(57)【要約】【課題】オフアキシャル反射面である自由曲面の枚数を減らしつつも、良好な結像性能を容易に得ることができる結像光学系、画像読取装置および画像読取装置の製造方法を提供する。【解決手段】オフアキシャル反射面である第１及び第２の自由曲面と、該第１の自由曲面からの光束を該第２の自由曲面に導く反射絞りと、を備える結像光学系であって、前記第１及び第２の自由曲面は、単一の光学素子に形成されており、前記反射絞り及び前記光学素子は、互いの相対位置が変更可能に構成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2015203747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オフアキシャル反射面である第１及び第２の自由曲面と、該第１の自由曲面からの光束を該第２の自由曲面に導く反射絞りと、を備える結像光学系であって、
前記第１及び第２の自由曲面は、単一の光学素子に形成されており、
前記反射絞り及び前記光学素子は、互いの相対位置が変更可能に構成されていることを特徴とする結像光学系。
【請求項２】
前記反射絞りに入射する光束の中心光線と前記反射絞りにより反射される光束の中心光線とを含む射影面に射影されたとき、前記第１及び第２の自由曲面により反射される光束は互いに交差する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】
前記反射絞り及び前記光学素子は、射影面内において互いの相対位置を変更可能であることを特徴とする請求項２に記載の結像光学系。
【請求項４】
前記反射絞り及び前記光学素子は、前記第２の自由曲面により反射される光束の方向または該方向に垂直な方向において互いの相対位置を変更可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項５】
前記第１の自由曲面の面法線の方向が鉛直方向であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項６】
原稿画像を照明する照明手段と、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の結像光学系と、
該結像光学系の結像面に設けられるラインセンサーと、
を１つの筐体に有し、
前記筐体を副走査方向に移動させることを特徴とする画像読取装置。
【請求項７】
前記光学素子を保持する第１の保持部材と、前記反射絞りを保持する第２の保持部材と、を有し、
前記第２の保持部材に対し前記第１の保持部材を前記第２の自由曲面から反射する光束の方向または該方向に直交する方向に変位可能とし、
前記第１の保持部材と、前記第２の保持部材と、前記ラインセンサーとが、単一の結合部材に固定されていることを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記ラインセンサーを前記第２の自由曲面から反射する光束の方向または該方向に直交する方向に変位可能としたことを特徴とする請求項７に記載の画像読取装置。
【請求項９】
オフアキシャル反射面である第１及び第２の自由曲面を、単一の光学素子として一体的に形成する第１工程と、
前記第１及び第２の自由曲面と、該第１の自由曲面からの光束を該第２の自由曲面に導く反射絞りと、を備える結像光学系であって、
前記反射絞りに入射する光束の中心光線と、前記反射絞りで反射する光束の中心光線を含む面を射影面とするとき、
前記射影面に射影された、前記第１の自由曲面から反射する光束と、前記第２の自由曲面から反射する光束と、は交差している結像光学系を配置する第２工程と、
前記光学素子と前記反射絞りとの相対位置関係を変位させる第３工程と、
前記結像光学系に対しラインセンサーを前記第２の自由曲面から反射する光束の方向または該方向に直交する方向に変位させる第４工程と、
を有することを特徴とする画像読取装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第３工程で、前記光学素子と前記反射絞りとの前記第２の自由曲面から反射する光束の方向または該方向に直交する方向における相対位置関係を変位可能としたことを特徴とする請求項９に記載の画像読取装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結像光学系、画像読取装置および画像読取装置の製造方法に関し、特にラインセンサーを用いて原稿画像（モノクロ画像やカラー画像等）を読み取ることができるイメージスキャナーやデジタル複写機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、原稿面上の画像情報（原稿画像）を読取る画像読取装置として、主走査方向に複数の受光素子を配列したラインセンサーを用いるものが知られる。これは、原稿画像からの光束を画像読取光学系でラインセンサー（ＣＣＤ）面上に集光させ、原稿画像とラインセンサーとの相対位置を副走査方向に変位させて、原稿画像を読取るものである。なお、原稿画像としてカラー画像を読み取る画像読取装置では、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各色を読み取る赤色用、緑色用、青色用のラインセンサーを１本ずつ、副走査方向に並べて設けている。
【０００３】
画像読取光学系が通常の屈折レンズ系から成る場合には、軸上色収差や倍率色収差等が発生するので、基準となる緑色用のラインセンサーに対して赤色用、青色用のラインセンサーに結像されるライン像にデフォーカスあるいは位置ズレが発生する。すると、各色画像を重ね合わせて再現した時に色にじみや色ズレの目立つ画像になって、高開口、高解像度の性能が要求される場合には要求に対応できなくなってくる。
【０００４】
一方、最近、非共軸光学系においても、基準軸という概念を導入し構成面を非対称非球面にすることで、十分収差補正がされた光学系を構築することが提案されている。特に、少枚数のオフアキシャル反射面である自由曲面（自由曲面ミラー）を用いた結像光学系が知られている（特許文献１）。また、不連続なオフアキシャル自由曲面を複合一体化することで、部品点数の削減、光学系の簡素化を図り、組み立てが容易な構成の結像光学系が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５７５４９号公報
【特許文献２】特開２００６−２５９５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、オフアキシャル反射面である自由曲面の枚数を減らして行くと次第に自由度が減り、偏心敏感度が上がってしまうという課題があり、結果として組み立て精度が非常に厳しくなってしまっていた。
【０００７】
本発明の目的は、オフアキシャル反射面である自由曲面の枚数を減らしつつも、良好な結像性能を容易に得ることができる結像光学系、画像読取装置および画像読取装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る結像光学系は、オフアキシャル反射面である第１及び第２の自由曲面と、該第１の自由曲面からの光束を該第２の自由曲面に導く反射絞りと、を備える結像光学系であって、前記第１及び第２の自由曲面は、単一の光学素子に形成されており、前記反射絞り及び前記光学素子は、互いの相対位置が変更可能に構成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る画像読取装置は、原稿画像を照明する照明手段と、上記結像光学系と、該結像光学系の結像面に設けられるラインセンサーと、を１つの筐体に有し、前記筐体を副走査方向に移動させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る画像読取装置の製造方法は、オフアキシャル反射面である第１及び第２の自由曲面を、単一の光学素子として一体的に形成する第１工程と、前記第１及び第２の自由曲面と、該第１の自由曲面からの光束を該第２の自由曲面に導く反射絞りと、を備える結像光学系であって、前記反射絞りに入射する光束の中心光線と、前記反射絞りで反射する光束の中心光線を含む面を射影面とするとき、前記射影面に射影された、前記第１の自由曲面から反射する光束と、前記第２の自由曲面から反射する光束と、は交差している結像光学系を配置する第２工程と、前記光学素子と前記反射絞りとの相対位置関係を変位させる第３工程と、前記結像光学系に対しラインセンサーを前記第２の自由曲面から反射する光束の方向または該方向に直交する方向に変位させる第４工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、オフアキシャル反射面である自由曲面の枚数を減らしつつも、良好な結像性能を容易に得ることができる結像光学系、画像読取装置および画像読取装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像読取装置の副走査断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像読取装置の光路を展開したときの要部断面図である。
【図３】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施形態に係る画像読取装置の製造工程におけるユニット化の説明図である。
【図４】第１の実施形態に係る画像読取装置の製造工程における変位方向の説明図である。
【図５】第１の実施形態に係る画像読取装置の製造工程を示すフローチャート図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は第１の実施形態に係る相対的な変位に対応した敏感度を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態に係る画像読取装置の製造工程における変位方向の説明図である。
【図８】第２の実施形態に係る画像読取装置の製造工程を示すフローチャート図である。
【図９】第２の実施形態に係る相対的な変位に対応した敏感度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
《第１の実施形態》
（画像読取装置）
図１で、Ｌは光源（照明手段）であり、蛍光灯やキセノンランプ、ＬＥＤアレイ照明系などから成っている。ＣＧは原稿面ガラスであり、その台上には原稿画像（モノクロ画像もしくはカラー画像）Ｏｂｊが主走査断面（ＸＺ面）内に載置されている。Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６は順に第１、第２、第３、第４、第５、第６の光路折り畳み用の反射面（平面）を形成する反射鏡である。７は赤外光（ＩＲ）カットフィルタであり、不要な赤外光を除去している。
【００１５】
８は後に詳述するオフアキシャル光学系であり、反射鏡Ｍ１乃至Ｍ６と共に画像読取光学系を形成し、光源Ｌで照明された原稿画像Ｏｂｊからの光束を像面に相当する位置に配置される読取手段としてのラインセンサーＬＳ上に集光する。ラインセンサーＬＳとしてはＣＣＤやＣＭＯＳ等が用いられる。なお、カラー画像を対象とする場合は夫々Ｒ、Ｇ、Ｂに対応したラインセンサーをＹ方向（ラインセンサーの長手方向である主走査方向（Ｘ方向）に直交する方向）に並設しておく。
【００１６】
ＣＲＧは移動可能なキャリッジ（筐体）であり、筐体内に各部材Ｌ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、７、８、ＬＳ等を収納し、キャリッジＣＲＧは、副走査断面（ＹＺ面）である図１に対し、主走査方向（Ｘ方向）に伸びて設けられている。そして、原稿画像Ｏｂｊに対し、キャリッジＣＲＧを原稿画像Ｏｂｊに対する副走査方向（矢印Ａ方向）に変位して、原稿画像Ｏｂｊを２次元的に読取る。
【００１７】
（結像光学系）
１）基準軸およびオフアキシャル光学系
本実施形態に係る画像読取光学系である結像光学系の構成を明確にするために、本明細書中で使用する基準軸およびオフアキシャル光学系について、以下のように定義する。先ず、基準軸に関しては、光学系に部分的にでも対称性を有する軸が存在し、収差を対称性良くとりまとめることができる場合には、その対称性を有する軸上を通る光線を基準光線とし、その基準光線の光路を基準軸とする。
【００１８】
光学系に一般的に対称軸が存在しない場合、あるいは部分的には対称軸が存在しても、収差を対称性良くとりまとめることができない場合には、以下のような基準光線の光路を基準軸とする。即ち、物体面中心（被読取範囲の中心）から出る光線のうち、光学系の指定される面の順に光学系を通り、光学系内に定義される絞り中心（瞳中心）を通る光線を基準光線として設定し、その基準光線の光路を基準軸とする。このようにして定義される基準軸は、折れ曲がっている形状となることが一般的であり、最終的に像面の中心に到達する。
【００１９】
次に、このように定義した基準軸が曲面と交わる点において、面法線が基準軸と一致しない曲面をオフアキシャル曲面と定義し、このオフアキシャル曲面を含む光学系をオフアキシャル光学系と定義する。なお、平面反射面によって基準軸が単純に折れ曲がっている場合も面法線が基準軸と一致しないが、その平面反射面は収差の対称性を損なわないので、オフアキシャル光学系の対象から除外する。
【００２０】
２）光路に沿った説明
本実施形態においては、光源Ｌから発した光束で原稿台ガラスＣＧの上に載置された原稿画像（物体）Ｏｂｊを照明する。そして、原稿画像Ｏｂｊからの光束（拡散反射光束）を、光路を折り畳む第１乃至第６の反射鏡Ｍ１乃至Ｍ６および赤外光カットフィルタ７を介して、オフアキシャル反射面である第１の自由曲面８１に入射させている。
【００２１】
そして、第１の自由曲面８１で斜め上方に反射された光束は、反射絞り８２に入射して斜め下方に反射された後、オフアキシャル反射面である第２の自由曲面８３に入射する。そして、第２の自由曲面８３で反射された光束は、第１の自由曲面８１と平行に出射し、結像光学系の結像面に設けられるラインセンサーＬＳ上に集光する。
【００２２】
このように、本実施形態における結像光学系は、第１乃至第６の反射面Ｍ１乃至Ｍ６、第１の自由曲面（反射面）８１、反射絞り（平面反射面）８２、第２の自由曲面（反射面）８３を有する。そして、曲面鏡の反射面である第１、第２の自由曲面８１、８３は、基準軸に対して主走査方向に対称で副走査方向に非対称な自由曲面を構成する単一の光学素子８０として、一体的に形成されている。また、反射絞り８２の反射面は平面鏡で構成されている。
【００２３】
３）光学的作用
本実施形態では、第１、第２の自由曲面８１、８３は、単一の光学素子８０に形成されており、反射絞り８２及び光学素子８０は、互いの相対位置が変更可能に構成されている。これにより、オフアキシャル反射面である自由曲面の枚数を減らしつつも、良好な結像性能を容易に得ることができる。
【００２４】
更に本実施形態では、副走査断面（ＹＺ断面）内で、結像光学系をコンパクトに構成するために、先ず第１乃至第６の反射鏡Ｍ１乃至Ｍ６により光路を折り畳んでいる。更に、オフアキシャル光学系８も光路を４の字状に折り畳んでいる。即ち、反射絞り８２に入射する光束の中心光線と、反射絞り８２で反射する光束の中心光線を含む面を射影面とするとき、該射影面内に射影された、第１の自由曲面８１から反射する光束と、第２の自由曲面８３から反射する光束と、は交差する。ここで、本実施形態における第１の自由曲面８１の面法線の方向は、鉛直方向である。
【００２５】
また、オフアキシャル光学系８は、反射面（第１、第２の自由曲面および反射絞り）で構成されるために色収差は発生せず、更にオフアキシャル自由曲面の屈折力による広角化が可能となる。また、光路を４の字状に折り畳むことで偏心収差をキャンセルし易くする。更には、第１、第２の自由曲面を、それぞれ基準軸に対して主走査方向に対称で副走査方向に非対称な形状として、偏心による非対称収差および各種収差の良好な補正を行っている。このようにして、自由曲面から成る単一の光学素子１枚と反射絞りという少ない構成で、良好な結像性能を得ている。
【００２６】
４）副走査断面内におけるチルト
本実施形態に係る結像光学系の各光学面（反射面）は、基本的に全てが同一面（副走査断面であるＹＺ面）内でチルトしている。そこで、図２に示す座標系の各軸を以下のように定める。
Ｚ軸：原点（ｘ、ｙ、ｚ＝０、０、０）を通り第１面に向かう基準軸
Ｙ軸：原点を通りチルト面内でＺ軸に対して半時計周りに９０°をなす直線
Ｘ軸：原点を通りＺ，Ｙ各軸に垂直な直線
また、結像光学系を構成する第ｉ面の面形状を表すには、図２に示す座標系にてその面を表記するより、基準軸と第ｉ面が交差する点を原点とするローカル座標系を設定して、ローカル座標系でその面の面形状を表した方が形状を認識する上で理解し易い。このため、本実施形態では、第ｉ面の面形状をローカル座標系で表す。また、第ｉ面の副走査断面（ＹＺ面）内でのチルト角は、図２に示す座標系のＺ軸に対して反時計回り方向を正とした角度θｉ（単位°）で表す。よって、本実施形態では、各面のローカル座標の原点はＹＺ平面上にある。
【００２７】
また、ＸＺ面内およびＸＹ面内での面の偏心は無い。さらに、第ｉ面のローカル座標（ｘ、ｙ、ｚ）のｙ軸、ｚ軸は、図２に示す座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に対してＹＺ面内でも角度θｉ傾いており、具体的には以下のように設定する。
ｚ軸：ローカル座標の原点を通り、図２に示す座標系のＺ軸方向に対しＹＺ面内において半時計方向に角度θｉをなす直線
ｙ軸：ローカル座標の原点を通り、ｚ軸方向に対してＹＺ面内において半時計方向に９０°をなす直線
ｘ軸：ローカル座標系の原点を通り、ＹＺ面に対し垂直な直線
５）非球面
また、本実施形態における第１、第２の自由曲面８１、８３は、回転非対称の非球面を有し、その形状は以下の式により示す。
【００２８】
【数１】
2015203747.tif 000003
【００２９】
上式においてｘ＝０のとき、副走査方向軸上の形状を示し、ｙ＝０のとき、主走査方向軸上の形状を示すことになる。なお、球面は以下の式で表される形状である。
【００３０】
【数２】
2015203747.tif 000004
【００３１】
上記曲面式はｘに関して偶数次の項のみであるため、上記曲面式により規定される曲面はｙｚ面を対称面とする面対称な形状である。
【００３２】
ここで、近軸理論に基づく焦点距離を直接計算することが困難である。そこで、以下の定義による換算焦点距離ｆｅｑを用いる。
【００３３】
【数３】
2015203747.tif 000005
【００３４】
ここで、ｈ１は第１面において基準軸に平行で基準軸に無限に近く入射する光線の入射高さ、ａｋ’は該光線が最終面から射出時に基準軸となす角度である。なお、定義上、反射面が奇数個の場合、焦点距離の符号は通常の符号と逆に表現される。
【００３５】
次に、本実施形態における最も物体側（原稿画像側）の自由曲面である第１の自由曲面８１の主走査方向のパワー（屈折力）の定義について、説明する。一般的に反射面の曲率をｒとすると、その反射面のパワーφはφ＝−２／ｒと表されることが知られている。ここで、最も物体側（原稿画像側）の自由曲面の主走査方向の曲率をｒ１とすると、１／２ｒ１＝Ｃ２０の関係式が成り立つ。
【００３６】
よって、本実施形態で最も物体側（原稿画像側）の自由曲面の主走査方向２次の係数をＣ２０とすると、第１の自由曲面８１の主走査方向のパワーφ１は、φ１＝−４×Ｃ２０と定義される。
【００３７】
（数値実施例）
以下に示す数値実施例において、Ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面間のローカル座標の原点間の間隔を表すスカラー量、Ｎｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面間の媒質の屈折率である。
原稿読取幅＝３０５．０      結像倍率＝−０．１１１
原稿側ＮＡ＝０．０１７      Ｆｅｑ＝２７．６
【００３８】
【表１】
2015203747.tif 000006
【００３９】
第１オフアキシャル自由曲面
非球面形状
Ｃ０２＝−４．７００２５Ｅ−０３   Ｃ０３＝１．９５４５２Ｅ−０５            Ｃ２０＝−５．０６３３８Ｅ−３
Ｃ２１＝７．８１７２５Ｅ−０５     Ｃ２２＝２．８０００３Ｅ−０６            Ｃ２３＝２．５９５７１Ｅ−８
Ｃ４１＝−１．３２２３９Ｅ−０７   Ｃ４２＝−４．３９３４８Ｅ−１０   Ｃ４３＝−３．５４９５３Ｅ−１０
Ｃ６０＝−４．７３３４３Ｅ−０９   Ｃ６１＝２．３８４０９Ｅ−１０            Ｃ６２＝２．１９１９１Ｅ−１１
Ｃ８０＝５．６３９１０Ｅ−１２
第２オフアキシャル自由曲面
非球面形状
Ｃ０２＝−７．５２１９０Ｅ−０３   Ｃ０３＝１．８５３２２Ｅ−０５            Ｃ２０＝−８．０３７３０Ｅ−０３
Ｃ２１＝−１．９２９０７Ｅ−０４   Ｃ２２＝−２．４３０２１Ｅ−０５   Ｃ２３＝６．００８３４Ｅ−０６
Ｃ４１＝２．７６０７８Ｅ−０７     Ｃ４２＝４．９９６０２Ｅ−７              Ｃ４３＝−６．１２５８７Ｅ−７
Ｃ６０＝−１．０９００８Ｅ−０８   Ｃ６１＝−７．４６９２９Ｅ−１０   Ｃ６２＝−１．９５９２６Ｅ−１０
Ｃ８０＝２．１７２９５Ｅ−１１
（画像読取装置の製造工程におけるユニット化）
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本実施形態の画像読取装置の製造工程におけるユニット化を説明する図である。図３（ａ）で、第１の保持部材８４は、第１、第２の自由曲面８１、８３を一体化した単一の光学素子８０のＸ、Ｙ、Ｚ基準（８０３、８０２、８０１）に対応する各保持基準座面（８４２、８４１、８４３）を有する。そして、各保持基準座面に単一の光学素子８０の各基準が突き当たるように保持され、例えばＵＶ硬化樹脂などで接着固定される。
【００４０】
同様に、図３（ｂ）で、反射絞り８２も第２の保持部材８５の各基準に突き当て接着固定される。第２の保持部材８５は、第１の保持部材８４のＹ方向の移動を規制しており、Ｚ方向にのみ平行にシフトできる構成となっている。８４３は接着剤だまりであり、後述の製造工程にて、相対位置が変更可能に構成された第１の保持部材８４と第２の保持部材８５の相対位置関係を調整した後に固着され、一体のユニット（以後、結像光学ユニット）とされる（図３（ｃ））。
【００４１】
（画像読取装置の製造工程における変位方向）
図４は、上述した結像光学ユニットに関する製造工程における変位方向を示す概略図である。また、図５は、製造工程を示すフローチャートである。以下、図４、図５を用いて、本実施形態における画像読取装置の製造工程を説明する。製造装置（調整装置）としては、透過チャート１、チャート用照明光学系ＬＣ、治具用の原稿台ガラスＣＧ、治具用のミラー２、治具用の赤外光カットフィルタ３、治具用のラインセンサーＬＳを有する。
【００４２】
そして、第１の保持部材８４に保持された状態の単一の光学素子８０と、第２の保持部材８５に保持された状態の反射絞り８２との、Ｈ方向（Ｚ方向）の相対位置関係をスライド調整可能な構成になっている。また、ラインセンサーＬＳは、不図示の位置調整機構により、図中矢印Ｂ方向（Ｚ軸方向）およびＣ方向（副走査方向であるＹ方向）に変位可能となっている。
【００４３】
この製造装置（調整装置）を用いて製造（調整）する項目としては、解像力特に主走査方向の像面湾曲および軸上アス量がある。前者は、第１の保持部材８４と第２の保持部材８５とのＨ方向（Ｚ方向）における相対変位、後者はラインセンサーＬＳのＣ方向（副走査方向であるＹ方向）変位を用いる。
【００４４】
透過チャート１には、ラインセンサーＬＳの受光素子配列方向（Ｘ方向）に対して垂直方向（Ｙ方向）に並んだ万線パターンと、Ｘ方向に一定の角度を持って並んだ万線パターンが、各々ペアで、主走査方向の最低３箇所に配置されている。主走査方向に配置される３箇所の例としては、主走査方向の中心部と両端部がある。そして、透過チャート１のパターンをオフアキシャル光学系によりラインセンサーＬＳ上に結像させ、解像力の評価を行う。解像力の評価方法は、既知の技術であり、ここでは詳細を省略するが、白黒万線チャートのコントラストで評価している。
【００４５】
（画像読取装置の製造工程を示すフローチャート）
以下、図４、図５を用い、本実施形態の画像読取装置の製造工程を説明する。先ず、仮組みしたオフアキシャル光学系８を調整用台座に積載する。第１の保持部材８４は、Ｈ方向（Ｚ方向）に平行移動可能なステージの上に爪で挟まれて固定される。第２の保持部材８５は、そのＺ、Ｙ基準で治具側の基準ピンに嵌め込まれて固定され、第１の保持部材８４のみがステージで第２の保持部材８５に対して平行変位可能な状態で固定される。その際の第１の保持部材８４および第２の保持部材８５、ラインセンサーＬＳは設計称呼の位置に保持されるものとする。
【００４６】
次に、チャート用照明装置ＬＣを点灯させ、透過チャート１を照明し、オフアキシャル光学系８により、ラインセンサーＬＳ上にチャート像を形成させる。ここで、ラインセンサーＬＳを矢印Ｂ方向（Ｚ方向）に所定範囲変位させながら所定ピッチで解像力を測定し、解像力のデフォーカス特性を評価する（ステップ１）。解像力のデフォーカス特性を評価するために、チャートパターン位置に対応した主走査方向の３箇所（中心部１箇所と周辺端部２箇所）で、主走査方向と副走査方向の解像力の両方をＲ、Ｇ、Ｂ各色毎に取得する。
【００４７】
次に、ステップ１で測定した解像力のデフォーカスデータを基に、後述する主走査像面湾曲量および軸上アス量、軸上深度中心位置を算出する（ステップ２）。
【００４８】
次に、ステップ２で算出した主走査像面湾曲量と軸上アス量、軸上深度中心位置の算出結果に基づき、以下を行う。即ち、第１の保持部材８４の矢印Ｈ方向（Ｚ方向）の偏心調整量（変位量）と、ラインセンサーＬＳの矢印Ｂ方向およびＣ方向の偏心調整量（変位量）を敏感度テーブルから算出する。
【００４９】
図６（ａ）は、第１の保持部材８４を矢印Ｈ方向に０．０５ｍｍ偏心（変位）させたときの敏感度であり、（ｂ）はラインセンサーＬＳを矢印Ｃ方向に０．０５ｍｍ偏心（変位）させたときの深度中心変化の敏感度である。これらの敏感度から、画像読取装置の製造に必要な補正量を算出する（ステップ３）。
【００５０】
次に、算出した補正量に基づき、第１の保持部材８４を矢印Ｈ方向、およびラインセンサーＬＳをＣ方向に駆動（変位）させる（ステップ４）。そして、位置変更後の状態で、再度デフォーカス特性を測定し、所定の規格内に入っているかを判定する（ステップ５）。ステップ５で規格に入っていれば、第１の保持部材８４と第２の保持部材８５は、接着等の既知の方法で固定され、第１の保持部材８４と第２の保持部材８５との相対位置調整は完了する（ステップ６）。これにより、主走査方向の像面湾曲を十分に補正したオフアキシャル光学系８が得られる。
【００５１】
その後、オフアキシャル光学系８とラインセンサーＬＳは、中間結合部材を介して偏心状態（変位状態）を保ったまま、接着等により固着される（ＳＴＥＰ７）。このようにして、オフアキシャル光学系８に対するラインセンサーＬＳの副走査方向（Ｃ方向）の偏心量（変位量）を適宜調整することにより、主副の像面のアス量を十分に補正した状態でユニット化することができる。
【００５２】
なお、透過チャート１は、１つ（１種類）ではなく複数（複数種類）用意し、所望の解像度よりも低解像度のチャートでデフォーカス特性を取得して調整を行っても良い。また、主走査像面湾曲量や軸上アス量が大きいと、周辺像高での解像力低下が激しく、深度中心を算出できなくなることが想定される。その際には、所望の解像度とは別の低解像度のチャートで初期主走査像面湾曲量およびアス量を算出することで、同時に調整パラメーターを確定させることができる。初期調整ができれば、本来の所望の解像度のチャートに戻して性能確認すれば良い。
【００５３】
そして、キャリッジユニットを、折り返しミラーＭ１乃至Ｍ６および赤外光カットフィルター７、オフアキシャル光学系８とラインセンサーＬＳを中間結合部材９を介して結合したユニットとして仮組みする。その上で、上述したユニット調整で使用した万線チャートに加えて、既知の幾何特性評価チャートを用いて、性能を確認し、問題がなければ組み立て完了となる。
【００５４】
（画像読取装置の製造方法）
上述したように、本実施形態に係る画像読取装置の製造方法としては、以下の工程を備えることとなる。即ち、先ずオフアキシャル反射面である第１、第２の自由曲面８１、８３を、単一の光学素子８０として一体的に形成する第１工程を備える。また、第１及び第２の自由曲面８１、８３と、反射絞り８２と、を備える結像光学系であって、射影面に射影された、第１の自由曲面から反射する光束と、第２の自由曲面から反射する光束と、は交差している結像光学系を、配置する第２工程を備える。ここで、反射絞り８２に入射する光束の中心光線と、反射絞り８２で反射する光束の中心光線を含む面が射影面である。
【００５５】
そして、自由曲面からなる単一の光学素子８０と反射絞り８２との相対位置関係を変位させる第３工程を備える。具体的には、自由曲面からなる単一の光学素子８０と反射絞り８２との第２の自由曲面８３から反射する光束の方向における相対位置関係を変位可能とする。更に、結像光学系であるオフアキシャル光学系８に対しラインセンサーＬＳを第２の自由曲面８３から反射する光束の方向または該方向に直交する方向に変位させる第４工程を備える。
【００５６】
（本実施形態の効果）
２面のオフアキシャル自由曲面と反射絞りの３面から成るオフアキシャル光学系８を用いることにより、短光路長で、且つキャリッジ一体型の画像読取装置に対応できる結像光学系を提供することができる。また、簡易な構成で色収差がなく非対称収差の発生が少ない画像読取装置を達成することができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、第１、第２の自由曲面と反射絞りとの相対位置関係を調整することで、主走査像面湾曲やアスなどを有効に調整することができ、結果として良好な性能の画像読取装置を容易に製造することができる。
【００５８】
《第２の実施形態》
図７、図８は、本発明の第２の実施形態に係る画像読取装置の製造工程における変位方向の説明図、本実施形態に係る画像読取装置の製造工程を示すフローチャート図である。図７において、図４に示した要素と同一要素には、同符番を付しており、詳細な説明を割愛する。本実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、第１の保持部材８４と第２の保持部材８５との相対位置関係をＨ方向（Ｚ方向）の変位で調整する替りに、相対位置関係を矢印Ｖ方向（副走査方向であるＹ方向）の変位で調整している点である。その他の構成、および光学的な作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００５９】
（画像読取装置の製造工程を示すフローチャート）
以下、図８を用い、本実施形態の画像読取装置の製造工程を示す。先ず、仮組みしたオフアキシャル光学系８を調整用台座に積載する。第１の保持部材８４は、Ｖ方向（Ｙ方向）に平行移動可能なステージの上に固定される。第２の保持部材８５は、そのＺ、Ｙ基準で治具側の基準ピンに嵌め込まれて固定され、第１の保持部材８４のみがステージで第２の保持部材８５に対して平行変位可能な状態で固定される。その際の第１の保持部材８４および第２の保持部材８５、ラインセンサーＬＳは設計称呼の位置に保持されるものとする。
【００６０】
次に、チャート用照明装置ＬＣを点灯させ、透過チャート１を照明し、オフアキシャル光学系８により、ラインセンサーＬＳ上にチャート像を形成させる。ここで、ラインセンサーＬＳを矢印Ｂ方向（Ｚ方向）に所定範囲変位させながら所定ピッチで解像力を測定し、解像力のデフォーカス特性を評価する（ステップ１）。解像力のデフォーカス特性を評価するために、チャートパターン位置に対応した主走査方向の３箇所（中心部１箇所と周辺端部２箇所）で、主走査方向と副走査方向の解像力の両方をＲ、Ｇ、Ｂ各色毎に取得する。
【００６１】
次に、ステップ１で測定した解像力のデフォーカスデータを基に、後述する主走査像面湾曲量および軸上アス量、軸上深度中心位置を算出する（ステップ２）。
【００６２】
次に、ステップ２で算出した主走査像面湾曲量と軸上アス量、軸上深度中心位置の算出結果に基づき、以下を行う。即ち、第１の保持部材８４の矢印Ｖ方向（Ｙ方向）の偏心調整量（変位量）と、ラインセンサーＬＳの矢印Ｂ方向およびＣ方向の偏心調整量（変位量）を敏感度テーブルから算出する。
【００６３】
図９は、第１の保持部材８４を矢印Ｖ方向に０．０５ｍｍ偏心（変位）させたときの敏感度である。ラインセンサーＬＳを矢印Ｃ方向（副走査方向）に偏心（変位）させたときの敏感度は、第１の実施形態と同じである。これらの敏感度から、画像読取装置の製造に必要な補正量を算出する（ステップ３）。
【００６４】
次に、算出した補正量に基づき、第１の保持部材８４を矢印Ｖ方向、およびラインセンサーＬＳをＣ方向に駆動（変位）させる（ステップ４）。そして、位置変更後の状態で、再度デフォーカス特性を測定し、所定の規格内に入っているかを判定する（ステップ５）。ステップ５で規格に入っていれば、第１の保持部材８４と第２の保持部材８５は、接着等の既知の方法で固定され、第１の保持部材８４と第２の保持部材８５との相対位置調整は完了する（ステップ６）。これにより、主走査方向の像面湾曲を十分に補正したオフアキシャル光学系８が得られる。
【００６５】
その後、オフアキシャル光学系８とラインセンサーＬＳは、中間結合部材を介して偏心状態（変位状態）を保ったまま、接着等により固着される（ＳＴＥＰ７）。このようにして、オフアキシャル光学系８に対するラインセンサーＬＳの副走査方向（Ｃ方向）の偏心量（変位量）を適宜調整することにより、主副の像面のアス量を十分に補正した状態でユニット化することができる。
【００６６】
なお、透過チャート１は、１つ（１種類）ではなく複数（複数種類）用意し、所望の解像度よりも低解像度のチャートでデフォーカス特性を取得して調整を行っても良い。また、主走査像面湾曲量や軸上アス量が大きいと、周辺像高での解像力低下が激しく、深度中心を算出できなくなることが想定される。その際には、所望の解像度とは別の低解像度のチャートで初期主走査像面湾曲量およびアス量を算出することで、同時に調整パラメーターを確定させることができる。初期調整ができれば、本来の所望の解像度のチャートに戻して性能確認すれば良い。
【００６７】
そして、キャリッジユニットを、折り返しミラーＭ１乃至Ｍ６および赤外光カットフィルター７、結像光学系であるオフアキシャル光学系８とラインセンサーＬＳを中間結合部材９を介して結合したユニットとして仮組みする。その上で、上述したユニット調整で使用した万線チャートに加えて、既知の幾何特性評価チャートを用いて、性能を確認し、問題がなければ組み立て完了となる。
【００６８】
（画像読取装置の製造方法）
上述したように、本実施形態に係る画像読取装置の製造方法としては、以下の工程を備えることとなる。即ち、先ずオフアキシャル反射面である第１、第２の自由曲面８１、８３を、単一の光学素子８０として一体的に形成する第１工程を備える。また、第１及び第２の自由曲面８１、８３と、反射絞り８２と、を備える結像光学系であって、射影面に射影された、第１の自由曲面から反射する光束と、第２の自由曲面から反射する光束と、は交差している結像光学系を、配置する第２工程を備える。ここで、反射絞り８２に入射する光束の中心光線と、反射絞り８２で反射する光束の中心光線を含む面が射影面である。
【００６９】
そして、自由曲面からなる単一の光学素子８０と反射絞り８２との相対位置関係を変位させる第３工程を備える。具体的には、自由曲面からなる単一の光学素子８０と反射絞り８２との第２の自由曲面８３から反射する光束の方向に直交する方向における相対位置関係を変位可能とする。更に、結像光学系であるオフアキシャル光学系８に対しラインセンサーＬＳを第２の自由曲面８３から反射する光束の方向または該方向に直交する方向に変位させる第４工程を備える。
【００７０】
（変形例）
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および変更が可能である。
【００７１】
（変形例１）
上述した実施形態においては、第２の保持部材８５を固定し、これを基準として、第１の保持部材８４をＨ方向（基準軸方向であるＺ方向）またはＶ方向（副走査方向であるＹ方向）に変位（平行シフト）させて調整した。しかしながら、逆に第１の保持部材８４を固定し、これを基準として、第２の保持部材８５をＨ方向（基準軸方向であるＺ方向）またはＶ方向（副走査方向であるＹ方向）に変位（平行シフト）させて調整しても良く、同様の効果を得ることが可能である。
【００７２】
（変形例２）
上述した実施形態においては、第１の反射型オフアキシャル自由曲面８１の面法線の方向を鉛直方向としたが、本発明はこれに限らず、第１の反射型オフアキシャル自由曲面８１の面法線の方向を任意の方向とすることができる。
【符号の説明】
【００７３】
８０・・オフアキシャル自由曲面光学素子、８１・・第１の反射型オフアキシャル自由曲面、８２・・反射型平面絞り、８３・・第２の反射型オフアキシャル自由曲面、Ｏｂｊ・・原稿画像、ＬＳ・・ラインセンサーアレイ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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