(57)【要約】【課題】レンズを安定して保持して高い精度で光軸方向に進退させることが可能な、簡素な構造のレンズ装置を提供する。【解決手段】第１のレンズ群保持部材１０２の第１のカムフォロア１０３は第１のカム筒１０７の第１のカム溝１０７ａ及び案内筒１０８の第１の案内溝１０８ｂと係合し、第２のレンズ群保持部材１０５の第２のカムフォロア１０６は第１のカム筒１０７の第２のカム溝１０７ｂ及び案内筒１０８の第２の案内溝１０８ｃと係合し、外装筒１１６の第３のカムフォロア１１７は案内筒１０８の第３の案内溝１０８ｄと係合する。外装筒１１６とカム係合した第２のカム筒１１２を回転させて、外装筒１１６とカム係合した第１のカム筒１０７を回転させながら案内筒１０８に対して光軸方向に進退させることで、第１のレンズ群保持部材１０２と第２のレンズ群保持部材１０５を光軸方向に進退可能とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレンズ群と、
前記第１のレンズ群を保持し、第１のカムフォロアを有する第１のレンズ群保持部材と、
第２のレンズ群と、
前記第２のレンズ群を保持し、第２のカムフォロアを有する第２のレンズ群保持部材と、
前記第１のレンズ群保持部材の外周側に配置され、第３のカムフォロアと第４のカムフォロアを有する外装筒と、
前記第１のカムフォロアと係合する第１のカム溝と、前記第２のカムフォロアと係合する第２のカム溝と、前記第３のカムフォロアと係合する第３のカム溝とを有し、光軸まわりに回転可能に、且つ、回転角度に応じて光軸方向に移動可能に配置された第１のカム筒と、
前記第１のカムフォロアと係合する第１の案内溝と、前記第２のカムフォロアと係合する第２の案内溝と、前記第３のカムフォロアと係合する第３の案内溝と、前記第１のカム筒を光軸まわりに回転可能に保持する径嵌合部を有する案内筒と、
前記第４のカムフォロアと係合する第４のカム溝を有する第２のカム筒と、を備え、
前記案内筒と前記第１のカム筒の一方が第５のカムフォロアを有すると共に他方が前記第５のカムフォロアと係合して前記第１のカム筒の回転角度に応じた光軸方向の変位を有する第５のカム溝を有し、
前記外装筒は、他の部材を案内するカム溝および案内溝を有しておらず、前記第２のカム筒の回転角度に応じて一部が外観に露出する位置に駆動されることを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記第１のカム筒の回転角度は前記第２のカム筒の回転角度よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記第１のレンズ群保持部材を前記第３のカムフォロアと非接触とするための切り欠き部が前記第１のレンズ群保持部材に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記切り欠き部の一部が前記第２のカム筒の被写体側の先端から被写体側に位置した状態で、前記切り欠き部において前記第２のカム筒の被写体側の先端から被写体側に位置した部分は前記外装筒に覆われることを特徴とする請求項３に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記第２のカム筒は、樹脂により形成されており、
前記第４のカム溝にパーティングラインが形成されていないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記第４のカム溝は、一定の傾斜角度で形成されていることを特徴する請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記第３のカム溝または前記第５のカム溝は傾斜角度が変化するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項８】
前記第３のカム溝と前記第４のカム溝の傾斜角度を大きくした領域では、前記第４のカム溝の傾斜角度を小さくすることを特徴とする請求項７に記載のレンズ装置。
【請求項９】
前記第５のカム溝の前記光軸方向における変位量は、前記第３のカム溝の前記光軸方向における変位量よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１０】
第１のレンズ群を保持し、第１のカムフォロアを有する第１のレンズ群保持部材と、
第２のレンズ群を保持し、第２のカムフォロアを有する第２のレンズ群保持部材と、
前記第１のレンズ群保持部材の外周側に配置され、第３のカムフォロアを有する外装筒と、
前記第１のカムフォロアと係合する第１のカム溝と、前記第２のカムフォロアと係合する第２のカム溝と、前記第３のカムフォロアと係合する第３のカム溝を有し、光軸まわりに回転可能に、且つ、光軸方向に移動可能に配置された第１のカム筒と、
前記第１のカムフォロアと係合する第１の案内溝と、前記第２のカムフォロアと係合する第２の案内溝と、前記第３のカムフォロアと係合する第３の案内溝と、前記第１のカム筒を光軸まわりに回転可能に保持する径嵌合部を有する案内筒と、を備え、
前記第１のカム筒は、前記第３のカムフォロアと前記第３のカム溝および前記第３の案内溝との係合により、前記外装筒の前記光軸方向への移動に応じて回転しながら前記光軸方向に進退し、
第１のレンズ群保持部材は、前記第１のカムフォロアと前記第１のカム溝および前記第１の案内溝との係合により、前記第１のカム筒の回転に応じて前記光軸方向に進退し、
第２のレンズ群保持部材は、前記第２のカムフォロアと前記第２のカム溝および前記第２の案内溝との係合により、前記第１のカム筒の回転に応じて前記光軸方向に進退することを特徴とするレンズ装置。
【請求項１１】
前記外装筒は、第４のカムフォロアを有し、
前記第４のカムフォロアと係合する第４のカム溝を有し、光軸まわりに回転可能に配置された第２のカム筒を更に備え、
前記第２のカム筒を回転させることにより、前記第４のカムフォロアと前記第４のカム溝との係合により、前記外装筒が前記光軸方向に進退することを特徴とする請求項１０に記載のレンズ装置。
【請求項１２】
前記案内筒と前記第１のカム筒の一方が第５のカムフォロアを有すると共に他方が前記第５のカムフォロアと係合して前記第１のカム筒の回転角度に応じた光軸方向の変位を有する第５のカム溝を有し、
前記第１のレンズ群保持部材が前記光軸方向に進退可能な変位量は、前記光軸方向での前記第１のカム溝の変位量と前記第５のカム溝の変位量とを足した変位量であることを特徴とする請求項１１に記載のレンズ装置。
【請求項１３】
前記外装筒は、他の部材を案内するカム溝および案内溝を有しておらず、前記第２のカム筒の回転角度に応じて一部が外観に露出する位置に駆動されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のレンズ装置。
【請求項１４】
第３のレンズ群を保持する第３のレンズ群保持部材と、
第４のレンズ群を保持する第４のレンズ群保持部材と、を更に備え、
前記第３のレンズ群保持部材に設けられたカムフォロアが前記第１のカム筒に形成された別のカム溝に係合すると共に前記案内筒に形成された別の案内溝と係合し、且つ、前記第４のレンズ群保持部材に設けられたカムフォロアが前記第１のカム筒に形成された更に別のカム溝に係合すると共に前記案内筒に形成された更に別の案内溝と係合して、
前記第３のレンズ群保持部材と前記第４のレンズ群保持部材が、前記第１のカム筒の回転に応じて前記光軸方向に進退することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のレンズ装置と、
前記レンズ装置を通過した光が結像する位置に配置された撮像素子と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ装置及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置のレンズ鏡筒には、複数のレンズの光軸方向の間隔を変化させることにより、撮影画角を変化させることができるズーム機構を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。１本のレンズ鏡筒で広角から望遠まで撮影が可能な高倍率ズーム機能を有するものは、利便性が高く、幅広いニーズがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１１１７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、高倍率ズーム機能を有するレンズ鏡筒は、望遠状態での性能を向上させるためにレンズ移動距離を確保しようとすると、沈胴段数が増加するために複雑な構成になりやすい。その結果、レンズ鏡筒内でレンズが安定して保持され難くなり、また、レンズ鏡筒全体が大型化してしまうおそれがある。
【０００５】
本発明は、大型化を回避しながら必要なレンズ移動距離を確保することが容易であると共に、レンズを安定して保持することができるレンズ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るレンズ装置は、第１のレンズ群と、前記第１のレンズ群を保持し、第１のカムフォロアを有する第１のレンズ群保持部材と、第２のレンズ群と、前記第２のレンズ群を保持し、第２のカムフォロアを有する第２のレンズ群保持部材と、前記第１のレンズ群保持部材の外周側に配置され、第３のカムフォロアと第４のカムフォロアを有する外装筒と、前記第１のカムフォロアと係合する第１のカム溝と、前記第２のカムフォロアと係合する第２のカム溝と、前記第３のカムフォロアと係合する第３のカム溝を有し、光軸まわりに回転可能に、且つ、回転角度に応じて光軸方向に移動可能に配置された第１のカム筒と、前記第１のカムフォロアと係合する第１の案内溝と、前記第２のカムフォロアと係合する第２の案内溝と、前記第３のカムフォロアと係合する第３の案内溝と、前記第１のカム筒を光軸まわりに回転可能に保持する径嵌合部を有する案内筒と、前記第４のカムフォロアと係合する第４のカム溝を有する第２のカム筒と、を備え、前記案内筒と前記第１のカム筒の一方が第５のカムフォロアを有すると共に他方が前記第５のカムフォロアと係合して前記第１のカム筒の回転角度に応じた光軸方向の変位を有する第５のカム溝を有し、前記外装筒は、他の部材を案内するカム溝および案内溝を有しておらず、前記第２のカム筒の回転角度に応じて一部が外観に露出する位置に駆動されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、大型化を回避しながら必要なレンズ移動距離を確保することができ、また、レンズを安定して保持することができる簡素な構造のレンズ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る交換レンズの分解斜視図である。
【図２】ＷＩＤＥ状態の交換レンズにて撮像装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】交換レンズが備える第１のカム筒の斜視図である。
【図４】交換レンズが備える案内筒の斜視図である。
【図５】交換レンズが備える第２のカム筒の斜視図である。
【図６】交換レンズが備える外装筒の斜視図である。
【図７】交換レンズのＴＥＬＥ状態での概略構成を示す第１の断面図である。
【図８】交換レンズが備える第１のレンズ群保持部材の斜視図である。
【図９】交換レンズのＴＥＬＥ状態での概略構成を示す第２の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係るレンズ装置を、一眼レフカメラのカメラ本体に対して着脱可能なレンズ鏡筒（以下「交換レンズ」という）に適用した場合について説明する。
【００１０】
図１は、実施形態に係る交換レンズ１００の分解斜視図である。図２は、交換レンズ１００がカメラ本体１２１に装着された撮像装置の概略構成を示す断面図であり、交換レンズ１００は、所謂、ＷＩＤＥ（ワイド、広角）状態となっている。カメラ本体１２１は、交換レンズ１００を通過した光が結像する位置にＣＯＭＳイメージセンサ等の撮像センサ１２２（撮像素子）を有する。なお、カメラ本体１２１の構成は、本発明とは直接の関係がないため、詳細な説明は省略する。
【００１１】
交換レンズ１００は、交換レンズ１００における光学系を構成する第１のレンズ群１０１、第２のレンズ群１０４、第３のレンズ群１１４及び第４のレンズ群１１５を備える。また、交換レンズ１００は、第１のレンズ群保持部材１０２、第１のカムフォロア１０３、第２のレンズ群保持部材１０５、第２のカムフォロア１０６、第１のカム筒１０７、案内筒１０８、第５のカムフォロア１０９及び固定筒１１０を備える。更に、交換レンズ１００は、マウント部材１１１、第２のカム筒１１２、ラバー部材１１３及び外装筒１１６を備える。
【００１２】
第１のレンズ群１０１、第２のレンズ群１０４、第３のレンズ群１１４及び第４のレンズ群１１５はそれぞれ、独立して光軸に沿って駆動することにより変倍動作を行う。第１のレンズ群保持部材１０２は、第１のレンズ群１０１を保持する。第２のレンズ群保持部材１０５は、第２のレンズ群１０４を保持する。なお、第３のレンズ群１１４と第４のレンズ群１１５もそれぞれ同様に、レンズ群保持部材に保持される。
【００１３】
案内筒１０８は、第１のカム筒１０７の内側に配置されて、ねじ等により固定筒１１０に固定されている。そのため、案内筒１０８は、光軸方向に移動不可であり、また、光軸まわりの回転も規制されている。第５のカムフォロア１０９は、ねじ等により案内筒１０８に固定されている。
【００１４】
マウント部材１１１は、交換レンズ１００をカメラ本体１２１に対した着脱可能とするための部品であり、ねじ等により固定筒１１０に固定される。第２のカム筒１１２は、交換レンズ１００の操作部材を兼ねる部品であり、また、外装部材の役割も兼ねている。第２のカム筒１１２は、固定筒１１０に対してバヨネットで回転可能であるが、光軸方向での移動は規制されている。ラバー部材１１３は、第２のカム筒１１２と嵌合しており、ユーザが操作部材である第２のカム筒１１２を回転させる際に滑らずに操作を行うことができるようにする（操作性を向上させる）ための部品である。
【００１５】
第１のカムフォロア１０３は、中心部が雌ねじで構成され、第１のレンズ群保持部材１０２を挟んで外周側から雄ねじを螺合させることで第１のレンズ群保持部材１０２の内周側に固定されている。第１のカムフォロア１０３は、第１のカム筒１０７に設けられた第１のカム溝１０７ａ及び案内筒１０８に設けられた第１の案内溝１０８ｂと係合する。なお、第１のカムフォロア１０３は、光軸と直交する平面内に均等に３位相に設けられている。
【００１６】
第２のカムフォロア１０６は、第２のレンズ群保持部材１０５の外周側に突出するように、第２のレンズ群保持部材１０５に設けられたねじ穴に螺合して固定されている。第２のカムフォロア１０６は、第１のカム筒１０７に設けられた第２のカム溝１０７ｂ及び案内筒１０８に設けられた第２の案内溝１０８ｃと係合する。
【００１７】
第１のカム筒１０７は、案内筒１０８に設けられた径嵌合部１０８ａにて案内筒１０８と係合しており、案内筒１０８に対して光軸まわりに回転可能に保持されている。これにより、第１のカム筒１０７が回転すると、第１のカムフォロア１０３が取り付けられている第１のレンズ群保持部材１０２が、第１のカム溝１０７ａにガイドされて、光軸まわりに回転することなく、第１の案内溝１０８ｂに沿って光軸方向に進退する。同様に、第１のカム筒１０７が回転すると、第２のカムフォロア１０６が取り付けられている第２のレンズ群保持部材１０５は、第２のカム溝１０７ｂにガイドされて、光軸まわりに回転することなく第２の案内溝１０８ｃに沿って光軸方向に移動する。なお、第１のカム筒１０７及び案内筒１０８のより詳細な構造については後述する。
【００１８】
外装筒１１６は、第１のレンズ群保持部材１０２の外側に配置されており、内周面に第３のカムフォロア１１７を備え、外周面に第４のカムフォロア１１８を備える。第３のカムフォロア１１７は、中心部が雌ねじで構成され、光軸と直交する平面内に均等に３位相に配置されて、外装筒１１６を挟んで外側から雄ねじを螺合させることで外装筒１１６に取り付けられている。第３のカムフォロア１１７は、第１のカム筒１０７に設けられた第３のカム溝１０７ｃ及び案内筒１０８に設けられた第３の案内溝１０８ｄと係合する。第４のカムフォロア１１８は、第２のカム筒１１２に設けられた第４のカム溝１１２ａと係合する。
【００１９】
図３は、第１のカム筒１０７の斜視図である。第１のカム筒１０７は、円筒形状を有し、その曲面（円筒面）には第１のカム溝１０７ａ、第２のカム溝１０７ｂ、第３のカム溝１０７ｃ及び第５のカム溝１０７ｄが形成されている。各カム溝は、前述の各カムフォロアと同様に、周状に均等に３位相に形成されており、第１のカム筒１０７の回転角度に応じた光軸方向の変位を有している。第１のカム溝１０７ａと第２のカム溝１０７ｂは、第１のレンズ群１０１と第２のレンズ群１０４を変倍動作に応じた光学位置へ駆動するためのものであり、各カム溝の途中域で傾斜角度が変化する、所謂、非線形のカム溝となっている。
【００２０】
第３のカム溝１０７ｃは、図３に示す＋（プラス）方向の回転角度位相に対して平均的な勾配角度として被写体側に向かう勾配を有しており、途中域において傾斜角度が変化する非線形のカムとなっている。第５のカム溝１０７ｄは、第３のカム溝１０７ｃと同様に、図３に示す＋方向の回転角度位相に対して平均的な勾配角度として結像面側に向かう勾配を有しており、途中域において傾斜角度が変化する非線形のカムとなっている。
【００２１】
なお、詳細な説明は省略するが、第１のカム筒１０７には、第３のレンズ群１１４及び第４のレンズ群１１５のそれぞれの保持部材に設けられたカムフォロアを介して係合するカム溝が設けられている。これにより、第１のカム筒１０７の回転角度に応じて、第３のレンズ群１１４と第４のレンズ群１１５を変倍動作に応じた光学位置へ駆動することが可能となっている。
【００２２】
図４は、案内筒１０８の斜視図である。案内筒１０８には、第１のカムフォロア１０３と係合する第１の案内溝１０８ｂと、第２のカムフォロア１０６と係合する第２の案内溝１０８ｃと、第３のカムフォロア１１７と係合する第３の案内溝１０８ｄとが形成されている。各案内溝は、第１のカム筒１０７に設けられたカム溝と同様に、周状に均等に３位相に形成されている。なお、案内筒１０８では、第１の案内溝１０８ｂ、第２の案内溝１０８ｃ及び第３の案内溝１０８ｄが独立して形成されているが、いずれかの案内溝が他の案内溝と兼用された構成とすることも可能である。
【００２３】
案内筒１０８に設けられている第５のカムフォロア１０９は、第１のカム筒１０７の第５のカム溝１０７ｄと係合している。なお、案内筒１０８と第１のカム筒１０７のいずれか一方に第５のカムフォロアが設けられ、他方に第５のカム溝が設けられていればよい。よって、本実施形態とは逆に、案内筒１０８に第５のカム溝を設け、第１のカム筒１０７に第５のカムフォロアを設けた構成としてもよい。
【００２４】
図５は、第２のカム筒１１２の斜視図である。第２のカム筒１１２の外径部（外周）にはラバー部材１１３が取り付けられる。第２のカム筒１１２の内周面には、第４のカム溝１１２ａが形成されている。第４のカム溝１１２ａは、外装筒１１６を駆動するためには３位相あれば十分である。しかし、第４のカム溝１１２ａの本数を多くすることで、交換レンズ１００に外部から衝撃等の外力が作用した際に、第４のカムフォロア１１８に作用する外力を分散させることができる。そこで、第２のカム筒１１２では、第４のカム溝１１２ａは６位相で設けられている。
【００２５】
第２のカム筒１１２は、金属材料の切削加工やダイキャスト加工により作製することが可能ではあるが、樹脂成型により作製することでコストを抑えることができる。よって、第２のカム筒１１２は、樹脂成型により作製される。しかし、交換レンズ１００のようにユーザが手動で操作部である第２のカム筒１１２を回転させることで変倍動作が行われる場合、樹脂成型に起因するパーティングラインが第４のカム溝１１２ａに発生しないようにする必要がある。これは、第４のカム溝１１２ａにパーティングラインが発生していると、パーティングラインの段差部を乗り越える際にユーザの手に違和感が伝わってしまうからである。そのため、樹脂成型により第２のカム筒１１２を作製する場合、カム溝内にパーティングラインが発生するような内径部が分割された構造（所謂、スライド構造）の金型は用いないことが望ましい。そして、操作性低下を回避する観点からは、カム溝が一体の金型で構成された構造（所謂、回転抜きの構造）の金型を用いることが望ましい。なお、回転抜きの構造の金型を用いて第２のカム筒１１２を樹脂成型により作製する場合、金型の離型過程においてアンダーカットとならないように、第４のカム溝１１２ａの傾斜角度を一定とする必要がある。そこで、第４のカム溝１１２ａは、傾斜角度が一定な、所謂、線形のカムとなっている。
【００２６】
図６は、外装筒１１６の斜視図である。外装筒１１６の外周面には、前述の通り、第４のカムフォロア１１８が取り付けらており、第４のカムフォロア１１８は第２のカム筒１１２の第４のカム溝１１２ａと係合する。第４のカムフォロア１１８は、第４のカム溝１１２ａと同様に、周上に６位相に設けられている。外装筒１１６の内径側にナット部材１１９を配置し、外装筒１１６の外周面に配置された第４のカムフォロア１１８を挿通するねじをナット部材１１９に対して外周側から螺合させることにより、第４のカムフォロア１１８は外装筒１１６に固定されている。外装筒１１６の内径側には、前述したように、第３のカムフォロア１１７が固定されている。
【００２７】
図７は、交換レンズ１００が、所謂、ＴＥＬＥ（テレ、望遠）状態にあるときの概略構成を示す断面図であり、光軸（不図示）を通る断面で示されている。前述の通り、第１のカム筒１０７は、案内筒１０８と径嵌合部１０８ａにおいて嵌合し、光軸まわりに回転可能に保持されている。また、第１のカム筒１０７の第５のカム溝１０７ｄは、案内筒１０８に設けられた第５のカムフォロア１０９と係合する。よって、第１のカム筒１０７は、回転しながら第５のカム溝１０７ｄに沿って光軸方向に進退可能である。
【００２８】
また、第１のレンズ群保持部材１０２と、第２のレンズ群保持部材１０５と、第３のレンズ群１１４及び第４のレンズ群１１５の各保持部材は、第１のカム筒１０７と案内筒１０８によって保持されている。そのため、第１のカム筒１０７が回転することで、各レンズ群保持部材は、係合したカム溝に沿って光軸方向に進退する。このように、各レンズ群保持部材は、案内筒１０８及び第１のカム筒１０７との間に他の部材が介在することなく、一体的に案内筒１０８及び第１のカム筒１０７に保持されている。こうして、交換レンズ１００では、簡素な構造で、各レンズ群（レンズ群保持部材）が安定して保持された光学系が構築されている。その結果、交換レンズ１００全体を大型化させることなく、各レンズ群を高い精度で光軸方向に進退させることが可能となっている。
【００２９】
更に、各レンズ群保持部材は、第１のカム筒１０７の繰り出し量と各レンズ群保持部材に設けられたカムフォロアが係合するカム溝の変位量とを足した量（距離）を光軸方向に移動することができる。つまり、交換レンズ１００は、各レンズ群保持部材の光軸方向での変位量を大きく取ることができ、これにより高いズーム倍率を得ることが可能な構造となっている。
【００３０】
外装筒１１６は、第１のレンズ群保持部材１０２の外側に配置されているため、交換レンズ１００がＴＥＬＥ状態にあるときには、図７に示すように、外装筒１１６の一部は外観に露出して外装の一部を構成する。ここで、前述の通り、外装筒１１６は、第３のカムフォロア１１７と第４のカムフォロア１１８を備えており、第３のカムフォロア１１７は案内筒１０８の第３の案内溝１０８ｄに係合している。そのため、外装筒１１６は、光軸方向に移動可能であるが、光軸を中心とした回転は規制されている。また、第４のカムフォロア１１８は、第２のカム筒１１２の第４のカム溝１１２ａと係合しているため、第２のカム筒１１２を回転させると、外装筒１１６は第４のカム溝１１２ａに沿って光軸方向に直動する。
【００３１】
更に、前述の通り、第３のカムフォロア１１７は、第１のカム筒１０７の第３のカム溝１０７ｃと係合している。そして、第３のカム溝１０７ｃは、図３に示す＋方向の回転角度位相に対して平均的な勾配角度として被写体側に向かう勾配を有する。そのため、外装筒１１６が光軸方向に移動すると、第１のカム筒１０７は第３のカム溝１０７ｃに沿って回転する。つまり、ユーザ操作によって第２のカム筒１１２が回転すると外装筒１１６が光軸方向に直進して進退することで、第１のカム筒１０７が回転しながら光軸方向に進退し、これにより各レンズ群が光軸方向に進退する。
【００３２】
図８は、第１のレンズ群保持部材１０２の斜視図である。第１のレンズ群保持部材１０２の内周面において光軸と直交する平面内に均等に３位相に配置された第１のカムフォロア１０３の間には、切り欠き部１０２ａが設けられている。切り欠き部１０２ａは、交換レンズ１００が径方向で第１のレンズ群保持部材１０２と外装筒１１６との重複が多いＷＩＤＥ状態（図２）にあるときに、第３のカムフォロア１１７と第１のレンズ群保持部材１０２とを非接触とするために設けられている。よって、切り欠き部１０２ａは、第３のカムフォロア１１７と同様に３位相に設けられている。第１のレンズ群保持部材１０２と外装筒１１６が光軸方向で相対移動する際に、光軸方向において第１のレンズ群保持部材１０２と第３のカムフォロア１１７とが重複する領域では、第３のカムフォロア１１７は切り欠き部１０２ａの内部を光軸方向に移動する。
【００３３】
図９は、交換レンズ１００がＴＥＬＥ状態にある状態を示す断面図であり、光軸（不図示）と切り欠き部１０２ａを通る断面で示されている。第１のレンズ群保持部材１０２に設けられた切り欠き部１０２ａは、第２のカム筒１１２の被写体側の先端部１１２ｂよりも被写体側に位置している。
【００３４】
ここで、外装筒１１６を備えない構成を考える。その場合、切り欠き部１０２ａに、第２のカム筒１１２の先端部１１２ｂよりも被写体側に位置する部分が存在すると、その部分から不要光が交換レンズ１００の内部に侵入して光学性能を低下させてしまうという問題が生じる。また、交換レンズ１００の内部へ外部から塵埃等が侵入してしまうことで、塵埃等に起因する影等の映像への映り込みが生じ、また、各部品の機械的な摺動に支障が生じて繰り込み／繰り出し動作に支障が生じるおそれがある。このような問題の発生を回避するため、交換レンズ１００は、外装筒１１６を配置することで、ＷＩＤＥ状態とＴＥＬＥ状態との間のいかなる状態においても切り欠き部１０２ａが外部に露出しない構造となっている。
【００３５】
ところで、交換レンズ１００は、ＷＩＤＥ状態とＴＥＬＥ状態との間での第１のレンズ群１０１の光軸方向移動量が比較的大きい望遠系ズームレンズや高倍率ズームレンズを想定したものである。そして、交換レンズ１００のように手動で変倍動作が行われる構成の場合、一般的にレンズ群の移動距離が大きくなると手動操作に必要なトルクが大きくなって、操作性が低下してしまう。回転操作時のトルクの低減を図る対策としては、第１のカム筒１０７の回転角度を大きくして、各カム溝の回転長を長く取り、カムの傾斜角度を小さくすることが一般的である。これは、一般的には、カムの傾斜角度が一定角度を超えると、カム溝とカムフォロアの摩擦係数との関係に起因して、作動が極端に重くなるためである。
【００３６】
しかしながら、交換レンズ１００においてカム溝の回転長を長く取ると、第１のカム筒１０７に設けられるカム溝の数が多いため（図３参照）、カム溝同士が干渉してしまうという問題が生じる。その結果、第１のカム筒１０７に上記説明の通りにカム溝を設けるためには、回転長を抑制する必要がある。
【００３７】
一方、交換レンズ１００では、外装筒１１６を介して第２のカム筒１１２の回転を第１のカム筒１０７に伝達することで、第１のカム筒１０７と第２のカム筒１１２の回転角度を異なる角度に設定することができる。そして、これにより、ユーザの操作トルクの低減を図ることが可能である。そこで、交換レンズ１００では、回転操作時のトルクの低減を図るために、ユーザが操作する第２のカム筒１１２の回転角度が第１のカム筒１０７の回転角度よりも大きく設定されている。
【００３８】
第１のカム筒１０７での第１のカム溝１０７ａや第２のカム溝１０７ｂの設定については、第２のカム筒１１２を回転操作する際のトルクの最適化よりも、所望のズーム倍率を得るための光学部材の配置が優先される。よって、第１のカム溝１０７ａと第２のカム溝１０７ｂのそれぞれで、ズーム域に応じて作用するトルクが変化する。この問題に対しては、第３のカム溝１０７ｃや第４のカム溝１１２ａをズーム域のトルク不均一に合わせた傾斜角度とすることで、操作トルクの均一化を図ることができる。例えば、第１のレンズ群１０１と第２のレンズ群１０４を駆動する際のトルクが大きい領域では、第５のカム溝１０７ｄや第３のカム溝１０７ｃの傾斜角度を大きくし、第４のカム溝１１２ａの傾斜角度を小さくすることで、操作トルクを低減することができる。なお、第２のカム筒１１２を前述したように樹脂成型で作製する都合上、第４のカム溝１１２ａの傾斜角度を一定とする必要がある。その場合、第３のカム溝１０７ｃ又は第５のカム溝１０７ｄを非線形のカム曲線とすることで、操作トルクの均一化を図ることができる。
【００３９】
交換レンズ１００では、前述の通り、第１のカム筒１０７に多数のカム溝を設ける必要があるために回転長が制限され、また、カム溝とカムフォロアの間に作用する摩擦力との関係で、カム溝の回転長に対する光軸方向の変位を大きく取ることは容易ではない。そのため、第１のカム溝１０７ａの変位量だけでは、第１のレンズ群１０１を光軸方向に駆動するために必要な変位量を確保することは容易でない。そこで、交換レンズ１００では、第５のカム溝１０７ｄに沿って第１のカム筒１０７を光軸方向に変位させることで、第１のカム筒１０７の変位量を第１のレンズ群１０１の変位量に加えた構成としている。つまり、第１のカム溝１０７ａの変位量に第５のカム溝１０７ｄの変位量を足した変位量で、第１のレンズ群１０１を光軸方向に駆動することが可能となっている。
【００４０】
上記説明の通り、交換レンズ１００では、各レンズ群保持部材と案内筒１０８及び第１のカム筒１０７の間に介在する部材がない簡素な構成となっている。これにより、各レンズ群（レンズ群保持部材）を安定して保持し、各レンズ群を高い精度で光軸方向に進退させることができる。また、交換レンズ１００では、第４のカム溝１１２ａを線形とした場合であっても、第３のカム溝１０７ｃ又は第５のカム溝１０７ｄを非線形のカム曲線とすることで、第２のカム筒１１２を回転操作する際の操作トルクの均一化を図ることができる。更に、交換レンズ１００では、第１のカム筒１０７の回転角度を第２のカム筒１１２の回転角度よりも少なく設定することにより、操作トルクの低減が可能となっている。
【００４１】
以上、本発明をその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、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【００４２】
例えば、本発明に係るレンズ装置は、一眼レフカメラ用の交換レンズに限らず、カメラ本体とレンズ鏡筒とが一体的に（着脱不可に）構成されたコンパクトカメラ等のレンズ鏡筒にも適用が可能である。また、本発明に係るレンズ装置は、撮像装置に限らず、望遠鏡等の他の光学機器にも適用が可能である。更に、上記の交換レンズ１００では、第２のカム筒１１２が操作部材の役割を兼ねているが、第２のカム筒１１２とは別の部材として準備した操作部材を接着やカシメ等によって第２のカム筒１１２に結合した構成とすることも可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１００    交換レンズ
１０２    第１のレンズ群保持部材
１０２ａ    切り欠き部
１０３    第１のカムフォロア
１０５    第２のレンズ群保持部材
１０６    第２のカムフォロア
１０７    第１のカム筒
１０７ａ    第１のカム溝
１０７ｂ    第２のカム溝
１０７ｃ    第３のカム溝
１０７ｄ    第５のカム溝
１０８    案内筒
１０８ｂ    第１の案内溝
１０８ｃ    第２の案内溝
１０８ｄ    第３の案内溝
１０９    第５のカムフォロア
１１２    第２のカム筒
１１２ａ    第４のカム溝
１１６    外装筒
１１７    第３のカムフォロア
１１８    第４のカムフォロア
１２２    撮像センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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