JP2004157149A - 結像光学系及び資料提示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】結像光学系に入射した画像光の光束中から不要光をカットする。
【解決手段】画像光を光軸Ｋに対して斜め方向から前玉レンズ群３Ａに入射させて絞り５の開口部５ａを通して光量を調節した後に前記画像光を後玉レンズ群３Ｂから前記光軸Ｋに対して斜め方向に出射させる結像光学系１において、前記前玉レンズ群３Ａと前記後玉レンズ群３Ｂとの間に設けた前記絞り５の近傍に配置され、且つ、前記前玉レンズ群３Ａに入射した前記画像光の光束中から不要光をカットするために前記絞り５の開口部５ａの一部を遮光する遮光手段４Ａ，４Ｂとを備えたことを特徴とする結像光学系１を提供する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像光を光軸に対して斜め方向から前玉レンズ群に入射させて絞りの開口部を通して光量を調節した後に前記画像光を後玉レンズ群から前記光軸に対して斜め方向に出射させる結像光学系及びこの結像光学系を適用した資料提示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像表示装置として、原稿などの資料を読み取ってこの資料の画像光を撮像素子に結像させる資料提示装置とかイメージスキャナなどや、液晶パネルなどに表示された画像光をスクリーン上に斜めに投射して拡大表示するプロジェクタなどが多用にされている。
【０００３】
これらの画像表示装置に対して小型化の要求を満たすために、画像光を光軸に対して斜め方向から前玉レンズ群に入射させて絞りの開口部を通して光量を調節した後に前記画像光を後玉レンズ群から前記光軸に対して斜め方向に出射させる結像光学系がある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１８６５０９号公報 （第３頁、第１−３図）
【０００５】
図１２は従来の結像光学系を説明するための図であり、（ａ）は結像光学系内に設けた絞りを原稿部材に対して平行に配置した場合を示し、（ｂ）は結像光学系内に設けた絞りを原稿部材に対して傾けて配置した場合を示した図である。
【０００６】
図１２（ａ），（ｂ）に示した従来の結像光学系１００は、上記した特許文献１（特開平１０−１８６５０９号公報）に開示されており、ここでは特許文献１を参考にしながら簡略に説明する。
【０００７】
図１２（ａ），（ｂ）に示した如く、従来の結像光学系１００は、前玉レンズ群１０１Ａと後玉レンズ群１０１Ｂとで投影レンズ群１０１が構成されており、且つ、前玉レンズ群１０１Ａと後玉レンズ群１０１Ｂとの間に光量調整用の絞り１０２が設けられている。この結像光学系１００は、画像光を光軸Ｋに対して斜め方向から前玉レンズ群１０１Ａに入射させて絞り１０２を通して光量を調節した後に前記画像光を後玉レンズ群１０１Ｂから前記光軸Ｋに対して斜め方向に出射させるものである。
【０００８】
そして、従来の結像光学系１００を例えばプロジェクタに適用した場合に、通常、プロジェクタを用いて画像を斜め投影する場合においては、台形歪が発生しないように、図１２（ａ）に示すように、結像光学系１００に対して原稿部材１０３とスクリーン１０４とを略ぼ平行に配置している。この従来の結像光学系１００において、絞り１０２が原稿部材１０３に平行な場合には、原稿部材１０３の両端の点Ｐ，Ｑから絞り１０２に入射してゆく光線がなす角度αは角度βより大きいので、スクリーン１０４に投影される像は、Ｐ点からのものが明るく、Ｑ点からのものが暗くなってしまう。
【０００９】
そこで、図１２（ｂ）に示すように、結像光学系１００の投影レンズ群１０１を原稿部材１０３やスクリーン１０４に対して角度θだけ傾けることにより、図１２（ａ）における場合と比較して投影レンズ群１０１の口径Ｄを小さくして小型化を図ると共に、原稿部材１０３のＱ点から絞り１０２に入射して行く光量が増加するように、原稿部材１０３の垂線に対して絞り１０２の垂線方向が絞り１０２の中心と原稿部材１０３の中心とを結ぶ直線方向に傾けて配置して、スクリーン１０４面上の明るさ分布の補正（シェーディング補正）を行っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したように、従来の結像光学系１００の投影レンズ群１０１を原稿部材１０３やスクリーン１０４に対してθだけ傾けることにより、スクリーン１０４面上の明るさ分布の補正（シェーディング補正）を行うことができるものの、従来の結像光学系１００において以下の２つの問題点が考えられる。
【００１１】
まず、第１の問題点は、結像光学系１００内の投影レンズ群１０１及び絞り１０２を原稿部材１０３やスクリーン１０４に対してθだけ傾けることにより、一般的なレンズ系が有する光軸対称性が失われているために、結像光学系１００の組立や据付けに寸法精度を必要とする。
【００１２】
次に、第２の問題点は、結像光学系１００に入射する画像光の光束中に不要光がある場合に、スクリーン１０４面上での明るさ分布の補正（シェーディング補正）を行うことができず、良好な画像が得られない。
【００１３】
そこで、画像光を光軸に対して斜め方向から前玉レンズ群に入射させて絞りの開口部を通して光量を調節した後に前記画像光を後玉レンズ群から前記光軸に対して斜め方向に出射させる結像光学系において、レンズ系が有する光軸対称性が失われることなく、結像光学系に入射する画像光の光束中に不要光がある場合に、この不要光をカットして結像光学系から出射する画像光に対してシェーディング補正を行うことができる結像光学系が望まれている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、第１の発明は、画像光を光軸に対して斜め方向から前玉レンズ群に入射させて絞りの開口部を通して光量を調節した後に前記画像光を後玉レンズ群から前記光軸に対して斜め方向に出射させる結像光学系において、
前記前玉レンズ群と前記後玉レンズ群との間に設けた前記絞りの近傍に配置され、且つ、前記前玉レンズ群に入射した前記画像光の光束中から不要光をカットするために前記絞りの開口部の一部を遮光する遮光手段とを備えたことを特徴とする結像光学系である。
【００１５】
また、第２の発明は、上記した第１の発明の結像光学系において、
前記遮光手段は、前記光軸を挟んだ一方側及び／又はこの一方側と反対側の他方に配置し、且つ、前記絞りの開口部に対して進退可能に構成したことを特徴とする結像光学系である。
【００１６】
また、第３の発明は、書画原稿や実体物などの資料を載置するための資料載置台と、
前記資料載置台の側部近傍の上方部位に設置され、且つ、前記資料載置台に載置した前記資料の画像光を斜めに取り込んで該資料の画像光を反射させるための非球面反射鏡と、
前記非球面反射鏡で反射された前記資料の画像光を光軸に対して斜め方向から前玉レンズ群に入射させて絞りの開口部を通して光量を調節した後に前記資料の画像光を後玉レンズ群から前記光軸に対して斜め方向に出射させると共に、前記前玉レンズ群と前記後玉レンズ群との間に設けた前記絞りの近傍に配置され、且つ、前記前玉レンズ群に入射した前記資料の画像光の光束中から不要光をカットするために前記絞りの開口部の一部を遮光する遮光手段を有する結像光学系と、
前記結像光学系で結像した前記資料の画像光を受光する撮像素子とを備えたことを特徴とする資料提示装置である。
【００１７】
また、第４の発明は、上記した第３の発明の資料提示装置において、
前記結像光学系中の前記遮光手段は、前記光軸を挟んだ一方側及び／又はこの一方側と反対側の他方に配置し、且つ、前記絞りの開口部に対して進退可能に構成したことを特徴とする資料提示装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る結像光学系及び資料提示装置の一実施例を図１乃至図１１を参照して項目順に詳細に説明する。
【００１９】
＜結像光学系＞
図１は本発明に係る結像光学系を示した構成図、
図２は本発明に係る結像光学系において、第１，第２矩形状遮光板を動作させるための回路図、
図３は本発明に係る結像光学系において、第１，第２矩形状遮光板により絞りの開口部の面積の一部を遮光する状態を説明するために模式的に示した図であり、（ａ）は初期位置に至っている第１，第２矩形状遮光板が絞りから退避している状態を示し、（ｂ）は第１矩形状遮光板を作動させた状態を示し、（ｃ）は第２矩形状遮光板を作動させた状態を示し、（ｄ）は第１，第２矩形状遮光板を作動させた状態を示した図である。
【００２０】
図１に示した本発明に係る結像光学系１は、画像光を光軸Ｋに対して斜め方向から前玉レンズ群３Ａに入射させて絞り５の開口部５ａを通して光量を調節した後に前記画像光を後玉レンズ群３Ｂから前記光軸Ｋに対して斜め方向に出射させるものである。
【００２１】
上記した結像光学系１は、原稿などの資料を読み取ってこの資料の画像光を撮像素子に結像させる資料提示装置とかイメージスキャナなどに適用可能であり、更に、液晶パネルなどに表示された画像光をスクリーン上に斜めに投射して拡大表示するプロジェクタなどにも適用可能である。以下に説明する実施例では、結像光学系１に入力した画像光の光束に対して出射する画像光の光束を狭めた場合について図示している。
【００２２】
即ち、本発明に係る結像光学系１は、レンズ鏡筒２内で光入射側から光出射側に向かって前玉レンズ群３Ａと、第１矩形状遮光板４Ａと、第２矩形状遮光板４Ｂと、絞り５と、後玉レンズ群３Ｂとが順に設けられている。また、第１矩形状遮光板４Ａ，第２矩形状遮光板４Ｂ，絞り５には、それぞれモータなどによる回転力を用いた駆動機構部４ｍ１，４ｍ２，５ｍが上記各構成部材と対応して連結されている。
【００２３】
上記した各構成部材のうちで前玉レンズ群３Ａと後玉レンズ群３Ｂは、それぞれそれぞれ形状の異なる複数のレンズで構成されている。
【００２４】
そして、前玉レンズ群３Ａと、絞り５と、後玉レンズ群３Ｂとにより、画像光を光軸Ｋに対して斜め方向から前玉レンズ群３Ａに入射させて絞り５の開口部５ａを通して光量を調節した後に前記画像光を後玉レンズ群３Ｂから前記光軸Ｋに対して斜め方向に出射させている。
【００２５】
この際、後玉レンズ群３Ｂから出射した画像光の高さを表示する場合に、光軸Ｋの高さと同じ高さの像位置を像高０と表示し、且つ、光軸Ｋより図示上方の最大高さ位置を像高＋１．０と表示し、且つ、光軸Ｋより図示下方の最低高さ位置を像高−１．０と表示すると、この実施例では後玉レンズ群３Ｂから出射した画像光の高さが像高０から像高＋１．０の範囲になるので、光軸Ｋに対して斜め方向に出射されていることが明白である。
【００２６】
また、前玉レンズ群３Ａと後玉レンズ群３Ｂとの間に設けた絞り５は、駆動機構部５ｍと連結した複数の絞り羽根（図示せず）により開口部５ａの面積を同心状の円形を略保ちながら連続的に可変することで、前玉レンズ群３Ａに入射した画像光に対して所定の明るさを得るように光量を調節している。
【００２７】
更に、絞り５の近傍には、本発明の要部となる遮光手段として第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂが矩形状の板などを用いて配置されており、ここでは第１矩形状遮光板４Ａと第２矩形状遮光板４Ｂとが前玉レンズ群３Ａと絞り５との間で光軸Ｋを挟んだ一方側（図示下方側）と、この一方と反対側の他方側（図示上方側）とにそれぞれ配置されている。尚、ここでの図示を省略するものの、第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂを絞り５と後玉レンズ群３Ｂとの間で光軸Ｋを挟んだ一方側（図示下方側）と、この一方と反対側の他方側（図示上方側）とにそれぞれ配置することも可能である。
【００２８】
上記した第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂは、前玉レンズ群３Ａに入射した画像光の光束中から不要光をカットするために絞り５の開口部５ａの面積の一部を遮光するものであり、第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂは駆動機構部４ｍ１，４ｍ２に連結されて絞り５の開口部５ａに対して進退可能になっている。この際、前玉レンズ群３Ａに入射した画像光の光束中の不要光は、画像入射側において例えば照明用の外来光などによって入射した画像光の周辺で明るさの差を発生させる光などである。
【００２９】
ここで、図２に示した如く、第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂを駆動させる場合には、手動で駆動させる方法と自動で駆動させる方法があり、いずれの場合も例えば結像光学系１から出射した画像光を不図示の撮像素子を介してモニタＴＶ６などに表示して、モニタＴＶ６の画面上に表示された中央下部領域６ａと中央上部領域６ｂとの明るさの差を目視又は自動的に検出し、この明るさの差に応じて第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂを手動又は自動的に駆動させているが、これに限定されることなく、入射側での画像光の上下端部の明るさの差を検出しても良い。
【００３０】
この実施例では、第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂを自動的に駆動させる場合に、モニタＴＶ６の画面上に表示された中央下部領域６ａと中央上部領域６ｂとの明るさの差を差動増幅器７により検出して、検出結果を閾値比較部８に入力している。そして、閾値比較部８では差動増幅器７で検出した値と、両領域６ａ，６ｂ間での明るさの差を許容できる範囲内に予め設定した所定の閾値とを比較して比較結果を制御部９に知らせることで、制御部９は比較結果に応じて第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂに連結した駆動機構部４ｍ１，４ｍ２のいずれか一方又は両方を作動させて、両領域６ａ，６ｂ間での明るさの差に応じてシェーディング補正を行っている。
【００３１】
ここで、第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂの動作について図３（ａ）〜（ｄ）を用いて具体的に説明する。
【００３２】
まず、図３（ａ）に示した如く、第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂが初期位置に至っている時には、第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂが光軸Ｋを挟んだ上下で絞り５の開口部５ａから退避している。勿論、この場合に第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂに連結した駆動機構部４ｍ１，４ｍ２は停止している。
【００３３】
次に、図３（ｂ）に示した如く、第１矩形状遮光板４Ａと連結した駆動機構部４ｍ１を作動させると、第１矩形状遮光板４Ａが下方から上方に向かって移動して絞り５の開口部５ａ内の下部に進入するので、絞り５の開口部５ａの下部が遮光されて開口部５ａの形状が円形下部を欠落させた上向きＤ字型状となり、これにより、前玉レンズ群３Ａに入射した画像光の光束のうちで下部側の不要光をカットすることができる。
【００３４】
次に、図３（ｃ）に示した如く、第２矩形状遮光板４Ｂと連結した駆動機構部４ｍ２を作動させると、第２矩形状遮光板４Ｂが上方から下方に向かって移動して絞り５の開口部５ａ内の上部に進入するので、絞り５の開口部５ａの上部が遮光されて開口部５ａの形状が円形上部を欠落させた下向きＤ字型状となり、これにより、前玉レンズ群３Ａに入射した画像光の光束のうちで上部側の不要光をカットすることができる。
【００３５】
次に、図３（ｄ）に示した如く、第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂと連結した駆動機構部４ｍ１，４ｍ２を作動させると、第１矩形状遮光板４Ａが下方から絞り５の開口部５ａの下部に進入すると共に、第２矩形状遮光板４Ｂが上方から絞り５の開口部５ａの上部に進入するので、絞り５の開口部の形状が下部及び上部を欠落させた小判型状となり、これにより、前玉レンズ群３Ａに入射した画像光の光束のうちで下部及び上部の不要光をカットすることができる。
【００３６】
尚、上記した実施例では、絞り５の前後に第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂを配置した場合を説明したが、結像光学系１の使用形態によっては絞り５の近傍に第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂのうちでいずれか一方だけ配置する場合も有り得る。
【００３７】
上記のように構成した本発明に係る結像光学系１によると、前玉レンズ群３Ａと後玉レンズ群３Ｂとの間に設けた絞り５の近傍に、遮光手段となる第１矩形状遮光板４Ａ及び／又は第２矩形状遮光板４Ｂを光軸Ｋ挟んで配置し、且つ、第１，第２矩形状遮光板４Ａ，４Ｂを絞り５の開口部５ａに対して進退可能に構成したため、前玉レンズ群３Ａに入射した画像光の光束中から不要光をカットすることで、結像光学系１から出射する画像光に対してシェーディング補正を行うことができるので、結像光学系１の画質性能向上に寄与できる。
【００３８】
＜資料提示装置＞
図４は本発明に係る資料提示装置の外観形状を示した斜視図、
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明に係る資料提示装置を示した後面図，平面図，右側面図、
図６は本発明に係る資料提示装置において、筐体を取り外して内部構造を示した斜視図、
図７は本発明に係る資料提示装置において、非球面反射鏡，平面反射鏡，結像光学系，変倍光学系，撮像素子を示した斜視図、
図８は本発明に係る資料提示装置において、書画原稿の画像光を非球面反射鏡に斜めに取り込んで結像光学系側に反射させる動作を説明するために模式的に示した図、
図９は本発明に係る資料提示装置において、図８に示した結像光学系を拡大して示した構成図、
図１０は本発明に係る資料提示装置において、図８に示した非球面反射鏡と結像光学系とによる非点収差を説明するために模式的に示した図、
図１１は本発明に係る資料提示装置において、変倍光学系を説明するための斜視図である。
【００３９】
図４及び図５（ａ）〜（ｃ）並びに図６に示した本発明に係る資料提示装置１０は、先に図１を用いて説明した本発明に係る結像光学係１の技術的思想を適用して、書画原稿や実体物などの資料１５を読み取ってこの資料１５の画像光を撮像素子６１に結像させるように構成したものである。
【００４０】
即ち、図４及び図５（ａ）〜（ｃ）に示した如く、本発明に係る資料提示装置１０では、箱状の筐体１１がこの装置の外装を形成しており、且つ、筐体１１内の底面１１ａ上にこの装置１０の基台となるベース台１２が取り付けられている。また、ベース台１２上に所定の高さに形成した４本の支柱１３（図６，図１１のみ図示）を介して資料載置台１４がベース台１２と略平行に取り付けられており、この資料載置台１４は平坦な上面１４ａを筐体１１の上面１１ｂに高さを一致させた状態で露出しており、書画原稿や実体物などの資料１５が上面１４ａ上に載置可能になっている。この実施例では、資料載置台１４のサイズは、資料１５として例えばＡ４サイズ（縦×横＝２９７ｍｍ×２１０ｍｍ）の書画原稿を載置できるようになっており、資料（以下、書画原稿と記す）１５の長手方向を資料載置台１４上のＸ軸方向（左右方向）、短手方向をＹ軸方向（奥行き方向）に向けて横置き可能に枠位置が図５及び図６に示したように表示されており、このＡ４サイズの枠内が撮影範囲に設定されている。
【００４１】
また、筐体１１の前面１１ｃ側には、この装置１０を使用者が操作するために複数の操作ボタン（図示せず）を取り付けた操作パネル１６が設けられている。尚、操作パネル１６を筐体１１の上面１１ｂ上で資料載置台１４よりも左側又は右側のスペースに取り付けることも可能である。
【００４２】
また、筐体１１の後面１１ｄ側で左側面１１ｅと右側面１１ｆとの間には、アーチ状支持アーム１１ｇが上面１１ｂより上方に向かって一体的に掛け渡されている。そして、ベース台１２上に設けた逆Ｌ状ステージ１７の上方部位に非球面反射鏡１８が取り付けらており、この非球面反射鏡１８は上記したアーチ状支持アーム１１ｇの左右方向の中央裏面側で筐体１１の上面１１ｂ側に対向している。
【００４３】
上記した非球面反射鏡１８は本発明の要部の一部を構成するものであり、この非球面反射鏡１８を資料載置台１４の長手方向中央部位で且つ資料載置台１４の後部近傍の上方部位に設けることで、非球面反射鏡１８が資料載置台１４の上方部位を殆ど遮らないので、資料載置台１４に書画原稿１５を容易に載置することができると共に使用者の視界も遮ることがない。尚、非球面反射鏡１８を資料載置台１４の左側部近傍の上方部位又は右側部近傍の上方部位に設けることも可能である。
【００４４】
また、筐体１１のアーチ状支持アーム１１ｇには、非球面反射鏡１８を挟んだ左右にＬＥＤアレイからなる一対の照明用光源１９，１９が資料載置台１４の前方に向かって取り付けられている。この際、一対の照明用光源１９，１９は、多数のＬＥＤ（発光素子）が行列して配置され、各ＬＥＤに設けた各集光レンズにより資料載置台１４上に載置した書画原稿１５に対して明るく照明している。
【００４５】
そして、筐体１１の底面１１ａから上面１１ｂまでの高さＨ１は４０ｍｍ前後に設定され、且つ、上面１１ｂからアーチ状支持アーム１１ｇの天面１１ｇ１までの高さＨ２が７０ｍｍ前後に設定されているために、装置１０の全体高さＨ（＝Ｈ１＋Ｈ２）は１１０ｍｍ前後に低く押さえられて、装置１０の小型化が図られている。
【００４６】
更に、筐体１１の上面１１ｂ上で筐体１１の後面１１ｄ側に設けた非球面反射鏡１８と対向する部位に貫通孔１１ｂ１が略矩形状に穿設されている。そして、筐体１１の上面１１ｂに穿設した貫通孔１１ｂ１は、資料載置台１４上に載置された書画原稿（資料）１５の画像光を非球面反射鏡１８に斜めに取り込んだ後、非球面反射鏡１８で反射された書画原稿１５の画像光を、後述するように、資料載置台１４より下方で筐体１１の内部に設けた平面反射鏡２１，結像光学系４０，変倍光学系５０，撮像素子６１に順に導くための光路形成用の孔である。
【００４７】
即ち、図６及び図７に示した如く、ベース台１２上に固定した傾斜ステージ２０の４５°傾斜面２０ａには、平面反射鏡２１がベース台１２及び資料載置台１４に対して４５°傾斜して取り付けられており、且つ、平面反射鏡２１はこれより上方に設置した非球面反射鏡１８と対向して配置されている。そして、上記した平面反射鏡２１は、非球面反射鏡１８で反射された書画原稿１５の画像光の光路をベース台１２及び資料載置台１４と略平行な方向に方向変換させて、下記する結像光学系４０に導くためのものである。
【００４８】
この際、結像光学系４０をベース台１２と資料載置台１４との間でベース台１２及び資料載置台１４に対して略水平（略平行）に取り付けることで装置１０の全体高さＨを低く押さえることができる。
【００４９】
尚、図８に示したように、結像光学系４０をベース台１２及び資料載置台１４に対して略垂直に支持した場合には、装置１０の全体高さＨが高くなるものの、この場合には平面反射鏡２１を設けることなく、非球面反射鏡１８で反射された書画原稿１５の画像光を結像光学系４０に直接導くことも可能である。
【００５０】
次に、ベース台１２上に固定したＬ字状ステージ２２には、本発明の要部の一部を構成する結像光学系４０がベース台１２及び資料載置台１４に対して略平行に取り付けられており、且つ、結像光学系４０はこれより前方に設置した平面反射鏡２１と対向して配置されている。
【００５１】
上記した結像光学系４０は、先に図１を用いて説明した結像光学系１の技術的思想を適用しており、この結像光学系４０は、図８に示したように、非球面反射鏡１８で反射された資料の画像光を光軸Ｋ１に対して斜め方向から前玉レンズ群４２Ａに入射させて絞り４４の開口部４４ａを通して光量を調節した後に前記画像光を後玉レンズ群４２Ｂから前記光軸Ｋ１に対して斜め方向に出射させているものである。
【００５２】
尚、図８では、説明の都合上、光路方向変換用の平面反射鏡２１を除いており、非球面反射鏡１８で反射された書画原稿１５の画像光を結像光学系４０に直接入射させた場合を示している。
【００５３】
そして、図８では、資料載置台１４の後部近傍の上方部位に非球面反射鏡１８が設けられており、この非球面反射鏡１８はベース台１２及び資料載置台１４に対して略垂直な光軸Ｋ１を中心として３６０°の範囲に亘って形成した非球面鏡の一部を実線で示したように切り欠いて、この切り欠き部位の下方の面に反射膜を成膜したものである。また、非球面反射鏡１８と対向する結像光学系４０の光軸は、非球面反射鏡１８の光軸Ｋ１と一致させている。更に、撮像素子６１の光軸Ｋ２は非球面反射鏡１８及び結像光学系４０の光軸Ｋ１よりも僅かに筐体１１の後面１１ｄ（図４，図５）側に変位して設定されている。
【００５４】
ここで、上記した結像光学系４０は、図９に拡大して示したように、レンズ鏡筒４１内で光入射側（非球面反射鏡側）から光出射側（撮像素子側）に向かって前玉レンズ群４２Ａと、第１矩形状遮光板４３Ａと、第２矩形状遮光板４３Ｂと、絞り４４と、後玉レンズ群４２Ｂとが順に設けられている。また、第１矩形状遮光板４３Ａ，第２矩形状遮光板４３Ｂ，絞り４４には、それぞれモータなどによる回転力を用いた駆動機構部４３ｍ１，４３ｍ２，４４ｍが上記各構成部材と対応して連結されている。
【００５５】
上記した各構成部材のうちで前玉レンズ群４２Ａと後玉レンズ群４２Ｂは、それぞれそれぞれ形状の異なる複数のレンズで構成されており、ここでは両レンズ群４２Ａ，４２Ｂを合わせて計８枚のレンズが所定の位置に配置されており、８枚のレンズの各面による合計１６面のうちで３面が非球面に形成されている。
【００５６】
そして、前玉レンズ群４２Ａと、絞り４４と、後玉レンズ群４２Ｂとにより、画像光を光軸Ｋ１に対して斜め方向から前玉レンズ群４２Ａに入射させて絞り４４の開口部４４ａを通して光量を調節した後に前記画像光を後玉レンズ群４２Ｂから前記光軸Ｋ１に対して斜め方向に出射させている。
【００５７】
また、前玉レンズ群４２Ａと後玉レンズ群４２Ｂとの間に設けた絞り４４は、駆動機構部４４ｍと連結した複数の絞り羽根（図示せず）により開口部４４ａの面積を同心状の円形を略保ちながら連続的に可変することで、前玉レンズ群４２Ａに入射した資料の画像光に対して所定の明るさを得るように光量を調節している。
【００５８】
更に、絞り４４の近傍には、遮光手段として第１，第２矩形状遮光板４３Ａ，４３Ｂが矩形状の板などを用いて配置されており、ここでは第１矩形状遮光板４３Ａと第２矩形状遮光板４３Ｂとが前玉レンズ群４２Ａと絞り４４との間で光軸Ｋ１を挟んだ一方側（図示下方側）と、この一方と反対側の他方側（図示上方側）とにそれぞれ配置されている。尚、ここでの図示を省略するものの、第１，第２矩形状遮光板４３Ａ，４３Ｂを絞り４４と後玉レンズ群４２Ｂとの間で光軸Ｋ１を挟んだ一方側（図示下方側）と、この一方と反対側の他方側（図示上方側）とにそれぞれ配置することも可能である。
【００５９】
上記した第１，第２矩形状遮光板４３Ａ，４３Ｂは、前玉レンズ群４２Ａに入射した資料の画像光の光束中から不要光をカットするために絞り４４の開口部４４ａの面積の一部を遮光するものであり、第１，第２矩形状遮光板４３Ａ，４４Ｂは駆動機構部４３ｍ１，４３ｍ２に連結されて絞り４４の開口部４４ａに対して進退可能になっている。この際、前玉レンズ群４２Ａに入射した資料の画像光の光束中の不要光は、例えば一対の照明用光源１９，１９（図１）からの照明光などによって入射した画像光の周辺で明るさの差を発生させる光などである。
【００６０】
より具体的には、図８に示したように、前玉レンズ群４２Ａに入射した資料の画像光の光束中の不要光は、筐体１１の前面１１ｃ側に位置した書書画原稿１５の前端部１５ａから出る最外側の画像光Ｌｏｕｔと、筐体１１の後面１１ｄ側に位置した書画原稿１５の後端部１５ｂから出る最内側の画像光Ｌｉｎとの明るさの差を発生させる光などであり、ここでの明るさの差が予め設定した所定の閾値内に納まるように第１，第２矩形状遮光板４３Ａ，４４Ｂに連結した駆動機構部４３ｍ１，４３ｍ２のいずれか一方又は両方を作動させて、両画像光領域Ｌｏｕｔ，Ｌｉｎ間での明るさの差に応じて結像光学系４０から出射する画像光に対してシェーディング補正を行っている。
【００６１】
ここで、図８に示した状態で資料載置台１４上に載置した書画原稿１５の画像光を非球面反射鏡１８，結像光学系４０を介して撮像素子６１に取り込む際に、筐体１１の前面１１ｃ側に位置した書画原稿１５の前端部１５ａから出る最外側の画像光Ｌｏｕｔは、図示右上方に設置した非球面反射鏡１８の先端部位に向かって斜めに入射し、且つ、この非球面反射鏡１８で反射されて結像光学系４０に斜めに入射しており、最外側の画像光Ｌｏｕｔが非球面反射鏡１８，結像光学系４０を順に経由して撮像素子６１に至るまでの光路長は最長になっている。
【００６２】
一方、筐体１１の後面１１ｄ側に位置した書画原稿１５の後端部１５ｂから出る最内側の画像光Ｌｉｎは、非球面反射鏡１８の後端部位に向かって斜めに入射し、且つ、この非球面反射鏡１８で反射されて結像光学系４０に斜めに入射しており、最内側の画像光Ｌｉｎが非球面反射鏡１８，結像光学系４０を順に経由して撮像素子６１に至るまでの光路長は最短になっている。
【００６３】
勿論、最外側の画像光Ｌｏｕｔと最内側の画像光Ｌｉｎとの間の各画像光が非球面反射鏡１８，結像光学系４０を順に経由して撮像素子６１に至るまでの各光路長は、最外側から最内側に向かって徐々に短くなっている。
【００６４】
従って、書画原稿１５の各画像光が撮像素子６１に至るまでの各光路長が異なる場合に、撮像素子６１上でピンぼけなく且つ台形歪みなく光学的に鮮明に結像させるためには、最外側の画像光Ｌｏｕｔの光路長と最内側の画像光Ｌｉｎの光路長との差分以上の被写界深度を設定する必要があると共に、各画像光の各光路長に合わせて被写界深度を非球面反射鏡１８と結像光学系４０内に設けた前玉レンズ群４２Ａ及び後玉レンズ群４２Ｂ中の８枚のレンズのうち３面の非球面とで協働して調整している。
【００６５】
これを言い換えると、図１０に示した如く、非球面反射鏡１８と結像光学系４０は、レンズの非点収差を積極的に利用している。この非点収差は、光学系の軸外物点から出た光線束による軸外像点が一点に集まらず、且つ、サジタル像点及びメリジオナル像点が現われる収差である。
【００６６】
上記した結像光学系４０は、軸外像点のサジタル像点及びメリジオナル像点を一点に集めるために、サジタル物点及びメリジオナル物点が光軸方向に大きくずれた非点収差を持つ光学系としている。ここで、物点から非球面反射鏡１８に斜めに取り込まれた光線束は、非球面反射鏡１８で反射した後に結像光学系４０で非点収差なく結象するために、非球面反射鏡１８で反射する際に結像光学系４０が持つ非点収差を相殺するべく非点収差を発生させている。従って物点〜非球面反射鏡１８〜結像光学系４０〜像点に至る光路においては非点収差が補正され、また他の収差を同時に補正し良好な結像を得るものである。
【００６７】
次に、図１１に示した如く、ベース台１２上に設けた２軸移動型ステージ２３には、変倍光学系５０がこれより前方に配置した結像光学系４０の光軸Ｋ１に対して直交する面内を移動可能に設けられている。
【００６８】
即ち、ベース台１２の後面側から２軸移動型ステージ２３を見た場合、この２軸移動型ステージ２３は、ベース台１２上に第１モータ２４がブラケット２５を介してＹ軸方向に向かって取り付けられ、且つ、この第１モータ２４の軸に固着した第１ウォーム２６がＹ軸ステージ２７に螺合し、且つ、Ｙ軸ステージ２７が一対のＹ軸方向案内手段２８，２８に案内されているために、第１モータ２４を駆動させることでＹ軸ステージ２７がＹ軸方向（前後方向）に移動自在になっている。
【００６９】
また、２軸移動型ステージ２３は、Ｙ軸ステージ２７上に第２モータ２９がＺ軸方向に向かって取り付けられ、且つ、この第２モータ２９の軸に固着した第２ウォーム３０がＺ軸ステージ３１に螺合し、且つ、Ｚ軸ステージ３１が一対のＺ軸方向案内手段３２，３２に案内されているために、第２モータ２９を駆動させることでＺ軸ステージ３１がＺ軸方向（上下方向）に移動自在になっている。
【００７０】
尚、Ｙ軸ステージ２７及びＺ軸ステージ３１をＹ軸方向及びＺ軸方向にそれぞれ変位させるための駆動源として、第１，第２モータ２４，２９を用いることなく、周知の積層型圧電素子（図示せず）などを用いることも可能である。
【００７１】
そして、略コ字状に形成したＺ軸ステージ３１に変倍光学系５０が取り付けられることにより、変倍光学系５０がＹ軸方向及びＺ軸方向に移動自在となり、言い換えると、変倍光学系５０が結像光学系４０の光軸Ｋ１に対して直交する面内を移動自在となるので、変倍光学系５０の光軸Ｋ２も結像光学系４０の光軸Ｋ１と略平行にこの光軸Ｋ１に対して直交する面内を移動する。
【００７２】
これにより、資料載置台１４に載置された書画原稿１５の画像光を非球面反射鏡１８に斜めに取り込んで、ここで反射された書画原稿１５の画像光を平面反射鏡２１を介して結像光学系４０に斜めに入射させて結像光学系４０によりピンぼけなく且つ台形歪みなく光学的に鮮明に中間画像を結像させた時に、変倍光学系５０は中間画像に対して略平行に移動すると共に、中間画像中の所望の範囲内を光学的に所望の倍率で変倍して再結像させ、光学的に変倍された資料の画像光を図７に示したようにレンズ鏡筒５１に撮像素子支持部材６０を介して取り付けた撮像素子６１で受光している。
【００７３】
尚、資料載置台１４に載置された書画原稿１５の画像光を非球面反射鏡１８に斜めに取り込んで、ここで反射された書画原稿１５の画像光を結像光学系４０に斜めに直接入射させて結像光学系４０により中間画像を結像させる時には、変倍光学系５０を資料載置台１４と略平行なＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させることで、変倍光学系５０が結像光学系４０の光軸Ｋ１に対して直交する面内を移動自在となる。
【００７４】
上記のように構成した本発明に係る資料提示装置結１０によると、資料載置台１４の側部近傍の上方部位に非球面反射鏡１８を設置したため、資料載置台１４上に載置にした書画原稿や実体物などの資料１５の画像光を使用者の視界を遮ることなく非球面反射鏡１８で取り込み、この後、非球面反射鏡１８で反射した資料の画像光を結像光学系４０を経てピンぼけなく且つ台形歪みなく鮮明に撮像素子６１に受光することができ、更に、結像光学系４０内で前玉レンズ群４２Ａと後玉レンズ群４２Ｂとの間に設けた絞り４４の近傍に、遮光手段となる第１矩形状遮光板４３Ａ及び／又は第２矩形状遮光板４３Ｂを光軸Ｋ１挟んで配置し、且つ、第１，第２矩形状遮光板４３Ａ，４３Ｂを絞り４４の開口部４４ａに対して進退可能に構成したため、前玉レンズ群４２Ａに入射した資料の画像光の光束中から不要光をカットすることで、結像光学系４０から出射する資料の画像光に対してシェーディング補正を行うことができるので、結像光学系４０の画質性能向上に寄与できる。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述した本発明に係る結像光学系によると、とくに、前玉レンズ群と後玉レンズ群との間に設けた絞りの近傍に、遮光手段を光軸挟んだ一方側及び／又はこの一方側と反対側の他方に配置し、且つ、前記絞りの開口部に対して進退可能に構成したため、前玉レンズ群に入射した画像光の光束中から不要光をカットすることで、結像光学系から出射する画像光に対してシェーディング補正を行うことができるので、結像光学系の画質性能向上に寄与できる。
【００７６】
また、本発明に係る資料提示装置によると、とくに、資料載置台の側部近傍の上方部位に非球面反射鏡を設置したため、資料載置台上に載置にした書画原稿や実体物などの資料の画像光を使用者の視界を遮ることなく非球面反射鏡で取り込み、この後、非球面反射鏡で反射した資料の画像光を結像光学系を経てピンぼけなく且つ台形歪みなく鮮明に撮像素子に受光することができ、更に、結像光学系内で前玉レンズ群と後玉レンズ群との間に設けた絞りの近傍に、遮光手段を光軸挟んだ一方側及び／又はこの一方側と反対側の他方に配置し、且つ、前記絞りの開口部に対して進退可能に構成したため、前玉レンズ群に入射した資料の画像光の光束中から不要光をカットすることで、結像光学系から出射する資料の画像光に対してシェーディング補正を行うことができるので、結像光学系の画質性能向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る結像光学系を示した構成図である。
【図２】本発明に係る結像光学系において、第１，第２矩形状遮光板を動作させるための回路図である。
【図３】本発明に係る結像光学系において、第１，第２矩形状遮光板により絞りの開口部の面積の一部を遮光する状態を説明するために模式的に示した図であり、（ａ）は初期位置に至っている第１，第２矩形状遮光板が絞りから退避している状態を示し、（ｂ）は第１矩形状遮光板を作動させた状態を示し、（ｃ）は第２矩形状遮光板を作動させた状態を示し、（ｄ）は第１，第２矩形状遮光板を作動させた状態を示した図である。
【図４】本発明に係る資料提示装置の外観形状を示した斜視図である。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明に係る資料提示装置を示した後面図，平面図，右側面図である。
【図６】本発明に係る資料提示装置において、筐体を取り外して内部構造を示した斜視図である。
【図７】本発明に係る資料提示装置において、非球面反射鏡，平面反射鏡，結像光学系，変倍光学系，撮像素子を示した斜視図である。
【図８】本発明に係る資料提示装置において、書画原稿の画像光を非球面反射鏡に斜めに取り込んで結像光学系側に反射させる動作を説明するために模式的に示した図である。
【図９】本発明に係る資料提示装置において、図８に示した結像光学系を拡大して示した構成図である。
【図１０】本発明に係る資料提示装置において、図８に示した非球面反射鏡と結像光学系とによる非点収差を説明するために模式的に示した図である。
【図１１】本発明に係る資料提示装置において、変倍光学系を説明するための斜視図である。
【図１２】従来の結像光学系を説明するための図であり、（ａ）は結像光学系内に設けた絞りを原稿部材に対して平行に配置した場合を示し、（ｂ）は結像光学系内に設けた絞りを原稿部材に対して傾けて配置した場合を示した図である。
【符号の説明】
１…結像光学系、
２…レンズ鏡筒、３Ａ…前玉レンズ群、３Ｂ…後玉レンズ群、
４Ａ…第１矩形状遮光板、４Ｂ…第２矩形状遮光板、
４ｍ１，４ｍ２…第１，第２矩形状遮光板の駆動機構部、
５…絞り、５ａ…開口部、５ｍ…絞りの駆動機構部、
１０…資料提示装置、
１１…筐体、１２…ベース台、１３…支柱、
１４…資料載置台、１５…資料（書画原稿や実体物）、
１６…操作パネル、１６ａ…ズーム釦、
１７…逆Ｌ状ステージ、１８…非球面反射鏡、１９…照明用光源、
２０…傾斜ステージ、２１…平面反射鏡、
２２…Ｌ字状ステージ、２３…２軸移動型ステージ、
４０…結像光学系、
４１…レンズ鏡筒、４２Ａ…前玉レンズ群、４２Ｂ…後玉レンズ群、
４３Ａ…第１矩形状遮光板、４３Ｂ…第２矩形状遮光板、
４３ｍ１，４３ｍ２…第１，第２矩形状遮光板の駆動機構部、
４４…絞り、４４ａ…開口部、４４ｍ…絞りの駆動機構部、
５０…変倍光学系、６１…撮像素子、
Ｋ…結像光学系１の光軸、Ｋ１…結像光学系４０の光軸、
Ｋ２…撮像素子の光軸。

Claims (4)

1. 画像光を光軸に対して斜め方向から前玉レンズ群に入射させて絞りの開口部を通して光量を調節した後に前記画像光を後玉レンズ群から前記光軸に対して斜め方向に出射させる結像光学系において、
   前記前玉レンズ群と前記後玉レンズ群との間に設けた前記絞りの近傍に配置され、且つ、前記前玉レンズ群に入射した前記画像光の光束中から不要光をカットするために前記絞りの開口部の一部を遮光する遮光手段とを備えたことを特徴とする結像光学系。
2. 請求項１記載の結像光学系において、
   前記遮光手段は、前記光軸を挟んだ一方側及び／又はこの一方側と反対側の他方に配置し、且つ、前記絞りの開口部に対して進退可能に構成したことを特徴とする結像光学系。
3. 書画原稿や実体物などの資料を載置するための資料載置台と、
   前記資料載置台の側部近傍の上方部位に設置され、且つ、前記資料載置台に載置した前記資料の画像光を斜めに取り込んで該資料の画像光を反射させるための非球面反射鏡と、
   前記非球面反射鏡で反射された前記資料の画像光を光軸に対して斜め方向から前玉レンズ群に入射させて絞りの開口部を通して光量を調節した後に前記資料の画像光を後玉レンズ群から前記光軸に対して斜め方向に出射させると共に、前記前玉レンズ群と前記後玉レンズ群との間に設けた前記絞りの近傍に配置され、且つ、前記前玉レンズ群に入射した前記資料の画像光の光束中から不要光をカットするために前記絞りの開口部の一部を遮光する遮光手段を有する結像光学系と、
   前記結像光学系で結像した前記資料の画像光を受光する撮像素子とを備えたことを特徴とする資料提示装置。
4. 請求項３記載の資料提示装置において、
   前記結像光学系中の前記遮光手段は、前記光軸を挟んだ一方側及び／又はこの一方側と反対側の他方に配置し、且つ、前記絞りの開口部に対して進退可能に構成したことを特徴とする資料提示装置。

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