JP4542111B2 - 鏡筒及び撮影装置 - Google Patents

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Description

本発明は、撮影レンズ等を有する鏡筒、及びこれを備えたカメラ等の撮影装置に関するものである。
従来より、デジタルカメラの中には、複数の光学レンズを光軸方向に移動させ撮影倍率を変更するズーム機構を備えるものがある。上述のズーム機構を有するカメラでは、電源が入っているときではズーム鏡筒が突出した状態になっているのが一般的であり、このため、外力の影響を受けやすい。特に近年の撮影レンズでは高倍率化がなされており、その傾向が顕著である。
レンズ鏡筒が外力を受けて変形をしてしまうと撮影画像に影響を与えるだけでなく、最悪の場合にはカメラが使用不可能になってしまうことがある。そのため、レンズ鏡筒は外力に対して一定のレベル程度は強固な構造であることが望まれている。
しかしながら、レンズ鏡筒を外力に対して強固な構造にすることは、レンズ鏡筒が大型化し、それに伴ってカメラも大型化してしまう。そこで、レンズ鏡筒を大型化することなしに、外力の影響を防ぐレンズ鏡筒の構造が、例えば、特許文献1や特許文献2に提案されている。
特許文献1では、固定筒と、固定筒の外周に配置された移動カム環とを備えたレンズ鏡筒において、移動カム環の外周部に、つば部(第1の突起部)を設け、さらに固定筒に、前記つば部と当接可能な受け部(第2の突起部)を設けている。移動カム環が回転し、固定筒のカム溝に追従して沈胴位置からワイド位置に移動する間は、前記つば部は固定筒に設けられた受け部よりも対物側に位置している。そして、撮影可能範囲であるワイド〜テレ間では、常に、前記つば部が受け部より対物側に位置しており、つば部と受け部が当接可能になる。従って、撮影可能領域において衝撃的な外力が移動カム環に働いた場合、固定筒の内周に設けられた受け部で外力を受けて吸収することができる。これにより、レンズ鏡筒の破損を防止している。
上記特許文献2においては、特許文献1の構成の上で、さらに第2の突起部を前記カム溝の撮影領域と略同一平面上に配置することでレンズ鏡筒の厚みを薄くする構造を提案している。
特開2001−324663号公報 特開2006−106463号公報
しかしながら、上記特許文献1のレンズ鏡筒では、光軸方向に対して、鏡筒駆動用のカム溝と前記2つの突起部(第1と第2の突起部)とが平行に配置されているため、光軸方向に厚みが必要になる。その結果、鏡筒は、外力に対して強固な構造となるものの、厚みが増して大型化するという問題があった。
また、上記特許文献2のレンズ鏡筒では、第2の突起部をカム溝の撮影領域と略同一平面上に配置することで鏡筒の厚みを薄くしているが、第1の突起部の分は厚みが増すので、鏡筒が大型化するという問題があった。
本発明は上記従来の問題点に鑑み、外力に対して強固であり、且つ薄型な鏡筒及び撮影装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の鏡筒は、光軸方向に対して直交する方向に形成された被駆動手段を有し光軸方向に進退駆動可能な円筒部材と、前記被駆動手段に係合して前記円筒部材を非撮影領域から撮影可能領域に亘って光軸方向に進退駆動するための円筒部材駆動手段とを備えた鏡筒であって、前記被駆動手段の形成領域における光入射側領域の一部に該被駆動手段に沿ってフランジ部を設け、前記撮影可能領域では、前記円筒部材駆動手段の光入射側の面が前記フランジ部と対面する位置に配置されることで、前記円筒部材駆動手段が前記撮影可能領域にあるときに当該鏡筒に外力が加わった場合に前記円筒部材駆動手段と前記フランジ部とが当接するように構成したことを特徴とする。
また、本発明の鏡筒は、光軸方向に対して直交する方向に形成された被駆動手段、及び追従手段を有する第一の円筒部材と、前記被駆動手段に係合して前記第一の円筒部材を駆動するための円筒部材駆動手段と、前記第一の円筒部材の外周に配置され内部に前記追従手段が追従する被追従手段を有する第二の円筒部材とを備え、前記第一の円筒部材は、前記円筒部材駆動手段により駆動されることにより前記被追従手段に連動して非撮影領域から撮影可能領域に亘って光軸方向に移動可能に構成された鏡筒であって、前記被駆動手段の形成領域における光入射側領域の一部に該被駆動手段に沿ってフランジ部を設け、前記撮影可能領域では、前記円筒部材駆動手段の光入射側の面が前記フランジ部と対面する位置に配置されることで、前記円筒部材駆動手段が前記撮影可能領域にあるときに当該鏡筒に外力が加わった場合に前記円筒部材駆動手段と前記フランジ部とが当接するように構成したことを特徴とする。
また、本発明の撮影装置は、上記鏡筒を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、外力に対して強固であり、且つ薄型な鏡筒を実現することが可能になる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
<撮影装置の構成>
本実施の形態に係る鏡筒を備える撮影装置として例えばデジタルカメラを適用し、その構成について、図1(a),(b)、及び図2(a),(b),(c)を参照して説明する。
図1(a),(b)は、本実施の形態に係る鏡筒を備える撮影装置であるデジタルカメラの外観斜視図であり、同図(a)はデジタルカメラの電源をオフにした状態を示し、同図(b)は、電源をオンにした状態を示している。図2(a),(b),(c)は、本実施の形態に係るデジタルカメラの外観図であり、同図(a)は上面図、同図(b)は背面図、同図(c)は底面図である。
本実施の形態に係るデジタルカメラ14は、撮影倍率を変更できるズーム機構を有するカメラである。図1(a),(b)に示すように、デジタルカメラ14の正面には、被写体の構図を決めるファインダ4、測光測距を行う場合の光源の補助を行う補助光部19、ストロボ70、及び撮影レンズ鏡筒11が構成されている。
また、図2(a),(b),(c)に示すように、デジタルカメラ14の上面には、レリーズボタン15、電源切換えボタン17、及びズーム切換えスイッチ16が配設されている。さらに、その底面には、三脚取付部27が配備されると共に、メモリカードドライブ42(図7参照)及びバッテリー挿入部(不図示)が内蔵されているカードバッテリーカバー28が配置されている。また、デジタルカメラ14の背面には、操作ボタン21,22,23,24,25,26が配置されて様々な機能切換えを行うことができ、例えばカメラの動作モードとして、例えば撮影モード、再生モード、動画撮影モード等の選択を行う。
さらに、デジタルカメラ14の背面には、LCDより成るディスプレイ20及びファインダ接眼部4aが配設されている。ディスプレイ20は、メモリ40(図7参照)に保存された画像データやメモリカードから読み込んだ画像データを画面上に表示する。また、モードを選択すると複数の撮影データを縮小して画面表示したりすることもできる。
<鏡筒ユニットの構成>
次に、本形態に係るデジタルカメラ14に備えられた鏡筒ユニットの構造について、図3、図4、図5、図6及び図7を参照して説明する。
図3は、本実施の形態に係る鏡筒ユニットの構造を示す斜視図であり、図4は、本実施の形態に係る鏡筒ユニットの構造を示す断面図である。図5は、本実施の形態に係る鏡筒ユニットの構造を示す正面図である。また、図6は、本実施の形態に係る鏡筒ユニットの電源オフ時の構成を示す側面図であり、図7は、本実施の形態に係る鏡筒ユニットの撮影可能領域時の構成を示す側面図である。
図3及び図4に示すように、本実施の形態の鏡筒ユニットは、移動カム環1を有し、移動カム環1の外周には固定筒2が配置されている。移動カム環1は、ナルトギア3によってズームギア部1cが駆動し、固定筒2の内周に沿って回転するようになっている。ナルトギア3は、ズームモータ駆動部29(図10参照)によって回転を受けることにより動作することができる。
固定筒2の内周には、カム形状のカム溝2aが形成されており、移動カム環1に具備されているフォロワーピン1aがカム溝2aを追従することによって、移動カム環1が光軸方向に移動するようになっている。また、移動カム環1の内周にはカム溝1dが配置されている。撮影レンズ鏡筒11に具備されている突起部(不図示)がカム溝1dを追従することによって、撮影レンズ鏡筒11は、光入射側と撮像デバイス37(図10参照)とを結ぶ光軸の方向に移動する。即ち、非撮影領域から撮影可能領域へ繰り出し動作を行い、また撮影可能領域から非撮影領域へ繰り込み動作を行う。
カム溝2aは、固定筒2の円周に沿って3箇所、120度等分に配置されている。それに伴って、図5に示すようにカム溝2aに追従するフォロワーピン1aも120度等分に配置されている。そして、移動カム環1のズームギア部1cと係合するナルトギア3が固定筒2に設置されている。
ナルトギア3は、ズームモーター駆動部29の駆動によって回転され、それに伴って移動カム環1が回転する。移動カム環1はカム形状であるカム溝2aの形状に従って光軸方向に前後動作する。撮影レンズ鏡筒11にも不図示の連動ピンが具備されており、移動カム環1の内周に具備されているカム形状であるカム溝1dに該連動ピンが追従することで撮影レンズ鏡筒11も光軸方向に前後動する。
以上のようにして、撮影レンズ鏡筒11は、図1(a)に示す電源オフの状態から図1(b)に示す電源オンの繰り出し状態へと動作することができる。電源オフの状態の鏡筒ユニットは、図6に示すように、ナルトギア3の後端(撮像デバイス側)とズームギア部1cとが噛み合った状態である。また、電源オンの繰り出し状態では、図3及び図7に示すように、ナルトギア3の前端(光入射側)とズームギア部1cとが噛み合った状態となる。
本実施の形態では、図3及び図7に示すように、移動カム環1に形成されているズームギア部1cの形成領域における光入射側の領域の一部にフランジ部1bが配備されている。そして、フランジ部1bの背面側(撮像デバイス側)にナルトギア3が入り込むようになっている。ズームギア部1cは、図5に示すように、3つのフォロワーピン1aのうちの2つのピン間に亘って移動カム環1に、光軸方向に直交する方向に配設されている。3つのフォロワーピン1aは、固定筒2の円周に沿って120度等分で配備されている。
フランジ部1bは、前記ズームギア部1cの幅の略半分の幅で該ズームギア部1cの形成方向に沿って所定の長さで配備されている。
ズームギア部1cにおけるフランジ部1bが配備されていない部分で、電源オン時或いは電源オフ時における移動カム環1の光軸方向への往復移動を行えるようにしている。そして、図1(b)に示すような撮影可能領域、つまりワイド撮影からテレ撮影の状態では、図3及び図7に示すように、フランジ部1bの背面(撮像デバイス側の面)にナルトギア3が対面するように配置される。換言すれば、撮影可能領域では、ナルトギア3の光入射側の端面にフランジ部1bの背面が対面するように配置される。
以上のような構成にすると、電源オンで撮影可能領域になって撮影レンズ鏡筒11が繰り出された状態で、ユーザが不注意でカメラを落としたりして撮影レンズ鏡筒11に外力が加わった時には、本実施の形態の鏡筒ユニットは次のように作用する。
即ち、撮影可能領域になって撮影レンズ鏡筒11が繰り出されると、ナルトギア3の端面がフランジ部1bの背面を受けることができるように配置される。このとき、撮影レンズ鏡筒11に外力が加わると、フランジ部1bがナルトギア3の端面に当接し、その荷重がナルトギア3の端面で吸収される。これにより、鏡筒ユニットの破壊を防止することができる。
<本実施の形態の利点>
本実施の形態の鏡筒ユニットによれば、落下等により外部から衝撃が加わった場合でも、フランジ部1bがナルトギア3の端面に当接し、その荷重をナルトギア3の端面で吸収するので、鏡筒ユニットの破壊を防止することができる。さらに、フォロワーピン1aとフランジ部1bとズームギア部1cが光軸方向に垂直に配置されるため、従来技術のように鏡筒の厚みが増すことがない。このように、本実施の形態の破壊防止機構を有する鏡筒ユニットは、外力に対して強固であり、且つ光軸方向に薄型に構成することができる。
<本実施の形態の変形例>
本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変形を行うことが可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。
(1)図5において、ズームギア部1cの箇所に上記した実施の形態の破壊防止機構を講じ、さらに±120度回転した部分には、前述した特許文献1に示すような構成のリブ状の突起部(第1と第2の突起部)を設ける。そして、固定筒2上に設けた突起部(第2の突起部)にて荷重を吸収する構成にすれば、120度毎に衝撃吸収を行うことができ、撮影レンズ鏡筒11の破壊はほとんど防止することができる。
(2)図8及び図9は、本発明の他の実施の形態に係る鏡筒ユニットの構成を示す構成図であり、図8は固定筒2の断面図、図9は移動カム環1の側面図である。この例では、図9に示すように固定筒2の内面で且つナルトギア3の前方にリブ状の衝撃吸収部材2bを配置する。また、移動カム環1のズームギア部1cの前方には、上記実施の形態と同様にフランジ部1bを配置するが、そのフランジ部1bには溝状の衝撃吸収移動部1eが形成されている。
そして、撮影レンズ鏡筒11が撮影可能領域、つまりワイド撮影からテレ撮影状態では衝撃吸収部材2bが衝撃吸収移動部1eに入り込む。即ち、撮影可能領域では、フランジ部1bの背面に、固定筒2に具備されている衝撃吸収部材2bが配置され、さらにその背面にナルトギア3が配置される。
電源オンで撮影可能領域になって撮影レンズ鏡筒11が繰り出した状態で、ユーザが不注意でカメラを落としたりして撮影レンズ鏡筒11に外力が加わった時には、次のように作用する。即ち、撮影レンズ鏡筒11が繰り出した状態で、撮影レンズ鏡筒11に外力が加わると、フランジ部1bが衝撃吸収部材2bに当接して、荷重を衝撃吸収部材2bで吸収する。これにより、撮影レンズ鏡筒11の破壊を防止することができる。
但し、本例では、通常の撮影時には、フランジ部1bと他の部材は接触していない構成とする。このことで、通常の撮影時は精度のある撮影を行うことができる。即ち、本例では、鏡筒ユニットに衝撃が加わった時のみフランジ部1bと衝撃吸収部材2bが当接し、鏡筒ユニットの破壊を防止することができるようにした構成である。
<撮影装置の電気的構成及び動作>
以下、上記した本実施の形態の鏡筒ユニットを備えた撮影装置の電気的構成及び動作について、図10及び図11を参照して説明する。
図10は、本実施の形態に係るデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
図10に示すように、本実施の形態に係るデジタルカメラ14の制御部100は、CPU46、ROM45、及びRAM47で構成されている。この制御部100には、バス44を介してレリーズボタン15、操作ボタン21〜26、ディスプレイ20、メモリ40、メモリカードドライブ42等の各種構成要素が接続されている。
バス44を介して制御部100と接続する駆動回路43には、ズームモータ駆動部29、フォーカスモータ駆動部31、シャッタ駆動部33、CCDやCMOS等の撮像デバイス37、及びストロボ7等の機能構成要素が接続されている。そして、駆動回路43は、制御部100からの信号により、これら各機能構成要素の駆動を制御することになる。ROM45には、上述の各機能構成要素を制御するプログラムが記憶され、RAM47には各制御プログラムに必要なデータが記憶されている。
次に、本実施の形態のデジタルカメラの全体的な動作について説明する。
使用者が電源切換えボタン17を操作することで電源をオフからオンにすると、CPU46はROM45から必要な制御プログラムを読み出して初期動作を開始する。つまり撮影レンズ鏡筒11を所定の撮影可能領域に移動させ、撮影機能を立ち上げて、撮影スタンバイ状態になる。
撮影を行うためにレリーズボタン15を押すと、撮像デバイス37により被写体の明るさを検知し、その測光値に基づき絞り値やシャッタスピード、またストロボ7を発光するかどうかを判断する。また、予め操作ボタン22によって使用者がストロボ7を強制的に発光させるか、発光させないかを選択することもできる。
次に測距を行い、被写体との距離を測定してフォーカスモータ駆動部31を駆動することにより所定のフォーカス位置へフォーカス部30を移動させる。そして、シャッタ部32の開閉を行い、所望の画像を撮像デバイス37に取り込む。撮像デバイス37には、露光制御値に基づいて入射した光の光量に応じた電荷が蓄積され、その電荷が画像信号となり、アナログ信号処理部36へと出力される。
アナログ信号処理部36では、取り込まれた画像データにアナログ処理を施し、A/D変換部38に出力する。A/D変換部38では取り込まれたアナログデータをデジタルデータに変換する。このデジタルデータをデジタル信号処理部39に出力し、ここでデジタルデータの処理を行う。最終的にデジタルデータはメモリ40に記憶されることになる。
メモリ40に記憶されたデータは操作ボタン23の操作によって圧縮伸張部41によりJPEGやTIFF等の圧縮加工等を施しメモリカードに出力され記憶される。また、メモリ40を持たないデジタルカメラの場合は、デジタル信号処理部39で処理されたデジタルデータを圧縮伸張部41に出力し、メモリカードドライブ42へ記憶させることになる。
メモリ40に記憶された画像データやメモリカードドライブ42に記憶されている画像データを圧縮伸張部41によって伸張処理を行い、その画像データをバス44を介してディスプレイ20に表示させることができる。このディスプレイ20上のデータを使用者が見ることで、その画像が不必要であると判断すると使用者は操作ボタン24の操作によって消去することができる。
ズームスイッチ16を操作することにより駆動回路43を介してズームモータ駆動部29を制御することにより、撮影レンズ鏡筒11をレンズの光軸方向に移動させる。また、ディスプレイ20上に表示されている記憶画像をズームスイッチ16の操作で拡大及び縮小、いわゆるデジタルズームを行うことができる。
次に、本実施の形態に係る鏡筒ユニットを具備した撮影装置であるデジタルカメラの電源オンから撮影終了までの動作について、図11を参照して説明する。
図11は、本実施の形態に係るデジタルカメラの電源オンから撮影終了までの動作を示すフローチャートである。
使用者が撮影装置の電源をオンすると(ステップS11)、CPU46よりズームモータ駆動部29に指令を送り、鏡筒駆動モータをCW回転させる(ステップS12)。その後、所定の動作を行い、撮影レンズ鏡筒11が撮影位置に移動したことが確認できたら停止させる(ステップS13)。このとき、図1(a)の状態から図1(b)の状態へ鏡筒ユニットの状態は変化する。
次に使用者がレリーズボタン15をオンすると(ステップS14)、測光を行い、被写体の輝度情報を得る(ステップS15)。得られた輝度情報が既定の輝度より高輝度の場合(ステップS16)、絞り部34を光軸内に侵入させ、入射光量を変化させる(ステップS17)。得られた輝度情報が既定の輝度より低輝度の場合、絞り部34の動作は行わず光軸より退避した状態にしておく。
その後フォーカス部30を作動させて、被写体のピントが合う位置へ移動させ(ステップS18)、そこで画像の取り込みを開始する(ステップS19)。次にシャッタ部32を開状態から閉状態へ移動させ(ステップS20)、入射光量を遮り、画像取り込みは終了となる(ステップS21)。その後、絞り部34を光軸から退避させ(ステップS22)、フォーカス部30を初期位置に移動させて動作終了となる(ステップS23)。
実施の形態に係る鏡筒を備える撮影装置であるデジタルカメラの外観斜視図である。 実施の形態に係るデジタルカメラの外観図である。 実施の形態に係る鏡筒ユニットの構造を示す斜視図である。 実施の形態に係る鏡筒ユニットの構造を示す断面図である。 実施の形態に係る鏡筒ユニットの構造を示す正面図である。 実施の形態に係る鏡筒ユニットの電源オフ時の構成を示す側面図である。 実施の形態に係る鏡筒ユニットの撮影可能領域時の構成を示す側面図である。 他の実施の形態に係る鏡筒ユニットの構成を示す側面図である。 他の実施の形態に係る鏡筒ユニットの構成を示す断面図である。 実施の形態に係るデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。 実施の形態に係るデジタルカメラの電源オンから撮影終了までの動作を示すフローチャートである。
符号の説明
1 移動カム環(第一の円筒部材)
1a フォロワーピン(追従手段)
1b フランジ部
1c ズームギア部(被駆動手段)
2 固定筒(第二の円筒部材)
2a カム溝(被追従手段)
2b 衝撃吸収部材(衝撃吸収手段)
3 ナルトギア(円筒部材駆動手段)
11 撮影レンズ鏡筒
14 デジタルカメラ(撮影装置)

Claims (5)

  1. 光軸方向に対して直交する方向に形成された被駆動手段を有し光軸方向に進退駆動可能な円筒部材と、前記被駆動手段に係合して前記円筒部材を非撮影領域から撮影可能領域に亘って光軸方向に進退駆動するための円筒部材駆動手段とを備えた鏡筒であって、
    前記被駆動手段の形成領域における光入射側領域の一部に該被駆動手段に沿ってフランジ部を設け、
    前記撮影可能領域では、前記円筒部材駆動手段の光入射側の面が前記フランジ部と対面する位置に配置されることで、前記円筒部材駆動手段が前記撮影可能領域にあるときに当該鏡筒に外力が加わった場合に前記円筒部材駆動手段と前記フランジ部とが当接するように構成したことを特徴とする鏡筒。
  2. 光軸方向に対して直交する方向に形成された被駆動手段、及び追従手段を有する第一の円筒部材と、前記被駆動手段に係合して前記第一の円筒部材を駆動するための円筒部材駆動手段と、前記第一の円筒部材の外周に配置され内部に前記追従手段が追従する被追従手段を有する第二の円筒部材とを備え、前記第一の円筒部材は、前記円筒部材駆動手段により駆動されることにより前記被追従手段に連動して非撮影領域から撮影可能領域に亘って光軸方向に移動可能に構成された鏡筒であって、
    前記被駆動手段の形成領域における光入射側領域の一部に該被駆動手段に沿ってフランジ部を設け、
    前記撮影可能領域では、前記円筒部材駆動手段の光入射側の面が前記フランジ部と対面する位置に配置されることで、前記円筒部材駆動手段が前記撮影可能領域にあるときに当該鏡筒に外力が加わった場合に前記円筒部材駆動手段と前記フランジ部とが当接するように構成したことを特徴とする鏡筒。
  3. 前記第二の円筒部材の内面で且つ前記円筒部材駆動手段の光入射側に衝撃吸収手段を設け、
    前記撮影可能領域では、前記円筒部材駆動手段の光入射側の面が前記衝撃吸収手段を介して前記フランジ部と対面するように配置される構成としたことを特徴とする請求項2に記載の鏡筒。
  4. 前記第一の円筒部材は、撮影可能領域では光軸方向に移動しないことを特徴とする請求項2または3に記載の鏡筒。
  5. 請求項1乃至4のいずれかの1項に記載された鏡筒を備えたことを特徴とする撮影装置。
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