[发明专利]旋转调整透镜单元的方法

说明书

本发明是申请号为200710154219.7、申请日为2007年9月11日、发明名称为“透镜单元及使用透镜单元的图像读取设备”的专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及透镜单元及使用该透镜单元的图像读取设备。更具体而言，本发明涉及诸如图像扫描仪、复印机或传真机之类的设备，其中具有变形透镜的成像光学系统的光学性能被最好地利用来执行高精度的图像读取。 

背景技术

图7为传统图像读取设备的结构的主要部分的示意图。 

在图7中，72表示在其上放置原稿71的原稿台72(原稿台玻璃)。77表示其中整体容纳了后述的照明系统73，反射镜74a-74e，成像透镜(透镜单元)75和读取装置(CCD)76的滑架。 

可利用副扫描机构78，诸如电动机，使滑架77沿图中箭头A的方向(副扫描方向)扫描移动，从而读取原稿71上的图像信息。 

将由此读取的原稿71的图像信息通过接口(未示出)发送到作为外部设备的个人计算机等。 

73表示照明系统，例如包括氙管，卤素灯或发光二极管阵列。应该注意，例如，可结合诸如沉积有铝的板的反射板，使用照明系统73。74a-74e表示反射镜，其用于使来自原稿71的光束在滑架77内部弯曲。 

75表示成像透镜(透镜单元)，其用于将来自原稿71的光成像到下面所述读取装置76的表面上。 

76表示作为读取装置的CCD(电荷耦合器件)或一维光电转换元件，其包括这样一种结构：多个像素沿垂直于附图纸面的主扫描方向排列。 

在具有上述结构的图像读取设备中，为了试图缩小整个系统，必须缩小滑架77。并且，为了缩小滑架77，最有效的措施是加宽成像透镜75的场角，以缩短其物到像的距离，从而缩短光路长度自身。 

针对按照以上所述方式缩小滑架的这种图像读取设备，已经提出了多种建议(参见专利文献1)。 

在具有上述结构的图像读取设备中，可通过将具有变形表面的变形透镜用作成像透镜的方法，来加宽成像透镜的场角。在这种方法中，成像透镜的成像性能变成相对于光轴是旋转不对称的。从而，必须调节成像透镜的主扫描方向(子午方向)与CCD的多个像素的阵列方向并使其彼此匹配。 

此外，在这种成像透镜的制造过程中，如果将变形透镜固定成偏离透镜镜筒的基准轴，则发生偏心误差。尽管这种偏心误差有可能导致成像性能劣化，不过通过旋转调节旋转对称的透镜组，依然能够保持CCD表面上的成像性能良好。 

对于这种图像读取设备已经提出了多种建议(参见专利文献2)。 

将参照图8和9更详细地解释上述的成像透镜。 

首先，图8中表示出仅由旋转对称透镜组成的传统成像透镜101，并将对其进行描述。 

如果根据其设计精确地制造出旋转对称透镜101a，101b，101c，101d，则由图中点阴影所示的整个图像形成区域105，可获得足够好的成像性能。然而，通常，如在附图中的旋转对称透镜101c所示，在成像透镜的制造过程中发生透镜偏心。如果发生这种透镜偏心，则像平面上的成像性能变得不均匀。 

考虑到这一情形，在成像透镜101仅由旋转对称形状的透镜组成的情形中，使透镜围绕光轴旋转。此外，必须调节透镜，使成像区域105内具有最高成像性能的最佳成像区域104与一维光电转换元件 107的像素的阵列方向106相重叠。下面，将这称作“旋转调节”。 

下面，图9中表示出使用变形透镜构成的成像透镜101，并对其进行描述。 

图中所示的圆圈为具有旋转对称形状的透镜(旋转对称透镜)101a，101b，101c和101d。矩形表示变形透镜(旋转不对称透镜)101e。矩形中的长虚线x表示变形透镜101e的主扫描方向(长轴方向)。使用变形透镜101e的成像透镜101具有包括该变形透镜101e所确定的扁平区域的成像区域105。 

一维光电转换元件107包括其中沿一维方向(主扫描方向)排列有多个像素的线传感器(CCD)，用于取原稿的图像信息作为一维图像。 

将变形透镜101e设置成使得与其折光力的一个方向相应的主扫描方向(长轴方向)与CCD的多个像素的阵列方向(主扫描方向)一致。可以将镜筒(透镜镜筒)102与变形透镜101e组装在一起，同时相对于光轴L相互旋转。