JPH0843726A - 焦点距離可変レンズ系及び画像読み取り装置 - Google Patents
焦点距離可変レンズ系及び画像読み取り装置Info
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- JPH0843726A JPH0843726A JP18352894A JP18352894A JPH0843726A JP H0843726 A JPH0843726 A JP H0843726A JP 18352894 A JP18352894 A JP 18352894A JP 18352894 A JP18352894 A JP 18352894A JP H0843726 A JPH0843726 A JP H0843726A
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- Japan
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- lens
- focal length
- lens system
- variable focal
- lens group
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レンズの回転運動だけで、光軸方向に異なる
位置にある一次元の物体の像を固定された一次元の光検
出器上に結像する光学系、及び、大きな原稿の場合でも
原稿全面にわたって読み取りヘッドを移動させる必要が
なく、かつ、平坦とは限らない原稿面を走査して原稿の
画像を取り込むことができる小型の画像読み取り装置を
提供する。 【構成】 焦点距離が子午面内で変化する2枚のレンズ
L1とレンズL2及び絞りS3とから成る回転レンズ群
を、絞りの中心Cを回転中心として子午面に沿って回転
させる。また、本発明の画像読み取り装置は、このよう
な焦点距離可変レンズ系と、原稿上の読み取り位置を走
査する回転ミラ−とを備えている。
位置にある一次元の物体の像を固定された一次元の光検
出器上に結像する光学系、及び、大きな原稿の場合でも
原稿全面にわたって読み取りヘッドを移動させる必要が
なく、かつ、平坦とは限らない原稿面を走査して原稿の
画像を取り込むことができる小型の画像読み取り装置を
提供する。 【構成】 焦点距離が子午面内で変化する2枚のレンズ
L1とレンズL2及び絞りS3とから成る回転レンズ群
を、絞りの中心Cを回転中心として子午面に沿って回転
させる。また、本発明の画像読み取り装置は、このよう
な焦点距離可変レンズ系と、原稿上の読み取り位置を走
査する回転ミラ−とを備えている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、焦点距離可変レンズ系
の構成およびその焦点距離可変レンズ系を備えた画像読
み取り装置の構成に関する。
の構成およびその焦点距離可変レンズ系を備えた画像読
み取り装置の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の焦点距離可変レンズ系としては、
カメラ用のレンズ系などのようにレンズ系を構成するレ
ンズの一部を光軸に沿って並進移動させる構成が良く用
いられている。
カメラ用のレンズ系などのようにレンズ系を構成するレ
ンズの一部を光軸に沿って並進移動させる構成が良く用
いられている。
【0003】また、特公昭43−10034には、図1
2に示すように、2枚のレンズ121、122を光軸1
20に対して矢印で示したように垂直方向に移動させて
焦点距離を変えるレンズが開示されている。ここではレ
ンズの移動方向に沿ってレンズの厚みが変化しているレ
ンズが用いられている。
2に示すように、2枚のレンズ121、122を光軸1
20に対して矢印で示したように垂直方向に移動させて
焦点距離を変えるレンズが開示されている。ここではレ
ンズの移動方向に沿ってレンズの厚みが変化しているレ
ンズが用いられている。
【0004】また、従来の画像読み取り装置は、図13
に示すように、ガラス131の上に載せた原稿130
を、光源132、レンズ134、光検出器133などが
一体となった読み取りヘッド135を矢印で示した方向
に機械的に移動させることによって読み取っている。
に示すように、ガラス131の上に載せた原稿130
を、光源132、レンズ134、光検出器133などが
一体となった読み取りヘッド135を矢印で示した方向
に機械的に移動させることによって読み取っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
焦点距離可変レンズ系では、レンズを移動させるために
用いられるモーターの回転運動を直進運動に変換する機
構、および、レンズを精度良く並進移動させるための機
構が必要となり、機構が複雑になるとともに、小型化が
難しいという問題点がある。
焦点距離可変レンズ系では、レンズを移動させるために
用いられるモーターの回転運動を直進運動に変換する機
構、および、レンズを精度良く並進移動させるための機
構が必要となり、機構が複雑になるとともに、小型化が
難しいという問題点がある。
【0006】また、従来の画像読み取り装置は、使用し
ていない場合でも置いておくための大きなスペースを必
要とし、また、レンズの焦点距離が一定であるので、見
開いた本など平坦でない原稿は読み取るのが困難である
という問題点がある。
ていない場合でも置いておくための大きなスペースを必
要とし、また、レンズの焦点距離が一定であるので、見
開いた本など平坦でない原稿は読み取るのが困難である
という問題点がある。
【0007】本発明はこの様な問題点を解決するもの
で、モーターの回転を直進運動に変換せずに、レンズ系
を回転させる単純な機構で焦点距離を変えることができ
る焦点距離可変レンズ系を提供すること、及び、この焦
点距離可変レンズ系を用いて、平坦でない原稿も読める
小型の画像読み取り装置を提供することを目的としてい
る。
で、モーターの回転を直進運動に変換せずに、レンズ系
を回転させる単純な機構で焦点距離を変えることができ
る焦点距離可変レンズ系を提供すること、及び、この焦
点距離可変レンズ系を用いて、平坦でない原稿も読める
小型の画像読み取り装置を提供することを目的としてい
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の焦点距離
可変レンズ系は、子午面内で屈折力が異なるレンズが子
午面に沿って回転することを特徴とする。
可変レンズ系は、子午面内で屈折力が異なるレンズが子
午面に沿って回転することを特徴とする。
【0009】本発明の第2の焦点距離可変レンズ系は、
子午面内で屈折力が異なる少なくとも2枚のレンズから
成る回転レンズ群と、子午面内で屈折力が異なる少なく
とも1枚のレンズから成る固定レンズ群とを備え、前記
回転レンズ群を構成するレンズの子午面及び前記固定レ
ンズ群を構成するレンズの子午面は共通の面内にあり、
前記回転レンズ群が子午面に沿って回転することを特徴
とする。
子午面内で屈折力が異なる少なくとも2枚のレンズから
成る回転レンズ群と、子午面内で屈折力が異なる少なく
とも1枚のレンズから成る固定レンズ群とを備え、前記
回転レンズ群を構成するレンズの子午面及び前記固定レ
ンズ群を構成するレンズの子午面は共通の面内にあり、
前記回転レンズ群が子午面に沿って回転することを特徴
とする。
【0010】本発明の第3の焦点距離可変レンズ系は、
子午面内で屈折力が異なる少なくとも2枚のレンズと、
前記2枚のレンズの間に配置された開口絞りとから構成
される回転レンズ群と、子午面内で屈折力が異なる少な
くとも1枚のレンズから構成される固定レンズ群とを備
え、前記回転レンズ群を構成するレンズの子午面及び前
記固定レンズ群を構成するレンズの子午面は共通の面内
にあり、前記回転レンズ群が前記開口絞りの中心を回転
中心として子午面に沿って回転することを特徴とする 本発明の第4の焦点距離可変レンズ系は、本発明の第1
乃至第3の焦点距離可変レンズ系において、線状の物体
を線状の像として結像することを特徴とする。
子午面内で屈折力が異なる少なくとも2枚のレンズと、
前記2枚のレンズの間に配置された開口絞りとから構成
される回転レンズ群と、子午面内で屈折力が異なる少な
くとも1枚のレンズから構成される固定レンズ群とを備
え、前記回転レンズ群を構成するレンズの子午面及び前
記固定レンズ群を構成するレンズの子午面は共通の面内
にあり、前記回転レンズ群が前記開口絞りの中心を回転
中心として子午面に沿って回転することを特徴とする 本発明の第4の焦点距離可変レンズ系は、本発明の第1
乃至第3の焦点距離可変レンズ系において、線状の物体
を線状の像として結像することを特徴とする。
【0011】本発明の第1の画像読み取り装置は、読み
取るべき対象と、回転可能なミラ−と、本発明の第1乃
至第4の焦点距離可変レンズ系と、線状の光検出器とを
備えていることを特徴とする。
取るべき対象と、回転可能なミラ−と、本発明の第1乃
至第4の焦点距離可変レンズ系と、線状の光検出器とを
備えていることを特徴とする。
【0012】本発明の第2の画像読み取り装置は、本発
明の第1の画像読み取り装置において、光検出器と読み
取るべき対象との距離を計測する手段を備えたことを特
徴とする。
明の第1の画像読み取り装置において、光検出器と読み
取るべき対象との距離を計測する手段を備えたことを特
徴とする。
【0013】本発明の第3の画像読み取り装置は、本発
明の第1あるいは第2の画像読み取り装置において、焦
点距離可変レンズ系の焦点距離変化によって生じる光検
出器上の像の大きさの変化を、ソフトウエアで補正する
ことを特徴とする。
明の第1あるいは第2の画像読み取り装置において、焦
点距離可変レンズ系の焦点距離変化によって生じる光検
出器上の像の大きさの変化を、ソフトウエアで補正する
ことを特徴とする。
【0014】
【作用】図10及び図11を用いて本発明の焦点距離可
変レンズ系の作用を説明する。図10はレンズの子午断
面を示しており、レンズLの厚みが子午線に沿って変化
している。軸Aに沿って光線が通る場合の焦点距離に比
べて、軸Bに沿って光線が通る場合の焦点距離が短く、
子午線に沿って焦点距離が変化する累進焦点レンズとな
っている。
変レンズ系の作用を説明する。図10はレンズの子午断
面を示しており、レンズLの厚みが子午線に沿って変化
している。軸Aに沿って光線が通る場合の焦点距離に比
べて、軸Bに沿って光線が通る場合の焦点距離が短く、
子午線に沿って焦点距離が変化する累進焦点レンズとな
っている。
【0015】図11(a)、(b)にはこのレンズLを
子午断面内で回転させた場合の結像関係を示す。レンズ
Lによって物点の像ができる像点Iの位置は固定されて
いるとする。レンズLが(a)の状態の時には物点O1
の像が像点Iにできる。レンズLが回転中心Cを中心と
して子午面に沿って回転して(b)の状態になった時に
は、物点O1よりもレンズに近い位置にある物点O2の像
が像点Iにできる。レンズ1枚を回転させた場合は収差
の発生が大きいので、回転させるレンズを2枚以上にし
て収差の発生を抑える。
子午断面内で回転させた場合の結像関係を示す。レンズ
Lによって物点の像ができる像点Iの位置は固定されて
いるとする。レンズLが(a)の状態の時には物点O1
の像が像点Iにできる。レンズLが回転中心Cを中心と
して子午面に沿って回転して(b)の状態になった時に
は、物点O1よりもレンズに近い位置にある物点O2の像
が像点Iにできる。レンズ1枚を回転させた場合は収差
の発生が大きいので、回転させるレンズを2枚以上にし
て収差の発生を抑える。
【0016】このような焦点距離可変レンズ系を搭載し
た画像読み取り装置は、開いた本のように読み取りたい
対象の位置が光軸方向に変動している場合でも、読み取
りたい対象と光検出器との距離に応じてレンズ系の焦点
距離を変えて、解像度良く読み取ることが可能になる。
た画像読み取り装置は、開いた本のように読み取りたい
対象の位置が光軸方向に変動している場合でも、読み取
りたい対象と光検出器との距離に応じてレンズ系の焦点
距離を変えて、解像度良く読み取ることが可能になる。
【0017】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【0018】(実施例1)図1は本発明の焦点距離可変
レンズ系の第1の実施例を示す子午断面図(YZ断面
図)であり、図2は子午断面図に直交する方向の断面図
(XZ断面図)である。
レンズ系の第1の実施例を示す子午断面図(YZ断面
図)であり、図2は子午断面図に直交する方向の断面図
(XZ断面図)である。
【0019】3枚のレンズL1、L2、L3及び開口絞
りS3から構成され、レンズL1とレンズL2は、開口
絞りS3の中心Cを回転中心として一体として子午面
(YZ面)に沿って回転する。これらの回転するレン
ズ、絞りを回転レンズ群Lrotと呼ぶことにする。レ
ンズL3は固定されている。L4は光検出器であるライ
ンセンサーのカバーガラスであり、ラインセンサーは紙
面に垂直な方向(X方向)に延びている。ラインセンサ
ーの光電変換面はカバーガラスL4の裏面S9に接して
いると仮定する。
りS3から構成され、レンズL1とレンズL2は、開口
絞りS3の中心Cを回転中心として一体として子午面
(YZ面)に沿って回転する。これらの回転するレン
ズ、絞りを回転レンズ群Lrotと呼ぶことにする。レ
ンズL3は固定されている。L4は光検出器であるライ
ンセンサーのカバーガラスであり、ラインセンサーは紙
面に垂直な方向(X方向)に延びている。ラインセンサ
ーの光電変換面はカバーガラスL4の裏面S9に接して
いると仮定する。
【0020】レンズを構成する面のうちでS2、S4お
よびS6で参照される3つの面は球面であり、S1、S
5およびS7で参照される3つの面は回転対称性を有す
る面ではなく、その形状が多項式で表現される面であ
る。
よびS6で参照される3つの面は球面であり、S1、S
5およびS7で参照される3つの面は回転対称性を有す
る面ではなく、その形状が多項式で表現される面であ
る。
【0021】この多項式で形状が表現される面の形状に
ついて説明する。ここで用いられている多項式はZer
nike多項式であり、その詳細は、ボルンとウォルフ
(M.Born & E.Wolf)の著書「光学の原
理(Principlesof Optics)」の4
64頁から記載されている。
ついて説明する。ここで用いられている多項式はZer
nike多項式であり、その詳細は、ボルンとウォルフ
(M.Born & E.Wolf)の著書「光学の原
理(Principlesof Optics)」の4
64頁から記載されている。
【0022】レンズを構成する面上の一点から、この面
の頂点でこの面に接するXY平面におろした垂線の長さ
をzとしたとき、zを次式のように多項式で表現する。
の頂点でこの面に接するXY平面におろした垂線の長さ
をzとしたとき、zを次式のように多項式で表現する。
【0023】
【数1】
【0024】ここで(R、θ)は図3に示すような極座
標であり、28項目までを記載した。
標であり、28項目までを記載した。
【0025】図4にレンズL1、L2及び開口絞りS3
とから成る回転レンズ群Lrotを回転させたときの結
像関係を示す。(a)は回転レンズ群を−10゜回転さ
せた場合、(b)は回転レンズ群が回転せずに基準位置
にある場合、(c)は回転レンズ群を+10゜回転させ
た場合を示している。読み取るべき対象がある物点Oか
ら基準位置にあるレンズ系の第1面S1の頂点までの距
離dと、回転レンズ群の回転角の関係を表1に示す。ま
た、読み取るべき物体の幅Woが300mmである場合
のラインセンサー上の像の幅Wsも表1に一緒に示す。
物体の幅Woとセンサー上の像の幅Wsについては、光
学系のXZ断面図である図5に示してある。
とから成る回転レンズ群Lrotを回転させたときの結
像関係を示す。(a)は回転レンズ群を−10゜回転さ
せた場合、(b)は回転レンズ群が回転せずに基準位置
にある場合、(c)は回転レンズ群を+10゜回転させ
た場合を示している。読み取るべき対象がある物点Oか
ら基準位置にあるレンズ系の第1面S1の頂点までの距
離dと、回転レンズ群の回転角の関係を表1に示す。ま
た、読み取るべき物体の幅Woが300mmである場合
のラインセンサー上の像の幅Wsも表1に一緒に示す。
物体の幅Woとセンサー上の像の幅Wsについては、光
学系のXZ断面図である図5に示してある。
【0026】
【表1】
【0027】表2に本実施例における光学系の近軸デー
タを示す。これらのデータは焦点距離で規格化はしてい
ない実際の値である。
タを示す。これらのデータは焦点距離で規格化はしてい
ない実際の値である。
【0028】
【表2】
【0029】本実施例における設計波長は単色で550
nm、また、第3面の絞りS3の開口直径は8mmであ
る。
nm、また、第3面の絞りS3の開口直径は8mmであ
る。
【0030】表3に多項式面を表現する係数の値を示
す。係数の値が0である係数は記載していない。
す。係数の値が0である係数は記載していない。
【0031】
【表3】
【0032】表4に、レンズ系回転角−10゜、0゜、
+10゜の各配置の画角範囲において光学系のMTFの
最低値が0.5になる空間周波数を示す。
+10゜の各配置の画角範囲において光学系のMTFの
最低値が0.5になる空間周波数を示す。
【0033】
【表4】
【0034】(実施例2)図6は本発明の焦点距離可変
レンズ系の第2の実施例を示す子午断面図(YZ断面
図)であり、図7は子午断面図に直交する方向の断面図
(XZ断面図)である。
レンズ系の第2の実施例を示す子午断面図(YZ断面
図)であり、図7は子午断面図に直交する方向の断面図
(XZ断面図)である。
【0035】6枚のレンズL1、L2、L3、L4、L
5、L6及び開口絞りS5から構成され、レンズL1、
L2、L3、及びL4の4枚のレンズは、開口絞りS5
の中心Cを回転中心として一体として子午面(YZ面)
に沿って回転する。これらの回転するレンズ、絞りを回
転レンズ群Lrotと呼ぶことにする。レンズL5及び
レンズL6は固定されている。L7は光検出器であるラ
インセンサーのカバーガラスであり、ラインセンサーは
紙面に垂直な方向(X方向)に延びている。ラインセン
サーの光電変換面はカバーガラスL7の裏面S15に接
していると仮定する。
5、L6及び開口絞りS5から構成され、レンズL1、
L2、L3、及びL4の4枚のレンズは、開口絞りS5
の中心Cを回転中心として一体として子午面(YZ面)
に沿って回転する。これらの回転するレンズ、絞りを回
転レンズ群Lrotと呼ぶことにする。レンズL5及び
レンズL6は固定されている。L7は光検出器であるラ
インセンサーのカバーガラスであり、ラインセンサーは
紙面に垂直な方向(X方向)に延びている。ラインセン
サーの光電変換面はカバーガラスL7の裏面S15に接
していると仮定する。
【0036】実施例1と実施例2とではレンズの形状が
異なるが、L1、L2、S1、S2など同じ符号でレン
ズ及びレンズを構成する面を参照している。
異なるが、L1、L2、S1、S2など同じ符号でレン
ズ及びレンズを構成する面を参照している。
【0037】レンズを構成する面のうちでS1、S9お
よびS11で参照される3つの面は回転対称性を有する
面ではなく、その形状が式1の多項式で表現される面で
ある。
よびS11で参照される3つの面は回転対称性を有する
面ではなく、その形状が式1の多項式で表現される面で
ある。
【0038】図8に4枚のレンズL1、L2、L3、L
4及び開口絞りS5から成る回転レンズ群Lrotを回
転させたときの結像関係を示す。(a)は回転レンズ群
を−10゜回転させた場合、(b)は回転レンズ群が回
転せずに基準位置にある場合、(c)は回転レンズ群を
+10゜回転させた場合を示している。読み取るべき対
象がある物点Oから基準位置にあるレンズ系の第1面S
1の頂点までの距離dと、回転レンズ群の回転角の関係
を表5に示す。また、読み取るべき物体の幅Woが30
0mmである場合のラインセンサー上の像の幅Wsも表
5に一緒に示す。
4及び開口絞りS5から成る回転レンズ群Lrotを回
転させたときの結像関係を示す。(a)は回転レンズ群
を−10゜回転させた場合、(b)は回転レンズ群が回
転せずに基準位置にある場合、(c)は回転レンズ群を
+10゜回転させた場合を示している。読み取るべき対
象がある物点Oから基準位置にあるレンズ系の第1面S
1の頂点までの距離dと、回転レンズ群の回転角の関係
を表5に示す。また、読み取るべき物体の幅Woが30
0mmである場合のラインセンサー上の像の幅Wsも表
5に一緒に示す。
【0039】
【表5】
【0040】表6に本実施例における光学系の近軸デー
タを示す。これらのデータは焦点距離で規格化はしてい
ない実際の値である。
タを示す。これらのデータは焦点距離で規格化はしてい
ない実際の値である。
【0041】
【表6】
【0042】本実施例では実施例1と異なり486.1
nm、546.1nm、656.3nmの3つの波長を
用いて色収差も小さくなるように設計を行った。第5面
の絞りS5の開口直径は8mmである。
nm、546.1nm、656.3nmの3つの波長を
用いて色収差も小さくなるように設計を行った。第5面
の絞りS5の開口直径は8mmである。
【0043】表7に多項式面を表現する係数の値を示
す。係数の値が0である係数は記載していない。
す。係数の値が0である係数は記載していない。
【0044】
【表7】
【0045】表8に、レンズ系回転角−10゜、0゜、
+10゜の各配置の画角範囲において光学系のMTFの
最低値が0.5になる空間周波数を示す。
+10゜の各配置の画角範囲において光学系のMTFの
最低値が0.5になる空間周波数を示す。
【0046】
【表8】
【0047】(実施例3)図9は本発明の画像読み取り
装置の第1の実施例を示す断面図であり、この断面図は
焦点距離可変レンズ系の子午面を含む断面図である。
装置の第1の実施例を示す断面図であり、この断面図は
焦点距離可変レンズ系の子午面を含む断面図である。
【0048】原稿92が机の上などに置かれ、実施例2
で説明した6枚のレンズL1、L2、L3、L4、L5
及びL6を含む焦点距離可変レンズ系とラインセンサー
90及び回転するミラ−91が内蔵されたヘッド93が
支持脚94によって原稿上の空中に配置される。ヘッド
93の外形寸法は150mm×100mm×50mm程
度にできる。図9では図を見やすくするために原稿92
の大きさとヘッド93の大きさを等倍にしていない。支
持脚94を折り畳み可能な機構とすれば、画像読み取り
装置を使用しない場合は、画像読み取り装置をコンパク
トに折り畳むことができ、机の一角などの小さなスペー
スに収納することが可能となる。ラインセンサー90の
近傍に超小型の蛍光管を配置して原稿面上の読み取り範
囲周辺を照明することによって明瞭な像を取り込むこと
ができる。
で説明した6枚のレンズL1、L2、L3、L4、L5
及びL6を含む焦点距離可変レンズ系とラインセンサー
90及び回転するミラ−91が内蔵されたヘッド93が
支持脚94によって原稿上の空中に配置される。ヘッド
93の外形寸法は150mm×100mm×50mm程
度にできる。図9では図を見やすくするために原稿92
の大きさとヘッド93の大きさを等倍にしていない。支
持脚94を折り畳み可能な機構とすれば、画像読み取り
装置を使用しない場合は、画像読み取り装置をコンパク
トに折り畳むことができ、机の一角などの小さなスペー
スに収納することが可能となる。ラインセンサー90の
近傍に超小型の蛍光管を配置して原稿面上の読み取り範
囲周辺を照明することによって明瞭な像を取り込むこと
ができる。
【0049】本実施例における原稿92の大きさはA3
サイズであり、その長辺方向の長さWlは約420m
m、短辺方向の長さWoは約300mmである。短辺方
向の長さWoは図5に示されているように、ラインセン
サーで読み取れる物体の範囲に相当する。ラインセンサ
ー上には原稿92の短辺方向の線状の画像が一度に取り
込まれ、ミラ−91を図の矢印で示したように回転させ
ることによって、原稿92の画像を長辺方向に順次ライ
ンセンサー上に結像して原稿全体の画像を読み取る。
サイズであり、その長辺方向の長さWlは約420m
m、短辺方向の長さWoは約300mmである。短辺方
向の長さWoは図5に示されているように、ラインセン
サーで読み取れる物体の範囲に相当する。ラインセンサ
ー上には原稿92の短辺方向の線状の画像が一度に取り
込まれ、ミラ−91を図の矢印で示したように回転させ
ることによって、原稿92の画像を長辺方向に順次ライ
ンセンサー上に結像して原稿全体の画像を読み取る。
【0050】原稿92の中心とミラ−91の回転中心の
間隔Lcを300mmとすると、A3サイズの原稿の長
辺方向の端を読む場合(破線で示した配置)の原稿とミ
ラ−の回転中心との間隔Leは366mmとなる。実施
例2の焦点距離可変レンズ系では、回転レンズ群の回転
角度範囲±10°で原稿面とレンズ第1面までの距離が
120mm変動しても解像度良く結像できているので、
本実施例におけるA3サイズの中心と端でも解像度良く
原稿を読み取ることができる。
間隔Lcを300mmとすると、A3サイズの原稿の長
辺方向の端を読む場合(破線で示した配置)の原稿とミ
ラ−の回転中心との間隔Leは366mmとなる。実施
例2の焦点距離可変レンズ系では、回転レンズ群の回転
角度範囲±10°で原稿面とレンズ第1面までの距離が
120mm変動しても解像度良く結像できているので、
本実施例におけるA3サイズの中心と端でも解像度良く
原稿を読み取ることができる。
【0051】読み取るべき原稿の大きさが決まってお
り、平坦な原稿面に対してヘッド93の位置が固定され
ている場合には、ミラ−91の回転角度によって原稿の
どの位置を読み取っているかがわかり、その時の原稿と
ミラ−の間隔が計算できるので、この間隔に従って回転
レンズ群を必要な角度だけ回転させれば良い。
り、平坦な原稿面に対してヘッド93の位置が固定され
ている場合には、ミラ−91の回転角度によって原稿の
どの位置を読み取っているかがわかり、その時の原稿と
ミラ−の間隔が計算できるので、この間隔に従って回転
レンズ群を必要な角度だけ回転させれば良い。
【0052】実施例2の表5に示したが、焦点距離可変
レンズ系の焦点距離を変えると当然倍率も変化する。こ
れについてもソフトウエアで補正することとし、焦点距
離可変レンズ系における回転レンズ群の回転角度に応じ
て検出された像の大きさをソフトウエア上で拡大縮小
し、その拡大率あるいは縮小率は回転レンズ群の回転角
度と対応づけられる。
レンズ系の焦点距離を変えると当然倍率も変化する。こ
れについてもソフトウエアで補正することとし、焦点距
離可変レンズ系における回転レンズ群の回転角度に応じ
て検出された像の大きさをソフトウエア上で拡大縮小
し、その拡大率あるいは縮小率は回転レンズ群の回転角
度と対応づけられる。
【0053】従って、ミラ−91の回転角度と回転レン
ズ群Lrotの回転角度、及び像の拡大縮小の対照表を
ソフトウエアとして備えておけば良い。
ズ群Lrotの回転角度、及び像の拡大縮小の対照表を
ソフトウエアとして備えておけば良い。
【0054】本発明の画像読み取り装置における運動機
構は、ミラ−91を回転させるモーターと、焦点距離可
変レンズ系の回転レンズ群Lrotを回転中心Cを中心
として回転させるモーターの2つの回転運動だけであ
る。
構は、ミラ−91を回転させるモーターと、焦点距離可
変レンズ系の回転レンズ群Lrotを回転中心Cを中心
として回転させるモーターの2つの回転運動だけであ
る。
【0055】(実施例4)本実施例の画像読み取り装置
は、見開いた書籍のように平坦でない原稿も読み取るこ
とができる。
は、見開いた書籍のように平坦でない原稿も読み取るこ
とができる。
【0056】構成としては、実施例3で説明した画像読
み取り装置に、ラインセンサー90から原稿面までの距
離を計測する測距装置が付加される。測距装置からのデ
ータに基づいて焦点距離可変レンズ系の回転レンズ群L
rotの回転角度を制御し、さらに実施例2の場合と同
様に検出された像の拡大縮小をソフトウエア上で行う。
み取り装置に、ラインセンサー90から原稿面までの距
離を計測する測距装置が付加される。測距装置からのデ
ータに基づいて焦点距離可変レンズ系の回転レンズ群L
rotの回転角度を制御し、さらに実施例2の場合と同
様に検出された像の拡大縮小をソフトウエア上で行う。
【0057】本実施例の画像読み取り装置で平坦な原稿
も読めることは言うまでもない。
も読めることは言うまでもない。
【0058】以上、本発明の焦点距離可変レンズ系と、
それを備えた画像読み取り装置の実施例を説明したが、
焦点距離可変レンズ系としては、焦点距離が子午面内で
変化するレンズあるいはレンズ群を子午面内で回転させ
て焦点距離を変化させるという概念のなかで種々の構成
が考えられる。また、画像読み取り装置としては実施例
では原稿の大きさとしてA3サイズの場合を説明した
が、その他のサイズに対応した画像読み取り装置を構成
する場合には、以下の3つの構成が考えられる。
それを備えた画像読み取り装置の実施例を説明したが、
焦点距離可変レンズ系としては、焦点距離が子午面内で
変化するレンズあるいはレンズ群を子午面内で回転させ
て焦点距離を変化させるという概念のなかで種々の構成
が考えられる。また、画像読み取り装置としては実施例
では原稿の大きさとしてA3サイズの場合を説明した
が、その他のサイズに対応した画像読み取り装置を構成
する場合には、以下の3つの構成が考えられる。
【0059】(1)原稿サイズ毎に、その原稿サイズに
適した焦点距離可変レンズ系を備えた画像読み取り装置
を用意する。
適した焦点距離可変レンズ系を備えた画像読み取り装置
を用意する。
【0060】(2)A3サイズ用に設計した本実施例の
ような画像読み取り装置に、倍率を変更するレンズを取
り付け、原稿の大きさによってレンズを交換可能な構成
とする。
ような画像読み取り装置に、倍率を変更するレンズを取
り付け、原稿の大きさによってレンズを交換可能な構成
とする。
【0061】(3)A3サイズ用に設計した本実施例の
ような画像読み取り装置において、原稿の大きさを指定
することによって、ソフトウエアによって像の大きさを
拡大縮小する。
ような画像読み取り装置において、原稿の大きさを指定
することによって、ソフトウエアによって像の大きさを
拡大縮小する。
【0062】
【発明の効果】本発明の焦点距離可変レンズ系は、焦点
距離が子午面内で変化するレンズあるいはレンズ群を子
午面に沿って回転させることによって、レンズ系の焦点
距離をかえることができる、という効果を有する。この
効果によって、レンズ系の焦点距離を変えるために必要
な駆動機構はレンズあるいはレンズ群を回転させる回転
機構だけで済み、回転運動を並進運動に変換する機構が
不要な焦点距離可変レンズ系を提供できるという効果を
有する。
距離が子午面内で変化するレンズあるいはレンズ群を子
午面に沿って回転させることによって、レンズ系の焦点
距離をかえることができる、という効果を有する。この
効果によって、レンズ系の焦点距離を変えるために必要
な駆動機構はレンズあるいはレンズ群を回転させる回転
機構だけで済み、回転運動を並進運動に変換する機構が
不要な焦点距離可変レンズ系を提供できるという効果を
有する。
【0063】また、本発明の焦点距離可変レンズ系を備
えた画像読み取り装置は、原稿上の読み取り位置を走査
するミラ−の回転と、焦点距離可変レンズ系における回
転レンズ群の回転だけが機械的な駆動機構であり、機械
的な駆動機構を従来に比べて単純にすることができると
いう効果を有するとともに、画像読み取り装置を小型化
できるという効果を有する。さらに、本発明の画像読み
取り装置は、大きな原稿の場合でも原稿全面にわたって
読み取りヘッドを移動させる必要がないので、画像読み
取り装置を小型化できるという効果を有する。
えた画像読み取り装置は、原稿上の読み取り位置を走査
するミラ−の回転と、焦点距離可変レンズ系における回
転レンズ群の回転だけが機械的な駆動機構であり、機械
的な駆動機構を従来に比べて単純にすることができると
いう効果を有するとともに、画像読み取り装置を小型化
できるという効果を有する。さらに、本発明の画像読み
取り装置は、大きな原稿の場合でも原稿全面にわたって
読み取りヘッドを移動させる必要がないので、画像読み
取り装置を小型化できるという効果を有する。
【図1】 本発明の焦点距離可変レンズ系の第1の実施
例の子午断面図(YZ断面図)。
例の子午断面図(YZ断面図)。
【図2】 本発明の焦点距離可変レンズ系の第1の実施
例の子午断面に直交する方向の断面図(XZ断面図)。
例の子午断面に直交する方向の断面図(XZ断面図)。
【図3】 本発明で用いられるレンズの面の形状を表す
多項式における座標系を示す図。
多項式における座標系を示す図。
【図4】 本発明の焦点距離可変レンズ系の第1の実施
例において、回転レンズ群を回転させて焦点距離を変え
る機構を説明するレンズ系の子午断面図。
例において、回転レンズ群を回転させて焦点距離を変え
る機構を説明するレンズ系の子午断面図。
【図5】 本発明の焦点距離可変レンズ系の第1の実施
例において、レンズ系の子午断面に直交する方向の結像
関係を示す図。
例において、レンズ系の子午断面に直交する方向の結像
関係を示す図。
【図6】 本発明の焦点距離可変レンズ系の第2の実施
例の子午断面図(YZ断面図)。
例の子午断面図(YZ断面図)。
【図7】 本発明の焦点距離可変レンズ系の第2の実施
例の子午断面に直交する方向の断面図(XZ断面図)。
例の子午断面に直交する方向の断面図(XZ断面図)。
【図8】 本発明の焦点距離可変レンズ系の第2の実施
例において、回転レンズ群を回転させて焦点距離を変え
る機構を説明するレンズ系の子午断面図。
例において、回転レンズ群を回転させて焦点距離を変え
る機構を説明するレンズ系の子午断面図。
【図9】 本発明の画像読み取り装置の第1の実施例を
示す断面図であり、この断面図は焦点距離可変レンズ系
の子午面を含む断面図。
示す断面図であり、この断面図は焦点距離可変レンズ系
の子午面を含む断面図。
【図10】 本発明の焦点距離可変レンズ系の作用を説
明するためのレンズの子午断面図。
明するためのレンズの子午断面図。
【図11】 本発明の焦点距離可変レンズ系の作用を説
明するためのレンズの子午断面図。
明するためのレンズの子午断面図。
【図12】 従来の焦点距離可変レンズの例を示す断面
図。
図。
【図13】 従来の画像読み取り装置の構成例を示す
図。
図。
L、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7 レン
ズまたはカバーガラス S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S
9 面または開口絞り S10、S11、S12、S13、S14、S15 面 C 回転中心 Lrot 回転レンズ群 O、O1、O2 物点 I 像点 d 物点からレンズ第1面までの距離 Wo 読み取るべき対象の幅 Wl 読み取るべき対象の長さ Ws ラインセンサー上の像の幅 Lc 原稿の中心とミラ−の回転中心との間隔 Le 原稿の端とミラ−の回転中心との間隔 90 ラインセンサー 91 ミラ− 92 原稿 93 ヘッド 94 支持脚 120 光軸 121、122 レンズ 130 原稿 131 ガラス 132 光源 133 光検出器 134 レンズ 135 読み取りヘッド 136 ヘッドの移動方向
ズまたはカバーガラス S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S
9 面または開口絞り S10、S11、S12、S13、S14、S15 面 C 回転中心 Lrot 回転レンズ群 O、O1、O2 物点 I 像点 d 物点からレンズ第1面までの距離 Wo 読み取るべき対象の幅 Wl 読み取るべき対象の長さ Ws ラインセンサー上の像の幅 Lc 原稿の中心とミラ−の回転中心との間隔 Le 原稿の端とミラ−の回転中心との間隔 90 ラインセンサー 91 ミラ− 92 原稿 93 ヘッド 94 支持脚 120 光軸 121、122 レンズ 130 原稿 131 ガラス 132 光源 133 光検出器 134 レンズ 135 読み取りヘッド 136 ヘッドの移動方向
Claims (7)
- 【請求項1】 子午面内で屈折力が異なるレンズが子午
面に沿って回転することを特徴とする焦点距離可変レン
ズ系。 - 【請求項2】 子午面内で屈折力が異なる少なくとも2
枚のレンズから成る回転レンズ群と、子午面内で屈折力
が異なる少なくとも1枚のレンズから成る固定レンズ群
とを備え、前記回転レンズ群を構成するレンズの子午面
及び前記固定レンズ群を構成するレンズの子午面は共通
の面内にあり、前記回転レンズ群が子午面に沿って回転
することを特徴とする焦点距離可変レンズ系。 - 【請求項3】 子午面内で屈折力が異なる少なくとも2
枚のレンズと、前記2枚のレンズの間に配置された開口
絞りとから構成される回転レンズ群と、子午面内で屈折
力が異なる少なくとも1枚のレンズから構成される固定
レンズ群とを備え、前記回転レンズ群を構成するレンズ
の子午面及び前記固定レンズ群を構成するレンズの子午
面は共通の面内にあり、前記回転レンズ群が前記開口絞
りの中心を回転中心として子午面に沿って回転すること
を特徴とする焦点距離可変レンズ系。 - 【請求項4】 線状の物体を線状の像として結像するこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項3記載の焦点距離可
変レンズ系。 - 【請求項5】 読み取るべき対象と、回転可能なミラ−
と、請求項1乃至請求項4記載の焦点距離可変レンズ系
と、線状の光検出器とを備えていることを特徴とする画
像読み取り装置。 - 【請求項6】 光検出器と読み取るべき対象との距離を
計測する手段を備えたことを特徴とする請求項5記載の
画像読み取り装置。 - 【請求項7】 焦点距離可変レンズ系の焦点距離変化に
よって生じる光検出器上の像の大きさの変化を、ソフト
ウエアで補正することを特徴とする請求項5あるいは請
求項6記載の画像読み取り装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18352894A JPH0843726A (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 焦点距離可変レンズ系及び画像読み取り装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18352894A JPH0843726A (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 焦点距離可変レンズ系及び画像読み取り装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0843726A true JPH0843726A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16137419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18352894A Pending JPH0843726A (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 焦点距離可変レンズ系及び画像読み取り装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0843726A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007004062A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Canon Inc | ズーム光学系 |
JP2007004061A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Canon Inc | ズーム光学系 |
JP2007004060A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Canon Inc | ズーム光学系 |
JP2007004063A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Canon Inc | ズーム光学系 |
CN107783254A (zh) * | 2016-08-29 | 2018-03-09 | 株式会社光学逻辑 | 摄像镜头 |
JP2019035990A (ja) * | 2018-12-05 | 2019-03-07 | カンタツ株式会社 | 撮像レンズ |
-
1994
- 1994-08-04 JP JP18352894A patent/JPH0843726A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007004062A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Canon Inc | ズーム光学系 |
JP2007004061A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Canon Inc | ズーム光学系 |
JP2007004060A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Canon Inc | ズーム光学系 |
JP2007004063A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Canon Inc | ズーム光学系 |
CN107783254A (zh) * | 2016-08-29 | 2018-03-09 | 株式会社光学逻辑 | 摄像镜头 |
CN107783254B (zh) * | 2016-08-29 | 2021-05-25 | 康达智株式会社 | 摄像镜头 |
JP2019035990A (ja) * | 2018-12-05 | 2019-03-07 | カンタツ株式会社 | 撮像レンズ |
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