JPH04190210A - 焦点検出装置 - Google Patents

焦点検出装置

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JPH04190210A
JPH04190210A JP2320307A JP32030790A JPH04190210A JP H04190210 A JPH04190210 A JP H04190210A JP 2320307 A JP2320307 A JP 2320307A JP 32030790 A JP32030790 A JP 32030790A JP H04190210 A JPH04190210 A JP H04190210A
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Tomoyuki Kuwata
知由己 桑田
Isao Kishikawa
岸川 功
Hideyuki Akimoto
秋元 秀之
Kenichi Masuda
健一 増田
Masami Moriya
森屋 雅美
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、焦点検出装置に関し、例えば−眼しフカメラ
等に使用され、焦点検出用光学系における再結像レンズ
の外形をあまり大きくすることなくその取付調整におけ
る作業性を改善した焦点検出装置に関する。
[従来の技術] 特開昭第61−165711号には、−眼レフカメラに
使用される焦点検出装置において、再結像レンズ基板の
2つの穴に保持部材の2本のボスを差し込み、ボスの先
端と基板表面との間を接着するようにしたプラスチック
レンズ固定構造が開示されている。この構造によれば、
再結像レンズ基板を自由保持の状態に近付けることが可
能になり、温度変化を繰返した場合にもレンズ間隔の寸
法の再現性を確保することができるものとされている。
[発明が解決しようとする課題] ところが、上記従来例の構造においては、接着剤を滴下
する場所が極めて正確である必要があり、接着剤の滴下
場所がわずかにずれただけであっても接着剤がレンズ面
にかぶさってしまう。
また、保持部材のボス先端の接着剤を付ける面とレンズ
面とが連なっているため、接着剤の粘性が低すぎたりあ
るいは多く滴下しすぎると接着剤が広がりすぎてレンズ
面にかぶさってしまう恐れがあった。ところが、高粘度
接着剤はデイスペンサを用いても少量づつ供給すること
が困難であり、かつデイスペンサに代えて「ヘラコで接
着剤を塗る方法は作業能率が悪くまた自動化も困難であ
った。
このため、レンズ部と保持穴の部分の間隔を大きくとっ
ておく必要があり、レンズ部の大きさの割にレンズ部材
全体の外形が大きくなるという不都合もあった。
従って、本発明の目的は、上記従来例の構造における問
題点に鑑み、焦点検出光学系における再結像レンズ部材
のような光学部材の取付は調整における作業性を損なう
ことなく該光学部材を小型化することにある。
[課題を解決するための手段] 上記問題点を解決するため、本発明に係わる焦点検出装
置は、焦点検出光学系の少なくとも一部を構成し、主光
学系を通る被検出体からの光の一部を各々異なる領域を
介してラインセンサ上に導くための複数の光学要素が一
体的に形成され、かつ光軸とほぼ垂直な方向に複数の突
起部を有する一体化光学部材と、前記複数の突起部がは
まり込む溝部を有する保持部材とを具備し、前記突起部
と溝部との間に接着剤を充填して前記一体化光学部材を
前記保持部材に固定するようにした。
また、前記一体化光学部材を前記保持部材に対し第1の
場所で少なくとも光軸と垂直な方向への移動を規制し、
かつ第1の場所に対し光軸に垂直な方向にある第2の場
所で第1および第2の場所を結ぶ方向を除き少なくとも
光軸と垂直な方向への移動を規制する位置規制手段を設
けることもできる。
さらに、前記一体化光学部材は前記第1の場所と第2の
場所とを結ぶ線またはこの線とほぼ平行な線を軸として
傾き調整可能とすることができる。
さらに、前記一体化光学部材は、複数のレンズが一体的
に形成されたプラスチック製の一体化レンズ部材とする
ことができる。このような一体化レンズ部材としては、
例えばいわゆる再結像レンズがある。
[作用] 上述のような構成においては、一体化光学部材の前記複
数の突起部は通常該一体化光学部材の周辺部に設けられ
る。従って、レンズのような光学要素とこれら突起部と
の間を比較的離すことが可能になる。即ち、前記一体化
光学部材と前記保持部材とは光学要素から離れた場所で
互いに接着固定される。このため、保持部材の溝部と前
記突起部との隙間に接着剤が溜ることと相俟って、一体
化光学部材の光学要素付近に接着剤が流れることがなく
なる。従って、一体化光学部材の取付は調整作業におけ
る作業能率を犠牲にすることなく装置全体を小型化する
ことができる。
また、前記位置規制手段により、前記第1の場所で少な
くとも光軸と垂直な方向への移動を規制しても前記第2
の場所で第1および第2の場所を結ぶ方向への移動が規
制されていないから、温度変化を繰返した場合等にも前
記複数の光学要素の間隔の再現性を確保することができ
る。
さらに、前記一体化光学部材を前記第1の場所と第2の
場所とを結ぶ線またはこの線とほぼ平行な線を軸として
傾き調整可能とすることにより、前記ラインセンサの受
光面の傾き等による焦点検出誤差を除去することができ
る。
[実施例コ 以下、図面により本発明の詳細な説明する。
第1図から第5図までは、本発明の第1の実施例に係わ
る焦点検出装置における焦点検出モジュールの構造を示
す。この焦点検出モジュールは一眼レフレックスカメラ
に使用されるものを示しており、対物レンズとしてのカ
メラの撮影レンズを透過した被検出体即ち被写体からの
光を受けて、撮影レンズの焦点調節状態を検出するのに
用いられるものである。また、本焦点検出モジュールは
、いわゆる位相差方式の焦点検出装置を構成するもので
あり、例えば応用物理学会分科会、日本光学金利「光学
」第18巻第11号(1989年11月)掲載の、鈴木
著「−眼レフカメラのオートフォーカス技術」等の文献
に述べられているものと同じ原理で動作する。但し、本
例では縦横二方向の被写体コントラストに対して焦点検
出を行なうため、光学設計上、上記文献記載の焦点検出
モジュールを撮影レンズ光軸を中心に90度回転したも
のと回転前のものとを重ね合わせた構造となっている。
第1図と第2図は本焦点検出モジュールの外観を示す図
で、第1図は第2図のR方向から見た図をラインセンサ
9を取り除いて示している。また、第3図は、第2図の
P−P’線に沿った断面図である。これらの図から明ら
かなように、本焦点検出モジュールは、赤外線カットフ
ィルタ1、コンデンサレンズ2、表面鏡3、再結像レン
ズ4、ハウジング5、絞りマスク6、視野マスク7、ラ
インセンサ9等によって構成される。
これらの内、表面鏡3は光路を折り曲げるためのもので
あり、再結像レンズ4は縦横二方向各々に並んだ2対、
計4個のレンズ片が同一基板上に一体的に形成されてな
るプラスチック製部材である。また、ハウジング5は上
記各要素を保持しそれらの位置関係を保つ役割を果たす
ものであり、例えばプラスチックの射出成形品とされる
。また、絞りマスク6は、後出の第4図で示されるよう
に中央部に光を通す4つの開口を有する薄板状の部材で
あり、再結像レンズ4にほとんど密着している。視野マ
スク7は、焦点検出範囲を規定するものであり、中央部
に焦点検出視野範囲に応じた開口を有している。また、
ラインセンサ9は、CCD素子等半導体撮像素子によっ
て構成され、その受光面に入射した光量分布に応じた電
気信号を出力するものである。
このような焦点検出モジュールにおいては、図示しない
撮影レンズを通った被写体からの光の一部が第3図のへ
方向から入射する。そして、この光は、赤外線カットフ
ィルタ1、コンデンサレンズ2を通り表面鏡3で反射さ
れてほぼ90度方向を変え、絞りマスク6および再結像
レンズ4を介してラインセンサ9の受光面上に入射する
。そして、このラインセンサ9の受光面上に注がれた光
の光量分布にもとづき、図示しない焦点検出回路が焦点
調節状態を検出する。
このような焦点検出モジュールの組立てを行なうために
は、まず赤外線カットフィルタ1を視野マスク7に接着
する。次に、コンデンサレンズ2、赤外線カットフィル
タ1を接着した視野マスク7、表面鏡3、絞りマスク6
、再結像レンズ4をそれぞれハウジング5に組込み、し
かる後にハウジング5とラインセンサ9とを接着する。
このような組立て手順の内、特に再結像レンズ4の周辺
の組立て過程およびその関連構造につき以下に詳細に説
明する。
第4図は、本焦点検出モジュールの分解斜視図であり、
ハウジング5と、絞りマスク6と、再結像レンズ4が示
されている。この図においては、再結像レンズ4の後面
、即ち第1図において見えている面は隠れている。また
、第5図は、第1図におけるQ−Q’線に沿った、再結
像レンズ4付近の部分的断面図である。これらの図にお
いて、再結像レンズ4は、中央部に4個のレンズ片を有
するレンズ部40を有し、このレンズ部40のX方向両
側に丸穴41および長穴42を有している。
また、丸穴41および長穴42のY方向上下にそれぞれ
2個づつ計4個の柱状突起43,44,45.46がレ
ンズの前面、即ちハウジング5への組込み方向に形成さ
れている。これら柱状突起43.44.45.46は、
絞りマスク6の四隅の空間を通ってハウジング5の壁状
の当接面53に当接する。再結像レンズ4は、さらに、
その外周に光軸方向(Z軸方向)と例えば垂直な方向に
4つの腕状突起47,48.49.50を有し、腕状突
起47と48が丸穴41を、腕状突起49と50が長穴
42を、それぞれ両穴41.42の並ぶ方向と垂直かつ
光軸とも垂直゛な方向、即ちY軸方向に挟む位置から伸
びるよう形成されている。
また、絞りマスク6も、再結像レンズ4の丸穴41およ
び長穴42に対応して丸穴61および長穴62を有して
いる。
さらに、ハウジング5は、該ハウジング5に一体的に形
成された2本のボス51.52を有し、ボス51に第4
図に見える絞りマスク6の丸穴61と再結像レンズ4の
丸穴41を、またもう一方のボス52に絞りマスク6の
長穴62と再結像レンズ4の長穴42をはめる。ハウジ
ング5は、さらに、その側壁に設けられた溝部56,5
7,58.59を有し、これらの溝部56,57,58
゜59には前記再結像レンズ4の4つの腕状突起47.
48,49.50がそれぞれ隙間を持ちながらはまって
いる。そして、これらの隙間に後に述べるように接着剤
を充填することにより再結像レンズ4を固定する。
このようにして、ハウジング5には再結像レンズ4およ
び絞りマスク6が取付けられるが、この場合再結像レン
ズ4の光軸に垂直な方向、即ち第4図のXY力方向おけ
る位置決めはボス51と丸穴41並びにボス52と長穴
42の短径方向(Y方向)の勘合により行なわれ、光軸
方向(Z方向)の位置決めは各柱状突起43. 44.
 45. 46と壁状の当接面53との当接によって行
なわれる。
また、絞りマスク6のXY力方向おける位置決めも同様
にボス51.52と丸穴61および長穴62との勘合に
よって行なわれ、Z方向は再結像レンズ4とハウジング
5の当接面53に挟まれて規制される。
次に、再結像レンズ4をハウジング5に接着するための
工程につき詳細に説明する。まず、再結像レンズの柱状
突起43〜46の先端が71ウジング5の当接面53に
接するよう再結像レンズ4を充分にハウジング5に押し
込んだ状態で、再結像レンズ4の第1図に見える面が真
上を向く姿勢にハウジング5を保持する。そして、第1
図矢印D1、D2.D3.D4で示した位置から、市販
の液体用デイスペンサによって接着剤を各腕状突起47
〜50と対応する溝部56〜59の隙間にそれぞれ滴下
する。これにより、接着剤は各腕状突起の周囲の面とそ
れに向かいあった溝部の内壁との隙間に対向面を橋渡し
する形で溜まりそのまま硬化する。これらの隙間は用い
る接着剤の塗布時の粘性に応じてそれがちょうど前述の
ように対向面に橋渡しする形になるぎりぎりの幅よりわ
ずかに狭い程度に設定されている。また、各腕状突起の
第4図X方向の幅を強度上の必要量を越えて充分法(と
っである。これら2つの処置は、各隙間部分にできるだ
け多くの量の接着剤を溜め得るようにするものである。
本実施例においては、接着剤としては紫外線硬化形また
は二液混合形の接着剤を用いるが、これらは比較的粘性
が高くデイスペンサの能力上微量吐出は比較的困難であ
る。しかしながら、上述のように、各隙間に溜め得る接
着剤の量を多くしであるから、たとえ作業者がデイスペ
ンサの操作を誤って規定の2回分はどを吐出したとして
も、この全量を腕状突起の周囲の隙間に充分溜めること
ができ、該隙間からハウジング5の内部に流れ込んでレ
ンズ部40や絞りマスク6の光透過部分を汚染するのを
防止することができる。なお、もし比較的低粘度の接着
剤を使用する場合は、上記橋渡しの状態にするために接
着剤の粘度に応じて腕状突起の周囲の面とそれに対向す
る溝部の内壁との間隔が狭くなるよう溝部の幅を狭くす
る等の処置が必要である。しかし、−般に粘度の低い接
着剤はデイスペンサによっテモより微量の吐出が可能で
あるから、狭くした隙間をもってしても充分余裕をもっ
て溜め置くことができる。
このようにして組立てられた焦点検出モジュールが温度
変動にさらされる場合につき考察する。
温度変動があった場合、再結像レンズ4、ハウジング5
および接着剤は各々の材料物性に従って変形しようとし
て複雑な相互作用を及ぼし合う。このうち特に接着剤は
不可逆的変化を起こし易く、このため保管中に異常な高
温または低温にさらされた場合、使用時常温に戻しても
残留応力が接着剤充填箇所付近に生じる恐れがある。も
しこの残留応力が影響して再結像レンズ40対をなすレ
ンズ片どうしの間隔が変化すると焦点検出結果に誤差を
生じることとなるが、本実施例では接着剤付近に生じた
応力をまず隙間に充填された接着剤自体が吸収し、つい
で各腕状突起がたわんで吸収するためレンズ部には殆ん
ど影響を及ぼさない。他方、ハウジング5のボス51.
52と再結像レンズ4の丸穴41および長穴42の勘合
部においては、長穴42内をその長手方向にボス52が
自由に相対移動できるので残留応力を生じる恐れがない
。このため、保管時に著しい温度変動があっても使用時
にはほぼ元の温度に戻しさえすれば、はぼ誤差なく焦点
検出を行なうことが可能になる。
また、温度が組立て時等の温度と異なり種々の値をとる
場合でも、再結像レンズ4の対をなすレンズ片どうしの
各温度に応じた間隔は再現性よく変化するから、例えば
温度検出を行ないその結果に応じて電気的に焦点検出結
果を補正することも可能となる。
第6図は、本発明の第2の実施例に係わる焦点検出装置
における焦点検出モジュールを示す。同図の焦点検出モ
ジュールも一眼レフレックスカメラにおける使用を想定
したものであり、前記第1実施例における再結像レンズ
を傾き調整可能にしたものである。この実施例において
は、第6図および第7図において示されるように再結像
レンズ14付近以外の構造は前記第1実施例と同様のも
のでよい。
この実施例における再結像レンズ14は、第7図に示す
ように、レンズ部140の両側に先端が半球状の脚状突
起141と142とが設けられている。また、外周部に
4つの腕状突起143. 144.145.146が設
けられているのは先の実施例と同じである。
一方、ハウジング15には、第6図に示されるように、
再結像レンズ14の脚状突起141および142に対応
して円錐状のくぼみ151とV字状溝152が設けうれ
ている。なお、絞りマスク16は、再結像レンズ14の
各レンズ片に対応して設けられた4つの絞り開口の他に
、脚状突起141および142がそれぞれはまり込む丸
穴161および長穴162を有している。
以上のような再結像レンズ14をハウジング15に組込
むためには、まず絞りマスク16の丸穴161を再結像
レンズ14の脚状突起141に、長穴162を脚状突起
142に各々差し込み、絞りマスク16と再結像レンズ
14とを密着させた状態で脚状突起141の根元と丸穴
161の縁を橋渡しする形に丸穴161の周囲数箇所に
接着剤を塗布する。次に、再結像レンズ14の腕状突起
143.144,145.146の先端を図示しない工
具でクランプし、脚状突起141の先端をくぼみ151
へ、脚状突起142の先端をV字状溝152へ各々押し
当てながら第6図のX軸回りに傾き調整を行なう。そし
て、適切な傾きに調整された後、この傾きに保持した状
態で先の第1実施例の場合と同様に各腕状突起143,
144゜145.146とハウジング15の対応する溝
の内壁との隙間に接着剤を滴下して硬化させ、硬化抜工
具のクランプを解く。このようにして、再結像レンズ1
4の傾き調整と固定が行なわれる。
なお、このように再結像レンズの傾きを調整するのは、
コンデンサレンズの光軸とラインセンサの受光面の法線
の方向の不一致による焦点検出誤差を再結像レンズの光
軸の傾きの効果によって相殺しようとするものである。
一般に、この種の装置ではコンデンサレンズの光軸と再
結像レンズの光軸とラインセンサの受光面の法線方向が
すべて一致していることが望ましいが実際は製造誤差に
より一致しない場合が生ずる。特に、ラインセンサにつ
いては傾きの光学上の影響の割合がコンデンサレンズに
比較してはるかに大きいにもかかわらず、受光面を形成
する半導体チップの傾きと該半導体チップを収容するパ
ッケージの外形面の傾きとはコスト上の制約その他によ
り通常は精度よく一致していない場合が多い。このため
、ラインセンサ自体を組込む場合に該ラインセンサ自体
の傾きを調整する方法も考えられる。しかしながら、こ
の方法では、第1に機構が複雑になり、第2に部品点数
が増し、第3に装置が大型化するという不都合が生じる
。また、本発明に係わる焦点検出モジュールのように、
光学設計上、再結像レンズとラインセンサの間隔が小さ
い場合にはラインセンサ自体の傾き機構を設けることは
困難であり、特に第6図に示すように焦点検出モジュー
ル全体をカメラボディに取付けるためのネジ通り穴15
8がラインセンサに近い場合は実際上不可能である。こ
のため、本実施例においては、再結像レンズ14の傾き
を調整することにより、ラインセンサの傾き調整と同様
の調整を可能とし、焦点検出誤差を除去している。さら
に、検出瞳の投影方向を調整するためのコンデンサレン
ズの光軸に垂直な面内での平行移動調整も併用するとさ
らに高精度の焦点検出装置が得られる。
第6図に示されるように、ハウジング15におけるV字
状溝部152の横に先端の丸まった山形突起157が設
けられている。これは、絞りマスク16の第6図におけ
るZ軸方向の位置は丸穴161付近は前述の通り接着に
より規制されるが、中央の4つの開口を挟んだ反対側で
は、接着による規制は受けない。このため、絞りマスク
16を山形突起157と再結像レンズ14の対向面との
間に挟むよう構成することによって2軸方向の規制が行
なわれている。絞りマスク16は薄板状であるためたわ
みによる長穴162周りの浮き上がり等がこれによって
的確に抑制される。
第8図は、本発明の第3の実施例に係わる焦点検出装置
における焦点検出モジュールを部分的に示す。同図の構
成においては、再結像レンズ24の傾き調整をY軸周り
に行なうことができるようにしたものである。第8図に
おいて、再結像レンズ24には先端が半球状の脚状突起
241と242が、中央のレンズ部240をY軸方向に
挟むよう設けられている。また、図面には現われていな
いが、ハウジング25には、これら脚状突起241.2
42と対応する位置に、先の第2実施例と同様の円錐状
くぼみおよびV字状溝が設けられている。但し、■字状
溝の方向はY軸方向とされる。
第8図に示されるモジュールにおいても、再結像レンズ
24の傾き調整は、該再結像レンズ24の4本の腕状突
起243,244,245.246の先端を図示しない
工具でクランプして、脚状突起241の先端をハウジン
グ25の円錐状くぼみへ、脚状突起242の先端をv字
状溝へ各々押し当てながら第8図のY軸周りに傾き調整
を行なう。そして、適切な傾きに調整された状態に保持
したまま先の第1実施例と同様に接着剤を滴下して、硬
化抜工具のクランプを解く。この場合、接着剤の滴下は
、各腕状突起とハウジング25の溝の内壁との隙間の内
で各腕状突起の内側に位置する隙間に行なわれる。これ
により、接着剤は各腕状突起の内側の円弧面201,2
02,203゜204とそれに向かい合うハウジング2
5の溝部の円弧面との間に橋渡しするように溜まって固
定する。上記円弧面における隙間以外の部分の隙間は比
較的広く、従って接着剤は円弧面の隙間以外の部分に橋
渡しすることにはならない。また、各円弧面は充分広く
しであるから、ハウジング25の溝内面の内組室て時の
姿勢で下方となる溝の底の面に液滴として付着する分と
合わせて、余分の接着剤が下に流れ込むことを防ぐ効果
は充分確保できる。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、再結像レンズの大きさ
の割にレンズ部と接着箇所とが離れておリ、かつ保持部
材と突起部との隙間に接着剤が溜まるため、接着剤が再
結像レンズのレンズ部等に流れ込むことが確実に防止さ
れる。このため、焦点検出装置の組立て調整における作
業性を犠牲にすることなく装置全体を小型化することが
可能になる。また、再結像レンズの傾き調整をも的確に
行なうことができるから極めて高精度の焦点検出装置が
実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1の実施例に係わる焦点検出装置
を示す正面図、 第2図は、第1図の焦点検出装置の平面図、第3図は、
第2図のP−P’線に沿った断面図、第4図は、本発明
の第1の実施例に係わる焦点検出装置の再結像レンズ付
近の構成を示す部分的斜視図、 第5図は、第1図におけるQ−Q’線に沿った部分的断
面図、 第6図は、本発明の第2の実施例に係わる焦点検出装置
を示す部分的斜視図、 第7図は、第6図の装置における再結像レンズの詳細な
構造を示す斜視図、そして 第8図は、本発明の第3の実施例に係わる焦点検出装置
を示す部分的斜視図である。 1:赤外線カットフィルタ、 2:コンデンサレンズ、 3:表面鏡、 4.14,24 :再結像レンズ、 5.15.25:ハウジング、 6.16.26+絞りマスク、 7:視野マスク、 9ニラインセンサ、 40.140,240:レンズ部、 41:丸穴、 42:長穴、 43.44.45.46:柱状突起、 47、 48. 49. 50. 143. 144゜
145、 146. 243. 244. 245゜2
46:腕状突起、 53:当接面、 56.57.58.59:溝部、 61.161:丸穴、 62.162:長穴、 151:円錐状くぼみ、 152:V字状溝部、 158:ネジ通し穴、 141.142,241.242:脚状突起。 特許出願人  株式会社 ニ コ ン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、主光学系を通る被検出体からの光の一部を焦点検出
    光学系によりラインセンサ上に導き、該ラインセンサ出
    力に基づいて前記被検出体に関する光量分布を検出する
    ことにより前記主光学系の焦点調節状態を検出する焦点
    検出装置であって、前記焦点検出光学系の少なくとも一
    部を構成し、前記被検出体からの光の一部を各々異なる
    領域を介して前記ラインセンサ上に導くための複数の光
    学要素が一体的に形成され、かつ光軸とほぼ垂直な方向
    に複数の突起部を有する一体化光学部材と、前記複数の
    突起部がはまり込む溝部を有する保持部材と、 を具備し、前記突起部と溝部との間に接着剤を充填して
    前記一体化光学部材を前記保持部材に固定することを特
    徴とする焦点検出装置。 2、さらに、前記一体化光学部材を前記保持部材に対し
    第1の場所で少なくとも光軸と垂直な方向への移動を規
    制し、かつ第1の場所に対し光軸に垂直な方向にある第
    2の場所で第1および第2の場所を結ぶ方向を除き少な
    くとも光軸と垂直な方向への移動を規制する位置規制手
    段を備えた請求項1に記載の焦点検出装置。 3、前記一体化光学部材は前記第1の場所と第2の場所
    とを結ぶ線またはこの線とほぼ平行な線を軸として傾き
    調整可能とした請求項2に記載の焦点検出装置。 4、前記一体化光学部材は、複数のレンズが一体的に形
    成されたプラスチック製の一体化レンズ部材である請求
    項1、2または3のいずれか1項に記載の焦点検出装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011107648A (ja) * 2009-11-20 2011-06-02 Fujifilm Corp レンズユニット

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