JP2010002856A - レンズ鏡筒、レンズ鏡筒の製造方法、及び光学機器 - Google Patents

レンズ鏡筒、レンズ鏡筒の製造方法、及び光学機器 Download PDF

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JP2010002856A JP2008163632A JP2008163632A JP2010002856A JP 2010002856 A JP2010002856 A JP 2010002856A JP 2008163632 A JP2008163632 A JP 2008163632A JP 2008163632 A JP2008163632 A JP 2008163632A JP 2010002856 A JP2010002856 A JP 2010002856A
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裕行 石上
Satoshi Kazahaya
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Abstract

【課題】良好な光学特性が得られるレンズ鏡筒、レンズ鏡筒の製造方法及び光学機器を提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒100は、レンズ121を保持する保持枠122と、保持枠122の外側に備えられたゴム204と、保持枠122をゴム204に向けて押し付けることにより、レンズ121の光軸Lに交差する方向に保持枠122を位置決めする調整ネジ190と、調整ネジ190による保持枠122の押し付け方向とは異なる方向に保持枠122を押し付け、調整ネジ190との間で保持枠122を挟んで固定する固定ネジ192と、を有する。
【選択図】図2

Description

本発明は、レンズ鏡筒、レンズ鏡筒の製造方法、及び光学機器に関する。
レンズ鏡筒に備えられたレンズの光軸の位置を調整する方法として、レンズ保持枠の外周面に当接した複数の調整ネジをレンズの径方向に進退させて、レンズ保持枠をレンズの径方向へ変位させる方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−109710号公報
本発明の課題は、良好な光学特性が得られるレンズ鏡筒、レンズ鏡筒の製造方法及び光学機器を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にすることを目的として、本発明の一実施例を示す図面に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
本発明の第1の形態に係るレンズ鏡筒は、光学系(121)を保持する保持枠(122)と、前記保持枠の外側に備えられた弾性体(204)と、前記保持枠を前記弾性体に向けて押し付けることにより、前記光学系の光軸(L)に交差する方向(91、92)に前記保持枠を位置決めする位置決め部(190)と、前記位置決め部による前記保持枠の押し付け方向とは異なる方向(93)に前記保持枠を押し付け、前記位置決め部との間で前記保持枠を挟んで固定する固定部(192)と、を有する。
上記課題を解決するために、本発明の第2の形態に係るレンズ鏡筒の製造方法は、光学系を保持する保持枠(122)を弾性体(204)に向けて押し付けることにより、前記光学系の光軸(L)に交差する方向(91、92)に前記保持枠を位置決めする位置決め部(190)と、前記位置決め部と共に前記保持枠を挟む固定部(192)とで前記保持枠を固定する。
上記課題を解決するために、本発明の第3の形態に係る光学機器(300)は、上記の第1の形態に係るレンズ鏡筒を含む。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1には、レンズ鏡筒100を側断面図にて示している。この図に示すように、レンズ鏡筒100は、第1レンズ群114、第2レンズ群124、第3レンズ群134及び第4レンズ群144を備える。第1レンズ群114、第2レンズ群124、第3レンズ群134及び第4レンズ群144は、それぞれ複数のレンズ111、121、131、141を備えている。レンズ111、121、131、141は、それぞれ保持枠112、122、132、142により保持されている。
また、レンズ鏡筒100は、カメラボディ等の光学機器に固定される固定筒140と、固定筒140に収容されたカム筒150とを備えている。固定筒140及びカム筒150は、ともに光軸方向を軸方向とする円筒体であり、カム筒150は、固定筒140の内周面と光軸周りに回転自在に嵌合している。カム筒150の内周側には、第1レンズ群114、第2レンズ群124、第3レンズ群134及び第4レンズ群144と、保持枠112、122、132、142とが配されている。
保持枠112、122、142は、それぞれ、カム筒150の内周面に、光軸周りに回転自在に嵌合した円筒状の連結部材116、126、146に結合されている。また、保持枠132は、カム筒150の内周面に直接、光軸周りに回転自在に嵌合している。
ここで、連結部材116、126、146と保持枠132とにおけるカム筒150の内周面に当接する外周面には、それぞれカムピン118、128、148、138が結合されている。一方、カム筒150には、カムピン118、128、148、138がそれぞれ挿入される複数のカム溝が形成されており、カム筒150が光軸周りに回転することにより、カムピン118、128、148、138がカム溝から光軸方向に押され、連結部材116、126、146と保持枠132とが光軸方向に移動する。
また、第2レンズ群124の外周側には、フォーカス環170が配されている。このフォーカス環170は、光軸周りに回転自在に固定筒140及び第1外固定筒200と嵌合している。また、第4レンズ群144の外周側には、ズーム環180が配されている。このズーム環180は、光軸周りに回転自在に第1外固定筒200及び第2外固定筒201と嵌合している。
ここで、第2レンズ群124の一のレンズ121は、光軸Lの位置を調整可能な調芯レンズとされ、第4レンズ群144の一のレンズ141も、光軸Lの位置を調整可能な調芯レンズとされている。詳細は後述するが、調芯レンズとしてのレンズ121を保持する保持枠122の外周面には、光軸Lと直交する方向(以下、レンズ121の径方向91、92という)に前進又は後退可能な複数の調整ネジ190と、同様にレンズ121の径方向93に前進又は後退可能な固定ネジ192とが当接されている。また、レンズ141を保持する保持枠142の外周面には、レンズ121の径方向に前進又は後退可能な調整ネジ194が当接されている。
カム筒150、固定筒140、及びフォーカス環170における、調整ネジ190、固定ネジ192にそれぞれ対応した部分、即ち、調整ネジ190、固定ネジ192とレンズ121の軸線の延長線上には、工具アクセス穴153、143、173が形成されている。また、カム筒150、固定筒140、及びフォーカス環170における、調整ネジ194に対応した部分、即ち、調整ネジ194の軸線の延長線上には、工具アクセス穴155、145、185が形成されている。
工具アクセス穴153、143、173と、工具アクセス穴155、145、185とには、調整ネジ190、及び固定ネジ192を回す工具(本実施形態では、レンチ)が挿通される。また、フォーカス環170には、工具アクセス穴153、143、173を塞ぐゴムリング160が着脱可能に装着され、ズーム環180には、工具アクセス穴155、145、185を塞ぐゴムリング162が着脱可能に装着されている。
図2には、図1の2−2断面図を示している。この図に示すように、レンズ121を保持する保持枠122は、光軸方向に見て円環状に形成され、連結部材126は、光軸方向に見て円環状に形成されている。保持枠122は、連結部材126の内周側に配され、保持枠122の外径は、連結部材126の内径より小さくなっており、保持枠122の外周面と連結部材126の内周面とは、隙間を介して径方向に対向している。
連結部材126には、レンズ121の径方向91、92に延びる2個のネジ穴196と、径方向93に延びる1個のネジ穴198が形成されている。2個のネジ穴196は、光軸Lと直交する対称中心線に対して左右対称に配され、且つ、互いに光軸周りに約90度の間隔で配されている。また、ネジ穴198は、2個のネジ穴196の対称中心線上、且つ、2個のネジ穴196に対して光軸Lを挟んだ反対側に配されている。なお、ネジ穴198とネジ穴196とは、光軸周りに約135度の間隔で配されている。
調整ネジ190及び固定ネジ192には、レンチが嵌め込まれる嵌合穴191が形成されている。ここで、調整ネジ190及び固定ネジ192の軸心とネジ穴196、198の中心とは一致している。即ち、調整ネジ190、固定ネジ192の軸心と回転中心とは一致している。このため、調整ネジ190及び固定ネジ192の嵌合穴191にレンチを嵌合させて回転させると、調整ネジ190及び固定ネジ192が軸心に沿って、即ち、レンズ121の径方向に沿って直線移動する。また、調整ネジ190及び固定ネジ192を回転させても、連結部材126は、保持枠122等の他の部材に対して周方向には回動しない。
また、連結部材126には、2個の凹部202が形成されている。2個の凹部202は、光軸方向に見て矩形状をしており、一の凹部202は、一のネジ穴196の軸線の延長線上、且つ、当該ネジ穴196に対して光軸Lを挟んだ反対側に配され、他の一の凹部202は、他の一のネジ穴196の軸線の延長線上、且つ、当該ネジ穴196に対して光軸Lを挟んだ反対側に配されている。
また、凹部202には、弾性を有する矩形体状のゴム204が収容されている。即ち、2個のゴム204が、2個の調整ネジ190と、光軸Lを通る対称中心線に対して左右対称に配されている。ここで、ゴム204は、連結部材126の内周面から内径側に突出しており、調整ネジ190の先端部を、保持枠122の外周面に当接させた状態では、保持枠122がゴム204により調整ネジ190の先端部に押し付けられる。
これにより、保持枠122がレンズ121の径方向91、92に位置決めされるので、調整ネジ190をレンズ121の径方向に進退させることにより、レンズ保持枠122の位置をレンズ121の径方向に調整でき、レンズ121の光軸Lの位置を径方向に調整できる。なお、調整ネジ190及び固定ネジ192の剛性は、ゴム204より高くなっており、調整ネジ190及び固定ネジ192は撓むことなく、ゴム204が弾性圧縮変形する。
ここで、保持枠122が、ゴム204により調整ネジ190の先端部に押し付けられるので、調整ネジ190の先端部を保持枠122の外周面に確実に当接させることができ、調整ネジ190がレンズ121の径方向に進退する量と、保持枠122がレンズ121の径方向に変位する量とを確実に一致させることができる。従って、作業者は、操作感覚に頼らずに、調整ネジ190の進退量だけを頼りに調整できるので、作業者の熟練度の差による調整誤差を抑制できる。
また、凹部202におけるゴム204を挟んで対向する一対の側壁203と、ゴム204における当該側壁203と対向する側面205との間には、隙間が空けられている。これにより、ゴム204の弾性圧縮変形に伴う圧縮方向と直交する方向への弾性変形が阻害されないことから、ゴム204の弾性圧縮変形が阻害されない。よって、保持枠122の径方向への変位が、ゴム204により阻害されることを防止でき、光軸Lの位置調整の自由度を十分に確保できる。
また、固定ネジ192が、一対の調整ネジ190の対称中心線上、且つ、一対の調整ネジ190に対して光軸Lを挟んだ反対側において、保持枠122の外周面に当接することにより、保持枠122が、調整ネジ190からゴム204に押し付けられた位置において、調整ネジ190と固定ネジ192とにより固定保持される。これにより、保持枠122の保持強度を、レンズ鏡筒100に加わる衝撃に対して十分な強さにまで高めることができ、調整された光軸Lの位置ずれを抑制できる。
また、上記のゴムリング160をフォーカス環170から取り外して工具アクセス穴153、143、173にレンチを挿通することにより、調整ネジ190及び固定ネジ192をレンズ121の径方向へ進退させることができる。これにより、レンズ鏡筒100を組み立てた状態で、光軸Lの調整、及び、光軸Lの調整後における固定ネジ192による保持枠122の固定を実施できる。
また、一対の調整ネジ190を、光軸回りに約90°ずらして配すと共に、ゴム204を、各調整ネジ190に対して光軸Lを挟んで対向するように配したことにより、光軸Lの位置を、一方の調整ネジ190の軸方向に調整している間に、他方の調整ネジ190の軸方向についての位置は一定に維持される。よって、光軸Lの位置調整を、互いに直交する一方向と他方向とについて独立に実施できるので、調整作業を容易化できる。また、固定ネジ192を退避させた状態で、一対のゴム204の弾性力を利用してこれらに対向する一対の調整ネジ190で光軸Lを調整して、その後に固定ネジ192を進出されて固定をするので、作業が容易であるともに、作業後に調整ネジ190および固定ネジ192で強固に位置を保持することができる。
調整ネジ190及び固定ネジ192における軸心と、回転中心とを一致させ、調整ネジ190及び固定ネジ192がレンズ121の径方向に直進するように構成したことにより、保持枠122に光軸周りの変位を生じさせずに、光軸Lの位置調整をすることができる。よって、光軸Lの調整作業を容易化できる。
図3には、図2の3−3断面図を示している。この図に示すように、保持枠122は、調整ネジ190、固定ネジ192、及びゴム204と共に保持部210により保持されている。保持部210は、連結部材126の内周面に固定され、保持枠122の周縁部と光軸方向に対向して配された円環状の押え部材212と、連結部材126の内周面に固定され、保持枠122の周縁部を挟んで押え部材212と対向して配された複数のボール支持部214とを備えている。複数のボール支持部214は、光軸周りに所定間隔おきに配されている。
また、保持部210は、押え部材212と保持枠122の周縁部とに挟まれるウェーブワッシャ216と、ボール支持部214の各々に支持されるボール218とを備えている。押え部材212における保持枠122側には、内周側が凹の段差部213が形成されており、この段差部213にウェーブワッシャ216が嵌め込まれている。また、ボール支持部214は、光軸周りに見てコ字状の部材であり、保持枠122側に凹部215が形成されている。ボール218は、この凹部215に配されている。
ウェーブワッシャ216が、保持枠122の周縁部における光軸方向の一方側に当接すると共に、ボール218が、保持枠122の周縁部における光軸方向の他方側に当接している。即ち、押え部材212が、ウェーブワッシャ216を介して保持枠122の周縁部をボール218に押圧しており、保持枠122に対して、光軸周りに所定間隔おきに光軸方向の保持力が作用している。よって、保持枠122が、レンズ121の径方向に対して傾斜することを抑制できる。
図4には、レンズ鏡筒100を備えた撮像装置300の構造を模式的に示している。この図に示すように、レンズ鏡筒100は、マウント部260を介して、撮像部400に対して着脱自在に装着される。なお、撮像装置300において、レンズ鏡筒100および撮像部400は、図示していない接続端子を介して電気的にも結合される。これにより、レンズ鏡筒100は、撮像部400から電力を供給される。また、レンズ鏡筒100の副制御部220および撮像部400の主制御部250は相互に情報を交換する。
撮像部400は、主鏡240、ペンタプリズム270、接眼光学系290を含む光学系と、主制御部250とを収容する。主鏡240は、レンズ鏡筒100の第1レンズ群114、第2レンズ群124、第3レンズ群134、及び第4レンズ群144を通過して入射した入射光の光路上に傾斜して配置される待機位置と、入射光を避けて上昇する撮影位置(図中に点線で示す)との間を移動する。
待機位置にある主鏡240は、入射光の大半を、上方に配置されたフォーカシングスクリーン272に導く。フォーカシングスクリーン272は、レンズ鏡筒100の各レンズ群の合焦位置に配置され、当該レンズ群により形成された画像を結像させる。
フォーカシングスクリーン272に結像された画像は、ペンタプリズム270を介して接眼光学系290から観察される。これにより、接眼光学系290からは、フォーカシングスクリーン272上の映像を正像として見ることができる。
ペンタプリズム270および接眼光学系290の間には、ファインダLCD294に形成された表示画像を、フォーカシングスクリーン272の映像に重畳させるハーフミラー292が配置される。これにより、接眼光学系290の出射端においては、フォーカシングスクリーン272の映像と、ファインダLCD294の映像とを併せて見ることができる。なお、ファインダLCD294には、撮像装置300の撮影条件、設定条件等の情報が表示される。
また、ペンタプリズム270の出射光の一部は、測光部280に導かれる。測光部280は、入射光の強度およびその分布等を測定して、撮影条件を決定する場合に測定結果を参照させる。
一方、入射光の入射面に対する主鏡240の裏面には、副鏡242が配置される。副鏡242は、主鏡240を透過した入射光の一部を、下方に配置された測距部230に導く。これにより、主鏡240が待機位置にある場合は、測距部230が被写体までの距離を測定する。なお、主鏡240が撮影位置に移動した場合は、副鏡242も入射光の光路から退避する。
レンズ鏡筒100からの入射光に対して主鏡240の後方には、シャッタ320、光学フィルタ312および撮像素子310が順次配置される。シャッタ320が開放される場合は、その直前に主鏡240が撮影位置に移動するので、入射光は直進して撮像素子310に入射される。これにより、入射光の形成する画像が、撮像素子310において電気信号に変換される。
また、撮像部400は、レンズ鏡筒100に対して背面において、外部に面したメインLCD296を備える。メインLCD296は、撮像部400に対する各種の設定情報を表示する他、主鏡240が撮影位置に移動している場合に撮像素子310に形成された画像を表示することもできる。
主制御部250は、上記のような種々の動作を総合的に制御する。また、撮像部400側の測距部230が検出した被写体までの距離の情報を参照して、レンズ鏡筒100を駆動するオートフォーカス機構を形成できる。更に、測距部230がレンズ鏡筒100の動作量を参照して、フォーカスエイド機構を形成することもできる。
更に、主制御部250は、レンズ鏡筒100の副制御部220と情報を交換して、絞り部262の開閉等も制御する。更に、主制御部250は、露出の自動化、シーンモードの実行、ブラケット撮影の実行等にも寄与する。
こうして、レンズ鏡筒100と、第1レンズ群114、第2レンズ群124および第3レンズ群134及び第4レンズ群144による像を撮影する撮像部400とを有する撮像装置300が形成される。このように、レンズ鏡筒100は、撮像装置300において好適に使用できる。しかしながら、レンズ鏡筒100の用途がこれに限られるわけではなく、例えば、動画撮影機、双眼鏡、顕微鏡、測量器等の光学系において、合焦機構、ズーム機構等に使用できる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
例えば、上記の実施形態では、調整ネジ190及び固定ネジ192を、レンズ121の径方向、即ち、光軸Lと直交する方向に進退可能に構成した。しかし、これは必須ではなく、調整ネジ190及び固定ネジ192を、レンズ121の径方向に対して傾斜した方向に進退可能、即ち、光軸Lに対して傾斜した方向に進退可能に構成してもよい。また、上記の実施形態では、固定ネジ192により、一対の調整ネジ190の対称中心線に沿って、保持枠122を調整ネジ190に押し付けた。しかし、これは必須ではなく、固定ネジ192により、当該対称中心線に対して傾斜した方向に沿って、保持枠122を調整ネジ190に押し付けてもよい。また、上記の実施形態では、ゴム204は周方向に2箇所配されるが、これに代えて、図2における固定ネジ192が配されている個所の近傍に1箇所配されてもよい。この場合に、固定ネジ192は、光軸に対して調整ネジ190に対向した位置に配されてもよい。
レンズ鏡筒100を側断面図にて示す。 図1の2−2断面図を示す。 図2の3−3断面図を示す。 レンズ鏡筒100を備える撮像装置300を側断面図にて模式的に示す。
符号の説明
100 レンズ鏡筒、111 レンズ、112 保持枠、114 第1レンズ群、116 連結部材、118 カムピン、121 レンズ、122 保持枠、124 第2レンズ群、126 連結部材、128 カムピン、131 レンズ、132 保持枠、134 第3レンズ群、138 カムピン、140 固定筒、141 レンズ、142 保持枠、143 工具アクセス穴、144 第4レンズ群、145 工具アクセス穴、146 連結部材、148 カムピン、150 カム筒、153 工具アクセス穴、155 工具アクセス穴、160 ゴムリング、162 ゴムリング、170 フォーカス環、173 工具アクセス穴、180 ズーム環、185 工具アクセス穴、190 調整ネジ、191 嵌合穴、192 固定ネジ、194 調整ネジ、196 ネジ穴、198 ネジ穴、200 第1外固定筒、201 第2外固定筒、202 凹部、203 側壁、204 ゴム、205 側面、210 保持部、212 押え部材、213 段差部、214 ボール支持部、215 凹部、216 ウェーブワッシャ、218 ボール、220 副制御部、230 測距部、240 主鏡、242 副鏡、250 主制御部、260 マウント部、262 絞り部、270 ペンタプリズム、272 フォーカシングスクリーン、280 測光部、290 接眼光学系、292 ハーフミラー、294 ファインダLCD、296 メインLCD、300 撮像装置、310 撮像素子、312 光学フィルタ、320 シャッタ、400 撮像部

Claims (13)

  1. 光学系を保持する保持枠と、
    前記保持枠の外側に備えられた弾性体と、
    前記保持枠を前記弾性体に向けて押し付けることにより、前記光学系の光軸に交差する方向に前記保持枠を位置決めする位置決め部と、
    前記位置決め部による前記保持枠の押し付け方向とは異なる方向に前記保持枠を押し付け、前記位置決め部との間で前記保持枠を挟んで固定する固定部と、
    を有するレンズ鏡筒。
  2. 請求項1に記載されたレンズ鏡筒であって、
    前記固定部は、前記位置決め部により前記弾性体に向けて押し付けられた前記保持枠の位置に前記保持枠を固定するレンズ鏡筒。
  3. 請求項1又は請求項2に記載されたレンズ鏡筒であって、
    前記保持枠の外周に対向して備えられた筒部材とを有し、
    前記位置決め部、前記弾性体および前記固定部は、前記筒部材に備えられているレンズ鏡筒。
  4. 請求項1から3までの何れか1項に記載されたレンズ鏡筒であって、
    前記位置決め部および前記固定部は、前記弾性体よりも剛性が高いレンズ鏡筒。
  5. 光学系を保持する保持枠と、
    前記保持枠の外側に備えられた弾性体と、
    前記保持枠を前記弾性体に向けて押し付けることにより、前記光学系の光軸に交差する方向に前記保持枠を位置決めする位置決め部と、
    前記位置決め部に対応した部分に貫通穴を有し、前記保持枠の外周に対向して備えられた筒部材と、
    を有するレンズ鏡筒。
  6. 請求項5に記載されたレンズ鏡筒であって、
    前記位置決め部は、前記光学系の光軸に交差する方向に沿って前進又は後退が可能であり、
    前記筒部材に備えられた前記貫通穴は、前記位置決め部の前進方向又は後退方向に沿って形成された穴であるレンズ鏡筒。
  7. 請求項1から3までの何れか1項に記載されたレンズ鏡筒であって、
    前記位置決め部は、前記光学系の光軸に対して互いに垂直な位置に二つ配されたレンズ鏡筒。
  8. 請求項7に記載されたレンズ鏡筒であって、
    前記弾性体は、前記光学系の光軸に対して二つの前記位置決め部の反対側に二つ配されたレンズ鏡筒。
  9. 請求項1から4までの何れか1項に記載されたレンズ鏡筒であって、
    前記位置決め部および前記固定部は、外周の中心と回転の中心とが一致するネジであるレンズ鏡筒。
  10. 請求項3又は5に記載されたレンズ鏡筒であって、
    前記筒部材は、前記弾性体を収容する収容部を有し、前記収容部の側面と前記弾性体の側面との間に間隙を有するレンズ鏡筒。
  11. 光学系を保持する保持枠を弾性体に向けて押し付けることにより、前記光学系の光軸に交差する方向に前記保持枠を位置決めする位置決め部と、前記位置決め部と共に前記保持枠を挟む固定部とで前記保持枠を固定するレンズ鏡筒の製造方法。
  12. 請求項11に記載されたレンズ鏡筒の製造方法であって、
    前記保持枠の外周に対向して備えられた筒部材の前記位置決め部に対応した部分に備えられた貫通穴から前記位置決め部の位置を調整するレンズ鏡筒の製造方法。
  13. 請求項1から請求項10までの何れか1項に記載されたレンズ鏡筒を含む光学機器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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