(57)【要約】【課題】            像側にテレセントリック性を有し、ｃ線からｇ線に至る広い範囲で軸上の色収差が良好に補正され、小型で低コストな読取レンズを実現する。【解決手段】        この読取レンズ１は、物体側から像側に向かって、順次、凸面を物体側に向けて配置された正メニスカスレンズの第１レンズＬ１からなる第１レンズ群Ｇ１と、正の第２レンズＬ２と負の第３レンズＬ３が接合され全体で負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の第４レンズＬ４と正の第５レンズＬ５が接合され全体で負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の第６レンズＬ６からなる第４レンズ群Ｇ４とで構成された４群６枚からなる。前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３の間に開口絞りＡＤを有し、像側に略テレセントリックとなるように配置されている。ＦＧは、平行平板である。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側に向かって、順次、凸面を物体側に向けて配置された正メニスカスレンズの第１レンズからなる第１レンズ群と，正の第２レンズと負の第３レンズが接合され全体で負の屈折力を有する第２レンズ群と、負の第４レンズと正の第５レンズが接合され全体で負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の第６レンズからなる第４レンズ群とで構成された４群６枚構成で、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に開口絞りを有し、像側に略テレセントリックとなるように配置されたことを特徴とする読取レンズ。
【請求項２】
請求項１に記載の読取レンズにおいて、下記の条件式（１）、（２）、（３）を満足することを特徴とする、読取レンズ。
０．５＜ｆ6／ｆ＜０．８５                        (１)
−０．０１＜ｎ凸−ｎ凹＜０．０７                  (２)
１１．０＜ν凸−ν凹＜１６．５                    (３)
但し、
ｆ６：  前記第６レンズのｅ線の焦点距離
ｆ  ：  全系のｅ線の合成焦点距離
ｎ凸：  正レンズのｄ線の屈折率の平均(前記第１レンズ，前記第２レンズ，前記第５レンズ，前記第６レンズ)
ｎ凹：  負レンズのｄ線の屈折率の平均(前記第３レンズ，前記第４レンズ)
ν凸：  正レンズのアッベ数の平均(前記第１レンズ，前記第２レンズ，前記第５レンズ，前記第６レンズ)
ν凹：  負レンズのアッベ数の平均(前記第３レンズ，前記第４レンズ)
【請求項３】
請求項２に記載の読取レンズにおいて、前記第２レンズが両凸レンズ、前記第３レンズが両凹レンズ、前記第４レンズが凹面を物体側に向けて配置された負メニスカスレンズ、前記第５レンズが凹面を物体側に向けて配置された正メニスカスレンズ、前記第６レンズが両凸レンズ、であることを特徴とする読取レンズ。
【請求項４】
請求項２に記載の読取レンズにおいて、前記第２レンズが両凸レンズ、前記第３レンズが両凹レンズ、前記第４レンズが両凹レンズ、前記第５レンズが両凸レンズ、前記第６レンズが両凸レンズ、であることを特徴とする読取レンズ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の読取レンズにおいて、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。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の読取レンズにおいて、６枚のレンズが全て球面レンズのみで構成してなることを特徴とする読取レンズ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の読取レンズにおいて、ｃ線からｇ線に対する入射光束の主光線が、前記第４レンズ群の最終面を射出したときの光軸とのなす角をαとし、αの符を光軸から測って反時計回りを正、時計回りを負として、次の条件式（４）：
｜α｜＜１                          (４)
を満足することを特徴とする読取レンズ。
【請求項８】
画像担持媒体に光を照射する光照射部と、前記画像担持媒体からの拡散光の一部を透過するための一次元に配列された複数の開口部が設けられたホールアレイと、前記ホールアレイ上における像を結像するための結像光学系と、前記結像のための光線を回折する回折素子と、前記回折素子により分光された光を受光する一次元に配列された複数の画素を有する受光部と、を有し、前記受光部は、所定の数の画素ごとに複数の分光センサ部が形成されており、前記ホールアレイの一つの開口部を通過した光は、前記回折素子により分光され、前記受光部における対応する一つの分光センサ部における各々の画素に入射させることにより、前記拡散光における光の分光特性を得る分光測定装置において、請求項１〜７のいずれか１項に記載の読取レンズを、前記結像光学系として用いることを特徴とする分光測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、読取レンズ、より詳細には、像側に略テレセントリックな読取レンズおよびこの読取レンズを有する分光測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本件出願人は、先に特許文献１（特開２０１１−９９７１８号公報）に記載のような分光測定装置を提案した。
この特許文献１に記載の分光測定装置は、画像担持媒体に光を照射する光照射部と、前記画像担持媒体からの拡散光の一部を透過するための一次元に配列された複数の開口部が設けられたホールアレイと、前記ホールアレイ上における像を結像するための結像光学系と、前記結像のための光線を回折する回折素子と、前記回折素子により分光された光を受光する一次元に配列された複数の画素を有する受光部と、を有している。前記受光部は、所定の数の画素ごとに複数の分光センサ部が形成されている。前記ホールアレイの一つの開口部を通過した光は、前記回折素子により分光され、前記受光部における対応する一つの分光センサ部における各々の画素に入射させることにより、前記拡散光における光の分光特性を得ることができるものであって、前記回折素子における構造は、前記結像光学系によって結像される像の像高に対応して、変化するように形成されている。
このような分光測定装置に用いられる、結像光学系の読取レンズは、回折素子により回折された像を一次元の受光部であるラインセンサに結像させるために、像側にテレセントリック性を有する必要があると共に、可視域全域に亘って、色収差を良好に補正する必要がある。
【０００３】
像側にテレセントリックなレンズの例として、特許文献２（特許４８６７３５６号公報）および特許文献３（特開２００２−１６２５６２号公報）に記載の発明がある。
また、４群６枚構成のテレセントリックなレンズの例として、特許文献４（特開２０１０−１８６０１１号公報）に記載の広角光学系や特許文献５（特開２０１２−３７６４０号公報）記載の広角光学系等がある。
しかしながら、特許文献２に記載のテレセントリック対物レンズは、レンズの構成枚数が９枚と多く、この対物レンズを使用すると、測定装置が大型化すると共に、コストも高くなってしまう、という問題点がある。
また、特許文献３に記載のレンズは、レンズの構成枚数は、６枚構成と比較的少ない構成枚数であるが、非球面を２〜３面使用しており、さらに、レンズ全系が焦点距離の２倍以上あるため、レンズ全長が大きく、同様に測定装置が大型化すると共に、コストも高くなってしまう、という問題点がある。
また、特許文献４に記載のレンズおよび特許文献５に記載の広角光学系は、レンズ構成が４群６枚と比較的少ない構成枚数であるが、光学系に非球面を２面または３面使用しているため、コストが高くなってしまうと共に、歪曲収差が非常に大きい、という問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、請求項１に記載の発明は、レンズの構成枚数は６枚でありながら、像側にテレセントリック性を有し、さらに、ｃ線（６５６．２７ｎｍ）からｇ線（４３５．８３ｎｍ）と広い範囲で、軸上の色収差が良好に補正され、その上、小型で低コストな読取用レンズを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の読取レンズは、上述した目的を達成するために、物体側から像側に向かって、順次、凸面を物体側に向けて配置された正メニスカスレンズの第１レンズからなる第１レンズ群と，正の第２レンズと負の第３レンズが接合され全体で負の屈折力を有する第２レンズ群と、負の第４レンズと正の第５レンズが接合され全体で負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の第６レンズからなる第４レンズ群とで構成された４群６枚構成で、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に開口絞りを有し、像側に略テレセントリックとなるように配置されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、
物体側から像側に向かって、順次、凸面を物体側に向けて配置された正メニスカスレンズの第１レンズからなる第１レンズ群と，正の第２レンズと負の第３レンズが接合され全体で負の屈折力を有する第２レンズ群と、負の第４レンズと正の第５レンズが接合され全体で負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の第６レンズからなる第４レンズ群とで構成された４群６枚構成で、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に開口絞りを有し、像側に略テレセントリックとなるように配置されていることにより、像側のテレセントリック性を略±１°と非常に良好なテレセントリック性を有することができ、ｃ線（６５５．２７ｎｍ）からｇ線（４３５．８３ｎｍ）と広い範囲で、軸上の色収差が良好に補正され、且つ諸収差も良好に補正され、その上、小型で低コストな読取レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の読取レンズの概念を説明するための光軸に沿った断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例１に係る読取レンズの構成と光路を示す光軸に沿った断面図である。
【図３】図２に示す実施例１に係る読取レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態であって且つ実施例２に係る読取レンズの構成と光路を示す光軸に沿った断面図である。
【図５】図４に示す実施例２に係る読取レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態であって且つ実施例３に係る読取レンズの構成と光路を示す光軸に沿った断面図である。
【図７】図６に示す実施例３に係る読取レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る分光測定装置の上面図である。
【図９】図８に示す分光測定装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明に係る読取レンズおよび該読取レンズを結像光学系として採用した分光測定装置について説明する。
具体的な実施例について説明する前に、先ず、本発明の概念的（原理的）な実施の形態を説明する。
本発明の第１〜第３の実施の形態に係る読取レンズは、
物体側から像側に向かって、順次、凸面を物体側に向けて配置された正メニスカスレンズの第１レンズからなる第１レンズ群と，正の第２レンズと負の第３レンズが接合され全体で負の屈折力を有する第２レンズ群と、負の第４レンズと正の第５レンズが接合され全体で負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の第６レンズからなる第４レンズ群とで構成された４群６枚構成からなる読取レンズであって、さらに次に述べるような特徴を有している。
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に開口絞りを有し、像側に略テレセントリックとなるように配置された構成とした（請求項１に対応する）。
像側のテレセントリック性と軸上の色収差を良好に補正するためには、上述したレンズの構成が必要となる。
【０００９】
また、本発明は、上記構成よりなる読取レンズにおいて、前記第６レンズのｅ線の焦点距離をｆ６とし、全系のｅ線の合成焦点距離をｆとし、前記正レンズ(前記第１レンズ，前記第２レンズ，前記第５レンズ，前記第６レンズ)のｄ線の屈折率の平均をｎ凸、前記負レンズ(前記第３レンズ，前記第４レンズ)のｄ線の屈折率の平均をｎ凹、前記正レンズ(前記第１レンズ，前記第２レンズ，前記第５レンズ，前記第６レンズ)のアッベ数の平均をν凸、前記負レンズ(前記第３レンズ，前記第４レンズ)のアッベ数の平均をν凹としたとき、下記の条件（１）、（２）、（３）：
(１)    ０．５＜ｆ6／ｆ＜０．８５
(２)  −０．０１＜ｎ凸−ｎ凹＜０．０７
(３)  １１．０＜ν凸−ν凹＜１６．５
を満足することが望ましい（請求項２に対応する）。
条件式(１)は、前記第６レンズのパワーを定めるもので、上限を超えると第６レンズのパワーが弱くなりすぎ、テレセントリック性を確保することが困難になると共に、レンズが大きくなってコストアップの原因となる。下限を下回ると、前記第６レンズのパワーが強くなり過ぎるため、諸収差を良好に補正することが困難となる。
【００１０】
また、条件式(２)は、本発明の第１〜第３の実施の形態において、読取レンズを構成する前記凸レンズと前記凹レンズの屈折率の範囲を定めるもので、上限を超えると、ペッツバール和が小さくなりすぎ、像面が正の側に倒れ像面湾曲が大きくなる。下限を下回ると逆に、ペッツバール和が大きくなりすぎ、像面が負の側に倒れ、非点隔差が大きくなり、この条件の範囲外では、全画面にわたって良好な結像性能を得ることが出来なくなる。
また、条件式（３）は、軸上の色収差を良好に補正する条件である。上限を超えると軸上の色収差が補正過剰に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。逆に、下限を下回ると軸上の色収差が補正不足に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。
また、本発明に係る読取レンズにおいて、前記条件式（１）、（２）、（３）を満足した上で、前記第２レンズが両凸レンズ、前記第３レンズが両凹レンズ、前記第４レンズが凹面を物体側に向けて配置された負メニスカスレンズ、前記第５レンズが凹面を物体側に向けて配置された正メニスカスレンズ、前記第６レンズが両凸レンズ、であることが望ましい（請求項３に対応する）。
【００１１】
前記条件式（１）、（２）、（３）を満足した状態で、レンズ系をコンパクトに保ちながら、諸収差を良好に補正可能となる。
また、前記条件式（１）、（２）、（３）を満足した上で、前記第２レンズが両凸レンズ、前記第３レンズが両凹レンズ、前記第４レンズが両凹レンズ、前記第５レンズが両凸レンズ、前記第６レンズが両凸レンズ、であっても良い（請求項４に対応する）。
このようなレンズ構成であっても、前記条件式（１）、（２）、（３）を満足した状態で、レンズ系をコンパクトに保ちながら、諸収差を良好に補正することができる。
上記のように構成された読取レンズにおいて、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が望ましい（請求項５に対応する）。
このように、全てのレンズを化学的に安定で鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスで構成することにより、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、省資源化や加工時に発生するＣＯ２等を低減でき、地球環境を考慮した、小型で低コストな読取用レンズとする事ができる。
【００１２】
また、上述した読取レンズにおいて、６枚のレンズが全て球面レンズのみで構成することが望ましい（請求項６に対応する）。
光学系に非球面を形成することなく、色収差をはじめ、諸収差を良好に補正することを実現し、併せてコストの低減を図ることができる。
上述した読取レンズにおいて、ｃ線からｇ線に対する入射光束の主光線が、前記第４レンズ群の最終面を射出したときの光軸とのなす角をαとし、αの符号を光軸から測って反時計回りを正、時計回りを負として、次の条件式（４）：
｜α｜＜１                          (４)
を満足することが望ましい（請求項７に対応する）。
レンズの構成枚数を４群６枚構成とし、像側のテレセントリック性を±１°以下とすることで、非常に良好なテレセントリック性を有することができ、更に収差図を見れば明らかなように、ｃ線（６５６．２７ｎｍ）からｇ線（４３５．８３ｎｍ）と広い範囲で軸上の色収差を良好に補正し、かつ緒収差も良好に補正され良好な性能を得ることができる。
【００１３】
また、画像担持媒体に光を照射する光照射部と、前記画像担持媒体からの拡散光の一部を透過するための一次元に配列された複数の開口部が設けられたホールアレイと、前記ホールアレイ上における像を結像するための結像光学系と、前記結像のための光線を回折する回折素子と、前記回折素子により分光された光を受光する一次元に配列された複数の画素を有する受光部と、を有し、前記受光部は、所定の数の画素ごとに複数の分光センサ部が形成されており、前記ホールアレイの一つの開口部を通過した光は、前記回折素子により分光され、前記受光部における対応する一つの分光センサ部における各々の画素に入射させることにより、前記拡散光における光の分光特性を得る分光測定装置において、上述したいずれかの読取レンズを、前記結像光学系として有することが望ましい（請求項８に対応する）。
分光測定装置に用いられる結像光学系は、回折素子回折された像を一次元の受光部であるラインセンサに結像させるために、像側にテレセントリック性を有する必要があり、且つ可視域全域に亘って、色収差を良好に補正されたレンズであることが必要であるため、本発明に係る読取レンズは、分光測定装置に正に好適なものである。
以下に、本発明の読取光学系の実施の形態および具体的な実施例（数値実施例）を示す。
【００１４】
なお、実施例１〜実施例３における記号の意味は、下記の通りである。
以下に本発明の実施例を示す。各実施例における記号の意味は、下記の通りである。
ｆ：全系のｅ線の合成焦点距離
ＦＮｏ：Ｆナンバ
ｍ：縮率
ω：半画角(度)
Ｙ：物体高
ｒｉ(ｉ＝１〜１１)：物体側から数えてｉ番目のレンズ面の曲率半径
ｄｉ(ｉ＝１〜１０)：物体側から数えてｉ番目の面間隔
ｎｊ(ｊ＝１〜６)：物体側から数えてｊ番目のレンズの材料の屈折率
νｊ(ｊ＝１〜６)：物体側から数えてｊ番目のレンズの材料のアッベ数
ｒｃ１：ダミーガラスの物体側の曲率半径
ｒｃ２：ダミーガラスの像側の曲率半径
ｄｃ１：ダミーガラスの肉厚
ｎｃ１：ダミーガラスの屈折率
νｃ１：ダミーガラスのアッベ数
ｎｄ：ｄ線の屈折率
ｎｅ：ｅ線の屈折率
ｆ６：第６レンズのｅ線の焦点距離
ｎ凸：正の屈折力を有するレンズのｎｄの平均
ｎ凹：負の屈折力を有するレンズのｎｄの平均
ν凸：正の屈折力を有するレンズのｎｄの平均
ν凹：負の屈折力を有するレンズのｎｄの平均
図１は、本発明に係る読取レンズの概念図であると共に、読取レンズの光学系の構成を示す断面図である。
【００１５】
図１に示す読取レンズは、光軸に沿って、物体側から像側に向かって、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配置している。
第１レンズ群Ｇ１は、単一の第１レンズＬ１を有してなる。
第２レンズ群Ｇ２は、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３を有してなる。第３レンズ群Ｇ３は、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５を有してなる。第４レンズ群Ｇ４は、単一の第６レンズＬ６を有してなる。
尚、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３および第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の各２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ各群毎に適宜なる支持枠によって支持されている。
図１には、各光学面の面番号ｒ１〜ｒ１１、ｒｃ１、ｒｃ２、面間隔ｄ１〜ｄ１０、ｄｃ、屈折率ｎ１〜ｎ６、ｎｃ、アッベ数ν１〜ν６、νｃも示している。
なお、図１に示す断面図は、図２に示す本発明の第１の実施の形態の断面図と同様であるので、詳しい説明は、図２を参照しつつ行うこととする。
【実施例１】
【００１６】
図２は、本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例（数値実施例）１に係る読取レンズの断面構成を示す断面図と共に、レンズを透過する光線の屈折状態を示す光路図を表している。
図２において、第１の実施の形態に係る読取レンズ１は、光軸に沿って、物体側から像側に向かって、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配置している。
第１レンズ群Ｇ１は、単一の第１レンズＬ１を有し、第２レンズ群Ｇ２は、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３を有し、第３レンズ群Ｇ３は、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５を有し、第４レンズ群Ｇ４は、単一の第６レンズＬ６を有している。
尚、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３および第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の各２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００１７】
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ、各群毎に、または共通の支持枠（図示せず）によって、支持されている。各光学の面番号も示している。なお、図２における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立して用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とは必ずしも共通の構成ではない。
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤが固定配置されている。
この第１の実施の形態に係る読取レンズ１は、正・負・負・正の４群６枚の構成でなっている。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第１レンズ（正レンズ）を配置している。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に像側の面より曲率が大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第２レンズＬ２（正レンズ）と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第３レンズＬ３（負レンズ）とを配置し、この第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の２枚のレンズは、互いに密接して、貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００１８】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順次、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第４レンズＬ４（負レンズ）と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５（正レンズ）とを配置し、この第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に像側の面より大きな曲率の凸面を向けた両凸レンズからなる第６レンズ（正レンズ）Ｌ６を配置している。
この第１の実施の形態において、第４レンズ群Ｇ４の像面側に配置される平行平板ＦＧは、光学ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、ＣＭＯＳ、ＣＣＤセンサ等の受光素子のカバーガラス（またはシールガラス）を想定したものである。
そして、第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１から第４レンズ群Ｇ４の第６レンズＬ６までの光学材料は、すべて光学レンズで構成され、且つ読取レンズ１の第１面ｒ１から第１１面までのいずれのレンズ面にも非球面が形成されていないことも特徴となっている。
この実施例１における各光学要素の光学特性は、次表１の通りである。
【００１９】
【表１】
2014092583.tif 000003
【００２０】
上述した実施例１における条件式（１）〜（３）に対応する値は、
条件式（１）：ｆ６／ｆ＝０．８１０
条件式（２）：ｎ凸−ｎ凹＝０．０６４０５５
条件式（３）：ν凸−ν凹＝１１．９０
であり、それぞれ条件式（１）〜条件式（３）を満足している。
また、上述した実施例１における条件式（４）に対応する値、即ち、主光線の像面への入射角αは、
０．２５ｙのとき、−０．５０２°
０．５ｙのとき、−０．７４８°
０．７５ｙのとき、−０．４３０°
０．９ｙのとき、０．２０８°
１．０ｙのとき、０．９０１°
であり、条件式（４）を満足している。
よって、実施例１の読取レンズ１は、ｃ線からｇ線に対する入射光束の主光線が第４レンズ群の最終面を射出したときの光軸とのなす角（主光線の像面に対する入射角度）αが０．９０１という非常に良好なテレセントリック性を有することが明らかである。
【００２１】
また、図３に、実施例１における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｃ、ｅ、Ｆおよびｇはそれぞれ、ｃ線、ｅ線、Ｆ線およびｇ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
これらの収差図から明らかなように、広い範囲での軸上の色収差を良好に補正し、且つ諸収差も補正され、良好な性能を有していることが分かる。
【実施例２】
【００２２】
図４は、本発明の第２の実施の形態であって且つ実施例（数値実施例）２に係る読取レンズの断面構成を示す断面図と共に、レンズを透過する光線の屈折状態を示す光路図を表している。
図４において、第２の実施の形態に係る読取レンズ２は、光軸に沿って、物体側から像側に向かって、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配置している。
第１レンズ群Ｇ１は、単一の第１レンズＬ１を有し、第２レンズ群Ｇ２は、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３を有し、第３レンズ群Ｇ３は、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５を有し、第４レンズ群Ｇ４は、単一の第６レンズＬ６を有している。
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ、各群毎に、または共通の支持枠（図示せず）によって、支持されている。図４には、各光学の面番号も示している。なお、図４における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立して用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とは必ずしも共通の構成ではない。
【００２３】
この第２の実施の形態に係る読取レンズ２も、正・負・負・正の４群６枚の構成となっている。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第１レンズ（正レンズ）を配置している。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に像側の面より曲率が大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第２レンズＬ２（正レンズ）と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第３レンズＬ３（負レンズ）とを配置し、この第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の２枚のレンズは、互いに密接して、貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順次、像側に物体側の面より大きな曲率の凹面を向けた両凹レンズからなる第４レンズＬ４（負レンズ）と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５（正レンズ）とを配置し、この第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に像側の面より大きな曲率の凸面を向けた両凸レンズからなる第６レンズ（正レンズ）Ｌ６を配置している。
【００２４】
この第２の実施の形態において、第４レンズ群Ｇ４の像面側に配置される平行平板ＦＧは、光学ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、ＣＭＯＳ、ＣＣＤセンサ等の受光素子のカバーガラス（またはシールガラス）を想定したダミーガラスである。
そして、第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１から第４レンズ群Ｇ４の第６レンズＬ６までの光学材料は、すべてガラスレンズで構成され、且つ読取レンズ１の第１面ｒ１から第１１面までのいずれのレンズ面にも非球面が形成されていないことも特徴となっている。また、ガラス材料は、鉛、砒素などの有害物質を含有していないものを使用している。
この実施例２における各光学要素の光学特性は、次表２の通りである。
【００２５】
【表２】
2014092583.tif 000004
【００２６】
上述した実施例２における条件式（１）〜（３）に対応する値は、
条件式（１）：ｆ６／ｆ＝０．５６６
条件式（２）：ｎ凸−ｎ凹＝−０．００９７８
条件式（３）：ν凸−ν凹＝１５．７１
であり、それぞれ条件式（１）〜条件式（３）を満足している。
【００２７】
また、上述した実施例２における条件式（４）に対応する値、即ち、主光線の像面への入射角αは、
０．２５ｙのとき、−０．３６７°
０．５ｙのとき、−０．６５７°
０．７５ｙのとき、−０．７８１°
０．９ｙのとき、−０．７３０°
１．０ｙのとき、−０．６２３°
であり、条件式（４）を満足している。
よって、実施例２の読取レンズ２は、ｃ線からｇ線に対する入射光束の主光線が第４レンズ群の最終面を射出したときの光軸とのなす角（主光線の像面に対する入射角度）αが−０．６２３（１．０ｙのとき）という非常に良好なテレセントリック性を有することが明らかである。
【００２８】
また、図５に、実施例２における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｃ、ｅ、Ｆおよびｇはそれぞれ、ｃ線、ｅ線、Ｆ線およびｇ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
これらの収差図から明らかなように、広い範囲での軸上の色収差を良好に補正し、且つ諸収差も補正され、良好な性能を有していることが分かる。
【実施例３】
【００２９】
図６は、本発明の第３の実施の形態であって且つ実施例（数値実施例）３に係る読取レンズの断面構成を示す断面図と共に、レンズを透過する光線の屈折状態を示す光路図を表している。
図６において、第３の実施の形態に係る読取レンズ３は、光軸に沿って、物体側から像側に向かって、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配置している。
第１レンズ群Ｇ１は、単一の第１レンズＬ１を有し、第２レンズ群Ｇ２は、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３を有し、第３レンズ群Ｇ３は、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５を有し、第４レンズ群Ｇ４は、単一の第６レンズＬ６を有している。
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ、各群毎に、または共通の支持枠（図示せず）によって、支持されている。各光学の面番号も示している。なお、図６における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立して用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とは必ずしも共通の構成ではない。
【００３０】
この第３の実施の形態に係る読取レンズ３は、正・負・負・正の４群６枚の構成となっている。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第１レンズ（正レンズ）を配置している。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に像側の面より曲率が大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第２レンズＬ２（正レンズ）と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第３レンズＬ３（負レンズ）とを配置し、この第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の２枚のレンズは、互いに密接して、貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第４レンズＬ４（負レンズ）と物体側に像側の面より大きな曲率の凸面を向けた両凸レンズからなる第５レンズＬ５（正レンズ）とを配置し、この第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第４レンズ群Ｇ４は、像側に物体側の面より大きな曲率の凸面を向けた両凸レンズからなる第６レンズ（正レンズ）Ｌ６を配置している。
【００３１】
この第３の実施の形態において、第４レンズ群Ｇ４の像面側に配置される平行平板ＦＧは、光学ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、ＣＭＯＳ、ＣＣＤセンサ等の受光素子のカバーガラス（またはシールガラス）を想定したダミーガラスである。
そして、第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１から第４レンズ群Ｇ４の第６レンズＬ６までの光学材料は、すべてガラスレンズで構成され、且つ読取レンズ３の第１面ｒ１から第１１面までのいずれのレンズ面にも非球面が形成されていないことも特徴となっている。また、６枚のレンズのガラス材料には、鉛、砒素などの有害物質が含有されていない。
この実施例３における各光学要素の光学特性は、次表３の通りである。
【００３２】
【表３】
2014092583.tif 000005
【００３３】
上述した実施例３における条件式（１）〜（３）に対応する値は、
条件式（１）：ｆ６／ｆ＝０．５３０
条件式（２）：ｎ凸−ｎ凹＝−０．００９７８
条件式（３）：ν凸−ν凹＝１５．７１
であり、それぞれ条件式（１）〜条件式（３）を満足している。
【００３４】
また、上述した実施例３における条件式（４）に対応する値、即ち、主光線の像面への入射角αは、
０．２５ｙのとき、−０．３０２°
０．５ｙのとき、−０．５６２°
０．７５ｙのとき、−０．７３７°
０．９ｙのとき、−０．７７７°
１．０ｙのとき、−０．７６９°
であり、条件式（４）を満足している。
よって、実施例３の読取レンズ３は、ｃ線からｇ線に対する入射光束の主光線が第４レンズ群の最終面を射出したときの光軸とのなす角（主光線の像面に対する入射角度）αが−０．７６９（１．０ｙのとき）という非常に良好なテレセントリック性を有することが明らかである。
【００３５】
また、図７に、実施例３における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｃ、ｅ、Ｆおよびｇはそれぞれ、ｃ線、ｅ線、Ｆ線およびｇ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
これらの収差図から明らかなように、広い範囲での軸上の色収差を良好に補正し、且つ諸収差も補正され、良好な性能を有していることが分かる。
尚、条件式（１）〜（３）について、
実施例１〜３における条件式（１）〜（３）の値を、下記の表４にまとめて示す。
【００３６】
【表４】
2014092583.tif 000006
【００３７】
また、条件式（４）について、実施例１〜３における条件式（４）の値を、下記の表５に、各像高毎に分けて、表５にまとめて示す。
【００３８】
【表５】
2014092583.tif 000007
【００３９】
［第４の実施の形態］
次に、上述した本発明の第１の実施の形態〜第３の実施の形態に係る読取レンズ１〜３を、分光測定装置の結像光学系として採用して構成した、本発明の第４の実施の形態に係る分光測定装置について、図８、図９を参照して説明する。
図８、図９において、分光測定装置は、画像担持媒体１１に光を照射するライン照明光源１２、レンズ１３からなる光照射部と、画像担持媒体１１に形成されている画像をホールアレイ１５上に結像するセルフォック（登録商標）レンズ１４、画像担持媒体１１からの拡散光の一部を透過するための一次元に配列された複数の開口部が設けられたホールアレイ１５と、ホールアレイ１５上における像を結像するための結像光学系１６と、結像のための光線を回折する回折素子１７と、回折素子１７により分光された光を受光する一次元に配列された複数の画素を有する受光部１８と、を有し、受光部１８は、所定の数の画素ごとに複数の分光センサ部が形成されており、ホールアレイ１５の一つの開口部を通過した光は、回折素子１７により分光され、受光部１８における対応する一つの分光センサ部における各々の画素に入射させることにより、拡散光における分光特性を得ることができるものであって、回折素子１７における構造は、結像光学系１６によって結像される像の像高に対応して、変化するように形成されている。
【００４０】
結像光学系１６によって結像される像の像高とは、結像光学系１６によってラインセンサ（受光部）１８上において、結像される像において、結像光学系１６の光軸中心を原点としたときのＸ軸方向における位置、即ちラインセンサ１８における画素２１の配列方向における位置を意味するものとする。
上記構成よりなる分光測定装置において、回折素子１７に角度を持って光が入射すると、異なる角度の光ごとに回折角が変化してしまう。
そうすると、その後段のラインセンサ（たとえば、ＣＣＤ）への入射する回折像の幅や角度が像高により変わり、焦点位置が変わってしまうことを制御することができる。
また、光学レイアウトは、ピンホールとマイクロレンズが一対一対応で、それぞれの光軸が一直線に並んでいるので、ピンホールに真直ぐに入射し、そのまま、マイクロレンズに到達する必要があるので、本発明のように、第４レンズ群Ｇ４の最終面を射出したときのなす角αが、１°未満（実施例２では、−０．６２３°、実施例１では、０．９０１°）と非常に良好なテレセントリック性は、極めて重要な要素なのである。
【符号の説明】
【００４１】
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
Ｇ３  第３レンズ群
Ｇ４  第４レンズ群
Ｌ１〜Ｌ６  第１レンズ〜第６レンズ
ｒｉ(ｉ＝１〜１１)    物体側から数えてｉ番目のレンズ面の曲率半径
ｄｉ(ｉ＝１〜１０)    物体側から数えてｉ番目の面間隔
ｎｊ(ｊ＝１〜６)    物体側から数えてｊ番目のレンズの材料の屈折率
νｊ(ｊ＝１〜６)    物体側から数えてｊ番目のレンズの材料のアッベ数
ｒｃ１    ダミーガラスの物体側の曲率半径
ｒｃ２    ダミーガラスの像側の曲率半径
ｄｃ１    ダミーガラスの肉厚
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特開２０１１−９９７１８号公報
【特許文献２】特許４８６７３５６号公報
【特許文献３】特開２００２−１６２５６２号公報
【特許文献４】特開２０１０−１８６０１１号公報
【特許文献５】特開２０１２−３７６４０号公報
【図１】
2014092583.tif 000008
【図２】
2014092583.tif 000009
【図３】
2014092583.tif 000010
【図４】
2014092583.tif 000011
【図５】
2014092583.tif 000012
【図６】
2014092583.tif 000013
【図７】
2014092583.tif 000014
【図８】
2014092583.tif 000015
【図９】
2014092583.tif 000016