JPH10155058A - 画像読取光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 諸収差が良好に補正された画像読取光学系を
少ないレンズ枚数で構成し、小形化とコストダウンを実
現する。 【解決手段】 結像光学系１００は、第１群レンズ２
２、ハーフミラー２３、第２群レンズ２４、ミラー２５
を順に配置して構成されている。ハーフミラー２３の下
方には、第３群レンズ２６が配置され、その結像位置に
ラインセンサ２７が配設されている。原稿からの反射光
束は、第１群レンズ２２、ハーフミラー２３、第２群レ
ンズ２４を順に通過した後にミラー２５で反射される。
この反射光束は、再び第２群レンズ２４の像側から入射
され、ハーフミラー面２３ｂで９０度折り返され、第３
群レンズ２６を通過してラインセンサ２７上に結像され
る。第２群レンズ２４は、原稿からの反射光束が通過さ
れると共にミラー２５からの折り返し反射光束が通過さ
れるので、２つのレンズ群を設けたと等価の光学性能が
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、スキャナー等の画像読取装置に用いて有用な画像
読取光学系に関するものであり、特に、原稿を光学的に
縮小した状態で結像させて画像読取りを行うための光学
系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、複写機、ファクシミリ、スキャナ
ー等の画像読取装置は、より小形で低コスト化の要求が
あり、これに用いられる縮小型の画像読取光学系も小
形、低コストにする必要がある。このような画像読取光
学系の一例を、原稿画像を読取るに際して原稿を固定
し、該原稿面を細帯状の読取り領域をラインセンサで電
気的に主走査し、これに連動して主走査位置を機械的に
副走査することによって当該原稿の全面を読み取ること
が広く行われている。

【０００３】この一例を、図４を用いて説明する。同図
において、平面状の原稿１が載置される載置ガラス２の
下部には、長手状のハロゲンランプ４とその光を幅方向
（図４の紙面に直交する方向）に帯状に配光させるため
の楕円面を有する反射板５とで構成される照明光学系３
が配設されている。この照明光学系３は、電気的に主走
査（詳細後述）する細帯状の主走査領域を照明するため
のもので、この照明光学系３の近傍には、原稿１の細帯
状の主走査領域の光束を左方に９０°の角度で折り返す
第１ミラー６が配置され、、その光路前方に入射光束を
９０°の角度で下方に折り返す第２ミラー７が配置さ
れ、その光路前方に、入射光束を９０°の角度で右方に
折り返す第３ミラー８が配置され、このミラー８で反射
された光束は、スルーレンズ９に入射し、屈折された後
にＣＣＤ等で構成されるラインセンサ１０上に結像され
る。

【０００４】このスルーレンズ９は、原稿１の細帯状の
主走査領域の光束をラインセンサ１０上に縮小状態で結
像させるもので、代表的なレンズ構成としては、図５に
示すような４群６枚構成のガウスタイプがある。即ち、
第１群レンズ１１が凸レンズで形成され、第２群レンズ
１２が凸レンズ１２ａと凹レンズ１２ｂが接合されて形
成され、この第２群レンズ１２の後方には、絞り１５が
配置されている。そして、第３群レンズ１３は、絞り１
５を中心として凹レンズ１２ｂと対称な「凹レンズ１３
ａ」と凸レンズ１２ａと対称な「凸レンズ１３ｂ」とで
形成され、第４群レンズ１４は、絞り１５を中心として
第１群レンズ１１と対称な凸レンズで形成されている。

【０００５】このようなガウスタイプの完全対称型のス
ルーレンズ９は、半画角が２０°まで解像度良く読み取
ることができ、明るさもｆ４程度まで大口径にすること
ができるために広く用いられている。このようなスルー
レンズ９を用いた図４に示す画像読取光学系において、
原稿１の画像読取りを行う場合には、ハロゲンランプ４
と反射板５とで成る照明光学系３で原稿１を帯状に照明
した状態で、先ず、原稿１の端部（左端部）の帯状領域
の光束が、３つのミラー即ち、第１ミラー６、第２ミラ
ー７、第３ミラー８によって３回の折り返しが行われ、
スルーレンズ９の光軸上に入射され第１群レンズ１１な
いし第４群レンズ１４による所定の屈折が与えられてラ
インセンサ１０上に縮小状態で結像される。この結像
は、図示しないＣＣＤ制御回路の制御の基に光電変換さ
れ、所定の電気信号（主走査読取り信号）を得ることが
できる。

【０００６】そして、ハロゲンランプ４と反射板５と第
１ミラー６の３部材が一体的にＶなる速度で右方に符号
４Ａ，５Ａ，６Ａで示す位置まで移動させ、これに連動
して第２ミラー７と第３ミラー８の２部材が一体的にＶ
／２なる速度で右方に符号７Ａ，８Ａで示す位置まで移
動させると、原稿１の表面に沿って移動する細帯状の読
取り領域の画像が、スルーレンズ９に対する光路長が一
定の状態でラインセンサ１０上に縮小状態で結像され
る。この結像は、図示しないＣＣＤ制御回路の制御の基
に光電変換され、上述移動の各時点で所定の電気信号
（副走査読取り信号）として得ることができる。

【０００７】しかしながらこのような画像読取光学系に
用いられているガウスタイプのスルーレンズ９は、各種
のレンズ収差を良好に補正するためには、凸レンズに高
屈折率の高価な硝材を使用する必要があり、かつレンズ
枚数も６枚と多いために高価なレンズとなってしまう。
そこで、スルーレンズ９が絞り１５を中心として完全対
象であることに着目して案出されたものとして、絞り１
５の位置に図６に示すようにミラー１７を配設したイン
ミラーレンズ１６と称されるレンズがある。このインミ
ラーレンズ１６は、原稿面からの光束Ｐを光軸Ｏから外
れた位置から入射させ、第１群レンズ１１と第２群レン
ズ１２により屈折された光束をミラー１７で折り返し、
この折り返された光束を再び第２群レンズ１２に入射さ
せ該第２群レンズ１２と第１群レンズ１１により屈折さ
れた光束をラインセンサ１０上に縮小状態で結像させる
ものである。

【０００８】このようなインミラーレンズ１６を用いる
ことによってレンズの構成枚数が低減（半減）され、構
成の簡略化と小形化と低コスト化が図られる。また、ラ
インセンサ１０には、原稿１面からの帯状の光束が入射
されるのであり、この際に、ハロゲンランプ４の有する
赤外光成分も同時に入射されることになる。このため
に、ラインセンサ１０の劣化進行が早くなり、また、本
来必要とされる可視光成分のコントラストが赤外光成分
によって低下する虞がある。このために、ミラー１７の
代りに、図７に示すようにガラス基板１９の表面に光反
射膜２０を形成し裏面に反射防止膜２１を形成すること
によって、赤外光成分をカットするように構成したミラ
ー１８が、特公昭６２−１７２１３公報に記載されてい
る。このミラー１８は、反射面の反射特性が赤外光成分
を吸収するように構成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のような画像読取
光学系においては、スルーレンズによる問題を解消する
ために、図６に示したインミラーレンズを用いても解消
できない問題がある。即ち、インミラーレンズ１６を用
いる場合には、原稿からの入射光束が入射される光軸が
下方（傾斜した方向）に多くのスペースを必要とする。
即ち、当該入射光束の軸の傾斜下方にラインセンサが配
設されるので全体寸法、特に上下方向寸法を大きくせざ
るを得ないのである。

【００１０】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、その第１の目的は、歪曲収差や色収差等の各光
学諸収差を低く抑えるためにレンズ枚数を増やさず、異
常分散ガラスや低分散ガラス等の高価硝材を多用せずに
歪曲収差や色収差等の各光学諸収差を低く抑えると共
に、省スペース化、低コスト化を実現し得る画像読取光
学系を提供することにある。また、本発明の第２の目的
は、縮小光学系であるためにインミラーレンズに生じる
非点収差を、当該光学系のレンズとして高価な高屈折率
のものを用いることなく且つ多くの枚数のレンズを用い
ることなく抑制し得る画像読取光学系を提供することに
ある。

【００１１】また、本発明の第３の目的は、上記第１と
第２の目的を達成すると共に、インミラーレンズを構成
するミラーとして、安価かつその基板の材質に影響を受
けずに良好な結像性能が得られる画像読取光学系を提供
することにある。また、本発明の第４の目的は、上記第
１ないし第３の目的のいずれかを達成すると共に、例え
ば赤外光カットフィルタを用いることなく、ラインセン
サに対し有害となる波長領域のものを除去し得ると共
に、低コスト化とコンパクト化を実現し得る画像読取光
学系を提供することにある。また、本発明の第５の目的
は、上記第１ないし第４の目的のいずれかを達成すると
共に、レンズの構成枚数を増やしたり、高価なガラスを
用いることなく、色収差を少なく抑え得る画像読取光学
系を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１に記載の発明に係る画像読取光学系
は、原稿を照明する照明光学系と、この照明光学系で照
明された上記原稿からの反射光を縮小して結像させる結
像光学系と、この結像光学系で結像された画像を光電変
換するラインセンサとからなる画像読取光学系におい
て、上記結像光学系が、原稿配置位置側である物体側か
ら数えて順に、少なくとも１枚の正レンズからなる第１
群レンズと、この第１群レンズの像側に任意の角度で傾
けられて配置されたハーフミラーと、このハーフミラー
の像側に配置された、少なくとも１枚の負レンズからな
る第２群レンズと、この第２群レンズの像側に配置され
たミラーと、上記ハーフミラーで任意の角度に折り返さ
れた光束を受ける位置に配置された、少なくとも１枚の
正レンズからなる第３群レンズと、を具備し、上記照明
光学系で照明された上記原稿からの反射光束が、上記第
１群レンズに入射し、屈折された後、上記ハーフミラー
を透過し、上記第２群レンズに入射し、屈折された後に
上記ミラーで反射され再び該第２群レンズの像側から入
射し、屈折された後、上記ハーフミラーで任意の角度に
折り返され、上記第３群レンズに入射し、屈折された
後、上記ラインセンサに結像するように構成したことを
特徴とするものである。

【００１３】上記第２の目的を達成するために、請求項
２に記載の発明に係る画像読取光学系は、原稿を照明す
る照明光学系と、この照明光学系で照明された上記原稿
からの反射光を縮小して結像させる結像光学系と、この
結像光学系で結像された画像を光電変換するラインセン
サとからなる画像読取光学系において、上記結像光学系
が、原稿配置位置側である物体側から数えて順に、少な
くとも１枚の正レンズからなる第１群レンズと、この第
１群レンズの像側に設けられると共に、ハーフミラー面
が任意の角度に傾けられて配置されたハーフプリズム
と、このハーフプリズムの像側に配置された、少なくと
も１枚の負レンズからなる第２群レンズと、この第２群
レンズの像側に配置されたミラーと、上記ハーフプリズ
ムの上記ハーフミラー面で任意の角度に折り返された光
束を受ける位置に配置された、少なくとも１枚の正レン
ズからなる第３群レンズと、を具備し、上記照明光学系
で照明された上記原稿からの反射光束が、上記第１群レ
ンズに入射し、屈折された後、上記ハーフプリズムのハ
ーフミラー面を透過し、上記第２群レンズに入射し、屈
折された後に上記ミラーで反射され再び該第２群レンズ
の像側から入射し、屈折された後、上記ハーフプリズム
の上記ハーフミラー面で任意の角度に折り返され、上記
第３群レンズに入射し、屈折された後、上記ラインセン
サに結像するように構成したことを特徴とするものであ
る。

【００１４】上記第３の目的を達成するために、請求項
３に記載の発明に係る画像読取光学系のミラーは、プラ
スチックよりなり、入射面側に反射面が形成されている
ことを特徴とするものである。上記第４の目的を達成す
るために、請求項４に記載の発明に係る画像読取光学系
のミラーは、反射面の反射特性が特定波長成分を吸収す
るように形成されていることを特徴とするものである。

【００１５】上記第５の目的を達成するために、請求項
５に記載の発明に係る画像読取光学系のライセンサは、
副走査方向に、複数の波長帯域の光に対してそれぞれ受
感する複数列のセンサで形成されていることを特徴とす
るものである。

【００１６】

【作用】請求項１における第２群レンズは、照明された
原稿からの反射光束が物体側から入射された光束に対し
所定の屈折作用を果たすと共に、ミラーからの反射光束
に対しても所定の屈折作用を果たすので１つのレンズ群
でありながら２つのレンズ群を実質的に対称的に配置し
たのと、同等の機能を果たすことになり、第２群レンズ
の他に異常分散硝材や低分散硝材を配設せずに諸収差の
良好な補正を実現する。

【００１７】請求項２におけるハーフプリズムは、第１
群レンズの光束入射面からミラーまでの光路長と、この
ミラーからハーフミラーを介して第３レンズの光束射出
面までの光路長とを等しくして、非点収差を生じないよ
うにしている。請求項３におけるミラーは、プラスチッ
クで形成し、且つ第２群レンズ側にミラー面を形成し
て、プラスチックミラーの基板内に光束を射入させない
ようにして、光学特性を悪化することなしに低コスト化
を実現している。

【００１８】請求項４におけるミラーは、反射面の反射
特性がラインセンサの特定の波長成分、例えば不要赤外
光成分をカットするように形成することによって当該ラ
インセンサの寿命を延ばすようにしている。請求項５に
おけるラインセンサは、副走査方向に複数の波長帯域の
光に対して、それぞれ受感（感応）する複数列のセンサ
を形成することで、カラー対応のセンサを構成すること
ができ、モノクロ画像読取光学系の場合より著しく高価
且つ大型化しがちなものを、極力価格、容量を抑えるよ
うにしている。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図１ないし図３を用いて本
発明の第１および第２の実施の形態に係る画像読取光学
系について説明する。図１は、本発明に係る画像読取光
学系が適用される画像読取装置の概略構成を示す正面図
である。図１において、平面状の原稿１が載置される載
置ガラス２の下部には、主走査方向（紙面に直交する方
向）に長いハロゲンランプ４とその光を長手方向に帯状
に配光させるための楕円面を有する反射板５とで構成さ
れる照明光学系３が配設されている。この照明光学系３
は、電気的に主走査する細帯状の主走査領域を照明する
ためのものである。

【００２０】原稿１の細帯状の主走査領域の光束は、上
記照明光学系３の近傍に配設された第１ミラー６により
左方に９０°の角度で折り返され、その光路前方に配置
された第２ミラー７で９０°の角度で下方に折り返さ
れ、その光路前方に配置された第３ミラー８で９０°の
角度で右方に折り返されて、結像光学系１００（図２参
照）または結像光学系１０１（図３参照）に入射され、
以下に説明するようにしてラインセンサ２７上に結像さ
れる。すなわち、結像光学系１００は、原稿１の細帯状
の主走査領域の光束をラインセンサ２７上に縮小状態で
結像させるもので、図２に示す第１の実施の形態のよう
に構成されている。

【００２１】即ち、原稿１の配置位置側である物体側か
ら数えて順に、第１群レンズ２２、ハーフミラー２３、
第２群レンズ２４、ミラー２５が配置されている。この
第１群レンズ２２は、少なくとも１枚の正レンズからな
り、この実施の形態の場合、正のメニスカスレンズで形
成され、凸面が物体側に向けられて配設されている。ま
た、ハーフミラー２３は、第１群レンズ２２の像側に任
意の角度、例えばこの実施の形態の場合、４５°の角度
で傾けられて配置され、その物体側にガラス基板２３ａ
を有し、像側にハーフミラー面２３ｂが形成されてい
る。

【００２２】また、第２群レンズ２４は、ハーフミラー
２３の像側に配置された、少なくとも１枚の負レンズか
らなり、この実施の形態の場合、正のメニスカスレンズ
２４ａと負のメニスカスレンズ２４ｂとの接合レンズと
して形成され、この実施の形態の場合、正のメニスカス
レンズ２４ａは凸面が物体側に向けられ、負のメニスカ
スレンズ２４ｂは、凹面が像側に向けられて配設されて
いる。ミラー２５は、第２群レンズ２４の像側に配置さ
れている。さらに、上記ハーフミラー２３のハーフミラ
ー面２３ｂから任意の角度で折り返された光束を受ける
位置には、少なくとも１枚の凸レンズ、この実施の形態
の場合、正のメニスカスレンズよりなり、凸面が像側に
向けて第３群レンズ２６が配設され、その下方にライン
センサ２７が配設されている。

【００２３】従って、原稿１の画像読取りを行う場合に
は、図１におけるハロゲンランプ４と反射板５とからな
る照明光学系３で原稿１を帯状に照明した状態で、先
ず、原稿１の端部（左端部）の帯状領域の光束が、３つ
のミラー即ち、第１ミラー６、第２ミラー７、第３ミラ
ー８によって３回の折り返しが行われ、結像光学系１０
０の光軸上に入射され、第１群レンズ２２ないし第３群
レンズ２６による屈折および反射を受けてラインセンサ
２７上に縮小状態で結像される。この結像は、図示しな
いＣＣＤ制御回路の制御の基に光電変換され、所定の電
気信号（主走査読取り信号）として取り出すことができ
る。

【００２４】詳しくは、上記照明光学系３で照明された
上記原稿１からの反射光束が、上述のようにして上記撮
像光学系１００の第１群レンズ２２に入射し、屈折され
た後、上記ハーフミラー２３のガラス基板２３ａとハー
フミラー面２３ｂを透過し、上記第２群レンズ２４の正
のメニスカスレンズ２４ａに入射し、屈折された後、負
のメニスカスレンズ２４ｂに入射し、屈折された後に上
記ミラー２５で反射され再び該第２群レンズ２４の負の
メニスカスレンズ２４ｂの像側から入射し、屈折された
後、正のメニスカスレンズ２４ａの像側から入射され屈
折された後、上記ハーフミラー２３のハーフミラー面２
３ｂで任意の角度（この実施の形態においては、４５
°）に折り返され、上記第３群レンズ２６に入射し、屈
折された後、上記ラインセンサ２７に結像されるのであ
る。

【００２５】上記のような構成よりなる画像読取装置に
おける画像読取動作は、次のようにして行われる。先
ず、ハロゲンランプ４と反射板５と第１ミラー６の３部
材を一体にしてＶなる速度で右方に符号４Ａ，５Ａ，６
Ａで示す位置まで移動させると、これに連動して第２ミ
ラー７と第３ミラー８の２部材が一体にしてＶ／２なる
速度で右方に符号７Ａ，８Ａで示す位置まで移動する。
すると、原稿１の細帯状の読取り領域の画像が、結像光
学系１００に対する光路長が一定の状態でラインセンサ
２７上に縮小状態で結像される。この結像は、図示しな
いＣＣＤ制御回路の制御の基に光電変換され、上述移動
の各時点で所定の電気信号（副走査読取り信号）として
得ることができる。

【００２６】従って、結像光学系１００の入射側部分の
下方に光学部材を配設する必要がなく、小形で低コスト
な画像読取光学系を提供することができる。

【００２７】しかしながら、上述した第１の実施の形態
の結像光学系１００においては、ミラー２５を中心とす
る第１群レンズ２２の前端面部からの入射光束の光路長
と、ミラー２５を中心とする第３群レンズ２６の後端面
部までの反射光束の光路長とに、僅かの差があるために
非点収差が発生することになる。即ち、ハーフミラー２
３のガラス基板２３ａを透過する光通過の挙動は、ハー
フミラー２３が傾斜して配設されているためにＳ光波成
分の光路長成分とＰ光波成分の光路長成分が僅かに異な
るために非点収差が発生する。

【００２８】これを解消するには、第１群レンズ２２と
第３群レンズ２６を異ならせ、即ち、第３群レンズ２６
を上述の非点収差を打ち消すように設計すれば良いので
あるが、レンズ枚数が多くなる等の製造管理上のディメ
リットがあったり、コスト上昇が生じてしまう。そこ
で、ハーフミラー２３の代りに次述する第２の実施の形
態に示すように、「ハーフプリズム」を用いれば非点収
差が発生しなくなる。

【００２９】図３は、本発明に係る画像読取光学系の第
２の実施の形態を示す光路図である。この図３におい
て、結像光学系１０１は、原稿１の細帯状の主走査領域
から発せられる光束を、ラインセンサ３３上に縮小状態
で結像させるものであり、即ち、原稿１の配置位置側で
ある物体側から数えて順に、第１群レンズ２８、ハーフ
プリズム２９、第２群レンズ３０、ミラー３１が配置さ
れている。この第１群レンズ２８は、少なくとも１枚の
正レンズ、この実施の形態の場合、正のメニスカスレン
ズよりなる。また、ハーフプリズム２９は、第１群レン
ズ２８の像側に設けられると共に、ハーフミラー面２９
ｃが任意の角度、この実施の形態の場合、４５°の角度
で傾けられて配置されている。

【００３０】また、第２群レンズ３０は、ハーフプリズ
ム２９の像側に配置された、少なくとも１枚の負レン
ズ、この実施の形態の場合、正のメニスカスレンズ３０
ａと負のメニスカスレンズ３０ｂとが接合された接合レ
ンズよりなる。また、ミラー３１は、第２群レンズ３０
の像側に配置されている。さらに、上記ハーフプリズム
２９の第１プリズム２９ａを通過し、第２レンズ３０に
入射して屈折され、ミラー３１で反射されて再び第２群
レンズ３０に入射して屈折され、ハーフミラー面２９ｃ
で任意の角度に折り返され、第２プリズム２９ｂを通過
した光束を受ける位置には、少なくとも１枚のレンズ、
この実施の形態の場合、正のメニスカスレンズでなる第
３群レンズ３２が配設され、その下方にラインセンサ３
３が配設されている。

【００３１】このように構成された画像読取光学系１０
１を備えた画像読取装置において、原稿１の画像読取り
を行う場合には、図１に示すハロゲンランプ４と反射板
５よりなる照明光学系３で原稿１を帯状に照明した状態
で、先ず、原稿１の端部（左端部）の帯状領域の光束
は、３つのミラー即ち、第１ミラー６、第２ミラー７、
第３ミラー８によって順次３回の折り返しが行われ、結
像光学系１０１の光軸上に入射され図３に示す第１群レ
ンズ２８ないし第３群レンズ３２により、次述するよう
に、屈折および反射されてラインセンサ３３上に縮小状
態で結像される。この結像は、図示しないＣＣＤ制御回
路の制御の基に光電変換され、所定の電気信号（主走査
読取り信号）として取り出される。

【００３２】詳しくは、上記照明光学系３で照明された
上記原稿１からの反射光束が、上記第１群レンズ２８に
入射し、屈折された後、上記ハーフプリズム２９の第１
プリズム２９ａとハーフミラー面２９ｃと第２プリズム
２９ｂを透過し、上記第２群レンズ３０の正のメニスカ
スレンズ３０ａに入射し、屈折された後、負のメニスカ
スレンズ３０ｂに入射し、屈折された後に上記ミラー３
１で反射され、再び該第２群レンズ３０の負のメニスカ
スレンズ３０ｂの像側から入射し、屈折された後、正の
メニスカスレンズ３０ａの像側から入射し、屈折された
後、上記ハーフプリズム２９のハーフミラー面２９ｃで
任意の角度に折り返され、上記第３群レンズ３２に入射
し、屈折された後、上記ラインセンサ３３に結像される
のである。

【００３３】この結像光学系１０１においては、ミラー
３１を中心とする第１群レンズ２８の前端面部（光束入
射面）からの入射光束系統の光路長と、ミラー３１を中
心とする第３群レンズ３２の後端面部（光束出射面）ま
での反射光束系統の光路長とが等しいために、非点収差
が発生しなくなる。従って、この第２の実施の形態に係
る結像光学系によれば、縮小光学系であることとハーフ
ミラー２３（図２参照）に起因してインミラーレンズに
生じる非点収差を、当該光学系のレンズを異常分散レン
ズや高屈折率レンズ等の高価硝材を用いることなく抑制
することができる。

【００３４】なお、第１の実施の形態の結像光学系１０
０（図２）におけるミラー２５および第２の実施の形態
の結像光学系１０１（図３）におけるミラー３１のそれ
ぞれは、通常は平面性の良好な硝子基板の片面に銀蒸着
等で形成されたミラー面を背面（入射面とは反対側）に
配置して、第２群レンズ２４および第２群レンズ３０か
らの光束を、当該硝子基板を透過した後に当該ミラー面
で反射し、再び当該硝子基板を透過した後に第２群レン
ズ２４および第２群レンズ３０に入射されるものであ
る。このために、当該硝子基板を均質な高級硝材で形成
する必要があり、若干のコストアップとなる。

【００３５】これを解消するためにミラー２５およびミ
ラー３１をプラスチックの板材の表面に銀蒸着等で形成
されるミラー面を形成し、当該ミラー面を第２群レンズ
２４および第２群レンズ３０側、即ち光束の入射面側に
配置することによって、硝材に比べて内部不均一で複屈
折があるプラスチックの板材であっても硝子基板の場合
と同等の光学性能を確保できるのである。また、ハロゲ
ンランプ４が照明光として用いられているので、ライン
センサ２７およびラインセンサ３３に特定の波長、例え
ば赤外光成分を含む光束が入射され、当該素子の劣化進
行を早めるので、ミラー２５およびミラー３１またはプ
ラスチックで形成されるミラーに赤外光成分を吸収する
ような特性を有する被膜を形成することによって寿命の
長い画像読取光学系を提供することができる。

【００３６】また、前述の画像読取光学系における画像
読取りの形態は、いわゆるモノクロ読取りであるが、ラ
インセンサ２７およびラインセンサ３３を、複数個、例
えば主走査方向に直交する副走査方向に３列配設し、各
ラインセンサ２７および３３にＲＧＢのそれぞれに対応
するフィルタを複数形成することにより、低コストなフ
ルカラーによる画像読取光束系を提供することができ
る。また、本発明に係る画像読取光学系は、縮小光学系
であるために、カメラのファインダレンズ等に多く見ら
れるように実際に必要とされる光束領域のみを残して周
辺部分をカットした形状にすれば光学性能を犠牲にする
ことなく装置をより小形化することができる。

【００３７】一般に、画像読取光学系は、歪曲収差や色
収差等の各種光学収差を低く抑えるには、レンズ枚数が
多くなったり、異常分散ガラスや低分散ガラス等の高価
硝材を多用する必要があり、非常に高コストの光学系構
成になってしまう。しかし、本発明に係る画像読取光学
系は、インミラー形式、特に第２群レンズ２４および３
０を、ハーフミラー２３とミラー２５との間およびハー
フプリズム２９とミラー３１との間にそれぞれ介挿して
実質的に対称配置とした第２群レンズ２４および３０に
より、１つのレンズ群であるに拘らず２つのレンズ群を
用いたと同等の光学性能が得られるので小形化のみなら
ず低コスト化が図れるという利点がある。

【００３８】また、この利点は、画像読取光学系の読取
り形態がカラーの場合に特に著しいものとなる。即ち、
カラー読取りの場合には、モノクロ読取りの場合よりも
色収差を各段に低く抑えなければならないために、画像
読取光学系を構成するレンズ枚数が多くなったり異常分
散硝材や低分散硝材を多用するという必要性がより顕著
になるのであるが、請求項１に記載の発明と同様に、１
つのレンズ群であるに拘らず、２つのレンズ群を対称配
置したと同等の光学性能が得られ、より一層の小形化、
低コスト化を図ることができる。なお、本発明に係る画
像読取光学系は、複写機に用いる場合のみならず、ファ
クシミリ、スキャナー等のあらゆる画像読取装置に用い
ることができることは勿論である。また、本発明に係る
画像読取光学系におけるレンズ構成は、前述のようなガ
ウスタイプに限られるものではない。

【００３９】

【発明の効果】以上詳しく説明したように請求項１に記
載の発明によれば、第２群レンズを、ハーフミラーとミ
ラーとの間に介挿して、第１群レンズ、ハーフミラーを
順次に通過した原稿からの反射光束を第２群レンズによ
り屈折させ、ミラーにより反射して折り返して第２群レ
ンズに再び入射させて屈折させ、ハーフミラーにより反
射させて折り返して第３群レンズにより屈折させてライ
ンセンサ上に結像させるように構成しているので、ミラ
ーを中心として実質的に対称配置とした第２群レンズに
より、１つのレンズ群であるに拘らず２つのレンズ群を
用いたと同等の光学性能が得られるので、歪曲収差や色
収差等の各種光学収差を低く抑えるためにレンズ枚数が
多くなったり、異常分散ガラスや低分散ガラス等の高価
硝材を多用する必要がなくなり、レンズ群の数の低減と
小形化のみならず低コスト化が図れるという利点があ
る。

【００４０】また、請求項２に記載の発明によれば、第
２群レンズを、ハーフプリズムとミラーとの間に介挿し
て第１群レンズ、ハーフプリズムを順次に通過した原稿
からの反射光束を第２群レンズにより屈折させ、ミラー
により反射して折り返して第２群レンズに再び入射させ
て屈折させ、さらに、ハーフプリズムによって反射させ
て折り返し第３群レンズにより屈折させてラインセンサ
上に結像させるように構成しているので、実質的にミラ
ーを中心として対称配置とした第２群レンズにより、１
つのレンズ群であるに拘らず２つのレンズ群を用いたと
同等の光学性能が得られるので、歪曲収差や色収差等の
各種光学収差を低く抑えるためにレンズ枚数が多くなっ
たり、異常分散ガラスや低分散ガラス等の高価硝材を多
用する必要がなくなり、レンズ群の数の低減と小形化の
みならず低コスト化が図れるという利点がある。また、
ハーフプリズムを用いているので、ミラーを中心とする
第１群レンズまでの光路長成分と第３群レンズまでの光
路長成分が均等になり、光路長成分の僅かの相違による
非点収差の発生を抑制できると言う利点がある。また、
請求項３に記載の発明によれば、前述の請求項１または
請求項２に記載の発明の利点があると共に、インミラー
レンズを構成するミラーの基板にプラスチックが用いら
れているので、安価にかつそのプラスチック基板の材質
の持っている光学的な材質の不均一と複屈折による悪影
響を受けずに、硝材で得られると同等の光学特性を得る
ことができる。

【００４１】また、請求項４に記載の発明によれば、前
述の請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の発明の
利点があると共に、ミラーの光電変換に悪影響を与える
波長成分を吸収するような膜を形成しているので、ライ
ンセンサへの入射光束が光電変換に必要な波長領域のも
のとなり、読取り画像のコンストラストを向上すること
でき、延いてはラインセンサの寿命を延長化することが
できると共に、従来のように光学系の途中に別途に赤外
カットフィルタ板を介挿する必要がないので構成の簡略
化を図ることができる。

【００４２】また、請求項５に記載の発明によれば、前
述の請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の発明の
利点があると共に、ラインセンサを副走査方向に複数の
波長帯域の光に対してそれぞれ受感する複数列のセンサ
で構成したので、カラー読取りの場合には、モノクロ読
取りの場合よりも色収差を各段に低く抑えなければなら
ないために、画像読取光学系を構成するレンズ枚数が多
くなったり異常分散硝材や低分散硝材を多用するという
必要性がより顕著になるのであるが、請求項１に記載の
発明と同様に、１つのレンズ群であるに拘らず、２つの
レンズ群を対称配置したと同等の光学性能が得られ、よ
り一層の小形化、低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１および第２の実施の形態に係る画
像読取光学系を用いた画像読取装置の概略構成を示す正
面図である。

【図２】図１に示した画像読取装置に適用された本発明
の第１の実施の形態に係る結像光学系の構成を示す光路
図である。

【図３】図１に示した画像読取装置に適用される本発明
の第２の実施の形態に係る結像光学系の構成を示す光路
図である。

【図４】従来の画像読取光学系を用いた画像読取装置の
概略構成を示す正面図である。

【図５】図４に示される画像読取装置に用いられるスル
ーレンズの一例の詳細を示す光路図である。

【図６】図４に示される画像読取装置に用いられるイン
ミラーレンズの構成を示す光路図である。

【図７】図６中に示されるミラーの変形例を示す拡大断
面図である。

【符号の説明】

１ 原稿 ２ 載置ガラス ３ 照明光学系 ４ ハロゲンランプ ５ 反射板 ６ 第１ミラー ７ 第２ミラー ８ 第３ミラー ２２，２８ 第１群レンズ ２３ ハーフミラー ２３ａ ガラス基板 ２３ｂ，２９ｃ ハーフミラー面 ２４，３０ 第２群レンズ ２４ａ，３０ａ 正のメニスカスレンズ ２４ｂ，３０ｂ 負のメニスカスレンズ ２５，３１ ミラー ２６，３２ 第３群レンズ ２７，３３ ラインセンサ ２９ ハーフプリズム ２９ａ 第１プリズム ２９ｂ 第２プリズム １００，１０１ 結像光学系

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿を照明する照明光学系と、この照明
   光学系で照明された上記原稿からの反射光を縮小して結
   像させる結像光学系と、この結像光学系で結像された画
   像を光電変換するラインセンサとからなる画像読取光学
   系において、 上記結像光学系が、原稿配置位置側である物体側から数
   えて順に、 少なくとも１枚の正レンズからなる第１群レンズと、 この第１群レンズの像側に任意の角度で傾けられて配置
   されたハーフミラーと、 このハーフミラーの像側に配置された、少なくとも１枚
   の負レンズからなる第２群レンズと、 この第２群レンズの像側に配置されたミラーと、 上記ハーフミラーで任意の角度に折り返された光束を受
   ける位置に配置された、少なくとも１枚の正レンズから
   なる第３群レンズと、 を具備し、 上記照明光学系で照明された上記原稿からの反射光束
   が、上記第１群レンズに入射し、屈折された後、上記ハ
   ーフミラーを透過し、上記第２群レンズに入射し、屈折
   された後に上記ミラーで反射され再び該第２群レンズの
   像側から入射し、屈折された後、上記ハーフミラーで任
   意の角度に折り返され、上記第３群レンズに入射し、屈
   折された後、上記ラインセンサに結像するように構成し
   たことを特徴とする画像読取光学系。
2. 【請求項２】 原稿を照明する照明光学系と、この照明
   光学系で照明された上記原稿からの反射光を縮小して結
   像させる結像光学系と、この結像光学系で結像された画
   像を光電変換するラインセンサとからなる画像読取光学
   系において、 上記結像光学系が、原稿配置位置側である物体側から数
   えて順に、 少なくとも１枚の正レンズからなる第１群レンズと、 この第１群レンズの像側に設けられると共に、ハーフミ
   ラー面が任意の角度に傾けられて配置されたハーフプリ
   ズムと、 このハーフプリズムの像側に配置された、少なくとも１
   枚の負レンズからなる第２群レンズと、 この第２群レンズの像側に配置されたミラーと、 上記ハーフプリズムの上記ハーフミラー面で任意の角度
   に折り返された光束を受ける位置に配置された、少なく
   とも１枚の正レンズからなる第３群レンズと、 を具備し、 上記照明光学系で照明された上記原稿からの反射光束
   が、上記第１群レンズに入射し、屈折された後、上記ハ
   ーフプリズムのハーフミラー面を透過し、上記第２群レ
   ンズに入射し、屈折された後に上記ミラーで反射され再
   び該第２群レンズの像側から入射し、屈折された後、上
   記ハーフプリズムの上記ハーフミラー面で任意の角度に
   折り返され、上記第３群レンズに入射し、屈折された
   後、上記ラインセンサに結像するように構成したことを
   特徴とする画像読取光学系。
3. 【請求項３】 上記ミラーは、プラスチックよりなり、
   入射面側に反射面が形成されていることを特徴とする請
   求項１または請求項２記載の画像読取光学系。
4. 【請求項４】 上記ミラーは、反射面の反射特性が特定
   波長成分を吸収するように形成されていることを特徴と
   する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像読
   取光学系。
5. 【請求項５】 上記ラインセンサは、副走査方向に、複
   数の波長帯域の光に対してそれぞれ受感する複数列のセ
   ンサで形成されていることを特徴とする請求項１ないし
   請求項４のいずれかに記載の画像読取光学系。