專利名稱：成像單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種成像單元(imaging unit,攝像單元),該成像單元包括成像光學(xué)系統(tǒng)和圖像傳感器。
背景技術(shù)：
近年來，主要設(shè)計(jì)成用于采集靜止/運(yùn)動(dòng)的攝像圖像的移動(dòng)電子裝置(比如，數(shù)碼相機(jī)(靜止視頻照相機(jī))和數(shù)碼攝錄機(jī)(運(yùn)動(dòng)視頻照相機(jī)))，以及設(shè)計(jì)成將采集這種攝像圖像的能力作為輔助功能的其他移動(dòng)電子裝置(比如，配備有照相機(jī)的手機(jī)和配備有照相機(jī)的個(gè)人數(shù)字助理(PDA))已經(jīng)非常普遍。在這些類型的移動(dòng)電子裝置內(nèi)，通常在移動(dòng)電子裝置內(nèi)部提供成像單元，該成像單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成使得圖像傳感器和攝像光學(xué)系統(tǒng)容納在成像單元的中空殼體內(nèi)，所述攝像光學(xué)系統(tǒng)用于將從攝像物體中發(fā)射的光(物體發(fā)射的光)引向成像傳感器。圖6顯示了相關(guān)技術(shù)的成像單元。這種成像單兀100具有中空殼體101。第一透鏡兀件102以外露的方式固定到殼體101在物體側(cè)(前側(cè))的一端。入射側(cè)棱鏡103、第二透鏡組104以及第三透鏡組105固定在殼體101的內(nèi)部空間內(nèi)。入射側(cè)棱鏡103直接位于第一透鏡元件102的后面(入射側(cè)棱鏡103的入射表面103a和出射表面103c之間的交叉角(intersecting angle,夾角)為90° )，并且第二透鏡組104朝著入射側(cè)棱鏡103的出射表面103c。出射側(cè)棱鏡106在殼體101的內(nèi)部空間中固定到所述殼體，并且處于這個(gè)內(nèi)部空間中與入射側(cè)棱鏡103的相對(duì)端(入射表面106a和出射表面106c之間的交叉角為90° )。此外，雖然圖6中未顯不,但是在第三透鏡組105和出射側(cè)棱鏡106之間安配備有光學(xué)元件。圖像傳感器(圖像拾取裝置)107直接固定在出射側(cè)棱鏡106的前面。此外，除了第一透鏡元件102側(cè)上的前面的端部以外，殼體101的前面完全打開，并且這個(gè)前開口由電路板108封閉，圖像傳感器107安裝至該電路板。此外，蓋109從前面覆蓋殼體101的這個(gè)前開口，從而防止電路板108脫離殼體101的前開口。由位于成像單元100前面的攝像物體(要拍攝的物體；未顯示)反射的將入射在第一透鏡元件102上的光線向后(在圖6中向下)穿過第一透鏡元件102，并將在入射側(cè)棱鏡103的入射表面103a上入射。隨后，在正交方向(與第一透鏡元件102的光軸正交的方向)上被入射側(cè)棱鏡103的反射表面103b反射之后，在入射表面103a上入射的光線從入射側(cè)棱鏡103的出射表面103c射出。隨后，從出射表面103c射出的光線穿過第二透鏡組104、第三透鏡組105以及上述光學(xué)兀件(未顯不)，并將在出射側(cè)棱鏡106的入射表面106a上入射。在從出射側(cè)棱鏡106的出射表面106c射出之后，在入射表面106a上入射的光線被出射側(cè)棱鏡106的反射表面106b向前反射，以便被圖像傳感器107 (其成像表面)捕獲(接收)。在日本未經(jīng)審查的專利公開號(hào)N0.2008-242446中披露了上述相關(guān)技術(shù)的實(shí)例(圖6中所示)。在日本未經(jīng)審查的專利公開號(hào)N0.2004-355010,2007-6318以及2009-116074中披露了轉(zhuǎn)彎光學(xué)系統(tǒng)的其他實(shí)例。[0007]雖然縮減(slim down,縮小)這種成像單元的要求越來越強(qiáng)烈,但是由于成像單元內(nèi)也要求越來越多的像素(需要更高的分辨率)，所以別無選擇，只能將較厚的大型圖像傳感器用作圖像傳感器107。另一方面，通過增大第一透鏡元件102的折射能力或者調(diào)節(jié)第一透鏡元件102的倍率(power)，可縮減第一透鏡元件102，同時(shí)滿足增加成像單元內(nèi)圖像傳感器107的像素?cái)?shù)量的要求(需要更高的分辨率)。因此，如果縮減的第一透鏡元件102的背面(出射表面)的位置以及在向前/向后的方向上較厚的大型圖像傳感器107的背面的位置彼此基本上一致(如果入射側(cè)棱鏡103的入射表面103a的位置和出射側(cè)棱鏡106的出射表面106c的位置在向前/向后的方向上彼此基本上一致，以便基本位于共同的平面上)，那么蓋板109相對(duì)于第一透鏡元件102的前表面進(jìn)一步朝前定位(更靠近物體側(cè))(從而在成像單元100的正面上形成大的凸出部以及大的凹陷部)，因此，這使得即使第一透鏡元件102縮減，也不能縮減整個(gè)成像單元100。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種成像單元，其可整體縮減而無需在該成像單元的物體側(cè)表面上形成大的凹陷部和大的凸出部，并且甚至在成像單元具有使大致字母U形狀的物體發(fā)射光線轉(zhuǎn)彎的成像光學(xué)系統(tǒng)的情況下以及在相對(duì)于縮減的入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)的厚度圖像傳感器不能充分地縮減的情況下，該成像單元也可使從在入射側(cè)棱鏡的出射表面射出的所有有效的光線在出射側(cè)棱鏡的入射表面上入射到。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種成像單元，包括:入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)，從攝像物體反射的光線在所述入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)上入射；入射側(cè)棱鏡，包括第一入射表面、第一反射表面以及第一出射表面，所述第一入射表面布置成與入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)的光軸正交并且穿過入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)的光線在所述第一入射表面上入射，所述第一反射表面布置成反射在該第一反射表面上入射的光線，所述第一出射表面布置成被第一反射表面反射的光線從第一出射表面射出；出射側(cè)棱鏡，包括第二入射表面、第二反射表面以及第二出射表面，所述第二入射表面布置成從第一出射表面射出的光線在第二入射表面上入射，第二反射表面布置成在朝著攝像物體的方向上反射在所述第二反射表面上入射的光線，所述第二出射表面布置成被第二反射表面反射的光線從第二出射表面射出；以及圖像傳感器，所述圖像傳感器面向第二出射表面并且接收從第二出射表面射出的光線。第一入射表面比第二出射表面更靠近攝像物體。沿著并平行于入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)的光軸行進(jìn)的平行光線在第一反射表面處的偏轉(zhuǎn)角大于90°，并且被所述第一反射表面反射的平行光線在第二反射表面處的偏轉(zhuǎn)角小于 90°。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的成像單元，其中，平行光線在第一反射表面處的偏轉(zhuǎn)角為90° +CI°的角度，并且平行光線由第二反射表面引起的偏轉(zhuǎn)角為90° -CI°的角度。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的成像單元，其中，第一反射表面和第一出射表面之間的交叉角為45° +CI° /2的角度，并且第二入射表面和第二反射表面之間的交叉角為45° -a° /2的角度。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的成像單元，其中，成像單元包括具有內(nèi)部空間的殼體，入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)、入射側(cè)棱鏡、出射側(cè)棱鏡以及圖像傳感器容納在該內(nèi)部空間內(nèi)。入射側(cè)棱鏡和出射側(cè)棱鏡在內(nèi)部空間內(nèi)與殼體的底壁相對(duì)。入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)位于入射側(cè)棱鏡的遠(yuǎn)離底壁的相對(duì)側(cè)上。圖像傳感器位于出射側(cè)棱鏡的遠(yuǎn)離底壁的相對(duì)側(cè)上。從第一出射表面射出以朝著第二入射表面行進(jìn)的平行光線相對(duì)于第一入射表面傾斜，以便在朝著第二入射表面的方向上逐漸接近底壁。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的成像單元，其中，入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)為透鏡元件。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的成像單元，其中，成像單元包括在入射側(cè)棱鏡和出射側(cè)棱鏡之間至少一個(gè)光學(xué)元件。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的成像單元，其中，入射側(cè)棱鏡的第一出射表面和出射側(cè)棱鏡的第二入射表面位于彼此相互平行的平面上。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的成像單元，其中，出射側(cè)棱鏡的第二反射表面布置為布置為將在所述第二反射表面上入射的所述光線在與所述光軸平行的方向上朝著所述攝像物體反射，并且出射側(cè)棱鏡的第二出射表面位于與光軸正交的平面內(nèi)。由于成像單元配備有成像光學(xué)系統(tǒng)，且該成像光學(xué)系統(tǒng)包括入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)、入射側(cè)棱鏡以及出射側(cè)棱鏡，所以在使大致字母U形狀的物體發(fā)射光線轉(zhuǎn)彎之后，根據(jù)本實(shí)用新型的成像單元可將物體發(fā)射光線弓I導(dǎo)至圖像傳感器。此外，由于入射側(cè)棱鏡的第一入射表面比出射側(cè)棱鏡的第二出射表面更靠近物體側(cè)，所以即使在相對(duì)于形成為比相關(guān)技術(shù)的成像傳感器更薄的入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)的厚度而言不能充分地縮減圖像傳感器的情況下，圖像傳感器和其他構(gòu)件(比如，電路板、密封件(packing)等等)設(shè)置在出射側(cè)棱鏡的物體側(cè)上，也能夠縮減整個(gè)成像單元，而不會(huì)在物體側(cè)的成像單元的表面上形成大的凸出部和大的凹陷部。此外，由于通過第一反射表面引起的物體發(fā)射光的偏轉(zhuǎn)角大于90°，而通過第二反射表面弓I起的物體發(fā)射光的偏轉(zhuǎn)角小于90 ° ,所以即使入射側(cè)棱鏡(入射側(cè)棱鏡的第一出射表面在物體側(cè)上的一端)比出射側(cè)棱鏡(出射側(cè)棱鏡的第二入射表面在物體側(cè)上的一端)更靠近物體側(cè)，也可使從入射側(cè)棱鏡的第一出射表面射出的所有有效光線在出射側(cè)棱鏡的第二入射表面上入射。

下下面參看附圖，詳細(xì)地描述本實(shí)用新型，附圖中:圖1為從上面傾斜地觀看時(shí)，根據(jù)本實(shí)用新型的成像單元的一個(gè)實(shí)施方式的正面透視圖；圖2為從上面傾斜地觀看時(shí)，成像單元的正面分解透視圖；圖3為沿著圖1中所示的線II1-1II截取的剖視圖；圖4為示意性顯示圖1到圖3中所示的成像單元的成像光學(xué)系統(tǒng)和圖像傳感器的側(cè)視不意圖；圖5為與圖4的示圖相似的示圖，顯示了與圖4中所示的光學(xué)元件相比較的一個(gè)比較實(shí)例；以及圖6為與圖3的剖視圖相似的剖視圖，顯示了相關(guān)技術(shù)的成像單元。
具體實(shí)施方式
下面參照?qǐng)D1到圖5來描述根據(jù)本實(shí)用新型的成像單元的一個(gè)實(shí)施方式。在以下描述中，相對(duì)于圖中所述的雙箭頭的方向來確定向前和向后的方向、向左和向右的方向、以及向上和向下的方向。如圖1和圖2中所示，成像單元10具有構(gòu)成成像單元10的主要部件的第一透鏡組單元11、主體組件17、板塊組件(board module) 36以及蓋45。第一透鏡組單元11具有保持件12，該保持件形成為合成樹脂模制產(chǎn)品。在保持件12內(nèi)形成棱鏡容納空間13，該棱鏡容納空間在前側(cè)和右側(cè)打開。保持件12在棱鏡容納空間13的前開口處具有前透鏡保持孔14，并且該保持件在棱鏡容納空間13的右開口處具有右透鏡保持孔15 (見圖3)。透鏡(入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng))LI的外部形狀為圓形，并且該透鏡的光軸Al在向前/向后的方向上延伸，將該透鏡裝配入前透鏡保持孔14內(nèi)并且固定在該前透鏡保持孔內(nèi)。保持件12設(shè)置在棱鏡容納空間13內(nèi)，其中第一棱鏡(入射側(cè)棱鏡)LPl適配接合(fit-engaged)在棱鏡容納空間13內(nèi)并且固定到該空間。第一棱鏡LPl具有與向前/向后的方向正交的(即，與光軸Al正交的)平坦的第一入射表面LPl-a、相對(duì)于第一入射表面LPl-a傾斜的平坦的第一反射表面LPl-b、以及平坦的第一出射表面LPl-c。如圖3中所示，第一入射表面LPl-a在向前/向后的方向上面向透鏡元件LI的出射表面。在圖3中的平面圖(底部平面圖) 中，第一入射表面LPl-a和第一出射表面LPl-c之間的交叉角Θ I為90° -α° (5≥α>0)，并且第一反射表面LPl-b和第一出射表面LPl-c之間的交叉角Θ2為 45。 + α 。 /2。第一透鏡組單元11具有由樹脂制成的透鏡元件L2,該透鏡元件裝配入保持件12的右透鏡保持孔15內(nèi)并且固定至該右透鏡保持孔(見圖3)。透鏡元件L2的光軸與光軸Α2對(duì)準(zhǔn)(一致)，光軸Α2由光軸Al限定并在第一反射表面LPl-b處偏轉(zhuǎn)90° +α°的角度。相對(duì)于在向左/向右的方向上延伸的直線(即，相對(duì)于透鏡元件LI的光軸構(gòu)成90°的角度的直線)，透鏡元件L2的光軸(因此為光軸Α2)傾斜預(yù)定的傾角，以便在從左到右的方向上逐漸向后進(jìn)行。這個(gè)預(yù)定的傾角為α ° (圖3中所示)。如上所述，透鏡元件L1、第一棱鏡LPl以及透鏡元件L2為第一透鏡組LGl的元件。保持件12和第一透鏡組LGl為第一透鏡組單元11的元件。主體組件17具有由合成樹脂制成的殼體18。殼體18的左前端具有安裝凹槽19。此外，在位于安裝凹槽19的右側(cè)上的部分內(nèi)，殼體18的前側(cè)具有容納凹槽(內(nèi)部空間)20，該容納凹槽的橫截面形狀基本為矩形。在安裝凹槽19和容納凹槽20之間，殼體18具有分隔壁21。在分隔壁21的中心處，殼體18具有連通孔(通孔)22 (見圖3)，安裝凹槽19和容納凹槽20通過該連通孔彼此連通地連接。殼體18在其基底表面的右端處的容納凹槽20內(nèi)具有定位部分24，該定位部分具有基本矩形的形狀，從正面看，所述定位部分從容納凹槽20的基底(即，從容納凹槽20中的基底表面的前表面)向前伸出。定位部分24的前表面上具有向前伸出的三個(gè)間隔件25。這三個(gè)間隔件25的前端面形成為平坦的定位表面，這些表面位于與向前/向后的方向(即，殼體18的厚度方向)正交的共同平面內(nèi)。此外，殼體18在定位部分24內(nèi)具有棱鏡安裝凹槽26，該凹槽在前側(cè)和左側(cè)打開。殼體18在容納凹槽20的內(nèi)部周界表面的前邊緣周圍具有板塊支撐表面(block supporting surface)27,該板塊支撐表面位于殼體18的最前端的后面并且位于與向前/向后的方向正交的平面內(nèi)。殼體18在其上的兩個(gè)不同位置處在板塊支撐表面27上進(jìn)一步分別具有兩個(gè)鎖定凸出部28，所述鎖定凸出部分從板塊支撐表面27向前伸出。此外，殼體18的右側(cè)上具有兩個(gè)接合凸出部29，并且在殼體18的上側(cè)和下側(cè)(上凸出部和下凸出部)中的每一個(gè)上，該殼體分別具有一個(gè)接合凸出部29 (圖1或圖2中未顯示下凸出部29)。在棱鏡安裝凹槽26內(nèi)，主體組件17具有第二棱鏡(出射側(cè)棱鏡)LP2，該第二棱鏡配合接合至棱鏡安裝凹槽26內(nèi)并且固定到該凹槽。第二棱鏡LP2具有平坦的第二入射表面LP2-a、相對(duì)于第二入射表面LP2-a傾斜的平坦的第二反射表面LP2_b、以及與向前/向后的方向正交的(與光軸Al正交的)平坦的第二出射表面LP2-C。如圖3中所示，第二棱鏡LP2的第二入射表面LP2-a的下端與殼體18的底壁18a接觸，該底壁的厚度小于直接位于第一棱鏡LPl的第一出射表面LPl-c的下端的后面的保持件12的底壁12a的厚度。在平面圖(底部平面圖)內(nèi)，第二入射表面LP2_a和第二出射表面LP2-C之間的交叉角Θ4為90° +α°，并且第二入射表面LP2_a和第二反射表面LP2_b之間的交叉角Θ5為45° -α° /2，如圖3中所不。此外,相對(duì)于向前/向后的方向，第二棱鏡LP2的第二出射表面LP2-C相對(duì)于第一棱鏡LPl的第一入射表面LPl-a向后放置。主體組件17具有在向左/向右的方向上線性延伸的第一桿31和第二桿32。第一桿31和第二桿32各自的兩端均固定到殼體18和分隔壁21的右側(cè)壁的內(nèi)部表面，以便第一桿31和第二桿32在向上/向下的方向上對(duì)準(zhǔn)。如圖3中所示，第一桿31和第二桿32(在圖3中，第一桿31隱藏在第二桿32的后面，因此看不到第一桿)的軸線均相對(duì)于在向左/向右的方向上延伸的直線以傾角α°傾斜，以便在從左到右的方向上逐漸向后行進(jìn)。主體組件17在第一桿31和第二桿32上具有第二透鏡組框架33和位于第二透鏡組框架33的右手側(cè)上的第三透鏡組框架34。第二透鏡組框架33和第三透鏡組框架34的上部分由第一桿31可滑動(dòng)地支撐，同時(shí)第二透鏡組框架33和第三透鏡組框架34的下部分由第二桿32可滑動(dòng)地支撐。將透鏡元件(第二透鏡組LG2) L3和透鏡元件(第三透鏡組LG3) L4分別固定地裝配至第二透鏡組框架33和第三透鏡組框架34的支撐孔內(nèi)。主體組件17具有第一電機(jī)Ml，該第一電機(jī)在容納凹槽20的上部分內(nèi)固定到殼體18，并且所述主體組件進(jìn)一步具有第二電機(jī)M2，該第二電機(jī)在容納凹槽20的下部分內(nèi)固定至殼體18中。第一電機(jī)Ml和第二電機(jī)M2為彼此規(guī)格相同的步進(jìn)電機(jī)。第一電機(jī)Ml具有向左線性延伸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸(導(dǎo)螺桿)(未顯示)，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸與一從動(dòng)螺母(未顯示)的內(nèi)螺紋孔螺紋嚙合，該從動(dòng)螺母與第二透鏡組框架33形成為一體，并且第二電機(jī)M2的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸M2a與一從動(dòng)螺母(未顯示)的內(nèi)螺紋孔螺紋嚙合，該從動(dòng)螺母與第三透鏡組框架34形成為一體。因此，第一電機(jī)Ml的正向和反向旋轉(zhuǎn)引起旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸正向和反向旋轉(zhuǎn)，從而引起第二透鏡組框架33 (第二透鏡組LG2)沿著第一桿31和第二桿32、在向左/向右的方向上、在長(zhǎng)焦極限位置(telephoto extremity position)(圖3中所不)和廣角極限位置(wide-angleextremity position)(未顯示)之間線性移動(dòng)，并且第二電機(jī)M2的正向和反向旋轉(zhuǎn)引起旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸M2a進(jìn)行正向和反向旋轉(zhuǎn)，從而引起第三透鏡組框架34 (第三透鏡組LG3)沿著第一桿31和第二桿32、在向左/向右的方向上、在長(zhǎng)焦極限位置(圖3中所示)和廣角極限位置(未顯示)之間線性移動(dòng)。上述的殼體18、第一桿31、第二桿32、第二透鏡組LG2、第三透鏡組LG3、第二棱鏡LP2、第一電機(jī)Ml以及第二電機(jī)M2為主體組件17的元件。[0038]第一透鏡組單元11和主體組件17通過一對(duì)定位螺釘(set screw)B彼此固定,其中保持件12 (透鏡元件L2固定至該保持件)的右部分裝入安裝凹槽19內(nèi)，并且一對(duì)(上和下)間隔件S保持在保持件12的上部分和下部分與殼體18的上左端表面與下左端表面(其為殼體18的在安裝凹槽19的豎直相對(duì)側(cè)上形成的一對(duì)凸出部的左端表面)之間。在第一透鏡組單元11和主體組件17彼此固定后，保持件12(右透鏡保持孔15形成在該保持件內(nèi))的右端裝配至殼體18的隔斷壁21的連通孔22內(nèi)，并且透鏡元件L2的光軸與第二透鏡組LG2和第三透鏡組LG3的光軸一致(透鏡元件L2、第二透鏡組LG2以及第三透鏡組LG3的光軸相對(duì)于在向左/向右的方向上延伸的直線以角度a °傾斜)。此外，保持件12的后表面和殼體18的后表面位于一共同平面內(nèi)，如圖3中所示。上述的第一透鏡組LG1、第二透鏡組LG2、第三透鏡組LG3以及第二棱鏡LP2為攝影光學(xué)系統(tǒng)(轉(zhuǎn)彎光學(xué)系統(tǒng))的元件。通過沿著第一桿31和第二桿32移動(dòng)第二透鏡組LG2(透鏡元件L3)和第三透鏡組LG3 (透鏡元件L4)，該攝影光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行變焦操作，并且通過沿著第一桿31和第二桿32移動(dòng)第三透鏡組LG3，該攝影光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行聚焦操作。板塊組件36具有電路板37。該電路板37的正面形狀與殼體18的容納凹槽20基本相同，并且通過與向前/向后的方向正交的平板來構(gòu)造該電路板。在電路板37的后表面上具有印刷電路(未顯示)，并且兩個(gè)圓形孔38分別通過電路板37的兩個(gè)沿對(duì)角線相對(duì)的轉(zhuǎn)角而形成。板塊組件36具有圖像傳感器(圖像拾取裝置)39，該圖像傳感器固定在電路板37的后表面的右端處。圖像傳感器39的多個(gè)終端(未顯示)固定連接到上述印刷電路。在圖像傳感器39的背面上具有與向前/向后的方向正交的成像表面(未顯示)。此外，圖像傳感器39在入射表面(圖中的后表面)上具有玻璃蓋40，該玻璃蓋由平坦玻璃板制成并且固定安裝，從而覆蓋圖像傳感器39的整個(gè)成像表面。圖像傳感器39的后表面(后端)由密封件41覆蓋，該密封件由彈性材料制成，該密封件具有外露孔(通孔)42，成像傳感器39的整個(gè)成像表面通過該外露孔向后露出。在外露孔42周圍，密封件41進(jìn)一步具有三個(gè)通孔，三個(gè)間隔件25分別穿過這三個(gè)通孔向前凸出。上述的電路板37、圖像傳感器39以及密封件41為板塊組件36的部件。蓋45為模壓成型的金屬片產(chǎn)品，并且具有基底46、三個(gè)壓力葉片48以及多個(gè)彈性接合的凸耳，這些凸耳從基底46的外邊緣向后延伸，并且接合孔47穿過其中四個(gè)彈性接合的凸耳形成。為了將板塊組件36和蓋45安裝到主體組件17，首先，容納凹槽20的前開口由電路板37封閉，從而電路板37的后表面的外邊緣與板塊支撐表面27進(jìn)行表面接觸，同時(shí)電路板37的兩個(gè)圓形孔38與殼體18的兩個(gè)鎖定凸出部28接合(從而，電路板37的前表面和殼體18的前表面基本位于共同的平面內(nèi))。因此，殼體18的三個(gè)間隔件25向前穿過密封件41的上述三個(gè)通孔，以便與玻璃蓋40的平坦后表面(在直接位于圖像傳感器39的成像表面后面的玻璃蓋40的后表面部分的外周界處)進(jìn)行表面接觸，從而在玻璃蓋40和第二棱鏡LP2 (第二出射表面LP2-C)之間、在向前/向后的方向上形成間隙。此外，圖像傳感器39的成像表面在向前/向后的方向上通過外露孔42面向第二棱鏡LP2的第二出射表面LP2-C。此外，密封件41的后表面與定位部分24的正面相接觸。隨后，通過將蓋45的四個(gè)彈性接合凸耳的接合孔47分別與對(duì)應(yīng)的接合凸出部29接合，蓋45的基底46從前面完全覆蓋殼體18的正面，從而將蓋45固定到殼體18。在以上述方式組裝成像單元10時(shí)，由于從這三個(gè)壓力葉片48的背面向后凸出的壓力凸出部與電路板37的前表面的右手側(cè)部分接觸，所以電路板37和成像傳感器39被向后按壓，從而按壓力(偏壓力)在向后的方向上從這三個(gè)壓力葉片48 (經(jīng)由上述壓力凸出部)作用在電路板37的前側(cè)上，所述三個(gè)壓力葉片在向前的方向上略微彈性變形。因此，電路板37和圖像傳感器39從其前側(cè)和后側(cè)在殼體18的三個(gè)間隔件25和蓋45的三個(gè)壓力葉片48 (上述壓力凸出部)之間保持整體結(jié)合，并且因此，電路板37和圖像傳感器39在向前/向后的方向上通過三個(gè)間隔件25和三個(gè)壓力葉片48 (上述壓力凸出部)來相對(duì)于殼體18和第二棱鏡LP2精確地定位。如果成像單元10指向位于成像單元10前面的攝像物體(要拍攝的物體)，那么該攝像物體反射的光(從該攝像物體中發(fā)射的光線)向后行進(jìn)，以便在透鏡元件LI上入射，在沿著光軸Al穿過透鏡兀件LI之后,垂直于第一棱鏡通過第一入射表面LPl-a進(jìn)入第一棱鏡LPl，并且由第一棱鏡LPl的第一反射表面LPl-b以角度90° + a °反射(偏轉(zhuǎn))，以使在第一棱鏡LPl上入射的光改變其行進(jìn)方向，以朝著第一出射表面LPl-c行進(jìn)(見圖3的0 3)。隨后，在穿過透鏡L2到L4之后，從垂直于第一出射表面LPl-c從該第一出射表面射出的反射光垂直于第二入射表面LP2-a并通過該第二入射表面進(jìn)入第二棱鏡LP2。S卩，從第一出射表面LPl-c朝著第二入射表面LP2-a延伸的光軸A2 (該光軸由光軸Al限定，在第一反射表面LPl-b處偏轉(zhuǎn)90° + a °的角度)與透鏡元件L2到L4的光軸對(duì)準(zhǔn)(一致)，并且相對(duì)于在向左/向右的方向上延伸的直線傾斜了 a°的傾角，以便在朝著第二入射表面LP2_a的方向上逐漸接近底壁18a。在第二入射表面LP2_a上入射的這種光(從第一出射表面LPl-c開始行進(jìn))被第二棱鏡LP2的第二反射表面LP2_b以角度90° - a °反射(偏轉(zhuǎn))，從而在第二棱鏡LP2上入射的光改變其行進(jìn)方向，以便朝著第二出射表面LP2-C向前行進(jìn)(見圖3的中的06)。隨后，由第二反射表面LP2-b反射的這種光垂直于第二出射表面LP2-C從該第二出射表面向前射出，穿過外露孔42和玻璃蓋40，并且被圖像傳感器39的上述成像表面捕獲(接收)。由于成像單元10配備有成像光學(xué)系統(tǒng)(轉(zhuǎn)彎光學(xué)系統(tǒng))，該成像光學(xué)系統(tǒng)包括透鏡元件L1、第一棱鏡LPl以及第二棱鏡LP2，所以成像單元10的上述實(shí)施方式在使光線轉(zhuǎn)彎而成為大致字母U的形狀之后，可將物體發(fā)射光線引導(dǎo)至圖像傳感器39中。此外，由于圖像傳感器39、電路板37、密封件41以及蓋45直接設(shè)置在第二棱鏡LP2的前面，且第一棱鏡LPl的第一入射表面LPl-a在向前和/向后的方向上位于第二棱鏡LP2的第二出射表面LP2-C的前面，所以透鏡元件LI和蓋45的前表面可位于基本共同的平面內(nèi)，甚至是在相對(duì)于形成為比以前更薄的透鏡元件LI的厚度圖像傳感器39不能充分地縮減的情況下。這就能夠縮減整個(gè)成像單元10，而無需在成像單元10的前表面上形成大的凸出部和大的凹陷部。此外，由于通過第一反射表面LPl-b的物體發(fā)射光的偏轉(zhuǎn)角大于90° ,而通過第二反射表面LP2_b的物體發(fā)射光的反射角小于90°，所以即使第一棱鏡LPl (物體側(cè)上第一出射表面LPl-a的一端)比第二棱鏡LP2 (物體側(cè)上第二入射表面LP2-a的一端)更靠近物體側(cè)(圖4中的上側(cè))，從第一棱鏡LPl的第一出射表面LPl-a射出的所有有效的光線都可在第二棱鏡LP2的第二入射表面LP2-a上入射，如圖4中所示(上述有效的光線在圖4中由參考標(biāo)號(hào)X表示；實(shí)際上，這些光線通過穿過透鏡元件L2、L3以及L4根據(jù)向左/向右的方向上的位置而發(fā)生直徑變化，但是這些光線的直徑在圖4中(以及在比較實(shí)例內(nèi)的圖5中)中的任何一點(diǎn)處都恒定。另一方面，如果第一棱鏡(其第一出射表面在物體側(cè)的一端匕第二棱鏡(其第二入射表面在物體側(cè)的一端)更靠近物體側(cè)，并且第一棱鏡的第一入射表面和第一出射表面之間的交叉角設(shè)定為90°，第二棱鏡的第二入射表面和第二出射表面之間的交叉角設(shè)定為90° (將第一出射表面和第二入射表面設(shè)為與光軸Al平行)，如圖5中所示，該圖顯示了一個(gè)比較實(shí)例(即，將第一反射表面和第二反射表面中的每一個(gè)的偏轉(zhuǎn)角設(shè)定為90° )，那么從第一出射表面射出的有效光線(見圖5中的“X”)的一部分被圖像傳感器39的端面攔截，從而不在第二棱鏡的第二入射表面上入射。此外，由于第二棱鏡LP2的后端與殼體18的底壁18a接觸，且殼體18的底壁18a的厚度形成為比保持件12的底壁12a的厚度小，所以可進(jìn)一步縮減整個(gè)成像單元10。雖然已經(jīng)根據(jù)上述實(shí)施方式描述了本實(shí)用新型，但是能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施方式進(jìn)行各種修改。[0052]如，雖然在上述實(shí)施方式中，將第一反射表面LPl-b處的偏轉(zhuǎn)角Θ3設(shè)定為90° + α°并且將第二反射表面LP2_b處的偏轉(zhuǎn)角Θ 6設(shè)定為90° -α°，但是能夠?qū)⑵D(zhuǎn)角Θ 3設(shè)定為90° +a° (g卩，Θ 3=90° +α° )以及將偏轉(zhuǎn)角Θ 6設(shè)定為90° -β°(ΒΡ, Θ6=90。-β。)，其中，I β I關(guān)I α I并且5≥β>0。然而，同樣在這種情況下，應(yīng)確定α和β的大小，以便從第一棱鏡LPl的第一出射表面LPl-c射出的有效光線在第二棱鏡LP2的第二入射表面LP2-a上完全入射。此外，攝像光學(xué)系統(tǒng)僅僅需要具有透鏡元件L1、第一棱鏡LPl以及第二棱鏡LP2 ；即，設(shè)置在第一棱鏡LPl和第二棱鏡LP2之間的其他光學(xué)元件并非用于實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的必不可少的元件。因此，可省略第二透鏡組LG2和第三透鏡組LG3，并且可將設(shè)置在第一棱鏡LPl和第二棱鏡LP2之間的光學(xué)元件的數(shù)量設(shè)置為I或2以上。此外，必要時(shí)，可將遮光罩框架安裝在第一棱鏡LPl和第二棱鏡LP2之間。本文中所描述的本實(shí)用新型的特定實(shí)施方式可進(jìn)行各種變化，這種修改在要求保護(hù)的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)。這表示本文中所包含的所有內(nèi)容是說明性的并且不限制本實(shí)用新型的范圍。
權(quán)利要求1.一種成像單元，其特征在于，包括: 入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)，從攝像物體反射的光線在所述入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)上入射； 入射側(cè)棱鏡，包括第一入射表面、第一反射表面以及第一出射表面，所述第一入射表面布置成與所述入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)的光軸正交并且穿過所述入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)的所述光線在所述第一入射表面入射，所述第一反射表面布置成反射在該第一反射表面上入射的所述光線，所述第一出射表面布置成被所述第一反射表面反射的所述光線從所述第一出射表面射出； 出射側(cè)棱鏡，包括第二入射表面、第二反射表面以及第二出射表面，所述第二入射表面布置成從所述第一出射表面射出的所述光線在所述第二入射表面上入射，所述第二反射表面布置成在朝著所述攝像物體的方向上反射在所述第二反射表面上入射的所述光線，所述第二出射表面布置成被所述第二反射表面反射的所述光線從所述第二出射表面射出；以及 圖像傳感器，所述圖像傳感器面向所述第二出射表面并且接收從所述第二出射表面射出的所述光線， 其中，所述第一入射表面比所述第二出射表面更靠近所述攝像物體， 其中，沿著并平行于所述入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)的所述光軸行進(jìn)的平行光線在所述第一反射表面處的偏轉(zhuǎn)角大于90° ,并且 其中，被所述第一反射表面反射的所述平行光線在所述第二反射表面處的偏轉(zhuǎn)角小于90。。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像單元，其特征在于，所述平行光線在所述第一反射表面處的所述偏轉(zhuǎn)角為90° + 的角度，并且 其中，所述平行光線由 所述第二反射表面引起的所述偏轉(zhuǎn)角為90° -α°的角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像單元，其特征在于，所述第一反射表面與所述第一出射表面之間的交叉角為45° + α。/2的角度，并且 其中，所述第二入射表面與所述第二反射表面之間的交叉角為45° -α° /2的角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像單元，其特征在于，進(jìn)一步包括具有內(nèi)部空間的殼體，所述入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)、所述入射側(cè)棱鏡、所述出射側(cè)棱鏡以及所述圖像傳感器容納在所述內(nèi)部空間內(nèi)， 其中，所述入射側(cè)棱鏡和所述出射側(cè)棱鏡與所述殼體的在所述內(nèi)部空間內(nèi)的底壁相對(duì)， 其中，所述入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)位于所述入射側(cè)棱鏡的遠(yuǎn)離所述底壁的相對(duì)側(cè)上， 其中，所述圖像傳感器位于所述出射側(cè)棱鏡的遠(yuǎn)離所述底壁的相對(duì)側(cè)上，以及 其中，從所述第一出射表面射出以便朝著所述第二入射表面行進(jìn)的所述平行光線相對(duì)于所述第一入射表面傾斜，以便在朝著所述第二入射表面的方向上逐漸接近所述底壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像單元，其特征在于，所述入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)包括透鏡元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像單元，其特征在于，進(jìn)一步包括在所述入射側(cè)棱鏡與所述出射側(cè)棱鏡之間的至少一個(gè)光學(xué)元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像單元，其特征在于，所述入射側(cè)棱鏡的所述第一出射表面和所述出射側(cè)棱鏡的所述第二入射表面位于彼此相互平行的平面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像單元，其特征在于，所述出射側(cè)棱鏡的所述第二反射表面布置為將在所述第二反射表面上入射的所述光線在與所述光軸平行的方向上朝著所述攝像物體反射，以及 其中，所述出射側(cè)棱鏡 的所述第二出射表面位于與所述光軸正交的平面內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及并提供了一種成像單元，包括入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)；入射側(cè)棱鏡，包括第一反射表面、第一出射表面以及與入射側(cè)光學(xué)系統(tǒng)的光軸正交的第一入射表面；出射側(cè)棱鏡，包括第二入射表面、第二反射表面以及第二出射表面，第二出射表面與光軸正交并且被第二反射表面反射的光線從第二出射表面射出；以及圖像傳感器，其接收從第二出射表面射出的光線。第一入射表面比第二出射表面更靠近攝像物體。平行光線在第一反射表面處在光軸上的偏轉(zhuǎn)角大于90°，并且平行光線在第二反射表面處的偏轉(zhuǎn)角小于90°。本實(shí)用新型的成像單元可整體縮減而無需在該成像單元的物體側(cè)表面上形成大的凹陷部和大的凸出部。
文檔編號(hào)G02B17/08GK202995223SQ201220586700
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者野村博 申請(qǐng)人:Hoya株式會(huì)社