JP2019179052A - 像ブレ補正装置及び光学機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】鏡筒の小型化に伴い十分な強度を有することが出来ない退避レンズ保持群において、動作信頼性の高い像ブレ補正装置を提供すること。【解決手段】非撮影状態にて退避する退避レンズ保持群を備えるズームレンズ鏡筒において、退避用カム溝部により回転駆動され、退避レンズが光路外の退避した位置に退避駆動される退避レンズ保持群とを具備し、退避レンズ保持群の退避位置を維持する位置規制部と、前記位置規制部と相対する退避レンズ保持群の位置規制部が光軸方向に重なった後に、退避用カム溝部と退避レンズ保持群を非接触状態にする。【選択図】図19

Description

本発明は、銀塩カメラ、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の光学機器に搭載される像ブレ補正装置と、この像ブレ補正装置を備える光学機器に関する。
近年のデジタルカメラ等の撮像装置には、撮影時の像ブレを抑えるための像ブレ補正装置が搭載されているものが多い。
このような像ブレ補正装置として、撮像光学系に組み込まれた補正レンズ又は撮像素子を保持する保持部材を光軸と直交する面内の第1の方向及び第2の方向に移動させることで、撮影時の手ブレにより発生する像ブレを緩和する技術が知られている。
また、所定のレンズ群を他のレンズ群の光軸とは異なる位置に移動させる機構としては、所定のレンズ群を保持するレンズ保持枠を揺動可能に軸支し、バネ付勢して他のレンズ群の光軸と一致する位置でストッパに突き当て停止させておき、沈胴時にはレンズ保持枠にカムを係合させて、バネの付勢力に抗して揺動させ、退避させるように構成されたものが知られている。
特許文献1には、沈胴時にレンズ保持枠を他のレンズ群の光軸と異なる位置に移動させるためにレンズ保持枠と係合することで、レンズ保持枠を揺動させるカム形状を有する第1の係合部材と、第1の係合部材と別の部材でありかつレンズ保持枠と係合する第2の係合部材とを備え、レンズ保持枠は、繰り出し状態から沈胴状態への移行過程で、第1の係合部材のカム形状に係合して揺動させられた後、第2の係合部材に係合させられてさらに揺動させられる像ブレ補正装置が開示されている。
特許第5656005号公報
しかしながら、特許文献1の先行技術では、沈胴時に退避レンズ保持群を揺動させる退避用カム溝形状を有する第1の係合部材と第2の係合部材が同時に退避レンズ保持群を揺動するため、沈胴のタイミングがずれると相手の退避用カム溝にぶつかり破損する可能性がある。また、沈胴時に係合している係合部材及び退避用カム溝にはバネの付勢力等退避に必要な力が常時掛かった状態となる。その力が常時掛かった状態が続くと係合部材及び退避用カム溝にクリープが発生し、退避動作が行えなくなる場合がある。
そこで、本発明は、鏡筒の小型化に伴い十分な強度を有することが出来ない退避レンズ保持群において、動作信頼性の高い像ブレ補正装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る像ブレ補正装置は、
非撮影状態にて退避する退避レンズ保持群を備えるズームレンズ鏡筒において、退避用カム溝部により回転駆動され、退避レンズが光路外に退避した位置に退避駆動される退避レンズ保持群とを具備し、退避レンズ保持群の退避位置を維持する位置規制部と、その位置規制部と相対する退避レンズ保持群の位置規制部が光軸方向に重なった後に、退避用カム溝部と退避レンズ保持群を非接触状態にすることを特徴とする。
本発明によれば、鏡筒の小型化に伴い十分な強度を有することが出来ない退避レンズ保持群において、動作信頼性の高い像ブレ補正装置を提供することが出来る。
本発明の実施形態に係るデジタルカメラを正面側(被写体側)から見た斜視図 図1のデジタルカメラが備えるレンズ鏡筒を正面側から見た斜視図 レンズ鏡筒100の撮影状態(WIDE)における断面図 レンズ鏡筒100の沈胴状態における断面図 本発明の実施形態に係る像ブレ補正装置を正面側から見た斜視図 図5に示す像ブレ補正装置を背面側(結像面側)から見た斜視図 図5の像ブレ補正装置を構成する3群ホルダが撮影位置にあるときの像ブレ補正装置の正面図 図5の像ブレ補正装置を構成する3群ホルダが退避位置にあるときの像ブレ補正装置の正面図 図7に示す3群ホルダが撮影位置にあるときの3群ホルダと3群レバーとの関係を示す裏面図 図8に示す3群ホルダが退避位置にあるときの3群ホルダと3群レバーとの関係を示す裏面図 図8に示す3群ホルダが退避位置にあるときの3群ホルダと3群レバーとの関係を示す斜視図 図5の像ブレ補正装置を含む3群ユニットの側面図 図12中に示す矢視A−Aの3群ホルダが撮影位置にあるときの断面図 図12中に示す矢視A−Aの3群ホルダが退避位置にあるときの断面図 図2のレンズ鏡筒が撮影位置にあるときの像ブレ補正装置の断面図 図2のレンズ鏡筒が撮影位置と退避完了沈胴位置の間にあるときの像ブレ補正装置の断面図 図2のレンズ鏡筒が退避完了沈胴位置にあるときの像ブレ補正装置の断面図 図2のレンズ鏡筒が退避完了沈胴位置にあるときの像ブレ補正装置の中心断面図 図18の2つのレンズホルダの位置規制部付近の拡大図 図2のレンズ鏡筒が沈胴位置にあるときの像ブレ補正装置の断面図 図2のレンズ鏡筒が沈胴位置にあるときの像ブレ補正装置の中心断面図 図21の2つのレンズホルダの位置規制部付近の拡大図
以下に、本発明の実施の形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、本発明に係る像ブレ補正装置を備える光学機器の一例として、所謂、コンパクトタイプのデジタルカメラを取り上げることとする。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
図1は本発明の実施の形態にかかわるデジタルカメラを正面側(被写体側)から見た斜視図である。また、図2は、図1のデジタルカメラが備えるレンズ鏡筒を正面側から見た斜視図である。
本実施形態に係るデジタルカメラは、カメラ本体110の正面側に沈胴式のズームレンズ鏡筒100が配置された構造を有する。レンズ鏡筒100の繰り出し動作/繰り込み動作は、ズーム駆動部105によって行われる。
レンズ鏡筒100は、デジタルカメラの電源をオンにされると、繰り出し動作によって沈胴位置から撮影位置へ移動することで、レンズ鏡筒100を構成する各種レンズが光軸(撮影光軸)上に配置され、これによりデジタルカメラでの撮影が可能になる。レンズ鏡筒100は、撮影位置にあるときには、各種レンズの光軸上での位置が制御されることによって撮影倍率を変更することができるようになっている。デジタルカメラの電源をオフにされると、レンズ鏡筒100の繰り込み動作が行われ、レンズ鏡筒100は撮影位置から沈胴位置へと移行する。
図3は、レンズ鏡筒100が撮影位置(WIDE)にあるときの光軸を含む断面図である。図4は、レンズ鏡筒100が沈胴位置にあるときの光軸を含む断面図である。
レンズ鏡筒100は、1群レンズ群10と、1群レンズ群10を保持する1群ホルダ11と、1群ホルダ11を保持する1群鏡筒12と2群レンズ群20と、2群レンズ群20を保持する2群ホルダ21とを備える。また、レンズ鏡筒100は、2群レンズ群20に隣接して配置される3群レンズ群30と、3群レンズ群30を保持する3群ホルダ31と、4群レンズ群40と、4群レンズ群40を保持する4群ホルダ41とを備える。さらに、固定レンズである5群レンズ50と、5群レンズ50を保持する5群ホルダ51とを備える。5群ホルダ51は、センサホルダ111に形成されている。
1群レンズ群10、1群ホルダ11及び1群鏡筒12は、1群ユニットを構成する。2群レンズ群20と2群ホルダ21は、2群ユニットを構成する。3群レンズ群30と3群ホルダ31は、3群ユニットを構成する。4群レンズ群40と4群ホルダ41は、4群ユニットを構成する。5群レンズ50と5群ホルダ51は、5群ユニットを構成する。1群レンズ群10、2群レンズ群20、3群レンズ群30、4群レンズ群40及び5群レンズ50により、レンズ鏡筒100の撮影光学系が構成されている。
レンズ鏡筒100において、内カム筒101はその内周部に直進筒102を相対回転可能に保持する。内カム筒101の外周部には、周方向に略等間隔で3箇所ずつ設けられたフォロワ101a、内カムカバー係合部101b及び駆動キー101cが設けられている。レンズ鏡筒100の最外周には固定筒103が配置されており、固定筒103の内周部には、カム溝103aが周方向に略等間隔で3箇所に形成されている。
固定筒103の内側には外カム筒104が配置されている。固定筒103の内側に設けられた3箇所のカム溝103aにはそれぞれ、外カム筒104の外周部に周方向に略等間隔で3箇所に設けられたフォロワ(不図示)が係合する。ズーム駆動部105は、外カム筒104を回転駆動する。よって、外カム筒104は、ズーム駆動部105により回転駆動されると、固定筒103に対して回転しながら、カム溝103aのリフトに沿って光軸A方向に移動する。
外カム筒104の内側には、外直進筒106が配置されている。外カム筒104の内周部には、外直進筒106の外周部に形成された円周溝106aと係合するバヨネット爪(不図示)が周方向及び光軸方向に設けられている。また、外直進筒106の外周部には、固定筒103の直進キー溝103bと係合する直進キー(不図示)が設けられている。よって、外直進筒106は、外カム筒104の回転に伴って、直進キー溝103bに沿って光軸A方向に直進移動する。
外直進筒106の内側には、内カムカバー107が配置されている。内カムカバー107には、内カム筒101の内カムカバー係合部101bと係合する3本の係合爪(不図示)と、内カム筒101の駆動キー101cと嵌合する3箇所の回り止め部(不図示)が設けられている。また、内カム筒101に設けられた駆動キー101cは、外カム筒104の内周部に設けられた3本のキー溝(不図示)と係合している。これにより、内カム筒101は外カム筒104と同位相で光軸周りに回転し、内カム筒101の回転に伴って内カムカバー107は内カム筒101と一体的に光軸を中心に回転しながら光軸A方向に移動する。
直進筒102には、直進プレート108が一体的に取り付けられている。直進プレート108には、外直進筒106の内周に設けられた直進キー溝106bと係合する直進キー(不図示)が設けられている。また、直進筒102には、1群ガイドキー(不図示)、2群ガイド溝102a及び3群ガイド溝102bが設けられている。更に、直進筒102には、3群レバー34と当接する退避導入面102e、3群レバー34と当接する退避完了面102f及びフランジ102hが設けられている。直進筒102は、フランジ102h及び直進プレート108によって内カム筒101を光軸を中心として回転可能に保持され、光軸A方向に内カム筒101と一体的に移動する。
1群鏡筒12の内周部には、1群フォロワ13が周方向に略等間隔で6箇所に設けられている。これら6箇所の1群フォロワ13がそれぞれ、内カム筒101の外周部に設けられた6箇所の1群カム溝101dと係合し、直進筒102の1群ガイドキー(不図示)にガイドされることで、1群ホルダ11と1群鏡筒12とが一体的に光軸A方向に進退する。
2群ホルダ21の外周部には、2群フォロワ(不図示)が周方向に略等間隔で3箇所に設けられている。これら3箇所の2群フォロワはそれぞれ、内カム筒101の内周部に設けられた3箇所の2群カム溝101eと係合し、直進筒102の2群ガイド溝102aにガイドされることにより、2群ホルダ21は光軸A方向に進退可能に支持される。2群ホルダ21は、2群フォロワと2群レンズ群20との間に配置される遮光フランジ22を有する。遮光フランジ22は、2群レンズ群20の外周と直進筒102の内周との間を通過して光軸A方向を被写体側から結像面側に向かう光を遮光する。
フォーカス駆動部は、4群レンズ40を保持する4群ホルダ41を光軸A方向に進退させることでフォーカス動作を行う。
レンズ鏡筒100は、カメラ本体110に取り付けられて、固定筒103、撮像素子109、ズーム駆動部105及びフォーカス駆動部(不図示)を支持するセンサホルダ111を備える。
次に、レンズ鏡筒100に組み込まれた像ブレ補正装置について説明する。
図5は、本発明の実施形態に係る像ブレ補正装置を正面側から見た斜視図である。図6は、像ブレ補正装置を背面側(結像面側)から見た斜視図である。
像ブレ補正装置は、図5、図6に示される3群ホルダ31、ホルダシャフト32、3群地板33、3群レバー34、3群レバーシャフト35、3群フレーム36、ホルダトーションバネ37、3群マスク38及びレバートーションバネ39を有する。本実施形態では、像ブレ補正装置は、3群レンズ群30及びその周辺部材からなる3群ユニットに設けられている。
図7は、3群ホルダ31が撮影位置にあるときの像ブレ補正装置の正面図である。図8は、3群ホルダ31が退避位置にあるときの像ブレ補正装置の正面図である。図9は、3群ホルダ31が撮影位置にあるときの3群ホルダ31と3群レバー34との関係を示す裏面図である。図10は、3群ホルダ31が退避位置にあるときの3群ホルダ31と3群レバー34との関係を示す裏面図である。図11は、3群ホルダ31が退避位置にあるときの3群ホルダ31と3群レバー34との関係を示す斜視図である。図12は、像ブレ補正装置を有する3群ユニットの側面図である。図13は、図12中に示す矢視A−Aの断面図であり、3群ホルダ31が撮影位置にあるときの3群ホルダ31と3群レバー34との関係を示す図である。図14は、図12中に示す矢視A−Aの断面図であり、3群ホルダ31が退避位置にあるときの3群ホルダ31と3群レバー34との関係を示す図である。
ホルダシャフト32は、3群ホルダ31に設けられたスリーブ31aに対して光軸Aと平行になるように圧入される。3群レンズ30を保持した3群ホルダ31は、ホルダシャフト32を介して撮影位置と退避位置との間で回動可能に3群フレーム36の軸受に支持され、像ブレ補正時に3群フレーム36と一体的に光軸と直交する平面内を移動する。
3群フレーム36には、3つのボール(不図示)とそれぞれ当接する3箇所のボール受面部36bと、3つのスラストバネ36cの一端がそれぞれ掛止される3つのバネフック36eとが設けられる。また、3群フレーム36には、光軸に直交する面内で互いに周方向に90°離間して配置される一対のマグネット36dと、3群ホルダ31のストッパ部31bが当接する当接面36fが設けられる。
3群ホルダ31に設けられたスリーブ31aには、ホルダトーションバネ37が外挿される。ホルダトーションバネ37は、3群ホルダ31の退避位置から撮影位置の方向へ3群ホルダ31のストッパ部31bが3群フレーム36の当接面36fに当接するように、3群ホルダ31を3群フレーム36に対して付勢する。
3群地板33には、3つのスラストバネ36cのそれぞれの他端が掛止される3箇所のバネフック33aが設けられている。スラストバネ36cの付勢力によって、3つのボール(不図示)はそれぞれ、3群フレーム36のボール受面部36bと3群地板33のボール穴(不図示)との間に挟持された状態で、光軸に直交する面内で転動可能に収納される。
また、3群地板33には、一対のマグネット36dと同位相に配置される一対のコイル(不図示)、3群レバーシャフト35を光軸に平行に軸支する軸受(不図示)が設けられている。一対のコイル(不図示)に通電を行うと、一対のマグネット36dの磁気との間にローレンツ力が発生する。このローレンツ力によって、光軸に直交する面内において3群フレーム36のメカ端36g、36hが3群地板33のメカ端33b、33cに当接する範囲で、3群フレーム36は3群地板33に対して移動可能に支持される。
一対のホール素子301aは一対のマグネット36dと光軸A方向で対向する位置に配置され、ホールセンサホルダ301に保持される。ホールセンサホルダ301は、3群地板33に固定されている。ホール素子301aは、一対のマグネット36dの磁力の方向と大きさの変化を検出し、その検出結果に基づいてカメラ本体110に設けられた制御部(不図示)がホールセンサホルダ301に対する3群フレーム36の位置を求める。
その際、制御部は、カメラ本体110に設けられたジャイロセンサ(不図示)の像ブレ情報に基づいて一対のコイル(不図示)に印加する電圧を制御し、光軸と直交する面内で3群フレーム36を移動させる。こうして3群レンズ30を保持する3群ホルダ31を像ブレを補正する方向に移動させることにより、撮影光学系を通して撮像素子109に結像する被写体像の手ブレ等の振動による像ブレを補正して、像ブレのない画像や映像を得ることができる。
3群ホルダ31には、退避当接面31cが設けられている。3群レバー34には、3群レバーシャフト35と勘合する勘合穴34cと、3群ホルダ31の退避当接面31cと当接する退避当接円筒面34dが設けられている。また、3群レバー34には、直進筒102の退避導入面102eと当接する退避斜面部34aと、直進筒102の退避完了面102fと当接する退避完了面34bが設けられている。3群ホルダ31の被写体側には、3群マスク38が一体的に取り付けられる。また、3群ホルダ31の結像面側には、3群Bマスク38bが一体的に取り付けられる。
3群レバー34は、3群レバーシャフト35を中心に回転可能に3群地板33の軸受33dに支持される。3群レバー34は、3群レバーシャフト35を中心にして取り付けられたレバートーションバネ39によって、撮影時には撮影位置方向に向けて、3群地板33の撮影位置当接面(不図示)に当接するように付勢される。
レンズ鏡筒100の内部における像ブレ補正装置の動作について説明する。
3群地板33の外周部には、周方向に略等間隔で3箇所にフォロワ33eが設けられている。これら3箇所のフォロワ33eはそれぞれ、内カム筒101の内周部に形成された3箇所のカム溝101fと係合し、直進筒102のガイド溝102bにガイドされる。これにより、3群地板33が内カム筒101及び直進筒102に対して光軸A方向に進退可能に支持され、ひいては像ブレ補正装置が光軸A方向に進退可能に支持される。
次に、本発明の特徴について説明する。本発明の特徴は、レンズ鏡筒100が撮影位置から沈胴位置に繰り込む際の像ブレ補正装置の動作にある。
レンズ鏡筒100が撮影位置から沈胴位置に繰り込む際の像ブレ補正装置の動作について、主に図15乃至図22を参照して説明する。
レンズ鏡筒100が図15に示す撮影位置にあるときには、3群レンズ30を保持する3群ホルダ31は、レンズ鏡筒100の光軸上の撮影位置に配置される。このとき、3群レバー34は、退避当接円筒面34dが3群ホルダ31の退避当接面31cに当接しない防振時干渉回避空間に保持される。これにより、像ブレ補正動作時には、3群ホルダ31は3群フレーム36と一体的に光軸Aと直交する面内を移動することができる。
図16に示すようにレンズ鏡筒100の撮影位置(図15)から沈胴位置への繰り込みが開始されると、内カム筒101が回転し、3群地板33の外周部の3箇所に設けられたフォロワ33eがカム溝101fに沿って直進筒102へ近付く方向へ移動する。この動作によって、3群レバー34の退避斜面部34aが直進筒102の退避導入面102eに当接すると、3群レバー34がレバートーションバネ39の付勢力に抗して3群レバーシャフト35を中心に回転し、退避当接円筒面34dが3群ホルダ31の退避当接面31cに当接する。また、3群レバー34の回転によって、3群ホルダ31は、ホルダトーションバネ37の付勢力に抗して光軸A外へ移動する。
レンズ鏡筒100が図17に示す退避完了沈胴位置にあるときには、3群レバー34の退避完了面34bが直進筒102の退避完了面102fに当接する位置まで3群地板33が光軸Aに沿って直進筒102に近づく方向へ移動し、3群ホルダ31は退避位置まで移動する。レンズ鏡筒100では、3群ホルダ31が光軸外の退避位置に移動することにより、撮影位置で3群フレーム36内の3群ホルダ31が占めていた空間に、4群レンズ40を保持する4群ホルダ41及び5群レンズ50を保持する5群ホルダ51が収納される。これにより、レンズ鏡筒100の沈胴時の光軸A方向の厚みを薄くすることが可能となる。この時、3群ホルダ31に設けられている位置規制部31dは、5群ホルダ51に設けられている位置規制部51aと光軸方向において重なっている。図18はレンズ鏡筒が退避完了沈胴位置にあるときの像ブレ補正装置の中心断面図であり、図19は図18の2つのレンズホルダの位置規制部付近の拡大図である。
レンズ鏡筒100の図17に示す退避完了沈胴位置から図20に示す沈胴位置への動作について説明する。図21はレンズ鏡筒が沈胴位置にあるときの像ブレ補正装置の中心断面図であり、図22は図21の2つのレンズホルダの位置規制部付近の拡大図である。
まず、3群レバー34の退避完了面34bが直進筒102の退避解放面102gに当接する位置まで3群地板33が光軸Aに沿って直進筒102に近づく方向に移動する。3群レバー34が退避しない方向に3群レバーシャフト35を中心に回転し、3群ホルダ31の退避位置が光軸Aに近づく。そのため、3群ホルダ31に設けられている位置規制部31dは、5群ホルダ51に設けられている位置規制部51aと当接する。その後、3群レバー34の退避完了面34bが直進筒102の退避解放面102gと当接せずに対向する位置まで3群地板33が光軸Aに沿って直進筒102に近づく方向へ移動する。
レンズ鏡筒100が沈胴位置から撮影位置に繰り出す際の像ブレ補正装置の動作は、図20の状態から図17,図16の状態を経て図15の状態となるように逆を辿る。
沈胴位置にあるときには、3群レバー34及び退避用カム溝である退避導入面102e、退避完了面102f及び退避解放面102gには退避に必要な力が掛かった状態とならない。そのため、レンズ鏡筒100の小型化に伴い十分な強度を有することが出来ない3群レバー34等が原因で、クリープが発生し、退避動作が行えなくなることを防止することが出来る。こうして、小型化に対する信頼性の高い像ブレ補正装置を実現することが出来る。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、材質や形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜、変更することができる。
また、上記実施形態では、本発明に係る像ブレ補正装置を光学機器の一例であるデジタルカメラに適用したが、これに限定されない。即ち、本発明に係る像ブレ補正装置は、デジタルビデオカメラ等の撮像装置、デジタル一眼レフ用の交換レンズ、双眼鏡、望遠鏡或いはフィールドスコープ等の観察装置等の各種の光学機器に適用が可能である。
10 1群レンズ、11 1群ホルダ、20 2群レンズ、21 2群ホルダ、
30 3群レンズ、31 3群ホルダ、32 ホルダシャフト、33 3群地板、
34 3群レバー、35 3群レバーシャフト、36 3群フレーム、
37 ホルダトーションバネ、38 3群マスク、39 レバートーションバネ、
40 4群レンズ、41 4群ホルダ、50 5群レンズ、51 5群ホルダ、
100 ズームレンズ鏡筒、101 内カム筒、102 直進筒、103 固定筒、
104 外カム筒、105 ズーム駆動部、106 外直進筒、
107 内カムカバー、108 直進プレート、109 撮像素子、
110 カメラ本体、111 センサホルダ

Claims (3)

  1. 非撮影状態にて退避する退避レンズ保持群を備えるズームレンズ鏡筒において、退避用カム溝部により回転駆動され、退避レンズが光路外に退避した位置に退避駆動される退避レンズ保持群とを具備し、退避レンズ保持群の退避位置を維持する位置規制部と前記位置規制部と相対する退避レンズ保持群の位置規制部が光軸方向に重なった後に、カム筒と退避レンズ保持群を非接触状態にすることを特徴とするレンズ鏡筒。
  2. 前記退避レンズ保持群の退避位置を維持する位置規制部は、固定部材であることを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  3. 請求項1又は請求項2に記載のレンズ鏡筒を備えた撮像装置。
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