JPS58166340A - 画像形成装置 - 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】 本発明は、画像形成装置、詳しくは、物体の反射光を結
像させることによりその画像を形成する画像形成装置に
関する。

従来、画像形成装置の一つと現て、サンプリング結像方
式によるものが提案されている。これは、第１図にその
原理図を示すように、小レンズＬ１゜Ｌ２．・・・を規
則正しく配列してなるいわゆるフライアイレンズＭの焦
点面上に、ピンホールＰ、、Ｐ２゜・・・を規則正しく
配列したピンホール板Ｂを置き、その焦点を外した後方
にフィルムＦを配置させたもの゛である。小レンズＬ１
．Ｌ２．・・・は物体上の点００２、・・・の像を１そ
れぞれピンホールＰ、、　Ｐ２゜ｌ　ツ ・・・に導くように作用するので、フィルムＦには、そ
れぞれ点０．．０．、・・・の明るさに相当する濃度を
持つ小円形状の像ｉ、ｔ　４　ｅ・・・が投影され、こ
れにより、フィルムＦに物体の全体画像が形成される。

上記方式の画像形成装置によれば、広い面積の写真画像
を形成でき、またフライアイレンズＭからフィルムＦま
での距離、即ちバックフォーカスが短くできるので、厚
みの薄い大画面カメラを提供することができる。しかし
ながら、上記の画像形成装置はフライアイレンズＭおよ
びピンホール板Ｂを必要としているため構成が複雑にな
ると共に、フライアイレンズＭの各小レンズＬ、、　Ｌ
、。

・・・とピンホール板ＢのピンホールＰ、、Ｐ、、・・
・との位置合せに高い精度が要求されることとなり、製
造コストが非常に高くなる欠点があった。

本発明の目的は、上記の点に鑑み、空間の一点を基点と
する放射形状の複数の光透過部を有する遮光性基板を用
い、同基板の一方の面より物体の光線を入射させること
により、その物体の投影画像を上記基板の他方の面に形
成させるようにした画像形成装置を提供するにある。

以下、本発明を図示の実施例に基いて説明する。

第２，３図は、本発明の第１実施例を示す画像形成装置
の斜視図と断面図である。遮光性を有する基板１には、
通孔からなる複数個の光透過部２が基板１の一方の面１
ａから他方の面１ｂにかけて貫通して形成されている。

基板１のはｙ中央を貫通する光透過部２が基板ｌの両面
１ａ、ｌｂに対して垂直に形成されているのに対して、
基板１の中央から周辺に遠去かる光透過部２はど傾斜し
ており、従って、複数の光透過部２は、−これら光透過
部２の中心線が基板１外の空間の一点ＰＡで交わるよう
に放射形状に形成されている。光透過部２の内部は、こ
の画像形成装置としての基板１が空気中、或いは真空中
で用いられる場合には中空のまへでもよく、また塵埃、
異物等が侵入して光の透過を妨げるのを防止する目的で
、透明なガラス、或いはプラスチックを光透過部２の内
部に充填するようにしてもよい。

上記遮光性基板１からなる画像形成装置の画像形成作用
は、今、上記点ＰＡのがわにある基板１の　′一方の面
１ａを点ＰＡより遠方にある物体０に向けると、物体Ｏ
から基板１の一方の面１ａに向って照射される光線のう
ち、上記点ＰＡおよび上記光透過部２を透過する以外の
光線は全て基板１によって遮光され、上記点ＰＡを通過
した光線に近傍の光束のみが光透過部２を透過して基板
１の他方の面１ｂに到達する。従って、第４図に示すよ
うに、物体Ｏから発した光線により、点ＰＡをピンホー
ルとしたピンホールカメラのように倒立像０′が上記基
板１の他方の面１ｂに結像される。この基板１の面１ｂ
における物体Ｏの倒立像０′は上記複数の光透過部２の
明暗の集合によりて形成されるものである。こ〜で、第
３図において、θで示す角度は、光透過部２を通過する
光線の範囲を示すものであり、光透過部２の直径の平均
値をｄとし、基板１の板厚をｔとすると、上記角度θは
θ−，２ｔａｎ’（ｄ／ｌ）で求めることができる。実
際的な問題としては、結像の役に立たない光線を極力減
らすためには、上記角度θをできるだけ小さくすること
が望ましい。

上記光透過部２を有した遮光性基板１の画像形成装置は
、第５図に示すように、同基板ｌの、上記点ＰＡのがわ
にある一方の面１ａに対する他方の面１ｂを物体Ｏに向
けて用いることもできる。この場合、物体０から基板１
に向う光線のうち、光透過部２を透過する以外の光線は
全て基板１によって遮光され、基板１の一方の面１ａに
は点ＦＡに向おうとする光線の近傍の光束のみが光透過
部２を通って到達する。従って、第６図に示すように、
物体Ｏから発した光線により、上記基板１の一方の面１
ａに正立像伊が結像される。この正立像０″は上記複数
の光透過部２の明暗の集合により形成されたものである
。

第７図は、本発明の第２実施例を示す画像形成装置の断
面図である。この画像形成装置を構成している遮光性の
基板４の一方の面４ａおよび他方の面４ｂは、空間にお
ける一点Ｐｇを中心とする同心の球面の一部をなしてい
る。この基板４には、通孔からなる複数個の光透過部５
が上記一方の面４ａから他方の面４ｂに貫通して形成さ
れている。各々の光透過部５は基板４の両面４ａ、４ｂ
に対して垂直をなすように形成され、このため、複数個
の光透過部５は、その中心線が上記点ＰＢで交わるよう
に、放射形状に形成されている。この基板４においても
、その光透過部５の内部は中空のま瓦でもよく、また光
を透過する物質、例えば透明なガラス、プラスチックを
充填してもよい。

上記遮光性基板４の画像形成装置においては、基板４の
凹面となっている一方の面４ａを物体０に向けると、物
体Ｏから基板４の上記一方の面４ａに向って照射される
光線のうち、上記点ＰＢおよび上記光透過部５を透過す
る以外の光線は全て基板４によりて遮光され、上記点Ｐ
Ｂを通過した光線に近傍の光束のみが上記光透過部５を
透過して基板４の他方の面４ｂに到達する。従って、第
８図に示すように、物体Ｏから発した光線は、あたかも
点ＰＢをピンホールとしたピンホールカメラのように倒
立像Ｏ′として上記基板４の凸面となっている他方の面
４ｂに結像される。この基板４０面４ｂに結像された倒
ヴ像０′は上記複数の光透過部５の明暗の集合により形
成されたものである。

上記遮光性基板４の画像形成装置も、第９図に示すよう
に、同基板４の、凸面となっている他方の面４ｂを物体
０に向けて用いることもできる。この場合、物体Ｏから
基板４に向う線のうち、光透過部５を透過する以外の光
線は全て基板４によって遮光され、基板４の凹面となっ
ている一方の面４ａには点Ｐａに向おうとする光線の近
傍の光束のみが光透過部５を通って到達する。従って、
第１０図に示すように物体Ｏから発した光線は、上記一
方の面４ａに正立像Ｏ″として結像される。この正立像
Ｑｌｌも上記複数の光透過部５の明暗の集合により形成
されるものである。

第１１．１２図は、本発明の第３実施例を示す画像形成
装置の断面図と分解斜視図である。この画像形成装置の
遮光性を有する基板７は複数枚の平坦な薄い基板７ａ、
　７ｂ、　７ｃ、　７ｄ　を一体的に積層することによ
り形成されている。各基板７ａ、　７ｂ、　７ｃ。

７ｄにはそれぞれ複数個の小円孔の光透過部８ａ　。

８ｂ、　８Ｃ，８ｄが穿設されている。これらの光透過
部８ａ〜８ｄはそれぞれ全て、各基板７ａ〜７ｄの面に
対して垂直に形成されていて、基板７ａ上の光透過部８
ａの間隔よりも基板７ｂ上の光透過部８ｂの間隔が大き
く、またこの光透過部８ｂより基板７Ｃの光透過部８Ｃ
の間隔が大きく、さらに、この光透過部８Ｃよりも基板
７ｄの光透過部８ｄの間隔が大きくなっている。このた
め、基板７ａ〜７ｄを重ね合わせた状態では、基板７ａ
〜７ｄの中央では光透過部８３〜８ｄの位置が完全に一
致して同光透過部は連続した光透過部８として基板７を
垂直に貫いているが、この中央から周辺に遠去かるに従
って、上記光透過部８３〜８ｄは少しずつ位置がずれて
いて、このため同党透過部は傾斜して連続した光透過部
８として基板７の全体を貫くようになっている。

即ち、上記各基板７３〜７ｄをこの順序で積層したとき
、光透過部８ａ〜８ｄは、全体として放射形状の光透過
部８を形成しその中心を貫く直線が基板７ａのがわの空
間の一点Ｐｃで交わるようになっている。上記各基板７
ａ〜７ｄの光透過部８３〜８ｄは上記第１．第２実施例
の場合と同様に、内部を中空のままにしてもよく、また
、透明なガラス、プラスチック等を充填してもよい。

上記基板７ａ〜７ｄを積層してなる遮光性基板７の画像
形成装置の作用は、第２．３．４図に示した第１実施例
の画像形成装置と全く同様であり、点Ｐｃをピンホール
としたピンホールカメラのように、点Ｐｃより遠方にあ
る物体０の倒立像が基板７ｄの外がわに向いた面に、上
記複数の光透過部８の明暗の集合により結像して形成さ
れる。この遮光性基板７においても、同基板７０面を反
転させ基板７ｄのがわを物体０に向けることにより、第
５．６図の場合と同様に、物体０の正立像が基板７ａの
外がわの面に結像される。

第１３．１４図は、本発明の第４実施例を示す画像形成
装置の断面図と斜視図である。この画像形成装置は上記
第１１．１２図に示した第３実施例の画像形成装置に、
周知のＣＣＤ（固体撮像素子）等のイメージセンサｌＯ
を付加してなるものである。イメージセンサ１０はその
受光面１０ａが基板７ｄの外がわの面に接するように基
板７に一体的に配設されており、イメージセンサ１０の
各画素１０ｂは基板７ｄにおいて各光透過部８の開口端
に対向して接している。

この遮光性基板７にイメージセンサ１０を一体化してな
る画像形成装置においては、基板７ａのがわを物体０に
向けることにより、上記第３実施例に述べたように、点
Ｐｃをピンホールとしたビンホ−ルカメラのように物体
０の倒立１象が基板７ｄの、イメージセンサｌＯの受光
面１０ａと対向した面に、光透過部８の明暗の集合によ
って結像して形成されるので、この結像された倒立像は
、イメージセンサ１０の各画素１０ｂによって検知され
る。イメージセンサ１０によって検知された像は図示し
ない周知の電子回路によって電気信号に変換されて、モ
ニターテレビ、ドツトプリンタ、磁気記録装置などに導
かれ、上記結像された画像の記録或いは再生が行なわれ
る。このように、上記基板７にイメージセンサ１０を直
接に当接して付加させるだけでカメラを構成することが
できるので、バックフォーカスのない、厚みの非常に薄
いカメラが簡単に実現できる。

上記イメージセンサ１０を用いた画像形成装置において
、イメージセンサ１０を上記基板７の基板７ａの外がわ
の面に設けるようにしてもよく、また、この積層された
基板７にイメージセンサｌＯを設ける代りに第１実施例
で述べた基板ＩＫイメージ七ンサ１０を付加した場合も
、上記実施例の画像形成装置と全く同様の作用を有する
画像形成装置が構成される。

第１５．１６図は、本発明の第５実施例を示す画像形成
装置の要部を断面とした斜視図と水平断面図である。こ
の画像形成装置は、遮光性を有する基板１２に、上記イ
メージセンサ１０より画素が粗（、かつ画素を一次元的
に配列されてなるラインセンサ１４を一体的に設けてな
るものである。基板１２には垂直方向に切り込まれて形
成されたスリット状の複数の光透過部１３ａ〜１３ｅが
水平方向に配列して設けられている。この光透過部１３
ａ〜１３ｅは前記各実施例に述べたと同様に、放射状に
形成されており、その各中心線は基板１２の一方の面１
２ａがわの空間の点ＰＤで交叉するようになっている。

基板１２の他方の面１２ｂにはラインセンサ１４の受光
面１４ａが当接しており、その水平方向に配列した画素
１４ｂ、〜１４ｂ、はそれぞれ上記光透過部１３ａ〜１
３ｅの各端面に対向している。

上記−次元的に構成した、基板１２とラインセンサ１４
とからなる画像形成装置は、上記基板１２に、点ＰＤが
わの空間からの光線が照射されると、このうち、上記点
ＰＤを通過する光線の近傍の光束のみが上記光透過部１
３ａ〜１３ｅを透過してラインセンサ１４の受光面１４
ａと接した基板１２０面１２ｂに到達する。従って、基
板１２から見て、上記点ＰＤより遠方にある光源１５が
、例えば位置１５Ａに存在しているときには、この光源
１５からの光は上記光透過部１３ａ〜１３ｅのうち、主
として光透過部１３ｅを透過し、光源１５の像はライン
センサ１４の画素１４ｂ５　　によって受光されて検知
される。また、光源１５が、位置１５Ｂにあるときは、
同党源１５からの光は主として光透過部１３ａを透過す
るので光源１５の像はラインセンサ１４の画素１４ｂ１
　　によってンセンサ１４により検知された光源１５の
位置情報は、図示しない周知の電子回路によりて電気信
号に変換されたのち、電流計や表示装置などに導かれる
ようになっており、これにより光源１５の位置が検出さ
れる。このように、スリット状の光透過部１３（１３ａ
〜１３ｅ）を形成した基板１２とラインセンサ１４とを
一体的に組み合わせることにより簡単に小型の光源位置
検出装置が実現できる。なお、ラインセンサ１４の製造
工程で、上記光透過部１３を有した基板１２を同時に一
体に形成することも可能である。また、前記第、１３．
１４図に示した第４実施例の画像形成装置のイメージセ
ンサ１０の画素１０ｂを粗く形成することによっても、
二次元的な光源位置検出装置を構成することができる。

以上述べたように、本発明によれば、従来のレンズを用
いた画像形成装置のように長いバックフォーカスを必要
としないため、厚み寸法を縮小して非常に薄い画像形成
装置を構成することができ、また、フライアイレンズを
用いておらず、しかも同レンズとピンホール板などの精
度の高い位置合せを行なう必要がなく、光透過部を形成
した遮光性基板の単体、或いはこれにイメージセンサを
対接させてなるだけのものであるので、構造が非常に簡
単であり、従って、製造コストも安価な優れた効果を発
揮する画像形成装置を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の画像形成装置の一２例を示す概略断面
図、 第２，３図は、本発明の第１実施例を示す画像形成装置
の斜視図と断面図、 第４図は、上記第２図に示す画像形成装置における画像
形成作用を説明する図、 第５，６図は、上記第２図に示す画像形成装置の遮光性
基板を反転して用いた場合における断面図と画像形成作
用を説明する図、 第７，８図は、本発明の第２実施例を示す画像形成装置
の断面図と画像形成作用を説明する図、第９，１０図は
、上記第７図に示す画像形成装置の遮光性基板を反転し
て用いた場合における断面図と画像形成作用を説明する
図、 第１１．１２図は、本発明の第３実施例を示す画像形成
装置の断面図と分解斜視図、 第１３．１４図は、本発明の第４実施例を示す画像形成
装置の断面図と斜視図、 第１５．１６図は、本発明の第５実施例を示す画像形成
装置の要部を断面にした斜視図と水平断面図である。 １．４．７（７８〜７ｄ）、１２　　ｍ＠＠−・遮光性
基板２．５，８（８ａ〜８ｄ）　、　１３（１３ａ〜１
３ｅ）　６＊−−−光透過部１０・・・・・イメージセ
ンサ 特許出願人　　　　オリンパス光学工業株式会社ム―→

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）空間の一点を基点とする放射形状に形成された複
   数の光透過部を有する遮光性基板からなり、この遮光性
   基板の一方の面から入射した光線による画像を他方の面
   に形成するようにした画像形成装置。
2. （２）空間の一点を基点とする放射形状に形成された複
   数の光透過部を有する遮光性基板と、この遮光性基板の
   光線を入射させる一方の面に対する他方の面において、
   上記各光透過部に各画素が対向するように配設されたイ
   メージセンサと、 を具備してな′す、上記遮光性基板の一方の面から入射
   した光線による画像を上記イメージセンサの画素の面に
   形成するようにした画像形成装置。