镜头单元的制作方法

1.本发明涉及镜头单元。


背景技术：

2.以往，提出了在镜头单元或透镜保持构造中，减小透镜松动的技术。作为这种技术，例如，已知一种镜头单元，其具有组装有多个透镜的树脂制镜筒，并通过保持件螺紧透镜(例如，参照专利文献1)。
3.此外，作为上述技术，已知一种结构，具有具备光学面和非光学面的透镜，在该非光学面和镜筒的面向该非光学面的表面之一上，一体地设置有多个引导部，在另一表面上设置有用于卡合引导部的卡合部(例如，参照专利文献2)。
4.此外，作为上述技术，已知一种透镜保持构造，具备一个或多个透镜；保持一个或多个透镜的透镜框架构件；以及联接至透镜框架构件的前端表面并弹性地按压最前部透镜的按压构件(例如，参照专利文献3)。
5.在先技术文献
6.专利文献
7.[专利文献1]日本特开2019－179179号公报
[0008]
[专利文献2]日本特开2010－78920号公报
[0009]
[专利文献3]日本特开2017－161650公报


技术实现要素：

[0010]
发明所要解决的课题
[0011]
镜头单元与使用环境等相应地，要承受温度变化。即使发生这种温度变化，也要求抑制透镜在镜头单元中的变位。
[0012]
但是，在专利文献1的技术中，由于通过压入组装透镜，因此有可能引起塑料透镜的形变。此外，当由于急剧的温度变化而在塑料透镜被压缩的方向上发生膨胀或收缩时，塑料透镜的形变进一步增加，从而难以将塑料透镜的形变抑制在预定值以下。
[0013]
此外，在专利文献2的技术中，由于没有光轴方向上的作用力，因此有时透镜和光轴位置间发生变化。
[0014]
此外，在专利文献3的技术中，需要通过按压构件来保持所有内部构成构件。因此，当内部构成构件包括玻璃透镜和塑料透镜时，需要施加较大的作用力来保持较重的玻璃透镜。而且，由于向塑料透镜施加较大的作用力，因此塑料透镜容易发生形变。
[0015]
本发明的一个方式的目的在于，提供一种包含玻璃透镜和塑料透镜双方的镜头单元，其能够抑制由温度变化引起的各透镜的变位。
[0016]
用于解决课题的手段
[0017]
为解决上述课题，本发明的一个方式所涉及的镜头单元具备：第一透镜组，包含一或多个玻璃透镜；第二透镜组，包含一或多个塑料透镜；镜筒，收容所述第一透镜组以及所
述第二透镜组；第一保持件，将所述第一透镜组螺紧在所述镜筒上；以及第二保持件，将所述第二透镜组螺紧在所述镜筒上。
[0018]
发明效果
[0019]
根据本发明的一方式，包括玻璃透镜和塑料透镜双方的镜头单元能抑制由温度变化引起的各透镜的变位。
附图说明
[0020]
图1是表示实施方式1所涉及的镜头单元的结构的截面图。
[0021]
图2是表示实施方式1所涉及的镜头单元所具有的各个结构以及摄像装置的主体的分解透视图。
[0022]
图3是表示实施方式2所涉及的镜头单元的结构的截面图。
[0023]
图4是表示实施方式2所涉及的镜头单元所具有的各个结构以及摄像装置的主体的分解透视图。
[0024]
附图标记说明：
[0025]
100、100a 镜头单元
[0026]
10 对物侧保持件(第一保持件)
[0027]
101 螺紧部(第一螺紧部)
[0028]
102 筒部(第一筒部)
[0029]
103 卡合部
[0030]
11、12、13 玻璃透镜
[0031]
123 第一透镜组
[0032]
14、15 塑料透镜
[0033]
145 第二透镜组
[0034]
140 沟槽
[0035]
16 间隔件
[0036]
17、17a、17b 像面侧保持件(第二保持件)
[0037]
170 螺紧部(第二螺紧部)
[0038]
170 螺合部
[0039]
171、171a 筒部(第二筒部)
[0040]
173 顶端缘
[0041]
174 突起
[0042]
175 开口
[0043]
18 镜筒
[0044]
18a 第一空间
[0045]
18b 第二空间
[0046]
180 凸部
[0047]
181 阶梯部(保持部)
[0048]
19 透镜
[0049]
210 摄像装置的主体
具体实施方式
[0050]
以下，说明本发明所涉及的镜头单元的实施方式。但是，以下说明的镜头单元是本发明所涉及的镜头单元的一方式，本发明所涉及的镜头单元不限定于以下的方式。
[0051]
〔实施方式1〕
[0052]
(整体结构)
[0053]
首先，参照图1以及图2，说明本实施方式所涉及的镜头单元100的整体结构。
[0054]
图1是表示本实施方式所涉及的镜头单元100的结构的截面图。更具体而言，图1是按照包括后述的第一嵌合部140与第二嵌合部180之间的嵌合位置在内的沿轴向的剖切面剖切而得的截面图。
[0055]
图2是表示图1中的镜头单元100所具备的各个结构以及摄像装置的主体210的分解透视图。
[0056]
如图1所示，镜头单元100具备：第一透镜组123、第二透镜组145、对物侧保持件(第一保持件)10、间隔件16、像面侧保持件(第二保持件)17以及镜筒18。镜头单元100被构成为由主体210保持。
[0057]
(各部的构成)
[0058]
第一透镜组123以及第二透镜组145由镜筒18收容。第一透镜组123作为一例包括了三片玻璃透镜11～13，第二透镜组145作为一例包括了二片塑料透镜14、15。上述所有透镜均具有用于确定径向上的位置的结构。这样的用于定位的结构的示例包括：凹条和与其嵌合的凸条；孔和与其嵌合的凸台；一方的透镜的具有特定形状的凸面；与其相邻的另一方的透镜的与上述特定形状相匹配的凹面；以及透镜的外周壁部和与其抵接的镜筒18的内周壁部。像这样，多个透镜被构成为：当被收容在镜筒18中时，能够在径向上被引导至确定的特定位置。
[0059]
另外，在本实施方式中，示出了三片玻璃透镜以及二片塑料透镜，但玻璃透镜以及塑料透镜的数量不限定于此，玻璃透镜的数量可以是一片或二片，也可以是四片以上。此外，塑料透镜的数量可以是一片，也可以是三片以上。
[0060]
塑料透镜14的外缘部具有沿塑料透镜14的厚度方向延伸的沟槽140。沟槽140设置在塑料透镜14的外缘部上的三个位置处。更具体地，沟槽140以俯视观察时的塑料透镜14的中心为对称中心，被设置在三次对称的位置处。
[0061]
对物侧保持件10为大致圆柱体，由树脂构成并且具有弹性。对物侧保持件10具备：第一螺紧部101，被螺紧在镜筒18的外周上；第一筒部102，被连接到螺紧部101以覆盖镜筒18的外周；卡合部103，被形成在第一筒部102的对物侧的开口部的内周面。在此，卡合部103与作为第一透镜组123中最靠近对物侧的透镜的玻璃透镜11卡合。
[0062]
间隔件16是介于玻璃透镜12和玻璃透镜13之间的间隔件。间隔件16在轴向上的玻璃透镜12和玻璃透镜13之间形成规定大小的间隙。在与玻璃透镜12相接的间隔件16的对物侧的端缘上，形成了多个(例如六个)凸部。
[0063]
像面侧保持件17为大致圆柱体。此外，像面侧保持件17由树脂构成并且具有弹性。像面侧保持件17具备：螺紧部(第二螺紧部)170，位于像面侧；筒部(第二筒部)171，被连接至螺紧部170并位于比螺紧部170更靠近对物侧。
[0064]
螺紧部170在其外周表面上具有螺合部172，在其内周表面上具有内螺纹。螺合部
172是例如外螺纹。
[0065]
筒部171是圆筒形状的部分，其对物侧的端面上具有沿周向等间隔地排列的多个(例如六个)突起174。
[0066]
镜筒18是树脂制的大致圆筒形状的构件，在对物侧以及像面侧两端具有开口部。作为一例，镜筒18能够为纤维强化型的树脂制，但是这不是限定本实施方式。另外，如图1所示，镜筒18具有阶梯部(保持部)181。在镜筒18内，在比阶梯部181更靠近对物侧形成有第一空间18a，在比阶梯部181更靠近像面侧形成有第二空间18b。
[0067]
在轴向上的镜筒18的对物侧的外周表面上形成有外螺纹。该外螺纹被形成为，螺合至对物侧保持件10的内周表面上的内螺纹中。另外，在轴向上的镜筒18的像面侧的内周表面上形成有内螺纹。该内螺纹被形成为，螺合到像面侧保持件17的螺合部172中。
[0068]
另外，如图1所示，在镜筒18的轴向的中央部形成有从内周壁面突出的阶梯部181。阶梯部181在沿轴向观察时是大致圆环状的部分，并且镜筒18的轴向上的该阶梯部181的两端面，是沿着与镜筒18的轴向正交的方向，从镜筒18的内周壁面延出的平面。
[0069]
在像面侧的端面上，形成有从该端面突出的凸部180。凸部180以阶梯部181的中心为对称中心被设置在三次对称的位置处。凸部180被形成为与塑料透镜14的沟槽140嵌合的形状。
[0070]
另外，镜筒18由与塑料透镜14相比线膨胀系数相对小的材料构成。
[0071]
(配置)
[0072]
首先，对透镜在比前述阶梯部181更靠对物侧，即第一空间18a侧上的配置进行说明。从镜筒18的对物侧的开口部起，依次收容玻璃透镜13、间隔件16、玻璃透镜12以及玻璃透镜11。接下来，对物侧保持件10从镜筒18的开口部侧起覆盖镜筒18，对物侧保持件10的内周表面侧的内螺纹与镜筒18的外周表面上的对物侧的外螺纹相螺合。由此，对物侧保持件10沿着镜筒18的轴向，向主体210侧进入，并且被紧固到镜筒18。
[0073]
如前所述，玻璃透镜13、间隔件16、玻璃透镜12以及玻璃透镜11均适当具有使位置关系为彼此在镜筒18的径向上将光轴重合的用于定位的结构。因此，在该径向上，在以镜筒18的轴为光轴的位置处，玻璃透镜13、玻璃透镜12以及玻璃透镜11在比上述阶梯部181更靠近对物侧被收容在镜筒18中。像这样，第一透镜组123在镜筒18内以玻璃透镜13抵接在阶梯部181上，并被收容在第一空间18a中，并且被螺紧在对物侧保持件10与阶梯部181之间。
[0074]
此外，玻璃透镜11与对物侧保持件10的上述卡合部103卡合，并随着上述的紧固而被按压向主体210侧。由此，对物侧保持件10沿着镜筒18的轴向从对物侧按压玻璃透镜11、12，间隔件16以及玻璃透镜13。因此，玻璃透镜13、玻璃透镜12以及玻璃透镜11在比上述阶梯部181更靠对物侧，于以镜筒18的轴为光轴的位置处，在比上述阶梯部181更靠对物侧，被固定于镜筒18。
[0075]
接下来，对透镜在比阶梯部181更靠像面侧即第二空间18b侧上的配置进行说明。从镜筒18在主体210上的像面侧的开口部起，依次收容塑料透镜14以及塑料透镜15。塑料透镜14在其周缘部抵接阶梯部181，并且从该阶梯部181立起的三个凸部180中的每一个与塑料透镜14的三个沟槽140中的每一个相嵌合。由此，塑料透镜14的径向上的变位受到了充分抑制。
[0076]
另外，如前所述，塑料透镜14以及塑料透镜15均适当具有使位置关系为彼此在镜
筒18的径向上将光轴重合的用于定位的结构。因此，在该径向上，塑料透镜14和塑料透镜15在比上述阶梯部181更靠近像面侧，在以镜筒18的轴为光轴的位置处，被收容在镜筒18中。
[0077]
像面侧保持件17从镜筒18的像面侧上的开口部被插入镜筒18中。像面侧保持件17的螺紧部170上的螺合部172与镜筒18的内周表面上的内螺纹相螺合。由此，像面侧保持件17沿着镜筒18的轴向，向对物侧进入，并且被紧固到镜筒18。如前所述，像面侧保持件17为树脂制，筒部171与塑料透镜15抵接。因此，塑料透镜14以及塑料透镜15在因像面侧保持件17的弹性而在镜筒18的轴向上被施力的同时，在镜筒18内的以镜筒18的轴为光轴的位置被固定。像这样，第二透镜组145在镜筒18内以塑料透镜14抵接在阶梯部181上，并被收容在第二空间18b中，并且被螺紧在像面侧保持件17与阶梯部181之间。如上所述，由于透镜组123和145在镜筒18内分别抵接在阶梯部181上，因此可以适当地调整保持件10和17各自的螺紧力。
[0078]
像面侧保持件17的对物侧的端面，如上所述具有突起174，筒部171经由突起174与塑料透镜15抵接。因此，与塑料透镜15抵接的筒部171会产生适度的弹性。因此，像面侧保持件17以更适当的按压力按压塑料透镜14、15。
[0079]
另外，镜筒18如前所述，由与塑料透镜14相比线膨胀系数相对小的材料构成。因此，如果常温下沟槽140和凸部180实质上相同尺寸，则在高温时沟槽140的尺寸变大。因此，防止了在高温时，因凸部180的膨胀而使沟槽140受到按压，导致塑料透镜14产生形变。即使在这种情况下，像面侧保持件17也以其弹性沿轴向将塑料透镜14、15朝向阶梯部181适当地按压。因此，即使在凸部180和沟槽140之间产成间隙，也可以防止塑料透镜14、15向径向的位置偏差。
[0080]
像这样，在镜头单元100中，使用像面侧保持件17将塑料透镜14、15固定到镜筒18。因此，与通过压入来收容塑料透镜14的情况相比，可以抑制塑料透镜以及镜筒中产生扭曲。
[0081]
另外，镜头单元100通过沟槽140和凸部180的嵌合，能够适当地抑制塑料透镜14在径向上的变位。另外，由于像面侧保持件17在轴向上适当地按压塑料透镜14、15，因此适当地抑制了塑料透镜14、15在光轴方向上的变位，并且也充分地抑制了其向径向的变位。因此，即使温度在包括较高温度的温度范围内产生变化，镜头单元100也能够适当地抑制塑料透镜的变位。
[0082]
(对物侧保持件与像面侧保持件之间的螺紧力)
[0083]
这里，将对对物侧保持件10与像面侧保持件17之间的螺紧力进行说明。对物侧保持件10以及像面侧保持件17将第一透镜组123以及第二透镜组145螺紧至镜筒18，以使对物侧保持件10对第一透镜组123的螺紧力大于像面侧保持件17对第二透镜组145的螺紧力。
[0084]
通常，玻璃透镜11～13的材料的比重可以是塑料透镜14、15的材料的2～3倍。因此，当对镜头单元100施加振动或冲击时，与包括塑料透镜14、15的第二透镜组145相比，包括玻璃透镜11～13的第一透镜组123产生更大的冲击力。
[0085]
在本实施方式中，对物侧保持件10对玻璃透镜11～13的螺紧力大于像面侧保持件17对塑料透镜14、15的螺紧力，因此可以适当地螺紧玻璃透镜11～13，而不会由于过度的螺紧力而导致塑料透镜14和15产生变位。
[0086]
(效果)
[0087]
如以上的说明，即使发生温度变化，镜头单元100也可以充分抑制透镜组中的各透
镜的变位。
[0088]
作为镜头单元100的应用的一个示例，能够列举出车载传感用镜头单元。在该应用中，有时要求即使在低温侧低于-40℃，高温侧超过100℃的高温的情况下，也能在全景对焦下使用，并且维持性能。进而，有时即使在高温侧为120～125℃的长期保存试验中，也要求不发生性能劣化。
[0089]
以往，在具有自动调焦机构的消费类产品中，或者在即使在全景对焦下也经常使用数十万至200万像素左右的观察用镜头单元中，即使由于保持而引起的透镜形变或透镜变位为几微米到几十微米，在实际使用中也没有问题。
[0090]
但是，有时在如上所述的车载传感用镜头单元中，还要求将它们的变位抑制到1微米以下。
[0091]
作为可在这种环境下耐用的镜筒材料，纤维强化型塑料镜筒经常被使用。但是，纤维强化型塑料镜筒具有树脂的流动方向(md)和垂直于流动的方向(td)的各向异性。因此，作为一例，当设在md方向上的线膨胀系数为1.5
×
10-5
并且在td方向上的线膨胀系数为3.0
×
10-5
时，有时会超出作为车载传感用镜头单元所允许的变位量。
[0092]
更具体地，当温度从20℃变化到-40℃时，在各方向上的距离10mm的部分处的变位量δ分别在md方向上是-0.008mm，在td方向上是-0.016mm。另外，当温度从20℃变化到120℃时，分别在md方向上是δ0.015mm，在td方向上是δ0.03mm。像这样，即使是被视为能耐受温度变化的纤维强化型塑料镜筒，也可能由于纤维取向的差异而发生形变。
[0093]
另外，塑料透镜也是如此。例如，如果外径为10mm，线膨胀系数为7.0
×
10-5
，则当温度从20℃变为-40℃时，该塑料透镜的外径的变位量δ
l
为-0.042mm，在从20℃向120℃的温度变化中，δ
l
为0.07mm。
[0094]
一般而言，在结构为通过向径向按压来保持塑料透镜的情况下，由于热胀冷缩，在塑料透镜外径和镜筒内径之间可能产生较大的松动，并且可能产生透镜位移移动。
[0095]
但是，根据本实施方式所涉及的镜头单元100，即使在塑料透镜与镜筒之间的线膨胀系数差较大且有-40℃～120℃这样较大温度差的环境中，也能够在抑制塑料透镜形变的同时而且高精度地进行定位以及保持。
[0096]
另外，作为塑料制镜筒材料的树脂取向差大的材料，即使发生镜筒的不均匀膨胀和收缩，也能够通过像面侧保持件17的作用力防止塑料透镜的位置偏移。
[0097]
另外，第二嵌合部180所具备的凸部的直径和第一嵌合部140所具备沟槽的宽度越小，越能够抑制相对于常温时的温度差δt所引起的尺寸变化所造成的形变。
[0098]
像这样，根据本实施方式所涉及的镜头单元100，即使在发生热胀冷缩的情况下，也能够实现高精度的保持而不会引起透镜位移移动。
[0099]
另外，如上所述，由于以对物侧保持件10对第一透镜组123的螺紧力大于像面侧保持件17对第二透镜组145的螺紧力的方式，对物侧保持件10以及像面侧保持件17将第一透镜组123以及第二透镜组145螺紧至镜筒18，因此能够适当地螺紧玻璃透镜11～13，而不会由于过度的螺紧力导致塑料透镜14、15变位。
[0100]
(实施方式1中的变形例)
[0101]
在镜筒18的径向上定位塑料透镜14并将其固定的构造，不限于沟槽140和凸部180。例如，也可以是镜筒18具有沟槽，塑料透镜14具有凸部。
[0102]
此外，镜头单元100在能够获得本实施方式的效果的范围内，可以具有进一步的构件。例如，镜头单元100可以构成为，在塑料透镜14和像面侧保持件17之间具备光学构件，以代替塑料透镜15或与塑料透镜15同时具备，该光学构件包含其他透镜，间隔件和遮光垫圈中的至少一个。在这样的构成中，像面侧保持件17也在光轴方向上按压其他透镜、间隔件、以及遮光垫圈等。因此，可以适当地抑制这些光学构件相对于光轴的变位。
[0103]
〔实施方式2〕
[0104]
对本发明的其他实施方式，以下予以说明。此外，为了便于说明，将相同的附图标记赋予具有与上述实施方式中说明了的构件相同的功能的构件，不再重复说明。
[0105]
图3是表示本实施方式所涉及的镜头单元100a的结构的截面图。更具体而言，图3是在第一嵌合部140和第二嵌合部180嵌合了的状态下，按照包括它们的嵌合位置在内的沿轴向的剖切面进行剖切而得的截面图。图4是表示图3中的镜头单元100a所具备的各个结构以及摄像装置的主体210的分解透视图。
[0106]
如图3和图4所示，镜头单元100a具备第一像面侧保持件17a和第二像面侧保持件17b，以代替实施方式1所涉及的镜头单元100所具备的像面侧保持件17。此外，第一像面侧保持件17a和第二像面侧保持件17a之间具备透镜19。透镜19例如为玻璃透镜，通过将透镜19的周缘部嵌合到在第一像面侧保持件17a的内周壁上形成的阶梯部181，透镜19被收容在镜筒18的轴和光轴在径向上一致的位置。抵接的镜头单元100a的其他结构与实施方式1所涉及的镜头单元100的结构相同。
[0107]
第一像面侧保持件17a，与实施方式1所涉及的像面侧保持件17相同，通过向镜筒18的轴向按压塑料透镜14、15而将塑料透镜14、15收容在镜筒18内。第一像面侧保持件17a，作为一例，与实施方式1所涉及的像面侧保持件17相同，通过螺合到镜筒18的内周而被螺紧到镜筒18。
[0108]
第二像面侧保持件17b，通过向镜筒18的轴向按压透镜19而将透镜19收容在镜筒18内。在此，第二像面侧保持件17b，作为一例，如图3所示，通过螺合到第一保持件17a的内周而被螺紧到第一保持件17a。通过该螺紧，透镜19以适当的强度和弹性被沿着轴向向对物侧按压从而固定。
[0109]
此外，如图3和图4所示，第一像面侧保持件17a具备螺紧部170和筒部171a。在此，由于螺紧部170与实施方式1相同，因此省略其说明。
[0110]
筒部171a具备从该筒部171a的顶端缘173沿轴向突出的多个突起174。这些多个突起174从像面侧抵接于作为多个塑料透镜中的像面侧的透镜的塑料透镜15，在光轴方向上按压该塑料透镜15和塑料透镜14。
[0111]
另外，筒部171a如图4所示，具有多个开口175。像这样，通过使筒部171a具备多个开口，能够使第一保持件17a的弹性更合适，从而可以适当地抑制塑料透镜在光轴方向上的变位。
[0112]
此外，如图4所示，多个开口175中的每一个被设置在与多个突起174中的每一个相对应的位置处。像这样，通过使开口175和突起174的位置建立对应，能够更适当地按压多个塑料透镜。
[0113]
另外，在图4所示的示例中，开口175和突起174的数量分别被设置为3，但是这并不是限定本实施方式，可以是除了3之外的数量。
[0114]
〔总结〕
[0115]
本发明的方式1所涉及的镜头单元具备：第一透镜组，包含一或多个玻璃透镜；第二透镜组，包含一或多个塑料透镜；镜筒，收容所述第一透镜组以及所述第二透镜组；第一保持件，将所述第一透镜组螺紧在所述镜筒上；以及第二保持件，将所述第二透镜组螺紧在所述镜筒上。
[0116]
根据该结构，即使发生温度变化，也能够抑制各透镜的变位。
[0117]
本发明的方式2所涉及的镜头单元也可以在方式1中，第一保持件以及第二保持件具有弹性。
[0118]
根据该结构，由于对物侧保持件具有弹性，因此能够对第一透镜组施加适当的按压力。同样地，由于像面侧保持件具有弹性，因此能够对第二透镜组施加适当的按压力。
[0119]
本发明的方式3所涉及的镜头单元也可以在方式1或2中，第一保持件以及第二保持件以第一保持件对第一透镜组的螺紧力大于第二保持件对第二透镜组的螺紧力的方式，将第一透镜组和第二透镜组螺紧到镜筒。
[0120]
根据该结构，除了方式1或2的效果之外，能够对玻璃透镜以及塑料透镜施加更适当的按压力。
[0121]
本发明的方式4所涉及的镜头单元也可以在方式1至3的任一中，所述镜筒还具备所述第一透镜组以及所述第二透镜组所抵接的保持部。
[0122]
根据该结构，对在镜筒内与保持部抵接的每个透镜组，适当地调整各保持件的螺紧力较为容易。
[0123]
本发明的方式5所涉及的镜头单元也可以在方式1至4的任一中，第一保持件具备：第一螺紧部，被螺紧在镜筒的外周上；第一筒部，被连接到螺紧部并覆盖镜筒的外周；以及卡合部，与第一透镜组卡合。
[0124]
根据该结构，除了方式1至4中任一的效果之外，还能够对玻璃透镜施加更适当的按压力。
[0125]
本发明的方式6所涉及的附件适配器也可以在方式1至5的任一中，第二保持件具备：第二螺紧部，被螺紧到镜筒的内周；以及第二筒部，被连接到螺紧部，在筒部形成有多个开口。
[0126]
根据该结构，除了方式1至5中任一的效果之外，还能够对塑料透镜施加更适当的按压力。
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本发明不限定于上述的各实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更。将不同的实施方式中分别公开的技术手段适宜组合而得到的实施方式，也包含在本发明的技术范围内。