JPH02181133A - 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】 ［発明の目的コ （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１３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
３の画像を投影レンズ１、０４および反射ミラー］ｏ５
を介して原稿台１０８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が低下する。

そこで、従来においては、上記原稿台１０８上に第１５
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１．０９により、第１５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１．０８に投影結像された像の外側に
向かう光の成分を第１６図（ａ）、第１７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、上記のようなフレネ
ルレンズ１０９て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１８図（ａ）に示すような
非球面フレネルレンズ］１０を用いて、第１８図（ｂ）
に示すように主走査方向と、第１８図（Ｃ）に示すよう
に副走査方向とで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１１０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、製作が困難で高価なものとなって
いた。

本発明は上記事情に着口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、」１記原稿台上に一
面側と他面側か焦点距離を互いに異にするシリンドリカ
ル特性を有したレンズ面とし、その一面側の光軸面と他
面側の光軸面が互いに直交するフレネルレンズを設けた
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であ
りながら、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１２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１４，１５゜１６およびＣＣＤラインセンサー
１７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１１
．１２は第２のキャリ・４シ（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か１　：　１／２にな
るような関係を保ちなから、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が発光さ
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、原稿台カラス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゜１２、固定レン
ズ１３および第１乃至第３の固定ミラー１４，１５．１
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
れて画像か読取られる。

ところで、第３図は上記光学系２２のうち＝ｓ　］乃至
第３の移動ミラー１０，１１．１２および第１乃至第３
の固定ミラー１４，１５．１６を省いた等価の光学系を
示す（逆に言うと、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たものか実際に使
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か副走査方向に移動することは、この第３図で光
学系全体が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Ｃ，
、Ｃ方向、Ｄ、Ｄ方向から見た図を示している。

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基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
に拡散されるか、投影結像を読取る光学系では、フレネ
ルレンズ基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、フレネルレンズか使用されるが、通常のフレネルレ
ンズでは、焦点距離か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３］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か、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
の低下を防ぎ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）　、’２４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
レネルレンズ基８は以下に示す如く構成されている。ず
なわぢ、このフレネルレンズ系８は第１２図（ａ）に示
すように、−枚のフレンネルレンズ４１を備えてなり、
その一面側４１ａと、他面側４　］、　ｂとでは焦点距
離か異なっている。

すなわち、上記フレネルレンズ４１の一面側４１　ａは
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力ルフレネルレンス面であり、他面
側４１ｂは第１２図（Ｃ）に示すように副走査方向のみ
にパワーをもつノリントリカルフレネルレンス面となっ
ている。

しかして、上記フレネルレンズ基８を用いれば、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
分は第１４図（ｂ）に示すように主走査方向には、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
れることになる。

」二連したように、通常のフレネルレンズ４１の一面側
４　］、　ａと他面側４１．　ｂを副走査方向と主走］
０ 査方向とで焦点距離が異なるシリンドリカルフレネルレ
ンズ面とするだけで、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１１０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
レンズの一面側と他面側を焦点距離が異なるシリンドリ
カルフレネルレンズ面とするたけで、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、コストを低減できという効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１２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
レネルレンズ系を示す平面図、第３図は第１図の等優先
学系を示す斜視図、第４図Ｃａ）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
系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／ｌｉ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、］２ 第１１図（ｂ）はその光量分布を示すグラフ図、寝し 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１３図乃至第
１８図は従来例を示すもので、第１３図は画像処理装置
を示す概略的構成図、第１４図は屈折率分布型レンズア
レイを示す斜視図、第１５図（ａ）はフレネルレンズを
示す平面図、第１５図（ｂ）、（Ｃ）はその光路を示す
説明図、今 第１６図（ａ）は第二略図中ＡＡ方向から見た図、第１
６図（ｂ）はその光量分布を示すグラフ図、第１７図（
ａ）は第１４図中ＢＢ方向から見た図、第１７図（ｂ）
はその光量分布を示す図、第１８図（ａ）は非球面フル
ネルレンズを示す平面図、第１８図（ｂ）、（ｃ）はそ
の光路を示す図である。 １７・・・ＣＣＤラインセンサー（読取りセンサー）、
２２・・・光学系、４１・・・フレネルレンズ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 副虚食ぢ向 ｔｉｌｌ走貴ｆ）命の光量分布 （ｂ） 第 因 生走査ガ曲 王走査力向の＊：量分布 （ｂ） 第 図 副走査有向 （ａ） （ｂ） 第 図 １走１泊 （ａ） （ｂ） 第 図 ＝１走＠］（Σ【−］Ｃリソ６１罫ヒうンイ１（ｂ） 第８因 ｃ＝ｓ−６ 主走査方向の光量分布 （ｂ） 第９図 ＝１１道査方向Ｊ光量９片 （ｂ） 第１０図 主走貴ｆ５白め児童分布 （ｂ） 第１１図 ＡＩ （ａ） （ｂ） ｂ （ｃ） （ａ） （Ｃ） （ｂ） 第 図 （ｂ） 第 図 （ａ） 第 図 □ （ｂ） （Ｃ） 第 図

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、
   上記原稿台上に一面側と他面側が焦点距離を互いに異に
   するシリンドリカル特性を有したレンズ面とし、その一
   面側の光軸面と他面側の光軸面が互いに直交するフレネ
   ルレンズを設けたことを特徴とする画像処理装置。