(57)【要約】【課題】レンズの倍率色収差による色ずれの発生を抑制する。【解決手段】光学系１２を、カラー液晶表示器１１からの画像光を略テレセントリックとするフレネルレンズ１７と、凹レンズ１８ａおよび凸レンズ１８ｂを接合してなり、倍率色収差などの補正を行う補正レンズ１８と、画像を印画紙２１に結像させるためのマスターレンズ１９とから構成する。補正レンズ１８およびマスターレンズ１９は、補正レンズ１８の合成焦点距離をｆ、マスターレンズ１９の焦点距離をｆｍ  として、｜ｆ／ｆｍ  ｜＞２０を満足する。また、凹レンズ１８ａおよび凸レンズ１８ｂは、これらの屈折率、アッベ数をそれぞれＮｎ  、Ｎｐ  、νｎ  、νｐ  として、０．０３＜｜Ｎｎ  −Ｎｐ  ｜＜０．１８、｜νｎ  −νｐ  ｜＜２０を満足する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する液晶表示器と、この液晶表示器に表示された画像を感光材料上に結像させる光学系とを備えた画像焼き付け装置において、
前記液晶表示器からの画像光を略テレセントリックとする光学素子と、凹レンズおよび凸レンズを接合してなり、倍率色収差の補正を行う補正レンズと、画像を感光材料上に結像させるためのマスターレンズとから前記光学系を構成するとともに、
前記補正レンズの合成焦点距離をｆ、マスターレンズの焦点距離をｆｍ  として、
｜ｆ／ｆｍ  ｜＞２０
を満足することを特徴とする画像焼き付け装置。
【請求項２】
前記凹レンズおよび凸レンズの屈折率、アッベ数をそれぞれＮｎ  、Ｎｐ  、νｎ  、νｐ  として、
０．０３＜｜Ｎｎ  −Ｎｐ  ｜＜０．１８
｜νｎ  −νｐ  ｜＜２０
を満足することを特徴とする請求項１に記載の画像焼き付け装置。
【請求項３】
前記液晶表示器からの画像を揺動させることで、感光材料上に結像される画像の彩度低下を抑制する画素補間を行う画像揺動手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像焼き付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示器に表示された画像を感光材料上に結像させる画像焼き付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポストカードに使用されるカラープリントや証明写真などを作成する画像焼き付け装置が知られている。この画像焼き付け装置では、液晶表示器を用いてネガ画像やポジ画像を表示し、液晶表示器に光を照射して、液晶表示器から透過した光または液晶表示器で反射した光を結像レンズによって感光材料上に結像させることで、液晶表示器に表示された画像を感光材料に焼き付けている。
【０００３】
液晶表示器は、マトリクス状に配列された１画素毎の液晶セル（画素ピッチ約０．２ｍｍ）の内部にＲＧＢ３色のフィルタを配置して構成される。液晶表示器の各液晶セル間および各フィルタ間は、配線などにより仕切られているため、液晶表示器に表示される画像の画素間には隙間が生じる。このため、液晶表示器に表示された画像を感光材料上に結像させたときに、隙間に対応する部分は露光されないため現像しても発色せず、彩度が低く見た目に薄いプリントになってしまうという問題があった。
【０００４】
上記のような問題点を解決するために、複数の偏芯カムと、これらを同期させて回転させるタイミングベルトとを用いて液晶表示器を微小回転させ、隙間に対応する部分にも露光して発色させ、彩度を向上させて見た目に適正な濃さのプリントを得る方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
一方、光学系に倍率色収差が発生する場合には、液晶表示器のＲＧＢフィルタの配列方向に沿って画像の左右に画質の差が出る。すなわち、図７に示すような倍率色収差が発生する光学系１００を用いた装置で、感光材料１０１上に結像される画像の一方では、液晶表示器１０２の画素１０３の配列を打ち消す方向に倍率色収差が発生する効果で画素１０３’が重なって結像され、他方では逆に画素１０４の配列を倍率色収差が増長するように結像される（表１参照）。
【０００６】
【表１】
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【０００７】
なお、表中のＲ１０３  、Ｇ１０３  、Ｂ１０３  は画素１０３および１０３’のＲＧＢ成分を、Ｒ１０４  、Ｇ１０４  、Ｂ１０４  は画素１０４および１０４’はＲＧＢ成分をそれぞれ示し、数値は液晶表示器１０２のＸ軸および感光材料１０１のｘ軸上におけるＲＧＢ成分の座標を示す。ここで、画素１０３のように画素が重なる場合はプリント画質に影響を及ぼさないが、画素１０４のように画素が離れた場合は色ずれが発生し、プリントの画質が低下してしまう。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−８２３９０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００２−８２３９０号公報に記載される方法では、光学系に倍率色収差が発生するレンズがある場合、画像の中央部は画素補間を行うことができるが、倍率色収差による画素の不均衡を改善させるには充分ではなかった。
【００１０】
本発明は、レンズの倍率色収差による色ずれの発生を抑制することができる画像焼き付け装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、画像を表示する液晶表示器と、この液晶表示器に表示された画像を感光材料上に結像させる光学系とを備えた画像焼き付け装置において、前記液晶表示器からの画像光を略テレセントリックとする光学素子と、凹レンズおよび凸レンズを接合してなり、倍率色収差の補正を行う補正レンズと、画像を感光材料上に結像させるためのマスターレンズとから前記光学系を構成するとともに、前記補正レンズの合成焦点距離をｆ、マスターレンズの焦点距離をｆｍ  として、｜ｆ／ｆｍ  ｜＞２０を満足することを特徴とする。
【００１２】
なお、前記凹レンズおよび凸レンズの屈折率、アッベ数をそれぞれＮｎ  、Ｎｐ  、νｎ  、νｐ  として、０．０３＜｜Ｎｎ  −Ｎｐ  ｜＜０．１８、｜νｎ  −νｐ  ｜＜２０を満足することが好ましい。また、前記液晶表示器からの画像を感光材料上で微小半径の略円運動を描くように揺動させることで、感光材料上に結像される画像の彩度低下を抑制する画素補間を行う画像揺動手段を設けることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明を実施した画像焼き付け装置の概略構成を示す。画像焼き付け装置２は、ランプおよびリフレクタから構成される光源１０、カラー液晶表示器１１、および光学系１２などからなる。光源１０はハウジング１３内に配置されており、光源１０の光が照射される側には、赤外線カットフィルタ１４、ＣＭＹの３つのフィルタで構成された調光フィルタ１５が順に配置されている。
【００１４】
カラー液晶表示器１１は、ハウジング１３上面の光源１０の光路上に配置されている。このカラー液晶表示器１１は、支持台１６を介してハウジング１３の上面に固定されており、画像データを供給するパーソナルコンピュータ（図示せず）に接続されている。パーソナルコンピュータには、予めカラーネガフィルムやカラーポジフィルムをスキャナによって読み取った画像データや、この画像データと文字データとを組み合わせた画像データなど、プリントを作成するためのデジタル画像データが記憶されている。
【００１５】
光学系１２の詳細な構成を図２に示す。光学系１２は、フレネルレンズ１７、補正レンズ１８、マスターレンズ１９、および絞り２０からなる。この光学系１２は、カラー液晶表示器１１からの投影画像を縮小して印画紙２１上に結像させる。マスターレンズ１９の第２レンズ群１９ｂと印画紙２１との間には、ブラックシャッタ２２が配置されている。ブラックシャッタ２２は、画像の露光時間に応じて開閉される。このブラックシャッタ２２、および前述の調光フィルタ１５は、マイクロコンピュータなどで構成された図示しない制御装置により駆動制御される。
【００１６】
フレネルレンズ１７は、レンズ外周に向かって傾斜した複数の輪帯１７ａを有し、カラー液晶表示器１１からの画像光を略テレセントリックにする。補正レンズ１８は、印画紙２１側に凹面を向けた凹レンズ１８ａ、およびカラー液晶表示器１１側に凸面を向けた凸レンズ１８ｂを接合した接合レンズからなり、光学系１２で発生する倍率色収差などの補正を行うために設けられている。なお、補正レンズ１８は、光学系１２の各種条件（レンズ設置位置、縮小倍率、屈折率など）に応じて、マスターレンズ１９の第２レンズ群１９ｂと印画紙２１との間に設置してもよい。
【００１７】
マスターレンズ１９は、曲率半径、屈折率、アッベ数の異なった第１、第２レンズ群１９ａ、１９ｂから構成され、カラー液晶表示器１１からの画像を縮小して印画紙２１上に結像させる。絞り２０は、印画紙２１に達する画像の輝度を調節するために設けられている。
【００１８】
補正レンズ１８とマスターレンズ１９とは、（１）式に示すような条件を満たす。すなわち、補正レンズ１８の凹レンズ１８ａおよび凸レンズ１８ｂによる合成焦点距離をｆ、マスターレンズ１９の焦点距離をｆｍ  として、
｜ｆ／ｆｍ  ｜＞２０                            ・・・（１）
【００１９】
また、凹レンズ１８ａと凸レンズ１８ｂとは、（２）、（３）式に示すような条件を満たす。すなわち、凹レンズ１８ａおよび凸レンズ１８ｂの屈折率、アッベ数をそれぞれＮｎ  、Ｎｐ  、νｎ  、νｐ  として、
０．０３＜｜Ｎｎ  −Ｎｐ  ｜＜０．１８            ・・・（２）
｜νｎ  −νｐ  ｜＜２０                          ・・・（３）
【００２０】
（１）式は補正レンズ１８の屈折力を規制するもので、この条件を満たさないと補正レンズ１８の屈折力が強くなりすぎ、倍率色収差は補正することができるが球面収差やコマ収差が発生して良好な画像が得られなくなる。（２）式は凹レンズ１８ａと凸レンズ１８ｂとに適度な屈折率を与えてバランスよく倍率色収差の補正を行うための条件である。この場合、｜Ｎｎ  −Ｎｐ  ｜が０．０３を下回ると、凹レンズ１８ａおよび凸レンズ１８ｂに使用する材料の分散差で倍率色収差の補正を行うことになり、補正のバランスが悪くなる。一方、｜Ｎｎ  −Ｎｐ  ｜が０．１８を上回ると、倍率色収差の補正量が過剰となるため、補正レンズ１８の屈折力を強くすることができず、球面収差やコマ収差をバランスよく補正することが困難なうえに、レンズの加工性も悪くなる。
【００２１】
（３）式は凹レンズ１８ａと凸レンズ１８ｂとに適度な分散値を与えてバランスよく倍率色収差の補正を行うための条件である。この条件を満たさないと倍率色収差は補正することができるが、凹レンズ１８ａおよび凸レンズ１８ｂの屈折力が弱くなり、球面収差やコマ収差、像面湾曲などをバランスよく補正することができなくなる。したがって、（３）式はさらに、
｜νｎ  −νｐ  ｜＜１０                          ・・・（３ａ）
であることが好ましい。（３ａ）式の範囲で分散差を規定すると、凹レンズ１８ａおよび凸レンズ１８ｂが程よい屈折差と屈折力を持つことができ、諸収差をバランスよく補正することが容易になる。
【００２２】
画像の焼き付けを行う際には、まず調光フィルタ１５を制御して光源１０から照射された光を調整した後、パーソナルコンピュータからカラー液晶表示器１１にデジタル画像データを供給して焼き付ける画像を表示する。この状態でブラックシャッタ２２を露光時間に応じて開閉し、光源１０から照射された光をカラー液晶表示器１１、および光学系１２を介して印画紙２１上に照射する。このとき、補正レンズ１８により諸収差の補正がバランスよく行われるので、印画紙２１上には収差補正された良好な画質の画像が結像される。
【００２３】
なお、画像焼き付け装置２に、カラー液晶表示器１１からの画像を印画紙２１上で微小半径の略円運動を描くように揺動させることで、印画紙２１上に結像される画像の彩度低下を抑制する画素補間を行う画像揺動手段を設けてもよい。画像揺動手段としては、例えばカラー液晶表示器１１と印画紙２１とを結ぶ画像の投影経路の基準光軸を９０°偏向させるミラーを用いてもよいし、カラー液晶表示器１１、あるいは支持台１６を微小半径の円運動で揺動させてもよい。
【００２４】
上記のように画像の焼き付けを行うと、印画紙２１上に結像された画像は微小半径で略円運動され、カラー液晶表示器１１で表示される画像の隙間に対応する部分も露光させることができる。したがって、現像されたプリントの彩度が向上して、見た目に適正な濃さのプリントを得ることができる。また、焼き付けられた印画紙２１を現像してプリントを作成したときに、プリントされた画像にざらつきが生じない。
【００２５】
【実施例】
以下、上記構成による実施例について説明する。実施例（１）〜（４）における光学系のレンズ曲率半径ｒ（ｍｍ）、面間隔ｄ（ｍｍ）、屈折率Ｎ、およびアッベ数νを表２〜５に示す。また、比較として補正レンズ１８を使用しない光学系における上記条件値を表６に示す。なお、表中のレンズ面番号は、カラー液晶表示器１１に近い順に付している。また、面間隔ｄは、対応する面番号の面と次の面とのレンズ厚みもしくは空気間隔であり、最終面の面間隔ｄは、印画紙２１に対向するレンズの面から印画紙２１までの距離である。さらに、各表の最終行に記すｍａｇは光学系の倍率、ＦｎｏはＦナンバーである。
【００２６】
【表２】
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【００２７】
【表３】
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【００２８】
【表４】
2004151565.tif 000006
【００２９】
【表５】
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【００３０】
【表６】
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【００３１】
次に、これらの実施例（１）〜（４）および比較例の光学系における諸性能の解析結果を図３、４に示す。ここで、実施例（１）〜（４）の結果は図３、４の（１）〜（４）、比較例は（５）と対応している。また、（ａ）は各像高における収差量を表し、実線、１点鎖線、破線で示す曲線はそれぞれｅ、Ｃ、ｇの各光線についての球面収差である。（ｂ）はＳ（実線）、Ｔ（２点鎖線）で示す曲線がそれぞれサジタル像面、タンジェンシャル像面における収差を各画角について示した非点収差である。さらに、（ｃ）は画角に対する歪曲収差、（ｄ）は１点鎖線、破線で示す曲線がそれぞれＣ、ｇの各光線についての倍率色収差を示す。
【００３２】
（ｄ）の倍率色収差の解析結果より、実施例（１）〜（４）は比較例に比べて大幅に倍率色収差が抑制され、良好な補正が行われていることがわかる。また、他の収差についても同様に、比較例よりもバランスのよい補正が行われていることがわかる。このことから、補正レンズ１８によって諸収差、特に倍率色収差に対して良好な補正が行われているといえる。
【００３３】
次に、実施例（１）および比較例（５）のＭＴＦ曲線を図５に、各像高に対するコマ収差曲線を図６に示す。ここで、図５のＳ（実線）、Ｔ（２点鎖線）はそれぞれサジタル像面、タンジェンシャル像面におけるＭＴＦ曲線を示す。また、図６において、破線、実線、１点鎖線はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂ各成分のコマ収差曲線を示す。
【００３４】
図５において、比較例（５）ではタンジェンシャル像面Ｔにおける特性にばらつきが認められるが、実施例（１）では比較的まとまった特性が得られている。また、図６において、比較例（５）では像高が大きくなるにつれコマ収差のばらつきが増し、これに伴って倍率色収差も増加している。これに対して実施例（１）では、像高が変化しても倍率色収差が発生していない。
【００３５】
表７に、実施例（１）における画像の左右ばらつきを示す。なお、記号Ｒ１  、Ｇ１  、Ｂ１  は表１のＲ１０３  、Ｇ１０３  、Ｂ１０３  に、Ｒ２  、Ｇ２  、Ｂ２  はＲ１０４  、Ｇ１０４  、Ｂ１０４  にそれぞれ対応している。また、表１と同様に、数値はカラー液晶表示器１１のＸ軸および印画紙２１のｘ軸上におけるＲＧＢ成分の座標を示す。
【００３６】
【表７】
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【００３７】
倍率色収差による色ずれが表１では０．１７６であるのに対し、表７では０．０７５となっている。この結果から、倍率色収差による色ずれが抑制されていることがわかる。以上の考察から、本発明はレンズの倍率色収差による色ずれの抑制に効果を奏することが確認された。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の画像焼き付け装置によれば、光学系に収差を補正する補正レンズを設けたので、レンズの倍率色収差による色ずれの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像焼き付け装置の概略構成を示す図である。
【図２】光学系の詳細な構成を示す図である。
【図３】実施例（１）〜（３）における諸収差の解析結果を示す図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は倍率色収差をそれぞれ示す。
【図４】実施例（４）および比較例（５）における諸収差の解析結果を示す図であり、（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は倍率色収差をそれぞれ示す。
【図５】実施例（１）および比較例（５）のＭＴＦ曲線を示す図である。
【図６】実施例（１）および比較例（５）の像高に対するコマ収差曲線を示す図である。
【図７】従来の画像焼き付け装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
２  画像焼き付け装置
１１  カラー液晶表示器
１２  光学系
１７  フレネルレンズ
１８  補正レンズ
１８ａ  凹レンズ
１８ｂ  凸レンズ
１９  マスターレンズ
２１  印画紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004151565.tif 000014
【図６】
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【図７】
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