JP2004077627A

JP2004077627A - 画像読取用結像レンズ

Info

Publication number: JP2004077627A
Application number: JP2002235333A
Authority: JP
Inventors: Tadao Hayashide; 林出　匡生
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-08-13
Filing date: 2002-08-13
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】広角レンズで特に難しい主走査方向の光量補正を精度良く行う。
【解決手段】複数枚のレンズとそれを保持する鏡筒を有する結像レンズであって、該結像レンズの主走査方向光量分布を補正する光量補正手段を鏡筒内部に組み込む。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像読取用結像レンズ、及び画像読取装置に関する。特に広角レンズを用いながらも読取範囲内の光量分布ムラが少なく高精度な画像読み取りが行えるようにした、例えばイメージスキャナー、複写機、そしてファクシミリ等の装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の画像読取装置の構成を示す概略図である。
【０００３】
同図において、２は原稿台ガラスであり、その面上に原稿１が置かれている。
【０００４】
７はキャリッジであり、後述する照明系、反射ミラー、結像レンズ、そして読取手段を一体的に収納しており、モーターなどの副走査機構８により図中の副走査方向へ走査し、原稿１の画像情報を読取っている。
【０００５】
読取られた画像情報は図示しないインターフェイスを通じて外部機器であるパーソナルコンピューターなどに送られる。
【０００６】
３は照明系であり、キセノン管やハロゲンランプ、ＬＥＤアレイなどである。なお、照明系にはアルミ蒸着板などの反射板を組み合わせて用いてもよい。４ａ〜４ｅは反射ミラーで原稿からの光束をキャリッジ内部で折り曲げている。５は原稿からの光を後述する読取手段に結ぶ結像レンズである。６は読取手段としてのＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）リニアセンサーで紙面垂直方向である主走査方向に複数の受光素子を配列した構成になっている。
【０００７】
上記構成においてイメージスキャナーを小型化するにはキャリッジ７の小型化が必要である。キャリッジ７を小型化するためには光学系の物像間距離を縮め光路長を短縮すればよい。
【０００８】
そこで、本出願人は特開２０００−１７１７０５号の画像読取装置において、結像レンズ内に少なくとも一面が光軸に対して回転非対称な形状より成るアナモフィックレンズを導入することによって結像レンズ（結像系）７を広画角化して物像間距離を縮め、光路長自体を短くすることを提案した。
【０００９】
レンズを広角化した場合にはその画角のＣＯＳ４乗に略比例して読み取り周辺部の光量が減少することが広く知られている。例えば画角３０度のレンズであれば周辺部分光量は中央部に対して約５６％程度になる。
【００１０】
この光量ムラを補正する為に画像中央部を読み取る光束の一部を遮光し、光量分布を均一化する方法が古くから知られている。その一例として、特開平１１−１５０６３９号では遮光手段をレンズ位置決め部材に付加する発明がされている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、該発明をはじめとする従来の方法では光量補正手段が結像レンズ外径を基準として取り付けられる別体の部品であるため、組立精度による光量ムラの悪化が問題となっていた。
【００１２】
さらに、広画角レンズを用いた場合に次の問題点が発生する。
【００１３】
図５Ａに示すのは画像読取レンズの光線通過領域を示す主走査および副走査断面図である。このレンズをより広角化すると図５Ｂのようになり、副走査断面で見るとレンズ近傍での光束が細くなる。一方、主走査断面で見ると光線通過領域が太くなる。そのため、光量補正板の形状は２Ａのような形状であったものが、２Ｂのように細長い形状にしなくてはならない。
【００１４】
より詳しく図６Ａで説明する。広角化により図中に示したように光束の径が細くなり、また、前述のように結像レンズの画角のＣＯＳ４乗に略比例して読み取り範囲の端部に結像する光量が少なくなるため、中央部に結像する軸上光束をより多く遮光しなければならない。
【００１５】
しかしながら、双方とも同じ補正手段によるならば、その取付精度は同じである。そのため図６Ｂに示すように、同じ取り付け誤差が発生した場合は広角レンズのほうが、光量変化が大きく、画像読取範囲の光量分布ムラが特に悪化する。
【００１６】
本発明は上記の課題に鑑み、広角レンズでも精度良く光量補正を行えるようにするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では画像情報を１次元画像として１次元光電変換素子に投影するために、複数枚のレンズとそれを保持する鏡筒を有する結像レンズであって、該結像レンズの主走査方向光量分布を補正する光量補正手段を鏡筒内部に組み込んだことを特徴としている。
【００１８】
これにより広角レンズであっても、光束の太い位置で光量補正を行えるため精度の良い光量補正が実現する。
【００１９】
請求項２の発明は請求項１の発明において、光量補正手段は主走査方向中央部の光量を端部に比べ減らすように部分遮光する遮光手段であることを特徴している。
【００２０】
これにより、結像レンズの画角のＣＯＳ４乗に略比例する端部光量低下に合わせて中央部の光量を減じることができ、光量ムラが少なくなる。
【００２１】
請求項３の発明は請求項１の発明において、光量補正手段の組み込み位置では結像レンズの軸上光束と最軸外光束が重ならないことを特徴としている。
【００２２】
これにより最軸外光束を遮光することなく軸上光束だけを効率よく遮光することができる。
【００２３】
請求項４の発明は画像情報を１次元画像として１次元光電変換素子などに投影するために、複数枚のレンズで構成される結像レンズであって、
該結像レンズの主走査方向光量分布を補正する光量補正手段をレンズ面上に付加することを特徴としている。
【００２４】
これにより、光量補正の為の部品を無くすことができ、コスト削減ができる。
【００２５】
請求項５の発明は請求項４の発明において回転非対称レンズは外径が偏平形状であることを特徴としている。
【００２６】
扁平形状のレンズでは遮光部の面積を小さくでき、コストを更に削減できる。
【００２７】
請求項６の発明は請求項４の発明において光量補正手段は主走査方向中央部の光量を端部に比べ減らすように部分遮光する遮光手段であることを特徴としている。
【００２８】
これにより、結像レンズの画角のＣＯＳ４乗に略比例する端部光量低下に合わせて中央部の光量を減じることができ、光量ムラが少なくなる。
【００２９】
請求項７の発明はは請求項４の発明において、光量補正手段の設置面では結像レンズの軸上光束と最軸外光束が重ならないことを特徴としている。
【００３０】
これにより最軸外光束を遮光することなく軸上光束だけを効率よく遮光することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例である画像読取用結像レンズの断面図である。図中左から第１、第２、第３、第４、第５の５枚のレンズとそれらを保持する鏡筒で構成される結像レンズにおいて、第４レンズと第５レンズの間に光量補正手段である、光量補正板が挿入されている。この位置では軸上光束と最軸外光束が重なっておらず、効率の良い光量補正が実現する。光量補正手段は図のように円盤状の遮光部材を打ち抜き、特に軸上光束を遮光するように設定されている。
【００３２】
これにより、結像レンズの外側に光量補正手段を備える従来の方式に比べて、光束が太い位置で光量補正が行えるため、精度の良い光量補正が実現する。
【００３３】
また、光量補正部材は鏡筒内壁を基準として組み込まれるが、一般に鏡筒内壁は特に高い精度で加工されるため、鏡筒外壁を基準に光量補正手段を設ける従来の方法に比べて更に良好な光量補正を行える。
【００３４】
（実施例２）
図２は本発明の第２の実施例である画像読取用結像レンズの断面図である。
【００３５】
図中左から第１、第２、第３、第４、第５の５枚のレンズとそれらを保持する鏡筒で構成される結像レンズにおいて、回転非対称形状の第５レンズは、特に光量補正レンズでもあり、像側の面が光量補正手段である光量補正面となっている。この位置では軸上光束と最軸外光束が重なっておらず、効率の良い光量補正が実現する。光量補正面は図のように遮光部を２箇所設けており、特に軸上光束を遮光するように設定されている。遮光部の作成方法は、遮光物質の蒸着や、塗料の吹付、遮光シートの貼り付けなどでも良い。
【００３６】
これにより、結像レンズの外側に光量補正手段を備える従来の方式に比べて、光束が太い位置で光量補正が行えるため、精度の良い光量補正が実現する。
【００３７】
また、光量補正面がレンズと一体であるため、光量補正のための部品がなく部品点数が削減される為、従来に比べて特に低コストで良好な光量補正を行える。
【００３８】
（実施例３）
図３は本発明の第１の実施例である画像読取用結像レンズの断面図である。
【００３９】
図中左から第１、第２、第３、第４、第５の５枚のレンズとそれらを保持する鏡筒で構成される結像レンズにおいて、第４レンズと第５レンズの間に光量補正手段である、光量補正板が挿入されている。この位置では軸上光束と最軸外光束が重なっておらず、効率の良い光量補正が実現する。光量補正手段は図のように筒状の遮光部材を打ち抜き、２箇所の社交部で特に軸上光束を遮光するように設定されている。
【００４０】
これにより、結像レンズの外側に光量補正手段を備える従来の方式に比べて、光束が太い位置で光量補正が行えるため、精度の良い光量補正が実現する。
【００４１】
また、光量補正部材は鏡筒内壁を基準として組み込まれるが、一般に鏡筒内壁は特に高い精度で加工されるため、鏡筒外壁を基準に光量補正手段を設ける従来の方法に比べて更に良好な光量補正を行える。さらに、筒状は平板状に比べて指やピンセットで掴み易いために、結像レンズ組立時の作業性が向上する。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば広角レンズでも精度の良い光量補正が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である結像レンズの概略を示す図。
【図２】本発明の第２の実施形態である結像レンズの概略を示す図。
【図３】本発明の第３の実施形態である結像レンズの概略を示す図。
【図４】画像読取装置の構成を示す図。
【図５Ａ】結像レンズの画角と光量補正板の形状を示す図。
【図５Ｂ】結像レンズの画角と光量補正板の形状を示す図。
【図６】遮光版形状と取付誤差による光量分布ムラを示す図。

Claims

画像情報を１次元画像として１次元光電変換素子に投影するために、複数枚のレンズとそれを保持する鏡筒を有する結像レンズであって、
該結像レンズの主走査方向光量分布を補正する光量補正手段を鏡筒内部に組み込んだことを特徴とする画像読取用結像レンズ。
光量補正手段は主走査方向中央部の光量を端部に比べ減らすように部分遮光する遮光手段であることを特徴とする請求項１記載の画像読取レンズ。
光量補正手段の組み込み位置では結像レンズの軸上光束と最軸外光束が重ならないことを特徴とする請求項１記載の画像読取レンズ。
画像情報を１次元画像として１次元光電変換素子などに投影するために、複数枚のレンズで構成される結像レンズであって、
該結像レンズの主走査方向光量分布を補正する光量補正手段をレンズ面上に付加することを特徴とする画像読取用結像レンズ。
回転非対称レンズは外径が偏平形状であることを特徴とする請求項４記載の画像読取用結像レンズ。
光量補正手段は主走査方向中央部の光量を端部に比べ減らすように部分遮光する遮光手段であることを特徴とする請求項４記載の画像読取レンズ。
光量補正手段の付加されたレンズ面では結像レンズの軸上光束と最軸外光束が重ならないことを特徴とする請求項４記載の画像読取レンズ。