JPH09325295A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投影レンズの投影倍率に関わらず常に照明条
件を最適に維持することができる画像形成装置を得るこ
と。 【解決手段】 照明手段Ｌｘで照明した投影画像７を投
影レンズ８によってスクリーン１１面あるいは記録媒体
１４面等の投影面上に投影する画像形成装置において、
該照明手段は光源１、光路内に挿脱可能な拡散板２、コ
ンデンサーレンズ３、そして光軸上移動可能なフィール
ドレンズ６とを有し、該投影レンズの投影倍率が低倍の
ときには、該フィールドレンズを該投影画像近傍の第１
の位置に移動させると共に該拡散板を光路内に挿入し、
該投影レンズの投影倍率が高倍のときには、該フィール
ドレンズを該投影画像より遠方の第２の位置に移動させ
ると共に該拡散板を光路外に退避させること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置に関
し、特にマイクロフィルム等の縮小された投影画像を投
影レンズによりスクリーン面上に拡大投影して観察する
と共に拡大された投影画像をラインセンサー（ＣＣＤ）
や感光体等の記録媒体（受光媒体）面上に投影し記録
（読取）するようにした、例えばマイクロフィルムリー
ダーやマイクロフィルムリーダープリンター等の装置に
好適な画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般のマイクロフィルムリーダー等の画
像形成装置は縮小記録しているマイクロフィルム等の投
影画像（画像情報）を投影レンズによりスクリーン面上
に拡大投影する観察系と、該投影画像を投影レンズによ
りラインセンサーや感光体面上に投影記録する記録系
（読取系）とを有している。

【０００３】従来、この種の画像形成装置としてのマイ
クロフィルムリーダープリンター等は投影倍率が７倍か
ら５０倍の範囲に及んでおり、投影倍率によらずスクリ
ーン上で同一の明るさになるように投影レンズのスクリ
ーン側のＮＡ（開口数）が同一になるように設定されて
いる。その為、フィルム側に直すと投影倍率が低倍の時
はＮＡは小さく、逆に高倍の時はＮＡが大きくなる。

【０００４】又、このマイクロフィルムリーダープリン
ター等の照明光学系は一般にシンプルに構成されている
ものが多い。従って投影倍率が低倍側では光量ムラが発
生しやすく、高倍側では絶対光量レベルが低くなりがち
の傾向にある。

【０００５】この問題点に対応した画像形成装置が、例
えば本出願人が先に提案した特開平５−１０７５０３号
公報で提案されている。同公報では投影倍率に応じてス
クリーン側のＮＡが異なった投影レンズを用いることに
より、変倍比を大きくしたときに投影倍率が小さい低倍
率近傍で目立っていた光源（ハロゲンランプ）の配光分
布に起因する光量ムラを良好に補正し、スクリーン面上
で常に均一なる明るさの投影画像を得ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年、マイクロフィル
ムリーダープリンター等の画像形成装置においては例え
ばパーソナルコンピュータのデータとして取り込めるよ
うにラインセンサー（ＣＣＤ）等の記録媒体（固体撮像
素子）を用いてディジタル読取りすることが求められて
いる。このラインセンサーは感光ドラムとは異なり、光
量感度のラチチュードが狭い為、僅かな光量ムラでも読
み取ってしまうという問題点がある。ラインセンサーの
各画素毎に光量ムラの感度補正は可能であるが、例えば
ローテーションプリズム（像反転プリズム）を用いた際
には、該ローテーションプリズムの回転により光量ムラ
の方向が変化したり、感度補正値を格納するメモリ装置
の容量の制約等により、実際上は細かい光量ムラには対
応することが難しいという問題点がある。その為、光量
ムラ及び絶対光量の変化はできるだけ少ない方が望まし
い。

【０００７】本発明は照明手段で照明されたマイクロフ
ィルム等の縮小された画像を投影レンズによりスクリー
ン面に拡大投影して観察する際、あるいは拡大された画
像をラインセンサー（ＣＣＤ）や感光体等の記録媒体
（受光媒体）面上に投影し記録する（読取る）際、該照
明手段を構成する各要素を適切に構成することにより、
該投影レンズの投影倍率が低倍の時の細かい光量ムラを
除去し、かつ投影倍率が高倍の時のスクリーン上あるい
はラインセンサー（又は感光体）上で明るく観察、ある
いは高精度に読取ることができる画像形成装置の提供を
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、 (1) 照明手段で照明した投影画像を投影レンズによって
スクリーン面あるいは記録媒体面等の投影面上に投影す
る画像形成装置において、該照明手段は光源、光路内に
挿脱可能な拡散板、コンデンサーレンズ、そして光軸上
移動可能なフィールドレンズと、を有し、該投影レンズ
の投影倍率が低倍のときには、該フィールドレンズを該
投影画像近傍の第１の位置に移動させると共に該拡散板
を光路内に挿入し、該投影レンズの投影倍率が高倍のと
きには、該フィールドレンズを該投影画像より遠方の第
２の位置に移動させると共に該拡散板を光路外に退避さ
せることを特徴としている。

【０００９】(2) 照明手段で照明した投影画像を投影レ
ンズによってスクリーン面あるいは記録媒体面等の投影
面上に投影する画像形成装置において、該照明手段は光
源、光路内に挿脱可能な拡散板、光軸上移動可能なコン
デンサーレンズ、光路内に挿脱可能なアダプターレン
ズ、そしてフィールドレンズと、を有し、該投影レンズ
の投影倍率が低倍のときには、該アダプターレンズを光
路外へ退避させると共に該拡散板を光路内に挿入し、該
投影レンズの投影倍率が高倍のときには、該アダプター
レンズを光路内に挿入すると共に該拡散板を光路外に退
避させることを特徴としている。

【００１０】特に(2-1) 前記コンデンサーレンズは前記
アダプターレンズの光路内の挿脱に連動して光軸上移動
することを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の要部
概略図である。

【００１２】同図において１は光源であり、例えばハロ
ゲンランプ等より成っている。２は挿脱可能な拡散板で
あり、後述するように検知手段１５で検知された投影レ
ンズ８の投影倍率情報（投影レンズの種類や投影倍率に
関する情報）に基づいて制御手段１６により光路内に自
動的に挿脱可能となるように制御されている。３はコン
デンサーレンズであり、光源１からの光束を集光してい
る。４は断熱ガラス、５はコールドミラーであり、前記
の断熱ガラス４とで光源１から放射された光束のうち赤
外光成分を除去して後述する投影画像７面上での温度の
上昇を抑えている。

【００１３】６は移動可能な可動レンズとしてのフィー
ルドレンズであり、投影画像７近傍に配置されている。
本実施形態におけるフィールドレンズ６は後述するよう
に検知手段１５で検知された投影レンズ８の投影倍率情
報（投影レンズの種類や投影倍率に関する情報）に基づ
いて制御手段１６により光軸方向の所定の位置に自動的
に移動可能となるように制御されている。

【００１４】尚、本実施形態においては符番１，２，
３，４，５，６の各要素で照明手段（照明系）ＬＸを構
成している。

【００１５】７は透過型の投影画像（画像情報）であ
り、例えばマイクロフィルム等から成っている。８は投
影レンズであり、投影画像７をスクリーン１１面上又は
記録媒体（固体撮像素子）としてのラインセンサー（Ｃ
ＣＤ）１４面上に拡大投影しており、又投影レンズ８の
種類及び投影倍率に関する投影倍率情報を有している。
尚、投影レンズ８はズームレンズより構成しても良く、
この場合は前記投影倍率情報はズーミングに応じて変化
している。

【００１６】１５は検知手段としての投影倍率検知回路
であり、投影レンズ８が持つ投影倍率情報を検知してい
る。１６は制御手段としてのフィールドレンズ・拡散板
位置制御回路であり、投影倍率検知回路１５からの信号
に基づいて複数の駆動モータ１８，１７を制御すること
により、フィールドレンズ６を光軸上移動（駆動）さ
せ、又拡散板２を光路内に挿脱させている。

【００１７】１９は移動可能なディジタル読取用の走査
部であり、ディジタル読取用ミラー１２，１３とを有し
ており、投影画像７の読取時に光路内に位置するように
図中矢印Ａの如く移動し、観察時には光路外へ退避して
いる。１４はディジタル読取用の記録媒体（固体撮像素
子）であり、例えば複数の画素が紙面に対して垂直方向
に並置したラインセンサー（ＣＣＤ）より成っている。
尚、記録媒体に感光ドラムを用いても良い。

【００１８】９は観察用の反射ミラー、１０は回動可能
な観察用の回動ミラーであり、図中矢印Ｂの如く観察時
には位置１０ｂに回動し、読取時には位置１０ａに回動
している。１１はスクリーンである。

【００１９】本実施形態においては光源１からの放射し
た光束を投影レンズ８の投影倍率情報に応じて挿脱可能
な拡散板２を通してコンデンサーレンズ３で集光し、断
熱ガラス４を通過させコールドミラー５で反射させた
後、投影レンズ８の投影倍率情報に応じて光軸上移動可
能なフィールドレンズ６を通して投影画像７の有効照明
領域を照明している。尚、本実施形態においては投影レ
ンズ８の入射瞳位置近傍に光源１からの光束が収束（結
像）するように、即ちケーラー照明するように各要素を
設定している。

【００２０】そしてスクリーン１１面で投影画像７を観
察する観察時のときには投影レンズ８を通過した光束を
反射ミラー９、回動ミラー１０を介してスクリーン１１
面上に導光し、その面上に拡大した投影像を形成してい
る。

【００２１】又、ラインセンサー１４で投影画像７を読
取るときにはディジタル読取用の走査部１９が光路内に
位置するように図中矢印Ａの如く移動し、投影レンズ８
を通過した光束をディジタル読取用ミラー１２，１３で
反射させ、ラインセンサー１４面上に入射させている。
そしてラインセンサー１４で投影画像７をディジタル読
取りしている。

【００２２】本実施形態においては投影レンズ８が有す
る投影倍率情報を投影倍率検知回路１５によって検知
し、該検知された情報に基づいてフィールドレンズ・拡
散板位置制御回路１６により、それぞれ対応する駆動モ
ータ１８，１７を介して自動的にフィールドレンズ７を
光軸方向の第１の位置、あるいは第２の位置へ移動させ
ると共に拡散板２を光路内へ挿入し、あるいは光路外へ
退避させている。

【００２３】図２（Ａ），（Ｂ）は各々図１の主要部分
の光学系を展開したときの要部概略図である。同図
（Ａ）は投影レンズの投影倍率が低倍の時、同図（Ｂ）
は投影レンズの投影倍率が高倍の時の光学配置を示して
いる。同図において図１に示した要素と同一要素には同
符番を付している。

【００２４】同図（Ａ）においては投影倍率が低倍の投
影レンズ８Ｌを使用した時、フィールドレンズ６をマイ
クロフィルム７に近い第１の位置に移動させると共に拡
散板２を光路内に挿入している。

【００２５】本実施形態では観察するスクリーン１１あ
るいはラインセンサー１４のサイズは常に一定であるの
で、投影レンズ８の投影倍率が低倍の時、マイクロフィ
ルム７の投影画像のサイズは大きくなる。

【００２６】そこで本実施形態では上述の如くフィール
ドレンズ６をマイクロフィルム７に近付けることによ
り、フィールドレンズの径を小さく抑えている。又投影
レンズ８Ｌの瞳位置はマイクロフィルム７から離れるの
で瞳結像の条件を満たす上でもフィールドレンズ６をマ
イクロフィルム７に近付けた方が良い。

【００２７】又、この種の画像形成装置においてはスク
リーン上で同じ明るさとする為、一般にスクリーン側の
ＮＡは常に一定である。その為、投影倍率が低倍の時、
マイクロフィルム７側のＮＡは小さく、投影倍率が高倍
の時、マイクロフィルム７側のＮＡは大きくなる。

【００２８】図３は光源としてのハロゲンランプ１の配
光特性を示した説明図である。このハロゲンランプ１は
構造上、フィラメント１ａの巻線方向に光量ムラが発生
している。従って投影倍率が低倍の時、配光ムラが投影
画像の照明に反映される。

【００２９】そこで本実施形態では投影倍率が低倍の時
は拡散板２をハロゲンランプ１の近傍に挿入することに
よって、該ハロゲンランプ１の配光ムラを緩和し、光量
ムラに敏感なラインセンサー１４の出力にムラが発生し
ないようにしている。尚、拡散板２を光路内に挿入する
ことによってスクリーン１１あるいはラインセンサー１
４に到達する光量は低下するが、これはハロゲンランプ
１の光量を高くするか、あるいは投影レンズ８ＬのＮＡ
を高くすれば光量低下を容易にカバーすることができ
る。

【００３０】図２（Ｂ）においては投影倍率が高倍の投
影レンズ８Ｈを使用した時、フィールドレンズ６をマイ
クロフィルム７から遠い第２の位置に移動させると共に
拡散板２を光路外に退避している。

【００３１】投影レンズ８Ｈの投影倍率が高倍の時は低
倍の時と逆にマイクロフィルム７の投影画像のサイズは
小さくなるが、マイクロフィルム７側のＮＡは大きくな
る。又投影レンズ８Ｈの瞳位置はマイクロフィルム７側
に近付く。

【００３２】そこで本実施形態では投影レンズ８Ｈの瞳
位置に合わせてフィールドレンズ６をマイクロフィルム
７から遠い第２の位置に移動させることによって照明系
の集光性を高めている。

【００３３】又、投影倍率が高倍の時はマイクロフィル
ム７側のＮＡが大きい為、ハロゲンランプ１のフィラメ
ントサイズから発する光束より広い開き角が必要な場合
もある。従って拡散板２を挿入したままでいると、光量
低下をＮＡを高くすることで補う訳にはいかなくなる。

【００３４】そこで本実施形態では投影倍率が高倍の時
は拡散板２を光路外に退避させることによって照明条件
を良好に維持している。尚、このときのハロゲンランプ
１の配光ムラはマイクロフィルム７側のＮＡが大きいた
め平均化される。従って投影画像７には光量ムラが発生
しない。

【００３５】このように本実施形態においては上述の如
く投影レンズ８の投影倍率が低倍のときには、該フィー
ルドレンズ６を投影画像７近傍の第１の位置に移動させ
ると共に該拡散板２を光路内に挿入し、該投影レンズ８
の投影倍率が高倍のときには、該フィールドレンズ６を
該投影画像７より遠方の第２の位置に移動させると共に
該拡散板２を光路外に退避させている。これにより投影
レンズ７の種類及び投影倍率に関わらず常に照明条件を
最適に維持している。

【００３６】図４（Ａ），（Ｂ）は各々本発明の実施形
態２を示す要部概略図である。同図において図２に示し
た要素と同一要素には同符番を付している。

【００３７】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点はフィールドレンズ２６を固定にし、その代わり
に照明系内に挿脱可能なアダプターレンズ１９を付加
し、投影レンズの瞳位置の変化に対し、該アダプターレ
ンズ１９を光路内に挿脱することにより、該瞳位置の変
化に対応し、かつアダプターレンズ１９の光路内の挿脱
に連動してコンデンサーレンズ２３を光軸上移動させた
ことである。その他の構成及び光学的作用は前述の実施
形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得てい
る。

【００３８】即ち、同図（Ａ）においては投影倍率が低
倍の投影レンズ８Ｌを使用した時、アダプターレンズ１
９を光路外に退避させると共に拡散板２を光路内に挿入
している。これにより本実施形態ではハロゲンランプ１
の配光ムラの影響を除去しながら効率の良い照明を行な
っている。

【００３９】同図（Ｂ）においては投影倍率が高倍の投
影レンズ８Ｈを使用した時、アダプターレンズ１９を光
路内に挿入すると共に拡散板２を光路外に退避させてい
る。これにより本実施形態では照明系の集光性を高めて
いる。又本実施形態ではアダプターレンズ１９の光路内
の挿脱に連動してコンデンサーレンズ２３を光軸上所定
方向に移動させることによって、更に照明系の集光性を
高めている。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く、照明手段で
照明されたマイクロフィルム等の縮小された画像を投影
レンズによりスクリーン面に拡大投影して観察する際、
あるいは拡大された画像をラインセンサー（ＣＣＤ）や
感光体等の記録媒体（受光媒体）面上に投影し記録する
（読取る）際、該照明手段を構成する各要素を適切に構
成することにより、投影レンズの種類及び投影倍率に関
わらず常に照明条件を最適に維持することができ、例え
ば低倍の時にはランプの配光ムラの影響を効果的に除去
でき、高倍の時には照明系の集光性を高めることがで
き、特にラインセンサーで投影画像を読取る場合には光
源（ハロゲンランプ）の配光ムラの影響を良好に除去す
ることができる画像形成装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の要部概略図

【図２】 図１の光学系を展開したときの主要部分の説
明図、（Ａ）は低倍時の光学配置、（Ｂ）は高倍時の光
学配置

【図３】 光源（ハロゲンランプ）の配光特性を示した
説明図

【図４】 本発明の実施形態２の光学系を展開したとき
の主要部分の説明図、（Ａ）は低倍時の光学配置、
（Ｂ）は高倍時の光学配置

【符号の説明】

Ｌｘ 照明手段 １ 光源（ハロゲンランプ） ２ 拡散板 ３，２３ コンデンサーレンズ ４ 断熱ガラス ５ コールドミラー ６，２６ フィールドレンズ ７ 投影画像（マイクロフィルム） ８（８Ｈ，８Ｌ） 投影レンズ ９，１０ 観察用ミラー １１ スクリーン １２，１３ ディジタル読取用ミラー １４ 記録媒体（ラインセンサー） １５ 投影倍率検知回路 １６ フィールドレンズ・拡散板位置制御回路 １７ 拡散板移動用モータ １８ フィールドレンズ移動用モータ １９ アダプターレンズ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明手段で照明した投影画像を投影レン
   ズによってスクリーン面あるいは記録媒体面等の投影面
   上に投影する画像形成装置において、 該照明手段は光源、光路内に挿脱可能な拡散板、コンデ
   ンサーレンズ、そして光軸上移動可能なフィールドレン
   ズと、を有し、 該投影レンズの投影倍率が低倍のときには、該フィール
   ドレンズを該投影画像近傍の第１の位置に移動させると
   共に該拡散板を光路内に挿入し、該投影レンズの投影倍
   率が高倍のときには、該フィールドレンズを該投影画像
   より遠方の第２の位置に移動させると共に該拡散板を光
   路外に退避させることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 照明手段で照明した投影画像を投影レン
   ズによってスクリーン面あるいは記録媒体面等の投影面
   上に投影する画像形成装置において、 該照明手段は光源、光路内に挿脱可能な拡散板、光軸上
   移動可能なコンデンサーレンズ、光路内に挿脱可能なア
   ダプターレンズ、そしてフィールドレンズと、を有し、 該投影レンズの投影倍率が低倍のときには、該アダプタ
   ーレンズを光路外へ退避させると共に該拡散板を光路内
   に挿入し、該投影レンズの投影倍率が高倍のときには、
   該アダプターレンズを光路内に挿入すると共に該拡散板
   を光路外に退避させることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記コンデンサーレンズは前記アダプタ
   ーレンズの光路内の挿脱に連動して光軸上移動すること
   を特徴とする請求項２記載の画像形成装置。