JP2005189278A - レンズ鏡筒およびこれを有するカメラ - Google Patents

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彰夫 西澤
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Abstract

【課題】 レンズバリアの開閉に悪影響を与えずにレンズ鏡筒の防塵・防滴性を向上させる。
【解決手段】 撮影位置と非撮影位置との間で光軸方向に進退される撮影レンズL1,L2と、撮影レンズL1の前面で開閉するレンズバリア40と、撮影レンズの外周側に配置され、内周側に配置された部材25に対して光軸回りに回転可能なバリア駆動筒56と、撮影レンズの進退に連動してバリア駆動筒56を回転駆動する第1の連動機構23と、バリア駆動筒56の回転に連動してレンズバリア40を開閉する第2の連動機構53,55と、バリア駆動筒56とその内周側に配置された部材25との間に全周にわたって介装される環状のシール部材73とを具備する。撮影位置に達した撮影レンズをズーミングまたはフォーカシングのために光軸方向に進退させるときには、バリア駆動筒56の回転は阻止される。
【選択図】 図3

Description

本発明は、レンズバリアを備えたレンズ鏡筒およびこれを有するカメラに関し、特に防塵・防滴性を考慮したものに関する。
撮影レンズの前面を覆う位置と露呈させる位置とで開閉可能なレンズバリアを備えたレンズ鏡筒が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。これらのレンズ鏡筒では、光軸回りに回転する回転体を用いてバリアの開閉を行っている。
特開2001−215559号公報 特開平5−19331号公報
ところで、レンズ鏡筒内に塵埃や水分が侵入すると各部の動作や光学性能に支障を来すおそれがあるため、レンズ鏡筒に防塵・防滴性を持たせる必要がある。しかし、上記特許文献1,2のレンズ鏡筒は、レンズバリアやその駆動機構付近の防塵・防滴は考慮されておらず、塵埃や水分の侵入による不具合を招くおそれがあった。
請求項1〜8の発明に係るレンズ鏡筒は、撮影レンズの前面で開閉するレンズバリアと、撮影レンズの外周側に配置され、内周側に配置された部材に対して光軸回りに回転可能なバリア駆動筒と、バリア駆動筒を回転駆動する第1の連動機構と、バリア駆動筒の回転に連動してレンズバリアを開閉する第2の連動機構と、バリア駆動筒とその内周側に配置された上記部材との間に全周にわたって介装される環状のシール部材とを具備する。
特に請求項2の発明では、撮影レンズがズーミングまたはフォーカシングのために光軸方向に進退可能とされ、ズーミングまたはフォーカシングにおけるレンズ進退時には、バリア駆動筒の回転が阻止される。
請求項3の発明では、撮影レンズが撮影位置と非撮影位置との間で光軸方向に進退可能とされ、撮影レンズの進退に連動してバリア駆動筒が回転駆動される。
請求項4の発明では、撮影位置に達した撮影レンズがズーミングまたはフォーカシングのために光軸方向に進退可能とされ、ズーミングまたはフォーカシングにおけるレンズ進退時には、バリア駆動筒の回転が阻止される。
請求項5の発明では、撮影レンズが撮影位置と非撮影位置との間の一部の領域を移動するときのみバリア駆動筒が回転される。
請求項6の発明は、撮影レンズの外周側で光軸回りに回転し、その回転によって撮影レンズを光軸方向に移動させる力を発生する回転筒と、撮影レンズの光軸方向の移動を案内する直線案内部材とを有し、上記バリア駆動筒は、直線案内部材に対して光軸方向に移動する際に、直線案内部材から回転力を受けて光軸回りに回転する。
請求項7の発明は、第2の連動機構が、バリア駆動力を発生する駆動力発生部材と、バリア駆動筒の一方向の回転に連動してバリア駆動力をレンズバリアに伝達してレンズバリアを開放または閉塞し、バリア駆動筒の他方向の回転に連動してバリア駆動力の伝達を断ってレンズバリアを閉塞または開放せしめる伝達機構とを含むものである。
請求項8の発明は、伝達機構をシール部材よりも先端側に配置したものである。
請求項9の発明に係るカメラは、請求項1〜8のいずれかのレンズ鏡筒を有する。
本発明によれば、撮影レンズの進退に連動してバリア駆動筒を回転駆動し、バリア駆動筒の回転に連動してレンズバリアを開閉するとともに、バリア駆動筒とその内周側に配置された部材との間に全周にわたってシール部材を介装したので、防塵・防滴性の向上が図れる。しかも、シール部材を第2の連動機構(バリアを直接駆動する機構)回りに設けるのではなく、バリア駆動筒とその内周側に配置された部材間に設けることで、第2の連動機構がシール部材の摩擦力の影響を受けるのを阻止できる。
図1〜図12により本発明の一実施の形態を説明する。
図1,図2は本実施形態におけるカメラ(デジタルスチルカメラ)の上面図および正面図である。カメラ上面には、電源ボタン1と、シャッタボタン2と、ズームボタン3,4とが設けられる。ズームボタンが押圧されるとズームモータ11が駆動され、その回転がウォーム12およびギア列13を介してレンズ鏡筒LBのカム筒21に伝達され、カム筒21の回転によりズーミングが行われる。またレンズ鏡筒LBは、電源オフ時には沈胴状態(非撮影位置)に繰り込まれるようになっており、その繰り込みおよび撮影位置への繰り出しもズームモータ11を駆動源とする。ズーム制御は、カム筒21に貼った反射テープの端をフォトリフレクタPRによって検出し、その位置を基準位置とする。基準位置からの回転量はウォーム12の回転をフォトインタラプタPIで検出して制御する。
さらにレンズ鏡筒LBは、レンズの前面で開閉するレンズバリア(以下、単にバリアという)40を内蔵している。バリア40の詳細な構成およびその駆動機構については後述するが、バリア閉時には4枚のバリア羽根がレンズ露出用の開口を覆い、撮影レンズを保護する。
図3〜図12によりレンズ鏡筒LBのレンズ駆動機構、バリア、バリア開閉機構および防滴構造について順に詳述する。
<レンズ駆動機構>
図3,図4はそれぞれ図2のIII−III線,IV−IV線で切ったレンズ鏡筒LBの断面図であり、いずれもレンズが沈胴位置にある状態を示している。22はカメラ本体に固定された固定筒であり、その内周側に上記カム筒21が設けられる。カム筒21は、そのギア部21aにズームモータ11の駆動力が伝達されることで、光軸回りに回転する。カム筒21に設けられたカムフォロア21bは、固定筒22のカムに係合しており、したがってカム筒21は固定筒22、つまりカメラ本体に対して回転しながら光軸方向に進退する。
直進キー23は、カム筒21に対して回転自在に係止部23a(図4)で係止され、カム筒21と共に光軸方向に進退する。ただし、固定筒22の回転制限22aが直進キー23の回転を阻止しているため、直進キー23は固定筒22に対しては回転しない。図5の展開図に示すように、直進キー23には2種類の光軸方向のキー溝(直進溝)23b,23cがそれぞれ3本ずつ形成されており、これらが以下に示すように1群レンズL1および2群レンズL2を光軸方向に案内する。
1群レンズL1は1群保持枠24に保持され、1群保持枠24は1群筒25にねじ込まれて保持されている。1群筒25に設けられたカムフォロア25aは、直進キー23のキー溝23b(図5)を貫通してカム筒21の1群駆動用カム溝に係合され、これにより、カム筒21の回転に従って1群筒25、つまり1群レンズL1がカム筒21に対して光軸方向に進退する。一方、2群レンズL2は、シャッタ27とともに2群保持枠26に保持され、2群保持枠26のカムフォロア26aは、直進キー23のキー溝23c(図5)を貫通してカム筒21の2群駆動用カム溝に係合されている。これにより、カム筒21の回転に従って2群レンズL2およびシャッタ27がカム筒21に対して光軸方向に進退する。
なお、3群保持枠28に保持された3群レンズL3はフォーカスレンズであり、不図示のフォーカスモータ(ステッピングモータ)によって光軸方向に駆動される。また、31,32は絞り、33は光学ローパスフィルタ、34はCCD等の撮像素子、35はカメラ後カバー、36は同前カバーである。
<バリア構造>
1群筒25の先端に設けられた外側バリアカバー51には、レンズ露出用の開口が形成され、バリア閉時には4枚のバリア羽根41A,41B,42A,42Bが開口を覆い(図3)、バリア開時にはバリア羽根が外側バリアカバー51と内側バリアカバー52との間に重なって収容される(図7)。
図8はバリア40を撮像素子側から見た図、図9,図10はカメラ先端側(図4のIX方向)から見た図である。上側のバリア羽根41A,42Aは、バリアカバー51に突設された軸51aを中心に回転可能に支持され、下側の羽根41B,42Bは、同様の軸51bに回転可能に支持されている。軸51a,51bには、羽根駆動ばね(ねじりばね)45A,45Bがそれぞれ外挿され、ばね45A,45Bの一端は羽根41A,41Bのばね掛け部41Aa,41Baに、他端はバリアカバー52のばね掛け部52a,52bにそれぞれ掛止されている。これらのばね45a,45bの付勢力により、4枚のバリア羽根は閉じ方向に付勢され、閉状態ではバリア羽根41A,41Bの先端同士が当接し、バリア羽根42A,42Bは羽根41A,41Bの上下にそれぞれ配置される。
バリア閉状態において、バリア羽根41A,41Bにそれぞれ突設された羽根駆動軸41Ab,41Bbに開方向の力が加わると、バリア羽根41A,41Bはばね45A,45Bの付勢力に抗して軸51a,51b回りに開き始め、ある程度開くと羽根連動軸41Ac,41Bc(羽根駆動軸と反対側の面に設けられる)がバリア羽根42A,42Bにそれぞれ当接し、バリア羽根42A,42Bも開き始める。図10は各バリア羽根が完全に開いた状態を示している。この開状態において羽根駆動軸41Ab,41Bbへの力が断たれると、羽根駆動ばね45A,45Bの付勢力により各羽根は閉じる(図8,図9)。
<バリア駆動機構>
上記バリア羽根の開放は、図11に示すバリア駆動リング53を介して付勢ばね55の付勢力を羽根駆動軸41Ab,41Bbに伝達することでなされる。バリア駆動リング53は、1群筒25にビス止めされたバリア駆動リング保持部材54(図3)の係止爪54bにバヨネット結合され、保持部材54に対して光軸回りに回転可能とされる。付勢ばね55は、バリア駆動リング53のばね掛け部53aと保持部材54のばね掛け部54aとの間に介装され、バリア駆動リング53を図11の反時計回りに付勢する。
ここで、上記ばね掛け部54aや掛止爪54bは1群筒25に一体成形により設けてもよいが、かかる爪形状の部材を一体成形で形成するとなると、アンダーカット部をなくすために爪形状の部材の周囲に孔を開けざるを得ず、孔から水分の侵入を招くおそれがある。本実施形態では、1群筒25の前面からの水分の侵入を極力阻止するために、上記爪形状の部材を別部材である保持部材54に設け、その保持部材54を1群筒25にビス止めすることで孔の形成を回避し、以て防滴性を高めている。
図11は後述するバリア駆動筒56の爪56Aによってバリア駆動リング53の回動が阻止された状態を示し、このときバリア羽根は閉じている。爪56Aが反時計回りに移動すると、バリア駆動リング53の同方向の回動が許容され、付勢ばね55の付勢力によってバリア駆動リング53が回転し、一対の当接部53bが羽根駆動軸41Ab,41Bbにそれぞれ当接してこれを図12の位置まで動かす。これにより上述のごとくバリア羽根が開放される。
上記回転制限用の爪56Aを有するバリア駆動筒56は、そのバヨネット部56b(図3)が1群筒25にバヨネット結合され、ある角度範囲においてのみ1群筒25に対して回転可能であり、かつ1群筒25に対して光軸方向には進退不能とされる。バリア駆動筒56のカムフォロア56c(図4)は、直進キー23に設けたバリア駆動カム23d(図5,図6)に係合しており、このためバリア駆動筒56は、1群筒25と共に直進キー23に対して光軸方向に移動する際に、バリア駆動カム23dから回転力を受けて回転する。これに伴い、爪56Aがバリア駆動リング53の回動を阻止する位置と許容する位置との間で駆動される。その詳細な動きは後述する。
<防滴構造>
カメラ前カバー36とカム筒21、カム筒21とバリア駆動筒56、バリア駆動筒56と1群筒25との各隙間には、それぞれリング状の防滴ゴム71,72,73が全周に渡って介装されている。これらの防滴ゴム71〜73は、それぞれ外側の部材の内周面に貼着され、弾性力により内側の部材に密着することで各隙間からの水、塵埃の侵入を阻止するとともに、遮光的な役割をも果たす。1群保持枠24と1群筒25との隙間はシリコンによりシールされている。
以上のように構成されたカメラにおいて、図3,図4,図11はレンズ鏡筒LBが沈胴位置にある状態を示し、バリア40の各羽根は閉じている。このとき、バリア駆動筒56のカムフォロア56cは、直進キー23のバリア駆動カム23dに対して図6にPrで示す位置にある。カメラに電源が投入されると、ズームモータ11が回転し、上述した作用によってカム筒21が回転しつつ繰り出されるとともに、1群筒25および2群保持枠26がカム筒21に対して進退する。
このとき、カム筒21と一体に進退する直進キー23は、1群筒25と一体に繰り出されるバリア駆動筒56に対して図6の矢印方向に移動する。したがって、カムフォロア56cはPm位置に達するまではカム23dから回転力を受け、バリア駆動筒56が回転する。これにより、バリア駆動筒56の爪56Aが図11の反時計回りに移動するので、バリア駆動リング53が付勢ばね55の付勢力によって同方向に回転する。バリア駆動リング53がある程度回転すると、一対の当接部53bが羽根駆動軸41Ab,41Bbに当接してこれらを駆動し、上述の作用によって4枚のバリア羽根41A,41B,42A,42Bが開放される。開放された羽根は、開放側の制限に当接することで停止し、バリア駆動リング53も停止する。バリア駆動筒56は、駆動リング停止後もある程度回転し、カムフォロア56cがPm位置に達した時点で停止する。
ここで、バリア羽根は羽根駆動ばね45A,45Bによって常に閉方向に付勢されているが、付勢ばね55の付勢力は羽根駆動ばね45A,45Bの付勢力よりも大きいので、羽根41A,41B,42A,42Bは開状態に保持される。
その後もカム筒21および直進キー23は進出を続け、レンズL1,L2がワイド端位置に達した時点で停止し、撮影が許容される。このとき、カムフォロア56cはPw位置に位置する。カムフォロア56cは、Pm位置からPw位置に達するまでの間は、バリア駆動カム23dの光軸と平行の部分を進むので、回転力を受けず、バリア駆動筒56は回転しない。また、その後にズームボタン3,4の操作に応じてズーミングが行われると、1群筒25および2群保持枠26が光軸方向に進退するが、1群筒25は、テレ方向のズーミングに従っていったんCCD側に退避し、途中から再度進出する動きをし、1群筒25と一体に進退するバリア駆動筒56も同様の動きをする。これに従い、カムフォロア56cは、Pw→Pm→Pw→Pt(Ptはテレ端)のように動き、ワイド方向のズーミングはその逆の動きをする。したがって、ズーミングの際もカムフォロア56cは駆動力を受けず、バリア駆動筒56は回転しない。
因みに、図7はズーミングにおいてカムフォロア56cがPm位置にあるときの状態を示している(テレ端とワイド端の中間位置)。このとき、1群筒25やバリア駆動筒56のカム筒21からの突出量はズーミング中で最も短い。なお、ワイド端に達したときにこの状態となるレンズ鏡筒もある。
カメラの電源がオフされると、レンズ鏡筒LBは沈胴位置に向けて駆動される。沈胴位置に近づくと、カムフォロア56cはPm位置からPr位置にかけて移動するためカム23dから回転力を受け、バリア駆動筒56は上述と逆方向(図12の時計回り)に回転する。これにより、バリア駆動筒56の爪56Aがバリア駆動リング53を付勢ばね55に抗して時計回りに回転させるので、羽根駆動軸41Ab,41Bbへの開方向の力が解除され、各バリア羽根は羽根駆動ばね45A,45Bの付勢力によって閉じる。
ここで、バリア駆動筒56と1群筒25との間に設けた防滴ゴム73は、バリア駆動筒56の回転時に1群筒25の外周面を摺動するため、摺動摩擦力を発生し、この摩擦力はバリア駆動筒56の回転負荷となる。しかし、本実施形態では、バリア駆動筒56で直接バリア40を駆動するのではなく、バリア駆動筒56の回転に連動して付勢ばね55の付勢力(バリア駆動力)をレンズバリア40に伝達してこれを開放する構成であるため、上記摩擦力は付勢ばね55の抵抗とならず、バリア開放に何ら影響を及ぼさない。したがって、摩擦力に抵抗すべく力量の大きな大型の付勢ばねを用いるといった配慮は不要であり、コスト的、スペース的に有利である。
また、バリア駆動筒56はレンズ駆動に連動して回転されるが、バリア駆動カム23dがもたらす作用によってバリア開閉時以外は回転せず、特にズーミング時には一切回転しない。したがって、上記防滴ゴム73の摺動を最小限に留めることができ、防塵・防滴性能の向上が図れるとともに、防滴ゴム73がもたらす摺動摩擦力はズーミング時には発生せず、モータ負荷とならない。さらにバリア駆動筒56の回転角度は、図11,図12から分かるようにごく僅かであるから、周囲に配置される部材との干渉を避けるための配慮も最小限で済み、スペース的に有利である。因みにレンズ駆動時は常に(ズーミング時も)バリア駆動筒が回転する構成(例えば、特開2001−215559号公報)では、防滴ゴムの摩擦力がズーミング全般においてモータ負荷となり、また爪の回転量が増えるため周囲の部材と干渉を避けるための配慮が必要となる。
さらにバリア駆動筒56は、直進キー23に形成されたバリア駆動カム23dから回転力を受けて回転する。直進キー23ではなくカム筒21に形成したカムから力を受けるようにしてもよいが、カム筒2は2つのレンズ群L1,L2を駆動するためのカムが既に設けられているから、これに更にバリア駆動用のカムを追加するとなると、場合によってはカム筒21の長さや厚さを大きくしなければならない。一方、直進キー23にも2種の直進溝23b,23cが既に設けられているが、上述したようにバリア駆動筒56の回転角度はごく小さいため、これを駆動するためのカム23dは直線部分が多く(図5,図6参照)、カム23dを直進キー23に追加するにあたって直進キー23の厚さや長さを大きくする必要はない。
なお以上では、バリア駆動筒56の直ぐ内側に1群筒25が配置されるため、必然的にバリア駆動筒56と1群筒25との間に防滴ゴム73が設けられているが、バリア駆動筒56のと1群筒25との間に別の部材(バリア駆動筒56と相対回転可能な部材)が介在する構成では、バリア駆動筒56とその部材との間に防滴ゴム73が設けられることになる。またデジタルカメラにて説明したが、銀塩カメラにも本発明を適用できる。
さらに、レンズが沈胴しないカメラ、つまり常に撮影位置を維持するカメラにも本発明を適用できる。この場合には、カメラへの電源投入に伴ってレンズを駆動することなくバリア駆動筒を回転させ、バリアを開放すればよい。これは上述したバリア駆動カムを例えばカム筒に設けることで容易に実現可能である。勿論、ズームレンズ鏡筒であればズームモータをバリア開閉の駆動源として用いることができる。
一実施形態におけるカメラの上面図。 上記カメラの正面図。 図2のIII−IIIから見たレンズ鏡筒の断面図で、バリア閉時の状態を示す。 図2のIV−IV線から見たレンズ鏡筒の断面図で、バリア閉時の状態を示す。 直進キーの展開図。 図5のVI部分の拡大図で、直進キーに設けられたバリア駆動カムを示す図。 図3と同様の図で、バリア開時の状態を示す。 レンズバリアをカメラ背面側から見た図。 レンズバリアをカメラ前面側から見た図で、バリア閉時の状態を示す。 図9と同様の図で、バリア開時の状態を示す。 バリア駆動機構をカメラ背面側から見た図で、バリア閉時の状態を示す。 図11と同様の図で、バリア開時の状態を示す。
符号の説明
11 ズームモータ
21 カム筒
22 固定筒
23 直進キー
23d バリア駆動カム
25 1群筒
40 レンズバリア
41A,41B,42A,42B バリア羽根
41Ab,41Bb 羽根駆動軸
41Ac,41Bc 羽根連動軸
45A,45B 羽根駆動ばね
51a,51b バリア羽根の回動軸
53 バリア駆動リング
55 付勢ばね
56 バリア駆動筒
56A 爪
56c カムフォロア
71〜73 防滴ゴム(シール部材)
L1〜L3 レンズ
LB レンズ鏡筒

Claims (9)

  1. 撮影レンズの前面で開閉するレンズバリアと、
    前記撮影レンズの外周側に配置され、内周側に配置された部材に対して光軸回りに回転可能なバリア駆動筒と、
    該バリア駆動筒を回転駆動する第1の連動機構と、
    前記バリア駆動筒の回転に連動して前記レンズバリアを開閉する第2の連動機構と、
    前記バリア駆動筒とその内周側に配置された前記部材との間に全周にわたって介装される環状のシール部材とを具備することを特徴とするレンズ鏡筒。
  2. 前記撮影レンズは、ズーミングまたはフォーカシングのために光軸方向に進退可能とされ、前記第1の連動機構は、ズーミングまたはフォーカシングにおけるレンズ進退時には、前記バリア駆動筒の回転を阻止することを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  3. 前記撮影レンズは、撮影位置と非撮影位置との間で光軸方向に進退可能とされ、前記第1の連動機構は、前記撮影レンズの進退に連動して前記バリア駆動筒を回転駆動することを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  4. 前記撮影位置に達した撮影レンズは、ズーミングまたはフォーカシングのために光軸方向に進退可能とされ、前記第1の連動機構は、ズーミングまたはフォーカシングにおけるレンズ進退時には、前記バリア駆動筒の回転を阻止することを特徴とする請求項3に記載のレンズ鏡筒。
  5. 前記第1の連動機構は、前記撮影レンズが前記撮影位置と非撮影位置との間の一部の領域を移動するときのみ前記バリア駆動筒を回転させることを特徴とする請求項4に記載のレンズ鏡筒。
  6. 前記撮影レンズの外周側で光軸回りに回転し、その回転によって前記撮影レンズを光軸方向に移動させる力を発生する回転筒と、
    前記撮影レンズの光軸方向の移動を案内する直線案内部材とを有し、
    前記バリア駆動筒は、前記直線案内部材に対して光軸方向に移動する際に、該直線案内部材から回転力を受けて光軸回りに回転することを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
  7. 前記第2の連動機構は、バリア駆動力を発生する駆動力発生部材と、前記バリア駆動筒の一方向の回転に連動して前記バリア駆動力を前記レンズバリアに伝達して該レンズバリアを開放または閉塞し、前記バリア駆動筒の他方向の回転に連動して前記バリア駆動力の伝達を断って前記レンズバリアを閉塞または開放せしめる伝達機構とを含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
  8. 前記伝達機構は、前記シール部材よりも先端側に配置されていることを特徴とする請求項7に記載のレンズ鏡筒。
  9. 請求項1〜8のいずれかに記載のレンズ鏡筒を有することを特徴とするカメラ。
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JP2014021317A (ja) * 2012-07-19 2014-02-03 Canon Inc レンズ鏡筒、及び撮像装置
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