CN102608679A - 成像光学元件、成像光学阵列及图像读取装置 - Google Patents

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Abstract

一种成像光学元件、成像光学阵列及图像读取装置。本发明提供在用2个反射面改变光轴的方向的成像光学元件中，可提高成像性能的技术。入射光的第1透镜、射出光的第2透镜及将从上述第1透镜入射的光导向上述第2透镜的导光部由透明介质一体地形成，导光部在从第1透镜到第2透镜为止，具有由第1曲部及第2曲部分别弯曲的形状，在第1曲部的外周面，形成将从第1透镜入射的光向第2曲部反射的第1反射面，在第2曲部的外周面，形成将反射的光向第2透镜反射的第2反射面，入射于第1透镜的光到第2透镜为止在透明介质的内部行进，从第2透镜射出后，以正的等倍的倍率成像。

Description

成像光学元件、成像光学阵列及图像读取装置
技术领域
本发明涉及形成物体的正像的成像光学元件、具备该成像光学元件的成像光学阵列及采用该成像光学元件读取物体的图像的图像读取装置。
2011年1月21日提交的日本专利申请No.2011-010746和No.2011-010747的全部内容通过引用结合于此。
背景技术
图像扫描仪、传真机、复印机、金融终端装置等中，采用接触式图像传感器(Contact Image Sensor)模块(以下，简称“CIS模块”)作为图像读取装置。该CIS模块向读取对象物照射光的同时，由光学传感器检测此时的反射光，从而对读取对象物的图像进行读取。另外，为了将来自读取对象物的反射光适当导向光学传感器，一般采用具有正的等倍的成像倍率的成像光学元件。即，该成像光学元件使读取对象物反射的光以正的等倍成像，将读取对象物的正的等倍像向光学传感器成像。光学传感器通过检测成像光学元件成像的正的等倍像，可对读取对象物的图像进行读取。
专利文献1中，为了实现CIS模块内的布局的自由度提高和CIS模块的薄型化等，提出了分别由屋脊棱镜及反射平面反射光，改变光轴的方向(使光轴折返)的成像光学元件。该成像光学元件中，设置了与读取对象物相对配置的物体侧透镜和与该物体侧透镜协动而在成像面形成读取对象物的像的成像侧透镜。在从物体侧透镜向成像侧透镜的光路中配置屋脊棱镜，并在从成像侧透镜向成像面(光学传感器)的光路中配置反射平面。从而，由读取对象物反射而透射物体侧透镜的光被屋脊棱镜透镜反射，其行进方向改变，同时透射成像侧透镜的光被反射平面反射，可改变其行进方向。
专利文献1：日本特开2000-066134号公报
发明内容
专利文献1中，通过采用2个反射面(屋脊棱镜、反射平面)，可以改变各反射面光轴的方向，结果，容易实现CIS模块内的布局的自由度提高和CIS模块的薄型化。但是，专利文献1中，物体侧及成像侧的各透镜及2个反射面独立构成，因此，若这些光学部件的相对位置关系精度不高，则成像光学元件的成像性能可能降低。
本发明鉴于上述课题而提出，目的是提供在用2个反射面改变光轴的方向的成像光学元件、具备该成像光学元件的成像光学阵列及用该成像光学元件读取物体的图像的图像读取装置中，可高精度确定透镜及反射面这样的光学部件的相对位置关系，提高成像光学元件的成像性能的技术。
[适用例1]
本适用例的成像光学元件，其特征在于，入射来自物体的光的第1透镜、射出光的第2透镜及将从上述第1透镜入射的光导向上述第2透镜的导光部由透明介质一体地形成，上述导光部在从上述第1透镜到上述第2透镜为止，具有通过第1曲部及第2曲部分别弯曲的形状，在上述第1曲部设置将从上述第1透镜入射的光向上述第2曲部反射的第1反射面，并且，在上述第2曲部设置将上述第1反射面反射的光向上述第2透镜反射的第2反射面，入射上述第1透镜的光从上述第1透镜经由上述第1反射面及上述第2反射面达到上述第2透镜为止，在上述透明介质的内部行进，并且从上述第2透镜射出后以正的等倍的倍率成像。
通过这样的构成，具备由导光部连结入射侧的第1透镜和射出侧的第2透镜的构成。该导光部在从第1透镜到第2透镜为止，具有由第1曲部及第2曲部分别弯曲的形状。在第1曲部，形成使从第1透镜入射的光向第2曲部反射的第1反射面，并且在第2曲部，形成将第1反射面反射的光向第2透镜反射的第2反射面。从而，入射第1透镜的光由第1反射面及第2反射面分别反射后，从第2透镜射出。
形成有第1反射面及第2反射面的导光部以及由该导光部连结的第1透镜及第2透镜由透明介质一体地形成。从而，第1透镜、第1反射面、第2反射面及第2透镜的相对的位置关系可以以一定的精度形成，因此可以提高成像光学元件的成像性能。
[适用例2]
上述适用例的成像光学元件中，优选的是，在上述第1曲部的外周面，形成将从上述第1透镜入射的光向上述第2曲部反射的第1反射膜，并且，在上述第2曲部的外周面，形成将上述第1反射膜反射的光向上述第2透镜反射的第2反射膜。
根据这样的构成，通过在第1曲部及第2曲部的外周面分别形成反射膜可获得高反射效率，因此可以降低反射时的光量的损失。
[适用例3]
上述适用例的成像光学元件中，优选的是，上述第1反射膜及上述第2反射膜的至少一方具有平面形状。
[适用例4]
上述适用例的成像光学元件中，优选的是，上述第1反射膜及上述第2反射膜的至少一方具有曲面形状。
[适用例5]
优选的是，上述第1反射膜是在上述第1曲部的外周面蒸镀的金属膜，上述第2反射膜是在上述第2曲部的外周面蒸镀的金属膜。
[适用例6]
本适用例的成像光学阵列，其特征在于，包括一体地排列的多个上述的成像光学元件。
通过这样的构成，具备由导光部连结入射侧的第1透镜和射出侧的第2透镜的构成。该导光部在从第1透镜到第2透镜为止，具有由第1曲部及第2曲部分别弯曲的形状。在第1曲部，形成使从第1透镜入射的光向第2曲部反射的第1反射面，并且在第2曲部，形成将第1反射面反射的光向第2透镜反射的第2反射面。从而，入射第1透镜的光由第1反射面及第2反射面分别反射后，从第2透镜射出。
形成了第1反射面及第2反射面的导光部以及由该导光部连结的第1透镜及第2透镜由透明介质一体地形成。从而，第1透镜、第1反射面、第2反射面及第2透镜的相对的位置关系可以以一定的精度形成，因此可以提高成像光学元件的成像性能。
[适用例7]
本适用例的图像读取装置，其特征在于，具备：向物体照射光的光源部；上述的成像光学元件；以及读取由上述成像光学元件成像的上述物体的正的等倍像的读取部。
通过这样的构成，具备由导光部连结入射侧的第1透镜和射出侧的第2透镜的构成。该导光部在从第1透镜到第2透镜为止，具有由第1曲部及第2曲部分别弯曲的形状。在第1曲部，形成使从第1透镜入射的光向第2曲部反射的第1反射面，并且在第2曲部，形成将第1反射面反射的光向第2透镜反射的第2反射面。从而，入射第1透镜的光由第1反射面及第2反射面分别反射后，从第2透镜射出。
形成了第1反射面及第2反射面的导光部以及由该导光部连结的第1透镜及第2透镜由透明介质一体地形成。从而，第1透镜、第1反射面、第2反射面及第2透镜的相对的位置关系可以以一定的精度形成，因此可以提高成像光学元件的成像性能。
[适用例8]
本适用例的成像光学元件中，优选的是，上述第1反射面及上述第2反射面分别是全反射光的全反射面。
根据这样的构成，由第1反射面及第2反射面利用全反射，因此可降低光量的损失。
[适用例9]
上述适用例的成像光学元件中，优选的是，上述第1反射面及上述第2反射面分别是在上述导光部的内侧界面形成的全反射面。
根据这样的构成，入射导光部的光进入透明介质中，因此，由于空气不介入，可提高光的利用效率。
[适用例10]
上述适用例的成像光学元件，优选的是，上述第1反射面及上述第2反射面的至少一方具有平面形状。
[适用例11]
上述适用例的成像光学元件，优选的是，上述第1反射面及上述第2反射面的至少一方具有曲面形状。
[适用例12]
上述适用例的成像光学阵列，其特征在于，包括一体地排列的多个上述的成像光学元件。
通过这样的构成，具备由导光部连结入射侧的第1透镜和射出侧的第2透镜的构成。该导光部在从第1透镜到第2透镜为止，具有由第1曲部及第2曲部分别弯曲的形状。在第1曲部，形成使从第1透镜入射的光向第2曲部反射的第1反射面，并且在第2曲部，形成将第1反射面反射的光向第2透镜反射的第2反射面。从而，入射第1透镜的光由第1反射面及第2反射面分别反射后，从第2透镜射出。
形成了第1反射面及第2反射面的导光部以及由该导光部连结的第1透镜及第2透镜由透明介质一体地形成。从而，第1透镜，第1反射膜，第2反射膜及第2透镜的相对的位置关系可以以一定地精度形成，因此可以提高成像光学元件的成像性能。
[适用例13]
上述适用例的图像读取装置，其特征在于，具备：向物体照射光的光源部；上述的成像光学元件；以及读取由上述成像光学元件成像的上述物体的正的等倍像的读取部。
通过这样的构成，具备由导光部连结入射侧的第1透镜和射出侧的第2透镜的构成。该导光部在从第1透镜到第2透镜为止，具有由第1曲部及第2曲部分别弯曲的形状。在第1曲部，形成使从第1透镜入射的光向第2曲部反射的第1反射面，并且在第2曲部，形成将第1反射面反射的光向第2透镜反射的第2反射面。从而，入射第1透镜的光由第1反射面及第2反射面分别反射后，从第2透镜射出。
形成了第1反射面及第2反射面的导光部以及由该导光部连结的第1透镜及第2透镜由透明介质一体地形成。从而，第1透镜、第1反射面、第2反射面及第2透镜的相对的位置关系可以以一定的精度形成，因此可以提高成像光学元件的成像性能。
附图说明
图1是本发明的图像读取装置的实施例1的概略构成的部分截面立体图。
图2是实施例1中的透镜阵列等的立体图。
图3是第1透镜及第2透镜、第1反射膜及第2反射膜的形状的变形例的示图。
图4是实施例1中的变形例2例示的光学系统的光线图。
图5是变形例2例示的光学系统的构成的表的示图。
图6是自由曲面的面形状的定义式的示图。
图7是非球面的面形状的定义式的示图。
图8是向实施例1中的第1透镜的非球面形状赋予的系数的示图。
图9是向实施例1中的第1反射膜的自由曲面形状赋予的系数的示图。
图10是向实施例1中的第2反射膜的自由曲面形状赋予的系数的示图。
图11是向实施例1中的第2透镜的非球面形状赋予的系数的示图。
图12是本发明的图像读取装置的实施例2的概略构成的部分截面立体图。
图13是实施例2中的透镜阵列等的立体图。
图14是实施例2中的变形例2例示的光学系统的光线图。
图15是向实施例2中的第1透镜的非球面形状赋予的系数的示图。
图16是向实施例2中的第1反射膜的自由曲面形状赋予的系数的示图。
图17是向实施例2中的第2反射膜的自由曲面形状赋予的系数的示图。
图18是向实施例2中的第2透镜的非球面形状赋予的系数的示图。
(符号的说明)
1...CIS模块，2...框，3...光源部，31...光导，5...透镜阵列，51...导光部，511...第1反射膜，512...第2反射膜，513...第1反射面，514...第2反射面，7...传感器，8...印刷电路基板，LS1...第1透镜，LS2...第2透镜，CV1...第1曲部，CV2...第2曲部。
具体实施方式
(实施例1)
图1是本发明图像读取装置的一实施例的CIS模块1的概略构成的部分截面立体图。图2是入射侧光圈部件、透镜阵列5及射出侧光圈部件的立体图。另外，本实施例说明的图中，为了表示各部件的位置关系，适宜设置了XYZ正交坐标。另外，以坐标轴的箭头侧为正侧的同时，以坐标轴的箭头相反侧为负侧。而且，以下的说明中，适宜取Z方向的负侧为上侧，Z方向的正侧为下侧，Y方向的负侧为左侧，Y方向的正侧为右侧，X方向的负侧为前侧，X方向的正侧为后侧。
该CIS模块1是将原稿玻璃GL上载置的原稿OB作为读取对象物，读取在原稿OB印刷的图像的装置，在原稿玻璃GL的正下方配置。CIS模块1具有在X方向的最大读取范围延长的近似直方体状的框2，在该框2内配置了光源部3、入射侧光圈部件4、透镜阵列5、射出侧光圈部件6、光传感器7及印刷电路基板8。
该框2内，由隔离器21区分收容照明原稿OB的光源部3的第1收容空间SP1和收容用于读取原稿OB的图像的各功能部4、5、6、7、8的第2收容空间SP2。第1收容空间SP1设置在框2内的上方的位置。另一方面，第2收容空间SP2在包含YZ平面的截面(以下称为“副扫描截面”)中，相对于第1收容空间SP1，设置为从左侧潜入下方。更具体地说，第2收容空间SP2由第1收容空间SP1的左侧且Z方向(上下方向)延伸的上部垂直空间SP2a和第1收容空间SP2的下侧且Z方向(上下方向)延伸的下部垂直空间SP2b以及为了连结上部垂直空间SP2a的下端和下部垂直空间的上端SP2b而在Y方向(左右方向)延伸的左右空间SP2c构成。这样，形成从上部垂直空间SP2a直角弯曲达到左右空间SP2c，而且从左右空间SP2c直角弯曲达到下部垂直空间SP2b的第2收容空间SP2。
光源部3以图示省略的LED(发光二极管)作为光源。该LED从光导31的X方向的一端向光导31的内部射出照明光。如图1所示，该光导31具有与最大读取范围大致相同长度，在隔离器21的顶面沿X方向设置。照明光入射光导31的一端后，向光导31的另一端在光导31中传播的同时，在光导31的各部部分地经由前端部(光射出面)向原稿玻璃GL射出，照射原稿玻璃GL上的原稿OB。这样，X方向延伸的带状的照明光照射原稿OB，由原稿OB反射。
照明光的照射位置的正下方，设置上述的上部垂直空间SP2a，在其上端部配置入射侧光圈部件4。该入射侧光圈部件4具有与最大读取范围大致相同长度，在X方向设置。在该入射侧光圈部件4，多个贯通孔41在X方向以规定间距排列为一列，分别起到相对于在透镜阵列5设置的多个第1透镜LS1的入射侧光圈的功能。
透镜阵列5具有与最大读取范围大致相同长度，沿X方向设置。而且，透镜阵列5可全体完全插入第2收容空间SP2。该透镜阵列5由上侧凸的第1透镜LS1(入射侧透镜)和在第1透镜LS1的下方且右侧配置的下侧凸的第2透镜LS2(射出侧透镜)以及连结这些第1、第2透镜LS1、LS2的导光部51构成。
副扫描截面中，导光部51由Z方向延伸的上部垂直部51a和从上部垂直部51a的下端直角弯曲而向右侧延伸的左右部51c以及从左右部的右端直角弯曲向下侧延伸的下部垂直部51b构成。这样，导光部51具有在从上部垂直部51a达到左右部51c的第1曲部CV1直角弯曲，并且在从左右部51c达到下部垂直部51b的第2曲部CV2直角弯曲的形状。
在导光部51的上部垂直部51a的顶面，与入射侧光圈部件4的多个贯通孔41一一对应，多个第1透镜LS1在X方向以规定间距排列为一列。另外，在导光部51的下部垂直部51b的底面，与多个第1透镜LS1一一对应，多个第2透镜LS2在X方向以规定间距排列为一列。入射第1透镜LS1的照明光由导光部51导至第2透镜LS2。
另外，在导光部51，为了将来自第1透镜LS1的入射光导向第2透镜LS2，形成了第1反射膜511及第2反射膜512。第1反射膜511是在从导光部51的上部垂直部51a到左右部51c弯曲的第1曲部CV1的外周面蒸镀的金属膜，将从第1透镜LS1入射的照明光向第2曲部CV2反射。另外，第2反射膜512是在从导光部51的左右部向下部垂直部51b弯曲的第2曲部CV2的外周面蒸镀的金属膜，将由第1反射膜511反射的照明光向第2透镜LS2反射。这样，从第1透镜LS1入射的光由第1、第2反射膜511、512分别反射，导向第2透镜LS2。
多个第1透镜LS1、导光部51及多个第2透镜LS2由对照明光具有光透射性的树脂、玻璃等的透明介质一体地形成。从而，入射第1透镜LS1的照明光从第1透镜LS1经由第1反射膜511及第2反射膜512达到第2透镜LS2为止，在透明介质的内部行进。
结果，透射透镜阵列5的照明光从第2透镜LS2射出后，以正的等倍的倍率成像。另外，透镜阵列5的形成可以将各部(例如，第1透镜LS1、导光部51、第2透镜LS2)独立形成后通过粘接而一体化，也可以不将各部独立形成而使透镜阵列5全体一体形成。
这样构成的透镜阵列5配置为从第2收容空间SP2的上部垂直空间SP2a的途中经由左右空间SP2c达到下部垂直空间SP2b为止。另一方面，下部垂直空间SP2b中，以被透镜阵列5和光传感器7夹持的方式配置射出侧光圈部件6。该射出侧光圈部件6与入射侧光圈部件4同样，具有与最大读取范围大致相同长度，沿X方向设置。而且，在射出侧光圈部件6，设置在X方向排列为一列的多个贯通孔61。这些多个贯通孔61与多个第2透镜LS2一一对应设置，各贯通孔61起到对应的第2透镜LS2的射出侧光圈的功能。
另外，在下部垂直空间SP2c的底面，配置光传感器7及搭载它的印刷电路基板8。光传感器7检测透镜阵列5成像的正的等倍像，读取原稿OB的图像。其结果，与原稿OB的图像关联的信号从光传感器7输出。
如以上说明，该实施例1中，具有入射侧的第1透镜LS1及射出侧的第2透镜LS2由导光部51连结的构成。该导光部51在从第1透镜LS1到第2透镜LS2为止，具有由第1曲部CV1及第2曲部CV2分别弯曲的形状。在第1曲部CV1的外周面，形成将从第1透镜LS1入射的光向第2曲部CV2反射的第1反射膜511。在第2曲部CV2的外周面，形成将第1反射膜511反射的光向第2透镜LS2反射的第2反射膜512。从而，入射第1透镜LS1的光由第1反射膜511及第2反射膜512分别反射后从第2透镜LS2射出。
另外，该实施例1中，形成有第1反射膜511及第2反射膜512的导光部51和由导光部51连结的第1透镜LS1及第2透镜LS2由透明介质一体地形成。从而，通过高精度确定第1透镜LS1、第1反射膜511、第2反射膜512及第2透镜LS2的相对位置关系，可以提高这些光学部件LS1、511、512、LS2构成的成像光学元件的成像性能。
另外，上述实施例1中，第1透镜LS1、导光部51及第2透镜LS2由透明介质一体地形成，入射第1透镜LS1的光从第1透镜LS1经由第1反射膜511及第2反射膜512到第2透镜LS2为止，在透明介质的内部行进。即，该实施例1中，在第1透镜LS1、第1反射膜511、第2反射膜512及第2透镜LS2各个光学部件间未介入空气。结果，防止了光学部件和空气的界面中的光的反射，还同时实现了光的利用效率的提高的效果。
但是，上述说明虽然未详述，第1透镜LS1及第2透镜LS2和第1反射膜511及第2反射膜512的形状可以有各种变形例。图3是第1透镜LS1、第2透镜LS2、第1反射膜511及第2反射膜512的面形状的变形例的示图。另外，图3中，第1透镜LS1的透镜面附上符号S1，第1反射膜511附上符号S2，第2反射膜512附上符号S3，第2透镜LS2的透镜面附上符号S4。
变形例1所示例中，第1反射膜S2及第2反射膜S3为平面，因此，具有第1反射膜S2及第2反射膜S3不会使分辨率降低的优点。变形例2所示例中，第1反射膜S2及第2反射膜S3为曲面，因此，虽然反射膜S2及反射膜S3稍微降低了分辨率，但是该分辨率降低可通过将第1反射膜S2及第2反射膜S3设为自由曲面而改善。变形例3所示例中，第1反射膜S2及第2反射膜S3为曲面，因此，虽然反射膜S2及反射膜S3稍微降低了分辨率，但是该分辨率降低可通过将第1透镜面S1及第2透镜面S4设为自由曲面而改善。另外，变形例4中，全部的光学面S1～S4为自由曲面，因此，设计的自由度显著提高，并可进一步提高分辨率。
这里，说明变形例2例示的光学系统的具体构成。图4是变形例2例示的光学系统的光线图。另外，图5是变形例2例示的光学系统的构成的表的示图。另外，图4及图5中，第1透镜LS1的透镜面附上符号S1，第1反射膜511附上符号S2，第2反射膜512附上符号S3，第2透镜LS2的透镜面附上符号S4。另外，图6是自由曲面(xy多项式面)的面形状的定义式的示图。另外，图7是非球面(旋转对称非球面)的面形状的定义式的示图。另外，图8是向第1透镜的透镜面具有的非球面形状赋予的系数的表的示图。另外，图9是向第1反射膜511具有的自由曲面形状赋予的系数的表的示图。另外，图10是向第2反射膜512具有的自由曲面形状赋予的系数的表的示图。另外，图11是向第2透镜LS2的透镜面具有的非球面形状赋予的系数的表的示图。
来自原稿OB的光入射第1透镜LS1的透镜面S1，在Z方向行进后，由第1反射膜2反射，行进方向变为Y方向，朝向第2反射膜3。此时，通过具有非球面形状的透镜面S1和具有自由曲面形状的第1反射膜S2的作用，在第1反射膜S2和第2反射膜S3间的位置IMP形成中间像。
另外，来自中间像的光在Y方向行进后，由第2反射膜S3进一步反射，行进方向改变为Z方向，朝向第2透镜LS2的透镜面S4。其结果，第2反射膜S3反射的光在Z方向行进而透射透镜面S4后，在光传感器7的传感器面SS成像。
如上所述，图4～图11所示光学系统通过2个反射膜S2、S3改变光的行进方向，即改变光轴的方向(图4中，光轴由一点划线表示)。而且，该光学系统将由光学面S1、S2形成的中间像由光学面S3、S4成像，形成正的等倍像。如上所述，通过由透明介质一体地形成这些光学面S1～S4，可高精度确定第1透镜S1、第1反射膜S2、第2反射膜S3及第2透镜S4的相对的位置关系。其结果，可提高由这些光学部件S1～S4构成的成像光学元件的成像性能。
如上所述，上述实施例1中，由第1透镜LS1、第1反射膜511、第2反射膜512及第2透镜LS2构成的光学系统与本发明的“成像光学元件”相当，该成像光学元件多个排列而成的透镜阵列5与本发明的“成像光学阵列”相当，CIS模块1与本发明的“图像读取装置”相当。另外，导光部51起到本发明的“连结部”的功能。
(实施例2)
接着，参照图13～图18说明本发明的实施例2。另外，以下的说明中，与已经说明的部分相同的部分附上同一符号，其说明省略。实施例1中，在透镜阵列5的曲部的外周面形成分别反射入射光的第1反射膜511和第2反射膜512，但是本实施例2中，在透镜阵列5的曲部的外周面中，形成通过使入射角以临界角以上的角度入射而使入射光全反射的反射面。
图12是本发明图像读取装置的一例的CIS模块的概略构成的部分截面立体图。另外，图13是入射侧光圈部件、透镜阵列5及射出侧光圈部件的立体图。
实施例1中，左右空间SP2c以连结上部垂直空间SP2a的下端和下部垂直空间的上端SP2b的方式在沿着Y方向(左右方向)延伸的方向形成，但是本实施例2中，如图12所示，左右空间SP2c设置为从上部垂直空间SP2a朝向下部垂直空间SP2b，向下方稍微倾斜。另外，透镜阵列5如图13所示，左右部51c设置为从上部垂直部51a朝向下部垂直部51b，向下方稍微倾斜。
透镜阵列5的导光部51为了将来自第1透镜LS1的入射光导向第2透镜LS2，具有第1反射面513及第2反射面514。第1反射面513形成于从导光部51的上部垂直部51a向左右部51c弯曲的部分的外周壁。
即，该外周壁的内侧界面起到将来自第1透镜LS1的照明光全反射的第1反射面513的功能。另一方面，第2反射面514形成于从导光部51的左右部向下部垂直部51b弯曲的部分的外周壁。即，该外周壁的内侧界面起到将第1反射面513全反射的照明光进一步向第2透镜LS2全反射的第2反射面514的功能。然后，由第2反射面514全反射的照明光从第2透镜LS2射出。
多个第1透镜LS1、导光部51及多个第2透镜LS2由对照明光具有光透射性的树脂、玻璃等的透明介质一体地形成。从而，入射第1透镜LS1的照明光从第1透镜LS1经由第1反射面513及第2反射面514达到第2透镜LS2为止，在透明介质的内部行进。
结果，透射透镜阵列5的照明光从第2透镜LS2射出后，以正的等倍的倍率成像。
如以上说明，本实施例2中，来自原稿OB(物体)的光入射第1透镜LS1，由导光部51的第1及第2反射面513、514分别反射而改变其行进方向后，从第2透镜LS2射出。这些第1透镜LS1、导光部51及第2透镜LS2由透明介质一体地形成，入射第1透镜LS1的光从第1透镜LS1经由第1及第2反射面513、514到第2透镜LS2为止，在透明介质的内部行进。即，该实施例中，在第1透镜LS1、第1反射面513、第2反射面514及第2透镜LS2间未介入空气。结果，可提高光的利用效率。
而且，本实施例2中，第1反射面513及第2反射面514是全反射光的全反射面。从而，这些反射面513、514中，可以防止光量损失地反射光，进一步提高光的利用效率。
而且，本实施例2中，第1透镜LS1、第1反射面513、第2反射面514及第2透镜LS2一体地形成，因此，可以高精度确定这些的相对位置关系，同时可实现提高由这些构成的成像光学元件的成像性能的效果。
另外，第1透镜LS1及第2透镜LS2和第1反射面513及第2反射面514的形状与实施例1所示图3同样，可采用各种变形例。
这里，说明图3中的变形例2例示的光学系统的具体构成。图14是例示本实施例2中的变形例2的光学系统的光线图。另外，图14中，在虚线圆内部表示了部分放大图。变形例2例示的光学系统的构成与图5相同。另外，图5及图14中，第1透镜LS1的透镜面附上符号S1，第1反射面513附上符号S2，第2反射面514附上符号S3，第2透镜LS2的透镜面附上符号S4。另外，自由曲面(xy多项式面)的面形状的定义式与图6相同，非球面(旋转对称非球面)的面形状的定义式与图7相同。
图15是向第1透镜的透镜面具有的非球面形状赋予的系数的表的示图。图16是向第1反射面具有的自由曲面形状赋予的系数的表的示图。图17是向第2反射面具有的自由曲面形状赋予的系数的表的示图。图18是向第2透镜的透镜面具有的非球面形状赋予的系数的表的示图。
如图14所示，来自原稿OB的光入射第1透镜LS1的透镜面S1，在Z方向行进后，由第1反射面S2反射，行进方向变为Y方向，朝向第2反射面S3。另外，虽然入射相对于第1反射面S2具有一定宽度的光，但是对于构成该光的各光线中以最小的入射角θmin2(＝47.58549°)入射的光线，满足下式
n×sin(θmin2)＞1...(式1)
这里，n(＝1.531)是构成透镜阵列5的透明介质的折射率。从而，入射第1反射面S2的光被全反射。通过具有非球面形状的透镜面S1和具有自由曲面形状的第1反射面S2的作用，在第1反射面S2和第2反射面S3间的位置IMP形成中间像。
来自中间像的光在Y方向行进后，由第2反射面S3进一步反射，行进方向改变为Z方向，朝向第2透镜LS2的透镜面S4。另外，虽然入射相对于第2反射面S3具有一定宽度的光，但是对于构成该光的各光线中以最小的入射角θmin3(＝48.27852°)入射的光线，满足下式
n×sin(θmin3)＞1...(式2)
从而，入射第2反射面S3的光被全反射。这样，第2反射面S3反射的光在Z方向行进，透射透镜面S4后，在光传感器7的传感器面SS成像。
这样，图14～图18所示光学系统由2个反射面S2、S3改变光的行进方向，即，改变光轴的方向(图14中，光轴由一点划线表示)。而且，该光学系统将由光学面S1、S2形成的中间像由光学面S3、S4成像，形成正的等倍像。另外，通过由透明介质一体地形成这些光学面S1～S4，可以提高光的利用效率。
如上所述，上述实施例2中，第1透镜LS1、第1反射面513、第2反射面514及第2透镜LS2构成的光学系统与本发明的“成像光学元件”相当，该成像光学元件多个排列而成的透镜阵列5与本发明的“成像光学阵列”相当，CIS模块1与本发明的“图像读取装置”相当。
另外，本发明不限于上述实施例1及实施例2，在不脱离其要旨的范围内，可以对上述进行各种变更。例如，透镜阵列5配置为从光源部3的左侧方向Y方向右侧潜入光源部3的下方。但是，也可以使透镜阵列5逆向(从光源部3的左侧方向Y方向左侧)配置，以与光源部3在上下方向不重叠的方式配置。
另外，第1透镜LS1、第2透镜LS2、第1反射膜511、第2反射膜512、第1反射面513及第2反射面514的形状的变形例不限于图3的例示。因而，例如，第1反射膜511及第2反射膜512(S2，S3)以及第1反射面513及第2反射面514(S2，S3)中，也可以将一方的形状设为平面，另一方的形状设为曲面。
实施例1中，第1反射膜511及第2反射膜512的形成方法也可以适宜采用上述金属蒸镀以外的方法。
另外，实施例1中，在第1曲部CV1及第2曲部CV2中，导光部51直角弯曲。但是，导光部51通过第1曲部CV1、第2曲部CV2弯曲的角度不限于直角。

Claims (13)

1.一种成像光学元件，其特征在于，
入射来自物体的光的第1透镜、射出光的第2透镜及将从上述第1透镜入射的光导向上述第2透镜的导光部由透明介质一体地形成，
上述导光部在从上述第1透镜到上述第2透镜为止，具有在第1曲部及第2曲部分别弯曲的形状，
在上述第1曲部设置将从上述第1透镜入射的光向上述第2曲部反射的第1反射面，并且，
在上述第2曲部设置将由上述第1反射面反射的光向上述第2透镜反射的第2反射面，
入射于上述第1透镜的光在从上述第1透镜经由上述第1反射面及上述第2反射面达到上述第2透镜为止，在上述透明介质的内部行进，并且从上述第2透镜射出后以正的等倍的倍率成像。
2.权利要求1所述的成像光学元件，其特征在于，
在上述第1曲部的外周面，形成将从上述第1透镜入射了的光向上述第2曲部反射的第1反射膜，并且，
在上述第2曲部的外周面，形成将由上述第1反射膜反射了的光向上述第2透镜反射的第2反射膜。
3.权利要求2所述的成像光学元件，其特征在于，
上述第1反射膜及上述第2反射膜的至少一方具有平面形状。
4.权利要求2所述的成像光学元件，其特征在于，
上述第1反射膜及上述第2反射膜的至少一方具有曲面形状。
5.权利要求2所述的成像光学元件，其特征在于，
上述第1反射膜是在上述第1曲部的外周面蒸镀的金属膜，上述第2反射膜是在上述第2曲部的外周面蒸镀的金属膜。
6.一种成像光学阵列，其特征在于，
包括一体地排列的多个权利要求2所述的成像光学元件。
7.一种图像读取装置，其特征在于，包括：
向物体照射光的光源部；
权利要求2所述的成像光学元件；以及
读取由上述成像光学元件成像的上述物体的正的等倍像的读取部。
8.权利要求1所述的成像光学元件，其特征在于，
上述第1反射面及上述第2反射面分别是全反射光的全反射面。
9.权利要求8所述的成像光学元件，其特征在于，
上述第1反射面及上述第2反射面分别是在上述导光部的内侧界面形成的全反射面。
10.权利要求8所述的成像光学元件，其特征在于，
上述第1反射面及上述第2反射面的至少一方具有平面形状。
11.权利要求8所述的成像光学元件，其特征在于，
上述第1反射面及上述第2反射面的至少一方具有曲面形状。
12.一种成像光学阵列，其特征在于，
包括一体地排列的多个权利要求8所述的成像光学元件。
13.一种图像读取装置，其特征在于，包括：
向物体照射光的光源部；
权利要求8所述的成像光学元件；以及
读取由上述成像光学元件成像的上述物体的正的等倍像的读取部。
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