CN1265227C

CN1265227C - 光学成像系统及应用此系统的图像读出装置

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Publication number: CN1265227C
Application number: CN03128492.2A
Authority: CN
Inventors: 林出匡生
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-05-07
Filing date: 2003-04-29
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2023-04-29
Also published as: EP1361474B1; CN1456915A; EP1361474A3; EP1361474A2; US20030214731A1; US6801375B2; JP4289914B2; JP2004078149A; DE60321988D1

Abstract

提供一种在变形透镜的开角小的同时成像性能良好的光学成像系统及采用此系统的图像读出装置。为此，在设变形透镜的厚度为d_a，与变形透镜相邻接配置的弯月透镜的厚度为d_m，该邻接的变形透镜和弯月透镜两透镜的间隔为t_in，该两透镜的距该光阑最近的透镜面和与该两透镜以外的该透镜面对向透镜面的距离为t_out时，各要素的设定满足以下条件：t_in＜d_m+d_a＜t_out ……(1)。

Description

光学成像系统及应用此系统的图像读出装置

技术领域

本发明涉及光学成像系统及应用此系统的图像读出装置，特别适用于充分发挥具有变形(anamorphic)透镜等的非旋转对称形状透镜的光学成像系统的光学性能而能进行高精度的图像读出的图像读出装置，例如图像扫描仪、复印机以及传真机等等。

背景技术

图20为示出现有的图像读出装置结构的主要部分的概略图。

在同图中，92是原稿台玻璃，在其面上放置原稿91。97是盒式组件，其中集中放置后述的照明系统93，多个反射镜94a、94b、94c、94d、94e，光学成像系统(图像读出透镜)95，以及读出装置96等，并利用电动机等的副扫描机构98在图中箭头所指示的副扫描方向上进行扫描读出原稿91的图像信息。读出的图像信息通过图中未示出的接口发送到个人计算机等外部机器。

93是照明系统，由氙气灯或卤素灯及LED阵列等组成。另外，在照明系统93中也可以组合使用蒸铝板等反射板。94a、94b、94c、94d、94e是各反射镜，用于使来自原稿91的光束在盒式组件97内折拐。95是光学成像系统，使来自原稿91的光束在读出装置96的面上成像。96是作为读出装置的CCD(电荷耦合器件)等的线性传感器，由排列在垂直于纸面的方向(主扫描方向)上的多个感光元件构成。

在上述结构中，为使图像扫描仪小型化，必须使盒式组件97小型化。为使盒式组件97小型化，例如存在有增加反射镜的个数或利用一个反射镜进行多次反射以确保光路长度的方法。

可是，采用这种方法时，由于盒式组件97的内部结构变得复杂，组装精度要求严格，会产生成本大幅度增加的问题。并且，还存在影响成像性能与反射镜的面精度和反射次数成正比恶化的读出图像的问题。

于是，本申请人在先前提出的图像读出装置中提出了在光学成像系统中，在光学成像系统内通过导入至少一面是由相对光轴非旋转对称的形状组成的变形透镜使光学成像系统(成像系统)97广角化而缩短物像距离而使光路长度本身变短(参照专利文献1)。

可是，如在光学成像系统中安装具有变形面的透镜，光学成像系统的成像性能相对光轴变为非旋转对称。因此必须规定光学成像系统的主扫描方向和图像读出装置的CCD的多个感光元件的排列方向使其一致不可。

已经提出种种用来使上述光学成像系统高精度地固定于配置CCD的主扫描方向上的图像读出装置(例如参照专利文献2、3)。根据这些文献，可将变形透镜和透镜镜筒及图像读出装置的位置关系进行高精度的固定。

另外，还提出了在上述光学成像系统处于温度环境严酷的情况下维持成像性能的方法(例如参照专利文献4)

上述专利文献1为特开2000-171705号公报，专利文献2为特开2000-307823号公报，专利文献3为特许307828号公报，而专利文献4为特开2002-3147156号公报。

不过，这些文献存在下述的问题。

首先，在图21中示出并说明了现有的只以旋转对称透镜构成的光学成像系统101。在透镜镜筒100中包含的旋转对称透镜a、b、c、d，如按照设计制造，如图中以网点部分所示，在整个成像区域105中可充分发挥成像性能。不过，如图中的旋转对称透镜c所示，一般光学成像系统在制造过程中会发生透镜偏心。如发生透镜偏心，在成像面内的成像性能会变得不均匀。因此，在只以旋转对称形状的透镜构成的光学成像系统101中，必须进行调整(如图中的箭头所示。以下称其为“旋转调整”)使以光轴为中心进行旋转令在成像区域105内成像性能高的最佳成像线104与CCD的多个像素的排列方向106(以下称其为“CCD排列方向”)重合。

下面参照附图22对利用变形面等的非旋转对称透镜的现有的例子予以说明。

图中，以圆表示的是旋转对称形状的透镜(旋转对称透镜)a、b、c、d，以四边形表示的是非旋转对称形状的透镜(非旋转对称透镜)e。非旋转对称透镜e的主扫描方向以四边形中的长虚线x表示。采用非旋转对称透镜e的光学成像系统101的成像区域105是由非旋转对称透镜e决定的扁平区域。

在此光学成像系统101中，以旋转对称透镜c例示的发生透镜偏心的场合得不到充分的成像性能。过去一直存在即使是假定进行旋转调整，由于最佳成像线104和成像区域105一起旋转，CCD排列方向106和最佳成像线104也不一定一致的问题。

因此，要使采用非旋转对称透镜e的光学成像系统101的偏心发生量极小，就必须对透镜镜筒的成形精度、组装精度进行严格管理，而由于加工成本的上升及原料成品率的降低，谈不上批量生产性良好的光学成像系统。

另外，上述问题，即使是不具有变形面的透镜，如果外径是非旋转对称形状的所谓扁平透镜，由于成像面扁平化，也同样会产生问题。

在规定变形透镜和镜筒的位置关系的场合，实际上装配精度是有限度的，难以完全与设计值一致，会产生某种程度的误差。并且，镜筒和图像读出装置的位置关系也会发生安装误差。

因此，在定位变形透镜的主扫描方向和图像读出装置的主扫描方向上至少会产生两种误差，在要求高精度的图像读出装置的领域中是不能忽视的量。

图23示出上述文献1的采用变形透镜的光学成像系统OL的剖面图。图24是光学成像系统OL的诸像差图。示于图23的透镜中的R10是变形面。此变形面R10，其光线通过的最外周部分的法线和光轴的角度，即所谓的开角可达45度。

在利用刀具等对变形透镜进行磨削加工的场合，如开角大，刀具受到的摩擦力大，不能进行精度良好的加工。并且，在利用模具进行玻璃模塑成形或塑料模塑成形的场合，与上述相同，不仅模具的加工精度恶劣，而且还存在不能将模具形状高精度地复制给成形品的问题。

另外，在透镜形状测定时，在测定探头与透镜面有摩擦力产生，不仅不能进行正确的测定，而且依情况的不同，有时会造成测定探头的破损。

为了解决这些问题曾经尝试过减小开角的设计，但因为畸变像差和彗差等的校正不充分，不能维持高成像性能。

发明内容

本发明的第一个目的是通过削减成本及改善原料成品率提供批量生产性良好的光学成像系统及应用此系统的图像读出装置。

本发明的第二个目的是可以充分发挥具有至少一面是变形面的光学成像系统的光学性能减小高精度图像读出的图像读出装置。

本发明的第三个目的是提供在减小变形透镜的开角的同时成像性能良好的光学成像系统及应用此系统的图像读出装置。

为达到上述目的，本发明的一个方面是使原稿的图像信息在多个像素在一维方向上排列而成的光电变换元件上成像的光学成像系统，特征在于该光学成像系统是由保持至少一个相对于光轴旋转对称形状的旋转对称透镜的透镜镜筒和保持非旋转对称形状的非旋转对称透镜的透镜镜筒以可以互相旋转调整的方式装配。

另外，本发明的另一个方面是使原稿的图像信息在多个像素在一维方向上排列而成的光电变换元件上成像的光学成像系统，其特征在于该光学成像系统具有由在透镜镜筒内部保持的至少一个相对光轴的旋转对称形状的旋转对称透镜和在该透镜镜筒外部保持的非旋转对称形状的非旋转对称透镜，这些透镜以可以以互相旋转调整的方式装配。

另外，在上述光学成像系统中，上述非旋转对称透镜的外径最好是扁平形状。

另外，在上述光学成像系统中，上述非旋转对称透镜的光学面形状最好是变形面。

另外，本发明的另一个方面是利用上述光学成像系统使原稿的图像信息在多个像素在一维方向上排列而成的光电变换元件面上成像，而读出该图像信息的图像读出装置，特征在于该光学成像系统的非旋转对称透镜的折射能力的一个方向定位为与该光电变换元件的多个像素的排列方向一致。

本发明的另一个方面是具有使原稿的图像信息成像的光学成像系统，保持该光学成像系统的镜筒，支持该镜筒的镜筒支持装置，在一维方向上排列配置于该光学成像系统的成像位置的多个感光元件的读出装置的图像读出装置，特征在于该光学成像系统具有至少一个非旋转对称形状的非旋转对称透镜，通过使设置于该镜筒支持装置上的第一定位基准面顶上设置于该非旋转对称透镜上的第二定位基准面而使该非旋转对称透镜的折射能力的某一个方向和该多个感光元件的排列方向完成定位。

另外，在上述图像读出装置中，最好第二定位基准面是设置于非旋转对称透镜的外周部分上的平面部分，第一定位基准面是设置于该镜筒支持装置的一部分的一部分上的平面部分。

另外，在上述图像读出装置中，最好上述定位基准面是设置于一方的突起部与设置于另一方的与突起部配合的沟部。

另外，在上述图像读出装置中，最好通过使设置于上述镜筒支持装置上的第三定位基准面顶上设置于该非旋转对称透镜上的第四定位基准面而使和该非旋转对称透镜的折射能力的某一个方向正交的方向和该多个感光元件的排列方向完成定位。

另外，本发明的再一个方面是使原稿的图像信息在多个像素在一维方向上排列而成的光电变换元件上成像的光学成像系统，特征在于该成像系统具有光阑，在构成光学成像系统的多个透镜之中至少一个是变形透镜，与该变形透镜邻接配置有弯月透镜，如设该变形透镜的厚度为d_a，该弯月透镜的厚度为d_m，该邻接的变形透镜和弯月透镜两透镜的间隔为t_in，两透镜的距该光阑最近的透镜面和与该两透镜的据该光阑最近的透镜面对向的该两透镜以外的透镜面的距离为t_out时，满足条件

t_in＜d_m+d_a＜t_out。

另外，在上述光学成像系统中，上述变形透镜的光线通过区域的最大开角最好是在40度以下。

另外，在上述光学成像系统中，如设上述光学成像系统的主扫描剖面的焦距为f_all，上述变形透镜的光线通过区域的最大外径为K，则最好是

0.3≤K/f_all≤1.5。

另外，在上述光学成像系统中，与上述变形透镜邻接的弯月透镜最好是凹面朝向上述光阑侧的弯月状的负折射能力的透镜。

另外，在上述光学成像系统中，上述变形透镜的变形面的主扫描剖面内和副扫描剖面内的折射能力在有效范围内变化，其最大值和最小值之差分别顺序设为Δφ_m、Δφ_s时，最好满足如下条件：

0.008＜Δφ_m＜0.045并且0.000＜Δφ_s＜0.012。

另外，在上述光学成像系统中，如设上述光学成像系统的主扫描剖面的焦距为f_all，上述弯月透镜的焦距为f_m，上述变形透镜的主扫描剖面的焦距为f_a，最好满足如下条件：

- 1.65 < \frac{f_{m}}{f_{all}} < - 1.20

4.0 < | \frac{f_{a}}{f_{m}} | < 13.5 .

另外，在上述光学成像系统中，上述光学成像系统，从原稿面一侧顺序算起，具有凸面朝向原稿面一侧的弯月状的正折射能力的第一透镜，两透镜面为凹面的第二透镜，两透镜面为凸面的第三透镜，凹面朝向原稿面一侧的弯月状的负折射能力的第四透镜，凹面朝向原稿面一侧的弯月状的第五透镜，以及凹面朝向原稿面一侧的弯月状的第六透镜，上述变形透镜最好是多个弯月状的透镜之中的至少一个。

另外，在上述光学成像系统中，上述光学成像系统，从原稿面一侧顺序算起，具有凸面朝向原稿面一侧的弯月状的正折射能力的第一透镜，两透镜面为凹面的第二透镜，两透镜面为凸面的第三透镜，凹面朝向原稿面一侧的弯月状的第四透镜，以及凹面朝向原稿面一侧的弯月状的第五透镜，上述变形透镜最好是多个弯月状的透镜之中的至少一个。

另外，在上述光学成像系统中，上述变形透镜是塑料模塑制作的，而上述弯月透镜是玻璃制作的。

另外，本发明的再一个方面的特征在于，在上述图像读出装置中利用上述光学成像系统在读出装置面上形成图像信息。

附图说明

图1为本发明的实施形态1的光学成像系统的主要部分的概略图。

图2为本发明的实施形态2的光学成像系统的主要部分的概略图。

图3为本发明的实施形态3的光学成像系统的主要部分的概略图。

图4为本发明的实施形态1的图像读出装置的主要部分的概略图。

图5为示出本发明的实施形态2的光学成像系统和图像读出装置及CCD的位置关系的主要部分的斜视图。

图6为示出本发明的实施形态3的光学成像系统和图像读出装置及CCD的位置关系的主要部分的斜视图。

图7为示出本发明的实施形态3的光学成像系统和图像读出装置及CCD的位置关系的主要部分的斜视图。

图8为本发明的数值实施例1的透镜剖面图。

图9为本发明的数值实施例2的透镜剖面图。

图10为本发明的数值实施例3的透镜剖面图。

图11为本发明的数值实施例4的透镜剖面图。

图12为本发明的数值实施例5的透镜剖面图。

图13为本发明的数值实施例1的诸像差图。

图14为本发明的数值实施例2的诸像差图。

图15为本发明的数值实施例3的诸像差图。

图16为本发明的数值实施例4的诸像差图。

图17为本发明的数值实施例5的诸像差图。

图18为将本发明的光学成像系统应用于数字彩色复印机的图像读出装置时的主要部分的概略图。

图19为为将本发明的光学成像系统应用于数字彩色复印机的图像读出装置时的主要部分的概略图。

图20为现有的图像读出装置的主要部分的概略图。

图21为只采用旋转对称透镜的现有的光学成像系统的主要部分的概略图。

图22为采用非旋转对称透镜的现有的光学成像系统的主要部分的概略图。

图23为采用变形透镜的现有的光学成像系统的剖面图。

图24为采用变形透镜的现有的光学成像系统的诸像差图。

具体实施方式

(实施形态1)

图1为示出本发明的实施形态1的光学成像系统和构成图像读出装置的一要素的光电变换元件(CCD)的多个排列方向(CCD排列方向)的主要部分的斜视图。

在同图中，5是光学成像系统，是由直接保持相对光轴L为旋转对称形状(以圆表示)的旋转对称透镜(以下称其为“旋转对称透镜”)a、b、c、d的第一透镜镜筒11和直接保持非旋转对称形状(以四边形表示)的非旋转对称透镜(以下称其为“非旋转对称透镜”)e的第二透镜镜筒12以可以互相旋转调整的方式装配而成。上述第一、第二透镜镜筒11、12互相接合形成一体。非旋转对称透镜e的外径为扁平形状，并且光学面形状由变形面形成。此外，非旋转对称透镜e的主扫描方向以四边形中的长虚线x表示。

6是光电变换元件，是由将原稿的图像信息作为一维图像而使多个像素在一维方向上排列的线传感器(CCD)构成。

在本实施形态中，非旋转对称透镜e的以光轴L为基准的旋转方向和第二透镜镜筒12定位，另外，并且第二透镜镜筒12由定位装置13相对图像读出装置主体定位。因此，定位结果使非旋转对称透镜e的折射能力的一个方向(主扫描方向)和图像读出装置的CCD排列方向(主扫描方向)16一致。

第一透镜镜筒11和第二透镜镜筒12，可以利用旋转调整机构17以光轴L作为基准轴互相旋转装配而成。

在本实施形态中，如旋转对称透镜c所示，在制造过程中发生透镜偏心时，在固定第二透镜镜筒12使在成像区域15的中心有CCD排列方向16的原样状态下旋转调整第一透镜镜筒11使透镜偏心的起因最佳成像线14调整为与CCD排列方向16重合。于是，在调整完了之后，利用接合装置等使第一透镜镜筒11和第二透镜镜筒12一体化。由此，在本实施形态中，与采用现有的非旋转对称透镜的光学成像系统相比，可以通过削减加工成本及提高原料成品率实现批量生产性良好的光学成像系统。

另外，在本实施形态中，即使是不具有变形面的透镜，如外径是非旋转对称形状的所谓扁平透镜，本发明就可以适用。

(实施形态2)

图2为示出本发明的实施形态2的光学成像系统和CCD的排列方向的主要部分的斜视图。在同图中，和图1所示的要素相同的要素赋予同一符号。

在本实施形态中，与上述实施形态1不同之点是在单一的透镜镜筒21内部保持的旋转对称透镜a、b、c、d和保持于透镜镜筒21外部的非旋转对称透镜e以可以互相旋转调整的方式装配而成，其他的结构及光学作用与实施形态1大致相同，因此可以获得同样的效果。

就是说，在同图中，5是光学成像系统，是由在单一的透镜镜筒21内部以圆表示的旋转对称透镜a、b、c、d和在透镜镜筒21外部以四边形表示的非旋转对称透镜e以可以互相旋转调整的方式装配而成。此外，非旋转对称透镜e的主扫描方向以四边形中的长虚线x表示。

本实施形态的非旋转对称透镜e是由定位装置(图中未示出)相对图像读出装置主体定位的。因此，定位结果使非旋转对称透镜e的折射能力的一个方向(主扫描方向)和图像读出装置的CCD排列方向(主扫描方向)16一致。

透镜镜筒21及旋转对称透镜a、b、c、d以及非旋转对称透镜e，可以利用旋转调整机构27，以光轴L作为基准轴互相旋转装配而成。

在本实施形态中，如非旋转对称透镜e所示，在制造过程中发生透镜偏心时，在固定非旋转对称透镜e使在成像区域15的中心有CCD排列方向16之上，旋转调整透镜镜筒21使透镜偏心的起因最佳成像线14调整为与CCD排列方向16重合。于是，在调整完了之后，利用接合装置等使透镜镜筒21和非旋转对称透镜e固定。由此，在本实施形态中，与采用现有的非旋转对称透镜的光学成像系统相比，可以通过削减加工成本及提高原料成品率实现批量生产性良好的光学成像系统。

(实施形态3)

图3为示出本发明的实施形态3的光学成像系统和CCD的排列方向的主要部分的斜视图。在同图中，和图1所示的要素相同的要素赋予同一符号。

在本实施形态中与上述实施形态1不同之点是直接保持旋转对称透镜a、b、c、d的第二透镜镜筒32及与该第二透镜镜筒32接合并且分别直接保持非旋转对称透镜e、f的第一、第三透镜镜筒31、33是以可以相互旋转调整的方式装配而成，其他的结构及光学作用与实施形态1大致相同，因此可以获得同样的效果。

就是说，在同图中，5是光学成像系统，是由直接保持以圆表示的旋转对称透镜a、b、c、d的第二透镜镜筒32和分别直接保持与该第二透镜镜筒32接合并且以四边形表示的非旋转对称透镜e、f的第一、第三透镜镜筒31、33以可以互相旋转调整的方式装配而成。此外，非旋转对称透镜e、f的主扫描方向以四边形中的长虚线x表示。

在本实施形态中，直接保持非旋转对称透镜e的第一透镜镜筒31和直接保持非旋转对称透镜f的第三透镜镜筒33利用结合构件38固定位置关系。并且，非旋转对称透镜e，利用旋转调整机构37，以光轴L为基准的旋转方向和第一透镜镜筒31定位，而非旋转对称透镜f，以光轴L为基准的旋转方向和第三透镜镜筒33定位。另外，第三透镜镜筒33由定位装置13相对图像读出装置主体定位。因此，定位结果使两个非旋转对称透镜e、f的折射能力的一个方向(主扫描方向)和图像读出装置的CCD排列方向(主扫描方向)16一致。

第一、第三透镜镜筒31、33和第二透镜镜筒32，可以以光轴L作为基准轴互相旋转装配而成。

在本实施形态中，如旋转对称透镜c所示，在制造过程中发生透镜偏心时，在固定第一、第三透镜镜筒31、33使在成像区域15的中心有CCD排列方向16的原样状态下旋转调整第二透镜镜筒32，使透镜偏心的起因的最佳成像线14调整为与CCD排列方向16重合。于是，在调整完了之后，利用接合装置等使第一、第二、第三透镜镜筒31、32、33一体化。由此，在本实施形态中，与采用现有的非旋转对称透镜的光学成像系统相比，可以通过削减加工成本及提高原料成品率实现批量生产性良好的光学成像系统。

(实施形态4)

图4为将本发明的图像读出装置应用于图像扫描仪及复印机时的实施形态4的主要部分的概略图。图5为示出在图4中光学成像系统的周边部和读出装置(CCD)的位置关系的主要部分的斜视图。

图中，2是原稿台玻璃，在其面上放置原稿1。7是盒式组件，其中集中放置后述的照明系统3，多个反射镜4a、4b、4c、4d、4e，光学成像系统5，以及读出装置6等，并利用副扫描电动机等的副扫描机构8在副扫描方向(箭头方向)上进行扫描读出原稿1的图像信息。

照明系统3，例如由氙气灯管或卤素灯及LED阵列等组成。另外，在照明系统3之中也可以组合使用蒸铝板等反射板。反射镜4a、4b、4c、4d、4e按顺序分别是第一、第二、第三、第四、第五反射镜，用于使来自原稿1的光束的光路在盒式组件7内折拐。

光学成像系统5，使来自原稿1的光束在读出装置6的面上成像。本实施形态的光学成像系统5具有变形透镜9。直接进行变形透镜9的有折射能力的一个方向(主扫描方向)和读出装置6的多个感光元件的排列方向(主扫描方向)的定位的图像读出装置及变形透镜侧各个定位装置53、54，分别设置于支持保持光学成像系统5的镜筒51的镜筒支持装置52和该变形透镜9上。在变形透镜9侧设置的定位装置54是设置于该变形透镜9的外周部分的一部分上的平面部分54a，设置于镜筒支持装置52侧的定位装置53是设置于该镜筒支持装置52的一部分上的平面部分53a。

读出装置6，是由线传感器(CCD＝电荷耦合器件)构成，是将多个感光元件在一维方向(主扫描方向)上排列而构成。

在本实施形态中，从照明系统3射出的光束直接或经反射罩(图中未示出)照明原稿1，来自该原稿1的反射光经第一、第二、第三、第四、第五反射镜4a、4b、4c、4d、4e在盒式组件7内部使该光束的光路折拐而利用光学成像系统5在CCD 6面上成像。于是，利用副扫描电动机8使盒式组件7在箭头方向(副扫描方向)上移动，读出原稿1的图像信息。于是，读出的图像信息，通过图中未示出的接口发送到个人计算机等外部机器。

本实施形态的光学成像系统5，如图5所示，配置于图像读出装置侧的镜筒支持装置52a上，变形透镜9的变形面露出到镜筒51的外部，该外周部的一部分变成作为定位装置54的平面部分54a。此平面部分54a，和作为图像读出装置侧的定位装置53的平面部分53a不经镜筒51相接，从而可以定位变形透镜9的折射能力的一个方向(主扫描方向)和将CCD的多个感光元件在一维方向上排列的方向(以下称其为“CCD排列方向”)。

装配作业人员将镜筒51置于图像读出装置侧的镜筒支持装置52a上，在通过目视调整大致的方向之后，通过安装镜筒支持装置52b可以使变形透镜9的折射能力的一个方向(主扫描方向)和CCD排列方向一致。

本实施形态的特征在于如上所述的变形透镜9侧的定位装置54是设置于该变形透镜9的外周部分的一部分上的平面部分54a，镜筒支持装置52侧的定位装置53是设置于该镜筒支持装置52的一部分上的平面部分53a。这一结构具有变形透镜9侧及图像读出装置侧的双方的定位装置53、54结构都简单，加工容易和批量生产性高的优点。

这样，在本实施形态中，通过将如上所述的变形透镜9的折射能力的一个方向(主扫描方向)和CCD排列方向直接进行定位的定位装置分别设置于镜筒支持装置52b和变形透镜9上，可以忽视镜筒51的配置误差，与现有的图像读出装置相比，可以充分发挥光学成像系统的光学性能进行高精度的图像读出。

此外，在本实施形态中也可以将和变形透镜9的折射能力的一个方向(主扫描方向)正交的方向(副扫描方向)和多个感光元件的排列方向直接进行定位的定位装置分别设置定位于该变形透镜9和镜筒支持装置52b上。

镜筒支持装置52a和同样的镜筒支持装置52b也可以是如本实施形态所示的分开的，也可以是在邻接配置装载镜筒时同时使变形透镜9的折射能力的一个方向(主扫描方向)和CCD排列方向一致。

另外，在本实施形态中，在变形透镜9是柱面透镜时，折射能力的一个方向(主扫描方向)和多个感光元件的排列方向可应用于定位。另外，在变形透镜是多个时，可应用于其中敏感度(由于位置误差引起的光学特性变化的场合)最高的透镜。

(实施形态5)

图6为示出本发明的实施形态5的光学成像系统和CCD的位置关系的主要部分的斜视图。在同图中，和图5所示的要素相同的要素赋予同一符号。

在本实施形态中与上述实施形态4不同之点是将变形透镜9侧的定位装置64做成为设置于该变形透镜9的外周部分的一部分上的突起部(突出部)64a，将镜筒支持装置62侧的定位装置63做成为设置于该镜筒支持装置62的一部分上的沟部63a该沟部63a和突起部64a配合。其他的结构及光学作用与实施形态4大致相同，因此可以获得同样的效果。

就是说，光学成像系统5如图6所示，是配置于图像读出装置的镜筒支持装置62上，变形透镜9的变形面露出到镜筒51的外部，其外周部的一部分变成作为定位装置54的突起部64a。此突起部64a，和作为图像读出装置侧的定位装置63的突起部64a不经镜筒51相接，从而可以定位变形透镜9的折射能力的一个方向(主扫描方向)和CCD排列方向。

装配作业人员将镜筒51置于图像读出装置侧的镜筒支持装置62a上，在通过目视调整大致的方向之后，通过安装镜筒支持装置62b可以使变形透镜9的折射能力的一个方向(主扫描方向)和CCD排列方向一致。

本实施形态的特征在于如上所述的变形透镜9侧的定位装置64是设置于该变形透镜9的外周部分的一部分上的平面部分64a，镜筒支持装置62侧的定位装置63是设置于该镜筒支持装置62的一部分上的与该突起部64a配合的沟部63a。这一结构具有在变形透镜9的外周部分和光线通过区域接近时不需要凿入光学面的优点。另外，由于不需要在半径方向上相接，还具有光学成像系统5上不会受到多余的压力的优点。

这样，在本实施形态中，通过将如上所述的变形透镜9的折射能力的一个方向(主扫描方向)和CCD排列方向直接进行定位的定位装置分别设置于镜筒支持装置62和变形透镜9上，可以忽视镜筒51的配置误差，与现有的图像读出装置相比，可以充分发挥光学成像系统的光学性能进行高精度的图像读出。

(实施形态6)

图7为示出本发明的实施形态6的光学成像系统和CCD的位置关系的主要部分的斜视图。在同图中，和图5所示的要素相同的要素赋予同一符号。

在本实施形态中与上述实施形态4不同之点是将镜筒支持装置72侧的定位装置73做成为设置于该镜筒支持装置72的一部分上的突起部73a，将变形透镜9侧的定位装置74做成为设置于该变形透镜9的外周部分的一部分上的沟部74a该沟部74a和突起部73a配合。其他的结构及光学作用与实施形态4大致相同，因此可以获得同样的效果。

就是说，光学成像系统5如图7所示，是配置于图像读出装置的镜筒支持装置72上，变形透镜9的变形面露出到镜筒51的外部，其外周部的一部分变成作为定位装置74的突起部74a。此沟部74a，和作为图像读出装置侧的定位装置73的突起部73a不经镜筒51相接，从而可以定位变形透镜9的折射能力的一个方向(主扫描方向)和CCD排列方向。

装配作业人员将镜筒51置于图像读出装置侧的镜筒支持装置72a上，在通过目视调整大致的方向之后，通过安装镜筒支持装置72b可以使变形透镜9的折射能力的一个方向(主扫描方向)和CCD排列方向一致。

本实施形态的特征在于如上所述的镜筒支持装置72侧的定位装置定位装置73是在该镜筒支持装置72的一部分上形成的突起部73a，变形透镜9侧的定位装置74是设置于该变形透镜9的外周部分的一部分上的与该突起部73a配合的沟部74a。这一结构可减小变形透镜9的体积，具有可节约透镜材料的优点。另外，与实施形态5一样，由于不需要在半径方向上相接，还具有光学成像系统5上不会受到多余的压力的优点。

这样，在本实施形态中，通过将如上所述的变形透镜9的折射能力的一个方向(主扫描方向)和CCD排列方向直接进行定位的定位装置分别设置于镜筒支持装置72和变形透镜9上，可以忽视镜筒51的配置误差，与现有的图像读出装置相比，可以充分发挥光学成像系统的光学性能进行高精度的图像读出。

(实施形态7)

图8、图9、图10、图11、图12分别为本发明的光学成像系统的后述的数值实施例1、2、3、4、5的透镜剖面图。图13、图14、图15、图16、图17分别为本发明的光学成像系统的后述的数值实施例1、2、3、4、5的诸像差(球面像差、像散、畸变像差、放大率色像差)图。

在透镜剖面图中，在图面上，左侧是放大侧(共轭点长的一方)，是原稿面OB侧(读出图像设置侧)，右侧是缩小侧(共轭点短的一方)，是像面IP侧(例如作为光电变换元件的CCD设置侧)。

OL是光学成像系统，OB是原稿面(物体面)，在其面上形成要读出的图像信息。IP是像面，放置CCD及感光面等摄像装置。

光学成像系统OL将原稿面OB受到图像信息在摄像装置IP上缩小成像，利用该摄像装置IP读出图像信息。

图8、图9、图10、图11、图12的光学成像系统OL是由从原稿面OB一侧顺序算起的具有凸面朝向原稿面OB一侧的弯月状的正折射能力(以下简称为“正”)的第一透镜L1，两透镜面为凹面的负折射能力(以下简称为“负”)的第二透镜L2，光阑SP，两透镜面为凸面的正的第三透镜L3，凹面朝向原稿面OB一侧的弯月状的负的第四透镜L4，凹面朝向原稿OB面一侧的弯月状的第五透镜L5，以及凹面朝向原稿面OB一侧的弯月状的第六透镜L6等6个透镜的摄远镜头构成的。

图10的光学成像系统OL是由从原稿面OB一侧顺序算起的具有凸面朝向原稿面OB一侧的弯月状的正的第一透镜L1，两透镜面为凹面的负的第二透镜L2，光阑SP，两透镜面为凸面的正的第三透镜L3，凹面朝向原稿面OB一侧的弯月状的负的第四透镜L4，以及凹面朝向原稿OB面一侧的弯月状的第五透镜L5等5个透镜的摄远镜头构成的。

本发明的光学成像系统OL在透镜系统中具有一个相对光轴非旋转对称的变形透镜，与该变形透镜相邻接配置有凹面朝向光阑SP侧的弯月状的具有负折射能力的弯月透镜。

在本发明中，如设变形透镜的厚度为d_a，与该变形透镜相邻接配置的弯月透镜的厚度为d_m，两透镜的间隔为t_in，该两透镜的距该光阑最近的透镜面和与该两透镜以外的该透镜面对向透镜面的距离为t_out时，各要素的设定满足以下条件：

t_in＜d_m+d_a＜t_out ……(1)

通过满足条件式(1)，变形透镜，可减小光线通过的1最外周部分的法线和光轴所成的角度，即所谓的开角。

因此，即或是使用开角小的变形透镜，畸变像差及彗差等的校正也可以充分，可以维持高的成像性能。

另外，因为使用开角小的变形透镜，也可以解消在利用模具对变形透镜进行玻璃模塑成形或塑料模塑成形的场合，不仅模具的加工精度恶劣，而且还存在不能将模具形状高精度地复制给成形品的问题。

另外，还可以抑制在透镜形状测定时在测定探头与透镜面上发生的摩擦力，可以进行正确的测定。

另外，在本发明中，变形透镜的变形面的主扫描剖面内和副扫描剖面内的折射能力在有效范围内变化，其最大值和最小值之差分别顺序设为Δφ_m、Δφ_s时，各要素的设定满足如下条件：

0.008＜Δφ_m＜0.045 ··(2) 0.000＜Δφ_s＜0.012 ··(3)

另外，在本实施形态中，如设上述光学成像系统的主扫描剖面的焦距为f_all，与该变形透镜相邻接配置的弯月透镜的焦距为f_m，变形透镜的主扫描剖面的焦距为f_a时，各要素的设定满足如下条件：

- 1.65 < \frac{f_{m}}{f_{all}} < - 1.20 \cdot \cdot \cdot (4)

4.0 < | \frac{f_{a}}{f_{m}} | < 13.5 \cdot \cdot \cdot (5)

上述条件式(1)规定变形透镜的厚度d_a与弯月透镜的厚度d_m的总厚度，特别是抑制开角为小开角，可维持高成像性能。如违背条件式(1)，因为不能将变形透镜的开角变大的要因转嫁给邻接的弯月透镜，所以不好。

上述条件式(2)、(3)规定变形透镜的主扫描剖面内和副扫描剖面内的折射能力φ_m、φ_s在有效范围内的最大值和最小值之差Δφ_m、Δφ_s，特别是用来对像面弯曲及像散进行良好校正。如超过条件式(2)的下限值，则校正不足，成像性能恶化，所以不好。如超过条件式(2)、(3)的上限值，则校正过度，会产生高次像差，仍然会使成像性能恶化，所以不好。

上述条件式(4)涉及弯月透镜的焦距f_m和光学成像系统的焦距f_all的比值，并且条件式(5)涉及变形透镜的焦距为f_a和弯月透镜的焦距f_m的比值，特别是这些条件式(4)、(5)是用来很好地平衡畸变像差及像面弯曲及彗差的校正，像面弯曲及像散的校正。如违背条件式(4)，因为弯月透镜的形状失掉适于校正畸变像差和彗差的特性，所以不好。如违背条件式(5)，因为变形透镜失掉适于校正像面弯曲和畸变像差的特性，所以不好。

在本实施形态7中，是将现有的一个变形透镜担负的光学性能由塑料制的放大率小的变形透镜和玻璃制的放大率大的弯月透镜两者分担的一种光学性能担负结构。

在本实施形态7中，如条件式(4)所示，弯月透镜的放大率分担大，有助于像面弯曲、像散等的像差校正，如条件式(5)所示，变形透镜的放大率分担小，有助于像面弯曲、畸变像差等的微调整。

如条件式(5)所示，因为变形透镜的放大率分担小，即使是将变形透镜做成为制造成本低的树脂制的塑料模塑透镜，也可以实现环境特性(温度变化、湿度变化)变动引起的变化小的光学成像系统。

变形透镜的光线通过区域的最大开角最好是在40度以下。

在以光学成像系统OL的主扫描剖面的焦距为f_all，变形透镜的光线通过区域的(最大外径)为K时，最好是

0.3≤K/f_all≤1.5

更好是使上述条件式(2)～(5)成为：

0.010＜Δφ_m＜0.040 ··(2a) 0＜Δφ_s＜0.010 ··(3a)

- 1.60 < \frac{f_{m}}{f_{all}} < - 1.25 \cdot \cdot \cdot (4 a)

4.5 < | \frac{f_{a}}{f_{m}} | < 13.0 \cdot \cdot \cdot (5 a)

在本发明中，也可将变形透镜L5和另外的一个以上的变形透镜设置于光学成像系统OL内。

满足条件式(2)～(5)的变形透镜和与变形透镜相邻接配置的弯月透镜为多组的形态也适用于本发明。

[数值实施例1]

在图8中示出的数值实施例1中第六透镜L6使用塑料模塑制造的变形透镜。并且，与变形透镜L6相邻接配置玻璃制造的弯月透镜L5，由此可对畸变像差及彗差等进行良好的校正。

数值实施例1的诸像差，如图13所示，子午像面和弧矢像面都可得到良好的校正，像散也小。并且像面弯曲及像散以外的诸像差也可得到良好的校正。

另外，数值实施例1的变形透镜L6的光线通过区域的A1面的最大开角为19.6°，A2面的最大开角为22.0°，由此透镜容易加工。

K/f_all，A1面是0.66，A2面是0.70。

[数值实施例2]

在图9中示出的数值实施例2中第5透镜L5使用塑料模塑制造的变形透镜。并且，与变形透镜L5相邻接配置玻璃制造的弯月透镜L6，由此可对畸变像差及彗差等进行良好的校正。

数值实施例2的诸像差，如图14所示，子午像面和弧矢像面都可得到良好的校正，像散也小。并且像面弯曲及像散以外的诸像差也可得到良好的校正。

另外，数值实施例2的变形透镜L5的光线通过区域的A1面的最大开角为38.3°，A2面的最大开角为35.5°，与现有例中示出的透镜相比加工容易。

数值实施例2的变形透镜L5与数值实施例1相比较，由于该变形透镜L5处于与光阑SP接近的位置，该变形透镜L5可制作得小。在利用模具成形法制作变形透镜L5的场合，具有模具小成本低的优点。

K/f_all，A1面是0.44，A2面是0.49。

[数值实施例3]

在图10中示出的数值实施例3中第5透镜L5使用变形透镜。并且，与变形透镜L5相邻接配置弯月透镜L4，由此可对畸变像差及彗差等进行良好的校正。

数值实施例3的诸像差，如图15所示，虽然由5个构成，但子午像面和弧矢像面都可得到良好的校正，像散也小。并且像面弯曲及像散以外的诸像差也可得到良好的校正。

另外，数值实施例3的变形透镜L5的光线通过区域的A1面的最大开角为1.3°和5.5°，可以极为容易加工。

数值实施例3的光学成像系统OL与其他数值实施例的光学成像系统OL相比较，由于透镜个数少一个，具有成本低的优点。

K/f_all，A1面是1.07，A2面是1.13。

[数值实施例4]

在图11中示出的数值实施例4中第6透镜L6使用变形透镜。并且，与变形透镜L6相邻接配置弯月透镜L5，由此可对畸变像差及彗差等进行良好的校正。

数值实施例4的诸像差，如图16所示，子午像面和弧矢像面都可得到良好的校正，像散也小。并且像面弯曲及像散以外的诸像差也可得到良好的校正。

另外，数值实施例4的变形透镜L6的光线通过区域的最大开角为22.6°和25.2°，加工容易。

K/f_all，A1面是0.72，A2面是0.78。

[数值实施例5]

在图12中示出的数值实施例5中第6透镜L6使用变形透镜。并且，与变形透镜L5相邻接配置弯月透镜L5，由此可对畸变像差及彗差等进行良好的校正。

数值实施例5的诸像差，如图17所示，子午像面和弧矢像面都可得到良好的校正，像散也小。并且像面弯曲及像散以外的诸像差也可得到良好的校正。

另外，在数值实施例5中，半视场角ω达到32.2°，变形透镜L6的光线通过区域的最大开角小，为12.5°和14.8°，加工容易。

K/f_all，A1面是0.80，A2面是0.83。

以上的数值实施例，本发明的诸数值的设计如下表，由于满足各条件式(1)～(5)之中的一个以上的条件而达到目的。

【表1】

A1、A2示出变形面。

本发明的变形面，根据下面的式(6)、(7)、(8)，具有母线形状x和子线形状记述的面形状。子线形状由垂直母线的剖面定义。

母线形状x和子线形状S，

(坐标系x：光轴方向、y：主扫描方向、z：副扫描方向)

x = \frac{\frac{y^{2}}{R}}{1 + \sqrt{1 - (1 + K) {(\frac{y}{R})}^{2}}} + B_{4} y^{4} + B_{6} y^{6} + B_{8} y^{8} + B_{10} y^{10} \cdot \cdot \cdot (6)

其中：

R：光轴上的母线曲率半径

K、B₄、B₆、B₈、B₁₀：非球面系数

S = \frac{\frac{z^{2}}{r^{'}}}{1 + \sqrt{1 - (1 + k) {(\frac{z}{r^{'}})}^{2}}} + D_{2} z^{2} + D_{4} z^{4} + D_{6} z^{6} + D_{8} z^{8} + D_{10} z^{10} \cdot \cdot \cdot (7)

其中：

r′＝r(1+E₂Y²+E₄Y⁴+E₆Y⁶+E₈Y⁸+E₁₀Y¹⁰) ····(8)

式中：

r：光轴上的视线剖面半径

D₂、D₄、D₆、D₈、D₁₀、E₂、E₄、E₆、E₈、E₁₀：非球面系数。

下面示出本发明的数值实施例。在数值实施例中，Ri是从物体一侧顺序算起的第i个面的曲率半径，Di是从物体一侧顺序算起的第i个光学材料厚度及空气间隔，Ni和νi是从各个物体一侧顺序算起的第i个光学材料的材质的折射率和阿贝数。

Ri＝∽的平板，表示CCD的玻璃盖板C及保护玻璃H。

(数值实施例1)

fe＝41.1 FNO＝4.5 ω＝28.8 m＝-0.255

R1＝15.657 D1＝3.38 N1＝1.697 ν1＝55.5

R2＝31.955 D2＝0.86

R3＝-101.217 D3＝3.14 N2＝1.689 ν2＝31.1

R4＝45.791 D4＝0.63

R5＝(絞り) D5＝1.32

R6＝32.724 D6＝7.11 N3＝1.772 ν3＝49.6

R7＝-32.724 D7＝0.50

R8＝-22.157 D8＝5.59 N4＝1.762 ν4＝26.5

R9＝-34.314 D9＝6.51

R10＝-11.550 D10＝2.29 N5＝1.603 ν5＝38.0

R11＝-19.197 D11＝2.49

A1 R12＝-229.083 D12＝2.27 N6＝1.530 ν6＝55.8

A2 R13＝-97.901 D13＝5.00

R14＝∽ D14＝0.80 N7＝1.516 ν7＝64.1

R15＝∽ D15＝2.50

R16＝∽ D16＝0.70 N8＝1.516 ν8＝64.1

R17＝∽

变形面A1的系数

R＝-229.083 r＝-229.083

K＝7.616E+01 k＝-2.445E+03 E2＝-2.385E-03

B4＝-3.253E-05 D4＝-1.685E-04 E4＝-1.216E-05

B6＝3.432E-08 D6＝4.901E-07 E6＝4.709E-08

B8＝-3.091E-10 D8＝-4.495E-06 E8＝8.145E-10

B10＝9.957E-13 D10＝-1.614E-08 E10＝-3.131E-12

变形面A2的系数

R＝-97.901 r＝-97.901

K＝2.407E+01 k＝-3.278E+02 E2＝5.834E-03

B4＝-1.912E-05 D4＝-2.069E-04 E4＝1.187E-04

B6＝2.048E-08 D6＝8.762E-07 E6＝-1.571E-06

B8＝-1.976E-10 D8＝-5.882E-06 E8＝9.030E-09

B10＝6.416E-13 D10＝1.506E-08 E10＝-3.228E-12

(数值实施例2)

fe＝40.2 FNO＝5.5 ω＝29.3 m＝-0.255

R1＝15.675 D1＝4.10 N1＝1.729 ν1＝54.7

R2＝23.932 D2＝0.84

R3＝-44.125 D3＝3.05 N2＝1.689 ν2＝31.1

R4＝72.030 D4＝0.25

R5＝(絞り) D5＝1.41

R6＝28.018 D6＝7.21 N3＝1.755 ν3＝52.3

R7＝-22.126 D7＝0.45

R8＝-15.184 D8＝3.40 N4＝1.762 ν4＝26.5

R9＝-22.194 D9＝7.91

A1 R10＝-14.763 D10＝2.06 N5＝1.603 ν5＝38.0

A2 R11＝-16.766 D11＝1.99

R12＝-12.824 D12＝1.99 N6＝1.530 ν6＝55.5

R13＝-21.836 D13＝2.30

R14＝∽ D14＝0.70 N7＝1.516 ν7＝64.1

R15＝∽ D15＝1.30

R16＝∽ D16＝0.70 N8＝1.516 ν8＝64.1

R17＝∽

变形面A1的系数

R＝-14.763 r＝-14.763

K＝1.513E-01 k＝-2.432E+00 E2＝-3.893E-04

B4＝-3.734E-06 D4＝-2.467E-04 E4＝7.106E-06

B6＝1.465E-08 D6＝2.605E-06 E6＝-7.588E-08

B8＝-1.182E-09 D8＝-1.811E-05 E8＝2.538E-10

B10＝1.496E-11 D10＝-6.008E-07 E10＝-4.998E-12

变形面A2的系数

R＝-16.766 r＝-16.766

K＝-1.099E-01 k＝-1.772E+01 E2＝8.403E-04

B4＝-2.358E-06 D4＝-6.191E-04 E4＝-3.942E-06

B6＝-2.757E-08 D6＝6.919E-06 E6＝1.471E-07

B8＝-2.738E-10 D8＝-1.978E-05 E8＝-2.219E-09

B10＝4.172E-12 D10＝-1.486E-07 E10＝5.791E-12

(数值实施例3)

fe＝19.9 FNO＝5.5 ω＝31.8 m＝-0.125

R1＝10.310 D1＝2.81 N1＝1.755 ν1＝52.3

R2＝-433.741 D2＝0.34

R3＝-24.902 D3＝1.99 N2＝1.689 ν2＝31.1

R4＝10.160 D4＝0.44

R5＝(絞り) D5＝0.99

R6＝21.976 D6＝5.79 N3＝1.788 ν3＝47.4

R7＝-14.606 D7＝6.60

R8＝-9.585 D8＝2.06 N4＝1.699 ν4＝30.1

R9＝-22.434 D9＝2.00

A1 R10＝-116.983 D10＝3.00 N5＝1.530 ν5＝55.8

A2 R11＝-70.394 D11＝1.30

R12＝∽ D12＝0.70 N6＝1.516 ν6＝64.1

R13＝∽

变形面A1的系数

R＝-116.983 r＝-116.983

K＝9.010E+01 k＝0.000E+00 E2＝-1.412E-02

B4＝5.157E-05 D4＝0.000E+00 E4＝5.530E-06

B6＝8.533E-08 D6＝0.000E+00 E6＝-4.512E-07

B8＝-1.225E-09 D8＝0.000E+00 E8＝2.728E-08

B10＝0.000E+00 D10＝0.000E+00 E10＝0.000E+00

变形面A2的系数

R＝-70.394 r＝-70.394

K＝-5.263E+01 k＝0.000E+00 E2＝5.075E-01

B4＝5.122E-05 D4＝0.000E+00 E4＝9.082E-04

B6＝1.392E-07 D6＝0.000E+00 E6＝-5.345E-05

B8＝-1.327E-09 D8＝0.000E+00 E8＝1.201E-07

B10＝0.000E+00 D10＝0.000E+00 E10＝0.000E+00

(数值实施例4)

fe＝49.3 FNO＝4.5 ω＝29.2 m＝-0.220

R1＝21.655 D1＝3.38 N1＝1.697 ν1＝55.5

R2＝51.121 D2＝1.33

R3＝-112.527 D3＝5.14 N2＝1.689 ν2＝31.1

R4＝69.525 D4＝0.90

R5＝(絞り) D5＝1.67

R6＝43.550 D6＝10.86 N3＝1.772 ν3＝49.6

R7＝-37.653 D7＝0.51

R8＝-28.482 D8＝8.08 N4＝1.762 ν4＝26.5

R9＝-47.491 D9＝8.45

R10＝-15.789 D10＝1.98 N5＝1.603 ν5＝38.0

R11＝-27.399 D11＝3.92

A1 R12＝-460.953 D12＝3.49 N6＝1.530 ν6＝55.8

A2 R13＝-141.260 D13＝4.00

R14＝∽ D14＝1.00 N7＝1.516 ν7＝64.1

R15＝∽

变形面A1的系数

R＝-460.953 r＝-460.953

K＝1.196E+02 k＝-5.702E+02 E2＝-3.372E-03

B4＝-1.271E-05 D4＝-7.864E-05 E4＝1.252E-06

B6＝2.204E-09 D6＝-2.289E-05 E6＝1.206E-08

B8＝-3.442E-11 D8＝3.340E-07 E8＝-3.893E-11

B10＝3.394E-14 D10＝-2.781E-07 E10＝8.515E-14

变形面A2的系数

R＝-141.261 r＝-141.261

K＝2.349E+01 k＝-1.139E+03 E2＝8.283E-03

B4＝-6.294E-06 D4＝-1.997E-04 E4＝-1.474E-05

B6＝-3.283E-09 D6＝2.425E-06 E6＝1.745E-07

B8＝-1.461E-11 D8＝-8.291E-06 E8＝2.575E-09

B10＝1.365E-14 D10＝3.310E-07 E10＝-5.562E-12

(数值实施例5)

fe＝42.1 FNO＝6.4 ω＝33.2 m＝-0.220

R1＝20.695 D1＝3.25 N1＝1.697 ν1＝55.5

R2＝56.701 D2＝1.08

R3＝-100.210 D3＝4.75 N2＝1.689 ν2＝31.1

R4＝57.374 D4＝1.65

R5＝(絞り) D5＝1.49

R6＝37.151 D6＝11.34 N3＝1.772 ν3＝49.6

R7＝-31.297 D7＝0.20

R8＝-28.245 D8＝7.13 N4＝1.762 ν4＝26.5

R9＝-51.668 D9＝7.06

R10＝-14.784 D10＝2.00 N5＝1.603 ν5＝38.0

R11＝-28.408 D11＝2.53

A1 R12＝-403.261 D12＝2.00 N6＝1.530 ν6＝55.8

A2 R13＝-103.065 D13＝4.00

R14＝∽ D14＝1.00 N7＝1.516 ν7＝64.1

R15＝∽

变形面A1的系数

R＝-403.261 r＝-403.261

K＝1.444E+02 k＝-3.260E+03 E2＝-3.779E-03

B4＝-1.355E-05 D4＝-6.393E-04 E4＝1.007E-06

B6＝3.538E-09 D6＝-7.873E-04 E6＝1.623E-08

B8＝-2.282E-11 D8＝3.526E-04 E8＝-2.343E-11

B10＝1.157E-13 D10＝4.903E-05 E10＝3.050E-14

变形面A2的系数

R＝-103.065 r＝-103.065

K＝1.644E+01 k＝-1.231E+03 E2＝1.349E-02

B4＝-4.187E-06 D4＝-1.315E-03 E4＝-9.728E-05

B6＝-3.456E-09 D6＝2.242E-04 E6＝7.482E-07

B8＝-1.434E-11 D8＝-3.861E-04 E8＝1.759E-09

B10＝1.036E-13 D10＝2.798E-04 E10＝1.588E-11

(现有例)

fe＝30.6 FNO＝5.0 ω＝30.0 m＝-0.189

R1＝1 6.201 D1＝1.87 N1＝1.772 ν1＝49.6

R2＝35.993 D2＝1.26

R3＝-46.836 D3＝2.30 N2＝1.640 ν2＝34.5

R4＝22.827 D4＝3.14

R5＝(絞り) D5＝0.00

R6＝18.418 D6＝6.27 N3＝1.772 ν3＝49.6

R7＝-19.587 D7＝0.35

R8＝-13.708 D8＝5.74 N4＝1.847 ν4＝23.8

R9＝-18.096 D9＝7.31

A1 R10＝-11.562 D10＝1.00 N5＝1.699 ν5＝30.1

R11＝-26.668

变形面A1的系数

R＝-11.562 r＝-11.562

K＝3.680E-01 k＝0.000E+00 E2＝-2.630E-03

B4＝-4.154E-06 D4＝0.000E+00 E4＝2.820E-05

B6＝5.351E-08 D6＝0.000E+00 E6＝-2.267E-07

B8＝0.000E+00 D8＝0.000E+00 E8＝0.000E+00

B10＝0.000E+00 D10＝0.000E+00 E10＝0.000E+00

本实施形态1～7的光学成像系统，全部是由透镜构成的，但不限于此。

本发明，在本实施形态1～7中，也可以在光学成像系统中在透镜上配置衍射光学元件及功率镜(power mirror)。例如，在透镜上设置衍射光栅的透镜也可以设置于光学成像系统内。

[平台型图像读出装置]

图18为将本发明的实施形态1、2、3、数值实施例1、2、3、4、5的任何一个的光学成像系统应用于数字复印机等的盒式组件一体型(平台型)的图像读出装置时的主要部分的概略图。在同图中，和图4所示的要素相同的要素赋予同一符号。

在本实施形态中，从照明系统3射出的光束直接或经反射罩(图中未示出)照明原稿1，来自该原稿1的反射光经第一、第二、第三、第四、第五反射镜4a、4b、4c、4d、4e在盒式组件7内部使该光束的光路折拐而利用上述实施形态1、2、3、数值实施例1、2、3、4、5的任何一个的光学成像系统5(OL)在作为读出装置的CCD 6面上成像。

于是，利用副扫描电动机8使盒式组件7在箭头方向(副扫描方向)上移动，读出原稿1的图像信息。于是，读出的图像信息，通过图中未示出的接口发送到个人计算机等外部机器。

此外，不限于一体型(平台型)的图像读出装置，例如即使是应用于图19所示的具有1:2扫描光学系统的图像读出装置，本发明与上述实施形态同样适用。

就是说，在图19中，82是原稿台玻璃，在其面上放置原稿81。84是照明光源，例如由卤素灯、荧光灯及氙气灯等组成。83是反射罩，使来自照明光源84的光束受到反射，高效率地对原稿进行照明。85、86、87按顺序分别是第一、第二、第三反射镜，来自原稿81的光束的光路在主体内部折拐。5是上述实施形态1～6、数值实施例1～5的任何一个光学成像系统，基于原稿81的图像信息的光束在光电变换元件6的面上成像。6是作为光电变换元件的线传感器(CCD)。90是主体，91是压板，92是第一灯台，93是第二灯台。

在同图中，从照明光源84发出的光束直接或经反射罩83照明原稿81，来自该原稿81的反射光经第一、第二、第三反射镜85、86、87在主体内部使该光束的光路折拐而利用光学成像系统5在CCD 6面上成像。此时，第一、第二、第三反射镜85、86、87在副扫描方向上移动的同时通过对主扫描方向进行电扫描而读出原稿81的图像信息。此时，第二、第三反射镜86、87，通过移动第一反射镜85的移动量的一半而使原稿81和CCD 6的距离保持一定。

此外，在本实施形态中，是将本发明的光学成像系统应用于数字彩色复印机的图像读出装置，但不限于此，例如也可应用于彩色图像扫描仪等各种彩色图像读出装置。

根据本发明，如前所述，在具有至少一个非旋转对称透镜的光学成像系统中，通过各要素的结构使得可以进行旋转调整，与现有的非旋转对称透镜的光学成像系统相比较，由于削减加工成本和改进原料成品率而可以获得批量生产性佳的光学成像系统及采用此系统的图像读出装置。

另外，根据本发明，如前所述，通过具有至少一个非旋转对称形状的非旋转对称透镜，使设置于该镜筒支持装置上的第一定位基准面顶上设置于该非旋转对称透镜上的第二定位基准面而使该非旋转对称透镜的折射能力的某一个方向和该多个感光元件的排列方向完成定位，可使非旋转对称透镜的折射能力的某一个方向和读出装置的排列方向定位时发生的误差的要因减少，由此可以获得充分发挥光学成像系统的光学性能而能进行高精度的图像读出的图像读出装置。

另外，根据本发明，如前所述，通过与变形透镜相邻接配置弯月透镜，并通过设定各要素使条件式满足，可以获得在变形透镜的开角小的同时成像性能良好的光学成像系统及采用此系统的图像读出装置。

Claims

1.一种光学成像系统，使原稿的图像信息在由多个像素在一维方向上排列而成的光电变换元件上成像，其特征在于：

该光学成像系统具有光阑，构成该光学成像系统的多个透镜中的至少一个是变形透镜，与该变形透镜邻接配置有弯月透镜，

在该变形透镜的厚度为d_a，该弯月透镜的厚度为d_m，该邻接的变形透镜和弯月透镜这两透镜的间隔为t_in，两透镜的距该光阑最近的透镜面和与该两透镜的距该光阑最近的透镜面对向的除该两透镜以外的透镜面的距离为t_out时，满足条件

t_in＜d_m+d_a＜t_out，

上述变形透镜的变形面的主扫描剖面内和副扫描剖面内的折射能力在有效范围内变化，在其最大值和最小值之差分别依次为Δφ_m、Δφ_s时，满足如下条件：

0.008＜Δφ_m＜0.045且0.000＜Δφ_s＜0.012，

在上述光学成像系统的主扫描剖面的焦距为f_all，上述弯月透镜的焦距为f_m，上述变形透镜的主扫描剖面的焦距为f_a时，满足如下条件：

- 1.65 < \frac{f_{m}}{f_{all}} < - 1.20

且

4.0 < | \frac{f_{0}}{f_{m}} | < 13.5 .

2.如权利要求1记载的光学成像系统，其特征在于：上述变形透镜的光线通过区域的最大开角为40度以下。

3.如权利要求1记载的光学成像系统，其特征在于：在上述变形透镜的光线通过区域的最大外径为K时，

0.3≤K/f_all≤1.5。

4.如权利要求1记载的光学成像系统，其特征在于：与上述变形透镜邻接的弯月透镜是凹面朝向上述光阑侧的弯月状的负折射能力的透镜。

5.如权利要求1记载的光学成像系统，其特征在于：上述光学成像系统，从原稿面一侧起依次具有：凸面朝向原稿面一侧的弯月状的正折射能力的第一透镜，两透镜面为凹面的第二透镜，两透镜面为凸面的第三透镜，凹面朝向原稿面一侧的弯月状的负折射能力的第四透镜，凹面朝向原稿面一侧的弯月状的第五透镜，以及凹面朝向原稿面一侧的弯月状的第六透镜，上述变形透镜是多个弯月状的透镜中的至少一个。

6.如权利要求1记载的光学成像系统，其特征在于：上述光学成像系统，从原稿面一侧起依次具有：凸面朝向原稿面一侧的弯月状的正折射能力的第一透镜，两透镜面为凹面的第二透镜，两透镜面为凸面的第三透镜，凹面朝向原稿面一侧的弯月状的第四透镜，以及凹面朝向原稿面一侧的弯月状的第五透镜，上述变形透镜是多个弯月状的透镜中的至少一个。

7.如权利要求1记载的光学成像系统，其特征在于：上述变形透镜是塑料模塑制作的，而上述弯月透镜是玻璃制作的。

8.一种图像读出装置，其特征在于：利用如权利要求1记载的光学成像系统在读出装置面上形成图像信息。