JP2012155002A - 読取レンズおよび画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物体側から正の第1群、負の第2群、負の第3群、正の第4群、正の第5群を配し、第2群と第3群の間に絞りを有し、原稿画像の縮小像を撮像素子の撮像面上に結像する読取レンズであって、第1群は正の第1レンズL1により構成され、第2群は、正の第2レンズL2の像側に負の第3レンズL3を接合して構成され、第3群は、負の第4レンズL4により構成され、第4群は、正の第5レンズL5により構成され、第5群は、正の第6レンズL6の像側に負の第7レンズL7を接合して構成される5群7枚構成であり、適切に設定された条件を満足する。
【選択図】図1
Description
画像読取りの対象となる画像情報は一般にカラー画像であり、例えば、赤・緑・青の3原色に色分解して読取られる。色分解された各原色画像を良好に読取りうるためには、読取レンズの色収差が良好に補正されている必要がある。
また、画像読取装置の小型化に資するためには、広画角の読取レンズが好ましい。
同じく、「5群7枚構成の読取レンズ」でFNo:4.0を達成したものとして、特許文献1記載のものが知られている。
図1に請求項1の読取レンズのレンズ構成を概念的に示す。
第2群は、正の第2レンズL2の像側に負の第3レンズL3を接合して構成される。
第3群は、負の第4レンズL4により構成される。
第4群は、正の第5レンズL5により構成される。
第5群は、正の第6レンズL6の像側に負の第7レンズL7を接合して構成される。
従って、全系は「5群7枚構成」である。
(1) 1.48 < nd < 1.63
(2) 62.0 < νd < 83.0
を満足し、e線に対する全系の焦点距離:f、第5群のe線に対する焦点距離:f5が、条件:
(3) 1.5 < f5/f < 6.0
を満足する。
(4) −6.5 < β1 < −3.0
を満足することが好ましい(請求項2)。
「結像レンズ」は、照明系で照明された原稿の反射光を縮小結像させる。
「ラインセンサ」は、結像レンズで結像された原稿像を光電変換する撮像素子である。
即ち、第2レンズに条件(4)を満足するガラス材料を用いることにより、温度変化による「読取るべき原稿の像と撮像面との乖離」を有効に軽減できる。
また、第1〜第7レンズの各々を請求項4のようにすると、絞りの前後における隣接群間で、互いに隣り合うレンズ面の凹凸の向きが揃うので、読取レンズを高精度で組みつけてコンパクトに構成できる。
また、請求項2記載の読取レンズを結像レンズとして用いる画像読取装置は、温度変動によりラインセンサ受光面が変位しても、読取レンズの結像位置が上記変位に追従するので、温度変動にかかわらず原稿の良好な読取りが可能である。
図2、図4、図6に読取レンズの実施の形態を3例示す。これらの実施の形態は具体的には後述する実施例1〜3に対応する。繁雑を避けるため、これらの図において符号を共通化し、図1に示した符号を用いる。
図8において、読取られるべき画像を有する原稿112は「原稿台」としてのコンタクトガラス111上に平面的に定置され、コンタクトガラス111の下部に「XeランプやLED光源等を用いた照明手段」として照明ユニット113Aを配置し、「図面に直交する方向に長いスリット状部分」を照明する。
原稿112の「照明された部分」からの反射光(画像による反射光)は、第1走行体113に設けられた第1ミラー113Bにより反射された後、第2走行体114に設けられた第2ミラー114A、第3ミラー114Bにより順次反射され、結像レンズ115を透過し、光電変換素子としてのラインセンサ116の撮像面上に原稿画像の縮小像として結像する。結像レンズ115は「読取レンズ」である。
照明ユニット113Aと、第1ミラー113Bは、第1走行体113と一体的に移動し、コンタクトガラス1上の原稿112の全体を「照明走査」する。第1、第2走行体の移動速度比は「V:V/2」であるので、「照明走査される原稿部分から読取レンズ115に至る光路長」は不変に保たれる。
「照明系」を構成する。
X・tan20(度)=40(mm)
から、間隔:Xは、
X=40/tan20=40/0.36≒110(mm)
となる。
画像形成装置は、装置上部に位置する画像読取装置200と、その下位に位置する「画像形成部」とを有する。画像読取装置200の部分は、図8に即して説明したのと同様のものであり、各部には図8と同じ符号を付してある。なお、図8においては、画像読取装置200におけるホルダは図示を省略されている。
FNo :Fナンバ
m :縮率
ω :半画角
Y :物体高
以下に示す記号は図1に示されている。
di(i=1〜12) :物体側から数えてi番目の面間隔
nj(j=1〜7) :物体側から数えてj番目のレンズの材料の屈折率
νj(j=1〜7) :物体側から数えてj番目のレンズの材料のアッベ数
rc1 :コンタクトガラスの物体側の曲率半径
rc2 :コンタクトガラスの像側の曲率半径
rc3 :CCDカバーガラスの物体側の曲率半径
rc4 :CCDカバーガラスの像側の曲率半径
dc1 :コンタクトガラスの肉厚
dc3 :CCDカバーガラスの肉厚
nc1 :コンタクトガラスの屈折率
nc3 :CCDカバーガラスの屈折率
νc1 :コンタクトガラスのアッベ数
νc3 :CCDカバーガラスのアッベ数
nd :d線の屈折率
νd :d線のアッベ数
ne :e線の屈折率 。
実施例1は、図2にレンズ構成を示したものである。
実施例1のデータを表1に示す。
実施例2は、図4にレンズ構成を示したものである。
実施例2のデータを表2に示す。
実施例3は、図6にレンズ構成を示したものである。
実施例3のデータを表3に示す。
各実施例における条件(3)のパラメータの値を表4に示す。
即ち、上記「SPHM52」、「SFPL51」のd線に対する屈折率およびアッベ数は、表中に示されたように条件(1)、(2)を満足している。
「+20℃〜+40℃での平均屈折率温度係数:β1」は、
「SPHM52」においてβ1=−3.5、
「SFPL51」においてβ1=−6.1
であり、条件(4)を満足する。
第2レンズに、このようなガラス材料を用いることにより、温度変化で熱膨張し移動する撮像面に対して、それをキャンセルする方向に像距離を大きく伸ばすことができ、温度変化による「像と撮像面の乖離」を有効に軽減できる。
実施例1 45.6mm
実施例2 44.6mm
実施例3 43.7mm 。
実施例2 20.6μm
実施例3 20.2μm 。
実施例2 22.4μm
実施例3 15.8μm 。
実施例2 1.8μm
実施例3 4.4μm 。
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
L5 第5レンズ
L6 第6レンズ
L7 第7レンズ
Claims (8)
- 物体側から正の第1群、負の第2群、負の第3群、正の第4群、正の第5群を配し、第2群と第3群の間に絞りを有し、原稿画像の縮小像を撮像素子の撮像面上に結像する読取レンズであって、
第1群は正の第1レンズにより構成され、
第2群は、正の第2レンズの像側に負の第3レンズを接合して構成され、
第3群は、負の第4レンズにより構成され、
第4群は、正の第5レンズにより構成され、
第5群は、正の第6レンズの像側に負の第7レンズを接合して構成される5群7枚構成であり、
第2レンズおよび第6レンズのガラス材料の、d線に対する屈折率:nd、アッベ数:νdが、条件:
(1) 1.48 < nd < 1.63
(2) 62.0 < νd < 83.0
を満足し、e線に対する全系の焦点距離:f、第5群のe線に対する焦点距離:f5が、条件:
(3) 1.5 < f5/f < 6.0
を満足することを特徴とする読取レンズ。 - 請求項1記載の読取レンズにおいて、
第2レンズが、全系中において最も大きい正の焦点距離を有し、第2レンズのガラス材料の屈折率温度係数:β1(×10−6/℃)が、条件:
(4) −6.5 < β1 < −3.0
を満足することを特徴とする読取レンズ。 - 請求項1または2記載の読取レンズにおいて、
第1レンズは、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズ、
第2レンズは、第1面が物体側に凸である正レンズ、
第3レンズは、第2面が物体側に凸である負レンズ、
第4レンズは、物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズ、
第5レンズは、像側に凸面を向けた凸メニスカスレンズ、
第6レンズは、像側に凸面を向けた凸メニスカスレンズ、
第7レンズは、物体側に凹面を向けて配置された凹メニスカスレンズ、であることを特徴とする読取レンズ。 - 請求項1〜3の任意の1に記載の読取レンズにおいて、
第1〜第7レンズが全て、鉛、砒素などの有害物質を含有していないガラス材料によるガラスレンズであることを特徴とする読取レンズ。 - 原稿を照明する照明系と、
この照明系で照明された原稿の反射光を縮小結像させる結像レンズと、
この結像レンズで結像された原稿像を光電変換する撮像素子であるラインセンサを有する画像読取装置であって、結像レンズとして請求項1〜4の任意の1に記載の読取レンズを用いたことを特徴とする画像読取装置。 - 請求項5記載の画像読取装置において、
結像レンズとラインセンサとが、共通のホルダにより所定の位置関係で保持され、
結像レンズが請求項2記載の読取レンズであることを特徴とする画像読取装置。 - 請求項5または6記載の画像読取装置において、
照明系がLED照明であることを特徴とする画像読取装置。 - 請求項5〜7の任意の1に記載の画像読取装置を用いた画像形成装置。
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