(57)【要約】    【課題】  一枚の非球面レンズを用い、少ないレンズ枚数で、小画素化に対応し、良好に諸収差を補正した高性能な画像読取レンズとする。    【解決手段】  物体側に前群レンズ系Ｇｆ、像側に後群レンズ系Ｇｒをそれぞれ配置して画像読取レンズとする。前群レンズ系Ｇｆを、物体側から、順次、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１レンズＥ１と、両凹レンズからなる第２レンズＥ２とを少なくとも配置してなる４枚または５枚のガラス球面レンズで構成し、後群レンズ系Ｇｒを、像側レンズ面が近軸において像側に凹形状をなし、周辺部に向かうに従って漸次像側に凸形状をなす非球面形状を呈する１枚のプラスチック非球面レンズからなる後群レンズＧｒで構成する。撮像素子に入射する主光線の光軸に対する角度の絶対値をθとし、条件式：    〔１〕  ０°  ≦  θ  ＜  ３０°  を少なくとも満足する。【選択図】    図１
2015176002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿画像を撮像素子の受光面に結像させて読み取るための画像読取レンズであって、
物体側に前群レンズ系、像側に後群レンズ系をそれぞれ配置して、
前記前群レンズ系を、物体側から、順次、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１レンズと、両凹レンズからなる第２レンズとを少なくとも配置してなる４枚および５枚のいずれか一方のガラス球面レンズで構成し、
前記後群レンズ系を、像側レンズ面が近軸において像側に凹形状をなし、周辺部に向かうに従って漸次像側に凸形状をなす非球面形状を呈する１枚のプラスチック非球面レンズからなる後群レンズで構成して、
前記前群レンズ系の前記第１レンズに入射するｅ線の主光線の最大画角を５０°以上とするとともに、
前記撮像素子に入射するｅ線の主光線の光軸に対する角度の絶対値をθとし、各高さにおける前記後群レンズのレンズ面の法線のＹ軸に対する傾き（つまり、法線が光軸と平行なら９０°）をψ、すなわち、前記後群レンズの像側レンズ面の最大光線有効高さにおける法線のＹ軸に対する傾きをψＲ２＿１．０とし、前記後群レンズの像側レンズ面の最大光線有効高さの７割における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ２＿０．７とし、前記後群レンズの物体側レンズ面の最大光線有効高さにおける法線のＹ軸に対する傾きをψＲ１＿１．０とし、前記後群レンズの物体側レンズ面の最大光線有効高さの７割における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ１＿０．７とし、前記後群レンズの像側レンズ面の最大光線有効高さの３割における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ２＿０．３とし、前記後群レンズの像側レンズ面の光軸における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ２＿０．０とし、前記後群レンズの物体側レンズ面の最大光線有効高さの３割における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ１＿０．３とし、そして前記後群レンズの物体側レンズ面の光軸における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ１＿０．０として、
条件式：
〔１〕  ０°  ≦  θ  ＜  ３０°
〔２〕  １  ＜  −｛（ψＲ２＿１．０−ψＲ２＿０．７）−（ψＲ１＿１．０−ψＲ１＿０．７）｝／｛（ψＲ２＿０．３−ψＲ２＿０．０）−（ψＲ１＿０．３−ψＲ１＿０．０）｝  ＜  ７
を共に満足することを特徴とする画像読取レンズ。
【請求項２】
前記前群レンズ系の最終レンズの像側レンズ面の有効径をφａ、前記後群レンズの物体側レンズ面の有効径をφｂ、そして前記前群レンズ系と前記後群レンズ系との間の光軸上の距離をｄｓとして、
条件式：
〔３〕  ０．１０  ＜  （φｂ−φａ）／ｄｓ  ＜  ０．４５
を満足することを特徴とする請求項１に記載の画像読取レンズ。
【請求項３】
前記前群レンズ系の前記第１レンズに入射するｅ線の主光線の光軸に対する最大入射角をθｉ、そして前記前群レンズ系の最終レンズから射出するｅ線の主光線の光軸に対する最大射出角をθｊとして、
条件式：
〔４〕  ０．５  ＜  θｊ／θｉ  ＜  １．２
を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像読取レンズ。
【請求項４】
前記後群レンズの像側レンズ面と前記撮像素子との間の光軸上の距離をＢｆ、そして前記前群レンズ系の前記第１レンズの物体側レンズ面と前記撮像素子との間の光軸上の距離をＤａとして、
条件式：
〔５〕  ０．０５  ＜  Ｂｆ／Ｄａ  ＜  ０．１２
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の画像読取レンズ。
【請求項５】
前記前群レンズ系と前記後群レンズとの間の光軸上の距離をｄｓ、そしてレンズ全長をＤとして、
条件式：
〔６〕  ０．２  ＜  ｄｓ／Ｄ  ＜  ０．６
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像読取レンズ。
【請求項６】
前記後群レンズの物体側レンズ面に、非球面を形成してなることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の画像読取レンズ。
【請求項７】
前記後群レンズの外形形状が、光軸に対して非回転対称であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の画像読取レンズ。
【請求項８】
前記後群レンズの外形形状が、画像読取走査の主走査方向に対応する方向に長い短冊形状であることを特徴とする請求項７に記載の画像読取レンズ。
【請求項９】
原稿を照明する照明系と、
前記照明系により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、
前記結像レンズにより結像された原稿像を光電変換する撮像素子と、
を有する画像読取装置であって、
前記結像レンズは、請求項１〜請求項８のいずれか１項の画像読取レンズを用いて構成したことを特徴とする画像読取装置。
【請求項１０】
請求項９の画像読取装置を備えて構成したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージスキャナ等の画像読取装置、ファクシミリおよびディジタル複写機等の画像形成装置における原稿画像の取り込みに好適な、画像読取り用の画像読取レンズ、そのような画像読取レンズを用いた画像読取装置、並びにそのような画像読取装置を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イメージスキャナ、ファクシミリ、あるいはディジタル複写機等における原稿画像の読み取りに用いられる画像読取装置は、読み取るべき原稿の画像を、読取り用の画像読取レンズによって縮小して結像させ、この縮小光学像をＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサのような固体撮像素子によって撮像して画像情報を電子的画像データ化する。
従来、このような画像読取レンズとして広く用いられていた、いわゆるガウス型の画像読取レンズは、比較的大口径で高解像度を実現することができる。しかし、このようなガウス型の構成で諸収差が少なく高画質を得て高性能を実現しようとすると、多くのレンズ枚数が必要となる。
比較的少ないレンズ構成枚数で、広い波長範囲で軸上の色収差を良好に補正し、広角で、像面湾曲を良好に補正し、大口径で開口効率が高く、諸収差も良好に補正して高空間周波数領域で高いコントラストが得られる小型で低コストの読取レンズとして、例えば特許文献１（特開２０１２−１４５８３９号）に開示された画像読取レンズがある。
しかしながら、特許文献１に示された画像読取レンズは、像面側レンズ面の非球面量が小さく、周辺部での凸面形状が弱く撮像素子への入射角も５０°を超えている。そのため、特許文献１の画像読取レンズは、周辺部の回折像が広がってしまうおそれがある。撮像素子の画素サイズを小さくして、画素数を増大させ、高画質を成立させるには、周辺部の回折像の広がりを抑えることは重要である。このような意味において、特許文献１の画像読取レンズは小画素化に対応していない。また、特許文献１における具体的な実施例を見ると非球面レンズを３枚以上も用いるなどコストも高くなりがちである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したように、特許文献１に示された画像読取レンズは、像面側レンズ面の非球面量が小さく、周辺部での凸面形状が弱く撮像素子への入射角も５０°を超えており、周辺部の回折像が広がってしまうおそれがある。しかも、特許文献１の画像読取レンズでは、撮像素子の画素サイズを小さくして、画素数を増大させ、高画質を成立させ、周辺部の回折像の広がりを抑えることに充分に対応することができない。すなわち、特許文献１の画像読取レンズは小画素化に充分に対応しておらず、コストも高くなりがちである。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、一枚の非球面レンズを用い、従来のガウス型と同等またはそれ以下の少ないレンズ枚数で、小画素化に対応し、良好に諸収差を補正した高性能な画像読取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】
【０００４】
本発明に係る画像読取レンズは、上述した目的を達成するために、
原稿画像を撮像素子の受光面に結像させて読み取るための画像読取レンズであって、
物体側に前群レンズ系、像側に後群レンズ系をそれぞれ配置して、
前記前群レンズ系を、物体側から、順次、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１レンズと、両凹レンズからなる第２レンズとを少なくとも配置してなる４枚および５枚のいずれか一方のガラス球面レンズで構成し、
前記後群レンズ系を、像側レンズ面が近軸において像側に凹形状をなし、周辺部に向かうに従って漸次像側に凸形状をなす非球面形状を呈する１枚のプラスチック非球面レンズからなる後群レンズで構成して、
前記前群レンズ系の前記第１レンズに入射するｅ線の主光線の最大画角を５０°以上とするとともに、
前記撮像素子に入射するｅ線の主光線の光軸に対する角度の絶対値をθとし、各高さにおける前記後群レンズのレンズ面の法線のＹ軸に対する傾き（つまり、法線が光軸と平行なら９０°）をψ、すなわち、前記後群レンズの像側レンズ面の最大光線有効高さにおける法線のＹ軸に対する傾きをψＲ２＿１．０とし、前記後群レンズの像側レンズ面の最大光線有効高さの７割における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ２＿０．７とし、前記後群レンズの物体側レンズ面の最大光線有効高さにおける法線のＹ軸に対する傾きをψＲ１＿１．０とし、前記後群レンズの物体側レンズ面の最大光線有効高さの７割における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ１＿０．７とし、前記後群レンズの像側レンズ面の最大光線有効高さの３割における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ２＿０．３とし、前記後群レンズの像側レンズ面の光軸における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ２＿０．０とし、前記後群レンズの物体側レンズ面の最大光線有効高さの３割における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ１＿０．３とし、そして前記後群レンズの物体側レンズ面の光軸における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ１＿０．０として、
条件式：
〔１〕  ０°  ≦  θ  ＜  ３０°
〔２〕  １  ＜  −｛（ψＲ２＿１．０−ψＲ２＿０．７）−（ψＲ１＿１．０−ψＲ１＿０．７）｝／｛（ψＲ２＿０．３−ψＲ２＿０．０）−（ψＲ１＿０．３−ψＲ１＿０．０）｝  ＜  ７
を共に満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、一枚の非球面レンズを用い、従来のガウス型と同等またはそれ以下の少ないレンズ枚数で、小画素化に対応して、良好に諸収差を補正した高性能な画像読取レンズを提供することができる。
すなわち、本発明の画像読取レンズによれば、原稿画像を撮像素子の受光面に結像させて読み取るための画像読取レンズであって、物体側に前群レンズ系、像側に後群レンズ系をそれぞれ配置して、前記前群レンズ系を、物体側から、順次、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１レンズと、両凹レンズからなる第２レンズとを少なくとも配置してなる４枚および５枚のいずれか一方のガラス球面レンズで構成し、前記後群レンズ系を、像側レンズ面が近軸において像側に凹形状をなし、周辺部に向かうに従って漸次像側に凸形状をなす非球面形状を呈する１枚のプラスチック非球面レンズからなる後群レンズで構成して、
前記前群レンズ系の前記第１レンズに入射するｅ線の主光線の最大画角を５０°以上とするとともに、前記撮像素子に入射するｅ線の主光線の光軸に対する角度の絶対値をθとし、各高さにおける前記後群レンズのレンズ面の法線のＹ軸に対する傾き（つまり、法線が光軸と平行なら９０°）をψ、すなわち、前記後群レンズの像側レンズ面の最大光線有効高さにおける法線のＹ軸に対する傾きをψＲ２＿１．０とし、前記後群レンズの像側レンズ面の最大光線有効高さの７割における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ２＿０．７とし、前記後群レンズの物体側レンズ面の最大光線有効高さにおける法線のＹ軸に対する傾きをψＲ１＿１．０とし、前記後群レンズの物体側レンズ面の最大光線有効高さの７割における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ１＿０．７とし、前記後群レンズの像側レンズ面の最大光線有効高さの３割における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ２＿０．３とし、前記後群レンズの像側レンズ面の光軸における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ２＿０．０とし、前記後群レンズの物体側レンズ面の最大光線有効高さの３割における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ１＿０．３とし、そして前記後群レンズの物体側レンズ面の光軸における法線のＹ軸に対する傾きをψＲ１＿０．０として、
条件式：
〔１〕  ０°  ≦  θ  ＜  ３０°
〔２〕  １  ＜  −｛（ψＲ２＿１．０−ψＲ２＿０．７）−（ψＲ１＿１．０−ψＲ１＿０．７）｝／｛（ψＲ２＿０．３−ψＲ２＿０．０）−（ψＲ１＿０．３−ψＲ１＿０．０）｝  ＜  ７
を共に満足することにより、
一枚の非球面レンズを用い、少ないレンズ枚数で、小画素化に対応し、良好に諸収差を補正して高性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像読取レンズの実施例である実施例１の要部の構成を示す断面図である。
【図２】図１の画像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図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る画像読取レンズの実施例である実施例２の要部の構成を示す断面図である。
【図４】図３の画像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図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る画像読取レンズの実施例である実施例３の要部の構成を示す断面図である。
【図６】図５の画像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図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る画像読取レンズの実施例である実施例４の要部の構成を示す断面図である。
【図８】図７の画像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図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る画像読取レンズの実施例である実施例５の要部の構成を示す断面図である。
【図１０】図９の画像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図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態に係る画像読取レンズの実施例である実施例６の要部の構成を示す断面図である。
【図１２】図１１の画像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図である。
【図１３】本発明の第７の実施の形態に係る画像読取装置の要部の概念的な構成を示す模式的断面図である。
【図１４】本発明の第８の実施の形態に係る画像読取装置の要部の概念的な構成を示す模式的断面図である。
【図１５】本発明の第９の実施の形態に係る画像形成装置の要部の概念的な構成を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明に係る実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係る画像読取レンズ、並びに画像読取装置および画像形成装置を詳細に説明する。具体的な実施の形態および実施例について説明する前に、まず、本発明に係る画像読取レンズ、画像読取装置および画像形成装置の特徴について説明する。
本発明に係る画像読取レンズにおいては、物体側に前群レンズ系を、そして像側に後群レンズ系をそれぞれ配置する。前記前群レンズ系は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１レンズと、両凹レンズからなる第２レンズとを少なくとも配置してなる４枚および５枚のいずれか一方のガラス球面レンズにより構成する。前記後群レンズ系は、像側レンズ面が近軸において像側に凹形状をなし、周辺部に向かうに従って漸次像側に凸形状をなす非球面形状を呈する１枚のプラスチック非球面レンズからなる後群レンズにより構成して、前記前群レンズ系の前記第１レンズに入射するｅ線の主光線の最大画角を５０°以上とするとともに、次の条件式〔１〕および条件式〔２〕を共に満足させることにより、小型で、周辺部においてもＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を高く保ち、良好に収差補正可能な小画素化に対応した高性能で低コストな画像読取レンズとすることができる（請求項１に対応する）。
【０００８】
〔１〕  ０°  ≦  θ  ＜  ３０°
〔２〕  １  ＜  −｛（ψＲ２＿１．０−ψＲ２＿０．７）−（ψＲ１＿１．０−ψＲ１＿０．７）｝／｛（ψＲ２＿０．３−ψＲ２＿０．０）−（ψＲ１＿０．３−ψＲ１＿０．０）｝  ＜  ７
ここで、θは、前記撮像素子に入射するｅ線の主光線の光軸に対する角度の絶対値をあらわし、ψは、各高さにおける前記後群レンズのレンズ面の法線のＹ軸に対する傾き（つまり、法線が光軸と平行なら９０°）を、すなわち、ψＲ２＿１．０は、前記後群レンズの像側レンズ面の最大光線有効高さにおける法線のＹ軸に対する傾き、ψＲ２＿０．７は、前記後群レンズの像側レンズ面の最大光線有効高さの７割における法線のＹ軸に対する傾き、ψＲ１＿１．０は、前記後群レンズの物体側レンズ面の最大光線有効高さにおける法線のＹ軸に対する傾き、ψＲ１＿０．７は、前記後群レンズの物体側レンズ面の最大光線有効高さの７割における法線のＹ軸に対する傾き、ψＲ２＿０．３は、前記後群レンズの像側レンズ面の最大光線有効高さの３割における法線のＹ軸に対する傾き、ψＲ２＿０．０は、前記後群レンズの像側レンズ面の光軸における法線のＹ軸に対する傾き、ψＲ１＿０．３は、前記後群レンズの物体側レンズ面の最大光線有効高さの３割における法線のＹ軸に対する傾き、そしてψＲ１＿０．０は、前記後群レンズの物体側レンズ面の光軸における法線のＹ軸に対する傾きを、それぞれあらわしている。
【０００９】
条件式〔１〕は、画像読取レンズからの撮像素子に対する光線の入射角度を規定するものである。低コストを目指すために、画像読取レンズを小型化することは非常に有効である。また、画像読取レンズの小型化は、画像読取装置自体の小型化にも寄与する。そして、画像読取レンズの小型化を達成する手段として、画素サイズの小さな画素を持つ撮像素子を用いることは有効である。しかしながら、小さな画素サイズで高画質を得るためには、従来の画素サイズの場合よりも高い空間周波数領域で高いＭＴＦを達成することが求められるが、空間周波数を高くするとＭＴＦの理論限界値が小さくなることに加えて、軸外の回折像の広がりは、メリディオナル面では光軸上の回折像に対して入射角度のコサイン３乗に逆比例してしまう。すなわち、小画素の撮像素子で高画質を得るためには、軸外の撮像素子に対する入射角を小さくして、周辺部の解像力を落とさないようにすることが特に重要となる。そこで、後群レンズとして上述のような形状の非球面レンズを配置することで、非点収差を補正しつつ、射出瞳位置を物体側に移動させることによって、軸外の撮像素子に入射する周辺光の主光線の入射角を小さくすることができ、周辺部の回折像の広がりを抑えることが可能となる。具体的な入射角度を条件式〔１〕に既定する範囲内とすることによって、周辺部のＭＴＦの理論限界値を高く保ちつつ、良好な結像性能を得ることが可能となる。
【００１０】
条件式〔２〕は、後群レンズの形状を規定するものである。条件式〔２〕の変数−｛（ψＲ２＿１．０−ψＲ２＿０．７）−（ψＲ１＿１．０−ψＲ１＿０．７）｝／｛（ψＲ２＿０．３−ψＲ２＿０．０）−（ψＲ１＿０．３−ψＲ１＿０．０）｝の値が条件式〔２〕の下限値を下回ると、後群レンズの周辺部における非球面の凸形状が不充分となり、軸外の撮像素子に入射する周辺光の入射角の大きさを抑えることができなくなって、周辺部の回折像の広がりが発生し、良好な結像性能を得ることが困難となる。また、条件式〔２〕の変数の値が条件式〔２〕の上限値を超えると、後群レンズの近軸における凹形状に対して凸形状が大きくなり過ぎてしまい、後群レンズにより良好な収差補正を達成することが困難となる。
すなわち、上述した構成と条件式〔１〕および条件式〔２〕とを満足することによって、非球面レンズは一枚とし、且つガウス型と同等かまたはそれ以下のレンズ枚数で良好に収差補正を施し、小画素の撮像素子を用いた画像読取レンズにおいても、周辺部のＭＴＦを高く保つことができ、高い画像品質を得ることが可能となる。
【００１１】
さらに、本発明に係る画像読取レンズは、次の条件式〔３〕を満足することによって、より良好な軸外収差の補正を達成することができる（請求項２に対応する）。
〔３〕  ０．１０  ＜  （φｂ−φａ）／ｄｓ  ＜  ０．４５
ここで、φａは、前記前群レンズ系の最終レンズの像側レンズ面の有効径を、φｂは、前記後群レンズの物体側レンズ面の有効径を、そしてｄｓは、前記前群レンズ系と前記後群レンズとの間の光軸上の距離を、それぞれあらわしている。
条件式〔３〕は、前群レンズ系の最終レンズの像側レンズ面の有効径と後群レンズの物体側レンズ面の有効径との差の、前群レンズ系と後群レンズとの間の光軸上の距離に対する比率を規定するものである。条件式〔３〕の変数（φｂ−φａ）／ｄｓの値が、条件式〔３〕の上限値を超えると、前群レンズ系の最終レンズから過大な入射角で後群レンズに光線が入射してしまい、撮像素子に結像させるために後群レンズの物体側レンズ面および像側レンズ面で光軸に平行な方向への軸外光線の急激な曲がりが生じて、良好な収差補正を得ることが困難となる。また、条件式〔３〕の変数の値が条件式〔３〕の下限値を下回ると、後群レンズに対し小さすぎる入射角で光線が入射してしまう。このため、撮像素子に結像させるために後群レンズの物体側レンズ面および像側レンズ面において光軸に垂直な方向への軸外光線の急激な曲がりが生じ、良好な収差補正を達成することが困難となってしまう。
【００１２】
すなわち、上述した変数の値を条件式〔３〕に規定される範囲内とすることによって、前群レンズ系−後群レンズ−撮像素子間における光線の急激な曲がりを抑えることができ、高い画像品質を達成することができる。
さらに、本発明に係る画像読取レンズは、次の条件式〔４〕を満足することによって、より良好な軸外収差の補正を達成することが可能となる（請求項３に対応する）。
〔４〕  ０．５  ＜  θｊ／θｉ  ＜  １．２
ここで、θｉは、前記前群レンズ系の前記第１レンズに入射するｅ線の主光線の光軸に対する最大入射角を、そしてθｊは、前記前群レンズ系の最終レンズから射出するｅ線の主光線の光軸に対する最大射出角をそれぞれあらわしている。
条件式〔４〕は、前群レンズ系の最終レンズからの射出角の、前群レンズ系の第１レンズへの入射角に対する比率を規定するものである。条件式〔４〕の変数である比率θｊ／θｉの値が条件式〔４〕に規定する範囲を外れてしまうと、前群レンズ系の第１レンズへの入射角に対して前群レンズ系内で軸外光線を曲げすぎてしまい、後群レンズにおいて軸外光線の急激な曲がりが生じることに加えて、後群レンズ一枚に対する収差補正の重みが強くなり過ぎ、良好な収差補正を達成することが困難となる。条件式〔４〕の変数の値を条件式〔４〕に規定する範囲内とすることによって、前群レンズ系で収差補正、そして後群レンズで撮像素子に対する光線角度と、主要な役割をそれぞれ分担することができ、良好な収差補正を達成することができて、高い画像品質を得ることが可能となる。
【００１３】
さらに、本発明に係る画像読取レンズは、次の条件式〔５〕を満足することによって、より良好な軸外収差の補正を達成することが可能となる（請求項４に対応する）。
〔５〕  ０．０５  ＜  Ｂｆ／Ｄａ  ＜  ０．１２
ここで、Ｂｆは、バックフォーカス、すなわち前記後群レンズの前記像側レンズ面と前記撮像素子との間の光軸上の距離を、そしてＤａは、前記前群レンズ系の前記第１レンズの物体側レンズ面と前記撮像素子との間の光軸上の距離をそれぞれあらわしている。
条件式〔５〕は、バックフォーカスの、撮像素子を含めたレンズ全長に対する比率を規定するものである。条件式〔５〕の変数である比率Ｂｆ／Ｄａの値が、条件式〔５〕の上限値を超えると、後群レンズが撮像素子に対して離れ過ぎてしまい、軸外の主光線の高さが低くなって、像面湾曲を効率よく補正することが困難となる。また、像高毎の光束の分離も弱くなり、非球面による軸外収差の補正の効果が弱くなってしまう。条件式〔５〕の変数の値が、条件式〔５〕の下限値を下回ると、後群レンズの像側レンズ面の周辺部における像側に凸な非球面形状の自由度が減り、良好な収差補正を達成することが困難となる。また、後群レンズと撮像素子との間の距離が短くなり過ぎて間隔調整を行うことが困難となり、高い画像品質を得ることができなくなってしまう。
【００１４】
さらに、本発明に係る画像読取レンズは、次の条件式〔６〕を満足することによって、より小型化を達成することが可能となる（請求項５に対応する）。
〔６〕  ０．２  ＜  ｄｓ／Ｄ  ＜  ０．６
ここで、ｄｓは、前記前群レンズ系と前記後群レンズとの間の光軸上の距離を、そしてＤは、レンズ全長をあらわしている。
条件式〔６〕は、前記前群レンズ系と前記後群レンズとの間の光軸上の距離の、画像読取レンズの全長に対する大きさを規定するものである。条件式〔６〕の変数ｄｓ／Ｄの値が、条件式〔６〕の上限値を超えると、画像読取レンズの全長が増加するため大型化してしまう。条件式〔６〕の変数の値が、条件式〔６〕の下限値を下回ると、前群レンズ系の径の大きさが大きくなり、画像読取レンズの大型化を招き、コストが上昇してしまう。
さらに、本発明に係る画像読取レンズは、後群レンズの物体側レンズ面にも、非球面を形成することが望ましい（請求項６に対応する）。後群レンズを両面非球面とすることによって、撮像素子に対する入射角度を小さくしつつ、良好な収差補正を達成することが可能となる。
【００１５】
さらに、本発明に係る画像読取レンズは、像面に撮像素子として受光素子アレイが配置されるため、後群レンズの外形形状が光軸に対して回転対称でなく、すなわち、非回転対称であっても良く（請求項７に対応する）、画像読取走査の主走査方向に長い短冊形状とすることもできる（請求項８に対応する）。
上述のような構成とすることによって、良好な画質を得るために後群レンズのレンズ径が巨大化してしまう可能性があるが、撮像素子として受光素子アレイを用いる場合には、受光素子の配列方向である主走査方向の一方向のみについて光線が通る幅を確保すれば良い。そのため、受光素子の配列と直交する方向については、レンズ径よりも画像読取レンズとして高さを小さくすることができ、小型化が可能となる。
もちろん、後群レンズの外形形状を光軸に対して回転対称とすることもでき、この場合、エリアセンサを用いて画像の全画面を同時に読み取る構成とすることも可能である。
さらに、本発明に係る画像読取装置は、原稿を照明する照明系と、前記照明系により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、前記結像レンズにより結像された原稿像を光電変換する撮像素子と、を有する画像読取装置であって、前記結像レンズとして、上述した画像読取レンズを用いることにより、小型で、良好に補正可能な小画素に対応した高性能な画像読取レンズを備える画像読取装置を構成することが可能となる（請求項９に対応する）。
【００１６】
さらに、本発明に係る画像形成装置は、上述した画像読取装置を用いることにより、小型で、良好に補正可能な小画素に対応した高性能な画像形成装置を構成することが可能となる（請求項１０に対応する）。
〔具体的な実施の形態および実施例〕
次に、本発明に係る画像読取レンズ、画像読取装置および画像形成装置のさらに詳細な実施の形態およびその実施例（数値実施例）について説明する。最初に、本発明に係る画像読取レンズの具体的な実施の形態としての第１の実施の形態〜第６の実施の形態について、それぞれ具体的な実施例としての実施例１〜実施例６と併せて説明する。
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態としての実施例１に係る画像読取レンズを説明するためのものである。図３および図４は、本発明の第２の実施の形態としての実施例２に係る画像読取レンズを説明するためのものである。図５および図６は、本発明の第３の実施の形態としての実施例３に係る画像読取レンズを説明するためのものである。図７および図８は、本発明の第４の実施の形態としての実施例４に係る画像読取レンズを説明するためのものである。図９および図１０は、本発明の第５の実施の形態としての実施例５に係る画像読取レンズを説明するためのものである。そして図１１および図１２は、本発明の第６の実施の形態としての実施例６に係る画像読取レンズを説明するためのものである。
【００１７】
第１の実施の形態〜第６の実施の形態、すなわち実施例１〜実施例６の画像読取レンズは、いずれも、物体側に前群レンズ系を、そして像側に後群レンズ系をそれぞれ配置してなり、前記前群レンズ系は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１レンズと、両凹レンズからなる第２レンズとを配置してなる４枚または５枚のガラス球面レンズにより構成し、前記後群レンズ系は、像側レンズ面が近軸において像側に凹形状をなし、周辺部に向かうに従って漸次像側に凸形状をなす非球面形状を呈する１枚のプラスチック非球面レンズからなる後群レンズにより構成している。
これら実施例１〜実施例６の各実施例の画像読取レンズにおける収差は、充分に補正されている。すなわち、本発明に係る第１〜第６の実施の形態のように画像読取レンズを構成することによって、非常に良好な像性能を確保し得ることは、これら実施例１〜実施例６の各実施例から明らかである。
【００１８】
これら実施例１〜実施例６の各実施例に共通の記号の意味は、次の通りである。
Ｆ：Ｆ値（Ｆナンバ）
ｒ：曲率半径
Ｄ：面間隔
Ｎe：ｅ線の屈折率
νe：ｅ線のアッベ数
Ｙ：物体高
φ：光学面の有効径
Ｋ：非球面の円錐定数
Ｃ：近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）（１／ｒ）
Ｈ：光軸からの高さ
Ａ４：４次の非球面係数
Ａ６：６次の非球面係数
Ａ８：８次の非球面係数
Ａ１０：１０次の非球面係数
Ａ１２：１２次の非球面係数
Ａ１４：１４次の非球面係数
Ａ１６：１６次の非球面係数
Ａ１８：１８次の非球面係数
ｍ：結像倍率
ここで用いられる非球面形状は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨ、そして円錐定数をＫとし、上述した各次数の非球面係数を用い、Ｘを光軸方向における非球面量として、次の式〔７〕で定義され、近軸曲率半径および円錐定数、並びに非球面係数を与えて形状を特定する。
【００１９】
【数１】
2015176002.tif 000003
次に、上述した本発明に基づく、具体的な実施の形態および実施例を詳細に説明する。
以下に述べる本発明の第１の実施の形態の実施例１〜第６の実施の形態の実施例６は、本発明に係る画像読取レンズの数値例による具体的な構成の実施例である。
〔第１の実施の形態〕
まず、上述した本発明の第１の実施の形態としての具体的な実施例１に係る画像読取レンズを詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
実施例１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像読取レンズの具体的な構成の実施例であり、図１および図２は、本発明の第１の実施の形態としての実施例１に係る画像読取レンズを説明するためのものである。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例１の画像読取レンズの光学系の縦断面の構成を示している。
図１に示す画像読取レンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、開口絞りＡＤ、コンタクトガラスＣＴＧおよびカバーガラスＣＶＧを具備している。
図１において、画像読取レンズの光学系を構成する各光学要素は、被写体である画像原稿側、すなわち物体側から像面側へ向かって、順次、コンタクトガラスＣＴＧ、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、開口絞りＡＤ、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、そしてカバーガラスＣＶＧを配置している。
コンタクトガラスＣＴＧは、原稿載置ガラス等として、その表面に画像原稿が密着配置される一般に平行平板からなるガラスである。
【００２１】
第１レンズＥ１は、凸面を物体側に向けて物体側に凸に形成した正メニスカスレンズである。第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率半径の絶対値が小さい凹面を像側に向けた両凹レンズからなる負レンズである。
開口絞りＡＤは、第２レンズＥ２と第３レンズＥ３との間に介挿配置される。
第３レンズＥ３は、凹面を物体側に向けた負メニスカスレンズである。第４レンズＥ４は、物体側よりも曲率半径の絶対値が小さな凸面を像側に向けた両凸レンズからなる正レンズである。第５レンズＥ５は、凹面を物体側に向けた負メニスカスレンズである。
これら第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、開口絞りＡＤ、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４および第５レンズＥ５により、前群レンズ系Ｇｆを構成している。第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４および第５レンズＥ５の各レンズは、例えばいずれもガラス球面レンズにより構成している。
第６レンズＥ６は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、その物体側と像側の両側に非球面を形成していて、この第６レンズＥ６は、単体で後群レンズ系Ｇｒを構成する後群レンズである。この後群レンズ系Ｇｒとしての第６レンズＥ６は、特に像側レンズ面が近軸において像側に凹に形成し、周辺部に向かうに従って像側に凸に形成した非球面形状をなす１枚のプラスチック非球面レンズにより構成している。
【００２２】
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取レンズにより結像された原稿画像の光学像を撮像して電子的な画像データを得るＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサやＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）イメージセンサのような固体撮像素子の撮像面を保護するための一般に平行平板からなるシールガラスである。光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、それに代わるダミーガラスを用いる場合には、それらもこのカバーガラスＣＶＧに含まれるものとする。
すなわち、第１レンズＥ１〜第５レンズＥ５からなる前群レンズ系Ｇｆと、第６レンズＥ６からなる後群レンズ系Ｇｒとから、画像読取レンズ本体を構成しており、コンタクトガラスＣＴＧ上に密着載置された撮像対象の物体である画像原稿の光学像をカバーガラスＣＶＧの後方に結像する。
図１には、各光学面の面番号も示している。なお、図１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、実施例２〜実施例６の対応する部分について共通に用いている。そのため、図３、図５、図７、図９および図１１と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例２〜実施例６とはかならずしも同一の構成ではない。
【００２３】
この実施例１においては、Ｆ値（Ｆナンバ）Ｆおよび物体高Ｙが、それぞれ、Ｆ＝Ｆ４．５９およびＹ＝１５２．４であり、結像倍率ｍは、０．０４７２４４、そして画素サイズは、２μｍである。また、各光学要素の光学特性は、次表１の通りである。なお次表１において、コンタクトガラスをＣＴＧ、開口絞りをＡＤ、カバーガラスをＣＶＧ、前群レンズ系をＧｆ、後群レンズ系をＧｒ、第１レンズをＥ１、第２レンズをＥ２、第３レンズをＥ３、第４レンズをＥ４、第５レンズをＥ５そして第６レンズをＥ６として示しており、ＢＦはバックフォーカスをあらわしており、これらは、実施例２〜実施例６（の表４、表７、表１０、表１３および表１６）においても同様である。
【００２４】
【表１】
2015176002.tif 000004
【００２５】
表１において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。すなわち、表１においては、「＊」が付された第１４面および第１５面の各光学面が非球面であり、式〔７〕における各非球面のパラメータは、次表２の通りである。なお、非球面係数において、「Ｅｎ」は、「１０のべき乗」すなわち「×１０ｎ」をあらわし、例えば「Ｅ−０５」は、「×１０−５」をあらわしている。これらは、他の実施例についても同様である。
【００２６】
【表２】
2015176002.tif 000005
【００２７】
この場合、各条件式における変数に対応する値と対応する条件式およびバックフォーカス、すなわち前記後群レンズの前記像側レンズ面と前記撮像素子との間の光軸上の距離Ｂｆの値は、次表３の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔６〕を満足している。
【００２８】
【表３】
2015176002.tif 000006
【００２９】
また、図２に、実施例１における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図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。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
〔第２の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第２の実施の形態としての具体的な実施例２に係る画像読取レンズを詳細に説明する。
【実施例２】
【００３０】
実施例２は、本発明の第２の実施の形態に係る画像読取レンズの具体的な構成の実施例であり、図３および図４は、本発明の第２の実施の形態としての実施例２に係る画像読取レンズを説明するためのものである。
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る実施例２の画像読取レンズの光学系の縦断面の概念的な構成を示している。
図３に示す画像読取レンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、開口絞りＡＤ、コンタクトガラスＣＴＧおよびカバーガラスＣＶＧを具備している。
図３において、画像読取レンズの光学系を構成する各光学要素は、物体側から像面側へ向かって、順次、コンタクトガラスＣＴＧ、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、開口絞りＡＤ、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、そしてカバーガラスＣＶＧを配置している。
【００３１】
コンタクトガラスＣＴＧは、原稿載置ガラス等として、その表面に画像原稿が密着配置される一般に平行平板からなるガラスである。
第１レンズＥ１は、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズである。第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率半径の絶対値が小さな凹面を像側に向けた両凹レンズからなる負レンズである。
開口絞りＡＤは、第２レンズＥ２と第３レンズＥ３との間に介挿配置される。
第３レンズＥ３は、凸面を像側に向けた正メニスカスレンズである。第４レンズＥ４は、像側よりも曲率半径の絶対値が小さな面を物体側に向けた両凸レンズからなる正レンズである。第５レンズＥ５は、凹面を物体側に向けた負メニスカスレンズである。
これら第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、開口絞りＡＤ、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４および第５レンズＥ５により、前群レンズ系Ｇｆを構成しており、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４および第５レンズＥ５の各レンズは、例えばいずれもガラス球面レンズにより構成している。
第６レンズＥ６は、凹面を像側に向けた負メニスカスレンズであり、その物体側と像側の両側に非球面を形成していて、この第６レンズＥ６は、単体で後群レンズ系Ｇｒを構成する後群レンズである。この後群レンズとしての第６レンズＥ６は、特に像側レンズ面が近軸において像側に凹に形成し、周辺部に向かうに従って像側に凸に形成した非球面形状をなす１枚のプラスチック非球面レンズにより構成している。
【００３２】
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取レンズにより結像された原稿画像の光学像を撮像して電子的な画像データを得るＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサのような固体撮像素子の撮像面を保護するための一般に平行平板からなるシールガラスである。光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、それに代わるダミーガラスを用いる場合には、それらもこのカバーガラスＣＶＧに含まれるものとする。
すなわち、第１レンズＥ１〜第５レンズＥ５からなる前群レンズ系Ｇｆと、第６レンズＥ６からなる後群レンズＧｒとから、画像読取レンズ本体を構成しており、コンタクトガラスＣＴＧ上に密着載置された撮像対象の物体である画像原稿の光学像をカバーガラスＣＶＧの後方に結像する。
図３には、各光学面の面番号も示している。なお、図３においても各参照符号は、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、実施例１および実施例３〜実施例６の対応する部分について共通に用いており、そのため、図１、図５、図７、図９および図１１と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例１および実施例３〜実施例６とはかならずしも同一の構成ではない。
この実施例２においては、Ｆ値Ｆおよび物体高Ｙが、それぞれ、Ｆ＝Ｆ４．５９およびＹ＝１５２．４であり、結像倍率ｍは、０．０４７２４４、そして画素サイズは、２μｍである。また、各光学要素の光学特性は、次表４の通りである。
【００３３】
【表４】
2015176002.tif 000007
【００３４】
表４において、面番号に「＊」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。すなわち、表４においては、「＊」が付された第１４面および第１５面の各光学面が、非球面であり、式〔７〕における各非球面のパラメータは、次表５の通りである。
【００３５】
【表５】
2015176002.tif 000008
【００３６】
この場合、各条件式における変数に対応する値と対応する条件式および後群レンズの像側レンズ面と撮像素子との間の光軸上の距離Ｂｆの値は、次表６の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔６〕を満足している。
【００３７】
【表６】
2015176002.tif 000009
【００３８】
また、図４に、実施例２における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。
〔第３の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第３の実施の形態としての具体的な実施例３に係る画像読取レンズを詳細に説明する。
【実施例３】
【００３９】
実施例３は、本発明の第３の実施の形態に係る画像読取レンズの具体的な構成の実施例であり、図５および図６は、本発明の第３の実施の形態としての実施例３に係る画像読取レンズを説明するためのものである。
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る実施例３の画像読取レンズの光学系の縦断面の概念的な構成を模式的に示している。
図５に示す画像読取レンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、開口絞りＡＤ、コンタクトガラスＣＴＧおよびカバーガラスＣＶＧを具備している。
図５において、画像読取レンズの光学系を構成する各光学要素は、物体側から像面側へ向かって、順次、コンタクトガラスＣＴＧ、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、開口絞りＡＤ、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、そしてカバーガラスＣＶＧを配置している。
コンタクトガラスＣＴＧは、原稿載置ガラス等として、その表面に画像原稿が密着配置される一般に平行平板からなるガラスである。
第１レンズＥ１は、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズである。第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率半径の絶対値が小さな凹面を像側に向けた両凹レンズからなる負レンズである。
【００４０】
開口絞りＡＤは、第２レンズＥ２と第３レンズＥ３との間に介挿配置される。
第３レンズＥ３は、凹面を物体側に向けた正メニスカスレンズである。第４レンズＥ４は、像側よりも曲率半径の絶対値が小さな凸面を物体側に向けた両凸レンズからなる正レンズである。第５レンズＥ５は、凹面を物体側に向けた負メニスカスレンズである。
これら第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、開口絞りＡＤ、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４および第５レンズＥ５により、前群レンズ系Ｇｆを構成している。第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４および第５レンズＥ５の各レンズは例えばいずれもガラス球面レンズにより構成している。
第６レンズＥ６は、凹面を像側に向けた負メニスカスレンズであり、その物体側と像側の両側に非球面を形成していて、この第６レンズＥ６は、単体で後群レンズ系Ｇｒを構成する後群レンズである。この後群レンズとしての第６レンズＥ６は、特に像側レンズ面が近軸において像側に凹に形成し、周辺部に向かうに従って像側に凸に形成した非球面形状をなす１枚のプラスチック非球面レンズにより構成している。
【００４１】
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取レンズにより結像された原稿画像の光学像を撮像して電子的な画像データを得るＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサのような固体撮像素子の撮像面を保護するための一般に平行平板からなるシールガラスである。光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、それに代わるダミーガラスを用いる場合には、それらもこのカバーガラスＣＶＧに含まれるものとする。
すなわち、第１レンズＥ１〜第５レンズＥ５からなる前群レンズ系Ｇｆと、第６レンズＥ６からなる後群レンズ系Ｇｒとから、画像読取レンズ本体を構成しており、コンタクトガラスＣＴＧ上に密着載置された撮像対象の物体である画像原稿の光学像をカバーガラスＣＶＧの後方に結像する。
図５には、各光学面の面番号も示している。
この実施例３においては、Ｆ値Ｆおよび物体高Ｙが、それぞれ、Ｆ＝Ｆ４．５９およびＹ＝１５２．４であり、結像倍率ｍは、０．０４７２４４、そして画素サイズは、２μｍである。また、各光学要素の光学特性は、次表７の通りである。
【００４２】
【表７】
2015176002.tif 000010
【００４３】
表７において、面番号に「＊」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。すなわち、表７においては、「＊」が付された第１４面および第１５面の各光学面が非球面であり、式〔７〕における各非球面のパラメータは、次表８の通りである。
【００４４】
【表８】
2015176002.tif 000011
【００４５】
この場合、各条件式における変数に対応する値と対応する条件式および後群レンズの像側レンズ面と撮像素子との間の光軸上の距離Ｂｆの値は、次表９の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔６〕を満足している。
【００４６】
【表９】
2015176002.tif 000012
【００４７】
また、図６に、実施例３における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。
〔第４の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第４の実施の形態としての具体的な実施例４に係る画像読取レンズを詳細に説明する。
【実施例４】
【００４８】
実施例４は、本発明の第４の実施の形態に係る画像読取レンズの具体的な構成の実施例であり、図７および図８は、本発明の第４の実施の形態としての実施例４に係る画像読取レンズを説明するためのものである。
図７は、本発明の第４の実施の形態に係る実施例４の画像読取レンズの光学系の縦断面の概念的な構成を模式的に示している。
図７に示す画像読取レンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、開口絞りＡＤ、コンタクトガラスＣＴＧおよびカバーガラスＣＶＧを具備している。
図７において、画像読取レンズの光学系を構成する各光学要素は、物体側から像面側へ向かって、順次、コンタクトガラスＣＴＧ、第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、そしてカバーガラスＣＶＧを配置している。
コンタクトガラスＣＴＧは、原稿載置ガラス等として、その表面に画像原稿が密着配置される一般に平行平板からなるガラスである。
第１レンズＥ１は、凹面を像側に向けた正メニスカスレンズである。
【００４９】
開口絞りＡＤは、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２との間に介挿配置される。
第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率半径の絶対値が小さな凹面を像側に向けた両凹レンズからなる負レンズである。第３レンズＥ３は、凹面を物体側に向けた正メニスカスレンズである。第４レンズＥ４は、物体側よりも曲率半径の絶対値が小さな凸面を像側に向けた両凸レンズからなる正レンズである。第５レンズＥ５は、凹面を物体側に向けた負メニスカスレンズである。
これら第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４および第５レンズＥ５により、前群レンズ系Ｇｆを構成しており、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４および第５レンズＥ５の各レンズは例えばいずれもガラス球面レンズにより構成している。
第６レンズＥ６は、像側よりも曲率半径の絶対値が小さな凹面を物体側に向けた両凹レンズであり、その像側に非球面を形成していて、この第６レンズＥ６は、単体で後群レンズ系Ｇｒを構成する後群レンズである。この後群レンズとしての第６レンズＥ６は、像側レンズ面が近軸において像側に凹に形成し、周辺部に向かうに従って像側に凸に形成した非球面形状をなす１枚のプラスチック非球面レンズにより構成している。
【００５０】
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取レンズにより結像された原稿画像の光学像を撮像して電子的な画像データを得るＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサのような固体撮像素子の撮像面を保護するための一般に平行平板からなるシールガラスである。
すなわち、第１レンズＥ１〜第５レンズＥ５からなる前群レンズ系Ｇｆと、第６レンズＥ６からなる後群レンズＧｒとから、画像読取レンズ本体を構成しており、コンタクトガラスＣＴＧ上に密着載置された撮像対象の物体である画像原稿の光学像をカバーガラスＣＶＧの後方に結像する。
図７には、各光学面の面番号も示している。
この実施例４においては、Ｆ値Ｆおよび物体高Ｙが、それぞれ、Ｆ＝Ｆ４．５９およびＹ＝１５２．４であり、結像倍率ｍは、０．０４７２４４、そして画素サイズは、２μｍである。また、各光学要素の光学特性は、次表１０の通りである。
【００５１】
【表１０】
2015176002.tif 000013
【００５２】
表１０において、面番号に「＊」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。すなわち、表１０においては、「＊」が付された第１５面が非球面であり、式〔７〕における各非球面のパラメータは、次表１１の通りである。
【００５３】
【表１１】
2015176002.tif 000014
【００５４】
この場合、各条件式における変数に対応する値と対応する条件式および後群レンズの像側レンズ面と撮像素子との間の光軸上の距離Ｂｆの値は、次表１２の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔６〕を満足している。
【００５５】
【表１２】
2015176002.tif 000015
【００５６】
また、図８に、実施例４における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。
〔第５の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第５の実施の形態としての具体的な実施例５に係る画像読取レンズを詳細に説明する。
【実施例５】
【００５７】
実施例５は、本発明の第５の実施の形態に係る画像読取レンズの具体的な構成の実施例であり、図９および図１０は、本発明の第５の実施の形態としての実施例５に係る画像読取レンズを説明するためのものである。
図９は、本発明の第５の実施の形態に係る実施例５の画像読取レンズの光学系の縦断面の概念的な構成を示している。
図９に示す画像読取レンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、開口絞りＡＤ、コンタクトガラスＣＴＧおよびカバーガラスＣＶＧを具備している。
図９において、画像読取レンズの光学系を構成する各光学要素は、物体側から像面側へ向かって、順次、コンタクトガラスＣＴＧ、第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、そしてカバーガラスＣＶＧを配置している。
コンタクトガラスＣＴＧは、原稿載置ガラス等として、その表面に画像原稿が密着配置される一般に平行平板からなるガラスである。
【００５８】
第１レンズＥ１は、凹面を像側に向けた正メニスカスレンズである。
開口絞りＡＤは、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２との間に介挿配置される。
第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率半径の絶対値が小さな凹面を像側に向けた両凹レンズからなる負レンズである。第３レンズＥ３は、凹面を物体側に向けた正メニスカスレンズである。
【００５９】
第４レンズＥ４は、凹面を像側に向けた正メニスカスレンズであり、第５レンズＥ５は、凹面を像側に向けた負メニスカスレンズである。これら第４レンズＥ４と第５レンズＥ５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。
これら第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４および第５レンズＥ５により、前群レンズ系Ｇｆを構成しており、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４および第５レンズＥ５の各レンズは例えばいずれもガラス球面レンズにより構成している。
【００６０】
第６レンズＥ６は、凹面を像側に向けた負メニスカスレンズであり、その物体側と像側の両側に非球面を形成していて、この第６レンズＥ６は、単体で後群レンズ系Ｇｒを構成する後群レンズである。この後群レンズとしての第６レンズＥ６は、特に像側レンズ面が近軸において像側に凹に形成し、周辺部に向かうに従って像側に凸に形成した非球面形状をなす１枚のプラスチック非球面レンズにより構成している。
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取レンズにより結像された原稿画像の光学像を撮像して電子的な画像データを得るＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサのような固体撮像素子の撮像面を保護するための一般に平行平板からなるシールガラスである。
すなわち、第１レンズＥ１〜第５レンズＥ５からなる前群レンズ系Ｇｆと、第６レンズＥ６からなる後群レンズ系Ｇｒとから、画像読取レンズ本体を構成しており、コンタクトガラスＣＴＧ上に密着載置された撮像対象の物体である画像原稿の光学像をカバーガラスＣＶＧの後方に結像する。
図９には、各光学面の面番号も示している。
この実施例５においては、Ｆ値Ｆおよび物体高Ｙが、それぞれ、Ｆ＝Ｆ４．５９およびＹ＝１５２．４であり、結像倍率ｍは、０．０４７２４４、そして画素サイズは、２μｍである。また、各光学要素の光学特性は、次表１３の通りである。
【００６１】
【表１３】
2015176002.tif 000016
【００６２】
表１３において、面番号に「＊」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。すなわち、表１３においては、「＊」が付された第１３面および第１４面が非球面であり、式〔７〕における各非球面のパラメータは、次表１４の通りである。
【００６３】
【表１４】
2015176002.tif 000017
【００６４】
この場合、各条件式における変数に対応する値と対応する条件式および後群レンズの像側レンズ面と撮像素子との間の光軸上の距離Ｂｆの値は、次表１５の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔６〕を満足している。
【００６５】
【表１５】
2015176002.tif 000018
【００６６】
また、図１０に、実施例５における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。
〔第６の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第６の実施の形態としての具体的な実施例６に係る画像読取レンズを詳細に説明する。
【実施例６】
【００６７】
実施例６は、本発明の第６の実施の形態に係る画像読取レンズの具体的な構成の実施例であり、図１１および図１２は、本発明の第６の実施の形態としての実施例６に係る画像読取レンズを説明するためのものである。
図１１は、本発明の第６の実施の形態に係る実施例６の画像読取レンズの光学系の縦断面の概念的な構成を示している。
図１１に示す画像読取レンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、開口絞りＡＤ、コンタクトガラスＣＴＧおよびカバーガラスＣＶＧを具備している。
図１１において、画像読取レンズの光学系を構成する各光学要素は、物体側から像面側へ向かって、順次、コンタクトガラスＣＴＧ、第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、そしてカバーガラスＣＶＧを配置している。この第６の実施の形態は、他の実施の形態のように６枚構成ではなく、５枚構成となっている。
コンタクトガラスＣＴＧは、原稿載置ガラス等として、その表面に画像原稿が密着配置される一般に平行平板からなるガラスである。
第１レンズＥ１は、凹面を像側に向けた正メニスカスレンズである。
【００６８】
開口絞りＡＤは、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２との間に介挿配置される。
第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率半径の絶対値が小さな凹面を像側に向けた両凹レンズからなる負レンズである。第３レンズＥ３は、物体側よりも曲率半径の絶対値が小さな凸面を像側に向けた両凸レンズからなる正レンズである。第４レンズＥ４は、凹面を物体側に向けた負メニスカスレンズである。
これら第１レンズＥ１、開口絞りＡＤ、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３および第４レンズＥ４により、前群レンズ系Ｇｆを構成しており、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３および第４レンズＥ４の各レンズは例えばいずれもガラス球面レンズにより構成している。
第５レンズＥ５は、像側よりも曲率半径の絶対値が小さな凹面を物体側に向けた両凹レンズであり、その物体側と像側の両側に非球面を形成していて、この第５レンズＥ５は、単体で後群レンズ系Ｇｒを構成する後群レンズである。この後群レンズとしての第５レンズＥ５は、特に像側レンズ面が近軸において像側に凹に形成し、周辺部に向かうに従って像側に凸に形成した非球面形状をなす１枚のプラスチック非球面レンズにより構成している。
【００６９】
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取レンズにより結像された原稿画像の光学像を撮像して電子的な画像データを得るＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサのような固体撮像素子の撮像面を保護するための一般に平行平板からなるシールガラスである。
すなわち、第１レンズＥ１〜第４レンズＥ４からなる前群レンズ系Ｇｆと、第５レンズＥ５からなる後群レンズ系Ｇｒとから、画像読取レンズ本体を構成しており、コンタクトガラスＣＴＧ上に密着載置された撮像対象の物体である画像原稿の光学像をカバーガラスＣＶＧの後方に結像する。
図１１には、各光学面の面番号も示している。
【００７０】
この実施例６においては、Ｆ値Ｆおよび物体高Ｙが、それぞれ、Ｆ＝Ｆ４．５９およびＹ＝１５２．４であり、結像倍率ｍは、０．０４７２４４、そして画素サイズは、２μｍである。また、各光学要素の光学特性は、次表１６の通りである。
【００７１】
【表１６】
2015176002.tif 000019
【００７２】
表１６において、面番号に「＊」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。すなわち、表１６においては、「＊」が付された第１２面および第１３面が非球面であり、式〔７〕における各非球面のパラメータは、次表１７の通りである。
【００７３】
【表１７】
2015176002.tif 000020
【００７４】
この場合、各条件式における変数に対応する値と対応する条件式および後群レンズの像側レンズ面と撮像素子との間の光軸上の距離Ｂｆの値は、次表１８の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔６〕を満足している。
【００７５】
【表１８】
2015176002.tif 000021
【００７６】
また、図１２に、実施例６における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。
〔第７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６の実施の形態に係る実施例１〜実施例６等のような画像読取レンズを画像読取用の結像レンズとして採用して構成した本発明の第７の実施の形態に係る画像読取装置について説明する。
図１３は、本発明の第７の実施の形態に係る画像読取装置の具体的な構成を説明するためのものである。
図１３は、本発明の第７の実施の形態に係る画像読取装置の縦断面の概念的な構成を模式的に示している。この第７の実施の形態に係る画像読取装置においては、上述した第１の実施の形態〜第６の実施の形態の実施例１〜実施例６に係る画像読取レンズを画像読取用の結像レンズとして用いる。
【００７７】
図１３に示す画像読取装置１００は、コンタクトガラス１０１、第１走行体１０３、第２走行体１０４、画像読取レンズ１０５およびラインセンサ１０６を具備している。第１走行体１０３は、照明光源１０３ａ、光源ミラー１０３ｂおよび第１ミラー１０３ｃを備え、第２走行体１０４は、第２ミラー１０４ａおよび第３ミラー１０４ｂを備えており、ラインセンサ１０６は、色分解手段として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のフィルタを有し、１チップに３列にライン状に配列して３ラインＣＣＤセンサを構成する光電変換素子１０６ａ、１０６ｂおよび１０６ｃを備えている。画像読取レンズ１０５は、上述した第１の実施の形態〜第６の実施の形態に係る画像読取レンズを用いて構成する。
図１３において、読み取るべき画像が記載されている読み取り対象としての原稿ＴＤは、原稿台としての平坦な原稿載置ガラスであるコンタクトガラス１０１上に読み取り面を伏せて平面的に載置される。コンタクトガラス１０１の下方に配置した第１走行体１０３は、いずれも図１３の図面に直交する方向に長い照明光源１０３ａ、光源ミラー１０３ｂおよび第１ミラー１０３ｃを保持しており、図１３に第１走行体１０３として示される位置から第１走行体１０３′として示される位置まで一定の走行速度Ｖで移動する。
【００７８】
照明光源１０３ａは、図１３の図面に直交する方向を長手方向とする細長い光源である。この照明光源１０３ａとしては、ハロゲンランプ、Ｘｅ（いわゆるキセノン）ランプ、または冷陰極管等の蛍光ランプのような管灯を用いても良く、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の点光源を一列に並べたものや、点光源を線光源に変換する導光体を用いた線状光源を用いても良く、あるいは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）に代表される面発光光源を細長い形状として用いることも可能である。照明光源１０３ａは、第１走行体１０３が図１３の右方向へ移動変位するときに発光するように制御される。この照明光源１０３ａの発光は、やはり図１３の図面に直交する方向に長い半筒状の光源ミラー１０３ｂによって導光して、コンタクトガラス１０１上に載置された原稿ＴＤにおける図１３の図面に直交する主走査方向に長いスリット状部分を照明する。
第１ミラー１０３ｃは、コンタクトガラス１０１の原稿載置面に対して鏡面を４５度傾けた状態で第１走行体１０３に保持されている。
第２走行体１０４は、図１３の図面に直交する方向に長く、鏡面を互いに直交的に傾けて対をなす第２ミラー１０４ａおよび第３ミラー１０４ｂを保持している。この第２走行体１０４は、第１走行体１０３の変位に同期して第２走行体１０４′として示される位置まで一定の走行速度Ｖ／２（すなわち第１走行体１０３の半分の速度）で変位する。
【００７９】
原稿ＴＤ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１０３に設けられた第１ミラー１０３ｃにより反射された後、第２走行体１０４に設けられた第２ミラー１０４ａ、さらには第３ミラー１０４ｂによって順次反射され、画像読取レンズ１０５に入射し、この画像読取レンズ１０５によって、撮像素子としてのラインセンサ１０６のカバーガラスを介してラインセンサ１０６の撮像面（入力面）上に原稿画像の縮小光学像を結像させる。
すなわち、第１ミラー１０３ｃ、第２ミラー１０４ａおよび第３ミラー１０４ｂは、反射光学系を構成している。第１走行体１０３および第２走行体１０４は、図示されていない駆動手段によって、それぞれ矢印方向（図示右方）へ走行させられる。このときの第１走行体１０３の走行速度をＶとすると、第２走行体１０４の走行速度はＶ／２であり、第１走行体１０３が所定量走行する間に第２走行体１０４は、第１走行体１０３の移動量の半分だけ移動する。この走行によって、第１走行体１０３および第２走行体１０４は、それぞれ図示破線の位置まで変位する。照明光源１０３ａ、光源ミラー１０３ｂおよび第１ミラー１０３ｃは、第１走行体１０３と一体的に移動し、コンタクトガラス１０１上の原稿ＴＤの全体を照明走査する。既に述べたように第１走行体１０３と第２走行体１０４の移動速度比は、Ｖ：Ｖ／２＝２：１であるので、照明走査される原稿部分から画像読取レンズ１０５に至る光路長はほぼ不変に保たれる。
【００８０】
撮像素子であるラインセンサ１０６は、それぞれ色分解手段として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のフィルタを持ったライン状の光電変換素子１０６ａ、１０６ｂおよび１０６ｃを、１チップに３列配列させた３ラインＣＣＤセンサであり、原稿ＴＤ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ＴＤの読取りが実行され、原稿ＴＤのカラー画像は、赤、緑および青の３原色に色分解して読取られる。
このような画像読取装置１００は、画像をフルカラーで読取る装置であって、ラインセンサ１１６に設けられた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のフィルタからなる色分解手段を画像読取レンズ１０５の結像光路中に有している。
上述したように、画像読取レンズ１０５に入射した結像光束は、画像読取レンズ１０５の結像作用により、撮像素子であるラインセンサ１０６の受光面に原稿ＴＤの縮小像を結像する。この場合、ラインセンサ１０６は、ＣＣＤラインセンサであり、微小な光電変換部が図１３の図面に直交する方向に密接して配列されていて、原稿ＴＤの照明走査に伴い、原稿画像を画素単位の電気信号として出力する。既に述べたように、ラインセンサ１０６は、結像画像を３色（赤、緑および青）に色分解して色情報を読み取り、各色の光電変換部で変換された電気信号を合成することによってカラー原稿を読み取ることができる。この電気信号は、Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換等の信号処理を経て画像信号に変換され、必要に応じてメモリ（図示されていない）に記憶される。
【００８１】
このように、図１３に示した画像読取レンズ１０５に本発明に係る画像読取レンズを用いることによって、画像読取装置の小型化が可能となる。
また、色分解する手法としては、上述した構成に限らず、画像読取レンズとラインセンサとの間に色分解プリズムやフィルタを選択的に挿入して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）に色分解する構成、または赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の光源を順次点灯させて原稿を照明する構成を用いることができる。
すなわち、本発明の第７の実施の形態に係る画像読取装置１００は、上述した第１の実施の形態〜第６の実施の形態の実施例１〜実施例６の画像読取レンズを結像レンズとして使用した画像読取装置１００である。そして、この画像読取装置１００は、結像レンズによる結像光路内に色分解機能を設けて、原稿情報をフルカラーで読み取るようにしても良い。
【００８２】
〔第８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６の実施の形態に係る実施例１〜実施例６等のような画像読取レンズを画像読取用の結像レンズとして採用して構成した本発明の第８の実施の形態に係る画像読取装置について説明する。
画像読取装置としては、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、結像光路上に配置される画像読取レンズとを一体化して画像読取ユニットを構成し、この画像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み取り走査するようにした形態の画像読取装置とすることもできる。これが本発明の第８の実施の形態に係る画像読取装置の第２の構成である。
すなわち、上述した本発明の第１の実施の形態〜第６の実施の形態に係る画像読取レンズを画像読取用の結像レンズとして採用して構成した本発明の第８の実施の形態に係る画像読取装置について図１４を参照して説明する。
【００８３】
図１４は、本発明の第８の実施の形態に係る画像読取装置の縦断面の概念的な構成を模式的に示している。この実施例８に係る画像読取装置においても、上述した第１の実施の形態〜第６の実施の形態の実施例１〜実施例６に係る画像読取レンズを画像読取用の結像レンズとして用いる。
図１４に示す画像読取装置１１０は、コンタクトガラス１０１、画像読取ユニット１１３、画像読取レンズ１１４およびラインセンサ１１５を具備している。
画像読取ユニット１１３は、第１の照明光源１１３ａ、第１の光源ミラー１１３ｂ、第２の照明光源１１３ｃ、第２の光源ミラー１１３ｄ、第１ミラー１１３ｅ、第２ミラー１１３ｆおよび第３ミラー１１３ｇを備えており、ラインセンサ１１５は、色分解手段として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のフィルタを有し、１チップに３列にライン状に配列して３ラインＣＣＤセンサを構成する光電変換素子１１５ａ、１１５ｂおよび１１５ｃを備えている。画像読取レンズ１１４は、上述した第１の実施の形態〜第６の実施の形態の実施例１〜実施例６に係る読取レンズを用いて構成する。
【００８４】
図１４において、読み取るべき画像が記載されている読み取り対象としての原稿ＴＤは、原稿台としての平坦な原稿載置ガラスであるコンタクトガラス１０１上に読み取り面を伏せて平面的に載置される。コンタクトガラス１０１の下方に配置した画像読取ユニット１１３は、いずれも図１４の図面に直交する方向に長い第１の照明光源１１３ａ、第１の光源ミラー１１３ｂ、第２の照明光源１１３ｃ、第２の光源ミラー１１３ｄ、第１ミラー１１３ｅ、第２ミラー１１３ｆおよび第３ミラー１１３ｇを保持しており、画像読取レンズ１１４およびラインセンサ１１５も、この画像読取ユニット１１３と一体的に設けられる。
第１の照明光源１１３ａおよび第２の照明光源１１３ｃは、それぞれ図１４の図面に直交する方向を長手方向とする細長い光源である。これらの第１の照明光源１１３ａおよび第２の照明光源１１３ｃは、図１３における照明光源１０３ａと同様に、ハロゲンランプ、Ｘｅ（いわゆるキセノン）ランプ、または冷陰極管等の蛍光ランプのような管灯を用いても良く、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の点光源を一列に並べたものや、点光源を線光源に変換する導光体を用いた線状光源を用いても良く、あるいは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）に代表される面発光光源を細長い形状として用いることも可能である。これら第１および第２の照明光源１１３ａおよび１１３ｃも、画像読取ユニット１１３が図１４の右方向へ移動変位するときに発光するように制御される。
【００８５】
これら第１および第２の照明光源１１３ａおよび１１３ｃの発光は、やはり図１４の図面に直交する方向に長い半筒状の第１の光源ミラー１１３ｂおよび第２の光源ミラー１１３ｄによって導光して、コンタクトガラス１０１上に載置された原稿ＴＤにおける図１４の図面に直交する主走査方向に長いスリット状部分を照明する。
第１ミラー１１３ｅ、第２ミラー１１３ｆおよび第３ミラー１１３ｇは、いずれも図１４の図面に直交する方向に長く、コンタクトガラス１０１の原稿載置面に対して鏡面を４５度傾け、且つ鏡面を互いに直交的に傾けた状態として画像読取ユニット１１３に保持されている。
画像読取ユニット１１３が図１４に示す画像読取ユニット１１３の位置から画像読取ユニット１１３′として示される位置まで一定速度で移動する間に、原稿ＴＤの照明された部分からの反射光（画像による反射光）は、画像読取ユニット１１３に設けられた第１ミラー１１３ｅ、画像読取ユニット１１３に設けられた第２ミラー１１３ｆ、さらには画像読取ユニット１１３に設けられた第３ミラー１１３ｇによって順次反射され、画像読取レンズ１１４に入射し、この画像読取レンズ１１４によって、撮像素子としてのラインセンサ１１５のカバーガラスを介してラインセンサ１１５の撮像面（入力面）上に原稿画像の縮小光学像を結像させる。
【００８６】
すなわち、第１ミラー１１３ｅ、第２ミラー１１３ｆおよび第３ミラー１１３ｇは、反射光学系を構成している。画像読取ユニット１１３は、図示されていない駆動手段によって、図１４における図示右方へ走行させられる。
したがって、画像読取ユニット１１３が、画像読取ユニット１１３′として示される位置まで変位する間に原稿ＴＤが照明走査される。原稿ＴＤが照明走査されるとき、照明光の原稿ＴＤからの反射光は、第１ミラー１１３ｅ、第２ミラー１１３ｆ、そして第３ミラー１１３ｇによって順次反射され、結像光束として画像読取レンズ１１４に入射する。
このとき、第１ミラー１１３ｅ、第２ミラー１１３ｆ、そして第３ミラー１１３ｇの全てが、画像読取ユニット１１３に一体的に保持されているため、原稿ＴＤの照明走査中における原稿ＴＤの被照明部位から画像読取レンズ１１４に至る光路長は一定である。
画像読取レンズ１１４に入射した結像光束は、画像読取レンズ１１４の結像作用により、撮像素子であるラインセンサ１１５の受光面に原稿ＴＤの画像を縮小結像する。ラインセンサ１１５の受光面に結像された画像は、先に述べた画像読取装置の場合と同様にして電気信号に変換され、原稿情報が読み取られる。
【００８７】
〔第９の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第７の実施の形態または第８の実施の形態に係る画像読取装置を用いて構成した本発明の第９の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。
図１５は、本発明の第９の実施の形態に係る画像形成装置の縦断面の概念的な構成を模式的に示している。この第９の実施の形態に係る画像形成装置においては、上述した第７の実施の形態に係る図１３に示した画像読取装置を画像読み取りに用いている。
図１５に示す画像形成装置は、画像読取装置１００と、画像形成部２００とを有している。画像読取装置１００は、図１３と同様の構成を有しており、図１３と同様の部分には同符号を付して示し、その詳細な説明は省略する。すなわち、画像読取装置１００は、コンタクトガラス１０１、第１走行体１０３、第２走行体１０４、画像読取レンズ１０５およびラインセンサ１０６を具備している。第１走行体１０３は、照明光源１０３ａ、光源ミラー１０３ｂおよび第１ミラー１０３ｃを備え、第２走行体１０４は、第２ミラー１０４ａおよび第３ミラー１０４ｂを備えており、ラインセンサ１０６は、色分解手段として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のフィルタを有し、１チップに３列にライン状に配列して３ラインＣＣＤセンサを構成する光電変換素子１０６ａ、１０６ｂおよび１０６ｃを備えている。画像読取レンズ１０５は、上述した第１の実施の形態〜第６の実施の形態の実施例１〜実施例６に係る画像読取レンズを用いて構成する。
【００８８】
なお、画像読取装置１００として、コンタクトガラス１０１上の原稿ＴＤをスリット状に照明する照明手段と、ラインセンサ１０６と、原稿ＴＤの被照明部からラインセンサ１０６に至る結像光路を形成する複数のミラーと、結像光路上に配置される画像読取レンズ１０５とを一体化して画像読取ユニットを構成し、この画像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み取り走査するようにした形態の画像読取装置を用いることもできる。すなわち、第７の実施の形態に係る図１３に示した画像読取装置に代えて、本発明の第８の実施の形態に係る図１４に示した画像読取装置を用いて、画像形成装置を構成しても良い。
また、画像形成部２００は、画像読取装置１００の下方に位置しており、感光体２１０、帯電ローラ２１１、現像装置２１３、転写ベルト部２１４、クリーニング装置２１５、定着装置２１６、光走査装置２１７、カセット２１８、レジストローラ対２１９、信号処理部２２０、トレイ２２１および給紙コロ２２２を具備している。転写ベルト部２１４は、転写電圧印加ローラ２１４ａおよび転写ローラ２１４ｂを有している。
【００８９】
図１５において、画像読取装置１００の３ラインのラインセンサ１０６から出力される画像信号は、画像形成部２００の信号処理部２２０に送られ、信号処理部２２０において処理されて書込み用の信号、すなわちイエロー（Ｙ）、マジェンタ（マゼンタ）（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒（Ｋ）の各色を書込むための信号に変換される。
画像形成部２００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２１０を有し、その周囲に、帯電手段としての帯電ローラ２１１、ターレット式の現像装置２１３、転写ベルト部２１４およびクリーニング装置２１５を配設している。帯電手段としては帯電ローラ２１１に代えてコロナチャージャを用いることもできる。
光走査装置２１７は、信号処理部２２０から書込み用の信号を受けて光走査により感光体２１０に書込みを行う。また、光走査装置２１７は、帯電ローラ２１１と現像装置２１３との間において感光体２１０の光走査を行うようになっている。
画像形成を行うときは、光導電性の感光体２１０が図示時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ２１１により均一に帯電され、光走査装置２１７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、いわゆるネガ潜像であって、画像部が露光されている。
【００９０】
画像の書込みは、感光体２１０の回転に従って、イエロー（Ｙ）画像、マジェンタ（Ｍ）画像、シアン（Ｃ）画像、そして黒画像（Ｋ）の順に、逐次行われて、形成された静電潜像はターレット式の現像装置２１３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（マジェ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）、そして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２１４上に、転写電圧印加ローラ２１４ａにより順次転写され、上述した各色トナー画像が転写ベルト２１４上で重ね合わせられてカラー画像となる。
記録媒体としての転写紙Ｓを収納したカセット２１８は、画像形成装置本体に脱着可能であり、図示のように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２２２により取り出されて給紙され、給紙された転写紙Ｓはその先端部がレジストローラ対２１９に捕えられる。
レジストローラ対２１９は、転写ベルト部２１４上のトナーによるカラー画像が転写位置に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２１４ｂの作用によりカラー画像が静電転写される。転写ローラ２１４ｂは、転写時に転写紙Ｓにカラー画像を押圧転写させる。
【００９１】
カラー画像が転写された転写紙Ｓは、定着装置２１６へ送られ、定着装置２１６においてカラー画像が定着され、図示されていないガイド手段による搬送路を通り、図示されていない排紙ローラ対によりトレイ２２１上に排出される。各色トナーによる画像が転写されるたびに、感光体２１０の表面はクリーニング装置２１５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。
すなわち、本発明の第９の実施の形態に係る画像形成装置は、第１の実施の形態〜第６の実施の形態の実施例１〜実施例６の画像読取レンズを結像レンズとして使用した画像読取装置を用いて構成した画像形成装置である。
もちろん、本発明に係る画像形成装置は、カラー画像を形成する構成に限らず、モノクロームの画像形成を行うように構成することもできることはいうまでもない。
また、紙出力が画像読取装置と画像形成部との間に形成されている胴内排紙型の省スペースな画像形成装置において、上述した本発明に係る画像読取レンズを用いた画像読取装置を用いることにより、画像読取装置を薄型化することができ、画像形成部との間隔が広がることによって、出力された紙等の作業者への視認性を高めることによって、作業を容易にするという効果もある。
なお、本発明の記載は、すべて円形のレンズを用いて説明しているが、レンズの大きさ、特に画像読取装置の高さ方向の大きさを低減するために、レンズの上下を切断した短冊形や小判型のレンズを用いて、本発明に従った画像読取レンズを構成することも可能である。
【００９２】
以上詳しく説明したところより明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、小型でかつ撮像素子に対する主光線の入射角度を小さくすることで周辺部のＭＴＦを高く保った画像読取用レンズを提供することができる。
請求項２、請求項３、請求項４、請求項６に記載の発明によれば、より高性能な画像読取用レンズを提供することができる。
請求項５、請求項７、請求項８に記載の発明によれば、より小型な画像読取用レンズを提供することができる。
請求項９に記載の発明によれば、小型でかつ撮像素子に対する主光線の入射角度を小さくすることで周辺部のＭＴＦを高く保った画像読取用レンズを提供することができるため、小画素に対応した高画質・小型・軽量・低コストな画像読取装置を実現することができる。
請求項１０に記載の発明によれば、小型でかつ撮像素子に対する主光線の入射角度を小さくすることで周辺部のＭＴＦを高く保った画像読取装置を提供することができるため、小画素に対応した高画質・小型・軽量・低コストな画像形成装置を実現することができる。
【符号の説明】
【００９３】
Ｅ１  第１レンズ
Ｅ２  第２レンズ
Ｅ３  第３レンズ
Ｅ４  第４レンズ
Ｅ５  第５レンズ
Ｅ６  第６レンズ
ＡＤ  開口絞り
ＣＴＧ  コンタクトガラス
ＣＶＧ  カバーガラス
Ｇｆ  前群レンズ系
Ｇｒ  後群レンズ系
１００，１１０  画像読取装置
１０１  コンタクトガラス
１０３  第１走行体
１０４  第２走行体
１０５  画像読取レンズ
１０６  ラインセンサ
１０３ａ  照明光源
１０３ｂ  光源ミラー
１０６，１１５  ラインセンサ
１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ  光電変換素子
１１３  画像読取ユニット
１１４  画像読取レンズ
１１５  ラインセンサ
１１３ａ  第１の照明光源
１１３ｂ  第１の光源ミラー
１１３ｃ  第２の照明光源
１１３ｄ  第２の光源ミラー
１１３ｅ  第１ミラー
１１３ｆ  第２ミラー
１１３ｇ  第３ミラー
２００  画像形成部
２１０  感光体
２１１  帯電ローラ
２１３  現像装置
２１４  転写ベルト部
２１５  クリーニング装置
２１６  定着装置
２１７  光走査装置
２１８  カセット
２１９  レジストローラ対
２２０  信号処理部
２２１  トレイ
２２２  給紙コロ
２１４ａ  転写電圧印加ローラ
２１４ｂ  転写ローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９４】
【特許文献１】特開２０１２−１４５８３９号公報
【図１】
2015176002.tif 000022
【図２】
2015176002.tif 000023
【図３】
2015176002.tif 000024
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2015176002.tif 000030
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2015176002.tif 000035
【図１５】
2015176002.tif 000036