JP2002296499A

JP2002296499A - 読取レンズ、読取レンズブロック、画像読取装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP2002296499A
Application number: JP2001103207A
Authority: JP
Inventors: Kazuyasu Ohashi; 和泰大橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-04-02
Filing date: 2001-04-02
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の非回転対称（アナモフィック）の形状
を有するレンズ面を用いた読取レンズを上回る機能，性
能を有しながら，十分に低コストの読取レンズを得る。【解決手段】物体側より順に，少なくとも１枚の正レ
ンズを含む２枚以上のレンズからなる前群１と，１枚の
負レンズからなる後群２を有し，実使用状態におけるバ
ックフォーカスがレンズ全長の２５％以下であり，か
つ，前群１と後群２との空気間隔がレンズ全長の半分以
上であるとともに，後群レンズＬ４の少なくとも１面が
非回転対称な形状を有する。後群レンズＬ４の非回転対
称な形状を有する面が光軸を含む平面と交わってできる
曲線が，非円弧形状をなす。読取レンズによって形成さ
れる像をサンプリングし，光電変換するための受光素子
アレイを有する読み取りレンズブロック。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、読取レンズ、読取
レンズブロック、画像読取装置および画像形成装置に関
するもので、デジタル複写機、イメージスキャナ、ファ
クシミリなどに適用可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】デジタル複写機やＭＦＰなどの原稿読取
部に用いられる，比較的大口径で高解像の読取レンズと
しては，ガウスタイプが広く知られている。ガウスタイ
プの公知例としては，最近のものとして，特開２０００
−１１１７９４号公報に記載のものなどがある。

【０００３】本発明は、あとで説明するように，負のパ
ワーを有するレンズを像面の近傍に配置したものである
が、かかる構成のものとしては，特開平７−５６０８５
号公報に記載のものがある。ただし，この公報に記載の
読取レンズは２枚構成であり，その性能は低く，デジタ
ル複写機やＭＦＰなどの原稿読取部に用いるためには性
能が不十分である。

【０００４】また，非回転対称（アナモフィック）のレ
ンズ面を有する読取レンズも用いられており、かかる形
式のものとしては，特開２０００−３０７８００号公報
に記載のものがある。しかし，この公報に記載の読取レ
ンズでは、像面の近傍にレンズが配置されておらず，非
回転対称のレンズ面の効果が十分に発揮できていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】デジタル複写機，ＭＦ
Ｐなどの原稿読取部や，ハイエンドのフラットベッドス
キャナに用いられる読取レンズには，比較的大口径で高
解像のものが必要とされている。このような用途には従
来，ガウスタイプが広く採用されているが，構成枚数が
６枚以上と多く，また，全てガラスレンズで構成される
ため，十分に低コストであるとは言えない。

【０００６】さらに，上述した原稿読取部やスキャナの
読取密度は，３００ｄｐｉ，４００ｄｐｉから６００ｄ
ｐｉ，さらには１２００ｄｐｉへと高まっており，全て
球面で構成されるガウスタイプでは，十分な性能が得ら
れない場合も出てきている。

【０００７】性能向上のためには非球面の導入が考えら
れるが，上述した原稿読取部やスキャナが一次元の受光
素子アレイ（ラインセンサ）を用いて構成される場合に
は，それに加えて非回転対称（アナモフィック）の形状
を有するレンズ面の導入も可能であり，そのような例と
して，特開２０００−３０７８００号公報に記載のもの
がある。しかし，この公報に記載の読取レンズは，非回
転対称な形状を有するレンズ面の効果が十分に発揮され
たものとは言えない。

【０００８】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解消するためになされたもので、請求項１に記載の発明
は，従来の非回転対称（アナモフィック）の形状を有す
るレンズ面を用いた読取レンズを上回る機能，性能を有
しながら，十分に低コストの読取レンズを提供すること
を目的としている。

【０００９】請求項２に記載の発明は，請求項１に記載
の読取レンズを，コストを増加させることなく，より高
性能化することを目的としている。請求項３に記載の発
明は，請求項１に記載の読取レンズを，より小型化・薄
型化することを目的としている。請求項４に記載の発明
は，請求項１に記載の読取レンズの各種調整を，簡単な
方法で行うことを可能にすることを目的としている。

【００１０】請求項５に記載の発明は，請求項４に記載
の読取レンズにおいて，簡単な方法で偏心による像面の
傾きを調整することを可能にすることを目的としてい
る。請求項６に記載の発明は，請求項４に記載の読取レ
ンズにおいて，簡単な方法でピントを調整することを可
能にすることを目的としている。

【００１１】請求項７に記載の発明は，従来の非回転対
称（アナモフィック）形状を有するレンズ面を用いた読
取レンズを上回る機能，性能を有しながら，十分に低コ
ストの読取レンズに，受光素子アレイを組み合わせた，
高性能で低コストのレンズブロックを提供することを目
的としている。

【００１２】請求項８に記載の発明は，請求項７に記載
のレンズブロックを，より低コスト化することを目的と
している。請求項９および請求項１０に記載の発明は，
請求項７に記載のレンズブロックを，さらに低コスト化
することを目的としている。

【００１３】請求項１１に記載の発明は，従来の非回転
対称（アナモフィック）形状を有するレンズ面を用いた
読取レンズを上回る機能，性能を有しながら，十分に低
コストの読取レンズに，受光素子アレイ，原稿照明手
段，走査手段，信号処理手段および画像処理手段を組み
合わせた，高性能で低コストの画像読取装置を提供する
ことを目的としている。請求項１２に記載の発明は，請
求項１１に記載の画像読取装置において，光学的な調整
を簡略化することを目的としている。

【００１４】請求項１３に記載の発明は，従来の非回転
対称（アナモフィック）形状を有するレンズ面を用いた
読取レンズを上回る機能，性能を有しながら，十分に低
コストの読取レンズに，受光素子アレイ，原稿照明手
段，走査手段，信号処理手段および画像処理手段と，画
像出力手段を組み合わせた，高性能で低コストの画像形
成装置を提供することを目的としている。

【００１５】請求項１４に記載の発明は，従来の非回転
対称（アナモフィック）形状を有するレンズ面を用いた
読取レンズを上回る機能，性能を有しながら，十分に低
コストの読取レンズを，別の手段で提供することを目的
としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の読取レンズ，読
取レンズブロック，画像読取装置および画像形成装置
は，それぞれ以下のような特徴を持つものである。請求
項１に記載の読取レンズは，物体側より順に，少なくと
も１枚の正レンズを含む２枚以上のレンズからなる前群
と，１枚の負レンズからなる後群を有し，実使用状態に
おけるバックフォーカスがレンズ全長の２５％以下であ
り，かつ，前群と後群との空気間隔がレンズ全長の半分
以上であるとともに，後群レンズの少なくとも１面が非
回転対称な形状を有することを特徴とする。

【００１７】請求項２に記載の読取レンズは，請求項１
に記載の読取レンズにおいて，後群レンズの非回転対称
な形状を有する面が光軸を含む平面と交わってできる曲
線が，非円弧形状をなすことを特徴とする。請求項３に
記載の読取レンズは，請求項１に記載の読取レンズにお
いて，後群レンズが光軸に対して非回転対称な外形を有
することを特徴とする。請求項４に記載の読取レンズ
は，請求項１に記載の読取レンズにおいて，前群の保持
部材と後群の保持部材が別体で構成されることを特徴と
する。

【００１８】請求項５に記載の読取レンズは，請求項４
に記載の読取レンズにおいて，前群レンズの保持部材を
光軸に対して回転対称な形状とし，前群のみを光軸周り
に回転させることにより，偏心等による像面の傾きを調
整可能としたことを特徴とする。請求項６に記載の読取
レンズは，請求項４に記載の読取レンズにおいて，前群
のみを光軸方向に移動させることによりピント調整を行
うことを特徴とする。

【００１９】請求項７に記載の読取レンズブロックは，
物体側より順に，少なくとも１枚の正レンズを含み２枚
以上のレンズからなる前群と，１枚の負レンズからなる
後群を有し，実使用状態におけるバックフォーカスがレ
ンズ全長の２５％以下であり，かつ，前群と後群との空
気間隔がレンズ全長の半分以上であるとともに，後群レ
ンズの少なくとも１面が非回転対称な形状を有する読取
レンズと，その読取レンズによって形成される像をサン
プリングし，光電変換するための受光素子アレイを有す
ることを特徴とする。

【００２０】請求項８に記載の読取レンズブロックは，
請求項７に記載の読取レンズブロックにおいて，読取レ
ンズの後群レンズと受光素子アレイとを一体化したこと
を特徴とする。請求項９に記載の読取レンズブロック
は，請求項８に記載の読取レンズブロックにおいて，読
取レンズの後群レンズが受光素子アレイのパッケージを
直接シールドしていて、受光素子のパッケージがシール
ドガラスを有していないことを特徴とする。請求項１０
に記載の読取レンズブロックは，請求項８に記載の読取
レンズブロックにおいて，読取レンズの後群レンズ像側
面に受光素子アレイが直接貼り付けられていて、受光素
子アレイがパッケージを有していないことを特徴とす
る。

【００２１】請求項１１に記載の画像読取装置は，物体
側より順に，少なくとも１枚の正レンズを含み２枚以上
のレンズからなる前群と，１枚の負レンズからなる後群
を有し，実使用状態におけるバックフォーカスがレンズ
全長の２５％以下であり，かつ，前群と後群との空気間
隔がレンズ全長の半分以上であるとともに，後群レンズ
の少なくとも１面が非回転対称な形状を有する読取レン
ズと，その読取レンズによって形成される像をサンプリ
ングし光電変換するための受光素子アレイと，原稿を照
明するための手段と，原稿を走査する手段と，信号処理
手段および画像処理手段とを有することを特徴とする。
請求項１２に記載の画像読取装置は，請求項１１に記載
の画像読取装置において，読取倍率の調整を光学的では
なく電気的に行うことを特徴とする。

【００２２】請求項１３に記載の画像形成装置は，物体
側より順に，少なくとも１枚の正レンズを含み２枚以上
のレンズからなる前群と，１枚の負レンズからなる後群
を有し，実使用状態におけるバックフォーカスがレンズ
全長の２５％以下であり，かつ，前群と後群との空気間
隔がレンズ全長の半分以上であるとともに，後群レンズ
の少なくとも１面が非回転対称な形状を有する読取レン
ズと，その読取レンズによって形成される像をサンプリ
ングし光電変換するための受光素子アレイと，原稿を照
明するための手段と，原稿を走査する手段と，信号処理
手段および画像処理手段と，画像出力手段とを有するこ
とを特徴とする。

【００２３】請求項１４に記載の読取レンズは，少なく
とも３枚のレンズから構成され，最も像側のレンズが負
のパワーを有すると共に像面の近傍に配置されており，
その最も像側のレンズの少なくとも１面が非回転対称形
状を有することを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかる読取レンズ、読取レンズブロック、画像読取装
置および画像形成装置の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施形態にかかる読取レンズの概念図で
ある。この実施形態にかかる読取レンズは，物体側より
順に，少なくとも１枚の正レンズを含む２枚以上のレン
ズからなる前群１と，１枚の負レンズＬ４からなる後群
２を有している。より具体的には、物体側から順に、正
レンズＬ１、負レンズＬ２、正レンズＬ３の３枚のレン
ズからなる前群１と、負レンズＬ４〜なる後群２を有し
てなる。符号３は像面を示す。前群１は主に結像作用を
分担し，後群２はいわゆるフィールドフラットナとして
の役割を果たす。

【００２５】ここで，十分な結像性能を確保するために
は，前群１が２枚以上のレンズから構成されることが必
要である。前群１が１枚構成である場合，非球面等を導
入してもその収差補正能力は低く，デジタル複写機やＭ
ＦＰなどの原稿読取部に用いるためには不十分な性能し
か得られない。また，後群２がフィールドフラットナと
しての役割を十分に果たすためには，実使用状態におけ
るバックフォーカスがレンズ全長の２５％以下である必
要がある。前群１が持つ像面湾曲を後群２で効率良く補
正するためには，後群２における軸外の主光線高さをな
るべく高くする必要があり，バックフォーカスは短い方
が望ましいのである。さらに，前群１の小型化を図るた
めには，前群１と後群２との空気間隔がレンズ全長の半
分以上である必要がある。前群１と後群２との空気間隔
がレンズ全長の半分よりも小さい場合，前群１が大型化
してコストアップの要因となる。

【００２６】以上の構成を採った読取レンズによれば，
ガウスタイプと同等もしくはガウスタイプを上回る機
能，性能を，ガウスタイプよりも少ないレンズ枚数で実
現し，十分な低コスト化を達成することができるが，さ
らに，後群２の少なくとも１面を非回転対称（アナモフ
ィック）形状とすることで，より高い性能を得ることが
可能となる。非回転対称形状を有するレンズ面の効果
は，主走査方向（メリディオナル）と副走査方向（サジ
タル）の像面湾曲およびコマ収差を，ある程度独立して
補正できることにあるが，そのレンズ面を通過する時点
において像高ごとの光束が分離しているほど，補正の自
由度は高い。

【００２７】本発明にかかる読取レンズは後群レンズを
像面近傍に配置しており，後群レンズを通過する時点に
おいて像高ごとの光束が十分に分離しているため，その
少なくとも１面を非回転対称形状とすることにより，非
常に高い自由度をもって，主走査方向および副走査方向
の像面湾曲が補正できるのである。本発明は，読取レン
ズにおいてこれまで十分に発揮されてこなかった非回転
対称の形状を有するレンズ面の効果を最大限に引き出す
ものであり，従来の非回転対称のレンズ面を用いた読取
レンズを大きく上回る性能を獲得することができる。

【００２８】なお，後群レンズをプラスチックで構成す
ることにより，一層の低コスト化を図ることもできる。
本発明にかかる読取レンズでは，後群を像面近傍に配置
することで，後群における近軸光線高さが小さくなるた
め，後群レンズをプラスチック化することで，温度変化
による後群レンズのパワー変動が大きくなったとして
も，収差，バックフォーカスへの影響は小さい。よっ
て，比較的容易に後群レンズをプラスチック化すること
ができるのである。

【００２９】本発明にかかる読取レンズを，より大口径
化，高性能化するためには，後群レンズの非回転対称
（アナモフィック）形状を有する面が光軸を含む平面と
交わってできる曲線が，非円弧形状をなすように構成す
ることが望ましい。前述のように後群レンズは像面に近
く，像高ごとの光束が十分に分離して通過するため，後
群レンズの主走査方向断面，副走査方向断面を非円弧形
状とすることにより，軸外収差を効果的に補正すること
ができる。特に，後群レンズがプラスチックの成型品で
ある場合には，断面が非円弧形状となることによるコス
トアップもほとんどない。

【００３０】本発明にかかる読取レンズにおいて，後群
レンズは必要に応じ，光軸に対して非回転対称な形状と
することができる。本発明にかかる読取レンズを一次元
の受光素子アレイ（ラインセンサ）と組み合わせて用い
る場合，後群レンズに必要な光線有効範囲は，主走査方
向に長く副走査方向に短い形状となる。よって，後群レ
ンズＬ４は，図２に示すような円形の一部分を切除した
外形を有することもできるし，図３に示すような矩形の
外形を有することもできる。このように，後群レンズＬ
４を非回転対称形状とすることは，後群レンズＬ４がガ
ラスであっても可能であるが，後群レンズＬ４をプラス
チックの成型品とすることで，より容易に実現可能とな
る。後群レンズＬ４がプラスチックの成型品であれば，
図４に示すような，位置決め，保持，固定のための突起
４、５を後群レンズＬ４の上面または側端面に一体整形
することもたやすい。上記突起４、５に代えて凹部を設
けてもよい。

【００３１】本発明にかかる読取レンズは，前群と後群
の空気間隔が大きいため，前群レンズの保持部材と後群
レンズの保持部材を別体で構成する方がよい場合があ
る。例えば，前群レンズが回転対称な形状で，後群レン
ズが非回転対称な形状である場合には，図５に示すよう
に，前群レンズ１の保持部材は一般的な鏡枠とし，後群
レンズ２の保持部材は基板６とし、前群レンズ１の鏡枠
を後群レンズ２の保持部材である基板６に取り付けるよ
うに構成することができる。すなわち、１枚のレンズか
らなる後群レンズ２は図４に示す両側端の突起５を有
し、基板６の上に板状の仲介部材８を介して上記後群レ
ンズ２を載せ、基板６の後端に一体に形成された四角柱
状の一対の柱９に板ばね１０で上記突起５を押し付ける
ことによって後群レンズ２が基板６に取り付けられてい
る。一方、前群レンズ１は、その複数の構成レンズを従
来一般に用いられている筒状の鏡枠で保持され、この鏡
枠が帯状の取り付け部材７で上記突起５上に取り付けら
れている。

【００３２】図５に示すように、前群レンズ１の保持部
材と後群レンズ２の保持部材を別体で構成する場合，前
群レンズ１の保持部材を光軸に対して回転対称形状であ
る鏡枠にすることにより，この前群１のみを光軸周りに
回転させることができ、これにより，レンズ同士の偏心
等により発生する像面の傾きを調整することができる。
特に，本発明にかかる読取レンズを一次元の受光素子ア
レイ（ラインセンサ）と組み合わせて用いる場合には，
その効果は大きい。構造も簡単である。

【００３３】また，図５に示す実施形態のように、前群
レンズ１の保持部材と後群レンズ２の保持部材を別体で
構成する場合，前群１のみを光軸方向に移動させること
でピント調整を行うことができる。後群レンズ２を移動
させないことにより，特に後群レンズ２が非回転対称形
状である場合に，その取り付け構造を簡略化できる。

【００３４】本発明のような読取レンズでは，軸外の照
度が画角のコサイン４乗に比例して低くなるため，何ら
かの方法でこれを補正する必要がある。一般的には，小
さい画角の光束ほど大きく遮断するような形状の光束規
制板、いわゆるシェーディング補正板を，読取レンズの
物体側に設けることが多い。本発明の読取レンズでは，
このシェーディング補正板をレンズの内部に設けること
ができる。図６にその具体例を示す。図６に示す例は、
図５に示す例における基板６上の前群１と後群２との間
に，シェーディング補正板１１を配置したものである。
前群１と後群２との間にシェーディング補正板１１を配
置しているため，読取レンズの物体側にシェーディング
補正板を設けるスペースを確保する必要がない。

【００３５】本発明の読取レンズでは，必要に応じて，
前群と後群との間に光路を折り曲げるためのミラーを設
けることができる。図７（ａ）は光路を折り曲げない場
合，図７（ｂ）は前群１と後群２との間にミラー１２を
配置して光路を折り曲げた場合の１例である。このよう
に光路を折り曲げることで，装置内におけるレイアウト
の自由度が増加する。図８に示すように、ミラー１２の
反射面１２ａを、シェーディング補正板の光透過窓の形
状と同じ形状にすることにより、シェーディング補正板
としての機能を併せ持たせることも可能である。

【００３６】本発明にかかる読取レンズは，図９に示す
ように，その読取レンズによって形成される像をサンプ
リングし，光電変換するための受光素子アレイ１５と組
み合わせて使用される。具体的な受光素子アレイとして
は，ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等がある。読取レンズと受
光素子アレイが組み合わされた状態を，一つのモジュー
ルと考えることができ，このモジュールを読取レンズブ
ロックと呼ぶ。

【００３７】本発明にかかる読取レンズブロックにおい
ては，読取レンズの後群レンズと受光素子アレイとを一
体化することができる。図１０に示すように，受光素子
アレイは一般的に，基板１６上に配置されたパッケージ
１７内に収納されており，パッケージ１７はシールドガ
ラス１８で封止されている。後群レンズの像側面が平面
であれば，図１１に示すように，後群レンズ２とシール
ドガラス１８を接着層１９で接合することで，後群レン
ズ２と受光素子アレイ１５との一体化が可能である。後
群レンズ２と受光素子アレイ１５とを一体化すること
で，読取レンズブロックの構造を簡略化することができ
る。

【００３８】また，図１２に示すように，受光素子アレ
イのパッケージ１７を後群レンズ２で直接封止すること
もできる。このような構造とすれば、図１１に示す例に
おけるシールドガラス１８が不要となり，コストダウン
を図ることができる。さらに，図１３に示すように、受
光素子アレイ１５のパッケージ１７を廃止し，後群レン
ズ２の像側面に受光素子アレイ１５を直接貼り付けるこ
ともできる。なお，図１４に示すように，受光素子アレ
イ１５を貼り付ける後群レンズ２の像側面が曲面であっ
てもよい。後群レンズ２の像側面を読取レンズの像面湾
曲に沿った曲面とすることにより，前群レンズの構成を
簡略化することができるとともに、さらなる性能向上を
実現することができる。

【００３９】本発明にかかる読取レンズブロックにおい
て，読取レンズの後群レンズと受光素子アレイとを一体
化しない場合には，図１５に示すように，受光素子アレ
イ１５を光軸方向に移動させることでピント調整を行う
ことができる。受光素子アレイ１５を移動させることで
ピント調整を行えば，前群１のみを光軸方向に移動させ
ることでピント調整を行う場合に比べ，ピント調整に伴
う読取レンズの性能変動を少なくできるというメリット
がある。

【００４０】また，受光素子アレイを光軸方向に移動さ
せることでピント調整を行う場合には，前群レンズと後
群レンズを同一部材で保持することもできる。この実施
形態を図１６、図１７に示す。図１６、図１７におい
て、一つの基台２１に前群保持部２２と後群保持部２３
が設けられ、これらの保持部によって前群１と後群２が
保持ざれるようになっている。前群保持部２２は、前群
を構成する複数のレンズのほぼ下半部を保持する溝が形
成されることによって構成されている。後群の保持構造
は、図５、図６に示す後群保持構造と実質同一である。
前群レンズ１はその保持部２２に挿入後，接着等で固定
される。このように、一つの基台２１で前群レンズ１お
よび後群レンズ２を保持すれば，前群レンズ１が後群レ
ンズ２とは別体の鏡枠を有する場合に比べて，大幅に部
品数を減少させることができ，低コスト化が可能とな
る。

【００４１】図１６、図１７に示す例ではまた、Ｌ字状
の受光素子アレイ保持部材２４の水平部に上記基台２１
の後端部を接着等によって固定し、受光素子アレイ保持
部材２４の垂直部に、基板を介して受光素子アレイ１５
が固定された構造になっている。なお、基台２１と受光
素子アレイ保持部材２４は、光軸方向に相対移動可能と
して、ピント調整を行うようにしてもよい。

【００４２】図１８は，本発明にかかる読取レンズおよ
び読取レンズブロックを，デジタル複写機，ＭＦＰ等の
原稿読取部や，フラットベッドスキャナ等の画像読取装
置に適用した例を示す概略図である。コンタクトガラス
２５の上に載置された原稿２６は、第１走行体３１に取
り付けられている光源３４と反射板３５からなる照明手
段によって照明され，原稿２６からの光束は第１走行体
３１に取り付けられている第１ミラー３６、第２走行体
３２に取り付けられている第２、第３ミラー３７、３８
によって読取レンズ３３に導かれ，前述の前群レンズ１
と後群レンズ２からなる読取レンズ３３によって、原稿
２６の像がＣＣＤなどの受光素子アレイ１５上に形成さ
れる。第１走行体３１は速度Ｖで原稿２６を走査し，第
２走行体３２速度Ｖ／２で移動することにより，原稿２
６から読取レンズ３３までの距離が一定に保たれる。受
光素子アレイ１５から出力された信号は，しかるべき信
号処理手段３９と画像処理手段４０によって処理され
る。

【００４３】なお，上記信号処理手段３９または画像処
理手段４０を用いて，読取倍率の調整を電気的に行うこ
とができる。読取倍率の調整を光学的に行わず，電気的
に行うことにより，ピント調整時に読取倍率を考慮する
必要がなくなり，調整機構，調整工程の簡略化を図るこ
とができる。

【００４４】図１９は，本発明にかかる読取レンズおよ
び読取レンズブロックを，デジタル複写機やMFPなどの
画像形成装置に適用した例を示す概略図である。図１８
に示すような画像読取装置によって読み取られた画像情
報は，図１９に示す例における信号処理手段３９と画像
処理手段４０によって処理がなされた後，画像出力手段
４１によって画像出力される。画像出力手段としては，
電子写真プリンタ，インクジェットプリンタ等，主に紙
やフイルムなどシート状のものに出力を行うものや，Ｃ
ＲＴディスプレイ，液晶プロジェクタ等に表示すること
が考えられる。

【００４５】本発明にかかる読取レンズは，少なくとも
３枚のレンズから構成され，最も像側のレンズが負のパ
ワーを有すると共に像面の近傍に配置されており，その
最も像側のレンズの少なくとも１面が非回転対称な形状
を有すること，によっても実現することができる。

【００４６】以下に、本発明にかかる読取レンズの具体
的な数値実施例を示す。実施例の収差は十分に補正され
ており，デジタル複写機，ＭＦＰなどの原稿読取部や，
ハイエンドのフラットベッドスキャナに用いることが可
能である。なお，数値実施例２，数値実施例６，数値実
施例７，数値実施例８については，シールドガラスを有
する受光素子アレイと組み合わせて用いることを想定し
ている。その他の数値実施例は，シールドガラスを排除
し，後群レンズで受光素子アレイのパッケージを直接封
止することを想定している。

【００４７】実施例における記号の意味は以下の通りで
ある。ｆ：全系の焦点距離（主走査方向の近軸焦点）ｍ：倍率Ｆｍ：倍率ｍにおける実効ＦナンバＹ：最大物体高Ｒ：曲率半径（非回転対称面においては主走査方向の
近軸曲率半径；＝Ｒｙ）Ｄ：面間隔Ｎｄ：屈折率 νｄ：アッベ数Ｋｙ：アナモフィック非球面の主走査方向の円錐定数Ｋｚ：アナモフィック非球面の副走査方向の円錐定数Ｒｚ：アナモフィック非球面の副走査方向の近軸曲率半
径Ａｒ４：アナモフィック非球面の４次の回転対称成分係
数Ａｒ６：アナモフィック非球面の６次の回転対称成分係
数Ａｒ８：アナモフィック非球面の８次の回転対称成分係
数Ａｒ１０：アナモフィック非球面の１０次の回転対称成
分係数Ａｐ４：アナモフィック非球面の４次の非回転対称成分
係数Ａｐ６：アナモフィック非球面の６次の非回転対称成分
係数Ａｐ８：アナモフィック非球面の８次の非回転対称成分
係数Ａｐ１０：アナモフィック非球面の１０次の非回転対称
成分係数

【００４８】ただし，ここで用いられるアナモフィック
非球面は，主走査方向の近軸曲率半径の逆数（近軸曲
率）をＣｙ，副走査方向の近軸曲率半径の逆数（近軸曲
率）をＣｚ，主走査方向における光軸からの距離をＹ，
副走査方向における光軸からの距離をＺとするとき，以
下の式で定義される。

【００４９】数値実施例１：光学配置を図２０に、各種
収差を図２８に示す。

【００５０】数値実施例２：光学配置を図２１に、各種
収差を図２９に示す。

【００５１】数値実施例３：光学配置を図２２に、各種
収差を図３０に示す。

【００５２】数値実施例４：光学配置を図２３に、各種
収差を図３１に示す。

【００５３】数値実施例５：光学配置を図２４に、各種
収差を図３２に示す。

【００５４】数値実施例６：光学配置を図２５に、各種
収差を図３３に示す。

【００５５】数値実施例７：光学配置を図２６に、各種
収差を図３４に示す。

【００５６】数値実施例８：光学配置を図２７に、各種
収差を図３５に示す。

【００５７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば，従来の
非回転対称（アナモフィック）形状を有するレンズ面を
用いた読取レンズを上回る機能，性能を有しながら，十
分に低コストの読取レンズを提供することができる。

【００５８】請求項２に記載の発明によれば，請求項１
に記載の読取レンズを，コストを増加させることなく，
より高性能化することができる。請求項３に記載の発明
によれば，請求項１に記載の読取レンズを，より小型化
・薄型化することができる。請求項４に記載の発明によ
れば，請求項１に記載の読取レンズの各種調整を，簡単
な方法で行うことができる。

【００５９】請求項５に記載の発明によれば，請求項４
に記載の読取レンズにおいて，簡単な方法で偏心による
像面の傾きを調整することができる。請求項６に記載の
発明によれば，請求項４に記載の読取レンズにおいて，
簡単な方法でピントを調整することができる。

【００６０】請求項７に記載の発明によれば，従来の非
回転対称（アナモフィック）形状を有するレンズ面を用
いた読取レンズを上回る機能，性能を有しながら，十分
に低コストな読取レンズに，受光素子アレイを組み合わ
せた，高性能で低コストのレンズブロックを得ることが
できる。請求項８に記載の発明によれば，請求項７に記
載のレンズブロックを，より低コスト化することができ
る。請求項９および請求項１０に記載の発明によれば，
請求項７に記載のレンズブロックを，さらに低コスト化
することができる。

【００６１】請求項１１に記載の発明によれば，従来の
非回転対称（アナモフィック）形状を有するレンズ面を
用いた読取レンズを上回る機能，性能を有しながら，十
分に低コストな読取レンズに，受光素子アレイ，原稿照
明手段，走査手段，信号処理手段および画像処理手段を
組み合わせた，高性能で低コストの画像読取装置を提供
することができる。請求項１２に記載の発明によれば，
請求項１１に記載の画像読取装置において，光学的な調
整を簡略化することができる。

【００６２】請求項１３に記載の発明によれば，従来の
非回転対称（アナモフィック）形状を有するレンズ面を
用いた読取レンズを上回る機能，性能を有しながら，十
分に低コストな読取レンズに，受光素子アレイ，原稿照
明手段，走査手段，信号処理手段および画像処理手段
と，画像出力手段を組み合わせた，高性能で低コストの
画像形成装置を提供することができる。

【００６３】請求項１４に記載の発明によれば，従来の
非回転対称（アナモフィック）形状を有するレンズ面を
用いた読取レンズを上回る機能，性能を有しながら，十
分に低コストの読取レンズを，別の手段で提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる読み取りレンズの実施の形態を
示す光学配置図である。

【図２】本発明に適用可能な後群レンズの例を示す斜視
図および正面図である。

【図３】本発明に適用可能な後群レンズの別の例を示す
斜視図および正面図である。

【図４】本発明に適用可能な後群レンズのさらに別の例
を示す斜視図および正面図である。

【図５】本発明にかかる読み取りレンズブロックの実施
の形態を示す斜視図である。

【図６】本発明にかかる読み取りレンズブロックの別の
実施形態を示す斜視図である。

【図７】本発明にかかる読み取りレンズブロックの光路
の例を示す光学配置図である。

【図８】本発明に適用可能な反射ミラーの例を示す正面
図である。

【図９】本発明にかかる読み取りレンズブロックのさら
に別の実施形態を示す光学配置図である。

【図１０】本発明にかかる読み取りレンズブロックに適
用可能な受光素子アレイの例を示す一部断面平面図であ
る。

【図１１】本発明にかかる読み取りレンズブロックに適
用可能な受光素子アレイの別の例を示す一部断面平面図
である。

【図１２】本発明にかかる読み取りレンズブロックに適
用可能な受光素子アレイのさらに別の例を示す一部断面
平面図である。

【図１３】本発明にかかる読み取りレンズブロックに適
用可能な受光素子アレイのさらに別の例を示す一部断面
平面図および側面図である。

【図１４】本発明にかかる読み取りレンズブロックに適
用可能な受光素子アレイのさらに別の例を示す一部断面
平面図および側面図である。

【図１５】本発明にかかる読み取りレンズブロックのさ
らに別の実施形態を示す光学配置図である。

【図１６】本発明にかかる読み取りレンズブロックのさ
らに別の実施形態を示す側面図である。

【図１７】同上読み取りレンズブロックの斜視図であ
る。

【図１８】本発明にかかる読取装置の実施形態を示す光
学配置図およびブロック図である。

【図１９】本発明にかかる画像形成装置の実施形態を示
す光学配置図およびブロック図である。

【図２０】本発明にかかる読み取りレンズの第１の実施
例を示す光学配置図である。

【図２１】本発明にかかる読み取りレンズの第２の実施
例を示す光学配置図である。

【図２２】本発明にかかる読み取りレンズの第３の実施
例を示す光学配置図である。

【図２３】本発明にかかる読み取りレンズの第４の実施
例を示す光学配置図である。

【図２４】本発明にかかる読み取りレンズの第５の実施
例を示す光学配置図である。

【図２５】本発明にかかる読み取りレンズの第６の実施
例を示す光学配置図である。

【図２６】本発明にかかる読み取りレンズの第７の実施
例を示す光学配置図である。

【図２７】本発明にかかる読み取りレンズの第８の実施
例を示す光学配置図である。

【図２８】本発明にかかる読み取りレンズの第１実施例
の各種特性を示す収差図である。

【図２９】本発明にかかる読み取りレンズの第２実施例
の各種特性を示す収差図である。

【図３０】本発明にかかる読み取りレンズの第３実施例
の各種特性を示す収差図である。

【図３１】本発明にかかる読み取りレンズの第４実施例
の各種特性を示す収差図である。

【図３２】本発明にかかる読み取りレンズの第５実施例
の各種特性を示す収差図である。

【図３３】本発明にかかる読み取りレンズの第６実施例
の各種特性を示す収差図である。

【図３４】本発明にかかる読み取りレンズの第７実施例
の各種特性を示す収差図である。

【図３５】本発明にかかる読み取りレンズの第８実施例
の各種特性を示す収差図である。

【符号の説明】

１前群レンズ２後群レンズ３像面１５受光素子アレイ１７パッケージ１８シールドガラス３９信号処理手段４０画像処理手段４１画像出力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/19 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０２Ｆターム(参考） 2H044 AC01 2H087 KA08 KA18 LA04 PA03 PA04 PA05 PA17 PB03 PB04 PB05 QA02 QA05 QA12 QA17 QA21 QA22 QA25 QA26 QA37 QA38 QA41 QA45 QA46 RA05 RA07 RA12 RA13 2H108 AA01 CB01 DA01 DA06 HA01 HA03 5B047 AA01 BA02 BB02 BC05 BC09 BC11 BC14 5C072 AA01 BA02 CA02 DA02 DA04 DA21 DA23 EA05 XA01 XA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に，少なくとも１枚の正レ
ンズを含む２枚以上のレンズからなる前群と，１枚の負
レンズからなる後群を有し，実使用状態におけるバック
フォーカスがレンズ全長の２５％以下であり，かつ，前
群と後群との空気間隔がレンズ全長の半分以上であると
ともに，後群レンズの少なくとも１面が非回転対称な形
状を有することを特徴とする読取レンズ。
【請求項２】請求項１に記載の読取レンズにおいて，
後群レンズの非回転対称な形状を有する面が光軸を含む
平面と交わってできる曲線が，非円弧形状をなすことを
特徴とする読取レンズ。
【請求項３】請求項１に記載の読取レンズにおいて，
後群レンズは光軸に対して非回転対称な外形を有するこ
とを特徴とする読取レンズ。
【請求項４】請求項１に記載の読取レンズにおいて，
前群の保持部材と後群の保持部材が別体で構成されてい
ることを特徴とする読取レンズ。
【請求項５】請求項４に記載の読取レンズにおいて，
前群レンズの保持部材を光軸に対して回転対称な形状と
し，前群のみを光軸周りに回転させることにより，偏心
等による像面の傾きを調整可能としたことを特徴とする
読取レンズ。
【請求項６】請求項４に記載の読取レンズにおいて，
前群のみを光軸方向に移動させることによりピント調整
を行うことを特徴とする読取レンズ。
【請求項７】物体側より順に，少なくとも１枚の正レ
ンズを含み２枚以上のレンズからなる前群と，１枚の負
レンズからなる後群を有し，実使用状態におけるバック
フォーカスがレンズ全長の２５％以下であり，かつ，前
群と後群との空気間隔がレンズ全長の半分以上であると
ともに，後群レンズの少なくとも１面が非回転対称な形
状を有する読取レンズと，その読取レンズによって形成
される像をサンプリングし光電変換するための受光素子
アレイとを有することを特徴とする読取レンズブロッ
ク。
【請求項８】請求項７に記載の読取レンズブロックに
おいて，読取レンズの後群レンズと受光素子アレイとを
一体化したことを特徴とする読取レンズブロック。
【請求項９】請求項８に記載の読取レンズブロックに
おいて，読取レンズの後群レンズが受光素子のパッケー
ジを直接シールドしていることを特徴とする読取レンズ
ブロック。
【請求項１０】請求項８に記載の読取レンズブロック
において，読取レンズの後群レンズ像側面に受光素子ア
レイが直接貼り付けられていることを特徴とする読取レ
ンズブロック。
【請求項１１】物体側より順に，少なくとも１枚の正
レンズを含み２枚以上のレンズからなる前群と，１枚の
負レンズからなる後群を有し，実使用状態におけるバッ
クフォーカスがレンズ全長の２５％以下であり，かつ，
前群と後群との空気間隔がレンズ全長の半分以上である
とともに，後群レンズの少なくとも１面が非回転対称な
形状を有する読取レンズと，その読取レンズによって形
成される像をサンプリングし光電変換するための受光素
子アレイと，原稿を照明するための手段と，原稿を走査
する手段と，原稿を走査することによって上記受光素子
アレイから得られる信号を処理する信号処理手段および
画像処理手段とを有することを特徴とする画像読取装
置。
【請求項１２】請求項１１に記載の画像読取装置にお
いて，読取倍率の調整を電気的に行うことを特徴とする
画像読取装置。
【請求項１３】物体側より順に，少なくとも１枚の正
レンズを含み２枚以上のレンズからなる前群と，１枚の
負レンズからなる後群を有し，実使用状態におけるバッ
クフォーカスがレンズ全長の２５％以下であり，かつ，
前群と後群との空気間隔がレンズ全長の半分以上である
とともに，後群レンズの少なくとも１面が非回転対称な
形状を有する読取レンズと，その読取レンズによって形
成される像をサンプリングし光電変換するための受光素
子アレイと，原稿を照明するための手段と，原稿を走査
する手段と，原稿を走査することによって上記受光素子
アレイから得られる信号を処理する信号処理手段および
画像処理手段と，画像処理信号に基づき画像を出力する
画像出力手段とを有することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項１４】少なくとも３枚のレンズから構成さ
れ，最も像側のレンズが負のパワーを有すると共に像面
の近傍に配置されており，その最も像側のレンズの少な
くとも１面が非回転対称な形状を有することを特徴とす
る読取レンズ。