(57)【要約】【課題】平行平板の光学フィルタを用いつつ、画角による分光分布ムラを低減することが可能であり、これにより従来よりもコストダウンした、撮像装置および画像読取装置を提供すること。【解決手段】原稿からの光束を１次元の読取手段上に縮小結像させる結像光学系を備えた画像読取装置において、前記結像光学系は、その光路中に平行平板の透過型多層膜フィルタを備え、前記透過型多層膜フィルタは、少なくとも２種類以上の物質からなる多層膜を備え、かつ、前記透過型分光フィルタにおける、軸上画角光線の通過領域と、最軸外画角光線の通過領域が重畳しないよう配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿からの光束を１次元の読取手段上に縮小結像させる結像光学系を備えた画像読取装置において、前記結像光学系は、その光路中に平行平板の透過型分光フィルタを備え、前記透過型分光フィルタは、少なくとも２種類以上の物質からなる多層膜を備え、かつ、前記透過型分光フィルタにおける、軸上画角光線の通過領域と、最軸外画角光線の通過領域が重畳していないことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記透過型分光フィルタは前記光学系の入射瞳よりも原稿側に置かれていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記多層膜の膜厚分布が前記読み取り手段の長手方向にのみ変化することを特徴とする請求項１又は請求項２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、透過型分光フィルタを備えた画像読取装置について、特に不要赤外光を除去する透過型分光フィルタを備えた画像読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、結像光学系が用いられる撮像装置や画像読取装置においては、可視域以外の波長、特に紫外光や赤外光がフィルムやイメージセンサといった読取手段に到達することによって、本来読み取った物に対して色味が変化してしまうことが問題となる。
【０００３】
図２は従来の結像光学系を用いた、スキャナー等画像読取装置の要部概略図である。
【０００４】
同図において光源手段２０１によって被読取物２０２の面上を紙面奥行き方向に長尺な領域を照明し、被読取物面上の画像情報を結像光学系２０３により３つのラインセンサー２０４面上に所定の倍率で結像させている。
【０００５】
３つのラインセンサーはそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色フィルターが設けられ、画像情報の赤、緑、青色成分を読み取っている。
【０００６】
光源手段２０１、結像光学系２０３、ラインセンサー２０４は保持手段２０５（以下キャリッジ）によって一体的に保持され、被読取物とキャリッジの相対位置を変化させることにより、被読取物面上の２次元的な画像情報を３ラインセンサで順次読み取っている。
【０００７】
そしてラインセンサーからのアナログ信号（アナログ情報）を、図示しないオペアンプを介した後、Ａ／Ｄ変換器によりディジタル信号（ディジタル情報）に変換している。
【０００８】
ここで、赤外光に感度を持つセンサに不要な赤外光が受光し、色味が変化することを避けるため、さまざまな方法によって遮蔽が行われている。
【０００９】
例えば特許文献１では、結像光学系中のレンズに赤外光をカットする膜を蒸着すること、また、特許文献２では、光学薄膜に膜厚変化を設けた光学薄膜フィルタが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−３０４９１８号公報
【特許文献２】特開２００３−３４４６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１のように、曲率を持った面であるレンズの表面に対し、所望の多層膜を形成するのは蒸着源からの角度、距離等の調整によって行う膜厚分布制御の難易度が高く、コストや歩留まり、大量生産可能性の観点から不利である。
【００１２】
また、特許文献２は、画像読取装置に適用しようとすると、同じ分光特性の領域に異なる入射角の光線が入射する可能性があり、全画角にわたり所望の分光特性を得にくい。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上の課題を解決するため、請求項１の画像読取装置は、原稿からの光束を１次元の読取手段上に縮小結像させる結像光学系を備えた画像読取装置において、前記結像光学系は、その光路中に平行平板の透過型分光フィルタを備え、前記透過型分光フィルタは、少なくとも２種類以上の物質からなる多層膜を備え、かつ、前記透過型分光フィルタにおける、軸上画角光線の通過領域と、最軸外画角光線の通過領域が重畳していない構成とした。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ローコストな透過型分光フィルタを用いつつ、画角による分光分布ムラを低減した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】
【００１５】
【図１】本発明の代表図である。
【図２】従来の画像読取装置を説明する図である。
【図３】薄膜による干渉の原理を説明する図である。
【図４】透過型分光フィルタの入射角による分光特性変化を説明する図である。
【図５】透過型分光フィルタにおける、０、５、１０割光線の主光線入射位置を説明する図である。
【図６】透過型分光フィルタの分光特性を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の実施例１のキャリッジ一体型画像読取装置（フラットベッドスキャナー）の要部概略図である。
【００１８】
図１において、１０２は原稿台ガラスであり、その面上に原稿１０１が載置されている。１０８はキャリッジであり、照明手段としての照明光源１０７、複数の反射ミラー１０３、結像光学系（結像レンズ）１０５、分光特性調整手段１０４、そして読取手段１０６等を保持しており、不図示のモータなどの副走査機構により図２中の副走査方向へ走査し、原稿１０１の画像情報を２次元的に読み取っている。
【００１９】
読み取られた画像情報は不図示のインターフェースを通じて外部機器であるパーソナルコンピューターなどに送られる。
【００２０】
光源手段は図中記載の主走査方向に長い冷陰極管からなり、各反射ミラー１０３は各々順に原稿１０１からの光束の光路をキャリッジ１０８内部で折り曲げている。結像レンズ１０５は原稿１０１からの光束を読取手段１０６面上に結像させている。
【００２１】
透過型分光フィルタ１０４は結像レンズ１０５と読取手段１０６との間の光路内に配置されている。
【００２２】
透過型分光フィルタ１０４は約７００ｎｍ以上の波長領域の光を減光することで、本来可視領域ではない赤外光をラインセンサーのＲ列が受光し、出力画像の色味が原稿の色味と異なることを防止している。
【００２３】
本実施例における透過型分光フィルタは赤外領域の光を減じるよう設定され、その位置に応じて膜厚を変化させており、具体的には、主走査方向端部に向かうに従いフィルタに対する光線の入射角が増大するのに合わせ、膜圧を増大させている。
【００２４】
ここで透過型分光フィルタの膜厚を位置に応じて変化させる理由を記す。
【００２５】
一般的に多層膜による干渉の原理を用いた透過型分光フィルタ（以下、多層膜フィルタ）では、入射角が大きくなるほど波長特性が短波長寄りに変移する。また、膜厚が厚くなるほど、長波長寄りに変化する。
【００２６】
これはある図３に示すような単層膜に対しθの角度で入射する２本の光線Ａ，Ｂに生じる光路長差が、
【００２７】
【数１】
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で表され、入射角θが大きくなればこの値が小さくなるため、干渉する波長が短くなり、また膜厚ｄが大きくなると、左辺の値は大きくなり、干渉する波長が長くなることに由来している。
【００２８】
図４に、一般的な多層膜フィルタに異なる角度で入射した光線に対する分光透過率特性を示す。
【００２９】
図４から、垂直入射の光線に対して、入射角が２３゜ついた光線のカット波長が約３０ｎｍずれていることが解る。
【００３０】
これらの入射角に対する反射特性の変移は、層数を増加させれば軽減は可能であるが、原理的には解決しない。
【００３１】
本発明では、掛かる特性の変移を各主光線の通過位置に従って暫時膜厚を変えることで簡易な構成で対応可能とした。
【００３２】
図５に示されるＡ点は、本実施系の光学系における光軸付近の主光線が通過する位置であり、Ｂ１，Ｂ２点は±約５割画角、Ｃ１，Ｃ２点は±約１０割画角の主光線が通過する位置であり、Ａ点では０゜、Ｂ１，Ｂ２点では±１７゜、Ｃ１，Ｃ２点では±２８度で入射する。
【００３３】
また、それぞれの点での分光透過率を、図６（ａ），（ｂ）に示す。図６（ｂ）は、図６（ａ）のカット波長付近を拡大したものである。
【００３４】
本実施例の多層膜フィルタは、図６ように対応する画角における主光線の入射角に合わせて調整されており、それぞれの点を通過する主光線は、軸上画角光線に対し赤外カットの半値波長の差が２０ｎｍ以下となるよう、膜厚を調整することでなされており、具体的には、外側に向かうにつれ各膜厚が増大するよう構成されている。
【００３５】
膜厚分布の調整は多層膜フィルタを蒸着やスパッタリングで作成する際、膜厚を他の場所より薄くしたい部分に覆いを設けるなどして、制作上、工程に掛かる時間やコストを大幅に増やすことなく実施することが可能である。
【００３６】
また、画像読取装置では副走査方向に対し、主走査方向に十分広い画角の光学系により原稿を副走査方向に走査、読み取りを行うため、膜厚を主走査１方向、つまり多層膜フィルタの長手方向のみ変化させることで十分な効果を得ることができる。
【００３７】
以上に述べた構成の多層膜フィルタを用いれば、画角に応じた分光特性の多層膜フィルタを画像読取装置に適用することが可能であるが、多層膜フィルタを通過する光線の光束径が大きいと、異なる膜厚、分光特性となる位置に同一画角の光線が通過することになり、これも出力画像の色味再現性を悪化させる要因となる。
【００３８】
また、光束径が小さくても、光束径内の光線の角度に大きな差が有ると、透過した光線に分光のバラツキが生じることになる。
【００３９】
画角に応じた分光特性の多層膜フィルタを用いる場合、その設置位置は上記の理由から、なるべく光束径が小さく、多層膜フィルタ上での光線どおしが重畳する割合が小さく、また任意の画角での光束径内の光線の角度差が小さい、すなわち光線ＮＡの小さい位置が望ましい。
【００４０】
これを画像読取装置内に適用すると、光束径の大きさで判断するならば原稿位置、或いは読取手段位置であるが、原稿側に設置すると多層膜フィルタは主走査読取幅に近い大きさが必要となり、コストアップにつながるため、読取手段側、あるいはレンズ付近で比較的光束の分離した場所に設置するのが望ましい。
【００４１】
また、光束径内の角度差から判断するならば画像読取光学系は読取手段を小型化するため、一般的には縮小光学系となっており、読取手段側のほうが高ＮＡとなり、さらに、読取手段側は設置するスペースが狭く、保持が難しいため、不利である。
【００４２】
以上の理由から多層膜フィルタによる透過型分光フィルタ１０４は、フィルタを結像レンズの絞り位置から離し、光学系の入射瞳より物体側でかつ、軸上画角光線の通過領域と、最軸外画角光線の通過領域が重畳しない位置に配置している。
【００４３】
具体的には、多層膜フィルタ位置での光束径は軸上で約４．８ｍｍ、最軸外で５．７６ｍｍであるが、それぞれの光束が多層膜フィルタ上で重畳せず、離れた位置に入射することで、それぞれに適したフィルタの分光特性の影響を受けることになる。
【００４４】
これにより軸上から軸外にかけて、従来の均一な膜構成のフィルタを用いた画像読取装置に比べ、主走査位置での分光分布ムラを低減し、より良好に色味を再現する画像読取装置を低コストに提供することが可能となる。
【００４５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０１  原稿
１０２  原稿台ガラス
１０３  折り返しミラー
１０４  透過型分光フィルタ
１０５  結像レンズ
１０６  読取手段
１０７  光源手段
１０８  キャリッジ
【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】
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【図６】
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