JPH09102914A - 光学システム - Google Patents
光学システムInfo
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- JPH09102914A JPH09102914A JP7258994A JP25899495A JPH09102914A JP H09102914 A JPH09102914 A JP H09102914A JP 7258994 A JP7258994 A JP 7258994A JP 25899495 A JP25899495 A JP 25899495A JP H09102914 A JPH09102914 A JP H09102914A
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Abstract
学システムを提供する。 【解決手段】 複数の画素が二次元的に配列されたエリ
アセンサ1の被写体となる原稿3をエリアセンサ1の画
素幅に応じた移動ピッチでXY各方向の画素ピッチ分だ
け動かす。光電変換制御回路5がその被写体駆動機構4
の動きに同期させてエリアセンサ1の光電変換を行わせ
るようにする。この撮像信号は画像合成手段により被写
体全体の撮像パターンを得ることとなる。 【効果】 エリアセンサの画素数が見かけ上増えたよう
な被写体送り制御を行うようにしたため、高精細な被写
体の読取りを短時間にて行うことができる。
Description
た固体撮像装置に原稿を結像する光学システムに関する
もので、特に高解像度の原稿読取りを行う際に使用され
るものである。
図5に示す。これは、被写体である原稿3をレンズ2を
用いてエリアセンサ5に結像することにより、原稿3の
情報をエリアセンサ5にて撮像し、読出しを行う。原稿
サイズとしては通常A4サイズ(縦298mm×横21
0mm)が最も多い。
すものでは、エリアセンサの代りに一次元的に画素が配
列されたリニアセンサ6が用いられ、原稿3をずらしな
がら、この原稿3を1ラインずつ全面を読取るものであ
り、その原理はファクシミリ、電子コピー等に応用され
ている。
像装置を振動させることにより、画素間の光学情報を読
取り、解像度を上げる方法があるが実用化されていな
い。
点を下記に示す。原稿サイズはA4とする。このサイズ
の原稿を8ビット/mmの解像度にて読取る際には必要
な画素数としては 縦…8×298=2384画素 横…8×210=1680画素 となり、二次元固体撮像装置(以下エリアセンサと略
す)の総画素数は400万画素になる。この画素数のエ
リアセンサは一部特殊用途(天体観察、人工衛生)を除
いては市販レベルのムービセンサの約10倍、放送用セ
ンサの10〜2倍の画素数であり、安価に作成する光学
系を組むことが不可能である。現状のビデオカメラ用の
エリアセンサの画素数は30〜40万画素であり、2.
2〜2.5ドット/mm径の解像度しかなく、精細な原
稿を読取る際には不十分である。
のCCDエリアセンサが開発されているが、未だ開発段
階であり、値段も高価である。また、このセンサを用い
ても5〜6ドット/mm程度であり、ファクシミリ等に
て必要な解像度8〜12ドット/mmが未達である。
は、リニアセンサの画素数がA4サイズにて〜1700
画素、B4サイズでは2000画素、A3サイズでは2
400画素あれば8ドット/mmにて原稿読取りが行え
る。しかしながら、本例においては原稿の送りを機械的
に行わなければならず読取りに時間がかかるという問題
点を生ずる他、原稿を原稿寸法だけで機械的に精度良く
送る必要があり、体積が大きくなる他、精度良い原稿送
り装置が必要になる。
解像度を上げる方法においては、画素間の光学情報を読
取るために、固体撮像素子を2〜3μmピッチにて振動
させる必要があり、振動機構が高精度のものである必要
があり、装置が高価になってしまう欠点があった。
的安価なエリアセンサを用い、高精細な被写体の読取り
を短時間にて行う光学システムを提供することを目的と
する。
稿を振動させることにより、同一のエリアセンサにて原
稿面の異なる点の画像情報を数回に渡り取込むことで、
解像度を高めた光学システムを提供することにある。
は、複数の画素が二次元的に配列されたエリアセンサ
と、前記エリアセンサの被写体を前記エリアセンサの画
素幅に応じた移動ピッチでXY各方向の画素ピッチ分だ
け動かす被写体駆動手段と、前記被写体の動きに同期さ
せてエリアセンサ1の光電変換を行わせる光電変換制御
手段とを備えたことを特徴とする。
をエリアセンサに対し拡大あるいは縮小する光学系を備
えるのが一般的である。
パターンを合成する画像合成手段を備えるのが望まし
い。
幅の整数倍であるのが望ましい。
率で換算した被写体の撮像単位のピッチずつ被写体を移
動させる機能を有することを特徴とする。
基に説明する。
であり、この図に示すものは図5に示すものとの相違点
となる原稿駆動機構4と光電変換制御部5とを備えてい
る。原稿駆動機構4は原稿3を光軸Lと垂直な面内で
X,Y方向に振動させる。光電変換制御部は、この振動
と同期させてエリアセンサ1の光電変換を行わせるもの
である。ここで、レンズによる倍率をcとし、c=a/
bと定義しておく。
す。画素411,421,431,…,4mnは格子状
に配列されている。図中Px,PyはそれぞれX,Y方
向の画素ピッチである。また、画素の光電変換部のサイ
ズ(光遮蔽膜6の開口サイズ)のX,Y方向の寸法をそ
れぞれPx´,Py´にて示す。本発明において画素ピ
ッチPx,Pyはそれぞれ開口サイズPx´,Py´の
略整数倍とする。図においては、Px=3Px´,Py
=2Py´の場合につき示してある。
アセンサ1が読取る原稿3の各画素に対応した位置を示
す。原稿3はX方向が3dx 、Y方向が2dy のメッシ
ュにて区切られた各セルeがエリアセンサ1の各画素に
て撮像する単位となり、原稿の1/6のm×nの単位を
光学的にてエリアセンサ1に結像し、撮像している。原
稿上の撮像単位の3×2を1つのブロックeとし、図に
示すように1ブロックe内の撮像単位を(1,1)1 ,
(1,2)2 ,(1,3)3 ,(1,4)4 ,(1,
5)5 ,(1,6)6 のように表現し、m×n各ブロッ
クの各撮像単位(1,1)1 ,(1,2)2 (1,3)
3 (1,4)4 (1,5)5 (1,6)6に記号を付け
る。
チDx ,Dy は、Dx =dx ・Px ,Dy =dy ・Py
となり、またCはレンズによる倍率であり、また、各撮
像単位の寸法bx,byはそれぞれdx =CPx´,d
=CPy´である。
法につき説明する。撮像は同図(a)から始まり同図
(f)で終了する。
に、エリアセンサ1の各画素411,421,…,4m
nにて原稿の各ブロックの撮像単位(1,1)1 ,
(1,2)1 ,…,(m,n)1 の場所の撮像を行い、
外部に出力する。
x方向に撮像単位bxだけシフトさせ、撮像単位(1,
1)2 ,(2,1)2 ,…,(m,n)2 の場所の撮像
を行い外部に出力する。
をx方向に撮像単位bxだけシフトさせ、撮像単位
(1,1)3 ,(2,1)3 ,…,(m,n)3 の場所
の撮像を行い外部に出力する。
by だけシフトさせ撮像単位(1,1)4 ,(2,1)
4 ,…,(m,n)4 の撮像を行う。
(1,1)5 ,(2,1)5 ,…,(m,n)5 の撮像
を行い、最後に撮像単位(1,1)6 ,(2,1)6 ,
…,(m,n)6 の撮像を行った後に元の位置に戻り、
次の原稿読取りを同様の手順にて行う。
では6枚の異なった場所の撮像パターンが得られ、これ
らの撮像パターンをそれぞれ対応する位置にはめ込み再
生することにより、元の原稿の精細な撮像パターンが得
られる。
40万画素のエリアセンサを用いても数倍(前記説明で
は6倍)の画素数に匹敵する精細な画素が得られた。さ
らに、画素の開口サイズを小さくすることにより、読出
し回数を上げるだけで、10倍程度の画素数にすること
も可能で、しかも画素ピッチは変わらないので開口サイ
ズを小さくしても歩留まりが低下することが多い。
画素開口サイズの光学系の倍率だけ大きくすることがで
きる。通常1/3の光学系の倍率Bは約50倍程度にな
り、開口サイズが1〜2μmでも原稿送りピッチは50
〜100μmであれば良く、ステップモータの送り精度
が1μm程度あれば十分であり、比較的安価な原稿送り
機構にても十分精度を出すことができる。
ンサに比べ原稿読取り時間が短縮できる。画素面積が同
じとすると、画素数比率にて原稿読取り時間を短縮で
き、約1/100程度の読取り時間短縮が実現できる。
ムではリニアセンサに比べ約2桁の原稿読取り時間の短
縮、ムービ用エリアセンサに比べ、約一桁の解像度向
上、HDTV用センサに比べ約2桁の部品のコストダウ
ンが図られる。本発明の1枚ごとの撮像パターンは間引
いてはいるものの原稿面全域の情報があり、おおまかな
従来例1のレベルの原稿イメージを最初に掴むことがで
きる。
に対し、ムービカメラ用の1/3´30万画素センサク
ラスにて現状は2000円程度であり、コストは約1/
250程度となる。
2個の場合につき説明したが、これは画素ピッチと画素
のサイズにて決まるものであり、任意の値が取れる。
像でもよい。
リアセンサの画素数が見かけ上増えたような被写体送り
制御を行うようにしたため、高精細な被写体の読取りを
短時間にて行うことができる。
示す模式図。
図。
被撮像領域の構造を示す模式図。
図。
Claims (5)
- 【請求項1】複数の画素が二次元的に配列されたエリア
センサと、 前記エリアセンサの被写体を前記エリアセンサの画素幅
に応じた移動ピッチでXY各方向の画素ピッチ分だけ動
かす被写体駆動手段と、 前記被写体の動きに同期させてエリアセンサ1の光電変
換を行わせる光電変換制御手段と、 を備えた光学システム。 - 【請求項2】被写体とエリアセンサとの間に前記被写体
をエリアセンサに対し拡大あるいは縮小する光学系を備
えた請求項1記載の光学システム。 - 【請求項3】該撮像信号を合成し被写体全体の撮像パタ
ーンを合成する画像合成手段を備えてた請求項1、2の
うちいずれか1項記載の光学システム。 - 【請求項4】エリアセンサの画素ピッチは画素幅の整数
倍であることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか
1項記載の光学システム。 - 【請求項5】被写体駆動手段は、画素ピッチをレンズ倍
率で換算した被写体の撮像単位のピッチずつ被写体を移
動させる機能を有することを特徴とする請求項1〜4の
うちいずれか1項記載の光学システム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7258994A JPH09102914A (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 光学システム |
US08/717,078 US5734178A (en) | 1995-10-05 | 1996-10-04 | Imaging system using area sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7258994A JPH09102914A (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 光学システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09102914A true JPH09102914A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=17327882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7258994A Pending JPH09102914A (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 光学システム |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5734178A (ja) |
JP (1) | JPH09102914A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050225812A1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-13 | Bledsoe J D | Two-dimensional CMOS sensor array to image documents and other flat objects |
DE102010008794A1 (de) * | 2010-02-22 | 2011-08-25 | Burgmer, Heinrich, 51789 | Hochauflösende Bilderstellung, -verarbeitung mittels "Pixelinterner-Raster-Analyse" und extern erzeugter hochauflösender Rasterschrittweite |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS60160270A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-21 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
JPS6244712A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-02-26 | Fuji Photo Film Co Ltd | 同期信号発生方法 |
JPH0471217A (ja) * | 1990-07-11 | 1992-03-05 | Nec Yamagata Ltd | 露光装置 |
JPH06350931A (ja) * | 1993-06-02 | 1994-12-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像装置 |
JPH07263308A (ja) * | 1994-03-18 | 1995-10-13 | Fujitsu Ltd | 電子ビーム露光方法及び装置 |
-
1995
- 1995-10-05 JP JP7258994A patent/JPH09102914A/ja active Pending
-
1996
- 1996-10-04 US US08/717,078 patent/US5734178A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5734178A (en) | 1998-03-31 |
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