JPH04109237A - フィルム・プロジェクタ用照明光学系 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、フィルム・プロジェクタにおけるフィルム
を照明効率良く照明するための照明光学系に関する。

［従来の技術〕 フィルム・プロジェクタにおいてのフィルムの照明方式
は、照明効率を良くするためにケーラ照明方式が一般に
使用される。一般のスライドプロジェクタやオーバー・
ヘッド・プロジェクタに使用されているケーラー照明方
式の照明系は、フィルムの透明なスリ傷が黒っぽい線と
してハトコピー上に再現される場合が起る。しかも、そ
のネガまたはポジのフィルムで写真のプリントを作った
場合、これらのフィルムのスリ傷が写り込まずにきれい
に仕上るのである。

このように、写真プリントでは表われないが、フィルム
プロジェクタでハードコピーを作った場合に表われる現
象、即ち、極く細いスリ傷が黒っぼい線となって表われ
る現象は、写真引伸機とフィルムプロジェクタの照明方
式の違いによって生じるものである。即ち、前者が散光
式照明であるのに対し、後者は集光式照明であることに
拠るものである。

しかし、ケーラー照明方式で代表される集光式照明には
、散光式照明に対して非常に優れた点がある。これは、
ケーラー照明は光源に対する光の利用効率が散光式照明
に比べて格段に高いという点である。明らかなことは、
画質の点から銀塩写真のように画像形成プロセスの感度
が高いか、光源に余裕があれば、散光式照明にした方が
良いということである。しかし、フィルム・プロジェク
タやスライド　プロジェクタ、オーバーヘッド・プロジ
ェクタ等の一般の投影機では、光量の点で集光式照明に
せざるを得ないのが現状である。

以下、この点を第４図および第５図に示す模式図を参照
して、散光式照明と集光式照明の相違を詳しく説明する
。

第４図に示す集光式照明であるケーラー照明の場合、フ
ィルムＦ上の任意の一点Ａに光源１からの開明光が入射
して投影レンズ系３に入る光について考える。光源１か
ら出た光はコンデンサーレンズ２て向きが変えられ、フ
ィルム１面に入射するが、Ａ点に入射する光の拡がりは
狭い。コンデンサーレンズ２の収差等を零と見做した理
想的な光学系の場合、Ａ点に入射する光の拡がりは、光
源１の大きさで決まる６点光源の場合は、この拡がり角
が零であり、成る大きさをもつ光源で照明および結像光
学系がきらんと設計・製作された系では、拡がり角はＡ
点が投影レンズ系３に対して張る角（立体角）ω程度か
、若干それより小さい程度である。

従って、例えばＡ点に極く細くてもスリ傷によりフィル
ムＦの表面に凹凸が生じていると、Ａ点から射出する光
は散乱し、フィルム１面の右側の半空間全体に拡がるた
め、Ａ点から出て投影レンズ系３に入射する光量が低下
してしまう。この結果、Ａ点の像Ａ′点は黒っぽい像に
なってしまう。これに対し、散光式照明の場合は、第５
図に示すように、フィルムＦ上の任意の点Ｂに入射する
照明光は光源１から拡散板４を介した光であるため、左
側半空間全体の拡がりをもっている。

従って、フィルムＦ上のＢ点を透過する光も半空間全体
に拡がりをもっている。このＢ点に細いスリ傷等による
凹凸があっても、Ｂ点から射出して投影レンズ系３に入
る光量は余り変化が無いので、フィルム１面上に微細な
スリ傷による凹凸があっても、それが像面Ｂ′上で余り
黒っぽい像として表われることはない。

以上のことから、集光式照明は、光源に対する光の利用
効率は高いが、フィルム面の傷に弱く、一方、散光式照
明は光源に対する光の利用効率は低いが、傷には強いこ
とが分かる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述のように集光式の照明では、フィルム面
にスリ傷があったような場合、それが投影画像上で黒線
となって表われ、見苦しいものとなってしまう。また、
且召明系の周辺部の一部に反射鏡を設け、散光式照明に
近ずけることで、このような欠点を回避するようことが
できる。

例えば、イメージスキャナーのライン・センサーを静止
させ、この上にスリット状に照明されたフィルムの画像
を投影するようなフィルム・プロジェクタにおいては、
フィルム面全体の画像を読み取るためには、２枚のガラ
ス板に挟み込まれたフィルムをスキャンすることになる
。この方式は、その結像エリアがライン状の範囲でよい
ため、投影レンズ系について解像力等のレンズ性能条件
がゆるくて済むことになる。逆の見方をすれば、同一の
レンズ系であればシャープな画像が得られることになり
、これは極めて効果的な特徴となる。更に照明エリアも
ライン状の狭い範囲でよいため、周辺光束を効率よく利
用すれば、集光式照明の欠点を削減することができる。

この発明の目的は、このような点に鑑みてなされたもの
で、照明効率の良いケーラー照明方式を適用した上で、
上述の散光式照明に近い効果を合せ持つ改良されたフィ
ルム・プロジェクタ用照明系を提供することにある。

【課題を解決するための手段］ この発明では、画像を電気信号に変換するためのライン
・イメージ・センサーとフィルムとを照明するための照
明系と、フィルム画像をライン・イメージ・センサー上
に投影するための投影レンズ系とからなる画像読み取り
装置または画像読み取り光学系の照明系において、メリ
ディオナル面ではコンデンサーレンズで光源の像を投影
レンズ系の瞳位置近傍に作るいわゆるケーラー照明にし
、サジタル方向はシリンドリカルレンズで絞ってフィル
ム読み取り部とその近傍のみを照明するように構成し、
コンデンサーレンズとフィルム間の空間にミラーを一装
置し、上記フィルム読み取りエリア近傍の光を反射させ
て読み取り部に導き、しかも、フィルム未装着状態にお
いてはこの反射光は上記投影レンズ系の瞳位置外に至る
ような角度でミラーを配置したことを特徴とするフィル
ム・プロジェクタ用照明光学系である。

［作　　用］ したがって、照明系のメリディオナル方向ではケーラー
照明方式の集光式解明となり、サジタル方向では散光式
照明となり、これらが組み合さった理想的な照明装置と
なる。

［実　施　例］ 以下、添付図面を参照してこの発明の詳細な説明する。

第２図に従来のフィルム・プロジェクタの全体構成図を
示す、光源１から射出された照明用光束５はシリンドリ
カルレンズ６およびコンデンサーレンズ２により上方の
フィルム送り方向に移動するフィルムＦを線状に照明す
る。この紐状に照明されたフィルムＦ上の画像は、投影
レンズ系３により折り返し反射鏡７で下方に反射し、フ
レネルレンズ８．レンズアレイ９を介してラインイメー
ジセンサ−１０に結像させ、光電変換して電気信号の画
像信号が得られる。即ち、ラインイメージセンサ−１０
を静止させ、画像読み取りのための一方面スキャンはフ
ィルムＦを矢印で示す垂直上方向に移動させてスキャニ
ングして行うものである。

上記構成のフィルム・プロジェクタの光学的な構成を第
３図（Ａ）、（Ｂ）に示す。第３図（Ａ＞は平面図、第
３図（Ｂ）は正面図である。

先ず、基本となる第３図（Ａ）の平面図に基づいて説明
する。光源１の像がコンデンサーレンズ２によりほぼ投
影レンズ系３の瞳位置にできるようにいわゆるケーラー
照明になるように構成する。

フィルムＦはコンデンサーレンズ２と投影レンズ系３の
間でコンデンサーレンズ２側に近接させて配置する。フ
ィルムＦ上の画像Ｃは、投影レンズ系３により拡大して
投影され、投影面１２に像Ｃ′を形成する。なお、シリ
ンドリカルレンズ６は、この平面図で示される水平方向
では平行平面板の作用だけであるので、この影響は無視
してよい。

次に、第３図（Ｂ）に基づいて説明する。これは第２図
の斜視図から分るように、水平方向では光源ｌから射出
される照明光５をコンデンサーレンズ２により投影レン
ズ系３の瞳位置に集光させるのに対し、鉛直方向ではシ
リンドリカルレンズ６の作用によりフィルムＦ面上に水
平方向の細い帯状に集光させるものである。即ち、フィ
ルムＦ上の・印で示した紙面に垂直な水平方向の線状の
画像エリアＤが投影レンズ系３により投影面１２に拡大
投影されて、水平方向の細い帯状の像りができることに
なる。このような投影光学系は、ケーラー照明の集光式
照明であるため、フィルムＦ面上にできる傷に対しては
弱い。

そこで、この光利用効率が高いという集光式ｐ８明の長
所を残したままで、傷に強いという散光式照明の効果を
得ようとするのがこの発明の目的である。

以下、第１図に基づいて、この発明の詳細な説明する。

この図は、第３図（Ｂ）の正面図の構成に対して、コン
デンサーレンズ２とフィルムＦ間に照明用ミラー１１を
漏斗状に設けた点の構成で相違するのみで他は同一であ
る。即ち、コンデンサーレンズ２とフィルムＦの間に配
置されたフィルムＦに対し挟められたスリット状を形成
するように配設された照明用ミラー１１は、図中ハツチ
ングで示した周辺光束Ｅを利用することを目的とする。

フィルムＦ上で光学系の光軸Ｏおよび紙面に垂直な狭い
綿状の領域がラインセンサー１０で読み取られることか
ら、その方向の照明エリアの幅は１〜２ｍｍあれば十分
である。（第２図参照）つまり、ラインイメージセンサ
−１０（Ｃ，ＣＤ）で読み取られるフィルムＦ面上の画
像頌域幅Ｈは である。従って、フィルム・プロジェクタとラインイメ
ージセンサ−１０の位置合わせ精度やその他の位置ずれ
要因を考慮して、照明エリアの幅として１〜２ｍｍあれ
ば十分である。

このように照明用ミラー１１を配置して、必要！ＩＧ明
領域外の照明光をフィルムＦを透過させるようになって
いるので、図中Ｅで示す周辺光束をフィルムＦ上の照明
エリアに照射させる。従って、照明用ミラー１１を追加
するだけて新たに生じるフィルム透過光は、フィルムＦ
に傷が無く表面が平滑な場合は、この周辺光束Ｅは投影
レンズ系３に入射させることなくその周辺部へ導くこと
ができることは容易に分かる。ここで、もしフィルムＦ
の表面上の画像Ｇに極く細い傷があって、表面に凹凸が
形成されているとすると、ここで画像Ｇを通る周辺光束
Ｅが散乱され、投影レンズ系３を通過する方向にも一部
の周辺光Ｅを拡散するので、投影面１２に形成された画
像Ｇの像Ｇ′への入射光量がその分増加することになる
。これは、フィルム１面に傷が無いときの正規の光Ｊが
傷により散乱して投影レンズ系３の外部へ拡散すること
により、投影面１２上の像Ｇ′の光量減少、即ち、像Ｇ
′が黒っぽくなるのを緩和することになる。

上記照明用ミラー１１の位置と取り付は角度については
、フィルム１面に近い側、即ち、明朗用ミラー１１の左
端は必要なす８明エリアを確保するため１〜２ｍｍの開
口を有するように上下のミラーの左端の間隔が１〜２ｍ
ｍとなるように設置する。また、照明用ミラー１１の角
度は、第１区に概略が示されているように、その部分を
通る照明光の包絡にほぼ平行となるように設置するので
ある。このように構成された照明光学系の効果を高め、
かつ、光軸Ｏ近くと周辺部との効果をできるだけ均一に
するため、第３図（Ａ）の平面図において図示しないが
照明用ミラー１１に相当するミラーを相当する位置に設
けることは非常に意味があるものとなる。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明のフィルム　プロジェク
タ用照明光学系は、集光式照明であるケーラー照明の長
所である光利用効率の高さを生かしたままで、散光式照
明の有する長所であるフィルムの傷に対して影響が少な
くなる照明方式とを合せ持った解明光学系とすることが
できる。

しかも、この照明光学系は、照明側に単にミラーを挿入
するだけの簡単な構成で行うことが可能であり、従来の
解明用光学系のデッドスペースに設置することによりで
きる単純な構成でできる。

【図面の簡単な説明】

第１区は、この発明の実施例のフィルム・プロジェクタ
用照明光学系の構成を示す光路図、第２図は、従来のフ
ィルム・プロジェクタ用照明光学系の構成を示す斜視図
、 第３図（Ａ）、（Ｂ）は、第２図に示すフィルム・プロ
ジェクタ用照明光学系の原理を説明するための光路図で
、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図を示し、 第４図および第５図は、従来の集光式照明と散光式！］
召明を説明するための光路図である。 １・・・光源　　　　　　２・・・コンデンサーレンズ
３・・・投影レンズ系　　４・・・拡散板５・・・照明
光束 ６・・・シリンドリカルレンズ １１・・・解明用ミラー　　Ｅ・・・周辺光束Ｆ・・フ
ィルム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像を電気信号に変換するためのライン・イメージ・セ
   ンサーとフィルムとを照明するための照明系と、フィル
   ム画像をライン・イメージ・センサー上に投影するため
   の投影光学系とからなる画像読み取り装置または画像読
   み取り光学系の照明系において、メリディオナル面では
   コンデンサーレンズで光源の像を投影レンズ系の瞳位置
   近傍に作るいわゆるケーラー照明にし、サジタル方向は
   シリンドリカルレンズで絞ってフィルム読み取り部とそ
   の近傍のみを照明するように構成し、コンデンサーレン
   ズとフィルム間の空間に照明用ミラーを配置し、上記フ
   ィルム読み取りエリア近傍の周辺光束を反射させて読み
   取り部に導き、しかも、フィルム未装着状態においては
   この反射光は上記投影レンズ系の瞳位置外に至るような
   角度で照明用ミラーを配置したことを特徴とするフィル
   ム・プロジェクタ用照明光学系。