JPH1175121A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ライン順次走査に特有の画像の乱れを防ぎ、画
質を高める。 【解決手段】ライン順次に被写体像を走査する撮影装置
において、被写体上の正規の走査対象位置と実際の走査
位置とのずれを検出する手段５２と、ラインセンサ１１
をその画素配列方向と直交する方向に微小移動させて副
走査機構１４に対して変位させる手段１７と、検出され
たずれに応じて、被写体の撮影中にラインセンサの変位
を制御して実際の走査位置を修正する手段と、を設け
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、ラインセンサ（１
次元イメージセンサ）によって２次元の光学像を画像信
号に変換する撮影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ラインセンサと機械式の副走査機構とに
よって２次元の撮影を行うディジタルカメラが実用化さ
れている。この手段の装置は、エリアセンサで撮影を行
うものと比べて高解像度の撮影が可能である。例えば、
Ａ４サイズ程度の文書全体を、通常の大きさの文字が判
読できるように撮影することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ライン順次の
走査では１フレームの撮影時間が長い。そのため、手持
ち撮影において、いわゆる手振れの影響が大きい。すな
わち、図８（Ａ）のような主走査方向の振れに起因する
“波打ち”、図８（Ｂ）のような副走査方向の振れに起
因する“ピッチむら（疎密）”といった撮影像の乱れ
（ブレ：ｂｌｕｒ）が生じていた。これらの乱れは、ラ
インセンサによる撮影に特有の現象であり、エリアセン
サによる撮影では生じない。

【０００４】また、副走査が機械式であるので、可動部
の慣性力や制御処理速度に依存する応答遅れが避けられ
ず、走査の速度むらが生じる。特に、被写体上での走査
速度を一定にして画像の歪みを防止するために速度を撮
影中に変化させる場合には、速度むらが生じ易い。従来
では、速度むらが副走査方向の手振れと同様にピッチむ
らとして現れるという問題もあった。

【０００５】本発明は、ライン順次走査に特有の画像の
乱れを防ぎ、画質を高めることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、エリ
アセンサを用いたビデオカメラで実用化されている光学
系の微小移動技術を応用し、ラインセンサを用いる場合
に現れる画像の乱れを軽減する。

【０００７】請求項１の発明の装置は、ラインセンサと
副走査機構とを備え、ライン順次に被写体像を走査する
撮影装置であって、被写体上の正規の走査対象位置と実
際の走査位置とのずれを検出する手段と、前記ラインセ
ンサをその画素配列方向と直交する方向に微小移動させ
て前記副走査機構に対して変位させる手段と、検出され
たずれに応じて、前記被写体の撮影中に前記ラインセン
サの変位を制御して前記実際の走査位置を修正する手段
と、を有している。

【０００８】請求項２の発明の装置は、前記ラインセン
サをその画素配列方向に微小移動させて前記副走査機構
に対して変位させる手段を有し、主走査方向及び副走査
方向の２方向について、前記ずれを検出して前記実際の
走査位置を修正するように構成されたものである。

【０００９】請求項３の発明の装置において、ずれを検
出する手段は、装置全体のぶれを検出する手段と、前記
副走査機構の走査速度むらを検出する手段とからなり、
前記ぶれの量と前記速度むらとに基づいてずれを検出す
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用したラインセ
ンサカメラ１の構成を示す図、図２はセンサ移動機構の
模式図である。

【００１１】ラインセンサカメラ１はハンディタイプの
撮影装置であって、高解像度ディジタル画像入力手段と
して利用される。ハウジング１０の前面に被写体光を内
部に導くための窓１０ａが設けられており、その後方に
結像のためのレンズ１２が配置されている。レンズ１２
を通過した被写体光Ｌは、ポリゴンミラー１５の表面で
反射してラインセンサ１１に入射する。ハウジング１０
の前面には測光センサ５１が組み付けられ、上面にはレ
リーズスイッチ６３が配置されている。また、ハウジン
グ１０の内部にブレ防止ための振れセンサ５２として加
速度検出器が取り付けられている。

【００１２】レンズ１２は図示しないフォーカシング用
アクチュエータを有している。ラインセンサ１１はＣＣ
Ｄ撮像デバイスであって、２方向の微小移動が可能なセ
ンサ移動機構１７に取り付けられ、被写体像が結像する
位置に配置されている。ラインセンサ１１として他の撮
像デバイス（例えば、ＭＯＳ型撮像デバイス）を用いる
こともできる。

【００１３】ポリゴンミラー１５は、４個の側面のそれ
ぞれが反射面となる正四角柱状の光学部材であり、モー
タ１６の回転軸と同心に連結されている。この回転軸は
ラインセンサ１１の画素配列方向（主走査方向）と平行
である。ポリゴンミラー１５の回転に伴って、被写体光
Ｌが副走査方向に偏向され、被写体像が１ライン分ずつ
順々にラインセンサ１１の受光面に投影される。つま
り、ポリゴンミラー１５とモータ１６とによって、副走
査手段としての回転ミラー機構１４が構成されている。
１回の撮影（１フレーム分の走査）には１個の反射面が
係わる。言い換えれば、ポリゴンミラー１５を３６０°
回転させることによって４回の撮影を行うことができ
る。ポリゴンミラー１５の近傍には、回転角度位置及び
回転速度を検知するための光学式の回転センサ（エンコ
ーダ）５６が設けられている。

【００１４】図２のように、センサ移動機構１７は、２
個の微小移動台７１０，７２０及びこれらの位置制御の
ための図示しない磁気センサから構成されている。微小
移動台７１０はコの字状のアーム７１１と電磁コイル７
１２とからなり、微小移動台７２０もコの字状のアーム
７２１と電磁コイル７２２とからなる。微小移動台７２
０のアーム７２１の先端部に微小移動台７１０が取付け
られ、その微小移動台７１０のアーム７１１の先端部に
ラインセンサ１１が取り付けられている。電磁コイル７
１２に通電すると、ラインセンサ１１がその受光部１１
ａの長手方向である画素配列方向（主走査方向）Ｍ１に
微小移動をし、電磁コイル７２２に通電すると、ライン
センサ１１は微小移動台７１０とともに画素配列方向Ｍ
１と直交する方向Ｍ２に微小移動をする。ここで、微小
移動とは、撮影の画素の数個分程度のストロークの移動
を意味する。

【００１５】図３はラインセンサカメラ１の機能ブロッ
ク図である。ラインセンサカメラ１は、上述のようにラ
インセンサ１１と回転ミラー機構１４とによってライン
順次に被写体像を走査する撮像系１ａ、所定形式の撮影
データを出力するための信号処理系１ｂ、及びマイクロ
プロセッサを備えたＣＰＵ９０を中心に構成される制御
系１ｃを有している。

【００１６】ＣＰＵ９０は、スイッチ群６０からの操作
情報と各種センサからの検出情報とに応じて、ＣＣＤ駆
動回路９１、ミラー駆動回路９４、アーム駆動回路９７
などの制御対象に適切な指示を与える。この制御のワー
クエリアとして制御メモリ９８が用いられる。回転セン
サ５６の出力は比較器９６で２値化されてＣＰＵ９０に
入力される。ＣＣＤ駆動回路９１は、ＣＰＵ９０からの
スタート要求に呼応してＣＣＤの積分（電荷蓄積）のタ
イミングを規定する信号をラインセンサ１１へ出力す
る。ラインセンサ１１は、積分終了信号に呼応して各画
素の電荷をラッチし、画素の配列順に光電変換信号Ｓ１
１として信号処理系１ｂへ出力する。この主走査は、一
定の周期（＝撮影時間Ｔ／ライン数ｎ）で繰り返され
る。ミラー駆動回路９４はモータ１６を駆動し、アーム
駆動回路９７はセンサ移動機構１７のコイル７１２，７
２２を駆動する。

【００１７】信号処理系１ｂにおいて、光電変換信号Ｓ
１１はＡＤ変換器８１で画素クロックに同期してサンプ
リングホールドされ、所定ビット数（例えば８ビット）
の撮影データＤＧに変換される。撮影データＤＧは、逐
次に画像メモリ８２に格納され、１フレーム分の撮影が
終了した後に画素配列順に画像処理回路８３へ転送され
る。画像処理回路８３は、入力された撮影データＤＧに
対して画質補正を含む所定の画像処理を行う。処理後の
撮像データはインタフェース８４を介して外部装置へ出
力される。外部装置としては、コンピュータシステムに
代表される画像編集装置、ＩＣカードを含む記憶媒体、
プリンタ・ディスプレイなどの画像出力装置がある。な
お、記憶媒体を内蔵し、ラインセンサカメラ１において
撮影情報を蓄積するようにしてもよい。その場合には、
適宜にデータ通信又は記録媒体の受渡しによって外部装
置に蓄積情報が転送される。

【００１８】以上の構成のラインセンサカメラ１におい
ては、撮影の最中にラインセンサ１１を回転ミラー機構
１４に対して微小に変位させて画質の劣化を防ぐ本発明
に特有の機能を有している。以下、この機能を説明す
る。

【００１９】ラインセンサカメラ１においては、撮影中
に手振れ及び副走査の速度むらの検出を行い、振れや速
度むらを打ち消す方向にラインセンサ１１を微小に移動
させる。手振れの方向及び量は、振れセンサ（加速度検
出器）５１によって圧電効果や静電効果を用いて検出さ
れる。速度むらは、回転センサ（エンコーダ）５６によ
って光の透過や回折現象を用いて検出される。

【００２０】図４は副走査の速度むらの一例を示す図で
ある。ポリゴンミラー１５の回転速度むらが生じている
ときには、回転センサ５６の出力波形の周期が変化す
る。振幅の半分に相当する閾値ｔｈを用いてセンサ出力
を２値化すると、パルス幅の異なるパルス波形が得られ
る。このパルス波形の立上下がり又は立上がりを検出す
ることにより波形の周期、すなわち副走査の速度むらを
検出することができる。このパルスは、１面走査の期間
に少なくとも副走査方向のライン数分の個数出力され
る。

【００２１】図５は副走査の速度むらに対する補正の模
式図である。ポリゴンミラー１５の回転速度にむらが生
じると、図示しない被写体上のある位置を撮影（走査）
する時点で、回転角度が本来の角度と異なることにな
る。つまり、被写体上の正規の走査対象位置と実際の走
査位置とがずれる。図においては、本来のミラー角度位
置及び被写体光の光路が鎖線で示されている。そこで、
ラインセンサカメラ１は、本来の光路からずれた被写体
光を正しく受光する位置までラインセンサ１１を副走査
方向Ｍ２に微小に移動させることにより、回転速度むら
による画像の歪を補正する。

【００２２】図６は副走査方向の手振れに対する補正の
模式図である。図において、ラインセンサカメラ１の各
部の本来の位置（被写体との相対位置）が鎖線で示され
ている。

【００２３】手振れが生じたときにも、被写体上の正規
の走査対象位置と実際の走査位置とがずれるので、ライ
ンセンサカメラ１は、本来の光路からずれた被写体光を
正しく受光する位置までラインセンサ１１を副走査方向
Ｍ２に微小に移動させる。主走査方向の手振れを検出し
たときには、ラインセンサ１１をその画素配列方向（主
走査方向）に微小に移動させることによって画像の歪を
補正する。手振れ及び走査の速度むらの両方が生じたと
きには、ずれ量を合算して移動量を求め、最適位置にラ
インセンサ１１を移動させる。

【００２４】図７はラインセンサカメラ１の概略の動作
を示すフローチャートである。レリーズスイッチ６３の
操作によって撮影の開始が指示されると、モータ１６を
起動してポリゴンミラー１５の回転を開始する（＃１、
＃２）。回転むらの検出（＃３）、手振れの検出（＃
４）を行い、副走査方向及び主走査方向のどちらかにで
も走査位置のずれが生じていれば、被写体上の正規の位
置を撮影できるようにラインセンサ１１を微小移動させ
て１ラインの撮影を行う（＃５〜７）。所定数のライン
の撮影が終わるまで、１ライン毎に必要に応じてライン
センサ１１の位置を補正と１ライン分の撮影とを繰り返
す（＃８）。１フレームの撮影が終了すると、得られた
撮影データＤＧに対して、種々の画像処理を行う（＃
９）。このとき、必要に応じて照度変動の補正を行う。
そして、外部へのデータ出力を行う（＃１０）。

【００２５】以上の実施形態においては、副走査の速度
むらと手振れとに対する補正を行う構成を例示したが、
速度むらに対する補正のみを行うように構成してもよ
い。その場合は主走査方向Ｍ１についてのラインセンサ
１１の微小移動は不要になる。副走査機構は回転ミラー
機構１４に限らず、ラインセンサ１１を平行移動させる
機構を用いてもよい。その場合にも可動体の慣性などに
よる走査むらの補正を行うために、ライン数分以上の長
ストロークの平行移動機構とは別に副走査方向の微小移
動機構を設ける。

【００２６】撮影中の手振れや速度むらの有無に係わら
ず、ラインセンサ１１を主走査方向に画素の１／２〜１
ピッチ分だけ移動させることにより、高精細な画像を得
ることができる。ポリゴンミラー１５の回転速度を一定
に保つように制御し、ラインセンサ１１を副走査方向に
微小に移動させることによって、被写体上での走査速度
を一定化するようにしてもよい。なお、本発明は携帯型
に限らず据え置き型の撮影装置にも適用可能である。

【００２７】

【発明の効果】請求項１乃至請求項３の発明によれば、
ライン順次走査に特有の画像の乱れを防ぎ、画質を高め
ることができる。

【００２８】請求項２の発明によれば、主走査方向の画
像の乱れを軽減することができ、手持ち撮影などにおけ
る装置の振れが生じたときにも、高画質の撮影像を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したラインセンサカメラの構成を
示す図である。

【図２】センサ移動機構の模式図である。

【図３】ラインセンサカメラの機能ブロック図である。

【図４】副走査の速度むらの一例を示す図である。

【図５】副走査の速度むらに対する補正の模式図であ
る。

【図６】副走査方向の手振れに対する補正の模式図であ
る。

【図７】ラインセンサカメラの概略の動作を示すフロー
チャートである。

【図８】ライン順次走査に特有の画像の乱れを示す図で
ある。

【符号の説明】

１ ラインセンサカメラ（撮影装置） １１ ラインセンサ １４ 回転ミラー機構（副走査方向機構） １７ センサ移動機構（変位させる手段） ５２ 振れセンサ（ずれを検出する手段） ５６ 回転センサ（ずれを検出する手段） ９０ ＣＰＵ（走査位置を修正する手段） ７２０ 微小移動台（画素配列方向の変位手段） Ｍ１ 主走査方向（画素配列方向） Ｍ２ 副走査方向（画素配列方向と直交する方向）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ラインセンサと副走査機構とを備え、ライ
   ン順次に被写体像を走査する撮影装置であって、 被写体上の正規の走査対象位置と実際の走査位置とのず
   れを検出する手段と、 前記ラインセンサをその画素配列方向と直交する方向に
   微小移動させて前記副走査機構に対して変位させる手段
   と、 検出されたずれに応じて、前記被写体の撮影中に前記ラ
   インセンサの変位を制御して前記実際の走査位置を修正
   する手段と、を有したことを特徴とする撮影装置。
2. 【請求項２】前記ラインセンサをその画素配列方向に微
   小移動させて前記副走査機構に対して変位させる手段を
   有し、 主走査方向及び副走査方向の２方向について、前記ずれ
   を検出して前記実際の走査位置を修正する請求項１記載
   の撮影装置。
3. 【請求項３】ずれを検出する手段は、装置全体のぶれを
   検出する手段と、前記副走査機構の走査速度むらを検出
   する手段とからなり、前記ぶれの量と前記速度むらとに
   基づいてずれを検出する請求項１又は請求項２記載の撮
   影装置。