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本发明公开了一种成像装置，其包括前方透镜组，所述前方透镜组以从物体侧的顺序包括前方透镜元件和反射器。反射器包括将从前方透镜元件中射出的光线反射向不同方向的反射面；后方透镜组比前方透镜组更接近图像平面，成像装置通过驱动前方透镜元件而执行稳像操作，可移动框架固定前方透镜元件；支撑构件支撑反射器并且在参考状态下相对于前方透镜元件的光轴固定不动；以及支撑机构，其支撑可移动框架以相对于球形摆动中心球形摆动，球形摆动中心位于前方透镜元件的光轴的延伸部分上，所述前方透镜元件的光轴在反射器的反射面下侧的后方延伸。

权利要求书1.  一种成像装置，包括：前方透镜组，其组成了所述成像装置的成像光学系统的一部分，并且以从物体侧的顺序包括至少一个前方透镜元件和反射器，其中所述反射器包括将从所述前方透镜元件中射出的光线反射向不同方向的反射面，以及其中响应于施加至所述成像光学系统的振动，所述成像装置通过驱动所述前方透镜元件而执行稳像操作，从而在所述图像平面上减小图像抖动；至少一个后方透镜组，其组成了所述成像光学系统的另一部分，并且位于比所述前方透镜组更接近图像平面处；可移动框架，其固定所述前方透镜元件；支撑构件，其支撑至少一个所述反射器并且在参考状态下相对于所述前方透镜元件的光轴固定不动，在所述参考状态中，当不执行所述稳像操作时，所述成像装置不驱动所述前方透镜元件；以及支撑机构，其以允许所述可移动框架沿着假想球形表面相对于球形摆动中心球形摆动的方式支撑所述可移动框架，所述球形摆动中心位于所述前方透镜元件的所述光轴的延伸部分上，所述光轴在所述反射器的所述反射面下侧的后方延伸。2.  根据权利要求1所述的成像装置，其中最接近所述前方透镜元件的图像侧的表面包括凹状表面。3.  根据权利要求1所述的成像装置，其中最接近所述前方透镜元件的物体侧的表面的屈光度小于最接近所述前方透镜元件的图像侧的表面的屈光度。4.  根据权利要求1所述的成像装置，其中所述成像装置满足以下条件1)：1)-0.6<(SC-R2)/f1<0.4其中R2指的是最接近所述前方透镜元件的图像侧的表面的曲率半径，SC指的是沿着所述光轴从最接近所述前方透镜元件的图像侧的所述表面至所述球形摆动中心的距离，以及f1指的是所述前方透镜元件的焦距。5.  根据权利要求4所述的成像装置，其中所述成像装置满足以下条件2)：2)SF<-0.5，其中SF＝(R2+R1)/(R2-R1)，以及R1指的是最接近所述前方透镜元件的物体侧的表面的曲率半径。6.  根据权利要求1所述的成像装置，其中所述前方透镜元件包括单一透镜元件。7.  根据权利要求1所述的成像装置，进一步包括：图像传感器，其接收穿过所述成像光学系统的所述光线；以及壳体，其在所述参考状态下相对于所述前方透镜元件的所述光轴固定不动，其中，所述图像传感器固定地安装至所述壳体。8.  根据权利要求1所述的成像装置，进一步包括第二反射器，其设置在比所述后方透镜组更接近图像侧的位置上，所述第二反射器包括将穿过所述后方透镜组的光线反射向不同方向的反射面。9.  根据权利要求1所述的成像装置，其中所述反射器包括棱镜。10.  根据权利要求1所述的成像装置，其中所述支撑机构使突出部分与接触部分邻接，所述突出部分形成于所述可移动框架和所述支撑构件中的一个上，所述接触部分形成于所述可移动框架和所述支撑构件中的另一个上，并且其中所述支撑机构通过将所述突出部分相对于所述接触部分倾斜移动而使所述可移动框架相对于球形摆动中心球形摆动。11.  根据权利要求10所述的成像装置，其中所述接触部分包括与所述突出部分接合的凹口。12.  根据权利要求10所述的成像装置，其中所述接触部分包括与所述突出部分的端部接触的平坦表面。13.  根据权利要求1所述的成像装置，其中所述前方透镜元件的所述光轴的所述延伸部分延伸穿过所述支撑机构的一部分。14.  根据权利要求1所述的成像装置，其中所述支撑机构包括：成对凹口部分，每个所述成对凹口部分均具有半球内表面，所述半球内表面分别形成在所述可移动框架和所述支撑构件上，从而彼此面对；以及球形引导构件，其安装在所述成对凹口部分之间，其中，所述支撑机构通过所述成对凹口部分的所述半球内表面与所述球形引导构件滑动接触而使所述可移动框架相对于球形摆动中心球形摆动。15.  根据权利要求1所述的成像装置，其中所述支撑机构包括中间构件，所 述中间构件以允许所述可移动框架相对于第一轴摆动的方式支撑所述可移动框架，并且所述支撑机构受支撑为允许相对于所述支撑构件作相对于第二轴的摆动，所述第二轴与所述第一轴正交，并且其中所述支撑机构通过使所述可移动框架和所述中间构件分别相对于所述第一轴和所述第二轴摆动而使所述可移动框架相对于所述球形摆动中心球形摆动。16.  根据权利要求1所述的成像装置，其中所述支撑机构包括设置在所述支撑构件上的球形摆动支撑部分和受支撑部分，所述受支撑部分形成在所述可移动框架上并且与所述球形摆动支撑部分邻接，其中所述可移动框架包括形成为以所述球形摆动中心为中心的球形表面的受压表面，所述受压表面在关于沿着所述前方透镜元件的所述光轴的方向上位于所述反射器的所述反射面的所述下侧的后方，并且其中所述成像装置包括偏置器，其由所述支撑构件支撑并且设置有压紧部分，所述压紧部分与所述可移动框架的所述受压表面邻接，所述偏置器对所述可移动构件施加偏置力，从而导致所述受支撑部分经由所述压紧部分和所述受压表面而与所述球形摆动支撑部分邻接。17.  根据权利要求16所述的成像装置，其中所述可移动框架的所述受压表面包括凸状球面，所述凸状球面在沿着所述前方透镜元件的所述光轴的方向上面朝物体侧，其中所述偏置器通过在沿着所述前方透镜元件的所述光轴朝向物体侧方向的相反方向上压紧所述受压表面而偏置所述可移动框架。18.  根据权利要求16所述的成像装置，其中所述偏置器包括从所述前方透镜元件的所述光轴偏离的位置上安装至所述支撑构件上的装配件，在与由所述反射器的所述反射面反射后光线的行进方向相反的方向上。19.  根据权利要求16所述的成像装置，其中所述偏置器包括在偏离第二光轴的位置安装至所述支撑构件上的装配件，朝所述后方透镜组行进的光线在由所述反射器的所述反射面反射后沿着所述第二光轴在沿着所述前方透镜元件的所述光轴的方向上朝向物体侧。20.  根据权利要求16所述的成像装置，其中所述偏置器包括设置有装配件的弹簧片和弹性变形部分，所述装配件安装至所述支撑构件上，其中所述弹性变形部分从所述装配件突出，从而相对于所述装配件而弹性变形，所述压紧部分设置在所述弹性变形部分的自由端，并且其中所述压紧部分通过所述弹性变形部分的弹性变形而与所述可移动框架的所述受压表面邻接。21.  根据权利要求16所述的成像装置，其中所述可移动框架的所述受压表面形成在支撑部分的端部部分，所述支撑部分的端部部分形成至从固定所述前方透镜元件的透镜固定部分突出的悬臂中。22.  根据权利要求1所述的成像装置，其中所述可移动框架设置有支撑所述前方透镜元件的框架形透镜固定部分和支撑部分，所述支撑部分从所述透镜固定部分突出并且由所述支撑构件支撑以相对于所述球形摆动中心球形摆动，其中，所述支撑部分包括：成对第一突出部分，其设置在以所述前方透镜元件的所述光轴为中心的周向方向的不同位置上，从所述透镜固定部分朝向与沿着所述前方透镜元件的所述光轴朝向物体侧的方向相反的方向突出，并且所述成对第一突出部分分别沿所述反射器的相反侧而行进；连接部分，其连接所述成对第一突出部分的共同的端部部分；以及第二突出部分，其设置在所述连接部分上，从所述连接部分上在与所述成对第一突出部分的突出方向交叉的方向上突出，并且将所述第二突出部分插入所述反射器的所述反射面的所述下侧后方的位置，从而由所述支撑构件支撑所述第二突出部分，其中，所述成对第一突出部分设置在偏离所述前方透镜元件的所述光轴的位置上，在与光线由所述反射器的所述反射面反射后的光线行进方向相反的方向上。23.  根据权利要求22所述的成像装置，其中所述第二突出部分在与所述前方透镜元件的所述光轴正交的方向上突出。24.  根据权利要求22所述的成像装置，进一步包括致动器，其将驱动力施加至所述可移动框架，从而响应于施加至所述成像光学系统的振动而使所述可移动框架相对于所述球形摆动中心球形摆动，其中，所述可移动框架包括在关于以所述前方透镜元件的所述光轴为中心的圆周方向的不同位置上从所述透镜固定部分突出的成对致动器支撑部分，并且分别支撑所述致动器的致动器组件，并且其中，所述成对第一突出部分设置在圆周位置上，所述圆周位置比所述成对致动器支撑部分的圆周位置更远地分开。25.  根据权利要求22所述的成像装置，其中所述反射器包括棱镜，所述棱镜除了所述反射面还包括入射面、出射面和成对侧表面，所述入射面面朝所述前方透镜元件，所述出射面面朝所述后方透镜组，所述成对侧表面连接所述入射面、所述出射面和所述反射面，其中，所述成对第一突出部分分别位于所述棱镜的所述成对侧表面的任一侧上，并且其中，所述棱镜的一部分进入由所述成对第一突出部分和所述连接部分限定的开口中。

说明书成像装置
技术领域
本发明涉及一种成像装置，该成像装置设置有稳像(图像抖动修正/抖动减小)系统。
背景技术
近年来，广泛使用了主要设计用于进行静态/移动摄像的移动电子设备，例如数码照相机(静态视频照相机)、数码摄像机(运动视频照相机)和设计有可以进行摄像的辅助功能的其他移动电子设备(例如设置有照相机的移动电话和设置有照相机的智能设备(智能手机或平板电脑等))，并且需要使包含在此类移动电子设备中的成像单元微型化。为了使成像单元微型化，已知在本技术领域中构造了为弯曲成像系统的成像单元的光学系统，所述弯曲成像系统使用反射元件(例如棱镜或反射镜)的反射面反射(弯曲)光线。在成像单元中使用弯曲光学系统可以减小成像单元的厚度，特别是在来自待拍摄物体发出的入射光的行进方向上。
另外，还有趋势要求成像单元设置有所谓的稳像(图像抖动修正/抖动减小)系统，所述稳像系统设计用于减小由于例如手抖动而引起的图像平面上图像的抖动。以下四种不同类型的成像单元是本领域中公知的使用设置有稳像系统的弯曲光学系统的成像单元：第一种类型(公开于日本未审专利申请第2009-86319号和第2008-268700号)其中将图像传感器在正交于光轴的方向上移动以减小图像抖动，第二种类型(公开于日本未审专利申请第2010-128384号和日本专利第4789655号)其中将透镜(稳像透镜/稳像光学元件)设置在反射元件后方(在图像平面侧)，所述反射元件具有在正交于光轴的方向上移动的反射面，从而减小图像抖动，第三种类型(公开于日本未审专利申请第2007-228005号、第2010-204341号、第2006-330439号和日本专利第4717529号)其中改变反射元件(其反射面)的角度和靠近反射元件的透镜的角度，从而减小图像抖动，第四种类型(公开于日本未审专利申请第2006-166202号和第2006-259247号)其中将整个成像单元倾斜移动从而减小图像抖动。
本发明的申请提出了一种稳像系统，其只将前方透镜组的前方透镜元件沿着与前方透镜元件的光轴正交的平面移动，从而在包括弯曲光学系统的成像装置中减小图像抖动，其中前方透镜组包括反射元件和位于反射元件的物体侧的上述的前方透镜元件，前方透镜组位于成像装置(公开于日本未审专利申请第2013-238848号)的整个光学系统中的物体侧。
日本未审专利申请第H09-251127号中，在具有直线光轴而不具有弯曲光学系统透镜系统中，公开了第一透镜元件(其位于最接近于物体侧)或第二透镜元件(其随后位于第一透镜元件的后方)相对于位于光轴上的旋转中心旋转(摆动)，从而执行稳像操作。
考虑到除了静态图像摄影，移动图像摄影现在也普遍应用于成像装置中，所以需要进一步在成像装置中改善稳像能力。然而，光学元件移动以减小图像抖动(稳像光学元件)对光学性能(例如像差)产生了不利的影响，并且需要相应的光学元件移动量的空间。因此，当尝试改进稳像性能时，需要尽可能地考虑防止这些条件(即，进一步使稳像系统微型化和使由于稳像操作引起的光学性能的任何下降最小化)受损。
在第一种类型的稳像系统中，连接至图像传感器的基底(substrate)随着图像传感器而移动；因此需要对外周电组件(除了图像传感器)进行设计以配合该移动，从而使稳像系统倾向于结构复杂并且制造成本高。另外，尽管图像传感器的成像表面的外周需要有防尘结构，但是难以保证充足的空间，使图像传感器在保持在小成像单元内的防尘结构内的同时允许图像传感器执行稳像操作，所述小成像单元将包含在便携式电话或智能装置内。
在第二种类型的稳像系统中，在稳像操作期间稳像透镜的移动方向与成像单元的厚度方向(向前方向/向后方向(将朝向待拍摄的物体的方向设定为向前方向))相对应，由于对其内部空间进行了限制，所以导致难以将稳像系统包含在薄的成像单元内的问题。相反，如果使用该类型的稳像系统，则会限制成像单元厚度的减小。同样的问题也存在于在成像单元的厚度方向上移动图像传感器(不是透镜元件)类型的稳像系统中。
在第三种类型的稳像系统中，需要大空间以使反射元件和邻近反射元件的透镜相对彼此倾斜移动，这很容易增加成像单元的尺寸。在第四种类型的稳像系统中，其中整个成像单元倾斜移动，无法避免稳像系统尺寸的增加。
在公开于日本未审专利申请第2013-238848号的稳像系统中，通过使前方透镜组(其位于反射元件的前方)的前方透镜元件在与前方透镜元件的光轴正交的平面上移动，得到了使成像装置在沿着前方透镜元件的光轴的方向上微型化(变薄)的效果。然而近年来，期望同时在微型化和改进设置有稳像系统的成像装置的稳像性能上达到高水平。
在公开于日本未审专利出版物第H09-251127号的稳像系统中，第一透镜元件和第二透镜元件概念上的旋转中心设定在光轴(光学路径)上；然而，为了实现该光学构造，需要将用于第一透镜元件和第二透镜元件的旋转支撑件排列在偏离光学路径的位置上，从而不切断在光学路径中行进的光线，这会导致难以实现小而紧凑的稳像系统的设计。
发明内容
因此，本发明提供了一种设置有稳像系统的成像装置，所述稳像系统尺寸较小(特别是在向前/向后方向上较薄，设定朝向拍摄物体的方向对应于向前方向)并且有卓越的稳像性能。
根据本发明的一个方面，提供了一种成像装置，包括：前方透镜组、至少一个后方透镜组、可移动框架、支撑构件和支撑机构；所述前方透镜组组成了成像装置的成像光学系统的一部分，并且以从物体侧的顺序包括至少一个前方透镜元件和反射器，其中反射器包括将从前方透镜元件中射出的光线反射向不同方向的反射面，以及其中响应于施加至成像光学系统的振动，成像装置通过驱动前方透镜元件而执行稳像操作，从而在图像平面上减小图像抖动；所述至少一个后方透镜组组成了成像光学系统的另一部分，并且位于比前方透镜组更接近图像平面处；所述可移动框架固定前方透镜元件；所述支撑构件支撑至少一个反射器并且在参考状态下相对于前方透镜元件的光轴固定不动，在参考状态中，当不执行稳像操作时，成像装置不驱动前方透镜元件；所述支撑机构以允许可移动框架沿着假想球形表面相对于球形摆动中心球形摆动的方式支撑可移动框架，球形摆动中心位于前方透镜元件的光轴的延伸部分上，光轴在反射器的反射面下侧的后方延伸。
合意的是最接近前方透镜元件的图像侧的表面包括凹状表面。
另外，合意的是最接近前方透镜元件的物体侧的表面的屈光度小于最接近前方透镜元件的图像侧的表面的屈光度。
在下文中的每个条件中，如下限定每个标记的符号(+/-)：将从物体侧朝向图像侧的方向确定为正(+)。
合意的是满足作为光学条件的下述条件(1)：
(1)-0.6<(SC-R2)/f1<0.4
其中R2指的是最接近前方透镜元件的图像侧的表面的曲率半径，SC指的是沿着光轴从最接近前方透镜元件的图像侧的表面至球形摆动中心的距离，f1指的是前方透镜元件的焦距。通过满足条件(1)，可以在前方透镜元件的光轴方向上达到成像装置的微型化的同时，通过抑制像差波动而得到有效的稳像效果。
合意的是进一步满足作为光学条件的下述条件(2)：
(2)SF<-0.5，
其中SF＝(R2+R1)/(R2-R1)，
R1指的是最接近前方透镜元件的物体侧的表面的曲率半径。通过满足条件(2)，可以在可移动框架相对于球形摆动中心球形摆动时抑制像差波动。
本发明不指定前方透镜元件的结构；单一透镜元件、粘合透镜或多个透镜元件也可以用作前方透镜元件。前方透镜元件的配置为单一透镜元件的优点是微型化和减小移动部件的重量，所述移动部件在执行稳像操作时移动。另外，棱镜或反射镜也可用作反射器。
合意的是成像装置包括图像传感器和壳体；所述图像传感器接收穿过成像光学系统的光线；所述壳体在参考状态下相对于前方透镜元件的光轴固定不动；图像传感器固定地安装至壳体。
可以将第二反射器定位在比后方透镜组更接近图像侧的位置，第二反射器包括将穿过后方透镜组的光线反射向不同方向的反射面。
合意的是支撑机构使突出部分与接触部分邻接，突出部分形成于可移动框架和支撑构件中的一个上，接触部分形成于可移动框架和支撑构件中的另一个上，并且支撑机构通过将突出部分相对于接触部分倾斜移动而使可移动框架相对于球形摆动中心球形摆动。在此情况下，可取的是接触部分包括与突出部分接合的凹口。可选择地，合意的是接触部分包括与突出部分的端部接触的平坦表面。
合意的是前方透镜元件的光轴的延伸部分延伸通过支撑机构的一部分。
合意的是支撑机构包括成对凹口部分和球形引导构件；每个所述成对凹口部分均具有半球内表面，所述半球内表面分别形成在可移动框架和支撑构件上，从而彼此面对；所述球形引导构件安装在成对凹口部分之间。支撑机构通过成对凹口部分的半球内表面与球形引导构件滑动接触而使可移动框架相对于球形摆动中心球形摆动。
合意的是支撑机构包括中间构件，所述中间构件以允许可移动框架相对于第一轴球形摆动的方式支撑可移动框架，并且支撑机构受支撑为允许相对于支撑构件作相对于第二轴的摆动，第二轴与第一轴正交。支撑机构通过使所述可移动框架和中间构件分别相对于第一轴和第二轴摆动而使所述可移动框架相对于球形摆动中心球形摆动。
合意的是支撑机构包括设置在支撑构件上的球形摆动支撑部分和受支撑部分，并且所述受支撑部分形成在可移动框架上并且与所述球形摆动支撑部分邻接。可移动框架包括形成为以球形摆动中心为中心的球形表面的受压表面，受压表面在关于沿着前方透镜元件的光轴的方向上位于反射器的反射面下侧的后方。成像装置包括偏置器，其由支撑构件支撑并且设置有压紧部分，所述压紧部分与所述可移动框架的受压表面邻接，偏置器对可移动构件施加偏置力，从而导致受支撑部分经由压紧部分和受压表面而与所述球形摆动支撑部分邻接。
合意的是可移动框架的受压表面包括凸状球面，所述凸状球面在沿着前方透镜元件的光轴的方向上面朝物体侧。偏置器通过在沿着前方透镜元件的光轴朝向物体侧方向的相反方向上压紧受压表面而偏置可移动框架。
合意的是偏置器包括从前方透镜元件的光轴偏离的位置上安装至支撑构件上的装配件，在与由反射器的反射面反射后光线的行进方向相反的方向上。
合意的是偏置器包括在偏离第二光轴的位置安装至支撑构件上的装配件，朝后方透镜组行进的光线在由反射器的反射面反射后沿着第二光轴在沿着前方透镜元件的光轴的方向上朝向物体侧。
合意的是偏置器包括设置有装配件的弹簧片和弹性变形部分，装配件安装至支撑构件上。弹性变形部分从装配件突出，从而相对于装配件而弹性变形，压紧部分设置在弹性变形部分的自由端。压紧部分通过弹性变形部分的弹性变形而与可移动框架的所述受压表面邻接。
合意的是可移动框架的受压表面形成在支撑部分的端部部分，支撑部分的端部部分形成至从固定前方透镜元件的透镜固定部分突出的悬臂中。
合意的是可移动框架设置有支撑前方透镜元件的框架形透镜固定部分和支撑部分，支撑部分从透镜固定部分突出并且由支撑构件支撑以相对于球形摆动中心球形摆动。支撑部分包括成对第一突出部分、连接部分和第二突出部分，所述成对第一突出部分设置在以前方透镜元件的光轴为中心的周向方向的不同位置上，从透镜固定部分朝向与沿着前方透镜元件的光轴朝向物体侧的方向相反的方向突出，并且成对第一突出部分分别沿反射器的相反侧而行进；所述连接部分连接成对第一突出部分的共同的端部分；所述第二突出部分设置在连接部分上，从连接部分上在与所述成对第一突出部分的突出方向交叉的方向上突出，并且将第二突出部分插入反射器的反射面的下侧后方的位置，从而由支撑构件支撑第二突出部分。成对第一突出部分设置在偏离前方透镜元件的光轴的位置上，在与光线由反射器的反射面反射后的光线行进方向相反的方向上。
合意的是第二突出部分在与所述前方透镜元件的光轴正交的方向上突出。
合意的是成像装置包括致动器，其将驱动力施加至可移动框架，从而响应于施加至成像光学系统的振动而使可移动框架相对于球形摆动中心球形摆动。可移动框架包括在关于以前方透镜元件的光轴为中心的圆周方向的不同位置上从透镜固定部分突出的成对致动器支撑部分，并且分别支撑致动器的致动器组件。成对第一突出部分设置在圆周位置上，该圆周位置比成对致动器支撑部分的圆周位置更远地分开。
合意的是反射器包括棱镜，棱镜除了反射面还包括入射面、出射面和成对侧表面，入射面面朝前方透镜元件，出射面面朝后方透镜组，成对侧表面连接入射面、出射面和反射面。成对第一突出部分分别位于棱镜的成对侧表面的两侧上。棱镜的一部分进入由成对第一突出部分和连接部分限定的开口中。
根据本发明，获得了设置有稳像系统的成像装置，这是由于在结构中前方透镜元件作相对于球形摆动中心的球形摆动，以执行稳像操作，所述稳像系统在向前/向后方向上较薄(将朝向待拍摄物体的方向设定为相应的向前方向)，并且具有卓越的稳像性能，所述前方透镜元件为前方透镜组的元件，所述前方透镜组构成了弯曲光学系统并且位于反射元件的前方。由于球形运动的中心设定在前方透镜元件的光轴的延伸部分上，所以用于对前方透镜元件进行固定的可移动框架的支撑机构可以由空间高效方式构造，所述光轴从反射元件的反射面的背侧延伸出去。
附图说明
下面将参考所附附图对本发明进行详细描述，其中：
图1为根据本发明的成像单元(成像装置)的第一实施方案的立体图；
图2为沿着包括设置在成像单元中的成像光学系统的第一光轴、第二光轴和第三光轴的平面呈现的图1所示的成像单元的立体截面图；
图3为显示了移除壳体的成像单元内部结构的成像单元的立体图；
图4为沿着包含第一光轴、第二光轴和第三光轴的平面呈现的图3所示的成像单元内部结构的立体截面图；
图5为成像单元的分解立体图，其显示了为成像单元组件的体模块和第一透镜组单元彼此分离的状态；
图6为沿着包括第一光轴、第二光轴和第三光轴的平面呈现的图5所示的成像单元的分解立体截面图，其显示了体模块和第一透镜组单元彼此分离的状态；
图7为沿着包括第一光轴、第二光轴和第三光轴的平面呈现的成像单元的横截面图；
图8为成像单元的第一透镜组单元的分解立体图；
图9为图8所示的构成了第一透镜组单元的元件的传感器支架的立体图；
图10为从物体侧观察的传感器支架的正视图；
图11为沿着包括第一光轴和第二光轴的平面呈现的用于第一透镜组单元的第一透镜元件的支撑机构的一部分的立体截面图；
图12为从物体侧观察的第一透镜组单元的正视图；
图13为沿着图12中所示的线XIII-XIII呈现的第一透镜组单元的横截面图；
图14为沿着图12中所示的线XIV-XIV呈现的第一透镜组单元的横截面图；
图15为沿着图12所示的线XIV-XIV呈现的，在第一透镜框架相对于第一透镜框架的球形摆动中心摆动的状态下的第一透镜组单元的横截面图；
图16为沿着图12中所示的线XVI-XVI呈现的第一透镜组单元的横截面图；
图17为沿着图12所示的线XVI-XVI呈现的第一透镜组单元的横截面图，所述第一透镜框架在相对于球形摆动中心摆动的状态下；
图18为沿着图12所示的线XVI-XVI呈现的第一透镜组单元的横截面图，所述第一透镜框架在相对于球形摆动中心摆动，而方向与图17中的情况方向相反的状态下；
图19为显示了成像单元的成像光学系统的第一示例的示意图，其中在图19的上半部分显示了广角极限的成像光学系统，图19的下半部分显示了长焦极限的成像光学系统；
图20为显示了成像单元的成像光学系统的第二示例的示意图，其中在图20的上半部分显示了广角极限的成像光学系统，图20的下半部分显示了长焦极限的成像光学系统；
图21为显示了成像单元的成像光学系统的第三示例的示意图，其中在图21的上半部分显示了广角极限的成像光学系统，图21的下半部分显示了长焦极限的成像光学系统；
图22为组成成像系统的第二实施方案的元件的传感器支架的立体图；
图23为从物体侧观察的图22所示的传感器支架的正视图；
图24为沿图23所示的线XXIV-XXIV呈现的传感器支架和第一透镜框架的横截面图；
图25为组成成像系统的第三实施方案的元件的传感器支架的立体图；
图26为从物体侧观察的图25所示的传感器支架的正视图；
图27为沿图26所示的线XXVII-XXVII呈现的传感器支架和第一透镜框架的横截面图；
图28为根据第四实施方案沿包括第一光轴和第二光轴的平面呈现的成像单元的第一透镜组单元的横截面图；
图29为根据第五实施方案沿包括第一光轴和第二光轴的平面呈现的成像单元的第一透镜组单元的横截面图；
图30为根据第六实施方案沿包括第一光轴和第二光轴的平面呈现的成像单元的第一透镜组单元的横截面图；
图31为根据第七实施方案沿包括第一光轴和第二光轴的平面呈现的成像单元的第一透镜组单元的横截面图；
图32为根据第八实施方案的用于成像单元的第一透镜元件的支撑机构的正视图；
图33为图32所示的支撑机构的后视立体图；
图34为图32所示的支撑机构的前视分解立体图；
图35为图32所示的支撑机构的后视分解立体图；
图36为从物体侧的相反侧观察的图32所示的支撑机构的后视图；
图37为从第二光轴延伸侧观察的图32所示的支撑机构的侧视图；
图38为沿图36所示的线XXXVIII-XXXVIII呈现的图32所示的支撑机构的横截面图；以及
图39为沿图36所示的线XXXIX-XXXIX呈现的图32所示的支撑机构的横截面图；以及
图40为具体说明条件1和条件2的图。
具体实施方式
将参考图1至21对根据本发明的成像单元(成像装置)10的实施方案(第一实施方案)进行讨论。在如下说明中，参考附图中显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中的成像单元10的外观所示，成像单元10具有横向拉长的形状，其在向前/向后方向上较薄，在向左/向右方向上拉长。
如图2、图4、图6和图7所示，成像单元10的成像光学系统设置有第一透镜组(前方透镜组)G1、第二透镜组(后方透镜组)G2、第三透镜组(后方透镜组)G3和第四透镜组(后方透镜组)G4。第一透镜组G1设置有第一棱镜(反射元件)L11，成像单元10在第四透镜组G4的右手侧(图像平面侧)设置有第二棱镜(第二反射元件)L12。成像单元10的成像光学系统配置为弯曲光学系统，在第一棱镜L11和第二棱镜L12的每一个上大致上以直角反射(弯曲)光线。如图2、图4、图6至图8、图13、图16至图18所示，第一透镜组G1配置有第一透镜元件(至少一个前方透镜组的前方透镜元件)L1、第一棱镜L11和第二透镜元件L2。第一透镜元件L1位于第一棱镜L11的入射面L11-a的前方(在物体侧)，而第二透镜元件L2位于第一棱镜L11的出射面L11-b的右手侧(图像平面侧)。在显示的实施方案中，第一透镜元件L1为单一透镜元件，配置单一透镜元件从而使单一透镜元件的入射面L1-a面朝物体侧，使单一透镜元件的出射面L1-b面朝第一棱镜L11的入射面L11-a。第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4的每一个均为不包括反射元件(例如棱镜)的透镜组。
如图7所示，从拍摄物体发出并且沿着第一光轴O1在第一透镜元件L1上入射的光线通过入射面L11-a进入第一棱镜L11，并且通过第一棱镜L11的反射面L11-c在沿着第二光轴O2(从左延伸至右)的方向上反射，从而从第一棱镜L11的出射面L11-b射出，所述光轴O1从成像单元10的前方在向后方向上延伸。随后，从出射面L11-b射出的光线经过位于第二光轴O2上的第一透镜组G1的第二透镜元件L2、第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4，并且通过第二棱镜L12的入射面L12-a而入射第二棱镜L12。随后，经过入射面L12-a的光线通过第二棱镜L12的反射面L12-c而在沿着第三光轴O3(向前延伸)的方向上反射，并且入射在图像传感器(图像拾取装置)14的成像表面上，从而在所述成像表面上形成物体图像。第一光轴O1和第三光轴O3彼此大体平行，并且与第二光轴O2一起位于公共面上。成像单元10的形状在沿着第二光轴O2的方向上拉长，并且第一透镜组G1在其纵向方向上位于成像单元10的端部(左端)的附近。
第一光轴O1、第二光轴O2和第三光轴O3所在的假想平面由参考平面(第一参考平面)P1代表(参见图10、12、14和15)。与第一参考平面P1正交的并且第一光轴O1所在的假想平面由参考平面(第二参考平面)P2代表(参见图7、图10、图12以及图16至图18)。另外，当关于图12所示的主视图决定四个象限V1、V2、V3和V4(由第一参考平面P1和第二参考平面P2区分开)时，第一象限V1和第四象限V4位于第二参考平面P2的一侧(第二参考平面P2的右侧)，该侧朝向光线由第一棱镜L11反射时光线沿第二光轴O2的行进方向，而第二象限V2和第三象限V3位于第一象限V1和第四象限V4所在第二参考平面P2的相反一侧(第二参考平面 P2的左侧)。
如图5和图6所示，成像单元10设置有支撑第二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4、第二棱镜L12和图像传感器(图像拾取装置)14的体模块11，和支撑第一透镜组G1的第一透镜组单元12。体模块11设置有箱型壳体13，箱型壳体13在向左/向右方向上拉长，并且在向前/向后方向上厚度小(薄)。第一透镜组单元12固定至壳体13纵向方向上的一端(左端)，并且第四透镜组G4和第二棱镜L12固定支撑在壳体13纵向方向上的另一端(右端)。图像传感器14(直接位于第二棱镜L12前方)固定安装于图像传感器基底15，该图像传感器基底15固定于壳体13。
如图3和图4所示，第二透镜组G2和第三透镜组G3分别由第二透镜组框架20和第三透镜组框架21支撑，该第二透镜组框架20和第三透镜组框架21通过设置在壳体13中的成对杆22和23，可以沿着第二光轴O2支撑移动。成像单元10设置有由壳体13支撑的第一电机M1(参见图1、图3和图5)和第二电机M2(参见图4)。当驱动第一电机M1而旋转所述第一电机M1的从第一电机M1的体部突出的螺旋轴M1a时，将该旋转传输至第二透镜组框架20，从而沿着成对杆22和23移动第二透镜组框架20。当驱动第二电机M2而旋转所述第二电机M2的从第二电机M2体部突出的螺旋轴M2a时，该旋转传输至第三透镜组框架21，从而沿着成对杆22和23移动第三透镜组框架21。成像单元10的成像光学系统为变焦透镜系统(可变焦距透镜系统)，并且通过沿着第二光轴O2移动第二透镜组G2和第三透镜组G3而进行缩放操作(屈光度改变(power-varying)操作)。另外，通过沿着第二光轴O2移动第三透镜组G3而进行调焦操作。
成像单元10设置有稳像(图像抖动修正/抖动减小)系统，该稳像系统在图像平面上减小由振动(例如手抖动)引起的图像抖动。该稳像系统导致第一透镜组G1的第一透镜元件L1沿着假想球形表面相对于球形摆动中心A1球形摆动(参见图13和图16至图18)，该球形摆动中心A1位于从第一光轴O1延伸出的直线上。该第一透镜元件L1沿着假想球形表面相对于球形摆动中心A1的摆动操作在下文中被称为球形摆动操作。在本实施方案的附图中的第一光轴O1表示了下述状态下的第一光轴O1的位置：在不进行图像抖动修正操作时，第一透镜元件L1位于第一透镜元件L1的初始光学设计位置的状态(即，通过稳像系统的球形摆动操作中球形摆动操作驱动范围的中心)。该状态在下文中将被称为稳像初始状态。另外，在图13至18中显示了经过球形摆动中心A1和正交于第一光轴O1的第三参考平面P3。
第一透镜元件L1的入射面L1-a和出射面L1-b分别面朝物体侧和第一棱镜L11，并且第一透镜元件L1为D形，其由沿着在向前/向后方向上(即，切开部分的边缘呈现为直线，当从前侧(从物体侧)观察时所述直线与第二光轴O2大致正交)延伸的平面呈现的位于第一象限V1和第四象限V4中的第一透镜元件L1外缘 的一部分(中心位于第一光轴O1上的圆形边缘)形成(限定)，如图12所示。随后将对第一透镜元件L1形状的特定情况进行详细讨论。
如图8所示，第一透镜组单元12设置有支撑第一透镜元件L1的第一透镜框架(可移动框架)30、支撑第一棱镜L11的基部构件(支撑构件)31和从前方覆盖在第一透镜框架30和基部构件31上的覆盖构件32。第一透镜组单元12进一步设置有线圈连接板33、传感器支撑器(支撑构件)34、传感器支撑板35、弹簧片(偏置器)36、传感器固定板37、支撑第二透镜元件L2的第二透镜框架38和枢转引导件39。另外，第一透镜组单元12设置有成对永磁体(致动器组件)81和82以及组成了用于驱动第一透镜框架30(第一透镜元件L1)的电磁致动器的成对线圈83和84，并且进一步设置有用于检测由电磁致动器控制的第一透镜框架30(第一透镜元件L1)位置的成对霍尔传感器85和86。
永磁体81和82中的每一个均为矩形薄板形状。永磁体81和82的形状和尺寸彼此大致相同。线圈83为空心线圈，该空心线圈包括成对彼此大致平行的线性部分83a和在成对线性部分83a的各自的端部连接所述成对线性部分83a的端部的成对弯曲(U形)部分83b。同样地，线圈84为空心线圈，该空心线圈包括彼此大致平行的成对线性部分84a和在线性部分84a的各自的端部连接所述成对线性部分84a的端部的成对弯曲(U形)部分84b。线圈83和84的形状和尺寸彼此大致相同。
第一透镜框架30设置有透镜固定部分40、支撑部分41和成对磁体固定部分(致动器支撑部分)42和43。透镜固定部分40为透镜框架的形状，第一透镜元件L1固定地安装至透镜固定部分40。支撑部分41从透镜固定部分40向后延伸，成对磁体固定部分42和43连接至透镜固定部分40的外周。位于第一象限V1和第四象限V4的透镜固定部分40外缘的一部分沿平行于第二参考平面P2的平面切开，从而形成线性截面部分40a，以对应于第一透镜元件L1的外轮廓。透镜固定部分40的外缘的另一部分形成为圆形框架部分40b，从而使透镜固定部分40为不完全的圆形框架。
如图14和15所示，第一透镜框架30的支撑部分41设置有成对在向上/向下方向上(在关于第一光轴O1的圆周方向上)彼此分开的成对支柱部分(第一突出部分)41a和在向上/向下方向上延伸的连接部分41b。成对支柱部分41a从透镜固定部分40的圆形框架部分40b向后突出，成对支柱部分41a的后端经由连接部分41b而连接(参见图14)。在向左/向右方向上延伸的开口41s(参见图14和图15)通过框架形状的内侧而形成，该框架形状由透镜固定部分40、成对支柱部分41a和连接部分41b限定。如图16至18所示，成对支柱部分41a和连接部分41b位于从第二光轴O2延伸侧的第二参考平面P2的相对侧(第二参考平面P2的左侧)上，并且悬臂枢转臂(第二突出部分)41c在接近第二参考平面P2(第一光轴O1)的方向上从连接部分41b上突出。枢转突出部(突出部分/支撑部分)44形成于枢转臂41c的自由端。如图11、图13和图16至18所示，枢转突出部44为在向后方向上呈锥形的圆锥 形(即，在向后方向上减小直径)，且枢转突出部44的端部形成为光滑的球形(球形尖端)。如图7、图11、图13和图16至18所示，枢转臂41c进一步设置有受压表面41r，该受压表面41r向前面对枢转突出部44突出方向的相反方向。受压表面41r形成为面向前方的凸状球形表面。包括受压表面41r的假想球形表面的中心与球形摆动中心A1一致。
枢转引导件39在其柱状基底39a的端部(后端)设置有球形引导突出部39b，并且在基底39a和引导突出部39b之间设置有凸缘39c，该凸缘39c的直径大于引导突出部39b。如图11和图14至图18所示，枢转引导件39的基底39a从后方插入由第一透镜框架30的支撑部分41的连接部分41b形成的孔中，并且凸缘39c用于接触连接部分41b，进而限定相对于连接部分41b(支撑部分41)的基底39a的插入部分。在此状态下，引导突出部39b从支撑部分41向后突出。
如图13所示，第一透镜框架30的成对磁体固定部分42和43形成为从待倾斜的圆形框架部分40b倾斜向后突出，从而在朝向磁体固定部分42和43的外端的方向上(即，在远离圆形框架部分40b的方向上)，从第一光轴O1至磁体固定部分42和43中的每一个的距离增加。虽然图13显示了沿图12中所示的线XIII-XIII呈现的经过永磁体81和线圈83的截面，但沿图12所示的线XIII’-XIII’呈现的经过永磁体82和线圈84的结构与沿图12所示的线XIII-XIII呈现的结构相似，因此，图13所示的只出现在沿图12所示的线XIII’-XIII’呈现的截面中的元件在图13中由括号内的附图标记表示。在第一透镜框架30处于稳像初始状态的状态下，其中第一透镜元件L1通过稳像系统而位于其驱动范围的中心(即，在不执行图像抖动修正操作的第一透镜元件L1的初始光学设计位置)，位于第二象限V2和第三象限V3的磁体固定部分42和43关于第一参考平面P1大致对称(参见图12)。永磁体81安装并固定至形成在磁体固定部分42中的凹口，且永磁体82安装并固定至形成在磁体固定部分43中的凹口。
基部构件31为框架式构件，在从前方观察时其外形大致为矩形。基部构件31设置有在向上/向下方向上彼此分开并且从装配部分50向右突出的成对侧壁51，该装配部分50构成了基部构件31的左端部分。基部构件31进一步设置有前方桥接部分52和棱镜固定壁53，所述前方桥接部分52连接成对侧壁51的右端的前侧，所述棱镜固定壁53连接成对侧壁51的中间部分。如图11、图13和图16至图18所示，棱镜固定壁53的形状为沿第一棱镜L11的反射面L11-c延伸，并且构成了倾斜壁，该倾斜壁在从第二透镜元件L2所在的第一透镜组单元12的右端侧逐渐向前突出至设置有装配部分50的第一透镜组单元12的左侧端的方向上。如图13至图18所示，在基部构件31中，光学路径空间54形成在棱镜固定壁53的前方，并且后方空间55形成在棱镜固定壁53的后方。另外，与后方空间55相通地连接的侧空间56形成在装配部分50和棱镜固定壁53之间。光学路径空间54在具有作为边界的前方桥接部分52的基部构件31的前侧和右端侧开口。
第一棱镜L11固定地安装于基部构件31的光学路径空间54。第一棱镜L11设置有反射面L11-c和成对侧表面L11-d(图8中是只显示了一个，并且在图14中显示为点划线)，该反射面L11-c相对于入射面L11-a和出射面L11-b大致呈45度角，成对侧表面L11-d同时对入射面L11-a和出射面L11-b基本正交。光学路径空间54中的第一棱镜L11的位置由反射面L11-c的后侧(下侧)限定，该反射面L11-c由棱镜固定壁53和成对侧表面L11-d固定，成对侧表面L11-d夹在成对侧壁51之间。在第一棱镜L11的支撑状态下，入射面L11-a位于第一光轴O1上并且面向前方，出射面L11-b位于第二光轴O2上并且面向右方。另外，固定第二透镜元件L2的第二透镜框架38固定地安装在基部构件31的光学路径空间54中，从而位于第一棱镜L11的右手侧(前方桥接部分52的后面)。
基部构件31在棱镜固定壁53的后方设置有成对圆柱形支撑底座57(参见图8)，该圆柱形支撑底座57形成为在向前/向后方向上的不同位置用于传感器固定器34的装配件(mount)。在后方开口的螺孔(未显示)形成在每个支撑底座57上。基部构件31进一步在棱镜固定壁53的左端设置有用作弹簧片36所安装的装配件的弹簧支撑架58。
如图13和图16至图18所示，弹簧片36布置在沿着基部构件31的棱镜固定壁53并在棱镜固定壁53的后方。弹簧片36设置有装配板(装配件)36a和弹性臂(弹性变形部分)36b，在该装配板36a上形成有通孔，该弹性臂36b形成为从装配板36a开始延伸的悬臂。通过将装配板36a上的通孔安装至形成在弹簧支撑架58上的突出部而使弹簧片36由基部构件31支撑。在此弹簧片36的支撑状态下，弹性臂36b可以在形成于棱镜固定壁53后方的后方空间55中弹性变形。如图7、图8、图11、图13和图16至图18所示，平面压紧部分36c形成在弹性臂36b的自由端。在弹簧片36由基部构件31支撑的情况下，压紧部分36c位于第一光轴O1的延伸部分上，压紧部分36c的面向后方的表面大致正交于第一光轴O1。
如图9和图10所示，传感器固定器34设置有基板部分60、成对传感器支撑突出部61和62以及基板支撑突出部63。成对传感器支撑突出部61和62中的每一个均形成在基板部分60上，从而像竖直壁一样突出，并且基板支撑突出部63从基板部分60开始向前突出，从而位于成对传感器支撑突出部61和62之间。如显示了第一透镜组单元12的装配状态的图13所示，成对传感器支撑突出部61和62从基板部分60开始倾斜向前突出，从而分别面对第一透镜框架30的磁体固定部分42和43。传感器插入凹口64形成在传感器支撑突出部61和62的每一个上。基板支撑突出部63形成为小(低)突出，其从基板部分60突出的量小于传感器支撑突出部61和62突出的量。
传感器支撑板35为弹性板，并且在其窄条部分35a的端部设置有支撑片部分35b，其为图8所示的薄平板形状。传感器支撑板35进一步在条部分35a的两侧设置有成对传感器支撑凸缘35c和35d，该传感器支撑凸缘35c和35d形成为使支撑片 部分35b部分弯曲并升起。霍尔传感器85和霍尔传感器86分别安装至传感器支撑凸缘35c和传感器支撑凸缘35d并分别由传感器支撑凸缘35c和传感器支撑凸缘35d支撑。通过使支撑片部分35b由基板支撑突出部63支撑(参见图7、图11和图16至18)并且通过将霍尔传感器85和86插入传感器插入凹口64而将传感器支撑板35固定于使用传感器固定板37的传感器固定器34，所述霍尔传感器85和86分别安装在传感器支撑凸缘35c和35d上，所述凹口64形成于成对传感器支撑突出部61和62上(参见图13)。传感器支撑板35的条部分35a电连接至控制电路(未显示)，该控制电路控制成像单元10的操作，从而将霍尔传感器85和86的输出信息经由传感器支撑板35而传输至控制电路。
如图9和图10所示，传感器固定器34在基板部分60设置有成对环形邻接部分65、成对螺纹插入孔66、枢转凹口(接触部分/球形摆动支撑部分)67和旋转阻止孔68。成对环形邻接部分65与基部构件31的成对支撑底座57的端部邻接。成对螺纹插入孔66分别形成在成对环形邻接部分65的中心。枢转凹口67和旋转阻止孔68形成在成对邻接部分65之间。如图9至图11、图13和图16至图18所示，枢转凹口67具有为研钵形(圆锥形)的内表面，该内表面可以纳入枢转突出部44，并且枢转凹口67的最内部的基础部分形成为球形，该球形对应于枢转突出部44的端部形状(球形尖端)。旋转阻止孔68为拉长孔，其在枢转凹口67的径向上的偏离枢转凹口67的轴的位置上拉长，并且旋转阻止孔68允许枢转引导件39的引导突出部39b进入其中，随后将对此进行描述。旋转阻止孔68的宽度对应于引导突出部39b的直径，从而当引导突出部39b在旋转阻止孔68内时，旋转阻止孔68不允许引导突出部39b在旋转阻止孔68的宽度方向上移动。另一方面，旋转阻止孔68的长度大于引导突出部39b的直径，从而当引导突出部39b在旋转阻止孔68内时，旋转阻止孔68允许引导突出部39b在旋转阻止孔68的长度方向上移动。
传感器支撑板35安装在传感器固定器34上时，通过将成对传感器支撑突出部61和62插入侧空间56(参见图13)、使成对邻接部分65与成对支撑支座57邻接并且将两个设定螺钉69(参见图8)穿过成对邻接部分65的螺纹插入孔66而螺纹接合入螺纹孔(该螺纹孔形成在成对的支撑支座57上)从而将传感器支撑器34固定于基部构件31。在此固定状态下，传感器固定器34的基板部分60靠近基部构件31的后方空间55的背部，并且形成在基板部分60上的枢转凹口67的中心位于第一光轴O1的延伸部分(参见图13和图16至图18)。另外，旋转阻止孔68位于枢转凹口67的左手侧，并且沿着第一参考平面P1拉长(参见图10和图12)。
在装配第一透镜组单元12时，由基部构件31支撑弹簧片36，随后将第一透镜框架30设置在关于基部构件31的预定位置上，并且将传感器固定器34固定于基部构件31。在此状态下，随着枢转臂41c插入后方空间55，第一透镜框架30由基部构件31支撑，从而将枢转突出部44安装入枢转凹口67，并且将枢转引导件39的引导突出部39b插入旋转阻止孔68。如图7、图11、图13和图16至图18所示，插入后方 空间55的枢转臂41c的受压表面41r与压紧部分36c邻接，从而使弹性臂36b向前弹性变形；枢转突出部44的端部通过弹簧片36的弹性臂36b的弹性而压紧枢轴凹口67的底部。在此第一透镜框架30的支撑状态下，透镜固定部分40位于光学路径空间54的前方开口处，第一透镜元件L1位于第一棱镜L11的入射面L11-a的前方。如图13所示，成对磁体固定部分42和43插入基部构件31的侧空间56，从而使磁体固定部分42位于传感器固定器34的传感器支撑突出部61附近，并且使磁体固定部分43位于传感器固定器34的传感器支撑突出部62附近。
设置弹簧片36的理想位置为装配板36a(由基部构件31的弹簧支撑架58支撑)从包括第一光轴O1的第二参考平面P2，关于成像单元10的向左/向右方向，朝向左方向(在光线由第一棱镜L11的反射面L11-c反射后，与沿着第二光轴O2的光线行进方向相反的方向)偏离的位置。另外，还希望装配板36a位于从第二光轴O2(沿着光线由第一棱镜L11的反射面L11-c反射后的行进方向)，关于成像单元10的向前/向后方向，朝向前方向(沿着朝着物体侧的光轴O1)偏离的位置。通过满足这样的条件，可以在第一棱镜L11厚度(在向前/向后方向上)较小处附近以空间高效方式支撑弹簧片36，而可以增加从装配板36a至压紧部分36c(其位于第一光轴O1的延伸部分)的距离(弹性臂36b的摆动半径)。如果弹性臂36b的摆动半径较大，则随着将装配板36a作为支点，压紧部分36c的位置的改变变为沿着向前/向后方向非线性移动，从而可以实行对第一透镜框架30(枢转臂41c)的受压表面41r的高精度的偏置。此外，弹簧片36的装配板36a和基部构件31的弹簧支撑架58接近(关于成像单元10的向左/向右方向)边界附近，该边界在第一棱镜L11的入射面L11-a和反射面L11-c之间，并且弹簧片36的装配板36a接近(关于向前/向后方向)第一棱镜L11的入射面L11-a，进而满足上述条件。
覆盖构件32设置有成对侧壁70、前方部分71和阶梯部分72。成对侧壁70形状为分别安装至基部构件31的成对侧壁51的外侧，前方部分71覆盖成对侧壁70的前方，阶梯部分72形成在前方部分71的左端。通过将前方部分71邻接于基部构件31的前方，并通过将形成在基部构件31的每个侧壁51的一侧上的接合突出51a接合至形成在相关侧壁70上的结合孔70a而将覆盖构件32安装至基部构件31。拍摄孔径75形成于前方部分71中，第一透镜元件L1通过该拍摄孔径75进行曝光。
如图13所示，均为凹口形状的两个线圈固定部分73和74形成于在边界附近的覆盖构件32的内侧，该边界位于覆盖构件32的前方部分71和阶梯部分72之间，并且线圈83和84分别安装入线圈固定部分73和74，并分别由线圈固定部分73和74固定。将覆盖构件32安装至基部构件31而使线圈83和84分别面对永磁体81和82。驱动电流经由线圈连接板33而通过线圈83和84。线圈连接板33为弹性板，设置有窄条部分33a和线圈连接部分33b。线圈连接部分33b由阶梯部分72支撑，并且电连接至线圈83和84，该线圈83和84安装至线圈固定部分73和74中。
如上所述构造第一透镜组单元12，并且如图5和图6所示将该第一透镜组单元 12与体模块11相结合。壳体13(其构成了体模块11的一部分)设置有单元支撑部分13a，第一透镜组单元12的基部构件31安装至所述单元支撑部分13a中，进而由该单元支撑部分13a支撑。壳体13在单元支撑部分13a的左端设置有螺纹孔13b和成对定位销13c。基部构件31的装配部分50设置有与螺纹孔13b对齐的螺纹插入孔50a，并且进一步设置有成对定位孔50b，成对定位销13c安装入成对定位孔50b。当将成对定位销13c安装入成对定位孔50b时，通过由第一透镜组单元12上的单元支撑部分13a支撑第一透镜组单元12，并且通过将设定螺钉16螺纹穿过螺纹插入孔50a而接合至螺纹孔13b，体模块11与第一透镜组单元12连接，从而完成成像单元10的装配。
如上所述，在第一透镜组单元12中，通过经由枢转突出部44和枢转凹口67之间的接合而结合基部构件31和传感器固定器34(其相对于壳体13固定)，从而支撑第一透镜框架30。枢转凹口67为这样的凹口：在传感器固定器34的基板部分60的前方开口，并且具有研钵形(圆锥形)内表面(其在朝向凹口底部的方向上逐渐减小内表面的直径)，并且枢转凹口67的最内部的基部形成为凹面球形。该凹面球面为关于球形摆动中心A1的球形表面的一部分。枢转突出部44为具有圆锥外表面的突出部，该圆锥外表面在朝向枢转突出部44的端部的方向上逐渐减小外表面的直径，并且枢转突出部44的端部形状为凸面球形尖端。该凸面球面尖端为以球形摆动中心A1为中心的球形表面的一部分。弹簧片36提供了将枢转突出部44的端部压向枢转凹口67的底部的力，并且第一透镜框架30支撑为可以通过由接触部分引导而相对于球形摆动中心A1(相对于枢转凹口67倾斜枢转突出部44)球形摆动，该接触部分在枢转突出部44和枢转凹口67之间。由于枢转突出部44的端部形成为关于球形摆动中心A1的球形表面的一部分，所以在执行球形摆动操作时改变枢转突出部44和枢转凹口67之间的接触点而不改变球形摆动中心A1的位置。从图11和图13可以看出，枢转凹口67的圆锥内表面形成为圆锥体形状，该圆锥体形状的中心角度大于枢转突出部44的圆锥外表面的中心角度，进而允许第一透镜框架30在没有冲突的情况下执行球形摆动操作。另外，由于枢转突出部44和枢转凹口67之间的接触部分形成了关于球形摆动中心A1的球形表面的一部分(上述凸状球形尖端和上述凹状球面)，并且由于枢转臂41c的受压表面41r形成了关于球形摆动中心A1的球形表面的一部分(另一部分)，所以当第一透镜框架30执行球形摆动操作时，弹簧片36的弹性臂36b(压紧部分36c)不在向前/向后方向上移动，从而使弹簧片36的弹性负载不变(弹性臂36b在向前/向后方向上给出了固定施加在枢转突出部44的端部的负载的程度，并且在除了向前/向后方向的其他方向上避免发生多余负载)。更具体地，弹簧片36的压紧部分36c的面向后方的表面为平坦表面，该平坦表面位于与第一光轴O1正交的平面上，并且凸状受压表面41r与该平坦表面(压紧部分36c)点接触。当在第一透镜框架30上进行相对于球形摆动中心A1的球形摆动操作时，受压表面41r在压紧部分36c上滑动。在此期间，由于压紧表面41r为以球形摆动中心A1为中心的球形表面，所以不改变压紧部分36c与受压表面41r的接触 点的位置(关于压紧部分36c)，从而不改变从压紧部分36c施加至受压表面41r的负载的量级和方向。因此，弹簧片36可以在球形摆动操作期间总是对第一透镜框架30(受压表面41r)施加恒定的(大致不变的)负载。这样可以得到具有高精度的稳定的稳像控制而没有电磁致动器(永磁体81和82以及线圈83和84)对第一透镜框架30的驱动控制进行负面影响。
如图7、图13和图16至图18所示，球形摆动中心A1位于第一光轴O1的延伸部分，其延伸至第一棱镜L11的反射面L11-c的后方，并且第一透镜元件L1的出射面L1-b为面对球形摆动中心A1的凹状表面。图7、图12、图13和图14至图16显示了上述稳像初始状态，其中第一透镜框架30(第一透镜元件L1)通过稳像系统而位于其球形摆动操作的驱动范围的中心，并且图15、图17和图18均显示了第一透镜框架30(第一透镜元件L1)已经从稳像初始状态开始在球形摆动操作中进行摆动的状态。更具体地，图15显示了第一透镜框架30已经向成像单元10的上侧倾斜的状态，图17显示了第一透镜框架30已经向成像单元10的左侧倾斜的状态，图18显示了第一透镜框架30已经向成像单元10的右侧倾斜的状态。
当允许第一透镜框架30进行球形摆动操作时，枢转引导件39和旋转阻止孔68用作阻止第一透镜框架30相对于第一光轴O1旋转的引导器(引导装置)。在成像单元10的完整的装配状态下，旋转阻止孔68形成为拉长的孔，该孔在从第一光轴O1向后延伸的假想线的径向上拉长。更具体地，当沿着第一光轴O1从前方对第一透镜组单元12进行观察时，如图12所示，旋转阻止孔68位于第二象限V2和第三象限V3之间的边界上，并且成对相对面68a位于第一参考平面P1的相反侧，其中成对相对面68a在旋转阻止孔68中形成于关于旋转阻止孔68中心的在向前/向后方向上的两个对面侧。每个相对面68a均与第一参考平面P1平行。如图11和图16至图18所示，旋转阻止孔68形成的位置关于成像单元10的向前/向后方向大体与枢转凹口67的位置一致。插入旋转阻止孔68(其以上述方式定位)的枢转引导件39的引导突出部39b夹在成对旋转阻止孔68的相对面68a之间，从而防止第一透镜框架30相对于第一光轴O1旋转(从而防止第一透镜元件L1在第一透镜元件L1(第一透镜框架30)从稳像初始状态开始倾斜的状态下相对于其光轴旋转)。另一方面，由于不阻止枢转引导件39的球形引导突出部39b沿着旋转阻止孔68的成对相对面68a移动或相对于引导突出部39b的中心B1(参见图12和图14至图18)倾斜移动，所以枢转引导件39不干涉第一透镜框架30的球形摆动操作，如图15、图17和图18中的每一个的球形摆动操作所示。
第一透镜框架30的球形摆动中心A1和引导突出部39b的中心B1均位于第一参考平面P1上(参见图12)。因此，可以从图14和图15看出，当第一透镜框架30沿着与第一参考平面P1正交的第二参考平面P2摆动时，第一透镜框架30相对于引导突出部39b的中心B1摆动而不改变引导突出部39b的中心B1的位置。图15显示了第一透镜框架30向成像单元10的上侧倾斜的状态；第一透镜框架30向成像单元10的下 侧倾斜的状态对应于图15所示的第一透镜框架30的镜像。如图16至图18所示，当第一透镜框架30沿着第一参考平面P1而摆动时，枢转引导件39在由旋转阻止孔68的成对相对面68a引导时在关于球形摆动中心A1的摆动方向上移动，进而改变引导突出部39b的中心B1的位置。在向前/向后方向上确定旋转阻止孔68的深度，从而当第一透镜框架30沿着第一参考平面P1摆动时，在枢转引导件39在向前/向后方向上的移动期间防止引导突出部39b脱落。尽管图14至图18中的每一个均显示了第一透镜框架30在沿着第一参考平面P1或第二参考平面P2的方向上摆动移动，但第一透镜框架30除了第一参考平面P1和第二参考平面P2以外也可以在沿着无数个平面的方向上摆动，包括第一光轴O1。
驱动第一透镜框架30从而使第一透镜框架30执行球形摆动操作的驱动器为包括两个音圈电机(VCM)的电磁致动器。两个音圈电机中的一个由永磁体81和线圈83配置，另一个由永磁体82和线圈84配置。如图13所示，永磁体81和82的中心排列在关于球形摆动中心A1的共同的假想球形表面J1上，并且线圈83和线圈84的中心排列在关于球形摆动中心A1的共同的假想球形表面J2上。假想球形表面J2的半径大于假想球形表面J1。当认为假想球形表面J1和J2中的每一个均为具有与第一光轴O1相交的“极点”的球体(或作为第一光轴O1的延长部分的假想线)时，永磁体81和82排列在之间相隔预定距离的假想球形表面J1的共同纬度线(平行)上；永磁体81和82排列为在第二象限V2和第三象限V3中分别相对于第一参考平面P1大致对称，在图12所示的状态下，其中第一透镜元件L1在稳像初始状态。同样地，线圈83和84排列在之间相隔预定距离的假想球形表面J2的共同纬度线(平行)上，并且线圈83和84排列为在第二象限V2和第三象限V3上分别关于第一参考平面P1大致对称。
如图12和图13所示，如果设定了假想球形表面J1的切平面，该切平面具有在永磁体81中心的切平面的切点，并且如果在该切点设定了切平面的法线K1(即，经过永磁体81的中心和球形摆动中心A1的直线)，则霍尔传感器85、永磁体81和线圈83在法线K1上以从内直径侧开始的顺序对齐，内直径侧接近球形摆动中心A1，并且线圈83和霍尔传感器85位于永磁体81的磁场内。同样地，如果设定了假想球形表面J1的切平面，该切平面具有在永磁体82中心的切平面的切点，并且如果在该切点设定了切平面的法线K2(即，经过永磁体82的中心和球形摆动中心A1的直线)，则霍尔传感器86、永磁体82和线圈84在法线K2上以从内直径侧开始的顺序对齐，该内直径侧靠近球形摆动中心A1，并且线圈84和霍尔传感器86位于永磁体82的磁场中。法线K1和K2均不平行于第三参考平面P3，并且法线K1和K2的方向设定为在偏离球形摆动中心A1的方向上关于第三参考平面P3继续向前。另外，当第一透镜元件L1处在稳像初始状态时，当从如图12所示的沿着第一光轴O1从前方观察成像单元10时，法线K1和K2关于第一参考平面P1对称，并且当从如图13所示的沿着与第一光轴O1正交的方向观察成像单元10时，法线K1和K2彼此 重叠。
永磁体81和82中的每一个的结构均为北极和南极在沿着假想球形表面J1的经线的方向上在其磁极边界线的相反侧对齐。线圈83排列为其成对线性部分83a在沿着假想球形表面J1的纬线的方向上延伸，并且线圈84排列为其成对线性部分84a在沿着假想球形表面J1的纬线的方向上延伸(其与所述成对线性部分83a一样)。在线圈83通电时，根据弗莱明左手定则而在与线圈83的成对线性部分83a正交并且与永磁体81的磁极边界线正交的方向上产生驱动力。同样地，在线圈84通电时，根据弗莱明左手定则而在与线圈84的成对线性部分84a正交并且与永磁体82的磁极边界线正交的方向上产生驱动力。线圈83和84经由覆盖构件32而由成像单元10的体部分(即，壳体13)固定支撑，永磁体81和82由第一透镜框架30支撑，所述第一透镜框架30为可移动构件，因此，由通电线圈83和84中的每一个产生的驱动力作为在假想球形表面J1的经度方向上移动第一透镜框架30的力。由于两个音圈电机(永磁体81和线圈83的组合以及永磁体82和线圈84的组合)在假想球形表面J1和J2上的纬度方向上安排在不同的位置，所以可以通过组合通过控制两个音圈电机的通过电流而使第一透镜框架30在任意方向上进行球形摆动操作。如上所述，由于当执行球形摆动操作时，由于枢转引导件39与旋转阻止孔68接合而避免第一透镜框架30相对于第一光轴O1而旋转，所以避免了第一透镜框架30过度移动至永磁体81和82中的每一个和相关的线圈83或84没有彼此面对的点，由此可以通过两个音圈电机而始终对第一透镜框架30的位置进行控制。
根据第一透镜框架30的球形摆动操作的永磁体81位置的变化引起了面对永磁体81的霍尔传感器85输出的变化，根据第一透镜框架30的球形摆动操作的永磁体82的位置变化引起了面对永磁体82的霍尔传感器86输出的变化。可以从两个霍尔传感器85和86的输出变化中检测出在第一透镜框架30的球形摆动操作期间第一透镜框架30的位置。
如果成像单元10(其具有上述结构)指向位于成像单元10前方的物体，则由物体反射的光(光发源于拍摄物体)在穿过第一透镜元件L1后经过入射面L11-a而进入第一棱镜L11，并且由第一棱镜L11的反射面L11-c大致以直角反射，并且向出射面L11-b行进。随后，从第一棱镜L11的出射面L11-b射出的反射光在穿过第二透镜元件L2、第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4后从入射面L12-a进入第二棱镜L12，并且由第二棱镜L12的反射面L12-c大致以直角反射，并且向出射面L12-b行进。随后，反射光从出射面L12-b射出并且由图像传感器14的成像表面捕获(接收)。通过使用第一电机M1和第二电机M2沿着成对杆22和23移动第二透镜组G2和/或第三透镜组G3而执行成像单元10的成像光学系统的缩放操作(屈光度改变操作)和调焦操作。
在成像单元10中，利用第一透镜组G1的第一透镜单元L1而执行稳像(图像抖动修正/抖动减小)操作，该第一透镜组G1位于第一棱镜L11的前方。如上所述， 稳像系统相对于与壳体13固定的支撑构件(基部构件31和传感器固定器34)驱动第一透镜框架30。选择第一透镜元件L1作为稳像光学元件的优点是即使成像单元10设置有稳像系统，成像单元10也可以在向前/向后方向上构造为较薄的。例如，与成像单元10的本实施方案不同，在稳像系统在与第二光轴O2正交的方向上移动第二透镜组G2或第三透镜组G3的情况下，获得用于移动第二透镜组框架20或第三透镜组框架21的空间，并且布置用于第二透镜组框架20或第三透镜组框架21的驱动器而导致在壳体13中在向前/向后方向上所要求的空间增加，因此导致了成像单元10厚度的增加。另外，根据成像单元10的本实施方案的结构，当执行稳像控制时只有第一透镜元件L1被驱动而不是整个第一透镜组G1，因此，存在的优点是移动部件紧凑，从而可以使驱动负载较小。在传统的稳像系统中，通常驱动整个的透镜组而消除图像抖动。然而，在成像单元10的第一透镜组G1中，第一透镜元件L1和第二透镜元件L2之间的距离很大，这是由于第一棱镜L11(其仅仅用作反射入射光线的反射器)设置在第一透镜元件L1和第二透镜元件L2之间，第一透镜元件L1和第二透镜元件L2中的每一个均具有折射能力；因此，即使第一透镜元件L1被单独驱动以执行稳像控制，由像差(aberration)引起的恶化也较小。因此，作为成像光学系统，像差由完整的第一透镜组G1控制，该完整的第一透镜组G1的范围是从第一透镜元件L1至第二透镜元件L2；然而，关于稳像系统，只有第一透镜元件L1用作稳像光学元件，这基于以下发现：即使第一透镜元件L1和第二透镜元件L2(其在光轴方向上彼此相隔很远，并且第一棱镜L11位于其中间)为很不相同的透镜组，也可以得到满意的光学性能。
与第一透镜元件L1沿着正交于第一光轴O1的平面线性移动的情况相比，球形摆动操作(当驱动第一透镜元件L1以执行稳像操作时)允许第一透镜元件L1在较小空间内(当沿着第一光轴O1从前方观察成像单元10时)移动较大。因此，可以通过增加最大振动角度(可以调整稳像操作的最大振动角度)而提升稳像性能，这样当成像单元10不仅关于向前/向后方向紧凑也关于向上/向下方向和向左/向右方向紧凑(当从前方观察成像单元10时)。
特别地，在成像单元10中，关注这样的事实，成像单元10为这样的弯曲光学系统：其中第一棱镜L11位于第一透镜元件L1的后方，球形摆动中心A1(其位于从第一光轴O1延伸出的直线上)的位置设定在后方空间55中，在执行球形摆动操作时第一透镜框架30相对于该球形摆动中心A1摆动，所述后方空间55位于反射面L11-c的后方。利用该结构，在第一棱镜L11的后方的空间可以有效用作用于支撑机构的安装空间，所述支撑机构用于第一透镜框架30，并且经由在空间利用上非常卓越的结构而实现球形摆动操作。更具体地，对于与支撑第一透镜框架30相关的部分(例如枢转突出部44(枢转臂41c)、枢转凹口67(传感器固定器34)、弹簧片36、枢转引导件39(连接部分41b)和旋转阻止孔68(传感器固定器34))，在如图13至图18所示的后方空间55中进行综合和封装。
作为在达到成像单元10的微型化时通过抑制像差波动而得到球形摆动操作的效果的光学条件，希望满足以下条件(1)和(2)：
(1)-0.6<(SC-R2)/f1<0.4
(2)SF<-0.5，
其中SF＝(R2+R1)/(R2-R1)；
R1指的是最接近前方透镜元件(第一透镜元件L1/至少一个前方透镜元件)的物体侧的表面(入射面L1-a)的曲率半径； 
R2指的是最接近前方透镜元件的图像侧的表面(出射面L1-b)的曲率半径； 
SC指的是光轴上从最接近前方透镜元件的图像侧的表面(出射面L1-b)至球形摆动操作的球形摆动中心(A1)的距离；以及
f1指的是前方透镜元件的焦距。
在上述条件中的每个标记的符号(+/-)是如下决定的：将从物体侧朝向图像侧的方向确定为正(+)。
条件(1)指定了球形摆动中心A1的位置关于第一透镜元件L1焦距的标准。如果超过条件(1)的下限(小于或等于-0.6)，则从第一透镜元件L1至球形摆动中心A1的距离变得过大，这会使成像单元10难以在向前/向后方向上微型化，并且增加像差波动。进一步，如果超过了条件(1)的上限(等于或大于0.4)，则球形摆动中心A1会变得与第一透镜元件L1过近，从而使第一透镜元件L1的光轴的偏差角度在驱动第一透镜元件L1期间变小(图像偏差量变小)，从而无法达到有效的稳像效果。
条件(2)指定了第一透镜元件L1的形状。如果SF在指定的条件(2)的外部，也就是说，如果SF大于或等于-0.5(即，SF>＝-0.5)，则即使球形摆动中心A1的位置满足条件(1)，在球形摆动操作期间产生的像差波动量也会变大。
图19、图20和图21显示了成像单元10的成像光学系统的第一、第二和第三示例，作为满足上述每个条件的实际示例。图19的上半部分和下半部分分别显示了当成像光学系统在广角极限和长焦极限时，成像单元10的成像光学系统的第一示例的光学布置。同样，图20的上半部分和下半部分分别显示了当成像光学系统在广角极限和长焦极限时，成像单元10的成像光学系统的第二示例的光学布置，图21的上半部分和下半部分分别显示了当成像光学系统在广角极限和长焦极限时，成像单元10的成像光学系统的第三示例的光学布置。
成像光学系统的第一示例为这样类型的光学系统：其中第一透镜元件L1形成为凹状弯月形透镜，其中入射面L1-a为凸状表面，出射面L1-b为凹状表面(SF<-1)。成像光学系统的第二示例为这样类型的光学系统：其中第一透镜元件L1形成为平凹透镜，其中入射面L1-a为平坦表面，出射面L1-b为凹状表面(SF＝-1)。成像光学系统的第三示例为这样类型的光学系统：其中第一透镜元件L1形成为双凹透镜，其中入射面L1-a和出射面L1-b中的每一个均为凹状表面(SF>-1)。
同样，在图19、图20和图21所示的示例中，合意的是最接近前方透镜元件(其受驱动以执行稳像操作)的图像平面(即，出射面L1-b)为凹状表面。特别地，如果最接近前方透镜元件的图像平面的表面形成为假想球形表面的一部分(该假想球形表面的中心为球形摆动中心A1)，则在最接近前方透镜元件的图像平面(出射面L1-b)的表面和前方透镜元件的焦点之间的位置关系不光学地改变，即使执行相对于球形摆动中心A1的球形摆动操作，这样可以避免彗形(coma)，该彗形也会在球形摆动操作期间发生在所述表面上。
另外，也包括为平坦表面(如同在第二示例中)的入射面L1-a，合意的是最接近执行稳像操作的前方透镜元件(第一透镜元件L1)的物体侧的表面(入射面L1-a)的屈光度(power)(折光度(refractive power))小于最接近前方透镜元件(第一透镜元件L1)的图像侧的表面(出射面L1-b)的屈光度。
代替单一透镜元件(例如第一透镜元件L1)，粘合透镜(cemented lens)或多个透镜元件可以选择性地用作受驱动以执行稳像操作的前方透镜元件。在使用多个前方透镜元件的情况下，希望当执行稳像操作以防止光学性能恶化时，将多个前方透镜元件作为单一分透镜组而整体驱动。另外，在此情况下，如下代替在上述条件(1)和(2)中的R1、R2、SC和f1：R1指的是最接近最前方透镜元件的物体侧的表面(入射面)的曲率半径，该最前方透镜元件最接近多个前方透镜元件的物体侧；R2指的是最接近最后方透镜元件的图像侧的表面(出射面)的曲率半径，该最后方透镜元件最接近多个透镜元件的图像侧；SC指的是在光轴上的从最接近最后方透镜元件的图像侧的表面(出射面)至球形摆动操作的球形摆动中心(A1)的距离，该最后方透镜元件最接近多个透镜元件的图像侧；以及f1指的是多个透镜元件的组合焦距。
关于驱动第一透镜框架30(第一透镜元件L1)以消除图像抖动的稳像驱动器的布置，由于在关于球形摆动中心A1的假想球形表面J1上的永磁体81和82的布置以及在关于球形摆动中心A1的假想球形表面J2上的线圈83和84的布置，使得永磁体81和线圈83之间的距离和永磁体82和线圈84之间的距离分别几乎不变，这样可以在驱动第一透镜框架30以执行相对于球面摆动中心A1的球形摆动操作时得到具有高精度的稳定的稳像控制。
另外，在将音圈电机用作稳像驱动器的情况下，期望采用大线圈以使线圈产生大驱动力。因此，在显示的实施方案中，线圈83和84的尺寸比永磁体81和82的尺寸大(特别是在线圈的长度方向上)。另外，永磁体81和82(其尺寸相对较小)在内直径侧(在上述共同的假想球形表面J1上)布置在第一透镜组单元12中，该内直径侧分别在沿着法线K1和K2的方向上更接近球形摆动中心A1。线圈83和84(其尺寸相对较大)在外直径侧(在上述共同的假想球形表面J2上)布置在第一透镜组单元12中，该外直径侧分别在沿着法线K1和K2的方向上更远离球形摆动中心A1。永磁体81和82以及线圈83和84这样的布置的优点为空间利用，其中将大 线圈83和84布置在第一透镜组单元12的外直径侧上(在其上可以轻松保证组件安装空间)，并且其中将小永磁体81和82安排在第一透镜组单元12中的内直径侧(组件在其上密集排列)，因此有助于成像单元10的微型化。
例如，与成像装置的本实施方案不同，第一透镜框架30可以由移动线圈电磁致动器驱动，在该移动线圈电磁致动器中将永磁体81和82布置在上述外直径侧(在沿着法线K1和K2的方向上分别离球形摆动中心A1更远)并且由覆盖构件32支撑，并且其中将线圈83和84布置在上述内直径侧(在沿着法线K1和K2的方向上分别离球形摆动中心A1更近)并且由第一透镜框架30支撑。然而，可以从图3和图4中理解，基部构件31的成对侧壁51分别位于接近成对磁体固定部分42和43的侧面附近，并且如果将线圈83和84(其尺寸大于永磁体81和82)布置在成对磁体固定部分42和43应当布置的位置上，则线圈83和84可能会干涉成对侧壁51。为了防止线圈83和84干涉成对侧壁51，需要措施(例如加宽成对侧壁51之间的空间)，这样会导致成像单元10尺寸的增加。然而，成像装置的本实施方案没有这样的缺点。
另外，霍尔传感器85和86(其尺寸小于永磁体81和82)位于第一透镜组单元12的内直径侧的配置也有助于改进空间利用，所述第一透镜组单元12的内直径侧分别在沿法线K1和K2的方向上更接近球形摆动中心A1。从图13中可以看出，成对支撑小霍尔传感器85和86的传感器支撑突出部61和62可以插入由透镜固定部分40(圆形框架部分40b)和第一透镜框架30的成对磁体固定部分42和43以及基部构件31的弹簧支撑架58包围的狭窄空间内，从而将小霍尔传感器85和86布置为空间高效的。
另外，将永磁体81和82、线圈83和84以及霍尔传感器85和86安装在基部构件31中的侧空间56(第二象限V2和第三象限V3)中。侧空间56形成于与通过第一棱镜L11而偏离的光线的行进方向(第二光轴O2的行进方向)侧的第二参考平面P2的相对侧的截面(第一截面)上，并且没有成像光学系统的光学元件(其位于第一棱镜L11的光学后方(关于图7向右))布置在侧空间56中，因此永磁体81和82、线圈83和84以及霍尔传感器85和86的布置不容易受到空间的限制。例如，即使将永磁体81和82以及线圈83和84布置在第二截面上，该第二截面在包括第一象限V1和第四象限V4的第二参考平面P2的右侧，也可以驱动第一透镜元件L1；然而，第二透镜元件L2位于第一象限V1和第四象限V4中邻近第一棱镜L11的出射面L11-b的位置，从而在此情况下有以下问题：难以保证用于安装完整的电磁致动器而不干涉第二透镜元件L2的空间。然而，在显示的实施方案的布置中没有这样的限制，在显示的实施方案中，将永磁体81和线圈83的组合设置在第二象限V2中，将永磁体82和线圈84的组合设置在第三象限V3中。
另外，将可以沿着第二光轴O2移动的第二透镜组G2和第三透镜组G3设置在从第一棱镜L11延伸的光学路径上，第一电机M1和第二电机M2含有金属部件，并 且成对杆22和23也为金属部件，所述第一电机M1和第二电机M2构成了用于沿着第二光轴O2移动第二透镜组G2和第三透镜组G3的驱动机构的构件。如果这些金属部件是由磁性材料制成的，并且位置接近电磁致动器，则这些金属部件可能会对电磁致动器的稳像驱动操作产生负面影响。特别地，在移动磁体电磁致动器中(其中永磁体81和82支撑在可移动的第一透镜框架30上)，为了使电磁致动器执行高精度的驱动控制，要求消除由永磁体81和82的磁场内的外部磁性材料引起的不良影响。与将永磁体81和82以及线圈83和84布置在第一象限V1和第四象限V4上的情况相比，将永磁体81和82以及线圈83和84安排在第二象限V2和第三象限V3上的情况下，电机M1和M2中的每一个和杆22和23中的每一个相距更远；因此，电机M1和M2以及杆22和23的部件不容易对电磁致动器的驱动产生负面影响，即使这些部分中包括磁性材料。
在成像单元10的第一透镜框架30中，需要很高的强度，从而在达到良好的光学性能时的图像抖动修正操作期间，对第一透镜元件L1的位置进行高精度的控制。特别地，要求用于支撑部分41的足够的强度量，该支撑部分41形成为从透镜固定部分40突出的悬臂。另外，为了有助于成像单元10的微型化，在第一透镜框架30中，要求支撑部分41(从透镜固定部分40突出)和磁体固定部分42和43的空间有效布置。
由图3和图8可以理解，关于成像单元10的向上/向下方向，第一透镜框架30的透镜固定部分40的尺寸(直径)与磁体固定部分42和43占据的宽度大致相同，并且磁体固定部分42和43在向上/向下方向上没有很大量的突出。换句话说，第一透镜框架30关于向上/向下方向是以紧凑(微型化)方式形成的。另外，在第一透镜框架30中，将支撑部分41的成对支柱部分41a设置在比磁体固定部分42和43更靠近第二参考平面P2的位置。更具体地，关于第一光轴O1为中心的周向，成对支柱部分41a分开的距离宽于磁体固定部分42和43分开的距离，并且磁体固定部分42和43固定的周向位置位于成对支柱部分41a之间。另外，由于第一棱镜L11的厚度在向前/向后方向上朝着成像单元10(后方空间55狭窄)的右方(光线由第一棱镜L11的反射面L11-c反射后，沿着第二光轴O2的方向行进)逐渐增加，从而产生对设置支撑部分41空间的限制，合意的是将成对支柱部分41a设置在相对于第二参考平面P2的左侧(在由第一透镜L11的反射面L11-c反射后，沿第二光轴O2的光线行进方向的相反方向上)。
如图16至图18所示，关于成像单元10的向左/向右方向，设置第一透镜框架30的成对支柱部分41a的位置与设置第一透镜L11、弹簧支撑架58和弹簧片36的位置部分重叠。所以，如图14和图15所示，成对支柱部分41a形成为在向上/向下方向上彼此分开，从而使成对支柱部分41a分别避开第一棱镜L11的成对侧表面L11-d，从而防止这些构件(第一棱镜L11、弹簧支撑架58和弹簧片36)干扰成对支柱部分41a。换言之，当沿着第一光轴O1观察时，成对支柱部分41a的位置不与第一棱 镜L11的位置重叠。由于固定大直径第一透镜元件L1的透镜固定部分40在向上/向下方向上的直径比第一棱镜L11的宽度(成对侧表面L11-d之间的距离)大，所以可以通过将成对支柱部分41a配置为从透镜固定部分40的后方表面突出(即，在向上/向下方向上不增加第一透镜框架的尺寸)而将成对支柱部分41a设置在第一棱镜L11的成对侧表面L11-d的各自的侧。另外，由于将成对支柱部分41a(其在向上/向下方向上彼此分开)配置为通过连接部分41b而彼此连接，枢转突出部44位于第一光轴O1的延伸部分，并且其中枢转臂41c从连接部分41b突出。如图16至图18所示，连接部分41b和枢转臂41c插入后方空间55，该后方空间55设置在第一棱镜L11的反射面L11-c下侧的后方。另外，如图14至图18所示，棱镜固定壁53的左端边缘、第一棱镜L11的左端边缘的一部分、弹簧支撑架58的一部分和弹簧片36的一部分进入形成于第一透镜框架30中的开口41s中。如图14所示，第一透镜框架30处于稳像初始状态，成对支柱部分41a的位于与其另一侧关于第一参考平面P1大致对称处，并且在向上/向下方向上的空隙设置在每个支柱部分41a和相关的侧表面L11-d之间(并且在每个支柱部分41a和弹簧支撑架58之间)。如图15所示，当第一透镜框架30球形摆动时，避免由于上述空隙而使成对支柱部分41a干扰第一棱镜L11和弹簧支撑架58。
在第一透镜框架30中，通过由连接部分41b连接成对支柱部分41a而提高(增加)了整个支撑部分41的刚度，该连接部分41b为梁形状的并且在大致与支柱部分41a的突出方向和枢转臂41c的突出方向(向左/向右方向)两者正交的方向(向上/向下方向)上延伸。通过将支撑部分41形成为框架结构，该框架结构中通过连接部分41b而将设置在第一棱镜L11两侧的支柱部分41a以上述方式连接，可以以空间高效方式设置支撑部分41，从而当在支撑部分41中得到良好强度并且以高精度支撑执行稳像操作的第一透镜元件L1时，不干扰磁体固定部分42和43以及第一棱镜L11等。
以可以使第一透镜框架30进行球形摆动操作的方式支撑第一透镜框架30的结构不限于显示在图1至图21中的成像单元10的第一实施方案(其为用于第一透镜框架30的支撑机构的第一实施方案)。将在下文中参考图22至39对用于成像单元10的第一透镜框架30的支撑机构的不同的实施方案进行讨论。显示在图22至图39中的与成像单元10的第一实施方案中的组件/构件类似的组件/构件由相同的附图标记指示，并且将省略对这些相似元件的描述。
在图22至图24显示的第二实施方案中，枢转凹口(接触部分/球形摆动支撑部分)167形成在传感器固定器34的基板部分60中，该枢转凹口167与成像单元10的第一实施方案中的枢转凹口67的形状不同。设置于此的枢转凹口167具有圆形开口167a，并且在开口167a的底部(在成像单元10的向后方向上)设置有三角形凹口167b，其具有三个移动限制侧(内侧壁)167c。每个由三个移动限制侧167c形成的角均形成为光滑的圆角。当如图23所示沿着第一光轴O1从前方观察三角形凹 口167b时，三个移动限制侧167c形成为大致形成正三角形的三侧，并且该三角形的内心位于第一光轴O1的延长部分上。
在图22至图24显示的第二实施方案中，形成在第一透镜框架30上的枢转突出部(突出部分)144的形状对应于成像单元10的第一实施方案的枢转突出部44的形状，并且枢转突出部144的外周与开口167a的底部表面和三个移动限制侧167c之间的边界接触，进而当枢转突出部144插入枢转凹口167时在三个点进行支撑。该支撑结构可以用于第一透镜框架30以执行相对于球形摆动中心A1的球形摆动操作，该球形摆动中心A1位于第一光轴O1的延长部分上。
在图25至图27显示的第三实施方案中，与枢转凹口67和167形状均不相同的枢转凹口(接触部分/球形摆动支撑部分)267形成在传感器固定器34的基板部分60上。设置于此的枢转凹口267具有圆形开口267a，并且在开口267a的底部(在成像单元10的向后方向上)设置有三角(三侧)金字塔形凹口267b，其具有三个移动限制侧(内侧壁)267c。当如图26所示沿着第一光轴O1从前方对三角金字塔形凹口267b进行观察时，接触三个移动限制侧267c中每一个的内切球体的中心位于第一光轴O1的延长部分上。
在图25至图27显示的第三实施方案中，形成在第一透镜框架30上的枢转突出部(突出部分)244与枢转突出部44和144具有相同的形状，并且枢转突出部244的外周分别与三个移动限制侧267c接触，进而当将枢转突出部244插入枢转凹口267时，在三个点进行支撑。该支撑结构可以用于第一透镜框架30以执行相对于球形摆动中心A1的球形摆动操作，该球形摆动中心A1位于第一光轴O1的延长部分上。
在图28所示的第四实施方案中，与第一至第三实施方案相比较，在其上形成枢转凹口和枢转突出部(其分别对应于枢转凹口67、167或267和枢转突出部44、144或244)的构件形成为颠倒的；特别地，枢转突出部(突出部分/球形摆动支撑部分)344形成于传感器固定器34的基板部分60上，并且枢转凹口(接触部分/受支撑部分)367形成于第一透镜框架30的枢转臂41c上。枢转突出部344和枢转凹口367与成像单元10的第一实施方案的枢转突出部44和枢转凹口67的形状一致，并且随着将枢转突出部344安装至枢转凹口367，可以使第一透镜框架30执行相对于球形摆动中心A1的球形摆动操作，该球形摆动中心A1位于第一光轴O1的延伸部分上。
在图29所示的支撑机构的第五实施方案中，其内表面彼此面对的枢转凹口(受支撑部分)41d和枢转凹口(球形摆动支撑部分)60a分别形成于第一透镜框架30的枢转臂41c和传感器固定器34的基板部分60上，并且球形支撑滚珠(球形摆动支撑部分)45夹在枢转凹口41d和60a之间，并且在枢转凹口41d和60a之间旋转。支撑滚珠45的中心与球形摆动中心A1是一致的，并且通过使枢转凹口41d和60a的内表面与支撑滚珠45的边缘滑动接触而可以使第一透镜框架30执行相对于 球形摆动中心A1的球形摆动操作。
在图30所示的支撑机构的第六实施方案中，使形成为从第一透镜框架30突出的枢转突出部(突出部分/受支撑部分)444的端部(后端)与传感器固定器34的基板部分60的平面邻接表面(接触部分/球形摆动支撑部分)60b接触，其为基板部分60的前方表面。邻接表面60b为平行于第三参考平面P3的平面，枢转突出部444的后端形成为半球。枢转突出部444在滚动时沿着枢转突出部444的半球形的邻接表面60b上操作(倾斜移动)而不滑动，该枢转突出部444通过弹簧片36的弹簧负载而与邻接表面60b压紧。根据该结构，在摆动角度很小的情况下，当第一透镜框架30处于稳像初始状态时，可以使第一透镜框架执行球形摆动操作，而将枢转突出部444和邻接表面60b之间的接触点位置大致看做球形摆动中心A1。
在图31所示的第七实施方案中，枢转突出部(突出部分/球形摆动支撑部分)544的端部(前端)与平面邻接表面(接触部分/受支撑部分)41e接触，该枢转突出部544形成为从传感器固定器34的基板部分60突出，该平面邻接表面41e形成于第一透镜框架30的枢转臂(受枢转臂)41c上以面朝后方。邻接表面41e为平行于第三参考平面P3的平面，枢转突出部544的前端形成为半球。邻接表面41e滚动时在沿着枢转突出部544半球形的枢转突出部544上操作(倾斜移动)而不滑动，该邻接表面41e通过弹簧片36的弹簧负载而与枢转突出部544压紧。根据该结构，在摆动角度很小的情况下，当第一透镜框架30处于稳像初始状态时，可以使第一透镜框架30执行球形摆动操作，而将邻接表面41e和枢转突出部544之间的接触点位置大致看做球形摆动中心A1。
在用于第一透镜框架30的支撑机构的上述的第一至第五实施方案中，凹凸的安装结构用于第一透镜框架30和传感器固定器34之间的受枢转部分，并且当第一透镜框架30进行圆形摆动操作时，在凹凸接触点发生滑动；然而，用于第一透镜框架30的支撑机构的第一至第五实施方案中的每一个均设计为不改变球形摆动中心A1的位置，该球形摆动中心A1的位置为球形摆动中心，并且在设计阶段预定。相反地，在图30和31所示的第六和第七实施方案中，形成于第一透镜框架30和传感器固定器34中一个上的突出的端部与邻接表面邻接，该邻接表面形成于第一透镜框架30和传感器固定器34中的另一个上，并且第一透镜框架30执行球形摆动操作，而将其之间的接触点大致认为是球形摆动中心A1。
在图32至图39所示的第八实施方案中，将中间构件39插入第一透镜框架30和传感器固定器34之间。如图34至图35所示，第一透镜框架30在支撑臂41f的端部设置有枢转支撑部分41g，该支撑臂41f构成了第一透镜框架30的支撑部分41的一部分。支撑臂41f在接近第二参考平面P2的方向上(第一光轴O1)，从连接部分41b(其连接成对支柱部分41a)的大致中心位置关于其拉长的方向(向上/向下方向)突出。枢转支撑部分41g狭窄并且在向上/向下方向上拉长，并且设置有在向上/向下方向上从其相对端部突出的成对枢转突出部41h；成对枢转突出部在共享公 共轴(第一光轴)X1时在向上/向下方向上对齐。每个枢转突出部41h的形状均为使圆柱的径向相反端分别具有截止平行平面侧，该圆柱将轴线X1作为其轴心。
中间构件90的形状大致为矩形框架，该矩形框架包围枢转支撑部分41g，并且关于向上/向下方向分别在其相反端处的中间构件90的短侧上设置有成对枢转孔90a，该枢转孔90a以允许成对枢转突出部41h相对于轴X1转动的方式支撑成对枢转突出部41h。中间构件90的每个短侧均包含C形横截面部分，枢转孔90a通过该C形横截面部分而形成，并且该中间构件90设置有裂缝(间隙)90b(相关的枢转孔90a经由该裂缝而径向向外暴露，从而与其相通地连接)从而允许成对枢转突出部41h安装至该裂缝90b，并且通过裂缝90b而从成对枢转孔90a脱离。另外，中间构件90设置有成对枢转突出部90c，该枢转突出部90c从中间构件90的成对长侧上分别在相反的方向上突出。每个枢转突出部90c的形状均为使圆柱的径向相反端分别具有截止平行平面侧，该圆柱将轴线(第二轴)X2作为其轴心。
传感器固定器34在基板部分60上设置有壳体部分60c，其中容放了中间构件90。基部构件60设置有成对枢转孔60d，该枢转孔以允许成对枢转突出部90c相对于轴X2转动的方式支撑成对枢转突出部90c。成对枢转孔60d与壳体部分60c相通地连接。基板部分60包括C形横截面部分，成对枢转孔60d通过该C形横截面部分而形成，并且所述基板部分60每个均设置有裂缝(间隙)60e(相关的枢转孔60d经由该裂缝60e而径向暴露至外部，从而与其相通地连接)，从而允许成对枢转突出部90c通过裂缝60e安装至成对枢转孔60d中，并且从成对枢转孔60d脱出。
图32、图33和图36至图39显示了如下状态：成对枢转突出部41h由成对枢转孔90a枢转地支撑，并且成对枢转突出部90c由成对枢转孔60d枢转地支撑；这些附图中的每一个均显示了第一透镜元件L1处于稳像初始状态的状态。在该枢转支撑状态(稳像初始状态)中，成对枢转突出部41h的轴X1在成像单元10的向上/向下方向上延伸，成对枢转突出部90c的轴X2在成像单元10的向左/向右方向上延伸，并且轴X1和X2彼此正交并位于第三参考平面P3上。轴X1和轴X2之间的交叉点X3(参见图36)位于第一光轴O1的延长部分。中间构件90和第一透镜框架30可以由于成对枢转孔60d和成对枢转突出部90c之间的接合而相对于轴X2摆动。另外，第一透镜框架30可以由于成对枢转孔90a和成对枢转突出部41h之间的接合而相对于中间构件90作关于轴X1的摆动。这些相对于轴X1和X2的摆动移动的组合，可以使第一透镜框架30执行相对于轴X1和X2之间的交叉点X3的球形摆动操作。裂缝90b和60e中的每一个均为装配目的而设置，并且形成为在预定的位置具有预定的宽度，从而在稳像操作期间或当在稳像初始状态中第一透镜框架30执行球形摆动操作时，不允许枢转突出部41h和90c中的每一个从相关的裂缝90b和60e中脱离。
在图32至图39所示的支撑机构的第八实施方案中，不需要上述实施方案的任意一个旋转限制器(例如枢转引导件39或旋转阻止孔68)，这是由于第一透镜框 架30通过中间构件90的枢转部分(成对枢转孔90a和成对枢转突出部90c)而避免了相对于第一光轴O1旋转。
尽管已经基于上述实施方案对本发明进行描述，但是本发明不仅限于此；上述实施方案的各种修改是可能的而不脱离本发明的范围。例如，尽管上述成像装置的成像光学系统使用棱镜作为弯曲光学路径的反射元件，但是也可以由反射镜等代替棱镜作为反射元件。另外，本发明还可以应用至在成像光学系统中具有L形光学路径而不包括相对应于第二棱镜L12的反射元件的类型的成像装置。可选择地，本发明可以被应用至包含弯曲光学系统的成像装置，该弯曲光学系统除了第一棱镜L11和第二棱镜L12以外，还包括一个或更多的附加反射元件。总之，由弯曲光学系统的反射元件反射的光轴的弯曲角度(反射角度)可以为除了90度之外的任意角度。
如上所述，可以对前方透镜元件(第一透镜元件L1)进行各种修改以执行稳像操作，所述前方透镜元件位于反射元件(其在上述实施方案中对应于第一棱镜L11)的物体侧。例如，可以设置多个前方透镜元件而代替单一透镜元件。
在上述实施方案中的第一透镜元件L1为D形，该D形由切去第一透镜元件L1的外缘的一部分而形成，这有助于沿着第二光轴O2方向上的第一透镜组单元12的微型化。然而，在本发明中的前方透镜元件的正视形状并不限于D形透镜元件；本发明也适用于包括在正视图中形状(例如，圆形形状)与D形透镜不同的前方透镜元件的成像装置。
在上述实施方案中，基部构件31和传感器固定器34的组合用作支撑构件，该支撑构件以允许第一透镜框架30执行球形摆动操作的方式对第一透镜框架30进行支撑。该结构在装配可加工性上可以达到极好的效果；然而，也可以使用基部构件31和传感器固定器34整体形成的支撑构件。与上述成像单元10的实施方案不同，可以整体形成壳体13(其固定成像传感器14、第二棱镜L12和其他构件)和基部构件31(其固定第一棱镜L11)，从而用作整体支撑构件，并且由该整体支撑构件对第一透镜框架30进行支撑。
在本文描述的本发明的具体实施方案中可以进行明显改变，这种修改落入本发明要求保护的精神和范围内。指明本文包含的所有事项为说明性的并且不限制本发明的范围。