(57)【要約】【課題】  画像領域全域で結像性能のそろった画像読取装置を提供することを目的とする。【解決手段】  そこで、本発明では、光軸非対称なパワーを有することが原因で、光軸に対して回転の偏心敏感度や副走査方向の偏心敏感度の高かった光学素子に対して、読み取りラインのアライメント用のパターンを有効領域部外に形成し、アライメント調整を容易に行えるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿照明手段と、照明された原稿を一次元ラインセンサー上に投影するための共通の光軸を有する結像手段と、原稿を一次元ラインセンサーの配列方向に対して直角方向に走査する駆動機構とから構成される画像読取装置において、原稿面からセンサー面までの間に、少なくとも１面以上、光軸に対して軸対称でないパワーを有する光学素子が配置されており、該光学素子上には、画像読取用の光束が通過する有効部領域外に、有効部を挟み込むように少なくとも２箇所以上、アライメント用のパターンが形成されていることを特徴とした画像読取装置。
【請求項２】
請求項１において、光軸に対して軸対称でないパワーを有する光学素子とアライメント用のパターンとは、同一の型を使用して、一体で同時成形されていることを特徴とした画像読取装置。
【請求項３】
請求項１において、該アライメント用のパターンとは、所定のパワーを有しており、所定のパワーとは、該光軸非対称なパワーを有する光学素子を、該一次元ラインセンサーに対して使用する位置に配置させた場合に、該結像手段の外部、もしくは内部を通過する光束を用いて該一次元ラインセンサーの信号出力可能な位置に、アライメント調整に使用する調整チャートパターンを結像させる作用を持つように予め形成されていることを特徴とした画像読取装置。
【請求項４】
請求項３において、該アライメント用パターンのパワーを利用して、調整チャートパターンを該一次元ラインセンサーの所定位置に結像させ、該一次元ラインセンサーと該光軸非対称なパワーの光学素子とを固定した後、アライメント用のパターンに遮光措置を施したことを特徴とする画像読取ユニット、ならびに該画像読取ユニットを搭載した画像読取装置。
【請求項５】
請求項１において、該アライメント用のパターンとは、調整治具からくる光束の一部を遮光させることにより、その遮光位置を一次元ラインセンサーで読み取り可能にすることで光学調整を行うことを特徴とした画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原稿を照明して、その画像を読み取るための画像読取装置、なかでもその光学系に光軸に対して軸対称でないパワー成分を有する光学素子からなる画像読取装置のアライメント調整に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光軸に関して、軸対称なパワーのみからなる結像光学系を使用した画像読取装置では、メリ・サジ像面の湾曲特性を良好に補正することが困難であった。そこで本発明者は、特許文献１において、一次元ラインセンサーを使用した画像読取装置の光学系中に光軸に非軸対称なパワーを有する光学素子を使用することで、良好に像面を補正することが出来る技術を開示した。
【特許文献１】特開平５−１４６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかるに、光学系に、光軸に対して非軸対称なパワーを持った素子を導入すると、光軸を中心とした回転偏心による性能低下や、光軸対称な結像光学系の光軸方向ならびに一次元ラインセンサーの配列方向との双方とに垂直な方向の平行偏心のアライメント調整の精度が非常に厳しいという問題点が存在する。しかも、一次元ラインセンサーのアライメント調整と、非軸対称なパワーを有する光学素子のアライメント調整という、独立した二つの素子の双方に対して、最適な調整場所を探り当てるためには、複数のサンプリング等に伴う膨大な光学調整時間が必要となってしまうため、性能は優れていても、調整コストが全体のメリットを大きく低下させてしまうという課題が存在していた。なお、特許文献１の表現においては、屈折力という表現を使用して説明を行っているが、明細書中において反射鏡を使用して実施しても良い旨、言及しているので、本発明においては、双方について誤解が生じないような表現として屈折力ではなくパワーという表現を用いることとする。本発明におけるパワーとは、光の指向性を制御し、集散の状態を変化させる力という意味で使用しており、その実現方法は屈折、反射、回折などの諸現象を使用して達成する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明では、光軸に対して非軸対称なパワーを有している光学素子の有効領域外に、光軸の回転方向のズレならびに平行偏心誤差に対して、高速でアライメント調整を可能ならしめる専用のパターンを形成することで、実現可能としている。さらに詳しくは、そのアライメント用パターンを利用して、画像読取装置で使用する一次元ラインセンサー自体でアライメント用の信号を読み取り、光学調整の初期段階で精度よくレンズ、光軸非対称な光学素子、一次元ラインセンサーという位置精度に敏感な素子同士の相対位置関係を固定することで高速なアライメント調整を達成するものである。
【発明の効果】
【０００５】
以上、説明したように、光軸非対称なパワーを有することが原因で、光軸に対して回転の偏心敏感度や副走査方向の偏心敏感度の高かった光学素子に対して、読み取りラインのアライメント用のパターンを有効領域部外に形成し、アライメント調整を容易に行えるようにしたことで、画像領域全域で結像性能のそろった画像読取装置が、生産性よく提供できることが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本発明の実施の形態を説明するための説明図である。結像レンズ１とその結像レンズ１の像面湾曲成分を主に補正する光軸に対して非軸対称なパワーを有する光学素子４は、光学調整用のチャート３の画像を一次元ラインセンサー２上に結像させ、その結像情報をモニターしながら光学調整がなされる。光源は図示されていないが、チャート３については透過型でも反射型でも構わない。その際、レンズ１ならびに光学素子４を通過する光束（破線で示した領域）は、実際の画像を読みとるための光束で、その幅は素子４の有効領域を決定している。この際、光学素子４の有効領域外には、素子を性能上、最も有効に使用可能な位置情報を教示するためのアライメント用のパターン５１、５２が形成されている。図２は、本発明の光学素子４を光軸方向から眺めた図である。画像を読みとる際に使用する光束が通過する領域が有効部として二点鎖線で表示されている。この光学素子４が、最も優れた性能を示し得る母線中心は、通常外観からは特定しにくいものであるため、母線中心を特定可能なように、アライメント用のパターン５１、５２が予め形成されている。ここで５１、５２の形状は光学素子４の有効部内の画像読取時のパワーを付与する時に同時に付与するのが、精度を高めるのに最も有効である。すなわち、型による射出成形であれば、型を製作する際に、予め同一の鏡面駒として製作しておき、部分的なイオン交換による製作であれば、イオン交換用のマスクを作成する際に、マスク上に同時に５１、５２のパターンを形成しておくのが、製作精度としては最も高くなる。この５１、５２をパターンとして最も有効な形状とは、図１に示したように、チャート３と一次元ラインセンサー２とを共役関係に結びつけるようなパワーを有するレンズ形状の場合である。このような場合について図１を用いて実際の光学調整手順について説明を行う。まず、結像レンズ１と設計称呼位置に配置した光学素子４と一次元ラインセンサー２とを、チャート３により、ピント、倍率関係、ラインセンサー２のチャート３の読取位置調整（ピント面内のシフトと回転による）を済ませておく。図３は、アライメント用のパターン５１、５２で結像させるチャートパターンで、小さな円形のパターンを導入した例を説明するためのものである。チャート３のＬ１は、最終的に画像読み取りを行うための読取ラインであり、Ｌ２は、まだ調整途上の読取ラインを示している。チャート３の下に描かれているのは、それぞれＬ１、Ｌ２のライン上を読みとった際の、一次元ラインセンサーからの出力データである。読取ラインがＬ２の場合では、読取ラインが、チャートパターンに掛かっていないため、平坦な出力になっている様子を示したものである。一方、読取ラインがＬ１の場合の出力では、所定のＡ、Ｂという場所に、５１、５２によるチャートパターンの投影像が出力されている様子を示している。この際、５１、５２によるチャートパターンの出力レスポンスの最も高くなったときが、光軸非対称なパワーを有する光学素子４の最も性能が高い使用領域になるように設定しているため、レスポンスが最も高い場所に素子４を光軸上で前後動させ、光軸に垂直な面内において回転ならびにシフト調整させることで容易に光学調整が可能となっている。調整が完了した後に、光学素子４は、一次元ラインセンサー２もしくは結像レンズ１に対して、固定される。固定方法は、融着でも接着でもかまわない。光学調整後、原稿面からレンズを介さない光束が一次元ラインセンサーに直接入り込むことがないように、レンズから一次元ラインセンサーまでの空間を遮光カバー（不図示）で覆うことで調整に使用した光束を遮光しておく。なお、以上の説明においては、アライメント用のパターンについて、有効部を挟む２つの場合について説明したが、チャートのパターンをスリット状にして、スリットに垂直な方向に母線を有するシリンドリカルレンズを複数個使用しておこなう方式でもよい。これらのチャートのパターンと付与するパワーの形状については、設計事項であり、方式によらない。また、以上の説明は、光軸に対して軸対称な結像レンズを直接に介さない、レンズ１の外部を通過する光束を使用して調整を行う方法として説明してきたが、一次元ラインセンサー側の有効画素に余裕があれば、レンズ１を介した、レンズ１の内部の光束によるアライメントパターンでも形成可能である。また、アライメント用のパターンに付与されるパワーを、レンズ作用による屈折力を用いて説明してきたが、アライメント用のパターンはパワーを有する反射タイプの形状でもよいし、光束を遮る遮光パターンであっても実現可能である。また、チャート３は、結像手段１と一次元ラインセンサー２との調整に使用するのとは別パターンで作成して、光路上別の場所において使用しても構わないし、さらには、レンズ１と光軸非対称なパワーの光学素子４とを別の調整用治具で調整した後に、画像読み取りで使用する一次元ラインセンサー２に対して調整しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の説明図
【図２】本発明に使用される光軸非対称な素子の説明図
【図３】本発明のアライメント調整時の出力例の説明図
【符号の説明】
【０００８】
１  結像レンズ
２  一次元ラインセンサー
３  光学調整用チャート
４  光軸非対称なパワーを有する光学素子
５  アライメント用パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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