(57)【要約】【課題】  簡易な構成でありながら投影時の光量の確保及び撮像時の被写界深度の確保を両立することが可能な結像光学系及びそれを備える画像読取装置を提供すること。【解決手段】  結像光学系１００は、第１の面１を第２の面２に結像する第１の結像部１０１と、第１の結像部１０１の少なくとも一部を含み、第２の面２を第３の面３に結像する第２の結像部１０２と、第２の面２からの光を第３の面３に向けて偏向する偏向部１０４と、を有し、第１の結像部１０２の第２の面２の側の開口数は、第２の結像部１０２の第２の面２の側の開口数よりも大きい。【選択図】  図１
2017068090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面を第２の面に結像する第１の結像部と、
前記第１の結像部の少なくとも一部を含み、前記第２の面を第３の面に結像する第２の結像部と、
前記第２の面からの光を前記第３の面に向けて偏向する偏向部と、
を有し、
前記第１の結像部の前記第２の面の側の開口数は、前記第２の結像部の前記第２の面の側の開口数よりも大きいことを特徴とする結像光学系。
【請求項２】
前記第１の結像部の結像回数は、前記第２の結像部の結像回数よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項３】
前記第１の結像部は、前記第１の面を前記第２の面に拡大結像することを特徴とする請求項１又は２に記載の結像光学系。
【請求項４】
前記第２の結像部は、前記第２の面を前記第３の面に縮小結像することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の結像光学系。
【請求項５】
前記第１の結像部は、前記第１の面と前記第２の面との間の光路上に配置される第１の開口絞りを含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の結像光学系。
【請求項６】
前記第２の結像部は、前記偏向部と前記第３の面との間の光路上に配置される第２の開口絞りを含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の結像光学系。
【請求項７】
前記第１の結像部と前記第２の結像部とは１つの共通の結像部から成り、該共通の結像部は、開口径が可変である可変絞りを有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の結像光学系。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の結像光学系と、前記第１の面に画像を表示する表示素子と、前記第３の面に配置される撮像素子と、を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項９】
前記第２の結像部の最大半画角をω、光軸上における前記第１の結像部の前記第２の面の側の開口数をＮＡＰ１、前記最大半画角ωにおける前記第１の結像部のメリジオナル方向での前記第２の面の側の開口数をＮＡＰ２、光軸上における前記第２の結像部の前記第２の面の側の開口数をＮＡＣ１、とするとき、
ＮＡＣ１≦ＮＡＰ２＜ＮＡＰ１
なる条件を満足することを特徴とする請求項８に記載の画像読取装置。
【請求項１０】
前記第２の結像部の最大半画角をω、光軸上における前記第２の結像部の前記第２の面の側の開口数をＮＡＣ１、前記最大半画角ωにおける前記第２の結像部のメリジオナル方向での前記第２の面の側の開口数をＮＡＣ２、とするとき、
０．７≦ＮＡＣ２／ＮＡＣ１≦１
なる条件を満足することを特徴とする請求項８又は９に記載の画像読取装置。
【請求項１１】
前記第２の結像部の最大半画角をω、該最大半画角ωにおける前記第１の結像部の周辺光量比をＶＩＧＰ、前記最大半画角ωにおける前記第２の結像部の周辺光量比をＶＩＧＣ、とするとき、
１．２≦ＶＩＧＣ／ＶＩＧＰ
なる条件を満足することを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１２】
前記撮像素子は、前記第１の結像部により前記第２の面に投影された前記画像を撮像することを特徴とする請求項８乃至１１の何れか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１３】
前記撮像素子は、前記第２の面に載置された被写体を撮像することを特徴とする請求項８乃至１２の何れか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１４】
前記撮像素子は、前記第２の面に載置された被写体と、前記第１の結像部により前記被写体に投影された前記画像と、を撮像することを特徴とする請求項８乃至１３の何れか１項に記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影面に画像を投影する投影部及び投影面を撮像する撮像部を有する画像読取装置に用いられる結像光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、投影面に画像を投影する投影部及び投影面を撮像する撮像部の両方を備える画像読取装置として、電子黒板機能付きプロジェクタや、投影像の歪みを検出するカメラ付きプロジェクタ、撮影画像を投影するプロジェクタ付きカメラ、などが知られている。
【０００３】
特許文献１には、投影部によりスクリーン上に画像を投影しつつ、撮像部によりスクリーン上の被写体を読み取ることができる、電子黒板機能付きの投影装置が記載されている。この装置では、投影部と撮像部とで光学系の一部を共用することで、大型化の回避を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２０５４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１に記載の装置においては、スクリーン上に明るい画像を投影しつつ、スクリーン上の被写体の良好な画像を取得することが要求される。すなわち、投影部が十分な光量を確保しつつ、撮像部が十分な被写界深度を確保することが必要となる。しかしながら、特許文献１に記載の投影装置においては、投影部と撮像部とで光学系の一部を共用しているため、投影時の光量の確保及び撮像時の被写界深度の確保を両立することが困難である。
【０００６】
本発明の目的は、簡易な構成でありながら投影時の光量の確保及び撮像時の被写界深度の確保を両立することができる結像光学系及びそれを備える画像読取装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための、本発明の一側面としての結像光学系は、第１の面を第２の面に結像する第１の結像部と、前記第１の結像部の少なくとも一部を含み、前記第２の面を第３の面に結像する第２の結像部と、前記第２の面からの光を前記第３の面に向けて偏向する偏向部と、を有し、前記第１の結像部の前記第２の面の側の開口数は、前記第２の結像部の前記第２の面の側の開口数よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡易な構成でありながら投影時の光量の確保及び撮像時の被写界深度の確保を両立することが可能な結像光学系及びそれを備える画像読取装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る結像光学系の要部概略図。
【図２】本発明の実施例１に係る画像読取装置の要部概略図。
【図３】投影光学系及び撮像光学系の開口数を示す図。
【図４】投影光学系及び撮像光学系の周辺光量比を示す図。
【図５】本発明の実施例２に係る画像読取装置の要部概略図。
【図６】本発明の実施例３に係る画像読取装置の要部概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面は、便宜的に実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。また、各図面において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る結像光学系１００の要部概略図（光軸を含む断面図）である。結像光学系１００は、第１の面１を第２の面２に結像する第１の結像部１０１と、第２の面２を第３の面３に結像する第２の結像部１０２と、第２の面２からの光束（光路）を第３の面３に向けて偏向（分離）する偏向部１０４（分離部）と、を有する。
【００１２】
図１において、実線は第１の結像部１０１の結像に寄与する有効光線（軸上のマージナル光線）を示し、破線は第２の結像部１０２の結像に寄与する有効光線（軸上のマージナル光線）を示している。なお、図１では、第１の結像部１０１及び第２の結像部１０２を簡略化して示しており、夫々を通過する光線を省略している。
【００１３】
ここで、本実施形態に係る結像光学系１００においては、第２の結像部１０２が第１の結像部１０１の少なくとも一部を含む構成を採っているため、全系の小型化（簡素化）を実現することができる。そして、本実施形態において、第１の結像部１０１の第２の面２の側の開口数は、第２の結像部１０２の第２の面２の側の開口数よりも大きくなっている。これにより、第１の結像部１０１が十分な光量を確保しつつ、第２の結像部１０２が十分な被写界深度を確保することが可能になる。
【００１４】
次に、本実施形態に係る結像光学系１００を画像読取装置に適用した場合の実施例について、以下に詳細に説明する。
【００１５】
［実施例１］
図２は、本発明の実施例１に係る画像読取装置２００（画像投影装置）の要部概略図である。画像読取装置２００は、表示面１（第１の面）に表示される画像を投影面２（第２の面）に投影する投影部と、投影面２に投影された画像及び投影面２に載置された被写体の少なくとも一方を撮像する撮像部（読取部）と、を備えている。
【００１６】
具体的に、本実施例に係る投影部は、画像を表示する表示素子Ｐ（表示パネル）と、表示素子Ｐの表示面１を投影面２に拡大結像する投影光学系２０１（第１の結像部）と、を有する。表示素子Ｐとしては、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）や、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）等を採用することができる。投影光学系２０１は、複数の光学素子２０１ａ、２０１ｂと、表示面１と投影面２との間の光路上に配置される第１の開口絞りＡＰと、を含んでいる。
【００１７】
また、本実施例に係る撮像部は、投影面２を撮像する撮像素子Ｓ（センサ）と、投影面２を撮像素子Ｓの撮像面３（第３の面）に縮小結像する撮像光学系２０２（読取光学系）と、を有する。撮像素子Ｓとしては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサや、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等を採用することができる。撮像光学系２０２は、投影光学系２０１を構成する光学素子２０１ａと、第２の開口絞りＡＣと、光学素子２０２ａと、を含んでいる。
【００１８】
このように、本実施例では、投影光学系２０１及び撮像光学系２０２により結像光学系が構成されている。そして、本実施例に係る結像光学系は、投影面２からの光を撮像面３に向けて偏向する偏向部２０４を更に有する。偏向部２０４としては、半透過フィルター、偏光フィルター、ダイクロイックミラー等の光学素子を用いることができる。また、偏向部２０４として可動式の反射部材（反射ミラー等）を採用し、撮像時にのみ投影光学系２０１の光路上に反射部材を配置して、点線で示す光路を形成するように構成してもよい。なお、上述の半透過フィルター等の光学素子を可動式の反射部材として採用してもよい。
【００１９】
投影部は、まず、不図示の制御装置からの画像処理信号に基づいて表示素子Ｐの表示面１に画像を表示する。そして、図２に実線で示したように、表示面１からの光（投影光線）を投影光学系２０１によって集光し、表示面１に表示された画像を投影面２に投影する。一方、撮像部は、図２に破線で示したように、投影面２からの光（読取光線）を撮像光学系２０２によって集光し、投影面２を撮像面３に結像する。このとき、投影面２に被写体（原稿）を載置してもよく、撮像部は、投影面２に投影された画像及び投影面２に載置された被写体の少なくとも一方を撮像することができる。
【００２０】
本実施例に係る画像読取装置２００においては、投影光学系２０１の一部（光学素子２０１ａ）を撮像光学系２０２と共用しているため、結像光学系の全系の小型化（簡素化）を実現することができる。そして、第１の開口絞りＡＰの開口径（絞り径）を、第２の開口絞りＡＣの開口径よりも大きくすることで、投影光学系２０１の投影面２の側の開口数（拡大側開口数）を、撮像光学系２０２の投影面２の側の開口数よりも大きくしている。これにより、投影部による画像の投影時に十分な光量を確保しつつ、撮像部による画像の読取時に十分な被写界深度を確保することが可能になる（詳細は後述）。
【００２１】
なお、本実施例に係る結像光学系おいては、投影光学系２０１の一部を撮像光学系２０２と共用しているが、これに限られるものではない。例えば、表示面１と投影光学系２０１との間の光路上に偏向部２０４を配置することにより、投影光学系２０１の全てを撮像光学系２０２と共用する構成を採ってもよい。また、投影光学系２０１及び撮像光学系２０２を構成する光学素子の枚数や配置についても、図２に示したものに限られるものではなく、要求される光学性能に応じて適宜設計し得るものである。本実施例においては、各光学素子としてレンズを採用しているが、これに限られず、ミラーやプリズムなどの光学素子を用いてもよい。
【００２２】
第１の開口絞りＡＰ及び第２の開口絞りＡＣの配置についても、図２に示したものに限られるものではない。例えば、第１の開口絞りＡＰを、表示面１と光学素子２０１ｂとの間の光路や、偏向部２０４と光学素子２０１ａとの間の光路、光学素子２０１ａと投影面２との間の光路、などに配置してもよい。また、第２の開口絞りＡＣを、光学素子２０２ａと撮像面３との間の光路に配置してもよい。なお、開口絞りＡＰを表示面１と光学素子２０１ｂとの間の光路に配置したとき、その位置によっては、開口絞りＡＰの開口径を開口絞りＡＣよりも小さくしたとしても、投影光学系２０１の拡大側開口数が撮像光学系２０２よりも大きくなる場合がある。
【００２３】
（開口数について）
次に、投影光学系及び撮像光学系の開口数について詳細に説明する。
【００２４】
一般的に、結像光学系について、焦点距離をｆ、開口数をＮＡ、被写体距離をＬ、許容錯乱円直径をδ、とするとき、被写界深度幅Ｄは以下の式（１）で表される。
【００２５】
【数１】
2017068090.tif 000003
・・・（１）
【００２６】
式（１）より、開口数が小さいほど被写界深度幅が大きくなることがわかる。よって、被写体の厚みに依らず良好な撮像画像を得るためには、撮像光学系の物体側開口数（拡大側開口数）を小さくすることが好ましい。また、投影面に形成される像は開口数の２乗に比例して明るくなることから、投影面に明るい画像を投影するためには、投影光学系の拡大側開口数を大きくすることが好ましい。よって、投影光学系の拡大側開口数が撮像光学系の拡大側開口数よりも大きくなるように、第１及び第２の開口絞りを設計することにより、投影時には十分な光量を確保しつつ、撮像時には十分な被写界深度を確保することが可能になる。
【００２７】
図３は、投影光学系及び撮像光学系の開口数の関係を示す図である。図３では、投影光学系及び撮像光学系で共用の光学素子３０１から投影面２に至る投影光線と、投影面２から光学素子３０１に至る読取光線と、を示している。なお、読取光線については、撮像光学系の光軸上での光線（軸上光線）及び最軸外での光線（周辺光線）を示し、軸上主光線と最軸外主光線との成す角、すなわち、撮像光学系の最大半画角をωとしている。また、投影光線については、投影光学系の光軸上での光線及び撮像光学系の最軸外に対応する像高での光線を示している。
【００２８】
図３を見てわかるように、光軸上における投影光学系の拡大側開口数（軸上開口数）ＮＡＰ１は、光軸上における撮像光学系の拡大側開口数ＮＡＣ１よりも大きくなっている。また、最大半画角ωにおける投影光学系のメリジオナル方向での拡大側開口数（周辺開口数）ＮＡＰ２についても、最大半画角ωにおける撮像光学系のメリジオナル方向での拡大側開口数ＮＡＣ２よりも大きくなっている。
【００２９】
ここで、撮像光学系の軸上開口数及び周辺開口数は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．７≦ＮＡＣ２／ＮＡＣ１≦１    ・・・（２）
【００３０】
条件式（２）を満足することにより、撮像光学系の軸上開口数と周辺開口数との差を十分に小さくすることができ、軸上から最軸外にかけて高い解像度を得ることが可能になる。条件式（２）を満足しない場合、撮像光学系の軸上開口数と周辺開口数との差が大きくなり、軸上から最軸外にかけて高い解像度を得ることが困難になる。さらに、以下の条件式（３）を満たすことがより望ましい。
０．８≦ＮＡＣ２／ＮＡＣ１≦１    ・・・（３）
【００３１】
また、投影光学系の軸上開口数及び周辺開口数、及び撮像光学系の軸上開口数は、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。条件式（４）を満足することにより、投影時における光量の損失を低減しつつ、撮像時には十分な被写界深度を確保することが可能になる。
ＮＡＣ１≦ＮＡＰ２＜ＮＡＰ１    ・・・（４）
【００３２】
（周辺光量比について）
図４は、投影光学系及び撮像光学系に係る、軸上での光量（明るさ）と周辺（軸外）での光量との比（周辺光量比）として、軸上光量を１としたときの周辺光量を示したものである。図４において、実線Ｖ１は投射光学系に係る軸上から最大半画角ωまでの周辺光量比を示し、破線Ｖ２は撮像光学系に係る軸上から最大半画角ωまでの周辺光量比を示している。
【００３３】
ここで、最大半画角ωにおける投影光学系の周辺光量比をＶＩＧＰ、最大半画角ωにおける撮像光学系の周辺光量比をＶＩＧＣ、とするとき、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
１．２≦ＶＩＧＣ／ＶＩＧＰ    ・・・（５）
【００３４】
条件式（５）を満足することにより、撮像光学系の軸上光量と周辺光量との差を十分に小さくすることができ、軸上から最軸外にかけて高い解像度を得ることが可能になる。条件式（５）の下限を下回る場合、撮像光学系の軸上光量と周辺光量との差が大きくなり、軸上から最軸外にかけて高い解像度を得ることが困難になる。さらに、以下の条件式（６）を満たすことがより望ましい。
１．４≦ＶＩＧＣ／ＶＩＧＰ    ・・・（６）
【００３５】
［実施例２］
図５は、本発明の実施例２に係る画像読取装置５００の要部概略図である。画像読取装置５００は、撮像光学系５０２が投影面２を２回結像しているという点以外は、実施例１に係る画像読取装置２００と同様の構成を採っている。
【００３６】
本実施例に係る投影光学系５０１は、実施例１と同様に表示面１を１回だけ結像している。一方、撮像光学系５０２は、実施例１とは異なり、投影面２を一旦結像（中間結像）してから撮像面３に再結像する構成を採っている。具体的に、撮像光学系５０２は、投影面２の中間像５０３を形成する中間結像部５０１ａと、中間像５０３と撮像面３との間の光路上に配置される第２の開口絞りＡＣと、中間像５０３を撮像面３に再結像する再結像部５０２ａと、を含んでいる。なお、中間結像部５０１ａ及び再結像部５０２ａの夫々は、複数の光学素子（レンズ）により構成されている。
【００３７】
なお、本実施例においては、投影光学系５０１と撮像光学系５０２とで結像倍率が互いに異なる構成を採っている。具体的に、本実施例では、表示素子Ｐよりも大きいサイズの撮像素子Ｓを採用しているため、再結像部５０２ａを拡大系とし、中間像５０３を撮像素子Ｓに拡大結像する構成を採用している。
【００３８】
このように、本実施例に係る画像読取装置５００においては、中間結像部５０１ａが偏向部５０４を介して投影面２の中間像５０３を形成する構成を採っているため、中間像５０３の前後で独立して光学設計を行うことができる。これにより、投影光学系５０１と撮像光学系５０２とで結像倍率が互いに異なる構成においても、投影光学系５０１及び撮像光学系５０２の両方の収差を独立して補正することができ、良好な光学性能を得ることが可能になる。
【００３９】
また、本実施例では、偏向部５０４を表示面１と投影光学系５０１（中間結像部５０１ａ）との間に配置し、投影光学系５０１の全てを撮像光学系５０２の一部として用いている。そのため、投影光学系５０１の結像回数は、中間結像部５０１ａの結像回数と等しく、かつ撮像光学系５０２の結像回数よりも少なくなる。よって、より簡易な構成で投影光学系５０１及び撮像光学系５０２の収差を抑えることが可能になる。
【００４０】
なお、投影光学系５０１及び撮像光学系５０２を構成する光学素子の枚数や配置については、図２に示したものに限られるものではなく、要求される光学性能に応じて適宜設計し得るものである。例えば、投影光学系５０１が、表示面１と偏向部５０４との間の光路上に配置される光学素子を更に含んでいてもよく、中間結像部５０１ａが、偏向部５０４と中間像５０３との間に配置される光学素子を更に含んでいてもよい。
【００４１】
本実施例に係る第１の開口絞りＡＰ及び第２の開口絞りＡＣの配置についても、図２に示したものに限られるものではない。例えば、第１の開口絞りＡＰを、中間結像部５０１ａと投影面２との間の光路や、中間結像部５０１ａと偏向部５０４との間の光路、偏向部５０４と表示面１との間の光路、などに配置してもよい。また、第２の開口絞りＡＣを、中間像５０３と再結像部５０２ａとの間の光路や、再結像部５０２ａと撮像面３との間の光路に配置してもよい。
【００４２】
また、撮像光学系５０２に、光軸方向における撮像対象物（投影面５０２やそこに載置される被写体）の位置の変化、すなわち中間像５０３の位置の変化に応じて、フォーカシングを行うための機構を設けてもよい。具体的には、再結像部５０２ａを構成する光学素子の少なくとも１つを光軸方向に駆動することにより、中間像５０３の位置変化に応じてフォーカシングを行うことができる。
【００４３】
［実施例３］
図６は、本発明の実施例３に係る画像読取装置６００の要部概略図であり、図６（ａ）は投影時の投影光線の光路を示し、図６（ｂ）は撮像時の読取光線の光路を示している。画像読取装置６００は、実施例１とは異なり、投影光学系６０１と撮像光学系６０２とで全ての構成が一致（全ての構成を互いに共用）している。すなわち、画像読取装置６００は、投影時と撮像時とで共通の１つの結像光学系（結像部）のみを備えている。そして、この１つの結像光学系は、投影時と撮像時とで共用の１つの可変絞りＡＭを備えている。
【００４４】
投影時には、図６（ａ）に示すように、可変絞りＡＭの開口径を第１の開口径に設定することで、結像光学系を投影光学系６０１として機能させる。そして、撮像時には、図６（ｂ）に示すように、可変絞りＡＭの開口径を変化させて第１の開口径よりも小さい第２の開口径に設定することで、結像光学系を撮像光学系６０２として機能させる。この構成により、実施例１と比較して、結像光学系を構成する各部材の数を少なくすることができ、より簡易な構成で投影時及び撮像時の開口数を適切に設定することが可能になる。
【００４５】
なお、必要に応じて、可変絞りＡＭを、投影面２とそれに最も近い光学素子との間の光路や、偏向部６０４とそれに最も近い光学素子との間の光路に配置してもよい。また、必要に応じて、表示面１と偏向部６０４との間の光路や、偏向部６０４と撮像面３との間の光路などに、更に光学素子を配置してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  第１の面（表示面）
２  第２の面（投影面）
３  第３の面（撮像面）
１００  結像光学系
１０１  第１の結像部
１０２  第２の結像部
１０４  偏向部
【図１】
2017068090.tif 000004
【図２】
2017068090.tif 000005
【図３】
2017068090.tif 000006
【図４】
2017068090.tif 000007
【図５】
2017068090.tif 000008
【図６】
2017068090.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月24日(2016.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面を第２の面に結像する第１の結像部と、
前記第１の結像部の少なくとも一部を含み、前記第２の面を第３の面に結像する第２の結像部と、
前記第２の面からの光を前記第３の面に向けて偏向する偏向部と、
を有し、
前記第１の結像部の前記第２の面の側の開口数は、前記第２の結像部の前記第２の面の側の開口数よりも大きいことを特徴とする結像光学系。
【請求項２】
前記第１の結像部の結像回数は、前記第２の結像部の結像回数よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項３】
前記第１の結像部は、前記第１の面を前記第２の面に拡大結像することを特徴とする請求項１又は２に記載の結像光学系。
【請求項４】
前記第２の結像部は、前記第２の面を前記第３の面に縮小結像することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の結像光学系。
【請求項５】
前記第１の結像部は、前記第１の面と前記第２の面との間の光路上に配置される第１の開口絞りを含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の結像光学系。
【請求項６】
前記第２の結像部は、前記偏向部と前記第３の面との間の光路上に配置される第２の開口絞りを含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の結像光学系。
【請求項７】
前記第２の結像部は、前記第１の結像部の少なくとも一部から成り前記第２の面の中間像を形成する中間結像部と、前記中間像を前記第３の面に再結像する再結像部と、を含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の結像光学系。
【請求項８】
前記偏向部は、前記中間結像部と前記中間像との間の光路上に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の結像光学系。
【請求項９】
前記第１の結像部の結像回数と前記中間結像部の結像回数とは、互いに等しいことを特徴とする請求項７又は８に記載の結像光学系。
【請求項１０】
前記再結像部は、前記中間像を前記第３の面に拡大結像することを特徴とする請求項７乃至９の何れか１項に記載の結像光学系。
【請求項１１】
前記第１の結像部は、前記偏向部と前記第２の面との間の光路上に配置される第１の開口絞りを含むことを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項に記載の結像光学系。
【請求項１２】
前記第２の結像部は、前記中間像と前記第３の面との間の光路上に配置される第２の開口絞りを含むことを特徴とする請求項７乃至１１の何れか１項に記載の結像光学系。
【請求項１３】
前記第１の結像部と前記第２の結像部とは１つの共通の結像部から成り、該共通の結像部は、開口径が可変である可変絞りを有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の結像光学系。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れか１項に記載の結像光学系と、前記第１の面に画像を表示する表示素子と、前記第３の面に配置される撮像素子と、を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項１５】
光軸上における前記第１の結像部の前記第２の面の側の開口数をＮＡＰ１、前記第２の結像部の最大半画角における前記第１の結像部のメリジオナル方向での前記第２の面の側の開口数をＮＡＰ２、光軸上における前記第２の結像部の前記第２の面の側の開口数をＮＡＣ１、とするとき、
ＮＡＣ１≦ＮＡＰ２＜ＮＡＰ１
なる条件を満足することを特徴とする請求項１４に記載の画像読取装置。
【請求項１６】
光軸上における前記第２の結像部の前記第２の面の側の開口数をＮＡＣ１、前記第２の結像部の最大半画角における前記第２の結像部のメリジオナル方向での前記第２の面の側の開口数をＮＡＣ２、とするとき、
０．７≦ＮＡＣ２／ＮＡＣ１≦１
なる条件を満足することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の画像読取装置。
【請求項１７】
前記第２の結像部の最大半画角における前記第１の結像部の周辺光量比をＶＩＧＰ、前記最大半画角における前記第２の結像部の周辺光量比をＶＩＧＣ、とするとき、
１．２≦ＶＩＧＣ／ＶＩＧＰ
なる条件を満足することを特徴とする請求項１４乃至１６の何れか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１８】
前記撮像素子は、前記第１の結像部により前記第２の面に投影された前記画像を撮像することを特徴とする請求項１４乃至１７の何れか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１９】
前記撮像素子は、前記第２の面に載置された被写体を撮像することを特徴とする請求項１４乃至１８の何れか１項に記載の画像読取装置。
【請求項２０】
前記撮像素子は、前記第２の面に載置された被写体と、前記第１の結像部により前記被写体に投影された前記画像と、を撮像することを特徴とする請求項１４乃至１９の何れか１項に記載の画像読取装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
なお、投影光学系５０１及び撮像光学系５０２を構成する光学素子の枚数や配置については、図５に示したものに限られるものではなく、要求される光学性能に応じて適宜設計し得るものである。例えば、投影光学系５０１が、表示面１と偏向部５０４との間の光路上に配置される光学素子を更に含んでいてもよく、中間結像部５０１ａが、偏向部５０４と中間像５０３との間に配置される光学素子を更に含んでいてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
本実施例に係る第１の開口絞りＡＰ及び第２の開口絞りＡＣの配置についても、図５に示したものに限られるものではない。例えば、第１の開口絞りＡＰを、中間結像部５０１ａと投影面２との間の光路や、中間結像部５０１ａと偏向部５０４との間の光路、偏向部５０４と表示面１との間の光路、などに配置してもよい。また、第２の開口絞りＡＣを、中間像５０３と再結像部５０２ａとの間の光路や、再結像部５０２ａと撮像面３との間の光路に配置してもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
また、撮像光学系５０２に、光軸方向における撮像対象物（投影面２やそこに載置される被写体）の位置の変化、すなわち中間像５０３の位置の変化に応じて、フォーカシングを行うための機構を設けてもよい。具体的には、再結像部５０２ａを構成する光学素子の少なくとも１つを光軸方向に駆動することにより、中間像５０３の位置変化に応じてフォーカシングを行うことができる。