JPH08320403A - 光学レンズ - Google Patents
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- JPH08320403A JPH08320403A JP7152651A JP15265195A JPH08320403A JP H08320403 A JPH08320403 A JP H08320403A JP 7152651 A JP7152651 A JP 7152651A JP 15265195 A JP15265195 A JP 15265195A JP H08320403 A JPH08320403 A JP H08320403A
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- optical axis
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- H04N1/193—Simultaneously or substantially simultaneously scanning picture elements on one main scanning line using electrically scanned linear arrays, e.g. linear CCD arrays
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Abstract
(57)【要約】
【目的】簡易に切り換え可能な光学レンズを提供する。
【構成】複数の光軸ｚ1，ｚ2を有し、該複数の光軸
ｚ1，ｚ2の各々に一組のレンズ面１ａ，１ｂ；２ａ，２
ｂを設け、前記複数の光軸ｚ1，ｚ2の各々を光学系の光
軸Ｚと一致させられるように、位置又は姿勢を変更可能
に配置したことを特徴とする。
ｚ1，ｚ2の各々に一組のレンズ面１ａ，１ｂ；２ａ，２
ｂを設け、前記複数の光軸ｚ1，ｚ2の各々を光学系の光
軸Ｚと一致させられるように、位置又は姿勢を変更可能
に配置したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来よりどの光学レンズも１つの光軸の
みを有し、その光軸に沿って１組のレンズ面が設けられ
ていた。以下に一例として、ラインスキャナー用のレン
ズについて説明する。ラインスキャナーは、フィルム上
の画像情報を読み込むフィルムスキャナーなどに多用さ
れている。このフィルムスキャナーは、フィルム上の画
像を例えばＣＣＤラインセンサー上に投影し、フィルム
をスキャンすることによって、フィルム上の画像の２次
元情報を電気信号に変換して読みとるものである。
みを有し、その光軸に沿って１組のレンズ面が設けられ
ていた。以下に一例として、ラインスキャナー用のレン
ズについて説明する。ラインスキャナーは、フィルム上
の画像情報を読み込むフィルムスキャナーなどに多用さ
れている。このフィルムスキャナーは、フィルム上の画
像を例えばＣＣＤラインセンサー上に投影し、フィルム
をスキャンすることによって、フィルム上の画像の２次
元情報を電気信号に変換して読みとるものである。
【０００３】フィルムスキャナーの一例を図５に示す。
フィルムスキャナー光学系の光軸Ｚに沿って、ＣＣＤラ
インセンサー１１、結像レンズ１２、フィルム１３、照
明レンズ１４，１５、及び光源１６がその順に配置され
ている。ＣＣＤラインセンサー１１は、光軸Ｚに直交
し、且つ互いに直交するＸ、Ｙ方向のうち、Ｘ方向の情
報を読み取るように配置されており、フィルム１３は、
Ｙ方向にスキャンするように構成されている。結像レン
ズ１２は、フィルム１３上の画像をＣＣＤラインセンサ
ー１１に投影するためのものである。照明レンズ１４，
１５は、フィルム１３をＸ方向にむらなく照明するため
のものである。この照明光学系は、光源１６からの光が
むらなくそして損失なくＣＣＤラインセンサー１１上に
届くように、ケーラー照明を行うのが一般的である。こ
のとき光源像が、結像レンズ１２の瞳面内に形成される
ように構成されている。しかして従来の照明レンズ１４
または１５は、図７に示すようにＸ方向に長い長方形開
口をもつ形状に形成されていた。
フィルムスキャナー光学系の光軸Ｚに沿って、ＣＣＤラ
インセンサー１１、結像レンズ１２、フィルム１３、照
明レンズ１４，１５、及び光源１６がその順に配置され
ている。ＣＣＤラインセンサー１１は、光軸Ｚに直交
し、且つ互いに直交するＸ、Ｙ方向のうち、Ｘ方向の情
報を読み取るように配置されており、フィルム１３は、
Ｙ方向にスキャンするように構成されている。結像レン
ズ１２は、フィルム１３上の画像をＣＣＤラインセンサ
ー１１に投影するためのものである。照明レンズ１４，
１５は、フィルム１３をＸ方向にむらなく照明するため
のものである。この照明光学系は、光源１６からの光が
むらなくそして損失なくＣＣＤラインセンサー１１上に
届くように、ケーラー照明を行うのが一般的である。こ
のとき光源像が、結像レンズ１２の瞳面内に形成される
ように構成されている。しかして従来の照明レンズ１４
または１５は、図７に示すようにＸ方向に長い長方形開
口をもつ形状に形成されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＣＣＤラインセンサー
１１を変更しないで、異なるサイズのフィルム、すなわ
ちＸ方向の長さが異なるフィルム１３を読みとろうとす
る場合には、例えば結像レンズ１２としてズームレンズ
を用いるとか、倍率の異なる結像レンズ１２を複数本用
意するなどによって、結像レンズ１２の倍率を切り換え
る必要がある。そうすると結像レンズ１２の倍率を切り
換える度に、結像レンズ１２の瞳の位置が変わる。例え
ば図６に示すように、Ｘ方向の長さが短いフィルム１３
を投影するときには、結像レンズ１２の瞳の位置をフィ
ルム１３側に移動させる必要を生じ、この結果ＣＣＤラ
インセンサー１１の周辺では光量不足となる。これは、
ＣＣＤラインセンサー１１から光路を逆にたどっていく
と、光源１６の範囲外に達することより明らかであり、
すなわち光源１６の一部しか照明に寄与しないために、
画像むらを生じる。
１１を変更しないで、異なるサイズのフィルム、すなわ
ちＸ方向の長さが異なるフィルム１３を読みとろうとす
る場合には、例えば結像レンズ１２としてズームレンズ
を用いるとか、倍率の異なる結像レンズ１２を複数本用
意するなどによって、結像レンズ１２の倍率を切り換え
る必要がある。そうすると結像レンズ１２の倍率を切り
換える度に、結像レンズ１２の瞳の位置が変わる。例え
ば図６に示すように、Ｘ方向の長さが短いフィルム１３
を投影するときには、結像レンズ１２の瞳の位置をフィ
ルム１３側に移動させる必要を生じ、この結果ＣＣＤラ
インセンサー１１の周辺では光量不足となる。これは、
ＣＣＤラインセンサー１１から光路を逆にたどっていく
と、光源１６の範囲外に達することより明らかであり、
すなわち光源１６の一部しか照明に寄与しないために、
画像むらを生じる。
【０００５】そこで光源１６からの光がむらなくそして
損失なくＣＣＤラインセンサー１１上に届くようにする
ためには、フィルム１３のサイズが変わるたびに、結像
レンズ１２の倍率を切り換えると同時に、照明光学系の
構成を変更する必要を生じる。具体的には照明レンズ１
４，１５を、焦点距離が異る別の組合せのものに交換す
る必要がある。しかるに上記従来の照明レンズ１４，１
５を用いるときには、照明光学系の構成を変更するため
には、照明レンズ１４，１５自体を交換せざるを得な
い。そのため照明レンズ１４，１５を複数個用意しなけ
ればならず、照明レンズを交換自在に配置するためにフ
ィルムスキャナー自体も複雑になり、交換作業も面倒に
なるという問題点を生じる。したがって本発明は、交換
を必要とせず、簡易に切り換え可能な光学レンズを提供
することを目的とする。
損失なくＣＣＤラインセンサー１１上に届くようにする
ためには、フィルム１３のサイズが変わるたびに、結像
レンズ１２の倍率を切り換えると同時に、照明光学系の
構成を変更する必要を生じる。具体的には照明レンズ１
４，１５を、焦点距離が異る別の組合せのものに交換す
る必要がある。しかるに上記従来の照明レンズ１４，１
５を用いるときには、照明光学系の構成を変更するため
には、照明レンズ１４，１５自体を交換せざるを得な
い。そのため照明レンズ１４，１５を複数個用意しなけ
ればならず、照明レンズを交換自在に配置するためにフ
ィルムスキャナー自体も複雑になり、交換作業も面倒に
なるという問題点を生じる。したがって本発明は、交換
を必要とせず、簡易に切り換え可能な光学レンズを提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、１個の光学素
子に複数のレンズ機能を設け、そしてその光学素子の向
きまたは位置を切り換えることにより、複数のレンズ機
能の内、どのレンズ機能を用いるかを決定することによ
って、上記目的を達成したものである。すなわち本発明
は、複数の光軸を有し、該複数の光軸の各々に一組のレ
ンズ面を設け、複数の光軸の各々を光学系の光軸と一致
させられるように、位置又は姿勢を変更可能に配置した
光学レンズである。この構成では光学系の光軸と平行で
ない回転軸を有し、各組のレンズ面のうちの一方のレン
ズ面を回転軸に関して一の側に配置し、他方のレンズ面
を回転軸に関して他の側に配置することができる。ある
いは、それぞれの光軸が平行となるように、二組以上の
レンズ面を備えた構成とすることもできる。
子に複数のレンズ機能を設け、そしてその光学素子の向
きまたは位置を切り換えることにより、複数のレンズ機
能の内、どのレンズ機能を用いるかを決定することによ
って、上記目的を達成したものである。すなわち本発明
は、複数の光軸を有し、該複数の光軸の各々に一組のレ
ンズ面を設け、複数の光軸の各々を光学系の光軸と一致
させられるように、位置又は姿勢を変更可能に配置した
光学レンズである。この構成では光学系の光軸と平行で
ない回転軸を有し、各組のレンズ面のうちの一方のレン
ズ面を回転軸に関して一の側に配置し、他方のレンズ面
を回転軸に関して他の側に配置することができる。ある
いは、それぞれの光軸が平行となるように、二組以上の
レンズ面を備えた構成とすることもできる。
【０００７】
【作用】位置又は姿勢を変更することによって、複数の
光軸のうちのいずれかを光学系の光軸と一致させること
により、レンズの切り換えを容易に行うことができるか
ら、例えば前記照明光学系においては、結像レンズの交
換に応じて倍率の切り換えを容易に行うことができる。
ここで光学系の光軸と平行でない回転軸を有し、各組の
レンズ面のうちの一方のレンズ面を回転軸に関して一の
側に配置し、他方のレンズ面を回転軸に関して他の側に
配置したときには、レンズの切り換えを容易に行うこと
ができることに加え、レンズの内部領域を有効に利用す
ることができる。
光軸のうちのいずれかを光学系の光軸と一致させること
により、レンズの切り換えを容易に行うことができるか
ら、例えば前記照明光学系においては、結像レンズの交
換に応じて倍率の切り換えを容易に行うことができる。
ここで光学系の光軸と平行でない回転軸を有し、各組の
レンズ面のうちの一方のレンズ面を回転軸に関して一の
側に配置し、他方のレンズ面を回転軸に関して他の側に
配置したときには、レンズの切り換えを容易に行うこと
ができることに加え、レンズの内部領域を有効に利用す
ることができる。
【０００８】
【実施例】本発明を図面によって説明する。図１及び図
２は、フィルムスキャナーの照明レンズに本発明を適用
した第１実施例である。この照明レンズ１０は、２つの
長方形開口の平凸レンズを組み合わせたものである。す
なわち照明レンズ１０は回転軸Ｏを有し、回転軸Ｏと直
交する２方向に、第１の光軸ｚ1と第２の光軸ｚ2とを有
する。両光軸ｚ1，ｚ2は、本実施例では直交している。
第１の光軸ｚ1には一組のレンズ面１ａ，１ｂが設けら
れており、一方のレンズ面１ａは、回転軸Ｏに関して一
の側に設けられており、他方のレンズ面１ｂは、回転軸
Ｏに関して他の側、すなわち一方のレンズ面１ａを設け
た側とは反対の側に設けられている。同様に第２の光軸
ｚ2に沿って第２の組のレンズ面２ａ，２ｂが設けられ
ており、一方のレンズ面２ａは、回転軸Ｏに関して一の
側に設けられており、他方のレンズ面２ｂは、回転軸Ｏ
に関して一方のレンズ面２ａを設けた側とは反対の側に
設けられている。第１の光軸ｚ1のレンズ面１ａ，１ｂ
による焦点距離と、第２の光軸ｚ2のレンズ面２ａ，２
ｂによる焦点距離とは、互いに異なるように形成されて
いる。
２は、フィルムスキャナーの照明レンズに本発明を適用
した第１実施例である。この照明レンズ１０は、２つの
長方形開口の平凸レンズを組み合わせたものである。す
なわち照明レンズ１０は回転軸Ｏを有し、回転軸Ｏと直
交する２方向に、第１の光軸ｚ1と第２の光軸ｚ2とを有
する。両光軸ｚ1，ｚ2は、本実施例では直交している。
第１の光軸ｚ1には一組のレンズ面１ａ，１ｂが設けら
れており、一方のレンズ面１ａは、回転軸Ｏに関して一
の側に設けられており、他方のレンズ面１ｂは、回転軸
Ｏに関して他の側、すなわち一方のレンズ面１ａを設け
た側とは反対の側に設けられている。同様に第２の光軸
ｚ2に沿って第２の組のレンズ面２ａ，２ｂが設けられ
ており、一方のレンズ面２ａは、回転軸Ｏに関して一の
側に設けられており、他方のレンズ面２ｂは、回転軸Ｏ
に関して一方のレンズ面２ａを設けた側とは反対の側に
設けられている。第１の光軸ｚ1のレンズ面１ａ，１ｂ
による焦点距離と、第２の光軸ｚ2のレンズ面２ａ，２
ｂによる焦点距離とは、互いに異なるように形成されて
いる。
【０００９】本実施例は以上のように構成されており、
例えばこれを図５又は図６にあてはめた場合には以下の
ようになる。すなわち照明レンズ１０は、第１の光軸ｚ
1又は第２の光軸ｚ2がフィルムスキャナーの光学系の光
軸Ｚと一致し、且つ回転軸Ｏがラインセンサー１１の長
手Ｘ方向と平行となるように照明レンズ１４，１５とし
て配置して用いる。レンズの切り換えは、図２（Ａ）及
び（Ｂ）に示すように、回転軸Ｏを中心としてこのレン
ズ１０を９０°回転することにより、極めて容易に行う
ことができる。したがって結像レンズ１２の倍率を変え
るたびに、図１のごとき構成である照明レンズ１４，１
５を回転させるだけで、各結像倍率に対応した最適な照
明光学系が得られ、フィルム１３上を良好に照明するこ
とができる。以上のように本実施例によれば、レンズの
切替えを極めて容易に行うことができるほか、更にレン
ズの同一の内部領域が、一方の組のレンズ面１ａ，１ｂ
を使用しているときにも、他方の組のレンズ面２ａ，２
ｂを使用しているときにも用いられており、すなわちレ
ンズの内部領域の兼用が図られているから、小型にして
切替え容易なレンズとなっている。
例えばこれを図５又は図６にあてはめた場合には以下の
ようになる。すなわち照明レンズ１０は、第１の光軸ｚ
1又は第２の光軸ｚ2がフィルムスキャナーの光学系の光
軸Ｚと一致し、且つ回転軸Ｏがラインセンサー１１の長
手Ｘ方向と平行となるように照明レンズ１４，１５とし
て配置して用いる。レンズの切り換えは、図２（Ａ）及
び（Ｂ）に示すように、回転軸Ｏを中心としてこのレン
ズ１０を９０°回転することにより、極めて容易に行う
ことができる。したがって結像レンズ１２の倍率を変え
るたびに、図１のごとき構成である照明レンズ１４，１
５を回転させるだけで、各結像倍率に対応した最適な照
明光学系が得られ、フィルム１３上を良好に照明するこ
とができる。以上のように本実施例によれば、レンズの
切替えを極めて容易に行うことができるほか、更にレン
ズの同一の内部領域が、一方の組のレンズ面１ａ，１ｂ
を使用しているときにも、他方の組のレンズ面２ａ，２
ｂを使用しているときにも用いられており、すなわちレ
ンズの内部領域の兼用が図られているから、小型にして
切替え容易なレンズとなっている。
【００１０】次に図３及び図４は第２実施例を示す。こ
の実施例では、回転軸Ｏと直交する３方向に、第１、第
２及び第３の光軸ｚ1，ｚ2，ｚ3を有し、各光軸ｚ1，ｚ
2，ｚ3は６０°の角度で交差している。各光軸ｚ1，
ｚ2，ｚ3には、それぞれ一組のレンズ面１ａ，１ｂ；２
ａ，２ｂ；３ａ，３ｂが設けられており、各組のレンズ
面は、一方のレンズ面と他方のレンズ面とが回転軸Ｏに
関して反対側になるように形成されており、また各光軸
のレンズ面による焦点距離は、互いに異なるように形成
されている。本実施例では回転軸Ｏを中心としてこのレ
ンズ３０を６０°づつ回転することにより、レンズの切
り換えを極めて容易に行うことができる。
の実施例では、回転軸Ｏと直交する３方向に、第１、第
２及び第３の光軸ｚ1，ｚ2，ｚ3を有し、各光軸ｚ1，ｚ
2，ｚ3は６０°の角度で交差している。各光軸ｚ1，
ｚ2，ｚ3には、それぞれ一組のレンズ面１ａ，１ｂ；２
ａ，２ｂ；３ａ，３ｂが設けられており、各組のレンズ
面は、一方のレンズ面と他方のレンズ面とが回転軸Ｏに
関して反対側になるように形成されており、また各光軸
のレンズ面による焦点距離は、互いに異なるように形成
されている。本実施例では回転軸Ｏを中心としてこのレ
ンズ３０を６０°づつ回転することにより、レンズの切
り換えを極めて容易に行うことができる。
【００１１】なお各レンズ面１ａ〜３ｂの形状について
は特段の制約はなく、すなわち必要に応じて平面、球
面、非球面、円柱面などの形状とすることができる。ま
た製作に当たっては、例えばアクリルのモールド成形を
行うことで製作することができ、ガラスでも製作するこ
とができる。また上記実施例では本発明をフィルムスキ
ャナーの照明レンズに適用した場合について説明した
が、本発明はラインスキャナー用のレンズ一般に適用す
ることができる。
は特段の制約はなく、すなわち必要に応じて平面、球
面、非球面、円柱面などの形状とすることができる。ま
た製作に当たっては、例えばアクリルのモールド成形を
行うことで製作することができ、ガラスでも製作するこ
とができる。また上記実施例では本発明をフィルムスキ
ャナーの照明レンズに適用した場合について説明した
が、本発明はラインスキャナー用のレンズ一般に適用す
ることができる。
【００１２】また上記各実施例では、回転軸Ｏは光学系
の光軸Ｚと直交するように配置しているが、切換時に必
要なレンズ面が光学系と一致しさえすれば両者は必ずし
も直交させる必要はない。更に回転軸Ｏは、必ずしも光
学系の光軸Ｚと交差する必要もなく、光学系の光軸Ｚと
非平行であれば良い。また、回転軸Ｏを光学系の光軸Ｚ
と平行に配置することもできる。またレンズ形状として
は、例えばサッカーボールのような模様とし、相対向す
る１組の面をレンズ面として使用することもできる。
の光軸Ｚと直交するように配置しているが、切換時に必
要なレンズ面が光学系と一致しさえすれば両者は必ずし
も直交させる必要はない。更に回転軸Ｏは、必ずしも光
学系の光軸Ｚと交差する必要もなく、光学系の光軸Ｚと
非平行であれば良い。また、回転軸Ｏを光学系の光軸Ｚ
と平行に配置することもできる。またレンズ形状として
は、例えばサッカーボールのような模様とし、相対向す
る１組の面をレンズ面として使用することもできる。
【００１３】さらに、光軸が互いに平行な二組以上のレ
ンズ面をそなえたものも可能である。この場合には回転
によって切換るのではなく、必要に応じていずれかのレ
ンズ面の光軸が、光学系全体の光軸と一致するようにス
ライドさせて切換ればよい。なお、ここではレンズ面形
状が異る例に関して述べてきたが、屈折率が異る素材を
組合せたり、分光特性や収差特性などの光学的特性が異
るものを、同様な構成で製作することができる。
ンズ面をそなえたものも可能である。この場合には回転
によって切換るのではなく、必要に応じていずれかのレ
ンズ面の光軸が、光学系全体の光軸と一致するようにス
ライドさせて切換ればよい。なお、ここではレンズ面形
状が異る例に関して述べてきたが、屈折率が異る素材を
組合せたり、分光特性や収差特性などの光学的特性が異
るものを、同様な構成で製作することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上のように本発明による光学レンズで
は、１つのレンズに複数の機能、例えば複数の焦点距離
を付与することができ、しかもその切り換えは位置又は
姿勢を変更させるだけでよいから、複数個のレンズを用
意する必要がなくなり、この光学レンズを組み込む光学
系自体の構成も簡略化することができる。
は、１つのレンズに複数の機能、例えば複数の焦点距離
を付与することができ、しかもその切り換えは位置又は
姿勢を変更させるだけでよいから、複数個のレンズを用
意する必要がなくなり、この光学レンズを組み込む光学
系自体の構成も簡略化することができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す斜視図
【図２】第１実施例の断面図
【図３】第２実施例の斜視図
【図４】第２実施例の断面図
【図５】フィルムスキャナーの一例を示す平面図
【図６】従来技術の問題点を示す説明図
【図７】従来例を示す斜視図
１０，１４，１５，３０，７０…照明レンズ １ａ〜３ｂ…レンズ面 ｚ1〜ｚ3…
レンズの光軸 １１…ＣＣＤラインセンサー １２…結像
レンズ １３…フィルム １６…光源 Ｚ…フィルムスキャナーの光軸 Ｘ…ＣＣＤラインセンサーの長手方向
レンズの光軸 １１…ＣＣＤラインセンサー １２…結像
レンズ １３…フィルム １６…光源 Ｚ…フィルムスキャナーの光軸 Ｘ…ＣＣＤラインセンサーの長手方向
Claims (3)
- 【請求項１】複数の光軸を有し、該複数の光軸の各々に
一組のレンズ面を設け、前記複数の光軸の各々を光学系
の光軸と一致させられるように、位置又は姿勢を変更可
能に配置した光学レンズ。 - 【請求項２】前記光学系の光軸と平行でない回転軸を有
し、前記各組のレンズ面のうちの一方のレンズ面を前記
回転軸に関して一の側に配置し、他方のレンズ面を前記
回転軸に関して他の側に配置した、請求項１記載の光学
レンズ。 - 【請求項３】前記レンズの光軸の各々について焦点距離
が相互に異なるように、前記各レンズ面を形成した、請
求項１又は２記載の光学レンズ。
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP7152651A JPH08320403A (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 光学レンズ |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| JP7152651A Pending JPH08320403A (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 光学レンズ |
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