JP2005017506A - 原稿読取レンズ・原稿読取レンズユニット及び原稿読取装置及び画像形成装置 - Google Patents
原稿読取レンズ・原稿読取レンズユニット及び原稿読取装置及び画像形成装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】原稿読取レンズの広画角化と性能の向上を可能ならしめる。
【解決手段】原稿画像を読取るためのレンズであって、正レンズ3枚(L1、L2、L6)と負レンズ3枚(L3、L4、L5)と絞りSBとを有し、正レンズと負レンズの接合レンズを少なくとも1つ有するとともに、非球面を1面以上有し、絞りSBに隣接したレンズが非球面を有し、接合レンズの少なくとも1つが、絞りSBに隣接して配置されている。
【選択図】 図1
【解決手段】原稿画像を読取るためのレンズであって、正レンズ3枚(L1、L2、L6)と負レンズ3枚(L3、L4、L5)と絞りSBとを有し、正レンズと負レンズの接合レンズを少なくとも1つ有するとともに、非球面を1面以上有し、絞りSBに隣接したレンズが非球面を有し、接合レンズの少なくとも1つが、絞りSBに隣接して配置されている。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、原稿読取レンズ・原稿読取レンズユニット及び原稿読取装置及び画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタル複写装置やファクシミリ装置では、原稿を読取って画像信号化することが行われる。このために、原稿の像をCCD等の撮像手段の受光部に結像させるレンズが原稿読取レンズである。
【0003】
原稿読取レンズとしては、従来から「4群6枚構成のガウスタイプのもの」が広く用いられてきている。ガウスタイプは、大口径としてもコマフレアの発生を小さく抑えられるタイプであるが、大多数のものが半画角:18度程度である。
【0004】
ガウスタイプの中でも「比較的広画角のもの」として、特許文献1〜5に記載のものが知られているが、これらのもののうちで「最も画角が大きいもの」でも半画角:20度程度が限界となっている。
【0005】
ガウスタイプ以外の原稿読取レンズとして、ガウスタイプと同じく4群6枚構成の「変形クセノタタイプ」が知られている(特許文献6)が、この文献に記載された原稿読取レンズの場合も半画角:17.6度が最大である。
【0006】
原稿読取レンズの画角が小さいと、原稿から撮像手段に至る光路長を短くすることができず、画像読取装置の小型化が困難である。
【0007】
【特許文献1】
特開平6−342120号公報
【特許文献2】
特開平8−146292号公報
【特許文献3】
特開平9−113802号公報
【特許文献4】
特開平9−171136号公報
【特許文献5】
特開平9−304696号公報
【特許文献6】
特開平10−333029号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、原稿読取レンズにおいて、広画角化と性能の向上を可能ならしめることを課題とする。この発明はまた、高性能で広画角の原稿読取レンズを用いた新規な原稿読取装置、さらにこの原稿読取装置を有する画像形成装置の実現を課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明の原稿読取レンズは「原稿画像を読取るためのレンズ」である。
即ち、原稿読取レンズは「原稿画像の縮小像を、撮像手段の受光部に結像させる」ためのレンズである。
【0010】
請求項1記載の原稿読取レンズは、以下のごとき特徴を有する。
即ち、3枚の「正レンズ」と、3枚の「負レンズ」と「絞り」とを有する。即ち、レンズの構成枚数は6枚である。レンズ系中に「正レンズと負レンズの接合レンズ」を少なくとも1つ有する。そして、1以上のレンズ面が「非球面」である。また、「絞りに隣接したレンズ」が非球面を有し、接合レンズのうちの少なくとも1つが「絞りに隣接して配置」される。
【0011】
この請求項1記載の原稿読取レンズは「物体側から像側へ向かって順次、正の第1レンズからなる第1群、正の第2レンズと負の第3レンズが接合されて全体で負の屈折力を有する第2群、負の第4レンズからなる第3群、負の第5レンズと正の第6レンズが接合されて全体で正の屈折力を有する第4群とを配してなる4群6枚構成で、絞りが第2群と第3群の間に配された構成」とすることができる(請求項2)。
【0012】
この請求項2記載の原稿読取レンズは、第1レンズが「物体側に凸面を向けて配置された正メニスカスレンズ」、第2レンズが「物体側に凸面を向けて配置された正メニスカスレンズ」、第3レンズが「物体側に凸面を向けて配置された負メニスカスレンズ」、第4レンズが「物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ」、第5レンズが「物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ」、第6レンズが「物体側に凹面を向けて配置された正メニスカスレンズ」であることができる(請求項3)。
【0013】
上記請求項2または3記載の原稿読取レンズは、第1群のe線に対する焦点距離:f1、第2群と第3群のe線に対する合成焦点距離:f23、全系のe線に対する合成焦点距離:fが、条件:
(1) 0.9 < f1/f < 1.2
(2) −1.6 < f23/f < −1.1
を満足することが好ましい(請求項4)。
【0014】
また、請求項2〜4の任意の1に記載の原稿読取レンズは、3枚の正レンズのd線に対する屈折率の平均値:n凸、3枚の負レンズのd線に対する屈折率の平均値:n凹が、条件:
(3) −0.1 < n凸−n凹 < 0.0
を満足することが好ましい(請求項5)。
【0015】
請求項2〜5の任意の1に記載の原稿読取レンズは、3枚の正レンズのアッベ数の平均値:ν凸、3枚の負レンズのアッベ数の平均値:ν凹が、条件:
(4) 17.0 < ν凸−ν凹 < 20.0
を満足することが好ましい(請求項6)。
【0016】
請求項1〜6の任意の1に記載の原稿読取レンズはまた、半画角(度):ω、開口効率:AEが、条件:
(5) 18.5 < ω×AE
を満足することが好ましい(請求項7)。
【0017】
この発明の「原稿読取レンズユニット」は、上記請求項1〜7の任意の1に記載の原稿読取レンズを、鏡筒に組付け一体化してなる(請求項8)。
【0018】
この発明の原稿読取装置は、原稿を読取る装置であって、原稿支持手段と、照明手段と、原稿読取レンズと、撮像手段とを有する(請求項9)。
「原稿支持手段」は、読取るべき原稿を支持する手段である。
「照明手段」は、原稿支持手段に支持された原稿を照明する手段である。
【0019】
「原稿読取レンズ」は、照明された原稿の像を結像させるレンズである。
「撮像手段」は、原稿読取レンズにより結像された原稿の像を受光して電気信号に変換する手段である。
上記原稿読取レンズとして、請求項1〜7の任意の1に記載の原稿読取レンズが用いられる。
【0020】
請求項9記載の原稿読取装置は、原稿支持手段が「原稿を平面的に定置するコンタクトガラス」であり、照明手段が「コンタクトガラスに載置された原稿をスリット状に照明し、スリット状の照明部に交わる方向へ原稿を走査する手段」を有し、撮像手段が「ラインセンサ」であることができる(請求項10)。
【0021】
請求項10記載の原稿読取装置では「コンタクトガラスに平面的に定置された原稿が照明手段により照明走査される」が、請求項9記載の原稿読取装置は「照明装置と原稿読取レンズとラインセンサとの位置関係を固定し、読取るべき原稿をラインセンサに共役な位置におかれたコンタクトガラス上においてスリット状に照明しつつ、原稿をスリット状の照明位置に交わる方向へ移動させて原稿の照明走査を行う」ように構成してもよい。この場合のコンタクトガラスは細幅のもので原稿を照明するのに必要な幅を有していればよい。
【0022】
請求項9記載の原稿読取装置はまた「読取るべき原稿を原稿ガラス上に平面的に定置して原稿全面を所定の照度分布で照明し、原稿全面の縮小画像を原稿読取レンズによりエリアセンサの受光面上に結像させて原稿の全面を同時に読取る」ように構成することも可能である。
【0023】
請求項9または10記載の画像読取装置は「色分解手段を有し、原稿情報をフルカラーで読取る」ように構成することができる(請求項11)。
【0024】
この発明の画像形成装置は「画像信号を書込んで画像信号に対応する画像を形成する画像形成装置」であって、原稿画像を画像信号化する手段として、請求項9〜11の任意の1に記載の画像読取装置を有することを特徴とする(請求項12)。
【0025】
請求項12記載の画像形成装置における画像書込みは、インクジェット方式やインクリボン方式、感熱方式等、公知の種々の方法で行うことができるが、「画像信号に対応する画像を、光書込みにより書込む」ことにより行うことができる(請求項13)。この場合、光書込みによる書込みは、銀塩フィルム等に対して行ってもよいが、「光導電性の感光体に光書込みを行い、形成すべき画像に対応する静電潜像を形成する」ことができる(請求項14)。
【0026】
請求項1記載の原稿読取レンズは、正・負3枚ずつ、合計6枚のレンズで構成される。このような正・負3枚ずつのレンズの組合せにより「広角化」が可能となり、諸収差の良好な補正も可能となる。また、正・負レンズの接合レンズをレンズ中に含めることにより良好な「色収差補正」が可能になる。さらに、1以上の被球面の採用により高性能の実現が可能である。
【0027】
非球面レンズは一般的に成形により製造されるが、レンズ外径が大きくなると成形のための成形機が大型化するなど設備上の制約が大きくなる。また、成形時間が長くなり非球面レンズのコストアップを招来するのみならず、レンズ面精度を良好に保つことが困難になり、原稿読取レンズの結像性能劣化の原因となる。
【0028】
請求項1記載の原稿読取レンズは、レンズ系中で外径を最も小さくできる「絞りに隣接したレンズ」に非球面を形成することにより、外被球面を持つ被球面レンズ作製上の制約、コストアップ、レンズ面精度劣化を有効に回避できるようにしている。
【0029】
請求項1記載の原稿読取レンズは、上記の如く、色収差補正のために少なくとも1個の接合レンズを有している。例えば「原稿をフルカラーで読取る」場合には、原稿読取レンズの色収差を良好に補正する必要がある。このとき「結像光束がレンズ内で最小となる絞り位置」に隣接して、色収差補正のための接合レンズを配置することにより良好な色収差補正を可能としている。
【0030】
また、請求項2記載の原稿読取レンズのように、各レンズを「絞りを中心に略対称的に配置」すると、特に像面湾曲や歪曲収差、倍率の色収差などの良好な補正が容易となる。
【0031】
このようなレンズ配置を実現し易いレンズ形態は、請求項3記載の原稿読取レンズのように、第1レンズが物体側に凸面を向けて配置された正メニスカスレンズ、第2レンズが物体側に凸面を向けて配置された正メニスカスレンズ、第3レンズが物体側に凸面を向けて配置された負メニスカスレンズ、第4レンズが物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ、第5レンズが物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ、第6レンズが物体側に凹面を向けて配置された正メニスカスレンズであるような形態である。
【0032】
このように「全てのレンズをメニスカス形状とする」ことにより、レンズ系をコンパクトに保ちながら、緒収差の良好な補正が可能となる。
【0033】
条件(1)は「第1群のパワーの好ましい範囲」に関するものである。
パラメータ:f1/fを上限値の1.2よりも小さくすることにより、「第1群のパワーが弱くなってレンズ寸法が大きくなりコストアップを招来する」ことを有効に回避でき、下限値の0.9よりも大きくすることによって「コマフレアが増大する」のを回避できる。
【0034】
条件(2)は「負のパワーを有する第2群と第3群の合成パワーの、好ましい範囲」に関するものである。
パラメータ:f23/fを上限値:−1.1よりも小さくすることにより、球面収差・像面湾曲の補正過剰、周辺でのコマ収差の悪化を回避でき、下限値:−1.6より大きくすることにより、球面収差・像面湾曲の補正不足、中間画角での非点隔差の増大、中間画角でのコマ収差の悪化を回避できる。
【0035】
即ち、条件(2)を満足することにより、球面収差・像面湾曲を過不足なく補正でき、中間画角での非点隔差の増大を抑え、中間・周辺領域までコマ収差を良好に保つことができる。
【0036】
条件(3)は、原稿読取レンズを構成する「凸レンズと凹レンズの屈折率の好ましい範囲」に関するものである。
パラメータ:n凸−n凹が条件(3)を満足することにより、ペッツバール和が過大(上限値:0.0より大きくなる場合)若しくは過小(下限値:−0.1より小さくなる場合)になることを回避でき、像面湾曲・非点隔差を良好に補正して、像面全域にわたり良好な結像性能を得ることができる。
条件(4)は「軸上の色収差の良好な補正」に関するものである。
パラメータ:ν凸−ν凹を上限値:20.0より小さくすることにより「軸上色収差が補正過剰となって、主波長より短波長側で軸上の色収差が正の側に大きくなる」ことを回避でき、下限値:17.0より大きくすることにより「軸上の色収差が補正不足になり主波長より短波長側で負の側に軸上の色収差が大きくなる」ことを回避することができる。即ち、条件(4)を満足することにより、軸上の色収差は良好に補正される。
【0037】
条件(5)は「周辺部の光量劣化の有効な軽減」に関するものである。
後述の実施例に挙げる「半画角が23度を越える広角な原稿読取レンズ」を用いる場合、周辺の光束が開口絞り一杯に通過しても、所謂「瞳収差」により開口効率の劣化がおきる。周辺の光量は軸上に対し、開口効率と所謂「コサイン4乗則」により、軸上に対して光量が減少する。
【0038】
原稿読取では「像面において均一な光量分布とする」ことが理想であり、周辺光量の劣化量が大きいと「周辺部の地汚れ」などの不具合が生じる。このため、例えばメカシェーディングと呼ばれるメカシェーディング板等により、軸上の光束を遮光して像面の光量を均一にすることや、エレキシェーディングと呼ばれる「電気的に周辺部の出力をあげる」操作が一般に行われる。
【0039】
条件(5)のパラメータ:ω×AEで、開口効率:AEが小さくなり過ぎると、メカシェーディングでは「軸上光束の遮光率を大きくする必要」が生じ、実質的な光量ダウンの原因となり、エレキシェーディングでは「周辺にノイズが多く発生」する不具合がある。
【0040】
条件(5)を満足することで、周辺部の光量劣化を有効に軽減して実使用上問題を生じないようにすることができる。なお、パラメータ:ω×AEの上限は、設計上の半画角の最大値と開口効率:AEの最大値とにより定まる。
【0041】
【発明の実施の形態】
以下に、原稿読取レンズの具体的な実施例を挙げる。
【0042】
図1は、以下の各実施例に共通のレンズ構成を示す。図の左方が原稿側で、符号CGは「コンタクトガラス」を示す。図の右側は撮像手段側であり、符号CVGは撮像手段として想定された「CCDラインセンサのカバーガラス」を示す。
【0043】
符号L1は第1レンズ(正レンズ)、符号L2は第2レンズ(正レンズ)、符号L3は第3レンズ(負レンズ)、符号SBは絞り、符号L4は第4レンズ(負レンズ)、符号L5は第5レンズ(負レンズ)、符号L6は第5レンズ(正レンズである。第2レンズL2と第3レンズL3とは接合されて「第2群」を構成し、第5レンズL5と第6レンズL6とは接合されて「第4群」を構成する。
【0044】
各実施例における記号の意味は図1に例示するように、下記の通りである。
【0045】
f :全系のe線に対する合成焦点距離
FNo :Fナンバ
m :縮率
ω :半画角(度)
Y :物体高
AE :開口効率
i :原稿読取レンズにおける物体側から数えてi番目の面(絞りの面を含む)
ri(i=1〜11) :物体側から数えてi番目の面(絞りの面を含む)の曲率半径
di(i=1〜10) :物体側から数えてi番目の面とi+1番目の面との面間隔
c1 :コンタクトガラスの原稿側面
c2 :コンタクトガラスの像側面
c3 :撮像手段としてのCCDのカバーガラスの原稿側面
c4 :撮像手段としてのCCDのカバーガラスの像側面
nd :d線に対する屈折率
ne :e線に対する屈折率
νd :アッベ数
f1 :第1レンズのe線に対する焦点距離
n凸 :正の屈折力を有するレンズのndの平均
n凹 :負の屈折力を有するレンズのndの平均
ν凸 :正の屈折力を有するレンズのνdの平均
ν凹 :負の屈折力を有するレンズのνdの平均 。
【0046】
「非球面」は下式で表す。
【0047】
X={(1/R)×Y2}/[1+√{(1−(1+K)×(Y/R)2)}]+A4×Y4+A6×Y6+A8×Y8+A10×Y10
ここで、
X:光軸から高さYにおける非球面の非球面頂点における接平面からの距離
Y:光軸からの高さ
R:非球面の近軸曲率半径
K:円錐乗数
A4,A6,A8,A10:非球面係数
また、数値例の記載中「E−XY」は「10−XY」を意味する。
【0048】
収差図において、
「e」はe線(546.07nm)
「g」はg線(436.83nm)
「c」はc線(656.27nm)
「F」はF線(486.13nm)を示す。
【0049】
球面収差の図で「e線に対する破線は正弦条件」、非点収差の図で「実線はサジタル光線、破線はメリディオナル光線」を示す。
【0050】
【実施例】
実施例1
f=66.650 、F=4.99 、m=0.23622 、Y=152.4 、ω=23.6゜、
AE=81.0%、ω×AE=19.12
実施例1のデータを表1に示す。
【0051】
【表1】
【0052】
「非球面係数」
実施例1の被球面係数を表2に示す。
【0053】
【表2】
【0054】
「条件の各パラメータの値」
実施例1の「条件の各パラメータの値」を表3に示す。
【0055】
【表3】
【0056】
図2に、実施例1の原稿読取レンズの構成図を示し、図3に、実施例1の収差図を示す。
【0057】
実施例2
f=66.353 、F=5.04 、m=0.23622 、Y=152.4 、ω=23.7゜、
AE=83.9%、ω×AE=19.88
実施例2のデータを表4に示す。
【0058】
【表4】
【0059】
「非球面係数」
実施例2の被球面係数を表5に示す。
【0060】
【表5】
【0061】
「条件の各パラメータの値」
実施例2の「条件の各パラメータの値」を表6に示す。
【0062】
【表6】
【0063】
図4に、実施例2の原稿読取レンズの構成図を示し、図5に、実施例2の収差図を示す。
【0064】
実施例3
f=66.283 、F=4.98 、m=0.23622 、Y=152.4 、ω=23.7゜、
AE=83.5%、ω×AE=19.79
実施例3のデータを表7に示す。
【0065】
【表7】
【0066】
「非球面係数」
実施例3の被球面係数を表8に示す。
【0067】
【表8】
【0068】
「条件の各パラメータの値」
実施例3の「条件の各パラメータの値」を表9に示す。
【0069】
【表9】
【0070】
図6に、実施例3の原稿読取レンズの構成図を示し、図7に、実施例3の収差図を示す。
【0071】
実施例4
f=67.107 、F=4.99 、m=0.23622 、Y=152.4 、ω=23.5゜、
AE=80.4%、ω×AE=18.89
実施例4のデータを表10に示す。
【0072】
【表10】
【0073】
「非球面係数」
実施例4の被球面係数を表11に示す。
【0074】
【表11】
【0075】
「条件の各パラメータの値」
実施例4の「条件の各パラメータの値」を表12に示す。
【0076】
【表12】
【0077】
図8に、実施例4の原稿読取レンズの構成図を示し、図9に、実施例4の収差図を示す。
【0078】
上に挙げた実施例1〜4の原稿読取レンズは何れも、原稿画像を読取るためのレンズであって、正レンズ3枚(L1、L2、L6)と負レンズ3枚(L3、L4、L5)と絞りSBとを有し、正レンズと負レンズの接合レンズを少なくとも1つ有するとともに、非球面を1面以上有し、絞りSBに隣接したレンズが非球面を有し、接合レンズの少なくとも1つが、絞りに隣接して配置されている(請求項1)。
【0079】
また、物体側から像側へ向かって順次、正の第1レンズL1からなる第1群、正の第2レンズL2と負の第3レンズL3が接合されて全体で負の屈折力を有する第2群、負の第4レンズL4からなる第3群、負の第5レンズL5と正の第6レンズL6が接合されて全体で正の屈折力を有する第4群とを配してなる構成された4群6枚構成で、絞りSBが第2群と第3群の間に配され(請求項2)、第1レンズL1が物体側に凸面を向けて配置された正メニスカスレンズ、第2レンズL2が物体側に凸面を向けて配置された正メニスカスレンズ、第3レンズL3が物体側に凸面を向けて配置された負メニスカスレンズ、第4レンズL4が物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ、第5レンズL5が物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ、第6レンズL6が物体側に凹面を向けて配置された正メニスカスレンズである(請求項3)。
【0080】
第1群のe線に対する焦点距離:f1、第2群と第3群のe線に対する合成焦点距離:f23、全系のe線に対する合成焦点距離:fは、条件:
(1) 0.9 < f1/f < 1.2
(2) −1.6 < f23/f < −1.1
を満足し(請求項4)、3枚の正レンズL1、L2、L6のd線に対する屈折率の平均値:n凸、3枚の負レンズL3、L4、L5のd線に対する屈折率の平均値:n凹が、条件:
(3) −0.1 < n凸−n凹 < 0.0
を満足する(請求項5)とともに、3枚の正レンズL1、L2、L6のアッベ数の平均値:ν凸、3枚の負レンズL3、L4、L5のアッベ数の平均値:ν凹が、条件:
(4) 17.0 < ν凸−ν凹 < 20.0
を満足する(請求項6)。
【0081】
そして、半画角(度):ω、開口効率:AEが、条件:
(5) 18.5 < ω×AE
を満足する(請求項7)。
【0082】
【発明の実施の形態】
図10は、原稿読取装置の実施の1形態を要部のみ示している。
図10において、読取られるべき原稿2は、原稿支持手段としてのコンタクトガラス1上に平面的に定置され、コンタクトガラス1の下部に配置された図示されない照明光学系により「図面に直交する方向に長いスリット状部分」が照明される。
【0083】
原稿1の照明された部分からの反射光は、第1走行体3に設けられた第1ミラー3Aにより反射された後、第2走行体4に設けられた第2ミラー4A、第3ミラー4Bにより順次反射され、原稿読取レンズユニット5の鏡筒に組付けられた原稿読取レンズを透過し、撮像手段としてのラインセンサ6の受光部上に原稿の縮小像として結像する。「原稿読取レンズ」としては、例えば、上記実施例1〜4の何れかの原稿読取レンズが使用される。
【0084】
第1走行体3、第2走行体4は、図示されない駆動手段により、それぞれ矢印方向(図の右方)へ走行させられる。第1走行体3は速度:Vで走行し、第2走行体4は速度:V/2で走行する。この走行により、第1走行体3、第2走行体4は、それぞれ破線で示す位置まで変位する。
【0085】
図示されない照明光学系は第1走行体3と一体的に移動し、コンタクトガラス1上の原稿2の全体を「照明走査」する。第1、第2走行体の移動速度比はV:V/2であるので、照明走査される原稿部分から原稿読取レンズに至る光路長は不変に保たれる。
【0086】
ラインセンサ6はCCDであり、原稿2の照明走査に伴い、原稿画像を画像信号化する。このようにして原稿2の読取が実行される。
【0087】
即ち、図10に示す原稿読取装置は、原稿を読取る装置であって、原稿2を支持する原稿支持手段1と、この原稿支持手段1に支持された原稿2を照明する照明手段(図示されない照明光学系と、第1、第2走行体3、4と、これら走行体に保持された第1〜第3ミラー3A、4A、4Bと、走行体3、4を走行させる図示されない駆動手段により構成される。)と、照明された原稿2の像を結像させる原稿読取レンズ(原稿読取レンズユニット5の鏡筒に組付けられている。)と、この原稿読取レンズにより結像された原稿の像を受光して電気信号に変換する撮像手段6とを有し、原稿読取レンズとして、請求項1〜7の任意の1に記載の原稿読取レンズを用いたもの(請求項9)である。
【0088】
また、「原稿支持手段」が、原稿を平面的に定置するコンタクトガラス1であり、照明手段が、コンタクトガラス1に載置された原稿2をスリット状に照明し、スリット状の照明部に交わる方向へ原稿を走査する手段を有し、「撮像手段」がラインセンサ6である(請求項10)。
【0089】
原稿読取装置の他の形態として「コンタクトガラス上の原稿をスリット状に照明する照明手段と、ラインセンサと、原稿の非照明部からラインセンサに至る結像光路を形成する複数のミラーと、上記結像光路上に配置される原稿読取レンズと」を相互に一体化した読取ユニットを、駆動手段により原稿に相対的に走行させることにより原稿を読取走査するようにした形態のものとすることもできる。
【0090】
また、原稿読取レンズは、原稿送り装置(所謂ADF)内に配置して、原稿の両面読取時の「原稿裏面読取用」としても使用可能である。
【0091】
また、図10の原稿読取装置に「色分解手段」を設け、原稿情報をフルカラーで読取るようにすることもできる(請求項11)。
【0092】
色分解手段による「色分解」は、原稿読取レンズとラインセンサ(CCD)との間に色分解プリズムやフィルタを選択的に挿入し、R(赤)、G(緑)、B(青)に色分解する方法や、「R、G、Bの光源を順次点灯させ原稿を照明する方法」、「R、G、Bのフィルタを持った受光素子が1チップに3列に配列されている3ラインCCDを用い、その受光面にカラー画像を結像させることにより3原色に色分解する方法」など適宜の方法を用いることができる。
【0093】
図11は、画像形成装置の実施の1形態を示す。
この画像形成装置は、装置上部に位置する原稿読取装置200と、その下位に位置する「画像形成部」とを有する。原稿読取装置200の部分は、図10に即して説明したのと同様のものであり、各部には図10と同じ符号を付してある。
【0094】
画像読取装置200におけるラインセンサ(撮像手段)6から出力される画像信号は信号処理部120に送られ、信号処理部120において処理されて「書込み用の信号」に変換される。
【0095】
画像形成部は、潜像担持体として、円筒状に形成された光導電性の感光体110を有し、その周囲に、帯電手段としての帯電ローラ111、現像装置113、転写ローラ114、クリーニング装置115が配設されている。帯電手段としては帯電ローラ111に代えて「コロナチャージャ」を用いることもできる。また、転写手段として転写ローラに代えて「コロナ放電式のもの」を用いることもできる。
【0096】
信号処理部120から「書込み用の信号」を受けて光走査により感光体110に書込みを行う光走査装置117は、帯電ローラ111と現像装置113との間において感光体110の光走査を行うようになっている。
【0097】
符号116は定着装置、符号118はカセット、符号119はレジストローラ対、符号120は給紙コロ、符号121はトレイ、符号Sは記録媒体としての転写紙を示している。
【0098】
画像形成を行うときは、光導電性の感光体110が時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ111により均一帯電され、光走査装置117のレーザビームの光書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。
【0099】
この静電潜像は現像装置113により反転現像され、感光体110上にトナー画像が形成される。
転写紙Sを収納したカセット118は画像形成装置本体に脱着可能であり、図のごとく装着された状態において、収納された転写紙Sの最上位の1枚が給紙コロ120により給紙され、給紙された転写紙Sは、その先端部をレジストローラ対119に捕らえられる。
【0100】
レジストローラ対119は、感光体110上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングを合わせて、転写紙Sを転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙Sは転写部においてトナー画像と重ね合わせられ、転写ローラ114の作用によりトナー画像を静電転写される。
【0101】
トナー画像を転写された転写紙Sは定着装置116へ送られ、定着装置116においてトナー画像を定着され、図示されないガイド手段により形成された搬送路を通り、図示されない排紙ローラ対によりトレイ121上に排出される。
【0102】
トナー画像が転写された後の感光体110の表面は、クリーニング装置115によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
【0103】
即ち、図11に実施の形態を示した画像形成装置は、画像信号を書込んで画像信号に対応する画像を形成する画像形成装置であって、原稿画像を画像信号化する手段として、請求項9〜11の任意の1に記載の画像読取装置200を有する(請求項12)。
【0104】
また、画像信号に対応する画像の書込みを光書込みにより行い(請求項13)、光書込みにより、光導電性の感光体110に、形成すべき画像に対応する静電潜像を形成する(請求項14)。
【0105】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、新規な原稿読取レンズ・原稿読取レンズユニット及び原稿読取装置及び画像形成装置を実現できる。
この発明の原稿読取レンズは、実施例にも示されたように、半画角:23度以上という従来にない広画角と良好な性能の実現が可能である。したがって、このような広画角で性能の良好な原稿読取レンズを用いることにより、原稿読取装置やこれを用いる画像形成装置を小型化することができ、また、良好な原稿読取と、その結果得られる良好な画像信号により良好な画像形成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】原稿読取レンズの構成を例示する図である。
【図2】実施例1の原稿読取レンズの構成を示す図である。
【図3】実施例1に関する収差図である。
【図4】実施例2の原稿読取レンズの構成を示す図である。
【図5】実施例2に関する収差図である。
【図6】実施例3の原稿読取レンズの構成を示す図である。
【図7】実施例3に関する収差図である。
【図8】実施例4の原稿読取レンズの構成を示す図である。
【図9】実施例4に関する収差図である。
【図10】原稿読取装置の実施の1形態を説明するための図である。
【図11】画像形成装置の実施の1形態を説明するための図である。
【符号の説明】
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
L5 第5レンズ
L6 第6レンズ
SB 絞り
【発明の属する技術分野】
この発明は、原稿読取レンズ・原稿読取レンズユニット及び原稿読取装置及び画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタル複写装置やファクシミリ装置では、原稿を読取って画像信号化することが行われる。このために、原稿の像をCCD等の撮像手段の受光部に結像させるレンズが原稿読取レンズである。
【0003】
原稿読取レンズとしては、従来から「4群6枚構成のガウスタイプのもの」が広く用いられてきている。ガウスタイプは、大口径としてもコマフレアの発生を小さく抑えられるタイプであるが、大多数のものが半画角:18度程度である。
【0004】
ガウスタイプの中でも「比較的広画角のもの」として、特許文献1〜5に記載のものが知られているが、これらのもののうちで「最も画角が大きいもの」でも半画角:20度程度が限界となっている。
【0005】
ガウスタイプ以外の原稿読取レンズとして、ガウスタイプと同じく4群6枚構成の「変形クセノタタイプ」が知られている(特許文献6)が、この文献に記載された原稿読取レンズの場合も半画角:17.6度が最大である。
【0006】
原稿読取レンズの画角が小さいと、原稿から撮像手段に至る光路長を短くすることができず、画像読取装置の小型化が困難である。
【0007】
【特許文献1】
特開平6−342120号公報
【特許文献2】
特開平8−146292号公報
【特許文献3】
特開平9−113802号公報
【特許文献4】
特開平9−171136号公報
【特許文献5】
特開平9−304696号公報
【特許文献6】
特開平10−333029号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、原稿読取レンズにおいて、広画角化と性能の向上を可能ならしめることを課題とする。この発明はまた、高性能で広画角の原稿読取レンズを用いた新規な原稿読取装置、さらにこの原稿読取装置を有する画像形成装置の実現を課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明の原稿読取レンズは「原稿画像を読取るためのレンズ」である。
即ち、原稿読取レンズは「原稿画像の縮小像を、撮像手段の受光部に結像させる」ためのレンズである。
【0010】
請求項1記載の原稿読取レンズは、以下のごとき特徴を有する。
即ち、3枚の「正レンズ」と、3枚の「負レンズ」と「絞り」とを有する。即ち、レンズの構成枚数は6枚である。レンズ系中に「正レンズと負レンズの接合レンズ」を少なくとも1つ有する。そして、1以上のレンズ面が「非球面」である。また、「絞りに隣接したレンズ」が非球面を有し、接合レンズのうちの少なくとも1つが「絞りに隣接して配置」される。
【0011】
この請求項1記載の原稿読取レンズは「物体側から像側へ向かって順次、正の第1レンズからなる第1群、正の第2レンズと負の第3レンズが接合されて全体で負の屈折力を有する第2群、負の第4レンズからなる第3群、負の第5レンズと正の第6レンズが接合されて全体で正の屈折力を有する第4群とを配してなる4群6枚構成で、絞りが第2群と第3群の間に配された構成」とすることができる(請求項2)。
【0012】
この請求項2記載の原稿読取レンズは、第1レンズが「物体側に凸面を向けて配置された正メニスカスレンズ」、第2レンズが「物体側に凸面を向けて配置された正メニスカスレンズ」、第3レンズが「物体側に凸面を向けて配置された負メニスカスレンズ」、第4レンズが「物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ」、第5レンズが「物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ」、第6レンズが「物体側に凹面を向けて配置された正メニスカスレンズ」であることができる(請求項3)。
【0013】
上記請求項2または3記載の原稿読取レンズは、第1群のe線に対する焦点距離:f1、第2群と第3群のe線に対する合成焦点距離:f23、全系のe線に対する合成焦点距離:fが、条件:
(1) 0.9 < f1/f < 1.2
(2) −1.6 < f23/f < −1.1
を満足することが好ましい(請求項4)。
【0014】
また、請求項2〜4の任意の1に記載の原稿読取レンズは、3枚の正レンズのd線に対する屈折率の平均値:n凸、3枚の負レンズのd線に対する屈折率の平均値:n凹が、条件:
(3) −0.1 < n凸−n凹 < 0.0
を満足することが好ましい(請求項5)。
【0015】
請求項2〜5の任意の1に記載の原稿読取レンズは、3枚の正レンズのアッベ数の平均値:ν凸、3枚の負レンズのアッベ数の平均値:ν凹が、条件:
(4) 17.0 < ν凸−ν凹 < 20.0
を満足することが好ましい(請求項6)。
【0016】
請求項1〜6の任意の1に記載の原稿読取レンズはまた、半画角(度):ω、開口効率:AEが、条件:
(5) 18.5 < ω×AE
を満足することが好ましい(請求項7)。
【0017】
この発明の「原稿読取レンズユニット」は、上記請求項1〜7の任意の1に記載の原稿読取レンズを、鏡筒に組付け一体化してなる(請求項8)。
【0018】
この発明の原稿読取装置は、原稿を読取る装置であって、原稿支持手段と、照明手段と、原稿読取レンズと、撮像手段とを有する(請求項9)。
「原稿支持手段」は、読取るべき原稿を支持する手段である。
「照明手段」は、原稿支持手段に支持された原稿を照明する手段である。
【0019】
「原稿読取レンズ」は、照明された原稿の像を結像させるレンズである。
「撮像手段」は、原稿読取レンズにより結像された原稿の像を受光して電気信号に変換する手段である。
上記原稿読取レンズとして、請求項1〜7の任意の1に記載の原稿読取レンズが用いられる。
【0020】
請求項9記載の原稿読取装置は、原稿支持手段が「原稿を平面的に定置するコンタクトガラス」であり、照明手段が「コンタクトガラスに載置された原稿をスリット状に照明し、スリット状の照明部に交わる方向へ原稿を走査する手段」を有し、撮像手段が「ラインセンサ」であることができる(請求項10)。
【0021】
請求項10記載の原稿読取装置では「コンタクトガラスに平面的に定置された原稿が照明手段により照明走査される」が、請求項9記載の原稿読取装置は「照明装置と原稿読取レンズとラインセンサとの位置関係を固定し、読取るべき原稿をラインセンサに共役な位置におかれたコンタクトガラス上においてスリット状に照明しつつ、原稿をスリット状の照明位置に交わる方向へ移動させて原稿の照明走査を行う」ように構成してもよい。この場合のコンタクトガラスは細幅のもので原稿を照明するのに必要な幅を有していればよい。
【0022】
請求項9記載の原稿読取装置はまた「読取るべき原稿を原稿ガラス上に平面的に定置して原稿全面を所定の照度分布で照明し、原稿全面の縮小画像を原稿読取レンズによりエリアセンサの受光面上に結像させて原稿の全面を同時に読取る」ように構成することも可能である。
【0023】
請求項9または10記載の画像読取装置は「色分解手段を有し、原稿情報をフルカラーで読取る」ように構成することができる(請求項11)。
【0024】
この発明の画像形成装置は「画像信号を書込んで画像信号に対応する画像を形成する画像形成装置」であって、原稿画像を画像信号化する手段として、請求項9〜11の任意の1に記載の画像読取装置を有することを特徴とする(請求項12)。
【0025】
請求項12記載の画像形成装置における画像書込みは、インクジェット方式やインクリボン方式、感熱方式等、公知の種々の方法で行うことができるが、「画像信号に対応する画像を、光書込みにより書込む」ことにより行うことができる(請求項13)。この場合、光書込みによる書込みは、銀塩フィルム等に対して行ってもよいが、「光導電性の感光体に光書込みを行い、形成すべき画像に対応する静電潜像を形成する」ことができる(請求項14)。
【0026】
請求項1記載の原稿読取レンズは、正・負3枚ずつ、合計6枚のレンズで構成される。このような正・負3枚ずつのレンズの組合せにより「広角化」が可能となり、諸収差の良好な補正も可能となる。また、正・負レンズの接合レンズをレンズ中に含めることにより良好な「色収差補正」が可能になる。さらに、1以上の被球面の採用により高性能の実現が可能である。
【0027】
非球面レンズは一般的に成形により製造されるが、レンズ外径が大きくなると成形のための成形機が大型化するなど設備上の制約が大きくなる。また、成形時間が長くなり非球面レンズのコストアップを招来するのみならず、レンズ面精度を良好に保つことが困難になり、原稿読取レンズの結像性能劣化の原因となる。
【0028】
請求項1記載の原稿読取レンズは、レンズ系中で外径を最も小さくできる「絞りに隣接したレンズ」に非球面を形成することにより、外被球面を持つ被球面レンズ作製上の制約、コストアップ、レンズ面精度劣化を有効に回避できるようにしている。
【0029】
請求項1記載の原稿読取レンズは、上記の如く、色収差補正のために少なくとも1個の接合レンズを有している。例えば「原稿をフルカラーで読取る」場合には、原稿読取レンズの色収差を良好に補正する必要がある。このとき「結像光束がレンズ内で最小となる絞り位置」に隣接して、色収差補正のための接合レンズを配置することにより良好な色収差補正を可能としている。
【0030】
また、請求項2記載の原稿読取レンズのように、各レンズを「絞りを中心に略対称的に配置」すると、特に像面湾曲や歪曲収差、倍率の色収差などの良好な補正が容易となる。
【0031】
このようなレンズ配置を実現し易いレンズ形態は、請求項3記載の原稿読取レンズのように、第1レンズが物体側に凸面を向けて配置された正メニスカスレンズ、第2レンズが物体側に凸面を向けて配置された正メニスカスレンズ、第3レンズが物体側に凸面を向けて配置された負メニスカスレンズ、第4レンズが物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ、第5レンズが物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ、第6レンズが物体側に凹面を向けて配置された正メニスカスレンズであるような形態である。
【0032】
このように「全てのレンズをメニスカス形状とする」ことにより、レンズ系をコンパクトに保ちながら、緒収差の良好な補正が可能となる。
【0033】
条件(1)は「第1群のパワーの好ましい範囲」に関するものである。
パラメータ:f1/fを上限値の1.2よりも小さくすることにより、「第1群のパワーが弱くなってレンズ寸法が大きくなりコストアップを招来する」ことを有効に回避でき、下限値の0.9よりも大きくすることによって「コマフレアが増大する」のを回避できる。
【0034】
条件(2)は「負のパワーを有する第2群と第3群の合成パワーの、好ましい範囲」に関するものである。
パラメータ:f23/fを上限値:−1.1よりも小さくすることにより、球面収差・像面湾曲の補正過剰、周辺でのコマ収差の悪化を回避でき、下限値:−1.6より大きくすることにより、球面収差・像面湾曲の補正不足、中間画角での非点隔差の増大、中間画角でのコマ収差の悪化を回避できる。
【0035】
即ち、条件(2)を満足することにより、球面収差・像面湾曲を過不足なく補正でき、中間画角での非点隔差の増大を抑え、中間・周辺領域までコマ収差を良好に保つことができる。
【0036】
条件(3)は、原稿読取レンズを構成する「凸レンズと凹レンズの屈折率の好ましい範囲」に関するものである。
パラメータ:n凸−n凹が条件(3)を満足することにより、ペッツバール和が過大(上限値:0.0より大きくなる場合)若しくは過小(下限値:−0.1より小さくなる場合)になることを回避でき、像面湾曲・非点隔差を良好に補正して、像面全域にわたり良好な結像性能を得ることができる。
条件(4)は「軸上の色収差の良好な補正」に関するものである。
パラメータ:ν凸−ν凹を上限値:20.0より小さくすることにより「軸上色収差が補正過剰となって、主波長より短波長側で軸上の色収差が正の側に大きくなる」ことを回避でき、下限値:17.0より大きくすることにより「軸上の色収差が補正不足になり主波長より短波長側で負の側に軸上の色収差が大きくなる」ことを回避することができる。即ち、条件(4)を満足することにより、軸上の色収差は良好に補正される。
【0037】
条件(5)は「周辺部の光量劣化の有効な軽減」に関するものである。
後述の実施例に挙げる「半画角が23度を越える広角な原稿読取レンズ」を用いる場合、周辺の光束が開口絞り一杯に通過しても、所謂「瞳収差」により開口効率の劣化がおきる。周辺の光量は軸上に対し、開口効率と所謂「コサイン4乗則」により、軸上に対して光量が減少する。
【0038】
原稿読取では「像面において均一な光量分布とする」ことが理想であり、周辺光量の劣化量が大きいと「周辺部の地汚れ」などの不具合が生じる。このため、例えばメカシェーディングと呼ばれるメカシェーディング板等により、軸上の光束を遮光して像面の光量を均一にすることや、エレキシェーディングと呼ばれる「電気的に周辺部の出力をあげる」操作が一般に行われる。
【0039】
条件(5)のパラメータ:ω×AEで、開口効率:AEが小さくなり過ぎると、メカシェーディングでは「軸上光束の遮光率を大きくする必要」が生じ、実質的な光量ダウンの原因となり、エレキシェーディングでは「周辺にノイズが多く発生」する不具合がある。
【0040】
条件(5)を満足することで、周辺部の光量劣化を有効に軽減して実使用上問題を生じないようにすることができる。なお、パラメータ:ω×AEの上限は、設計上の半画角の最大値と開口効率:AEの最大値とにより定まる。
【0041】
【発明の実施の形態】
以下に、原稿読取レンズの具体的な実施例を挙げる。
【0042】
図1は、以下の各実施例に共通のレンズ構成を示す。図の左方が原稿側で、符号CGは「コンタクトガラス」を示す。図の右側は撮像手段側であり、符号CVGは撮像手段として想定された「CCDラインセンサのカバーガラス」を示す。
【0043】
符号L1は第1レンズ(正レンズ)、符号L2は第2レンズ(正レンズ)、符号L3は第3レンズ(負レンズ)、符号SBは絞り、符号L4は第4レンズ(負レンズ)、符号L5は第5レンズ(負レンズ)、符号L6は第5レンズ(正レンズである。第2レンズL2と第3レンズL3とは接合されて「第2群」を構成し、第5レンズL5と第6レンズL6とは接合されて「第4群」を構成する。
【0044】
各実施例における記号の意味は図1に例示するように、下記の通りである。
【0045】
f :全系のe線に対する合成焦点距離
FNo :Fナンバ
m :縮率
ω :半画角(度)
Y :物体高
AE :開口効率
i :原稿読取レンズにおける物体側から数えてi番目の面(絞りの面を含む)
ri(i=1〜11) :物体側から数えてi番目の面(絞りの面を含む)の曲率半径
di(i=1〜10) :物体側から数えてi番目の面とi+1番目の面との面間隔
c1 :コンタクトガラスの原稿側面
c2 :コンタクトガラスの像側面
c3 :撮像手段としてのCCDのカバーガラスの原稿側面
c4 :撮像手段としてのCCDのカバーガラスの像側面
nd :d線に対する屈折率
ne :e線に対する屈折率
νd :アッベ数
f1 :第1レンズのe線に対する焦点距離
n凸 :正の屈折力を有するレンズのndの平均
n凹 :負の屈折力を有するレンズのndの平均
ν凸 :正の屈折力を有するレンズのνdの平均
ν凹 :負の屈折力を有するレンズのνdの平均 。
【0046】
「非球面」は下式で表す。
【0047】
X={(1/R)×Y2}/[1+√{(1−(1+K)×(Y/R)2)}]+A4×Y4+A6×Y6+A8×Y8+A10×Y10
ここで、
X:光軸から高さYにおける非球面の非球面頂点における接平面からの距離
Y:光軸からの高さ
R:非球面の近軸曲率半径
K:円錐乗数
A4,A6,A8,A10:非球面係数
また、数値例の記載中「E−XY」は「10−XY」を意味する。
【0048】
収差図において、
「e」はe線(546.07nm)
「g」はg線(436.83nm)
「c」はc線(656.27nm)
「F」はF線(486.13nm)を示す。
【0049】
球面収差の図で「e線に対する破線は正弦条件」、非点収差の図で「実線はサジタル光線、破線はメリディオナル光線」を示す。
【0050】
【実施例】
実施例1
f=66.650 、F=4.99 、m=0.23622 、Y=152.4 、ω=23.6゜、
AE=81.0%、ω×AE=19.12
実施例1のデータを表1に示す。
【0051】
【表1】
【0052】
「非球面係数」
実施例1の被球面係数を表2に示す。
【0053】
【表2】
【0054】
「条件の各パラメータの値」
実施例1の「条件の各パラメータの値」を表3に示す。
【0055】
【表3】
【0056】
図2に、実施例1の原稿読取レンズの構成図を示し、図3に、実施例1の収差図を示す。
【0057】
実施例2
f=66.353 、F=5.04 、m=0.23622 、Y=152.4 、ω=23.7゜、
AE=83.9%、ω×AE=19.88
実施例2のデータを表4に示す。
【0058】
【表4】
【0059】
「非球面係数」
実施例2の被球面係数を表5に示す。
【0060】
【表5】
【0061】
「条件の各パラメータの値」
実施例2の「条件の各パラメータの値」を表6に示す。
【0062】
【表6】
【0063】
図4に、実施例2の原稿読取レンズの構成図を示し、図5に、実施例2の収差図を示す。
【0064】
実施例3
f=66.283 、F=4.98 、m=0.23622 、Y=152.4 、ω=23.7゜、
AE=83.5%、ω×AE=19.79
実施例3のデータを表7に示す。
【0065】
【表7】
【0066】
「非球面係数」
実施例3の被球面係数を表8に示す。
【0067】
【表8】
【0068】
「条件の各パラメータの値」
実施例3の「条件の各パラメータの値」を表9に示す。
【0069】
【表9】
【0070】
図6に、実施例3の原稿読取レンズの構成図を示し、図7に、実施例3の収差図を示す。
【0071】
実施例4
f=67.107 、F=4.99 、m=0.23622 、Y=152.4 、ω=23.5゜、
AE=80.4%、ω×AE=18.89
実施例4のデータを表10に示す。
【0072】
【表10】
【0073】
「非球面係数」
実施例4の被球面係数を表11に示す。
【0074】
【表11】
【0075】
「条件の各パラメータの値」
実施例4の「条件の各パラメータの値」を表12に示す。
【0076】
【表12】
【0077】
図8に、実施例4の原稿読取レンズの構成図を示し、図9に、実施例4の収差図を示す。
【0078】
上に挙げた実施例1〜4の原稿読取レンズは何れも、原稿画像を読取るためのレンズであって、正レンズ3枚(L1、L2、L6)と負レンズ3枚(L3、L4、L5)と絞りSBとを有し、正レンズと負レンズの接合レンズを少なくとも1つ有するとともに、非球面を1面以上有し、絞りSBに隣接したレンズが非球面を有し、接合レンズの少なくとも1つが、絞りに隣接して配置されている(請求項1)。
【0079】
また、物体側から像側へ向かって順次、正の第1レンズL1からなる第1群、正の第2レンズL2と負の第3レンズL3が接合されて全体で負の屈折力を有する第2群、負の第4レンズL4からなる第3群、負の第5レンズL5と正の第6レンズL6が接合されて全体で正の屈折力を有する第4群とを配してなる構成された4群6枚構成で、絞りSBが第2群と第3群の間に配され(請求項2)、第1レンズL1が物体側に凸面を向けて配置された正メニスカスレンズ、第2レンズL2が物体側に凸面を向けて配置された正メニスカスレンズ、第3レンズL3が物体側に凸面を向けて配置された負メニスカスレンズ、第4レンズL4が物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ、第5レンズL5が物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ、第6レンズL6が物体側に凹面を向けて配置された正メニスカスレンズである(請求項3)。
【0080】
第1群のe線に対する焦点距離:f1、第2群と第3群のe線に対する合成焦点距離:f23、全系のe線に対する合成焦点距離:fは、条件:
(1) 0.9 < f1/f < 1.2
(2) −1.6 < f23/f < −1.1
を満足し(請求項4)、3枚の正レンズL1、L2、L6のd線に対する屈折率の平均値:n凸、3枚の負レンズL3、L4、L5のd線に対する屈折率の平均値:n凹が、条件:
(3) −0.1 < n凸−n凹 < 0.0
を満足する(請求項5)とともに、3枚の正レンズL1、L2、L6のアッベ数の平均値:ν凸、3枚の負レンズL3、L4、L5のアッベ数の平均値:ν凹が、条件:
(4) 17.0 < ν凸−ν凹 < 20.0
を満足する(請求項6)。
【0081】
そして、半画角(度):ω、開口効率:AEが、条件:
(5) 18.5 < ω×AE
を満足する(請求項7)。
【0082】
【発明の実施の形態】
図10は、原稿読取装置の実施の1形態を要部のみ示している。
図10において、読取られるべき原稿2は、原稿支持手段としてのコンタクトガラス1上に平面的に定置され、コンタクトガラス1の下部に配置された図示されない照明光学系により「図面に直交する方向に長いスリット状部分」が照明される。
【0083】
原稿1の照明された部分からの反射光は、第1走行体3に設けられた第1ミラー3Aにより反射された後、第2走行体4に設けられた第2ミラー4A、第3ミラー4Bにより順次反射され、原稿読取レンズユニット5の鏡筒に組付けられた原稿読取レンズを透過し、撮像手段としてのラインセンサ6の受光部上に原稿の縮小像として結像する。「原稿読取レンズ」としては、例えば、上記実施例1〜4の何れかの原稿読取レンズが使用される。
【0084】
第1走行体3、第2走行体4は、図示されない駆動手段により、それぞれ矢印方向(図の右方)へ走行させられる。第1走行体3は速度:Vで走行し、第2走行体4は速度:V/2で走行する。この走行により、第1走行体3、第2走行体4は、それぞれ破線で示す位置まで変位する。
【0085】
図示されない照明光学系は第1走行体3と一体的に移動し、コンタクトガラス1上の原稿2の全体を「照明走査」する。第1、第2走行体の移動速度比はV:V/2であるので、照明走査される原稿部分から原稿読取レンズに至る光路長は不変に保たれる。
【0086】
ラインセンサ6はCCDであり、原稿2の照明走査に伴い、原稿画像を画像信号化する。このようにして原稿2の読取が実行される。
【0087】
即ち、図10に示す原稿読取装置は、原稿を読取る装置であって、原稿2を支持する原稿支持手段1と、この原稿支持手段1に支持された原稿2を照明する照明手段(図示されない照明光学系と、第1、第2走行体3、4と、これら走行体に保持された第1〜第3ミラー3A、4A、4Bと、走行体3、4を走行させる図示されない駆動手段により構成される。)と、照明された原稿2の像を結像させる原稿読取レンズ(原稿読取レンズユニット5の鏡筒に組付けられている。)と、この原稿読取レンズにより結像された原稿の像を受光して電気信号に変換する撮像手段6とを有し、原稿読取レンズとして、請求項1〜7の任意の1に記載の原稿読取レンズを用いたもの(請求項9)である。
【0088】
また、「原稿支持手段」が、原稿を平面的に定置するコンタクトガラス1であり、照明手段が、コンタクトガラス1に載置された原稿2をスリット状に照明し、スリット状の照明部に交わる方向へ原稿を走査する手段を有し、「撮像手段」がラインセンサ6である(請求項10)。
【0089】
原稿読取装置の他の形態として「コンタクトガラス上の原稿をスリット状に照明する照明手段と、ラインセンサと、原稿の非照明部からラインセンサに至る結像光路を形成する複数のミラーと、上記結像光路上に配置される原稿読取レンズと」を相互に一体化した読取ユニットを、駆動手段により原稿に相対的に走行させることにより原稿を読取走査するようにした形態のものとすることもできる。
【0090】
また、原稿読取レンズは、原稿送り装置(所謂ADF)内に配置して、原稿の両面読取時の「原稿裏面読取用」としても使用可能である。
【0091】
また、図10の原稿読取装置に「色分解手段」を設け、原稿情報をフルカラーで読取るようにすることもできる(請求項11)。
【0092】
色分解手段による「色分解」は、原稿読取レンズとラインセンサ(CCD)との間に色分解プリズムやフィルタを選択的に挿入し、R(赤)、G(緑)、B(青)に色分解する方法や、「R、G、Bの光源を順次点灯させ原稿を照明する方法」、「R、G、Bのフィルタを持った受光素子が1チップに3列に配列されている3ラインCCDを用い、その受光面にカラー画像を結像させることにより3原色に色分解する方法」など適宜の方法を用いることができる。
【0093】
図11は、画像形成装置の実施の1形態を示す。
この画像形成装置は、装置上部に位置する原稿読取装置200と、その下位に位置する「画像形成部」とを有する。原稿読取装置200の部分は、図10に即して説明したのと同様のものであり、各部には図10と同じ符号を付してある。
【0094】
画像読取装置200におけるラインセンサ(撮像手段)6から出力される画像信号は信号処理部120に送られ、信号処理部120において処理されて「書込み用の信号」に変換される。
【0095】
画像形成部は、潜像担持体として、円筒状に形成された光導電性の感光体110を有し、その周囲に、帯電手段としての帯電ローラ111、現像装置113、転写ローラ114、クリーニング装置115が配設されている。帯電手段としては帯電ローラ111に代えて「コロナチャージャ」を用いることもできる。また、転写手段として転写ローラに代えて「コロナ放電式のもの」を用いることもできる。
【0096】
信号処理部120から「書込み用の信号」を受けて光走査により感光体110に書込みを行う光走査装置117は、帯電ローラ111と現像装置113との間において感光体110の光走査を行うようになっている。
【0097】
符号116は定着装置、符号118はカセット、符号119はレジストローラ対、符号120は給紙コロ、符号121はトレイ、符号Sは記録媒体としての転写紙を示している。
【0098】
画像形成を行うときは、光導電性の感光体110が時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ111により均一帯電され、光走査装置117のレーザビームの光書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。
【0099】
この静電潜像は現像装置113により反転現像され、感光体110上にトナー画像が形成される。
転写紙Sを収納したカセット118は画像形成装置本体に脱着可能であり、図のごとく装着された状態において、収納された転写紙Sの最上位の1枚が給紙コロ120により給紙され、給紙された転写紙Sは、その先端部をレジストローラ対119に捕らえられる。
【0100】
レジストローラ対119は、感光体110上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングを合わせて、転写紙Sを転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙Sは転写部においてトナー画像と重ね合わせられ、転写ローラ114の作用によりトナー画像を静電転写される。
【0101】
トナー画像を転写された転写紙Sは定着装置116へ送られ、定着装置116においてトナー画像を定着され、図示されないガイド手段により形成された搬送路を通り、図示されない排紙ローラ対によりトレイ121上に排出される。
【0102】
トナー画像が転写された後の感光体110の表面は、クリーニング装置115によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
【0103】
即ち、図11に実施の形態を示した画像形成装置は、画像信号を書込んで画像信号に対応する画像を形成する画像形成装置であって、原稿画像を画像信号化する手段として、請求項9〜11の任意の1に記載の画像読取装置200を有する(請求項12)。
【0104】
また、画像信号に対応する画像の書込みを光書込みにより行い(請求項13)、光書込みにより、光導電性の感光体110に、形成すべき画像に対応する静電潜像を形成する(請求項14)。
【0105】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、新規な原稿読取レンズ・原稿読取レンズユニット及び原稿読取装置及び画像形成装置を実現できる。
この発明の原稿読取レンズは、実施例にも示されたように、半画角:23度以上という従来にない広画角と良好な性能の実現が可能である。したがって、このような広画角で性能の良好な原稿読取レンズを用いることにより、原稿読取装置やこれを用いる画像形成装置を小型化することができ、また、良好な原稿読取と、その結果得られる良好な画像信号により良好な画像形成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】原稿読取レンズの構成を例示する図である。
【図2】実施例1の原稿読取レンズの構成を示す図である。
【図3】実施例1に関する収差図である。
【図4】実施例2の原稿読取レンズの構成を示す図である。
【図5】実施例2に関する収差図である。
【図6】実施例3の原稿読取レンズの構成を示す図である。
【図7】実施例3に関する収差図である。
【図8】実施例4の原稿読取レンズの構成を示す図である。
【図9】実施例4に関する収差図である。
【図10】原稿読取装置の実施の1形態を説明するための図である。
【図11】画像形成装置の実施の1形態を説明するための図である。
【符号の説明】
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
L5 第5レンズ
L6 第6レンズ
SB 絞り
Claims (14)
- 原稿画像を読取るためのレンズであって、
正レンズ3枚と負レンズ3枚と絞りとを有し、上記正レンズと上記負レンズの接合レンズを少なくとも1つ有するとともに、非球面を1面以上有し、
上記絞りに隣接したレンズが非球面を有し、
上記接合レンズの少なくとも1つが、上記絞りに隣接して配置されていることを特徴とする原稿読取レンズ。 - 請求項1記載の原稿読取レンズにおいて、
物体側から像側へ向かって順次、正の第1レンズからなる第1群、正の第2レンズと負の第3レンズが接合されて全体で負の屈折力を有する第2群、負の第4レンズからなる第3群、負の第5レンズと正の第6レンズが接合されて全体で正の屈折力を有する第4群とを配して構成された4群6枚構成であり、絞りが上記第2群と第3群の間に配されたことを特徴とする原稿読取レンズ。 - 請求項2記載の原稿読取レンズにおいて、
第1レンズが物体側に凸面を向けて配置された正メニスカスレンズ、第2レンズが物体側に凸面を向けて配置された正メニスカスレンズ、第3レンズが物体側に凸面を向けて配置された負メニスカスレンズ、第4レンズが物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ、第5レンズが物体側に凹面を向けて配置された負メニスカスレンズ、第6レンズが物体側に凹面を向けて配置された正メニスカスレンズであることを特徴とする原稿読取レンズ。 - 請求項2または3記載の原稿読取レンズにおいて、
第1群のe線に対する焦点距離:f1、第2群と第3群のe線に対する合成焦点距離:f23、全系のe線に対する合成焦点距離:fが、条件:
(1) 0.9 < f1/f < 1.2
(2) −1.6 < f23/f < −1.1
を満足することを特徴とする原稿読取レンズ。 - 請求項2〜4の任意の1に記載の原稿読取レンズにおいて、
3枚の正レンズのd線に対する屈折率の平均値:n凸、3枚の負レンズのd線に対する屈折率の平均値:n凹が、条件:
(3) −0.1 < n凸−n凹 < 0.0
を満足することを特徴とする原稿読取レンズ。 - 請求項2〜5の任意の1に記載の原稿読取レンズにおいて、
3枚の正レンズのアッベ数の平均値:ν凸、3枚の負レンズのアッベ数の平均値:ν凹が、条件:
(4) 17.0 < ν凸−ν凹 < 20.0
を満足することを特徴とする原稿読取レンズ。 - 請求項1〜6の任意の1に記載の原稿読取レンズにおいて、
半画角(度):ω、開口効率:AEが、条件:
(5) 18.5 < ω×AE
を満足することを特徴とする、原稿読取レンズ。 - 請求項1〜7の任意の1に記載の原稿読取レンズを、鏡筒に組付け一体化してなる原稿読取レンズユニット。
- 原稿を読取る装置であって、
原稿を支持する原稿支持手段と、
この原稿支持手段に支持された原稿を照明する照明手段と、
照明された原稿の像を結像させる原稿読取レンズと、
この原稿読取レンズにより結像された原稿の像を受光して電気信号に変換する撮像手段とを有し、
上記原稿読取レンズとして、請求項1〜7の任意の1に記載の原稿読取レンズを用いたことを特徴とする原稿読取装置。 - 請求項9記載の原稿読取装置において、
原稿支持手段が、原稿を平面的に定置するコンタクトガラスであり、
照明手段が、コンタクトガラスに載置された原稿をスリット状に照明し、スリット状の照明部に交わる方向へ原稿を走査する手段を有し、
撮像手段が、ラインセンサであることを特徴とする原稿読取装置。 - 請求項9または10記載の画像読取装置において、色分解手段を有し、原稿情報をフルカラーで読取ることを特徴とする画像読取装置。
- 画像信号を書込んで上記画像信号に対応する画像を形成する画像形成装置であって、原稿画像を画像信号化する手段として請求項9〜11の任意の1に記載の画像読取装置を有することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項12記載の画像形成装置において、
画像信号に対応する画像の書込みを、光書込みにより行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項13記載の画像形成装置において、
光書込みにより、光導電性の感光体に、形成すべき画像に対応する静電潜像を形成することを特徴とする画像形成装置。
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