JP2008040317A

JP2008040317A - 画像読取用レンズ及びそれを用いた画像読取装置

Info

Publication number: JP2008040317A
Application number: JP2006216792A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Sugiyama; 孝幸杉山; Tadao Hayashide; 匡生林出
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】小型で、且つ開口効率が高く（１００％）、像面湾曲をはじめとした諸収差が十分に補正された広画角（半画角２５°以上）の画像読取用レンズ及びそれを有する画像読取装置を得ること。
【解決手段】光源手段からの光で照明された原稿面上の画像情報を読取手段面上に結像させて画像情報を読取るための画像読取用レンズであって、原稿面側より順に、原稿面側が凸でメニスカス状の正の第１レンズ、読取手段側の面が凹面の負の第２レンズ、開口絞り、読取手段側が凸でメニスカス状の正の第３レンズを有し、第３レンズと、全系の焦点距離を各々ｆ３，ｆ、ｉを原稿面から数えたときの順番とし、原稿面側から順に第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ厚及び空気間隔をｄｉ、第１レンズの材料の屈折率とアッベ数を各々Ｎ１、ν１とするとき、各条件式を満足すること。
【選択図】図１

Description

本発明は画像読取用レンズ及びそれを用いた画像読取装置に関するものである。特に原稿の画像情報を読取素子（読取手段）であるラインセンサー（ＣＣＤ）面上に縮小投影し、該ラインセンサーで該画像情報を読取るようにした、例えばイメージスキャナーやデジタル複写機等のデジタル画像機器に好適なものである。

従来、原稿の画像情報をラインセンサー（ＣＣＤ）面上に縮小投影して読取る、イメージスキャナーやデジタル複写機等の画像読取用レンズ（結像レンズ）は、開口効率が１００％で、歪曲収差をはじめとした諸収差が十分に補正されていることが要望されている。

加えて近年では画像読取装置本体を小型化するために画像読取用レンズを広画角化し、物像間距離の短縮が望まれている。また製造の面から、なるべくレンズ枚数が少ないことも要望されている。更にカラースキャナーやカラーディジタル複写機等においては色収差も特に良好に補正されていることが要望されている。

通常、画像読取用レンズを広画角化すると画角に応じて像面湾曲、非点収差、次いで歪曲収差や倍率色収差が大きくなり、全画角で十分なコントラストを得るのが難しくなってくる。

従来、これらの広画角域での使用に適した画像読取用レンズとして、テッサータイプやテレフォトタイプ等を利用した画像読取用レンズが知られている（特許文献１、２参照）。

テッサータイプの画像読取用レンズはコンパクトで諸収差もよく補正できるが、半画角の上限値が１８°程度で、それ以上の広画角では非点収差の補正が極めて困難である。

特許文献１、２ではテレフォトタイプとして画角２０°程度からより広画角について提案されている。しかしながら、いずれも軸上色収差や倍率色収差等の補正が難しいという問題点がある。

また、上記の２タイプの画像読取用レンズの共通の問題点として、構成レンズ枚数が４枚構成となるため小型化及び軽量化には不利なことがある。

このため、テッサータイプやテレフォトタイプよりもレンズ枚数が少ないトリプレットタイプの画像読取用レンズが従来から種々と提案されている（特許文献３、４参照）。
特公昭６１−９６０７号公報特開平９−１０１４５２号公報特開昭６３−１３５９１１号公報特許第３０８１２６１号明細書

特許文献３の画像読取用レンズは、球面レンズのみで構成されている。このため像面湾曲や倍率色収差や周辺コマ収差等の補正が難しいという問題点がある。

特許文献４では、Ｆｎｏ（Ｆナンバー）が明るく、適所に非球面レンズを使用している。しかしながら縮小倍率が０．０９と小さいために、例えば縮小倍率が０．１８以上となると収差量の発生が大きくなってしまうという問題点がある。

本発明は小型で、且つ開口効率が高く、像面湾曲をはじめとした諸収差が十分に補正された広画角の画像読取用レンズ及びそれを有する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、
光源手段からの光で照明された原稿面上の画像情報を読取手段面上に結像させて該画像情報を読取るための画像読取用レンズであって、
該原稿面側より順に、該原稿面側が凸でメニスカス状の正の第１レンズ、該読取手段側の面が凹面の負の第２レンズ、開口絞り、該読取手段側が凸でメニスカス状の正の第３レンズを有し、
該第３レンズと、全系の焦点距離を各々ｆ３，ｆ、ｉを該原稿面から数えたときの順番とし、該原稿面側から順に第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ厚及び空気間隔をｄｉ、該第１レンズの材料の屈折率とアッベ数を各々Ｎ１、ν１とするとき、
２．０≦ｆ３／ｆ１≦１０．０
１．０≦（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）／ｄ５≦２．５
１．６５＜Ｎ１
４８．０＜ν１
なる条件を満足することを特徴としている。

請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記第２レンズは両面が非球面形状であり、前記光源手段側と前記読取手段側の面の近軸曲率半径を各々Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ、該光源手段側の面は、その有効半径に対して、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量をＳ２ａ_０．５、Ｓ２ａ_０．７、Ｓ２ａ_０．９、該読取手段側の面は、その有効半径に対して、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量をＳ２ｂ_０．５、Ｓ２ｂ_０．７、Ｓ２ｂ_０．９、とするとき
-0.04＜Ｓ２ａ_０．５／Ｒ２ａ＜-0.02
-0.15＜Ｓ２ａ_０．７／Ｒ２ａ＜-0.05
-0.30＜Ｓ２ａ_０．９／Ｒ２ａ＜-0.15
-0.05＜Ｓ２ｂ_０．５／Ｒ２ｂ＜-0.01
-0.07＜Ｓ２ｂ_０．７／Ｒ２ｂ＜-0.04
-0.20＜Ｓ２ｂ_０．９／Ｒ２ｂ＜-0.10
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、
前記第３レンズは両面が非球面形状であり、前記光源手段側と前記読取手段側の面の近軸曲率半径を各々Ｒ３ａ，Ｒ３ｂ、該光源手段側の面は、その有効半径に対して、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量をＳ３ａ_０．５、Ｓ３ａ_０．７、Ｓ３ａ_０．９、該読取手段側の面は、その有効半径に対して、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量をＳ３ｂ_０．５、Ｓ３ｂ_０．７、Ｓ３ｂ_０．９、とするとき
0.00＜Ｓ３ａ_０．５／Ｒ３ａ＜0.05
0.02＜Ｓ３ａ_０．７／Ｒ３ａ＜0.1
0.05＜Ｓ３ａ_０．９／Ｒ３ａ＜0.25
0.01＜Ｓ３ｂ_０．５／Ｒ３ｂ＜0.05
0.05＜Ｓ３ｂ_０．７／Ｒ３ｂ＜0.15
0.20＜Ｓ３ｂ_０．９／Ｒ３ｂ＜0.55
なる条件を満足することを特徴としている。

請求項４の発明は請求項１、２又は３の発明において、
前記第１レンズの前記光源手段側と前記読取手段側の面の曲率半径を各々ｒ１,ｒ２、該第1レンズの焦点距離をｆ１とするとき、
０．２＜ｒ１／ｒ２＜０．５
０．２５＜ｆ１／ｆ＜０．５
なる条件を満足することを特徴としている。

請求項５の発明は請求項１から４の何れか１項の発明において、
前記第２レンズと第３レンズの材料のアッベ数を各々ν２、ν３とするとき
２９＜ν２＜３３
５２＜ν３＜６０
なる条件を満足することを特徴としている。

請求項６の発明は請求項１から５の何れか１項の発明において、
前記開口絞りは、前記画像読取用レンズに入射する光束の開口効率が全ての画角において９５％以上となるように設定されていることを特徴としている。

請求項７の発明の画像読取装置は、
請求項１から５の何れか１項に記載の画像読取用レンズと、前記読取手段と、前記原稿を照明する照明手段と、該原稿を載置する原稿台と、を備えたことを特徴としている。

本発明によれば構成レンズ枚数が少なく、かつ小型で軽量の画像読取用レンズ及びそれを有する画像読取装置を達成することができる。

以下に図、表を用いて本発明の実施例をついて説明する。

図１〜図４は各々順に本発明の画像読取用レンズの後述する実施例１〜４のレンズ断面図、図５〜図８は各々順に本発明の画像読取用レンズの後述する実施例１〜４の諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差）である。

レンズ断面図において、左側が拡大側（共役点が長い方）で原稿面Ｐ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）で読取手段Ｑ側（例えば光電変換素子としてのＣＣＤが設けられている側）である。

ＬＧは画像読取用レンズ、Ｐは原稿面（物体面）であり、その面上には読取りの為の画像情報が形成されている。Ｑは像面であり、ＣＣＤ等の読取手段（読取素子）が置かれている。

画像読取用レンズＬＧは光源手段からの光で照明された原稿面Ｐ上の画像情報を読取手段（像面）Ｑ上に縮小結像している。そして読取手段Ｑによって、画像情報を読み取っている。

図１〜図４における画像読取用レンズＬＧは、原稿面Ｐ側より順に該原稿面Ｐ側が凸でメニスカス状の正の第１レンズＬ１、該読取手段Ｑ側の面が凹面の負の第２レンズＬ２、開口絞りＳＰ、該読取手段Ｑ側が凸でメニスカス状の正の第３レンズＬ３を有している。

尚、本実施例においては第１レンズＬ１の光源手段側又は／及び第３レンズＬ３の読取手段側に１以上のレンズを付加し、４枚以上のレンズより構成しても良い。

本実施例における開口絞りＳＰは、画像読取用レンズＬＧに入射する光束の開口効率が全画角において９５％以上となるように設定されている。

本実施例においては、第３レンズＬ３と、全系の焦点距離を各々ｆ３，ｆ、ｉを原稿面Ｐから数えたときの順番とし、該原稿面Ｐ側から順に第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ厚及び空気間隔をｄｉ、第１レンズＬ１の材料の屈折率とアッベ数を各々Ｎ１、ν１とするとき、
２．０≦ｆ３／ｆ１≦１０．０ ‥‥‥(1)
１．０≦（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）／ｄ５≦２．５ ‥‥‥(2)
１．６５＜Ｎ１ ‥‥‥(3)
４８．０＜ν１ ‥‥‥(4)
なる条件を満足するように設定している。

また本実施例においては、第１レンズＬ１の光源手段側と読取手段Ｑ側の面の曲率半径を各々ｒ１，ｒ２、該第1レンズＬ１の焦点距離をｆ１とするとき、
０．２＜ｒ１／ｒ２＜０．５ ‥‥‥(5)
０．２５＜ｆ１／ｆ＜０．５ ‥‥‥(6)
なる条件を満足するように設定している。

また本実施例においては、第２レンズと第３レンズの材料のアッベ数を各々ν２、ν３とするとき
２９＜ν２＜３３ ‥‥‥(7)
５２＜ν３＜６０ ‥‥‥(8)
なる条件を満足するように設定している。

次に各条件式(1)〜（8）の技術的意味について説明する。

条件式(1)は、歪曲収差、コマ収差を良好に補正するための条件である。条件式(1)の下限値を超えると、歪曲収差の補正が困難となるので良くない。また条件式(1)の上限値を超えると、コマ収差の補正が困難となる良くない。また条件式(1)は第３レンズＬ３を樹脂材料で形成した場合、温度変化による像面位置の変化を極力小さく抑えることができる条件も兼ねている。

条件式(2)は、広画角での非点収差および像面湾曲を良好に補正するための条件である。条件式(2)の下限値を超えると、非点収差の補正が困難となるので良くない。条件式(2)の上限値を超えると像面湾曲の補正が困難となるので良くない。

条件式(3),(4)は、各々第１レンズＬ１の硝材範囲を規定するための条件である。条件式(3),(4)のうち、いずれか一方の条件を外れると、軸上色収差の補正が困難となってしまうので良くない。

条件式(5),(6)は、各々広画角化に対する第１レンズＬ１のパワー配置を規定するための条件である。条件式(5),(6)のうち、いずれか一方の条件の上限値を超えると、軸上色収差、歪曲収差の補正が困難となるので良くない。また条件式(5),(6)のうち、いずれか一方の条件の下限値を超えると、球面収差、像面湾曲が悪化してしまうので良くない。

条件式(7),(8)は、各々第２、第３レンズＬ２、Ｌ３の形成に使用可能なガラスモールド硝材及び樹脂材料の範囲を規定するための条件である。条件式(7),(8)のうち、いずれか一方の条件を外れると、適当なガラスモールド硝材及び樹脂が無かったり、あるいは良好なる色収差の補正が困難となってくるので良くない。

更に本発明は上記条件式(1)〜(8)を次の如く設定するのが良い。

２．０５≦ｆ３／ｆ１≦８．００ ‥‥‥(1a)
１．２≦（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）／ｄ５≦２．０ ‥‥‥(2a)
１．６７＜Ｎ１ ‥‥‥(3a)
４９．０＜ν１ ‥‥‥(4a)
０．２２＜ｒ１／ｒ２＜０．４０ ‥‥‥(5a)
０．３＜ｆ１／ｆ＜０．４０ ‥‥‥(6a)
３０＜ν２＜３２ ‥‥‥(7a)
５４＜ν３＜５９．５ ‥‥‥(8a)
尚、後述する実施例１〜４では、第２、第３レンズＬ２、Ｌ３の両面は非球面である。これにより各実施例では球面収差などの諸収差の補正を良好に行っている。

また実施例１〜４では、第１、第２レンズをガラスモールド、第３レンズＬ３をガラスモールドもしくは樹脂により形成している。本実施例では第３レンズＬ３を樹脂により形成することによって軽量化を図っている。使用している樹脂材料は、ZEONEXである。

第２レンズは両面が上記の如く非球面形状であり、光源手段（原稿面Ｐ）側と読取手段Ｑ側の面の近軸曲率半径を各々Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ、該光源手段側の面は、その有効半径に対して、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量をＳ２ａ_０．５、Ｓ２ａ_０．７、Ｓ２ａ_０．９、該読取手段Ｑ側の面は、その有効半径に対して、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量をＳ２ｂ_０．５、Ｓ２ｂ_０．７、Ｓ２ｂ_０．９、とするとき
-0.04＜Ｓ２ａ_０．５／Ｒ２ａ＜-0.02 ‥‥‥(9a)
-0.15＜Ｓ２ａ_０．７／Ｒ２ａ＜-0.05 ‥‥‥(9b)
-0.30＜Ｓ２ａ_０．９／Ｒ２ａ＜-0.15 ‥‥‥(9c)
-0.05＜Ｓ２ｂ_０．５／Ｒ２ｂ＜-0.01 ‥‥‥(9d)
-0.07＜Ｓ２ｂ_０．７／Ｒ２ｂ＜-0.04 ‥‥‥(9e)
-0.20＜Ｓ２ｂ_０．９／Ｒ２ｂ＜-0.10 ‥‥‥(9f)
なる条件を満足するように設定している。

上記条件式(9a)〜(9c)は各々第２レンズＬ２の光源手段側の面の非球面形状において、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量と近軸曲率半径との比に関するものである。上記条件式(9d)〜(9f)は各々第２レンズＬ２の読取手段側の面の非球面形状において、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量と近軸曲率半径との比に関するものである。条件式(9a)〜(9f)のうち１つでも外れると像面湾曲をはじめとした諸収差が十分に補正された広画角（半画角２５°以上）の画像読取用レンズが得られなくなってくるので良くない。

第３レンズは両面が非球面形状であり、光源手段（原稿面Ｐ）側と読取手段Ｑ側の面の近軸曲率半径を各々Ｒ３ａ，Ｒ３ｂ、該光源手段側の面は、その有効半径に対して、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量をＳ３ａ_０．５、Ｓ３ａ_０．７、Ｓ３ａ_０．９、該読取手段Ｑ側の面は、その有効半径に対して、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量をＳ３ｂ_０．５、Ｓ３ｂ_０．７、Ｓ３ｂ_０．９、とするとき
0.00＜Ｓ３ａ_０．５／Ｒ３ａ＜0.05 ‥‥‥(10a)
0.02＜Ｓ３ａ_０．７／Ｒ３ａ＜0.10 ‥‥‥(10b)
0.05＜Ｓ３ａ_０．９／Ｒ３ａ＜0.25 ‥‥‥(10c)
0.01＜Ｓ３ｂ_０．５／Ｒ３ｂ＜0.05 ‥‥‥(10d)
0.05＜Ｓ３ｂ_０．７／Ｒ３ｂ＜0.15 ‥‥‥(10e)
0.20＜Ｓ３ｂ_０．９／Ｒ３ｂ＜0.55 ‥‥‥(10f)
なる条件を満足するように設定している。

上記条件式(10a)〜(10c)は各々第３レンズＬ３の光源手段側の面の非球面形状において、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量と近軸曲率半径との比に関するものである。上記条件式(10d)〜(10f)は各々第３レンズＬ３の読取手段Ｑ側の面の非球面形状において、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量と近軸曲率半径との比に関するものである。条件式(10a)〜(10f)のうち１つでも外れると像面湾曲をはじめとした諸収差が十分に補正された広画角（半画角２５°以上）の画像読取用レンズが得られなくなってくるので良くない。

ここで非球面形状のサグ量（Ｓａｇ）は図９において、参照球面の光軸からの高さｈにおける光軸方向の面位置をＲａｈ、非球面の光軸からの高さｈにおける光軸方向の面位置をＲａｓｈとするとき、
Ｓａｇ＝Ｒａｈ−Ｒａｓｈ
である。但し、面位置の座標は光の進行方向を正とする。参照球面の形状とサグ量Ｓａｇの符号、そして非球面形状の関係は次の表―Ａに示す通りである。

（表―Ａ）
参照球面サグ量Ｓａｇ非球面形状
光源手段側が凹面正負の屈折力が強くなる
光源手段側が凹面負負の屈折力が弱くなる
読取手段側が凹面正負の屈折力が弱くなる
読取手段側が凹面負負の屈折力が強くなる
光源手段側が凸面正正の屈折力が弱くなる
光源手段側が凸面負正の屈折力が強くなる
読取手段側が凸面正正の屈折力が強くなる
読取手段側が凸面負正の屈折力が弱くなる
尚、実施例１において、
第２レンズＬ２の光源手段側の面の非球面形状はレンズ中心からレンズ周辺部にいくに従って負の屈折力が弱くなる形状である。

第２レンズＬ２の読取手段側の面の非球面形状はレンズ中心からレンズ周辺部にいくに従って負の屈折力が強くなる形状である。

第３レンズＬ３の光源手段側の面の非球面形状はレンズ中心からレンズ周辺部にいくに従って負の屈折力が強くなる形状である。

第３レンズＬ３の読取手段側の面の非球面形状はレンズ中心からレンズ周辺部にいくに従って正の屈折力が強くなる形状である。

実施例２において、
第２レンズＬ２の光源手段側の面の非球面形状はレンズ中心からレンズ周辺部にいくに従って負の屈折力が弱くなる形状である。

実施例３において、
第２レンズＬ２の光源手段側の面の非球面形状はレンズ中心からレンズ周辺部にいくに従って負の屈折力が弱くなる形状である。

実施例４において、
第２レンズＬ２の光源手段側の面の非球面形状はレンズ中心からレンズ周辺部にいくに従って負の屈折力が弱くなる形状である。

次に本発明の各実施例１〜４に対応した数値実施例１〜４を示す。

各数値実施例において表中のｉ欄は原稿面から数えた面番号である。ｒは面の曲率半径であり、ｄはレンズ厚及び空気間隔、ｎとνは各々ｄ線における材質の屈折率とアッベ数である。なお、原稿面と第１レンズとの空気間隔、また第３レンズとＣＣＤとの空気間隔については記載を省略する。ｆはｅ線における全系の焦点距離、Ｆｎｏは原稿面距離無限時のＦナンバー、Ｙは原稿側の物体高、ｍは結像倍率（原稿読取倍率）、ω／２は半画角を表している。

非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、ｋを離心率、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを各々非球面係数としたとき

なる式で表している。

また例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０^-Z」を意味する。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。
［数値実施例１］
f=33.41mm Fno=6.5 m=-0.18898 Y=108.0 ω/2=29.8°
ｉｒｄｎ ν
１ 6.93 2.82 1.6968 55.3
２ 28.31 0.58
３ -147.56 1.09 1.6889 31.1
４ 10.23 1.70
５絞り 4.50
６ -13.06 4.06 1.5300 55.8
７ -11.32

非球面係数
R3 ｋ=-1.00299e+04 Ｂ=1.72614e-03 Ｃ=-8.18157e-05 Ｄ=2.57610e-06 Ｅ=-3.73620e-08
R4 ｋ=6.95925e+00 Ｂ=2.16899e-03 Ｃ=-1.46311e-04 Ｄ=5.82604e-06 Ｅ=-3.65305e-07
R6 ｋ=1.81932e+00 Ｂ=-3.10989e-04 Ｃ=5.21697e-06 Ｄ=-5.69435e-07 Ｅ=1.38693e-08
R7 ｋ=1.33944e-01 Ｂ=-1.83664e-04 Ｃ=-2.25821e-06 Ｄ=1.46124e-08 Ｅ=-1.11162e-09

［数値実施例２］
f=33.43mm Fno=6.5 m=-0.18898 Y=108.0 ω/2=29.5°
ｉｒｄｎ ν
１ 6.95 2.66 1.6968 55.3
２ 28.34 0.59
３ -171.37 1.07 1.6889 31.1
４ 10.23 1.70
５絞り 4.54
６ -12.57 4.04 1.5831 59.4
７ -11.32

非球面係数
R3 ｋ=-1.53829e+04 Ｂ=1.72751e-03 Ｃ=-8.18488e-05 Ｄ=2.60650e-06 Ｅ=-3.84176e-08
R4 ｋ=6.99794e+00 Ｂ=2.14173e-03 Ｃ=-1.44634e-04 Ｄ=5.84638e-06 Ｅ=-3.31440e-07
R6 ｋ=1.86257e+00 Ｂ=-2.94937e-04 Ｃ=4.52885e-06 Ｄ=-5.35332e-07 Ｅ=1.24004e-08
R7 ｋ=1.40305e-01 Ｂ=-1.67010e-04 Ｃ=-2.26789e-06 Ｄ=1.76318e-08 Ｅ=-1.03777e-09

［数値実施例３］
f=46.35mm Fno=6.5 m=-0.18898 Y=152.5 ω/2=29.8°
ｉｒｄｎ ν
１ 9.62 3.82 1.6968 55.3
２ 39.42 1.08
３ -137.43 1.55 1.6889 31.1
４ 14.03 2.15
５絞り 6.36
６ -17.10 5.64 1.5300 55.8
７ -14.29

非球面係数
R3 ｋ=-3.65111e+03 Ｂ=6.64263e-04 Ｃ=-1.67568e-05 Ｄ=2.76856e-07 Ｅ=-2.12470e-09
R4 ｋ=6.99093e+00 Ｂ=8.82876e-04 Ｃ=-3.03033e-05 Ｄ=6.08576e-07 Ｅ=-2.08715e-08
R6 ｋ=1.76479e+00 Ｂ=-9.33070e-05 Ｃ=1.01590e-06 Ｄ=-6.21187e-08 Ｅ=8.87929e-10
R7 ｋ=9.02125e-02 Ｂ=-6.39730e-05 Ｃ=-4.48986e-07 Ｄ=1.03921e-09 Ｅ=-6.85423e-11

［数値実施例４］
f=33.32mm Fno=6.5 m=-0.18898 Y=108.0 ω/2=29.9°
ｉｒｄｎ ν
１ 7.14 2.45 1.7725 49.6
２ 25.93 0.14
３ -127.93 1.05 1.6889 31.1
４ 10.26 1.90
５絞り 3.70
６ -17.54 3.68 1.5300 55.8
７ -13.81

非球面係数
R3 ｋ=-8.54299e+03 Ｂ=1.71802e-03 Ｃ=-8.49256e-05 Ｄ=2.78799e-06 Ｅ=-4.35309e-08
R4 ｋ=5.65910e+00 Ｂ=2.23444e-03 Ｃ=-1.59020e-04 Ｄ=7.70699e-06 Ｅ=-3.55375e-07
R6 ｋ=3.18867e+00 Ｂ=-2.78074e-04 Ｃ=2.22876e-06 Ｄ=-4.06696e-07 Ｅ=1.18361e-08
R7 ｋ=-5.62189e-02 Ｂ=-1.74278e-04 Ｃ=-2.23630e-06 Ｄ=-3.19958e-09 Ｅ=-4.52089e-10

図１０は本発明の実施例１から５の何れか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実施形態１の要部概略図である。

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１を照明している。５,６,７は各々順に第１、第２、第３の反射ミラーであり、原稿面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、原稿面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を介して原稿面１を照明している。そして照明光源４で照明された原稿面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を照明している。そして照明手段２４で照明された原稿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ている。そして折り曲げられた光束は画像読取用レンズ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。）面上に結像している。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。２２は原稿台ガラス、３３は圧板である。

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。

以上のように各実施例によれば画像読取用レンズに非球面を導入することにより縮小倍率が０．１８以上で且つ開口効率が１００％で、像面湾曲をはじめとした諸収差が十分に補正された半画角２５°以上の画像読取用レンズ及び画像読取装置を得ることができる。

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の諸収差図本発明の実施例２の諸収差図本発明の実施例３の諸収差図本発明の実施例４の諸収差図本発明のサグ量を説明するため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時の要部外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時の要部外略図

符号の説明

ＬＧ画像読取用レンズ
Ｌ１第１レンズ
Ｌ２第２レンズ
Ｌ３第３レンズ
ＳＰ絞り
Ｐ原稿面
Ｑ読取素子
１原稿
２原稿台ガラス
３反射笠
４照明光源(ランプ)
５，６，７反射ミラー
８画像読取用レンズ
９読取手段（ＣＣＤ）
１０本体
１１圧板

Claims

光源手段からの光で照明された原稿面上の画像情報を読取手段面上に結像させて該画像情報を読取るための画像読取用レンズであって、
該原稿面側より順に、該原稿面側が凸でメニスカス状の正の第１レンズ、該読取手段側の面が凹面の負の第２レンズ、開口絞り、該読取手段側が凸でメニスカス状の正の第３レンズを有し、
該第３レンズと、全系の焦点距離を各々ｆ３，ｆ、ｉを該原稿面から数えたときの順番とし、該原稿面側から順に第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ厚及び空気間隔をｄｉ、該第１レンズの材料の屈折率とアッベ数を各々Ｎ１、ν１とするとき、
２．０≦ｆ３／ｆ１≦１０．０
１．０≦（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）／ｄ５≦２．５
１．６５＜Ｎ１
４８．０＜ν１
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。
前記第２レンズは両面が非球面形状であり、前記光源手段側と前記読取手段側の面の近軸曲率半径を各々Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ、該光源手段側の面は、その有効半径に対して、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量をＳ２ａ_０．５、Ｓ２ａ_０．７、Ｓ２ａ_０．９、該読取手段側の面は、その有効半径に対して、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量をＳ２ｂ_０．５、Ｓ２ｂ_０．７、Ｓ２ｂ_０．９、とするとき
-0.04＜Ｓ２ａ_０．５／Ｒ２ａ＜-0.02
-0.15＜Ｓ２ａ_０．７／Ｒ２ａ＜-0.05
-0.30＜Ｓ２ａ_０．９／Ｒ２ａ＜-0.15
-0.05＜Ｓ２ｂ_０．５／Ｒ２ｂ＜-0.01
-0.07＜Ｓ２ｂ_０．７／Ｒ２ｂ＜-0.04
-0.20＜Ｓ２ｂ_０．９／Ｒ２ｂ＜-0.10
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の画像読取用レンズ。
前記第３レンズは両面が非球面形状であり、前記光源手段側と前記読取手段側の面の近軸曲率半径を各々Ｒ３ａ，Ｒ３ｂ、該光源手段側の面は、その有効半径に対して、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量をＳ３ａ_０．５、Ｓ３ａ_０．７、Ｓ３ａ_０．９、該読取手段側の面は、その有効半径に対して、光軸からの５割、７割、９割の高さにおける非球面形状のサグ量をＳ３ｂ_０．５、Ｓ３ｂ_０．７、Ｓ３ｂ_０．９、とするとき
0.00＜Ｓ３ａ_０．５／Ｒ３ａ＜0.05
0.02＜Ｓ３ａ_０．７／Ｒ３ａ＜0.1
0.05＜Ｓ３ａ_０．９／Ｒ３ａ＜0.25
0.01＜Ｓ３ｂ_０．５／Ｒ３ｂ＜0.05
0.05＜Ｓ３ｂ_０．７／Ｒ３ｂ＜0.15
0.20＜Ｓ３ｂ_０．９／Ｒ３ｂ＜0.55
なる条件を満足す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。
前記第１レンズの前記光源手段側と前記読取手段側の面の曲率半径を各々ｒ１,ｒ２、該第1レンズの焦点距離をｆ１とするとき、
０．２＜ｒ１／ｒ２＜０．５
０．２５＜ｆ１／ｆ＜０．５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像読取用レンズ。
前記第２レンズと第３レンズの材料のアッベ数を各々ν２、ν３とするとき
２９＜ν２＜３３
５２＜ν３＜６０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の画像読取用レンズ。
前記開口絞りは、前記画像読取用レンズに入射する光束の開口効率が全ての画角において９５％以上となるように設定されていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の画像読取用レンズ。
請求項１から６の何れか１項に記載の画像読取用レンズと、前記読取手段と、前記原稿を照明する照明手段と、該原稿を載置する原稿台と、を備えたことを特徴とする画像読取装置。