JP5598295B2 - 読取レンズ、画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents
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〔1〕 物体側から、正の第1レンズからなる第1群、正の第2レンズと負の第3レンズとが接合されて負の屈折力を有する第2群、負の第4レンズからなる第3群、正の第5レンズからなる第4群、正の第6レンズと負の第7レンズとが接合されて正の屈折力を有する第5群が順に配置され、前記第2群と第3群との間に絞りを有する、5群7枚構成の読取レンズであって、下記の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴とする読取レンズである。
(1)1.0<f5/f<2.0
(2)0.09<(r7−r8)/f<0.15
ただし、
f5:第5群のe線の焦点距離
f:全系のe線の合成焦点距離
r7:第4レンズ第1面の曲率半径
r8:第4レンズ第2面の曲率半径
である。
〔2〕 正レンズの少なくとも1枚が、下記の条件式(3)及び(4)を満足するガラス材料からなることを特徴とする前記〔1〕に記載の読取レンズである。
(3)75<α1<135
(4)−6.5<β1<0.5
ただし、
α1:−30℃〜+70℃での平均線膨張係数(単位は×10−7/℃)
β1:+20℃〜+40℃での平均屈折率温度係数(単位は×10−6/℃)
である。
〔3〕 前記正レンズの少なくとも1枚が、正の第2レンズであることを特徴とする前記〔2〕に記載の読取レンズである。
〔4〕 前記第1レンズが物体側に凸面を向けて配置された凸メニスカスレンズ、前記第2レンズの第1面が物体側に凸面を有する正レンズ、前記第3レンズの第2面が物体側に凸面を有する負レンズ、前記第4レンズが物体側に凹面を向けて配置された凹メニスカスレンズ、前記第5レンズが像側に凸面を向けて配置された凸メニスカスレンズ、前記第6レンズの第2面が像側に凸面を有する正レンズ、前記第7レンズの第1面が像側に凸面を有する負レンズであることを特徴とする前記〔1〕から〔3〕のいずれかに記載の読取レンズである。
〔5〕 原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された原稿の反射光を縮小結像させる結像レンズと、該結像レンズで結像された原稿像を光電変換するラインセンサとからなり、前記結像レンズとして、前記〔1〕から〔4〕のいずれかに記載の読取レンズを用いたことを特徴とする画像読取装置である。
〔6〕 画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成する画像形成装置であって、原稿画像を読取って画像信号化する手段として前記〔5〕に記載の画像読取装置を有することを特徴とする画像形成装置である。
請求項2の発明によれば、請求項1の読取レンズにおいて、正レンズの少なくとも1枚が、条件式(3)75<α1<135、及び(4)−6.5<β1<0.5(ただし、α1は、−30℃〜+70℃での平均線膨張係数(単位は×10−7/℃)、β1は、+20℃〜+40℃での平均屈折率温度係数(単位は×10−6/℃)である)を満足するガラス材料からなるため、温度変化で熱膨張し移動する撮像面に対して、それをキャンセルする方向に像距離の伸び量を調整でき、温度変化に対して常に安定な像を撮像面上で得ることができる。
請求項3の発明によれば、請求項2の読取レンズにおいて、前記正レンズの少なくとも1枚が、正の第2レンズであるため、正レンズの中で一番焦点距離の長い第2レンズに適用することで、温度変化に対する像距離の伸び量を大きくすることができ、温度変化に対して常に安定な像を撮像面上で得ることができる。
請求項4の発明によれば、請求項1から3のいずれかに記載の読取レンズにおいて、前記第1レンズが物体側に凸面を向けて配置された凸メニスカスレンズ、前記第2レンズの第1面が物体側に凸面を有する正レンズ、前記第3レンズの第2面が物体側に凸面を有する負レンズ、前記第4レンズが物体側に凹面を向けて配置された凹メニスカスレンズ、前記第5レンズが像側に凸面を向けて配置された凸メニスカスレンズ、前記第6レンズの第2面が像側に凸面を有する正レンズ、前記第7レンズの第1面が像側に凸面を有する負レンズであるため、高精度でコンパクトなレンズとすることができる。
請求項5の発明によれば、原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された原稿の反射光を縮小結像させる結像レンズと、該結像レンズで結像された原稿像を光電変換するラインセンサとからなり、前記結像レンズとして、請求項1から4のいずれかに記載の読取レンズを用いたため、原稿情報を良好に読み取れるとともに、半画角が23°程度と広画角であるため、原稿面からラインセンサまでの所謂共役長を非常に短く設定することが可能となり、非常にコンパクトで低コストな画像読取装置を提供することができる。
請求項6の発明によれば、画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成する画像形成装置であって、原稿画像を読取って画像信号化する手段として請求項5に記載の画像読取装置を有するため、良好な品質の読取画像を基に画像を形成することができるため、高画質な画像形成が可能で低コストな画像形成装置を提供することができる。
図1に示されるように、本実施の読取レンズは、物体側から正の第1レンズL1からなる第1群、正の第2レンズL2と負の第3レンズL3とが接合されて負の屈折力を有する第2群、負の第4レンズL4からなる第3群、正の第5レンズL5からなる第4群、正の第6レンズL6と負の第7レンズL7とが接合されて正の屈折力を有する第5群が順に配置され、前記第2群と第3群との間に絞りを有する、5群7枚構成の読取レンズである。第1群の物体側にはコンタクトガラスCG1が配置され、第5群の像側にはCCDカバーガラスCG2が配置されている。
ri(i=1〜13) :物体側から数えてi番目のレンズ面の曲率半径
di(i=1〜12) :物体側から数えてi番目の面間隔
nj(j=1〜7) :物体側から数えてj番目のレンズの材料の屈折率
νj(j=1〜7) :物体側から数えてj番目のレンズの材料のアッベ数
rc1 :コンタクトガラスの物体側の曲率半径
rc2 :コンタクトガラスの像側の曲率半径
rc3 :CCDカバーガラスの物体側の曲率半径
rc4 :CCDカバーガラスの像側の曲率半径
dc1 :コンタクトガラスの肉厚
dc3 :CCDカバーガラスの肉厚
nc1 :コンタクトガラスの屈折率
nc3 :CCDカバーガラスの屈折率
νc1 :コンタクトガラスのアッベ数
νc3 :CCDカバーガラスのアッベ数
(1) 1.0<f5/f<2.0
(2)0.09<(r7−r8)/f<0.15
(ただし、f5は第5群のe線の焦点距離、fは全系のe線の合成焦点距離、r7は第4レンズ第1面の曲率半径、r8は第4レンズ第2面の曲率半径を表わす。)
条件式(1)は、第5群のパワーを定めるものであり、f5は第5群のe線の焦点距離、fは全系のe線の合成焦点距離を表わす。f5/fの値が上限を超えると第5群のパワーが弱くなりすぎ、レンズが大きくなってコストアップの原因となり、下限を超えるとレンズのコンパクト化には有利であるが、第5群のパワーが強くなりすぎて、高次の像面湾曲が発生する。
条件式(2)は、第4レンズを安定な形状に保つことにより、光学性能を保つ条件であり、r7は第4レンズ第1面の曲率半径、r8は第4レンズ第2面の曲率半径を表わす。(r7−r8)の値が上限を超えると、第4レンズのパワーが強くなりすぎ、光線を大きく跳ね上げるので色収差が発生し、下限を超えると、結像レンズの光軸に対して第4レンズの中心が出しにくくなり、光学性能を保つことができない。
以下の各実施態様における記号の意味は下記の通りである。
f:全系のe線の合成焦点距離
FNo:Fナンバ
m:縮率
ω:半画角
Y:物体高
nd:d線の屈折率
νd:d線のアッベ数
ne:e線の屈折率
図2は、本発明の第1の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。
なお、収差図において、e線は546.07nm、g線は436.83nm、c線は656.27nm、F線は486.13nmを示す。また、球面収差の図において、波線は正弦条件を示し、非点収差の図において、実線はサジタル光線、点線はメリディオナル光線を示す。
図4は、本発明の第2の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。
なお、収差図において、e線は546.07nm、g線は436.83nm、c線は656.27nm、F線は486.13nmを示す。また、球面収差の図において、波線は正弦条件を示し、非点収差の図において、実線はサジタル光線、点線はメリディオナル光線を示す。
図6は、本発明の第3の実施態様に係るレンズの構成図を示したものである。以下に、レンズの構成表を示す。
なお、収差図において、e線は546.07nm、g線は436.83nm、c線は656.27nm、F線は486.13nmを示す。また、球面収差の図において、波線は正弦条件を示し、非点収差の図において、実線はサジタル光線、点線はメリディオナル光線を示す。
(3)75<α1<135
(4)−6.5<β1<0.5
ただし、α1は−30℃〜+70℃での平均線膨張係数(単位は×10−7/℃)、β1は+20℃〜+40℃での平均屈折率温度係数(単位は×10−6/℃)を表わす。
第1の実施態様においては第2レンズと第5レンズに、第2の実施態様においては第2レンズと第6レンズに、第3の実施態様においては第2レンズと第5レンズに条件式(3)及び(4)を満足するガラス材料を用いている。
正レンズの中で一番焦点距離の長い第2レンズを、条件式(3)及び(4)を満足するガラス材料からなるレンズとすることにより、温度変化に対する像距離の伸び量を大きくすることができる。
本発明の画像読取装置は、原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された原稿の反射光を縮小結像させる結像レンズと、該結像レンズで結像された原稿像を光電変換するラインセンサとからなり、前記結像レンズとして、本発明の読取レンズを用いる。
第1走行体13、第2走行体14は、図示されない駆動手段により、それぞれ矢印方向(図の右方)へ走行させられる。第1走行体13の走行速度は「V」、第2走行体14の走行速度は「V/2」である。この走行により、第1走行体13、第2走行体14は、それぞれ「破線で示す位置」まで変位する。照明ユニット13Aと第1ミラー13Bは、第1走行体13と一体的に移動し、コンタクトガラス11上の原稿12の全体を「照明走査」する。
「撮像部」であるラインセンサ16は、色分解手段として赤(R)、緑(G)、青(B)のフィルタを持った光電変換素子(16A、16B、16C)を、1チップに3列に配列させた3ラインCCD(3ラインのラインセンサ)であり、原稿12の照明走査に伴い、原稿画像を画像信号化する。
このようにして原稿12の読取りが実行され、原稿12のカラー画像は、赤、緑、青の3原色に色分解して読取られる。
本発明の画像形成装置は、画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成する画像形成装置であって、原稿画像を読取って画像信号化する手段として本発明の画像読取装置を有する。
画像形成部は、潜像担持体として円筒状に形成された光導電性の感光体110を有し、その周囲に、帯電手段としての帯電ローラ111、リボルバ式の現像装置113、転写ベルト114、クリーニング装置115が配設されている。なお、帯電手段としては、図示した帯電ローラ111に代えて「コロナチャージャ」を用いることもできる。
画像形成部はさらに、定着装置116、カセット118、レジストローラ対119、給紙コロ122、トレイ121を備え、記録媒体としての転写紙Sに画像を形成する。
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
L5 第5レンズ
L6 第6レンズ
CG1 コンタクトガラス
CG2 CCDカバーガラス
Claims (6)
- 物体側から、正の第1レンズからなる第1群、正の第2レンズと負の第3レンズとが接合されて負の屈折力を有する第2群、負の第4レンズからなる第3群、正の第5レンズからなる第4群、正の第6レンズと負の第7レンズとが接合されて正の屈折力を有する第5群が順に配置され、前記第2群と第3群との間に絞りを有する、5群7枚構成の読取レンズであって、下記の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴とする読取レンズ。
(1)1.0<f5/f<2.0
(2)0.09<(r7−r8)/f<0.15
ただし、
f5:第5群のe線の焦点距離
f:全系のe線の合成焦点距離
r7:第4レンズ第1面の曲率半径
r8:第4レンズ第2面の曲率半径
である。 - 正レンズの少なくとも1枚が、下記の条件式(3)及び(4)を満足するガラス材料からなることを特徴とする請求項1に記載の読取レンズ。
(3)75<α1<135
(4)−6.5<β1<0.5
ただし、
α1:−30℃〜+70℃での平均線膨張係数(単位は×10−7/℃)
β1:+20℃〜+40℃での平均屈折率温度係数(単位は×10−6/℃)
である。 - 前記正レンズの少なくとも1枚が、正の第2レンズであることを特徴とする請求項2に記載の読取レンズ。
- 前記第1レンズが物体側に凸面を向けて配置された凸メニスカスレンズ、前記第2レンズの第1面が物体側に凸面を有する正レンズ、前記第3レンズの第2面が物体側に凸面を有する負レンズ、前記第4レンズが物体側に凹面を向けて配置された凹メニスカスレンズ、前記第5レンズが像側に凸面を向けて配置された凸メニスカスレンズ、前記第6レンズの第2面が像側に凸面を有する正レンズ、前記第7レンズの第1面が像側に凸面を有する負レンズであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の読取レンズ。
- 原稿を照明する照明系と、前記照明系で照明された原稿の反射光を縮小結像させる結像レンズと、該結像レンズで結像された原稿像を光電変換するラインセンサとからなり、前記結像レンズとして、請求項1から4のいずれかに記載の読取レンズを用いたことを特徴とする画像読取装置。
- 画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成する画像形成装置であって、原稿画像を読取って画像信号化する手段として請求項5に記載の画像読取装置を有することを特徴とする画像形成装置。
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