JP3161390B2 - ズームレンズ及びそれを用いたイメージスキャナー - Google Patents
ズームレンズ及びそれを用いたイメージスキャナーInfo
- Publication number
- JP3161390B2 JP3161390B2 JP31607097A JP31607097A JP3161390B2 JP 3161390 B2 JP3161390 B2 JP 3161390B2 JP 31607097 A JP31607097 A JP 31607097A JP 31607097 A JP31607097 A JP 31607097A JP 3161390 B2 JP3161390 B2 JP 3161390B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- negative
- positive
- group
- lenses
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はズームレンズ及びそ
れを用いたイメージスキャナーに関し、特に物像間距離
を一定の有限距離に維持した状態において変倍を行なっ
たものである。
れを用いたイメージスキャナーに関し、特に物像間距離
を一定の有限距離に維持した状態において変倍を行なっ
たものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりイメージスキャナー用に用いら
れる結像レンズは単焦点レンズで構成されている場合が
多い。またこの種のイメージスキャナーはラインセンサ
ー（ＣＣＤ）によるディジタル読み取りのため、画像の
拡大等は電子ズームで行なえる。しかしながら一般に電
子ズームは一定の画素から成る画像を拡大するため画像
劣化が避けられないという問題点がある。
れる結像レンズは単焦点レンズで構成されている場合が
多い。またこの種のイメージスキャナーはラインセンサ
ー（ＣＣＤ）によるディジタル読み取りのため、画像の
拡大等は電子ズームで行なえる。しかしながら一般に電
子ズームは一定の画素から成る画像を拡大するため画像
劣化が避けられないという問題点がある。
【０００３】近年、パーソナルコンピュータのディスプ
レー及びプリンターの高画質化が急速に進んでいる。そ
れに伴いイメージスキャナーも高解像化に対応なりつつ
ある。今後、実質的に拡大画像を高画質化するためには
光学ズームが必要となる。
レー及びプリンターの高画質化が急速に進んでいる。そ
れに伴いイメージスキャナーも高解像化に対応なりつつ
ある。今後、実質的に拡大画像を高画質化するためには
光学ズームが必要となる。
【０００４】この光学ズームを用いたイメージスキャナ
ー用のズームレンズが、例えば特開平9-113804号公報で
提案されている。同公報では物体側より順に負の屈折力
の第１群と正の屈折力の第２群との２つのレンズ群を有
し、ズーミングの際には該第１群と該第２群との間隔を
変化させて行なっている。しかしながら同公報では周辺
光量、歪曲収差などにおいては、従来の単焦点レンズを
用いたイメージスキャナーのレベルには達していない。
ー用のズームレンズが、例えば特開平9-113804号公報で
提案されている。同公報では物体側より順に負の屈折力
の第１群と正の屈折力の第２群との２つのレンズ群を有
し、ズーミングの際には該第１群と該第２群との間隔を
変化させて行なっている。しかしながら同公報では周辺
光量、歪曲収差などにおいては、従来の単焦点レンズを
用いたイメージスキャナーのレベルには達していない。
【０００５】またズームレンズの色収差の発生や変動を
小さく抑える為に回折光学素子を利用したズームレンズ
が、例えば米国特許5,268,790 号で提案されている。同
号では主変倍群の第２群、補正群の第３群に回折光学素
子を使用している。
小さく抑える為に回折光学素子を利用したズームレンズ
が、例えば米国特許5,268,790 号で提案されている。同
号では主変倍群の第２群、補正群の第３群に回折光学素
子を使用している。
【０００６】また色収差を補正する為に回折光学素子を
ズームレンズに配置したズームレンズが、例えば特開平
9-197274号公報で提案されている。同公報では物体側よ
り順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群の２つ
のレンズ群とを有し、該第１群又は第２群に回折光学素
子を配置し、広角端から望遠端へのズーミングの際には
該第１群と該第２群とが互いに間隔を狭くするようにし
て行なっている。しかしながら同公報で提案されている
ズームレンズはレンズシャッターカメラ用として用いら
れる為、イメージスキャナー用としては色収差、像面特
性、そして歪曲収差とも不十分な光学性能であった。
ズームレンズに配置したズームレンズが、例えば特開平
9-197274号公報で提案されている。同公報では物体側よ
り順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群の２つ
のレンズ群とを有し、該第１群又は第２群に回折光学素
子を配置し、広角端から望遠端へのズーミングの際には
該第１群と該第２群とが互いに間隔を狭くするようにし
て行なっている。しかしながら同公報で提案されている
ズームレンズはレンズシャッターカメラ用として用いら
れる為、イメージスキャナー用としては色収差、像面特
性、そして歪曲収差とも不十分な光学性能であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一般にイメージスキャ
ナーは原稿面全域に渡って忠実に画像を読み取る必要が
あるため歪曲収差がなく画面全域で一定以上の解像力が
要求される。またカラー読取りの場合には、Ｒ（赤），
Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色光でのピント位置が揃ってい
ること、画面内での色ズレがないこと等が要求される。
またイメージスキャナーに用いられる読取素子としての
イメージセンサーはラチチュードが狭いため、画面中心
に対する周辺光量をできるだけ確保しておく必要があ
る。
ナーは原稿面全域に渡って忠実に画像を読み取る必要が
あるため歪曲収差がなく画面全域で一定以上の解像力が
要求される。またカラー読取りの場合には、Ｒ（赤），
Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色光でのピント位置が揃ってい
ること、画面内での色ズレがないこと等が要求される。
またイメージスキャナーに用いられる読取素子としての
イメージセンサーはラチチュードが狭いため、画面中心
に対する周辺光量をできるだけ確保しておく必要があ
る。
【０００８】更にイメージスキャナーに用いられるズー
ムレンズは、例えば写真レンズやビデオレンズ等のズー
ムレンズで実用上許容されている収差変動量が許容する
ことができないほどの高い光学性能が要求される。
ムレンズは、例えば写真レンズやビデオレンズ等のズー
ムレンズで実用上許容されている収差変動量が許容する
ことができないほどの高い光学性能が要求される。
【０００９】本発明は３群ズームレンズの各レンズ群の
レンズ構成を適切に設定し、かつ第１群と第２群とに各
々回折光学素子を設けることによって、変倍比２．０程
度と高い変倍比を確保しつつ、全変倍範囲にわたり高い
光学性能を有し、カラー読取りに対応できるズームレン
ズ及びそれを用いたイメージスキャナーの提供を目的と
する。
レンズ構成を適切に設定し、かつ第１群と第２群とに各
々回折光学素子を設けることによって、変倍比２．０程
度と高い変倍比を確保しつつ、全変倍範囲にわたり高い
光学性能を有し、カラー読取りに対応できるズームレン
ズ及びそれを用いたイメージスキャナーの提供を目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のズーム
レンズは原稿面側より順に負の屈折力の第１群、正の屈
折力の第２群、そして正の屈折力の第３群の３つのレン
ズ群を有し、該第１、第２群の空気間隔と該第２、第３
群の空気間隔を変化させて変倍を行なうズームレンズに
おいて、該第２群内に絞りを有し、該第１群は第１の回
折光学素子を有し、該絞り近傍に第２の回折光学素子を
有し、該第２、第３群の短焦点距離側の結像倍率を各々
順にβ 2w ，β 3w としたとき ０．８６≦｜β 2w ×β 3w ｜＜１．１ 但し、β 2w ×β 3w ＜０ なる条件を満足する ことを特徴としている。
レンズは原稿面側より順に負の屈折力の第１群、正の屈
折力の第２群、そして正の屈折力の第３群の３つのレン
ズ群を有し、該第１、第２群の空気間隔と該第２、第３
群の空気間隔を変化させて変倍を行なうズームレンズに
おいて、該第２群内に絞りを有し、該第１群は第１の回
折光学素子を有し、該絞り近傍に第２の回折光学素子を
有し、該第２、第３群の短焦点距離側の結像倍率を各々
順にβ 2w ，β 3w としたとき ０．８６≦｜β 2w ×β 3w ｜＜１．１ 但し、β 2w ×β 3w ＜０ なる条件を満足する ことを特徴としている。
【００１１】請求項２の発明は請求項１の発明において
前記第１、第２、第３群は変倍に際して全て光軸上移動
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ズームレンズは物像間隔距離
が一定の基で使用されることを特徴としている。請求項
４の発明は請求項１の発明において前記第１の回折光学
素子は前記第１群を構成するレンズの負の屈折面に付加
されていることを特徴としている。請求項５の発明は請
求項１，２，３又は４の発明において前記第１、第２の
回折光学素子の位相関数を
前記第１、第２、第３群は変倍に際して全て光軸上移動
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ズームレンズは物像間隔距離
が一定の基で使用されることを特徴としている。請求項
４の発明は請求項１の発明において前記第１の回折光学
素子は前記第１群を構成するレンズの負の屈折面に付加
されていることを特徴としている。請求項５の発明は請
求項１，２，３又は４の発明において前記第１、第２の
回折光学素子の位相関数を
【数２】 （但し、λは基準波長、ｈは光軸からの高さ、ｉは次
数、ｊは回折光学素子の番号）と定義し、全系の短焦点
距離側の焦点距離をｆｗとしたとき ０．０００５＜Ｃ2(1)×ｆｗ＜０．００５ ０．００５＜｜Ｃ2(2)×ｆｗ｜＜０．０３ （但し、Ｃ2(2)＜０） 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のいずれか１項の発明において前
記第１、第２の回折光学素子は共に複数の回折格子を基
板ガラス上に積層して形成した積層型の回折格子より成
ることを特徴としている。請求項７の発明は請求項１の
発明において短焦点距離端から長焦点距離端への変倍を
前記第１群を像面側に凸状の軌跡を有しつつ移動させ、
前記第２、第３群を原稿面側へ単調移動させて行ない、
物像間距離が一定であることを特徴としている。請求項
８の発明は請求項７の発明において原稿面側から順に前
記１群は第１−１負レンズ、第１−２負レンズ、そして
第１−１正レンズの３つのレンズを有し、前記第２群は
第２−１正レンズ、第２−２正レンズ、第２−１負レン
ズ、第２−２負レンズ、そして第２−３正レンズの５つ
のレンズを有し、前記第３群は第３−１正レンズと第３
−１負レンズの２つのレンズを有していることを特徴と
している。請求項９の発明は請求項７の発明において原
稿面側から順に前記第１群は第１−１負レンズ、第１−
１正レンズ、第１−２負レンズ、そして第１−２正レン
ズの４つのレンズを有し、前記第２群は第２−１正レン
ズ、第２−２正レンズ、第２−１負レンズ、そして第２
−３正レンズの４つのレンズを有し、前記第３群は第３
−１正レンズと第３−１負レンズの２つのレンズを有し
ていることを特徴としている。請求項１０の発明は請求
項７の発明において原稿面側から順に前記第１群は第１
−１負レンズ、第１−１正レンズ、第１−２負レンズ、
そして第１−２正レンズの４つのレンズを有し、前記第
２群は第２−１正レンズ、第２−２正レンズ、第２−１
負レンズ、第２−２負レンズ、そして第２−３正レンズ
の５つのレンズを有し、前記第３群は第３−１正レンズ
と第３−１負レンズの２つのレンズを有していることを
特徴としている。請求項１１の発明は請求項７の発明に
おいて原稿面側から順に前記第１群は第１−１負レン
ズ、第１−２負レンズ、そして第１−１正レンズの３つ
のレンズを有し、前記第２群は第２−１正レンズ、第２
−２正レンズ、第２−１負レンズ、そして第２−２負レ
ンズの４つのレンズを有し、前記第３群は第３−１正レ
ンズと第３−１負レンズの２つのレンズを有しているこ
とを特徴としている。請求項１２の発明は請求項７の発
明において原稿面側から順に前記第１群は第１−１負レ
ンズ、第１−２負レンズ、そして第１−１正レンズの３
つのレンズを有し、前記第２群は第２−１正レンズ、第
２−２正レンズ、そして第２−１負レンズの３つのレン
ズを有し、前記第３群は第３−１負レンズ、第３−１正
レンズ、そして第３−２負レンズの３つのレンズを有し
ていることを特徴としている。
数、ｊは回折光学素子の番号）と定義し、全系の短焦点
距離側の焦点距離をｆｗとしたとき ０．０００５＜Ｃ2(1)×ｆｗ＜０．００５ ０．００５＜｜Ｃ2(2)×ｆｗ｜＜０．０３ （但し、Ｃ2(2)＜０） 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のいずれか１項の発明において前
記第１、第２の回折光学素子は共に複数の回折格子を基
板ガラス上に積層して形成した積層型の回折格子より成
ることを特徴としている。請求項７の発明は請求項１の
発明において短焦点距離端から長焦点距離端への変倍を
前記第１群を像面側に凸状の軌跡を有しつつ移動させ、
前記第２、第３群を原稿面側へ単調移動させて行ない、
物像間距離が一定であることを特徴としている。請求項
８の発明は請求項７の発明において原稿面側から順に前
記１群は第１−１負レンズ、第１−２負レンズ、そして
第１−１正レンズの３つのレンズを有し、前記第２群は
第２−１正レンズ、第２−２正レンズ、第２−１負レン
ズ、第２−２負レンズ、そして第２−３正レンズの５つ
のレンズを有し、前記第３群は第３−１正レンズと第３
−１負レンズの２つのレンズを有していることを特徴と
している。請求項９の発明は請求項７の発明において原
稿面側から順に前記第１群は第１−１負レンズ、第１−
１正レンズ、第１−２負レンズ、そして第１−２正レン
ズの４つのレンズを有し、前記第２群は第２−１正レン
ズ、第２−２正レンズ、第２−１負レンズ、そして第２
−３正レンズの４つのレンズを有し、前記第３群は第３
−１正レンズと第３−１負レンズの２つのレンズを有し
ていることを特徴としている。請求項１０の発明は請求
項７の発明において原稿面側から順に前記第１群は第１
−１負レンズ、第１−１正レンズ、第１−２負レンズ、
そして第１−２正レンズの４つのレンズを有し、前記第
２群は第２−１正レンズ、第２−２正レンズ、第２−１
負レンズ、第２−２負レンズ、そして第２−３正レンズ
の５つのレンズを有し、前記第３群は第３−１正レンズ
と第３−１負レンズの２つのレンズを有していることを
特徴としている。請求項１１の発明は請求項７の発明に
おいて原稿面側から順に前記第１群は第１−１負レン
ズ、第１−２負レンズ、そして第１−１正レンズの３つ
のレンズを有し、前記第２群は第２−１正レンズ、第２
−２正レンズ、第２−１負レンズ、そして第２−２負レ
ンズの４つのレンズを有し、前記第３群は第３−１正レ
ンズと第３−１負レンズの２つのレンズを有しているこ
とを特徴としている。請求項１２の発明は請求項７の発
明において原稿面側から順に前記第１群は第１−１負レ
ンズ、第１−２負レンズ、そして第１−１正レンズの３
つのレンズを有し、前記第２群は第２−１正レンズ、第
２−２正レンズ、そして第２−１負レンズの３つのレン
ズを有し、前記第３群は第３−１負レンズ、第３−１正
レンズ、そして第３−２負レンズの３つのレンズを有し
ていることを特徴としている。
【００１２】請求項１３の発明のイメージスキャナは前
記請求項１乃至１２のいずれか１項記載のズームレンズ
をイメージスキャナーに用いたことを特徴としている。
記請求項１乃至１２のいずれか１項記載のズームレンズ
をイメージスキャナーに用いたことを特徴としている。
【００１３】本発明のイメージスキャナーは、 (2) 上記(1)、(1-1) 乃至(1-12)のいずれか１項記載のズ
ームレンズをイメージスキャナーに用いたことを特徴と
している。
ームレンズをイメージスキャナーに用いたことを特徴と
している。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１〜図５は各々順に本発明の後
述する数値実施例１〜５のレンズ断面図、図６〜図１０
は各々順に本発明の後述する数値実施例１〜５の諸収差
図である。収差図において（Ａ）は短焦点距離端（高倍
側）、（Ｂ）は長焦点距離端（低倍側）の収差を示して
いる。尚、各数値実施例はイメージスキャナーに用いら
れるズームレンズの数値例を示している。
述する数値実施例１〜５のレンズ断面図、図６〜図１０
は各々順に本発明の後述する数値実施例１〜５の諸収差
図である。収差図において（Ａ）は短焦点距離端（高倍
側）、（Ｂ）は長焦点距離端（低倍側）の収差を示して
いる。尚、各数値実施例はイメージスキャナーに用いら
れるズームレンズの数値例を示している。
【００１５】図中、Ｌ１は負の屈折力の第１群であり、
その群Ｌ１内に変倍による倍率色収差の変動を補正する
第１の回折光学素子１１を有している。第１の回折光学
素子１１は第１群Ｌ１を構成するレンズの負の屈折面に
付加されている。Ｌ２は正の屈折力の第２群であり、そ
の群Ｌ２内に変倍による軸上色収差の変動を補正する第
２の回折光学素子１２を有している。ＳＰは絞りであ
り、第２群Ｌ２内に配置されており、本発明では変倍に
伴ない第２群Ｌ２と一体的に移動させている。また絞り
ＳＰ近傍には第２の回折光学素子１２が配置されてい
る。Ｌ３は正の屈折力の第３群である。Ｇはラインセン
サー（不図示）用の平行平面板より成るカバーガラスで
あり、像面近傍に配置されている。
その群Ｌ１内に変倍による倍率色収差の変動を補正する
第１の回折光学素子１１を有している。第１の回折光学
素子１１は第１群Ｌ１を構成するレンズの負の屈折面に
付加されている。Ｌ２は正の屈折力の第２群であり、そ
の群Ｌ２内に変倍による軸上色収差の変動を補正する第
２の回折光学素子１２を有している。ＳＰは絞りであ
り、第２群Ｌ２内に配置されており、本発明では変倍に
伴ない第２群Ｌ２と一体的に移動させている。また絞り
ＳＰ近傍には第２の回折光学素子１２が配置されてい
る。Ｌ３は正の屈折力の第３群である。Ｇはラインセン
サー（不図示）用の平行平面板より成るカバーガラスで
あり、像面近傍に配置されている。
【００１６】図１の数値実施例１においては原稿面側か
ら順に第１群Ｌ１を第１−１負レンズL1A 、第１−２負
レンズL1B 、そして第１−１正レンズL1C の３枚構成と
し、第２群Ｌ２を第２−１正レンズL2A 、第２−２正レ
ンズL2B 、第２−１負レンズL2C 、絞り、第２−２負レ
ンズL2D 、そして第２−３正レンズL2E の５枚構成と
し、第３群Ｌ３を第３−１正レンズL3A と第３−１負レ
ンズL3B の２枚構成とし、第１群の第１−２負レンズL1
B の原稿面側のレンズ面に第１の回折光学素子１１を付
加し、第２群Ｌ２内に絞りSPを配し、第２群の第２−１
負レンズL2C の像面側のレンズ面に第２の回折光学素子
１２を付加している。
ら順に第１群Ｌ１を第１−１負レンズL1A 、第１−２負
レンズL1B 、そして第１−１正レンズL1C の３枚構成と
し、第２群Ｌ２を第２−１正レンズL2A 、第２−２正レ
ンズL2B 、第２−１負レンズL2C 、絞り、第２−２負レ
ンズL2D 、そして第２−３正レンズL2E の５枚構成と
し、第３群Ｌ３を第３−１正レンズL3A と第３−１負レ
ンズL3B の２枚構成とし、第１群の第１−２負レンズL1
B の原稿面側のレンズ面に第１の回折光学素子１１を付
加し、第２群Ｌ２内に絞りSPを配し、第２群の第２−１
負レンズL2C の像面側のレンズ面に第２の回折光学素子
１２を付加している。
【００１７】図２の数値実施例２においては原稿面側か
ら順に第１群Ｌ１を第１−１負レンズL1A 、第１−１正
レンズL1B 、第１−２負レンズL1C 、そして第１−２正
レンズL1D の４枚構成とし、第２群Ｌ２を第２−１正レ
ンズL2A 、第２−２正レンズL2B 、第２−１負レンズL2
C 、そして第２−３正レンズL2D の４枚構成とし、第３
群Ｌ３を第３−１正レンズL3A と第３−１負レンズL3B
の２枚構成とし、第１群Ｌ１の第１−２負レンズL1C の
原稿面側のレンズ面に第１の回折光学素子１１を付加
し、第２群Ｌ２Ｌ２内に絞りSPを配し、第２群Ｌ２の第
２−２正レンズL2B の像面側のレンズ面に第２の回折光
学素子１２を付加している。
ら順に第１群Ｌ１を第１−１負レンズL1A 、第１−１正
レンズL1B 、第１−２負レンズL1C 、そして第１−２正
レンズL1D の４枚構成とし、第２群Ｌ２を第２−１正レ
ンズL2A 、第２−２正レンズL2B 、第２−１負レンズL2
C 、そして第２−３正レンズL2D の４枚構成とし、第３
群Ｌ３を第３−１正レンズL3A と第３−１負レンズL3B
の２枚構成とし、第１群Ｌ１の第１−２負レンズL1C の
原稿面側のレンズ面に第１の回折光学素子１１を付加
し、第２群Ｌ２Ｌ２内に絞りSPを配し、第２群Ｌ２の第
２−２正レンズL2B の像面側のレンズ面に第２の回折光
学素子１２を付加している。
【００１８】図３の数値実施例３においては原稿面側か
ら順に第１群Ｌ１を第１−１負レンズL1A 、第１−１正
レンズL1B 、第１−２負レンズL1C 、そして第１−２正
レンズL1D の４枚構成とし、第２群Ｌ２を第２−１正レ
ンズL2A 、第２−２正レンズL2B 、第２−１負レンズL2
C 、第２−２負レンズL2D 、そして第２−３正レンズL2
E の５枚構成とし、第３群Ｌ３を第３−１正レンズL3A
と第３−１負レンズL3B の２枚構成とし、第１群Ｌ１の
第１−２負レンズL1C の原稿面側のレンズ面に第１の回
折光学素子１１を付加し、第２群Ｌ２内に絞りSPを配
し、第２群Ｌ２の第２−１負レンズL2C の像面側のレン
ズ面に第２の回折光学素子１２を付加している。
ら順に第１群Ｌ１を第１−１負レンズL1A 、第１−１正
レンズL1B 、第１−２負レンズL1C 、そして第１−２正
レンズL1D の４枚構成とし、第２群Ｌ２を第２−１正レ
ンズL2A 、第２−２正レンズL2B 、第２−１負レンズL2
C 、第２−２負レンズL2D 、そして第２−３正レンズL2
E の５枚構成とし、第３群Ｌ３を第３−１正レンズL3A
と第３−１負レンズL3B の２枚構成とし、第１群Ｌ１の
第１−２負レンズL1C の原稿面側のレンズ面に第１の回
折光学素子１１を付加し、第２群Ｌ２内に絞りSPを配
し、第２群Ｌ２の第２−１負レンズL2C の像面側のレン
ズ面に第２の回折光学素子１２を付加している。
【００１９】図４の数値実施例４においては原稿面側か
ら順に第１群Ｌ１を第１−１負レンズL1A 、第１−２負
レンズL1B 、そして第１−１正レンズL1C の３枚構成と
し、第２群Ｌ２を第２−１正レンズL2A 、第２−２正レ
ンズL2B 、第２−１負レンズL2C 、そして第２−２負レ
ンズL2D の４枚構成とし、第３群Ｌ３を第３−１正レン
ズL3A と第３−１負レンズL3B の２枚構成とし、第１群
Ｌ１の第１−２負レンズL1B の原稿面側のレンズ面に第
１の回折光学素子１１を付加し、第２群Ｌ２Ｌ２内に絞
りSPを配し、第２群Ｌ２の第２−１負レンズL2C の像面
側のレンズ面に第２の回折光学素子１２を付加してい
る。
ら順に第１群Ｌ１を第１−１負レンズL1A 、第１−２負
レンズL1B 、そして第１−１正レンズL1C の３枚構成と
し、第２群Ｌ２を第２−１正レンズL2A 、第２−２正レ
ンズL2B 、第２−１負レンズL2C 、そして第２−２負レ
ンズL2D の４枚構成とし、第３群Ｌ３を第３−１正レン
ズL3A と第３−１負レンズL3B の２枚構成とし、第１群
Ｌ１の第１−２負レンズL1B の原稿面側のレンズ面に第
１の回折光学素子１１を付加し、第２群Ｌ２Ｌ２内に絞
りSPを配し、第２群Ｌ２の第２−１負レンズL2C の像面
側のレンズ面に第２の回折光学素子１２を付加してい
る。
【００２０】図５の数値実施例５においては原稿面側か
ら順に第１群Ｌ１を第１−１負レンズL1A 、第１−２負
レンズL1B 、そして第１−１正レンズL1C の３枚構成と
し、第２群Ｌ２を第２−１正レンズL2A 、第２−２正レ
ンズL2B 、そして第２−１負レンズL2C の３枚構成と
し、第３群Ｌ３を第３−１負レンズL3A 、第３−１正レ
ンズL3B 、第３−２負レンズL3C の３枚構成とし、第１
群Ｌ１の第１−２負レンズL1B の原稿面側のレンズ面に
第１の回折光学素子１１を付加し、第２群Ｌ２Ｌ２内に
絞りSPを配し、第２群Ｌ２の第２−１負レンズL2C の像
面側のレンズ面に第２の回折光学素子１２を付加してい
る。
ら順に第１群Ｌ１を第１−１負レンズL1A 、第１−２負
レンズL1B 、そして第１−１正レンズL1C の３枚構成と
し、第２群Ｌ２を第２−１正レンズL2A 、第２−２正レ
ンズL2B 、そして第２−１負レンズL2C の３枚構成と
し、第３群Ｌ３を第３−１負レンズL3A 、第３−１正レ
ンズL3B 、第３−２負レンズL3C の３枚構成とし、第１
群Ｌ１の第１−２負レンズL1B の原稿面側のレンズ面に
第１の回折光学素子１１を付加し、第２群Ｌ２Ｌ２内に
絞りSPを配し、第２群Ｌ２の第２−１負レンズL2C の像
面側のレンズ面に第２の回折光学素子１２を付加してい
る。
【００２１】各数値実施例では上述の如く第１群Ｌ１内
に第１の回折光学素子１１を有し、第２群Ｌ２内に絞り
ＳＰを有し、かつ該絞りＳＰ近傍に第２の回折光学素子
１２を有している。そして図１〜図５に示すように短焦
点距離端から長焦点距離端への変倍（ズーミング）に際
しては物像間距離を一定の有限距離に維持しつつ第１群
Ｌ１を像面側に凸状の軌跡を有しつつ移動させ、第２，
第３群Ｌ２，Ｌ３を原稿面側へ単調移動させると共に、
該第１，第２群Ｌ１，Ｌ２の空気間隔と、該第２，第３
群Ｌ２，Ｌ３の空気間隔を同時に変化させて行なってい
る。
に第１の回折光学素子１１を有し、第２群Ｌ２内に絞り
ＳＰを有し、かつ該絞りＳＰ近傍に第２の回折光学素子
１２を有している。そして図１〜図５に示すように短焦
点距離端から長焦点距離端への変倍（ズーミング）に際
しては物像間距離を一定の有限距離に維持しつつ第１群
Ｌ１を像面側に凸状の軌跡を有しつつ移動させ、第２，
第３群Ｌ２，Ｌ３を原稿面側へ単調移動させると共に、
該第１，第２群Ｌ１，Ｌ２の空気間隔と、該第２，第３
群Ｌ２，Ｌ３の空気間隔を同時に変化させて行なってい
る。
【００２２】尚、各数値実施例において第２，第３群Ｌ
２，Ｌ３は同方向（原稿面側）に向かって移動する第１
群Ｌ１を負の屈折力にすることによって、ズーミングに
よって大きくなりがちな前玉径を小さくしている。
２，Ｌ３は同方向（原稿面側）に向かって移動する第１
群Ｌ１を負の屈折力にすることによって、ズーミングに
よって大きくなりがちな前玉径を小さくしている。
【００２３】各数値実施例においては主に第２，第３群
Ｌ２，Ｌ３の移動によって変倍するが、ズーム比が２倍
と大きくなるとズーム中間部で像面湾曲などズーミング
による収差変動が大きくなるので該第２，第３群Ｌ２，
Ｌ３の空気間隔を可変とすることにより収差変動を小さ
く抑えている。また第２群Ｌ２内に絞りＳＰを配置する
ことにより、レンズ系を該絞りに対しできる限り対称形
とし、これにより歪曲収差や倍率色収差等の補正をしや
すくしている。
Ｌ２，Ｌ３の移動によって変倍するが、ズーム比が２倍
と大きくなるとズーム中間部で像面湾曲などズーミング
による収差変動が大きくなるので該第２，第３群Ｌ２，
Ｌ３の空気間隔を可変とすることにより収差変動を小さ
く抑えている。また第２群Ｌ２内に絞りＳＰを配置する
ことにより、レンズ系を該絞りに対しできる限り対称形
とし、これにより歪曲収差や倍率色収差等の補正をしや
すくしている。
【００２４】各数値実施例においては各レンズ群内のレ
ンズ形状の最適化、硝材の選択などにより、ズーミング
による軸上色収差の変動や倍率色収差の変動をある程度
補正することはできる。
ンズ形状の最適化、硝材の選択などにより、ズーミング
による軸上色収差の変動や倍率色収差の変動をある程度
補正することはできる。
【００２５】しかしながら軸上色収差や倍率色収差等は
共に２次スペクトルが残存し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の３色光のピント位置を一致させることが難し
く、正確なカラー読取りができないという課題がある。
共に２次スペクトルが残存し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の３色光のピント位置を一致させることが難し
く、正確なカラー読取りができないという課題がある。
【００２６】そこで各数値実施例では第２群Ｌ２内の絞
りＳＰ近傍に第２の回折光学素子１２を設けることによ
って軸上色収差の２次スペクトルを補正し、また第１群
Ｌ１を構成するレンズの負（凹）の屈折面に第１の回折
光学素子１１を付加することによって倍率色収差の２次
スペクトルを補正している。
りＳＰ近傍に第２の回折光学素子１２を設けることによ
って軸上色収差の２次スペクトルを補正し、また第１群
Ｌ１を構成するレンズの負（凹）の屈折面に第１の回折
光学素子１１を付加することによって倍率色収差の２次
スペクトルを補正している。
【００２７】本発明においては上述の如く各数値実施例
とも第２群Ｌ２内に絞りを有し、ズーミングにより絞り
ＳＰ前後のレンズの対称性を維持することによって、イ
メージスキャナーに必要な歪曲収差や倍率色収差等の補
正がしやすい構成としている。また第２群Ｌ２におい
て、絞りＳＰの原稿面側に少なくとも２枚のレンズを配
置することによって、球面収差の変動を抑えている。こ
れによって各数値実施例においてはいずれも実効Ｆナン
バー（FNo ）がＦ６程度と明るくズーム比２倍のイメー
ジスキャナー用のズームレンズを実現している。
とも第２群Ｌ２内に絞りを有し、ズーミングにより絞り
ＳＰ前後のレンズの対称性を維持することによって、イ
メージスキャナーに必要な歪曲収差や倍率色収差等の補
正がしやすい構成としている。また第２群Ｌ２におい
て、絞りＳＰの原稿面側に少なくとも２枚のレンズを配
置することによって、球面収差の変動を抑えている。こ
れによって各数値実施例においてはいずれも実効Ｆナン
バー（FNo ）がＦ６程度と明るくズーム比２倍のイメー
ジスキャナー用のズームレンズを実現している。
【００２８】さらに本発明のズームレンズを高性能に維
持するためには次の各条件式を満足させるのが良い。
持するためには次の各条件式を満足させるのが良い。
【００２９】即ち、第２，第３群Ｌ２，Ｌ３の短焦点距
離側の結像倍率を各々順にβ2w、β3wとしたとき ０．８６≦｜β2w×β3w｜＜１．１ ‥‥‥‥（１） 但し、β2w×β3w＜０ なる条件を満足することである。
離側の結像倍率を各々順にβ2w、β3wとしたとき ０．８６≦｜β2w×β3w｜＜１．１ ‥‥‥‥（１） 但し、β2w×β3w＜０ なる条件を満足することである。
【００３０】また第１，第２の回折光学素子１１，１２
の位相関数を
の位相関数を
【００３１】
【数３】 （但し、λは基準波長、ｈは光軸からの高さ、ｉは次
数、ｊは回折光学素子の番号）と定義し、全系の短焦点
距離側の焦点距離をｆｗとしたとき ０．０００５＜Ｃ2(1)×ｆｗ＜０．００５ ‥‥‥‥（２） ０．００５＜｜Ｃ2(2)×ｆｗ｜＜０．０３ ‥‥‥‥（３） （但し、Ｃ2(2)＜０） なる条件を満足することである。尚、Ｃ2(1)、Ｃ2(2)は
各々第１，第２の回折光学素子１１，１２の位相関数の
係数Ｃ2 を表わしている。
数、ｊは回折光学素子の番号）と定義し、全系の短焦点
距離側の焦点距離をｆｗとしたとき ０．０００５＜Ｃ2(1)×ｆｗ＜０．００５ ‥‥‥‥（２） ０．００５＜｜Ｃ2(2)×ｆｗ｜＜０．０３ ‥‥‥‥（３） （但し、Ｃ2(2)＜０） なる条件を満足することである。尚、Ｃ2(1)、Ｃ2(2)は
各々第１，第２の回折光学素子１１，１２の位相関数の
係数Ｃ2 を表わしている。
【００３２】条件式（１）は原稿面側の画角が拡がる短
焦点距離側で該原稿面側のレンズ径を小さく抑え、かつ
歪曲収差を発生させないための条件であり、また第２群
Ｌ２に対する第１群Ｌ１の距離ができるだけ離れないよ
うにして絞りＳＰに対する前後のレンズ形状が対称形を
維持するようにしているものである。
焦点距離側で該原稿面側のレンズ径を小さく抑え、かつ
歪曲収差を発生させないための条件であり、また第２群
Ｌ２に対する第１群Ｌ１の距離ができるだけ離れないよ
うにして絞りＳＰに対する前後のレンズ形状が対称形を
維持するようにしているものである。
【００３３】条件式（１）の上限値を越えると高倍側で
の第２，第３群Ｌ２，Ｌ３のトータルの倍率が大きくな
ってズーミングによる収差変動が大きくなるので良くな
い。また条件式（１）の下限値を越えると特に絞りＳＰ
に対するレンズ系の対称形が崩れ、歪曲収差の発生や前
玉径の大型化を招くので良くない。
の第２，第３群Ｌ２，Ｌ３のトータルの倍率が大きくな
ってズーミングによる収差変動が大きくなるので良くな
い。また条件式（１）の下限値を越えると特に絞りＳＰ
に対するレンズ系の対称形が崩れ、歪曲収差の発生や前
玉径の大型化を招くので良くない。
【００３４】条件式（２）、（３）は第１，第２の回折
光学素子１１，１２の屈折力の大きさの適正値を規定し
たものである。条件式（２）は非点収差やコマ収差等の
非対称収差を発生させないようにしながら、倍率色収差
のズーミングによる変動を補正するためのものである。
条件式（３）は球面収差の曲がりを発生させないように
しながら軸上色収差のズーミングによる変動を補正する
ためのものである。
光学素子１１，１２の屈折力の大きさの適正値を規定し
たものである。条件式（２）は非点収差やコマ収差等の
非対称収差を発生させないようにしながら、倍率色収差
のズーミングによる変動を補正するためのものである。
条件式（３）は球面収差の曲がりを発生させないように
しながら軸上色収差のズーミングによる変動を補正する
ためのものである。
【００３５】条件式（２）、（３）は共に上限値を越え
ると色収差以外への悪影響が大きくなり良くない。また
条件式（２）、（３）の下限値を越えると本来の補正効
果が薄くなるので良くない。
ると色収差以外への悪影響が大きくなり良くない。また
条件式（２）、（３）の下限値を越えると本来の補正効
果が薄くなるので良くない。
【００３６】各数値実施例における第１、第２の回折光
学素子１１，１２は回折の法則 ｎｓｉｎθ−ｎ’ｓｉｎθ’＝ｍλ／ｄ （但しｎは入射側媒質、ｎ’は出射側媒質の屈折率、θ
は光線入射角、θ’は光線出射角、λは波長、ｄは格子
間隔） によって屈折反射させる光学素子である。
学素子１１，１２は回折の法則 ｎｓｉｎθ−ｎ’ｓｉｎθ’＝ｍλ／ｄ （但しｎは入射側媒質、ｎ’は出射側媒質の屈折率、θ
は光線入射角、θ’は光線出射角、λは波長、ｄは格子
間隔） によって屈折反射させる光学素子である。
【００３７】屈折光学素子の通常のガラスが ν＝（ｎ−１）／Δｎ で表される分散を持つのに対して、回折光学素子は ν＝λ／Δλ の分散を持つ。通常のガラスのアッベ数が約２０〜９５
であるのに対して回折光学素子のアッベ数はν＝−３．
４５３という一定値を持つ。つまり通常のガラスが正の
アッベ数を持つのに対して負のアッベ数を持つことにな
る。また部分分散比についても通常のガラスとはかけ離
れた値を持つ。
であるのに対して回折光学素子のアッベ数はν＝−３．
４５３という一定値を持つ。つまり通常のガラスが正の
アッベ数を持つのに対して負のアッベ数を持つことにな
る。また部分分散比についても通常のガラスとはかけ離
れた値を持つ。
【００３８】各数値実施例においてはこのような回折光
学素子の光学特性を利用することによって色補正を効率
的に行っている。
学素子の光学特性を利用することによって色補正を効率
的に行っている。
【００３９】この回折光学素子は以下の位相方程式で表
わすことができるものである。
わすことができるものである。
【００４０】
【数４】 上記φ(h) は位相を表わしており、ｈはレンズ光軸から
径方向の距離、λは基準波長である。つまり回折光学素
子はレンズの基準面に位相を付加することにより表わさ
れる。
径方向の距離、λは基準波長である。つまり回折光学素
子はレンズの基準面に位相を付加することにより表わさ
れる。
【００４１】図１１は各数値実施例における回折光学素
子１１（１２）の回折格子形状を示す説明図であり、キ
ノフォーム形状より成っている。
子１１（１２）の回折格子形状を示す説明図であり、キ
ノフォーム形状より成っている。
【００４２】図１２は図１１に示す回折光学素子の１次
回折効率の波長依存特性を示した説明図である。実際の
回折格子の構成は図１１に示すように基材（基板ガラ
ス）１０２の表面に紫外線硬化樹脂を塗布し、樹脂部に
波長５３０ｎｍで１次回折効率が１００％となるような
格子厚ｄの格子１０３を形成している。図１２で明らか
なように設計次数での回折効率は最適化した波長５３０
ｎｍから離れるに従って低下し、一方設計次数近傍の次
数０次、２次回折光が増大している。この設計次数以外
の回折光の増加はフレアとなり、光学系の解像度の低下
につながる。
回折効率の波長依存特性を示した説明図である。実際の
回折格子の構成は図１１に示すように基材（基板ガラ
ス）１０２の表面に紫外線硬化樹脂を塗布し、樹脂部に
波長５３０ｎｍで１次回折効率が１００％となるような
格子厚ｄの格子１０３を形成している。図１２で明らか
なように設計次数での回折効率は最適化した波長５３０
ｎｍから離れるに従って低下し、一方設計次数近傍の次
数０次、２次回折光が増大している。この設計次数以外
の回折光の増加はフレアとなり、光学系の解像度の低下
につながる。
【００４３】図１３に図１１の格子形状で前述の各数値
実施例を作成した場合の空間周波数に対する短焦点距離
端の可視域平均のＭＴＦ特性を示す。図１３に示すよう
に低周波数領域のＭＴＦが所望の値より低下しているこ
とが分かる。
実施例を作成した場合の空間周波数に対する短焦点距離
端の可視域平均のＭＴＦ特性を示す。図１３に示すよう
に低周波数領域のＭＴＦが所望の値より低下しているこ
とが分かる。
【００４４】そこで各数値実施例では図１１に示した回
折格子形状に限らず、例えば図１４に示すように複数の
回折格子１０４，１０５を基材１０２上に積層して形成
した積層型の回折格子を回折光学素子の格子形状とする
ことによって所望のＭＴＦ特性を得ている。
折格子形状に限らず、例えば図１４に示すように複数の
回折格子１０４，１０５を基材１０２上に積層して形成
した積層型の回折格子を回折光学素子の格子形状とする
ことによって所望のＭＴＦ特性を得ている。
【００４５】図１５はこの構成の回折光学素子の１次回
折効率の波長依存特性を示す説明図である。具体的な構
成としては図１４に示すように基材１０２上に紫外線硬
化樹脂（ｎｄ＝１．４９９、νｄ＝５４）からなる第１
の回折格子１０４を形成し、その上に別の紫外線硬化樹
脂（ｎｄ＝１．５９８、νｄ＝２８）からなる第２の回
折格子１０５を形成している。この材質の組み合わせで
は第１の回折格子１０４の格子厚ｄ１はｄ１＝１３．８
μｍ、第２の回折格子１０５の格子厚ｄ２はｄ２＝１
０．５μｍとしている。図１５から分かるように積層構
造の回折格子にすることで、設計次数の回折効率は使用
波長域全域で９５％以上の高い回折効率を有している。
折効率の波長依存特性を示す説明図である。具体的な構
成としては図１４に示すように基材１０２上に紫外線硬
化樹脂（ｎｄ＝１．４９９、νｄ＝５４）からなる第１
の回折格子１０４を形成し、その上に別の紫外線硬化樹
脂（ｎｄ＝１．５９８、νｄ＝２８）からなる第２の回
折格子１０５を形成している。この材質の組み合わせで
は第１の回折格子１０４の格子厚ｄ１はｄ１＝１３．８
μｍ、第２の回折格子１０５の格子厚ｄ２はｄ２＝１
０．５μｍとしている。図１５から分かるように積層構
造の回折格子にすることで、設計次数の回折効率は使用
波長域全域で９５％以上の高い回折効率を有している。
【００４６】図１６にこの場合の空間周波数に対するＭ
ＴＦ特性を示す。図１６に示すように積層構造の回折格
子を用いることで低周波数のＭＴＦは改善され、所望の
ＭＴＦ特性が得られていることが分かる。このように回
折光学素子として積層構造の回折格子を用いることによ
って光学性能はさらに改善される。
ＴＦ特性を示す。図１６に示すように積層構造の回折格
子を用いることで低周波数のＭＴＦは改善され、所望の
ＭＴＦ特性が得られていることが分かる。このように回
折光学素子として積層構造の回折格子を用いることによ
って光学性能はさらに改善される。
【００４７】尚、前述の積層構造の回折光学素子として
材質を紫外線硬化樹脂に限定するものではなく、他のプ
ラスチック材なども使用できるし、基材によっては第１
の回折格子１０４を直接基材に形成してもよい。また各
格子厚が必ずしも異なる必要はなく、材料の組み合わせ
によっては図１７に示すように２つの回折格子１０４，
１０５の格子厚を等しくしても良い。この場合は回折光
学素子の表面に格子形状が形成されないので、防塵性に
優れ、回折光学素子の組立作業性を向上させることがで
き、より安価な光学系を提供することができる。
材質を紫外線硬化樹脂に限定するものではなく、他のプ
ラスチック材なども使用できるし、基材によっては第１
の回折格子１０４を直接基材に形成してもよい。また各
格子厚が必ずしも異なる必要はなく、材料の組み合わせ
によっては図１７に示すように２つの回折格子１０４，
１０５の格子厚を等しくしても良い。この場合は回折光
学素子の表面に格子形状が形成されないので、防塵性に
優れ、回折光学素子の組立作業性を向上させることがで
き、より安価な光学系を提供することができる。
【００４８】図１８は本発明のズームレンズをイメージ
スキャナーに適用したときの要部概略図である。同図に
おいて１は原稿台ガラスであり、その原稿台ガラス１上
に原稿（画像）７が載置されている。Ａは副走査方向の
原稿の長さである。８はスリットであり、原稿７面近傍
に設けている。２，３，４は各々順に第１，第２，第３
ミラーであり、原稿面からの画像情報に基づく光束を折
り曲げて後述する結像手段に導いている。本実施例では
スリット走査中に原稿面Ａと後述するラインセンサー６
との間の光路長を一定に保つため、第１ミラー２と、第
２，第３ミラー３，４から成るミラーユニットとの移動
比を２：１に設定している。５は本発明に関わる結像手
段としてのズームレンズであり、前述の如く３つのレン
ズ群より成っている。ズームレンズ５はスリット走査中
は固定であり、ズーミングの際には位置５ａから位置５
ｂとの間を移動する。またズーミングによるスリット走
査範囲は、例えば範囲Ｂに制限される。６は紙面に垂直
方向に長い読取手段としてのラインセンサー（ＣＣＤ）
である。
スキャナーに適用したときの要部概略図である。同図に
おいて１は原稿台ガラスであり、その原稿台ガラス１上
に原稿（画像）７が載置されている。Ａは副走査方向の
原稿の長さである。８はスリットであり、原稿７面近傍
に設けている。２，３，４は各々順に第１，第２，第３
ミラーであり、原稿面からの画像情報に基づく光束を折
り曲げて後述する結像手段に導いている。本実施例では
スリット走査中に原稿面Ａと後述するラインセンサー６
との間の光路長を一定に保つため、第１ミラー２と、第
２，第３ミラー３，４から成るミラーユニットとの移動
比を２：１に設定している。５は本発明に関わる結像手
段としてのズームレンズであり、前述の如く３つのレン
ズ群より成っている。ズームレンズ５はスリット走査中
は固定であり、ズーミングの際には位置５ａから位置５
ｂとの間を移動する。またズーミングによるスリット走
査範囲は、例えば範囲Ｂに制限される。６は紙面に垂直
方向に長い読取手段としてのラインセンサー（ＣＣＤ）
である。
【００４９】本実施例においては照明手段（不図示）で
照明された原稿台ガラス１上の原稿からの光束を第１，
第２，第３ミラー２，３，４を介して結像手段５により
ラインセンサー６面上に結像させ、該ライセンサー６で
該原稿７の画像を読み取っている。
照明された原稿台ガラス１上の原稿からの光束を第１，
第２，第３ミラー２，３，４を介して結像手段５により
ラインセンサー６面上に結像させ、該ライセンサー６で
該原稿７の画像を読み取っている。
【００５０】本実施例においてズーミングにより原稿
（画像）が２倍に拡大されたとき、ラインセンサー（Ｃ
ＣＤ）の読取幅が一定だとすると、原稿読取幅が１／２
となり、かつスリット走査範囲も１／２となる。従って
原稿面上の読取ドットサイズはフルスキャンに対して１
／２となり、拡大時はより細かい画像読取りが可能とな
る。
（画像）が２倍に拡大されたとき、ラインセンサー（Ｃ
ＣＤ）の読取幅が一定だとすると、原稿読取幅が１／２
となり、かつスリット走査範囲も１／２となる。従って
原稿面上の読取ドットサイズはフルスキャンに対して１
／２となり、拡大時はより細かい画像読取りが可能とな
る。
【００５１】しかしながら拡大時においてラインセンサ
ーによる読取速度を不変とした場合、ラインセンサー側
の実効Ｆナンバーを一定にしなければならないという問
題点がある。また拡大時は全系の焦点距離が長くなるの
で、フルスキャンに対して明るいＦナンバーが必要とな
る。更にカラー読取りの場合、ラインセンサーの画素ピ
ッチが一定のため、拡大時には原稿面上の色ズレを小さ
く抑えなければならない。
ーによる読取速度を不変とした場合、ラインセンサー側
の実効Ｆナンバーを一定にしなければならないという問
題点がある。また拡大時は全系の焦点距離が長くなるの
で、フルスキャンに対して明るいＦナンバーが必要とな
る。更にカラー読取りの場合、ラインセンサーの画素ピ
ッチが一定のため、拡大時には原稿面上の色ズレを小さ
く抑えなければならない。
【００５２】このようにイメージスキャナー用のズーム
レンズは上述の如くズーミングによる収差補正の条件
が、例えば写真レンズ等の通常のズームレンズより厳し
いという問題点がある。
レンズは上述の如くズーミングによる収差補正の条件
が、例えば写真レンズ等の通常のズームレンズより厳し
いという問題点がある。
【００５３】そこで本実施例では前述した如くズームレ
ンズ５を３つのレンズ群で構成し、各レンズ群のレンズ
構成を適切に設定し、かつ第１群内と第２群内に各々回
折光学素子を適切に配置することによって上記の問題点
を解決し、所望のズーム性能を確保している。
ンズ５を３つのレンズ群で構成し、各レンズ群のレンズ
構成を適切に設定し、かつ第１群内と第２群内に各々回
折光学素子を適切に配置することによって上記の問題点
を解決し、所望のズーム性能を確保している。
【００５４】次に本発明の数値実施例１〜５を示す。
【００５５】数値実施例１〜５において、ｒｉは原稿面
側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは原稿
面側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、ｎｉ、
νｉは各々原稿面側より順に第ｉ番目のレンズのガラス
の屈折率とアッベ数である。回折光学素子は位相方程式
の係数を示す。
側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは原稿
面側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、ｎｉ、
νｉは各々原稿面側より順に第ｉ番目のレンズのガラス
の屈折率とアッベ数である。回折光学素子は位相方程式
の係数を示す。
【００５６】また前述の各条件式と各数値実施例におけ
る諸数値との関係を表−１に示す。
る諸数値との関係を表−１に示す。
【００５７】
【外１】
【００５８】
【表１】 ［位相係数］（＊印の面に回折格子素子を付加） r 3 面 c 2 c 3 c 4 c 5 c 6 3.24210D-05 0.00000D+00 -1.05560D-07 0.00000D+00 1.34850D-10 r12 面 c 2 c 3 c 4 c 5 c 6 -2.24304D-04 0.00000D+00 -2.49290D-08 0.00000D+00 -2.65880D-09 物像間距離 406.98 各レンズ群の焦点距離 第１群Ｌ１ -70.45 第２群Ｌ２ 48.10 第３群Ｌ３ 106.64
【００５９】
【外２】
【００６０】
【表２】 ［位相係数］（＊印の面に回折格子素子を付加） r 5 面 c 1 c 2 c 3 c 4 c 5 0.00000D+00 6.03500D-05 0.00000D+00 1.68371D-08 0.00000D+00 c 6 c 8 c 9 c10 c11 2.75860D-10 -3.12051D-12 0.00000D+00 5.44567D-15 0.00000D+00 c12 c13 0.00000D+00 0.00000D+00 r12 面 c 2 c 3 c 4 c 5 c 6 -2.02168D-04 4.12204D-06 -1.53314D-06 2.60950D-07 -1.33349D-08 物像間距離 406.98 各レンズ群の焦点距離 第１群Ｌ１ -77.15 第２群Ｌ２ 50.06 第３群Ｌ３ 515.88
【００６１】
【外３】
【００６２】
【表３】 ［位相係数］（＊印の面に回折格子素子を付加） r 5 面 c 1 c 2 c 3 0.00000D+00 4.63645D-05 0.00000D+00 c 4 c 5 c 6 2.94554D-08 0.00000D+00 -3.62557D-10 r14 面 c 2 c 3 c 4 c 5 c 6 -2.07007D-04 0.00000D+00 -2.53629D-09 0.00000D+00 -1.43772D-09 物像間距離 406.98 各レンズ群の焦点距離 第１群Ｌ１ -66.46 第２群Ｌ２ 48.25 第３群Ｌ３ 177.08
【００６３】
【外４】
【００６４】
【表４】 ［位相係数］（＊印の面に回折格子素子を付加） r 3 面 c 2 c 3 c 4 c 5 c 6 1.53310D-05 0.00000D+00 -6.99030D-08 0.00000D+00 1.26980D-10 r12 面 c 2 c 3 c 4 c 5 c 6 -2.21370D-04 0.00000D+00 7.08610D-08 0.00000D+00 -3.72960D-09 物像間距離 406.98 各レンズ群の焦点距離 第１群Ｌ１ -67.48 第２群Ｌ２ 43.65 第３群Ｌ３ 102.72
【００６５】
【外５】
【００６６】
【表５】 ［位相係数］（＊印の面に回折格子素子を付加） r 3 面 c 2 c 3 c 4 c 5 c 6 3.64050D-05 0.00000D+00 -9.19710D-08 0.00000D+00 -7.75180D-11 r12 面 c 2 c 3 c 4 c 5 c 6 -2.62730D-04 0.00000D+00 3.45210D-07 0.00000D+00 -6.45240D-09 物像間距離 406.98 各レンズ群の焦点距離 第１群Ｌ１ -66.01 第２群Ｌ２ 43.75 第３群Ｌ３ 185.06
【００６７】
【表６】 各数値実施例における回折光学素子はピッチ、深さとも
に十分製造可能な範囲に収まっている。例えば数値実施
例１については単層の回折光学素子で制作した場合、最
小のピッチは第１群では約６００μｍ、第２群では約１
００μｍであり、深さは０．８３μｍとなっており、十
分製造可能なレベルとなっている。
に十分製造可能な範囲に収まっている。例えば数値実施
例１については単層の回折光学素子で制作した場合、最
小のピッチは第１群では約６００μｍ、第２群では約１
００μｍであり、深さは０．８３μｍとなっており、十
分製造可能なレベルとなっている。
【００６８】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く３群ズームレ
ンズの各レンズ群のレンズ構成を適切に設定し、かつ第
１群と第２群とに各々回折光学素子を設けることによっ
て、変倍比２．０程度と高い変倍比を確保しつつ、全変
倍範囲にわたり高い光学性能を有し、カラー読取りに対
応できるズームレンズ及びそれを用いたイメージスキャ
ナーを達成することができる。
ンズの各レンズ群のレンズ構成を適切に設定し、かつ第
１群と第２群とに各々回折光学素子を設けることによっ
て、変倍比２．０程度と高い変倍比を確保しつつ、全変
倍範囲にわたり高い光学性能を有し、カラー読取りに対
応できるズームレンズ及びそれを用いたイメージスキャ
ナーを達成することができる。
【図１】 本発明の数値実施例１のレンズ断面図
【図２】 本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図３】 本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図４】 本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図５】 本発明の数値実施例５のレンズ断面図
【図６】 本発明の数値実施例１の収差図であり、
（Ａ）は短焦点距離端、（Ｂ）は長焦点距離端
（Ａ）は短焦点距離端、（Ｂ）は長焦点距離端
【図７】 本発明の数値実施例２の収差図であり、
（Ａ）は短焦点距離端、（Ｂ）は長焦点距離端
（Ａ）は短焦点距離端、（Ｂ）は長焦点距離端
【図８】 本発明の数値実施例３の収差図であり、
（Ａ）は短焦点距離端、（Ｂ）は長焦点距離端
（Ａ）は短焦点距離端、（Ｂ）は長焦点距離端
【図９】 本発明の数値実施例４の収差図であり、
（Ａ）は短焦点距離端、（Ｂ）は長焦点距離端
（Ａ）は短焦点距離端、（Ｂ）は長焦点距離端
【図１０】 本発明の数値実施例５の収差図であり、
（Ａ）は短焦点距離端、（Ｂ）は長焦点距離端
（Ａ）は短焦点距離端、（Ｂ）は長焦点距離端
【図１１】 本発明に係る回折光学素子の説明図
【図１２】 本発明に係る回折光学素子の波長依存特性
の説明図
の説明図
【図１３】 本発明に係る回折光学素子のＭＴＦ特性図
【図１４】 本発明に係る回折光学素子の説明図
【図１５】 本発明に係る回折光学素子の波長依存特性
の説明図
の説明図
【図１６】 本発明に係る回折光学素子のＭＴＦ特性図
【図１７】 本発明に係る回折光学素子の説明図
【図１８】 本発明をイメージスキャナーに適用したと
きの要部概略図
きの要部概略図
１ 原稿台ガラス ２，３，４ 反射ミラー ５ 結像手段（ズームレンズ） Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 Ｌ３ 第３群 Ｇ カバーガラス Ｓ サジタル像面 Ｍ メリディオナル像面 ｅ ｅ線 ｇ ｇ線 ｃ ｃ線
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−173073（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−221719（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−118509（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−197274（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−197273（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−72702（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−213744（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−119097（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04
Claims (13)
- 【請求項１】 原稿面側より順に負の屈折力の第１群、
正の屈折力の第２群、そして正の屈折力の第３群の３つ
のレンズ群を有し、該第１、第２群の空気間隔と該第
２、第３群の空気間隔を変化させて変倍を行なうズーム
レンズにおいて、該第２群内に絞りを有し、該第１群は
第１の回折光学素子を有し、該絞り近傍に第２の回折光
学素子を有し、該第２、第３群の短焦点距離側の結像倍
率を各々順にβ 2w ，β 3w としたとき ０．８６≦｜β 2w ×β 3w ｜＜１．１ 但し、β 2w ×β 3w ＜０ なる条件を満足する ことを特徴とするズームレンズ。 - 【請求項２】 前記第１、第２、第３群は変倍に際して
全て光軸上移動することを特徴とする請求項１のズーム
レンズ。 - 【請求項３】 前記ズームレンズは物像間距離が一定の
基で使用されることを特徴とする請求項１又は２のズー
ムレンズ。 - 【請求項４】 前記第１の回折光学素子は前記第１群を
構成するレンズの負の屈折面に付加されていることを特
徴とする請求項１記載のズームレンズ。 - 【請求項５】 前記第１、第２の回折光学素子の位相関
数を 【数１】 （但し、λは基準波長、ｈは光軸からの高さ、ｉは次
数、ｊは回折光学素子の番号）と定義し、全系の短焦点
距離側の焦点距離をｆｗとしたとき ０．０００５＜Ｃ2(1)×ｆｗ＜０．００５ ０．００５＜｜Ｃ2(2)×ｆｗ｜＜０．０３ （但し、Ｃ2(2)＜０） なる条件を満足することを特徴とする請求項１、２、３
又は４記載のズームレンズ。 - 【請求項６】 前記第１、第２の回折光学素子は共に複
数の回折格子を基板ガラス上に積層して形成した積層型
の回折格子より成ることを特徴とする請求項１から５の
いずれか１項記載のズームレンズ。 - 【請求項７】 短焦点距離端から長焦点距離端への変倍
を前記第１群を像面側に凸状の軌跡を有しつつ移動さ
せ、前記第２、第３群を原稿面側へ単調移動させて行な
い、物像間距離が一定であることを特徴とする請求項１
記載のズームレンズ。 - 【請求項８】 原稿面側から順に前記１群は第１−１負
レンズ、第１−２負レンズ、そして第１−１正レンズの
３つのレンズを有し、前記第２群は第２−１正レンズ、
第２−２正レンズ、第２−１負レンズ、第２−２負レン
ズ、そして第２−３正レンズの５つのレンズを有し、前
記第３群は第３−１正レンズと第３−１負レンズの２つ
のレンズを有していることを特徴とする請求項７記載の
ズームレンズ。 - 【請求項９】 原稿面側から順に前記第１群は第１−１
負レンズ、第１−１正レンズ、第１−２負レンズ、そし
て第１−２正レンズの４つのレンズを有し、前記第２群
は第２−１正レンズ、第２−２正レンズ、第２−１負レ
ンズ、そして第２−３正レンズの４つのレンズを有し、
前記第３群は第３−１正レンズと第３−１負レンズの２
つのレンズを有していることを特徴とする請求項７記載
のズームレンズ。 - 【請求項１０】 原稿面側から順に前記第１群は第１−
１負レンズ、第１−１正レンズ、第１−２負レンズ、そ
して第１−２正レンズの４つのレンズを有し、前記第２
群は第２−１正レンズ、第２−２正レンズ、第２−１負
レンズ、第２−２負レンズ、そして第２−３正レンズの
５つのレンズを有し、前記第３群は第３−１正レンズと
第３−１負レンズの２つのレンズを有していることを特
徴とする請求項７記載のズームレンズ。 - 【請求項１１】 原稿面側から順に前記第１群は第１−
１負レンズ、第１−２負レンズ、そして第１−１正レン
ズの３つのレンズを有し、前記第２群は第２−１正レン
ズ、第２−２正レンズ、第２−１負レンズ、そして第２
−２負レンズの４つのレンズを有し、前記第３群は第３
−１正レンズと第３−１負レンズの２つのレンズを有し
ていることを特徴とする請求項７記載のズームレンズ。 - 【請求項１２】 原稿面側から順に前記第１群は第１−
１負レンズ、第１−２負レンズ、そして第１−１正レン
ズの３つのレンズを有し、前記第２群は第２−１正レン
ズ、第２−２正レンズ、そして第２−１負レンズの３つ
のレンズを有し、前記第３群は第３−１負レンズ、第３
−１正レンズ、そして第３−２負レンズの３つのレンズ
を有していることを特徴とする請求項７記載のズームレ
ンズ。 - 【請求項１３】 前記請求項１乃至１２のいずれか１項
記載のズームレンズをイメージスキャナーに用いたこと
を特徴とするイメージスキャナー。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31607097A JP3161390B2 (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | ズームレンズ及びそれを用いたイメージスキャナー |
| US09/179,879 US6542301B1 (en) | 1997-10-30 | 1998-10-28 | Zoom lens and image scanner using it |
| DE69838088T DE69838088T2 (de) | 1997-10-30 | 1998-10-29 | Zoomlinse und diese verwendendes Bildabtastgerät |
| EP98120501A EP0913718B1 (en) | 1997-10-30 | 1998-10-29 | Zoom lens and image scanner using it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31607097A JP3161390B2 (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | ズームレンズ及びそれを用いたイメージスキャナー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11133302A JPH11133302A (ja) | 1999-05-21 |
| JP3161390B2 true JP3161390B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=18072936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31607097A Expired - Fee Related JP3161390B2 (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | ズームレンズ及びそれを用いたイメージスキャナー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3161390B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3376351B2 (ja) * | 1999-11-29 | 2003-02-10 | キヤノン株式会社 | 光学系及び原稿読取装置 |
| US6473232B2 (en) | 2000-03-08 | 2002-10-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system having a diffractive optical element, and optical apparatus |
| JP3467018B2 (ja) * | 2000-03-08 | 2003-11-17 | キヤノン株式会社 | 光学系及び光学機器 |
| JP4933276B2 (ja) * | 2007-01-10 | 2012-05-16 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ |
| JP2008191363A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Tamron Co Ltd | 読取用レンズ |
| JP7254271B2 (ja) * | 2019-01-28 | 2023-04-10 | 株式会社ニコン | 変倍光学系、光学機器 |
-
1997
- 1997-10-30 JP JP31607097A patent/JP3161390B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11133302A (ja) | 1999-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3990025B2 (ja) | ズームレンズ | |
| US6542301B1 (en) | Zoom lens and image scanner using it | |
| US8064145B2 (en) | Optical system and optical apparatus using the same | |
| JP2002156582A (ja) | 光学系及びそれを用いた光学機器 | |
| JP5560636B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを用いた投射型表示装置 | |
| JPH11311743A (ja) | 回折光学素子を用いたズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 | |
| JP4573937B2 (ja) | 光学系およびそれを有する光学機器、画像投影装置、撮像装置 | |
| JP3342400B2 (ja) | 回折光学素子を有した光学系 | |
| JP3445404B2 (ja) | 投影レンズ及び投影装置 | |
| JP3347679B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを用いた画像読取装置 | |
| JP3161390B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを用いたイメージスキャナー | |
| JP2002182110A (ja) | ズームレンズ及びそれを用いた画像投影装置及び撮像装置 | |
| JP2661467B2 (ja) | 画像読取レンズ | |
| JP4083856B2 (ja) | 投射用ズームレンズ | |
| JP4340430B2 (ja) | 投射用ズームレンズ | |
| US6147811A (en) | Image reading apparatus | |
| JP2004012504A (ja) | ズームレンズ及びそれを有する光学機器 | |
| JP4208293B2 (ja) | ズームレンズ | |
| JP4401748B2 (ja) | 投射用ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置 | |
| JP2001318316A (ja) | ズームレンズ及びそれを用いた光学機器 | |
| JP4382370B2 (ja) | 可変倍率撮像レンズ及びこれを用いた画像読取装置 | |
| JP2018146879A (ja) | 光学系及びそれを有する撮像装置 | |
| JPH11125709A (ja) | 回折光学素子を用いた光学系 | |
| JP5504792B2 (ja) | ズームレンズ及び投射型表示装置 | |
| JP3476914B2 (ja) | 投影用ズームレンズ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080223 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090223 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |