JP2009271541A - 分光器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物体面から順に、第一、第二、第三、第四のオフアキシャル反射面から構成されており、かつ第二、第三のオフアキシャル反射面の間の光路中に絞りが配置され、かつ副走査断面内において、原稿面から第一のオフアキシャル反射面に向う光線の光路と第二のオフアキシャル反射面から絞りに光線に向う光路が交差しており、かつその他では交差しておらず、かつ画像情報は、中間結像せずにラインセンサーの結像面上に結像されており、かつオフアキシャル反射面の副走査断面のパワーP(mm−1)、オフアキシャル反射面から次のオフアキシャル反射面までの基準軸に沿った間隔S(mm)との積を適切に設定したこと。
【選択図】図1
Description
前記結像光学系は、物体面から順に、第一のオフアキシャル反射面、第二のオフアキシャル反射面、第三のオフアキシャル反射面、第四のオフアキシャル反射面が配置された4つのオフアキシャル反射面から構成されており、かつ、
前記第二のオフアキシャル反射面と前記第三のオフアキシャル反射面の間の光路中に絞りが配置され、かつ、
副走査断面内において、前記原稿面から前記第一のオフアキシャル反射面に向う光線の光路と前記第二のオフアキシャル反射面から前記絞りに光線に向う光路が交差しており、かつ、
副走査断面内において、前記絞りから前記第三のオフアキシャル反射面に向う光線の光路と前記第四のオフアキシャル反射面から前記結像面に向う光線の光路が交差しておらず、かつ、
前記画像情報は、中間結像せずに前記ラインセンサーの結像面上に結像されており、かつ、
前記オフアキシャル反射面の副走査断面のパワーをP(mm−1)、前記オフアキシャル反射面から次のオフアキシャル反射面までの基準軸に沿った間隔をS(mm)とするとき、
|P|×S<0.5
の条件式を満たす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、前記全てのオフアキシャル反射面の主走査方向のパワーは、正であることを特徴としている。
Y軸:原点を通りチルト面内(図13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13の紙面に垂直な直線)
また、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いる。そ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、本発明の光学系に関する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。
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、本発明の実施形態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:
さらに
C02 =C20 C04=C40 = C22/2 C06=C60 =C24/3 =C42/3
が満たされる場合は回転対称な形状を表す。以上の条件を満たさない場合は非回転対称な形状である。なお、絞りの直径を絞り径として示している。これは光学系の明るさに関係する。又、実施形態の横収差図を示す。物体面上において画面の中心を原点とし、垂直方向(Y方向)の物体面サイズをVS、水平方向(X方向)の物体面サイズHSとする。そのとき(0,VS/2),(0,0),(0,−VS/2),(HS/2,VS/2),(HS/2,0),(HS/2,−VS/2)の位置での画角1〜6の光束の横収差を示す。横収差図においては、横軸は瞳への入射高さを表し、縦軸は収差量を表し、入射瞳面上におけるy断面とx断面の二つの収差を示す。各実施形態とも基本的に各面がyz面を対称面とする面対称の形状となっている為、横収差図においても水平方向のプラス、マイナス方向は同一となるので、図の簡略化の為に、マイナス方向の横収差図は省略している。
図1は本発明の結像光学系として、反射光学系を用いたときの実施形態1の要部断面図である。本実施形態は、反射光学系1によって原稿面O上の画像情報を読取手段としてのラインセンサーLS上に結像する場合を示している。ラインセンサーLSは紙面(YZ面)と垂直方向(X方向、主走査方向)に複数の画素を有している。
0.65<X/Y<1.6
の条件式を満たすように表面反射面の数を設定している。これにより光学系全体の小型化を図っている。以下、本実施形態に用いられる反射光学系の構成データ1を示す。
(構成データ1)
R2 |P|S=0.00902189×35.5697=0.320906
R4 |P|S=0.00970005×14.9985=0.145486
(面R5は次の光学面が存在しないので該当せず。)
実施形態1では、すべての面で|P|Sが0.5以下になっている。|P|Sが0.5以上なら、少しの面の傾き誤差により性能が大きく崩れてしまい表面反射面を精度良く保持しなければならない。
図5は本発明の反射光学系の実施形態2の要部断面図である。本実施形態は、反射光学系2によって、原稿面O上の画像情報をラインセンサーLS上に結像する場合を示している。本実施例の結像光学系は、物体面から順に、第一のオフアキシャル反射面、第二のオフアキシャル反射面、第三のオフアキシャル反射面、第四のオフアキシャル反射面が配置された4つのオフアキシャル反射面から構成されている。第二のオフアキシャル反射面と第三のオフアキシャル反射面の間の光路中に絞りが配置されている。副走査断面内において、原稿面から第一のオフアキシャル反射面に向う光線の光路と第二のオフアキシャル反射面から絞りに光線に向う光路が交差している。副走査断面内において、絞りから第三のオフアキシャル反射面に向う光線の光路と前記第四のオフアキシャル反射面から結像面に向う光線の光路が交差していない。そして画像情報は、中間結像せずにラインセンサーの結像面上に結像されている。
(構成データ2)
R2 |P|S=0.00936854×35.5697=0.333236
R4 |P|S=0.00833666×14.9985=0.125037
(面R5は次の光学面が存在しないので該当せず。)
実施形態2では、すべての面で|P|Sが0.5以下になっている。|P|Sが0.5以上なら、少しの面の傾き誤差により性能が大きく崩れてしまい表面反射面を精度良く保持しなければならない。
図9は本発明の反射光学系の実施形態3の要部断面図である。本実施形態は反射光学系3によって原稿面O上の画像情報をラインセンサーLS上に結像する場合を示している。図9において反射光学系3は原稿面Oからの光線の通過順に、反射面R1、反射面R2、反射面R3、絞りR4、反射面R5、反射面R6の5つの反射面で構成され、原稿面O上の画像をラインセンサーLSに結像する機能を有している。ラインセンサーLSの長さは66.08mm、読み取る画像の大きさ幅は主走査方向に300mm、副走査方向に±0.5mmである。各オフアキシャル反射面R1、R2、R3、R5、R6は前記ラインセンサーLSのセンサーが配列されている方向(X方向)のラインと垂直な方向(Y方向)の断面すなわち副走査断面(YZ断面)内で光路を折り曲げる構成をとっている。この様な構成にすることにより、各反射面の間隔を短縮することができコンパクトで、かつ、偏心誤差に強くなる光学系を得ている。また、中間結像面を構成すれば反射面の有効径を抑えることができるが、リレー系を有するために光路長が長くなるか、各反射面のパワーが強くなり偏心誤差が弱くなる傾向となる。本実施形態では物体面Oの短辺方向の長さが小さいために中間結像面を構成しなくても反射面の大きさはあまり大きくならず、面間隔を小さく構成することができる。以下、本実施形態に用いられる反射光学系の構成データ3を示す。
(構成データ3)
R1 |P|S=0.00802038×12=0.0962445
R2 |P|S=0.00502248×15=0.0753372
R3 |P|S=0.00410259×30=0.123078
R5 |P|S=0.0165277×13=0.21486
(面R6は次の光学面が存在しないので該当せず。)
実施形態3では、すべての面で|P|Sが0.5以下になっている。|P|Sが0.5以上なら、少しの面の傾き誤差により性能が大きく崩れてしまい表面反射面を精度良く保持しなければならない。
1,2,3 反射光学系 4 従来の読み取り光学系 B 副走査モーター
C キャリッジ CG 原稿台ガラス LS ラインセンサー L 照明光源 M1〜3 反射ミラー O 原稿
Claims (3)
- 主走査方向の長さをA(mm)、副走査方向の長さをB(mm)としたとき、A/B > 10を満たす領域の画像情報をラインセンサーの結像面上に結像させる画像読取装置に用いられる結像光学系であって、
前記結像光学系は、物体面から順に、第一のオフアキシャル反射面、第二のオフアキシャル反射面、第三のオフアキシャル反射面、第四のオフアキシャル反射面が配置された4つのオフアキシャル反射面から構成されており、かつ、
前記第二のオフアキシャル反射面と前記第三のオフアキシャル反射面の間の光路中に絞りが配置され、かつ、
副走査断面内において、前記原稿面から前記第一のオフアキシャル反射面に向う光線の光路と前記第二のオフアキシャル反射面から前記絞りに光線に向う光路が交差しており、かつ、
副走査断面内において、前記絞りから前記第三のオフアキシャル反射面に向う光線の光路と前記第四のオフアキシャル反射面から前記結像面に向う光線の光路が交差しておらず、かつ、
前記画像情報は、中間結像せずに前記ラインセンサーの結像面上に結像されており、かつ、
前記オフアキシャル反射面の副走査断面のパワーをP(mm−1)、前記オフアキシャル反射面から次のオフアキシャル反射面までの基準軸に沿った間隔をS(mm)とするとき、
|P|×S<0.5
の条件式を満たすことを特徴とする結像光学系。
但し、前記条件式は、前記第四のオフアキシャル反射面を除く、前記第一のオフアキシャル反射面、前記第二のオフアキシャル反射面、前記第三のオフアキシャル反射面が満たす - 前記全てのオフアキシャル反射面の主走査方向のパワーは、正であることを特徴とする請求項1に記載の結像光学系。
- 請求項1又は2に記載の結像光学系と、前記ラインセンサーと、前記原稿面を照明する光源と、有することを特徴とする画像読取装置。
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JP2000111800A (ja) * | 1998-10-06 | 2000-04-21 | Olympus Optical Co Ltd | 結像光学系 |
JP2000171714A (ja) * | 1998-12-07 | 2000-06-23 | Olympus Optical Co Ltd | 結像光学系 |
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