專利名稱：圖像讀取透鏡及圖像讀取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像掃描器等的圖像讀取裝置及搭載于圖像讀取裝置的圖像讀 取透鏡。
背景技術(shù)：
將文件或圖像等原稿圖像讀取而形成數(shù)字化圖像數(shù)據(jù)的復(fù)印機、傳真機、圖像掃 描器等的圖像讀取裝置正在普及。在這種圖像讀取裝置中，通過使用成像透鏡(以下稱為 圖像讀取透鏡)而使原稿圖像在例如CCD圖像傳感器上成像。為了得到忠實于原稿圖像的 圖像數(shù)據(jù)，圖像讀取透鏡的各種像差平衡優(yōu)異地得以抑制且要求高的分辨力。進一步，要求 至圖面周邊部為止的高漸暈因數(shù)(vignetting factor)。并且近年，伴隨圖像讀取裝置的緊湊化、低成本化，對圖像讀取透鏡也要求進一步 的緊湊化、低成本化。并且，伴隨圖像讀取裝置的高速化，要求更加明亮的(F數(shù)小的)圖像 讀取透鏡。作為謀求了緊湊化的圖像讀取透鏡，公知有4組4片遠距型透鏡(例如，參照專利 文獻1)。并且，作為要求更加明亮的圖像讀取透鏡，公知有4組6片高斯型透鏡(例如，參 照專利文獻2)。并且如專利文獻3，具有將圖像讀取透鏡設(shè)成5組5片結(jié)構(gòu)而使亮度和小 型化等兩立的透鏡。專利文獻1 日本專利公開平9-101452號公報專利文獻2 日本專利公開平9-113802號公報專利文獻3 日本專利公開2000-241701號公報然而，在如上所述的專利文獻1的4組4片的圖像讀取透鏡中，存在如下問題，即 不能充分校正色像差，不適于原稿圖像的彩色讀取。并且，該結(jié)構(gòu)的圖像讀取透鏡若想設(shè)成 更加明亮的透鏡，則不能得到充分的分辨力。并且，在如專利文獻2的6組4片的圖像讀取 透鏡中，還存在如下問題，即雖然可以設(shè)成明亮的透鏡，但相反地卻不能使透鏡直徑過小， 就不利于緊湊化。因此，提出有將透鏡的上下端分別切斷而使高度縮小的想法，但為了調(diào) 整偏心而不能旋轉(zhuǎn)透鏡的問題就產(chǎn)生了。另外，在專利文獻3的5組5片結(jié)構(gòu)中，存在慧形 像差(也稱慧差)的校正不充分的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其目的在于，提供一種廉價且是緊湊的結(jié)構(gòu)、明 亮、并至圖面周邊部為止維持較高的漸暈因數(shù)、各像差平衡優(yōu)異地得以校正、還具有高的分 辨力的圖像讀取透鏡，以及具備這種圖像讀取透鏡的圖像讀取裝置。為實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的技術(shù)方案1記載的圖像讀取透鏡中，從物側(cè)依次具 有凸面朝向物側(cè)的正的第1透鏡、由雙凹透鏡構(gòu)成的第2透鏡、由雙凸透鏡構(gòu)成的第3透 鏡、凸面朝向像側(cè)的正的第4透鏡、凸面朝向像側(cè)的負的第5透鏡，并且，將整個系統(tǒng)的焦距 設(shè)成f、第4透鏡的焦距設(shè)成f4、從第4透鏡的像側(cè)的面至第5透鏡的物側(cè)的面為止的光軸上的間隔設(shè)成D8時，滿足以下條件。(1)0. 06 < D8/f < 0. 16(2)0. 77 < f4/f < 1. 81凸面朝向像側(cè)的正的第4透鏡可以是凸面朝向物側(cè)的雙凸透鏡，并且也可以是 凹面或平面朝向物側(cè)的透鏡。將第4透鏡設(shè)成雙凸透鏡時，更優(yōu)選滿足“0. 06 < D8/f < 0. 14”、“0. 77 < f4/f < 1. 59”，將第4透鏡設(shè)成凹面或平面朝向物側(cè)時，更優(yōu)選滿足 “0. 10 < D8/f < 0. 16”、“1· 06 < f4/f < 1. 81”。在技術(shù)方案2記載的圖像讀取透鏡中，將第j透鏡對e線的折射率設(shè)成Nj時，滿 足(3)1.55< (Nl+N3+N4)/3< 1.74的條件。S卩，正的透鏡的第1、第3、第4透鏡的折射率 的平均即“(m+N3+N4)/3”滿足條件(3)。在技術(shù)方案3記載的圖像讀取透鏡中，第j透鏡對d線的阿貝數(shù)設(shè)成ν j時，滿足 (4) "13. 5 < (vl+V3+V4)/3-(V2+V5)/2”的條件。即，正的透鏡的阿貝數(shù)的平均與負 的透鏡的阿貝數(shù)的平均之差即“(ν 1+ ν 3+ ν 4)/3-(ν 2+ ν 5)/2”滿足條件(4)。可以設(shè)成滿足條件(3)、(4)中的任意一方，但優(yōu)選設(shè)成滿足雙方。在技術(shù)方案4記載的圖像讀取裝置中，具備如上述的圖像讀取透鏡。根據(jù)本發(fā)明，可以將圖像讀取透鏡設(shè)成廉價且緊湊的結(jié)構(gòu)，并將高漸暈因數(shù)保持 至圖面周邊部，且可充分又平衡地校正各像差，從而得到高的分辨力。并且，使用該圖像 讀取透鏡，從而可以實現(xiàn)謀求緊湊化并不犧牲光學(xué)性能且謀求讀取的高速化的圖像讀取裝 置。

圖1是表示實施例1的圖像讀取透鏡的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2是表示實施例1的圖像讀取透鏡的球面像差、非點像差、畸變、倍率色像差的 像差圖。圖3是表示實施例1的圖像讀取透鏡的橫像差的像差圖。圖4是表示實施例2的圖像讀取透鏡的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖5是表示實施例2的圖像讀取透鏡的球面像差、非點像差、畸變、倍率色像差的 像差圖。圖6是表示實施例2的圖像讀取透鏡的橫像差的像差圖。圖7是表示實施例3的圖像讀取透鏡的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖8是表示實施例3的圖像讀取透鏡的球面像差、非點像差、畸變、倍率色像差的 像差圖。圖9是表示實施例3的圖像讀取透鏡的橫像差的像差圖。圖10是表示實施例4的圖像讀取透鏡的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖11是表示實施例4的圖像讀取透鏡的球面像差、非點像差、畸變、倍率色像差的 像差圖。圖12是表示實施例4的圖像讀取透鏡的橫像差的像差圖。圖13是表示實施例5的圖像讀取透鏡的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖14是表示實施例5的圖像讀取透鏡的球面像差、非點像差、畸變、倍率色像差的像差圖。圖15是表示實施例5的圖像讀取透鏡的橫像差的像差圖。圖16是表示實施例6的圖像讀取透鏡的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖17是表示實施例6的圖像讀取透鏡的球面像差、非點像差、畸變、倍率色像差的 像差圖。圖18是表示實施例6的圖像讀取透鏡的橫像差的像差圖。圖中11 16-圖像讀取透鏡，Ll-第1透鏡，L2-第2透鏡，L3-第3透鏡，L4-第 4透鏡，L5-第5透鏡，L6-第6透鏡。
具體實施方式
圖1表示圖像讀取裝置所使用的圖像讀取透鏡11。該圖像讀取透鏡11將在物側(cè) 以預(yù)定間隔所配置的原稿圖像在像側(cè)以預(yù)定間隔所配置的圖像傳感器上成像。圖像讀取透鏡11采用從物側(cè)依次配置第1透鏡Ll 第5透鏡L5的5組5片結(jié) 構(gòu)。第1透鏡Ll為將凸面朝向物側(cè)的且具有正的折射力的透鏡。第2透鏡L2為雙凹透鏡， 第3透鏡L3為雙凸透鏡。第4透鏡L4為將凸面朝向像側(cè)的且具有正的折射力的透鏡。第 5透鏡L5為將凸面朝向像側(cè)的負的折射力的透鏡。第4透鏡L4如上述若將凸面朝向像側(cè)且具有正的折射力，則是將凸面朝向物側(cè)的 雙凸透鏡也可，是將平面朝向物側(cè)的平凸透鏡或?qū)济娉蛭飩?cè)的彎月透鏡也可。另外，在 圖1的透鏡結(jié)構(gòu)中，第4透鏡L4設(shè)成雙凸透鏡。上述圖像讀取透鏡11構(gòu)成為，將整個系統(tǒng)的焦距設(shè)成f、第4透鏡L4的焦距設(shè)成 f4、從第4透鏡L4的像側(cè)的面至第5透鏡L5的物側(cè)的面為止的光軸上的間隔設(shè)成D8時， 滿足下述條件式(1)、(2)。0. 06 < D8/f < 0. 16......(1)0. 77 < f4/f < 1. 81......(2)條件式(1)規(guī)定圖像讀取透鏡11的第4透鏡L4和第5透鏡L5之間的間隔D8對 整個系統(tǒng)的焦距f的比即值“D8/f”。若值“D8/f”變大，則在像面彎曲(也稱場曲)和慧形 像差的校正上有利，但若超過條件式(1)的上限值，則圖像讀取透鏡11的總長變大而難以 緊湊化。并且，若值“D8/f”縮小，則在圖像讀取透鏡11的緊湊化上有利，但若低于條件式 (1)的下限值，則難以良好地校正像面彎曲和慧形像差。條件式(2)是有關(guān)畸變的條件，規(guī)定相對于圖像讀取透鏡11的整個系統(tǒng)的焦距f 的第4透鏡L4的焦距f4的比，即值“f4/f”。若值“f4/f”超過條件式(2)的上限值，則畸 變向“ + ”增大，并且若低于下限值，則畸變向“_”增大，所以不優(yōu)選。另外，如圖1所示的圖像讀取透鏡11，將第4透鏡L4設(shè)成雙凸透鏡時，優(yōu)選設(shè)成 滿足以下條件式(la)、(2a)。0. 06 < D8/f < 0. 14......(la)0. 77 < f4/f < 1. 59......(2a)并且，將第4透鏡L4設(shè)成將平面或凹面朝向物側(cè)的平凸透鏡或彎月透鏡時，更優(yōu) 選設(shè)成滿足以下條件式(lb)、(2b)。0. 10 < D8/f < 0. 16......(lb)[0051]1. 06 < f4/f < 1. 81......(2b)并且，優(yōu)選圖像讀取透鏡11構(gòu)成為，在j = 1、2、……5而將第j透鏡對e線(波 長546. 07nm)折射率設(shè)成Nj、將對d線(波長587. 56nm)的阿貝數(shù)設(shè)成vj時，滿足下述條 件式(3)、(4)?？梢詷?gòu)成為滿足條件式(3)、(4)中的任意一方，但更優(yōu)選構(gòu)成為同時滿足。1. 55 < (Nl+N3+N4)/3 < 1. 74......(3)13. 5 < (vl+v3+v4)/3-(v2+v5)/2......(4)條件式(3)是有關(guān)倍率色像差(也稱倍率色差)和漸暈因數(shù)的條件，規(guī)定作為正 的透鏡的第1透鏡Ll的折射率m和第3透鏡L3的折射率N3與第4透鏡L4的折射率N4 的平均值即值“(Nl+N3+N4)/3”。若該值“(m+N3+N4)/3”超過條件式(3)的上限值，則漸暈 因數(shù)變小而導(dǎo)致光量比的下降；若低于下限值，則難以良好地校正倍率色像差。條件式(4)是有關(guān)軸上色像差(也稱軸上色差)的條件，規(guī)定作為正的透鏡的第 1透鏡Li、第3透鏡L3及第4透鏡L4的阿貝數(shù)vl、v3、v4的平均值與作為負的透鏡的第2 透鏡L2及第5透鏡L5的阿貝數(shù)v2、v5的平均值之差，即值“(vl+v3+v4)/3-(v2+v5)/2”。 若該值“(vl+v3+V4)/3-(V2+V5)/2”低于條件式(4)的下限值，則難以良好地校正軸上色像 差。將圖像讀取透鏡11如上述設(shè)成5組5片并且滿足各條件式，從而圖像讀取透鏡各 像差尤其像面彎曲被適當(dāng)?shù)匦Ｕ鐬?00dpi左右的高的分辨力，F(xiàn)5. 0以下的亮度，而 且也可以在最周邊部保持大致100%的漸暈因數(shù)，而且可以謀求基于5組5片結(jié)構(gòu)的緊湊 化。另外，若圖像讀取透鏡11的像側(cè)和物側(cè)設(shè)成相反，即若從像側(cè)配置第1透鏡Li、第 2透鏡L2、第3透鏡L3、第4透鏡L4、第5透鏡L5，則可以作為圖像放大用透鏡來使用。并 且，可適當(dāng)?shù)卦O(shè)成各透鏡Ll L5的透鏡面的非球面，通過設(shè)成非球面可以更良好地進行 校正。實施例說明實施了本發(fā)明的圖像讀取透鏡的具體的實施例1 6。在以下，實施例1 6 的各部件或間隔等的符號用共同的符號來表示。并且，在實施例1 6中，從第1透鏡Ll 的物側(cè)的透鏡面起依次將各透鏡的透鏡面使用面號碼i (i = 1 12)由Si表示，透鏡面Si 的曲率半徑由Ri (mm)表示。并且，鄰接的透鏡面Si和透鏡面S(i+Ι)的光軸上的間隔由面 間隔Di (mm)表示。另外，分別表示各透鏡對e線的折射率N及對d線的阿貝數(shù)ν。[實施例1]實施例1是圖1所示的圖像讀取透鏡11。即，是配置第1透鏡Ll 第5透鏡L5 的5組5片結(jié)構(gòu)，是將第1透鏡Ll設(shè)成凸面朝向物側(cè)的且具有正的折射力的透鏡、第2透 鏡L2設(shè)成雙凹透鏡、第3透鏡L3及第4透鏡L4設(shè)成雙凸透鏡、第5透鏡L5設(shè)成凸面朝向 像側(cè)的負的透鏡的結(jié)構(gòu)。將該實施例1的透鏡數(shù)據(jù)示于下述表1。并且，將圖像讀取透鏡 11的整個系統(tǒng)的焦距f (mm)、F數(shù)、視場角2ω )及成像倍率β示于表2。表1
權(quán)利要求一種圖像讀取透鏡，從物側(cè)依次具有凸面朝向物側(cè)的正的第1透鏡、由雙凹透鏡構(gòu)成的第2透鏡、由雙凸透鏡構(gòu)成的第3透鏡、凸面朝向像側(cè)的正的第4透鏡、凸面朝向像側(cè)的負的第5透鏡，其特征在于，將整個系統(tǒng)的焦距設(shè)成f、第4透鏡的焦距設(shè)成f4、從第4透鏡的像側(cè)的面至第5透鏡的物側(cè)的面為止的光軸上的間隔設(shè)成D8時，滿足以下條件(1)0.06＜D8/f＜0.16(2)0.77＜f4/f＜1.81。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像讀取透鏡，其特征在于， 將第j透鏡對e線的折射率設(shè)成Nj時，滿足以下條件(3)1. 55 < (Nl+N3+N4)/3 < 1. 74。
3.如權(quán)利要求1或2所述的圖像讀取透鏡，其特征在于， 將第j透鏡對d線的阿貝數(shù)設(shè)成vj時，滿足以下條件(4)13. 5 < (vl+v3+v4)/3-(v2+v5)/2。
4.一種圖像讀取裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求1至3中的任意一項所述的圖像讀取透鏡。
專利摘要本實用新型提供一種圖像讀取透鏡及圖像讀取裝置，其圖像讀取透鏡謀求緊湊化的同時良好地校正各像差而且明亮。圖像讀取透鏡(11)從物側(cè)依次包括物側(cè)為凸面的正的第1透鏡(L1)、雙凹透鏡的第2透鏡(L2)、雙凸透鏡的第3、第4透鏡(L3、L4)、像側(cè)為凸面的負的第5透鏡(L5)的5組5片結(jié)構(gòu)。將整個系統(tǒng)的焦距設(shè)成f、第4透鏡的焦距設(shè)成f4、第4透鏡的像側(cè)的面和第5透鏡的物側(cè)的面之間的光軸上的間隔設(shè)成D8時，滿足“0.06＜D8/f＜0.16”、“0.77＜f4/f＜1.81”，優(yōu)選滿足“0.06＜D8/f＜0.14”、“0.77＜f4/f＜1.59”；將第j透鏡(Lj)對e線的折射率設(shè)成Nj、對d線的阿貝數(shù)設(shè)成νj時，更優(yōu)選滿足“1.55＜(N1+N3+N4)/3＜1.74”、“13.5＜(ν1+ν3+ν4)/3-(ν2+ν5)/2”。
文檔編號G02B13/24GK201754201SQ201020224958
公開日2011年3月2日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者大友涼子 申請人:富士能株式會社