JPH10333029A - 画像読取り用レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】倍率の色収差の低減化、大口径化と広画角化、
読取りの高密度化を実現する。 【解決手段】変形クセノタ型のレンズ光学系１０は、物
体側から像側に順に、第１、第２群レンズＬ₁，Ｌ₂、絞
り７、第３，第４群レンズＬ₃，Ｌ₄を配設して構成され
る。第１群レンズＬ₁は、物体側に凸面を向けた正メニ
スカス形状の第１レンズ１で形成され、第２群レンズＬ
₂は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第２レ
ンズ２と像側に凹面を向けた負メニスカス形状の第３レ
ンズ３を接合して形成される。第３群レンズＬ₃は、物
体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第４レンズ４で
形成され、第４群レンズＬ₄は、両凹形状の第５レンズ
５と、像側に強い凸面を向けた両凸形状の第６レンズ６
を接合して形成される。その屈折率とアッベ数と面間隔
を最適に設定することによって、特に倍率の色収差が低
減でき、像倍率が０．１６５３５付近で高い読取り密度
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル複写機
やファクシミリ機器の原稿読取り部、イメージスキャナ
ー機器の原稿読取り部、マイクロリーダープリンタ等に
用いる拡大レンズ、カメラ用のマクロレンズ等として用
いて有用な画像読取り用レンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の画像読取り用レンズと
しては、３〜７枚のレンズで構成される各種レンズタイ
プが用いられていて、中でも読取り密度が４００ｄｐｉ
以上で半画角が２０°前後の比較的に高いスペックを要
求される場合には、４群６枚構成のガウスタイプかその
変形タイプ、４群５枚構成のクセノタタイプかその変形
タイプが用いられることが多い。また、ディジタル複写
機、ファクシミリ機器等の原稿読取り部は、その読取り
密度が２００ないし４００ｄｐｉが一般的であったが、
近年の高画質化の要求が高まっていることから、さらに
高い読取り密度が望まれている。読取り密度を高めるこ
とによって解像力の向上やモアレの減少等が期待される
からである。

【０００３】さて、現在、ディジタル複写機やファクシ
ミリ機器等の原稿読取り部に用いられるＣＣＤ（固体撮
像素子）の画素サイズは、製品化されているものの中で
は７μｍのものが最も小さい。この場合、画像読取り用
レンズには、像面空間周波数が７１．４本／mmという高
周波における解像度やコントラストが要求される。一
方、ＣＣＤの画素サイズを変更せず、換言すれば現在の
画素サイズの最小の７μｍ程度のものをそのまま用いて
読取り密度を向上させようとすると、画像読取り用レン
ズの結像倍率を大きくする必要がある。例えば、読取り
密度が４００ｄｐｉの場合、結像倍率は、０．１１０２
４であるが、読取り密度が６００ｄｐｉになると、結像
倍率は、０．１６５３５となる。

【０００４】従って、必要とされる読取り密度に応じて
結像倍率が異なるので、これに伴って画像読取り用レン
ズの光学設計も自ずから変更する必要があるが、結像倍
率が大きい（読取り密度が高い）方が大きな収差補正を
施さなければならないために収差補正的に不利であると
いえる。また、画像読取り用レンズには、装置の小形化
のために、共役長（物体と像の間の距離）を短くできる
ように広画角であることが要求され、さらに、高速に読
取るために大口径である（明るい；ＦNo.が小さい）こ
とが要求されている。さらに、当然ながら低コストであ
ることも要求され、これらは読取り密度に関わらず共通
の課題である。

【０００５】従来知られている画像読取り用レンズの殆
ど大半は、読取り密度が４００ｄｐｉ以下を狙いとして
設計されたものであるので、結像倍率を変更し、読取り
密度６００ｄｐｉで用いる場合には、充分な結像性能を
得ることができない。また、画像読取り用レンズが用い
られる機器によっておいては、バックフォーカスが短
く、かつ開口効率がよい状態で各種収差を低減した例
が、特開昭６３−１３３１１２号公報に「変形ガウス型
レンズ」として記載されている。

【０００６】これは、レンズ構成を４群６枚構成とした
もので、物体側より像側に向けて順に、第１レンズ、第
２レンズ、第３レンズ、絞り、第４レンズ、第５レン
ズ、第６レンズを配置し、当該絞りより像側のレンズ
（第４ないし第６レンズ）を、いわゆるオルソメタタイ
プと同様のレンズ構成としたものである。この例の場
合、第１レンズは、物体側に凸面を向けた正メニスカス
形状とされ、第２レンズは、物体側に凸面を向けた正メ
ニスカス形状とされ、第３レンズは、物体側の凸面が上
記第２レンズの凹面に接合された負メニスカス形状とさ
れ、第４レンズは、像面側に凸面を向けた正メニスカス
形状とされ、第５レンズは、両凹形状とされ、第６レン
ズは、該第５レンズの像面側の凹面に接合された凸面と
像面側に向けた凸面とにより両凸形状とされている。

【０００７】そして、このような第１レンズないし第６
レンズのそれぞれの曲率半径、屈折率、アッベ数ν、面
間隔を最適に設計することによって、バックフォーカス
が短く、かつ開口値がＦ４．０と大口径で、開口効率が
よい状態で各種収差を低減し得るようになっている。ま
た、上述のような「変形ガウス型レンズ」の他に、４群
５枚構成でなる「通常のクセノタ型レンズ」がある。こ
のレンズ構成は、物体側より像側に向けて順に、正の屈
折力を持つ第１群レンズ、負の屈折力を持つ第２群レン
ズ、絞り、負の屈折力を持つ第３群レンズ、正の屈折力
を持つ第４群レンズを配設したものである。

【０００８】この第１群レンズは、物体側に凸面を向け
た正メニスカス形状のレンズでなり、第２群レンズは、
物体側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズと像側
に凹面を向けた負メニスカス形状のレンズを接合してな
り、第３群レンズは、物体側に凹面を向けた負メニスカ
ス形状のレンズでなり、第４群レンズは、像側に凸面を
向けた正メニスカス形状のレンズから構成されている。
そして、このような第１群レンズないし第４群レンズの
それぞれの曲率半径、屈折率、アッベ数ν、面間隔を最
適に設計することによって、画像読取り用レンズとする
ことができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】「通常のクセノタ型レ
ンズ」でなる従来の画像読取り用レンズは、大口径化と
高画角化を達成することができるものの、４群６枚構成
の「変形ガウス型レンズ」に比べて倍率の色収差を補正
する能力に劣っているという問題がある。この問題は、
従来、読取り密度４００ｄｐｉ（ＣＣＤ画素サイズ７μ
ｍで結像倍率が０．１１０２４）を得ることを狙いとし
ているために、読取り密度が４００ｄｐｉ以上の値、例
えば６００ｄｐｉを得るために、結像倍率を変更（結像
倍率０．１１０２４から０．１６５３５への変更）した
ときには充分な結像性能を得ることができない。

【００１０】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、結像倍率が０．１６５３５付近で用
いた場合に、高い読取り密度（ＣＣＤ画素サイズが７μ
ｍであるならば６００ｄｐｉ）が得られると共に、倍率
の色収差が著しく低減でき、しかも大口径化と広画角化
を達成することができる画像読取り用レンズを提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、請求項１に係る画像読取り用レンズは、物体側
より像側に向けて順に、正の屈折力を持つ第１群レン
ズ、負の屈折力を持つ第２群レンズ、絞り、負の屈折力
を持つ第３群レンズ、正の屈折力を持つ第４群レンズを
配設した画像読取り用レンズにおいて、上記第１群レン
ズは、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第１レ
ンズでなり、上記第２群レンズは、物体側に凸面を向け
た正メニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を向け
た負メニスカス形状の第３レンズを接合してなり、上記
第３群レンズは、物体側に凹面を向けた負メニスカス形
状の第４レンズでなり、上記第４群レンズは、両凹形状
の第５レンズと、像側に強い凸面を向けた両凸形状の第
６レンズを接合してなり、上記第５レンズおよび第６レ
ンズが、下記条件式およびを満たすように構成する
ことを特徴とするものである。 条件式 ０．００５＜（ｎ₅ −ｎ₆ ）＜０．０３５ 条件式 −２１．０＜（ν₅ −ν₆ ）＜−１７．０ ただし、ｎ₅ は上記第５レンズの屈折率、ｎ₆は上記第
６レンズの屈折率、ν₅は上記第５レンズのアッベ数、
ν₆ は上記第６レンズのアッベ数を表す。

【００１２】また、請求項２に係る画像読取り用レンズ
は、請求項１における第１レンズないし第３レンズを、
下記条件式およびを満たすように構成することを特
徴とするものである。 条件式 ０．０３０＜｛（ｎ₁ ＋ｎ₂ ）／２｝−ｎ
₃ ＜０．０８０ 条件式 １５．０＜｛（ν₁ ＋ν₂ ）／２｝−ν₃ ＜
２３．０ ただし、ｎ₁ は上記第１レンズの屈折率、ｎ₂ は上記
第２レンズの屈折率、ｎ₃ は上記第３レンズの屈折率、
ν₁ は上記第１レンズのアッベ数、ν₂ は上記第２レン
ズのアッベ数、ν₃ は上記第３レンズのアッベ数を表
す。

【００１３】また、請求項３に係る画像読取り用レンズ
は、請求項１または請求項２における第１群レンズおよ
び第４群レンズを、下記条件式およびを満たすよう
に構成することを特徴とするものである。 条件式 ０．９５＜（ｆ₁ ／ｆ）＜１．１５ 条件式 ０．６５＜（ｆ₄ ／ｆ）＜０．８５ ただし、ｆはレンズ全系の焦点距離、ｆ₁は上記第１群
レンズの焦点距離、ｆ₄は上記第４群レンズの焦点距離
を表す。

【００１４】また、請求項４に係る画像読取り用レンズ
は、請求項１ないし請求項３のいずれかにおける第１群
レンズないし第４群レンズを、下記条件式およびを
満たすように構成することを特徴とするものである。 条件式 １．５０＜（ｆ₁₂／ｆ）＜１．７０ 条件式 ０．９５＜（ｆ₃₄／ｆ）＜１．１５ ただし、ｆ₁₂は上記第１群および第２群レンズの合成焦
点距離、ｆ₃₄は上記第３群および第４群レンズの合成焦
点距離を表す。

【００１５】

【作用】以上のように構成された請求項１に係る画像読
取り用レンズにおける条件式および条件式は、第４
群レンズを構成する第５レンズと第６レンズの屈折率と
アッベ数を規制するもので、条件式の範囲外では、倍率
の色収差を良好に補正できず、周辺部で結像性能が悪化
してしまうために高い読取り密度を実現することが困難
となる。

【００１６】また、請求項２に係る画像読取り用レンズ
における条件式および条件式は、絞りよりも物体側
に配置された第１群レンズおよび第２群レンズを構成す
る第１レンズないし第３レンズのそれぞれの屈折率とア
ッベ数の関係を規制するものであり、ペッツバール和の
減少と、軸上の色収差の低減を両立させるためには、条
件式と条件式を満たすことが望ましい。｛（ｎ₁ ＋
ｎ₂ ）／２｝−ｎ₃ の値が、条件式の上限値０．０８
０を越えると、ペッツバール和が小さくなり過ぎてしま
い像面が正側に倒れる傾向があり、下限値０．０３０を
下回るとペッツバール和が大きくなり過ぎてしまい像面
が負側に倒れる傾向がある。また、｛（ν₁ ＋ν₂ ）／
２｝−ν₃ の値が、条件式の上限値２３．０を越える
と、短波長域の結像位置が主波長域に比べて正側に大き
くずれる傾向があり、下限値１５．０を下回ると、短波
長域の結像位置が主波長域に比べて負側に大きくずれる
傾向がある。

【００１７】また、請求項３に係る画像読取り用レンズ
における条件式と条件式は、第１群レンズと第４群
レンズを構成する第１レンズと第５レンズと第６レンズ
のそれそれの屈折力を規制するものであり、レンズの小
形化とコマ収差の低減を両立させるためには、当該条件
式と条件式を満足させることが望ましい。（ｆ₁ ／
ｆ）の値が条件式の上限値１．１５を越えて第１群レ
ンズの屈折力が弱まると、レンズが大型化し、コストア
ップを招き、また、下限値０．９５を下回って第１群レ
ンズの屈折力が強まると、コマ収差が大きく発生する傾
向があり、結像性能を低下させる要因となる。これと共
に、（ｆ₄ ／ｆ）の値が条件式の上限値０．８５を越
えて第４群レンズの屈折力が弱まるとレンズが大型化
し、コストアップを招き、また、下限値０．６５を下回
って第４群レンズの屈折力が強まると、コマ収差が大き
く発生する傾向があり、結像性能を低下させる要因とな
る。

【００１８】また、請求項４に係る画像読取り用レンズ
における条件式と条件式は、絞りよりも物体側に配
設された第１群レンズと第２群レンズによる屈折力と、
絞りよりも像側に配設された第３群レンズと第４群レン
ズによる屈折力とを規制するもので、結像倍率が０．１
６５３５付近で使用する場合に歪曲収差を良好に補正す
るためには、当該条件式と条件式を満たすことが望
ましい。（ｆ₁₂／ｆ）の値が条件式の上限値１．７０
を越えたり（ｆ₃₄／ｆ）の値が条件式の下限値０．９
５を下回ったりすると、負の歪曲収差が大きく発生し、
（ｆ₁₂／ｆ）の値が条件式の下限値１．５０を下回っ
たり（ｆ₃₄／ｆ）の値が条件式の上限値１．１５を越
えたりすると，正の歪曲収差が大きく発生する傾向があ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】

［発明の第１の実施の形態］以下、本発明の第１の実施
の形態を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実
施の形態に係る画像読取り用レンズの光学系を示す図で
あり、物体側（図１紙面の左側）より像側（図１紙面の
右側）に向けて、正の屈折力を持つ第１群レンズＬ₁、
負の屈折力を持つ第２群レンズＬ₂、絞り７、負の屈折
力を持つ第３群レンズＬ₃、正の屈折力を持つ第４群レ
ンズＬ₄を順に配設してレンズ光学系１０が構成されて
いる。

【００２０】詳しくは、第１群レンズＬ₁は、物体側に
凸面を向けた正メニスカス形状の第１レンズ１でなり、
第２群レンズＬ₂は、物体側に凸面を向けた正メニスカ
ス形状の第２レンズ２と像側に凹面を向けた負メニスカ
ス形状の第３レンズ３を接合して構成されている。ま
た、第３群レンズＬ₃は、物体側に凹面を向けた負メニ
スカス形状の第４レンズ４でなり、第４群レンズＬ
₄は、両凹形状の第５レンズ５と、像側に強い凸面を向
けた両凸形状の第６レンズ６を接合して構成されてい
る。尚、８はカバーガラスであり、ＣＣＤ受光面９の直
前に配設される。

【００２１】また、第４群レンズＬ₄を形成する第５レ
ンズ５および第６レンズ６が、下記条件式およびを
満たすように構成されている。 条件式 ０．００５＜（ｎ₅ −ｎ₆ ）＜０．０３５ 条件式 −２１．０＜（ν₅ −ν₆ ）＜−１７．０ ただし、ｎ₅ は上記第５レンズの屈折率、ｎ₆ は上記第
６レンズの屈折率、ν₅ は上記第５レンズのアッベ数、
ν₆ は上記第６レンズのアッベ数を表す。

【００２２】また、第１群レンズＬ₁と第２群レンズＬ₂
のそれぞれを形成する第１レンズ１と第２レンズ２と第
３レンズ３は、下記条件式およびを満たすように構
成されている。 条件式 ０．０３０＜｛（ｎ₁ ＋ｎ₂ ）／２｝−ｎ₃
＜０．０８０ 条件式 １５．０＜｛（ν₁ ＋ν₂ ）／２｝−ν₃ ＜
２３．０ ただし、ｎ₁ は上記第１レンズの屈折率、ｎ₂ は上記第
２レンズの屈折率、ｎ₃ は上記第３レンズの屈折率、ν
₁ は上記第１レンズのアッベ数、ν₂ は上記第２レンズ
のアッベ数、ν₃ は上記第３レンズのアッベ数を表す。

【００２３】さらに、第１群レンズＬ₁と第４群レンズ
Ｌ₄を、下記条件式およびを満たすように構成され
ている。 条件式 ０．９５＜（ｆ₁ ／ｆ）＜１．１５ 条件式 ０．６５＜（ｆ₄ ／ｆ）＜０．８５ ただし、ｆはレンズ全系の焦点距離、ｆ₁ は上記第１群
レンズの焦点距離、ｆ ₄ は上記第４群レンズの焦点距離
を表す。

【００２４】さらに、第１群レンズＬ₁ないし第４群レ
ンズＬ₄は、下記条件式およびを満たすように構成
されている。 条件式 １．５０＜（ｆ₁₂／ｆ）＜１．７０ 条件式 ０．９５＜（ｆ₃₄／ｆ）＜１．１５ ただし、ｆ₁₂は上記第１群レンズと上記第２群レンズの
合成焦点距離、ｆ₃₄は上記第３群レンズと上記第４群レ
ンズの合成焦点距離を表す。

【００２５】次に、条件式ないし条件式の趣旨につ
いて説明する。条件式および条件式は、第４群レン
ズＬ₄を構成する第５レンズ５と第６レンズ６の屈折率
ｎ₅ ，ｎ₆ とアッベ数ν₅ ，ν₆ を規制するもので、条
件式の範囲外では、倍率の色収差を良好に補正できず、
周辺部で結像性能が悪化してしまうために高い読取り密
度を実現することが困難となる。変形クセノタ型レンズ
において、さらに高い結像性能を得るために、以下の要
件を設定している。

【００２６】そのうち、条件式および条件式は、絞
り７よりも物体側に配置された第１群レンズＬ₁および
第２群レンズＬ₂を構成する第１レンズ１、第２レンズ
２、第３レンズ３のそれぞれの屈折率ｎ₁ ，ｎ₂ ，ｎ₃
とアッベ数ν₁，ν₂ ，ν₃ の関係を規制するものであ
り、ペッツバール和の減少と、軸上の色収差の低減を両
立させるためには、条件式と条件式が満たされるこ
とが望ましい。｛（ｎ₁ ＋ｎ₂ ）／２｝−ｎ₃ の値が条
件式の上限値０．０８０を越えるとペッツバール和が
小さくなり過ぎてしまい、像面が正側に倒れる傾向があ
り、下限値０．０３０を下回るとペッツバール和が大き
くなり過ぎてしまい、像面が負側に倒れる傾向がある。
また、｛（ν₁ ＋ν₂ ）／２｝−ν₃ の値が、条件式
の上限値２３．０を越えると、短波長域の結像位置が主
波長域に比べて正側に大きくずれる傾向があり、下限値
１５．０を下回ると、短波長域の結像位置が主波長域に
比べて負側に大きくずれる傾向にある。

【００２７】また、条件式と条件式は、第１群レン
ズＬ₁と第４群レンズＬ₄を構成する第１レンズ１と第５
レンズ５と第６レンズ６のそれそれの屈折力を規制する
ものであり、レンズの小形化とコマ収差の低減を両立さ
せるためには、当該条件式と条件式を満足すること
が望ましい。（ｆ₁ ／ｆ）の値が、条件式の上限値
１．１５を越えて第１群レンズＬ₁の屈折力が弱まる
と、レンズが大型化し、コストアップを招き、下限値
０．９５を下回って第１群レンズＬ₁の屈折力が強まる
とコマ収差が大きく発生する傾向があり、結像性能を低
下させる要因となる。これと共に、（ｆ₄ ／ｆ）の値が
条件式の上限値０．８５を越えて第４群レンズＬ₄の
屈折力が弱まるとレンズが大型化し、コストアップを招
き、下限値０．６５を下回って第４群レンズＬ₄の屈折
力が強まると、コマ収差が大きく発生する傾向があり、
結像性能を低下させる要因となる。

【００２８】また、条件式と条件式は、絞り７より
も物体側に配設された第１群レンズＬ₁と第２群レンズ
Ｌ₂による屈折力と、絞り７よりも像側に配設された第
３群レンズＬ₃と第４群レンズＬ₄による屈折力とを規制
するもので、結像倍率が０．１６５３５付近で使用する
場合に歪曲収差を良好に補正するためには、当該条件式
と条件式が満たさることが望ましい。（ｆ₁₂／ｆ）
の値が条件式の上限値１．７０を越えたり（ｆ₃₄／
ｆ）の値が条件式の下限値０．９５を下回ったりする
と、負の歪曲収差が大きく発生し、（ｆ₁₂／ｆ）の値が
条件式の下限値１．５０を下回ったり（ｆ₃₄／ｆ）の
値が条件式の上限値１．１５を越えたりすると、正の
歪曲収差が大きく発生する傾向がある。

【００２９】［発明の第２の実施の形態］次に、本発明
の第２の実施の形態を図４を用いて説明する。図４は、
本発明の第２の実施の形態に係る例の画像読取り用レン
ズの光学系を示す図であり、物体側（図４紙面の左側）
より像側（図４紙面の右側）に向けて順に、正の屈折力
を持つ第１群レンズＬ₁₁、負の屈折力を持つ第２群レン
ズＬ₁₂、絞り１７、負の屈折力を持つ第３群レンズ
Ｌ₁₃、正の屈折力を持つ第４群レンズＬ₁₄を配設してレ
ンズ光学系２０が構成されている。

【００３０】詳しくは、第１群レンズＬ₁₁は、物体側に
凸面を向けた正メニスカス形状の第１レンズ１１でな
り、第２群レンズＬ₁₂は、物体側に凸面を向けた正メニ
スカス形状の第２レンズ１２と像側に凹面を向けた負メ
ニスカス形状の第３レンズ１３を接合して構成されてい
る。また、第３群レンズＬ₁₃は、物体側に凹面を向けた
負メニスカス形状の第４レンズ１４でなり、第４群レン
ズＬ₁₄は、両凹形状の第５レンズ１５と、像側に強い凸
面を向けた両凸形状の第６レンズ１６を接合して構成さ
れている。尚１８は、カバーガラスであり、ＣＣＤ受光
面９の直前に配設される。

【００３１】また、第４群レンズＬ₁₄を形成する第５レ
ンズ１５および第６レンズ１６が、条件式およびを
満たすように構成されている。 条件式 ０．００５＜（ｎ₁₅−ｎ₁₆）＜０．０３５ 条件式 −２１．０＜（ν₁₅−ν₁₆）＜−１７．０ ただし、ｎ₁₅は上記第５レンズ１５の屈折率、ｎ₁₆は上
記第６レンズ１６の屈折率、ν₁₅は上記第５レンズ１５
のアッベ数、ν₁₆ は上記第６レンズ１６のアッベ数を
表す。

【００３２】また、第１群レンズＬ₁₁と第２群レンズＬ
₁₂のそれぞれを形成する第１レンズ１１と第２レンズ１
２と第３レンズ１３は、下記条件式およびを満たす
ように構成されている。 条件式 ０．０３０＜｛（ｎ₁₁＋ｎ₁₂）／２｝−ｎ₁₃
＜０．０８０ 条件式 １５．０＜｛（ν₁₁＋ν₁₂）／２｝−ν₁₃＜
２３．０ ただし、ｎ₁₁は上記第１レンズ１１の屈折率、ｎ₁₂ は
上記第２レンズ１２の屈折率、ｎ₁₃は上記第３レンズ１
３の屈折率、ν₁₁は上記第１レンズ１１のアッベ数、ν
₁₂は上記第２レンズ１２のアッベ数、ν₁₃は上記第３レ
ンズ１３のアッベ数を表す。

【００３３】さらに、第１群レンズＬ₁₁および第４群レ
ンズＬ₁₄を、下記条件式およびを満たすように構成
されている。 条件式 ０．９５＜（ｆ₁₁／ｆ）＜１．１５ 条件式 ０．６５＜（ｆ₁₄／ｆ）＜０．８５ ただし、ｆはレンズ全系の焦点距離、ｆ₁₁は上記第１群
レンズＬ₁₁の焦点距離、ｆ₁₄は上記第４群レンズＬ₁₄の
焦点距離を表す。

【００３４】さらに、第１群レンズＬ₁₁ないし第４群レ
ンズＬ₁₄は、下記条件式およびを満たすように構成
されている。 条件式 １．５０＜（ｆ₁₁₁₂／ｆ）＜１．７０ 条件式 ０．９５＜（ｆ₁₃₁₄／ｆ）＜１．１５ ただし、ｆ₁₁₁₂は上記第１群レンズＬ₁₁と上記第２群レ
ンズＬ₁₂の合成焦点距離、ｆ₁₃₁₄は上記第３群レンズＬ
₁₃と上記第４群レンズＬ₁₄の合成焦点距離を表す。

【００３５】次に、条件式ないし条件式の趣旨につ
いて説明する。条件式および条件式は、第４群レン
ズＬ₁₄を構成する第５レンズ１５と第６レンズ１６の屈
折率ｎ₁₅，ｎ₁₆とアッベ数ν₁₅，ν₁₆を規制するもの
で、条件式の範囲外では、倍率の色収差を良好に補正で
きず、周辺部で結像性能が悪化してしまうために高い読
取り密度を実現することが困難となる。変形クセノタ型
レンズにおいて、さらに高い結像を得るために、以下の
条件を設定している。

【００３６】そのうち、条件式および条件式は、絞
り１７よりも物体側に配置された第１群レンズＬ₁₁およ
び第２群レンズＬ₁₂を構成する第１レンズ１１、第２レ
ンズ１２、第３レンズ１３のそれぞれの屈折率ｎ₁₁，ｎ
₁₂，ｎ₁₃とアッベ数ν₁₁，ν ₁₂，ν₁₃の関係を規制する
ものであり、ペッツバール和の減少と、軸上の色収差の
低減を両立させるためには、条件式と条件式が満た
されることが望ましい。

【００３７】｛（ｎ₁₁＋ｎ₁₂）／２｝−ｎ₁₃の値が、条
件式の上限値０．０８０を越えるとペッツバール和が
小さくなり過ぎてしまい、像面が正側に倒れる傾向があ
り、下限値０．０３０を下回るとペッツバール和が大き
くなり過ぎてしまい像面が負側に倒れる傾向がある。ま
た、｛（ν₁₁＋ν₁₂）／２｝−ν₁₃の値が、条件式の
上限値２３．０を越えると、短波長域の結像位置が主波
長域に比べて正側に大きくずれる傾向があり、下限値１
５．０を下回ると、短波長域の結像位置が主波長域に比
べて負側に大きくずれる傾向にある。

【００３８】また、条件式と条件式は、第１群レン
ズＬ₁₁と第４群レンズＬ₁₄を構成する第１レンズ１１と
第５レンズ１５と第６レンズ１６のそれそれの屈折力を
規制するものであり、レンズの小形化とコマ収差の低減
を両立させるためには当該条件式と条件式が満足す
ることが望ましい。（ｆ₁₁／ｆ）の値が、条件式の上
限値１．１５を越えて第１群レンズＬ₁₁の屈折力が弱ま
ると、レンズが大型化し、コストアップを招き、下限値
０．９５を下回って第１群レンズＬ₁₁の屈折力が強まる
と、コマ収差が大きく発生する傾向があり、結像性能を
低下させる要因となる。これと共に、（ｆ₁₄／ｆ）の値
が条件式の上限値０．８５を越えて第４群レンズＬ₁₄
の屈折力が弱まるとレンズが大型化し、コストアップを
招き、下限値０．６５を下回って第４群レンズＬ₁₄の屈
折力が強まると、コマ収差が大きく発生する傾向があ
り、結像性能を低下させる要因となる。

【００３９】また、条件式と条件式は、絞り１７よ
りも物体側に配設された第１群レンズＬ₁₁と第２群レン
ズＬ₁₂による屈折力と、絞り１７よりも像側に配設され
た第３群レンズＬ₁₃と第４群レンズＬ₁₄による屈折力と
を規制するもので、結像倍率が０．１６５３５付近で使
用する場合に歪曲収差を良好に補正するためには、当該
条件式と条件式が満たされることが望ましい。（ｆ
₁₁₁₂／ｆ）の値が条件式の上限値１．７０を越えたり
（ｆ₁₃₁₄／ｆ）の値が条件式の下限値０．９５を下回
ったりすると、負の歪曲収差が大きく発生し、（ｆ₁₁₁₂
／ｆ）の値が条件式の下限値１．５０を下回ったり
（ｆ₁₃₁₄／ｆ）の値が条件式の上限値１．１５を越え
たりすると、正の歪曲収差が大きく発生する傾向があ
る。

【００４０】尚、第２の実施の形態における符号ｎ₁₁〜
ｎ₁₃，ｎ₁₅，ｎ₁₆，ν₁₁〜ν₁₃，ν₁₅，ν₁₆，ｆ₁₁，ｆ
₁₄，ｆ₁₁₁₂，ｆ₁₃₁₄は、特許請求の範囲中の条件式の符
号ｎ₁〜ｎ₃、ｎ₅，ｎ₆，ν₁〜ν₃，ν₅，ν₆，ｆ₁，
ｆ₄，ｆ₁₂，ｆ₃₄に対応するものであり、特許請求の範
囲の解釈においては、上記のように読み換えるものとす
る。

【００４１】

【実施例】

［第１の実施例］次に、図１ないし図３を用いて第１の
実施例を説明する。第１群レンズＬ₁ないし第４群レン
ズＬ₄を形成する第１レンズ１ないし第６レンズ６およ
びカバーガラス８のそれぞれの曲率半径Ｒ₁ 〜Ｒ₁₃、屈
折率ｎ₁ 〜ｎ₇ （波長５８７．６ｎｍのｄ線による屈折
率）、面間隔Ｄ₁ 〜Ｄ₁₂、アッベ数ν₁ 〜ν₇ （波長５
８７．６ｎｍのｄ線によるアッベ数）のそれぞれは、下
記の表１の通りに設定されている。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１において、曲率半径Ｒ＝０．０は、曲
率半径Ｒ＝∞を意味し、当該面が平面であることを示し
ている。また、この場合の開口比ＦNo.と全系の焦点距
離ｆe と結像倍率ｍと最大物体高Ｙと半画角ωは、下記
の通りになっている。 開口比ＦNo.＝４．０ 全系の焦点距離ｆe ＝６７．９mm 結像倍率ｍ ＝０．１６５３５ 最大物体高Ｙ＝１５２．４mm 半画角ω＝１７．６° また、条件式〜条件式のそれぞれにおける条件値
は、下記の通りになっている。 条件式 における（ｎ₅ −ｎ₆ ）＝０．０２７９５ 条件式 における（ν₅ −ν₆ ）＝−１９．５２ 条件式 における｛（ｎ₁ ＋ｎ₂ ）／２｝−ｎ₃ ＝
０．０４０３０ 条件式 における｛（ν₁ ＋ν₂ ）／２｝−ν₃ ＝２
１．７７ 条件式 における（ｆ₁ ／ｆ）＝１．００９ 条件式 における（ｆ₄ ／ｆ）＝０．７３７ 条件式 における（ｆ₁₂／ｆ）＝１．５９１ 条件式 における（ｆ₃₄／ｆ）＝１．０５６ なお、図２および図３における符号ｅは、波長が５４
６．０７ｎｍのｅ線の特性を示し、符号Ｆは、波長が４
８６．１３ｎｍのＦ線の特性を示し，符号Ｃは、波長が
６５６．２７ｎｍのＣ線の特性を示す。また、図２に示
す非点収差の図中の実線は、サジタル特性を示し、破線
は、メリディオナル特性を示し、球面収差の図中の破線
は、正弦条件を示す。第１の実施例においては、条件式
から条件式の全てが満たされているので、レンズ光
学系１０は、その球面収差と非点収差と歪曲収差が図２
に示すように十分に補正されており、コマ収差も図３に
示すように充分に補正されていることが分かる。 ［第２の実施例］次に、図４〜図６を用いて、第２の実
施例を説明する。第１群レンズＬ₁₁ないし第４群レンズ
Ｌ₁₄を形成する第１レンズ１１ないし第６レンズ１６の
それぞれの曲率半径Ｒ₂₁〜Ｒ₃₃、屈折率ｎ₁₁〜ｎ₁₇（波
長５８７．６ｎｍのｄ線による屈折率）、／面間隔Ｄ₂₁
〜Ｄ₃₂、アッベ数ν₁₁〜ν₁₇（波長５８７．６ｎｍのｄ
線によるアッベ数）のそれぞれは、下記の表２の通りに
設定されている。

【００４４】

【表２】

【００４５】表２においても、表１の場合と同様に、曲
率半径Ｒ＝０．０は、曲率半径Ｒ＝∞を意味し、当該面
が平面であることを示している。また、この場合の開口
比ＦNo.と全系の焦点距離ｆe と結像倍率ｍと最大物体
高Ｙと半画角ωは、下記の通りになっている。 開口比ＦNo.＝３．５ 全系の焦点距離ｆe ＝６８．１mm 結像倍率ｍ ＝０．１６５３５ 最大物体高Ｙ＝１５２．４mm 半画角ω＝１７．６° また、条件式〜条件式のそれぞれにおける条件値
は、下記の通りになっている。 条件式 における（ｎ₁₅−ｎ₁₆）＝０．０１１６６ 条件式 における（ν₁₅−ν₁₆）＝−１９．２０ 条件式 における｛（ｎ₁₁＋ｎ₁₂）／２｝−ｎ₁₃＝
０．０７３１８ 条件式 における｛（ν₁₁＋ν₁₂）／２｝−ν₁₃＝１
６．３７ 条件式 における（ｆ₁₁／ｆ）＝１．０６６ 条件式 における（ｆ₁₄／ｆ）＝０．７６５ 条件式 における（ｆ₁₁₁₂／ｆ）＝１．６０１ 条件式 における（ｆ₁₃₁₄／ｆ）＝１．０５２

【００４６】なお、図５および図６における符号ｅは、
波長が５４６．０７ｎｍのｅ線の特性を示し、符号Ｆ
は、波長が４８６．１３ｎｍのＦ線の特性を示し，符号
Ｃは、波長が６５６．２７ｎｍのＣ線の特性を示す。ま
た、図５に示す非点収差の図中の実線は、サジタル特性
を示し、破線は、メリディオナル特性を示し、球面収差
の図中の破線は、正弦条件を示す。従って、本実施例に
おけるレンズ光学系２０は、その球面収差と非点収差と
歪曲収差が図５に示すように十分に補正されいることが
分かり、コマ収差も図６に示すように十分に補正されて
いることが分かる。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係る画像読取り用レンズは、結像倍率が０．１６５３５
付近で用いた場合に高い読取り密度（ＣＣＤ画素サイズ
が７μｍであるならば６００ｄｐｉ）が得られると共
に、ＦNo.３．５〜４．０という充分な大口径と３５°
を越える広画角が得られると共に、第４群レンズを、両
凹形状の第５レンズと、像側に強い凸面を向けた両凸形
状の第６レンズとを接合しているので、倍率の色収差が
著しく低減できるため高画質なディジタル複写機やファ
クシミリ機器やイメージスキャナー機器の原稿読取り部
とすることができ、マイクロリーダープリンタ等に用い
る拡大レンズ、カメラ用のマクロレンズ等として用いて
も高画質を得ることができる。

【００４８】また、本発明の請求項１に係る画像読取り
用レンズは、条件式および条件式によって、第４群
レンズを構成する第５レンズと第６レンズの屈折率とア
ッベ数を規制して、条件式の範囲内では倍率の色収差を
良好に補正でき、周辺部で結像性能が悪化することのな
い画像読取り用レンズを提供することができる。また、
本発明の請求項２に係る画像読取り用レンズは、条件式
および条件式によって、絞りよりも物体側に配置さ
れた第１群レンズおよび第２群レンズを構成する第１レ
ンズないし第３レンズのそれぞれの屈折率とアッベ数の
関係を規制するものであり、ペッツバール和の減少と軸
上の色収差の低減を両立させた状態で、像面が正側もし
くは負側に倒れる傾向を無くすことができる。また、短
波長域の結像位置が主波長域に比べて正側もしくは負側
に大きくずれる傾向を無くすことができる。

【００４９】また、本発明の請求項３に係る画像読取り
用レンズは、条件式と条件式によって、第１群レン
ズおよび第４群レンズを構成する第１レンズおよび第５
レンズと第６レンズの屈折力を規制するものであり、レ
ンズ大型化とコマ収差の発生が生じないようにして、結
像性能を向上させることができる。また、本発明の請求
項４に係る画像読取り用レンズは、条件式と条件式
によって、絞りよりも物体側に配設された第１群レンズ
と第２群レンズによる屈折力と絞りよりも像側に配設さ
れた第３群レンズと第４群レンズによる屈折力を規制す
るもので、結像倍率を０．１６５３５付近で使用する場
合に歪曲収差を良好に補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る画像読取り用レン
ズの構成を示す光学系統図である。

【図２】図１に示すレンズ光学系の球面収差と非点収差
と歪曲収差を示す特性図である。

【図３】図１に示すレンズ光学系のコマ収差を示す特性
図である。

【図４】本発明の第２の実施例に係る画像読取り用レン
ズの構成を示す光学系統図である。

【図５】図４に示すレンズ光学系の球面収差と非点収差
と歪曲収差を示す特性図である。

【図６】図４に示すレンズ光学系のコマ収差を示す特性
図である。

【符号の説明】

Ｌ₁，Ｌ₁₁ 第１群レンズ Ｌ₂，Ｌ₁₂ 第２群レンズ Ｌ₃，Ｌ₁₃ 第３群レンズ Ｌ₄，Ｌ₁₄ 第４群レンズ １，１１ 第１レンズ ２，１２ 第２レンズ ３，１３ 第３レンズ ４，１４ 第４レンズ ５，１５ 第５レンズ ６，１６ 第６レンズ ７，１７ 絞り ８，１８ カバーガラス ９，１９ ＣＣＤ受光面 １０，２０ レンズ光学系

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体側より像側に向けて順に、正の屈折力
   を持つ第１群レンズ、負の屈折力を持つ第２群レンズ、
   絞り、負の屈折力を持つ第３群レンズ、正の屈折力を持
   つ第４群レンズを配設した画像読取り用レンズにおい
   て、 上記第１群レンズは、物体側に凸面を向けた正メニスカ
   ス形状の第１レンズでなり、 上記第２群レンズは、物体側に凸面を向けた正メニスカ
   ス形状の第２レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカ
   ス形状の第３レンズを接合してなり、 上記第３群レンズは、物体側に凹面を向けた負メニスカ
   ス形状の第４レンズでなり、 上記第４群レンズは、両凹形状の第５レンズと、像側に
   強い凸面を向けた両凸形状の第６レンズを接合してな
   り、 上記第５レンズおよび第６レンズが、下記条件式およ
   びを満たすように構成することを特徴とする画像読取
   り用レンズ。 条件式 ０．００５＜（ｎ₅ −ｎ₆ ）＜０．０３５ 条件式 −２１．０＜（ν₅ −ν₆ ）＜−１７．０ ただし、ｎ₅ は上記第５レンズの屈折率、ｎ₆ は上記第
   ６レンズの屈折率、ν₅ は上記第５レンズのアッベ数、
   ν₆ は上記第６レンズのアッベ数を表す。
2. 【請求項２】上記第１レンズないし第３レンズを、下記
   条件式およびを満たすように構成することを特徴と
   する請求項１記載の画像読取り用レンズ。 条件式 ０．０３０＜｛（ｎ₁ ＋ｎ₂ ）／２｝−ｎ₃
   ＜０．０８０ 条件式 １５．０＜｛（ν₁ ＋ν₂ ）／２｝−ν₃ ＜
   ２３．０ ただし、ｎ₁ は上記第１レンズの屈折率、ｎ₂ は上記第
   ２レンズの屈折率、ｎ₃ は上記第３レンズの屈折率、ν
   ₁ は上記第１レンズのアッベ数、ν₂ は上記第２レンズ
   のアッベ数、ν₃ は上記第３レンズのアッベ数を表す。
3. 【請求項３】上記第１群レンズおよび第４群レンズを、
   下記条件式およびを満たすように構成することを特
   徴とする請求項１または請求項２記載の画像読取り用レ
   ンズ。 条件式 ０．９５＜（ｆ₁ ／ｆ）＜１．１５ 条件式 ０．６５＜（ｆ₄ ／ｆ）＜０．８５ ただし、ｆはレンズ全系の焦点距離、ｆ₁ は上記第１群
   レンズの焦点距離、ｆ₄ は上記第４群レンズの焦点距離
   を表す。
4. 【請求項４】上記第１群レンズないし第４群レンズを、
   下記条件式およびを満たすように構成することを特
   徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかの項に記載
   の画像読取り用レンズ。 条件式 １．５０＜（ｆ₁₂／ｆ）＜１．７０ 条件式 ０．９５＜（ｆ₃₄／ｆ）＜１．１５ ただし、ｆ₁₂は上記第１群および第２群レンズの合成焦
   点距離、ｆ₃₄は上記第３群および第４群レンズの合成焦
   点距離を表す。