JPH04109263A - 原稿読取用光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は原稿読取用光学系に関する。

［従来の技術］ 原稿の縮小像をＣＣＤ等の撮像素子上に結像させて原稿
読取を行うことは、従来からファクシミリやイメージス
キャナ、デジタル複写機等に於いて行われている。

従来、このような原稿読取に於いて原稿の縮小像の結像
はレンズによって行われていた。

［発明が解決しようとする課題］ レンズ系による結像には必然的に色収差が伴いこれを完
全に除去することはできない。このためレンズ系による
原稿読取では、所望の原稿読取性能を実現するために他
の収差とともに色収差も良好に補正する必要があり、こ
のためレンズ設計が複雑化する。

またレンズ系による原稿読取では、レンズ面による反射
やレンズによる吸収による光損失が少なからずあり、原
稿照明光量を大きくする必要が生ずる場合が多い。さら
に原稿読取用のレンズは高度の結像性能を要求されるた
めとかく大型化・重量化し易く、価格も高くなりがちで
ある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって
、原理的に色収差がなく、光利用効率が高く、軽量・安
価に実現できる新規な原稿読取用光学系の提供を目的と
する。

［課題を解決するための手段コ 本発明の原稿読取用光学系は「原稿の縮小像を撮像素子
上に結像させるための光学系」であって、第１及び第２
ミラーを有する。

「第１ミラー」は原稿からの光束を反射する凹面鏡であ
る。

「第２ミラー１は第１ミラーによる反射光束を反射する
凸面鏡である。

第１、第２ミラーの鏡面の少なくとも一方は非球面とす
ることができる（請求項２）。

請求項３の原稿読取用光学系では、上記第１゜第２ミラ
ーの鏡面は何れも非球面であり、第１ミラーの鏡面をな
す非球面の円錐定数をに２、第２ミラーの鏡面をなす非
球面の円錐定数をに２とするとこれらは （１）　　　　Ｏ＜　　Ｋ、　　＜　　１０（Ｉ　工）
　　−１２０＜　　Ｋ２　＜　　１２なる条件を満足す
る。

なお、上記非球面は以下の如く定義される。

即ち、参照球面からの「ずれ量」をＸ、光軸上の曲率を
Ｃ９光細からの高さをＨ９円錐定数をに、高次の非球面
係数をＡ４．Ａ６．Ａｌｌ、ＡＩＯとするとき、Ｘ＝［
Ｃ）（２／（１＋シ一丁＝で丁Ｔｒ］で丁）］”）］］
］＋Ａ、ｌ−Ｈ’＋Ａ６−Ｈ６＋Ａ３８＋Ａ、ｏ−Ｈｌ
ｏを光軸の回りに回転して得られる面である。

なお、必要とあらば結像光学系のレイアウトに応じて、
光路屈曲用の平面鏡を適宜付加して良いことは言うまで
もない。

［作　　用ユ 上記の如く、本発明の原稿読取用光学系は、結像を２枚
の曲面鏡で行うが、これら２枚の曲面鏡は凹面鏡と凸面
鏡の組み合わせとなっているので収差の補正が容易であ
る。

また請求項２の原稿読取用光学系のように第１゜第２ミ
ラーの２面の鏡面のうちの１面以上を非球面とすること
により、コマフレアの抑制と大口径化が可能となる。

さらに請求項３の原稿読取用光学系のように第１、第２
ミラーの鏡面を共に非球面とし、上記条件（Ｉ）、（Ｉ
Ｉ）を満足させることにより最も小さいコマフレアーを
実現できる。

［実施例］ 第１図は、本発明の原稿読取用光学系の１実施例を示し
ている。原稿の縮小像が結像される撮像素子としてはＣ
ＣＤの如きラインセンサーが想定されており、第１図（
ａ）では上下方向が、また同図（ｂ）では図面に直交す
る方向がラインセンサーのライン方向に平行になってい
る。

符号Ａは第１ミラー、符号Ｂは第２ミラーを示し、符号
Ｃは原稿載置面側に配備された開口絞りを示す。また符
号Ｏは光軸を示す。光軸Ｏは第１゜第２ミラーの鏡面の
曲率中心を結ぶ直線と合致し、開口絞りＣは光軸Ｏ上に
開口する。

第１図（ｂ）に示すように、第１．第２ミラーＡ。

Ｂは結像光路を妨げないように撮像素子ライン方向に直
交する方向では鏡面の上下を切断されて幅の短い形状と
なっている。このことにより各ミラーＡ、Ｂは有効に軽
量化されている。

第１．第２ミラーは、ガラス、プラスチック。

金属等により基体を形成し、その表面にメツキ処理やア
ルミニウム等の蒸着により鏡面を形成して作製すること
ができる。

以下、具体的な実施例を４例挙げる。

第１図に示すように各実施例に於いて、第１ミラーの鏡
面（第１面）の軸上曲率半径をｒＩ　＋第２ミラーの鏡
面（第２面）の軸上曲率半径をｒ２＋開口絞りから第１
面までの光軸上空気間隔をｄ　ｌ　＋第１゜第２面の光
軸上空気間隔をｄ２（＜０）とする。

またｆは全系の合成焦点距離、Ｆ／Ｎｏは明るさ、ｍは
倍率を表す。

各実施例とも第１、第２面に非球面を採用している。こ
れら非球面に就いては円錐定数に、高次の非球面係数Ａ
４〜Ａ、。を与えて形状を特定する。

非球面係数の表示に於いてＥとそれに続く数字は１０の
べき乗を表す。即ちＥ−１０とあれば、ＩＱ−１０を示
し、このべき乗がその前にある数字に掛かるのである。

実施例１ ｆ−４３，０ｍｍ、　Ｆ／Ｎｏ＝９．５．　ｍ：０．１
１２ｉ　　　　　　ｒ　　　　　　　ｄ ｌ　　　　−６１，９３７３１，９３７２−８３，５０
２−１９，２８６ 非球面 第１面 Ｋ”０．４０５５７１　　、　　Ａ、＝１．２７３５３
Ｅ−６，Ａ６”−３，８１１０６Ｅ　　９Ａｐ＝１．８
７３３５Ｅ　１２．Ａ＋。＝１．１５３４１Ｅ−１４第
２面 に＝−１３，７０９６４１、Ａ、＝−４，２５２６２Ｅ
−６，Ａ６＝　１．１６５７９Ｅ−８Ａ８＝−６，９５
３６６Ｅ−１１，Ａ、。＝−３，８６８６５Ｅ−１４実
施例２ ｆ４３．０ｍｍ、Ｆ／Ｎｏ＝１１　、ｍ＝０．１１２１
ｒ　Ｉｄ　； １　　　　　−６０．８８２　　　　　３０．８８３２
　　　　　−８１．２４８　　　　−１８．５７６非球
面 第１面 に＝８．６２６９７６　、　Ａ４＝３．４５６１０Ｅ−
６，Ａ６＝　２．５２３９１Ｅ−８Ａ８＝−９，６７７
１０Ｅ−１１，Ａ　、　。＝２．３９７５４Ｅ−１３第
２面 Ｋ”　１０９．９４７０２７．Ａ、４＝−２，７５５９
９Ｅ−５，Ａ６”　１．４５１８２Ｅ−７Ａ８＝−４，
９９９６３Ｅ−１０，Ａ、。＝　４．３０７７８Ｅ−１
３実施例３ ｆ＝４３．０ｍｍ、Ｆ／Ｎｏ−５，６，ｍ＝ｏ、　］１
２］　　　　　　ｒ：　　　　　　ｄ コ　　　　　　　−６２，５５９２２，５５９２−９１
，０３９−１８，８７２ 非球面 第１面 に＝２．３５４６３５　、　Ａ４＝−５，４１５９６Ｅ
−７，Ａ６＝　１．３９３９８Ｅ−９Ａ８＝　６．２５
０５７Ｅ−１３，Ａ、。＝８．８４４４５Ｅ−１５第２
面 に＝　１０．１９７６２３．Ａ４”　１．４９５５６Ｅ
−５，Ａ６”　７．７９０７７Ｅ　８Ａ８＝−５，６３
７５２Ｅ−１０，Ａ、Ｏ＝　１．５５３１０Ｅ−１２実
施例４ ｆ＝４３．０ｍｍ、Ｆ／Ｎｏ＝８　　、ｍ＝０．１１２
ｉ　　　　　　ｒ　　　　　　　ｄ ｌ　　　　−５８，３５５２３，３５５２−６８，８１
７−１８，１７７ 非球面 第１面 に＝１．８７６４．９５　、　Ａ＋＝　３．５６４４５
Ｅ−８，Ａ６＝−５，４１９９０Ｅ−９Ａｓ”　４．１
４０３２Ｅ４１．Ａ＋ｏ：９．６３６０７Ｅ−１４第２
面 に＝　−５，４７３８７４，Ａ、＝−１，１４１４２Ｅ
−５，Ａ６＝−２，６４９４５Ｅ−８Ａ８＝　３．１５
０９８Ｅ−１１，Ａ、。＝　８．２９６１３Ｅ−１４第
２図乃至第５図にそれぞれ上記実施例１乃至４に関する
収差図を示す。

球面収差の図における破線は正弦条件、非点収差の図に
おける実線はラジアル、破線はタンジエンシアルを示す
。

各実施例とも光軸から離れた鏡面を結像に利用している
ので、像高０．７Ｙ以上の部分の収差のみが結像性能に
関与する。

実施例３，４に関しては７〜９％の歪曲収差があるが、
像高に対して単調増加であるため、例えば電気的な補正
等により十分に補正できる。

［発明の効果］ 以上、本発明によれば新規な原稿読取用光学系を提供で
きる。

この光学系はレンズを用いずミラーのみで構成されてい
るので光量の伝達効率が高く、原理的に色収差が無く、
軽量・小型・安価に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原稿読取用光学系を説明するための図
、第２図乃至第５図は実施例に関する収差図である。 る２図 （宍ｙ巴例イ） 銖面収と ｑト点弘斧 歪ａ収±（７−） 市ａ喝 （大花秤ＪＺ＞ Ｆ／Ｎｏ、４４ と＝１４１１５ γ＝＃Ｆ５ 琢ｏｉｉ、ｉ 専潔状！ 歪臼収臣（′／ζ） ち４図 （宍隻ＪＪ、５） Ｆ／ＮｏＪＡ Ｙ−１４１１５； コマ収差 こ巨 （大旗Ｐ］４） さ−−二−−＝− γ−女アノ ｑＹ コマ収差

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原稿の縮小像を撮像素子上に結像させるための光学
   系であつて、 原稿からの光束を反射する第１ミラーと、この第１ミラ
   ーによる反射光束を反射する第２ミラーとを有し、 第１ミラーが凹面鏡、第２ミラーが凸面鏡であることを
   特徴とする、原稿読取用光学系。２、請求項１に於いて
   、 第１、第２ミラーの少なくとも一方は鏡面が非球面であ
   ることを特徴とする原稿読取用光学系。 ３、請求項１に於いて、 第１、第２ミラーの鏡面が何れも非球面であり、第１ミ
   ラーの鏡面をなす非球面の円錐定数をＫ＿１、第２ミラ
   ーの鏡面をなす非球面の円錐定数をＫ＿２とするとき、
   これらが （ I ）０＜Ｋ＿１＜１０ （II）−１２０＜Ｋ＿２＜１２ なる条件を満足することを特徴とする原稿読取用光学系
   。