成像单元的制作方法

专利名称：成像单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有成像光学系统和图像传感器的成像单元，图像传感器捕获从通过成像光学系统的摄影物体发出的光。成像光学系统和图像传感器容纳在成像单元的壳体中。
背景技术：
近年来，主要为拍摄静止的/移动的摄影图像而设计的移动电子器件(诸如数码照相机(静态视频照相机)和数码摄像放像机(运动视频照相机))、以及其它设计成具有作为辅助功能的拍摄这种摄影图像的能力的移动电子器件(诸如装配有照相机的移动电话和装配有照相机的个人数字助理(PDA))已变得普遍。在这些类型的移动电子器件中，通常在移动电子器件中设置有成像单元，所述成像单元构造成使得，将图像传感器和用于将从摄影物体(待摄影的物体)发出的光引导至图像传感器的摄影光学系统容纳在成像单元的中空壳体中。另外，近年来，移动电子器件的小型化(减小)已进一步取得进展，从而对同样减小成像单元的需求已变得更强烈。日本未审查专利公开No. 2008-242446和No. 2006-1M705公开了传统成像单元的实例。这些成像单元中每个均设置有盒形的壳体，并进一步地在此壳体中设置有成像光学系统(入射侧棱镜、出射侧棱镜、以及介于入射侧棱镜与出射侧棱镜之间的透镜组)和图像传感器，图像传感器的成像表面在壳体的厚度方向上面向出射侧棱镜的出射表面。通过入射侧棱镜使待入射到入射侧棱镜(其作为成像光学系统的入射部分)上的从摄影物体发出的光的传播方向以90度的角度而改变(即，反射)，且然后通过上述透镜组，以待入射到出射侧棱镜上。于是，通过出射侧棱镜使入射到出射侧棱镜上的光的传播方向再次以90度的角度而改变(即，反射)，从而使得被出射侧棱镜反射的光通过出射侧棱镜的出射表面由此出射，并最终被图像传感器的成像表面(光敏表面)接收(捕获)。由于上述两篇日本未审查专利公开中所公开的成像单元构造成使得成像光学系统是使用棱镜的弯曲光学系统，所以，在每个成像单元中，能减小整个成像单元的厚度。为了使成像单元的图像传感器呈现出期望的成像能力，需要将图像传感器和出射侧棱镜定位成使得图像传感器的成像表面与出射侧棱镜的出射表面之间(在壳体的厚度方向上)的距离和设计的值(距离)精确地对应。虽然上述两篇日本未审查专利公开都没有公开用于定位图像传感器的成像表面和出射侧棱镜的出射表面的定位装置(固定装置)，但是，如果出射侧棱镜和图像传感器通过粘合剂彼此固定并调节其间的距离(日本未审查专利公开No. 2010-141865中公开了类似的技术)，那么，这两篇专利公开中所公开的成像单元中的每个都能获得其大部分期望的成像能力。然而，使用粘合剂来使出射侧棱镜和图像传感器彼此固定会使得图像传感器和出射侧棱镜的安装/装配困难。另外，如果出射侧棱镜和图像传感器通过粘合剂彼此固定并且其间的距离偏离设计的值或者其间具有灰尘等，那么，出射侧棱镜和图像传感器需要在彼此分离之后再次粘合。然而，因为难于在使用粘合剂固定之后将出射侧棱镜和图像传感器彼此分离，所以，难于重新使用出射侧棱镜和图像传感器。

发明内容
本发明提供了一种成像单元，所述成像单元构造成使得可容易地执行图像传感器和出射侧棱镜的定位，并且使得在定位之后可容易地分离图像传感器和出射侧棱镜，同时实现整个成像单元的厚度的减小。根据本发明的一个方面，提供了一种成像单元，包括壳体，具有位于所述壳体的在所述壳体的厚度方向上的相对侧中的一者上的开口 ；成像光学系统，所述成像光学系统设置在壳体中，并包括入射表面和出射侧棱镜，其中，入射到入射表面上的且在壳体的纵向方向上传播的物体发出的光被出射侧棱镜朝着开口反射；图像传感器，所述图像传感器安装在壳体中，并包括成像表面，所述成像表面面向壳体的在壳体的厚度方向上的相对侧中的另一者，从而面向出射侧棱镜的出射表面；隔离件，所述隔离件从壳体和固定件中的一者突出，所述固定件相对于壳体是固定的，隔离件与图像传感器相接触，以在出射表面与成像表面之间产生间隙；以及盖，所述盖固定至壳体，从而封闭开口，并挤压图像传感器，以使图像传感器与隔离件相接触。希望壳体包括用于容纳出射侧棱镜的棱镜安装凹槽，并且希望隔离件与壳体成一体地形成，以从棱镜安装凹槽的周缘朝着图像传感器突出。希望壳体包括用于容纳出射侧棱镜的棱镜安装凹槽，并且希望成像单元包括由弹性材料制成的封装件，所述封装件与壳体的棱镜安装凹槽的周缘以及图像传感器的成像表面的外缘两者相接触。希望封装件包括贯通孔，隔离件穿过贯通孔，以与图像传感器相接触。希望壳体包括用于容纳出射侧棱镜的棱镜安装凹槽，并且希望隔离件与壳体独立地提供，并且隔离件与壳体的棱镜安装凹槽的周缘以及图像传感器的成像表面的外缘两者相接触。希望隔离件与壳体独立地提供，并且希望隔离件与出射侧棱镜的出射表面以及图像传感器的成像表面的外缘两者相接触。希望壳体包括用于容纳出射侧棱镜的棱镜安装凹槽，并且希望固定件包括由弹性材料制成的封装件，所述封装件与壳体的棱镜安装凹槽的周缘以及图像传感器的成像表面的外缘相接触。隔离件由比封装件的材料硬的材料制成，并与封装件成一体地形成。希望封装件的贯通孔作为露出用孔，出射侧棱镜的出射表面穿过所述露出用孔朝着成像表面露出。希望封装件设置有露出用孔，所述露出用孔与贯通孔独立地形成，并且出射侧棱镜的出射表面穿过所述露出用孔朝着成像表面露出。根据本发明，在打开由盖封闭的壳体之后，朝着隔离件挤压图像传感器，所述隔离件形成为从壳体或固定件突出，以与隔离件相接触。于是，出射侧棱镜的出射表面和图像传感器的成像表面定位成在其间产生具有预定的大小的间隙，这使得图像传感器可呈现出期望的成像能力。此外，由于图像传感器和隔离件简单地制造成彼此机械地接触，所以，能容易地执行图像传感器和出射侧棱镜的定位，并且在定位之后还能容易地分离图像传感器和出射侧棱镜。此外，因为成像光学系统包括这样的入射表面和出射侧棱镜，即，所述入射表面和出射侧棱镜布置成允许入射到入射表面上的物体发出的光在壳体的纵向方向上传播至出射侧棱镜且待在出射侧棱镜处朝着开口反射，所以能减小成像单元(壳体)。


下面将参考附图详细地描述本发明，附图中图1是从上方倾斜地观看到的根据本发明的成像单元的一实施方式的前透视图；图2是从上方倾斜地观看到的成像单元的前分解透视图；图3是成像单元的前正视图；图4是当成像光学系统设置在摄远镜头末端处时去除了盖和电路板的成像单元的前正视图；图5是当成像光学系统设置在摄远镜头末端处时沿着图1所示的线V-V剖开的横截面图；图6是与图4的视图相似的视图，示出了当成像光学系统设置在广角末端处时去除了盖和电路板的成像单元；图7是第二透镜组框架、第一光屏蔽框架和外围部件(peripheral parts)的透视图；图8是第三透镜组框架、第二光屏蔽框架和外围部件的透视图；图9是成像单元的更改实施方式中的封装件和隔离件的组合的前正视图；图10是图9所示的封装件和隔离件的组合的分解透视图；图11是去除了盖的成像单元的更改实施方式的右部的放大前正视图；图12是成像单元的另一更改实施方式中的封装件和隔离件的组合；图13是与图10的视图相似的视图，示出了图12所示的封装件和隔离件；图14是与图11的视图相似的视图，示出了包括图12和图13所示的封装件和隔离件的成像单元的另一更改实施方式的右部；图15是成像单元的又一更改实施方式的分解透视图；以及图16是与图5的视图相似的截面图，示出了成像单元的又一更改实施方式。
具体实施例方式在以下描述中，相对于图中所示的双头箭头的方向来确定前后方向、左右方向、以及上下方向。如图1和图2所示，成像单元10设置有构成成像单元10的主要组件的本体模块 15、板模块65及盖76。本体模块15设置有由合成树脂制成的壳体(外壳)16。壳体16在其前左端处设置有横截面形成为字母D的形状的安装凹槽17。另外，壳体16在除了此前左端之外的其前部上(在壳体16的大致整个前部上)设置有大致为矩形的容纳凹槽(开口)18。壳体 16在安装凹槽17与容纳凹槽18之间设置有分隔壁19。壳体16在分隔壁19的中央设置有连通孔(贯通孔)20(参见图4至图6)，安装凹槽17和容纳凹槽18经由所述连通孔彼此连通地连接。壳体16在其右端处在容纳凹槽18中设置有具有大致为矩形形状的定位部分22，在前视图中，所述定位部分从容纳凹槽18的底座(即，从容纳凹槽18的底座表面的前表面)向前突出。定位部分22设置有向前突出的三个定位突起23(隔离件)，并且所述三个定位突起23的前端表面形成为平的定位表面M，所述定位表面位于与向前/向后方向 (即，壳体16的厚度方向)正交的共同平面中。另外，壳体16在定位部分22中设置有棱镜安装凹槽25，所述棱镜安装凹槽在前侧和左侧处敞开。定位部分22在其左侧上设置有一对 (上下)限制突起(光屏蔽框架位置限制部分)26，所述限制突起向左突出(参见图6)，并且这对限制突起沈的左端表面形成为光屏蔽框架位置限制表面^a，所述光屏蔽框架位置限制表面是位于与向左/向右方向正交的共同平面中(即，在与壳体16的纵向方向正交的共同平面中)的平的表面。壳体16在容纳凹槽18的内周缘表面的前边缘周围设置有板支撑表面27，所述板支撑表面定位在壳体16的最前端之后并位于与向前/向后方向正交的平面中，并且所述壳体在板支撑表面27上进一步设置有两个锁定突起观，所述锁定突起从板支撑表面27向前突出。壳体16在壳体16的上表面的中心的前端处设置有第一接合凹槽30，所述第一接合凹槽从壳体16的上表面(周缘)向下凹入。壳体16还在壳体16的上表面的前端处在第一接合凹槽30的左手侧上设置有第二接合凹槽31，所述第二接合凹槽从壳体16的上表面(周缘)向下凹入与第一接合凹槽30相同的量，且比第一接合凹槽30 宽。壳体16在第二接合凹槽31中设置有接合突起32。壳体16还在其下表面上设置有第一接合凹槽30、第二接合凹槽31及接合突起32，所述第一接合凹槽、第二接合凹槽及接合突起具有与设置在壳体16的上表面上的那些相同的构造。形成在壳体16的下表面上的第一接合凹槽30、第二接合凹槽31及接合突起32之间的位置关系与形成在壳体16的上表面上的第一接合凹槽30、第二接合凹槽31及接合突起32之间的位置关系相同；然而，在向左 /向右方向上形成在壳体16的下表面上的第一接合凹槽30、第二接合凹槽31及接合突起 32的位置相对于形成在壳体16的上表面上的那些全部都移动至右侧。另外，壳体16在其右侧上设置有一对(上下)接合突起34。如图4至图6所示，本体模块15在安装凹槽17中设置有第一棱镜(入射侧棱镜 /入射侧反射表面)LPl，所述第一棱镜装配地接合在安装凹槽17中并固定于此。第一棱镜 LPl设置有与向前/向后方向正交的入射表面LPl-a及与向左/向右方向正交的出射表面 LPl-b。本体模块15设置有透镜(透镜元件)Li，所述透镜装配在安装凹槽17的前端中，并固定于此。透镜Ll在横截面形状上与安装凹槽17大致相同，并且透镜Ll的光轴在向前/ 向后方向上延伸。透镜Ll的前表面露出在成像单元10的前部，并且透镜Ll的后表面与入射表面LPl-a在向前/向后方向上彼此面对。如图2和图5所示，本体模块15设置有两个透镜(透镜元件)L2和L3，所述两个透镜固定地装配在连通孔20中，以在向左/向右方向上面向第一棱镜LPl的出射表面LPl-b。透镜Li、第一棱镜LP1、透镜L2及透镜L3是设置在本体模块15中的第一透镜组LGl的光学元件。本体模块15在棱镜安装凹槽25中设置有第二棱镜(出射侧棱镜/出射侧反射表面)LP2，所述第二棱镜装配地接合在棱镜安装凹槽25中，并固定于此。第二棱镜LP2具有与向左/向右方向正交的入射表面LP2-a及与向前/向后方向正交的出射表面LP2-b。入射表面LP2-a在向左/向右方向上面向出射表面LPl-b。
本体模块15设置有第一杆(圆柱形杆)36及第二杆(圆柱形杆)37，所述第一杆及第二杆由金属制成，并在向左/向右方向上线性地延伸。第一杆36和第二杆37每个均在其两端处固定至壳体16的右侧壁的内表面和分隔壁19，从而使得第一杆36和第二杆37 的左端在向上/向下方向上对准，并且使得第一杆36和第二杆37的右端在向上/向下方向上对准。本体模块15设置有由合成树脂制成的第二透镜组框架39。穿过第二透镜组框架 39的上部形成有插入孔40，第一杆36插入所述插入孔中，并且第二透镜组框架39的下端中形成有防止旋转凹槽41，第二杆37接合在所述防止旋转凹槽中。通过防止旋转凹槽41 与第二杆37的接合，防止第二透镜组框架39围绕第一杆36旋转，且因此，第二透镜组框架 39能在向左/向右方向上沿着第一杆36和第二杆37且在第一杆和第二杆上滑动。本体模块15设置有由两个透镜(透镜元件)L4和L5构成的第二透镜组(可移动透镜组/第一可移动透镜组)LG2，所述两个透镜在向左/向右方向上分别面向第一棱镜LPl的出射表面 LPl-b和第二棱镜LP2的入射表面LP2-a。第二透镜组LG2固定地装配在透镜保持孔中，所述透镜保持孔在向左/向右方向上穿过第二透镜组框架39而形成。在其中心设置有光束限制孔43a的光屏蔽片43固定至第二透镜组框架39的右侧表面，从而使得与透镜L4和L5 的光轴共轴地定位光束限制孔43a的中心。另外，第二透镜组框架39的上端处形成有螺母保持孔42，所述螺母保持孔的两端在向左/向右方向上形成为敞开端，并且从动螺母(上从动螺母)44固定地装配在螺母保持孔42中(螺母保持孔42的位于第一杆36处的端部构成上从动螺母44的旋转止挡件)，穿过所述从动螺母形成有其轴线在向左/向右方向上延伸的内螺纹孔。本体模块15设置有第一电机M1，所述第一电机由在容纳凹槽18的上部中固定至壳体16的步进电机构成。第一电机Ml设置有向左线性地延伸的旋转驱动轴Mla，并且邻近其端部(相对于图4为左端)形成在旋转驱动轴Mla上的外螺纹与上从动螺母44的上述内螺纹孔螺纹接合。因此，由第一电机Ml的正向和反向旋转所导致的旋转驱动轴Mla 的正向和反向旋转导致第二透镜组框架39 (透镜L4和I^)沿着第一杆36和第二杆37在向左/向右方向上在摄远镜头末端位置(图4和图5所示)与广角末端位置(图6所示) 之间线性地移动。另外，本体模块15设置有由合成树脂制成的第三透镜组框架(第二可移动透镜框架)47。穿过第三透镜组框架47的下部形成有插入孔48，第二杆37插入所述插入孔中， 并且第三透镜组框架47的上端中形成有防止旋转凹槽49，第一杆36在所述防止旋转凹槽中。因此，第三透镜组框架47能在向左/向右方向上沿着第一杆36和第二杆37且在第一杆和第二杆上滑动(同时防止围绕第二杆37旋转)。本体模块15设置有由透镜(透镜元件)L6构成的第三透镜组(可移动透镜组/第二可移动透镜组)LG3，并且所述第三透镜组的光轴与第二透镜组LG2的光轴共轴。第三透镜组LG3固定地装配在透镜保持孔中，所述透镜保持孔在向左/向右方向上穿过第三透镜组框架47而形成。第三透镜组框架47的下端处形成有螺母保持孔50，所述螺母保持孔的两端在向左/向右方向上形成为敞开端，并且从动螺母(下从动螺母)44固定地装配在螺母保持孔50中(螺母保持孔50的位于第二杆37处的端部构成下从动螺母44的旋转止挡件)，穿过所述从动螺母形成有其轴线在向左 /向右方向上延伸的内螺纹孔。本体模块15设置有第二电机M2，所述第二电机在规格上与第一电机Ml相同，并在容纳凹槽18的下部中固定至壳体16。第二电机M2设置有旋转驱
8动轴M2a(在规格上与旋转驱动轴Mla相同)，并且邻近其端部(相对于图4为左端)形成在旋转驱动轴Mh上的外螺纹与下从动螺母44的上述内螺纹孔螺纹接合。因此，由第二电机M2的正向和反向旋转所导致的旋转驱动轴M2a的正向和反向旋转导致第三透镜组框架 47 (第三透镜组U)沿着第一杆36和第二杆37在向左/向右方向上在摄远镜头末端位置 (图4和图5所示)与广角末端位置(图6所示)之间线性地移动。上面已描述的第一透镜组LGl (Li、LPU L2及L3)、第二透镜组LG2 (L4及L5)、第三透镜组LG3(L6)及第二棱镜LP2是成像光学系统(弯曲(bending)光学系统)的光学元件。变焦操作通过沿着第一杆36和第二杆37移动第二透镜组LG2 (透镜L4及I^)和第三透镜组LG3 (透镜L6)来执行，并且聚焦操作通过沿着第一杆36和第二杆37仅移动第三透镜组LG3来执行。应该注意的是，壳体16、第一杆36、第二杆37、成像光学系统、第一电机Ml及第二电机M2是本体模块15的组件。本体模块15邻近第一杆36在容纳凹槽18中设置有由金属制成的柱形导杆(上导杆)52，所述柱形导杆与第一杆36、第二杆37及透镜L2至L6的光轴A平行地延伸。导杆52的左端邻近第二透镜组框架的上端固定至第二透镜组框架39。金属可滑动圆柱形件 (上可滑动圆柱形件)53装配在导杆52上，以在所述导杆上可自由地滑动。导杆52在其右端处成一体地设置有盘状的止挡件52a，所述止挡件的直径大于可滑动圆柱形件53的内径。压缩卷簧(偏压件)Sl安装在第一杆36周围，并定位在第二透镜组框架39与可滑动圆柱形件53之间。压缩卷簧Sl的左端和右端分别固定至第二透镜组框架39和可滑动圆柱形件53。当没有对可滑动圆柱形件53施加外力时(当可滑动圆柱形件53位于其摄远镜头末端位置处时)，压缩卷簧Sl处于自由状态中，在所述自由状态中，可滑动圆柱形件53 定位在压缩卷簧Sl的右端与止挡件5 之间(可滑动圆柱形件53与止挡件5 之间设置有间隔)。本体模块15设置有由不透光材料制成的第一光屏蔽框架M，所述第一光屏蔽框架的上端固定至可滑动圆柱形件53。第一光屏蔽框架M是与导杆52的轴线正交的平面构件。第一光屏蔽框架M在其中心设置有矩形形状的光束限制孔Ma。第一光屏蔽框架M 在其上端处设置有固定孔Mb，所述固定孔与可滑动圆柱形件53固定地接合，并且第一光屏蔽框架M在其下端处设置有防止旋转凹槽Mc，第二杆37接合在所述防止旋转凹槽中。 可滑动圆柱形件53与导杆52和第二透镜组框架39 —起在向左/向右方向上的移动导致第一光屏蔽框架M在向左/向右方向上沿着第二杆37且在第二杆上滑动。本体模块15邻近第二杆37在容纳凹槽18中设置有柱形导杆(下导杆)58 (参见图1和图8)，所述导杆在规格上与上导杆52相同，并与导杆52平行地延伸。导杆58的左端邻近第三透镜组框架的下端固定至第三透镜组框架47。金属可滑动圆柱形件(下可滑动圆柱形件)53 (在规格上与上可滑动圆柱形件53相同)装配在导杆58上，以在所述导杆上可自由地滑动。导杆58在其右端处成一体地设置有盘状的止挡件58a，所述止挡件的直径大于下可滑动圆柱形件53的内径。压缩卷簧(偏压件)S2安装在第二杆37上，并在压缩状态(弹性变形状态)中定位在第三透镜组框架47与下可滑动圆柱形件53之间。压缩卷簧S2提供偏压力，从而使得偏压下可滑动圆柱形件53以向右移动，且因此，当没有对下可滑动圆柱形件53施加向左的外力时，下可滑动圆柱形件53邻接止挡件58a。
本体模块15设置有第二光屏蔽框架59，所述第二光屏蔽框架定位在第一光屏蔽框架M与第二棱镜LP2之间，并且所述第二光屏蔽框架的下端固定至由导杆58支撑的下可滑动圆柱形件53。第二光屏蔽框架59由不透光材料制成，并由与导杆58的轴线正交的平面构件来构造。第二光屏蔽框架59在其中心设置有矩形形状的光束限制孔59a。第二光屏蔽框架59在其下端处设置有固定孔59b，所述固定孔与下可滑动圆柱形件53固定地接合，并且第二光屏蔽框架59在其上端处设置有防止旋转凹槽59c，第一杆36接合在所述防止旋转凹槽中。由导杆58支撑的下可滑动圆柱形件53与导杆58和第三透镜组框架47 — 起在向左/向右方向上的移动导致第二光屏蔽框架59在向左/向右方向上沿着第一杆36 且在第一杆上滑动。在上述组件中，这对限制突起沈、第二杆37、第二透镜组框架39、导杆52、上可滑动圆柱形件53及压缩卷簧Sl是用于第一光屏蔽框架M的光屏蔽框架位置调节机构的组件。另外，这对限制突起26、第一杆36、第三透镜组框架47、下可滑动圆柱形件53、导杆58 及压缩卷簧S2是用于第二光屏蔽框架59的光屏蔽框架位置调节机构的组件。板模块65设置有电路板66。电路板66的前部形状与容纳凹槽18的前部形状大致相同，并由与向前/向后方向正交的平板构成。电路板66在其后表面上设置有印刷电路 (未示出)，并且穿过电路板66的两个沿对角线相对的角分别形成有两个圆孔67。板模块65设置有图像传感器(图像拾取器件)69(参见图1和图幻，所述图像传感器固定在电路板66的后表面的右端处。图像传感器69的多个端子(未示出)通过焊接固定地连接至上述印刷电路。图像传感器69在其后部上设置有与向前/向后方向正交的成像表面(未示出)。另外，图像传感器69在入射表面(此图中的后表面)上设置有盖玻片70，所述盖玻片由平的玻璃板制成，并固定地安装，从而覆盖图像传感器69的整个成像表面。图像传感器69的后表面(后端)用在前侧和左侧处敞开的由弹性材料(诸如橡胶)制成的封装件(固定件)72覆盖。封装件72设置有露出用孔(exposing hole)(贯通孔)73，图像传感器69的整个成像表面通过所述露出用孔而向后露出，并且所述封装件在露出用孔73的右手侧上进一步设置有贯通孔74。上面已描述的电路板66、图像传感器69及封装件72是板模块65的组件。盖(外壳)76是压模制造的金属片产品，并成一体地设置有底座77、两个(上下) 短接合凸耳78、两个(上下)长接合凸耳(弹性接合凸耳)79及一对(上下)侧接合凸耳 (弹性接合凸耳)81。底座77形成为与向前/向后方向正交的平面构件。上短接合凸耳78 和上长接合凸耳79从底座77的上边缘向后延伸，并且下短接合凸耳78和下长接合凸耳79 从底座77的下边缘向后延伸。这对侧接合凸耳81从底座77的右边缘向后延伸。如从其侧面所观看到的，每个侧接合凸耳81的形状是字母T。底座77在大小(尺寸)上略大于电路板66，并具有大致为矩形的形状，且大小能够封闭壳体16的前部开口(由容纳凹槽18 限定)(该大小与壳体16的前部开口大致相同或者大于所述前部开口)。底座77设置有三个挤压片(pressure leaf) 84、85及86，每个挤压片均在向前/向后方向上可弹性地变形。挤压片84、85和86分别设置有挤压突起8如、8如及86a，所述挤压突起向后突出 (挤压片84、85及86的前表面的分别与挤压突起8如、8如及86a相对应的部分向后凹进 (凹入))。处于自由状态中的挤压片84、85及86位于底座77的其它部分所位于的平面中。
分别穿过每个长接合凸耳79和每个侧接合凸耳81而形成接合孔80和接合孔82。为了将板模块65和盖76安装至本体模块15，首先，用电路板66封闭容纳凹槽18 的前部开口，从而使得，电路板66的后表面的外边缘与板支撑表面27表面接触，同时电路板66的两个圆孔67与两个锁定突起28接合(于是，电路板66的前表面和壳体16的前表面大致位于共同的平面中)。于是，如图5所示，壳体16的三个定位突起23向前穿过封装件72的露出用孔73和贯通孔74，从而使得，三个定位突起23的平的定位表面M与盖玻片 70的平的后表面表面接触(于紧接在图像传感器69的成像表面之后的后表面部分的外边缘处)，并且从而使得，盖玻片70与第二棱镜LP2 (出射表面LP2-b)之间在向前/向后方向上形成有间隙(空隙)。另外，图像传感器69的成像表面在向前/向后方向上通过露出用孔73而面向第二棱镜LP2的出射表面LP2-b。另外，封装件72的后表面与定位部分22的前表面接触。然后，底座77从前方完全覆盖壳体16的前部的从分隔壁19向右的部分，以通过使上下短接合凸耳78分别与第一接合凹槽30相接合、使上下接合凸耳79的上下接合孔80 分别与上下接合突起32相接合、并使上下侧接合凸耳81的接合孔82分别与上下接合突起 34相接合而将盖76固定至壳体16。在以上述方式装配好成像单元10之后，由于挤压片84、85及86的挤压突起84a、 85a及86a与电路板66的前表面的右手侧部分相接触而导致向后挤压电路板66和图像传感器69，从而使得，向后方向上的挤压力(偏压力)从向前稍微弹性变形的挤压片84、85及 86 (经由挤压突起84a、8fe及86a)作用在电路板66的前侧上。于是，在三个定位突起23 的平的定位表面M与盖76的挤压突起84a、8fe及86a之间，从其前侧和后侧，保持电路板 66和图像传感器69的一体式组合，因此，通过壳体16的三个定位突起23和盖76的挤压突起84a、8fe及86a在向前/向后方向上相对于壳体16和第二棱镜LP2精确地定位电路板 66和图像传感器69。因为盖76由金属制成，所以即使盖76的厚度较小，底座77和挤压片84、85及86 中的每个也呈现出适当的机械强度。于是，即使在成像单元10上施加外力，或者，当尝试通过减小电路板66和盖76的厚度来减小整个成像单元10的厚度时在成像单元10中出现振动，也将图像传感器69 (其成像表面)在向前/向后方向上的位置保持在预定的设计位置处。此外，因为使用盖76来执行这种定位，所以图像传感器69相对于壳体16和第二棱镜LP2的定位不会导致组件的数量的增加。另外，因为通过三个定位突起23 (其作为隔离件)(所述定位突起与壳体16成一体地形成，以由此突出)与图像传感器69(盖玻片70)的机械接合来实现图像传感器69相对于壳体16 (第二棱镜Ii^)的定位，所以能容易地执行图像传感器69和壳体16 (第二棱镜LP2)的定位(安装)。另外，由于能容易地使图像传感器69和第二棱镜LP2彼此分离， 所以，例如，在图像传感器69与第二棱镜LP2之间在向前/向后方向上的距离偏离设计的值或者在图像传感器69与第二棱镜LP2之间进入灰尘等时执行图像传感器69和第二棱镜 LP2的定位的情况中，能容易地执行图像传感器69和第二棱镜LP2的重新定位(图像传感器69和第二棱镜LP2能容易地重新使用)。另外，由于通过将封装件72放置在图像传感器69的后部上而使封装件72的后表面与壳体16的定位部分22的前表面相接触，所以，能防止封装件72外部的灰尘等进入封装件72与图像传感器69之间，并防止灰尘等附着于图像传感器69的成像表面。另外，由于图像传感器69固定至壳体16 (相对于壳体定位)(壳体包括作为隔离件的三个定位突起2 、第二棱镜LP2和图像传感器69彼此隔开、并且第二棱镜LP2固定至壳体16 (棱镜安装凹槽25)(相对于壳体定位)，所以图像传感器69相对于壳体16没有倾斜；此外，第二棱镜LP2的反射表面和图像传感器69的成像表面相对于彼此精确地定位， 即使第二棱镜LP2的出射表面LP2-b与向前/向后方向并非正交(即，即使第二棱镜LP2 的反射表面和第二棱镜LP2的出射表面LP2-b形成为使得其间的角度略微偏离预定的设计值)也是如此，且因此，出射表面LP2-b的任何微小偏离的出现对由图像传感器69捕获的图像基本不会产生负面影响。由于成像单元的本实施方式中的盖76由金属制成，所以，底座77和挤压片84、85 及86均呈现出适当的机械强度，即使盖76的厚度较小也是如此。因此，即使在成像单元10 上施加外力，或者，当尝试通过减小电路板66和盖76的厚度来减小整个成像单元10的厚度时在成像单元10中出现振动，也能将图像传感器69 (其成像表面)在向前/向后方向上的位置保持在预定的设计位置处。此外，因为使用盖76来执行这种定位，所以图像传感器69相对于壳体16和第二棱镜LP2的定位不会导致组件的数量的增加。如果成像单元10朝向位于成像单元10前方的物体，那么，由物体反射的光(从摄影物体发出的光)在通过透镜Ll之后通过入射表面LPl-a进入第一棱镜LPl，并被第一棱镜LPl的内表面以90度的角度反射，以朝着出射表面LPl-b传播。然后，从出射表面LPl-b 发出的反射光在通过透镜L2至L6、第一光屏蔽框架M的光束限制孔5 和第二光屏蔽框架59的光束限制孔59a之后从入射表面LP2-a进入第二棱镜LP2，并被第二棱镜LP2的内表面以90度的角度反射，以朝着出射表面LP-2b传播。然后，从出射表面LP2-b发出的反射光在通过露出用孔73和盖玻片70之后被图像传感器69的上述成像表面捕获(接收)。即使在成像单元10上施加外力，或者，如上所述，在成像单元10中出现振动，也可将图像传感器69 (其成像表面)在向前/向后方向上的位置精确地保持在预定的设计位置处，且因此，即使在成像单元10上施加外力，或者，如上所述，在成像单元10中出现振动，也能通过图像传感器69清楚地捕获清晰的物体图像。另外，如果驱动上述成像光学系统以通过用第一电机Ml和第二电机M2使第二透镜组LG2 (透镜L4及I^)和第三透镜组LG3 (透镜L6)沿着第一杆36和第二杆37移动来执行变焦操作和聚焦操作，那么，处于对成像光学系统进行变焦并使所述成像光学系统聚焦到摄影物体图像上的状态中的图像捕获操作变得可能。虽然已基于以上示出的实施方式描述了本发明，但是，可对以上示出的实施方式进行各种修改。例如，图9至图11示出了成像单元的一更改实施方式。此更改实施方式的壳体16没有装配作为隔离件的三个定位突起23。封装件(固定件)72A由与封装件72相同的材料制成，并且在形状上与封装件72基本相同，并且由比封装件72的材料硬的材料(例如，金属或树脂)制成的U形隔离件91嵌入到封装件72A 中，以与所述封装件成为一体。封装件72A通过用其中放置有隔离件91的模具(未示出)进行插入模制来模制。封装件72A设置有露出用孔88和三个贯通孔89。露出用孔88形成为位于封装件72A的中心处的贯通孔，并且露出用孔88周围形成有三个贯通孔89。隔离件 91设置有三个突出部分，所述三个突出部分中的每个均从隔离件91的剩余部分向前和向后突出，并且隔离件91的每个突出部分的前表面和后表面两者都形成为平的定位表面92， 所述平的定位表面中的每个均与向前/向后方向正交。隔离件91的除了三个突出部分(以及这三个突出部分附近的部分)以外的部分嵌入到封装件72A中(从而不会向外露出)。 隔离件91的三个突出部分定位成分别与封装件72A的三个贯通孔89相对应。隔离件91 的三个突出部分的前平的定位表面92定位成位于这样的平面中，即，封装件72A的前表面 (其中形成有露出用孔88)位于该平面中(或者所述前平的定位表面定位成位于这样的平面中，即，该平面略微处于封装件72A的上述前表面所位于的平面之后)，并且隔离件91的三个突出部分的后平的定位表面92定位成位于这样的平面中，即，封装件72A的后表面位于该平面中(或者所述后平的定位表面定位成位于这样的平面中，即，该平面略微处于封装件72A的上述后表面所位于的平面之前)。与图1至图8所示的成像单元的上述实施方式相似，当使封装件72A与图像传感器69的后表面相接触(以覆盖所述后表面)并且使封装件72A的后表面与定位部分22的前表面相接触时，位于隔离件91的前侧上的三个平的定位表面92与图像传感器69的盖玻片70的平的后表面(位于成像表面之后的区域的周缘)表面接触，同时位于隔离件91的后侧上的三个平的定位表面92与定位部分22的前表面表面接触，这在盖玻片70与第二棱镜LP2(出射表面LP2-b)之间在向前/向后方向上产生间隙。因此，在图9至图11所示的成像单元的更改实施方式中也能获得与图1至图8所示的成像单元的上述实施方式中所获得的那些操作和效果相似的操作和效果。图12至图14示出了成像单元的另一更改实施方式。此更改实施方式的壳体16没有装配作为隔离件的三个定位突起23。封装件(固定件)72B由与封装件72A的材料相同的材料制造，并具有与封装件72A的形状相同的形状， 除了封装件72B没有封装件72A的贯通孔89以外。由与隔离件91相同的材料制成的C形隔离件94嵌入到封装件72B中，以与所述封装件成为一体。封装件72B通过用其中放置有隔离件94的模具(未示出)进行插入模制来模制。封装件72B在其中心处设置有露出用孔88。隔离件94设置有三个突出部分，所述三个突出部分中的每个均从隔离件94的剩余部分向前突出，并且每个突出部分的前表面和后表面两者均形成为平的定位表面95，所述平的定位表面中的每个均与向前/向后方向正交。隔离件94的除了三个突出部分(以及这三个突出部分附近的部分)以外的部分嵌入到封装件72B中(从而不会向外露出)。隔离件94的三个突出部分定位在露出用孔88中。隔离件94的三个突出部分的前平的定位表面95定位成位于这样的平面中，即，封装件72B的前表面(其中形成有露出用孔88)位于该平面中(或者所述前平的定位表面定位成位于这样的平面中，即，该平面略微处于封装件72B的上述前表面所位于的平面之后)，并且隔离件94的三个突出部分的后平的定位表面95定位成位于这样的平面中，即，封装件72B的后表面位于该平面中(或者所述后平的定位表面定位成位于这样的平面中，即，该平面略微处于封装件72B的上述后表面所位于的平面之前)。与上述实施方式相似，当使封装件72B与图像传感器69的后表面相接触(以覆盖
13所述后表面)并且使封装件72B的后表面与定位部分22的前表面相接触时，位于隔离件94 的前侧上的三个平的定位表面95与图像传感器69的盖玻片70的平的后表面(位于成像表面之后的区域的周缘)表面接触，同时位于隔离件94的后侧上的三个平的定位表面95 与出射侧表面LP2的出射表面LP2-b的周界表面接触，这在盖玻片70与第二棱镜LP2(出射表面LP2-b)之间在向前/向后方向上形成间隙。因此，在图12至图14所示的成像单元的更改实施方式中也能获得与图1至图8 所示的成像单元的上述实施方式以及图9至图11所示的成像单元的上述更改实施方式中的每个中所获得的那些操作和效果相似的操作和效果。另外，如图15所示，本体模块15可由彼此独立的第一透镜组单元1和本体单元2 来构造，并且本体模块15的壳体(其与壳体16相对应)可由两个组件(支架3和主壳体 7)来构造。第一透镜组单元1设置有形成为合成树脂模制的产品的支架3。支架3在其左端处设置有一对(上下)凸耳4，每个所述凸耳均具有贯通孔5。支架3中形成有在前侧和右侧处敞开的棱镜容纳空间。支架3在棱镜容纳空间的前部开口处设置有前部透镜保持孔6， 所述前部透镜保持孔在其前部和左部处敞开，并且所述支架在棱镜容纳空间的右侧开口处设置有右侧透镜保持孔。第一棱镜LPl装配在棱镜容纳孔中，以固定在所述棱镜容纳孔中， 并且透镜Ll装配在前部透镜保持孔6中，以固定在所述前部透镜保持孔中。另外，透镜L2 和L3装配在右侧透镜保持孔中，以固定在所述右侧透镜保持孔中。本体单元2的主壳体7在结构上与从中去除了其左端部分(其与支架3相对应) 的壳体16相同，并在主壳体7的左端处设置有安装凹槽8。另外，与安装在壳体16的容纳凹槽18中的那些组件相同的组件安装在主壳体7的安装凹槽18中，并且，用盖76覆盖主壳体7的前部。通过从左侧将一对固定螺钉B插入到支架3的上下贯通孔5中、并将这对固定螺钉B的外螺纹部分旋拧到一对形成在主壳体7的上下左端表面中的内螺钉孔(未示出)中、 将支架3的定位在这对凸耳4的右手侧上的部分装配在安装凹槽8中、并将一对(上下) 隔离件S保持在支架3的上下凸耳4与主壳体7的上下左端表面(其是形成在安装凹槽8 的竖直地相对侧上的主壳体7的一对突起的左端表面)之间来将第一透镜组单元1和本体单元2作为一个单元固定到一起。在将第一透镜组单元1和本体单元2作为一个单元固定到一起之后，将支架3的右端(其中形成有右侧透镜保持孔)装配到主壳体7的分隔壁19的连通孔20 (图15中未示出)中，并使透镜L2和L3的光轴A与第二透镜组LG2和第三透镜组LG3的光轴重合。另外，挤压片84、85及86能制造成，当挤压片84、85及86处于自由状态中时，相对于底座77向后倾斜，从而使得，将所述挤压片的自由端定位在于底座77的前表面上分别围绕挤压片84、85及86的周缘部分之后。该结构使得可增大上述当盖76固定至壳体16 时从挤压片84、85及86 (挤压突起84a、8fe及86a)向电路板66施加挤压力。在挤压片84、85及86制造成向后倾斜的情况中，能省去挤压突起84a、8fe及86a。盖76的挤压片84、85及86的数量可以是一个或两个、或三个以上。可替代地，通过在底座77的后部上形成与挤压突起8如、8^1及86a相对应的突起，能从底座77中省去挤压片84、85及86。
1
另外，能如图16所示通过更改壳体16’的形状(这样的更改使壳体的与图10中的更改实施方式所示的支架3相对应的部分在向前/向后方向上颠倒)进而通过使透镜Ll 在向前/向后方向上从盖76侧朝着成像单元10的相对侧露出来改变通过成像光学系统 (第一透镜组LGl、第二透镜组LG2、第三透镜组LG3及第二棱镜Ii^)的光路的方向。在图1至图8所示的成像单元的实施方式中，壳体16的三个定位部分23 (其作为隔离件)能与壳体16独立地模制，并在模制之后固定至壳体16。另外，第一棱镜LPl能用镜子代替。另外，成像光学系统(弯曲光学系统)能仅包括一个棱镜。可对本文中描述的本发明的具体实施方式
作出明显的改变，这种修改落在所要求保护的本发明的实质和范围内。应指出的是，本文中所包含的所有内容都是说明性的，而没有限制本发明的范围。
权利要求
1.一种成像单元(10)，包括壳体(16)，具有位于所述壳体的在所述壳体的厚度方向上的相对侧中的一者上的开口 (18)；成像光学系统(LG1、LG2、LG3和LP2)，所述成像光学系统设置在所述壳体中，并包括入射表面和出射侧棱镜Oi^)，其中，入射到所述入射表面上的且在所述壳体的纵向方向上传播的物体发出的光被所述出射侧棱镜朝着所述开口反射；图像传感器(69)，所述图像传感器安装在所述壳体中，并包括成像表面，所述成像表面面向所述壳体的在所述壳体的所述厚度方向上的所述相对侧中的另一者，从而面向所述出射侧棱镜的出射表面(LP2-b)；隔离件03、91或94)，所述隔离件从所述壳体和固定件中的一者突出，所述固定件相对于所述壳体是固定的，所述隔离件与所述图像传感器相接触，以在所述出射表面与所述成像表面之间产生间隙；以及盖(76)，所述盖固定至所述壳体，从而封闭所述开口，并挤压所述图像传感器，以使所述图像传感器与所述隔离件相接触。
2.根据权利要求1所述的成像单元，其中，所述壳体包括棱镜安装凹槽(25)，所述棱镜安装凹槽容纳所述出射侧棱镜，并且其中，所述隔离件与所述壳体成一体地形成，以从所述棱镜安装凹槽的周缘朝着所述图像传感器突出。
3.根据权利要求1所述的成像单元，其中，所述壳体包括棱镜安装凹槽(25)，所述棱镜安装凹槽容纳所述出射侧棱镜，并且其中，所述成像单元进一步包括由弹性材料制成的封装件(72、72A或72B)，所述封装件与所述壳体的所述棱镜安装凹槽的周缘以及所述图像传感器的所述成像表面的外缘两者相接触。
4.根据权利要求3所述的成像单元，其中，所述封装件包括贯通孔(74、89、或88)，所述隔离件穿过所述贯通孔，以与所述图像传感器相接触。
5.根据权利要求1所述的成像单元，其中，所述壳体包括棱镜安装凹槽(25)，所述棱镜安装凹槽容纳所述出射侧棱镜，并且其中，所述隔离件与所述壳体独立地提供，并且所述隔离件与所述壳体的所述棱镜安装凹槽的周缘以及所述图像传感器的所述成像表面的外缘两者相接触。
6.根据权利要求1所述的成像单元，其中，所述隔离件与所述壳体独立地提供，并且所述隔离件与所述出射侧棱镜的所述出射表面以及所述图像传感器的所述成像表面的外缘两者相接触。
7.根据权利要求5所述的成像单元，其中，所述壳体包括棱镜安装凹槽(25)，所述棱镜安装凹槽容纳所述出射侧棱镜；其中，所述固定件包括由弹性材料制成的封装件(72、72A或72B)，所述封装件与所述壳体的所述棱镜安装凹槽的周缘以及所述图像传感器的所述成像表面的外缘两者相接触； 并且其中，所述隔离件由比所述封装件的材料硬的材料制成，并与所述封装件成一体地形成。
8.根据权利要求4所述的成像单元，其中，所述封装件的所述贯通孔(88)作为露出用孔，所述出射侧棱镜的所述出射表面穿过所述露出用孔朝着所述成像表面露出。
9.根据权利要求4所述的成像单元，其中，所述封装件设置有露出用孔(73或88)，所述露出用孔与所述贯通孔独立地形成，并且所述出射侧棱镜的所述出射表面穿过所述露出用孔朝着所述成像表面露出。
全文摘要
一种成像单元，包括壳体，具有位于在其厚度方向上的相对侧之一上的开口；成像光学系统，设置在壳体中，并包括入射表面和出射侧棱镜(LP2)，其中，入射到所述入射表面上的在所述壳体的纵向方向上传播的物体发出的光被所述出射侧棱镜朝着所述开口反射；图像传感器，安装在壳体中，具有面向壳体的另一相对侧的且面朝出射侧棱镜的出射表面的成像表面；隔离件，从壳体或固定件突出，隔离件接触图像传感器，以在出射表面与成像表面之间产生间隙；以及盖，固定至壳体，以封闭开口，并挤压图像传感器，从而与隔离件相接触。
文档编号G02B7/18GK102436120SQ20111030008
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者奥田功 申请人:Hoya株式会社