JPH11295602A - アタッチメントレンズ及びそれを用いた画像入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有限距離用の画像情報を対象とする画像入力
装置に無限距離を含む外界の映像の入力が可能とする機
能を付加したアタッチメントレンズ及びそれを用いた画
像入力装置を得ること。 【解決手段】 原稿保持ユニット内に設けた画像情報を
結像光学系で撮像素子上に結像して、該画像情報の入力
を行う画像入力装置の一部に装着する、又は該原稿保持
ユニットと交換して用いるアタッチメントレンズであっ
て、該アタッチメントレンズは撮影光学系とフィールド
レンズを有し、該アタッチメントレンズによって形成し
た物体像が、該結像光学系で該撮像素子上に再結像され
るようにしていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアタッチメントレン
ズ及びそれを用いた画像入力装置に関し、例えば有限距
離用の結像光学系を用いて原稿保持ユニット内に収納し
た写真フィルム等の画像情報を撮像素子に入力ならしめ
る画像入力装置において、該原稿保持ユニットと交換し
て、又は画像情報近傍に装着して、外界の無限物体距離
の物体を含む物体像を該撮像素子に入力ならしめる際に
好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、撮影現像済のフィルム像の目視鑑
賞手段やコンピューター取り込み手段等の画像情報を、
有限距離用の結像光学系を用いて撮像素子面上に結像さ
せ、該撮像手段で得られる画像信号をテレビモニター等
に再生する画像入力装置（フィルムビューワー）が多く
提案され、又製品化されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像入力装置は
フィルム等の画像情報の鑑賞にのみ使用されている。即
ち単一目的のための装置であるため、入力される画像情
報は限られた有限距離内に位置した画像情報に限られて
いた。この為、例えば外界の無限遠距離に位置している
物体の画像入力が出来なかった。

【０００４】本発明は有限距離用の結像光学系により所
定面に配置した画像情報を撮像素子（像面）に結像させ
るときの、該撮像素子と共役な面（原稿面）又はその近
傍に無限距離の物体を含む外界の物体像を形成し、該物
体像を撮像素子面上に再結像させて読取る際に好適なア
タッチメントレンズ及びそれを用いた画像入力装置の提
供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のアタッチメント
レンズは、(1-1) 原稿保持ユニット内に設けた画像情報
を結像光学系で撮像素子上に結像して、該画像情報の入
力を行う画像入力装置の一部に装着する、又は該原稿保
持ユニットと交換して用いるアタッチメントレンズであ
って、該アタッチメントレンズは撮影光学系とフィール
ドレンズを有し、該アタッチメントレンズによって形成
した物体像が、該結像光学系で該撮像素子上に再結像さ
れるようにしていることを特徴としている。

【０００６】(1-2) 原稿保持ユニット内に設けた画像情
報を結像光学系で撮像素子上に結像して、該画像情報の
入力を行う画像入力装置の一部に装着する、又は該原稿
保持ユニットと交換して用いるアタッチメントレンズで
あって、該アタッチメントレンズは撮影光学系とフィー
ルドレンズを有し、該アタッチメントレンズは物体像を
該結像光学系に対する該撮像素子と共役な位置に結像し
ていることを特徴としている。

【０００７】特に、構成(1-1) 又は(1-2) において、(1
-2-1) 前記フィールドレンズはその少なくとも一部が、
光軸上可動であること。

【０００８】(1-2-2) 前記フィールドレンズは負の屈折
力のレンズ群と正の屈折力のレンズ群とを有し、双方の
光軸上の相対的位置を可変としたこと。

【０００９】(1-2-3) 前記アタッチメントレンズを構成
する撮影光学系とフィールドレンズとは、分離可能とな
るように構成していること等を特徴としている。

【００１０】本発明の画像入力装置は、(2-1) 原稿保持
ユニット内に設けた画像情報を結像光学系で撮像素子上
に結像して、該画像情報の入力を行う画像入力装置にお
いて、該画像入力装置は、その一部に装着するアタッチ
メントレンズ又は、該原稿保持ユニットと交換して用い
るアタッチメントレンズを有し、該アタッチメントレン
ズは撮影光学系とフィールドレンズを有し、該アタッチ
メントレンズによって形成した物体像が、該結像光学系
で該撮像素子上に再結像されるようにしていることを特
徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る画像入力装置
の要部概略図、図２は図１の画像入力装置の一部に本発
明のアタッチメントレンズを装着したときの実施形態１
の要部概略図である。

【００１２】図１において、１０１は画像入力装置であ
る。１は有限距離用の結像光学系である。２は観察又は
読取り用の原稿（画像情報）であり、照明装置３からの
照明光で照明されている。原稿２と照明装置３は原稿保
持ユニット４内に収納している。同図では照明装置３か
らの照明光で照明した原稿２を反射部材６を介して結像
光学系１によって撮像素子７面上に結像している場合を
示している。

【００１３】図２は図１の原稿保持ユニット４を取り外
し、その代わりにアタッチメントレンズ（アタッチメン
トユニット）８を装着した状態を示している。アタッチ
メントレンズ８はマスターレンズとしての単一焦点距離
の撮影レンズ又はズームレンズより成る撮影光学系９と
光軸上移動可能なフィールドレンズ１０を有している。

【００１４】撮影光学系９は無限遠物体を含む外界の物
体像をフィールドレンズ１０面上又はその近傍の１次結
像面に結像している。ここで１次結像面は図１の原稿２
の配置された位置に相当している。１次結像面に結像し
た物体像を反射部材６を介して結像光学系１によって撮
像素子７面上に再結像している。又、フィールドレンズ
１０が複数のレンズ群より成っているときは、その少な
くとも一部のレンズ群を光軸上移動させて、撮影光学系
９により形成される物体像の位置を調整して、結像光学
系１によって、該物体像が撮像素子７面上にピントの合
った状態で再結像するようにしている。即ち、フィール
ドレンズ１０は、結像光学系１に対する物点位置を調整
するフォーカス機能を有している。

【００１５】図３は本実施形態のアタッチメントレンズ
８と結像光学系１の光学的作用の説明図である。アタッ
チメントレンズ８の撮影レンズ９に入射した外界の物体
からの軸上光線Ｌａ及び軸外光線Ｌｂは該撮影レンズ９
により収斂され、その結像点（１次結像面）近傍に配置
された正の屈折力の単一又は複数のレンズより成るフィ
ールドレンズ群１０を通過する。

【００１６】このとき、軸上光線Ｌａはその結像（焦
点）位置近傍に配置したフィールドレンズ群の屈折作用
にほとんど影響されない。一方、軸外光線Ｌｂはフィー
ルドレンズ群１０の屈折作用により有限距離用の結像光
学系１の瞳位置に偏向される。これによって、有限距離
用の結像光学系１にて１次結像面に結像した物体像を再
び撮像素子７上に結像している。本実施形態では結像光
学系１の有する撮影画角を犠牲にすることなく、外界の
物体像を撮像素子７に取り込んでいる。

【００１７】更にその場合、画像入力装置の原稿面２近
傍に装着される正の屈折力を有するフィールドレンズ群
１０と、その物体側に撮影光学系９をその結像面が前記
撮像素子７上における結像面と共役な像面に一致するよ
うに配置している。このように撮影光学系９の結像を有
限距離用の結像光学系１により撮像素子７に再結像させ
ている。これによって、アタッチメントレンズ８を付加
することによる撮像素子７上に結像される外界の物体像
の像面位置の変化が無く、前記有限距離用の結像光学系
１内のフォーカシング機能を不要としている。

【００１８】本実施形態では、フィールドレンズ群１０
を光軸上可動としている。そしてフィールドレンズ群１
０に入射する軸外光線高が変化するようにして、撮影光
学系９のフォーカシング等における微小な射出位置変化
に対する軸上光線の有限距離用の結像光学系１の瞳位置
への変向作用を調整可能としている。これにより撮影光
学系９の有する撮影画角を犠牲にすることなく、外界の
物体像を撮像素子７に取り込んでいる。

【００１９】図４は本発明の実施形態２の要部概略図で
ある。本実施形態はアタッチメントレンズ８を構成する
撮影光学系９をズームレンズより構成し、又フィールド
レンズ１０を複数、例えば２つのレンズ群より構成した
ときを示している。

【００２０】図４（Ａ）は撮影光学系９が広角端、図４
（Ｂ）は撮影光学系９が望遠端のときを示している。

【００２１】撮影光学系９は負の屈折力の第１群９ａと
正の屈折力の第２群９ｂとを有し、双方のレンズ群を矢
印の如く移動させて広角端から望遠端への変倍を行って
いる。

【００２２】フィールドレンズ１０は負の屈折力のレン
ズ群ＦＡと正の屈折力のレンズ群ＦＢとを有し、撮影光
学系９の変倍に伴いレンズ群ＦＡとレンズ群ＦＢを光軸
上移動させて変倍を行い、撮影光学系９による物体像
（画像情報）の倍率を調整している。

【００２３】図４の構成において、撮影光学系９がズー
ミング中、比較的大きな射出瞳の位置変化を生ずる。こ
の場合、軸外光線を全ズーム域において有限距離用の結
像光学系１の瞳位置に変向させるために、フィールドレ
ンズ１０の屈折力をズーミングに連動して変化させてい
る。そのため、フィールドレンズ１０を複数のレンズ群
より構成している。このとき複数のレンズ群には少なく
とも各々１つの正レンズ群と負レンズ群を有するレンズ
構成として、その相対位置関係を変化させている。それ
により撮影光学系９の有する撮影画角を犠牲にすること
なく、外界の物体像を撮像素子７に取り込んでいる。

【００２４】尚、前記したフィールドレンズ群１０内で
のレンズ群移動に伴う再結像面の微小な像面移動を補正
する為に、レンズ群移動をフィールドレンズ群中の他の
レンズ群で行っても良い。

【００２５】例えば、図４においてはフィールドレンズ
群１０中の負レンズ群ＦＡを光軸上移動することによっ
て変倍作用を行い、それに伴う像面移動の補正を正レン
ズ群ＦＢを光軸上移動させて行っても良い。

【００２６】本実施形態において図５に示すように、ア
タッチメントユニット８を撮影光学系ユニット９ｃとフ
ィールドレンズユニット１０ａのように２つに分離可能
としても良い。このように、撮影光学系９とフィールド
レンズ群１０を分離構造とすれば、前記撮影光学系９に
一眼レフレックス用の交換レンズやＣマウントのビデオ
カメラ用レンズ等を使用出来る利点がある。

【００２７】画像入力装置のアタッチメントレンズ８の
装着時に撮像面上に結像される像は２次結像となる為、
通常使用時の像に対し裏像となる。その為、撮像素子か
らの映像信号を電気的補正により像反転させることが望
ましい。

【００２８】その場合、アタッチメントレンズ８の装着
により自動的に前記電気的補正を行うような機械的、又
は電気的な切換え手段を前記画像入力装置が有している
ことが使用勝手の良さを向上させる為好ましい。

【００２９】図６は本発明の画像入力装置１０１の一部
にアタッチメントレンズ８を装着したときの実施形態３
の要部概略図である。本実施形態は図１の実施形態１に
比べて反射部材６を回動可能としたこと、画像入力装置
へのアタッチメントユニット８の装着位置を変えたこ
と、原稿保持ユニット４は装着したままであることが異
なっているだけであり、その他の基本構成は同じであ
る。

【００３０】原稿２の画像情報を読取るときには、反射
部材６を実線の位置とし、照明装置３で照明した原稿２
を結像光学系１によって撮像素子７面上に結像してい
る。外界の物体像（画像情報）を入力するときには、反
射部材６を実線の位置より回動させて点線の位置に設定
する。そしてアタッチメントレンズ８によって結像した
外界の物体像（画像情報）を結像光学系１によって撮像
素子７面上に再結像している。

【００３１】図７〜図１０は本発明に係るアタッチメン
トレンズ８と結像光学系１の数値実施例１〜４のレンズ
断面図である。図中（Ａ）は広角端、（Ｂ）は中間、
（Ｃ）は望遠端を示している。８はアタッチメントレン
ズであり、撮影光学系９とフィールドレンズ１０を有し
ている。１は有限距離用の結像光学系である。

【００３２】図７の数値実施例１は、アタッチメントレ
ンズ８を構成する撮影光学系９がガウス型の単一焦点距
離のレンズ系より成り、フィールドレンズ１０が２つの
正レンズ成り、又、結像光学系１がズームレンズより成
る場合を示している。結像光学系１は第１群ＫＬ１、第
２群ＫＬ２、第３群ＫＬ３、そして第４群ＫＬ４の４つ
のレンズ群より成り、矢印の如く第２、第４群を移動さ
せて変倍を行っている。これによって撮像素子（像面）
に倍率の異なった原稿又は外界の物体像（画像情報）を
形成している。尚、ＦＴは光学フィルター、フェースプ
レート等の光学ブロックである。

【００３３】図８〜図１０の数値実施例２〜３はアタッ
チメントレンズ８の撮影光学系９とフィールドレンズ１
０がズームレンズより成り、又有限距離用の結像光学系
１が変倍光学系（ズームレンズ）より成っている。

【００３４】そして、図８の数値実施例２では撮影光学
系９が広角端のズーム位置にあるとき結像光学系１を変
倍させている。図９の数値実施例３では、撮影光学系９
が中間のズーム位置にあるとき、結像光学系１を変倍さ
せている。図１０の数値実施例４では撮影光学系９が望
遠端のズーム位置にあるとき結像光学系１を変倍させて
いる。

【００３５】これによって、撮像素子（像面）に倍率の
異なった原稿及び外界の物体像（画像情報）を形成して
いる。

【００３６】図８〜図１０の数値実施例では、撮影光学
系９を第１群ＳＬ１、第２群ＳＬ２、第３群ＳＬ３、そ
して第４群ＳＬ４より構成している。そして、広角端か
ら望遠端への変倍に際しては第１群ＳＬ１と第３群ＳＬ
３とを矢印の如く物体側へ移動させている。又、フィー
ルドレンズ１０の負の第１群Ｆ１と正の第２群Ｆ２も広
角端から望遠端への変倍に際して、矢印の如く物体側へ
移動させている。

【００３７】結像光学系１のレンズ構成は、図７の実施
形態１と同様である。広角端から望遠端への変倍に際し
て矢印の如く、第２群ＫＬ２と第４群ＫＬ４とを移動さ
せている。

【００３８】尚、以上の各実施例における撮影光学系と
結像光学系をズームレンズより構成したときのズームタ
イプは例として示したものであって、本発明においては
どのようなズームタイプであっても良い。

【００３９】次に図７〜図１０に示す数値実施例１〜４
の数値例を示す。

【００４０】

【外１】

【００４１】

【外２】

【００４２】

【外３】

【００４３】

【外４】

【００４４】

【外５】

【００４５】

【外６】

【００４６】

【外７】

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば以上のように各要素を設
定することによって、有限距離用の結像光学系により所
定面に配置した画像情報を撮像素子（像面）に結像させ
るときの、該撮像素子と共役な面（原稿面）又はその近
傍に無限距離の物体を含む外界の物体像を形成し、該物
体像を撮像素子面上に再結像させて読取る際に好適なア
タッチメントレンズ及びそれを用いた画像入力装置を達
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る画像入力装置の要部概略図

【図２】 本発明の実施形態１の要部概略図

【図３】 図１の光学系を展開したときの光路説明図

【図４】 図１の光学系を展開したときの光路説明図

【図５】 図１のアタッチメントレンズの要部概略図

【図６】 本発明の実施形態２の要部概略図

【図７】 本発明の数値実施例１のレンズ断面図

【図８】 本発明の数値実施例２のレンズ断面図

【図９】 本発明の数値実施例３のレンズ断面図

【図１０】 本発明の数値実施例４のレンズ断面図

【図１１】 本発明の数値実施例１の広角端の収差図

【図１２】 本発明の数値実施例１の中間の収差図

【図１３】 本発明の数値実施例１の望遠端の収差図

【図１４】 本発明の数値実施例２の広角端の収差図

【図１５】 本発明の数値実施例２の中間の収差図

【図１６】 本発明の数値実施例２の望遠端の収差図

【図１７】 本発明の数値実施例３の広角端の収差図

【図１８】 本発明の数値実施例３の中間の収差図

【図１９】 本発明の数値実施例３の望遠端の収差図

【図２０】 本発明の数値実施例４の広角端の収差図

【図２１】 本発明の数値実施例４の中間の収差図

【図２２】 本発明の数値実施例４の望遠端の収差図

【符号の説明】

１０１ 画像入力装置 １ 結像光学系 ２ 原稿 ３ 照明装置 ４ 原稿保持ユニット ６ 反射部材 ７ 撮像素子 ８ アタッチメントレンズ ９ 撮影光学系 １０ フィールドレンズ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿保持ユニット内に設けた画像情報を
   結像光学系で撮像素子上に結像して、該画像情報の入力
   を行う画像入力装置の一部に装着する、又は該原稿保持
   ユニットと交換して用いるアタッチメントレンズであっ
   て、該アタッチメントレンズは撮影光学系とフィールド
   レンズを有し、該アタッチメントレンズによって形成し
   た物体像が、該結像光学系で該撮像素子上に再結像され
   るようにしていることを特徴とするアタッチメントレン
   ズ。
2. 【請求項２】 原稿保持ユニット内に設けた画像情報を
   結像光学系で撮像素子上に結像して、該画像情報の入力
   を行う画像入力装置の一部に装着する、又は該原稿保持
   ユニットと交換して用いるアタッチメントレンズであっ
   て、該アタッチメントレンズは撮影光学系とフィールド
   レンズを有し、該アタッチメントレンズは物体像を該結
   像光学系に対する該撮像素子と共役な位置に結像してい
   ることを特徴とするアタッチメントレンズ。
3. 【請求項３】 前記フィールドレンズはその少なくとも
   一部が、光軸上可動であることを特徴とする請求項１又
   は２のアタッチメントレンズ。
4. 【請求項４】 前記フィールドレンズは負の屈折力のレ
   ンズ群と正の屈折力のレンズ群とを有し、双方の光軸上
   の相対的位置を可変としたことを特徴とする請求項１又
   は２のアタッチメントレンズ。
5. 【請求項５】 前記アタッチメントレンズを構成する撮
   影光学系とフィールドレンズとは、分離可能となるよう
   に構成していることを特徴とする請求項１又は２のアタ
   ッチメントレンズ。
6. 【請求項６】 原稿保持ユニット内に設けた画像情報を
   結像光学系で撮像素子上に結像して、該画像情報の入力
   を行う画像入力装置において、該画像入力装置は、その
   一部に装着するアタッチメントレンズ又は、該原稿保持
   ユニットと交換して用いるアタッチメントレンズを有
   し、該アタッチメントレンズは撮影光学系とフィールド
   レンズを有し、該アタッチメントレンズによって形成し
   た物体像が、該結像光学系で該撮像素子上に再結像され
   るようにしていることを特徴とする画像入力装置。