JPH11344671A - 画像読取装置 - Google Patents
画像読取装置Info
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- JPH11344671A JPH11344671A JP10166124A JP16612498A JPH11344671A JP H11344671 A JPH11344671 A JP H11344671A JP 10166124 A JP10166124 A JP 10166124A JP 16612498 A JP16612498 A JP 16612498A JP H11344671 A JPH11344671 A JP H11344671A
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- JP
- Japan
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- lens
- line sensor
- image reading
- zoom lens
- zooming
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/143—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only
- G02B15/1435—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being negative
- G02B15/143507—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being negative arranged -++
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ズーミングに関わらずラインセンサー側の実
効Ｆナンバーを一定にすることにより、ラインセンサー
面上での走査速度（画像読取速度）を常に一定に維持す
ることができる画像読取装置を得ること。 【解決手段】 照明系で照明された原稿６面上の画像情
報をズームレンズを有する結像手段５を介してラインセ
ンサー６面上に結像させ、該ラインセンサーで該画像情
報を読取る画像読取装置において、ズーミングに関わら
ず該ズームレンズの該ラインセンサー側の実効Ｆナンバ
ーが一定となるように各要素を構成したこと。
効Ｆナンバーを一定にすることにより、ラインセンサー
面上での走査速度（画像読取速度）を常に一定に維持す
ることができる画像読取装置を得ること。 【解決手段】 照明系で照明された原稿６面上の画像情
報をズームレンズを有する結像手段５を介してラインセ
ンサー６面上に結像させ、該ラインセンサーで該画像情
報を読取る画像読取装置において、ズーミングに関わら
ず該ズームレンズの該ラインセンサー側の実効Ｆナンバ
ーが一定となるように各要素を構成したこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像読取装置に関
し、特にスリット走査により原稿面上の画像情報をズー
ムレンズを有する結像手段を介して画像読取手段として
のラインセンサー（ＣＣＤ）等で読み取るようにした、
例えばイメージスキャナー等の装置に好適な画像読取装
置に関するものである。
し、特にスリット走査により原稿面上の画像情報をズー
ムレンズを有する結像手段を介して画像読取手段として
のラインセンサー（ＣＣＤ）等で読み取るようにした、
例えばイメージスキャナー等の装置に好適な画像読取装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、スリット走査により原稿面を走査
し、該原稿面上の画像情報に基づく光束を結像レンズを
介して画像読取手段としてのラインセンサー面上に結像
させ、該ラインセンサーで該画像情報を読取るディジタ
ル読取りの画像読取装置が種々と提案されている。
し、該原稿面上の画像情報に基づく光束を結像レンズを
介して画像読取手段としてのラインセンサー面上に結像
させ、該ラインセンサーで該画像情報を読取るディジタ
ル読取りの画像読取装置が種々と提案されている。
【０００３】この種の画像読取装置で用いられる結像レ
ンズは、ほとんどがシングルレンズ（単一レンズ）で構
成されている場合が多い。原稿面上の画像情報はライン
センサーで読取られた後、ディジタル信号に変換される
ので、拡大、縮小は電子ズームにより簡単に行なうこと
ができる。
ンズは、ほとんどがシングルレンズ（単一レンズ）で構
成されている場合が多い。原稿面上の画像情報はライン
センサーで読取られた後、ディジタル信号に変換される
ので、拡大、縮小は電子ズームにより簡単に行なうこと
ができる。
【０００４】一方、原稿面上の画像情報を記録媒体であ
る感光ドラム等に直接露光する、所謂アナログ複写機で
は画像の拡大、縮小のため結像レンズにズームレンズを
使用している場合が多い。アナログ複写機のズームレン
ズは開口絞りをレンズ中央付近に有するが、ズーミング
により絞り径は固定である。
る感光ドラム等に直接露光する、所謂アナログ複写機で
は画像の拡大、縮小のため結像レンズにズームレンズを
使用している場合が多い。アナログ複写機のズームレン
ズは開口絞りをレンズ中央付近に有するが、ズーミング
により絞り径は固定である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】スリット走査により原
稿面上の画像情報をラインセンサーで読取るディジタル
読取りの画像読取装置において、電子ズームで拡大する
と読取データが限られているため、再現画像が不鮮明に
なり、また縮小すると画像データの間引きによって、再
現画像に不自然な部分が生じるという問題点がある。従
って拡大画像を鮮明に、縮小画像を自然に再現するため
には結像レンズをズームレンズより構成した方がよい。
稿面上の画像情報をラインセンサーで読取るディジタル
読取りの画像読取装置において、電子ズームで拡大する
と読取データが限られているため、再現画像が不鮮明に
なり、また縮小すると画像データの間引きによって、再
現画像に不自然な部分が生じるという問題点がある。従
って拡大画像を鮮明に、縮小画像を自然に再現するため
には結像レンズをズームレンズより構成した方がよい。
【０００６】ズームレンズをイメージスキャナーに用い
た画像読取装置が、例えば特開平９−１１３８０４号公
報で提案されている。同公報では物体側より順に負の屈
折力の第１群と正の屈折力の第２群との２つのレンズ群
を有し、ズーミングの際には該第１群と該第２群との間
隔を変化させて行なっている。しかしながら同公報では
周辺光量、歪曲収差などにおいては、従来の単焦点レン
ズを用いたイメージスキャナーのレベルには達していな
い。
た画像読取装置が、例えば特開平９−１１３８０４号公
報で提案されている。同公報では物体側より順に負の屈
折力の第１群と正の屈折力の第２群との２つのレンズ群
を有し、ズーミングの際には該第１群と該第２群との間
隔を変化させて行なっている。しかしながら同公報では
周辺光量、歪曲収差などにおいては、従来の単焦点レン
ズを用いたイメージスキャナーのレベルには達していな
い。
【０００７】アナログ複写機のズームレンズにおいて、
例えば拡大時、絞り固定の場合、実効Ｆナンバーは暗く
なるが、露光量はスリット像の拡大による露光域増加に
よりキャンセルされるので等倍時とほぼ等価となる。従
ってアナログ複写機はズーミングに関わらず感光ドラム
の走査速度（画像読取速度）を一定にするためには絞り
を固定して用いた方がよい。
例えば拡大時、絞り固定の場合、実効Ｆナンバーは暗く
なるが、露光量はスリット像の拡大による露光域増加に
よりキャンセルされるので等倍時とほぼ等価となる。従
ってアナログ複写機はズーミングに関わらず感光ドラム
の走査速度（画像読取速度）を一定にするためには絞り
を固定して用いた方がよい。
【０００８】一方、ディジタル読取りの画像読取装置に
おいてはラインセンサーの受光面積が不変のためズーム
レンズの開口絞り径を固定にしておくとズーミングによ
り実効Ｆナンバーが変化するので、該ラインセンサーで
の受光量が変化する。従って、画像読取り時、適正なる
露光量を確保する為には、ズーミングにより走査速度を
変化させなければならないという課題がある。
おいてはラインセンサーの受光面積が不変のためズーム
レンズの開口絞り径を固定にしておくとズーミングによ
り実効Ｆナンバーが変化するので、該ラインセンサーで
の受光量が変化する。従って、画像読取り時、適正なる
露光量を確保する為には、ズーミングにより走査速度を
変化させなければならないという課題がある。
【０００９】本発明はズームレンズを備えた画像読取装
置において、ズーミングに関わらず該ズームレンズのラ
インセンサー側の実効Ｆナンバーが一定となるように各
要素を構成することにより、ラインセンサー面上での走
査速度（画像読取速度）を常に一定に維持することがで
きる、例えばイメージスキャナー等の装置に好適な画像
読取装置の提供を目的とする。
置において、ズーミングに関わらず該ズームレンズのラ
インセンサー側の実効Ｆナンバーが一定となるように各
要素を構成することにより、ラインセンサー面上での走
査速度（画像読取速度）を常に一定に維持することがで
きる、例えばイメージスキャナー等の装置に好適な画像
読取装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の画像読取装置
は、(1) 照明系で照明された原稿面上の画像情報をズー
ムレンズを有する結像手段を介してラインセンサー面上
に結像させ、該ラインセンサーで該画像情報を読取る画
像読取装置において、ズーミングに関わらず該ズームレ
ンズの該ラインセンサー側の実効Ｆナンバーが一定とな
るように各要素を構成したことを特徴としている。
は、(1) 照明系で照明された原稿面上の画像情報をズー
ムレンズを有する結像手段を介してラインセンサー面上
に結像させ、該ラインセンサーで該画像情報を読取る画
像読取装置において、ズーミングに関わらず該ズームレ
ンズの該ラインセンサー側の実効Ｆナンバーが一定とな
るように各要素を構成したことを特徴としている。
【００１１】特に(1-1) 前記ズームレンズは開口絞りを
有し、ズーミングに連動して前記ラインセンサー側の実
効Ｆナンバーが一定となるように該開口絞りの径を変化
させたことや、(1-2) 前記ズームレンズは開口絞りを有
し、ズーミングに連動して該開口絞りの位置が前記ライ
ンセンサーに対して変化すると同時に該開口絞りの径を
変化させたことや、(1-3) 前記ズームレンズは前記原稿
面側より順に負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２
群、そして正の屈折力の第３群の３つのレンズ群を有し
ていることや、(1-4) 前記開口絞りは前記第２群内に設
けられていることや、(1-5) 前記第２群は回折光学素子
を有していることや、(1-6) 前記第３群は非球面を有し
ていることや、(1-7) 前記ズームレンズは低倍率端から
高倍率端へのズーミングを前記第１群を像面側に凸状の
軌跡を有しつつ移動させ、前記第２、第３群を原稿面側
へ単調移動させて行ない、物像間距離が一定であること
や、(1-8) 前記第１群は第１−１正レンズと第１−１負
レンズの２つのレンズを有し、前記第２群は第２−１正
レンズ、第２−２正レンズ、そして第２−１負レンズの
３つのレンズを有し、前記第３群は第３−１正レンズと
第３−１負レンズの２つのレンズを有していること、等
を特徴としている。
有し、ズーミングに連動して前記ラインセンサー側の実
効Ｆナンバーが一定となるように該開口絞りの径を変化
させたことや、(1-2) 前記ズームレンズは開口絞りを有
し、ズーミングに連動して該開口絞りの位置が前記ライ
ンセンサーに対して変化すると同時に該開口絞りの径を
変化させたことや、(1-3) 前記ズームレンズは前記原稿
面側より順に負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２
群、そして正の屈折力の第３群の３つのレンズ群を有し
ていることや、(1-4) 前記開口絞りは前記第２群内に設
けられていることや、(1-5) 前記第２群は回折光学素子
を有していることや、(1-6) 前記第３群は非球面を有し
ていることや、(1-7) 前記ズームレンズは低倍率端から
高倍率端へのズーミングを前記第１群を像面側に凸状の
軌跡を有しつつ移動させ、前記第２、第３群を原稿面側
へ単調移動させて行ない、物像間距離が一定であること
や、(1-8) 前記第１群は第１−１正レンズと第１−１負
レンズの２つのレンズを有し、前記第２群は第２−１正
レンズ、第２−２正レンズ、そして第２−１負レンズの
３つのレンズを有し、前記第３群は第３−１正レンズと
第３−１負レンズの２つのレンズを有していること、等
を特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の画像
読取装置（例えばイメージスキャナー）の要部概略図で
ある。
読取装置（例えばイメージスキャナー）の要部概略図で
ある。
【００１３】同図において１は原稿台ガラスであり、そ
の原稿台ガラス１上に原稿（画像）７が載置されてい
る。Ａは副走査方向の原稿の長さである。８はスリット
であり、原稿面からの光束を規制しており、原稿７面近
傍に設けている。２，３，４は各々順に第１，第２，第
３ミラーであり、原稿７面からの画像情報に基づく光束
を折り曲げて後述する結像手段に導いている。本実施形
態ではスリット走査中に原稿面Ａと後述するラインセン
サー６との間の光路長を一定に保つため、第１ミラー２
と、第２，第３ミラー３，４から成るミラーユニットと
の移動比を２：１に設定している。５は結像手段として
のズームレンズであり、後述するように３つのレンズ群
より成っている。ズームレンズ５はスリット走査中は固
定であり、ズーミングの際には位置５ａから位置５ｂと
の間を移動する。またズーミングによるスリット走査範
囲は、例えば範囲Ｂに制限される。６は紙面に垂直方向
に長い画像読取手段としてのラインセンサー（ＣＣＤ）
である。
の原稿台ガラス１上に原稿（画像）７が載置されてい
る。Ａは副走査方向の原稿の長さである。８はスリット
であり、原稿面からの光束を規制しており、原稿７面近
傍に設けている。２，３，４は各々順に第１，第２，第
３ミラーであり、原稿７面からの画像情報に基づく光束
を折り曲げて後述する結像手段に導いている。本実施形
態ではスリット走査中に原稿面Ａと後述するラインセン
サー６との間の光路長を一定に保つため、第１ミラー２
と、第２，第３ミラー３，４から成るミラーユニットと
の移動比を２：１に設定している。５は結像手段として
のズームレンズであり、後述するように３つのレンズ群
より成っている。ズームレンズ５はスリット走査中は固
定であり、ズーミングの際には位置５ａから位置５ｂと
の間を移動する。またズーミングによるスリット走査範
囲は、例えば範囲Ｂに制限される。６は紙面に垂直方向
に長い画像読取手段としてのラインセンサー（ＣＣＤ）
である。
【００１４】本実施形態においては照明手段（不図示）
で照明された原稿台ガラス１上の原稿からの光束を第
１，第２，第３ミラー２，３，４を介して結像手段５に
よりラインセンサー６面上に結像させ、該ライセンサー
６で該原稿７面上の画像情報を所定の倍率で読み取って
いる。
で照明された原稿台ガラス１上の原稿からの光束を第
１，第２，第３ミラー２，３，４を介して結像手段５に
よりラインセンサー６面上に結像させ、該ライセンサー
６で該原稿７面上の画像情報を所定の倍率で読み取って
いる。
【００１５】このとき本実施形態ではズーミングに関わ
らずズームレンズ５のラインセンサー６側の実効Ｆナン
バーが一定となるように後述するように各要素を構成す
ることによって、ラインセンサー６面上での走査速度
（画像読取速度）を常に一定に維持している。
らずズームレンズ５のラインセンサー６側の実効Ｆナン
バーが一定となるように後述するように各要素を構成す
ることによって、ラインセンサー６面上での走査速度
（画像読取速度）を常に一定に維持している。
【００１６】次に結像手段としてのズームレンズのレン
ズ構成及び光学的作用について図２、図３を用いて説明
する。
ズ構成及び光学的作用について図２、図３を用いて説明
する。
【００１７】図２（Ａ），（Ｂ）は各々後述するズーム
レンズの数値実施例１のレンズ断面図、図３（Ａ），
（Ｂ）は各々後述するズームレンズの数値実施例１の諸
収差図である。レンズ断面図及び諸収差図において
（Ａ）は低倍率端、（Ｂ）は高倍率端を示している。
レンズの数値実施例１のレンズ断面図、図３（Ａ），
（Ｂ）は各々後述するズームレンズの数値実施例１の諸
収差図である。レンズ断面図及び諸収差図において
（Ａ）は低倍率端、（Ｂ）は高倍率端を示している。
【００１８】図２においてＬ１は負の屈折力の第１群で
ある。Ｌ２は正の屈折力を有する第２群であり、その第
２群Ｌ２内にズーミングによる軸上色収差の変動を補正
する回折光学素子１１を設けている。本実施形態では回
折光学素子１１を第２群Ｌ２を構成する第２−１負レン
ズL2C の像面側の屈折面に形成している。ＳＰは開口絞
りであり、第２群Ｌ２内に配置しており、ズーミングに
伴ない第２群Ｌ２と一体的に移動させており、かつズー
ミングに連動してラインセンサー６側の実効Ｆナンバー
が一定となるように該開口絞りＳＰの径を変化させてい
る。Ｌ３は正の屈折力の第３群であり、その第３群Ｌ３
内にズーミングによって生ずる像面湾曲の変動を抑える
ため非球面２１を設けている。本実施形態では非球面２
１を第３群Ｌ３を構成する第３−１正レンズL3A の像面
側の屈折面に形成している。Ｇはラインセンサー（不図
示）用の平行平面板より成るカバーガラスであり、像面
近傍に配置している。
ある。Ｌ２は正の屈折力を有する第２群であり、その第
２群Ｌ２内にズーミングによる軸上色収差の変動を補正
する回折光学素子１１を設けている。本実施形態では回
折光学素子１１を第２群Ｌ２を構成する第２−１負レン
ズL2C の像面側の屈折面に形成している。ＳＰは開口絞
りであり、第２群Ｌ２内に配置しており、ズーミングに
伴ない第２群Ｌ２と一体的に移動させており、かつズー
ミングに連動してラインセンサー６側の実効Ｆナンバー
が一定となるように該開口絞りＳＰの径を変化させてい
る。Ｌ３は正の屈折力の第３群であり、その第３群Ｌ３
内にズーミングによって生ずる像面湾曲の変動を抑える
ため非球面２１を設けている。本実施形態では非球面２
１を第３群Ｌ３を構成する第３−１正レンズL3A の像面
側の屈折面に形成している。Ｇはラインセンサー（不図
示）用の平行平面板より成るカバーガラスであり、像面
近傍に配置している。
【００１９】図２の数値実施例１においては原稿面側か
ら順に第１群Ｌ１を第１−１正レンズL1A と第１−１負
レンズL1B の２枚構成とし、第２群Ｌ２を第２−１正レ
ンズL2A 、第２−２正レンズL2B 、第２−１負レンズL2
C の３枚構成とし、第３群Ｌ３を第３−１正レンズL3A
と第３−１負レンズL3B の２枚構成とし、第２群Ｌ２の
第２−１負レンズL2C の像面側のレンズ面に回折光学素
子１１を形成し、第２群Ｌ２内に開口絞りＳＰを配し、
第３群Ｌ３の第３−１正レンズL3A の像面側のレンズ面
に非球面２１を形成している。
ら順に第１群Ｌ１を第１−１正レンズL1A と第１−１負
レンズL1B の２枚構成とし、第２群Ｌ２を第２−１正レ
ンズL2A 、第２−２正レンズL2B 、第２−１負レンズL2
C の３枚構成とし、第３群Ｌ３を第３−１正レンズL3A
と第３−１負レンズL3B の２枚構成とし、第２群Ｌ２の
第２−１負レンズL2C の像面側のレンズ面に回折光学素
子１１を形成し、第２群Ｌ２内に開口絞りＳＰを配し、
第３群Ｌ３の第３−１正レンズL3A の像面側のレンズ面
に非球面２１を形成している。
【００２０】数値実施例１では上述の如く第２群Ｌ２内
に開口絞りＳＰを設け、かつ該開口絞りＳＰ近傍に回折
光学素子１１を設け、更に第３群Ｌ３に非球面２１を設
けている。そして図２に示すように低倍率端から高倍率
端へのズーミング（変倍）に際しては、物像間距離を一
定の有限距離に維持しつつ各々独立に第１群Ｌ１を像面
側に凸状の軌跡を有しつつ移動させ、第２，第３群Ｌ
２，Ｌ３を原稿面側へ同方向にほぼ単調移動させると共
に、該第１，第２群Ｌ１，Ｌ２の空気間隔と、該第２，
第３群Ｌ２，Ｌ３の空気間隔を同時に変化させて行なっ
ている。これにより変倍比２．０程度のズームレンズを
構成している。
に開口絞りＳＰを設け、かつ該開口絞りＳＰ近傍に回折
光学素子１１を設け、更に第３群Ｌ３に非球面２１を設
けている。そして図２に示すように低倍率端から高倍率
端へのズーミング（変倍）に際しては、物像間距離を一
定の有限距離に維持しつつ各々独立に第１群Ｌ１を像面
側に凸状の軌跡を有しつつ移動させ、第２，第３群Ｌ
２，Ｌ３を原稿面側へ同方向にほぼ単調移動させると共
に、該第１，第２群Ｌ１，Ｌ２の空気間隔と、該第２，
第３群Ｌ２，Ｌ３の空気間隔を同時に変化させて行なっ
ている。これにより変倍比２．０程度のズームレンズを
構成している。
【００２１】また数値実施例１では第２群Ｌ２内の開口
絞りＳＰ近傍に回折光学素子１１を設けることによっ
て、軸上色収差の２次スペクトルを補正している。さら
に第３群Ｌ３に非球面２１を設けることによって、ズー
ミングによって生ずる像面湾曲の変動を抑えている。
絞りＳＰ近傍に回折光学素子１１を設けることによっ
て、軸上色収差の２次スペクトルを補正している。さら
に第３群Ｌ３に非球面２１を設けることによって、ズー
ミングによって生ずる像面湾曲の変動を抑えている。
【００２２】一般にディジタル読取りの画像読取装置に
おいては前述の如くラインセンサーの受光面積は不変の
ためズームレンズの開口絞り径を固定にしておくとズー
ミングにより実効Ｆナンバーが変化するので、該ライン
センサーでの受光量が変化する。従って画像読取り時、
適正なる露光量を確保する為には、ズーミングにより走
査速度（画像読取速度）を変化させなければならないと
いう課題がある。
おいては前述の如くラインセンサーの受光面積は不変の
ためズームレンズの開口絞り径を固定にしておくとズー
ミングにより実効Ｆナンバーが変化するので、該ライン
センサーでの受光量が変化する。従って画像読取り時、
適正なる露光量を確保する為には、ズーミングにより走
査速度（画像読取速度）を変化させなければならないと
いう課題がある。
【００２３】そこで本実施形態ではズーミングに連動し
てズームレンズのラインセンサー側の実効Ｆナンバーが
一定となるように開口絞りＳＰの位置を該ラインセンサ
ーに対して変化させ、それと同時に開口絞りＳＰの径を
例えば図２に示すように低倍率から高倍率になるほど大
きく変化させている。これにより本実施形態ではライン
センサー面上での走査速度を常に一定に維持することが
できる。
てズームレンズのラインセンサー側の実効Ｆナンバーが
一定となるように開口絞りＳＰの位置を該ラインセンサ
ーに対して変化させ、それと同時に開口絞りＳＰの径を
例えば図２に示すように低倍率から高倍率になるほど大
きく変化させている。これにより本実施形態ではライン
センサー面上での走査速度を常に一定に維持することが
できる。
【００２４】また本実施形態ではライセンサンー面上で
ズーミングに関わらず同じ解像力を得られるので高倍率
になるほど高解像度で画像情報を読取ることができる。
ズーミングに関わらず同じ解像力を得られるので高倍率
になるほど高解像度で画像情報を読取ることができる。
【００２５】即ち、本実施形態においてズーミングによ
り原稿（画像）が２倍に拡大されたとき、ラインセンサ
ー（ＣＣＤ）の読取幅が一定だとすると、原稿読取幅が
１／２となり、かつスリット走査範囲も１／２となる。
従って原稿面上の読取ドットサイズはフルスキャンに対
して１／２となり、拡大時はより細かい画像読取りが可
能となる。このとき本実施形態では前述した如くズーミ
ングに関わらずズームレンズのラインセンサー側の実効
Ｆナンバーが一定となるように構成しているため、ライ
ンセンサー面上の画像読取速度は等倍時と同じとなる。
尚、原稿面上の読取速度は１／２となる。
り原稿（画像）が２倍に拡大されたとき、ラインセンサ
ー（ＣＣＤ）の読取幅が一定だとすると、原稿読取幅が
１／２となり、かつスリット走査範囲も１／２となる。
従って原稿面上の読取ドットサイズはフルスキャンに対
して１／２となり、拡大時はより細かい画像読取りが可
能となる。このとき本実施形態では前述した如くズーミ
ングに関わらずズームレンズのラインセンサー側の実効
Ｆナンバーが一定となるように構成しているため、ライ
ンセンサー面上の画像読取速度は等倍時と同じとなる。
尚、原稿面上の読取速度は１／２となる。
【００２６】次にズームレンズの数値実施例１を示す。
【００２７】数値実施例１において、ｒｉは原稿面側よ
り順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは原稿面側
より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、ｎｉ、νｉ
は各々原稿面側より順に第ｉ番目のレンズのガラスの屈
折率とアッベ数である。回折光学素子は位相方程式の係
数、非球面は非球面係数を示す。
り順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは原稿面側
より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、ｎｉ、νｉ
は各々原稿面側より順に第ｉ番目のレンズのガラスの屈
折率とアッベ数である。回折光学素子は位相方程式の係
数、非球面は非球面係数を示す。
【００２８】非球面形状は光軸方向にｘ軸、光軸と垂直
な方向にｈ軸、光の進行方向を正とし、近軸曲率半径を
ｒ、各非球面係数をＢ，Ｃ，Ｄとしたとき、
な方向にｈ軸、光の進行方向を正とし、近軸曲率半径を
ｒ、各非球面係数をＢ，Ｃ，Ｄとしたとき、
【００２９】
【数１】 成る式で表わされる。
【００３０】また回折光学素子の回折面はφ（ｈ）を位
相関数として、基準波長をλ、レンズ光軸からの高さを
ｈ、各位相係数をＣ2 ，Ｃ4 ，Ｃ6 としたとき、
相関数として、基準波長をλ、レンズ光軸からの高さを
ｈ、各位相係数をＣ2 ，Ｃ4 ，Ｃ6 としたとき、
【００３１】
【数２】 成る式で表わされる。 数値実施例１ f=50.00 〜77.72 実効Fno=1:6.08 結像倍率=-0.19〜-0.38 r 1=-489.264 d 1= 1.80 n 1= 1.80811 ν 1= 46.6 r 2= 38.804 d 2= 9.38 r 3= 45.608 d 3= 3.00 n 2= 1.85501 ν 2= 23.9 r 4= 74.964 d 4=可変 r 5= 38.227 d 5= 5.41 n 3= 1.60548 ν 3= 60.7 r 6= -90.519 d 6= 3.62 r 7= 36.150 d 7= 6.50 n 4= 1.81077 ν 4= 41.0 r 8= 417.475 d 8= 0.97 r 9= -82.841 d 9= 6.50 n 5= 1.85501 ν 5= 23.9 r10= 40.881 d10= 1.84 r11= ∞ (絞り) d11=可変 r12= 257.819 d12= 5.37 n 6= 1.73427 ν 6= 40.6 r13= -59.578 d13= 3.12 r14= -19.262 d14= 1.80 n 7= 1.59143 ν 7= 61.2 r15= -30.800 d15=可変 r16= ∞ d16= 0.70 n 8= 1.51825 ν 8= 64.2 r17= ∞ (像面)
【００３２】
【表１】 ［位相関数］ r10 面 c2 c3 c4 c5 c6 -2.03880D-04 0.00000D+00 1.98930D-07 0.00000D+00 -2.72250D-09 このように本実施形態においては図３の諸収差図に示す
ように実効Ｆナンバーが一定にも関わらず低倍率から高
倍率に亘って良好なる光学性能を得ることができる。
尚、本実施形態において低倍率端及び高倍率端は共にラ
インセンサー側の実効ＦナンバーはＦ＝６．０８であ
る。
ように実効Ｆナンバーが一定にも関わらず低倍率から高
倍率に亘って良好なる光学性能を得ることができる。
尚、本実施形態において低倍率端及び高倍率端は共にラ
インセンサー側の実効ＦナンバーはＦ＝６．０８であ
る。
【００３３】図４は本実施形態における回折光学素子１
１の回折格子形状を示す説明図であり、キノフォーム形
状より成っている。
１の回折格子形状を示す説明図であり、キノフォーム形
状より成っている。
【００３４】図５は図４に示す回折光学素子の１次回折
効率の波長依存特性を示した説明図である。実際の回折
格子の構成は図４に示すように基材（基板ガラス）１０
２の表面に紫外線硬化樹脂を塗布し、樹脂部に波長５３
０ｎｍで１次回折効率が１００％となるような格子厚ｄ
の格子１０３を形成している。図５で明らかなように設
計次数での回折効率は最適化した波長５３０ｎｍから離
れるに従って低下し、一方設計次数近傍の次数０次、２
次回折光が増大している。この設計次数以外の回折光の
増加はフレアとなり、光学系の解像度の低下につなが
る。
効率の波長依存特性を示した説明図である。実際の回折
格子の構成は図４に示すように基材（基板ガラス）１０
２の表面に紫外線硬化樹脂を塗布し、樹脂部に波長５３
０ｎｍで１次回折効率が１００％となるような格子厚ｄ
の格子１０３を形成している。図５で明らかなように設
計次数での回折効率は最適化した波長５３０ｎｍから離
れるに従って低下し、一方設計次数近傍の次数０次、２
次回折光が増大している。この設計次数以外の回折光の
増加はフレアとなり、光学系の解像度の低下につなが
る。
【００３５】図６に図４の格子形状で前述の各数値実施
例を作成した場合の空間周波数に対する短焦点距離端の
可視域平均のＭＴＦ特性を示す。図６に示すように低周
波数領域のＭＴＦが所望の値より低下していることが分
かる。
例を作成した場合の空間周波数に対する短焦点距離端の
可視域平均のＭＴＦ特性を示す。図６に示すように低周
波数領域のＭＴＦが所望の値より低下していることが分
かる。
【００３６】そこで各数値実施例では図４に示した回折
格子形状に限らず、例えば図７に示すように複数の回折
格子１０３，１０４を基材１０２上に積層して形成した
積層型の回折格子を回折光学素子の格子形状とすること
によって所望のＭＴＦ特性を得ている。
格子形状に限らず、例えば図７に示すように複数の回折
格子１０３，１０４を基材１０２上に積層して形成した
積層型の回折格子を回折光学素子の格子形状とすること
によって所望のＭＴＦ特性を得ている。
【００３７】図８はこの構成の回折光学素子の１次回折
効率の波長依存特性を示す説明図である。具体的な構成
としては図７に示すように基材１０２上に紫外線硬化樹
脂（ｎｄ＝１．４９９、νｄ＝５４）からなる第１の回
折格子１０４を形成し、その上に別の紫外線硬化樹脂
（ｎｄ＝１．５９８、νｄ＝２８）からなる第２の回折
格子１０５を形成している。この材質の組み合わせでは
第１の回折格子１０４の格子厚ｄ１はｄ１＝１３．８μ
ｍ、第２の回折格子の格子厚ｄ２はｄ２＝１０．５μｍ
としている。図８から分かるように積層構造の回折格子
にすることで、設計次数の回折効率は使用波長域全域で
９５％以上の高い回折効率を有している。
効率の波長依存特性を示す説明図である。具体的な構成
としては図７に示すように基材１０２上に紫外線硬化樹
脂（ｎｄ＝１．４９９、νｄ＝５４）からなる第１の回
折格子１０４を形成し、その上に別の紫外線硬化樹脂
（ｎｄ＝１．５９８、νｄ＝２８）からなる第２の回折
格子１０５を形成している。この材質の組み合わせでは
第１の回折格子１０４の格子厚ｄ１はｄ１＝１３．８μ
ｍ、第２の回折格子の格子厚ｄ２はｄ２＝１０．５μｍ
としている。図８から分かるように積層構造の回折格子
にすることで、設計次数の回折効率は使用波長域全域で
９５％以上の高い回折効率を有している。
【００３８】図９にこの場合の空間周波数に対するＭＴ
Ｆ特性を示す。図９に示すように積層構造の回折格子を
用いることで低周波数のＭＴＦは改善され、所望のＭＴ
Ｆ特性が得られていることが分かる。このように回折光
学素子として積層構造の回折格子を用いることによって
光学性能はさらに改善される。
Ｆ特性を示す。図９に示すように積層構造の回折格子を
用いることで低周波数のＭＴＦは改善され、所望のＭＴ
Ｆ特性が得られていることが分かる。このように回折光
学素子として積層構造の回折格子を用いることによって
光学性能はさらに改善される。
【００３９】尚、前述の積層構造の回折光学素子として
材質を紫外線硬化樹脂に限定するものではなく、他のプ
ラスチック材なども使用できるし、基材によっては第１
の回折格子１０４を直接基材に形成してもよい。また各
格子厚が必ずしも異なる必要はなく、材料の組み合わせ
によっては図１０に示すように２つの回折格子１０４，
１０５の格子厚を等しくしても良い。この場合は回折光
学素子の表面に格子形状が形成されないので、防塵性に
優れ、回折光学素子の組立作業性を向上させることがで
き、より安価な光学系を提供することができる。
材質を紫外線硬化樹脂に限定するものではなく、他のプ
ラスチック材なども使用できるし、基材によっては第１
の回折格子１０４を直接基材に形成してもよい。また各
格子厚が必ずしも異なる必要はなく、材料の組み合わせ
によっては図１０に示すように２つの回折格子１０４，
１０５の格子厚を等しくしても良い。この場合は回折光
学素子の表面に格子形状が形成されないので、防塵性に
優れ、回折光学素子の組立作業性を向上させることがで
き、より安価な光学系を提供することができる。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば前述の如くズーミングに
関わらずズームレンズのラインセンサー側の実効Ｆナン
バーが一定となるように各要素を構成することにより、
ラインセンサー面上での走査速度（画像読取速度）を常
に一定に維持することができる、例えばイメージスキャ
ナー等の装置に好適な画像読取装置を達成することがで
きる。
関わらずズームレンズのラインセンサー側の実効Ｆナン
バーが一定となるように各要素を構成することにより、
ラインセンサー面上での走査速度（画像読取速度）を常
に一定に維持することができる、例えばイメージスキャ
ナー等の装置に好適な画像読取装置を達成することがで
きる。
【図１】 本発明の実施形態１の要部概略図
【図２】 本発明の数値実施例１のレンズ断面図であ
り、（Ａ）は低倍率端、（Ｂ）は高倍率端
り、（Ａ）は低倍率端、（Ｂ）は高倍率端
【図３】 本発明の数値実施例１の収差図であり、
（Ａ）は低倍率端、（Ｂ）は高倍率端
（Ａ）は低倍率端、（Ｂ）は高倍率端
【図４】 本発明に係る回折光学素子の説明図
【図５】 本発明に係る回折光学素子の波長依存特性の
説明図
説明図
【図６】 本発明に係る回折光学素子のＭＴＦ特性図
【図７】 本発明に係る回折光学素子の説明図
【図８】 本発明に係る回折光学素子の波長依存特性の
説明図
説明図
【図９】 本発明に係る回折光学素子の説明図
【図１０】 本発明に係る回折光学素子の説明図
１ 原稿台ガラス ２，３，４ 反射ミラー ５ 結像手段（ズームレンズ） ６ ラインセンサー ７ 原稿（画像） ８ スリット １１ 回折光学素子 ２１ 非球面 Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 Ｌ３ 第３群 Ｇ カバーガラス Ｓ サジタル像面 Ｍ メリディオナル像面 ｅ ｅ線 ｇ ｇ線 ｃ ｃ線
Claims (9)
- 【請求項１】 照明系で照明された原稿面上の画像情報
をズームレンズを有する結像手段を介してラインセンサ
ー面上に結像させ、該ラインセンサーで該画像情報を読
取る画像読取装置において、 ズーミングに関わらず該ズームレンズの該ラインセンサ
ー側の実効Ｆナンバーが一定となるように各要素を構成
したことを特徴とする画像読取装置。 - 【請求項２】 前記ズームレンズは開口絞りを有し、ズ
ーミングに連動して前記ラインセンサー側の実効Ｆナン
バーが一定となるように該開口絞りの径を変化させたこ
とを特徴とする請求項１の画像読取装置。 - 【請求項３】 前記ズームレンズは開口絞りを有し、ズ
ーミングに連動して該開口絞りの位置が前記ラインセン
サーに対して変化すると同時に該開口絞りの径を変化さ
せたことを特徴とする請求項１の画像読取装置。 - 【請求項４】 前記ズームレンズは前記原稿面側より順
に負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、そして正
の屈折力の第３群の３つのレンズ群を有していることを
特徴とする請求項２又は３の画像読取装置。 - 【請求項５】 前記開口絞りは前記第２群内に設けられ
ていることを特徴とする請求項４の画像読取装置。 - 【請求項６】 前記第２群は回折光学素子を有している
ことを特徴とする請求項４の画像読取装置。 - 【請求項７】 前記第３群は非球面を有していることを
特徴とする請求項４の画像読取装置。 - 【請求項８】 前記ズームレンズは低倍率端から高倍率
端へのズーミングを前記第１群を像面側に凸状の軌跡を
有しつつ移動させ、前記第２、第３群を原稿面側へ単調
移動させて行ない、物像間距離が一定であることを特徴
とする請求項４の画像読取装置。 - 【請求項９】 前記第１群は第１−１正レンズと第１−
１負レンズの２つのレンズを有し、前記第２群は第２−
１正レンズ、第２−２正レンズ、そして第２−１負レン
ズの３つのレンズを有し、前記第３群は第３−１正レン
ズと第３−１負レンズの２つのレンズを有していること
を特徴とする請求項４の画像読取装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10166124A JPH11344671A (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 画像読取装置 |
| US09/318,603 US6147811A (en) | 1998-05-29 | 1999-05-26 | Image reading apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10166124A JPH11344671A (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 画像読取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11344671A true JPH11344671A (ja) | 1999-12-14 |
Family
ID=15825485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10166124A Withdrawn JPH11344671A (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 画像読取装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6147811A (ja) |
| JP (1) | JPH11344671A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001324674A (ja) * | 2000-03-08 | 2001-11-22 | Canon Inc | 光学系及び光学機器 |
| JP2002107520A (ja) * | 2000-09-27 | 2002-04-10 | Canon Inc | 回折光学素子及び該回折光学素子を有する光学系 |
| US6791754B2 (en) | 2000-03-08 | 2004-09-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system having a diffractive optical element, and optical apparatus |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6542301B1 (en) * | 1997-10-30 | 2003-04-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and image scanner using it |
| JP4305790B2 (ja) * | 1999-03-02 | 2009-07-29 | フジノン株式会社 | 画像読取用レンズおよび画像読取装置 |
| JP3605034B2 (ja) * | 2000-12-22 | 2004-12-22 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを用いた光学機器 |
| JP2003202495A (ja) * | 2002-01-07 | 2003-07-18 | Canon Inc | 画像読取装置 |
| TW561276B (en) * | 2002-04-12 | 2003-11-11 | Veutron Corp | Optical lens device of image scanner |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4626674A (en) * | 1983-02-10 | 1986-12-02 | Olympus Optical Company, Ltd. | Focus detecting method and apparatus |
-
1998
- 1998-05-29 JP JP10166124A patent/JPH11344671A/ja not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-05-26 US US09/318,603 patent/US6147811A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001324674A (ja) * | 2000-03-08 | 2001-11-22 | Canon Inc | 光学系及び光学機器 |
| US6791754B2 (en) | 2000-03-08 | 2004-09-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system having a diffractive optical element, and optical apparatus |
| US6825979B2 (en) | 2000-03-08 | 2004-11-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system having a diffractive optical element, and optical apparatus |
| JP2002107520A (ja) * | 2000-09-27 | 2002-04-10 | Canon Inc | 回折光学素子及び該回折光学素子を有する光学系 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6147811A (en) | 2000-11-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040901 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050705 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050810 |