JPH114327A - 撮像素子駆動装置およびそれを用いた画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像素子を直線的且つ円滑に変位させる。 【解決手段】 結像された原稿の画像を電気信号に変換
する固体撮像素子１２と、原稿からの光路上に固体撮像
素子１２を保持する保持部材５ａ，５ｂと、固体撮像素
子１２を所定量変位させるアクチュエータ１７と、固体
撮像素子１２の変位方向両端にそれぞれ取り付けられて
これを保持部材５ａ，５ｂに固定するとともにアクチュ
エータ１７による固体撮像素子１２の変位に伴って弾性
変形する弾性部材２３，２４とで撮像素子駆動装置を構
成する。これによれば、固体撮像素子１２は外乱等の影
響を受けることなく直線的且つ円滑に変位される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フラットベットタ
イプのイメージスキャナ、デジタル複写機等の画像読み
取り装置に用いられた撮像素子駆動装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来から、画像読み取り装置はプリンタ
ー及びコンピュータの情報入力機器として用いられてい
る。そして、最近では、画像読み取り装置に対して高解
像度化に関する要求が高まりつつある。

【０００３】しかしながら、高解像力を有する画素数の
多い撮像素子は高価であるため、撮像素子を微少変位さ
せ、複数の結像位置の情報を合成して読み取る画像読取
装置が特開昭６０−１６７６２号公報等に提案されてい
る。

【０００４】以下に、従来の画像読み取り装置に用いら
れている撮像素子駆動装置について説明する。

【０００５】図５は従来の撮像素子駆動装置を示す斜視
図である。図示する撮像素子駆動装置において、結像さ
れた原稿の画像を電気信号に変換する撮像素子１２は、
その変位方向両側で２つの支持部材１３，１４にそれぞ
れ支持されている。変位方向と直交した撮像素子１２の
両側には、それぞれの支持部材１３，１４を貫通して棒
状の案内部材１５，１６が設けられており、支持部材１
３，１４はこの案内部材１５，１６に摺動自在に取り付
けられている。２本の案内部材１５，１６の両端は保持
部材５ａ，５ｂにそれぞれ固定されており、これによっ
て撮像素子１２は原稿からの光路上に保持されている。

【０００６】保持部材５ａには、支持部材１３を押して
撮像素子１２を案内部材１５，１６に沿って画素サイズ
の１／２だけ変位させるアクチュエータ１７が設けられ
ている。また、保持部材５ｂには、このように変位され
る撮像素子１２の変位量を検出するための位置検出セン
サ１８が設けられている。

【０００７】以上のように構成された従来の撮像素子駆
動装置において、撮像素子１２のもつ解像力以上に高画
質に原稿を読み取る場合には、アクチュエータ１７によ
って撮像素子１２を１／２画素サイズの範囲で連続的に
振動させるとともに全体を一定方向に移動させ、原稿全
面を走査する。すると、撮像素子１２の変位前後の画像
データが合成されて略２倍の画像情報となって出力され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の画像読み取り装置の構成では、以下の問題点を有
していた。

【０００９】すなわち、長期的に撮像素子１２を変位さ
せていると、支持部材１３，１４と案内部材１５，１６
との摺動部において生ずる隙間が摩耗により拡大し、装
置全体が走査されることにより撮像素子１２が二次元的
に変位して画像乱れが発生するという問題点である。

【００１０】また、アクチュエータ１７の取り付け位置
である変位力発生点と摺動部が離間しているために、内
部に埃が進入すると摺動抵抗が増大して撮像素子１２が
円滑に変位しない現象が発生するという問題点である。

【００１１】そこで、本発明は、撮像素子を直線的に変
位させることのできる技術を提供することを目的とす
る。

【００１２】また、本発明は、撮像素子を円滑に変位さ
せることのできる技術を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の撮像素子駆動装置は、結像された原稿の画
像を電気信号に変換する撮像素子と、原稿からの光路上
に撮像素子を保持する保持部材と、撮像素子を所定量変
位させるアクチュエータと、撮像素子の変位方向両端に
それぞれ取り付けられてこれを保持部材に固定するとと
もにアクチュエータによる撮像素子の変位に伴って弾性
変形する弾性部材とを有するものであり、撮像素子を外
乱等の影響を受けることなく直線的に変位させることが
できる。また撮像素子を円滑に変位させることができ
る。

【００１４】この撮像素子駆動装置の弾性部材は、保持
部材と固定された弾性変形可能なプレートと、撮像素子
と固定された支持材とで構成することができる。ここ
で、プレートにおける板状の変形部が２つに分離された
構成にすれば、アクチュエータによる変位駆動力がより
小さくて足りるので、撮像素子の変位制御を確実性を持
って行うことができる。また、プレートと支持材とを一
体成形した構成にすれば、事後的に締結部材を用いて両
者を締結する必要がなくなるので、弾性部材の組立不良
や振動による緩みを回避することができる。

【００１５】また、本発明の画像読取装置は、このよう
な撮像素子駆動装置が用いられたもので、高い信頼性の
もとで合成後の画像における高画質化を図ることができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、結像された原稿の画像を電気信号に変換する撮像素
子と、原稿からの光路上に撮像素子を保持する保持部材
と、撮像素子を所定量変位させるアクチュエータと、撮
像素子の変位方向両端にそれぞれ取り付けられてこれを
保持部材に固定するとともにアクチュエータによる撮像
素子の変位に伴って弾性変形する弾性部材とを有する撮
像素子駆動装置であり、撮像素子を直線的且つ円滑に変
位させることができるという作用を有する。

【００１７】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、弾性部材を、保持部材と固定さ
れた弾性変形可能なプレートと、撮像素子と固定された
支持材とで構成した撮像素子駆動装置である。

【００１８】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
２記載の発明において、プレートの少なくともいずれか
一方を、板状の変形部を２つに分離した構造とした撮像
素子駆動装置であり、アクチュエータの変位駆動力がよ
り小さくて足り、撮像素子の変位制御を確実に行うこと
ができるという作用を有する。

【００１９】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
２または３記載の発明において、プレートと支持材とを
一体成形した撮像素子駆動装置であり、弾性部材の組立
不良や振動による緩みを回避することができるという作
用を有する。

【００２０】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１、２、３または４記載の撮像素子駆動装置が用いられ
た画像読み取り装置であり、高い信頼性のもとで合成後
の画像における高画質化を図ることができるという作用
を有する。

【００２１】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図４を用いて説明する。なお、これらの図面におい
て同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複
した説明は省略されている。

【００２２】図１は本発明の一実施の形態による撮像素
子駆動装置が用いられた画像読み取り装置を示す概略
図、図２は本発明の一実施の形態による撮像素子駆動装
置を示す斜視図、図３は図２の撮像素子の変位動作を示
す説明図、図４は撮像素子による合成された画像情報を
示す説明図である。

【００２３】図１において、装置本体１の上面には、原
稿２が積載される原稿ガラス３がはめ込まれている。積
載された原稿２を原稿ガラス３に押さえ付けるため、原
稿押さえ板４が原稿ガラス３に対して開閉自在に取り付
けられている。

【００２４】装置本体１の内部にはキャリッジ枠体５が
矢印Ａに示す原稿２の走査方向に移動可能に設けられて
いる。キャリッジ枠体５の上部には、原稿２を照射する
ための照明ユニット６が取り付けられている。この照明
ユニット６から照射されて原稿２で反射された反射光の
光路上には反射ミラー７，８，９，１０が適宜配置され
ている。そして、これらの反射ミラー７，８，９，１０
により、反射光はこれを所定の倍率に変倍する結像レン
ズ１１に導かれる。

【００２５】結像レンズ１１の光路上後方には、この結
像レンズ１１で結像された原稿２の画像を電気信号に変
換する撮像素子（固体撮像素子）１２を保持する保持部
材５ａ，５ｂが設けられている。

【００２６】ここで、撮像素子駆動装置を図２に示す。
撮像素子１２は画素サイズの１／２だけ変位されるよう
になっており、矢印Ｂで示す変位方向の両端には、この
ような撮像素子１２の変位に伴って弾性変形する弾性部
材２３，２４がそれぞれ取り付けられている。そして、
撮像素子１２はこの弾性部材２３，２４によって保持部
材５ａ，５ｂに固定されている。

【００２７】弾性部材２３，２４は、保持部材５ａ，５
ｂに固定された弾性変形可能なプレート２０，２２と、
撮像素子１２に固定された支持材１９，２１とから構成
されており、プレート２０，２２の板状の変形部は２つ
に分離されて支持材１９，２１と繋がっている。また、
プレート２０，２２と支持材１９，２１とは一体成形さ
れている。

【００２８】但し、弾性部材は全体として弾性変形が可
能である限り種々の構造とすることができ、本実施の形
態に示す構造に限定されるものではない。また、本実施
の形態の構造を採用した場合であっても、プレート２
０，２２の変形部は分離されていなくてもよい。さら
に、分離構造はいずれか一方のプレート２０，２２のみ
に用いてもよい。そして、プレート２０，２２と支持材
１９，２１とは別体となっていてもよい。

【００２９】保持部材５ａには、弾性部材２３を押して
撮像素子１２を所定量変位させるたとえば圧電素子など
からなるアクチュエータ１７が取り付けられている。ま
た、保持部材５ｂには、アクチュエータ１７に変位され
る撮像素子１２の変位量を検出するための位置検出セン
サ１８が設けられている。

【００３０】以上のように構成された画像読み取り装置
における画像読み取り動作を説明する。

【００３１】先ず、撮像素子１２のもつ通常の解像力で
原稿２を読み取る場合について説明する。

【００３２】原稿押さえ板４により原稿ガラス３上に支
持された原稿２に対して、照明装置６より光が照射され
ると、その反射光は反射ミラー７，８，９，１０を介し
て結像レンズ１１に導かれる。そして、この結像レンズ
１１により所定の倍率に変倍された後、撮像素子１２上
に原稿２の情報が結像される。

【００３３】そして、原稿２の全体を読み取る際には、
原稿２の長さに応じてキャリッジ枠体５が矢印Ａの方向
に走査される。

【００３４】なお、撮像素子１２のもつ解像力で原稿２
を読み取る場合、撮像素子１２自体は静止した状態であ
る。

【００３５】次に、撮像素子１２のもつ解像力以上に高
画質に原稿２を読み取る場合の動作について説明する。

【００３６】この場合には、結像レンズ１１により所定
の倍率に変倍された反射光を受光する撮像素子１２は、
図２および図３に示す矢印Ｂ方向に１／２画素サイズの
範囲にわたってアクチュエータ１７によって連続的に振
動・変位される。したがって、このとき、弾性部材２
３，２４はアクチュエータ１７によって撮像素子１２の
変位方向であるプレート２０，２２の板厚方向に連続的
に振動される。

【００３７】なお、撮像素子１２が振動・変位している
ときには、位置検出センサ１８により検出された位置情
報に応じて前記した１／２画素サイズの変位量が確保さ
れるよう制御される。

【００３８】これにより、図５に示すように、撮像素子
１２の変位前後の画像データが合成され、略２倍の画像
情報となって外部に出力される。

【００３９】なお、この場合において、原稿２の全体を
高画質に読み取る際には、原稿２の長さに応じてキャリ
ッジ枠体５が矢印Ａの方向に走査される。

【００４０】このように、本実施の形態の撮像素子駆動
装置によれば、弾性部材２０，２２が弾性変形して撮像
素子１２が変位するようになっているので、アクチュエ
ータ１７の撮像素子１２に対する変位動作が外乱等の影
響を受けることなく高精度に行われる。したがって、撮
像素子１２を直線的に変位させることが可能になる。

【００４１】また、アクチュエータ１７の変位力発生点
で撮像素子１２が変位されるので、撮像素子１２を円滑
に変位させることができる。

【００４２】さらに、弾性部材２３，２４のプレート２
０，２２の変形部を２つに分離しているので、アクチュ
エータ１７による変位駆動力がより小さくて足り、撮像
素子１２の変位制御を確実性を持って行うことができ
る。

【００４３】そして、支持材１９，２１とプレート２
０，２２とを一体成形することにより、事後的に締結部
材を用いて両者を締結する必要がなくなるので、弾性部
材２３，２４の組立不良や振動による緩みを回避するこ
とができる。

【００４４】これにより、本実施の形態の撮像素子駆動
装置が用いられた画像読み取り装置によれば、高い信頼
性のもとで合成後の画像における高画質化を図ることが
できる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明の撮像素子駆動装
置によれば、弾性部材が弾性変形して撮像素子が変位す
るようになっているので、アクチュエータによる変位動
作が外乱等の影響を受けることなく高精度に行われて撮
像素子を直線的に変位させることが可能になるという有
効な効果が得られる。

【００４６】また、アクチュエータの変位力発生点で撮
像素子が変位されるので、撮像素子を円滑に変位させる
ことができるという有効な効果が得られる。

【００４７】弾性部材のプレートの変形部を２つに分離
した構成とすれば、アクチュエータによる変位駆動力が
より小さくて足りるので、撮像素子の変位制御を確実に
行うことができるという有効な効果が得られる。

【００４８】これにより、アクチュエータの大型化によ
る重量の増大を回避することができるので、たとえば大
きな変位駆動力を得るためにアクチュエータにボイスコ
イルモータを使用し、その結果、ボイスコイルモータの
一部が撮像素子とともに変位して変位重量が増大し、外
乱等により撮像素子の正常な変位が阻害されるといった
問題の発生を未然に防止することができる。

【００４９】支持材とプレートとを一体成形した構成と
すれば、両者を締結部材を用いて締結する必要がなくな
るので、弾性部材の組立不良や振動による緩み、さらに
はこれらに起因する部品の落下を回避することができる
という有効な効果が得られる。

【００５０】そして、本発明の画像読み取り装置によれ
ば、このような撮像素子駆動装置が用いられているの
で、高い信頼性のもとで合成後の画像における高画質化
を図ることができるという有効な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による撮像素子駆動装置
が用いられた画像読み取り装置を示す概略図

【図２】本発明の一実施の形態による撮像素子駆動装置
を示す斜視図

【図３】図２の撮像素子の変位動作を示す説明図

【図４】図２の撮像素子による合成された画像情報を示
す説明図

【図５】従来の撮像素子駆動装置を示す斜視図

【符号の説明】

５ａ 保持部材 ５ｂ 保持部材 １２ 固体撮像素子（撮像素子） １７ アクチュエータ １９ 支持材 ２０ プレート ２１ 支持材 ２２ プレート ２３ 弾性部材 ２４ 弾性部材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】結像された原稿の画像を電気信号に変換す
   る撮像素子と、 前記原稿からの光路上に前記撮像素子を保持する保持部
   材と、 前記撮像素子を所定量変位させるアクチュエータと、 前記撮像素子の変位方向両端にそれぞれ取り付けられて
   これを前記保持部材に固定するとともに前記アクチュエ
   ータによる前記撮像素子の変位に伴って弾性変形する弾
   性部材とを有することを特徴とする撮像素子駆動装置。
2. 【請求項２】前記弾性部材は、前記保持部材と固定され
   た弾性変形可能なプレートと、前記撮像素子と固定され
   た支持材とからなることを特徴とする請求項１記載の撮
   像素子駆動装置。
3. 【請求項３】前記プレートの少なくともいずれか一方
   は、板状の変形部が２つに分離されていることを特徴と
   する請求項２記載の撮像素子駆動装置。
4. 【請求項４】前記プレートと前記支持材とは一体成形さ
   れていることを特徴とする請求項２または３記載の撮像
   素子駆動装置。
5. 【請求項５】請求項１、２、３または４記載の撮像素子
   駆動装置が用いられていることを特徴とする画像読み取
   り装置。