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CN102401979A - 图像读取镜头、图像读取装置以及成像装置 - Google Patents

图像读取镜头、图像读取装置以及成像装置 Download PDF

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CN102401979A
CN102401979A CN2011102691636A CN201110269163A CN102401979A CN 102401979 A CN102401979 A CN 102401979A CN 2011102691636 A CN2011102691636 A CN 2011102691636A CN 201110269163 A CN201110269163 A CN 201110269163A CN 102401979 A CN102401979 A CN 102401979A
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Abstract

本发明涉及将原稿缩小成像到线形排列元件的摄像元件上、并读取该摄像元件得到的该原稿的图像信息的图像读取镜头、以及具备该图像读取镜头的图像读取装置和成像装置。该图像读取镜头构成为包括正折射能力的第一组镜片(1)、负折射能力的第二组镜片(2)、光圈、正折射能力的第三组镜片(3)、以及负折射能力的第四组镜片(4)，并且在图像读取镜头的整体焦距f、图像读取镜头的整体厚度即全长∑d、以及，第三组镜片的胶合镜片厚度d3g之间满足条件式(1)0.4＜d3g/∑d＜0.6、(2)0.6f＜∑d＜0.9f。

Description

图像读取镜头、图像读取装置以及成像装置
技术领域
本发明涉及图像读取镜头、图像读取装置以及成像装置，具体涉及用于数字复印机或者传真机等成像装置中的图像读取镜头，该图像读取镜头读取被缩小成像到以线形排列的摄像元件上的原稿图像的图像信息，并根据读取的图像信息形成图像。
背景技术
在数字复印机或者传真机等成像装置中，图像读取部或图像扫描器用图像读取镜头缩小需要读取的图像，供CCD等摄像元件进行成像及信号处理。
为了读取彩色原稿，例如利用所谓三线CCD，即在一块基板上排列分别带有红、绿、蓝过滤器的三列摄像元件，将图像成像到各个摄像元件面上，而后把分解为三原色的彩色原稿转换为信号。
在上述图像读取镜头的像面即摄像元件中，不但要求高空间频率区域中具有高对比度，而且需要图像周围的开口效率达到接近100％。
进而，为了良好地读取彩色原稿，需要红、绿、蓝各色在光轴方向的成像位置一致，为此必须对各色进行良好的色差补偿。
再者，为了实现图像读取装置小型化、降低图像读取装置成本，要求构成图像读取镜头的镜片小型化并减少镜片数量。
对此，现有技术的图像读取镜头为了获得高质量图像，采用高斯型读取镜头。
高斯型读取镜头在半视角范围20°以内能够获得良好的像面弯曲补偿，即便口径较大也能够抑制慧星光斑(comatic flare)。然而，高斯读取镜头基本上采用凸、凹、凹、凸四组结构，一般是利用该基本结构的变形结构，为此，镜头直径变大，有碍于图像读取镜头以及使用该图像读取镜头的图像读取装置的小型化和成本的降低。
针对上述问题，现有技术采用既减少镜片数又能够维持高画质的四组四片结构电话型镜头，该镜头构成为从物体一方起设置凸面向着物体的正弯月形第一组镜片、双凹面第二组镜片、双凸面第三组镜片、以及凹面向着物体的负弯月形第四组镜片。
专利文献1(JP特开2008-275783号公报)等公开了电话型图像读取镜头，其中的四片镜片结构的焦距比数为F6，难以获得充分的亮度以及宽广的视角等光学性能。
此外，专利文献2(JP特开2005-234068号公报)、专利文献3(JP特开2005-266771号公报)等也公开了以五片镜片构成的大视角读取镜头，但是这些镜头的明度也是F6，在明度上与四片镜片结构的读取镜头没有区别。
发明内容
鉴于上述课题，本发明以提供一种第三组镜片以多片镜片构成的图像读取镜头为目的，该镜头虽然具有大视角，但焦距比数约为5，比较明亮，能够获得良好的光学性能。
本发明的技术方案具体如下。
(1)首先，本发明提供一种图像读取镜头，其中从物体一方开始依次设置：具有正折射能力的第一组镜片、具有负折射能力的第二组镜片、光圈、具有正折射能力的第三组镜片、以及具有负折射能力的第四组镜片，其特征在于，所述第一组镜片为凸面向着物体一方的弯月形透镜；所述第二组镜片为双凹透镜；所述第三组镜片是以多枚镜片构成的胶合镜片，最接近物体一方的面为向着物体一方的凸面；所述第四组镜片为凹面向着物体一方的弯月形透镜，所述图像读取镜头的整体焦距f、所述图像读取镜头的整体厚度即全长∑d、以及，所述第三组镜片的胶合镜片厚度d3g之间满足以下条件式(1)和(2)，
(1)0.4＜d3g/∑d＜0.6
(2)0.6f＜∑d＜0.9f。
上述条件式(1)规定了第三组镜片厚度与图像读取镜头全长之比的范围。如果该比值小于该范围的下限，则需要在第三组镜片和第四组镜片之间设置间隔以补偿子午像面，为此难以缩短镜头全长及减小透镜的直径。反之，如果该比值大于上述范围的上限，则难以保证第三组镜片以外的镜片组的像差补偿能力，无法保持充分的像差补偿。
上述条件式(2)规定了图像读取镜头全长。如果该全长小于规定范围的下限值，则需要加强各镜片的折射能力，为此难以进行良好的像面补偿。反之，如果超出上限值，则镜头全长以及镜头的有效径均变大，难以实现图像读取镜头的小型化。
因此，满足本发明的条件式(1)和(2)是实现图像读取镜头小型化、获得高画质的必要条件。
此外，在第二组镜片和第三组镜片之间设置光圈有利于良好地补偿歪斜。(2)本发明还提供基于上述(1)所述的图像读取镜头，其特征在于，所述第三组镜片与所述第四组镜片在光轴上的间距d3g-4g之间满足以下条件式(3)，
(3)0.08＜d3g-4g/∑d＜0.2。
上述条件式(3)规定了第三组镜片与第四组镜片之间的间距大小的范围。如果该间距小于条件式规定的范围的下限值，则第三透镜和第四透镜之间会因间距过窄而需要光束以较大的入射角入射第四透镜，为此边缘光线难以得到良好的补偿。而且会增加图像读取镜头全长，不利于镜头的小型化。
反之，如果大于规定范围的上限值，则由于是轴外光束进入第四组镜片的高度增高的方向，因此第四组镜片的透镜直径增大，难以实现图像读取镜头的小型化。而且图像读取镜头全长减小，不易进行像差补偿。
(3)本发明还提供基于上述(1)所述的图像读取镜头，其特征在于，以所述第一组镜片和所述第二组镜片构成的前方组镜片具有负折射能力，以所述第三组镜片和所述第四组镜片构成的后方组镜片具有正折射能力，所述前方组镜片的消色差条件之和∑1/fvfg、所述后方组镜片的消色差条件之和∑1/fvbg、以及所述图像读取镜头整体的消色差条件的总和∑1/fvall之间满足以下条件式(4)和(5)
(4)0.8＜|∑1/fvfg/∑1/fvall|＜2
(5)0＜|∑1/fvbg/∑1/fvall|＜1。
条件式(4)和(5)规定了图像读取镜头整体的消色差条件中前方组镜片的色差所占的比例以及后方组镜片的色差所占的比例的范围。
如果条件式(4)接近下限值，则为了在整个镜头中进行色差补偿，后方组镜片的消色差条件也将趋于减小，也就是说条件式(5)将无限接近于0，为此，如果条件式(4)小于下限值，则后方组镜片将无法进行色差补偿。而如果大于条件式(4)上限值，则前方组镜片将发生较大色差，从而使得后方组镜片中进行色差补偿时发生困难。满足条件式(4)和(5)，可以在明度约为F5的图像读取镜头中进行充分的色差补偿。
(4)本发明还提供基于上述(3)所述的图像读取镜头，其特征在于，所述前方组镜片的消色差条件之和∑1/fvfg与所述后方组镜片的消色差条件之和∑1/fvbg之间以满足下条件(6)，
(6)-0.5＜∑1/fvbg/∑1/fvfg＜0
条件式(6)用于与条件式(4)和(5)一起规定图像读取镜头中的前方组镜头和后方组镜头之间的消色差条件关系。
与条件式(4)以及(5)相同，如果后方组镜片与前方组镜片的消色差条件之比在上述条件式(6)规定的范围以内，则图像读取镜头中的镜片的每种颜色的成像位置之间偏差较少，能够获得良好的色差补偿。
(5)本发明还提供基于上述(1)所述的图像读取镜头，其特征在于，所述第三组镜片的最后面的曲率半径r3gl与所述第四组镜片的最前面的曲率半径r4gf之间满足以下条件(7)，
(7)2＜1/r3gl-1/r4gf＜5
条件式(7)规定了第三组镜片的最后面的曲率半径与所述第四组镜片的最前面的曲率半径之间的关系。如果小于条件式(7)规定的下限值，则彗星像差补偿不足，而如果大于上限值，则会造成彗星像差补偿过剩。进而，如果超出条件式(7)的范围，即便满足条件式(1)和(2)，也难以在周边部获得高画质。
(6)本发明还提供基于上述(1)所述的图像读取镜头，其特征在于，所述第三组镜头是以双凸透镜和凹面向着物体一方的负透镜构成的胶合透镜。
第三组镜具有正折射能力大的双凸头镜，不但能够减小图像读取镜头的全长，而且可以与具有大的负折射能力的透镜配合构成第三组镜片，使得图像读取镜头具有良好的像差补偿效果。
(7)本发明还提供基于上述(6)所述的图像读取镜头，其特征在于，第一透镜的d线折射率nd1、第五透镜的d线折射率nd5、第一透镜的阿贝数vd1、第三组镜片的负透镜和第五透镜的阿贝数的平均值vd45之间满足以下条件(8)和(9)，
(8)-0.2＜nd1-nd5＜-0.08
(9)8＜vd1-vd45＜32
条件式(8)规定了第一透镜与最后的镜片即第五透镜之间的折射率差的范围。如果该折射率差小于上述条件式(8)规定的下限值，则像面周围部分的弯曲增大，难以使得光轴附近以及周围部分在光轴方向上的成像位置保持一致。相反，如果大于上述条件式(8)规定的上限值，则彗星像差变得严重，周边部难以获得良好的成像性能。
条件式(9)规定了前方组镜片中的正透镜即第一透镜的阿贝数、与后方组镜片中的负透镜即第四透镜和第五透镜的阿贝数的平均值vd45之间差的范围。该阿贝数的差如果小于上述条件式(9)规定的下限值，则短波长一方的彗星像差相比于其他波长的彗星像差将会发生大幅度偏离，从而使得短波长一方无法获得良好的成像性能。反之，如果大于上限值，则同样在长波长一方的彗形像差将发生大幅度偏离，无法获得良好的成像性能。
(8)本发明还提供基于上述(6)所述的图像读取镜头，其特征在于，构成所述第三组镜片的双凸透镜的镜片有效经与镜片厚度之比为1.2以下。
第三组镜片的厚度需要为镜头全长的一半以上，但是为了便于加工，还可以胶合三枚以上的多枚镜片，来获得具有正折射能力的双凸透镜即第三组镜片。
(9)本发明还提供基于上述(1)所述的图像读取镜头，其特征在于，该图像读取镜头中的镜片均为玻璃透镜，而且该镜片中不含包括砷、铅在内的有害物质。
所有镜片的玻璃材料中均不含包括铅、砷在内的有害物质，这样，图像读取镜头的材料可以回收再利用，而且不会发生加工废液造成水质污染，有利于环保。
(10)本发明还提供基于上述(1)所述的图像读取镜头，其特征在于，至少有一枚镜片的外形为非圆形。
图像读取镜头中的镜片，尤其是第四组镜片中，为了获得高画质，其透镜直径较大。然而，以按照任意方向排列光电转换部如以CCD构成的线形传感器作为摄像元件时，对于图像读取镜头，只需要确保一个方向即平行于光电转换元件的排列方向上具有充分的宽度，以便光束通过。而在垂直于光电转换元件排列的方向上，透镜高度可以小于透镜直径。为此，可以减小垂直于线形传感器排列方向的方向上的尺寸，实现图像读取镜头小型化。
(11)其次，本发明提供一种图像读取装置，其用照明系统和图像读取镜头来读取原稿信息，该照明系统用于照射放置在原稿设置表面上的原稿，该图像读取镜头用于将受到该照明系统照射的原稿信息成像到线形摄像元件上，其特征在于，所述图像读取镜头为权利要求1～10中任意一项所述的图像读取镜头。
在图像读取装置中使用本发明的图像读取镜头，能够在保持高质量图像的同时实现装置小型化。
(12)本发明还提供基于上述(11)所述的图像读取装置，其特征在于，至少具有一枚反射镜，该反射镜与所述照明系统、所述图像读取镜头、以及所述摄像元件一起构成图像读取单元，该图像读取单元沿着原稿扫描，以读取所述原稿信息。
通过一体形成图像读取单元，不但能够进一步使图像读取装置小型化，而且能够一体移动图像读取部，避免图像读取单元移动时性能下降。
(13)再者，本发明提供一种成像装置，其根据图像读取装置读取的原稿信息，来对像载置体表面进行曝光，形成图像，其特征在于，所述图像读取装置为上述(11)或(12)所述的图像读取装置。
将本发明的图像读取装置用于成像装置，能够在保持高质量图像的同时实现装置小型化。
本发明的效果如下。
根据上述(1)所述的发明，能够在保持高质量图像的同时实现装置小型化。
根据上述(2)所述的发明，广角图像读取镜头中也能够在不增加透镜外径的情况下实现图像读取镜头的小型化。
根据上述(3)所述的发明，广角图像读取镜头中也能够在不增加透镜全长的情况下实现图像读取镜头的小型化。
根据上述(4)所述的发明，在光轴附近能够获得高对比度，同时，使得光轴附近以及周边部在光轴方向上的成像位置保持一致，进而，能够进行良好的色差补偿，得到高画质。
根据上述(1)所述的发明，能够在保持高质量图像的同时实现装置小型化。
根据上述(2)所述的发明，广角图像读取镜头中也能够在不增加透镜外径的情况下实现图像读取镜头的小型化。
根据上述(3)所述的发明，能够实现色差小且明度大的图像读取镜头。
根据上述(4)所述的发明，可以实现进一步有效的色差补偿而且每种颜色的成像位置偏差较小的良好的图像读取镜头。
根据上述(5)所述的发明，可以实现补偿彗星像差而且从光轴附近到周边均具有良好的成像性能的图像读取镜头。
根据上述(6)所述的发明，能够实现小型且明亮的图像读取镜头。
根据上述(7)所述的发明，能够实现对周边部的色彗星像差进行良好补偿的图像读取镜头。
根据上述(8)所述的发明，能够实现便于加工切具有良好的成像性能的图像读取镜头。
根据上述(9)所述的发明，镜头材料可以回收再利用，而且不会发生加工废液污染水质，能够对环保做出贡献。
根据上述(10)所述的发明，可以减小垂直于线形传感器排列方向的方向上的图像读取镜头的尺寸，实现图像读取镜头小型化。
根据上述(11)所述的发明，将本发明的图像读取镜头用于图像读取装置，能够实现图像读取装置的小型化。
根据上述(12)所述的发明，将(11)所述的图像读取装置内的图像读取部构成为单元，能够减少元件数量，实现成像装置小型化，同时还能够抑制图像读取部中各个部件组装误差，获得良好的图像读取质量。
根据上述(13)所述的发明，能够得到可以在任意使用环境下保持复印时具有良好的图像质量，同时实现成像装置的小型化。
附图说明
图1是显示本发明图像读取镜头实施方式的光学设计图。
图2是本发明图像读取镜头实施例1的像差图。
图3是本发明图像读取镜头实施例2的像差图。
图4是本发明图像读取镜头实施例3的像差图。
图5是本发明图像读取镜头实施例4的像差图。
图6是显示本发明图像读取镜头实施5的光学设计图。
图7是图6的图像读取镜头的像差图。
图8是显示本发明图像读取镜头实施6的光学设计图。
图9是图8的图像读取镜头的像差图。
图10是显示本发明图像读取镜头实施7的光学设计图。
图11是图10的图像读取镜头的像差图。
图12是显示本发明图像读取镜头实施8的光学设计图。
图13是图12的图像读取镜头的像差图。
图14是显示本发明图像读取镜头实施9的光学设计图。
图15是图14的图像读取镜头的像差图。
图16是显示本发明图像读取镜头实施10的光学设计图。
图17是图16的图像读取镜头的像差图。
图18是显示本发明图像读取镜头实施11的光学设计图。
图19是图18的图像读取镜头的像差图。
图20是显示本发明图像读取镜头实施12的光学设计图。
图21是图20的图像读取镜头的像差图。
图22是显示本发明图像读取镜头实施13的光学设计图。
图23是图22的图像读取镜头的像差图。
图24是显示以非圆形透镜作为第四组镜片的图像读取镜头的分解图。
图25A和图25B分别为采用非圆形透镜的镜筒的正视图和侧视图。
图26是图像读取装置实施例的剖视图。
图27是图像读取装置另一实施例的剖视图。
图28是成像装置实施例的剖视图。
标记说明
1第一组镜片，2第二组镜片，3第三组镜片，4第四组镜片
具体实施方式
以下说明涉及本发明图像读取镜头以及使用该图像读取镜头的图像读取装置和成像装置的实施方式。
如图1所示，本发明的图像读取镜头是从物体一方开始向着像面一方按照以下顺序设置光学元件的电话型镜头系统。
第一组镜片1，是凸面向着物体一方并具有正折射能力的正弯月形透镜；第二组镜片2是具有双凹面的负透镜；第三组镜片3是具有双凸面的正透镜与凹面向着物体一方并具有负折射能力的弯月形透镜胶合构成的透镜；第四组镜片4是凹面向着物体一方并具有负折射能力的负弯月形透镜；在第二组镜片2和第三组镜片3之间具有光圈。
以下例举本发明的具体数值。各个实施例中的符号表示的意义如下。
f：整个系统的合成焦距
FNo：焦距比数
m：缩小率
ω：半视角(度)
Y：物高
r：透镜材料曲率半径
d：面间距
nd：透镜材料的折射率
vd：透镜材料的阿贝数
dn/dt：d线的折射率温度变化系数
∑dn/dt(凸)：具有正折射能力的透镜的d线的折射率温度变化系数
∑dn/dt(凹)：具有负折射能力的透镜的d线的折射率温度变化系数
上述各标记尾部的数字表示从物体一方起的设置顺序，用于区别各个数值。在各实施例的表格中“j”表示上述顺序。
【实施例1】
f：22.7、FNo＝5.3、m＝0.124、Y＝108
【表1】
  j   r   d   nd   vd   有效经   材料名称(制造商)
  C1   ∞   3.20   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C2   ∞
  1   7.791   1.62   1.61800   63.4   4.8   S-PHM52(OHARA)
  2   24.000   0.68   3.9
  3   -33.582   1.07   1.69895   30.1   3.8   S-TIM35(OHARA)
  4   10.338   0.30   4.4
  5   0.000   0.20   7.8
  6   12.117   8.40   1.88300   40.8   8.4   S-LAH58(OHARA)
  7   -9.811   1.32   1.48749   70.2   8.6   S-FSL5(OHARA)
  8   -59.999   1.99   10.7
  9   -5.847   1.42   1.76182   26.5   4.8   S-TIH14(OHARA)
  10   -11.558   3.9
  C3   ∞   0.70   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C4   ∞
图2为实施例1的像差图。
【实施例2】
f：22.7、FNo＝5、m＝0.124
【表2】
  j   r   d   nd   vd   有效经   材料名称(制造商)
  C1   ∞   3.20   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C2   ∞
  1   7.401   1.60   1.61800   63.4   5   S-PHM52(OHARA)
  2   20.992   0.52   4.2
  3   -38.635   0.80   1.68893   31.1   4   S-TIM28(OHARA)
  4   9.378   0.40   4.5
  5   0.000   0.10   8.1
  6   11.503   9.34   1.88300   40.8   8.6   S-LAH58(OHARA)
  7   -10.056   0.80   1.51633   64.1   8.7   S-BSL7(OHARA)
  8   -55.158   2.14   10.8
  9   -5.857   1.30   1.76182   26.5   5   S-TIH14(OHARA)
  -11.432   4.2
  C3   ∞   0.70   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C4   ∞
图3为实施例2的像差图。
【实施例3】
f：22.4、FNo＝5.5、m＝0.124、Y＝108
【表3】
  j   r   d   nd   vd   有效经   材料名称(X制造商)
  C1   ∞   3.20   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C2   ∞
  1   7.778   1.60   1.61800   63.4   4.9   S-PHM52(OHARA)
  2   23.107   0.57   3.8
  3   -33.162   1.25   1.69895   30.1   3.6   S-TIM35(OHARA)
  4   10.561   0.40   4.0
  5   0.000   0.10   7.4
  6   11.848   8.32   1.88300   40.8   8.1   S-LAH58(OHARA)
  7   -9.975   1.43   1.48749   70.2   8.3   S-FSL5(OHARA)
  8   -41.499   1.90   10.4
  9   -5.805   1.43   1.76182   26.5   4.9   S-TIH14(OHARA)
  10   -12.569
  C3   ∞   0.70   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C4   ∞
图4为实施例3的像差图。
【实施例4】
f：22.8、FNo＝5.5、m＝0.124、Y＝108
【表4】
  j   r   d   nd   vd   有效经   材料名称(制造商)
  C1   ∞   3.20   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C2   ∞
  1   6.730   1.53   1.61800   63.4   4.8   S-PHM52(OHARA)
  2   17.743   0.29   3.7
  3   -49.658   1.15   1.64769   33.8   3.6   S-TIM22(OHARA)
  4   7.771   0.27   4.1
  5   0.000   0.05   7.2
  6   9.367   7.99   1.79952   42.2   7.8   S-LAH52(OHARA)
  7   -7.721   0.80   1.56384   60.7   7.9   S-BAL41(OHARA)
  8   -41.776   1.85   10.7
  9   -5.235   2.08   1.80518   25.4   4.8   S-T IH6(OHARA)
  10   -10.011   3.7
  C3   ∞   0.70   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C4   ∞
图5为实施例4的像差图。
上述实施例1至4的条件式(1)至(4)的计算结果如下所示。(实施例1至4的条件式的值)
【表5】
 条件式(1)   条件式(2)  条件式(3)  条件式(4)
  实施例1  0.57   0.75f  0.12  3.5
  实施例2  0.60   0.75f  0.13  3.5
  实施例3  0.57   0.76f  0.11  3.3
  实施例4  0.55   0.70f  0.12  3.8
第三组镜片的双凸透镜的镜片有效径与镜片厚度之比如下所示。
【表6】
  双凸透镜的有效经/镜片厚度
  实施例1   8.6/8.4＝1.02
  实施例2   8.7/9.34＝0.93
  实施例3   8.3/8.32＝1.00
  实施例4   7.9/7.99＝0.99
【实施例5】
f：22.7、FNo＝5.2、m＝0.124、Y＝108
【表7】
  j   r   d   nd   vd   有效经   材料名称(制造商)
  C1   ∞   3.20   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C2   ∞
  1   7.791   1.62   1.61800   63.4   6.6   S-PHM52(OHARA)
  2   24.000   0.68   5.5
  3   -33.582   1.07   1.69895   30.1   4.8   S-TIM35(OHARA)
  4   10.338   0.30   3.9
  5   光圈   0.20   3.78
  6   12.117   8.40   1.88300   40.8   4.4   S-LAH58(OHARA)
  7   -9.811   1.32   1.48749   70.2   7.7   S-FSL5(OHARA)
  8   -59.999   1.99   8.4
  9   -5.847   1.42   1.76182   26.5   8.6   S-TIH14(OHARA)
  10   -11.558   10.7
  C3   ∞   0.70   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C4   ∞
图6是实施例5的光路图。其基本结构与图1所示的实施例1的结构相同。图7为实施例5的像差图。
【实施例6】
f：22.7、FNo＝5.3、m＝0.124、Y＝108
【表8】
  j   r   d   nd   vd   有效经   材料名称(制造商)
  C1   ∞   3.20   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C2   ∞
  1   7.252   1.71   1.60300   65.44   6.7   S-PHM53(OHARA)
  2   25.209   0.66   5.6
  3   -39.765   1.01   1.68893   31.07   4.9   S-TIM28(OHARA)
  4   8.689   0.40   3.9
  5   光圈   0.1   3.70
  6   10.561   8.24   1.83400   37.16   4.2   S-LAH60(OHARA)
  7   -7.359   0.80   1.57501   41.50   7.5   S-TIL27(OHARA)
  8   -29.474   1.73   8.0
  9   -5.720   2.35   1.76182   26.52   8.2   S-TIH14(OHARA)
  10   -13.484   11.1
  C3   ∞   0.70   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C4   ∞
图8是实施例6的光路图，其基本结构与图1所示结构相同。图9为实施例6的像差图。
【实施例7】
f：22.8、FNo＝5.5、m＝0.124、Y＝108
【表9】
  j   r   d   nd   vd   有效经   材料名称(制造商)
  C1   ∞   3.20   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C2   ∞
  1   7.522   1.67   1.61800   63.33   6.6   S-PHM52(OHARA)
  2   22.637   0.77   5.5
  3   -33.469   0.95   1.69895   30.13   4.7   S-TIM35(OHARA)
  4   9.325   0.40   3.8
  5   光圈   0.10   3.60
  6   12.237   7.51   1.88300   40.76   4.0   S-LAH58(OHARA)
  7   -9.892   0.80   1.51633   64.14   7.3   S-BSL7(OHARA)
  8   -141.129   3.05   7.9
  9   -5.686   1.05   1.80809   22.76   8.6   S-NPH1(OHARA)
  10   -8.546   10.7
  C3   ∞   0.70   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C4   ∞
图10是实施例7的光路图，其基本结构与图1所示结构相同。图11为实施例7的像差图。
【实施例8】
f：22.6、FNo＝5.3、m＝0.124、Y＝108
【表10】
  j   r   d   nd   vd   有效经   材料名称(制造商)
  C1   ∞   3.20   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C2   ∞
  1   7.039   1.79   1.57135   52.95   6.5   S-BAL3(OHARA)
  2   21.259   0.41   5.3
  3   -36.072   1.28   1.69895   30.13   5.0   S-TIM35(OHARA)
  4   8.993   0.40   3.9
  5   光圈   0.10   3.74
  6   10.643   8.93   1.88300   40.76   4.2   S-LAH58(OHARA)
  7   -6.992   0.80   1.67270   32.10   7.6   S-TIM25(OHARA)
  8   -21.378   1.43   8.2
  9   -5.909   1.17   1.72000   46.02   8.2   S-LAM61(OHARA)
  10   -16.777   10.1
  C3   ∞   0.70   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C4   ∞
图12是实施例8的光路图，其基本结构与图1所示结构相同。图13为实施例8的像差图。
【实施例9】
f：22.8、FNo＝4.9、m＝0.124、Y＝108
【表11】
  j   r   d   nd   vd   有效经   材料名称(制造商)
  C1   ∞   3.20   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C2   ∞
  1   8.060   1.64   1.69350   50.81   7.1   S-LAL58(OHARA)
  2   23.760   0.62   6.1
  3   -40.719   1.58   1.75520   27.51   5.5   S-TIH4(OHARA)
  4   10.737   0.40   4.2
  5   光圈   0.10   4.00
  6   13.691   7.00   1.88300   40.76   4.4   S-LAH58(OHARA)
  7   -8.929   1.68   1.51742   52.43   7.3   S-NSL36(OHARA)
  8   -446.513   2.18   8.3
  9   -5.532   1.11   1.78470   26.29   8.4   S-TIH23(OHARA)
  10   -8.584   10.2
  C3   ∞   0.70   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C4   ∞
图14是实施例9的光路图，其基本结构与图1所示结构相同。图15为实施例9的像差图。
【实施例10】
f：22.9、FNo＝5.4、m＝0.124、Y＝108
【表12】
  j   r   d   nd   vd   有效经   材料名称(制造商)
  C1   ∞   3.20   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C2   ∞
  1   6.920   1.73   1.62299   58.16   6.7   S-BSM15(OHARA)
  2   17.662   0.39   5.5
  3   -44.486   1.88   1.71736   29.52   5.4   S-TIH1(OHARA)
  4   10.829   0.40   3.8
  5   光圈   0.10   3.58
  6   13.909   6.08   1.88300   40.76   3.9   S-LAH58(OHARA)
  7   -8.788   0.80   1.56732   42.82   6.6   S-TIL26(OHARA)
  8   675.839   2.10   7.2
  9   -4.849   0.82   1.71736   29.52   7.4   S-TIH1(OHARA)
  10   -6.940   8.7
  C3   ∞   0.70   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C4   ∞
图16是实施例10的光路图，其基本结构与图1所示结构相同。图17为实施例10的像差图。
【实施例11】
f：22.6、FNo＝4.8、m＝0.124、Y＝108
【表13】
  j   r   d   nd   vd   有效经   材料名称(制造商)
  C1   ∞   3.20   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C2   ∞
  1   7.525   2.20   1.61800   63.33   6.9   S-PHM52(OHARA)
  2   22.844   0.41   5.4
  3   -48.885   0.80   1.66680   33.05   5.1   S-TIM39(OHARA)
  4   8.994   0.40   4.2
  5   光圈   0.10   4.04
  6   10.585   9.04   1.88300   40.76   4.6   S-LAH58(OHARA)
  7   -16.706   1.02   1.54072   47.23   8.0   S-TIL2(OHARA)
  8   -21.378   1.64   8.5
  9   -5.864   4.25   1.75520   27.51   8.6   S-TIH4(OHARA)
  10   -15.658   13.4
  C3   ∞   0.70   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C4   ∞
图18是实施例11的光路图，其基本结构与图1所示结构相同。图19为实施例11的像差图。
【实施例12】
f：22.9、FNo＝5.5、m＝0.124、Y＝108
【表14】
  j   r   d   nd   vd   有效经   材料名称(制造商)
  C1   ∞   3.20   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C2   ∞
  1   7.298   1.72   1.62299   58.16   6.7   S-BSM15(OHARA)
  2   20.923   0.47   5.6
  3   -32.882   1.86   1.71736   29.52   5.3   S-TIH1(OHARA)
  4   11.128   0.40   3.8
  5   光圈   0.10   3.58
  6   14.324   5.20   1.88300   40.76   3.9   S-LAH58(OHARA)
  7   -8.291   0.80   1.56732   42.82   6.2   S-TIL26(OHARA)
  8   -603.102   2.79   6.8
  9   -4.915   0.96   1.71736   29.52   7.5   S-TIH1(OHARA)
  10   -7.041   9.0
  C3   ∞   0.70   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C4   ∞
图20是实施例12的光路图，其基本结构与图1所示结构相同。图21为实施例12的像差图。
【实施例13】
f：22.8、FNo＝5.0、m＝0.124、Y＝108
【表15】
  j   r   d   nd   vd   有效经   材料名称(制造商)
  C1   ∞   3.20   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C2   ∞
  1   8.371   1.64   1.73400   51.47   7.3   S-LAL59(OHARA)
  2   24.605   1.03   6.3
  3   -77.838   0.88   1.80000   29.84   4.9   S-NBH55(OHARA)
  4   10.032   0.40   4.0
  5   光圈   0.10   3.84
  6   11.471   9.28   1.88300   40.76   4.3   S-LAH58(OHARA)
  7   -10.003   0.80   1.56873   63.16   8.1   S-BAL22(OHARA)
  8   -72.025   2.22   8.7
  9   -5.716   2.96   1.92286   18.90   8.8   S-NPH2(OHARA)
  10   -10.084   12.5
  C3   ∞   0.70   1.51633   64.1   S-BSL7(OHARA)
  C4   ∞
图22是实施例13的光路图，其基本结构与图1所示结构相同。图23为实施例13的像差图。
上述实施例5至13的条件式(5)至(13)的计算结果如下所示。
(实施例5至13的条件式的值)
【表16】
  (5)   (6)   (7)   (8)   (9)   (10)   (11)   (12)   (13)
  实施例5   0.749   0.572   0.117   1.336   0.336   -0.251   3.505   -0.144   14.956
  实施例6   0.755   0.531   0.102   1.155   0.155   -0.134   3.177   -0.152   30.934
  实施例7   0.715   0.510   0.187   1.559   0.559   -0.359   3.852   -0.190   19.882
  实施例8   0.720   0.597   0.088   1.162   0.162   -0.139   2.771   -0.149   13.890
  实施例9   0.716   0.532   0.134   1.534   0.534   -0.348   4.068   -0.091   11.450
  实施例10   0.625   0.481   0.147   1.658   0.658   -0.397   4.754   -0.094   21.998
  实施例11   0.878   0.507   0.083   1.210   0.210   -0.173   2.799   -0.137   25.964
  实施例12   0.623   0.420   0.195   1.828   0.828   -0.453   4.633   -0.094   21.998
  实施例13   0.846   0.523   0.115   0.980   0.020   0.020   3.672   -0.189   10.469
第三组镜片的双凸透镜的镜片有效径与镜片厚度之比如下所示。
【表17】
  比
  实施例5   1.091
  实施例6   1.099
  实施例7   1.029
  实施例8   1.175
  实施例9   0.959
  实施例10   0.921
  实施例11   1.130
  实施例12   0.839
  实施例13   1.146
图24显示了一例以第四组镜片采用非圆形镜片作为其特征的图像读取镜头。该图像读取镜头从物体一方起依次设置：第一组镜片1，为凸面向着物体一方的正弯月形透镜；第二组镜片2，为双凹负透镜；第三组镜片3，为双凸的正透镜和负弯月形透镜粘结构成的胶合透镜；以及，第四组镜片4，凹面向着物体一方的负弯月形透镜。第二组镜片2和第三组镜片3之间设有未图示的光圈。在垂直于CCD线形传感器的光电转换元件排列方向的方向上，第四组镜片4的大小只要可以让与其他镜片同等程度的光束通过便可，为此，如图所示，该第四组镜片4被形成为去掉上下部分的非圆形镜片，实现了图像读取镜头的小型化。
图25A和图25B分别以正视图和侧视图显示了上述非圆形透镜的透镜镜筒的实施例。透镜镜筒21的横向(光电转换元件的排列方向)长度大于纵向长度，呈长方形。本实施例中具有突起部21a～21i，用于透镜镜筒和各镜片组(图24的1～4)之间的定位，该突起部中压入各镜片组，用于以精度良好地固定镜片。在图示的例中第四组镜片4被设为非圆形用的单位结构，为此，设有三个用于第一镜片组1到第三镜片组3定位的突起部，并设有6个用于第四镜片组4定位的突起部。至少需要设置三个以上的突起部，才能够正确地得出镜片位置。
图26显示了本发明的图像读取装置的第一实施例。该图中标记31表示原稿载置玻璃，标记33表示第一行走体，标记34表示第二行走体，标记35表示图像读取镜头，标记36表示摄像元件。
将需要读取的原稿32放置在原稿载置玻璃33的上表面上。第一行走体33以垂直于图表面的方向为长边方向，并将反射镜33c保持为相对于原稿载置玻璃31的原稿载置表面倾斜45度，以一定速度V沿着垂直于上述长边方向的方向，从图26中的标记33所示位置移动到标记33′所示位置位置。
第一行走体33还保持照明装置，该照明装置包括长度垂直于图表面的长荧光灯33a以及反射镜33b。荧光灯33a在第一行走体33移动到图26的右方时发光，照射原稿载置玻璃31上的原稿32。为此，在第一行走体33移动到标记33′所示位置的移动期间中，原稿32受到照射扫描。
关于第一行走体33的荧光灯33a，可以利用卤素灯、氙气灯、冷阴极管等管灯、或者利用将LED等点光源排成一列构成的线形光源、或者利用将点光源转换为线光源的导光体的线形光源、进而还可以用以有机EL为代表的面发光光源等等。
第二行走体34以垂直于图平面的方向为长边方向，其中保持一对镜面互相垂直的反射镜34a、34b，该第二行走体34与第一行走体33同步，以一定速度V/2移动到标记34′所示的位置。
当原稿32受到扫描照明时，被原稿32的被照明部反射的光在第一行走体33的反射镜33c受到反射之后，进而受到第二行走体34的反射镜34a、34b依次反射，成为成像光束，入射到图像读取镜头35。此时，第一行走体33与第二行走体34的速度比为2∶1，由此，原稿被照明部到图像读取镜头35的光路长度得以保持一定。
入射图像读取镜头35的成像光束受到图像读取镜头35的成像作用，在摄像元件36的受光面形成原稿32的缩小像。摄像元件36为CCD线性传感器，其中沿着垂直于图表面的方向密切排列微小的光电转换部。随着原稿32受到扫描照明，该摄像元件36以像素单位将原稿图像转换为电信号输出。
摄像元件36将成像图像色分解为红、绿、蓝三种颜色并读取色信息，并合成各个光电转换部转换的电信号，以读取彩色图像。
图26所示的图像读取镜头35采用本发明的图像读取镜头，有望实现图像读取镜头的小型化。
图27显示了本发明的图像读取装置的第二实施例。标记41表示原稿载置玻璃，标记43表示图像读取单元，标记44表示图像读取镜头，标记45表示摄像元件。
原稿载置玻璃41的上表面安放需要读取的原稿42。图像读取单元43以垂直于图表面方向为长边方向，其中保持相对于原稿载置玻璃41的原稿载置表面倾斜设置的反射镜43e、43f、43g，图27中，该原稿读取单元43以一定速度V从标记43所示位置移动到标记43′所示位置。
图像读取单元43中保持垂直于图表面的方向为长度方向的长荧光灯43a、43c以及反射镜43b、43d。当图像读取单元43向图27的右方移动时，荧光灯43a和43c发光，照射原稿载置玻璃41上的原稿42。为此，原稿42在图像读取单元43从标记43所示位置移动到43′所示位置的期间，原稿42受到扫描照明。
当原稿42受到扫描照明时，原稿42的被照明部的反射光依次受到反射镜43e、43f、43g反射之后，作为成像光束入射图像读取镜头44。此时由于所有反射镜受到图像读取单元的一体保持，因此，从原稿被照明部到图像读取镜头44为止的光路长度保持一定。
入射图像读取镜头44的成像光束受到图像读取镜头44的成像作用，在摄像元件36的受光面形成原稿32的缩小像。此后，以与先前的图像读取装置的实施例相同的方式将原稿图像转换为电信号，由此读取原稿。在此图像读取镜头44使用上述的本发明的图像读取镜头。
图28显示本发明成像装置的实施例。该成像装置包括位于装置上部的图像读取装置200和位于该图像读取装置200下部的成像部100。图像读取装置200的部分与图26所示的实施例相同该图像读取装置200中的各个部分也采用图26的标记。此外，该图像读取装置200也可以采用图27所示的图像读取装置。
图像读取装置200中的三线CCD线传感器及线传感器(摄像元件)36输出的图像信号被送往信号处理部120，在该信号处理部120中受到处理，被转换成写入用信号，即黄色、红色、青色、黑色的各色写入信号。
成像部100中具有作为潜像载置体的圆筒形光导电性感光体110，该感光体110周围设有作为充电装置的充电辊111、轮式显影装置113、转印带114、清洁装置115。可以用电晕充电器作为充电装置，来取代充电辊111。
基于信号处理部120的写入用信号，光扫描装置117在充电辊111和显影装置113之间进行光扫描，实行感光体110上的写入。
标记116表示定影装置，标记118表示供纸盒，标记119表示一对定位辊，标记122表示供纸辊，标记121表示排纸盘，标记S表示作为记录媒体的转印纸。
成像时，感光体110按顺时针方向等速转动，其表面受到充电辊111充电而均匀带电，而后受到基于光扫描装置117的激光光写入曝光而形成静电潜像。该静电潜像机所为负潜像，图像部分被曝光。
随着感光体110的转动，一次写入黄色图像、红色图像、青色图像、黑色图像，进行图像的光写入。轮式显隐装置113的各个显影单元Y(用黄色调色剂显影)、M(用红色调色剂显影)、C(用青色调色剂显影)、K(用黑色调色剂显影)依次对静电潜像反弹显影，形成正图像，使得静电潜像可视化，由此得到的各色调色剂图像借助于转印电压施加辊114A被依次转印到转印带114上，这些各色调色剂图像被在转印带114上重合，形成彩色图像。
用于收纳转印纸S的供纸盒118可以在成像装置主机上装卸，在图示的安装状态下，供纸盒118中的转印纸S的最上面的一张被供纸辊122捡拾而供纸，其前端部被一对定位辊119夹住。
一对定位辊119配合调色剂彩色图像移动到转印带114转印位置上的时刻，将转印纸S送往转印部。在转印部中，被送入的转印纸S与彩色图象重叠，在转印辊114B的作用下，静电转印彩色图像。转印辊114B在转印时将转印纸S压到彩色图像上。
转印纸S在转印了彩色图像之后被送入定影装置116，在定影装置116中彩色图像被定影，而后由未图示导件送往输送通道，被一对未图示排纸辊排出到排纸盘121上。每当各色调色剂图像转印后，清洁装置115清洁感光体110表面，清除残留调色剂以及纸粉等。
成像装置除了上述彩色成像装置以外，还可以是进行单色成像的成像装置。此外，成像装置除了图28所示的成像装置中的轮式显影装置以外，还可以是对应彩色的串连方式成像装置，该成像装置包括以分别对应各色如红、绿、青、黑四色的感光体以及该感光体周围的处理单元构成的成像部。

Claims (13)

1.一种图像读取镜头，其中从物体一方开始依次设置：
具有正折射能力的第一组镜片；
具有负折射能力的第二组镜片；
光圈；
具有正折射能力的第三组镜片；以及、
具有负折射能力的第四组镜片，
其特征在于，
所述第一组镜片为凸面向着物体一方的弯月形透镜；
所述第二组镜片为双凹透镜；
所述第三组镜片是以多枚镜片构成的胶合镜片，最接近物体一方的面为向着物体一方的凸面；
所述第四组镜片为凹面向着物体一方的弯月形透镜，
所述图像读取镜头的整体焦距f、所述图像读取镜头的整体厚度即全长∑d、以及所述第三组镜片的胶合镜片厚度d3g之间满足以下条件式(1)和(2)，
(1)0.4＜d3g/∑d＜0.6
(2)0.6f＜∑d＜0.9f。
2.根据权利要求1所述的图像读取镜头，其特征在于，所述第三组镜片与所述第四组镜片在光轴上的间距d3g-4g之间满足以下条件式(3)，
(3)0.08＜d3g-4g/∑d＜0.2。
3.根据权利要求1所述的图像读取镜头，其特征在于，
以所述第一组镜片和所述第二组镜片构成的前方组镜片具有负折射能力，并以所述第三组镜片和所述第四组镜片构成的后方组镜片具有正折射能力，
所述前方组镜片的消色差条件之和∑1/fvfg、所述后方组镜片的消色差条件之和∑1/fvbg、以及所述图像读取镜头整体的消色差条件的总和∑1/fvall之间满足以下条件式(4)和(5)
(4)0.8＜|∑1/fvfg/∑1/fvall|＜2
(5)0＜|∑1/fvbg/∑1/fvall|＜1。
4.根据权利要求3所述的图像读取镜头，其特征在于，所述前方组镜片的消色差条件之和∑1/fvfg与所述后方组镜片的消色差条件之和∑1/fvbg之间满足下条件式(6)，
(6)-0.5＜∑1/fvbg/∑1/fvfg＜0。
5.根据权利要求1所述的图像读取镜头，其特征在于，所述第三组镜片的最后面的曲率半径r3gl与所述第四组镜片的最前面的曲率半径r4gf之间满足以下条件式(7)，
(7)2＜1/r3gl-1/r4gf＜5。
6.根据权利要求1所述的图像读取镜头，其特征在于，所述第三组镜头是以双凸透镜和凹面向着物体一方的负透镜构成的胶合透镜。
7.根据权利要求6所述的图像读取镜头，其特征在于，第一透镜的d线折射率nd1、第五透镜的d线折射率nd5、第一透镜的阿贝数vd1、以及第三组镜片的负透镜和第五透镜的阿贝数的平均值vd45之间满足以下条件式(8)和(9)，
(8)-0.2＜nd1-nd5＜-0.08
(9)8＜vd1-vd45＜32。
8.根据权利要求6所述的图像读取镜头，其特征在于，构成所述第三组镜片的双凸透镜的镜片有效经与镜片厚度之比为1.2以下。
9.根据权利要求1所述的图像读取镜头，其特征在于，该图像读取镜头中的镜片均为玻璃透镜，而且该镜片中不含包括砷、铅在内的有害物质。
10.根据权利要求1所述的图像读取镜头，其特征在于，至少有一枚镜片的外形为非圆形。
11.一种图像读取装置，其用照明系统和图像读取镜头来读取原稿信息，该照明系统用于照射放置在原稿设置表面上的原稿，该图像读取镜头用于将受到该照明系统照射的原稿信息成像到线形摄像元件上，其特征在于，所述图像读取镜头为权利要求1～10中任意一项所述的图像读取镜头。
12.根据权利要求11所述的图像读取装置，其特征在于，至少具有一枚反射镜，该反射镜与所述照明系统、所述图像读取镜头、以及所述摄像元件一起构成图像读取单元，该图像读取单元沿着原稿扫描，以读取所述原稿信息。
13.一种成像装置，其根据图像读取装置读取的原稿信息，来对像载置体表面进行曝光，形成图像，其特征在于，所述图像读取装置为权利要求11或12所述的图像读取装置。
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