一にCCD枠４２に
伝達する第１の伝達板５３とから構成される。又、第１
のピエゾ素子４９は図５に示すように、第１のピエゾ素
子４９の基端部及び先端部が、基端部内面及び先端部内
面に常時当接する密閉された薄肉円筒状のケース５１内
に配設されている。このケース５１の先端部には段部５
１ａが形成され、軸方向に容易に変形可能となってい
る。更に、ケース５１の円筒面には、センサーとして歪
みゲージ５２が貼付され、変形した第１のピエゾ素子４
９の変位量が検出できるようになっている。

【００３３】そして、ケース５１(第１のピエゾ素子５
０)の先端部及び第２のピエゾ素子５０の先端部は、第
１の伝達板５３を介して、固体撮像素子部４０のy軸方
向に沿った一方の辺に当接している。

【００３４】ベース部４７のy軸方向に沿った他方の辺
には、第１の付勢手段５６としての第１のばね５４の基
端部が取り付けられている。第１のばね５４の先端部
は、第１′の伝達板５５を介して固体撮像素子部４０の
y軸方向に沿った他方の辺を押圧している。

【００３５】又、同様に、ベース部４７のx軸方向に沿
った一方の辺には、駆動源が印加電圧に応じて変位する
圧電素子を用いた第２の駆動手段６０が設けられてい
る。第２の駆動手段６０は、基端部がベース部に固着さ
れた２つのピエゾ素子、第３のピエゾ素子６１と第４の
ピエゾ素子６２と、ピエゾ素子６１,６２の押圧力を均
一にCCD枠４２に伝達する第２の伝達板６３とから構成
される。又、第３のピエゾ素子６１は図５に示す第１の
ピエゾ素子４９と全く同じ構成で、円筒面にセンサーと
して歪みゲージ６５が貼付された密閉された薄肉円筒状
のケース６４内に配設されている。

【００３６】そして、ケース６４(第３のピエゾ素子６
１)の先端部及び第４のピエゾ素子６２の先端部は、第
２の伝達板６３を介して、固体撮像素子部４０のy軸方
向に沿った一方の辺に当接している。

【００３７】ベース部４７のy軸方向に沿った他方の辺
には、第２の付勢手段６５としての第２のばね６６,第
３のばね６７の基端部が取り付けられている。第２のば
ね６６,第３のばね６７の先端部は、第２′の伝達板６
８を介して固体撮像素子部４０のy軸方向に沿った他方
の辺を押圧している。

【００３８】次に、図６を用いて本実施例の回路ブロッ
クを説明する。図において、７０は被写体画像を固体撮
像素子部４０上の集める撮像光学系、７１は固体撮像素
子部４０で発生した電荷の読み出しタイミングを等の制
御を行う撮像素子駆動回路、７２は固体撮像素子部４０
の出力を増幅する等の処理を行う前処理回路である。

【００３９】７３は固体撮像素子駆動回路７１及び前処
理回路７２にタイミング信号を与える同期信号発生回
路、７４は前処理回路７２の出力をディジタルデータに
変換するA/Dコンバータ、７５はA/Dコンバータ７４の出
力に各種信号処理をを加えるディジタル信号処理回路、
７６はディジタル信号処理回路７５の出力を受けるバッ
ファメモリインターフェース(バッファメモリI/F)、７
７はバッファメモリI/Fを介して送られてくるディジタ
ル信号処理回路７５の出力を一時記憶する画像バッファ
メモリである。

【００４０】７８は各種制御を行うCPU等の制御回路、
７９は画像バッファメモリ７７の出力を受ける合成メモ
リI/F、８０は一枚分の合成画像を記憶する画像合成メ
モリ、８１はディジタル信号処理回路７５の出力をアナ
ログ信号に変換するD/Aコンバータ、８２はD/Aコンバー
タ８１のの出力を信号処理する画像信号処理回路、８３
は画像信号処理回路８２の出力を表示するモニタであ
る。尚、合成メモリI/F７９と画像合成メモリ８０間は
信号の相方向伝送が行われる。

【００４１】８４は合成メモリI/F７９を介して送られ
てくる画像合成メモリ８０の出力をアナログ信号に変換
するD/Aコンバータ、８５はD/Aコンバータ８４の出力を
受けて信号処理を行う画像信号処理回路である。

【００４２】次に、上記実施例の画像入力装置の動作を
図７を用いて説明する。被写体像は、光学系７０を通っ
て固体撮像素子部４０のCCD４１の受光面上に結像して
いる。制御回路７８は、先ず、第１駆動手段４８の第１
及び第２のピエゾ素子４９,５０に電圧を印加する。

【００４３】すると、第１の付勢手段である第１のばね
５４の付勢力に抗して固体撮像素子部４０は、第２の駆
動手段６０と第２の付勢手段６５とで構成されたガイド
手段に案内されて、x軸方向にCCD４１の受光画素のピッ
チより小さいピッチで移動し、移動後、画像取り込みを
行う(ステップ１)。尚、駆動ピッチは、要求される解像
度によって変化し、例えば、受光画素ピッチの1/2,1/3
等である。

【００４４】次に、制御回路７８は固体撮像素子部４０
の移動距離をセンサーであるケース５１の歪みゲージ５
２で検出し(ステップ２)、移動距離が設定値Xになるま
でステップ１からステップ２まで続行する(ステップ
３)。つまり、駆動ピッチをpとすると、移動距離は、0,
p,2p,……,np(=X)となる。

【００４５】撮影エリアのx軸方向の画像取り込みが終
了したならば、制御回路７８は第１及び第２のピエゾ素
子４９,５０に対する電圧印加を停止し、固体撮像素子
部４０は元位置に復帰する。

【００４６】次に、制御回路７８は第２の駆動手段６０
の第３及び第４のピエゾ素子６１,６２に電圧を印加す
る。すると、第２の付勢手段である第３及び第４のばね
６７,６８の付勢力に抗して固体撮像素子部４０は、第
１の駆動手段４８と第１の付勢手段５６とで構成された
ガイド手段に案内されて、y軸方向にCCD４１の受光画素
のピッチより小さいピッチで移動し、移動後、画像の取
り込みを行う(ステップ４)。尚、駆動ピッチは、要求さ
れる解像度によって変化し、例えば、受光画素ピッチの
1/2,1/3等である。

【００４７】次に、制御回路７８は固体撮像素子部４０
の移動距離をセンサーであるケース６４の歪みゲージ６
５で検出し(ステップ５)、移動距離が設定値Yになるま
でステップ４からステップ５を続行する(ステップ６)。
つまり、駆動ピッチをlとすると移動距離は、0,l,2l,…
…,ml(=y)となる。

【００４８】撮影エリアのx軸,y軸方向の画像取り込み
画終了したならば、制御回路７８は第３及び第４のピエ
ゾ素子６１,６２に対する電圧印加を停止し、固体撮像
素子部４０は元位置に復帰し、次の撮像に備える。

【００４９】画像取り込みを行うステップでは、電荷の
蓄積と読みだし走査を制御する撮像素子駆動回路７１に
よって駆動されるCCD４１により光電変換されて、画像
信号として出力される。

【００５０】この画像信号は、出力アンプを含む前処理
回路７２を通り、A/Dコンバータ７４に送られてディジ
タル信号に変換される。このディジタル信号は、ディジ
タル信号処理回路７５により種種の補正(例えば、シェ
ーディング補正,濃度補正等)が行われ、バッファメモリ
I/F７６を通ってCCD４１の一枚分の記憶容量を持つ画像
バッファメモリ７７に記憶される。

【００５１】一方、ディジタル信号処理回路７５の出力
からは、出画のためのディジタル信号がD/Aコンバータ
８１に送られ、アナログ信号に変換される。変換された
アナログ信号は、画像信号処理回路８２により所定の画
像処理が行われた後、モニタ８３に表示される。

【００５２】画像バッファメモリ７７に記憶されたCCD
４１の一枚分の画像データは、次の画面に書き換えられ
る前に合成メモリI/F７９を通って画像合成メモリ８０
に転送される。この画像合成メモリ８０は撮像エリア分
の記憶容量を有している。ここで、制御回路７８は、画
像バッファメモリ７７の画像データを画像合成メモリ８
０に転送するに際し、一画面(撮像エリア)の定まった位
置に対応した画像合成メモリ８０の領域に書き込むよう
にする。

【００５３】画像合成メモリ８０に撮像エリアの全画像
データが記憶されると、制御回路７８は合成メモリI/F
７９を介して画像合成メモリ８０の内容を順次読みだ
し、D/Aコンバータ８４に与える。D/Aコンバータ８４は
入力画像データをアナログ信号に変換する。このD/Aコ
ンバータ８４のアナログ信号は、続く画像信号処理回路
８５により所定の画像処理が行われる。

【００５４】上記構成によれば、以下のような効果を得
ることができる。 上記構成によれば、x軸方向に第１の駆動手段４８を
用いて、固体撮像素子部４０を駆動する時には、y軸方
向に固体撮像素子部４０を移動させる第２の駆動手段６
０と固体撮像素子部４０を第２の駆動手段６０に押接せ
しめる第２の付勢手段６５とで固体撮像素子部４０をx
軸方向に案内するガイド手段となる。

【００５５】同様に、y軸方向に第２の駆動手段６０を
用いて、固体撮像素子部４０を駆動する時には、x軸方
向に固体撮像素子部４０を移動させる第１の駆動手段４
８と、固体撮像素子部４０を第１の駆動手段４８に押接
せしめる第１の付勢手段５６とで固体撮像素子部４０を
y軸方向に案内するガイド手段となる。

【００５６】このように、駆動に関与しない方の駆動手
段,付勢手段が駆動方向のガイド手段となることによ
り、機構が非常に簡単となる。しかも、固体撮像素子を
直接押すピエゾ素子で駆動を行うので、機構にガタがな
く、機械的な累積誤差が少ない。

【００５７】 ピエゾ素子４９,５０,６１,６２に印加
する電圧を変化させることで、駆動ピッチを任意に設定
でき、駆動ピッチを小さく設定することで高解像度を得
ることができる。

【００５８】 x軸方向及びy方向にそれぞれ第１の駆
動手段４８及び第２の駆動手段６０を設けたことによ
り、二方向の解像度の向上が得られる。 小さな固体撮像素子部４０でも、ベース部４７を大
きく設定し、これに対応した第１の駆動手段４８及び第
２の駆動手段６,第１の付勢手段５６,第２の付勢手段６
５を用いることにより、固体撮像素子部４０の移動量(x
軸方向はX,y軸方向はY)を大きく取ることができ、撮像
エリアを大きくすることができる。

【００５９】 センサー(歪みゲージ)を用いているの
で、フィードバック制御ができ、より高精度な位置制御
をおこなうことができる。 尚、本発明は上記実施例に限定するものではない。上記
実施例では、駆動手段として、第１及び第２のの駆動手
段はそれぞれ２つのピエゾ素子４９,５０及び６１,６２
を用いたが、数量を限定するものではなく、１つのピエ
ゾ素子であっても良いし、３つ以上のピエゾ素子を用い
てもよい。

【００６０】更に、付勢手段としても、第１の付勢手段
５６はばね５４、第２の付勢手段６５は２つのばね６
６,６７を用いたが、数量を限定するものではない。
又、付勢手段は、ばねに限定するものではなく、他に、
ゴム、合成樹脂等、線形な弾性特性を有するものであれ
ば何でもよい。更に、固体撮像素子部４０として、CCD
４１をCCD保持枠４２を用いて保持するようにしたが、
この構成も限定するものではなく、CCD４１自体が堅牢
な構造であれば、これらCCD保持枠４２,CCD押え板４４
等は不要である。

【００６１】次に、図８を用いて本発明の第２の実施例
を説明する。図において、図２から図７で示す第１の実
施例と同一部分には、同一符号を付し、それらの説明は
省略する。ベース部４７のy軸方向に沿った一方の辺に
は、駆動源が印加電圧に応じて変位する圧電素子(ピエ
ゾ素子)を用いた第１の駆動手段１００が設けられてい
る。第１の駆動手段１００は、基端部がベース部４７に
固着された２つのピエゾ素子、第１のピエゾ素子１０１
と第２のピエゾ素子１０２と、第１の伝達板１０３とか
ら構成される。

【００６２】ベース部４７のy軸方向に沿った他方の辺
には、第１の付勢手段１０４として、ベース部４７に基
端部が設けられ、先端部は固体撮像素子部４０のy軸方
向に沿った他方の辺を押圧する第１及び第２の弾性はり
１０５,１０６が形成されている。

【００６３】又、同様に、ベース部４７のx軸方向に沿
った一方の辺には、駆動源が印加電圧に応じて変位する
圧電素子を用いた第２の駆動手段１０７が設けられてい
る。第２の駆動手段１０７は、基端部がベース部に固着
された２つのピエゾ素子、第３のピエゾ素子１０８と第
４のピエゾ素子１０９と、第２の伝達板１１０とから構
成される。

【００６４】ベース部４７のx軸方向に沿った他方の辺
には、第２の付勢手段１１１として、ベース部４７に基
端部が設けられ、先端部は固体撮像素子部４０のx軸方
向に沿った他方の辺を押圧する第３及び第４の弾性はり
１１２,１１３が形成されている。

【００６５】更に、第１の付勢手段１０４の第１の弾性
はり１０５及び第２の付勢手段１１１の第３,第４の弾
性はり１１２,１１３には、センサーとしての歪ゲージ
１１４,１１５,１１６がそれぞれ貼付されている。

【００６６】尚、上記実施例の画像入力装置の動作は、
第１の実施例と同じなので説明は省略する。上記構成に
よれば、以下のような効果を得ることができる。

【００６７】 上記構成によれば、x軸方向に第１の駆
動手段１００を用いて、固体撮像素子部４０を駆動する
時には、y軸方向に固体撮像素子部４０を移動させる第
２の駆動手段１０７と固体撮像素子部４０を第２の駆動
手段１０７に押接せしめる第２の付勢手段１１１とで固
体撮像素子部４０をx軸方向に案内するガイド手段とな
る。

【００６８】同様に、y軸方向に第２の駆動手段１０７
を用いて、固体撮像素子部４０を駆動する時には、x軸
方向に固体撮像素子部４０を移動させる第１の駆動手段
１００と、固体撮像素子部４０を第１の駆動手段１００
に押接せしめる第１の付勢手段１０４とで固体撮像素子
部４０をy軸方向に案内するガイド手段となる。

【００６９】このように、駆動に関与しない方の駆動手
段,付勢手段が駆動方向のガイド手段となることによ
り、機構が非常に簡単となる。しかも、固体撮像素子を
直接押すピエゾ素子で駆動を行うので、機構にガタがな
く、機械的な累積誤差が少ない。

【００７０】 ピエゾ素子１０１,１０２,１０８,１０
９に印加する電圧を変化させることで、駆動ピッチを任
意に設定でき、駆動ピッチを小さく設定することで高解
像度を得ることができる。

【００７１】 x軸方向及びy方向にそれぞれ第１の駆
動手段１００及び第２の駆動手段１０７を設けたことに
より、二方向の解像度の向上が得られる。 小さな固体撮像素子部４０でも、ベース部４７を大
きく設定し、これに対応した第１の駆動手段１００及び
第２の駆動手段１０７,第１の付勢手段１０４,第２の付
勢手段１１１を用いることにより、固体撮像素子部４０
の移動量を大きく取ることができ、撮像エリアを大きく
することができる。

【００７２】 センサー(歪みゲージ)を用いているの
で、フィードバック制御ができ、より高精度な位置制御
をおこなうことができる。 尚、本発明は、上記実施例に限定するものではない。第
１の実施例と同様に、ピエゾ素子及び弾性はりの本数は
限定するものではない。更に、固体撮像素子部の構造も
限定するものではない。

【００７３】次に、図９から図１３を用いて本発明の第
３の実施例を説明する。尚、図において、図２から図８
で示す第１の実施例及び第２の実施例と同一部分には、
同一符号を付し、それらの説明は省略する。

【００７４】図９に示すように、ベース上には、略H字
形に、つまり、y軸方向に沿って第１及び第２の圧電リ
ニアアクチュエータ１２０,１２１が設けられ、x軸方向
に沿って第３の圧電リニアアクチュエータ１２２が設け
られている。これら３つの圧電リニアアクチュエータ１
２０,１２１,１２２上に固体撮像素子部４０の受光素子
が設けられた面と反対側の面が当接するように設けられ
ている。

【００７５】又、固体撮像素子部４０の受光素子が設け
られた面側のCCD枠４２の四隅には、付勢手段としての
スプリング１２３,１２４,１２５,１２６でベース方向
に付勢された球１２７,１２８,１２９,１３０が押接
し、固体撮像素子部４０を圧電リニアアクチュエータ１
２０,１２１,１２２に均一に押えつけている。

【００７６】更に、１３１及び１３２は、固体撮像素子
部４０のCCD枠のx軸方向及びy軸方向の移動を検出する
センサーである。これらセンサー１３１,１３２の構造
は、図１０に示すように、CCD枠４２(固体撮像素子部４
０)にビームを出射する出射部１３３と、CCD枠４２から
の反射ビームを検出する検出部１３４とからなってい
る。

【００７７】圧電リニアアクチュエータ１２０,１２１,
１２２は、図１１に示すように、板状の微小なピエゾを
並べて構成されている。ここで、圧電リニアアクチュエ
ータの動作原理を説明する。このような圧電リニアアク
チュエータに高周波の信号を与えると、各ピエゾは変位
し、圧電リニアアクチュエータは信号波形に相当する形
状に変化する。そして、固体撮像素子部４０は圧電リニ
アアクチュエータに押えつけられているので、図１２に
示すように、圧電リニアアクチュエータの変形により、
固体撮像素子部４０は移動する。

【００７８】上記構成によれば、以下のような効果を得
ることができる。 圧電リニアアクチュエータ１２０,１２１,１２２に
固体撮像素子部４０に押えつけるだけで固体撮像素子部
４０の駆動ができるので、機構が非常に簡単となる。し
かも、固体撮像素子を直接駆動するので、機構にガタが
なく、機械的な累積誤差が少ない。

【００７９】 圧電リニアアクチュエータ１２０,１２
１,１２２への印加時間を変化させることで、駆動ピッ
チを任意に設定でき、駆動ピッチを小さく設定すること
で高解像度を得ることができる。

【００８０】 x軸方向及びy方向にそれぞれ第１,第２
の圧電リニアアクチュエータ１２０,１２１及び第３の
圧電リニアアクチュエータ１２２を設けたことにより、
二方向の解像度の向上が得られる。

【００８１】 小さな固体撮像素子部４０でも、固体
撮像素子部４０の移動量を大きく取ることができ、撮像
エリアを大きくすることができる。 センサー１３１,１３２を用いているので、フィード
バック制御ができ、より高精度な位置制御をおこなうこ
とができる。

【００８２】尚、本発明は上記実施例に限定するもので
はない。上記実施例では、圧電リニアアクチュエータを
略H字形に配設したが、略□字形に配設してもよい。更
に、固体撮像素子部４０を圧電リニアアクチュエータに
押えつけるスプリングは、CCD枠４１の四隅に配設した
が、固体撮像素子部４０を圧電リニアアクチュエータに
均一に押えつけることができるならば、位置,数量等は
限定するものではない。又、付勢手段は、ばねに限定す
るものではなく、他に、ゴム、合成樹脂等、線形な弾性
特性を有するものであれば何でもよい。又、上記実施例
では、x軸,y軸の２方向に駆動するようにしたが、１方
向でもかまわない。本実施例で用いたセンサー１３１,
１３２は第１及び第２の実施例でも適用可能である。

【００８３】更に、このような圧電リニアアクチュエー
タを用いることにより、CCD枠４１の姿勢調整も可能と
なる。図１３に示すように、第１〜第３のリニアアクチ
ュエータ１２０〜１２２に(b)に示すような基準電圧(V
f)に対するバイアス電圧(ΔV)をかけ、CCD枠４２の姿勢
調整を行う。この際の駆動は、バイアス変位を効かせた
状態で行う。このようなバイアス電圧を効かせることに
より、片ボケ等の不良を防止できる。

【００８４】

【発明の効果】以上述べたように本発明の画像入力装置
によれば、簡単な構造で、撮像エリアが広く、二方向の
高解像度の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の原理図である。

【図２】本発明の第１の実施例の平面構成図である。

【図３】図２における固体撮像部の分解斜視図である。

【図４】図２における固体撮像部の断面図である。

【図５】図２におけるケースの断面図である。

【図６】図２における画像取込み装置の回路ブロック図
である。

【図７】動作を説明するフロー図である。

【図８】本発明の第２の実施例の平面構成図である。

【図９】本発明の第３の実施例の平面構成図である。

【図１０】図９におけるセンサーの説明図である。

【図１１】図９における圧電リニアアクチュエータの詳
細説明図である。

【図１２】図９における圧電リニアアクチュエータ動作
を説明する図である。

【図１３】図９におけるCCD枠の姿勢制御を説明する図
である。

【図１４】特開平4-70284号公報に記載された画像入力
装置の平面構成図である。

【図１５】特開昭64-60072号公報に記載された画像入力
装置の斜視図である。

【図１６】特開昭62-98977号公報に記載された画像入力
装置の斜視図である。

【図１７】図１６における作動を説明する図である。

【符号の説明】

３０ 固体撮像素子部 ３１ 第１の駆動手段 ３２ 第２の駆動手段 ３３ 第１の付勢手段 ３４ 第２の付勢手段

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の受光画素が第１の方向及び第１の
   方向と直交する第２の方向にそれぞれ所定のピッチで配
   設された２次元の固体撮像素子部（３０）と、 前記固体撮像素子部（３０）を押して、前記固体撮像素
   子部（３０）を前記受光画素のピッチより小さい移動量
   で前記第１の方向に移動させる第１の駆動手段（３１）
   と、 前記固体撮像素子部（３０）を押して、前記固体撮像素
   子部（３０）を前記受光画素のピッチより小さい移動量
   で前記第２の方向に移動させる第２の駆動手段（３２）
   と、 前記固体撮像素子部（３０）を前記第１の駆動手段（３
   １）に押接させる第１の付勢手段（３３）と、 前記固体撮像素子部（３０）を前記第２の駆動手段（３
   ２）に押接させる第２の付勢手段（３４）とを有し、 一方の方向に前記固体撮像素子部（３０）を駆動する時
   には、他方の方向に前記固体撮像素子部（３０）を移動
   させる駆動手段及び、前記固体撮像素子部（３０）を該
   駆動手段に押接せしめる付勢手段で前記固体撮像素子部
   （３０）を一方の方向に案内するガイド手段となること
   を特徴とする画像入力装置。
2. 【請求項２】 前記駆動手段は、印加電圧に応じて変位
   する圧電部材であることを特徴とする請求項１記載の画
   像入力装置。
3. 【請求項３】 少なくとも一方の方向に複数の受光画素
   が所定のピッチで配設された固体撮像素子部と、 該固体撮像素子部の前記受光画素が設けられた面と反対
   側の面に、前記受光画素の配設方向に沿って、微小圧電
   素子が複数配設された圧電リニアアクチュエータの駆動
   手段と、 前記駆動手段に前記固体撮像素子部を押接させる付勢手
   段と、からなることを特徴とする画像入力装置。
4. 【請求項４】 前記固体撮像素子の移動位置を検出する
   検出手段と、 該検出手段の検出結果より前記駆動手段を駆動する制御
   手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれか１つに記載の記載の画像入力装置。
5. 【請求項５】 前記検出手段は、前記駆動手段及び前記
   付勢手段のうちどちらか一方に設けられた歪みゲージで
   あることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに
   記載の画像入力装置。
6. 【請求項６】 前記検出手段は、ベース側に設けられ、
   前記固体撮像素子部にビームを出射する出射部,前記固
   体撮像素子部からの反射ビームを検出する検出部からな
   るセンサーであることを特徴とする請求項１乃至５のい
   ずれか１つに記載の画像入力装置。
7. 【請求項７】 前記付勢手段は、ばねであることを特徴
   とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の画像入力
   装置。
8. 【請求項８】 前記付勢手段は、ベース側に基端部が設
   けられ、先端部が前記固体撮像素子を押圧する弾性はり
   であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つ
   に記載の画像入力装置。