JP2018180345A - レンズ鏡筒、光学機器および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】絞りに設けられた、遮光部材を移動させる回転部材の変形を抑制する。
【解決手段】レンズ鏡筒は、光軸方向に移動可能な少なくとも1つの可動レンズ103を有する。該レンズ鏡筒は、光量を調節するために動くことが可能な遮光部材109と、可動レンズが移動する際に光軸方向に移動する移動部材29と、遮光部材を支持するベース部材105と、ベース部材により光軸回りで回転可能に支持され、回転することで遮光部材を移動させる回転部材107とを有する。回転部材は、移動部材に係合して該移動部材の移動により該回転部材を回転させる係合部115と、ベース部材に当接することにより、回転部材が光軸方向においてベース部材から離れる側に変形することを制限する変形制限部116とを有する。
【選択図】図6
【解決手段】レンズ鏡筒は、光軸方向に移動可能な少なくとも1つの可動レンズ103を有する。該レンズ鏡筒は、光量を調節するために動くことが可能な遮光部材109と、可動レンズが移動する際に光軸方向に移動する移動部材29と、遮光部材を支持するベース部材105と、ベース部材により光軸回りで回転可能に支持され、回転することで遮光部材を移動させる回転部材107とを有する。回転部材は、移動部材に係合して該移動部材の移動により該回転部材を回転させる係合部115と、ベース部材に当接することにより、回転部材が光軸方向においてベース部材から離れる側に変形することを制限する変形制限部116とを有する。
【選択図】図6
Description
本発明は、レンズの移動に伴って光量を調節する光量調節機構を有するレンズ鏡筒に関する。
レンズ鏡筒には、測光結果やユーザ設定に基づいて絞り口径が電動調節される主絞り機構とともに、ズーム操作やフォーカス操作に連動して開放絞り口径が調節される副絞り機構を備えたものがある。副絞り機構は、ベース部材により移動(開閉)可能に支持された複数の遮光部材と、光軸回りで回転することで複数の遮光部材を開閉させる回転部材とを有する。特許文献1には、副絞り機構の回転部材にカムフォロワを設け、このカムフォロワを固定筒に設けられたカムに係合させたレンズ鏡筒が開示されている。このレンズ鏡筒では、副絞り機構が固定筒に対して光軸方向に移動してカムフォロワがカムに沿って移動することで回転部材が回転し、遮光部材が移動される構成を有する。
しかしながら、上記のようなレンズ鏡筒に衝撃等の大きな外力が加わった場合に、回転部材のカムフォロワがカムから脱落するおそれがある。カムフォロワのカムからの脱落を防止するために、脱落防止用のカムフォロワとカムを追加する構成もあるが、レンズ鏡筒の大型化を招く。また、カムフォロワがカムから脱落しなくても、回転部材の全体が変形して、回転部材における遮光部材との連結が外れ、遮光部材を開閉させることができなくなるおそれがある。
本発明は、回転部材のカムフォロワがカムから脱落したり回転部材と遮光部材との連結が外れたりする不具合の発生を抑制することができるようにしたレンズ鏡筒およびこれを備えた光学機器を提供する。
本発明の一側面としてのレンズ鏡筒は、光軸方向に移動可能な少なくとも1つの可動レンズを有する。該レンズ鏡筒は、光量を調節するために動くことが可能な遮光部材と、可動レンズが移動する際に光軸方向に移動する移動部材と、遮光部材を支持するベース部材と、ベース部材により光軸回りで回転可能に支持され、回転することで遮光部材を移動させる回転部材とを有する。回転部材は、移動部材に係合して該移動部材の移動により該回転部材を回転させる係合部と、ベース部材に当接することにより、回転部材が光軸方向においてベース部材から離れる側に変形することを制限する変形制限部とを有することを特徴とする。
なお、上記レンズ鏡筒を備えた光学機器および撮像装置も、本発明の他の一側面を構成する。
本発明によれば、回転部材の係合部と移動部材との係合や回転部材と遮光部材との連結が外れる不具合の発生を抑制することができる。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図1には、本発明の実施例である光学機器としてのレンズ交換型カメラ(撮像装置)の無限遠合焦状態での構成を示している。また、図2には、本実施例の撮像装置の至近合焦状態での構成を示している。これらの図において、レンズ光軸AXLが延びる方向をZ方向(以下、光軸方向という)とし、レンズ光軸AXLに直交する方向であって撮像素子6の矩形の撮像面の長辺に平行な方向をX方向、短辺に平行な方向をY方向とする。また、レンズ光軸AXLを中心とした周方向を光軸回り方向ともいい、さらにレンズ光軸AXLに直交する全ての方向(X方向およびY方向を含む)を径方向という。
1はカメラ本体である。2はカメラ本体1に対して取り外し可能に装着された交換レンズ(光学機器)である。まず、カメラ1の構成について説明する。
図に示す状態において、メインミラー3は交換レンズ2からの光束の光路上に配置され、その光束の一部を反射してファインダ光学系(7,8)に導き、残りの光束を透過させる。
メインミラー3の背後(像面)にはサブミラー4が配置されており、メインミラー3を透過した光束を反射して焦点検出ユニット5に導く。なお、メインミラー3およびサブミラー4は不図示の駆動機構により上記光路から退避することができる。焦点検出ユニット5は、位相差検出方式による焦点検出(交換レンズ2の焦点状態の検出)を行う。不図示の制御部は、焦点検出の結果に応じて交換レンズ2のオートフォーカス(AF)の制御を行う。
6はCCDセンサ又はCMOSセンサにより構成される撮像素子であり、この撮像素子6の受光面(撮像面)上には交換レンズ2からの光束による被写体像が結像する。撮像素子6は、被写体像を光電変換して撮像信号を出力する。不図示の画像処理部は撮像信号に対して各種処理を行って画像データを生成する。9はデイスプレイパネルであり、画像データに対応する画像や他の様々な情報を表示する。
なお、カメラ本体1は、メインミラー3およびサブミラー4および焦点検出ユニット5を有さないミラーレスタイプであってもよい。また、サブミラー4および焦点検出ユニット5を有さず、撮像素子6からの信号を用いて位相差検出方式やコントラスト検出方式でAFを行うタイプであってもよい。
交換レンズ2は、被写体側から像側に順に第1レンズユニット101、第2レンズユニット102、光量調節手段としての絞りユニットAS、第3レンズユニット103および第4レンズユニット104を有する。これら第1〜第4レンズユニット101〜104および絞りユニットASにより撮像光学系が構成され、以下に構成を説明するレンズ鏡筒により保持されている。
105は絞りユニットASのベース部材である絞りベースであり、106は光軸回り方向に回転して主絞り羽根を回動させる主絞り風車である。107は光軸回り方向に回転することで副絞り羽根を回動(移動)させる回転部材としての副絞り風車である。絞りユニットASの詳しい構成および動作については後述する。
第1レンズユニット101、第2レンズユニット102、第3レンズユニット103、第4レンズユニット104はそれぞれ、第1レンズ保持枠111、第2レンズ保持枠112、第3レンズ保持枠113および第4レンズ保持枠114により保持されている。第2レンズユニット102および第3レンズユニット103は、それぞれ第2レンズ保持枠112および第3レンズ保持枠113とともに光軸方向に移動可能な可動レンズである。絞りユニットASは、第2レンズユニット102と第3レンズユニット103の間に配置され、カメラ本体1に入射する光量を調節する。絞りユニットASとレンズマイクロコンピュータ等を含む制御回路を搭載した制御基板109は、不図示のフレキシブルプリント基板により互いに接続されている。
20は案内筒であり、後述するTS機構部のティルトカバー34に固定されている。21はカム環であり、案内筒20の外周に配置され、光軸方向定位置にて光軸回り方向に回転可能に支持されている。23は案内筒20に固定された固定筒である。固定筒23の被写体側の端部付近には、フード、フィルター、キャップ等を取り付けるためのフード取付け部が設けられている。
24はMF(マニュアルフォーカス)操作環であり、固定筒23の外周に配置され、光軸方向定位置にて光軸回り方向に回転可能に支持されている。MF操作環24は、不図示のキー機構を介してカム環21と連結されている。MF操作環24を回転させると、カム環21も同量だけ回転する。MF操作環24の回転方向での位置は不図示のセンサにより検出されて制御基板109に入力される。
26は調整ベースであり、案内筒20の物体側の端部に取り付けられている。27は回転リングであり、案内筒20と調整ベース26との間に第1レンズ保持枠111と共に案内筒20を軸として光軸回り方向に回転可能に保持されている。回転リング27を回転せると、第1レンズ保持枠111が光軸方向に移動しながら回転リング27と接する面上で偏心する。これにより、第1レンズユニット101の光学調整がなされる。28はフロントリングであり、第1レンズユニット101の光学調整の後に固定筒23に取り付けられる外観部品である。
第4レンズユニット104および第4レンズ保持枠114は、案内筒20に固定されている。第2レンズ保持枠112にビス止めされたカムフォロワ40は、カム環21の内面に形成された第2カム溝部に係合している。このため、カム環21が回転して第2カム溝部がカムフォロワ40を光軸方向に押すことで、第2レンズユニット102および第2レンズ保持枠112が光軸方向に移動する。
29は円筒形状を有する移動部材としての連結環である。連結環29は、その像側の端部付近で第3レンズ保持枠113に固定されている。連結環29の被写体側の端部付近には、カム環21の第3カム溝部に係合する不図示のカムフォロワが固定されている。このため、カム環21が回転して第3カム溝部がカムフォロワを光軸方向に押すことで、連結環29、第3レンズユニット(可動レンズ)103および第3レンズ保持枠113が光軸方向に移動する。
このような構成により、ユーザがMF操作リング24を回転操作することにより、第2レンズユニット102と第3レンズユニット103が光軸方向に移動するとともにこれらの間隔を変化させる。これにより、無限遠(INF)から至近(MOD)までの被写体に対して合焦状態を得ることができる。図1に示す無限遠合焦状態では第2レンズユニット102と第3レンズユニット103が最も離れており、図2に示す至近合焦状態では第2レンズユニット102と第3レンズユニット103が最も近づいている。
120は絞りベース105、すなわち絞りユニットASを案内筒20に固定する絞り固定ビスである。
TS機構は、レボルビング部30、シフト部33およびティルト部35を有する。レボルビング部30は、レンズ鏡筒のうちレボルビング部30よりも被写体側の全体を光軸回り方向に回転させる機能を有する。レボルビング部30は、交換レンズ2におけるカメラ本体1との接続部であるマウント25に固定される固定部31に回転可能に連結されている。シフト部33は、レンズ鏡筒のうちシフト部33よりも被写体側の全体を、X方向やY光軸に平行シフトさせる機能を有する。シフト部33は、レボルビング部30に対して平行シフト可能に連結されている。ティルト部35は、レンズ鏡筒のうちティルト部35よりも被写体側の全体を、レンズ光軸AXLに対して直交する軸回りで傾斜させる機能を有する。ティルトカバー34は、ティルト部35の被写体側に固定され、前述したように案内筒20を固定している。
以上の構成を有するカメラシステムにおいて、ユーザがMF操作により任意の距離の被写体に対して撮像光学系を合焦させた状態でカメラ本体1に設けられた不図示のレリーズボタンを操作することで、撮像素子6の露光および画像データの生成と記録が行われる。この際、ユーザは、TS機構を利用して、交換レンズ2を任意のレボルビング状態、シフト状態およびティルト状態として、様々な撮影効果を得ることができる。
次に、図3を用いて、絞りユニットASの構成についてさらに詳しく説明する。108は複数の主絞り羽根である。各主絞り羽根108は、その被写体側と像側に羽根ピン108aを有する。105aは絞りベース105に設けられた複数の主絞りカムである。106aは主絞り風車106に形成された複数の主絞り穴である。複数の主絞り羽根108は、絞りベース105と主絞り風車106との間に配置され、それぞれの像側羽根ピン108aは対応する主絞りカム105aに係合し、被写体側羽根ピン108aは対応する主絞り穴106aに挿入されている。
112はステッピングモータにより構成された主絞りモータであり、113は絞りFPCであり、制御基板109から主絞りモータ112への通電を行う。また、絞りFPC113には、不図示のフォトインタラプタが実装されており、これにより主絞り風車106の回転位置が検出される。110は絞りカバーであり、主絞りモータ112や絞りFPC113を保持しつつ、主絞り風車106を回転可能に保持する。111は主絞りモータ112の出力軸に固定され、主絞り風車106の外周部の一部に設けられたギヤ部と噛み合うピニオンギヤである。主絞りモータ112が駆動されてピニオンギヤ111を介して主絞り風車106が回転されると、複数の主絞り羽根108のそれぞれの物体側羽根ピン108aが主絞り風車106と共に回転し、像側羽根ピン108aが主絞りカム105aに沿って移動する。このため、複数の主絞り羽根108は開閉方向に回動し、これらにより形成する主絞り開口の径を増減させる。
114は目隠しシートであり、主絞りモータ112や絞りFPC113が交換レンズ2の第1および第2レンズユニット101,102を通して外部から見えないようにする部品である。
109は複数の副絞り羽根(遮光部材)である。各副絞り羽根109は、その被写体側と像側に羽根ピン109aを有する。107aは副絞り風車107に設けられた複数の副絞りカムである。複数の副絞り羽根109は、絞りベース105と副絞り風車107との間に配置され、それぞれの像側羽根ピン109aは対応する副絞りカム107aに係合し、物体側羽根ピン109aは絞りベース105に複数形成された不図示の穴のうち対応する穴に挿入される。
119は副絞り風車107における複数の副絞りカム107aが設けられた円盤部から径方向に延出した延出部としてのアーム部であり、その径方向先端には係合部としてのカムフォロワ115が設けられている。116はアーム部119のうちカムフォロワ115の近傍(副絞り風車107の回転方向における同位相)に設けられた変形制限部としてのフックである。
図6には、絞りユニットAS、第3レンズユニット103、第3レンズ保持枠113および連結環29の断面を示している。29aは連結環29に設けられ、カムフォロワ115が係合する風車回転カムである。前述したように、絞りユニットASは案内筒20に固定されている。一方、連結環29は、MF操作環24の回転に伴って第3レンズ保持枠113および第3レンズユニット103とともに光軸方向に移動する。これら絞りユニットASと連結環29が光軸方向で相対移動してカムフォロワ115が風車回転カム29aに沿って移動することで、副絞り風車107が回転する。副絞り風車107が回転すると、複数の副絞り羽根109はそれぞれ、像側羽根ピン109aが副絞りカム107aに沿って移動することで絞りベース105の穴に挿入された物体側羽根ピン109aを中心として開閉方向に回動する。これにより、複数の副絞り羽根109が形成する副絞り開口の径が増減する。
図7は、連結環29に設けられた風車回転カム29aを周方向に展開して示している。図に示す風車回転カム29aは直線形状を有するが、非線形な形状を有してもよい。至近合焦状態では、カムフォロワ115は図中の至近位置に位置する。また、無限遠合焦状態では、カムフォロワ115は図中の無限遠位置に位置する。通常のフォーカス動作では、カムフォロワ115はこれらの無限遠位置と至近位置との間の可動範囲(以下、無限遠−至近移動範囲という)内で移動する。29bは導入口であり、絞りユニットASを連結環29の内側に組み込む際に、カムフォロワ115を風車回転カム29a内に導入するための入口となる。導入口29bは、連結環29の被写体側の端面から風車回転カム29aにおける通常動作範囲外(無限遠位置より外側)のカム組込み位置につながっている。
図4は、副絞り風車107の回転に伴って副絞り羽根109が開閉する様子を示している。最も左の図では、副絞り風車107は、カムフォロワ115が上述した導入口29bから風車回転カム29a内のカム組込み位置に導入されたカム組込み回転位置に位置している。117は副絞り風車107の円盤部の外周面であり、絞りベース105に設けられたリング状の風車保持部105dの内周面に嵌合している。これにより、副絞り風車107は、絞りベース105により光軸回り方向に回転可能に保持される。
左から2番目の図では、副絞り風車107は、カム組込み回転位置から少し回転した無限遠回転位置に位置する。このとき、カムフォロワ115は風車回転カム29a内の無限遠位置に位置する。通常のフォーカス動作では、副絞り風車107は、この無限遠回転位置から後述する至近回転位置までの無限遠−至近回転範囲の間で回転する。
左から3番目の図では、副絞り風車107は、無限遠回転位置からさらに回転した至近回転位置に位置する。このとき、カムフォロワ115は、風車回転カム29a内の至近位置に位置する。
最も右の図では、副絞り風車107は、至近回転位置からさらに回転して無限遠−至近回転範囲外の風車組込み回転位置に位置する。この風車組込み回転位置は、副絞り風車107を絞りベース105(風車保持部105d)に組み込む位置である。
105bは絞りベース105の周方向3箇所に120°間隔で設けられた押さえ爪部である。107bは副絞り風車107の周方向3箇所に120°間隔で設けられた爪ゲート部であり、風車組込み回転位置において副絞り風車107を絞りベース105に組み込む際に押さえ爪部105bが爪ゲート部107bを通る。この後、副絞り風車107を無限遠−至近回転範囲内に回転させると、押さえ爪部105bが副絞り風車107の外周付近における絞りベース105側とは反対側の面に当接して副絞り風車107の絞りベース105からの脱落を防止する押さえとなる。このようないわゆるバヨネット構造によって、副絞り風車107が絞りベース105により支持され、光軸方向での位置も決まる。
図5はカムフォロワ115の周辺を拡大して示している。118は絞りベース105に周方向(副絞り風車107の回転方向)に延びるように設けられた突起部としての変形防止リブである。この変形防止リブ118は、副絞り風車107が無限遠−至近回転範囲内に位置するときに、図6に示すように、副絞り風車107のフック116とアーム部119との間に入り込む。絞りベース105には、変形防止リブ118をフック116とアーム部119との間に入り込ませるための組込みゲート部としてのフックゲート部105を有する。図5に示すように、風車組込み回転位置においてフック116は、変形防止リブ118を超えて副絞り風車107側(回転部材側)とは反対側(以下、絞りベース側という)に通ることが可能である。
副絞り風車107が無限遠−至近回転範囲内にあるときに副絞り風車107を絞りベース105から像側に離すように作用する衝撃等の外力が交換レンズ2に加わると、フック116が変形防止リブ118のうち副絞り風車107側とは反対側の面に当接する。このため、副絞り風車107が絞りベース105から離れる側に変形したり変位したりすることを制限(防止)することができる。
フック116は、前述したように副絞り風車107の円盤部から延出したアーム部119の先端付近、つまりは副絞り風車107の円盤部の外周面117よりもレンズ光軸AXLから離れた位置でカムフォロワ115の近傍に設けられている。一方、副絞り風車107の円盤部は、その外周面とほぼ同じレンズ光軸AXLからの位置において絞りベース105に設けられた3つの押さえ爪部105bによって押さえられている。しかし、例えば、副絞り風車107の円盤部の外周面117よりレンズ光軸AXLから離れた位置でカムフォロワ115が連結環29の風車回転カム29aから外力を受けると、押さえ爪部105bだけでは副絞り風車107の変形等を抑えることができない。
副絞り風車107が一定量以上変形すると、カムフォロワ115が風車回転カム29aから脱落したり、副絞りカム107aから羽根ピン109aが脱落したりするおそれがある。そのような副絞り風車107の変形が生じないように、フック116が変形防止リブにおける副絞り風車107側とは反対側の面に当接する。
フック116と変形防止リブ118は、主絞り風車106と副絞り風車107の間の絞りベース105の光軸方向での厚みの範囲内に設けることができ、また絞りベース105の外径より内側に設けることができる。したがって、絞りユニットASを小型に維持したまま副絞り風車107の変形を抑えることができる。
本実施例では、上記のような変形が生じていない状態では光軸方向においてフック116と変形防止リブ118とが所定量離けるように配置しているが、この間隔は、副絞り風車107の許容変形量に応じて設定すればよい。例えば、絞りベース105に押さえ爪部105bが120°間隔より大きい間隔で設けられている場合には、フック116と変形防止リブ118との間隔をより近づけることが望ましい。さらに言えば、上記のような変形が生じていない状態でもフック116と変形防止リブ118とが当接していてもよい。
また、本実施例において、主絞り風車106は絞りモータ112により駆動されるが、副絞り風車107と同様なカム機構により回転される場合には、主絞り風車にフックを設け絞りベースに変形防止リブを設けてもよい。
さらに、本実施例では、交換レンズ2のレンズ鏡筒内の絞りユニットASに上記フック116と変形防止リブ118とを設けた場合について説明したが、同様の構成をレンズ一体型撮像装置におけるレンズ鏡筒内の絞りユニットに設けてもよい。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
2 交換レンズ
29 連結環
29a 風車回転カム
105 絞りベース(ベース部材)
107 副絞り風車
109 副絞り羽根(遮光部材)
115 カムフォロワ
116 フック
118 変形防止リブ
29 連結環
29a 風車回転カム
105 絞りベース(ベース部材)
107 副絞り風車
109 副絞り羽根(遮光部材)
115 カムフォロワ
116 フック
118 変形防止リブ
Claims (8)
- 光軸方向に移動可能な少なくとも1つの可動レンズを有するレンズ鏡筒であって、
光量を調節するために動くことが可能な遮光部材と、
前記可動レンズが移動する際に前記光軸方向に移動する移動部材と、
前記遮光部材を支持するベース部材と、
前記ベース部材により光軸回りで回転可能に支持され、回転することで前記遮光部材を移動させる回転部材とを有し、
前記回転部材は、
前記移動部材に係合して該移動部材の移動により該回転部材を回転させる係合部と、
前記ベース部材に当接することにより、前記回転部材が前記光軸方向において前記ベース部材から離れる側に変形することを制限する変形制限部とを有することを特徴とするレンズ鏡筒。 - 前記変形制限部は、前記回転部材の回転方向における前記係合部と同位相に設けら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。
- 前記回転部材は、前記光軸に直交する方向に延び、先端に前記係合部が設けられた延出部を有し、
前記変形制限部は、前記延出部に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のレンズ鏡筒。 - 前記ベース部材は、前記回転部材の回転方向に延びる突起部を有し、
前記変形制限部は、前記突起部における前記回転部材側とは反対側の面に当接することを特徴とする請求項1または2に記載のレンズ鏡筒。 - 前記ベース部材は、該ベース部材に対する組込み回転位置にある前記回転部材の前記変形制限部を、前記突起部を超えて前記回転部材側とは反対側に通すことが可能な組込みゲート部を有することを特徴とする請求項4に記載のレンズ鏡筒。
- 前記ベース部材は、前記回転部材における前記ベース部材とは反対側の面に当接して、前記回転部材の前記ベース部材からの脱落を防止する爪部を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を有することを特徴とする光学機器。
- 請求項7に記載の光学機器と、
前記光学機器からの光を受光する撮像素子を保持するカメラ本体とを有することを特徴とする撮像装置。
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|---|---|---|---|
| JP2017080972A JP2018180345A (ja) | 2017-04-14 | 2017-04-14 | レンズ鏡筒、光学機器および撮像装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2017080972A JP2018180345A (ja) | 2017-04-14 | 2017-04-14 | レンズ鏡筒、光学機器および撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020066645A1 (ja) | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電動ブレーキおよび制御装置 |
-
2017
- 2017-04-14 JP JP2017080972A patent/JP2018180345A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020066645A1 (ja) | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電動ブレーキおよび制御装置 |
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