DE112017002459T5

DE112017002459T5 - Bildlesevorrichtung

Info

Publication number: DE112017002459T5
Application number: DE112017002459.5T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Kawano; Shigeru Takushima; Yoshitaka Toyoda; Toru Aoki; Tetsuo Funakura; Taku MATSUZAWA
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-05-13
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2019-01-24
Also published as: WO2017195487A1; JPWO2017195487A1; CN109076133A; JP6395976B2; US10506124B2; US20190132470A1; CN109076133B

Abstract

Eine Mehrzahl von bilderzeugenden optischen Elementen (15) ist derart angeordnet, dass ein Bereich eines Sichtfeldbereichs von dem einen bilderzeugenden optischen Element (15) mit einem Bereich eines Sichtfeldbereichs eines bilderzeugenden optischen Elements (15) überlappt, das benachbart zu dem einen bilderzeugenden optischen Element (15) angeordnet ist, wobei jedes von den bilderzeugenden optischen Elementen (15) Folgendes aufweist: eine Linse (18) zum Sammeln von Licht (16), das von einem Leseobjekt (1) gestreut wird; eine Aperturblende (19), um einen Teil des von der Linse (18) gesammelten Lichts (17) abzuschneiden; ein Phasenmodulationselement (21c), um die Phase von Licht zu modulieren, das durch die Aperturblende (19) hindurchläuft; sowie eine Linse (20), um zu ermöglichen, dass Licht (21), dessen Phase von dem Phasenmodulationselement (21c) moduliert wurde, ein Bild auf einer bilderzeugenden Oberfläche (22) erzeugt, und wobei die Phasenmodulationselemente derart geladen sind, dass die AuflösungsCharakteristika der Phasenmodulationselemente in einer Anordnungsrichtung der bilderzeugenden optischen Elemente (15) unter den bilderzeugenden optischen Elementen (15) gleich sind.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung bezieht sich auf Bildlesevorrichtungen für ein Lesen von einem oder mehreren Bildern eines Leseobjekts.
Stand der Technik
In einer Bildlesevorrichtung, die zum Beispiel in einem Kopiergerät, einem Banknoten-Lesegerät, einem Scanner, einem Facsimilie-Gerät etc. verwendet wird, sind mehrere Paare einer bilderzeugenden Linse und eines linearen Bildsensors in einer Haupt-Abtastrichtung angeordnet.
Jede bilderzeugende Linse der Bildlesevorrichtung sammelt Licht, das von einem Leseobjekt gestreut wird, das in einer Neben-Abtastrichtung bewegt wird, und fängt das gesammelte Licht auf einer bilderzeugenden Oberfläche eines entsprechenden linearen Bildsensors ein und erzeugt dadurch ein Bild des Leseobjekts auf der bilderzeugenden Oberfläche.
Der lineare Bildsensor der Bildlesevorrichtung liest das durch die bilderzeugende Linse erzeugte Bild.
Die bilderzeugenden Linsen, die in der Haupt-Abtastrichtung angeordnet sind, sind derart angeordnet, dass ein Bereich eines Sichtfeldbereichs der einen bilderzeugenden Linse mit einem Bereich eines Sichtfeldbereichs einer bilderzeugenden Linse überlappt, die benachbart zu der einen bilderzeugenden Linse angeordnet ist, und es wird ein Bildverknüpfungsprozess für die Bilder durchgeführt, die jeweils von den linearen Bildsensoren gelesen werden, durch den die Bilder überlagert werden. Bei dem Sichtfeldbereich handelt es sich um einen Bereich, in dem das von dem Leseobjekt gestreute Licht gesammelt wird.
Literaturliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 11-122 440 A
Kurzbeschreibung der Erfindung
Technisches Problem
Da die herkömmliche Bildlesevorrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise konfiguriert ist, kann eine Verkleinerung von optischen Systemen durch Anordnen von kleinen bilderzeugenden Linsen erreicht werden. Wenn jedoch aus einem kostengünstigen Kunststoff hergestellte bilderzeugende Linsen verwendet werden, um die Kosten für die bilderzeugenden Linsen zu reduzieren, besteht ein Problem dahingehend, dass eine chromatische Aberration auftritt, die ein Bild verschlechtert, das erhalten werden soll.
Im Allgemeinen werden zur Unterbindung einer in den bilderzeugenden Linsen auftretenden chromatischen Aberration Glasmaterialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes und unterschiedlichen Dispersionen kombiniert, mit kostengünstigem Kunststoff ist eine Korrektur der chromatischen Aberration jedoch schwierig, und somit ist es schwierig, die chromatische Aberration zu unterbinden.
Es wurden eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung konzipiert, um ein Problem wie beispielsweise jenes vorstehend beschriebene zu lösen, und eine Aufgabe von einer oder mehreren Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Bildlesevorrichtung zu erzielen, die in der Lage ist, eine Bildverschlechterung zu unterbinden, indem die chromatische Aberration unterbunden wird.
Lösung für das Problem
Eine Bildlesevorrichtung gemäß dieser Offenbarung weist Folgendes auf: bilderzeugende optische Elemente, die in einer geraden Linie angeordnet sind, wobei jedes bilderzeugende optische Element von einem Leseobjekt gestreutes Licht sammelt und das gesammelte Licht auf einer bilderzeugenden Oberfläche einfängt und dadurch ein Bild des Leseobjekts auf der bilderzeugenden Oberfläche erzeugt; sowie Abbildungselemente, die auf der bilderzeugenden Oberfläche angeordnet sind, um jeweilige Bilder zu lesen, die von den bilderzeugenden optischen Elementen erzeugt werden, wobei die bilderzeugenden optischen Elemente derart angeordnet sind, dass ein Bereich eines Sichtfeldbereichs von dem einen bilderzeugenden optischen Element mit einem Bereich eines Sichtfeldbereichs eines bilderzeugenden optischen Elements überlappt, das benachbart zu dem einen bilderzeugenden optischen Element angeordnet ist, wobei der Sichtfeldbereich ein Bereich ist, in dem das von dem Leseobjekt gestreute Licht gesammelt wird, wobei jedes bilderzeugende optische Element Folgendes aufweist: eine Linse zum Einfangen des von dem Leseobjekt gestreuten Lichts auf der bilderzeugenden Oberfläche; eine Aperturblende, um einen Teil des durch die Linse hindurch laufenden Lichts abzuschneiden; sowie ein Phasenmodulationselement, um die Phase des durch die Aperturblende hindurch laufenden Lichts zu modulieren, wobei das Phasenmodulationselement Auflösungscharakteristika aufweist, die von einem Winkel um eine optische Achse herum abhängig sind, und wobei die Phasenmodulationselemente derart geladen sind, dass die Auflösungscharakteristika der Phasenmodulationselemente in einer Anordnungsrichtung der bilderzeugenden optischen Elemente unter den bilderzeugenden optischen Elementen gleich sind.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Da gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Konfiguration eine solche ist, dass die Phasenmodulationselemente derart geladen sind, dass die Auflösungscharakteristika der Phasenmodulationselemente in einer Anordnungsrichtung der bilderzeugenden optischen Elemente unter den bilderzeugenden optischen Elementen gleich sind, ergibt sich ein vorteilhafter Effekt dahingehend, dass die chromatische Aberration unterbunden wird, so dass die Unterbindung einer Bildverschlechterung ermöglicht wird.
Figurenliste
In den Figuren sind:

1 eine Querschnittsansicht, die eine Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 dieser Anmeldung zeigt;
2 eine perspektivische Ansicht, welche die Bildlesevorrichtung von Ausführungsform 1 dieser Anmeldung zeigt;
3 eine schematische Abbildung, die Sichtfeldbereiche einer Mehrzahl von bilderzeugenden optischen Elementen 15 zeigt;
4 eine illustrative Abbildung, die eine axiale chromatische Aberration zeigt, die in einem refraktiven Linsensystem auftritt;
5 eine graphische Darstellung, die MTFs in Bezug auf den Abstand zu einem Dokument für einen Fall zeigt, in dem ein Phasenmodulationselement 20c nicht geladen ist;
6 eine illustrative Abbildung, die eine Phasenmodulationsfunktion zeigt;
7A eine illustrative Abbildung, die gesammelte Strahlen für den Fall zeigt, in dem das Phasenmodulationselement 20c nicht geladen ist, sowie Spot-Diagramme an und nahe einer Position, an der die Strahlen gesammelt werden;
7B eine illustrative Abbildung, die gesammelte Strahlen für einen Fall zeigt, in dem das Phasenmodulationselement 20c geladen ist, sowie Spot-Diagramme an und nahe einer Position, an der die Strahlen gesammelt werden;
8 eine graphische Darstellung, die MTFs in Bezug auf den Abstand zu einem Dokument für den Fall zeigt, wenn das Phasenmodulationselement 20c geladen ist;
9A eine illustrative Abbildung, die eine MTF in der x-Richtung für einen Spot A zeigt;
9B eine illustrative Abbildung, die eine MTF in der x-Richtung für einen Spot B zeigt;
9C eine illustrative Abbildung, die eine MTF in der x-Richtung für einen Spot C zeigt; und
9D eine illustrative Abbildung, die eine MTF in der x-Richtung für einen Spot D zeigt;
10 eine illustrative Abbildung, die Richtungen definiert, die bei einer Berechnung der MTF verwendet werden;
11 illustrative Abbildungen, welche die Resultate einer Berechnung von MTFs für die Fälle zeigen, in denen der Winkel θ gleich 0°, 30°, 45°, 60°, 90°, 120°, 135°, 150° und 180° ist;
12A eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem globale Koordinaten 40 und lokale Koordinaten 41a, 41b, 41c, 41d, 41e und 41f von Phasenüberlagerungsebenen sämtlicher Linsen 20 die gleiche Orientierung aufweisen;
12B eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem die lokalen Koordinaten 41a, 41b, 41c, 41d, 41e und 41f der Phasenüberlagerungsebenen sämtlicher Linsen 20 um 45° gedreht sind; und
12C eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem die lokalen Koordinaten 41a, 41b, 41c, 41d, 41e und 41f der Phasenüberlagerungsebenen sämtlicher Linsen 20 um θ gedreht sind;
13 eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem ein Teil der Linse 20 abgeschnitten ist;
14A eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem eine Linse 20 mit θ = 0° und eine Linse 20 mit θ = 270° abwechselnd angeordnet sind;
14B eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem eine Linse 20 mit θ = 0°, eine Linse 20 mit θ = 90°, eine Linse 20 mit θ = 180° und eine Linse 20 mit θ = 270° in dieser Reihenfolge in der Zeichnung von links angeordnet sind;
14C eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem eine Linse mit θ = 0°, eine Linse 20 mit θ = 90°, eine Linse 20 mit θ = 180° und eine Linse 20 mit θ = 270 zufällig angeordnet sind; und
14D eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem eine Linse 20, die ein erstes Phasenmodulationselement 20c aufweist, dessen Ladewinkel um eine optische Achse herum eine erste Richtung aufweist, und eine Linse 20, die ein zweites Phasenmodulationselement 20c aufweist, dessen Ladewinkel um eine optische Achse herum eine zweite Richtung aufweist, abwechselnd angeordnet sind;
15A eine illustrative Abbildung, welche die Positionen von Bildern ohne Verzerrung und Positionen von aufgrund der WFC verschobenen Bildern zeigen; und
15B eine illustrative Abbildung, die Ausmaße einer Verzerrung für jeweilige Positionen in einer Haupt-Abtastrichtung zeigt;
16 eine schematische Abbildung, die zeigt, wie ein Bild, das durch ein n-tes bilderzeugendes optisches Element 15 erzeugt wird, mit einem Bild überlagert ist, das durch ein (n+1)-tes bilderzeugendes optisches Element 15 erzeugt wird;
17 eine Querschnittsansicht, welche die Merkmale einer Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 4 dieser Anmeldung beschreibt;
18 eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel zeigt, das so ausgelegt ist, dass in einem System, in dem die bilderzeugenden optischen Elemente 15a bis 15d in der x-Richtung in einer Linie angeordnet sind, keine Vignettierung verursacht wird, wobei die gleichen Sichtfeldbereiche wie jene von 17 sichergestellt sind;
19 eine illustrative Abbildung, die ein Dokumentenbild zeigt, bei dem gerade Linien mit Abständen p in der Haupt-Abtastrichtung angeordnet sind;
20 eine schematische Abbildung, die das Verhalten von Strahlen in einem überlappenden Bereich 32a auf der Seite des Leseobjekts 1 oder in der Nähe desselben zeigt;
21A ein Strahlverfolgungsdiagramm für einen Fall, bei dem keine Vignettierung vorliegt und kein Phasenmodulationselement 20c für die WFC vorhanden ist;
21B eine illustrative Abbildung, die Spot-Diagramme an einer bilderzeugenden Oberfläche für den Fall von 21A zeigt;
21C ein Strahlverfolgungsdiagramm für einen Fall, bei dem die AperturBreite in der x-Richtung einer Linse 18 von H' auf H reduziert ist und eine Vignettierung verursacht;
21D eine illustrative Abbildung, die Spot-Diagramme an der bilderzeugenden Oberfläche für den Fall von 21C zeigt;
21E ein Strahlverfolgungsdiagramm für einen Fall, bei dem keine Vignettierung vorliegt und ein Phasenmodulationselement 20c für die WFC vorhanden ist;
21F eine illustrative Abbildung, die Spot-Diagramme an der bilderzeugenden Oberfläche für den Fall von 21E zeigt;
21G ein Strahlverfolgungsdiagramm für einen Fall, bei dem eine Vignettierung vorliegt und ein Phasenmodulationselement 20c für die WFC vorhanden ist; und
21H eine illustrative Abbildung, die Spot-Diagramme an der bilderzeugenden Oberfläche für den Fall von 21G zeigt;
22A eine illustrative Abbildung, die eine Verzerrung für das Maß an Defokussierung Z' = -2Δ zeigt; und
22B eine illustrative Abbildung, die eine Verzerrung für das Maß an Defokussierung Z' = +2Δ zeigt;
23A eine illustrative Abbildung, die eine Verzerrung in einem Sichtfeldbereich 31b für einen Fall zeigt, bei dem eine Defokussierung Z = -2ΔM² auf der Seite des Leseobjekts 1 auftritt;
23B eine illustrative Abbildung, die eine Verzerrung in einem Sichtfeldbereich 31a für den Fall zeigt, bei dem eine Defokussierung Z = -2ΔM² auf der Seite des Leseobjekts 1 auftritt;
23C eine illustrative Abbildung, die eine Verzerrung in dem Sichtfeldbereich 31b für einen Fall zeigt, bei dem eine Defokussierung Z = +2ΔM² auf der Seite des Leseobjekts 1 auftritt; und
23D eine illustrative Abbildung, die eine Verzerrung in dem Sichtfeldbereich 31a für einen Fall zeigt, bei dem eine Defokussierung Z = +2ΔM² auf der Seite des Leseobjekts 1 auftritt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Um diese Anmeldung detaillierter zu beschreiben, werden nachstehend Ausführungsformen dieser Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 dieser Anmeldung zeigt, und 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 dieser Anmeldung zeigt.
Wenngleich 1 eine Querschnittsansicht ist, wird eine Schraffierung in der Zeichnung nicht verwendet, da es die Verwendung einer Schraffierung erschwert, die Details der Zeichnung zu erkennen.
In den 1 und 2 ist ein Leseobjekt 1 auf einem Deckglas 11 der Bildlesevorrichtung angeordnet. Bei einer Scanner-Vorrichtung zum Beispiel, die ein Papierdokument oder dergleichen scannt, bei dem es sich um das Leseobjekt 1 handelt, wird das Leseobjekt 1 in einer Neben-Abtastrichtung, bei der es sich in der Zeichnung um die y-Richtung handelt, über das Deckglas 11 bewegt. Darüber hinaus wird bei einem Geschäfts-Kopiergerät der gesamte Aufbau mit Ausnahme des in 1 gezeigten Deckglases 11 in der Neben-Abtastrichtung, bei der es sich in der Zeichnung um die y-Richtung handelt, relativ zu dem Leseobjekt 1 bewegt, das bewegungslos auf dem Deckglas 11 angeordnet ist.
Bei einer lichtemittierenden Einheit 12 handelt es sich um eine Lichtquelle, die Licht 13 in Richtung zu dem Leseobjekt 1 emittiert.
Eine Anordnung 14 eines bilderzeugenden Systems weist bilderzeugende optische Elemente 15 auf.
Die bilderzeugenden optischen Elemente 15 sind jeweils in einer geraden Linie angeordnet. Und zwar sind die bilderzeugenden optischen Elemente 15 jeweils in einer Haupt-Abtastrichtung angeordnet, bei der es sich in der Zeichnung um die x-Richtung handelt.
Wenngleich bei dem Beispiel der 1 und 2 vier bilderzeugende optische Elemente 15 angeordnet sind, handelt es sich dabei lediglich um ein Beispiel, und es können zwei oder drei bilderzeugende optische Elemente 15 oder fünf oder mehr bilderzeugende optische Elemente 15 angeordnet sein.
Die bilderzeugenden optischen Elemente 15 sind bilderzeugende Einheitssysteme, die in der Haupt-Abtastrichtung in einer Linie angeordnet sind und auf einer bilderzeugenden Oberfläche 22 verkleinerte, übertragene Bilder von Bildern einer Oberfläche des Leseobjekts 1 erzeugen, indem von dem Leseobjekt 1 gestreutes Licht 16 gesammelt wird und das gesammelte Licht 17 auf der bilderzeugenden Oberfläche 22 abgebildet wird.
Darüber hinaus sind, wenngleich Details später beschreiben werden, die bilderzeugenden optischen Elemente 15 derart angeordnet, dass ein Bereich eines Sichtfeldbereichs von dem einen bilderzeugenden optischen Element 15 mit einem Bereich eines Sichtfeldbereichs eines bilderzeugenden optischen Elements 15 überlappt, das benachbart zu dem einen bilderzeugenden optischen Element 15 angeordnet ist. Bei dem Sichtfeldbereich handelt es sich um einen Bereich, in dem das Licht 16 gesammelt wird.
Bei Linsen 18 handelt es sich um erste Linsen, die das von dem Leseobjekt 1 gestreute Licht 16 sammeln.
Bei Aperturblenden 19 handelt es sich um optische Bauteile, die einen Teil des von den Linsen 18 gesammelten Lichts 17 abschneiden.
Linsen 20 weisen jeweils eine erste Linsenoberfläche 20a auf der Seite der Aperturblende 19 und eine zweite Linsenoberfläche 20b auf der Seite der bilderzeugenden Oberfläche 22 auf, und ein Phasenmodulationselement 20c, das die Phase von durch die Aperturblende 19 hindurchlaufenden Strahlen moduliert, ist auf der ersten Linsenoberfläche 20a angeordnet. Das Phasenmodulationselement 20c weist Auflösungscharakteristika auf, die von einem Winkel um eine optische Achse herum abhängig sind.
Bei den Linsen 20 handelt es sich jeweils um eine zweite Linse, die Licht 21, dessen Phase durch ein Phasenmodulationselement 20c moduliert wurde, auf der bilderzeugenden Oberfläche 22 abbildet.
Wenngleich Details später beschrieben werden, sind die Phasenmodulationselemente 20c derart geladen, dass die Auflösungscharakteristika der Phasenmodulationselemente 20c in einer Anordnungsrichtung der bilderzeugenden optischen Elemente 15 unter den bilderzeugenden optischen Elementen 15 gleich sind. Und zwar sind die Ladewinkel um die optischen Achsen der Mehrzahl von Phasenmodulationselementen 20c herum relativ zu der Haupt-Abtastrichtung, bei der es sich um die x-Richtung handelt, in der gleichen Ebene gleich.
Bei dem Beispiel von 1 weist die Bildlesevorrichtung die Linsen 18 und die Linsen 20 auf. Da es jedoch nur erforderlich ist, dass das von dem Leseobjekt 1 gestreute Licht 16 auf der bilderzeugenden Oberfläche 22 eingefangen wird, können die Linsen 18 die Funktion der Linsen 20 aufweisen, oder die Linsen 20 können die Funktion der Linsen 18 aufweisen.
Bei einer Haltevorrichtung 23 handelt es sich um ein Halte-Element, das die Linsen 18 in den bilderzeugenden optischen Elementen 15 hält.
Bei einer Haltevorrichtung 24 handelt es sich um ein Halte-Element, das die Linsen 20 in den bilderzeugenden optischen Elementen 15 hält.
Bei Abbildungselementen 25 handelt es sich um linear geformte Chips, die auf der bilderzeugenden Oberfläche 22 angeordnet sind. Jedes der Abbildungselemente 25 liest ein verkleinertes, übertragenes Bild, das von einem entsprechenden bilderzeugenden optischen Element 15 erzeugt wird, und gibt das gelesene, verkleinerte, übertragene Bild als ein Bild des Leseobjekts 1 an einen Bildprozessor 60 aus.
Der Bildprozessor 60 führt einen Bildverknüpfungsprozess durch, um die verkleinerten, übertragenen Bilder zu verknüpfen, die jeweils von den Abbildungselementen 25 ausgegeben werden. Durch Abtasten des Leseobjekts 1 auf dem Deckglas 11 in der Neben-Abtastrichtung, bei der es sich um die y-Richtung handelt, wird ein zweidimensionales Bild der Oberfläche des Leseobjekts 1 erhalten.
3 ist eine schematische Abbildung, welche die Sichtfeldbereiche der bilderzeugenden optischen Elemente 15 zeigt.
In 3 handelt es sich bei 31a, 31b, 31c und 31d um die Sichtfeldbereiche der bilderzeugenden optischen Elemente 15. Wenngleich in 3 zwei (eine obere und eine untere) abwechselnde Schichten auf dem Papier dargestellt sind, damit das Überlappen der Sichtfeldbereiche problemlos erkennbar ist, überlappen die Sichtfeldbereiche einander in Wirklichkeit in einer geraden Linie.
Wird zum Beispiel der Sichtfeldbereich 31b eines bilderzeugenden optischen Elements 15 betrachtet, das in der Zeichnung das zweite von links ist, überlappt ein Bereich 32a des Sichtfeldbereichs 31b mit einem Bereich des Sichtfeldbereichs 31a eines bilderzeugenden optischen Elements 15, welches das erste von links ist, und ein Bereich 32b des Sichtfeldbereichs 31b des bilderzeugenden optischen Elements 15, welches das zweite von links ist, überlappt mit einem Bereich des Sichtfeldbereichs 31c eines bilderzeugenden optischen Elements 15, welches das dritte von links ist.
Auf den Bereich 32a des Sichtfeldbereichs 31b, der mit dem Sichtfeldbereich 31a überlappt, und den Bereich 32b des Sichtfeldbereichs 31b, der mit dem Sichtfeldbereich 31c überlappt, wird im Folgenden als überlappende Bereiche Bezug genommen.
Wird zum Beispiel angenommen, dass ein Bildlese-Bereich von der Bildlesevorrichtung gleich 300 mm ist, dass die bilderzeugenden optischen Elemente 15 in Abständen von 10 mm in der x-Richtung angeordnet sind und dass der Bereich der Sichtfeldbereiche 31a, 31b, 31c, 31d ... gleich 11 mm ist, ist der Bereich der überlappenden Bereiche 32a, 32b ... gleich 1 mm.
Als nächstes wird die Funktionsweise beschrieben.
Die lichtemittierende Einheit 12 gibt Licht 13 in Richtung zu dem auf dem Deckglas 11 angeordneten Leseobjekt 1 ab.
Das von der lichtemittierenden Einheit 12 emittierte Licht 13 wird von dem Leseobjekt 1 gestreut. Das von dem Leseobjekt 1 gestreute Licht 16 tritt in die bilderzeugenden optischen Elemente 15 ein.
Die Linsen 18 in den bilderzeugenden optischen Elementen 15 sammeln das von dem Leseobjekt 1 gestreute Licht 16, und die Aperturblenden 19 in den bilderzeugenden optischen Elementen 15 schneiden einen Teil des von den Linsen 18 gesammelten Lichts 17 ab.
Die Linsen 20 in den bilderzeugenden optischen Elementen 15 fangen die durch die Aperturblenden 19 hindurch laufenden Strahlen auf der bilderzeugenden Oberfläche 22 ein und erzeugen dadurch die verkleinerten, übertragenen Bilder der Bilder der Oberfläche des Leseobjekts 1 auf der bilderzeugenden Oberfläche 22.
Es ist jedoch anzumerken, dass die Phasen der durch die Aperturblenden 19 hindurchlaufenden Strahlen durch die Phasenmodulationselemente 20c moduliert werden, da die Phasenmodulationselemente 20c auf den ersten Linsenoberflächen 20a der Linsen 20 angeordnet sind. Die Funktionsweise der Phasenmodulationselemente 20c wird später beschrieben.
Die Abbildungselemente 25 lesen die verkleinerten, übertragenen Bilder, die von den bilderzeugenden optischen Elementen 15 erzeugt werden, und geben die gelesenen, verkleinerten, übertragenen Bilder an den Bildprozessor 60 aus.
Wenn der Bildprozessor 60 die verkleinerten, übertragenen Bilder von den Abbildungselementen 25 empfängt, führt der Bildprozessor 60 einen Bildverknüpfungsprozess an den verkleinerten, übertragenen Bildern durch und überlagert dadurch die verkleinerten, übertragenen Bilder. Durch Abtasten des Leseobjekts 1 auf dem Deckglas 11 in der Neben-Abtastrichtung, bei der es sich um die y-Richtung handelt, wird ein zweidimensionales Bild der Oberfläche des Leseobjekts 1 erhalten.
Bei Ausführungsform 1 sind die Phasenmodulationselemente 20c auf den ersten Linsenoberflächen 20a der Linsen 20 angeordnet. Wenn die Phasenmodulationselemente 20c nicht geladen sind, ist es schwierig, eine chromatische Aberration zu unterbinden, die in den bilderzeugenden optischen Elementen 15 auftritt, und somit ist es schwierig, eine Bildverschlechterung zu unterbinden.
Eine Bildverschlechterung, die auftritt, wenn die Phasenmodulationselemente 20c nicht geladen sind, wird im Folgenden spezifisch beschrieben.
Hierbei wird angenommen, dass die Linse 20 in einer solchen Weise die erste Linsenoberfläche 20a nicht aufweist, dass das Phasenmodulationselement 20c auf dieser angeordnet ist, sondern dass sie nur die zweite Linsenoberfläche 20b aufweist.
Als übliches Hilfsmittel zum Korrigieren einer chromatischen Aberration, die in einem refraktiven Linsensystem auftritt, wie beispielsweise in der Linse 20, ist ein Hilfsmittel bekannt, das eine achromatische Linse verwendet.
Bei der achromatischen Linse handelt es sich um eine Linse, in der eine konvexe Linse, die aus einem Glasmaterial mit einer geringen Dispersion hergestellt ist, und eine konkave Linse miteinander verklebt sind, die aus einem Glasmaterial mit einer hohen Dispersion hergestellt ist. Es ist jedoch anzumerken, dass Herstellungskosten für verklebte Linsen mit unterschiedlichen Materialien hoch sind.
Wenngleich die Herstellung einer achromatischen Linse unter Verwendung von Kunststoff die Herstellungskosten reduziert, erschwert die Verwendung von Kunststoff eine Unterbindung der chromatischen Aberration, da eine Korrektur einer chromatischen Aberration schwierig ist.
4 ist eine illustrative Abbildung, die eine axiale chromatische Aberration zeigt, die in einem refraktiven Linsensystem auftritt. Bei der axialen chromatischen Aberration handelt es sich um eine Aberration, bei der die Fokusposition für unterschiedliche Wellenlängen variiert.
In 4 zeigt B konvergierende blaue Lichtstrahlen in dem Licht an, das durch die Aperturblende 19 und die Linse 20 hindurchläuft, und bildet ein Bild an einer Position nahe bei der Linse 20.
G zeigt konvergierende grüne Lichtstrahlen an und bildet ein Bild an einer Position weiter entfernt von der Linse 20 als jenes der konvergierenden blauen Lichtstrahlen B.
R zeigt konvergierende rote Lichtstrahlen an und bildet ein Bild an einer Position weiter entfernt von der Linse 20 als jenes der konvergierenden grünen Lichtstrahlen G.
5 zeigt Kurven der Modulationsübertragungsfunktion (MTF, Modulation Transfer Function) in Bezug auf den Abstand zu einem Dokument in einem Fall, in dem das Phasenmodulationselement 20c nicht geladen ist.
Hierbei handelt es sich bei der MTF um eine Übertragungsfunktion eines optischen Systems.
Das Leseobjekt 1, bei dem es sich um ein Objekt handelt, auf welches das optische System abzielt, variiert in Bezug auf Struktur und Abmessung, kann jedoch als eine Ansammlung von Strukturen betrachtet werden, die in einem Bereich von einer groben Hell/Dunkel-Struktur bis zu einer detaillierten Hell/Dunkel-Struktur liegen. Die MTF ist ein Parameter, um zu beschreiben, wie genau ein Kontrast, um den es sich bei diesen Hell/Dunkel-Strukturen handelt, in einem Bild reproduziert werden kann.
5 zeigt MTFs für ein Raumfrequenz-Äquivalent zu 380 dpi, und der Abstand zu einem Dokument auf der horizontalen Achse ist der Abstand zu dem Leseobjekt 1 in Bezug auf eine genau fokussierte Position. Die MTF auf der vertikalen Achse ist für jede Farbe R, G, B gezeigt.
Es ist anzumerken, dass eine Messung der MTF im Allgemeinen ein Sinuskurven-Diagramm verwendet, bei dem sich der Lichttransmissionsgrad von 100% zu 0% in der Weise einer Sinuskurve ändert und die in 1 mm vorhandene Anzahl von Peaks der Sinuswelle als eine Raumfrequenz bezeichnet wird.
In 5 weist die Farbe R mit einer langen Wellenlänge ihren Peak bei einer Position von +0,15 mm auf, während die Farbe B mit einer kurzen Wellenlänge ihren Peak bei einer Position von -0,45 mm aufweist.
Wenn demzufolge ein schwarz/weißes Dokument mit einer hohen Raumfrequenz an einer Position von +0,15 mm angeordnet ist, wird von roten Komponenten ein Bild ohne irgendeine Unschärfe erzeugt, blaue Komponenten sind jedoch unscharf, was in einem Bild mit rötlich-weißen Linien resultiert.
Wenn darüber hinaus ein schwarz/weißes Dokument mit einer hohen Raumfrequenz an einer Position von -0,45 mm angeordnet ist, wird von blauen Komponenten ein Bild ohne irgendeine Unschärfe erzeugt, rote Komponenten sind jedoch unscharf, was in einem Bild mit bläulich-weißen Linien resultiert.
Daher ist ersichtlich, dass eine Bildverschlechterung auftritt, z.B. aufgrund der Feinheit von Strukturen eines Objekts, dass Farben verschwommen aussehen, wenn das Phasenmodulationselement 20c nicht geladen ist.
Es ist eine als Wellenfront-Codierung (auf die im Folgenden als „WFC“ Bezug genommen wird) bezeichnete Technik zur Unterbindung einer Bildverschlechterung bekannt, bei der das Phasenmodulationselement 20c montiert wird, und diese Technik ist zum Beispiel in der folgenden Patentliteratur 2 offenbart:

Patentliteratur 2: JP 2011-135 484 A

Bei der WFC handelt es sich um eine Technik, bei der das Phasenmodulationselement 20c, das die Phase des transmittierten Lichts moduliert, bei oder nahe bei einer Aperturblende angeordnet ist, und bei der eine Bildverarbeitung an einem Bild durchgeführt wird, das von einem Abbildungselement gelesen wird, um ein Bild zu rekonstruieren.
Für eine Phasenmodulation, die zum Beispiel von dem Phasenmodulationselement 20c geliefert wird, ist eine Phasenmodulation denkbar, die von einer kubischen Phasenmodulationsfunktion geliefert wird, wie beispielsweise jener, die nachstehend in der Gleichung (1) gezeigt ist: $ϕ (X,Y) = a (X^{3} + Y^{3})$
In Gl. (1) ist a eine Konstante. X ist die Position in der Haupt-Abtastrichtung, und Y ist die Position in der Neben-Abtastrichtung. Es ist jedoch anzumerken, dass es sich hier um ein Beispiel handelt und somit Phasenmodulationen entsprechend anderen funktionalen Formen ebenfalls denkbar sind.
Für das Phasenmodulationselement 20c wird ein Plattenelement verwendet, das aus einem transparenten Material hergestellt ist, wie beispielsweise Glas oder Kunststoff, und das Plattenelement wird derart bearbeitet, dass sich eine Dicke Z desselben gemäß der Position (X, Y) in einer Ebene ändert, wie nachstehend in Gleichung (2) gezeigt: $Z = ϕ (X, Y)$
Ein Resultat einer dreidimensionalen graphischen Darstellung der in Gl. (2) gezeigten Funktion ist in 6 dargestellt. 6 ist eine illustrative Abbildung, die eine Phasenmodulationsfunktion zeigt, bei der es sich um die in Gl. (2) wiedergegebene Funktion handelt.
Durch Montieren des Phasenmodulationselements 20c werden gesammelte Strahlen verzerrt, wie in 7 gezeigt.
7A stellt gesammelte Strahlen für den Fall dar, bei dem das Phasenmodulationselement 20c nicht geladen ist, und stellt außerdem Spot-Diagramme an einer Position und in der Nähe einer Position dar, an der die Strahlen gesammelt werden.
7B stellt gesammelte Strahlen für den Fall dar, bei dem das Phasenmodulationselement 20c geladen ist, und stellt außerdem Spot-Diagramme an einer Position und in der Nähe einer Position dar, an der die Strahlen gesammelt werden.
Wenn das Phasenmodulationselement 20c nicht geladen ist, wie in 7A gezeigt, ändert sich die Abmessung eines Spots des gesammelten Lichts beträchtlich entsprechend einer Defokussierung aus dem Fokuspunkt, und an dem Lichtsammelpunkt wird ein kleiner Spot erhalten, durch eine geringe Defokussierung wird jedoch ein großer Spot erhalten.
Wenn im Gegensatz dazu das Phasenmodulationselement 20c geladen ist, wie in 7B gezeigt, ist ein Spot an einem Lichtsammelpunkt ebenfalls groß und weist eine asymmetrisch verzerrte Gestalt auf, es können jedoch im Wesentlichen identische Spots ungeachtet der Position in der z-Richtung erhalten werden.
8 ist eine graphische Darstellung, die MTFs in Bezug auf den Abstand zu einem Dokument für den Fall zeigt, bei dem das Phasenmodulationselement 20c geladen ist.
Wie 5 zeigt auch 8 die MTFs für ein Raumfrequenz-Äquivalent zu 380 dpi.
Ein Vergleich der 5 und 8 zeigt, dass MTF-Werte in dem Fall, in dem das Phasenmodulationselement 20c geladen ist, im Wesentlichen unveränderlich gegenüber der Änderung des Abstands zu dem Dokument sind, wenngleich die Peak-Werte klein sind.
Daher ist ein Bild, das erhalten wird, wenn das Phasenmodulationselement 20c geladen ist, in der gleichen Weise ungeachtet der Position in der z-Richtung unscharf, und somit kann, auch wenn das Maß einer Verschiebung in der z-Richtung nicht bekannt ist, ein Bildrekonstruktionsprozess unter Verwendung des gleichen Dekonvolutionsfilters durchgeführt werden. Der Bildrekonstruktionsprozess ist zum Beispiel in der nachstehenden Patentliteratur 3 offenbart:

Patentliteratur 3: JP 2014-75 653 A

Darüber hinaus weist eine Punktverteilungsfunktion (auf die im Folgenden als „PSF“ Bezug genommen wird), die unter Verwendung der in Gl. (1) gezeigten Funktion erhalten wird, verschiedene Raumfrequenzkomponenten auf. Die PSF ist eine Abkürzung für „Point Spread Function“.
9 stellt illustrative Abbildungen dar, die MTFs in der x-Richtung für die Spots A bis D in 7 zeigen.
9A ist eine illustrative Abbildung, die eine MTF in der x-Richtung für den Spot A zeigt. 9B ist eine illustrative Abbildung, die eine MTF in der x-Richtung für den Spot B zeigt.
Darüber hinaus ist 9C eine illustrative Abbildung, die eine MTF in der x-Richtung für den Spot C zeigt, und 9D ist eine illustrative Abbildung, die eine MTF in der x-Richtung für den Spot D zeigt.
Für den Spot A, der in dem Fall erhalten wird, in dem das Phasenmodulationselement 20c nicht geladen ist, wie in 9A gezeigt, weist die MTF Wert über einen breiten Raumfrequenzbereich einen hohen Wert auf, und bei dem Spot A wird ein Bild ohne Unschärfe erhalten.
Für den Spot B, der in dem Fall erhalten wird, in dem das Phasenmodulationselement 20c nicht geladen ist, wie in 9B gezeigt, gingen bei dem Spot B, da die MTF bei zwei Raumfrequenzen eine Nullstelle aufweist, einige Bild-Teilinformationen in der Raumfrequenz verloren, und somit kann ein Bildrekonstruktionsprozess unter Verwendung eines Dekonvolutionsfilters nicht durchgeführt werden.
Für die Spots C und D, die in dem Fall erhalten werden, in dem das Phasenmodulationselement 20c geladen ist, kann ein Bildrekonstruktionsprozess unter Verwendung eines Dekonvolutionsfilters durchgeführt werden, da die MTF über einen breiten Raumfrequenzbereich keine Nullstelle aufweist.
9C, welche die MTF in der x-Richtung für den Spot C zeigt, und 9D, welche die MTF in der x-Richtung für den Spot D zeigt, weisen nahezu die gleiche Kurve auf, und es besteht ein Vorteil dahingehend, dass ungeachtet des Abstands in der z-Richtung der gleiche Dekonvolutionsfilter verwendet werden kann.
Es ist anzumerken, dass das Phasenmodulationselement 20c in der Ebene der Aperturblende geladen werden muss, um so die gleiche Modulation zu Punktbildern bei sämtlichen Bildhöhen hinzuzufügen, bei denen es sich um Positionen in der x-Richtung handelt. Wenn in der Nähe der Aperturblende eine Linsenoberfläche vorhanden ist, liefert darüber hinaus ein Hinzufügen der Dicke Z, bei der es sich um das Ausmaß eines Durchhängens handelt, das durch Gl. (2) wiedergegeben wird, zu der Form der gekrümmten Linsenoberfläche den gleichen Phasenmodulationseffekt.
Ein Anwenden der WFC-Technik auf diese Weise vergrößert die Tiefenschärfe von jedem von R, G und B für jedes bilderzeugende optische Element 15, bei dem es sich um ein bilderzeugendes Einheitssystem handelt, und daher können Unterschiede in der Auflösung für R, G und B vernachlässigt werden, und die axiale chromatische Aberration ist praktisch eliminiert. Darüber hinaus kann nicht nur die Eliminierung der axialen chromatischen Aberration, sondern auch ein großer vorteilhafter Effekt dahingehend erzielt werden, dass die Tiefenschärfe gegenüber dem Fall vergrößert werden kann, bei dem die WFC-Technik nicht angewendet wird.
Als nächstes wird ein Problem beschrieben, das auftritt, wenn die WFC auf ein optisches Facettenauge-System angewendet wird.
Wenn die WFC auf einen linearen Bildsensor eines optischen Facettenauge-Systemschemas angewendet wird, tritt aufgrund der PSF, die eine asymmetrische Form aufweist, ein Problem auf, wenn Bilder, die von den bilderzeugenden optischen Elementen 15, den bilderzeugenden Einheitssystemen, erzeugt werden, miteinander verknüpft werden.
Da die PSF eine asymmetrische Form aufweist, variiert die Auflösung eines Bilds, das von dem bilderzeugenden optischen Element 15 erzeugt wird, in dem das Phasenmodulationselement 20c geladen ist, beträchtlich in Abhängigkeit von der Richtung.
10 ist eine illustrative Abbildung, die Richtungen definiert, die verwendet werden, wenn die MTF berechnet wird.
In 10 ist θ ein Winkel zu der x-Richtung.
11 ist eine illustrative Abbildung, welche die Resultate einer Berechnung von MTFs für Fälle zeigt, in denen der Winkel θ gleich 0°, 30°, 45°, 60°, 90°, 120°, 135°, 150° und 180° ist.
Wie in 11 gezeigt, variiert die Wellenform der MTF in Abhängigkeit von dem Winkel θ. Und zwar ist die Wellenform der MTF in der x-Richtung, die erhalten wird, wenn das Phasenmodulationselement 20c um einen Winkel ϕ = -θ in einer xy-Ebene gedreht wird, gleich der MTF in einer Winkelrichtung θ in 11. Demzufolge werden, wenn zwischen den bilderzeugenden optischen Elementen 15 nicht der gleiche Ladewinkel festgelegt ist, Bilder mit unterschiedlichen Auflösungsrichtungen miteinander verknüpft. Im Ergebnis tritt an Grenzen, an denen die Bilder miteinander verknüpft werden, eine signifikante Bildverschlechterung auf, wie beispielsweise das Auftreten von diskontinuierlichen Änderungen in der Auflösung.
Wenn diskontinuierliche Änderungen in der Auflösung in Bildern auftreten, die von den bilderzeugenden optischen Elementen 15 erzeugt werden, bleibt die Richtungsabhängigkeit der Auflösung bestehen, auch wenn ein Bildrekonstruktionsprozess unter Verwendung eines Dekonvolutionsfilters an den Bildern durchgeführt wird.
Darüber hinaus kann in Abhängigkeit von der Orientierung des Phasenmodulationselements 20c durch das Durchführen eines Bildrekonstruktionsprozesses eine Ringbildung auftreten, die in einem ursprünglichen Bild nicht existiert. Aufgrund dessen ist es möglich, wenn der Grad des Auftretens der Ringbildung in Abhängigkeit von der Orientierung des Phasenmodulationselements 20c variiert, dass ein verschlechtertes verknüpftes Bild erhalten wird, für das eine Anerkennung nicht angebracht ist.
Demzufolge wird bei Ausführungsform 1 bewirkt, dass Charakteristika, die von den Ladewinkeln der Phasenmodulationselemente 20c um die optischen Achsen herum abhängig sind, identisch sind, indem die Ladewinkel der in sämtlichen bilderzeugenden optischen Elementen 15 enthaltenen Phasenmodulationselemente 20 um die optischen Achsen herum so festgelegt werden, dass sie den gleichen Winkel ϕ in der gleichen Ebene aufweisen. Mit anderen Worten, die Phasenmodulationselemente 20c werden derart installiert, dass die Auflösungscharakteristika der Phasenmodulationselemente 20c in einer Anordnungsrichtung der bilderzeugenden optischen Elemente 15 unter den bilderzeugenden optischen Elementen 15 gleich sind.
Spezifisch sind die Orientierungen der Linsen 20, bei denen das Phasenmodulationselement 20c jeweils auf der ersten Linsenoberfläche 20a angeordnet ist, sämtlich so festgelegt, dass sie in die gleiche Richtung weisen.
Bei 12 handelt es sich um illustrative Abbildungen, welche die Linsen 20 zeigen, deren Orientierungen sämtlich so festgelegt sind, dass sie in die gleiche Richtung weisen.
In 12 kennzeichnet 40 globale Koordinaten, und 41a, 41b, 41c, 41d, 41e und 41f kennzeichnen lokale Koordinaten von Phasenüberlagerungsebenen der Linsen 20, deren Phasenmodulation durch Gl. (1) wiedergegeben wird. Die Phasenüberlagerungsebenen beziehen sich auf die ersten Linsenoberflächen 20a, auf denen die Phasenmodulationselemente 20c angeordnet sind.
12 ist eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem die globalen Koordinaten 40 und die lokalen Koordinaten 41a, 41b, 41c, 41d, 41e und 41f der Phasenüberlagerungsebenen sämtlicher Linsen 20 die gleiche Orientierung aufweisen.
Da die bilderzeugenden optischen Elemente bei dem Beispiel von 12A sämtlich die gleiche Richtungsabhängigkeit der Auflösung aufweisen, ist das Problem gelöst, das auftritt, wenn Bilder miteinander verknüpft werden, die von den bilderzeugenden optischen Elementen 15 erzeugt werden.
12B ist eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem die lokalen Koordinaten 41a, 41b, 41c, 41d, 41e und 41f der Phasenüberlagerungsebenen sämtlicher Linsen 20 um ϕ = 45° gedreht sind, die lokalen Koordinaten 41a, 41b, 41c, 41d, 41e und 41f der Phasenüberlagerungsebenen sämtlicher Linsen 20 jedoch die gleiche Orientierung aufweisen.
12C ist eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem die lokalen Koordinaten 41a, 41b, 41c, 41d, 41e und 41f der Phasenüberlagerungsebenen sämtlicher Linsen 20 um θ gedreht sind, die lokalen Koordinaten 41a, 41b, 41c, 41d, 41e und 41f der Phasenüberlagerungsebenen sämtlicher Linsen 20 jedoch die gleiche Orientierung aufweisen.
Wenngleich sich die Orientierungen der lokalen Koordinaten 41a, 41b, 41c, 41d, 41e und 41f der Phasenüberlagerungsebenen sämtlicher Linsen 20 bei den Beispielen der 12B und 12C von der Orientierung der globalen Koordinaten 40 unterscheiden, weist die MTF, wenn die Wellenform der MTF bei dem Winkel θ, wie beispielsweise jene, die in 11 gezeigt ist, durch die Gleichung (3) nachstehend definiert ist, den gleichen Wert auf, da es sich bei der MTF um einen Wert handelt, der anzeigt, wie stark jede Raumfrequenzkomponente bei dem Winkel θ enthalten ist, auch wenn der Winkel θ um 180° geändert wird. Und zwar gilt die nachstehende Gleichung (4): $MTF = f (θ)$
$f (θ) = f (θ + 180 °)$
Auch wenn die lokalen Koordinaten 41a, 41b, 41c, 41d, 41e und 41f der Phasenüberlagerungsebenen sämtlicher Linsen 20 um ϕ gedreht sind, stimmt daher die MTF zwischen der +x-Richtung und der -x-Richtung der globalen Koordinaten überein.
Auch wenn die lokalen Koordinaten 41a, 41b, 41c, 41d, 41e und 41f der Phasenüberlagerungsebenen sämtlicher Linsen 20 um ϕ gedreht sind, stimmt die Bildauflösungsrichtcharakteristik unter sämtlichen bilderzeugenden optischen Elementen 15 überein. Selbstverständlich enthält die Drehung um ϕ auch eine Drehung um ϕ = 45°.
Es ist anzumerken, dass als ein Hilfsmittel zum Festlegen der gleichen Orientierung für die lokalen Koordinaten 41a, 41b, 41c, 41d, 41e und 41f der Phasenüberlagerungsebenen der Linsen 20 ein Hilfsmittel für die Durchführung eines Schnitts in einem Teil von jeder der Linsen 20 oder in einem Teil von jedem der auf den ersten Linsenoberflächen 20a der Linsen 20 angeordneten Phasenmodulationselemente 20c denkbar ist.
13 ist eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem ein Schnitt in einem Teil der Linse 20 durchgeführt wurde.
Bei dem Beispiel von 13 ist die Linse 20 gezeigt, die partiell in der Form eines D geschnitten wurde, und Anbringungsbereiche 50 der Haltevorrichtung 24 für die Linsen 20 weisen die Form eines D auf. Durch Verändern der Form oder der Abmessung des Schnitts kann das Ausmaß einer Drehung geändert werden.
Wenn ein Teil von jedem der auf den ersten Linsenoberflächen 20a der Linsen 20 angeordneten Phasenmodulationselemente 20c ebenfalls geschnitten wird, kann durch Ändern der Form oder der Abmessung des Schnitts das Ausmaß einer Drehung geändert werden.
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, wird gemäß Ausführungsform 1 ein vorteilhafter Effekt dahingehend geliefert, dass eine chromatische Aberration unterbunden wird, so dass die Unterbindung einer Bildverschlechterung ermöglicht wird, da eine Konfiguration derart vorliegt, dass die Phasenmodulationselemente 20c so installiert sind, dass sie identische Charakteristika aufweisen, die von den Ladewinkeln der in den bilderzeugenden optischen Elementen 15 enthaltenen Phasenmodulationselemente 20c um die optischen Achsen herum abhängig sind.
Da eine Konfiguration derart vorliegt, dass bewirkt wird, dass die Phasenmodulations-Charakteristika sämtlicher Phasenmodulationselemente 20c identisch sind, indem die Ladewinkel der in sämtlichen bilderzeugenden optischen Elementen 15 enthaltenen Phasenmodulationselemente 20c um die optischen Achsen herum so festgelegt werden, dass sie den gleichen Winkel θ in der gleichen Ebene aufweisen, kann nämlich die WFC auf die linearen Bildsensoren des Typs optisches Facettenauge-System angewendet werden. Im Ergebnis kann ein sehr gutes Bild erzielt werden, dessen axiale chromatische Aberration korrigiert ist, und die Tiefenschärfe kann beträchtlich verbessert sein.
Ausführungsform 2
Wenngleich die vorstehende Ausführungsform 1 zeigt, dass die Ladewinkel der in sämtlichen bilderzeugenden optischen Elementen 15 enthaltenen Phasenmodulationselemente 20c um die optischen Achsen herum so festgelegt sind, dass sie den gleichen Winkel ϕ in der gleichen Ebene aufweisen, beschreibt Ausführungsform 2, dass der Unterschied zwischen den Ladewinkeln der in den bilderzeugenden optischen Elementen 15 enthaltenen Phasenmodulationselemente 20c um die optischen Achsen herum in der gleichen Ebene ein ganzzahliges Vielfaches von 90 Grad ist.
14 zeigt illustrative Abbildungen, die Beispiele darstellen, bei denen sich die Orientierungen der Linsen 20, in denen die Phasenmodulationselemente 20c geladen sind, zwischen diesen um ein ganzzahliges Vielfaches von 90 Grad unterscheiden.
In 14 sind die Linsen 20 angeordnet, bei denen der Drehwinkel der lokalen Koordinaten in Bezug auf die globalen Koordinaten 40 irgendeiner von 0°, 90°, 180° und 270° ist.
Wenn die Phasenmodulationsfunktion wiedergegeben wird, wie vorstehend in Gl. (1) gezeigt, ist die Wellenform der MTF in der Winkelrichtung θ aufgrund der Tatsache, dass der Funktionsausdruck der gleiche ist, auch wenn eine x-Koordinate und eine y-Koordinate vertauscht sind, und dass, wie in Gl. (4) gezeigt, die MTF den gleichen Wert aufweist, auch wenn der Winkel θ um 180° geändert wird, für θ = 0°, 90°, 80° und 270° gleich. Und zwar gilt die nachstehende Gleichung (5): $f (0 °) = f (90 °) = f (180 °) = f (270 °)$
Somit ist ein sehr gutes Verknüpfen von Bildern möglich, auch wenn die Linsen 20 um ϕ = 0°, 90°, 180° und 270° gedreht sind, da sich die Richtungsabhängigkeit der MTF nicht ändert.
14A ist eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem eine Linse 20 mit ϕ = 0° und eine Linse 20 mit ϕ = 270° abwechselnd angeordnet sind.
Bei der Anordnung der 14A sind die MTFs sämtlicher bilderzeugender optischer Elemente 15 für die x-Richtung und die y-Richtung der globalen Koordinaten 40 exakt die gleichen. Wenn somit der Bildprozessor 60 Bilder verknüpft, die von den bilderzeugenden optischen Elementen 15 erzeugt werden, kann eine sehr gute Überlagerung der Bilder durchgeführt werden, da die Auflösungsrichtcharakteristika sämtlicher Bilder übereinstimmen.
14B ist eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem eine Linse 20 mit ϕ = 0°, eine Linse 20 mit ϕ = 90°, eine Linse 20 mit ϕ = 180° und eine Linse 20 mit ϕ = 270° in dieser Reihenfolge in der Zeichnung von links angeordnet sind.
14C ist eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem eine Linse 20 mit ϕ = 0°, eine Linse 20 mit ϕ = 90°, eine Linse 20 mit ϕ = 180° und eine Linse 20 mit ϕ = 270° zufällig angeordnet sind.
Wie im Fall von 14A sind die MTFs sämtlicher bilderzeugender optischer Elemente 15 auch im Fall der 14B und 14C für die x-Richtung und die y-Richtung der globalen Koordinaten 40 exakt die gleichen. Wenn somit der Bildprozessor 60 Bilder verknüpft, die von den bilderzeugenden optischen Elementen 15 erzeugt werden, kann eine sehr gute Überlagerung der Bilder durchgeführt werden, da die Auflösungsrichtcharakteristika sämtlicher Bilder übereinstimmen.
14D ist eine illustrative Abbildung, die ein Beispiel zeigt, bei dem eine Linse 20, die ein erstes Phasenmodulationselement aufweist, dessen Ladewinkel um eine optische Achse herum eine erste Richtung aufweist, und eine Linse 20, die ein zweites Phasenmodulationselement aufweist, dessen Ladewinkel um eine optische Achse herum eine zweite Richtung aufweist, abwechselnd angeordnet sind.
Bei der ersten Richtung handelt es sich um eine Richtung, die durch lokale Koordinaten 41a, 41c und 41e definiert ist, eine erste Koordinatenachse für die erste Richtung ist die x-Richtung der lokalen Koordinaten 41a, 41c und 41e, und eine zweite Koordinatenachse für die erste Richtung ist die y-Richtung der lokalen Koordinaten 41a, 41c und 41e.
Darüber hinaus handelt es sich bei der zweiten Richtung um eine Richtung, die durch die lokalen Koordinaten 41b, 41d und 41f definiert ist, eine erste Koordinatenachse für die zweite Richtung ist die x-Richtung der lokalen Koordinaten 41b, 41d und 41f, und eine zweite Koordinatenachse für die zweite Richtung ist die y-Richtung der lokalen Koordinaten 41b, 41d und 41f.
Daher handelt es sich bei der Richtung der ersten Koordinatenachse für die zweite Richtung um eine Richtung, die um -90 Grad in Bezug auf die erste Koordinatenachse für die erste Richtung gedreht ist, und bei der Richtung der zweiten Koordinatenachse für die zweite Richtung handelt es sich um eine Richtung, die um +90 Grad in Bezug auf die zweite Koordinatenachse für die erste Richtung gedreht ist.
Wie in dem Fall von 14A stimmen die Richtungsabhängigkeiten der MTFs auch in dem Fall von 14D überein, und darüber hinaus kann ein vorteilhafter Effekt wie beispielsweise jener nachstehend gezeigte erzielt werden.
Wenn die PSF durch das Phasenmodulationselement 20c durch Anwenden der WFC verzerrt wird, tritt nicht nur eine Spot-Verzerrung, sondern auch eine asymmetrische Verzerrung des gesamten Bilds auf.
15 ist eine illustrative Abbildung, die eine durch die WFC verursachte asymmetrische Verzerrung zeigt.
15A zeigt die Positionen von Bildern ohne Verzerrung und die Positionen, an denen Bilder aufgrund der WFC verschoben sind.
In 15A kennzeichnet das Symbol „o“ die Position eines Bilds ohne Verzerrung, und das Symbol „■“ kennzeichnet eine Position, an der ein Bild aufgrund der WFC verschoben ist.
Bilder an +x-Positionen werden in eine positivere Richtung verschoben, und Bilder an -x-Positionen werden ebenfalls in die positive Richtung verschoben.
Wenn das Ausmaß einer Verschiebung in 15A als das Ausmaß einer Verzerrung in einer Kurve dargestellt wird, wobei das Ausmaß der Verzerrung erhalten wird, wenn ein Bild in einer Richtung weg von einer mittleren Position x = 0 verschoben wird, bei der es sich um eine +-Richtung handelt, wird 15B erhalten. 15B ist eine illustrative Abbildung, die das Ausmaß einer Verzerrung für jeweilige Positionen in der Haupt-Abtastrichtung zeigt.
Wie in 15B gezeigt, tritt eine links/rechts-asymmetrische Bildverzerrung auf.
Und zwar ist die Übertragungsvergrößerung bei einem Bild, das von einem einzelnen bilderzeugenden optischen Element 15 erzeugt wird, in der positiven und der negativen Richtung der Haupt-Abtastrichtung unterschiedlich.
Wenn ein gegebenes bilderzeugendes optisches Element 15 und dessen benachbartes bilderzeugendes optisches Element 15 bei einer derartigen vorhandenen Verzerrung in der gleichen Richtung orientiert sind, wie bei der vorstehenden Ausführungsform 1, ist es schwierig, eine Überlagerung durchzuführen, da die Übertragungsvergrößerung unterschiedlich ist, auch wenn versucht wird, ein Bild in einem überlappenden Bereich des benachbarten bilderzeugenden optischen Elements zu überlagern.
16 ist eine schematische Abbildung, die zeigt, wie ein Bild, das von einem n-ten bilderzeugenden optischen Element 15 erzeugt wird, ein Bild überlagert, das von einem (n+1)-ten bilderzeugenden optischen Element 15 erzeugt wird.
Bei einem Beispiel von 16 wird ein Überlagern durch Korrelieren von Bildern zwischen einem überlappenden Bereich B_n, der sich am rechten Rand eines n-ten Bilds befindet, und einem überlappenden Bereich A_n+1 durchgeführt, der sich am linken Rand eines (n+1)-ten Bilds befindet, da die zwei Bilder jedoch unterschiedliche Übertragungsvergrößerungen aufweisen, ist es schwierig, ein Überlagern durchzuführen.
Wenn die Linsen 20 jedoch angeordnet sind, wie in 14D gezeigt, stimmt die Übertragungsvergrößerung in sämtlichen überlappenden Bereichen zwischen benachbarten Bildern überein.
Wenn die Linsen 20 angeordnet sind, wie in 14D gezeigt, kann demzufolge mittels Durchführen des gleichen Überlagerungs-Prozessablaufs wie jenem bei der vorstehenden Ausführungsform 1 ein sehr gutes Bild erhalten werden, dessen axiale chromatische Aberration korrigiert ist.
Ausführungsform 3
Die vorstehende Ausführungsform 2 zeigt ein Beispiel, bei dem durch Anordnen der Linsen 20, wie in 14D gezeigt, ein sehr gutes Bild erzielt wird, dessen axiale chromatische Aberration korrigiert ist.
Diese Ausführungsform 3 beschreibt ein Beispiel, bei dem durch Eliminieren einer asymmetrischen Verzerrung in den überlappenden Bereichen 32a, 32b ..., die beide Randbereiche der Sichtfeldbereiche 31a, 31b, 31c, 31d, ... sind, d.h. der links/rechts-asymmetrischen Verzerrung, wie beispielsweise jener in 15 gezeigten, ein sehr gutes Bild erzielt wird, dessen axiale chromatische Aberration korrigiert ist.
Der Bildprozessor 60 führt eine Verzerrungskorrektur (auf die im Folgenden als „Verzerrungskorrektur“ Bezug genommen wird) an einer Mehrzahl von Bildern durch, die eine links/rechts-asymmetrische Verzerrung aufweisen, wie in 15 gezeigt, d.h. an einer Mehrzahl von verkleinerten, übertragenen Bildern, die jeweils von den Abbildungselementen 25 ausgegeben werden, bevor ein Bildverknüpfungsprozess durchgeführt wird, um eine Mehrzahl von Bildern zu überlagern. Die Verzerrungskorrektur selbst ist eine allgemein bekannte Technik, und somit ist eine detaillierte Beschreibung derselben weggelassen.
Indem der Bildprozessor 60 eine Verzerrungskorrektur durchführt, wird eine Verzerrung in den überlappenden Bereichen 32a, 32b, ... kompensiert, die in verkleinerten, übertragenen Bildern enthalten ist, die von den Abbildungselementen 25 ausgegeben werden.
Dadurch existiert in Bezug auf Übertragungsvergrößerungen kein Unterschied mehr zum Beispiel zwischen dem überlappenden Bereich B_n, der sich am rechten Rand des n-ten verkleinerten, übertragenen Bilds (des Bilds) befindet, und dem überlappenden Bereich A_n+1, der sich am linken Rand des (n+1)-ten verkleinerten, übertragenen Bilds (des Bilds) befindet, wie in 16 gezeigt.
Der Bildprozessor 60 führt eine Verzerrungskorrektur an einer Mehrzahl von verkleinerten, übertragenen Bildern durch, die jeweils von den Abbildungselementen 25 ausgegeben werden, und führt dann einen Bildverknüpfungsprozess durch, um die verkleinerten, übertragenen Bilder zu überlagern, die der Verzerrungskorrektur unterzogen wurden.
Da es in Bezug auf eine Übertragungsvergrößerung keinen Unterschied mehr zum Beispiel zwischen dem überlappenden Bereich B_n und dem überlappenden Bereich A_n+1 gibt, kann ein sehr gutes Bild erzielt werden, dessen axiale chromatische Aberration korrigiert ist.
Ausführungsform 4
Eine Mehrzahl von verkleinerten, übertragenen Bildern (Bildern), die jeweils von den Abbildungselementen 25 gelesen werden, weist Bilder auf, bei denen durch die Linsen 18 eine Vignettierung aufgetreten ist.
Ausführungsform 4 beschreibt ein Beispiel, bei dem der Bildprozessor 60 einen Bildverknüpfungsprozess unter Verwendung von Bildern in Bereichen durchführt, in denen eine Vignettierung aufgetreten ist.
17 ist eine Querschnittsansicht, welche die Merkmale einer Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 4 dieser Offenbarung beschreibt, und in 17 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie jene in 1 die gleichen oder entsprechende Bereiche.
Es ist ein Beispiel gezeigt, bei dem die Anzahl von bilderzeugenden optischen Elementen 15 von 17 wie in 1 gleich vier ist. In 17 werden die vier bilderzeugenden optischen Elemente 15 der Einfachheit der Beschreibung halber als ein bilderzeugendes optisches Element 15a, ein bilderzeugendes optisches Element 15b, ein bilderzeugendes optisches Element 15c und ein bilderzeugendes optisches Element 15d unterschieden.
Darüber hinaus sind die Linsen 18 und die Linsen 20, die in den bilderzeugenden optischen Elementen 15a bis 15d enthalten sind, in 17 zur Vereinfachung der Zeichnung durch Liniensegmente als Linsen ohne Dicke dargestellt.
Wie bei der vorstehenden Ausführungsform 1 sind die Phasenmodulationselemente 20c auf den ersten Linsenoberflächen 20a der Linsen 20 angeordnet.
Wenngleich die bilderzeugenden optischen Elemente 15a bis 15d in 17 absichtlich derart dargestellt sind, dass sie in der z-Richtung relativ zueinander verschoben sind, so dass ein Überlappen zwischen den Sichtfeldbereichen 31a, 31b, 31c und 31d der jeweiligen bilderzeugenden optischen Elemente 14a bis 14d erkennbar ist, liegt in der z-Richtung in der Praxis keine Verschiebung vor.
In 17 sind die Anordnungsabstände zwischen den bilderzeugenden optischen Elementen 15a bis 15d gleich Lp.
Wenn der Bildprozessor 60 bei Ausführungsform 4 einen Bildverknüpfungsprozess zum Beispiel für ein verkleinertes, übertragenes Bild, das von einem Abbildungselement 25 ausgegeben wird, das für das bilderzeugende optische Element 15a angeordnet ist, und ein verkleinertes, übertragenes Bild durchführt, das von einem Abbildungselement 25 ausgegeben wird, das für das bilderzeugende optische Element 15b angeordnet ist, vergleicht der Bildprozessor 60 den Grad der Übereinstimmung zwischen einem Bild in einem überlappenden Bereich des verkleinerten, übertragenen Bilds für das bilderzeugende optische Element 15a und einem Bild in einem überlappenden Bereich des verkleinerten, übertragenen Bilds für das bilderzeugende optische Element 15b. Demzufolge erfordern die überlappenden Bereiche einen Bereich einer minimalen Anzahl von Pixeln oder mehr, z.B. 10 Pixel oder mehr.
Zunächst wird der Grund bei Ausführungsform 4 dafür beschrieben, dass der Bildprozessor 60 einen Bildverknüpfungsprozess unter Verwendung von Bildern in Bereichen durchführt, in denen eine Vignettierung aufgetreten ist.
Bei einer Bildlesevorrichtung, bei der die bilderzeugenden optischen Elemente 15a bis 15d in der x-Richtung in einer Linie angeordnet sind und das gesamte Bild mittels Durchführens eines Bilderverknüpfungsprozesses für eine Mehrzahl von verkleinerten, übertragenen Bildern rekonstruiert wird, die von den Abbildungselementen 25 gelesen werden, die für die bilderzeugenden optischen Elemente 15a bis 15d angeordnet sind, müssen die bilderzeugenden optischen Elemente 15a bis 15d nahezu telezentrische optische Systeme auf der Seite des Leseobjekts 1 sein.
Und zwar muss ein in 17 gezeigter Winkel a, d.h. a, bei dem es sich um einen Winkel handelt, der durch die z-Richtung, die eine optische Achse ist, und einen äußersten Strahl gebildet wird, klein sein.
Es ist jedoch anzumerken, dass genau genommen, da es sich bei dem äußersten Strahl um ein Bündel von Strahlen handelt, ein Winkel, der von einem Winkel eines Strahls, der in der Mitte eines äußersten Bündels von Strahlen läuft (auf den im Folgenden als ein „äußerster Hauptstrahl“ Bezug genommen wird), und der optischen Achse gebildet wird, als der Winkel α definiert ist.
18 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel zeigt, das so ausgelegt ist, dass in einem System, in dem die bilderzeugenden optischen Elemente 15a bis 15d in der x-Richtung in einer Linie angeordnet sind, keine Vignettierung verursacht wird, wobei die gleichen Sichtfeldbereiche wie jene von 17 sichergestellt sind.
Die Anordnungsabstände zwischen den bilderzeugenden optischen Elementen 15a bis 15d von 18 sind gleich Lp, der gleich jenem von 17 ist.
Die in den bilderzeugenden optischen Elementen 15a bis 15d von 18 enthaltenen Linsen 18 sind in der x-Richtung in einer Linie angeordnet, und somit ist die Aperturbreite H der Linsen 18 in der x-Richtung kleiner als oder gleich Lp.
Wenn die Linsen 18 unter diesen Bedingungen so ausgelegt sind, dass keine Vignettierung verursacht wird, wie in 18 gezeigt, ist a, bei dem es sich um den Winkel handelt, der von der optischen Achse und dem äußersten Hauptstrahl gebildet wird, größer als bei der Bildlesevorrichtung von 17, bei der eine Vignettierung auftritt.
Demzufolge handelt es sich bei den bilderzeugenden optischen Elementen 15a bis 15d von 18 im Vergleich zu den bilderzeugenden optischen Elementen 15a bis 15d von 17 nicht um nahezu telezentrische optische Systeme.
Im Fall von nicht-telezentrischen optischen Systemen ändert sich die Übertragungsvergrößerung eines Bilds durch eine geringfügige Änderung des Abstands zu dem Dokument beträchtlich.
Zum Beispiel wird angenommen, dass, wie in 19 gezeigt, ein Dokumentenbild, bei dem gerade Linien, die sich in der y-Richtung erstrecken, bei der es sich um die Neben-Abtastrichtung handelt, wiederholt in Abständen p in der x-Richtung angeordnet sind, bei der es sich um die Haupt-Abtastrichtung handelt, in einem überlappenden Bereich vorliegt. Darüber hinaus wird außerdem angenommen, dass die Bildlesevorrichtung eine Auflösung bei einer Raumfrequenz (1/p) aufweist.
19 ist eine illustrative Abbildung, die das Dokumentenbild zeigt, bei dem die geraden Linien mit den Abständen p in der Haupt-Abtastrichtung angeordnet sind.
20 ist eine schematische Abbildung, die einen Zustand von Strahlen in dem oder nahe bei dem überlappenden Bereich 32a auf der Seite des Leseobjekts 1 zeigt.
In 20 sind ein äußerster Hauptstrahl auf der -x-Seite 51a des bilderzeugenden optischen Elements 15a und ein äußerster Hauptstrahl auf der +x-Seite 51b des bilderzeugenden optischen Elements 15b derart dargestellt, dass sie sich in der +z-Richtung erstrecken.
In 20 ist für die Position Z = Zo, bei der es sich um eine Fokusposition 52 auf der Seite des Leseobjekts 1 handelt, eine gewünschte Tiefenschärfe gleich ΔZ, eine am weitesten entfernte Objektposition 54 in dem Tiefenschärfebereich ist gleich Z = Z+, und eine nächstgelegene Objektposition 53 in dem Tiefenschärfebereich ist gleich bei Z = Z.
Da die bilderzeugenden optischen Elemente 15a bis 15d von 18 nicht als nahezu telezentrische optische Systeme bezeichnet werden können, ändert sich ein Sichtfeldbereich zwischen der Position Z+ und der Position Z. in Abhängigkeit von dem Winkel a, der durch die optische Achse und den äußersten Hauptstrahl gebildet wird.
Der überlappende Bereich 32a, in dem der Sichtfeldbereich 31a des bilderzeugenden optischen Elements 15a mit dem Sichtfeldbereich 31b des bilderzeugenden optischen Elements 15b überlappt, weist an der Position Z+ eine Breite X+ auf und weist an der Position Z_- eine Breite X_- auf.
Demzufolge ändert sich der überlappende Bereich 32a in dem Tiefenschärfebereich um ΔX, wie in der Gleichung (6) nachstehend gezeigt: $Δ X = X_{+} - X_{-}$
Das Ausmaß der in Gl. (6) gezeigten Veränderung ΔX des überlappenden Bereichs 32a kann auch dargestellt werden, wie in der Gleichung (7) nachstehend gezeigt: $Δ X = 2 \cdot Δ Z \cdot tan α$
$Δ Z = Z_{+} - Z_{-}$
Wenn das Ausmaß der Änderung ΔX des überlappenden Bereichs 32a über den in 19 gezeigten Abstand p hinausgeht, können dann, wenn der Bildprozessor 60 einen Bildverknüpfungsprozess durchführt, zwei verkleinerte, übertragene Bilder mit den um den Abstand p verschobenen Bildern verknüpft werden.
Wenn zwei verkleinerte, übertragene Bilder mit dem um den Abstand p verschobenen Bildern verknüpft werden, sind die zwei verkleinerten, übertragenen Bilder in einem Grenzbereich derselben diskontinuierlich, was die Bildqualität signifikant verschlechtert.
Wenn, wie in der Ungleichung (9) gezeigt, das Ausmaß der Änderung ΔX des überlappenden Bereichs 32a kleiner als der Abstand p ist, gilt die nachstehende Ungleichung (10): $Δ X < p$
$tan α < p / (2 \cdot Δ Z)$
Um die Ungl. (10) zu erfüllen, ist es wünschenswert, dass der Winkel α einen kleinen Wert aufweist.
Es ist jedoch anzumerken, dass in der Praxis, auch wenn die Ungl. (10) nicht erfüllt ist, ein Bildverknüpfungsprozess durchgeführt werden kann, indem nicht nur ein Bild in dem überlappenden Bereich 32a von Interesse berücksichtigt wird, sondern auch ein Bild in einem Bereich um den überlappenden Bereich 32a herum. Auch in diesem Fall ist es wünschenswert, dass der Winkel α so klein wie möglich ist, da die Anzahl von Kandidaten für eine Bildverknüpfungsposition reduziert werden kann.
Um den Winkel α zu reduzieren, besteht in einem Bereich am Rand oder in der Nähe des Rands eines Sichtfeldbereichs eines bilderzeugenden optischen Elements 15 eine Notwendigkeit, ein Bild in einem Bereich zu erhalten, in dem eine Vignettierung aufgetreten ist, und das Bild in dem Bereich bei einem Bildverknüpfungsprozess zu verwenden.
Als nächstes wird ein Bildverknüpfungsprozess unter Verwendung eines Bilds in einem Bereich beschrieben, in dem eine Vignettierung aufgetreten ist.
Bei 21 handelt es sich um illustrative Abbildungen, die Änderungen in Spot-Diagrammen aufgrund einer Vignettierung in der Linse 18 zeigen.
21A ist ein Strahlverfolgungsdiagramm für einen Fall, bei dem keine Vignettierung vorliegt und kein Phasenmodulationselement 20c für die WFC vorhanden ist, und 21B zeigt Spot-Diagramme an der bilderzeugenden Oberfläche für den Fall von 21A. Die Aperturbreite in der x-Richtung der Linse 18 von 21A ist gleich H'.
21B zeigt als Spot-Diagramme an der bilderzeugenden Oberfläche Spot-Diagramme für eine genau fokussierte Position Z' = 0 und außerdem Spot-Diagramme für defokussierte Positionen, die um ±Δ in einer Z'-Richtung aus der genau fokussierten Position verschoben sind, sowie Spot-Diagramme für defokussierte Positionen, die um ±2Δ verschoben sind. Auf der Seite der bilderzeugenden Oberfläche ist eine Richtung, die von der Linse 18 wegführt, als +Z' definiert.
21C ist ein Strahlverfolgungsdiagramm für einen Fall, bei dem die Aperturbreite in der x-Richtung der Linse 18 von H' auf H verringert ist und eine Vignettierung verursacht, und 21D zeigt Spot-Diagramme an der bilderzeugenden Oberfläche für den Fall von 21C.
In Spot-Diagrammen für x1' und x5' mit einer Vignettierung geht bei einer Defokussierung zur negativen Seite hin ein innerer Bereich verloren, und bei einer Defokussierung zur positiven Seite hin geht ein äußerer Bereich verloren.
Darüber hinaus weisen die Spot-Diagramme für x1' und die Spot-Diagramme für x5' in dem Fall von 21C Formen auf, die in Bezug auf die x-Richtung genau umgekehrt zueinander sind, da in der x-Richtung keine Asymmetrie vorliegt.
21E ist ein Strahlverfolgungsdiagramm für einen Fall, bei dem keine Vignettierung vorliegt und ein Phasenmodulationselement 20c für die WFC vorhanden ist, und 21F zeigt Spot-Diagramme an der bilderzeugenden Oberfläche für den Fall von 21E.
In 21B ändert sich der Spot-Durchmesser bei einer Defokussierung beträchtlich, während sich der Spot-Durchmesser in 21F bei einer Defokussierung nahezu überhaupt nicht ändert. Dabei handelt es sich um den gleichen vorteilhaften Effekt wie jenen, der bei 7 beschrieben ist. Darüber hinaus ist außerdem erkennbar, dass der Spot-Durchmesser ungeachtet von x1' bis x5' nahezu der gleiche ist, da in dem Sichtfeldbereich keine Vignettierung vorliegt.
21G ist ein Strahlverfolgungsdiagramm für einen Fall, bei dem eine Vignettierung vorliegt und ein Phasenmodulationselement 20c für die WFC vorhanden ist, und 21H zeigt Spot-Diagramme an der bilderzeugenden Oberfläche für den Fall von 21G.
In 21G ist die Breite eines Lesebereichs die gleiche wie jene von 21E, und die Aperturbreite in der x-Richtung der Linse 18 ist gleich H und ist kleiner als die Aperturbreite H' in der x-Richtung der Linse 18 von 21E.
In 21H sollten insbesondere die Spot-Diagramme mit vorliegender Vignettierung und für defokussierte Positionen beachtet werden, bei denen es sich um die Spot-Diagramme (1), (2), (5) und (6) in der Zeichnung handelt.
In 21G tritt wie in 21 eine Vignettierung in Bündeln von Strahlen, die sich auf der äußeren Seite der Linse 18 befinden, unter den äußersten Bündeln von Strahlen auf.
Dann wird wie in 21D an der defokussierten Position Z' = -2Δ ein innerer Lichtstrahl vignettiert. Da ein Spot-Diagramm jedoch durch das Phasenmodulationselement 20c beträchtlich und asymmetrisch verzerrt wird, unterscheidet sich die Spot-Form zwischen (1) und (2) beträchtlich. In (1) ist die Form wie in 21D derart, dass die Innenseite beträchtlich vignettiert ist, in (2) liegt jedoch nahezu keine von der Vignettierung verursachte Änderung der Spot-Form vor.
Darüber hinaus liegt an der defokussierten Position Z' = 2Δ nahezu keine Änderung der Spot-Form von (5) vor, und die Spot-Form von (6) geht außen erheblich verloren.
22 stellt Abbildungen dar, die eine Verzerrung zeigen, die als eine Bildverzerrung auftritt.
22A zeigt eine Verzerrung für das Maß an Defokussierung Z' = -2Δ.
Eine gestrichelte Line zeigt eine Verzerrung ohne Vignettierung und entspricht den 21E und 21F.
Eine durchgezogene Line zeigt eine Verzerrung mit Vignettierung und entspricht den 21G und 21H.
In einem Spot von (1) von 21H ist die Position des Luminanz-Schwerpunkts des Spots nach außen verschoben, da das Innere vignettiert ist. Somit nimmt der Wert der Verzerrung in einer graphischen Darstellung von 22A mit durchgezogener Line in der Nähe des +X-Endes der Bildposition zu.
22B zeigt eine Verzerrung für das Maß an Defokussierung Z' = +2Δ, und da ein äußerer Spot vignettiert ist, wie in 21H gezeigt, nimmt der Wert der Verzerrung in einer positiven Richtung an dem -X-Ende der Bildposition in einer graphischen Darstellung mit durchgezogener Linie zu.
Wenn in der Nähe eines Rands eines Sichtfeldbereichs eine ungleichmäßige Verzerrung auftritt, entsteht beim Verknüpfen einer Mehrzahl von Bildern ein Problem.
Zum Beispiel wird angenommen, dass eine Defokussierung Z = -2ΔM² in dem überlappenden Bereich 32a aufgetreten ist, der in einem Grenzbereich zwischen dem bilderzeugenden optischen Element 15a und dem bilderzeugenden optischen Element 15b vorhanden ist, wie in 17 gezeigt.
M ist die Übertragungsvergrößerung von Bildern, die durch die bilderzeugenden optischen Elemente 15a und 15b erhalten werden, und die longitudinale Vergrößerung in einer Fokus-Richtung ist M².
Spot-Diagramme auf der Seite der bilderzeugenden Oberfläche entsprechen Spot-Diagrammen für eine Defokussierung Z' = -2Δ in 21H. Wenn somit auf der Seite des Leseobjekts 1 eine Defokussierung Z = -2ΔM² aufgetreten ist, sind graphische Darstellungen der Verzerrung mit der Position der Seite des Leseobjekts 1 auf der horizontalen Achse wie in den 23A und 23B gezeigt.
Der Grund dafür, dass die 23A und 23B seitenverkehrt zu 22A sind, liegt darin, dass die Bilder seitenverkehrt sind, die durch die bilderzeugenden optischen Elemente 15 erhalten werden.
23A zeigt eine Verzerrung im Sichtfeldbereich 31b, und 23B zeigt eine Verzerrung im Sichtfeldbereich 31a. Dabei befindet sich der überlappende Bereich 32a am rechten Ende der graphischen Darstellung von 23A und befindet sich am linken Ende der graphischen Darstellung von 23B.
Wenn darüber hinaus die Defokussierung Z = +2ΔM² auf der Seite des Leseobjekts 1 aufgetreten ist, sind graphische Darstellungen der Verzerrung mit der Position der Seite des Leseobjekts 1 auf der horizontalen Achse wie in den 23C und 23D gezeigt.
Der Grund dafür, dass die 23C und 23D seitenverkehrt zu 22B sind, liegt darin, dass die Bilder, die durch die bilderzeugenden optischen Elemente 15 erhalten werden, seitenverkehrt sind.
23C zeigt eine Verzerrung im Sichtfeldbereich 31b, und 23D zeigt eine Verzerrung im Sichtfeldbereich 31a. Dabei befindet sich der überlappende Bereich 32a am rechten Ende der graphischen Darstellung von 23C und befindet sich am linken Ende der graphischen Darstellung von 23D.
Wenn sich das Maß an Defokussierung auf der Seite des Leseobjekts 1 aufgrund des Vorliegens einer Vignettierung ändert, wie in den 23A, 23B, 23C und 23D gezeigt, ändert sich der Verzerrungswert in dem überlappenden Bereich 32a erheblich.
Bei den zwei Bildern, die aufgrund des Vorliegens einer Vignettierung stärker verzerrt sind, ist es in hohem Maße wahrscheinlich, dass die zwei Bilder an einer falschen Position verknüpft werden, da sich ihre Verzerrungswerte erheblich voneinander unterscheiden, und somit ist es schwierig, einen Bildverknüpfungsprozess ordnungsgemäß durchzuführen.
Demzufolge führt der Bildprozessor 60 bei Ausführungsform 4 eine Verzerrungskorrektur an den jeweiligen verkleinerten, übertragenen Bildern durch, die von den Abbildungselementen 25 ausgegeben werden, bevor ein Bildverknüpfungsprozess durchgeführt wird.
Wie aus 22 ersichtlich, ändert sich die Verzerrung durch das Maß an Defokussierung. Wenn das Maß an Defokussierung durch irgendeine Art von Hilfsmittel bekannt ist, dann wird die Verzerrung eindeutig aus dem Maß an Defokussierung bestimmt, und somit wird die Korrektur der Verzerrung durchgeführt.
Das Maß an Defokussierung kann zum Beispiel aus den Resultaten eines Bildverknüpfungsprozesses bekannt sein.
Wie aus Gl. (7) ersichtlich, ändert sich das Ausmaß einer Änderung ΔX eines überlappenden Bereichs, das die Verzerrung darstellt, proportional zu dem Maß an Defokussierung ΔZ.
Demzufolge führt der Bildprozessor 60 zunächst einen Bildverknüpfungsprozess durch, ohne eine Verzerrungskorrektur durchzuführen, und berechnet dadurch das Maß an Defokussierung ΔZ. Da hierbei eine Verzerrungskorrektur nicht durchgeführt wird, ist es möglich, dass ein Bildverknüpfungsprozess nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden kann, es ist jedoch möglich, ein grobes Maß an Defokussierung ΔZ zu berechnen.
Dann schätzt der Bildprozessor 60 zum Beispiel unter Verwendung von Gl. (7) das Ausmaß der Änderung ΔX eines überlappenden Bereichs aus dem berechneten Maß an Defokussierung ΔZ ab und führt basierend auf dem Ausmaß der Änderung ΔX eine Verzerrungskorrektur durch.
Bei der Verzerrungskorrektur handelt es sich um eine Bildverarbeitung, um ein Bild entsprechend der Position X lokal zu strecken oder zu schrumpfen, wobei ein Bereich (ein Bild), in dem ΔX positiv ist, so korrigiert wird, dass er in der x-Richtung verkleinert wird, während ein Bereich (ein Bild), in dem ΔX negativ ist, so korrigiert wird, dass er in der x-Richtung vergrößert wird.
Schließlich führt der Bildprozessor 60 einen Bildverknüpfungsprozess für eine Mehrzahl von verkleinerten, übertragenen Bildern durch, die der Verzerrungskorrektur unterzogen wurden.
Dadurch kann ein sehr gutes Bild rekonstruiert werden.
Hierbei führt der Bildprozessor 60 einen Bildverknüpfungsprozess für eine Mehrzahl von verkleinerten, übertragenen Bildern durch, die einer Verzerrungskorrektur unterzogen wurden, der Bildprozessor 60 kann jedoch ferner einen Filterprozess für ein Rekonstruieren eines Bilds durchführen, dessen Auflösung aufgrund der Modulation des Lichts durch Verwenden der Phasenmodulationselemente 20c verschlechtert ist.
Es folgt eine spezifische Beschreibung.
In einem Bereich, in dem eine Vignettierung aufgetreten ist, wie in 21H gezeigt, unterscheidet sich die Form der PSF erheblich von jener in einem Bereich, in dem eine Vignettierung nicht aufgetreten ist. Demzufolge wird ein Verfahren in Erwägung gezogen, bei dem ein Bild in einem Bereich, in dem eine Vignettierung aufgetreten ist, nur in einem Prozess für die Suche nach einer Übereinstimmungsposition in einem Bildverknüpfungsprozess verwendet wird und nicht in einem abschließenden Bildverknüpfungsprozess verwendet wird.
Wenn jedoch ein Bereich, in dem eine Vignettierung aufgetreten ist, einen großen Anteil eines überlappenden Bereichs einnimmt, kann möglicherweise kein sehr gutes Bild rekonstruiert werden, wenn nicht auch ein Bild in dem Bereich, in dem die Vignettierung aufgetreten ist, in einem abschließenden Bildverknüpfungsprozess verwendet wird.
Es ist jedoch anzumerken, dass ein Rekonstruktionsprozess bei der WFC erheblich von der Form der PSF abhängig ist. Infolgedessen werden verschiedene Filter in einem Filterprozess für Bereiche an beiden Rändern eines Bilds oder in der Nähe derselben und in einem Filterprozess für einen Bereich in der Mitte oder in der Nähe der Mitte des Bilds verwendet.
Zum Beispiel unterscheidet sich ein Filter, der in einem Filterprozess für Bereiche verwendet wird, wie beispielsweise (1) und (6) in 21H, von einem Filter, der in einem Filterprozess für Bereiche verwendet wird, wie beispielsweise (3) und (4) in 21H.
Da das Maß an Defokussierung aus den Resultaten eines Bildverknüpfungsprozesses bekannt sein kann, wie vorstehend beschrieben, kann die Form eines Spots, die aus einer Vignettierung resultiert, unter Verwendung des Maßes an Defokussierung berechnet werden.
Infolgedessen wählt der Bildprozessor 60 einen Filter, der in einem Filterprozess zu verwenden ist, basierend auf der Form eines Spots.
Ein Filterprozess in einem Rekonstruktionsprozess bei der WFC besteht hierbei darin, einen Prozess unter Verwendung eines Dekonvolutionsfilters durchzuführen, aber anders als bei dem im Abschnitt [0029] beschriebenen Prozess wird eine Filterfunktion entsprechend der Bildhöhen-Position X' und dem Maß an Defokussierung Z eines Objekts geändert. Wie im Abschnitt [0016] der Patentliteratur 3 beschrieben, kann, wenn die Funktion eines erhaltenen Bilds g(x, y) ist, die PSF-Funktion h(x, y) ist und die Funktion eines ursprünglichen Bilds f(x, y) ist, die Funktion eines erhaltenen Bilds wiedergegeben werden, wie in der folgenden Gleichung (11) gezeigt: $g (x, y) = h (x, y) * f (x, y)$
In Gl. (11) ist * das Symbol, das die Konvolution wiedergibt.
Wenn beide Seiten von Gl. (11) Fourier-transformiert werden, wird Gl. (11) durch das Produkt der Fourier-Transformierten wiedergegeben, wie in Gleichung (12) nachstehend gezeigt: $G (ξ, η) = H (ξ, η) \cdot F (ξ, η)$
In Gl. (12) sind G(ξ, η), H(ξ, η) und F(ξ, η) die Fourier-transformierten Funktionen von g(x, y), h(x, y) beziehungsweise f(x, y).
Somit besteht ein Rekonstruktionsprozess bei der WFC für eine Rekonstruktion der ursprünglichen Bildfunktion f(x) darin, f(x, y) durch Berechnen von $F (ξ, η) = G (ξ, η) / H (ξ, η)$
zu finden und ferner eine inverse Fourier-Transformation durchzuführen.
Bei Ausführungsform 4 ist die PSF-Funktion h(x, y) nicht immer konstant, und basierend auf der Bildhöhen-Position X' und dem Maß an Defokussierung Z eines Objekts werden verschiedene Funktionen verwendet. Die Funktion kann basierend auf der Bildhöhen-Position X' und dem Maß an Defokussierung Z eines Objekts kontinuierlich geändert werden, zur Vereinfachung eines Prozesses ist es jedoch von Nutzen, einen Bereich in mehrere Bereiche zu unterteilen und die Funktion für jeden Bereich zu ändern. In 21H wird zum Beispiel nur für die Bereiche von (1) und (6), bei denen es sich um Bereiche handelt, in denen eine hohe Vignettierung vorliegt und Spot-Diagramme in hohem Maße verloren gehen, h(x, y) basierend auf den jeweiligen Spot-Diagrammen verwendet, und für andere Bereiche kann eine gemeinsame h(x, y) basierend auf den Spot-Diagrammen verwendet werden, da die Spot-Diagramme im Wesentlichen gemeinsam sind.
Gemäß Ausführungsform 4 kann mittels Durchführens einer links-rechtsasymmetrischen Verzerrungskorrektur an einem Bild in einem Bereich, in dem eine Vignettierung aufgetreten ist, das Bild in dem Bereich, in dem eine Vignettierung aufgetreten ist, ebenfalls bei einem Bildverknüpfungsprozess verwendet werden. Infolgedessen kann ein vorteilhafter Effekt dahingehend erzielt werden, dass, auch wenn der Winkel a, der durch eine optische Achse und einen äußersten Lichtstrahl gebildet wird, klein ist, die bilderzeugenden optischen Elemente 15a, 15b, 15c und 15d in einer Linie angeordnet sind und für die jeweiligen Sichtfeldbereiche ausreichend überlappende Bereiche für einen Bildverknüpfungsprozess erhalten werden können.
Darüber hinaus kann ein noch besseres Bild rekonstruiert werden, da ein Filterprozess durchgeführt wird, der verschiedene Filter entsprechend einer Änderung der Form eines Spots verwendet, die durch eine Vignettierung verursacht wird.
Es ist anzumerken, dass eine freie Kombination der Ausführungsformen, Modifikationen an irgendeiner Komponente in den Ausführungsformen oder Weglassungen irgendeiner Komponente in den Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der Erfindung möglich sind.
Industrielle Anwendbarkeit
Die offenbarten Ausführungsformen sind für eine Verwendung als eine Bildlesevorrichtung zum Lesen eines Bilds eines Leseobjekts geeignet.
Bezugszeichenliste

1: Leseobjekt
2: Deckglas
12: lichtemittierende Einheit
13: Licht
14: Anordnung eines bilderzeugenden Systems
15, 15a, 15b, 15c, 15d: bilderzeugendes optisches Element
16, 17: Licht
18: Linse
19: Aperturblende
20: Linse
20a: erste Linsenoberfläche
20b: zweite Linsenoberfläche
20c: Phasenmodulationselement
21: Licht
22: bilderzeugende Oberfläche
23, 24: Haltevorrichtung
25: Abbildungselement
31a, 31b, 31c, 31d: Sichtfeldbereich
32a, 32b: überlappender Bereich
40: globale Koordinaten
41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f: lokale Koordinaten einer Phasenüberlagerungsebene
50: Anbringungsbereich
51a: äußerster Hauptstrahl auf der -x-Seite
51b: äußerster Hauptstrahl auf der +x-Seite
52: Fokusposition auf der Seite des Leseobjekts
53: nächstgelegene Objektposition im Tiefenschärfebereich
54: am weitesten entfernte Objektposition im Tiefenschärfebereich
60: Bildprozessor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 11122440 A [0006]
JP 2011135484 A [0065]
JP 2014075653 A [0079]

Claims

Bildlesevorrichtung, die Folgendes aufweist: - bilderzeugende optische Elemente (15), die in einer geraden Linie angeordnet sind, wobei jedes bilderzeugende optische Element von einem Leseobjekt gestreutes Licht sammelt und das gesammelte Licht auf einer bilderzeugenden Oberfläche (22) einfängt und dadurch ein Bild des Leseobjekts auf der bilderzeugenden Oberfläche erzeugt; und - Abbildungselemente (25), die auf der bilderzeugenden Oberfläche angeordnet sind, um jeweilige Bilder zu lesen, die von den bilderzeugenden optischen Elementen erzeugt werden, wobei - die bilderzeugenden optischen Elemente derart angeordnet sind, dass ein Bereich des Sichtfeldbereichs von dem einen bilderzeugenden optischen Element mit einem Bereich eines Sichtfeldbereichs eines bilderzeugenden optischen Elements überlappt, das benachbart zu dem einen bilderzeugenden optischen Element angeordnet ist, wobei der Sichtfeldbereich ein Bereich ist, in dem das von dem Leseobjekt gestreute Licht gesammelt wird, - jedes bilderzeugende optische Element Folgendes aufweist: - eine Linse (18, 20) zum Einfangen des von dem Leseobjekt gestreuten Lichts auf der bilderzeugenden Oberfläche; - eine Aperturblende (19) zum Abschneiden eines Teils des Lichts, das durch die Linse hindurchläuft; und - ein Phasenmodulationselement (20c) zum Modulieren der Phase des Lichts, das durch die Aperturblende hindurchläuft, wobei das Phasenmodulationselement Auflösungscharakteristika aufweist, die von einem Winkel um eine optische Achse herum abhängig sind, und - die Phasenmodulationselemente derart geladen sind, dass die Auflösungscharakteristika der Phasenmodulationselemente in einer Anordnungsrichtung der bilderzeugenden optischen Elemente unter den bilderzeugenden optischen Elementen gleich sind.
Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Linse eine erste Linse (18) zum Sammeln des von dem Leseobjekt gestreuten Lichts und eine zweite Linse (20) zum Einfangen des Lichts, dessen Phase durch das Phasenmodulationselement moduliert wird, auf der bilderzeugenden Oberfläche.
Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Linse eine erste Linsenoberfläche (20a) aufweist, die so angeordnet ist, dass sie der Aperturblende gegenüberliegt, und eine zweite Linsenoberfläche (20b) aufweist, die so angeordnet ist, dass sie der bilderzeugenden Oberfläche gegenüberliegt, und das Phasenmodulationselement auf der ersten Linsenoberfläche angeordnet ist.
Bildlesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Ladewinkel der Phasenmodulationselemente um die optische Achse herum so festgelegt sind, dass sie in der gleichen Ebene den gleichen Winkel aufweisen, wobei die Phasenmodulationselemente in den bilderzeugenden optischen Elementen enthalten sind.
Bildlesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Phase ϕ(X, Y), die von jedem der in den bilderzeugenden optischen Elementen enthaltenen Phasenmodulationselemente moduliert wird, durch eine Funktion a(X³ + Y³) basierend auf einer Konstante a, einer Position X in einer Haupt-Abtastrichtung und einer Position Y in einer Neben-Abtastrichtung wiedergegeben wird.
Bildlesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Unterschied zwischen Ladewinkeln der in den bilderzeugenden optischen Elementen enthaltenen Phasenmodulationselemente um die optischen Achsen herum in der gleichen Ebene gleich einem ganzzahligen Vielfachen von 90 Grad ist.
Bildlesevorrichtung nach Anspruch 6, wobei als die Phasenmodulationselemente, die in den bilderzeugenden optischen Elementen enthalten sind, ein erstes Phasenmodulationselement, dessen Ladewinkel um eine optische Achse herum eine erste Richtung aufweist, und ein zweites Phasenmodulationselement, dessen Ladewinkel um eine optische Achse herum eine zweite Richtung aufweist, abwechselnd angeordnet sind und eine Richtung einer ersten Koordinatenachse für die zweite Richtung eine Richtung ist, die um -90 Grad in Bezug auf eine erste Koordinatenachse für die erste Richtung gedreht ist und eine Richtung einer zweiten Koordinatenachse für die zweite Richtung eine Richtung ist, die um +90 Grad in Bezug auf eine zweite Koordinatenachse für die erste Richtung gedreht ist.
Bildlesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in einem Teil von jedem der Phasenmodulationselemente, die in den bilderzeugenden optischen Elementen enthalten sind, ein Schnitt durchgeführt wird.
Bildlesevorrichtung nach Anspruch 3, wobei in einem Teil von jeder der Linsen, auf deren ersten Linsenoberflächen die Phasenmodulationselemente angeordnet sind, ein Schnitt durchgeführt wird.
Bildlesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die einen Bildprozessor (60) zum Durchführen eines Bildverknüpfungsprozesses aufweist, um die jeweils von den Abbildungselementen gelesenen Bilder zu überlagern.
Bildlesevorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Bilder, die jeweils von den Abbildungselementen gelesen werden, Bilder sind, bei denen beide Randbereiche von jedem der Sichtfeldbereiche asymmetrisch verzerrt sind und der Bildprozessor einen Korrekturprozess zum Korrigieren der Verzerrung der Bilder durchführt, die jeweils von den Abbildungselementen gelesen werden, und dann den Bildverknüpfungsprozess durchführt.
Bildlesevorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Bilder, die jeweils von den Abbildungselementen gelesen werden, ein Bild mit einer Vignettierung aufweisen, die von einer entsprechenden der Linsen verursacht wird, und der Bildprozessor den Korrekturprozess durchführt, indem er das Bild in einem Bereich mit Vignettierung verwendet.
Bildlesevorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Bilder, die jeweils von den Abbildungselementen gelesen werden, ein Bild mit einer Vignettierung aufweisen, die von einer entsprechenden der Linsen verursacht wird, der Bildprozessor einen Filterprozess für eine Rekonstruktion eines Bilds durchführt, dessen Auflösung aufgrund der Modulation der Phase des Lichts verschlechtert ist, die von einem entsprechenden der Phasenmodulationselemente durchgeführt wird, und ein Filter, der zur Durchführung des Filterprozesses verwendet wird, für verschiedene Positionen von Bildern verschieden ist, deren Auflösung verschlechtert ist.