JP2010113081A - レンズ鏡筒、撮像装置、及び軸案内機構の製造方法 - Google Patents

レンズ鏡筒、撮像装置、及び軸案内機構の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】光学系の光軸と複数のガイドバーとの平行度を向上させ、光学系の光学性能を向上させる。
【解決手段】光学系(100、102)を、該光学系の光軸方向に移動可能に案内する複数の案内軸(110、112、114)と、前記複数の案内軸を該案内軸の両端部で保持する一対の保持部材(158)と、を備え、前記一対の保持部材は、同一の型で成型されると共に、互いに向きを一致させて配されるレンズ鏡筒(100)。
【選択図】図1

Description

本発明は、レンズ鏡筒、撮像装置、及び軸案内機構の製造方法に関する。
光学系の光軸方向に沿って互いに平行に配された複数のガイドバーを備えるレンズ鏡筒が知られている(例えば、特許文献1参照)。当該レンズ鏡筒では、光学系が、その光軸方向へ複数のガイドバーにより案内されて移動する。
特開2007−148021号公報
複数のガイドバーの平行度を向上させ、光学系の光学性能を向上させることを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、光学系(100、102)を、該光学系の光軸方向に移動可能に案内する複数の案内軸(110、112、114)と、前記複数の案内軸を該案内軸の両端部で保持する一対の保持部材(158)と、を備え、前記一対の保持部材は、同一の型で成型されると共に、互いに向きを一致させて配されるレンズ鏡筒(100)を提供する。
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は、レンズ鏡筒100の内部構造を示す斜視図である。この図に示すように、レンズ鏡筒100は、前群レンズ102と、後群レンズ104と、前群レンズ保持体106と、後群レンズ保持体108と、ガイドバー110、112、114とを備えている。なお、以下の説明では、前群レンズ102及び後群レンズ104の光軸方向を光軸方向と、前群レンズ102及び後群レンズ104の半径方向を半径方向と称する。また、レンズ鏡筒100を装着したカメラ本体を横位置で構えた状態で、光軸方向と直交する平面内において上下に延びる方向、左右に延びる方向をそれぞれ上下方向、左右方向と称する。
前群レンズ102と後群レンズ104とは、被写体側からカメラ本体側へ光軸方向に沿って記載順に配されている。また、前群レンズ保持体106は、前群レンズ102を保持しており、後群レンズ保持体108は、後群レンズ104を保持している。また、ガイドバー110とガイドバー112とガイドバー114とは、円柱状の軸であって、光軸方向に沿って互いに平行に配されている。ガイドバー112とガイドバー114とが左右方向に並べて配され、ガイドバー110が、ガイドバー112とガイドバー114とを結ぶ線分の上側に配されている。ここで、ガイドバー110、112、114は、光軸を中心として回転対称に、即ち、光軸の周りに等間隔で配されており、光軸方向から見て光軸を図心とする正三角形状に配されている。
また、レンズ鏡筒100は、ガイドバー110、112、114を支持する前後一対のガイドバー支持部150、152と、モータ等の駆動源から前群レンズ保持体106と後群レンズ保持体108とに駆動力を伝達するカム環154とを備えている。ガイドバー支持部150は被写体側にガイドバー支持部152はカメラ本体側に配され、カム環154は、ガイドバー支持部150とガイドバー支持部152とから光軸方向に挟まれている。なお、前群レンズ保持体106と後群レンズ保持体108とは、同様の構成なので、前群レンズ保持体106の構成について説明して、後群レンズ保持体108の構成については説明を省略する。
前群レンズ保持体106は、前群レンズ102を保持するレンズ保持枠116と、ガイドバー110と軸方向に沿って摺動自在に係合する軸受部118と、レンズ保持枠116と軸受部118との間で延在してこれらを連結するアーム部120とを備えている。レンズ保持枠116は、円環状に形成されており、内周部に前群レンズ102が取付けられている。また、軸受部118には、ガイドバー110と摺動自在に嵌合する円孔が形成されている。また、アーム部120は、レンズ保持枠116の外周面からレンズ保持枠116の外径方向へ延びている。
また、軸受部118には、カムフォロア129が配されている。このカムフォロア129は、カム環154に形成されたカム溝と嵌合しており、当該カム溝と共に、カム環154の回転運動をレンズ保持枠116の光軸方向への直線運動に変換する。
また、前群レンズ保持体106は、ガイドバー112と軸方向に沿って摺動自在に係合する軸受部126と、ガイドバー114と軸方向に沿って摺動自在に係合する軸受部128とを備えている。軸受部126と軸受部128とは、レンズ保持枠116の外周面からレンズ保持枠116の外径方向へ延びる板状体であり、軸受部126の先端部には、ガイドバー112と摺動自在に嵌合する円孔が形成され、軸受部128の先端部には、ガイドバー114と摺動自在に嵌合する円孔が形成されている。
ガイドバー支持部150は、円環状の固定環156と、固定環156の内周側に配された円盤状のフランジ158と、固定環156に取付けられた3個のビス160、161、162とを備えている。固定環156の内周面とフランジ158の外周面との間には隙間が空けられている。このため、フランジ158と固定環156とガイドバー110、112、114とを組付けるに際して、フランジ158は、固定環156から光軸周りの角度位置を拘束されず、また、上記隙間の分に限っては上下左右の位置を拘束されない。
また、フランジ158の外周部には、内周側に凹んだ3個のV溝164、166、168が形成されている。V溝166、168とは左右方向に並べて配され、V溝164がV溝166とV溝168とを結ぶ線分の上側に配されている。
ここで、V溝164、166、168は、光軸を中心として回転対称に、即ち、光軸の周りに等間隔で配されており、光軸方向から見て光軸を図心とする正三角形状に配されている。V溝164にはガイドバー110の前端部が嵌め込まれ、V溝166にはガイドバー112の前端部が嵌め込まれ、V溝168にはガイドバー114の前端部が嵌め込まれている。
また、3個のビス160、161、162は、固定環156に螺合しており、これらの頭部は、固定環156の外周側に配され、これらの先端部は、固定環156から内周側へ突出している。ビス160は、外径方向に沿ってV溝164と並べて配され、先端部をガイドバー110の前端部に当接させており、ガイドバー110の前端部は、一対のV溝164の斜面及びビス160の3点で固定支持されている。また、ビス161は、外径方向に沿ってV溝166と並べて配され、先端部をガイドバー112の前端部に当接させており、ガイドバー112の前端部は、V溝166の一対の斜面及びビス161の3点で固定支持されている。さらに、ビス162は、外径方向に沿ってV溝168と並べて配され、先端部をガイドバー114の前端部に当接させており、ガイドバー114の前端部は、V溝168の一対の斜面及びビス162の3点で固定支持されている。
ガイドバー支持部152は、円環状の固定環170と、固定環170の内周側に配された円環状のフランジ158と、固定環170に取付けられた3個のビス160、161、162とを備えている。フランジ158と、ビス160、161、162とは、ガイドバー支持部150に備えられた同符号のフランジ158と、ビス160、161、162と同構成であり、ガイドバー110、112、114の後端部が、V溝164、166、168とビス160、161、162とにより固定支持されている。
ところで、フランジ158は、射出成型により成型された表裏対称及び軸心周りに回転対称の樹脂部品であり、一の金型に形成された複数のキャビティの何れか一において成型される。ここで、各キャビティには、管理上の理由からキャビティ番号が付与されている。各キャビティには、当該キャビティ番号を型取った凸部又は凹部が形成されているおり、フランジ158における表裏一方の盤面159には、成型に際して、キャビティ番号157が刻印される。
図2は、前後一対のフランジ158を被写体側から見た正面図である。この図に示すように、キャビティ番号157が形成された盤面159は、前後一対のフランジ158の双方において、前側即ち被写体側に配されている。また、キャビティ番号157は、前後一対のフランジ158の双方において、前側の盤面159におけるV溝166とV溝168との間、即ちV溝164の鉛直下方に配されている。
即ち、同一のキャビティで成型された前後一対のフランジ158は、盤面159の向きが互いに前後逆転することなく一致した状態で配されている。さらに、当該前後一対のフランジ158は、光軸を中心とした周方向の位置が互いに一致した状態で配されている。
図3は、レンズ鏡筒100の側断面図を示している。この図に示すように、カム環154の軸方向両端部には、内周側へ張り出した円環状の軸支部153が形成されている。この軸支部153の内周面は、フランジ158の外周面と光軸周りに回転自在に嵌合している。これにより、カム環154の軸心が位置決めされ、カム環154は、フランジ158と同心円上に配されている。
また、固定環170の後端部には、内周側へ張り出した円環状の規制部172が形成されている。この規制部172には、カメラ本体側のフランジ158が当接している。また、カム環154の前端部には、前側の固定環156の後端部が当接すると共に、カム環154の後端部には、後側の固定環170の前端部が当接している。これにより、カム環154の光軸方向の位置決めがなされている。
ここで、本実施形態に係るレンズ鏡筒100では、複数本のガイドバー110、112、114の前後両端部を、前後一対のフランジ158の外周部に形成されたV溝164、166、168の一対の斜面とビス160、161、162との3点で固定支持している。これにより、ガイドバー110、112、114とV溝164、166、168との間にガタが生じない状態で、ガイドバー110、112、114を位置決めできる。また、前側のフランジ158と固定環156との間、及び後側のフランジ158と固定環170との間には隙間が空けられており、前後一対のフランジ158と固定環156、170とガイドバー110、112、114とを組付けるに際して、前後一対のフランジ158の位置を光軸周り及び上下左右に微調整できる。これにより、ガイドバー110、112、114の前端部及び後端部をV溝164、166、168の一対の斜面に確実に当接させることができる。
以上により、ガイドバー110、112、114の前後両端部の位置決め精度は、フランジ158以外の部品から影響を受けず、フランジ158の寸法精度により左右される。また、ガイドバー110、112、114と光軸との平行度は、前後一対のV溝164、前後一対のV溝166、前後一対のV溝168それぞれの相対位置精度に依存する。
ここで、本実施形態に係るレンズ鏡筒100では、前後一対のフランジ158が、同一のキャビティにおいて成型されており、同じ傾向で寸法誤差が生じている。また、同一のキャビティにおいて成型された前後一対のフランジ158が、盤面159の向きを互いに前後逆転されることなく一致されると共に、光軸を中心とした周方向の位置を互いに一致された状態で配されている。
このため、前側のフランジ158と後側のフランジ158とで、光軸方向及び上下左右方向についての寸法誤差の傾向が揃う。これにより、前後のV溝164、前後のV溝166、前後のV溝168それぞれの上下左右方向についての相対位置の差異を低減でき、ガイドバー110、112、114の平行度を向上できる。従って、前群レンズ102及び後群レンズ104の光学性能を向上できる。
また、本実施形態に係るレンズ鏡筒100では、前後の固定環156、170によりカム環154の光軸方向の位置を決めていることから、カムフォロア129、139の光軸方向の位置を決めることができる。従って、前群レンズ102及び後群レンズ104の光軸方向の位置を決めることができる。
また、カム環154における軸支部153の内周面が、フランジ158の外周面と光軸周りに回転自在に嵌合しており、カム環154の軸心の位置が決まっており、カム環154がフランジ158と同心円上に配されている。ここで、カム環154の前後両端部における軸心の位置精度は、前後一対のフランジ158の軸心の位置精度に依存する。また、カム環154の軸心と光軸との平行度は、前後一対のフランジ158の軸心の相対位置精度に依存する。そこで、上述したように、本実施形態に係るレンズ鏡筒100では、前側のフランジ158と後側のフランジ158とで、上下左右方向についての寸法誤差の傾向を揃え、前後のフランジ158の上下左右方向についての相対位置の差異を低減させることにより、カム環154の軸心と光軸との平行度を向上させている。
また、本実施形態に係るレンズ鏡筒100では、フランジ158の一方の盤面159における所定の位置にキャビティ番号157を刻印した。これにより、フランジ158、ガイドバー110、112、114及び固定環156、170の組付けに際して、フランジ158の盤面159の向きを識別できる。また、V溝164、166、168がフランジ158の軸心に対して回転対称に配されており、V溝164、166、168の位置を指標としては、フランジ158における軸心周りの位置を識別できないが、キャビティ番号157の位置により、フランジ158における軸心周りの位置を識別できる。従って、前後一対のフランジ158における盤面159の向きを、前後逆転させることなく一致させ、当該前後一対のフランジ158における軸心周りの位置を一致させることができる。
図4は、他の実施形態に係るレンズ鏡筒500を示す分解斜視図である。なお、上記実施形態に係るレンズ鏡筒100と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。この図に示すように、前後一対のフランジ158は、被写体側からカメラ本体側へかけて縮径した段付き形状になっている。また、固定環156、170の内周面も、被写体側からカメラ本体側へかけて縮径した段付き形状になっている。
ここで、フランジ158の大径部1581は、固定環156、170の内周面における小径部1562、1702よりも大径となっており、小径部1582が小径部1562、1702の内周側に、大径部1581が大径部1561、1701の内周側に配される。即ち、フランジ158と固定環156、170とは、盤面159の向きを固定環156、170に対して相対的に逆転させた状態では、組み合わせることができない。
また、フランジ158の大径部1581における外周面には、キー溝1583が形成され、固定環156、170の大径部1561、1701における内周面には、キー溝1583に挿入されるキー1563、1703が形成されている。このため、フランジ158と固定環156、170とは、常に軸心の周りの相対角度を略一致させた状態で組み合わされる。なお、キー1563、1703とキー溝1583との間には微小な隙間が空けられており、フランジ158の固定環156、170に対する微小な相対回転は許容されている。
また、固定環156の後端面には、キー1564が突設され、固定環170の後端面には、キー1704が突設されている。また、カム環154における前端の軸支部153には、キー1564が挿入されるキー溝1544が形成され、カム環154における後端の軸支部153には、キー1704が挿入されるキー溝1544が形成されている。ここで、前後一対のキー溝1544の光軸周りの位置は一致している。また、キー1564とキー1563との間隔と、キー1704とキー1703との間隔とは一致している。
このため、前後一対のフランジ158と固定環156、170とを組付けるに際して、キー1564を前側のキー溝1544に挿入すると共に、キー1704を後側のキー溝1544に挿入することにより、固定環156と固定環170との前後の向き、及び、固定環156と固定環170との光軸周りの相対位置が一定になる。これにより、前後一対のフランジ158の前後の向き、及び光軸の周りの相対位置を一致させることができる。なお、キー溝1544の光軸周りの長さは、カム環154の回転量より長く設定されており、カム環154の回転が、キー1704とキー溝1544とにより制限されないようになっている。
図5は、レンズ鏡筒100を備えたデジタルカメラ300の構造を模式的に示す側断面図である。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、カメラ本体200に対して着脱自在に装着される。なお、デジタルカメラ300において、レンズ鏡筒100およびカメラ本体200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、カメラ本体200から電力を供給される。
カメラ本体200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の前群レンズ102及び後群レンズ104を含む光学系を介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の上記光学系の合焦位置に配置され、上記光学系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、デジタルカメラ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、下方に配置された焦点検出装置230に導く。これにより、主鏡240が待機位置にある場合は、焦点検出装置230が光学系の焦点調整状態を検出する。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220、光学フィルタ212および撮像素子210が光軸に沿って配置される。シャッタ220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210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210において電気信号に変換される。
また、カメラ本体200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、カメラ本体200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210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、カメラ本体200側の焦点検出装置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。また、焦点検出装置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、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、前群レンズ102及び後群レンズ104を含む光学系による像を撮影するカメラ本体200とを有するデジタルカメラ300が形成される。このように、レンズ鏡筒100は、デジタルカメラ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、測量機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、本実施形態では、3本のガイドバー110、112、114を設けたが、ガイドバーの本数は複数本であればよく、2本でもよい。また、複数本のガイドバーの何れか1本をリードスクリューとしてもよい。また、本実施形態では、前後一対の固定環156、170を設けたが、これらは一体化してもよい。さらに、本実施形態では、V溝とビスとによりガイドバーの両端部を固定支持したが、嵌合穴、U溝等によりガイドバーの両端部を保持してもよい。
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
レンズ鏡筒100の内部構造を示す斜視図である。 前後一対のフランジ158を被写体側から見た正面図である。 レンズ鏡筒100の側断面図を示している。 他の実施形態に係るレンズ鏡筒500を示す分解斜視図である。 レンズ鏡筒100を備えたデジタルカメラ300の構造を模式的に示す側断面図である。
符号の説明
100 レンズ鏡筒、102 前群レンズ、104 後群レンズ、106 前群レンズ保持体、108 後群レンズ保持体、110、112、114 ガイドバー、116 レンズ保持枠、118 軸受部、120 アーム部、126 軸受部、128 軸受部、129、139 カムフォロア、150、152 ガイドバー支持部、153 軸支部、154 カム環、156 固定環、157 キャビティ番号、158 フランジ、159 盤面、160、161、162 ビス、164、166、168 V溝、170 固定環、172 規制部、200 カメラ本体、210 撮像素子、212 光学フィルタ、220 シャッタ、230 焦点検出装置、240 主鏡、242 副鏡、250 主制御部、260 マウント部、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 デジタルカメラ、500 レンズ鏡筒、1544 キー溝、1561 大径部、1562 小径部、1563、1564 キー、1581 大径部、1582 小径部、1583 キー溝、1701 大径部、1702 小径部、1703、1704 キー

Claims (9)

  1. 光学系を、該光学系の光軸方向に移動可能に案内する複数の案内軸と、
    前記複数の案内軸を該案内軸の両端部で保持する一対の保持部材と、
    を備え、
    前記一対の保持部材は、同一の型で成型されると共に、互いに向きを一致させて配されるレンズ鏡筒。
  2. 前記一対の保持部材はそれぞれ、前記複数の案内軸が当接する複数のV字溝を有する請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  3. 前記案内軸を前記V字溝との間で挟んで固定する固定部材をさらに備える請求項2に記載のレンズ鏡筒。
  4. 前記光学系を該光学系の光軸方向に駆動するカム部材をさらに備え、
    前記固定部材は、前記カム部材を前記光学系の光軸方向に位置決めする請求項3に記載のレンズ鏡筒。
  5. 前記カム部材は、その内周面が前記保持部材の外周に当接する請求項4に記載のレンズ鏡筒。
  6. 前記保持部材には、前記向きを識別可能な指標を備える請求項1から請求項5までの何れか1項に記載のレンズ鏡筒。
  7. 前記保持部材は、前記案内軸を前記保持部材の中心部に対して対称な位置において保持する請求項1から請求項6までの何れか1項に記載のレンズ鏡筒。
  8. 請求項1から請求項7までの何れか1項に記載のレンズ鏡筒と、
    前記光学系による像を撮影する撮像部と、
    を有する撮像装置。
  9. 型により成型されるとともに第1および第2の切欠を有する第1枠部材を設け、
    前記型と同一の型で成型されるとともに前記第1の切欠に対応する第3の切欠と前記第2の切欠に対応する第4の切欠とを有する第2枠部材を、該第2枠部材の向きを前記第1枠部材の向きと一致させて設け、
    前記第1枠部材の前記第1の切欠と前記第2枠部材の前記第3の切欠とに係合する第1軸状部材と、前記第2の切欠と前記第4の切欠とに係合する第2軸状部材とを設け、
    前記第1軸状部材に移動可能に係合する第1係合部と前記第2軸状部材に移動可能に係合する第2係合部とを有する移動部材を設けることを特徴とする軸案内機構の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013120357A (ja) * 2011-12-08 2013-06-17 Canon Inc 交換レンズ
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