JP4817773B2 - 結像光学系及びそれを用いた画像読取装置 - Google Patents
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Description
前記結像光学系は、第1のオフアキシャル反射面及び第2のオフアキシャル反射面の2面のみからなり、かつ、
前記第1のオフアキシャル反射面及び前記第2のオフアキシャル反射面の副走査断面内の形状は、基準軸に対して非対称な形状であり、かつ、
副走査断面内において、副走査断面に垂直な直線を回転軸に基準軸光線を第1方向に偏向させるオフアキシャル反射面をマイナス偏向面、
副走査断面内において、副走査断面に垂直な直線を回転軸に基準軸光線を該第1方向と反対方向の第2方向に偏向させるオフアキシャル反射面をプラス偏向面、
と定義するとき、
前記第1のオフアキシャル反射面及び前記第2のオフアキシャル反射面は、前記原稿面側から前記プラス偏向面、前記マイナス偏向面もしくは前記マイナス偏向面、前記プラス偏向面、の順に前記結像光学系の光路中に配置され、かつ、
副走査断面内において、前記第1のオフアキシャル反射面に入射する基準軸光線と前記第2のオフアキシャル反射面から射出する基準軸光線の成す角度をθとしたとき、
−30°<θ<+30°
なる条件を満足し、かつ、
前記第1のオフアキシャル反射面と前記第2のオフアキシャル反射面の間の光路中に絞りが配置され、かつ
前記絞りの光線有効径の中心点を通り、前記ラインセンサー上の結像面の中心へ至る基準軸光線が前記第iのオフアキシャル反射面(i=1,2)によって反射する経路を基準軸とし、前記基準軸と前記第iのオフアキシャル反射面(i=1,2)が交差する点を原点とする前記第iのオフアキシャル反射面(i=1,2)のローカル座標(x,y,z)としたとき、前記第iのオフアキシャル反射面(i=1,2)の形状は以下のように定義でき、
前記第1のオフアキシャル反射面の非球面係数C02r2と前記第2のオフアキシャル反射面の非球面係数C02r4は、
−1.0<C02r2/C02r4<−0.01
を満たしていることを特徴とする。
Z軸:原点を通り第2面R2に向かう基準軸
Y軸:原点を通りチルト面内(図15の紙面内)でZ軸に対して反時計回りに90゜をなす直線
X軸:原点を通りZ、Y各軸に垂直な直線(図15の紙面に垂直な直線)
また、結像光学系を構成する第i面の面形状を表すには、絶対座標系にてその面の形状を表記するより、基準軸と第i面が交差する点を原点とするローカル座標系を設定して、ローカル座標系でその面の面形状を表した方が形状を認識する上で理解し易い為、本発明の結像光学系に関する構成データを表示する実施例では第i面の面形状をローカル座標系で表わす。
z軸:ローカル座標の原点を通り、絶対座標系のZ方向に対しYZ面内において反時計方向に角度θiをなす直線
y軸:ローカル座標の原点を通り、z方向に対しYZ面内において反時計方向に90゜をなす直線
x軸:ローカル座標の原点を通り、YZ面に対し垂直な直線
また、Diは第i面と第(i+1)面のローカル座標の原点間の間隔を表すスカラー量、Ndi、νdiは第i面と第(i+1)面間の媒質の屈折率とアッベ数である。また、本発明の実施例では光学系の断面図及び数値データを示す。
h1:第1面において基準軸に平行で基準軸に無限に近く入射する光線の入射高さak’:該光線が最終面から射出時に基準軸となす角度である。
−30°<θi<30° (1)
なる条件を満足させている。
−15°<θi<15°
また、本実施例では図2に示すように結像光学系4aの第1のオフアキシャル光学素子R2(反射面)と第2のオフアキシャル光学素子R4(反射面)の非球面係数の非球面係数C02をそれぞれC02r2、C02r4としたとき
−1.0<C02r2/C02r4<−0.01・・・・・(2)
なる条件を満足させている。
−0.8<C02r2/C02r4<−0.2
原稿読取幅 220mm 結像倍率 −0.189
原稿側NA 0.016 feq 29.680
R2面
C02= -4.5460E-03 C03= 1.8570E-05 C04= -1.9333E-05
C05= 1.2781E-06 C06= 1.5282E-06 C07= -2.6256E-07
C08= 4.0099E-08 C20= -4.7534E-03 C21= 6.3040E-05
C22= -4.0753E-06 C23= -5.3171E-08 C24= 5.5317E-07
C25= 2.3713E-08 C26= -4.2652E-08 C40= 2.5124E-06
C41= -6.5956E-08 C42= -2.5347E-09 C43= -8.2587E-10
C44= -8.2235E-10 C60= -3.3116E-09 C61= 2.3522E-11
C62= 6.4321E-11 C80= 3.3081E-12
R4面
C02= 6.8081E-03 C03= 6.1342E-05 C04= -8.7196E-05
C05= -4.3217E-05 C06= 1.5179E-05 C07= 1.0360E-05
C08= 6.6517E-07 C20= 6.9865E-03 C21= 8.4961E-05
C22= 8.3621E-06 C23= 5.2533E-07 C24= 3.4662E-06
C25= -1.4766E-07 C26= -5.7376E-07 C40= -6.0197E-06
C41= -1.6224E-07 C42= 2.0695E-08 C43= 7.9461E-10
C44= -6.8943E-09 C60= 1.5482E-08 C61= 3.6681E-10
C62= -1.4023E-10 C80= -3.0158E-11
原稿読取幅 220mm 結像倍率 −0.165
原稿側NA 0.014 feq 28.927
R2面
C02= -4.8409E-03 C03= 1.2949E-05 C04= 1.4067E-06
C05= 3.5016E-07 C06= -1.3856E-07 C20= -4.9915E-03
C21= 3.6762E-05 C22= -3.3290E-06 C23= -1.9140E-08
C24= 1.9491E-08 C40= 7.0626E-07 C41= -9.2190E-09
C42= 2.3060E-09 C60= -2.2285E-10
R4面
C02= 1.0388E-02 C03= 1.8869E-05 C04= -5.8565E-05
C05= -5.3466E-06 C06= 1.1605E-05 C20= 1.0488E-02
C21= 6.3485E-05 C22= 1.5856E-05 C23= 1.9689E-07
C24= 6.9101E-07 C40= -2.0168E-06 C41= 7.2103E-09
C42= 1.4145E-08 C60= 2.2083E-09
原稿読取幅 220mm 結像倍率 −0.255
原稿側NA 0.023 feq 49.819
R2面
C02= -3.2910E-03 C03= 2.8869E-06 C04= 4.4281E-07
C05= 6.6841E-08 C06= -3.4875E-08 C07= -1.0234E-09
C08= 7.2439E-10 C20= -3.3779E-03 C21= 1.3092E-05
C22= -2.7252E-07 C23= 1.4027E-09 C24= 1.9624E-10
C25= -3.9379E-11 C26= -5.2793E-12 C40= 2.5615E-07
C41= -2.5287E-09 C42= -8.2932E-11 C43= -9.6523E-13
C44= 2.2800E-13 C60= -6.3385E-11 C61= 6.1354E-13
C62= 8.2234E-14 C80= 1.2858E-14
R4面
C02= 5.3904E-03 C03= -7.1792E-06 C04= -1.8231E-06
C05= 1.9647E-07 C06= 4.9083E-07 C07= 5.2920E-09
C08= -2.9427E-08 C20= 5.5433E-03 C21= 3.5404E-05
C22= 5.2311E-06 C23= 2.3961E-08 C24= 1.0051E-08
C25= -1.5006E-09 C26= -3.9259E-10 C40= -5.9770E-07
C41= 3.3155E-10 C42= 3.5756E-10 C43= 9.4700E-12
C44= 8.5528E-12 C60= 5.2122E-10 C61= 1.5001E-12
C62= -2.3248E-12 C80= -2.2990E-13
原稿読取幅 304.8mm 結像倍率 −0.111
原稿側NA 0.009 feq 45.093
R2面
C02= -3.0020E-03 C03= 4.7838E-06 C04= 2.3504E-07
C05= 9.9324E-08 C06= -2.8659E-09 C20= -3.1491E-03
C21= 2.5084E-05 C22= -5.4761E-07 C23= -1.0084E-08
C24= -6.8492E-10 C40= 7.8808E-07 C41= -1.6587E-08
C42= 1.2190E-09 C60= -5.1022E-10
R4面
C02= -4.4171E-03 C03= -1.4059E-05 C04= 4.6758E-07
C05= 8.9070E-07 C06= 4.8105E-08 C20= 4.6431E-03
C21= 6.1598E-05 C22= 5.6242E-06 C23= 1.6523E-09
C24= 3.4457E-09 C40= -1.5530E-06 C41= -3.2913E-08
C42= -8.0017E-09 C60= 9.5119E-10
原稿読取幅 304.8mm 結像倍率 −0.220
原稿側NA 0.017 feq 80.432
R2面
C02= -1.6082E-03 C03= 3.9135E-06 C04= 7.1800E-08
C05= 2.6687E-08 C06= -1.1885E-09 C20= -1.6933E-08
C21= 1.4997E-05 C22= -3.1463E-07 C23= -6.9537E-09
C24= -9.9100E-11 C40= 5.1882E-07 C41= -1.2070E-08
C42= 1.0832E-09 C60= -3.2503E-10
R4面
C02= 1.9433E-03 C03= 2.6548E-06 C04= 6.9000E-08
C05= 6.2702E-08 C06= 4.8170E-09 C20= 2.0246E-03
C21= 2.1504E-05 C22= 9.6888E-07 C23= -5.0452E-09
C24= -2.2503E-10 C40= -6.6966E-07 C41= -1.5781E-08
C42= -2.2432E-09 C60= 3.9269E-10
各実施例では結像光学系4a,4bを上述のように構成することで色収差がなくオフアキシャル反射面が2面という非常に構造が簡略で、高性能な画像読取用の結像光学系およびそれを用いた画像読取装置を達成することができる。
2 原稿台ガラス
3a,3b,3c 反射ミラー
4a,4b 結像光学系
5 読取手段(ラインセンサー)
6 キャリッジ(筐体)
7 原稿
SP 絞り
Claims (4)
- 原稿面上の画像情報を主走査方向に伸びたラインセンサー上に結像させ、該原稿面とラインセンサーとの相対的位置を副走査方向に変えて該ラインセンサーで該画像情報を読取る為の画像読取用の結像光学系であって、
前記結像光学系は、第1のオフアキシャル反射面及び第2のオフアキシャル反射面の2面のみからなり、かつ、
前記第1のオフアキシャル反射面及び前記第2のオフアキシャル反射面の副走査断面内の形状は、基準軸に対して非対称な形状であり、かつ、
副走査断面内において、副走査断面に垂直な直線を回転軸に基準軸光線を第1方向に偏向させるオフアキシャル反射面をマイナス偏向面、
副走査断面内において、副走査断面に垂直な直線を回転軸に基準軸光線を該第1方向と反対方向の第2方向に偏向させるオフアキシャル反射面をプラス偏向面、
と定義するとき、
前記第1のオフアキシャル反射面及び前記第2のオフアキシャル反射面は、前記原稿面側から前記プラス偏向面、前記マイナス偏向面もしくは前記マイナス偏向面、前記プラス偏向面、の順に前記結像光学系の光路中に配置され、かつ、
副走査断面内において、前記第1のオフアキシャル反射面に入射する基準軸光線と前記第2のオフアキシャル反射面から射出する基準軸光線の成す角度をθとしたとき、
−30°<θ<+30°
なる条件を満足し、かつ、
前記第1のオフアキシャル反射面と前記第2のオフアキシャル反射面の間の光路中に絞りが配置され、かつ、
前記絞りの光線有効径の中心点を通り、前記ラインセンサー上の結像面の中心へ至る基準軸光線が前記第iのオフアキシャル反射面(i=1,2)によって反射する経路を基準軸とし、前記基準軸と前記第iのオフアキシャル反射面(i=1,2)が交差する点を原点とする前記第iのオフアキシャル反射面(i=1,2)のローカル座標(x,y,z)としたとき、前記第iのオフアキシャル反射面(i=1,2)の形状は以下のように定義でき、
前記第1のオフアキシャル反射面の非球面係数C02r2と前記第2のオフアキシャル反射面の非球面係数C02r4は、
−1.0<C02r2/C02r4<−0.01
を満たしていることを特徴とする結像光学系。 - −0.8<C02r2/C02r4<−0.2
なる条件を満足する請求項1に記載の結像光学系。 - 副走査断面内において、前記第1のオフアキシャル反射面に入射する基準軸光線と前記第2のオフアキシャル反射面から射出する基準軸光線の成す角度をθとしたとき、
−15°<θ<+15°
なる条件を満足する請求項1又は2に記載の結像光学系。 - 請求項1乃至3の何れか一項に記載の結像光学系と、前記ラインセンサーと、を有することを特徴とする画像読取装置。
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