JPH08327899A

JPH08327899A - 原稿読取用レンズ

Info

Publication number: JPH08327899A
Application number: JP13659195A
Authority: JP
Inventors: Kiichiro Nishina; 喜一朗仁科
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 1996-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】４群４枚構成のトポゴン型で構成枚数が少な
く、Ｆ／Ｎｏ＝４．５と大口径で、１９度を越える半画
角を持ち、色収差と像面の色割れがが良好に補正された
原稿読取用レンズを実現する。【構成】物体側から像側へ向かって順次、第１ないし第
４群を配してなり、第１群は、凸面を物体側に向けた正
メニスカスレンズである第１レンズ１、第２群は、凸面
を物体側に向けた負メニスカスレンズである第２レンズ
２、第３群は、凹面を物体側に向けた負メニスカスレン
ズである第３レンズ３、第４群は、凹面を物体側に向け
た正メニスカスレンズである第４レンズ４である４群４
枚構成であって、物体側から数えて第ｉ番目のレンズの
アッベ数をν_i（ｉ＝１〜４）とするとき、これらが条
件：５５＜｛(ν₁＋ν₄)/２｝−｛(ν₂＋ν₃)/２｝＜６
５を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は原稿読取用レンズに関
する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ装置やデジタル複写装置の
原稿読取部やイメージスキャナ等に用いられる読取用レ
ンズは、一般に原稿の画像を縮小してＣＣＤのような固
体撮像素子上に結像させる。

【０００３】近年、３ライン１チップＣＣＤ等、１チッ
プ型のカラー画像用固体撮像素子が開発されている。こ
のタイプの固体撮像素子では、例えば、赤・緑・青のフ
ィルターを持った受光素子が１チップに配列されてお
り、これら受光素子の配列面にカラー原稿の縮小画像を
結像させることにより、カラー原稿画像を３原色に色分
解して画素信号化することができる。

【０００４】しかしながら、このような１チップ型のカ
ラー画像用固体撮像素子を用いる場合、カラー画像の縮
小像において、３原色の各色成分の像を撮像素子の受光
面上に正しく結像させねばならず、そのためには色収差
が良好に補正されねばならない。

【０００５】また、原稿読取用レンズは一般に、装置本
体の小型化を達成できるよう「広画角」であること、読
取速度の高速化を達成できるように「大口径」であるこ
と、読取装置の低価格化を達成できるように「レンズ構
成枚数が少ない」ことが要請される。

【０００６】レンズ構成枚数が少ないという観点から見
ると、従来、４群４枚構成の「トポゴン型」で構成した
原稿読取用レンズとして、特開平１−２２４７１７号公
報開示のものが知られている。

【０００７】この原稿読取用レンズは、色収差補正範囲
がｇ〜ｅ線と狭く、Ｆ／Ｎｏ＝６と口径の大きさも必ず
しも十分でない。

【０００８】また、４群４枚構成のレンズは複写装置用
にも知られており、例えば特開平３−１０９５１４号公
報開示のものがあるが、複写装置用であるため、倍率も
最小で０．６４倍あり、原稿読取用には倍率が大きす
ぎ、原稿読取用に小さい倍率で使用した場合には残存収
差量が大きすぎて使いものにならない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、４群４枚構成のトポ
ゴン型で構成枚数が少なく、Ｆ／Ｎｏ＝４．５と大口径
で、１９度を越える半画角を持ち、色収差と像面の色割
れが良好に補正された原稿読取用レンズの提供を目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の原稿読取用レ
ンズは、図１に示すように、物体側（図の左側）から像
側へ向かって順次、第１ないし第４群を配してなる。

【００１１】第１群は「凸面を物体側に向けた正メニス
カスレンズ」である第１レンズ１、第２群は「凸面を物
体側に向けた負メニスカスレンズ」である第２レンズ
２、第３群は「凹面を物体側に向けた負メニスカスレン
ズ」である第３レンズ３、第４群は「凹面を物体側に向
けた正メニスカスレンズ」である第４レンズ４であり、
従って全体は「４群４枚構成」である。

【００１２】物体側から数えて第ｉ番目のレンズのアッ
ベ数をν_i（ｉ＝１〜４）とするとき、これらは条件：（１）５５＜｛(ν₁＋ν₄)/２｝−｛(ν₂＋ν₃)/２｝＜６５を満足する。

【００１３】なお、図１において、符号１０はコンタク
トガラスを示し、読み取られるべき原稿は原稿面を、コ
ンタクトガラス１０の、図１で左側の面に合致させてセ
ットされる。また、図１において、符号Ｓは「絞り」、
符号１２は１チップ型のカラー画像用固体撮像素子の受
光面を覆う「カバーガラス」を示している。

【００１４】上記請求項１記載の原稿読取用レンズにお
いて、物体側から数えて第ｉ番目のレンズの、ｅ線に対
する屈折率をｎ_i（ｉ＝１〜４）、第１群のｅ線に対す
る焦点距離をｆ₁、第２群と第３群のｅ線に対する合成
焦点距離をｆ₂₃とするとき、これらは条件：（２） −０．５５＜｛(ｎ₁＋ｎ₄)/２｝−｛(ｎ₂＋ｎ₃)/２｝＜−０．３８（３）１．２９＜−ｆ₁／ｆ₂₃＜１．３３を満足することができる（請求項２）。

【００１５】

【作用】上述の如く、この発明の原稿読取用レンズは、
４群４枚構成のトポゴン型の構成で、Ｆ／Ｎｏ＝４．５
と大口径で、半画角：１９度以上の大口径の実現を目指
している。

【００１６】条件（１）は、上記Ｆ／Ｎｏ＝４．５、半
画角：１９度以上を実現しつつ、軸上の色収差および像
面の色割れを良好に補正するための条件であり、条件
（１）の上限を越えると、軸上の色収差が補正過剰とな
り、主波長（ｅ線）に対して短波長側の波長の光に対し
て軸上の色収差が正で大きくなり、下限を越えると、主
波長に対して短波長側の波長の光に対して軸上の色収差
が負で大きくなってしまう。

【００１７】条件（２）は、各レンズの屈折率の範囲を
定める条件であり、上限を越えるとペッツバール和が小
さくなり、像面が正の側に倒れて像面湾曲が増大する傾
向になり、下限を越えると、ペッツバール和が大きくな
り、像面が負の側に倒れて非点隔差が大きくなる傾向が
ある。

【００１８】条件（３）は、第１群のパワーの、第２，
第３群のパワーに対する比を定めるものである。条件
（３）の上限を越えると球面収差が正で大きくなり、像
面が負の方向に倒れる。また下限を越えると球面収差が
負で大きくなり、像面が正の方向に倒れる。

【００１９】従って、軸上と軸外の収差のバランスを良
好に保つには、条件（３）が満足されることが好まし
い。

【００２０】

【実施例】以下、具体的な実施例を挙げる。

【００２１】図１に示すように、面の曲率半径を「ｉを
添字としてｒ_i」で表わし、面間隔を「ｉを添字として
ｄ_i」で表わす。また、透明材質の屈折率およびアッベ
数をそれぞれ「ｊを添字としてｎ_jおよびν_j」で表わ
す。

【００２２】即ち「原稿読取用レンズ」に関して、物体
側から数えてｉ番目の面（絞りＳの面を含む）の曲率半
径をｒ_i（ｉ＝１〜９）、物体側から数えて第ｉ番目の
面と第ｉ＋１番目の面の光軸上の間隔をｄ_i（ｉ＝１〜
８）とする。また、物体側から数えて第ｊ番目のレンズ
の屈折率およびアッベ数を、それぞれｎ_j，ν_j（ｊ＝１
〜４）で表わす。

【００２３】コンタクトガラス１０に関しては、曲率半
径：ｒ_iの添字：ｉはｉ＝ｃ１（物体側の面）およびｉ
＝ｃ２（像側の面）で、面間隔：ｄ_iの添字：ｉはｉ＝
ｃ１であり、屈折率：ｎ_jおよびアッベ数：ν_jに関する
添字：ｊはｊ＝ｃ１である。

【００２４】カバーガラス１２に関しては、曲率半径：
ｒ_iの添字：ｉはｉ＝ｃ３（物体側の面）およびｉ＝ｃ
４（像側の面）で、面間隔：ｄ_iの添字：ｉはｉ＝ｃ３
であり、屈折率：ｎ_jおよびアッベ数：ν_jに関する添
字：ｊはｊ＝ｃ２である。

【００２５】また、全系の合成焦点距離をｆ、明るさを
Ｆ／Ｎｏ、半画角をω（単位度）、物体高（最大読取
幅）をＹ、倍率をｍ、第１群の焦点距離をｆ₁、第２，
第３群の合成焦点距離をｆ₂₃で表わす。

【００２６】実施例１ｆ＝７８．３ｍｍ，Ｆ／Ｎｏ＝４．５，ｍ＝０．２２０４７，Ｙ＝１５２．４ｍｍ，ω＝１９．４ｉｒ_i ｄ_i ｊｎ_j ν_j ｃ１ ∞ ３．２ｃ１１．５１８２５６４．２ｃ２ ∞ １２３．３５３５．０７３１１．４９８４５５７．５２６７．７５４０．２３２０．８８５．５３８２１．９３３２５５２．９４１４．７３１６．１０８５ ∞（絞り）１０．３４７６ −１２．７１５３．６５６３１．９３３２５５２．９７ −１６．５４６０．２８ −１０８．３６３５．８６５４１．４９８４５５７．５９ −２３．６３８ｃ３ ∞ １．０ｃ２１．５１８２５６４．２ｃ４ ∞ 。

【００２７】条件式のパラメータの値：｛(ν₁＋ν₄)/２｝−｛(ν₂＋ν₃)/２｝＝６０．７｛(ｎ₁＋ｎ₄)/２｝−｛(ｎ₂＋ｎ₃)/２｝＝−０．４３４８ −ｆ₁／ｆ₂₃＝１．３０９。

【００２８】実施例２ｆ＝７８．３ｍｍ，Ｆ／Ｎｏ＝４．５，ｍ＝０．２２０４７，Ｙ＝１５２．４ｍｍ，ω＝１９．４ｉｒ_i ｄ_i ｊｎ_j ν_j ｃ１ ∞ ３．２ｃ１１．５１８２５６４．２ｃ２ ∞ １２３．２６２１０．０１１．４９８４５８１．６２６７．１９９０．２３２０．５５６５．３１１２１．９９２３８２０．５４１４．６８３６．１１７５ ∞（絞り）１０．２７６ −１２．６９１３．４９３３１．９９２３８２０．５７ −１６．３５９０．２８ −１０６．７１８５．７９１５４１．４９８４５８１．６９ −２３．５１８ｃ３ ∞ １．０ｃ２１．５１８２５６４．２ｃ４ ∞ 。

【００２９】条件式のパラメータの値：｛(ν₁＋ν₄)/２｝−｛(ν₂＋ν₃)/２｝＝６１．１｛(ｎ₁＋ｎ₄)/２｝−｛(ｎ₂＋ｎ₃)/２｝＝−０．４９３９３ −ｆ₁／ｆ₂₃＝１．３１５。

【００３０】実施例３ｆ＝７８．３ｍｍ，Ｆ／Ｎｏ＝４．５，ｍ＝０．２２０４７，Ｙ＝１５２．４ｍｍ，ω＝１９．４ｉｒ_i ｄ_i ｊｎ_j ν_j ｃ１ ∞ ３．２ｃ１１．５１８２５６４．２ｃ２ ∞ １２３．２０８５．２９４１１．４９８４６８１．６２６５．９４６０．２３２０．０８９５．１５４２１．９３３４２２０．９４１４．４５６６．６１２５ ∞（絞り）１０．０９７６ −１３．０４７３．７７９３１．９３３４２２０．９７ −１７．１９０．２８ −９７．７６７５．６９３４１．５２６５２７５．１９ −２３．９９７ｃ３ ∞ １．０ｃ２１．５１６３３６４．２ｃ４ ∞ 。

【００３１】条件式のパラメータの値：｛(ν₁＋ν₄)/２｝−｛(ν₂＋ν₃)/２｝＝５７．４５｛(ｎ₁＋ｎ₄)/２｝−｛(ｎ₂＋ｎ₃)/２｝＝−０．４２０９３ −ｆ₁／ｆ₂₃＝１．３１９。

【００３２】図２〜４に順次、実施例１〜３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」、非点収差の図の実線は「サジタル光線」、破線は
「メリディオナル光線」を示す。また、各収差の図にお
いて、はｅ線（５４６．０７ｎｍ）、はＦ線（４８
６．１３ｎｍ）、はＣ線（６５６．２７ｎｍ）の光線
に関するものであることを示す。

【００３３】各実施例とも、軸上と軸外の収差のバラン
スが良好で、コマ収差も開口効率：１００％であるにも
拘らず「コマフレア」が小さく、高いコントラストを有
している。

【００３４】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な原稿読取用レンズを実現できる。この原稿読取
用レンズは、上記の如き構成となっているから、４群４
枚構成のトポゴン型で構成枚数が少なく、Ｆ／Ｎｏ＝
４．５と大口径で、１９度を越える半画角を持ち、Ｆ〜
Ｃ線と略可視域全域にわたり色収差および像面の色割れ
を有効に補正でき、従って、１チップ型のカラー画像用
固体撮像素子によるカラー画像の良好な読取を可能と
し、画像読取装置を有効にコンパクト化・低コスト化し
つつ、読取の高速化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の原稿読取用レンズのレンズ構成を説
明するための図である。

【図２】実施例１に関する収差図である。

【図３】実施例２に関する収差図である。

【図４】実施例３に関する収差図である。

【符号の説明】

１第１レンズ２第２レンズ３第３レンズ４第４レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から像側へ向かって順次、第１ない
し第４群を配してなり、第１群は、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズで
ある第１レンズ、第２群は、凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズで
ある第２レンズ、第３群は、凹面を物体側に向けた負メニスカスレンズで
ある第３レンズ、第４群は、凹面を物体側に向けた正メニスカスレンズで
ある第４レンズである４群４枚構成であって、物体側か
ら数えて第ｉ番目のレンズのアッベ数をν_i（ｉ＝１〜
４）とするとき、これらが条件：（１）５５＜｛(ν₁＋ν₄)/２｝−｛(ν₂＋ν₃)/２｝＜６５を満足することを特徴とする原稿読取用レンズ。
【請求項２】請求項１記載の原稿読取用レンズにおい
て、物体側から数えて第ｉ番目のレンズの、ｅ線に対する屈
折率をｎ_i（ｉ＝１〜４）、第１群のｅ線に対する焦点
距離をｆ₁、第２群と第３群のｅ線に対する合成焦点距
離をｆ₂₃とするとき、これらが条件：（２） −０．５５＜｛(ｎ₁＋ｎ₄)/２｝−｛(ｎ₂＋ｎ₃)/２｝＜−０．３８（３）１．２９＜−ｆ₁／ｆ₂₃＜１．３３を満足することを特徴とする原稿読取用レンズ。