JP2007057968A - Reading lens, reading lens unit, original reading apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、読取レンズ、画像読取レンズユニット、原稿読取装置および画像形成装置に関する。この発明の読取レンズは、ファクシミリ装置やデジタル複写機の原稿読取部や各種のイメージスキャナに好適に利用できる。特に、A列2番以上大きさの広幅原稿の読取レンズとして好適である。
The present invention relates to a reading lens, an image reading lens unit, a document reading device, and an image forming apparatus. The reading lens of the present invention can be suitably used for a document reading unit of a facsimile machine or a digital copying machine and various image scanners. In particular, it is suitable as a reading lens for a wide document having a size of
ファクシミリ装置やデジタル複写機の原稿読取部やイメ−ジスキャナでは一般に、読取るべき画像情報を読取レンズで縮小して、CCDのような固体撮像素子上に結像させて画像情報を信号化する。原稿情報は一般にカラー情報として読取られるため、固体撮像素子としては、例えば赤、緑、青のフィルタを持った受光素子が1チップに3列に配列されている所謂「3ラインCCD」を用い、その受光面に原稿像を結像させることにより3原色に色分解し、カラー画像情報を信号化する。 In a document reading unit or an image scanner of a facsimile machine or a digital copying machine, generally, image information to be read is reduced by a reading lens and formed on a solid-state image pickup device such as a CCD to convert the image information into a signal. Since document information is generally read as color information, a so-called “3-line CCD” in which light receiving elements having, for example, red, green, and blue filters are arranged in three rows on one chip is used as a solid-state image sensor. A document image is formed on the light receiving surface to separate the three primary colors, and color image information is converted into a signal.
このように、原稿情報を縮小して固体撮像素子上に結像させる読取レンズには、高空間周波数領域で光軸近傍から周辺まで均一で高いコントラストを有することが要求される。このため、読取レンズは像面湾曲を良好に補正する必要があり、特に副走査方向のコントラストを均一とするため、サジタル方向の像面湾曲を良好に補正し、かつコマフレアを小さく抑える必要がある。 Thus, the reading lens that reduces the document information and forms an image on the solid-state imaging device is required to have a uniform and high contrast from the vicinity of the optical axis to the periphery in a high spatial frequency region. For this reason, it is necessary for the reading lens to correct the curvature of field well, and in particular, to make the contrast in the sub-scanning direction uniform, it is necessary to favorably correct the curvature of field in the sagittal direction and to reduce coma flare. .
また、原稿情報をカラー情報として良好に読取るためには、受光面上で、赤、緑、青の各色の結像位置を光軸方向に合致させる必要があり、各色の色収差および2次スペクトル(2つの波長の軸上の色収差を補正したときの他の波長の色収差)を極めて良好に補正しなければならない。更に、開口効率が画角周辺部まで100%近くある事が望まれる。 In addition, in order to read document information as color information satisfactorily, it is necessary to match the imaging positions of red, green, and blue colors with respect to the optical axis direction on the light receiving surface. The chromatic aberration of the other wavelengths when correcting the chromatic aberration on the axes of the two wavelengths must be corrected very well. Furthermore, it is desired that the aperture efficiency is close to 100% up to the periphery of the field angle.
A列2番(短手長さ:420mm〜18インチ:457.2mm)以上の大きさの広幅原稿を600dpiの高密度で読取るためには、A列3番(通常12インチ対応で304.8mm程度)読取り用の読取レンズと比較して、原稿情報が約1.5倍となるため、緒収差を1/1.5倍に小さく補正する必要がある。 In order to read a wide document with a size larger than A row 2 (short length: 420 mm to 18 inches: 457.2 mm) at a high density of 600 dpi, A row 3 (usually about 304.8 mm for 12 inches) ) Since the document information is about 1.5 times that of the reading lens for reading, it is necessary to correct the aberration to be 1 / 1.5 times smaller.
従来、読取レンズとして4群6枚構成のガウスタイプが広く用いられている。
ガウスタイプは、半画角:19度程度まで像面湾曲の良好な補正が可能で、比較的大口径にしてもコマフレアの発生を小さく抑えることができ、色収差補正能力も高いタイプである。ガウスタイプの読取レンズで、A列3番サイズの原稿を読取りの対象としたものは従来、特許文献1や特許文献2、特許文献3等の種々の特許文献に記載されたものが知られている。
Conventionally, a Gauss type having four groups and six elements is widely used as a reading lens.
The Gaussian type is a type that can satisfactorily correct the curvature of field up to a half angle of view of about 19 degrees, can suppress the occurrence of coma flare even with a relatively large aperture, and has high chromatic aberration correction capability. Conventionally, Gauss-type reading lenses that can read an A-line No. 3 size document have been described in various patent documents such as Patent Document 1,
これら「A列3番サイズの原稿を読取対象とした読取レンズ」は、それよりサイズの大きいA列2番の原稿の読取りに用いると、絶対収差量が大きくなり、600dpiの高密度で広幅原稿を読取ることは性能面での困難さがある。 These “reading lenses for reading an A-line No. 3 original document”, when used for reading an A-line No. 2 original document having a larger size, have a large amount of absolute aberration and a high-density original with a high density of 600 dpi. Is difficult in terms of performance.
「A列2番サイズの広幅原稿を読取りの対象とした読取レンズ」としては、特許文献4、5記載のものが知られているが、これら特許公報に示された具体的な実施例に関する収差図を見ると、絶対収差量、特にコマ収差が大きく、400dpiより大きい読取密度への対応は困難であると考えられる。
As "reading lenses for reading a wide document of size A row No. 2", those described in
この発明は上述した事情を鑑み、A列2番サイズ(短手長さ:420mm〜18インチ:457.2mm)を越える広幅原稿を600dpiの高密度で読取ることが可能な新規な読取レンズの実現を課題とする。 In view of the above-described circumstances, the present invention realizes a novel reading lens capable of reading a wide document exceeding the size of row A No. 2 (short length: 420 mm to 18 inches: 457.2 mm) at a high density of 600 dpi. Let it be an issue.
この発明はまた、このような読取レンズをユニット化した読取レンズユニット、上記読取レンズを用いる原稿読取装置および画像形成装置の実現を課題とする。 Another object of the present invention is to realize a reading lens unit in which such a reading lens is unitized, a document reading apparatus using the reading lens, and an image forming apparatus.
この発明の読取レンズは「原稿像をラインセンサ上に結像させて原稿情報を読取る原稿読取装置に用いられ、原稿像をラインセンサ上に結像させる読取レンズ」であって、図1に構成を例示するように、原稿側(図の左方)から順次、正の第1レンズL1からなる第1群、正の第2レンズL2と負の第3レンズL3が接合されて負の屈折力を有する第2群、負の第4レンズL4と正の第5レンズL5が接合されて負の屈折力を有する第3群、正の第6レンズL6からなる第4群を配し、第2群と第3群との間に絞りSを有する4群6枚構成である。 The reading lens of the present invention is a “reading lens that is used in an original reading apparatus that reads an original image by forming an original image on a line sensor and forms an original image on the line sensor”, and is configured as shown in FIG. In order from the original side (left side of the drawing), the first group consisting of the positive first lens L1, the positive second lens L2, and the negative third lens L3 are cemented to form negative refractive power. A second group having a negative fourth lens L4 and a positive fifth lens L5 cemented to form a third group having a negative refractive power, and a fourth group consisting of a positive sixth lens L6. A four-group six-lens configuration having a diaphragm S between the group and the third group.
請求項1記載の読取レンズは以下の如き特徴を有する。
まず、部分分散:θgdは、d線(587.56nm)の屈折率:nd、c線(656.27nm)の屈折率:nc、F線(486.13nm)の屈折率:nF、g線(435.83nm)の屈折率:ngにより、次式:
θgd=(ng−nd)/(nF−nc)
により定義する。
The reading lens according to claim 1 has the following characteristics.
First, partial dispersion: θgd is the refractive index of d line (587.56 nm): nd, the refractive index of c line (656.27 nm): nc, the refractive index of F line (486.13 nm): nF, g line ( 435.83 nm), with the following formula:
θgd = (ng−nd) / (nF−nc)
Defined by
次に、光学材料の部分分散:θgdとアッベ数:νdとを直交2軸とする2次元座標面を想定する。そうすると「部分分散:θgdとアッベ数:νdが特定された光学材料」は、この2次元座標面上で「(θgd,νd)なる座標点」として表される。
この2次元座標面上に位置する基準材料:K7の座標点と基準材料:F2の座標点とを結んだ直線を「基準線」と定義する。
Next, a two-dimensional coordinate plane is assumed in which the partial dispersion of the optical material: θgd and the Abbe number: νd are two orthogonal axes. Then, “the optical material in which the partial dispersion: θgd and the Abbe number: νd are specified” is expressed as “coordinate point (θgd, νd)” on this two-dimensional coordinate plane.
A straight line connecting the coordinate point of the reference material K7 and the coordinate point of the reference material F2 located on the two-dimensional coordinate plane is defined as a “reference line”.
光学材料の部分分散:θgdの、上記2次元座標面上における基準線からの偏差をδθgdと定義する。即ち、偏差:θgdは、部分分散:θgdとアッベ数:νdとを与えられた光学材料の2次元座標面上における座標点と基準線との間の「部分分散軸に平行な方向」における距離である。 Partial deviation of the optical material: The deviation of θgd from the reference line on the two-dimensional coordinate plane is defined as δθgd. That is, the deviation: θgd is the distance in the “direction parallel to the partial dispersion axis” between the coordinate point on the two-dimensional coordinate plane of the optical material given the partial dispersion: θgd and the Abbe number: νd and the reference line. It is.
請求項1記載の読取レンズにおいては、第2レンズと第5レンズのうち少なくとも一方の材料の上記偏差:δθgdが正、第3レンズと第4レンズのうち少なくとも一方の材料の上記偏差:δθgdが負である。 The reading lens according to claim 1, wherein the deviation of at least one material of the second lens and the fifth lens: δθgd is positive, and the deviation of at least one material of the third lens and the fourth lens is δθgd. Is negative.
そして、原稿画像が結像されるラインセンサの必要画素数:N、ラインセンサの画素ピッチ(単位:μm):Pが、以下の条件:
(1) 9500 < N < 15000
(2) 4.5 < P < 7.0
を満足する。
The necessary number of pixels of the line sensor on which the original image is formed: N, the pixel pitch of the line sensor (unit: μm): P is as follows:
(1) 9500 <N <15000
(2) 4.5 <P <7.0
Satisfied.
上記第2および第5レンズの偏差:δθgdの和、即ち、{δθgd(第2レンズ)+δθgd(第5レンズ)}を「δθgd25」とし、第3および第4レンズの偏差:δθgdの和、即ち、{δθgd(第3レンズ)+δθgd(第4レンズ)}を「δθgd34」とする。さらに、第1、第2、第5および第6レンズのd線に対する屈折率の平均を「n凸」、アッベ数の平均を「ν凸」とし、第3および第4レンズのd線に対する屈折率の平均を「n凹」、アッベ数の平均を「ν凹」とすると、これら、δθgd25、δθgd34、n凸、n凹、ν凸、ν凹が、以下の条件:
(3) ―0.03 < δθgd25―δθgd34 < 0.03
(4) ―0.003 < n凸―n凹 < 0.063
(5) 12.7 < ν凸―ν凹 < 18.6
を満足することが好ましい(請求項2)。
Deviation of second and fifth lenses: sum of δθgd, ie {δθgd (second lens) + δθgd (fifth lens)} is “δθgd25”, deviation of third and fourth lenses: sum of δθgd, ie , {Δθgd (third lens) + δθgd (fourth lens)} is defined as “δθgd34”. Further, the average refractive index of the first, second, fifth and sixth lenses with respect to the d-line is “n convex”, the average of the Abbe number is “ν convex”, and the third and fourth lenses are refracted with respect to the d line. If the average of the rate is “n-concave” and the average of the Abbe number is “ν-concave”, these δθgd25, δθgd34, n-convex, n-concave, ν-convex, and ν-concave are as follows:
(3) −0.03 <δθgd25−δθgd34 <0.03
(4) -0.003 <n convex -n concave <0.063
(5) 12.7 <ν convex−ν concave <18.6
Is preferably satisfied (claim 2).
請求項1または2記載の読取レンズにおいて、第2レンズと第3レンズの接合による第2群は「物体側に凸面を向けて配置したメニスカス形状」であり、第4レンズと第5レンズの接合による第3群は「像面に凸面を向けて配置したメニスカス形状」であることが好ましい(請求項3)。この場合、第1レンズは「物体側に凸面を向けて配置したメニスカス形状」で、第6レンズは「像面に凸面を向けて配置したメニスカス形状」であることが好ましい(請求項4)。 3. The reading lens according to claim 1, wherein the second group formed by joining the second lens and the third lens is a “meniscus shape with a convex surface facing the object side”, and the fourth lens and the fifth lens are joined. The third group is preferably a “meniscus shape with the convex surface facing the image surface” (Claim 3). In this case, it is preferable that the first lens has a “meniscus shape with a convex surface facing the object side”, and the sixth lens has a “meniscus shape with a convex surface facing the image surface”.
請求項1〜4の任意の1に記載の読取レンズにおいて、全系のe線に対する合成焦点距離:f、第1群のe線に対する焦点距離:f1、第2群および第3群のe線に対する合成焦点距離:f25が、以下の条件:
(6) 0.77 < f1/f < 0.96
(7) −1.06 < f25/f < −0.63
を満足することが好ましい(請求項5)。
5. The reading lens according to claim 1, wherein the total focal length for the entire system e line is f, the focal length for the first group e line is f 1, and the second group and third group e lines. Is the following condition:
(6) 0.77 <f1 / f <0.96
(7) -1.06 <f25 / f <−0.63
Is preferably satisfied (Claim 5).
請求項1〜5の任意の1に記載の読取レンズは、6枚のレンズ全てをガラスレンズで構成することができるが、その場合、各レンズのガラス材料が「鉛、砒素などの有害物質」を含有していないことが好ましい(請求項6)。この場合において、6枚のレンズ全てを「球面レンズ」として構成することが好ましい(請求項7)。 The reading lens according to any one of claims 1 to 5, wherein all of the six lenses can be constituted by glass lenses. In that case, the glass material of each lens is "hazardous substances such as lead and arsenic". It is preferable not to contain (Claim 6). In this case, it is preferable that all six lenses are configured as “spherical lenses”.
この発明の読取レンズユニットは、上記請求項1〜7の任意の1に記載の読取レンズを鏡筒に組付け一体化した光学素子である(請求項8)。 The reading lens unit according to the present invention is an optical element in which the reading lens according to any one of claims 1 to 7 is assembled and integrated in a lens barrel (claim 8).
請求項9記載の原稿読取装置は「原稿画像をフルカラーで読取る装置」であって、原稿支持手段と、照明手段と、原稿読取レンズと、色分解手段と、撮像手段とを有する。
「原稿支持手段」は、原稿を支持する手段である。
「照明手段」は、原稿支持手段に支持された原稿を照明する手段である。
The document reading apparatus according to claim 9 is an “apparatus for reading a document image in full color”, and includes document support means, illumination means, a document reading lens, color separation means, and imaging means.
“Document support means” is means for supporting an original.
“Illuminating means” is means for illuminating the original document supported by the original document supporting means.
「原稿読取レンズ」は、照明された原稿の像を結像させるレンズであり、請求項1〜7の任意の1に記載の読取レンズ(使用形態としては請求項8の「読取レンズユニット」)が用いられる。
「色分解手段」は、原稿読取レンズの結像光路上に配置されて原稿画像の色分解を行う手段である。
「撮像手段」は、原稿読取レンズにより結像された原稿の像を受光して電気信号に変換する手段である。
The “original reading lens” is a lens that forms an image of an illuminated original, and the reading lens according to any one of claims 1 to 7 (the “reading lens unit” according to
The “color separation unit” is a unit that is disposed on the imaging optical path of the document reading lens and performs color separation of the document image.
The “imaging means” is means for receiving an image of the original image formed by the original reading lens and converting it into an electric signal.
請求項9記載の原稿読取装置は、原稿支持手段が「原稿を平面的に定置するコンタクトガラス」であり、照明手段が「コンタクトガラスに載置された原稿をスリット状に照明し、スリット状の照明部に交わる方向へ原稿を走査する手段」を有し、撮像手段が「ラインセンサ」である構成とすることができる(請求項10)。 In the document reading device according to claim 9, the document support means is “contact glass for placing the document in a plane”, and the illumination means illuminates the document placed on the contact glass in a slit shape. It is possible to employ a configuration in which a “scanning unit for scanning a document in a direction crossing the illumination unit” is provided and the imaging unit is a “line sensor”.
請求項11記載の画像形成装置は「画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成する装置」であって、原稿画像をフルカラーで読取って画像信号化する手段として、請求項9または10記載の原稿読取装置を有することを特徴とする。「画像信号に対応する画像の書込み」は、インクジェット方式やインクリボン方式、感熱方式等、公知の種々の方法で行うことができるが、「画像信号に対応する画像の書込みを、光書込みにより行う構成」とすることができる(請求項12)。 The image forming apparatus according to claim 11 is an “apparatus for writing an image corresponding to an image signal to form an image”, and as means for reading a document image in full color to form an image signal. A document reading device. “Writing an image corresponding to an image signal” can be performed by various known methods such as an ink jet method, an ink ribbon method, and a thermal method. Configuration ”(claim 12).
この場合、光書込みにより、光導電性の感光体に、形成すべき画像に対応する静電潜像を形成する構成とすることができる(請求項13)。「光書込み」は「光走査方式」でもよいし、「LEDアレイ等の発光点の像をレンズアレイで被走査面上に結像させる方式」でもよい。 In this case, an electrostatic latent image corresponding to an image to be formed can be formed on the photoconductive photosensitive member by optical writing. “Optical writing” may be “optical scanning” or “method of forming an image of a light emitting point such as an LED array on a surface to be scanned by a lens array”.
補足すると、一般的に像面湾曲を小さく補正するためには、ペッツバール和をある程度小さくして像面の平坦性を確保する必要があり、軸上の色収差補正のためには、正レンズに高屈折率で低分散(アッベ数が大きい)の光学材料を用い、負レンズに低屈折率、高分散(アッベ数が小さい)の材料を用いる必要がある。また、色収差の2次スペクトルを小さく抑えるには、前述の「基準線」からの各光学材料の部分分散の偏差:δθgdを「正レンズについてプラス」、「負レンズについてマイナス」とするのが良い。 Supplementally, in general, in order to correct the curvature of field small, it is necessary to reduce the Petzval sum to some extent to ensure the flatness of the image surface. It is necessary to use an optical material having a low refractive index (low Abbe number) and a material having a low refractive index and high dispersion (low Abbe number) for the negative lens. Further, in order to keep the secondary spectrum of chromatic aberration small, it is preferable to set the deviation of partial dispersion of each optical material from the above-mentioned “reference line”: δθgd as “plus for positive lens” and “minus for negative lens”. .
しかしながら、現在量産されている光学ガラスのうち、「正レンズとして使用する頻度の高い、高屈折率で低分散のランタンクラウン系やタンタルクラウン系の材料」は、部分分散の偏差:δθgdがマイナスであり、「負レンズとして使用する頻度の高い低屈折率高分散の重フリント系の材料」は、部分分散の偏差:δθgdがプラスである。 However, among optical glasses currently mass-produced, “high refractive index and low dispersion lanthanum crown and tantalum crown materials that are frequently used as positive lenses” have a partial dispersion deviation of δθgd of minus. In addition, “low refractive index and high dispersion heavy flint material that is frequently used as a negative lens” has a positive deviation of partial dispersion: Δθgd.
即ち、ペッツバール和を「小さく抑」え、軸上色収差を良好に補正するには、正レンズに「高屈折率で低分散のランタンクラウン系やタンタルクラウン系の材料」を用い、負レンズに「高屈折率で低分散のランタンクラウン系やタンタルクラウン系の材料」を用いればよいが、このような光学材料の組み合わせでは、部分分散の偏差:δθgdの符号が、正レンズ、負レンズに対して望ましい符号(「正レンズについてプラス」、「負レンズについてマイナス」)と逆になるため、色収差の2次スペクトルを小さく抑えることが困難である。このため、ペッツバール和、軸上色収差と「軸上色収差の2次スペクトル」の3つの収差を良好に補正することが困難であった。 In other words, in order to `` suppress Petzval sum '' and correct axial chromatic aberration well, use `` lanthanum crown and tantalum crown materials with high refractive index and low dispersion '' for the positive lens, and `` A high refractive index and low dispersion lanthanum crown or tantalum crown material can be used. However, with such an optical material combination, the sign of the partial dispersion deviation: δθgd is relative to that of the positive and negative lenses. Since it is opposite to the desired sign (“positive for positive lens”, “minus for negative lens”), it is difficult to keep the secondary spectrum of chromatic aberration small. For this reason, it has been difficult to satisfactorily correct the three aberrations of Petzval sum, axial chromatic aberration, and “secondary spectrum of axial chromatic aberration”.
この発明の読取レンズは、現在量産されている硝材の範囲で、ペッツバール和と軸上色収差の2次スペクトルを小さく抑えるために、接合レンズ(第2群、第3群)の正レンズの少なくとも1つを「部分分散の偏差:δθgdがプラスの光学材料」とし、負レンズの少なくとも1つを部分分散の偏差:δθgdがマイナスの光学材料」とする。 The reading lens according to the present invention is at least one of positive lenses of the cemented lens (second group, third group) in order to suppress the secondary spectrum of Petzval sum and axial chromatic aberration within the range of glass materials currently mass-produced. One of the negative lenses is an optical material having a partial dispersion deviation: δθgd and at least one of the negative lenses is an optical material having a partial dispersion deviation: δθgd.
A列2番サイズ以上の広幅の原稿を「600dpi以上の高密度」で読取るには「ラインセンサの必要画素数(=原稿面長さ(mm)×{読取密度/25.4(mm)})」として、条件(1)式の範囲の画素数が必要となる。実際の光学系においては、条件(1)で規定される必要画素数に対し「1割程度の余裕」を有したラインセンサが使用されることとなる。 To read a wide document of size A or larger in row A with “high density of 600 dpi or more”, “the number of pixels required for the line sensor (= document surface length (mm) × {read density / 25.4 (mm)}” ) ", The number of pixels in the range of the condition (1) is required. In an actual optical system, a line sensor having “a margin of about 10%” with respect to the required number of pixels defined by the condition (1) is used.
条件(2)は「ラインセンサのピッチ」の条件を定めるものであり、下限値を越えると、ラインセンサ面における評価空間周波数が非常に高くなるため、諸収差を非常に小さく補正する必要があり、4群6枚構成のガウスタイプでは収差補正が困難になったり、あるいは性能確保のためレンズ全長が大きくなったり、非常に高価な硝材を使用する必要が生じて読取レンズのコストアップを招来する。 Condition (2) defines the condition of “line sensor pitch”. If the lower limit is exceeded, the evaluation spatial frequency on the surface of the line sensor becomes very high, so various aberrations must be corrected to be very small. The Gauss type with 4 groups and 6 elements makes it difficult to correct aberrations, increases the overall length of the lens to ensure performance, or requires the use of very expensive glass, leading to an increase in the cost of the reading lens. .
条件(2)の上限を越えると、光学系の縮小倍率が大きくなるため、読取光学系全体をコンパクトにしようとすると、読取レンズの半画角が非常に大きくなって、軸上から軸外全域に亘って良好な性能を確保することが困難となる。逆に半画角を19度程度にしようとすると、焦点距離を非常に長くする必要があり、レンズ全長及びレンズ外径が長大化して読取レンズのコンパクト化が困難となりコストアップも招来する。 If the upper limit of condition (2) is exceeded, the reduction magnification of the optical system increases, so when trying to make the entire reading optical system compact, the half angle of view of the reading lens becomes very large, and the entire area from off-axis to on-axis It is difficult to ensure good performance over a long period of time. On the other hand, if the half angle of view is to be set to about 19 degrees, it is necessary to make the focal length very long, and the total length of the lens and the outer diameter of the lens become long, making it difficult to make the reading lens compact, resulting in an increase in cost.
条件(3)は、第2、第3群を構成する「正負レンズの接合レンズ」における正レンズ(第2レンズ、第5レンズ)の部分分散の偏差の和:δθgd25と、接合レンズにおける負レンズ(第3レンズ、第4レンズ)の部分分散の偏差の和:δθgd34との差:
δθgd25―δθgd34
をパラメータとし、このパラメータの適正な範囲を定めるものである。
Condition (3) is that the sum of partial dispersion deviations of the positive lens (second lens and fifth lens) in the “positive and negative cemented lenses” constituting the second and third groups: δθgd25 and the negative lens in the cemented lens Sum of partial dispersion deviations of (third lens, fourth lens): difference from δθgd34:
δθgd25―δθgd34
Is used as a parameter, and an appropriate range of this parameter is determined.
パラメータ:δθgd25―δθgd34が条件(3)の下限を越えると、「軸上の色収差補正をしている波長の外側」の領域で2次スペクトルが補正不足となり「正で大きく」なってしまう。逆に、パラメータ:δθgd25―δθgd34が条件(3)の上限を超えると、「軸上の色収差を補正している波長の間」の領域で2次スペクトルが「負で大きく」なりすぎてしまう。 If the parameter: δθgd25−δθgd34 exceeds the lower limit of the condition (3), the secondary spectrum becomes insufficiently corrected in the region “outside the wavelength for correcting chromatic aberration on the axis” and becomes “positive and large”. Conversely, when the parameter: δθgd25−δθgd34 exceeds the upper limit of the condition (3), the secondary spectrum becomes “negative and large” in the region “between wavelengths for correcting axial chromatic aberration”.
条件(4)は、「読取レンズを構成する4枚の凸レンズと2枚の凹レンズの屈折率の範囲」を定めるもので、条件(4)の上限を超えると、凹レンズの屈折率が小さくなり、ペッツバール和における負の成分が大きくなって、ペッツバール和が小さくなりやすく、像面が正の側に倒れて像面湾曲が大きくなり易い。条件(4)の下限を超えると逆に、凸レンズの屈折率が小さくなりやすく、ペッツバール和における正の成分が大きくなって、ペッツバール和が大きくなりやすく、像面が負の側に倒れて非点隔差が大きくなり易い。従って、条件(4)の範囲外では「全画面にわたって良好な結像性能を得る」ことが困難になる。 Condition (4) defines "the range of the refractive index of the four convex lenses and the two concave lenses constituting the reading lens". When the upper limit of the condition (4) is exceeded, the refractive index of the concave lens becomes small. The negative component in the Petzval sum is increased, the Petzval sum is likely to be reduced, and the image surface is inclined to the positive side and the curvature of field is likely to be increased. On the contrary, if the lower limit of condition (4) is exceeded, the refractive index of the convex lens tends to decrease, the positive component in the Petzval sum increases, the Petzval sum tends to increase, and the image plane falls to the negative side and is astigmatism. The gap is likely to increase. Therefore, it is difficult to “obtain good imaging performance over the entire screen” outside the range of condition (4).
条件(5)は「軸上の色収差を良好に補正する条件」で、上限を超えると軸上の色収差が補正過剰となり「主波長より短波長側で軸上の色収差が正の側に大きく」なる。また、下限を超えると軸上の色収差が補正不足となり「主波長より短波長側で負の側に軸上の色収差が大きく」なってしまう。 Condition (5) is “a condition to correct axial chromatic aberration satisfactorily”. When the upper limit is exceeded, axial chromatic aberration is overcorrected, and “axial chromatic aberration is larger on the shorter wavelength side than the main wavelength on the positive side” Become. On the other hand, if the lower limit is exceeded, the axial chromatic aberration is insufficiently corrected, and “the axial chromatic aberration becomes larger on the negative side on the shorter wavelength side than the main wavelength”.
請求項3記載の読取レンズのように「絞りに近接したレンズ(第2群、第3群)」をメニスカス形状とすることで、第2群と第3群の間に配置した絞りに対し、光線が「出来る限りコンセントリックに入射する」ようにすることができ、球面収差や像面湾曲を小さく抑えることが可能となる。
By making the “lenses close to the diaphragm (second group, third group)” into a meniscus shape as in the reading lens according to
請求項4記載の読取レンズのように、第1レンズを「物体側に凸面を向けて配置したメニスカス形状」、第6レンズを「像面に凸面を向けて配置したメニスカス形状」とすることにより、請求項3記載の構成と併せて「全てのレンズをメニスカス形状とする」ことで、第2群と第3群の間に配置した絞りに対し、全てのレンズで光線が「出来る限りコンセントリックに入射」するようにでき、絞りに対しての対称性を保ち、球面収差や歪曲収差、および倍率の色収差を小さく抑えることが可能となる。
5. The reading lens according to
請求項1〜4に記載の読取レンズは、請求項5記載の条件(6)、(7)のを満足することで、更に各収差を良好に補正することが可能となり、高性能でかつコンパクト、低コスト化を実現できる。 The reading lens according to any one of the first to fourth aspects can satisfy each of the conditions (6) and (7) according to the fifth aspect, thereby making it possible to correct each aberration more satisfactorily. Cost reduction can be realized.
条件(6)は「全系のパワーに対する第1群の相対的なパワー」を定める条件であり、パラメータ:f1/fが上限を越えると、第1群のパワーが全系のパワーに対して相対的に弱くなりすぎ、性能確保のためレンズ全体を大きくする必要が生じ、コストアップを生じやすくなる。逆に、パラメータ:f1/fが下限を越えるとレンズのコンパクト化には有利であるが、全系のパワーに対する第1群のパワーが相対的に強くなりすぎるため、コマフレアが大きくなり易く、特に低周波数でのコントラストが低下しやすくなる。 Condition (6) is a condition for defining “relative power of the first group with respect to the power of the entire system”. When the parameter f1 / f exceeds the upper limit, the power of the first group is compared with the power of the entire system. It becomes relatively weak, and it is necessary to enlarge the entire lens to ensure performance, which tends to increase costs. On the contrary, if the parameter f1 / f exceeds the lower limit, it is advantageous for making the lens compact. However, since the power of the first unit relative to the power of the entire system becomes relatively strong, the coma flare tends to increase. The contrast at low frequencies tends to decrease.
条件(7)は、正・負・負・正のパワー配分を持つ4群構成の読取レンズ中の「負のパワーを有する第2群と第3群の合成パワー」を規制する条件であり、パラメータ:f25/fが上限を超えると「全系における負のパワー」が小さくなりすぎて、球面収差、像面湾曲共に補正過剰となり、周辺でのコマ収差が悪化してしまう。逆に、パラメータ:f25/fが下限を越えると「全系における負のパワー」が大きくなりすぎて、球面収差、像面湾曲共に補正不足となり、中間画角での非点隔差が増大し、中間画角でのコマ収差が悪化する。このため、条件(7)の範囲外で「全画面にわたって良好な結像性能を得る」ことは極めて困難になる。 Condition (7) is a condition that regulates “the combined power of the second group and the third group having negative power” in the reading lens having a four-group configuration having positive, negative, negative, and positive power distributions. When the parameter: f25 / f exceeds the upper limit, the “negative power in the entire system” becomes too small, both the spherical aberration and the field curvature are overcorrected, and the coma around the periphery is deteriorated. On the other hand, if the parameter f25 / f exceeds the lower limit, the “negative power in the entire system” becomes too large, both the spherical aberration and the curvature of field become insufficiently corrected, and the astigmatism at the intermediate angle of view increases. The coma at the intermediate angle of view deteriorates. For this reason, it is extremely difficult to “obtain good imaging performance over the entire screen” outside the range of condition (7).
請求項6記載の読取レンズのように、第1レンズ〜第6レンズの全てを「鉛、砒素などの有害物質を含有していないガラス材料」で構成すると、材料のリサイクル化が可能で、加工時の廃液による水質汚染が無く、地球環境を考慮した小型で低コストなカラー画像読取レンズを実現できる。 When the first to sixth lenses are all made of a “glass material that does not contain harmful substances such as lead and arsenic” as in the reading lens according to claim 6, the material can be recycled and processed. There is no water pollution due to the waste liquid at the time, and a small and low-cost color image reading lens considering the global environment can be realized.
また、近来、種々のレンズ系に非球面レンズが多用されているが、非球面レンズは一般には樹脂成型で製造されるので、レンズ外径が大きくなると成型に時間を要し、加工コストが上昇する。また、樹脂レンズとして構成される非球面レンズは、温度や湿度の影響を受けやすく、温度変化による変形などで面形状が変化しやすい。請求項7記載の読取レンズのように、第1レンズ〜第6レンズを全てガラスによる球面レンズで構成し、非球面を用いないことにより、レンズの大きさに対する制限が大幅に緩和され、加工性や面形状精度の向上により加工精度のよい読取レンズを実現でき、環境変動に影響され難い原稿読取りが可能になる。 In recent years, aspherical lenses have been widely used in various lens systems. However, since aspherical lenses are generally manufactured by resin molding, it takes time to mold and the processing cost increases as the lens outer diameter increases. To do. An aspherical lens configured as a resin lens is easily affected by temperature and humidity, and its surface shape is likely to change due to deformation due to temperature change. As in the reading lens according to claim 7, the first lens to the sixth lens are all composed of spherical lenses made of glass, and by not using an aspheric surface, the restriction on the size of the lens is greatly relaxed, and workability is improved. Further, by improving the surface shape accuracy, it is possible to realize a reading lens with high processing accuracy, and it is possible to read a document that is hardly affected by environmental fluctuations.
上記請求項1〜7記載の読取レンズを「鏡筒に組付け一体化」することにより、低コスト、高性能の「読取レンズユニット(請求項8)」が得られる。 A low-cost, high-performance “reading lens unit (claim 8)” can be obtained by “assembling and integrating the reading lens according to claims 1 to 7”.
上記の如く、請求項10記載の原稿読取装置では「コンタクトガラスに平面的に定置された原稿が照明手段により照明走査される」が、「照明装置と原稿読取レンズとラインセンサとの位置関係を固定し、読取るべき原稿をラインセンサに共役な位置におかれたコンタクトガラス上においてスリット状に照明しつつ、原稿をスリット状の照明位置に交わる方向へ移動させて原稿の照明走査を行う」ように構成してもよい。この場合のコンタクトガラスは「細幅のもので原稿を照明するのに必要な幅」を有していればよい。 As described above, in the document reading device according to the tenth aspect, “a document placed in a plane on the contact glass is illuminated and scanned by the illuminating means” indicates that the positional relationship among the illumination device, the document reading lens, and the line sensor is The document to be scanned is illuminated in a slit shape on the contact glass placed at a position conjugate to the line sensor, and the document is moved in a direction crossing the slit-shaped illumination position to perform illumination scanning of the document. You may comprise. In this case, the contact glass has only to have “a narrow width necessary for illuminating the original”.
また「読取るべき原稿を原稿ガラス上に平面的に定置して原稿全面を所定の照度分布で照明し、原稿全面の縮小画像を原稿読取レンズによりエリアセンサの受光面上に結像させて原稿の全面を同時に読取る」ように構成することも可能である。また、色分解手段として、原稿の照明光を赤・緑・青の順に高速で切り替えるようにして行うものを用いることもできる。 Also, “a document to be read is placed flat on the document glass, the entire document is illuminated with a predetermined illuminance distribution, and a reduced image of the entire document is imaged on the light receiving surface of the area sensor by the document reading lens. It is also possible to configure so that the entire surface is read simultaneously. Further, as the color separation means, it is possible to use one that switches the illumination light of the document at a high speed in the order of red, green, and blue.
上述の如く、この発明によれば、条件(1)、(2)を満足するラインセンサを用い、A列2番サイズ以上の広幅原稿を600dpiの高密度で読取るのに必要な性能を持った4群6枚構成でガウスタイプの読取レンズを実現可能である。 As described above, according to the present invention, the line sensor satisfying the conditions (1) and (2) is used, and the performance necessary for reading a wide document having a size of column A No. 2 or larger at a high density of 600 dpi is provided. A Gauss-type reading lens can be realized with a four-group six-lens configuration.
後述する各実施例に示すように、この発明の読取レンズはF/NOが4.5程度と明るく、開口効率が周辺部まで100%に近く、像面湾曲が非常に良好に補正され、コマフレアも小さく、高空間周波数領域で軸上近傍から最周辺まで高いコントラストを有し、軸上の色収差及び2次スペクトルが小さく抑えられ、色分解されたR(赤)、G(緑)、B(青)の結像位置の差を小さく抑えられ、A列2番サイズ以上の広幅原稿を600dpiの読取密度で良好に読取ることが可能である。 As shown in each embodiment described later, the reading lens according to the present invention has a bright F / NO of about 4.5, the aperture efficiency is close to 100% up to the periphery, the field curvature is corrected very well, and the coma flare is corrected. Is small and has high contrast from the vicinity of the axis to the outermost periphery in the high spatial frequency region, the axial chromatic aberration and the secondary spectrum are kept small, and the color-separated R (red), G (green), B ( The difference in the image forming position of blue) can be suppressed small, and a wide original having a size of row A No. 2 or larger can be satisfactorily read at a reading density of 600 dpi.
請求項6記載の読取レンズは、各構成レンズ材料のリサイクル化が可能で、加工時の廃液による水質汚染がない。
このような読取レンズを用いた原稿読取装置は原稿のカラー画像を良好に読取ることができ、このような原稿読取装置を用いる画像形成装置は、良好に読取ったカラー画像情報に基づき良好なカラー画像の形成を実現できる。
In the reading lens according to the sixth aspect, each constituent lens material can be recycled, and there is no water pollution due to waste liquid during processing.
An original reading apparatus using such a reading lens can read a color image of the original satisfactorily, and an image forming apparatus using such an original reading apparatus can obtain a good color image based on well read color image information. Can be formed.
原稿読取装置の実施の1形態を第8図に示す。
第8図において、読取られるべき原稿2は、原稿支持手段としてのコンタクトガラス1上に平面的に定置され、コンタクトガラス1の下部に配置された図示されない照明光学系(図面に直交する方向に長い管灯とリフレクタにより構成される公知の適宜のものを用いることができる。)により「図面に直交する方向に長いスリット状部分」が照明される。
One embodiment of the document reading apparatus is shown in FIG.
In FIG. 8, a
原稿1の照明された部分からの反射光は、第1走行体3に設けられた第1ミラー3Aにより反射された後、第2走行体4に設けられた第2ミラー4A、第3ミラー4Bにより順次反射され、読取レンズユニット5の鏡筒に組付けられた読取レンズ5Aを透過し、撮像手段としてのラインセンセ6の受光部上に原稿の縮小像として結像する。
読取レンズ5Aとしては、請求項1〜9の任意の1に記載のもの、具体的には、例えば後述の実施例1〜3の何れかの原稿読取レンズが使用される。
The reflected light from the illuminated portion of the document 1 is reflected by the
As the
第1走行体3、第2走行体4は、図示されない駆動手段により、それぞれ矢印方向(図の右方)へ走行させられる。第1走行体3の走行速度は「V」、第2走行体4の走行速度は「V/2」である。この走行により、第1走行体3、第2走行体4は、それぞれ破線で示す位置まで変位する。
The
図示されない照明光学系は第1走行体3と一体的に移動し、コンタクトガラス1上の原稿2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原稿読取レンズに至る光路長」は不変に保たれる。
An illumination optical system (not shown) moves integrally with the first traveling
ラインセンサ6は、「色分解手段として赤(R)、緑(G)、青(B)のフィルタを持った受光素子を、1チップに3列に配列させた所謂3ラインCCD(3ラインのラインセンサ)」であり、原稿2の照明走査に伴い、原稿画像を画像信号化する。このようにして原稿2の読取りが実行され、原稿2のカラー画像は、赤、緑、青の3原色に色分解して読取られる。
The line sensor 6 is a so-called three-line CCD (three-line CCD) in which light-receiving elements having red (R), green (G), and blue (B) filters as color separation means are arranged in three rows on one chip. Line sensor) ”, and the original image is converted into an image signal as the original 2 is illuminated and scanned. In this way, reading of the
即ち、図8に示す原稿読取装置は、原稿画像をフルカラーで読取る装置であって、原稿2を支持する原稿支持手段1と、この原稿支持手段1に支持された原稿2を照明する照明手段(図示されない照明光学系と、第1走行体3、第2走行体4と、これら走行体3、4に保持された第1〜第3ミラー3A、4A、4Bと、上記走行体3、4を走行させる図示されない駆動手段により構成される。)と、照明された原稿2の像を結像させる読取レンズ5A(読取レンズユニット5の鏡筒に組付けられている。)と、読取レンズ5Aの結像光路中に設けられた「色分解手段(前記3ラインCCDに設けられた赤、緑、青のフィルタ)」と、上記読取レンズ5Aにより結像された原稿の像を受光して電気信号に変換する撮像手段6とを有し、読取レンズとして、請求項1〜7の任意の1に記載の原稿読取レンズを用いたもの(請求項9)である。
That is, the document reading apparatus shown in FIG. 8 is a device that reads a document image in full color, and includes a document support unit 1 that supports the
また、「原稿支持手段」が、原稿2を平面的に定置するコンタクトガラス1であり、照明手段が、コンタクトガラス1に載置された原稿2をスリット状に照明し、スリット状の照明部に交わる方向へ原稿を走査する手段を有し、「撮像手段」がラインセンサ6である(請求項10)。
Further, the “document supporting means” is the contact glass 1 for placing the
原稿読取装置の他の形態として「コンタクトガラス上の原稿をスリット状に照明する照明手段と、ラインセンサと、原稿の被照明部からラインセンサに至る結像光路を形成する複数のミラーと、上記結像光路上に配置される原稿読取レンズと」を相互に一体化した読取ユニットを、駆動手段により原稿に相対的に走行させることにより原稿を読取走査するようにした形態のものとすることもできる。 As another form of the document reading device, “illumination means for illuminating the document on the contact glass in a slit shape, a line sensor, a plurality of mirrors forming an imaging optical path from the illuminated part of the document to the line sensor, It is also possible to adopt a configuration in which a reading unit in which a document reading lens arranged on the imaging optical path is integrated with each other is read and scanned relative to the document by driving means. it can.
また、読取レンズは、原稿送り装置(所謂ADF)内に配置して、原稿の両面読取時の「原稿裏面読取用」としても使用可能である。 Further, the reading lens can be disposed in a document feeder (so-called ADF) and used as “for document back side reading” when reading both sides of a document.
「色分解」は、上記とは別に、原稿読取レンズとラインセンサ(CCD)との間に色分解プリズムやフィルタを選択的に挿入し、R(赤)、G(緑)、B(青)に色分解する方法や、「R、G、Bの光源を順次点灯させ原稿を照明する方法」を用いることができる。 In “color separation”, a color separation prism or filter is selectively inserted between the document reading lens and the line sensor (CCD) separately from the above, and R (red), G (green), and B (blue). Or a “method of illuminating a document by sequentially turning on R, G, and B light sources”.
「画像形成装置」の実施の1形態を第9図に示す。 One embodiment of the “image forming apparatus” is shown in FIG.
この画像形成装置は、装置上部に位置する原稿読取装置200と、その下位に位置する「画像形成部」とを有する。原稿読取装置200の部分は、第8図に即して説明したのと同様のものであり、各部には第8図と同じ符号を付してある。
This image forming apparatus includes a
原稿読取装置200における3ラインのラインセンサ(撮像手段)6から出力される画像信号は信号処理部120に送られ、信号処理部120において処理されて「書込み用の信号(イエロー・マゼンタ・シアン・黒の各色を書込むための信号)」に変換される。
The image signal output from the three-line line sensor (imaging means) 6 in the
画像形成部は、「潜像担持体」として円筒状に形成された光導電性の感光体110を有し、その周囲に、帯電手段としての帯電ローラ111、リボルバ式の現像装置113、転写ベルト114、クリーニング装置115が配設されている。帯電手段としては帯電ローラ111に代えて「コロナチャージャ」を用いることもできる。
The image forming unit includes a photoconductive
信号処理部120から書込み用の信号を受けて光走査により感光体110に書込みを行う光走査装置117は、帯電ローラ111と現像装置113との間において感光体110の光走査を行うようになっている。
An
符号116は定着装置、符号118はカセット、符号119はレジストローラ対、符号122は給紙コロ、符号121はトレイ、符号Sは「記録媒体」としての転写紙を示している。
画像形成を行うときは、光導電性の感光体110が時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ111により均一帯電され、光走査装置117のレーザビームの光書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。
When image formation is performed, the photoconductive
「画像の書込み」は、感光体110の回転に従い、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像、黒画像の順に行われ、形成された静電潜像はリボルバ式の現像装置113の各現像ユニットY(イエロートナーによる現像を行う)、M(マゼンタトナーによる現像を行う)、C(シアントナーによる現像を行う)、K(黒トナーによる現像を行う)により順次反転現像されてポジ画像として可視化され、得られた各色トナー画像は、転写ベルト114上に、転写電圧印加ローラ114Aにより順次転写され、上記各色トナー画像が転写ベルト114上で重ね合わせられてカラー画像となる。
“Image writing” is performed in the order of a yellow image, a magenta image, a cyan image, and a black image in accordance with the rotation of the
転写紙Sを収納したカセット118は、画像形成装置本体に脱着可能であり、図のごとく装着された状態において、収納された転写紙Sの最上位の1枚が給紙コロ122により給紙され、給紙された転写紙Sはその先端部をレジストローラ対119に捕えられる。
The
レジストローラ対119は、転写ベルト114上の「トナーによるカラー画像」が転写位置へ移動するのにタイミングを合わせて転写紙Sを転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙Sは、転写部においてカラー画像と重ね合わせられ、転写ローラ114Bの作用によりカラー画像を静電転写される。転写ローラ114Bは、転写時に転写紙Sをカラー画像に押圧させる。
The
カラー画像を転写された転写紙Sは定着装置116へ送られ、定着装置116においてカラー画像を定着され、図示されないガイド手段による搬送路を通り、図示されない排紙ローラ対によりトレイ121上に排出される。各色トナー画像が転写されるたびに、感光体110の表面はクリーニング装置115によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
The transfer sheet S on which the color image has been transferred is sent to the
即ち、図9に実施の形態を示した画像形成装置は、画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成する画像形成装置であって、原稿画像を画像信号化する手段として、請求項9〜10に記載の原稿読取装置200を有する(請求項11)。また、画像信号に対応する画像の書込みを光書込みにより行い(請求項12)、光書込みにより、光導電性の感光体110に、形成すべき画像に対応する静電潜像を形成する(請求項13)。
That is, the image forming apparatus shown in the embodiment in FIG. 9 is an image forming apparatus that forms an image by writing an image corresponding to the image signal, and as means for converting a document image into an image signal. 10 to 10 (claim 11). The image corresponding to the image signal is written by optical writing (claim 12), and an electrostatic latent image corresponding to the image to be formed is formed on the photoconductive
以下、読取レンズの具体的な実施例を3例挙げる。 Three specific examples of the reading lens will be described below.
各実施例における記号の意味は下記の通りである。
DPI : 読取密度
f : 全系のe線の合成焦点距離
F : Fナンバ
m : 縮小倍率
Y : 物体高
ω : 半画角(度)
N : ラインセンサの必要画素数
P : ラインセンサの画素ピッチ
r : 面の曲率半径
d : 面間隔
nd : d線(587.56nm)に対する屈折率
ne : e線(546.07nm)に対する屈折率
ng : g線(435.83nm)に対する屈折率
nF : F線(486.13nm)に対する屈折率
nC : C線(656.27nm)に対する屈折率
νd : d線(587.56nm)に対するアッベ数
c1 : コンタクトガラスの物体側の曲率半径
c2 : コンタクトガラスの像側の曲率半径
c3 : CCDカバーガラスの物体側の曲率半径
c4 : CCDカバーガラスの像側の曲率半径
1〜11 : 原稿側から数えたレンズ面および絞りの面
δθgdj(j=2〜5): 物体側から数えてj番目のレンズの材料の部分分散偏差
δθgd(凸) : 正の屈折力を有するレンズの部分分散偏差の平均
δθgd(凹) : 負の屈折力を有するレンズの部分分散偏差の平均
The meanings of symbols in each embodiment are as follows.
DPI: Reading density f: Total focal length of e-line in the entire system F: F number m: Reduction magnification Y: Object height ω: Half angle of view (degrees)
N: Necessary number of pixels of the line sensor P: Pixel pitch of the line sensor r: Surface radius of curvature d: Surface spacing nd: Refractive index for d line (587.56 nm) ne: Refractive index ng for e line (546.07 nm) : Refractive index nF with respect to g-line (435.83 nm): Refractive index n with respect to F-line (486.13 nm) n: Refractive index with respect to C-line (656.27 nm) νd: Abbe number c1 with respect to d-line (587.56 nm): Contact Curvature radius c2 on the object side of the glass: Curvature radius c3 on the image side of the contact glass: Curvature radius c4 on the object side of the CCD cover glass: Curvature radius 1-11 on the image side of the CCD cover glass: Lens surfaces counted from the document side And diaphragm surface δθgdj (j = 2 to 5): Partial dispersion deviation δθgd (convex) of the material of the j-th lens counted from the object side: Average of partial dispersion deviation of lens having positive refractive power δθgd (concave): Average of partial dispersion deviation of lens having negative refractive power
DPI=600dpi、f=77.128、F=4.50、m=0.1258、
Y=228.6、ω=18.3゜、N=10800、P=5.325
実施例1のデータを表1に示す。
DPI = 600 dpi, f = 77.128, F = 4.50, m = 0.1258,
Y = 228.6, ω = 18.3 °, N = 10800, P = 5.325
The data of Example 1 is shown in Table 1.
条件(3)の各パラメータの値を表2に示す。 Table 2 shows the values of the parameters in the condition (3).
条件(4)、(5)の各パラメータの値を表3に示す。 Table 3 shows the values of the parameters of the conditions (4) and (5).
条件(6)、(7)の各パラメータの値を表4に示す。 Table 4 shows the values of the parameters of the conditions (6) and (7).
DPI=600dpi、f=76.399、F=4.48、m=0.1258、
Y=228.6、ω=18.5゜、N=10800、P=5.325
実施例2のデータを表5に示す。
DPI = 600 dpi, f = 76.399, F = 4.48, m = 0.1258,
Y = 228.6, ω = 18.5 °, N = 10800, P = 5.325
The data of Example 2 is shown in Table 5.
条件(3)の各パラメータの値を表6に示す。 Table 6 shows the values of the parameters in the condition (3).
条件(4)、(5)の各パラメータの値を表7に示す。 Table 7 shows the values of the parameters of the conditions (4) and (5).
条件(6)、(7)の各パラメータの値を表8に示す。 Table 8 shows the values of the parameters of the conditions (6) and (7).
DPI=600dpi、f=84.9、F=4.40、m=0.1417、
Y=228.6、ω=18.5゜、N=10800、P=6.0
実施例3のデータを表9に示す。
DPI = 600 dpi, f = 84.9, F = 4.40, m = 0.1417,
Y = 228.6, ω = 18.5 °, N = 10800, P = 6.0
The data of Example 3 is shown in Table 9.
条件(3)の各パラメータの値を表10に示す。 Table 10 shows the values of the parameters of the condition (3).
条件(4)、(5)の各パラメータの値を表11に示す。 Table 11 shows the values of the parameters of the conditions (4) and (5).
条件(6)、(7)の各パラメータの値を表12に示す。 Table 12 shows the values of the parameters of the conditions (6) and (7).
実施例1〜3において、使用された硝材は全て「HOYAガラス製」であり、硝材名は商品名である。 In Examples 1 to 3, the glass materials used are all “made by HOYA glass”, and the glass material names are trade names.
図2に、実施例1のレンズ構成図を示す。図において符号「CGはコンタクトガラス」、符号CDGは「CCDカバーガラス」を示す。また、符号I、II、III、IVはそれぞれ第1〜第4群を示し、符号Sは絞りを示す。実施例2のレンズ構成図を示す図4、実施例3のレンズ構成図を示す図6においても同様である。 FIG. 2 shows a lens configuration diagram of the first embodiment. In the figure, reference numeral “CG is contact glass” and reference numeral CDG is “CCD cover glass”. Reference numerals I, II, III, and IV indicate first to fourth groups, respectively, and reference numeral S indicates a stop. The same applies to FIG. 4 showing the lens configuration diagram of Example 2 and FIG. 6 showing the lens configuration diagram of Example 3.
図3に、実施例1に関する収差図を示す。球面収差の図における波線は正弦条件、非点収差の図における実線はサジタル光線、破線はメリディオナル光線を示す。また、符号eはe線(546.07nm)、符号gはg線(436.83nm)、符号cはc線(656.27nm)、符号FはF線(486.13nm)を示す。実施例2に関する収差図を示す図5、実施例3に関する収差図を示す図7においても同様である。 FIG. 3 shows aberration diagrams related to Example 1. The wavy line in the spherical aberration diagram indicates the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram indicates the sagittal ray, and the broken line indicates the meridional ray. The symbol e represents the e-line (546.07 nm), the symbol g represents the g-line (436.83 nm), the symbol c represents the c-line (656.27 nm), and the symbol F represents the F-line (486.13 nm). The same applies to FIG. 5 showing an aberration diagram related to Example 2 and FIG. 7 showing an aberration diagram related to Example 3.
各実施例は対応する収差図から明らかなように、性能が極めて良好であり、条件(1)、(2)を満足するラインセンサを用い、A列2番サイズ以上の広幅原稿を600dpiの高密度で読取るのに必要な性能を実現している。 As is clear from the corresponding aberration diagrams, each example has very good performance, and a line sensor satisfying the conditions (1) and (2) is used, and a wide original having a size of column A, No. 2 or larger, has a high resolution of 600 dpi. It achieves the performance necessary to read with density.
L1 第1レンズ
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
S 絞り
L1 1st lens L2 2nd lens L3 3rd lens L4 4th lens L5 5th lens L6 6th lens S Aperture
Claims (13)
原稿側から順次、正の第1レンズからなる第1群、正の第2レンズと負の第3レンズが接合されて負の屈折力を有する第2群、負の第4レンズと正の第5レンズが接合されて負の屈折力を有する第3群、正の第6レンズからなる第4群を配し、上記第2群と第3群との間に絞りを有する4群6枚構成であり、
d線(587.56nm)の屈折率:nd、c線(656.27nm)の屈折率:nc、F線(486.13nm)の屈折率:nF、g線(435.83nm)の屈折率:ngにより、次式:
θgd=(ng−nd)/(nF−nc)
により部分分散:θgdを定義し、
部分分散:θgdとアッベ数:νdを直交2軸とする2次元座標面上で、基準材料:K7の座標点と基準材料:F2の座標点とを結んだ直線として基準線を定義し、
光学材料の部分分散:θgdの、上記2次元座標面上における上記基準線からの偏差をδθgdとするとき、
上記第2レンズと第5レンズのうち少なくとも一方の材料の上記偏差:δθgdが正、
上記第3レンズと第4レンズのうち少なくとも一方の材料の上記偏差:δθgdが負であり、
ラインセンサの必要画素数:N、ラインセンサの画素ピッチ(単位:μm):Pが、以下の条件:
(1) 9500 < N < 15000
(2) 4.5 < P < 7.0
を満足することを特徴とする読取レンズ。 A reading lens that is used in a document reading device that forms a document image on a line sensor and reads document information, and that forms a document image on the line sensor,
In order from the document side, a first group consisting of a positive first lens, a second group having a negative refractive power by joining a positive second lens and a negative third lens, a negative fourth lens and a positive first lens A four-group six-lens configuration in which a third group having a negative refracting power and a fourth group consisting of a positive sixth lens are arranged with five lenses joined, and a stop is provided between the second group and the third group And
d-line (587.56 nm) refractive index: nd, c-line (656.27 nm) refractive index: nc, F-line (486.13 nm) refractive index: nF, g-line (435.83 nm) refractive index: ng gives the following formula:
θgd = (ng−nd) / (nF−nc)
Defines partial dispersion: θgd,
The reference line is defined as a straight line connecting the coordinate point of the reference material: K7 and the coordinate point of the reference material: F2 on the two-dimensional coordinate plane having the partial dispersion: θgd and the Abbe number: νd as two orthogonal axes.
Partial dispersion of optical material: θgd, when the deviation from the reference line on the two-dimensional coordinate plane is δθgd,
The deviation of at least one material of the second lens and the fifth lens: δθgd is positive,
The deviation of the material of at least one of the third lens and the fourth lens: δθgd is negative,
Necessary number of pixels of line sensor: N, pixel pitch of line sensor (unit: μm): P is as follows:
(1) 9500 <N <15000
(2) 4.5 <P <7.0
A reading lens characterized by satisfying
第2および第5レンズの偏差:δθgdの和:δθgd25、第3および第4レンズの偏差:δθgdの和:δθgd34、
第1、第2、第5および第6レンズのd線に対する屈折率の平均:n凸、アッベ数の平均:ν凸、第3および第4レンズのd線に対する屈折率の平均:n凹、アッベ数の平均:ν凹が、以下の条件:
(3) ―0.03 < δθgd25―δθgd34 < 0.03
(4) ―0.003 < n凸―n凹 < 0.063
(5) 12.7 < ν凸―ν凹 < 18.6
を満足することを特徴とする、読取レンズ。 The reading lens according to claim 1.
Deviation of second and fifth lenses: Sum of δθgd: δθgd25, Deviation of third and fourth lenses: Sum of δθgd: δθgd34,
Average refractive index for the d-line of the first, second, fifth and sixth lenses: n-convex, average Abbe number: v-convex, average of refractive index for the d-line of the third and fourth lenses: n-concave, Abbe number average: ν concave but under the following conditions:
(3) −0.03 <δθgd25−δθgd34 <0.03
(4) -0.003 <n convex -n concave <0.063
(5) 12.7 <ν convex−ν concave <18.6
A reading lens characterized by satisfying
第2レンズと第3レンズの接合による第2群は、物体側に凸面を向けて配置したメニスカス形状であり、第4レンズと第5レンズの接合による第3群は、像面に凸面を向けて配置したメニスカス形状であることを特徴とする読取レンズ。 The reading lens according to claim 1 or 2,
The second group formed by bonding the second lens and the third lens has a meniscus shape arranged with the convex surface facing the object side, and the third group formed by bonding the fourth lens and the fifth lens has the convex surface directed toward the image plane. A reading lens having a meniscus shape arranged in the manner described above.
第1レンズは物体側に凸面を向けて配置したメニスカス形状であり、第6レンズは像面に凸面を向けて配置したメニスカス形状であることを特徴とする読取レンズ。 The reading lens according to claim 3.
A reading lens, wherein the first lens has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, and the sixth lens has a meniscus shape with a convex surface facing the image surface.
全系のe線に対する合成焦点距離:f、第1群のe線に対する焦点距離:f1、第2群および第3群のe線に対する合成焦点距離:f25が、以下の条件:
(6) 0.77 < f1/f < 0.96
(7) −1.06 < f25/f < −0.63
を満足することを特徴とする読取レンズ。 The reading lens according to any one of claims 1 to 4,
The combined focal length for the entire system e-line: f, the focal length for the first group e-line: f1, the combined focal length for the second group and the third group e-line: f25, the following conditions:
(6) 0.77 <f1 / f <0.96
(7) -1.06 <f25 / f <−0.63
A reading lens characterized by satisfying
6枚のレンズが全てガラスレンズであり、そのガラス材料は鉛、砒素などの有害物質を含有していないことを特徴とする読取レンズ。 The reading lens according to any one of claims 1 to 5,
A reading lens characterized in that all six lenses are glass lenses, and the glass materials do not contain harmful substances such as lead and arsenic.
6枚のレンズが全て球面レンズにより構成されていることを特徴とする読取レンズ。 The reading lens according to claim 6.
A reading lens characterized in that all six lenses are composed of spherical lenses.
原稿を支持する原稿支持手段と、
この原稿支持手段に支持された原稿を照明する照明手段と、
照明された原稿の像を結像させる原稿読取レンズと、この原稿読取レンズの結像光路上に配置された色分解手段と、
上記原稿読取レンズにより結像された原稿の像を受光して電気信号に変換する撮像手段とを有し、上記原稿読取レンズとして請求項1〜7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原稿読取装置。 A device for reading a document image in full color,
Document support means for supporting the document;
Illuminating means for illuminating the original document supported by the original document supporting means;
A document reading lens that forms an image of the illuminated document, and color separation means disposed on an imaging optical path of the document reading lens;
An image pickup unit that receives an image of the original image formed by the original reading lens and converts it into an electric signal, and the reading lens according to any one of claims 1 to 7 is used as the original reading lens. An original reading apparatus characterized by the above.
原稿支持手段が、原稿を平面的に定置するコンタクトガラスであり、
照明手段が、コンタクトガラスに載置された原稿をスリット状に照明し、スリット状の照明部に交わる方向へ原稿を走査する手段を有し、
撮像手段がラインセンサであることを特徴とする原稿読取装置。 The document reading device according to claim 9, wherein
The document support means is a contact glass for placing the document in a plane,
The illumination means has means for illuminating the document placed on the contact glass in a slit shape, and scanning the document in a direction intersecting the slit-shaped illumination unit,
An original reading apparatus, wherein the imaging means is a line sensor.
原稿画像をフルカラーで読取って画像信号化する手段として、請求項9または10記載の原稿読取装置を有することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus for forming an image by writing an image corresponding to an image signal,
11. An image forming apparatus comprising the document reading device according to claim 9 or 10 as means for reading a document image in full color to form an image signal.
画像信号に対応する画像の書込みを、光書込みにより行うことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 11.
An image forming apparatus, wherein an image corresponding to an image signal is written by optical writing.
光書込みにより、光導電性の感光体に、形成すべき画像に対応する静電潜像を形成することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 12.
An image forming apparatus, wherein an electrostatic latent image corresponding to an image to be formed is formed on a photoconductive photosensitive member by optical writing.
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