圖象讀取設(shè)備制造技術(shù)

一種圖象讀取設(shè)備，包括：照明裝置；讀取裝置；以及，成象光學(xué)系統(tǒng)，用于把被所述照明裝置所照射的一個原件的一個表面上提供的圖象信息成象在所述讀取裝置的一個表面上。所述成象光學(xué)系統(tǒng)包括按照從原件表面?zhèn)绕鹨来卧O(shè)置具有負折射作用的第一透鏡組、具有正折射作用的第二透鏡組、以及具有負折射作用的第三透鏡組。所述圖象讀取設(shè)備圖象讀取設(shè)備具有基于所述成象光學(xué)系統(tǒng)的所述透鏡組中的至少一個的運動的一種焦點位置調(diào)節(jié)功能和一種焦距改變功能。在所述成象光學(xué)系統(tǒng)中，一個條件０．０１＜Ｒ×Ｋ／Ｆ＜１．００得到滿足，其中Ｒ是沿著所述圖象讀取設(shè)備的一個主掃描方向的每條線的分辨率，Ｋ是所述讀取裝置的象素尺寸，且Ｆ是所述成象光學(xué)系統(tǒng)在一個最大成象放大率下的Ｆ數(shù)。（*該技術(shù)在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種圖象讀取設(shè)備，且更具體地說，本專利技術(shù)被應(yīng)用于一種圖象掃描儀、一種膠片掃描儀、以及諸如數(shù)字復(fù)印機的一種數(shù)字圖象讀取設(shè)備，其中在該數(shù)字圖象讀取設(shè)備中利用例如一種線檢測器(CCD)讀取圖象(在一個原件的一個表面上)的圖象信息。
技術(shù)介紹
傳統(tǒng)上，已知的有圖象掃描儀或膠片掃描儀，作為用于讀取紙上的圖象或膠片上的圖象信息并把該數(shù)據(jù)作為數(shù)字圖象信息而進行存儲的設(shè)備。至于用在這樣的掃描儀設(shè)備中的圖象讀取透鏡，所希望的是畸變象差和色差能夠得到良好的校正，且余量光量的減小比較小。另外，為了讀取圖象的圖象信息，它應(yīng)該具有在約-0.1至-1.2(單位放大率)的較低放大率范圍內(nèi)的橫向放大率。進一步地，為了光學(xué)系統(tǒng)的布局的緊湊性(這種緊湊性是從近來的小型化的觀點看所必需的)，確定光學(xué)系統(tǒng)的布局的投影透鏡(圖象讀取透鏡)應(yīng)該具有廣角。另外，近年來，所要求的分辨率在增大，且為了滿足這種要求，光學(xué)系統(tǒng)需要具有更高的分辨率。然而，近年來dpi(每英寸的點數(shù))增大了，且性能的進一步改善由于衍射限制而變得非常困難。提高一個光學(xué)系統(tǒng)的放大率可能是避免這種問題的一個措施。作為一個例子，可添加一個具有大的放大率的一個透鏡，或者可以改變物-象距離以改變放大率?；蛘撸粋€透鏡系統(tǒng)的透鏡之間的間隔可以得到改變，以改變放大率。然而，從近來要求的小型化和緊湊化的角度看，添加一個單獨的透鏡或采用一種結(jié)構(gòu)來改變物-象距離的作法都與這些要求相背，因為這些作法導(dǎo)致了總體尺寸的增大?？紤]到這種情況，則改變一個透鏡系統(tǒng)的透鏡的間隔(即采用可變放大率的透鏡)可以是一種最好的解決方案。采用可變放大率透鏡的圖象讀取設(shè)備在日本專利申請公開第63-60886(美國專利第4,585,314)、9-113804(美國專利第5,764,426)、第9-329745和10-206735號中得到了提出。日本專利申請公開第9-113804號顯示了一種可變放大率的光學(xué)系統(tǒng)，它包括(按照從物側(cè)開始的順序)一個負的第一透鏡組和一個正的第二透鏡組，其中第一和第二透鏡組的間距是可改變的，以改變整個透鏡系統(tǒng)的焦距。日本專利申請公開第9-329745號顯示了一種可變放大率透鏡，它包括(按照從物側(cè)開始的順序)具有負折射作用的一個第一透鏡組；以及，具有正折射作用的一個第二透鏡組，其中只有該第二透鏡組沿著光軸方向運動，而第一透鏡組不沿著光軸方向運動，從而在把圖象平面保持在一個恒定位置的情況下改變圖象放大率。然而，在這些公開中的光學(xué)系統(tǒng)涉及到一些不便，即畸變放大非常大，以致作為用于圖象讀取的透鏡的性能不充分。進一步地，雖然在這些參考文獻中結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)而討論了成本降低上的不充分，但在其中卻矛盾地采用了一種具有80或更大的阿貝數(shù)的非常昂貴的異常色散玻璃材料。日本專利申請公開第10-206735顯示了一種三組結(jié)構(gòu)的變焦距透鏡，它包括(按照從放大側(cè)開始的順序)一個第一透鏡組；具有正折射作用的一個第二透鏡組；以及，具有負折射作用的一個第三透鏡組，其中這些透鏡組被移動以改變放大率。但是，在該文件所公布的結(jié)構(gòu)中，色差隨放大率改變的變化很大。即使對于一定的變焦距位置可以獲得好的性能，由于色差，最好的聚焦位置會由于放大率的改變而改變。這對于用于圖象讀取的透鏡的性能來說是不充分的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
因此，本專利技術(shù)的一個目的，是提供一種圖象讀取設(shè)備，其中通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定部件，而為一個成象光學(xué)系統(tǒng)提供了焦距改變裝置和焦點位置調(diào)節(jié)裝置，從而保證了高分辨率的圖象讀取。本專利技術(shù)的另一個目的，是提供一種圖象讀取設(shè)備，它具有1200dpi或更高的分辨率，其中保證了令人滿意的光學(xué)性能，而不論放大率的改變?nèi)绾巍８鶕?jù)本專利技術(shù)的一個方面，提供了一種圖象讀取設(shè)備，包括照明裝置；讀取裝置；以及，一種成象光學(xué)系統(tǒng)，用于在用所述照明裝置進行照明時把一個原件的表面上提供的圖象信息成象到所述讀取裝置的一個表面上，所述成象光學(xué)系統(tǒng)包括按照從原件表面?zhèn)鹊捻樞蛞来卧O(shè)置的具有負折射作用的一個第一透鏡組、具有正折射作用的一個第二透鏡組、以及，具有負折射作用的一個第三透鏡組；其中，所述圖象讀取設(shè)備具有一個焦點位置調(diào)節(jié)裝置和根據(jù)所述成象光學(xué)系統(tǒng)的透鏡組中的至少一個透鏡組的移動的焦距改變功能；且其中條件0.01＜R×K/F＜1.00得到了滿足，其中R是沿著所述圖象讀取設(shè)備的一個主掃描方向的單行分辨率，K是所述讀取裝置的象素尺寸，且F是所述成象光學(xué)系統(tǒng)在最大成象放大率下的F數(shù)。在本專利技術(shù)的該方面的一種優(yōu)選形式中，第一透鏡組對于放大率改變被保持固定，其中焦距可通過沿著一個光軸方向移動第二和第三透鏡組中的至少一個透鏡組而得到改變，且其中焦點位置可通過移動第二和第三透鏡組中的至少一個透鏡組而得到調(diào)節(jié)。該第一透鏡組可以包括一個負的第一透鏡和一個具有對著讀取裝置側(cè)的一個凹表面的正的第二透鏡，其中該第二透鏡組可包括一個正的第一透鏡、一個正的第二透鏡、一個負的第三透鏡、以及一個正的第四透鏡，且其中所述第三透鏡組可包括一個負或正的第一透鏡以及一個負的第二透鏡。放大率改變，可通過移動第二和第三透鏡組從而使在一個望遠端處的第一和第二透鏡組之間的間距變得小于在一個廣角端的該第一與第二透鏡組之間的間距，并使得在一個望遠端處的第二與第三透鏡組之間的間距小于在一個廣角端處的第一和第二透鏡組之間的間距，而得到實現(xiàn)。焦點位置，可通過移動第一至第三透鏡組中最輕的一個透鏡組，而得到調(diào)節(jié)。焦點位置可通過移動第二透鏡組而得到調(diào)節(jié)，其中條件0.04＜Lt/F2＜0.10可得到滿足，其中F2是第二透鏡組的焦距，且Lt是(i)在一個望遠端處的第一和第二透鏡組之間間距和(ii)第二與第三透鏡組之間的間距中的較窄者。焦點位置可通過移動第三透鏡組而得到調(diào)節(jié)，其中條件-0.015＜Lt2/F3＜-0.01可得到滿足，其中F3是第三透鏡組的焦距，且Lt2是在一個望遠端處第二和第三透鏡組之間的間距。條件-0.5＜F2/F1＜-0.2和0.3＜BFw/(Fw×Ft)1/2＜0.9可得到滿足，其中Fi是第i個透鏡組的焦距，F(xiàn)w和Ft分別是整個系統(tǒng)在一個廣角端和一個望遠端處的焦距，且BFw是在一個廣角端處從最后一個透鏡表面至所述讀取裝置的距離。該圖象讀取設(shè)備可具有不小于1200dpi的分辨率。從以下結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的最佳實施例所進行的描述，本專利技術(shù)的這些和其他的目的、特征和優(yōu)點將變得顯而易見。附圖說明圖1是根據(jù)本專利技術(shù)的一個第一實施例的一種透鏡系統(tǒng)的剖視圖；圖2A和2B顯示了在本專利技術(shù)的該第一實施例中在一個廣角端和一個望遠端處的象差；圖3A和3B顯示了在本專利技術(shù)的一個第二實施例中在一個廣角端和一個望遠端處的象差；圖4A和4B顯示了在本專利技術(shù)的一個第三實施例中在一個廣角端和一個望遠端處的象差；圖5A和5B顯示了在本專利技術(shù)的一個第四實施例中在一個廣角端和一個望遠端處的象差；圖6A和6B顯示了在本專利技術(shù)的一個第五實施例中在一個廣角端和一個望遠端處的象差；圖7是示意圖，顯示了根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例的一種圖象讀取設(shè)備的一個主要部分。具體實施例方式以下結(jié)合附圖描述本專利技術(shù)的最佳實施例。圖1是根據(jù)用在本專利技術(shù)的一種圖象讀取設(shè)備中的一種成象光學(xué)系統(tǒng)(原件讀取透鏡)的一個第一實施例的一種透鏡系統(tǒng)的剖視圖。圖2、3、4、5和6顯示了將要用在本專利技術(shù)的一種圖象讀取設(shè)備中本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種圖象讀取設(shè)備，包括： 照明裝置； 讀取裝置；以及 成象光學(xué)系統(tǒng)，用于把被所述照明裝置所照射的一個原件的一個表面上提供的圖象信息成象在所述讀取裝置的一個表面上，所述成象光學(xué)系統(tǒng)包括按照從原件表面?zhèn)绕鹨来卧O(shè)置的具有負折射作用的第一透鏡組、具有正折射作用的第二透鏡組、以及具有負折射作用的第三透鏡組； 其中所述圖象讀取設(shè)備具有基于所述成象光學(xué)系統(tǒng)的所述透鏡組中的至少一個的運動的一種焦點位置調(diào)節(jié)功能和一種焦距改變功能；且 其中一個條件０．０１＜Ｒ×Ｋ／Ｆ＜１．００得到滿足，其中Ｒ是沿著所述圖象讀取設(shè)備的一個主掃描方向的每條線的分辨率，Ｋ是所述讀取裝置的象素尺寸，且Ｆ是所述成象光學(xué)系統(tǒng)在一個最大成象放大率下的Ｆ數(shù)。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：栃木伸之，
申請(專利權(quán))人：佳能株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]