JP6632301B2 - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えばデジタルカメラや銀塩カメラ等の撮像装置に搭載されるレンズ鏡筒、及びレンズ鏡筒を備える撮像装置に関する。
デジタルカメラ等の撮像装置では、レンズ鏡筒の複数のレンズ群の光軸方向の間隔を変化させることでズーム動作を行うものが普及している。レンズ鏡筒の内部には、ズーム動作に応じて光軸方向に移動するシャッタ機構や絞り機構、像ブレ補正装置等が設けられ、これらを駆動するアクチュエータへ電力を供給する手段として、柔軟性のあるフレキシブルプリント基板を使用することが多い。
ところで、像ブレ補正装置には、像ブレ補正レンズの移動量を検出するためのホール素子が配設されている。このホール素子は、像ブレ補正装置に電力を供給するためのフレキシブルプリント基板上に実装され、フレキシブルプリント基板と共に像ブレ補正装置の構成部品上に位置決め、固定される。
また、像ブレ補正レンズの移動量を正確に検出するためには、ホール素子を所望の位置に固定することが重要である。このため、像ブレ補正装置に対してフレキシブルプリント基板とホール素子を適切に固定する必要がある。
フレキシブルプリント基板を像ブレ補正装置に固定する方法として、例えば、フレキシブルプリント基板に、ホール素子が実装されるホール素子実装部と、像ブレ補正装置と位置決めするための2つの位置決め孔とを設けた技術が提案されている(特許文献1)。この提案では、フレキシブルプリント基板の位置決め孔を像ブレ補正装置に設けた位置決め軸に係合して像ブレ補正装置に対してフレキシブルプリント基板を位置決めし、ホール素子を像ブレ補正装置に固定している。
特許第4921087号公報
上記特許文献1に記載された技術では、フレキシブルプリント基板は、像ブレ補正装置と係合することで位置が規制され、ホール素子は、像ブレ補正装置に固定することで位置が規制される。このため、フレキシブルプリント基板に実装されたホール素子は、フレキシブルプリント基板に対して位置決めされると同時に像ブレ補正装置に対しても位置決めされ、2重の位置決め手段で位置が規制されることになる。
また、ホール素子の位置決めにおいては、ホール素子をフレキシブルプリント基板に実装する際の実装ズレや像ブレ補正装置とホール素子の固定部の寸法公差、フレキシブルプリント基板と像ブレ補正装置との係合部の寸法公差などを加味する必要がある。
例えば、上記の位置ズレが生じる要因により、ホール素子と像ブレ補正装置の固定位置とフレキシブルプリント基板と像ブレ補正装置の係合位置が互いに離れる場合がある。この場合、フレキシブルプリント基板と像ブレ補正装置の係合位置からホール素子と像ブレ補正装置の固定位置までのフレキシブルプリント基板の長さが足りなくなる。
このため、ホール素子が像ブレ補正装置の固定位置に届かず、無理に固定しようとすると、ホール素子や像ブレ補正装置の固定部を破損したり、フレキシブルプリント基板の実装部に不要な負荷がかかりホール素子が剥離するおそれがある。
また、フレキシブルプリント基板と像ブレ補正装置の係合位置からホール素子と像ブレ補正装置の固定位置までの寸法よりフレキシブルプリント基板の長さが長くなると、フレキシブルプリント基板の浮きやフカツキにつながる。この場合、レンズ鏡筒のズーム動作時にフレキシブルプリント基板に近接部品に干渉し、ズーム動作に影響を及ぼすおそれがある。
そこで、本発明は、部品の位置ズレの影響を受けることなく、像ブレ補正装置に対してフレキシブルプリント基板とホール素子を精度よく位置決め固定することができる技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、像ブレ補正装置を有し、沈胴位置と撮影位置との間をレンズ群が光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム式のレンズ鏡筒であって、前記像ブレ補正装置は、光軸に対して直交する平面において、第1の方向及び前記第1の方向と直交する第2の方向に移動可能に設けられ、移動することにより像ブレを補正する補正レンズを保持するレンズ保持部と、前記レンズ保持部に設けられたマグネットの磁界の変化を検出する第1磁気センサが実装されたフレキシブルプリント基板と、前記第1磁気センサを保持する磁気センサ保持部と、を備え、前記フレキシブルプリント基板の前記第1磁気センサが実装された領域は、前記磁気センサ保持部に対して、前記第2の方向の移動が規制された状態で前記第1の方向に移動可能に係止され、前記第1磁気センサは、前記磁気センサ保持部に対して、前記第1の方向に移動が規制された状態で前記第2の方向に移動可能に保持されていることを特徴とする。
本発明によれば、部品の位置ズレの影響を受けることなく、像ブレ補正装置に対してフレキシブルプリント基板と磁気センサを精度よく位置決め固定することができる。
本発明のレンズ鏡筒を備える撮像装置の実施形態の一例であるデジタルカメラを正面側から見た斜視図である。 レンズ鏡筒の分解斜視図である。 (a)は2群鏡筒の被写体側から見た斜視図、(b)は(a)に示す2群鏡筒の断面図である。 シャッタフレキシブルプリント基板をホール素子保持部に組み込んだ状態を光軸方向被写体側から見た図である。 (a)はシャッタフレキシブルプリント基板、ホール素子保持部及びレンズ保持部を示す分解斜視図、(b)は(a)の反対側から見た分解斜視図である。 シャッタフレキシブルプリント基板における補強用の裏打ち材を説明する図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明のレンズ鏡筒を備える撮像装置の実施形態の一例であ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。
本実施形態のデジタルカメラは、図1に示すように、カメラ本体1の正面側に、沈胴位置と撮影位置との間をレンズ群が光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム式のレンズ鏡筒2が設けられ、レンズ鏡筒2の上側には、ファインダ窓4が設けられている。
カメラ本体1の上面部には、ポップアップ式のストロボユニット3、及びレリーズボタン5等が設けられている。レリーズボタン5の半押し操作等により撮影準備動作(焦点調節動作、測光動作等)が開始され、レリーズボタン5の全押し操作等により撮影動作(イメージセンサ(撮像素子)への露光)が開始される。
図2は、レンズ鏡筒2の分解斜視図である。図2に示すように、レンズ鏡筒2は、1群鏡筒10、絞り機構20、2群鏡筒30、移動カム筒40、直進筒50、固定筒60、3群鏡筒70、センサホルダ80、鏡筒駆動モータ81及び鏡筒フレキシブルプリント基板82を備える。
1群鏡筒10は、1群レンズ(不図示)を保持し、先端には、カメラの電源オン/オフに従って撮影光路を開閉するレンズバリア装置11が設けられている。絞り機構20は、絞りユニット(光量調整ユニット)を備え、1群レンズに入射して撮像素子へ導かれる光量を調節する。絞り機構20には、絞りフレキシブルプリント基板22(以下、絞りFPC22という。)が設けられている。
2群鏡筒30は、補正レンズを構成する2群レンズL2を保持する2群レンズ保持部31を有する。2群レンズ保持部31は、防振地板32に対して光軸と直交する方向に移動可能に支持されて像ブレ補正装置を構成している。防振地板32には、シャッタフレキシブルプリント基板33(以下、シャッタFPC33という。)が設けられ、防振地板32の像面側には、シャッタ機構が取り付けられている。なお、像ブレ補正装置の詳細については、後述する。
移動カム筒40は、1群鏡筒10、絞り機構20及び2群鏡筒30を光軸方向に移動させるためのカム溝41が内周部に形成され、外周部には、鏡筒駆動モータ81からの動力を伝達するギア部42が設けられている。直進筒50は、移動カム筒40に回転可能にバヨネット結合で保持され、固定筒60の内周部に形成された直進溝61によって回転が規制された状態で移動カム筒40と一体に光軸方向に移動する。
1群鏡筒10、絞り機構20及び2群鏡筒30は、移動カム筒40の内周部に形成されるカム溝41に追従することで、それぞれ個別に光軸方向へ移動し、また、直進筒50によってそれぞれ回転が規制される。固定筒60の内周部には、移動カム筒40を駆動するためのカム溝62が形成されているとともに、直進筒50の回転を規制する直進溝61が形成されている。また、固定筒60の外周部には、径方向外側に突出するフランジ部63が形成されている。
3群鏡筒70は、フォーカスレンズを構成する3群レンズL3を保持する3群レンズ保持部71を有する。3群レンズ保持部71は、フォーカス駆動部73の駆動力によって光軸方向へ移動し、これにより、合焦動作が行われる。センサホルダ80は、CCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子を保持し、光軸方向において固定筒60に結合される。
センサホルダ80の外周部には、被写体側に向けて光軸方向に延びる壁部83が設けられている。鏡筒フレキシブルプリント基板82(以下、鏡筒FPC82という。)には、絞りFPC22及びシャッタFPC33が固定筒60の外周側においてコネクタ接続される。
次に、図3を参照して、像ブレ補正装置について説明する。図3(a)は2群鏡筒30の被写体側から見た斜視図、図3(b)は図3(a)に示す2群鏡筒30の断面図である。防振地板32の外周側には、補正レンズとしての2群レンズL2を保持する2群レンズ保持部31を光軸と直交する方向に移動させる不図示のレンズ駆動部が設けられている。防振地板32の2群レンズL2の外周側には、シャッタ機構を駆動する不図示のシャッタ駆動部が設けられ、防振地板32の像面側には、NDフィルタを駆動する不図示のND駆動部が設けられている。
また、2群レンズ保持部31と防振地板32とは、2本の引張りスプリング(不図示)によって光軸方向に連結されている。2本の引張りスプリングの付勢力により、光軸方向にボール35を間に挟んで2群レンズ保持部31を防振地板32に対して片寄している。そして、ボール35の転動により、2群レンズL2を保持する2群レンズ保持部31が光軸と直交する方向に移動する。
防振地板32の被写体側には、ホール素子保持部34がスナップフィット結合で係止されている。そして、シャッタFPC33は、レンズ駆動部、シャッタ駆動部、及びND駆動部に接続された状態で、ホール素子保持部34上を這い回されて、ホール素子保持部34の外周部の引き出し面に沿って像面側に引き出される。ホール素子保持部34の引き出し面の像面側の端部には、シャッタFPC33の幅方向の動きを規制する位置規制部34cが設けられている。ホール素子保持部34は、磁気センサ保持部の一例である。
また、図3(a)のA部に示す領域において、ホール素子保持部34の被写体側の面には、被写体側に開口する凹形状部が形成されている。2群鏡筒30の被写体側に位置する絞り機構20のアクチュエータ(不図示)が、レンズ鏡筒2の沈胴時に、この凹形状部に進入することにより、沈胴時におけるレンズ鏡筒2の薄型化、ひいてはカメラ本体1の薄型化に寄与している。
シャッタFPC33上には、2群レンズL2の位置を検出するためのホール素子36が周方向に互いに90°離間して2箇所実装され、ホール素子36は、シャッタFPC33を介して鏡筒FPC82に接続されている。ホール素子36は、磁気センサの一例である。
また、シャッタFPC33の被写体側の面には、補強用の裏打ち材が設けられているが、2つのホール素子36の間には、裏打ち材が部分的に除去された領域が設けられている。シャッタFPC33は、ホール素子保持部34に固定され、ホール素子保持部34は、2群レンズL2を間に挟んで防振地板32にスナップフィット結合で係止されている。
2群レンズ保持部31には、ホール素子36をN極とS極とで挟むように着磁されたマグネット37が設けられており、マグネット37を通過する磁界を2つのホール素子36の出力としてカメラ本体1の制御部が検出する。2群レンズ保持部31が移動すると、ホール素子36を通る磁界が変化してホール素子36の出力が変化するため、2群レンズ保持部31の位置を検出することができる。
また、マグネット37と光軸方向の像面側に対向する位置には、コイル38が配置され、コイル38は、防振地板32に取り付けられている。コイル38は、シャッタFPC33を介して鏡筒FPC82に接続され、これにより、カメラ本体1の電源部から電力が供給される。そして、コイル38に通電することにより電磁力が発生し、2群レンズ保持部31を駆動することができる。
次に、図4及び図5を参照して、シャッタFPC33の固定方法について説明する。図4は、シャッタFPC33をホール素子保持部34に組み込んだ状態を光軸方向被写体側から見た図である。図5(a)はシャッタFPC33、ホール素子保持部34及び2群レンズ保持部31を示す分解斜視図、図5(b)は図5(a)の反対側から見た分解斜視図である。
前述したように、シャッタFPC33には、2群レンズL2の位置を検出するためのホール素子36が周方向に互いに90°離間して2箇所実装されている。図4のB部に配置されたホール素子36は、2群レンズ保持部31のx軸方向の位置を検出するために用いられ、C部に配置されたホール素子36は、2群レンズ保持部31のy軸方向の位置を検出するために用いられる。
ここで、図4のB部に配置されたホール素子36は、本発明の第1ホール素子の一例に相当し、図4のC部に配置されたホール素子36は、本発明の第2ホール素子の一例に相当する。また、x軸方向は、本発明の第1の方向の一例に相当し、y軸方向は、本発明の第2の方向の一例に相当する。
ところで、ホール素子36は、2群レンズ保持部31のx軸方向又はy軸方向の移動量を正確に検出するために適正な位置に固定される必要がある。しかし、シャッタFPC33にホール素子36を実装する際には、位置ズレが生じる可能性がある。シャッタFPC33に対してホール素子36が位置ズレすると、2群レンズ保持部31の移動量を正確に検出することができなくなり、像ブレ補正量の誤検知につながってしまう。
そこで、本実施形態では、次のようにして像ブレ補正量の誤検知を防止している。すなわち、ホール素子保持部34には、図4のB部及びC部の領域には、シャッタFPC33を位置規制するための係止軸34aがホール素子36を挟む位置にそれぞれ設けられている。また、シャッタFPC33には、係止軸34aに係合する係止孔33a,33bが設けられている。
図4のB部の領域においては、係止軸34aと係止孔33aは、係止孔33aがx軸方向に長い長孔で形成されていることから、x軸方向には所定の間隙を有しているのに対して、y軸方向には間隙がなく、位置が規制される設定になっている。これにより、シャッタFPC33は、ホール素子保持部34に対して、x軸方向に移動可能とされ、y軸方向には移動が規制される。
また、係止軸34aと係止孔33bについては、係止軸34aの軸径よりも係止孔33bの孔径は大きく、ホール素子保持部34に対してシャッタFPC33ががたつく設定になっている。
また、ホール素子保持部34には、ホール素子36を位置規制するための係止部34bが設けられている。図4のB部の領域に配置されるホール素子36は、係止部34bに対してx軸方向には軽圧入設定で係合して位置が規制され、y軸方向には位置が規制されない。これにより、シャッタFPC33に実装されたホール素子36は、ホール素子保持部34に対して、x軸方向に移動が規制され、y軸方向に移動可能になっている。
これは、2群レンズ保持部31のx軸方向の移動量を適切に検出するために、ホール素子36を所望の位置に規制するためである。これにより、ホール素子36は、ホール素子保持部34によってx軸方向の位置が決まり、シャッタFPC33によってy軸方向の位置が決まる構成になっている。
ここで、部品の公差ズレや実装ズレによりシャッタFPC33に対してホール素子36がそれぞれx軸方向とy軸方向に位置ずれした場合について説明する。
まず、シャッタFPC33に対してホール素子36がx軸方向に実装ズレを起こした場合、ホール素子36は、ホール素子保持部34によってx軸方向の位置が規制される。また、シャッタFPC33は、ホール素子保持部34に対して、2箇所の係止孔33a,33bによってx軸方向に移動可能に係止される。
このため、ホール素子36とホール素子保持部34の固定位置と、シャッタFPC33とホール素子保持部34の係合位置とがx軸方向に相対移動して実装ズレを吸収し、シャッタFPC33のホール素子36の実装部に不要な負荷がかかるおそれはない。
また、シャッタFPC33に対してホール素子36がy軸方向に実装ズレを起こした場合、ホール素子36は、ホール素子保持部34によってx軸方向の位置が規制され、y軸方向には位置が規制されない。
シャッタFPC33は、ホール素子保持部34の係止軸34aに係止孔33a,33bがそれぞれ係合するが、係止孔33bは係止軸34aに対して所定の間隙を有しているため、部品の公差ズレが生じてもズレを吸収する事が可能である。
シャッタFPC33に対してホール素子36が実装ズレを起こした場合、シャッタFPC33は、ホール素子保持部34の係止軸34aによってy軸方向の位置が規制される。このため、ホール素子36は、ホール素子保持部34の係止部34bに対してy軸方向に位置がずれてしまう。しかし、図4のB部のホール素子36は、2群レンズ保持部31のx軸方向の位置を検出するものであるため、y軸方向のズレに対しては検出精度に及ぼす影響は少ない。
これにより、図4のB部のホール素子36は、2群レンズ保持部31の検出方向であるx軸方向において適正に位置を規制することができ、また、関係する部品の公差ズレや実装ズレが生じてもズレ量を吸収することが可能となっている。
図4のC部のホール素子36についてもB部と同様であり、2群レンズ保持部31の検出方向であるy軸方向において適正に位置規制することができ、また、関係する部品の公差ズレや実装ズレ等の位置ズレが生じてもズレ量を吸収することが可能となっている。このため、ホール素子36のシャッタFPC33からの剥離や組み付け時の不良を低減することが可能となる。
次に、図4乃至図6を参照して、シャッタFPC33の係止孔33a、33bの位置関係について説明する。図6は、シャッタFPC33における補強用の裏打ち材を説明する図である。図6において、領域Sは、シャッタFPC33の裏打ち材が設けられた領域を示す。
まず、図4のB部における係止孔33a,33bの位置関係について説明する。前述したように、レンズ鏡筒2の沈胴状態において、ホール素子保持部34の図4のA部に形成された凹形状部に絞り機構20のアクチュエータ(不図示)が進入して近接する。
このため、ホール素子保持部34上を這い回されるシャッタFPC33は、凹形状部に沿って這い回される。従って、シャッタFPC33は、ホール素子保持部34の凹形状部の段差により反発力が発生し、浮きの発生の原因となってしまう。このため、凹形状部におけるシャッタFPC33の浮きを抑える必要がある。
そこで、本実施形態では、ホール素子保持部34の凹形状部の段差によるシャッタFPC33の反発力を低減させるため、凹形状部の両端の段差には、図6に示すように、シャッタFPC33の裏打ち材は設けず、その間の領域に裏打ち材を設けている。
これにより、シャッタFPC33は、凹形状部の底面に押さえ付けられると共に、浮きが生じた場合でも、ホール素子保持部34の浮き規制部34dにより、浮き量が最小限に抑えられる構成となっている。
また、ホール素子保持部34の凹形状部におけるシャッタFPC33を定置するために、A部に近い側にY軸方向への位置が規制されるB部の係止孔33aを配置し、遠い側に係止軸34aに対して間隙を有する係止孔33bを配置している。そして、それぞれの係止孔33a,33bをホール素子保持部34の係止軸34aに係止し位置規制を行う。
これにより、A部におけるシャッタFPC33は、A部の近傍で位置規制されるため、A部に近い側に係止孔33bを配置する場合と比べてA部近傍の光軸と直交する平面方向のガタ量は小さくなる。
このため、A部近傍のシャッタFPC33は、規定の長さに近づくため、余計な弛み、または長さが不足する可能性は低減され、ホール素子保持部34の凹形状部に沿って適切に這い回されるようになる。
次に、図4のC部における係止孔33a,33bの位置関係について説明する。シャッタFPC33は、ホール素子保持部34の引き出し面近傍で光軸と直交する平面において位置ズレすると、位置規制部34cでシャッタFPC33の幅方向に位置が決まらなくなる。
また、位置規制部34cにおいてシャッタFPC33が適切に位置規制されないと、シャッタFPC33が厚み方向に撓んだり、位置規制部34cに乗り上げる可能性がある。この場合、シャッタFPC33がズーム動作中に近接部品に接触したり、沈胴位置での収納時にレンズ鏡筒2の部品同士に挟み込まれて断線、或いはレンズ鏡筒2の部品を傷付けるおそれがある。
そこで、本実施形態では、シャッタFPC33の光軸方向の像面側へのホール素子保持部34の引き出し面に近い側にx軸方向への位置が規制される係止孔33aを配置し、引き出し面から遠い側に係止軸34aに対して間隙を有する係止孔33bを配置している。
これにより、シャッタFPC33の光軸方向の像面側への引き出し部分により近い位置で光軸と直交する平面方向の位置を規制することが可能になる。そして、ホール素子保持部34に対して位置規制されたシャッタFPC33は、係止軸34aを熱かしめで溶融させてホール素子保持部34に接合固定される。
このように、本実施形態では、2群レンズ保持部31の検出方向に対してホール素子36を適正に位置規制することができ、また、関係する部品の公差ズレや実装ズレが生じてもズレ量を吸収することが可能な構成となっている。このため、ホール素子36のシャッタFPC33からの剥離や組み付け時の不良を低減することが可能となる。
また、本実施形態では、シャッタFPC33は、係止孔33a,33bとホール素子保持部34の係止軸34aの位置関係により適切に位置規制される。このため、シャッタFPC33がズーム動作に影響を及ぼしたり、沈胴位置での収納時にレンズ鏡筒2の部品同士に挟み込まれて断線、或いはレンズ鏡筒2の部品を傷付けることがない。これにより、部品の位置ズレの影響を受けることなく、像ブレ補正装置に対してシャッタFPC33とホール素子36を精度よく位置決め固定することができる。
以上、本発明について好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、材質、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可能である。
30 2群鏡筒
31 2群レンズ保持部
33 シャッタFPC
33a 係止孔
33b 係止孔
34 ホール素子保持部
34a 係止軸
34b 係止部
34c 位置規制部
34d 浮き規制部
36 ホール素子
37 マグネット

Claims (5)

  1. 像ブレ補正装置を有し、沈胴位置と撮影位置との間をレンズ群が光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム式のレンズ鏡筒であって、
    前記像ブレ補正装置は、
    光軸に対して直交する平面において、第1の方向及び前記第1の方向と直交する第2の方向に移動可能に設けられ、移動することにより像ブレを補正する補正レンズを保持するレンズ保持部と、
    前記レンズ保持部に設けられたマグネットの磁界の変化を検出する第1磁気センサが実装されたフレキシブルプリント基板と、
    前記第1磁気センサを保持する磁気センサ保持部と、を備え、
    前記フレキシブルプリント基板の前記第1磁気センサが実装された領域は、前記磁気センサ保持部に対して、前記第2の方向の移動が規制された状態で前記第1の方向に移動可能に係止され、
    前記第1磁気センサは、前記磁気センサ保持部に対して、前記第1の方向に移動が規制された状態で前記第2の方向に移動可能に保持されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
  2. 前記フレキシブルプリント基板には、前記磁気センサ保持部に保持される第2磁気センサが前記第1磁気センサに対して周方向に離間して実装され、
    前記フレキシブルプリント基板の前記第2磁気センサが実装された領域は、前記磁気センサ保持部に対して、前記第1の方向の移動が規制された状態で前記第2の方向に移動可能に係止され、
    前記第2磁気センサは、前記磁気センサ保持部に対して、前記第2の方向に移動が規制された状態で前記第1の方向に移動可能に保持されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  3. 前記フレキシブルプリント基板の前記第1磁気センサと前記第2磁気センサの間の領域は、補強用の裏打ち材が部分的に除去されていることを特徴とする請求項2に記載のレンズ鏡筒。
  4. 前記フレキシブルプリント基板は、前記磁気センサ保持部の外周部から光軸方向の像面側に引き出され、前記フレキシブルプリント基板の前記第2磁気センサが実装された領域の前記第1の方向の移動が規制される箇所は、前記フレキシブルプリント基板の前記像面側に引き出される部分に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項2又は3に記載のレンズ鏡筒。
  5. 沈胴位置と撮影位置との間をレンズ群が光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム式のレンズ鏡筒を備える撮像装置であって、
    前記レンズ鏡筒として、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする撮像装置。
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