JP2002244033A - Image reader having image reading lens - Google Patents
Image reader having image reading lensInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は画像読取レンズを有
する画像読取装置に関し、特にCCD等の撮像素子を用
いて原稿の画像情報を線順次読取方式で読取る際の画像
読取レンズの像面湾曲及び非点収差等を良好に補正し、
高精度な画像読取りが行なえる、例えばイメージスキャ
ナー、デジタル複写機、そしてファクシミリ等に好適な
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image reading apparatus having an image reading lens, and more particularly to a field curvature of an image reading lens when reading image information of a document by a line sequential reading method using an image pickup device such as a CCD. Good correction of astigmatism, etc.
It is suitable for, for example, image scanners, digital copiers, facsimile machines, etc., which can read images with high accuracy.
【0002】[0002]
【従来の技術】図12は従来の画像読取用の画像読取レ
ンズをフラットベッドイメージスキャナーに用いたとき
の要部概略図である。2. Description of the Related Art FIG. 12 is a schematic view of a main part when a conventional image reading lens for image reading is used in a flatbed image scanner.
【0003】同図において照明光源220から放射され
た光束は直接あるいは反射笠229を介して原稿228
を照明し、該原稿228からの反射光束を第1、第2、
第3、第4反射ミラー223a,223b,223c,
223dを介してキャリッジ226内部でその光束の光
路を折り曲げ、画像読取レンズ(結像レンズ)224に
よりCCD(Charge Coupled Devic
e)等のリニアイメージセンサ225(以下「CCD」
と称す。)面上に結像させている。そしてキャリッジ2
26を副走査モーター227により図12に示す矢印A
方向(副走査方向)に移動させることにより原稿228
の画像情報を読み取っている。同図におけるCCD22
5は複数の受光素子を一次元方向(主走査方向)に配列
した構成より成っている。[0003] In FIG. 1, a light beam emitted from an illumination light source 220 is directly or through a reflector 229.
And illuminates the reflected light flux from the original 228 with first, second,
Third and fourth reflection mirrors 223a, 223b, 223c,
The optical path of the light beam is bent inside the carriage 226 via the 223d, and the image reading lens (imaging lens) 224 is used to charge the CCD (Charge Coupled Device).
e) Linear image sensor 225 (hereinafter referred to as “CCD”)
Called. ) An image is formed on the surface. And carriage 2
Reference numeral 26 denotes an arrow A shown in FIG.
Document 228 by moving the original 228 in the direction (sub-scanning direction).
Is reading the image information. CCD 22 in FIG.
Reference numeral 5 denotes a configuration in which a plurality of light receiving elements are arranged in a one-dimensional direction (main scanning direction).
【0004】上記構成においてイメージスキャナーを小
型化するにはキャリッジ226の小型化が必要である。
キャリッジ226を小型化するには、例えば反射ミラー
の枚数を増やしたり、あるいは一枚の反射ミラーで複数
回反射させて光路長を確保する方法がある。In order to reduce the size of the image scanner in the above configuration, it is necessary to reduce the size of the carriage 226.
In order to reduce the size of the carriage 226, for example, there is a method of increasing the number of reflecting mirrors, or securing the optical path length by reflecting a plurality of times with one reflecting mirror.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法ではキャリッジ226内部の構造が複雑になるこ
とから組み立て精度が厳しくなりコストが大幅に上昇す
るという問題点がある。また反射ミラーの面精度と反射
回数に比例して結像性能が悪化してしまい読取画像にも
影響するという問題点もある。However, these methods have a problem that since the structure inside the carriage 226 is complicated, the assembling accuracy is severe and the cost is greatly increased. Further, there is also a problem that the imaging performance is deteriorated in proportion to the surface accuracy of the reflection mirror and the number of reflections, which also affects the read image.
【0006】一方で画像読取レンズ(結像系)224を
広画角化して物像間距離を縮めることも考えられる。現
実的なレンズ枚数で、かつ球面形状で実現される広画角
の画像読取レンズとしては、従来より様々なタイプが提
案されてきた。しかしながら、それらはいずれも半画角
にして25度程度が上限であり、それよりも広画角にす
ると像面彎曲や非点収差が大きくなり十分な光学性能を
発揮することができないという問題点があった。On the other hand, it is conceivable that the image reading lens (imaging system) 224 is widened to reduce the distance between object images. Various types of wide-angle image reading lenses realized with a realistic number of lenses and a spherical shape have hitherto been proposed. However, the upper limit of each of them is about 25 degrees at a half angle of view, and if the angle of view is wider than that, the field curvature and astigmatism increase, and sufficient optical performance cannot be exhibited. was there.
【0007】図13は従来の画像読取レンズのレンズ断
面図、図14は図13に示した画像読取レンズの諸収差
図である。図13における画像読取レンズは物体(原
稿)側より順に正の第1レンズ91、負の第2レンズ9
2、絞り、正の第3レンズ93、負の第4レンズ94、
そして負の第5レンズ95の5枚のレンズを有するテレ
フォトタイプより構成されている。同図における画像読
取レンズは半画角30度での使用を目標に設定している
が、図14の収差図に示すように物体高で7割(半画角
22度)付近より大きい画角では非点収差が大きくなっ
ている。他の収差量を抑えながら非点収差をこれ以上解
消することは難しい。FIG. 13 is a sectional view of a conventional image reading lens, and FIG. 14 is a diagram showing various aberrations of the image reading lens shown in FIG. The image reading lens in FIG. 13 includes a positive first lens 91 and a negative second lens 9 in order from the object (original) side.
2. aperture, positive third lens 93, negative fourth lens 94,
And it is constituted by a telephoto type having five lenses of a negative fifth lens 95. The image reading lens shown in FIG. 14 is set to be used at a half angle of view of 30 degrees, but as shown in the aberration diagram of FIG. Has increased astigmatism. It is difficult to further reduce astigmatism while suppressing other aberrations.
【0008】上記タイプなどに一般的な回転対称形状の
非球面を導入して波面収差を補正することによって、さ
らなる広画角化を図った画像読取レンズは数多く提案さ
れているが、像面彎曲及び非点収差等については根本的
な解決をしていないため十分な広画角化を実現すること
が難しかった。Many image reading lenses have been proposed to further widen the angle of view by introducing a generally rotationally symmetric aspherical surface into the above-mentioned types and correcting the wavefront aberration. As for astigmatism and the like, the fundamental solution has not been made, and it has been difficult to realize a sufficiently wide angle of view.
【0009】また非点収差を補正する方法としては、例
えば特開平5-14602号公報で提案されている画像読取装
置がある。同公報では結像系と画像読取手段との間の光
路中に光軸に対して垂直方向の屈折力が回転非対称であ
る光学部材を設けることによって非点収差を良好に補正
している。この方法は非点収差の補正については有効で
あるが、新たな光学部材を光路中に配置しなければなら
ず、装置全体が大型化し、組み立て時の調整項目も増え
るという課題がある。As a method of correcting astigmatism, for example, there is an image reading apparatus proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-14602. In this publication, astigmatism is satisfactorily corrected by providing an optical member having a rotationally asymmetric refractive power in a direction perpendicular to the optical axis in an optical path between an imaging system and image reading means. Although this method is effective in correcting astigmatism, a new optical member must be arranged in the optical path, and thus there is a problem that the entire apparatus becomes large and the number of adjustment items at the time of assembly increases.
【0010】また周辺画角においてケラレを生じさせる
ことで、全画角において高い解像力を持たせることもで
きるが、周辺画角まで十分な光量を必要とする画像読取
装置においては開口効率が100%であることが求めら
れているので、これによっても上記目的を達することは
できない。By generating vignetting at the peripheral angle of view, a high resolution can be provided at all angles of view. However, in an image reading apparatus requiring a sufficient amount of light up to the peripheral angle of view, the aperture efficiency is 100%. Therefore, the above purpose cannot be attained.
【0011】近年はイメージセンサ−等のセンサ−素子
の微細化が進み、この面積の小さいセンサ−素子に対し
て充分な光量を得るために更に明るいFno(Fナンバ
ー)の画像読取レンズが求められているため、光線束を
減少させることは望ましくない。In recent years, sensor elements such as image sensors have been miniaturized, and a brighter Fno (F number) image reading lens has been required to obtain a sufficient amount of light for a sensor element having a small area. Therefore, it is not desirable to reduce the light flux.
【0012】このように開口効率100%を維持し、し
かも全画角において良好なる画像を得ようとするとき、
画像読取レンズを構成するある面に光軸に対して回転非
対称な屈折力を持つように形成することにより、収差等
が補正される。When maintaining an aperture efficiency of 100% and obtaining a good image at all angles of view,
By forming a certain surface constituting the image reading lens so as to have a refractive power that is rotationally asymmetric with respect to the optical axis, aberration and the like are corrected.
【0013】ただ、これまでの補正方法においてはFn
oが5程度であり、更に明るいFnoで画角30度程の
超広角で設定すると、回転非対称な面を用いてもその面
における光束面積が大きくなっているため、従来のよう
な設定ではその補正に対して回転非対称なレンズでの補
正はもちろん、他の構成レンズまでがパワー配分におい
てその影響が大きくなってくる。そのため、加工誤差に
よる性能劣化を抑えるための必要性から公差を厳しく設
定する必要があり、これが製作を困難にする要因ともな
っていた。さらに明るく超広画角の画像読取レンズを良
好なる光学性能で確立するためには上記に示した問題点
に対する改善策が必要とされていた。However, in the conventional correction method, Fn
When o is about 5 and the super-wide angle of view angle is about 30 degrees with a brighter Fno, even if a rotationally asymmetric surface is used, the luminous flux area on that surface is large. In addition to the correction using a lens that is rotationally asymmetric with respect to the correction, the influence of power distribution to other constituent lenses also increases. Therefore, it is necessary to set a strict tolerance in order to suppress the performance deterioration due to the processing error, which has been a factor that makes the manufacturing difficult. In order to establish a bright and super-wide-angle image reading lens with excellent optical performance, it is necessary to improve the above-mentioned problems.
【0014】本発明は先に提案された画像読取装置を更
に改良し、簡易な構成ながら明るいFnoでも超広画角
の周辺画角まで高い開口率を維持して各諸収差をバラン
スよく補正することができる高解像力を有した画像読取
レンズを有するコンパクトな画像読取装置の提供を目的
とする。The present invention further improves the previously proposed image reading apparatus, and corrects various aberrations in a well-balanced manner while maintaining a high aperture ratio up to a peripheral angle of view of a super wide angle of view even with a simple Fno. It is an object of the present invention to provide a compact image reading device having an image reading lens having a high resolving power that can be used.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明の画像読
取レンズを有する画像読取装置は、原稿積載台に載置さ
れた原稿の画像情報を照明する照明手段と、該照明手段
により照明された原稿の画像情報を結像させる画像読取
レンズと、該画像読取レンズによって結像した画像情報
を電子情報に変換して読取る読取手段と、を有する画像
読取装置において、該画像読取レンズは原稿側より順に
原稿側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス状
の第1レンズ、両レンズ面が凹面の負の屈折力を有する
第2レンズ、両レンズ面が凸面の正の屈折力を有する第
3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、そして読取
手段側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス状
の第5レンズを有し、複数のレンズ面のうち少なくとも
一面は直交する方向で屈折力が異なる回転非対称面であ
り、該回転非対称面は、According to a first aspect of the present invention, there is provided an image reading apparatus having an image reading lens, which illuminates image information of a document placed on a document loading table, and which is illuminated by the lighting means. An image reading lens having an image reading lens for forming image information of the original document, and reading means for converting the image information formed by the image reading lens into electronic information and reading the electronic information. A meniscus first lens having a positive refractive power with the convex surface facing the document side in order, a second lens having both concave lens surfaces having a negative refractive power, and both lens surfaces having a positive refractive power having a convex surface. A third lens, a fourth lens having a negative refractive power, and a fifth meniscus lens having a negative refractive power with a convex surface facing the reading unit, at least one of the plurality of lens surfaces being orthogonal to each other One In the refractive power differs rotationally asymmetric surface, said rotationally asymmetric surface,
【0016】[0016]
【数2】 (Equation 2)
【0017】但し、 R(ymax):回転非対称面上で、最大画角での通過光束
の主光線の高さ ymaxにおける母線方向に沿った方向での曲率半径 r(ymax):回転非対称面上で、最大画角での通過光束
の主光線の高さ ymaxにおける子線方向に沿った方向での曲率半径 fd :画像読取レンズの全系のd線における焦点
距離 Nd :回転非対称面を形成しているレンズの材質
の屈折率 なる条件を満足することを特徴としている。R (ymax): radius of curvature in the direction along the generatrix direction at the height ymax of the principal ray of the passing light beam at the maximum angle of view on the rotationally asymmetric surface r (ymax): on the rotationally asymmetric surface And the radius of curvature fd in the direction along the sagittal direction at the height ymax of the principal ray of the passing light beam at the maximum angle of view fd: focal length on the d-line of the entire system of the image reading lens Nd: forming a rotationally asymmetric surface It is characterized by satisfying the condition of the refractive index of the lens material.
【0018】請求項2の発明は請求項1の発明におい
て、前記第4、第5レンズの屈折力を各々φ4,φ5と
したとき、 0.0055≦φ4−φ5≦0.015 なる条件を満足することを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, when the refractive powers of the fourth and fifth lenses are φ4 and φ5, respectively, the condition of 0.0055 ≦ φ4−φ5 ≦ 0.015 is satisfied. It is characterized by doing.
【0019】請求項3の発明は請求項1又は2の発明に
おいて、前記第2レンズと前記第3レンズとの間に絞り
を有していることを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, an aperture is provided between the second lens and the third lens.
【0020】請求項4の発明は請求項1又は2の発明に
おいて、前記回転非対称面を含むレンズは、モールド成
形されたガラスレンズであることを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the lens including the rotationally asymmetric surface is a molded glass lens.
【0021】請求項5の発明は請求項1の発明におい
て、前記第5レンズの読取手段側のレンズ面は回転非対
称面であることを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the lens surface of the fifth lens on the reading means side is a rotationally asymmetric surface.
【0022】請求項6の発明は請求項1の発明におい
て、前記照明手段はキセノンランプを有していることを
特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect, the illuminating means includes a xenon lamp.
【0023】請求項7の発明は請求項1の発明におい
て、前記照明手段はLEDを有していることを特徴とし
ている。According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the illuminating means has an LED.
【0024】請求項8の発明は請求項1の発明におい
て、前記照明手段は光束の進行方向の変換を行なう金属
の反射部材を有していることを特徴としている。According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the illuminating means has a metal reflecting member for converting a traveling direction of a light beam.
【0025】請求項9の発明は請求項1の発明におい
て、前記照明手段は光束の進行方向の変換を行なう樹脂
の反射部材を有していることを特徴としている。A ninth aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the illuminating means has a resin reflecting member for converting a traveling direction of a light beam.
【0026】請求項10の発明は請求項1の発明におい
て、前記照明手段は樹脂の導光部材を有していることを
特徴としている。According to a tenth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the illuminating means has a resin light guiding member.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】[画像読取装置]図1は後述する
数値実施例1〜3のいずれかの画像読取レンズを有する
本発明の実施形態1の画像読取装置の要部概略図であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Image Reading Apparatus] FIG. 1 is a schematic view of a main part of an image reading apparatus according to a first embodiment of the present invention having an image reading lens of one of Numerical Examples 1 to 3 to be described later.
【0028】同図において2は原稿積載台(原稿台ガラ
ス)であり、その原稿積載台2上に原稿1が載置されて
いる。11はキャリッジであり、照明手段21、複数の
反射ミラー5,6,7,8、画像読取レンズ9、そして
読取手段10等を一体的に収納しており、副走査モータ
ー17等の駆動装置により副走査方向(図1においては
矢印A方向)へ走査し、原稿1の画像情報を読み取って
いる。In FIG. 1, reference numeral 2 denotes an original mounting table (original table glass) on which an original 1 is placed. Reference numeral 11 denotes a carriage, which integrally accommodates an illumination unit 21, a plurality of reflection mirrors 5, 6, 7, 8, an image reading lens 9, and a reading unit 10, and is driven by a driving device such as a sub-scanning motor 17. Scanning is performed in the sub-scanning direction (the direction of arrow A in FIG. 1), and image information of the original 1 is read.
【0029】照明手段21は照明光源3と反射部材(反
射笠)4とを有しており、原稿1の画像情報を効率良く
照明している。照明光源3は例えばキセノンランプやL
ED等より成っている。反射部材4は光束の進行方向の
変換を行なう金属もしくは表面に蒸着膜を施したプラス
チック(樹脂)等が適用可能であり、照明光源3からの
光束を反射させ、効率よく原稿1の画像情報を照明して
いる。尚、照明手段21は内面全反射を利用した樹脂の
導光部材を用いて原稿1を照明するようにしても良い。The illuminating means 21 has an illuminating light source 3 and a reflecting member (reflecting shade) 4, and illuminates the image information of the original 1 efficiently. The illumination light source 3 is, for example, a xenon lamp or L
It is made up of ED etc. The reflecting member 4 can be made of a metal that converts the traveling direction of a light beam or a plastic (resin) having a vapor-deposited film on its surface, and reflects the light beam from the illumination light source 3 to efficiently convert the image information of the document 1. Lighting. The illuminating means 21 may illuminate the document 1 using a light guide member made of resin using total internal reflection.
【0030】5,6,7,8は各々順に第1、第2、第
3、第4反射ミラーであり、原稿1からの光束の光路を
キャリッジ11内部で折り曲げている。9は後述する数
値実施例1〜3のいずれかの画像読取レンズ(結像レン
ズ)であり、原稿1の画像情報に基づく光束を読取手段
10面上に結像させている。10は読取手段としての光
電変換素子(CCD)であり、原稿1の画像情報を電子
情報に変換して読取っている。12は本体である。Reference numerals 5, 6, 7 and 8 denote first, second, third and fourth reflection mirrors, respectively, which bend the optical path of the light beam from the original 1 inside the carriage 11. Reference numeral 9 denotes an image reading lens (imaging lens) of one of Numerical Examples 1 to 3 described later, which forms a light beam based on image information of the document 1 on the surface of the reading unit 10. Reference numeral 10 denotes a photoelectric conversion element (CCD) as reading means, which reads image information of the original 1 after converting the image information into electronic information. 12 is a main body.
【0031】同図において照明光源3から放射された光
束は直接あるいは反射部材4を介して原稿1を照明し、
該原稿1からの反射光束を第1、第2、第3、第4反射
ミラー5,6,7,8を介してキャリッジ11内部でそ
の光束の光路を折り曲げ、画像読取レンズ9によりCC
D10面上に結像させている。そしてキャリッジ11を
副走査モーター17により矢印A方向(副走査方向)に
移動させることにより、原稿1の画像情報を読取ってい
る。In FIG. 1, a light beam emitted from an illumination light source 3 illuminates the original 1 directly or via a reflecting member 4.
The light beam of the light beam reflected from the original 1 is bent inside the carriage 11 via the first, second, third, and fourth reflection mirrors 5, 6, 7, and 8, and the image reading lens 9 applies the CC light.
An image is formed on the D10 plane. The image information of the original 1 is read by moving the carriage 11 in the direction of arrow A (sub-scanning direction) by the sub-scanning motor 17.
【0032】尚、同図においてはデジタル複写機等の画
像読取装置に適用したが、これに限らず、例えばイメー
ジスキャナーの画像読取装置においても適用できる。In FIG. 1, the present invention is applied to an image reading apparatus such as a digital copying machine. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to an image reading apparatus such as an image scanner.
【0033】これまで複写機等において原稿面から光電
変換素子までの距離は2:1ミラー走査方式で500〜600mm
程度あるのが通常であったが、本実施形態では300mm程
度に収まっており、よりコンパクトな構成が可能となっ
た。また図1に示す上記各要素はすべてキャリッジ内部
に納められており、本体に組み入れられる以前にキャリ
ッジのみの状態で光学調整を行なうことができる。Until now, the distance from the original surface to the photoelectric conversion element in a copying machine or the like has been 500 to 600 mm in a 2: 1 mirror scanning system.
Although there is usually some degree, in this embodiment, it is within about 300 mm, and a more compact configuration is possible. Further, all of the above elements shown in FIG. 1 are housed inside the carriage, and the optical adjustment can be performed with the carriage alone before being incorporated into the main body.
【0034】更に2:1ミラー走査方式では副走査方向へ
走査する際、組立上の公差から走査の開始位置と終了位
置で倍率やピント位置が一致するよう細かい調整作業が
必要であったが、本実施形態ではキャリッジを本体に組
み込む際の位置合わせを行なうだけですむため、一体型
とすることでその作業を省略することができ、調整時間
の大幅な短縮が可能となる。Further, in the 2: 1 mirror scanning method, when scanning in the sub-scanning direction, a fine adjustment operation is required so that the magnification and the focus position match at the scanning start position and the scanning end position due to assembly tolerance. In this embodiment, since it is only necessary to perform positioning when the carriage is incorporated into the main body, the integral operation can omit the operation, and the adjustment time can be greatly reduced.
【0035】キャリッジは不図示の入力操作部により走
査の開始を指示すると、不図示のモーターとガイドによ
ってキャリッジごと図中矢印A方向の副走査方向に走査
される。このとき走査中は原稿と画像読取レンズ及び光
電変換素子との距離は常に不動で一定であるため、2:1
ミラー走査方式のような2:1の速度比をつけてミラー台
を移動させる構造は必要なく、構造の簡略化に貢献して
いる。When the carriage is instructed to start scanning by an input operation unit (not shown), the carriage is scanned by the motor and guide (not shown) together with the carriage in the sub-scanning direction indicated by arrow A in the figure. At this time, during scanning, the distance between the document and the image reading lens and the photoelectric conversion element is always immovable and constant.
Unlike the mirror scanning method, there is no need to move the mirror base with a 2: 1 speed ratio, which contributes to simplification of the structure.
【0036】次に図1に示した本発明に関わる画像読取
レンズ9について説明する。Next, the image reading lens 9 according to the present invention shown in FIG. 1 will be described.
【0037】図2、図3、図4は各々後述する数値実施
例1、2、3の画像読取レンズのレンズ断面図、図5、
図6,図7は各々後述する数値実施例1、2、3の画像
読取レンズの諸収差図(球面収差、非点収差、歪曲収
差)、図8,図9、図10は各々後述する数値実施例
1、2、3の画像読取レンズの諸収差図(横収差図)、
図11(A),(B)は各々画像読取レンズの回転非対
称面を説明する為の図であり、図11(A)はレンズ断
面図、図11(B)は第5レンズL5の正面図である。FIGS. 2, 3 and 4 are lens sectional views of image reading lenses according to Numerical Examples 1, 2, and 3, which will be described later.
6 and 7 show various aberration diagrams (spherical aberration, astigmatism, and distortion) of the image reading lenses of Numerical Examples 1, 2, and 3 described below, respectively. FIGS. 8, 9, and 10 show numerical values described later. Various aberration diagrams (lateral aberration diagrams) of the image reading lenses of Examples 1, 2, and 3;
FIGS. 11A and 11B are diagrams for explaining the rotationally asymmetric surface of the image reading lens. FIG. 11A is a sectional view of the lens, and FIG. 11B is a front view of the fifth lens L5. It is.
【0038】レンズ断面図において図面上、左側が拡大
側(共役点が長い方)で原稿面P側(読取画像が設けら
れている側)であり、右側が縮小側(共役点が短い方)
で読取手段面Q側(例えば光電変換素子としてのCCD
が設けられている側)である。図中読取手段面Qの直前
部にはCCDのカバーガラスGを挿入している。In the lens cross-sectional view, the left side is the enlargement side (longer conjugate point) and the document surface P side (side on which the read image is provided), and the right side is the reduction side (short conjugate point).
To the reading means surface Q side (for example, a CCD as a photoelectric conversion element)
Is provided). In the figure, a cover glass G of a CCD is inserted immediately before the reading means surface Q.
【0039】ここで図2、図3、図4の数値実施例1、
2、3における画像読取レンズ9(9A,9B,9C)
は原稿面側から順に原稿側に凸面を向けた正の屈折力を
有するメニスカス状の第1レンズL1より成る第1群、
両レンズ面が凹面の負の屈折力を有する第2レンズL2
より成る第2群、両レンズ面が凸面の正の屈折力を有す
る第3レンズL3より成る第3群、負の屈折力を有する
第4レンズL4より成る第4群、そして読取手段側に凸
面を向けた負の屈折力を有するメニスカス状の第5レン
ズL5より成る第5群の5群5枚構成より成り、複数の
レンズ面のうち少なくとも一面は直交する方向で屈折力
が異なる回転非対称面を有している。Here, Numerical Embodiment 1 shown in FIGS.
Image reading lens 9 in 2 and 3 (9A, 9B, 9C)
Is a first group of a meniscus-shaped first lens L1 having a positive refractive power with the convex surface facing the document side in order from the document surface side;
A second lens L2 having negative refractive power with both lens surfaces concave.
A second group consisting of a third lens L3 having a positive refractive power with both lens surfaces being convex, a fourth group consisting of a fourth lens L4 having a negative refractive power, and a convex surface facing the reading means. And a fifth lens group composed of a fifth lens element L5 having a negative refractive power and a fifth lens unit L5. At least one of the plurality of lens surfaces has a rotationally asymmetric surface having a different refractive power in an orthogonal direction. have.
【0040】各数値実施例においては第5レンズL5の
原稿面P側の面L5aに光軸に対して回転対称な非球面
(回転対称面)、読取手段面Q側のレンズ面L5bに回
転非対称な非球面(回転非対称面)を導入している。こ
の第5レンズL5はモールド成形されたガラスレンズよ
り成る。SPは絞りであり、第2レンズL2と第3レン
ズL3との間に設けている。尚、絞りSPは第2レンズ
L2と第3レンズL3との間以外に設けても良い。In each numerical example, the aspherical surface (rotationally symmetric surface) rotationally symmetric with respect to the optical axis on the surface L5a on the original surface P side of the fifth lens L5, and the rotationally asymmetrical surface on the lens surface L5b on the reading means surface Q side. A non-spherical surface (rotationally asymmetric surface) is introduced. The fifth lens L5 is made of a molded glass lens. SP denotes an aperture, which is provided between the second lens L2 and the third lens L3. The aperture SP may be provided other than between the second lens L2 and the third lens L3.
【0041】図11(A)において絞りSPの中心を通
過する最大画角での軸外主光線が第5レンズL5の回転
非対称面L5bに入射する点をPaとしたとき、図11
(B)に示すように点Paを含むY軸方向(X軸方向)
の曲率半径を最大画角での通過光束の主光線の高さにお
ける母線方向(子線方向)に沿った方向での曲率半径と
している。In FIG. 11A, assuming that the point at which the off-axis principal ray at the maximum angle of view passing through the center of the stop SP enters the rotationally asymmetric surface L5b of the fifth lens L5 is Pa, FIG.
(B), the Y-axis direction including the point Pa (X-axis direction)
Is the radius of curvature in the direction along the generatrix direction (satellite direction) at the height of the principal ray of the passing light beam at the maximum angle of view.
【0042】このように本発明では画像読取レンズを5
群5枚構成よりすると共に上記回転非対称面を、As described above, according to the present invention, the image reading lens
The above-mentioned rotationally asymmetric surface is composed of a group of 5
【0043】[0043]
【数3】 (Equation 3)
【0044】但し、 R(ymax):回転非対称面上で、最大画角での通過光束
の主光線の高さ ymaxにおける母線方向に沿った方向での曲率半径 r(ymax):回転非対称面上で、最大画角での通過光束
の主光線の高さ ymaxにおける子線方向に沿った方向での曲率半径 fd :画像読取レンズの全系の焦点距離 Nd :回転非対称面を形成しているレンズの材質
の屈折率 なる条件を満足するように構成している。R (ymax): radius of curvature in the direction along the generatrix direction at the height ymax of the principal ray of the passing light beam at the maximum angle of view on the rotationally asymmetric surface r (ymax): on the rotationally asymmetric surface The radius of curvature fd in the direction along the sagittal direction at the height ymax of the principal ray of the passing light beam at the maximum angle of view fd: focal length of the entire system of the image reading lens Nd: lens forming a rotationally asymmetric surface The material is configured to satisfy the following condition.
【0045】これによって5群5枚という簡単な構成で
ありながら、明るいFnoでも超広画角の周辺画角まで
高い開口率を維持して各諸収差をバランスよく補正する
ことのできる高解像力を有した画像読取レンズを得てい
る。Thus, despite having a simple structure of five elements and five elements, a high resolving power capable of correcting various aberrations in a well-balanced manner while maintaining a high aperture ratio up to a peripheral angle of view of an ultra wide angle of view even in a bright Fno. The obtained image reading lens is obtained.
【0046】また本発明において更に解像度の高いレン
ズに対応させるには以下に示す条件式(2)を満足させ
ることが望ましい。In the present invention, it is desirable to satisfy the following conditional expression (2) in order to correspond to a lens having a higher resolution.
【0047】即ち、第4、第5レンズの屈折力を各々φ
4,φ5としたとき、 0.0055≦φ4−φ5≦0.015 ‥‥‥(2) なる条件を満足することである。That is, the refractive power of the fourth and fifth lenses is φ
4, when φ5, the condition of 0.0055 ≦ φ4−φ5 ≦ 0.015 (2) is satisfied.
【0048】次に上記の各条件式(1),(2)の技術
的意味について説明する。Next, the technical meaning of each of the conditional expressions (1) and (2) will be described.
【0049】条件式(1)は広画角でしかも明るいFn
oの設定において、像面攣曲と非点収差等を良好に補正
するためのものであり、主に周辺画角でも面積の大きい
光束幅を補正する上で重要な条件である。条件式(1)
の下限値を越えると非点収差、像面攣曲、そして倍率の
色収差等が補正不足となり悪化してくるので良くない。
また条件式(1)の上限値を越えると補正過剰となり、
非点収差の他、像面歪曲が悪化してくるので良くない。Conditional expression (1) satisfies a wide angle of view and a bright Fn.
In the setting of o, this is for favorably correcting field curvature and astigmatism, etc., and is an important condition mainly for correcting a light beam width having a large area even at a peripheral angle of view. Conditional expression (1)
If the lower limit value is exceeded, astigmatism, image surface curvature, chromatic aberration of magnification, etc. will be insufficiently corrected and deteriorated.
If the value exceeds the upper limit of conditional expression (1), the correction becomes excessive, and
This is not good because the image surface distortion becomes worse in addition to astigmatism.
【0050】条件式(2)は第4レンズと第5レンズと
のパワー配分について規定したものである。この条件式
(2)を満足することで第4レンズより原稿面側のレン
ズにおける収差補正の負担が過剰になるのを防いでパワ
ー配置のバランスを取り、それぞれのレンズが無理なく
収差の補正分担が行える。条件式(2)の範囲を逸脱す
ると像高全域に亘ってコマ収差が悪化し、更に外周画角
の非点収差が悪化するので良くない。また全体のパワー
配分のバランスが崩れることからも他諸収差にも影響が
出てくるため良くない。Conditional expression (2) defines the power distribution between the fourth lens and the fifth lens. By satisfying the conditional expression (2), it is possible to prevent the load of aberration correction on the lens on the document side from becoming excessive from the fourth lens, and to balance the power arrangement so that each lens can share the correction of aberration without difficulty. Can be performed. Deviating from the range of the conditional expression (2) is not preferable because coma aberration becomes worse over the entire image height range and astigmatism of the outer peripheral angle of view becomes worse. Further, since the balance of the power distribution as a whole is lost, other aberrations are also affected, which is not good.
【0051】本発明では条件式(1)を満足させること
で効率良く周辺部まで収差を補正することが可能とな
り、更に条件式(2)を満足させることによって更に効
率良く周辺部まで収差を補正することが可能となる。In the present invention, it is possible to efficiently correct the aberration up to the peripheral portion by satisfying the conditional expression (1), and further efficiently correct the aberration up to the peripheral portion by satisfying the conditional expression (2). It is possible to do.
【0052】本発明において更に望ましくは上記の各条
件式(1),(2)を次の如く設定するのが良い。More preferably, in the present invention, the above-mentioned conditional expressions (1) and (2) are set as follows.
【0053】[0053]
【数4】 (Equation 4)
【0054】 0.0060≦φ4−φ5≦0.012 ‥‥‥(2a) 各数値実施例においては上記の如く第5レンズL5の原
稿面P側に回転対称面、読取手段面Q側に回転非対称面
(自由曲面)を導入している。これら形状は各々レンズ
面と光軸との交点を原点としており、光軸方向をZ軸、
主走査方向と平行で光軸と直交する軸を母線方向としY
軸、副走査方向と平行で光軸と直交する軸を子線方向と
しX軸としたとき、前記回転対称面の形状は0.0060 ≦ φ4−φ5 ≦ 0.012 (2a) In each numerical example, as described above, the fifth lens L5 is rotated on the original surface P side and rotated on the reading means surface Q side. An asymmetric surface (free-form surface) is introduced. These shapes have the origin at the intersection of the lens surface and the optical axis, the optical axis direction is the Z axis,
An axis parallel to the main scanning direction and perpendicular to the optical axis is defined as a generatrix direction, and Y
When the axis parallel to the sub-scanning direction and orthogonal to the optical axis is defined as the sagittal direction and the X axis, the shape of the rotational symmetry plane
【0055】[0055]
【数5】 (Equation 5)
【0056】但し、Z:光軸と面の交点からYに沿った
高さyにおける前記交点からのZ方向への距離 R:面の頂点曲率半径 y:光軸と面の交点からYに沿った距離 ky,B4,B6,B8,B10:非球面係数 なる式で表わされる。Here, Z: distance in the Z direction from the intersection at the height y along the Y from the intersection of the optical axis and the surface R: radius of curvature of the vertex of the surface y: along Y from the intersection of the optical axis and the surface distance k y, B 4, B 6 , B 8, B 10: represented by aspheric coefficient becomes equation.
【0057】また回転非対称面の形状は、母線方向にお
いてはThe shape of the rotationally asymmetric surface is
【0058】[0058]
【数6】 (Equation 6)
【0059】但し、Z:光軸と面の交点からYに沿った
高さyにおける前記交点からのZ方向への距離 R:面の頂点曲率半径 y:光軸と面の交点からYに沿った距離 ky,B4,B6,B8,B10:非球面係数 なる式で表わされる。Z: distance from the intersection of the optical axis and the surface in the Z direction at a height y along the Y from the intersection R: radius of curvature of the vertex of the surface y: along Y from the intersection of the optical axis and the surface distance k y, B 4, B 6 , B 8, B 10: represented by aspheric coefficient becomes equation.
【0060】子線方向においては r´=r0 (1+D2 y2 +D4 y4 +D6 y6 +D8
y8 +D10y10) y:光軸と面の交点からYに沿った距離 r′:母線方向高さyにおける子線方向に沿った方向の
曲率半径 r0 :光軸上の子線曲率半径であり、R=±r0 D2 ,D4 ,D6 ,D8 ,D10は自由曲面係数 で表わされる。In the sagittal direction, r ′ = r 0 (1 + D 2 y 2 + D 4 y 4 + D 6 y 6 + D 8
y 8 + D 10 y 10) y: the distance along the intersection of the optical axis with the surface in Y r ': generatrix direction height curvature radius r in a direction along the sagittal direction in the y 0: sagittal curvature on the optical axis It is a radius, and R = ± r 0 D 2 , D 4 , D 6 , D 8 , and D 10 are represented by free-form surface coefficients.
【0061】尚、子線は母線上において母線に垂直でZ
軸に沿った平面内において曲率半径r′を持つ形状であ
る。これらの面を形成するためにはガラスモールド材や
光学樹脂を利用して形成することが可能である。面形状
が精密に加工された金型に溶融した材料を流し込み、金
型の面形状を転写することで光学性能がばらつくことな
く製作でき、量産時においても安定した品質が得られ
る。Note that the child line is perpendicular to the bus and Z
The shape has a radius of curvature r 'in a plane along the axis. These surfaces can be formed using a glass mold material or an optical resin. By pouring a molten material into a mold whose surface shape is precisely machined and transferring the surface shape of the mold, it can be manufactured without variation in optical performance, and stable quality can be obtained even in mass production.
【0062】このように上述した画像読取レンズを、例
えばイメージスキャナーやデジタル複写機等の画像読取
装置に適用すれば装置全体の小型化を図ることができ
る。If the above-described image reading lens is applied to an image reading apparatus such as an image scanner or a digital copying machine, the size of the entire apparatus can be reduced.
【0063】次に本発明の数値実施例1〜3を示す。数
値実施例1〜3においてi欄は原稿面側から数えた面番
号、Rはレンズ面の曲率半径、Dはレンズ厚及び空気間
隔、ndとνdは各々d線におけるレンズの材質の屈折
率とアッベ数である。原稿積載台と第1レンズとの空気
間隔及び第5レンズとCCDのカバーガラスとの空気間
隔については省略する。fdは焦点距離、Fnoは物体
距離無限時のFナンバー、mは結像倍率を表している。
また前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関
係を表−1に示す。尚、「E−x」は「×10-x」と表
す。 [数値実施例1] fd=26.2 Fno=3.8 m=−0.1110236× ω/2=29.8° i R D nd νd 1 11.091 2.0 1.69678 55.5 2 29.175 2.32 3 −53.164 0.77 1.68893 31.1 4 20.484 0.96 5 絞り 1.67 6 17.711 1.91 1.77250 49.6 7 −27.179 4.87 8 −13.281 1.12 1.72825 28.5 9 −17.711 2.00 10※ −9.115 5.58 1.68893 31.1 11※−13.880 ※ 10、11面は非球面 10面の非球面係数 k = 1.21794E− 2 B 4=−1.30669E− 4 B 6= 8.62410E− 7 B 8= 8.32108E− 9 B10= 6.69375E−10 11面の非球面係数及び、自由曲面係数 k =−1.26647 B 4=−1.05366E− 4 B 6= 3.97614E− 7 B 8= 2.26747E− 8 B10=−8.99166E−11 D 2=−2.22976E− 4 D 4=−1.96910E− 6 D 6= 4.31819E− 6 D 8=−8.06177E− 8 D10= 7.54832E−10 [数値実施例2] fd=26.1 Fno=3.8 m=−0.1110236× ω/2=29.8° i R D nd νd 1 10.764 2.20 1.69678 55.5 2 27.779 0.67 3 −51.415 0.73 1.68893 31.1 4 19.719 1.42 5 絞り 2.31 6 17.372 5.35 1.78800 47.4 7 −25.035 0.83 8 −14.153 1.63 1.72825 28.5 9 −20.981 5.55 10※ −9.163 1.63 1.68893 31.1 11※−14.468 ※ 10、11面は非球面 10面の非球面係数 k = 3.70903E− 2 B 4=−1.24116E− 4 B 6= 6.93001E− 7 B 8= 7.18244E− 9 B10= 7.56226E−10 11面の非球面係数及び、自由曲面係数 k =−1.17096 B 4=−8.26646E− 5 B 6= 3.52022E− 7 B 8= 2.24010E− 8 B10=−8.84405E−11 D 2=−2.14978E− 6 D 4= 3.46068E− 6 D 6= 4.22378E− 6 D 8=−8.13057E− 8 D10= 8.33189E−10 [数値実施例3] fd=26.4 Fno=3.8 m=−0.1110236× ω/2=29.6° i R D nd νd 1 11.053 2.20 1.69678 55.5 2 26.675 0.69 3 −51.122 1.45 1.68893 31.1 4 21.433 1.18 5 絞り 2.33 6 17.382 5.28 1.78800 47.4 7 −25.601 0.92 8 −13.775 1.51 1.72825 28.5 9 −20.480 5.81 10※−9.269 1.84 1.68893 31.1 11※−14.164 ※ 10、11面は非球面 10面の非球面係数 k = 3.98068E− 2 B 4=−1.36168E− 4 B 6= 6.87724E− 7 B 8= 7.11707E− 9 B10= 7.18177E−10 11面の非球面係数及び、自由曲面係数 k =−1.33892 B 4=−1.00590E− 4 B 6= 1.98281E− 7 B 8= 2.27817E− 8 B10=−7.93242E−11 D 2=−3.51311E− 4 D 4=−4.91860E− 6 D 6= 4.24996E− 6 D 8=−8.11730E− 8 D10= 7.71252E−10Next, Numerical Examples 1 to 3 of the present invention will be described. In Numerical Examples 1 to 3, column i is the surface number counted from the document surface side, R is the radius of curvature of the lens surface, D is the lens thickness and air gap, and nd and νd are the refractive indices of the lens material at d-line, respectively. Abbe number. The air gap between the document loading table and the first lens and the air gap between the fifth lens and the cover glass of the CCD are omitted. fd is the focal length, Fno is the F-number at the infinite object distance, and m is the imaging magnification.
Table 1 shows the relationship between the above-described conditional expressions and various numerical values in the numerical examples. Note that “ Ex ” is represented as “× 10 −x ”. [Numerical Example 1] fd = 26.2 Fno = 3.8 m = −0.1110236 × ω / 2 = 29.8 ° i R D nd νd 1 11.091 2.0 1.696678 55.5 2 29.175 2.32 3 -53.164 0.77 1.68893 31.1 4 20.484 0.96 5 Aperture 1.67 6 17.711 1.91 1.77250 49.6 7 -27.179 4.87 8 -13.281 1.12 1.72825 28.5 9 -17.711 2.00 10 * -9.115 5.58 1.68893 31.1 11 * -13.880 * 10,11 The surface is an aspherical surface. 10 aspherical surface coefficients k = 1.2794E-2B4 = -1.366969E-4B6 = 8.62410E-7B8 = 8.312108E-9B10 = 6.669375E-1 Eleven aspherical surface coefficients and free-form surface coefficients k = -1.266647 B4 = -1.05366E-4B6 = 3.97614E-7B8 = 2.267747E-8B10 = -8.999166E-11 D2 = −2.222976E−4 D4 = −1.96910E−6 D6 = 4.31819E−6 D8 = −8.06177E−8 D10 = 7.548332E−10 [Numerical example 2] fd = 26.1 Fno = 3.8 m = −0.1110236 × ω / 2 = 29.8 ° i RD nd νd 1 10.768 2.20 1.69678 55.5 2 27.779 0.67 3 − 51.415 0.73 1.68893 31.1 4 19.719 1.42 5 Aperture 2.31 6 17.372 5.35 1.78800 47.4 7 -25.035 0.83 −14.153 1.63 1.72825 28.5 9 −20.981 5.55 10 * −9.163 1.63 1.68893 31.1 11 * −14.468 * Surfaces 10 and 11 are aspheric. Aspherical surface coefficient of 10 surfaces k = 3.70903E-2B4 = -1.124116E-4B6 = 6.93001E-7B8 = 7.18244E-9B10 = 7.556226E-10 11 aspherical surfaces Coefficient and free-form surface coefficient k = −1.17096 B 4 = −8.262646E−5 B 6 = 3.52022E−7 B 8 = 2.241010−8 B10 = −8.844405E−11 D 2 = −2 .14978E-6D4 = 3.46068E-6D6 = 4.22378E-6D8 = -8.13057E-8 D10 = 8.33189E-10 [numerical value] Example 3] fd = 26.4 Fno = 3.8 m = −0.1110236 × ω / 2 = 29.6 ° i RD nd νd 1 11.053 2.20 1.696678 55.5 226. 675 0.693 3-51.122 1.45 1.68893 31.1 4 21.433 1.18 5 Aperture 2.33 6 17.382 5.28 1.78800 47.4 7-25.601 0. 928-13.775 1.51 1.72825 28.5 9-20.480 5.81 10 * -9.269 1.84 1.68893 31.1 11 * -14.164 * The 10 and 11 surfaces are Aspherical surface Aspherical surface coefficient of 10 surfaces k = 3.9980E-2B4 = -1.36168E-4B6 = 6.887724E-7B8 = 7.11707E-9B10 = 7.171877E-1011 Aspherical surface coefficient and free-form surface coefficient k = -1.333892 B4 = -1.0000E-4B6 = 1.98281E-7B8 = 2.27817E-8B10 = -7.932242E-11D 2 = −3.51311E−4D 4 = −4.991860−6 D 6 = 4.24996E−6D 8 = −8.111730E−8 D10 = 7.71252E−10
【0064】[0064]
【表1】 [Table 1]
【0065】上記に示す各数値実施例1〜3は前記条件
式(1),(2)を満足している。Each of Numerical Examples 1 to 3 described above satisfies the conditional expressions (1) and (2).
【0066】[0066]
【発明の効果】本発明によれば前述の如く画像読取レン
ズを構成する複数のレンズ面のうち少なくとも一面を直
交する方向で屈折力が異なる回転非対称面より形成する
ことにより、5群5枚構成という簡易な構成ながら明る
いFnoでも超広画角の周辺画角まで高い開口率を維持
して各諸収差をバランスよく補正することができる高解
像力を有した画像読取レンズを有するコンパクトな画像
読取装置を達成することができる。According to the present invention, as described above, at least one of a plurality of lens surfaces constituting an image reading lens is formed of a rotationally asymmetric surface having a different refractive power in a direction perpendicular to the lens, thereby forming a five-group, five-lens structure. A compact image reading device having a high-resolution image reading lens capable of maintaining a high aperture ratio up to a peripheral angle of view of an ultra wide angle of view and correcting various aberrations in a well-balanced manner even with a bright Fno despite its simple configuration. Can be achieved.
【図1】 本発明の実施形態1の画像読取レンズを有す
る画像読取装置の要部概略図FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of an image reading apparatus having an image reading lens according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の数値実施例1のレンズ断面図FIG. 2 is a sectional view of a lens according to a numerical example 1 of the present invention.
【図3】 本発明の数値実施例2のレンズ断面図FIG. 3 is a sectional view of a lens according to a numerical example 2 of the present invention.
【図4】 本発明の数値実施例3のレンズ断面図FIG. 4 is a sectional view of a lens according to a numerical example 3 of the present invention.
【図5】 本発明の数値実施例1の諸収差図FIG. 5 is a diagram showing various aberrations of Numerical Example 1 of the present invention.
【図6】 本発明の数値実施例2の諸収差図FIG. 6 is a diagram showing various aberrations of Numerical Example 2 of the present invention.
【図7】 本発明の数値実施例3の諸収差図FIG. 7 is a diagram showing various aberrations of Numerical Example 3 of the present invention.
【図8】 本発明の数値実施例1の諸収差図(横収差
図)FIG. 8 is a diagram illustrating various aberrations (lateral aberration diagrams) according to Numerical Example 1 of the present invention.
【図9】 本発明の数値実施例2の諸収差図(横収差
図)FIG. 9 is a diagram illustrating various aberrations (lateral aberration diagrams) according to Numerical Example 2 of the present invention.
【図10】 本発明の数値実施例3の諸収差図(横収差
図)FIG. 10 is a diagram illustrating various aberrations (lateral aberration diagrams) according to Numerical Example 3 of the present invention.
【図11】 画像読取レンズの回転非対称面を説明する
為の図FIG. 11 is a view for explaining a rotationally asymmetric surface of the image reading lens.
【図12】 従来の画像読取装置の要部概略図FIG. 12 is a schematic view of a main part of a conventional image reading apparatus.
【図13】 従来の画像読取レンズのレンズ断面図FIG. 13 is a sectional view of a conventional image reading lens.
【図14】 従来の画像読取レンズの諸収差図FIG. 14 is a diagram showing various aberrations of a conventional image reading lens.
1 原稿 2 原稿積載台 3 照明光源 4 反射部材 5,6,7,8 反射ミラー 9 画像読取レンズ 10 読取手段(CCD) 11 キャリッジ 12 本体 17 副走査モータ 21 照明手段 L1 第1レンズ L2 第2レンズ L3 第3レンズ L4 第4レンズ L5 第5レンズ L5a 回転対称面 L5b 回転非対称面 SP 絞り REFERENCE SIGNS LIST 1 document 2 document loading table 3 illumination light source 4 reflection member 5, 6, 7, 8 reflection mirror 9 image reading lens 10 reading means (CCD) 11 carriage 12 body 17 sub-scanning motor 21 illumination means L1 first lens L2 second lens L3 Third lens L4 Fourth lens L5 Fifth lens L5a Rotationally symmetric surface L5b Rotationally asymmetric surface SP Aperture
Claims (10)
を照明する照明手段と、該照明手段により照明された原
稿の画像情報を結像させる画像読取レンズと、該画像読
取レンズによって結像した画像情報を電子情報に変換し
て読取る読取手段と、を有する画像読取装置において、 該画像読取レンズは原稿側より順に原稿側に凸面を向け
た正の屈折力を有するメニスカス状の第1レンズ、両レ
ンズ面が凹面の負の屈折力を有する第2レンズ、両レン
ズ面が凸面の正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折
力を有する第4レンズ、そして読取手段側に凸面を向け
た負の屈折力を有するメニスカス状の第5レンズを有
し、 複数のレンズ面のうち少なくとも一面は直交する方向で
屈折力が異なる回転非対称面であり、該回転非対称面
は、 【数1】 但し、 R(ymax):回転非対称面上で、最大画角での通過光束
の主光線の高さ ymaxにおける母線方向に沿った方向での曲率半径 r(ymax):回転非対称面上で、最大画角での通過光束
の主光線の高さ ymaxにおける子線方向に沿った方向での曲率半径 fd :画像読取レンズの全系のd線における焦点
距離 Nd :回転非対称面を形成しているレンズの材質
の屈折率 なる条件を満足することを特徴とする画像読取レンズを
有する画像読取装置。An illumination unit configured to illuminate image information of an original placed on an original mounting table; an image reading lens configured to form an image of the image information of the original illuminated by the illumination unit; A reading means for converting imaged image information into electronic information and reading the electronic information, wherein the image reading lens has a meniscus-shaped first meniscus having a positive refractive power with a convex surface facing the document side in order from the document side. A lens, a second lens having both concave lens surfaces having negative refractive power, a third lens having both convex lens surfaces having positive refractive power, a fourth lens having negative refractive power, and a convex surface facing the reading unit. A fifth meniscus lens having a negative refractive power, and at least one of the plurality of lens surfaces is a rotationally asymmetric surface having a different refractive power in a direction orthogonal to the lens surface. 1) R (ymax): radius of curvature in the direction along the generatrix direction at the height ymax of the principal ray of the passing light beam at the maximum angle of view on the rotationally asymmetric surface r (ymax): maximum on the rotationally asymmetric surface Radius of curvature in the direction along the sagittal direction at the height ymax of the principal ray of the passing light beam at the angle of view fd: Focal length at d-line of the entire system of the image reading lens Nd: Lens forming a rotationally asymmetric surface An image reading apparatus having an image reading lens, which satisfies the following condition.
4,φ5としたとき、 0.0055≦φ4−φ5≦0.015 なる条件を満足することを特徴とする請求項1記載の画
像読取レンズを有する画像読取装置。2. The refractive power of each of the fourth and fifth lenses is φ
2. The image reading apparatus according to claim 1, wherein the condition of 0.0055 ≦ φ4−φ5 ≦ 0.015 is satisfied when 4,5 is satisfied.
に絞りを有していることを特徴とする請求項1又は2記
載の画像読取レンズを有する画像読取装置。3. An image reading apparatus having an image reading lens according to claim 1, further comprising a stop between said second lens and said third lens.
ルド成形されたガラスレンズであることを特徴とする請
求項1又は2記載の画像読取レンズを有する画像読取装
置。4. The image reading apparatus according to claim 1, wherein the lens including the rotationally asymmetric surface is a molded glass lens.
は回転非対称面であることを特徴とする請求項1記載の
画像読取レンズを有する画像読取装置。5. The image reading apparatus according to claim 1, wherein a lens surface of the fifth lens on a reading unit side is a rotationally asymmetric surface.
いることを特徴とする請求項1記載の画像読取レンズを
有する画像読取装置。6. An apparatus according to claim 1, wherein said illuminating means includes a xenon lamp.
を特徴とする請求項1記載の画像読取レンズを有する画
像読取装置。7. An image reading apparatus according to claim 1, wherein said illumination means has an LED.
行なう金属の反射部材を有していることを特徴とする請
求項1記載の画像読取レンズを有する画像読取装置。8. An image reading apparatus according to claim 1, wherein said illuminating means has a metal reflecting member for converting a traveling direction of a light beam.
行なう樹脂の反射部材を有していることを特徴とする請
求項1記載の画像読取レンズを有する画像読取装置。9. An image reading apparatus having an image reading lens according to claim 1, wherein said illuminating means has a resin reflecting member for changing a traveling direction of a light beam.
ていることを特徴とする請求項1記載の画像読取レンズ
を有する画像読取装置。10. An image reading apparatus according to claim 1, wherein said illuminating means has a resin light guide member.
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---|---|---|---|---|
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2001
- 2001-02-19 JP JP2001041909A patent/JP2002244033A/en active Pending
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