JP4957409B2 - Reading lens - Google Patents

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Description

本発明は読取レンズと画像読取装置に関するものであり、例えば、ラインCCD(Charge Coupled Device)等の1次元的撮像素子を備えた画像読取装置(特にスキャナ,デジタル複写機,ファクシミリ等に用いられるユニットスキャン方式の画像読取装置)と、それに好適な読取レンズに関するものである。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reading lens and an image reading apparatus. For example, an image reading apparatus (especially a unit used for a scanner, a digital copying machine, a facsimile, etc.) provided with a one-dimensional image sensor such as a line CCD (Charge Coupled Device). The present invention relates to a scanning type image reading apparatus) and a reading lens suitable for it.

従来より、スキャナ,デジタル複写機等に搭載される画像読取装置用の原稿読取レンズとして、球面系をベースとしたタイプ(ガウスタイプ,オルソメタタイプ,クセノタータイプ等)が広く採用されている。しかし、近年の画像読取装置に対する高密度化,高速化,小型化等の要求に伴って、読取レンズにも、高性能化,広画角化の要求が高まってきている。特にA4領域で主流のユニットスキャン方式のカラー画像読取装置においては、高性能を維持したままユニット自体を小型化する必要があり、そのためには微小画素ピッチの小型センサを用い、光学系の縮率(投影倍率)を大きく設定し、かつ、物像間距離を短く設定する必要がある。それに伴って、カラー対応・広画角対応で高解像度の読取レンズが必要となっている。これを実現するため、例えば特許文献1,2では、1/9倍程度の縮率のレンズ系において、レンズ系の一部にアナモフィック非球面を採用し、広画角でも周辺の収差を効果的に補正する技術が提案されている。
特開2001−100095号公報 特開2002−214528号公報
Conventionally, as a document reading lens for an image reading apparatus mounted on a scanner, a digital copying machine or the like, a type based on a spherical system (Gauss type, orthometa type, xenoter type, etc.) has been widely adopted. However, with recent demands for higher density, higher speed, smaller size, and the like for image reading apparatuses, there has been an increasing demand for higher performance and wider angle of view for reading lenses. In particular, in a unit scan type color image reading apparatus which is mainstream in the A4 area, it is necessary to downsize the unit itself while maintaining high performance. For this purpose, a small sensor with a minute pixel pitch is used, and the reduction ratio of the optical system is reduced. It is necessary to set a large (projection magnification) and a short distance between object images. Along with this, high-resolution reading lenses that support color and wide angle of view are required. In order to realize this, for example, in Patent Documents 1 and 2, in a lens system having a reduction ratio of about 1/9 times, an anamorphic aspheric surface is adopted as a part of the lens system, and peripheral aberrations are effective even at a wide angle of view. A technique for correcting the above has been proposed.
JP 2001-100095 A JP 2002-214528 A

上記特許文献1,2記載の従来技術においては、アナモフィック非球面レンズを採用することで、確かに単色収差について良好に補正がなされているが、軸上色収差の補正は十分とは言いがたい。縮率の大きなレンズ系においては、原稿側での所望の空間周波数に対応するMTF(modulation transfer function)性能を確保するために、縮小側では、より高い空間周波数に対してMTF性能を確保する必要がある。しかし、一般に空間周波数が高くなると、光学系が実現可能な回折限界レベル自体が低下してくる。そのため、このようなレンズ系においては、単に単色の収差を補正するだけでは原稿側で所望のMTF性能を確保するのが困難になるので、色収差も限りなく補正しておく必要がある。   In the prior art described in Patent Documents 1 and 2, the anamorphic aspheric lens is used to correct monochromatic aberrations, but it is difficult to correct axial chromatic aberrations. In a lens system having a large reduction ratio, in order to ensure MTF (modulation transfer function) performance corresponding to a desired spatial frequency on the original side, it is necessary to ensure MTF performance for a higher spatial frequency on the reduction side. There is. However, generally, as the spatial frequency increases, the diffraction limit level that can be realized by the optical system itself decreases. For this reason, in such a lens system, it is difficult to ensure the desired MTF performance on the document side simply by correcting the monochromatic aberration, and therefore it is necessary to correct the chromatic aberration as much as possible.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、投影倍率−1/9×程度のカラー対応・広画角対応で高MTFを確保できる読取レンズと、それを用いた画像読取装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a reading lens capable of securing a high MTF with a color correspondence and a wide angle of view with a projection magnification of about 1/9 ×, and the use thereof. Another object of the present invention is to provide an image reading apparatus.

上記目的を達成するために、第1の発明の読取レンズは、原稿の画像情報を読み取るために原稿画像を1次元的撮像素子に結像させる読取レンズであって、拡大側から順に、正の近軸パワーを有する第1群と、負の近軸パワーを有する第2群と、正の近軸パワーを有する第3群と、負の近軸パワーを有する第4群と、で構成され、全系を構成するレンズ枚数が4枚であり、アナモフィック非球面を少なくとも1面有するレンズを前記第4群中に有し、前記第1群中の正レンズが、少なくとも1面の非球面を有し、かつ、以下の条件式(1)及び(2)を満足し、前記アナモフィック非球面を有するレンズがプラスチック材料から成り、それ以外のレンズがガラス材料から成り、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする。
νd>62 …(1)
θgf>-0.0016×νd+0.6415 …(2)
0.05<|φpla|/|φtotal|<0.3 …(3)
ただし、
νd:アッベ数、
θgf:部分分散比であり、部分分散比θgfは式:θgf=(Ng-NF)/(NF-NC)で表され、
Ng:g線に対する屈折率、
NF:F線に対する屈折率、
NC:C線に対する屈折率、
φpla:アナモフィック非球面を有するプラスチックレンズのパワー、
φtotal:読取レンズ全系のパワー、
である。
In order to achieve the above object, a reading lens according to a first aspect of the present invention is a reading lens for forming an image of a document on a one-dimensional image pickup element in order to read image information of the document. A first group having paraxial power; a second group having negative paraxial power; a third group having positive paraxial power; and a fourth group having negative paraxial power; The total number of lenses constituting the entire system is four, the lens having at least one anamorphic aspheric surface is included in the fourth group, and the positive lens in the first group has at least one aspheric surface. And satisfying the following conditional expressions (1) and (2), the lens having the anamorphic aspherical surface is made of a plastic material, the other lenses are made of a glass material, and the following conditional expression (3) It is characterized by satisfaction .
νd> 62 (1)
θgf> -0.0016 × νd + 0.6415 (2)
0.05 <| φpla | / | φtotal | <0.3… (3)
However,
νd: Abbe number,
θgf is the partial dispersion ratio, and the partial dispersion ratio θgf is expressed by the formula: θgf = (Ng-NF) / (NF-NC)
Ng: refractive index for g-line,
NF: refractive index for F-line,
NC: Refractive index for C-line,
φpla: Power of plastic lens with anamorphic aspheric surface,
φtotal: Power of the entire reading lens system
It is.

第2の発明の読取レンズは、上記第1の発明において、さらに前記第2群と前記第3群との間に開口絞りを有することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the reading lens according to the first aspect, further comprising an aperture stop between the second group and the third group.

第3の発明の読取レンズは、上記第1の発明において、さらに前記第1群と前記第2群との間に開口絞りを有することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the reading lens according to the first aspect, further comprising an aperture stop between the first group and the second group.

の発明の読取レンズは、上記第1〜第のいずれか1つの発明において、前記第3群中の正レンズが、以下の条件式(4)及び(5)を満足することを特徴とする。
νd>62 …(4)
θgf>-0.0016×νd+0.6415 …(5)
ただし、
νd:アッベ数、
θgf:部分分散比であり、部分分散比θgfは式:θgf=(Ng-NF)/(NF-NC)で表され、
Ng:g線に対する屈折率、
NF:F線に対する屈折率、
NC:C線に対する屈折率、
である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the reading lens according to any one of the first to third aspects, the positive lens in the third group satisfies the following conditional expressions (4) and (5): And
νd> 62 (4)
θgf> -0.0016 × νd + 0.6415 (5)
However,
νd: Abbe number,
θgf is the partial dispersion ratio, and the partial dispersion ratio θgf is expressed by the formula: θgf = (Ng-NF) / (NF-NC)
Ng: refractive index for g-line,
NF: refractive index for F-line,
NC: Refractive index for C-line,
It is.

の発明の読取レンズは、上記第の発明において、前記第3群中の正レンズが、少なくとも1面の非球面を有することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the reading lens according to the fourth aspect , wherein the positive lens in the third group has at least one aspheric surface.

の発明の画像読取装置は、原稿を照明する照明装置と、その照明装置で照明された原稿の画像を結像させる上記第1〜第のいずれか1つの発明に係る読取レンズと、その読取レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する前記1次元的撮像素子と、を備えたことを特徴とする。 An image reading apparatus according to a sixth aspect of the present invention is an illumination device that illuminates a document, and a reading lens according to any one of the first to fifth inventions that forms an image of the document illuminated by the illumination device, And a one-dimensional imaging device that converts an optical image formed by the reading lens into an electrical signal.

本発明によれば、少ないレンズ枚数で、広い波長域にわたり効果的に色消し(つまり軸上色収差の補正)を行うことが可能である。また、軸外収差を効果的に補正することができ、結果として、広画角において高MTFを確保できる。したがって、投影倍率−1/9×程度のカラー対応・広画角対応の読取レンズにおいて、高MTFを確保することが可能である。   According to the present invention, it is possible to effectively achromatic (that is, correct axial chromatic aberration) over a wide wavelength range with a small number of lenses. In addition, off-axis aberrations can be effectively corrected, and as a result, a high MTF can be secured at a wide angle of view. Therefore, it is possible to ensure a high MTF in a reading lens corresponding to a color and a wide angle of view with a projection magnification of about 1/9 ×.

以下、本発明に係る読取レンズ,画像読取装置等を、図面を参照しつつ説明する。本発明に係る読取レンズは、原稿の画像情報を読み取るために原稿画像を1次元的撮像素子に結像させる読取レンズであって、拡大側から順に、正の近軸パワーを有する第1群と、負の近軸パワーを有する第2群と、正の近軸パワーを有する第3群と、負の近軸パワーを有する第4群と、で構成されており、アナモフィック非球面を少なくとも1面有するレンズを前記第4群中に有している。また、前記第1群中の正レンズが、少なくとも1面の非球面を有し、かつ、以下の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴としている。
νd>62 …(1)
θgf>-0.0016×νd+0.6415 …(2)
ただし、
νd:アッベ数、
θgf:部分分散比であり、部分分散比θgfは式:θgf=(Ng-NF)/(NF-NC)で表され、
Ng:g線に対する屈折率、
NF:F線に対する屈折率、
NC:C線に対する屈折率、
である。
Hereinafter, a reading lens, an image reading apparatus and the like according to the present invention will be described with reference to the drawings. A reading lens according to the present invention is a reading lens that forms an image of a document on a one-dimensional image pickup element in order to read image information of the document, and includes a first group having positive paraxial power in order from the enlargement side. , A second group having negative paraxial power, a third group having positive paraxial power, and a fourth group having negative paraxial power, and having at least one anamorphic aspheric surface The fourth lens unit has a lens having the same. The positive lens in the first group has at least one aspherical surface and satisfies the following conditional expressions (1) and (2).
νd> 62 (1)
θgf> -0.0016 × νd + 0.6415 (2)
However,
νd: Abbe number,
θgf is the partial dispersion ratio, and the partial dispersion ratio θgf is expressed by the formula: θgf = (Ng-NF) / (NF-NC)
Ng: refractive index for g-line,
NF: refractive index for F-line,
NC: Refractive index for C-line,
It is.

上記のように、最終群にアナモフィック非球面を配置することが好ましい。アナモフィック非球面を最終群に配置すれば、各像高の光束が比較的分離している位置で、像高ごとのパワーを効果的にコントロールすることができる。したがって、広画角でも比較的弱いパワーで像面湾曲の補正を行うことが容易になる。弱いパワーで構成できるということには、配置誤差が発生しても性能劣化を起こしにくくなるというメリットもある。   As described above, it is preferable to arrange anamorphic aspheric surfaces in the final group. If the anamorphic aspherical surface is arranged in the final group, the power for each image height can be effectively controlled at a position where the light fluxes of the respective image heights are relatively separated. Therefore, it becomes easy to correct the curvature of field with a relatively weak power even at a wide angle of view. The fact that it can be configured with weak power also has the advantage that performance degradation is less likely to occur even if an arrangement error occurs.

上記のように、第1群中の正レンズが所望の材料条件を満足すること、つまり条件式(1)及び(2)を満足することが好ましい。広域の軸上色収差補正を効果的に行うには、強いパワーを有する正レンズに前記条件式(1)及び(2)を満足する材料を用いるのが良い。本発明に係る読取レンズにおいては、第1群中の正レンズのパワーが比較的強くなるため、条件式(1)及び(2)を満足することにより、広域の軸上色収差補正が容易になる。条件式(1)及び(2)を外れると、広域の軸上色収差量が増大し、軸上色収差の影響でMTF性能が劣化してしまう。   As described above, it is preferable that the positive lens in the first group satisfies a desired material condition, that is, satisfies the conditional expressions (1) and (2). In order to effectively correct the axial chromatic aberration over a wide area, it is preferable to use a material that satisfies the conditional expressions (1) and (2) for the positive lens having strong power. In the reading lens according to the present invention, since the power of the positive lens in the first group becomes relatively strong, it is easy to correct axial chromatic aberration over a wide area by satisfying conditional expressions (1) and (2). . If the conditional expressions (1) and (2) are not satisfied, the amount of axial chromatic aberration in a wide area increases, and the MTF performance deteriorates due to the influence of axial chromatic aberration.

上記のように、第1群中の正レンズが少なくとも1面の非球面を有することが好ましい。前記条件式(1)及び(2)を満足する材料は、一般に屈折率が低い領域にある。そのレンズを比較的パワーの強い群に配置した場合、レンズの曲率が強くなりすぎてしまう。その結果、球面収差をはじめとする諸収差の補正が困難になってくる。そこで、第1群中の正レンズに非球面を配置することにより自由度を増やせば、レンズ枚数を増やすことなく、効率良く収差を補正することが容易になる。   As described above, it is preferable that the positive lens in the first group has at least one aspheric surface. A material that satisfies the conditional expressions (1) and (2) is generally in a region having a low refractive index. If the lens is placed in a relatively powerful group, the curvature of the lens becomes too strong. As a result, it becomes difficult to correct various aberrations including spherical aberration. Therefore, if the degree of freedom is increased by disposing an aspherical surface on the positive lens in the first group, it becomes easy to efficiently correct aberrations without increasing the number of lenses.

以上説明した特徴的な構成により、少ないレンズ枚数で、広い波長域にわたり効果的に色消し(つまり軸上色収差の補正)を行うことが可能となる。また、軸外収差を効果的に補正することができ、結果として、広画角において高MTFを確保できる。したがって、投影倍率−1/9×程度のカラー対応・広画角対応の読取レンズにおいて、高MTFを確保することが可能となる。これらの効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能等を達成するための条件等を以下に説明する。   With the characteristic configuration described above, it is possible to effectively achromatic (that is, correct axial chromatic aberration) over a wide wavelength range with a small number of lenses. In addition, off-axis aberrations can be effectively corrected, and as a result, a high MTF can be secured at a wide angle of view. Therefore, a high MTF can be ensured in a reading lens compatible with a color and a wide angle of view with a projection magnification of about 1/9 ×. Conditions for obtaining these effects in a well-balanced manner and achieving higher optical performance and the like will be described below.

本発明に係る読取レンズにおいてレンズ枚数を削減しようとすると、第1群だけでなく、第3群の正レンズのパワーも強くなってくる。したがって、第3群中の正レンズに関しても、前記と同様の条件を満足する材料を用いることが好ましい。つまり、前記第3群中の正レンズが、以下の条件式(4)及び(5)を満足することが好ましい。さらに、第3群中の正レンズも、第1群中の正レンズと同様、少なくとも1面の非球面を有することが好ましい。
νd>62 …(4)
θgf>-0.0016×νd+0.6415 …(5)
ただし、
νd:アッベ数、
θgf:部分分散比であり、部分分散比θgfは式:θgf=(Ng-NF)/(NF-NC)で表され、
Ng:g線に対する屈折率、
NF:F線に対する屈折率、
NC:C線に対する屈折率、
である。
When trying to reduce the number of lenses in the reading lens according to the present invention, not only the first group but also the power of the third group positive lens becomes stronger. Therefore, for the positive lens in the third group, it is preferable to use a material that satisfies the same conditions as described above. In other words, it is preferable that the positive lens in the third group satisfies the following conditional expressions (4) and (5). Furthermore, it is preferable that the positive lens in the third group also has at least one aspherical surface, like the positive lens in the first group.
νd> 62 (4)
θgf> -0.0016 × νd + 0.6415 (5)
However,
νd: Abbe number,
θgf is the partial dispersion ratio, and the partial dispersion ratio θgf is expressed by the formula: θgf = (Ng-NF) / (NF-NC)
Ng: refractive index for g-line,
NF: refractive index for F-line,
NC: Refractive index for C-line,
It is.

第2群と第3群との間に開口絞りを有するか、あるいは、第1群と第2群との間に開口絞りを有することが望ましい。開口絞りを第1群と第2群との間又は第2群と第3群との間に配置することにより、レンズ系の小型化と収差補正とのバランスを良好にすることが可能となる。つまり、開口絞りをレンズ系の中央部に配置することにより、レンズ系自体をバランス良く小型化することが容易になり、歪曲収差,倍率色収差を効果的に補正することが容易になる。   It is desirable to have an aperture stop between the second group and the third group, or to have an aperture stop between the first group and the second group. By disposing the aperture stop between the first group and the second group or between the second group and the third group, it is possible to improve the balance between the lens system size reduction and aberration correction. . That is, by disposing the aperture stop at the center of the lens system, it is easy to downsize the lens system itself in a balanced manner, and it becomes easy to effectively correct distortion aberration and lateral chromatic aberration.

前記アナモフィック非球面を有するレンズがプラスチック材料から成り、それ以外のレンズがガラス材料から成り、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
0.05<|φpla|/|φtotal|<0.3 …(3)
ただし、
φpla:アナモフィック非球面を有するプラスチックレンズのパワー、
φtotal:読取レンズ全系のパワー、
である。
It is desirable that the lens having the anamorphic aspherical surface is made of a plastic material, and the other lenses are made of a glass material, and satisfies the following conditional expression (3).
0.05 <| φpla | / | φtotal | <0.3… (3)
However,
φpla: Power of plastic lens with anamorphic aspheric surface,
φtotal: Power of the entire reading lens system
It is.

上記のように、アナモフィック非球面を有するレンズは、プラスチック材料(すなわち樹脂材料)で構成されることが製造上好ましい。つまり、アナモフィック非球面レンズは、プラスチックレンズ(すなわち樹脂レンズ)であることが望ましい。アナモフィック非球面レンズを実際に製造する場合には、回転対称非球面と同様、モールド成型が一般的に採用される。現時点においては、ガラス材料よりも樹脂材料の方が、安価で精度の良い製造が可能であるが、安易に樹脂材料を用いてしまうと、温度変化時の樹脂材料の特性変化が大きいため、結果として、温度変化時のピント位置の変動が大きくなってしまう。このピントズレを良好に抑えるための条件を規定しているのが、上記条件式(3)である。   As described above, it is preferable in manufacturing that the lens having an anamorphic aspherical surface is made of a plastic material (that is, a resin material). In other words, the anamorphic aspheric lens is desirably a plastic lens (that is, a resin lens). When an anamorphic aspherical lens is actually manufactured, molding is generally adopted as in the case of a rotationally symmetric aspherical lens. At present, resin materials are cheaper and more accurate than glass materials, but if resin materials are used easily, the characteristics of resin materials change greatly when temperature changes. As a result, the variation of the focus position at the time of temperature change becomes large. The conditional expression (3) defines a condition for satisfactorily suppressing this defocus.

条件式(3)は、上記プラスチックレンズのパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。条件式(3)の上限を越えると、温度上昇に対してレンズバックを短くする方向にピント移動量が増大してしまう。その結果、読取レンズが搭載される実機の伸びと逆方向に振れてしまい、極端に性能が劣化してしまう。逆に、条件式(3)の下限を越えると、アナモフィック非球面レンズのパワーが小さくなりすぎて、像面湾曲の補正が困難になる。   Conditional expression (3) defines a preferable condition range regarding the power of the plastic lens. If the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the amount of focus movement increases in the direction of shortening the lens back with respect to the temperature rise. As a result, it swings in the opposite direction to the expansion of the actual machine on which the reading lens is mounted, and the performance is extremely deteriorated. On the other hand, if the lower limit of conditional expression (3) is exceeded, the power of the anamorphic aspheric lens becomes too small, making it difficult to correct field curvature.

拡大側から順に、正の近軸パワーを有する第1群と、負の近軸パワーを有する第2群と、正の近軸パワーを有する第3群と、負の近軸パワーを有する第4群と、で構成される読取レンズの具体的なレンズ構成として、各群をレンズ1枚構成とすることが好ましい。つまり、全系を構成するレンズ枚数は4枚であることが好ましい。第1群として前記材料条件を満たす非球面レンズ1枚を用い、最終群である第4群としてアナモフィック非球面レンズ1枚を用いることにより、レンズ枚数を4枚にまで抑えても、高性能化,広画角化等とのバランスをとることが可能である。   In order from the enlargement side, a first group having positive paraxial power, a second group having negative paraxial power, a third group having positive paraxial power, and a fourth group having negative paraxial power. As a specific lens configuration of the reading lens composed of groups, it is preferable that each group has a single lens configuration. That is, the number of lenses constituting the entire system is preferably four. By using one aspherical lens that satisfies the above-mentioned material conditions as the first group and one anamorphic aspherical lens as the final group, the fourth group, high performance can be achieved even when the number of lenses is limited to four. It is possible to balance with widening the angle of view.

次に、読取レンズの第1〜第3の実施の形態を挙げて、その具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図1〜図3に、読取レンズOPの第1〜第3の実施の形態の光学構成をそれぞれ光学断面で示す。これらの読取レンズOPは、原稿の画像情報を読み取るために原稿画像を1次元的撮像素子に結像させる読取レンズであって(IM:像面)、拡大側から順に、正の近軸パワーを有する第1レンズL1と、負の近軸パワーを有する第2レンズL2と、正の近軸パワーを有する第3レンズL3と、負の近軸パワーを有する第4レンズL4と、のレンズ4枚で構成されている。いずれの実施の形態においても、第1レンズL1,第2レンズL2及び第3レンズL3はガラスレンズであり、第4レンズL4はプラスチックレンズである(図1〜図3中、プラスチックレンズには符号pを付して示す。)。読取レンズOPの拡大側には原稿台ガラスP1が位置しており、読取レンズOPの縮小側には撮像素子(例えばラインCCD)のカバーガラスP2が位置している。   Next, specific optical configurations of the reading lens will be described in more detail with reference to first to third embodiments of the reading lens. 1 to 3 show optical configurations of first to third embodiments of the reading lens OP, respectively, in optical cross sections. These reading lenses OP are reading lenses that form an image of a document on a one-dimensional image pickup element (IM: image plane) in order to read image information of the document (IM: image plane). Four lenses: a first lens L1 having a second lens L2 having a negative paraxial power, a third lens L3 having a positive paraxial power, and a fourth lens L4 having a negative paraxial power. It consists of In any of the embodiments, the first lens L1, the second lens L2, and the third lens L3 are glass lenses, and the fourth lens L4 is a plastic lens (in FIGS. Shown with p.) An original table glass P1 is positioned on the enlargement side of the reading lens OP, and a cover glass P2 of an image sensor (for example, a line CCD) is positioned on the reduction side of the reading lens OP.

第1の実施の形態(図1)において、第1レンズL1は拡大側面が非球面から成る拡大側に凸の正メニスカスレンズであり、第2レンズL2は両凹の負レンズであり、第3レンズL3は両凸の正レンズであり、第4レンズL4は両面がアナモフィック非球面から成る拡大側に凹の負メニスカスレンズであり、第2レンズL2と第3レンズL3との間には開口絞りSTが配置されている。第2の実施の形態(図2)において、第1レンズL1は拡大側面が非球面から成る両凸の正レンズであり、第2レンズL2は縮小側に凹の負メニスカスレンズであり、第3レンズL3は縮小側面が非球面から成る両凸の正レンズであり、第4レンズL4は両面がアナモフィック非球面から成る拡大側に凹の負メニスカスレンズであり、第2レンズL2と第3レンズL3との間には開口絞りSTが配置されている。第3の実施の形態(図3)において、第1レンズL1は拡大側面が非球面から成る両凸の正レンズであり、第2レンズL2は両凹の負レンズであり、第3レンズL3は縮小側面が非球面から成る両凸の正レンズであり、第4レンズL4は両面がアナモフィック非球面から成る拡大側に凹の負メニスカスレンズであり、第1レンズL1と第2レンズL2との間には開口絞りSTが配置されている。   In the first embodiment (FIG. 1), the first lens L1 is a positive meniscus lens convex on the magnifying side whose magnifying side surface is an aspheric surface, the second lens L2 is a biconcave negative lens, The lens L3 is a biconvex positive lens, the fourth lens L4 is a negative meniscus lens that is concave on the enlargement side, both surfaces of which are anamorphic aspheric surfaces, and an aperture stop between the second lens L2 and the third lens L3. ST is arranged. In the second embodiment (FIG. 2), the first lens L1 is a biconvex positive lens whose magnifying side surface is an aspheric surface, the second lens L2 is a negative meniscus lens concave on the reduction side, The lens L3 is a biconvex positive lens whose reduction side surface is an aspheric surface, and the fourth lens L4 is a negative meniscus lens concave on the enlargement side whose both surfaces are anamorphic aspheric surfaces, and the second lens L2 and the third lens L3. An aperture stop ST is disposed between the two. In the third embodiment (FIG. 3), the first lens L1 is a biconvex positive lens whose amplifying side surface is an aspheric surface, the second lens L2 is a biconcave negative lens, and the third lens L3 is The fourth lens L4 is a negative meniscus lens that is concave on the magnifying side and whose both sides are anamorphic aspheric surfaces. The fourth lens L4 is between the first lens L1 and the second lens L2. Is provided with an aperture stop ST.

図16に、読取レンズOPを搭載した画像読取装置の概略構成例を模式的に示す。図16に示す画像読取装置は、スキャナ,デジタル複写機,ファクシミリ等の機器に用いられる画像読み取り用の光学装置であって、原稿(すなわち物体)を照明する照明ユニット11と、その照明ユニット11で照明された原稿の画像を結像させる読取レンズOPと、その読取レンズOPにより形成された光学像(図1〜図3中の像面IM)を電気的な信号に変換する1次元的撮像素子から成る3ラインCCD12(Q:CCD画素配列垂直方向)と、を備えている。   FIG. 16 schematically shows a schematic configuration example of an image reading apparatus equipped with a reading lens OP. The image reading apparatus shown in FIG. 16 is an optical apparatus for image reading used in devices such as a scanner, a digital copying machine, and a facsimile, and includes an illumination unit 11 that illuminates a document (that is, an object) and the illumination unit 11. A reading lens OP that forms an image of an illuminated original, and a one-dimensional image sensor that converts an optical image (image plane IM in FIGS. 1 to 3) formed by the reading lens OP into an electrical signal. And a three-line CCD 12 (Q: CCD pixel array vertical direction).

1つのハウジング14の中に、照明ユニット11と、反射ミラー13a〜13eと、読取レンズOPと、3ラインCCD12とが配置されており、そのハウジング14を一定速度Vで走査させることで原稿画像を読み取る構成になっている。更に詳しく説明する。原稿カバー15と原稿台ガラスP1との間に原稿がセットされ、原稿台ガラスP1を通して原稿が照明ユニット11により主走査方向に長く照明される。原稿からの反射光が、反射ミラー13a〜13eによる光路の折り曲げと、ハウジング14の副走査方向への移動(一定速度V)により、原稿画像の全面について読取レンズOPに導かれる。照明ユニット11で照明された原稿の画像は、読取レンズOPにより3ラインCCD12上で結像する。そして、読取レンズOPにより形成された光学像IMは、3ラインCCD12により電気的な信号に変換される。   An illumination unit 11, reflection mirrors 13a to 13e, a reading lens OP, and a three-line CCD 12 are arranged in one housing 14, and a document image is scanned by scanning the housing 14 at a constant speed V. It is configured to read. This will be described in more detail. A document is set between the document cover 15 and the document table glass P1, and the document is illuminated by the illumination unit 11 through the document table glass P1 for a long time in the main scanning direction. Reflected light from the document is guided to the reading lens OP over the entire surface of the document image by bending the optical path by the reflection mirrors 13a to 13e and moving the housing 14 in the sub-scanning direction (constant speed V). The original image illuminated by the illumination unit 11 is formed on the three-line CCD 12 by the reading lens OP. The optical image IM formed by the reading lens OP is converted into an electrical signal by the three-line CCD 12.

以下、本発明を実施した読取レンズの構成等を、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例1〜3は、前述した第1〜第3の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第1〜第3の実施の形態を表す光学構成図(図1〜図3)は、対応する実施例1〜3のレンズ構成,光路等をそれぞれ示している。   Hereinafter, the configuration of the reading lens embodying the present invention will be described more specifically with reference to construction data and the like. Examples 1 to 3 listed here are numerical examples corresponding respectively to the first to third embodiments described above, and are optical configuration diagrams showing the first to third embodiments (FIGS. 1 to 3). 3) shows the lens configuration, optical path, and the like of the corresponding first to third embodiments.

各実施例のコンストラクションデータでは、左側の欄から順に、面番号,曲率半径r(mm),軸上での面間隔d(mm),d線に関する屈折率Nd,d線に関するアッベ数νd,光学要素の符号を示す。面番号に*が付された面は非球面(すなわち回転対称非球面)であり、その面頂点を原点とするローカルな直交座標系(x,y,z)を用いた以下の式(AS)で定義される。また、面番号に#が付された面はアナモフィック非球面であり、その面頂点を原点とするローカルな直交座標系(x,y,z)を用いた以下の式(BS)で定義される。各実施例の非球面データ及びアナモフィック非球面データをあわせて示す。ただし、表記の無い項の係数は0であり、すべてのデータに関してE-n=×10-nである。
z=(c・h2)/[1+√{1−(1+k)・c2・h2}]+A・h4+B・h6+C・h8+D・h10+E・h12+F・h14+G・h16+H・h18+J・h20 …(AS)
In the construction data of each example, in order from the left column, the surface number, the radius of curvature r (mm), the surface interval d (mm) on the axis, the refractive index Nd for the d-line, the Abbe number νd for the d-line, the optical Indicates the sign of the element. The surface with * in the surface number is an aspherical surface (i.e., rotationally symmetric aspherical surface), and the following equation (AS) using a local Cartesian coordinate system (x, y, z) with the surface vertex as the origin Defined by Also, the surface numbered with # is an anamorphic aspheric surface, and is defined by the following formula (BS) using a local Cartesian coordinate system (x, y, z) with the surface vertex as the origin. . Aspherical data and anamorphic aspherical data for each example are also shown. However, the coefficient of the term without description is 0, and En = × 10 −n for all data.
z = (c · h 2 ) / [1 + √ {1− (1 + k) · c 2 · h 2 }] + A · h 4 + B · h 6 + C · h 8 + D · h 10 + E · h 12 + F · h 14 + G ・ h 16 + H ・ h 18 + J ・ h 20 … (AS)

Figure 0004957409
…(BS)
Figure 0004957409
… (BS)

ただし、
h:z軸(光軸AX)に対して垂直な方向の高さ(h2=x2+y2)、
z:高さhの位置での光軸AX方向のサグ量(面頂点基準)、
c:面頂点での曲率(曲率半径rの逆数)、
k:円錐定数、
A,B,C,D,E,F,G,H,J:それぞれ4次,6次,8次,10次,12次,14次,16次,18次,20次の非球面係数、
Cj:xmynの係数[j={(m+n)2+m+3n}/2+1]、
である。
However,
h: height (h 2 = x 2 + y 2 ) in the direction perpendicular to the z-axis (optical axis AX)
z: The amount of sag in the direction of the optical axis AX at the position of height h (based on the surface vertex),
c: curvature at the surface vertex (the reciprocal of the radius of curvature r),
k: conic constant,
A, B, C, D, E, F, G, H, J: Aspheric coefficients of 4th order, 6th order, 8th order, 10th order, 12th order, 14th order, 16th order, 18th order, 20th order,
Cj: coefficient of x m y n [j = {(m + n) 2 + m + 3n} / 2 + 1],
It is.

各光学要素を構成している光学材料の屈折率として、C線(波長656.28nm)に対する屈折率NC,d線(波長587.56nm)に対する屈折率Nd,e線(波長546.07nm)に対する屈折率Ne,F線(波長486.13nm)に対する屈折率NF,g線(波長435.84nm)に対する屈折率Ngをそれぞれ示す。各種データとして、e線に関する焦点距離(mm),Fナンバー(有効Fナンバー),投影倍率,読取幅(mm),物像間距離(mm)を示す。また、表1に各実施例の条件式対応値及び関連データを示す。   As the refractive index of the optical material constituting each optical element, the refractive index NC for the C line (wavelength 656.28 nm), the refractive index Nd for the d line (wavelength 587.56 nm), and the refractive index Ne for the e line (wavelength 546.07 nm) , The refractive index NF for the F-line (wavelength 486.13 nm) and the refractive index Ng for the g-line (wavelength 435.84 nm), respectively. As various data, the focal length (mm), the F number (effective F number), the projection magnification, the reading width (mm), and the distance between object images (mm) regarding the e-line are shown. Table 1 shows values corresponding to the conditional expressions and related data of each example.

図4,図6,図8は、実施例1,2,3にそれぞれ対応する縦収差図であり、各図において左から順に、球面収差図(LONGITUDINAL SPHERICAL ABER.)、非点収差図(ASTIGMATIC FIELD CURVES)、歪曲収差図(DISTORTION)である。球面収差図は、実線で示すC線(波長656.2800nm)に対する球面収差量、破線で示すe線(波長546.0700nm)に対する球面収差量、一点鎖線で示すg線(波長435.8400nm)に対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸AX方向のズレ量(単位:mm,横軸スケール:-0.200〜0.200mm)で表しており、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値(すなわち相対瞳高さ)を表している。非点収差図において、二点鎖線Y1,Y2,Y3はC線,e線,g線に対するタンジェンシャル像面、実線X1,破線X2,一点鎖線X3はC線,e線,g線に対するサジタル像面を、近軸像面からの光軸AX方向のズレ量(単位:mm,横軸スケール:-0.200〜0.200mm)で表しており、縦軸は物高(OBJ HT,単位:mm,縦軸スケール:0〜-110.00mm)を表している。歪曲収差図において、横軸はC線(実線),e線(破線),g線(一点鎖線)に対する歪曲(単位:%,横軸スケール:-0.100〜0.100%)をそれぞれ表しており、縦軸は物高(OBJ HT,単位:mm,縦軸スケール:0〜-110.00mm)を表している。   FIGS. 4, 6, and 8 are longitudinal aberration diagrams corresponding to Examples 1, 2, and 3, respectively. In each figure, in order from the left, spherical aberration diagrams (LONGITUDINAL SPHERICAL ABER.), Astigmatism diagrams (ASTIGMATIC) FIELD CURVES) and distortion diagram (DISTORTION). The spherical aberration diagram shows the amount of spherical aberration for the C line (wavelength 656.2800 nm) indicated by the solid line, the amount of spherical aberration for the e line (wavelength 546.0700 nm) indicated by the broken line, and the amount of spherical aberration for the g line (wavelength 435.8400 nm) indicated by the alternate long and short dash line Is expressed by the amount of deviation in the optical axis AX direction from the paraxial image plane (unit: mm, horizontal axis scale: -0.200 to 0.200 mm), and the vertical axis indicates the incident height to the pupil at its maximum height. The value normalized by (ie, relative pupil height). In the astigmatism diagram, two-dot chain lines Y1, Y2, and Y3 are tangential image surfaces for C line, e line, and g line, and solid line X1, broken line X2, and one-dot chain line X3 are sagittal images for C line, e line, and g line. The surface is represented by the amount of deviation in the optical axis AX direction from the paraxial image plane (unit: mm, horizontal axis scale: -0.200 to 0.200 mm), and the vertical axis is the object height (OBJ HT, unit: mm, vertical) Axis scale: 0 to -110.00 mm). In the distortion diagrams, the horizontal axis represents the distortion (unit:%, horizontal axis scale: -0.100% to 0.100%) with respect to the C line (solid line), e line (dashed line), and g line (dashed line). The axis represents the object height (OBJ HT, unit: mm, vertical scale: 0 to -110.00 mm).

図5,図7,図9は、実施例1,2,3にそれぞれ対応する横収差図である。各横収差図において、左の列(Y-FAN)はタンジェンシャル光束での横収差図であり、右の列(X-FAN)はサジタル光束での横収差図である。実線はC線に対する横収差、破線はe線に対する横収差、一点鎖線はg線に対する横収差をそれぞれ表している。各横収差図は、各図中に(X,Y)でのRELATIVE FIELDで表されている像高比(半画角ω°)での横収差(mm)を示している。なお像高比は、像高y'を最大像高y'maxで規格化した相対的な像高である(y'maxはOBJ HT=-110.00mmに対応する。)。   5, 7, and 9 are lateral aberration diagrams corresponding to Examples 1, 2, and 3, respectively. In each lateral aberration diagram, the left column (Y-FAN) is a lateral aberration diagram with a tangential beam, and the right column (X-FAN) is a lateral aberration diagram with a sagittal beam. The solid line represents the lateral aberration with respect to the C line, the broken line represents the lateral aberration with respect to the e line, and the alternate long and short dash line represents the lateral aberration with respect to the g line. Each lateral aberration diagram shows lateral aberration (mm) at an image height ratio (half angle of view ω °) represented by RELATIVE FIELD in (X, Y) in each diagram. The image height ratio is a relative image height obtained by normalizing the image height y ′ with the maximum image height y′max (y′max corresponds to OBJ HT = −110.00 mm).

図10,図12,図14は、実施例1,2,3にそれぞれ対応する倍率色収差図であり、図11,図13,図15は、実施例1,2,3にそれぞれ対応する軸上色収差図である。倍率色収差図では、C線(実線),e線(破線),g線(一点鎖線)に対する倍率色収差(Lateral Color)を各像高y'についてそれぞれ示しており、軸上色収差図では、波長(nm)に対するバックフォーカスの差(LB)で軸上色収差を示している。   10, 12, and 14 are chromatic aberration diagrams of magnification corresponding to Examples 1, 2, and 3, respectively, and FIGS. 11, 13, and 15 are on axes corresponding to Examples 1, 2, and 3, respectively. It is a chromatic aberration diagram. In the lateral chromatic aberration diagram, lateral chromatic aberration (Lateral Color) with respect to the C line (solid line), e line (dashed line), and g line (dashed line) is shown for each image height y ′. In the longitudinal chromatic aberration diagram, the wavelength ( The longitudinal chromatic aberration is indicated by the back focus difference (LB) with respect to nm).

各実施例の読取レンズOPを搭載した画像読取装置のスペックの一例を以下に挙げる。
レンズ構成 :L1…正のガラスレンズ,L2…負のガラスレンズ,
L3…正のガラスレンズ,L4…負のプラスチックレンズ
CCD画素ピッチ:4.7μmの3ラインCCD
読取倍率 :−0.1110236(600dpi対応)
読取原稿幅 :A4短辺幅相当(220mm)
有効Fナンバー :5.1〜5.4
An example of the specifications of an image reading apparatus equipped with the reading lens OP of each embodiment is given below.
Lens configuration: L1 ... positive glass lens, L2 ... negative glass lens,
L3: Positive glass lens, L4: Negative plastic lens CCD Pixel pitch: 4.7 μm 3-line CCD
Reading magnification: -0.1110236 (corresponding to 600 dpi)
Scanning document width: A4 short side width equivalent (220mm)
Effective F-number: 5.1-5.4

実施例1
単位:mm
面データ
面番号 r d Nd νd 光学要素
1 ∞ 3.000 1.516330 64.1 P1
2 ∞ 任意
3* 11.772 6.16 1.487490 70.2 L1
4 82.262 0.37
5 -205.709 1.20 1.672700 32.1 L2
6 11.641 0.25
7(ST) ∞ 0.42
8 16.423 3.77 1.620411 60.3 L3
9 -13.001 10.50
10# -8.981 1.89 1.530481 55.7 L4
11# -11.858 4.24
12 ∞ 0.70 1.516330 64.1 P2
13 ∞ 0.20
像面 ∞
Example 1
Unit: mm
Surface data surface number rd Nd νd Optical element
1 ∞ 3.000 1.516330 64.1 P1
2 ∞ Any
3 * 11.772 6.16 1.487490 70.2 L1
4 82.262 0.37
5 -205.709 1.20 1.672700 32.1 L2
6 11.641 0.25
7 (ST) ∞ 0.42
8 16.423 3.77 1.620411 60.3 L3
9 -13.001 10.50
10 # -8.981 1.89 1.530481 55.7 L4
11 # -11.858 4.24
12 ∞ 0.70 1.516 330 64.1 P2
13 ∞ 0.20
Image plane ∞

非球面データ
第3面
k= 1.06872E-01,
A=-1.24788E-04,B=-1.79013E-06,C=-1.66988E-08,D=-1.42092E-10,E〜J= 0
Aspheric data 3rd surface
k = 1.06872E-01,
A = -1.24788E-04, B = -1.79013E-06, C = -1.66988E-08, D = -1.42092E-10, E ~ J = 0

アナモフィック非球面データ
第10面
k= 0,
C11= 1.28086E-03,C13= 1.70744E-03,C15=-1.19089E-04,
C24= 3.67969E-05,C26=-9.48176E-06,C28= 6.32189E-06,
C45=-1.34463E-08
第11面
k= 0,
C11= 2.25202E-03,C13= 2.53146E-03,C15=-1.05488E-04,
C24= 2.11777E-05,C26=-1.80646E-05,C28= 4.34998E-06,
C45=-1.82761E-08
Anamorphic aspheric data 10th surface
k = 0,
C11 = 1.28086E-03, C13 = 1.70744E-03, C15 = -1.19089E-04,
C24 = 3.67969E-05, C26 = -9.48176E-06, C28 = 6.32189E-06,
C45 = -1.34463E-08
11th page
k = 0,
C11 = 2.25202E-03, C13 = 2.53146E-03, C15 = -1.05488E-04,
C24 = 2.11777E-05, C26 = -1.80646E-05, C28 = 4.34998E-06,
C45 = -1.82761E-08

光学材料の屈折率
光学要素 NC Nd Ne NF Ng
656.28nm 587.56nm 546.07nm 486.13nm 435.84nm
P1,P2 1.513855 1.516330 1.518251 1.521905 1.526213
L1 1.485344 1.487490 1.489147 1.492285 1.495963
L2 1.666606 1.672700 1.677651 1.687564 1.700113
L3 1.617275 1.620411 1.622865 1.627566 1.633149
L4 1.527670 1.530481 1.532747 1.537194 1.542587
Refractive index optical element of optical material NC Nd Ne NF Ng
656.28nm 587.56nm 546.07nm 486.13nm 435.84nm
P1, P2 1.513855 1.516330 1.518251 1.521905 1.526213
L1 1.485344 1.487490 1.489147 1.492285 1.495963
L2 1.666606 1.672700 1.677651 1.687564 1.700113
L3 1.617275 1.620411 1.622865 1.627566 1.633149
L4 1.527670 1.530481 1.532747 1.537194 1.542587

各種データ
焦点距離 :20.25mm(e線)
Fナンバー(有効Fナンバー):4.4(5.0)
投影倍率 :-0.1110236
読取幅 :220mm
物像間距離 :230mm
Various data focal length: 20.25mm (e line)
F number (effective F number): 4.4 (5.0)
Projection magnification: -0.1110236
Reading width: 220mm
Distance between objects: 230mm

実施例2
単位:mm
面データ
面番号 r d Nd νd 光学要素
1 ∞ 3.000 1.516330 64.1 P1
2 ∞ 任意
3* 10.168 1.89 1.496999 81.5 L1
4 -70.728 1.28
5 137.513 1.28 1.613397 44.3 L2
6 7.682 0.31
7(ST) ∞ 0.79
8 26.140 3.73 1.496999 81.5 L3
9* -9.135 11.75
10# -9.381 1.20 1.530481 55.7 L4
11# -12.563 4.50
12 ∞ 0.70 1.516330 64.1 P2
13 ∞ 0.20
像面 ∞
Example 2
Unit: mm
Surface data surface number rd Nd νd Optical element
1 ∞ 3.000 1.516330 64.1 P1
2 ∞ Any
3 * 10.168 1.89 1.496999 81.5 L1
4 -70.728 1.28
5 137.513 1.28 1.613397 44.3 L2
6 7.682 0.31
7 (ST) ∞ 0.79
8 26.140 3.73 1.496999 81.5 L3
9 * -9.135 11.75
10 # -9.381 1.20 1.530481 55.7 L4
11 # -12.563 4.50
12 ∞ 0.70 1.516 330 64.1 P2
13 ∞ 0.20
Image plane ∞

非球面データ
第3面
k= 2.89484E-01,
A=-2.93660E-04,B=-6.77606E-06,C= 5.87705E-08,D=-1.15787E-09,E〜J= 0
第9面
k= 0,
A=-1.69524E-04,B=-7.63377E-06,C= 2.77286E-08,D=-1.01430E-08,E〜J= 0
Aspheric data 3rd surface
k = 2.89484E-01,
A = -2.93660E-04, B = -6.77606E-06, C = 5.87705E-08, D = -1.15787E-09, E ~ J = 0
9th page
k = 0,
A = -1.69524E-04, B = -7.63377E-06, C = 2.77286E-08, D = -1.01430E-08, E ~ J = 0

アナモフィック非球面データ
第10面
k= 0,
C11= 1.31506E-03,C13= 7.48593E-04,C15=-1.83721E-04,
C24= 2.74108E-04,C26= 1.22878E-05,C28=-3.17911E-07,
C41=-4.52046E-06,C43=-1.66336E-07,C45= 3.07368E-08
第11面
k= 0,
C11= 2.00034E-03,C13= 1.48719E-03,C15=-1.88745E-04,
C24= 2.59406E-04,C26= 2.14924E-06,C28= 9.33438E-07,
C41=-3.54122E-06,C43=-1.21526E-07,C45= 6.07494E-09
Anamorphic aspheric data 10th surface
k = 0,
C11 = 1.31506E-03, C13 = 7.48593E-04, C15 = -1.83721E-04,
C24 = 2.74108E-04, C26 = 1.22878E-05, C28 = -3.17911E-07,
C41 = -4.52046E-06, C43 = -1.66336E-07, C45 = 3.07368E-08
11th page
k = 0,
C11 = 2.00034E-03, C13 = 1.48719E-03, C15 = -1.88745E-04,
C24 = 2.59406E-04, C26 = 2.14924E-06, C28 = 9.33438E-07,
C41 = -3.54122E-06, C43 = -1.21526E-07, C45 = 6.07494E-09

光学材料の屈折率
光学要素 NC Nd Ne NF Ng
656.28nm 587.56nm 546.07nm 486.13nm 435.84nm
P1,P2 1.513855 1.516330 1.518251 1.521905 1.526213
L1 1.495136 1.496999 1.498455 1.501231 1.504506
L2 1.609248 1.613397 1.616690 1.623105 1.630910
L3 1.495136 1.496999 1.498455 1.501231 1.504506
L4 1.527670 1.530481 1.532747 1.537194 1.542587
Refractive index optical element of optical material NC Nd Ne NF Ng
656.28nm 587.56nm 546.07nm 486.13nm 435.84nm
P1, P2 1.513855 1.516330 1.518251 1.521905 1.526213
L1 1.495136 1.496999 1.498455 1.501231 1.504506
L2 1.609248 1.613397 1.616690 1.623105 1.630910
L3 1.495136 1.496999 1.498455 1.501231 1.504506
L4 1.527670 1.530481 1.532747 1.537194 1.542587

各種データ
焦点距離 :20.27mm(e線)
Fナンバー(有効Fナンバー):4.8(5.4)
投影倍率 :-0.1110236
読取幅 :220mm
物像間距離 :230mm
Various data focal length: 20.27mm (e line)
F number (effective F number): 4.8 (5.4)
Projection magnification: -0.1110236
Reading width: 220mm
Distance between objects: 230mm

実施例3
単位:mm
面データ
面番号 r d Nd νd 光学要素
1 ∞ 3.000 1.516330 64.1 P1
2 ∞ 任意
3* 9.845 3.07 1.496999 81.5 L1
4 -94.337 1.28
5(ST) ∞ 0.20
6 -25.104 1.88 1.672700 32.1 L2
7 65.229 0.80
8 178.392 4.82 1.496999 81.5 L3
9* -12.751 8.78
10# -10.644 1.96 1.530481 55.7 L4
11# -13.781 4.50
12 ∞ 0.70 1.516330 64.1 P2
13 ∞ 0.20
像面 ∞
Example 3
Unit: mm
Surface data surface number rd Nd νd Optical element
1 ∞ 3.000 1.516330 64.1 P1
2 ∞ Any
3 * 9.845 3.07 1.496999 81.5 L1
4 -94.337 1.28
5 (ST) ∞ 0.20
6 -25.104 1.88 1.672700 32.1 L2
7 65.229 0.80
8 178.392 4.82 1.496999 81.5 L3
9 * -12.751 8.78
10 # -10.644 1.96 1.530481 55.7 L4
11 # -13.781 4.50
12 ∞ 0.70 1.516 330 64.1 P2
13 ∞ 0.20
Image plane ∞

非球面データ
第3面
k=-6.92516E-02,
A=-4.19061E-05,B= 1.51518E-06,C=-8.16996E-08,D= 1.38360E-09,E〜J= 0
第9面
k= 2.21936E+00,
A= 3.64424E-04,B= 3.65646E-06,C= 2.11184E-07,D=-2.16160E-09,E〜J= 0
Aspheric data 3rd surface
k = -6.92516E-02,
A = -4.19061E-05, B = 1.51518E-06, C = -8.16996E-08, D = 1.38360E-09, E ~ J = 0
9th page
k = 2.21936E + 00,
A = 3.64424E-04, B = 3.65646E-06, C = 2.11184E-07, D = -2.16160E-09, E ~ J = 0

アナモフィック非球面データ
第10面
k= 0,
C11=-5.40557E-03,C13= 1.72839E-03,C15= 4.76815E-05,
C24= 3.56013E-04,C26=-9.25594E-06,C28=-5.95264E-07,
C41=-3.83571E-06,C43= 1.39549E-07,C45= 2.34604E-08
第11面
k= 0,
C11=-8.81589E-03,C13= 2.43696E-03,C15=-2.98954E-05,
C24= 4.44867E-04,C26=-1.36693E-05,C28=-3.14143E-07,
C41=-3.67858E-06,C43= 7.84118E-08,C45= 3.31286E-09
Anamorphic aspheric data 10th surface
k = 0,
C11 = -5.40557E-03, C13 = 1.72839E-03, C15 = 4.76815E-05,
C24 = 3.56013E-04, C26 = -9.25594E-06, C28 = -5.95264E-07,
C41 = -3.83571E-06, C43 = 1.39549E-07, C45 = 2.34604E-08
11th page
k = 0,
C11 = -8.81589E-03, C13 = 2.43696E-03, C15 = -2.98954E-05,
C24 = 4.44867E-04, C26 = -1.36693E-05, C28 = -3.14143E-07,
C41 = -3.67858E-06, C43 = 7.84118E-08, C45 = 3.31286E-09

光学材料の屈折率
光学要素 NC Nd Ne NF Ng
656.28nm 587.56nm 546.07nm 486.13nm 435.84nm
P1,P2 1.513855 1.516330 1.518251 1.521905 1.526213
L1 1.495136 1.496999 1.498455 1.501231 1.504506
L2 1.666606 1.672700 1.677651 1.687564 1.700113
L3 1.495136 1.496999 1.498455 1.501231 1.504506
L4 1.527670 1.530481 1.532747 1.537194 1.542587
Refractive index optical element of optical material NC Nd Ne NF Ng
656.28nm 587.56nm 546.07nm 486.13nm 435.84nm
P1, P2 1.513855 1.516330 1.518251 1.521905 1.526213
L1 1.495136 1.496999 1.498455 1.501231 1.504506
L2 1.666606 1.672700 1.677651 1.687564 1.700113
L3 1.495136 1.496999 1.498455 1.501231 1.504506
L4 1.527670 1.530481 1.532747 1.537194 1.542587

各種データ
焦点距離 :20.35mm(e線)
Fナンバー(有効Fナンバー):4.8(5.4)
投影倍率 :-0.1110236
読取幅 :220mm
物像間距離 :230mm
Various data focal length: 20.35mm (e line)
F number (effective F number): 4.8 (5.4)
Projection magnification: -0.1110236
Reading width: 220mm
Distance between objects: 230mm

Figure 0004957409
Figure 0004957409

第1の実施の形態(実施例1)の光路図。The optical path figure of 1st Embodiment (Example 1). 第2の実施の形態(実施例2)の光路図。The optical path figure of 2nd Embodiment (Example 2). 第3の実施の形態(実施例3)の光路図。The optical path figure of 3rd Embodiment (Example 3). 実施例1の縦収差図。FIG. 3 is a longitudinal aberration diagram of Example 1. 実施例1の横収差図。FIG. 4 is a lateral aberration diagram of Example 1. 実施例2の縦収差図。FIG. 6 is a longitudinal aberration diagram of Example 2. 実施例2の横収差図。FIG. 4 is a lateral aberration diagram of Example 2. 実施例3の縦収差図。FIG. 6 is a longitudinal aberration diagram of Example 3. 実施例3の横収差図。FIG. 4 is a lateral aberration diagram of Example 3. 実施例1の倍率色収差図。FIG. 3 is a chromatic aberration diagram of magnification of Example 1. 実施例1の軸上色収差図。FIG. 3 is an on-axis chromatic aberration diagram of Example 1. 実施例2の倍率色収差図。FIG. 3 is a chromatic aberration diagram of magnification of Example 2. 実施例2の軸上色収差図。FIG. 6 is an axial chromatic aberration diagram of Example 2. 実施例3の倍率色収差図。FIG. 4 is a chromatic aberration diagram of Example 3 for magnification. 実施例3の軸上色収差図。FIG. 6 is an on-axis chromatic aberration diagram of Example 3. 画像読取装置の概略構成例を模式的に示す概略図。FIG. 2 is a schematic diagram schematically illustrating a schematic configuration example of an image reading apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

P1 原稿台ガラス
P2 カバーガラス
OP 読取レンズ
L1 第1レンズ(第1群,正レンズ)
L2 第2レンズ(第2群)
L3 第3レンズ(第3群,正レンズ)
L4 第4レンズ(第4群)
ST 開口絞り
IM 像面(光学像)
11 照明ユニット(照明装置)
12 3ラインCCD(1次元的撮像素子)
13a,13b,13c,13d,13e 反射ミラー
14 ハウジング
15 原稿カバー
AX 光軸
P1 Document glass P2 Cover glass OP Reading lens L1 First lens (first group, positive lens)
L2 Second lens (second group)
L3 3rd lens (3rd group, positive lens)
L4 4th lens (4th group)
ST Aperture stop IM Image plane (optical image)
11 Lighting unit (lighting device)
12 3-line CCD (one-dimensional image sensor)
13a, 13b, 13c, 13d, 13e Reflective mirror 14 Housing 15 Document cover AX Optical axis

Claims (6)

原稿の画像情報を読み取るために原稿画像を1次元的撮像素子に結像させる読取レンズであって、拡大側から順に、正の近軸パワーを有する第1群と、負の近軸パワーを有する第2群と、正の近軸パワーを有する第3群と、負の近軸パワーを有する第4群と、で構成され、全系を構成するレンズ枚数が4枚であり、アナモフィック非球面を少なくとも1面有するレンズを前記第4群中に有し、前記第1群中の正レンズが、少なくとも1面の非球面を有し、かつ、以下の条件式(1)及び(2)を満足し、前記アナモフィック非球面を有するレンズがプラスチック材料から成り、それ以外のレンズがガラス材料から成り、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする読取レンズ;
νd>62 …(1)
θgf>-0.0016×νd+0.6415 …(2)
0.05<|φpla|/|φtotal|<0.3 …(3)
ただし、
νd:アッベ数、
θgf:部分分散比であり、部分分散比θgfは式:θgf=(Ng-NF)/(NF-NC)で表され、
Ng:g線に対する屈折率、
NF:F線に対する屈折率、
NC:C線に対する屈折率、
φpla:アナモフィック非球面を有するプラスチックレンズのパワー、
φtotal:読取レンズ全系のパワー、
である。
A reading lens that forms an image of a document on a one-dimensional image sensor for reading image information of the document, and has a first group having a positive paraxial power and a negative paraxial power in order from the enlargement side. The second group, a third group having a positive paraxial power, and a fourth group having a negative paraxial power, the total number of lenses constituting the entire system is four, and an anamorphic aspheric surface A lens having at least one surface in the fourth group, a positive lens in the first group having at least one aspherical surface, and satisfying the following conditional expressions (1) and (2): And a lens having the anamorphic aspheric surface is made of a plastic material, and the other lens is made of a glass material, and satisfies the following conditional expression (3) :
νd> 62 (1)
θgf> -0.0016 × νd + 0.6415 (2)
0.05 <| φpla | / | φtotal | <0.3… (3)
However,
νd: Abbe number,
θgf is the partial dispersion ratio, and the partial dispersion ratio θgf is expressed by the formula: θgf = (Ng-NF) / (NF-NC)
Ng: refractive index for g-line,
NF: refractive index for F-line,
NC: Refractive index for C-line,
φpla: Power of plastic lens with anamorphic aspheric surface,
φtotal: Power of the entire reading lens system
It is.
さらに前記第2群と前記第3群との間に開口絞りを有することを特徴とする請求項1記載の読取レンズ。   The reading lens according to claim 1, further comprising an aperture stop between the second group and the third group. さらに前記第1群と前記第2群との間に開口絞りを有することを特徴とする請求項1記載の読取レンズ。   The reading lens according to claim 1, further comprising an aperture stop between the first group and the second group. 前記第3群中の正レンズが、以下の条件式(4)及び(5)を満足することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の読取レンズ;
νd>62 …(4)
θgf>-0.0016×νd+0.6415 …(5)
ただし、
νd:アッベ数、
θgf:部分分散比であり、部分分散比θgfは式:θgf=(Ng-NF)/(NF-NC)で表され、
Ng:g線に対する屈折率、
NF:F線に対する屈折率、
NC:C線に対する屈折率、
である。
The reading lens according to any one of claims 1 to 3 , wherein the positive lens in the third group satisfies the following conditional expressions (4) and (5).
νd> 62 (4)
θgf> -0.0016 × νd + 0.6415 (5)
However,
νd: Abbe number,
θgf is the partial dispersion ratio, and the partial dispersion ratio θgf is expressed by the formula: θgf = (Ng-NF) / (NF-NC)
Ng: refractive index for g-line,
NF: refractive index for F-line,
NC: Refractive index for C-line,
It is.
前記第3群中の正レンズが、少なくとも1面の非球面を有することを特徴とする請求項記載の読取レンズ。 The reading lens according to claim 4, wherein the positive lens in the third group has at least one aspheric surface. 原稿を照明する照明装置と、その照明装置で照明された原稿の画像を結像させる請求項1〜のいずれか1項に記載の読取レンズと、その読取レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する前記1次元的撮像素子と、を備えたことを特徴とする画像読取装置。 An illumination device that illuminates the document, and an image of the document illuminated by the illumination device is formed, and an optical image formed by the reading lens according to any one of claims 1 to 5 is electrically generated. An image reading apparatus comprising: the one-dimensional image sensor that converts the signal into a typical signal.
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