JP2009169233A - レンズ鏡筒 - Google Patents
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Abstract
【課題】コイル、磁気回路から成る防振ユニットを小型化する。
【解決手段】 レンズ保持枠5には、コイル12a、12bの当接面5cが設けられ、コイル12a、12bの内幅に嵌合してコイル12a、12bを位置規制する位置決め部5dが設けられ、更にコイル12a、12bが当接面5cに当接した際に、通孔となる孔部5eが当接面5cに設けられている。コイル12a、12bの円弧状部12cが当接面5cに当接された後に、当接面5cの裏側から孔部5e内に接着剤を充填することで、コイル12a、12bはレンズ保持枠5に対して接着される。孔部5eの深さは当接面5cの肉厚分であるため、接着剤を多量に充填することができ、レンズ保持枠5に対する接着強度を確保できる。
【選択図】図3
【解決手段】 レンズ保持枠5には、コイル12a、12bの当接面5cが設けられ、コイル12a、12bの内幅に嵌合してコイル12a、12bを位置規制する位置決め部5dが設けられ、更にコイル12a、12bが当接面5cに当接した際に、通孔となる孔部5eが当接面5cに設けられている。コイル12a、12bの円弧状部12cが当接面5cに当接された後に、当接面5cの裏側から孔部5e内に接着剤を充填することで、コイル12a、12bはレンズ保持枠5に対して接着される。孔部5eの深さは当接面5cの肉厚分であるため、接着剤を多量に充填することができ、レンズ保持枠5に対する接着強度を確保できる。
【選択図】図3
Description
本発明は、所謂手振れ等に起因する像振れを補正するために、光軸直交方向に駆動する光学要素を有するレンズ鏡筒に関するものである。
カメラやビデオカメラ、交換レンズ等の光学機器においては、撮影者の手振れを検知し、記憶される画像の振れを相殺するように、光学素子をピッチ方向及びヨー方向に駆動可能な防振ユニットが搭載されていることが多い。また、レンズを駆動する代りに、撮像素子を同様にピッチ方向及びヨー方向に駆動することにより、像振れを補正する防振ユニットも提案されている。
このような防振ユニットは、例えば特許文献1のように光学素子又は撮像素子を保持する保持部材と、この保持部材をピッチ方向及びヨー方向に移動可能に保持する地板とを有している。また、駆動アクチュエータとして、例えば地板に取り付けられ磁性材料から成るヨークと、ヨークに取り付けられピッチ方向及びヨー方向駆動用の永久磁石から成る永久磁石と、保持部材に取り付けられたピッチ方向及びヨー方向駆動用電磁コイルで構成されている。
各方向への駆動用コイルと永久磁石は互いに対向して配置され、これらの間の磁気作用によって各方向への駆動力を生成する。ヨークは永久磁石からの磁力線を集束し、磁界を強める役割を有する。防振ユニットの地板は、コイルと永久磁石間の磁気回路に影響を及ぼさないように、例えばプラスチック等の非磁性体により製作されている。また、地板に固定されるヨークは、磁性材料である鉄又はその合金の板材料からプレス型により打ち抜き加工により製作されることが多い。
このような電磁駆動アクチュエータにおいて、特許文献2のようにコイルの保持部材に対する取付を接着剤により行うことが従来から知られている。
しかし、保持部材にコイルを接着固定すると、接着剤がコイルよりも盛り上がり、対向する永久磁石と干渉する虞れがあるため、コイルと永久磁石の間隔を広く取る必要があり、そのため防振ユニットの光軸方向寸法が大きくなる。また、ギャップ磁束密度の減少を補うには、コイル、永久磁石の面積を大きくする必要があり、防振ユニットの投影面積も大きくなる。
また、対向する永久磁石を避ける位置に接着をする場合でも、コイルの円弧状の内壁部への接着のみでは接着面積が少ないため、十分な接着強度を得ることが困難である。そのため、コイルの外径部に接着をする必要があり、その際には接着剤の流出を防止するため、保持部材にコイル外径よりも外側に壁部を設ける必要があるので保持部材が大きくなり、その結果として防振ユニットの投影面積も大きくなる。
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、コイル、磁気回路から成る防振ユニットを小型化するレンズ鏡筒を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明に係るレンズ鏡筒は、光学要素を保持して光軸と直交方向に駆動する保持手段と、該保持手段を駆動するためのコイルと永久磁石を含む磁気回路とを有し、前記コイルを前記保持手段に光軸と直交する平面である当接面に当接し、前記コイルを前記当接面の裏側から前記保持手段に接着剤により固定したことを特徴とする。
本発明に係るレンズ鏡筒によれば、接着範囲をコイルの円弧状部とするため、保持枠を大きくすることなく接着面積を確保でき、対向する永久磁石に干渉せずに、防振ユニットの投影面積及び光軸方向寸法を小さくすることができる。
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は実施例1のカメラや観察装置等の各種光学機器のレンズ鏡筒に搭載されている振れ補正装置の分解斜視図であり、図2は振れ補正装置の要部断面図を示している。レンズ鏡筒の前方から、ハード基板1、遮光板2、第1のヨーク3、振れ補正レンズ4を取り付けたレンズ保持枠5、第2のヨーク6、ステップ駆動モータ7、地板8、ロックリング9が配列されている。
ロックリング9は地板8に対して回転可能に係合し、ロックリング9にはギア部9aが一体形成されている。第2のヨーク6は地板8に取り付けられ、永久磁石10a、10b、10c、10dは第2のヨーク6にそれぞれ固定されている。レンズ保持枠5を挟んで第1のヨーク3は第2のヨーク6と反対側に取り付けられ、永久磁石11a、11b、11c、11dは第1のヨーク3にそれぞれ固定され、永久磁石11a、11bはコイル12aを挟んで永久磁石10a、10bと対向している。これらの永久磁石11a、11b、10a、10bとコイル12aとにより閉磁路が形成されている。同様に、永久磁石11c、11dはコイル12bを挟んで永久磁石10c、10dと対向しており、これらの永久磁石10c、10d、11c、11dとコイル12bとにより閉磁路が形成されている。
像振れ補正を行う振れ補正レンズ4と、この振れ補正レンズ4を保持するレンズ保持枠5とは振れ補正光学系を構成し、地板8はこの振れ補正光学系を光軸と直交する平面内において移動可能に支持している。コイル12a、12bは振れ補正光学系を光軸直交方向に駆動し、コイル12aは振れ補正光学系をピッチ方向に駆動する際に通電され、コイル12bは振れ補正光学系をヨー方向に駆動する際に通電される。これらコイル12a、12bはレンズ保持枠5にそれぞれ接着剤により固定されている。
両端の内径にタップ加工が施された4個の第1の支柱13が、ビス14によってそれぞれ第2のヨーク6に固定され、第1のヨーク3と第2のヨーク6との光軸方向の距離を規制している。また、ビス14によって地板8も第2のヨーク6と共締めして固定されている。第1の支柱13は第2のヨーク6に設けられた基準孔6a、6b、6c、6dに径嵌合して位置決めされる軸部13aと、第1のヨーク3に設けられた基準孔3a、3b、3c、3dに径嵌合して、位置決めされる軸部13bを有している。第1のヨーク3は第1の支柱13の光軸に直交する平面13cに当接し、ビス15によって第1の支柱13に固定されている。
2個の第2の支柱16は第1のヨーク3に固定され、第1のヨーク3に設けられた基準孔3b、3cに径嵌合して位置決めされる軸部16aと、ハード基板1に設けられた基準溝1a、1bに径嵌合して位置決めされる軸部16bとを有している。ハード基板1は地板8に形成された当接面8a及び第2の支柱16の光軸に直交する平面16cに当接しており、当接面8a及び平面16cは光軸に直交する平面において同一面とされている。
ハード基板1はビス17によって地板8に固定され、更にハード基板1は第2の支柱16の内径部及び第1のヨーク3に設けられた基準孔3b、3cを貫通し、第1の支柱13に螺合するビス18によっても固定されている。
地板8にはステップ駆動モータ7が固定され、軸先端に圧入された図示しないピニオンギアとロックリング9のギア部9aとが噛合している。レンズ保持枠5に接着固定された図示しないレンズ保持枠側板金と、第2のヨーク6及び地板側板金19との間に転動ボール20が挟まれて転動する。地板側板金19は地板8に形成された板金保持部8bに当接し、接着固定されている。
地板8に固定されたばね掛け支柱21にばね22の一端が取り付けられ、ばね22の他端はレンズ保持枠5に取り付けられ、このばね22は地板8に対するレンズ保持枠5の光軸方向のがたを吸収するために設けられている。
レンズ保持枠5の光軸周りの回転を阻止するために、L字形の支持軸23が設けられている。この支持軸23はレンズ保持枠5に形成された軸受部5aに摺動可能に係合して、ピッチ方向(縦振れ)に延在する部分23aと、地板8に形成された軸受部8cと8dに摺動可能に係合してヨー方向(横振れ方向)に延在する部分23bとから構成されている。支持軸押え板24a、24bは地板8に固定され、支持軸23の光軸方向への浮き上がりを抑制している。
レンズ保持枠5には、赤外線ダイオードから成る発光素子25a、25bが取り付けられ、これらの発光素子25a、25bはレンズ保持枠5に形成された孔部5bを通して、ハード基板1に固定されたPSDから成る受光素子26a、26bにそれぞれ投光する。
レンズ保持枠5にはフレキシブル基板27が取り付けられ、このフレキシブル基板27は発光素子25a、25bの端子及びコイル12a、12bの端子が半田付けされ、ハード基板1に電気的に接続されている。ハード基板1はフレキシブル基板27と接続され、振れ補正光学系の電気的制御を行うための信号伝達を行う。
遮光板2はビス28によって地板8に設けられた当接面8eに固定され、遮光板2はレンズ保持枠5に固定されたステップ駆動モータ7に対する逃げ部を遮光する。遮光板2により、レンズ保持枠5が振れ補正のために駆動した際に生ずる開口部を遮光できるため、不要な光線が撮像面側に通過することがない。また、受光素子26a、26bに入射してくる不要光を遮断する効果もある。
更に、遮光板2はレンズ鏡筒に衝撃等が加わり、レンズ保持枠5がばね22の引込力に反して地板8から離れようとする際に、レンズ保持枠5に設けられた突起部23dと先当たりの関係にある。従って、レンズ鏡筒に衝撃等が加わった際に、レンズ保持枠5に接着固定されたレンズ保持枠側板金と、第2のヨーク6及び地板側板金19との間に挟まれ転動する転動ボール20が、レンズ保持枠5から外れることがない。
図3は実施例の要部斜視図であり、レンズ保持枠5にコイル12a、12bが接着固定される前の状態を示している。レンズ保持枠5にはコイル12a、12bの当接面5cが設けられている。更に、コイル12a、12bの内幅に嵌合してコイル12a、12bを位置規制する位置決め部5dが設けられ、コイル12a、12bが当接面5cに当接した際に、通孔となる孔部5eが当接面5cに設けられている。コイル12a、12bの両側の端部である円弧状部12cが当接面5cに当接された後に、当接面5cの裏側から孔部5e内に接着剤を充填することで、コイル12a、12bはレンズ保持枠5に対して接着固定される。
その際に、孔部5eはコイル12a、12bが当接面5cに当接することで有底となるため、接着剤を孔部5eに充填した際に接着剤が当接面5cにはみ出してくることはない。また、コイル12a、12bがレンズ保持枠5に接着固定された後に、コイル12a、12bの図示しない端子部が、フレキシブル基板27のそれぞれのランド部に半田付けされる。
孔部5eの深さは当接面5cの肉厚分であるため、接着剤を多量に充填することができ、レンズ保持枠5に対する接着強度を確保できる。また、コイル12a、12bへの接着固定範囲はコイル12a、12bの円弧状部12cであるため、接着面積を広く確保することが可能となり、コイル12a、12bに対する十分な接着強度が得られる。この接着作業の際に、接着剤が当接面5cの裏面側に盛り上がった場合でも、接着固定範囲はコイル12a、12bの円弧状部12cであるため、像振れ補正に際し永久磁石10a、10b、10c、10dに接着剤が干渉することはない。
図4は上述の像振れ補正装置を搭載したレンズ交換式オートフォーカス(AF)一眼レフカメラシステムのブロック回路構成図である。カメラ本体30には交換レンズ本体40が装着される。カメラ本体30内のカメラCPU31には、電源スイッチ32、レリーズスイッチ33、測光装置34、露光装置35、給送装置36、測距装置37、表示装置38が接続されている。
カメラ本体30のレンズCPU41には、像振れ補正作動切換のためのISスイッチ42、振れ補正光学装置43、合焦装置44、絞り装置45が接続されている。また、カメラCPU31に接続されたカメラ接点39は、レンズCPU41に接続されたレンズ接点46に接続されている。
交換レンズ本体40のカメラCPU31はマイクロコンピュータにより構成され、カメラ本体30内の種々の装置回路の動作を制御する。また、交換レンズ本体40のカメラ本体30への装着時にはレンズ接点46とカメラ接点39が接続されて、カメラCPU31との通信を行う。電源スイッチ32は外部から操作可能とされ、カメラCPU31を立ち上げてシステム内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給及びシステムの動作を可能な状態とする。
レリーズスイッチ33は外部から操作可能な2段ストローク式とされ、その信号はカメラCPU31に入力される。カメラCPU31はレリーズスイッチ33から入力された信号に従い、レリーズスイッチ33の第1ストロークがON(SW1信号発生)であれば、測光装置34による露光量の決定を行う。また、測距装置37による被写体の測距演算結果に基づいた合焦装置44への合焦レンズ駆動命令による合焦動作及び合焦判定等を行って撮影準備状態に入る。
レリーズスイッチ33の第2ストロークがONされ、SW2信号が操作されたことが検知されると、レンズ本体40内のレンズCPU41に次の送信を行う。なお、レンズCPU41はレンズ本体40内の種々の装置回路の動作を制御する。
レンズCPU41はレンズ本体40内の絞り装置45への駆動命令を送信して、絞り装置45を駆動する。更に、露光装置35に露光開始命令を送信して実際の露光動作を行わせ、露光終了信号を受信すると、給送装置36に給送開始命令を送信してフィルムの巻き上げ動作を行わせる。表示装置38はカメラCPU31の指令により絞り値やシャッタ速度などの各種撮影条件や、撮影枚数、電池残量、各種モードの表示を行う。
ISスイッチ42は外部から操作可能であり、後述する像振れ補正動作を行わせるか否かを選択し、ISスイッチ42によるONで振れ補正動作を選択が可能とされている。
振れ補正光学装置43は次の6つの構成要素に大別される。第1の要素は振れ補正レンズ4とそれを保持する保持枠5とから成る振れ補正光学系である。第2の要素は振れ補正光学系を駆動するための駆動手段である。第3の要素は移動した振れ補正光学系の位置を検出するための位置検出手段である。第4の要素は振れ補正光学系を光軸中心位置にロックしたり、ロック解除したりするロック手段である。第5の要素はロック手段を駆動するためのロック駆動手段である。第6の要素はカメラの縦振れ及び横振れの加速度或いは速度を検出して、振れ補正の対象となる振動状態を検出する振動検出手段である。
合焦装置44は合焦レンズ及びその保持枠と、合焦レンズを目標位置まで駆動するための合焦レンズ駆動手段と、合焦レンズ駆動手段による駆動力を合焦レンズの移動力として伝達する伝達機構を備えている。更に、前述のようにカメラCPU31から送信された合焦レンズの移動量の情報に従って、レンズCPU41によって制御され、合焦レンズ駆動手段に駆動指令を送る合焦レンズ駆動回路とから構成されている。
絞り装置45は開口面積を設定する絞り機構と、絞り機構を駆動するための絞り機構駆動手段とを備えている。更に、前述のようにカメラCPU31から送信された絞り動作命令に従い、レンズCPU41によって制御され、絞り機構駆動手段に駆動指令を送る絞り駆動回路とから構成されている。
図5は図4に示したレンズシステム及びカメラシステムにおける主要動作を示すフローチャート図である。先ず、カメラ本体30の電源スイッチ32がONされると、レンズ本体40に電源の供給が開始される。これには新しい電池を入れられた場合や、カメラ本体30にレンズ本体40が装着された場合など、カメラ本体30とレンズ本体40との間で通信が開始ことも含んでいる。電源の供給が開始されたことを判別すると(ステップS1)、レンズCPU41は振れ補正光学装置43に通電を行い、振れ補正光学装置43のイニシャル動作を行う。
イニシャル動作とは、振れ補正光学装置43のロック手段の振れ補正光学系の保持枠5をロックするロック部材を所定の基準位置に設定するための処理である。例えば、ロック手段の駆動途中での電源遮断や衝撃等で、ロック部材の位置がずれて、現在のロック状態が所定の基準位置から特定できなくなってしまう場合がある。そのため、必ず電源投入時にロック手段を駆動して、ロック部材を所定の基準位置に設定する必要がある。
ロック駆動手段の駆動源として、ステップ駆動モータを用いた場合に、所定の基準位置から目標位置までの駆動パルス数を制御することで、目標位置に到達させている。そのため、所定の基準位置つまり現在の位置が基準位置から何パルス目のところかが分からなくなると、目標位置までの正確なパルス数が算出できなくなるので、先ず所定の基準位置を定める動作が必要になる。
次に、カメラCPU31がレリーズスイッチ33に第1ストロークによりSW1信号が発生しているか否かを判別する(ステップS3)。SW1信号が発生していれば、レンズCPU41はISスイッチ42がONによる振れ補正動作選択になっているかを判別する(ステップS4)。振れ補正動作が選択されていればステップS5に、選択されていなければステップS19に進む。
ステップS5では、レンズCPU41が内部タイマをスタートさせ、カメラCPU31が測光装置34、測距装置37による測光、測距動作を行う。次にレンズCPU41が、合焦装置44による合焦動作、振れ補正光学装置43による振れ検出の開始、更にはロック駆動手段による振れ補正光学系のロック解除を行う(ステップS6)。
レンズCPU41は内部タイマでの計時内容が、所定の時間t1に達したか否かを判断し(ステップS7)、達していなければ達するまでこのステップ7に留まる。これは、振動検出手段の出力信号が安定するまでの間、待機するための処理である。その後に、所定の時間t1が経過すると、振動検出手段の出力信号によって演算される目標値信号と、位置検出手段の出力信号に基づいて、振れ補正光学装置の駆動手段によって振れ補正光学系を駆動し、振れ補正制御を開始する(ステップS8)。
次に、カメラCPU31がレリーズスイッチ33の第2のストロークのSW2信号が発生しているか否かを調べる(ステップS9)。SW2信号が発生していなければ、再びSW1信号が発生しているか否かの判別を行う(ステップS11)。もし、SW1信号も発生していなければ、レンズCPU41が振れ補正制御を停止する(ステップS12)。そして、振れ補正光学系を所定の位置(光軸中心位置)にロックするようにロック手段を駆動する(ステップS13)。
また、ステップS9でSW2信号は発生していないが、ステップS11でSW1信号が発生していると判別した場合はステップS9に戻る。そして、このステップS9でレリーズスイッチ33のSW2信号が発生したことを判別すると、レンズCPU41が絞り装置45を制御し、同時にカメラCPU31は露光装置35によりフィルムへの露光動作を行う(ステップS10)。
次いで、カメラCPU31がSW1信号の状態を調べる(ステップS11)。SW1信号が発生しなくなると、レンズCPU41が振れ補正制御を停止する(ステップS12)と共に、振れ補正光学系を所定の位置(光軸中心位置)にロック手段によりロックするように駆動手段を駆動する(ステップS13)。
以上の動作を終了すると、レンズCPU41はタイマを一旦リセットして再度スタートさせ(ステップS14)、再びSW1信号が所定時間t2内に発生するかどうかの判別を行う(ステップS15)。もし、振れ補正動作を停止してから所定時間t2内に再度SW1信号が発生すると次の動作を行う。測光、AF(測距動作及び合焦動作)及び振れ補正光学系のロック解除を行う(ステップS17)。振れ検出はそのまま継続されているので、直ちに目標値信号と位置検出手段の出力信号に基づいて、振れ補正光学系を駆動し、振れ補正制御を再び開始する(ステップS8)。
以下、前述と同様の動作を繰り返す。このような所定時間t2の経過判定の処理をすることにより、撮影者がレリーズ操作を停止した後に再度レリーズ操作をした際に、その度に振動検出手段を起動してその出力安定まで待機するという不都合をなくすことが可能になる。
一方、振れ補正動作を停止してから所定時間t2以内にSW1信号が発生しなかった場合は(ステップS15)、振れ検出を停止つまり振動検出手段の動作を停止する(ステップS18)。その後はステップS3に戻り、SW1信号の発生待機の状態に入る。ステップS4で振れ補正動作が選択されていなければ、カメラCPU31が測光、測距動作を、レンズCPU41が合焦動作をそれぞれ実行する(ステップS19)。
次に、カメラCPU31がレリーズスイッチ33のSW2信号が発生しているか否かを調べる(ステップS20)。SW2信号が発生していなければ、再びSW1信号が発生しているか否かの判別を行い(ステップS22)、もしSW1信号も発生していなければステップS3に戻り、SW1信号の発生待機の状態に入る。また、ステップS20でSW2信号は発生していないが、SW1信号は発生していればステップS20に戻る。そして、このステップS20でレリーズスイッチ33においてSW2信号が発生したことを検知すると、レンズCPU41が絞り装置45を制御し、同時にカメラCPU31が露光装置35を制御して、フィルムへの露光動作を行う(ステップS21)。次いで、カメラCPU31がSW1信号の状態を調べ(ステップS22)、SW1信号が発生していなければステップS3に戻る。
本実施例におけるレンズ交換式のAF一眼レフカメラシステムでは、電源スイッチ32がOFFされるまで上記一連の動作を繰り返す。電源スイッチ32がOFFされると、カメラCPU31とレンズCPU41との通信が終了し、レンズ本体40への電源供給が終了する。
以上の説明では、本発明の好ましい実施例について述べたが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形或いは変更が可能である。
1 ハード基板
2 遮光板
3 第1のヨーク
4 振れ補正レンズ
5 レンズ保持枠
6 第2のヨーク
7 ステップ駆動モータ
8 地板
9 ロックリング
10a〜10d、11a〜11d 永久磁石
12a、12b コイル
20 転動ボール
22 ばね
23 支持軸
24a、24b 支持軸押え板
25a、25b 発光素子
26a、26b 受光素子
27 フレキシブル基板
2 遮光板
3 第1のヨーク
4 振れ補正レンズ
5 レンズ保持枠
6 第2のヨーク
7 ステップ駆動モータ
8 地板
9 ロックリング
10a〜10d、11a〜11d 永久磁石
12a、12b コイル
20 転動ボール
22 ばね
23 支持軸
24a、24b 支持軸押え板
25a、25b 発光素子
26a、26b 受光素子
27 フレキシブル基板
Claims (4)
- 光学要素を保持して光軸と直交方向に駆動する保持手段と、該保持手段を駆動するためのコイルと永久磁石を含む磁気回路とを有し、前記コイルを前記保持手段の光軸と直交する平面である当接面に当接し、前記コイルを前記当接面の裏側から前記保持手段に接着剤により固定したことを特徴とするレンズ鏡筒。
- 前記保持手段と前記コイルの接着固定範囲は、前記保持手段に形成した孔部によって定め、該孔部の内部に接着剤を充填したことを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡筒。
- 前記コイルの接着固定範囲は前記コイルの端部の円弧状部としたことを特徴とする請求項1又は2の何れか1つの請求項に記載のレンズ鏡筒。
- 請求項1〜3の何れか1つの請求項に記載のレンズ鏡筒を備えたことを特徴とする光学機器。
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---|---|---|---|
JP2008008963A JP2009169233A (ja) | 2008-01-18 | 2008-01-18 | レンズ鏡筒 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011033955A (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Nikon Corp | レンズ鏡筒 |
WO2014192464A1 (ja) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | 富士フイルム株式会社 | ブレ補正装置及び観察装置 |
-
2008
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