JP2006201571A - 画像読取用レンズ及びそれを用いた画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 諸収差とのバランスを良好にとり、特に色収差を広帯域にわたり良好に補正し、構成枚数が少ないにも関わらずＦｎｏ(Ｆナンバー＝4.0以下)が明るく大口径であり、高空間周波数に対するＭＴＦが高く、周辺画角まで高い開口効率を維持することができる画像読取用レンズ及びそれを用いた画像読取装置を得ること。
【解決手段】 原稿面上の画像情報を読取素子面上に結像させるための画像読取用レンズにおいて、原稿面側から読取素子面側へ順に、第１、第２、第３、第４レンズ、絞り近傍に配置した樹脂材で成形された回折光学素子を有し、該正のパワーを有するレンズと該負のパワーを有するレンズのうち、それぞれ少なくとも１枚のレンズは樹脂材で成形され、そのうち少なくとも１枚のレンズは１面が非球面形状であること。
【選択図】 図１

Description

本発明は回折光学素子を有する画像読取用レンズ及びそれを用いた画像読取装置に関し、特に明るいＦｎｏ（Ｆナンバー）で、周辺画角まで高い開口効率を維持しながら、各収差がバランスよく補正され、高解像力を有する、例えばデジタル複写機やイメージスキャナーなどのデジタル読取機器に好適なものである。

一般にデジタル複写機やイメージスキャナーなどでは、照明装置からの光束により照明された原稿の画像情報を画像読取用レンズ（原稿読取用レンズ）により読取素子面上に縮小結像させて順次原稿面をスキャンしていき、該画像情報をデジタルデータとして読取り電気的に処理できる信号に変換している。このデジタル複写機やイメージスキャナーなどの読取素子としては1次元固体撮像素子(ラインセンサー)が多く採用されている。

また、デジタル複写機やイメージスキャナーなどに用いられる画像読取用レンズにおいて、カラー用の読取素子としては、例えば３つのラインセンサー（CCD）を同一基板上に配置した３ラインセンサーを多く採用している。これは、赤(R)、緑(G)、青(B)の色フィルターを有した受光素子が１チップ上に３列に並んで配置されており、この受光素子面上にカラー画像の画像情報を信号化している。

このデジタル複写機やイメージスキャナーなどに用いられる画像読取用レンズにおいて、カラー原稿を良好に読み取るためには受光素子面上RGB3原色の各色光の結像位置を光軸方向に合致させる必要があり、このため各色について良好に色収差の補正をしなければならない。この色収差は極めて精度良く補正させる必要がある。

更に、このような画像読取用レンズでは、一般に画像において高空間周波数領域での高いコントラストが要求されるとともにコンパクト化及び高速読取りという点から小型、高画角で、かつ開口効率が画角周辺部まで100%近くであることが要求される。また、当然ながら簡易な構成で、しかも製造が容易なことが要求される。

このような要望を満たす画像読取用レンズとしては、例えば絞り中心に複数のレンズを略対称に配置した対称型のレンズ系がある。

一般に対称型のレンズ系は特に高解像力及び高画質な画像が容易に得られるという特徴を有している。

原稿面上の画像情報を画像読取用レンズでセンサー面上に縮小結像させ、該センサーからの信号により該画像情報を電子情報として読取る際には原稿面全体をセンサー面上に高解像力で結像させることが重要となってくる。

画像読取用レンズとしては、例えばレンズ構成が４群６枚のガウスタイプのレンズ系がある。この画像読取用レンズは、球面収差、像面湾曲収差、歪曲収差などの諸収差が比較的十分良く補正されているため、一般的に広く用いられている。

しかしながら、このガウスタイプの画像読取用レンズは、色収差、特に軸上色収差に関して、可視波長域の短波長側で補正過剰となり、長波長側では逆に補正不足となり、可視波長域の広い範囲においては良好に補正することが難しく多くの残存色収差(2次スペクトル)があった。そのため、このような画像読取用レンズを、例えばイメージスキャナーなどのカラー画像読取装置に用いた場合にはR(赤)、G(緑)、B(青)の各色でのピント位置が若干異なり、読取画像の劣化が生じるという問題点があった。

この残存色収差を広帯域の波長に対して補正するには、広帯域波長に対しても屈折率変化の少ない異常部分分散性を有するガラス(異常分散ガラス)を用いる必要があるが、この種のガラスは一般に高価で、且つ加工が難しいという問題点があった。

また、色収差の低減として回折光学素子（回折格子）を用いた画像読取用レンズが提案されている。しかしながらこの画像読取用レンズは設計値以外の次数のフレアー光が存在し、これにより読み取り画像の劣化が生じるという問題点があった。このフレアー光を低減する方法としては、例えば図１２、図１３に示すような基板104上に分散特性の違う２種類の樹脂より成る格子部105、106を積層させた積層型の回折光学素子を用いる方法がある。

しかしながら、図１２に示す格子部105、106の深さｄ₁、ｄ₂が互いに異なるタイプでは製造に困難があるという問題点があり、また図１３のタイプでは格子部105、106の深さｄが80〜90μmと深く、画角のついた光線が格子部の壁の部分で反射され迷光になるという問題点があった。

更に、基板104と格子部105、106がガラスと樹脂の２種類の違う材料で成形している為、製造が難しく、且つ、成形上でもカップリング材の必要性の問題点があった。

レンズ系として見ると、回折光学素子を使用したレンズ枚数の少ない４群４枚のトポゴンタイプなどが挙げられる(特許文献１参照)。
特開２０００−６６０９３号公報

上記特許文献１における原稿読取用レンズは、絞りを中心に略対称に複数のレンズを適切に配置すると共に、回折光学素子面を利用することによって諸収差のうち、特に色収差を広帯域にわたり良好に補正し、構成枚数が少ないにも拘らず原稿面全体の画像情報をセンサー面上に高解像力で縮小結像させている。

特許文献１の原稿読取レンズはレンズの縮小倍率が0.15〜0.19と小さい。このために、縮小倍率が0.22以上、且つＦｎｏ（Ｆナンバー）4.0以下となると、色収差が小さくとも他の収差量が大きくなる傾向があった。

本発明は諸収差とのバランスを良好にとり、特に色収差を広帯域にわたり良好に補正し、構成レンズ枚数が少ないにも関わらずＦｎｏ(Ｆナンバー＝4.0以下)が明るく大口径であり、高空間周波数に対するＭＴＦが高く、周辺画角まで高い開口効率を維持することができる画像読取用レンズ及びそれを用いた画像読取装置の提供を目的とする。

請求項１の発明の画像読取用レンズは、
原稿面上の画像情報を読取素子面上に結像させるための画像読取用レンズにおいて、
原稿面側から読取素子面側へ順に、該原稿面側に凸面を向けたメニスカス形状の正のパワーを有する第１レンズ、該原稿面側に凸面を向けたメニスカス形状の負のパワーを有する第２レンズ、絞り、該読取素子側に凸面を向けたメニスカス形状の負のパワーを有する第３レンズ、該読取素子側に凸面を向けたメニスカス形状の正のパワーを有する第４レンズ、該絞り近傍に配置した樹脂材で成形された回折光学素子を有し、
該正のパワーを有するレンズと該負のパワーを有するレンズのうち、それぞれ少なくとも１枚のレンズは樹脂材で成形され、そのうち少なくとも１枚のレンズは１面が非球面形状であることを特徴としている。

請求項２の発明の画像読取用レンズは、
原稿面上の画像情報を読取素子面上に結像させるための画像読取用レンズにおいて、
原稿面側から読取素子面側へ順に、該原稿面側に凸面を向けたメニスカス形状の正のパワーを有する第１レンズ、該原稿面側に凸面を向けたメニスカス形状の負のパワーを有する第２レンズ、絞り、該読取素子側に凸面を向けたメニスカス形状の負のパワーを有する第３レンズ、該読取素子側に凸面を向けたメニスカス形状の正のパワーを有する第４レンズ、該絞り近傍に配置した樹脂材で成形された回折光学素子を有し、
該正のパワーを有するレンズと該負のパワーを有するレンズのうち、それぞれ少なくとも１枚のレンズは樹脂材で成形され、そのうち少なくとも１枚のレンズは１面が非球面形状であり、
該樹脂材で成形された正のパワーを有するレンズの材質の平均屈折率と平均アッベ数を各々Ｎ凸、ν凸、該樹脂材で成形された負のパワーを有するレンズの材質の平均屈折率と平均アッベ数を各々Ｎ凹、ν凹とするとき、
１．５２＜（Ｎ凸＋Ｎ凹）／２＜１．５７
２０＜ν凸−ν凹＜３０
なる条件を満足することを特徴としている。

請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、
前記樹脂材で成形されたレンズは、前記第１レンズと第２レンズであることを特徴としている。

請求項４の発明は請求項１又は２の発明において、
前記樹脂材で成形されたレンズは、前記第１レンズと第３レンズであることを特徴としている。

請求項５の発明は請求項１又は２の発明において、
前記樹脂材で成形されたレンズは、前記第１レンズと第２レンズと第３レンズであることを特徴としている。

請求項６の発明は請求項１乃至５のいずれか１項の発明において、
前記回折光学素子は、前記絞りの直前又は直後に配置されていることを特徴としている。

請求項７の発明は請求項１乃至６のいずれか１項の発明において、
前記回折光学素子は、正のパワーの回折格子面を有する回折格子と、負のパワーの回折格子面を有する回折格子とを互いに回折格子面が向き合わせて接合した積層型回折光学素子であることを特徴としている。

請求項８の発明は請求項７の発明において、
前記負のパワーの回折格子面を持つ回折格子の材質の屈折率とアッベ数を各々ＮＧＰ１、νＧＰ１、正のパワーの回折格子面を持つ回折格子の材質の屈折率とアッベ数を各々ＮＧＰ２、νＧＰ２、画像読取用レンズ全系の焦点距離をｆ、回折光学素子面の屈折力をφｄとするとき、
１．５２＜（ＮＧＰ１＋ＮＧＰ２）／２＜１．５７
２０＜νＧＰ１−νＧＰ２＜３０
０．０１＜ｆ×φｄ＜０．０５
なる条件を満足することを特徴としている。

請求項９の発明は請求項１乃至８のいずれか１項の発明において、
前記回折光学素子は、基板と回折格子が樹脂材で一体に成形されていることを特徴としている。

請求項１０の発明は請求項９の発明において、
前記基板と回折格子を樹脂材で一体に成形している回折光学素子は、射出成形によって成形されていることを特徴としている。

請求項１１の発明は請求項９の発明において、
前記基板と回折格子を樹脂材で一体に成形している回折光学素子は、モールド成形によって成形していることを特徴としている。

請求項１２の発明は請求項１乃至１１のいずれか１項の発明において、
前記回折光学素子を構成する基板と回折格子の材料は、プラスチック光学材料であることを特徴としている。

請求項１３の発明の画像読取装置は、
請求項１乃至１２の何れか１項に記載の画像読取用レンズを用いて原稿面上の画像情報を読取素子面上に形成していることを特徴としている。

本発明によれば対称型のレンズ系の絞り近傍に基板と一体に樹脂材で成形した回折光学素子を配置することによって諸収差とのバランスを良好にとり、特に色収差を広帯域にわたり良好に補正し、Ｆｎｏ(Fナンバー＝4.0以下)が明るく大口径であり、高空間周波数に対するＭＴＦが高く、周辺画角まで高い開口効率を維持することができる画像読取用レンズ及びそれを用いた画像読取装置を達成することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

図１〜図４は各々本発明の画像読取用レンズの実施例１〜４のレンズ断面図であり、各々画像読取装置に適した場合を示している。図５は本発明の実施例１の結像倍率β＝‐0.22のときの諸収差図、図６は本発明の実施例２の結像倍率β＝‐0.22のときの諸収差図、図７は本発明の実施例３の結像倍率β＝‐0.22のときの諸収差図、図８は本発明の実施例４の結像倍率β＝‐0.22のときの諸収差図である。

レンズ断面図において図面上、左側が拡大側（共役点が長い方）で原稿面Ｔ側（読取画像が設けられている側）であり、右側が縮小側（共役点が短い方）で像面ＩＰ側（例えば読取素子としてのＣＣＤが設けられている側）である。

図１〜図４においてＰＬは画像読取用レンズであり、例えばＸｅランプ(キセノンランプ)より成る光源により照明された原稿面Ｔ上の画像情報を読取素子ＩＰ面上に結像させている。Ｔは原稿面であり、その面上に画像情報が形成されている。ＩＰは読取素子としてのラインセンサー（CCD）である。Ｇｉ（ｉ＝１〜４）は画像読取用レンズＰＬを形成する第ｉレンズ、ＳＰは絞りである。

ＧＰは積層型の回折光学素子であり、基板と格子部（回折格子）を樹脂材で一体に成形した正のパワー（屈折力）の回折格子面を有する第１の回折格子GP1と、基板と格子部を樹脂材で一体に成形した負のパワーの回折格子面を有する第２の回折格子GP2とを互いに回折格子面が向き合わせて接合されている。

尚、各実施例では単層の回折光学素子を用いても良い。

画像読取用レンズＰＬを構成する第ｉレンズＧｉのうち、Ｇ１は原稿面側に凸面を向けたメニスカス形状の正のパワーを有する第１レンズ、Ｇ２は原稿面側に凸面を向けたメニスカス状の負のパワーを有する第２レンズ、Ｇ３はラインセンサー側に凸面を向けたメニスカス状の負のパワーを有する第３レンズ、Ｇ４はラインセンサー側に凸面を向けたメニスカス状の正のパワーを有する第４レンズである。

各実施例１〜４においては第２レンズＧ２と第３レンズＧ３との間に絞りＳＰを配置し、かつ絞りＳＰ近傍に積層型の回折光学素子ＧＰを配置している。

また本実施例では正のパワーを有する第１、第４レンズＧ１,Ｇ４、負のパワーを有する第２、第３レンズＧ２,Ｇ３のそれぞれ少なくとも１枚ずつを樹脂材で成形し、そのうち少なくとも１枚のレンズの１面を非球面形状より成形している。これにより本実施例では簡易な構成で、かつ製造し易い（コストを下げ）、非球面形状を成形できるようにすることで、少ない枚数で、且つ明るいＦｎｏにおいても諸収差を良好に補正している。

実施例１では第１レンズＧ１と第２レンズＧ２、実施例２では第１レンズＧ１と第３レンズＧ３、実施例３、実施例４では共に第１レンズＧ１、第２レンズＧ２、そして第３レンズＧ３を樹脂により成形している。

尚、実施例１で用いた第１、第２レンズＧ１、Ｇ２のプラスチック光学材料は各々Ｇ1は、商品名ＺＥＯＮＥＸ(日本ゼオン(株))、Ｇ2はポリカーボネート（ＰＣ）、実施例２で用いた第１、第３レンズＧ１、Ｇ３のプラスチック光学材料は各々Ｇ1は、商品名ＺＥＯＮＥＸ(日本ゼオン(株))、Ｇ3は、ポリカーボネート（ＰＣ）、実施例３で用いた第１、第２、第３レンズＧ１、Ｇ２、Ｇ３のプラスチック光学材料は各々Ｇ1は、商品名ＺＥＯＮＥＸ(日本ゼオン(株))、Ｇ2は、ポリカーボネート（ＰＣ）、Ｇ3は、アクリル（ＰＭＭＡ）、実施例４で用いた第１、第２、第３レンズＧ１、Ｇ２、Ｇ３のプラスチック光学材料は各々Ｇ1は、アクリル（ＰＭＭＡ）、Ｇ2，Ｇ3はポリカーボネート（ＰＣ）等を使用している。

本発明においては樹脂材で成形された正のパワーを有するレンズの材質の平均屈折率(１つのときは１つのレンズの材質の屈折率)と平均アッベ数を各々Ｎ凸、ν凸、樹脂材で成形された負のパワーを有するレンズの材質の平均屈折率と平均アッベ数を各々Ｎ凹、ν凹とするとき、
１．５２＜（Ｎ凸＋Ｎ凹）／２＜１．５７ ‥‥(1)
２０＜ν凸−ν凹＜３０ ‥‥(2)
なる条件を満足させている。

次に各条件式(1),(2)の技術的意味について説明する。

条件式(1),(2)は、各々樹脂材を用いた正のパワーを有するレンズ（正レンズ）と負のパワーを有するレンズ（負レンズ）のプラスチック光学材料を規定し、回折光学素子との色収差のバランスと他の諸収差のバランスをとる為の条件である。条件式(1),(2)の少なくとも一方の上限値を超えてしまうと、他の諸収差が悪化するため良くない。また条件式(1),(2)の少なくとも一方の下限値を超えるとレンズ系で発生する色収差量が大きくなり、回折光学素子での補正が困難となるので良くない。

更に本発明は上記条件式(1),(2)を次の如く設定するのが良い。

１．５３＜（Ｎ凸＋Ｎ凹）／２＜１．５６ ‥‥(1ａ)
２３＜ν凸−ν凹＜２８ ‥‥(2ａ)
また各実施例における記回折光学素子は、負のパワーの回折格子面を持つ回折格子の材質の屈折率とアッベ数を各々ＮＧＰ１、νＧＰ１、正のパワーの回折格子面を持つ回折格子の材質の屈折率とアッベ数を各々ＮＧＰ２、νＧＰ２、画像読取用レンズ全系の焦点距離をｆ、回折光学素子面の屈折力をφｄとするとき、
１．５２＜（ＮＧＰ１＋ＮＧＰ２）／２＜１．５７ ‥‥(3)
２０＜νＧＰ１−νＧＰ２＜３０ ‥‥(4)
０．０１＜ｆ×φｄ＜０．０５ ‥‥(5)
なる条件を満足させている。

次に各条件式(3),(4)、(5)の技術的意味について説明する。

条件式(3),(4)は、各々回折光学素子のプラスチック光学樹脂材料を規定し、良好なる色収差補正を行う為の条件であり、条件式(3),(4)の少なくとも一方の上限値を超えてしまうと、レンズ系で発生する色収差に対し、補正過剰となるので良くない。また条件式(3),(4)の少なくとも一方の下限値を超えると補正不足となってしまうので良くない。

条件式(5）は、軸上色収差を良好に補正するための条件であり、条件式(5）の上限値を超えてしまうと回折光学素子面の屈折力φdが大きくなり、軸上色収差が補正過剰となると共に回折光学素子面の中心部と周辺部とでの格子ピッチの差が増大してしまい、製作が困難になるので良くない。

また条件式(5）の下限値を超えてしまうと回折光学素子面の屈折力φdが小さくなり、軸上色収差が補正不足となると共に１次回折光以外の回折光の影響が増大しフレアーとなってくるので良くない。

更に本発明は上記条件式(3),(4)、(5)を次の如く設定するのが良い。

１．５３＜（ＮＧＰ１＋ＮＧＰ２）／２＜１．５６ ‥‥(3a)
２３＜νＧＰ１−νＧＰ２＜２８ ‥‥(4a)
０．０２＜ｆ×φｄ＜０．０４５ ‥‥(5a)
また本発明では、各実施例において積層型の回折光学素子ＧＰを絞りＳＰ直前に配置している。これは可視域全域で高い回折効率を実現する為に積層型の回折光学素子を用いており、該積層型の回折光学素子ＧＰを絞りＳＰ直前に配置することにより、軸外光束の光軸からの通過位置が低いことを利用して、軸外収差への悪影響を最小限にして軸上色収差を効率的に補正する為である。もちろん絞りＳＰ直後に積層型回折光学素子ＧＰを配置しても同等の効果が得られる。

各実施例で使用する第１、第２の回折格子GP1、GP2の格子ピッチは各々光源からの光束の基準波長（ｄ線）をλ₀、光軸からの距離をｈ、位相係数をＣ_2i（ｉ＝1,2・・・）、位相をφ（ｈ）としたとき、
φ（ｈ）＝2π/λ₀・（Ｃ₂・ｈ²+Ｃ₄・ｈ⁴+Ｃ₆・ｈ⁶+・・+Ｃ_2ｉ・ｈ^2ｉ）
なる式で表されるものである。各数値実施例では、１次光を設計値としている。

図９は本発明に関わる積層型の回折光学素子GPを説明するための説明図である。

同図に示すように第１の回折格子（回折光学素子）GP1は基板101と正のパワーの回折格子面102aを有する格子部102がプラスチック光学材料により一体に射出成形されている。また第２の回折格子（回折光学素子）GP2も同様に基板103と負のパワーの回折格子面104aを有する格子部104がプラスチック光学材料により一体に射出成形されている。

更に回折格子面102a,104aを互いに向い合わせに配置し、周囲を接着剤105で固定することによって積層型の回折光学素子GPを達成している。これは光学部材が２つに分かれないために従来のガラス基板を使用する場合よりも簡易に構成でき、かつ製造が容易で大幅なコストダウンが図れる。

また本実施例では積層型の回折光学素子GPを射出成形で成形しているが、これに限らず、モールド成形で成形しても良い。

各実施例で用いた第１の回折格子GP1のプラスチック光学材料は、商品名ZEONEX（日本ゼオン（株））、もしくはアクリル（PMMA）を使用しており、また第２の回折格子GP2のプラスチック光学材料は、ポリカーボネート（PC）を使用している。

各数値実施例においては第１、第２の回折格子GP1,GP2の格子の深さを各々順にｄ₁、ｄ₂としたとき、該格子深さｄ₁、ｄ₂を
｛n₁（λ_a）-1｝ｄ₁―｛n₂（λ_a）-1｝ｄ₂＝ｍλ_a・・(6)
｛n₁（λ_ｂ）-1｝ｄ₁―｛n₂（λ_ｂ）-1｝ｄ₂＝ｍλ_ｂ・・(7)
但し、
ｎ₁：第１の回折格子GP1の材質の屈折率
ｎ₂：第２の回折格子GP2の材質の屈折率
λ_a：第１の設定波長(μm)
λ_b：第２の設定波長(μm)
ｍ：1,2,3…
なる式から決定している。

上記材質の組み合わせでは、関係式(6),(7)を用い、設計次数をｍ＝1と設定し、第１、第２の回折格子GP1,GP2の格子部の深さをｄ₁＝11.613(μm)，ｄ₂＝9.635(μm)、もしくはｄ₁＝18.064(μm)，ｄ₂＝14.244(μm)としている。

図１０は本発明の画像読取用レンズをデジタルカラー複写機の画像読取装置に適用したときの要部外略図である。

同図において２は原稿台ガラスであり、その面上に原稿１が載置されている。４は照明光源であり、例えばハロゲンランプ、蛍光灯やキセノンランプ等によって成っている。３は反射笠であり、照明光源４からの光束を反射させ、効率よく原稿を照明している。５,６,７は各々の順に第１、第２、第３の反射ミラーであり、原稿１からの光束の光路を本体内部で折り曲げている。８は上述した数値実施例1から4の何れかの画像読取用レンズであり、原稿１の画像情報に基づく光束を読取手段９面上に結像させている。９は読取手段としてのラインセンサー(ＣＣＤ)である。１０は本体、１１は圧板である。

本実施例において照明光源４から放射された光束は直接あるいは反射笠３を介して原稿１を照明し、該原稿１からの反射光を第１、第２、第３の反射ミラー５,６,７を介して本体内部でその光束の光路を折り曲げ、画像読取用レンズ８によりＣＣＤ９面上に結像させている。このとき第１、第２、第３の反射ミラー５,６,７が副走査方向に移動しながら主走査方向を電気的に走査することで原稿１の画像情報を読み取っている。このとき第２,３の反射ミラー６,７は、第１の反射ミラー５の移動量の半分移動することで原稿１とＣＣＤ９との距離を一定としている。

尚、本実施形態では１：２走査光学系を有する画像読取装置に本発明の画像読取用レンズを適用したが、これに限らず、例えば図１１に示す一体型（フラットベッド型）の画像読取装置に適用しても本発明は上述の実施形態１と同様に適用することができる。

図１１において照明手段２４から放射された光束は直接あるいは反射笠２３を介して原稿２１を照明し、該原稿２１からの反射光束を第１、第２、第３、第４反射ミラー２５，２６，２７，２８を介してキャリッジ３１内部でその光路を折り曲げ、画像読取用レンズ２９により１次元ＣＣＤ等のリニアイメージセンサ３０（以下「ＣＣＤ」と称す。）面上に結像させている。そしてキャリッジ３１を副走査モーター（不図示）により図中に示す矢印Ｃ方向（副走査方向）に移動させることにより原稿２１の画像情報を読み取っている。同図におけるＣＣＤ３０は複数の受光素子を１次元方向（主走査方向）に配列した構成により成っている。

尚、本実施例ではデジタルカラー複写機の画像読取装置に本発明の画像読取用レンズを適用したが、これに限らず、例えばカラーイメージスキャナーなどの種々のカラー画像読取装置にも適用することができる。

次に本発明の実施例１〜４に各々対応する数値実施例１〜４を示す。数値実施例においてｉは原稿面からの面の順番を示し、ｒｉは各面の曲率半径、ｄｉは第ｉ番目と第ｉ＋１番目の光学部材厚又は空気間隔、Ｎｄｉとνｄｉは第ｉ番目の光学部材のｄ線に対する屈折率とアッベ数である。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、Ｙは像高、βは倍率である。また実施例中の波長はランプの分光特性とCCDフィルターの分光特性を考慮したRGBの重心波長であり、基準波長（G）は543nm、長波長（R）は622nm、短波長（B）は458nmで計算している。また前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−１に示す。

非球面形状は光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、

で表される。ただし、Ｒは近軸曲率半径、ｋは円錐定数、Ａ、Ｂ、Ｃは非球面係数である。

本発明の実施例１のレンズ断面図 本発明の実施例２のレンズ断面図 本発明の実施例３のレンズ断面図 本発明の実施例４のレンズ断面図 本発明の実施例１の収差図 本発明の実施例２の収差図 本発明の実施例３の収差図 本発明の実施例４の収差図 本発明に係る積層型回折光学素子の説明図 本発明の画像読取用レンズを画像読取装置に適用したときの要部概略図 本発明の画像読取用レンズを画像読取装置に適用したときの要部概略図 従来例の積層型回折光学素子の説明図 従来例の積層型回折光学素子の説明図

符号の説明

ＰＬ 画像読取用レンズ
Ｇｉ 第ｉレンズ
ＧＰｉ 第ｉの回折格子
ＧＰ 積層型回折光学素子
ＳＰ 絞り
Ｔ 原稿面
IP 読取素子（像面）
１ 原稿
２ 原稿台ガラス
３ 反射笠
４ 照明光源
５ 第１の反射ミラー
６ 第２の反射ミラー
７ 第３の反射ミラー
８ 画像読取用レンズ
９ 読取手段
１０ 本体
１１ 圧板
１０１、１０３ 基板
１０２、１０４ 格子部
１０５ 接着剤

Claims (13)

1. 原稿面上の画像情報を読取素子面上に結像させるための画像読取用レンズにおいて、
   原稿面側から読取素子面側へ順に、該原稿面側に凸面を向けたメニスカス形状の正のパワーを有する第１レンズ、該原稿面側に凸面を向けたメニスカス形状の負のパワーを有する第２レンズ、絞り、該読取素子側に凸面を向けたメニスカス形状の負のパワーを有する第３レンズ、該読取素子側に凸面を向けたメニスカス形状の正のパワーを有する第４レンズ、該絞り近傍に配置した樹脂材で成形された回折光学素子を有し、
   該正のパワーを有するレンズと該負のパワーを有するレンズのうち、それぞれ少なくとも１枚のレンズは樹脂材で成形され、そのうち少なくとも１枚のレンズは１面が非球面形状であることを特徴とする画像読取用レンズ。
2. 原稿面上の画像情報を読取素子面上に結像させるための画像読取用レンズにおいて、
   原稿面側から読取素子面側へ順に、該原稿面側に凸面を向けたメニスカス形状の正のパワーを有する第１レンズ、該原稿面側に凸面を向けたメニスカス形状の負のパワーを有する第２レンズ、絞り、該読取素子側に凸面を向けたメニスカス形状の負のパワーを有する第３レンズ、該読取素子側に凸面を向けたメニスカス形状の正のパワーを有する第４レンズ、該絞り近傍に配置した樹脂材で成形された回折光学素子を有し、
   該正のパワーを有するレンズと該負のパワーを有するレンズのうち、それぞれ少なくとも１枚のレンズは樹脂材で成形され、そのうち少なくとも１枚のレンズは１面が非球面形状であり、
   該樹脂材で成形された正のパワーを有するレンズの材質の平均屈折率と平均アッベ数を各々Ｎ凸、ν凸、該樹脂材で成形された負のパワーを有するレンズの材質の平均屈折率と平均アッベ数を各々Ｎ凹、ν凹とするとき、
   １．５２＜（Ｎ凸＋Ｎ凹）／２＜１．５７
   ２０＜ν凸−ν凹＜３０
   なる条件を満足することを特徴とする画像読取用レンズ。
3. 前記樹脂材で成形されたレンズは、前記第１レンズと第２レンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取用レンズ。
4. 前記樹脂材で成形されたレンズは、前記第１レンズと第３レンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取用レンズ。
5. 前記樹脂材で成形されたレンズは、前記第１レンズと第２レンズと第３レンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取用レンズ。
6. 前記回折光学素子は、前記絞りの直前又は直後に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像読取用レンズ。
7. 前記回折光学素子は、正のパワーの回折格子面を有する回折格子と、負のパワーの回折格子面を有する回折格子とを互いに回折格子面が向き合わせて接合した積層型回折光学素子であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像読取用レンズ。
8. 前記負のパワーの回折格子面を持つ回折格子の材質の屈折率とアッベ数を各々ＮＧＰ１、νＧＰ１、正のパワーの回折格子面を持つ回折格子の材質の屈折率とアッベ数を各々ＮＧＰ２、νＧＰ２、画像読取用レンズ全系の焦点距離をｆ、回折光学素子面の屈折力をφｄとするとき、
   １．５２＜（ＮＧＰ１＋ＮＧＰ２）／２＜１．５７
   ２０＜νＧＰ１−νＧＰ２＜３０
   ０．０１＜ｆ×φｄ＜０．０５
   なる条件を満足することを特徴とする請求項７に記載の画像読取用レンズ。
9. 前記回折光学素子は、基板と回折格子が樹脂材で一体に成形されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像読取用レンズ。
10. 前記基板と回折格子を樹脂材で一体に成形している回折光学素子は、射出成形によって成形されていることを特徴とする請求項９に記載の画像読取用レンズ。
11. 前記基板と回折格子を樹脂材で一体に成形している回折光学素子は、モールド成形によって成形していることを特徴とする請求項９に記載の画像読取用レンズ。
12. 前記回折光学素子を構成する基板と回折格子の材料は、プラスチック光学材料であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像読取用レンズ。
13. 請求項１乃至１２の何れか１項に記載の画像読取用レンズを用いて原稿面上の画像情報を読取素子面上に形成していることを特徴とする画像読取装置。