JP4508707B2 - Lens barrel and imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、レンズを駆動する手段を具備するデジタルカメラ及びフィルムカメラまたはビデオカメラ等の撮影装置に関する。 The present invention relates to a photographing apparatus such as a digital camera and a film camera or a video camera provided with means for driving a lens.
近年、フィルムを使用せずに画像をメモリに取り込むことができるデジタルカメラが急速に普及している。このデジタルカメラの中には撮影倍率を変更できるズーム機構を備えたものがある。この場合一般的に撮影レンズ鏡筒をズームさせる鏡筒ズーム機構と、CCDやCMOS等の撮像デバイス上に被写体像のピントを合わせるフォーカス機構が必要である。一般的にデジタルカメラでは、前方にズーム機構、後方にフォーカス機構を持つものが多い。特にデジタルカメラにかかわらず、銀塩フィルムを使用するアナログカメラやビデオカメラでも同様の構成をとるものがある。 In recent years, digital cameras that can capture an image in a memory without using a film are rapidly spreading. Some digital cameras include a zoom mechanism that can change the shooting magnification. In this case, generally, a lens barrel zoom mechanism for zooming the photographic lens barrel and a focus mechanism for focusing the subject image on an imaging device such as a CCD or CMOS are required. In general, many digital cameras have a zoom mechanism at the front and a focus mechanism at the rear. Regardless of digital cameras in particular, there are analog cameras and video cameras that use silver halide films that have the same configuration.
このようなカメラでは、画角変化を担うレンズ移動部分と、フォーカスを担うレンズ移動部分は、使用状態や不使用状態にかかわらず互いに干渉しないように積み上げる形で構成するのが一般的であった。また、カメラの不使用状態において、レンズを全て収納させ、コンパクトにするものも一般的にある。このようなカメラにおいても収納時に、全ての機構が干渉しないように構成する必要がある。 In such a camera, the lens moving part responsible for changing the angle of view and the lens moving part responsible for focusing are generally configured to be stacked so as not to interfere with each other regardless of the use state or the non-use state. . In addition, in general, there is a camera in which all the lenses are housed and compact when the camera is not used. Even in such a camera, it is necessary to configure so that all the mechanisms do not interfere during storage.
従来例を示す特許文献1の場合では、フォーカスカム環自体を移動させて、ズームと干渉しないようにする手法をとっている。この場合、フォーカスカム環を移動させるスペースが必要となる。
しかしながら、従来のように単純にズーム機構とフォーカス機構が交差しないようにするように配置した場合では、ある一定範囲まで小型化が成し得るが、限界値がある。また、特許文献1の従来例の場合でも、フォーカスカム環を移動させるスペースが必要となり、その分小型化がなしえないという課題がある。近年、カメラの小型化に対するニーズはますます大きくなっており、従来以上の小型化への要求が出ている。 However, when the zoom mechanism and the focus mechanism are simply arranged so as not to cross each other as in the prior art, the size can be reduced to a certain range, but there is a limit value. Further, even in the conventional example of Patent Document 1, a space for moving the focus cam ring is required, and there is a problem that the size cannot be reduced accordingly. In recent years, the need for miniaturization of cameras has been increasing, and there has been a demand for further miniaturization.
上記の目的を達成するために本発明の鏡筒は、収納可能な鏡筒であって、第一レンズ群を保持し鏡筒の収納動作により光軸後方に移動する第一レンズ群保持手段と、前記第一レンズ群保持手段に光軸方向に平行に形成されたガイドであって、第二レンズ群を保持する第二レンズ群保持手段の移動を直進方向に規制して光軸方向に当該第二レンズ群保持手段が移動するようにする直進ガイドと、前記直進ガイドの径の位置にスロープを有するフォーカスカムが形成され回転可能なリングであって、当該回転することで、前記スロープに第三レンズ群を保持する第三レンズ群保持手段を追従させて光軸方向に当該第三レンズ群保持手段を移動させる、前記第一レンズ群保持手段よりも光軸後方に位置するフォーカスカムリングとを有し、前記直進ガイドは、鏡筒の収納位置において、前記フォーカスカムが最も薄くなる位相に設けられている。 In order to achieve the above object, the lens barrel of the present invention is a retractable lens barrel that holds the first lens group and moves to the rear of the optical axis by the retracting operation of the lens barrel ; A guide formed in parallel to the optical axis direction on the first lens group holding means, and the movement of the second lens group holding means for holding the second lens group is regulated in the straight direction and the guide in the optical axis direction. A rectilinear guide for moving the second lens group holding means, and a rotatable ring formed with a focus cam having a slope at the position of the diameter of the rectilinear guide. A focus cam ring positioned behind the first lens group holding means for moving the third lens group holding means in the optical axis direction by following the third lens group holding means for holding the three lens groups; Have, said straight ahead Id, in the retracted position of the lens barrel, the focus cam is provided thinnest phase.
本願発明に拠れば、収納時にフォーカス機構のフォーカスカムリングのカム領域にまで入り込むことができ、直進キーをできるだけ長くでき、また第一レンズ群保持手段の収納量を大きくすることができるため、装置の小型化が達成できる。 According to the invention of the present application, it is possible to enter the cam region of the focus cam ring of the focus mechanism during storage, the linear key can be made as long as possible, and the storage amount of the first lens group holding means can be increased. Miniaturization can be achieved.
(実施例1)
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
Example 1
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiments.
図4から図8には、本形態に係る撮影装置としてデジタルカメラが示されている。本実施例で示すデジタルカメラ21はカメラ前面の撮影レンズ鏡筒前面を大きなバリア24で覆い、使用時はバリアを横にスライドすることで撮影レンズ鏡筒2を開放するスライドバリアタイプである。
4 to 8 show a digital camera as a photographing apparatus according to this embodiment. The
図4は当該デジタルカメラ21のバリア24をカメラ本体に対して開成状態を示した外観斜視図である。図5は当該デジタルカメラ21のバリア24をカメラ本体に対して閉成状態を示した外観斜視図である。
FIG. 4 is an external perspective view showing the
図6は上面図を示しており、図7は底面図を示しており、図8は背面図を示している。 6 shows a top view, FIG. 7 shows a bottom view, and FIG. 8 shows a back view.
図9には当該デジタルカメラ21の腰部構成を示している。
FIG. 9 shows the waist configuration of the
本形態のデジタルカメラの正面には被写体の構図を決めるファインダ20、測光測距を行う測光測距センサ19、赤目ランプ22、ストロボ23、第一レンズ群1が配置されている撮影レンズ鏡筒2が構成されている。
In front of the digital camera of this embodiment, a
上面にはレリーズボタン17、ストロボ発光モードボタン18、側面にはストラップ保持手段26があり、底面には三脚取り付け部27、メモリーカードドライブ43及びバッテリー挿入部(不図示)37が内部に具備されているカードバッテリーカバー28、外部入出力端子取付部25が配置されている。
A
背面には操作ボタン30、LCDより成るディスプレイ31、ズームボタン29、ファインダ接眼部20aが配置されている。
On the back side, an
操作ボタン30によりデジタルカメラの動作モード、例えば撮影モード、再生モード、動画撮影モード等の選択を行う。
An
ディスプレイ31は、画像表示手段であり、メモリ41に保存された画像データやメモリーカードから読み込んだ画像データを画面上に表示する。また、モードを選択すると複数の撮影データを縮小して画面表示したりすることもできる。
The
制御部はCPU47、ROM46、RAM48で構成され、バス45を介してレリーズボタン17、操作ボタン30、ディスプレイ31、メモリ41、メモリーカードドライブ43等の各種構成要素が接続されている。
The control unit includes a CPU 47, a ROM 46, and a RAM 48, and various components such as a
バス45を介して制御系と接続する駆動回路44には、ズームモータ駆動手段32、フォーカスモータ駆動手段34、シャッター駆動手段35、測光測距センサ19、CCDやCMOS等の撮像デバイス12、ストロボ23が接続されており、制御系からの信号により各々の駆動を制御することになる。
The driving circuit 44 connected to the control system via the bus 45 includes a zoom motor driving unit 32, a focus
ROM46には上述の各機能構成要素を制御するプログラムが記憶されている。RAM48には各制御プログラムに必要なデータが記憶されている。 The ROM 46 stores a program for controlling each functional component described above. The RAM 48 stores data necessary for each control program.
以上のように本発明の第一の実施例は構成されているが、使用者がバリア24をスライドさせてそれに連動する電源ボタンをOFFからONにすると、CPU47はROM46から必要な制御プログラムを読み出して初期動作を開始する。つまりバリア開動作を行った後、撮影レンズ鏡筒を所定の撮影可能領域に移動させ、撮影スタンバイ状態になる。
As described above, the first embodiment of the present invention is configured. However, when the user slides the
撮影を行うためにレリーズボタン17を押すと、測光測距センサ19により被写体の明るさを検知し、その測光値に基づき絞り値やシャッタスピード、またストロボを発光するかどうかを判断する。また、あらかじめ操作ボタン30によって使用者がストロボを強制的に発光させるか、発光させないかを選択することもできる。次に測距を行い、被写体との距離を測定してフォーカスモータ駆動手段34を駆動することにより所定のフォーカス位置へフォーカス手段33を移動させる。次にシャッター手段36の開閉を行い、所望の画像を撮像デバイス12に取り込む。
When the
撮像デバイス12には、露光制御値に基づいて入射した光の光量に応じた電荷が蓄積され、その電荷が画像信号となり、アナログ信号処理手段38へと出力される。
The
アナログ信号処理手段38では、取り込まれた画像データにアナログ処理を施し、A/D変換部39に出力する。A/D変換部39では取り込まれたアナログデータをデジタルデータに変換する。このデジタルデータをデジタル信号処理手段40に出力し、ここでデジタルデータの処理を行う。最終的にデジタルデータはメモリ41に記憶されることになる。 The analog signal processing means 38 performs analog processing on the captured image data and outputs it to the A / D converter 39. The A / D converter 39 converts the captured analog data into digital data. This digital data is output to the digital signal processing means 40, where the digital data is processed. Finally, the digital data is stored in the memory 41.
メモリ41に記憶されたデータは操作ボタン30の操作によって圧縮伸張手段42によりJPEGやTIFF等の圧縮加工等を施しメモリーカードに出力され記憶される。
The data stored in the memory 41 is subjected to compression processing such as JPEG or TIFF by the compression / expansion means 42 by the operation of the
またメモリ41を持たないデジタルカメラの場合デジタル信号処理手段で処理されたデジタルデータを圧縮伸張手段42に出力し、メモリーカードドライブ43へ記憶させることになる。
In the case of a digital camera not having the memory 41, the digital data processed by the digital signal processing means is output to the compression / expansion means 42 and stored in the
メモリ41に記憶された画像データやメモリーカードドライブ43に記憶されている画像データを圧縮伸張手段42によって伸張処理を行い、その画像データをバス45を介してディスプレイ31に表示させることができる。このディスプレイ31上のデータを使用者が見ることで、その画像が不必要であると判断すると使用者は操作ボタン30の操作によって消去することができる。
The image data stored in the memory 41 or the image data stored in the
背面にはズームボタン29が配置されており、ズームボタン29を操作することにより駆動回路44を介してズームモータ駆動手段32を制御することにより撮影レンズ鏡筒2をレンズの光軸方向に移動させる。また、ディスプレイ31上に表示されている記憶画像をズームボタン29の操作で拡大及び縮小、いわゆるデジタルズームを行うことができる。
A
次に、本形態に係るデジタルカメラ21に備えられた鏡筒構成について説明する。本実施例のデジタルカメラの、鏡筒構成の概略図を図1、図2に示す。また、鏡筒構成の分解斜視図を図3に示す。
Next, a configuration of the lens barrel provided in the
図1に示すように第一レンズ群1(本実施例では1個)は、1個以上のレンズから構成されており、第一レンズ群保持手段2により保持されている。1個以上のレンズで構成されている(本実施例では1個)第二レンズ群3と、第二レンズ群3を保持する第二レンズ群保持手段4が光軸方向に移動することにより、撮影装置の画角を変化させることができ、狭い範囲を拡大する、いわゆるTELE状態のとき第二レンズ群3は前方に移動し、広い範囲、いわゆるWIDE状態のとき第二レンズ群3は後方に移動する。ズームカムリング5の内面には第一レンズ群保持手段2と第二群レンズ保持手段4を動作させるカムが具備されており、ズームモータ駆動手段32によって駆動されることによりズームカムリング5が回転し、第一レンズ群保持手段2と第二レンズ群保持手段4は移動する。ズームカムリング5はズームカムリング保持手段6により外周を保持されており、ズームカムリング保持手段6には第一レンズ群保持手段2を光軸方向に規制する直進ガイド(不図示)を具備している。第一レンズ群保持手段2には第二レンズ群保持手段4を光軸方向に規制する直進ガイド1aが具備されている。 As shown in FIG. 1, the first lens group 1 (one in this embodiment) is composed of one or more lenses, and is held by the first lens group holding means 2. When the second lens group 3 composed of one or more lenses (one in this embodiment) and the second lens group holding means 4 holding the second lens group 3 move in the optical axis direction, The angle of view of the photographing apparatus can be changed, and the second lens group 3 moves forward in a so-called TELE state that expands a narrow range, and the second lens group 3 moves backward in a wide range, so-called WIDE state. Moving. A cam for operating the first lens group holding means 2 and the second group lens holding means 4 is provided on the inner surface of the zoom cam ring 5, and the zoom cam ring 5 rotates by being driven by the zoom motor driving means 32. The first lens group holding means 2 and the second lens group holding means 4 move. The outer periphery of the zoom cam ring 5 is held by a zoom cam ring holding means 6, and the zoom cam ring holding means 6 includes a straight guide (not shown) that restricts the first lens group holding means 2 in the optical axis direction. The first lens group holding means 2 is provided with a rectilinear guide 1a for regulating the second lens group holding means 4 in the optical axis direction.
図3に本実施例の分解斜視図を示しており、オートフォーカスは第三レンズ群7が光軸方向に前後移動することにより行われる。フォーカスモータ駆動手段34による制御によりフォーカスモータ13が駆動され、フォーカスギア15及びフォーカスカムリング9を回転させる。フォーカスカムリング9にはフォーカスカム9aが具備されており、第三レンズ群保持手段8に具備されているフォーカスフォロワ8aがフォーカスカム9aを追従できるようになっている。本実施例ではフォーカスフォロワ8a及びフォーカスカム9aは3パターン備わっている。第三レンズ群保持手段8はフォーカス押圧スプリング14によりフォーカスカムリング9へ付勢されており、フォーカスを担う機構部分であるフォーカス手段33はフォーカス機構保持手段10に保持されている。フォーカスモータ13の動作により第三レンズ群7はフォーカスカム9aのカムスロープに沿って前後移動する。第三レンズ群7が前方へ繰り出したときは、近い被写体に対して焦点が合い、第三レンズ群7が後方にいるときは遠い被写体に対して焦点が合うようになっている。
FIG. 3 shows an exploded perspective view of the present embodiment. Autofocus is performed by moving the
撮像デバイス12を保持する撮像デバイス保持手段11の背面には基準位置発信手段16が組み込まれており、フォーカスカムリング9に一体で具備されている基準位置手段9bが基準位置発信手段16を通過することで信号変化をし、フォーカス位置の基準位置を確認できるようになっている。
Reference position transmission means 16 is incorporated in the back surface of the imaging device holding means 11 that holds the
図1は本実施例の画角変化可能な撮影装置の使用時の構成を示している。第一レンズ群1を保持する第一レンズ群保持手段2と第二レンズ群3を保持する第2レンズ群保持手段4が光軸前方に繰り出した状態になっている。ズームカムリング5が回転することにより第1レンズ群保持手段2及び第二レンズ群保持手段4が前後動できるようになり、撮影する画角を変化させる。また、第三レンズ群保持手段8を光軸方向に前後動させることで、フォーカスを行うことができる。ズーム及びフォーカスの動作は分離されており、互いの機構は干渉しないようになっている。 FIG. 1 shows a configuration when the photographing apparatus of the present embodiment capable of changing the angle of view is used. The first lens group holding means 2 that holds the first lens group 1 and the second lens group holding means 4 that holds the second lens group 3 are in a state of being extended forward of the optical axis. As the zoom cam ring 5 rotates, the first lens group holding means 2 and the second lens group holding means 4 can move back and forth, and the angle of view for photographing is changed. Further, focusing can be performed by moving the third lens group holding means 8 back and forth in the optical axis direction. The zoom and focus operations are separated so that the mechanisms do not interfere with each other.
図2は本実施例の画角変化可能な撮影装置の不使用時の構成を示している。第一レンズ群保持手段2及び第二レンズ群保持手段4が光軸方向右側の収納状態に移動している。このとき第一レンズ群保持手段2には第ニレンズ群保持手段4を直進規制する直進ガイド1aが具備されているがこの最後端が干渉しない範囲で、第一レンズ群保持手段の収納長が決定される。本実施例ではフォーカスカムリング5のフォーカスカム5aの径と前記直進ガイド1aの径を略同一の位置に配置し、カメラのOFF状態のときはまずフォーカスカムリング5を回転させて、直進ガイド1aと同位相の位置にフォーカスカム5aが最も薄くなる状態にする。つまり図3においてフォーカスカム収納位相9cの部分が直進ガイド1aと同じ位相になるように制御する。その後、第一レンズ群保持手段、第二レンズ群保持手段4を収納させることにより、直進ガイド1aがフォーカスカムリング9とオーバーラップして収納できるので収納長を長くできる。よってカメラの小型化が可能になる。
FIG. 2 shows a configuration when the photographing apparatus capable of changing the angle of view of this embodiment is not used. The first lens group holding means 2 and the second lens group holding means 4 are moved to the storage state on the right side in the optical axis direction. At this time, the first lens group holding means 2 is provided with a rectilinear guide 1a for regulating the second lens group holding means 4 so that the storage length of the first lens group holding means is determined within a range in which the rear end does not interfere. Is done. In this embodiment, the diameter of the focus cam 5a of the focus cam ring 5 and the diameter of the rectilinear guide 1a are arranged at substantially the same position. When the camera is in the OFF state, the focus cam ring 5 is first rotated to be the same as the rectilinear guide 1a. The focus cam 5a is made the thinnest at the phase position. That is, the control is performed so that the focus
図10に本構成を使用した撮影装置の電源ONから画像撮影時の動作シーケンスを示す。撮影装置の電源をONにすると、ズームモーター49(不図示)が動作し、CW方向に回転する。ズームモーター50の動作によりズームカムリング5を回転させることで第一レンズ群保持手段2及び第二レンズ群保持手段4を光軸前方に移動させ画角がWIDEの状態で停止する。その後、フォーカスモーター13を動作させて第三レンズ群保持手段8を移動し、まず基準位置発信手段16の信号を検出し、そこから一定動作後、ピントが合う状態で停止する。次に使用者が撮影しようとして、レリーズボタン17を押すと、フォーカスモーター13を駆動させ、第三レンズ群保持手段8が被写体のピント合焦位置で停止する。その後シャッターを動作させて画像を取り込む。撮影が終了するとフォーカスモーター13を逆回転させ第三レンズ群保持手段8を繰り込み方向に移動させる。その後初期位置に停止させてENDとなる。
FIG. 10 shows an operation sequence at the time of image capturing from the power-on of the image capturing apparatus using this configuration. When the power source of the photographing apparatus is turned on, a zoom motor 49 (not shown) operates and rotates in the CW direction. By rotating the zoom cam ring 5 by the operation of the zoom motor 50, the first lens group holding means 2 and the second lens group holding means 4 are moved in front of the optical axis and stopped in a state where the angle of view is WIDE. Thereafter, the
図11に本構成を使用した撮影装置の電源ONから電源OFFにした場合の動作シーケンスを示す。使用者が撮影装置の電源をOFFにすると、まずはじめにフォーカスモーター13をCCW回転させ、第三レンズ群保持手段を光軸後方へ移動させる。フォーカスカムリング9の回転により基準位置発信手段の信号が変化することに基づいて、フォーカスカムリング9の停止位置を制御し、収納可能ポジションでフォーカスカムリング9を停止させる。フォーカスカムリング9の停止を確認した後ズームモーター49を動作させ、第一レンズ群保持手段及び第二レンズ群保持手段を収納させる。
FIG. 11 shows an operation sequence when the power of the photographing apparatus using this configuration is turned off. When the user turns off the power of the photographing apparatus, first, the
以上の構成をとることにより、ズームの機構部分がフォーカスの機構部分までオーバーラップして収納することができ、互いにオーバーラップせずに収納させるのに比較して収納長を短くでき、より小さい撮影装置を実現できる。 By adopting the above configuration, the zoom mechanism part can overlap and be stored up to the focus mechanism part, and the storage length can be shortened compared to storing the zoom mechanism part without overlapping each other, and smaller shooting A device can be realized.
本実施例ではデジタルカメラの例を示しているが、同様の撮影レンズの光学系を持つビデオカメラや銀塩フィルムを使用するアナログカメラ等でも同じ構成をとることで小型化が実現できる。 In this embodiment, an example of a digital camera is shown, but a video camera having a similar photographic lens optical system or an analog camera using a silver halide film can be downsized by adopting the same configuration.
1 第一レンズ群
1a 直進ガイド
2 第一レンズ群保持手段
3 第二レンズ群
4 第二レンズ群保持手段
5 ズームカムリング
6 ズームカムリング保持手段
7 第三レンズ群
8 第三レンズ群保持手段
8a フォーカスフォロワ
9 フォーカスカムリング
9a フォーカスカム
9b 基準位置手段
9c フォーカスカム収納位相
10 フォーカス機構保持手段
11 撮像デバイス保持手段
12 撮像デバイス
13 フォーカスモーター
14 フォーカス押圧スプリング
15 フォーカスギア
16 基準位置発信手段
17 レリーズボタン
18 ストロボ発光モードボタン
19 測光測距センサ
20 ファインダ
20a ファインダ接眼部
21 デジタルカメラ
22 赤目ランプ
23 ストロボ
24 バリアカバー
25 外部入力端子取付部
26 ストラップ保持手段
27 三脚取り付け部
28 カードバッテリーカバー
29 ズームボタン
30 操作ボタン
31 ディスプレイ
32 ズームモーター駆動手段
33 フォーカス手段
34 フォーカスモーター駆動手段
35 シャッタ駆動手段
36 シャッタ手段
37 バッテリー挿入部(不図示)
38 アナログ信号処理手段
39 A/D変換部
40 デジタル信号処理手段
41 メモリ
42 圧縮伸張手段
43 メモリーカードドライブ
44 駆動回路
45 バス
46 ROM
47 CPU
48 RAM
49 ズームモーター(不図示)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st lens group 1a Straight advance guide 2 1st lens group holding means 3 2nd lens group 4 2nd lens group holding means 5 Zoom cam ring 6 Zoom cam ring holding means 7 3rd lens group 8 3rd lens group holding means 8a Focus follower DESCRIPTION OF SYMBOLS 9
38 Analog signal processing means 39 A /
47 CPU
48 RAM
49 Zoom motor (not shown)
Claims (4)
第一レンズ群を保持し鏡筒の収納動作により光軸後方に移動する第一レンズ群保持手段と、
前記第一レンズ群保持手段に光軸方向に平行に形成されたガイドであって、第二レンズ群を保持する第二レンズ群保持手段の移動を直進方向に規制して光軸方向に当該第二レンズ群保持手段が移動するようにする直進ガイドと、
前記直進ガイドの径の位置にスロープを有するフォーカスカムが形成され回転可能なリングであって、当該回転することで、前記スロープに第三レンズ群を保持する第三レンズ群保持手段を追従させて光軸方向に当該第三レンズ群保持手段を移動させる、前記第一レンズ群保持手段よりも光軸後方に位置するフォーカスカムリングとを有し、
前記直進ガイドは、鏡筒の収納位置において、前記フォーカスカムが最も薄くなる位相に設けられていることを特徴とする鏡筒。 A retractable lens barrel,
A first lens group holding means that holds the first lens group and moves to the rear of the optical axis by the storing operation of the lens barrel ;
A guide formed on the first lens group holding means in parallel to the optical axis direction, the movement of the second lens group holding means for holding the second lens group is restricted in the straight direction, and the first lens group holding means is controlled in the optical axis direction. A straight guide that allows the two lens group holding means to move; and
A focus cam having a slope is formed at a position of the diameter of the linear guide, and the ring is rotatable. By rotating the ring, the third lens group holding means for holding the third lens group follows the slope. A focus cam ring that moves the third lens group holding means in the optical axis direction, and is positioned behind the optical axis than the first lens group holding means ;
The lens barrel characterized in that the linear guide is provided in a phase where the focus cam becomes the thinnest in the storage position of the lens barrel.
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