成像装置的制造方法_2

文档序号:9786508阅读:来源:国知局
持部的后方水平视图;
[0046]图23是从成像单元的底部观察的传感器支持部的视图;
[0047]图24是壳体、传感器支持部、第一透镜框和成像单元的其他元件的后方立体视图,其示出了将传感器支持部安装到壳体的过程;
[0048]图25是壳体、传感器支持部、第一透镜框和成像单元的其他元件的后方立体视图,其示出了将传感器支持部安装到壳体的过程;
[0049]图26是壳体、传感器支持部、第一透镜框和成像单元的其他元件的后方立体视图,其示出了将传感器支持部安装到壳体的过程;
[0050]图27是图24、图25和图26所示的成像单元的元件的底部视图,其显示了从成像单元的底部观察的、第一透镜框和传感器支持部已经安装到壳体的状态。
[0051]图28是图24、图25和图26所示的成像单元的元件的侧面水平视图,其显示了从成像单元的左侧观察的、第一透镜框和传感器支持部已经安装到壳体的状态。
[0052]图29是图24、图25和图26所示的成像单元的元件的后方水平视图,其显示了从成像单元的后方观察的、第一透镜框和传感器支持部已经安装到壳体的状态。
[0053]图30是沿着图29中所示的线XXX-XXX得到的横截面图;
[0054]图31是类似于图30的视图,其示出了沿着与图30相同的平面得到的、在形成于壳体的支撑座与形成于传感器支持部的安装部之间安装了垫片的情况;以及
[0055]图32是设置于成像单元的成像光学系统的截面图,其沿着成像单元的第一光轴、第二光轴和第三光轴所处的平面得到。
【具体实施方式】
[0056]下面将参考图1至图32描述根据本发明的成像单元(成像装置)10的实施方案。在下面的描述中,参考附图中所示的双头箭头的方向确定向前和向后方向,向左和向右方向以及向上和向下方向。物体侧对应于前侧。如图1和图2中的成像单元10的外观所示,成像单元10具有横向伸长的形状,其在向前和向后方向上较窄并且在向左和向右方向上伸长。
[0057]成像单元10设置有图32中所示的成像光学系统。如图32所示,该成像光学系统设置有第一透镜组(前透镜组)G1、第二透镜组(后透镜组)G2、第三透镜组(后透镜组)G3以及第四透镜组(后透镜组)G4。第一透镜组Gl设置有第一棱镜(反射器元件)L11,成像单元10进一步在第四透镜组G4的右手侧(图像平面侧)设置有第二棱镜(第二反射器元件)L12。成像单元10的成像光学系统被配置为弯折光学系统,其在第一棱镜Lll和第二棱镜L12中的每一个处基本上以直角反射(弯折)光束。如图3和图32所示,第一透镜组Gl配置有第一透镜元件(前透镜组的至少一个前透镜元件)L1、第一棱镜Lll和第二透镜元件L2。第一透镜元件LI位于第一棱镜Lll的入射表面Lll-a的前面(在第一棱镜Lll的入射表面Lll-a的物体侧上),而第二透镜元件L2位于第一棱镜Lll的出射表面Lll_b的右手侧(图像平面侧)。第一透镜元件LI是单一透镜元件,其设置为使得其入射表面Ll-a面对物体侧,并且使得其出射表面Ll-b面对第一棱镜Lll的入射表面Lll-a。第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4中的每一个是不包括反射器元件(诸如棱镜)的透镜组。
[0058]如图32所示,从摄影物体发散出并沿着第一光轴01 (其从成像单元10的前面在向后方向上延伸)入射在第一透镜元件LI的光束通过入射表面Lll-a进入第一棱镜LI I并且借由第一棱镜Lll的反射表面Lll-C而在沿第二光轴02 (从左至右延伸)的方向被反射以从第一棱镜Lll的出射表面Lll-b出射。随后,从出射表面Lll-b出射的光束穿过第一透镜组Gl的第二透镜元件L2以及第二至第四透镜组G2、G3和G4(第二至第四透镜组G2、G3和G4处于第二光轴02上),并且通过第二棱镜L12的入射表面L12_a入射到第二棱镜L12。随后,穿过入射表面L12-a的光束借由第二棱镜L12的反射表面L12_c而在沿着第三光轴03 (向前延伸)的方向上被反射,并且入射到图像传感器(图像获取设备)14的成像表面,以在其上形成物体图像。第一光轴Ol和第三光轴03基本上彼此平行,并且与第二光轴02 —起位于共同的平面上。成像单元10具有在沿着第二光轴02的方向上伸长的形状,第一透镜组Gl在成像单元10的长度方向上位于成像单元10的端部(左端)附近。
[0059]第一光轴01、第二光轴02和第三光轴03所处的假想平面表示为参考平面(第一参考平面)Pl (见图9至图11、图15至图17、图20至图22以及图28和图29)。垂直于第一参考平面Pl的假想平面(第一光轴01位于其上)表示为参考平面(第二参考平面)P2(见图2、图9、图11至图13、图15、图17、图18、图20、图22、图23、图29和图30)。
[0060]第一透镜元件LI是平凹透镜元件。更具体地,第一透镜元件LI的入射表面Ll-a (其面对物体侧)被形成为平坦表面,第一透镜元件LI的出射表面Ll-b (其面对第一棱镜Lll)被形成为凹表面。另外,从成像单元10的前面观察,在沿着第二参考平面P2的方向上,第一透镜元件LI具有半月形状,其形成(限定)为,位于第二光轴02向其延伸的一侧的第一透镜元件LI的外边缘(圆形的边缘,其圆心在第一光轴01上)部分被切掉。第一棱镜Lll的入射表面Lll-a和出射表面Lll-b基本上彼此垂直,第一棱镜Lll的反射表面Lll-C位于相对于入射表面Lll-a和出射表面Lll_b基本上为45度的角度处。类似于第一棱镜LI I,第二棱镜L12的入射表面L12-a和出射表面L12_b基本上彼此垂直,第二棱镜L12的反射表面L12-C位于相对于入射表面L12-a和出射表面L12_b基本上为45度的角度处。
[0061]成像单元10设置有壳体(固定构件)20和后支撑板21。如图4至图6以及图24至图29所示,壳体20设置有盒形部22、第一支撑部23以及第二支撑部24。盒形部22朝向成像单元10的后方开口,第一支撑部23位于盒形部22的左侧,第二支撑部24位于盒形部22的右侧。尽管附图未显示,但是分别支持第二透镜组G2和第三透镜组G3的一个透镜框和另一透镜框位于盒形部22内并且受盒形部22支撑。如图4和图6所示,第一支撑部23和第二支撑部24设置有分别支持第一棱镜Lll和第二棱镜L12的棱镜支持框23a和棱镜支持框24a。第一透镜组Gl的第二透镜元件L2受到第一支撑部23的固定的支撑,第四透镜组G4受到第二支撑部24的固定的支撑。第二支撑部24在其前方设置有矩形开口 24b,并且对图像传感器14进行支撑的图像传感器板15(见图32)被固定到第二支撑部24,以位于矩形开口 24b内。如图4和图5所示,壳体20的后方通过后支撑板21而闭合。后支撑板21在紧挨着第一支撑部23后方的位置处设置有安装开口 21a(参见图5)。
[0062]上述支持第二透镜组G2的透镜框(未显示)和上述支持第三透镜组G3的透镜框(未显示)在壳体20的盒形部22内被支撑为沿着第二光轴02线性可移动,并且这两个透镜框分别通过两个透镜驱动电机M (部分显示在图1、图4和图5中)的驱动力而沿着第二光轴02被驱动,两个透镜驱动电机M受到第二支撑部24的支撑。成像单元10的成像光学系统是变焦透镜系统(可变焦距透镜系统),并且通过沿第二光轴02移动第二透镜组G2和第三透镜组G3而执行变焦操作(倍率变化操作)。此外,通过沿第二光轴02移动第三透镜组G3来执行调焦(focusing)操作。
[0063]成像单元10设置有防抖(图像抖动修正/图像稳定化/抖动减少)系统,其减少由振动(诸如手的抖动)导致的图像平面上的图像抖动。该防抖系统使得第一透镜组Gl的第一透镜元件LI沿着假想的球面绕球向摆动中心Al (见图3和图13)球向摆动,该球向摆动中心Al位于从第一光轴01延伸的直线(即,第一光轴01的延长线)上。下文中,将该第一透镜元件LI沿着假想的球面绕球向摆动中心Al的摆动操作称为球向摆动操作。成像装置的本实施方案的附图中的第一光轴Ol表示的是,在不执行图像抖动修正操作时,在第一透镜元件LI位于第一透镜元件LI的初始光学设计位置(即,其在防抖系统的球向摆动操作中第一透镜元件LI的驱动范围的中心)的状态下的第一透镜元件LI的光轴的位置。下文中,该状态(参考状态)下的第一透镜元件LI的位置称为图像稳定化初始位置。
[0064]成像单元10在其左端附近设置有第一透镜框(可移动构件)30和传感器支持部(支撑构件)31。第一透镜元件LI由第一透镜框30固定地支撑,第一透镜框30借由传感器支持部31支撑为可以执行相对于传感器支持部31的球向摆动操作。传感器支持部31受到壳体20的第一支撑部23的固定的支撑。覆盖构件32 (其形状为围绕第一透镜框30)安装在壳体20的第一支撑部23上。
[0065]成像单元10设置有电磁致动器,该电磁致动器包括两个用于驱动第一透镜框
30(第一透镜元件LI)的音圈电机(VCM)。特别地,成像单元10设置有成对的永磁体81和82 (见图7至图10、图14至图16以及图28)以及成对的线圈83和84 (图6和图15),永磁体81和线圈83构成两个音圈电机中的一个,永磁体82和线圈84构成两个音圈电机中的另一个。成对的永磁体81和82受到第一透镜框30的支撑,成对的线圈83和84受到覆盖构件32的支撑。成像单元10进一步设置有由传感器支持部31支撑的成对的霍尔传感器(检测器/磁传感器)85和86 (见图6、图8、图10、图19至图21和图23)。使用成对的霍尔传感器85和86检测由电磁致动器驱动的第一透镜框30 (第一透镜元件LI)的位置。
[0066]永磁体81和82中的每一个具有扁平的长方体形状。永磁体81和82在形状和尺寸上基本相同。永磁体81和82分别具有磁极边界线Ql和磁极边界线Q2,如图9和图10所示,而且永磁体81和82中的每一个的北极和南极位于相关联的磁极边界线Ql或Q2的相对的侧。尽管在附图中磁极边界线Ql和Q2中的每一个被显示为直线,但是每个磁极边界线Ql和Q2的南极和北极之间的实际的边界是在永磁体的厚度方向上连续形成的假想的面。
[0067]如图15所示,线圈83是伸长的空芯线圈,其包括彼此基本平行的成对的线性部83a以及成对的曲线(U形)部83b (其在各自端部处连接成对的线性部83a)。类似地,线圈84是伸长的空芯线圈,其包括彼此基本平行的成对的线性部84a以及成对的曲线(U形)部84b (其在各自端部处连接成对的线性部84a)。线圈83和84的每一个形状为薄而平的线圈,使得在穿过空芯部的方向上的厚度小于横断成对的线性部的方向上的宽度。磁极边界线Ql和线性部83a的伸长方向彼此基本平行,磁极边界线Q2和线性部84a的伸长方向彼此基本平行。线圈83和84在形状和尺寸上彼此基本相同。线圈83和84分别受到两个线圈支撑构件87和88 (见图6)的支撑,线圈支撑构件87和88固定地安装到覆盖构件32。
[0068]如图14至图18所示,第一透镜框30设置有框架形状的透镜支持部40、支撑部41以及成对的磁体支持部42和43。第一透镜元件LI固定装配在透镜支持部40中。支撑部41和磁体支持部42和43中的每一个在相对于第二参考平面P2更靠左的位置处连接至透镜支持部40的外围。支撑部41从透镜支持部40的外围的磁体支持部42与43之间的部分向后延伸,并且在支撑部41的后端附近设置有悬臂形枢转臂41a,其在向右的方向上延伸,接近第二参考平面P2(第一光轴01)(见图3、图5、图13、图17和图18)。枢转臂41a在其端部(右端)设置有枢转凸起部(受支撑部分)44,其向后凸起。枢转凸起部44具有在其向后方向上直径减小(即,在向后的方向上锥化)的圆锥形状,并且圆锥形枢转凸起部44的尖端平滑形成为半球(球形凸表面)。如图3、图13和图18所示,枢转臂41a在其(枢转臂41a的与枢转凸起部44相对的侧(前侧)的)端部进一步设置有曲线表面41b。曲线表面41b形成为球形表面,该球形表面为面向前方的凸表面,而包括该球形表面的假想的球的表面的中心与球向摆动中心Al —致。
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