JPH0534630A - カラー画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射型１次元ブレーズド回折格子への入射角
の相違による反射回折角の誤差を補正し±１次回折光の
格子ピッチ断面方向の受光素子面上におけるボケの発生
を防止しＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光でカラー画像を高精度
に読み取ることができるカラー画像読取装置を得るこ
と。 【構成】 カラー画像を結像光学系２により３つのライ
ンセンサーを同一基板面上に配置した受光手段４面上に
結像させ、該受光手段４で該カラー画像を読取る際、該
結像光学系２と該受光手段４面との間の光路中に入射光
束を３つの色光に色分解する反射型１次元ブレーズド回
折格子より成る色分解手段３を設けると共に該カラー画
像と該色分解手段３との間の光路中に副走査断面に於い
て負の屈折力を有する第１アナモルフィック光学系９１
と、該色分解手段３と該受光手段４との間の光路中に副
走査断面に於いて正の屈折力を有する第２アナモルフィ
ック光学系９２とを設けたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラー画像読取装置に関
し、特に副走査断面に於いて所定の屈折力を有するシリ
ンドリカルレンズより成るアナモルフィック光学系と反
射型１次元ブレーズド回折格子より成る色分解手段そし
て３つのラインセンサー（受光素子）を同一基板面上に
設けた受光手段とを利用することにより、入射角度の相
違による反射回折角のズレによる受光素子面上のボケを
防止し、原稿面上のカラー画像情報を高精度に読取るよ
うにした例えばカラースキャナやカラーファクシミリ等
に好適なカラー画像読取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より原稿面上のカラー画像情報を光
学系を介してラインセンサー（ＣＣＤ）面上に結像させ
て、このときのラインセンサーからの出力信号を利用し
てカラー画像情報をデジタル的に読取る装置が種々と提
案されている。

【０００３】例えば図１６は従来のカラー画像読取装置
の光学系の要部概略図である。同図では原稿面１１上の
カラー画像からの光束を結像レンズ１９で集光し後述す
るラインセンサー面上に結像させる際、該光束を３Ｐプ
リズム２０を介して例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青
色（Ｂ）の３色に色分解した後、各々のラインセンサー
２１，２２，２３面上に導光している。そして各ライン
センサー２１，２２，２３面上に結像したカラー画像を
各々副走査方向にライン走査し各色光毎に読取りを行な
っている。

【０００４】図１７は従来のカラー画像読取装置の光学
系の要部概略図である。同図では原稿面１１上のカラー
画像からの光束を結像レンズ２９で集光し後述するライ
ンセンサー面上に結像させる際、該光束を２色性を有す
る波長選択透過膜が付加された２つの色分解用のビーム
スプリッター３０，３１を介して３色に対応する３つの
光束に分離している。

【０００５】そして該３つの色光に基づくカラー画像を
３つのラインセンサーを同一基板面上に設けた所謂モノ
リシック３ラインセンサー３２面上に各々結像させてい
る。これによりカラー画像を副走査方向にライン走査し
各色光毎に読取りを行なっている。

【０００６】図１８は図１７に示したモノリシック３ラ
インセンサー３２の説明図であり、該モノリシック３ラ
インセンサー３２は同図に示すように３つのラインセン
サー（ＣＣＤ）２５，２６，２７を互いに平行となるよ
うに同一基板面上に有限距離離して配置しており、該ラ
インセンサー面上には各々の色光に基づく不図示の色フ
ィルターが設けられている。

【０００７】又、各ラインセンサー２５，２６，２７の
間隔Ｓ１，Ｓ２は様々な製作上の条件から一般的に例え
ば０．１〜０．２ｍｍ程度で製作されており、又各単一
素子２８の画素幅Ｗ１，Ｗ２は例えば７μｍ×７μｍ、
１０μｍ×１０μｍ程度で設定されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図１６に示すカラー画
像読取装置では３つの独立のラインセンサーを必要と
し、又高精度化が要求され、しかも製作上困難な３Ｐプ
リズムを必要とする為、装置全体が複雑化し、又高価と
なってくる。更に結像光束と各ラインセンサーとの合致
調整を各々独立に３回行なう必要があり、組立調整が面
倒となる等の問題点があった。

【０００９】

【外１】 今、製作上好ましいラインセンサーの各ライン間の距離
を０．１〜０．２ｍｍ程度とするとビームスプリッター
３０，３１の板厚ｘは３５〜７０μｍ程度となる。

【００１０】一般にこのような薄い厚さで光学的に平面
性を良好に維持したビームスプリッターを構成すること
は大変難しく、このような厚さのビームスプリッターを
用いるとラインセンサー面上に結像させるカラー画像の
光学性能が低下してくるという問題点があった。

【００１１】一方、図１９に示すようにモノリシック３
ラインセンサーの中央のライン２６に対する他の２つの
ライン２５，２７のライン間の距離Ｓ１，Ｓ２は一般的
に各反対方向に等距離、かつ副走査方向の画素サイズ
（図１８参照）Ｗ２の整数倍になるように設定してい
る。これは次の理由からによる。

【００１２】即ち、図１９に示すように通常の結像光学
系４５のみを用いて上記に示したモノリシック３ライン
センサーでカラー画像の読取りを行なう場合、３つのラ
インセンサー２５，２６，２７で同時に読取れる原稿面
１１上の読取位置は同図に示す如く異なる３つの位置２
５´，２６´，２７´となる。

【００１３】この為、原稿面１１上の任意の位置に対す
る３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各信号成分は同時に読取ること
ができず、それぞれ３ラインセンサーで読取り後、一致
させ合成する必要が生じてくる。

【００１４】これには３ラインセンサーの各ライン間の
距離Ｓ１，Ｓ２を各画素サイズＷ２の整数倍となるよう
に設定し、これに応じた冗長ラインメモリーを具備した
上で例えばＢ信号（Ｂ色光に基づく信号成分）に対し各
Ｇ，Ｒ信号（Ｇ，Ｒ色光に基づく信号成分）を遅延させ
ることによって比較的容易に３色の合成信号成分を得て
いる。

【００１５】従って上記の如く３ラインセンサーの中央
のラインセンサー２６に対する他の２つのラインセンサ
ー２５，２７間の距離Ｓ１，Ｓ２は副走査方向の画素サ
イズＷ２の整数倍となるように設定しているのである。

【００１６】しかしながら上記に示したカラー画像読取
装置において冗長ラインメモリーを３ラインセンサーの
ライン間距離相当に充当することは高価なラインメモリ
ーを複数列具備しなければならず、これはコスト的にみ
て極めて不利となり、又装置全体が複雑化してくる等の
問題点があった。

【００１７】本発明は色分解手段としての反射型１次元
ブレーズド回折格子を用い色分解してカラー画像を読取
る際、該カラー画像と該反射型１次元ブレーズド回折格
子との間に副走査断面のみ負の屈折力を有するシリンド
リカルレンズより成る第１アナモルフィック光学系と、
該反射型１次元ブレーズド回折格子と受光手段との間に
副走査断面のみ正の屈折力を有するシリンドリカルレン
ズより成る第２アナモルフィック光学系とを設けること
により該反射型１次元ブレーズド回折格子の入射角の異
なることに起因する反射各点からの反射回折角のズレに
よる±１次回折光の格子ピッチ断面方向（副走査方向）
の受光素子面上におけるボケの発生を効果的に防止し、
例えばＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光でカラー画像をデジタル
的に高精度に読取ることのできるカラー画像読取装置の
提供を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明のカラー画像読取
装置は、カラー画像を結像光学系により３つのラインセ
ンサーを同一基板面上に配置した受光手段面上に結像さ
せ、該受光手段で該カラー画像を読取る際、該結像光学
系と該受光手段面との間の光路中に入射光束を３つの色
光に色分解する反射型１次元ブレーズド回折格子より成
る色分解手段を設けると共に、該カラー画像と該色分解
手段との間の光路中に副走査断面に於いて負の屈折力を
有する第１アナモルフィック光学系と、該色分解手段と
該受光手段との間の光路中に副走査断面に於いて正の屈
折力を有する第２アナモルフィック光学系とを設けたこ
とを特徴としている。

【００１９】

【実施例】図１（Ａ）、（Ｂ）は各々本発明の実施例１
の要部平面図（主走査断面）と要部側面図（副走査断
面）である。図中、１は原稿面でありカラー画像が形成
されている。２は結像光学系であり、本実施例に於いて
は射出側の主光線が光軸と平行となって射出する所謂射
出型テレセントリック系となるように構成しており、カ
ラー画像に基づく光束を後述する反射型１次元ブレーズ
ド回折格子を介して受光手段（モノリシック３ラインセ
ンサー）面上に結像させている。

【００２０】９１は第１アナモルフィック光学系であり
副走査断面に於いて負の屈折力を有するシリンドリカル
レンズより成っており、カラー画像１と後述する色分解
手段３との間に設けている。本実施例の第１アナモルフ
ィック光学系９１は該副走査断面において入射してきた
光束を光軸に対して平行となるように変換して射出させ
ている。

【００２１】３は色分解手段であり、反射型１次元ブレ
ーズド回折格子より構成しており、入射光束をラインセ
ンサーの画素の並び方向と直交する方向に所定の色光例
えばＲ（赤）、Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色の色光に分
解し反射回折させている。

【００２２】９２は第２アナモルフィック光学系であり
副走査断面に於いて正の屈折力を有するシリンドリカル
レンズより成っており色分解手段３と後述する受光手段
４との間に設けている。本実施例に於いての第２アナモ
ルフィック光学系９２は受光手段４面上に反射型１次元
ブレーズド回折格子３で３つの各色光に色分解された光
束を正しく結像させている。

【００２３】４は受光手段であり、３つのラインセンサ
ー（ＣＣＤ）８，９，１０を互いに平行となるように同
一基板面上に配置した所謂モノリシック３ラインセンサ
ーより成っている。又各ラインセンサー８，９，１０の
ライン間隔は色分解手段３の色分解方向に対応し各々異
なった値に設定している。

【００２４】本実施例では原稿面１上のカラー画像を不
図示のミラー等より成る走査手段によりライン走査し、
該カラー画像からの光束を結像光学系２により集光し、
第１アナモルフィック光学系９１により副走査断面のみ
屈折させ光軸に対して平行光束となるように変換してい
る。そして該平行光束は１次元ブレーズド回折格子３を
介して３つの色光に色分解し第２アナモルフィック光学
系９２により副走査断面のみ屈折させた後に各色像を各
々対応するラインセンサー８，９，１０面上に結像させ
ている。そして受光手段４により各々の色光に基づくカ
ラー画像をデジタル的に読取っている。

【００２５】ここで本発明の効果を明確にする為反射型
１次元ブレーズド回折格子を用いた従来のカラー画像読
取装置を例にとり該回折格子の基本的な光学的作用につ
いて図２〜図４を用いて説明する。

【００２６】図２（Ａ），（Ｂ）は各々従来のカラー画
像読取装置の光学系の要部平面図（主走査断面）と要部
側面図（副走査断面）である。

【００２７】図３は図２に示した結像光学系を通過した
後の光束の光路を示した一部分の説明図、図４は図３に
示した反射型１次元ブレーズド回折格子の一部分の拡大
説明図である。

【００２８】図２に於いての色分解用の反射型１次元ブ
レーズド回折格子３は図３に示すように、該回折格子３
により反射回折された光束を−１次光５、０次光６、そ
して＋１次光７の３方向に分離し結像光学系２による集
束球面波の光束として各々ラインセンサー８，９，１０
面上に結像している。

【００２９】集束球面波のうち格子ピッチ断面内（副走
査断面内）（図２（Ｂ），図３）において光軸に対して
図面上上側から１次元ブレーズド回折格子３へ入射する
光束（以下「上側光束」という）と光軸上より１次元ブ
レーズド回折格子３へ入射する光束、そして光軸に対し
て図面上下側から１次元ブレーズド回折格子３へ入射す
る光束（以下「下側光束」という）とではそれぞれ該１
次元ブレーズド回折格子３に対する入射角が異なってい
る。

【００３０】例えば図３に示すように上側光束の入射角
をθ₁ 、光軸上の光束の入射角をθ ₀ そして下側光束の
入射角をθ₂ としたとき、θ₁ ＞θ₀ ＞θ₂ となる関係
で１次元ブレーズド回折格子３へ入射している。

【００３１】ここで反射回折における１次回折での反射
回折角θ´と入射各θとは次式に示す関係がある。

【００３２】ｓｉｎθ´−ｓｉｎθ＝±λ／Ｐ λ：波長、符号正：＋１次、符号負：−１次、Ｐ：格子
ピッチ 従って上式より反射回折角θ´は θ´＝ｓｉｎ^-1（±λ／Ｐ＋ｓｉｎθ） ‥‥‥（１） より求めることができる。

【００３３】この反射回折角θ´が上述した副走査断面
内で各々異なる。この為結像光学系による集束球面波内
に１次元ブレーズド回折格子を配置した場合、結像面
（受光素子面）内で各次数の回折光の反射回折角θ´の
ズレに相当するボケが生じることになる。

【００３４】ここで具体的に数値例を挙げて説明する。
例えば光軸上における光束の入射角θ₀ が４５°、集束
球面波の収束角βを５．５°、格子ピッチＰを１６０μ
ｍ、光軸に沿った１次元ブレーズド回折格子から受光素
子（３ラインセンサー）面までの距離Ｌ₀ を３５．２ｍ
ｍとする。この場合、例えば＋１次回折光において波長
λ₊₁＝６０６ｎｍとして上側光束では入射角θ₁ ＝５
０．５°で反射回折角θ₁',₊₁ ＝５０．８°となり、又
下側光束では入射角θ₂ ＝３９．５°で反射回折角θ₂
´,₊₁ ＝３９．８°となる。又光軸上の光束においては
入射角θ₀ ＝４５°で反射回折角θ₀´,₊₁ ＝４５．３
°となる。

【００３５】この３つの反射回折光束が３ラインセンサ
ー４面に向かう光路を図５に示す。図５は±１次光及び
０次光の反射回折光束が３ラインセンサー４面へ向かう
光路図を示したものである。

【００３６】同図から明らかなように上側、下側の両光
束はこの断面内において一種の収差をもった形となり＋
１次光では３ラインセンサー４の受光素子面上の手前で
集束（結像）してしまい、このとき受光素子面上では幾
何光学的に略７５μｍのボケが生じてしまう。

【００３７】又、同様に波長λ_-1＝４７１ｎｍの−１次
回折光においても上記に示した＋１次回折光と同様にボ
ケが生じてくる。即ち−１次回折光の上側、下側の両光
束は３ラインセンサー４の受光素子面上の後方で集束
（結像）してしまい、このとき受光素子面上ではやはり
幾何光学的に５８μｍのボケが生じてしまう。一方、０
次回折光においては反射型１次元ブレーズド回折格子は
単なる鏡面として作用する為、前述した±１次回折光で
発生する受光素子面上におけるボケは生じない。

【００３８】尚、上記算出に用いた反射型１次元ブレー
ズド回折格子の形状は格子厚ｄ₁ ＝ｄ₂ ＝ｄ₃ ＝７４
９．５ｎｍ、各段幅Ｗ₁ ＝Ｗ₂ ＝Ｗ₃ ＝Ｗ₄ でかつ周期
ピッチＰは

【００３９】

【数１】 である。又このときの各次光の回折光における効率ピー
ク波長λは各々次式より求めた。±１次光に対しては

【００４０】

【数２】 より（ｎ，ｍ）＝（４，２）で波長λ₊₁は６０６ｎｍ、
波長λ_-1は４７１ｎｍ、又０次光に対しては ２ｄ・ｃｏｓθ₀ ＝ｍ・λ₀ ‥‥‥‥（２） より波長λ₀ は５３０ｎｍである。

【００４１】又、前述したボケ量は幾何光学的な算出に
基づいて求めたが厳密にキルヒホッフ（ｋｉｒｃｈ ｈ
ｏｆｆ）回折によるシミュレーションを行い点像強度分
布を求めた結果を図６〜図８に示す。各図に示すように
双方におけるボケ量は比較的良い一致を示している。

【００４２】一般にカラー画像読取装置においてカラー
画像情報を高精度に読み取る為には上記に示したボケ量
は読取時における副走査方向の分解能を損ね許容するこ
とができない量である。

【００４３】そこで本実施例においては反射型１次元ブ
レーズド回折格子３で反射回折された全ての光束が正し
く受光手段４面上に集束（結像）させるようにする為、
カラー画像１と該反射型１次元ブレーズド回折格子３と
の間に副走査断面のみ負の屈折力を有するシリンドリカ
ルレンズより成る第１アナモルフィック光学系９１を設
けている。そして結像光学系２から射出してきた光束を
該副走査断面に於いて光軸に対し平行光束となるように
変換させ該反射型１次元ブレーズド回折格子３へ入射す
る全ての光束に対し入射角が一定となるようにしてい
る。

【００４４】これにより該反射型１次元ブレーズド回折
格子３による反射回折角も±１次回折光に対し各波長に
於いて各々一定となるようにしている。又、反射型１次
元ブレーズド回折格子３と受光手段４面との間に副走査
断面のみ正の屈折力を有するシリンドリカルレンズより
成る第２アナモルフィック光学系９２を設けている。そ
して第２アナモルフィック光学系９２により反射型１次
元ブレーズド回折格子３で３つの色光に色分解した光束
を受光手段４面上にて主走査断面と同一面内で正しく結
像するようにしている。

【００４５】即ち、カラー画像１面上の物点から受光手
段４面上の像点に至る光路長が主走査断面と副走査断面
とで光学的に略同等となるようにしている。この様に本
実施例に於いては前述した如く副走査断面に於いて各光
束が反射型１次元ブレーズド回折格子面への入射角θが
異なることに起因する反射回折角θ´のズレによる受光
手段面上でのボケを効果的に防止している。

【００４６】更に本実施例に於いては正の屈折力を有す
るシリンドリカルレンズを収差の許容される範囲内でそ
の焦点距離を短焦点に設定することにより副走査断面内
の最終的な集束角を大きくしている。

【００４７】即ちシリンドリカルレンズの開口数（Ｎ、
Ａ）を明るくすることにより回折限界で決まる結像スポ
ット径を小さくすることができ、これにより一般に光学
的作用に伴なう受光素子開口による解像力の劣化を効果
的に防止している。

【００４８】尚、本実施例に於いての第１アナモルフィ
ック光学系を結像光学系内に含んで構成しても同様な効
果を得ることができる。

【００４９】次に本実施例における１次元ブレーズド回
折格子を反射型より構成したときの特長について透過型
の１次元ブレーズド回折格子と比較して述べる。

【００５０】透過型の回折格子はＡｐｐｌｉｅｄ Ｏｐ
ｔｉｃｓ誌１７巻１５号２２７３〜２２７９頁（１９７
８．８．１号）に開示されているように、該透過型の回
折格子に入射した入射光束は透過回折されて主に３方向
に分離されている。この透過型の回折格子は例えばブレ
ーズド波長をλ₀ としたとき該ブレーズド波長λ₀ に対
し必要な格子厚ｄ_T はｄ_T＝ｍ・λ₀ ／（ｎλ₀ −１）
となる。

【００５１】ここでｎλ₀ は媒質の屈折率、ｍ，λ₀ は
前述の実施例と同様な値を用いｍ＝２，λ₀ ＝５３０ｎ
ｍとし屈折率ｎλ₀ ＝１．５程度として算出した場合、
透過型の回折格子の格子厚ｄ_T はｄ_T ＝２１２０ｎｍ必
要となる。

【００５２】一方、本発明における反射型１次元ブレー
ズド回折格子の場合（光軸上の光束の入射角が４５°）
は前述の如く格子厚ｄ_R は７４９．５ｎｍである。従っ
て透過型の回折格子の格子厚ｄ_T は反射型の回折格子の
格子厚ｄ_R に比べ約３倍も深い段差を必要とする。

【００５３】これは反射型の回折格子を制作するにあた
り極めて困難を伴うものであり、例えば媒質の屈折率を
高めてやれば多少緩和されるものの一般的に１次元ブレ
ーズド回折格子としては加工性及びコスト面等その他か
ら判断して例えばＳｉＯ₂ のような媒質の屈折率ｎ_x ＝
１．５程度のものが多く使用されている。

【００５４】更に装置内のスペース効率からみても反射
型の回折格子の方が装置全体のコンパクト化を容易に図
ることができる等の利点を有している。

【００５５】本実施例においては結像光学系を射出型テ
レセントリック系となるように構成している。これは次
の理由からによる。

【００５６】即ち、主走査断面内の画角に応じた各光束
の回折格子への入射角が一定でない場合ブレーズド波長
λ₀ は次式に従って変化してくる。

【００５７】

【数３】 具体的に示すと画角に応じた主走査面内の入射角α´を
２０°とし、テレセントリック系でない通常の結像光学
系と反射型１次元ブレーズド回折格子を用いた場合ブレ
ーズド波長λ₀ は約３０ｎｍもシフトしてしまう。

【００５８】このブレーズド波長λ₀ のシフトズレを防
止する為に本実施例においては結像光学系を射出型テレ
セントリック系になるように構成し、該結像光学系から
の出射光の各画角の主光線が常に主走査断面内で垂直入
射するようにしている。

【００５９】図９は本発明の実施例２の光学系の要部概
略図である。本実施例においては色分解手段としての反
射型１次元ブレーズド回折格子４０の形状を円筒形より
構成することにより、結像光学系を通常の光学系（テレ
セントリック系ではない）より構成している。

【００６０】今、画角αで入射した光束が結像光学系２
により射出側で例えば角度α´で出射したとする。この
とき図１０に示すように円筒形状でない通常の反射型１
次元ブレーズド回折格子を用いたとする。そうするとそ
れから反射回折された光束が受光手段４の１つのライン
センサー４に入射する際の距離は軸上においてＬ₀ 、出
射角α´の軸外ではＬ₁ となる。ここにＬ₁ ＝Ｌ₀ ／ｃ
ｏｓα´である。（尚、図９，図１０においては破線で
示すように光路を展開した状態で示している。通常の光
学系ではα≒α´となっている。）この為、１次元ブレ
ーズド回折格子と受光素子面との間の各出射角α´に対
する光路長は軸上（α´＝０）と軸外（α≠０）では異
なり一定とはならない。

【００６１】そこで本実施例においては上記の問題点を
解決する為に図９に示すように主走査断面内（有限画
角）における出射角α´の存在により反射型１次元ブレ
ーズド回折格子４０が作り付けられた基板を結像光学系
の射出瞳を中心とする円筒面とし、各画角に対応する射
出主光線が常に該回折格子４０に垂直入射するようにし
ている。これにより当該断面内の入射角依存によるブレ
ーズド波長のシフトを効果的に防止している。

【００６２】一方、当該回折格子４０で反射回折された
後、３ラインセンサー４の受光素子面に至る光路長は軸
上（α´＝０）でＬ₀ ＝ｇ−Ｒ、軸外（α´≠０）でＬ
₁ ´＝ｇ／ｃｏｓα´−Ｒとなり、双方は一定とはなら
ず前記（４）式と同様の内容で各ラインセンサーの受光
素子面に反射回折光は正しく結像しない。

【００６３】これを除去する為に反射型１次元ブレーズ
ド回折格子４０の格子ピッチＰを図１１に示すように光
軸に対し主走査断面内で対称に軸上から軸外（中心部か
ら周辺部）に向かうにつれて大きくなるように（図１１
におけるＰ→Ｐ´）設定している。

【００６４】これにより１次回折角を変化させ結果的に
軸上から軸外まで全て正しく直線上に平行に並んだライ
ンセンサー（受光素子）４面上に結像させている。

【００６５】この様に本実施例においては反射型１次元
ブレーズド回折格子４０の形状を円筒形より構成し、か
つ格子ピッチの配列を前述の如く適切に設定している。
これにより結像光学系を通常の光学系で構成しても正し
く分光分離を行い、カラー画像情報を各色光ごとに高精
度に読取っている。

【００６６】図１２は本発明の実施例３に係る受光手段
５０の概略図である。前述の実施例２では反射型１次元
ブレーズド回折格子４０の基板を主走査断面内で円筒面
としたが本実施例においては逆に受光手段としてのモノ
リシック３ラインセンサー５０のセンターライン５２を
挟む両側の２つのラインセンサー５１，５３を平行から
外し同図に示すような構成としている。これにより該回
折格子基板を平板のままとし、前記（４）式に従うＺ方
向のシフトをラインセンサーの受光部の各画素の位置シ
フトにより吸収している。

【００６７】一方、１次元ブレーズド回折格子の基板を
平板とすることにより発生する入射角α´に依存するブ
レーズド波長のシフトに関しては図１３に示すように該
回折格子６０の主走査断面方向の軸上から軸外（中心部
から周辺部）に向かって格子厚を連続的に格段共に同比
率で厚くしていくことにより解決している。

【００６８】図１４は本発明の実施例４の色分解手段と
しての反射型１次元ブレーズド回折格子７０の説明図で
ある。

【００６９】本実施例においての反射型の回折格子７０
は３次元構造より成っており格子ピッチＰを光軸中心か
ら主走査断面方向の周辺部に向かうにつれて徐々に大き
くしていく（Ｐｃ→Ｐｅ）と共に前記実施例３と同様に
格子厚を軸上から軸外（中心部から周辺部）に向けて連
続的に厚くしていく（ｈｃ→ｈｅ）ことにより画角α´
によるブレーズド波長のシフトを効果的に防止してい
る。

【００７０】この様に平板基板上に形成された３次元構
造よりなる反射型の回折格子７０を用いることにより結
像光学系にテレセントリック系を用いずにカラー画像読
取装置を構成している。

【００７１】又、以上の実施例で示したうちで格子ピッ
チ及び格子厚の格子面上での変化を連続的であるとした
が、この変化に限らす例えば複数のステップで分割して
変化を与えても前述の実施例と同様の効果を得ることが
できる。

【００７２】図１５は本発明の実施例５の結像光学系を
通過した後の光束の光路を示した説明図である。同図に
於いて図１に示した要素と同一要素には同符番を付して
いる。

【００７３】本実施例に於いては色分解手段としての反
射型１次元ブレーズド回折格子と前述した第１アナモル
フィック光学系を構成する負の屈折力を有するシリンド
リカルレンズそして第２アナモルフィック光学系を構成
する正の屈折力を有するシリンドリカルレンズとを一体
的に成形し、該一体化された光学部材１００を結像光学
系と受光手段との間に設けている。

【００７４】この様に一体的に成形した光学部材１００
を用いることによっても前述の実施例と同様な効果を得
ることができる。

【００７５】又、本実施例に於いてはこの様な形態を採
ることにより通常厳しい精度が要求されている両シリン
ドリカルレンズ間の光軸合わせが不要となり、これによ
り組立調整の簡略化が図れかつ装置全体のコンパクト化
を図っている。

【００７６】又、光学部材１００の製作工程としては色
分散の比較的小さな樹脂等を用い、回折格子部を含めコ
ンプレッション等のモールド成型プロセスで容易に製作
することができる。

【００７７】又、光学部材１００の入射側及び射出側の
レンズ面を非球面形状より形成すれば更に結像性能の向
上及び高ＮＡ化を図ることができるので良い。

【００７８】尚アナモルフィック光学系としては副走査
断面に於いて所定の屈折力を有する光学部材なら何を用
いて構成しても本発明は前述の実施例と同様に適用する
ことができる。

【００７９】

【発明の効果】本発明によればカラー画像を色分解手段
としての反射型１次元ブレーズド回折格子を介してモノ
リシック３ラインセンサーより成る受光手段で読み取る
際、該カラー画像と該反射型１次元ブレーズド回折格子
との間に副走査断面に於いて負の屈折力を有するシリン
ドリカルレンズより成る第１アナモルフィック光学系と
該反射型１次元ブレーズド回折格子と受光手段との間に
副走査断面に於いて正の屈折力を有するシリンドリカル
レンズより成る第２アナモルフィック光学系とを設ける
ことにより、結像光学系からの出射光束である集束球面
波が反射型１次元ブレーズド回折格子に入射する際、副
走査断面内で各光束の格子面への入射角が異なることに
起因する反射回折角のズレによる±１次回折光の副走査
方向のボケを効果的に防止することができ、高精度にカ
ラー画像の読取りができるカラー画像読取装置を達成す
ることができる。

【００８０】又、併せて反射型の回折格子を３次元構造
より構成することで結像光学系にテレセントリック系を
用いずに通常の光学系を用いて構成することができるカ
ラー画像読取装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の要部平面図と要部側面
図

【図２】 従来のカラー画像読取装置の光学系の要部
平面図と要部側面図

【図３】 図２の結像光学系を通過した後の光束の光
路を示した一部分の説明図

【図４】 図３に示した反射型１次元ブレーズド回折
格子の一部分の拡大説明図

【図５】 各次光の反射回折光が３ラインセンサーへ
向かう光路を示した光路図

【図６】 従来の＋１次光における回折パターン図

【図７】 従来の０次光における回折パターン図

【図８】 従来の−１次光における回折パターン図

【図９】 本発明の実施例２の要部概略図

【図１０】 本発明の構成と比較説明する為の要部概略
図

【図１１】 本発明の実施例２の回折格子の説明図

【図１２】 本発明の実施例３の受光手段の要部概略図

【図１３】 本発明の実施例３の回折格子の説明図

【図１４】 本発明の実施例４の回折格子の斜視図

【図１５】 本発明の実施例５の結像光学系を通過した
後の光束の光路を示した一部分の説明図

【図１６】 従来のカラー画像読取装置の光学系の要部
概略図

【図１７】 従来のカラー画像読取装置の光学系の要部
概略図

【図１８】 モノリシック３ラインセンサーの説明図

【図１９】 従来のカラー画像読取装置の光学系の要部
概略図

【符号の説明】

１ 原稿面 ２ 結像光学系 ９１ 第１アナモルフィック光学系 ９２ 第２アナモルフィック光学系 ３，４０，６０ 反射型１次元ブレーズド回折格子 ４，５０ 受光手段（モノリシック３ラインセ
ンサー） ５，６，７ 反射回折光 ８，９，１０ ラインセンサー ５１，５２，５３ ラインセンサー ７０ 反射型回折格子

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー画像を結像光学系により３つのラ
   インセンサーを同一基板面上に配置した受光手段面上に
   結像させ、該受光手段で該カラー画像を読取る際、該結
   像光学系と該受光手段面との間の光路中に入射光束を３
   つの色光に色分解する反射型１次元ブレーズド回折格子
   より成る色分解手段を設けると共に、該カラー画像と該
   色分解手段との間の光路中に副走査断面において負の屈
   折力を有する第１アナモルフィック光学系と、該色分解
   手段と該受光手段との間の光路中に副走査断面において
   正の屈折力を有する第２アナモルフィック光学系とを設
   けたことを特徴とするカラー画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記３つのラインセンサーは互いに平行
   となるように配置しており、前記結像光学系は射出型テ
   レセントリック系より構成しており、前記色分解手段は
   入射光束を該ラインセンサーの画素の並び方向と直交す
   る方向に色分解していることを特徴とする請求項１記載
   のカラー画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記第１、第２アナモルフィック光学系
   はシリンドリカルレンズより構成していることを特徴と
   する請求項１記載のカラー画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記反射型１次元ブレーズド回折格子の
   格子ピッチは前記結像光学系の光軸中心から周辺にかけ
   て順次大きくなるように設定していることを特徴とする
   請求項１記載のカラー画像読取装置。
5. 【請求項５】 前記反射型１次元ブレーズド回折格子の
   格子厚は前記結像光学系の光軸中心から周辺にかけて順
   次厚くなるように設定していることを特徴とする請求項
   １記載のカラー画像読取装置。
6. 【請求項６】 前記第１アナモルフィック光学系は副走
   査断面内において入射光束を略平行光束として射出させ
   る作用を有していることを特徴とする請求項１記載のカ
   ラー画像読取装置。