JPH02181114A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、原稿台上にフィルム原稿を投影結像し、この
画像を移動式の光学系で読取り、複写等を行う画像処理
装置に関する。

（従来の技術） この種の画像処理装置としては、たとえば、第１５図に
示すようなものがある。

すなわち、この画像処理装置は光源ランプ１０１を発光
させることにより、その光をコンデンサ］０２を介して
原稿フィルム１０３に集光させ、この原稿フィルム１０
Ｂの画像を投影レンズ］０４および反射ミラー１０５を
介して原稿台１、０８上に投影結像する。そして、この
投影画像を屈折率分布型レンズアレイ１０６を備えてな
る移動式読取り光学系でＣＣＤセンサ１０７に導いて読
取り、複写などを行うものである。

ところで、この画像読取り時には、上記原稿台１０８に
結像される像の光の方向は外側に広がるため、周辺光量
が低下し読取り精度か低下する。

そこで、従来においては、上記原稿台］０８上に第１７
図（ａ）に示すようなフレネルレンズ１０９を設け、こ
のフレネルレンズ１０９により、第１７図（ｂ）、　　
（ｃ）に示すように光を収束させて周辺光量の低下を防
止するようにしていた。

すなわち、原稿台１０８に投影結像された像の外側に向
かう光の成分を第１８図（ａ）、第］９図（ａ）に示す
ように、屈折率分布型レンスアレイ１０６に向かって垂
直に入射するようにフレネルレンズ１０９の焦点距離を
設定すれば、第１８図（ｂ）および第１９図（ｂ）に示
すように主走査方向、副走査方向とも光量分布は最適化
される。

しかしなから、移動ミラーと固定レンズからなる読取り
光学系をもつタイプの画像処理装置の場合に、周辺光量
の低下を防ぎ効率的に光を集めるためには、原稿面に投
影結像された像の外側に向かう光の成分を主走査方向に
は上記固定レンズに集光するように、また、副走査方向
には垂直に入射させる必要かあり、上記のようなフレネ
ルレンズ１０９では主走査方向の周辺光量は低下してし
まう。

そこで、従来においては、第２０図（ａ）に示すような
非球面フレネルレンズ］１０を用いて、第２０図（ｂ）
に示すように主走査方向と、第２０図（Ｃ）に示すよう
に副走査方向とて焦点距離を異ならせて周辺光量の低下
を防止するようにしていた。

（発明か解決しようとする課題） しかしながら、上述した非球面フレネルレンズ１］０は
フレネルレンズ面の曲率をレンズ面の各点で変化させな
ければならないため、製作か困難で高価なものとなって
いた。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的
とするところは、高価な非球面フレネルレンズを用いる
ことなく、周辺光量の低下を防止できるようにした画像
処理装置を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するため、原稿台」二に原稿を
投影結像し、この画像を光学系を介して読取りセンサー
に結像させる画像処理装置において、前記原稿台上に焦
点距離が互いに異なるシリンドリカル特性を有する第１
および第２のフレネルレンズを設け、これら第１および
第２のフレネルレンズはその光軸面とレンズ面との交線
か互いに直交するように重ね合わされたことを特徴とす
るものである。

（作用） 通常のシリンドリカル特性を有するフレネルレンズを組
合わせることにより、原稿面に投影結像された像の外側
に向かう光の成分を主走査方向には固定レンズに集光し
、副走査方向には垂直に入射てきるようにした。

（実施例） 以下、本発明を第１図乃至第１４図に示す一実施例を参
照して説明する。

第１図は本発明の画像処理装置の概略的構成を示すもの
で、装置本体］の上面部には、画像投影結像装置２１が
設けられている。この画像投影結像装置２］は投影器２
、反射ミラー７およびフレネルレンズ系８によって構成
されている。

上記投影器２の内部には、光源ランプ３、コンデンサ４
、原稿フィルム５および投影レンズ６が配設されている
。

また、上記装置本体］内の上部には光学系２２が設けら
れている。この光学系２２は第１乃至第３の移動ミラー
１０，１１，１２、固定レンズ］３、第１乃至第３の固
定ミラー１４．１５１６およびＣＣＤラインセンサー１
７によって構成されている。

上記第１の移動ミラー１０は第１のキャリッジ（図示せ
ず）に搭載され、上記第１および第２の移動ミラー１．
１．．１２は第２のキャリッジ（図示せず）に搭載され
、光路長が常に一定になる関係、すなわち、第１のキャ
リッジと第２のキャリッジの速度Ｖが１　：　１／２に
なるような関係を保ちながら、キャリッジが副走査方向
に移動してフレネルレンズ系８上に結像されたフィルム
画像を読取るようになっている。

しかして、画像読取り時には上記光源ランプ３か発光さ
れ、その光はコンデンサ４を介して原稿フィルム５に集
光される。この原稿フィルム５の画像は投影レンズ６と
反射ミラー７により、原稿台ガラス９上に配設されたフ
レネルレンズ系８上に結像される。

このフレネルレンズ系８上に結像されたフィルム画像は
第１乃至第３の移動ミラー１０，１１１２、固定レンズ
１３および第１乃至第３の固定ミラー１．４．］、５．
　　コロを介してＣＣＤラインセンサー］７上に結像し
、このＣＣＤセンサー１７こよって光学像か電気信号に
変換されて画像か読取られる。

ところで、第３図は上記光学系２２のうち第１乃至第３
の移動ミラー］、　０．　１１．、　１２および第１乃
至第３の固定ミラー１．４．］５．１６を省いた等価の
光学系を示す（逆に昌うと、第３図の基本光学系を装置
本体］内に入れるために、ミラを使って折畳んだものが
実際に使用されている光学系）である。第１図で第１の
移動ミラー１０が副走査方向に移動することは、この第
３図で光学系全体か副走査方向に移動すること等価であ
る。

また、第４図（ａ）、第５図（ａ）に第１図の等価光学
系を示すとともに、第３図の等価光学系をそれぞれＣ１
Ｃ方向、Ｄ、Ｄ方向から見た図をボしている。

一方、第６図（ａ）　　第７図（ａ）は第４図（ａ）、
第５図（ａ）からフレネルレンズ系８を取り除いた等価
光学系を示す。

通常の原稿（紙に書かれたもの）を読み取る場合は、原
稿を照明することにより、原稿面で光か乱尺η・Ｊする
ため、原稿面からの光の方向成分は方向によらず、はぼ
均一に拡散されるが、投影結像を読取る光学系では、フ
レネルレンズ系８かない場合、第６図（ａ）、第７図（
ａ）に示すように、原稿台ガラス９上に結像されたフィ
ルム原稿像の光の方向は投影レンズ６からほぼ放射する
方向へと広がる。

この光学系では、第６図（ｂ）、第７図（ｂ）に示すよ
うに、投影される原稿像の周辺光量か著しく低下する。

第６図（ｂ）は副操作方向の光量分布、第７図（ｂ）は
主走査方向の光量分布を示している。

そこで、投影結像光学系では、周辺光量の低下を防ぐた
め、フレネルレンズが使用されるが、通常のフレネルレ
ンズでは、焦点距離が主走査方向と副走査方向で同一で
あるため、たとえば、第８図（ａ）、第９図（ａ）に示
すように、固定レンズ１Ｂに集光するようなフレネルレ
ンズ３１を使用すると、主走査方向は第９図（ｂ）に示
すように、周辺光量の低下は改善されるが、副走査方向
は第８図（ｂ）に示すように改善されない。

また、第１０図（ａ）、第１１図（ａ）に示すように、
像面に垂直に入射するようなフレネルレンズ３２を使用
すると、第１０図（ｂ）に示すように副走査方向の周辺
光量の低下は改善されるか、第１１図（ｂ）に示すよう
に主走査方向は改善されない。

したかって、このような投影結像光学系では、周辺光量
の低下を防き効率的に光を集めるために、原稿面に投影
結像された像の外側に向かう光の成分を主走査方向には
第５図（ａ）に示すように、固定レンズ１３に集光する
ように、また、副走査方向には第４図（ａ）に示すよう
に垂直に入射させる必要があり、これにより、第５図（
ｂ）、第４図（ｂ）に示すように周辺光量の低下は改善
される。

このように、光量分布を最適化するために、本発明のフ
レネルレンズ系８は以下に示す如く構成されている。す
なわち、このフレネルレンズ系８は副走査方向と、主走
査方向とで焦点距離が異なる第１および第２のフレネル
レンズ４１．４２を備えてなるものである。前記第１の
フレネルレンズ４１は第１２図（ａ）に示すように形成
され、投影レンズ６からきた光が第１２図（ｂ）に示す
ように固定レンズ］３に集光するように主走査方向にの
みパワーをもつシリンドリカルフレネルレンズであり、
第１２図（Ｃ）に示すように副走査方向にはパワーをも
たない。

また、上記第２のフレネルレンズ４２は投影レンズ４２
から出た光が第１３図（Ｃ）に示すように垂直に出射す
るような副走査方向にのみパワを持つシリンドリカルフ
レネルレンズであり、第１３図（ｂ）に示すように主走
査方向にはパワをもたない。

しかして、上記第１および第２のフレネルレンズ４］、
、４２は第１４図（ａ）に示すように、その光輔面とレ
ンズ面との交線が互いに直行する状態で重ね合わされて
フレネルレンズ系８か構成され、画像投影時に画像面に
投影結像された像の外側に向かう光の成分は主走査方向
には第１４図（ｂ）に示すように、固定レンズ］３に集
光され、副走査方向には第１４図（Ｃ）に示すように垂
直に入射され周辺光量の低下は防止される。

上述したように、通常のフレネルレンズ４１４２を組合
わぜることにより、周辺光量の低下を防止でき、従来の
ように高価な非球面フレネルレンズ］１０を必要とする
ことがなく、コストを低減できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、通常のフレネル
レンズを組合わせることにより、周辺光量の低下を防止
でき、従来のように高価な非球面フレネルレンズを必要
とすることがなく、コストを低減てきるという効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１４図は本発明の一実施例を示ずもので、
第１図は画像処理装置を示す概略的構成図、第２図はフ
レネルレンズ基を示す平面図、第３図は第１図の等偏光
学系を示す斜視図、第４図（ａ）はフレネルレンズ系の
副走査方向の光路を示す説明図、第４図（ｂ）はその光
量分布を示すグラフ図、第５図（ａ）はフレネルレンズ
基の主走査方向の光路を示す説明図、第５図（ｂ）はそ
の光量分布を示すグラフ図、第６図（ａ）はフレネルレ
ンズ系かない場合の副走査方向の光路を示す説明図、第
６図（ｂ）はその光量分布を示すグラフ・図、第７図（
ａ）はフレネルレンズ系がない場合の主走査方向の光路
を示す説明図、第７図（ｂ）はその光量分布を示すグラ
フ図、第８図（ａ）は固定レンズに集光するようなフレ
ネルレンズを使用した場合の副走査方向の光路を示す説
明図、第８図（ｂ）はその光量分布を示すグラフ図、第
９図（ａ）は固定レンズに集光するようなフレネルレン
ズを使用した場合の主走査方向の光路状態を示す説明図
、第９図（ｂ）はその光量分布を示すグラフ図、第１０
図（ａ）は像面に垂直］２ に入射するようなフレネルレンズを使用した場合の副走
査方向の光路を示す説明図、第１０図（ｂ）はその光量
分布を示すグラフ図、第１１図（ａ）は像面に垂直に入
射するようなフレネルレンズを使用した場合の主走査方
向の光路を示す説明図、第１１図（ｂ）はその光量分布
を示すグラフ図、に沿う光路を示す説明図、第１　ＡＣ
）は第１２図（ａ）ｒｌｊＢ−Ｂ線に沿う光路を示す説
明図、第沿う光路を示す説明図、第１３”ｆ　ｃ　）は
第１３図（ａ）中Ｂ−Ｂ線に沿う光路を示す説明図、第
を示す概略的構成図、第１６図は屈１ノｊ率分布型レン
ズアレイを示す斜視図、第１７図（ａ）はフレネルレン
ズを示す下面図、第１７図（ｂ）、（Ｃ）はその光路を
示す説明図、第１８図（ａ）は第１６図中ＡＡ方向から
見た図、第１８図（ｂ）はその光量分布を示すグラフ図
、第１９図（ａ）は第１６図中ＢＢ方向から見た図、第
１９図（ｂ）はその光量分布を示す図、第２０図（ａ）
は非球面フルネルレンズを示す平面図、第２０図（ｂ）
。 （ｃ）はその光路を示す図である。 １７・・ＣＣＤラインセンセンサ読取りセンサー）　２
２・・・光学系、４］・・・第１のフレネルレンズ、４
２・・・第２のフレネルレンズ。 四囲、第１４Ｗ（Ｃ）は第１４図（ａ）中１３−Ｂ線に
沿う光路を示す説明図、第１５図乃至第２０図は従来例
を示すもので、第１５図は画像処理装置出願人代理人　
弁理士　鈴江武彦 ］　４ （ａ） （ｂ） 第 図 （ａ） （ｂ） 第 図 ＠１１走（［方旬 （ｂ） 第 図 生走ｆ一方向 （ｂ） 第 図 ）−８Ｆ牙 （ｂ） 第 図 主Ｌｔ万前 （ｂ） 第 図 （ａ） 主走ｊト方旬 （ａ） （ｂ） 主走査別百のｔ量扮午 （ｂ） （ａ） （ｂ） ＼ （Ｃ） 第 図 第 図 （ａ） 第 図 （ｂ） （ｂ） 第 図 第 図 （ａ） （Ｃ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原稿台上に原稿を投影結像し、この画像を光学系を介し
   て読取りセンサーに結像させる画像処理装置において、
   上記原稿台上に焦点距離が互いに異なるシリンドリカル
   特性を有する第１および第２のフレネルレンズを設け、
   これら第１および第２のフレネルレンズはその光軸面と
   レンズ面との交線が互いに直交するように重ね合わされ
   たことを特徴とする画像処理装置。