JPH07111618A

JPH07111618A - 結像系の縞模様軽減装置

Info

Publication number: JPH07111618A
Application number: JP5277689A
Authority: JP
Inventors: Tadayoshi Miyoshi; 忠義三好; Ryoyu Takanashi; 稜雄高梨
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1993-10-08
Filing date: 1993-10-08
Publication date: 1995-04-25

Abstract

(57)【要約】【目的】２次元画像の結像系で生じる縞模様を電気的
補正により軽減する。【構成】透過原稿１１に照明光Ｌを与えると、透過原
稿１１の画像情報が透過原稿台１２を通り抜けて光学的
結像素子１により結像され、更に、光学的結像素子１に
より結像された画像情報と光学的結像素子１で発生する
濃淡部分を持った縞模様とが光学的に加算された状態で
ＣＣＤエリアセンサ３の結像面３ａ上に得られる。ＣＣ
Ｄエリアセンサ３から光電変換したデジタル・エリアデ
ータＤｉｊと縞模様補正メモリ７内の縞模様補正係数デ
ータＥｉｊとを乗算器８内で掛け算すれば、光学的結像
素子１で発生する縞模様が軽減又は除去できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２次元画像の近接結像
が必要となる画像入力装置や画像表示装置において、と
くに２次元画像の結像系で生じる縞模様を電気的補正に
より軽減するよう構成した結像系の縞模様軽減装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は２次元的な原画像を光学的に結像
させた状態を説明するための図、図１０は従来の投射型
表示装置を説明するための図であり、（Ａ）は斜視的に
示し，（Ｂ）は概念的に示した図、図１１は図１０に示
した光学的結像素子を説明するための図であり、（Ａ）
は光学的結像素子として光ファイバープレートを用いた
場合を示し，（Ｂ）は光学的結像素子としてマイクロレ
ンズアレイを用いた場合を示し，（Ｃ）は光学的結像素
子としてセルフォックレンズアレイを用いた場合を示し
た図、図１２は光学的結像素子内の配列状態を説明する
ための図であり、（Ａ）は一部を示し、（Ｂ）は隣り合
う境界を示した図、図１３は光学的結像素子で生じるチ
キンワイヤ縞模様を説明するための図であり、（Ａ）は
チキンワイヤ全体が現れた状態を示し、（Ｂ）はチキン
ワイヤのクロス点のみが残った状態を示した図である。

【０００３】図９に示した如く、一般的に、２次元的
（平面的）な原画像を光学的に結像して結像画像を得る
ために、光学的結像手段として周知のリレーレンズ100
が用いられているが、この種のリレーレンズ100 は形
状が大，周辺レゾ劣化，図形歪大，光量損出大な
どの欠点がある。

【０００４】これに対し、図１０（Ａ），（Ｂ）に示し
た如く、２次元的な原画像を近接した結像面に略１対１
で結像させるための結像装置として特開平４−２８９８
３７号公報に投射型表示装置200 が開示されている。こ
の投射型表示装置200 において、電気アドレス・電気書
き込み型表示素子からなり、原画像を表示する原画像面
素子201 と、光ファイバープレート，マイクロレンズア
レイ，セルフォックレンズアレイのうちいずれかを用い
て原画像面素子201 の原画像面201aに表示された原画像
を光学的に結像させるための光学的結像素子202 と、光
アドレス・空間光変調素子からなり、光学的結像素子20
2 により結像した画像情報を結像させてこの画像情報を
光学的に増幅させるための結像面素子203 とが所定の間
隔を離して夫々平行に配置されている。この際、所定の
間隔とは、原画像面素子201 の原画像面201aに表示され
た原画像が光学的結像素子202 を介して結像面素子203
の結像面203a上に略１対１で結像できる寸法に設定され
ている。

【０００５】即ち、上記投射型表示装置200 では、原画
像を結像するために前記したリレーレンズ100 に置換し
て、近接型の光学的結像素子202 として光ファイバープ
レート，マイクロレンズアレイ，セルフォックレンズア
レイのいずれかを用いることにより、リレーレンズ100
の欠点を補うように構成されている。尚、ここで用いら
れる近接型の光学的結像素子202 とは、結像面に近接し
て設けられることから呼称している。

【０００６】そして、比較的弱い照明光Ｌを原画像面素
子201 に照射し、原画像面素子201の原画像面201aに表
示された原画像が変調されて２次元的に光量の変化した
画像情報として光学的結像素子202 を介して結像面素子
203 に導かれ、ここで結像面素子203 の結像面203a上に
結像された画像情報を不図示の強い光源を用いて投射レ
ンズ204 で明るく拡大表示するよう構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１０
（Ａ），（Ｂ）に示した従来の投射型表示装置200 で
は、光学的結像素子202 として図１１（Ａ）〜（Ｃ）に
夫々示したような光ファイバープレートＦＰ，マイクロ
レンズアレイＭＬＡ，セルフォックレンズアレイＳＬＡ
のうちいずれかを用い、リレーレンズ100 の欠点を補う
ように構成されているものの、これら光ファイバープレ
ートＦＰ，マイクロレンズアレイＭＬＡ，セルフォック
レンズアレイＳＬＡなどを用いても、原画像面素子201
に表示された原画像を光学的結像素子202 を介して結像
面素子203 に結像した際、下記するように光学的結像素
子202 で生じる縞模様が結像面素子203 の結像面203a上
に発生してしまい、画像情報を良好に結像できず問題と
なっている。

【０００８】即ち、図１１（Ａ）に示したように、光学
的結像素子202 として光ファイバープレートＦＰを用い
た場合において、外形が略矩形状に形成された光ファイ
バープレートＦＰでは、複数本の光ファイバーＦが２次
元的（平面的）にプレート状に束ねられており、これら
複数の光ファイバーＦの１本１本をサンプリングして画
像情報を形成しているため、サンプリング定理により画
素数の２倍以上の光ファイバーＦが必要であり、且つ、
図１２（Ａ），（Ｂ）に示したように、微細な径の光フ
ァイバーＦをある程度の本数合わせて６角状に束ね、こ
れを更に束ねて必要面積を得ている。この際、図１２
（Ａ）に示した如く、隣り合う光ファイバーＦとの間に
は光を遮蔽するための遮蔽材Ｈが埋め込まれており、且
つ、図１２（Ｂ）に拡大して示した如く、隣り合う光フ
ァイバーＦとの間は６角形の境界が形成されたようにな
り、この６角形の境界はあたかも鶏を飼うための金網に
形成した６角形の網目と似ていることから、チキンワイ
ヤ（ＣｈｉｃｋｅｎＷｉｒｅ）と呼称されているが、
この６角形の境界で整列が乱れたり、あるいは光ファイ
バーＦが変形することもある。従って、原画像面素子20
1 に表示された原画像を光ファイバープレートＦＰを介
して結像面素子203 に結像した際、６角形の境界，言い
替えるとチキンワイヤが形成された光ファイバープレー
トＦＰに起因してチキンワイヤ縞模様が結像面素子203
の結像面203a上に発生する。このチキンワイヤ縞模様
は、例えば図１３（Ａ）に示したように光ファイバープ
レートＦＰのチキンワイヤ全体が濃淡部分を持った縞模
様として現れたり、あるいは図１３（Ｂ）に示したよう
に光ファイバープレートＦＰのチキンワイヤのクロス点
のみが残った状態で現れたりしている。勿論、図１３
（Ａ），（Ｂ）から明らかなように、チキンワイヤ縞模
様の濃淡部分は、横方向（Ｘ軸方向），縦方向（Ｙ軸方
向）に周期関数に基づいて規則性を持って現れるもので
ある。

【０００９】また、図１１（Ｂ）に示したように、光学
的結像素子202 としてマイクロレンズアレイＭＬＡを用
いた場合において、外形が略矩形状に形成されたマイク
ロレンズアレイＭＬＡでは、複数のマイクロレンズＭＬ
が２次元的（平面的）に規則正しく配列しており、この
マイクロレンズＭＬは単レンズと同様に作用するため、
単レンズ当りは倒立像となり、且つ、これらのマイクロ
レンズＭＬの１つ１つをサンプリングして画像情報を形
成しているため、ここでもサンプリング定理により画素
数の２倍以上のレンズ数が必要となる。上記したマイク
ロレンズアレイＭＬＡを微細加工するには、平面板ガラ
スをイオン変換により屈折率を連続的に変化させて作成
するものの、全面均一に作製でき得ない。従って、原画
像面素子201 に表示された原画像をマイクロレンズアレ
イＭＬＡを介して結像面素子203 に結像した際、不均一
に作製されたマイクロレンズアレイＭＬＡに起因する縞
模様が結像面素子203 の結像面203a上に発生したり、あ
るいはＴＶ画像のラスタや、網点原稿のモワレと略同様
の縞模様が発生する。

【００１０】更に、図１１（Ｃ）に示したように、光学
的結像素子202 としてセルフォックレンズアレイＳＬＡ
を用いた場合において、外形が略矩形状に形成されたセ
ルフォックレンズアレイＳＬＡでは、複数のセルフォッ
クレンズＳＬが２次元的（平面的）に規則正しく配列し
ており、且つ、セルフォックレンズＳＬはイオン変換法
を用いて作られる一種の屈折率分布型レンズであり、即
ち、セルフォックレンズＳＬは屈折率がふつう半径方向
に分布を持つように形成されていることから、正立像が
得られると共に、必要画素数より少ないレンズ数で構成
できるが、このセルフォックレンズアレイＳＬＡでも図
１２（Ａ），（Ｂ）に示しようなチキンワイヤが形成さ
れるので、これに伴って原画像面素子201 に表示された
原画像をセルフォックレンズアレイＳＬＡを介して結像
面素子203 に結像した際、チキンワイヤが形成されたセ
ルフォックレンズアレイＳＬＡに起因して図１３
（Ａ），（Ｂ）に示しようなチキンワイヤ縞模様が結像
面素子203 の結像面203a上に発生してしまう。

【００１１】以上のように、マイクロレンズアレイＭＬ
Ａ，光ファイバープレートＦＰ，セルフォックレンズア
レイＳＬＡのいずれの近接型の光学的結像素子202 も縞
模様が発生し、良好な結像が得られないので、これらの
光学的結像素子202 は低レベル（低解像度又は低階調
数）な画像を結像させる時にしか適用できなかった。

【００１２】

【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、２次元的な原画像を光学的結像
手段により該光学的結像手段に近接した結像面上に光学
像として略１対１で結像させる結像装置において、前記
光学的結像手段として光ファイバープレート，マイクロ
レンズアレイ，セルフォックレンズアレイのうちいずれ
かを用い、且つ、結像面上に発生する前記光学的結像手
段の縞模様の光電変換した電気信号データをエリアデー
タとしてエリアメモリに記憶し、結像面上に発生する縞
模様を前記エリアデータによって軽減させるよう構成し
た結像系の縞模様軽減装置を提供するものである。

【００１３】

【実施例】以下に本発明に係わる結像系の縞模様軽減装
置の一実施例を図１乃至図８を参照して、＜縞模様補正
メモリのデータ作成＞，＜縞模様補正メモリのメモリ容
量削減方法＞，＜第１実施例の結像系の縞模様軽減装置
＞，＜第２実施例の結像系の縞模様軽減装置＞，＜第３
実施例の結像系の縞模様軽減装置＞，＜第４実施例の結
像系の縞模様軽減装置＞の順に詳細に説明する。

【００１４】本発明に係わる結像系の縞模様軽減装置で
は、２次元的な原画像を表示する原画像表示手段と、原
画像表示手段に表示された原画像を光ファイバープレー
ト，マイクロレンズアレイ，セルフォックレンズアレイ
のうちいずれかを用いて光学的に結像させるための光学
的結像手段と、光学的結像手段により結像した画像情報
を光学的結像手段と近接した結像面上に光学像として結
像させ、この光学像を電気的又は光学的に取り出す結像
面手段とを所定の間隔を離して夫々平行に配置させ、且
つ、原画像を光学的結像手段を介して略１対１で結像面
上に結像させるよう夫々の部材を配置した際、光学的結
像手段で生じる縞模様を電気的縞模様補正手段により電
気的に軽減又は除去できるよう構成したことを特徴とす
るものである。

【００１５】＜縞模様補正メモリのデータ作成＞図１は
本発明に係わる第１〜第４実施例の結像系の縞模様軽減
装置に適用される縞模様補正メモリのデータ作成につい
て説明するための図、図２は光学的結像素子で生じた縞
模様をＣＣＤエリアセンサにより光電変換させた後のデ
ジタル・エリアデータを説明するための図である。

【００１６】まず始めに、本発明に係わる第１実施例〜
第４実施例の結像系の縞模様軽減装置１０（図４），１
５（図５），２０（図６），３０（図８）を説明する前
に、これら結像系の縞模様軽減装置１０，１５，２０，
３０に共通して用いられる光学的結像素子１で生じる縞
模様を電気的補正により軽減又は除去するために、本発
明の要部となる縞模様補正メモリのデータ作成につい
て、図１及び図２を用いて説明する。

【００１７】図１において、本発明に係わる第１〜第４
実施例の結像系の縞模様軽減装置１０，１５，２０，３
０に共通して用いられる光学的結像素子１としては、先
に図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示して説明した光ファイバー
プレートＦＢ，マイクロレンズアレイＭＬＡ，セルフォ
ックレンズアレイＳＬＡのうちいずれかを用いている。
従って、光学的結像素子１は、前述したと同様にその構
造上から例えばチキンワイヤ（図１２）などに起因する
濃淡部分を持った縞模様を発生させる要因があり、且
つ、チキンワイヤ縞模様（図１１）の濃淡部分は、横方
向（Ｘ軸方向），縦方向（Ｙ軸方向）に周期関数に基づ
いて規則性を持って現れるものである。尚、光ファイバ
ープレートＦＢ，マイクロレンズアレイＭＬＡ，セルフ
ォックレンズアレイＳＬＡなどの光学的結像素子１は、
結像面に近接して設けられるため近接型の光学的結像素
子とも呼称している。

【００１８】そこで、光学的結像素子１で生じる縞模様
を電気的補正により軽減又は除去するための縞模様補正
メモリ（エリア補正メモリ）７の補正データを作成する
には、光拡散板２と、光学的結像素子１と、結像面３ａ
を有したＣＣＤエリアセンサ３とを所定の間隔を離して
夫々平行に配置させる。ここでは、光学的結像素子１で
生じる縞模様がＣＣＤエリアセンサ３の結像面３ａ上に
略１対１で結像できるよう夫々所定の間隔が設定されて
いる。

【００１９】上記ＣＣＤエリアセンサ３は、一般的にエ
リアメモリとしての機能を備えていることから、結像面
３ａ上に発生する光学的結像素子１の縞模様の光電変換
した電気信号データをエリアデータとして記憶させる機
能を備えている。

【００２０】また、後述する縞模様補正メモリ７は、エ
リアメモリの一種であり、ここではエリア補正メモリと
なるものであり、後述するようにここに記憶される縞模
様補正係数データはエリア補正データとなる。

【００２１】その後、照明光Ｌを光拡散板２に照射し
て、略均一光量の拡散光Ｋを光学的結像素子１に与える
と、光学的結像素子１で発生する濃淡部分を持った縞模
様がＣＣＤエリアセンサ３の結像面３ａ上で結像され、
同時に、ＣＣＤエリアセンサ３により光電変換されて電
気信号データの一種のアナログ・エリアデータとして出
力され、更に、アドレス発生器４により制御されながら
Ａ／Ｄ変換器５により２次元のデジタル・エリアデータ
に変換される。

【００２２】ここで、図２に示した如く、光学的結像素
子１で発生する光学的縞模様と対応したデジタル・エリ
アデータは（Ｄｉｊ）｛但しＸ軸方向；ｉ＝０，１，…
…ｎ，Ｙ軸方向；ｊ＝０，１，……ｍ｝として表すこと
ができる。この際、ＣＣＤエリアセンサ３から光電変換
したデジタル・エリアデータＤｉｊの値自体はアナログ
値であり、且つ、ＣＣＤエリアセンサ３のＸ軸方向及び
Ｙ軸方向のアドレスがデジタル値であるので、デジタル
・エリアデータＤｉｊのｉ及びｊは、ＣＣＤエリアセン
サ３のＸ軸方向の画素及びＹ軸方向の画素と対応してい
る。

【００２３】また、ＣＣＤエリアセンサ３によって取り
出されるデジタル・エリアデータＤｉｊは、ＣＣＤエリ
アセンサ３をＸ軸方向（又はＹ軸方向）に１次元的にラ
イン走査しながらＣＣＤエリアセンサ３をＹ軸方向（又
はＸ軸方向）に順次移動させて繰り返しライン走査して
取り出す方法とか、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２次元エリ
アから構成されたＣＣＤにより取り出す方法などが採用
されている。

【００２４】また、Ａ／Ｄ変換器４から出力されたデジ
タル・エリアデータＤｉｊは順次ＣＰＵ６内に送られ、
このＣＰＵ６内では全デジタル・エリアデータΣ（Ｄｉ
ｊ）｛但しＸ軸方向；ｉ＝０，１，……ｎ，Ｙ軸方向；
ｊ＝０，１，……ｍ｝の平均信号レベルＡｖが算出され
ると共に、この平均信号レベルＡｖを基にして平均信号
レベルＡｖをデジタル・エリアデータＤｉｊで除算した
縞模様補正係数データＥｉｊ｛但しｉ＝０，１，……
ｎ，ｊ＝０，１，……ｍ｝を算出している。即ち、平均
信号レベルＡｖ及び縞模様補正係数Ｅｉｊは、下記の式
に基づいて算出されている。

【００２５】平均信号レベルＡｖ＝Σ（Ｄｉｊ）／ｎ×ｍ縞模様補正係数データＥｉｊ＝Ａｖ／Ｄｉｊまた、ここで算出された縞模様補正係数データＥｉｊ
は、光学的結像素子１で発生する縞模様の濃い部分が最
大値側で、淡い部分が最小値とすると、補正後には濃い
部分が淡い方向に補正され、淡い部分が濃い方向に補正
されるよう、即ち、補正後に反転できる係数である。こ
のようにＣＰＵ６内で算出した縞模様補正係数データＥ
ｉｊは、アドレス発生器４により制御されながらＣＰＵ
６から縞模様補正メモリ７内に全部の縞模様補正係数デ
ータＥｉｊ｛但しｉ＝０，１，……ｎ，ｊ＝０，１，…
…ｍ｝が記憶される。上記縞模様補正メモリ７はここで
は周知のＲＯＭを用いている。

【００２６】従って、縞模様補正メモリ７内に記憶され
た全部の縞模様補正係数データＥｉｊ｛但しｉ＝０，
１，……ｎ，ｊ＝０，１，……ｍ｝は、光学的結像素子
１で発生する濃淡部分を持った縞模様に対応したエリア
補正データとなると共に、且つ、ＣＣＤエリアセンサ３
の画素アドレスに対応して２次元表示したものであり、
ここで縞模様補正メモリ７の製作が完了したことにな
る。

【００２７】この後、Ａ／Ｄ変換器４から出力されたデ
ジタル・エリアデータＤｉｊと縞模様補正メモリ７内の
縞模様補正係数データＥｉｊとを乗算器８内で掛け算す
れば、光学的結像素子１で発生する濃淡部分を持った縞
模様に対応した補正後のデジタル・エリアデータＨＤｉ
ｊ｛但しｉ＝０，１，……ｎ，ｊ＝０，１，……ｍ｝が
順次得られる。即ち、補正後のデジタル・エリアデータ
ＨＤｉｊは、下記の式に基づいて算出されている。

【００２８】補正後のデジタル・エリアデータＨＤｉｊ
＝Ｄｉｊ×Ｅｉｊ＝Ａｖここでは均一な照明光Ｌを与えられているので、補正後
のデジタル・エリアデータＨＤｉｊはどこの場所でも平
均信号レベルＡｖと等しくなり、光学的結像素子１で発
生する縞模様を電気的補正により軽減又は除去できたこ
とになる。

【００２９】＜縞模様補正メモリのメモリ容量削減方法
＞図３は縞模様補正メモリのメモリ容量削減方法の一例
を説明するために、光学的結像素子で生じた縞模様の最
大値及び最小値の位置を示した図である。

【００３０】先に説明した縞模様補正メモリ７内に記憶
された全部の縞模様補正係数データＥｉｊ｛但しｉ＝
０，１，……ｎ，ｊ＝０，１，……ｍ｝は、光学的結像
素子１で発生する縞模様に対応し、且つ、ＣＣＤエリア
センサ３の画素数に対応して２次元的に表示したもので
あり、縞模様補正メモリ７内のメモリ容量が必要とな
る。

【００３１】そこで、縞模様補正メモリ７内のメモリ容
量をできるだけ削減する第１のメモリ容量削減例とし
て、図３を用いて説明する。前述したように、光学的結
像素子１で生じる濃淡部分を持った縞模様は、横方向
（Ｘ軸方向），縦方向（Ｙ軸方向）に規則性を持って現
れ、即ち、縞模様の濃淡部分は連続的で、且つ、１次元
的（Ｘ軸方向，又はＹ軸方向），２次元的（ＸＹ軸方
向）で定まる周期関数に基づいて発生するものであるか
ら、光学的結像素子１で生じる縞模様の最大値（濃い部
分）を丸印位置とし、光学的結像素子１で生じる縞模様
の最小値（淡い部分）を×印位置とすると、縞模様の最
大値の位置，縞模様の最小値の位置のいずれか一方のア
ドレス情報、又は両方のアドレス情報だけをメモリに記
憶させ、その間を１次元的又は２次元的な周期関数に基
づいて補間することでメモリ容量を削減することができ
る。

【００３２】また、第２のメモリ容量削減例として、光
学的結像素子１で生じる縞模様の最大値（濃い部分）の
位置と対応した縞模様補正係数データ，最小値（淡い部
分）の位置と対応した縞模様補正係数データのいずれか
一方、又は両方をメモリ容量の小さい縞模様補正メモリ
に記憶させ、その間を１次元的又は２次元的な周期関数
に基づいて補間することでメモリ容量を削減することが
できる。

【００３３】また、第３のメモリ容量削減例として、図
３及び図１３で示した通り、光学的結像素子１で生じる
縞模様は、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向側で各々空間周波数が異
なった周期となるので、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のみ周期
をエリアデータとして記録し、夫々のエリアデータより
エリア内の補正係数を算出すればメモリ容量を削減でき
る。

【００３４】更に、第４のメモリ容量削減例として、図
３及び図１３で示した通り、光学的結像素子１で生じる
縞模様は、Ｘ軸方向とＹ軸方向の空間周波数（又は周
期）の位相変化は光学的結像素子１によって算出できる
ので、Ｘ軸方向又はＹ軸方向のいずれか一方の軸の１ラ
インをエリアデータとして記録し、他方の軸は一方の軸
データの位相変化だけで全エリアの補正係数を算出すれ
ば、メモリ容量を削減するができる。

【００３５】上記第１〜第４のメモリ容量削減例は、後
述する本発明に係わる第１実施例〜第４実施例の結像系
の縞模様軽減装置１０（図４），１５（図５），２０
（図６），３０（図８）に共通して適用可能である。

【００３６】＜第１実施例の結像系の縞模様軽減装置＞
図４は本発明に係わる第１実施例の結像系の縞模様軽減
装置を説明するための概念図であり、光学的結像素子で
生じる縞模様を結像面側で電気的に補正した場合を示し
ている。

【００３７】図４に示した本発明に係わる第１実施例の
結像系の縞模様軽減装置１０は、画像入力装置に適用し
て構成したものである。尚、先に説明した構成部材は同
一番号を付して説明する。

【００３８】図４（Ａ）に示した如く、本発明に係わる
第１実施例の結像系の縞模様軽減装置１０では、原画像
として光を透過する平面原稿（以下、透過原稿と記す）
１１が透過原稿台１２の原画像面１２ａ上に載置されて
いる。従って、ここでの原画像表示手段は、透過原稿１
１，透過原稿台１２とで構成されている。また、透過原
稿台１２の裏面１２ｂ側には、光学的結像手段となる前
記した光ファイバープレート，マイクロレンズアレイ，
セルフォックレンズアレイのうちいずれかを用いた光学
的結像素子１が透過原稿台１２と対向しながら所定の間
隔を離して平行に設置されている。

【００３９】また、光学的結像素子１の出射側には、結
像面３ａを光学的結像素子１と対向した結像面手段とな
るＣＣＤエリアセンサ３が所定の間隔を離して平行に設
置されている。ここでは、原画像となる透過原稿１１が
光学的結像素子１によりＣＣＤエリアセンサ３の結像面
３ａ上に略１対１で結像できるよう夫々所定の間隔が設
定されている。尚、ＣＣＤエリアセンサ３の代わりに撮
像管などの２次元センサを用いても良い。更に、ＣＣ
Ｄエリアセンサ３には、本発明の要部となる第１の電気
的縞模様補正手段１３が接続されている。上記第１の電
気的縞模様補正手段１３は、光学的結像素子１で生じる
縞模様を結像側で電気的に補正するために構成されたも
のであり、アドレス発生器４と、Ａ／Ｄ変換器５と、縞
模様補正係数データを記憶した縞模様補正メモリ７と、
乗算器８と、Ｄ／Ａ変換器９とで図示のよう接続されて
構成されている。ここで使用する縞模様補正メモリ７
は、光学的結像素子１で発生する縞模様と対応して先に
説明した方法でデータ作成がされたものとする。勿論、
予めデータ作成した縞模様補正メモリ７を使用すること
なく、第１実施例の結像系の縞模様軽減装置１０を組み
立てた段階で、前記したと同様に光学的結像素子１に略
均一な光を与えれば、縞模様補正メモリ７のデータ作成
ができることは図示から明らかである。このような場合
には、縞模様補正メモリ７として必要な時に記憶させる
ＳＲＡＭ形態を用いる場合もある。

【００４０】上記のように構成した第１実施例の結像系
の縞模様軽減装置１０の動作において、透過原稿１１に
照明光Ｌを与えると、透過原稿１１の画像情報が透過原
稿台１２を通り抜けて光学的結像素子１により結像さ
れ、更に、光学的結像素子１により結像された画像情報
と光学的結像素子１で発生する濃淡部分を持った縞模様
とが光学的に加算された状態でＣＣＤエリアセンサ３の
結像面３ａ上に得られる。この後、光学的に加算された
画像情報及び縞模様はＣＣＤエリアセンサ３により光電
変換されて電気信号データの一種のアナログ・エリアデ
ータとして出力され、アドレス発生器４により制御され
ながらＡ／Ｄ変換器５により２次元のデジタル・エリア
データＤｉｊ｛但しｉ＝０，１，……ｎ，ｊ＝０，１，
……ｍ｝に変換されて乗算器８に入力される。

【００４１】一方、縞模様補正メモリ７には、先に説明
したように、光学的結像素子１で発生する縞模様と対応
した全部の縞模様補正係数データＥｉｊ｛但しｉ＝０，
１，……ｎ，ｊ＝０，１，……ｍ｝が記憶されているか
ら、この縞模様補正メモリ７の縞模様補正係数データＥ
ｉｊをアドレス発生器４により制御されながら読み出し
て、乗算器８に入力させる。そして、乗算器８内で、Ａ
／Ｄ変換器４から出力されたデジタル・エリアデータＤ
ｉｊと縞模様補正メモリ７内の縞模様補正係数データＥ
ｉｊとを掛け算すれば、補正後のデジタル・エリアデー
タＨＤｉｊ｛但しｉ＝０，１，……ｎ，ｊ＝０，１，…
…ｍ｝が順次得られる。更に、補正後のアナログ・エリ
アデータＨＡｉｊを得る必要がある場合には、Ｄ／Ａ変
換器９により変換させればよい。

【００４２】上記のように得られた補正後のデジタル・
エリアデータＨＤｉｊ，補正後のアナログ・エリアデー
タＨＡｉｊは、必要な画像情報のみが出力され、一方、
光学的結像素子１で発生する縞模様の成分は電気的補正
により完全に軽減又は除去される。従って、縞模様のな
い高解像度の画像情報を得ることができる。更に、光学
的結像素子１で発生する縞模様を電気的補正により軽減
又は除去しているので、光路系の光透過率が減衰され
ず、装置１０の画像品質を向上できると共に、縞模様補
正用としての機構部品がないので装置１０の信頼性及び
品質の向上にも寄与できる。

【００４３】尚、第１実施例の装置１０では、縞模様補
正メモリ７内に記憶された全部の縞模様補正係数データ
Ｅｉｊを用いて説明したが、先に説明した第１〜第４の
メモリ容量削減例に基づいて構成すれば、装置１０がよ
り安価となる。

【００４４】尚、第１実施例の装置１０では、原画像と
して透過原稿１１を使用して説明したが、これに限るこ
となく、光を反射する平面原稿（反射原稿）を結像する
ように構成することも可能である。

【００４５】＜第２実施例の結像系の縞模様軽減装置＞
図５は本発明に係わる第２実施例の結像系の縞模様軽減
装置を説明するための概念図であり、光学的結像素子で
生じる縞模様を原画像側で電気的に補正した場合を示し
ている。

【００４６】図５に示した本発明に係わる第２実施例の
結像系の縞模様軽減装置１５は、画像入力装置に適用し
て構成したものであり、且つ、第１実施例の結像系の縞
模様軽減装置１０を一部変形して光学的結像素子１で生
じる縞模様を原画面側で電気的に補正したものである。
ここでは、第１実施例と異なる点を中心に説明する。

【００４７】図５に示した如く、本発明に係わる第２実
施例の結像系の縞模様軽減装置１５では、原画像となる
透過原稿１１を照射するために、電気アドレス型の光学
シャッタトとしてＬＣＤパネル１６が透過原稿１１と対
向しながら平行に設置されている。ここで、本発明の要
部となる第２の電気的縞模様補正手段１８について説明
する。

【００４８】上記第２の電気的縞模様補正手段１８は、
光学的結像素子１で生じる縞模様を原画像側で電気的に
補正するために構成されたものであり、ＬＣＤパネル１
６と、アドレス発生器４と、縞模様補正係数データを記
憶した縞模様補正メモリ７と、光量分布制御回路１７と
で図示のよう接続されて構成されている。

【００４９】上記のように構成した第２実施例の結像系
の縞模様軽減装置１５の動作において、アドレス発生器
４により制御されながら縞模様補正メモリ７から光学的
結像素子１で発生する縞模様と対応した全部の縞模様補
正係数データＥｉｊが光量分布制御回路１７に送られ、
この光量分布制御回路１７内で縞模様補正係数データＥ
ｉｊに基づいて照射光の発光量が制御されて分布光Ｂと
して透過原稿１１に照射される。この際、ＬＣＤパネル
１６側でシャッタ回数やシャッタ期間，透過光量などを
制御するこにより、分布光Ｂの発光量が制御される。ま
た、原画像側での分布光Ｂによる電気的補正により、光
学的結像素子１で発生する縞模様は先に軽減又は除去し
てしまうので、透過原稿１１の画像情報のみが光学的結
像素子１によりＣＣＤエリアセンサ３の結像面３ａに結
像されることになり、ＣＣＤエリアセンサ３から光電変
換された画像情報は補正後のアナログ・エリアデータＨ
Ａｉｊとなる。

【００５０】従って、第２実施例の結像系の縞模様軽減
装置１５でも、第１実施例の装置１０と略同様の効果を
得ることができる。

【００５１】＜第３実施例の結像系の縞模様軽減装置＞
図６は本発明に係わる第３実施例の結像系の縞模様軽減
装置を説明するための概念図であり、光学的結像素子で
生じる縞模様を原画像側で電気的に補正した場合を示し
ている。図７は図６に示した光アドレス・空間光変調素
子を拡大して示した図である。

【００５２】図６に示した本発明に係わる第３実施例の
結像系の縞模様軽減装置２０は、画像表示装置に適用し
て構成したものである。

【００５３】図６に示した如く、本発明に係わる第３実
施例の結像系の縞模様軽減装置２０では、原画像を原画
像面２１ａに表示する電気アドレス・電気書き込み型表
示素子（原画像表示手段）２１と、前記した光ファイバ
ープレート，マイクロレンズアレイ，セルフォックレン
ズアレイのうちいずれかを用いて電気アドレス・電気書
き込み型表示素子２１の原画像面２１ａに表示された原
画像を光学的に結像させるための光学的結像素子（光学
的結像手段）１と、光学的結像素子１により結像した画
像情報を結像面２２ａ上に結像させてこの画像情報を光
学的に増幅させるための光アドレス・空間光変調素子
（結像面手段）２２とが所定の間隔を離して夫々平行に
配置されている。この際、所定の間隔とは、原画像面２
１ａに表示された原画像が光学的結像素子１を介して結
像面２２ａ上に略１対１で結像できる寸法に設定されて
いる。

【００５４】また、光アドレス・空間光変調素子２２の
出射側には、偏向ビームスプリッタ２３，投射レンズ２
４，スクリーン２５が配設され、且つ、偏向ビームスプ
リッタ２３の近傍にはハロゲンランプ，キセノンランプ
などを用いた強い光源２５が配設されている。

【００５５】更に、原画像側となる電気アドレス・電気
書き込み型表示素子２１には、本発明の要部となる第３
の電気的縞模様補正手段２７が接続されている。上記第
３の電気的縞模様補正手段２７は、光学的結像素子１で
生じる縞模様を原画像側で電気的に補正するために構成
されたものであり、アドレス発生器４と、縞模様補正係
数データを記憶した縞模様補正メモリ７と、書き込み量
制御回路２６とで図示のよう接続されて構成されてい
る。

【００５６】また、上記電気アドレス・電気書き込み型
表示素子２１としては、ＬＣＤパネル，ＣＲＴ，プラズ
マディスプレイなどが適用可能であり、即ち、発光表面
が略平坦な表示素子が適用可能である。この実施例で
は、電気アドレス・電気書き込み型表示素子２１として
ＬＣＤパネルを用いて原画像の書き込み量を制御するよ
う説明するが、これに限ることなく、ＣＲＴを用いた場
合には、蛍光面ガラスを平板ガラスで作製し、且つ、蛍
光面ガラスの前方に原画像の書き込み量を制御するため
のＬＣＤパネルを設置すれば良い。

【００５７】また、上記光アドレス・空間光変調素子２
２は光アドレス方式エリア素子の一種である。また、図
７に拡大して示した如く、光アドレス・空間光変調素子
２２は、２枚のガラス基板２２Ａ，２２Ｂに挟まれた数
層の薄膜だけで構成され、画素分割の微細加工なく形成
されている。また、各薄膜層は光導電層２２Ｃ・遮光膜
２２Ｄ・誘電体ミラー２２Ｅ・液晶２２Ｆとなってお
り、その外側を透明電極２２Ｇ，２２Ｈで挟み、両電極
間に交流バイアス２２Ｉが印加されている。従って、光
アドレス・空間光変調素子２２は微弱な書き込み光Ｒに
応じて、光導電層２２Ｃで光電変換によるインピーダン
ス変化が発生し、液晶２２Ｆの両端に掛る電圧が制御さ
れ、この時、光源からの光Ｓは液晶２２Ｆを通り、誘電
体ミラー２２Ｅで全反射され、再び液晶２２Ｆを経る間
に光学的変調を受ける。この動作は書き込み光量に応じ
て、読み出し光Ｗの変調を制御しているにもかかわら
ず、誘電体ミラー２２Ｅで完全遮断することで、書き込
み光と読み出し光の相互干渉が排除され、各々を独立さ
せて取り扱えるように構成されている。

【００５８】上記のように構成した第３実施例の結像系
の縞模様軽減装置２０の動作において、アドレス発生器
４により制御されながら縞模様補正メモリ７から光学的
結像素子１で発生する縞模様と対応した全部の縞模様補
正係数データＥｉｊが書き込み量制御回路２６に送ら
れ、この書き込み量制御回路２６内で縞模様補正係数デ
ータＥｉｊに基づいて、電気アドレス・電気書き込み型
表示素子２１の原画像面２１ａに表示された原画像の書
き込み量が制御されて、光学的結像素子１に照射され
る。この際、書き込み量が制御された原画像は、光学的
結像素子１で発生する縞模様が軽減又は除去されている
ので、電気アドレス・電気書き込み型表示素子２１の原
画像面２１ａに表示された原画像のみが光学的結像素子
１によりアドレス・空間光変調素子２２の結像面２２ａ
上に得られる。この後、光アドレス・空間光変調素子２
２の出射面２２ｂに光源２５からの光Ｓを与えれば、光
アドレス・空間光変調素子２２の結像面２２ａ上に得ら
れた縞模様のない高解像度の画像情報が光アドレス・空
間光変調素子２２の出射面２２ｂから読み出し光Ｗとし
て読み出され、投射レンズ２４を介してスクリーン２５
上に明るく拡大表示される。

【００５９】尚、第３実施例の装置では、原画像側で光
学的結像素子１で発生する縞模様を電気的補正により軽
減又は除去しているが、これに限らず、結像側でも可能
であり、例えば光アドレス・空間光変調素子２２内の液
晶２２Ｆを用いる方法なども考えられる。

【００６０】尚、第３実施例では結像面手段として光ア
ドレス・空間変調素子２２を用いて説明したが、結像面
手段は光アドレスを受ける面が略平坦なマイクロチャン
ネルプレート，感光板等が適用できる。更に光−光変換
以外でも光アドレス可能で、受光面が略平坦な素子への
適用も可能である。これらを含めた光アドレス方式エリ
ア素子ならば良いものである。上記のうちで、マイクロ
チャンネルプレートとは、一般的に、細いチャネルマル
チプライヤーを束ね，電子像の増倍に適する構造とした
ものであり、内径１０〜２０μｍのチャネルマルチプラ
イヤーをはちの巣状に並べて溶着し直径数ｃｍの板状に
してある。画面の間に電圧を印加し負極側から電子像を
入射すると他側から１０^３〜１０^５倍に電子像が放出さ
れるものである。

【００６１】＜第４実施例の結像系の縞模様軽減装置＞
図８は本発明に係わる第４実施例の結像系の縞模様軽減
装置を説明するための斜視図である。

【００６２】図８に示した如く、本発明に係わる第４実
施例の結像系の縞模様軽減装置３０では、原画像を表示
する原画像部３１と、光学的結像素子１と、原画像を光
学的結像素子１により結像する結像部３２とが所定の間
隔を隔てて平行に設置され、且つ、原画像部３１の原画
像面３１ａに表示された原画像が光学的結像素子１によ
り結像部３２の結像面３２ａに略１対１で結像できるよ
うになっている。尚、原画像部３１及び結像部３２は、
先に説明した第１〜第３実施例の装置１０（図４），１
５（図５），２０（図６）で説明たような適宜な部材を
夫々適用できるので、ここでの詳述を省略する。

【００６３】また、原画像部３１には、原画像面３１ａ
が原画像を表示できるだけの有効エリア（必要画像エリ
ア）だけ設けられ、且つ、有効エリアに近接して上部側
の横方向（Ｘ方向）に照明光Ｌを透過できるＸ軸側の透
明部３１ｂが形成され、更に、手前側の縦方向（Ｙ方
向）に照明光Ｌを透過できるＹ軸側の透明部３１ｃが夫
々形成されている。

【００６４】一方、結像部３２には、原画像部３１に形
成したＸ軸側の透明部３１ｂ及びＹ軸側の透明部３１ｃ
と対向する部分にＸ軸ラインセンサ３３及びＹ軸ライン
センサ３４が設置されている。

【００６５】上記のように構成した第４実施例の結像系
の縞模様軽減装置３０の動作を簡略に説明すると、均一
な照明光Ｌを原画像部３１に照射すると、照明光Ｌは原
画像面３１ａ及びＸ軸側の透明部３１ｂ並びにＹ軸側の
透明部３１ｃを透過し、光学的結像素子１で生じる縞模
様が結像部３２の結像面３２ａに光学的に結像され、こ
こで結像された縞模様の濃淡部分がＸ軸ラインセンサ３
３及びＹ軸ラインセンサ３４により光電変換されて夫々
１ラインのＸ軸エリアデータ及びＹ軸エリアデータとし
て取り出すことができる。

【００６６】そして、これらのＸ軸エリアデータ及びＹ
軸エリアデータに基づいて、先に＜縞模様補正メモリの
メモリ容量削減方法＞の項目で説明した電気的補正方法
により、縞模様補正メモリのメモリ容量を削減しなが
ら、光学的結像素子１で生じる縞模様を電気的に補正で
き、且つ、原画像を高画質に結像させることができる。

【００６７】尚、実施例では、Ｘ軸ラインセンサ３３及
びＹ軸ラインセンサ３４を設けたが、これに限ることな
く、Ｘ軸ラインセンサ３３又はＹ軸ラインセンサ３４の
いずれか一方だけでも良い。この理由については、先に
＜縞模様補正メモリのメモリ容量削減方法＞の項目で説
明しているので、ここでの説明を省略する。

【００６８】

【発明の効果】以上詳述した本発明に係わる結像系の縞
模様軽減装置によると、２次元的な原画像を光学的結像
手段により該光学的結像手段に近接した結像面上に光学
像として略１対１で結像させる際、光学的結像手段とし
て光ファイバープレート，マイクロレンズアレイ，セル
フォックレンズアレイのうちいずれかを用い、且つ、結
像面上に発生する光学的結像手段の縞模様の光電変換し
た電気信号データをエリアデータとしてエリアメモリに
記憶し、結像面上に発生する縞模様をエリアデータによ
って軽減させるよう構成したので、近接型の光学的結像
手段（近接型結像素子）で発生する縞模様を電気的補正
による簡単な方法で軽減，除去することができると共
に、結像面上に結像した画像情報は縞模様のない高解像
度の画像として得られるので、本発明に係わる結像系の
縞模様軽減装置の画像品質を向上できる。

【００６９】また、光学的結像手段で発生する縞模様を
電気的補正により軽減又は除去しているので、光路系の
光透過率が減衰されず、且つ、縞模様補正用としての機
構部品がないので装置の信頼性及び品質の向上にも寄与
できる。

【００７０】また、近接型の光学的結像手段で発生する
縞模様を電気的補正により軽減又は除去させることを図
れば、高解像度の結像装置にまで適用可能となる。

【００７１】更に、本発明に係わる結像系の縞模様軽減
装置は、近接型の光学的結像手段の特長を損なうことな
く、例えば画像入力装置あるいは画像表示装置にも適用
でき、利用範囲が拡大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる第１〜第４実施例の結像系の縞
模様軽減装置に適用される縞模様補正メモリのデータ作
成について説明するための図である。

【図２】光学的結像素子で生じた縞模様をＣＣＤエリア
センサにより光電変換させた後のデジタル・エリアデー
タを説明するための図である。

【図３】縞模様補正メモリのメモリ容量削減方法の一例
を説明するために、光学的結像素子で生じた縞模様の最
大値及び最小値の位置を示した図である。

【図４】本発明に係わる第１実施例の結像系の縞模様軽
減装置を説明するための概念図であり、光学的結像素子
で生じる縞模様を結像面側で電気的に補正した場合を示
している。

【図５】本発明に係わる第２実施例の結像系の縞模様軽
減装置を説明するための概念図であり、光学的結像素子
で生じる縞模様を原画像側で電気的に補正した場合を示
している。

【図６】本発明に係わる第３実施例の結像系の縞模様軽
減装置を説明するための概念図であり、光学的結像素子
で生じる縞模様を原画像側で電気的に補正した場合を示
している。

【図７】図６に示した光アドレス・空間光変調素子を拡
大して示した図である。

【図８】本発明に係わる第４実施例の結像系の縞模様軽
減装置を説明するための斜視図である。

【図９】２次元的な原画像を光学的に結像させた状態を
説明するための図である。

【図１０】従来の投射型表示装置を説明するための図で
ある。

【図１１】図１０に示した光学的結像素子を説明するた
めの図である。

【図１２】光学的結像素子内の配列状態を説明するため
の図である。

【図１３】光学的結像素子で生じるチキンワイヤ縞模様
を説明するための図である。

【符号の説明】

１…光学的結像手段（光学的結像素子）、２…光拡散
板、３…ＣＣＤエリアセンサ（エリアメモリ）、３ａ…
結像面、４…アドレス発生器、５…Ａ／Ｄ変換器、７…
縞模様補正メモリ（エリアメモリ，エリア補正メモ
リ）、８…乗算器、９…Ｄ／Ａ変換器、１０…第１実施
例の結像系の縞模様軽減装置、１１…平面原稿（透過原
稿）、１３…第１の電気的縞模様補正手段、１５…第２
実施例の結像系の縞模様軽減装置、１７…光量分布制御
回路、１８…第２の電気的縞模様補正手段、２０…第３
実施例の結像系の縞模様軽減装置、２１…電気アドレス
・電気書き込み型表示素子、２２…光アドレス方式エリ
ア素子（光アドレス・空間光変調素子）、２２ａ…結像
面、２６…書き込み量制御回路、２７…第３の電気的縞
模様補正手段、３０…第４実施例の結像系の縞模様軽減
装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２次元的な原画像を光学的結像手段により
該光学的結像手段に近接した結像面上に光学像として略
１対１で結像させる結像装置において、前記光学的結像手段として光ファイバープレート，マイ
クロレンズアレイ，セルフォックレンズアレイのうちい
ずれかを用い、且つ、結像面上に発生する前記光学的結
像手段の縞模様の光電変換した電気信号データをエリア
データとしてエリアメモリに記憶し、結像面上に発生す
る縞模様を前記エリアデータによって軽減させるよう構
成した結像系の縞模様軽減装置。
【請求項２】前記エリアデータは、結像面上に発生する
縞模様と対応して算出した縞模様補正係数データとする
請求項１記載の結像系の縞模様軽減装置。
【請求項３】前記エリアデータは原画像として略均一な
光を与え、結像面上の光学的縞模様を光電変換して用い
る請求項１記載の結像系の縞模様軽減装置。
【請求項４】前記エリアデータで原画像に与える２次元
光量分布を制御する請求項１記載の結像系の縞模様軽減
装置。
【請求項５】前記エリアデータで結像面上の光電変換後
の電気信号データを制御する請求項１記載の結像系の縞
模様軽減装置。
【請求項６】結像面上の縞模様の光電変換データの中、
最大レベル位置，最小レベル位置の一方、又は両方のア
ドレス情報だけを記憶させ、それ以外のデータは１次以
上の補間によってメモリ容量を削減する請求項１記載の
結像系の縞模様軽減装置。
【請求項７】前記エリアデータをＸ軸，Ｙ軸各々１ライ
ンで構成してエリア補正データとする請求項１記載の結
像系の縞模様軽減装置。
【請求項８】前記エリアデータをＸ軸の１ラインで構成
し、Ｙ軸はＸ軸データの位相変化だけでエリア補正デー
タとする請求項１記載の結像系の縞模様軽減装置。
【請求項９】原画像の有効エリア（必要画像エリア）の
外側にＸ軸，Ｙ軸の一方又は両方の略均一光を設けて結
像面上の該当ケ所に１本以上のラインセンサを対応さ
せ、得られるデータよりエリア補正データとする請求項
１記載の結像系の縞模様軽減装置。
【請求項１０】原画像として透過原稿又は反射原稿から
なる平面原稿を用い、且つ、結像面にＣＣＤエリアセン
サ，撮像管などの２次元センサを用いる画像入力装置に
適用した請求項１記載の結像系の縞模様軽減装置。
【請求項１１】原画像としてＬＣＤパネル，ＣＲＴ，プ
ラズマディスプレイなどの電気アドレス・電気書き込み
型表示素子を用い、且つ、結像面に光アドレス・空間光
変調素子，マイクロチャンネルプレートなどの光アドレ
ス方式エリア素子を用いる画像表示装置に適用した請求
項１記載の結像系の縞模様軽減装置。