(57)【要約】【目的】レンズ構成を所定の４群４枚構成とするとともに、レンズ硝材の異常分散性を規定する２つの条件式を満足することにより、色収差の補正を良好として高精細なカラー原稿の読取りを可能とする。【構成】レンズＬ１〜Ｌ４よりなる４群４枚構成のレンズ系からなる。第１レンズＬ１は物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ、第２レンズＬ２は像側に強い曲率の面を向けた両凹レンズ、第３レンズＬ３は両凸レンズ、第４レンズＬ４は物体側に強い曲率の凹面を向けた負のメニスカスレンズまたは両凹レンズである。また、第１レンズＬ１はθｇｄ＞−２．０８３×１０−３×νｄ＋１．３６６を、第２レンズＬ２および／または第４レンズＬ４はθｇｄ＜−２．０８３×１０−３×νｄ＋１．３６４を各々満足する。但し、θｇｄ＝（Ｎｇ−Ｎｄ）／（ＮＦ−ＮＣ）、Ｎｄ，Ｎｇ，ＮＦ，ＮＣはｄ線，ｇ線，Ｆ線，Ｃ線でのレンズ屈折率、νｄはｄ線でのアッベ数である。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、
物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズからなる第１レンズと、両凹レンズからなる第２レンズと、両凸レンズからなる第３レンズと、物体側に凹面を向けた負レンズからなる第４レンズとを配列されてなり、
前記第１レンズを形成する材料が条件式（１）を満足し、
前記第２レンズおよび前記第４レンズのうち少なくとも一方のレンズを形成する材料が条件式（２）を満足することを特徴とする画像読取用レンズ。
（１）      θｇｄ＞  −２．０８３  ×  １０−３×νｄ＋１．３６６
（２）      θｇｄ＜  −２．０８３  ×  １０−３×νｄ＋１．３６４
但し、
θｇｄ＝（Ｎｇ−Ｎｄ）／（ＮＦ−ＮＣ）
Ｎｇ  ：ｇ線における屈折率
Ｎｄ  ：ｄ線における屈折率
ＮＦ  ：Ｆ線における屈折率
ＮＣ  ：Ｃ線における屈折率
νｄ  ：ｄ線におけるアッベ数
【請求項２】
前記第４レンズが両凹レンズとされ、前記第２レンズを形成する材料が前記条件式（２）を満足するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の画像読取用レンズ。
【請求項３】
以下の条件式（３）〜（５）を満足してなることを特徴とする請求項１記載の画像読取用レンズ。
（３）      ０．４５＜  ｆ１  ／ｆ＜０．９８
（４）      ０．３４＜｜ｆ２｜／ｆ＜０．４０
（５）      ０．３１＜｜ｆ４｜／ｆ＜０．５６
但し、
ｆ    ：  レンズ全系の焦点距離
ｆ１  ：  第１レンズの焦点距離
ｆ２  ：  第２レンズの焦点距離
ｆ４  ：  第４レンズの焦点距離
【請求項４】
以下の条件式（６）〜（８）を満足してなることを特徴とする請求項２記載の画像読取用レンズ。
（６）      ０．４５＜  ｆ１  ／ｆ＜０．６６
（７）      ０．３６＜｜ｆ２｜／ｆ＜０．４０
（８）      ０．３１＜｜ｆ４｜／ｆ＜０．５２
但し、
ｆ    ：  レンズ全系の焦点距離
ｆ１  ：  第１レンズの焦点距離
ｆ２  ：  第２レンズの焦点距離
ｆ４  ：  第４レンズの焦点距離
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項記載の画像読取用レンズを搭載してなることを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリあるいはイメージスキャナのように、画像読取装置に搭載された光学系およびその画像読取装置に関するものであり、特に画像縮小用もしくは画像拡大用の４群４枚構成の画像読取用レンズおよび画像読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ファクシミリやイメージスキャナ等に用いられる画像読取用レンズとして、種々のタイプのものが知られている。例えば、下記特許文献１、２および３に開示されたものが知られている。
これらの公報記載の画像読取用レンズは４群４枚構成とされ、ＣＣＤにおける画素の高密度化に対応して高解像のものとされている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１９０８２０号公報
【特許文献２】特開２０００−２４９９１３号公報
【特許文献３】特開２００２−３１７５３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、今日においては、カラー画像の画像読取においても急速に高精細なものが求められるようになってきている。
しかしながら、上述した各特許文献記載のレンズは、いずれも色収差量の点で問題があり、今日の高精細なカラー画像読取用レンズとしては、必ずしも性能的に満足なものとはされていなかった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、色収差の補正を良好として高精細なカラー画像原稿の読取りを可能とした４群４枚構成の画像読取用レンズおよび画像読取装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像読取用レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズからなる第１レンズと、両凹レンズからなる第２レンズと、両凸レンズからなる第３レンズと、物体側に凹面を向けた負レンズからなる第４レンズとを配列されてなり、
前記第１レンズを形成する材料が条件式（１）を満足し、前記第２レンズおよび前記第４レンズのうち少なくとも一方のレンズを形成する材料が条件式（２）を満足することを特徴とする画像読取用レンズ。
（１）      θｇｄ＞  −２．０８３  ×  １０−３×νｄ＋１．３６６
（２）      θｇｄ＜  −２．０８３  ×  １０−３×νｄ＋１．３６４
但し、
θｇｄ＝（Ｎｇ−Ｎｄ）／（ＮＦ−ＮＣ）
Ｎｇ  ：ｇ線における屈折率
Ｎｄ  ：ｄ線における屈折率
ＮＦ  ：Ｆ線における屈折率
ＮＣ  ：Ｃ線における屈折率
νｄ  ：ｄ線におけるアッベ数
【０００７】
また、上記画像読取用レンズにおいて、前記第４レンズが両凹レンズとされる場合には、前記第２レンズを形成する材料が前記条件式（２）を満足するように構成されていることが好ましい。
【０００８】
さらに、以下の条件式（３）〜（５）を満足してなることが好ましい。
（３）      ０．４５＜  ｆ１  ／ｆ＜０．９８
（４）      ０．３４＜｜ｆ２｜／ｆ＜０．４０
（５）      ０．３１＜｜ｆ４｜／ｆ＜０．５６
但し、
ｆ    ：  レンズ全系の焦点距離
ｆ１  ：  第１レンズの焦点距離
ｆ２  ：  第２レンズの焦点距離
ｆ４  ：  第４レンズの焦点距離
【０００９】
さらに、前記第４レンズが両凹レンズとされている場合には、前記条件式（３）〜（５）に替えて、以下の条件式（６）〜（８）を満足することが、より好ましい。
（６）      ０．４５＜  ｆ１  ／ｆ＜０．６６
（７）      ０．３６＜｜ｆ２｜／ｆ＜０．４０
（８）      ０．３１＜｜ｆ４｜／ｆ＜０．５２
但し、
ｆ    ：  レンズ全系の焦点距離
ｆ１  ：  第１レンズの焦点距離
ｆ２  ：  第２レンズの焦点距離
ｆ４  ：  第４レンズの焦点距離
【００１０】
また、本発明の画像読取装置は、上述したいずれかの画像読取用レンズを搭載してなることを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
本発明の画像読取用レンズは、上述したように、４群４枚の各レンズが所定形状とされているが、この所定形状と以下の各条件式が相俟って所定の優れた作用効果を奏するものである。
また、上述したように、最も像側に位置する第４レンズを両凹レンズとすれば、コマ収差および像面湾曲をともに良好に補正することができる。
【００１２】
以下、上述した各条件式（１）〜（８）の技術的意義について説明する。
まず、条件式（１）は、第１レンズを形成する材質の異常分散性に関して規定するもので、その下限を下回ると軸上色収差を良好に補正することができなくなる。
【００１３】
また、条件式（２）は、第２レンズおよび第４レンズのうち少なくとも一方のレンズを形成する材質の異常分散性に関して規定するもので、その上限を上回ると倍率色収差を良好に補正することができなくなる。なお、第４レンズが両凹レンズとされている場合には、条件式（２）は、第２レンズを形成する材質の異常分散性に関して満足するものとなっていることが好ましい。
【００１４】
また、条件式（３）は第１レンズの焦点距離に関して規定するもので、その上限を上回ると、軸上色収差を良好に補正することができなくなり、一方、その下限を下回ると倍率色収差を良好に補正することができなくなる。また、条件式（６）は、上記条件式（３）と同様の趣旨で上限値および下限値を規定されたものであり、特に、上記第４レンズが両凹レンズとされている場合には、この条件式（６）を満足することにより、軸上色収差および倍率色収差を良好に補正することが可能となる。
【００１５】
また、条件式（４）は第２レンズの焦点距離の絶対値に関して規定するもので、その上限を上回ると倍率色収差を良好に補正することができなくなり、一方、その下限を下回るとコマ収差を良好に補正することができなくなる。また、条件式（７）は、上記条件式（４）と同様の趣旨で上限値および下限値を規定されたものであり、特に、上記第４レンズが両凹レンズとされている場合には、この条件式（７）を満足することにより、倍率色収差およびコマ収差を良好に補正することが可能となる。
【００１６】
条件式（５）は第４レンズの焦点距離の絶対値に関して規定するもので、その上限を上回ると、像面湾曲が大きくなりすぎ、一方、その下限を下回ると球面収差を良好に補正することができなくなる。また、条件式（８）は、上記条件式（５）と同様の趣旨で上限値および下限値を規定されたものであり、特に、上記第４レンズが両凹レンズとされている場合には、この条件式（８）を満足することにより、像面湾曲および球面収差を良好に補正することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る画像読取用レンズおよびその画像読取用レンズを備えた画像読取装置について説明する。
【００１８】
本実施形態に係る画像読取用レンズ５は、図６に示すように、例えばイメージスキャナ等の画像読取装置１の画像読取用光学系として用いられる。この画像読取装置１は、原稿２を載置するガラス板３と、ＣＣＤ素子を１列乃至数列のライン状に配列してなるライン状ＣＣＤ６のカバーガラス９との間に上記画像読取用レンズ５を配置してなり、さらに、ガラス板３の画像読取用レンズ５側に照明装置４を配置してなる。そして、原稿２を、画像読取用レンズ５の光軸およびライン状ＣＣＤ５の配列方向と、互いに直交する矢印Ａ方向に移動させることにより、原稿２上の画像を読み取る。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る画像読取用レンズ５のレンズ基本構成を示すものである。図１に示すように、これらの実施例に係る画像読取用レンズは、４枚のレンズＬ１〜Ｌ４により構成された４群４枚構成のレンズ系からなり、絞り１０が第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の間に配設されており、物体側から光軸Ｘに沿って入射した光束は上記ＣＣＤ素子の撮像面上の結像位置に結像される。
【００２０】
ここで、第１レンズＬ１は物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ、第２レンズＬ２は像側に強い曲率の面を向けた両凹レンズ、第３レンズＬ３は両凸レンズ、第４レンズＬ４は物体側に強い曲率の凹面を向けた負のメニスカスレンズ（実施例４のみ両凹レンズ）である。
【００２１】
また、本実施形態に係る画像読取用レンズ５は上述した条件式（１）、（２）を満足し、さらに条件式（３）〜（８）のうち所定の条件式を満足するように構成されている。
【００２２】
なお、第４レンズＬ４が負のメニスカスレンズである場合には、上述した各条件式（３）〜（５）に替えて下記各条件式（３´）〜（５´）を満足することにより、上述した各条件式（３）〜（５）の作用効果をさらに良好なものとすることができる。
（３´）      ０．６６＜  ｆ１  ／ｆ＜０．９８
（４´）      ０．３４＜｜ｆ２｜／ｆ＜０．３８
（５´）      ０．４５＜｜ｆ４｜／ｆ＜０．５６
但し、
ｆ    ：  レンズ全系の焦点距離
ｆ１  ：  第１レンズの焦点距離
ｆ２  ：  第２レンズの焦点距離
ｆ４  ：  第４レンズの焦点距離
【００２３】
以下、実施例１〜４について各表を用いて説明する。なお、以下の各実施例においては焦点距離を１００ｍｍに換算しており、実際には原稿サイズと解像度により最適な条件で使用される。
【００２４】
＜実施例１＞
本実施例における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線，ｇ線，Ｆ線，Ｃ線における屈折率Ｎｄ，Ｎｇ，ＮＦ，ＮＣおよび各レンズのアッベ数νｄと材質を下記表１の下段に示す（後述する表２〜４において同じ）。ただし、この表１および後述する表２〜４において、各記号Ｒ、Ｄ、Ｎｄ，Ｎｇ，ＮＦ，ＮＣ、νｄおよび材質に対応させた数字は物体側から順次増加するようになっている。
【００２５】
また、表１の上段に、各実施例におけるレンズ系全体の焦点距離ｆ、Ｆ数、基準波長λ、レンズ系全体の倍率βおよび画角２ωの値を示す（後述する表２〜４において同じ）。
【００２６】
【表１】
2004294925.tif 000003
【００２７】
本実施例では、第１レンズＬ１に条件式（１）を満足する材質を使用し、第２レンズＬ２に条件式（２）を満足する材質を使用している。また、本実施例では、下記表５に示すように、条件式（３）、（４）、（５）の全てを満足している。
【００２８】
図２は、本実施例に係る画像読取用レンズの諸収差を示す収差図（球面収差、非点収差、ディストーション、倍率色収差）である。なお、この収差図は、焦点距離が１００ｍｍのときであって、その物体側の光路中に配置した厚さ７．１０ｍｍのガラス板、およびその像面側の光路中に配置した厚さ１．７７ｍｍのガラス板を各々含んだ状態のものである。この収差図から明らかなように、本実施例によれば、視野周辺まで良好な結像性能を有する画像読取用レンズを得ることができる。
【００２９】
＜実施例２＞
【表２】
2004294925.tif 000004
【００３０】
本実施例では、第１レンズＬ１に条件式（１）を満足する材質を使用し、第４レンズＬ４に条件式（２）を満足する材質を使用している。また、本実施例では、下記表５に示すように、条件式（３）、（４）、（５）の全てを満足している。
【００３１】
図３は、本実施例に係る画像読取用レンズの諸収差を示す収差図（球面収差、非点収差、ディストーション、倍率色収差）である。なお、この収差図は、焦点距離が１００ｍｍのときであって、その物体側の光路中に配置した厚さ７．１０ｍｍのガラス板、およびその像面側の光路中に配置した厚さ１．７７ｍｍのガラス板を各々含んだ状態のものである。この収差図から明らかなように、本実施例によれば、視野周辺まで良好な結像性能を有する画像読取用レンズを得ることができる。
【００３２】
＜実施例３＞
【表３】
2004294925.tif 000005
【００３３】
本実施例では、第１レンズＬ１に条件式（１）を満足する材質を使用し、第４レンズＬ４に条件式（２）を満足する材質を使用している。また、本実施例では、下記表５に示すように、条件式（３）、（４）、（５）の全てを満足している。
【００３４】
図４は、本実施例に係る画像読取用レンズの諸収差を示す収差図（球面収差、非点収差、ディストーション、倍率色収差）である。なお、この収差図は、焦点距離が１００ｍｍのときであって、その物体側の光路中に配置した厚さ７．１０ｍｍのガラス板、およびその像面側の光路中に配置した厚さ１．７７ｍｍのガラス板を各々含んだ状態のものである。この収差図から明らかなように、本実施例によれば、視野周辺まで良好な結像性能を有する画像読取用レンズを得ることができる。
【００３５】
＜実施例４＞
【表４】
2004294925.tif 000006
【００３６】
本実施例では、上述した他の実施例と異なり、第４レンズＬ４が両凹レンズとされており、第１レンズＬ１に条件式（１）を満足する材質を使用し、第２レンズＬ２に条件式（２）を満足する材質を使用している。また、本実施例では、下記表５に示すように、条件式（６）、（７）、（８）の全てを満足している。
【００３７】
図５は、本実施例に係る画像読取用レンズの諸収差を示す収差図（球面収差、非点収差、ディストーション、倍率色収差）である。なお、この収差図は、焦点距離が１００ｍｍのときであって、その物体側の光路中に配置した厚さ７．１０ｍｍのガラス板、およびその像面側の光路中に配置した厚さ１．７７ｍｍのガラス板を各々含んだ状態のものである。この収差図から明らかなように、本実施例によれば、視野周辺まで良好な結像性能を有する画像読取用レンズを得ることができる。
【００３８】
なお、上記各実施例における、条件式に対応する値（条件式（１）のθｇｄ（νｄ）、条件式（２）のθｇｄ（νｄ）、条件式（３）または条件式（６）のｆ１／ｆ、条件式（４）または条件式（７）の｜ｆ２｜／ｆ、条件式（５）または条件式（８）の｜ｆ４｜／ｆ）を下記表５に示す。
【００３９】
【表５】
2004294925.tif 000007
【００４０】
なお、本発明の画像読取用レンズとしては、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径Ｒや軸上面間隔Ｄを適宜変更することが可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像読取用レンズおよびこれを用いた画像読取装置によれば、そのレンズ構成を所定の４群４枚構成とするとともに、第１レンズを形成する材質の異常分散性を規定する（１）式、ならびに第２レンズおよび第４レンズのうち少なくとも一方のレンズを形成する材質の異常分散性を規定する（２）式を各々満足することにより、色収差の補正を良好として高精細なカラー原稿の読取りを可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像読取用レンズの基本構成を示す概略図
【図２】実施例１に係るレンズの各収差図（球面収差、非点収差、ディストーション、倍率色収差）
【図３】実施例２に係るレンズの各収差図（球面収差、非点収差、ディストーション、倍率色収差）
【図４】実施例３に係るレンズの各収差図（球面収差、非点収差、ディストーション、倍率色収差）
【図５】実施例４に係るレンズの各収差図（球面収差、非点収差、ディストーション、倍率色収差）
【図６】本発明の実施形態に係る画像読取装置を示す概略図
【符号の説明】
Ｌ１  〜Ｌ４      レンズ
Ｒ１  〜Ｒ９    レンズ面の曲率半径
Ｄ１  〜Ｄ８    レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｘ    光軸
１    画像読取装置
２    原稿
３    ガラス板
４    照明装置
５    画像読取用レンズ
６    ライン状ＣＣＤ
９    ＣＣＤカバーガラス
１０    絞り
【図１】
2004294925.tif 000008
【図２】
2004294925.tif 000009
【図３】
2004294925.tif 000010
【図４】
2004294925.tif 000011
【図５】
2004294925.tif 000012
【図６】
2004294925.tif 000013