[发明专利]图像读取透镜、图像读取装置和成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及适合于读取诸如图像扫描仪的图像读取装置或者诸如传真机或者数字复印机的成像装置中的文档的图像的成像透镜，以及涉及结合了这样的成像透镜的图像读取装置和成像装置。

背景技术

图像读取装置被设置在图像扫描仪、传真机、或者数字复印机中用于读取文档的图像。在装置中，利用成像透镜来缩小文档的图像尺寸，缩小的光学图像在诸如CCD(电荷耦合装置)的固态图像传感器上被捕获，并且图像信息被转换为电子图像数据。为了读取彩色文档信息，其中具有红色、绿色、和蓝色过滤器的光接收元件排列成三列的三线阵CCD图像传感器被用于在光接收表面上形成缩小的光学图像，并将图像的颜色分解成三原色。由此，彩色图像信息被转换为信号。这种图像读取透镜在图像平面上在高空间频率区域中需要有高对比度、以及到图像周边高达接近100％的高开口效率。并且，为了正确读取彩色文档，必须在光接收表面上沿着光轴排列三原色的成像位置并精确地校正各个色差。广泛使用的高斯图像读取透镜是可以实现高分辨率的相对大孔径的透镜。然而，为了获得当前希望的高性能，这种高斯透镜结构有需要6个以上大量透镜的问题，诸如四组六个透镜或者五组八个透镜。

鉴于这个，日本专利No.3939908公开了一种图像读取透镜，该图像读取透镜包含三到五个透镜，比高斯透镜的透镜少，并且该图像读取透镜发挥类似的或者更高的光学性能。这个图像读取透镜可以最少由三个透镜组成，而且最接近图像并被布置为邻近于图像平面的透镜具有负的光焦度。由此，它可以容易地校正多种色差并获得高性能。

然而，上述参考文献无法解决透镜性能在由于如CCD的成像单元的热辐射量或者高亮度光源的散热量增加而造成的图像读取装置内部的热量增加、以及缩小的图像读取装置的尺寸和图像读取装置的高速运行期间内劣化的问题。装置内的热量增加导致热膨胀以及图像读取透镜的材料的折射率的变化，使得图像读取透镜的焦距改变。进一步，成像单元的热辐射引起对于成像单元和图像读取透镜的保持器的热膨胀、透镜成像位置和成像平面之间的位置关系的移动、以及透镜性能的劣化。进一步，上述参考文献仅公开了具有最高达大约45度的视场角的透镜，并且没有充分地考虑到缩小图像读取装置的尺寸。

发明内容

本发明旨在提供一种高性能图像读取透镜，该高性能图像读取透镜具有与高斯透镜的透镜个数一样少的透镜个数的较好设计的配置并且具有56度以上的较大的视场角，这可以降低由热变化造成的光学性能的劣化并正确地校正多个色差。

根据一个实施例，图像读取透镜包含被设置在物侧上的前透镜组，该前透镜组包含第一至第五透镜，该第一至第五透镜包括正透镜和负透镜；以及被设置在像侧上的后透镜组，该后透镜组包含负塑料透镜，其中，该图像读取透镜具有56度以上的视场角并且被形成为满足以下四个条件：

(1)0<Σdn_N/dt(N)-Σdn_P/dt(P)<25

(2)0.10<fa/f×d₁₁/D<0.90

(3)-1.5<fb/f<-0.5

(4)0.35<d₁₁/D<0.70

这里，Σdn_N/dt(N)和Σdn_P/dt(P)是在40至60℃的温度下前透镜组的沿着He-Ne线的分别负和正透镜的折射率的温度系数的10⁶倍的总合，fa是前透镜组的焦距，fb是后透镜组的焦距，f是整个图像读取透镜的焦距，d₁₁是前透镜组和后透镜组之间的轴上距离，且D是图像读取透镜的总长度。

附图说明

从以下详细的说明并参考附图，本发明的特征、实施例和优势将变得显而易见。

图1是根据第一实施例的图像读取透镜的结构的第一实例的横截面图；

图2是根据第一实施例的图像读取透镜的结构的第二实例的横截面图；

图3是根据第一实施例的图像读取透镜的结构的第三实例的横截面图；

图4是根据第一实施例的图像读取透镜的结构的第四实例的横截面图；

图5是根据第一实施例的图像读取透镜的结构的第五实例的横截面图；

图6是根据第一实施例的图像读取透镜的结构的第六实例的横截面图；

图7是根据第一实施例的图像读取透镜的结构的第七实例的横截面图；

图8显示了图1中的图像读取透镜的第一实例的色差；