JP2010224487A - 光学機器 - Google Patents

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JP2010224487A JP2009074605A JP2009074605A JP2010224487A JP 2010224487 A JP2010224487 A JP 2010224487A JP 2009074605 A JP2009074605 A JP 2009074605A JP 2009074605 A JP2009074605 A JP 2009074605A JP 2010224487 A JP2010224487 A JP 2010224487A
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Koji Sawada
功二 澤田
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Abstract

【課題】好適な構造の光学機器を提供すること。
【解決手段】光を通過させる光通過領域の外周側に備えられる第1部材(4)と、前記光の通過方向と交差する方向に沿って、前記第1部材の外周面(4a)に備えられる第1溝(4b)と、前記第1部材の前記外周面に対向する内周面(7a)を有する第2部材(7)と、前記第1溝の備えられた方向に沿って、前記第2部材の前記内周面に備えられる第2溝(7b)と、前記第1溝および前記第2溝の備えられた方向に沿って前記第1溝および前記第2溝に挿入され、前記光の通過方向について前記第1部材と前記第2部材との相対移動を規制する規制部材(19)とを有することを特徴とする光学機器。
【選択図】図2

Description

本発明は光学機器に関する。
従来、複数の筒が重なる構造のレンズ鏡筒などは、バヨネットまたはそれに準じたキーやコマを差し込む方式によって筒同士を連結している。また、レンズ鏡筒とカメラボディとの連結もバヨネットによって行なわれている(例えば特許文献1参照)。
特開2008−165249号公報
バヨネットを用いた場合、例えば筒同士の係合部のバヨネット爪に対応する側の鏡筒には、バヨネット爪を挿入するための切欠きが必要であり、バヨネット爪の大きさに対応する開口が必要となる。このため大きな力が加わったときの係合部の強度が不足してしまう。強度を補うためにバヨネット爪を大きくしようとしても、筒同士の相対的な可動範囲を考慮しなくてはならないのでバヨネット爪の大きさには限度がある。さらに、バヨネット爪に対応する側の鏡筒は、バヨネット爪に対応する分の溝が必要となるため、溝が形成された部分の鏡筒は薄くなり、強度が低下してしまうという問題がある。キーやコマを差し込む方式であっても大きさに制限があるためバヨネットと同様の弊害が生じてしまう。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、好適な構造の光学機器を提供することを課題とする。
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、理解を容易にするために、本発明の実施形態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。すなわち、請求項1の発明は、光を通過させる光通過領域の外周側に備えられる第1部材(4)と、前記光の通過方向と交差する方向に沿って、前記第1部材の外周面(4a)に備えられる第1溝(4b)と、前記第1部材の前記外周面に対向する内周面(7a)を有する第2部材(7)と、前記第1溝の備えられた方向に沿って、前記第2部材の前記内周面に備えられる第2溝(7b)と、前記第1溝および前記第2溝の備えられた方向に沿って前記第1溝および前記第2溝に挿入され、前記光の通過方向について前記第1部材と前記第2部材との相対移動を規制する規制部材(19)とを有することを特徴とする光学機器である。
請求項2の発明は、請求項1に記載された光学機器であって、前記規制部材(19)は、線状の弾性部材であることを特徴とする光学機器である。
請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載された光学機器であって、前記第1部材(4)および前記第2部材(7)は、円筒形状であり、前記光の通過方向と交差する方向に沿って相対的に回転可能であることを特徴とする光学機器である。
請求項4の発明は、請求項3に記載された光学機器であって、前記第1溝(4b)および前記第2溝(7b)は、互いに平行に円周方向に沿って備えられていることを特徴とする光学機器である。
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までの何れか一項に記載された光学機器であって、前記第1部材および前記第2部材の少なくとも一方は、前記第1溝および前記第2溝に通じる開口(22)を有することを特徴とする光学機器である。
請求項6の発明は、請求項5に記載された光学機器であって、前記第1部材および前記第2部材の少なくとも一方は、前記開口(22)の近傍に前記規制部材を係止可能な係止部(22a)を有することを特徴とする光学機器である。
請求項7の発明は、請求項1から請求項6までの何れか一項に記載された光学機器であって、前記規制部材は、前記第1溝に接触する第1部分(19e)と、前記第2溝に接触する第2部分(19f)とを有し、前記第1部分および前記第2部分は、前記第1溝および前記第2溝に前記第1部材と前記第2部材とを引き離す方向の力を与えることを特徴とする光学機器である。
請求項8の発明は、請求項1から請求項7までの何れか一項に記載された光学機器であって、前記規制部材(19)は、表面が樹脂(19c)で覆われていることを特徴とする光学機器である。
本発明によれば、好適な構造の光学機器を提供することができる。
(a)は、実施形態に係るレンズ鏡筒を径方向から見た模式図であり、(b)は、軸方向(図1(a)の左方)から見た模式図である。 (a)は、図1(b)のY−Y線での断面を径方向から見た断面図であり、(b)は、図1(a)のX−X線での断面を軸方向(図1(a)の左方)から見た断面図である。 内筒部と外筒部とを所定の位置で対向させた状態の断面を径方向から見た断面図である。 実施形態に係る規制部材の形状を示す図である。 規制部材のフック部とは反対側の端部の拡大図である。 図2(a)における規制部材の近傍を拡大して示す図である。 規制部材の組付け方法を示す図である。 規制部材の組付けが完了した状態を示す図である。 (a)は、実施形態の第1変形例に係る規制部材の形状を示す図であり、(b)は第2変形例に係る規制部材の形状を示す図である。
以下、本発明の一つの実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、本発明を複数の筒が重なる構造のレンズ鏡筒に適用したものである。
図1(a)は、本実施形態に係るレンズ鏡筒1を径方向から見た模式図であり、(b)は、軸方向(図1(a)の左方)から見た模式図である。
また、図2(a)は、図1(b)のY−Y線での断面を径方向から見た断面図であり、(b)は、図1(a)のX−X線での断面を軸方向(図1(a)の左方)から見た断面図である。
図1および図2の各図に示すように、本実施形態に係るレンズ鏡筒1は内筒部4と外筒部7とを備えている。内筒部4と外筒部7とは同軸であり、内筒部4の外周面4aと外筒部7の内周面7aとは対向している。本実施形態においては内筒部4の一方の端部は外筒部7の同じ側の端部よりも外方に位置しており、他方の端部は外筒部7の同じ側の端部よりも内側に位置している。内筒部4の外周面4aと外筒部7の内周面7aとは全てが対向する位置にある必要はなく、一部が対向していれば良い。被写体(図示省略)からの光はこれら両筒部4、7の内側を一方の端部側から他方の端部側へ通過して、例えば撮像装置(図示省略)に導かれる。つまり、内筒部4の内周側および外筒部7の内周側の一部は被写体からの光が通過する領域10を形成している。別言すると、被写体からの光が通過する領域10の外周側に内筒部4と外筒部7とが配置されている。内筒部4および外筒部7の中心軸13は、通過する光の光軸と一致している。
被写体からの光が通過する領域10には、例えばズーム用レンズ群からなる光学系(図示省略)が配置される。光学系は内筒部4に直接保持されても良いし、図示しない他の枠部材や筒部材を介して内筒部4に保持されても良い。
図3は、内筒部4の外周面4aと外筒部7の内周面7aとを所定の位置で対向させた状態を径方向から見た断面図である。
内筒部4の外周面4aには、図3に示すように溝4bが設けられている。溝4bは、光が内筒部4の内周側を通過する方向と交差する方向、すなわち外周面4aの周方向の全周に亘って設けられている。溝4bの断面は半円の円弧状に形成されている。また、外筒部7の内周面7aにも、内筒部4の外周面4aに設けられた溝4bと同じ方向、すなわち内周面7aの周方向に沿って、全周に亘って溝7bが設けられている。外筒部7の内周面7aの溝7bも断面形状は半円の円弧状である。内筒部4の外周面4aの溝4bと外筒部7の内周面7aの溝7bとは幅および深さがそれぞれ同じ大きさに形成されている。これら内筒部4の外周面4aの溝4bと外筒部7の内周面7aの溝7bとは内筒部4および外筒部7の径方向に対向し、互いに平行に設けられている。このような構成なので、内筒部4および外筒部7の間には、溝4bおよび溝7bによって周方向の空間16が形成されている。
周方向の空間16には、図2(a)、(b)に示すように、規制部材19が配置されている。規制部材19は、内筒部4の外周面4aの溝4bおよび外筒部7の内周面7aの溝7bに係合することで内筒部4と外筒部7とを相互に位置決めして連結し、光が通過する方向、すなわち内筒部4および外筒部7の軸方向への相対移動を規制している。規制部材19は、図2(b)に示すように、内筒部4の溝4bおよび外筒部7の溝7bのほぼ全周に亘って係合している。
図4は、規制部材19の形状を示す図である。
規制部材19は、図4に示すように線状部材であり、直線状に形成された直線部19aと、一方の端部に形成されたフック部19bとを有している。規制部材19の材料は特定の材料に限るものではなく、大きな変形に耐えられる柔軟な弾性部材、例えば針金のような金属、あるいは樹脂、ゴム等で形成されている。また、金属で図4に示すような形状を形成し、表面を樹脂でコーティングしても良い。
図5は、規制部材19のフック部19bとは反対側の端部の拡大図である。規制部材19のフック部19bとは反対側の端部は、図5(a)に示すように、略半球状に丸く形成されている。金属の表面を樹脂でコーティングした規制部材19の場合は、図5(b)に示すように、表面の樹脂コーティング部19cを略半球状に形成しても良い。また、フック部19b側の端部も同様に略半球状に形成しても良い。
図6は、図2(a)における規制部材19の近傍を拡大して示す図である。
図6に示すように、対向している内筒部4の外周面4aと外筒部7の内周面7aとの間には、溝4b、溝7bが形成されている部分を除いて微小な隙間Sが介在している。隙間Sの距離、すなわち内筒部4の外周面4aと外筒部7の内周面7a間の距離をdとし、規制部材19の径をDとすると、dとDとの関係は次の条件式を満たすように構成されている。
d < D …(1)
また、図6に示すように、規制部材19の径Dは、内筒部4の溝4b(外筒部7の溝7bについても同様)の深さよりも大きく、溝4bおよび溝7bの半円の断面形状が対向して形成している略円形の直径とほぼ同じ大きさに形成されている。溝4bおよび溝7bの半円の断面形状が対向して形成している略円形の直径、すなわち対向する溝4b、溝7bの底部間の距離をWとすると、Wと規制部材19の径Dとの関係は次の条件式を満たすように構成されている。
W/2 < D < W …(2)
隙間Sの距離dと規制部材19の径Dとの関係、および対向する溝4b、溝7bの底部間の距離Wと規制部材19の径Dとの関係を(1)式および(2)式を満たすように設定すれば、規制部材19は内筒部4の溝4bおよび外筒部7の溝7bの双方に係合する。そうすると、内筒部4と外筒部7とが相対的に軸方向に移動することを規制部材19によって規制することができる。より好ましくは、規制部材19の径Dの値はWの値よりも僅かに小さいくらいが良い。言い換えると、溝4bおよび溝7bは、断面形状が規制部材19の径Dよりも僅かに大きな円の半円の円弧となるように形成すれば良い。そうすると、後述する規制部材19の組付け時においてもスムーズに組付けができ、かつ組付け完了後も内筒部4と外筒部7とがガタつくことがなく、内筒部4と外筒部7との連結部分の強度を保つことができる。
Dの値がW/2の値以下の小さい値であると、規制部材19は内筒部4の溝4bおよび外筒部7の溝7bの双方に係合しにくくなる。その結果、規制部材19は内筒部4と外筒部7の軸方向の相対的な移動を規制することができなくなるおそれがあるので好ましくない。また、Dの値がWの値以上の大きさであると、周方向の空間16内に規制部材19を配置することができなくなってしまい好ましくない。
外筒部7の周壁には、図1(a)に示すように、開口部22が設けられている。開口部22は、図2(b)に示すように、内周面7aの溝7bまで貫通している。すなわち、開口部22は内筒部4の溝4bと外筒部7の溝7bとによって形成された周方向の空間16に連通している。開口部22の径は、規制部材19の径よりも少し大きく形成されている。規制部材19は、後述するように、開口部22から周方向の空間16に挿通されて内筒部4の溝4bおよび外筒部7の溝7bに係合するように組み付けられる。
規制部材19のフック部19bは、規制部材19が両筒部4、7の溝4b、7b間に配置された状態で、図1(a)、図2(b)に示すように、開口部22の縁部に引っ掛けられ、当該規制部材19を外筒部7に係止している。つまり、外筒部7に設けられた開口部22は、縁部が規制部材19を係止する係止部22aとして機能している。
内筒部4の溝4bおよび外筒部7の溝7bにこのような規制部材19を係合させることで、内筒部4と外筒部7とは相対的に回転が可能であるが、被写体(図示省略)からの光が通過する方向、すなわち軸方向には相対的に移動することが規制される。
ここで、規制部材19を金属で構成した場合、内筒部4は金属以外の材料で構成することが好ましい。また、規制部材19を樹脂等の金属以外の材料で構成した場合、あるいは金属の表面を樹脂でコーティングした規制部材19を用いる場合は、内筒部4は金属で構成することが好ましい。つまり、規制部材19の材料と、開口部22が設けられていない方の筒部の材料との接触部は、一方を金属とした場合、他方は非金属とすることが好ましい。これは、規制部材19の材料も内筒部4の材料も金属で構成した場合に金属どうしが固く結合してしまい、外筒部7に対して内筒部4が動かせなくなってしまう畏れがあるからである。しかし、一方は金属、他方は非金属とすることで、規制部材19と内筒部4とが固く結合してしまうことを防止することができる。
このように、本実施形態に係るレンズ鏡筒1は、内筒部4の溝4bおよび外筒部7の溝7bのほぼ全周に亘って規制部材19を取り付けることができるので、以下のような効果を発揮する。
まず、バヨネットを用いた場合に考慮する必要があった内筒部4と外筒部7との相対的な可動範囲を考慮する必要がない。また、規制部材19は内筒部4と外筒部7との連結部のほぼ全周で力を受けることができるので、力を受ける範囲が大きくなり、規制部材19の径を小さくすることが可能となる。規制部材19の径が小さくなると、内筒部4および外筒部7に設ける溝4bおよび溝7bの径を小さくすることができ、溝4b、7bを設けることによる内筒部4および外筒部7の強度の低下を最小限に抑えることができる。
また、大きな変形に耐えられる柔軟な弾性部材で規制部材19を構成しているので、規制部材19を挿入するための開口部22の径は規制部材19の径よりも多少大きく形成すれば良い。その結果、開口部22を設けることによる外筒部7の強度の低下を最小限に抑えることができる。こうして、内筒部4および外筒部7は、連結部分に充分な強度を備えて連結される。
また、固体で且つ潤滑性を有する樹脂材料で規制部材19を構成すれば、潤滑剤の塗布が不要になる。
次に、図7および図8を参照して、規制部材19の組付け方法について説明する。
図7は、規制部材19の組付け方法を示す斜視図である。また、図8は規制部材19の組付けが完了した状態を示す斜視図である。なお、図7および図8においては、内筒部4および外筒部7の厚みは省略して示している。
まず、内筒部4を外筒部7の内周側に挿入し、内筒部4の溝4bと外筒部7の溝7bとが対向するように位置させる(図3参照)。このように位置させると、内筒部4の溝4bと外筒部7の溝7bとによって周方向の空間16が形成される。次に、図7に示すように、外筒部7に設けられた開口部22から規制部材19を周方向の空間16に挿入していく。規制部材19は、フック部19bとは反対側の端部から空間16に挿入していく。フック部19bとは反対側の端部は略半球状に形成されている(図5参照)ので、規制部材19の先端部が周方向の空間16内を図5(a)の矢印で示す方向に進んでも内筒部4の溝4bまたは外筒部7の溝7bに引っ掛かることがなく、スムーズに挿入することができる。また、規制部材19の先端部とこれらの溝4b、溝7bとが接触することで溝4b、溝7bに傷がつくこともない。規制部材19は周方向の空間16の形状、すなわち内筒部4および外筒部7の溝4bおよび溝7bに沿って進み、略円形に弾性変形していく(図7参照)。そしてフック部19bを残して周方向の空間16内に挿入されたら、フック部19bを係止部22aである開口部22の縁部に引っ掛け、規制部材19を外筒部7に係止する(図8参照)。これで規制部材の組付けは完了である。この状態において、図8に示すように、規制部材19は周方向の空間16のほぼ全周に亘って配置され、内筒部4の溝4bおよび外筒部7の溝7bのほぼ全周に亘って係合する。なお、フック部19bの先端も略半球状に形成しておけば、外筒部7の外周面に傷がつくことを防止できる。
ここで、規制部材19を全て周方向の空間16内に挿入してしまうと、規制部材19は内筒部4と外筒部7との間に存在するため、レンズ鏡筒1のメンテナンス時等に内筒部4と外筒部7とを分解することができなくなってしまう。そこで、規制部材19を全て周方向の空間16内に挿入せずにフック部19bを外筒部7の係止部22aに引っ掛けることにより規制部材19の組付け時およびレンズ鏡筒1の使用時に規制部材19が空間16内に吸い込まれてしまうことを防止している。従って、内筒部4と外筒部7とは分解が可能となっている。分解は可能であるが、規制部材19は周方向の空間16のほぼ全周に亘って配置されているので、レンズ鏡筒1の使用中に開口部22から抜け出してくることもない。
なお、本実施形態ではフック部19bを係止部22aに引っ掛けて規制部材19を外筒部7に係止しているが、フック部19bに代えて規制部材19の一方の端部に規制部材19の径よりも大きな径の球状部を形成しても良い。この場合、外筒部7の外周面に当該球状部の曲面と合致する凹部を設ける。そして凹部の底部に開口部22を形成し、規制部材19の球状部が凹部に嵌ることで規制部材19を外筒部7に係止する。
以上説明したように、本実施形態によれば、バヨネットを用いずに充分な強度を備えた連結構造を有するレンズ鏡筒1を提供することができる。
なお、本実施形態では、内筒部4の外周面4aの溝4bと外筒部7の内周面7aの溝7bとは互いに平行に設けられているが、一部が平行であっても良い。また、規制部材19が開口部22から挿入可能であれば、平行に設けられていなくても良い。
また、内筒部4の溝4bおよび外筒部7の溝7bの断面形状は半円に限られない。例えば、幅を規制部材19の径よりも僅かに大きく、深さを規制部材19の半径よりも僅かに大きく形成した長方形の断面形状であっても良い。この場合、溝4bおよび溝7bの断面形状は、対向して略正方形を形成する。
また、外筒部7の外周側および内筒部4の内周側の形状は必ずしも円筒形でなくても良い。例えば外筒部7の外周側および内筒部4の内周側の形状が、断面が四角形等の多角形となる形状であっても、外筒部7の内周面7aおよび内筒部4の外周面4aが円筒形であれば、規制部材19を組付けることができ、上記実施形態と同様の効果が得られる。
また、本実施形態では、開口部22は外筒部7に設けられているが、内筒部4に設けても効果は同様である。また、開口部22を外筒部7と内筒部4の双方に設けて、どちらの開口部からでも規制部材19を挿入することができるようにしても良い。
(第1変形例)
次に、上記実施形態の第1変形例を説明する。
上記実施形態の第1変形例は、規制部材19の形状が上記実施形態と異なっている。第1変形例に係る規制部材19は、図9(a)に示すように、略C字状に形成されたC字状部19dと、一方の端部に形成されたフック部19bとから構成されている。C字状部19dは、内筒部4の溝4bと外筒部7の溝7bとで形成される周方向の空間16の形状に合わせて予め形成してある。他の構成は上記実施形態と同様である。
規制部材19の形状をこのように略C字状19dに予め形成することにより、規制部材19を周方向の空間16に挿入する際、および組付け後においても規制部材19の無駄な変形を抑制することができる。他の効果は上記実施形態と同様である。
(第2変形例)
次に、上記実施形態の第2変形例を説明する。
上記実施形態の第2変形例は、規制部材19の形状が上記実施形態と異なっている。第2変形例に係る規制部材19は、図9(b)に示すように、波型状に形成された波型状部19eと、一方の端部に形成されたフック部19bとから構成されている。他の構成は上記実施形態と同様である。
このような形状の規制部材19を内筒部4の溝4bと外筒部7の溝7bとで形成される周方向の空間16に挿入すると、波型状部19eは周方向の空間16内で溝4b、溝7bに沿って略円形に変形する。略円形に変形した波型状部19eのうち外径側に凸となる部分19fは外筒部7の溝7bに接触し、内径側に凸となる部分19gは内筒部4の溝4bに接触する。そうすると、外筒部7の溝7bに接触する凸部19fは外筒部7を外径方向に付勢し、内筒部4の溝4bに接触する凸部19gは内筒部4を内径方向に付勢する。つまり、規制部材19は内筒部4と外筒部7に対して、内筒部4と外筒部7とを互いに引き離す方向の力を与えることとなる。その結果、内筒部4と外筒部7との連結の強度をより強くすることができ、また、ガタつきを抑えることができる。他の効果は上記実施形態と同様である。
以上、一つの実施形態およびその変形例について、複数の筒が重なる構造のレンズ鏡筒1の例で説明したが、本実施形態はスチルカメラやビデオカメラ等のカメラ装置、さらには望遠鏡、顕微鏡にも適用できる。例えばカメラ装置に適用した場合、規制部材19はレンズ鏡筒1とカメラボディとを連結することができる。また、レンズ鏡筒とレンズフード等のアクセサリーとの連結にも適用できる。カメラ装置に適用すれば、充分な強度を備えた連結構造を有するカメラ装置を提供することができる。また、望遠鏡あるいは顕微鏡に適用した場合、規制部材19は筒部材どうしを連結することができる。望遠鏡あるいは顕微鏡に適用すれば、充分な強度を備えた連結構造を有する望遠鏡あるいは顕微鏡を提供することができる。
このように、本実施形態の規制部材は、筒状の形状を有する部分あるいは部材どうしを充分な強度を備えて連結することができる。
なお、本発明の構成は本実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。
1 レンズ鏡筒
4 内筒部
4a 外周面
4b (外周面の)溝
7 外筒部
7a 内周面
7b (内周面の)溝
10 光通過領域
13 中心軸
16 周方向の空間
19 規制部材
19a 直線部
19b フック部
19c 樹脂コーティング
19d C字状部
19e 波型状部分
19f 外径側の凸部
19g 内径側の凸部
22 開口部
22a 係止部

Claims (8)

  1. 光を通過させる光通過領域の外周側に備えられる第1部材と、
    前記光の通過方向と交差する方向に沿って、前記第1部材の外周面に備えられる第1溝と、
    前記第1部材の前記外周面に対向する内周面を有する第2部材と、
    前記第1溝の備えられた方向に沿って、前記第2部材の前記内周面に備えられる第2溝と、
    前記第1溝および前記第2溝の備えられた方向に沿って前記第1溝および前記第2溝に挿入され、前記光の通過方向について前記第1部材と前記第2部材との相対移動を規制する規制部材とを有することを特徴とする光学機器。
  2. 請求項1に記載された光学機器であって、
    前記規制部材は、線状の弾性部材であることを特徴とする光学機器。
  3. 請求項1または請求項2に記載された光学機器であって、
    前記第1部材および前記第2部材は、円筒形状であり、前記光の通過方向と交差する方向に沿って相対的に回転可能であることを特徴とする光学機器。
  4. 請求項3に記載された光学機器であって、
    前記第1溝および前記第2溝は、互いに平行に円周方向に沿って備えられていることを特徴とする光学機器。
  5. 請求項1から請求項4までの何れか一項に記載された光学機器であって、
    前記第1部材および前記第2部材の少なくとも一方は、前記第1溝および前記第2溝に通じる開口を有することを特徴とする光学機器。
  6. 請求項5に記載された光学機器であって、
    前記第1部材および前記第2部材の少なくとも一方は、前記開口の近傍に前記規制部材を係止可能な係止部を有することを特徴とする光学機器。
  7. 請求項1から請求項6までの何れか一項に記載された光学機器であって、
    前記規制部材は、前記第1溝に接触する第1部分と、前記第2溝に接触する第2部分とを有し、前記第1部分および前記第2部分は、前記第1溝および前記第2溝に前記第1部材と前記第2部材とを引き離す方向の力を与えることを特徴とする光学機器。
  8. 請求項1から請求項7までの何れか一項に記載された光学機器であって、
    前記規制部材は、表面が樹脂で覆われていることを特徴とする光学機器。
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