JP2001296462A - 光学モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズユニットとホルダの熱膨張率が異なっ
ても、簡単な補正で温度による誤差を小さくすることが
できる光学モジュールを提供する。 【解決手段】 一対のレンズ要素５１ａ，５１ｂが一体
的に設けられたレンズユニット５０と、一対のセンサ２
２，２４を有するセンサユニット２０とが、ホルダ３０
の両端にそれぞれ固定される。レンズユニット５０は、
一対のレンズ要素５１ａ，５１ｂの略中央を通りかつそ
の基線長方向に垂直な面上に、固着部を有する。ホルダ
３０は、レンズユニット５０の固着部に接近又は当接す
る固着部３６を有する。そして、レンズユニット５０の
固着部と、ホルダの固着部との間が、溶剤又は接着剤に
より固着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学モジュールに
関し、例えばカメラの測距装置又は焦点検出装置等に好
適な、光学モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カメラの測距装置や焦点検出装置
には、一対のレンズと受光センサが一体的に構成された
ＡＦモジュールが用いられている。

【０００３】このＡＦモジュールは、例えば図９に示す
ように、中空のホルダ３の一端に、一対のレンズ２ａ，
２ｂが一体成形されたレンズユニット２を固定し、他端
に一対の受光センサを有するセンサユニット（図示せ
ず）を固定し、被写体像の受光信号を出力するようにし
たものである。

【０００４】詳しくは、レンズユニット２の基線長方向
の両端部には凹部２ｃが設けられ、これに対応して、ホ
ルダ３の上面には、凹部２ｃに入り込む凸部４ｃ，５ｃ
が突設され、凹部２ｃと凸部４ｃ，５ｃの間に接着剤９
が充填され、レンズユニット２とホルダ３とが、基線長
方向の両端で固着されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、レンズユニ
ット２は透明であることが必要であり、ホルダ３は強度
確保が必要であるので、一般には、レンズユニット２と
ホルダ３には異なる材料が用いられ、熱膨張率も異な
る。

【０００６】そのため、例えばレンズユニット２の熱膨
張率の方がホルダ３の熱膨張率より大きい場合、レンズ
ユニット２とホルダ３を基線長方向の両端部で固定する
と、低温時には、レンズユニット２の基線長方向の縮み
量がホルダ３の基線長方向の縮み量より大きくなり、レ
ンズユニット２はホルダ３との接着部によりその縮み変
形が阻止される。逆に、高温時には、レンズユニット２
の伸び量の方が大きくなるが、ホルダ３との接着部によ
りレンズユニット２の伸び変形が阻止される。その結
果、受光センサに対するレンズ２ａ，２ｂの位置は温度
変化に対して直線的に変化せず、測距値の温度特性は、
例えば図１０において点線で示すように、高温、低温で
うねりが発生し、直線性が損なわれてしまう。

【０００７】測距値の温度特性が、図１０において実線
で示したように直線性を有する場合には、測距値は、熱
膨張率だけを考慮して、容易に温度補正することができ
る。これに対して、図１０において点線で示したように
直線性が損なわれてしまう場合には、複数の温度領域に
分割して補正するなど複雑な温度補正を行い誤差を小さ
くするか、誤差が大きくなっても簡単な温度補正を行う
ことになる。

【０００８】したがって、本発明が解決しようとする技
術的課題は、レンズユニットとホルダの熱膨張率が異な
っても、簡単な補正で温度による誤差を小さくすること
ができる光学モジュールを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用・効果】本発明
は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の光
学モジュールを提供する。

【００１０】光学モジュールは、少なくとも一対のレン
ズ要素が一体的に設けられたレンズユニットと、少なく
とも一対の光学センサとが、ホルダにより所定位置に保
持されたタイプのものである。上記レンズユニットは、
上記レンズユニットの少なくとも一対のレンズ要素の略
中央を通りかつその基線長方向に垂直な面上に、固着部
を有する。上記ホルダは、上記レンズユニットの上記固
着部に接近又は当接する固着部を有する。そして、上記
レンズユニットの上記固着部と、上記ホルダの上記固着
部との間が固着される。

【００１１】上記構成において、ホルダは、レンズユニ
ットの少なくとも一対のレンズ要素の各光軸に合わせ
て、少なくとも一対の光学センサ（例えば、受光セン
サ）をそれぞれ所定位置に保持する。例えば、各レンズ
要素の略結像位置に、光学センサの中心が配置されるよ
うにする。ここで、「一対の光学センサ」とは、一対の
レンズ要素からの各光束をそれぞれ受光する部分がある
光学センサのことであり、１つの光学センサであっても
一対のレンズ要素からの各光束を受光する場合には、こ
こでいう「一対の光学センサ」に該当する。

【００１２】上記構成において、レンズユニットとホル
ダは、レンズユニットの少なくとも一対のレンズ要素の
略中央を通りかつその一対のレンズ要素の中心を結ぶ基
線長方向に垂直な面（以下、「中央面」と呼ぶ。）およ
びその近傍で互いに固着される。固着には、例えば、溶
剤や接着剤を用いても、あるいは、止めねじや接着テー
プ等の別部材を用いてもよい。すなわち、少なくとも、
レンズユニットとホルダの固着部同士が実質的に固定さ
れ、温度変化により相対的にずれないようになっていれ
ばよい。

【００１３】上記構成によれば、レンズユニットは、中
央面に関してその両側（すなわち、少なくとも一対のレ
ンズ要素の各レンズ要素側）がホルダに固着されていな
いので、中央面の法線方向（すなわち、少なくとも一対
のレンズ要素の基線長方向）に、自由に伸縮することが
できる。そして、レンズユニットの各レンズ要素は、中
央面に対して逆方向に、それぞれ、同じ距離だけ均等に
変位する。

【００１４】したがって、レンズユニットとホルダの熱
膨張率が異なっても、簡単な補正で温度による誤差を小
さくすることができる。

【００１５】好ましくは、上記レンズユニットは、その
外縁に沿って、その上記少なくとも一対のレンズ要素の
光軸を結ぶ面の両側に、上記固着部を有する。

【００１６】上記構成によれば、レンズユニットのエッ
ジ部に固着部を設けているので、レンズユニットをホル
ダに固着する作業は、外側から容易に行うことができ
る。

【００１７】また、レンズユニットが一対のレンズ要素
を有する場合には、レンズ要素間の略三角形の２つの領
域にそれぞれ固着部を設け、レンズユニットの基線長方
向寸法を短くして、光学モジュール全体をより小型化す
ることが可能となる。

【００１８】好ましくは、上記レンズユニットは、その
上記少なくとも一対のレンズ要素の略中央部に、上記固
着部を有する。

【００１９】レンズユニットとホルダとを複数箇所で固
着した場合には、固着力のアンバランス等により、レン
ズユニットがホルダに対して回転するおそれがあるが、
上記構成によれば、レンズユニットとホルダとは一箇所
だけで固着するので、そのようなおそれが少ない。ま
た、固着箇所が最小となるので、作業時間を短くするこ
とが可能である。

【００２０】より好ましくは、上記レンズユニットの上
記固着部は、上記レンズユニットの少なくとも一対のレ
ンズ要素の略中央部を該一対のレンズ要素の光軸と略平
行に貫通する貫通穴である。

【００２１】上記構成によれば、レンズユニットの固着
部の構成が簡単になる。また、レンズユニットの貫通穴
に上方から接着剤を充填すればよく、レンズユニットの
固着作業も容易である。

【００２２】この場合、好ましくは、ホルダは、その固
着部として、レンズユニットの上記貫通穴に遊嵌するボ
スを有し、レンズホルダの貫通穴の内周面とホルダのボ
スの外周面とを固着するようにして、固着面積を拡大す
る。

【００２３】好ましくは、上記ホルダは、上記レンズユ
ニットに当接しその上記少なくとも一対のレンズ要素を
含む面内での上記レンズユニットの回転を阻止する回転
阻止部を有する。

【００２４】上記構成において、ホルダの回転阻止部
は、レンズユニットに常時当接するようにしても、ある
いは、所定の隙間でレンズユニットに接近して配置さ
れ、レンズユニットが一定以上回転するとレンズユニッ
トに当接してレンズユニットのさらなる回転を阻止する
ようにしてもよい。

【００２５】上記構成によれば、レンズユニットの回転
を規制することにより、レンズユニットの各レンズ要素
とそれに対応する光学センサとの相対位置精度を保つこ
とができる。

【００２６】好ましくは、上記ホルダは、上記レンズユ
ニットの上記少なくとも一対のレンズ要素の光軸を結ぶ
面に略平行に延在し、上記レンズユニットに当接する当
接面を有する。

【００２７】上記構成によれば、レンズユニットは、当
接面に沿って、レンズホルダの少なくとも一対のレンズ
要素の基線長方向に、ホルダに拘束されることなく、自
由に伸縮することができるが、レンズホルダの少なくと
も一対のレンズ要素を含む面内での回転は、当接面によ
って阻止される。したがって、温度変化による伸縮を拘
束することなく、レンズユニットの各レンズ要素とそれ
に対応する光学センサとの相対位置精度を保つことがで
きる。

【００２８】好ましくは、所定の隙間を設けて嵌合する
凹部と凸部であって、該隙間に接着剤が充填されて互い
に固着される、凹部と凸部のうち、いずれか一方を上記
固着部として上記レンズユニットに、いずれか他方を上
記固着部として上記ホルダに、それぞれ設ける。

【００２９】上記構成によれば、凹部と凸部を嵌合する
ことにより、狭い空間内に比較的広い固着面積を確保す
ることができるので、光学モジュールを小型化すること
が容易である。

【００３０】なお、上記各構成の光学モジュールは、温
度による検出誤差を小さくし、また、全体を小型化する
ことが可能であるので、被写体距離又はレンズの焦点距
離を検出するカメラ用の測距装置又は焦点検出装置に、
特に好適である。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光学モジュールを
カメラの測距装置であるＡＦモジュールに適用した実施
形態について、図面を参照しながら説明する。

【００３２】図１は、第１実施形態のＡＦモジュール１
０を示す。

【００３３】ＡＦモジュール１０は、大略、一対のエリ
アセンサ又はラインセンサである受光センサ２２，２４
を有するセンサユニット２０と、ホルダ３０と、一対の
レンズ要素５１ａ，５１ｂを有するレンズユニット５０
とを備える。ホルダ３０の両端には、それぞれセンサユ
ニット２０とレンズユニット５０が固定され、センサユ
ニット２０の各受光センサ２２，２４が、それぞれ、ホ
ルダ５０の中空貫通穴３１ａ，３１ｂを介してレンズユ
ニット５０の各レンズ要素５１ａ，５１ｂに対向し、各
レンズ要素５１ａ，５１ｂの光軸上に受光センサ２２，
２４の略中心が配置されるようになっている。

【００３４】レンズホルダ３０の側面には、その上部中
央に凹部３６が形成され、この凹部３６に接着剤を充填
し、レンズユニット５０と固着するようになっている。

【００３５】レンズホルダ３０の上面四隅には、２対の
突起３４ａ，３４ｂ；３５ａ，３５ｂが突設され、各突
起対の間３４ｃ，３５ｃに、レンズユニット５０の基線
長方向両端に突設した係合部５２が、それぞれ係合する
ようになっている。この部分は、レンズユニット５０の
回転を抑える位置決め用の係合部であり、接着はしな
い。

【００３６】レンズユニット５０は、例えばポリカーボ
ネートを用いて、レンズ要素５１ａ，５１ｂと係合部５
２が一体成形される。ホルダ３０は、強度確保が必要で
あるので、例えばポリカーボネートにガラス繊維を混入
させた材料と用いる。材料の違いのため、レンズユニッ
ト５０とホルダ３０の熱膨張率は異なる。

【００３７】レンズユニット５０は、レンズ要素５１
ａ，５１ｂの中間位置２ヶ所でホルダ３０に固着されて
いるので、温度変化により、ホルダ３０との固着位置を
基準として左右両側が、同じ距離だけ互いに逆向きに変
位する。このとき、レンズユニット５０は、その係合部
５２がホルダ３０の突起３４ａ，３４ｂ；３５ａ，３５
ｂに係合しているので、ホルダ３０に対しては回転しな
い。

【００３８】レンズホルダ３０にセンサユニット２０が
固定されたとき、レンズホルダ３０の外周面の下部３２
は、センサユニット２０の外周面と面一となるようにな
っている。そして、この面一部分に遮光テープ（図示せ
ず）を貼り、レンズホルダ３０とセンサユニット２０の
間を遮光するようになっている。

【００３９】図６は、第１実施形態の変形例のＡＦモジ
ュール１０ｅである。接着剤たまりとなる凹部５４を、
レンズホルダ３０ｅではなく、レンズユニット５０ｅの
中央部に設けている。

【００４０】図２は、第２実施形態のＡＦモジュール１
０ａを示す。

【００４１】図２では、図１の第１実施形態と同様に、
ホルダ３０ａの上部中央に接着剤のたまりとなる凹部３
６ａが設けられているが、第１実施形態と異なり、レン
ズユニット５０ａには、凹部３６ａに入り込む凸部５３
が設けられている。この凹部３６ａと凸部５３の間に
は、略コ字状の隙間が形成され、この隙間に接着剤を充
填し、固着面積を広くするようになっている。

【００４２】図３は、第３実施形態のＡＦモジュール１
０ｂを示す。

【００４３】ホルダ３０ｂの上面には、一対の凸部３７
を設け、それに対応して、レンズユニット５０ｂの中央
部には、凹部すなわち切り欠き５４を設けている。凸部
３７の互いに対向する内側面３７ｓには傾斜を設け、レ
ンズユニット５０ｂとの間に接着剤たまりが形成される
ようになっている。接着剤の流し込み口が広いので、作
業が容易となる。

【００４４】図４は、第４実施形態のＡＦモジュール１
０ｃを示す。

【００４５】レンズユニット５０ｃの中心部には、貫通
穴５６を設けている。レンズホルダ３０ｃの上面には、
貫通穴５６に対応する位置に、貫通穴５６より大きい径
の接着剤を受ける部分３８を設けている。

【００４６】図５は、第５実施形態のＡＦモジュール１
０ｄを示す。

【００４７】レンズユニット５０ｄの中心部には、図４
の第４実施形態と同様に、貫通穴５６を設けている。一
方、レンズホルダ３０ｅの上面には、第４実施形態と異
なり、一体成形されたボス３９を有する。ボス３９は、
貫通穴５６に挿入され、レンズユニット５０ｄとホルダ
３０ｄとの間の接着強度を増加させる。

【００４８】図７は、第６実施形態のセンサを十字に配
置したＡＦモジュール１１０を示す。

【００４９】図７（ａ）および（ｂ）は、ＡＦモジュー
ル１１０の断面図、（ｃ）はホルダ１３０の断面図、
（ｄ）はレンズユニット１５０の平面図、（ｅ）はセン
サユニット１２０の平面図である。

【００５０】センサユニット１２０は、図７（ｅ）に示
したように、十字に配置されたセンサ１２２，１２４，
１２６，１２８を有する。

【００５１】ホルダ１３０は、図７（ｃ）に示したよう
に、大略、断面矩形の外壁１３２と、対角配置された内
壁１３３ａ，１３３ｂとからなる。外壁１３２の上面四
隅には、突起１３４ａ，１３４ｂ，１３５ａ，１３５ｂ
が突設されている。図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、
内壁１３３ａ，１３３ｂの交差部の上部には、円形部１
３８が設けられ、その上面からは、円錐台形状のボス１
３９が突設されている。

【００５２】レンズユニット１５０は、図７（ｄ）に示
したように、４つのレンズ要素１５１ａ〜１５１ｄと、
係合部１５２ａ〜１５２ｄと、中央の貫通穴１５６と
が、一体成形されたものである。

【００５３】レンズユニット１５０は、図７（ａ）およ
び（ｂ）に示したように、ホルダ１３０の上面に配置さ
れ、その貫通穴１５６にボス１３９が挿入された状態
で、上から接着剤１０９が充填され、ホルダ１３０に固
着される。このとき、レンズユニット１５０は、その係
合部１５２ａ〜１５２ｄが、ホルダ１３０の突起１３４
ａ、１３４ｂ，１３５ａ，１３５ｂの間にそれぞれ係合
し、ホルダ１３０に対して相対的に回転しないようにな
っている。

【００５４】図１１の従来のセンサが十字に配置された
ＡＦモジュールのように、レンズユニット６に設けた一
対の凹部６ｓと、ホルダ７に設けた一対の突起７ｂとの
間に、接着剤を充填して、レンズユニット６とホルダ７
を固定した場合には、センサ８ａ，８ｂの出力は温度変
化に対して直線性を有しないが、図７のＡＦモジュール
１１０では、中央部の一箇所だけが固着されているの
で、すべてのセンサ１２２，１２４，１２６，１２８の
出力は温度変化に対して直線性を有する。

【００５５】以上説明したように、レンズユニットは、
レンズ要素に対して、線対称位置の２ヶ所、又は点対称
位置の１ヶ所でホルダに固着されるので、温度変化によ
り、ホルダの歪の影響を受けることなく、固着部を中心
に線対称又は点対称に伸縮（変形）し、これにより、各
レンズ要素の受光センサに対する相対位置は、同じよう
に変化する。したがって、温度補正が簡単になる。

【００５６】また、図９に示した従来のＡＦモジュール
では、レンズユニット２の基線長方向の両端に固着部を
設けているので、その部分のホルダ３の壁が厚くなって
いる。これに対し、図８に示すＡＦモジュール１０ｇの
ように、本発明に従って、レンズ要素５１ａ，５１ｂ間
の略三角形の２つの領域に、レンズユニット５０ｇとホ
ルダ３０ｇのそれぞれの固着部５４ａ，３７を設ける
と、レンズユニット５０ｇの基線長方向寸法を短くする
ことができる。この場合、接着剤がレンズ要素５１ａ，
５１ｂまで流れ込まないように、固着部５４ａ，３７と
レンズ要素５１ａ，５１ｂの間には、図８においてＳで
示したように、適宜寸法の余裕部分を設けておく。

【００５７】なお、本発明は上記各実施形態に限定され
るものではなく、その他種々の態様で実施可能である。

【００５８】例えば、レンズユニットとホルダは、同種
材料であれば、接着剤の代わりに溶剤を用いて固着する
ことができる。この場合には、レンズユニットとホルダ
の固着部は、互いに当接するようにする。また、レンズ
ユニットとホルダは、ねじなどの別部材で固定するよう
にしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態の光学モジュールの分
解斜視図である。

【図２】 本発明の第２実施形態の光学モジュールの分
解斜視図である。

【図３】 本発明の第３実施形態の光学モジュールの分
解斜視図である。

【図４】 本発明の第４実施形態の光学モジュールの分
解斜視図である。

【図５】 本発明の第５実施形態の光学モジュールの分
解斜視図である。

【図６】 図１の変形例の分解斜視図である。

【図７】 本発明の第６実施形態の光学モジュールの断
面図および平面図である。

【図８】 本発明の光学モジュールの平面図および要部
断面図である。

【図９】 従来例の光学モジュールの平面図および断面
図である。

【図１０】 従来例の光学モジュールの温度特性図であ
る。

【図１１】 従来例の光学モジュールの断面図および平
面図である。

【符号の説明】

１０、１０ａ〜１０ｇ ＡＦモジュール（光学モジュー
ル） ２０ センサユニット ２２，２４ 受光センサ ３０、３０ａ〜３０ｇ ホルダ ３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ 突起（固着部） ３６、３６ａ 凹部（固着部） ３７ 突起（固着部） ３９ ボス（固着部） ５０ レンズユニット ５１ａ，５１ｂ レンズ要素 ５２ 係合部 ５３ 凸部（固着部） ５４ 切り欠き（固着部） ５６ 貫通穴（固着部） １１０ ＡＦモジュール（光学モジュール） １２０ センサユニット １２２，１２４，１２６，１２８ 受光センサ １３０ ホルダ １３４ａ，１３４ｂ，１３５ａ，１３５ｂ 突起 １３９ ボス（固着部） １５０ レンズユニット １５１ａ〜１５１ｄ レンズ要素 １５２ａ〜１５２ｄ 係合部 １５６ 貫通穴（固着部）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一対のレンズ要素が一体的に
   設けられたレンズユニットと、少なくとも一対の光学セ
   ンサとが、ホルダにより所定位置に保持された、光学モ
   ジュールにおいて、 上記レンズユニットは、上記レンズユニットの少なくと
   も一対のレンズ要素の略中央を通りかつその基線長方向
   に垂直な面上に、固着部を有し、 上記ホルダは、上記レンズユニットの上記固着部に接近
   又は当接する固着部を有し、 上記レンズユニットの上記固着部と、上記ホルダの上記
   固着部との間が固着されたことを特徴とする、光学モジ
   ュール。
2. 【請求項２】 上記レンズユニットは、その外縁に沿っ
   て、その上記少なくとも一対のレンズ要素の光軸を結ぶ
   面の両側に、上記固着部を有することを特徴とする、請
   求項１に記載の光学モジュール。
3. 【請求項３】 上記レンズユニットは、その上記少なく
   とも一対のレンズ要素の略中央部に、上記固着部を有す
   ること特徴とする、請求項１に記載の光学モジュール。
4. 【請求項４】 上記レンズユニットの上記固着部は、上
   記レンズユニットの少なくとも一対のレンズ要素の略中
   央部を該一対のレンズ要素の光軸と略平行に貫通する貫
   通穴であること特徴とする、請求項１に記載の光学モジ
   ュール。
5. 【請求項５】 上記ホルダは、上記レンズユニットに当
   接しその上記少なくとも一対のレンズ要素を含む面内で
   の上記レンズユニットの回転を阻止する回転阻止部を有
   すること特徴とする、請求項１に記載の光学モジュー
   ル。
6. 【請求項６】 上記ホルダは、上記レンズユニットの上
   記少なくとも一対のレンズ要素の光軸を結ぶ面に略平行
   に延在し、上記レンズユニットに当接するする当接面を
   有すること特徴とする、請求項１に記載の光学モジュー
   ル。
7. 【請求項７】 所定の隙間を設けて嵌合する凹部と凸部
   であって、該隙間に接着剤が充填されて互いに固着され
   る、凹部と凸部のうち、いずれか一方を上記固着部とし
   て上記レンズユニットに、いずれか他方を上記固着部と
   して上記ホルダに、それぞれ設けたことを特徴とする、
   請求項１に記載の光学モジュール。