JPH0738721A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体撮像装置の高精度かつ高解像度化を図
る。 【構成】 モータ４で回転駆動される光透過板２の表裏
の異なる位置に、それぞれ半円状の鏡面２ａと半扉形状
の鏡面２ｄを設け、光透過板２の両面に対向して１対の
ミラー５，６を設け、光透過板２の回転により、原稿か
らの光を２つの光路７，１０に分離する。そして、光路
７に光軸をずらす平行平板９を設けて、ＣＣＤ８により
２通りのデータＡ，Ｂを求め、合成して解像度を２倍に
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１次元固体撮像素子
（以下、ＣＣＤ）を使用した固体撮像装置に係り、特
に、高精度に高解像度を図ることのできる固体撮像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、画素がライン状に配列された
ＣＣＤを用いたイメージスキャナでは、原稿あるいは撮
像装置を副走査方向にシフトしながら、何度も撮像する
ことによって二次元の画像を得ている。即ち、副走査方
向の解像度は、機械的な送り幅により決定されるもの
で、容易に変更可能なものである。

【０００３】一方、主走査方向の解像度は、ＣＣＤの画
素数によって決定されてしまうので、解像度を上げるに
は、画素数の多いＣＣＤを用いることになるが、一般
に、画素数の多いＣＣＤは高価である。そこで、使用す
るＣＣＤの画素数以上の解像度を安価に得るために様々
な手段が考案されてきた。

【０００４】光軸上に軸で支持した平行平板ガラスやミ
ラーなどを挿入し、それを振動させ、光軸をずらした
り、ＣＣＤを振動させる手法もその１つである。画素間
の不感領域を補間して高解像度を図るために、画素ピッ
チの１／ｎ（ｎは２以上の自然数、以下同様）だけシフ
トさせながら、ＣＣＤによりｎ回読み取り、合成させれ
ば、より高解像度化が図れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のガラスやミラー
を挿入して解像度を高める方法は、光軸を画素ピッチの
１／ｎだけずらせば高解像度化を図れる。しかし、振動
させるために使用する圧電アクチュエータには、ヒステ
リシス特性があるために、また、光軸をずらすためのガ
ラスやミラーを軸で支持して振動させるものは、軸の耐
久性やガタの点から、再現性に課題を残すものと思われ
る。二次元ＣＣＤを使用する装置と比較して、一次元Ｃ
ＣＤを用いたイメージスキャナでは、再現性の低い機構
は副走査読み取りの点で不向きである。

【０００６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、高精度に高解像度化を図ることのできる固
体撮像装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の固体撮
像装置は、ＣＣＤ８と、一部に鏡面２ａ，２ｄが形成さ
れた光透過板２と、光透過板２の両面にそれぞれ対向し
て配置され、光透過板２とともに２つの光路７，１０を
構成する１対のミラー５，６と、光透過板２を回転駆動
するモータ４と、２つの光路７，１０のうちの一方の光
路７に挿入され、光軸をずらすための透光性の平行平板
９と、ＣＣＤ８とモータ４とを同期させるための制御部
１２とを備えることを特徴とする。

【０００８】請求項２に記載の固体撮像装置は、平行平
板９を１対のミラー５，６のうちの一方のミラー５と光
透過板２との間の光路７中に傾けて配置したことを特徴
とする。

【０００９】請求項３に記載の固体撮像装置は、ＣＣＤ
８の読み出しタイミングを光透過板２の回転位相を検出
する検出素子に同期させたことを特徴とする。

【００１０】請求項４に記載の固体撮像装置は、検出素
子として、フォトカプラ１１を用いることを特徴とす
る。

【００１１】請求項５に記載の固体撮像装置は、光透過
板２の両面の異なる位置に鏡面２ａ，２ｄを形成したこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項６に記載の固体撮像装置は、光透過
板２を透過する光路１，７が鏡面部分と透光部分との境
界線を離脱したときに、ＣＣＤ８による画像の読み取り
を開始することを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１乃至４に記載の固体撮像装置において
は、モータ４とＣＣＤ８とを同期させることにより、光
透過板２の半回転ごとにＣＣＤ８による撮像を行い、光
透過板２の１回転ごとに副走査方向の走査を行う。即
ち、原稿の同一ラインを２つの光路７，１０によりそれ
ぞれ１回ずつ撮像し、このとき得られた２組のデータ列
からデータを交互に取り出すことによって、２倍の解像
度をもった画像情報を得ることができる。また、光軸の
移動機構である１対のミラー５，６及び平行平板９とＣ
ＣＤ８とが、それぞれ固定されているため、光路７，１
０の経時変化が皆無となり、高精度に解像度を２倍にす
ることができる。

【００１４】請求項６に記載の固体撮像装置において
は、光路７，１０が光透過板２の鏡面部分と透光部分と
の境界線を離脱したときにのみ、ＣＣＤ８で画像の読み
取りを行うことができ、光束が鏡面部分にけられること
がなく、光束の正確な読み取りを行うことができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の固体撮像装置の一実施例を図
面を参照して説明する。

【００１６】図１及び図２に、本発明の一実施例の構成
を示す。図１において、図示しない原稿からの入射光の
光路１に対して４５度の角度で光透過板２が配置されて
おり、光透過板２は、その中心に取り付けられた駆動軸
３を介してモータ４により回転駆動される。光透過板２
の中心に対して一方の側の両面に対向して、光透過板２
に平行に１対のミラー５，６が固定されており、光透過
板２のＳ点において、後述する鏡面２ａがあるときに
は、光路１を通って入射した光束が第１のミラー５側に
反射する。この反射光は第１のミラー５によりさらに反
射し、光路１に平行な光路７を通り、光透過板２のｔ点
にある透光部２ｂを通ってＣＣＤ８へ入射する。そして
光路７には、透光性の平行平板９が光路７に対して傾斜
して設けられている。

【００１７】一方、光透過板２のＳ点において、後述す
る透光部２ｃがあるときには、光路１を通って入射した
光束が光透過板２を透過し、第２のミラー６側に入射す
る。この入射光は、第２のミラー６により直角方向の光
路１０に沿って反射し、光透過板２のｔ点にある鏡面２
ｄにより光路７に沿ってさらに反射し、ＣＣＤ８に入射
する。

【００１８】また、光透過板２の外周の所定の位置に
は、光透過板２の回転位置を検出するフォトカプラ１１
が設けられている。そして、モータ４、ＣＣＤ８及びフ
ォトカプラ１１は、装置全体を制御する制御部１２に電
気的に接続されている。

【００１９】光透過板２の表面の内周側には半円状の鏡
面２ａが形成されており、その外側は半扇形状の透光部
２ｂとなっている。また、光透過板２の裏面の外周側に
は、透光部２ｂに対称の位置に半扇形状の鏡面２ｄが形
成されており、その内側は半円状の透光部２ｃとなって
いる。

【００２０】次に、本実施例の作用を図３及び図４を参
照して説明する。ここで、ＣＣＤ８の画素数を８として
説明する。図３において、光透過板２が回転してＳの位
置に鏡面２ａの部分が移動してきたとき、原稿からの光
は、光路１を通って鏡面２ａで反射して第１のミラー５
側へ向う。第１のミラー５により反射された光は、光路
７に沿って進み、平行平板９で光軸をずらして光路７ａ
に沿って進み、光透過板２のｔの位置へ到達する。この
とき、ｔの位置には、光透過板２の透光部２ｂがあるの
で、光は透光部２ｂを透過してＣＣＤ８へ到達する。こ
の状態で、ＣＣＤ８により原稿の１ライン分の画像を１
度撮像し、図４に示す１組目のデータＡを得る。

【００２１】次に、光透過板２がさらに回転して、Ｓの
位置に透光部２ｃが移動してくると、光は透光部２ｃを
透過して、光路１の延長上を進み、第２のミラー６へ向
う。第２のミラー６により反射された光は、光路１０に
沿って進み、光透過板２のｔの位置へ到達する。このと
きｔの位置には鏡面２ｄがあるので、再び鏡面２ｄで反
射されて、光路７の延長上を進み、ＣＣＤ８へ到達す
る。この状態で、ＣＣＤ８により原稿の前記１ライン分
の画像を再度撮像し、図４に示す２組目のデータＢを得
る。

【００２２】このようにして得られたデータＡ，Ｂを、
図４に示すように合成して、２倍の解像度をもった画像
データを得ることができる。その後、副走査方向に原稿
を変位させて同様の操作を繰り返し、２次元の画像を撮
像する。

【００２３】このとき、フォトカプラ１１により光透過
板２の回転位置を検出し、光路１，７または７ａが、鏡
面２ａと透光部２ｃまたは鏡面２ｄと透光部２ｂのそれ
ぞれの境界線から離脱したときにＣＣＤ８の読み出しを
開始するように、制御部１２により制御を行う。このよ
うにして光束が境界線によってけられることを防止し、
正確な読み取りを行うことができる。

【００２４】本実施例によれば、光軸の移動機構である
１対のミラー５，６、平行平板９及びＣＣＤ８を固定し
ているため、光軸の移動量の経時変化が皆無となり、高
精度に解像度を２倍とすることができる。また、本実施
例による光軸の移動機構をユニット化することも容易と
なり、組立作業性が向上する。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
装置によれば、原稿からの光の光路を２つに分離して２
つのデータを得るための光軸の移動機構を固定したの
で、光軸の経時変化を皆無とすることができ、高精度に
解像度を２倍にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体撮像装置の一実施例の構成を示す
模式図である。

【図２】図１の光透過板の構成を示す正面図である。

【図３】図１に示す光透過板によって分離される２つの
光路の構成を示す説明図である。

【図４】本実施例による２つのデータの合成方法を示す
説明図である。

【符号の説明】

１，７，７ａ，１０ 光路 ２ 光透過板 ２ａ，２ｄ 鏡面 ４ モータ ５，６ ミラー ８ ＣＣＤ（固体撮像素子） ９ 平行平板 １１ フォトカプラ １２ 制御部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体撮像素子と、 一部に鏡面が形成された光透過板と、 前記光透過板の両面にそれぞれ対向して配置され、前記
   光透過板とともに２つの光路を構成する１対のミラー
   と、 前記光透過板を回転駆動するモータと、 前記２つの光路のうちの一方に挿入され、光軸をずらす
   ための透光性の平行平板と、 前記固体撮像素子と前記モータとを同期させるための制
   御部とを備えることを特徴とする固体撮像装置。
2. 【請求項２】 前記平行平板を前記１対のミラーのうち
   の一方と前記光透過板との間の光路中に傾けて配置した
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
3. 【請求項３】 前記固体撮像素子の読み出しタイミング
   を前記光透過板の回転位相を検出する検出素子に同期さ
   せたことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
4. 【請求項４】 前記検出素子は、フォトカプラであるこ
   とを特徴とする請求項３記載の固体撮像装置。
5. 【請求項５】 前記光透過板の両面の異なる位置に前記
   鏡面を形成したことを特徴とする請求項１記載の固体撮
   像装置。
6. 【請求項６】 前記光透過板を透過する光路が前記鏡面
   部分と透光部分との境界線を離脱したときに、前記固体
   撮像素子による画像の読み取りを開始することを特徴と
   する請求項１または５記載の固体撮像装置。