(57)【要約】    【課題】  画角が５６°以上のレンズにおいて、小型で、温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正して、高画質化する。    【解決手段】  画像読取用レンズは、正レンズ、負レンズを含む５枚のレンズからなる前群レンズ系Ｇｆを、像側に１枚のプラスチックの負レンズからなる後群レンズ系Ｇｒを配置している。画像読取用レンズは、前群レンズ系Ｇｆの負レンズと正レンズの屈折率温度係数を１０６倍させた値の差分を求める第１の条件式、前群レンズ系Ｇｆと後群レンズ系Ｇｒの間隔を制御することで温度変化に対する結像位置の最適化を求める第２の条件式、画像読取用レンズ全体の焦点距離と後群レンズ系の焦点距離の比率を規定する第３の条件式、画像読取レンズの全長に対する前群レンズ系と後群レンズ系の間の光軸上の距離の大きさを規定する第４の条件式を共に満足するようにしている。【選択図】    図１
2015141306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿画像を読み取るための画像読取用レンズであって、
画角が５６°以上であり、
物体側に前群レンズ系、像側に後群レンズ系を配置し、
前記前群レンズ系は、正レンズ、負レンズを含む５枚のレンズで構成し、
前記後群レンズ系は、１枚のプラスチックの負レンズにより構成し、
以下の条件式（１）〜条件式（４）を共に満足することを特徴とする画像読取用レンズ。
０＜ΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）−Σｄｎｐ／ｄｔ（Ｐ）＜２５              （１）
０．１０＜ｆａ／ｆ×ｄ１１／Ｄ＜０．９０              （２）
−１．５＜ｆｂ／ｆ＜−０．５              （３）
０．３５＜ｄ１１／Ｄ＜０．７０              （４）
ただし、ΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）およびΣｄｎｐ／ｄｔ（Ｐ）は、それぞれ前記前群レンズ系の４０℃〜６０℃におけるＨｅ−Ｎｅ線の負レンズおよび正レンズの屈折率温度係数を１０６倍させた値の総和、ｆａは前記前群レンズ系の焦点距離、ｆｂは前記後群レンズ系の焦点距離、ｆは画像読取用レンズ全体の焦点距離、ｄ１１は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、Ｄはレンズ全長を表す。
【請求項２】
請求項１に記載の画像読取用レンズにおいて、
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする画像読取用レンズ。
５＜νＰ−νＮ＜３０              （５）
ただし、νＰはｅ線に対する正レンズのアッベ数の平均値、νＮはｅ線に対する負レンズのアッベ数の平均値を表す。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像読取用レンズにおいて、
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする画像読取用レンズ。
−１．２＜Ｒ３／Ｒ１１＜−０．４              （６）
ただし、Ｒ３は前記前群レンズ系のうちの第１レンズの物体側レンズ面の曲率半径、Ｒ１１は前記前群レンズ系のうちの最終レンズの像側レンズ面の曲率半径を表す。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像読取用レンズにおいて、
以下の条件式（７）を満足することを特徴とする画像読取用レンズ。
０．２５＜（φｂ−φａ）／ｄ１１＜０．６５              （７）
ただし、φａは前記前群レンズ系の前記最終レンズの像側レンズ面の有効径、φｂは前記後群レンズ系の物体側レンズ面の有効径、ｄ１１は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表す。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像読取用レンズにおいて、
少なくとも前記後群レンズ系の一面は、非球面であることを特徴とする画像読取用レンズ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像読取用レンズにおいて、
前記後群レンズ系のプラスチックレンズが両面非球面であることを特徴とする画像読取用レンズ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像読取用レンズにおいて、
前記前群レンズ系は、物体側から両凸レンズ、両凹レンズ、負メニスカスレンズ、両凸レンズ、負メニスカスレンズから構成されることを特徴とする画像読取用レンズ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像読取用レンズにおいて、
前記前群レンズ系は、第１レンズと第２レンズが接合レンズであり、第４レンズと第５レンズが接合レンズであることを特徴とする画像読取用レンズ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像読取用レンズにおいて、
少なくとも前記前群レンズ系の一面は、非球面であることを特徴とする画像読取用レンズ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像読取用レンズにおいて、
前記後群レンズ系を構成する前記負レンズの外形形状が、光軸に対して回転対称でないことを特徴とする画像読取用レンズ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の画像読取用レンズにおいて、
前記後群レンズ系を構成する前記負レンズの外形形状が、主走査方向に長い短冊形状であることを特徴とする画像読取用レンズ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像読取用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１３】
請求項１２に記載の画像読取装置を備え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用の結像レンズに係り、この画像読取用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用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、画像情報を電子的画像データ化する。また、原稿情報をカラーで読み取るために、それぞれ例えば赤、緑および青のフィルタを持った受光素子が３列に配列された、いわゆる３ラインＣＣＤイメージセンサ等を用いて固体撮像素子を構成し、その受光面に原稿の縮小光学像を結像させることにより３原色に色分解して、カラー画像情報を信号化することが行われている。
上述した画像読取用レンズにおいては、一般に、像面において高空間周波数領域での高いコントラストおよび画角周辺部まで１００％近くの開口効率が要求される。さらに、カラー原稿を良好に読み取るためには、受光面上で赤、緑および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、各色の色収差を極めて良好に補正しなければならない。
従来、このような画像読取用レンズとして広く用いられていた、いわゆる「ガウス型」の画像読取用レンズは、比較的大口径で高解像度を実現することができる。しかしながら、このようなガウス型の構成で近年求められている高性能を実現しようとすると、４群６枚構成や５群８枚構成等、６枚以上の多くのレンズ枚数が必要となる。
【０００３】
これに対して特許文献１（特許第３９３９９０８号公報）には、ガウス型の画像読取用レンズと比較してレンズ構成枚数が少なく、ガウス型と同等以上の性能を有する３枚〜５枚構成の画像読取用レンズが開示されている。
すなわち、特許文献１に記載された画像読取用レンズにおいては、レンズ構成枚数を最小で３枚とし、最も像側に配置されるレンズのパワーを「負」とし且つ当該レンズを像面近傍に配置する構成により、諸収差の補正を容易にして、高性能を実現することができる光学系を達成している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１は、画像読取装置の小型化と画像読取の高速化に伴う、ＣＣＤ等の撮像部での発熱量の増大、画像照明を行う光源の高照度化に伴う発熱量の増大などによる、画像読取装置内部の温度上昇時の性能劣化抑制については述べられていない。画像読取装置内部の温度上昇により画像読取用レンズの材料の熱膨張や屈折率変化等が生じ、画像読取用レンズの焦点距離変化が発生する。また、撮像部の発熱は、撮像部と画像読取用レンズを保持する保持部材に熱膨張をもたらし、画像読取用レンズの結像位置と撮像面の位置関係がずれて性能が劣化してしまう。
本発明は，上記事情に鑑みてなされたものであり、レンズ構成を適切に設定することで、温度変動による性能の劣化を低減でき、かつ、画角が５６°以上といった画像読取装置の小型化に伴う画角が大きいレンズにおいても、レンズ枚数がガウス型と同等で良好に諸収差を補正してなる高性能な画像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】
本発明に係る画像読取用レンズは、上述した目的を達成するために、
原稿画像を読み取るための画像読取用レンズであって、
画角が５６°以上であり、
物体側に前群レンズ系、像側に後群レンズ系を配置し、
前記前群レンズ系は、正レンズ、負レンズを含む５枚のレンズで構成し、
前記後群レンズ系は、１枚のプラスチックの負レンズにより構成し、
前記前群レンズ系の４０℃〜６０℃におけるＨｅ−Ｎｅ線の負レンズおよび正レンズの屈折率温度係数を１０６倍させた値の総和をそれぞれΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）およびΣｄｎｐ／ｄｔ（Ｐ）とし、前記前群レンズ系の焦点距離をｆａとし、前記後群レンズ系の焦点距離をｆｂとし、画像読取用レンズ全体の焦点距離をｆとし、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ｄ１１とし、レンズ全長をＤとして、
以下の条件式（１）〜条件式（４）：
０＜ΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）−Σｄｎｐ／ｄｔ（Ｐ）＜２５              （１）
０．１０＜ｆａ／ｆ×ｄ１１／Ｄ＜０．９０              （２）
−１．５＜ｆｂ／ｆ＜−０．５              （３）
０．３５＜ｄ１１／Ｄ＜０．７０              （４）
を共に満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、
原稿画像を読み取るための画像読取用レンズであって、
画角が５６°以上であり、
物体側に前群レンズ系、像側に後群レンズ系を配置し、
前記前群レンズ系は、正レンズ、負レンズを含む５枚のレンズで構成し、
前記後群レンズ系は、１枚のプラスチックの負レンズにより構成し、
前記前群レンズ系の４０℃〜６０℃におけるＨｅ−Ｎｅ線の負レンズおよび正レンズの屈折率温度係数を１０６倍させた値の総和をそれぞれΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）およびΣｄｎｐ／ｄｔ（Ｐ）とし、前記前群レンズ系の焦点距離をｆａとし、前記後群レンズ系の焦点距離をｆｂとし、画像読取用レンズ全体の焦点距離をｆとし、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ｄ１１とし、レンズ全長をＤとして、
以下の条件式（１）〜条件式（４）：
０＜ΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）−Σｄｎｐ／ｄｔ（Ｐ）＜２５              （１）
０．１０＜ｆａ／ｆ×ｄ１１／Ｄ＜０．９０              （２）
−１．５＜ｆｂ／ｆ＜−０．５              （３）
０．３５＜ｄ１１／Ｄ＜０．７０              （４）
を共に満足することにより、
画角が５６°以上のレンズにおいて、小型でかつ温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正可能で、高画質な画像読取用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】本発明の第１の実施の形態であって、実施例１に係る画像読取用レンズの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態であって、実施例２に係る画像読取用レンズの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態であって、実施例３に係る画像読取用レンズの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態であって、実施例４に係る画像読取用レンズの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態であって、実施例５に係る画像読取用レンズの構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態であって、実施例６に係る画像読取用レンズの構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態であって、実施例７に係る画像読取用レンズの構成を示す断面図である。
【図８】図１に示す実施例１の画像読取用レンズの球面収差、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】図２に示す実施例２の画像読取用レンズの球面収差、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１０】図３に示す実施例３の画像読取用レンズの球面収差、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】図４に示す実施例４の画像読取用レンズの球面収差、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１２】図５に示す実施例５の画像読取用レンズの球面収差、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】図６に示す実施例６の画像読取用レンズの球面収差、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１４】図７に示す実施例７の画像読取用レンズの球面収差、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１５】本発明の第２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断面図である。
【図１６】本発明の第３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断面図である。
【図１７】本発明の第４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断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の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用レンズ、画像読取装置および画像形成装置を詳細に説明する。具体的な実施例について説明する前に、まず、本発明の原理的な実施の形態を説明する。
先に述べたように、従来から広く知られている「ガウス型」の画像読取用レンズは、比較的大口径で高解像度を実現することができる。しかしながら、ガウス型の画像読取用レンズで、近年求められている高性能を実現しようとすると、レンズ構成枚数の増加およびそれに伴う光学系の大型化を避けることができない。そこで、ガウス型の画像読取用レンズと比較して、レンズ構成枚数が少なく、３枚〜５枚構成によって、ガウス型と同等またはそれ以上の性能を得ることが可能な画像読取用レンズとして、特許文献１（特許第３９３９９０８号）等に開示された画像読取用レンズが知られている。
しかしながら、特許文献１（特許第３９３９９０８号）においては、画像読取装置の小型化と画像読み取りの高速化に伴う、ＣＣＤイメージセンサ等の撮像部近傍での発熱量の増大および画像照明を行う光源の高照度化に伴う発熱量の増大などに起因する画像読取装置内部の温度上昇時の画像読取用レンズの性能劣化およびその抑制については検討されていない。
【０００９】
画像読取装置内部の温度上昇によって、画像読取用レンズの材料の熱膨張や屈折率の変化等が生じ、画像読取用レンズの焦点距離変化が発生する。また、撮像部の発熱は、撮像部と画像読取用レンズを保持する保持部材に熱膨張をもたらし、画像読取用レンズの結像位置と撮像面の位置関係がずれて性能が劣化してしまう。
また、上記特許文献１のレンズは大きくても４５°程度までの画角のレンズの例しか示されておらず、画像読取装置の小型化を十分に考慮できていない。
そこで、本発明の第１〜第７の実施の形態に係る原稿画像を読み取るための画像読取用レンズにおいては、物体側に前群レンズ系を、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、正レンズおよび負レンズを含む合計５枚のレンズで構成される。前記後群レンズ系は、１枚のプラスチックの負レンズで構成され、次のような特徴をもつものである。
【００１０】
即ち、本発明に係る画像読取用レンズは、原稿画像を読み取るための画像読取用レンズであって、
画角が５６°以上であり、
前記前群レンズ系の４０℃〜６０℃におけるＨｅ−Ｎｅ線の負レンズおよび正レンズの屈折率温度係数を１０６倍させた値の総和を、それぞれΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）およびΣｄｎｐ／ｄｔ（Ｐ）とし、前記前群レンズ系の焦点距離をｆａとし、前記後群レンズ系の焦点距離をｆｂとし、画像読取用レンズ全体の焦点距離をｆとし、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ｄ１１とし、レンズ全長をＤとして、
以下の条件式（１）〜条件式（４）：
０＜ΣｄｎＮ／ｄｔ（Ｎ）−Σｄｎｐ／ｄｔ（Ｐ）＜２５              （１）
０．１０＜ｆａ／ｆ×ｄ１１／Ｄ＜０．９０                          （２）
−１．５＜ｆｂ／ｆ＜−０．５                                      （３）
０．３５＜ｄ１１／Ｄ＜０．７０                                    （４）
を共に満足することを特徴としている（請求項１に対応する）。
【００１１】
条件式（１）（２）は、画像読取用レンズの結像位置の温度依存性を規定するものである。条件式（１）の上限を超えると、前記後群レンズ系にプラスチックを配した上記６枚構成で良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、条件式（１）の下限を下回ると、前記後群レンズ系の負レンズのプラスチックが温度上昇時の屈折率の低下により生じる焦点距離が短くなる補正を前記前群レンズ系が担いきれず、画像読取用レンズの焦点距離が温度上昇時に伸ばすことが困難となる。
また、条件式（２）の意味は、温度上昇時の結像位置のずれを前記前群レンズ系の焦点距離の伸びにより適応し、更に良好に結像位置の変化に追随するため前記後群レンズ系とのやり取りを考慮する必要があり、前記前群レンズ系と前記後群レンズ系の間隔を制御することで温度変化に対する結像位置の最適化を図る式である。条件式（２）の上限値を上回ると、画像読取用レンズの焦点距離が温度上昇時に伸びすぎてしまい、また下限値を下回ると画像読取用レンズの焦点距離が温度上昇時に短くなってしまう。このため、条件式（２）の範囲を超えてしまうと画像読取装置内の温度が上昇した時に画像読取用レンズと撮像素子であるラインＣＣＤ（又はＣＭＯＳ）を保持している部材が伸びるのに対して光軸方向の結像位置が大幅にずれてしまい使用環境の如何によって高い画像品質を得ることが困難になってしまう。
【００１２】
即ち、前記後群レンズ系にプラスチックレンズを配置した構成の上で条件式（１）（２）を満足することで、温度に対して、画像読取用レンズの結像位置までの距離を変化させ、レンズ保持部の温度による伸びに対して良好に追従でき、異なる温度環境においても高い画像品質を得ることが可能となる。
また、条件式（２）は、鏡胴の材料および前記前群レンズ系と前記後群レンズ系の間隔の部材を一般的な金属（線膨張係数：１×１０−５〜３×１０−５）とした場合の条件式である。一方、前記後群レンズ系のプラスチックの屈折率温度係数を−１．０１×１０−４／℃とし、より詳細な像距離の変動を考えるため部材による影響をキャンセルした場合、より望ましくは、条件式（２）は下記条件式（２）´を満足する式となることが好ましい（請求項２に対応する）。ただし、αは前記前群レンズ系と前記後群レンズ系の間隔の部材の線膨張係数を１０５倍させた値である。
０．０５≦（ｆａ／ｆ×ｄ１１／Ｄ）／α≦０．５０              （２）´
上記条件式（３）は、画像読取用レンズ全体の焦点距離と前記後群レンズ系の焦点距離の比率を規定するものである。条件式（３）の上限値を超えると、前記後群レンズ系一枚のプラスチック負レンズが担うパワーが大きくなり過ぎてしまい、５６°以上の広い画角を持ったレンズの良好な収差補正が困難となる。
【００１３】
また、条件式（３）の下限値を下回ると、前記後群レンズ系の負レンズが担うパワーが全体に対して小さくなりすぎてしまい、前記前群レンズ系のみで良好な収差補正を実現する必要があり、画角が５６°以上の広い画角のレンズで良好な収差補正が困難となる。
条件式（４）は、画像読取用レンズの全長に対する前記前群レンズ系と前記後群レンズ系の間の光軸上の距離の大きさを規定するものである。条件式（４）の上限値を超えると、画像読取用レンズの全長が増加するため大型化が生じてしまう。また、条件式（４）の下限値を下回ると、前記前群レンズ系の径の大きさが大きくなり、画像読取用レンズの大型化を招き、コストアップが生じてしまう。
さらに、上記画像読取用レンズは、以下の条件式を満足することでより良好な色収差の補正を図ることができる（請求項２に対応する）。
５＜νＰ−νＮ＜３０              （５）
ただし、νＰはｅ線に対する正レンズのアッベ数の平均値、νＮはｅ線に対する負レンズのアッベ数の平均値を表す。
上記条件式（５）は、画像読取用レンズの分散のアッベ数を規定するものである。条件式（５）の範囲内にすることで、上記構成でｇ線とＣ線によって生じる倍率色収差の良好な補正を可能としている。
【００１４】
さらに、本発明の画像読取用レンズは、以下の条件式（６）を満足することでより良好な軸外収差補正を図ることができる（請求項３に対応する）。
−１．２＜Ｒ３／Ｒ１１＜−０．４              （６）
ただし、Ｒ３は前記前群レンズ系の第１レンズの物体側レンズ面の曲率半径、Ｒ１１は前記前群レンズ系の最終レンズ（第５レンズ）の像側レンズ面の曲率半径を表す。
条件式（６）は、画像読取用レンズの前記前群レンズ系の第１レンズの物体側レンズ面の曲率半径と前記前群レンズ系の第５レンズの像側レンズ面の曲率半径の比率を規定するものである。条件式（６）の範囲を超えると、前記前群レンズ系内での軸外収差補正が不十分となり、前記後群レンズ系が一枚では良好な軸外収差補正が困難となる。条件式（６）の範囲内にすることで、前記後群レンズ系がレンズ一枚での収差補正を可能としている。
さらに、本発明の画像読取用レンズは、以下の条件式（７）を満足することでより小型化を図ることができる（請求項４に対応する）。
０．２５＜（φｂ−φａ）／ｄ１１＜０．６５              （７）
ただし、φａは前記前群レンズ系の前記最終レンズの像側レンズ面の有効径、φｂは前記後群レンズ系の物体側レンズ面の有効径、ｄ１１は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表す。
【００１５】
条件式（８）は、前記前群レンズ系と前記後群レンズ系の光軸上の距離に対する、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と前記後群レンズ系の負レンズの物体側レンズ面の差の比率を規定するものである。条件式（８）の範囲を超えると、軸外光線の前記後群レンズ系の負レンズの物体側レンズ面および像側レンズ面で急激な曲がりが生じてしまい、良好な収差補正を得ることが困難となる。
さらに、本発明の画像読取用レンズは、少なくとも前記後群レンズ系の一面は、非球面であることが好ましい（請求項５に対応する）。少なくとも前記後群レンズ系の一面を非球面にすることでディストーションの曲がりの良好な補正を図ることができる。
さらに、本発明の画像読取用レンズは、前記後群レンズ系のプラスチックレンズは、両面非球面であることが好ましい（請求項６に対応する）。両面非球面にすることで良好な収差補正を図ることができる。
さらに、本発明の画像読取用レンズは、前記前群レンズ系は、物体側から像面側に向かって、順に両凸レンズ、両凹レンズ、負メニスカスレンズ、両凸レンズ、負メニスカスレンズから構成されることが好ましい（請求項７に対応する）。上記構成にすることで、画角５６°以上の画角でも小型で良好な収差補正を図ることができる。
【００１６】
さらに、本発明の画像読取用レンズは、前記前群レンズ系は、第１レンズと第２レンズが接合レンズであり、第４レンズと第５レンズが接合レンズであることが好ましい（請求項８に対応する）。上記構成にすることで、画角５６°以上の画角でも小型で良好な収差補正を図ることができる。
さらに、本発明の画像読取用レンズは、少なくとも前記前群レンズ系の一面は、非球面であることが好ましい（請求項９に対応する）。少なくとも前記前群レンズ系の一面を非球面にすることで良好な収差補正を図ることができる。
さらに、本発明の画像読取用レンズは、像面に受光素子アレイが配置されるため前記後群レンズ系を構成する前記負レンズの外形形状が、光軸に対して回転対称でなくても良い（請求項１０に対応する）。また、前記負レンズの外形形状が、主走査方向に長い短冊形状にすることができる（請求項１１に対応する）。
上記構成にすることで、高性能な画質を得るには、前記後群レンズ系の負のレンズ直径が巨大化してしまうところを、受光素子アレイを用いる場合、受光素子の配列方向である主走査方向の一方向のみに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用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。
【００１７】
もちろん、前記後群レンズ系の負レンズの外形形状を光軸に対して回転対称にすることもでき、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にすることも可能である（請求項１２に対応する）。
さらに、本発明の画像読取用レンズを用いることにより、小型で、温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正可能な高性能な画像読取装置が可能となる。
さらに、本発明の画像読取装置を用いることにより、小型で、温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正可能な高性能な画像形成装置とすることが可能となる（請求項１３に対応する）。
【００１８】
〔第１の実施の形態〕
次に、本発明の第１実施の形態に基づく、画像読取用レンズの具体的な実施例（数値実施例。以下同じ）を詳細に説明する。
実施例１〜実施例７は、本発明の第１の実施の形態に係る画像読取用レンズの数値例による具体的な構成の実施例である。図１および図８は、本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例１における画像読取用レンズを説明するためのものである。図２および図９は、本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例２における画像読取用レンズを説明するためのものである。図３および図１０は、本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例３における画像読取用レンズを説明するためのものである。
図４および図１１は、本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例４における画像読取用レンズを説明するためのものである。図５および図１２は、本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例５における画像読取用レンズを説明するためのものである。図６および図１３は、本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例６における画像読取用レンズを説明するためのものである。
【００１９】
図７および図１４は、本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例７における画像読取用レンズを説明するためのものである。
これら実施例１〜実施例７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の実施の形態のように画像読取用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７から明らかである。
これら実施例１〜実施例７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
φ：光学面の有効径
Ｋ：非球面の円錐定数
Ｙ：物体高
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
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（８）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。
【００２０】
【数１】
2015141306.tif 000003
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例１の画像読取用レンズの光学系の縦断面構成を示している。
図１に示す画像読取用レンズは、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、画像読取用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。
第１レンズＥ１は、像側よりも曲率が大きな凸面（すなわち曲率半径が小さな面）を物体側に向けた両凸レンズからなる正レンズであり、その物体側に非球面を形成しており、第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率が大き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。これら第１レンズＥ１と第２レンズＥ２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。
【００２２】
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、物体側よりも曲率が大き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り、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、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６レンズＥ６は、凹面を物体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単体で後群レンズ系Ｇｒを構成している。
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取用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り、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。
【００２３】
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、画像読取用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に対する各参照符号は、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１〜実施例７の対応する部分について共通に用いており、そのため、図２および図７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および実施例７とはかならずしも同一の構成ではない。
この実施例１においては、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として示している。
【００２４】
【表１】
2015141306.tif 000004
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３面、第１２面および第１３面の各光学面が非球面であり、式（８）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。
【００２５】
【表２】
2015141306.tif 000005
この場合、条件式（１）〜条件式（７）に対応する値は、次表３の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（７）を満足している。
【００２６】
【表３】
2015141306.tif 000006
【００２７】
また、図８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。
また、実施例１の画像読取用レンズにおいて、環境温度が２０℃から６０℃に上昇したときの結像位置ズレは、−４．０μｍであった。
温度上昇後の結像位置と撮像面のズレが±１０μｍ程度の範囲に抑えられていれば、温度が２０℃上昇後も画像読取精度を良好に保っているといえる。
【実施例２】
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例２の画像読取用レンズの光学系の縦断面構成を示している。
図２に示す画像読取用レンズは、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２において、画像読取用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。
第１レンズＥ１は、像側よりも曲率が大きな凸面（すなわち曲率半径が小さな面）を物体側に向けた両凸レンズからなる正レンズであり、その物体側に非球面を形成しており、第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率が大き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。これら第１レンズＥ１と第２レンズＥ２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。
【００２９】
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、物体側よりも曲率が大き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り、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、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６レンズＥ６は、凹面を物体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単体で後群レンズ系Ｇｒを構成している。
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取用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り、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。
【００３０】
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、画像読取用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２には、各光学面の面番号も示している。なお、図２に対する各参照符号は、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１、実施例３〜実施例７の対応する部分について共通に用いているが、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、各光学要素の光学特性は、次表４の通りである。なお次表４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として示している。
【００３１】
【表４】
2015141306.tif 000007
表４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４においては、「＊」が付された第３面、第１２面および第１３面の各光学面が非球面であり、式（８）における各非球面のパラメータは、次表５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。
【００３２】
【表５】
2015141306.tif 000008
この場合、条件式（１）〜条件式（７）に対応する値は、次表６の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（７）を満足している。
【００３３】
【表６】
2015141306.tif 000009
【００３４】
また、図９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。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。
また、実施例２の画像読取用レンズにおいて、環境温度が２０℃から６０℃に上昇したときの結像位置ズレは、−１．４μｍであった。
温度上昇後の結像位置と撮像面のズレが±１０μｍ程度の範囲に抑えられていれば、温度が２０℃上昇後も画像読取精度を良好に保っているといえる。
【実施例３】
【００３５】
図３は、本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例３の画像読取用レンズの光学系の縦断面構成を示している。
図３に示す画像読取用レンズは、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、画像読取用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。
第１レンズＥ１は、像側よりも曲率が大きな凸面（すなわち曲率半径が小さな面）を物体側に向けた両凸レンズからなる正レンズであり、その物体側に非球面を形成しており、第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率が大き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。これら第１レンズＥ１と第２レンズＥ２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。
【００３６】
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、物体側よりも曲率が大き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り、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、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６レンズＥ６は、凹面を物体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単体で後群レンズ系Ｇｒを構成している。
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取用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り、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。
【００３７】
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、画像読取用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。
この実施例３においては、各光学要素の光学特性は、次表７の通りである。なお次表７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として示している。
【００３８】
【表７】
2015141306.tif 000010
表７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７においては、「＊」が付された第３面、第１２面および第１３面の各光学面が非球面であり、式（８）における各非球面のパラメータは、次表８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。
【００３９】
【表８】
2015141306.tif 000011
この場合、条件式（１）〜条件式（７）に対応する値は、次表９の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（７）を満足している。
【００４０】
【表９】
2015141306.tif 000012
【００４１】
また、図１０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。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。
また、実施例３の画像読取用レンズにおいて、環境温度が２０℃から６０℃に上昇したときの結像位置ズレは、−２．０μｍであった。
温度上昇後の結像位置と撮像面のズレが±１０μｍ程度の範囲に抑えられていれば、温度が２０℃上昇後も画像読取精度を良好に保っているといえる。
【実施例４】
【００４２】
図４は、本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例４の画像読取用レンズの光学系の縦断面構成を示している。
図４に示す画像読取用レンズは、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４において、画像読取用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。
第１レンズＥ１は、像側よりも曲率が大きな凸面（すなわち曲率半径が小さな面）を物体側に向けた両凸レンズからなる正レンズであり、その物体側に非球面を形成しており、第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率が大き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。これら第１レンズＥ１と第２レンズＥ２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。
【００４３】
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、物体側よりも曲率が大き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り、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、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６レンズＥ６は、像側よりも曲率が大き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６レンズＥ６単体で後群レンズ系Ｇｒを構成している。この第６レンズＥ６が、両凹レンズである点が、他の実施例では、負メニスカスレンズとなっているのとは異なっている。
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取用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り、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。
【００４４】
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、画像読取用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。
この実施例４においては、各光学要素の光学特性は、次表１０の通りである。なお次表１０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として示している。
【００４５】
【表１０】
2015141306.tif 000013
表１０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１０においては、「＊」が付された第３面、第１２面および第１３面の各光学面が非球面であり、式（８）における各非球面のパラメータは、次表１１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。
【００４６】
【表１１】
2015141306.tif 000014
この場合、条件式（１）〜条件式（７）に対応する値は、次表１２の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（７）を満足している。
【００４７】
【表１２】
2015141306.tif 000015
【００４８】
また、図１１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。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。
また、実施例４の画像読取用レンズにおいて、環境温度が２０℃から６０℃に上昇したときの結像位置ズレは、＋２．２μｍであった。
温度上昇後の結像位置と撮像面のズレが±１０μｍ程度の範囲に抑えられていれば、温度が２０℃上昇後も画像読取精度を良好に保っているといえる。
【実施例５】
【００４９】
図５は、本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例５の画像読取用レンズの光学系の縦断面構成を示している。
図５示す画像読取用レンズは、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、画像読取用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。
第１レンズＥ１は、像側よりも曲率が大きな凸面（すなわち曲率半径が小さな面）を物体側に向けた両凸レンズからなる正レンズであり、その物体側に非球面を形成しており、第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率が大き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。これら第１レンズＥ１と第２レンズＥ２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。
【００５０】
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、物体側よりも曲率が大き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り、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、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６レンズＥ６は、凹面を物体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単体で後群レンズ系Ｇｒを構成している。
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取用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り、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。
【００５１】
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、画像読取用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。
この実施例５においては、各光学要素の光学特性は、次表１３の通りである。なお次表１３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として示している。
【００５２】
【表１３】
2015141306.tif 000016
表１３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１３においては、「＊」が付された第３面、第１２面および第１３面の各光学面が非球面であり、式（８）における各非球面のパラメータは、次表１４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。
【００５３】
【表１４】
2015141306.tif 000017
この場合、条件式（１）〜条件式（７）に対応する値は、次表１５の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（７）を満足している。
【００５４】
【表１５】
2015141306.tif 000018
【００５５】
また、図１２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。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。
また、実施例５の画像読取用レンズにおいて、環境温度が２０℃から６０℃に上昇したときの結像位置ズレは、−２．６μｍであった。
温度上昇後の結像位置と撮像面のズレが±１０μｍ程度の範囲に抑えられていれば、温度が２０℃上昇後も画像読取精度を良好に保っているといえる。
【実施例６】
【００５６】
図６は、本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例６の画像読取用レンズの光学系の縦断面構成を示している。
図６に示す画像読取用レンズは、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、画像読取用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。
第１レンズＥ１は、像側よりも曲率が大きな凸面（すなわち曲率半径が小さな面）を物体側に向けた両凸レンズからなる正レンズであり、その物体側に非球面を形成しており、第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率が大き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。これら第１レンズＥ１と第２レンズＥ２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。
【００５７】
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、物体側よりも曲率が大き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り、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、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６レンズＥ６は、凹面を物体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単体で後群レンズ系Ｇｒを構成している。
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取用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り、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。
【００５８】
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、画像読取用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。
この実施例６においては、各光学要素の光学特性は、次表１６の通りである。なお次表１６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として示している。
【００５９】
【表１６】
2015141306.tif 000019
表１６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１６においては、「＊」が付された第３面、第１２面および第１３面の各光学面が非球面であり、式（８）における各非球面のパラメータは、次表１７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。
【００６０】
【表１７】
2015141306.tif 000020
この場合、条件式（１）〜条件式（７）に対応する値は、次表１８の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（７）を満足している。
【００６１】
【表１８】
2015141306.tif 000021
【００６２】
また、図１３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。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。
また、実施例６の画像読取用レンズにおいて、環境温度が２０℃から６０℃に上昇したときの結像位置ズレは、−２．５μｍであった。
温度上昇後の結像位置と撮像面のズレが±１０μｍ程度の範囲に抑えられていれば、温度が２０℃上昇後も画像読取精度を良好に保っているといえる。
【実施例７】
【００６３】
図７は、本発明の第１の実施の形態であって且つ実施例７の画像読取用レンズの光学系の縦断面構成を示している。
図７に示す画像読取用レンズは、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、画像読取用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。
第１レンズＥ１は、像側よりも曲率が大きな凸面（すなわち曲率半径が小さな面）を物体側に向けた両凸レンズからなる正レンズであり、その物体側に非球面を形成しており、第２レンズＥ２は、物体側よりも曲率が大き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。これら第１レンズＥ１と第２レンズＥ２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。
【００６４】
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、物体側よりも曲率が大き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り、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、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６レンズＥ６は、凹面を物体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単体で後群レンズ系Ｇｒを構成している。
カバーガラスＣＶＧは、当該画像読取用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り、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。
【００６５】
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、画像読取用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。
この実施例７においては、各光学要素の光学特性は、次表１９の通りである。なお次表１９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として示している。
【００６６】
【表１９】
2015141306.tif 000022
【００６７】
表１９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１９においては、「＊」が付された第３面、第１２面および第１３面の各光学面が非球面であり、式（８）における各非球面のパラメータは、次表２０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。
【００６８】
【表２０】
2015141306.tif 000023
【００６９】
この場合、条件式（１）〜条件式（７）に対応する値は、次表２１の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（７）を満足している。
【００７０】
【表２１】
2015141306.tif 000024
【００７１】
また、図１４に、実施例７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。
また、実施例７の画像読取用レンズにおいて、環境温度が２０℃から６０℃に上昇したときの結像位置ズレは、＋２．４μｍであった。
温度上昇後の結像位置と撮像面のズレが±１０μｍ程度の範囲に抑えられていれば、温度が２０℃上昇後も画像読取精度を良好に保っているといえる。
【００７２】
〔第２の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第１の実施の形態に係る実施例１〜実施例７等のような画像読取用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２の実施の形態に係る画像読取装置について説明する。
第２の実施の形態および第３の実施の形態は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例１〜実施例７のような画像読取用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ものである。図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る画像読取装置を説明するためのものであり、そして図１６は、本発明の第３の実施の形態に係る画像読取装置を説明するためのものである。
図１５は、本発明の第２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２の実施の形態に係る画像読取装置においては、上述した実施例１〜実施例７に係る画像読取用レンズを画像読取用の結像レンズとして用いる。
図１５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、画像読取用レンズ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。画像読取用レンズ１０５は、上述した第１〜第３の実施の形態に係る画像読取用レンズを用いて構成する。
【００７３】
図１５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１５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１５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。
照明光源１０３ａは、図１５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１５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１５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１５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。
【００７４】
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１５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。
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、画像読取用レンズ１０５に入射し、この画像読取用レンズ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。
【００７５】
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用レンズ１０５に至る光路長はほぼ不変に保たれる。
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用レンズ１０５の結像光路中に有している。
【００７６】
上述したように、画像読取用レンズ１０５に入射した結像光束は、画像読取用レンズ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１５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。
このように、図１５に示した画像読取用レンズ１０５に本発明に係る画像読取用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、画像読取用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２の実施の形態に係る画像読取装置は、上述した第１の実施の形態の画像読取用レンズを結像レンズとして使用した画像読取装置である。そして、この画像読取装置は、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。
【００７７】
〔第３の実施の形態〕
なお、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用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。これが上述した本発明の第３の実施の形態に係る画像読取装置の構成である。
すなわち、上述した本発明の第１に係る画像読取用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３の実施の形態に係る画像読取装置について図１６を参照して説明する。
図１６は、本発明の第３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３の実施の形態に係る画像読取装置においても、上述した第１の実施の形態に係る画像読取用レンズを画像読取用の結像レンズとして用いる。
図１６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、画像読取用レンズ１１４およびラインセンサ１１５を具備している。
【００７８】
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。画像読取用レンズ１１４は、上述した第１の実施の形態に係る画像読取用レンズを用いて構成する。
図１６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１６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、画像読取用レンズ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。
【００７９】
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１６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１５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１６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１６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１６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。
【００８０】
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１６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１６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、画像読取用レンズ１１４に入射し、この画像読取用レンズ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。
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１６における図示右方へ走行させられる。
【００８１】
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用レンズ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用レンズ１１４に至る光路長は一定である。
画像読取用レンズ１１４に入射した結像光束は、画像読取用レンズ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、図１５において、先に述べた画像読取装置の第２の実施の形態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。
【００８２】
〔第４の実施の形態〕
本発明の第４の実施の形態においては、上述した本発明の第２の実施の形態および第３の実施の形態等に示す画像読取装置を用いて、画像形成装置を構成する。このような本発明の第４の実施の形態の画像形成装置について説明する。
図１７は、本発明の第４の実施の形態に係る画像形成装置を説明するためのものである。
図１７は、本発明の第４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。この画像形成装置においては、上述した第２の実施の形態に係る図１７に示した画像読取装置を画像読み取りに用いている。
図１７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１５と同様の構成を有しており、図１５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、画像読取用レンズ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。
【００８３】
画像読取用レンズ１０５は、上述した第１の実施の形態に係る画像読取用レンズを用いて構成する。
なお、画像読取装置として、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、結像光路上に配置される画像読取用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を用いることもできる。すなわち、第２の実施の形態に係る図１５に示した画像読取装置に代えて、本発明の第３の実施の形態に係る図１６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。
【００８４】
図１７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。
【００８５】
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。
【００８６】
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４の実施の形態に係る画像形成装置は、上述した第２の実施の形態または第３の実施の形態のような画像読取装置、つまり第１の実施の形態に係る実施例１〜実施例７の画像読取用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用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。
【００８７】
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小判型のレンズを用いて、本発明に従った画像読取用レンズを構成することも可能である。
以上詳しく説明したように、要するに、請求項１に記載の発明によれば、画角が５６°以上のレンズにおいて、小型でかつ温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正可能な画像読取用レンズを提供することができるため、高画質かつ小型の画像読取用レンズを実現することができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、色収差が低減された画像読取用レンズを提供することができるため、色滲みが小さい画像読取用レンズを実現することができる。
また、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９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ため、更なる高画質な画像読取用レンズを実現することができる。
また、請求項１０、請求項１１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ため、画像読取用レンズの更なる小型化・軽量化・低コスト化を実現することができる。
【００８８】
また、請求項１２に記載の発明によれば、小型でかつ温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正可能な画像読取用レンズを提供することができるため、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。
さらにまた、請求項１３に記載の発明によれば、小型でかつ温度変化に伴う画像読取精度の低下を良好に補正可能な画像読取装置を提供することができるため、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】
【００８９】
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  画像読取用レンズ
１０６  ラインセンサ
１０３ａ  照明光源
１０３ｂ  光源ミラー
１０３ｃ，１１３ｅ  第１ミラー
１０４ａ，１１３ｆ  第２ミラー
１０４ｂ，１１３ｇ  第３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  画像読取用レンズ
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】
【００９０】
【特許文献１】特許第３９３９９０８号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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