图象读取设备制造技术

一种图象读取设备，包括：照明装置；读取装置；以及，成象光学系统，用于把被所述照明装置所照射的一个原件的一个表面上提供的图象信息成象在所述读取装置的一个表面上。所述成象光学系统包括按照从原件表面侧起依次设置具有负折射作用的第一透镜组、具有正折射作用的第二透镜组、以及具有负折射作用的第三透镜组。所述图象读取设备图象读取设备具有基于所述成象光学系统的所述透镜组中的至少一个的运动的一种焦点位置调节功能和一种焦距改变功能。在所述成象光学系统中，一个条件０．０１＜Ｒ×Ｋ／Ｆ＜１．００得到满足，其中Ｒ是沿着所述图象读取设备的一个主扫描方向的每条线的分辨率，Ｋ是所述读取装置的象素尺寸，且Ｆ是所述成象光学系统在一个最大成象放大率下的Ｆ数。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种图象读取设备，且更具体地说，本专利技术被应用于一种图象扫描仪、一种胶片扫描仪、以及诸如数字复印机的一种数字图象读取设备，其中在该数字图象读取设备中利用例如一种线检测器(CCD)读取图象(在一个原件的一个表面上)的图象信息。
技术介绍
传统上，已知的有图象扫描仪或胶片扫描仪，作为用于读取纸上的图象或胶片上的图象信息并把该数据作为数字图象信息而进行存储的设备。至于用在这样的扫描仪设备中的图象读取透镜，所希望的是畸变象差和色差能够得到良好的校正，且余量光量的减小比较小。另外，为了读取图象的图象信息，它应该具有在约-0.1至-1.2(单位放大率)的较低放大率范围内的横向放大率。进一步地，为了光学系统的布局的紧凑性(这种紧凑性是从近来的小型化的观点看所必需的)，确定光学系统的布局的投影透镜(图象读取透镜)应该具有广角。另外，近年来，所要求的分辨率在增大，且为了满足这种要求，光学系统需要具有更高的分辨率。然而，近年来dpi(每英寸的点数)增大了，且性能的进一步改善由于衍射限制而变得非常困难。提高一个光学系统的放大率可能是避免这种问题的一个措施。作为一个例子，可添加一个具有大的放大率的一个透镜，或者可以改变物-象距离以改变放大率。或者，一个透镜系统的透镜之间的间隔可以得到改变，以改变放大率。然而，从近来要求的小型化和紧凑化的角度看，添加一个单独的透镜或采用一种结构来改变物-象距离的作法都与这些要求相背，因为这些作法导致了总体尺寸的增大。考虑到这种情况，则改变一个透镜系统的透镜的间隔(即采用可变放大率的透镜)可以是一种最好的解决方案。采用可变放大率透镜的图象读取设备在日本专利申请公开第63-60886(美国专利第4,585,314)、9-113804(美国专利第5,764,426)、第9-329745和10-206735号中得到了提出。日本专利申请公开第9-113804号显示了一种可变放大率的光学系统，它包括(按照从物侧开始的顺序)一个负的第一透镜组和一个正的第二透镜组，其中第一和第二透镜组的间距是可改变的，以改变整个透镜系统的焦距。日本专利申请公开第9-329745号显示了一种可变放大率透镜，它包括(按照从物侧开始的顺序)具有负折射作用的一个第一透镜组；以及，具有正折射作用的一个第二透镜组，其中只有该第二透镜组沿着光轴方向运动，而第一透镜组不沿着光轴方向运动，从而在把图象平面保持在一个恒定位置的情况下改变图象放大率。然而，在这些公开中的光学系统涉及到一些不便，即畸变放大非常大，以致作为用于图象读取的透镜的性能不充分。进一步地，虽然在这些参考文献中结合现有技术而讨论了成本降低上的不充分，但在其中却矛盾地采用了一种具有80或更大的阿贝数的非常昂贵的异常色散玻璃材料。日本专利申请公开第10-206735显示了一种三组结构的变焦距透镜，它包括(按照从放大侧开始的顺序)一个第一透镜组；具有正折射作用的一个第二透镜组；以及，具有负折射作用的一个第三透镜组，其中这些透镜组被移动以改变放大率。但是，在该文件所公布的结构中，色差随放大率改变的变化很大。即使对于一定的变焦距位置可以获得好的性能，由于色差，最好的聚焦位置会由于放大率的改变而改变。这对于用于图象读取的透镜的性能来说是不充分的。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的，是提供一种图象读取设备，其中通过适当地设定部件，而为一个成象光学系统提供了焦距改变装置和焦点位置调节装置，从而保证了高分辨率的图象读取。本专利技术的另一个目的，是提供一种图象读取设备，它具有1200dpi或更高的分辨率，其中保证了令人满意的光学性能，而不论放大率的改变如何。根据本专利技术的一个方面，提供了一种图象读取设备，包括照明装置；读取装置；以及，一种成象光学系统，用于在用所述照明装置进行照明时把一个原件的表面上提供的图象信息成象到所述读取装置的一个表面上，所述成象光学系统包括按照从原件表面侧的顺序依次设置的具有负折射作用的一个第一透镜组、具有正折射作用的一个第二透镜组、以及，具有负折射作用的一个第三透镜组；其中，所述图象读取设备具有一个焦点位置调节装置和根据所述成象光学系统的透镜组中的至少一个透镜组的移动的焦距改变功能；且其中条件0.01＜R×K/F＜1.00得到了满足，其中R是沿着所述图象读取设备的一个主扫描方向的单行分辨率，K是所述读取装置的象素尺寸，且F是所述成象光学系统在最大成象放大率下的F数。在本专利技术的该方面的一种优选形式中，第一透镜组对于放大率改变被保持固定，其中焦距可通过沿着一个光轴方向移动第二和第三透镜组中的至少一个透镜组而得到改变，且其中焦点位置可通过移动第二和第三透镜组中的至少一个透镜组而得到调节。该第一透镜组可以包括一个负的第一透镜和一个具有对着读取装置侧的一个凹表面的正的第二透镜，其中该第二透镜组可包括一个正的第一透镜、一个正的第二透镜、一个负的第三透镜、以及一个正的第四透镜，且其中所述第三透镜组可包括一个负或正的第一透镜以及一个负的第二透镜。放大率改变，可通过移动第二和第三透镜组从而使在一个望远端处的第一和第二透镜组之间的间距变得小于在一个广角端的该第一与第二透镜组之间的间距，并使得在一个望远端处的第二与第三透镜组之间的间距小于在一个广角端处的第一和第二透镜组之间的间距，而得到实现。焦点位置，可通过移动第一至第三透镜组中最轻的一个透镜组，而得到调节。焦点位置可通过移动第二透镜组而得到调节，其中条件0.04＜Lt/F2＜0.10可得到满足，其中F2是第二透镜组的焦距，且Lt是(i)在一个望远端处的第一和第二透镜组之间间距和(ii)第二与第三透镜组之间的间距中的较窄者。焦点位置可通过移动第三透镜组而得到调节，其中条件-0.015＜Lt2/F3＜-0.01可得到满足，其中F3是第三透镜组的焦距，且Lt2是在一个望远端处第二和第三透镜组之间的间距。条件-0.5＜F2/F1＜-0.2和0.3＜BFw/(Fw×Ft)1/2＜0.9可得到满足，其中Fi是第i个透镜组的焦距，Fw和Ft分别是整个系统在一个广角端和一个望远端处的焦距，且BFw是在一个广角端处从最后一个透镜表面至所述读取装置的距离。该图象读取设备可具有不小于1200dpi的分辨率。从以下结合附图对本专利技术的最佳实施例所进行的描述，本专利技术的这些和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。附图说明图1是根据本专利技术的一个第一实施例的一种透镜系统的剖视图；图2A和2B显示了在本专利技术的该第一实施例中在一个广角端和一个望远端处的象差；图3A和3B显示了在本专利技术的一个第二实施例中在一个广角端和一个望远端处的象差；图4A和4B显示了在本专利技术的一个第三实施例中在一个广角端和一个望远端处的象差；图5A和5B显示了在本专利技术的一个第四实施例中在一个广角端和一个望远端处的象差；图6A和6B显示了在本专利技术的一个第五实施例中在一个广角端和一个望远端处的象差；图7是示意图，显示了根据本专利技术的一个实施例的一种图象读取设备的一个主要部分。具体实施例方式以下结合附图描述本专利技术的最佳实施例。图1是根据用在本专利技术的一种图象读取设备中的一种成象光学系统(原件读取透镜)的一个第一实施例的一种透镜系统的剖视图。图2、3、4、5和6显示了将要用在本专利技术的一种图象读取设备中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图象读取设备，包括： 照明装置； 读取装置；以及 成象光学系统，用于把被所述照明装置所照射的一个原件的一个表面上提供的图象信息成象在所述读取装置的一个表面上，所述成象光学系统包括按照从原件表面侧起依次设置的具有负折射作用的第一透镜组、具有正折射作用的第二透镜组、以及具有负折射作用的第三透镜组； 其中所述图象读取设备具有基于所述成象光学系统的所述透镜组中的至少一个的运动的一种焦点位置调节功能和一种焦距改变功能；且 其中一个条件０．０１＜Ｒ×Ｋ／Ｆ＜１．００得到满足，其中Ｒ是沿着所述图象读取设备的一个主扫描方向的每条线的分辨率，Ｋ是所述读取装置的象素尺寸，且Ｆ是所述成象光学系统在一个最大成象放大率下的Ｆ数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：栃木伸之，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]