JPS5950042B2 - optical device - Google Patents

optical device

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JPS5950042B2
JPS5950042B2 JP51125433A JP12543376A JPS5950042B2 JP S5950042 B2 JPS5950042 B2 JP S5950042B2 JP 51125433 A JP51125433 A JP 51125433A JP 12543376 A JP12543376 A JP 12543376A JP S5950042 B2 JPS5950042 B2 JP S5950042B2
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JP
Japan
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image
array
lenslets
image plane
lenslet
Prior art date
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JP51125433A
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Japanese (ja)
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JPS5250718A (en
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イザイア・グラサー・インバリ
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Yeda Research and Development Co Ltd
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Yeda Research and Development Co Ltd
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Publication date
Application filed by Yeda Research and Development Co Ltd filed Critical Yeda Research and Development Co Ltd
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Publication of JPS5950042B2 publication Critical patent/JPS5950042B2/en
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0037Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/005Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/302Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/307Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using fly-eye lenses, e.g. arrangements of circular lenses
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
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    • G02B3/00Simple or compound lenses
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    • G02B3/0056Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/10Bifocal lenses; Multifocal lenses
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学装置さらに詳しくいえば像平面に像を生ず
る光学的結像?置あるいはこのような装置を用いた写真
機に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an optical device, more specifically an optical imaging system that produces an image on an image plane. This invention relates to a photographic machine using such a device.

写真機のような簡潔な光学装置の設計においては主な目
標は対物レンズと像を生ずる焦点面との間の必要な距離
を最小にするとともに、その上に生じた像の大きさを最
大にすることである。
In the design of simple optical devices, such as a camera, the main goal is to minimize the required distance between the objective lens and the focal plane that produces the image, while maximizing the size of the image produced thereon. It is to be.

この目標を達する試みとして種々の形式の単一レンズや
複合レンズがこれまで設計されたが、これらには比較的
高価であることと生じた像に重大な歪を生ずるという欠
点を有する。従来の複合レンズの一例を上げると、米国
特許第3704277号に開示さ゛れたレンズである。
小さい像をならべてつくるための方法のーつとして小レ
ンズ群の配列がよく知られている。
Various types of single lenses and compound lenses have been designed in the past in an attempt to accomplish this goal, but these have the drawbacks of being relatively expensive and causing significant distortions in the resulting image. An example of a conventional compound lens is the lens disclosed in US Pat. No. 3,704,277.
Arranging small lens groups is a well-known method for creating small images side by side.

像の大きさを最大にするとともにレンズと像平面とめ間
隔を最小にするという上記の問題を解決するのに、この
小レンズ群配列を使用することは未だ提案されていなか
つた。その理由はこの小レンズ群は単一の大きい像を生
ずるものではなく小さな像を多数生ずるものであるとい
う事実による。本発明によれば、当該装置及び像平面の
間の距ノ離を比較的小さくして対象物の比較的大きい像
を作るための光学装置は対象物及び像平面の中間に配置
された所定の構成の小レンズの表面配列を有して複数の
像を作るレンズ装置と、前記複数の小レンズ及び像平面
の中間に配置されて複数の分離した光線伝導進路を画成
するサンプリング装置と、前記像平面に像を記録する装
置を保持する像平面装置とを有し、前記小レンズのそれ
ぞれが人の裸眼で解像し得る最小寸法より実質的に大き
い寸法を有し、前記光線伝導進路のそれぞれが前記複数
の像のそれぞれの像の異なる部分を示す光線を前記像平
面へ伝導し、それにより前記光線伝導進路のそれぞれの
総合が完全な像を前記像平面に作るように前記光線伝導
進路を構成し、前記像平面装置が前記光線伝導進路のそ
れぞれを単一の小レンズの面積にほぼ等しい面積に配置
するに充分な前記サンプリング装置からの距離において
前記像記録装置を維持するように配置されていることを
特徴とする。本発明の一実施例によればーつーつが比較
的短い焦点距離をもつた多数の小レンズが対象物と像平
面との間に、望ましくは平面上に一定の周期をもつて、
配置される。
The use of this lenslet arrangement has not yet been proposed to solve the above problems of maximizing the image size and minimizing the distance between the lens and the image plane stop. The reason for this is the fact that this small lens group does not produce a single large image, but many small images. According to the invention, an optical device for producing a relatively large image of an object with a relatively small distance between the device and the image plane comprises a predetermined optical device located intermediate the object and the image plane. a lens device having a surface array of lenslets configured to produce a plurality of images; a sampling device disposed intermediate the plurality of lenslets and the image plane to define a plurality of discrete light-conducting paths; an image plane device holding a device for recording an image in an image plane, each of said lenslets having dimensions substantially larger than the smallest dimension resolvable by the naked human eye; said light ray conducting paths, each of said light ray conducting paths indicative of a different portion of a respective image of said plurality of images to said image plane, such that the summation of each of said ray conducting paths produces a complete image at said image plane; and arranged such that the image plane device maintains the image recording device at a distance from the sampling device sufficient to place each of the ray conductive paths in an area approximately equal to the area of a single lenslet. It is characterized by being According to one embodiment of the invention, a number of lenslets each having a relatively short focal length are arranged between the object and the image plane, preferably with a constant periodicity on the plane.
Placed.

個々の小レンズのおのおのは小像を生ずる。サンプリン
グ装置の光線伝導進路のーつーつは対応する小像の異る
部分を像平面に伝える。サンプリング装置は小レンズ配
列の配置とは僅かに異る周期をもつたピンホール配列を
その上にもつたマスクからなるのが好ましい。個々のピ
ンホールの作用が組合わされると像平面に大きな像を生
ずる。本発明の他のーつの実施例によれば、小レンズの
配列は平面状でなく、また周期的でなくて無作為とした
ものでもよい。
Each individual lenslet produces a small image. Each of the beam conduction paths of the sampling device transmits different parts of the corresponding statuette to the image plane. Preferably, the sampling device comprises a mask having an array of pinholes thereon having a period slightly different from that of the array of lenslets. The combined effects of the individual pinholes produce a large image at the image plane. According to another embodiment of the invention, the arrangement of lenslets may be non-planar and non-periodic, but may be random.

このときサンプリング装置は、その分布と作用が本発明
の上記の好ましい実施例により生ずる像と類似の組合せ
像を像平面に生ずるように設計される。さらに本発明の
一実施例によれば、上述のような小レンズ配列とサンプ
リング装置、像平面におかれた感光性写真用フイルルム
、およびサンプリング装置と像平面との間におかれたシ
ヤツタとからなる「濃淡差の少い」写真機がえられる。
The sampling device is then designed such that its distribution and action produce a combined image in the image plane similar to that produced by the above-described preferred embodiment of the invention. Further, according to an embodiment of the present invention, a small lens array as described above, a sampling device, a light-sensitive photographic film placed on the image plane, and a shutter placed between the sampling device and the image plane. You can get a camera with ``small contrast between light and shade''.

歪量の制御は、小レンズ配列を形成している小レンズの
周期性あるいはピンホール配列サンプリング装置のピン
ホールの周期性を変えるような写真機の機構により行い
うる。このような少量の歪を入れることは文書複写用写
真機において複写機により生ずる歪あるいは複写すべき
原文中に存在する歪を修正する必要のあるとき有用であ
る。本発明のさらに別のーつの実施例によれば単一方向
の小レンズ配列と単一方向のピンホール配列とが平行関
係におかれその軸に対して横方向に僅かに異つた速さで
動きそれによつてフイルム上に組合せ像を生ずる走査用
写真機がえられる。前記走査用写真機のーつの変形によ
ればーつの寸法をもつた小レンズ配列およびピンホール
配列は固定し、フイルムと対象物の両方とも動く。この
ようにして生じた像は時間とともに対象物の位置が変る
ことを示す。本発明は図面と関連して詳細にのべること
により一層十分に理解され評価されるであろう。
The amount of distortion can be controlled by a camera mechanism that changes the periodicity of the lenslets forming the lenslet array or the periodicity of the pinholes of the pinhole array sampling device. Introducing such small amounts of distortion is useful in document copying machines when it is necessary to correct distortions caused by the copier or existing in the original text to be copied. According to yet another embodiment of the invention, a unidirectional lenslet array and a unidirectional pinhole array are arranged in parallel relationship and moved at slightly different speeds transversely to their axis. The result is a scanning camera that produces a combined image on the film. In one variation of the scanning camera, the two-dimensional lenslet array and pinhole array are fixed, and both the film and object are movable. The image thus produced shows the changing position of the object over time. The present invention will be more fully understood and appreciated from the detailed description taken in conjunction with the drawings.

第1図は対象物11に面しX方向にP1の周期でY方向
にP2の周期で配列された多数の小レンズを含んでXY
面内に配置された小レンズ配列10を示している。P1
とP2とは同じになるように、かつ相隣る小レンズ間の
距離が人間の目の解像限界値の丁度下になるように約0
.2mmになるように選ぶのが好ましい。P1とP2と
が等しいとして、以後代表してP,とする。第1図に図
示した小レンズ配列は本発明の実施例によつて通常使用
されている種々の小レンズ配列の典型的なものに過ぎな
い。
Figure 1 shows an XY lens including a large number of small lenses facing an object 11 and arranged at a period of P1 in the X direction and a period of P2 in the Y direction.
A lenslet array 10 arranged in a plane is shown. P1
and P2 are approximately 0 so that they are the same, and the distance between adjacent small lenses is just below the resolution limit of the human eye.
.. It is preferable to choose a diameter of 2 mm. Assuming that P1 and P2 are equal, P will be used as a representative hereafter. The lenslet array illustrated in FIG. 1 is merely representative of the various lenslet arrays commonly used in accordance with embodiments of the present invention.

例えば互に直交するx軸およびY軸に沿つてそれぞれ互
に異る周期P1およびP2をもつ平面状の小レンズ配列
が用いられることもあり、また小レンズの既知の無作為
の周期的分布が代りに用いられることもある。小レンズ
配列は必ずしも平面上に配置されるとは限らない。その
代りに既知のいかなる面にそつて配置されてもよい。さ
らに小レンズの大きさおよび周期は応用する所が異れば
それに適するように変更される。小レンズ配列10はプ
ラスチツク製であるのが典型的で、多数の凸形小レンズ
の表面を画成するように成形されている。
For example, a planar lenslet array with mutually different periods P1 and P2 along the mutually orthogonal x and y axes may be used, or a known random periodic distribution of lenslets may be used. Sometimes used instead. The lenslet array is not necessarily arranged on a plane. Alternatively, it may be placed along any known plane. Additionally, the size and period of the lenslets may be varied to suit different applications. Lenslet array 10 is typically made of plastic and is molded to define a number of convex lenslet surfaces.

個々の小レンズの正確な形は設計および製作規準に応じ
て変える。矩形、六角形、あるいは三角形のようないか
なる配列も使用される。ピンホール配列を設けたマスタ
12は通常小レンズ配列10に平行におかれ、その後側
で光を受けるような関係におかれる。
The exact shape of the individual lenslets will vary depending on design and manufacturing criteria. Any array such as rectangular, hexagonal, or triangular may be used. The master 12 provided with the pinhole array is usually placed parallel to the lenslet array 10 and placed in such a relationship that it receives light on its rear side.

小レンズ配ダ旧0とマスク12との間の距離はS1で表
わされ、個々の小レンズの焦点距離fと次の関係がある
。ここにSは対象物11と小レンズ配ダ旧0との距離で
ある。
The distance between the small lens array old 0 and the mask 12 is represented by S1, and has the following relationship with the focal length f of each small lens. Here, S is the distance between the object 11 and the small lens arrangement old 0.

通常Sはfよりはるかに大きいからS1の近似値として
fを取つて十分である。ここで各小レンズの焦点距離f
を1cmとして選べばS1も21cmと選んだことにな
る。ピンホール14はY軸方向にP3の周期で、X軸方
向にP4の周期でマスク12上に配列され、P3とP4
とは等しく小レンズ配列10上の小レンズの周期より僅
かに異ることが好ましい。
Since S is usually much larger than f, it is sufficient to take f as an approximate value of S1. Here, the focal length f of each small lens is
If you choose 1cm, then S1 will also be chosen as 21cm. The pinholes 14 are arranged on the mask 12 at a period of P3 in the Y-axis direction and at a period of P4 in the X-axis direction, and are arranged on the mask 12 at a period of P3 in the Y-axis direction and at a period of P4 in the X-axis direction.
is preferably equal to and slightly different from the period of the lenslets on the lenslet array 10.

P3と7P4とが等しいとき、P3とP4は今後Pbで
表わす。Pa=0.2mmのとき、P,は便宜上0.2
2mmと選んでもよい。平面上の小レンズ配列上のX軸
およびY軸上の周期が異るような、あるいは小レンズの
無作為のj既知の分布を含むような前述の本発明のさら
に一般的な実施例によれば、小レンズ配列10上の個々
の小レンズのおのおのの中心とマスク12上の対応する
ピンホールとの間の位置の関係は次の式で与えられる。
When P3 and 7P4 are equal, P3 and P4 will be expressed as Pb from now on. When Pa=0.2mm, P is 0.2 for convenience.
You may choose 2mm. According to more general embodiments of the invention described above, the periods on the X and Y axes on the planar lenslet array are different, or include a random j-known distribution of lenslets. For example, the positional relationship between the center of each individual lenslet on the lenslet array 10 and the corresponding pinhole on the mask 12 is given by the following equation.

ここに X″,はx軸方向のi番目のピンホールの位置Y″1は
Y軸方向のi番目のピンホールの位置Xiはx軸方向の
i番目の小レンズの中心の位置の座標Y1はY軸方向の
i番目の小レンズの中心の位置の座標exとeyとは定
数または25%より大きくない範囲で変化するなめらか
な関数。
Here, X'' is the position of the i-th pinhole in the x-axis direction Y''1 is the position of the i-th pinhole in the Y-axis direction Xi is the coordinate Y1 of the center position of the i-th small lens in the x-axis direction The coordinates ex and ey of the center position of the i-th small lens in the Y-axis direction are constants or smooth functions that vary within a range not larger than 25%.

exおよびeyの絶対値は小さい分数になるように選ば
れる。
The absolute values of ex and ey are chosen to be small fractions.

小レンズ配ダ旧0上のーつーつの小レンズはマスク12
で画成される平面上の個々の小像16を形成する。一つ
ーつの像の上の一点が一つのピンホールで抽出され伝え
られる。像を形成する光の残りの部分は阻止される。マ
スク12上のピンホール配列の周期Pbは小レンズ配ダ
旧0の周期Paより僅かに異るから、各ピンホールは各
小像の異る点を伝える。伝えられた点全体の一組は組合
されて比較的大きい像18を像平面20の上に生ずる。
小レンズ配列とピンホールマスクの組合せでは、次式で
与えられる有効な焦点距離を有することが分る。
The one small lens above the small lens arrangement old 0 is mask 12.
forming individual statuettes 16 on a plane defined by . A single point on each image is extracted and transmitted through a single pinhole. The remaining portion of the light that forms the image is blocked. Since the period Pb of the pinhole array on the mask 12 is slightly different from the period Pa of the lenslet array old 0, each pinhole conveys a different point of each statuette. The entire set of transmitted points is combined to produce a relatively large image 18 on the image plane 20.
It can be seen that the combination of the small lens array and the pinhole mask has an effective focal length given by the following equation.

ここにP1は小レンズ配列の周期で、Pbはピンホール
配列の周期である。
Here, P1 is the period of the small lens array, and Pb is the period of the pinhole array.

本発明の他のーつの実施例によれば、マスク12はピン
ホール配列を含む必要はなく、その代りに分離した光線
伝導進路の配列を与えるようなどんな形の装置であつて
もよい。
According to another embodiment of the invention, mask 12 need not include an array of pinholes, but may instead be any type of device that provides an array of discrete light conducting paths.

本発明のさらに他のーつの実施例によれば可視光線以外
の型の放射線もここに述べた装置を用いて像を結ぶこと
ができる。
According to yet another embodiment of the invention, types of radiation other than visible light can also be imaged using the apparatus described herein.

さて第2図について対象物からの光線を受けるように配
置された小レンズ配列30を用いた写真機を示している
Referring now to FIG. 2, a photographic device is shown which employs an array of lenslets 30 arranged to receive light rays from an object.

ピンホール・マスク32は一般に小レンズ配列30に平
行に配置され、それからの距離S1の間隔を有する。写
真フイルム34はいかなる型でもいかなる配置でもよく
、マスク32の後の像平面におかれている。シヤツタ機
構36はフイルム34に光が選択的に達することができ
るように操作でき、駆動装置38およびマスク32とフ
イルム34との間におかれたピンホール・マスク40か
らなる。マスク40はマスク32上のピンホールの周期
と同じ周期のピンホール分布を有するような構造をもつ
のが都合がよい。フイルム34はなめらかな像を結ぶた
めにピンホールを通して伝わる光線が拡散するに十分な
距離S2だけマスク40からはなれている。S2はS1
とほぼ同フじになるように選ばれるのが都合よい。シヤ
ツタ36が閉の位置ではマスク32を通過した光線がマ
スク40に達しないようにマスク40はマスク32の位
相から僅かにずれるように置かれている。シヤツタ−3
6を開くとマスク40が僅かに動き、マスク40のピン
ホールをマスク32のピンホールと一致するように持つ
てきて、これにより光線の進路がフイルム34に達する
ことができるようにする。本発明の他のーつの実施例に
よれば、小レンズ配列30を形成する小レンズの周期に
、特に小レンズ配列の円周の縁に沿つて僅かの歪を与え
ることにより、精密な複写写真機用として歪修正の制御
を行つている。
Pinhole mask 32 is generally placed parallel to lenslet array 30 and spaced a distance S1 therefrom. Photographic film 34, which may be of any type and in any configuration, is placed at the image plane behind mask 32. Shutter mechanism 36 is operable to selectively allow light to reach film 34 and comprises a drive 38 and a pinhole mask 40 interposed between mask 32 and film 34. Conveniently, mask 40 has a structure such that it has a pinhole distribution with the same period as the period of the pinholes on mask 32. Film 34 is separated from mask 40 by a distance S2 sufficient to diffuse light rays transmitted through the pinholes to form a smooth image. S2 is S1
It is convenient to choose it so that it is almost the same as . The mask 40 is placed slightly out of phase with the mask 32 so that the light beam passing through the mask 32 does not reach the mask 40 when the shutter 36 is in the closed position. Shutter 3
6 is opened, the mask 40 moves slightly, bringing the pinholes in the mask 40 into alignment with the pinholes in the mask 32, thereby allowing the path of the light beam to reach the film 34. According to another embodiment of the present invention, by slightly distorting the period of the lenslets forming the lenslet array 30, particularly along the circumferential edge of the lenslet array, precise reproduction photographs can be obtained. Distortion correction is controlled for convenience.

与える歪の正確な量は光学装置のその他の部分から入つ
たりあるいは複写される原文に存在する他の既知の見せ
かけの歪を補償するように設計される。同様にマスク3
2の周期の歪は歪修正用に用いることができる。さて第
3図において、小レンズ50を直線にならべたものとこ
れに対応する直線状ピンホール・マスク52とを用いた
写真機を示す。
The precise amount of distortion applied is designed to compensate for other known spurious distortions introduced from other parts of the optical system or present in the original text being reproduced. Similarly mask 3
The periodic distortion of 2 can be used for distortion correction. Now, FIG. 3 shows a camera using a linear array of small lenses 50 and a corresponding linear pinhole mask 52.

小レンズ配列50は周期PxをO.2mmに等しくし、
ピンホール配列マスク52はピンホールの周期Py=0
.22mmを有するようにするのが都合よいであろう。
小レンズ配列50とピンホール・マスク52とをマスク
52の後におかれた写真フイルム56に関して無関係に
選択可能の速度で動かすことができるように駆動装置5
4が設けられている。移動できるカーテン58は小レン
ズ配列を通して光線がフイルム56に達するのを妨げて
いる。フイルム56は露出の間静止していて、ピンホー
ル配列が速度V2で移動するとき小レンズ配列は速度V
1でそこへ横方向に移動してくる。速度V1と速度V2
との比はPxとPyとの比にほぼ等しくなるように選び
このようにして第2図の写真機で生ずる像に等しい像を
フイルム上に生ずるようにする。本発明の他のーつの実
施例によれば、フイルム56と観察されるべき対象物が
移動する間ピンホール配列マスク52と小レンズ配列5
0とは固定されたままに保たれる。このような写真機は
連続複写用あるいは競馬場の決勝線用写真機として使用
される。決勝線用写真機ではフイルム上の像の横方向の
位置は露出が行われた個々の瞬間の時間の関数である。
技術に熟練した人々には本発明の範囲内にあるすべての
広範な種類の異つた実施例において本発明は構成され操
作されることができるということは明らかであろう。
The small lens array 50 has a period Px of O. equal to 2mm,
The pinhole array mask 52 has a pinhole period Py=0
.. It may be convenient to have 22 mm.
A drive 5 is provided for moving lenslet array 50 and pinhole mask 52 at a selectable speed independently of photographic film 56 placed behind mask 52.
4 is provided. A movable curtain 58 prevents light rays from reaching the film 56 through the lenslet array. The film 56 remains stationary during exposure and the lenslet array moves at a speed V2 as the pinhole array moves at a speed V2.
1 and move horizontally there. Speed V1 and speed V2
The ratio of Px to Py is chosen to be approximately equal to the ratio of Px to Py, thus producing an image on the film equivalent to that produced by the camera of FIG. According to another embodiment of the invention, the pinhole array mask 52 and the lenslet array 5 are moved while the film 56 and the object to be observed are moved.
0 remains fixed. Such a camera is used for continuous copying or as a racetrack racetrack racetrack camera. In a finish line camera, the lateral position of the image on the film is a function of time at the individual instants at which the exposure is made.
It will be apparent to those skilled in the art that the invention can be constructed and operated in a wide variety of different embodiments all within the scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は対象物と像平面との間におかれた本発明の一実
施例による光学装置の透視図である。 第2図は第1図の装置を使用した写真機の斜視図である
。第3図は本発明の実施例により構成された操作される
走査用写真機の斜視図である。特許請求の範囲に記載さ
れた主な部品の参照番号は次の通りである。小レンズ・
・・・・・10、対象物・・・・・・11.ピンホール
・マスク・・・・・・12、像平面またはフイルム・・
・・・・20,30,56、ピンホール配列・・・・・
・40、単列の小レンズ・・・・・・50、マスク・・
・・・・52。
FIG. 1 is a perspective view of an optical device according to an embodiment of the invention placed between an object and an image plane. FIG. 2 is a perspective view of a camera using the apparatus of FIG. 1. FIG. 3 is a perspective view of an operative scanning camera constructed in accordance with an embodiment of the present invention. The reference numbers of the main parts described in the claims are as follows. Small lens・
...10.Object ...11. Pinhole mask...12, Image plane or film...
...20,30,56, pinhole array...
・40, Single row small lens...50, Mask...
...52.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 当該装置及び像平面の間の距離を比較的小さくして
対象物の比較的大きい像を作るための光学装置において
、対象物及び像平面の中間に配置された所定の構成の小
レンズの表面配列を有して複数の像を作るレンズ装置と
、前記複数の小レンズ及び像平面の中間に配置されて複
数の分離した光線伝導進路を画成するサンプリング装置
と、前記像平面に像を記録する装置を保持する像平面装
置とを有し、前記小レンズのそれぞれが人の裸眼で解像
し得る最小寸法より実質的に大きい寸法を有し、前記光
線伝導進路のそれぞれが前記複数の像のそれぞれの像の
異なる部分を示す光線を前記像平面へ伝導し、それによ
り前記光線伝導進路のそれぞれの総合が完全な像を前記
像平面に作るように前記光線伝導進路を構成し、前記像
平面装置が前記光線伝導進路のそれぞれを単一の小レン
ズの面積にほぼ等しい面積に配置するに充分な前記サン
プリング装置からの距離において前記像記録装置を維持
するように配置されていることを特徴とする光学装置。 2 前記小レンズの表面配列がほぼ同じ小レンズの平ら
な列を有し且つ前記像平面装置が前記像記録装置を前記
平らな列と平行関係に保持することを特徴とする特許請
求の範囲第1項による光学装置。 3 前記サンプリング装置が前記小レンズからの像の部
分を示す光線を分離した位置において当該マスクを通過
させるピンホールを形成して有する孔マスクを有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項による光学装置。 4 前記レンズ装置が実質的に同じ小レンズの平らな列
からなり、前記孔マスクが全体的に平らであり且つ前記
平らな小レンズ列に対して平行に配設され、且つ前記像
平面装置が前記像記録装置を前記平らな小レンズ列に対
して平行関係に保持し、前記ピンホール列でのピンホー
ルの周期が前記小レンズ列での小レンズの周期より実質
的に大きくて各小レンズからの像の異なる部分を示す光
線を前記マスクに通すことを特徴とする特許請求の範囲
第3項による光学装置。 5 前記小レンズのそれぞれが実質的に同じ焦点距離を
有し且つ前記孔マスクが前記焦点距離に実質的に等しい
距離だけ前記小レンズ列から離れていることを特徴とす
る特許請求の範囲第4項による光学装置。 6 前記像平面装置が前記像記録装置を前記焦点距離に
実質的に等しい前記孔マスクからの距離に保持すること
を特徴とする特許請求の範囲第5項による光学装置。 7 前記小レンズ列の一方向への小レンズの周期がそれ
と直角な方向への小レンズの周期に等しいことを特徴と
する特許請求の範囲第1項による光学装置。 8 前記周期が約0.2mmであることを特徴とする特
許請求の範囲第7項による光学装置。 9 前記像平面装置によつて保持された像記録装置への
前記光線伝導進路の到達を選択的に許し又は妨げるシャ
ッター装置を更に有することを特徴とする特許請求の範
囲第1項による光学装置。 10 前記像平面装置が写真感光物質を前記像平面に保
持することを特徴とする特許請求の範囲第1項による光
学装置。 11 前記ピンホールのそれぞれの幅が前記小レンズの
それぞれの幅が小レンズ列全体の幅に対すると同じ比率
を前記小レンズのそれぞれの幅に対して有することを特
徴とする特許請求の範囲第4項による光学装置。 12 前記小レンズの平面配列が小レンズの単一列から
なり、且つ前記サンプリング装置が前記小レンズの単一
列と平行なピンホールの単一列を形成して有する孔マス
クと、前記像平面装置によつて保持された像記録装置に
対して前記小レンズ列及び前記ピンホール列をそれらの
軸線に対して横方向へ移動させる移動装置と、光線が前
記小レンズへ通る時以外前記像平面装置によつて保持さ
れた像記録装置へ光線が通るのを妨げるスクリーン装置
とを有することを特徴とする特許請求の範囲第1項によ
る光学装置。 13 前記ピンホール列でのピンホールの周期がそれぞ
れの小レンズからの像の異なる部分を示す光線を前記マ
スクに通すに充分なだけ前記小レンズ列での小レンズの
周期より大きく、且つ前記移動装置が前記小レンズ列を
第一の速度で移動させる小レンズ移動装置と、前記ピン
ホール列を前記第一の速度より僅かに速く且つ前記ピン
ホール列の前記ピンホールの周期及び前記小レンズの前
記小レンズの周期の間の比と実質的に同じ比をもつて前
記第一の速度に関係した第二の速度で移動させるピンホ
ール移動装置とを有し、前記像平面装置によつて保持さ
れた像記録装置に対する前記小レンズ列及び前記ピンホ
ール列の相対運動が走査像を像記録装置に作ることを特
徴とする特許請求の範囲第12項による光学装置。
[Claims] 1. An optical device for creating a relatively large image of an object with a relatively small distance between the device and the image plane, including a predetermined optical device disposed intermediate the object and the image plane. a lens device having a surface array of lenslets configured to produce a plurality of images; a sampling device disposed intermediate the plurality of lenslets and the image plane to define a plurality of discrete light-conducting paths; an image plane device holding a device for recording an image in an image plane, each of said lenslets having dimensions substantially larger than the smallest dimension resolvable by the naked human eye; said light ray conducting paths, each of said light ray conducting paths indicative of a different portion of a respective image of said plurality of images to said image plane, such that the summation of each of said ray conducting paths produces a complete image at said image plane; and arranged such that the image plane device maintains the image recording device at a distance from the sampling device sufficient to place each of the ray conductive paths in an area approximately equal to the area of a single lenslet. An optical device characterized by: 2. The surface arrangement of said lenslets comprises a flat row of substantially identical lenslets, and said image plane device holds said image recording device in parallel relationship with said flat row. Optical device according to Section 1. 3. According to claim 1, wherein the sampling device has a hole mask having a pinhole formed therein through which a light beam representing a portion of the image from the small lens is separated at a separated position. optical equipment. 4. said lens arrangement comprises a flat array of substantially identical lenslets, said aperture mask is generally planar and disposed parallel to said flat lenslet array, and said image plane arrangement comprises: the image recording device is held in a parallel relationship to the planar lenslet array, and each lenslet has a period of pinholes in the pinhole array that is substantially greater than a period of lenslets in the lenslet array; 4. Optical device according to claim 3, characterized in that light beams representing different parts of the image from the mask are passed through the mask. 5. Each of the lenslets has substantially the same focal length and the aperture mask is spaced from the array of lenslets by a distance substantially equal to the focal length. Optical device according to section. 6. Optical device according to claim 5, characterized in that the image plane device holds the image recording device at a distance from the aperture mask substantially equal to the focal length. 7. The optical device according to claim 1, wherein the period of the small lenses in one direction of the small lens array is equal to the period of the small lenses in the direction perpendicular thereto. 8. Optical device according to claim 7, characterized in that the period is about 0.2 mm. 9. Optical device according to claim 1, further comprising a shutter device selectively allowing or preventing the light beam conduction path from reaching an image recording device held by the image plane device. 10. An optical device according to claim 1, wherein said image plane device holds a photosensitive material at said image plane. 11. Claim 4, wherein the width of each of the pinholes has the same ratio to the width of each of the lenslets as the width of each of the lenslets has to the width of the entire array of lenslets. Optical device according to section. 12, wherein the planar array of lenslets comprises a single row of lenslets, and the sampling device comprises a hole mask forming a single row of pinholes parallel to the single row of lenslets; a moving device for moving the lenslet array and the pinhole array in a direction transverse to their axes with respect to an image recording device held by the image plane device; 2. An optical device according to claim 1, further comprising a screen device which prevents the passage of light rays to the image recording device which is held against the image recording device. 13 The period of the pinholes in the pinhole array is greater than the period of the lenslets in the lenslet array by a sufficient amount to allow light rays representing different portions of the image from each lenslet to pass through the mask, and the movement a small lens moving device for moving the small lens array at a first speed; a pinhole moving device for moving the pinhole at a second speed related to the first speed with substantially the same ratio between the periods of the lenslet and held by the image plane device; 13. Optical device according to claim 12, characterized in that the relative movement of said lenslet array and said pinhole array with respect to an image recording device created by the image recording device produces a scanned image on the image recording device.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7236304B2 (en) 2003-11-04 2007-06-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Imaging Device

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DE2646407A1 (en) 1977-04-28
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