JP2005134826A - 光学要素アッセンブリおよびこの光学要素アッセンブリを備えた撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】不要光束の発生やその影響を回避可能な学要素アッセンブリと撮像装置を提供。
【解決手段】本光学要素アッセンブリFAは、第1の光学要素10、第2の光学要素20、位置決め保持部材30を含み、第1の光学要素10は一の射出面側13の有効光束が通る有効領域14の周辺部位に当該射出面13に対向する上記保持部材30の一の対応面31に嵌合する嵌合用凸状部15a,15bが設けられ、第2の光学要素20は一の入射面21側の有効光束が通る有効領域24の周辺部位に当該入射面21に対向する上記保持部材30の他の対応面32に嵌合する嵌合用凸状部26a,26bが設けられ、上記保持部材30は一の対応面31から他の対応面32への光の透過を許す光学的絞り開口33を有し、且つ、上記一の対応面31及び上記他の対応面に上記嵌合用凸状部15a,15b及び26a,26bとそれぞれ嵌合可能な有底状の嵌合用凹状部35a,35b及び36a,36bが各対応して形成されたことを特徴としている。
【選択図】 図6
【解決手段】本光学要素アッセンブリFAは、第1の光学要素10、第2の光学要素20、位置決め保持部材30を含み、第1の光学要素10は一の射出面側13の有効光束が通る有効領域14の周辺部位に当該射出面13に対向する上記保持部材30の一の対応面31に嵌合する嵌合用凸状部15a,15bが設けられ、第2の光学要素20は一の入射面21側の有効光束が通る有効領域24の周辺部位に当該入射面21に対向する上記保持部材30の他の対応面32に嵌合する嵌合用凸状部26a,26bが設けられ、上記保持部材30は一の対応面31から他の対応面32への光の透過を許す光学的絞り開口33を有し、且つ、上記一の対応面31及び上記他の対応面に上記嵌合用凸状部15a,15b及び26a,26bとそれぞれ嵌合可能な有底状の嵌合用凹状部35a,35b及び36a,36bが各対応して形成されたことを特徴としている。
【選択図】 図6
Description
本発明は、プリズム等の光学要素を複数組み合わせてなる光学要素アッセンブリおよびこの光学要素アッセンブリを撮像機能部に適用した撮像装置(例えば、デジタルスチルカメラ、カメラ機能を備えた携帯電話機やパーソナルコンピュータ、又は、ビデオカメラ等々を含む)に関する。
近年、デジタルスチルカメラ、カメラ機能を備えた携帯電話機やパーソナルコンピュータ、又は、ビデオカメラ等の撮像装置の小型化が著しく進んでいる。撮像装置の小型化が進むにつれ、それら装置の本体内に組み込まれる撮像機能部のアッセンブリ(光学系を主要な構成要素として含む組立体)に対しても、その小型化・薄型化が益々希求されるようになっている。
光学系をより薄型化するため、従来、いわゆる自由曲面等を用いたプリズム光学系が、例えば、次に掲げる特許文献1乃至5(特許文献の記載欄参照)に提案されている。
特許文献1には、小型、軽量で、テレセントリック性が良好で、非点収差等が補正しやすく、加工組立が容易な撮像レンズを提供するべく、物体側から順に、当該物体側に凸面を向けた負メニスカスの第1レンズ、絞り、像面側に凸面を向けた正メニスカスの第2レンズを構成要素とし、その2枚玉(前記第1レンズ、前記第2レンズ)は、少なくとも1面ずつを非球面状に形成することで、特定の条件を満足するようにして光学要素の組立体を構成することが開示されている。
特許文献2には、携帯電話機にCCDなどの撮像素子を搭載することにより、デジタルスチルカメラやパソコンを所有することなく、手軽に持ち歩ける携帯電話機によって画像を撮像し、これを通話相手に対して容易に送れるようにした技術が開示されている。この携帯電話機の撮像機能部は、基板上に載置された撮像素子と、この撮像素子の受光面に被写体像を結像させるレンズ部と、このレンズ部を支持する脚部とを備えた光学部材を含んで構成されている。そして前記撮像素子の前記レンズ部に向いた表面に、前記脚部を5g以上500g以下の当接力で当接させることにより、前記脚部を前記基板に当接させた場合に比べ、前記レンズ部と前記撮像素子の受光面との光軸方向の位置決めを精度良く行なえることが記載されている。また当接力を5g以上とすることにより、振動などで前記光学部材がガタつくことによる撮影時の像ブレを防止でき、当接力を500g以下とすることにより、前記撮像素子の破損や機能不良などを抑制できることについても記載されている。
特許文献3には、光学的ローパスフィルターを有した小型、薄型で低コストな結像光学系及びそれを用いた装置を提供するべく、物体像を形成する結像光学系が、絞りと、この絞りよりも物体側に配置された物体側反射面と、上記絞りよりも像側に配置された像側反射面とを含み、前記物体側反射面と前記像側反射面とが共に反射時に光束にパワーを与える非球面にて構成され、前記物体側反射面と前記像側反射面との間に高周波成分をカットするローパスフィルターを設けた光学要素の組み合わせが開示されている。
ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、フィルムスキャナ、内視鏡等用の結像光学系では、撮像素子の小型化に伴い、光学系自身も小型軽量化、低コスト化が求められている。最近では、携帯電話やPDA、ノートパソコン等に電子撮像光学系を内蔵する製品も出てきており、光学系をより薄型化することが強く望まれている。
特許文献4や特許文献5には、こうした状況に鑑みて、少ない光学素子の構成枚数で高性能、低コストな結像光学系を実現し、更には、反射面を3面のみで光路を折り畳み、特に撮像素子の垂直方向のサイズを著しく薄型化した、高性能な結像光学系を提供するべく、
この種の光学要素としての所要の特性を有するプリズムを組み合わせて上述の要求に応えるようにした撮像機能部の構成が開示されている。
特開2002−267928号公報
特開2002−320122号公報
特開平11−326766号公報
特開2002−196243号公報
特開2003−084200号公報
この種の光学要素としての所要の特性を有するプリズムを組み合わせて上述の要求に応えるようにした撮像機能部の構成が開示されている。
上述した何れの文献も、光学要素として適切な光学的特性が選択されたプリズム等を複数組み合わせて用いる技術が開示されるに留まるものである。即ち、それら光学要素をどのようにして相互の位置関係が所定の関係に維持されるように保持乃至結合せしめるか、不要な光束の発生やその影響を回避するにはどうするか、製造の容易さを確保するにはどうするか、塵埃による影響を受け難くするにはどのような構成にするか等々、製品として具現化する際の技術課題とその解決手段としての技術については必ずしも具体的な提案がなされていない。
本発明は、上述のような製品として具現化する際の技術課題に鑑みてなされたものであり、種々の課題のうち、特に、光学要素を不要な光束の発生やその影響を回避することができるように構成した光学要素アッセンブリおよびこの光学要素アッセンブリを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の光学要素アッセンブリおよびこの光学要素アッセンブリを備えた撮像装置は、下記のような特徴ある構成を有している。なお下記以外の本発明の特徴ある構成については実施形態の中で明らかにする。
(1)本発明の光学要素アッセンブリは、
被写体側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第1の光学要素、上記第1の光学要素側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第2の光学要素、及び、上記第1の光学要素及び第2の光学要素を両者の相対位置を所定の関係に維持し保持するための位置決め保持部材とを含んでなる光学要素アッセンブリであって、
上記第1の光学要素は、自己の上記一の射出面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該射出面に対向する上記位置決め保持部材の一の対応面側に嵌合するための嵌合用凸状部が設けられ、
上記第2の光学要素は、自己の上記一の入射面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該入射面に対向する上記位置決め保持部材の他の対応面側に嵌合するための嵌合用凸状部が設けられ、
上記位置決め保持部材は、上記一の対応面及び他の対応面間の光の透過を許容する光学的絞り開口が所定部に形成され、且つ、上記一の対応面及び上記他の対応面に上記第1の光学要素の嵌合用凸状部及び上記第2の光学要素の嵌合用凸状部と嵌合可能な有底状の嵌合用凹状部が各対応して形成されたものであることを特徴としている。
被写体側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第1の光学要素、上記第1の光学要素側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第2の光学要素、及び、上記第1の光学要素及び第2の光学要素を両者の相対位置を所定の関係に維持し保持するための位置決め保持部材とを含んでなる光学要素アッセンブリであって、
上記第1の光学要素は、自己の上記一の射出面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該射出面に対向する上記位置決め保持部材の一の対応面側に嵌合するための嵌合用凸状部が設けられ、
上記第2の光学要素は、自己の上記一の入射面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該入射面に対向する上記位置決め保持部材の他の対応面側に嵌合するための嵌合用凸状部が設けられ、
上記位置決め保持部材は、上記一の対応面及び他の対応面間の光の透過を許容する光学的絞り開口が所定部に形成され、且つ、上記一の対応面及び上記他の対応面に上記第1の光学要素の嵌合用凸状部及び上記第2の光学要素の嵌合用凸状部と嵌合可能な有底状の嵌合用凹状部が各対応して形成されたものであることを特徴としている。
(2)本発明の撮像装置は、被写体側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第1の光学要素、上記第1の光学要素側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第2の光学要素、及び、上記第1の光学要素及び第2の光学要素を両者の相対位置が所定の関係に維持されるよう保持するための位置決め保持部材、を含んでなり、
上記第1の光学要素は、自己の上記一の射出面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該射出面に対向する上記位置決め保持部材の一の対応面側に嵌合するための嵌合用凸状部が設けられ、
上記第2の光学要素は、自己の上記一の入射面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該入射面に対向する上記位置決め保持部材の他の対応面側に嵌合するための嵌合用凸状部が設けられ、
上記位置決め保持部材は、上記一の対応面及び他の対応面間の光の透過を許容する光学的絞り開口が所定部に形成され、且つ、上記一の対応面及び上記他の対応面に上記第1の光学要素の嵌合用凸状部及び上記第2の光学要素の嵌合用凸状部と嵌合可能な有底状の嵌合用凹状部が各対応して形成された光学要素アッセンブリと、
上記光学要素アッセンブリの上記所定の位置の射出面から射出した光束による光像に関する光電変換を行なうべく適用された撮像素子と、
上記撮像素子の出力信号に基づいて所定の記録及び/又は通信に適合する画像データを生成するための画像データ生成手段と、
を備えたことを特徴としている。
上記第1の光学要素は、自己の上記一の射出面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該射出面に対向する上記位置決め保持部材の一の対応面側に嵌合するための嵌合用凸状部が設けられ、
上記第2の光学要素は、自己の上記一の入射面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該入射面に対向する上記位置決め保持部材の他の対応面側に嵌合するための嵌合用凸状部が設けられ、
上記位置決め保持部材は、上記一の対応面及び他の対応面間の光の透過を許容する光学的絞り開口が所定部に形成され、且つ、上記一の対応面及び上記他の対応面に上記第1の光学要素の嵌合用凸状部及び上記第2の光学要素の嵌合用凸状部と嵌合可能な有底状の嵌合用凹状部が各対応して形成された光学要素アッセンブリと、
上記光学要素アッセンブリの上記所定の位置の射出面から射出した光束による光像に関する光電変換を行なうべく適用された撮像素子と、
上記撮像素子の出力信号に基づいて所定の記録及び/又は通信に適合する画像データを生成するための画像データ生成手段と、
を備えたことを特徴としている。
本発明においては、位置決め保持部材の光学的絞り開口を除く部分に遮光手段を施し、第1の光学要素側と第2の光学要素側との間を光が通過しえないように構成されている。したがって本発明によれば、不要な光束の発生を抑制でき、その影響を回避できる光学要素アッセンブリおよびこの光学要素アッセンブリを備えた撮像装置を提供できる。
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る光学要素アッセンブリPAを適用した撮像装置100の概要を示す概略構成図である。図1に示す撮像装置100は、撮像光学系110、撮像素子120、画像データ生成手段130等を備えている。
図1は本発明の第1実施形態に係る光学要素アッセンブリPAを適用した撮像装置100の概要を示す概略構成図である。図1に示す撮像装置100は、撮像光学系110、撮像素子120、画像データ生成手段130等を備えている。
撮像光学系110は、プリズムであることを可とする第1の光学要素10と第2の光学要素20とを両者の相対位置が所定の関係に維持されるように後述する光学的絞り開口を有する位置決め保持部材30で保持した光学要素アッセンブリPAを主体として構成されている。なお111,112はカバーガラスである。これらのうちの一方乃至双方は、赤外線遮断機能を有するIRカットフィルターであっても良い。また位置決め保持部材30は絞りとしての機能部を有する。光学要素アッセンブリPAに付いては後述する。
撮像素子120は、上記光学要素アッセンブリPAから射出した光束による光像を光電変換する。
画像データ生成手段130は、撮像素子120で光電変換された信号を処理し、必要に応じて例えば画像データ等の圧縮/伸張を適時行なえる処理手段131、この処理手段131で処理された画像データを記録媒体(メモリーカードの適用を可とする)に記録する記録手段132、この記録手段132に記録された画像データを適時再生し出力端子134から出力可能な再生手段133、等を備えている。なお処理手段131は端子135を介して外部機器等と通信可能となっている。
図2は光学要素アッセンブリPAの光学系の構成を示す図である。図2に示すように、
光学要素アッセンブリPAの第1の光学要素10は、カバーガラス111を通して被写体側から到来し所定の一の入射面11に入射した入射光を、パワーを有する所定の裏面反射面12で反射し、所定の一の射出面13から射出するように構成されたプリズムからなる。また光学要素アッセンブリPAの第2の光学要素20は、上記第1の光学要素10側から所定の一の入射面21に到来した入射光を、パワーを有する所定の裏面反射面22−1,22−2で反射し、所定の一の射出面23から射出するように構成されたプリズムからなる。図2において符号121は撮像素子120の受光面を示している。図1について既述のとおり、第1の光学要素10と第2の光学要素20との間に位置決め保持部材30が介在し、位置決め保持部材30に光学的絞りとしての機能部301が設けられている。
光学要素アッセンブリPAの第1の光学要素10は、カバーガラス111を通して被写体側から到来し所定の一の入射面11に入射した入射光を、パワーを有する所定の裏面反射面12で反射し、所定の一の射出面13から射出するように構成されたプリズムからなる。また光学要素アッセンブリPAの第2の光学要素20は、上記第1の光学要素10側から所定の一の入射面21に到来した入射光を、パワーを有する所定の裏面反射面22−1,22−2で反射し、所定の一の射出面23から射出するように構成されたプリズムからなる。図2において符号121は撮像素子120の受光面を示している。図1について既述のとおり、第1の光学要素10と第2の光学要素20との間に位置決め保持部材30が介在し、位置決め保持部材30に光学的絞りとしての機能部301が設けられている。
図3は光学要素アッセンブリPAの第1の光学要素10と第2の光学要素20とが位置決め保持部材30で一体的に保持されている状態を示す斜視図である。図4は同じく第1の光学要素10と第2の光学要素20とが位置決め保持部材30で一体的に保持されている状態を示す側面図である。図5は第1の光学要素10と第2の光学要素20と位置決め保持部材30とが分離された状態を示す分解斜視図である。図6は第1の光学要素10の光束射出面及び第2の光学要素20と位置決め保持部材30の両面との結合関係を一部切断して示す側面図である。図7の(a)(b)は第1の光学要素10の光束射出面及び第2の光学要素20の光束入射面の構造を示す斜視図である。図8の(a)(b)(c)は位置決め保持部材30の構造を示す図で、(a)は表面の形状を示す平面図、(b)は(a)の8b−8b線矢視断面図、(c)は裏面の形状を示す平面図である。
図3〜図8の(a)(b)(c)に示すように、第1の光学要素10は、自己の射出面13の有効光束が通る有効領域14の周辺部位に、短円柱状の凸状部からなる嵌合用凸状部15a,15bを有している。この嵌合用凸状部15a,15bは、第1の光学要素10の射出面13に対向する位置決め保持部材30の一の対応面31に形成された嵌合用凹状部35a,35bに嵌合する。また第2の光学要素20は、自己の入射面21側の有効光束が通る有効領域24の周辺部位に、同じく短円柱状の凸状部からなる嵌合用凸状部26a,26bを有している。この嵌合用凸状部26a,26bは、第2の光学要素20の入射面21に対向する上記位置決め保持部材30の他の対応面32に形成された他の嵌合用凹状部36a,36bに嵌合する。
上記位置決め保持部材30は、遮光性を有する材料で形成されている。その略中央部位には、上記一の対応面31及び他の対応面32間を光束が透過することを許容する光学的絞り開口33が設けられている。この開口33は図2について既述の光学的な絞りとしての機能部301の具体低に該当する。また位置決め保持部材30は、上記一の対応面31に有底状の嵌合用凹状部35a、35bを有し、他の対応面32に同じく有底状の嵌合用凹状部36a、36bを有している。
第1の光学要素10の嵌合用凸状部15a,15bと位置決め保持部材30の嵌合用凹状部35a,35bとの嵌合、第2の光学要素20の嵌合用凸状部26a,26bと位置決め保持部材30の嵌合用凹状部36a,36bとの嵌合により、第1の光学要素10と第2の光学要素20とは位置決め保持部材30を間に挟んで所定の位置関係をもって一体的に結合される。
図7の(a)(b)に示すように、第1の光学要素10における嵌合用凸状部15a、15bから所定距離離隔し且つ上記有効領域14に該当しない上記一の射出面13側の所定部位には、当該第1の光学要素10の上記位置決め保持部材30に対する相対的姿勢を調整するための半球状突起部からなる第1の姿勢調整部17a,17b,17cが形成されている。これら第1の姿勢調整部17a,17b,17cは、それらの高さを予め調整することにより、第1の光学要素10の射出面11と位置決め保持部材30の一の対応面31との対向面傾き角を調整し姿勢調整を行なうためのものである。
また第2の光学要素20における嵌合用凸状部26a,26bから所定距離離隔し且つ上記有効領域24に該当しない上記一の入射面側21の所定部位には、当該第2の光学要素20の上記位置決め保持部材30に対する相対的姿勢を調整するための半球状突起部からなる第2の姿勢調整部27a,27b,27cが形成されている。これら第2の姿勢調整部27a,27b,27cは、それらの高さを予め調整することにより、第2の光学要素20の入射面21と位置決め保持部材30の他の対応面32との対向面傾き角を調整し姿勢調整を行なうためのものである。
図8の(a)(b)(c)に示すように、位置決め保持部材30における一の対応面31の所定部には、第1の光学要素10に形成された第1の姿勢調整部17a,17b,17cに対して当接する第1の当接部31a,31b,31cが設定されている。
また位置決め保持部材30における他の対応面32の所定部には、第2の光学要素側20に形成された第2の姿勢調整部27a,27b,27cに対して当接する第2の当接部32a,32b,32cが設定されている。
なお上記第1の姿勢調整部及び第2の姿勢調整部は、第1の光学要素10及び第2の光学要素20の側にではなく、位置決め保持部材30の側に設けるようにしても良い。図9の(a)(b)(c)はその位置決め保持部材30の変形例を、図8の(a)(b)(c)に対応させて示す図で、(a)は表面の形状を示す平面図、(b)は(a)の9b−9b線矢視断面図、(c)は裏面の形状を示す平面図である。
図9の(a)(b)(c)に示すように、位置決め保持部材30の一の対応面31には、半球状突起部からなる第1の位置決め保持部材側姿勢調整部37a,37b,37cが形成されている。また位置決め保持部材30の他の対応面32には、半球状突起部からなる第2の位置決め保持部材側姿勢調整部38a,38b,38cが形成されている。
本実施形態の位置決め保持部材30は、前述したように遮光性の材料で形成されており、且つ上記第1の光学要素10の嵌合用凸状部15a,15b及び上記第2の光学要素20の嵌合用凸状部26a,26bと嵌合可能な嵌合用凹状部35a,35b及び36a,36bが有底状の円孔として形成されている。したがって不要光が上記位置決め保持部材30を介して第1の光学要素10及び第2の光学要素20間を通過するのを確実に防止できる。かくして不要光による悪影響を蒙らずに済む。
(第2実施形態)
図10の(a)(b)(c)は本発明の第2実施形態に係る光学要素アッセンブリの構成を示す図で、(a)は主要部の断面図、(b)および(c)は位置決め保持部材の変形例を示す断面図である。この第2実施形態が第1実施形態と異なる点は、位置決め保持部材に遮光機能を持たせるために、部材外面の所定部位に遮光性の膜を形成した点である。
図10の(a)(b)(c)は本発明の第2実施形態に係る光学要素アッセンブリの構成を示す図で、(a)は主要部の断面図、(b)および(c)は位置決め保持部材の変形例を示す断面図である。この第2実施形態が第1実施形態と異なる点は、位置決め保持部材に遮光機能を持たせるために、部材外面の所定部位に遮光性の膜を形成した点である。
すなわち図10の(a)に示すように、本実施形態における位置決め保持部材30Xは、基材として透光性部材を用いているが、光学的絞り開口33Xが形成されている箇所を除く一の対応面31に、遮光性の膜39Xを接着、塗布その他の手段を用いて形成したものとなっている。なお上記遮光性の膜は、図10の(b)に示すように、保持部材の他の対応面32に形成しても良い。すなわち保持部材の他の対応面32には、光学的絞り開口33Yの形成部分を除いて遮光性の膜39Yが被着形成されている。さらに上記遮光性の膜は、図10の(c)に示すように、保持部材の両面に形成しても良い。すなわち保持部材の両面31,32には、光学的絞り開口33Z1,33Z2の形成部分を除いて遮光性の膜39Z1、39Z2が被着形成されている。
(第3実施形態)
図11の(a)(b)は本発明の第3実施形態(本発明の光学要素アッセンブリPAをデジタルカメラに適用した応用例)に係るデジタルカメラの概略的構成を示す図で、(a)は光学要素アッセンブリPAをデジタルカメラの撮像系に適用した例、(b)は光学要素アッセンブリPAをデジタルカメラのファインダー系に適用した例を示す図である。
図11の(a)(b)は本発明の第3実施形態(本発明の光学要素アッセンブリPAをデジタルカメラに適用した応用例)に係るデジタルカメラの概略的構成を示す図で、(a)は光学要素アッセンブリPAをデジタルカメラの撮像系に適用した例、(b)は光学要素アッセンブリPAをデジタルカメラのファインダー系に適用した例を示す図である。
図11の(a)に示すデジタルカメラ200は、図1に示す撮像装置100と同様に、光学要素アッセンブリPAを含む撮像光学系210、撮像素子220、画像データ生成手段230等を備えている。なお画像データ生成手段230に関連して、LCD等からなる画像表示手段236、この画像表示手段236に表示される画像をモニターするための観察光学系250等が設けられている。
図11の(b)に示すデジタルカメラ300は、光学要素アッセンブリPAを含む光像形成用光学系350を備えている。この光像形成用光学系350は、光学要素アッセンブリPAから射出した光束から画像観察に適合する光像を結ぶためのものである。この光像形成用光学系350にはフォーカス用レンズ351、ポロプリズム352、接眼窓353などが含まれている。なお310は撮像光学系、320は撮像素子、330は画像データ生成手段である。
図11の(a)(b)いずれの場合にも、光学要素アッセンブリPAを含む光学系は、デジタルカメラ200の筐体内部への実装に適合するように構成されている。
(第4実施形態)
図12の(a)(b)は本発明の第4実施形態(本発明の光学要素アッセンブリPAをパーソナルコンピュータに適用した応用例)に係るパソコンの概略的構成を示す図で、(a)はノート型パソコンの側面図、(b)は要部の概略的構成を示す略式断面図である。
図12の(a)(b)は本発明の第4実施形態(本発明の光学要素アッセンブリPAをパーソナルコンピュータに適用した応用例)に係るパソコンの概略的構成を示す図で、(a)はノート型パソコンの側面図、(b)は要部の概略的構成を示す略式断面図である。
図12の(a)(b)に示すように、光学要素アッセンブリPAを含む撮像光学系410、撮像素子420、画像データ生成手段430等は、パーソナルコンピュータ400の筐体内部への実装に適合するように構成されている。
(第5実施形態)
図13の(a)(b)(c)は本発明の第5実施形態(本発明の光学要素アッセンブリPAを携帯電話機に適用した応用例)に係る携帯電話機の概略的構成を示す図で、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は要部の概略的構成を示す略式断面図である。
図13の(a)(b)(c)は本発明の第5実施形態(本発明の光学要素アッセンブリPAを携帯電話機に適用した応用例)に係る携帯電話機の概略的構成を示す図で、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は要部の概略的構成を示す略式断面図である。
図13の(a)(b)(c)に示すように、光学要素アッセンブリPAを含む撮像光学系510、撮像素子520、画像データ生成手段530等は、携帯電話機500の筐体内部への実装に適合するように構成されている。なお501は音声入力用マイクロホン、502はスピーカ、503は入力用操作ボタン、504はモニター用表示画面、505はアンテナである。
(実施形態における特徴点)
[1]実施形態に示された光学要素アッセンブリは、
被写体側から所定の一の入射面11に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面12で反射し所定の一の射出面13から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第1の光学要素10、上記第1の光学要素10側から所定の一の入射面21に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面22−1,22−2で反射し所定の一の射出面23から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第2の光学要素20、及び、上記第1の光学要素10及び第2の光学要素20を両者の相対位置を所定の関係に維持し保持するための位置決め保持部材30とを含んでなる光学要素アッセンブリPAであって、
上記第1の光学要素10は、自己の上記一の射出面13側の有効光束が通る有効領域14の周辺部位に当該射出面13に対向する上記位置決め保持部材30の一の対応面31側に嵌合するための嵌合用凸状部15a,15bが設けられ、
上記第2の光学要素20は、自己の上記一の入射面21側の有効光束が通る有効領域24の周辺部位に当該入射面21に対向する上記位置決め保持部材30の他の対応面32側に嵌合するための嵌合用凸状部26a,26bが設けられ、
上記位置決め保持部材30は、上記一の対応面31及び他の対応面32間の光の透過を許容する光学的絞り開口33が所定部に形成され、且つ、上記一の対応面31及び上記他の対応面に上記第1の光学要素10の嵌合用凸状部15a,15b及び上記第2の光学要素20の嵌合用凸状部26a,26bと嵌合可能な有底状の嵌合用凹状部35a,35b及び36a,36bが各対応して形成されたものであることを特徴とする。
[1]実施形態に示された光学要素アッセンブリは、
被写体側から所定の一の入射面11に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面12で反射し所定の一の射出面13から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第1の光学要素10、上記第1の光学要素10側から所定の一の入射面21に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面22−1,22−2で反射し所定の一の射出面23から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第2の光学要素20、及び、上記第1の光学要素10及び第2の光学要素20を両者の相対位置を所定の関係に維持し保持するための位置決め保持部材30とを含んでなる光学要素アッセンブリPAであって、
上記第1の光学要素10は、自己の上記一の射出面13側の有効光束が通る有効領域14の周辺部位に当該射出面13に対向する上記位置決め保持部材30の一の対応面31側に嵌合するための嵌合用凸状部15a,15bが設けられ、
上記第2の光学要素20は、自己の上記一の入射面21側の有効光束が通る有効領域24の周辺部位に当該入射面21に対向する上記位置決め保持部材30の他の対応面32側に嵌合するための嵌合用凸状部26a,26bが設けられ、
上記位置決め保持部材30は、上記一の対応面31及び他の対応面32間の光の透過を許容する光学的絞り開口33が所定部に形成され、且つ、上記一の対応面31及び上記他の対応面に上記第1の光学要素10の嵌合用凸状部15a,15b及び上記第2の光学要素20の嵌合用凸状部26a,26bと嵌合可能な有底状の嵌合用凹状部35a,35b及び36a,36bが各対応して形成されたものであることを特徴とする。
[2]実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記[1]に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記位置決め保持部材30は、遮光性の材料によって構成されたものであることを特徴とする。
上記位置決め保持部材30は、遮光性の材料によって構成されたものであることを特徴とする。
[3]実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記[1]に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記位置決め保持部材30は、その外面所定部に遮光性の膜が形成されたものであることを特徴とする。
上記位置決め保持部材30は、その外面所定部に遮光性の膜が形成されたものであることを特徴とする。
[4]実施形態に示された撮像装置は、
被写体側から所定の一の入射面11に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面12で反射し所定の一の射出面13から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第1の光学要素10、上記第1の光学要素10側から所定の一の入射面21に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面22−1,22−2で反射し所定の一の射出面23から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第2の光学要素20、及び、上記第1の光学要素10及び第2の光学要素20を両者の相対位置を所定の関係に維持し保持するための位置決め保持部材30とを含んでなり、
上記第1の光学要素10は、自己の上記一の射出面13側の有効光束が通る有効領域14の周辺部位に当該射出面13に対向する上記位置決め保持部材30の一の対応面31側に嵌合するための嵌合用凸状部15a,15bが設けられ、
上記第2の光学要素20は、自己の上記一の入射面21側の有効光束が通る有効領域24の周辺部位に当該入射面21に対向する上記位置決め保持部材30の他の対応面32側に嵌合するための嵌合用凸状部26a,26bが設けられ、
上記位置決め保持部材30は、上記一の対応面31及び他の対応面32間の光の透過を許容する光学的絞り開口33が所定部に形成され、且つ、上記一の対応面31及び上記他の対応面に上記第1の光学要素10の嵌合用凸状部15a,15b及び上記第2の光学要素20の嵌合用凸状部26a,26bと嵌合可能な有底状の嵌合用凹状部35a,35b及び36a,36bが各対応して形成された光学要素アッセンブリPAと、
上記光学要素アッセンブリPAの上記所定の位置の射出面23から射出した光束による光像に関する光電変換を行なうべく適用された撮像素子220と、
上記撮像素子220の出力信号に基づいて所定の記録及び/又は通信に適合する画像データを生成するための画像データ生成手段230と、
を備えたことを特徴とする。
被写体側から所定の一の入射面11に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面12で反射し所定の一の射出面13から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第1の光学要素10、上記第1の光学要素10側から所定の一の入射面21に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面22−1,22−2で反射し所定の一の射出面23から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第2の光学要素20、及び、上記第1の光学要素10及び第2の光学要素20を両者の相対位置を所定の関係に維持し保持するための位置決め保持部材30とを含んでなり、
上記第1の光学要素10は、自己の上記一の射出面13側の有効光束が通る有効領域14の周辺部位に当該射出面13に対向する上記位置決め保持部材30の一の対応面31側に嵌合するための嵌合用凸状部15a,15bが設けられ、
上記第2の光学要素20は、自己の上記一の入射面21側の有効光束が通る有効領域24の周辺部位に当該入射面21に対向する上記位置決め保持部材30の他の対応面32側に嵌合するための嵌合用凸状部26a,26bが設けられ、
上記位置決め保持部材30は、上記一の対応面31及び他の対応面32間の光の透過を許容する光学的絞り開口33が所定部に形成され、且つ、上記一の対応面31及び上記他の対応面に上記第1の光学要素10の嵌合用凸状部15a,15b及び上記第2の光学要素20の嵌合用凸状部26a,26bと嵌合可能な有底状の嵌合用凹状部35a,35b及び36a,36bが各対応して形成された光学要素アッセンブリPAと、
上記光学要素アッセンブリPAの上記所定の位置の射出面23から射出した光束による光像に関する光電変換を行なうべく適用された撮像素子220と、
上記撮像素子220の出力信号に基づいて所定の記録及び/又は通信に適合する画像データを生成するための画像データ生成手段230と、
を備えたことを特徴とする。
[5]実施形態に示された撮像装置は、
被写体側から所定の一の入射面11に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面12で反射し所定の一の射出面13から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第1の光学要素10、上記第1の光学要素10側から所定の一の入射面21に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面22−1,22−2で反射し所定の一の射出面23から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第2の光学要素20、及び、上記第1の光学要素10及び第2の光学要素20を両者の相対位置を所定の関係に維持し保持するための位置決め保持部材30とを含んでなり、
上記第1の光学要素10は、自己の上記一の射出面13側の有効光束が通る有効領域14の周辺部位に当該射出面13に対向する上記位置決め保持部材30の一の対応面31側に嵌合するための嵌合用凸状部15a,15bが設けられ、
上記第2の光学要素20は、自己の上記一の入射面21側の有効光束が通る有効領域24の周辺部位に当該入射面21に対向する上記位置決め保持部材30の他の対応面32側に嵌合するための嵌合用凸状部26a,26bが設けられ、
上記位置決め保持部材30は、上記一の対応面31及び他の対応面32間の光の透過を許容する光学的絞り開口33が所定部に形成され、且つ、上記一の対応面31及び上記他の対応面に上記第1の光学要素10の嵌合用凸状部15a,15b及び上記第2の光学要素20の嵌合用凸状部26a,26bと嵌合可能な有底状の嵌合用凹状部35a,35b及び36a,36bが各対応して形成された光学要素アッセンブリPAと、
上記光学要素アッセンブリPAの第2の光学要素20の所定の一の射出面23から射出した光束から観察するに適合する光像を結ぶための光像形成用光学系350と、
を備えたことを特徴とする。
被写体側から所定の一の入射面11に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面12で反射し所定の一の射出面13から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第1の光学要素10、上記第1の光学要素10側から所定の一の入射面21に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面22−1,22−2で反射し所定の一の射出面23から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第2の光学要素20、及び、上記第1の光学要素10及び第2の光学要素20を両者の相対位置を所定の関係に維持し保持するための位置決め保持部材30とを含んでなり、
上記第1の光学要素10は、自己の上記一の射出面13側の有効光束が通る有効領域14の周辺部位に当該射出面13に対向する上記位置決め保持部材30の一の対応面31側に嵌合するための嵌合用凸状部15a,15bが設けられ、
上記第2の光学要素20は、自己の上記一の入射面21側の有効光束が通る有効領域24の周辺部位に当該入射面21に対向する上記位置決め保持部材30の他の対応面32側に嵌合するための嵌合用凸状部26a,26bが設けられ、
上記位置決め保持部材30は、上記一の対応面31及び他の対応面32間の光の透過を許容する光学的絞り開口33が所定部に形成され、且つ、上記一の対応面31及び上記他の対応面に上記第1の光学要素10の嵌合用凸状部15a,15b及び上記第2の光学要素20の嵌合用凸状部26a,26bと嵌合可能な有底状の嵌合用凹状部35a,35b及び36a,36bが各対応して形成された光学要素アッセンブリPAと、
上記光学要素アッセンブリPAの第2の光学要素20の所定の一の射出面23から射出した光束から観察するに適合する光像を結ぶための光像形成用光学系350と、
を備えたことを特徴とする。
[6]実施形態に示された撮像装置は、前記[4]に記載の撮像装置であって、
上記光学要素アッセンブリPA、撮像素子210、及び、画像データ生成手段230は、デジタルカメラ200の筐体内部への実装に適合するように構成されたものであることを特徴とする。
上記光学要素アッセンブリPA、撮像素子210、及び、画像データ生成手段230は、デジタルカメラ200の筐体内部への実装に適合するように構成されたものであることを特徴とする。
[7]実施形態に示された撮像装置は、前記[4]に記載の撮像装置であって、
上記光学要素アッセンブリPA、撮像素子210、及び、画像データ生成手段230は、パーソナルコンピュータ400の筐体内部への実装に適合するように構成されたものであることを特徴とする。
上記光学要素アッセンブリPA、撮像素子210、及び、画像データ生成手段230は、パーソナルコンピュータ400の筐体内部への実装に適合するように構成されたものであることを特徴とする。
[8]実施形態に示された撮像装置は、前記[4]に記載の撮像装置であって、
上記光学要素アッセンブリPA、撮像素子210、及び、画像データ生成手段230は、携帯電話機500の筐体内部への実装に適合するように構成されたものであることを特徴とする。
上記光学要素アッセンブリPA、撮像素子210、及び、画像データ生成手段230は、携帯電話機500の筐体内部への実装に適合するように構成されたものであることを特徴とする。
本発明を適用することによって、良好な光学的特性を有し且つ小型化、薄型化を要求される光学要素アッセンブリ及びそれを用いた撮像装置を、極めて安定的に提供することが可能となる。
10…第1の光学要素、11…一の入射面、12…裏面反射面、13…一の射出面、14…有効光束通過の有効領域、15a,15b…嵌合用凸状部、17a,17b,17c…第1の姿勢調整部、20…第2の光学要素、21…一の入射面、22−1,22−2…裏面反射面、23…一の射出面、24…有効光束通過の有効領域、26a,26b…嵌合用形状部(凸状部)、27a,27b,27c…第2の姿勢調整部、30…位置決め保持部材、31…一の対応面、32…他の対応面、33…光学的絞り開口、35a,35bおよび36a,36b…嵌合用凹状部。
Claims (8)
- 被写体側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第1の光学要素、上記第1の光学要素側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第2の光学要素、及び、上記第1の光学要素及び第2の光学要素を両者の相対位置を所定の関係に維持し保持するための位置決め保持部材とを含んでなる光学要素アッセンブリであって、
上記第1の光学要素は、自己の上記一の射出面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該射出面に対向する上記位置決め保持部材の一の対応面側に嵌合するための嵌合用凸状部が設けられ、
上記第2の光学要素は、自己の上記一の入射面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該入射面に対向する上記位置決め保持部材の他の対応面側に嵌合するための嵌合用凸状部が設けられ、
上記位置決め保持部材は、上記一の対応面及び他の対応面間の光の透過を許容する光学的絞り開口が所定部に形成され、且つ、上記一の対応面及び上記他の対応面に上記第1の光学要素の嵌合用凸状部及び上記第2の光学要素の嵌合用凸状部と嵌合可能な有底状の嵌合用凹状部が各対応して形成されたものであることを特徴とする光学要素アッセンブリ。 - 上記位置決め保持部材は、遮光性の材料によって構成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の光学要素アッセンブリ。
- 上記位置決め保持部材は、その外面所定部に遮光性の膜が形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の光学要素アッセンブリ。
- 被写体側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第1の光学要素、上記第1の光学要素側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第2の光学要素、及び、上記第1の光学要素及び第2の光学要素を両者の相対位置を所定の関係に維持し保持するための位置決め保持部材とを含んでなり、
上記第1の光学要素は、自己の上記一の射出面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該射出面に対向する上記位置決め保持部材の一の対応面側に嵌合するための嵌合用凸状部が設けられ、
上記第2の光学要素は、自己の上記一の入射面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該入射面に対向する上記位置決め保持部材の他の対応面側に嵌合するための嵌合用凸状部が設けられ、
上記位置決め保持部材は、上記一の対応面及び他の対応面間の光の透過を許容する光学的絞り開口が所定部に形成され、且つ、上記一の対応面及び上記他の対応面に上記第1の光学要素の嵌合用凸状部及び上記第2の光学要素の嵌合用凸状部と嵌合可能な有底状の嵌合用凹状部が各対応して形成された光学要素アッセンブリと、
上記光学要素アッセンブリの上記所定の位置の射出面から射出した光束による光像に関する光電変換を行なうべく適用された撮像素子と、
上記撮像素子の出力信号に基づいて所定の記録及び/又は通信に適合する画像データを生成するための画像データ生成手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 - 被写体側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第1の光学要素、上記第1の光学要素側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第2の光学要素、及び、上記第1の光学要素及び第2の光学要素を両者の相対位置を所定の関係に維持し保持するための位置決め保持部材とを含んでなり、
上記第1の光学要素は、自己の上記一の射出面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該射出面に対向する上記位置決め保持部材の一の対応面側に嵌合するための嵌合用凸状部が設けられ、
上記第2の光学要素は、自己の上記一の入射面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該入射面に対向する上記位置決め保持部材の他の対応面側に嵌合するための嵌合用凸状部が設けられ、
上記位置決め保持部材は、上記一の対応面及び他の対応面間の光の透過を許容する光学的絞り開口が所定部に形成され、且つ、上記一の対応面及び上記他の対応面に上記第1の光学要素の嵌合用凸状部及び上記第2の光学要素の嵌合用凸状部と嵌合可能な有底状の嵌合用凹状部が各対応して形成された光学要素アッセンブリと、
上記光学要素アッセンブリの第2の光学要素の所定の一の射出面から射出した光束から観察するに適合する光像を結ぶための光像形成用光学系と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 - 上記光学要素アッセンブリ、撮像素子、及び、画像データ生成手段は、デジタルカメラの筐体内部への実装に適合するように構成されたものであることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 上記光学要素アッセンブリ、撮像素子、及び、画像データ生成手段は、パーソナルコンピュータの筐体内部への実装に適合するように構成されたものであることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 上記光学要素アッセンブリ、撮像素子、及び、画像データ生成手段は、携帯電話機の筐体内部への実装に適合するように構成されたものであることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
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- 2004-10-29 CN CNB2004100867855A patent/CN1301417C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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