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JP5903767B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

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JP5903767B2
JP5903767B2 JP2011062845A JP2011062845A JP5903767B2 JP 5903767 B2 JP5903767 B2 JP 5903767B2 JP 2011062845 A JP2011062845 A JP 2011062845A JP 2011062845 A JP2011062845 A JP 2011062845A JP 5903767 B2 JP5903767 B2 JP 5903767B2
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Description

本発明は、支持軸およびレンズ鏡筒の製造方法に関する。
反射面を有する基準軸を軸受けに挿入して、反射面による反射光で軸受けの軸垂を測定する方法がある(特許文献1参照)。
特許文献1 特開2003−166906号公報
基準軸は一時的に挿入して軸垂測定後は抜き取るので、軸受けに対して不可避な「がた」がある。この「がた」のために軸垂の測定精度が低くなることが避けられなかった。
レンズ鏡筒は、レンズの光軸方向に延在して設けられ、一端側の端面に鏡面が形成された支持軸と、前記支持軸の他端側を保持する第1の固定部と、前記光軸方向に貫通する保持穴を備え、前記支持軸の前記一端側を前記保持穴に挿入された状態で保持し、前記第1の固定部に保持された前記他端側に対し前記一端側の前記光軸と直交する方向の位置を調整可能である第2の固定部と、前記レンズを保持し、前記支持軸に支持されるレンズ保持部材と、を備える構成とした。
撮像装置100の模式的断面図である。 レンズユニット200の部分的な断面図である。 支持軸270の傾き調整を説明する斜視図である。 支持軸270の傾き調整を説明する斜視図である。 鏡面272の使用法を説明する部分断面図である。 支持軸270の傾き調整を説明する斜視図である。 レンズユニット200の部分的な断面図である。 支持軸271の傾き調整を説明する斜視図である。 支持軸271の傾き調整を説明する斜視図である。 固定部材281の斜視図である。 固定部材281の正面図である。 固定部材281の背面図である。 固定部材281の断面図である。 他の固定部材289の断面図である。 支持軸271の固定を説明する斜視図である。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、撮像装置100の模式的断面図である。撮像装置100は、レンズユニット200およびカメラボディ300を備える。
なお、以降の記載においては、レンズユニット200において、物体側を「前」、像側を「後」と記載する。また、カメラボディ300において、レンズユニット200が装着される側を「前」、その反対側で、ファインダ350、表示部340等が配置される側を「後」または「背面」と記載する。
レンズユニット200は、固定筒210、鏡筒CPU219、複数のレンズ220、230、240、250およびレンズマウント260を有する。固定筒210の一端は、レンズマウント260を介して、カメラボディ300のボディマウント360に結合される。複数のレンズ220、230、240、250は、共通の光軸X上に配列されて光学系をなす。
鏡筒CPU219は、レンズユニット200における制御を司ると共に、カメラボディ300との通信も担う。これにより、カメラボディ300に装着されたレンズユニット200はカメラボディ300と連携して動作する。また、防振ユニットを備えたレンズユニット200では、鏡筒CPU219が、振動を打ち消すレンズの移動方向および移動量を算出して、防振用のアクチュエータを制御する。
レンズマウント260およびボディマウント360の結合は解除できる。これにより、カメラボディ300には、同じ規格のレンズマウント260を有する他のレンズユニット200を装着できる。
カメラボディ300は、レンズユニット200に対してボディマウント360の背後に配されたミラーユニット370を備える。ミラーユニット370の下方には合焦光学系380が配される。また、ミラーユニット370の上方にはフォーカシングスクリーン352が、それぞれ配される。
フォーカシングスクリーン352の更に上方にはペンタプリズム354が配され、ペンタプリズム354の後方にはファインダ光学系356が配される。ファインダ光学系356の後端は、ファインダ350としてカメラボディ300の背面に露出する。
ミラーユニット370の後方には、シャッタ装置400、ローパスフィルタ332、撮像素子330、主基板320および表示部340が順次配される。液晶表示板等により形成される表示部340は、カメラボディ300の背面に現れる。主基板320には、本体CPU322および画像処理回路324等の電子部品の一部が実装される。
ミラーユニット370は、メインミラー371およびサブミラー374を含む。メインミラー371は、メインミラー回動軸373により軸支されたメインミラー保持枠372に支持される。サブミラー374は、サブミラー回動軸376により軸支されたサブミラー保持枠375に支持される。サブミラー保持枠375は、メインミラー保持枠372に対して回動する。よって、メインミラー保持枠372が回動した場合、サブミラー保持枠375もメインミラー保持枠372と共に変位する。
メインミラー保持枠372の前端が降下した場合、メインミラー371は、レンズユニット200から入射した入射光束上に斜めに位置する。メインミラー保持枠372が上昇した場合、メインミラー371は、入射光束を避けた位置に退避する。
メインミラー371が入射光束上に位置する場合、レンズユニット200を通じて入射した入射光束は、メインミラー371に反射され、フォーカシングスクリーン352に導かれる。フォーカシングスクリーン352は、レンズユニット200の光学系と共役な位置に配されているので光学系が形成した被写体像が結ばれる。
フォーカシングスクリーン352に結像された像は、ペンタプリズム354およびファインダ光学系356を通じてファインダ350から観察される。被写体像の光束は、ペンタプリズム354を通過しているので、フォーカシングスクリーン352上の被写体像はファインダ350から正立正像として観察される。
測光センサ390は、ファインダ光学系356の上方に配され、ペンタプリズム354において分岐されさた入射光束の一部を受光する。測光センサ390は、被写体輝度を検出して、本体CPU322に撮影条件の一部である露出条件を算出させる。また、入射光束の一部を三原色毎に測光して、オートホワイトバランスの算出にも与する。
メインミラー371は、入射した入射光束の一部を透過するハーフミラー領域を有する。サブミラー374は、ハーフミラー領域から入射した入射光束の一部を、合焦光学系380に向かって反射する。合焦光学系380は、入射した入射光束の一部を焦点検出センサ382に導く。これにより、本体CPU322は、レンズユニット200の光学系を合焦させる場合のレンズ230の目標位置を決定する。
上記のような撮像装置100においてレリーズボタンが半押しされると、焦点検出センサ382および測光センサ390が有効になり、被写体像を適切な撮影条件で撮影できる状態になる。次いで、レリーズボタンが全押しされると、メインミラー371およびサブミラー374が退避位置に移動して、シャッタ装置400が開く。これにより、レンズユニット200から入射した入射光束は、ローパスフィルタ332を通過して、撮像素子330に入射する。
撮像素子330は、CCDセンサ(Charge Coupled Device)、CMOSセンサ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの光電変換素子により形成され、受光した被写体像を電気信号に変換して出力する。撮像素子330から出力された電気信号は画像処理回路324において撮影画像データに変換される。
図2は、レンズユニット200の一部を抜き出して示す断面図である。図1と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
レンズユニット200は、固定筒210の内側に、光軸Xに平行な一対の支持軸270を有する。支持軸270の両端は,それぞれ固定筒210に対して固定される。
即ち、支持軸270の前端は、固定筒210の長手方向中程において、固定筒210の内側に形成されたリブ部212の固定穴214に差し込まれる。支持軸270の後端は、固定筒210の後端(図中右側)に固定された固定部材280の保持穴282に保持される。
保持穴282は、レンズユニット200の前後方向に固定部材280を貫通する。よって、固定筒210の後端側から見た場合、保持穴282の内部には、支持軸270の端面が見える。保持穴282の内部に現れる支持軸270の端面は、光を反射する鏡面272をなす。
支持軸270は、光軸Xと平行な状態で、固定筒210に対して固定される。また、支持軸270は、レンズ250を保持するレンズ保持枠252の嵌合部254および係合部256に挿通される。これにより、支持軸270に案内されるレンズ保持枠252と共に、レンズ250は光軸Xと平行な方向に移動する。
レンズユニット200において、レンズ220、230、240、250は、光軸X上に配列されて光学系を形成する。この光学系においてレンズ250が光軸X方向に移動した場合、例えば、光学系の焦点位置または倍率が変化する。
上記のようなレンズユニット200において、一対の支持軸270は、それぞれが光軸Xに対して平行に固定される。よって、支持軸270を固定筒210に固定する場合は、支持軸270の傾きが調整される。
なお、レンズユニット200においては、固定筒210の先端に、レンズ220を保持するレンズ保持枠222が、ねじ穴217にねじ込まれた止めねじ291により固定される。また、レンズユニット200においては、レンズ保持枠232に保持されたレンズ230も光軸X方向に移動可能に支持されるが、これについては他の図を参照して説明する。
図3から図6までは、支持軸270を固定筒210に固定する場合の傾き調整を説明する斜視図である。これらの図において、図1および図2と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
図3に示す段階では、固定筒210の後端側から挿入した支持軸270の先端が、リブ部212の固定穴214に差し込まれる。これにより、支持軸270の先端側の一端は、固定筒210に対して固定される。
既に説明した通り、支持軸270の後端側端面は鏡面272をなす。この鏡面272は、支持軸270の長手方向に対して垂直に形成されている。このような支持軸270は、例えば、ステンレス鋼、エンジニアリングプラスチック等を材料として形成できる。
また、鏡面272は、バフ研磨、精密研削等の機械加工の他、電解研磨、化学研磨等の電気化学的な表面処理により形成できる。また、支持軸270の材料が樹脂等である場合は、メッキ等により鏡面272を形成してもよい。
図示のように、固定筒210の後側端面には、支持軸270の後端を挟んでそれぞれ一対のねじ穴216が形成される。また、支持軸270と一方のねじ穴216の間には、固定筒210の一部を取り除いた切欠き部218が形成される。切欠き部218は、支持軸270の後端を変移させて傾きを調整する場合に、支持軸270を移動させる工具との干渉を避ける目的で形成されている。
図4に示す段階では、支持軸270の後端に固定部材280が装着される。固定部材280は、保持穴282、六角穴284および挿通穴286を有する。
保持穴282は、支持軸270の外径と同じ内径を有する。支持軸270の後端が保持穴282に挿入された場合、保持穴282の内面と支持軸270の外周面とが密着する。これにより、固定部材280は支持軸270の後端と一体的になる。
また、保持穴282は固定部材280を厚さ方向に貫通する。よって、保持穴282の内側には、支持軸270の端面に形成された鏡面が露出する。よって、固定筒210の外側から、保持穴282を通じて鏡面272に光ビームを照射できる。
六角穴284は、正六角形の形状を有する。よって、六角穴284の内径に等しい寸法のアーレンキーを六角穴284に挿入した場合、アーレンキーを操作して、固定部材280を回転させることなく変移させることができる。なお、固定筒210側には、六角穴284の裏側に切欠き部218が配されている。よって、六角穴284に差し込んだ工具の先端と固定筒210とが干渉することはない。
図5は、支持軸270の鏡面272の使用法を説明する部分断面図である。図4に示した通り、この段階においては、支持軸270の先端側は固定筒210に固定され、後端側には固定部材280が装着されている。また、固定部材280は、固定筒210に対して未だ固定されていない。
上記の状態で、支持軸270の鏡面272に、オートコリメータ199が射出する光ビームが照射される。オートコリメータ199は、鏡面272に光ビームを照射し、鏡面272により反射された反射ビームを受光して、光ビームと反射ビームとの光路のずれに基づいて鏡面272の傾きを検出する。
既に説明した通り、鏡面272は、支持軸270の長手方向に対して垂直に形成されている。よって、鏡面272の傾きをオートコリメータ199により測定することで、支持軸270の傾きを精度よく検出できる。
また、鏡面272は支持軸270の一部であって、支持軸270全体に対する位置関係が変化することはない。よって、オートコリメータ199の出力を監視しつつ、固定部材280の六角穴284に工具を差し込んで固定部材280を変位させることにより、支持軸270を光軸Xに対して高精度に平行にすることができる。
なお、上記のようなオートコリメータ199の機能に鑑みて、鏡面272は、少なくとも、オートコリメータ199の射出する光ビームを効率よく反射する表面性状を有する。換言すれば、他の帯域の光は反射しなくてもよいので、使用するオートコリメータ199の仕様に応じて鏡面加工を簡易にしてもよい。
図6は、支持軸270の傾き調整における次の段階を説明する斜視図である。上記のようにして支持軸270の傾きを調整して支持軸270と光軸Xとを平行にした後、固定部材280を止めねじ290により固定筒210に対して固定する。
これにより、固定部材280は、固定筒210に対して固定され、調整された支持軸270の傾きが保全される。なお、固定部材280の固定は、ねじ止めに限られるわけではなく、接着、溶着等であってもよい。
なお、固定部材280には、止めねじ290を挿通する挿通穴286が設けられている。挿通穴286は、止めねじ290の外径よりも大きな内径を有する。よって、止めねじ290を締め込まなければ、止めねじ290を挿通穴286に通し、ねじ穴216にある程度ねじ込んだ状態でも、固定部材280を変位させることができる。この状態で支持軸270の傾きを調整することにより、止めねじ290の僅かな回転で調整結果を保全できる。
上記のような一連の傾き調整は、一対の支持軸270のそれぞれに対して実行される。これにより、一対の支持軸270の各々が光軸Xに対して平行になると共に、一対の支持軸270は相互に平行になる。
図7は、レンズユニット200の断面図であり、光軸Xを通る、図2とは別の断面を示す。図1および図2と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
レンズユニット200は、固定筒210の前端側にも、光軸Xに平行な一対の支持軸271を備える。支持軸271の両端は、それぞれ固定筒210に対して固定される。なお、支持軸271は、図2に示した支持軸270に対して、固定筒210の周方向について異なる位置に配される。よって、図7には、支持軸270は現れない。
支持軸271の後側の一端は、固定筒210に形成されたリブ部212の固定穴213に差し込まれる。レンズユニット200の先端側にあたる支持軸271の他端は、固定筒210の前端側(図中左側)に配された固定部材281に保持される。固定部材281は、固定筒210の前端面に固定されたレンズ保持枠222に支持される。
支持軸271のそれぞれは光軸Xと平行に配される。支持軸271は、レンズ230を保持するレンズ保持枠232の嵌合部234および係合部236に挿通される。これにより、レンズ230は、支持軸271に案内されたレンズ保持枠232と共に、固定筒210の内部で光軸Xと平行な方向に移動する。この光学系においてレンズ230が光軸X方向に移動した場合、例えば、光学系の焦点位置または倍率が変化する。
上記のようなレンズユニット200において、一対の支持軸271は、それぞれが光軸Xに対して平行に固定される。よって、支持軸271を固定筒210に固定する場合は、支持軸271の傾きが調整される。
また、図7には、前述した支持軸270を固定する固定部材280が、固定筒210に対してねじ止めされていることが示される。固定部材280を固定する止めねじ290は、固定部材280の挿通穴286に挿通され、固定筒210のねじ穴216にねじ込まれる。これにより、固定部材280は、固定筒210の端面に固定される。
図8および図9は、支持軸271の傾き調整を説明する斜視図である。これらの図において、図1、図2および図7と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
図8に示す段階では、固定筒210の後端側から挿入した支持軸271の先端を、リブ部212の固定穴213に差し込む。これにより、支持軸271後端側の一端が、固定筒210に対して固定される。
支持軸271の前端側端面は鏡面273を形成する。鏡面273は、支持軸271の長手方向に対して垂直に形成される。また、鏡面273は、研磨等により、広い帯域の光に対して高い反射率を有する。
図9は、支持軸271の傾き調整における次の段階を説明する斜視図である。支持軸271の後端側端部を固定筒210に対して固定した後、固定筒210の前端面には、レンズ220のレンズ保持枠222が固定される。レンズ保持枠222は、図2に示した止めねじ291を固定筒210のねじ穴217にねじ込むことにより、固定筒210の前端面にねじ止めされる。
更に、レンズ保持枠222の径方向について、周縁部近傍に、固定部材281が配される。固定筒210の端面において円形に見える固定部材281は、中心に貫通穴283を有する。また、固定部材281の端面には、自身の直径方向にすりわり285が形成される。なお、固定部材281は、レンズ保持枠222に対して嵌まりこんでいるに過ぎず、レンズ保持枠222に対して回転させることができる。
図10は、固定部材281単独の斜視図である。固定部材281は、全体として円筒形の形状を有し、中心を貫通する貫通穴283を有する。また、図9に示された、レンズ保持枠222に装着された場合に固定筒210の外側から見える端面には、溝状のすりわり285が形成される。
図11は、固定部材281を、固定筒210の先端側から見た様子を示す正面図である。図示のように、固定部材281において、貫通穴283は、固定部材281自体の中心と同軸に形成される。
これに対して、すりわり285は、固定部材281の端面において、中心Pを通る直径上に形成される。よって、マイナスドライバ等の工具を、すりわり285に差し込んで、固定部材281を中心Pの周りに回転させることができる。
図12は、固定部材281の背面図である。固定部材281において、レンズ保持枠222に取り付けた場合に、固定筒210の内側に面して配される端面には、偏芯穴287が形成される。偏芯穴287は、円筒形の陥没部であり、固定部材281自体の中心Pに対して異なる位置にある中心Qを有する。偏芯穴287は、支持軸271の外径と同じ内径を有する。
図13は、固定部材281の、中心Pを通る断面図である。図示のように、偏芯穴287は、固定部材281を長手方向に貫通しておらず、固定部材281の内部に底面を有する。ただし、偏芯穴287は、貫通穴283と連通する。
再び図9を参照すると、支持軸271の前側先端は、レンズ保持枠222に装着された固定部材281の偏芯穴287に差し込まれる。この状態で、すりわり285にマイナスドライバを差し込んで固定部材281を回転させると、偏芯穴287は、光軸Xと直交する方向に変位する。既に説明した通り、支持軸271の後端側端部は、固定筒210に対して固定されているので、固定部材281を回転させることにより、支持軸271の傾きを変化させることができる。
また、貫通穴283は、偏芯穴287の内部に連通している。よって、貫通穴283を通じて、偏芯穴287に差し込まれた支持軸271の端面に形成された鏡面273に、オートコリメータ199の光ビームを照射できる。よって、オートコリメータ199により支持軸271の傾きを測定しながら、固定部材281を回転させて支持軸271の傾きを調整できる。
支持軸271の傾きが調整された場合は、レンズ保持枠222に対して固定部材281を接着または溶着することにより調整結果を保全できる。また、レンズ保持枠222の周面からホローセット等を螺入して、固定部材281の周面に当接させることにより固定部材281を固定する構造にしてもよい。
上記のように、偏芯穴287を有する固定部材281を用いて、支持軸271の傾きを変化させることができる。しかしながら、固定部材281を一周させても支持軸271が光軸Xと平行にならなかった場合は、固定部材281の中心Pと偏芯穴287の中心Qとの間隔が異なる固定部材281を用いて、改めて支持軸271の傾きを調整する。これにより、支持軸271を、精度よく、光軸Xに平行にできる。
固定部材281を回転させた場合に、オートコリメータ199が検出する光ビームと反射ビームのずれが、ずれる方向だけ変化して間隔は一定になる場合がある。このような場合は、支持軸271の先端を固定部材281の中心に固定することにより、支持軸271を光軸Xと平行にできる。しかしながら、偏芯穴287を有する固定部材281では、支持軸271の端部を中心に位置決めすることができない。
図14は、他の固定部材289の断面図である。固定部材289において、図10から図13までに示した固定部材281と同じ要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
固定部材289は、固定部材281の偏芯穴287に換えて、貫通穴283と同軸の同軸穴297を有する。同軸穴297は、支持軸271の外径と同じ内径を有する。また、同軸穴297は、貫通穴283と連通する。
図15は、支持軸271の固定を説明する斜視図である。前述のように、偏芯穴287を有する固定部材281は、レンズ保持枠222に取り付けた状態で支持軸271の傾きを変化させることができる。
しかしながら、図8に示した状態で、支持軸271が既に光軸Xと平行な場合は、支持軸271の傾き調整は不要になる。また、既に光軸Xに平行な支持軸271に対して偏芯穴287を有する固定部材281を装着した場合、却って支持軸271の傾きが変化してしまう。そこで、支持軸271の傾き調整が不要な場合は、図14に示した、同軸穴297を有する固定部材289により、支持軸271を固定してもよい。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
100 撮像装置、199 オートコリメータ、200 レンズユニット、210 固定筒、212 リブ部、213、214 固定穴、222、232、252 レンズ保持枠、216、217 ねじ穴、218 切欠き部、219 鏡筒CPU、220、230、240、250 レンズ、234、254 嵌合部、236、256 係合部、260 レンズマウント、270、271 支持軸、272、273 鏡面、280、281、289 固定部材、282 保持穴、283 貫通穴、284 六角穴、285 すりわり、286 挿通穴、287 偏芯穴、290、291 止めねじ、297 同軸穴、300 カメラボディ、320 主基板、322 本体CPU、324 画像処理回路、330 撮像素子、332 ローパスフィルタ、340 表示部、350 ファインダ、352 フォーカシングスクリーン、354 ペンタプリズム、356 ファインダ光学系、360 ボディマウント、370 ミラーユニット、371 メインミラー、372 メインミラー保持枠、373 メインミラー回動軸、374 サブミラー、375 サブミラー保持枠、376 サブミラー回動軸、380 合焦光学系、382 焦点検出センサ、390 測光センサ、400 シャッタ装置

Claims (3)

  1. レンズの光軸方向に延在して設けられ、一端側の端面に鏡面が形成された支持軸と、
    前記支持軸の他端側を保持する第1の固定部と、
    前記光軸方向に貫通する保持穴を備え、前記支持軸の前記一端側を前記保持穴に挿入された状態で保持し、前記第1の固定部に保持された前記他端側に対し前記一端側の前記光軸と直交する方向の位置を調整可能である第2の固定部と、
    前記レンズを保持し、前記支持軸に支持されるレンズ保持部材と、
    を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
  2. 前記レンズ保持部材は、前記光軸方向に移動可能に前記支持軸を挿通される請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  3. 前記第1の固定部および前記第2の固定部が設けられた筒部材を備える請求項1または請求項2に記載のレンズ鏡筒。
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