JP2006098497A - 光学モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明は、カメラ等に組み込まれる光学モジュールに関し、光学部材を保持部材に高い精度で強固に位置決め固定することを目的とする。
【解決手段】 光学部材を保持部材に固定してなる光学モジュールにおいて、前記光学部材に傾斜面を形成し、前記傾斜面と前記保持部材との間に嵌入する固定部材を備えたことを特徴とする。また、光学部材を保持部材に固定してなる光学モジュールにおいて、前記保持部材は軸部が突設され、前記光学部材に、前記保持部材の軸部が挿通され開放端に傾斜面が形成される位置決め穴を形成し、前記軸部の先端部に、該先端部の側面を前記傾斜面に押圧する固定部材を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図2

Description

本発明は、カメラ等に組み込まれる光学モジュールに係わり、特に、光学モジュールの光学部材と保持部材との取付構造に関する。
カメラ等に組み込まれる焦点検出装置では、二次結像レンズの位置ずれによって測距誤差が生じる。そのため、二次結像レンズを保持部材に高い精度で位置決め固定することが要求されている。
従来、カメラ等に配置される焦点検出装置として、例えば、特開昭61−165711号公報(以下特許文献1という)、特開平8−29652号公報(以下特許文献2という)に開示されるものが知られている。
特許文献1には、二次結像レンズに形成される位置決め穴に、レンズ保持部材に形成される軸部を挿入し、軸部の先端を二次結像レンズに接着剤により接着して、二次結像レンズをレンズ保持部材に固定する構成が開示されている。
また、特許文献2には、レンズ保持部材に形成される位置決め穴に、二次結像レンズに形成される軸部を嵌合し、嵌合部の隙間に接着剤を流入して、二次結像レンズをレンズ保持部材に固定する構成が開示されている。
特開昭61−165711号公報 特開平8−29652号公報
しかしながら、上述した特許文献1および特許文献2の焦点検出装置では、位置決め穴に単に軸部を挿入して接着剤により固定しているため、位置決め穴と軸部との間隙が大きい場合には、経年変化あるいは温度変化等により二次結像レンズの位置が変動するという問題があった。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、光学部材を保持部材に高い精度で強固に位置決め固定することができる光学モジュールを提供することを目的とする。
請求項1の光学モジュールは、光学部材を保持部材に固定してなる光学モジュールにおいて、前記光学部材に傾斜面を形成し、前記傾斜面と前記保持部材との間に嵌入する固定部材を備えたことを特徴とする。
請求項2の光学モジュールは、請求項1記載の光学モジュールにおいて、前記光学部材には、前記保持部材の軸部が挿通される位置決め穴が形成され、該位置決め穴の開放端を前記傾斜面とし、前記固定部材は、前記軸部と前記傾斜面との間に嵌入する楔状であることを特徴とする。
請求項3の光学モジュールは、請求項1記載の光学モジュールにおいて、前記固定部材は、前記光学部材の傾斜面に対応する位置に、前記傾斜面と逆向きの傾斜面を有することを特徴とする。
請求項4の光学モジュールは、請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の光学モジュールにおいて、前記固定部材と前記保持部材とを接着剤により固定してなることを特徴とする。
請求項5の光学モジュールは、請求項4記載の光学モジュールにおいて、前記固定部材は、前記保持部材と同一の材料または前記接着剤により前記保持部材との接着強度を保持可能な材料からなることを特徴とする。
請求項6の光学モジュールは、請求項4または請求項5記載の光学モジュールにおいて、前記接着剤は瞬間接着剤であり、前記瞬間接着剤が流入する前記固定部材と前記保持部材との間隙寸法が、10μm以上で70μm以下に設定されていることを特徴とする。
請求項7の光学モジュールは、光学部材を保持部材に固定してなる光学モジュールにおいて、前記保持部材は軸部が突設され、前記光学部材に、前記保持部材の軸部が挿通され開放端に傾斜面が形成される位置決め穴を形成し、前記軸部の先端部に、該先端部の側面を前記傾斜面に押圧する固定部材を備えたことを特徴とする。
請求項8の光学モジュールは、請求項7記載の光学モジュールにおいて、前記固定部材と前記保持部材とを接着剤により固定してなることを特徴とする。
請求項9の光学モジュールは、請求項7または請求項8記載の光学モジュールにおいて、前記固定部材は、球状をしていることを特徴とする。
本発明では、光学部材に傾斜面を形成し、傾斜面と保持部材との間に固定部材を嵌入したので、光学部材を保持部材に高い精度で強固に位置決め固定することができる。
また、本発明では、光学部材の位置決め穴に保持部材の軸部を挿通し、固定部材により軸部の先端部の側面を位置決め穴の開放端に形成される傾斜面に押圧したので、光学部材を保持部材に高い精度で強固に位置決め固定することができる。
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1および図2は、本発明の光学モジュールの第1の実施形態を示している。この実施形態では本発明がカメラの焦点検出装置に適用される。
この実施形態の焦点検出装置は、図1および図2に示すように、保持部材としてのレンズ保持部材11と、入射光の赤外線成分を除去する赤外カットフィルタ13と、絞りマスク15と、光学部材としてのセパレータレンズ17と、光学センサパッケージ19とを有している。
レンズ保持部材11は焦点検出装置の本体部分を構成し、焦点検出装置の各部品が位置決めされて取り付けられる。レンズ保持部材11の上面側(入射側)および左下側(センサ取付側)には開口部が形成され、入射側の開口部には、測距光束を分離して不要な光束を除去するための視野マスク21が取り付けられている。視野マスク21には被写体からの光束を通過させる矩形状の開口21aが複数形成されている。
また、レンズ保持部材11の内部には、コンデンサレンズと、該コンデンサレンズを透過した光束をセンサ取付側の開口部11aに反射させる折り返しミラーとが配置されている(コンデンサレンズおよび折り返しミラーの図示は省略する)。
センサ取付側の開口部11aの周囲にはセパレータレンズ17の外形に対応する凹陥部11bが形成されている。この凹陥部11bに赤外カットフィルタ13、絞りマスク15およびセパレータレンズ17が取り付けられる。そして、セパレータレンズ17の外側に光学センサパッケージ19が固定される。
絞りマスク15には、図1および図2に示すように、図示しない折り返しミラーからの光束を通過させる円形状の開口15aが複数形成されている。また、絞りマスク15の両側部には軸部23,25に対応する位置に挿通孔15bがそれぞれ形成され、焦点検出装置の組立時において各挿通孔15bに軸部23,25がそれぞれ挿入されるようになっている。
セパレータレンズ17は、1対のレンズを複数組配置して構成されたレンズ部17aと、光束が通過せず光学系に影響がない取付部17bとを有している。レンズ部17aはセパレータレンズ17の中央部に位置しており、絞りマスク15を通過した光束をセンサ上に結像させる役目を果たす。
セパレータレンズ17の取付部17bには、図1に示すように、軸部23,25に対応する位置にレンズ部17aを隔てて位置決め穴27,29がそれぞれ形成されている。各位置決め穴27,29はレンズ部17aの光軸方向に沿って開口されている。そして、図中左側に位置する一方の位置決め穴27は円形に形成され、図中右側に位置する他方の位置決め穴29はセパレータレンズ17の幅方向に延長する長穴に形成されている。一方の位置決め穴27は一方の軸部23と嵌合し、レンズ部17aの光軸方向に垂直な面の並進方向移動を規制してセパレータレンズ17を位置決めする。また、他方の位置決め穴29は他方の軸部25と嵌合し、レンズ部17aの光軸方向に垂直な面の回転方向移動を規制してセパレータレンズ17を位置決めする。
図1に示した光学センサパッケージ19には、セパレータレンズ17と相対する取付面側にラインセンサが複数組配置されている(ラインセンサの図示は省略する)。組立後の焦点検出装置では、光学センサパッケージ19のラインセンサがセパレータレンズ17で分割された2つの像を検出し、この2像間の間隔に基づいてデフォーカス量(合焦位置からのズレ量)の演算が可能となる。
次に、この実施形態におけるセパレータレンズ17のレンズ保持部材11への取付構造を詳細に説明する。
図2および図3に示すように、セパレータレンズ17の一方の位置決め穴27には、開放端側に傾斜面であるテーパ穴部27aが形成されている。このテーパ穴部27aは図3の(b)に示すように円錐台状に形成されている。また、一方の軸部23の先端部には、テーパ部23aが形成されている。そして、一方の位置決め穴27のテーパ穴部27aと一方の軸部23のテーパ部23aとの間にレンズ固定部材31が嵌合されている。
レンズ固定部材31の外周には、一方の位置決め穴27のテーパ穴部27aに係合するテーパ部31aが形成されている。また、レンズ固定部材31の中心には、一方の軸部23のテーパ部23aに嵌合するテーパ穴31bが形成されている。レンズ固定部材31には、一方の軸部23の先端が突出する凹部31cが形成されている。そして、レンズ固定部材31は、凹部31c内で一方の軸部23に接着剤35により固定されている。
また、図2および図4に示すように、セパレータレンズ17の他方の位置決め穴29には、他方の軸部25の開放端側にテーパ穴部29aが形成されている。このテーパ穴部29aは図4の(b)に示すように長穴状の他方の位置決め穴29に沿ってトラック状に形成されている。また、他方の軸部25の先端には、テーパ部25aが形成されている。そして、他方の位置決め穴29のテーパ穴部29aと他方の軸部25のテーパ部25aとの間にレンズ固定部材37が嵌挿されている。
レンズ固定部材37の外周には、他方の位置決め穴29のテーパ穴部29aの短径部に係合するテーパ部37aが形成されている。また、レンズ固定部材37の中心には、他方の軸部25のテーパ部25aに嵌合するテーパ穴部37bが形成されている。レンズ固定部材37には、他方の軸部25の先端が突出する凹部37cが形成されている。そして、レンズ固定部材37は、凹部37c内で他方の軸部25に接着剤35により固定されている。レンズ保持部材11とレンズ固定部材31,37とは接着剤が強固に接着可能な同一の材料により形成されている。
作業性の良い瞬間接着剤を用いる場合は、図5に示すように、瞬間接着剤35が流入するレンズ固定部材31のテーパ穴部31bと一方の軸部23のテーパ部23aとの間隙寸法tは、10μm以上で70μm以下の寸法に設定されている。これは、図6に示すように瞬間接着剤35を用いた時の破壊強度と間隙寸法tとの関係より、間隙寸法tが10μm以上で70μm以下の時に高い破壊強度を得られることによるものである。なお、レンズ固定部材37のテーパ穴部37bと他方の軸部25のテーパ部25aとの間隙寸法も同様に10μm以上で70μm以下の寸法に設定されている。
上述した実施形態の焦点検出装置では、セパレータレンズ17に形成される位置決め穴27,29の開放端にテーパ穴部27a,29aを形成し、テーパ穴部27a,29aとレンズ保持部材11の軸部23,25との間にレンズ固定部材31,37を嵌入したので、セパレータレンズ17をレンズ保持部材11に高い精度で強固に位置決め固定することができる。すなわち、レンズ固定部材31,37のテーパ部31a,37aがセパレータレンズ17のテーパ穴部27a,29aに嵌合するため、セパレータレンズ17の位置決めを高い精度で行うことができる。また、レンズ固定部材31,37のテーパ部31a,37aによりセパレータレンズ17のテーパ穴部27a,29aがレンズ保持部材11の凹陥部11bの底面側に押圧されるためセパレータレンズ17をレンズ保持部材11に強固に固定することができる。
そして、レンズ保持部材11の軸部23,25をレンズ固定部材31,37に接着するようにしたので、セパレータレンズ17の位置決め穴27,29とレンズ保持部材11の軸部23,25との間に接着剤35が流入して接着層が形成されることはない。従って、接着層によるセパレータレンズ17の温度変化に伴う不安定な挙動が抑制され、セパレータレンズ17をレンズ保持部材11に高い精度で位置決めすることができる。
また、レンズ保持部材11の軸部23,25とレンズ固定部材31,37とを接着するようにしたので、レンズ保持部材11とレンズ固定部材31,37とを接着剤35により強固に接着可能な同一の樹脂材料で形成することにより、作業性の良好な瞬間接着剤35によりレンズ保持部材11の軸部23,25をレンズ固定部材31,37に強固に接着することが可能になる。
すなわち、従来、難接着性のセパレータレンズ17とレンズ保持部材11との接着に用いられていた熱硬化性接着剤では、接着剤の加熱によって粘度の低下した主剤が、硬化剤のカプセルが破壊される前に毛細管現象によって間隙に流入し、主剤と硬化剤との分離が発生してしまう。そして、このように硬化剤から分離した主剤がレンズ保持部材11を経てセパレータレンズ17のレンズ部17a等に付着すると、焦点検出装置の光学性能が著しく低下することとなっていたが、本発明では光学性能の低下を防止することができる。
(第2の実施形態)
図7および図8は本発明の光学モジュールの第2の実施形態である焦点検出装置を示している。なお、この実施形態において第1の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施形態では、レンズ保持部材11の凹陥部11bにセパレータレンズ17が収容されている。セパレータレンズ17のレンズ部17aの両側には取付部17bが形成されている。凹陥部11bの底面の取付部17bの裏側には、図8に示すようにセパレータレンズ17の光軸方向の基準となる基準面11eが形成されている。また、セパレータレンズ17の取付部17bの裏側に形成される位置決め穴17eに嵌合する軸部11fが形成されている。
そして、セパレータレンズ17のレンズ部17aの両側の取付部17bが、レンズ固定部材41によりレンズ保持部材11に固定されている。
すなわち、この実施形態では、セパレータレンズ17の取付部17bの両側には、図8に示すように外向き傾斜面43が形成されている。一方、レンズ固定部材41は、長尺状の本体部41aの両側に突出部41bが一体形成される断面コ字状をしている。レンズ固定部材41の突出部41bの内側には、セパレータレンズ17の外向き傾斜面43に係合する内向き傾斜面45が形成されている。レンズ固定部材41の突出部41bは、セパレータレンズ17の外向き傾斜面43とレンズ保持部材11の凹陥部11bの壁面に形成される凹部11hとの間に嵌合されている。そして、レンズ固定部材41の上面の隅部が、接着剤35によりレンズ保持部材11の凹部11hに固定されている。レンズ固定部材41は、レンズ保持部材11と同一の樹脂材料により形成されている。
この実施形態の焦点検出装置では、セパレータレンズ17の両側に外向き傾斜面43を形成し、外向き傾斜面43とレンズ保持部材11の凹部11hとの間にレンズ固定部材41を嵌入したので、セパレータレンズ17をレンズ保持部材11に高い精度で強固に位置決め固定することができる。すなわち、レンズ固定部材41の内向き傾斜面45がセパレータレンズ17の外向き傾斜面43に嵌合するため、セパレータレンズ17の位置決めを高い精度で行うことができる。また、レンズ固定部材41の内向き傾斜面45によりセパレータレンズ17の外向き傾斜面43がレンズ保持部材11の基準面11e側に押圧されるためセパレータレンズ17をレンズ保持部材11に強固に固定することができる。
そして、レンズ固定部材41の両端の上部をレンズ保持部材11の凹部11hに接着するようにしたので、セパレータレンズ17に接着剤35が付着することを防止することができる。
また、レンズ保持部材11とレンズ固定部材41とを接着するようにしたので、レンズ保持部材11とレンズ固定部材41とを接着剤35により強固に接着可能な同一の樹脂材料で形成することにより、作業性の良好な瞬間接着剤35によりレンズ保持部材11をレンズ固定部材41に強固に接着することが可能になる。従って、従来、難接着性のセパレータレンズ17とレンズ保持部材11との接着に用いられていた熱硬化性接着剤を使用する必要がなくなり、光学性能の低下を防止することができる。
作業性の良い瞬間接着剤を用いる場合は、図9に示すように、瞬間接着剤35が流入するレンズ固定部材41の端面41cと凹部11hの底面との間隙寸法tは、10μm以上で70μm以下の寸法に設定されている。これは、図6に示したように瞬間接着剤35を用いた時の破壊強度と間隙寸法tとの関係より、間隙寸法tが10μm以上で70μm以下の時に高い破壊強度を得られることによるものである。
(第3の実施形態)
図10は本発明の光学モジュールの第3の実施形態である焦点検出装置の要部を示している。なお、この実施形態において第1の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施形態では、セパレータレンズ17には、レンズ保持部材11の軸部51が挿通される位置決め穴53が形成されている。この位置決め穴53の開放端にはテーパ穴部53aが形成されている。一方、軸部51の先端には、凹部51aが形成されている。そして、凹部51aを球状のレンズ固定部材55により拡径することにより、軸部51の先端部の外周がセパレータレンズ17のテーパ穴部53aに押圧されている。レンズ固定部材55は、軸部51の凹部51aに瞬間接着剤35により固定され、これにより、軸部51の先端部の形状が維持されている。
この実施形態では、図11に示すように、レンズ保持部材11の軸部51の先端部には、予め凹部51bが形成されている。そして、軸部51をセパレータレンズ17の位置決め穴53に挿入した後、球状のレンズ固定部材55を軸部51の凹部51bに挿入することにより、図12に示すように軸部51の先端部側面が拡径され、位置決め穴53のテーパ穴部53aに押圧される。そして、この状態でレンズ固定部材55が軸部51に接着剤35により接着される。
この実施形態では、球状のレンズ固定部材55には、棒状の支持部55aが一体形成されており、支持部55aを治具57により把持し、支持部55aを押圧することにより軸部51の凹部51aが拡径され、位置決め穴53のテーパ穴部53aに押圧される。そして、この状態で接着剤35を滴下し、接着剤35が固まったところで支持部材55aが矢符で示す付け根の近傍で切断される。
この実施形態の焦点検出装置では、セパレータレンズ17の位置決め穴53にレンズ保持部材11の軸部51を挿通し、レンズ固定部材55により軸部51の先端に形成される凹部51bを拡径して位置決め穴53の開放端に形成されるテーパ穴部53aに軸部51の拡径部の外周を押圧したので、セパレータレンズ17をレンズ保持部材11に高い精度で強固に位置決め固定することができる。すなわち、レンズ保持部材11の軸部51の拡径部がセパレータレンズ17のテーパ穴部53aに嵌合するため、セパレータレンズ17の位置決めを高い精度で行うことができる。また、レンズ保持部材11の軸部51の拡径部がレンズ固定部材55によりセパレータレンズ17のテーパ穴部53aに押圧されるためセパレータレンズ17をレンズ保持部材11に強固に固定することができる。
そして、レンズ固定部材55をレンズ保持部材11の軸部51に接着するようにしたので、セパレータレンズ17の位置決め穴53とレンズ保持部材11の軸部51との間に接着剤35が流入して接着層が形成されることはない。従って、接着層によるセパレータレンズ17の温度変化に伴う不安定な挙動が抑制され、セパレータレンズ17をレンズ保持部材11に高い精度で位置決めすることができる。
また、レンズ保持部材11の軸部51とレンズ固定部材55とを接着するようにしたので、レンズ保持部材11とレンズ固定部材55とを接着剤35により強固に接着可能な同一の樹脂材料で形成することにより、作業性の良好な瞬間接着剤35によりレンズ保持部材11の軸部51をレンズ固定部材55に強固に接着することが可能になる。従って、従来、難接着性のセパレータレンズ17とレンズ保持部材11との接着に用いられていた熱硬化性接着剤を使用する必要がなくなり、光学性能の低下を防止することができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
(1)上述した実施形態では本発明を焦点検出装置に適用した例について説明したが、本発明は焦点検出装置に限定されるものではなく各種の光学モジュールに広く適用することができる。
(2)上述した実施形態では、接着剤に瞬間接着剤35を使用した例について説明したが、例えば、紫外線硬化型接着剤、エポキシ系接着剤、熱硬化型接着剤等の接着剤を用いても良い。
(3)上述した実施形態では、レンズ保持部材11とレンズ固定部材31,37,41,55とを同一の材料により形成した例について説明したが、レンズ保持部材とレンズ固定部材との接着強度を保持可能な材料であれば異なる材料でも良い。
本発明の光学モジュールの第1の実施形態を示す分解斜視図である。 図1の要部を拡大して示す説明図である。 一方の軸部と一方の位置決め穴との嵌合状態を示す説明図である。 他方の軸部と他方の位置決め穴との嵌合状態を示す説明図である。 図3の一方の軸部付近を拡大して示す説明図である。 瞬間接着剤の間隙寸法と破壊強度との関係を示す説明図である。 本発明の光学モジュールの第2の実施形態を示す上面図である。 図7のB−B断面図である。 図8のレンズ固定部材の端部付近を拡大して示す説明図である。 本発明の光学モジュールの第3の実施形態の要部を示す断面図である。 図10の軸部に形成される凹部を示す説明図である。 図10の軸部の先端の拡径方法を示す説明図である。
符号の説明
11 レンズ保持部材
11b 凹陥部
17 セパレータレンズ
23 一方の軸部
25 他方の軸部
27 一方の位置決め穴
27a,29a テーパ穴部
29 他方の位置決め穴
31,37 レンズ固定部材
31a,37a テーパ部
41 レンズ固定部材
43 外向き傾斜面
45 内向き傾斜面
51 軸部
51a 凹部
53 位置決め穴
53a テーパ穴部
55 レンズ固定部材

Claims (9)

  1. 光学部材を保持部材に固定してなる光学モジュールにおいて、
    前記光学部材に傾斜面を形成し、前記傾斜面と前記保持部材との間に嵌入する固定部材を備えたことを特徴とする光学モジュール。
  2. 請求項1記載の光学モジュールにおいて、
    前記光学部材には、前記保持部材の軸部が挿通される位置決め穴が形成され、該位置決め穴の開放端を前記傾斜面とし、
    前記固定部材は、前記軸部と前記傾斜面との間に嵌入する楔状であることを特徴とする光学モジュール。
  3. 請求項1記載の光学モジュールにおいて、
    前記固定部材は、前記光学部材の傾斜面に対応する位置に、前記傾斜面と逆向きの傾斜面を有することを特徴とする光学モジュール。
  4. 請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の光学モジュールにおいて、
    前記固定部材と前記保持部材とを接着剤により固定してなることを特徴とする光学モジュール。
  5. 請求項4記載の光学モジュールにおいて、
    前記固定部材は、前記保持部材と同一の材料または前記接着剤により前記保持部材との接着強度を保持可能な材料からなることを特徴とする光学モジュール。
  6. 請求項4または請求項5記載の光学モジュールにおいて、
    前記接着剤は瞬間接着剤であり、前記瞬間接着剤が流入する前記固定部材と前記保持部材との間隙寸法が、10μm以上で70μm以下に設定されていることを特徴とする光学モジュール。
  7. 光学部材を保持部材に固定してなる光学モジュールにおいて、
    前記保持部材は軸部が突設され、
    前記光学部材に、前記保持部材の軸部が挿通され開放端に傾斜面が形成される位置決め穴を形成し、
    前記軸部の先端部に、該先端部の側面を前記傾斜面に押圧する固定部材を備えたことを特徴とする光学モジュール。
  8. 請求項7記載の光学モジュールにおいて、
    前記固定部材と前記保持部材とを接着剤により固定してなることを特徴とする光学モジュール。
  9. 請求項7または請求項8記載の光学モジュールにおいて、
    前記固定部材は、球状をしていることを特徴とする光学モジュール。
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