(57)【要約】【課題】画素ずらしを行う際、撮像素子の位置がフランジバックからずれないようにして、常に安定した画像を取得できるようにする。【解決手段】撮像素子１１を実装した基板１２と、レンズ１５を搭載したレンズマウント１３とを平行に対向させてフレーム１７に固定し、撮像素子１１とレンズマウント１３との距離を常に一定に保持して、撮像素子１１とレンズ１５とを一体に二次元に変位させることにより画素ずらしを行うようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を実装した基板と、レンズを搭載したレンズマウントとを平行に対向させてフレームに固定し、前記撮像素子とレンズマウントとの距離を常に一定に保持して、前記撮像素子とレンズとを一体に二次元に変位させることにより画素ずらしを行うようにしたことを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
前記フレームが、中央部に穴を有し、剛性のある金属板を加工して形成し、前記撮像素子とレンズマウントとの距離を一定にするように互いの面が平行にされた、前記基板の取付面と、前記レンズマウントの取付面とを備えた請求項１記載の画像入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次元固体撮像素子（以下撮像素子という）例えばＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等を用いた画像入力装置、特に画素ずらしを行って高解像度画像を得るための画像入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子を用いた画像入力装置における画素ずらしは、その撮像素子で取得できる仕様以上の解像度を得るために、アクチュエータ等を用いて撮像素子をＸＹ方向に変位させ、複数枚の画像を合成することにより結果的に得られる画像解像度を向上させる方法であり、その技術自体は周知である。
【０００３】
従来、画素ずらしを実現するために、レンズ系を筐体に固定し、一方、撮像素子を固定した移動プレートを、筐体に対してＸＹ方向に移動可能に支持し、撮像素子を変位させるためにこの移動プレートをＸＹ方向に移動させる機構が提案されている（特許文献１、２参照）。
しかし、特許文献１、２では、移動プレートを固定した板部材の弾性を利用して変位させるので、撮像素子を変位させるＸＹと垂直な方向にもわずかながら変位し、撮像素子とレンズ系との距離が変化する恐れがある。
【０００４】
また、画像入力装置を備えた例えば帳票読取装置の場合には、マット上の帳票を読取る画像入力装置（スキャナともいう）は、帳票から所定距離だけ離れた上方にアームにより支持されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平９−１３５３８１号公報
【特許文献２】特開平９−２１９８６７号公報
【特許文献３】特開２０００−１４８８８７号公報
【０００５】
図４はこのような従来の画像入力装置を示す正面図である。
撮像素子１は基板２に実装され、基板２はレンズマウント３に水平方向（ＸＹ方向）に変位できるように数個のバネ４によって支持されている。レンズ系を総称するレンズ５はレンズマウント３に固定され、レンズマウント３は図形入力装置の図示してない筐体に固定されている。
【０００６】
撮像素子１は、通常、レンズ５を取り付けたレンズマウント３（フランジ面）から後側焦点までの距離であるフランジバックの位置に配設される。
撮像素子１を水平のＸＹ方向に変位させるには、図４のアクチュエータ６を動作させて撮像素子１を実装した基板２を図５に示すように移動させて行う。アクチュエータ６は基板２のみを変位させるようにレンズマウント３にセットされている。
【０００７】
しかしながら、従来技術では、レンズマウント３は筐体に固定されており、撮像素子１のみを変位させるので、変位時に発生するバネ４の反発力の違い、温度環境によるバネ４の熱膨張、熱収縮、製造誤差等の影響から、図６に示すように基板２とレンズマウント３との平行性が保てず、撮像素子１の位置がフランジバックからずれてしまい、撮像素子１とレンズマウント３の距離が変化することがある。
撮像素子１の位置がずれると、取得する画像のフォーカス値（ピントの合焦度）に多大な悪影響を及ぼすことになる。特に固定フォーカスで画像を取得する装置では、許容範囲を越えるフォーカス値になることもあり、ピンボケに注意しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする課題は、撮像素子の位置がフランジバックからずれないようにして、常に安定した画像を取得できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決するため、本発明は、撮像素子を実装した基板と、レンズを搭載したレンズマウントとを平行に対向させてフレームに固定し、撮像素子とレンズマウントとの距離を常に一定に保持して、撮像素子とレンズとを一体に二次元に変位させることにより画素ずらしを行うようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、撮像素子を実装した基板と、レンズを搭載したレンズマウントとをフレームに固定し、撮像素子とレンズマウントとの距離を常に一定に保持するので、撮像素子の位置はフランジバックからずれることがなく、ピンボケにならず常に安定した画像を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施形態としては、撮像素子を実装した基板を、剛性のある金属板を加工して形成したフレームにネジ止め等により固定し、レンズを搭載したレンズマウントを上記したフレームにネジ止め等により固定して、撮像素子とレンズマウントとの距離を常に一定に保持し、ベースプレートに固定された弾性体例えばバネでレンズマウントを支持することにより実現することができる。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明の実施例１を示す正面図である。
撮像素子１１は基板１２に実装され、基板１２はフレーム１７に固定される。レンズ１５を固定したレンズマウント１３は基板１２と対向して、その面が平行になるようにフレーム１７に固定され、基板１２とレンズマウント１３はフレーム１７に固定されたことにより一体構造となる。
レンズマウント１３は弾性体例えばバネ１４に固定されて支持され、バネ１４の他端はベースプレート１８に固定される。
ベースプレート１８は、図形入力装置の図示してない筐体に固定されると共に、基板１２とレンズマウント１３とを一体に水平方向（ＸＹ方向）に変位するアクチュエータ１６を備えている。
【００１３】
上記した撮像素子１１、基板１２、レンズマウント１３、バネ１４、レンズ１５及びアクチュエータ１６は基本的には従来の各構成要素と同じである。
ベースプレート１８は鋼板等の剛性のある材質で形成された板材で、中央部にはレンズ１５が挿通する穴が設けられている。
【００１４】
図２は上記したフレームの斜視図である。
フレーム１７は鋼板等の剛性のある金属板を加工して形成される。フレーム１７の中央部には撮像素子１１が配設される穴１７１が形成されており、全体としては金属板を折り曲げて作成される。
フレーム１７の上面側には、撮像素子１１を実装した基板１２が固定される基板取付面１７２が形成され、下面側には、レンズ１５を搭載したレンズマウント１３が固定されるレンズマウント取付面１７３が形成される。
基板取付面１７２及びレンズマウント取付面１７３には、それぞれ基板１２及びレンズマウント１３をネジ等で固定するための取付穴１７４が形成されている。
【００１５】
基板取付面１７２は穴１７１を設けたフレーム１７の中央部分に形成された面であり、レンズマウント取付面１７３は、基板取付面１７２の両側の金属板を垂直に折り曲げて垂直部１７５を形成し、更に直角に折り曲げて水平に展開した部分の下面が相当する。
基板取付面１７２とレンズマウント取付面１７３は互いに平行に対向するように形成され、その平行距離はフランジバック即ち撮像素子１１とレンズマウント１３との距離に影響するので、精密加工技術により正確に形成される。
【００１６】
この平行距離は、垂直部１７５の高さに相当するが、剛性のある金属板で形成されるので常に一定であり、基板１２及びレンズマウント１３が変位しても、それらが同体で変位するので変化することはない。
従って、撮像素子１１とレンズマウント１３との距離が変化することはない。
なお、レンズマウント取付面１７３は基板取付面１７２より外側に開いて形成されているが、基板取付面１７２の下方に位置するように内側に曲げて形成しても良い。
【００１７】
図３は実施例１の平面図で、基板、フレーム、レンズマウントの平面的な位置関係を説明するためのものである。
図２を参照しながら説明すると、撮像素子１１を実装した基板１２はフレーム１７の基板取付面１７２に取付穴１７４を使用してネジ１９等により固定される。
一方、レンズマウント１３はフレーム１７のレンズマウント取付面１７３に取付穴１７４を使用してネジ１９等により固定される。
【００１８】
フレーム１７に固定されて一体になった基板１２とレンズマウント１３は、図１に示すようにベースプレート１８に固定されたバネ１４により支持され、アクチュエータ１６の動作により二次元即ちＸ方向及びＹ方向に変位され、周知の画素ずらしが実行される。
【００１９】
以上のように実施例１によれば、撮像素子１１を実装した基板１２と、レンズ１５を搭載したレンズマウント１３はフレーム１７により固定され、基板１２とレンズマウント１３は一体に変位するので、レンズマウント１３と撮像素子１１の距離は常に一定であるから、撮像素子１１の位置がフランジバックからずれることがない。
従って、ピンボケの画像を取得することもなく、常に安定した画像を取得することができる。
また、フレーム１７は剛性のある金属板で形成するので、精密に加工することは容易であり、また構造が簡単なのでコストが多くかからないという利点がある。
【００２０】
なお、実施例１では、撮像素子１１の位置がフランジバックからずれることはないが、撮像素子１１とレンズマウント１３が一体に垂直方向に変化することはあり得る。
しかしながら、撮像素子１１とレンズマウント１３の距離に対して、レンズマウント１３と被入力画像である例えば帳票面との距離は非常に大きく設定してあるので、撮像素子１１とレンズマウント１３の垂直方向の変位はごくわずかであり、無視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１の正面図である。
【図２】フレームの斜視図である。
【図３】実施例１の平面図である。
【図４】従来の画像入力装置を示す正面図である。
【図５】変位方向を示す図である。
【図６】撮像素子の位置ずれを示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１１          撮像素子
１２          基板
１３          レンズマウント
１４          バネ
１５          レンズ
１６          アクチュエータ
１７          フレーム
１８          べースプレート
１９          ネジ
１７１        穴
１７２        基板取付面
１７３        レンズマウント取付面
１７４        取付穴
１７５        垂直部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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