(57)【要約】【課題】コストアップを抑制した簡便な構造により、装置内の温度が上昇した場合であっても好適な画像を得ることが可能な画像読取装置のピント調整方法を提供する。【解決手段】画像読取装置１は、原稿面に向かって照射、反射された光を、結像レンズ３２を通して撮像素子であるＣＣＤ３３に入射させ、ＣＣＤ３３により原稿画像を読取る。ピント調整では、全像高に渡って、ＭＴＦが所定の閾値を超えていればピントに対する性能を満足しているものとし、閾値を超える結像深度の所定箇所をＣＣＤ３３の結像位置と設定する。ＣＣＤ３３の焦点合わせのための位置調整時、装置運転時の装置内の温度上昇に起因する制御基板３５の変形量に基づいて、前記結像位置から光軸方向に所定距離移動させ、本体２に対してＣＣＤ３３の位置決めを行う。これにより、予め予測されたＣＣＤ３３の移動に基づいて、良好なピント調整がなされた状態を得ることができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿面に向かって照射、反射された光を、結像レンズを通して撮像素子に入射させ、この撮像素子により前記原稿の画像を読取る画像読取装置のピント調整方法において、
全像高に渡って、ＭＴＦが所定の閾値を超える結像深度の所定の箇所を、前記撮像素子の結像位置と設定し、
撮像素子の焦点合わせのための位置調整時、画像読取装置運転時の装置内の温度上昇に起因する撮像素子固定部材の変形量に基づいて、前記結像位置から光軸方向に所定距離移動させ、画像読取装置本体に対して撮像素子の位置決めを行うことを特徴とする画像読取装置のピント調整方法。
【請求項２】
前記結像位置は、全像高に渡って、ＭＴＦが所定の閾値を超える結像深度の範囲の中心であることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置のピント調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やイメージスキャナ等に用いられる画像読取装置のピント調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やイメージスキャナ等に用いられる画像読取装置は、一般的に、原稿台に載置された原稿に光を照射し、この反射光を受けて原稿面の画像情報を読取るものである。原稿台は、透明ガラスで構成され、装置本体の上部に設けられている。原稿台の下方の装置本体内部には、原稿面に向かって光を照射する光源や、その反射光を所定の方向に導くためのミラー、結像レンズ、撮像素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等が設けられている。
【０００３】
上記のような画像読取装置のピント調整は、原稿面に載置された所定のパターン画像を読取ることによってなされる。このパターンに向かって照射し、反射された光を、結像レンズを通して撮像素子であるＣＣＤに入射させ、良好なピントが得られるように結像レンズやＣＣＤを光軸方向に移動して結像位置を変更し、ピントを調整する。
【０００４】
ここで、画像読取装置のピント調整は、ＣＣＤの解像力の指標となるＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を評価して行う。走査方向、色毎等の全像高に渡って、このＭＴＦが所定の閾値を超える好適な箇所を選択することにより、ピントに対する性能を満足させる。
【０００５】
ところで、画像読取装置のピント調整は、製品出荷前の組み立て時に、結像レンズやＣＣＤが設けられた箇所を開放して行われる。そして、このピント調整は、ＣＣＤの焦点合わせのための位置調整時に同時に行われる。しかしながら、製品出荷時には、結像レンズやＣＣＤが設けられた箇所はフレームや原稿台の透明ガラス等で閉め切られるので、画像読取装置を長時間運転すると、装置内の温度上昇が激しくなる恐れがある。これにより、ＣＣＤが固定された制御基板が変形し、製品組み立て時に調整したピントが運転時にずれてしまう可能性がある。そこで、画像読取装置の運転時に装置内温度が上昇して、ＣＣＤが固定された制御基板が変形したとしても、大幅なピントのずれを抑制できるような工夫を施す必要がある。そのような工夫を施した画像読取装置の一例を、特許文献１に見ることができる。
【特許文献１】特開２００２−１７１３８７号公報（第３−４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された画像読取装置では、ＣＣＤと制御基板（読取基板）との間に保持部材を設け、保持部材によってＣＣＤをしっかりと保持することにより、制御基板（読取基板）が装置内の熱で変形しても、ピントのずれを低減できるようにしている。しかしながら、このような画像読取装置では、ＣＣＤやその制御基板周辺の構造が複雑になるとともに、部品点数が増加してしまう。これにより、生産工数や部品点数に関して、大幅なコストアップが生じることが懸念される。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、撮像素子により原稿画像を読取る画像読取装置のピント調整方法において、コストアップを抑制した簡便な構造により、装置内の温度が上昇した場合であっても好適な画像を得ることが可能な画像読取装置のピント調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明は、原稿面に向かって照射、反射された光を、結像レンズを通して撮像素子に入射させ、この撮像素子により前記原稿の画像を読取る画像読取装置のピント調整方法において、全像高に渡って、ＭＴＦが所定の閾値を超える結像深度の所定の箇所を、前記撮像素子の結像位置と設定し、撮像素子の焦点合わせのための位置調整時、画像読取装置運転時の装置内の温度上昇に起因する撮像素子固定部材の変形量に基づいて、前記結像位置から光軸方向に所定距離移動させ、画像読取装置本体に対して撮像素子の位置決めを行うこととした。
【０００９】
また、上記画像読取装置のピント調整方法において、前記結像位置は、全像高に渡って、ＭＴＦが所定の閾値を超える結像深度の範囲の中心であることとした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の構成によれば、撮像素子により原稿画像を読取る画像読取装置のピント調整方法において、全像高に渡って、ＭＴＦが所定の閾値を超える結像深度の所定の箇所を、撮像素子の結像位置と設定し、撮像素子の焦点合わせのための位置調整時、画像読取装置運転時の装置内の温度上昇に起因する撮像素子固定部材の変形量に基づいて、前記結像位置から光軸方向に所定距離移動させ、画像読取装置本体に対して撮像素子の位置決めを行うこととしたので、画像読取装置運転時に装置内の温度が上昇して、撮像素子固定部材が変形したとしても、予め予測された撮像素子の移動に基づいて、良好なピント調整がなされた状態を得ることができる。それは、撮像素子やその固定部材周辺の構造を複雑にしたり、部品点数を増加したりすることなく実現することができる。したがって、上記のような画像読取装置のピント調整方法により、コストアップを抑制した簡便な構造で、装置内の温度が上昇した場合であっても好適な画像を得ることが可能となる。
【００１１】
また、前記結像位置は、全像高に渡って、ＭＴＦが所定の閾値を超える結像深度の範囲の中心であることとしたので、画像読取装置運転時に装置内の温度が上昇して、撮像素子固定部材が変形した場合に、撮像素子の結像位置を、最も良好なピント位置に一層近づけることが可能となる。したがって、装置内の温度が上昇した場合であっても、さらに好適な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図１〜図６に基づき説明する。
【００１３】
最初に、本発明の実施形態に係る画像読取装置について、図１、及び図２を用いてその構造の概略を説明する。図１は画像読取装置の模型的垂直断面正面図、図２は画像読取装置を上方から見た部分斜視図である。なお、本発明の実施形態に係る画像読取装置は、画像形成装置である複写機、または複写機やファクシミリ等の機能を備えた複合機の上部に搭載された画像読取装置として設計されたものとする。
【００１４】
図１に示すように、画像読取装置１は、画像形成装置である複写機、または複合機の上部に搭載されている。画像読取装置１の本体２は、外装カバー３と内部フレーム４とで構成されている。そして、画像読取装置１は、本体２の上面に原稿台５を備えている。原稿台５は透明ガラスで構成され、この透明ガラス表面に、原稿が、読取面（原稿面）が下になるように載置される。
【００１５】
図１、及び図２に示すように、原稿台５の下方であって、本体２の内部フレーム４の内側には、原稿面に向かって光を照射するための光学系構成要素が設けられている。この光学系構成要素としては、第１光学系ユニット１０、第２光学系ユニット２０、及び撮像ユニット３０を備えている。
【００１６】
図１に示すように、第１光学系ユニット１０は、光源１１と、第１ミラー１２とを備えている。光源１１は、原稿面に向かって光を照射するものである。第１ミラー１２は、光源１１から原稿面に向かって照射され、原稿面で反射した反射光を受けて、さらに９０度の角度で方向転換させるものである。これら光源１１と、第１ミラー１２とは、図示しない第１光学系支持部材に固定されている。
【００１７】
第２光学系ユニット２０は、第２ミラー２１と、第３ミラー２２とを備えている。第２ミラー２１は、第１光学系ユニット１０の第１ミラー１２が反射させた光を受けて、さらに９０度の角度で方向転換させるものである。第３ミラー２２は、第２ミラー２１が反射させた光を受けて、さらに９０度の角度で方向転換させるものである。これら第２ミラー２１と、第３ミラー２２とは、図示しない第２光学系支持部材に固定されている。
【００１８】
撮像ユニット３０は、取り付け台３１の上部に、結像レンズ３２と、撮像素子であるＣＣＤ３３を備えている。第２光学系ユニット２０の第３ミラー２２によって反射された、原稿面からの反射光は、結像レンズ３２に入射する。そして、結像レンズ３２は、光路の下流側に設けられたＣＣＤ３３の表面上に、反射光を結像する。このようにして、ＣＣＤ３３により、原稿画像を読取ることができる。
【００１９】
ここで、上記構成の画像読取装置１において、撮像ユニット３０は本体２の内部フレーム４に固定されているが、第１光学系ユニット１０、及び第２光学系ユニット２０は原稿面全体の画像情報を読取るべく原稿面と平行に往復移動できるようになっている。このため内部フレーム４の内側には、図１において左右方向に延びる移動用のレール（図示せず）が設けられている。そして、第１光学系ユニット１０、及び第２光学系ユニット２０は、そのレールに沿って移動し、原稿面全体の画像情報を読取ることが可能である。
【００２０】
続いて、画像読取装置１の撮像ユニット３０の詳細な構成について、図３、図４を用いて説明する。図３は撮像ユニットの斜視図、図４は撮像ユニットの模型的部分正面図である。図中の矢印は、原稿面からの反射光の入射方向を示している。
【００２１】
図３、及び図４に示すように、撮像ユニット３０は、そのベースとなる取り付け台３１を備えている。取り付け台３１は、その下部に、本体２の内部フレーム４（図１、図２参照）との係合部３４を備えている。係合部３４は、取り付け台３１の正面側と背面側の二箇所に設けられている。係合部３４には、複数の丸穴３４ａと長穴３４ｂとが設けられている。これらの丸穴３４ａと長穴３４ｂとは、撮像ユニット３０を内部フレーム４に取り付ける時の、位置、及び角度調整の際に用いられる。複数の丸穴３４ａのうちいずれかを選択して内部フレーム４に設けられたピン（図示せず）に係合させることにより、光軸方向の位置を決定する。また、複数の長穴３４ｂのうちいずれかを選択してピンに係合させることにより、光軸の角度を調整する。
【００２２】
取り付け台３１の上面には、結像レンズ３２が設けられている。結像レンズ３２は、原稿面からの反射光を受け入れ、光路の下流側に設けられたＣＣＤ３３に導く形で取り付けられている。
【００２３】
取り付け台３１の上面の結像レンズ３２に対して、その光路の下流側には、ＣＣＤ３３が備えられている。ＣＣＤ３３は、撮像素子固定部材である制御基板３５に固定されている。そして、この制御基板３５は、取り付け台３１上面に設けられたＣＣＤ保持部材３６によって支持されている。図４に示すように、ＣＣＤ保持部材３６は、正面から見た断面形状がＬ字形をなし、ＣＣＤ３３表面が結像レンズ３２に対向するように取り付け台３１に設けられている。ＣＣＤ保持部材３６は、図３に示すように、取り付け台３１との取り付け箇所に、長穴３７を備えている。この長穴３７は、ほぼ光軸方向に延び、取り付け台３１に対するＣＣＤ保持部材３６の取り付け位置を光軸方向に移動させることができる。これにより、ＣＣＤ３３の焦点合わせのための位置調整を行うことが可能である。
【００２４】
続いて、上記構成の画像読取装置１の撮像ユニット３０に関して、装置内温度が上昇した場合について、図５を用いて説明する。図５は撮像ユニットのＣＣＤ部の模型的部分拡大正面図にして、制御基板が変形した状態を示すものである。
【００２５】
ＣＣＤ３３が固定された制御基板３５には、ＣＣＤ３３の制御に必要な配線や様々な電子部品が設けられている。そして、この制御基板３５は、通常、熱による影響をやや受け易い材料で構成されている。一方、画像読取装置１の装置内の温度は、その装置の構成によっては、運転の開始から１時間で５０°Ｃを超え、２〜３時間程度経つと約６０°Ｃで安定するものがある。このような状態で画像読取装置１の運転を続けると、制御基板３５が、図５に示すように膨張して変形することがある。これにより、ＣＣＤ３３が光路の下流側に移動し、製品組み立て時に調整したピントがずれてしまうことになる。
【００２６】
そこで、このような問題を回避する、本発明の画像読取装置のピント調整方法について、図６を用いて次に説明する。図６は、全像高に対する結像深度とＭＴＦとの関係を示すグラフである。図６の横軸は結像深度を、縦軸はＣＣＤの解像力の指標となるＭＴＦを示している。
【００２７】
図６には、走査方向や色等によって異なる各像高において、結像深度に対するＭＴＦの値が曲線で描かれている。ここで、画像読取装置１のピント調整においては、全像高に渡って、ＭＴＦが所定の閾値を超えていれば、ピントに対する性能を満足しているものと判定した。さらに、全像高に渡って、ＭＴＦが所定の閾値を超える結像深度の範囲の中心を、ＣＣＤ３３の結像位置と設定した（図６において、３本の一点鎖線のうち中央の線の位置）。
【００２８】
そして、製品組み立て時において、ＣＣＤ３３の焦点合わせのための位置調整を行う際、図６に示すように、画像読取装置１運転時の装置内温度の上昇に起因する制御基板３５の変形量に基づいて、上記ＣＣＤ３３の結像位置から光軸方向に所定距離移動させ、取り付け台３１、すなわち本体２に対してＣＣＤ３３の位置決めを行うこととした（図６において、太い点線の位置）。なお、このＣＣＤ３３の取り付け位置の移動は、原稿側方向に０．０３ｍｍである。
【００２９】
このようにして、画像読取装置１運転時に装置内の温度が上昇して、撮像素子固定部材である制御基板３５が変形したとしても、撮像素子であるＣＣＤ３３の、予め予測された移動に基づいて、良好なピント調整がなされた状態を得ることができる。それは、ＣＣＤ３３や制御基板３５周辺の構造を複雑にしたり、部品点数を増加したりすることなく実現することができる。したがって、上記のような画像読取装置１のピント調整方法により、コストアップを抑制した簡便な構造で、装置内の温度が上昇した場合であっても好適な画像を得ることが可能となる。
【００３０】
そして、ＣＣＤ３３の結像位置は、全像高に渡って、ＭＴＦが所定の閾値を超える結像深度の範囲の中心であるので、画像読取装置１運転時に装置内の温度が上昇して、制御基板３５が変形した場合に、ＣＣＤ３３の結像位置を、最も良好なピント位置に一層近づけることが可能となる。したがって、装置内の温度が上昇した場合であっても、さらに好適な画像を得ることができる。
【００３１】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００３２】
すなわち、前記本発明の実施形態では、ＣＣＤ３３の結像位置を、全像高に渡って、ＭＴＦが所定の閾値を超える結像深度の範囲の中心としたが、閾値を超える結像深度の範囲内であれば、範囲の中心に限定しなくても良好なピント調整がなされた状態を得ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、ＣＣＤ等の撮像素子を用いた画像読取装置全般において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像読取装置の模型的垂直断面正面図である。
【図２】図１の画像読取装置を上方から見た部分斜視図である。
【図３】撮像ユニットの斜視図である。
【図４】撮像ユニットの模型的部分正面図である。
【図５】撮像ユニットのＣＣＤ部の模型的部分拡大正面図にして、制御基板が変形した状態を示すものである。
【図６】全像高に対する結像深度とＭＴＦとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１    画像読取装置
２    本体
４    内部フレーム
１０  第１光学系ユニット
２０  第２光学系ユニット
３０  撮像ユニット
３１  取り付け台
３２  結像レンズ
３３  ＣＣＤ（撮像素子）
３５  制御基板（撮像素子固定部材）
【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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