JPH02181132A - 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」二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１０２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
３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］０８上に投影結像する。そして、この投
影画像を屈折率分布曳レンズアレイ］０６を備えてなる
移動式読取り光学系でＣＣＤセンセンサ７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が低下する。

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］０９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１９図（ａ）に示す
ように、屈折率分布型レンズアレイ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。

しかしながら、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、」二層のようなフレ
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！１（Ｉ）しかしながら、
上述した非球面フレネルレンズ］］−０はフレネルレン
ズ面の曲率をレンス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」二層事情に着１］シてなされたもので、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、原稿台上に原稿を投
影結像し、この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、上記原稿台上に第１お
よび第２のフレネルレンズを重ね合わせて設け、これら
第１および第２のフレネルレンズのいずれか一方かシリ
ンドリカル特性を持つ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
合わぜることにより、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１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２１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１内の上部には光学系２２か設けら
れている。この光学系２２は第１乃至第３の移動ミラー
］−ｏ、：１．１，１．２、固定レンズ１３、第１乃至
第３の固定ミラー１４．１’５１６およびＣＣＤライン
センセンサ７によって構成されている。

」二層第１の移動ミラー］０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．．１．２は第２のキャリッジ（図示せす）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か］、：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
に移動してフルネルレンズ系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１０，１１゜コ２、固定レン
ズ１３および第１乃至第３の固定ミラー１．４．１５，
１．６を介してＣＣＤラインセンサー１７上に結像し、
このＣＣＤセンサー１７によって光学像が電気信号に変
換されて画像が読取られる。

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．：１５．１６を省いた等価
の光学系を示す（逆に；゛うと、第３図の基本光学系を
装置本体１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］０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ｆ
＋ｌｌｉである。

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

方、第６図（ａ）、第７図（ａ）は第４図（ａ）、ｍ５
図（ａ）からフレネルレンズ系８を取り除いた等両光学
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、原稿面で光が乱反射するため
、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がない場合、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が著しく低下する。

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くた
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］３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が、第１１図（ｂ）に示すよう
に主走査方向は改善されない。

したがって、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かあり、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４］は投影レンズ４２から出た光が第１
２図（ｂ）、（Ｃ）に示すように垂直に出射するような
パワーを持つフレネルレンズである。

また、上記第２のフレネルレンズ４２は第１３図（ａ）
に示すように形成され、投影レンズ６からきた光か第１
３図（ｂ）に示すように固定レンズ１３に集光するよう
に主走査方向にのみパワをもつノリンドリ力ルフレネル
レンズであり、第１３図（Ｃ）に示すように副走査方向
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４１．
４２は第１４図（ａ）に示すように、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１３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４１゜４２を組
合わぜることにより、周辺光量の低下を防ＩＪ−でき、
従来のように高価な非球面フレネルレンズ１１０を必要
とすることかなく、コストを低減てきる。

［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
レンズを組合イっぜることにより、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を必
要とすることかなく、コストを低減できるという効果を
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すもので、
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図の等両光
学系を示す斜視図、第４図（ａ）はフレネルレンズ基の
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
ンズ基が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
）はフレネルレンズ基か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１］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、遍し に沿う光路を示す説明図、第１２（Ｃ）は第１２図（ａ
）中Ｂ−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１ψ〜Ｃ）は第１３図Ｃａ）中Ｂ−Ｂ線に
沿う光路を示す説明図、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１
９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。 ］、　７−　ＣＣＤラインセンザー（読取りセンサー）
　２２・光学系、４１・・第１のフレネルレンズ、４２
・第２のフレネルレンズ。 ４．８ 四囲、ｇｘ１４（ｃ）は第１４図（ａ）中Ｂ−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図は画像処理装置を示す概略的構成
図、第１６図は屈折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平面図、第１
７図（ｂ）、（Ｃ）はその光路を示す説明図、第１８図
（ａ）は第出願人代理人　弁理士　鈴江武ｉｆｆ 房１１走貴６曲の光量９布 （ｂ） 第 因 主走査方向の光１分布 （ｂ） 第 図 （ｂ） 第 図 １走１泊 （ａ） （ｂ） 第 図 ＝・１走＠方向の妥量＃介 （ｂ） 第８因 ｃ「６ 主走査方向の＊量分布 （ｂ） 第９図 ＝１１道沓方向の光量分布 （ｂ） 第１０図 （づ−６ 主走査′ｌ！５白め九量分布 （ｂ） 第１１図 琺 （Ｃ） 第 図 （ａ） （Ｃ） （ｂ） 第 図 （ｂ） 第 図 （ａ） （ａ） （Ｃ） 第 （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
   記原稿台上に第１および第２のフレネルレンズを重ね合
   わせて設け、これら第１および第２のフレネルレンズの
   いずれか一方がシリンドリカル特性を持つことを特徴と
   する画像処理装置。