JP4695969B2 - 鏡筒装置及び撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、使用時に筐体から繰り出され非使用時に筐体側に繰り込まれる鏡筒装置及びこれを備えた撮像装置に関する。
従来、この種の撮像装置としてのデジタルカメラは、複数のレンズを光軸方向に移動可能に保持した鏡筒装置であるレンズ鏡筒を筐体に取り付けて構成され、使用時である撮像時に、レンズ鏡筒が広角状態(ワイド状態)から望遠状態(テレ状態)まで筐体に対して被写体側へと繰り出される、すなわち突出するとともに、非使用時である非撮像時に、筐体内へと繰り込まれる、すなわち沈胴する。
そして、このようなデジタルカメラは、近年、一層の小型化が要求されており、特に、非使用時に嵩張らないようにすることが求められている。
そこで、鏡筒本体内に、繰り込み時に一部のレンズを光軸方向と直交する方向に退避させる移動機構を設け、この退避させたレンズの分、このレンズの光軸方向前後に位置する他のレンズを繰り込み時に光軸方向に接近させることで、沈胴状態のレンズ鏡筒の全長を短縮する構成が知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。
特開2003−315861号公報(第4頁、図3) 特開2004−318050号公報(第11頁、図12)
しかしながら、上述のデジタルカメラでは、沈胴状態での全長の短縮には一定の効果を有しているものの、鏡筒本体内にレンズの退避専用の移動機構を別個に設けなければならず、構成が複雑化するという問題点を有している。
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、構成を複雑化させることなく繰り込み状態での全長を短縮できる鏡筒装置及びこれを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
請求項1記載の鏡筒装置は、筐体に設けられ、使用時にこの筐体から繰り出され非使用時に前記筐体側に繰り込まれる鏡筒装置であって、前記繰り出し及び繰り込みに対応して少なくとも一部が光軸方向に移動可能な複数の光学要素と、前記繰り出し状態で前記光学要素の一部を光軸と交差する方向に移動させて被写体像のぶれを防止するとともに、前記繰り込み状態で前記光学要素の一部を光軸と交差する方向に移動させるぶれ防止機構とを具備し、前記ぶれ防止機構は、前記光学要素を光軸方向及びこの光軸と交差する方向に移動可能に保持した光学要素保持枠と、この光学要素保持枠の光軸と交差する方向への移動幅を規制する規制部と、この規制部による前記光学要素保持枠の移動幅を、繰り出し時よりも繰り込み時に大きくする移動幅可変部とを備えているものである。
そして、繰り出し状態で光学要素の一部を光軸と交差する方向に移動させて被写体像のぶれを防止するぶれ防止機構を利用して、繰り込み状態でも光学要素の一部を光軸と交差する方向に移動させることで、光学要素の一部を移動させるための機構を別個に設けることなく、繰り込み状態での光学要素の一部の移動分、他の光学要素を光軸方向に接近させることが可能になり、繰り込み状態での全長が短縮される。また、規制部による光学要素保持枠の光軸と交差する方向への移動幅を、移動幅可変部により繰り出し時よりも繰り込み時に大きくすることで、ぶれ防止機構の大型化が防止されるとともに、繰り込み時に光学要素保持枠を光軸と交差する方向に大きく移動させて、他の光学要素を光軸方向に、より接近させることが可能になる
求項記載の鏡筒装置は、請求項記載の鏡筒装置において、規制部は、固定規制部と、この固定規制部に対して相対的に移動可能な移動規制部とを有し、移動幅可変部は、前記移動規制部を前記固定規制部側へと付勢する付勢手段と、繰り込み時に、前記移動規制部を前記固定規制部に対して前記付勢手段の付勢に抗して離間方向へとガイドするガイド手段とを有しているものである。
そして、規制部の移動規制部を、付勢手段により固定規制部側へと付勢するとともに、繰り込み時に、移動規制部を固定規制部に対して付勢手段の付勢に抗して離間方向へとガイド手段によりガイドすることで、簡単な構成で規制部及び移動可変部が構成され、製造コストが抑制される。
請求項記載の撮像装置は、筐体と、この筐体に取り付けられる請求項1または2記載の鏡筒装置とを具備したものである。
そして、構成を複雑化させることなく繰り込み状態での全長を短縮できる鏡筒装置を備えることで、低コスト化及び全体の小型化が可能になる。
本発明によれば、構成を複雑化させることなく繰り込み状態での全長を短縮できる。
以下、本発明の一実施の形態の撮像装置の構成を図1ないし図3を参照して説明する。
図1において、1は撮像装置としてのデジタルカメラを示し、このデジタルカメラ1は、筐体2と、この筐体2に取り付けられた沈胴式の鏡筒装置としてのレンズ鏡筒3とを備えている。
なお、以下、便宜的に、被写体から結像面に至る光軸に沿って、被写体側である図1に示す左側を前側、結像面側である図1に示す右側を後側とするとともに、光軸に直交する図1に示す上下方向を上下として説明する。
筐体2は、金属、あるいは樹脂などの部材で略中空状に設けられ、図示しないが、例えばシャッタボタン、ファインダ、補助発光部などの各種部品、及び、各種部品の動作を制御する制御用の基板などが内部にそれぞれ組み付けられている。
レンズ鏡筒3は、いわゆる沈胴型のズーム鏡筒装置であり、デジタルカメラ1の使用時すなわち撮像時に、広角状態(ワイド状態)から望遠状態(テレ状態)まで筐体2に対して被写体側へと繰り出されるとともに、デジタルカメラ1の非使用時すなわち非撮像時に、筐体2内へと繰り込まれた図1に示す沈胴状態となるものである。そして、このレンズ鏡筒3は、鏡筒本体5と、この鏡筒本体5に一体的に固定される素子保持枠としてのマスター枠6とを有し、略円筒状に形成されている。
鏡筒本体5は、略筒状の沈胴筒11と、この沈胴筒11に挿入された固定筒ユニット12とを備えている。
沈胴筒11は、レンズ鏡筒3の最外郭を形成するもので、略円筒状に形成されている。また、この沈胴筒11の後端部近傍の内周面には、固定筒ユニット12に対して沈胴筒11を光軸方向に移動させるためのカムフォロア15が複数、それぞれ突設されている。さらに、この沈胴筒11の前端部には、光学要素としてのレンズL1,L2が前側から同軸状に順次嵌着された1群レンズ保持枠17が取り付けられている。そして、この沈胴筒11は、内周に複数の直線溝部18(一つのみ図示)が前後方向に沿って設けられている。
固定筒ユニット12は、略円筒状に形成されたカム筒21と、このカム筒21の内部に挿入された固定筒22とを有し、前側が沈胴筒11の後部から挿入され、かつ、後端部にマスター枠6が一体的に取り付けられている。
カム筒21は、後端部の外周面に、フランジ状のギア部24が突設されている。また、このカム筒21の外周面には、各カムフォロア15が嵌合する1種類の外周カム溝25が、カムフォロア15に対応して複数設けられている。
ギア部24は、周方向に設けられ、図示しないアクチュエータとしてのモータの出力軸に噛合し、このモータの回転により、図1に示すカム筒21を沈胴筒11及び固定筒22に対して周方向に回動可能にするものである。
外周カム溝25は、周方向に沿って設けられ、沈胴筒11に対する固定筒ユニット12のカム筒21の相対的な周方向への回転によって各カムフォロア15がこの外周カム溝25にガイドされることで、沈胴筒11を光軸方向に沿ってガイド可能となっている。
固定筒22は、前側外周に複数の突起28が設けられている。そして、これら突起28が、沈胴筒11の直線溝部18と嵌合することにより、沈胴筒11が、固定筒22に対して光軸方向にガイドされるとともに周方向に周り止めされている。また、固定筒22の内部には、ズーム用の光学要素としてのレンズL3,L4が同軸状に嵌着された略円筒状の2群レンズ保持枠31と、ズーム用の光学要素としてのレンズL5が嵌着された略円筒状の3群レンズ保持枠32と、光学要素としてのレンズL6が嵌着された略円筒状の4群レンズ保持枠33と、フォーカス用の光学要素としてのレンズL7が嵌着された略円筒状の5群レンズ保持枠34とが前側から後側へと順次収容されている。そして、固定筒22内には、マスター枠6から前方へと、ガイド部材としてのシャフト36,37が上下にそれぞれ突設されている。
2群レンズ保持枠31は、シャフト36が挿通される2群ガイド孔41が上側に穿設されているとともに、シャフト37に嵌合する2群切欠部42が下端に切り欠き形成され、これらシャフト36,37により、光軸方向に沿って前後方向に案内されるとともに、周方向に周り止めされている。また、この2群レンズ保持枠31の外周面の上部には、2群嵌合突出部43が突設され、この2群嵌合突出部43は、固定筒22の上部に光軸に平行に切り欠き形成された図示しない直線溝部に嵌合している。さらに、この2群嵌合突出部43の上部には、図示しない2群カムフォロアが取り付けられている。この2群カムフォロアは、カム筒21の内周面に設けられた図示しない2群用内周カム溝に嵌合し、この2群用内周カム溝に沿って2群レンズ保持枠31を光軸方向にガイド可能となっている。
3群レンズ保持枠32は、シャフト36に嵌合する3群切欠部46が上端に切り欠き形成されているとともに、シャフト37が挿通される3群ガイド孔47が下側に穿設され、これらシャフト36,37により、光軸方向に沿って前後方向に案内されるとともに、周方向に周り止めされている。また、この3群レンズ保持枠32の外周面の下部には、3群嵌合突出部48が突設され、この3群嵌合突出部48は、固定筒22の下部に光軸に平行に切り欠き形成された図示しない直線溝部を貫通している。また、この3群嵌合突出部48には、図示しない3群カムフォロアが取り付けられ、この3群カムフォロアは、カム筒21の内周面に設けられた図示しない3群用内周カム溝に嵌合し、この3群用内周カム溝に沿って3群レンズ保持枠32を光軸方向にガイド可能となっている。さらに、この3群レンズ保持枠32の前部には、2群レンズ保持枠31との間に、シャッタ装置Sが一体的に取り付けられている。
4群レンズ保持枠33は、レンズL6を保持する光学要素保持枠としての移動保持枠51と固定保持枠52とを備えている。
移動保持枠51は、略円筒状に形成され、レンズL6の上部にコイル54が後側に向けて取り付けられている。このコイル54は、図示しないフレキシブルプリント基板などを介してカメラ側の制御回路に電気的に接続されている。また、この移動保持枠51の下端部には、後方に向けて、保持枠側規制部であるストッパ55が突設されている。
一方、固定保持枠52は、略円筒状に形成され、移動保持枠51の前側に位置する略円板状の前板部57と、この前板部57に連続し移動保持枠51の外周に位置する略円筒状の筒部58と、この筒部58に連続し移動保持枠51の後側に位置する略円板状の後板部59とにより、移動保持枠51の外周を前側から後側へと断面コ字状に囲むように形成されている。
前板部57の上部には、後方に向けてガイド部61が突設されている。このガイド部61には、シャフト36が挿通される4群ガイド孔63が穿設されている。また、このガイド部61の外周面には4群嵌合突出部64が突設され、この4群嵌合突出部64は、固定筒22に切り欠き形成された図示しない直線溝部を貫通している。また、この4群嵌合突出部64には、図示しない4群カムフォロアが取り付けられ、この4群カムフォロアは、カム筒21の内周面に設けられた図示しない4群用内周カム溝に嵌合し、この4群用内周カム溝に沿って4群レンズ保持枠33を光軸方向にガイド可能となっている。
そして、後板部59の前面上側には、移動保持枠51のコイル54の後側に対向して磁石66が取り付けられている。また、この後板部59の前面下側には、固定規制部としての固定ストッパ67が設けられているとともに、この固定ストッパ67の上部に、移動規制部としての退避ストッパ68が上下方向に摺動可能に保持されている。
コイル54と磁石66とは、図示しない制御回路からのコイル54への通電により、互いの間に電磁気力を発生させて移動保持枠51を光軸に交差、例えば直交する上下方向に移動可能とするものである。
固定ストッパ67は、移動保持枠51のストッパ55よりも下方に設けられ、前端部が、ストッパ55の後端部よりも前側に位置して、移動保持枠51が下方に移動した際にストッパ55の下部が当接するように構成されている。
退避ストッパ68は、移動保持枠51のストッパ55よりも上方に位置して、固定ストッパ67に対して相対的に上下方向に移動可能に設けられている。また、この退避ストッパ68は、後板部59から前方に突出するストッパ片71と、このストッパ片71の後部に設けられたガイド片72とを備えている。
ストッパ片71は、前端部が、ストッパ55の後端部よりも前側に位置して、移動保持枠51が上方に移動した際にストッパ55の上部が当接するように構成されている。この結果、固定ストッパ67と退避ストッパ68のストッパ片71との間の距離により移動保持枠51の上下方向への移動幅が設定される。すなわち、固定ストッパ67と退避ストッパ68とにより、移動保持枠51の上下方向への移動幅を規制する規制部73が構成されている。また、このストッパ片71は、固定保持枠52に上端部が固定された付勢手段としてのコイルスプリング74が基端部の上部に接続され、このコイルスプリング74により、下方すなわち固定ストッパ67側へと付勢されている。
また、ガイド片72は、後側が、後板部59の後方に突出しており、下側に、前側から後側へと上方向に傾斜した傾斜面76が形成されている。この傾斜面76は、5群レンズ保持枠34から前方に突設されたガイド凸部77の前端部に形成されたガイド傾斜面78に摺接しており、このガイド凸部77のガイド傾斜面78とともに、4群レンズ保持枠33と5群レンズ保持枠34との光軸方向の距離が相対的に接近/離間した際に、退避ストッパ68の固定ストッパ67に対する相対的な上下方向位置を上下に可変させるガイド手段79を構成するものである。なお、ガイド凸部77は、マスター枠6に設けられていてもよい。
そして、上記コイルスプリング74とガイド手段79とにより、移動保持枠51の上下移動幅をレンズ鏡筒3の繰り出し時と繰り込み時とで可変する移動幅可変部81が構成され、この移動幅可変部81と上記移動保持枠51、コイル54、磁石66、規制部73、ガイド手段79、及び、筐体2に取り付けられデジタルカメラ1のぶれを検出する図示しないぶれセンサなどとにより、アクチュエータとしてのぶれ防止機構である手ぶれ防止機構82が構成されている。
5群レンズ保持枠34は、シャフト36に嵌合する5群切欠部83が上端に切り欠き形成されているとともに、シャフト37が挿通される5群ガイド孔84が下側に穿設され、これらシャフト36,37により、光軸方向に沿って前後方向に案内されるとともに、周方向に周り止めされている。また、この5群レンズ保持枠34には、固定筒22内でマスター枠6から前方へと突設された図示しないスクリュに螺合される被螺合部が設けられ、このスクリュを、固定筒22内に収容された図示しないアクチュエータとしてのステッピングモータである移動用モータにより回動させることにより、シャフト36,37に沿って前後に移動可能に設けられている。
マスター枠6は、例えばポリカーボネートなどの比較的強度が大きい合成樹脂などにより略板状に形成され、鏡筒本体5の後部全体を閉塞して固定筒ユニット12の後部に取り付けられている。また、このマスター枠6の中央部には、撮像素子としてのCCD86が取り付けられる取付凹部87が前側に突出して形成され、この取付凹部87の前端部の中央に、ローパスフィルタ88が取り付けられる取付孔89が穿設されている。
CCD86は、各種レンズL1〜L7を透過した光束が結像する結像面となるものであり、略四角形状に形成され、この結像が各種回路により画像へと変換される。
また、ローパスフィルタ88は、例えば水晶の複屈折効果を利用して、繰り返しパターンを有する被写体撮像時の輝度モアレ、あるいは偽色の発生などを防止するものである。
次に、上記一実施の形態の動作を説明する。
まず、デジタルカメラ1を撮像可能状態とするためのレンズ鏡筒3の繰り出し動作を説明する。
図1に示す沈胴状態からデジタルカメラ1の電源を投入すると、図示しないモータが駆動され、このモータの出力軸に噛合されたギア部24により、カム筒21が沈胴筒11に対して例えば正面視で反時計回り方向に回動し、沈胴筒11のカムフォロア15がカム筒21の外周カム溝25の形状にガイドされることで、沈胴筒11がカム筒21の回動量に応じて前方へと移動する。
同時に、各レンズ保持枠31,32,33の各カムフォロアが、カム筒21の各内周カム溝の形状にガイドされることで、各レンズ保持枠31,32,33がカム筒21の回動量に応じて前方、あるいは後方へと移動する。
そして、この撮像可能状態では、モータがカム筒21を正面視時計回り、あるいは反時計回りに回動させることで、各レンズ保持枠17,31,32,33を相対的に前後へと移動させてズーム動作をし、かつ、移動用モータがスクリュを回動させることで5群レンズ保持枠34を前後に適宜移動させ、各レンズL1〜L6による結像のフォーカス動作をして、CCD86の結像面上の結像を所定の回路などにより画像に変換する。
このとき、図2に示すように、4群レンズ保持枠33が5群レンズ保持枠34に対して相対的に前側に移動してこれらレンズ保持枠33,34が離間されることで、退避ストッパ68が傾斜面76とガイド傾斜面78との摺動により下方へとガイドされて移動し、コイルスプリング74により退避ストッパ68が所定位置に保持され、固定ストッパ67とストッパ片71との間の距離が移動保持枠51の上下方向の移動の最大のストロークに設定される。
さらに、手ぶれ防止機構82は、例えばシャッタを押す動作などによる撮像時の筐体2のぶれを、ぶれセンサにより検出すると、このぶれに応じてコイル54への通電量などを制御して、移動保持枠51を介して、レンズL6を上下に瞬間的に移動させ、被写体光がCCD86の所定位置に入射されるように調整し、被写体像のぶれを防止する。
一方、レンズ鏡筒3の繰り込み動作は、上記繰り出し動作と逆の動作により行なわれる。
すなわち、レンズ鏡筒3を広角状態とした後、モータによりカム筒21が正面視時計回り方向へ回動されることにより、沈胴筒11のカムフォロア15が外周カム溝25の形状にガイドされるとともに、各レンズ保持枠31,32,33の各カムフォロアが各内周カム溝の形状にガイドされることで沈胴筒11及び各レンズ保持枠31,32,33が適宜移動する。
このとき、図3に示すように、4群レンズ保持枠33が5群レンズ保持枠34に対して相対的に後側に移動してこれらレンズ保持枠33,34が接近することで、退避ストッパ68が傾斜面76とガイド傾斜面78との摺動により上方へとガイドされて移動し、固定ストッパ67とストッパ片71との間の距離が繰り出し時のストロークよりも大きいストロークに設定される。
また、沈胴筒11及び各レンズ保持枠31,32,33の移動に伴い、手ぶれ防止機構82は、コイル54への通電により、移動保持枠51とともにレンズL6を、例えばストッパ55が退避ストッパ68に当接するまで上方向に退避させる。
この結果、3群レンズ保持枠32及び5群レンズ保持枠34と、4群レンズ保持枠33との接触を避け、3群レンズ保持枠32及び5群レンズ保持枠34が4群レンズ保持枠33に、より接近させることが可能になり、レンズ鏡筒3は、最終的に図1に示すように沈胴し、非撮像状態となる。
すなわち、上記一実施の形態によれば、撮像時にレンズL6を光軸と交差する方向に移動させて被写体像の手ぶれを防止する手ぶれ防止機構82を利用して、繰り込み状態でもレンズL6を光軸と交差する方向に移動させることで、このレンズL6を光軸と交差する方向に移動させるための機構を別個に設けることなく、繰り込み状態でのレンズL6の光軸と交差する方向への移動分、その移動により生じた空間にレンズL5,L7を入らせてレンズL6に対してそれぞれ光軸方向に接近させることが可能になり、レンズ鏡筒3の繰り込み状態での全長を短縮できる。
特に、上記一実施の形態では、レンズL6が両凸レンズであるため、レンズL6を光軸に交差する上方向に移動させることで、レンズL6の厚みが中央部よりも薄い下側の部分がレンズL5の後側及びレンズL7の前側に位置するので、繰り込み時にレンズL5,L7を入らせる空間が、より形成されやすくなる。
また、規制部による移動保持枠51の光軸と交差する方向への移動幅を、移動幅可変部により繰り出し時よりも繰り込み時に大きくすることで、例えば予め移動幅を大きくする場合と比較して、手ぶれ防止機構82の大型化を防止できるとともに、繰り込み時に移動保持枠51を光軸と交差する方向に大きく移動させて、レンズL5,L7をレンズL6に対して光軸方向に、より接近させることが可能になる。
具体的に、退避ストッパ68をコイルスプリング74により固定ストッパ67側へと付勢するとともに、繰り込み時に、退避ストッパ68を固定ストッパ67に対して、コイルスプリング74の付勢に抗して離間方向へとガイド手段79によりガイドすることで、簡単な構成で規制部73及び移動幅可変部81を構成でき、製造コストを抑制できる。
さらに、ガイド手段79を、傾斜面76とガイド傾斜面78とにより構成することで、これら傾斜面76とガイド傾斜面78との傾斜角度を可変させることにより、退避ストッパ68の光軸に交差する方向への移動ストロークを容易に設定できる。
そして、構成を複雑化させることなく繰り込み状態での全長を短縮できるレンズ鏡筒3を備えることで、デジタルカメラ1の低コスト化及び全体の小型化が可能になる。
なお、上記一実施の形態において、手ぶれ防止機構82は、コイル54への通電に代えて、移動幅可変部81にて退避ストッパ68と固定ストッパ67と後板部59とを1部品化して、レンズ鏡筒3の繰り出し時及び繰り込み時の移動保持枠51の上下方向への移動と同様の機械的な機構を構成することで移動保持枠51及びレンズL6を光軸に直交する方向に移動させるようにしてもよい。
また、レンズ鏡筒3は、デジタルカメラ1以外の任意の撮像装置、あるいは任意の光学機器にも対応させて用いることが可能である。
さらに、光学要素としては、レンズ以外にも、シャッタ、絞りなどの各種光学要素を対象とすることも可能である。
そして、上記構成は、3群ズームレンズ、あるいは6群ズームレンズなどの他のズーム構成のレンズ鏡筒にも適用できる。
また、規制部73、ガイド手段79及び移動幅可変部81などの各種構成は、上記に限定されるものではない。
本発明の一実施の形態の撮像装置を示す縦断面図である。 同上撮像装置の鏡筒装置の要部を拡大して示す側面図である。 同上鏡筒装置の要部の動作を拡大して示す側面図である。
1 撮像装置としてのデジタルカメラ
2 筐体
3 鏡筒装置としてのレンズ鏡筒
51 光学要素保持枠としての移動保持枠
67 固定規制部としての固定ストッパ
68 移動規制部としての退避ストッパ
73 規制部
74 付勢手段としてのコイルスプリング
79 ガイド手段
81 移動幅可変部
82 ぶれ防止機構としての手ぶれ防止機構
L1〜L7 光学要素としてのレンズ

Claims (3)

  1. 筐体に設けられ、使用時にこの筐体から繰り出され非使用時に前記筐体側に繰り込まれる鏡筒装置であって、
    前記繰り出し及び繰り込みに対応して少なくとも一部が光軸方向に移動可能な複数の光学要素と、
    前記繰り出し状態で前記光学要素の一部を光軸と交差する方向に移動させて被写体像のぶれを防止するとともに、前記繰り込み状態で前記光学要素の一部を光軸と交差する方向に移動させるぶれ防止機構とを具備し、
    前記ぶれ防止機構は、
    前記光学要素を光軸方向及びこの光軸と交差する方向に移動可能に保持した光学要素保持枠と、
    この光学要素保持枠の光軸と交差する方向への移動幅を規制する規制部と、
    この規制部による前記光学要素保持枠の移動幅を、繰り出し時よりも繰り込み時に大きくする移動幅可変部とを備えている
    ことを特徴とした鏡筒装置
  2. 規制部は、
    固定規制部と、
    この固定規制部に対して相対的に移動可能な移動規制部とを有し、
    移動幅可変部は、
    前記移動規制部を前記固定規制部側へと付勢する付勢手段と、
    繰り込み時に、前記移動規制部を前記固定規制部に対して前記付勢手段の付勢に抗して離間方向へとガイドするガイド手段とを有している
    ことを特徴とした請求項記載の鏡筒装置。
  3. 筐体と、
    この筐体に取り付けられる請求項1または2記載の鏡筒装置と
    を具備したことを特徴とした撮像装置。
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