JP3444084B2 - 走査光学系 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査光学系に関す
るものであり、例えば、高速で画像取り込みが可能なフ
ィルムスキャナー等に用いられる走査光学系に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より様々なフィルムスキャナーが提
案されているが、そのなかでもミラースキャン方式のフ
ィルムスキャナーは一般によく知られている。ミラース
キャン方式のフィルムスキャナーは、主に、副走査方向
に受光素子が並んだラインセンサー(例えば、ラインＣ
ＣＤ)と、ラインセンサー上でフィルムの画像を結像さ
せる走査光学系と、主走査のために揺動回転するミラー
と、で構成されている。

【０００３】上記フィルムスキャナーには、被走査面で
あるフィルム画面が平坦であるため、これを走査した際
にミラーの回動に伴ってミラーと被走査面との間の光路
長が変化してしまうといった問題がある。このような問
題を解決するため、特公昭62-20526号公報では、ミラー
と被走査平面との間に、ペッツバール和等が規定された
回転非対称な結像光学系を設けることにより、上記光路
長を補正して、平坦な被走査面を湾曲なく高速走査する
ようにした走査装置が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特公昭62-205
26号の走査装置に用いられている回転非対称の結像光学
系は、製造が困難な面形状を有する高価な光学系である
ため、走査装置のコストアップを招いてしまうという問
題がある。また、ミラーの大型化が避けられないため、
ミラーを高速に回転することが困難であり、フィルム１
コマの画像の取り込みに１０秒から数分かかるという問
題がある。さらに、従来のフィルムスキャナーによる
と、フィルム画像を拡大・縮小する場合には、ラインセ
ンサーで一旦取り込まれた画像に対して処理を施さなけ
ればならないという問題がある。共役長を変化させれば
ラインセンサー上に形成される像の大きさを変化させる
ことはできるが、走査装置全体が大型化するといった問
題が生じる。

【０００５】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、被走査面が平坦であっても湾曲
のない高速走査を可能とし、しかも簡単な構成で変倍を
行うことができる低コストでコンパクトな走査光学系を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明の走査光学系は、物体からの光を集光す
る物体側レンズ群と、前記物体側レンズ群を通過した光
を偏向させることによって物体を撮像するための主走査
を行うミラーと、前記ミラーによって偏向された主走査
方向に直交する副走査方向における軸上光及び軸外光を
共に撮像面上で結像させる像側レンズ群と、を備えた走
査光学系であって、前記物体側レンズ群、前記像側レン
ズ群のうち前記主走査において光路が変化しないレンズ
群に、副走査方向のみの変倍を行うためのズーミングを
行うズーム光学系を用い、さらに、前記物体側レンズ群
の射出瞳と前記像側レンズ群の入射瞳とを略一致させた
ことを特徴とする。

【０００７】第１の発明の構成によると、撮像面上には
副走査方向における軸上光及び軸外光が共に結像し、さ
らに、用いられているズーム光学系が、その変倍動作に
よって副走査方向に拡大又は縮小した像を撮像面上に形
成するため、副走査方向のみの変倍(すなわち、異方倍
率化)を行うことができる。また、変倍がズーム光学系
で行われるため、変倍において共役長が変化することも
ない。しかも、ズーム光学系は、物体側レンズ群、像側
レンズ群のうち主走査において光路が変化しないレンズ
群として用いられているため、主走査において光束は制
限されない。また、一旦撮像面上に形成された像に対し
て後から処理を施す必要がないので、簡単に副走査方向
における拡大像・縮小像を得ることができる。

【０００８】第２の発明の走査光学系は、物体からの光
を集光する物体側レンズ群と、前記物体側レンズ群を通
過した光を偏向させることによって物体を撮像するため
の主走査を行うミラーと、前記ミラーによって偏向され
た主走査方向に直交する副走査方向における軸上光及び
軸外光を共に撮像面上で結像させる像側レンズ群と、を
備えた走査光学系であって、主走査方向のみの変倍を行
うための前記ミラーの回転制御によって主走査の速度及
び範囲を可変とし、さらに、前記物体側レンズ群の射出
瞳と前記像側レンズ群の入射瞳とを略一致させたことを
特徴とする。

【０００９】第２の発明の構成によると、ミラーによる
主走査の速度及び範囲が可変となっているため、所望の
主走査速度を設定することによって、主走査方向のみの
変倍(すなわち、異方倍率化)を行うことができる。しか
も、主走査の速度は等速であるため、得られる像に主走
査方向の歪みが生じることはない。例えば、物体側レン
ズ群を通過した光をミラーの回転によって偏向させる場
合、ミラーの回転角速度及び回転範囲を変化させれば前
記主走査の速度及び範囲を変化させることができる。従
って、ミラーの回転制御等による主走査の速度制御のみ
によって、主走査方向のみの変倍が可能である。また、
一旦撮像面上に形成された像に対して後から処理を施す
必要がないので、簡単に主走査方向における拡大像・縮
小像を得ることができる。

【００１０】第３の発明の走査光学系は、物体からの光
を集光する物体側レンズ群と、前記物体側レンズ群を通
過した光を偏向させることによって物体を撮像するため
の主走査を行うミラーと、前記ミラーによって偏向され
た主走査方向に直交する副走査方向における軸上光及び
軸外光を共に撮像面上で結像させる像側レンズ群と、を
備えた走査光学系であって、前記物体側レンズ群、前記
像側レンズ群のうち前記主走査において光路が変化しな
いレンズ群に、副走査方向のみの変倍を行うためのズー
ミングを行うズーム光学系を用い、主走査方向のみの変
倍を行うための前記ミラーの回転制御によって主走査の
速度及び範囲を可変とし、主走査方向の変倍と副走査方
向の変倍とを独立に行う構成とし、さらに、前記物体側
レンズ群の射出瞳と前記像側レンズ群の入射瞳とを略一
致させたことを特徴とする。

【００１１】第３の発明は、上記第１，第２の発明を組
み合わせた構成となっている。従って、ズーム光学系を
用いた副走査方向の変倍と、主走査速度制御による主走
査方向の変倍と、を同時に行うことによって、主走査・
副走査の両方向の変倍が可能になり、また、等方・異方
倍率化と高変倍比化とを同時に実現することが可能にな
る。

【００１２】第１〜第３の発明において、物体側レンズ
群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳とを略一致させると
は、互いに略同一の瞳径を有する、物体側レンズ群の射
出瞳と像側レンズ群の入射瞳とを、略同一位置に位置さ
せることをいう。上記定義に従い、物体側レンズ群と像
側レンズ群との光軸が一致している光学系において、物
体側レンズ群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳とを一致
させる構成について、(1)２つの瞳が、互いに略同一の
瞳径を有するが略同一位置に位置していない場合、(2)
２つの瞳が、互いに略同一位置に位置するが略同一の瞳
径を有していない場合、(3)２つの瞳が、互いに異なる
瞳径であって位置も異なる場合、(4)前述の第１〜第３
の発明、の順に更に詳しく説明する。

【００１３】(1)の構成の場合、２つの瞳の光軸上の位
置が略同一位置にないため、例えば、物体側レンズ群か
ら軸上光が発散光として射出されるような場合、軸上光
の一部は像側レンズ群の入射瞳を通過することができ
ず、光量にロスを生じてしまう。逆に、物体側レンズ群
から軸上光が収束光として射出されるような場合、像側
レンズ群は、レンズ群のうち光が通過しない領域が大き
くなり、光学系全体が大型化してしまう。また、物体側
レンズ群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳とが略同一位
置になければ、物体側レンズ群の射出瞳を通過した軸外
光(すなわち、像高をもつ光)を全て像側レンズ群の入射
瞳に入射させることはできない。

【００１４】(2)の構成の場合、物体側レンズ群の射出
瞳と像側レンズ群にある入射瞳とが略同一位置にあるの
で、実質的には、瞳径の小さい方の瞳が光を規制する作
用を有することとなる。従って、物体側レンズ群の射出
瞳径の方が像側レンズ群の入射瞳径よりも大きい場合、
軸上光及び軸外光にかかわらず、物体側の光をすべて像
側に伝達することができない。逆に、像側レンズ群の入
射瞳径の方が物体側レンズ群の射出瞳径よりも大きい場
合、像側レンズ群は、レンズ群のうち光が通過しない領
域が大きくなり、光学系全体が大型化してしまう。

【００１５】(3)の構成の場合、物体側レンズ群から像
側レンズ群へ軸上光をもれなく伝達するように、物体側
レンズ群の射出瞳径と像側レンズ群の入射瞳径を適切に
定めることができる。しかしながら、この場合において
も、物体側レンズ群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳と
が略同一位置になければ、(1)の場合と同様に、物体側
レンズ群の射出瞳を通過した軸外光を全て像側レンズ群
の入射瞳に入射させることはできない。

【００１６】これに対して、(4)の第１〜第３の発明で
は、物体側レンズ群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳と
を略一致させる構成となっているので、軸上光だけでな
く軸外光をも、物体側レンズ群から像側レンズ群へとも
れなく伝達することができる。

【００１７】例えば、プリンター等に用いられているレ
ーザ走査光学系では、主走査方向には軸上光及び軸外光
が共に用いられるため、像側に位置するレンズ群の入射
瞳位置の近傍にミラーが配置される。しかし、副走査方
向の軸外光は用いられない(つまり、副走査方向に像高
をもたない)ので、第１〜第３の発明における物体側レ
ンズ群，像側レンズ群に相当する各レンズ群の瞳を一致
させる必要はない。これに対して、第１〜第３の発明で
は、ミラーによって偏向された副走査方向における軸上
光及び軸外光が共に像側レンズ群によって撮像面上で結
像する(つまり、副走査方向に像高をもつ)構成となって
いるので、前述したように物体側レンズ群の射出瞳と像
側レンズ群の入射瞳とを略一致させないと、物体側レン
ズ群の射出瞳を通過した軸外光を全て像側レンズ群の入
射瞳に入射させることができないのである。

【００１８】上記のように物体側レンズ群の射出瞳と像
側レンズ群の入射瞳とを略一致させると、物体側レンズ
群と像側レンズ群とは瞳を共有する一つのレンズ系とな
る。通常の光学系を用いると、ミラーを回転させたとき
に円弧を描いて物体の走査が行われるため、像面に湾曲
が生じる。しかし、上記のように物体側レンズ群の射出
瞳と像側レンズ群の入射瞳とを略一致させた場合、物体
側レンズ群と像側レンズ群とのそれぞれについて像面湾
曲が発生しなければ、走査光学系全系についても像面に
湾曲は生じない。物体側レンズ群と像側レンズ群とのそ
れぞれについて像面湾曲の補正を行うことは容易である
ため、複雑な面形状を有する光学系を用いる必要がな
く、例えば、回転対称な球面系のみで物体側レンズ群と
像側レンズ群を構成することができる。この回転対称な
球面系は、安価であり、しかも製造容易である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した走査光学
系を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図中、ｘ
軸，ｙ軸，ｚ軸は互いに直交する軸を示している。ま
ず、図１に、本発明を実施した走査光学系の基本構成を
示す。この走査光学系は、主として、像側から順に、像
側レンズ群Ｇｒ１，ミラーＭ，及び物体側レンズ群Ｇｒ
２から成るミラースキャン方式の走査光学系である。走
査光学系の物体側には、撮像中、フィルム画面１が位置
固定で配置されており、走査光学系の像側には、ライン
ＣＣＤ３とフィルター２が配置されている。なお、フィ
ルター２の代わりに、３板式色分解用の色分解プリズム
を用いてもよい。

【００２０】物体側レンズ群Ｇｒ２(この部分で光軸は
ｘ軸に対して平行である。)は、フィルム画面１からの
光を集光する。図１中、ＲＢは主・副走査方向における
軸上光であり、ＲＡは副走査方向における物高Ｚ(＋)，
像高Ｚ’(−)の軸外光であり、ＲＣは副走査方向におけ
る物高Ｚ(−)，像高Ｚ’(＋)の軸外光である。平面状の
ミラーＭは、物体側レンズ群Ｇｒ２を通過した光を偏向
させることによってフィルム画面１の主走査を行う。偏
向はミラーＭの回転により行われ、また、フィルム画面
１の主走査はｙ軸方向に行われる。像側レンズ群Ｇｒ１
(この部分で光軸はｙ軸に対して平行である。)は、ミラ
ーＭによって偏向された副走査方向(ｚ軸方向)における
軸上光及び軸外光を共にラインＣＣＤ３の撮像面上で結
像させる。ラインＣＣＤ３の撮像面上に形成される像
は、フィルム画面１上の副走査方向(ｚ軸方向)における
ライン状の像であり、ラインＣＣＤ３によって１ライン
ずつ画像情報として取り込まれる。

【００２１】物体側レンズ群Ｇｒ２を構成しているレン
ズは、ｙ軸，ｚ軸の両方向について光束をカバーするよ
うに、ｙ−ｚ断面が円形状を成している。これに対し、
像側レンズ群Ｇｒ１は、ラインＣＣＤ３の受光素子配列
方向である副走査方向(ｚ軸方向)のみ光束をカバーすれ
ばよいので、ｘ−ｚ断面がｚ軸方向に長い小判形状(つ
まり、ｘ軸方向側面がカットされた形状)を成してい
る。このように像側レンズ群Ｇｒ１を小判形状とするこ
とにより、走査装置内の省スペース化を図ることができ
る。

【００２２】この走査光学系では、ラインＣＣＤ３が撮
像部として用いられているが、ラインＣＣＤ３の代わり
に他のラインセンサーを撮像部として用いてもよく、ま
た、撮像部として感光体ドラムを用いてもよい。感光体
ドラムを用いる場合、その母線を副走査方向に対して平
行になるように配置し、感光体ドラムの回転をミラーＭ
の回動に同期させる。

【００２３】また、この走査光学系はフィルムスキャナ
ーに応用したものであるが、本発明の走査光学系を他の
走査装置に応用することも可能である。例えば、ライン
ＣＣＤ３の代わりに画像情報を含む光を発する装置(例
えば、ＬＥＤアレイや透過型のＬＣＤパネル)を配置
し、フィルム画面１の代わりに画像情報を含む光を受光
して、その読み込み，記録等を行う受光装置(エリアＣ
ＣＤや平面状感光体)を設けてもよい。この場合、像側
レンズ群Ｇｒ１が物体側レンズ群となり、物体側レンズ
群Ｇｒ２が像側レンズ群となる。

【００２４】《第１，第２の実施の形態に共通する光学
構成》図２は、第１の実施の形態をｘ，ｙ軸方向に展開
した状態を示すｘ，ｙ−ｚ断面図(すなわち、副走査断
面図)である。図２中、[Ｔ]は高倍率状態(望遠端)、
[Ｗ]は低倍率状態(広角端)でのｘ，ｙ軸方向の展開光路
を示している。また、図３〜図５は、第２の実施の形態
のｘ−ｙ断面図(すなわち、主走査断面図)である。そし
て、図３はミラー回転角(すなわち、ミラー振り角)θ＝
45°(このとき、物高Ｙ＝０である。)での光路を示して
おり、図４はミラー回転角θ＝48.5°での光路を示して
おり、図５はミラー回転角θ＝41.5°での光路を示して
いる。なお、図２，図３中、Si(i=1,2,3,...)は物体(フ
ィルム画面１)側から数えてi番目の面を示している。

【００２５】第１，第２の実施の形態は、像側レンズ群
Ｇｒ１が９枚の回転対称な球面レンズから成っており、
物体側レンズ群Ｇｒ２が６枚の回転対称な球面レンズか
ら成っている。そして、物体側レンズ群Ｇｒ２の像側に
はミラーＭを備えており、ミラーＭと像側レンズ群Ｇｒ
１との間には絞りＡを備えており、像側レンズ群Ｇｒ１
の像側(ラインＣＣＤ３側)にはフィルター２を備えてい
る。なお、第１，２の実施の形態は、ミラーＭに平行光
が入射する構成となっているが、収束光や発散光が入射
するように構成してもよい。

【００２６】物体側レンズ群Ｇｒ２を構成しているレン
ズは、ｙ軸，ｚ軸の両方向について光束をカバーするよ
うに、ｙ−ｚ断面が円形状を成している。また、像側レ
ンズ群Ｇｒ１を構成しているレンズも同様であり、ｘ
軸，ｚ軸の両方向について光束をカバーするように、ｘ
−ｚ断面が円形状を成している。しかし、この像側レン
ズ群Ｇｒ１は、ラインＣＣＤ３の受光素子配列方向であ
る副走査方向(ｚ軸方向)のみ光束をカバーすればよいの
で、前述したようにｘ−ｚ断面がｚ軸方向に長い小判形
状であるのが、走査装置内の省スペース化を図る上で望
ましい。

【００２７】第１，第２の実施の形態は、物体側レンズ
群Ｇｒ２の射出瞳と像側レンズ群Ｇｒ１の入射瞳とが略
一致した構成となっている。このため、物体側レンズ群
Ｇｒ２の射出瞳を通過した軸上光及び軸外光は、全て像
側レンズ群Ｇｒ１の入射瞳に入射して、物体側レンズ群
Ｇｒ２から像側レンズ群Ｇｒ１へともれなく伝達され
る。従って、ミラーＭで偏向された副走査方向における
軸上光及び軸外光は、共に像側レンズ群Ｇｒ１によって
ラインＣＣＤ３の撮像面上で結像することになる。

【００２８】上記のように物体側レンズ群Ｇｒ２の射出
瞳と像側レンズ群Ｇｒ１の入射瞳とを略一致させると、
物体側レンズ群Ｇｒ２と像側レンズ群Ｇｒ１とは瞳を共
有する一つのレンズ系となる。物体側レンズ群Ｇｒ２と
像側レンズ群Ｇｒ１とは、前述したように回転対称な球
面系のみから成っており、それぞれ像面湾曲が良好に補
正されている。従って、走査光学系全系についても像面
に湾曲が生じない。このように安価で製造容易な回転対
称球面系で、物体側レンズ群Ｇｒ２と像側レンズ群Ｇｒ
１を構成することにより、走査装置の低コスト化を達成
することができる。さらに、走査光学系の構成が球面系
の簡単なものであることから、ミラーＭの回動速度の高
速化に対応しやすく、その結果、１３５フィルムの１コ
マの画像取り込みを０．２〜１秒程度で行うことが可能
である。

【００２９】ミラーＭで光を偏向させることによってフ
ィルム画面１の主走査を行う場合、ミラーＭが光束を規
制する絞りとして作用すると、ミラーＭと光束とが成す
角度の変化に伴って射影が変化する。この射影の変化の
影響によって、像側レンズ群Ｇｒ１への入射光量が変化
する。例えば、ミラー回転角θが大きくなるほどミラー
Ｍが受光する光量は多くなり、逆に、ミラー回転角θが
小さくなるほどミラーＭが受光する光量は少なくなる。
従って、ラインＣＣＤ３で取り込まれる画像に光量ムラ
が生じることになる。

【００３０】第１，第２の実施の形態の構成によると、
像側レンズ群Ｇｒ１とミラーＭとの間に絞りＡが配置さ
れているので、ミラーＭによって規制されることなく反
射された光束は、絞りＡによって規制されることにな
る。その結果、像側レンズ群Ｇｒ１への入射光量は一定
になり、照度分布(すなわち、ラインＣＣＤ３の撮像面
上での照度分布)の悪化が防止される。なお、物体側レ
ンズ群Ｇｒ２とミラーＭとの間に絞りＡを配置した場合
には、主走査において光束にケラレが生じることにな
る。

【００３１】ところで、ミラーＭによってフィルム画面
１の主走査が行われると、物体側レンズ群Ｇｒ２中の光
路は変化することになる。つまり、主走査方向におい
て、物体側レンズ群Ｇｒ２に入射する光が軸外光であっ
ても、像側レンズ群Ｇｒ１には軸上光として入射するこ
とになる。しかし、物体側レンズ群Ｇｒ２及び像側レン
ズ群Ｇｒ１は、絞りＡを前絞りとする、それぞれ独立し
た前絞りレンズとしての結像性能を有しているため、走
査光学系全系として充分な結像性能が得られる。

【００３２】像側レンズ群Ｇｒ１は、像側に略テレセン
トリックな光学系となっているため、複板式(例えば、
３板式)ラインＣＣＤ等のラインセンサーを撮像部とし
て用いる場合に適している。像側レンズ群Ｇｒ１が像側
にテレセントリックであるほど、多色分解プリズム(例
えば、３色分解プリズム)のダイクロイック膜との角度
特性のマッチングが良くなるからである。また、物体側
レンズ群Ｇｒ２への入射光が光軸に対して角度を持って
いる場合、コサイン４乗則に従って照度分布の悪化が生
じるが、物体側レンズ群Ｇｒ２は、物体側に略テレセン
トリックな光学系となっているので、これらの照度分布
の悪化を防ぐ上で有利である。

【００３３】《第１の実施の形態(図２)》第１の実施の
形態の特徴は、主走査において光路が変化しない像側レ
ンズ群Ｇｒ１として、ズーム光学系を用いた点にある。
第１の実施の形態には、像側レンズ群Ｇｒ１として３つ
のズーム群ＧｒＡ，ＧｒＢ，ＧｒＣから成るズーム光学
系が用いられており、ズーム群ＧｒＡ，ＧｒＢ，ＧｒＣ
が光軸ＡＸ方向に移動することによって変倍が行われ
る。なお、図２中の矢印ｍＡ，ｍＢ，ｍＣは、ズーム群
ＧｒＡ，ＧｒＢ，ＧｒＣの高倍率状態[Ｔ]から低倍率状
態[Ｗ]にかけてのズーム移動の軌跡を示している。

【００３４】この走査光学系の構成によると、ラインＣ
ＣＤ３の撮像面上には副走査方向における軸上光及び軸
外光が共に結像し、さらに、像側レンズ群Ｇｒ１として
用いられているズーム光学系が、その変倍動作によって
副走査方向に拡大又は縮小した像をラインＣＣＤ３の撮
像面上に形成するため、副走査方向(ｚ軸方向)のみの変
倍(すなわち、異方倍率化)を行うことができる。また、
変倍がズーム光学系で行われるため、変倍において共役
長が変化することはない。従って、この走査光学系を用
いれば、走査装置を効果的に小型化することができる。
しかも、ズーム光学系である像側レンズ群Ｇｒ１は、主
走査において光路が変化しないため、主走査において光
束は制限されない。

【００３５】また、一旦ラインＣＣＤ３の撮像面上に形
成された像(つまり、取り込み画像)に対して後から処理
を施す必要がないので、簡単に副走査方向における拡大
像・縮小像を得ることができる。従って、利便性が向上
するとともに、取り込み画像に対する柔軟な対応が可能
となる。また、安価で製造容易な回転対称球面系から成
るズーム光学系を像側レンズ群Ｇｒ１として用いただけ
の簡単な構成であるため、この走査光学系を用いれば走
査装置を効果的に低コスト化することができる。

【００３６】《第２の実施の形態(図３〜図５)》第２の
実施の形態の特徴は、ミラーＭによる主走査の速度を等
速、かつ、可変とした点にある。θ＝41.5°〜48.5°の
主走査範囲でミラーＭを回転させることによって、前記
高倍率状態[Ｔ]でのフィルム画面１の主走査が行われ、
この主走査の速度を変化させることによって変倍が行わ
れる。

【００３７】この走査光学系の構成では、ミラーＭによ
る主走査の速度及び範囲が可変であるため、所望の主走
査速度及び主走査範囲を設定することによって、主走査
方向(ｙ軸方向)のみの変倍(すなわち、異方倍率化)を行
うことができる。例えば、主走査速度を遅く設定すれば
拡大画像を取り込むことができ、逆に、主走査速度を速
く設定すれば縮小画像を取り込むことができる。

【００３８】ミラーＭの回転角速度を変化させれば上記
主走査速度を変化させることができるので、ミラーＭの
回転角速度を設定することによって上記主走査速度の設
定を行うことができる。また、ミラーＭの回転範囲を設
定することにより、主走査範囲を設定することができ
る。従って、ミラーＭの回転制御のみによって主走査速
度及び主走査範囲の制御を行うことができる。また、制
御される主走査速度は等速であるため、得られる像に主
走査方向の歪みが生じることはない。ミラーＭの回転角
速度を制御することによって主走査速度を一定にすれ
ば、主走査方向の歪みは生じないからである。

【００３９】また、一旦ラインＣＣＤ３の撮像面上に形
成された像(つまり、取り込み画像)に対して後から処理
を施す必要がないので、簡単に主走査方向における拡大
像・縮小像を得ることができる。従って、利便性が向上
するとともに、取り込み画像に対する柔軟な対応が可能
となる。各レンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ２が安価で製造容易な
回転対称球面系から成り、また、主走査方向の変倍をミ
ラーの回転制御のみによって行う簡単な構成であるた
め、この走査光学系を用いれば走査装置を効果的に低コ
スト化することができる。

【００４０】《第１，第２の実施の形態の組み合わせ
(図２〜図５)》上記第１，第２の実施の形態における変
倍構成を組み合わせて、各変倍動作を同時に行う構成と
してもよい。第１の実施の形態におけるズーム光学系を
用いた副走査方向の変倍と、第２の実施の形態における
主走査速度制御による主走査方向の変倍と、を同時に行
えば、主走査・副走査の両方向の変倍を行うことがで
き、また、等方・異方倍率化と高変倍比化とを同時に実
現することが可能になる。

【００４１】

【実施例】以下、本発明を実施した走査光学系の構成
を、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に
説明する。ここで例として挙げる実施例は、前述した第
１，第２実施の形態(図１〜図５)に対応する実施例であ
る。そして、この実施例のコンストラクションデータに
おいて、Si(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の
面、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面Siの
曲率半径、di(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の
軸上面間隔を示しており、Ni(i=1,2,3,...)は物体側か
ら数えてi番目のレンズのｄ線に対する屈折率(Ｎｄ)を
示している。

【００４２】また、コンストラクションデータ中のズー
ミングにより変化する軸上面間隔は、高倍率状態[Ｔ]〜
ミドル(中間焦点距離状態)[Ｍ]〜低倍率状態[Ｗ]での各
ズーム群ＧｒＡ，ＧｒＢ，ＧｒＣ間の実際の面間隔であ
る。副走査方向(すなわち、ｚ軸方向)において、各状態
[Ｔ]，[Ｍ]，[Ｗ]に対応する全系の焦点距離ｆ，倍率
β，及びｆ＝79.767のときの像側の有効ＦナンバーEFFN
Oを併せて示す。さらに、表１に、この実施例に前記第
２の実施の形態を適用した場合の、ミラー回転角θ(°)
及びそのミラー回転角θと対応する主走査方向の物高Ｙ
(mm)を示す。

【００４３】 《実施例のコンストラクションデータ》 ｆ＝79.767〜63.447〜53.974 β＝-0.669〜-0.558〜-0.478 EFFNO＝5.21 [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] S1 r1= -49.542 d1= 4.000 N1= 1.61659 S2 r2= 844.495 d2= 10.000 S3 r3= -630.064 d3= 8.000 N2= 1.61800 S4 r4= -83.652 d4= 1.000 S5 r5= 186.095 d5= 8.000 N3= 1.61800 S6 r6= -186.302 d6= 0.620 S7 r7= 70.451 d7= 7.000 N4= 1.61800 S8 r8= 312.890 d8= 2.620 S9 r9= 36.382 d9= 8.000 N5= 1.69100 S10 r10= 76.584 d10= 4.000 N6= 1.66446 S11 r11= 26.274 d11=33.000 S12 r12= ∞(ミラーＭ) d12=12.000 S13 r13= ∞(絞りＡ) d13= 0.500〜11.411〜16.648 S14 r14= 18.893 d14= 4.100 N7= 1.76200 S15 r15= 99.555 d15= 1.500 S16 r16= -55.909 d16= 4.800 N8= 1.75520 S17 r17= 20.006 d17= 1.800 S18 r18= 51.415 d18= 2.600 N9= 1.74350 S19 r19= -45.455 d19= 0.900 S20 r20= -213.315 d20= 2.600 N10=1.78100 S21 r21= -56.193 d21= 1.800〜6.580〜11.189 S22 r22= 46.974 d22= 3.200 N11=1.75690 S23 r23= -28.957 d23= 1.200 S24 r24= -29.053 d24= 1.000 N12=1.65446 S25 r25= 60.000 d25= 2.000 S26 r26= -23.796 d26= 1.100 N13=1.74000 S27 r27= 54.165 d27=21.500〜9.732〜2.347 S28 r28= 55.316 d28= 6.500 N14=1.74400 S29 r29= -33.011 d29= 1.700 N15=1.60342 S30 r30= -323.724 d30= 8.425〜4.503〜2.040 S31 r31= ∞ d31= 3.000 N16=1.51680(フィルター２) S32 r32= ∞ Σd =168.465〜168.465〜１６８．４６５

【００４４】

【表１】

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように第１〜第３の発明
は、物体側レンズ群の射出瞳と像側レンズ群の入射瞳と
を略一致させた構成となっているので、被走査面が平坦
であっても湾曲のない高速走査が可能である。また、安
価で製造容易な回転対称球面系のみで物体側レンズ群と
像側レンズ群を構成することができるため、低コストで
実現可能である。従って、本発明にかかる走査光学系を
用いれば、走査装置の低コスト化を効果的に実現するこ
とができる。

【００４６】さらに、第１，第３の発明では、物体側レ
ンズ群、像側レンズ群のうち主走査において光路が変化
しないレンズ群としてズーム光学系を用いることによ
り、副走査方向の変倍を行う簡単な構成となっているた
め、走査光学系を大型化することなく低コストで副走査
方向の変倍を行うことができる。また、第２，第３の発
明では、ミラーの回転速度及び回転範囲を可変とするこ
とにより、主走査方向の変倍を行う簡単な構成となって
いるため、走査光学系を大型化することなく低コストで
主走査方向の変倍を行うことができる。

【００４７】また、第１〜第３の発明によれば、撮像面
で一旦取り込まれた画像に対して処理を施す必要がない
ため、利便性が向上し、また、取り込み画像に対して柔
軟な対応が可能となる。さらに、第３の発明によれば、
主走査・副走査の両方向の変倍が可能であり、また、等
方・異方倍率化と高変倍比化とを同時に実現することが
可能であるため、取り込み画像に対して更に柔軟な対応
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した走査光学系の基本構成を模式
的に示す斜視図。

【図２】第１の実施の形態の高倍率状態及び低倍率状態
のときの副走査断面を示すレンズ構成図。

【図３】第２の実施の形態のミラー回転角θ＝４５°の
ときの主走査断面を示すレンズ構成図。

【図４】第２の実施の形態のミラー回転角θ＝48.5°の
ときの主走査断面を示すレンズ構成図。

【図５】第２の実施の形態のミラー回転角θ＝41.5°の
ときの主走査断面を示すレンズ構成図。

【符号の説明】

１ …フィルム画面 ２ …フィルター ３ …ラインＣＣＤ Ｇｒ１ …像側レンズ群 Ｇｒ２ …物体側レンズ群 ＧｒＡ，ＧｒＢ，ＧｒＣ …ズーム群 Ｍ …ミラー Ａ …絞り

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−2231（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−73719（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−130338（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−326835（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−47789（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 26/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体からの光を集光する物体側レンズ群
   と、前記物体側レンズ群を通過した光を偏向させること
   によって物体を撮像するための主走査を行うミラーと、
   前記ミラーによって偏向された主走査方向に直交する副
   走査方向における軸上光及び軸外光を共に撮像面上で結
   像させる像側レンズ群と、を備えた走査光学系であっ
   て、 前記物体側レンズ群、前記像側レンズ群のうち前記主走
   査において光路が変化しないレンズ群に、副走査方向の
   みの変倍を行うためのズーミングを行うズーム光学系を
   用い、さらに、前記物体側レンズ群の射出瞳と前記像側
   レンズ群の入射瞳とを略一致させたことを特徴とする走
   査光学系。
2. 【請求項２】 物体からの光を集光する物体側レンズ群
   と、前記物体側レンズ群を通過した光を偏向させること
   によって物体を撮像するための主走査を行うミラーと、
   前記ミラーによって偏向された主走査方向に直交する副
   走査方向における軸上光及び軸外光を共に撮像面上で結
   像させる像側レンズ群と、を備えた走査光学系であっ
   て、主走査方向のみの変倍を行うための 前記ミラーの回転制
   御によって主走査の速度及び範囲を可変とし、さらに、
   前記物体側レンズ群の射出瞳と前記像側レンズ群の入射
   瞳とを略一致させたことを特徴とする走査光学系。
3. 【請求項３】 物体からの光を集光する物体側レンズ群
   と、前記物体側レンズ群を通過した光を偏向させること
   によって物体を撮像するための主走査を行うミラーと、
   前記ミラーによって偏向された主走査方向に直交する副
   走査方向における軸上光及び軸外光を共に撮像面上で結
   像させる像側レンズ群と、を備えた走査光学系であっ
   て、 前記物体側レンズ群、前記像側レンズ群のうち前記主走
   査において光路が変化しないレンズ群に、副走査方向の
   みの変倍を行うためのズーミングを行うズーム光学系を
   用い、主走査方向のみの変倍を行うための前記ミラーの
   回転制御によって主走査の速度及び範囲を可変とし、主
   走査方向の変倍と副走査方向の変倍とを独立に行う構成
   とし、さらに、前記物体側レンズ群の射出瞳と前記像側
   レンズ群の入射瞳とを略一致させたことを特徴とする走
   査光学系。