レンズユニットの調整方法およびそれにより調整されたレンズユニット
【課題】 レンズ鏡筒の回転調整では補正しきれない残存収差を補正し、画像情報を高精度に読み取ることができる画像読取用のレンズユニットの調整方法を得ること。
【解決手段】 原稿の画像情報をレンズユニットにより画像読取手段上に結像して、前記画像情報を読み取る画像読取装置に用いられ、複数の回転対称レンズと、前記回転対称レンズを内包したレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒の端部に配置された調整レンズを有するレンズユニットの調整方法において、前記調整レンズの前記レンズ鏡筒に対する位置調整及び前記レンズ鏡筒の前記回転対称レンズの対称軸に対する回転調整を行うこと。
【解決手段】 原稿の画像情報をレンズユニットにより画像読取手段上に結像して、前記画像情報を読み取る画像読取装置に用いられ、複数の回転対称レンズと、前記回転対称レンズを内包したレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒の端部に配置された調整レンズを有するレンズユニットの調整方法において、前記調整レンズの前記レンズ鏡筒に対する位置調整及び前記レンズ鏡筒の前記回転対称レンズの対称軸に対する回転調整を行うこと。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は原稿台上の画像情報を読み取るための画像読取用のレンズユニットの調整方法に関し、例えばイメージスキャナーや複写機等において画像読取用のレンズユニットの設計性能を十分に発揮させるのに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、多くの画像読取装置では原稿台ガラス面上に載置した原稿の画像情報を照明系、反射ミラー、レンズユニット、そして読取手段等を一体的に収納したキャリッジを副走査機構により副走査方向へ走査し、読取っている。読取られた画像情報は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。レンズユニットは原稿からの光を読取手段に結像している。読取手段はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）リニアセンサー（光電変換素子）より成り主走査方向に複数の受光素子を配列して構成されている。
【０００３】
画像読取装置（イメージスキャナー）を小型化するにはキャリッジを小型化するのが効果的である。キャリッジを小型化するため、レンズユニットを広角化して原稿から読取手段物までの距離（読取距離）を短くした画像読取装置が知られている（特許文献１参照）。広画角化し、読取距離を短くするためには、アナモフィックな面を有するレンズ（アナモフィックレンズ）をレンズユニットに組込むのが効果的である。しかしながらアナモフィックレンズを用いると、結像性能は光軸に対して回転非対称になってしまう。
【０００４】
そのため、レンズユニットの主走査方向と画像読取用のＣＣＤの副走査の配列方向を規制して合致させることが必要になる。また、レンズユニットの製造過程ではアナモフィックレンズが鏡筒の基準軸から外れて固定される偏芯誤差が発生する場合がある。偏芯誤差は結像性能の劣化を伴う。これに対して、回転対称レンズ群を回転調整することで、１次元のＣＣＤの配列領域内での結像性能の劣化を低減するようにした回転調整機構を有する画像読取装置が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７１７０５号公報
【特許文献２】特開２００４−０７８１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
回転調整機構（同軸度維持手段）を用いれば光軸を基準に互いに回転調整できるが、発生した偏芯は残存しており結像性能の改善には限界がある。たとえば、主走査方向にレンズ偏芯が発生している場合は、ＣＣＤの両端部に結像される画像のコントラスト性能が異なる、通称：片ボケが発生し、結像性能としては好ましくない。この状態でレンズ鏡筒を回転させると、回転量に応じて片ボケは低減するが、副走査方向への偏芯量が増えることになり、副走査方向にコマ収差等が発生してくる。
【０００７】
レンズ鏡筒を９０度回転させると、片ボケは解消するが、他の収差が発生するので必ずしも最良の結像性能には至らない。回転調整では０〜９０度の途中で最良の状態が得られ、初期状態よりは光学性能が改善されるが、偏芯の発生が無い理想値に比べれば光学性能が劣化する。また、回転調整機構を用いる方法では、偏芯に関する性能の劣化を軽減することができるが、それ以外については改善できない。特にレンズ肉厚やレンズ面精度のばらつきによる収差発生には対応できない。
【０００８】
たとえば、レンズ肉厚がばらつくと、ＣＣＤの両端部と中央部に結像される画像のコントラスト性能が異なる、通称：像面彎曲が発生する。これは、レンズ鏡筒を回転してもなんら改善されない。画像読取装置の高性能化を図るには、設計性能の向上のみならず、上記のようなレンズの製造によるバラツキによる性能の劣化を軽減するのが必要になってくる。
【０００９】
本発明は、レンズ鏡筒の回転調整では補正しきれない残存収差を補正し、画像情報を高精度に読み取ることができる画像読取用のレンズユニットの調整方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のレンズユニットの調整方法は、原稿の画像情報をレンズユニットにより画像読取手段上に結像して、前記画像情報を読み取る画像読取装置に用いられ、複数の回転対称レンズと、前記回転対称レンズを内包したレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒の端部に配置された調整レンズを有するレンズユニットの調整方法において、前記調整レンズの前記レンズ鏡筒に対する位置調整及び前記レンズ鏡筒の前記回転対称レンズの対称軸に対する回転調整を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、レンズ鏡筒の回転調整では補正しきれない残存収差を補正し、画像情報を高精度に読み取ることができる画像読取用のレンズユニットの調整方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１のレンズユニットの調整方法の要部概略図
【図２】本発明のレンズユニットの調整方法の要部概略図
【図３】本発明のレンズユニットの調整方法を説明するフローチャート
【図４】レンズ鏡筒を回転させた場合の焦点深度幅の変化を説明する図
【図５】本発明のレンズユニットの調整方法を説明する要部概略図
【図６】調整レンズを方向にシフトさせた場合の像面彎曲の変化を説明する図
【図７】本発明のレンズユニットの調整方法を説明する要部概略図
【図８】調整レンズを光電変換素子の配列方向にシフトさせた場合の片ボケの変化を説明する図
【図９】本発明のレンズユニットの調整方法を説明する要部概略図
【図１０】調整レンズを光電変換素子の配列方向直交する方向へシフトさせた場合のコントラストピーク値の変化を説明する図
【図１１】本発明のレンズユニットを画像読取装置に固定する構成を説明する要部概略図
【図１２】本発明の画像読取装置の構成を示す概略図
【図１３】本発明の実施例２のレンズユニットの調整方法を説明する要部概略図
【図１４】本発明の実施例３のレンズユニットの調整方法を説明する要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。本発明のレンズユニットの調整方法で調整するレンズユニットは、原稿の画像情報をレンズユニットにより画像読取手段上に結像して、画像情報を読み取るイメージスキャナーや複写機等の画像読取装置に用いられるレンズユニット（結像光学系）である。レンズユニットは、複数の回転対称レンズと、回転対称レンズを内包したレンズ鏡筒と、レンズ鏡筒の端部に配置された調整レンズを有する。レンズユニットの調整に際しては、調整レンズのレンズ鏡筒に対する位置調整及びレンズ鏡筒の回転対称レンズの対称軸に対する回転調整を行っている。
【００１４】
調整レンズは、屈折作用を有するアナモフィック面より成る光学部と、光学部と光学部を保持するフランジ部と、フランジ部に設けた３つ以上の凸部または凹部の構造部を有している。ここで、構造部のうち少なくとも２つはレンズ鏡筒側に設けられており、調整レンズのレンズ鏡筒に対する位置調整及びレンズ鏡筒の回転対称レンズの対称軸に対する回転調整を行った後に、レンズ鏡筒に接着剤で固定されている。調整レンズの調整方法では、調整レンズに対し、直交する３軸方向の位置調整と同３軸周りの３方向の傾き調整が行われる。
【００１５】
このうち光軸方向の位置調整の一態様では調整レンズは、スペーサを介して調整した後に接着剤により調整レンズとレンズ鏡筒とを固定する。レンズユニットの調整では、光源装置から放射された光束で照明された調整チャートを１次元の光電変換素子上に結像している。光電変換素子上に結像した調整チャートの像のうち、レンズユニットの少なくとも３つの画角に相当する画像のコントラスト性能を測定する。そして、コントラスト性能に応じて、光電変換素子の配列方向、同直交方向、光軸方向のうちの少なくとも一つの方向に調整レンズを調整する。
【００１６】
少なくとも３つの画角は中心画角と中心画角の両端部の画角であり、中心画角と中心画角に対する両端部の画角に相当する調整チャートの像のコントラスト性能の差や平均コントラスト性能を算出する。そして、調整レンズを光軸方向、光電変換素子の配列方向、そして直交方向等に移動させ、コントラスト性能の差を補正するようにして位置調整を行っている。
【００１７】
［実施例１］
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の実施例１のレンズユニットの調整方法を示す四面概略図である。図２は、実施例１のレンズユニットの調整方法の要部概略図である。図１、図２において、１０はレンズユニット（結像レンズ）であり、複数の回転対称レンズとアナモフィックレンズを有し、原稿台に載置した原稿の画像情報を画像読取手段上（ＣＣＤ６上）に結像し、画像情報を順次、読取る画像読取装置に用いられる。１１は外周部が筒状のレンズ鏡筒であり、光軸１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している。
【００１８】
１２は調整レンズである。調整レンズ１２は少なくとも一面がアナモフィック面であるアナモフィックレンズより成り、レンズ鏡筒１１の一端には外接せずに端部に位置している。
【００１９】
本実施例における調整レンズ１２は外形が矩形形状または略矩形形状より成っている。矩形形状の寸法のうち、長い方で中心を通過する軸を長軸１２ｂとしている。長軸１２ｂを直交し中心Ｏを通過する軸を短軸１２ｃとしている。１２ｊは、調整レンズ１２の屈折作用をする光学部１２ｋを保持するフランジ部である。フランジ部１２ｊは、凸部又は凹部の３以上の構造部が設けられている。調整レンズ１２には、長軸１２ｂを挟んで片側端の中央部には第１姿勢伝達部１２ｄが設けられており、反対側の端の両端には２つの第２姿勢伝達部１２ｅが設けられている。
【００２０】
それぞれの第１、第２姿勢伝達部１２ｄ、１２ｅは箱型の突起（凸の構造）より成り、構成する面同士で複数の直角部を成している。破線で示すのは、図２に示す調整装置から延びる第１調整レンズ保持部２１ａと第２調整レンズ保持枠２１ｂである。それぞれの第１、第２調整レンズ保持部２１ａ、２１ｂは第１、第２姿勢伝達部１２ｄ、１２ｅを保持するが、第１、第２姿勢伝達部１２ｄ、１２ｅの位置および直角性により、調整レンズ１２の姿勢を精度良く調整装置に伝えている。
【００２１】
１２ａは調整レンズ１２の一部のレンズ鏡筒１１側に設けた接着用の凸部（構造部）であり、接着層１３を介してレンズ鏡筒１１に保持されている。接着層１３はレンズユニット１０の調整後に塗布される液状の樹脂であって、塗布後に紫外線を照射されることで、硬化し調整状態を恒久的に保持することが可能となる。
【００２２】
図２の本発明の実施例１のレンズユニットの調整方法を行なうときの調整装置の構成について説明する。図２において、２２は光源装置（照明装置）であって、透過型チャート（調整チャート）２３を裏面から照明している。レンズユニット１０は調整装置を構成する鏡筒保持部２４に置かれる。調整レンズ１２を直交する３軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）と同３軸周りの３方向の傾き方向の６つを調整している。１次元の光電変換素子（ＣＣＤ）２５は図中矢印の光軸１の方向に移動しながら、透過型チャートのデータを取得している。
【００２３】
透過型チャート２３には中央（中心画角）と両周辺部（両端部）には評価部２３Ｒ、２３Ｃ、２３Ｌが設けられ、それぞれ透過・非透過の細線（矩形パターン）が１次元の光電変換素子２５の画素の配列方向に周期的に並んでいる。光電変換素子２５は、その面上にレンズユニット１０によって評価部２３Ｒ、２３Ｃ、２３Ｌの像が投影され、評価部のチャートを読み取っている。光電変換素子２５で読み取られたデータは画像処理装置２６にて処理されＣＴＦ（Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）値がえられる。
【００２４】
画像処理部２６で得られたＣＴＦ値は表示部２７に表示される。表示部２７には、評価部２３Ｌ、２３Ｃ、２３Ｒごとにグラフが表示される。表示部２７のグラフ横軸は光電変換素子２５の光軸方向の位置、縦軸はＣＴＦ値であって、所謂コントラストの深度特性が表示される。
【００２５】
次に、調整手順を図２と図３のフローチャートを用いて説明する。調整のはじめに焦点深度幅（以下、深度幅）の規格判定を行い、規格を満たしていれば次のステップに進むが、そうでない場合は規格クリアになるまでレンズ鏡筒１１を回転対称レンズの対称軸に対して所定量ずつ回転させる。
【００２６】
図４は、レンズ鏡筒１１を回転させた場合の深度幅の変化を説明する図である。この図が示すように、レンズ鏡筒１１を回転させると、深度幅は周期を１８０°とする三角関数的な振る舞いを示す。三角関数的なので１８０°を超えてもその繰り返しとなるから、１８０°の回転中に深度幅の下限規格値以上の規格範囲で最良値を有する回転角が見つかる。図４においては、回転角６０°に調整されている。
【００２７】
調整後には深度幅が規格範囲に存在する、つまりその規格を満たしていることを再度確認し、次の工程に移るが、精度バラツキ等の何らかの要因によって規格を満たしていなかった場合には、再度鏡筒回転のフローに戻す。
【００２８】
続いて、像面彎曲の補正をするために、調整レンズ１２を光軸方向、図中ではＸ方向にシフトさせる。またはＺ軸周りに傾き調整する。
【００２９】
ここで像面彎曲とは図５に示すように、図面中央と画面両周辺部のコントラストピーク位置が光軸方向にずれている現象である。図５の斜視図に示すようにレンズ鏡筒１１内でレンズが光軸方向にずれる場合などに発生しうる。これを本実施例では、調整レンズ１２を光軸Ｌ方向にシフトさせることで補正する。
【００３０】
図６は、調整レンズ１２を光軸Ｌ方向にシフトさせた場合の像面彎曲の変化を説明する図である。像面彎曲の規格は深度幅とは異なり、上限規格値と下限規格値が存在する。この図が示すように、調整レンズを光軸Ｌ方向にシフトさせると像面彎曲が変化する。調整レンズ１２の移動により、像面彎曲が下限規格値以上で上限規格値以下の規格範囲を外れてしまう場合は、調整レンズの移動量と像面彎曲の変化量から敏感度を算出して、規格範囲に入るような量だけ調整レンズ１２を戻せばよい。
【００３１】
敏感度は、像面彎曲の変化量を移動量で除算すれば、単位量だけ移動したときの像面彎曲の変化量として求められる。よって、現状から規格値を満たすために必要な像面彎曲の変化量がわかっていれば、必要な移動量も求まり、調整回数を短縮できる。
【００３２】
調整工具には歯車等が用いられており、バックラッシュによる調整バラツキが存在する。よって、必ずしも１回目の調整で規格範囲には入るとは限らない。図６の例では、３回目で規格範囲に入っている。
【００３３】
調整後は規格判定を行い、規格クリアすれば、続いて片ボケ補正を行うために、調整レンズ１２を光電変換素子２５の配列方向、図中ではＹ方向にシフトさせる。またＺ軸周りに傾き調整する。
【００３４】
片ボケとは図７に示すように、画面両周辺部同士のコントラストピーク位置が光軸方向にずれている現象である。図７の斜視図に示すようにレンズ鏡筒１１内でレンズが光電変換素子２５の配列方向（Ｙ方向）に偏芯した場合などに発生しうる。これを本実施例では、調整レンズ１２を偏芯させることで（傾き調整して）補正する。
【００３５】
図８は、調整レンズ１２を光電変換素子２５の配列方向にシフトさせた場合の片ボケの変化を説明する図である。
【００３６】
片ボケの規格は、像面彎曲と同じく上限規格値と下限規格値が存在する。この図が示すように、調整レンズを光電変換素子の配列方向にシフトさせると片ボケが変化する。しかし、それでも片ボケが下限規格値以上で上限規格値以下の規格範囲から外れてしまう場合は、像面彎曲の調整と同様に調整レンズ１２の移動量と片ボケの変化量から敏感度を算出して、規格範囲に入るような量だけさらに調整レンズを動かせばよい。調整工具には歯車等が用いられており、バックラッシュによる調整バラツキが存在する。よって、必ずしも１回目の調整で規格範囲に入るとは限らない。図８の例では、３回目で規格範囲に入っている。
【００３７】
調整後は規格判定を行い、規格クリアすれば、続いてＣＴＦピーク値低下の補正を行うために、調整レンズ１２を光電変換素子２５の配列方向と直交する方向、図中ではＺ方向にシフトさせる。またＹ軸周りに傾き調整する。
【００３８】
ＣＴＦピーク値の低下は図９に示すように、コントラストピーク値が低下する現象であり、斜視図に示すようにレンズ鏡筒１１内でレンズが光電変換素子２５の配列に直交する方向（Ｚ方向）へ偏芯した場合などに発生しうる。これを本実施例では、調整レンズ１２を偏芯させることで補正する。
【００３９】
図１０は、調整レンズ１２を光電変換素子２５の配列方向に直交する方向（Ｚ方向）へシフトさせた場合のコントラストピーク値の変化を説明する図である。
【００４０】
コントラストピーク値の規格は深度幅と同じく、下限規格値のみが存在する。この図が示すように、調整レンズを光電変換素子の配列方向に直交する方向へシフトさせるとコントラストピーク値は変化する。光電変換素子の配列方向に直交する方向で調整レンズ１２を動かす向きは、その際のコントラストピーク値の増減に応じて判断する。図１０の場合は、１回目の調整レンズ１２のシフトでコントラストピーク値が減少しているから、２回目以降は１回目と逆向きに動かしている。２回目以降は、規格値の範囲に入るように繰り返し移動させていく。図１０で示す例では、４回目で規格を満たす状態になっている。
【００４１】
以上の工程を経て図３のフローチャートのように調整は終了する。
【００４２】
工程の途中で敏感度を算出して調整量を決定する手法は、像面彎曲と片ボケについての調整において特に有効である。本実施例においては、工程の中で敏感度を算出しているが、設計シミュレーション等から得た敏感度を予め用意しておき、それを使用してもよい。
【００４３】
本実施例において好ましくは、少なくとも２つの画角（両端部の画角）はレンズユニットの仕様の画角において、最大画角の−９５％〜−６０％と、＋６０〜＋９５％の画角にするのが良い。また、少なくとも１つは、−４０〜＋４０％の画角に配置されることが好ましい。これによって、測定された複数の特性の相関を考慮して、調整方向とその量を特定することが容易となり、効率的な調整を行うことができる。
【００４４】
調整後はレンズ鏡筒１１と調整レンズ１２の間に接着剤１３を塗布し、硬化させてレンズユニット１０の調整が完成する。この他、レンズ鏡筒１１を回転対称レンズの対称軸に対する回転調整をする。完成したレンズユニット１０を画像読取装置に組み込めば、小型で高性能の画像読取装置が実現できる。
【００４５】
図１１は画像読取装置にレンズユニット１０を組み込んだ状態を示す要部概略図である。レンズユニット１０は画像読取装置内のレンズ固定部３１にレンズ鏡筒１１の外周部が接し、反対側は固定バネ３２によってレンズ固定部３１に固定されている。図示しない画像読取装置の光電変換素子の配列方向とレンズユニット１０の方向を揃えるために、位置合せ手段３３（調整レンズ保持部２１ｂ）が調整レンズ１２の第２姿勢伝達部１２ｅに突き当てられている。
【００４６】
図１２は、本発明のレンズユニットの調整方法で調整されたレンズユニットを用いた画像形成装置の要部概略図である。
【００４７】
以下の説明において、主走査方向とはラインセンサーの画素の並び方向であり、副走査方向とはラインセンサーの画素の並び方向に対して垂直な方向である。
【００４８】
図中、２は原稿台ガラス（原稿台）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（筺体）であり、照明系３、複数の反射ミラー４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、レンズユニット１０、そして読取手段６等を一体的に収納している。キャリッジ７は副走査モーター等の副走査機構８により副走査方向（矢印Ｃ方向）へ移動している。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。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構成してもよい。
【００４９】
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。レンズユニット１０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。本実施例におけるレンズユニット１０は、回転対称レンズと矩形形状の少なくとも１面がアナモフィック形状のレンズ（以下アナモフィックレンズ）を有している。読取手段６は、ラインセンサー（ＣＣＤもしくはＣＭＯＳ）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。
【００５０】
本実施例において照明系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を照明している。そして、原稿１からの反射光を順に第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ている。そして、レンズユニット１０により原稿１の画像情報をラインセンサー面上に結像させている。
【００５１】
そして、キャリッジ７を副走査モーター８により副走査方向（矢印Ｃ方向）に移動させることにより、原稿１の画像情報を２次元的に読取っている。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やプリンターなどに送られる。
【００５２】
本実施例におけるレンズユニット１０は、前述したように回転対称レンズをレンズ鏡筒１１内に保持している。又、矩形形状のアナモフィックレンズより成る調整レンズ１２をレンズ鏡筒１１の外部（端部）に位置決めして保持している。
【００５３】
［実施例２］
以下、図１３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）を参照して、本発明の実施例２のレンズユニットの調整方法に関する構成について説明する。図１３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。本実施例におけるレンズユニット１０は実施例１と同様に調整され、画像読取装置に搭載されて小型で高性能の画像読取装置を実現している。
【００５４】
次に、実施例１と異なる点について説明する。図１３において、筒状のレンズ鏡筒１１が光軸１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している構成は実施例１と同じである。本実施例は、レンズ鏡筒１１と調整レンズ１２の相対位置保持方法が実施例１と異なる。調整レンズ１２は、第３姿勢伝達部１２ｆおよび第４姿勢伝達部２１ｇを第３調整レンズ保持部２１ｃおよび第４調整レンズ保持部２１ｄで保持することにより調整レンズ１２の姿勢を精度良く保持している。
【００５５】
調整レンズ１２は、レンズ鏡筒１１の一端には外接せず端部に位置しているが、レンズ鏡筒１１との相対姿勢保持のためにスペーサ（間隔保持部材）１４を介して調整保持されている。スペーサ１４は、図３のフローチャートに沿った調整がなされた後に、レンズ鏡筒１１と調整レンズ１２の間にできた間隔に合せて適切な厚さまたは枚数が選択され挿入される。画像読取装置の使用環境が高温多湿の環境など特に厳しい場合には、接着剤１３の湿度、温度変化などにより膨張、収縮し、調整位置がずれる場合がありうる。
【００５６】
本実施例では、調整レンズ１２の光軸方向の位置をスペーサ１４で規制した後に接着剤（接着層）で固定することで、光軸方向の調整精度が敏感なレンズユニット１０でも厳しい使用環境に耐えうる安定性を確保している。
【００５７】
［実施例３］
以下、図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）を参照して、本発明の実施例３による、レンズユニット１０の調整方法の構成について説明する。図１４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。本実施例におけるレンズユニット１０も実施例１と同様に調整され、画像読取装置に搭載されて小型で高性能の画像読取装置を実現している。
【００５８】
次に、実施例１と異なる点について説明する。図１４において、筒状のレンズ鏡筒１１が、光軸１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している構成は実施例１と同じである。本実施例は、レンズ鏡筒１１と調整レンズ１２の相対位置保持方法が実施例１と異なる。調整レンズ１２は、凹形状の構造より成る第５姿勢伝達部１２ｈを第５調整レンズ保持部２１ｅで保持することにより調整レンズ１２の姿勢を精度良く保持している。調整レンズ１２はレンズ鏡筒１１の一端には外接せずに端部に位置しているが、レンズ鏡筒１１との相対姿勢保持のために、より大きい接着用の凸部１２ｉを設けている。
【００５９】
スペーサ１４は、図３のフローチャートに沿った調整がなされた後にレンズ鏡筒１１と調整レンズ１２の間にできた間隔に合せて適切な厚さまたは枚数が選択され挿入される。実施例２で説明したように、高温多湿の環境など特に厳しい使用環境において、調整レンズ１２を高精度に保持するためには、硬化後の強度が高い接着剤を用いたり、接着剤の量を増やす方法がある。しかし、接着領域をそのままにしてそれらの対策を講じた場合は、調整レンズ１２が変形し接着前後で光学性能が変化してしまう場合がある。
【００６０】
よって、接着領域を増やして、硬化時にかかる力を分散させることが良い。本実施例では接着用の凸部１２ｉを大型化して高い性能を得ている。以上の各実施例では画像読取装置に適用した場合を示したが、これに限らず、例えば画像形成装置と合わせて用いられるデジタル複写機やファクシミリなどにも利用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ 光軸
１０ レンズユニット
１１ レンズ鏡筒
１２ 調整レンズ
１２ａ 接着用凸部
１２ｂ 長軸
１２ｃ 短軸
１２ｄ 姿勢伝達部Ａ
１２ｅ 姿勢伝達部Ｂ
２１ａ 調整レンズ保持部Ａ
２１ｂ 調整レンズ保持部Ｂ
【技術分野】
【０００１】
本発明は原稿台上の画像情報を読み取るための画像読取用のレンズユニットの調整方法に関し、例えばイメージスキャナーや複写機等において画像読取用のレンズユニットの設計性能を十分に発揮させるのに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、多くの画像読取装置では原稿台ガラス面上に載置した原稿の画像情報を照明系、反射ミラー、レンズユニット、そして読取手段等を一体的に収納したキャリッジを副走査機構により副走査方向へ走査し、読取っている。読取られた画像情報は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。レンズユニットは原稿からの光を読取手段に結像している。読取手段はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）リニアセンサー（光電変換素子）より成り主走査方向に複数の受光素子を配列して構成されている。
【０００３】
画像読取装置（イメージスキャナー）を小型化するにはキャリッジを小型化するのが効果的である。キャリッジを小型化するため、レンズユニットを広角化して原稿から読取手段物までの距離（読取距離）を短くした画像読取装置が知られている（特許文献１参照）。広画角化し、読取距離を短くするためには、アナモフィックな面を有するレンズ（アナモフィックレンズ）をレンズユニットに組込むのが効果的である。しかしながらアナモフィックレンズを用いると、結像性能は光軸に対して回転非対称になってしまう。
【０００４】
そのため、レンズユニットの主走査方向と画像読取用のＣＣＤの副走査の配列方向を規制して合致させることが必要になる。また、レンズユニットの製造過程ではアナモフィックレンズが鏡筒の基準軸から外れて固定される偏芯誤差が発生する場合がある。偏芯誤差は結像性能の劣化を伴う。これに対して、回転対称レンズ群を回転調整することで、１次元のＣＣＤの配列領域内での結像性能の劣化を低減するようにした回転調整機構を有する画像読取装置が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７１７０５号公報
【特許文献２】特開２００４−０７８１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
回転調整機構（同軸度維持手段）を用いれば光軸を基準に互いに回転調整できるが、発生した偏芯は残存しており結像性能の改善には限界がある。たとえば、主走査方向にレンズ偏芯が発生している場合は、ＣＣＤの両端部に結像される画像のコントラスト性能が異なる、通称：片ボケが発生し、結像性能としては好ましくない。この状態でレンズ鏡筒を回転させると、回転量に応じて片ボケは低減するが、副走査方向への偏芯量が増えることになり、副走査方向にコマ収差等が発生してくる。
【０００７】
レンズ鏡筒を９０度回転させると、片ボケは解消するが、他の収差が発生するので必ずしも最良の結像性能には至らない。回転調整では０〜９０度の途中で最良の状態が得られ、初期状態よりは光学性能が改善されるが、偏芯の発生が無い理想値に比べれば光学性能が劣化する。また、回転調整機構を用いる方法では、偏芯に関する性能の劣化を軽減することができるが、それ以外については改善できない。特にレンズ肉厚やレンズ面精度のばらつきによる収差発生には対応できない。
【０００８】
たとえば、レンズ肉厚がばらつくと、ＣＣＤの両端部と中央部に結像される画像のコントラスト性能が異なる、通称：像面彎曲が発生する。これは、レンズ鏡筒を回転してもなんら改善されない。画像読取装置の高性能化を図るには、設計性能の向上のみならず、上記のようなレンズの製造によるバラツキによる性能の劣化を軽減するのが必要になってくる。
【０００９】
本発明は、レンズ鏡筒の回転調整では補正しきれない残存収差を補正し、画像情報を高精度に読み取ることができる画像読取用のレンズユニットの調整方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のレンズユニットの調整方法は、原稿の画像情報をレンズユニットにより画像読取手段上に結像して、前記画像情報を読み取る画像読取装置に用いられ、複数の回転対称レンズと、前記回転対称レンズを内包したレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒の端部に配置された調整レンズを有するレンズユニットの調整方法において、前記調整レンズの前記レンズ鏡筒に対する位置調整及び前記レンズ鏡筒の前記回転対称レンズの対称軸に対する回転調整を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、レンズ鏡筒の回転調整では補正しきれない残存収差を補正し、画像情報を高精度に読み取ることができる画像読取用のレンズユニットの調整方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１のレンズユニットの調整方法の要部概略図
【図２】本発明のレンズユニットの調整方法の要部概略図
【図３】本発明のレンズユニットの調整方法を説明するフローチャート
【図４】レンズ鏡筒を回転させた場合の焦点深度幅の変化を説明する図
【図５】本発明のレンズユニットの調整方法を説明する要部概略図
【図６】調整レンズを方向にシフトさせた場合の像面彎曲の変化を説明する図
【図７】本発明のレンズユニットの調整方法を説明する要部概略図
【図８】調整レンズを光電変換素子の配列方向にシフトさせた場合の片ボケの変化を説明する図
【図９】本発明のレンズユニットの調整方法を説明する要部概略図
【図１０】調整レンズを光電変換素子の配列方向直交する方向へシフトさせた場合のコントラストピーク値の変化を説明する図
【図１１】本発明のレンズユニットを画像読取装置に固定する構成を説明する要部概略図
【図１２】本発明の画像読取装置の構成を示す概略図
【図１３】本発明の実施例２のレンズユニットの調整方法を説明する要部概略図
【図１４】本発明の実施例３のレンズユニットの調整方法を説明する要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。本発明のレンズユニットの調整方法で調整するレンズユニットは、原稿の画像情報をレンズユニットにより画像読取手段上に結像して、画像情報を読み取るイメージスキャナーや複写機等の画像読取装置に用いられるレンズユニット（結像光学系）である。レンズユニットは、複数の回転対称レンズと、回転対称レンズを内包したレンズ鏡筒と、レンズ鏡筒の端部に配置された調整レンズを有する。レンズユニットの調整に際しては、調整レンズのレンズ鏡筒に対する位置調整及びレンズ鏡筒の回転対称レンズの対称軸に対する回転調整を行っている。
【００１４】
調整レンズは、屈折作用を有するアナモフィック面より成る光学部と、光学部と光学部を保持するフランジ部と、フランジ部に設けた３つ以上の凸部または凹部の構造部を有している。ここで、構造部のうち少なくとも２つはレンズ鏡筒側に設けられており、調整レンズのレンズ鏡筒に対する位置調整及びレンズ鏡筒の回転対称レンズの対称軸に対する回転調整を行った後に、レンズ鏡筒に接着剤で固定されている。調整レンズの調整方法では、調整レンズに対し、直交する３軸方向の位置調整と同３軸周りの３方向の傾き調整が行われる。
【００１５】
このうち光軸方向の位置調整の一態様では調整レンズは、スペーサを介して調整した後に接着剤により調整レンズとレンズ鏡筒とを固定する。レンズユニットの調整では、光源装置から放射された光束で照明された調整チャートを１次元の光電変換素子上に結像している。光電変換素子上に結像した調整チャートの像のうち、レンズユニットの少なくとも３つの画角に相当する画像のコントラスト性能を測定する。そして、コントラスト性能に応じて、光電変換素子の配列方向、同直交方向、光軸方向のうちの少なくとも一つの方向に調整レンズを調整する。
【００１６】
少なくとも３つの画角は中心画角と中心画角の両端部の画角であり、中心画角と中心画角に対する両端部の画角に相当する調整チャートの像のコントラスト性能の差や平均コントラスト性能を算出する。そして、調整レンズを光軸方向、光電変換素子の配列方向、そして直交方向等に移動させ、コントラスト性能の差を補正するようにして位置調整を行っている。
【００１７】
［実施例１］
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の実施例１のレンズユニットの調整方法を示す四面概略図である。図２は、実施例１のレンズユニットの調整方法の要部概略図である。図１、図２において、１０はレンズユニット（結像レンズ）であり、複数の回転対称レンズとアナモフィックレンズを有し、原稿台に載置した原稿の画像情報を画像読取手段上（ＣＣＤ６上）に結像し、画像情報を順次、読取る画像読取装置に用いられる。１１は外周部が筒状のレンズ鏡筒であり、光軸１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している。
【００１８】
１２は調整レンズである。調整レンズ１２は少なくとも一面がアナモフィック面であるアナモフィックレンズより成り、レンズ鏡筒１１の一端には外接せずに端部に位置している。
【００１９】
本実施例における調整レンズ１２は外形が矩形形状または略矩形形状より成っている。矩形形状の寸法のうち、長い方で中心を通過する軸を長軸１２ｂとしている。長軸１２ｂを直交し中心Ｏを通過する軸を短軸１２ｃとしている。１２ｊは、調整レンズ１２の屈折作用をする光学部１２ｋを保持するフランジ部である。フランジ部１２ｊは、凸部又は凹部の３以上の構造部が設けられている。調整レンズ１２には、長軸１２ｂを挟んで片側端の中央部には第１姿勢伝達部１２ｄが設けられており、反対側の端の両端には２つの第２姿勢伝達部１２ｅが設けられている。
【００２０】
それぞれの第１、第２姿勢伝達部１２ｄ、１２ｅは箱型の突起（凸の構造）より成り、構成する面同士で複数の直角部を成している。破線で示すのは、図２に示す調整装置から延びる第１調整レンズ保持部２１ａと第２調整レンズ保持枠２１ｂである。それぞれの第１、第２調整レンズ保持部２１ａ、２１ｂは第１、第２姿勢伝達部１２ｄ、１２ｅを保持するが、第１、第２姿勢伝達部１２ｄ、１２ｅの位置および直角性により、調整レンズ１２の姿勢を精度良く調整装置に伝えている。
【００２１】
１２ａは調整レンズ１２の一部のレンズ鏡筒１１側に設けた接着用の凸部（構造部）であり、接着層１３を介してレンズ鏡筒１１に保持されている。接着層１３はレンズユニット１０の調整後に塗布される液状の樹脂であって、塗布後に紫外線を照射されることで、硬化し調整状態を恒久的に保持することが可能となる。
【００２２】
図２の本発明の実施例１のレンズユニットの調整方法を行なうときの調整装置の構成について説明する。図２において、２２は光源装置（照明装置）であって、透過型チャート（調整チャート）２３を裏面から照明している。レンズユニット１０は調整装置を構成する鏡筒保持部２４に置かれる。調整レンズ１２を直交する３軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）と同３軸周りの３方向の傾き方向の６つを調整している。１次元の光電変換素子（ＣＣＤ）２５は図中矢印の光軸１の方向に移動しながら、透過型チャートのデータを取得している。
【００２３】
透過型チャート２３には中央（中心画角）と両周辺部（両端部）には評価部２３Ｒ、２３Ｃ、２３Ｌが設けられ、それぞれ透過・非透過の細線（矩形パターン）が１次元の光電変換素子２５の画素の配列方向に周期的に並んでいる。光電変換素子２５は、その面上にレンズユニット１０によって評価部２３Ｒ、２３Ｃ、２３Ｌの像が投影され、評価部のチャートを読み取っている。光電変換素子２５で読み取られたデータは画像処理装置２６にて処理されＣＴＦ（Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）値がえられる。
【００２４】
画像処理部２６で得られたＣＴＦ値は表示部２７に表示される。表示部２７には、評価部２３Ｌ、２３Ｃ、２３Ｒごとにグラフが表示される。表示部２７のグラフ横軸は光電変換素子２５の光軸方向の位置、縦軸はＣＴＦ値であって、所謂コントラストの深度特性が表示される。
【００２５】
次に、調整手順を図２と図３のフローチャートを用いて説明する。調整のはじめに焦点深度幅（以下、深度幅）の規格判定を行い、規格を満たしていれば次のステップに進むが、そうでない場合は規格クリアになるまでレンズ鏡筒１１を回転対称レンズの対称軸に対して所定量ずつ回転させる。
【００２６】
図４は、レンズ鏡筒１１を回転させた場合の深度幅の変化を説明する図である。この図が示すように、レンズ鏡筒１１を回転させると、深度幅は周期を１８０°とする三角関数的な振る舞いを示す。三角関数的なので１８０°を超えてもその繰り返しとなるから、１８０°の回転中に深度幅の下限規格値以上の規格範囲で最良値を有する回転角が見つかる。図４においては、回転角６０°に調整されている。
【００２７】
調整後には深度幅が規格範囲に存在する、つまりその規格を満たしていることを再度確認し、次の工程に移るが、精度バラツキ等の何らかの要因によって規格を満たしていなかった場合には、再度鏡筒回転のフローに戻す。
【００２８】
続いて、像面彎曲の補正をするために、調整レンズ１２を光軸方向、図中ではＸ方向にシフトさせる。またはＺ軸周りに傾き調整する。
【００２９】
ここで像面彎曲とは図５に示すように、図面中央と画面両周辺部のコントラストピーク位置が光軸方向にずれている現象である。図５の斜視図に示すようにレンズ鏡筒１１内でレンズが光軸方向にずれる場合などに発生しうる。これを本実施例では、調整レンズ１２を光軸Ｌ方向にシフトさせることで補正する。
【００３０】
図６は、調整レンズ１２を光軸Ｌ方向にシフトさせた場合の像面彎曲の変化を説明する図である。像面彎曲の規格は深度幅とは異なり、上限規格値と下限規格値が存在する。この図が示すように、調整レンズを光軸Ｌ方向にシフトさせると像面彎曲が変化する。調整レンズ１２の移動により、像面彎曲が下限規格値以上で上限規格値以下の規格範囲を外れてしまう場合は、調整レンズの移動量と像面彎曲の変化量から敏感度を算出して、規格範囲に入るような量だけ調整レンズ１２を戻せばよい。
【００３１】
敏感度は、像面彎曲の変化量を移動量で除算すれば、単位量だけ移動したときの像面彎曲の変化量として求められる。よって、現状から規格値を満たすために必要な像面彎曲の変化量がわかっていれば、必要な移動量も求まり、調整回数を短縮できる。
【００３２】
調整工具には歯車等が用いられており、バックラッシュによる調整バラツキが存在する。よって、必ずしも１回目の調整で規格範囲には入るとは限らない。図６の例では、３回目で規格範囲に入っている。
【００３３】
調整後は規格判定を行い、規格クリアすれば、続いて片ボケ補正を行うために、調整レンズ１２を光電変換素子２５の配列方向、図中ではＹ方向にシフトさせる。またＺ軸周りに傾き調整する。
【００３４】
片ボケとは図７に示すように、画面両周辺部同士のコントラストピーク位置が光軸方向にずれている現象である。図７の斜視図に示すようにレンズ鏡筒１１内でレンズが光電変換素子２５の配列方向（Ｙ方向）に偏芯した場合などに発生しうる。これを本実施例では、調整レンズ１２を偏芯させることで（傾き調整して）補正する。
【００３５】
図８は、調整レンズ１２を光電変換素子２５の配列方向にシフトさせた場合の片ボケの変化を説明する図である。
【００３６】
片ボケの規格は、像面彎曲と同じく上限規格値と下限規格値が存在する。この図が示すように、調整レンズを光電変換素子の配列方向にシフトさせると片ボケが変化する。しかし、それでも片ボケが下限規格値以上で上限規格値以下の規格範囲から外れてしまう場合は、像面彎曲の調整と同様に調整レンズ１２の移動量と片ボケの変化量から敏感度を算出して、規格範囲に入るような量だけさらに調整レンズを動かせばよい。調整工具には歯車等が用いられており、バックラッシュによる調整バラツキが存在する。よって、必ずしも１回目の調整で規格範囲に入るとは限らない。図８の例では、３回目で規格範囲に入っている。
【００３７】
調整後は規格判定を行い、規格クリアすれば、続いてＣＴＦピーク値低下の補正を行うために、調整レンズ１２を光電変換素子２５の配列方向と直交する方向、図中ではＺ方向にシフトさせる。またＹ軸周りに傾き調整する。
【００３８】
ＣＴＦピーク値の低下は図９に示すように、コントラストピーク値が低下する現象であり、斜視図に示すようにレンズ鏡筒１１内でレンズが光電変換素子２５の配列に直交する方向（Ｚ方向）へ偏芯した場合などに発生しうる。これを本実施例では、調整レンズ１２を偏芯させることで補正する。
【００３９】
図１０は、調整レンズ１２を光電変換素子２５の配列方向に直交する方向（Ｚ方向）へシフトさせた場合のコントラストピーク値の変化を説明する図である。
【００４０】
コントラストピーク値の規格は深度幅と同じく、下限規格値のみが存在する。この図が示すように、調整レンズを光電変換素子の配列方向に直交する方向へシフトさせるとコントラストピーク値は変化する。光電変換素子の配列方向に直交する方向で調整レンズ１２を動かす向きは、その際のコントラストピーク値の増減に応じて判断する。図１０の場合は、１回目の調整レンズ１２のシフトでコントラストピーク値が減少しているから、２回目以降は１回目と逆向きに動かしている。２回目以降は、規格値の範囲に入るように繰り返し移動させていく。図１０で示す例では、４回目で規格を満たす状態になっている。
【００４１】
以上の工程を経て図３のフローチャートのように調整は終了する。
【００４２】
工程の途中で敏感度を算出して調整量を決定する手法は、像面彎曲と片ボケについての調整において特に有効である。本実施例においては、工程の中で敏感度を算出しているが、設計シミュレーション等から得た敏感度を予め用意しておき、それを使用してもよい。
【００４３】
本実施例において好ましくは、少なくとも２つの画角（両端部の画角）はレンズユニットの仕様の画角において、最大画角の−９５％〜−６０％と、＋６０〜＋９５％の画角にするのが良い。また、少なくとも１つは、−４０〜＋４０％の画角に配置されることが好ましい。これによって、測定された複数の特性の相関を考慮して、調整方向とその量を特定することが容易となり、効率的な調整を行うことができる。
【００４４】
調整後はレンズ鏡筒１１と調整レンズ１２の間に接着剤１３を塗布し、硬化させてレンズユニット１０の調整が完成する。この他、レンズ鏡筒１１を回転対称レンズの対称軸に対する回転調整をする。完成したレンズユニット１０を画像読取装置に組み込めば、小型で高性能の画像読取装置が実現できる。
【００４５】
図１１は画像読取装置にレンズユニット１０を組み込んだ状態を示す要部概略図である。レンズユニット１０は画像読取装置内のレンズ固定部３１にレンズ鏡筒１１の外周部が接し、反対側は固定バネ３２によってレンズ固定部３１に固定されている。図示しない画像読取装置の光電変換素子の配列方向とレンズユニット１０の方向を揃えるために、位置合せ手段３３（調整レンズ保持部２１ｂ）が調整レンズ１２の第２姿勢伝達部１２ｅに突き当てられている。
【００４６】
図１２は、本発明のレンズユニットの調整方法で調整されたレンズユニットを用いた画像形成装置の要部概略図である。
【００４７】
以下の説明において、主走査方向とはラインセンサーの画素の並び方向であり、副走査方向とはラインセンサーの画素の並び方向に対して垂直な方向である。
【００４８】
図中、２は原稿台ガラス（原稿台）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（筺体）であり、照明系３、複数の反射ミラー４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、レンズユニット１０、そして読取手段６等を一体的に収納している。キャリッジ７は副走査モーター等の副走査機構８により副走査方向（矢印Ｃ方向）へ移動している。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。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構成してもよい。
【００４９】
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。レンズユニット１０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。本実施例におけるレンズユニット１０は、回転対称レンズと矩形形状の少なくとも１面がアナモフィック形状のレンズ（以下アナモフィックレンズ）を有している。読取手段６は、ラインセンサー（ＣＣＤもしくはＣＭＯＳ）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。
【００５０】
本実施例において照明系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を照明している。そして、原稿１からの反射光を順に第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ている。そして、レンズユニット１０により原稿１の画像情報をラインセンサー面上に結像させている。
【００５１】
そして、キャリッジ７を副走査モーター８により副走査方向（矢印Ｃ方向）に移動させることにより、原稿１の画像情報を２次元的に読取っている。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やプリンターなどに送られる。
【００５２】
本実施例におけるレンズユニット１０は、前述したように回転対称レンズをレンズ鏡筒１１内に保持している。又、矩形形状のアナモフィックレンズより成る調整レンズ１２をレンズ鏡筒１１の外部（端部）に位置決めして保持している。
【００５３】
［実施例２］
以下、図１３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）を参照して、本発明の実施例２のレンズユニットの調整方法に関する構成について説明する。図１３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。本実施例におけるレンズユニット１０は実施例１と同様に調整され、画像読取装置に搭載されて小型で高性能の画像読取装置を実現している。
【００５４】
次に、実施例１と異なる点について説明する。図１３において、筒状のレンズ鏡筒１１が光軸１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している構成は実施例１と同じである。本実施例は、レンズ鏡筒１１と調整レンズ１２の相対位置保持方法が実施例１と異なる。調整レンズ１２は、第３姿勢伝達部１２ｆおよび第４姿勢伝達部２１ｇを第３調整レンズ保持部２１ｃおよび第４調整レンズ保持部２１ｄで保持することにより調整レンズ１２の姿勢を精度良く保持している。
【００５５】
調整レンズ１２は、レンズ鏡筒１１の一端には外接せず端部に位置しているが、レンズ鏡筒１１との相対姿勢保持のためにスペーサ（間隔保持部材）１４を介して調整保持されている。スペーサ１４は、図３のフローチャートに沿った調整がなされた後に、レンズ鏡筒１１と調整レンズ１２の間にできた間隔に合せて適切な厚さまたは枚数が選択され挿入される。画像読取装置の使用環境が高温多湿の環境など特に厳しい場合には、接着剤１３の湿度、温度変化などにより膨張、収縮し、調整位置がずれる場合がありうる。
【００５６】
本実施例では、調整レンズ１２の光軸方向の位置をスペーサ１４で規制した後に接着剤（接着層）で固定することで、光軸方向の調整精度が敏感なレンズユニット１０でも厳しい使用環境に耐えうる安定性を確保している。
【００５７】
［実施例３］
以下、図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）を参照して、本発明の実施例３による、レンズユニット１０の調整方法の構成について説明する。図１４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。本実施例におけるレンズユニット１０も実施例１と同様に調整され、画像読取装置に搭載されて小型で高性能の画像読取装置を実現している。
【００５８】
次に、実施例１と異なる点について説明する。図１４において、筒状のレンズ鏡筒１１が、光軸１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している構成は実施例１と同じである。本実施例は、レンズ鏡筒１１と調整レンズ１２の相対位置保持方法が実施例１と異なる。調整レンズ１２は、凹形状の構造より成る第５姿勢伝達部１２ｈを第５調整レンズ保持部２１ｅで保持することにより調整レンズ１２の姿勢を精度良く保持している。調整レンズ１２はレンズ鏡筒１１の一端には外接せずに端部に位置しているが、レンズ鏡筒１１との相対姿勢保持のために、より大きい接着用の凸部１２ｉを設けている。
【００５９】
スペーサ１４は、図３のフローチャートに沿った調整がなされた後にレンズ鏡筒１１と調整レンズ１２の間にできた間隔に合せて適切な厚さまたは枚数が選択され挿入される。実施例２で説明したように、高温多湿の環境など特に厳しい使用環境において、調整レンズ１２を高精度に保持するためには、硬化後の強度が高い接着剤を用いたり、接着剤の量を増やす方法がある。しかし、接着領域をそのままにしてそれらの対策を講じた場合は、調整レンズ１２が変形し接着前後で光学性能が変化してしまう場合がある。
【００６０】
よって、接着領域を増やして、硬化時にかかる力を分散させることが良い。本実施例では接着用の凸部１２ｉを大型化して高い性能を得ている。以上の各実施例では画像読取装置に適用した場合を示したが、これに限らず、例えば画像形成装置と合わせて用いられるデジタル複写機やファクシミリなどにも利用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ 光軸
１０ レンズユニット
１１ レンズ鏡筒
１２ 調整レンズ
１２ａ 接着用凸部
１２ｂ 長軸
１２ｃ 短軸
１２ｄ 姿勢伝達部Ａ
１２ｅ 姿勢伝達部Ｂ
２１ａ 調整レンズ保持部Ａ
２１ｂ 調整レンズ保持部Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿の画像情報をレンズユニットにより画像読取手段上に結像して、前記画像情報を読み取る画像読取装置に用いられ、複数の回転対称レンズと、前記回転対称レンズを内包したレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒の端部に配置された調整レンズを有するレンズユニットの調整方法において、
前記調整レンズの前記レンズ鏡筒に対する位置調整及び前記レンズ鏡筒の前記回転対称レンズの対称軸に対する回転調整を行うことを特徴とするレンズユニットの調整方法。
【請求項２】
前記調整レンズは、屈折作用を有する光学部と、前記光学部を保持するフランジ部と、前記フランジ部に設けた３つ以上の凸部または凹部の構造部を有し、
前記構造部のうち少なくとも２つは前記レンズ鏡筒側に設けられており、前記調整レンズの前記レンズ鏡筒に対する位置調整及び前記レンズ鏡筒の前記回転対称レンズの対称軸に対する回転調整を行った後に、前記レンズ鏡筒に接着剤で固定することを特徴とする請求項１に記載のレンズユニットの調整方法。
【請求項３】
該調整レンズに対し、直交する３軸方向の位置調整と同３軸周りの３方向の傾き調整を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズユニットの調整方法。
【請求項４】
前記調整レンズと前記レンズ鏡筒との光軸方向の位置調整をスペーサを介して調整した後に接着剤により前記調整レンズと前記レンズ鏡筒とを固定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズユニットの調整方法。
【請求項５】
前記調整レンズはアナモフィック面を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズユニットの調整方法。
【請求項６】
前記レンズユニットは、光源装置から放射された光束で照明された調整チャートを１次元の光電変換素子上に結像し、前記光電変換素子上に結像した前記調整チャートの像のうち、前記レンズユニットの少なくとも３つの画角に相当する画像のコントラスト性能を測定し、前記コントラスト性能に応じて、光電変換素子の配列方向、同直交方向、光軸方向のうちの少なくとも一つの方向に調整レンズを調整することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズユニットの調整方法。
【請求項７】
前記少なくとも３つの画角は、中心画角と中心画角の両端部の画角であり、中心画角と中心画角に対する両端部の画角に相当する前記調整チャートの像のコントラスト性能の差を算出し、前記調整レンズを光軸方向に移動させ、前記コントラスト性能の差を補正するようにして位置調整を行うことを特徴とする請求項６のレンズユニットの調整方法。
【請求項８】
前記少なくとも３つの画角は、中心画角と中心画角の両端部の画角であり、中心画角に対する両端部の画角に相当する前記調整チャートの像のコントラスト性能の差を算出し、前記調整レンズを前記光電変換素子の配列方向に移動させ、前記コントラスト性能の差を補正するようにして位置調整を行うことを特徴とする請求項６又は７のレンズユニットの調整方法。
【請求項９】
前記少なくとも３つの画角は、中心画角と中心画角の両端部の画角であり、中心画角に対する両端部の画角に相当する前記調整チャートの像の平均コントラスト性能を算出し、前記調整レンズを前記光電変換素子の配列方向と直交方向に移動させ、前記コントラスト性能の差を補正するようにして位置調整を行うことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項のレンズユニットの調整方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項のレンズユニットの調整方法で調整されたレンズユニットを有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項１】
原稿の画像情報をレンズユニットにより画像読取手段上に結像して、前記画像情報を読み取る画像読取装置に用いられ、複数の回転対称レンズと、前記回転対称レンズを内包したレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒の端部に配置された調整レンズを有するレンズユニットの調整方法において、
前記調整レンズの前記レンズ鏡筒に対する位置調整及び前記レンズ鏡筒の前記回転対称レンズの対称軸に対する回転調整を行うことを特徴とするレンズユニットの調整方法。
【請求項２】
前記調整レンズは、屈折作用を有する光学部と、前記光学部を保持するフランジ部と、前記フランジ部に設けた３つ以上の凸部または凹部の構造部を有し、
前記構造部のうち少なくとも２つは前記レンズ鏡筒側に設けられており、前記調整レンズの前記レンズ鏡筒に対する位置調整及び前記レンズ鏡筒の前記回転対称レンズの対称軸に対する回転調整を行った後に、前記レンズ鏡筒に接着剤で固定することを特徴とする請求項１に記載のレンズユニットの調整方法。
【請求項３】
該調整レンズに対し、直交する３軸方向の位置調整と同３軸周りの３方向の傾き調整を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズユニットの調整方法。
【請求項４】
前記調整レンズと前記レンズ鏡筒との光軸方向の位置調整をスペーサを介して調整した後に接着剤により前記調整レンズと前記レンズ鏡筒とを固定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズユニットの調整方法。
【請求項５】
前記調整レンズはアナモフィック面を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズユニットの調整方法。
【請求項６】
前記レンズユニットは、光源装置から放射された光束で照明された調整チャートを１次元の光電変換素子上に結像し、前記光電変換素子上に結像した前記調整チャートの像のうち、前記レンズユニットの少なくとも３つの画角に相当する画像のコントラスト性能を測定し、前記コントラスト性能に応じて、光電変換素子の配列方向、同直交方向、光軸方向のうちの少なくとも一つの方向に調整レンズを調整することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズユニットの調整方法。
【請求項７】
前記少なくとも３つの画角は、中心画角と中心画角の両端部の画角であり、中心画角と中心画角に対する両端部の画角に相当する前記調整チャートの像のコントラスト性能の差を算出し、前記調整レンズを光軸方向に移動させ、前記コントラスト性能の差を補正するようにして位置調整を行うことを特徴とする請求項６のレンズユニットの調整方法。
【請求項８】
前記少なくとも３つの画角は、中心画角と中心画角の両端部の画角であり、中心画角に対する両端部の画角に相当する前記調整チャートの像のコントラスト性能の差を算出し、前記調整レンズを前記光電変換素子の配列方向に移動させ、前記コントラスト性能の差を補正するようにして位置調整を行うことを特徴とする請求項６又は７のレンズユニットの調整方法。
【請求項９】
前記少なくとも３つの画角は、中心画角と中心画角の両端部の画角であり、中心画角に対する両端部の画角に相当する前記調整チャートの像の平均コントラスト性能を算出し、前記調整レンズを前記光電変換素子の配列方向と直交方向に移動させ、前記コントラスト性能の差を補正するようにして位置調整を行うことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項のレンズユニットの調整方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項のレンズユニットの調整方法で調整されたレンズユニットを有することを特徴とする画像読取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１３７７５１（Ｐ２０１２−１３７７５１Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６４７３４（Ｐ２０１１−２６４７３４）
【出願日】平成２３年１２月２日（２０１１．１２．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２日（２０１１．１２．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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