JPS62128662A - 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】 （発明の概要〕 本発明は撮像装置に係り、被撮像物体を振動ミラーを介
して１次元撮像素子１例えば−次元ラインセンサに投影
する撮像系において、上記振動ミラーの走査位置を高い
分解能で精度よく撮像するためには、これを正確に検出
する必要がある。このために走査位置を示す発光素子か
らの参照光を第２の一次元撮像素子に投影して、この参
照先に基づいて上記振動ミラーの回転角に応じた走査位
置を求めてこの値により振動ミラー駆動用モークをコン
トロールするようにした撮像装置を提供するものである
。

〔産業上の利用分野〕

本発明は撮像装置に係り、特に被撮像物体を振動ミラー
を介して固定した一次元撮像素子に撮像するようにした
撮像装置の上記振動ミラーの走査位置を検出するための
検出手段の改良に関する。

〔従来の技術〕

近時、ファクシミリ、光デイスク装置、あるいは工場内
の検査装置等でチャージ、カップルド。

デバイス（ＣＣＤ）を二次元方向に配列した二次元エリ
アセンサが撮像素子あるいは光検出手段として広く利用
され始めている。このような二次元撮像素子は、その並
べられる素子数に限界があって、−次元ラインセンサと
して知られている一次元撮像素子に比べてピッ１〜数が
少なく高分解能撮像デバイスには適さないため、−次元
撮像素子を二次元方向に移動させて高分解能撮像装置を
得ようとするものが提案されている。然し、このような
二次元撮像装置では一次元撮像素子を二次元方向に移動
させるためのステージ等を必要とし装置が大型化する問
題があった。

このような問題を解決するための１つの撮像手段として
、第７図に示す如き撮像装置も知られている。すなわち
第７図ではＣＯＤの如きラインセンサである一次元撮像
素子を固定した状態に配置し、該−次元撮像素子の電気
的な主走査方向と長手方向を平行に配した振動ミラー４
を光軸５に対し略々４５°領けて配置し、上記振動ミラ
ー４をモータ２のモーフ軸３に固定し、被撮像物体８を
レンズ６を介して振動ミラー４で反射させて、−次元撮
像素子１に撮像する７振動ミラー４の回転角度を順次変
えて、被撮像物体８の上から下までの像を一次元撮像素
子１に線順次走査方式のように順次撮像していく。この
ような撮像を行う場合モータ２の回転軸と同軸に取付け
られたロータリーエンコーダ７に基づいて振動ミラーの
回転角が所定角度になるように微調整されている。ロー
タリーエンコーダ７としては磁気エンコーダ、光学エン
コーダディスク等が用いられているが、これらのエンコ
ーダディスクに記録される回転分角度である３６０°の
限界のビット数は１０，０００ビット程度である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した第７図の撮像装置の光学系において。

例えば４０ｎｍ　Ｘ　４ＱｍＩの正方形の像を撮像する
とすれば、−次元撮像素子１の結像面と振動ミラー間の
光軸５の長さを２００ｍｍにとるとすれば、光軸５を中
心とする振動ミラー４の振り角は±８．６　°となる。

現在一般に利用されている一次元撮像素子１で最も細か
な解像度を有するもので４０００ビット程度であるから
、８．６°の振り角で２０ｍｍの範囲を走査するには２
０００ビツトの解像度となる。これを３６０°のエンコ
ーダディスクに換算すると８３００ビツトを必要とし、
４０１を振るためには１７．２°を必要とし１６７００
０ビツトをロークリエンコーダディスクの３６０　°に
分割しなければならない。そのために１００００ピント
の最高のビット数を有するエンコーダでも振動ミラーを
正確に位置決めすることが出来ない欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記欠点に鑑みなされたものであり。

振動ミラーの走査位置を検出するために走査位置を示す
発光素子と一次元撮像素子を別に設けて振動ミラーの走
査位置を精度よく検出するようにしたもので、その手段
ば被撮像物体を振動系ミラーとレンズ系を通じて、第１
の一次元撮像素子に結像する撮像系において、上記第１
の一次元撮像素子と主走査方向が直交するように配設さ
れ１発光素子からの走査位置情報を受光する第２の一次
元撮像素子の結像面は、上記第１の一次元撮像素子の結
像面と同一面上にあり、上記第２の一次元撮像素子の結
像面上に上記発光素子から上記振動ミラーの走査位置を
示す参照光を照射してなることを特徴とする撮像装置に
よって達成される。

〔作　　用〕

本発明の撮像装置では被撮像物体からの撮像光を振動ミ
ラーにより反射させた後に第１の一次元撮像素子の結像
面上に投影し、−万全光素子からの参照光を」二記被撮
像物体入射光と直交する方向からミラーを介し、上記振
動ミラー上で反射させて、レンズ系を介して上記第１の
一次元撮像素子と直交して同一結像面に配した第２の一
次元撮像素子上に照射させるようにしたものである。

〔実　施　例〕

以下１本発明の撮像装置を第１図及び第２図について詳
記する。第１図は本発明の撮像装置の走査原理を示す光
学系、第２図は本発明の光学系の模式図であり、第１図
において、被撮像物体８の下端部８ａでは実線で示す光
路５ａを通じて実線で示す振動ミラー４で反射し光路５
ａ−結像レンズ９−第１の撮像素子１ａの結像面上に被
撮像物体８の像を結像する。次に振動ミラー４を順次回
転させて被撮像物体８の各点像を順次、固定した第１の
一次元撮像素子１ａに結像させ最終的には上端部８ｂの
像は破線で示す光路５ｂを通じて破線で示す振動ミラー
４の回動位置で反射される。

下端部８ａは像の光路５ｂに比べ角度θの傾きを持って
入射されるために発射時の出射角も出射光路５ｂに比べ
て角度θだけ傾いて光路５ａで反射され結像レンズ９を
通じて第１の一次元撮像素子ｌａ上に二次元画像を出力
することが出来る。

実際の光学系の模式図を第２図に示す。被撮像物体８の
像は振動ミラー４−結像レンズ９−第１の一次元撮像素
子１ａの経路を経て、第１の一次元撮像素子ｌａ上に結
像され、振動ミラーは第７図に示したと同様のモータ２
によって図中の矢印Ａ−Ａに示す方向に回動し、結像画
像を走査する。

よって第１の一次元撮像素子１ａのＣＣＤから二次元画
像を出力出来る。

一方、振動ミラー４の走査位置を検出するための第２の
一次元撮像素子１ｂを上記第１の一次元撮像素子１ａの
主走査方向と直交する様に配置する。この第２の一次元
撮像素子１ｂとしてはＣＯＤからなるラインセンザを用
いることが出来る。

発光素子１０はＬ　ＩＦ、　Ｄ等で、該発光素子からの
参照光はレンズ１１を通じてミラー１２によって振動ミ
ラー４に被撮像物体８の像と平行になるように入射され
る。振動ミラー４に入射した参照光は結像レンズ９を経
て第２の一次元撮像素子ｌｂ上に投光される。この参照
光は振動ミラー走査位置に応じて被撮像物体８の像と共
に走査される。よってこの位置をモータ２にフィードバ
ックしてロータリエンコーダ７と同様の動作をさせるこ
とが出来る。即ち、第２の一次元撮像素子は現在最高４
０００ビツトの画像数を有するものが用いられているの
で振動ミラー４を８．６　°振った時に２０００ビット
分の位置検出が可能で１７．２°を振った時には４００
０ビット分の位置検出が可能となり、従来のロークリエ
ンコーダディスクに比べて高解像度の位置検出が出来る
。

第３図は本発明の他の実施例を示す検出系の模式図、第
４図は第３図に示す複数の第２及び第３の一次元撮像素
子の１画素分の配置関係を示す拡大平面図であり、第３
図で被撮像物体８の像を第１の一次元撮像素子１ａに結
像させる経路は第１図と同様であるので省略しであるが
位置検出用の第２の一次元撮像素子１ｂと平行に第３の
一次元撮像素子ＩＣを配設する。この第２及び第３の一
次元撮像素子１ｂ、ｌｃの１画素１４分の半画素分をず
らして配置したものである。又２図示しないが例えば、
第２〜第４の一次元撮像素子を３１円並設した場合には
互いに１画素分の１／３画素分をずらして配置すればよ
く、特に−次元撮像素子の結像面の球面収差を小さくす
るために振動ミラー４の振動角を小さくしなければなら
ない場合には特に有効である。

尚、上記例では２乃至３個の一次元撮像素子を並設した
場合を述べたが、複数個以上並設し得ることは明白であ
る。又１発光素子１０からの参照光は第３図の例ではハ
ーフミラ−１３を介して反射、並びに透過され１反射さ
れた参照光は振動ミラー４を介して第３の一次元撮像素
子ｌｃ上に投影される。又透過された参照光はミラー１
２で再び反射されて第２の一次元撮像素子ｌｂ上に投影
される。ｎ個の一次元撮像素子を並設する場合にはｎ−
１個のハーフミラ−を設ければよいことは明らかである
。

この様に構成すれば検出精度は更に向上する。

第５図は本発明の光路系を示す他の模式図、第６図は第
１図の光学系を撮像装置筐体に内蔵した外観図、第５図
の場合は第１図に示した光学系に代わって振動ミラー４
と第１及び第２の一次元撮像素子１ａ、ｌｂ間に配設し
たレンズ９を被撮像物体８と振動ミラー４の光路中に配
設したもので。

この様な配置とすれば第６図の撮像装置筐体１５中にレ
ンズ９を除く光学及び検出系を内蔵させ。

レンズ９をレンズ筒１６内に配置することが出来るので
全体にコンパクトな設計が可能となる。

〔発明の効果〕

本発明は叙上の如く構成させ、且つ動作させたので振動
ミラーを用いて画像を走査する場合に。

該振動ミラーの走査位置を極めて高解像度で検出するこ
とが出来る特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の撮像装置の光学系の走査原理を示す図
。 第２図は本発明の撮像装置の光学系の模式図。 第３図は本発明の撮像装置の他の光学検出系を示す模式
図。 第４図は第３図に示す二つの一次元撮像素子の関係を示
す一次元撮像素子の拡大平面図。 第５図は本発明の撮像装置の光学系の更に他の実施例を
示す模式図。 第６図は本発明の撮像装置の外観図。 第７図は従来の光学撮像系の模式図である。 １、Ｉａ、ｌｂ、ｌｃ・−’−−次元撮像素子。 ２・・・モータ。 ３・・・モータ軸。 ４・・・振動ミラー。 ５・・・光軸。 ５ａ、５ｂ・・・光路。 ６・・・レンズ。 ７・・・ロークリエンコーダ。 ８・・・被撮像物体。 ９・・・結像レンズ。 １０・・・発光素子。 １１・・・レンズ。 １２・・・ミラー。 １３・・・ハーフミラ−１ １４・・・１画素。 １５・・・筐体。 第３図 関係２示Ｔ−次７Ｌ撮像禾予の犯犬干而図第４図 手続補正書（０介少 昭和Ｇ）年々月ぐ　日 １、事件の表示 昭和４ｏ　年特許願第瓦ＢＳａ、ｙ号 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 住所　神奈川県用崎市中原区上小田中１０１５番地（５
２２）名称富士通株式会社 ４、代　　理　　人　　　　　住所　神奈川県用崎市中
原区上小田中１０１５番地６、補正により増加する発明
の数　　　　　ｅルア、　補　正　の　対　象　　　発
明の詳細な説明の欄（１）　　本願明細書第４頁第６行
目〜第７行目に記載の「チャージ、カップルド、デバイ
ス」を「チャージ・カップルド・デバイス」と補正する
。 （２）同第５頁第１９行目に記載のｒ３６００の限界の
ビット数は１０．０００ビット程度」を［一回転のビッ
ト数は１０．０００ビット程度が最大Ｊと補正する。 （３）同第６頁第１４行目に記載の「３６０°に分割」
を「３６０°を１６７０００　　ビットに分割」と補正
する０ （４）同第１１頁！１７行目に記載のｒｎ−＋ｍＪをｒ
ｎ　−１個」と補正する。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）被撮像物体を振動ミラーとレンズ系を通じて、第
   １の一次元撮像素子に結像する撮像系において、前記振
   動ミラーの走査位置を示す参照光を放射する発光素子と
   該参照光を受光し走査位置情報を検出する第２の一次元
   撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
2. （２）第２の一次元撮像素子は、上記第１の一次元撮像
   素子と主走査方向が直交するように配設され、その結像
   面は、上記第１の一次元撮像素子の結像面と同一面上に
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の撮像
   装置。
3. （３）前記撮像系は被撮像物体からの像を振動ミラーに
   与えて、該振動ミラーの反射光を結像レンズを介して、
   第１の一次元撮像素子に照射し、前記発光素子からの参
   照光をレンズ系とミラーを介して、振動ミラーに与え該
   振動ミラーからの反射光を結像レンズを介して第２の一
   次元撮像素子に照射してなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の撮像装置。
4. （４）前記撮像系は被撮像物体からの像をレンズ系を介
   して振動ミラーに与え、該振動ミラーの反射光を第１の
   一次元撮像素子に照射し、前記発光素子からの参照光を
   レンズ系とミラーを介して振動ミラーに与え、該振動ミ
   ラーからの反射光を結像レンズを介して第２の一次元撮
   像素子に照射してなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の撮像装置。
5. （５）前記第２の撮像素子を複数個、上記第１の撮像素
   子の主走査方向に直交するように配設し、発光素子から
   の参照光を振動ミラーを介して上記第２の撮像素子に照
   射すると共に上記複数の第２の撮像素子の画素位置を互
   いにずらせて配設してなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の撮像装置。
6. （６）前記撮像系と参照光を第２の撮像素子に照射する
   光学系を撮像筐体に一体内蔵してなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の撮像装置。