专利名称：成像单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种成像单元(imaging unit,摄像单元),该成像单元包括成像光学系统和图像传感器。
背景技术：
近年来，主要设计成用于采集静止/运动的摄像图像的移动电子装置(比如，数码相机(静止视频照相机)和数码摄录机(运动视频照相机))，以及设计成将采集这种摄像图像的能力作为辅助功能的其他移动电子装置(比如，配备有照相机的手机和配备有照相机的个人数字助理(PDA))已经非常普遍。在这些类型的移动电子装置内，通常在移动电子装置内部提供成像单元，该成像单元的结构设计成使得图像传感器和摄像光学系统容纳在成像单元的中空壳体内，所述摄像光学系统用于将从摄像物体中发射的光(物体发射的光)引向成像传感器。图6显示了相关技术的成像单元。这种成像单兀100具有中空壳体101。第一透镜兀件102以外露的方式固定到壳体101在物体侧(前侧)的一端。入射侧棱镜103、第二透镜组104以及第三透镜组105固定在壳体101的内部空间内。入射侧棱镜103直接位于第一透镜元件102的后面(入射侧棱镜103的入射表面103a和出射表面103c之间的交叉角(intersecting angle,夹角)为90° )，并且第二透镜组104朝着入射侧棱镜103的出射表面103c。出射侧棱镜106在壳体101的内部空间中固定到所述壳体，并且处于这个内部空间中与入射侧棱镜103的相对端(入射表面106a和出射表面106c之间的交叉角为90° )。此外，虽然图6中未显不,但是在第三透镜组105和出射侧棱镜106之间安配备有光学元件。图像传感器(图像拾取装置)107直接固定在出射侧棱镜106的前面。此外，除了第一透镜元件102侧上的前面的端部以外，壳体101的前面完全打开，并且这个前开口由电路板108封闭，图像传感器107安装至该电路板。此外，盖109从前面覆盖壳体101的这个前开口，从而防止电路板108脱离壳体101的前开口。由位于成像单元100前面的摄像物体(要拍摄的物体；未显示)反射的将入射在第一透镜元件102上的光线向后(在图6中向下)穿过第一透镜元件102，并将在入射侧棱镜103的入射表面103a上入射。随后，在正交方向(与第一透镜元件102的光轴正交的方向)上被入射侧棱镜103的反射表面103b反射之后，在入射表面103a上入射的光线从入射侧棱镜103的出射表面103c射出。随后，从出射表面103c射出的光线穿过第二透镜组104、第三透镜组105以及上述光学兀件(未显不)，并将在出射侧棱镜106的入射表面106a上入射。在从出射侧棱镜106的出射表面106c射出之后，在入射表面106a上入射的光线被出射侧棱镜106的反射表面106b向前反射，以便被图像传感器107 (其成像表面)捕获(接收)。在日本未经审查的专利公开号N0.2008-242446中披露了上述相关技术的实例(图6中所示)。在日本未经审查的专利公开号N0.2004-355010,2007-6318以及2009-116074中披露了转弯光学系统的其他实例。[0007]虽然缩减(slim down,缩小)这种成像单元的要求越来越强烈,但是由于成像单元内也要求越来越多的像素(需要更高的分辨率)，所以别无选择，只能将较厚的大型图像传感器用作图像传感器107。另一方面，通过增大第一透镜元件102的折射能力或者调节第一透镜元件102的倍率(power)，可缩减第一透镜元件102，同时满足增加成像单元内图像传感器107的像素数量的要求(需要更高的分辨率)。因此，如果缩减的第一透镜元件102的背面(出射表面)的位置以及在向前/向后的方向上较厚的大型图像传感器107的背面的位置彼此基本上一致(如果入射侧棱镜103的入射表面103a的位置和出射侧棱镜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)，那么盖板109相对于第一透镜元件102的前表面进一步朝前定位(更靠近物体侧)(从而在成像单元100的正面上形成大的凸出部以及大的凹陷部)，因此，这使得即使第一透镜元件102缩减，也不能缩减整个成像单元100。
实用新型内容本实用新型提供了一种成像单元，其可整体缩减而无需在该成像单元的物体侧表面上形成大的凹陷部和大的凸出部，并且甚至在成像单元具有使大致字母U形状的物体发射光线转弯的成像光学系统的情况下以及在相对于缩减的入射侧光学系统的厚度图像传感器不能充分地缩减的情况下，该成像单元也可使从在入射侧棱镜的出射表面射出的所有有效的光线在出射侧棱镜的入射表面上入射到。根据本实用新型的一个方面，提供了一种成像单元，包括:入射侧光学系统，从摄像物体反射的光线在所述入射侧光学系统上入射；入射侧棱镜，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与入射侧光学系统的光轴正交并且穿过入射侧光学系统的光线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该第一反射表面上入射的光线，所述第一出射表面布置成被第一反射表面反射的光线从第一出射表面射出；出射侧棱镜，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从第一出射表面射出的光线在第二入射表面上入射，第二反射表面布置成在朝着摄像物体的方向上反射在所述第二反射表面上入射的光线，所述第二出射表面布置成被第二反射表面反射的光线从第二出射表面射出；以及图像传感器，所述图像传感器面向第二出射表面并且接收从第二出射表面射出的光线。第一入射表面比第二出射表面更靠近摄像物体。沿着并平行于入射侧光学系统的光轴行进的平行光线在第一反射表面处的偏转角大于90°，并且被所述第一反射表面反射的平行光线在第二反射表面处的偏转角小于 90°。具体地，根据本实用新型一个方面的成像单元，其中，平行光线在第一反射表面处的偏转角为90° +CI°的角度，并且平行光线由第二反射表面引起的偏转角为90° -CI°的角度。具体地，根据本实用新型一个方面的成像单元，其中，第一反射表面和第一出射表面之间的交叉角为45° +CI° /2的角度，并且第二入射表面和第二反射表面之间的交叉角为45° -a° /2的角度。具体地，根据本实用新型一个方面的成像单元，其中，成像单元包括具有内部空间的壳体，入射侧光学系统、入射侧棱镜、出射侧棱镜以及图像传感器容纳在该内部空间内。入射侧棱镜和出射侧棱镜在内部空间内与壳体的底壁相对。入射侧光学系统位于入射侧棱镜的远离底壁的相对侧上。图像传感器位于出射侧棱镜的远离底壁的相对侧上。从第一出射表面射出以朝着第二入射表面行进的平行光线相对于第一入射表面倾斜，以便在朝着第二入射表面的方向上逐渐接近底壁。具体地，根据本实用新型一个方面的成像单元，其中，入射侧光学系统为透镜元件。具体地，根据本实用新型一个方面的成像单元，其中，成像单元包括在入射侧棱镜和出射侧棱镜之间至少一个光学元件。具体地，根据本实用新型一个方面的成像单元，其中，入射侧棱镜的第一出射表面和出射侧棱镜的第二入射表面位于彼此相互平行的平面上。具体地，根据本实用新型一个方面的成像单元，其中，出射侧棱镜的第二反射表面布置为布置为将在所述第二反射表面上入射的所述光线在与所述光轴平行的方向上朝着所述摄像物体反射，并且出射侧棱镜的第二出射表面位于与光轴正交的平面内。由于成像单元配备有成像光学系统，且该成像光学系统包括入射侧光学系统、入射侧棱镜以及出射侧棱镜，所以在使大致字母U形状的物体发射光线转弯之后，根据本实用新型的成像单元可将物体发射光线弓I导至图像传感器。此外，由于入射侧棱镜的第一入射表面比出射侧棱镜的第二出射表面更靠近物体侧，所以即使在相对于形成为比相关技术的成像传感器更薄的入射侧光学系统的厚度而言不能充分地缩减图像传感器的情况下，图像传感器和其他构件(比如，电路板、密封件(packing)等等)设置在出射侧棱镜的物体侧上，也能够缩减整个成像单元，而不会在物体侧的成像单元的表面上形成大的凸出部和大的凹陷部。此外，由于通过第一反射表面引起的物体发射光的偏转角大于90°，而通过第二反射表面弓I起的物体发射光的偏转角小于90 ° ,所以即使入射侧棱镜(入射侧棱镜的第一出射表面在物体侧上的一端)比出射侧棱镜(出射侧棱镜的第二入射表面在物体侧上的一端)更靠近物体侧，也可使从入射侧棱镜的第一出射表面射出的所有有效光线在出射侧棱镜的第二入射表面上入射。
下下面参看附图，详细地描述本实用新型，附图中:图1为从上面倾斜地观看时，根据本实用新型的成像单元的一个实施方式的正面透视图；图2为从上面倾斜地观看时，成像单元的正面分解透视图；图3为沿着图1中所示的线II1-1II截取的剖视图；图4为示意性显示图1到图3中所示的成像单元的成像光学系统和图像传感器的侧视不意图；图5为与图4的示图相似的示图，显示了与图4中所示的光学元件相比较的一个比较实例；以及图6为与图3的剖视图相似的剖视图，显示了相关技术的成像单元。
具体实施方式
下面参照图1到图5来描述根据本实用新型的成像单元的一个实施方式。在以下描述中，相对于图中所述的双箭头的方向来确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。如图1和图2中所示，成像单元10具有构成成像单元10的主要部件的第一透镜组单元11、主体组件17、板块组件(board module) 36以及盖45。第一透镜组单元11具有保持件12，该保持件形成为合成树脂模制产品。在保持件12内形成棱镜容纳空间13，该棱镜容纳空间在前侧和右侧打开。保持件12在棱镜容纳空间13的前开口处具有前透镜保持孔14，并且该保持件在棱镜容纳空间13的右开口处具有右透镜保持孔15 (见图3)。透镜(入射侧光学系统)LI的外部形状为圆形，并且该透镜的光轴Al在向前/向后的方向上延伸，将该透镜装配入前透镜保持孔14内并且固定在该前透镜保持孔内。保持件12设置在棱镜容纳空间13内，其中第一棱镜(入射侧棱镜)LPl适配接合(fit-engaged)在棱镜容纳空间13内并且固定到该空间。第一棱镜LPl具有与向前/向后的方向正交的(即，与光轴Al正交的)平坦的第一入射表面LPl-a、相对于第一入射表面LPl-a倾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。如图3中所示，第一入射表面LPl-a在向前/向后的方向上面向透镜元件LI的出射表面。在图3中的平面图(底部平面图) 中，第一入射表面LPl-a和第一出射表面LPl-c之间的交叉角Θ I为90° -α° (5≥α>0)，并且第一反射表面LPl-b和第一出射表面LPl-c之间的交叉角Θ2为 45。 + α 。 /2。第一透镜组单元11具有由树脂制成的透镜元件L2,该透镜元件装配入保持件12的右透镜保持孔15内并且固定至该右透镜保持孔(见图3)。透镜元件L2的光轴与光轴Α2对准(一致)，光轴Α2由光轴Al限定并在第一反射表面LPl-b处偏转90° +α°的角度。相对于在向左/向右的方向上延伸的直线(即，相对于透镜元件LI的光轴构成90°的角度的直线)，透镜元件L2的光轴(因此为光轴Α2)倾斜预定的倾角，以便在从左到右的方向上逐渐向后进行。这个预定的倾角为α ° (图3中所示)。如上所述，透镜元件L1、第一棱镜LPl以及透镜元件L2为第一透镜组LGl的元件。保持件12和第一透镜组LGl为第一透镜组单元11的元件。主体组件17具有由合成树脂制成的壳体18。壳体18的左前端具有安装凹槽19。此外，在位于安装凹槽19的右侧上的部分内，壳体18的前侧具有容纳凹槽(内部空间)20，该容纳凹槽的横截面形状基本为矩形。在安装凹槽19和容纳凹槽20之间，壳体18具有分隔壁21。在分隔壁21的中心处，壳体18具有连通孔(通孔)22 (见图3)，安装凹槽19和容纳凹槽20通过该连通孔彼此连通地连接。壳体18在其基底表面的右端处的容纳凹槽20内具有定位部分24，该定位部分具有基本矩形的形状，从正面看，所述定位部分从容纳凹槽20的基底(即，从容纳凹槽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个间隔件25。这三个间隔件25的前端面形成为平坦的定位表面，这些表面位于与向前/向后的方向(即，壳体18的厚度方向)正交的共同平面内。此外，壳体18在定位部分24内具有棱镜安装凹槽26，该凹槽在前侧和左侧打开。壳体18在容纳凹槽20的内部周界表面的前边缘周围具有板块支撑表面(block supporting surface)27,该板块支撑表面位于壳体18的最前端的后面并且位于与向前/向后的方向正交的平面内。壳体18在其上的两个不同位置处在板块支撑表面27上进一步分别具有两个锁定凸出部28，所述锁定凸出部分从板块支撑表面27向前伸出。此外，壳体18的右侧上具有两个接合凸出部29，并且在壳体18的上侧和下侧(上凸出部和下凸出部)中的每一个上，该壳体分别具有一个接合凸出部29 (图1或图2中未显示下凸出部29)。在棱镜安装凹槽26内，主体组件17具有第二棱镜(出射侧棱镜)LP2，该第二棱镜配合接合至棱镜安装凹槽26内并且固定到该凹槽。第二棱镜LP2具有平坦的第二入射表面LP2-a、相对于第二入射表面LP2-a倾斜的平坦的第二反射表面LP2_b、以及与向前/向后的方向正交的(与光轴Al正交的)平坦的第二出射表面LP2-C。如图3中所示，第二棱镜LP2的第二入射表面LP2-a的下端与壳体18的底壁18a接触，该底壁的厚度小于直接位于第一棱镜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。在平面图(底部平面图)内，第二入射表面LP2_a和第二出射表面LP2-C之间的交叉角Θ4为90° +α°，并且第二入射表面LP2_a和第二反射表面LP2_b之间的交叉角Θ5为45° -α° /2，如图3中所不。此外,相对于向前/向后的方向，第二棱镜LP2的第二出射表面LP2-C相对于第一棱镜LPl的第一入射表面LPl-a向后放置。主体组件17具有在向左/向右的方向上线性延伸的第一杆31和第二杆32。第一杆31和第二杆32各自的两端均固定到壳体18和分隔壁21的右侧壁的内部表面，以便第一杆31和第二杆32在向上/向下的方向上对准。如图3中所示，第一杆31和第二杆32(在图3中，第一杆31隐藏在第二杆32的后面，因此看不到第一杆)的轴线均相对于在向左/向右的方向上延伸的直线以倾角α°倾斜，以便在从左到右的方向上逐渐向后行进。主体组件17在第一杆31和第二杆32上具有第二透镜组框架33和位于第二透镜组框架33的右手侧上的第三透镜组框架34。第二透镜组框架33和第三透镜组框架34的上部分由第一杆31可滑动地支撑，同时第二透镜组框架33和第三透镜组框架34的下部分由第二杆32可滑动地支撑。将透镜元件(第二透镜组LG2) L3和透镜元件(第三透镜组LG3) L4分别固定地装配至第二透镜组框架33和第三透镜组框架34的支撑孔内。主体组件17具有第一电机Ml，该第一电机在容纳凹槽20的上部分内固定到壳体18，并且所述主体组件进一步具有第二电机M2，该第二电机在容纳凹槽20的下部分内固定至壳体18中。第一电机Ml和第二电机M2为彼此规格相同的步进电机。第一电机Ml具有向左线性延伸的旋转驱动轴(导螺杆)(未显示)，该旋转驱动轴与一从动螺母(未显示)的内螺纹孔螺纹啮合，该从动螺母与第二透镜组框架33形成为一体，并且第二电机M2的旋转驱动轴M2a与一从动螺母(未显示)的内螺纹孔螺纹啮合，该从动螺母与第三透镜组框架34形成为一体。因此，第一电机Ml的正向和反向旋转引起旋转驱动轴正向和反向旋转，从而引起第二透镜组框架33 (第二透镜组LG2)沿着第一杆31和第二杆32、在向左/向右的方向上、在长焦极限位置(telephoto extremity position)(图3中所不)和广角极限位置(wide-angleextremity position)(未显示)之间线性移动，并且第二电机M2的正向和反向旋转引起旋转驱动轴M2a进行正向和反向旋转，从而引起第三透镜组框架34 (第三透镜组LG3)沿着第一杆31和第二杆32、在向左/向右的方向上、在长焦极限位置(图3中所示)和广角极限位置(未显示)之间线性移动。上述的壳体18、第一杆31、第二杆32、第二透镜组LG2、第三透镜组LG3、第二棱镜LP2、第一电机Ml以及第二电机M2为主体组件17的元件。[0038]第一透镜组单元11和主体组件17通过一对定位螺钉(set screw)B彼此固定,其中保持件12 (透镜元件L2固定至该保持件)的右部分装入安装凹槽19内，并且一对(上和下)间隔件S保持在保持件12的上部分和下部分与壳体18的上左端表面与下左端表面(其为壳体18的在安装凹槽19的竖直相对侧上形成的一对凸出部的左端表面)之间。在第一透镜组单元11和主体组件17彼此固定后，保持件12(右透镜保持孔15形成在该保持件内)的右端装配至壳体18的隔断壁21的连通孔22内，并且透镜元件L2的光轴与第二透镜组LG2和第三透镜组LG3的光轴一致(透镜元件L2、第二透镜组LG2以及第三透镜组LG3的光轴相对于在向左/向右的方向上延伸的直线以角度a °倾斜)。此外，保持件12的后表面和壳体18的后表面位于一共同平面内，如图3中所示。上述的第一透镜组LG1、第二透镜组LG2、第三透镜组LG3以及第二棱镜LP2为摄影光学系统(转弯光学系统)的元件。通过沿着第一杆31和第二杆32移动第二透镜组LG2(透镜元件L3)和第三透镜组LG3 (透镜元件L4)，该摄影光学系统进行变焦操作，并且通过沿着第一杆31和第二杆32移动第三透镜组LG3，该摄影光学系统进行聚焦操作。板块组件36具有电路板37。该电路板37的正面形状与壳体18的容纳凹槽20基本相同，并且通过与向前/向后的方向正交的平板来构造该电路板。在电路板37的后表面上具有印刷电路(未显示)，并且两个圆形孔38分别通过电路板37的两个沿对角线相对的转角而形成。板块组件36具有图像传感器(图像拾取装置)39，该图像传感器固定在电路板37的后表面的右端处。图像传感器39的多个终端(未显示)固定连接到上述印刷电路。在图像传感器39的背面上具有与向前/向后的方向正交的成像表面(未显示)。此外，图像传感器39在入射表面(图中的后表面)上具有玻璃盖40，该玻璃盖由平坦玻璃板制成并且固定安装，从而覆盖图像传感器39的整个成像表面。图像传感器39的后表面(后端)由密封件41覆盖，该密封件由弹性材料制成，该密封件具有外露孔(通孔)42，成像传感器39的整个成像表面通过该外露孔向后露出。在外露孔42周围，密封件41进一步具有三个通孔，三个间隔件25分别穿过这三个通孔向前凸出。上述的电路板37、图像传感器39以及密封件41为板块组件36的部件。盖45为模压成型的金属片产品，并且具有基底46、三个压力叶片48以及多个弹性接合的凸耳，这些凸耳从基底46的外边缘向后延伸，并且接合孔47穿过其中四个弹性接合的凸耳形成。为了将板块组件36和盖45安装到主体组件17，首先，容纳凹槽20的前开口由电路板37封闭，从而电路板37的后表面的外边缘与板块支撑表面27进行表面接触，同时电路板37的两个圆形孔38与壳体18的两个锁定凸出部28接合(从而，电路板37的前表面和壳体18的前表面基本位于共同的平面内)。因此，壳体18的三个间隔件25向前穿过密封件41的上述三个通孔，以便与玻璃盖40的平坦后表面(在直接位于图像传感器39的成像表面后面的玻璃盖40的后表面部分的外周界处)进行表面接触，从而在玻璃盖40和第二棱镜LP2 (第二出射表面LP2-C)之间、在向前/向后的方向上形成间隙。此外，图像传感器39的成像表面在向前/向后的方向上通过外露孔42面向第二棱镜LP2的第二出射表面LP2-C。此外，密封件41的后表面与定位部分24的正面相接触。随后，通过将盖45的四个弹性接合凸耳的接合孔47分别与对应的接合凸出部29接合，盖45的基底46从前面完全覆盖壳体18的正面，从而将盖45固定到壳体18。在以上述方式组装成像单元10时，由于从这三个压力叶片48的背面向后凸出的压力凸出部与电路板37的前表面的右手侧部分接触，所以电路板37和成像传感器39被向后按压，从而按压力(偏压力)在向后的方向上从这三个压力叶片48 (经由上述压力凸出部)作用在电路板37的前侧上，所述三个压力叶片在向前的方向上略微弹性变形。因此，电路板37和图像传感器39从其前侧和后侧在壳体18的三个间隔件25和盖45的三个压力叶片48 (上述压力凸出部)之间保持整体结合，并且因此，电路板37和图像传感器39在向前/向后的方向上通过三个间隔件25和三个压力叶片48 (上述压力凸出部)来相对于壳体18和第二棱镜LP2精确地定位。如果成像单元10指向位于成像单元10前面的摄像物体(要拍摄的物体)，那么该摄像物体反射的光(从该摄像物体中发射的光线)向后行进，以便在透镜元件LI上入射，在沿着光轴Al穿过透镜兀件LI之后,垂直于第一棱镜通过第一入射表面LPl-a进入第一棱镜LPl，并且由第一棱镜LPl的第一反射表面LPl-b以角度90° + a °反射(偏转)，以使在第一棱镜LPl上入射的光改变其行进方向，以朝着第一出射表面LPl-c行进(见图3的0 3)。随后，在穿过透镜L2到L4之后，从垂直于第一出射表面LPl-c从该第一出射表面射出的反射光垂直于第二入射表面LP2-a并通过该第二入射表面进入第二棱镜LP2。S卩，从第一出射表面LPl-c朝着第二入射表面LP2-a延伸的光轴A2 (该光轴由光轴Al限定，在第一反射表面LPl-b处偏转90° + a °的角度)与透镜元件L2到L4的光轴对准(一致)，并且相对于在向左/向右的方向上延伸的直线倾斜了 a°的倾角，以便在朝着第二入射表面LP2_a的方向上逐渐接近底壁18a。在第二入射表面LP2_a上入射的这种光(从第一出射表面LPl-c开始行进)被第二棱镜LP2的第二反射表面LP2_b以角度90° - a °反射(偏转)，从而在第二棱镜LP2上入射的光改变其行进方向，以便朝着第二出射表面LP2-C向前行进(见图3的中的06)。随后，由第二反射表面LP2-b反射的这种光垂直于第二出射表面LP2-C从该第二出射表面向前射出，穿过外露孔42和玻璃盖40，并且被图像传感器39的上述成像表面捕获(接收)。由于成像单元10配备有成像光学系统(转弯光学系统)，该成像光学系统包括透镜元件L1、第一棱镜LPl以及第二棱镜LP2，所以成像单元10的上述实施方式在使光线转弯而成为大致字母U的形状之后，可将物体发射光线引导至图像传感器39中。此外，由于图像传感器39、电路板37、密封件41以及盖45直接设置在第二棱镜LP2的前面，且第一棱镜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镜LP2的第二出射表面LP2-C的前面，所以透镜元件LI和盖45的前表面可位于基本共同的平面内，甚至是在相对于形成为比以前更薄的透镜元件LI的厚度图像传感器39不能充分地缩减的情况下。这就能够缩减整个成像单元10，而无需在成像单元10的前表面上形成大的凸出部和大的凹陷部。此外，由于通过第一反射表面LPl-b的物体发射光的偏转角大于90° ,而通过第二反射表面LP2_b的物体发射光的反射角小于90°，所以即使第一棱镜LPl (物体侧上第一出射表面LPl-a的一端)比第二棱镜LP2 (物体侧上第二入射表面LP2-a的一端)更靠近物体侧(图4中的上侧)，从第一棱镜LPl的第一出射表面LPl-a射出的所有有效的光线都可在第二棱镜LP2的第二入射表面LP2-a上入射，如图4中所示(上述有效的光线在图4中由参考标号X表示；实际上，这些光线通过穿过透镜元件L2、L3以及L4根据向左/向右的方向上的位置而发生直径变化，但是这些光线的直径在图4中(以及在比较实例内的图5中)中的任何一点处都恒定。另一方面，如果第一棱镜(其第一出射表面在物体侧的一端匕第二棱镜(其第二入射表面在物体侧的一端)更靠近物体侧，并且第一棱镜的第一入射表面和第一出射表面之间的交叉角设定为90°，第二棱镜的第二入射表面和第二出射表面之间的交叉角设定为90° (将第一出射表面和第二入射表面设为与光轴Al平行)，如图5中所示，该图显示了一个比较实例(即，将第一反射表面和第二反射表面中的每一个的偏转角设定为90° )，那么从第一出射表面射出的有效光线(见图5中的“X”)的一部分被图像传感器39的端面拦截，从而不在第二棱镜的第二入射表面上入射。此外，由于第二棱镜LP2的后端与壳体18的底壁18a接触，且壳体18的底壁18a的厚度形成为比保持件12的底壁12a的厚度小，所以可进一步缩减整个成像单元10。虽然已经根据上述实施方式描述了本实用新型，但是能够对上述实施方式进行各种修改。[0052]如，虽然在上述实施方式中，将第一反射表面LPl-b处的偏转角Θ3设定为90° + α°并且将第二反射表面LP2_b处的偏转角Θ 6设定为90° -α°，但是能够将偏转角Θ 3设定为90° +a° (g卩，Θ 3=90° +α° )以及将偏转角Θ 6设定为90° -β°(ΒΡ, Θ6=90。-β。)，其中，I β I关I α I并且5≥β>0。然而，同样在这种情况下，应确定α和β的大小，以便从第一棱镜LPl的第一出射表面LPl-c射出的有效光线在第二棱镜LP2的第二入射表面LP2-a上完全入射。此外，摄像光学系统仅仅需要具有透镜元件L1、第一棱镜LPl以及第二棱镜LP2 ；即，设置在第一棱镜LPl和第二棱镜LP2之间的其他光学元件并非用于实现本实用新型的必不可少的元件。因此，可省略第二透镜组LG2和第三透镜组LG3，并且可将设置在第一棱镜LPl和第二棱镜LP2之间的光学元件的数量设置为I或2以上。此外，必要时，可将遮光罩框架安装在第一棱镜LPl和第二棱镜LP2之间。本文中所描述的本实用新型的特定实施方式可进行各种变化，这种修改在要求保护的本实用新型的精神和范围内。这表示本文中所包含的所有内容是说明性的并且不限制本实用新型的范围。
权利要求1.一种成像单元，其特征在于，包括: 入射侧光学系统，从摄像物体反射的光线在所述入射侧光学系统上入射； 入射侧棱镜，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与所述入射侧光学系统的光轴正交并且穿过所述入射侧光学系统的所述光线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该第一反射表面上入射的所述光线，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线从所述第一出射表面射出； 出射侧棱镜，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从所述第一出射表面射出的所述光线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着所述摄像物体的方向上反射在所述第二反射表面上入射的所述光线，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线从所述第二出射表面射出；以及 图像传感器，所述图像传感器面向所述第二出射表面并且接收从所述第二出射表面射出的所述光线， 其中，所述第一入射表面比所述第二出射表面更靠近所述摄像物体， 其中，沿着并平行于所述入射侧光学系统的所述光轴行进的平行光线在所述第一反射表面处的偏转角大于90° ,并且 其中，被所述第一反射表面反射的所述平行光线在所述第二反射表面处的偏转角小于90。。
2.根据权利要求1所述的成像单元，其特征在于，所述平行光线在所述第一反射表面处的所述偏转角为90° + 的角度，并且 其中，所述平行光线由 所述第二反射表面引起的所述偏转角为90° -α°的角度。
3.根据权利要求2所述的成像单元，其特征在于，所述第一反射表面与所述第一出射表面之间的交叉角为45° + α。/2的角度，并且 其中，所述第二入射表面与所述第二反射表面之间的交叉角为45° -α° /2的角度。
4.根据权利要求1所述的成像单元，其特征在于，进一步包括具有内部空间的壳体，所述入射侧光学系统、所述入射侧棱镜、所述出射侧棱镜以及所述图像传感器容纳在所述内部空间内， 其中，所述入射侧棱镜和所述出射侧棱镜与所述壳体的在所述内部空间内的底壁相对， 其中，所述入射侧光学系统位于所述入射侧棱镜的远离所述底壁的相对侧上， 其中，所述图像传感器位于所述出射侧棱镜的远离所述底壁的相对侧上，以及 其中，从所述第一出射表面射出以便朝着所述第二入射表面行进的所述平行光线相对于所述第一入射表面倾斜，以便在朝着所述第二入射表面的方向上逐渐接近所述底壁。
5.根据权利要求1所述的成像单元，其特征在于，所述入射侧光学系统包括透镜元件。
6.根据权利要求1所述的成像单元，其特征在于，进一步包括在所述入射侧棱镜与所述出射侧棱镜之间的至少一个光学元件。
7.根据权利要求1所述的成像单元，其特征在于，所述入射侧棱镜的所述第一出射表面和所述出射侧棱镜的所述第二入射表面位于彼此相互平行的平面上。
8.根据权利要求1所述的成像单元，其特征在于，所述出射侧棱镜的所述第二反射表面布置为将在所述第二反射表面上入射的所述光线在与所述光轴平行的方向上朝着所述摄像物体反射，以及 其中，所述出射侧棱镜 的所述第二出射表面位于与所述光轴正交的平面内。
专利摘要本实用新型涉及并提供了一种成像单元，包括入射侧光学系统；入射侧棱镜，包括第一反射表面、第一出射表面以及与入射侧光学系统的光轴正交的第一入射表面；出射侧棱镜，包括第二入射表面、第二反射表面以及第二出射表面，第二出射表面与光轴正交并且被第二反射表面反射的光线从第二出射表面射出；以及图像传感器，其接收从第二出射表面射出的光线。第一入射表面比第二出射表面更靠近摄像物体。平行光线在第一反射表面处在光轴上的偏转角大于90°，并且平行光线在第二反射表面处的偏转角小于90°。本实用新型的成像单元可整体缩减而无需在该成像单元的物体侧表面上形成大的凹陷部和大的凸出部。
文档编号G02B17/08GK202995223SQ201220586700
公开日2013年6月12日 申请日期2012年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者野村博 申请人:Hoya株式会社