JP2006215374A

JP2006215374A - 結像光学系及びそれを用いた画像読取装置

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Publication number: JP2006215374A
Application number: JP2005029298A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Tochigi; 伸之栃木; Takeyoshi Saiga; 丈慶齋賀; Tadao Hayashide; 匡生林出; Kazuyuki Imamichi; 和行今道
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-08-17
Also published as: KR20060089651A; US20060176594A1; US7253928B2; CN1815289A; US7397585B2; US20080013141A1; KR100738361B1; CN100443945C; US7570444B2; US20080239440A1

Abstract

【課題】オフアキシャル光学素子自身の重さによる変形での結像位置ズレを小さく抑えた簡易な構成の結像光学系及びそれを用いた画像読取装置を得ること。
【解決手段】原稿７面上の画像情報を、センサー５上に結像させ、該センサーで、該画像情報を読取る為の画像読取用の結像光学系であって、該結像光学系４は、外形が互いに直交する方向で長さが異なり、厚みが外形の短手方向の長さより小さく、樹脂材料から成る反射型のオフアキシャル光学素子を複数有し、該複数のオフアキシャル光学素子４ａ，４ｂは、各々の鏡面Ｒ２，Ｒ４が互いに向き合うように配置されており、条件式を満足するように構成されていること。
【選択図】図１

Description

本発明は結像光学系及びそれを用いた画像読取装置に関し、特に各種収差がバランスよく補正され、高解像力の画像読取ができるイメージスキャナーやデジタル複写機等においてラインセンサーを用いてモノクロ画像やカラー画像を読取る際に好適なものである。

従来より、原稿面上の画像情報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、その画像情報をラインセンサー（CCD）面上に結像させ、原稿とラインセンサーとの相対的位置を副走査方向に変位させて該ラインセンサーから得られる出力信号を利用して、該原稿等の画像情報を読取るようにした画像読取装置が種々提案されている。

図７は従来のキャリッジ一体型走査方式の画像読取装置の概略図である。同図において照明光源８１から放射された光束は直接原稿台ガラス８２に載置した原稿８７を照明し、該原稿８７からの反射光束を順に第１、第２、第３折り返しミラー８３a、８３ｂ、８３ｃを介してキャリッジ８６内部でその光路を折り曲げ、結像レンズ（結像光学系）８４によりラインセンサー８５面上に結像させている。

そしてキャリッジ８６を副走査モーター８８により図７に示す矢印Ａ方向（副走査方向）に移動させることにより原稿８７の画像情報を読み取っている。同図におけるラインセンサー８５は複数の受光素子を１次元方向（主走査方向）に配列した構成により成り立っている。

図８は図７の画像読取装置の読取光学系の基本構成の説明図である。

図中、８４は結像光学系、８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂは各々ラインセンサー８５のＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の各色を読み取るラインセンサー、８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂはラインセンサー８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂに対応する原稿８７面上の読取範囲である。

原稿８７面を走査することによってある時間間隔をおいて同一箇所を異なる色で読み取ることができる。前記構成において結像光学系８４が通常の屈折系からなる場合には軸上色収差や倍率色収差が発生するので基準のラインセンサー８５Ｇに対しラインセンサー８５Ｂ，８５Ｒ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。したがって各色画像を重ね合わせて再現した時に色にじみやズレの目立つ画像になる。すなわち高開口、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る。

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、十分収差が補正された光学系が構築可能であることが提案されている（特許文献１〜３参照）。特許文献１にその設計方法が、特許文献２、特許文献３にその設計例が示されている。

こうした非共軸光学系はオフアキシャル光学系（像中心と瞳中心を通る光線に沿った基準軸を考えた時、構成面の基準軸との交点における面法線が基準軸上にない曲面（オフアキシャル曲面）を含む光学系として定義される光学系で、この時、基準軸は折れ曲がった形状となる）と呼ばれる。

このオフアキシャル光学系は、構成面が一般には非共軸となり、反射面でもケラレが生じることがないため、反射面を使った光学系の構築がし易い。また、光路の引き回しが比較的自由に行える、構成面を一体成型する手法で一体型の光学系を作りやすいという特徴をもっている。

このような技術を画像読取用の結像光学系に用いたものが開示されている（特許文献４参照）。これに開示されている技術により、画像読取装置において色収差のない十分収差が補正された５面、６面の反射面（オフアキシャル反射面）からなるオフアキシャル光学系が達成されている。但し小型化の達成も同時に狙っているため、実施例ではキャリッジ一体型に好適な光学系となっている。

また同様の技術を画像読取用の結像光学系に用いたものが開示されている（特許文献５参照）。これに開示されている実施例では３面の反射面（オフアキシャル反射面）からなるオフアキシャル光学系が示されており、２：１ミラー走査型のスキャナーへ適用するのに十分な光路長となっている。

さらにオフアキシャル光学系を簡易に構成（低コスト化）するために樹脂材料を用いた場合に発生する温度変化による結像面の位置ズレに関しての発明が開示されている（特許文献６参照）。
特開平９−５６５０号公報特開平８−２９２３７１号公報特開平８−２９２３７２号公報特開２００２−３３５３７５号公報特開２００３−５７５４９号公報特開２００３−２８７６８３号公報

一方、このような反射型のオフアキシャル光学系の場合、全ての面を球面で構成しつつ光学性能を良好に保つことは困難であり、少なくとも１面は回転非対称な非球面（自由曲面）を導入することで良好なる光学性能を達成することが可能となる。

ところで一般に反射面で構成された光学系は偏心収差に弱いことが知られている。回転非対称な非球面（自由曲面）を有する反射型の光学素子をオフアキシャル光学系に組み込む場合、通常の球面反射面に増してなお、それを保持する部材と反射型の光学素子自身に高精度であることが要求される。

またオフアキシャル反射面が自由曲面形状の反射面の場合、通常のガラスで製造しようとすると、製造工程が複雑化してコスト上昇を招いてしまうため、例えばポリカーボネートやアクリル、ポリオレフィン系等のプラスチックでの製造が考えられるが、特許文献６が示すような環境変化、特に温度変化による結像位置ズレの問題点の他に、光学素子（オフアキシャル光学素子）自身が自重で変形し、結像位置ズレが発生してしまうという問題点が発生する。

一般に光学用として使われる樹脂材料の曲げ弾性率はガラス材料の曲げ弾性率に比べ非常に小さく変形し易い。そこで単純に光学素子自身が自重で変形しにくいように強度を持たせると、該光学素子が大きく厚くなり、これによって該光学素子の成型時間が長くなったり、取り個数が減ったりするため、製造が難しくなって（コスト上昇）しまうという問題点が発生する。

本発明はオフアキシャル光学素子自身の重さによる変形での結像位置ズレを小さく抑えた簡易な構成の結像光学系及びそれを用いた画像読取装置の提供を目的とする。特にオフアキシャル光学素子の材料として樹脂材料を用いた場合に好適な画像読取装置の提供を目的とする。

請求項１の発明の結像光学系は、
原稿面上の画像情報を、センサー上に結像させ、該センサーで、該画像情報を読取る為の画像読取用の結像光学系であって、
該結像光学系は、外形が互いに直交する方向で長さが異なり、厚みが外形の短手方向の長さより小さく、樹脂材料から成る反射型のオフアキシャル光学素子を複数有し、該複数のオフアキシャル光学素子は、各々の鏡面が互いに向き合うように配置されており、
該複数のオフアキシャル光学素子のうち、１つのオフアキシャル光学素子は基準軸光線を反射する鏡面上の反射点における面法線と、該結像光学系に入射する基準軸光線との成す角度の絶対値をθa、該１つのオフアキシャル光学素子の鏡面と向き合う他の１つのオフアキシャル光学素子は、基準軸光線を反射する鏡面上の反射点における面法線と、該結像光学系に入射する基準軸光線との成す角度の絶対値をθbとするとき
−３０°＜θa−θb＜３０°
なる条件を満足するように構成されていることを特徴としている。

請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記センサーはラインセンサーより成り、該ラインセンサーのライン方向を主走査方向、それと直交する方向を副走査方向とするとき、前記オフアキシャル光学素子は、基準軸に対して主走査方向に対称であり、副走査方向に非対称な反射面より成ることを特徴としている。

請求項３の発明は請求項２の発明において、
前記複数のオフアキシャル光学素子の厚みは、オフアキシャル光学素子の形状寸法の大きさにより異なることを特徴としている。

請求項４の発明は請求項１乃至３の何れか１項の発明において、
前記結像光学系はｎを正の整数とするとき、２ｎ（０＜ｎ＜３）個のオフアキシャル光学素子を有していることを特徴としている。

請求項５の発明は請求項４の発明において、
前記複数のオフアキシャル光学素子は、鏡筒の保持部に保持されており、各々のオフアキシャル光学素子の鏡筒の保持部に当接する部分の位置は、各々オフアキシャル光学素子毎に異なることを特徴としている。

請求項６の発明は請求項１乃至５の何れか１項の発明において、
前記複数のオフアキシャル光学素子のうち任意の１つのオフアキシャル光学素子の厚さをＬｚ、短手方向の長さをＬｙとするとき、
１.５＜Ｌｙ／Ｌｚ＜２０
なる条件を満足することを特徴としている。

請求項７の発明は請求項１乃至６の何れか１項の発明において、
オフアキシャル光学素子とオフアキシャル光学素子との間の光路内に絞りを有していることを特徴としている。

請求項８の発明の画像読取装置は、
請求項１乃至７の何れか１項に記載の結像光学系を用いて、原稿を載置する原稿台面上の画像情報を、ラインセンサー上に結像させ、該原稿と該ラインセンサーとを相対的に移動することで該ラインセンサーで該画像情報を読取ることを特徴としている。

本発明によれば、結像光学系を樹脂材料からなるオフアキシャル光学素子で構成したイメージスキャナーやデジタル複写機等のラインセンサーを用いた画像読取装置において、該オフアキシャル光学素子自身の重さによる変形での結像位置ズレを小さく抑えた簡易な構成の結像光学系及びそれを用いた画像読取装置を達成することができる。

各実施例の説明に入る前に、各実施例で用いている結像光学系（光学系）の構成諸元の表し方及び実施例全体の共通事項について説明する。

図９は本発明の結像光学系の構成データを定義する座標系の説明図である。実施例では物体側から像面に進む１つの光線（図９中の一点鎖線で示すもので後述する基準軸光線Ｌａ１に沿ってｉ番目の面を第ｉ面とする。

図９において第１面Ｒ１は絞り、第２面Ｒ２は第１面Ｒ１と共軸な屈折面、第３面Ｒ３は第２面Ｒ２に対してチルトされた反射面、第４面Ｒ４、第５面Ｒ５、第６面Ｒ６は各々の前面に対してシフト、チルトされた反射面、第７面Ｒ７は第６面Ｒ６に対してシフト、チルトされた屈折面である。第２面Ｒ２から第７面Ｒ７までの各々の面はガラス、プラスチック等の透明な媒質で構成される一つの光学素子上に構成されている。

従って、図９の構成では不図示の物体面から第２面Ｒ２までの媒質は空気、第２面Ｒ２から第７面Ｒ７まではある共通の媒質、第７面Ｒ７から第８面（例えば像面）Ｒ８までの媒質は空気で構成されている。

本発明の結像光学系はオフアキシャル光学系であるため結像光学系を構成する各面Ｒ２からＲ７は共通の光軸を持っていない。

そこで、実施例においては先ず第１面Ｒ１の光線有効径の中心を原点とする絶対座標系を設定する。そして、実施例においては、第１面Ｒ１の光線有効径の中心点を原点とすると共に、原点と最終結像面Ｒ８の中心を通る光線（基準軸光線）Ｌａ１の経路を結像光学系の基準軸Ｌａと定義している。さらに、実施例中の基準軸Ｌａは方向（向き）を持っている。その方向は基準軸光線Ｌａ１が結像に際して進行する方向である。

本発明の実施例においては、結像光学系の基準となる基準軸を上記の様に設定したが、結像光学系の基準となる軸の決め方は光学設計上、収差の取り纏め上、若しくは結像光学系を構成する各面形状を表現する上で都合の良い軸を採用すれば良い。しかし、一般的には像面の中心と、絞り又は入射瞳又は射出瞳又は光学系の第１面の中心若しくは最終面の中心のいずれかを通る光線の経路を光学系の基準となる基準軸に設定する。

つまり、本発明の実施例においては、基準軸は第１面Ｒ１、即ち絞り面の光線有効径の中心点を通り、最終結像面の中心へ至る光線（基準軸光線）が各屈折面及び反射面によって屈折・反射する経路を基準軸Ｌａに設定している。各面の順番は基準軸光線Ｌａ１が屈折・反射を受ける順番に設定している。

従って基準軸Ｌａは設定された各面の順番に沿って屈折若しくは反射の法則に従ってその方向を変化させつつ、最終的に像面の中心に到達する。

本発明の各実施例の結像光学系を構成するチルト面は基本的にすべてが同一面内でチルトしている。そこで、絶対座標系の各軸を以下のように定める。

Ｚ軸：原点を通り第２面Ｒ２に向かう基準軸
Ｙ軸：原点を通りチルト面内（図９の紙面内）でＺ軸に対して反時計回りに９０゜をなす直線
Ｘ軸：原点を通りＺ、Ｙ各軸に垂直な直線（図９の紙面に垂直な直線）
また、結像光学系を構成する第ｉ面の面形状を表すには、絶対座標系にてその面の形状を表記するより、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為、本発明の結像光学系に関する構成データを表示する実施例では第ｉ面の面形状をローカル座標系で表わす。

また、第ｉ面のＹＺ面内でのチルト角は絶対座標系の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、本発明の実施例では各面のローカル座標の原点は図９中のＹＺ平面上にある。またＸＺおよびＸＹ面内での面の偏心はない。さらに、第ｉ面のローカル座標（ｘ，ｙ，ｚ）のｙ，ｚ軸は絶対座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に対してＹＺ面内で角度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、絶対座標系のＺ方向に対しＹＺ面内において反時計方向に角度θｉをなす直線
ｙ軸：ローカル座標の原点を通り、ｚ方向に対しＹＺ面内において反時計方向に９０゜をなす直線
ｘ軸：ローカル座標の原点を通り、ＹＺ面に対し垂直な直線
また、Ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面のローカル座標の原点間の間隔を表すスカラー量、Ｎｄｉ、νｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面間の媒質の屈折率とアッベ数である。

また、本発明の実施例では光学系の断面図及び数値データを示す。

球面は以下の式で表される形状である：

また、本発明の実施例における結像光学素子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。

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。

また結像光学系の実施例はすべて共軸光学系ではないため、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ｆ_eqを用いる。

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。
ここに
ｈ₁：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
ａ_k’：該光線が最終面から射出時に基準軸となす角度
である。

図１は本発明の結像光学系を画像読取装置に適用したときの実施例１の副走査断面内の要部概略図である。

図２は図１の結像光学系４を抽出したときの副走査断面内の概略図である。

図１において１は光源（光源手段）であり、蛍光灯やキセノンランプ等から成っている。２は原稿台ガラスであり、その台上に原稿（物体）７が載置されている。３a、３b、３cは順に第１、第２、第３の反射ミラーである。

４は画像読取用の結像光学系（オフアキシャル光学系）であり、原稿７の画像情報に基づく光束を読取手段としてのラインセンサー５上に結像させている。

本実施例における結像光学系４は原稿７側から順に外形が互いに直交する方向で長さが異なり、厚みが外形の短手方向の長さより小さく，樹脂材料より成る第１、第２の２つの反射型のオフアキシャル光学素子（反射型オフアキシャル光学素子）４ａ，４ｂを有し、該第１、第２のオフアキシャル光学素子４ａ，４ｂの鏡面（オフアキシャル反射面）Ｒ２，Ｒ４が互いに向き合うように配置している。第１、第２のオフアキシャル光学素子４ａ，４ｂは具体的には短形状より成り、その厚み方向の長さがその短手方向（短辺方向）長さよりも短くなるように形成している。

ＳＰ（Ｒ３）は絞りであり、第１のオフアキシャル光学素子４ａと第２のオフアキシャル光学素子４ｂとの間に配置している。

５はＣＣＤ等で構成されるラインセンサー（受光手段）であり、像面に相当する位置に配置している。６はキャリッジ（筐体）であり、各部材１，３ａ，３ｂ，３ｃ，４，５等を収納している。

ここでラインセンサー５の画素の並び方向（紙面と垂直方向Ｘ方向）が主走査方向、それに直交する方向（紙面内方向Ｙ方向）が副走査方向である。光束の進行方向をＺ方向とする。このときＸＺ面が主走査断面、ＹＺ面が副走査断面である。

本実施例においては光源１から発した光束で原稿台ガラス２の上に載置された原稿（物体）７を照明し、該原稿７からの光束を第１、第２、第３の反射ミラー３ａ、３ｂ、３ｃを介して結像光学系４によりラインセンサー５上に結像している。このとき原稿７とキャリッジ６との相対的位置を副走査方向（矢印Ａ方向）に変えて原稿７を２次元的に読み取っている。

画像読取装置をコンパクトに構成するために第１、第２、第３の反射ミラー３ａ、３ｂ、３ｃにより光路を折り畳んでいる。結像光学系４も光路を折り畳むのに寄与している。結像光学系４では光路をおおよそＺの形状に折り畳むことで互いのオフアキシャル反射面Ｒ２，Ｒ４で発生する偏心収差をキャンセルし易くし、２面という少ない構成にもかかわらず良好なる結像性能を得ている。

更に良好なる結像性能を得るためにオフアキシャル反射面Ｒ２，Ｒ４を副走査断面(ＹＺ面)に対し副走査断面内において非対称な自由曲面形状で構成して、副走査方向に光路を折り曲げによる偏芯収差を良好に補正している。

図２において１２は結像光学系４の第１のオフアキシャル光学素子４ａに入射する入射基準軸光線であり、同図では分かり易く延長して示している。以下、結像光学系４に入射するときの基準軸光線を「入射基準軸光線」という。１３は第２のオフアキシャル光学素子４ｂから射出する基準軸光線であり、第１のオフアキシャル光学素子４ａに入射する入射基準軸光線１２に対して平行もしくは略平行となるように構成している。１２ａは入射基準軸光線１２と平行な軸である。

８は第１のオフアキシャル光学素子４ａの鏡面Ｒ２上で入射基準軸光線１２を反射する点ａにおける面法線、９は第２のオフアキシャル光学素子４ｂの鏡面Ｒ４上で基準軸光線１３を反射する点ｂにおける面法線である。

θaは面法線８と入射基準軸光線１２との成す角度の絶対値、θbは面法線９と入射基準軸光線１２と平行な軸１２ａとの成す角度の絶対値である。

本実施例において重力は図１の図面上、下方向に働いており、比較的重力の影響を受けにくい配置に成っているものの０ではないためオフアキシャル光学素子の変形は発生する。また原稿台ガラス２を取り外し、キャリッジ６とその内部の部分だけを使い、ドキュメントフィーダー内に斜めに配置した場合は、より重力の影響を受け易くなる場合も発生する。

本実施例では上記面法線８と入射基準軸光線１２との成す角度の絶対値θaと、面法線９と軸１２ａとの成す角度の絶対値θbが、
−３０°＜θa−θb＜３０°・・・(1)
なる条件を満足するように設定している。

条件式(1)は各々の角度の絶対値θa、θbを規定するための条件であり、条件式(1)を外れるとオフアキシャル光学素子自身の重さによる変形での結像位置ズレが大きくなってくるので良くない。面（鏡面）の変形をキャンセルすることが難しくなってくる。

更に好ましくは条件式(1)を次の如く設定するのが良い。

−１５°＜θa−θb＜１５°・・・(1ａ)
本実施例では上記角度の絶対値θa、θbを
θa＝１１．６３°、θｂ＝１３．９３°
としている。これにより、
θa−θｂ＝−２．３°
となる。これは条件式(1)を満たしている。

本実施例の画像読取用の結像光学系４はパワーを有した屈折面は有さず、２つのオフアキシャル光学素子４ａ，４ｂを反射面から構成している。これはプリズムのように入射面と射出面で屈折作用を有する構成では自重変形による問題は少なくなるものの、プリズムの硝材の光学特性による色収差が発生し、読取画像に色ズレ問題が発生するという問題が発生してしまうためである。このためオフアキシャル光学素子を１つのブロックではなく複数の光学素子から構成し、製造を容易にするため樹脂材料から成っている。

またオフアキシャル光学素子はラインセンサー上に結像するという結像光学系ならではの特徴として、該オフアキシャル光学素子の外形は縦方向（Ｙ方向）と横方向（Ｘ方向）の長さが異なり、長辺と短辺がある。無理に縦方向と横方向の長さを揃えることは可能であるが、オフアキシャル光学素子として無駄な部分も大きくなり、結像光学系としても副走査断面での大きさが非常に大きくなってしまう。オフアキシャル光学素子の厚さ（Ｚ方向）をこの短辺方向（Ｙ方向）の長さより短くすることで、オフアキシャル光学素子を製造するときの型構造を簡易にし、面精度を出し易くすると共に結像光学系の小型化も図っている。

さらにオフアキシャル光学素子の厚み方向の長さが一番短くなることで、面の変形をおおよそ鏡面方向に発生し易くして、鏡面が向きあったオフアキシャル光学素子と結像位置ズレのキャンセル関係をとり易くしている。逆にオフアキシャル光学素子の厚さが厚く、短辺方向の長さが一番薄くなると、面の変形は長辺方向（Ｘ方向）にたわんだ形となり、鏡面が向きあったオフアキシャル光学素子とキャンセル関係は成り立たなくなってしまう。

そしてこれら鏡面Ｒ２，Ｒ４が向きあったオフアキシャル光学素子４ａ，４ｂは完全に向き合っていなくても面の変形をキャンセルすることは可能であり、向き合ったオフアキシャル光学素子の大きさが異なれば、完全に向き合っていた場合よりも少々ズレていた方が良好な場合もあるため、本実施例では上記条件式(1)で示すように角度の差分にレンジ（幅）を持たせている。

また本実施例における第１、第２のオフアキシャル光学素子４ａ，４ｂは、各々基準軸Ｌａに対して主走査方向に対称（ＹＺ断面に面対称）であり、副走査方向（副走査断面内）に非対称な自由曲面形状の反射面より成っている。

これは本実施例の結像光学系４が副走査断面内において偏心配置されたオフアキシャル光学系のためであり、このため副走査断面内の面形状は非対称になっている。主走査断面内の面形状は対称であるが、オフアキシャル光学素子の主走査方向の端部の鏡筒と当接部分を３点受けとしているため片側を１点、もう片側を２点という構造になっている。このためオフアキシャル光学素子としては完全には対称ではない。しかしながらあまり非対称になりすぎると、面の変形による結像位置ズレをキャンセルすることが難しくなるので、対称であることが好ましい。

また本実施例では、第１、第２のオフアキシャル光学素子４ａ，４ｂの厚みを、各々該オフアキシャル光学素子４ａ，４ｂの外形寸法の大きさにより異ならせている。

これは互いに向き合ったオフアキシャル光学素子の大きさが異なると、変形量が異なるため、該オフアキシャル光学素子の大きさに応じて厚さを変えることで、変形による結像位置ズレをキャンセルし易くしている。

また本実施例の結像光学系４はｎを正の整数とするとき、２ｎ（０＜ｎ＜３）個のオフアキシャル光学素子を有している。

これは結像光学系のオフアキシャル光学素子の全てが互いに鏡面が向き合って配置されていれば、全てのオフアキシャル光学素子で結像位置ズレのキャンセルを行うことができるため２の倍数のオフアキシャル光学素子が良いということである。但しトータルの面数が多くなりすぎては製造が難しくなるので本実施例ではｎを０＜ｎ＜３としている。またここではオフアキシャル光学素子の数は規定しているが、設計上の面の数は規定していない。

また本実施例では、第１、第２のオフアキシャル光学素子４ａ，４ｂを鏡筒内の保持部に保持するとき、鏡筒の保持部に当接する部分の位置を各々該第１、第２のオフアキシャル光学素子４ａ，４ｂ毎に異ならせている。

これはオフアキシャル光学学素子の大きさ、形状、鏡筒への組み付ける位置などがそれぞれ異なるため、面の変形の形をコントロールするためのものである。

また本実施例では、任意のオフアキシャル光学素子の短手方向の長さをＬｙ、厚み方向の長さをＬｚとするとき、
１.５＜Ｌｙ／Ｌｚ＜２０・・・（2）
なる条件を満足させている。

条件式(2)は前述したオフアキシャル光学素子の厚さを短辺方向より短くすることについて、より詳細に条件式化したものである。条件式(2)の下限値を越えるとオフアキシャル光学素子の厚みが厚くなりすぎて、該オフアキシャル光学素子を製造するときの時間が長くなり、良好なる面精度を保つのが困難になるという問題点が発生するので良くない。逆に条件式(2)の上限値を越えるとオフアキシャル光学素子の厚みが薄くなりすぎて、充分な強度が得られず、鏡筒への組付けで変形するという問題点が発生するので良くない。

更に好ましくは条件式(2)を次の如く設定するのが良い。

１.６＜Ｌｙ／Ｌｚ＜１５・・・(2ａ)
本実施例では第１、第２のオフアキシャル光学素子４ａ，４ｂの厚み方向の長さを各々Ｌｚ１、Ｌｚ２としたとき、該Ｌｚ１、Ｌｚ２を共に３ｍｍ、光線有効範囲の短辺方向の長さに有効部から外周までのマージンを両側に１ｍｍずつ付加し、第１、第２のオフアキシャル光学素子４ａ，４ｂの短辺方向の長さをＬｙ１、Ｌｙ２としたとき、該Ｌｙ１、Ｌｙ２を各々
Ｌｙ１＝６.４、Ｌｙ２＝５．１
としている。これにより、
Ｌｙ１／Ｌｚ１＝２.１３Ｌｙ２／Ｌｚ２＝１.７
となる。これは条件式(2)を満たしている。

また本実施例では第１、第２のオフアキシャル光学素子４ａ，４ｂの間の光路内に絞りＳＰ（Ｒ３）を設けており、これによりオフアキシャル反射面の小型化に寄与している。

以下に上で説明した本発明の実施例１に対応する画像読取結用の結像光学系の数値実施例ついて数値データを示す。

数値実施例１
原稿読取幅-＝220mm 結像倍率＝−0.189 光学素子の厚み＝3mm
原稿側ＮＡ＝0.016 ｆeq＝29.680

非球面形状
Ｒ２面
C02＝ -4.5460E-03 C03＝ 1.8570E-05 C04＝ -1.9333E-05
C05＝ 1.2781E-06 C06＝ 1.5282E-06 C07＝ -2.6256E-07
C08＝ 4.0099E-08 C20＝ -4.7534E-03 C21＝ 6.3040E-05
C22＝ -4.0753E-06 C23＝ -5.3171E-08 C24＝ 5.5317E-07
C25＝ 2.3713E-08 C26＝ -4.2652E-08 C40＝ 2.5124E-06
C41＝ -6.5956E-08 C42＝ -2.5347E-09 C43＝ -8.2587E-10
C44＝ -8.2235E-10 C60＝ -3.3116E-09 C61＝ 2.3522E-11
C62＝ 6.4321E-11 C80＝ 3.3081E-12

Ｒ４面
C02＝ 6.8081E-03 C03＝ 6.1342E-05 C04＝ -8.7196E-05
C05＝ -4.3217E-05 C06＝ 1.5179E-05 C07＝ 1.0360E-05
C08＝ 6.6517E-07 C20＝ 6.9865E-03 C21＝ 8.4961E-05
C22＝ 8.3621E-06 C23＝ 5.2533E-07 C24＝ 3.4662E-06
C25＝ -1.4766E-07 C26＝ -5.7376E-07 C40＝ -6.0197E-06
C41＝ -1.6224E-07 C42＝ 2.0695E-08 C43＝ 7.9461E-10
C44＝ -6.8943E-09 C60＝ 1.5482E-08 C61＝ 3.6681E-10
C62＝ -1.4023E-10 C80＝ -3.0158E-11

このように本実施例では上記の如く結像光学系４を２つのオフアキシャル光学素子で構成することにより、変形しやすい樹脂材料を用いても、オフアキシャル光学素子自身の重さによる変形での結像位置ズレを小さく抑えることができ、また製造の容易な簡易な構成の画像読取装置を達成することができる。

図３は本発明の結像光学系を画像読取装置に適用したときの実施例２の副走査断面内の要部概略図である。図４は図３の結像光学系３４を抽出したときの副走査断面内の概略図である。

本実施例において前述の実施例1と異なる点は２：１ミラー走査型光学系の画像読取装置に第１、第２、第３、第４の４つのオフアキシャル光学素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを有する結像光学系３４を適用したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。

即ち、図３において３４は画像読取用の結像光学系（オフアキシャル光学系）であり、原稿３７の画像情報に基づく光束を読取手段としてのラインセンサー３５上に結像させている。

本実施例における結像光学系３４は原稿３７側から順に樹脂材料より成る第１、第２、第３、第４の４つの反射型のオフアキシャル光学素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを有し、前記条件式(1)を満足するように第１、第２のオフアキシャル光学素子３４ａ，３４ｂの鏡面（オフアキシャル反射面）Ｒ２，Ｒ３が互いに向き合うように配置しており、また第３、第４のオフアキシャル光学素子３４ｃ，３４ｄの鏡面Ｒ５，Ｒ６が互いに向き合うように配置している。また第１、第２、第３、第４の４つのオフアキシャル光学素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを、その厚み方向（Ｚ方向）の長さがその短辺方向（Ｙ方向）の長さよりも短くなるように形成している。

本実施例において光源３１から放射された光束は直接あるいは反射笠３６を介して原稿３１を照明し、該原稿３１からの反射光を第１、第２、第３の反射ミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃを介して本体内部でその光束の光路を折り曲げ、結像光学系３４によりラインセンサー３５上に結像させている。このとき第１、第２、第３の反射ミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃが副走査方向に移動しながら主走査方向を電気的に走査することで原稿３１の画像情報を読み取っている。このとき第２、第３の反射ミラー３３ｂ，３３ｃは、第１の反射ミラー３３ａの移動量の半分移動することで原稿３１とラインセンサー３５との距離を一定としている。

本実施例においては上記構成の結像光学系３４を用いることにより光源３１と第１の反射ミラー３３ａが移動するスペースを確保し、下方への突出も少ない、２：１ミラー走査型光学系の画像読取装置を構成している。

本実施例における結像光学系３４は比較的自由に光路の引き回しができるため、原稿３７面とラインセンサー３５の配置が比較的自由に行える。しかしながら、ラインセンサー３５は、そのセンサー部の周辺にパッケージ等があり、さらに後ろに基盤等の回路やランセンサー３５を調整して取り付けるための様々な部材が存在する。このため、原稿３７面とラインセンサー３５の配置はラインセンサー３５及びその周りの部材等が光路を欠けることのないようにする必要があり、また結像光学系３４の下方にラインセンサー３５を配置すると、前述の様々な部材が下方に出っ張ることになったり、ラインセンサー３５の熱が上方にあるミラーに影響を与え、像性能劣化の原因にもなる。

これらの問題点を回避するためには結像光学系３４の第１のオフアキシャル光学素子３４ａに入射する入射基準軸光線４２とラインセンサー３５へ入射する基準軸光線４４との成す角度が一定の角度（４５度）以内になるように構成するのが良い。本実施例では両基準軸光線４２，４４が平行、すなわち０度と成るように構成している。

図４において４２は結像光学系３４の第１のオフアキシャル光学素子３４ａに入射する入射基準軸光線であり、同図では分かり易く延長して示している。４３は第２のオフアキシャル光学素子３４ｂから射出する、もしくは第３のオフアキシャル光学素子３４ｃに入射する基準軸光線であり、第１のオフアキシャル光学素子３４ａに入射する入射基準軸光線４２と平行と成るように構成しており、同図では分かり易く延長して示している。４４は第４のオフアキシャル光学素子３４ｄから射出する基準軸光線であり、第１のオフアキシャル光学素子３４ａに入射する入射基準軸光線４２とは平行と成るように構成している。

３８は第１のオフアキシャル光学素子３４ａの入射基準軸光線４２を反射する鏡面Ｒ２の反射点ａにおける面法線、３９は第２のオフアキシャル光学素子３４ｂの基準軸光線４３を反射する鏡面Ｒ３の反射点ｂにおける面法線、４０は第３のオフアキシャル光学素子３４ｃの基準軸光線４３を反射する鏡面Ｒ５の反射点ｃにおける面法線、４１は第４のオフアキシャル光学素子３４ｄの基準軸光線４４を反射する鏡面Ｒ６の反射点ｄにおける面法線である。

θa１は面法線３８と入射基準軸光線４２との成す角度の絶対値、θb１は面法線３９と基準軸光線４３（入射基準軸光線４２）との成す角度の絶対値、θa２は面法線４０と基準軸光線４３（入射基準軸光線４２）との成す角度の絶対値、θb２は面法線４１と基準軸光線４４（入射基準軸光線４２）との成す角度の絶対値である。

本実施例において重力は図１の図面上、下方向に働いている。

本実施例では各々の角度の絶対値θa１、θb１、θa２、θb２が前述の条件式(1)を満足するように設定している。

即ち、本実施例では鏡面Ｒ２，Ｒ３が互いに向き合うように配置した第１、第２のオフアキシャル光学素子３４ａ，３４ｂにおける角度の絶対値θa１、θb１を
θa１＝２５°、θb１＝２５°
また鏡面Ｒ５，Ｒ６が互いに向き合うように配置した第３、第４のオフアキシャル光学素子３４ｃ，３４ｄにおける角度の絶対値θa２、θb２を
θa２＝２０°、θb２＝２０°
としている。これにより、
θa1−θb１＝０°、θa２−θb２＝０°
となる。これは条件式(1)を満たしている。

さらに本実施例では第１、第２、第３、第４のオフアキシャル光学素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄの厚み方向の長さを各々順にＬｚ１、Ｌｚ２、Ｌｚ３、Ｌｚ４としたとき、該Ｌｚ１、Ｌｚ２、Ｌｚ３、Ｌｚ４を共に３ｍｍ、光線有効範囲の短辺方向の長さに有効部から外周までのマージンを両側に１ｍｍずつ付加し、該第１、第２、第３、第４のオフアキシャル光学素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄの短辺方向の長さを各々順にＬｙ１、Ｌｙ２、Ｌｙ３、Ｌｙ４としたとき、該Ｌｙ１、Ｌｙ２、Ｌｙ３、Ｌｙ４を各々
Ｌｙ１＝３５、Ｌｙ２＝３６
Ｌｙ３＝１８、Ｌｙ４＝２６
としている。これにより、
Ｌｙ１／Ｌｚ１＝１１．７、Ｌｙ２／Ｌｚ２＝１２．０
Ｌｙ３／Ｌｚ３＝６．０、Ｌｙ４／Ｌｚ４＝８．７
となる。これは条件式(2)を満たしている。

また本実施例では第２、第３のオフアキシャル光学素子３４ｂ，３４ｄの間の光路内に絞りＳＰ（Ｒ４）を設けており、これによりオフアキシャル反射面の小型化に寄与している。

以下に上で説明した本発明の実施例２に対応する画像読取用の結像光学系の数値実施例２について数値データを示す。

原稿読取巾＝304.8 結像倍率＝-0.22028 素子の厚み＝３mm
原稿側ＮＡ＝0.02、ｆ_eq＝149.45

非球面形状
Ｒ２面
Ｃ₀₂＝- 3.2176e-04 Ｃ₀₃＝ 3.7018e-06 Ｃ₀₄＝-7.5623e-08
Ｃ₀₅＝- 1.8329e-10 Ｃ₀₆＝-9.3466e-12 Ｃ₂₀＝ 1.5416e-03
Ｃ₂₁＝- 4.0469e-07 Ｃ₂₂＝ 1.5085e-07 Ｃ₂₃＝-8.7666e-10
Ｃ₂₄＝- 1.3156e-14 Ｃ₄₀＝ 3.4146e-08 Ｃ₄₁＝ 1.1840e-12
Ｃ₄₂＝ 3.9721e-12 Ｃ₆₀＝-7.1066e-12

Ｒ３面
Ｃ₀₂＝ 1.8933e-03 Ｃ₀₃＝-8.4667e-06 Ｃ₀₄＝-9.6183e-08
Ｃ₀₅＝ 4.5947e-11 Ｃ₀₆＝-2.1682e-11 Ｃ₂₀＝ 2.2505e-03
Ｃ₂₁＝ 4.9289e-07 Ｃ₂₂＝ 1.0880e-07 Ｃ₂₃＝-1.2602e-09
Ｃ₂₄＝ 9.2162e-12 Ｃ₄₀＝-1.2151e-08 Ｃ₄₁＝ 3.2535e-10
Ｃ₄₂＝ 2.0246e-12 Ｃ₆₀＝-7.6249e-12

Ｒ５面
Ｃ₀₂＝ 6.9371e-03 Ｃ₀₃＝-2.0976e-04 Ｃ₀₄＝ 2.2162e-06
Ｃ₀₅＝-2.4220e-08 Ｃ₀₆＝ 8.0368e-10 Ｃ₂₀＝-1.7120e-03
Ｃ₂₁＝-1.5612e-05 Ｃ₂₂＝-5.7870e-08 Ｃ₂₃＝ 1.7639e-08
Ｃ₂₄＝-5.3901e-10 Ｃ₄₀＝-9.6716e-08 Ｃ₄₁＝ 3.3192e-09
Ｃ₄₂＝-1.6123e-10 Ｃ₆₀＝-1.6803e-12

Ｒ６面
Ｃ₀₂＝ 5.3043e-03 Ｃ₀₃＝-2.9534e-05 Ｃ₀₄＝-1.7392e-07
Ｃ₀₅＝-9.4337e-09 Ｃ₀₆＝-7.7157e-11 Ｃ₂₀＝-2.0619e-05
Ｃ₂₁＝-1.3461e-06 Ｃ₂₂＝-1.7288e-07 Ｃ₂₃＝-2.3419e-09
Ｃ₂₄＝-4.0562e-11 Ｃ₄₀＝-2.2836e-07 Ｃ₄₁＝ 2.0954e-09
Ｃ₄₂＝-5.0235e-11 Ｃ₆₀＝-1.8984e-11

図５は本発明の結像光学系を画像読取装置に適用したときの実施例３の副走査断面内の要部概略図である。図６は図５の結像光学系５４を抽出したときの副走査断面内の概略図である。

本実施例において前述の実施例１と異なる点は結像光学系５４を第１、第２、第３、第４の４つのオフアキシャル光学素子５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄより構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。

即ち、図５において５４は画像読取用の結像光学系（オフアキシャル光学系）であり、原稿７の画像情報に基づく光束を読取手段としてのラインセンサー３５上に結像させている。

本実施例における結像光学系５４は原稿７側から順に樹脂材料より成る第１、第２、第３、第４の４つの反射型のオフアキシャル光学素子５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを有し、前記条件式(1)を満足するように第１、第４のオフアキシャル光学素子５４ａ，５４ｄの鏡面（オフアキシャル反射面）Ｒ２，Ｒ６が互いに向き合うように配置しており、また第２、第３のオフアキシャル光学素子５４ｂ，５４ｃの鏡面Ｒ３，Ｒ５が互いに向き合うように配置している。また第１、第２、第３、第４の４つのオフアキシャル光学素子５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを、その厚み方向の長さがその短辺方向の長さよりも短くなるように形成している。

本実施例においては光源１から発した光束で原稿台ガラス２の上に載置された原稿７（物体）を照明し、該原稿７からの光を第１、第２、第３の反射ミラー３ａ、３ｂ、３ｃを介して結像光学系５４によりラインセンサー５上に結像している。このとき原稿７とキャリッジ６との相対的位置を副走査方向（矢印Ａ方向）に変えて原稿７を２次元的に読み取っている。

画像読取装置をコンパクトに構成するために第１、第２、第３の反射ミラー３ａ、３ｂ、３ｃにより光路を折り畳んでいる。結像光学系５４も光路を折り畳むのに寄与している。結像光学系５４では光路をおおよそ４の字を２つ組み合わせた形状に折り畳むことで互いのオフアキシャル反射面で発生する偏心収差をキャンセルし易くし、良好なる結像性能を得ている。

更に良好なる結像性能を得るためにオフアキシャル反射面を基準軸に対し主走査方向に対称で副走査方向に非対称な自由曲面で構成して、副走査方向に光路を折り曲げによる偏芯収差を良好に補正している。

図６において６５は第１のオフアキシャル光学素子５４ａに入射する入射基準軸光線であり、同図では分かり易く延長して示している。６６は第２のオフアキシャル光学素子５４ｂから射出する基準軸光線であり、同図では分かり易く延長して示している。６７は第３のオフアキシャル光学素子５４ｃに入射する基準軸光線、６８は第４のオフアキシャル光学素子５４ｄから射出する基準軸光線である。

６６ａは鏡面Ｒ３の基準軸光線の反射点ｂにおける入射基準軸光線６５と平行な軸、６７ａは鏡面Ｒ５の基準軸光線の反射点ｃにおける入射基準軸光線６５と平行な軸、６８ａは鏡面Ｒ６の基準軸光線の反射点ｄにおける入射基準軸光線６５と平行な軸である。

６１は第１のオフアキシャル光学素子５４ａの入射基準軸光線６５を反射する鏡面Ｒ２の反射点ａにおける面法線、６２は第２のオフアキシャル光学素子５４ｂの基準軸光線６６を反射する鏡面Ｒ３の反射点ｂにおける面法線、６３は第３のオフアキシャル光学素子５４ｃの基準軸光線６７を反射する鏡面Ｒ５の反射点ｃにおける面法線、６４は第４のオフアキシャル光学素子５４ｄの基準軸光線６８を反射する鏡面Ｒ６の反射点ｄにおける面法線である。

θa１は面法線６１と入射基準軸光線６５との成す角度の絶対値、θa２は面法線６２と軸６６ａとの成す角度の絶対値、θb２は面法線６３と軸６７ａとの成す角度の絶対値、θb１は面法線６４と軸６８ａとの成す角度の絶対値である。

即ち、本実施例では鏡面Ｒ２，Ｒ６が互いに向き合うように配置した第１、第４のオフアキシャル光学素子５４ａ，５４ｄにおける角度の絶対値θa１、θb１を
θa１＝１８．５°、θb１＝２２．４２５°
また鏡面Ｒ３，Ｒ５が互いに向き合うように配置した第２、第３のオフアキシャル光学素子５４ｂ、５４ｃにおける角度の絶対値θa２、θb２を
θa２＝６１．４１１°、θb２＝６２．８３７°
としている。これにより、
θa１−θb１＝−３．９２°、θa２−θb２＝−１．４２６°
となる。これは条件式(1)を満たしている。

さらに本実施例では第１、第４のオフアキシャル光学素子５４ａ，５４ｄの厚み方向の長さを各々Ｌｚ１、Ｌｚ４とし、該Ｌｚ１、Ｌｚ４を共に６ｍｍ、第２のオフアキシャル光学素子５４ｂの厚み方向の長さをＬｚ２とし、該Ｌｚ２を５ｍｍ、第３のオフアキシャル光学素子５４ｃの厚み方向の長さをＬｚ３とし、該Ｌｚ３を４ｍｍ、光線有効範囲の短辺方向の長さに有効部から外周までのマージンを両側に１ｍｍずつ付加し、該第１、第２、第３、第４のオフアキシャル光学素子５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの短辺方向の長さを各々順にＬｙ１、Ｌｙ２、Ｌｙ３、Ｌｙ４としたとき、該Ｌｙ１、Ｌｙ２、Ｌｙ３、Ｌｙ４を各々
Ｌｙ１＝１４、Ｌｙ２＝１２
Ｌｙ３＝９、Ｌｙ４＝１１
としている。これにより、
Ｌｙ１／Ｌｚ１＝２．３、Ｌｙ２／Ｌｚ２＝２．４
Ｌｙ３／Ｌｚ３＝２．２５、Ｌｙ４／Ｌｚ４＝１．８
となる。これは条件式(2)を満たしている。

また本実施例では第２、第３のオフアキシャル光学素子５４ｂ，５４ｃの間の光路内に絞りＳＰ（Ｒ４）を設けており、これによりオフアキシャル反射面の小型化に寄与している。

以下に上で説明した本発明の実施例３に対応する画像読取用の結像光学系の数値実施例３について数値データを示す。

原稿読取巾＝304.8 結像倍率＝-0.22028
素子の厚み＝Ｌｚ１＝６Ｌｚ２＝５Ｌｚ３＝４Ｌｚ４＝６
原稿側ＮＡ＝0.02、ｆ_eq＝49.912

Ｒ２面
C02＝ -1.3207E-03 C03＝ 2.6667E-06 C04＝ 3.3489E-06
C05＝ 5.3173E-06 C06＝ -1.3333E-08 C07＝ -2.6007E-09
C08＝ -2.5014E-10 C20＝ -1.1446E-03 C21＝ -5.7000E-05
C22＝ 1.6118E-06 C23＝ -7.1879E-08 C24＝ 2.1492E-09
C25＝ 1.2028E-10 C26＝ 5.8979E-11 C40＝ -1.0980E-07
C41＝ 2.3051E-08 C42＝ -9.6151E-10 C43＝ 4.6901E-11
C44＝ -6.7039E-12 C60＝ 4.8532E-11 C61＝ -8.2096E-12
C62＝ 5.1746E-13 C80＝ -2.4227E-15

Ｒ３面
C02＝ 2.3797E-03 C03＝ -2.8576E-06 C04＝ 3.6486E-06
C05＝ 9.9884E-08 C06＝ -2.0000E-08 C07＝ -3.5678E-09
C08＝ -1.8740E-10 C20＝ 1.2266E-03 C21＝ -7.3777E-05
C22＝ -1.6000E-07 C23＝ -2.6667E-08 C24＝ 2.1607E-09
C25＝ -2.0065E-10 C26＝ 1.0043E-10 C40＝ -8.0582E-07
C41＝ 4.0054E-08 C42＝ 2.0023E-09 C43＝ 1.2699E-10
C44＝ -1.2974E-11 C60＝ 7.7270E-10 C61＝ -2.5130E-11
C62＝ -1.5557E-12 C80＝ -3.8483E-13

Ｒ５面
C02＝ 5.4062E-03 C03＝ 5.3333E-06 C04＝ 3.8756E-06
C05＝ 6.9415E-07 C06＝ 2.0000E-07 C07＝ -5.4455E-08
C08＝ -6.0202E-09 C20＝ -2.6134E-03 C21＝ -1.6073E-05
C22＝ -6.1166E-06 C23＝ -3.3333E-07 C24＝ 6.0000E-09
C25＝ -9.2388E-09 C26＝ -1.4212E-09 C40＝ -1.5265E-06
C41＝ -1.4026E-07 C42＝ 3.1323E-09 C43＝ -1.4890E-10
C44＝ -1.9827E-12 C60＝ 1.5752E-09 C61＝ 4.9067E-11
C62＝ -4.1013E-12 C80＝ -9.2414E-13

Ｒ６面
C02＝ 1.0000E-02 C03＝ -1.1951E-05 C04＝ 8.0000E-07
C05＝ 1.2553E-07 C06＝ 1.4258E-07 C07＝ -1.2965E-08
C08＝ -9.3779E-10 C20＝ 4.8806E-03 C21＝ -1.3709E-05
C22＝ -2.0841E-06 C23＝ -2.7268E-07 C24＝ -1.4302E-08
C25＝ 2.0567E-09 C26＝ -1.3279E-10 C40＝ -1.3224E-06
C41＝ -8.6942E-08 C42＝ -7.0696E-09 C43＝ -4.4229E-10
C44＝ 2.6856E-11 C60＝ -4.1850E-10 C61＝ -6.8174E-11
C62＝ -5.1278E-12 C80＝ 1.2409E-13

本発明の画像読取装置の実施例１の要部概略図本発明の実施例１の結像光学系の断面図本発明の画像読取装置の実施例２の要部概略図本発明の実施例２の結像光学系の断面図本発明の画像読取装置の実施例３の要部概略図本発明の実施例３の結像光学系の断面図従来の画像読取装置の要部概略図カラー画像読取装置の基本構成図オフアキシャル光学系の定義を説明する図

符号の説明

１、３１照明光源
２、３２原稿台ガラス
３a、３b、３c 反射ミラー
３１a、３１b、３１c 反射ミラー
４、３４、５４結像光学系
５、３５読取手段（ラインセンサー）
６キャリッジ（筐体）
７、３７原稿
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６オフアキシャル光学素子
Ｒ２ａ、Ｒ３ａ、Ｒ５ａ、Ｒ６ａオフアキシャル反射面
Ｒ４絞り

Claims

原稿面上の画像情報を、センサー上に結像させ、該センサーで、該画像情報を読取る為の画像読取用の結像光学系であって、
該結像光学系は、外形が互いに直交する方向で長さが異なり、厚みが外形の短手方向の長さより小さく、樹脂材料から成る反射型のオフアキシャル光学素子を複数有し、該複数のオフアキシャル光学素子は、各々の鏡面が互いに向き合うように配置されており、
該複数のオフアキシャル光学素子のうち、１つのオフアキシャル光学素子は基準軸光線を反射する鏡面上の反射点における面法線と、該結像光学系に入射する基準軸光線との成す角度の絶対値をθa、該１つのオフアキシャル光学素子の鏡面と向き合う他の１つのオフアキシャル光学素子は、基準軸光線を反射する鏡面上の反射点における面法線と、該結像光学系に入射する基準軸光線との成す角度の絶対値をθbとするとき
−３０°＜θa−θb＜３０°
なる条件を満足するように構成されていることを特徴とする結像光学系。
前記センサーはラインセンサーより成り、該ラインセンサーのライン方向を主走査方向、それと直交する方向を副走査方向とするとき、前記オフアキシャル光学素子は、基準軸に対して主走査方向に対称であり、副走査方向に非対称な反射面より成ることを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
前記複数のオフアキシャル光学素子の厚みは、オフアキシャル光学素子の形状寸法の大きさにより異なることを特徴とする請求項２に記載の結像光学系。
前記結像光学系はｎを正の整数とするとき、２ｎ（０＜ｎ＜３）個のオフアキシャル光学素子を有してい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。
前記複数のオフアキシャル光学素子は、鏡筒の保持部に保持されており、各々のオフアキシャル光学素子の鏡筒の保持部に当接する部分の位置は、各々オフアキシャル光学素子毎に異なることを特徴とする請求項４に記載の結像光学系。
前記複数のオフアキシャル光学素子のうち任意の１つのオフアキシャル光学素子の厚さをＬｚ、短手方向の長さをＬｙとするとき、
１.５＜Ｌｙ／Ｌｚ＜２０
なる条件を満足する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。
オフアキシャル光学素子とオフアキシャル光学素子との間の光路内に絞りを有している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１乃至７の何れか１項に記載の結像光学系を用いて、原稿を載置する原稿台面上の画像情報を、ラインセンサー上に結像させ、該原稿と該ラインセンサーとを相対的に移動することで該ラインセンサーで該画像情報を読取ることを特徴とする画像読取装置。