CN104181677B - 图像读取镜头、图像读取装置以及成像设备 - Google Patents

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Abstract

一种图像读取镜头包括分别设置在物侧和像侧的前组和后组透镜系统。前组透镜系统包括5个以上的透镜，5个以上的透镜包括至少1个正透镜和至少1个负透镜，并且后组透镜系统包括1个负透镜。图像读取镜头的整个系统的视场角等于或大于56度。前组和后组透镜系统被构成为相对于前组和后组透镜系统之间的距离的改变，图像读取镜头的整个系统的焦距的改变较小，并且像平面的改变较大，并且通过调整前组和后组透镜系统之间的距离，获得需要的镜头性能。本发明还涉及一种使用该图像读取镜头的图像读取装置，并且涉及一种使用该图像读取装置的成像设备。

Description

图像读取镜头、图像读取装置以及成像设备
技术领域
本发明涉及一种用于图像读取的图像读取镜头，其适合于采集在例如图像扫描仪等的图像读取装置，以及例如传真机、数字复印机等成像设备中的原稿图像。特别地，本发明涉及一种具有少量透镜的小型以及高性能的图像读取镜头，涉及一种使用该图像读取镜头的图像读取装置，并且涉及一种使用该图像读取装置的成像设备。
背景技术
在图像扫描仪、传真机、数字复印机等用于原稿图像读取的图像读取装置中，要被读取的原稿的光学图像通过用于读取的图像读取镜头被缩小和形成，这个缩小的光学图像通过例如CCD(电荷耦合器件)的固态图像传感器被成像，并且图像信息被转换成电子图像数据。另外，为了读取彩色的原稿信息，使用所谓的三线CCD图像传感器的固态图像传感器被构成，其中每一个都具有例如红色、绿色和蓝色滤光片的光接收元件在其光接收表面上排列成三行，原稿的缩小的光学图像被形成，执行三原色分离，并且彩色图像信息被转换成信号。
通常在上述的图像读取镜头中，需要像平面上的高空间频率领域中的高对比度，以及相对于视场角的周围部分的几乎100％的孔径效率。另外，为了有效地读取彩色原稿，光接收表面上的红色、绿色和蓝色的成像位置需要在光轴方向上一致，并且每种颜色的色差要被极好地校正。
传统地，被广泛用作这样的图像读取镜头的所谓的高斯图像读取镜头能够实现较大的直径和高分辨率。然而，为了实现利用高斯镜头结构的高性能的需求，需要等于或大于6个透镜的透镜数量，例如具有4组6透镜的镜头结构、具有5组8透镜的镜头结构等。
另一方面，日本专利第3939908号公报公开了一种图像读取镜头，其透镜数量要少于高斯镜头，并且具有等于或高于高斯镜头的性能，并且具有3至5个透镜的镜头结构。
就是说，日本专利第3939908号公报中公开的图像读取镜头实现了镜头结构中的透镜数量最少是3个的光学系统，位于最靠近像侧的透镜具有负光焦度，以及位于靠近像平面的透镜，这使得它易于校正各种像差并且能够实现高性能。
发明内容
如上所述，日本专利第3939908号公报公开了其中镜头结构需要3至5个透镜的较小数量的结构的光学系统，位于最靠近像侧的透镜具有负折射率，以及位于靠近像平面的透镜，并且因此易于校正各种像差并能够实现高性能。
但是，日本专利第3939908号公报仅仅公开了具有最大约45度视场角的镜头的实例。就是说，在日本专利第3939908号公报中，没有描述近年来随着图像读取装置的小型化和高速图像读取对于图像读取镜头的更广的视场角以及更容易的校正各种像差的需求，并且没有具有等于或大于56度视场角、并且有利地校正各种像差的光学系统。
本发明的一个目的是提供一种高图片质量的图像读取镜头，其视场角等于或大于56度，透镜的数量等于或小于高斯镜头的数量，并且保持小型化以及能够容易地校正各种像差。
为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种用于读取原稿图像的图像读取镜头，包括：设置在物侧的前组透镜系统，并且由5个以下透镜构成，5个以下透镜包括1个以上的正透镜以及1个以上的负透镜；以及设置在像侧由1个负透镜构成的后组透镜系统，其中图像读取镜头的整个系统的视场角等于或大于56度，并且前组透镜系统和后组透镜系统被构造成相对于前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的变化，图像读取镜头的整个系统的焦距的变化很小，并且像平面的变化很大，并且通过调节前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离而获得需要的镜头性能，其中图像读取镜头被配置成满足下面的条件式[1]、[2]和[3]：
[1]-1.00<fr/f<-0.50
[2]1.0<(Rc+Rb)/(Rc-Rb)<1.5
[3]1.0<Ra/Rb<2.8
其中fr是后组透镜系统的焦距，f是图像读取镜头的整个系统的焦距，Ra是前组透镜系统的最靠近像侧的透镜的像侧上的透镜表面的曲率半径，Rb是后组透镜系统的负透镜的物侧上的透镜表面的曲率半径，以及Rc是后组透镜系统的负透镜的像侧上的透镜表面的曲率半径。
附图说明
图1是图解根据本发明的第一实施例的包括用于前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的调节机构的图像读取镜头的示意结构的调节机构的示意图。
图2是图解根据本发明的第二实施例的包括用于前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的调节机构的图像读取镜头的主要部分的示意结构的调节机构的示意图。
图3是图解根据本发明的第三实施例的包括用于前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的调节机构的图像读取镜头的主要部分的示意结构的调节机构的示意图。
图4是图解根据本发明的第四实施例的包括用于前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的调节机构的图像读取镜头的主要部分的示意结构的调节机构的示意图。
图5是图解根据本发明的第五实施例的图像读取镜头的实例1的结构的截面示意图。
图6图解了图5中的图像读取镜头的球差、像散、畸变以及慧差的像差示意图。
图7是图解根据本发明的第六实施例的图像读取镜头的实例2的主要部分的结构的截面示意图。
图8图解了图7中的图像读取镜头的球差、像散、畸变以及慧差的像差示意图。
图9是图解根据本发明的第七实施例的图像读取镜头的实例3的结构的截面示意图。
图10图解了图9中的图像读取镜头的球差、像散、畸变以及慧差的像差示意图。
图11是图解根据本发明的第八实施例的图像读取装置的主要部分的概念结构的截面示意图。
图12是图解根据本发明的第九实施例的图像读取装置的主要部分的概念结构的截面示意图。
图13是图解根据本发明的第十实施例的成像设备的主要部分的概念结构的截面示意图。
具体实施方式
在下文中，根据本发明的实施例，将参考附图详细的说明图像读取镜头、图像读取装置和成像设备。在说明具体的实例之前，将说明本发明的原理的实施例。
如上所述，广为人知的高斯图像读取镜头实现了较大的直径和高分辨率。但是，为了实现近来所需要的高性能，使用高斯图像读取镜头，随之而来的镜头结构的透镜数量的增加和光学系统的尺寸的增加是不可避免的。从而，日本专利第3939908号公报中公开的图像读取镜头相比于高斯图像读取镜头，镜头结构的透镜数量更少，是3至5个，并且能够获得等于或高于高斯图像读取镜头的性能。
但是，在日本专利第3939908号公报中，仅仅公开了具有最大45度视场角的镜头的实例。就是说，在日本专利第3939908号公报中，没有描述近年来随着图像读取装置的小型化和高速图像读取对于图像读取镜头的更广的视场角以及更容易地校正各种像差的需求，并且没有研究具有等于或大于56度视场角并且有利的校正各种像差。
因此，在根据本发明的第一实施例的用于读取原稿图像的图像读取镜头中，在物侧和像侧分别设置有前组透镜系统和后组透镜系统，前组透镜系统由5个以上透镜构成，其中包括1个以上的正透镜以及1个以上的负透镜，以及后组透镜系统由1个负透镜构成。图像读取镜头基本上被构造为以至于图像读取镜头的整个系统的视场角等于或大于56度，前组透镜系统和后组透镜系统被构造成以便相对于前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的变化，图像读取镜头的整个系统的焦距的变化很小，并且像平面的变化很大，并且通过调节前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离而获得需要的镜头性能。
就是说，可以获得小型方以及高性能的图像读取镜头，在该图像读取镜头中，视场角等于或大于56度，整个镜头由6个以下透镜构成，并且镜头性能能够有效地在前组透镜系统和后组透镜系统之间进行调节。特别地，在这样具有等于或大于56度视场角的镜头中，每个透镜的像差校正的量很大，并且因此，通过满足上述的条件，可以有效地调节前组透镜系统和后组透镜系统之间的镜头性能。
在这种情况下，前组透镜系统和后组透镜系统可以由共用的保持器所保持，或者前组透镜系统和后组透镜系统可以分别由前组保持器和后组保持器所保持，并且可以额外包括将那些保持器整体连接的连接器。在前一种通过共用的保持器保持前组透镜系统和后组透镜系统的情况下，作为设置在前组透镜系统和后组透镜系统之间的调节机构，可以使用间隔环。在通过连接器连接每个前组保持器和后组保持器(用于前组透镜系统和后组透镜系统的每一个单独的保持器)的后一种情况下，作为设置在前组透镜系统和后组透镜系统之间的调节机构，能够使用：调节器被插入到连接部分中，每个保持器被相对调节器按压，并且距离被调节到需要的距离的方法；用于相互位置调节的滑动调节机构等被设置在每个保持器和连接器的至少任一个中，滑动位置被调节，并且距离被调节到需要的距离的方法；或者是滑动机构和调节的位置固定机构被设置在每个保持器和连接器的至少一个中，并且距离被调节和固定到需要的距离的方法。另外，前组保持器和后组保持器(用于前组透镜系统和后组透镜系统的单独的保持器)被彼此接合并固定，并且通过调节接合位置将距离调节至需要的距离的方法，它们同样能够使调节机构加倍。
另外，如果分别保持前组透镜系统和后组透镜系统的单独的保持器通过相对的转动前组透镜系统和后组透镜系统来能够相对于光轴独立地调节转动位置，同样可以通过偏心等来校正像平面的倾斜。
此外，在上述结构中，通过使用负透镜作为后组透镜系统的最靠近像侧的透镜实现小型化。由于负透镜被用于最靠近像侧的透镜，所以物距被拉长，并且像距被缩短了。因此，对于镜的排列的限制等减少了，并且可以实现图像读取装置总体上的小型化。在描述了图像读取镜头的结构的后述的每个实例中(实例1-3的每一个)，当从后组透镜系统的负透镜的像侧的透镜表面到像平面在光轴上的长度的后焦距是BF，并且整个镜头长度是D时，BF/D的值是0.13至0.21。
此外，通过满足下面的条件式[1]，上述的图像读取镜头可以通过前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的调节来减小焦距的变化，并且防止共轭长度的变化。并且因此，可以达到图像读取镜头，以及使用小尺寸的图像读取镜头的整个图像读取装置的结构的进一步的小型化。
[1]-1.00<fr/f<-0.50
这里，fr是后组透镜系统的焦距，并且f是整个图像读取镜头系统的焦距。
条件式[1]限定了后组透镜系统的焦距与整个图像读取镜头系统的焦距的比率。
在条件式[1]中，当fr/f的值大于条件式[1]的上限值时，由前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的变化引起的焦距的变化太大了，并且难以调节。当fr/f的值小于条件式[1]的下限值时，后透镜组的负透镜的放大率总的来说太小，并且难以在具有等于或大于56度视场角的广角透镜中进行良好的像差校正。
要注意，为了小型化光学系统，防止共轭长度的变化很重要。尤其是，在想要使广角镜头小型化的情况下，通过满足上述结构的条件式[1]，当通过前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离来进行调节时，可以将焦距的变化抑制地很小，并且因此，可以使得共轭长度的变化更小，保持小型化，并且获得高图像质量。
此外，在根据本发明的实施例的图像读取镜头中，通过满足下面的条件式[2]和[3]，可以适当地获得通过前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的调节中的像平面的变化的量。
[2]1.0<(Rc+Rb)/(Rc-Rb)<1.5
[3]1.0<Ra/Rb<2.8
这里，Ra是前组透镜系统的最靠近像侧的透镜的像侧的透镜表面的曲率半径，Rb是后组透镜系统的负透镜的物侧的透镜表面的曲率半径，以及Rc是后组透镜系统的负透镜的像侧的透镜表面的曲率半径。
条件式[2]限定了图像读取镜头的后组透镜系统的负透镜的透镜形状，并且条件式[3]限定了前组透镜系统的最靠近像侧的透镜的像侧的透镜表面的曲率半径与后组透镜系统的负透镜的物侧的透镜表面的曲率半径的比率。
在条件式[2]中，当(Rc+Rb)/(Rc-Rb)的值大于条件式[2]的上限值时，后组透镜系统的负透镜的物侧的透镜表面的曲率和前组透镜系统的最靠近像侧的透镜的像侧的透镜表面的曲率太接近，离轴子午光线的变化变得很小，并且难以通过前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离来进行像平面的倾斜的校正。
另外，当(Rc+Rb)/(Rc-Rb)的值小于条件式[3]的下限值时，后组透镜系统的负透镜的物侧上的透镜表面的曲率更强，并且难以进行良好的像差校正。
另外，在条件式[3]中，通过使得Ra/Rb的值落在条件式[3]的上限值和下限值之间的范围内，可以获得通过前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的调节中的像平面的良好的变化量。
就是说，在上述的图像读取镜头的结构中，通过后组透镜系统的负透镜的透镜形状以及前组透镜系统的最靠近像侧的透镜的像侧的透镜表面与后组透镜系统的负透镜的物侧的透镜表面之间的关系满足条件式[2]和[3]，可以通过前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的调节来获得离轴像平面的良好的变化量，并且通过前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的调节，可以调节像平面，并获得高图像质量。
此外，通过满足下面的条件式[4]，根据本发明的实施例的图像读取镜头可以实现进一步的小型化。
[4]0.2<ds/D<0.6
这里，ds是在光轴上在前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离，并且D是整个镜头的长度。
条件式[4]限定了在光轴上在前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离与图像读取镜头的总长度的比率。
在条件式[4]中，当ds/D的值大于条件式[4]的上限值时，图像读取镜头的总长度增加，并且因此，图像读取镜头变得更大。当ds/D的值小于条件式[4]的下限值时，前组透镜系统的直径变得更大，并且图像读取镜头变得更大，并且因此，出现了成本的提高。
此外，通过满足下面的条件式[5]，根据本发明的实施例的图像读取镜头可以实现进一步的良好的离轴像差校正。
[5]
这里，是前组透镜系统的最靠近像侧透镜的像侧上的透镜表面的有效直径，是后组透镜系统的负透镜的物侧上的透镜表面的有效直径，并且ds是在光轴上在前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离。
条件式[5]限定了前组透镜系统的最靠近像侧透镜的像侧上的透镜表面的有效直径与后组透镜系统的负透镜的物侧上的透镜表面的有效直径之间的差值与在光轴上前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的比率。
在条件式[5]中，如果的值偏离了条件式[5]的值的范围，那么在后组透镜系统的负透镜的物侧上的透镜表面以及像侧上的透镜表面上会出现离轴光线的急剧的弯曲，并且难以达到良好的像差校正。
此外，在根据本发明的实施例的图像读取镜头中，构成后组透镜系统的负透镜的至少一个表面最好是非球面。因此，通过使得后组透镜系统的负透镜的至少一个表面是非球面，可以通过扭曲而有效地校正图像的畸变。
此外，在根据本发明的实施例的图像读取镜头中，构成前组透镜系统的多个透镜的至少一个表面最好是非球面。通过使得构成前组透镜系统的多个透镜的至少一个表面是非球面，可以更有效地校正像差。
此外，在根据本发明的实施例的图像读取镜头中，因为构成图像传感器的光接受元件阵列被排列在像平面上，所以构成后组透镜系统的负透镜的外部形状可以是不关于光轴转动对称的，并且此外，外部形状最好是在主扫描方向上比在副扫描方向上更长的纸条形、椭圆形等等。
当尝试利用如上述的图像读取镜头的结构来获得高图像质量时，后组透镜系统的透镜直径有变得过大的倾向；但是，在光接收元件阵列被用作图像传感器的情况下，仅仅需要确保光线通过的对应于光接收元件的排列方向的主扫描方向的单一的方向上的尺寸。因此，对于垂直于光接收元件的排列的副扫描方向，图像读取镜头的尺寸能够小于镜头直径，并且可以实现总体上的小型化。
不必说，构成后组透镜系统的负透镜的外部形状可以相对于光轴旋转地对称。另外，在这种情况下，可以通过使用作为图像传感器的面传感器同时读取图像的全部画面。
此外，在根据本发明的第八和第九实施例的每个下述的图像读取装置中，包括照亮原稿的照明系统，形成由照明系统照亮的原稿的反射光的缩小的图像的成像镜头，以及对由成像镜头形成的原稿的缩小的图像光电转换的图像传感器，并且上述的图像读取镜头被用作成像镜头，并且因此，可以获得高性能的图像读取装置，该图像读取装置很小并且能够有效地校正随着温度变化的图像读取的精度的下降。
另外，在根据本发明的第十实施例的下述的成像设备中，包括读取原稿图像并获得电子图像数据的图像读取装置，以及基于在例如纸张等输出介质上的图像数据来形成并输出二维图像的图像输出装置等等，并且成像设备中的图像读取装置由使用上述图像读取镜头作为成像镜头的图像读取装置所构成。
成像设备通过使用包括了上述图像读取镜头作为成像镜头的图像读取装置赖构成，并且因此，可以获得高性能的成像设备，该成像设备很小并且能够有效地校正随温度变化的图像读取的精度的下降。
[第一实施例]
接下来，将按顺序来说明本发明的多个实施例。本发明的第一到第四实施例中的每一个实施例都是关于用于图像读取镜头的前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的调节机构。图1是根据本发明的第一实施例的用于图像读取镜头的前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的调节机构的示意图。图2是根据本发明的第二实施例的用于图像读取镜头的前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的调节机构的示意图。图3是根据本发明的第三实施例的用于图像读取镜头的前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的调节机构的示意图。图4是根据本发明的第四实施例的用于图像读取镜头的前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的调节机构的示意图。
在第一到第四实施例中的每一个实施例中，举例说明了用于前组透镜系统和后组透镜系统之间的距离的调节机构的结构。
图1中所示的图像读取镜头包括前组透镜系统GF1，后组透镜系统GR1以及调节器SP。
就是说，为了获得具有等于或大于56度的视场角的结构，图像读取镜头被构造成以便前组透镜系统GF1和后组透镜系统GR1被分别设置在物侧和像侧，前组透镜系统GF1由5个以下透镜构成，这些透镜包括1个以上的正透镜以及1个以上的负透镜，后组透镜系统GR1由1个负透镜构成，整个图像读取镜头由6个以下的透镜构成，由前组透镜系统GF1和后组透镜系统GR1之间的距离的变化引起的焦距的变化很小，并且像平面的变化很大。并且因此，可以通过前组透镜系统GF1和后组透镜系统GR1之间的距离来进行调节，并且实现小型的且高性能的图像读取镜头。
特别地，在如上所述的具有等于或大于56度视场角的镜头中，每个透镜的像差校正量很大，并且通过满足上述的条件，可以通过前组透镜系统GF1和后组透镜系统GR1之间的距离完成调节。
前组透镜系统GF1和后组透镜系统GR1可以由一个共用的保持器所保持，或者设置保持前组透镜系统的前组保持器、保持后组透镜系统的后组保持器以及整体连接这些保持器的连接器。
在根据图1所示的第一实施例的图像读取镜头中，在共用的保持器保持前组透镜系统GF1和后组透镜系统GR1的情况下，作为设置在前组透镜系统GF1和后组透镜系统GR1之间的调节机构，使用例如间隔环等等的调节器SP。调节器SP被插入在前组透镜系统GF1和后组透镜系统GR1之间，前组透镜系统GF1和后组透镜系统GR1被对着调节器SP的两侧挤压，并且前组透镜系统GF1和后组透镜系统GR1之间的相互的距离由调节器SP所调节。通过选择性地使用在光轴方向上厚度不同的调节器，可以调节前组透镜系统GF1和后组透镜系统GR1之间的相互的距离。
[第二实施例]
图2示意性地的图解了从上面看的根据本发明的第二实施例的图像读取镜头的概念结构。
图2中所示的图像读取镜头包括前组透镜系统GF2，后组透镜系统GR2以及底座MB1。
就是说，类似于第一实施例，为了获得具有等于或大于56度的视场角的结构，图像读取镜头被构造成使得前组透镜系统GF2和后组透镜系统GR2被分别设置在物侧和像侧，前组透镜系统GF2由5个以下透镜构成，这些透镜包括1个以上的正透镜以及1个以上的负透镜，后组透镜系统GR2由一个负透镜构成，整个图像读取镜头由6个以下的透镜构成，由前组透镜系统GF2和后组透镜系统GR2之间的距离的变化引起的焦距的变化很小，并且像平面的变化很大。并且因此，可以通过前组透镜系统GF2和后组透镜系统GR2之间的距离执行调节，并且实现小型的且高性能的图像读取镜头。
在根据第二实施例的图像读取镜头中，作为整体保持并连接前组透镜系统GF2和后组透镜系统GR2的连接器，提供了作为前组透镜系统GF2和后组透镜系统GR2的共用底座的底座MB1。底座MB1配备有滑动导轨SG1，以及滑动导轨SG2和SG3。借助作为凹槽等的滑动导轨SG1，前组透镜系统GF2被保持为在光轴方向上的位移是可调节的。同样地，借助作为两个凹槽等等的滑动导轨SG2和SG3，后组透镜系统GR2被保持为在光轴方向上的位移是可调节的。前组透镜系统GF2在光轴方向上的位移由底座MB1的滑动导轨SG1所调节，并且后组透镜系统GR2的光轴方向上的位移由滑动导轨SG2和SG3所调节，并且因此，可以调节前组透镜系统GF2和后组透镜系统GR2之间的相互距离。
[第三实施例]
图3示意性地图解了从上面看的根据本发明的第三实施例的图像读取镜头的概念结构。
图3中所示的图像读取镜头包括前组透镜系统GF3，后组透镜系统GR3、滑动底座SB以及底座MB2。
就是说，为了获得具有等于或大于56度的视场角的结构，图像读取镜头被构造成使得前组透镜系统GF3和后组透镜系统GR3被分别设置在物侧和像侧，前组透镜系统GF3由5个以下的透镜构成，这些透镜包括1个以上的正透镜以及1个以上的负透镜，后组透镜系统GR3由一个负透镜构成，整个图像读取镜头由6个以下的透镜构成，由前组透镜系统GF3和后组透镜系统GR3之间的距离的变化引起的焦距的变化很小，并且像平面的变化很大。并且因此，可以通过前组透镜系统GF3和后组透镜系统GR3之间的距离进行调节，并且实现小型的且高性能的图像读取镜头。
在根据图3所示的第三实施例的图像读取镜头中，作为整体保持并连接前组透镜系统GF3和后组透镜系统GR3的连接器，提供了作为前组透镜系统GF3和后组透镜系统GR3的共用底座的底座MB2。
前组透镜系统GF3被整体地固定并由底座MB2保持。后组透镜系统GR3被整体地固定并由滑动底座SB保持。底座MB2配备有作为两个凹槽等的滑动导轨SG4和SG5。后组透镜系统GR3被固定在其上的滑动底座SB被保持为通过滑动导轨SG4和SG5，光轴方向上的位移是可调节的，并且滑动底座SB通过固定螺钉FS1和FS2被固定在调节后的位置处。就是说，通过滑动导轨SG4和SG5来调节后组透镜系统GR3被固定在其上的滑动底座SB在光轴方向上的位置，并且通过固定螺钉FS1和FS2将滑动底座SB固定到底座MB2，可以调节并固定前组透镜系统GF3和后组透镜系统GR3之间的相互距离。
注意在图3中，显示了前组透镜系统GF3被固定在底座MB2上、并且后组透镜系统GR3的位置经由滑动底座SB被调节到底座MB2的结构；但是，举例来说，后组透镜系统GR3可以被固定到底座MB2，并且前组透镜系统GF3的位置可以经由滑动底座被调节到底座MB2。
[第四实施例]
图4示意性的图解了根据本发明的第四实施例的图像读取镜头的概念结构。
图4中所示的图像读取镜头包括前组透镜系统GF4，后组透镜系统GR4，前组附着突起PF和后组附着突起PR。
就是说，为了获得具有等于或大于56度视场角的结构，图像读取镜头被构造成使得前组透镜系统GF4和后组透镜系统GR4被分别设置在物侧和像侧，前组透镜系统GF4由5个以下的透镜构成，这些透镜包括1个以上的正透镜以及1个以上的负透镜，后组透镜系统GR4由1个负透镜构成，整个图像读取镜头由6个以下的透镜构成，由前组透镜系统GF4和后组透镜系统GR4之间的距离的变化引起的焦距的变化很小，并且像平面的变化很大。并且因此，可以通过前组透镜系统GF4和后组透镜系统GR4之间的距离执行调整，并且实现小型的且高性能的图像读取镜头。
在根据第四实施例的图像读取镜头中，作为整体保持并连接前组透镜系统GF4和后组透镜系统GR4的连接器，设置有从前组透镜系统GF4在外部圆周方向并在光轴方向上向后突起的前组附着突起PF，以及从后组透镜系统GR4朝向光轴方向的前方突起的后组附着突起PR。
前组透镜系统GF4和后组透镜系统GR4之间的距离被调整并设定，并且如图4中所示，前组附着突起PF和后组附着突起PR彼此附着、连接及保持，并且因此可以调整并固定前组透镜系统GF4和后组透镜系统GR4之间的相互距离。
另外，如上所述，如果在调整前组透镜系统和后组透镜系统之间的相互距离的同时，前组透镜系统和后组透镜系统相对于光轴的转动是可调的，那么通过相对于后组透镜系统转动前组透镜系统，可以校正由于偏心率等的像平面的倾斜。
[实例1]
[第五实施例]
接下来，将要说明根据本发明的第五实施例的图像读取镜头的具体的实例(数值的实例)。
实例1至3是根据本发明的第五至第七实施例的图像读取镜头的数值的实例的具体结构的实例。图5和6是说明本发明的第五实施例以及实例1中的图像读取镜头的示意图。图7和8是说明本发明的第六实施例以及实例2中的图像读取镜头的示意图。图9和10是说明本发明的第七实施例以及实例3中的图像读取镜头的示意图。
实例1至3中的像差都被充分地校正。就是说，通过将图像读取镜头构造成根据本发明的第五至第七实施例的任一个图像读取镜头，根据实例1至3可以明确，非常良好的图像性能能够得到保证。
以下是实例1至3中的共用标记的含义。
F：F数
Y：物高
R：曲率半径
d：面间隔
ne：e线的折射率
ve：e线的阿贝数
光学表面的有效直径
K：非球面的圆锥常数
A4：四阶非球面系数
A6：六阶非球面系数
A8：八阶非球面系数
A10：十阶非球面系数
这里使用的非球面形状被通过下面的式子[6]限定为光轴方向上的非球面量X，其中近轴曲率半径(近轴曲率)的倒数是C，自光轴的高度是H，并且圆锥常数是K，通过使用上面的每一个非球面系数，并且形状通过给定的近轴曲率半径、圆锥常数以及非球面系数来确定。
〔6〕 X = CH 2 1 + { 1 - ( K + 1 ) C 2 H 2 } + A 4 &CenterDot; H 4 + A 6 &CenterDot; H 6 + A 8 &CenterDot; H 8 + A 10 &CenterDot; H 10
图5图解了本发明的第五实施例以及实例1的图像读取镜头的光学系统的纵断面的结构。
图5中所示的图像读取镜头包括第一透镜E1，第二透镜E2，第三透镜E3，第四透镜E4，第五透镜E5，第六透镜E6，孔径AD，接触玻璃CTG以及盖玻璃CVG。
在图5中，作为构成图像读取镜头的光学系统的光学元件，从作为拍摄对象的原稿图像的一侧，也就是，从物侧到像侧，顺序排列接触玻璃CTG，第一透镜E1，第二透镜E2，孔径AD，第三透镜E3，第四透镜E4，第五透镜E5，第六透镜E6以及盖玻璃CVG。
接触玻璃CTG通常是作为原稿放置玻璃等等的平行板玻璃，原稿图像紧密地接触并放置在平行板玻璃的表面上。
第一透镜E1是由双凸透镜构成的正透镜，其在物侧上具有凸面，物侧上的凸面的曲率大于像侧上的凸面的曲率(就是说，该表面具有较小的曲率半径)，并且在物侧上形成非球面表面。第二透镜E2是由双凹透镜构成的负透镜，其在像侧上具有凹面，像侧上的凹面的曲率大于物侧上的凹面的曲率。第一透镜E1和第二透镜E2这两个透镜彼此紧密地附着并整体地接合，并且两个透镜被接合形成接合透镜。
孔径AD被插入到第二透镜E2和第三透镜E3之间。
第三透镜E3是在物侧上具有凹面的负弯月透镜。
第四透镜E4是由双凸透镜构成的正透镜，其在像侧上具有凸面，像侧上的凸面的曲率大于物侧上的凸面的曲率，并且第五透镜E5是具有在物侧上的凹面的负弯月透镜。
第四透镜E4和第五透镜E5这两个透镜彼此紧密地附着并整体地接合，并且两个透镜被接合形成接合透镜。
第一透镜E1，第二透镜E2，孔径AD，第三透镜E3，第四透镜E4和第五透镜E5构成前组透镜系统Gf。
第六透镜E6是在物侧上具有凹面的负弯月透镜，在物侧和像侧上的两个表面形成为非球面，并且第六透镜E6单独的构成后组透镜系统Gr。
盖玻璃CVG通常是保护例如CCD(电荷耦合器件)传感器或者CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器的固态图像传感器的像平面的平行板密封玻璃，传感器是对通过图像读取镜头形成的原稿图像形成光学图像并且获得电子图像数据，并且在使用例如光学低通滤光片、红外截止滤光片等的各种光学滤光片，以及代替盖玻璃的白玻璃的情况下，那些被认为是属于盖玻璃CVG。
就是说，图像读取镜头的主体由第一透镜E1，第二透镜E2，孔径AD，第三透镜E3，第四透镜E4和第五透镜E5构成的前组透镜系统Gf以及由第六透镜E6构成的后组透镜系统Gr构造而成，并且被紧密地接触并放置在接触玻璃CVG上的作为成像对象的原稿图像的光学图像被形成在盖玻璃CVG后面。
在图5中，同样图解了光学表面的表面编号。图5中的每个参考标记是实例1至3中相应部分所共用的，为了避免由于参考标记的阿拉伯数字的增加引起的说明的复杂化，并且因此，如果图7和9中使用了共用的参考标记，对应的实例2和实例3没有必要具有同样的结构。
在实例1中，F数F＝F5.00，视场角(总的视场角)ω＝59.07°，并且物高Y＝152.4，并且每个光学元件的光学特性如下表中所示。注意在下面的表1中，接触玻璃用CTG表示，孔径用AD表示，盖玻璃用CVG表示，前组透镜系统用Gf表示，后组透镜系统用Gr表示，第一透镜用E1表示，第二透镜用E2表示，第三透镜用E3表示，第四透镜用E4表示，第五透镜用E5表示，并且第六透镜用E6表示，以及BF表示后焦距。
[表1]
光学特性
在表1中，加了星号“*”的表面编号的透镜表面是非球面。就是说，在表1中，加了星号“*”的第三表面、第十二表面、第十三表面的中每一个都是非球面，并且式子[6]中的每个非球面的参数如下面的表2所示。要注意关于非球面系数，“En”表示“10的次方”，也就是，“×10n”，并且举例来说，“E-05”表示“×10-5”。这些可以应用到其它实例中。
[表2]
非球面参数
在这种情况下，对应于条件式[1]至[5]的值如下表[3]中所示，并且分别满足条件式[1]至[5]。
[表3]
条件式的值
条件式 变量 值
〔1〕 fr/f -0.94
〔2〕 (Rc+Rb)/(Rc-Rb) 1.34
〔3〕 Ra/Rb 1.55
〔4〕 ds/D 0.48
〔5〕 (φb-φa)/2ds 0.22
另外，在图6中图解了实例1中的球差、像散、畸变以及慧差的示意图。要注意在那些像差示意图中，球差的示意图中的虚线表示正弦条件，并且像散的示意图中的实线和虚线分别表示弧矢光线和子午光线。此外，“e”、“g”、“C”和“F”分别表示e线、g线、C线和F线。
[实例2]
[第六实施例]
图7图解了本发明的第六实施例以及实例2的图像读取镜头的光学系统的纵断面的结构。
图7中所示的图像读取镜头包括第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、孔径AD、接触玻璃CTG以及盖玻璃CVG。
在图7中，作为构成图像读取镜头的光学系统的光学元件，从作为拍摄对象的原稿图像的一侧，也就是，从物侧到像侧，顺序排列接触玻璃CTG，第一透镜E1，第二透镜E2，孔径AD，第三透镜E3，第四透镜E4，第五透镜E5，第六透镜E6以及盖玻璃CVG。
接触玻璃CTG通常是作为原稿放置玻璃等等的透明的平行板玻璃，原稿图像紧密地接触并放置在其上。
第一透镜E1是由在物侧上具有凸面的双凸透镜构成的正透镜，其物侧上的凸面的曲率大于像侧上的凸面的曲率，并且在物侧上形成非球面表面。第二透镜E2是由在像侧上具有凹面的双凹透镜构成的负透镜，其像侧上的凹面的曲率大于物侧上的凹面的曲率。第一透镜E1和第二透镜E2这两个透镜彼此紧密地附着并整体地接合，并且两个透镜被接合形成接合透镜。
孔径AD被插入到第二透镜E2和第三透镜E3之间。
第三透镜E3是由在像侧上具有凹面的双凹透镜构成的负透镜，其像侧上的凹面的曲率大于物侧上的凹面的曲率。
第四透镜E4是由在像侧上具有凸面的双凸透镜构成的正透镜，其像侧上的凸面的曲率大于物侧上的凸面的曲率，并且第五透镜E5是具有在物侧上的凹面的负弯月透镜。
第四透镜E4和第五透镜E5这两个透镜彼此紧密地附着并整体地接合，并且两个透镜被接合形成接合透镜。
第一透镜E1，第二透镜E2，孔径AD，第三透镜E3，第四透镜E4和第五透镜E5构成前组透镜系统Gf。
第六透镜E6是在物侧上具有凹面的负弯月透镜，在物侧和像侧上的两个表面形成为非球面，并且第六透镜E6单独地构成后组透镜系统Gr。
盖玻璃CVG通常是保护例如CCD(电荷耦合器件)传感器或者CMOS图像传感器的固态图像传感器的像平面的平行板密封玻璃，传感器对通过图像读取镜头形成的原稿图像形成光学图像并且获得电子图像数据，并且在使用例如光学低通滤光片、红外截止滤光片等的各种光学滤光片，以及白玻璃代替盖玻璃的情况下，那些被认为是属于盖玻璃CVG。
就是说，图像读取镜头的主体由第一透镜E1，第二透镜E2，孔径AD，第三透镜E3，第四透镜E4和第五透镜E5构成的前组透镜系统Gf以及由第六透镜E6构成的后组透镜系统Gr构造而成，并且作为紧密地接触并放置在接触玻璃CTG上的成像对象的原稿图像的光学图像形成在盖玻璃CVG的后面。
在实例2中，F数F＝F5.00，视场角(总的视场角)ω＝59.15°，并且物高Y＝152.4，并且每个光学元件的光学特性如下表4中所示。注意在下面的表4中，接触玻璃用CTG表示，孔径用AD表示，盖玻璃用CVG表示，前组透镜系统用Gf表示，后组透镜系统用Gr表示，第一透镜用E1表示，第二透镜用E2表示，第三透镜用E3表示，第四透镜用E4表示，第五透镜用E5表示，并且第六透镜用E6表示，以及BF表示后焦距。
[表4]
光学特性
同样在表4中，加了星号“*”的表面编号的透镜表面是非球面。就是说，在表4中，加了星号“*”的第三表面、第十二表面、第十三表面中的每一个都是非球面，并且式子[6]中的每个非球面的参数如下面的表5所示。
[表5]
非球面参数
在这种情况下，对应于条件式[1]至[5]的值如下表6中所示，并且分别满足条件式[1]至[5]。
[表6]
条件式的值
条件式 变量 值
〔1〕 fr/f -0.75
〔2〕 (Rc+Rb)/(Rc-Rb) 1.09
〔3〕 Ra/Rb 1.81
〔4〕 ds/D 0.37
〔5〕 (φb-φa)/2ds 0.16
另外，在图8中图解了实例2中的球差，像散，畸变以及慧差的示意图。要注意在那些像差示意图中，球差的示意图中的虚线表示正弦条件，并且像散的示意图中的实线和虚线分别表示弧矢光线和子午光线。此外，“e”、“g”、“C”和“F”分别表示e线、g线、C线和F线。
[实例3]
[第七实施例]
图9图解了本发明的第七实施例以及实例3的图像读取镜头的光学系统的纵断面的结构。
图9中所示的图像读取镜头包括第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、孔径AD、接触玻璃CTG以及盖玻璃CVG。
在图9中，作为构成图像读取镜头的光学系统的光学元件，从作为拍摄对象的原稿图像的一侧，也就是，从物侧到像侧，顺序排列接触玻璃CTG，第一透镜E1，第二透镜E2，孔径AD，第三透镜E3，第四透镜E4，第五透镜E5，第六透镜E6以及盖玻璃CVG。
接触玻璃CTG通常是作为原稿放置玻璃等等的平行板玻璃，原稿图像紧密地接触并放置在其上。
第一透镜E1是在像侧上具有凹面的负弯月透镜，并且在物侧上形成非球面。第二透镜E2是在像侧上具有凹面的正弯月透镜。第一透镜E1和第二透镜E2这两个透镜彼此紧密地附着并整体地接合，并且两个透镜被接合形成接合透镜。
孔径AD被插入到第二透镜E2和第三透镜E3之间。
第三透镜E3是由在像侧上具有凹面的双凹透镜构成的负透镜，其像侧上的凹面的曲率大于物侧上的凹面的曲率。第四透镜E4是由在像侧上具有凸面的双凸透镜构成的正透镜，其像侧上的凸面的曲率大于物侧上的凸面的曲率，并且第五透镜E5是具有在物侧上的凹面的正弯月透镜。
第三透镜E3，第四透镜E4和第五透镜E5这三个透镜彼此紧密地附着并整体地接合，并且三个透镜被接合形成接合透镜。
第一透镜E1，第二透镜E2，孔径AD，第三透镜E3，第四透镜E4和第五透镜E5构成前组透镜系统Gf。
第六透镜E6是在物侧上具有凹面的负弯月透镜，在物侧和像侧上的两个表面形成为非球面，并且第六透镜E6单独的构成后组透镜系统Gr。
根据第七实施例的实例3的图像读取镜头的结构和实例1以及实例2不同，因为第三透镜E3和第四透镜E4是接合的。
盖玻璃CVG通常是保护例如CCD传感器或者CMOS传感器的固态图像传感器的像平面的平行板密封玻璃，传感器对通过图像读取镜头形成的原稿图像形成光学图像并且获得电子图像数据，并且在使用例如光学低通滤光片、红外截止滤光片等的各种光学滤光片，以及白玻璃代替盖玻璃的情况下，那些被认为是属于盖玻璃CVG。
就是说，图像读取镜头的主体由第一透镜E1，第二透镜E2，孔径AD，第三透镜E3，第四透镜E4和第五透镜E5构成的前组透镜系统Gf以及由第六透镜E6构成的后组透镜系统Gr构造而成，并且作为紧密地接触并放置在接触玻璃CTG上的成像对象的原稿图像的光学图像形成在盖玻璃CVG的后面。
在实例3中，F数F＝F5.00，视场角(总的视场角)ω＝59.64°，并且物高Y＝152.4，并且每个光学元件的光学特性如下表7中所示。注意在下面的表7中，接触玻璃用CTG表示，孔径用AD表示，盖玻璃用CVG表示，前组透镜系统用Gf表示，后组透镜系统用Gr表示，第一透镜用E1表示，第二透镜用E2表示，第三透镜用E3表示，第四透镜用E4表示，第五透镜用E5表示，并且第六透镜用E6表示，以及BF表示后焦距。
[表7]
光学特性
同样在表7中，加了星号“*”的表面编号的透镜表面是非球面。就是说，在表7中，加了星号“*”的第三表面、第十一表面、第十二表面中的每一个都是非球面，并且式子[6]中的每个非球面的参数如下面的表8所示。
[表8]
非球面参数
在这种情况下，对应于条件式[1]至[5]的值如下表9中所示，并且分别满足条件式[1]至[5]。
[表9]
条件式的值
条件式 变量 值
〔1〕 fr/f -0.63
〔2〕 (Rc+Rb)/(Rc-Rb) 1.05
〔3〕 Ra/Rb 2.35
〔4〕 ds/D 0.23
〔5〕 (φb-φa)/2ds 0.18
另外，在图10中图解了实例3中的球差，像散，畸变以及慧差的示意图。要注意，在那些像差示意图中，球差的示意图中的虚线表示正弦条件，并且像散的示意图中的实线和虚线分别表示弧矢光线和子午光线。此外，“e”、“g”、“C”和“F”分别表示e线、g线、C线和F线。
[第八实施例]
接下来，将说明由采用例如根据第五实施例的实例1，根据第六实施例的实例2，根据第七实施例的实例3等等作为用于图像读取的成像镜头的图像读取镜头构成的根据本发明的第八实施例的图像读取镜头。
在第八实施例和第九实施例中，例如根据第五实施例的实例1，根据第六实施例的实例2，或者根据第七实施例的实例3的图像读取镜头被采用作为用于图像读取的成像镜头。图11是说明根据本发明的第八实施例的图像读取装置的示意图，以及图12是说明根据本发明的第九实施例的图像读取装置的示意图。
图11示意性地图解根据本发明的第八实施例的图像读取装置的纵断面的概念结构的示意图。在根据第八实施例的图像读取装置中，上述实例1的图像读取镜头，上述实例2的图像读取镜头以及上述实例3的图像读取镜头中的任一个被用作用于图像读取的成像镜头。
图11中所示的图像读取装置包括接触玻璃101，第一载体103，第二载体104，图像读取镜头105以及线传感器106。第一载体103包括照明光源103a，光源镜103b以及第一镜103c。第二载体104包括第二镜104a以及第三镜104b。线传感器106包括光电转换元件106a、106b和106c，其包括作为色彩分离器的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)滤光片，并且通过将光电转换元件在一个芯片上排列形成三行来构成3线CCD传感器。这里，举例来说，图像读取镜头105通过使用根据上述第一至第三实施例中的任一个图像读取镜头构成。
在图11中，作为要被读取的对象的、要被读取的图像被记载在其上的原稿TD以平坦的方式以要被读取的表面向下的状态被放置在作为原稿工作台的平坦的原稿放置玻璃的接触玻璃101上。放置在接触玻璃101下面的第一载体103保持都沿着垂直于图11的图面方向的照明光源103a、光源镜103b以及第一镜103c，并且第一载体103以均匀的行进速度V从图11中如第一载体103所示的位置行进到如第一载体103'所示的位置。
照明光源103a是在垂直于图11的图面的纵向的方向上的细长形的光源。作为照明光源103a，可以使用卤素灯，Xe(所谓的氙气)灯或者例如冷阴极管的荧光灯等的管状灯，可以使用例如LED(发光二极管)的点光源排列在其中的照明光源，或者使用将点光源转换成线光源的光导装置的线性光源，或者由有机EL(电致发光)所代表的面发射光源被形成为细长形状的照明光源。照明光源103a被控制为当第一载体103沿着图11的右方行进并位移时，发出光线。从照明光源103a发出的光线由垂直于图11的图面方向上的细长的半管状的光源镜103b导向，并且照亮在接触玻璃101上放置的原稿中垂直于图11的图面的主扫描方向上的细长的狭缝状的部分。
第一镜103c由第一载体103保持，处于一种镜面相对于接触玻璃101的原稿放置表面成45度的倾斜的状态。
第二载体104保持成对的垂直于图11的图面方向的细长的第二镜104a和第三镜104b，其镜面倾斜彼此垂直。第二载体104以均匀的行进速度V/2(即，第一载体103的一半的速度)与第一载体103的位移同步的位移到如第二载体104'所示的位置。
来自原稿TD中被照明的部分的反射光(由图像所反射的光线)被设置在第一载体103中的第一镜103c所反射，然后被设置在第二载体104中第二镜104a和第三镜104b顺序反射，入射到图像读取镜头105，并且通过图像读取镜头105，缩小的原稿图像的光学图像经由作为图像传感器的线传感器106的盖玻璃被形成在线传感器106的像平面(输入平面)上。
就是说，第一镜103c，第二镜104a和第三镜104b构成反射光学系统。通过未图示的驱动器，第一载体103和第二载体104分别沿着箭头方向(图中的右方)行进。这时候，如果第一载体103的行进速度是V，第二载体104的行进速度是V/2，并且当第一载体103行进了预定量的同时，第二载体104仅仅行进了第一载体103的行进量的一半。
通过如上述的行进，第一载体103和第二载体104分别位移到虚线所示的位置。照明光源103a，光源镜103b和第一镜103c与第一载体103整体地行进，并且照明及扫描接触玻璃101上的全部的原稿TD。如上所述，第一载体103的行进速度和第二载体104的行进速度的比率是V:V/2＝2:1，并且因此，从原稿中被照明并扫描的部分到图像读取镜头105的光程长度保持近似没有改变。
作为图像传感器的线传感器106是三线CCD传感器，其中包括作为色彩分离器的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)滤光片的光电转换元件106a、106b和106c被排成三行设置在一个芯片上。随着照明并扫描原稿TD，线传感器106将原稿图像转换成图像信号。因此，进行原稿TD的读取，并且原稿TD的彩色图像被分成红绿蓝的三原色，并且被读取。
这样的图像读取装置100是读取全色图像的装置，并且包括色彩分离器，色彩分离器包括设置在图像读取镜头105的成像光路中的线传感器106中的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)滤光片。
如上所述，入射到图像读取镜头105的成像光通量通过图像读取镜头105的成像功能，在作为图像传感器的线传感器106的光接受表面上形成原稿TD的缩小的图像。在这种情况下，线传感器106是CCD线阵传感器，其中，微小的光电转换器被精密地排列在垂直于图11的图面方向上，并且随着照亮并扫描原稿TD，将原稿图像转换成每个像素的电信号，并且输出。如上所述，通过将形成的图像分离成三种颜色(红色、绿色和蓝色)，读取彩色信息，并且将通过每种颜色的光电转换器转换的电信号组合起来，线传感器106读取彩色的原稿。
电信号通过A/D(模数转换)转换等等的信号处理被转换成图像信号，并且根据需要被存储在存储器(未图示)中。
因此，通过使用根据本发明的第一至第三实施例中的任一个图像读取镜头作为图11中所示的图像读取镜头105，可以将图像读取装置小型化。
另外，色彩分离的方法不仅仅局限于上述的结构，也可以是其中分色棱镜或者滤光片被选择性的插入到图像读取镜头和线传感器之间，并且原稿图像被分离成红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的结构，或者使用其中红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)顺序发光，并且原稿被照亮的结构。
就是说，根据本发明的第八实施例的图像读取装置是使用上述第一至第四实施例中的任一个以及上述第五至第七实施例中的任一个的组合的图像读取镜头作为成像镜头的图像读取装置。图像读取镜头可以包括通过成像镜头的成像光路中的色彩分离功能，并且以全色读取原稿信息。
[第九实施例]
要注意，可以采用图像读取装置，从而以狭缝状的方式照亮接触玻璃上的原稿的照明装置，线传感器，形成从原稿中被照亮的部分到线传感器的成像光路的多个镜，以及设置在成像光路上的图像读取镜头被整体构成为图像读取单元，并且通过经由驱动器相对于原稿移动图像读取单元，原稿被读取并被扫描。这是根据本发明的第九实施例的图像读取装置的结构。
将参考图12来说明通过采用作为用于图像读取的成像镜头的根据上述本发明的第五至第七实施例的图像读取镜头中的任一个被构造的根据本发明的第九实施例的图像读取装置。
图12示意性地图解根据本发明的第九实施例的图像读取装置的纵断面的概念结构的示意图。同样在根据第九实施例的图像读取装置中，根据本发明的上述第五至第七实施例的图像读取镜头中的任一个被用作用于图像读取的成像镜头。
图12中所示的图像读取装置110包括接触玻璃101，图像读取单元113，图像读取镜头114以及线传感器115。
图像读取单元113包括第一照明光源113a，第一光源镜113b，第二照明光源113c，第二光源镜113d，第一镜113e，第二镜113f以及第三镜113g。线传感器115包括光电转换元件115a、115b和115c，其包括作为色彩分离器的红色(R)，绿色(G)和蓝色(B)滤光片并且通过将光电转换元件在一个芯片上排列形成三行构成3线阵CCD传感器。这里，举例来说，图像读取镜头114通过使用根据上述第一实施例的图像读取镜头构成。
就是说，根据本发明的第九实施例的图像读取装置是使用上述第一至第四实施例中的任一个以及上述第五至第七实施例中的任一个的组合的图像读取镜头作为成像镜头的图像读取装置。
在图12中，作为要被读取图像的被包括在其上的要被读取的对象的原稿TD以平坦的方式以要被读取的表面向下的状态被放置在作为原稿工作台的平坦的原稿放置玻璃的接触玻璃101上。放置在接触玻璃101下方的图像读取单元113保持全部沿着垂直于图12的图面方向中的第一照明光源113a，第一光源镜113b，第二照明光源113c，第二光源镜113d，第一镜113e，第二镜113f以及第三镜113g，并且图像读取单元113同样整体地配置有图像读取镜头114和线传感器115。
第一照明光源113a和第二照明光源113c中的每一个都是垂直于作为纵向方向的图12的图面的方向上的细长形的光源。类似与图11中的照明光源103a，在第一照明光源113a和第二照明光源113c中，可以使用卤素灯，Xe(所谓的氙气)灯或者例如冷阴极管的荧光灯等的管状灯，可以使用例如LED(发光二极管)的点光源排列在其中的照明光源，或者使用将点光源转换成线光源的光导装置的线性光源，或者由有机EL(电致发光)所代表的面发射光源被形成为细长形状的照明光源。第一照明光源113a和第二照明光源113c被控制以便当图像读取单元113在图12中的右方的方向上行进和位移时发光。从第一照明光源113a和第二照明光源113c发出的光线被在垂直于图12的图面方向上的细长的半管状的第一光源镜113b和第二光源镜113d所导向，并且照亮放置在接触玻璃101上的原稿中垂直于图12的图面的主扫描方向上细长的狭缝状部分。
第一镜113e，第二镜113f和第三镜113g都是沿着垂直于图12的图面的方向，并且由图像读取单元113保持成镜面相对于接触玻璃101的原稿放置表面倾斜45度，并且镜面彼此倾斜垂直的状态。
当图像读取单元113从图12中所示的图像读取单元113的位置以匀速行进到图像读取单元113'所示的位置时，来自原稿TD中的被照亮部分的反射光(由图像所反射的光线)被设置在图像读取单元113中的第一镜113e所反射，然后依次地被设置在图像读取单元113中的第二镜113f以及设置在图像读取单元113中的第三镜113g所反射，入射到图像读取镜头114，并且通过图像读取镜头114，经由作为图像传感器的线传感器115的盖玻璃，原稿图像的缩小的光学图像被形成在线传感器115的像平面上(输入平面)。
就是说，第一镜113e，第二镜113f和第三镜113g构成反射光学系统。通过未图示的驱动器，图像读取单元113在图12所示的右向行进。
因此，在图像读取单元113位移到图像读取单元113'所示的位置的同时，原稿TD被照亮并被扫描。当原稿被照亮并被扫描时，照明光的来自原稿TD的反射光被第一镜113e，第二镜113f和第三镜113g顺序地反射，并且作为成像光通量入射到图像读取镜头114。
这时候，所有的第一镜113e，第二镜113f和第三镜113g被图像读取单元113整体地保持，并且因此，当原稿TD被照亮并被扫描时，从原稿TD中被照亮的部分到图像读取镜头114的光程长度是一致的。
入射到图像读取镜头114的成像光通量通过图像读取镜头114的成像功能在作为图像传感器的线传感器115的光接收表面上形成原稿TD的缩小的图像。在作为根据第八实施例的上述图像读取装置的情况下，在线传感器115的光接收表面上形成的图像被转换为电信号，并且原稿信息被读取。
[第十实施例]
在本发明的第十实施例中，成像设备通过使用本发明的根据第八实施例的图像读取装置或者根据第九实施例的图像读取装置被构成。将要说明根据本发明的第十实施例的这样的成像设备。
图13是说明根据本发明的第十实施例的成像设备的示意图。
图13示意性地图解根据本发明的第十实施例的成像设备的纵断面的概念结构的示意图。在这个成像设备中，根据上述第八实施例的图11中所示的图像读取装置被用于图像读取。
图13中所示的成像设备包括图像读取装置100以及成像装置200。因为图像读取装置100具有类似于图11中的结构，所以和图11中类似的部分用与图11中同样的参考标记表示，并且省略了详细的说明。就是说，图像读取装置100包括接触玻璃101，第一载体103，第二载体104，图像读取镜头105和线传感器106。第一载体103包括照明光源103a，光源镜103b和第一镜103c。第二载体104包括第二镜104a以及第三镜104b。线传感器106包括光电转换元件106a、106b和106c，其包括作为色彩分离器的红色(R)，绿色(G)和蓝色(B)滤光片并且通过将光电转换元件排列在一个芯片上形成三行构成3线CCD传感器。图像读取镜头105通过使用根据第五至第七实施例的任一个图像读取镜头被构成。
要注意，一种图像读取装置可以被用作图像读取装置，其中以狭缝状的方式照亮接触玻璃上的原稿的照明装置，线传感器，形成从原稿中被照亮的部分到线传感器的成像光路的多个镜，以及设置在成像光路上的成像镜头被整体构成为图像读取单元，并且通过经由驱动器相对于原稿移动图像读取单元，原稿被读取并被扫描。就是说，成像设备可以被构成为通过使用根据本发明的第九实施例的图12中所示的图像读取装置，以替代根据第八实施例的图11中所示的图像读取装置。
另外，成像装置200位于图像读取装置100的下方，并且包括感光体210，充电辊211，显影装置213，转印带部分214，清洁装置215，定影装置216，光扫描装置217，纸盒218，一对套准辊219，信号处理器220，托盘221以及输纸辊222。转印带部分214包括转印电压施加辊214a和转印辊214b。
在图13中，从作为图像读取装置100的3线阵CCD传感器的线传感器106输出的图像信号被发送到成像装置200的信号处理器220，被处理成用于写入的信号，就是说，转换成信号处理器220中用于写入黄色(Y)，品红色(M)，青色(C)和黑色(K)的每一种颜色的信号。
成像装置200具有光敏的并且被形成为圆柱形作为潜像载体的感光体210，并且作为充电器的充电辊211，转动架型的显影装置213，转印带部分214，以及清洁装置215被放置在附近。作为充电器，电晕充电器能够被使用以替代充电辊211。
光扫描装置217从信号处理器220接收用于写入的信号，并且通过光学扫描在感光体210上进行写入。另外，光扫描装置217在位于充电辊211和显影辊213之间的感光体210上进行光学扫描。
当进行成像时，光敏感光体210以恒定的速度顺时针转动，其表面被充电辊211均匀地充电，并且通过接收光扫描装置217的激光束的光书写的曝光形成静电潜像。形成的静电潜像是所谓的负潜像，并且图像部分已经被曝光。
随着感光体210的转动，以黄色(Y)图像，品红色(M)图像，青色(C)图像以及黑色(K)图像的顺序进行图像写入，并且所形成的静电潜像以转动架型的显影装置213的显影单元Y(由黄色色粉进行的显影)，M(由品红色色粉进行的显影)，C(由青色色粉进行的显影)以及K(由黑色色粉进行的显影)的顺序被反转显影成为可见的正像，并且获得每一种颜色的色粉图像。所获得的色粉图像依次被转印电压施加辊214转印，并且叠加在转印带214上，并且变成彩色图像。
纸盒218存储作为记录介质的转印纸S的薄片，并且可以连接到成像设备的主体并从主体上拆卸。在图13中所示的纸盒218被连接的状态下，存储在纸盒218中的转印纸S的顶部的一片被送纸辊222取出并馈送，然后这张转印纸S的边缘部分被一对套准辊219接收。
一对套准辊219与由在转印带部分214上的色粉形成的彩色图像到转印位置的移动同步地将这张转印纸S发送到转印部分。被发送到转印部分的这张转印纸S在转印部分中与彩色图像重叠，并且彩色图像通过转印辊214b的功能被电子地转印。在转印时，通过转印辊214b，彩色图像被按压并转印在这张转印纸S上。
其上被转印了彩色图像的这张转印纸S被传送到定影装置216，并且彩色图像在定影装置216中被定影，然后，其上被定影了彩色图像的这张转印纸S经过配置有导向装置(未图示)的运送通道，并且被一对排纸辊(未图示)排出到托盘221上。每一次由各个颜色的色粉形成的图像被转印时，感光体210的表面被清洁装置215清洁，并且残余的色粉和纸张灰尘被除去。
就是说，根据本发明的第十实施例的成像设备通过使用根据第八实施例的图像读取装置或者根据第九实施例的图像读取装置被构成，即，使用作为成像镜头的根据第五实施例的实例1的图像读取镜头，根据第六实施例的实例2的图像读取镜头以及根据第七实施例的实例3的图像读取镜头中的任一个的图像读取装置。
不用说，根据本发明的实施例的成像设备不仅仅局限于形成彩色图像的结构，而且还能够被构成为形成单色图像。
另外，在纸张排出被形成在图像读取装置和成像装置之间的内置排纸型以及节省空间的成像设备中，通过使用上述中的任一个图像读取镜头的图像读取装置，可以使得图像读取装置更薄，并且图像读取装置和成像装置之间的距离增大了，并且对于用户的输出的纸张的可见度等得到了改善，并且因此，可以获得易于操作的效果。
注意，在本发明的实施例的描述中，对于所有的透镜，借助了圆形透镜做出说明，为了减小镜头的尺寸，特别是图像读取装置的高度方向的尺寸，可以通过使用透镜的上部和下部被切割的椭圆形透镜来构成根据本发明的实施例的图像读取镜头。
根据本发明的实施例，可以提供一种视场角等于或大于56度，并且透镜数量等于或小于高斯型镜头，以及保持小型化，良好的校正各种像差并获得高图像质量的图像读取镜头。
尽管根据示范性的实施例对本发明做了描述，但不局限于此。应当认识到，在不超出以下的权利要求所限定的本发明的范围内，本领域技术人员可以对所描述的实施例做出变型。

Claims (8)

1.一种用于读取原稿图像的图像读取镜头，其特征在于，包括：
设置在物侧的前组透镜系统，所述前组透镜系统由5个以下透镜构成，所述5个以下透镜包括1个以上的正透镜以及1个以上的负透镜；以及
设置在所述前组透镜系统的像侧的后组透镜系统，所述后组透镜系统由1个负透镜构成，
其中，所述图像读取镜头的整个系统的视场角等于或大于56度，并且所述前组透镜系统和所述后组透镜系统被构造成所述前组透镜系统和所述后组透镜系统之间的距离能够被改变，以及通过调整所述前组透镜系统和所述后组透镜系统之间的距离，获得需要的镜头性能，
其中所述图像读取镜头被配置成满足下面的条件式[1]、[2]和[3]：
[1]-1.00<fr/f<-0.50
[2]1.0<(Rc+Rb)/(Rc-Rb)<1.5
[3]1.0<Ra/Rb<2.8
其中，fr是所述后组透镜系统的焦距，f是所述图像读取镜头的所述整个系统的焦距，Ra是所述前组透镜系统的最靠近像侧的透镜的像侧上的透镜表面的曲率半径，Rb是所述后组透镜系统的负透镜的物侧上的透镜表面的曲率半径，以及Rc是所述后组透镜系统的负透镜的像侧上的透镜表面的曲率半径，
其中所述图像读取镜头被配置成满足下面的条件式[5]：
其中，是所述前组透镜系统的最靠近像侧的透镜的像侧上的透镜表面的有效直径，是所述后组透镜系统的负透镜的物侧上的透镜表面的有效直径，并且ds是所述前组透镜系统和所述后组透镜系统之间在光轴上的距离。
2.如权利要求1所述的图像读取镜头，其特征在于，所述图像读取镜头被配置成满足下面的条件式[4]:
[4]0.2<ds/D<0.6
其中，ds是所述前组透镜系统和所述后组透镜系统之间在光轴上的距离，并且D是整个镜头长度。
3.如权利要求1所述的图像读取镜头，其特征在于，在构成所述后组透镜系统的负透镜的至少一个表面上形成非球面。
4.如权利要求1所述的图像读取镜头，其特征在于，在构成所述前组透镜系统的多个透镜的所有透镜表面的至少一个表面上形成非球面。
5.如权利要求1所述的图像读取镜头，其特征在于，构成所述后组透镜系统的负透镜的外部形状不是关于光轴旋转地对称。
6.如权利要求5所述的图像读取镜头，其特征在于，构成所述后组透镜系统的所述负透镜的所述外部形状在主扫描方向上比在副扫描方向上要长。
7.一种图像读取装置，其特征在于，包括：
照亮原稿的照明系统；
成像镜头，所述成像镜头形成所述原稿的缩小图像，所述缩小图像是由来自所述原稿中被所述照明系统照亮的部分反射的光线形成的；以及
图像传感器，所述图像传感器对由所述成像镜头形成的所述原稿的所述缩小图像进行光电转换；
其中，通过使用如权利要求1所述的图像读取镜头来构成所述成像镜头。
8.一种成像设备，其特征在于，包括如权利要求7所述的图像读取装置。
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