JP2007065515A

JP2007065515A - Optical system, image reading lens, image reader and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2007065515A
Application number: JP2005254208A
Authority: JP
Inventors: Kiichiro Nishina; 喜一朗仁科
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2007-03-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To very easily perform the correction of the variation of aberration such as the curvature of field caused by the working errors of parameters constituting an image reading lens, the curve of an image forming surface by the warpage of a line sensor, and further eccentricity of assembly in a short time. <P>SOLUTION: The image reading lens 21 is an optical system equipped with a diaphragm 3 and a plurality of lenses 11 to 16 and reducing image light to form an image on the line sensor. The plurality of lenses 11 to 16 are divided and held by at least two holding members 1 and 2. The diaphragm 3 is held by a holding member 4 different from the holding members 1 and 2. The image reading lens is equipped with an adjusting member for moving at least one of the holding members 1, 2 and 4. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学系、画像読取装置、及び画像形成措置に関する。 The present invention relates to an optical system, an image reading apparatus, and an image forming measure.

ファクシミリやデジタル複写機の原稿読み取り部やイメ−ジスキャナは、読み取るべき画像情報を画像読取レンズで縮小してＣＣＤのような光電変換を行うラインセンサ上に結像させて画像情報を信号化する。また画像情報をカラーで読み取るため、例えば赤、緑、青のフィルタを持ったラインセンサが１チップに３列に配列されている、所謂３ラインＣＣＤを用い、この受光面に原稿像を結像させることにより３原色に色分解し、カラー画像情報を信号化する光学系が知られている。
このような読取レンズは、一般に像面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共に、開口効率が画角周辺部まで１００％近くある事が要求されている。更に、カラー原稿を良好に読み取るためには、受光面上で赤、緑、青の各色の結像位置を光軸方向に合致させる必要があり、各色の色収差補正を極めて良好に補正しなければならない。
そのため、使用される読取レンズは、像面湾曲を非常に小さく抑え、光軸近傍から周辺までの各像高における結像性能が均一となるように設計する必要がある。
しかし、実際に使用する場合、設計中央値として像面湾曲を小さく抑えたとしても、レンズを構成している各パラメータ（曲率半径、肉厚、面間隔、使用する硝材の屈折率等）の加工誤差などのばらつきにより、像面湾曲等の収差が変動し、光軸近傍と周辺部の結像位置が変化してしまい、光軸近傍から周辺までの各像高において均一な結像性能が得られなくなる。
そこで、各パラメータの変動をキャンセルさせるため、レンズの一部分の肉厚を選別組合せし、あるいは、レンズの任意の空気間隔を変化させる方法が知られている。
しかし、何れの場合にもレンズの肉厚又は当初組み付けた状態での読取レンズの結像性能を測定しておく必要があり、コストアップの要因となる。
また、近年、画像を高精細に読み取る要求から、読取光学系の読取密度が高密度化され、それに対応するため、ラインセンサが長尺化している。ラインセンサの長尺化により、ラインセンサの長手方向に反りが発生し、結像レンズの光軸近傍と周辺部におけるピント位置のずれが生じ、画像品質の低下の要因となっている。
更に、レンズを鏡筒などの保持部材に組付ける場合に、組付けるレンズの位置がシフト又はティルトして保持されてしまう、所謂組付け偏心が発生する。組付け偏心は、結像性能におよぼす影響が大きいため、相互に影響を及ぼし合うレンズ面同士、或いはレンズ同士が極力偏心しないような構造とし、組付時も極力偏心が発生しないように配慮する必要ある。 A document reading unit or an image scanner of a facsimile or a digital copying machine reduces image information to be read by an image reading lens, forms an image on a line sensor that performs photoelectric conversion such as a CCD, and converts the image information into a signal. In addition, in order to read image information in color, for example, a so-called three-line CCD in which line sensors having red, green and blue filters are arranged in three rows on one chip is used to form an original image on this light receiving surface. By doing so, an optical system that separates the three primary colors and converts color image information into a signal is known.
Such a reading lens is generally required to have a high contrast in a high spatial frequency region on the image plane and to have an aperture efficiency close to 100% up to the periphery of the field angle. Furthermore, in order to read a color original satisfactorily, it is necessary to match the imaging positions of red, green, and blue colors on the light receiving surface in the optical axis direction, and the chromatic aberration correction of each color must be corrected very well. Don't be.
Therefore, the reading lens to be used needs to be designed so that the curvature of field is very small and the imaging performance at each image height from the vicinity of the optical axis to the periphery is uniform.
However, in actual use, even if the curvature of field is kept small as the design median value, processing of each parameter (curvature radius, thickness, surface interval, refractive index of the glass material used, etc.) constituting the lens Aberrations such as curvature of field fluctuate due to variations in error, etc., and the imaging positions near and around the optical axis change, and uniform imaging performance is obtained at each image height from the optical axis to the periphery. It becomes impossible.
In order to cancel the variation of each parameter, a method is known in which the thickness of a part of the lens is selected and combined, or an arbitrary air interval of the lens is changed.
However, in any case, it is necessary to measure the lens thickness or the imaging performance of the reading lens in the initial assembled state, which causes an increase in cost.
Further, in recent years, the reading density of the reading optical system has been increased due to a demand for reading an image with high definition, and in order to cope with this, the line sensor has become longer. Due to the increase in the length of the line sensor, warpage occurs in the longitudinal direction of the line sensor, and the focus position shifts in the vicinity of the optical axis of the imaging lens and in the peripheral portion, which causes a reduction in image quality.
Further, when the lens is assembled to a holding member such as a lens barrel, so-called assembling eccentricity occurs in which the position of the lens to be assembled is shifted or tilted. Since the mounting eccentricity has a large effect on the imaging performance, the lens surfaces that affect each other or the lenses are designed so that they are not decentered as much as possible. Necessary.

しかし、例えば、読取密度が６００ｄｐｉのように高密度読取でかつ、ラインセンサの画素サイズが例えば４．７μｍ程度に小画素となってくると、組付け偏心による性能への影響が大きくなり、各部品の公差を厳しくしても良好な性能を維持できなくなってきている。このため、組付け偏心を補正する方法として、レンズの円周方向に対して一方向のみ性能が良好になっていれば良い画像読取レンズでは、レンズユニット全体を円周方向に回転させ、最も組付け偏心の影響が小さくなる方向で使用していた。
しかし、近年、スキャナ、複写機、ファクシミリ等の画像読取装置は、低コスト化や省スペース化の要求が高くなり、読取レンズとしても低コストや省スペースを達成する必要が有る。このために読取レンズとして、鏡筒の材質を樹脂製とし、鏡筒自体のコスト低減を図り、あるいは、画像読取装置へ取り付けのための部材を一体的に成形し部品点数の低減を図ることが知られている。
また、省スペースに対応するための方法として、画像読取装置の高さ方向の厚みを低減するために、レンズの上下方向（ラインセンサの長手の直行方向、所謂副走査方向）を削除する読取レンズなどが知られている。上記のように、読取レンズに画像読取装置への取り付けのための部材を一体的に成形し、あるいは、レンズの上下を削除したようなレンズの場合、レンズユニットを円周方向へ回転することができなくなり、レンズの組付け時の偏心の影響が小さくなる方向でレンズユニットを使用することができなくなるため、レンズの組付け偏心を小さく抑える必要が生じ、組付け時の工数増大によるコストアップが生じるか、従来と同程度の組付け偏心を有している場合、レンズユニットの結像性能が著しく劣化してしまうという不具合が有る。
以上のように、実際に読取レンズとして使用するためには、加工誤差の補正と組付け偏心の補正を行う必要があり、組付け調整に大幅な時間を要してしまうという不具合がある。 However, for example, when the reading density is high density reading of 600 dpi and the pixel size of the line sensor is small, for example, about 4.7 μm, the influence on the performance due to assembly eccentricity becomes large. Even if the tolerance of parts is tightened, it has become impossible to maintain good performance. Therefore, as a method of correcting the assembling eccentricity, in an image reading lens that only needs to have good performance in one direction with respect to the circumferential direction of the lens, the entire lens unit is rotated in the circumferential direction, It was used in the direction where the influence of mounting eccentricity was reduced.
However, in recent years, image reading apparatuses such as scanners, copiers, and facsimiles are increasingly required to reduce costs and save space, and it is necessary to reduce costs and save space as reading lenses. Therefore, as the reading lens, the material of the lens barrel is made of resin, and the cost of the lens barrel itself is reduced, or a member for mounting to the image reading device is integrally formed to reduce the number of parts. Are known.
As a method for saving space, a reading lens that deletes the vertical direction of the lens (the orthogonal direction of the longitudinal direction of the line sensor, so-called sub-scanning direction) in order to reduce the thickness in the height direction of the image reading apparatus. Etc. are known. As described above, the lens unit is integrally formed with the reading lens, or the lens unit is rotated in the circumferential direction in the case of a lens in which the upper and lower sides of the lens are deleted. This makes it impossible to use the lens unit in a direction that reduces the influence of eccentricity during lens assembly.Therefore, it is necessary to reduce the lens assembly eccentricity, which increases costs due to increased man-hours during assembly. If there is an assembly eccentricity similar to that in the conventional case, there is a problem that the imaging performance of the lens unit is significantly deteriorated.
As described above, in order to actually use it as a reading lens, it is necessary to correct a processing error and an assembly eccentricity, and there is a problem that a considerable time is required for the assembly adjustment.

これに対し、従来の画像読取レンズにおける光学系の調整構造に関連する具体的な例が特許文献１〜特許文献８に示されている。
特許文献１及び特許文献２には、一体に保持されたレンズを用いる光学系の調整に係る技術が開示されている。特許文献１は、読取り用のレンズを含む光学ユニットの位置調整を行う技術に関するものであり、位置調整に係る主走査方向の位置ずれ、副走査方向の位置ずれ、走査ラインの傾き、主走査方向の回転方向の傾き、ピントのずれ及びピントのずれの勾配を同時に検出する。この場合、読取り用のレンズは、ＣＣＤラインセンサと共通の基板上に取り付けられて光学ユニットを構成しており、この光学ユニット全体として位置調整を行う。
また、特許文献２は、読取り用の結像レンズを含む第１のユニットと固体撮像素子のラインセンサを含む第２のユニットとで一つの光学ユニットを構成し、第１のユニットと第２のユニットとはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に互いに位置関係が調整可能で、且つＸ軸、Ｚ軸を中心に回転調整可能としており、第１のユニットと第２のユニットとの関係を治工具等により調整した後、光学ユニット全体を画像読取装置本体に取付け、この光学ユニットを、光軸を中心として回転調整することにより直角方向の調整を行うと共に、この光学ユニットをライン走査方向を中心として回転調整することにより、副走査方向の読み取り位置の調整を行うものである。
この場合、読取り用のレンズは、ラインセンサと相互の位置関係を調整して一体化して光学ユニットを構成し、この光学ユニット全体として画像読取装置本体に対する位置調整を行う。 On the other hand, specific examples relating to the adjustment structure of the optical system in the conventional image reading lens are shown in Patent Documents 1 to 8.
Patent Documents 1 and 2 disclose a technique related to adjustment of an optical system using a lens held integrally. Patent Document 1 relates to a technique for adjusting the position of an optical unit including a reading lens, and includes a position shift in the main scanning direction, a position shift in the sub-scanning direction, a scan line inclination, and a main scanning direction related to the position adjustment. The rotation direction tilt, the focus shift, and the focus shift gradient are simultaneously detected. In this case, the reading lens is mounted on a common substrate with the CCD line sensor to constitute an optical unit, and the position of the optical unit as a whole is adjusted.
Further, in Patent Document 2, a first unit including a reading imaging lens and a second unit including a line sensor of a solid-state image sensor constitute one optical unit, and the first unit and the second unit The position of the unit can be adjusted relative to each other in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and the rotation can be adjusted around the X-axis and Z-axis. The relationship between the first unit and the second unit is controlled. After adjustment with a tool, etc., the entire optical unit is attached to the image reading device main body, and the optical unit is rotated and adjusted around the optical axis to make a right angle adjustment. As a result, the reading position in the sub-scanning direction is adjusted.
In this case, the reading lens adjusts and integrates the positional relationship with the line sensor to form an optical unit, and the optical unit as a whole adjusts the position of the image reading apparatus main body.

特許文献３及び特許文献４には、主走査方向と副走査方向、特に副走査方向についてのピント調整に係る技術が開示されている。
特許文献３の技術は、主走査方向調整用の第１のパターンと副走査方向調整用の第２のパターンを表記したピント調整用原稿を用いて主走査方向については、第１のパターンを用いた通常の調整作業で読取り用の結像レンズを移動させてピント調整を行い、副走査方向については、ピント調整用原稿と結像レンズの間の光路中に透光性材料からなる読取部材を移動可能に挿入配置し、この読取部材の移動調整により、該読取部材を介して第２のパターンを結像レンズにて読み取り、ピント調整を行う。
特許文献４の技術は、主走査方向調整用の第１のパターンと副走査方向調整用の複数の第２のパターンを表記したピント調整用原稿を用い、且つ原稿読取り用のラインセンサにそれと直交する方向の調整用ラインセンサを一体化して設けて、これらにより、主走査方向及び副走査方向のピント調整、さらには光軸を中心とする回転方向の調整をも行うものである。
特許文献３及び特許文献４の技術では、主走査方向及び副走査方向についてのピント調整が行われ、特に副走査方向についてのピント調整が良好に行われる。 Patent Documents 3 and 4 disclose techniques related to focus adjustment in the main scanning direction and the sub-scanning direction, particularly in the sub-scanning direction.
The technique of Patent Document 3 uses the first pattern for the main scanning direction by using the focus adjustment document in which the first pattern for main scanning direction adjustment and the second pattern for sub-scanning direction adjustment are described. In the normal adjustment operation, the imaging lens for reading is moved to adjust the focus, and in the sub-scanning direction, a reading member made of a translucent material is placed in the optical path between the document for focusing and the imaging lens. It is inserted so as to be movable, and by adjusting the movement of the reading member, the second pattern is read by the imaging lens through the reading member, and the focus is adjusted.
The technique of Patent Document 4 uses a focus adjustment document in which a first pattern for main scanning direction adjustment and a plurality of second patterns for sub-scanning direction adjustment are written, and is orthogonal to a line sensor for document reading. The line sensor for adjustment in the direction to be integrated is provided so as to adjust the focus in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and further adjust the rotation direction around the optical axis.
In the techniques of Patent Literature 3 and Patent Literature 4, focus adjustment in the main scanning direction and sub-scanning direction is performed, and in particular, focus adjustment in the sub-scanning direction is favorably performed.

特許文献５及び特許文献６には、画像読取レンズを複数のレンズ群に分割保持する構成に係る技術が開示されている。
特許文献５の技術は、原稿画像を読取るためのレンズを前群と後群に２分割して、物体側に前群を、像側に後群をそれぞれ配してなるものであり、これら前群と後群の間には、空気間隔が存在する。
特許文献６の技術は、レンズを保持する鏡筒が少なくとも２つに分割されて互いに接合されていて、これら分割された鏡筒の接合部はねじ構造に形成され、これら鏡筒を相対回転させることにより、分割された鏡筒にそれぞれ取り付けられたレンズ間の距離を変化させるものであり、組み付け時の工程時間を短縮し、最良な結像性能を得ることができる。この特許文献６に示された構成では、２つに分割された鏡筒の相対回転により、両者間の間隔を調整することができる。 Patent Documents 5 and 6 disclose a technique relating to a configuration in which an image reading lens is divided and held in a plurality of lens groups.
In the technique of Patent Document 5, a lens for reading a document image is divided into a front group and a rear group, and a front group is arranged on the object side and a rear group is arranged on the image side. There is an air gap between the group and the rear group.
In the technique of Patent Document 6, the lens barrel holding the lens is divided into at least two parts and joined to each other, and the joint part of the divided lens barrels is formed in a screw structure, and these lens barrels are rotated relative to each other. Thus, the distance between the lenses attached to each of the divided lens barrels is changed, the process time during assembly can be shortened, and the best imaging performance can be obtained. In the configuration shown in Patent Document 6, the distance between the two can be adjusted by relative rotation of the lens barrel divided into two.

特許文献７には、画像読取レンズの固定方法に係る技術が開示されている。すなわち、特許文献７の技術は、一次元ＣＣＤ、すなわちラインセンサ、が取り付けられるＣＣＤ基板が取り付けられたブロックを、３次元方向に互いに直交する３組の調整用締結具を用いて位置決めし、各調整用締結具をその受部に押圧するための弾性部材を備えるものであり、ラインセンサの長手方向両端部にてＣＣＤ基板面に垂直な方向に第１組の締結具にて独立に位置決めしてピント調整し、ＣＣＤの長手方向両端部においてＣＣＤ基板面内で該長手方向に直交する方向に第２組の締結具にて独立に位置決めして副走査調整し、ラインセンサの長手方向両端部をＣＣＤ基板面内で該長手方向にそって第３組の締結具にて位置決めして主走査調整が行われる。この場合、読取り用のレンズは、ＣＣＤ基板が取り付けられたブロックを当接する支持板体に固定しており、この支持板体により、前記ブロックと一体的に支持固定される。
特許文献８には、チャートを用いた画像読取レンズの光学系の調整に係る技術が開示されている。特許文献８の技術は、原稿面に主走査方向と副走査方向の調整用チャートを配置し、両調整用チャートを結像レンズによりラインセンサに結像させて、主走査方向と副走査方向のＭＴＦ（変調伝達関数）が同時に所定の値を満足するようにピント調整するものである。この場合、原稿面に配置する調整用チャートは、主走査方向と副走査方向のための調整用チャートを同時に且つ並列的に表記したものである。
特開２０００−８３１４４公報特開平１１−６９１０３号公報特開２００１−１４４８９９公報特開平１１−３１７８３９号公報特開２００２−８２２８２公報特開平１１−３３７７９９号公報特開平１１−２０５５３１号公報特開２００４−３０４６８６公報 Patent Document 7 discloses a technique related to an image reading lens fixing method. That is, in the technique of Patent Document 7, a block to which a CCD substrate to which a one-dimensional CCD, that is, a line sensor is attached is positioned using three sets of adjustment fasteners orthogonal to each other in a three-dimensional direction. It is provided with an elastic member for pressing the adjustment fastener to its receiving part, and is positioned independently by the first set of fasteners in the direction perpendicular to the CCD substrate surface at both longitudinal ends of the line sensor. Focusing is performed, and both ends in the longitudinal direction of the line sensor are positioned by the second set of fasteners independently in the direction perpendicular to the longitudinal direction on the CCD substrate at the both ends in the longitudinal direction of the CCD and adjusted in the sub-scanning direction. Is aligned with the third set of fasteners along the longitudinal direction on the surface of the CCD substrate to perform main scanning adjustment. In this case, the reading lens is fixed to a support plate that abuts the block on which the CCD substrate is attached, and is supported and fixed integrally with the block by the support plate.
Patent Document 8 discloses a technique related to adjustment of an optical system of an image reading lens using a chart. In the technique of Patent Document 8, an adjustment chart in the main scanning direction and the sub-scanning direction is arranged on the document surface, and both the adjustment charts are imaged on a line sensor by an imaging lens, so that the main scanning direction and the sub-scanning direction are imaged. Focus adjustment is performed so that the MTF (modulation transfer function) simultaneously satisfies a predetermined value. In this case, the adjustment charts arranged on the document surface are the adjustment charts for the main scanning direction and the sub-scanning direction that are written simultaneously and in parallel.
JP 2000-83144 A JP 11-69103 A JP 2001-144899 A JP 11-317839 A JP 2002-82282 A JP 11-337799 A JP 11-205531 A JP 2004-304686 A

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の技術では、読取り用のレンズは一体に保持されて構成され、さらにラインセンサとも一体化された光学ユニットとして画像読取装置本体に対する位置調整を行う必要があるため、調整工程が非常に複雑となる。更に、加工公差による読取レンズの像面湾曲変動や、ＣＣＤの反りに対する調整は行えないという問題がある。
また、特許文献３及び特許文献４の技術では、前記公知例では、スキャナ光学系としては不必要な、部材や、副走査方向のピント調整のためのラインセンサが必要であり、コストアップやスキャナ光学系の大型化を招いてしまうという問題がある。
特許文献５に記載の読取レンズの後群レンズは、主に像面湾曲補正のために用いられる像面フラットナーの機能を有するもので、前後群の間隔を変化させても、コマ収差や歪曲収差などの緒収差の変動を小さく抑えながら像面湾曲補正を行うことは困難であるため、前群と後群の間の空気間隔の調整については具体的には何ら記載されていない。
特許文献６の技術に示された構成では、２つに分割された鏡筒の相対回転により、両者間の間隔を調整することができるが、この調整に際しての相対回転により、各鏡筒における組み付け偏心の状態が変化してしまい、間隔調整後にさらなる回転調整が必要となる。
特許文献７の技術においても加工公差による読取レンズの像面湾曲変動や、ＣＣＤの反りに対する調整は行えないという不具合があり、更に調整用の部品点数が非常に多く、調整工程が煩雑で更に部品コストが高くなるという問題がある。 However, in the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2, it is necessary to adjust the position of the image reading apparatus main body as an optical unit in which the reading lens is integrally held and further integrated with the line sensor. The adjustment process becomes very complicated. Furthermore, there is a problem in that it is not possible to adjust the curvature of field of the reading lens due to processing tolerances and the warpage of the CCD.
Further, in the techniques of Patent Document 3 and Patent Document 4, in the known example, a member and a line sensor for adjusting the focus in the sub-scanning direction, which are unnecessary as a scanner optical system, are necessary. There is a problem that the size of the optical system is increased.
The rear group lens of the reading lens described in Patent Document 5 has a function of an image plane flattener mainly used for correcting the field curvature, and even if the distance between the front and rear groups is changed, coma aberration and distortion are changed. Since it is difficult to correct the curvature of field while suppressing fluctuations in aberrations such as aberrations, there is no specific description of adjustment of the air gap between the front group and the rear group.
In the configuration shown in the technique of Patent Document 6, the distance between the two can be adjusted by relative rotation of the lens barrel divided into two parts. The state of eccentricity changes, and further rotation adjustment is necessary after the interval adjustment.
Even in the technique of Patent Document 7, there is a problem in that it is impossible to make adjustments for fluctuations in the field curvature of the reading lens due to processing tolerances and for warping of the CCD, and the number of parts for adjustment is very large, and the adjustment process is complicated and further parts are required. There is a problem that the cost becomes high.

そこで本発明の目的は、これらの問題に鑑み、画像読取レンズを構成しているパラメータの加工誤差により発生する像面湾曲等の緒収差の変動、ラインセンサの反りによる結像面の湾曲、更に組付け偏心の補正を、非常に簡便で短時間で行うことで、良好な結像性能を有した低製造コストである画像読取レンズ及びそれを用いた装置を提供することである。
本発明の別の目的は、スキャナ光学系調整工数の大幅低減による、省電力化を図ることである。
本発明の別の目的は、レンズユニット検査が不要となることによる、レンズユニット検査装置製作に関わる原材料や加工に関わるエネルギー低減を図ることである。
本発明の別の目的は、保持部材を樹脂化することにより、金属原材料や金属加工に関わるエネルギー低減を図ることである。
本発明の別の目的は、レンズを化学的に安定で鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスで構成することにより、材料のリサイクル化が可能で、加工時の廃液による水質汚染が無いことや、また、非球面を採用することでレンズの構成枚数を低減することによる、ガラス材料やガラス加工に関わるエネルギー低減を図ることである。 Therefore, in view of these problems, the object of the present invention is to change aberrations such as curvature of field caused by processing errors of parameters constituting the image reading lens, curvature of the image plane due to warping of the line sensor, An object of the present invention is to provide an image reading lens having a good imaging performance and a low manufacturing cost, and an apparatus using the same, by correcting the assembly eccentricity in a very simple and short time.
Another object of the present invention is to save power by greatly reducing the man-hour for adjusting the scanner optical system.
Another object of the present invention is to reduce the energy related to the raw materials and processing involved in manufacturing the lens unit inspection apparatus by eliminating the need for the lens unit inspection.
Another object of the present invention is to reduce energy related to metal raw materials and metal processing by resinating the holding member.
Another object of the present invention is that the lens is made of optical glass that is chemically stable and does not contain harmful substances such as lead and arsenic, so that the material can be recycled and there is no water pollution due to waste liquid during processing. In addition, it is intended to reduce the energy related to glass material and glass processing by reducing the number of lens components by adopting an aspherical surface.

請求項１に記載の発明は、絞りと複数のレンズを備え画像光を光電変換素子上に縮小結像させる光学系において、前記複数のレンズは、少なくとも２つのレンズ保持部材に分割して保持され、前記絞りは、前記レンズ保持部材とは異なる絞り保持部材で保持されており、前記レンズ保持部材及び前記絞り保持部材のうちの少なくとも１つを移動させる調節部材を備えている、ことを特徴とする光学系である。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光学系において、前記各レンズは、前記絞りの物体側と像側の２つのレンズ群に分割されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の光学系において、前記絞りには、径の異なる複数の開口部が設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の光学系において、前記絞りを移動させて前記開口部の選択により絞り径を切り替える駆動源を備えていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の光学系において、光軸近傍と原稿端部の結像位置を同一面上に補正する方向に、前記各レンズのうち少なくとも１つのレンズの位置を調整する第１調整機構を備えていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の光学系において、前記レンズの構成要素の加工誤差により生じる像面湾曲変動を補正する方向に、前記各レンズのうち少なくとも１つのレンズの位置を調整する第２調整機構を備えていることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, in the optical system that includes an aperture and a plurality of lenses and focuses image light on a photoelectric conversion element, the plurality of lenses are divided and held by at least two lens holding members. The aperture is held by an aperture holding member different from the lens holding member, and includes an adjustment member that moves at least one of the lens holding member and the aperture holding member. It is an optical system.
According to a second aspect of the present invention, in the optical system according to the first aspect, each of the lenses is divided into two lens groups on the object side and the image side of the stop.
According to a third aspect of the present invention, in the optical system according to the first or second aspect, the aperture is provided with a plurality of openings having different diameters.
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical system according to the third aspect of the present invention, the optical system includes a drive source that moves the diaphragm and switches a diaphragm diameter by selecting the opening.
According to a fifth aspect of the present invention, in the optical system according to any one of the first to fourth aspects, the respective lenses are arranged in a direction in which the imaging positions of the vicinity of the optical axis and the document edge are corrected on the same plane. A first adjustment mechanism for adjusting the position of at least one lens is provided.
According to a sixth aspect of the present invention, in the optical system according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, in the direction of correcting the field curvature variation caused by the processing error of the lens components, A second adjustment mechanism for adjusting the position of at least one lens is provided.

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の光学系において、前記光電変換素子の反りにより生じる光軸近傍と原稿端部の結像位置の変化を、同一面上に補正する方向に前記各レンズのうち少なくとも１つのレンズの位置を調整する第３調整機構を備えていることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項５〜７の何れか一項に記載の光学系において、前記第１乃至第３調整機構は、レンズ群間の少なくとも１つの間隔を調整することを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項２記載の光学系において、前記レンズ群内の偏心により発生する左右像高の結像位置差を補正する方向に前記各レンズのうち少なくとも１つのレンズの位置を調整する第５調整機構を備えていることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項９記載の光学系において、前記第４調整機構は、前記レンズ群の少なくとも１つをスリット長手方向に平行移動させて調整することを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項９記載の光学系において、前記第４調整機構は、前記レンズ群の少なくとも１つをスリット長手方向に傾けて調整することを特徴とする請求項９記載の光学系。
請求項１２に記載の発明は、請求項９記載の光学系において、前記第４調整機構は、前記レンズ群の少なくとも１つを円周方向に回転させて調整することを特徴とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２の何れか一項に記載の光学系において、前記レンズ保持部材は、樹脂製であることを特徴とする。
請求項１４に記載の発明は、請求項１３記載の光学系において、前記レンズ保持部材は、その保持する複数の前記レンズの空気間隔を所定の間隔に配置することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the optical system according to any one of the first to sixth aspects, the change in the imaging position of the vicinity of the optical axis and the edge of the document caused by the warp of the photoelectric conversion element is the same. A third adjustment mechanism is provided for adjusting the position of at least one of the lenses in the direction of correction on the surface.
According to an eighth aspect of the present invention, in the optical system according to any one of the fifth to seventh aspects, the first to third adjustment mechanisms adjust at least one interval between the lens groups. And
According to a ninth aspect of the present invention, in the optical system according to the second aspect, at least one of the lenses in the direction in which an imaging position difference between left and right image heights caused by decentering in the lens group is corrected. A fifth adjustment mechanism for adjusting the position is provided.
According to a tenth aspect of the present invention, in the optical system according to the ninth aspect, the fourth adjusting mechanism adjusts by moving at least one of the lens groups in the slit longitudinal direction.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the optical system according to the ninth aspect, the fourth adjusting mechanism adjusts by tilting at least one of the lens groups in the slit longitudinal direction. Optical system.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the optical system according to the ninth aspect, the fourth adjustment mechanism adjusts by rotating at least one of the lens groups in a circumferential direction.
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the optical system according to any one of the first to twelfth aspects, the lens holding member is made of resin.
A fourteenth aspect of the invention is characterized in that, in the optical system according to the thirteenth aspect, the lens holding member arranges air intervals of the plurality of lenses held therein at a predetermined interval.

請求項１５に記載の発明は、請求項１３又は１４記載の光学系において、前記レンズ保持部材は、その外形形状が非円筒形状であることを特徴とする。
請求項１６に記載の発明は、請求項１乃至１５記載の画像読取レンズにおいて、結像レンズはガラスレンズであり、そのガラス材料は鉛、砒素などの有害物質を含有していないことを特徴とする。
請求項１７に記載の発明は、原稿の画像を読み取る画像読取装置において、前記原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された原稿の反射光を縮小結像させる請求項１から１６の何れか一項に記載の光学系と、前記光学系で結像された前記原稿の画像光を光電変換する光電変換素子と、を備えていることを特徴とする画像読取装置である。
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の画像読取装置において、前記光学系の任意の光路中に色分解機能を有する光学素子を備え、前記画像光をカラーで読み取ることを特徴とする。
請求項１９に記載の発明は、請求項１７又は１８に記載の画像読取装置において、前記レンズは接着により前記レンズ保持部材に固定されていることを特徴とする。
請求項２０に記載の発明は、請求項１７〜１９の何れか一項に記載の画像読取装置において、前記絞りとして用いる前記開口部の切り替えに対応して画像読取速度を変化させる制御手段を備えている。
請求項２１に記載の発明は、印字媒体上に画像を形成する画像形成装置において、前記画像形成のための画像を読み取る請求項１７〜２０の何れか一項に記載の画像読取装置を備えていることを特徴とする画像形成装置である。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the optical system according to the thirteenth or fourteenth aspect, the outer shape of the lens holding member is a non-cylindrical shape.
The invention according to claim 16 is the image reading lens according to any one of claims 1 to 15, wherein the imaging lens is a glass lens, and the glass material does not contain harmful substances such as lead and arsenic. To do.
According to a seventeenth aspect of the present invention, in an image reading apparatus that reads an image of a document, an illumination system that illuminates the document and reflected light of the document illuminated by the illumination system are reduced and imaged. An image reading apparatus comprising: the optical system according to claim 1; and a photoelectric conversion element that photoelectrically converts image light of the original image formed by the optical system.
The invention according to claim 18 is the image reading apparatus according to claim 17, further comprising an optical element having a color separation function in an arbitrary optical path of the optical system, and reading the image light in color. To do.
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the image reading device according to the seventeenth or eighteenth aspect, the lens is fixed to the lens holding member by adhesion.
According to a twentieth aspect of the present invention, there is provided the image reading apparatus according to any one of the seventeenth to nineteenth aspects, further comprising a control unit that changes an image reading speed in response to switching of the opening used as the diaphragm. ing.
A twenty-first aspect of the present invention is an image forming apparatus for forming an image on a print medium, comprising the image reading apparatus according to any one of the seventeenth to twenty-second aspects, wherein the image for forming the image is read. An image forming apparatus.

請求項１に記載の発明によれば、原稿面全域に亘って、良好な性能を有する調整が非常に簡易、かつ精度良くできるので、光学系の高性能化と低製造コスト化が達成できる。
請求項２に記載の発明によれば、２つのレンズ群に分割することで、構成を簡素化して、部品点数削減による部品費の低減と組み立て工数が低減でき、更なる低製造コスト化が達成できる。
請求項３、４に記載の発明によれば、径の異なる複数の絞りを設け、それを切り替え可能とすることができるので、例えば、より径の小さい絞りを使用することで、レンズのＦナンバを暗くでき、深度幅が広く、特にコマフレアが小さいより良好な結像性能を実現できる。
請求項５、６に記載の発明によれば、主に加工誤差により発生する像面湾曲変動を、良好に補正することが可能となり、原稿面全域に亘って均一で良好な性能が得られる。
請求項７に記載の発明によれば、光電変換素子の反りを補正するよう像面湾曲を調整できるため、光電変換素子のばらつきがあっても、良好な読取画像品質が得られる。
請求項８に記載の発明によれば、レンズの組み直しなしにレンズ群の間隔を任意の値に変更できるため、調整時間の大幅な短縮が可能となるとともに、像面湾曲の補正量を最適化できるため、低製造コストで高性能な光学系となる。特に絞りを中心に略対称なレンズタイプの場合、絞りから前後に２分割することで、球面収差やコマ収差を変化させることなしに、像面湾曲を補正可能であるため、加工公差を緩めることが可能で、低製造コストで、良好な性能を有する光学系が提供できる。
請求項９〜１１に記載の発明によれば、レンズ群をスリット長手に対してシフトまたはティルトさせることで、サジタル方向とメリディオナル方向の両方または、サジタル方向のみ補正できるため、簡便な手順で組み立て偏心の補正が可能となり、調整時間が大幅に短縮できる。 According to the first aspect of the invention, since adjustment with good performance can be performed very easily and accurately over the entire original surface, high performance and low manufacturing cost of the optical system can be achieved.
According to the invention described in claim 2, by dividing the lens into two lens groups, the configuration can be simplified, the parts cost can be reduced by reducing the number of parts, and the assembly man-hour can be reduced, thereby further reducing the manufacturing cost. it can.
According to the third and fourth aspects of the present invention, it is possible to provide a plurality of diaphragms having different diameters and to switch the diaphragms. For example, by using a diaphragm having a smaller diameter, the F number of the lens can be changed. The image can be darkened, the depth range is wide, and in particular, better imaging performance can be realized with small coma flare.
According to the fifth and sixth aspects of the present invention, it is possible to satisfactorily correct field curvature fluctuations mainly caused by processing errors, and uniform and good performance can be obtained over the entire document surface.
According to the seventh aspect of the present invention, since the curvature of field can be adjusted so as to correct the warpage of the photoelectric conversion element, good read image quality can be obtained even if the photoelectric conversion elements vary.
According to the invention described in claim 8, since the interval between the lens groups can be changed to an arbitrary value without reassembling the lens, the adjustment time can be greatly shortened and the correction amount of the field curvature is optimized. Therefore, it becomes a high-performance optical system at a low manufacturing cost. In particular, in the case of a lens type that is substantially symmetric with respect to the aperture, it is possible to correct curvature of field without changing spherical aberration or coma aberration by dividing the lens into two parts before and after the aperture. Thus, an optical system having good performance can be provided at a low manufacturing cost.
According to the invention described in claims 9 to 11, since the lens group can be shifted or tilted with respect to the slit length, both the sagittal direction and the meridional direction or only the sagittal direction can be corrected. Correction is possible, and the adjustment time can be greatly shortened.

請求項１２に記載の発明によれば、分割されたレンズ群を光軸中心に回転させることで、組付け偏心が大きなレンズでも影響を小さく抑えることが可能であるため、構成部品の公差を緩めることができ、低製造コスト化に寄与できる。
請求項１３に記載の発明によれば、保持部材自体も低製造コストにできるとともに、金属製の保持部材製作に関わる原材料や加工エネルギーを削減できるため、地球環境に大きく貢献できる。
請求項１４に記載の発明によれば、隣接するレンズ間の空気間隔を設定するための部品が不必要であるため、部品点数の低減で低コスト化に寄与できるとともに、中間リング製作に必要となる、原材料や加工エネルギーを削減できるため、地球環境に大きく貢献できる。
請求項１５に記載の発明によれば、薄型の画像読取装置を製造することが可能となるとともに、請求項８、９の組付け偏心調整を行なえば、良好な結像性能が得られる。
請求項１６に記載の発明は、請求項１〜１５の何れか一項に記載の画像読取レンズにおいて、結像レンズはガラスレンズであり、そのガラス材料は鉛、砒素などの有害物質を含有していないことを特徴とする画像読取レンズ。
全てのレンズを化学的に安定で鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスで構成することにより、材料のリサイクル化が可能で、加工時の廃液による水質汚染が無く、省資源化や加工時に発生するＣＯ₂等を低減でき、地球環境を考慮した、小型で低コストな読み取り用レンズとする事が出来る。 According to the twelfth aspect of the invention, by rotating the divided lens group around the optical axis, it is possible to suppress the influence even with a lens having a large assembly eccentricity, and therefore, the tolerance of the component parts is relaxed. This can contribute to lower manufacturing costs.
According to the thirteenth aspect of the present invention, the holding member itself can be made at a low manufacturing cost, and the raw materials and processing energy related to the production of the metal holding member can be reduced, which can greatly contribute to the global environment.
According to the fourteenth aspect of the present invention, there is no need for a part for setting the air gap between adjacent lenses. Therefore, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced. Because it can reduce raw materials and processing energy, it can greatly contribute to the global environment.
According to the fifteenth aspect of the present invention, it is possible to manufacture a thin image reading apparatus, and good imaging performance can be obtained by performing the assembly eccentricity adjustment according to the eighth and ninth aspects.
The invention according to claim 16 is the image reading lens according to any one of claims 1 to 15, wherein the imaging lens is a glass lens, and the glass material contains harmful substances such as lead and arsenic. An image reading lens characterized by not having any.
All lenses are made of optical glass that is chemically stable and does not contain harmful substances such as lead and arsenic, so that materials can be recycled and there is no water pollution due to waste liquid during processing, saving resources and processing. It is possible to reduce the CO _{2 and the} like that are sometimes generated, and to obtain a small and low-cost reading lens in consideration of the global environment.

請求項１７に記載の発明によれば、請求項１〜１５の何れか一項と同様の効果を奏することができる。
請求項１８に記載の発明によれば、良好なフルカラー読取画像品質を有する画像読取装置を提供できる。
請求項１９に記載の発明によれば、ベルトなどで締め付ける場合に発生するレンズの変形やレンズの移動を発生することなしに、良好な性能を保ったままレンズの保持が可能となる。
請求項２０に記載の発明によれば、絞りの径を小さくし、読取り速度を低減することで、原稿の浮きが発生しても良好な品質で原稿読み取りができる。
請求項２１に記載の発明によれば、請求項１７〜２０の何れか一項と同様の効果を奏することができる。 According to invention of Claim 17, there can exist an effect similar to any one of Claims 1-15.
According to the eighteenth aspect of the present invention, an image reading apparatus having good full color read image quality can be provided.
According to the nineteenth aspect of the present invention, it is possible to hold the lens while maintaining good performance without causing the deformation of the lens or the movement of the lens that occurs when tightening with a belt or the like.
According to the twentieth aspect of the invention, by reducing the aperture diameter and reducing the reading speed, the original can be read with good quality even if the original is lifted.
According to invention of Claim 21, there can exist an effect similar to any one of Claims 17-20.

以下、本発明を実施するための最良の形態を複数例説明する。
図１は、本実施形態の画像読取レンズの縦断面図である。この画像読取レンズは、画像光を図示しない光電変換素子であるラインセンサｓ（図４参照）上に縮小結像させる光学系である。
図１に示すように、画像読取レンズ２１は、例えば２群６枚構成のレンズであり、図１の左側を物体側、右側を像面側とした場合、絞り３の物体側にある３枚のレンズ１１〜１３が保持部材１で、像側にある３枚のレンズ１４〜１６が保持部材２で保持され、２つのレンズ群に別々に保持されている（以下、前群レンズ１と、後群レンズ２ともいう）。また、絞り３は絞り保持部材４でレンズ１１〜１６とは別体に保持されている。
このような構成で例えば保持部材１に保持された物体側のレンズ１１〜１３、又は、保持部材２で保持された像側のレンズ１３〜１６のどちらか一方、又は、両方を光軸方向（図１の矢印方向）に移動させて（このような移動を行う図示しない調整部材を備えている）、良好な結像性能が得られるようにするものである。
本例では、レンズの構成として、２群６枚構成のレンズ１１〜１６を用いたが、レンズの構成枚数にも特に制約はないことは言うまでもない。また、保持部材１、２で保持するレンズの枚数は、本例では物体側の群と像側の群がともに３枚であったが、当然のことながら物体側と像側の枚数が異なっていてもよく、また枚数も特に制約はなく１枚以上であれば何枚であってもよい。 Hereinafter, multiple examples of the best mode for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the image reading lens of the present embodiment. The image reading lens is an optical system that focuses image light on a line sensor s (see FIG. 4) that is a photoelectric conversion element (not shown).
As shown in FIG. 1, the image reading lens 21 is a lens having, for example, two groups and six elements. When the left side in FIG. 1 is the object side and the right side is the image plane side, three lenses on the object side of the diaphragm 3. The lenses 11 to 13 are the holding member 1, and the three lenses 14 to 16 on the image side are held by the holding member 2, and are separately held in the two lens groups (hereinafter, the front group lens 1, Also referred to as rear group lens 2). The diaphragm 3 is held by a diaphragm holding member 4 separately from the lenses 11 to 16.
In such a configuration, for example, either the object-side lenses 11 to 13 held by the holding member 1 or the image-side lenses 13 to 16 held by the holding member 2, or both are arranged in the optical axis direction ( The image is moved in the direction of the arrow in FIG. 1 (including an adjustment member (not shown) that performs such movement) so that good imaging performance can be obtained.
In this example, the lenses 11 to 16 having two groups and six elements are used as the lens structure, but it goes without saying that the number of lenses is not particularly limited. Further, in this example, the number of lenses held by the holding members 1 and 2 is three for both the object side group and the image side group, but the number of lenses on the object side and the image side is naturally different. Also, the number of sheets is not particularly limited, and may be any number as long as it is one or more.

図２に示すように、絞り３は、横に長い形状をしており、の長手方向に符号３ａ〜３ｃまでの径の異なる複数の開口部が形成されている。絞り３は、保持部材４により、前群レンズ１と、後群レンズ２との間に保持されている。
他の例として、図３に示すように、絞り３が扇型の形状をしており、そこに図２と同様に、径の異なる開口部３ａ〜３ｃを３つ設けても良い。径の異なる開口部の数は、図２、図３の例では３個であるが、２個以上であればいくつでも良い。
具体的には、図２及び図３の例では、開口部３ａが絞りとして機能する位置に絞り３が配置されている。この状態から、絞り径を変更する場合には、図２、図３の矢印の方向に絞り３を図示しない駆動源で移動させることで、径の異なる開口部３ｂ、又は３ｃがレンズ１１〜１６の絞りになるように移動させることができる。
また、光軸近傍と原稿端部の結像位置とを同一面上に補正する方向に、保持部材１、２で保持されたレンズ１１〜１６の少なくとも１つのレンズの位置が所定の図示しない調整機構により調整可能である。
画像読取レンズでは、光軸近傍からスリット長手の原稿端部までの全域に亘って均一な結像性能であることが要求される。このため、例えば、前述の調整部材により分割したレンズ群１、２の位置を変化させ、原稿面ｔ（図４参照）全域に亘って均一で良好な性能になるよう調整する。
この場合に、光軸近傍と原稿端部の結像位置が異なる要因の一つとして、加工誤差により生じる像面湾曲変動がある。
そこで、結像レンズの構成要素の加工誤差により生じる、像面湾曲変動を補正する方向に、保持部材１、２で保持されたレンズ１１〜１６の少なくとも１つのレンズの位置を調整機構により調整可能とする。具体的には、レンズ群１、２の位置が前述の調整部材により調整可能とすればよい。 As shown in FIG. 2, the diaphragm 3 has a horizontally long shape, and a plurality of openings having different diameters from 3 a to 3 c are formed in the longitudinal direction. The diaphragm 3 is held between the front group lens 1 and the rear group lens 2 by a holding member 4.
As another example, as shown in FIG. 3, the diaphragm 3 has a fan shape, and three openings 3 a to 3 c having different diameters may be provided there as in FIG. 2. The number of openings having different diameters is three in the examples of FIGS. 2 and 3, but any number of openings may be used as long as the number is two or more.
Specifically, in the example of FIGS. 2 and 3, the diaphragm 3 is disposed at a position where the opening 3a functions as a diaphragm. When changing the aperture diameter from this state, the aperture 3b or 3c having different diameters is moved to the lenses 11 to 16 by moving the aperture 3 in the direction of the arrow in FIGS. It can be moved so as to become the aperture.
Further, the position of at least one of the lenses 11 to 16 held by the holding members 1 and 2 is adjusted in a predetermined direction (not shown) in a direction in which the vicinity of the optical axis and the image forming position of the document edge are corrected on the same plane. It can be adjusted by the mechanism.
The image reading lens is required to have uniform imaging performance over the entire area from the vicinity of the optical axis to the end of the slit-long document. For this reason, for example, the positions of the lens groups 1 and 2 divided by the adjusting member described above are changed, and adjustment is performed so that uniform performance is obtained over the entire document surface t (see FIG. 4).
In this case, as one of the factors that cause the difference in image formation position between the vicinity of the optical axis and the document edge, there is a field curvature variation caused by a processing error.
Therefore, the position of at least one of the lenses 11 to 16 held by the holding members 1 and 2 can be adjusted by the adjustment mechanism in the direction of correcting the field curvature variation caused by the processing error of the components of the imaging lens. And Specifically, the positions of the lens groups 1 and 2 may be adjusted by the adjustment member described above.

また、光軸近傍と原稿端部の結像位置が異なる別の要因として、原稿読取装置に用いるラインセンサｓの反りがある。
そこで、ラインセンサｓの反りにより生じる、光軸近傍と原稿端部の結像位置の変化を、同一面上に補正する方向に、保持部材１、２で保持されたレンズ１１〜１６の少なくとも１つのレンズの位置を調整機構により調整可能とする。具体的には、レンズ群１、２の位置が前述の調整部材により調整可能とすればよい。
レンズ群１、２間の間隔は、例えば、前述の調整部材により調整可能である。画像読取レンズ２１において、光軸近傍と原稿端部の結像位置は、像面湾曲により発生する。この像面湾曲を補正するために、レンズの任意の間隔を変化させることで補正が可能となる。特に、図１に示すような絞り３を中心として略対称的に配置されているレンズ構成の場合、絞り間隔を変化（図１中左右方向）させることで、球面収差やコマ収差の変動は小さく抑えながら像面湾曲を変化させることが可能となる。
さらに、レンズ群１、２内の偏心により発生する左右像高の結像位置差を補正する方向に、レンズ１１〜１６の少なくとも１つのレンズの位置を調整機構により調整可能とする。
図４に示すように、画像読取レンズ２１の各レンズ群１、２内に組付け偏心がある場合、スリット長手方向（ラインセンサｓ長手方向）の左右像高、図中（ａ）の位置と（ｂ）の位置のサジタルとメリディオナル両方向の結像位置が異なってしまう。このことにより、像面湾曲と同様に原稿面ｔの全域に亘って良好な性能を有することができなくなる。これを２分割されたレンズ群１、２を移動させて、サジタルとメリディオナルを同時に移動させ、あるいは、どちらか一方のみを移動させることで、良好な状態に補正することができる。 Another factor that causes the image forming position of the vicinity of the optical axis and the edge of the document to be different is the warp of the line sensor s used in the document reading apparatus.
Therefore, at least one of the lenses 11 to 16 held by the holding members 1 and 2 in a direction in which the change in the imaging position in the vicinity of the optical axis and the document edge caused by the warp of the line sensor s is corrected on the same plane. The position of one lens can be adjusted by an adjustment mechanism. Specifically, the positions of the lens groups 1 and 2 may be adjusted by the adjustment member described above.
The distance between the lens groups 1 and 2 can be adjusted by the adjusting member described above, for example. In the image reading lens 21, the image forming positions in the vicinity of the optical axis and the edge of the document are generated by field curvature. In order to correct this curvature of field, correction can be performed by changing an arbitrary distance between the lenses. In particular, in the case of a lens configuration arranged substantially symmetrically with respect to the stop 3 as shown in FIG. 1, the variation in spherical aberration and coma aberration is reduced by changing the stop interval (left and right in FIG. 1). It is possible to change the curvature of field while suppressing it.
Further, the position of at least one of the lenses 11 to 16 can be adjusted by the adjusting mechanism in a direction for correcting the imaging position difference between the left and right image heights caused by the eccentricity in the lens groups 1 and 2.
As shown in FIG. 4, when there is an assembly eccentricity in each of the lens groups 1 and 2 of the image reading lens 21, the left and right image heights in the slit longitudinal direction (line sensor s longitudinal direction), the position in FIG. The imaging positions in both the sagittal and meridional directions at the position (b) are different. This makes it impossible to have good performance over the entire area of the document surface t as in the case of field curvature. By moving the lens groups 1 and 2 divided into two and moving the sagittal and the meridional at the same time, or moving only one of them, it can be corrected to a good state.

次に、この場合の画像読取レンズ２１のレンズ群１、２の具体的な移動方法について複数例説明する。
まず、レンズ群１、２の少なくとも１つをスリット長手方向に平行移動させて調整するようにする。図４に示すように、画像読取レンズ２１をスリット長手方向にシフト（図中シフト）することで、図４のようなタイプのレンズの場合、スリット長手方向の左右像高（図中（ａ）の位置と（ｂ）の位置）各々のサジタルとメリディオナル両方向を移動させることができる。
また、別の具体的な移動方法として、レンズ群１、２の少なくとも１つをスリット長手方向に傾けて調整するようにしてもよい。図４に示すように、画像読取レンズ２１をスリット長手方向にティルト（図中ティルト）することで、図４のようなタイプのレンズの場合、スリット長手方向の左右像高（図中（ａ）の位置と（ｂ）の位置）各々のサジタル方向のみを移動させることができる。
別の具体的な移動方法として、レンズ群１、２の少なくとも１つを円周方向に回転させて調整するようにしてもよい。これは、レンズ群１、２内の組付け偏心量が非常に大きく、前述の２つの例のような調整を行っても組付け偏心の影響を小さく抑えられない場合の補正方法であり、分割されたレンズ群１、２の少なくともひとつの群を図４に示すように光軸中心に回転（図中回転）させることで、組付け偏心の大きな群の影響が小さくなるようにでき、その後更に前述の２つの例のような調整を行うことで、良好な性能を得ることができる。
保持部材１、２は樹脂製であることが望ましい。図１に示すように、鏡筒を前後群に分けた場合、鏡筒の材質をアルミなどの金属製の切削加工により加工すると、鏡筒自体のコストが高くなり、コストアップの要因となる。そこで、鏡筒を樹脂製とすることにより、鏡筒自体のコストアップを招くことなしに、分割したレンズ群１、２を移動できるようにするものである。 Next, a plurality of examples of specific moving methods of the lens groups 1 and 2 of the image reading lens 21 in this case will be described.
First, at least one of the lens groups 1 and 2 is adjusted by being translated in the slit longitudinal direction. As shown in FIG. 4, by shifting the image reading lens 21 in the slit longitudinal direction (shifted in the figure), in the case of the type of lens as shown in FIG. 4, the left and right image heights in the slit longitudinal direction ((a) in the figure). And (b) position) Both sagittal and meridional directions can be moved.
As another specific moving method, at least one of the lens groups 1 and 2 may be adjusted by being inclined in the slit longitudinal direction. As shown in FIG. 4, by tilting the image reading lens 21 in the longitudinal direction of the slit (tilt in the figure), in the case of the type of lens as shown in FIG. 4, the left and right image heights in the longitudinal direction of the slit ((a) in the figure) And the position (b)) can be moved only in the respective sagittal direction.
As another specific moving method, adjustment may be made by rotating at least one of the lens groups 1 and 2 in the circumferential direction. This is a correction method in the case where the amount of assembly eccentricity in the lens groups 1 and 2 is very large, and the influence of the assembly eccentricity cannot be reduced even if adjustments such as the above two examples are performed. By rotating at least one of the lens groups 1 and 2 around the optical axis as shown in FIG. 4 (rotation in the figure), the influence of the group with large assembly eccentricity can be reduced, and then further By performing the adjustment as in the above two examples, good performance can be obtained.
The holding members 1 and 2 are preferably made of resin. As shown in FIG. 1, when the lens barrel is divided into front and rear groups, if the material of the lens barrel is processed by a metal cutting process such as aluminum, the cost of the lens barrel itself is increased, resulting in a cost increase. Therefore, by making the lens barrel made of resin, the divided lens groups 1 and 2 can be moved without increasing the cost of the lens barrel itself.

ところで、一般的には、複数のレンズを保持部材１、２に配置する場合隣接するレンズ間を所定の間隔に保つために、金属製の切削加工で製作された中間リングが用いられるであろう。
しかし、中間リングを使用すると部品点数が増加することにより、組付け工数が増大するとともに、金属の切削加工であるため、部品単価も高くレンズユニット全体のコストアップの要因となる。
そこで、図５に示すように、樹脂製の保持部材１（あるいは２）を隣接するレンズ１１、１２の空気間隔を所定の間隔とするような形状（符号ｃ部分）とする。
また、保持部材１、２の形状は、円筒形状が一般的であろうが、画像読取装置の薄型化のため、例えば図６に示すように、上下方向をカットした小判型形状や（ａ）、上部又は下部のみカットした形状とするなど（ｂ）、非円筒形状とすることで、画像読取装置の薄型化に対応可能となる。また、従来は非円筒形状にすると組付け偏心の影響を補正するためのレンズユニットを光軸中心に回転させること（いわゆるγ回転（図４の「回転」と示した矢印方向を参照））は行えなかったが、本例では前述のシフトとティルト補正を行うことで、組付け偏心の影響を小さく抑えることが可能となる。
レンズ１１〜１６は、ガラスレンズであり、そのガラス材料は鉛、砒素などの有害物質を含有していないことが望ましい。
全てのレンズ１１〜１６を化学的に安定で鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスで構成することにより、材料のリサイクル化が可能で、加工時の廃液による水質汚染が無く、省資源化や加工時に発生するＣＯ₂等を低減でき、地球環境を考慮した、小型で低製造コストである画像読取レンズ２１とすることが出来る。 By the way, in general, when a plurality of lenses are arranged on the holding members 1 and 2, an intermediate ring manufactured by metal cutting will be used to keep a predetermined distance between adjacent lenses. .
However, when the intermediate ring is used, the number of parts increases, so that the number of assembling steps increases, and the metal cutting process increases the cost of the entire lens unit.
Therefore, as shown in FIG. 5, the resin-made holding member 1 (or 2) is formed in a shape (reference c portion) such that the air interval between the adjacent lenses 11 and 12 is a predetermined interval.
Further, the holding members 1 and 2 are generally cylindrical, but in order to reduce the thickness of the image reading apparatus, for example, as shown in FIG. Further, by making the shape of only the upper part or the lower part (b), a non-cylindrical shape can cope with the thinning of the image reading apparatus. In addition, when a conventional non-cylindrical shape is used, a lens unit for correcting the influence of assembly eccentricity is rotated around the optical axis (so-called γ rotation (see the arrow direction indicated as “rotation” in FIG. 4)). Although it was not possible, in this example, it is possible to reduce the influence of assembly eccentricity by performing the shift and tilt correction described above.
The lenses 11 to 16 are glass lenses, and it is desirable that the glass material does not contain harmful substances such as lead and arsenic.
All lenses 11-16 are made of optical glass that is chemically stable and does not contain harmful substances such as lead and arsenic, so that materials can be recycled, there is no water pollution due to waste liquid during processing, and resources are saved. Thus, the CO _{2 and the} like generated during processing and processing can be reduced, and the image reading lens 21 can be made small and low in production cost in consideration of the global environment.

次に、以上説明した画像読取レンズ２１を備えた画像読取装置について説明する。
図７は、この画像読取装置４１の概略構成を示す説明図である。原稿３２は、コンタクトガラス３１の上に配置され、コンタクトガラス３１の下部に配置された照明光学系（図示せず）により、原稿３２が照明される。原稿３２の照明光は、第１走行体３３の第１ミラー３３ａにより反射され、その後、第２走行体３４の第１ミラー３４ａと第２ミラー３４ｂで反射され、縮小結像レンズとなる画像読取レンズ２１へ導かれ、画像読取レンズ２１によりラインセンサ上に結像される。原稿３２の長手方向を読み取る場合は、第１走行体２３がＶの速度で３３´迄移動し、それと同時に第２走行体３４が、第１走行体３３の半分の速度１／２Ｖで、３４´迄移動し、原稿３２全体を読み取る。
この画像読取装置４１において、ラインセンサｓは、色分解のためのフィルタをセンサ前面に配置した複数本のラインセンサが副走査方向に配列されており、複数本のラインセンサの主走査方向と副走査方向のＭＴＦが同時に任意の値を満足するようピント調整可能としている。
色分解は、画像読取レンズ２１とＣＣＤの間に色分解プリズムや、フィルタを選択的に挿入し、Ｒ、Ｇ、Ｂに色分解する方法や、例えばＲ、Ｇ、Ｂ光源を順次転倒させ原稿を照明する方法、又は、Ｒ、Ｇ、Ｂのフィルタを備えた受光素子が１チップに３列に配列されている、所謂、３ラインＣＣＤを用い、こ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、様々な光学素子を用いて良い。
また、レンズ１１〜１６は、保持部材１、２に接着により固定されている。
すなわち、従来、レンズを取り付け部材に固定する場合、レンズユニットの外周部に例えばベルトなどを回し、その端部をビスで取り付け部材に固定していた。
しかし、この方法ではベルトを強く締め付けると、レンズが変形し、結像性能が変化したり、ビスの止め方によりレンズの姿勢が変わり、やはり結像性能が変化してしまう。 Next, an image reading apparatus including the image reading lens 21 described above will be described.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the image reading device 41. The document 32 is disposed on the contact glass 31, and the document 32 is illuminated by an illumination optical system (not shown) disposed below the contact glass 31. The illumination light of the document 32 is reflected by the first mirror 33a of the first traveling body 33, and then reflected by the first mirror 34a and the second mirror 34b of the second traveling body 34, and becomes a reduced imaging lens. The light is guided to the lens 21 and imaged on the line sensor by the image reading lens 21. When reading the longitudinal direction of the document 32, the first traveling body 23 moves to 33 ′ at a speed of V, and at the same time, the second traveling body 34 moves at a speed ½ V that is half that of the first traveling body 33. ′ To read the entire document 32.
In the image reading device 41, the line sensor s includes a plurality of line sensors in which filters for color separation are arranged in front of the sensor, arranged in the sub-scanning direction, and the main scanning direction and the sub-scanning direction of the plurality of line sensors. Focus adjustment can be performed so that the MTF in the scanning direction simultaneously satisfies an arbitrary value.
For color separation, a color separation prism or filter is selectively inserted between the image reading lens 21 and the CCD to separate the colors into R, G, and B. Or a so-called three-line CCD in which light-receiving elements having R, G, and B filters are arranged in three rows on one chip, and a color image is formed on the light-receiving surface. Various optical elements such as a method of separating the colors into the three primary colors can be used.
The lenses 11 to 16 are fixed to the holding members 1 and 2 by adhesion.
That is, conventionally, when the lens is fixed to the mounting member, for example, a belt or the like is turned around the outer periphery of the lens unit, and the end thereof is fixed to the mounting member with a screw.
However, in this method, when the belt is strongly tightened, the lens is deformed and the imaging performance is changed, or the posture of the lens is changed depending on how to fix the screw, and the imaging performance is also changed.

そこで、本例では、図８に示すように、レンズ１１〜１６の保持部材１、２（例えばＶブロックのようなもの）への固定を接着により行う。接着は、図８（ａ）の様に、直接鏡筒周辺部を保持部材１、２と接着しても良い。また図８（ｂ）の様に、中間部材５１を介して固定しても良い。更により高精度な光学系が必要となり、接着剤３９の固化時の収縮により発生する、非常に微少量のレンズの位置変化が問題となる場合は、治具によりレンズ１１〜１６を保持したまま固化させることで、各レンズ１１〜１６を高精度に保持することが出来る。
この例では、保持部材１、２に載置した後接着を行っているが、図９に示すように各レンズ１１〜１６を中間部材２８で空中に浮かせた状態で接着してもよい。
画像読取装置４１は、図示しないマイクロコンピュータによる制御系を備え、開口部３ａ〜３ｃの切り替えによる絞りの開口変化に応じて、読取速度を変える制御を行っている。
例えば、高速に原稿情報を読み取る場合には、図２に示すように径の異なる開口部３ａ〜３ｃのうち、最も径の大きな開口部３ｃを絞りとして使用し、画像読取装置４１の第１走行体３３と第２走行体３４を高速に駆動する。原稿情報を高品質に読取る場合や、立体物などを取り込む場合には、径が小さい開口部３ａが絞りとなるようにして、画像読取装置４１の第１走行体３３と第２走行体３４の移動速度を遅くして読取る。
レンズの焦点深度（Ｄ）は、“Ｄ＝δ×（Ｆナンバ）”により算出できる（但し、δは最小錯乱円）。この式より明らかなように、レンズの深度は、Ｆナンバに比例している。つまり、Ｆナンバが小さい明るいレンズに対して、絞り径が小さくＦナンバが大きな暗いレンズとすると、深度を広くできる。前記のように絞りを開口部３ａのように小さくすることで、開口部３ｃで読み取る場合と比較して、被写界深度を深くすることが可能となり、例えば原稿が浮いたりしても良好な結像性能で原稿情報を読取ることが可能となる。 Therefore, in this example, as shown in FIG. 8, the lenses 11 to 16 are fixed to the holding members 1 and 2 (such as a V block) by adhesion. As shown in FIG. 8A, the lens barrel periphery may be directly bonded to the holding members 1 and 2 as shown in FIG. Moreover, you may fix via the intermediate member 51 like FIG.8 (b). In addition, if a highly accurate optical system is required and a very small amount of lens position change caused by shrinkage when the adhesive 39 is solidified becomes a problem, the lenses 11 to 16 are held by a jig. By solidifying, the lenses 11 to 16 can be held with high accuracy.
In this example, adhesion is performed after mounting on the holding members 1 and 2. However, as shown in FIG. 9, the lenses 11 to 16 may be adhered in a state of being suspended in the air by the intermediate member 28.
The image reading apparatus 41 includes a control system using a microcomputer (not shown), and performs control to change the reading speed in accordance with a change in the aperture of the diaphragm due to switching of the openings 3a to 3c.
For example, when reading document information at a high speed, the opening 3c having the largest diameter among the openings 3a to 3c having different diameters is used as a diaphragm as shown in FIG. The body 33 and the second traveling body 34 are driven at high speed. When reading document information with high quality or taking a three-dimensional object or the like, the opening 3 a having a small diameter serves as a stop so that the first traveling body 33 and the second traveling body 34 of the image reading device 41 can be used. Read at a slower moving speed.
The focal depth (D) of the lens can be calculated by “D = δ × (F number)” (where δ is the minimum circle of confusion). As is apparent from this equation, the depth of the lens is proportional to the F number. That is, the depth can be increased if a bright lens with a small F number is a dark lens with a small aperture diameter and a large F number. As described above, by reducing the aperture as in the opening 3a, it is possible to increase the depth of field as compared with the case of reading through the opening 3c. Document information can be read with imaging performance.

図１０は、前述の画像読取装置４１を備えた画像形成装置６１の概略構成を示す説明図である。印字方式は様々な手段を用いることができるが、ここでは電子写真方式について説明する。プリンタエンジン１００は、潜像担持体１１１として円筒状に形成された光導電性の感光体を有している。潜像担持体１１１の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ１１２、現像装置１１３、転写ローラ１１４、クリーニング装置１１５が配備されている。帯電手段としてはコロナチャージャを用いることもできる。更に、レーザビームＬＢにより光走査を行う光走査装置１１７が設けられ、帯電ローラ１１２と現像装置１１３との間で光書込による露光を行う。
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は搬送路、符号１２２は排紙ローラ対、符号１２３はトレイ、符号Ｐは記録媒体としての転写紙を示している。
画像形成を行うときは、光導電性の感光体である像担持体１１１が時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ１１２により均一帯電され、光走査装置１１７のレーザビームＬＢ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。この静電潜像は現像装置１１３により反転現像され、像担持体１１１上にトナー画像が形成される。
転写紙Ｐを収納したカセット１１８は、画像形成装置６１本体に脱着可能であり、図１０のように装着された状態において、収納された転写紙Ｐ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Ｐは、その先端部をレジストローラ対１１９に捕らえられる。レジストローラ対１１９は、像担持体１１１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Ｐを転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙Ｐ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。トナー画像を転写された転写紙Ｐ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、搬送路１２１を通り、排紙ローラ対１２２によりトレイ１２３上に排出される。
トナー画像が転写された後の像担持体１１１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。 FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus 61 including the image reading apparatus 41 described above. Although various methods can be used for the printing method, here, the electrophotographic method will be described. The printer engine 100 has a photoconductive photoconductor formed in a cylindrical shape as a latent image carrier 111. Around the latent image carrier 111, a charging roller 112 as a charging unit, a developing device 113, a transfer roller 114, and a cleaning device 115 are provided. A corona charger can also be used as the charging means. Further, an optical scanning device 117 that performs optical scanning with the laser beam LB is provided, and exposure by optical writing is performed between the charging roller 112 and the developing device 113.
Reference numeral 116 denotes a fixing device, reference numeral 118 denotes a cassette, reference numeral 119 denotes a registration roller pair, reference numeral 120 denotes a paper feeding roller, reference numeral 121 denotes a conveyance path, reference numeral 122 denotes a discharge roller pair, reference numeral 123 denotes a tray, and reference numeral P denotes a recording medium. The transfer paper is shown.
When forming an image, the image carrier 111, which is a photoconductive photosensitive member, is rotated at a constant speed in the clockwise direction, the surface thereof is uniformly charged by the charging roller 112, and the optical beam of the laser beam LB of the optical scanning device 117 is written. An electrostatic latent image is formed upon exposure to the image. The formed electrostatic latent image is a so-called “negative latent image”, and the image portion is exposed. This electrostatic latent image is reversely developed by the developing device 113, and a toner image is formed on the image carrier 111.
The cassette 118 containing the transfer paper P is detachable from the main body of the image forming apparatus 61. When the cassette 118 is mounted as shown in FIG. The fed transfer paper P is fed by the registration roller pair 119 at its leading end. The registration roller pair 119 feeds the transfer paper P to the transfer unit at the timing when the toner image on the image carrier 111 moves to the transfer position. The transferred transfer paper P is superimposed on the toner image at the transfer portion, and the toner image is electrostatically transferred by the action of the transfer roller 114. The transfer paper P to which the toner image is transferred is sent to the fixing device 116, where the toner image is fixed by the fixing device 116, passes through the conveyance path 121, and is discharged onto the tray 123 by the discharge roller pair 122.
The surface of the image carrier 111 after the toner image has been transferred is cleaned by a cleaning device 115 to remove residual toner, paper dust, and the like.

＜実施例＞
次に、上述した実施形態に基づく、具体的な一実施例を詳細に説明する。
以下に述べる実施例は、本発明に係る画像読取レンズ２１の具体的数値例による具体的構成を示すものであり、画像読取レンズ２１の具体的なレンズ構成を示す数値例、像面湾曲に関する調整の一例、及び偏心調整の一例についてそれぞれ説明する。
なお、この実施例においては、非球面は、いわゆるモールド非球面レンズのように、各レンズ面を直接非球面とするものとして説明しているが、それと同等の非球面を、球面レンズのレンズ面に非球面を形成する樹脂薄膜を敷設して得る、いわゆるハイブリッドレンズ形式の非球面レンズを構成しても良い。
実施例における記号の意味は、以下の通りである。
ｆ：全系の焦点距離、Ｆ：Ｆナンバ、ｍ：倍率、Ｙ：最大物体高、ω：半画角、ｒ：曲率半径、ｄ：面間隔、ｎｄ：屈折率（ｄ線）、νｄ：アッベ数、ｎｅ：屈折率（ｅ線）、ｎｇ：屈折率（ｇ線）、ｎＦ：屈折率（Ｆ線）、ｎＣ：屈折率（Ｃ線）、Ｋ：非球面の円錐定数、Ａ₄：４次の非球面係数、Ａ₆：６次の非球面係数、Ａ₈：８次の非球面係数、Ａ₁₀：１０次の非球面係数
但し、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨとするとき、次式で定義される。

なお、長さの次元を持つ量の単位はｍｍである。 <Example>
Next, a specific example based on the above-described embodiment will be described in detail.
The embodiment described below shows a specific configuration based on specific numerical examples of the image reading lens 21 according to the present invention, and includes numerical examples showing specific lens configurations of the image reading lens 21 and adjustments related to field curvature. One example and one example of eccentricity adjustment will be described.
In this embodiment, the aspherical surface is described as a lens surface that is directly aspherical, like a so-called molded aspherical lens. However, an equivalent aspherical surface is used as the lens surface of the spherical lens. A so-called hybrid lens type aspherical lens obtained by laying a resin thin film forming an aspherical surface on the surface may also be configured.
The meanings of the symbols in the examples are as follows.
f: focal length of entire system, F: F number, m: magnification, Y: maximum object height, ω: half angle of view, r: radius of curvature, d: surface spacing, nd: refractive index (d-line), νd: Abbe number, ne: Refractive index (e line), ng: Refractive index (g line), nF: Refractive index (F line), nC: Refractive index (C line), K: Conic constant of aspheric surface, A ₄ : 4th-order aspheric coefficient, A ₆ : 6th-order aspheric coefficient, A ₈ : 8th-order aspheric coefficient, A ₁₀ : 10th-order aspheric coefficient, but the aspheric surface used here is a paraxial radius of curvature Where C is the reciprocal number (paraxial curvature) and H is the height from the optical axis.

The unit of the quantity having the dimension of length is mm.

図１１は、本発明の一実施例に係る画像読取レンズ２１の模式的な構成を示している。
図１１に示す画像読取レンズ２１は、４群５枚構成であり、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、絞りＦＡ、コンタクトガラスＣＧ及びＣＣＤカバーガラスＣＣを具備している。この場合、第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３は、第１のレンズ群である前群ＧＦを構成し、第４レンズＬ４及び第５レンズＬ５は、第２のレンズ群である後群ＧＲを構成しており、それぞれ群毎に共通の保持部材１、２（図示しない）によって支持され、調整に際しては、各群毎に一体的に移動調整される。なお、絞りＦＡは、この場合、後群ＧＲの保持部材によって、後群ＧＲを構成するレンズＬ４及びＬ５と一体に保持されており、調整に際しては、後群ＧＲと一体に動作する。図１１には、主要な光学面の面番号も示している。
図１１において、画像読取レンズ２１の光学系を構成する各光学要素は、物体側から像面側に向かって、順次、例えば原稿画像物体が載置されるコンタクトガラスＣＧ、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、絞りＦＡ、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５及びＣＣＤカバーガラスＣＣの順で配列されており、ＣＣＤカバーガラスＣＣの背後のＣＣＤ入力画面上に結像される。
第１レンズＬ１は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズ、第２レンズＬ２は、物体側に凸に形成された、正メニスカスレンズ、第３レンズＬ３は、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズであり、これら第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズ（Ｌ２／３）を形成している。これら第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３によって、前群ＧＦを構成している。第４レンズＬ４は、像側に凸に形成され、像側の面を非球面とした負メニスカスレンズであり、第５レンズＬ５は、像側に強い凸面を向けて像側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、これら第４レンズＬ４及び第５レンズＬ５によって、後群ＧＲを構成している。 FIG. 11 shows a schematic configuration of an image reading lens 21 according to an embodiment of the present invention.
The image reading lens 21 shown in FIG. 11 has a four-group five-element configuration, and includes a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, a fifth lens L5, an aperture FA, a contact glass CG, and A CCD cover glass CC is provided. In this case, the first lens L1 to the third lens L3 constitute a front group GF that is a first lens group, and the fourth lens L4 and the fifth lens L5 constitute a rear group GR that is a second lens group. Each group is supported by common holding members 1 and 2 (not shown) for each group, and is adjusted and moved integrally for each group. In this case, the stop FA is held integrally with the lenses L4 and L5 constituting the rear group GR by the holding member of the rear group GR, and operates in an integrated manner with the rear group GR in the adjustment. FIG. 11 also shows surface numbers of main optical surfaces.
In FIG. 11, each optical element constituting the optical system of the image reading lens 21 is, for example, contact glass CG, a first lens L1, a first lens on which a document image object is placed sequentially from the object side to the image plane side. Two lenses L2, a third lens L3, an aperture FA, a fourth lens L4, a fifth lens L5, and a CCD cover glass CC are arranged in this order, and are imaged on the CCD input screen behind the CCD cover glass CC. .
The first lens L1 is a positive meniscus lens that is convex on the object side, the second lens L2 is a positive meniscus lens that is convex on the object side, and the third lens L3 has a strong concave surface on the image side. The second lens L2 and the third lens L3 are intimately bonded and integrally joined to form a cemented lens (L2 / 3). The first lens L1 to the third lens L3 constitute a front group GF. The fourth lens L4 is a negative meniscus lens that is convex on the image side and has an aspheric surface on the image side, and the fifth lens L5 is convex on the image side with a strong convex surface facing the image side. A positive meniscus lens, and the fourth lens L4 and the fifth lens L5 constitute a rear group GR.

＜レンズ数値例＞
まず、レンズ数値例であるが、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、倍率ｍ、最大物体高Ｙ、半画角ωが、それぞれｆ＝４５．３２１、Ｆ＝４．４９、ｍ＝０．１１１０２、Ｙ＝１５２．４そしてω＝１８．６゜であり、各光学面の特性は、次表の通りである。

上表において面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した第８面が非球面であり、非球面の数１の式におけるパラメータは、次表の通りである。

<Lens numerical example>
First, in the numerical example of the lens, the focal length f, F number F, magnification m, maximum object height Y, and half angle of view ω of the entire system are f = 45.321, F = 4.49, m = 0, respectively. .11102, Y = 152.4 and ω = 18.6 °, and the characteristics of each optical surface are as shown in the following table.

The eighth surface shown with “* (asterisk)” attached to the surface number in the above table is an aspheric surface, and the parameters in the equation 1 of the aspheric surface are as follows.

＜像面湾曲調整例＞
像面湾曲の調整の例について説明する。
［加工公差量］
・曲率半径： ±３本
・肉厚： ±０．０３
・レンズ間隔： ±０．０１
・屈折率： ±０．０００５０
各パラメータを、像面湾曲がマイナス方向に倒れるように、前記公差だけ変化させる。
［間隔調整量］
・調整間隔Ｄｖ：−０．１７
図１１の調整間隔Ｄｖを−０．１７調整する。
＜計算結果の収差図＞
図１２は設計値の収差図、図１３は加工公差変化後の収差図、図１４は間隔調整後の収差図である。
図１２〜図１４の収差図に明らかなように、設計値に対して上述した加工公差に従って像面湾曲がマイナス方向に倒れるように各パラメータを変化させると、特にメリディオナルの像面湾曲がマイナス側に倒れ、その結果コマ収差が非常に悪くなって光軸近傍から最周辺まで良好な結像性能を得ることができなくなる。そこで、レンズＬ１からレンズＬ３までの前群ＧＦと絞りＦＡからレンズＬ５までの後群ＦＲとの間隔を調整（−０．１７ｍｍ）することによって、ほぼ設計値と同等の像面湾曲にまで戻すことができ、その結果コマ収差も設計値と同様に良好とすることができる。 <Example of field curvature adjustment>
An example of field curvature adjustment will be described.
[Machining tolerance]
・ Curve radius: ± 3 ・ Wall thickness: ± 0.03
・ Lens spacing: ± 0.01
-Refractive index: ± 0.00050
Each parameter is changed by the tolerance so that the curvature of field falls in the negative direction.
[Interval adjustment]
Adjustment interval Dv: −0.17
The adjustment interval Dv in FIG. 11 is adjusted by −0.17.
<Aberration diagram of calculation result>
FIG. 12 is an aberration diagram of the design value, FIG. 13 is an aberration diagram after the processing tolerance is changed, and FIG. 14 is an aberration diagram after the interval adjustment.
As is apparent from the aberration diagrams of FIGS. 12 to 14, when each parameter is changed so that the curvature of field is tilted in the minus direction according to the above-described processing tolerance with respect to the design value, the meridional curvature of field is particularly negative. As a result, coma aberration becomes very poor, and it becomes impossible to obtain good imaging performance from the vicinity of the optical axis to the outermost periphery. Therefore, by adjusting the distance between the front group GF from the lens L1 to the lens L3 and the rear group FR from the stop FA to the lens L5 (−0.17 mm), the field curvature is almost equal to the design value. As a result, coma aberration can be improved as well as the design value.

＜偏心調整例＞
次に偏心調整の例について説明する。図１５における光軸方向から見た各方向についての偏心量が次表の通りであるとする。

＜調整量＞
Ｘシフト量：０．０１５ｍｍ
αティルト量：４ｍｉｎ
このときの調整前の主走査方向についてのメリディオナル像面及び副走査方向についてのサジタル像面のＭＴＦの特性は、図１６に示す通りである。そして、前記調整量に従い４ｍｉｎだけ、αティルトを行うと、図１７に示す通りとなり、副走査方向についてのみ像面を揃えることが可能となる。また、前記調整量に従い０．０１５ｍｍ、Ｘシフトによる調整を行うと、図１８に示す通りとなり、主走査方向及び副走査方向について像面を揃えることが可能となる。 <Example of eccentricity adjustment>
Next, an example of eccentricity adjustment will be described. It is assumed that the amount of eccentricity in each direction viewed from the optical axis direction in FIG.

<Adjustment amount>
X shift amount: 0.015 mm
α tilt amount: 4 min
The MTF characteristics of the meridional image plane in the main scanning direction and the sagittal image plane in the sub-scanning direction before adjustment are as shown in FIG. Then, when α tilt is performed for 4 minutes according to the adjustment amount, the result is as shown in FIG. 17, and the image planes can be aligned only in the sub-scanning direction. Further, when an adjustment by 0.015 mm and X shift is performed according to the adjustment amount, the image plane can be aligned in the main scanning direction and the sub-scanning direction as shown in FIG.

本発明の一実施形態である画像読取レンズの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the image reading lens which is one Embodiment of this invention. 絞りの斜視図である。It is a perspective view of an aperture stop. 絞りの斜視図である。It is a perspective view of an aperture stop. 画像読取レンズの配置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows arrangement | positioning of an image reading lens. 保持部材とレンズの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a holding member and a lens. 保持部材の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a holding member. 画像読取装置の説明図である。It is explanatory drawing of an image reading apparatus. レンズの保持部材への取り付けを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining attachment to the holding member of a lens. レンズの保持部材への取り付けを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining attachment to the holding member of a lens. 画像形成装置の説明図である。It is explanatory drawing of an image forming apparatus. 本発明の一実施例である画像読取レンズの概念図である。1 is a conceptual diagram of an image reading lens that is an embodiment of the present invention. FIG. 実施例の設計値の収差図である。It is an aberration diagram of the design value of the example. 実施例の加工公差変化後の収差図である。It is an aberration diagram after the processing tolerance change of the example. 実施例の間隔調整後の収差図である。It is an aberration diagram after the interval adjustment of the example. 実施例の画像読取レンズの概念図である。It is a conceptual diagram of the image reading lens of an Example. 調整前の主走査方向についてのメリディオナル像面及び副走査方向についてのサジタル像面のＭＴＦの特性の説明図である。It is explanatory drawing of the MTF characteristic of the meridional image surface about the main scanning direction before adjustment, and the sagittal image surface about a subscanning direction. 調整量に従い４ｍｉｎだけ、αティルトを行なったときの説明図である。It is explanatory drawing when performing alpha tilt only for 4 min according to the adjustment amount. 調整量に従い０．０１５ｍｍ、Ｘシフトによる調整を行なったときの説明図である。It is explanatory drawing when adjusting by 0.015 mm and X shift according to the adjustment amount.

Explanation of symbols

１、２保持部材
３絞り
４保持部材
２１光学素子 1, 2 Holding member 3 Aperture 4 Holding member 21 Optical element

Claims

In an optical system that includes an aperture and a plurality of lenses, and reduces and forms image light on a photoelectric conversion element,
The plurality of lenses are divided and held in at least two lens holding members,
The diaphragm is held by a diaphragm holding member different from the lens holding member,
An adjustment member for moving at least one of the lens holding member and the diaphragm holding member;
An optical system characterized by that.

2. The optical system according to claim 1, wherein each of the lenses is divided into two lens groups on the object side and the image side of the stop.

The optical system according to claim 1, wherein the diaphragm is provided with a plurality of openings having different diameters.

The optical system according to claim 3, further comprising a drive source that moves the aperture and switches the aperture diameter by selecting the opening.

The first adjustment mechanism for adjusting the position of at least one of the lenses in a direction to correct the image forming position of the vicinity of the optical axis and the edge of the document on the same plane. The optical system according to any one of 1 to 4.

2. A second adjustment mechanism that adjusts the position of at least one of the lenses in a direction to correct a field curvature variation caused by a processing error of a component of the lens. The optical system as described in any one of thru | or 5.

A third adjustment mechanism that adjusts the position of at least one of the lenses in a direction in which the change in the imaging position of the vicinity of the optical axis and the document edge caused by the warpage of the photoelectric conversion element is corrected on the same plane; The optical system according to claim 1, wherein the optical system is provided.

8. The optical system according to claim 5, wherein the first to third adjustment mechanisms adjust at least one distance between the lens groups. 9.

A fourth adjustment mechanism is provided that adjusts the position of at least one of the lenses in a direction in which an imaging position difference between left and right image heights caused by decentering in the lens group is corrected. Item 3. The optical system according to Item 2.

The optical system according to claim 9, wherein the fourth adjustment mechanism adjusts by moving at least one of the lens groups in the slit longitudinal direction.

The optical system according to claim 9, wherein the fourth adjustment mechanism adjusts by tilting at least one of the lens groups in a slit longitudinal direction.

The optical system according to claim 9, wherein the fourth adjustment mechanism adjusts by rotating at least one of the lens groups in a circumferential direction.

The optical system according to claim 1, wherein the lens holding member is made of resin.

The optical system according to claim 13, wherein the lens holding member arranges air intervals of the plurality of lenses held by the lens holding member at predetermined intervals.

15. The optical system according to claim 13, wherein the lens holding member has a non-cylindrical outer shape.

16. The image reading lens according to claim 1, wherein the imaging lens is a glass lens, and the glass material does not contain harmful substances such as lead and arsenic. .

In an image reading apparatus that reads an image of a document,
An illumination system for illuminating the original;
The optical system according to any one of claims 1 to 16, wherein the reflected light of the original illuminated by the illumination system is reduced and imaged.
A photoelectric conversion element that photoelectrically converts image light of the original image formed by the optical system;
An image reading apparatus comprising:

18. The image reading apparatus according to claim 17, further comprising an optical element having a color separation function in an arbitrary optical path of the optical system, and reading the image light in color.

The image reading apparatus according to claim 17, wherein the lens is fixed to the lens holding member by adhesion.

20. The image reading apparatus according to claim 17, further comprising a control unit that changes an image reading speed in response to switching of the opening used as the diaphragm.

In an image forming apparatus for forming an image on a print medium,
21. An image forming apparatus comprising the image reading apparatus according to claim 17, which reads an image for forming the image.