JP2014035397A - 読取レンズ、画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】読取レンズは、物体側から順に、正の第1レンズL1と負の第2レンズL2とが接合された正の屈折力を有する第1群G1、負の第3レンズL3からなる第2群G2、正の第4レンズL4からなる第3群G3、負の第5レンズL5からなる第4群G4、及び負の第6レンズL6からなる第5群G5で構成され、第1群と第2群との間に絞りを有し、レンズのバックフォーカスをBF、レンズ全長をL、第1群のe線の焦点距離をf1、全系のe線の焦点距離をf、第5レンズと第6レンズの空気間隔をd10としたとき、(1)0.01<BF/L<0.10,(2)0.50<f1/f<9.5,(3)0.20<d10/f<0.90を満足する。
【選択図】図1
Description
(1)0.01<BF/L<0.10
(2)0.50<f1/f<9.5
(3)0.20<d10/f<0.90
の条件を満足することを特徴とする読取レンズである。
図1に示すように、読取レンズは、物体側から像側へ向かって順に、正の第1レンズL1と負の第2レンズL2とが接合された正の屈折力を有する第1群(G1)、負の第3レンズL3からなる第2群(G2)、正の第4レンズL4からなる第3群(G3)、負の第5レンズL5からなる第4群(G4)、及び負の第6レンズL6からなる第5群(G5)で構成され、第1群(G1)と第2群(G2)との間に絞りSを有する。
第1レンズL1の物体側にはコンタクトガラスCNが配置され、第6レンズL6の像側にはCCDカバーガラスCVが配置されている。像面をISで示している。
ri(i=1〜12):物体側から数えてi番目のレンズ面の曲率半径
di(i=1〜11):物体側から数えてi番目の面間隔
Nj(j=1〜6):物体側から数えてj番目の面間隔のレンズ材料の屈折率
νj(j=1〜6):物体側から数えてj番目の面間隔のレンズ材料のアッベ数
rc1:コンタクトガラスの物体側の曲率半径
rc2:コンタクトガラスの像側の曲率半径
rc3:CCDカバーガラスの物体側の曲率半径
rc4:CCDカバーガラスの像側の曲率半径
dc1:コンタクトガラスの肉厚
dc3:CCDカバーガラスの肉厚
Nc1:コンタクトガラスの屈折率
νc1:CCDカバーガラスのアッベ数
Nc3:コンタクトガラスの屈折率
νc3:CCDカバーガラスのアッベ数
(1)0.01<BF/L<0.10
(2)0.50<f1/f<9.5
(3)0.20<d10/f<0.90
BF/Lの値が、上限値(0.10)を超えると、第1群から第4群が大型化し、全体的なコストアップを招く。
一方、BF/Lの値が、下限値(0.01)を下回ると、レンズと像面ISとの間隔が短くなるため、温度変化によるピントずれや素子間の表面反射によるゴースト光の発生が懸念される。
第1群の屈折力(パワー)を定めるもので、f1/fの値が上限(9.5)を超えると球面収差が補正不足になり、下限(0.50)を超えると球面収差が補正過剰となり、いずれの場合でもコマ収差が悪化し、結像性能の低下を招く。
第1レンズL1の入射側面を非球面とすることにより、非球面が収差補正の役割を担うので、第1レンズL1よりも像側に配置されたレンズの寸法を小さく抑えることができる。
第6レンズL6は結像面ISに近く、軸外光線高さが他のレンズと比較して高いので光束が十分に分離されており、第6レンズL6の像側面を非球面とすることにより、軸外収差を効果的に補正することができる。
第6レンズL6は結像面IS近傍に配置されるため、ラインセンサの長手方向とほぼ同等の径が必要となる。そのため、円形状のレンズ外形の寸法が非常に大きくなり、レンズ自体のコストが大幅にアップしたり、前記読取レンズを用いた画像読取装置の高さが非常に高くなったりする。そこで、第6レンズL6をガラスレンズより安価なプラスチック製のレンズとすることにより、製造コストを抑えることができる。
第6レンズL6の外形形状の一例を図2に示す。図2(A)は斜視図、(B)は正面の断面図である。
f:全系のe線の合成焦点距離
FNo:Fナンバー
m:縮率
Y:物体高
ω:半画角
BF:レンズのバックフォーカス
L:レンズ全長
r:レンズ面の曲率半径
d:面間隔
nd:各レンズの材料のd線の屈折率
νd:各レンズの材料のd線のアッベ数
ne:各レンズの材料のe線の屈折率
f1:第1群(G1)のe線の焦点距離をf1
d10:第5レンズL5と第6レンズL6との空気間隔
ここで、上記式において
X:光軸から高さYにおける非球面の非球面頂点における接平面からの距離
Y:光軸からの高さ
R:非球面の近軸曲率半径
K:円錐定数
A4,A6,A8,A10:非球面係数
SQRT:平方根の意味
である。
また、表2、表4、表6及び表8に示す数値例の中で、「E−XY」は、10−XYの意味であり、例えば「E−12」は10−12を意味する。
また、球面収差の図では、波線は正弦条件を示し、非点収差の図では、実線はサジタル光線、点線はメリディオナル光線を示す。
第1の実施形態のレンズ構成を図3に、収差図を図4に示す。
また、構成するレンズの具体的な数値データを表1に示す。
第2の実施形態のレンズ構成を図5に、収差図を図6に示す。
また、構成するレンズの具体的な数値データを表3に示す。
第3の実施形態のレンズ構成を図7に、収差図を図8に示す。
また、構成するレンズの具体的な数値データを表5に示す。
第4の実施形態のレンズ構成を図9に、収差図を図10に示す。
また、構成するレンズの具体的な数値データを表7に示す。
(1)0.01<BF/L<0.10
(2)0.50<f1/f<9.5
(3)0.20<d10/f<0.90
また、図4、図6、図8及び図10に示す各収差図から明らかなように、いずれの実施形態の読取レンズにおいても、C線(656.27nm)からg線(435.83nm)と広い範囲で軸上の色収差を良好に補正し、半画角が30゜を超える広角でも良好に像面湾曲補正がなされ、Fナンバーが5.6程度と明るく、かつ周辺部まで100%に近い開口効率を有し、緒収差を良好に補正可能であり、高空間周波数領域で高いコントラストを有する。
前記画像読取装置は、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結像レンズと、前記結像レンズで結像された原稿像を光電変換するラインセンサを有し、前記結像レンズとして前記読取レンズを用いる。
図11に、画像読取装置の実施の一形態を示す。
「撮像部」であるラインセンサ16は、前記色分解手段として赤(R)、緑(G)、青(B)のフィルタを持った光電変換素子(16a、16b、16c)を、1チップに3列に配列させた3ラインCCD(3ラインのラインセンサ)であり、原稿12の照明走査に伴い、原稿画像を画像信号化する。このようにして原稿12の読み取りが実行され、原稿12のカラー画像は、赤、緑、青の3原色に色分解して読み取られる。
また、結像光路中に色分解素子を有さず、原稿情報をモノクロとして読み取ることも可能である。
画像形成装置は、本発明に係る画像読取レンズを備えた前記画像読取装置を備える。
図12に、本発明の画像形成装置の実施の一形態を示す。
なお、前記画像形成装置は、感光体を各色に対応して複数配置した、いわゆるタンデム式の画像形成装置であってもよい。勿論、前記画像形成装置を「モノクロームの画像形成を行うように構成」できることは言うまでもない。
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
L5 第5レンズ
L6 第6レンズ
CN コンタクトガラス
CV CCDカバーガラス
IS 像面
11 原稿台(コンタクトガラス)
12 原稿
15 画像読取レンズ
16 ラインセンサ(CCD)
17 画像読取ユニット
200 画像読取装置
Claims (9)
- 物体側から像側へ向かって順に、正の第1レンズと負の第2レンズとが接合された正の屈折力を有する第1群、負の第3レンズからなる第2群、正の第4レンズからなる第3群、負の第5レンズからなる第4群、及び負の第6レンズからなる第5群で構成され、前記第1群と前記第2群との間に絞りを有し、
レンズのバックフォーカスをBF、レンズ全長をL、前記第1群のe線の焦点距離をf1、全系のe線の焦点距離をf、前記第5レンズと前記第6レンズとの空気間隔をd10としたとき、
(1)0.01<BF/L<0.10
(2)0.50<f1/f<9.5
(3)0.20<d10/f<0.90
の条件を満足することを特徴とする読取レンズ。 - 前記第1レンズの入射側面が非球面であることを特徴とする請求項1に記載の読取レンズ。
- 前記第6レンズの像側面が非球面であることを特徴とする請求項1または2に記載の読取レンズ。
- 前記第6レンズがプラスチック製であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の読取レンズ。
- 前記第6レンズの外形形状が、主走査方向に長い短冊形状であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の読取レンズ。
- 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結像レンズと、前記結像レンズで結像された原稿像を光電変換するラインセンサとを有し、前記結像レンズが請求項1から6のいずれかに記載の読取レンズであることを特徴とする画像読取装置。
- 前記読取レンズの結像光路上に色分解手段を有し、前記原稿のカラー画像をフルカラーで読み取ることを特徴とする請求項6に記載の画像読取装置。
- 前記照明系の光源がLEDであることを特徴とする請求項6または7に記載の画像読取装置。
- 請求項6から8のいずれかに記載の画像読取装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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