JPS6095513A - 光学装置 - Google Patents
光学装置Info
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- JPS6095513A JPS6095513A JP20403483A JP20403483A JPS6095513A JP S6095513 A JPS6095513 A JP S6095513A JP 20403483 A JP20403483 A JP 20403483A JP 20403483 A JP20403483 A JP 20403483A JP S6095513 A JPS6095513 A JP S6095513A
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- Japan
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- image
- lenses
- distance
- micro
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はファ□クシミリ装置等の画像読取光学系として
用いるに好適な光学装置に関する。
用いるに好適な光学装置に関する。
従来例の構成とその問題点
CCDイメージセンサ等の1次元または2次元の固体イ
メージセンサを用い、画像を走査光電変換する場合の技
術的課題の1つに、走査画像のモ2戸 、゛ アレの抑圧がある。
メージセンサを用い、画像を走査光電変換する場合の技
術的課題の1つに、走査画像のモ2戸 、゛ アレの抑圧がある。
第1図はそのようなモアレが発生する様子を示す波形図
である。この図の(a)は、固体イメージセンサの撮像
面1上の画素対応の開口11,12゜13.14.16
・拳eと、その撮像面1に入射するピッチ佑#2To(
12は点間隔)の矩形光パターンの波形を対応付けて示
している。この場合、開口感度分布は一様として、固体
イメージセンサの各画素の光電変換出力の値は同図(b
)に示すようになり、最大値v1 と最小値v3に3倍
以上の差のある極めてコントラストの強いモアレが生じ
ることが認められる。なお、dは画素ピッチである。
である。この図の(a)は、固体イメージセンサの撮像
面1上の画素対応の開口11,12゜13.14.16
・拳eと、その撮像面1に入射するピッチ佑#2To(
12は点間隔)の矩形光パターンの波形を対応付けて示
している。この場合、開口感度分布は一様として、固体
イメージセンサの各画素の光電変換出力の値は同図(b
)に示すようになり、最大値v1 と最小値v3に3倍
以上の差のある極めてコントラストの強いモアレが生じ
ることが認められる。なお、dは画素ピッチである。
このようなモアレを抑圧するには、走査方向に変移させ
た二重像または多重像を撮像面に結像させると有効であ
る。
た二重像または多重像を撮像面に結像させると有効であ
る。
第2図は二重像を結像させた場合のモアレ抑圧効果を説
明するだめの第1図と同様な波形図である。同図(iL
)において、実線と破線はそれぞれ走査方向に画素ピッ
チdの半分に等しいSだけ相対変移させた矩形光パター
ンの波形である。このよう3べ一7゛ な二重像を撮像面1に結像させた場合、固体イメージセ
ンサの各画素の光電変換出力の値は四回(blのように
なり、モアレのコントラストは半減する。
明するだめの第1図と同様な波形図である。同図(iL
)において、実線と破線はそれぞれ走査方向に画素ピッ
チdの半分に等しいSだけ相対変移させた矩形光パター
ンの波形である。このよう3べ一7゛ な二重像を撮像面1に結像させた場合、固体イメージセ
ンサの各画素の光電変換出力の値は四回(blのように
なり、モアレのコントラストは半減する。
なお、二重像の変移量Sの太きさは、取扱う画像パター
ン、必要な解像特性等を勘案し決めるべきものである。
ン、必要な解像特性等を勘案し決めるべきものである。
第3図はそのよう々二重像を得るように構成されたビデ
オカメラの光学系の概略断面図である。
オカメラの光学系の概略断面図である。
この図において、21は結像レンズ、22は水晶板、2
3け撮像板である。結像レンズ21により集光された光
束24け水晶板22の複屈折により2つの光束24&
、24bに分かれ、撮像板23の撮像面26土の2つの
点261L 、26bに結像する。かくして、図中で上
下方向にδ(変移量)だけ相対変移した入射光学像の二
重像が、撮像面26に結像される。この変移量δを、変
移方向と垂直な走査線のピンチ程度に選べば、モアレを
抑圧できる。
3け撮像板である。結像レンズ21により集光された光
束24け水晶板22の複屈折により2つの光束24&
、24bに分かれ、撮像板23の撮像面26土の2つの
点261L 、26bに結像する。かくして、図中で上
下方向にδ(変移量)だけ相対変移した入射光学像の二
重像が、撮像面26に結像される。この変移量δを、変
移方向と垂直な走査線のピンチ程度に選べば、モアレを
抑圧できる。
しか17、このような光学系は、ファクシミリ装置等に
用いる画像撮像手段として最近注目され、またラインセ
ンサとして実際に使用されている密着型イメージセンサ
(以下、大型センサと称する)に適用するのは、コスト
的に無理である。何故ならば、大型センサは最大読堆原
稿幅に相当する極めて大きい寸法を有し、その撮像面に
原稿面の正立等倍二重像を結像させるには、大きな水晶
板22を必要とし、水晶板22が著しく高価となるため
である。
用いる画像撮像手段として最近注目され、またラインセ
ンサとして実際に使用されている密着型イメージセンサ
(以下、大型センサと称する)に適用するのは、コスト
的に無理である。何故ならば、大型センサは最大読堆原
稿幅に相当する極めて大きい寸法を有し、その撮像面に
原稿面の正立等倍二重像を結像させるには、大きな水晶
板22を必要とし、水晶板22が著しく高価となるため
である。
このように、大型センサに正立等倍二重像を結像させる
光学装置としては、水晶板のような高価な部品を用いな
い構成を考案せざるを得ない。
光学装置としては、水晶板のような高価な部品を用いな
い構成を考案せざるを得ない。
第4図はそのような光学装置の一例を示す概略断面図で
ある。この図において、30aと30bはロッドレンズ
アレイであり、それぞれ集束性光伝送体から成る多数の
ロッドレンズを図面と垂直方向に一列に配列し一体化し
たものである。ロッドレンズアレイ30a 、30bは
大型センサ31の撮像面の垂直面に対し互いに逆向きに
角度θだけ傾けられている。32は原稿、33は図面と
垂直方向に延びたスリット34が形成されたスリット6
ペパ 板、36は光源である。
ある。この図において、30aと30bはロッドレンズ
アレイであり、それぞれ集束性光伝送体から成る多数の
ロッドレンズを図面と垂直方向に一列に配列し一体化し
たものである。ロッドレンズアレイ30a 、30bは
大型センサ31の撮像面の垂直面に対し互いに逆向きに
角度θだけ傾けられている。32は原稿、33は図面と
垂直方向に延びたスリット34が形成されたスリット6
ペパ 板、36は光源である。
このような構成であれば、原稿320点36から出る光
束はロッドレンズアレイ30a 、30bにより大型セ
ンサ31の撮像面」二の距離dだけ相対変移した点37
a 、37bに結像するから、傾斜角度θと撮像面から
のロッドレンズアレイ30a、3obの高さhを適切に
決めた場合、原稿画像の正立等倍二重像を撮像面に結像
させ、モアレの抑圧を達成できる。
束はロッドレンズアレイ30a 、30bにより大型セ
ンサ31の撮像面」二の距離dだけ相対変移した点37
a 、37bに結像するから、傾斜角度θと撮像面から
のロッドレンズアレイ30a、3obの高さhを適切に
決めた場合、原稿画像の正立等倍二重像を撮像面に結像
させ、モアレの抑圧を達成できる。
しかし、この構成は、二重像の変移量d=2hθを機構
的に精密に制御する必要があり、精度面で安定性に乏し
く、また装置が高価になりやすいという問題がある。。
的に精密に制御する必要があり、精度面で安定性に乏し
く、また装置が高価になりやすいという問題がある。。
発明の目的
本発明は上記従来の問題点を解消するもので、原稿画像
の正立等倍二重像または多重像を大型センサの撮像面に
結像させるような用途に好適な、安定性に優れた比較的
安価々光学装置を提供することを1的とする。
の正立等倍二重像または多重像を大型センサの撮像面に
結像させるような用途に好適な、安定性に優れた比較的
安価々光学装置を提供することを1的とする。
発明の構成
6 ページ
本発明は、微小レンズを複数列配列した平板状レンズア
レイを複数枚、第1の面(たとえば原稿面)と第20面
(たとえば大型センサの撮像面)の間に重ねて配置し、
第1の面の光学像の二重像または多重像を第2の面に結
像させるように、少なくとも1枚のレンズアレイ上の微
小レンズの列間の光軸間距離を、他のレンズアレイ上の
微小レンズの列間の光軸間距離と異ならせることを特徴
とするものである。
レイを複数枚、第1の面(たとえば原稿面)と第20面
(たとえば大型センサの撮像面)の間に重ねて配置し、
第1の面の光学像の二重像または多重像を第2の面に結
像させるように、少なくとも1枚のレンズアレイ上の微
小レンズの列間の光軸間距離を、他のレンズアレイ上の
微小レンズの列間の光軸間距離と異ならせることを特徴
とするものである。
実施例の説明
以下、図面を参照し本発明の詳細な説明する。
第5図は本発明の一実施例による光学装置の概略断面図
である。この図において、40,41゜42は平板状の
レンズアレイであり、原稿43の通過する面と、大型セ
ンサ44の撮像面との間に配置されている。レンズアレ
イ40,41.42は主走査方向X(図面と垂直な方向
)に延びており、多数の微小凸レンズが2列に平行配列
されている。図中、40ム、41A、42人はレンズア
レイ40,41.42上の第1列微小凸レンズの7ペー
ジ 1つであり、40B 、41 B 、42Bは第2列微
小凸レンズの1つである。
である。この図において、40,41゜42は平板状の
レンズアレイであり、原稿43の通過する面と、大型セ
ンサ44の撮像面との間に配置されている。レンズアレ
イ40,41.42は主走査方向X(図面と垂直な方向
)に延びており、多数の微小凸レンズが2列に平行配列
されている。図中、40ム、41A、42人はレンズア
レイ40,41.42上の第1列微小凸レンズの7ペー
ジ 1つであり、40B 、41 B 、42Bは第2列微
小凸レンズの1つである。
46.47.48は光量調節とフレア抑圧のための開口
絞り板であり、主走査方向Xに延びており、対応するレ
ンズアレイ40.41.42上の微小凸レンズに対する
多数の絞り開口48が配列形成されている。
絞り板であり、主走査方向Xに延びており、対応するレ
ンズアレイ40.41.42上の微小凸レンズに対する
多数の絞り開口48が配列形成されている。
作用を説明すると、原稿面上の点49はレンズアレイ4
0,41.42の第1列微小凸レンズと第2列微小凸レ
ンズのそれぞれを通して撮像面に正立等倍結像されるが
、レンズアレイ40.41上の微小凸レンズの列間の光
軸間距離kに対し、レンズアレイ42上の微小凸レンズ
の列間の光軸間距離をに十δに広げているため、点49
は撮像面上の点6i0Aと、それより副走査方向Yにδ
(変移量)だけ変移した点50Bに結像される。
0,41.42の第1列微小凸レンズと第2列微小凸レ
ンズのそれぞれを通して撮像面に正立等倍結像されるが
、レンズアレイ40.41上の微小凸レンズの列間の光
軸間距離kに対し、レンズアレイ42上の微小凸レンズ
の列間の光軸間距離をに十δに広げているため、点49
は撮像面上の点6i0Aと、それより副走査方向Yにδ
(変移量)だけ変移した点50Bに結像される。
つまり、原稿画像の正立等倍二重像が撮像面に結像され
る。従って、変移量δを適切に選べば、副走査方向のモ
アレを効果的に抑圧できる。
る。従って、変移量δを適切に選べば、副走査方向のモ
アレを効果的に抑圧できる。
」二言己の」二うなレンズアレイ4o、z、42は、微
小凸レンズ群の置型を用い、一般的なプラスチック成型
技術により安価かつ高精度に作ることができる。あるい
は、基板に形成された多数の微小開口に、別に作った微
小凸レンズ体を固定する方法により作ることができる。
小凸レンズ群の置型を用い、一般的なプラスチック成型
技術により安価かつ高精度に作ることができる。あるい
は、基板に形成された多数の微小開口に、別に作った微
小凸レンズ体を固定する方法により作ることができる。
但し、微小凸レンズの微細高密度化や製造コスト等の面
からは、前者の方法が一般に有利であろう。
からは、前者の方法が一般に有利であろう。
また、レンズアレイ40,41.42の位置決めは、そ
れぞれに位置決め用の突起等を設けておくことにより、
微小凸レンズの光軸間隔と同様に10μm程度の高い精
度で行うことができる。このような位置決めは、第4図
の光学装置においてロッドレンズアレイの傾きを調節す
る場合に比べ遥かに容易であシ、位置決めのだめの機構
を簡略化でき、位置決め精度を長期間安定に維持できる
。
れぞれに位置決め用の突起等を設けておくことにより、
微小凸レンズの光軸間隔と同様に10μm程度の高い精
度で行うことができる。このような位置決めは、第4図
の光学装置においてロッドレンズアレイの傾きを調節す
る場合に比べ遥かに容易であシ、位置決めのだめの機構
を簡略化でき、位置決め精度を長期間安定に維持できる
。
なお、レンズアレイ40.47.42の何れかの微小凸
レンズと他のレンズアレイの微小凸レンズの光軸を主、
副両走査方向に相対的に変移させてもよく、その場合、
主、副両走査方向のモアレ抑圧を図ることができる。
レンズと他のレンズアレイの微小凸レンズの光軸を主、
副両走査方向に相対的に変移させてもよく、その場合、
主、副両走査方向のモアレ抑圧を図ることができる。
9ページ
第6図はそのような変形例の説明図である。この図にお
いて、δXとδアは主走査方向と副走査方向の変移量で
ある。
いて、δXとδアは主走査方向と副走査方向の変移量で
ある。
第7図は本発明の他の実施例による光学装置の概略断面
図である。この図において61,62゜63.64は表
面に凹凸のない完全な平板であり、原稿66の通過する
面と、大型センサ66の撮像面との間に配置されている
。これらレンズアレイ61.62,63.64は主走査
方向X(図面と垂直な方向)に延びており、平板ガラス
基板の内部に、表面から屈折率の異なる媒質を拡散させ
ることにより一体的に形成された、凸レンズとして作用
する多数の微小分布屈折率レンズが2列に平行配列され
ている。図中、61 A 、62ム、63A。
図である。この図において61,62゜63.64は表
面に凹凸のない完全な平板であり、原稿66の通過する
面と、大型センサ66の撮像面との間に配置されている
。これらレンズアレイ61.62,63.64は主走査
方向X(図面と垂直な方向)に延びており、平板ガラス
基板の内部に、表面から屈折率の異なる媒質を拡散させ
ることにより一体的に形成された、凸レンズとして作用
する多数の微小分布屈折率レンズが2列に平行配列され
ている。図中、61 A 、62ム、63A。
64Aはレンズアレイ61,62,63.64上の第1
列微小分布屈折率レンズの1つであり、61 B 、6
2B 、63B 、64Bは第2列微小分布屈折率レン
ズの1つである。
列微小分布屈折率レンズの1つであり、61 B 、6
2B 、63B 、64Bは第2列微小分布屈折率レン
ズの1つである。
67.68.69は光量調節とフレア抑圧のだめの開口
絞り板であり、主走査方向Xに延びてお10ベージ リ、対応するレンズアレイ61,63.64上の微小分
布屈折率レンズに対する多数の絞シ開ロア。
絞り板であり、主走査方向Xに延びてお10ベージ リ、対応するレンズアレイ61,63.64上の微小分
布屈折率レンズに対する多数の絞シ開ロア。
が配列形成されている。71はガラス板であり、その上
を原稿65が原稿送りローラ72により副走査方向Yに
送られる。このガラス板71の上面は、原稿読取用のス
リット73の部分を除き、クロムなどの耐摩耗材料の蒸
着膜74で覆われている。
を原稿65が原稿送りローラ72により副走査方向Yに
送られる。このガラス板71の上面は、原稿読取用のス
リット73の部分を除き、クロムなどの耐摩耗材料の蒸
着膜74で覆われている。
作用は第6図に示した実施例と同様であり、原稿面上の
点像はレンズアレイ61,62,63゜64の第1列微
小分布屈折率レンズと第2列微小分布屈折率レンズのそ
れぞれを通して撮像面に王立等倍結像されるが、レンズ
アレイ61.62上の微小凸レンズの列間の光軸間距離
kに対し、レンズアレイ63.64上の微小分布屈折率
レンズの列間の光軸間距離をに十δに広げているため、
点像は撮像面上の副走査方向Y[d (変移量)だけ相
対変移した2点に結像される。つまり、原稿画像の正立
等倍二重像が撮像面に結像される。従って、変移量dを
適切に選べば、副走査方向のモ11 ベージ アレを効果的に抑圧できる。
点像はレンズアレイ61,62,63゜64の第1列微
小分布屈折率レンズと第2列微小分布屈折率レンズのそ
れぞれを通して撮像面に王立等倍結像されるが、レンズ
アレイ61.62上の微小凸レンズの列間の光軸間距離
kに対し、レンズアレイ63.64上の微小分布屈折率
レンズの列間の光軸間距離をに十δに広げているため、
点像は撮像面上の副走査方向Y[d (変移量)だけ相
対変移した2点に結像される。つまり、原稿画像の正立
等倍二重像が撮像面に結像される。従って、変移量dを
適切に選べば、副走査方向のモ11 ベージ アレを効果的に抑圧できる。
なお本実施例においても、従来の光学装置に対し、第6
図に示した実施例と同様の効果を得られることは明らか
である。また、本実施例も第6図に示したような変形が
可能である。
図に示した実施例と同様の効果を得られることは明らか
である。また、本実施例も第6図に示したような変形が
可能である。
ここで付言すれば、上記各実施例におけるレンズアレイ
上の微小レンズの焦点距離、開口径、レンズアレイ間距
離、開口絞り板の位置等は、幾何光学ならびに波面光学
を考慮に入れた一般的な設計技術によって、光学装置の
用途に応じ容易に決定できる。
上の微小レンズの焦点距離、開口径、レンズアレイ間距
離、開口絞り板の位置等は、幾何光学ならびに波面光学
を考慮に入れた一般的な設計技術によって、光学装置の
用途に応じ容易に決定できる。
発明の効果
本発明は、微小レンズを複数列配列した平板状レンズア
レイを複数枚、第1の面(たとえば原稿面)と第20面
(たとえば大型センサの撮像面)の間に重ねて配置し、
第1の面の光学像の二重像または多重像を第2の面に結
像させるように、少なくとも1枚のレンズアレイ上の微
小レンズの列間の光軸間距離を、他のレンズアレイ上の
微小レンズの列間の光軸間距離と異ならせる構成である
から、上述のように、大型センサを使用したファクンミ
リ装置の画像読取光学系等に好適で、安定性および価格
の面で従来装置より格段に優れた光学装置を実現できる
という効果を得られる。
レイを複数枚、第1の面(たとえば原稿面)と第20面
(たとえば大型センサの撮像面)の間に重ねて配置し、
第1の面の光学像の二重像または多重像を第2の面に結
像させるように、少なくとも1枚のレンズアレイ上の微
小レンズの列間の光軸間距離を、他のレンズアレイ上の
微小レンズの列間の光軸間距離と異ならせる構成である
から、上述のように、大型センサを使用したファクンミ
リ装置の画像読取光学系等に好適で、安定性および価格
の面で従来装置より格段に優れた光学装置を実現できる
という効果を得られる。
第1図はモアレの発生を説明するだめの波形図、第2図
は二重像の結像によるモアレの抑圧を説明するだめの波
形図、第3図は従来の光学装置の一例を示す概略断面図
、第4図は従来の他の光学装置の概略断面図、第5図は
本発明の一実施例による光学装置の概略断面図、第6図
は同実施例の変形例の説明図、第7図は本発明の他の実
施例による光学装置の概略断面図である。 40.41.42・・・・・・レンズアレイ、4oム。 40B、41人、41B、42人、42B・・・・・・
微小凸レンズ、43・・・・・・原稿、44・・・・・
大型センサ、45.46.47・・・・・・開口絞り板
、61゜62.63.64・・・・・・レンズアレイ、
61人。 61 B 、62ム、62B 、63ム、64B・・・
・・・微小分布屈折率レンズ、66・・・・・・原稿、
66・・・・・・大13ページ 型センサ、67.68.69・・・・・・開口絞り板、
71・・・・・・ガラス板、72・・・・・・原稿送り
ローラ、73・・・・・・蒸着膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第3
1!I ?3 第4図
は二重像の結像によるモアレの抑圧を説明するだめの波
形図、第3図は従来の光学装置の一例を示す概略断面図
、第4図は従来の他の光学装置の概略断面図、第5図は
本発明の一実施例による光学装置の概略断面図、第6図
は同実施例の変形例の説明図、第7図は本発明の他の実
施例による光学装置の概略断面図である。 40.41.42・・・・・・レンズアレイ、4oム。 40B、41人、41B、42人、42B・・・・・・
微小凸レンズ、43・・・・・・原稿、44・・・・・
大型センサ、45.46.47・・・・・・開口絞り板
、61゜62.63.64・・・・・・レンズアレイ、
61人。 61 B 、62ム、62B 、63ム、64B・・・
・・・微小分布屈折率レンズ、66・・・・・・原稿、
66・・・・・・大13ページ 型センサ、67.68.69・・・・・・開口絞り板、
71・・・・・・ガラス板、72・・・・・・原稿送り
ローラ、73・・・・・・蒸着膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第3
1!I ?3 第4図
Claims (1)
- 第1の面の光学像の二重像または多重像を第2の面に結
像させる光学装置であって、微小レンズを2列以上に配
列して成る平板状のレンズアレイを複数枚、上記第1と
第2の面の間に重ねて配置し、少なくとも1枚の上記レ
ンズアレイ上の微小レンズの列間の光軸間距離を、他の
上記レンズアレイ上の微小レンズの列間の光軸間距離□
と異ならせたことを特徴とする光学装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20403483A JPS6095513A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 光学装置 |
US06/666,892 US4676596A (en) | 1983-10-31 | 1984-10-31 | Optical device and document reader using the same |
EP84113138A EP0143357B1 (en) | 1983-10-31 | 1984-10-31 | Optical device and document reader using the same |
DE8484113138T DE3472049D1 (en) | 1983-10-31 | 1984-10-31 | Optical device and document reader using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20403483A JPS6095513A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 光学装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6095513A true JPS6095513A (ja) | 1985-05-28 |
Family
ID=16483653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20403483A Pending JPS6095513A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 光学装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6095513A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62147422A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-07-01 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像入力装置 |
JPH04192661A (ja) * | 1990-11-22 | 1992-07-10 | Ricoh Co Ltd | 画像読取装置 |
-
1983
- 1983-10-31 JP JP20403483A patent/JPS6095513A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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