JPS5869173A - 二次元撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、−次元撮像素子を使用し、機械的に副走査ケ
行う型式の低速度二次元撮像装蓋に関するものである。

固体撮像装Ｍは、撮像管管用いた撮像装置に比べ、小形
軽量に製作することができ、又電源電圧が低くかつ消費
電力も少くてすみ、残偉が少く、各画素に対するアドレ
スが正確にできるので、ひずみがなく、３原色のレジス
トレーションも容易にでき、オた、寿命が長い等のメリ
ットがあり、実用化に向って開発が進められている。し
かし、　　７二次元固体撮像素子は、解像力を高めるた
めには、非′Ｋに沢山の受光素子が必要であるが、集積
度？上げることが峻しく、且つ、周辺回路が複雑になる
ので、小数の受光素子からなるものに止まっていた。他
方、−次元固体撮像素子は、二次元固体撮像素子に比べ
て構造が簡単で且つ周辺回路も簡単にできる等の理由か
ら、実用化が進んでおり、ファクシミリ、ＯＣＲ，計測
装置等に利用されている。これらの利用例においては、
−次元撮像素子で二次元の被写体？撮像するために、−
次元撮像素子全固定しておいて被写体管副走査方向に動
かす形式のものがほとんどである。しかし、このように
被写体を副走査方向に動かす形式は、被写体が原稿等の
シート状のものの場合は支障はないが、被写体が立体的
なものの場合は不可能であり、また、被写体がたとえシ
ート状であっても定速送りできない場合には画像に副走
査方向にムラができる。

そこで、被写体？固定乃至静止させておいて、−次元撮
像素子？副走査方向に動かす方法が考えられるが実用化
例は極く僅かに過ぎなかった。その第一の理由は、主走
査方向と副走査方向との両方に直角な光軸方向即ち前後
方向及び主走査方向に掘れ？生ずることなく、−次元撮
像素子ケ副走査方向に動かすことが困難なことである。

即ち、元軸方向の一次元撮像素子の振れは、ピント外れ
ケ起こし、そして、主走査方向の振れは、画面にムラ乃
至縞を生じ、いずれにし・ても解像度ケ低下させる。

更に、被写体を静止させておいて一次元撮像素子を副走
査方向に動かす場合、−次元撮像素子の副走査方向の変
位量即ち行程は、−次元撮像素子を静止させておいて被
写体？副走査方向に動かす場合の被写体の変位量即ち行
程に比べると、光学系等による制約から極めて小さくせ
ざるを得ない。

しかし、短い距＃１！？均一な且つ比較的低い速度で正
確に動かすことはまた難しく、もし速度にムラがあると
、画像にＭ走査方向のムラができる。こｎが第一の理由
である。

また、−次元撮像素子ケ副走査方向に動がして二次元撮
像４行なう場合、例えば、一定の時間間隔で一次元撮像
素子？走査するようにすると、もし−次元撮像素子の副
走査方向の送り速度が多少とも変動するならば、走査線
間隔にムラができ、画像に縞ケ生ずる。従って、−次元
撮像素子の副走査方向の一定変位ごとに一次元撮像素子
ケ主走査する必要があるが、これがまた難しかった。そ
して、この要求は、尚解像厩、隔忠実度、高ＳＮ比の撮
像？行う場合、特に大きくなる。

そこで、本発明は、上述した問題点を解決した、被写体
？静止したままで一次元撮像素子を副走査方向に動かす
型式の低速度二次元撮像装置ケ提供せんとするものであ
る。

即ち、本発明は、主走査方向及び光軸方向に振れ？生ず
ることなく一次元撮像素子を副走査方向に均一な速度で
正確に動かすことができる上述の型式の低速度二次元撮
像装置？提供せんとするものである。

更に本発明は、−次元撮像素子の副走査方向の一定変位
ごとに一次元撮像素子ケ主走査できる上述の型式の低速
度二次元熾像装置を提供せんとするものである。

そしてまた、本発明は、高解像度ケ可能とする上述の型
式の低速度二次元撮像装＃倉提供せんとするものである
。

すなわち、本発明によるならば、二次元撮像装置に、被
写体の像を結像面につくる光学系と、該結像面に置かｆ
た一次元撮像素子と、その−次元撮像素子の配置方向に
対して直角で且つ前記結像面に平行な副走査方向に一次
元撮像素子ケ動がすリニアスライド機構と、前記−次元
撮像素子？前記−ｊ走査方向に動かすように前記リニア
スライド機構に結合さｆたマイクロメータ式の回転運動
−直線運動変換機構と、該運動変換機構？駆動するモー
タと、前記運動変換機構の回転を検出して前記−次元撮
像素子の副走査方向の所定量変位ケ表わすピックアップ
／ＩＰルスケ発生するロータリーエンコーダト、該ロー
タリーエンコーダからのピックアツプノｆルスに応答し
て前記−次元撮像素子の出力を読取って出力する読出制
御装置と、固体撮像素子のノンユニフォーミティと光学
系のシエーデングケ補正する補正回路と、撮像する画面
の視野を決め又焦点１合せるためのビューファインダ回
路と、ケ具備している。

以上の如きｍ成において、リニアスライド機構ニヨり一
次元撮像素子を動かしているので、−次元撮像素子會、
無視できるほどの極めて小さな主走査方向の掘れと光軸
方向の振れで直線運動させることができる。従って、振
れによって生じるビメト外ｆや画像のムラの問題は起き
ない。更に、−次元撮像素子は、マイクロメータ式の回
転運動−面線運動変換機構により副走査方向に動かさｎ
るので、一定した比較的低い速度で確実に副走査方向に
直線運動させることができる。従って、副走査方向の機
械的走査速度にムラがなく、副走査方向の速度ムラによ
って生じる画像の副走査方向のムラが起きない。そして
、マイクロメータ式の回転運動−直線運動変換機構は、
その回転運動量が直線変位に正確に比例しているので、
その運動変換機構に付属するロータリーエンコーダが所
定回転量ごとに発生するピックアップパルスは、モータ
の回転速度に関係なく、−次元撮像素子の副走査方向の
所定直線変位量に正確に対応している。

従って、そのビックアッグノやルスごとに一次元撮像索
子の出力′ｆｒ読取り出力しているので、−次元撮像素
子の副走査方向の送り速度に関係なく、−次元撮像素子
の副走査方向の一定変位量ごとに主走査することができ
、走査線の開始点にムラがなく且つ走査線間隔が一定と
なり、従って、画像にこのようにピント外れがないので
、−次元撮像素子に高集槓夷のものを使用してそれ高解
像Ｋｆ活かすことができ、且つ、マイクロメータ式の回
転運動−直線運動変換機構を使用しているので、副走査
方向の機棹的変位會微小制御でき、従って、副走査方向
の走査線密度金高くすることができ、そ扛故、高解像度
、高忠実度、高ＳＮ比の撮像を行うことができる。

本発明の一実施例においては、リニアスライド機構は、
断面凹形の外側部材と、その外側部材の凹部に伸入され
る断面矩形の内側部材と、外側部材の凹部の対向内側面
の各々に形成さ：ｎ之断面矩ルの長手方向溝と、その外
（ＩＩｌｓ材の凹部の長手方向解の各々に対向するよう
に内側部材の側面に形成さｆＬｆｃ断面矩形の長手方向
溝と、外側部材と内側部材との互に対向する長手方向溝
によって画定される空間に案内バーに回着れて置かれｆ
ｃ複数の球状転動体と、そｄ案内パーケ介して球状転動
体全弁し付けて球状転動体ひいては外側部材と内側部材
との間に遊びがないようにする調整ネジとケ有するポー
ル式リニアスライド機構である。

本発明の実施例において、必要に応じて、光学系は、−
次元撮像素子の前に、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィ
ルタ及び白黒フィルタの内いずれか１つを選択的に置く
ようになさｎた色フイフルタ装置ケ有してもよい。更に
また必＊に応じて、−次元撮像素子の前に、減衰度の異
なる複数のＮＯフィルタの内のいずれか一つ？置くよう
になはまたＮＤフィルタ装装置膜設てもよい。この場合
、ロータリーエンコーダからのピックアップパルス？受
けてカウントして、設定された副走査方向の動作範囲の
走査終了ごとに、色フィルタ装置全駆動してその色フィ
ルタの７つケー次元撮像素子の前に順次おくように制御
してもよいし、または、色フイルタ装置と連動させてＮ
Ｄフィルタ装瞳も制御して、そのＮＤＤフイルタ１つｔ
色フイルタ装置の１つの色フィルタと共に一次元撮像索
子の前におくように制御してもよい。

また、ＩＪ　ニアスライド機構は、その直線運動の上限
及び下限ケそれぞれ検出してモータ會停止させる検出器
管有してもよい。そして、−次元撮像素子として自走査
式の固体撮像素子？使用する場合に（げ、ロータリーエ
ンコーダからのピックアップパルスに応答してその自走
前式固体撮像素子の自走前の起動？するようにしてもよ
い。

更に、本発明の実施例においてに、補正回路は／次元撮
像固体集子に生じたダークノンユニフォーミティとホワ
イトノンユニフォーミティ上表わす信号を７画面分又は
赤、緑、宵のそれぞれにつき７画面分記憶するフレーム
メモリと、このフレームメモリに記録したデータによっ
て入力画像信号の補正演算？補償演算回路と會有し、光
学系のシエーデングと／次元撮像素子の非均一性を補正
する。また、ビューファインダ回路は、入力信号のｌ゛
画面分又は赤、緑、青のそれぞｎにつき／画面分ケ記録
したフレームメモリから、主走査方向及び副走査方向の
画素数が標準ＴＶ方式の画素数になるように一定間隔ケ
おいて読出したデータを記憶する補助メモリと、この誓
込んだデータケ受けて全撮像範囲？映出せしめるモニタ
画像表示器と、前記フレームメモリの任意のアドレスか
ら、前記読出時の間隔より狭い間隔で又は間隔？おかな
いでデータケ読出して前記補助メモリに記憶させてモニ
タ画像表示装置上に映出せしめて画像の詳細ケ観察する
とともに光学系の焦点合せができるようにする装置とを
有する。

以下、添付図面ケ参照して本発明による二次元撮像装置
の実施例を説明する。

第１図は、本発明？実施した二次元撮像装置のカメラ部
内部の斜視図である。カメラ部１０け、この実施例の場
合、焦点距離３θ■のレンズケ使用した光学系１２ケ有
している。その光学系１２の焦点深度は少くとも３０μ
ｍ　ある。そして、その光学系の結像面には、第１＾図
に示す如くプリント板１４の前面に水平に堰付けられた
ＣＣＤラインセンサ１６が置かれている。このＣＣＤラ
インセンサ１６が一次元撮像素子である。しかし、ＢＢ
Ｄや他の固体素子でもよい。このＣＣＤラインセンサ１
６は、２０１１ｇ素子からなり、長さ、２７ｍであり、
従って、−素子の大きさは約７３μｍ　である。ＣＣＤ
ラインセンサ１６’に取付けているプリント板１４は、
結合板１８ケ介して一リニアスライド［４２０のスライ
ドテーブル２２に取付けら扛ている。

このリニアスライド機構２０は、第、２＾図及び第コ′
Ｂ図に示す如く、断面凹形のスライドテーブル２２と、
そのスライドテーブルの凹部にほぼぴったり挿入される
断面矩形の内側スライダ２４と？有している。そして、
スライドテーブル２２の凹部の対向する内側面の各々に
は、断面矩形の溝２６が長手方向に形成され、更に、そ
のスライドテーブルの＃１２６に対向する内側スライダ
２４の側面にも、断面矩形の＄２８が長手方向に形成さ
れている。それらスライドテーブルと内側スライダが結
合さｎたとき互に対向する＄２６と２８とによって形成
される空間には、９本の案内パー８０で囲まｎそしてホ
ルダ８２で保持された複数の球状転動体８４″が置かｎ
ている。そして、それら球状転動体８４を押し付けて、
スライドテーブルと内側スライダとの間に遊びがなくな
るように、調整板８６ケ調整ネジ８８で押付は調整する
。そして、こｎらの各構成部材、特に両スライダは、／
μｍ程度の精度？得るために焼入れ、研削仕上等精密加
工さｎたものである。このように構成さ扛るリニアスラ
イド機構は、スライド方向と直角な方向の振れ？最大３
師に抑えることができる。

従って、このリニアスライダ機構の内側スライダ２４１
ｒ、光学系の光軸と直角な結像面に平行で且つＣＣＤセ
ンサの配置方向（水平方向）に直角な方向に取付は部材
４０會介してフレーム４２取付ける。こ扛により、元軸
方向の振れ及びＣＣＤラインセンサ１６の方向即ち主走
査方向の掘れ會３師　以下にしてＣＯＤラインセンサケ
直線運動させることができる。この振大の大きさは、前
述のＣＣＤラインセンサ１６の一つの素子の大きさ約７
３μｍ程度と比べるならは、十分無視できるものであり
、また、焦点深度３０ｐｒｒ＋　　と比較するならば、
ピント外ｎｋ起すことはない。

このリニアスライド機構２０のスライドテーブル２２ニ
ｔｌ、アーム４４が固定され、そのアーム４４には、下
方偏荷用のバネ４６が接続されている。更に、アーム４
４の先端の下方には、いわゆるマイクロヘッド４８が置
かれている。このマイクロヘッドは、回転運動をスピン
ドル５ｏの軸方向直線運動に変換するマイクロメータ式
の回転運動−１ｋ線運動変換機構５２と、回転運動を検
出して所定回転角ごとにピックアップノ！ルスを発生す
るロータリーエンコーダ５４とから構成されており、ス
ピンドル５０が、スライドテーブル２ｚに固定されたア
ーム４４をバネ４６に抗して押し上けるようになさ才ｔ
ている。そして、このマイクロヘッド４８は、椴付部材
５６會介してフレーム４２に固定きｎ１更に、その回転
入力軸に取付けらｎ、た歯車５８は、反転駆動可能なモ
ータ６０の出力軸に取付けられた歯車６２に歯合してい
る。

更に、スライドテーブル２２即ちＣＣＤラインセンサ１
６の直線運動゛での行き過ぎケ防止するためＶＣ，スラ
イドテーブル２２の上と下にリミットスイッチ６４及び
６６が設けられ、そｎらリミットスイツチが動作される
とモータ６０が停止するようになされている。そして、
光学系１２とＣＣＯＣＣラインセンサとの間には、等角
度間隔で赤フィルタ６８、緑フィルタ７０、青フィルタ
７２、白黒フィルタ７４を配し且つモータ７６によりベ
ルト？介して回転させら扛る円板７８からなる色フィル
タ装置装置いてもよい。更に、その色フイルタ装置と同
様に等角度間隔で減衰度の異なるＮＯフィルタケ配した
円板からなるＮＤフィルタ装置ケ、色フイルタ装置の代
り又は色フィルタ装置と一緒に置いてもよい。

以上のように構成されるカメラ部１０において、ＩＪ　
ニアスライＰ機檎の直線運動方向と直角な主走査方向の
振れは３１Ｊｒｒ１　以下であるので、ＣＣＤラインセ
ンサの走査によって得られる画像の左端は誤差３１Ｉｒ
Ｙ１　以下直線となる。そして、光軸方向の振扛も３μ
ｍ以下で、これによるピント外−ｎは起キナい。更に、
ロータリーエンコーダよりのピックアップノやルスは、
モータ６０９回転むら等［関係なく、′ｃＣＤＣＣＤラ
インセンサ査方向の所定グツ母ルスに応じてＣＣＤライ
ンセンサの読み出しケ行えば、走査線間隔は一定にする
ことができる。

なお、上述した３Ｉｒｎ　の誤差？、ＣＣＤラインセン
サの長さ、２７ｍと副走査方向の走査長例えばＳθ■と
比較するならば、それぞれ約θ、θｌ／チと約θ、θθ
乙チに過ぎず、通常のテレビ画面のひずみと比べれば、
無視できるほどのものであり、無ひずみといって差し支
えない程のものである。

更に、マイクロヘッドのスピンドル５ｏの直線運１ｌＥ
ｌ］は、その回転入力１回転に対して極めて小さく、従
って、ロータリーエンコーダが所定回転角ごとに発生す
るビックアッノノぐルスは、スピンドル５０の極めて小
さく且つ正確な直線変位に対応しているので、ビックア
ッグノｆルスに応答してＣＯＤラインセンサ倉読み出す
ことにより、走査線間隔を極めて狭くすることができる
。例えば、走査線間隔をＣＣＯラインセンサの素子間隔
即ち約／３Ｊｒｎ　　と等しく八ることも可能である。

この場合、副走査方向の走査線のａは、画面の形状が決
ｎば、／次元撮像素子の受光素子の数に画面の縦横比２
乗することによって求めることができ、機械走査の長さ
は走査線数に走査線間隔を乗することによって求めるこ
とができる。なお、走査線間ｒ４倉受光素子の幅と等し
くとる必要のないときは、画面の縦方向の長さケ走査線
間隔で除せば走査線数？求めることができる。

第３図は、本発明による二次元撮像装置の読散出力装置
の概略構成ケ示すブロック図である。

撮像は、スライドテーブル２２が下から上へ動く間に行
わｎ％ｍ像が終了するとモータ６０會逆回転させて、ス
ライドテーブル２２′ｆｔバネ４６の偏倚力により元の
位置に戻す。スライドテーブル２２の上下運動の範囲は
、マイクロヘッド４８のロータリーエンコーダ５４から
のピックアラ７’　／４’ルスをカウントすることによ
って決める。本実施例においては、画面の形状はテレビ
の縦横比３：ｑと、ＪＩＳの純寸法縦横比Ｑ：／の２種
としたので、制御器８０のスイッチ８０ＡによりＴＶ又
はＡｑを選択すると、制御器８０はロータリーエンコー
ダ５４のノぐルス會数えて、所定のカウント値に達した
ときにモータ６０をオフにする。

テレビに比べてＡＩＩｔの場合は縦長であるため、副走
査長は約２倍となる。もちろん、他の形状の画面ケ選択
することも自由にできる。

色フィルタの切替も、制御器８０によって制御される。

制御器８０のスイッチ８ＱＢｉ８／Ｗにすると、色フイ
ルタ装置の白黒フィルタ？４がセットさｎ％また、スイ
ッチ８０Ｂ？カラーにセットしそしてスイッチ８０Ｃ？
自動にセットして撮像がタン８０Ｄケ押すと、モータ６
０と７６とが連動して、赤フィルタ６８と緑フィルタ７
０と青フィルタ７２と？自動的に切替えて３回連続撮像
を行う。スイッチ８０Ｃ？赤、緑、青のいずれかにする
と、その色のフィルタのみの撮像ケ行う。

ＣＣｐＣＣラインセンサは、タイミングパルス発生器８
２から転送りロックと光電変換開始信号とケ受け、出力
？映像増幅器８４及びＡＤ変換器８６１ｒ介して出力選
択回路８８に出力する。そして、タイきングノぐルス発
生器８２は、ロータリーエンコーダ５４からのピックア
ップパルスとクロックパルス発生器９０からのクロック
ツ母ルスと？受け、出力制御回路９２にも光電変換開始
信号とクロックパルスを出力する。

ＣＣＤラインセンサのような一次元固体撮像素子は、受
光部と転送部によって構成されており、受光部において
生成した光電子を一定時間蓄積した後、ダートを開いて
転送部に移し、コ相又は３相のクロックによってドライ
ブして出力するようになっている。そして、蓄積さ詐る
光電子量は、受光照度と受光時間によって決まる。又、
光電子ｉｌ１％ｒ多く蓄積するには受光時間を長ぐした
方がよいが、一方、撮像素子は、光電子とともに熱電子
ケ発生させるので、受光時間を長くしすぎるときは暗信
号を増大せることになる。そこで、この両者？考慮して
、ＳＮ比とコントラストが良くなるような周波数でＣＣ
Ｄラインセンサのセットとクリアケ繰返すように、タイ
ミングノぐルス発生回路８２Ｆｉ、転送りロックと光電
変換開始イぎ号會出力してＣＯＤラインセンサ？自走さ
せている。

このように７次元撮像素子を自走させ、機械的に副走査
を行うときは、両者の同期をとるこ゛とが難しい。モー
タ６０にステップモータを使い、自走周波数でドライブ
しても位相を合せることが難しい。又、ＤＣモータ、を
使用するときは、電源電圧によって速度が変化するので
、同期をとることができない。又、機械運動は摩擦力の
変化、衝撃によっても速度が変化し、振動による瞬間的
な回転ムラによっても副走査速度が瞬間的に変化する。

この問題を解決するために、本発明においては前述した
ように、マイクロヘッド４８のロータリーエンコーダ５
４からのピックアップノぐルスによって各走査線の開始
点を定めることとし、所定のピックアップパルスによっ
て／次元連撮素子をクリヤして直ちにセットし、新たに
光電子の蓄積を開始し、この周期のみを有効とするもの
である。

このようにすれば、モータ６０に速度変化があっても副
走査機構は定められた走査線間隔を移動すると、ピック
アラ７’　ｚ４ルスが発せられて、撮像素子は新な充電
子の蓄積を開始するのであるから、位相が合わないこと
はあり得す、常に正しい走査をすることができる。

このように動作させたときのＣＣＤラインセンサの動作
及び出力とピックアップパルスとの関係を第を図に示す
。光電変換開始信号は、／平ルスの立上りにおいてＣＣ
Ｄラインセンサ１６の各受光素子に蓄積されていた電荷
をクリヤして転送部に移し、立下りにおいて新たに充電
変換を開始するもので、ピックアラジノ母ルスを受ける
ごとに発生され、次のピックアップ／４’ルスを受ける
までは所定の周期（１）で発生される。従って、ＣＣＤ
ラインセンサは、この光電変換開始信号を受けるたびに
、受光部の電荷を転送部に移し、次の電荷蓄積を開始す
る。そして、転送部は、一種のシフトレジスタを形成し
ており、コ相又は３相の転送りロックによって駆動され
て読み出される。従って、受光部の電荷は、光電変換開
始信号からちょうど／自走周期（１）遅れて転送部から
出力され、＾０変換器８６でｇビットのデジタル信号に
変換される。ここで、ピックアップパルスと同期した光
電変換開始信号で電荷蓄利・を開始したときの情報のみ
を出力するために、出力制御回路９２は、ピックアップ
パルスからクロックして１周期（１）経過後に、長さｔ
の第ｑ図（Ｅ）の如き）ｆ　−）　ｐ４ルス即ち出力制
御信号を出力選択回路８８に出力し、その出力選択回路
８８社、出力制御信号を受けている間だけ開いて、＾Ｄ
変換器８６の出力を第を図（Ｆ）の如く出力する。従っ
て、回路８２から９２は、ピックアップパルスが発生さ
れるごとにＣＣＤラインセンサを読み出すための読出制
御装＃９４を構成している。

ｉ４図においては、ピックアップパルスの周期をコ自走
周期以上にとって例示的に画いであるが、副走査速度を
早くしてピックアップパルスの周期を短くすることもで
きる。ピックアップノやルスと自走・臂ルスの周期を同
一とするときは、連続して電荷を出力することができる
。

カメラの光学系は、一般に中央部が明るく周辺部におい
て暗くなる傾向、すなわちシエーデングを有する。又、
７次元面体撮儂累子は、各受光素子により暗電流すなわ
ち光が当らなくても発生する電流と、光が当ったときに
蓄積される光電子量の受光感度に不規則なばらつきすな
わちノンユニフォーミティがある。従って、この両者の
補正を行う必要があるもので、カメラの入射光線を遮っ
たときの出力をＤ（木、　ｙ　＞、均一な標準光を入射
したときの出力をＷ（ス、Ｖ）％Ｗ写体を撮像したとき
の出力をＲ（×、ｙ）とすれば、補正値”（ｘｓｙ）は
次式で示される。

そこで、ｏ（ｘ、ｙ）及びＷ（Ｋ　ｅ　ｙ　）を予め求
めてｂ”（Ｘ＊Ｖ）をストアするフレームメモリ９６と
は別のフレームメモリ９８にストアしておき、被写体を
撮像するときに読出して上記の演算を演舞回路１００で
行う。Ｄ（ｘ、ｙ）を求めるには、カメラのシャッタを
閉じ、そのときのＡ／Ｄ変換器８６の出力をフレームメ
モリ９８に曹込み、ｗ　（ｘ　＊　ｙ　＞は、照度が均
一になるように照明しの出力をフレームメモリ９８に書
込めばよい。このために、図示の実施例では、制御器８
０のスイッチ８０Ｂを補正にすると、フレームメモリ９
８はライトモードとなる。スイッチ８０Ｂを０にし、シ
ャッタを閉じて撮像釦８００を押すと、Ｄ（ｘ、ｙ）が
フレームメモリ９８＾に書込まれる。Ｗ（Ｘ？Ｖ）を誉
込むには、白色板を被写体とし、スイッチ８０Ｂを補正
の９／Ｗにすると、白黒フィルタが選択され、撮像釦８
０Ｄを押すと白黒フィルタのＲのＷ（ｘ、ｙ）がフレー
ムメモリ９８Ｂに書込まれる。カラーのときは、スイッ
チ８０日を補正のカラーとし、スイッチ８０Ｇを自動に
して撮像釦ｓｈｏを押すと、赤、緑、青フィルタが次々
と切替えられて自動的に３回の撮像が連続して行われ、
赤、緑、青のＷ（ｘ、ｙ）がそれぞれフレームメモリ９
８Ｂ、９８Ｃ，９８Ｄに書込まれる。

スイッチ８０Ｃを′赤、緑、青のいずれかにすると、指
定のカラーのｗ（’ｘ、ｙ）だけが書込まれる。

なお、０（ｘｅ　ｙ　）及びＷ　（ｘ　＋　ｙ　）は、
平面発光体を内蔵するアダプタを光学レンズに取付け、
上記の操作と同様にしてこれに通電しないときにＤ（ｘ
、ｙ）を、通電したときにＷ　（ｘ　、　ｙ　）を得る
こともできる。更に、撮像装置の内部に発光装着を設け
ておき、これを発光させないときと発光させたとき罠よ
ってＤ（ｘ、ｙ）及びＷ　（＊、ｙ）を求める方法もあ
る。

（１）式の計算は各画素について行う必要があるので、
本発明のように高分解能の撮像装置においては、極めて
多量の計算を行う必要がある。このため、演算回路１０
０にマイクロコンピユータラ用いるときは、計算に長時
間を要し、撮像時間は数７０秒オーダーとなることもあ
り得る。従って、数７０秒の計算時間が許容されない場
合、この時間を短縮するため、高速演算に適した素子を
使用した論理回線によって演算回路１００を構成する。

この場合、演算回路１００は、公知の論理回路を用いて
構成することができる。８５図にその一例を示す。参照
番号１０２．１０４は、減算回路で、それぞ゛れＷ　（
ｘ　ｍ　ｙ　）、Ｄ（×、ｙ）及びＲ（ｘｅｙ）Ｄ（ｘ
、ｙ）を加えてその差を求め、これを除算回路１０６に
加えて所要の補正値”（Ｘ＋ｙ）を得る。本実施例では
、この演算回路Ｆｉ／回路としたが、カラー撮像の場合
、撮像時間を短縮しようとするときは、赤、緑、青各色
につきそれぞれ７回路を実装することもできる。

被写体を撮像するときは、制御器８０のスイッチ８０Ｂ
を撮像にすれば、フレームメモリ９８はリードモード、
フレームメモリ９６はライトモードとなる。スイッチ８
０Ｂを撮像のＢ７ｗにして撮像釦８００ｆ押せば、被写
体は白黒フィルタ？４を通じて撮像され、画像信号Ｒ（
Ｋ　ｅ　ｙ　）は演算装置１００に加えられる。演算装
置１００は、フレームメモリ９８Ａから読出されたＤ　
（ｘｅ　ｙ）及びＷ（ｘ、ｙ）を更に受けて、＋ｎ式の
演算を行い、その結果、補正されたデータＲ’（ｘｔｙ
）がフレームメモリ９６Ａに書込まれる。スイッチ８０
Ｂを撮像のカラーにし、スイッチ８０Ｃを自動又は赤、
緑、青のいずれかにして撮像釦８０Ｄを押せば、補正デ
ータの書込みと同様にしてフイルタが選択され、それぞ
れ赤、緑、背の全部又は指定のカラーの補正済みデータ
がそれぞれフレームメモリ９６Ｂ、９６Ｃ１９ｆＳＤに
書込まれる。

赤、緑、青の各色を別々に撮像するのは、ＮＤフィルタ
の組合せを替えたいときに行う。

フレームメモリ９６のデータを出力するときは、制御器
８０のスイッチ８０Ｅを押せば、フレームメモリ９６は
リードモードとなり、ストアされているデータは、バッ
ファレジスタ１０８を経てデジタル出力端子１ｉ０から
出力される。

以上のようにして、フレームメモリ９６にストアされて
いる画情報は、主走査方向約２０００画素であり、副走
査方向が同じ走査密度の場合副走査方向約３０００であ
る。従って、フレームメモリ９６からの画像信号は、標
準のテレビ信号の画素数の数倍の画素から成立っている
ので、直接通常のテレビ走査によるビューファインダで
細かく観察することはできない。そこで、撮像の範囲を
決め、光学系の焦点合せをするためのビューファインダ
には、補正を受けた画像信号をストアして制御器１１２
により選択的に画素を読出してこれを補助メモリ１１４
にストアし、これを読出してＤＡ変換器１１６でＯ＾変
換後増幅器１１８で増幅してビューファインダ１２０に
映出する方法をとる。フレームメそす９６の全画素から
一定間隔をおいて読出すときは、粗い画面になるが全画
面が映出されるので、撮像範囲を決めることができる。

フレームメモリ９６の１部分から、その部分については
全画素を読出すときは、画面の７部分が忠実に映出され
るので、光学系の焦点合せをすることができる。選択読
出しの画素間隔及び読出すアドレスは任意に選択でき、
画面の必要な部分につき、必要な解像度で画面を観察す
ることができることが望ましい。

そこで、本実施例においては、撮像範囲全体を映出して
視野を決めるときは、制御器８０のスイッチ８０Ｅをオ
ンにし、スイッチ８０＾は被写体によってＴＶ又はＡＩ
Ｉのいずれかにし、ビューファインダ制御器のスイッチ
１１２Ａをしにセットする。このときは、フレームメモ
リ９６はリードモード、補助メモリ１１４Ｆｉライトモ
ードとなり、スイッチ８０ＡがＴＶのときはフレームメ
モリ９６の画素を３箇おきに、ＡＱのときは７箇おきに
読出し、補助メモリ１１４に書込む。出力釦１１２ｃを
押せば補助メモリ１１４はり一ドモードとなり、通常の
テレビ走査の速さで読出され、ＤＡ変換器１１６によっ
てアナログ値に変換された後増幅器１１８によって増幅
され、ビューファインダ１２０に映出される。第６図（
Ａ）及び（Ｄ）はこの映出された画面である。この画面
は、各辺の画素数を％又は％にしであるので粗い画面と
なるが、視野を決めるには支障はない。光学系の焦点合
せをするには、ビューファインダ制御器１１２のスイッ
チ１１２＾をＭ又はＳのレンジにする。Ｍにした場合、
スイッチ８０ＡがＴＶのときは、線比で号、へダにした
ときはハ、Ｓ（した場合、スイッチ８０ＢがＴＶのとき
は％、ＡＩＩにしたときは局の長方形のカーソルＣがカ
ーソル発生器１２２によって発生され、第６図（日）及
び（Ｅ）の如くビューファインダ１２０に映出される。

このカーソルＣは、ビューファインダ制御器１１２の操
作レバー１１２Ｂを操作することにより任意の位置に移
動させることができる。次いで撮像釦８０Ｄを押せば、
フレームメモリ９６はリードモード、補助メモリ１１４
はライトモードとなって、カーソルによって指定された
位置のデータが補助メモリ１１４に書込まれ、次に補助
メモリ１１４をリードモードとして通常のテレビ走査の
速さで第６図（Ｃ）及び（Ｆ）　ノＯｎ　＜ビューア２
インダ１２０に映出スル。スイッチ１１２ＡをＭとした
ときは、Ｌにしたときより分解能が上り、Ｓにしたとき
はカーソル内の全画素を映出するので、光学系の焦点合
せをすることができ、又出力画面の状態を知ることがで
きる。なお、ビューファインダ１２０の入力を端子１２
４から取出せるようにし、他のモニタによる映出又はＶ
ＴＲによる記録ができるようにしである。このビューフ
ァインダは白黒であるが、補助メモリに赤、緑、青用の
メそりを増設し、カラーのビューファインダを用いれば
カラーで見ることも可能である。又、上述した構成は補
助メモリ１１４を設けているが、直接フレームメモリ９
６から読出すようにすることも可能である。

以上説明したように、本発明によれば＠擬小形低電源電
力、小残像、小ひずみ、レジスト容易、長寿命等の一般
的な固体連撮装置のメリットに加え、簡単な構成によっ
て高分解能・高ＳＮ比、高忠実度の画像を得ることがで
き、携帯性のある装置を製作することも容易である。本
発明は、機械走査のため低速走査であるが、ビューファ
インダはテレビ走査を行っているので視野の決定や焦点
合せの不便はない。これらの特徴を生かして放送にあた
っては、高品質静止画、ファイルソース、デジタルアニ
メーションの作成、通信にあっては高品位ファクシミリ
、工業にあっては印刷、プリント基板検査、ラインの監
視、計測、スロースキャンの特長を生かして植物、土木
・気象・海洋等の自然観測、情報にあっては高品位のデ
ジタルビデオファイル等多方面に凸出、することができ
、その効果は非常に大きい。

性能、操作性、環境条件、その他の使用条件から各部の
構成に変化を加えることは可能である。カラーの必要が
なければ、フレームメモリ９８Ｃ１９８Ｄ、９６Ｂ、９
６Ｃ，９６Ｄ及び赤、緑、青フィルタも不要となり、制
御器も簡単な構成にすることができる。画面の形状が／
褌に限られているときは、走査の制御が簡単になる。分
解能は／次元撮像素子の受光素ｆ数によって決まるが、
受光素子数の多いものが開発されれば更に分解能を上げ
ることは可能で、史に用途を拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による二次元撮像装置のカメラ部内部
の概略斜視図、第１八図は、ＣＣＤラインセンサ取付プ
リント板の斜視図、第２Ａ図は、り丹アスライド機構の
分解部分配列斜視図、第２Ｂ図は、リニアスライド機構
の摺動部の部分拡大断面図、第３図は、本発明による二
次元撮像装置の読取出力装置を含む全体構成を示すブロ
ック図、第９図は、読取制御装置の各部の信号を示す波
形図、第５図は、演算回路の構成例を示す１１２２図、
そして、第６図は、ビューファインダの表示例を示す図
である。 ＩＯ・・・カメラ部、１２・・・光学系、１６・・・Ｃ
ＣＯライン七ンサ、１８・・・結合板、２０・・・リニ
アスライド機構、２２・・・スライドテーブル、４＋６
−バネ、４８・・・マイクロヘッド、５０・・・スピン
ドル、５２・・・マイクロメータ式の回転運動−直線運
動変俟機Ｉｌｌ、５４・・・ロータリーエンコーダ、６
０・・・モータ、ｆ１８．７０．７２・・・色フィルタ
、７４・・・白黒フィルタ、８０・・・制御器、８２・
・・タイミングパルス発生器、８６・・・ＡＤ変換器、
８８・・・出力選択回路、９０・・・クロックツ４ルス
発生器、９２・・・出力制御回路、９６．９８・・・フ
レームメモリ、１００・・・演算回路、１１２・・・ビ
ューファインダ制御器、１１４・・・補助メモリ、１１
６・・・Ｄ＾変換器、１２０・・・ビューファインダ、
１２２・・・カーソル発生器。 第１Ａ図 第２Ａ図 ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１ン　　被写体の偉を結像面につくる光学系と、該結
   像面に置かれた一次元固体撮像素子を、その−次元固体
   撮像素子の配置方向に対して直角で且つ前記結像面に平
   行外側走査方向に一次元固体撮像素子を動かすリニアス
   ライド機構と、前記−次元撮像素子を前記副走査方向に
   動かすように前記リニアスライド機構忙結合されたマイ
   クロメータ式の回転運動−直線運動変換機構と、該運動
   変換機構を駆動するモータと、前記運動変換機構の回転
   を検出して前記−次元固体撮像素子の副走査方向の所定
   量変位を表わすピックアップノやルスを発生するロータ
   リーエンコーダト、該ロータリーエンコーダからのピッ
   クアップパルスに応答して前記−次元固体撮像素子の出
   力を読取って出力する読出制御装置と、固体撮像素子の
   ノンユニフォーミティと光学系のシエーデンダを補正す
   る補正回路と、撮像する一１面の視野を決め又焦点を合
   せるためのビューファインダ回路と、を具備する二次元
   撮像装置。 （２）　　前記光学系は、前記−次元撮像素子の前に、
   赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタ及び白黒フィルタ
   の内のいずれか１つを選択的に置（ようになされた色フ
   イルタ装置を有している特許請求の範囲第…項記載の二
   次元撮像装置。 １３１　　前記光学系は、前記−次元撮像素子の前に、
   減衰度の異なる複数のＮＤフィルタの内のいずねか１つ
   を選択的に置くようになきれ７ｔＮＤフイルタ装置を更
   に有している特許請求の範囲第＋１１項又は第（２１項
   記載の二次元撮像装置。 ＋４１　　ｐ記すニアスライド機構は、その直線運動の
   上限及び下限をそれぞれ検出して前記モータを停止させ
   る検出器を有している特許請求の範囲第（１；項から第
   １３１項のいずれかに記載の二次元撮像装置。 （５１前記−次元撮像素子は、自走、査式の固体撮像素
   子であり、該固体撮像素子の自走査は、前記ロータリー
   エンコーダからのピックアップノやルスに応答して起動
   これる特許請求の範囲第（１１項から第り４１項のいず
   れかに記載の二次元撮像装置。 （６）　　前記色フイルタ装置は、前記ロータリーエノ
   コーダからのピックアツ！ノぐルスを受けてカウントし
   て、設定きれた副走査方向の動作範囲の走査終了ごとに
   、前記色フイルタ装置を駆動してその色フィルタの１つ
   を前記−次元撮像素子の前Ｋｌ！ＩＩｊ次おくように制
   御する制御装置を有している特許ｌ１ｌｌ求の範囲第１
   ２）項記載の二次元撮像装置。 （７）　　前記光学系は、更に１前記−次元撮像素子の
   前に、減衰質の異なる複数のＮＤフィルタの内のいずれ
   か１つを選択的に置くようになされたＮＯフィルタ装置
   を有しており、前記制御装置は、前記色フイルタ装置と
   連動させて該ＮＤフィルタ装置を制御して、そのＮＤフ
   ィルタの１つを前記色フイルタ装置の１つの色フィルタ
   と共に前記−次元撮像素子の前におくようにする特許請
   求の範囲第（６）項記載の二次元撮像装置。 （８）　　前記補正回路は、１次元撮像面体素子に生じ
   ユニフォーミティを表わす信号を７画面分又は赤、緑、
   青のそれぞれにつき１画面分記憶するフレームメモリと
   、このフレームメモｌＪＫ記録したデータによって入力
   画像信号の補正演算を補償演算回路とを有し、光学系の
   ７エーデングと１次元撮像素子の非均一性を特徴する請
   求範囲第（１１項から第（至）項までのいずれかに記載
   の二次元撮像装置。 （９）　　前記ビューファインダ回路は、入力信号の７
   画面分又は赤、緑、青のそれぞれにつき７画面分を記録
   したフレームメモリから、主走査方向及び副走査方向の
   画素数が標ｍＴＶ方式の画素数になるように一定間隔を
   おいて読出したデータを記憶する補助メモリとこの薔込
   んだデータ金堂けて全撮像範囲を映出せしめるモニタ画
   像表示器と、前記フレームメモリの任意のアドレスから
   、前記読出時の間隔より狭い間隔で又は間隔をおかない
   でデータを軟量して前記補助メモリに記憶させてモニタ
   画像表示装置上に映出せしめて画像の詳細を観察すると
   ともに光学系の焦点合せができるようする装置とを有す
   る特許請求範囲第（８）項記載の二次元撮像装置。