JP2002365536A - Lens for image reading and image reader having the same - Google Patents

Lens for image reading and image reader having the same

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JP2002365536A
JP2002365536A JP2001175884A JP2001175884A JP2002365536A JP 2002365536 A JP2002365536 A JP 2002365536A JP 2001175884 A JP2001175884 A JP 2001175884A JP 2001175884 A JP2001175884 A JP 2001175884A JP 2002365536 A JP2002365536 A JP 2002365536A
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JP
Japan
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lens
image
image reading
surface side
original
Prior art date
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Application number
JP2001175884A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadao Hayashide
匡生 林出
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens for reading an image, which maintains a high aperture ratio and has high resolution and a wide angle of view of half-viewing angle of 25 degrees or larger, and to provide an image reader using the same. SOLUTION: The lens for reading the image has four lenses: a first meniscus- shaped lens which has positive refractive power and turns a convex face toward the document surface side, a second lens which has a diaphragm and a lens having two concave surfaces, a third lens having two convex lens surfaces and a fourth meniscus-shaped lens which turns a convex face toward the image surface side in the order starting from the document surface side. When the focal distance of the overall system in a dominant wavelength is fall , the radius of curvature of the lens surface at the image surface side of the first lens is rf , the refractive index in the dominant wavelength of the material of the first lens is nf , the radius of curvature of the lens surface at the document surface side of the second lens is rr , the refractive index in the dominant wavelength of the material of the second lens is nr , the distance between the first lens and the diaphragm on the optical axis is df and the distance between the diaphragm and the second lens on the optical axis is dr , each conditional expression is satisfied.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は画像読取用レンズ及
びそれを有する画像読取装置に関し、特に原稿の画像情
報をCCD等の1次元のイメージセンサを用いて、該画
像情報を高精度で読み取るようにした、例えばイメージ
スキャナやディジタル複写機やファクシミリ等の機器に
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 lens and an image reading apparatus having the same, and more particularly to a method for reading image information of a document with high accuracy by using a one-dimensional image sensor such as a CCD. It is suitable for devices such as image scanners, digital copiers and facsimile machines.

【0002】[0002]

【従来の技術】イメージスキャナやデジタル複写機やフ
ァクシミリ等の画像読取装置に用いられる画像読取用レ
ンズにおいては、原稿の画像情報を読取素子であるCC
D面上に高精度に縮小投影し結像させる必要がある。こ
のためには、例えば開口効率が95%以上で、かつ球面
収差をはじめとした諸収差が十分に補正されていなけれ
ばならない。
2. Description of the Related Art In an image reading lens used in an image reading apparatus such as an image scanner, a digital copying machine or a facsimile, image information of a document is read by a CC which is a reading element.
It is necessary to reduce and project with high precision on the D plane to form an image. For this purpose, for example, the aperture efficiency must be 95% or more, and various aberrations including spherical aberration must be sufficiently corrected.

【0003】また装置本体の小型化を図るために画像読
取用レンズを広角化にし、物像間距離を短縮化すること
が望まれている。また光学系全体の簡素化の為及びコス
トの面からなるべくレンズ枚数が少ないことも要求され
ている。さらにカラースキャナ等の画像読取用レンズに
おいては色収差も特に良好に補正されていることが要望
さている。
Further, in order to reduce the size of the apparatus main body, it is desired to widen the angle of the image reading lens and reduce the distance between object images. It is also required that the number of lenses be as small as possible for simplification of the entire optical system and cost. Further, it is demanded that chromatic aberration is particularly well corrected in an image reading lens such as a color scanner.

【0004】通常、画像読取用レンズを広角化すると画
角に応じて像面湾曲、非点収差、次いで歪曲収差や倍率
色収差が大きくなり、全画角で十分なコントラストを得
にくくなるという問題点がある。
Generally, when the image reading lens is widened, the field curvature, astigmatism, distortion and chromatic aberration of magnification increase in accordance with the angle of view, and it is difficult to obtain sufficient contrast at all angles of view. There is.

【0005】従来から、これらの広角域での使用に適し
た画像読取用レンズのレンズタイプとしては、例えばテ
ッサータイプ、トポゴンタイプ、そしてテレフォトタイ
プなどが知られている。
[0005] Conventionally, as a lens type of an image reading lens suitable for use in such a wide angle range, for example, a Tessar type, a Topogone type, and a telephoto type are known.

【0006】テッサータイプの画像読取用レンズはコン
パクトで諸収差もよく補正できるが、半画角の上限が1
8度程度で、それ以上の広角では非点収差の補正が極め
て困難であるという問題点がある。
[0006] A Tessar type image reading lens is compact and can correct various aberrations well, but the upper limit of the half angle of view is one.
There is a problem that it is extremely difficult to correct astigmatism at a wide angle of about 8 degrees or more.

【0007】トポゴンタイプの画像読取用レンズとして
は、例えば特開平7−294812号公報に提案されて
いるように半画角20度程度で用いることができるが、
倍率色収差の発生を抑制することが難しいという問題点
がある。
As a topogon-type image reading lens, for example, a half field angle of about 20 degrees can be used as proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-294812.
There is a problem that it is difficult to suppress the occurrence of chromatic aberration of magnification.

【0008】テレフォトタイプの画像読取用レンズとし
ては、本出願人が先に提案した特開2000−2499
13号公報がある。同公報においては半画角22度以上
と広角で簡易な構成の画像読取用レンズを実現してい
る。
As a telephoto type image reading lens, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-2499 previously proposed by the present applicant has been proposed.
No. 13 is known. This publication realizes an image reading lens having a simple configuration with a wide angle of 22 ° or more at a half angle of view.

【0009】加えて、特に近年は画像読取装置の高解像
度化が進み、上記の要望に加えて更なる高解像力も要求
されるようになっている。
In addition, in particular, in recent years, the resolution of image reading apparatuses has been increased, and in addition to the above demands, higher resolution has been required.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は簡易な構成な
がら高い開口率を維持し、高解像力を有する画像読取用
レンズ及びそれを有する画像読取装置の提供を目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image reading lens having a high resolution while maintaining a high aperture ratio while having a simple structure, and an image reading apparatus having the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明の画像読
取用レンズは、原稿面側から順に、原稿面側に凸面を向
けた正の屈折力のメニスカス状の第1レンズG1、絞り
S、両レンズ面が凹面の第2レンズG2、両レンズ面が
凸面の第3レンズG3、そして像面側に凸面を向けたメ
ニスカス状の第4レンズG4の4つのレンズを有し、主
波長における全系の焦点距離をfall、第1レンズG1
の像面側のレンズ面の曲率半径をrf、第1レンズG1
の主波長における材質の屈折率をnf、第2レンズG2
の原稿面側のレンズ面の曲率半径をrr、第2レンズG
2の主波長における材質の屈折率をnr、第1レンズG
1と絞りSとの間の光軸上の距離をdf、絞りSと第2
レンズG2との間の光軸上の距離をdrとしたとき
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image reading lens comprising a meniscus first lens G1 having a positive refractive power with a convex surface facing the original surface, and an aperture stop S in order from the original surface. A second lens G2 with both lens surfaces concave, a third lens G3 with both lens surfaces convex, and a meniscus-shaped fourth lens G4 with the convex surface facing the image surface side. The focal length of the whole system is f all , and the first lens G1
The radius of curvature of the lens surface on the image plane side r f, the first lens G1 of
Is the refractive index of the material at the principal wavelength of n f , and the second lens G2
The curvature radius r r of the lens surface of the original surface side, the second lens G
The refractive index of the material at the principal wavelength of 2 is n r , and the first lens G
The distance on the optical axis between 1 and the stop S is d f , and the stop S and the second stop
When the distance on the optical axis between the lens G2 has a d r

【0012】[0012]

【数2】 (Equation 2)

【0013】なる条件を満足することを特徴としてい
る。
It is characterized by satisfying the following conditions.

【0014】請求項2の発明は請求項1の発明におい
て、前記画像読取用レンズの開口効率は95%以上であ
ることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the aperture efficiency of the image reading lens is 95% or more.

【0015】請求項3の発明の画像読取装置は、請求項
1又は2記載の画像読取用レンズを用いて原稿の画像情
報を読取手段面上に形成していることを特徴としてい
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an image reading apparatus, wherein image information of a document is formed on a reading means surface by using the image reading lens according to the first or second aspect.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1、図2、図3は各々本発明の
画像読取用レンズの後述する数値実施例1、2、3のレ
ンズ断面図、図4、図5、図6は各々本発明の画像読取
用レンズの後述する数値実施例1、2、3の諸収差図
(球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差)であ
る。
FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3 are lens sectional views of numerical examples 1, 2, and 3 of an image reading lens according to the present invention, respectively, and FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion, and chromatic aberration of magnification) of Numerical Examples 1, 2, and 3 described below of the image reading lens of the present invention.

【0017】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)
で像面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。
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).
On the image plane Q side (for example, the side provided with a CCD as a photoelectric conversion element).

【0018】LGは画像読取用レンズ、Pは原稿面(物
体面)であり、その面上には読取りの為の画像情報が形
成されている。Qは像面であり、CCDや感光面等の撮
像手段が置かれている。C1はコンタクトガラスであ
り、C2はカバーガラスである。
LG is an image reading lens, P is a document surface (object surface), on which image information for reading is formed. Q is an image plane on which imaging means such as a CCD and a photosensitive surface are placed. C1 is a contact glass, and C2 is a cover glass.

【0019】画像読取用レンズLGは原稿面P上の画像
情報を撮像手段(像面)Q上に縮小結像し、該撮像手段
Qによって、画像情報を読み取っている。
The image reading lens LG forms a reduced image of the image information on the document surface P on an image pickup means (image plane) Q, and the image information is read by the image pickup means Q.

【0020】図1、図2、図3における画像読取用レン
ズLGは原稿面側から順に、原稿面側に凸面を向けた正
の屈折力(以下「正」と略称する。)のメニスカス状の
第1レンズG1、絞りS、両レンズ面が凹面の第2レン
ズG2、両レンズ面が凸面の第3レンズG3、そして像
面側に凸面を向けたメニスカス状の第4レンズG4の4
つのレンズを有したテレフォトタイプより構成されてい
る。
The image reading lens LG in FIGS. 1, 2 and 3 has a meniscus shape having a positive refractive power (hereinafter abbreviated as "positive") with a convex surface facing the document surface in order from the document surface. The first lens G1, the stop S, the second lens G2 having both lens surfaces concave, the third lens G3 having both lens surfaces convex, and the fourth meniscus lens G4 having the convex surface facing the image surface side.
It is composed of a telephoto type having two lenses.

【0021】本発明において主波長における全系の焦点
距離をfall、第1レンズG1の像面側のレンズ面の曲
率半径をrf、第1レンズG1の主波長における材質の
屈折率をnf、第2レンズG2の原稿面側のレンズ面の
曲率半径をrr、第2レンズG2の主波長における材質
の屈折率をnr、第1レンズG1と絞りSとの間の光軸
上の距離をdf、絞りSと第2レンズG2との間の光軸
上の距離をdrとしたとき
In the present invention, the focal length of the entire system at the principal wavelength is f all , the radius of curvature of the lens surface on the image plane side of the first lens G1 is r f , and the refractive index of the material at the principal wavelength of the first lens G1 is n. f , the radius of curvature of the lens surface on the original side of the second lens G2 is r r , the refractive index of the material at the main wavelength of the second lens G2 is n r , on the optical axis between the first lens G1 and the stop S the distance d f, and a distance on the optical axis between the aperture stop S and the second lens G2 has a d r

【0022】[0022]

【数3】 (Equation 3)

【0023】なる条件を満足するように設定している。The conditions are set so as to satisfy the following conditions.

【0024】尚、主波長とはレンズの使用環境における
略重心波長であり、カラー画像読取用レンズであれば、
e線(波長546nm)とするのが望ましい。
The dominant wavelength is a wavelength substantially at the center of gravity of the lens in the use environment.
It is desirable to use e-line (wavelength 546 nm).

【0025】本実施形態では画像読取用レンズLGを図
1、図2、図3に示すように所定形状の4群4枚のテレ
フォトタイプのレンズより構成すると共に、絞りSの位
置とその前後のレンズ面R2、R3の屈折力を上記条件
式(1),(2)の如く設定することにより、開口効率
が100%で、高い解像力を有し、半画角25°以上の
広画角において良好なる光学性能を有した画像読取用レ
ンズを得ている。尚、開口効率が100%でなくても9
5%以上あれば本発明の目的をほぼ達成することができ
る。
In this embodiment, the image reading lens LG is composed of a four-group, four-telephoto type lens having a predetermined shape as shown in FIGS. By setting the refractive powers of the lens surfaces R2 and R3 as in the conditional expressions (1) and (2), the aperture efficiency is 100%, the resolution is high, and the wide angle of view is a half angle of view of 25 ° or more. And an image reading lens having excellent optical performance is obtained. It should be noted that even if the aperture efficiency is not 100%, 9
If it is 5% or more, the object of the present invention can be almost achieved.

【0026】数値実施例1の画像読取用レンズLGは画
像読取装置用としては必要十分なF/No(Fナンバ
ー)を有し、図4に示すように軸上から軸外にかけての
諸収差が十分に補正しており、高い結像性能を得てい
る。
The image reading lens LG of Numerical Example 1 has a necessary and sufficient F / No (F number) for an image reading apparatus, and various aberrations from on-axis to off-axis as shown in FIG. Sufficient correction is performed, and high imaging performance is obtained.

【0027】数値実施例2の画像読取用レンズLGは本
発明の構成に加えて非球面を用いている。この非球面は
本発明者により特開2000−171705号公報で提
案されたものであり、光軸に対して回転非対称な屈折力
を有しており、第4レンズG4の原稿面側のレンズ面R
8に設けている。これによって半画角が29°に達する
にも関わらず、軸上及び軸外ともに諸収差が十分に補正
されて高い解像力を有し、かつFナンバーが5.5と明
るい画像読取用レンズを達成している。
The image reading lens LG of Numerical Example 2 uses an aspheric surface in addition to the structure of the present invention. This aspheric surface is proposed by the present inventor in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-171705, has a refractive power that is rotationally asymmetric with respect to the optical axis, and has a lens surface on the original surface side of the fourth lens G4. R
8. As a result, despite the half angle of view reaching 29 °, various aberrations are sufficiently corrected both on and off the axis, achieving a high resolution, and an F-number 5.5 bright image reading lens. are doing.

【0028】数値実施例3の画像読取用レンズLGは数
値実施例2で用いた非球面に加えて光軸に対して回転対
称な屈折力を有する非球面を用いている。これによって
半画角が33°を越える極めて広角を実現しながら、高
い解像力を実現しており、歪曲収差も低減している。
尚、数値実施例3では第4レンズG4の原稿面側のレン
ズ面R8に回転対称な屈折力を有する非球面を形成し、
像面側のレンズ面R9に回転非対称な屈折力を有する非
球面を形成している。
The image reading lens LG of Numerical Embodiment 3 uses an aspherical surface having a refractive power rotationally symmetric with respect to the optical axis in addition to the aspherical surface used in Numerical Embodiment 2. As a result, a high resolving power is realized and a distortion is reduced, while realizing an extremely wide angle where the half angle of view exceeds 33 °.
In Numerical Example 3, an aspherical surface having a rotationally symmetric refractive power is formed on a lens surface R8 of the fourth lens G4 on the original surface side.
An aspheric surface having rotationally asymmetric refractive power is formed on the lens surface R9 on the image plane side.

【0029】次に上述した非球面の形状を表わす式を示
す。これら形状は光軸に対して回転非対称な屈折力を有
する非球面の形状はレンズ面と光軸との交点を原点と
し、光軸方向をx軸、主走査断面内において光軸と直交
する軸をy軸、副走査断面内において光軸と直交する軸
をz軸としたとき、母線形状Xが、
Next, an expression representing the shape of the above-mentioned aspherical surface is shown. These shapes have an aspherical surface that has rotationally asymmetric refractive power with respect to the optical axis.The shape of the aspherical surface is the origin at the intersection of the lens surface and the optical axis, the optical axis direction is the x axis, and the axis perpendicular to the optical axis in the main scanning section Is the y-axis, and the axis orthogonal to the optical axis in the sub-scanning section is the z-axis.

【0030】[0030]

【数4】 (Equation 4)

【0031】但し、Rは曲率半径 ky ,B4 ,B6 ,B8 ,B10は非球面係数 なる式で表わされる。[0031] Here, R is the radius of curvature k y, B 4, B 6 , B 8, B 10 is represented by the aspheric coefficients becomes equation.

【0032】子線形状Sは、母線上において母線と垂直
な平面を断面とし、xy平面内に半径r´の曲率中心を
持つ曲線として、
The sagittal shape S is a curve having a plane perpendicular to the generatrix as a cross section on the generatrix and having a center of curvature of a radius r 'in an xy plane.

【0033】[0033]

【数5】 (Equation 5)

【0034】但し、r0 は光軸上の子線曲率半径でR=
02 ,D4 ,D6 ,D8 ,D10は非球面係数 なる式で表わされる。
Where r 0 is the sagittal radius of curvature on the optical axis and R =
r 0 D 2 , D 4 , D 6 , D 8 , and D 10 are represented by an aspheric coefficient.

【0035】回転対称な屈折力を有す非球面の形状はThe shape of the aspherical surface having a rotationally symmetric refractive power is

【0036】[0036]

【数6】 (Equation 6)

【0037】但し、Rは曲率半径 ky ,B4 ,B6 ,B8 ,B10は非球面係数 なる式で表わされる。[0037] Here, R is the radius of curvature k y, B 4, B 6 , B 8, B 10 is represented by the aspheric coefficients becomes equation.

【0038】次に本発明の各条件式(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) of the present invention will be described.

【0039】条件式(1)は絞りSの前後のレンズ面R
2、R3の屈折力に関するものであり、条件式(2)は
絞りSの位置に関するものである。
Conditional expression (1) represents the lens surface R before and after the stop S.
2, the refractive power of R3, and the conditional expression (2) relates to the position of the stop S.

【0040】条件式(1)、(2)の数値範囲のいずれ
か一方を外れてしまうと、高次の軸外収差補正が困難と
なり解像力の低下が発生する。特に条件式(2)につい
ては下限値を越えると第1レンズG1のコバ厚を十分に
とれなくなり開口効率が低下するおそれがあり、また上
限値を越えると第4レンズG4の口径が大きくなり、開
口効率100%を維持するのが難しいだけでなく、コス
トアップとなる恐れがあるので良くない。
If any one of the numerical ranges of the conditional expressions (1) and (2) is out of the range, it is difficult to correct higher-order off-axis aberrations and the resolution is reduced. In particular, as for conditional expression (2), if the lower limit is exceeded, the edge thickness of the first lens G1 cannot be sufficiently obtained, and the aperture efficiency may decrease. If the upper limit is exceeded, the aperture of the fourth lens G4 increases, Not only is it difficult to maintain the opening efficiency of 100%, but also the cost may increase, which is not good.

【0041】本実施例では条件式(1)、(2)を満足
するように絞りSの前後のレンズ面R2、R3の屈折
力、そして絞りSの位置を設定することにより、軸外収
差の発生が打ち消し合い易くし、高画角においても高い
解像力を得ている。
In this embodiment, the refractive power of the lens surfaces R2 and R3 before and after the stop S and the position of the stop S are set so as to satisfy the conditional expressions (1) and (2). The generation is easily canceled out, and a high resolution is obtained even at a high angle of view.

【0042】本発明において更に望ましくは上記の条件
式(1),(2)を次のごとく設定するのが良い。
In the present invention, it is more desirable to set the above conditional expressions (1) and (2) as follows.

【0043】[0043]

【数7】 (Equation 7)

【0044】本発明においてはこの画像読取用レンズを
用いて画像読取装置を構成することで高解像力を有する
画像読取装置の小型化を実現している。
In the present invention, the image reading apparatus having the high resolution is downsized by forming an image reading apparatus using the image reading lens.

【0045】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例においてiは原稿側からの順番を示し、Riは第i番
目の面の曲率半径、Diは第i番目と第i+1番目の光
学材料厚及び空気間隔、Ndiとνdiは各々第i番目
の光学材料の材質の屈折率とアッベ数である。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。
Next, numerical examples of the present invention will be described. In the numerical examples, i indicates the order from the original side, Ri is the radius of curvature of the i-th surface, Di is the i-th and i + 1-th optical material thickness and air gap, and Ndi and νdi are the i-th surface. Are the refractive index and Abbe number of the optical material. Table 1 shows the relationship between the above-mentioned conditional expressions and various numerical values in the numerical examples.
It is shown in FIG.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】[0049]

【表4】 [Table 4]

【0050】図7は本発明の数値実施例1,2,3の何
れかの画像読取用レンズを1:2走査光学系を有する画
像読取装置(イメージスキャナー)に用いたときの実施
形態1の要部概略図である。
FIG. 7 shows Embodiment 1 in which any one of the image reading lenses of Numerical Examples 1, 2, and 3 of the present invention is used in an image reading apparatus (image scanner) having a 1: 2 scanning optical system. It is a principal part schematic diagram.

【0051】同図において筐体80の上部開放部に透明
なガラスで構成された原稿積載台72が配されている。
ここに原稿71を積載し、該原稿71の上から圧板81
を覆うことで原稿71は固定される。原稿71を読み取
る順序としてはまず、光源であるキセノンランプ74が
発光し、原稿71面を照明する。
In the figure, an original loading table 72 made of transparent glass is arranged at an upper open portion of the housing 80.
An original 71 is placed on the original 71 and a pressure plate 81 is placed on the original 71 from above.
, The original 71 is fixed. First, a xenon lamp 74 as a light source emits light to illuminate the surface of the document 71.

【0052】キセノンランプ74はその管側面にアパー
チャと呼ばれる発光窓が施され、そのアパーチャから原
稿71に向けて光束が照射されるよう向きや形状の設定
がなされている。また照明をより効率よく、また画質を
向上させるためにキセノンランプ周辺部に反射部材(反
射笠)73が配され、該キセノンランプ74から原稿7
1の読取位置に直接向かわない光束を拾って照明光率を
高めている。この反射部材73としては主に金属部材を
鏡面にするなどして適切なる形状が設定されている。こ
れらは第1のミラー台82として一体の構造になってお
り、原稿71面に沿って図中矢印C方向(副走査方向)
に走査されるようになっている。
The xenon lamp 74 is provided with a light emitting window called an aperture on the side of the tube, and the direction and shape of the xenon lamp 74 are set so that a light beam is emitted from the aperture toward the original 71. A reflecting member (reflecting shade) 73 is arranged around the xenon lamp in order to make illumination more efficient and improve image quality.
The light flux that does not directly go to the reading position 1 is picked up to increase the illumination light rate. An appropriate shape is set as the reflection member 73, mainly by making the metal member a mirror surface. These are integrally formed as a first mirror base 82, and are arranged in the direction of arrow C (sub-scanning direction) in the figure along the surface of the original 71.
Is scanned.

【0053】原稿71を照射した光束は該原稿71で反
射されて第1のミラー75に向かう。この反射光は原稿
71の画像情報を含んでおり、この光束を読取手段とし
ての光電変換素子79に導くために第2のミラー76、
第3のミラー77が配置されている。この第2のミラー
76と第3のミラー77も一体の構造(ハの字ミラー)
となっていて、第2のミラー台83によって構成されて
いる。
The light beam illuminating the original 71 is reflected by the original 71 and travels to the first mirror 75. The reflected light contains image information of the original 71, and a second mirror 76 for guiding this light flux to the photoelectric conversion element 79 as reading means.
A third mirror 77 is provided. The second mirror 76 and the third mirror 77 are also an integral structure (C-shaped mirror)
And is constituted by a second mirror base 83.

【0054】原稿を走査する(読取る)際は第1のミラ
ー台82が不図示のモーターによって該原稿71を走査
していくと、その1/2の速度で第2のミラー台83が
追随するような構造となっており、これにより走査中の
原稿71と画像読取用レンズ(結像レンズ)78との光
学的距離が維持される。こうして画像読取用レンズ78
により原稿71からの光束が共役関係に配された光電変
換素子79面上に結像する。
When scanning (reading) a document, the first mirror table 82 scans the document 71 by a motor (not shown), and the second mirror table 83 follows at half the speed. With this structure, the optical distance between the original 71 being scanned and the image reading lens (imaging lens) 78 is maintained. Thus, the image reading lens 78
As a result, the light beam from the document 71 is imaged on the surface of the photoelectric conversion element 79 arranged in a conjugate relationship.

【0055】この光電変換素子79は主走査方向に複数
の素子を配列した1次元ラインセンサー(CCD)等よ
り成り、原稿面上の主走査方向に沿うよう位置が規定さ
れている。これにより原稿積載台72上に載置された原
稿71の主走査方向を一度読み込み、順次各第1、第2
のミラー台82,83が走査していくことで原稿71の
副走査方向を読み込むことが可能となる。
The photoelectric conversion element 79 is constituted by a one-dimensional line sensor (CCD) or the like in which a plurality of elements are arranged in the main scanning direction, and its position on the original surface is defined along the main scanning direction. As a result, the main scanning direction of the original 71 placed on the original loading table 72 is read once, and the first and second originals are sequentially read.
The mirror tables 82 and 83 scan the original 71 in the sub-scanning direction.

【0056】尚、本実施形態では1:2走査光学系を有
する画像読取装置に本発明の結像レンズを適用したが、
これに限らず、例えば図8に示す一体型(フラットベッ
ド型)の画像読取装置に適用しても本発明は上述の実施
形態1と同様に適用することができる。
In this embodiment, the imaging lens of the present invention is applied to an image reading apparatus having a 1: 2 scanning optical system.
The present invention is not limited to this, and can be applied to the integrated (flatbed) image reading apparatus shown in FIG.

【0057】図8において照明手段4から放射された光
束は直接あるいは反射笠3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
光路を折り曲げ、画像読取用レンズ9により1次元CC
D等のリニアイメージセンサ10(以下「CCD」と称
す。)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(不図示)により図中に示す矢印C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
報を読み取っている。同図におけるCCD10は複数の
受光素子を1次元方向(主走査方向)に配列した構成に
より成っている。
In FIG. 8, the light beam radiated from the illuminating means 4 illuminates the original 1 directly or via the reflector 3, and the reflected light beam from the original 1 is reflected by first, second, third and fourth reflecting mirrors. The optical path is bent inside the carriage 11 through 5, 6, 7, and 8, and the one-dimensional CC is
An image is formed on the surface of a linear image sensor 10 (hereinafter, referred to as “CCD”) such as D. The image information of the document 1 is read by moving the carriage 11 in the direction of arrow C (sub-scanning direction) shown in the figure by a sub-scanning motor (not shown). The CCD 10 in FIG. 1 has a configuration in which a plurality of light receiving elements are arranged in a one-dimensional direction (main scanning direction).

【0058】また本実施形態ではイメージスキャナーに
本発明の画像読取用レンズを適用したが、これに限ら
ず、例えばディジタル複写機、ファクシミリ等の機器に
も適用することができる。
In this embodiment, the image reading lens of the present invention is applied to an image scanner. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to devices such as a digital copying machine and a facsimile.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明によれば前述の如く4枚構成のテ
レフォトタイプの画像読取用レンズの各レンズ群のレン
ズ構成を適切に設定すると共に各条件式を満足させるこ
とにより、高い開口率を維持し、高解像力を有する、半
画角25°以上の広画角の画像読取用レンズを達成する
ことができる。
According to the present invention, as described above, the lens configuration of each lens group of the four-photograph type telephoto type image reading lens is appropriately set and each conditional expression is satisfied, so that a high aperture ratio is obtained. , And a high-resolution image reading lens having a wide angle of view of 25 ° or more at a half angle of view can be achieved.

【0060】またこの画像読取用レンズを用いて画像読
取装置を構成することにより、高解像力を有する画像読
取装置の小型化を達成することができる。
Further, by forming an image reading apparatus using this image reading lens, it is possible to achieve a reduction in the size of the image reading apparatus having a high resolution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の数値実施例1のレンズ断面図FIG. 1 is a sectional view of a lens according to a numerical example 1 of the present invention.

【図2】本発明の数値実施例2のレンズ断面図FIG. 2 is a sectional view of a lens according to a numerical example 2 of the present invention.

【図3】本発明の数値実施例3のレンズ断面図FIG. 3 is a sectional view of a lens according to a numerical example 3 of the present invention.

【図4】本発明の数値実施例1の諸収差図FIG. 4 is a diagram illustrating various aberrations of Numerical Example 1 of the present invention.

【図5】本発明の数値実施例2の諸収差図FIG. 5 is a diagram illustrating various aberrations of Numerical Example 2 of the present invention.

【図6】本発明の数値実施例3の諸収差図FIG. 6 is a diagram showing various aberrations of Numerical Example 3 of the present invention.

【図7】本発明の結像レンズを画像読取装置に適用した
ときの要部概略図
FIG. 7 is a schematic diagram of a main part when the imaging lens of the present invention is applied to an image reading apparatus.

【図8】本発明の結像レンズを画像読取装置に適用した
ときの要部概略図
FIG. 8 is a schematic diagram of a main part when the imaging lens of the present invention is applied to an image reading device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

LG 画像読取レンズ G1 第1レンズ G2 第2レンズ G3 第3レンズ G4 第4レンズ C1 コンタクトガラス C2 カバーガラス S 絞り OB 原稿面 IP 像面 71 原稿 72 原稿積載台 73 反射部材 74 光源 75 第1ミラー 76 第2ミラー 77 第3ミラー 78 結像レンズ 79 光電変換素子 80 筐体 81 圧板 82 第1ミラー台 83 第2ミラー台 LG Image reading lens G1 First lens G2 Second lens G3 Third lens G4 Fourth lens C1 Contact glass C2 Cover glass S Aperture OB Document surface IP Image surface 71 Document 72 Document loading table 73 Reflecting member 74 Light source 75 First mirror 76 Second mirror 77 Third mirror 78 Imaging lens 79 Photoelectric conversion element 80 Housing 81 Pressure plate 82 First mirror base 83 Second mirror base

フロントページの続き Fターム(参考) 2H087 KA08 KA18 KA19 LA01 PA04 PA17 PB04 QA02 QA07 QA12 QA22 QA25 QA37 QA41 QA46 RA05 RA06 RA13 RA32 RA42 RA44 5B047 AA01 BB02 BC05 5C051 AA01 BA03 DA03 DB01 DB22 DC04 DC07 FA01 Continued on the front page F term (reference) 2H087 KA08 KA18 KA19 LA01 PA04 PA17 PB04 QA02 QA07 QA12 QA22 QA25 QA37 QA41 QA46 RA05 RA06 RA13 RA32 RA42 RA44 5B047 AA01 BB02 BC05 5C051 AA01 BA03 DA03 DB01 DC01

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原稿面側から順に、原稿面側に凸面を向
けた正の屈折力のメニスカス状の第1レンズG1、絞り
S、両レンズ面が凹面の第2レンズG2、両レンズ面が
凸面の第3レンズG3、そして像面側に凸面を向けたメ
ニスカス状の第4レンズG4の4つのレンズを有し、 主波長における全系の焦点距離をfall、第1レンズG
1の像面側のレンズ面の曲率半径をrf、第1レンズG
1の主波長における材質の屈折率をnf、第2レンズG
2の原稿面側のレンズ面の曲率半径をrr、第2レンズ
G2の主波長における材質の屈折率をnr、第1レンズ
G1と絞りSとの間の光軸上の距離をdf、絞りSと第
2レンズG2との間の光軸上の距離をdrとしたとき 【数1】 なる条件を満足することを特徴とする画像読取用レン
ズ。
1. A meniscus-shaped first lens G1 having a positive refractive power with a convex surface facing the original surface side, an aperture S, a second lens G2 having both concave surfaces, and both lens surfaces being sequentially arranged from the original surface side. It has four lenses, a convex third lens G3 and a meniscus fourth lens G4 with the convex surface facing the image surface side. The focal length of the entire system at the main wavelength is f all , and the first lens G
The radius of curvature of the lens surface on the image plane side of the first lens is rf , and the first lens G is
The refractive index of the material at the main wavelength of 1 is n f , and the second lens G
The radius of curvature of the lens surface on the original surface side of No. 2 is r r , the refractive index of the material at the main wavelength of the second lens G2 is n r , and the distance on the optical axis between the first lens G1 and the stop S is d f , Equation 1] when the distance on the optical axis was d r between the stop S and the second lens G2 An image reading lens which satisfies the following conditions.
【請求項2】 前記画像読取用レンズの開口効率は95
%以上であることを特徴とする請求項1記載の画像読取
用レンズ。
2. The aperture efficiency of the image reading lens is 95.
2. The image reading lens according to claim 1, wherein the ratio is not less than%.
【請求項3】 前記請求項1又は2記載の画像読取用レ
ンズを用いて原稿の画像情報を読取手段面上に形成して
いることを特徴とする画像読取装置。
3. An image reading apparatus, wherein image information of a document is formed on a reading means surface by using the image reading lens according to claim 1 or 2.
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