JP4186591B2

JP4186591B2 - Imaging optical system and data presentation device

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Publication number: JP4186591B2
Application number: JP2002319812A
Authority: JP
Inventors: 学小林
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2002-11-01
Filing date: 2002-11-01
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2022-11-01
Also published as: JP2004157149A

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】
以上詳述したように、請求項１及び請求項２記載の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、請求項３及び請求項４記載の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。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, the image light is incident on the front lens group from an oblique direction with respect to the optical axis and the amount of light is adjusted through the aperture of the diaphragm, and then the image light is obliquely directed from the rear lens group with respect to the optical axis. The present invention relates to an imaging optical system that emits light and a material presentation device to which the imaging optical system is applied.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an image display device, a document presentation device or an image scanner that reads a document such as a document and forms an image of the image light of the document on an image sensor, or an image light displayed on a liquid crystal panel or the like obliquely on a screen. Projectors that project and display enlarged images are widely used.
[0003]
In order to satisfy the demand for miniaturization of these image display devices, the image light is incident on the front lens group from an oblique direction with respect to the optical axis, and the amount of light is adjusted through the aperture of the diaphragm. There is an imaging optical system that emits light from a rear lens group in an oblique direction with respect to the optical axis (for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-186509 (Page 3, Fig. 1-3)
[0005]
12A and 12B are diagrams for explaining a conventional imaging optical system. FIG. 12A shows a case where a diaphragm provided in the imaging optical system is arranged in parallel to the document member, and FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a case where an aperture provided in an image optical system is arranged to be inclined with respect to a document member.
[0006]
The conventional imaging optical system 100 shown in FIGS. 12A and 12B is disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-186509). Briefly described.
[0007]
As shown in FIGS. 12A and 12B, in the conventional imaging optical system 100, the front lens group 101A and the rear lens group 101B constitute the projection lens group 101, and the front lens A diaphragm 102 for adjusting the amount of light is provided between the lens group 101A and the rear lens group 101B. The imaging optical system 100 causes image light to enter the front lens group 101A obliquely with respect to the optical axis K and adjust the amount of light through the diaphragm 102, and then the image light is transmitted from the rear lens group 101B to the optical axis. The light is emitted obliquely with respect to K.
[0008]
When the conventional imaging optical system 100 is applied to, for example, a projector, as shown in FIG. 12A, normally, when projecting an image obliquely using a projector, trapezoidal distortion does not occur. The document member 103 and the screen 104 are arranged substantially parallel to the imaging optical system 100. In this conventional imaging optical system 100, when the diaphragm 102 is parallel to the document member 103, the angle α formed by light rays incident on the diaphragm 102 from the points P and Q at both ends of the document member 103 is greater than the angle β. Since it is large, the image projected on the screen 104 is bright from the P point and dark from the Q point.
[0009]
Therefore, as shown in FIG. 12B, the projection lens group 101 of the imaging optical system 100 is inclined with respect to the document member 103 and the screen 104 by an angle θ, as compared with the case of FIG. The aperture D of the projection lens group 101 is reduced to reduce the size, and the perpendicular of the diaphragm 102 to the perpendicular of the document member 103 is increased so that the amount of light entering the diaphragm 102 from the point Q of the document member 103 increases. The direction is tilted in a linear direction connecting the center of the aperture 102 and the center of the document member 103 to correct the brightness distribution on the screen 104 (shading correction).
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, the projection lens group 101 of the conventional imaging optical system 100 is tilted by θ with respect to the document member 103 and the screen 104, thereby correcting the brightness distribution on the surface of the screen 104 (shading correction). Although it can be performed, the following two problems can be considered in the conventional imaging optical system 100.
[0011]
First, the first problem is that the projection lens group 101 and the diaphragm 102 in the imaging optical system 100 are tilted by θ with respect to the document member 103 and the screen 104, so that the optical axis symmetry of a general lens system is obtained. Therefore, dimensional accuracy is required for assembly and installation of the imaging optical system 100.
[0012]
Next, the second problem is that correction of the brightness distribution on the surface of the screen 104 (shading correction) is performed when there is unnecessary light in the luminous flux of the image light incident on the imaging optical system 100. It is not possible to obtain a good image.
[0013]
Therefore, after the image light is incident on the front lens group from an oblique direction with respect to the optical axis and the amount of light is adjusted through the aperture of the diaphragm, the image light is emitted from the rear lens group in an oblique direction with respect to the optical axis. In the imaging optical system to be used, if unnecessary light is present in the light beam of the image light incident on the imaging optical system without losing the optical axis symmetry of the lens system, the unnecessary light is cut to form an image. An imaging optical system capable of performing shading correction on image light emitted from the optical system is desired.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the first invention is that the image light is incident on the front lens group from an oblique direction with respect to the optical axis and the light amount is adjusted through the aperture of the diaphragm. In an imaging optical system that emits image light from the rear lens group in an oblique direction with respect to the optical axis,
In order to cut unnecessary light from the luminous flux of the image light that is disposed in the vicinity of the stop provided between the front lens group and the rear lens group, and is incident on the front lens group An imaging optical system comprising: a light shielding unit that shields part of the aperture of the aperture.
[0015]
The second invention is the imaging optical system of the first invention described above,
The light shielding means is disposed on one side of the optical axis and / or on the other side opposite to the one side, and is configured to be able to advance and retreat with respect to the aperture of the diaphragm. It is an optical system.
[0016]
Further, the third invention is a material placing table for placing materials such as a document original or an entity,
An aspherical reflector that is installed at an upper portion near the side of the material mounting table and that obliquely captures the image light of the material mounted on the material mounting table and reflects the image light of the material; ,
After the image light of the material reflected by the aspherical reflecting mirror is incident on the front lens group from an oblique direction with respect to the optical axis and the amount of light is adjusted through the aperture of the diaphragm, the image light of the material is rear lens. The light is emitted from a group obliquely with respect to the optical axis, and is disposed in the vicinity of the stop provided between the front lens group and the rear lens group, and is incident on the front lens group. An imaging optical system having a light shielding means for shielding a part of the aperture of the diaphragm in order to cut unnecessary light from the light flux of the image light of the material;
A material presentation apparatus comprising: an image sensor that receives image light of the material imaged by the imaging optical system.
[0017]
  Moreover, 4th invention is the data presentation apparatus of 3rd invention mentioned above,
  The light shielding means in the imaging optical system is disposed on one side of the optical axis and / or the other side opposite to the one side, and is configured to be able to advance and retreat with respect to the aperture of the diaphragm. It is a material presentation device characterized by.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an imaging optical system and a material presentation device according to an embodiment of the present invention will be described in detail in the order of items with reference to FIGS.
[0019]
<Imaging optical system>
FIG. 1 is a block diagram showing an imaging optical system according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram for operating the first and second rectangular light shielding plates in the imaging optical system according to the present invention;
FIG. 3 is a diagram schematically showing a state in which a part of the area of the aperture of the diaphragm is shielded by the first and second rectangular light shielding plates in the imaging optical system according to the present invention.
(A) shows a state where the first and second rectangular light shielding plates reaching the initial position are retracted from the stop, (b) shows a state where the first rectangular light shielding plate is operated, (c) Is a state in which the second rectangular light shielding plate is operated, and (d) is a diagram showing a state in which the first and second rectangular light shielding plates are operated.
[0020]
In the imaging optical system 1 according to the present invention shown in FIG. 1, the image light is incident on the front lens group 3A from an oblique direction with respect to the optical axis K, and the light quantity is adjusted through the opening 5a of the diaphragm 5, and then the light quantity is adjusted. The image light is emitted obliquely with respect to the optical axis K from the rear lens group 3B.
[0021]
The imaging optical system 1 described above can be applied to a material presentation device or an image scanner that reads a material such as a document and forms an image of the image light of the material on an image sensor, and is further displayed on a liquid crystal panel or the like. The present invention can also be applied to a projector or the like that projects image light obliquely on a screen for enlarged display. In the embodiment described below, the case where the luminous flux of the image light emitted to the luminous flux of the image light input to the imaging optical system 1 is narrowed is illustrated.
[0022]
That is, the imaging optical system 1 according to the present invention includes a front lens group 3A, a first rectangular light shielding plate 4A, and a second rectangular light shielding member from the light incident side to the light emitting side in the lens barrel 2. A plate 4B, a diaphragm 5, and a rear lens group 3B are provided in this order. The first rectangular light shielding plate 4A, the second rectangular light shielding plate 4B, and the diaphragm 5 are respectively connected to drive mechanism portions 4m1, 4m2, and 5m that use a rotational force of a motor or the like corresponding to the above-described components. Has been.
[0023]
Among the constituent members described above, the front lens group 3A and the rear lens group 3B are each composed of a plurality of lenses having different shapes.
[0024]
Then, the front lens group 3A, the diaphragm 5, and the rear lens group 3B cause image light to enter the front lens group 3A obliquely with respect to the optical axis K, and the amount of light passes through the opening 5a of the diaphragm 5. After the adjustment, the image light is emitted from the rear lens group 3B in an oblique direction with respect to the optical axis K.
[0025]
At this time, when displaying the height of the image light emitted from the rear lens group 3B, the image position having the same height as the optical axis K is displayed as an image height of 0, and is shown above the optical axis K in the figure. When the maximum height position is displayed as an image height +1.0, and the minimum height position below the optical axis K is displayed as an image height -1.0, in this embodiment, the light is emitted from the rear lens group 3B. Since the height of the image light thus obtained falls within the range of the image height 0 to the image height +1.0, it is obvious that the image light is emitted obliquely with respect to the optical axis K.
[0026]
Further, the diaphragm 5 provided between the front lens group 3A and the rear lens group 3B has a concentric circular area of the opening 5a by a plurality of diaphragm blades (not shown) connected to the drive mechanism 5m. The light quantity is adjusted so as to obtain a predetermined brightness with respect to the image light incident on the front lens group 3A by continuously changing the value while maintaining substantially the same.
[0027]
Further, in the vicinity of the diaphragm 5, first and second rectangular light shielding plates 4A and 4B are disposed as a light shielding means that is a main part of the present invention using a rectangular plate or the like. The shape light shielding plate 4A and the second rectangular light shielding plate 4B have one side (lower side in the figure) sandwiching the optical axis K between the front lens group 3A and the diaphragm 5, and the other side opposite to this one ( (Upper side in the figure). Although not shown here, the first and second rectangular light-shielding plates 4A and 4B are arranged on one side (lower side in the figure) with the optical axis K sandwiched between the diaphragm 5 and the rear lens group 3B. It is also possible to arrange them on the one side and the other side (the upper side in the figure) opposite to the one side.
[0028]
The first and second rectangular light shielding plates 4A and 4B shield a part of the area of the opening 5a of the diaphragm 5 in order to cut unnecessary light from the image light beam incident on the front lens group 3A. The first and second rectangular light shielding plates 4A and 4B are connected to the drive mechanism portions 4m1 and 4m2 so as to be able to advance and retreat with respect to the opening portion 5a of the diaphragm 5. At this time, unnecessary light in the light flux of the image light incident on the front lens group 3A is light that causes a difference in brightness around the image light incident on the image incident side, for example, by external light for illumination. is there.
[0029]
Here, as shown in FIG. 2, when driving the first and second rectangular light shielding plates 4A and 4B, there are a manual driving method and an automatic driving method. The image light emitted from the optical system 1 is displayed on a monitor TV 6 or the like via an image pickup device (not shown), and the difference in brightness between the central lower region 6a and the central upper region 6b displayed on the screen of the monitor TV 6 is determined. The first and second rectangular light shielding plates 4A and 4B are detected manually or automatically according to the difference in brightness. However, the present invention is not limited to this. The difference in brightness between the upper and lower ends of the image light may be detected.
[0030]
In this embodiment, when the first and second rectangular light shielding plates 4A and 4B are automatically driven, the difference in brightness between the central lower region 6a and the central upper region 6b displayed on the screen of the monitor TV 6 is achieved. Is detected by the differential amplifier 7 and the detection result is input to the threshold value comparison unit 8. Then, the threshold comparison unit 8 compares the value detected by the differential amplifier 7 with a predetermined threshold set in advance within a range where the brightness difference between the two regions 6a and 6b can be allowed, and controls the comparison result. By informing the unit 9, the control unit 9 operates either one or both of the drive mechanism units 4m1 and 4m2 connected to the first and second rectangular light shielding plates 4A and 4B according to the comparison result, and both regions Shading correction is performed according to the difference in brightness between 6a and 6b.
[0031]
Here, the operation of the first and second rectangular light shielding plates 4A and 4B will be specifically described with reference to FIGS.
[0032]
First, as shown in FIG. 3A, when the first and second rectangular light shielding plates 4A and 4B reach the initial position, the first and second rectangular light shielding plates 4A and 4B sandwich the optical axis K. It is retracted from the opening 5a of the diaphragm 5 up and down. Of course, in this case, the drive mechanism portions 4m1 and 4m2 connected to the first and second rectangular light shielding plates 4A and 4B are stopped.
[0033]
Next, as shown in FIG. 3B, when the drive mechanism 4m1 connected to the first rectangular light shielding plate 4A is operated, the first rectangular light shielding plate 4A moves upward from below to stop the diaphragm. 5, the lower part of the opening 5a of the diaphragm 5 is shielded from light, and the shape of the opening 5a is an upward D-shape with the circular lower part omitted, whereby the front lens Of the light flux of the image light incident on the group 3A, unnecessary light on the lower side can be cut.
[0034]
Next, as shown in FIG. 3C, when the driving mechanism 4m2 connected to the second rectangular light shielding plate 4B is operated, the second rectangular light shielding plate 4B moves downward from above to stop the diaphragm. 5, the upper part of the aperture 5a of the diaphragm 5 is shielded from light, and the shape of the aperture 5a is a downward D-shape with the circular upper part missing. The unnecessary light on the upper side can be cut out of the luminous flux of the image light incident on the group 3A.
[0035]
Next, as shown in FIG. 3D, when the drive mechanism portions 4m1 and 4m2 connected to the first and second rectangular light shielding plates 4A and 4B are operated, the first rectangular light shielding plate 4A is stopped from below. 5 and the second rectangular light-shielding plate 4B enters the upper part of the opening 5a of the diaphragm 5 from above, so that the shape of the opening of the diaphragm 5 has lost the lower part and the upper part. Thus, the unnecessary light at the lower part and the upper part of the light flux of the image light incident on the front lens group 3A can be cut.
[0036]
In the above-described embodiment, the case where the first and second rectangular light shielding plates 4A and 4B are arranged before and after the stop 5 has been described. There may be a case where only one of the first and second rectangular light shielding plates 4A and 4B is disposed.
[0037]
According to the imaging optical system 1 according to the present invention configured as described above, the first rectangular light shield serving as a light shield means is provided in the vicinity of the diaphragm 5 provided between the front lens group 3A and the rear lens group 3B. The plate 4A and / or the second rectangular light-shielding plate 4B is disposed with the optical axis K interposed therebetween, and the first and second rectangular light-shielding plates 4A and 4B are configured to be able to advance and retreat with respect to the opening 5a of the diaphragm 5. Since the unnecessary light is cut from the light flux of the image light incident on the front lens group 3A, shading correction can be performed on the image light emitted from the imaging optical system 1, so that the imaging optical system 1 Can contribute to improving image quality performance.
[0038]
<Material presentation device>
FIG. 4 is a perspective view showing the appearance of the material presentation device according to the present invention,
5 (a), 5 (b), and 5 (c) are a rear view, a plan view, a right side view, and a right side view showing the material presentation device according to the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing the internal structure by removing the casing in the material presentation device according to the present invention,
FIG. 7 is a perspective view showing an aspherical reflecting mirror, a plane reflecting mirror, an imaging optical system, a variable magnification optical system, and an image sensor in the document presentation apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an operation for taking image light of a document original obliquely into an aspherical reflecting mirror and reflecting it toward the imaging optical system side in the document presentation apparatus according to the present invention;
FIG. 9 is an enlarged view of the imaging optical system shown in FIG. 8 in the document presentation apparatus according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram schematically showing astigmatism due to the aspheric reflecting mirror and the imaging optical system shown in FIG. 8 in the document presentation apparatus according to the present invention.
FIG. 11 is a perspective view for explaining a variable magnification optical system in the material presentation apparatus according to the present invention.
[0039]
The material presentation device 10 according to the present invention shown in FIG. 4 and FIGS. 5A to 5C and FIG. 6 is the technical idea of the imaging optical mechanism 1 according to the present invention described above with reference to FIG. Is applied to read the document 15 such as a document original or an entity, and image the image light of the document 15 on the image sensor 61.
[0040]
That is, as shown in FIGS. 4 and 5 (a) to 5 (c), in the material presentation device 10 according to the present invention, the box-shaped housing 11 forms the exterior of the device, and the housing A base base 12 serving as a base of the apparatus 10 is attached on a bottom surface 11 a in the body 11. In addition, a document mounting table 14 is mounted substantially parallel to the base table 12 through four support columns 13 (only shown in FIGS. 6 and 11) formed on the base table 12 at a predetermined height. The mounting table 14 has a flat upper surface 14a exposed with the upper surface 11b of the housing 11 in the same height, and a document 15 such as a document or an entity can be placed on the upper surface 14a. . In this embodiment, the document mounting table 14 is configured such that, for example, a document document of A4 size (vertical × horizontal = 297 mm × 210 mm) can be mounted as the document 15, and the document (hereinafter referred to as a document document). As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the frame position can be placed horizontally with the longitudinal direction of 15 facing the X-axis direction (left-right direction) on the material mounting table 14 and the lateral direction facing the Y-axis direction (depth direction). The A4 size frame is set as the shooting range.
[0041]
Further, an operation panel 16 to which a plurality of operation buttons (not shown) are attached is provided on the front surface 11c side of the housing 11 in order to operate the device 10 by a user. Note that the operation panel 16 can be mounted on the upper surface 11 b of the housing 11 in a space on the left side or the right side of the material placement table 14.
[0042]
Further, on the rear surface 11d side of the housing 11, between the left side surface 11e and the right side surface 11f, an arch-shaped support arm 11g is integrally stretched upward from the upper surface 11b. An aspherical reflecting mirror 18 is attached to an upper part of the inverted L-shaped stage 17 provided on the base 12 and this aspherical reflecting mirror 18 is located at the center rear side in the left-right direction of the arch-shaped support arm 11g. It faces the upper surface 11b side of the housing 11.
[0043]
The above-mentioned aspherical reflecting mirror 18 constitutes a part of the main part of the present invention, and this aspherical reflecting mirror 18 is located at the longitudinal central portion of the material placing table 14 and in the vicinity of the rear part of the material placing table 14. Since the aspherical reflecting mirror 18 hardly blocks the upper part of the material placing table 14 by being provided in the part, the document original 15 can be easily placed on the material placing table 14 and the user's view is also obstructed. There is no. It is also possible to provide the aspheric reflecting mirror 18 at an upper part near the left side of the material mounting table 14 or an upper part near the right side.
[0044]
In addition, a pair of illumination light sources 19 and 19 made of LED arrays are attached to the front side of the document mounting table 14 on the left and right sides of the aspherical reflecting mirror 18 on the arch support arm 11g of the housing 11. . At this time, the pair of illumination light sources 19, 19 are arranged in a matrix of a large number of LEDs (light emitting elements), and are arranged on the document original 15 placed on the document placing table 14 by the respective condensing lenses provided for each LED. It is brightly illuminated.
[0045]
The height H1 from the bottom surface 11a to the top surface 11b of the housing 11 is set to about 40 mm, and the height H2 from the top surface 11b to the top surface 11g1 of the arch-shaped support arm 11g is set to about 70 mm. Therefore, the overall height H (= H1 + H2) of the device 10 is kept low to around 110 mm, and the device 10 is downsized.
[0046]
Furthermore, a through-hole 11b1 is formed in a substantially rectangular shape at a portion facing the aspherical reflecting mirror 18 provided on the rear surface 11d side of the housing 11 on the upper surface 11b of the housing 11. The through-hole 11b1 formed in the upper surface 11b of the housing 11 takes the image light of the document original (material) 15 placed on the material placing table 14 obliquely into the aspherical reflecting mirror 18 and As will be described later, the image light of the document original 15 reflected by the spherical reflecting mirror 18 is provided below the material placing table 14 and inside the casing 11 in a plane reflecting mirror 21, an imaging optical system 40, and variable power optics. It is a hole for forming an optical path for sequentially leading to the system 50 and the image sensor 61.
[0047]
That is, as shown in FIGS. 6 and 7, the flat reflecting mirror 21 is inclined 45 ° with respect to the base table 12 and the material mounting table 14 on the 45 ° inclined surface 20 a of the inclined stage 20 fixed on the base table 12. The planar reflecting mirror 21 is disposed so as to face the aspheric reflecting mirror 18 installed above the planar reflecting mirror 21. The plane reflecting mirror 21 changes the optical path of the image light of the document original 15 reflected by the aspheric reflecting mirror 18 in a direction substantially parallel to the base table 12 and the document mounting table 14, and the following results are obtained. This is for guiding to the image optical system 40.
[0048]
At this time, the overall height H of the apparatus 10 is set by attaching the imaging optical system 40 between the base table 12 and the material table 14 so as to be substantially horizontal (substantially parallel) to the base table 12 and the material table 14. Can be held low.
[0049]
As shown in FIG. 8, when the imaging optical system 40 is supported substantially perpendicular to the base table 12 and the material mounting table 14, the overall height H of the apparatus 10 is increased. It is also possible to directly guide the image light of the document original 15 reflected by the aspherical reflecting mirror 18 to the imaging optical system 40 without providing the plane reflecting mirror 21.
[0050]
Next, on the L-shaped stage 22 fixed on the base table 12, an imaging optical system 40 constituting a part of the main part of the present invention is attached substantially parallel to the base table 12 and the material mounting table 14. In addition, the imaging optical system 40 is disposed so as to face the plane reflecting mirror 21 installed in front of this.
[0051]
The above-described imaging optical system 40 applies the technical idea of the imaging optical system 1 described above with reference to FIG. 1, and this imaging optical system 40 is configured as shown in FIG. The image light of the material reflected by the spherical reflecting mirror 18 is incident on the front lens group 42A from an oblique direction with respect to the optical axis K1, and the amount of light is adjusted through the opening 44a of the diaphragm 44. The light is emitted from the group 42B in an oblique direction with respect to the optical axis K1.
[0052]
In FIG. 8, for convenience of explanation, the plane reflecting mirror 21 for changing the optical path direction is omitted, and the image light of the document original 15 reflected by the aspheric reflecting mirror 18 is directly incident on the imaging optical system 40. Shows the case.
[0053]
In FIG. 8, an aspherical reflecting mirror 18 is provided in an upper part near the rear part of the material mounting table 14, and the aspherical reflecting mirror 18 is light substantially perpendicular to the base table 12 and the material mounting table 14. A part of the aspherical mirror formed over the range of 360 ° with the axis K1 as the center is cut out as shown by a solid line, and a reflective film is formed on the surface below the cutout part. Further, the optical axis of the imaging optical system 40 facing the aspherical reflecting mirror 18 is matched with the optical axis K1 of the aspherical reflecting mirror 18. Further, the optical axis K2 of the image sensor 61 is set so as to be slightly displaced toward the rear surface 11d (FIGS. 4 and 5) of the housing 11 with respect to the aspherical reflecting mirror 18 and the optical axis K1 of the imaging optical system 40. Yes.
[0054]
Here, the imaging optical system 40 described above is directed from the light incident side (aspherical reflecting mirror side) to the light emitting side (imaging device side) in the lens barrel 41, as shown in an enlarged view in FIG. A front lens group 42A, a first rectangular light shielding plate 43A, a second rectangular light shielding plate 43B, a stop 44, and a rear lens group 42B are provided in this order. In addition, the first rectangular light shielding plate 43A, the second rectangular light shielding plate 43B, and the diaphragm 44 are connected to drive mechanism portions 43m1, 43m2, and 44m, respectively, that use the rotational force of a motor or the like corresponding to the above-described components. Has been.
[0055]
Among the above-described constituent members, the front lens group 42A and the rear lens group 42B are each composed of a plurality of lenses having different shapes. Here, a total of eight lenses including both lens groups 42A and 42B are combined. The lens is disposed at a predetermined position, and three of the sixteen surfaces of each of the eight lenses are aspherical.
[0056]
Then, the front lens group 42A, the stop 44, and the rear lens group 42B cause image light to enter the front lens group 42A from an oblique direction with respect to the optical axis K1, and the amount of light passes through the opening 44a of the stop 44. After the adjustment, the image light is emitted from the rear lens group 42B in an oblique direction with respect to the optical axis K1.
[0057]
Further, the diaphragm 44 provided between the front lens group 42A and the rear lens group 42B has a concentric circular area of the opening 44a by a plurality of diaphragm blades (not shown) connected to the drive mechanism 44m. The light quantity is adjusted so as to obtain a predetermined brightness with respect to the image light of the material incident on the front lens group 42A by continuously changing the value while maintaining approximately.
[0058]
Further, in the vicinity of the diaphragm 44, first and second rectangular light shielding plates 43A and 43B are arranged as light shielding means using rectangular plates or the like. Here, the first rectangular light shielding plates 43A and the second rectangular light shielding plates 43A and 43B are arranged. The rectangular light-shielding plate 43B is disposed on one side (lower side in the figure) sandwiching the optical axis K1 between the front lens group 42A and the stop 44, and on the other side (upper side in the figure) opposite to the one. Has been placed. Although not shown here, the first and second rectangular light shielding plates 43A and 43B are arranged on one side (lower side in the drawing) with the optical axis K1 sandwiched between the stop 44 and the rear lens group 42B. It is also possible to arrange them on the one side and the other side (the upper side in the figure) opposite to the one side.
[0059]
The first and second rectangular light shielding plates 43A and 43B are a part of the area of the opening 44a of the diaphragm 44 in order to cut unnecessary light from the image light flux of the material incident on the front lens group 42A. The first and second rectangular light shielding plates 43A and 44B are connected to the drive mechanism portions 43m1 and 43m2 so as to be able to advance and retreat with respect to the opening 44a of the diaphragm 44. At this time, unnecessary light in the light beam of the image light of the material incident on the front lens group 42A is bright around the image light incident by illumination light from a pair of illumination light sources 19 and 19 (FIG. 1), for example. For example, light that causes a difference in height.
[0060]
More specifically, as shown in FIG. 8, the unnecessary light in the image light beam of the material incident on the front lens group 42 </ b> A is generated at the front end of the document original 15 located on the front surface 11 c side of the housing 11. Light that generates a difference in brightness between the outermost image light Lout emitted from the portion 15a and the innermost image light Lin emitted from the rear end portion 15b of the document document 15 located on the rear surface 11d side of the housing 11. Yes, one or both of the drive mechanism parts 43m1 and 43m2 connected to the first and second rectangular light shielding plates 43A and 44B are operated so that the difference in brightness is within a predetermined threshold set in advance. Thus, shading correction is performed on the image light emitted from the imaging optical system 40 in accordance with the difference in brightness between the two image light regions Lout and Lin.
[0061]
Here, when the image light of the document original 15 placed on the material placement table 14 in the state shown in FIG. 8 is taken into the image sensor 61 via the aspherical reflecting mirror 18 and the imaging optical system 40, the housing 11, the outermost image light Lout emitted from the front end 15a of the document original 15 positioned on the front surface 11c side is incident obliquely toward the tip portion of the aspherical reflecting mirror 18 installed at the upper right in the figure, and this Reflected by the aspherical reflecting mirror 18 and obliquely incident on the imaging optical system 40, the outermost image light Lout reaches the image sensor 61 through the aspherical reflecting mirror 18 and the imaging optical system 40 in order. The optical path length is the longest.
[0062]
On the other hand, the innermost image light Lin emitted from the rear end portion 15b of the document document 15 located on the rear surface 11d side of the housing 11 is incident obliquely toward the rear end portion of the aspherical reflecting mirror 18, and this Reflected by the aspherical reflecting mirror 18 and obliquely incident on the imaging optical system 40, the innermost image light Lin passes through the aspherical reflecting mirror 18 and the imaging optical system 40 in order to reach the image sensor 61. The optical path length is the shortest.
[0063]
Of course, each optical path length from the image light between the outermost image light Lout and the innermost image light Lin to the image sensor 61 through the aspherical reflector 18 and the imaging optical system 40 in order is as follows. The length gradually decreases from the outermost side toward the innermost side.
[0064]
Therefore, in order to form an optically clear image without blurring and trapezoidal distortion on the image sensor 61 when the optical path lengths until each image light of the document original 15 reaches the image sensor 61 are different from each other, It is necessary to set a depth of field that is greater than or equal to the difference between the optical path length of the image light Lout and the optical path length of the innermost image light Lin, and the depth of field is set in accordance with each optical path length of each image light. The spherical reflecting mirror 18 and the aspherical surface of three of the eight lenses in the front lens group 42A and the rear lens group 42B provided in the imaging optical system 40 are adjusted in cooperation.
[0065]
In other words, as shown in FIG. 10, the aspherical reflecting mirror 18 and the imaging optical system 40 positively utilize the astigmatism of the lens. This astigmatism is an aberration in which the off-axis image points due to the light bundles emitted from the off-axis object points of the optical system are not collected at one point, and the sagittal image point and the meridional image point appear.
[0066]
The above-described imaging optical system 40 is an optical system having astigmatism in which the sagittal object point and the meridional object point are greatly shifted in the optical axis direction in order to collect the sagittal image point and the meridional image point of the off-axis image point. It is said. Here, since the light beam obliquely taken into the aspherical reflecting mirror 18 from the object point is reflected by the aspherical reflecting mirror 18 and then formed in the imaging optical system 40 without astigmatism, the aspherical reflecting mirror is used. Astigmatism is generated in order to cancel out the astigmatism of the imaging optical system 40 when reflected at 18. Therefore, in the optical path from the object point to the aspherical reflecting mirror 18 to the imaging optical system 40 to the image point, astigmatism is corrected, and other aberrations are corrected at the same time to obtain good imaging.
[0067]
Next, as shown in FIG. 11, the variable power optical system 50 is disposed on the biaxially movable stage 23 provided on the base 12 with respect to the optical axis K1 of the imaging optical system 40 disposed in front of this. It is provided so as to be movable in an orthogonal plane.
[0068]
That is, when the biaxially movable stage 23 is viewed from the rear surface side of the base table 12, the biaxially movable stage 23 is configured such that the first motor 24 is moved on the base table 12 via the bracket 25 in the Y axis direction. The first worm 26 attached and fixed to the shaft of the first motor 24 is screwed into the Y-axis stage 27, and the Y-axis stage 27 is guided by the pair of Y-axis direction guiding means 28, 28. Therefore, the Y-axis stage 27 is movable in the Y-axis direction (front-rear direction) by driving the first motor 24.
[0069]
The biaxially movable stage 23 includes a second motor 29 mounted on the Y-axis stage 27 in the Z-axis direction, and a second worm 30 fixed to the shaft of the second motor 29 includes a Z-axis stage. 31 and the Z-axis stage 31 is guided by the pair of Z-axis direction guiding means 32, 32. Therefore, by driving the second motor 29, the Z-axis stage 31 is moved in the Z-axis direction (up and down). Direction).
[0070]
As a drive source for displacing the Y-axis stage 27 and the Z-axis stage 31 in the Y-axis direction and the Z-axis direction, respectively, a well-known multilayer piezoelectric element (without using the first and second motors 24 and 29) is used. It is also possible to use (not shown).
[0071]
Then, by attaching the variable power optical system 50 to the Z-axis stage 31 formed in a substantially U shape, the variable power optical system 50 can be moved in the Y-axis direction and the Z-axis direction, in other words, the variable power optical system. 50 is movable in a plane orthogonal to the optical axis K1 of the imaging optical system 40, so that the optical axis K2 of the variable magnification optical system 50 is also substantially parallel to the optical axis K1 of the imaging optical system 40. It moves in a plane orthogonal to the axis K1.
[0072]
As a result, the image light of the document original 15 placed on the document mounting table 14 is obliquely taken into the aspherical reflecting mirror 18, and the image light of the document original 15 reflected here is connected via the plane reflecting mirror 21. When the intermediate optical image is optically sharply incident on the image optical system 40 obliquely and without being defocused and without trapezoidal distortion by the imaging optical system 40, the variable magnification optical system 50 is substantially parallel to the intermediate image. While moving, the image within the desired range in the intermediate image is optically scaled at a desired magnification and re-imaged, and the image light of the optically scaled material is mirrored as shown in FIG. Light is received by an image sensor 61 attached to the cylinder 51 via an image sensor support member 60.
[0073]
The image light of the document original 15 placed on the document table 14 is obliquely taken into the aspherical reflecting mirror 18, and the image light of the document original 15 reflected here is obliquely directly applied to the imaging optical system 40. When an incident image is formed and an intermediate image is formed by the imaging optical system 40, the variable magnification optical system 50 is moved by moving the variable magnification optical system 50 in the X axis direction and the Y axis direction substantially parallel to the material mounting table 14. The imaging optical system 40 can move in a plane orthogonal to the optical axis K1.
[0074]
According to the material presentation apparatus connection 10 according to the present invention configured as described above, since the aspherical reflecting mirror 18 is installed in the upper part in the vicinity of the side portion of the material mounting table 14, the document placed on the material mounting table 14. The image light of the document 15 such as a manuscript or an entity is captured by the aspherical reflecting mirror 18 without blocking the user's field of view, and then the image light of the material reflected by the aspherical reflecting mirror 18 is input to the imaging optical system 40. After that, the image sensor 61 can receive light clearly without blurring and without trapezoidal distortion, and in the vicinity of the stop 44 provided between the front lens group 42A and the rear lens group 42B in the imaging optical system 40. The first rectangular light-shielding plate 43A and / or the second rectangular light-shielding plate 43B serving as the light-shielding means are arranged with the optical axis K1 interposed therebetween, and the first and second rectangular light-shielding plates 43A and 43B are disposed in the aperture 44. It was configured to be able to advance and retreat relative to the part 44a. Since unnecessary light is cut out from the luminous flux of the image light of the material incident on the front lens group 42A, shading correction can be performed on the image light of the material emitted from the imaging optical system 40. This can contribute to improving the image quality performance of the image optical system 40.
[0075]
【The invention's effect】
  Detailed aboveAs in claim 1 and claim 2According to the imaging optical system, in particular, in the vicinity of the diaphragm provided between the front lens group and the rear lens group, on one side of the optical axis and / or on the other side opposite to this one side. Since it is arranged and configured to be able to advance and retreat with respect to the aperture of the diaphragm, the unnecessary light is cut from the light flux of the image light incident on the front lens group, so that the image light emitted from the imaging optical system can be changed. On the other hand, since shading correction can be performed, it is possible to contribute to improving the image quality performance of the imaging optical system.
[0076]
  In addition, according to the document presentation apparatus according to claim 3 and claim 4, since the aspherical reflecting mirror is installed in the upper part near the side part of the document mounting table, the document manuscript placed on the document mounting table, The image light of a material such as an object is captured by an aspheric reflector without obstructing the user's field of view, and then the image light of the material reflected by the aspheric reflector is unfocused and trapezoidally distorted via an imaging optical system. Can be clearly received by the image sensor, and further, in the imaging optical system, in the vicinity of the diaphragm provided between the front lens group and the rear lens group, on one side with the light axis sandwiched between the front lens group and the rear lens group, and Since it is arranged on the other side opposite to the one side and is capable of moving back and forth with respect to the aperture of the diaphragm, unnecessary light is cut out from the image light flux of the material incident on the front lens group. With respect to the image light of the material emitted from the imaging optical system It is possible to perform shading correction, it can contribute to quality improvement in performance of the imaging optical system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an imaging optical system according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram for operating the first and second rectangular light shielding plates in the imaging optical system according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a state in which a part of the area of the aperture of the diaphragm is shielded by the first and second rectangular light shielding plates in the imaging optical system according to the present invention. , (A) shows a state where the first and second rectangular light shielding plates reaching the initial position are retracted from the stop, (b) shows a state where the first rectangular light shielding plate is operated, and (c ) Shows a state where the second rectangular light shielding plate is operated, and (d) is a diagram showing a state where the first and second rectangular light shielding plates are operated.
FIG. 4 is a perspective view showing an external shape of a material presentation device according to the present invention.
5A, 5B, and 5C are a rear view, a plan view, and a right side view showing a material presentation device according to the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing the internal structure of the document presentation apparatus according to the present invention with the housing removed.
FIG. 7 is a perspective view showing an aspherical reflecting mirror, a planar reflecting mirror, an imaging optical system, a variable power optical system, and an image sensor in the document presentation apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining an operation in which image light of a document original is obliquely taken into an aspherical reflecting mirror and reflected to the imaging optical system side in the document presentation apparatus according to the present invention. .
9 is an enlarged configuration diagram of the imaging optical system shown in FIG. 8 in the material presentation apparatus according to the present invention.
10 is a diagram schematically showing an astigmatism caused by the aspherical reflecting mirror and the imaging optical system shown in FIG. 8 in the document presentation apparatus according to the present invention.
FIG. 11 is a perspective view for explaining a variable magnification optical system in the material presentation device according to the present invention.
FIGS. 12A and 12B are diagrams for explaining a conventional imaging optical system, in which FIG. 12A shows a case where a diaphragm provided in the imaging optical system is arranged in parallel to a document member, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing a case where an aperture provided in the imaging optical system is arranged to be inclined with respect to a document member.
[Explanation of symbols]
1 ... Imaging optical system,
2 ... Lens barrel, 3A ... Front lens group, 3B ... Rear lens group,
4A ... 1st rectangular light shielding plate, 4B ... 2nd rectangular light shielding plate,
4 m 1, 4 m 2... Driving mechanism of the first and second rectangular light shielding plates,
5 ... diaphragm, 5a ... opening, 5m ... diaphragm drive mechanism,
10 ... Material presentation device,
11 ... Case, 12 ... Base stand, 13 ... Stand,
14 ... Material placement table, 15 ... Material (print manuscript and entity),
16 ... operation panel, 16a ... zoom button,
17 ... Inverted L-shaped stage, 18 ... Aspherical reflecting mirror, 19 ... Light source for illumination,
20 ... Inclined stage, 21 ... Planar reflector,
22 ... L-shaped stage, 23 ... 2-axis movable stage,
40: Imaging optical system,
41 ... Lens barrel, 42A ... Front lens group, 42B ... Rear lens group,
43A ... first rectangular light shielding plate, 43B ... second rectangular light shielding plate,
43 m 1, 43 m 2... Driving mechanism of the first and second rectangular light shielding plates,
44 ... Aperture, 44a ... Opening, 44m ... Aperture drive mechanism,
50 ... Variable magnification optical system, 61 ... Image sensor,
K: optical axis of the imaging optical system 1, K1: optical axis of the imaging optical system 40,
K2: Optical axis of the image sensor.

Claims

The image light is incident on the front lens group from an oblique direction with respect to the optical axis and the amount of light is adjusted through the aperture of the aperture, and then the image light is emitted from the rear lens group in an oblique direction with respect to the optical axis. In image optics,
In order to cut unnecessary light from the luminous flux of the image light that is disposed in the vicinity of the stop provided between the front lens group and the rear lens group, and is incident on the front lens group An imaging optical system comprising: a light shielding unit that shields part of an aperture of the aperture.

The imaging optical system according to claim 1,
The light shielding means is disposed on one side of the optical axis and / or on the other side opposite to the one side, and is configured to be able to advance and retreat with respect to the aperture of the diaphragm. Optical system.

A document mounting table for mounting documents such as a document manuscript and an entity;
An aspherical reflector that is installed at an upper portion near the side of the material mounting table and that obliquely captures the image light of the material mounted on the material mounting table and reflects the image light of the material; ,
After the image light of the material reflected by the aspherical reflecting mirror is incident on the front lens group from an oblique direction with respect to the optical axis and the amount of light is adjusted through the aperture of the diaphragm, the image light of the material is rear lens. The light is emitted from a group obliquely with respect to the optical axis, and is disposed in the vicinity of the stop provided between the front lens group and the rear lens group, and is incident on the front lens group. An imaging optical system having a light shielding means for shielding a part of the aperture of the diaphragm in order to cut unnecessary light from the light flux of the image light of the material;
A material presentation apparatus comprising: an image sensor that receives image light of the material imaged by the imaging optical system.

The material presentation device according to claim 3,
The light shielding means in the imaging optical system is disposed on one side of the optical axis and / or the other side opposite to the one side, and is configured to be able to advance and retreat with respect to the aperture of the diaphragm. A material presentation device characterized by that.