JP5157640B2 - 光学装置、レンズ鏡筒及びカメラ - Google Patents

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Description

本発明は、光学装置、レンズ鏡筒及びカメラに関するものである。
従来、光学装置、例えばレンズ鏡筒において、レンズ鏡筒内に配されたシャッタとそのシャッタを制御する回路基板等の、電気的接続が必要な2部材の間を電気的に接続するために、フレキシブルプリント基板(以下、FPCという)が使用されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−140022号公報
しかし、FPCを使用する場合、レンズ鏡筒が収縮する際のFPCの収納用スペースが必要である。また、FPCは曲げ部の“しごき”などを繰り返すことにより、疲労などにより断線する可能性がある。さらに、FPC自身が光を反射し、ゴースト等を生じる場合があり、これを防止するために反射防止剤を塗布するとコストが高くなる。また、FPCが鏡筒駆動時の負荷になったり、設計通りの動きをせずに鏡筒動作を阻害したりするという問題がある。
本発明の課題は、レンズ鏡筒内に配置された電子部品(モータ、シャッタ、投受光センサーなど)と、これらを駆動する制御回路を電気的に接続するのに、FPCを使用せずに接続することである。
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。
請求項1に記載の発明は、互いに電気的接続が必要な第1及び第2電気部材(14,84)と、レンズ(L3)と、前記レンズを固定するレンズ固定部材(70)と、を有する光学装置(1)であって、前記レンズ固定部材(70)は、メッキ可能な第1材料(77)と前記メッキが付き難い第2材料(78)との二色成型で製造されるとともに、前記第1材料(77)の表面に導電性メッキが施されたメッキ部(79)を有し、前記レンズ固定部材(70)の前記メッキ部(79)は前記第1電気部材(14)と導通し、前記レンズ固定部材(70)の前記メッキ部(79)が前記第1電気部材(14)と導通するために当該メッキ部(79)以外の導電部材(90)と接続する箇所と、前記第2電気部材(84)とは、前記レンズ固定部材(70)の少なくとも一部を挟んで位置し、前記第1材料(77)及び前記第2材料(78)のいずれも成型されていない空間を通る導電部材(85)を介して、前記レンズ固定部材(70)の前記メッキ部(79)と前記第2電気部材(84)とが導通することで、前記第1電気部材(14)と前記第2電気部材(84)とが互いに電気的接続したことを特徴とする光学装置(1)である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光学装置であって、前記レンズ固定部材(70)を前記レンズ(L3)の光軸方向に摺動可能に支持する筒部材(30)を備え、前記筒部材(30)は、メッキ可能な第1材料(34)と前記メッキが付き難い第2材料(35)との二色成型で製造されるとともに、前記第1材料(34)の表面に導電性メッキが施されたメッキ部(36)を有し、前記筒部材(30)の前記メッキ部(36)は、前記筒部材(30)の少なくとも内周面に形成され、前記筒部材(30)の前記メッキ部(36)は前記第1電気部材(14)と導通し、前記レンズ固定部材(70)の前記メッキ部(79)に導通して取り付けられたバネ性を有する導電接片(90)が、前記筒部材(30)の内周面に形成された前記メッキ部(36)と摺動可能に導通することを特徴とする光学装置(1)である。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の光学装置であって、前記レンズ固定部材(70)は、前記第1材料(77)及び前記第2材料(78)のいずれも成型されていない空間として開口部(76)を有し、前記開口部(76)を通る導電部材(85)を介して、前記レンズ固定部材(70)の前記メッキ部(79)と前記第2電気部材(84)とが導通したことを特徴とする光学装置(1)である。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学装置であって、前記第2電気部材(84)は、前記レンズ(L3)の被写体側に位置するシャッタ絞りを駆動する駆動部であることを特徴とする光学装置(1)である。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学装置(1)を備えることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学装置(1)を備えることを特徴とするカメラである。
本発明によれば、レンズ鏡筒内に配置された電子部品(モータ、シャッタ、投受光センサーなど)と、これらを駆動する制御回路を電気的に接続するのに、FPCを使用せずに接続することができる。
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図には、説明と理解を容易にするために、xyz直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸Aを水平として横長の画像を撮影する場合のカメラの位置(以下、通常の撮影位置という)において撮影者から見て左側に向かう方向をxプラス方向とする。また、通常の撮影位置において上側に向かう方向をyプラス方向とする。さらに、通常の撮影位置において被写体に向かう方向をzプラス方向とする。
本実施形態のレンズ鏡筒1は、例えば、レンズ非交換式のデジタルカメラの撮影用レンズ鏡筒に用いられる沈胴式のレンズ鏡筒である。図1から図3までの各図は、レンズ鏡筒1の光軸Aを含む断面におけるyプラス側断面図であって、図1は、レンズ鏡筒1の沈胴状態(収納状態)を示し、図2及び図3は、それぞれレンズ鏡筒1におけるワイド状態及びテレ状態を示している。
レンズ鏡筒1は、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、CCD10、光学ローパスフィルタ(LPF)11、CCD台12、第4レンズ群室13、メイン基板14、外観カバー20、固定筒30、外側直進筒40、第1レンズ群筒50、カム筒60、内側直進筒70、第2レンズ群筒80を備える。
第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4は、4群構成のズームレンズを構成するものであって、光軸A方向に沿って被写体側(被写体側)から順次配列されている。
CCD10は、上述したズームレンズが結像する被写体像を電気的な信号に変換する固体撮像素子であり、第4レンズ群L4の射出側に配置されている。LPF11は、CCD10が取得する画像上におけるモアレの発生を防止するものであって、CCD10の撮像面に近接した位置に設けられている。
CCD台12は、レンズ鏡筒1の光軸A方向像側の端部に設けられた円板状の部材であって、光軸Aに対して略直交して配置されている。CCD台12の中央部にはCCD10及びLPF11が固定されている。また、CCD台12のyプラス方向の一部分には、開口部15が設けられている。この開口部15には、後述する固定筒30から延びる突出部33が挿通される。
メイン基板14は、CCD台12よりもzマイナス側において、その下部がCCD台12のyプラス側と重なるように配置されている。メイン基板14のzマイナス側面には、カメラの各種動作を制御するCPU(図示せず)や電源供給ライン(図示せず)等が配置されている。そしてメイン基板14のCPUや電源供給ラインからは、導電性を有し、かつバネ性を有する材料で製造された第1接片16がyマイナス方向に延びている。第1接片16はそのyマイナス方向の端部において、折れ曲がってメイン基板14を挟んで斜め上(yプラスかつzプラス方向)に延び、メイン基板14の被写体側面(zプラス側面)側において後述する固定筒30の突出部33の内面と接触している。
第4レンズ群室13は、CCD10及びLPF11より光軸A方向被写体側の位置に配置された円環状の部材であり、その内径側に第4レンズ群L4が固定されている。また、外観カバー20は、カメラボディ(筐体)と一体に形成された筒体であって、カメラボディの被写体側から突き出して形成されている。
固定筒30は、外観カバー20の内径側に配置される筒体であって、CCD台12に対して固定されている。固定筒30は、その内周面にカム筒60と係合するヘリコイド31、及び、外側直進筒40の突起42及び内側直進筒70の突起72がそれぞれ挿入される直進案内溝32が形成されている。固定筒30のzマイナス側の一部はCCD台12における開口部15から突き出す前述の突出部33が設けられている。
固定筒30は、導電性プラスチックで成型された第1材料34(金属メッキ可能)と、絶縁性プラスチックで成型された第2材料35(金属メッキが付き難い)との二色成型で製造されており、第1材料34としては、導電性プラスチックとして種々のタイプのものが利用できるが、例えばABS,ポリカーボネート、ポリアセタールなどの熱可塑性プラスチック、またはフェノール、ポリエステル、エポキシなどの熱硬化性プラスチックの中から適宜選択される。第2材料35としては、絶縁性プラスチックとして上記と同じものが選択される。例えば、第1材料34としてメッキ用ABS樹脂、第2材料35としてポリカーボネートが使用され、メッキ部分36のメッキは金メッキである。
二色成型は、一例を示すと、金型に第2材料35を注入して固定筒30のベースとしての筒体部分を成型し、次にその型の一部を交換又は移動して、その交換又は移動によって形成された空間に第1材料34を注入して行う。このように成型することにより、第1材料34が配置された部分は、第1材料34と第2材料35との二層で構成される。固定筒30において第1材料34は、その固定筒30の内周面において、zマイナス側端部から被写体側(zプラス側)端部まで光軸Aに沿って延びる2本のラインを形成している。この二色成型で製造された部材に対し、化学メッキ処理を行うと、メッキ可能な第1材料34の表面にのみメッキが施され、メッキが付き難い第2材料35の表面はメッキされない。化学メッキ処理としては、まず第1材料34の表面に下地として銅をメッキする化学メッキ処理を行い、次に、銅の上に金をメッキする化学メッキ処理を行う。これにより、固定筒30のzマイナス側端部からzプラス側端部まで光軸Aに沿って延びる2本のライン状の金メッキ部分36が形成される。なおメッキ処理については例えば特開昭58−96795号公報に開示された技術を利用することができる。
外側直進筒40は、固定筒30の内径側に挿入される筒体であり、内周面に第1レンズ群筒50を直進案内する直進案内溝41が形成されている。また、外側直進筒40は、zマイナス側の外周面に固定筒30の直進案内溝32に挿入される突起42を備えている。
第1レンズ群筒50は、外側直進筒40の内径側でありかつカム筒60の外径側に配置されている。また、第1レンズ群筒50は、その内周面であって光軸A方向像側の部分にカムフォロワピン51が設けられるとともに、その外周面に外側直進筒40の直進案内溝41に挿入される突起52を備えている。さらに、第1レンズ群筒50は、光軸A方向被写体側の内径側に第1レンズ群L1が固定される円環状の部材である第1レンズ群室53がネジ結合によって固定されている。
カム筒60は、第1レンズ群筒50の内径側に挿入される筒体であって、外周面に第1レンズ群筒50のカムフォロワピン51が挿入されるカム溝54が形成されるとともに、内周面に第2レンズ群筒80を駆動するカムフォロアピン81が挿入されるカム溝61が形成されている。このカム筒60は、レンズ鏡筒1の沈胴状態、ワイド状態、及びテレ状態との間の移行に伴う駆動時(以下、単に「レンズ鏡筒1の駆動時」と称する)に図示しない駆動装置によって光軸A回りに回転駆動されることによって、外側直進筒40、第1レンズ群筒50、内側直進筒70、及び、第2レンズ群筒80を光軸A方向に駆動するものである。
カム筒60は、光軸A方向像側の端部に径方向外側に突き出して形成された円環状のフランジ部62を備えており、このフランジ部62の外周面は、固定筒30のヘリコイド31に係合している。
図4は内側直進筒70の斜視図である。内側直進筒70は、カム筒60の内径側に挿入される筒体であって、光軸A方向に沿って延びる延在部75と、光軸A方向像側の端部に径方向外側に突き出して形成された円環状のフランジ部71と、延在部75の内径側に設けられた第3レンズ群室74とを備えている。
フランジ部71は、その外周面に固定筒30の直進案内溝32に挿入される突起72が突き出して形成されている。また、フランジ部71は、その外周面に周方向に形成された溝部73(図1〜図3参照)を備えており、カム筒60のフランジ部62からカム筒60の内径側に突き出して形成された突起63がこの溝部73に嵌合している。これにより、カム筒60は、光軸A方向に移動する際に外側直進筒40、内側直進筒70と一体的に移動し、かつ、これらとは独立して光軸A回りに回転可能になっている。
第3レンズ群室74は、第3レンズ群L3を固定する円環状の部分である。この第3レンズ群室74のyプラス側には、第3レンズ群室74を光軸A方向に貫通する開口部76が設けられている。
この内側直進筒70も、固定筒30と同様に金属メッキ可能な第1材料77と、金属メッキが付き難い第2材料78との二色成型で製造されており、第1材料77の表面にはメッキが施されてメッキ部分79が形成されている。第1材料77、第2材料78及びメッキ部分79のメッキ材料については固定筒30を構成する第1材料34、第2材料35及びメッキ部分36と同様である。第2材料78は内側直進筒70の大部分を構成し、第1材料77、すなわちメッキ部分79はその開口部76から第2材料78の表面上を2本のラインとして第3レンズ群室74の外周に向かって延びる。メッキ部分79は、さらに延在部75の内周をzマイナス側に向かって延び、その端部からフランジ部71を径方向外側に向かって延びている。
フランジ部71を延びるメッキ部分79上において、上述の第1接片16と同様に導電性のバネ性を有する材料で製造された第2接片90がねじ91で固定されている。第2接片90は固定筒30の内面まで延びてメッキ部分36と接触している。
第3レンズ群L3の被写体側には、シャッタ絞りユニット83が設けられている。このシャッタ絞りユニット83は、駆動部84を備えるとともに第3レンズ群L3に対して固定されている。駆動部84には、上述の第1接片16及び第2接片90と同様に、導電性のバネ性を有する部材で製造された第3接片85が接続され、第3接片85は、光軸Aと略平行に像側に延び、開口部76を貫通して第3レンズ群室74の像側(zマイナス側)のメッキ部分79と接触している。
第2レンズ群筒80は、内側直進筒70の内径側に挿入される筒体であって、カム筒60によって光軸A方向に駆動される移動筒である。また、第2レンズ群筒80は、その外周面に内側直進筒70に形成された直進案内孔92を貫通してカム筒60のカム溝61に挿入されるカムフォロワピン81が形成されている。さらに、第2レンズ群筒80は、第2レンズ群L2が固定される円環状の部材である第2レンズ群室82が、その内径側にネジ結合によって固定されている。
次に、レンズ鏡筒1の駆動時の動作について説明する。レンズ鏡筒1が図1に示す沈胴状態にある場合、メイン基板14から延びる第1接片16は、固定筒30の第1材料34上に形成されたメッキ部分36に接し、メイン基板14とメッキ部分36は導通している。
また、内側直進筒70のメッキ部分79と固定筒30の内周面のメッキ部分36とは第2接片90により導通している。シャッタ絞りユニット83の駆動部84とメッキ部分79とは、第3接片85により接続されている。したがって、シャッタ絞りユニット83の駆動部84とメイン基板14とは、FPCを使用することなく電気的に接続されている。
レンズ鏡筒1が沈胴状態から図2に示す撮影状態のワイド端に移行する際、カム筒60は、図示しない駆動装置によって固定筒30に対して光軸A回りに回転駆動され、固定筒30のヘリコイド31に案内されて光軸A方向被写体側に移動する。外側直進筒40及び内側直進筒70は、カム筒60に伴って光軸A方向被写体側に移動する。このとき外側直進筒40及び内側直進筒70は、それぞれ固定筒30の直進案内溝32に案内されて光軸A方向に直進する。また、第1レンズ群筒50は、カム溝61と、カムフォロアピン81と、直進溝92とによるカム機構によって光軸A方向被写体側に繰り出され、外側直進筒40の直進案内溝41に案内されて光軸A方向に直進する。
この移動の際、第2接片90は、内側直進筒70の固定筒30に対する相対移動に伴い、メッキ部分36を光軸A方向被写体側に向かって摺動する。メッキ部分36は固定筒30の内周面上において、固定筒30の被写体側端部から像側端部まで連続して形成されている。したがって沈胴状態からワイド状態への移動中において、駆動部84とメイン基板14との間の導通は確保される。
ワイド状態からカム筒60をさらに回転させると、外側直進筒40、第1レンズ群筒50、及び内側直進筒70はさらに光軸A方向被写体側に直進し、テレ状態となる。
この移動の際、第2接片90は、内側直進筒70の固定筒30に対する相対移動に伴い、メッキ部分36を光軸A方向を被写体側に向かって摺動する。メッキ部分36は固定筒30の内周面上において、固定筒30の被写体側端部から像側端部まで連続して形成されている。したがってワイド状態からテレ状態への移動中においても駆動部84とメイン基板14との間の導通は確保される。
以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によると、メイン基板14から延びる第1接片16は、固定筒30の内周に形成されたメッキ部分36に接して、メイン基板14と第1接片16は電気的に接続している。メッキ部分36と内側直進筒70の表面上に形成されたメッキ部分79とは第2接片90により電気的に接続している。そして、シャッタ絞りユニット83の駆動部84とメッキ部分79とは、第3接片85により電気的に接続されている。したがって、シャッタ絞りユニット83の駆動部84とメイン基板14とを、FPCを使用することなく電気的に接続することができ、FPCを使用することに伴う、収納用スペースの問題や、FPCの劣化による導通路の切断等の問題が生じない。
(2)二色成型により、固定筒30や内側直進筒70をメッキ可能な第1材料34,77と該第1材料34,77よりもメッキが付き難い第2材料35,78とで製造し、その後、第1材料34,77にメッキ部分36,79を形成することにより電気的導通路を形成する。したがって、例えば、固定筒30等の円筒部材の内面等のような、外部より導通路を配置することが困難な部分にも導通路を容易に形成することができる。
(3)内側直進筒70の第3レンズ群室74に開口部76を設け、その開口部76に第3接片85を貫通させてシャッタ絞りユニット83の駆動部84と内側直進筒70のメッキ部分79とを電気的に接続した。またCCD台12に開口部15を設け、その開口部15に第1接片16を貫通させて固定筒30とメイン基板14とを電気的に接続した。このように、開口部76,15を設けてその間を第3接片85、第1接片16を貫通させることにより、導通路を短距離にすることができる。
(変形形態)
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
(1)本実施形態では、第1材料34で製造された線状部、すなわちメッキ部分36を、固定筒30のzマイナス側端部からzプラス側端部まで延びるように製造した。しかし、これに限らず、第1材料34(メッキ部分36)が、2部材の相対移動可能な距離以上の長さにわたって設けられていれば、端部まで延びていなくともよい。
(2)本実施形態では、第1材料34と第2材料35とを二層となるように構成した。しかし、これに限らず、第1材料が、第2材料間において一層の状態で延びる構成としてもよい。
(3)本実施形態では、第1材料34,77(メッキ部分36,79)が固定筒30や内側直進筒70の内面、又は内側直進筒70の光軸に対して垂直なフランジ部71において延びるように製造した。しかし本発明はこれに限定されず、例えば、図5(a)に示すように第1材料(メッキ部分)101を筒体100の外周面又は内周面において円周方向に設けてもよい。また図5(b)に示すように第1材料(メッキ部分)101’をらせん状に設ける等、第1材料(メッキ部分)101’の延びる方向が筒体100’の円周に沿う成分を有するように構成してもよい。このような形態にすることにより、例えば、筒体100,100’が他の筒体に対して回転しながら直進する場合に両筒体を接続する導通路を確保することができる。
(4)本実施形態では、固定筒30において内周面にのみ第1材料34を配置した。また内側直進筒70において内周面及びフランジ部71及び第3レンズ群室74の側面に第1材料77を配置したが、本発明はこれに限定されない。図6は、内側直進筒70’のフランジ部71’を延びる第1材料77’が、更にフランジ部71’の外周面まで延びている構成を示した図である。このように構成することで、例えば本実施形態における第2接片90のような部材を設けることなく、固定筒30’のメッキ部分36’と、内側直進筒70’のフランジ部71’の外周面を延びる第1材料77’とが直接摺動するようにすることで、部材数を削減することができる。
(5)第1材料を筒体の円周面の径方向や軸方向等の相対移動する方向において所定間隔で配置することもでき、位置検出に使用することもできる。
(6)本実施形態では、固定筒30と内側直進筒70とに第1材料34,77(メッキ部分36,79)を配置したが、これに限定されず、レンズ鏡筒1における他の筒状部材にも第1材料(メッキ部分)を配置し、レンズ鏡筒1においてさらに被写体側の部材における駆動部まで電気接続を延ばすこともできる。
(7)本実施形態では、メイン基板14から固定筒30へ第1接片16で接続する構成とした。しかし、本発明はこれに限定されず、メイン基板14の裏面(zプラス側面)にCPU等を設けてその裏面と固定筒30の内面のメッキ部分36とを直接電気的に接続させてもよい。
(8)本実施形態では、メイン基板とシャッタユニットとを接続する導通路について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えばメイン基板とVR駆動部とを接続する導通路であってもよい。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
レンズ鏡筒の光軸を含む断面における側断面図であって、沈胴状態を示す図である。 レンズ鏡筒の光軸を含む断面における側断面図であって、ワイド状態を示す図である。 レンズ鏡筒の光軸を含む断面における側断面図であって、テレ状態を示す図である。 内側直進筒の斜視図である。 本発明の変形形態であり、(a)は円周方向にメッキ部分を形成した状態、(b)はらせん状にメッキ部分を形成した状態を示した図である。 本発明の変形形態であり、第1材料が、フランジ部の外周面まで延びている構成を示した図である。
符号の説明
1:レンズ鏡筒、14:メイン基板、30:固定筒、34:第1材料、35:第2材料、36:メッキ、70:内側直進筒、71:端面、76:開口部、77:第1材料、78:第2材料、79:メッキ、84:駆動部、85:第3接片

Claims (6)

  1. 互いに電気的接続が必要な第1及び第2電気部材と、レンズと、前記レンズを固定するレンズ固定部材と、を有する光学装置であって、
    前記レンズ固定部材は、メッキ可能な第1材料と前記メッキが付き難い第2材料との二色成型で製造されるとともに、前記第1材料の表面に導電性メッキが施されたメッキ部を有し、
    前記レンズ固定部材の前記メッキ部は前記第1電気部材と導通し、
    前記レンズ固定部材の前記メッキ部が前記第1電気部材と導通するために当該メッキ部以外の導電部材と接続する箇所と、前記第2電気部材とは、前記レンズ固定部材の少なくとも一部を挟んで位置し、
    前記第1材料及び前記第2材料のいずれも成型されていない空間を通る導電部材を介して、前記レンズ固定部材の前記メッキ部と前記第2電気部材とが導通することで、前記第1電気部材と前記第2電気部材とが互いに電気的接続したことを特徴とする光学装置。
  2. 請求項1に記載の光学装置であって、
    前記レンズ固定部材を前記レンズの光軸方向に摺動可能に支持する筒部材を備え、
    前記筒部材は、メッキ可能な第1材料と前記メッキが付き難い第2材料との二色成型で製造されるとともに、前記第1材料の表面に導電性メッキが施されたメッキ部を有し、
    前記筒部材の前記メッキ部は、前記筒部材の少なくとも内周面に形成され、
    前記筒部材の前記メッキ部は前記第1電気部材と導通し、
    前記レンズ固定部材の前記メッキ部に導通して取り付けられたバネ性を有する導電接片が、前記筒部材の内周面に形成された前記メッキ部と摺動可能に導通することを特徴とする光学装置。
  3. 請求項1又は2に記載の光学装置であって、
    前記レンズ固定部材は、前記第1材料及び前記第2材料のいずれも成型されていない空間として開口部を有し、
    前記開口部を通る前記導電部材を介して、前記レンズ固定部材の前記メッキ部と前記第2電気部材とが導通したことを特徴とする光学装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学装置であって、
    前記第2電気部材は、前記レンズの被写体側に位置するシャッタ絞りを駆動する駆動部であることを特徴とする光学装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学装置を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
  6. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学装置を備えることを特徴とするカメラ。
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