JPH11174298A - 光学素子の保持機構及び保持方法 - Google Patents
光学素子の保持機構及び保持方法Info
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- JPH11174298A JPH11174298A JP33965097A JP33965097A JPH11174298A JP H11174298 A JPH11174298 A JP H11174298A JP 33965097 A JP33965097 A JP 33965097A JP 33965097 A JP33965097 A JP 33965097A JP H11174298 A JPH11174298 A JP H11174298A
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Abstract
有すると共に、簡単な構造で光学素子を保持する構造と
する。 【解決手段】 光学素子2の光学有効径外3の外周面3
aと、その近傍の光学素子2の外側面2aと、保持枠1
の内側面1aの隙間とに跨るように接着剤4を塗布する
と共に、光学素子2の光学有効径外3の外周面3aとの
接着力を、光学素子2の外側面2aと保持枠1の内側面
1aの間の接着力よりも小さくすることによって光学素
子2を保持する。
Description
内視鏡、ピックアップ等の光学機器に対して光学素子を
保持させる保持構造及び保持方法に関する。
9−135406号公報、特開平9−96749号公
報、特開昭57−138606号公報に記載されてい
る。
は、レンズの材質よりもヤング率が小さな接着剤を使用
するものであり、この接着剤をレンズ外周面と保持枠内
周面との隙間に充填することによって、レンズを保持し
ている。この構造では、レンズ外周面と保持枠内周面と
を接着剤を介して接着することによってレンズを保持す
るものである。
しめによって保持するものであり、レンズを保持枠の内
部に挿入した状態で、保持枠の側面に設けたかしめ部を
かしめ具等によって押圧してかしめることにより、レン
ズを保持枠に固定する構造となっている。
は、押さえ部材を用いるものであり、レンズ保持枠に形
成した胴付き部と、レンズを押さえる押さえ部材との間
に、レンズより柔らかい材料で形成した弾性部材を介在
させることによりレンズを保持枠に固定している。
59−135406号公報の構造では、レンズ外周面と
保持枠内周面とを接着剤を介在して接着保持しているた
め、接着剤のヤング率が極端に小さい場合やレンズの形
状、特に外周面が極端に小さい場合には保持強度が十分
に発現しない問題を有している。
メチルメタクリレート(PMMA)やポリカーボネート
(PC)或いは、耐熱性・耐湿性・低複屈折性に優れた
熱可塑性ノルボルネン系樹脂等がある。これらの樹脂材
料は射出成形により容易にレンズやプリズム等の光学素
子形状に成形することが可能である。また、射出成形時
の金型との離型性を向上させるため、離型剤を樹脂内に
添加したり、表面に付着させることがある。これによ
り、離型し易く、成形効率が向上するが、反面、接着性
が低下するため、光学素子を接着剤によって強固に固定
することができなくなる。特に、熱可塑性ノルボルネン
系樹脂は接着性が極端に低く、離型剤の有無に関わらず
接着剤による強固な固定ができない。また、光学ガラス
においても、フッ素原子が存在するガラス硝材は、他の
ガラス硝材に比べ極端に接着性が小さい。従って、特開
昭59−135406号公報の構造では、これらの材料
からなる光学素子を十分な強度で保持することはできな
いものである。
機械的な保持のため、上述したようなレンズの材質に影
響されることなく、安定した保持強度を得ることができ
る。ところが、かしめ時にレンズに応力を与えると共
に、かしめ部がレンズと接触しているだけで密着してい
ない。このため、長期的に安定してレンズを保持するこ
とができないと共に、各種の振動への耐久性がなく、位
置精度を保ことができない問題を有している。
は、保持枠に胴付き部を形成したり、押さえ部材を使用
したり、弾性部材が必要である。このため、構造が複雑
で、小型軽量化することが困難である。また、押さえ部
材を設けることによって、光学設計上の自由度が極端に
低下するばかりでなく、生産性も低下する問題を有して
いる。
なされたものであり、いかなる形状の光学素子に対して
も、必要な保持強度を保つことができると共に、接着耐
久性を向上させることができ、しかも生産性が高く、光
学性能に優れた光学素子の保持機構及び保持方法を提供
することを目的とする。
め、請求項1の発明は、光学素子の光学有効径外の外周
面と、その近傍の光学素子外側面と、保持枠内側面の隙
間とに跨るように接着剤を塗布して光学素子を保持した
光学素子の保持機構において、上記光学素子の光学有効
径外の外周面との接着力を、上記光学素子外側面と保持
枠内側面の間の接着力よりも小さくしたことを特徴とす
る。
が、光学素子の光学有効径外の外周面とそれに対応する
光学素子外周面と保持枠内側面とに跨って接着されるこ
とにより光学素子を保持している(以下、接着かしめと
いう)ため、いかなる材質からなる光学素子であっても
十分な保持強度が得られる。接着剤による光学素子の保
持における保持強度は、接着剤の被着体との接着面積の
大きさに比例する。この発明では、光学素子外周面と保
持枠内側面との接着だけでなく、光学素子の光学面の一
部である光学有効径外の外周面を接着剤によるかしめて
いる。このため、光学素子の保持強度が大きくなる。さ
らに、硬化した接着剤が光学素子を押さえつける構造と
なるため、保持強度が大幅に向上する。
側面との間に対する接着力に対し、光学素子の光学有効
径外の外周面に対する接着力が小さくなっている。接着
剤は硬化するときに収縮し、この収縮によって光学素子
に応力が作用する。本発明では、光学有効径外の接着力
が小さいため、光学素子の光学面に及ぼす応力が小さく
なり、接着剤の硬化収縮による悪影響がなく、光学歪み
のない良好な状態で光学素子を保持することができる。
側面の接着力が大きいため、光学素子は外周部分が外側
から保持され、且つ大きな保持力で保持される。このた
め、光学素子を安定して保持することができる。かかる
接着力の大きさの相違は、接着剤が光学素子及び保持枠
と接触する接触面積を変更することによって簡単に調整
することができる。
は、かしめ能力を発現させるために所定の粘度及び硬度
を有している必要がある。粘度としては、接着剤が光学
素子の光学面の所定部位に維持できるレベルである40
00〜50000cpsが良好で、特に15000〜3
0000cpsが望ましい。硬度としては、ショアA2
0以上であれば良いものである。表1は接着かしめと単
純接着との光学素子保持強度の測定結果を示す。
昌質ポリオレフィン(ゼオネックス)製メニスレンズ
を、内径φ16.4mmのガラスフィラー入りポリカー
ボネート(ユーピロン)製保持枠に接着したサンプルを
作成して行った。なお、レンズ側面はプライマー処理し
てある。測定は、万能試験機AG−2000B(島津製
作所製)を用い、100kgfのロードセルを圧縮モー
ド、5mm/minで行った。表1から接着かしめが保
持強度を向上させることが判る。
面及び光学素子の光学有効径外の外周部とを接着剤が跨
っているため、接着剤によるかしめが作用する。この
際、保持枠内側面と接着剤とは強固に接着され一体化し
ており、光学素子外側面と接着剤とは強固に密着し、さ
らに、光学素子光学有効径外の外周部は接着剤により押
圧されている。このため、接着剤との接着性の小さな材
質からなる光学素子であっても、容易に接着することが
可能である。
側面との接着面積が十分に確保できない場合であって
も、接着かしめによる保持のため、十分な保持強度を得
ることができる。
外の外周面と、その近傍の光学素子外側面と保持枠内側
面の隙間とに跨るように接着剤を塗布して光学素子を保
持した光学素子の保持機構において、上記光学素子の光
学有効径外の外周面と上記接着剤との間に、リング状部
材を設けたことを特徴とする。
外周面と接着剤との間にリング状部材を設けるため、接
着剤が光学素子の光学面に与える応力を極力小さくする
ことができる。なお、リング状部材の形状はいかなるも
のでもよいが、厚みは薄いほど望ましい。
の所望の位置に設置する工程と、光学素子外側面と保持
枠内側面との隙間に、弾性を有する接着剤を上記光学素
子の光学有効径外の外周面とそれに対応する光学素子外
側面と保持枠内側面とに跨るように塗布する工程と、こ
の接着剤を硬化させ、光学素子と保持枠とを接着かしめ
により固定する工程とを有することを特徴とする。
の保持機構を容易に製造できる。この場合、光学素子を
保持枠の所望の設置する手段としは、固定用治具等を用
いる方法、保持枠に設けられた光学素子受け部を用いる
方法、また、先に保持した光学素子を受ける方法等いか
なるものであってもよい。
接着剤の硬化による収縮は防ぐことができない。そのた
め、接着剤の塗布位置及び塗布量を制御する必要があ
る。この塗布位置及び塗布量は、光学心を中心とした点
対称になるように塗布することにより行うことができ
る。なお、点対称とならない場合には、応力が偏って、
光学歪みの発生原因となることがある。
本発明の実施の形態1を示し、光学素子としてはレンズ
が用いられている。また、保持枠1はレンズ受け部のな
い構造となっている。保持枠1はガラスフィラー入りポ
リカーボネートからなる内径φ10.0mmとなってい
る。
なる外径φ9.8mmのレンズが使用されている。この
レンズ2の光学有効径外3の境界を点線によって示す。
接着剤4としては、1液型紫外線硬化と湿気硬化併用型
のシリコーン系接着剤を使用している。この接着剤4
は、保持枠1の内側面1aと、レンズ2の外側面2a
と、レンズ2の光学有効径外の外周面3aとを接着す
る。なお、5はレンズ2を保持枠1に接着かしめする際
に使用する仮保持治具である。
方法を説明する。まず、保持枠1を専用治具に設置す
る。この際、保持枠1の内部に仮保持治具5が配置され
る。その後、レンズ2を保持枠1内部の仮保持治具5に
受けるように嵌め込む。次に、1液型紫外線硬化と湿気
硬化併用型シリコーン系接着剤4を保持枠1の内側面1
aとレンズ2の外側面2aと、レンズ2の光学有効径外
3の外周部3aに跨るように塗布する。
径外3の外周面3aへの塗布量を、保持枠1の内側面1
a及びレンズ2の外側面2aへの塗布量よりも少なくす
る。これにより、レンズ2の光学有効径外3の外周面3
aに対する接着面積が、保持枠1の内側面1a及びレン
ズ2の外側面2aに対する接着面積よりも小さくなり、
その接着力が相対的に小さくなる。
し、紫外線を2000mJ照射して接着剤を硬化させ
る。この硬化により、レンズ2は接着かしめされて固定
される。そして、レンズ2を接着かしめた保持枠1を仮
保持治具5から取り出し、接着剤が湿気により完全硬化
するまで静置する。
持枠1にレンズ受け部を設けていないため、レンズ受け
部を設けている場合より硬化したときの硬度が大きいこ
とが必要であり、ショアD型硬度計での硬度が40以上
を使用している。
け部を設けていないが、塗布した接着剤4が保持枠1の
内側面1aと一体化すると共に、レンズ2の外側面2a
と強固に密着し、さらに、レンズ2の光学有効径外3の
外周面3aを押圧した接着かしめとなっているため、十
分なレンズ保持強度を有したものとなる。また、接着か
しめによる光学素子の保持構造であるため、接着剤4と
の接着性の低い材質からなる光学素子であっても確実に
接着保持することができる。
面3aに対する接着剤4の塗布面積が、保持枠1の内側
面1a及びレンズ2の外側面2aに対する塗布面積より
も小さくなっており、これによりレンズ2の光学有効径
外3の外周面3aの接着力が小さくなっている。レンズ
2の光学有効径外3の外周面3aはレンズ2の光学面と
連設しており、このように光学有効径外3の外周面3a
の接着力が小さくなっていることにより、接着剤4の硬
化収縮で生じる応力の光学面への作用が小さくなる。こ
のため、接着剤4の硬化収縮による悪影響が光学面に作
用することがなり、光学歪みのない良好な状態でレンズ
2を保持することができる。
枠1にレンズ受け部を有していないため、小型化が可能
な耐久性に優れた光学素子の保持機構を容易に、且つ生
産性良く作製することができる。
態2を示し、実施の形態1と同一の部分は同一の符号を
付して対応させてある。この実施の形態の保持枠1はガ
ラスフィラー入りポリカーボネートからなる内径φ1
6.2mmの寸法であり、レンズ2は非晶質ポリオレフ
ィンからなる外径φ16.0mmのレンズである。
有するウレタン変成アクリレート系接着剤であり、保持
枠1の内側面1aと、レンズ2の外側面2aと、レンズ
2の光学有効径外3の外周面3aとに跨っている。この
実施の形態において、接着剤4は光学芯を中心とした点
対称な3点に配置されている。また、各点における接着
剤4の塗布範囲は、中心角が30〜60度となってい
る。
はレンズ受け部6が形成されている。このレンズ受け部
6は保持枠1の下部からレンズ2の光学芯方向に伸びる
ように形成されており、これによりレンズ2の外径部分
の下面を受けるようになっている。
下に示す。まず、レンズ2を保持枠1内部のレンズ受け
部6に受けるように嵌め込む。次に、上述した接着剤4
を保持枠1の内側面1aと、レンズ2の外側面2aと、
レンズ2の光学有効径外3の外周部3aとに跨るように
光学芯を中心とした点対称の3点に塗布する。この際、
1点の塗布範囲は中心角が30〜60度になるように行
う。次に、スポット像により光学芯を調整し、紫外線を
400mJ照射して接着剤4を硬化させる。
ズを保持枠に接着かしめによる十分な保持強度を発現さ
せるため、ショアD型硬度計で20以上の硬度のものを
使用している。また、接着剤4が保持枠1とレンズ2と
の隙間の垂れ下がってレンズ受け部6まで達することを
防ぐため、接着剤4の粘度としては4000〜5000
0cpsが良好であり、さらに、保持枠1の内側面1a
とレンズ2の外側面2aとの隙間が最大0.2mmであ
ることを考慮した場合には、接着剤4の粘度は1500
0〜30000cpsであることが望ましい。
剤4が保持枠1の内側面と一体化すると共に、レンズ2
の外側面2aと強固に密着し、さらには、レンズ2の光
学有効径外3の外周部3aを押圧する接着かしめがなさ
れているため、十分なレンズ保持強度を有することがで
きる。また、接着剤4の接着かしめによってレンズ2を
保持する構造のため、接着剤4との接着性の低い材質か
らなるレンズ2であっても、容易に接着保持することが
できると共に、レンズ2の外側面2aが小さく保持枠1
の内側面1aとの接着面積が小さい場合でも十分な保持
強度を有することができる。
実施の形態3を示し、実施の形態1と同一の部分は同一
の符号によって対応させてある。この実施の形態におけ
る保持部材1はガラスフィラー入りポリカーボネートか
らなる内径φ12.0mmのサイズとなっており、レン
ズ2はガラス製からなる外径φ11.8mmのサイズと
なっている。接着剤4は1液型湿気硬化型シリコーン系
接着剤からなり、保持枠1の内側面1aと、レンズ2の
外側面2a及びレンズ2の光学有効径外3の外周面3a
とに跨って塗布されている。
材7が組み込まれる。リング状部材7は、ポリイミド樹
脂を外径φ11.8mm、内径φ10.9mm、厚さ
0.1mmに成形することによって構成されており、レ
ンズ2の光学有効径外3の外周面3aと接着剤4との間
に設けられている。なお、リング状部材7の材質は、ポ
リイミドに限定するものでなく、いかなる材質のもので
もよい。
内部のレンズ受け部6に受けるように嵌め込む。そし
て、レンズ2の上面にリング状部材7を設置する。この
設置により、リング状部材7はリング状となってレンズ
2の光学有効径外3の外周面3aを覆う。
着剤4を保持枠1の内側面1aと、レンズ2の外側面2
a及びレンズ2の光学有効径外3の外周面3aに跨るよ
うに塗布する。この塗布の後、接着剤4が硬化するまで
静置する。
は、保持枠1への接着かしめによるレンズ2の十分な保
持強度を発現させるため、ショアD型硬度計で20以上
の硬度のものが使用されている。また、保持枠1とレン
ズ2との隙間で垂れ下がってレンズ受け部6まで達する
ことを防ぐため、接着剤4の粘度としては4000〜5
0000cpsが良好で、さらに好ましくは、保持枠1
の内周面1aと、レンズ2の外側面との隙間が最大0.
2mmであるところから、15000〜30000cp
sの粘度であることが望ましい。
剤4が保持枠1の内側面1aと一体化すると共に、レン
ズ2の外側面2aと強固に密着し、さらには、レンズ2
の光学有効径外3の外周部3aを押圧する接着かしめが
なされているため、十分なレンズ保持強度を有すること
ができる。また、接着剤4の接着かしめによってレンズ
2を保持する構造のため、接着剤4との接着性の低い材
質からなるレンズ2であっても、容易に接着保持するこ
とができると共に、レンズ2の外側面2aが小さく保持
枠1の内側面1aとの接着面積が小さい場合でも十分な
保持強度を有することができる。
光学有効径外3の外周面3aと接着剤4との間にリング
状部材7を設けてあり、接着剤4とレンズ2の光学面と
が直接に接着しない構造となっている。そのため、接着
力によるレンズ2の光学面への応力発生が少なく、光学
歪みを低減することができる。
化が可能な耐久性に優れた光学素子の保持機構を容易
に、且つ生産性良く作製することができる。
含有している。 (1) 光学素子の保持構造において、光学素子外側面
と保持枠内側面との隙間に充填された弾性を有する接着
剤が、上記光学素子の光学有効径外の外周面とそれに対
応する光学素子外側面と保持枠内側面とに跨るように接
着されていることを特徴とする光学素子の保持構造。
ことができると共に、小型化が可能で、優れた耐久性を
有したものとすることができる。
周面と接着剤との間にリング状部材を設けたことを特徴
とする上記(1)項記載の光学素子の保持構造。
素子と接着剤とが直接に接着されないため、接着剤の接
着力に起因した光学歪みが光学素子に発生することがな
くなる。
と、その近傍の光学素子外側面と、保持枠内側面の隙間
とに跨るように接着剤を塗布して固着保持した光学素子
の保持機構において、上記光学素子の光学有効径外の外
周面と上記接着剤との間に、両者の接着力を低下させる
手段を介在させたことを特徴とする光学素子の保持機
構。
ため、光学素子への光学歪みを低減させることができ
る。
と、その近傍の光学素子外側面と、保持枠内側面の隙間
とに跨るように接着剤を塗布して固着保持した光学素子
の保持機構において、上記接着剤と光学素子の光学有効
径外の外周面との接着力を、上記光学素子外側面と保持
枠内側面の間の接着力よりも小さくしたことを特徴とす
る光学素子の保持機構。
ることができる。
添加した樹脂、熱可塑性ノルボルネン系樹脂、非晶質ポ
リオレフィン、又はフッ素原子を含むガラスのうちのい
ずれかとした上記(4)項記載の光学素子の保持機構。
が小さな材質であっても、確実の保持することができ
る。
ネート樹脂とした上記(4)項記載の光学素子の保持機
構。
を確実に保持することができる。
周面との接着面積を、上記光学素子外側面と保持枠内側
面の間の接着面積よりも小さくした上記(4)項記載の
光学素子の保持機構。
の外周面の接着力を小さくすることができる。
50000cpsの範囲内である上記(4)項記載の保
持機構。
子と保持枠との間に接着剤を確実に充填することができ
る。
よれば、いかなる材質あるいはいかなる形状の光学素子
でも十分な保持強度を発現させることができると共に、
小型化ができ、しかも光学性能や耐久性の優れた光学素
子の保持機構とすることができる。
よって接着剤が光学素子に与える応力を小さくでき、光
学歪みの少ない状態で保持することができる。
した光学素子の保持機構を簡単に作製することができ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 光学素子の光学有効径外の外周面と、そ
の近傍の光学素子外側面と、保持枠内側面の隙間とに跨
るように接着剤を塗布して光学素子を保持した光学素子
の保持機構において、 上記光学素子の光学有効径外の外周面との接着力を、上
記光学素子外側面と保持枠内側面の間の接着力よりも小
さくしたことを特徴とする光学素子の保持機構。 - 【請求項2】 光学素子の光学有効径外の外周面と、そ
の近傍の光学素子外側面と保持枠内側面の隙間とに跨る
ように接着剤を塗布して光学素子を保持した光学素子の
保持機構において、 上記光学素子の光学有効径外の外周面と上記接着剤との
間に、リング状部材を設けたことを特徴とする光学素子
の保持機構。 - 【請求項3】 光学素子を保持枠内面の所望の位置に設
置する工程と、光学素子外側面と保持枠内側面との隙間
に、弾性を有する接着剤を上記光学素子の光学有効径外
の外周面とそれに対応する光学素子外側面と保持枠内側
面とに跨るように塗布する工程と、この接着剤を硬化さ
せ、光学素子と保持枠とを接着かしめにより固定する工
程とを有することを特徴とする光学素子の保持方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP33965097A JP3819134B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 光学素子の保持機構 |
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JP33965097A Expired - Fee Related JP3819134B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 光学素子の保持機構 |
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JP2016057384A (ja) * | 2014-09-08 | 2016-04-21 | 株式会社ケンコー・トキナー | フィルターユニット |
JP2016096299A (ja) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | 株式会社フジクラ | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
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1997
- 1997-12-10 JP JP33965097A patent/JP3819134B2/ja not_active Expired - Fee Related
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