JPH11237547A - レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ構成枚数が少なく低コストで、高い読
取密度、十分な画角、結像倍率および明るさが得られる
読取用レンズを提供する。 【解決手段】 物体側より像面側に向かって、順次、正
の屈折力を持つ第１群光学系Ｇ１、負の屈折力を持つ第
２群光学系Ｇ２、絞り５、正の屈折力を持つ第３群光学
系Ｇ３および負の屈折力を持つ第４群光学系Ｇ４を配置
する。第１群光学系Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メ
ニスカス形状のレンズＬ１、第２群光学系Ｇ２は、両凹
形状のレンズＬ２、第３群光学系Ｇ３は、その像側面を
非球面とする両凸形状のレンズＬ３、第４群光学系Ｇ４
は、像側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ
４、によりそれぞれ構成する。レンズＬ１の物体側面１
の曲率半径Ｒ１とレンズ全系の焦点距離ｆについて、条
件（１）０．４０ ＜ Ｒ１／ｆ ＜ ０．６０を満足
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズに係り、特
にディジタル複写機、ファクシミリおよびイメージスキ
ャナ等の原稿読取部に用いる光学系に好適なレンズに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル複写機、ファクシミリおよび
イメージスキャナ等の原稿読取部においては、原稿画像
を光学系によりラインセンサ等に結像させて原稿画像を
読み取る。このような原稿画像を結像させるための光学
系として読取用レンズが用いられる。一般に読取用レン
ズとしては、３枚〜７枚構成の各種のレンズタイプのレ
ンズが用いられている。中でも、読取密度が４００dpi
（dot per inch）以上、読取幅が３００mm（約１２inc
h）以上、半画角が２０度前後、そしてＦナンバーが４
程度の、比較的高精度で且つ高性能の仕様の装置に対し
ては、４群６枚構成のガウスタイプ、またはその変形タ
イプが用いられることが多い。このような４群６枚構成
のガウスタイプの読取用レンズについては、特許および
商品にも多数存在している。

【０００３】従来、デジタル複写機、ファクシミリおよ
びイメージスキャナ等の原稿読取部の読取密度は、２０
０dpi 〜４００dpi が一般的であった。ところが、近
年、高画質化の要求から、さらに高い読取密度が望まれ
てきている。その理由は、読取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。現在、デジタル複写機、ファクシミリおよびイ
メージスキャナ等の原稿読取部にイメージセンサとして
用いられるＣＣＤ（電荷結合素子）等の固体撮像素子の
画素サイズは、市販されているものの中では７μmが最
も小さい。この場合、読取用レンズには、像面空間周波
数７１．４本／mmという高周波数における解像度やコン
トラストが要求される。さらに、ＣＣＤの画素サイズを
変更せずに読取密度を上げようとすると、結像倍率を大
きくする必要が生じる。

【０００４】例えば、読取密度が４００dpi の場合、結
像倍率は０．１１０２４であるが、読取密度が６００dp
i になると、結像倍率は０．１６５３５となる。結像倍
率が異なれば、読取用レンズの設計も自ずから変更する
必要があるが、倍率が大きい方が収差補正的に不利であ
る。また、読取用レンズには、装置の小型化のために、
共約長、すなわち物体−像面間距離を短くすることがで
きるよう広画角であることが要求され、読取走査速度の
高速化のために、大口径である、すなわちＦナンバーが
小さい（明るい）、ことが要求される。さらに、当然な
がら、低コストであることも要求される。これらは、読
取密度にかかわらず、全ての読取用レンズに共通の課題
である。

【０００５】従来より知られている読取用レンズの大半
は、読取密度４００dpi 以下を狙いとして設計されたも
のであり、結像倍率を変更し、読取密度６００dpi で用
いた場合には、十分な結像性能を得ることができない。
例えば、特開平２−２５６０１３号公報には、典型的な
４群６枚構成のガウスタイプの読取用レンズの一例が開
示されており、特開平９−１０１４５２号公報には、４
枚レンズ構成の読取用レンズの一例が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した結像倍率０．
１６５３５付近で使用されるように設計された読取用レ
ンズは、特開平２−２５６０１３号公報や、特開平９−
１０１４５２号公報にも記載されている。すなわち、特
開平２−２５６０１３号公報には、結像倍率をおおむね
適切な値である０．１６８とすることができる実施例
（３）が記載されている。しかしながら、特開平２−２
５６０１３号公報のこの実施例（３）に記載された読取
用レンズのレンズ構成は、従来より一般的な４群６枚の
ガウスタイプであり、レンズ構成枚数も多く、低コスト
化は達成できていない。

【０００７】一方、特開平９−１０１４５２号公報に開
示された読取用レンズには、結像倍率をおおむね適切な
値である０．１６５とすることができる実施例（４）が
記載されている。しかしながら、特開平９−１０１４５
２号公報のこの実施例に記載された読取用レンズは、Ｆ
ナンバーが５．６と暗いため、読取走査の高速化のため
には不十分である。このように、従来の読取用レンズに
おいては、より簡単な４枚以下のレンズ構成を採ること
により低コスト化を達成しつつ、所要の高精度で且つ高
性能の仕様に対応するものはほとんどない。

【０００８】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、高い読取密度を実現することができる結像倍率
として十分な結像性能を得ることができ、しかもレンズ
構成枚数が少なく低コストで、十分な画角および明るさ
を得ることが可能なレンズを提供することを目的として
いる。特に、本発明の請求項１の目的は、結像倍率０．
１６５３５付近で用いた場合に、固体撮像素子の画素サ
イズが７μmならば６００dpi に匹敵する高い読取密度
を実現することができるレンズを提供することにある。

【０００９】特に、本発明の請求項２〜４の目的は、高
い結像性能を得ることが可能なレンズを提供することに
ある。本発明の請求項５の目的は、上述した目的に加え
て、歪曲収差の小さいレンズを提供することにある。本
発明の請求項６の目的は、さらに低コストのレンズを提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した本発
明に係るレンズは、上述した目的を達成するために、物
体側から像側へ向かって、順次、正の屈折力を有する第
１群光学系、負の屈折力を有する第２群光学系、絞り、
正の屈折力を有する第３群光学系および負の屈折力を有
する第４群光学系を配設し、前記第１群光学系を、物体
側に凸面を向けた正メニスカス形状の第１レンズ、前記
第２群光学系を、両凹形状の第２レンズ、前記第３群光
学系を、両凸形状の第３レンズ、そして前記第４群光学
系を、像側に凸面を向けた負メニスカス形状の第４レン
ズで構成するとともに、前記第３レンズの像側面を非球
面とし、前記第１レンズの物体側面の曲率半径をＲ１、
レンズ全系の焦点距離をｆとするとき、これらが条件： （１） ０．４０＜Ｒ１／ｆ＜０．６０ を満足することを特徴としている。

【００１１】請求項２に記載した本発明に係るレンズ
は、前記第３レンズが、像側面を、光軸から遠ざかるに
従い正のパワーが弱くなる形状の非球面としたことを特
徴としている。

【００１２】請求項３に記載した本発明に係るレンズ
は、前記第１レンズ、第２レンズ、第３レンズおよび第
４レンズの屈折率を、それぞれｎ１、ｎ２、ｎ３および
ｎ４とし、該第１レンズ、第２レンズ、第３レンズおよ
び第４レンズのアッべ数を、それぞれν１、ν２、ν３
およびν４とするとき、これらが条件： （２） ｎ１＞１．６５ （３） ν１＞４０．０ （４） ｎ２＞１．６５ （５） ν２＜３５．０ （６） ｎ３＞１．６５ （７） ν３＞４０．０ （８） ｎ４＜１．６５ （９） ν４＜４５．０ を満足することを特徴としている。

【００１３】請求項４に記載した本発明に係るレンズ
は、前記第３群光学系と第４群光学系との空気間隔をＤ
７とするとき、該空気間隔Ｄ７およびレンズ全系の焦点
距離ｆが、条件： （１０） ０．３０＜Ｄ７／ｆ＜０．４０ を満足することを特徴としている。

【００１４】請求項５に記載した本発明に係るレンズ
は、前記第１群光学系と前記第２群光学系の合成焦点距
離をｆ１２、前記第３群光学系と前記第４群光学系の合
成焦点距離をｆ３４とするとき、これらが条件： （１１） −３．５＜ｆ１２／ｆ３４＜−２．０ を満足することを特徴としている。請求項６に記載した
本発明に係るレンズは、前記第３レンズの像側面を除く
全てのレンズ面が、全て球面であることを特徴としてい
る。

【００１５】

【作用】すなわち、本発明の請求項１によるレンズは、
物体側から像側へ向かって、順次、正の屈折力を有する
第１群光学系、負の屈折力を有する第２群光学系、絞
り、正の屈折力を有する第３群光学系および負の屈折力
を有する第４群光学系を配設し、前記第１群光学系を、
物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第１レンズ、
前記第２群光学系を、両凹形状の第２レンズ、前記第３
群光学系を、両凸形状の第３レンズ、そして前記第４群
光学系を、像側に凸面を向けた負メニスカス形状の第４
レンズで構成するとともに、前記第１レンズの物体側面
を非球面とし、前記第３レンズの像側面の曲率半径をＲ
１、レンズ全系の焦点距離をｆとするとき、これらが条
件： （１） ０．４０＜Ｒ１／ｆ＜０．６０ を満足する構成とする。

【００１６】このような構成により、４群４枚からな
る、いわゆるテレフォトタイプの構成に非球面を用いる
ことにより、簡単な構成のまま、３５度を超える十分な
画角と、Ｆナンバー４という十分な明るさを確保しつ
つ、高い読取密度を達成する。絞りから適度に離れた第
３レンズの像側面を非球面として、球面収差のみでな
く、コマ収差を初めとする諸収差をバランス良く補正
し、条件式（１）により球面収差が補正過剰および補正
不足を防止し、コマ収差の悪化および結像性能の低下を
避けている。したがって、高い読取密度を実現すること
ができる結像倍率として十分な結像性能を得ることがで
き、しかもレンズ構成枚数が少なく低コストで、十分な
画角および明るさを得ることが可能となり、特に、結像
倍率０．１６５３５付近として用いた場合に、固体撮像
素子の画素サイズが７μmならば６００dpiに匹敵する高
い読取密度を実現することができる。

【００１７】本発明の請求項２によるレンズは、前記第
３レンズの像側面を、光軸から遠ざかるに従い正のパワ
ーが弱くなる形状の非球面とする。

【００１８】このような非球面形状を採ることにより、
球面収差、コマ収差を初めとする諸収差を、より良好に
補正することが可能となり、特に、高い結像性能を得る
ことが可能となる。

【００１９】本発明の請求項３によるレンズは、前記第
１レンズ、第２レンズ、第３レンズおよび第４レンズの
屈折率を、それぞれｎ１、ｎ２、ｎ３およびｎ４とし、
該第１レンズ、第２レンズ、第３レンズおよび第４レン
ズのアッべ数を、それぞれν１、ν２、ν３およびν４
とするとき、これらが条件： （２） ｎ１＞１．６５ （３） ν１＞４０．０ （４） ｎ２＞１．６５ （５） ν２＜３５．０ （６） ｎ３＞１．６５ （７） ν３＞４０．０ （８） ｎ４＜１．６５ （９） ν４＜４５．０ を満足する構成とする。このような構成により、ペッツ
バール和の減少と、軸上の色収差および倍率の色収差の
補正を、十分に両立することができ、さらに良好な結像
性能を得ることが可能となる。

【００２０】本発明の請求項４によるレンズは、前記第
３群光学系と第４群光学系との空気間隔をＤ７とすると
き、該空気間隔Ｄ７およびレンズ全系の焦点距離ｆは、
条件： （１０） ０．３０＜Ｄ７／ｆ＜０．４０ の関係を満足する構成とする。このような構成により、
第３群と第４群の空気間隔を、条件式（１０）により規
定し、球面収差の補正不足によるコントラストの低下を
防止し、像面湾曲の適切な補正によって、像面の平坦さ
を確保し、軸外性能の低下を防止する。したがって、特
に、高い結像性能を得ることが可能となる。

【００２１】本発明の請求項５によるレンズは、前記第
１群光学系と前記第２群光学系の合成焦点距離をｆ１
２、前記第３群光学系と前記第４群光学系の合成焦点距
離をｆ３４とするとき、これらが条件： （１１） −３．５＜ｆ１２／ｆ３４＜−２．０ を満足する構成とする。このような構成によって、条件
式（１１）により、絞りよりも物体側に配置された群の
屈折力と、絞りよりも像側に配置された群の屈折力を規
制することにより、結像倍率０．１６５付近で用いる場
合の歪曲収差を良好に補正する。したがって、歪曲収差
を小さくすることができる。

【００２２】本発明の請求項６によるレンズは、前記第
１レンズの物体側面を除く全てのレンズ面は、全て球面
とする。このような構成により、非強面は、第１レンズ
物体側面のみとして、コストの上昇を抑えることができ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に基づき、図面
を参照して本発明のレンズを詳細に説明する。図１は、
本発明の一つの実施の形態に係る読取用レンズの要部の
構成を示している。図１に示す読取用レンズは、物体側
より像面側に向かって、順次、正の屈折力を持つ第１群
光学系Ｇ１、負の屈折力を持つ第２群光学系Ｇ２、絞り
５、正の屈折力を持つ第３群光学系Ｇ３および負の屈折
力を持つ第４群光学系Ｇ４を配置して構成する。

【００２４】第１群光学系Ｇ１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Ｌ１からなる。第２群
光学系Ｇ２は、両凹形状の第２レンズＬ２からなる。第
３群光学系Ｇ３は、両凸形状の第３レンズＬ３からな
り、該第３レンズＬ３は、その像側面７を非球面として
いる。そして、第４群光学系Ｇ４は、像側に凸面を向け
た負メニスカス形状の第４レンズＬ４からなる。さら
に、図１の読取用レンズは、次のような特徴を持ってい
る。 （請求項１に記載の要件）Ｒ１を第１レンズＬ１の物体
側面１の曲率半径、ｆをレンズ全系の焦点距離とすると
き、以下の条件式を満足する。 ０．４０ ＜ Ｒ１／ｆ ＜ ０．６０ （請求項２に記載の要件）第３レンズＬ３の像側面７
が、光軸から遠ざかるほど正のパワー（屈折力）が弱く
なる形状、すなわち負のパワーが強くなる形状、の非球
面とする。

【００２５】（請求項３に記載の要件）ｎ１、ｎ２、ｎ
３およびｎ４を、ぞれぞれ第１レンズＬ１、第２レンズ
Ｌ２、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４の屈折率と
し、ν１、ν２、ν３およびν４を、それぞれ第１レン
ズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３および第４レ
ンズＬ４のアッベ数とするとき、次の条件式を満足す
る。

【００２６】 （２） ｎ１＞１．６５ （３） ν１＞４０．０ （４） ｎ２＞１．６５ （５） ν２＜３５．０ （６） ｎ３＞１．６５ （７） ν３＞４０．０ （８） ｎ４＜ｌ．６５ （９） ν４＜４５．０

【００２７】（請求項４に記載の要件）Ｄ７を第３群光
学系Ｇ３と第４群光学系Ｇ４との空気間隔とするとき、
次の条件式を満足する。

【００２８】 （１０） ０．３０＜Ｄ７／ｆ＜０．４０ （請求項５に記載の要件）ｆ１２を第１群光学系Ｇ１と
第２群光学系Ｇ２の合成焦点距離とし、ｆ３４を第３群
光学系Ｇ３と第４群光学系Ｇ４の合成焦点距離とすると
き、次の条件式を満足する。

【００２９】 （１１） ３．５ ＜ ｆ１２／ｆ３４ ＜ −２．０

【００３０】（請求項６に記載の要件）上述した第３レ
ンズＬ３の像側面３を除く面１〜４および６，８，９
を、全て球面とする。すなわち、上述した本発明の読取
用レンズは、ＰＮＰＮ（正負正負）の４群４枚からな
る、いわゆるテレフォトタイプの構成であるが、非球面
レンズを用いることにより、簡単な構成のまま、３５度
を超える十分な画角と、Ｆナンバー４．０という十分な
明るさを確保しつつ、高い読取密度を達成しようという
ものである。非球面の採用位置としては、球面収差の補
正を考えた場合、軸上マージナル光線高の高い、第１レ
ンズＬ１〜第３レンズＬ３のいずれかの面が適してい
る。本発明では、絞りから適度に離れた第３レンズＬ３
の像側面７を非球面とすることにより、球面収差のみで
なく、コマ収差を初めとする諸収差をバランス良く補正
することを可能としている。

【００３１】条件式（１）は、第１レンズＬ１の物体側
面１の曲率半径を規定するものである。例えば、第１レ
ンズＬ１〜第３レンズＬ３が球面のみで構成される４群
４枚のテレフォトタイプでは、収差補正上、第１レンズ
物体側面１の曲率半径は、条件式（１）の下限を下回る
値となる。なぜなら、曲率半径を小さくして比較的大き
な収差を発生させ、発生した収差を後の面で補正するこ
とにより、全体としての収差バランスをとる必要性があ
るからである。

【００３２】しかしながら、本発明の読取用レンズの場
合、非球面の効果が収差バランスの一翼を担うため、そ
れ程までに曲率半径を小さくする必要はない。すなわ
ち、本発明の読取用レンズにおいては、条件式（１）の
下限を超えて第１レンズＬ１の物体側面１の曲率半径が
小さくなると、球面収差が補正過剰となり、条件式
（１）の上限を超えて第１レンズＬ１の物体側面１の曲
率半径が大きくなると、球面収差が補正不足となる。さ
らに、どちらの場合もコマ収差が悪化し、結像性能の低
下を招く。この、第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径
は、本発明の読取用レンズを最も特徴付けるものであ
る。

【００３３】さらに、本発明の読取用レンズにおいて
は、さらに高い結像性能を得るための条件を与えてい
る。第３レンズＬ３の像側面７は、光軸から遠ざかるほ
ど正のパワーが弱くなる形状、すなわち負のパワーが強
くなる形状、の非球面であることが望ましい。このよう
な非球面形状を採ることにより、球面収差およびコマ収
差を初めとする諸収差を、より良好に補正することが可
能となる。

【００３４】条件式（２）〜（９）は、各レンズの屈折
率とアッべ数を規定するものである。その組合せによれ
ば、ペッツバール和の減少と、軸上の色収差および倍率
の色収差の補正を、十分に両立することができ、さらに
良好な結像性能を得ることが可能となる。条件式（１
０）は、第３群光学系Ｇ３と第４群光学系Ｇ４の空気間
隔Ｄ７を規定するものである、条件式（１０）の上限を
超えると、球面収差が補正不足となり、コントラストの
低下を招きやすくなる。下限を超えると、像面湾曲の補
正が難しくなり、像面は平坦さを欠いて、軸外性能の低
下を招きやすくなる。

【００３５】条件式（１１）は、絞り５よりも物体側に
配置された群の屈折力と、絞り５よりも像側に配置され
た群の屈折力を規制するものである。本発明の読取用レ
ンズを、結像倍率０．１６５付近で用いる場合に、歪曲
収差を良好に補正するためには、この条件式を満足する
ことが望ましい。条件式（１１）の下限を超えると、負
の歪曲収差が大きく発生し、上限を超えると、正の歪曲
収差が大きく発生する。

【００３６】本発明の読取用レンズにおいて、第３レン
ズＬ３の像側面７に加えて、他の面をも非球面とするこ
とも考えられるが、発明の目的に対しては、非球面は第
３レンズＬ３の像側面７のみで十分である。非球面教の
増加は、コストアップを招くため好ましくない。本発明
の読取用レンズは、倍率０．１６５程度で使用された場
合に、その性能を最も発揮することができ、画素サイズ
７μmのＣＣＤとの組合せにより、幅３０４．８mmの原
稿を６００dpi の解像度で読み取ることが可能である。

【００３７】

【実施例】次に、この実施の形態における具体的な実施
例について説明する。第１および第２の実施例において
は、収差は十分に補正されており、これら各実施例によ
り本発明による読取用レンズは高い結像性能を有するこ
とがわかる。各実施例においては、以下のような符号を
用いている。

【００３８】Ｆ／No. ： Ｆナンバー ｆｅ ： 焦点距離 ｍ ： 結像倍率 Ｙ ： 最大物体高 ω ： 半画角 Ｒ ： 曲率半径 Ｄ ： 面間隔 ｎｄ ： 屈折率 νｄ ： アッべ数

【００３９】また、ここで用いられる非球面は、周知の
如く光軸をＸ座標軸、光軸に直交させてＹ座標軸をとる
とき、近軸曲率半径の逆数をＣ、光軸からの高さをＨ、
円錐定数をＫ、高次の非球面係数をＡ４，Ａ６，Ａ８お
よびＡ１０とするとき、以下の式で定義される。

【００４０】

【数１】

【００４１】〔第１の実施例〕第１の実施例による読取
用レンズにおけるＦナンバーＦ／No.、焦点距離ｆｅ、
結像倍率ｍ、最大物体高Ｙおよび半画角ωは、それぞれ Ｆ／No.＝４．０ ｆｅ＝６３．６mm ｍ＝０．１６５３５ Ｙ＝１５２．４mm ω＝１８．８ とする。光学系の曲率半径Ｒ、面間隔Ｄ、屈折率ｎｄお
よびアッべ数νｄに関するレンズデータを表１に示す。

【００４２】

【表１】 この場合、面番号にアスタリスク（＊）を付した面番号
７を非球面とし、その円錐定数Ｋ、非球面係数Ａ４、Ａ
６、Ａ８およびＡ１０は、表２に示す通りである。

【００４３】

【表２】

【００４４】さらに、上述した各条件式（１）〜（１
１）にそれぞれ対応する条件式対応値は、次の通りであ
る。 （１）：Ｒ１／ｆ＝０．４８７ （２）：ｎ１＝１．８３５ （３）：ν１＝４３．０ （４）：ｎ２＝１．７８５ （５）：ν２＝２５．７ （６）：ｎ３＝１．７４３ （７）：ν３＝４９．３ （８）：ｎ４＝１．６２０ （９）：ν４＝３６．３ （１０）：Ｄ７／ｆ＝０．３５８ （１１）：ｆ１２／ｆ３４＝−３．０６０

【００４５】図１は、この第１の実施例によるレンズ構
成を示している。この第１の実施例による読取用レンズ
の球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差
曲線を示す収差図をそれぞれ図２、図３、図４および図
５に示す。各収差図中のｅ、ＦおよびＣは、それぞれｅ
線（波長５４６．０７nm）、Ｆ線（波長４８６．１３n
m）、Ｃ線（波長６５６．２７nm）を表わし、図２の球
面収差図中の実線は球面収差を表わし、破線は正弦条件
を表わし、そして図３の非点収差図中の実線はサジタル
光線、破線はメリディオナル光線を表わす。図２〜図５
に示すように、この第１の実施例によれば、収差は、十
分に補正されており、高い結像性能を有していることが
わかる。

【００４６】〔第２の実施例〕本発明の実施の形態に係
る第２の実施例の読取用レンズの構成を図６に示してい
る。図６に示す読取用レンズは、物体側より像面側に向
かって、順次、正の屈折力を持つ第１群光学系Ｇ１′、
負の屈折力を持つ第２群光学系Ｇ２′、絞り５、正の屈
折力を持つ第３群光学系Ｇ３′および負の屈折力を持つ
第４群光学系Ｇ４′を配置して構成する。

【００４７】第１群光学系Ｇ１′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Ｌ１′からなる。第
２群光学系Ｇ２′は、両凹形状の第２レンズＬ２′から
なる。第３群光学系Ｇ３′は、両凸形状の第３レンズＬ
３′からなり、該第３レンズＬ３′は、その像側面７を
非球面としている。そして、第４群光学系Ｇ４′は、像
側に凸面を向けた負メニスカス形状の第４レンズＬ４′
からなる。図６に示すこれら各群光学系Ｇ１′〜Ｇ４′
および各レンズＬ１′〜Ｌ４′は、いずれも上述した図
１における各群光学系Ｇ１〜Ｇ４および各レンズＬ１〜
Ｌ４と同様の条件を満足するように構成されている。

【００４８】この第２の実施例による読取用レンズにお
けるＦナンバーＦ／No.、焦点距離ｆｅ、結像倍率ｍ、
最大物体高Ｙおよび半画角ωは、それぞれ第１の実施例
と同様に Ｆ／No.＝４．０ ｆｅ＝６３．９mm ｍ＝０．１６５３５ Ｙ＝１５２．４mm ω＝１８．７ とする。光学系の曲率半径Ｒ、面間隔Ｄ、屈折率ｎｄお
よびアッべ数νｄに関するレンズデータを表３に示す。

【００４９】

【表３】 この場合も、面番号にアスタリスク（＊）を付した面番
号７を非球面とし、その円錐係数Ｋ、非球面係数Ａ４、
Ａ６、Ａ８およびＡ１０は、表４に示す通りである。

【００５０】

【表４】

【００５１】さらに、上述した各条件式（１）〜（１
１）にそれぞれ対応する条件式対応値は、次の通りであ
る。 （１）：Ｒ１／ｆ＝０．４４７ （２）：ｎ１＝１．８３５ （３）：ν１＝４３．０ （４）：ｎ２＝１．７４１ （５）：ν２＝２７．８ （６）：ｎ３＝１．７４３ （７）：ν３＝４９．３ （８）：ｎ４＝１．６２０ （９）：ν４＝３６．３ （１０）：Ｄ７／ｆ＝０．３７７ （１１）：ｆ１２／ｆ３４＝−３．０８９

【００５２】この第２の実施例による読取用レンズの球
面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線
を示す収差図をそれぞれ図７、図８、図９および図１０
に示す。この場合も、各収差図中のｅ、ＦおよびＣは、
それぞれｅ線（波長５４６．０７nm）、Ｆ線（波長４８
６．１３nm）、Ｃ線（波長６５６．２７nm）を表わし、
図７の球面収差図中の実線は球面収差を表わし、破線は
正弦条件を表わし、そして図８の非点収差図中の実線は
サジタル光線、破線はメリディオナル光線を表わす。図
７〜図１０に示すように、この第２の実施例において
も、収差は十分に補正されており、高い結像性能を有し
ていることがわかる。

【００５３】上述したように、本発明の実施の形態に係
るレンズにおいては、請求項１に対応する要件により、
結像倍率０．１６５３５付近で用いた場合に、固体撮像
素子の画素サイズが７μmならば６００dpi 程度の高い
読取密度を実現できるとともに、３５度を超える十分な
画角と、Ｆナンバー４という十分な明るさを有する読取
用レンズを、４枚という少ない構成枚数により低コスト
で提供することができるため、これを読取用レンズとし
て用いることにより、高画質なデジタル複写機、ファク
シミリおよびイメージスキャナ等の原稿読取部の低価格
化に寄与することができる。

【００５４】さらに、請求項２〜請求項４に記載の要件
に従えば、一層高い結像性能を有する読取用レンズを提
供することができ、一層高画質なデジタル複写機および
ファクシミリ等を実現することができる。加えて、請求
項５に記載の要件に従えば、さらに歪曲収差の小さい読
取用レンズを提供することができ、さらに高画質なデジ
タル複写機、ファクシミリ等の倍率誤差の低減に寄与す
ることができる。また、請求項６に記載の要件に従え
ば、さらに低コストな読取用レンズを提供することがで
き、高画質ながら、低価格なデジタル複写機、ファクシ
ミリおよびイメージスキャナ等を実現することができ
る。

【００５５】なお、本発明は、ディジタル複写機、ファ
クシミリおよびイメージスキャナ等の原稿読取部の読取
用レンズに限らず、例えばマイクロリーダプリンタ等に
用いる拡大レンズおよびカメラ用撮影レンズなどとして
用いることができる。この他、本発明は、上述し且つ図
面に示した実施の形態およびその実施例に限定されず、
その要旨を変更しない範囲内において、種々変形して実
施することができる。

【００５６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１に
よれば、物体側から像側へ向かって、順次、正の屈折力
を有する第１群光学系、負の屈折力を有する第２群光学
系、絞り、正の屈折力を有する第３群光学系および負の
屈折力を有する第４群光学系を配設し、前記第１群光学
系を、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第１レ
ンズ、前記第２群光学系を、両凹形状の第２レンズ、前
記第３群光学系を、両凸形状の第３レンズ、そして前記
第４群光学系を、像側に凸面を向けた負メニスカス形状
の第４レンズで構成するとともに、前記第３レンズの像
側面を非球面とし、前記第１レンズの物体側面の曲率半
径をＲ１、レンズ全系の焦点距離をｆとするとき、これ
らが条件： （１） ０．４０＜Ｒ１／ｆ＜０．６０ を満足する構成とすることにより、４群４枚からなる、
いわゆるテレフォトタイプの構成に非球面を用いること
により、簡単な構成のまま、３５度を超える十分な画角
と、Ｆナンバー４という十分な明るさを確保しつつ、高
い読取密度を達成し、絞りから適度に離れた第３レンズ
の像側面を非球面として、球面収差のみでなく、コマ収
差を始めとする諸収差をバランス良く補正し、条件式
（１）により球面収差の補正過剰および補正不足を防止
し、コマ収差の悪化および結像性能の低下を避け、した
がって、高い読取密度を実現することができる結像倍率
として十分な結像性能を得ることができ、しかもレンズ
構成枚数が少なく低コストで、十分な画角および明るさ
を得ることが可能で、特に請求項１の構成により、結像
倍率０．１６５３５付近で用いた場合に、固体撮像素子
の画素サイズが７μmならば６００dpi に匹敵する高い
読取密度を実現することができるレンズを提供すること
ができる。

【００５７】本発明の請求項２によるレンズによれば、
前記第３レンズの像側面を、光軸から遠ざかるに従い正
のパワーが弱くなる形状の非球面とすることにより、球
面収差、コマ収差を初めとする諸収差を、より良好に補
正することが可能となり、特に、高い結像性能を得るこ
とが可能となる。

【００５８】本発明の請求項３によるレンズによれば、
前記第１レンズ、第２レンズ、第３レンズおよび第４レ
ンズの屈折率を、それぞれｎ１、ｎ２、ｎ３およびｎ４
とし、該第１レンズ、第２レンズ、第３レンズおよび第
４レンズのアッべ数を、それぞれν１、ν２、ν３およ
びν４とするとき、これらが条件： （２） ｎ１＞１．６５ （３） ν１＞４０．０ （４） ｎ２＞１．６５ （５） ν２＜３５．０ （６） ｎ３＞１．６５ （７） ν３＞４０．０ （８） ｎ４＜１．６５ （９） ν４＜４５．０ を満足する構成により、ペッツバール和の減少と、軸上
の色収差および倍率の色収差の補正を、十分に両立する
ことができ、さらに良好な結像性能を得ることが可能と
なる。

【００５９】本発明の請求項４によるレンズによれば、
前記第３群光学系と第４群光学系との空気間隔をＤ７と
するとき、該空気間隔Ｄ７およびレンズ全系の焦点距離
ｆを、条件： （１０） ０．３０＜Ｄ７／ｆ＜０．４０ を満足する値に設定することにより、第３群と第４群の
空気間隔を規定し、条件式（１０）により、球面収差の
補正不足によるコントラストの低下を防止し、像面湾曲
の適切な補正によって、像面の平坦さを確保し、軸外性
能の低下を防止する。したがって、特に、高い結像性能
を得ることが可能となる。

【００６０】本発明の請求項５によるレンズによれば、
前記第１群光学系と前記第２群光学系の合成焦点距離を
ｆ１２、前記第３群光学系と前記第４群光学系の合成焦
点距離をｆ３４とするとき、これらが条件： （１１） −３．５＜ｆ１２／ｆ３４＜−２．０ を満足する構成とすることによって、条件式（１１）に
より、絞りよりも物体側に配置された群の屈折力と、絞
りよりも像側に配置された群の屈折力を規制することに
より、結像倍率０．１６５付近で用いる場合の歪曲収差
を良好に補正する。したがって、歪曲収差を小さくする
ことができる。

【００６１】本発明の請求項６によるレンズによれば、
前記第３レンズの像側面を除く全てのレンズ面は、全て
球面とする構成により、非強面は第３レンズ像側面のみ
として、コストの上昇を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態に係る第１の実施例
の読取用レンズの光学系の配置構成を模式的に示す光学
系配置図である。

【図２】図１の読取用レンズの球面収差曲線を示す収差
図である。

【図３】図１の読取用レンズの非点収差曲線を示す収差
図である。

【図４】図１の読取用レンズの歪曲収差曲線を示す収差
図である。

【図５】図１の読取用レンズのコマ収差曲線を示す収差
図である。

【図６】本発明に係る第２の実施例の読取用レンズの光
学系の配置構成を模式的に示す光学系配置図である。

【図７】図６の読取用レンズの球面収差曲線を示す収差
図である。

【図８】図６の読取用レンズの非点収差曲線を示す収差
図である。

【図９】図６の読取用レンズの歪曲収差曲線を示す収差
図である。

【図１０】図６の読取用レンズのコマ収差曲線を示す収
差図である。

【符号の説明】

Ｇ１，Ｇ１′ 第１群光学系 Ｇ２，Ｇ２′ 第２群光学系 Ｇ３，Ｇ３′ 第３群光学系 Ｇ４，Ｇ４′ 第４群光学系 １〜４，６〜１１ 面 ５ 絞り Ｌ１〜Ｌ４，Ｌ１′〜Ｌ４′ 第１〜第４レンズ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側から像側へ向かって、順次、正の
   屈折力を有する第１群光学系、負の屈折力を有する第２
   群光学系、絞り、正の屈折力を有する第３群光学系およ
   び負の屈折力を有する第４群光学系を配設し、 前記第１群光学系を、物体側に凸面を向けた正メニスカ
   ス形状の第１レンズ、前記第２群光学系を、両凹形状の
   第２レンズ、前記第３群光学系を、両凸形状の第３レン
   ズ、そして前記第４群光学系を、像側に凸面を向けた負
   メニスカス形状の第４レンズで構成するとともに、 前記第３レンズの像側面を非球面とし、 前記第１レンズの物体側面の曲率半径をＲ１、レンズ全
   系の焦点距離をｆとするとき、これらが条件： （１） ０．４０＜Ｒ１／ｆ＜０．６０ を満足することを特徴とするレンズ。
2. 【請求項２】 前記第３レンズは、像側面を、光軸から
   遠ざかるに従い正のパワーが弱くなる形状の非球面とし
   たことを特徴とする請求項１に記載のレンズ。
3. 【請求項３】 前記第１レンズ、第２レンズ、第３レン
   ズおよび第４レンズの屈折率を、それぞれｎ１、ｎ２、
   ｎ３およびｎ４とし、該第１レンズ、第２レンズ、第３
   レンズおよび第４レンズのアッべ数を、それぞれν１、
   ν２、ν３およびν４とするとき、これらが条件： （２） ｎ１＞１．６５ （３） ν１＞４０．０ （４） ｎ２＞１．６５ （５） ν２＜３５．０ （６） ｎ３＞１．６５ （７） ν３＞４０．０ （８） ｎ４＜１．６５ （９） ν４＜４５．０ を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の
   レンズ。
4. 【請求項４】 前記第３群光学系と第４群光学系との空
   気間隔をＤ７とするとき、該空気間隔Ｄ７およびレンズ
   全系の焦点距離ｆは、条件： （１０） ０．３０＜Ｄ７／ｆ＜０．４０ を満足することを特徴とする、請求項１〜３のうちのい
   ずれか１項に記載のレンズ。
5. 【請求項５】 前記第１群光学系と前記第２群光学系の
   合成焦点距離をｆ１２、前記第３群光学系と前記第４群
   光学系の合成焦点距離をｆ３４とするとき、これらが条
   件： （１１） −３．５＜ｆ１２／ｆ３４＜−２．０ を満足することを特徴とする請求項１〜４のうちのいず
   れか１項に記載のレンズ。
6. 【請求項６】 前記第３レンズの像側面を除く全てのレ
   ンズ面は、全て球面であることを特徴とする請求項１〜
   ５のうちのいずれか１項に記載のレンズ。