JPS63312771A - ２次元撮像機構 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、１次元撮像素子を使用し、これを機械的に
副操作する形式の２次元撮像機構に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の２次元撮像機構を示す一部切欠斜視図、第６図は
そのブロック図である。

第５図において、１６は１次元撮像素子、１８はホトイ
ンタラプタ等の相対位置倹１ｆｌｌ器、２２はこれら１
次元撮像素子１６と相対位置検出器８？搭載している素
子移動用キャリッジである。また、３Ｔは軸受、２７は
この軸受３７を介して素子移動用キャリッジ２２を支持
しているガイドレールであり、１は素子移動用キャリッ
ジ２２の両側に固着されたボイスコイルである。まな、
２は素子移動用キャリッジ２２を移動させる場合の駆動
源を１成する磁気回路のヨーク、５はこのヨーク２に固
膏されている永久磁石であり、ボイスコイル１は両側の
ヨーク２とそれぞれ交鎖して、素子移動用キャリッジ２
２に固着されており、これらボイスコイル１、ヨーク２
、永久磁石５等は、１次元撮像素子１６をその素子配列
方向に直角で、素子の抛像面と平行な、副走査方向に移
動させるモータとして作用する。また、７８は、赤フィ
ルタ６８、緑フィルタ７０、青フィルタ７２および白黒
フィルタγ４を搭載した色フイルタ変換キャリッジ、３
８は軸受、２８はこの軸受３８を介して色フイルタ変換
キャリッジＴ８を支持しているガイドレール、２９はヨ
ーク２に固着され、ガイドレール２８を支持するガイド
支持である。また、３は色フイルタ変換キャリッジ７８
を移動させるための駆動源を構成する磁気回路のヨーク
、４はこのヨーク３に固着されている永久磁石である。

また、６は色フィルタ変換用キャリッジ７８に駆動力を
与えるためのボイスコイルであり、両側のヨーク３とそ
れぞれ交鎖して、色フイルタ変換用キャリッジ７８に固
着されている。また、７は素子移動用キャリッジ２２と
色フィルタ変換用キャリッジＴ８との相対位置を検出す
るための検出フィンであり、色フイルタ変換用キャリッ
ジ７８に取り付けられている。また、９は素子移動用キ
ャリッジ２２と固定側との絶対位置を検出するための光
検知器である。

また、第６図において、５９は例えば発光ダイオード等
の光源、４８はミラー、４９はレンズ、６３は光源５９
の光を絞るピンホール等があけられた絞板であり、これ
らは素子移動用キャリッジ２２に取り付けられている。

また、４７は光検知器９より得られた信号より、素子移
動用キ、ヤリッジ２２の絶対位置を検出する位置検出回
路であり、８０ｂは位置噴出回路４γより得られる信号
と指令信号すとを比較して、素子移動用キャリッジ２２
に取り付けられ念ボイスコイル１に、適当な電流を流す
コントローラ、８０ａは相対位４を検出ａ８より得られ
る信号と指令信号ａとを比較して、色フイルタ変換用キ
ャリッジ７８に取り付けられたボイスコイル６に、適当
な電流を流すコントローラである。また、１２は被写体
の像を結像面につくる光学系であり、前記結像面には１
次元Ｆ般像素子１６が置かれている。

次に動作について説明する。上記のように構成され念２
次元撮像機構において、素子移動用キャリッジ２２は、
軸受３１を介してガイドレール２７（′Ｉ：支持さｎて
おり、第５図のＢ方向（′またはＢ′方向）に自由に移
動できるようになっている。１次元撮像素子１６、相対
位置検出器８および第５図に示した光源５９を搭載して
いる素子移動用キャリッジ２２に取り付けられたボイス
コイル１は、永久磁石５で作られる磁界中にちり、ボイ
スコイル１に電流を流すと、その電流の方向に従って第
５図のＢ方向またはＢ′方向の力がボイスコイル１に作
用し、素子移動用キャリッジ２２を、Ｂ方向または、Ｂ
′方向に移動させる。また、ボイスコイル１に流す電流
は、位置検出回路４Ｔより得られる信号と、指令信号す
とを比較して決められる。

これにより、指令信号すに応じて、被写体の結像面側に
置かれた素子移動用キャリッジ２２を位置決めし、走査
する。

また、色フイルタ変換用キャリッジ７８は、軸受３８を
介して丸ガイドレール２８に支持されており、第５図の
Ｂ方向（ま之はＢ′方向）に自由に移動できるようにな
っている。赤、緑、青及び白黒の色フィルタ６Ｂ、７０
．７２．７４と相対位置検出フィン７を搭載した色フイ
ルタ変換用キャリッジ１８に取り付けられたボイスコイ
ル６は、永久磁石４で作られる磁界中にあり、ボイスコ
イル６に電流を流すと、その電流の方向に従って第５図
のＢ方向または、Ｂ′方向の力がボイスコイル６に作用
し、色フイルタ変換用キャリッジ７８をＢ方向またハＢ
′方向に移動させる。′！念、ボイスコイル６に流す電
流は、相対位置噴出器８より得られる信号と、指令信号
ａとを比較して決められる。これにより、指令信号ａに
応じて、色フイルタ変換用キャリッジ７８と素子移動用
ギヤリッジ２２の相対位置が制御はれ、各色フィルタ６
８　、７０　。

７２．７４の変換が行われる。素子移動用キャリッジ２
２が、指令信号すに応じて走査されているとき、ボイス
コイル６に流れる電流は、指令信号ａに応じた素子移動
用キャリッジ２２と色フイルタ変換用キャリッジＴ８の
相対位置を保つような値にコントロールされる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の２次元撮像機構は以上のように構成されているの
で、１次元撮像素子の絶対位置を光検知器９で検出しな
ければならず、単に被写体の静止像しか撮れず、また２
次元撮像機構も大きくかつコストも高くなるなどの問題
があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ペン等の移動する被写体に１次元撮像素子が
追従でき、さらに小形で低コストの２次元撮像機構を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る２次元撮像機構は、１次元撮像索子を高
周波で倣振動させる微小撮動Ｉ４：２構と、この微小冊
動機構に与えられる信号と前記１次元撮像索子からの信
号に基づいて、被写体上を移動する移動被写体の位置を
検出する位置検出器を備えたものである。

〔作用〕

この発明にＰける２次元撮像機構は、１次元撮像素子を
微少振動させ、その微少霊動をさせるための信号と１次
元撮像素子からの信号によって移動被写体の位置を検出
することにより、１次元撮像索子を移動被写体の移動に
追従させて移動させ、さらに、光検知器を省いて２次元
撮像機構の小形化、低コスト化をはかる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１０４は被写体、１０５はペン等の被写体
１０４上を移動する移動被写体、１００は１次元撮像索
子１６に取り付けられ、微小振動機構として作用する電
歪素子などの微小変位のアクチュエータ、１０１はアク
チュエータ１００を駆動するアンプ、１０２はアンプ１
０１に移動被写体１０５の動きより十分高い周波数の信
号ｄを送る発掘器、１０３は発振器１０２からの信号ｄ
と１次元撮像素子１６からのビデオ信号Ｃを同期検波し
、移動被写体１０５の動きを検出する位置検知器であり
、１０６は被写体１０４０表面に取り付けた位置検出マ
ークである。その他の部分は第６図に同一符号を付した
従来のものと同じであるため説明は省略する。また、従
来の素子移動用キャリッジ２２にあった光源５９、ミラ
ー３８、レンズ３９、絞板６３、さらには光検知器９や
位置検出回路４７などによって構成された位置検出手段
は不要であるため除かれている。

次に動作について説明する。ここで、第２図はその信号
の関係を示す説明図である。上記のように１成された２
次元撮像機講において、１次元撮像索子１６は、アンプ
１０１で増幅された発掘器１０２からの高い周波数の信
号ｄに従って撮動するアクチュエータ１００によって駆
動され、移動被写体１０５の動きより十分高い周波数で
、副走査方向、即ち、第５図の矢印Ｂ　、　Ｂ’と同様
の、１次元撮像素子１６の素子配列方向とは直角で、素
子の撮像面とは平行な方向に微小撮動している。

従って、移動被写体１０５が静止しているとき、すなわ
ち第２図（イ）の位置にあるときは、発Ｓ器１０２から
の信号ｄと１次元撮像索子１６からのビデオ信号Ｃとの
関係は第２図（ホ）に示すものとなり、これらの信号を
位置検出器１０３で同期検波することにより移動被写体
１０５の位置に比例し次位首信号６１ここでは０を得る
。つぎに移動被写体１０５が第２図（ロ）の位置に移動
すると、発振器１０２からの信号ｄと１次元撮像素子１
６からのビデオ信号Ｃとの関係は第２図（へ）に示すも
のとなり、これらの信号を位置検出器１０３で同期検波
することにより移動被写体１０５の位置に比例した位置
信号ｅを得る。また移動被写体１０５が第２図（ハ）の
位置に移動した場合には、同様に位置検出器１０３で同
期検波することにより、移動被写体１０５の位置に比例
した、前記＠２図（ロ）の位置に移動した場合とは逆極
性の位置信号ｅを得る。

以上のようにして得た位置信号ｅをコントローラ８０ｂ
に人力し、このコントローラ８０ｂに入力される指令信
号すを０に保持して、コントローラ８０ｂより前記位置
信号ｅが常に０になるよりな′電流をボイスコイル１に
流す。これによって、１次元撮像素子１６は常に移動被
写体１０５に追従して１助〈ようになる。

ま念、従来例のような絶対位置の指令に合わせた動きを
する場合は、被写体１０４の表面の原稿配置部以外に設
けた、例えば第３図（ａ）あるいは第３図（ｂ）に示す
ような位置検出マーク１０６を前記と同様に同期検波に
より検出し、これを指令信号すと比較して、その差に比
例した電流をボイスコイル１に流すことにより行なえる
。

なお、上記実施例では１次元撮像索子１６を微小振動さ
せる微小振動機構にアクチュエータ１０１を用いたもの
を示したが、第４図に示すように、ボイスコイル１のコ
ントローラ８０ｂに直接、発掘器１０２からの信号ｄを
入力することによって、１次元撮像素子１６を副走査方
向へ移動させるモータとこの微小振動機構とを共用して
もよい。

ま九、上記実施例では小形化のため光源５９、ミラー４
８、レンズ４９、絞板６３、さらには光検知器９や位置
検出回路４７などによって構成された位置検出手段を取
り除いたものについて説明したが、この位置検出手段を
残しておいて、１次元撮像素子１６の絶対位置を検出で
きるようにしてンいてもよく、１次元撮像素子１６を移
動被写体１０５に追従させるときには、前述の動作を行
うことによシ、同様の追従動作をさせることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば１次元撮像素子を移動
する被写体の動きより十分高い周波数で微小振動させ、
当該微小振動をさせるための信号と１次元撮像素子から
の信号に基づいて移動被写体の位置を検出するように構
成したので、別の位置検出器を用いることなく、移動被
写体に追従して１次元撮像素子を移動させることができ
、２次元撮像機構の機能を大幅に拡張できるとともに、
別の位置検出器等をなくすことにより、小型で低コスト
の２次元撮像機構が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による２次元撮像機構を示
すブロック図、第２図は本発明の信号関係を示す説明図
、第３図（ａ）及び第３図（ｂ）は位置検出マークの一
例を示す説明図、第４図はこの発明の他の実施例を示す
ブロック図、第５図は従来の２次元撮像機購を示す一部
切欠斜視図、第６図はそのブロック図である。 １はボイスコイル（モータ）、２はヨーク（モータ）、
５は永久磁石（モータ）、１２は光学系、１６ば１次元
撮像素子、１００はアクチュエータ（微小振動機構）、
１０２は発掘器、１０３は位４検出器、１０４は被写体
、１０５は移動被写体、１０６は位置検出マーク。 なお、図中、同一符号は同一、又は、和尚部分を示す。 特許出願人　　三菱電機株式会社 （外２名）゛２゛ 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学系を用いて被写体の像を１次元撮像素子に結
   像させ、前記１次元撮像素子を、当該１次元撮像素子の
   素子配列方向とは直交し、かつ前記１次元撮像素子の撮
   像面に平行な副走査方向へ移動させ、前記被写体の２次
   元像を撮像する２次元撮像機構において、前記被写体上
   を移動する移動被写体の動きより高い周波数の信号を発
   生する発振器と、前記発振器からの信号に基づいて前記
   １次元撮像素子を前記副走査方向に微少振動させる微少
   振動機構と、前記１次元撮像素子からの信号と前記発振
   器からの信号とに基づいて、前記移動被写体の副走査方
   向の動きを検出する位置検出器とを備えたことを特徴と
   する２次元撮像機構。
2. （２）前記微少振動機構として、電歪素子などによるア
   クチュエータを用いたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の２次元撮像機構。
3. （３）前記微少振動機構を、前記１次元撮像素子を前記
   副走査方向へ移動させるモータと共用したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の２次元撮像機構。
4. （４）前記被写体が、その表面の一部に位置検出マーク
   を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の２次元撮像機構。