JP2005010197A - Lens for reading image and image scanner - Google Patents

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JP2005010197A
JP2005010197A JP2003170791A JP2003170791A JP2005010197A JP 2005010197 A JP2005010197 A JP 2005010197A JP 2003170791 A JP2003170791 A JP 2003170791A JP 2003170791 A JP2003170791 A JP 2003170791A JP 2005010197 A JP2005010197 A JP 2005010197A
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image reading
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Masao Mori
将生 森
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Fujinon Corp
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Fuji Photo Optical Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens for reading an image which is constituted to excellently correct various types of aberrations including chromatic aberration and obtain optical performance suitable for reading an image while realizing size reduction, and to provide an image scanner. <P>SOLUTION: The lens for reading an image is constituted by disposing: a 1st lens group G1 including a doublet consisting of a lens L1 turning its convex surface to an object side and a lens L2 turning its concave surface to an image side; a 2nd lens group G2 including a lens L3 turning its convex surface to the object side; a diaphragm K; a 3rd lens group G3 including a lens L4 turning its convex surface to the image side; and a 4th lens group G4 including a doublet consisting of a lens L5 turning its concave surface to the object side and a lens L6 turning its convex surface to the image side and having negative refractive power as a whole in this order from the object side. The lens is further constituted to satisfy a specified conditional expression (1) (not shown) or a conditional expression (7) (not shown). Thus, the optical performance suitable for reading the image is obtained while realizing the size reduction. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばイメージスキャナなどの画像読取装置およびそれに搭載される画像読取用レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ネガフィルムまたはポジフィルム等のカラー原稿の画像を、読み取り光学系を介して、例えばCCD(電荷結合素子)のような固体撮像素子上に結像させることにより、その画像情報を読み取るようにした画像読取装置が使用されている。このような画像読取装置の光学系として利用される画像読取レンズとしては、例えば、以下の特許文献1ないし特許文献5に記載のものがある。
【0003】
このような画像読取装置の光学系に利用される画像読取用レンズ(以下、単に読取用レンズと記す。)は、近年、受光素子の高密度化に伴って、より解像力の高いものが求められるようになっている。特に、例えば1つのCCDのみでカラー画像を読み取るようにした画像読取装置に利用される読取用レンズについては、赤(Red =R)、緑(Green =G)および青(Blue=B)の各色の画像の結像位置がCCDの受光面で合致するように、各色に対して良好に色消し処理されている必要があり、各色の解像力が素子上で同程度になるよう保たれていることが望ましい。より具体的には、読取用レンズには、RGB各色の軸上色収差および倍率色収差を小さくし、さらに、原稿の中心から周辺までの像をほぼ光軸と垂直な平面上に一致するように結像可能な結像性能が必要とされる。読取用レンズがこのような結像性能を満足することにより、RGB各色で高コントラストな像を得ることができる。
【0004】
【特許文献1】
特開平3−121409号公報
【特許文献2】
特開平5−53052号公報
【特許文献3】
特開平6−109971号公報
【特許文献4】
特開平8−286107号公報
【特許文献5】
特開平11−271612号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、読取用レンズにおける軸上色収差の補正量が足りないと、各色の像点がずれてしまう。このため、RGB各色が単独で高コントラストな像を得ていたとしても、結像位置によってはRGB毎のコントラストに差が現れてしまうという問題が生ずる。また、読取用レンズに対しては、高解像力であることのほか、よりコンパクトであることも求められている。コンパクト化を図るには、読取用レンズのサイズ自体を小型化するのに加え、焦点距離を短くし、共役長(共役距離)を短くすることが必要である。
【0006】
しかしながら、上記特許文献1および特許文献2に記載の読取用レンズは、十分に色収差が補正されているとは言い難く、コンパクト化も不十分である。上記特許文献3ないし特許文献5に記載の読取用レンズは、色収差については補正されているものの、コンパクト化については不十分である。
【0007】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、コンパクト化を図りつつ、色収差をはじめとする諸収差が良好に補正され、画像の読み取りを行うのに適した光学性能を得ることができるようにした画像読取用レンズおよび画像読取装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像読取用レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズと、像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズとからなる接合レンズを含む第1レンズ群と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズを含む第2レンズ群と、絞りと、像側に凸面を向けた正のメニスカスレンズを含む第3レンズ群と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズと、像側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとからなる全体として負の屈折力の接合レンズを含む第4レンズ群とが配設され、さらに、
0.93<n1/n2<1.08 ……(1)
14.0<ν1−ν2 ……(2)
1.05<R1/R3<1.33 ……(3)
0.70<(D35)/(D68)<1.11 ……(4)
−20.0<f4/f<−1.5 ……(5)
0.008<(R5/R7)・M/(Fe)<0.025 ……(6)
2.1<R7/R9<2.7 …(7)
で表される条件式(1)ないし条件式(7)を満足するように構成したものである。但し、第1レンズ群における正のメニスカスレンズのd線に対する屈折率およびアッベ数をn1,ν1、第1レンズ群における負のメニスカスレンズのd線に対する屈折率およびアッベ数をn2,ν2、第1レンズ群における正のメニスカスレンズの物体側の曲率半径をR1、第1レンズ群における負のメニスカスレンズの像側の曲率半径をR3、第1レンズ群における最も像側の面から絞りまでの面間隔をD35、絞りから第4レンズ群における最も物体側の面までの面間隔をD68、第4レンズ群の焦点距離をf4、全系の焦点距離をf、第2レンズ群における正のメニスカスレンズの像側の曲率半径をR5、第3レンズ群における正のメニスカスレンズの物体側の曲率半径をR7、倍率をM、実効FナンバーをFe、第4レンズ群における負のメニスカスレンズの物体側の曲率半径をR9とする。
【0009】
また、本発明の画像読取装置は、上記画像読取用レンズを備えるようにしたものである。
【0010】
ここで、本発明の画像読取用レンズまたは画像読取用装置は、さらに、第1レンズ群の負のメニスカスレンズの異常分散性および第4レンズ群の負のメニスカスレンズの異常分散性のうちの少なくとも一方が、
−0.0100<δθg,F <0.0040 ……(8)
で表される条件式(8)を満足するように構成されていることが望ましい。但し、δθg,F は異常分散性である。
【0011】
また、本発明の画像読取用レンズまたは画像読取用装置は、さらに、第1レンズ群の正のメニスカスレンズおよび第4レンズ群の正のメニスカスレンズのうちの少なくとも一方が、
−0.002<δθg,F <0.015 ……(9)
で表される条件式(9)を満足するように構成されていることが望ましい。但し、δθg,F は異常分散性である。この異常分散性δθg,F は、g線、F線およびC線に対する屈折率をそれぞれng,nF,nCとして、
θg,F =(ng−nF)/(nF−nC)
で定義されるg線、F線の部分分散比θg,F の基準線からの偏差を表すものであり、材料固有の値である。ここで、基準線とは、例えば、ショット社の2つの硝材K7およびF2などの基準材料における部分分散比θg,F を縦軸とし、アッベ数νdを横軸としたグラフ上で、2つの硝材K7およびF2の各座標点を結ぶことによって得られる直線である。
【0012】
本発明による画像読取用レンズでは、上記のような構成とすることにより、画像の読取に適した性能が得られる。すなわち、第1および第2レンズ群が集束作用を有する一方で第3および第4レンズ群が発散作用を有するように構成されることにより、全系のペッツバール値が適切な値に補正され、さらに、各構成要素の曲率半径や屈折率、あるいは焦点距離や面間隔に適切な値が与えられるので、諸収差がバランスよく補正されつつ、従来に比べて小型化が図られる。また、本発明の画像読取装置では、このような画像読取用レンズを介して得られた高品質の画像が読み取られる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0014】
図1に示した本発明の一実施の形態に係る画像読取装置10は、透過原稿式の画像読取装置であり、例えばネガフィルムまたはポジフィルム等の原稿2が載置される原稿載置台3と、原稿載置台3に向けて照明光を発する光源7と、原稿2の画像を撮像する撮像素子4と、原稿2の画像を撮像素子4の撮像面上に結像させる画像読取用の読取レンズ1とを備えている。撮像素子4は、例えばCCD等からなる。この画像読取装置10において、原稿2と読取レンズ1との間には、必要に応じて、原稿2を原稿載置台3側に押さえ付けるための原稿押さえガラスまたはフィルタ等の光学素子5が配置される。また、画像読取装置10において、読取レンズ1と撮像素子4との間には、必要に応じて、撮像素子4を保護するためのカバーガラス等の光学素子6が配置される。この画像読取装置10では、光源7から原稿2に向けて照明光が照射される。原稿2を透過した光が読取レンズ1によって撮像素子4上に結像される。読取レンズ1を介して得られた原稿2の透過画像が、撮像素子4によって撮像されて読み取られる。
【0015】
図2は、本実施の形態に係る読取レンズ1のレンズ構成の概略を示すものであり、光軸Z1を含む断面における各レンズ要素の断面構造を示している。なお、図2において、符号Zobj で示す側が物体側、すなわち、原稿2が配置され、読み取り用の画像が提供される側である。また、図2において、符号Zimg で示す側が結像側、すなわち、物体側の画像が結像される側である。読取レンズ1の結像面Simg には、撮像素子4の撮像面が配置される。図2において、符号Pは、読取レンズ1の中心結像位置を示す。符号Riは、物体側から第i番目のレンズ面Siの曲率半径を示し、符号Diは、物体側から第i番目のレンズ面と第i+1番目のレンズ面との光軸上の面間隔を示す。但し、図2において、符号S6(R6)を付した部分は、レンズ系の絞りKを表している。
【0016】
読取レンズ1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズL1(以下、単にレンズL1と記す。)と、像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズL2(以下、単にレンズL2と記す。)とからなる接合レンズを含む第1レンズ群G1と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズL3(以下、単にレンズL3と記す。)を含む第2レンズ群G2と、絞りKと、像側に凸面を向けた正のメニスカスレンズL4(以下、単にレンズL4と記す。)を含む第3レンズ群G3と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズL5(以下、単にレンズL5と記す。)と、像側に凸面を向けた正のメニスカスレンズL6(以下、単にレンズL6と記す。)とからなる全体として負の屈折力の接合レンズを含む第4レンズ群G4とが配設されて構成されている。ここで、絞りKよりも物体側にある第1レンズ群G1および第2レンズ群G2をまとめて前群G12とし、一方の絞りKよりも像側にある第3レンズ群G3および第4レンズ群G4をまとめて後群G34とする。
【0017】
読取レンズ1は、レンズL1のd線に対する屈折率およびアッベ数をそれぞれn1,ν1とし、レンズL2のd線に対する屈折率およびアッベ数をそれぞれn2,ν2としたときに、以下の条件式(1),(2)を満足する。
【0018】
0.93<n1/n2<1.08 ……(1)
14.0<ν1−ν2 ……(2)
【0019】
ここで、条件式(1)および(2)によってもたらされる作用について説明する。条件式(1)および(2)は、色収差を良好に補正しつつ、接合面である面S2における曲率半径R2の自由度を確保するものである。すなわち、上記条件式(1)および(2)を満足することにより、曲率半径R2を自由に変化させた場合であっても、諸収差(特に色収差)の補正を良好に行うことが可能になる。条件式(1)または(2)の数値範囲から外れた場合には、収差補正が充分になされない。
【0020】
さらに、読取レンズ1は、レンズL1の物体側の曲率半径をR1とし、レンズL2の像側の曲率半径をR3としたときに、以下の条件式(3)を満足する。
【0021】
1.05<R1/R3<1.33 ……(3)
【0022】
この条件式(3)は、第1レンズ群G1のペッツバール値が負の大きな値にならないように抑制することにより、全系のペッツバール和を適切な値に保つための条件を示す。条件式(3)の下限より小さい場合には、前群G12の集束性が強くなり過ぎてしまい、後群G34へ入射する軸上同族光線の光束径が小さくなり過ぎる。このため、全系のペッツバール和を適切な値に保つためには後群G34での発散性を強くする必要があり、そのためには後群G34における凹面の曲率半径を過度に小さくしなければならず、結果的に軸外コマ収差の補正が困難となってしまう。一方、条件式(3)の上限より大きい場合には、前群G12の集束性が弱くなり過ぎてしまい、後群G34へ入射する軸上同族光線の光束径が大きくなり過ぎる。このため、全系のペッツバール和を適切な値に保つためには後群G34での発散性を弱くする必要があるが、そのためには後群G34における凹面の曲率半径を過度に大きくしなければならず、やはり、軸外コマ収差の補正が困難となってしまう。
【0023】
さらに、読取レンズ1は、第1レンズ群G1における最も像側の面S3から絞りKまでの面間隔、すなわち面間隔D3〜D5の和をD35、絞りKから第4レンズ群G4における最も物体側の面S9までの面間隔すなわち面間隔D6〜D8の和をD68としたときに、以下の条件式(4)を満足する。
【0024】
0.70<(D35)/(D68)<1.11 ……(4)
【0025】
この条件式(4)は、読取レンズ1における前群G12と後群G34との対称性を規定するものである。すなわち、前群G12と後群G34とが光束に対して互いに反対の作用を持ち、諸収差をバランスよく補正するための条件を示している。条件式(4)の数値範囲を外れると、前群G12と後群G34との対称性が崩れて互いに収差を打ち消しあう効果が小さくなってしまい、良好に収差補正を行うことが困難となる。
【0026】
さらに、読取レンズ1は、第4レンズ群G4の焦点距離をf4、全系の焦点距離をfとしたときに、以下の条件式(5)を満足する。
【0027】
−20.0<f4/f<−1.5 ……(5)
【0028】
この条件式(5)を満足することにより、前群G12において物体からの入射光束を集束する際に生じた収差が、後群G34において適度に発散することにより良好に補正される。上限を上回ると後群G34による補正が過剰となってしまうので、正の大きな球面収差が発生し、また、像面湾曲が正で増大する。一方、下限を下回ると後群G34による補正が不足し、前群G12によって生じた収差が十分に補正されなくなる。
【0029】
さらに、読取レンズ1は、レンズL3の像側の曲率半径をR5、レンズL4の物体側の曲率半径をR7、倍率をM、実効FナンバーをFeとしたとき、以下の条件式(6)を満足する。
【0030】
0.008<(R5/R7)・M/(Fe)<0.025 ……(6)
【0031】
この条件式(6)は、全系のペッツバール和を適切な値に保ち、軸外のコマ収差を良好に補正するための条件を示す。前群G12の最終面である面S5の曲率半径R5は、前群G12の集束性を保つために適度に大きくなるほうが都合が良く、これと対向する面S7の曲率半径R7は、後群G34に発散性を与えるため、適度に小さくなる方が都合が良いことを示している。また、結像の倍率Mや実効FナンバーFeによって面S5または面S7を通過する光線の高さは変化する。従って、曲率半径R5,R7は、この通過光線の高さの変化を考慮して決めることが望ましい。例えば、比較的明るいレンズの場合、曲率半径R5が大きすぎると軸外光線の下方コマのフレアが大きくなってしまう。これを補正するために、曲率半径R7を小さくすると、逆に上方コマ収差の補正が難しくなる。条件式(6)を満足することにより像面湾曲とコマ収差とをバランスよく補正することができる。条件式(6)の数値範囲を外れると、ペッツバール値が適切な値ではなくなり、像面湾曲の補正が不十分となる。さらに上限を上回る場合には、曲率半径R5が大きくなり過ぎたり、後群G34の凹面の曲率半径が小さくなり過ぎたりするので、高次のコマ収差が発生しやすくなる。
【0032】
さらに、読取レンズ1は、レンズL5の物体側の曲率半径をR9としたとき、以下の条件式(7)を満足する。
【0033】
2.1<R7/R9<2.7 …(7)
【0034】
この条件式(7)を満足することにより、前群G12で発生した諸収差を後群G34においてバランスよく補正することができる。すなわち、前群G12で発生した大きな正のペッツバール値を適切な値に補正できると共に、軸外光線に対しては前群G12で発生したコマ収差を打ち消すように補正しつつ後群G34においてもコマ収差が発生しないよう抑制することが可能になる。条件式(7)の数値範囲を外れる場合には、特に高次のコマ収差が発生するので良好な性能が得られない。
【0035】
また、読取レンズ1は、レンズL2の異常分散性およびレンズL5の異常分散性のうちの少なくとも一方が、下記の条件式(8)を満足するように構成されていることが望ましい。但し、δθg,F は異常分散性であり、g線、F線およびC線に対する屈折率をそれぞれng,nF,nCとして、
θg,F =(ng−nF)/(nF−nC)
で定義されるg線、F線の部分分散比θg,F の基準線からの偏差を表す。ここで、基準線とは、例えば、ショット社の2つの硝材K7およびF2などの基準材料における部分分散比θg,F を縦軸とし、アッベ数νdを横軸としたグラフ上で、2つの硝材K7およびF2の各座標点を結ぶことによって得られる直線である。なお、g線、F線およびC線の波長は、それぞれ約435.8nm,486.1nm,および656.3nmである。
【0036】
−0.0100<δθg,F <0.0040 ……(8)
【0037】
さらに、また、読取レンズ1は、レンズL1における異常分散性およびレンズL6における異常分散性のうちの少なくとも一方が、下記の条件式(9)を満足するように構成されていることが望ましい。
【0038】
−0.002<δθg,F <0.015 ……(9)
【0039】
ここで、条件式(8)および(9)によってもたらされる作用について説明する前に、異常分散性について、より詳細に説明する。一般に、例えば横軸にアッベ数ν、縦軸に部分分散比θをとってν対θのグラフを描くと、多くの硝材はグラフ上で所定の基準線に沿って分布するような特性を持つことが知られている。そして、その所定の基準線から離れた位置に分布している硝材ほど、異常分散性を有しているものとされている。
【0040】
具体的には、例えば、ショット社の2つの硝材K7およびF2を正常な光学ガラスとして基準に選び、νd(d線に対するアッベ数)対θg,F (g−F線に対する部分分散比)のグラフ上における2つの硝材K7およびF2の座標点を結ぶことによって基準線Lとする。この基準線L上におけるアッベ数νdに対応する部分分散比θを、任意の硝材の部分分散比θg,F から減じたものが部分分散比の偏差、すなわち、上記の任意の硝材における異常分散性を示す値δθg,F とされる。
【0041】
異常分散性δθg,F は、各硝材メーカのカタログ等に記載された数値であり、それぞれの硝材における固有の値である。
【0042】
次に、上述の条件式(8)および(9)について説明する。条件式(8),(9)は、特に色収差を良好に補正するための条件式である。すなわち、前群G12と後群G34とを構成するそれぞれの接合レンズにおける負のレンズL2,L5のうちの少なくとも1つに条件式(8)に示した範囲の異常分散性を有する硝材を使うことにより、適度な屈折力を与えることができるので色収差を良好に補正することができる。一方、前群G12と後群G34とを構成するそれぞれの接合レンズにおける正のレンズL1,L6のうちの少なくとも1つに条件式(9)に示した数値範囲の異常分散性を有する硝材を使うことにより、適度な屈折力を与えることができるので色収差を良好に補正することができる。特に、負のレンズL2,L5は、条件式(8)に示した数値範囲のうちの負の数値範囲において、より小さな値の異常分散性を有することによって色収差の2次スペクトルの補正をも良好に行うことができ、一方の正のレンズL1,L6は、条件式(9)に示した数値範囲のうちの正の数値範囲において、より大きな値の異常分散性を有することによって色収差の2次スペクトルの補正をも良好に行うことができ、より高解像の読取レンズ1を得ることができる。これらは、特に、縮小率の小さな結像倍率域において有効である。
【0043】
条件式(8),(9)の条件を外れると、特に、色収差を良好に補正することが困難となり、高解像の性能を得ることが難しくなる。
【0044】
以上のように構成された本実施の形態の読取レンズ1によれば、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2を備えた前群G12と、第3レンズ群G3および第4レンズ群G4を備えた後群G34とを、絞りKを挟んでほぼ対称となるように配置し、前群G12に集束作用を持たせる一方で後群G34に発散作用を持たせることにより全系のペッツバール値を適切な値となるように補正し、さらに、各構成要素の曲率半径や屈折率、あるいは焦点距離や面間隔に適切な値を与えることによって諸収差をバランスよく補正するようにしたので、コンパクト化を達成しつつ、画像の読み取りを行うのに適した光学性能を得ることができる。
【0045】
【実施例】
次に、上記実施の形態に係る画像読取用レンズの具体的な数値実施例について説明する。
【0046】
<実施例1〜7>
以下、第1〜第7の数値実施例(実施例1〜7)をまとめて説明する。
【0047】
図3は、実施例1に係る画像読取用レンズに関する基本レンズデータを示している。図3には、実施例1に係る画像読取用レンズについての、面S1〜S11のそれぞれの曲率半径R1〜R11、面間隔(厚さ)D1〜D10、屈折率nd1〜nd6、アッベ数νd1〜νd6および異常分散性δθj(j=1〜6)の値を示す。異常分散性δθjは、物体側よりj番目のレンズにおける異常分散性δθg,F を示す。曲率半径および面間隔の数値の単位はミリメートル(mm)である。曲率半径R1〜R11の値が0の部分は、絞りKを示す。同様に、実施例2〜7に係る画像読取用レンズに関する基本レンズデータを図4〜図9に示す。ここで、実施例3が、図2に示した断面構成と対応関係にある。なお、実施例3以外の実施例については、図2に示した断面構成とほぼ同様であるので、ここでは図示を省略する。また、図10は、実施例1〜7に係る画像読取用レンズに関するデータとして、全系の焦点距離f、実効FNo. 、倍率M、第4レンズ群G4の焦点距離f4および共役長(共役距離)をまとめて示したものである。焦点距離f、焦点距離f4および共役長の単位はミリメートル(mm)である。
【0048】
図11は、実施例1〜7に係る画像読取用レンズについて、上述の条件式(1)〜(9)に対応する値を示したものである。ここで、条件式(8)に対応する欄には、レンズL2,L5の異常分散性δθ2,δθ5のうち、条件式(8)を満足しているものを示している。同様に、条件式(9)に対応する欄には、レンズL1,L6の異常分散性δθ1,δθ6のうち、条件式(9)を満足しているものを示している。図11に示したように、各実施例の画像読取用レンズは、いずれも条件式(1)〜(7)を全て満足している。但し、実施例1〜4は、いずれもレンズL5の異常分散性δθ5が条件式(8)を満たしており、特に、実施例3は、レンズL2の異常分散性δθ2も条件式(8)を満たしている。実施例5〜7は、いずれも異常分散性δθ2,δθ5が条件式(8)を満たしているうえ、レンズ6の異常分散性δθ6が条件式(9)を満たしている。特に、実施例5,7は、レンズ1の異常分散性δθ1も条件式(9)を満たしている。
【0049】
図12〜図18は、各実施例についての諸収差、すなわち、球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差を順に示している。球面収差はd線、g線およびC線について示し、非点収差およびディストーションはd線について示し、倍率色収差はg線およびC線について示す。さらに、非点収差については、サジタル方向とタンジェンシャル方向とについて示す。また、「ω」は半画角を示す。
【0050】
以上の各レンズデータおよび各収差図から明らかなように、各実施例において、物体側から順に、レンズL1とおよびレンズL2からなる接合レンズと、レンズL3と、絞りKと、レンズL4と、レンズL5およびレンズL6からなる全体として負の屈折力の接合レンズとを配設し、さらに、条件式(1)ないし条件式(7)を満足するように構成したので、広い画角に亘って良好に収差補正がなされ、画像の読取を行うのに適した良好な性能を得ることができ、かつ、よりコンパクト化を図ることができた。
【0051】
以上、実施の形態およびいくつかの実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率およびアッベ数の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【0052】
また、上記実施の形態および実施例では、光源からの光を画像原稿などに投射し、その透過画像を読み取る透過原稿式の画像読取装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図19に示したような反射原稿式の画像読取装置であってもよい。図19に示した画像読取装置20は、原稿載置台3と撮像素子4との間に読取レンズ1を配置し、原稿載置台3と読取レンズ1との間に照明装置7を設けるようにしたものである。光源7は、図19に示したように、例えば棒状であり、原稿載置台3上を平行移動して原稿2を全面に亘って連続的に照らすようになっている。これにより、原稿2から反射した光が、読取レンズ1によって撮像素子4上に結像される。読取レンズ1を介して得られた原稿2の反射画像が、撮像素子4によって撮像されて読み取られる。また、光路の途中がミラー等で折り曲げられて、コンパクト化がなされるようにしてもよい。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像読取用レンズまたは画像読取装置によれば、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズと、像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズとからなる接合レンズを含む第1レンズ群と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズを含む第2レンズ群と、絞りと、像側に凸面を向けた正のメニスカスレンズを含む第3レンズ群と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズと、像側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとからなる全体として負の屈折力の接合レンズを含む第4レンズ群とを配設し、さらに、条件式(1)ないし条件式(7)を満足するように構成したので、諸収差をバランスよく補正しつつ、従来に比べてコンパクト化を図ることができる。よって、画像の読み取りを行うのに適した性能を得ることができる。
【0054】
特に、第1レンズ群の負のメニスカスレンズの異常分散性および第4レンズ群の負のメニスカスレンズの異常分散性のうちの少なくとも一方が、条件式(8)を満足するように構成した場合、あるいは、第1レンズ群の正のメニスカスレンズの異常分散性および第4レンズ群の正のメニスカスレンズの異常分散性のうちの少なくとも一方が、条件式(9)を満足するように構成した場合には、色収差をより良好に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る画像読取装置の概略を示す構成図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る画像読取用レンズの構成を示すものであり、実施例3に対応するレンズ断面図である。
【図3】本発明の実施例1に係る画像読取用レンズのレンズデータのうち、基本的なデータを示す説明図である。
【図4】本発明の実施例2に係る画像読取用レンズのレンズデータのうち、基本的なデータを示す説明図である。
【図5】本発明の実施例3に係る画像読取用レンズのレンズデータのうち、基本的なデータを示す説明図である。
【図6】本発明の実施例4に係る画像読取用レンズのレンズデータのうち、基本的なデータを示す説明図である。
【図7】本発明の実施例5に係る画像読取用レンズのレンズデータのうち、基本的なデータを示す説明図である。
【図8】本発明の実施例6に係る画像読取用レンズのレンズデータのうち、基本的なデータを示す説明図である。
【図9】本発明の実施例7に係る画像読取用レンズのレンズデータのうち、基本的なデータを示す説明図である。
【図10】本発明の実施例1〜7に係る画像読取用レンズのレンズデータのうち、他の基本的なデータを示す説明図である。
【図11】本発明の実施例1〜7に係る画像読取用レンズのレンズデータのうち、条件式(1)〜(8)に対応するデータを示す説明図である。
【図12】実施例1の画像読取用レンズについての球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差を示す図である。
【図13】実施例2の画像読取用レンズについての球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差を示す図である。
【図14】実施例3の画像読取用レンズについての球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差を示す図である。
【図15】実施例4の画像読取用レンズについての球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差を示す図である。
【図16】実施例5の画像読取用レンズについての球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差を示す図である。
【図17】実施例6の画像読取用レンズについての球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差を示す図である。
【図18】実施例7の画像読取用レンズについての球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差を示す図である。
【図19】本発明の一実施の形態に係る画像読取装置の変形例を示す構成図である。
【符号の説明】
D1〜D10…面間隔、L1〜L6…レンズ、K…絞り、P…中心結像位置、R1〜R11…曲率半径、Simg …結像面、Z1…光軸、1…読取レンズ、2…原稿、3…原稿載置台、4…撮像素子、5,6…光学素子、7…光源、10,20…画像読取装置。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image reading device such as an image scanner and an image reading lens mounted thereon.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an image of a color original such as a negative film or a positive film is imaged on a solid-state image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) via a reading optical system to read the image information. An image reading apparatus is used. Examples of the image reading lens used as the optical system of such an image reading apparatus include those described in Patent Documents 1 to 5 below.
[0003]
In recent years, an image reading lens (hereinafter, simply referred to as a reading lens) used in the optical system of such an image reading device is required to have a higher resolving power as the density of light receiving elements increases. It is like that. In particular, for a reading lens used in an image reading apparatus that reads a color image with only one CCD, for example, each color of red (Red = R), green (Green = G), and blue (Blue = B) Each color needs to be satisfactorily achromatic so that the image formation position of the image matches on the light receiving surface of the CCD, and the resolving power of each color is kept at the same level on the device. Is desirable. More specifically, in the reading lens, axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration of each RGB color are reduced, and an image from the center to the periphery of the document is aligned substantially on a plane perpendicular to the optical axis. Imaging performance capable of image formation is required. When the reading lens satisfies such imaging performance, a high-contrast image can be obtained for each of the RGB colors.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 3-121409
[Patent Document 2]
JP-A-5-53052
[Patent Document 3]
JP-A-6-109971
[Patent Document 4]
JP-A-8-286107
[Patent Document 5]
JP-A-11-271612
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the amount of correction of axial chromatic aberration in the reading lens is insufficient, the image points of the respective colors will be shifted. For this reason, even if each color of RGB obtains a high-contrast image alone, there arises a problem that a difference appears in the contrast for each RGB depending on the imaging position. In addition to high resolution, the reading lens is also required to be more compact. In order to reduce the size, it is necessary to reduce the focal length and the conjugate length (conjugate distance) in addition to reducing the size of the reading lens itself.
[0006]
However, the reading lenses described in Patent Document 1 and Patent Document 2 cannot be said to have sufficiently corrected chromatic aberration, and are not sufficiently compact. The reading lenses described in Patent Documents 3 to 5 are corrected for chromatic aberration, but are insufficient for compactness.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and its object is to obtain an optical performance suitable for reading an image with various aberrations including chromatic aberration being corrected well while achieving compactness. An object of the present invention is to provide an image reading lens and an image reading apparatus which can be used.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The image reading lens of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group including a cemented lens including a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side and a negative meniscus lens having a concave surface facing the image side. A second lens group including a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, a stop, a third lens group including a positive meniscus lens having a convex surface facing the image side, and a negative lens having a concave surface facing the object side. And a fourth lens group including a cemented lens having a negative refractive power as a whole, and a meniscus lens having a convex surface facing the image side.
0.93 <n1 / n2 <1.08 (1)
14.0 <ν1-ν2 (2)
1.05 <R1 / R3 <1.33 (3)
0.70 <(D35) / (D68) <1.11 (4)
-20.0 <f4 / f <-1.5 (5)
0.008 <(R5 / R7) · M / (Fe) 2 <0.025 (6)
2.1 <R7 / R9 <2.7 (7)
Are configured to satisfy the conditional expressions (1) to (7). However, the refractive index and Abbe number for the d-line of the positive meniscus lens in the first lens group are n1, ν1, the refractive index and Abbe number for the d-line of the negative meniscus lens in the first lens group are n2, ν1, first. The radius of curvature on the object side of the positive meniscus lens in the lens group is R1, the radius of curvature on the image side of the negative meniscus lens in the first lens group is R3, and the surface distance from the surface closest to the image side to the stop in the first lens group. D35, the surface distance from the stop to the most object side surface in the fourth lens group is D68, the focal length of the fourth lens group is f4, the focal length of the entire system is f, and the positive meniscus lens in the second lens group The radius of curvature on the image side is R5, the radius of curvature of the positive meniscus lens in the third lens group is R7, the magnification is M, the effective F number is Fe, and the fourth lens group is Let R9 be the radius of curvature of the negative meniscus lens on the object side.
[0009]
An image reading apparatus according to the present invention includes the above-described image reading lens.
[0010]
Here, the image reading lens or the image reading device of the present invention further includes at least one of anomalous dispersion of the negative meniscus lens of the first lens group and an anomalous dispersion of the negative meniscus lens of the fourth lens group. One side
−0.0100 <δθ g, F <0.0040 (8)
It is desirable to satisfy the conditional expression (8) expressed by However, δθ g, F Is anomalous dispersibility.
[0011]
In the image reading lens or the image reading device of the present invention, at least one of the positive meniscus lens in the first lens group and the positive meniscus lens in the fourth lens group is further provided.
−0.002 <δθ g, F <0.015 (9)
It is desirable to satisfy the conditional expression (9) expressed by However, δθ g, F Is anomalous dispersibility. This anomalous dispersion δθ g, F Are the refractive indices for g-line, F-line and C-line, respectively, ng, nF, nC,
θ g, F = (Ng-nF) / (nF-nC)
Partial dispersion ratio θ of g-line and F-line defined by g, F Represents a deviation from the reference line, and is a value specific to the material. Here, the reference line is, for example, a partial dispersion ratio θ in a reference material such as two glass materials K7 and F2 manufactured by Schott. g, F Is a straight line obtained by connecting the coordinate points of two glass materials K7 and F2 on a graph with the vertical axis representing the Abbe number νd.
[0012]
With the image reading lens according to the present invention, the above-described configuration can provide performance suitable for image reading. That is, by configuring the first and second lens groups to have a focusing action while the third and fourth lens groups have a diverging action, the Petzval value of the entire system is corrected to an appropriate value, and Since appropriate values are given to the radius of curvature, refractive index, focal length, and surface interval of each component, various aberrations are corrected in a well-balanced manner, and the size can be reduced as compared with the prior art. In the image reading apparatus of the present invention, a high-quality image obtained through such an image reading lens is read.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0014]
An image reading apparatus 10 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is a transparent original type image reading apparatus, for example, an original placing table 3 on which an original 2 such as a negative film or a positive film is placed. , A light source 7 that emits illumination light toward the document table 3, an image sensor 4 that captures an image of the document 2, and a reading lens for image reading that forms an image of the document 2 on the imaging surface of the image sensor 4. 1 is provided. The image sensor 4 is composed of a CCD, for example. In the image reading apparatus 10, an optical element 5 such as a document pressing glass or a filter for pressing the document 2 against the document placing table 3 is disposed between the document 2 and the reading lens 1 as necessary. The Further, in the image reading apparatus 10, an optical element 6 such as a cover glass for protecting the image sensor 4 is disposed between the reading lens 1 and the image sensor 4 as necessary. In the image reading apparatus 10, illumination light is irradiated from the light source 7 toward the document 2. The light transmitted through the document 2 is imaged on the image sensor 4 by the reading lens 1. A transmission image of the document 2 obtained through the reading lens 1 is picked up and read by the image pickup device 4.
[0015]
FIG. 2 schematically shows a lens configuration of the reading lens 1 according to the present embodiment, and shows a cross-sectional structure of each lens element in a cross section including the optical axis Z1. In FIG. 2, the side indicated by the symbol Zobj is the object side, that is, the side on which the document 2 is placed and the image for reading is provided. In FIG. 2, the side indicated by the symbol Zimg is the image forming side, that is, the side on which the object side image is formed. On the imaging surface Simg of the reading lens 1, the imaging surface of the imaging device 4 is arranged. In FIG. 2, the symbol P indicates the center imaging position of the reading lens 1. Symbol Ri indicates the radius of curvature of the i-th lens surface Si from the object side, and symbol Di indicates the surface distance on the optical axis between the i-th lens surface and the (i + 1) -th lens surface from the object side. . However, in FIG. 2, the part denoted by reference numeral S6 (R6) represents the diaphragm K of the lens system.
[0016]
The reading lens 1 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L1 (hereinafter simply referred to as a lens L1) having a convex surface directed toward the object side, and a negative meniscus lens L2 (hereinafter simply referred to as a lens L1) facing the image side. And a second lens group G2 including a positive meniscus lens L3 having a convex surface facing the object side (hereinafter simply referred to as a lens L3). A third lens group G3 including a stop K, a positive meniscus lens L4 having a convex surface facing the image side (hereinafter simply referred to as a lens L4), and a negative meniscus lens L5 having a concave surface facing the object side (hereinafter referred to as a lens L4). And a fourth lens group including a cemented lens having a negative refractive power as a whole, and a positive meniscus lens L6 having a convex surface directed to the image side (hereinafter simply referred to as a lens L6). G4 is It has been constructed by set. Here, the first lens group G1 and the second lens group G2 on the object side with respect to the stop K are collectively referred to as a front group G12, and the third lens group G3 and the fourth lens group on the image side with respect to one stop K are combined. G4 is collectively referred to as a rear group G34.
[0017]
The reading lens 1 has the following conditional expression (1) when the refractive index and Abbe number for the d-line of the lens L1 are n1 and ν1, respectively, and the refractive index and Abbe number for the d-line of the lens L2 are n2 and ν2, respectively. ) And (2) are satisfied.
[0018]
0.93 <n1 / n2 <1.08 (1)
14.0 <ν1-ν2 (2)
[0019]
Here, the effect brought about by the conditional expressions (1) and (2) will be described. Conditional expressions (1) and (2) ensure the degree of freedom of the radius of curvature R2 on the surface S2 that is the joint surface while correcting chromatic aberration well. That is, by satisfying the above conditional expressions (1) and (2), it is possible to satisfactorily correct various aberrations (particularly chromatic aberration) even when the radius of curvature R2 is freely changed. . If the numerical value range of the conditional expression (1) or (2) is not satisfied, the aberration is not sufficiently corrected.
[0020]
Furthermore, the reading lens 1 satisfies the following conditional expression (3) when the radius of curvature of the lens L1 on the object side is R1, and the radius of curvature of the lens L2 on the image side is R3.
[0021]
1.05 <R1 / R3 <1.33 (3)
[0022]
Conditional expression (3) indicates a condition for keeping the Petzval sum of the entire system at an appropriate value by suppressing the Petzval value of the first lens group G1 from becoming a large negative value. When the value is smaller than the lower limit of the conditional expression (3), the convergence property of the front group G12 becomes too strong, and the beam diameter of the on-axis homogenous ray incident on the rear group G34 becomes too small. For this reason, in order to maintain the Petzval sum of the entire system at an appropriate value, it is necessary to increase the divergence in the rear group G34. To that end, the radius of curvature of the concave surface in the rear group G34 must be excessively reduced. As a result, it becomes difficult to correct off-axis coma. On the other hand, when the value is larger than the upper limit of the conditional expression (3), the focusing property of the front group G12 becomes too weak, and the beam diameter of the on-axis homogenous ray incident on the rear group G34 becomes too large. For this reason, in order to keep the Petzval sum of the entire system at an appropriate value, it is necessary to weaken the divergence in the rear group G34. To that end, the radius of curvature of the concave surface in the rear group G34 must be excessively increased. In other words, it becomes difficult to correct off-axis coma.
[0023]
Further, the reading lens 1 has a surface distance from the most image-side surface S3 to the stop K in the first lens group G1, that is, the sum of the surface distances D3 to D5, D35, and from the stop K to the most object side in the fourth lens group G4. When the distance between the surfaces up to the surface S9, that is, the sum of the surface distances D6 to D8 is D68, the following conditional expression (4) is satisfied.
[0024]
0.70 <(D35) / (D68) <1.11 (4)
[0025]
Conditional expression (4) defines the symmetry between the front group G12 and the rear group G34 in the reading lens 1. That is, the conditions for the front group G12 and the rear group G34 to have opposite effects on the light flux and to correct various aberrations in a balanced manner are shown. If the numerical value range of conditional expression (4) is not met, the symmetry between the front group G12 and the rear group G34 will be lost, and the effect of canceling out aberrations will be reduced, making it difficult to correct aberrations satisfactorily.
[0026]
Further, the reading lens 1 satisfies the following conditional expression (5), where f4 is the focal length of the fourth lens group G4 and f is the focal length of the entire system.
[0027]
-20.0 <f4 / f <-1.5 (5)
[0028]
By satisfying this conditional expression (5), the aberration generated when the incident light beam from the object is converged in the front group G12 is appropriately corrected by appropriately diverging in the rear group G34. If the upper limit is exceeded, the correction by the rear group G34 becomes excessive, and a large positive spherical aberration occurs, and the field curvature increases positively. On the other hand, below the lower limit, the correction by the rear group G34 is insufficient, and the aberration caused by the front group G12 is not sufficiently corrected.
[0029]
Further, the reading lens 1 has the following conditional expression (6) when the radius of curvature of the image side of the lens L3 is R5, the radius of curvature of the object side of the lens L4 is R7, the magnification is M, and the effective F number is Fe. Satisfied.
[0030]
0.008 <(R5 / R7) · M / (Fe) 2 <0.025 (6)
[0031]
Conditional expression (6) represents a condition for maintaining the Petzval sum of the entire system at an appropriate value and favorably correcting off-axis coma. The radius of curvature R5 of the surface S5, which is the final surface of the front group G12, is conveniently increased in order to maintain the convergence of the front group G12, and the radius of curvature R7 of the surface S7 facing this is the rear group G34. In order to give divergence, it is shown that it is convenient to make it moderately small. Further, the height of the light beam passing through the surface S5 or the surface S7 varies depending on the magnification M of image formation and the effective F number Fe. Therefore, it is desirable to determine the curvature radii R5 and R7 in consideration of the change in the height of the passing light. For example, in the case of a relatively bright lens, if the radius of curvature R5 is too large, the flare of the lower frame of the off-axis light beam becomes large. If the radius of curvature R7 is reduced to correct this, it is difficult to correct the upper coma aberration. By satisfying conditional expression (6), it is possible to correct field curvature and coma with a good balance. If the numerical value range of the conditional expression (6) is not met, the Petzval value will not be an appropriate value, and the correction of the field curvature will be insufficient. Further, when the value exceeds the upper limit, the radius of curvature R5 becomes too large, or the radius of curvature of the concave surface of the rear group G34 becomes too small, so that higher-order coma aberration is likely to occur.
[0032]
Furthermore, the reading lens 1 satisfies the following conditional expression (7) when the radius of curvature of the object side of the lens L5 is R9.
[0033]
2.1 <R7 / R9 <2.7 (7)
[0034]
By satisfying conditional expression (7), various aberrations generated in the front group G12 can be corrected in a balanced manner in the rear group G34. That is, the large positive Petzval value generated in the front group G12 can be corrected to an appropriate value, and the coma aberration generated in the front group G12 is corrected to cancel out the off-axis ray, and the coma in the rear group G34 is corrected. It becomes possible to suppress the occurrence of aberration. When the numerical value range of the conditional expression (7) is not satisfied, particularly high-order coma aberration is generated, so that good performance cannot be obtained.
[0035]
The reading lens 1 is preferably configured so that at least one of the anomalous dispersion of the lens L2 and the anomalous dispersion of the lens L5 satisfies the following conditional expression (8). However, δθ g, F Is anomalous dispersion, and the refractive indexes for g-line, F-line and C-line are ng, nF and nC,
θ g, F = (Ng-nF) / (nF-nC)
Partial dispersion ratio θ of g-line and F-line defined by g, F Represents the deviation from the baseline. Here, the reference line is, for example, a partial dispersion ratio θ in a reference material such as two glass materials K7 and F2 manufactured by Schott. g, F Is a straight line obtained by connecting the coordinate points of two glass materials K7 and F2 on a graph with the vertical axis representing the Abbe number νd. The wavelengths of g-line, F-line, and C-line are about 435.8 nm, 486.1 nm, and 656.3 nm, respectively.
[0036]
−0.0100 <δθ g, F <0.0040 (8)
[0037]
Furthermore, it is desirable that the reading lens 1 is configured such that at least one of the anomalous dispersion in the lens L1 and the anomalous dispersion in the lens L6 satisfies the following conditional expression (9).
[0038]
−0.002 <δθ g, F <0.015 (9)
[0039]
Here, the anomalous dispersibility will be described in more detail before describing the effects brought about by the conditional expressions (8) and (9). In general, for example, when a graph of ν vs. θ is drawn with the Abbe number ν on the horizontal axis and the partial dispersion ratio θ on the vertical axis, many glass materials have characteristics that are distributed along a predetermined reference line on the graph. It is known. And the glass material distributed in the position away from the predetermined reference line is considered to have anomalous dispersion.
[0040]
Specifically, for example, two glass materials K7 and F2 manufactured by Schott are selected as normal optical glasses, and νd (Abbe number with respect to d-line) vs. θ. g, F A reference line L is defined by connecting the coordinate points of the two glass materials K7 and F2 on the graph of (partial dispersion ratio with respect to g-F line). Partial dispersion ratio θ corresponding to Abbe number νd on this reference line L L , The partial dispersion ratio θ of any glass material g, F Is a deviation of the partial dispersion ratio, that is, a value δθ indicating anomalous dispersion in any of the above glass materials g, F It is said.
[0041]
Anomalous dispersion δθ g, F Is a numerical value described in a catalog or the like of each glass material manufacturer, and is a unique value in each glass material.
[0042]
Next, the conditional expressions (8) and (9) will be described. Conditional expressions (8) and (9) are conditional expressions for particularly favorably correcting chromatic aberration. That is, a glass material having anomalous dispersion in the range shown in the conditional expression (8) is used for at least one of the negative lenses L2 and L5 in the cemented lenses constituting the front group G12 and the rear group G34. As a result, an appropriate refractive power can be given, so that chromatic aberration can be corrected well. On the other hand, at least one of the positive lenses L1 and L6 in the cemented lenses constituting the front group G12 and the rear group G34 is made of a glass material having anomalous dispersion in the numerical range indicated by the conditional expression (9). As a result, an appropriate refractive power can be given, so that chromatic aberration can be corrected well. In particular, the negative lenses L2 and L5 have a smaller value of anomalous dispersion in the negative numerical range of the numerical range shown in the conditional expression (8), so that the correction of the secondary spectrum of chromatic aberration is good. One of the positive lenses L1 and L6 has a larger value of anomalous dispersion in the positive numerical value range of the numerical value range shown in the conditional expression (9). The spectrum can be corrected well, and the reading lens 1 with higher resolution can be obtained. These are particularly effective in the imaging magnification region where the reduction ratio is small.
[0043]
If the conditions of conditional expressions (8) and (9) are not met, it will be particularly difficult to correct chromatic aberration well, and it will be difficult to obtain high resolution performance.
[0044]
According to the reading lens 1 of the present embodiment configured as described above, the front group G12 including the first lens group G1 and the second lens group G2, the third lens group G3, and the fourth lens group G4 are provided. The rear group G34 provided is arranged so as to be substantially symmetric with respect to the aperture K, and the front group G12 has a focusing action while the rear group G34 has a divergence action, so that the Petzval value of the entire system can be obtained. Since it is corrected to an appropriate value, and various aberrations are corrected in a well-balanced manner by giving appropriate values to the radius of curvature and refractive index of each component, or the focal length and surface interval, it is compact. The optical performance suitable for reading the image can be obtained while achieving the above.
[0045]
【Example】
Next, specific numerical examples of the image reading lens according to the above embodiment will be described.
[0046]
<Examples 1-7>
Hereinafter, the first to seventh numerical examples (Examples 1 to 7) will be described together.
[0047]
FIG. 3 illustrates basic lens data related to the image reading lens according to the first embodiment. FIG. 3 shows the curvature radii R1 to R11 of the surfaces S1 to S11, the surface spacings (thicknesses) D1 to D10, the refractive indices nd1 to nd6, and the Abbe number νd1 of the image reading lens according to the first embodiment. The values of νd6 and anomalous dispersion δθj (j = 1 to 6) are shown. Anomalous dispersion δθj is anomalous dispersion δθ in the j-th lens from the object side. g, F Indicates. The unit of numerical values for the radius of curvature and the surface spacing is millimeters (mm). A portion where the values of the curvature radii R1 to R11 are 0 indicates the stop K. Similarly, basic lens data related to the image reading lenses according to Examples 2 to 7 are shown in FIGS. Here, Example 3 corresponds to the cross-sectional configuration shown in FIG. Note that examples other than the third embodiment are substantially the same as the cross-sectional configuration shown in FIG. FIG. 10 shows data relating to the image reading lenses according to Examples 1 to 7 as the focal length f of the entire system, the effective FNo. , Magnification M, focal length f4 of the fourth lens group G4, and conjugate length (conjugate distance) are collectively shown. The unit of the focal length f, the focal length f4, and the conjugate length is millimeter (mm).
[0048]
FIG. 11 shows values corresponding to the conditional expressions (1) to (9) described above for the image reading lenses according to the first to seventh embodiments. Here, the column corresponding to the conditional expression (8) indicates that anomalous dispersion δθ2 and δθ5 of the lenses L2 and L5 satisfy the conditional expression (8). Similarly, the column corresponding to the conditional expression (9) shows the anomalous dispersion δθ1 and δθ6 of the lenses L1 and L6 that satisfy the conditional expression (9). As shown in FIG. 11, the image reading lenses of the respective examples all satisfy the conditional expressions (1) to (7). However, in each of Examples 1 to 4, the anomalous dispersion δθ5 of the lens L5 satisfies the conditional expression (8). In particular, in Example 3, the anomalous dispersion δθ2 of the lens L2 also satisfies the conditional expression (8). Satisfies. In each of Examples 5 to 7, the anomalous dispersion δθ2 and δθ5 satisfy the conditional expression (8), and the anomalous dispersion δθ6 of the lens 6 satisfies the conditional expression (9). In particular, in Examples 5 and 7, the anomalous dispersion δθ1 of the lens 1 also satisfies the conditional expression (9).
[0049]
12 to 18 sequentially show various aberrations for each example, that is, spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion aberration), and lateral chromatic aberration. Spherical aberration is shown for d-line, g-line and C-line, astigmatism and distortion are shown for d-line, and lateral chromatic aberration is shown for g-line and C-line. Further, astigmatism is shown in the sagittal direction and the tangential direction. “Ω” indicates a half angle of view.
[0050]
As is clear from the lens data and aberration diagrams described above, in each example, in order from the object side, a cemented lens including the lens L1 and the lens L2, a lens L3, an aperture K, a lens L4, and a lens. Since a cemented lens having a negative refractive power as a whole consisting of L5 and lens L6 is arranged and further configured to satisfy conditional expressions (1) to (7), it is excellent over a wide angle of view. Aberration correction was performed, and it was possible to obtain good performance suitable for reading an image and to achieve further compactness.
[0051]
Although the present invention has been described with reference to the embodiment and some examples, the present invention is not limited to the above embodiment and each example, and various modifications can be made. For example, the values of the radius of curvature, the surface interval, the refractive index, and the Abbe number of each lens component are not limited to the values shown in the above numerical examples, and may take other values.
[0052]
In the above-described embodiments and examples, a description has been given of a transparent original type image reading apparatus that projects light from a light source onto an image original and reads the transmitted image. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, for example, a reflection original type image reading apparatus as shown in FIG. 19 may be used. In the image reading apparatus 20 shown in FIG. 19, the reading lens 1 is disposed between the document placing table 3 and the imaging element 4, and the illumination device 7 is disposed between the document placing table 3 and the reading lens 1. Is. As shown in FIG. 19, the light source 7 has, for example, a rod shape, and illuminates the document 2 continuously over the entire surface by moving in parallel on the document table 3. Thereby, the light reflected from the document 2 is imaged on the image sensor 4 by the reading lens 1. A reflection image of the document 2 obtained through the reading lens 1 is picked up and read by the image pickup device 4. Further, the middle of the optical path may be bent by a mirror or the like to make it compact.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the image reading lens or the image reading apparatus of the present invention, in order from the object side, a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side and a negative meniscus lens having a concave surface facing the image side A first lens group including a cemented lens, a second lens group including a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, a stop, and a third lens including a positive meniscus lens having a convex surface facing the image side. A fourth lens group including a lens unit, a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the image side, including a cemented lens having a negative refractive power as a whole is disposed. In addition, since it is configured to satisfy the conditional expressions (1) to (7), it is possible to reduce the size of the apparatus while correcting various aberrations in a balanced manner. Therefore, performance suitable for reading an image can be obtained.
[0054]
In particular, when at least one of the anomalous dispersion of the negative meniscus lens in the first lens group and the anomalous dispersion of the negative meniscus lens in the fourth lens group satisfies the conditional expression (8), Alternatively, when at least one of the anomalous dispersion of the positive meniscus lens in the first lens group and the anomalous dispersion of the positive meniscus lens in the fourth lens group satisfies the conditional expression (9). Can correct chromatic aberration better.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram schematically illustrating an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a lens cross-sectional view illustrating a configuration of an image reading lens according to an embodiment of the present invention and corresponding to Example 3;
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating basic data among lens data of the image reading lens according to the first embodiment of the invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing basic data among lens data of an image reading lens according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing basic data among lens data of an image reading lens according to Example 3 of the invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing basic data among lens data of an image reading lens according to Example 4 of the invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing basic data among lens data of an image reading lens according to Example 5 of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing basic data among lens data of an image reading lens according to Example 6 of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing basic data among lens data of an image reading lens according to Example 7 of the invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing other basic data among the lens data of the image reading lenses according to the first to seventh embodiments of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing data corresponding to conditional expressions (1) to (8) among the lens data of the image reading lenses according to the first to seventh embodiments of the present invention.
12 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion aberration), and lateral chromatic aberration for the image reading lens of Example 1. FIG.
13 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion aberration), and lateral chromatic aberration for the image reading lens of Example 2. FIG.
14 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion aberration), and lateral chromatic aberration for the image reading lens of Example 3. FIG.
15 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion aberration), and lateral chromatic aberration for the image reading lens of Example 4. FIG.
16 is a diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion aberration), and lateral chromatic aberration for the image reading lens of Example 5. FIG.
17 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion aberration), and lateral chromatic aberration for the image reading lens of Example 6. FIG.
18 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion aberration), and lateral chromatic aberration for the image reading lens of Example 7. FIG.
FIG. 19 is a configuration diagram illustrating a modified example of the image reading apparatus according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
D1 to D10: Inter-surface distance, L1 to L6: Lens, K ... Aperture, P ... Center imaging position, R1 to R11 ... Radius of curvature, Simg ... Imaging plane, Z1 ... Optical axis, 1 ... Reading lens, 2 ... Original DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Original mounting stand, 4 ... Image pick-up element, 5, 6 ... Optical element, 7 ... Light source, 10, 20 ... Image reading apparatus.

Claims (4)

物体側から順に、
物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズと、像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズとからなる接合レンズを含む第1レンズ群と、
物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズを含む第2レンズ群と、
絞りと、
像側に凸面を向けた正のメニスカスレンズを含む第3レンズ群と、
物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズと、像側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとからなる全体として負の屈折力の接合レンズを含む第4レンズ群と
が配設され、さらに、下記の条件式(1)ないし条件式(7)を満足するように構成されている
ことを特徴とする画像読取用レンズ。
0.93<n1/n2<1.08 ……(1)
14.0<ν1−ν2 ……(2)
1.05<R1/R3<1.33 ……(3)
0.70<(D35)/(D68)<1.11 ……(4)
−20.0<f4/f<−1.5 ……(5)
0.008<(R5/R7)・M/(Fe)<0.025 ……(6)
2.1<R7/R9<2.7 …(7)
但し、
n1:第1レンズ群における正のメニスカスレンズのd線に対する屈折率
n2:第1レンズ群における負のメニスカスレンズのd線に対する屈折率
ν1:第1レンズ群における正のメニスカスレンズのアッベ数
ν2:第1レンズ群における負のメニスカスレンズのアッベ数
R1:第1レンズ群における正のメニスカスレンズの物体側の曲率半径
R3:第1レンズ群における負のメニスカスレンズの像側の曲率半径
D35:第1レンズ群における最も像側の面から絞りまでの面間隔
D68:絞りから第4レンズ群における最も物体側の面までの面間隔
f4:第4レンズ群の焦点距離
f:全系の焦点距離
R5:第2レンズ群における正のメニスカスレンズの像側の曲率半径
R7:第3レンズ群における正のメニスカスレンズの物体側の曲率半径
M:倍率
Fe:実効Fナンバー
R9:第4レンズ群における負のメニスカスレンズの物体側の曲率半径
とする。
From the object side,
A first lens group including a cemented lens including a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side and a negative meniscus lens having a concave surface facing the image side;
A second lens group including a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side;
Aperture,
A third lens group including a positive meniscus lens having a convex surface facing the image side;
A fourth lens group including a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side and a positive meniscus lens having a convex surface facing the image side and including a cemented lens having a negative refractive power as a whole; and An image reading lens configured to satisfy the following conditional expressions (1) to (7):
0.93 <n1 / n2 <1.08 (1)
14.0 <ν1-ν2 (2)
1.05 <R1 / R3 <1.33 (3)
0.70 <(D35) / (D68) <1.11 (4)
-20.0 <f4 / f <-1.5 (5)
0.008 <(R5 / R7) · M / (Fe) 2 <0.025 (6)
2.1 <R7 / R9 <2.7 (7)
However,
n1: Refractive index for the d-line of the positive meniscus lens in the first lens group n2: Refractive index for the d-line of the negative meniscus lens in the first lens group ν1: Abbe number ν2 of the positive meniscus lens in the first lens group: Abbe number R1 of negative meniscus lens in first lens group R1: Radius of curvature of object side of positive meniscus lens in first lens group R3: Radius of curvature of image side of negative meniscus lens in first lens group D35: First Surface distance from the most image side surface to the stop in the lens group D68: Surface distance from the stop to the most object side surface in the fourth lens group f4: Focal length of the fourth lens group f: Focal length R5 of the entire system: Image-side curvature radius R7 of the positive meniscus lens in the second lens group: Object-side curvature radius M of the positive meniscus lens in the third lens group: Magnification Fe: Effective F-number R9: The radius of curvature on the object side of the negative meniscus lens in the fourth lens group.
さらに、前記第1レンズ群の負のメニスカスレンズの異常分散性および前記第4レンズ群の負のメニスカスレンズの異常分散性のうちの少なくとも一方が、下記の条件式(8)を満足するように構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の画像読取用レンズ。
−0.0100<δθg,F <0.0040 ……(8)
但し、δθg,F は異常分散性である。
Further, at least one of the anomalous dispersion of the negative meniscus lens of the first lens group and the anomalous dispersion of the negative meniscus lens of the fourth lens group satisfies the following conditional expression (8). The image reading lens according to claim 1, wherein the image reading lens is configured.
−0.0100 <δθ g, F <0.0040 (8)
However, δθ g, F is anomalous dispersion.
さらに、前記第1レンズ群の正のメニスカスレンズにおける異常分散性および前記第4レンズ群の正のメニスカスレンズにおける異常分散性のうちの少なくとも一方が、下記の条件式(9)を満足するように構成されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像読取用レンズ。
−0.002<δθg,F <0.015 ……(9)
但し、δθg,F は異常分散性である。
Further, at least one of anomalous dispersion in the positive meniscus lens of the first lens group and an anomalous dispersion in the positive meniscus lens of the fourth lens group satisfies the following conditional expression (9). The image reading lens according to claim 1, wherein the image reading lens is configured.
−0.002 <δθ g, F <0.015 (9)
However, δθ g, F is anomalous dispersion.
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の画像読取用レンズを備えたことを特徴とする画像読取装置。An image reading apparatus comprising the image reading lens according to any one of claims 1 to 3.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006284764A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Nikon Corp Zoom lens
EP2037304A1 (en) * 2006-12-21 2009-03-18 Milestone Co., Ltd Imaging lens
US8023202B2 (en) 2007-05-17 2011-09-20 Milestone Co., Ltd. Imaging lens
US8149525B2 (en) 2006-12-07 2012-04-03 Satoshi Do Imaging lens

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006284764A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Nikon Corp Zoom lens
US8149525B2 (en) 2006-12-07 2012-04-03 Satoshi Do Imaging lens
EP2037304A1 (en) * 2006-12-21 2009-03-18 Milestone Co., Ltd Imaging lens
EP2037304A4 (en) * 2006-12-21 2009-08-19 Milestone Co Ltd Imaging lens
US7768720B2 (en) * 2006-12-21 2010-08-03 Satoshi Do Imaging lens
US8023202B2 (en) 2007-05-17 2011-09-20 Milestone Co., Ltd. Imaging lens

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