JP2001100096A - 4枚画像読取レンズおよびこれを用いた画像読取装置 - Google Patents
4枚画像読取レンズおよびこれを用いた画像読取装置Info
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Abstract
で、比較的明るく、コンパクトかつ広角で収差を良好に
補正し得るカラー画像読取レンズを得る。 【構成】 物体側から順に、第1レンズ群は物体側に凸
面を向けた正レンズL1からなり、第2レンズ群は物体
側に凹面を向けた負レンズL2からなり、第3レンズ群
は物体側に凸面を向けた正レンズL3からなり、第4レ
ンズ群は物体側に凹面を向けた負レンズL4からなる。
第3レンズ群の中心厚DR3、第4レンズ群の焦点距離
f4およびアッベ数ν4、さらに、第3レンズ群と第4
レンズ群の間隔DR3−4およびレンズの全長ΣDはそ
れぞれ所定の条件を満足するように設定されている。こ
れにより、比較的明るく、コンパクトかつ広角で諸収差
を良好に補正し得るカラー画像読取レンズを実現するこ
とができる。
Description
いはイメージスキャナのように、画像読取装置に搭載さ
れた光学系に関するものであり、特に画像縮小用もしく
は画像拡大用の4枚画像読取レンズおよび画像読取装置
に関するものである。
画像読取装置では、結像部に配置する感光体としてCC
Dからなる固体イメージセンサが一般に用いられてい
る。近年、CCDにおける画素の高密度化が急速であ
り、これに伴い画像読取装置に用いる結像レンズとして
も高解像のものが必要となってきている。
して、特開平07-294812号公報あるいは特開平09-101452
号公報に示された画像読取用レンズが知られている。ま
た、本願出願人の出願に係る特開平11-190820号公報に
も上記要求に対応し得る画像読取用レンズが開示されて
いる。
の従来技術においては、コンパクト化という点で不充分
であり、またさらなる広画角化が要求されている。
ので、コンパクト化および広画角化を充分に達成しつ
つ、特に色収差等の諸収差を良好とし得る4枚画像読取
レンズおよびこれを用いた画像読取装置を提供すること
を目的とするものである。
4枚画像読取レンズは、物体側から順に、物体側に凸面
を向けた正のメニスカスレンズからなる第1レンズ群、
両凹レンズからなる第2レンズ群、両凸レンズからなる
第3レンズ群および物体側に凹面を向けたメニスカスレ
ンズからなる第4レンズ群を配列してなり、下記条件式
(1)〜(5)を満足することを特徴とするものであ
る。
取レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正
のメニスカスレンズからなる第1レンズ群、両凹レンズ
からなる第2レンズ群、両凸レンズからなる第3レンズ
群および物体側に凹面を向けたメニスカスレンズからな
る第4レンズ群を配列してなり、下記条件式(6)〜
(8)を満足することを特徴とするものである。
画像読取レンズのいずれかを用いたことを特徴とするも
のである。
枚画像読取レンズは、さらに以下の条件式(9)〜(1
1)のうちの1つもしくは複数を満足することが好まし
い。 25.0 ≦ ν2 ≦ 36.0 (9) 0.45 ≦ f1/f ≦ 0.90 (10) DR1−2/f ≦ 0.02 (11) ここで、DR1−2は第1レンズ群と第2レンズ群の間
隔である。
記条件式(9)〜(11)に代えて、あるいは上記条件
式(9)〜(11)に加えて下記要件を満足することが
好ましい。すなわち、絞りは第2レンズ群と第3レンズ
群の間にあることが好ましい。さらに、第1レンズ群
は、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからな
ることが好ましく、その際第3レンズ群は両凸レンズか
らなることが好ましい。
ズは、以下の条件式(12)を満足することが好まし
い。 54.0 ≦ ν1 (12)
術的意義を説明する。まず、上記条件式(1)〜(5)
について説明する。
関するもので、その上限を上回ると、子午像面湾曲が大
きくなってしまい、一方、その下限を下回ると、子午像
面湾曲が小さくなってしまい、いずれにおいても光軸近
傍と周辺での結像位置がずれてしまい、補正が困難とな
る。
を規定し、球面収差、コマ収差の補正を良好にするため
の条件であり、その上限を上回ると、第4レンズ群の正
の軸上収差が大きくなり過ぎ球面収差の補正が困難とな
り、一方、その下限を下回ると第4レンズ群の焦点距離
が小さくなり過ぎ負の球面収差の絶対値が大きくなり過
ぎる。
を定めたものであって、色収差の補正を良好にするため
の条件であり、その下限を下回ると、緑色を中心に長波
長側・短波長側のいずれにずれた場合にもそのずれ量に
応じて軸上色収差が大きくなる。
ものであって、像面の特性を良好に保ち、かつレンズ系
を小型にまとめるための条件であり、その上限を上回る
と、レンズ系が大型化するため、好ましくなく、一方、
その下限を下回ると像面湾曲が大きくなり、これを補正
しようとするとコマ収差が大きくなる。
ズ群の間隔に関するもので、その上限を上回ると、像面
湾曲が極めて大きくなることで、光軸近傍と周辺での結
像位置が大きくずれてしまい、良好な補正ができなくな
る。
する。条件式(6)は、第3レンズ群と第4レンズ群の
間隔に関するもので、その上限を上回ると、像面湾曲が
大きくなることで、光軸近傍と周辺での結像位置がずれ
てしまい、充分な補正ができなくなる。一方、その下限
を下回り、両者を近づけすぎると、像面湾曲が小さくな
ってしまい、球面収差とのバランスが悪くなる。
に、レンズの全長に関するものであって、像面の特性を
良好に保ち、かつレンズ系を小型にまとめるための条件
であり、その上限を上回ると、レンズ系の小型化が図れ
なくなるため好ましくない。
を定めたものであって、色収差の補正を良好にするため
の条件であり、この条件をはずれると、上記条件式
(7)、(8)を維持しつつ、軸上の色収差と軸外の色
収差(倍率色収差および色のコマ収差)のバランスを良
好とすることが、困難となってしまう。
明する。条件式(9)は、第2レンズ群のアッベ数を定
めたものであって、色収差の補正を良好にするための条
件であり、この条件をはずれると軸上の色収差と軸外の
色収差(倍率色収差および色のコマ収差)のバランスを
より良好とすることが困難となってしまう。
離を規定し、球面収差、コマ収差、歪曲収差の補正を良
好にするための条件である。その上限を上回ると、第1
レンズ群の焦点距離が大きくなり過ぎ負の球面収差の発
生量が大きくなり過ぎる。一方、その下限を下回ると、
第1レンズ群における正の軸上収差の発生量が大きくな
り過ぎ、球面収差の補正が困難になる。
ンズ群の間隔に関するもので、その上限を越えると、歪
曲収差が正に過大となるので好ましくない。
数を定めたものであって、色収差の補正を良好にするた
めの条件であり、この条件をはずれると軸上の色収差と
軸外の色収差(倍率色収差および色のコマ収差)のバラ
ンスをより良好とすることが困難となってしまう。
4枚画像読取レンズの実施形態を具体的な実施例を用い
て説明する。
枚画像読取レンズは、例えばイメージスキャナ等の画像
読取装置20の光学系に用いられる画像読取レンズ10
として機能する。この画像読取装置20は、原稿3を載
置するガラス板4と、CCDを1列乃至数列のライン状
に配列されたライン状CCD5のCCDカバーガラス6
との間に画像読取レンズ10を配置しガラス板4の画像
読取レンズ10側に照明装置7を配置してなる。
し、相対的にライン状CCD5の配列方向と直角な方向
Aに移動させることにより、原稿3上の画像を読み取
る。
すものである。図1に示すように、これらの実施例に係
る4枚画像読取レンズは、4枚のレンズL1 〜L4 に
より構成された4群4枚構成のレンズ系からなり、絞り
1が第2レンズL2 と第3レンズL3 の間に配設され
ており、物体側から光軸Xに沿って入射した光束は図示
されない結像面上の結像位置に結像される。
を向けた正のメニスカスレンズ、第2レンズL2 は像
側に強い曲率の面を向けた両凹レンズ、第3レンズL3
は両凸レンズ、第4レンズL4 は物体側に凹面を向け
た負のメニスカスレンズ(実施例4のみ平凹レンズ)で
ある。また、各実施例に係る画像読取レンズは上述した
条件式(1)〜(12)のうち所定の条件式を満足する
ように構成されている。
値を用いて説明する。なお、以下の各実施例においては
焦点距離を100mmに換算しており、実際には原稿サ
イズと解像度により最適な条件で使用される。
曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ
間の空気間隔D(mm)、各レンズのd線における屈折
率Nd および各レンズのアッベ数νを下記表1および後
述する表2〜4の中段に示す。ただし、この表1および
後述する表2〜4において、各記号R、D、Nd 、νに
対応させた数字は物体側から順次増加するようになって
いる。
に、各実施例におけるレンズ系全体の焦点距離f、F
数、基準波長λ、レンズ系全体の倍率βおよび画角2ω
の値を示す。さらに表1および後述する表2〜4の下段
に各実施例についての、条件式(1)〜(12)に対応
する数値を示す。但し、焦点距離などの近軸計算は基準
波長(d線)を用いて行われている。
記条件式(1)〜(5)および(7)〜(12)が満足
されており、諸収差の補正が十分になされることによ
り、高解像度の画像読取りが可能となる。
記条件式(1)〜(11)が満足されており、諸収差の
補正が十分になされることにより、高解像度の画像読取
りが可能となる。
記条件式(1)〜(12)が満足されており、諸収差の
補正が十分になされることにより、高解像度の画像読取
りが可能となる。
記条件式(1)〜(12)が満足されており、諸収差の
補正が十分になされることにより、高解像度の画像読取
りが可能となる。
収差、非点収差、ディストーション)を各々図2〜5に
示す。なお、各収差図にはe線、g線、C線に対する収
差が示されている。また、非点収差の各収差図には、サ
ジタル(S)像面およびタンジェンシャル(T)像面に
対する収差が示されている。
した各実施例によれば、上述した各収差を全て良好なも
のとすることができる。また、本発明の4枚画像読取レ
ンズとしては、上記実施形態のものに限られるものでは
なく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの
曲率半径Rおよびレンズ間隔(もしくはレンズ厚)Dを
適宜変更することが可能である。
搭載したファクシミリやカラースキャナ等の種々の画像
読取装置は、原稿の画像読取に供せられるが、その際の
読取画像の画質は良好なものとなる。
読取レンズによれば、全系を4群4枚構成とし、上述し
た所定の条件式を満足するように構成しているので、諸
収差、特に色収差を良好に補正することができ、全系の
コンパクト化および広画角化を達成することができる。
た画像読取装置によれば、コンパクト化を図り得るとと
もに画像読取りの際の画質を良好なものとすることがで
きる。
示す概略図
非点収差、ディストーション)
非点収差、ディストーション)
非点収差、ディストーション)
非点収差、ディストーション)
略図
Claims (3)
- 【請求項1】物体側から順に、物体側に凸面を向けた正
のメニスカスレンズからなる第1レンズ群、両凹レンズ
からなる第2レンズ群、両凸レンズからなる第3レンズ
群および物体側に凹面を向けたメニスカスレンズからな
る第4レンズ群を配列してなり、下記条件式(1)〜
(5)を満足することを特徴とする4枚画像読取レン
ズ。 0.09≦DR3/f≦0.20 (1) 0.40≦|f4/f|≦1.30 (2) 36.0≦ν4 (3) 0.31≦ΣD/f≦0.48 (4) DR3−4/f≦0.07 (5) 但し、 f;レンズ系全体の合成焦点距離 fi;第iレンズ群の焦点距離 DRi;第iレンズ群の中心厚 ΣD;レンズ系の全長 νi;第iレンズ群のアッベ数 DR3−4;第3レンズ群と第4レンズ群の間隔 - 【請求項2】物体側から順に、物体側に凸面を向けた正
のメニスカスレンズからなる第1レンズ群、両凹レンズ
からなる第2レンズ群、両凸レンズからなる第3レンズ
群および物体側に凹面を向けたメニスカスレンズからな
る第4レンズ群を配列してなり、下記条件式(6)〜
(8)を満足することを特徴とする4枚画像読取レン
ズ。 0.005≦DR3−4/f≦0.02 (6) ΣD/f≦0.45 (7) 36.0≦ν4 (8) 但し、 f;レンズ系全体の合成焦点距離 DR3−4;第3レンズ群と第4レンズ群の間隔 ΣD;レンズ系の全長 νi;第iレンズ群のアッベ数 - 【請求項3】請求項1または2記載の4枚画像読取レン
ズを用いたことを特徴とする画像読取装置。
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