JP5280941B2 - 画像読取用レンズおよび画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像読取用レンズおよび該画像読取用レンズを備えた画像読取装置に関するものである。

従来、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）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、映画の分野ではデジタル化が進んでおり、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）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の撮像面に結像させ、この撮像素子により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。そして、画像読取装置の開発とともに、画像読取装置の結像レンズとして用いられる画像読取用レンズの開発も進められている。

上記のような画像読取装置は原稿画像の情報を忠実に読み取ることが要求されるため、画像読取用レンズは、ディストーションなどの諸収差が良好に補正されて、結像領域の中心部から周辺部にわたって高解像であることが求められる。また、近年では、原稿の大半がカラーであることから、画像読取用レンズは軸上色収差および倍率色収差ともに良好に補正されていることが必要である。

また、上記分野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ともに、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、画像読取用レンズには、可視域だけでなく、可視域から近赤外域（例えば９００ｎｍ程度）にわたった広い波長域で、軸上色収差および倍率色収差がともに良好に補正され、良好な光学性能を有していることが望まれる。

可視域から近赤外域にわたって諸収差を補正した画像読取用レンズとしては、例えば、特許文献１〜３に記載のレンズがある。特許文献１には、４群６枚構成で、開口絞りに隣接する縮小側および拡大側の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例が記載されている。特許文献２には、１３〜１４枚のレンズからなる６群構成で、開口絞りに隣接する縮小側および拡大側の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例が記載されている。特許文献３には、１０〜１２枚のレンズからなる６群構成で、開口絞りに隣接する縮小側および拡大側の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例が記載されている。

特開２００２−２８７０２２号公報 特開２００２−１４８５１４号公報 特開２００８−２６５９３号公報

上述したように、画像読取用レンズには、結像領域の中心部から周辺部まで、高解像で良好な画質を維持できることが要求される。このような要求は、近年の撮像素子の高画素化に伴い、さらに高く厳しいものとなってきている。また、高解像化の要求に関連して、近年では、略等倍以外の倍率でも高解像の良好な画像を得ることが可能な画像読取用レンズが求められるようになってきている。

しかしながら、特許文献１に記載のレンズ系は、レンズ枚数が少ないため、より高解像が要求される場合には収差の補正が不十分である。特許文献２、３に記載のレンズ系は、色収差を含めた諸収差が良好に補正されていると言えるが、絞りに対してほぼ対称的な構成を採っているため、略等倍以外の倍率で使用しようとすると、性能が十分とは言えない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、軸上色収差および倍率色収差を含む諸収差が良好に補正されて、結像領域中心部から周辺部にわたって良好な画質を維持可能で、略等倍以外の倍率において高い光学性能を有する画像読取用レンズおよび該画像読取用レンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。

本発明の画像読取用レンズは、少なくとも１枚の正レンズを含み、最も拡大側の面が凸面であり、全体として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、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群と、少なくとも１枚の正レンズを含み、最も縮小側の面が凸面であり、全体として正の屈折力を持つ第３レンズ群と、縮小側に凸面を向けた正レンズと負レンズとをこの順に接合した接合レンズからなり、全体として負の屈折力を持つ第４レンズ群と、絞りと、負レンズと拡大側に凸面を向けた正レンズとをこの順に接合した接合レンズからなり、全体として負の屈折力を持つ第５レンズ群と、少なくとも１枚の正レンズを含み、最も拡大側の面が凸面であり、全体として正の屈折力を持つ第６レンズ群と、縮小側に凸面を向けた負レンズと正レンズとをこの順に接合した接合レンズからなり、全体として正の屈折力を持つ第７レンズ群とを配設してなり、各レンズ群に含まれる各レンズにおいて、ｄ線に対するアッベ数をνｄとし、ｇ線、ｄ線、Ｆ線、Ｃ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎｄ、ｎＦ、ｎＣとし、ｇ線とｄ線間の部分分散比θｇｄをθｇｄ＝（ｎｇ−ｎｄ）／（ｎＦ−ｎＣ）で定義し、異常分散性ΔθｇｄをΔθｇｄ＝θｇｄ−１．３６５＋０．００２０８×νｄで定義したとき、第２レンズ群から第７レンズ群中の全ての正レンズが下記条件式（１）を満たし、第２レンズ群から第４レンズ群中の少なくとも２枚の正レンズと、第５レンズ群から第７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ものである。
νｄ＞６０．０ … （１）
Δθｇｄ＞０．０１５ … （２）

なお、本発明において、各「レンズ群」は、複数のレンズから構成されるものだけでなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含むものとする。

上記本発明の画像読取用レンズの第４レンズ群は負の屈折力を持つレンズ群であり、第４レンズ群の縮小側の面は凸面であることから、第４レンズ群の最も絞りに近い面は凹面となる。同様に、第５レンズ群は負の屈折力を持つレンズ群であり、第５レンズ群の拡大側の面は凸面であることから、第５レンズ群の最も絞りに近い面は凹面となる。すなわち、絞りの縮小側、拡大側にそれぞれ隣接配置された第４レンズ群、第５レンズ群はともに、絞りに凹面を向けた接合レンズからなり、レンズの屈折力の符号や面の凹凸形状がほぼ対称的な構成であり、さらにその縮小側と拡大側の双方に隣接して正の屈折力のレンズが配置された、いわゆるダブルガウス型の構成を採っている。ダブルガウス型のレンズ系は、像の平坦性が良好であり、ディストーションを小さくでき、また、Ｆナンバーが小さな光学系を設計するには有利であるという長所を有する。

上記本発明の画像読取用レンズは、ダブルガウス型の構成を採りつつ、絞りより縮小側には４つのレンズ群を配し、絞りより拡大側には３つのレンズ群を配しているため、従来の絞りに対して対称的な光学系とは異なったものとなり、略等倍以外の倍率において良好な光学性能を得やすい構成となっている。

本発明の画像読取用レンズにおいては、第２レンズ群から第７レンズ群中の全ての正レンズが条件式（２）を満たすことが好ましい。

また、本発明の画像読取用レンズにおいては、拡大側、縮小側の少なくともいずれか一方がテレセントリックであることが好ましい。

本発明の画像読取装置は、上記記載の本発明の画像読取用レンズを備えたことを特徴とするものである。

本発明の画像読取用レンズによれば、絞り近傍はダブルガウス型に構成し、絞りより縮小側を４群構成、絞りより拡大側を３群構成としているため、略等倍以外の倍率において諸収差を良好に補正して、結像領域中心部から周辺部にわたって良好な画質を維持可能な高い光学性能を得ることが容易になる。また、本発明の画像読取用レンズによれば、接合レンズを多用し、条件式（１）を満たすような分散の小さな材料と、条件式（２）を満たすような異常分散性の大きな材料を多用することで、可視域から近赤外域までの軸上色収差および倍率色収差を同時にバランス良く補正することができる。

本発明の画像読取用レンズにおいて、第２レンズ群から第７レンズ群中の全ての正レンズが条件式（２）を満たすように構成した場合は、可視域から近赤外域までの軸上色収差および倍率色収差をより良好に補正することができる。

また、本発明の画像読取用レンズにおいて、拡大側、縮小側の少なくともいずれか一方がテレセントリックであるように構成した場合は、ＣＣＤやＬＣＤ等の角度依存性を有する電子デバイスと併用したときに、ＣＣＤあるいはＬＣＤのシェーディングを防ぐことができるので、中心部から周辺部にわたって良好な画質を維持することができる。

本発明の画像読取装置によれば、上記本発明の画像読取用レンズを備えているため、色再現性が高く、中心部から周辺部にわたって良好な画質が維持された画像を取得でき、略等倍以外の倍率で良好に使用することができる。

本発明の実施例１の画像読取用レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例２の画像読取用レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例３の画像読取用レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例４の画像読取用レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例５の画像読取用レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例６の画像読取用レンズのレンズ構成を示す断面図 図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は本発明の実施例１の画像読取用レンズの各収差図 図８（Ａ）〜図８（Ｄ）は本発明の実施例２の画像読取用レンズの各収差図 図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は本発明の実施例３の画像読取用レンズの各収差図 図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）は本発明の実施例４の画像読取用レンズの各収差図 図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）は本発明の実施例５の画像読取用レンズの各収差図 図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）は本発明の実施例６の画像読取用レンズの各収差図 本発明の一実施形態にかかる画像読取装置の概略構成図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる画像読取用レンズの構成例を示す断面図であり、後述の実施例１の画像読取用レンズに対応している。図１において、左側が縮小側、右側が拡大側であり、図示されている開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。

本発明の実施形態にかかる画像読取用レンズは、光軸Ｚに沿って、縮小側から順に、第１レンズ群ＧＲ１と、第２レンズ群ＧＲ２と、第３レンズ群ＧＲ３と、第４レンズ群ＧＲ４と、開口絞りＳｔと、第５レンズ群ＧＲ５と、第６レンズ群ＧＲ６と、第７レンズ群ＧＲ７とが配設されてなる。

第１レンズ群ＧＲ１は、少なくとも１枚の正レンズを含み、最も拡大側の面が凸面であり、全体として正の屈折力を持つレンズ群である。図１に示す例の第１レンズ群ＧＲ１は、負レンズのレンズＬ１１と正レンズのレンズＬ１２とを縮小側からこの順に接合した接合レンズにより構成されているが、後述の実施例に示すように、第１レンズ群ＧＲ１は、１枚の正レンズで構成してもよい。

第２レンズ群ＧＲ２は、少なくとも１枚の正レンズを含み、全体として正の屈折力を持つレンズ群である。図１に示す例の第２レンズ群ＧＲ２は、正レンズのレンズＬ２１と負レンズのレンズＬ２２とを縮小側からこの順に接合した接合レンズにより構成されている。

第３レンズ群ＧＲ３は、少なくとも１枚の正レンズを含み、最も縮小側の面が凸面であり、全体として正の屈折力を持つレンズ群である。図１に示す例の第３レンズ群ＧＲ３は、負レンズのレンズＬ３１と正レンズのレンズＬ３２とを縮小側からこの順に接合した接合レンズにより構成されているが、後述の実施例に示すように、第３レンズ群ＧＲ３は、１枚の正レンズで構成してもよい。

第４レンズ群ＧＲ４は、縮小側から順に配置された、縮小側に凸面を向けた正レンズと負レンズとをこの順に接合した接合レンズからなり、全体として負の屈折力を持つレンズ群である。図１に示す例の第４レンズ群ＧＲ４は、両凸レンズのレンズＬ４１と両凹レンズのレンズＬ４２とを縮小側からこの順に接合した接合レンズにより構成されている。

第５レンズ群ＧＲ５は、縮小側から順に配置された、負レンズと拡大側に凸面を向けた正レンズとをこの順に接合した接合レンズからなり、全体として負の屈折力を持つレンズ群である。図１に示す例の第５レンズ群ＧＲ５は、両凹レンズのレンズＬ５１と両凸レンズのレンズＬ５２とを縮小側からこの順に接合した接合レンズにより構成されている。

第６レンズ群ＧＲ６は、少なくとも１枚の正レンズを含み、最も拡大側の面が凸面であり、全体として正の屈折力を持つレンズ群である。図１に示す例の第６レンズ群ＧＲ６は、正レンズのレンズＬ６１と負レンズのレンズＬ６２とを縮小側からこの順に接合した接合レンズにより構成されているが、後述の実施例に示すように、第６レンズ群ＧＲ６は、１枚の正レンズで構成してもよい。

第７レンズ群ＧＲ７は、縮小側から順に配置された、縮小側に凸面を向けた負レンズと正レンズとをこの順に接合した接合レンズからなり、全体として正の屈折力を持つレンズ群である。図１に示す例の第７レンズ群ＧＲ７は、負メニスカスレンズのレンズＬ７１と両凸レンズのレンズＬ７２とを縮小側からこの順に接合した接合レンズにより構成されている。

なお、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３、第６レンズ群ＧＲ６において、１枚のレンズで構成した場合は、小型化および低コスト化に有利となり、接合レンズを含むように構成した場合は、色収差の補正に有利となる。

開口絞りＳｔの縮小側、拡大側にそれぞれ隣接配置された第４レンズ群ＧＲ４、第５レンズ群ＧＲ５はともに、開口絞りＳｔに凹面を向けた接合レンズからなり、レンズの屈折力の符号や面の凹凸形状がほぼ対称的な構成であり、さらにその縮小側と拡大側の双方に隣接して正の屈折力のレンズが配置された、いわゆるダブルガウス型の構成を採っている。ダブルガウス型のレンズ系は、像面湾曲およびディストーションを小さくでき、Ｆナンバーの小さな光学系の設計に有利であるという長所を有する。

本実施形態の画像読取用レンズは、開口絞りＳｔを挟んで配置された第４レンズ群ＧＲ４および第５レンズ群ＧＲ５の対称的な構造を基本とし、その縮小側および拡大側にレンズ群を追加した構成と考えることができる。その際に、本実施形態の画像読取用レンズは、開口絞りＳｔより縮小側には４つのレンズ群を配し、開口絞りＳｔより拡大側には３つのレンズ群を配するようにしているため、従来の開口絞りに対して対称的な光学系とは異なり、略等倍以外の倍率において良好な光学性能を得ることが容易になる。

一般に、開口絞りＳｔより縮小側には相対的に拡大側よりも高解像が要求されるため、本実施形態の画像読取用レンズでは、開口絞りＳｔより縮小側のレンズ群の数を拡大側のレンズ群の数よりも多くし、開口絞りＳｔより縮小側のレンズの面の数が拡大側のレンズの面の数よりも多くなるようにしている。これにより、開口絞りＳｔより縮小側の方が拡大側よりも相対的に収差補正の自由度が高くなり、縮小側に要求される高解像を実現することが可能になる。

一方、開口絞りＳｔよりも拡大側では、一般に、倍率色収差や像面湾曲等が発生しやすい。最も拡大側に配置された第７レンズ群ＧＲ７は、この画像読取用レンズが等倍より大きな倍率の拡大レンズとして使用されるときは、最も像面に近いレンズ群となる。図１に示す例では、この第７レンズ群ＧＲ７を開口絞りＳｔから距離をおいて配置することで、倍率色収差や像面湾曲を効果的に補正するようにしている。また、第７レンズ群ＧＲ７を負レンズと正レンズからなる接合レンズで構成することで、良好な色収差補正に有利となっている。

このように、本実施形態の画像読取用レンズは、略等倍以外の拡大系および縮小系において、諸収差を良好に補正して高い光学性能を達成することが可能である。色収差についても、本実施形態の画像読取用レンズは、正レンズと負レンズとからなる接合レンズを多用することで、良好な色収差補正に有利となっている。

さらに、可視域から近赤外域にわたって色収差を良好に補正するために、本発明の実施形態にかかる画像読取用レンズは、各レンズ群に含まれる各レンズにおいて、ｄ線に対するアッベ数をνｄとし、ｇ線、ｄ線、Ｆ線、Ｃ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎｄ、ｎＦ、ｎＣとし、ｇ線とｄ線間の部分分散比θｇｄをθｇｄ＝（ｎｇ−ｎｄ）／（ｎＦ−ｎＣ）で定義し、異常分散性ΔθｇｄをΔθｇｄ＝θｇｄ−１．３６５＋０．００２０８×νｄで定義したとき、第２レンズ群ＧＲ２から第７レンズ群ＧＲ７中の全ての正レンズが下記条件式（１）を満たし、第２レンズ群ＧＲ２から第４レンズ群ＧＲ４中の少なくとも２枚の正レンズと、第５レンズ群ＧＲ５から第７レンズ群ＧＲ７中の少なくとも２枚の正レンズとが下記条件式（２）を満たすように構成されている。
νｄ＞６０．０ … （１）
Δθｇｄ＞０．０１５ … （２）

一般に、複数のレンズ材料について、部分分散比θｇｄ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ている。通常、クラウンガラスＫ７（ＳＨＯＴＴ社製）とフリントガラスＦ２（ＳＨＯＴＴ社製）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、こ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。すなわち、異常分散性Δθｇｄは、部分分散比におけるこの基準線からの偏差を表したものである。

条件式（１）を満たすような分散の小さな材料を、第２レンズ群ＧＲ２から第７レンズ群ＧＲ７中の全ての正レンズに用いることで、可視域から近赤外域までの軸上色収差および倍率色収差を良好に補正することができる。

条件式（２）を満たすような異常分散性の大きな材料を、開口絞りＳｔより縮小側の少なくとも２枚の正レンズと、開口絞りＳｔより拡大側の少なくとも２枚の正レンズに用いることで、可視域から近赤外域までの軸上色収差および倍率色収差を良好に補正することができる。

条件式（１）を満たすような分散の小さな材料と、条件式（２）を満たすような異常分散性の大きな材料を多用することで、可視域から近赤外域までの軸上色収差および倍率色収差を同時にバランス良く補正することができる。

本実施形態の画像読取用レンズの好ましい態様としては、第２レンズ群ＧＲ２から第７レンズ群ＧＲ７中の全ての正レンズが条件式（２）を満たすことである。この場合、可視域から近赤外域までの軸上色収差および倍率色収差をより良好に補正することができる。

さらに、本実施形態の画像読取用レンズは、条件式（１）、（２）それぞれに代えて下記条件式（１−１）、（２−１）を満たすことがより好ましく、この場合は軸上色収差および倍率色収差をより良好に補正することができる。なお、好ましい態様としては、条件式（１−１）、（２−１）のいずれか一方を満たすものであってもよく、両方を満たすものであってもよい。
νｄ＞６５．０ … （１−１）
Δθｇｄ＞０．０１８ … （２−１）

また、本実施形態の画像読取用レンズは、拡大側、縮小側の少なくともいずれか一方がテレセントリックであることが好ましい。というのは、ＬＣＤやＣＣＤ等の電子デバイスは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のテレセントリック性が低いと、画像中心部と周辺部とで明るさに差が生じるシェーディングが発生し、画質が劣化する虞があるからである。例えば、特許文献２に記載のレンズ系は、レンズ枚数を多くして諸収差を良好に補正しているが、縮小側、拡大側ともにテレセントリック性を有していないため、角度依存性を有する電子デバイスと併用するには好適とは言えない。

具体的には、本実施形態の画像読取用レンズは、撮像性能に角度依存性のあるＣＣＤ等の撮像素子を像側に配置して使用する場合には像側がテレセントリックであることが好ましく、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配置して使用する場合には物体側がテレセントリックであることが好ましい。拡大側、縮小側の少なくともいずれか一方をテレセントリックにすることにより、ＣＣＤあるいはＬＣＤとともに用いたときに、ＣＣＤあるいはＬＣＤのシェーディングを防ぐことができるので中心部から周辺部にわたって良好な画質を維持することができるとともに、倍率合わせ時の許容誤差を大きくでき、所望の倍率に合わせやすくなる。

次に、本発明の画像読取用レンズの数値実施例について説明する。実施例１の画像読取用レンズの断面図は図１に示したものである。実施例２〜実施例６の断面図をそれぞれ図２〜図６に示す。図２〜図６において、左側が縮小側、右側が拡大側であり、図示されている開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。

実施例１〜実施例６の画像読取用レンズのレンズデータと各種データをそれぞれ表１〜表６に示す。各表の上段にレンズデータを示し、下段に各種データを示す。

各表のレンズデータにおいて、Ｓｉの欄には最も縮小側のレンズの面を１番目として拡大側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。なお、曲率半径の符号は、縮小側に凸の場合を正、拡大側に凸の場合を負としている。

また、レンズデータにおいて、ｎｄｊの欄には最も縮小側のレンズを１番目として拡大側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）のレンズのｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目のレンズのｄ線に対するアッベ数を示し、θｇｄｊの欄にはｊ番目のレンズのｇ線とｄ線間の部分分散比θｇｄを示し、Δθｇｄｊの欄にはｊ番目のレンズの異常分散性Δθｇｄを示している。なお、レンズデータには、開口絞りＳｔも含めて示しており、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号の後に（Ｓｔ）と記載している。

各表の各種データには、焦点距離と、縮小側ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ：開口数）と、倍率と、共役長（物体面から像面までの光軸上の距離）と、縮小側物体高と、縮小側テレセン性と、拡大側テレセン性を示している。縮小側を物体側、拡大側を像側とした場合を想定して説明すると、縮小側物体高は縮小側の最大の物体高であり、縮小側テレセン性は画像読取用レンズの縮小側の主光線と光軸Ｚのなす角の最大値であり、拡大側テレセン性は画像読取用レンズの拡大側の主光線と光軸Ｚのなす角の最大値である。各種データは、ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）を基準にしたものである。

なお、各表の長さの単位としては、例えば「ｍｍ」を用いることができるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「ｍｍ」に限定されることはなく、他の適当な単位を用いることもできる。

実施例１〜６の画像読取用レンズを構成する全てのレンズが球面レンズで構成されている。実施例１の画像読取用レンズは、縮小側から順に、第１レンズ群ＧＲ１が両凹形状の負のレンズＬ１１と両凸形状の正のレンズＬ１２の接合レンズで構成され、第２レンズ群ＧＲ２が両凸形状の正のレンズＬ２１と拡大側に凸面を向けたメニスカス形状の負のレンズＬ２２の接合レンズで構成され、第３レンズ群ＧＲ３が縮小側に凸面を向けたメニスカス形状の負のレンズＬ３１と両凸形状の正のレンズＬ３２の接合レンズで構成され、第４レンズ群ＧＲ４が両凸形状の正のレンズＬ４１と両凹形状の負のレンズＬ４２の接合レンズで構成され、第５レンズ群ＧＲ５が両凹形状の負のレンズＬ５１と両凸形状の正のレンズＬ５２の接合レンズで構成され、第６レンズ群ＧＲ６が拡大側に凸面を向けたメニスカス形状の正のレンズＬ６１と拡大側に凸面を向けたメニスカス形状の負のレンズＬ６２の接合レンズで構成され、第７レンズ群ＧＲ７が縮小側に凸面を向けたメニスカス形状の負のレンズＬ７１と両凸形状の正のレンズＬ７２の接合レンズで構成されている。

実施例２の画像読取用レンズは、第１レンズ群ＧＲ１が両凸形状の正のレンズＬ１１で構成され、第６レンズ群ＧＲ６が拡大側に凸面を向けたメニスカス形状の正のレンズＬ６１で構成されており、その他の群のレンズの枚数、レンズの概略形状、およびレンズの屈折力の符号に関する構成は実施例１の画像読取用レンズと同様である。

実施例３の画像読取用レンズは、第１レンズ群ＧＲ１が拡大側に凸面を向けたメニスカス形状の正のレンズＬ１１で構成され、第２レンズ群ＧＲ２が拡大側に凸面を向けたメニスカス形状の正のレンズＬ２１と拡大側に凸面を向けたメニスカス形状の負のレンズＬ２２の接合レンズで構成されており、その他の群のレンズの枚数、レンズの概略形状、およびレンズの屈折力の符号に関する構成は実施例１の画像読取用レンズと同様である。

実施例４の画像読取用レンズは、第１レンズ群ＧＲ１が縮小側に凸面を向けたメニスカス形状の負のレンズＬ１１と両凸形状の正のレンズＬ１２の接合レンズで構成されており、その他の群のレンズの枚数、レンズの概略形状、およびレンズの屈折力の符号に関する構成は実施例１の画像読取用レンズと同様である。

実施例５の画像読取用レンズは、第１レンズ群ＧＲ１が縮小側に凸面を向けたメニスカス形状の負のレンズＬ１１と両凸形状の正のレンズＬ１２の接合レンズで構成され、第２レンズ群ＧＲ２が両凸形状の正のレンズＬ２１と両凹形状の負のレンズＬ２２の接合レンズで構成され、第３レンズ群ＧＲ３が両凸形状の正のレンズＬ３１で構成されており、その他の群のレンズの枚数、レンズの概略形状、およびレンズの屈折力の符号に関する構成は実施例１の画像読取用レンズと同様である。

実施例６の画像読取用レンズは、第２レンズ群ＧＲ２が拡大側に凸面を向けたメニスカス形状の正のレンズＬ２１と拡大側に凸面を向けたメニスカス形状の負のレンズＬ２２の接合レンズで構成され、第６レンズ群ＧＲ６が両凸形状の正のレンズＬ６１で構成されており、第７レンズ群ＧＲ７が縮小側に凸面を向けたメニスカス形状の負のレンズＬ７１と縮小側に凸面を向けたメニスカス形状の正のレンズＬ７２の接合レンズで構成されている。

表１〜表６に示すように、実施例１〜３、５、６の画像読取用レンズは、第２レンズ群ＧＲ２から第７レンズ群ＧＲ７中の全ての正レンズが条件式（１）および（２）を満たしている。実施例４の画像読取用レンズは、第２レンズ群ＧＲ２から第７レンズ群ＧＲ７中の全ての正レンズが条件式（１）を満たし、第２レンズ群ＧＲ２から第４レンズ群ＧＲ４中の２枚の正レンズと、第５レンズ群ＧＲ５から第７レンズ群ＧＲ７中の２枚の正レンズとが条件式（２）を満たしている。

図７（Ａ）〜図７（Ｄ）に実施例１の画像読取用レンズの、球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。各収差図には、ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）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Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）、ｓ線（波長８５２．１１ｎｍ）についての収差も示す。各収差図は、レンズデータの長さの単位としてｍｍを用い、縮小側を物体側、拡大側を像側として光線追跡したものである。球面収差図の縦軸の最大値は、上表の各種データの縮小側ＮＡで決まる最大のＮＡであり、非点収差図、ディストーション、倍率色収差図の縦軸の最大値は、上表の各種データの縮小側物体高で決まる最大の像高である。

同様に、図８（Ａ）〜図８（Ｄ）、図９（Ａ）〜図９（Ｄ）、図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）、図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）、図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）に、実施例２〜６の画像読取用レンズの、球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。

以上のデータから、実施例１〜６の画像読取用レンズは、可視域から近赤外域までの広い波長領域において軸上色収差および倍率色収差が同時にバランス良く補正されており、その他の諸収差も良好に補正されて結像領域中心部から周辺部にわたって良好な画質を維持しており、少なくとも縮小側、拡大側のいずれか一方において高いテレセントリック性を有し、−１．４倍〜−１．７倍の範囲に含まれる倍率において高い光学性能を達成している。

次に、本発明の実施形態にかかる画像読取装置について説明する。図１３に、本発明の一実施形態にかかる画像読取装置の概略構成図を示す。この画像読取装置１００は、画像読取用レンズ１と、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。画像読取用レンズ１は、原稿２と撮像素子４との間に配置される。なお、必要に応じて、縮小側または拡大側に色フィルタや結像倍率を変化させるアタッチメントレンズ等の光学部材５を装着するようにしてもよい。

この画像読取装置１００は、反射原稿式または透過原稿式のいずれであってもよい。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レンズ１を透過して結像作用を受けることによって、原稿２の画像が撮像素子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は光を透過する透明な部材で構成され、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レンズ１を透過して結像作用を受けることによって、原稿２の画像が撮像素子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ＬＣＤ等の画像表示デバイスを配置するとともに、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よい。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レンズ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。

以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。

１ 画像読取用レンズ
２ 原稿
３ 原稿載置台
４ 撮像素子
５ 光学部材
１００ 画像読取装置
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 第７レンズ群
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (4)

1. 縮小側から順に、
   少なくとも１枚の正レンズを含み、最も拡大側の面が凸面であり、全体として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、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群と、
   少なくとも１枚の正レンズを含み、最も縮小側の面が凸面であり、全体として正の屈折力を持つ第３レンズ群と、
   縮小側に凸面を向けた正レンズと負レンズとをこの順に接合した接合レンズからなり、全体として負の屈折力を持つ第４レンズ群と、
   絞りと、
   負レンズと拡大側に凸面を向けた正レンズとをこの順に接合した接合レンズからなり、全体として負の屈折力を持つ第５レンズ群と、
   少なくとも１枚の正レンズを含み、最も拡大側の面が凸面であり、全体として正の屈折力を持つ第６レンズ群と、
   縮小側に凸面を向けた負レンズと正レンズとをこの順に接合した接合レンズからなり、全体として正の屈折力を持つ第７レンズ群とを配設してなり、
   前記各レンズ群に含まれる各レンズにおいて、
   ｄ線に対するアッベ数をνｄとし、
   ｇ線、ｄ線、Ｆ線、Ｃ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎｄ、ｎＦ、ｎＣとし、
   ｇ線とｄ線間の部分分散比θｇｄをθｇｄ＝（ｎｇ−ｎｄ）／（ｎＦ−ｎＣ）で定義し、
   異常分散性ΔθｇｄをΔθｇｄ＝θｇｄ−１．３６５＋０．００２０８×νｄで定義したとき、
   前記第２レンズ群から前記第７レンズ群中の全ての正レンズが下記条件式（１）を満たし、
   前記第２レンズ群から前記第４レンズ群中の少なくとも２枚の正レンズと、前記第５レンズ群から前記第７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）
   Δθｇｄ＞０．０１５ … （２）
2. 前記第２レンズ群から前記第７レンズ群中の全ての正レンズが前記条件式（２）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。
3. 拡大側、縮小側の少なくともいずれか一方がテレセントリックである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。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の画像読取用レンズを備えたことを特徴とする画像読取装置。

Images