JP4869813B2

JP4869813B2 - 画像読取用レンズ、画像読取用光学系および画像読取装置

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Publication number: JP4869813B2
Application number: JP2006199077A
Authority: JP
Inventors: 有北原
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2026-07-21
Also published as: JP2008026593A; US20080019014A1; US7483221B2

Description

本発明は、等倍近傍（０．６〜１．７倍程度）の倍率での使用に適した画像読取用レンズ、画像読取用光学系および画像読取装置に関する。

従来より、有限距離に配置されたフィルム等の原稿画像を結像レンズを介してＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）等の撮像素子に取り込んで電子画像化するイメージスキャナが知られている。また近年、映画の分野ではデジタル化が進んでおり、ＬＣＤ（液晶表示装置）等の画像表示デバイスに表示された電子画像を結像レンズによって光学像に変換して映画フィルムに焼き付けたり、逆に、映画フィルム上の画像を結像レンズを介して撮像素子で取り込んで電子画像に変換するような画像読取装置が開発されている。これらの画像読取装置において、特に、フィルム画像を撮像素子で取り込むような場合、フィルム面上の微小なキズや埃等を画像情報として検出すると共に、そのキズや埃等によって生じた不要な画像部分を画像処理によってデジタル的に除去したいという要求がある。フィルム面上のキズや埃等を検出する場合、近赤外光を用いることが多い。このため、画像読取用レンズとしては可視域から近赤外域（例えば９００ｎｍ程度）の波長域で良好な光学性能を有し、特に色収差が倍率および軸上共に良好に補正されていることが好ましい。また、ディストーションなどの諸収差が良好に補正され、画面の中心部から周辺部まで高解像度であることが好ましい。さらに、物体側にＬＣＤ等の画像表示デバイスを配置する場合は、物体側がテレセントリック性を有している方が好ましいことが多い。また、像側にＣＣＤ等の撮像素子を配置する場合は、像側がテレセントリック性を有している方が好ましいことが多い。これは、ＬＣＤやＣＣＤ等の電子デバイスには表示性能または撮像性能に角度依存性があるものが多く、それらの電子デバイスを配置した側では、光線が角度を持つと画像中心部と周辺部とで明るさに差が生じるいわゆるシェーディングが発生して画質が劣化する場合があるためである。

可視域から近赤外域に亘って諸収差を補正した画像読取用レンズとして、特許文献１および特許文献２に記載のレンズがある。特許文献１には、全体として６群１４枚構成で、開口絞りに隣接する物体側および像側の２つのレンズ群をそれぞれ、３枚の接合レンズで構成した実施例が記載されている。また、特許文献２には、全体として４群６枚構成で、開口絞りに隣接する物体側および像側の２つのレンズ群をそれぞれ、２枚の接合レンズで構成した実施例が記載されている。
特開２００２−１４８５１４号公報特開２００２−２８７０２２号公報

しかしながら、特許文献２に記載のレンズは、レンズ枚数が少なく小型化には有利であるものの、より高解像度が要求される場合には収差の補正が不十分である。また、特許文献１に記載のレンズは、レンズ枚数を多くして諸収差を良好に補正しているが、物体側、像側共にテレセントリック性を有しておらず、電子デバイスを使用するのに適していない。また、特許文献１および特許文献２に記載のレンズは、特定の基準倍率での使用のみを考慮しており、基準倍率以外では結像性能が落ちる。従って、例えば映画用の画像読取装置に適用する場合、複数のフィルムフォーマットに対応するためには、複数本の画像読取用レンズを用意する必要があり不便である。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、諸収差の補正が良好になされ、特に軸上色収差と倍率色収差とが同時に良好に補正された画像読取用レンズおよび画像読取用光学系、ならびにそれらを用いて良好に画像の読み取りを行うことができるようにした画像読取装置を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、物体側または像側に電子デバイスを用いる場合であっても中心部から周辺部に亘って良好な画質を維持できる画像読取用レンズ、画像読取用光学系および画像読取装置を提供することにある。また、本発明の第３の目的は、画像読取用レンズの基準倍率とは異なる倍率での使用を可能にする画像読取用光学系および画像読取装置を提供することにある。

本発明による画像読取用レンズは、物体側から順に、少なくとも１枚の正レンズを含み全体として物体側に凸面を向けた正の屈折力を持つ第１レンズ群と、少なくとも１枚の正レンズを含み全体として物体側に凸面を向けた正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正レンズと負レンズとからなり全体として物体側に凸面を向けた負の屈折力を持つ接合レンズで構成された第３レンズ群と、開口絞りと、正レンズと負レンズとからなり全体として像側に凸面を向けた負の屈折力の接合レンズで構成された第４レンズ群と、少なくとも１枚の正レンズを含み全体として像側に凸面を向けた正の屈折力を持つ第５レンズ群と、少なくとも１枚の正レンズを含み全体として像側に凸面を向けた正の屈折力を持つ第６レンズ群とからなるものである。かつ、ｄ線に対するアッベ数をνｄ、ｇ線、ｄ線、Ｆ線およびＣ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ，ｎｄ，ｎＦ，ｎＣ、
ｇ線、ｄ線の部分分散比をθ_g,d＝（ｎｇ−ｎｄ）／（ｎＦ−ｎＣ）、
異常分散性をΔθ_g,d＝θ_g,d−１．３６５＋０．００２０８×νｄとしたとき、
各レンズ群において少なくともすべての正レンズが下記条件式（１）を満たし、第１レンズ群ないし第３レンズ群中の少なくとも２枚の正レンズと第４レンズ群ないし第６レンズ群中の少なくとも２枚の正レンズとが下記条件式（２）を満たすようにしたものである。
νｄ＞６０．０ ……（１）
Δθ_g,d＞０．０１５ ……（２）

本発明による画像読取用光学系は、上記本発明による画像読取用レンズと、その画像読取用レンズの像側または物体側に装着され、画像読取用レンズの結像倍率を変化させるアタッチメントレンズとを備えたものである。
ここで、本発明による画像読取用光学系において、第１レンズ群と第２レンズ群、もしくは第５レンズ群と第６レンズ群の間隔のいずれか一方を、画像読取用レンズ単体で使用する場合に比べて変化させるようにしても良い。

本発明による画像読取装置は、上記本発明による画像読取用レンズまたは画像読取用光学系を備えたものである。

本発明による画像読取用レンズでは、開口絞りに対して物体側に第１レンズ群ないし第３レンズ群が配置されると共に像側に第４レンズ群ないし第６レンズ群が配置されていることで、開口絞りを挟んで対称的なレンズ配置となり、等倍近傍（０．６〜１．７倍程度）での結像性能に有利となる。また、条件式（１）を満たすような分散の小さなレンズと条件式（２）を満たす異常分散性の大きなレンズとを多用することで、諸収差、特に可視域から近赤外域までの軸上色収差と倍率色収差とが同時にバランス良く補正される。
本発明による画像読取用レンズはさらに、要求される仕様等に応じて次の好ましい条件を適宜採用して満足することで、画像読取に適したより良好な性能が得られる。

本発明による画像読取用レンズは、第１レンズ群、第２レンズ群、第５レンズ群および第６レンズ群を構成するレンズがすべて条件式（１）を満たすことが好ましい。本発明による画像読取用レンズはまた、各レンズ群中のすべての正レンズが条件式（２）を満たすことが好ましい。
これにより、軸上色収差と倍率色収差とがより良好に補正される。

本発明による画像読取用レンズはまた、物体側または像側のいずれか一方がテレセントリック性を有していても良い。
これにより、物体側または像側に角度依存性のある電子デバイスを用いる場合であっても、角度依存性に起因するシェーディングの発生が防止され、中心部から周辺部に亘って良好な画質が維持される。また、倍率合わせの感度が抑えられ、所望の結像倍率に合わせやすくなる。

本発明による画像読取用レンズはまた、第１レンズ群が正レンズと負レンズとからなり全体として物体側に凸面を向けた正の屈折力の接合レンズであり、第２レンズ群が正レンズと負レンズとからなり全体として物体側に凸面を向けた正の屈折力の接合レンズであり、第５レンズ群が正レンズと負レンズとからなり全体として像側に凸面を向けた正の屈折力の接合レンズであり、第６レンズ群が正レンズと負レンズとからなり全体として像側に凸面を向けた正の屈折力の接合レンズであっても良い。
これにより、各レンズ群がすべて接合レンズで構成され、色収差の補正にさらに有利となる。

本発明による画像読取用光学系では、画像読取用レンズにアタッチメントレンズが装着されていることで、画像読取用レンズ単体での基準倍率とは異なる結像倍率が得られる。この場合において、第１レンズ群と第２レンズ群、もしくは第５レンズ群と第６レンズ群の間隔のいずれか一方を、画像読取用レンズ単体で使用する場合に比べて変化させることで、結像倍率が基準倍率とは異なっていても収差変動が抑えられ良好な結像性能が維持される。

本発明による画像読取装置では、本発明による画像読取用レンズまたは画像読取用光学系を備えていることで、良好に画像の読み取りが行われる。

本発明の画像読取用レンズまたは画像読取用光学系によれば、開口絞りに対して物体側に第１レンズ群ないし第３レンズ群を配置すると共に像側に第４レンズ群ないし第６レンズ群を配置し、かつ色収差の補正に寄与する条件式（１），（２）を満たすようにしたので、諸収差の補正が良好になされ、特に軸上色収差と倍率色収差とを同時に良好に補正することができる。特に、本発明の画像読取用レンズまたは画像読取用光学系において、物体側または像側のいずれか一方をテレセントリック性を有する構成にした場合には、物体側または像側に電子デバイスを用いる場合であっても中心部から周辺部に亘って良好な画質を維持することができる。

また特に、本発明の画像読取用光学系によれば、本発明の画像読取用レンズの像側または物体側に、画像読取用レンズの結像倍率を変化させるアタッチメントレンズを装着するようにしたので、画像読取用レンズ単体での基準倍率とは異なる結像倍率を得ることができる。

また、本発明の画像読取装置によれば、上記本発明による画像読取用レンズまたは画像読取用光学系を備えていることで、良好な読み取り画像を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像読取用レンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（図９）のレンズ構成に対応している。図２は第２の構成例を示しており、後述の第２の数値実施例（図１０）のレンズ構成に対応している。図３は第３の構成例を示しており、後述の第３の数値実施例（図１１）のレンズ構成に対応している。図４（Ａ）は第４の構成例を示しており、後述の第４の数値実施例（図１２）のレンズ構成に対応している。図４（Ｂ）は図４（Ａ）の画像読取用レンズにアタッチメントレンズを装着した画像読取用光学系を示しており、後述の図１３に示す数値実施例のレンズ構成に対応している。図５（Ａ）は第５の構成例を示しており、後述の第５の数値実施例（図１４）のレンズ構成に対応している。図５（Ｂ）は図５（Ａ）の画像読取用レンズにアタッチメントレンズを装着した画像読取用光学系を示しており、後述の図１５に示す数値実施例のレンズ構成に対応している。図６は第６の構成例を示しており、後述の第６の数値実施例（図１６）のレンズ構成に対応している。図７（Ａ）は第７の構成例を示しており、後述の第７の数値実施例（図１７）のレンズ構成に対応している。図７（Ｂ）は図７（Ａ）の画像読取用レンズにアタッチメントレンズを装着した画像読取用光学系を示しており、後述の図１８に示す数値実施例のレンズ構成に対応している。図８は第８の構成例を示しており、後述の第８の数値実施例（図１９）のレンズ構成に対応している。

これらの構成図において、符号Ｒｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。また、これらの構成図には、光軸Ｚ１上に結像する軸上光線と軸外に結像する軸外光線とを図示している。また、これらの構成図において、符号１０を付した部分は物体面であり、原稿面（映画フィルム等のフィルム面またはＬＣＤ等の画像表示デバイスの表示面）に対応する。また、符号２０を付した部分は像面であり、映画フィルム等のフィルム面またはＣＣＤ等の撮像素子の撮像面に対応する。

なお、図示した各構成例の画像読取用レンズはすべて縮小光学系となっているが、物体側と像側とを入れ替えれば拡大光学系として使用することも可能である。すなわち、物体面１０と像面２０は互いに共役の関係にあるので、図示した物体面１０を撮像面とし、図示した像面２０を原稿面とすれば、拡大光学系となる。これにより、各構成例の画像読取用レンズは、等倍近傍（０．６〜１．７倍程度）の倍率での使用が可能である。

この画像読取用レンズは、開口絞りＳｔに対して物体側に第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２および第３レンズ群ＧＲ３が配置されると共に、像側に第４レンズ群ＧＲ４、第５レンズ群ＧＲ５および第６レンズ群ＧＲ６が配置され、開口絞りＳｔを挟んで各レンズ群がほぼ対称的に配置されている。

第１レンズ群ＧＲ１は、少なくとも１枚の正レンズを含み、全体として物体側に凸面を向けた正の屈折力を持つレンズ群となっている。ここで、第１の構成例（図１）、第６の構成例（図６）および第８の構成例（図８）では、第１レンズ群ＧＲ１が１枚のレンズＬ１１のみで構成され、これが正レンズとなっている。第２の構成例（図２）、第３の構成例（図３）、第４の構成例（図４（Ａ））、第５の構成例（図５（Ａ））および第７の構成例（図７（Ａ））では、第１レンズ群ＧＲ１が２枚のレンズＬ１１，Ｌ１２による接合レンズで構成され、その物体側のレンズＬ１１が正レンズ、像側のレンズＬ１２が負レンズとなっている。

第２レンズ群ＧＲ２は、少なくとも１枚の正レンズを含み、全体として物体側に凸面を向けた正の屈折力を持つレンズ群となっている。ここで、第２の構成例および第６の構成例では、第２レンズ群ＧＲ２が１枚のレンズＬ２１のみで構成され、これが正レンズとなっている。その他の構成例では、第２レンズ群ＧＲ２が２枚のレンズＬ２１，Ｌ２２による接合レンズで構成され、その物体側のレンズＬ２１が負レンズ、像側のレンズＬ２２が正レンズとなっている。

第３レンズ群ＧＲ３は、正レンズと負レンズとからなり全体として物体側に凸面を向けた負の屈折力を持つ接合レンズで構成されている。第４レンズ群ＧＲ４は、正レンズと負レンズとからなり全体として像側に凸面を向けた負の屈折力の接合レンズで構成されている。各構成例共に、第３レンズ群ＧＲ３内の物体側のレンズＬ３１が正レンズであり、像側のレンズＬ３２が負レンズとなっている。また、第４レンズ群ＧＲ４内の物体側のレンズＬ４１が負レンズであり、像側のレンズＬ４２が正レンズとなっている。このように各構成例共に、開口絞りＳｔに隣接する２つのレンズ群ＧＲ３，ＧＲ４が共に接合レンズで構成され、それらが開口絞りＳｔを挟んでほぼ対称的に配置されている。

第５レンズ群ＧＲ５は、少なくとも１枚の正レンズを含み、全体として像側に凸面を向けた正の屈折力を持つレンズ群となっている。各構成例では、第５レンズ群ＧＲ５が２枚のレンズＬ５１，Ｌ５２による接合レンズで構成され、その物体側のレンズＬ５１が正レンズ、像側のレンズＬ５２が負レンズとなっている。

第６レンズ群ＧＲ６は、少なくとも１枚の正レンズを含み、全体として像側に凸面を向けた正の屈折力を持つレンズ群となっている。各構成例では、第６レンズ群ＧＲ６が２枚のレンズＬ６１，Ｌ６２による接合レンズで構成され、その物体側のレンズＬ６１が負レンズ、像側のレンズＬ６２が正レンズとなっている。

各構成例の画像読取用レンズは、各レンズ群において少なくともすべての正レンズが下記条件式（１）を満たしている。また、第１レンズ群ＧＲ１ないし第３レンズ群ＧＲ３中の少なくとも２枚の正レンズと第４レンズ群ＧＲ４ないし第６レンズ群ＧＲ６中の少なくとも２枚の正レンズとが下記条件式（２）を満たしている。なお、好ましくは、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第５レンズ群ＧＲ５および第６レンズ群ＧＲ６を構成するレンズがすべて条件式（１）を満たすと良い。また好ましくは、各レンズ群中のすべての正レンズが条件式（２）を満たすと良い。

νｄ＞６０．０ ……（１）
Δθ_g,d＞０．０１５ ……（２）
ここで、νｄはｄ線に対するアッベ数、ｎｇ，ｎｄ，ｎＦ，ｎＣはそれぞれ、ｇ線、ｄ線、Ｆ線およびＣ線に対する屈折率とする。また、ｇ線、ｄ線の部分分散比を
θ_g,d＝（ｎｇ−ｎｄ）／（ｎＦ−ｎＣ）、
異常分散性をΔθ_g,d＝θ_g,d−１．３６５＋０．００２０８×νｄと定義する。
一般に、複数のレンズ材料について、部分分散比θ_g,dとアッベ数νｄとをグラフの縦横にプロットしたとき、標準的なレンズ材料の座標から大きくずれているものが異常分散性を有するレンズ材料とされる。一般に、クラウンガラスＫ７とフリントガラスＦ２とを標準的なレンズ材料とし、これら２つのレンズ材料の座標を結んだ線を基準線とし、その基準線から大きくずれているものを異常分散性を有するレンズ材料という。

この画像読取用レンズは、物体側または像側のいずれか一方がテレセントリック性を有していても良い。本実施の形態においては、第３の構成例、第４の構成例および第５の構成例では、像側がテレセントリック性を有している。第７の構成例では、物体側がテレセントリック性を有している。なお、撮像性能に角度依存性のある撮像素子を像側に用いる場合には、像側テレセントリック光学系であることが好ましい。また、表示性能に角度依存性のあるＬＣＤ等の電子デバイスを物体側に用いる場合には、物体側テレセントリック光学系であることが好ましい。

この画像読取用レンズは、像側または物体側に、画像読取用レンズの結像倍率を変化させるアタッチメントレンズを装着することが可能となっている。

図４（Ｂ）には、第４の構成例の画像読取用レンズの物体側にアタッチメントレンズＧＲ７を装着した画像読取用光学系を示す。図４（Ｂ）の構成例では、アタッチメントレンズＧＲ７が、２枚のレンズＬ７１，Ｌ７２による第１の接合レンズと、２枚のレンズＬ７３，Ｌ７４による第２の接合レンズとで構成されている。図４（Ｂ）の構成例では、画像読取用レンズの基準倍率に対し縮小する側に結像倍率を変化させている。

また、図５（Ｂ）には、第５の構成例の画像読取用レンズの物体側にアタッチメントレンズＧＲ７を装着した画像読取用光学系を示す。図５（Ｂ）の構成例では、アタッチメントレンズＧＲ７が、２枚のレンズＬ７１，Ｌ７２による接合レンズで構成されている。図５（Ｂ）の構成例では、画像読取用レンズの基準倍率に対し拡大する側に結像倍率を変化させている。

また、図７（Ｂ）には、第７の構成例の画像読取用レンズの像側にアタッチメントレンズＧＲ７を装着した画像読取用光学系を示す。図７（Ｂ）の構成例では、アタッチメントレンズＧＲ７が、１枚のレンズＬ７１のみで構成されている。図７（Ｂ）の構成例では、画像読取用レンズの基準倍率に対し縮小する側に結像倍率を変化させている。

なお、これらの構成例では、アタッチメントレンズＧＲ７を装着した側の反対側を、テレセントリック性を有する構成にしている。例えば、図４（Ｂ）の構成例では、像側がテレセントリック性を有する画像読取用レンズにおいて、その物体側に、アタッチメントレンズＧＲ７を配置している。これにより、アタッチメントレンズＧＲ７を装着した場合における倍率合わせの感度を抑え、所望の結像倍率に合わせやすくしている。

ここで、アタッチメントレンズＧＲ７を装着する場合、収差変動を抑制するために、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２、もしくは第５レンズ群ＧＲ５と第６レンズ群ＧＲ６の間隔のいずれか一方を、画像読取用レンズ単体で使用する場合に比べて変化させるようにしても良い。なお、アタッチメントレンズＧＲ７を装着した側とは反対側のレンズ群を移動させて間隔を変えた方が、機構的にバランスが良い。図４（Ｂ）の構成例では、図４（Ａ）の基準状態に対して第６レンズ群ＧＲ６を物体側に移動させて第５レンズ群ＧＲ５と第６レンズ群ＧＲ６との間隔を狭めている。図７（Ｂ）の構成例では、図７（Ａ）の基準状態に対して第１レンズ群ＧＲ１を物体側に移動させて第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔を広げている。

なお、具体例は図示しないが、その他の構成例に係る画像読取用レンズについても像側または物体側に十分なスペースが確保されており、アタッチメントレンズを装着することが可能である。

図４２は、本発明の一実施の形態に係る画像読取装置の一構成例を示している。この画像読取装置は、読み取り対象となる映画フィルム等の原稿２が載置される原稿載置台３と、原稿２の画像を取り込むＣＣＤ等の撮像素子４とを備えている。原稿２と撮像素子４との間には、画像読取用レンズ１を含む画像読取用光学系５が配置されている。画像読取用レンズ１の像側または物体側には、必要に応じてアタッチメントレンズＧＲ７が装着される。原稿２の表面は図１等における物体面１０に対応し、撮像素子４の撮像面は像面２０に対応する。

この画像読取装置は、反射原稿式または透過原稿式のいずれであっても良い。反射原稿式の画像読取装置の場合、図示しない光源からの光が原稿２の表面側に照射される。そして、その原稿２からの反射光が、画像読取用光学系５によって撮像素子４上に結像され、撮像素子４によって画像情報として取り込まれる。

透過原稿式の画像読取装置の場合、原稿載置台３が光を透過する透明な部材で構成される。原稿２がネガフィルムやポジフィルム等の透過原稿で構成される。また、図示しない光源が原稿載置台３の裏面側に配置され、原稿載置台３の裏面側から原稿２に向けて照明光が照射される。そして原稿２からの透過光が画像読取用光学系５によって撮像素子４上に結像され、撮像素子４によって画像情報として取り込まれる。

なお、原稿２として、物体側にＬＣＤ等の画像表示デバイスを配置すると共に、像側に撮像素子４に代えて映画フィルム等を配置するようにしても良い。これにより、画像表示デバイスに表示された電子画像を画像読取用光学系５によって光学像に変換して映画フィルム等に焼き付けることができる。

次に、以上のように構成された画像読取用レンズおよび画像読取用光学系の作用および効果を説明する。

この画像読取用レンズでは、開口絞りＳｔに対して物体側に第１レンズ群ＧＲ１ないし第３レンズ群ＧＲ３を配置すると共に像側に第４レンズ群ＧＲ４ないし第６レンズ群ＧＲ６を配置したことで、開口絞りＳｔを挟んで対称的なレンズ配置となり、等倍近傍（０．６〜１．７倍程度）での結像性能に有利となる。また、この画像読取用レンズでは、各レンズ群に、正レンズと負レンズとからなる２枚構成の接合レンズを多用することで、色収差が良好に補正される。また、条件式（１）を満たすような分散の小さなレンズと条件式（２）を満たす異常分散性の大きなレンズとを多用することで、諸収差、特に可視域から近赤外域までの軸上色収差と倍率色収差とを同時にバランス良く補正することができる。条件式（１），（２）の範囲を外れると、色収差が増大し、また、軸上色収差と倍率色収差との収差バランスを取ることが難しくなる。

また、この画像読取用レンズにおいて、物体側または像側のいずれか一方をテレセントリック性を有する構成にした場合には、物体側または像側に角度依存性のある電子デバイスを用いる場合であっても、角度依存性に起因するシェーディングの発生が防止され、中心部から周辺部に亘って良好な画質が維持される。また、倍率合わせの感度が抑えられ、所望の結像倍率に合わせやすくなる。なお、テレセントリック性を有しない構成にした場合には、小型化に有利となる。

また、この画像読取用レンズにアタッチメントレンズＧＲ７を装着した画像読取用光学系では、画像読取用レンズ単体での基準倍率とは異なる結像倍率を得ることができる。この場合において、アタッチメントレンズＧＲ７を装着した側の反対側を、テレセントリック性を有する構成にした場合には、アタッチメントレンズＧＲ７を装着した場合における倍率合わせの感度を抑え、所望の結像倍率に合わせやすくすることができる。また、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２、もしくは第５レンズ群ＧＲ５と第６レンズ群ＧＲ６の間隔のいずれか一方を、画像読取用レンズ単体で使用する場合に比べて変化させることで、アタッチメントレンズＧＲ７を装着したことによる収差変動が抑えられ、良好な結像性能を維持することができる。

このように、本実施の形態に係る画像読取用レンズまたは画像読取用光学系によれば、画像の読み取りに適した良好な光学性能を得ることができる。これにより、本実施の形態に係る画像読取装置によれば、本実施の形態に係る画像読取用レンズまたは画像読取用光学系を備えたことで、良好な読み取り画像を得ることができる。

次に、本実施の形態に係る画像読取用レンズおよび画像読取用光学系の具体的な数値実施例について説明する。以下では、複数の数値実施例をまとめて説明する。

図１に示した画像読取用レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例１として、図９に示す。図９に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜１８）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。ｎｄｊの欄には、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜１１）のレンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νｄｊの欄には、物体側からｊ番目のレンズのｄ線に対するアッベ数の値を示す。θ_g,dｊの欄には、物体側からｊ番目のレンズにおけるｇ線、ｄ線の部分分散比の値を示す。Δθ_g,dｊの欄には、物体側からｊ番目のレンズにおける異常分散性の値を示す。また、このレンズデータには、全体の焦点距離ｆ（ｍｍ）と結像倍率βの値についても示す。

なお、アッベ数νｄｊの数値欄において網掛けして強調表示している部分は、その部分のレンズが、上述の条件式（１）の数値範囲を満たしていることを示している。同様に、異常分散性Δθ_g,dｊの数値欄において網掛けして強調表示している部分は、その部分のレンズが、上述の条件式（２）の数値範囲を満たしていることを示している。この実施例１に係る画像読取用レンズは、各レンズ群において少なくともすべての正レンズが上述の条件式（１）を満たしている。また、各レンズ群においてすべての正レンズが上述の条件式（２）を満たしている。

実施例１のレンズデータと同様にして、図２に示した画像読取用レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例２として、図１０に示す。この実施例２に係る画像読取用レンズは、各レンズ群において少なくともすべての正レンズが上述の条件式（１）を満たしている。また、各レンズ群においてすべての正レンズが上述の条件式（２）を満たしている。

また、図３に示した画像読取用レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例３として、図１１に示す（ただし、ｉ＝１〜１９，ｊ＝１〜１２）。この実施例３に係る画像読取用レンズは、各レンズ群において少なくともすべての正レンズが上述の条件式（１）を満たしている。特に、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第５レンズ群ＧＲ５および第６レンズ群ＧＲ６を構成するレンズがすべて条件式（１）を満たしている。また、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第５レンズ群ＧＲ５および第６レンズ群ＧＲ６における正レンズがすべて上述の条件式（２）を満たしている。

また、図４（Ａ）に示した画像読取用レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例４として、図１２に示す（ただし、ｉ＝１〜１９，ｊ＝１〜１２）。この実施例４に係る画像読取用レンズは、各レンズ群において少なくともすべての正レンズが上述の条件式（１）を満たしている。また、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第５レンズ群ＧＲ５および第６レンズ群ＧＲ６における正レンズがすべて上述の条件式（２）を満たしている。

また、図４（Ｂ）に示した画像読取用光学系（アタッチメントレンズ装着状態）の構成に対応する具体的なレンズデータを図１３に示す（ただし、ｉ＝１〜２５，ｊ＝１〜１６）。この画像読取用光学系では、物体側に装着されたアタッチメントレンズＧＲ７により、実施例４に係る画像読取用レンズの基準倍率（β＝−０．７８）に対し縮小する側に結像倍率が変化している（β＝−０．６９）。

また、図５（Ａ）に示した画像読取用レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例５として、図１４に示す（ただし、ｉ＝１〜１９，ｊ＝１〜１２）。この実施例４に係る画像読取用レンズは、各レンズ群において少なくともすべての正レンズが上述の条件式（１）を満たしている。特に、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第５レンズ群ＧＲ５および第６レンズ群ＧＲ６を構成するレンズがすべて条件式（１）を満たしている。また、各レンズ群においてすべての正レンズが上述の条件式（２）を満たしている。

また、図５（Ｂ）に示した画像読取用光学系（アタッチメントレンズ装着状態）の構成に対応する具体的なレンズデータを図１５に示す（ただし、ｉ＝１〜２２，ｊ＝１〜１４）。この画像読取用光学系では、物体側に装着されたアタッチメントレンズＧＲ７により、実施例５に係る画像読取用レンズの基準倍率（β＝−０．９５）に対し拡大する側に結像倍率が変化している（β＝−１．０１）。

また、図６に示した画像読取用レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例６として、図１６に示す（ただし、ｉ＝１〜１７，ｊ＝１〜１０）。この実施例６に係る画像読取用レンズは、各レンズ群において少なくともすべての正レンズが上述の条件式（１）を満たしている。また、各レンズ群においてすべての正レンズが上述の条件式（２）を満たしている。

また、図７（Ａ）に示した画像読取用レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例７として、図１７に示す（ただし、ｉ＝１〜１９，ｊ＝１〜１２）。この実施例７に係る画像読取用レンズは、各レンズ群において少なくともすべての正レンズが上述の条件式（１）を満たしている。特に、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第５レンズ群ＧＲ５および第６レンズ群ＧＲ６を構成するレンズがすべて条件式（１）を満たしている。また、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第５レンズ群ＧＲ５および第６レンズ群ＧＲ６における正レンズがすべて上述の条件式（２）を満たしている。

また、図７（Ｂ）に示した画像読取用光学系（アタッチメントレンズ装着状態）の構成に対応する具体的なレンズデータを図１８に示す（ただし、ｉ＝１〜２１，ｊ＝１〜１３）。この画像読取用光学系では、像側に装着されたアタッチメントレンズＧＲ７により、実施例７に係る画像読取用レンズの基準倍率（β＝−０．９３）に対し縮小する側に結像倍率が変化している（β＝−０．８７）。

また、図８に示した画像読取用レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例８として、図１９に示す（ただし、ｉ＝１〜１８，ｊ＝１〜１１）。この実施例８に係る画像読取用レンズは、各レンズ群において少なくともすべての正レンズが上述の条件式（１）を満たしている。特に、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第５レンズ群ＧＲ５および第６レンズ群ＧＲ６を構成するレンズがすべて条件式（１）を満たしている。また、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３、第４レンズ群ＧＲ４、第５レンズ群ＧＲ５および第６レンズ群ＧＲ６における正レンズがすべて上述の条件式（２）を満たしている。

図２０（Ａ）〜図２０（Ｄ）はそれぞれ、実施例１に係る画像読取用レンズにおける球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、および倍率色収差を示している。各収差図には、ｅ線を基準波長とした収差を示すが、球面収差図、および倍率色収差図には、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ），Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ），ｓ線（波長８５２．１１ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。ＦＮＯ．はＦ値、ｈは像高を示す。また、図２１（Ａ）〜図２１（Ｅ）は実施例１に係る画像読取用レンズにおける各像高での横収差（コマ収差）を示している。特に図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）はタンジェンシャル方向での収差を示し、図２１（Ｄ），図２１（Ｅ）はサジタル方向での収差を示す。

同様にして、実施例２に係る画像読取用レンズにおける諸収差を図２２（Ａ）〜図２２（Ｄ）および図２３（Ａ）〜図２３（Ｅ）に示す。また、実施例３に係る画像読取用レンズにおける諸収差を図２４（Ａ）〜図２４（Ｄ）および図２５（Ａ）〜図２５（Ｅ）に示す。実施例４に係る画像読取用レンズにおける諸収差を図２６（Ａ）〜図２６（Ｄ）および図２７（Ａ）〜図２７（Ｅ）に示す。実施例５に係る画像読取用レンズにおける諸収差を図３０（Ａ）〜図３０（Ｄ）および図３１（Ａ）〜図３１（Ｅ）に示す。実施例６に係る画像読取用レンズにおける諸収差を図３４（Ａ）〜図３４（Ｄ）および図３５（Ａ）〜図３５（Ｅ）に示す。実施例７に係る画像読取用レンズにおける諸収差を図３６（Ａ）〜図３６（Ｄ）および図３７（Ａ）〜図３７（Ｅ）に示す。実施例８に係る画像読取用レンズにおける諸収差を図４０（Ａ）〜図４０（Ｄ）および図４１（Ａ）〜図４１（Ｅ）に示す。

また、図２８（Ａ）〜図２８（Ｄ）および図２９（Ａ）〜図２９（Ｅ）には、実施例４に係る画像読取用レンズにアタッチメントレンズＧＲ７を装着した画像読取用光学系の同様の諸収差を示す。図３２（Ａ）〜図３２（Ｄ）および図３３（Ａ）〜図３３（Ｅ）には、実施例５に係る画像読取用レンズにアタッチメントレンズＧＲ７を装着した画像読取用光学系の同様の諸収差を示す。図３８（Ａ）〜図３８（Ｄ）および図３９（Ａ）〜図３９（Ｅ）には、実施例７に係る画像読取用レンズにアタッチメントレンズＧＲ７を装着した画像読取用光学系の同様の諸収差を示す。なお、実施例７に係る画像読取用レンズおよび画像読取用光学系は、物体側テレセントリック光学系で、例えばＬＣＤに表示されたデジタル画像を映画フィルムに焼き付けるような使用を想定しており、近赤外光（ｓ線）による収差の表示を省略している。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、諸収差の補正が良好になされ、特に軸上色収差と倍率色収差とが同時に良好に補正できている。これにより、等倍近傍（０．６〜１．７倍程度）での使用に適した画像読取用レンズおよび画像読取用光学系が実現できている。

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

本発明の一実施の形態に係る画像読取用レンズの第１の構成例を示すレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係る画像読取用レンズの第２の構成例を示すレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係る画像読取用レンズの第３の構成例を示すレンズ断面図である。（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る画像読取用レンズの第４の構成例を示すレンズ断面図、（Ｂ）は第４の構成例に係る画像読取用レンズにアタッチメントレンズを装着した画像読取用光学系を示すレンズ断面図である。（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る画像読取用レンズの第５の構成例を示すレンズ断面図、（Ｂ）は第５の構成例に係る画像読取用レンズにアタッチメントレンズを装着した画像読取用光学系を示すレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係る画像読取用レンズの第６の構成例を示すレンズ断面図である。（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る画像読取用レンズの第７の構成例を示すレンズ断面図、（Ｂ）は第７の構成例に係る画像読取用レンズにアタッチメントレンズを装着した画像読取用光学系を示すレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係る画像読取用レンズの第８の構成例を示すレンズ断面図である。本発明の実施例１に係る画像読取用レンズのレンズデータを示す図である。本発明の実施例２に係る画像読取用レンズのレンズデータを示す図である。本発明の実施例３に係る画像読取用レンズのレンズデータを示す図である。本発明の実施例４に係る画像読取用レンズのレンズデータを示す図である。本発明の実施例４に係る画像読取用レンズにアタッチメントレンズを装着した画像読取用光学系のレンズデータを示す図である。本発明の実施例５に係る画像読取用レンズのレンズデータを示す図である。本発明の実施例５に係る画像読取用レンズにアタッチメントレンズを装着した画像読取用光学系のレンズデータを示す図である。本発明の実施例６に係る画像読取用レンズのレンズデータを示す図である。本発明の実施例７に係る画像読取用レンズのレンズデータを示す図である。本発明の実施例７に係る画像読取用レンズにアタッチメントレンズを装着した画像読取用光学系のレンズデータを示す図である。本発明の実施例８に係る画像読取用レンズのレンズデータを示す図である。実施例１に係る画像読取用レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例１に係る画像読取用レンズの横諸収差を示す収差図である。実施例２に係る画像読取用レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例２に係る画像読取用レンズの横諸収差を示す収差図である。実施例３に係る画像読取用レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例３に係る画像読取用レンズの横諸収差を示す収差図である。実施例４に係る画像読取用レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例４に係る画像読取用レンズの横諸収差を示す収差図である。実施例４に係る画像読取用レンズにアタッチメントレンズを装着した画像読取用光学系の諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例４に係る画像読取用レンズにアタッチメントレンズを装着した画像読取用光学系の横諸収差を示す収差図である。実施例５に係る画像読取用レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例５に係る画像読取用レンズの横諸収差を示す収差図である。実施例５に係る画像読取用レンズにアタッチメントレンズを装着した画像読取用光学系の諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例５に係る画像読取用レンズにアタッチメントレンズを装着した画像読取用光学系の横諸収差を示す収差図である。実施例６に係る画像読取用レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例６に係る画像読取用レンズの横諸収差を示す収差図である。実施例７に係る画像読取用レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例７に係る画像読取用レンズの横諸収差を示す収差図である。実施例７に係る画像読取用レンズにアタッチメントレンズを装着した画像読取用光学系の諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例７に係る画像読取用レンズにアタッチメントレンズを装着した画像読取用光学系の横諸収差を示す収差図である。実施例８に係る画像読取用レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例８に係る画像読取用レンズの横諸収差を示す収差図である。本発明の一実施の形態に係る画像読取装置の一構成例を示す概略構成図である。

符号の説明

１０…物体面（読取面）、２０…像面（撮像面）、ＧＲ１…第１レンズ群、ＧＲ２…第２レンズ群、ＧＲ３…第３レンズ群、ＧＲ４…第４レンズ群、ＧＲ５…第５レンズ群、ＧＲ６…第６レンズ群、ＧＲ７…アタッチメントレンズ、Ｓｔ…絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｚ１…光軸。

Claims

物体側から順に、
少なくとも１枚の正レンズを含み全体として物体側に凸面を向けた正の屈折力を持つ第１レンズ群と、
少なくとも１枚の正レンズを含み全体として物体側に凸面を向けた正の屈折力を持つ第２レンズ群と、
正レンズと負レンズとからなり全体として物体側に凸面を向けた負の屈折力を持つ接合レンズで構成された第３レンズ群と、
開口絞りと、
正レンズと負レンズとからなり全体として像側に凸面を向けた負の屈折力の接合レンズで構成された第４レンズ群と、
少なくとも１枚の正レンズを含み全体として像側に凸面を向けた正の屈折力を持つ第５レンズ群と、
少なくとも１枚の正レンズを含み全体として像側に凸面を向けた正の屈折力を持つ第６レンズ群とからなり、
ｄ線に対するアッベ数をνｄ、
ｇ線、ｄ線、Ｆ線およびＣ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ，ｎｄ，ｎＦ，ｎＣ、
ｇ線、ｄ線の部分分散比をθ_g,d＝（ｎｇ−ｎｄ）／（ｎＦ−ｎＣ）、
異常分散性をΔθ_g,d＝θ_g,d−１．３６５＋０．００２０８×νｄとしたとき、
前記各レンズ群において少なくともすべての正レンズが下記条件式（１）を満たし、
前記第１レンズ群ないし前記第３レンズ群中の少なくとも２枚の正レンズと前記第４レンズ群ないし前記第６レンズ群中の少なくとも２枚の正レンズとが下記条件式（２）を満たす
ことを特徴とする画像読取用レンズ。
νｄ＞６０．０ ……（１）
Δθ_g,d＞０．０１５ ……（２）
前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第５レンズ群および前記第６レンズ群を構成するレンズがすべて条件式（１）を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の画像読取用レンズ。
前記各レンズ群中のすべての正レンズが条件式（２）を満たす
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取用レンズ。
物体側または像側のいずれか一方がテレセントリック性を有する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像読取用レンズ。
前記第１レンズ群が正レンズと負レンズとからなり全体として物体側に凸面を向けた正の屈折力の接合レンズであり、
前記第２レンズ群が正レンズと負レンズとからなり全体として物体側に凸面を向けた正の屈折力の接合レンズであり、
前記第５レンズ群が正レンズと負レンズとからなり全体として像側に凸面を向けた正の屈折力の接合レンズであり、
前記第６レンズ群が正レンズと負レンズとからなり全体として像側に凸面を向けた正の屈折力の接合レンズである
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像読取用レンズ。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像読取用レンズと、
前記画像読取用レンズの像側または物体側に装着され、前記画像読取用レンズの結像倍率を変化させるアタッチメントレンズと
を備えたことを特徴とする画像読取用光学系。
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群、もしくは前記第５レンズ群と前記第６レンズ群の間隔のいずれか一方を、前記画像読取用レンズ単体で使用する場合に比べて変化させる
ことを特徴とする請求項６に記載の画像読取用光学系。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像読取用レンズ、または請求項６もしくは７に記載の画像読取用光学系を備えたことを特徴とする画像読取装置。