JP2004078149A - 結像光学系及びそれを用いた画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アナモフィックレンズの開角を小さくしつつ、結像性能のよい結像光学系及びそれを用いた画像読取装置の提供。
【解決手段】アナモフィックレンズの肉厚をｄ_ａ、アナモフィックレンズと隣接して配されたメニスカスレンズの肉厚をｄ_ｍ、該隣接するアナモフィックレンズとメニスカスレンズの両レンズの間隔をｔ_ｉｎ、該両レンズの絞りに最も近いレンズ面と、該両レンズ以外の該レンズ面と対向するレンズ面との距離をｔ_ｏｕｔとするとき、

なる条件を満足するように各要素を設定している。
【選択図】　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、特にアナモフィックレンズ等の回転非対称形状レンズを有する結像光学系の光学性能を十分に発揮して高精度な画像読取りが行なえるようにした、例えばイメージスキャナー、複写機、そしてファクシミリ等の画像読取装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２０は従来の画像読取装置の構成を示す要部概略図である。
【０００３】
同図において、９２は原稿台ガラスであり、その面上に原稿９１が置かれている。９７はキャリッジであり、後述する照明系９３、複数の反射ミラー９４ａ，９４ｂ，９４ｃ，９４ｄ，９４ｅ、結像光学系（画像読取レンズ）９５、そして読取手段９６等を一体的に収納しており、モータなどの副走査機構９８により図中の副走査方向へ走査し、原稿９１の画像情報を読取っている。読取られた画像情報は図示しないインターフェイスを通じて外部機器であるパーソナルコンピューターなどに送られる。
【０００４】
９３は照明系であり、キセノン管やハロゲンランプやＬＥＤアレイ等より成っている。尚、照明系９３にはアルミ蒸着板などの反射板を組み合わせて用いてもよい。９４ａ，９４ｂ，９４ｃ，９４ｄ，９４ｅは各々反射ミラーであり、原稿９１からの光束をキャリッジ９７内部で折り曲げている。９５は結像光学系であり、原稿９１からの光を読取手段９６面上に結像させている。９６は読取手段としてのＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）等のリニアセンサーであり、紙面に対し垂直方向である主走査方向に複数の受光素子を配列した構成より成っている。
【０００５】
上記構成においてイメージスキャナーを小型化するにはキャリッジ９７の小型化が必要である。キャリッジ９７を小型化するには、例えば反射ミラーの枚数を増やしたり、あるいは一枚の反射ミラーで複数回反射させて光路長を確保する方法がある。
【０００６】
しかしながら、これらの方法ではキャリッジ９７内部の構造が複雑になることから組み立て精度が厳しくなり、コストが大幅に上昇するという問題点がある。また反射ミラーの面精度と反射回数に比例して結像性能が悪化してしまい読取画像にも影響するという問題点もある。
【０００７】
そこで本出願人は先に提案した画像読取装置において、結像光学系内に少なくとも一面が光軸に対して回転非対称な形状より成るアナモフィックレンズを導入することによって結像光学系（結像系）９７を広画角化して物像間距離を縮め、光路長自体を短くすることを提案している（特許文献１参照）。
【０００８】
しかしながら、アナモフィックな面を有するレンズを結像光学系に組み込むと、結像光学系の結像性能は光軸に対して回転非対称になってしまう。そのため結像光学系の主走査方向と画像読取装置のＣＣＤの複数の受光素子の配列方向とを規制して合致させることが必要になる。
【０００９】
上記結像光学系をＣＣＤが配置される主走査方向に精度良く固定する為の画像読取装置が種々と提案されている（例えば特許文献２，３参照）。これらの文献によればアナモフィックレンズとレンズ鏡筒及び画像読取装置との位置関係が精度よく固定されている。
【００１０】
また上記結像光学系を温度環境の厳しい状況においても、結像性能を高く維持する為の方法が提案されている（例えば特許文献４参照）。
【特許文献１】
特開２０００−１７１７０５号公報
【特許文献２】
特開２０００−３０７８２３号公報
【特許文献３】
特許３０７８２８号公報
【特許文献４】
特開２００２−３１４７６５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの文献は下記に示す課題を有している。
【００１２】
まず、従来の回転対称レンズのみで構成される結像光学系１０１を図２１に示し説明する。回転対称レンズａ，ｂ，ｃ，ｄは設計通りに製造されれば、図中網点部分で示したように結像領域１０５全体で十分な結像性能が発揮される。しかしながら図中の回転対称レンズｃで示したように、一般に結像光学系は製造過程でレンズ偏芯が発生する。レンズ偏芯が発生すると結像面内での結像性能が不均一になってしまう。そのため回転対称形状のレンズのみで構成される結像光学系１０１では光軸を中心に回転させ、結像領域１０５内で結像性能が高い最良結像線１０４がＣＣＤの複数の画素の配列方向（以下「ＣＣＤ配列方向」と称す。）と重なるように調整（以下、「回転調整」と称す。）する必要がある。
【００１３】
次にアナモフィック面等の回転非対称レンズを用いた従来の例を図２２に示し説明する。
【００１４】
図中、円で例示しているのが回転対称形状のレンズ（回転対称レンズ）ａ，ｂ，ｃ，ｄ、四角で示しているのが回転非対称形状のレンズ（回転非対称レンズ）ｅである。回転非対称レンズｅの主走査方向を四角中の長い破線ｘで示す。回転非対称レンズｅを用いた結像光学系１０１は結像領域１０５が回転非対称レンズｅによって決まる偏平領域となる。
【００１５】
この結像光学系１０１において、回転対称レンズｃで例示するようなレンズ偏芯が発生した場合は十分な結像性能が得られなかった。仮に回転調整を行ったとしても、最良結像線１０４と結像領域１０５とが共に回転するため、ＣＣＤ配列方向１０６と最良結像線１０４とが必ずしも一致しないという問題点があった。
【００１６】
よって回転非対称レンズｅを用いた結像光学系１０１は偏芯発生量が極めて小さくなるよう、レンズ鏡筒の成形精度、組立精度等を厳しく管理する必要があり、加工コストの上昇および歩留まりの低下により量産性のよい結像光学系とは言えなかった。
【００１７】
また上記の問題はアナモフィック面を有していないレンズであっても、外径が回転非対称形状の所謂偏平レンズであれば結像面が偏平化するために同様に生じる問題点でもある。
【００１８】
アナモフィックレンズと鏡筒の位置関係を規制する場合、実際には組立精度に限界があり、完全に設計値と一致することは難しく、ある程度の誤差が発生していた。また鏡筒と画像読取装置の位置関係についても同様に取付誤差が発生していた。
【００１９】
よってアナモフィックレンズの主走査方向と画像読取装置の主走査方向の位置決めには、少なくとも２つの誤差が発生しており、高い精度を要求されている画像読取装置の分野では無視できない量となっていた。
【００２０】
上記文献１のアナモフィックレンズを用いた結像光学系ＯＬの断面図を図２３に示す。図２４は結像光学系ＯＬの諸収差図である。図２３に示すレンズ中のＲ１０がアナモフィック面である。このアナモフィック面Ｒ１０は光線が通過する最外周部における法線と光軸の成す角度、いわゆる開角が４５度にも達する。
【００２１】
アナモフィックレンズを切削バイト等による研削加工で作る場合、開角が大きくなるとバイトにかかる摩擦力が大きくなり、精度の良い加工ができなかった。また金型を用いてガラスモールドやプラスチックモールド成形で作る場合は、上記と同じく金型の加工精度が悪いばかりでなく、型形状が成形品に精度よく転写できないという問題点もあった。
【００２２】
またレンズ形状の測定の際も測定プローブとレンズ面に大きな摩擦力が発生し、正確な測定ができないばかりでなく、場合によっては測定プローブを破損してしまう場合もある。
【００２３】
これらの問題点を解決するために開角を小さくする設計も試みられてきたが、歪曲収差やコマ収差等の補正が十分にできず、結像性能を高く維持することができなかった。
【００２４】
本発明の第１の目的は加工コストの削減および歩留まりの改善により量産性のよい結像光学系及びそれを用いた画像読取装置にある。
【００２５】
本発明の第２の目的は少なくとも一面がアナモフィック面を有する結像光学系の光学性能を十分に発揮して高精度な画像読取りを行うことができる画像読取装置にある。
【００２６】
本発明の第３の目的はアナモフィックレンズの開角を小さくしつつ、結像性能のよい結像光学系及びそれを用いた画像読取装置にある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の結像光学系は、
原稿の画像情報を複数の画素を１次元方向に配列した光電変換素子上に結像する結像光学系であって、
該結像光学系は光軸に対して少なくとも１枚の回転対称な形状の回転対称レンズを保持するレンズ鏡筒と、回転非対称な形状の回転非対称レンズを保持するレンズ鏡筒とが互いに回転調整可能に組み立てられることを特徴としている。
【００２８】
請求項２の発明の結像光学系は、
原稿の画像情報を複数の画素を１次元方向に配列した光電変換素子上に結像する結像光学系であって、
該結像光学系はレンズ鏡筒の内部で保持された光軸に対して少なくとも１枚の回転対称な形状の回転対称レンズと、該レンズ鏡筒の外部で保持された回転非対称な形状の回転非対称レンズとを有し、それらのレンズが互いに回転調整可能に組み立てられることを特徴としている。
【００２９】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、
前記回転非対称レンズは外径が偏平形状であることを特徴としている。
【００３０】
請求項４の発明は請求項１又は２の発明において、
前記回転非対称レンズは光学面形状がアナモフィック面であることを特徴としている。
【００３１】
請求項５の発明の画像読取装置は、
原稿の画像情報を複数の画素を１次元方向に配列した光電変換素子面上に請求項１、２、３又は４記載の結像光学系で結像して該画像情報を読取る画像読取装置において、
該結像光学系の回転非対称レンズの屈折力の一方向は該光電変換素子の複数の画素の配列方向と一致するように位置合わせされていることを特徴としている。
【００３２】
請求項６の発明の画像読取装置は、
原稿の画像情報を結像させる結像光学系と、該結像光学系を保持する鏡筒と、該鏡筒を支持する鏡筒支持手段と、該結像光学系の結像位置に配置され、複数の受光素子を一次元方向に配列した読取手段と、を有する画像読取装置において、該結像光学系は少なくとも１枚の回転非対称な形状の回転非対称レンズを有し、該鏡筒支持手段に設けられた第１の位置合わせ基準面に該回転非対称レンズに設けられた第２の位置合わせ基準面を突き当てることで、該回転非対称レンズの屈折力のある一方向と該複数の受光素子の配列方向との位置合わせ成されていることを特徴としている。
【００３３】
請求項７の発明は請求項６の発明において、
第２の位置合わせ基準面は回転非対称レンズの外周部の一部に設けられた平面部であり、第１の位置合わせ基準面は該鏡筒支持手段の一部に設けた平面部であることを特徴としている。
【００３４】
請求項８の発明は請求項６の発明において、
前記位置合わせ基準面は一方に設けた突起部と、他方に設けた該突出部と係合する溝部であることを特徴としている。
【００３５】
請求項９の発明は請求項６の発明において、
前記鏡筒支持手段に設けられた第３の位置合わせ基準面に該回転非対称レンズに設けられた第４の位置合わせ基準面を突き当てることで、該回転非対称レンズの屈折力のある一方向と直交する方向と該複数の受光素子の配列方向との位置合わせ成されていることを特徴としている。
【００３６】
請求項１０の発明の結像光学系は、
原稿の画像情報を複数の画素を１次元方向に配列した光電変換素子上に結像する結像光学系であって、
該結像光学系は絞りを有し、該結像光学系を構成する複数枚のレンズのうち、少なくとも１枚はアナモフィックレンズであり、該アナモフィックレンズと隣接してメニスカスレンズが配され、
該アナモフィックレンズの肉厚をｄ_ａ、該メニスカスレンズの肉厚をｄ_ｍ、該隣接するアナモフィックレンズとメニスカスレンズの両レンズの間隔をｔ_ｉｎ、両レンズの該絞りに最も近いレンズ面と、該両レンズの該絞りに最も近いレンズ面と対向する該両レンズ以外のレンズ面との距離をｔ_ｏｕｔとするとき、
【００３７】
【数４】

【００３８】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００３９】
請求項１１の発明は請求項１０の発明において、
前記アナモフィックレンズの光線通過領域における最大開角は、４０度以下であることを特徴としている。
【００４０】
請求項１２の発明は請求項１０又は１１の発明において、
前記結像光学系の主走査断面の焦点距離をｆ_ａｌｌ、前記アナモフィックレンズの光線通過領域の最大外径をＫとするとき、
０．３≦Ｋ／ｆ_ａｌｌ≦１．５
であることを特徴としている。
【００４１】
請求項１３の発明は請求項１０〜１２の何れか１項の発明において、
前記アナモフィックレンズに隣接するメニスカスレンズは、前記絞り側に凹面を向けたメニスカス状の負の屈折力のレンズであることを特徴としている。
【００４２】
請求項１４の発明は請求項１０〜１３の何れか１項の発明において、
前記アナモフィックレンズのアナモフィック面の主走査断面内と副走査断面内の屈折力は有効範囲内で変化しており、その最大値と最小値との差を各々順にΔφ_ｍ、Δφ_ｓとするとき、
【００４３】
【数５】

【００４４】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００４５】
請求項１５の発明は請求項１０〜１４の何れか１項の発明において、
前記結像光学系の主走査断面の焦点距離をｆ_ａｌｌ、前記メニスカスレンズの焦点距離をｆ_ｍ、前記アナモフィックレンズの主走査断面の焦点距離をｆ_ａとするとき、
【００４６】
【数６】

【００４７】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００４８】
請求項１６の発明は請求項１０〜１５の何れか１項の発明において、
前記結像光学系は原稿面側より順に原稿面側に凸面を向けたメニスカス状の正の屈折力の第１レンズ、両レンズ面が凹面の第２レンズ、両レンズ面が凸面の第３レンズ、原稿面側に凹面を向けたメニスカス状の負の屈折力の第４レンズ、原稿面側に凹面を向けたメニスカス状の第５レンズ、そして原稿面側に凹面を向けたメニスカス状の第６レンズを有し、前記アナモフィックレンズは複数枚のメニスカス状のレンズのうち、少なくとも１枚であることを特徴としている。
【００４９】
請求項１７の発明は請求項１０〜１５の何れか１項の発明において、
前記結像光学系は原稿面側より順に原稿面側に凸面を向けたメニスカス状の正の屈折力の第１レンズ、両レンズ面が凹面の第２レンズ、両レンズ面が凸面の第３レンズ、原稿面側に凹面を向けたメニスカス状の第４レンズ、そして原稿面側に凹面を向けたメニスカス状の第５レンズを有し、前記アナモフィックレンズは複数枚のメニスカス状のレンズのうち、少なくとも１枚であることを特徴としている。
【００５０】
請求項１８の発明は請求項１０〜１７の何れか１項の発明において、
前記アナモフィックレンズは、プラスチックモールド製であり、前記メニスカスレンズはガラス製であることを特徴としている。
【００５１】
請求項１９の発明の画像読取装置は、
前記請求項１０乃至１８の何れか１項に記載の結像光学系を用いて画像情報を読取手段面上に形成していることを特徴としている。
【００５２】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１における結像光学系と、画像読取装置の一要素を構成する光電変換素子（ＣＣＤ）の複数の画素の配列方向（ＣＣＤ配列方向）とを示す要部斜視図である。
【００５３】
同図において５は結像光学系であり、光軸Ｌに対して回転対称な形状（円で例示）の回転対称レンズ（以下「回転対称レンズ」と称す。）ａ，ｂ，ｃ，ｄを直接保持する第１のレンズ鏡筒１１と、回転非対称な形状（四角で例示）の回転非対称レンズ（以下「回転非対称レンズ」と称す。）ｅを直接保持する第２のレンズ鏡筒１２とが互いに回転調整可能に組み立てられている。上記第１、第２のレンズ鏡筒１１，１２は互いに接合され一体化されている。回転非対称レンズｅは外径が偏平形状であり、また光学面形状がアナモフィック面より形成されている。尚、回転非対称レンズｅの主走査方向を四角中の長い破線ｘで示す。
【００５４】
６は光電変換素子であり、原稿の画像情報を１次元画像として複数の画素を１次元方向（主走査方向）に配列したラインセンサー（ＣＣＤ）より成っている。
【００５５】
本実施形態において回転非対称レンズｅは光軸Ｌを基準とした回転方向が第２のレンズ鏡筒１２と位置決めされており、なおかつ第２のレンズ鏡筒１２が画像読取装置本体に対し位置合わせ手段１３により位置決めされている。よって回転非対称レンズｅの屈折力の一方向（主走査方向）と画像読取装置のＣＣＤ配列方向（主走査方向）１６とが一致するように位置決めされている。
【００５６】
第１のレンズ鏡筒１１と第２のレンズ鏡筒１２は回転調整機構１７により、光軸Ｌを基準軸とし互いに回転して組み立てることができる。
【００５７】
本実施形態では回転対称レンズｃで例示したように製造過程でレンズ偏芯が発生した場合、第２のレンズ鏡筒１２を結像領域１５の中心にＣＣＤ配列方向１６があるように固定したままで、第１のレンズ鏡筒１１を回転調整し、レンズ偏芯に起因する最良結像線１４がＣＣＤ配列方向１６と重なるように調整している。そして調整が完了した後、第１のレンズ鏡筒１１と第２のレンズ鏡筒１２を接着などの手段により一体化にしている。これにより本実施形態では、従来の回転非対称レンズを用いた結像光学系と比べ、加工コストの削減および歩留まりの改善により量産性のよい結像光学系を実現している。
【００５８】
尚、本実施形態においてはアナモフィック面を有していないレンズであっても、外径が回転非対称形状の所謂偏平レンズであれば本発明は適用することができる。
【００５９】
（実施形態２）
図２は本発明の実施形態２における結像光学系と、ＣＣＤ配列方向とを示す要部斜視図である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６０】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は単一のレンズ鏡筒２１内部で保持された回転対称レンズａ，ｂ，ｃ，ｄと、レンズ鏡筒２１外部で保持された回転非対称レンズｅとが互いに回転調整可能に組み立てられていることであり、その他の構成および光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００６１】
即ち、同図において５は結像光学系であり、単一のレンズ鏡筒２１内部で円で例示している回転対称レンズａ，ｂ，ｃ，ｄと、レンズ鏡筒２１外部で四角で例示している回転非対称レンズｅとが互いに回転調整可能に組み立てられている。尚、回転非対称レンズｅの主走査方向を四角中の長い破線ｘで示す。
【００６２】
本実施形態における回転非対称レンズｅは画像読取装置本体に対し位置決め手段（不図示）で位置決めされている。よって回転非対称レンズｅの屈折力の一方向（主走査方向）と画像読取装置のＣＣＤ配列方向（主走査方向）１６とが一致するように位置決めされている。
【００６３】
レンズ鏡筒２１及び回転対称レンズａ，ｂ，ｃ，ｄ及び回転非対称レンズｅは回転調整機構２７により、光軸Ｌを基準軸とし互いに回転して組み立てることができる。
【００６４】
本実施形態では回転対称レンズｃで例示したように製造過程でレンズ偏芯が発生した場合、回転非対称レンズｅを結像領域１５の中心にＣＣＤ配列方向１６があるように固定した上で、レンズ鏡筒２１を回転調整し、レンズ偏芯に起因する最良結像線１４がＣＣＤ配列方向１６と重なるように調整している。そして調整が完了した後、レンズ鏡筒２１と回転非対称レンズｅを接着などの手段により固定している。これにより本実施形態では、従来の回転非対称レンズを用いた結像光学系と比べ、加工コストの削減および歩留まりの改善により量産性のよい結像光学系を実現している。
【００６５】
（実施形態３）
図３は本発明の実施形態３における結像光学系と、ＣＣＤ配列方向とを示す要部斜視図である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６６】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、回転対称レンズａ，ｂ，ｃ，ｄを直接保持する第２のレンズ鏡筒３２と、該第２のレンズ鏡筒３２に接合し、かつ回転非対称レンズｅ，ｆを各々直接保持する第１、第３のレンズ鏡筒３１，３３とが互いに回転調整可能に組み立てられていることであり、その他の構成および光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００６７】
即ち、同図において５は結像光学系であり、円で例示している回転対称レンズａ，ｂ，ｃ，ｄを直接保持する第２のレンズ鏡筒３２と、該第２のレンズ鏡筒３２に接合し、かつ四角で例示している回転非対称レンズｅ，ｆを各々直接保持する第１、第３のレンズ鏡筒３１，３３とが互いに回転調整可能に組み立てられている。尚、回転非対称レンズｅ，ｆの主走査方向を四角中の長い破線ｘで示す。
【００６８】
本実施形態においては回転非対称レンズｅを直接保持する第１のレンズ鏡筒３１と、回転非対称レンズｆを直接保持する第３のレンズ鏡筒３３とが結合部材により位置関係が固定されている。また回転非対称レンズｅは回転調整機構３７により、光軸Ｌを基準とした回転方向が第１のレンズ鏡筒３１と位置決めされており、回転非対称レンズｆは光軸Ｌを基準とした回転方向が第３のレンズ鏡筒３３と位置決めされている。また第３のレンズ鏡筒３３は画像読取装置本体に対し位置合わせ手段１３により位置決めされている。よって２つの回転非対称レンズｅ，ｆの屈折力の一方向（主走査方向）と画像読取装置のＣＣＤ配列方向（主走査方向）１６とが一致するように位置決めされている。
【００６９】
第１、第３のレンズ鏡筒３１，３３と第２のレンズ鏡筒３２は光軸Ｌを基準軸とし互いに回転して組み立てることができる。
【００７０】
本実施形態では回転対称レンズｃで例示したように製造過程でレンズ偏芯が発生した場合、第１、第３のレンズ鏡筒３１，３３を結像領域１５の中心にＣＣＤ配列方向１６があるように固定したままで、第２のレンズ鏡筒３２を回転調整し、レンズ偏芯に起因する最良結像線１４がＣＣＤ配列方向１６と重なるように調整している。そして調整が完了した後、第１、第２、第３のレンズ鏡筒３１，３２，３３を接着などの手段により一体化にしている。これにより本実施形態では、従来の回転非対称レンズを用いた結像光学系と比べ、加工コストの削減および歩留まりの改善により量産性のよい結像光学系を実現している。
【００７１】
［実施形態４］
図４は本発明の画像読取装置をイメージスキャナーや複写機等の画像形成装置に適用したときの実施形態４の要部概略図、図５は図４において結像光学系の周辺部と読取手段（ＣＣＤ）との位置関係を示す要部斜視図である。
【００７２】
図中、２は原稿台ガラスであり、その面上に原稿１が載置されている。７はキャリッジであり、後述する照明系３、複数の反射ミラー４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ、結像光学系５、そして読取手段６等を一体的に収納しており、副走査モータ等の副走査機構８により副走査方向（矢印Ｃ方向）へ走査し、原稿１の画像情報を読取っている。
【００７３】
照明系３は、例えばキセノン管やハロゲンランプやＬＥＤアレイ等より成っている。尚、照明系３にはアルミ蒸着板などの反射板を組み合わせて用いてもよい。反射ミラー４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは各々順に第１、第２、第３、第４、第５の反射ミラーであり、原稿１からの光束の光路をキャリッジ７内部で折り曲げている。
【００７４】
結像光学系５は、原稿１の画像情報に基づく光束を読取手段６面上に結像させている。本実施形態における結像光学系５はアナモフィックレンズ９を有している。アナモフィックレンズ９の屈折力のある一方向（主走査方向）と、読取手段６の複数の受光素子の配列方向（主走査方向）との位置合わせを直接行う位置合わせ手段５３，５４が、該結像光学系５を保持する鏡筒５１を支持する鏡筒支持手段５２と該アナモフィックレンズ９とに各々設けられている。アナモフィックレンズ９側に設けられた位置合わせ手段５４は該アナモフィックレンズ９の外周部の一部に設けた平面部５４ａであり、鏡筒支持手段５２側に設けられた位置合わせ手段５３は、該鏡筒支持手段５２の一部に設けた平面部５３ａである。
【００７５】
読取手段６は、ラインセンサー（ＣＣＤ＝Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）より成り、複数の受光素子を１次元方向（主走査方向）に配列した構成より成っている。
【００７６】
本実施形態において照明系３から放射された光束は直接あるいは反射笠（不図示）を介して原稿１を照明し、該原稿１からの反射光を第１、第２、第３、第４、第５の反射ミラー４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅを介してキャリッジ７内部でその光束の光路を折り曲げ結像光学系５によりＣＣＤ６面上に結像させている。そしてキャリッジ７を副走査モータ８により矢印Ｃ方向（副走査方向）に移動させることにより、原稿１の画像情報を読取っている。そして読取られた画像情報は不図示のインターフェイスを通じて外部機器であるパーソナルコンピューターなどに送られる。
【００７７】
本実施形態における結像光学系５は図５に示すように画像読取装置側の鏡筒支持手段５２上に配置されており、アナモフィックレンズ９のアナモフィック面は鏡筒５１の外部に露出しており、その外周部の一部が位置合わせ手段５４としての平面部５４ａと成っている。この平面部５４ａは画像読取装置側の位置合わせ手段５３としての平面部５３ａと鏡筒５１を介することなく接することでアナモフィックレンズ９の屈折力の一方向（主走査方向）とＣＣＤの複数の受光素子を１次元方向に配列した方向（以下「ＣＣＤ配列方向」と称す。）とが位置決めできる。
【００７８】
組立作業者は鏡筒　５１を鏡筒支持手段Ａ　５２ａ上に載せ、目視にて概ねの方向を調整したのち、鏡筒支持手段Ｂ　５２ｂを取り付けることでアナモフィックレンズ９の屈折力の一方向（主走査方向）とＣＣＤ配列方向が一致させることができる。
【００７９】
本実施形態は上記の如くアナモフィックレンズ９側の位置合わせ手段５４が、該アナモフィックレンズ９の外周部の一部に設けた平面部５４ａであり、鏡筒支持手段５２側の位置合わせ手段５３が該鏡筒支持手段５２の一部に設けた平面部５３ａであることを特徴としている。この構成はアナモフィックレンズ側および画像読取装置側の双方の位置合わせ手段５３．５４とも構造が簡単で、加工が平易であり、かつ量産性が高いという利点がある。
【００８０】
このように本実施形態においては上記の如くアナモフィックレンズ９の屈折力のある一方向（主走査方向）と、ＣＣＤ配列方向との位置合せを直接行う位置合わせ手段を、鏡筒支持手段Ｂ５２ｂとアナモフィックレンズ９に各々設けることにより、鏡筒５１の配置誤差を無視することができ、従来の画像読取装置に比べ、結像光学系の光学性能を十分に発揮して高精度な画像読取りを行なうことができる。
【００８１】
尚、本実施形態においてはアナモフィックレンズ９の屈折力のある一方向（主走査方向）と直交する方向（副走査方向）と、複数の受光素子の配列方向との位置合わせを直接行う位置合わせ手段を、該アナモフィックレンズ９と鏡筒支持手段Ｂ５２ｂに各々設けて位置決めしても良い。
【００８２】
鏡筒支持手段Ａ　５２ａと同手段Ｂ　５２ｂは本実施形態で示したように別体であっても良いし、隣接して配置させ鏡筒を載せる際に同時にアナモフィックレンズ９の屈折力の一方向（主走査方向）とＣＣＤ配列方向が一致させるようにしても良い。
【００８３】
また本実施形態においてアナモフィックレンズ９がシリンドリカルレンズのときは屈折力のある方向（一方向）と複数の受光素子の配列方向とが位置決めに適用できる。またアナモフィックレンズが複数枚あるときには、その中で最も敏感度（位置の誤差による光学特性の変化の割合）の高いレンズに適用するのが良い。
【００８４】
［実施形態５］
図６は本発明の実施形態５における結像光学系の周辺部とＣＣＤとの位置関係を示す要部斜視図である。同図において図５に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００８５】
本実施形態において前述の実施形態４と異なる点はアナモフィックレンズ９側の位置合わせ手段６４を該アナモフィックレンズ９の外周部の一部に設けた突起部（突出部）６４ａとし、鏡筒支持手段６２側の位置合わせ手段６３を該鏡筒支持手段６２の一部に設けた溝部６３ａとし、該溝部６３ａと該突起部６４ａとが係合するようにしたことである。その他の構成および光学的作用は実施形態４と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００８６】
即ち、結像光学系５は図６に示すように画像読取装置側の鏡筒支持手段６２上に配置されており、アナモフィックレンズ９のアナモフィック面は鏡筒５１の外部に露出しており、その外周部の一部が位置合わせ手段６４としての突起部６４ａと成っている。この突起部６４ａは画像読取装置側の位置合わせ手段６３としての溝部６３ａと鏡筒５１を介することなく係合することでアナモフィックレンズ９の屈折力の一方向（主走査方向）とＣＣＤ配列方向とが位置決めできる。
組立作業者は鏡筒　５１を鏡筒支持手段Ａ　６２ａ上に載せ、目視にて概ねの方向を調整したのち、鏡筒支持手段Ｂ　６２ｂを取り付けることでアナモフィックレンズ９の屈折力の一方向（主走査方向）とＣＣＤ配列方向が一致させることができる。
【００８７】
本実施形態は上記の如くアナモフィックレンズ９側の位置合わせ手段６４が、該アナモフィックレンズ９の外周部の一部に設けた突起部６４ａであり、鏡筒支持手段６２側の位置合わせ手段６３が該鏡筒支持手段６２の一部に設けた該突起部６４ａと係合する溝部６３ａであることを特徴としている。この構成はアナモフィックレンズ９の外周部と光線通過領域が近い場合に光学面を削り込む必要がないという利点がある。また径方向には接する必要がないため、結像光学系５に余計な圧力がかからないという利点もある。
【００８８】
このように本実施形態においては上記の如くアナモフィックレンズ９の屈折力の一方向（主走査方向）と、ＣＣＤ配列方向との位置合せを直接行う位置合わせ手段を、鏡筒支持手段６２とアナモフィックレンズ９に各々設けることにより、鏡筒５１の配置誤差を無視することができ、従来の画像読取装置に比べ、結像光学系の光学性能を十分に発揮して高精度な画像読取りを行なうことができる。
【００８９】
［実施形態６］
図７は本発明の実施形態６における結像光学系の周辺部とＣＣＤとの位置関係を示す要部斜視図である。同図において図５に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００９０】
本実施形態において前述の実施形態４と異なる点は鏡筒支持手段７２側の位置合わせ手段７３を該鏡筒支持手段７２の一部に形成した突起部７３ａとし、アナモフィックレンズ９側の位置合わせ手段７４を該アナモフィックレンズ９の外周部の一部に設けた溝部７４ａとし、該溝部７４ａと該突起部７３ａとが係合するようにしたことである。その他の構成および光学的作用は実施形態４と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００９１】
即ち、結像光学系５は図７に示すように画像読取装置側の鏡筒支持手段７２上に配置されており、アナモフィックレンズ９のアナモフィック面は鏡筒５１の外部に露出しており、その外周部の一部が位置合わせ手段７４としての溝部７４ａと成っている。この溝部７４ａは画像読取装置側の位置合わせ手段７３としての突起部７３ａと鏡筒５１を介することなく係合することでアナモフィックレンズ９の屈折力の一方向（主走査方向）とＣＣＤ配列方向とが位置決めできる。
組立作業者は鏡筒　５１を鏡筒支持手段Ａ　７２ａ上に載せ、目視にて概ねの方向を調整したのち、鏡筒支持手段Ｂ　７２ｂを取り付けることでアナモフィックレンズ９の屈折力の一方向（主走査方向）とＣＣＤ配列方向が一致させることができる。
【００９２】
本実施形態は上記の如く鏡筒支持手段７２側の位置合わせ手段７３が該鏡筒支持手段７２の一部に形成した突起部７３ａであり、アナモフィックレンズ９側の位置合わせ手段７４が該アナモフィックレンズ９の外周部の一部に設けた該突起部７３ａと係合する溝部７４ａであることを特徴としている。この構成はアナモフィックレンズ９の体積を減らすことができ、レンズ材料を節約できるという利点がある。また実施形態５と同様に径方向には接する必要がないため、結像光学系５に余計な圧力がかからないという利点もある。
【００９３】
このように本実施形態においては上記の如くアナモフィックレンズ９の屈折力の一方向（主走査方向）と、ＣＣＤ配列方向との位置合せを直接行う位置合わせ手段を、鏡筒支持手段７２とアナモフィックレンズ９に各々設けることにより、鏡筒５１の配置誤差を無視することができ、従来の画像読取装置に比べ、結像光学系５の光学性能を十分に発揮して高精度な画像読取りを行なうことができる。
【００９４】
［実施形態７］
図８、図９、図１０、図１１、図１２は各々本発明の結像光学系の後述する数値実施例１、２、３、４、５のレンズ断面図、図１３、図１４、図１５、図１６、図１７は各々本発明の結像光学系の後述する数値実施例１、２、３、４，５の諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差）である。
【００９５】
レンズ断面図において図面上、左側が拡大側（共役点が長い方）で原稿面ＯＢ側（読取画像が設けられている側）であり、右側が縮小側（共役点が短い方）で像面ＩＰ側（例えば光電変換素子としてのＣＣＤが設けられている側）である。
【００９６】
ＯＬは結像光学系、ＯＢは原稿面（物体面）であり、その面上には読取りの為の画像情報が形成されている。ＩＰは像面であり、ＣＣＤや感光面等の撮像手段が置かれている。
【００９７】
結像光学系ＯＬは原稿面ＯＢ上の画像情報を撮像手段ＩＰ上に縮小結像し、該撮像手段ＩＰによって、画像情報を読み取っている。
【００９８】
図８、図９、図１１、図１２における結像光学系ＯＬは各々原稿面ＯＢ側より順に原稿面ＯＢ側に凸面を向けたメニスカス状の正の屈折力（以下「正」と略称する。）の第１レンズＬ１、両レンズ面が凹面の負の屈折力（以下「負」と略称する。）の第２レンズＬ２、絞りＳＰ、両レンズ面が凸面の正の第３レンズＬ３、原稿面ＯＢ側に凹面を向けたメニスカス状の負の第４レンズＬ４、原稿面ＯＢ側に凹面を向けたメニスカス状の第５レンズＬ５、そして原稿面ＯＢ側に凹面を向けたメニスカス状の第６レンズＬ６の６枚のレンズを有したテレフォトタイプより構成されている。
【００９９】
図１０における結像光学系ＯＬは原稿面ＯＢ側より順に原稿面ＯＢ側に凸面を向けたメニスカス状の正の第１レンズＬ１、両レンズ面が凹面の負の第２レンズＬ２、絞りＳＰ、両レンズ面が凸面の正の第３レンズＬ３、原稿面ＯＢ側に凹面を向けたメニスカス状の負の第４レンズＬ４、そして原稿面ＯＢ側に凹面を向けたメニスカス状の第５レンズＬ５の５枚のレンズを有したテレフォトタイプより構成されている。
【０１００】
本発明の結像光学系ＯＬはレンズ系中に光軸に対して回転非対称の１枚のアナモフィックレンズを有しており、該アナモフィックレンズと隣接して絞りＳＰ側に凹面を向けたメニスカス状の負の屈折力を有するメニスカスレンズが配されている。
【０１０１】
本発明においてアナモフィックレンズの肉厚をｄ_ａ、該アナモフィックレンズと隣接して配されたメニスカスレンズの肉厚をｄ_ｍ、両レンズの間隔をｔ_ｉｎ、該両レンズの絞りに最も近いレンズ面と、該両レンズ以外の該レンズ面と対向するレンズ面との距離をｔ_ｏｕｔとするとき、
【０１０２】
【数７】

【０１０３】
なる条件を満足するように各要素を設定している。
【０１０４】
条件式（１）を満足することで、アナモフィックレンズは、光線が通過する最外周部における法線と光軸の成す角度、いわゆる開角を小さくできる。
【０１０５】
よって、開角が小さいアナモフィックレンズを使用しても歪曲収差やコマ収差等の補正が十分にでき、結像性能を高く維持することを可能とした。
【０１０６】
また、アナモフィックレンズを切削バイト等による研削加工で作る場合、開角が小さいので、バイトにかかる摩擦力が小さくなり、精度の良い加工ができる。
【０１０７】
また、開角が小さいアナモフィックレンズを用いるので、金型を用いてアナモフィックレンズをガラスモールドやプラスチックモールド成形で作る場合も、金型の加工精度が悪く、型形状が成形品に精度よく転写できないという問題点も解消される。
【０１０８】
また、レンズ形状の測定の際も測定プローブとレンズ面に発生する摩擦力を抑制でき、正確な測定が可能となる。
【０１０９】
また本発明においてアナモフィックレンズのアナモフィック面の主走査断面内と副走査断面内の屈折力は有効範囲内で変化しており、その最大値と最小値との差を各々順にΔφ_ｍ、Δφ_ｓとするとき、
【０１１０】
【数８】

【０１１１】
なる条件を満足するように各要素を設定している。
【０１１２】
また本実施形態において結像光学系の主走査断面の焦点距離をｆ_ａｌｌ、該アナモフィックレンズと隣接して配されたメニスカスレンズの焦点距離をｆ_ｍ、アナモフィックレンズの主走査断面の焦点距離をｆ_ａとするとき、
【０１１３】
【数９】

【０１１４】
なる条件を満足するように各要素を設定している。
【０１１５】
上記条件式（１）はアナモフィックレンズの肉厚ｄ_ａとメニスカスレンズの肉厚ｄ_ｍとのトータルの肉厚を規定したものであり、特に開角を小さく抑え、結像性能を高く維持するようにしたものである。条件式（１）を外れると、アナモフィックレンズの開角が大きくなる要因を隣接するメニスカスレンズに転嫁することができなくなるので良くない。
【０１１６】
上記条件式（２）、（３）はアナモフィックレンズの主走査断面内と副走査断面内の屈折力φｍ、φｓの有効範囲内での最大値と最小値との差Δφ_ｍ、Δφ_ｓを規定したものであり、特に像面彎曲や非点収差の補正を良好に行えるようにしたものである。条件式（２）の下限値を越えると補正不足になり結像性能が悪化するので良くない。条件式（２）、（３）の上限値を共に越えると補正過剰となり、高次収差が発生してしまい、やはり結像性能が悪化するので良くない。
【０１１７】
上記条件式（４）はメニスカスレンズの焦点距離ｆ_ｍと結像光学系の焦点距離ｆ_ａｌｌとの比に関するものであり、また条件式（５）はアナモフィックレンズの焦点距離ｆ_ａとメニスカスレンズの焦点距離ｆ_ｍとの比に関するものであり、特にこれら条件式（４），（５）は歪曲収差や像面彎曲やコマ収差の補正と、像面彎曲や非点収差の補正をバランスよく行えるようにしたものである。条件式（４）を外れると、メニスカスレンズの形状が歪曲収差やコマ収差の補正に適した特性とならなくなってくるので良くない。条件式（５）を外れるとアナモフィックレンズが像面彎曲や非点収差の補正を適正に行える特性とならなくなってくるので良くない。
【０１１８】
本実施形態７では、従来のアナモフィックレンズが１枚で担っていた光学性能をプラスチック製のパワーの小さいアナモフィックレンズとガラス製のパワーの大きいメニスカスレンズの２枚で分担して光学性能を担う構成としている。
【０１１９】
本実施形態７では、条件式（４）の如く、メニスカスレンズのパワーの分担を大きくし、像面湾曲、非点収差、等の収差補正に寄与させ、条件式（５）の如く、アナモフィックレンズのパワー分担を小さくし、像面湾曲、非点収差、等の微調整に寄与させるようにした。
【０１２０】
条件式（５）の如く、アナモフィックレンズのパワー分担が小さいので、アナモフィックレンズを製造コストの安価な樹脂製のプラスチックモールドレンズとしても、環境特性（温度変化、湿度変化）変動によるパワーの変化が少ない結像光学系を実現できる。
【０１２１】
アナモフィックレンズの光線通過領域における最大開角は、４０度以下であることが好ましい。
【０１２２】
結像光学系ＯＬの主走査断面の焦点距離をｆ_ａｌｌ、アナモフィックレンズの光線通過領域の最大外径をＫとするとき、
０．３≦Ｋ／ｆ_ａｌｌ≦１．５　　‥‥（６）
であることが好ましい。
【０１２３】
更に好ましくは上記条件式（２）〜（５）を、
【０１２４】
【数１０】

【０１２５】
とするのが良い。
また上記条件式（６）を、
０．３５≦Ｋ／ｆ_ａｌｌ≦１．３　　‥‥（６ａ）
とするのが良い。
【０１２６】
本発明では、アナモフィックレンズＬ５と別途に１枚以上のアナモフィックレンズを結像光学系ＯＬ内に設けても良い。
【０１２７】
条件式（１）〜（５）を満たすアナモフィックレンズとアナモフィックレンズと隣接して配されたメニスカスレンズが複数組ある形態も本発明に適用できる。
【０１２８】
［数値実施例１］
図８に示す数値実施例１では第６レンズＬ６にプラスチックモールド製のアナモフィックレンズを用いている。またアナモフィックレンズＬ６に隣接してガラス製のメニスカスレンズＬ５を配しており、これにより歪曲収差やコマ収差等の補正が良好に行えるようにしている。
【０１２９】
数値実施例１の諸収差は図１３に示すようにメリディオナル像面及びサジタル像面は共に良好に補正されており、非点収差も小さい。更に像面彎曲及び非点収差以外の諸収差も良好に補正されている。
【０１３０】
また数値実施例１におけるアナモフィックレンズＬ６の光線通過領域におけるＡ１面の最大開角が１９．６°であり、Ａ２面の最大開角が２２．０°であり、これによりレンズを容易に加工することができる。
【０１３１】
Ｋ／ｆ_ａｌｌはＡ１面が０．６６、Ａ２面が０．７０である。
【０１３２】
［数値実施例２］
図９に示す数値実施例２では第５レンズにプラスチックモールド製のアナモフィックレンズを用いている。またアナモフィックレンズＬ５に隣接してガラス製のメニスカスレンズＬ６を配しており、これにより歪曲収差やコマ収差等の補正が良好に行えるようにしている。
【０１３３】
数値実施例２の諸収差は図１４に示すようにメリディオナル像面及びサジタル像面は共に良好に補正されており、非点収差も小さい。更に像面彎曲及び非点収差以外の諸収差も良好に補正されている。
【０１３４】
また数値実施例２におけるアナモフィックレンズＬ５の光線通過領域におけるＡ１面の最大開角が３８．３°であり、Ａ２面の最大開角が３５．５°であり、従来例で示したレンズに比べ加工が容易である。
【０１３５】
数値実施例２のアナモフィックレンズＬ５は数値実施例１よりも、該アナモフィックレンズＬ５が絞りＳＰに近い位置にあるため、該アナモフィックレンズＬ５を小さくすることができる。アナモフィックレンズＬ５を金型による成形法で作成する場合は、金型が小さくなり、コストを安くできるメリットがある。
【０１３６】
Ｋ／ｆ_ａｌｌはＡ１面が０．４４、Ａ２面が０．４９である。
【０１３７】
［数値実施例３］
図１０に示す数値実施例３では第５レンズＬ５にアナモフィックレンズを用いている。またアナモフィックレンズＬ５に隣接してメニスカスレンズＬ４を配しており、これにより歪曲収差やコマ収差等の補正が良好に行えるようにしている。
【０１３８】
数値実施例３の諸収差は図１５に示すように５枚構成であるにも関わらず、メリディオナル像面及びサジタル像面は共に良好に補正されており、非点収差も小さい。特に画角中央から７０％程度までは特に良好である。更に像面彎曲及び非点収差以外の諸収差も良好に補正されている。
【０１３９】
また数値実施例３におけるアナモフィックレンズＬ５の光線通過領域におけるＡ１面の最大開角が１．３°であり、Ａ２面の最大開角が５．５°であり、極めて容易に加工することができる。
【０１４０】
数値実施例３の結像光学系ＯＬは他の数値実施例の結像光学系ＯＬよりもレンズ構成枚数が１枚少ないため、コストを安くできるメリットがある。
【０１４１】
Ｋ／ｆ_ａｌｌはＡ１面が１．０７、Ａ２面が１．１３である。
【０１４２】
［数値実施例４］
図１１に示す数値実施例４では第６レンズＬ６にアナモフィックレンズを用いている。またアナモフィックレンズＬ６に隣接してメニスカスレンズＬ５を配しており、これにより歪曲収差やコマ収差等の補正が良好に行えるようにしている。
【０１４３】
数値実施例４の諸収差は図１６に示すようにメリディオナル像面及びサジタル像面は共に良好に補正されており、非点収差も小さい。更に像面彎曲及び非点収差以外の諸収差も良好に補正されている。
【０１４４】
また数値実施例４におけるアナモフィックレンズＬ６の光線通過領域におけるＡ１面の最大開角が２２．６°であり、Ａ２面の最大開角が２５．２°であり、容易に加工することができる。
【０１４５】
Ｋ／ｆ_ａｌｌはＡ１面が０．７２、Ａ２面が０．７８である。
【０１４６】
［数値実施例５］
図１２に示す数値実施例５では第６レンズＬ６にアナモフィックレンズを用いている。またアナモフィックレンズＬ６に隣接してメニスカスレンズＬ５を配しており、これにより歪曲収差やコマ収差等の補正が良好に行えるようにしている。
【０１４７】
数値実施例５の諸収差は図１７に示すようにメリディオナル像面及びサジタル像面は共に良好に補正されており、非点収差も小さい。更に像面彎曲及び非点収差以外の諸収差も良好に補正されている。
【０１４８】
また数値実施例５において半画角ωは３３．２°にも達するが、アナモフィックレンズＬ６の光線通過領域におけるＡ１面の最大開角が１２．５°であり、Ａ２面の最大開角が１４．８°と小さく、容易に加工することができる。
【０１４９】
Ｋ／ｆ_ａｌｌはＡ１面が０．８０、Ａ２面が０．８３である。
【０１５０】
以上の各数値実施例は本発明による諸数値が下記の表の如くなるように設計されており、各条件式（１）〜（５）のうち１以上を満たす故に目的を達している。
【０１５１】
【表１】

【０１５２】
本発明に係るアナモフィック面は、次の（６）、（７）、（８）式によって母線形状ｘと子線形状が記述される面形状を有している。子線形状は母線に垂直な断面で定義されている。
【０１５３】
母線形状ｘと子線形状Ｓは、
（座標系　ｘ：光軸方向、ｙ：主走査方向、ｚ：副走査方向）
【０１５４】
【数１１】

【０１５５】
Ｒ：光軸上の母線曲率半径
Ｋ、Ｂ_４、Ｂ_６、Ｂ_８、Ｂ_１０：非球面係数
【０１５６】
【数１２】

【０１５７】
ここで、
【０１５８】
【数１３】

【０１５９】
ｒ：光軸上の視線断面曲率
Ｄ_２、Ｄ_４、Ｄ_６、Ｄ_８、Ｄ_１０、Ｅ_２、Ｅ_４、Ｅ_６、Ｅ_８、Ｅ_１０：非球面係数
で表わされる。
【０１６０】
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目の面の曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ番目の光学材料厚及び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目の光学材料の材質の屈折率とアッベ数である。
【０１６１】
Ｒｉ＝∽である平板は、ＣＣＤのカバーガラスであるＣや保護ガラスであるＨを表している。
【０１６２】
【外１】

【０１６３】
【外２】

【０１６４】
【外３】

【０１６５】
【外４】

【０１６６】
【外５】

【０１６７】
【外６】

【０１６８】
本実施形態１〜７の結像光学系は、全てレンズで構成されているが、それに限定されない。
本発明では、本実施形態１〜７の形態において、結像光学系内にレンズに加えて回折光学素子や、パワーミラーが配置されていても良い。例えば、レンズ面に回折格子が設けられているレンズが結像光学系内に設けられていても良い。
【０１６９】
［フラットベッド型画像読取装置］
図１８は本発明の実施形態１、２、３、数値実施例１、２、３、４、５の何れかの結像光学系をデジタル複写機等のキャリッジ一体型（フラットベッド型）の画像読取装置に適用したときの要部概略図である。同図において図４に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０１７０】
本実施形態において照明系３から放射された光束は直接あるいは反射笠（不図示）を介して原稿１を照明し、該原稿１からの反射光を第１、第２、第３、第４、第５の反射ミラー４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅを介してキャリッジ７内部でその光束の光路を折り曲げ上述した実施形態１、２、３、数値実施例１、２、３、４、５の何れかの結像光学系５（ＯＬ）により読取手段としてのＣＣＤ６面上に結像させている。
【０１７１】
そしてキャリッジ７を副走査モータにより矢印Ｃ方向（副走査方向）に移動させることにより、原稿１の画像情報を読取っている。そして読取られた画像情報は不図示のインターフェイスを通じて外部機器であるパーソナルコンピューターなどに送られる。
【０１７２】
尚、一体型（フラットベッド型）の画像読取装置に限らず、例えば図１９に示す１：２走査光学系を有する画像読取装置に適用しても本発明は上述の実施形態と同様に適用することができる。
【０１７３】
即ち、図１９において８２は原稿台ガラスであり、その面上に原稿８１が載置されている。８４は照明光源であり、例えばハロゲンランプ、蛍光灯やキセノンランプ等によって成っている。８３は反射笠であり、照明光源８４からの光束を反射させ、効率よく原稿を照明している。８５，８６，８７は各々の順に第１、第２、第３の反射ミラーであり、原稿８１からの光束の光路を本体内部で折り曲げている。５は上述した実施形態１〜６、数値実施例１〜５の何れかの結像光学系であり、原稿８１の画像情報に基づく光束を光電変換素子６面上に結像させている。６は光電変換素子としてのラインセンサー（ＣＣＤ）である。９０は本体、９１は圧板、９２は第１のミラー台、９３は第２のミラー台である。
【０１７４】
同図において照明光源８４から放射された光束は直接あるいは反射笠８３を介して原稿８１を照明し、該原稿８１からの反射光を第１、第２、第３の反射ミラー８５，８６，８７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５によりＣＣＤ６面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８５，８６，８７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８１の画像情報を読み取っている。このとき第２，３の反射ミラー８６，８７は、第１の反射ミラー８５の移動量の半分移動することで原稿８１とＣＣＤ６との距離を一定としている。
【０１７５】
尚、本実施形態ではデジタルカラー複写機の画像読取装置に本発明の結像光学系を適用したが、これに限らず、例えばカラーイメージスキャナーなどの種々のカラー画像読取装置にも適用することができる。
【０１７６】
【発明の効果】
第１の発明によれば前述の如く少なくとも１枚の回転非対称レンズを有した結像光学系において、回転調整を行えるように各要素を構成することにより、従来の回転非対称レンズを用いた結像光学系と比べ、加工コストの削減および、歩留まりの改善により量産性のよい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。
【０１７７】
第２の発明によれば前述の如く少なくとも１枚の回転非対称な形状の回転非対称レンズを有し、該鏡筒支持手段に設けられた第１の位置合わせ基準面に該回転非対称レンズに設けられた第２の位置合わせ基準面を突き当てることで、該回転非対称レンズの屈折力のある一方向と該複数の受光素子の配列方向との位置合わせ成されていることにより、回転非対称レンズの屈折力の一方向と読取手段の配列方向の位置決め時に発生する誤差要因を減らすことができ、これにより結像光学系の光学性能を十分に発揮して高精度な画像読取りを行なうことができる画像読取装置を達成することができる。
【０１７８】
第３の発明によれば前述の如くアナモフィックレンズに隣接してメニスカスレンズを配し、更に条件式を満たすように各要素を設定することにより、アナモフィックレンズの開角を小さくしつつ、結像性能のよい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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の結像光学系の要部概略図
【図２】本発明の実施形態２の結像光学系の要部概略図
【図３】本発明の実施形態３の結像光学系の要部概略図
【図４】本発明の実施形態１の画像読取装置の要部概略図
【図５】本発明の実施形態２における結像光学系と画像読取装置及びＣＣＤの位置関係を示す要部斜視図
【図６】本発明の実施形態３における結像光学系と画像読取装置及びＣＣＤの位置関係を示す要部斜視図
【図７】本発明の実施形態３における結像光学系と画像読取装置及びＣＣＤの位置関係を示す要部斜視図
【図８】本発明の数値実施例１のレンズ断面図
【図９】本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図１０】本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図１１】本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図１２】本発明の数値実施例５のレンズ断面図
【図１３】本発明の数値実施例１の諸収差図
【図１４】本発明の数値実施例２の諸収差図
【図１５】本発明の数値実施例３の諸収差図
【図１６】本発明の数値実施例４の諸収差図
【図１７】本発明の数値実施例５の諸収差図
【図１８】本発明の結像光学系をデジタルカラー複写機の画像読取装置に適用した時の要部概略図
【図１９】本発明の結像光学系をデジタルカラー複写機の画像読取装置に適用した時の要部概略図
【図２０】従来の画像読取装置の要部概略図
【図２１】回転対称レンズだけを用いた従来の結像光学系の要部概略図
【図２２】回転非対称レンズを用いた従来の結像光学系の要部概略図
【図２３】アナモフィックレンズを用いた従来の結像光学系の断面図
【図２４】アナモフィックレンズを用いた従来の結像光学系の諸収差図
【符号の説明】
１　原稿
２　原稿台ガラス
３　照明系
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ　反射ミラー
５　結像光学系
６　光電変換素子
７　キャリッジ
８　副走査機構
１１、３１　第１のレンズ鏡筒
１２，３２　第２のレンズ鏡筒
１３　位置合わせ手段
１４　最良結像線
１５　結像領域
１６　ＣＣＤ配列方向
２１　レンズ鏡筒
３３　第３のレンズ鏡筒
ａ，ｂ，ｃ，ｄ　回転対称レンズ
ｅ，ｆ　回転非対称レンズ
５１　鏡筒
５２，６２，７２　鏡筒支持手段
５３，６３，７３　位置合わせ手段
５４，６４，７４　位置合わせ手段
ＯＬ　結像光学系
Ｌ１　第１レンズ
Ｌ２　第２レンズ
Ｌ３　第３レンズ
Ｌ４　第４レンズ
Ｌ５　第５レンズ
Ｌ６　第６レンズ
ＳＰ　絞り
ＯＢ　　原稿面
ＩＰ　　像面

Claims (19)

1. 原稿の画像情報を複数の画素を１次元方向に配列した光電変換素子上に結像する結像光学系であって、
   該結像光学系は光軸に対して少なくとも１枚の回転対称な形状の回転対称レンズを保持するレンズ鏡筒と、回転非対称な形状の回転非対称レンズを保持するレンズ鏡筒とが互いに回転調整可能に組み立てられることを特徴とする結像光学系。
2. 原稿の画像情報を複数の画素を１次元方向に配列した光電変換素子上に結像する結像光学系であって、
   該結像光学系はレンズ鏡筒の内部で保持された光軸に対して少なくとも１枚の回転対称な形状の回転対称レンズと、該レンズ鏡筒の外部で保持された回転非対称な形状の回転非対称レンズとを有し、それらのレンズが互いに回転調整可能に組み立てられることを特徴とする結像光学系。
3. 前記回転非対称レンズは外径が偏平形状であることを特徴とする請求項１又は２記載の結像光学系。
4. 前記回転非対称レンズは光学面形状がアナモフィック面であることを特徴とする請求項１又は２記載の結像光学系。
5. 原稿の画像情報を複数の画素を１次元方向に配列した光電変換素子面上に請求項１、２、３又は４記載の結像光学系で結像して該画像情報を読取る画像読取装置において、
   該結像光学系の回転非対称レンズの屈折力の一方向は該光電変換素子の複数の画素の配列方向と一致するように位置合わせされていることを特徴とする画像読取装置。
6. 原稿の画像情報を結像させる結像光学系と、該結像光学系を保持する鏡筒と、該鏡筒を支持する鏡筒支持手段と、該結像光学系の結像位置に配置され、複数の受光素子を一次元方向に配列した読取手段と、を有する画像読取装置において、
   該結像光学系は少なくとも１枚の回転非対称な形状の回転非対称レンズを有し、該鏡筒支持手段に設けられた第１の位置合わせ基準面に該回転非対称レンズに設けられた第２の位置合わせ基準面を突き当てることで、該回転非対称レンズの屈折力のある一方向と該複数の受光素子の配列方向との位置合わせ成されていることを特徴とする画像読取装置。
7. 第２の位置合わせ基準面は回転非対称レンズの外周部の一部に設けられた平面部であり、第１の位置合わせ基準面は該鏡筒支持手段の一部に設けた平面部であることを特徴とする請求項６記載の画像読取装置。
8. 前記位置合わせ基準面は一方に設けた突起部と、他方に設けた該突出部と係合する溝部であることを特徴とする請求項６記載の画像読取装置。
9. 前記鏡筒支持手段に設けられた第３の位置合わせ基準面に該回転非対称レンズに設けられた第４の位置合わせ基準面を突き当てることで、該回転非対称レンズの屈折力のある一方向と直交する方向と該複数の受光素子の配列方向との位置合わせ成されていることを特徴とする請求項６記載の画像読取装置。
10. 原稿の画像情報を複数の画素を１次元方向に配列した光電変換素子上に結像する結像光学系であって、
    該結像光学系は絞りを有し、該結像光学系を構成する複数枚のレンズのうち、少なくとも１枚はアナモフィックレンズであり、該アナモフィックレンズと隣接してメニスカスレンズが配され、
    該アナモフィックレンズの肉厚をｄ_ａ、該メニスカスレンズの肉厚をｄ_ｍ、該隣接するアナモフィックレンズとメニスカスレンズの両レンズの間隔をｔ_ｉｎ、両レンズの該絞りに最も近いレンズ面と、該両レンズの該絞りに最も近いレンズ面と対向する該両レンズ以外のレンズ面との距離をｔ_ｏｕｔとするとき、
    

    

    なる条件を満足することを特徴とする結像光学系。
11. 前記アナモフィックレンズの光線通過領域における最大開角は、４０度以下であることを特徴とする請求項１０記載の結像光学系。
12. 前記結像光学系の主走査断面の焦点距離をｆ_ａｌｌ、前記アナモフィックレンズの光線通過領域の最大外径をＫとするとき、
    ０．３≦Ｋ／ｆ_ａｌｌ≦１．５
    であることを特徴とする請求項１０又は１１記載の結像光学系。
13. 前記アナモフィックレンズに隣接するメニスカスレンズは、前記絞り側に凹面を向けたメニスカス状の負の屈折力のレンズであることを特徴とする請求項１０〜１２の何れか１項に記載の結像光学系。
14. 前記アナモフィックレンズのアナモフィック面の主走査断面内と副走査断面内の屈折力は有効範囲内で変化しており、その最大値と最小値との差を各々順にΔφ_ｍ、Δφ_ｓとするとき、
    

    

    なる条件を満足することを特徴とする請求項１０〜１３の何れか１項に記載の結像光学系。
15. 前記結像光学系の主走査断面の焦点距離をｆ_ａｌｌ、前記メニスカスレンズの焦点距離をｆ_ｍ、前記アナモフィックレンズの主走査断面の焦点距離をｆ_ａとするとき、
    

    

    なる条件を満足することを特徴とする請求項１０〜１４の何れか１項に記載の結像光学系。
16. 前記結像光学系は原稿面側より順に原稿面側に凸面を向けたメニスカス状の正の屈折力の第１レンズ、両レンズ面が凹面の第２レンズ、両レンズ面が凸面の第３レンズ、原稿面側に凹面を向けたメニスカス状の負の屈折力の第４レンズ、原稿面側に凹面を向けたメニスカス状の第５レンズ、そして原稿面側に凹面を向けたメニスカス状の第６レンズを有し、前記アナモフィックレンズは複数枚のメニスカス状のレンズのうち、少なくとも１枚であることを特徴とする請求項１０〜１５の何れか１項に記載の結像光学系。
17. 前記結像光学系は原稿面側より順に原稿面側に凸面を向けたメニスカス状の正の屈折力の第１レンズ、両レンズ面が凹面の第２レンズ、両レンズ面が凸面の第３レンズ、原稿面側に凹面を向けたメニスカス状の第４レンズ、そして原稿面側に凹面を向けたメニスカス状の第５レンズを有し、前記アナモフィックレンズは複数枚のメニスカス状のレンズのうち、少なくとも１枚であることを特徴とする請求項１０〜１５の何れか１項に記載の結像光学系。
18. 前記アナモフィックレンズは、プラスチックモールド製であり、前記メニスカスレンズはガラス製であることを特徴とする請求項１０〜１７の何れか１項に記載の結像光学系。
19. 前記請求項１０乃至１８の何れか１項に記載の結像光学系を用いて画像情報を読取手段面上に形成していることを特徴とする画像読取装置。

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