JP2003215449A - 結像レンズ系 - Google Patents
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Abstract
構成され、レンズ全長が短く小型かつ安価で結像画質の
品質が良好な画像読み取り用等の結像レンズ系。 【解決手段】 物体側から像側に向かって順に、正のパ
ワーを有する第1レンズL1と、正のパワーを有する第
2レンズL2と、負のパワーを有する第3レンズL3
と、正のパワーを有する第4レンズL4との4群レンズ
にて構成され、第1レンズL1、第3レンズのアッベ数
に関する条件(1)、(3)、第2レンズL2、第4レ
ンズの屈折率に関する条件(2)、(4)を満足する結
像レンズ系。
Description
し、例えば、イメージスキャナ等の画像読み取り装置の
光学系に用いられる画像読み取り用結像レンズ系に関す
るものである。
上に結像させるタイプのイメージスキャナ等に用いられ
る画像読み取り用結像レンズ系は、使用される結像倍率
において高い解像力を持っていること、周辺光量が多い
こと、歪曲収差が小さいこと、像側で略テレセントリッ
クであることが要求される。
て、特開平5−107472号等に記載されたようなガ
ウスタイプのレンズ系が知られている。しかし、これら
のタイプのレンズ系は5枚以上のレンズ構成となってお
り、レンズ系が大型になり、ひいては装置本体の大型化
やコストアップが避けられない。
本出願人は特開平9−222560号において4枚構成
のレンズ系を提案した。これは、少ないレンズ枚数で構
成されているにも係わらず、レンズ全長が短く小型かつ
安価で、結像画像の品質が良好な画像読み取り用の結像
レンズ系である。
1倍であるときに、光学系の全長は最も短くなり、ま
た、特に歪曲収差等の軸外の収差が小さく抑えられる。
上記特開平9−222560号においても、略等倍の光
学系を提供している。
範囲を広く確保できることが求められるようになってき
ている。一方、装置全体の小型化のためにCCD等の撮
像素子にも小型化が求められている。すなわち、読み取
り範囲を広く確保しつつ、撮像素子を小さくするため、
光学系の結像倍率としてはより小さいものが必要となっ
ている。結像倍率を小さくすると、全長は長くなり、歪
曲収差等が大きくなってしまう。それを抑えるために
は、レンズ枚数の増加や全長の大型化が避けられない。
ものであり、その目的は、結像倍率が等倍ではないにも
係わらず、少ないレンズ枚数で構成され、レンズ全長が
短く小型かつ安価で、結像画質の品質が良好な画像読み
取り用等の結像レンズ系を提供することである。
明の第1の結像レンズ系は、物体側から像側に向かって
順に、正のパワーを有する第1レンズと、正のパワーを
有する第2レンズと、負のパワーを有する第3レンズ
と、正のパワーを有する第4レンズとの4群レンズにて
構成され、下記の条件(1)〜(4)を満足することを
特徴とするものである。
d3は第3レンズのd線基準でのアッベ数、nd2は第2レ
ンズのd線での屈折率、nd4は第4レンズのd線での屈
折率である。
ら像側に向かって順に、正のパワーを有する第1レンズ
と、正のパワーを有する第2レンズと、負のパワーを有
する第3レンズと、正のパワーを有する第4レンズと、
像面上に配置された電子撮像素子とから構成され、前記
第1レンズから前記第4レンズの全系の縮小倍率βが下
記の条件(7)を満足するように構成されていることを
特徴とするものである。
って順に、正のパワーを有する第1レンズと、正のパワ
ーを有する第2レンズと、負のパワーを有する第3レン
ズと、正のパワーを有する第4レンズと、像面上に配置
された電子撮像素子とから構成され、前記第1レンズか
ら前記第4レンズの全系の縮小倍率βが下記の条件
(7)を満足し、かつ、下記の条件(6)を満足するよ
うに構成されていることを特徴とするものである。
焦点距離、fR は第4レンズの焦点距離である。
ら像側に向かって順に、正のパワーを有する第1レンズ
と、正のパワーを有する第2レンズと、負のパワーを有
する第3レンズと、正のパワーを有する第4レンズと、
像面上に配置された電子撮像素子とから構成され、前記
第1レンズから前記第4レンズを通過して最も像端部に
結像する軸外主光線と前記電子撮像素子の撮像面法線と
のなす角度をψとするときに、下記の条件(8)を満足
し、かつ、下記の条件(5)を満足することを特徴とす
るものである。
隔、fは全系の焦点距離である。
ら像側に向かって順に、正のパワーを有する第1レンズ
と、正のパワーを有する第2レンズと、負のパワーを有
する第3レンズと、正のパワーを有する第4レンズと、
像面上に配置された電子撮像素子とから構成され、前記
第1レンズと物体の間、あるいは、前記第4レンズと像
面の間に、光路を折り曲げるための光学素子を有するこ
とを特徴とするものである。
と作用について説明する。
0号と同様に、物体側から順に、正のパワーの第1レン
ズ、正のパワーの第2レンズ、負のパワーの第3レン
ズ、正のパワーの第4レンズの4群レンズにて結像レン
ズ系を構成する。
み取るために、像側で略テレセントリックな光学系にす
る必要があり、そのために一番像側に強いパワーをもっ
た正レンズを用いることが望ましい。また、ペッツバー
ル和を小さくして像面湾曲を小さく抑えるために、この
正レンズの屈折率は高い方がよく、下記の条件式(4)
を満たすことが望ましい。
と、像面湾曲が大きくなってしまう。また、条件式
(4)の上限の2.1を越えると、使える硝材がほとん
どなく、また分散が非常に大きいものになってしまって
色収差が補正しきれなくなる。
レンズで発生する像面湾曲を補正するため、この正レン
ズの物体側に負レンズを配置するとよい。正レンズで発
生する色収差を補正するため、この負レンズは次の条件
式(3)を満たすとよい。
る。
収差を補正しきれなくなる。また、下限の10を越える
と、使える硝材がほとんどなくなってしまい、最適な硝
材を選択できなくなる。なお、条件式(3)に関して
は、さらに次のように限定することが望ましい。
ズ系のパワーを強くする必要がある。一方、中心から周
辺にかけて収差を良好に補正するためには、光線が滑ら
かに通るように効率良くパワーを配分することが望まし
い。そのため、第1レンズと第2レンズの何れも正のパ
ワーを持つものとするとよい。
光束の光線高が高く、色収差が発生しやすい。そこで、
色収差ができるだけ発生しないよう、次の条件式(1)
を満たすとよい。
る。
の正レンズで発生する色収差を第3レンズの負レンズで
補正しきれなくなる。また、上限の110を越えると、
屈折率の高い硝材が存在せず、ペッツバール和が大きく
なり、像面湾曲が大きくなってしまう。なお、条件式
(1)に関しては、さらに次のように限定することが望
ましい。
を小さくして像面湾曲を小さく抑えるために、次の条件
式(2)を満たすとよい。
と、像面湾曲を小さく抑えきれなくなってしまう。ま
た、上限の2.1を越えると、使える硝材がほとんどな
く、また分散が非常に大きいものになってしまって色収
差が補正しきれなくなる。
内部に設けることによりレンズ系の明るさを決定してい
る。絞りをレンズ系の前に配置すると、像側のレンズ系
が大きくなり、レンズ系全体が大型化してしまう。絞り
をレンズ系の後に配置すると、像側でテレセントリック
な光学系を達成することが困難になる。特に、第2レン
ズと第4レンズの間、例えば第2レンズと第3レンズの
間の光路中に絞りを配置することが望ましい。
することが望ましい。
隔、fは全系の焦点距離である。
の強い正レンズとして、像側で略テレセントリックな光
学系としている。この第4レンズが像面に近い程、テレ
セントリック性が良くなる。一方、結像には寄与しなく
なり、収差を補正することができなくなる。逆に、第4
レンズが物体側に近づくと、テレセントリック性を確保
することは困難になってくるが、収差の補正に寄与する
ようになってくる。
補正のバランスから、本発明の結像レンズ系では条件式
(5)を満たすとよい。
第3レンズと第4レンズの間隔が全系の焦点距離に比べ
短くなりすぎ、第4レンズが像面から大きく離れるた
め、テレセントリック性が確保できなくなる。また、上
限の0.6を越えると、第3レンズと第4レンズとが離
れすぎて、光学系の全長が長くなり、装置が大型化して
しまう。さらに、条件式(5−1)を満たすとより望ま
しい。
を確保しつつ、光学系の収差性能を良くすることができ
る。
取り範囲を広げ、かつ、撮像素子は小さくしたいため、
倍率は等倍より小さくなる。
率である。
ると、光学系の全長を短く抑えることが困難になり、ま
た、収差も良好に抑えることも困難になる。その上限の
0.60を越えると、読み取り範囲を広くするためには
撮像素子の大きさを大きくしなくてはならなくなる。ま
た、小さい撮像素子を使用する場合には、読み取り範囲
を広く確保することができなくなる。
の条件式(7−1)を満たすことが望ましい。
い。
が好ましい。
焦点距離、fR は第4レンズの焦点距離である。
4レンズを後群としたとき、前群の焦点距離と後群の焦
点距離が等しい程、特に歪曲収差を抑えることができ
る。その際、光学系は等倍結像に近くなる。しかし、本
発明の光学系のように、読み取り範囲を広げつつ撮像素
子を小さくしようとすると、等倍結像とはならない。等
倍結像ではないにも係わらず、歪曲収差を良好に抑える
ためには、条件式(6)を満たすとよい。
第4レンズのパワーが弱くなり、像側でテレセントリッ
クにならなくなる。また、上限の4.0を越えると、歪
曲収差やコマ収差を小さくすることが困難になる。さら
に、条件式(6−1)を満たすと、より望ましい。
ックにしつつ、歪曲収差やコマ収差をより良好に抑える
ことができる。
ψの範囲について検討する。撮像素子にマイクロレンズ
付きのCCDを使用する場合には、像側で略テレセント
リックである必要がある。軸外では主光線が撮像素子面
に斜めに入射しがちであり、光量の低下(シェーデン
グ)を招くため、特に抑える必要がある。
一番像側に強い正のパワーのレンズを配置し、強く光線
を曲げる必要がある。しかし、光線を強く曲げると、収
差が発生しやすい。
ンズの位置を最適化してあるCCDやマイクロレンズを
持たないCCDでは、軸外主光線が撮像面に対してある
程度角度をもっていてもよい。このとき、一番像側に配
置する正レンズのパワーは弱くすることができ、収差を
小さく抑えることができる。
を通過して最も像端部に結像する軸外主光線と電子撮像
素子の撮像面法線とのなす角度をψとするときに、下記
の条件(8)を満足することが望ましい。
下限の7.1°を越えると、収差を小さく抑えることが
困難になる。収差を抑えようとすると、全系のレンズ枚
数が増加するか、全長が長くなりすぎる。上限の20°
を越えると、周辺での光量が低下してしまう。
の条件式(8−1)を満たすことが望ましい。
い。
レンズ、正のパワーの第2レンズ、負のパワーの第3レ
ンズ、正のパワーの第4レンズの4群レンズからなる結
像レンズ系において、第1レンズと物体の間、あるいは
第4レンズと像の間に光路を折り曲げるための光学素子
を配置することができる。
ない場合、光学系のサイズは、光軸方向は物体から像ま
での長さ、光軸と垂直な方向はレンズの直径で決まる。
第1レンズL1と物体間に光路を折り曲げるための光学
素子、例えば、図10(a)に示すような例えば光路を
45°曲げる光路折り曲げプリズムPを配置すると、レ
ンズ系のレンズL1〜L4と絞りSの並んでいる光軸方
向と垂直な方向を撮影することができる。このとき、光
学系のサイズは、物体から折り曲げ部分までが撮影方向
のサイズとなり、光軸方向は折り曲げ部分から撮像面I
までの部分のサイズとなる。そのため、撮影方向の厚み
は、物体から像までの長さであったのが、物体から折り
曲げ部分までの長さで決まり、撮影方向の厚みを小さく
できる。すなわち、装置を撮影方向に薄くできる。
ば、図10(b)に示すような例えば光路を45°曲げ
るミラーMを第4レンズL4と撮像面Iとの間に配置し
た場合も、同様に撮影方向の厚みを小さくできる。
くとも1枚のレンズの両面を等しい曲率半径の凸面ある
いは凹面とすることができる。このような構成とする
と、レンズの前後をひっくり返しに配置しても性能が変
わらないので、製造組立が容易になるメリットがある。
される電子撮像素子として、CCD等の2次元あるいは
1次元撮像素子が用いられる。1次元撮像素子はライン
センサーとも呼ばれ、カラーラインセンサーの場合は、
3本の受光素子列が近接して平行に並べられ、それぞれ
の撮像面上に赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のカ
ラーフィルターが配置されて、受光素子列に直交する方
向に相対的に走査されてR、G、Bの色分解像信号が得
られるものである。
取り用に用いる場合、レンズ系の物体位置が固定であっ
て、レンズ系によって形成される像面までの距離が20
0mm以下となるように構成することが、小型化のため
に望ましい。
はないが、撮像装置の撮像光学系、インクジェット記録
装置の画像読み取り手段の結像レンズ系等に用いること
ができる。
施例1〜8について説明する。各実施例のレンズ断面図
をそれぞれ図1〜図8に示す。図1〜図8中、第1〜第
4レンズをそれぞれL1〜L4で、絞りをS、像面をI
で示してある。なお、各実施例のレンズ断面図におい
て、その像面側に配置するフィルター等の平行平面板は
図示を省いてあるが、後記の数値データ中にはそのデー
タを含めてある。
り順に、両凸正レンズL1、物体側に凸の正メニスカス
レンズL2、絞りS、物体側に凸の負メニスカスレンズ
L3、両凸正レンズL4の4群4枚レンズからなり、第
4レンズL4の前後の面は曲率半径の絶対値が等しいも
のからなる。
り順に、両凸正レンズL1、物体側に凸の正メニスカス
レンズL2、絞りS、両凹負レンズL3、両凸正レンズ
L4の4群4枚レンズからなる。
り順に、両凸正レンズL1、物体側に凸の正メニスカス
レンズL2、絞りS、物体側に凸の負メニスカスレンズ
L3、両凸正レンズL4の4群4枚レンズからなり、第
4レンズL4の前後の面は曲率半径の絶対値が等しいも
のからなる。
り順に、両凸正レンズL1、物体側に凸の正メニスカス
レンズL2、絞りS、両凹負レンズL3、両凸正レンズ
L4の4群4枚レンズからなる。
り順に、両凸正レンズL1、物体側に凸の正メニスカス
レンズL2、絞りS、平凹負レンズL3、両凸正レンズ
L4の4群4枚レンズからなる。
り順に、両凸正レンズL1、物体側に凸の正メニスカス
レンズL2、絞りS、平凹負レンズL3、両凸正レンズ
L4の4群4枚レンズからなる。
り順に、両凸正レンズL1、物体側に凸の正メニスカス
レンズL2、絞りS、物体側に凸の負メニスカスレンズ
L3、両凸正レンズL4の4群4枚レンズからなる。
り順に、両凸正レンズL1、物体側に凸の正メニスカス
レンズL2、絞りS、両凹負レンズL3、両凸正レンズ
と像面側に凸の正メニスカスレンズの接合レンズL4の
4群5枚レンズからなる。
が、記号は上記の外、fは全系焦点距離、βは倍率、2
ωは画角、IOは物体面から像面までの距離、r1 、r
2 …は各レンズ面の曲率半径、d1 、d2 …は各レンズ
面間の間隔、nd1、nd2…は各レンズのd線の屈折率、
νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。
す。図中、“FIY”は像高を表す。
(1)〜(8)に関するパラメータの値を以下に示す。 実施例 1 2 3 4 5 6 7 8 νd1 55.53 55.53 58.55 58.55 58.55 58.55 65.44 54.82 nd2 1.7725 1.7725 1.7725 1.7725 1.7725 1.7725 1.7440 1.7725 νd3 23.78 23.78 23.78 23.78 23.78 23.78 25.68 25.42 nd4 1.7725 1.7725 1.7725 1.7725 1.7725 1.7725 1.8061 1.8010 1.7130 D/f 0.266 0.345 0.281 0.346 0.278 0.291 0.396 0.208 fF /fR 3.01 1.96 2.64 1.91 2.56 3.07 0.89 2.22 |β| 0.31 0.32 0.31 0.31 0.32 0.31 0.56 0.31 ψ(°) 10.62 9.5 10.33 9.52 8.11 9.92 13.96 13.06 。
Sは、第2レンズL2と第3レンズL3の間に配置して
あるが、第3レンズL3と第4レンズL4の間に配置す
るようにしてもよい。
は、光軸に沿って全体繰り出しでも、第4レンズL4の
物体側への移動によって行ってもよい。
を用いているが、非球面を用いてもよい。その場合、特
に第4レンズL4の少なくとも1面に設けると特によ
い。第4レンズL4に非球面を設けると、軸外の収差、
特にディストーションや非点収差を良好に補正すること
ができる。
面と像面を入れ換えて拡大光学系として使用することも
できる。
ては、ラインセンサーでも2次元撮像素子でもよい。
像読み取り手段に用いたインクジェット記録装置の1実
施例ついて説明する。図11は、本発明の1実施例のイ
ンクジェット記録装置の外観を示すもので、本実施例の
インクジェット記録装置1はスマートメディアカード2
が装着されることにより、スマートメディアカード2に
記録された画像データを読み取り、プリントすることが
できるものである。
スマートメディアカード装着口3と、このカード装着口
3に隣接して給紙カセット装着口4が設けられ、この給
紙カセット装着口4には給紙カセット5が着脱自在で装
着される。
面には操作部6が設けられ、この操作部6には印刷モー
ドを選択する印刷モード選択ボタン6aと、印刷を実行
する印刷実行ボタン(印刷スタートボタン)6b等が設
けてある。
は、インクボトルを装着するインクボトル装着口7が設
けてある。なお、インクジェット記録装置1は、インク
ボトルとして例えば黒色インク、シアン色インク、マゼ
ンタ色インク、ライトシアン色インク、ライトマゼンタ
色インク、そしてイエロー色インクの6色のインクボト
ルを装着するものである。また、インクジェット記録装
置1の裏面にはモニタ装置に接続するコネクタが設けて
ある。
置1を用いて図12に示すような画像プリンタシステム
81が構成される。この画像プリンタシステム81は、
インクジェット記録装置1と、このインクジェット記録
装置1に着脱自在で装着される小型の記録媒体としての
例えばスマートメディアカード2と、このインクジェッ
ト記録装置1に着脱自在で接続されるモニタ装置82と
から構成される。
クジェット記録装置1にスマートメディアカード2を装
着し、さらにモニタ装置82を接続すると、モニタ装置
82の画面には、スマートメディアカード2に記憶され
た画像データのインデックス画像がモニタ画面に表示さ
れ、インクジェット記録装置1の操作部6の選択ボタン
等を操作して、インデックス画像の印刷を望む画像を指
定する操作を行い、さらに印刷実行のボタン等を操作す
ることにより、印刷することができる。
ット記録装置1の主要部の概略を示すものであり、
(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は、図13
(A)のC−C線に沿った縦断面図であり、画像読み取
り手段と照明手段とを明瞭に示すための縦断面図であ
り、記録媒体上に画像読み取り手段の焦点が合致した状
態を示す図である。
の主要部の概略的な構成について説明する。
が所定の配列を有する複数のインクジェットノズル10
aが設けられている6個のインクジェットヘッド10
K、10C、10M、10LC、10LM、10Yを備
えている。インクジェットヘッド10Kが黒、10Cが
シアン、10Mがマゼンタ、10LCがライトシアン、
10LMがライトマゼンタ、10Yがイエローに対応し
ており、これらのインクジェットヘッド10K、10
C、10M、10LC、10LM、10Yは所定の配列
でヘッド保持体14上に配置されている。インクジェッ
ト記録装置の図示されていない固定フレームに搭載され
ている黒色インク、シアン色インク、マゼンタ色イン
ク、ライトシアン色インク、ライトマゼンタ色インク、
そしてイエロー色インクを収容したメインインクボトル
から図示されていないインク供給ポンプにより図示され
ていない可撓性を有した柔軟なインク供給チューブを介
して対応する色のインクの供給を受けている。
(A)中において、左右方向)に沿って延出している1
対の案内棒18a、18bによって、所定の範囲を移動
可能に支持されている。
り、その中央の空間には、6個のインクジェットヘッド
を保持するヘッド保持体14が配置されている。ヘッド
保持体14は、キャリッジ16の上下の梁に設けられた
1対のスラスト軸受20a、20bに挿通される、上下
1対の案内棒14a、14bを有している。1対の案内
棒14a、14bは主走査方向及び副走査方向(図13
(A)中において、上下方向)にそれぞれ交差する方向
(図13(B)中において、上下方向)、すなわち、記
録媒体面に交差する方向に延出しており、ヘッド保持体
14がこの1対の案内棒14a、14bを介して1対の
スラスト軸受20a、20bに沿って所定の範囲で移動
を案内されることにより、インクジェットヘッド10を
記録媒体に対する接離方向に移動可能にさせている。
24に対向するよう光学的な画像読み取り手段25が搭
載されていると共に、画像読み取り手段25の焦点Fに
向かい光を照射する光源LSが搭載されている。
されている。画像読み取り手段25はラインセンサーで
も、エリアセンサーでも適用可能である。
なレーザダイオードを、キャリッジ16の主走査方向と
平行な方向に、直線状に配列することにより構成されて
いる。そして照明手段LSは、図13(C)から明白な
ように、画像読み取り手段25よりも記録媒体24に接
近するようにして配置されている。
周辺には、画像読み取り手段25の光軸25aを中心と
した光路の周りを覆うように、ヘッド保持体14の前面
から光軸25aに沿って記録媒体24に向かって植設さ
れた覆い筒40を備えている。また、ヘッド保持体14
には、覆い筒40の突出端の開口を開閉させるシャッタ
42が回動自在に設けられていると共に、キャリッジ1
6にはシャッタ42を開閉させるためのシャッタ開閉機
構44が設けられている。
保持体14を記録媒体24に対し所定の範囲で接離させ
るための、インクジェットヘッド接離機構を含んでい
る。このインクジェットヘッド接離機構は、ヘッド保持
体14を記録媒体24から離間する方向に付勢する付勢
手段UMを有している。この実施形態において付勢手段
UMは、ヘッド保持体14の1対の案内棒14a、14
bとキャリッジ16の1対のスラスト軸受20a、20
bとの間で、1対の案内棒14a、14b上に巻装され
た圧縮コイルばねにより構成されている。
に、ヘッド保持体14の1対の案内棒14a、14bの
後方で、主走査方向に沿って延出した1対のヘッド保持
体駆動棒26a、26bを有しており、1対のヘッド保
持体駆動棒26a、26bのそれぞれの両端はキャリッ
ジ16に回転自在に支持されている。1対のヘッド保持
体駆動棒26a、26bには偏心カム28が固定されて
いて、偏心カム28の周面がヘッド保持体14の後面に
当接している。
には、それぞれの偏心カム28を同期して回転させるた
めにタイミングベルト30が掛け渡されている。下方の
ヘッド保持体駆動棒26bには、パルスモータ32が連
結されている。このパルスモータ32の正逆回転による
駆動力が、下方のヘッド保持体駆動棒26b及びタイミ
ングベルト30を介した上方のヘッド保持体駆動棒26
aの同期した正逆回転を生じさせる。1対のヘッド保持
体駆動棒26a、26bの正逆回転により、偏心カム2
8はヘッド保持体14を付勢手段UMの付勢力に抗して
記録媒体24へ接近させたり、付勢手段UMの付勢力に
よって記録媒体24からの離間を行わせる。
れ、この制御手段34によって制御される。制御手段3
4にはさらに6個のインクジェットヘッド10の図示さ
れていない公知の駆動手段も接続されている。
り駆動され、1対の案内棒18a、18bに支持されて
主走査方向に沿って往復移動可能である。
記録媒体24を支持する平坦なプラテン22が配置され
ている。プラテン22の表面には図示されていない多数
の吸引孔があり、この多数の吸引孔は図示されていない
公知の負圧手段、例えば吸引ファン、に接続されてい
る。従ってプラテン22の表面に配置された記録媒体2
4は多数の吸引孔が発生する負圧によりプラテン22の
表面に密着されるが、この負圧は記録媒体搬送手段によ
る記録媒体24の搬送に悪影響を及ぼさない程度に設定
されている。
録媒体搬送方向下流)側には、記録媒体24を切断する
ための公知の切断手段CTが配置されている。
4、そしては切断手段CTは、説明の便宜上、図13
(C)中にのみ図示し、図13(A)及び(B)では図
示を省略している。
ラテン22上で主走査方向に所定の長さの幅を有したウ
エッブ形状であり、その材質はインクジェットノズル1
0aから噴射されるインク滴が付着するものであれば何
でもよく、例えば紙や布やプラスチックフィルムである
ことができる。画像記録時には、図示されていない公知
の記録媒体搬送手段により、プラテン22上を副走査方
向に沿って種々の記録モードに則した間隔、幅で間欠的
に搬送される。
段LSについて、図14を参照してさらに詳細に説明す
る。
光学的に読み取ろうとする記録媒体24上の読み取り範
囲に対して照明するために用いられる。
り手段25の光軸25aからずれて配置される。そして
画像読み取り手段25の焦点Fが記録媒体24上に合致
したときに、照明手段LSの記録媒体24上での照明領
域の副走査方向における中央が、画像読み取り手段25
の光軸25aと略合致するように、ヘッド保持体14に
取り付けられる。より詳細には、照明手段LSはその光
軸LSaが画像読み取り手段25の光軸25aに対して
傾斜した状態で、ヘッド保持体14に配置される。
好まれて装置に用いられるため、必然的に低出力のもの
となってしまう。このため、画像読み取り手段25の読
み取り感度を上げるためには、照明範囲上で、読み取り
範囲の中心である光軸25aと照明手段LSの光軸LS
aと合致させるのが好ましい。例えば、照明手段LSの
発光点を画像読み取り手段25の光軸25aとを合致さ
せ、かつ、照明手段LSの光軸LSaと画像読み取り手
段25の光軸25aとを合致させることが考えられる
が、これは技術的に極めて困難であり、費用対効果とい
う観点から望ましくない。よって、照明手段LSの発光
点を画像読み取り手段25の光軸25aからずらし、か
つ、画像読み取り手段25の光軸25aに対して照明手
段LSの光軸LSaを斜めに入射させることが好まし
い。この場合、照明手段LSの光軸LSaが画像読み取
り手段25の光軸25aに対して斜めになって入射して
いるため、画像読み取り手段25の光軸25aは照明範
囲SAの中心SACから副走査方向上方にCDだけずれ
てしまう。画像の読み取りの観点からは、照明範囲にお
ける上下左右均等な位置で画像の読み取りを行うのが好
ましいので、本実施例では、上記構成に加え、さらに、
照明範囲の副走査方向中央に、画像読み取り手段25の
読み取り範囲の中央である光軸25aを合致させるよう
に、照明手段LS及び画像読み取り手段25をヘッド保
持体14に配置している。
の複数のインクジェットノズル10aの中で、照明手段
LSの中央LScに最も近いインクジェットノズル10
a’と中央LScとの間の距離t1が、インクジェット
ノズル10a’と画像読み取り手段25の光軸25aと
の間の距離t2よりも大きくなるよう、照明手段LSc
がヘッド保持体14上に配置される。
Tとの間の距離が、画像読み取り手段25と切断手段C
Tとの間の距離よりも大きくなるように、照明手段LS
がヘッド保持体14上に配置される。
029号(特願平10−127722号)に記載された
ものと同様であるので、さらなる詳細は上記公報参照。
において、画像読み取り手段25中に、本発明による結
像レンズ系、例えば実施例1の4枚のレンズL1〜L4
からなる結像レンズ系が光軸25aと同軸に配置され、
キャリッジ16の移動中に対向する記録媒体24上にイ
ンクジェットヘッド10K、10C、10M、10L
C、10LM、10Yにより記録された画像の縮小像が
その結像レンズ系によりその像面に配置されたCCD上
に結像させることにより読み取られることになり、記録
された画像の評価等が行われる。
は、遠方の物体の像を形成しその像をCCDや銀塩フィ
ルムといった撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装
置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理
装置の例であるパソコン、電話、特に持ち運びに便利な
携帯電話等にも用いることができる。以下に、その実施
形態を例示する。
ズ系をデジタルカメラの撮影光学系141に組み込んだ
構成の概念図を示す。図15はデジタルカメラ140の
外観を示す前方斜視図、図16は同後方斜視図、図17
はデジタルカメラ140の構成を示す断面図である。デ
ジタルカメラ140は、この例の場合、撮影用光路14
2を有する撮影光学系141、ファインダー用光路14
4を有するファインダー光学系143、シャッター14
5、フラッシュ146、液晶表示モニター147等を含
み、カメラ140の上部に配置されたシャッター145
を押圧すると、それに連動して撮影光学系141、例え
ば実施例1の結像レンズ系の物体側に光路折り曲げプリ
ズムPを配置して構成したレンズ系を通して撮影が行わ
れる。撮影光学系141によって形成された物体像が、
近赤外カットフィルターIFを介してCCD149の撮
像面上に形成される。このCCD149で受光された物
体像は、処理手段151を介し、電子画像としてカメラ
背面に設けられた液晶表示モニター147に表示され
る。また、この処理手段151には記録手段152が接
続され、撮影された電子画像を記録することもできる。
なお、この記録手段152は処理手段151と別体に設
けてもよいし、フロッピー(登録商標)ディスクやメモ
リーカード、MO等により電子的に記録書込を行うよう
に構成してもよい。また、CCD149に代わって銀塩
フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
ファインダー用対物光学系153が配置してある。この
ファインダー用対物光学系153によって形成された物
体像は、像正立部材であるポロプリズム155の視野枠
157上に形成される。このポリプリズム155の後方
には、正立正像にされた像を観察者眼球Eに導く接眼光
学系159が配置されている。なお、撮影光学系141
及びファインダー用対物光学系153の入射側、接眼光
学系159の射出側にそれぞれカバー部材150が配置
されている。
0は、撮影光学系141が広画角であり、収差が良好
で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォーカ
スの大きな結像レンズであるので、高性能・低コスト化
が実現できる。
として平行平面板を配置しているが、これを省いて光路
折り曲げプリズムPの入射端面を露出させるようにして
もよい。
として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコンが
図18〜図20に示される。図18はパソコン300の
カバーを開いた前方斜視図、図19はパソコン300の
撮影光学系303の断面図、図20は図18の状態の側
面図である。図18〜図20に示されるように、パソコ
ン300は、外部から繰作者が情報を入力するためのキ
ーボード301と、図示を省略した情報処理手段や記録
手段と、情報を操作者に表示するモニター302と、操
作者自身や周辺の像を撮影するための撮影光学系303
とを有している。ここで、モニター302は、図示しな
いバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示
素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表
示素子や、CRTディスプレイ等であってよい。また、
図中、撮影光学系303は、モニター302の右上に内
蔵されているが、その場所に限らず、モニター302の
周囲や、キーボード301の周囲のどこであってもよ
い。
上に、本発明による結像レンズ系からなる対物レンズ1
12と、像を受光する撮像素子チップ162とを有して
いる。これらはパソコン300に内蔵されている。
的ローパスフィルターLFが付加的に貼り付けられて撮
像ユニット160として一体に形成され、対物レンズ1
12の鏡枠113の後端にワンタッチで嵌め込まれて取
り付け可能になっているため、対物レンズ112と撮像
素子チップ162の中心合わせや面間隔の調整が不要で
あり、組立が簡単となっている。また、鏡枠113の先
端には、対物レンズ112を保護するためのカバーガラ
ス114が配置されている。なお、鏡枠113中のレン
ズの駆動機構は図示を省いてある。
は、端子166を介して、パソコン300の処理手段に
入力され、電子画像としてモニター302に表示され
る、図18には、その一例として、操作者の撮影された
画像305が示されている。また、この画像305は、
処理手段を介し、インターネットや電話を介して、遠隔
地から通信相手のパソコンに表示されることも可能であ
る。
として内蔵された情報処理装置の一例である電話、特に
持ち運びに便利な携帯電話が図21に示される。図21
(a)は携帯電話400の正面図、図21(b)は側面
図、図21(c)は撮影光学系405の断面図である。
図21(a)〜(c)に示されるように、携帯電話40
0は、操作者の声を情報として入力するマイク部401
と、通話相手の声を出力するスピーカ部402と、操作
者が情報を入力する入力ダイアル403と、操作者自身
や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモ
ニター404と、撮影光学系405と、通信電波の送信
と受信を行うアンテナ406と、画像情報や通信情報、
入力信号等の処理を行う処理手段(図示せず)とを有し
ている。ここで、モニター404は液晶表示素子であ
る。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限
られない。この撮影光学系405は、撮影光路407上
に配置された本発明による結像レンズ系からなる対物レ
ンズ112と、物体像を受光する撮像素子チップ162
とを有している。これらは、携帯電話400に内蔵され
ている。
的ローパスフィルターLFが付加的に貼り付けられて撮
像ユニット160として一体に形成され、対物レンズ1
12の鏡枠113の後端にワンタッチで嵌め込まれて取
り付け可能になっているため、対物レンズ112と撮像
素子チップ162の中心合わせや面間隔の調整が不要で
あり、組立が簡単となっている。また、鏡枠113の先
端には、対物レンズ112を保護するためのカバーガラ
ス114が配置されている。なお、鏡枠113中のレン
ズの駆動機構は図示を省いてある。
は、端子166を介して、図示していない処理手段に入
力され、電子画像としてモニター404に、又は、通信
相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、通
信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ162で
受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換す
る信号処理機能が処理手段には含まれている。
ように構成することができる。
正のパワーを有する第1レンズと、正のパワーを有する
第2レンズと、負のパワーを有する第3レンズと、正の
パワーを有する第4レンズとの4群レンズにて構成さ
れ、下記の条件(1)〜(4)を満足することを特徴と
する結像レンズ系。
d3は第3レンズのd線基準でのアッベ数、nd2は第2レ
ンズのd線での屈折率、nd4は第4レンズのd線での屈
折率である。
正のパワーを有する第1レンズと、正のパワーを有する
第2レンズと、負のパワーを有する第3レンズと、正の
パワーを有する第4レンズと、像面上に配置された電子
撮像素子とから構成され、前記第1レンズから前記第4
レンズの全系の縮小倍率βが下記の条件(7)を満足す
るように構成されていることを特徴とする結像レンズ
系。
有する第1レンズと、正のパワーを有する第2レンズ
と、負のパワーを有する第3レンズと、正のパワーを有
する第4レンズと、像面上に配置された電子撮像素子と
から構成され、前記第1レンズから前記第4レンズの全
系の縮小倍率βが下記の条件(7)を満足し、かつ、下
記の条件(6)を満足するように構成されていることを
特徴とする結像レンズ系。
焦点距離、fR は第4レンズの焦点距離である。
正のパワーを有する第1レンズと、正のパワーを有する
第2レンズと、負のパワーを有する第3レンズと、正の
パワーを有する第4レンズと、像面上に配置された電子
撮像素子とから構成され、前記第1レンズから前記第4
レンズを通過して最も像端部に結像する軸外主光線と前
記電子撮像素子の撮像面法線とのなす角度をψとすると
きに、下記の条件(8)を満足し、かつ、下記の条件
(5)を満足することを特徴とする結像レンズ系。
隔、fは全系の焦点距離である。
正のパワーを有する第1レンズと、正のパワーを有する
第2レンズと、負のパワーを有する第3レンズと、正の
パワーを有する第4レンズと、像面上に配置された電子
撮像素子とから構成され、前記第1レンズと物体の間、
あるいは、前記第4レンズと像面の間に、光路を折り曲
げるための光学素子を有することを特徴とする結像レン
ズ系。
との間の光路中に、絞りを配置して構成したことを特徴
とする上記1から5の何れか1項記載の結像レンズ系。
(1)を満足するように構成されていることを特徴とす
る上記2から5の何れか1項記載の結像レンズ系。
る。
(2)を満足するように構成されていることを特徴とす
る上記2から5の何れか1項記載の結像レンズ系。
(3)を満足するように構成されていることを特徴とす
る上記2から5の何れか1項記載の結像レンズ系。
る。
(4)を満足するように構成されていることを特徴とす
る上記2から5の何れか1項記載の結像レンズ系。
ズが以下の条件(4)を満足するように構成されている
ことを特徴とする上記1から3、5の何れか1項記載の
結像レンズ系。
隔、fは全系の焦点距離である。
ンズが以下の条件(6)を満足するように構成されてい
ることを特徴とする上記1、2、4、5の何れか1項記
載の結像レンズ系。
焦点距離、fR は第4レンズの焦点距離である。
ンズが以下の条件(7)を満足するように構成されてい
ることを特徴とする上記1、4、5の何れか1項記載の
結像レンズ系。
率である。
ンズを通過して最も像端部に結像する軸外主光線と前記
電子撮像素子の撮像面法線とのなす角度をψとするとき
に、下記の条件(8)を満足するように構成されている
ことを特徴とする上記1から3、5の何れか1項記載の
結像レンズ系。
れていることを特徴とする上記1から14の何れか1項
記載の結像レンズ系。
ズから構成されていることを特徴とする上記1から15
の何れか1項記載の結像レンズ系。
ズから構成されていることを特徴とする上記1から16
の何れか1項記載の結像レンズ系。
ンズから構成されたことを特徴とする上記1〜13記載
の結像レンズ系。
配置された全体として正のパワーを有して構成された正
レンズ群、絞りよりも後側に配置された負のパワーを有
する負レンズ群と、前記負レンズ群よりも像側に配置さ
れた正のパワーを有する正レンズ群とを含んでレンズ系
が構成され、そのレンズ系の形成する像面上に電子撮像
素子が配置され、前記電子撮像素子は、少なくとも赤色
(R)、緑色(G)、青色(B)のカラーフィルターが
対応する受光素子列の撮像面上に配置されて構成された
カラーラインセンサーからなり、前記レンズ系が前記電
子撮像素子に形成する像光束が下記の条件(7)及び
(8)を満足することを特徴とする結像レンズ系。
通過して最も像端部に結像する軸外主光線と前記電子撮
像素子の撮像面法線とのなす角度である。
であって、前記レンズ系によって形成される像面までの
距離が200mm以下となるように構成されていること
を特徴とする上記19記載の結像レンズ系。
は等しい曲率半径の凸面あるいは凹面からなることを特
徴とする上記1から20の何れか1項記載の結像レンズ
系。
載の結像レンズ系を撮像光学系として配置したことを特
徴とする撮像装置。
動するキャリッジと、前記キャリッジに搭載され、複数
のインクジェットノズルを有しており、前記キャリッジ
の移動中に対向する記録媒体に向かい複数のインクジェ
ットノズルからインクを噴射して対向する記録媒体上に
画像を形成するインクジェットヘッドユニットと、前記
キャリッジに搭載され、前記キャリッジの移動中に対向
する記録媒体上に形成されている画像を光学的に読み取
る画像読み取り手段と、前記キャリッジに搭載され、対
向する記録媒体上で前記画像読み取り手段が画像を読み
取る範囲を照明する照明手段とを備えており、前記画像
読み取り手段が上記1から21の何れか1項記載の結像
レンズ系を内蔵して構成されたことを特徴とするインク
ジェット記録装置。
像読み取り手段の光軸からずれて配置されていると共
に、前記対向する記録媒体に対する前記照明手段の照明
領域の中央は前記画像読み取り手段の光軸と合致するよ
うに、前記照明手段の光軸が前記画像読み取り手段の光
軸と対して傾斜した状態で前記照明手段が前記キャリッ
ジ上に配置されていることを特徴とする上記23記載の
インクジェット記録装置。
でいることを特徴とする上記23又は24記載のインク
ジェット記録装置。
像素子を含んでいることを特徴とする上記23から25
の何れか1項記載のインクジェット記録装置。
サーであることを特徴とする上記23から26の何れか
1項記載のインクジェット記録装置。
光学系として使用することを特徴とする上記1から27
の何れか1項記載の結像レンズ系、撮像装置、インクジ
ェット記録装置。
によると、結像倍率が等倍ではないにも係わらず、少な
いレンズ枚数で構成され、レンズ全長が短く小型かつ安
価で、結像画質の品質が良好な画像読み取り用等の結像
レンズ系を提供することができる。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
めの光学素子を配置する例を示す図である。
の外観を示す図である。
像プリンタシステムの構成を示す図である。
概略を示す図である。
取り手段と照明手段を示す図である。
タルカメラの外観を示す前方斜視図である。
る。
て組み込れたパソコンのカバーを開いた前方斜視図であ
る。
て組み込れた携帯電話の正面図、側面図、その撮影光学
系の断面図である。
10Y…インクジェットヘッド 14…ヘッド保持体 14a、14b…案内棒 16…キャリッジ 18a、18b…案内棒 20a、20b…スラスト軸受 22…プラテン 24…記録媒体 25…画像読み取り手段 25a…画像読み取り手段の光軸 26a、26b…ヘッド保持体駆動棒 28…偏心カム 30…タイミングベルト 32…パルスモータ 34…制御手段 36…駆動手段 40…覆い筒 42…シャッタ 44…シャッタ開閉機構 81…画像プリンタシステム 82…モニタ装置 112…対物レンズ 113…鏡枠 114…カバーガラス 140…デジタルカメラ 141…撮影光学系 142…撮影用光路 143…ファインダー光学系 144…ファインダー用光路 145…シャッター 146…フラッシュ 147…液晶表示モニター 149…CCD 150…カバー部材 151…処理手段 152…記録手段 153…ファインダー用対物光学系 155…ポロプリズム 157…視野枠 159…接眼光学系 160…撮像ユニット 162…撮像素子チップ 166…端子 300…パソコン 301…キーボード 302…モニター 303…撮影光学系 304…撮影光路 305…画像 400…携帯電話 401…マイク部 402…スピーカ部 403…入力ダイアル 404…モニター 405…撮影光学系 406…アンテナ 407…撮影光路
4)
Claims (4)
- 【請求項1】 物体側から像側に向かって順に、正のパ
ワーを有する第1レンズと、正のパワーを有する第2レ
ンズと、負のパワーを有する第3レンズと、正のパワー
を有する第4レンズとの4群レンズにて構成され、下記
の条件(1)〜(4)を満足することを特徴とする結像
レンズ系。 50<νd1<110 ・・・(1) 1.75<nd2<2.1 ・・・(2) 10<νd3<30 ・・・(3) 1.75<nd4<2.1 ・・・(4) ただし、νd1は第1レンズのd線基準でのアッベ数、ν
d3は第3レンズのd線基準でのアッベ数、nd2は第2レ
ンズのd線での屈折率、nd4は第4レンズのd線での屈
折率である。 - 【請求項2】 物体側から像側に向かって順に、正のパ
ワーを有する第1レンズと、正のパワーを有する第2レ
ンズと、負のパワーを有する第3レンズと、正のパワー
を有する第4レンズと、像面上に配置された電子撮像素
子とから構成され、前記第1レンズから前記第4レンズ
の全系の縮小倍率βが下記の条件(7)を満足するよう
に構成されていることを特徴とする結像レンズ系。 0.12<|β|<0.60 ・・・(7) - 【請求項3】 物体側から像側に向かって順に、正のパ
ワーを有する第1レンズと、正のパワーを有する第2レ
ンズと、負のパワーを有する第3レンズと、正のパワー
を有する第4レンズと、像面上に配置された電子撮像素
子とから構成され、前記第1レンズから前記第4レンズ
の全系の縮小倍率βが下記の条件(7)を満足し、か
つ、下記の条件(6)を満足するように構成されている
ことを特徴とする結像レンズ系。 0.12<|β|<0.60 ・・・(7) 1.5<fF /fR <4.0 ・・・(6) ただし、fF は第1レンズから第3レンズまでの合成の
焦点距離、fR は第4レンズの焦点距離である。 - 【請求項4】 物体側から像側に向かって順に、正のパ
ワーを有する第1レンズと、正のパワーを有する第2レ
ンズと、負のパワーを有する第3レンズと、正のパワー
を有する第4レンズと、像面上に配置された電子撮像素
子とから構成され、前記第1レンズから前記第4レンズ
を通過して最も像端部に結像する軸外主光線と前記電子
撮像素子の撮像面法線とのなす角度をψとするときに、
下記の条件(8)を満足し、かつ、下記の条件(5)を
満足することを特徴とする結像レンズ系。 7.1°<ψ<20° ・・・(8) 0.1<D/f<0.6 ・・・(5) ただし、Dは第3レンズと第4レンズの光軸上での間
隔、fは全系の焦点距離である。
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