(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通する光軸方向に移動可能な互いに隣接する第１の光学系及び第２の光学系と、
前記第１の光学系及び前記第２の光学系のいずれか一方に設けられた検出部であるフォトインタラプタと他方に設けられた被検出部である遮光部とを有する検出手段と、
前記第１の光学系を駆動する駆動手段と、
前記第１の光学系の側に移動する前記第２の光学系と当接して前記第２の光学系の前記第１の光学系の側への移動を規制する規制部とを備え、
第１の移動区間では、前記フォトインタラプタの発光部から出射した光の光路を前記遮光部が遮光した状態にて前記第１の光学系及び前記第２の光学系が一体に移動し、前記第１の移動区間に隣接する第２の移動区間では、前記第２の光学系が前記規制部に当接することで前記第２の光学系が前記光軸方向に移動せずに前記第１の光学系のみが前記光軸方向に移動し、
前記第２の光学系が前記規制部に当接した状態で前記フォトインタラプタの発光部から出射した光の光路から前記遮光部が離脱する情報を用いて前記第１の光学系の前記光軸方向の絶対位置であるリセット位置が求められ、その後、前記リセット位置を基準位置として前記第１の光学系と前記第２の光学系との相対的な位置関係から前記第１の光学系の撮影状態における絶対位置が求められることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記第２の光学系を前記第１の光学系の側に付勢する付勢手段を有し、前記第１の光学系の移動に伴って前記第２の光学系が前記規制部に対して離接する位置で、前記第１の移動区間と前記第２の移動区間とが切り換わることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記第１の移動区間の始点は、前記第１の光学系の収納位置であり、前記第１の光学系の前記リセット位置から、前記第１の光学系の前記収納位置からの絶対位置が求められることを特徴とする請求項１または２記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記第１の光学系は、シャッタ及び前記フォトインタラプタを備え、前記第２の光学系は、前記遮光部を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通する光軸方向に移動する複数の光学系を有するレンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共通する光軸方向に移動する複数の光学系を有するレンズ鏡筒が知られている。例えば、銀塩カメラ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置においては、収納位置と撮影位置との間を光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム式のレンズ鏡筒が備えられるものがある。
【０００３】
従来のズーム式のレンズ鏡筒においては一般に、レンズを保持し移動するレンズ保持枠のリセット位置の検出のためにリセットセンサとしてフォトインタラプタ（ＰＩセンサ）が設けられる。このＰＩセンサは、レンズ鏡筒の固定枠に固定され、レンズ保持枠に、ＰＩセンサの光を遮光するための遮光板が取り付けられる。そして、ＰＩセンサの受光部を遮光する／しないを判定することにより、その切り換わり位置をレンズ保持枠のリセット位置として検出していた。
【０００４】
また、特許文献１には、１群レンズユニットと２群レンズユニットとの相対位置を検出する技術が示されている。この撮像装置では、フォトディテクタ(フォトインタラプタに相当)が、レンズ鏡筒の２群レンズユニットに固定され、スリット板(遮光板に相当)が、１群レンズを保持し移動するレンズ保持枠に取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８５６５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の撮像装置では、固定枠にフォトインタラプタを取り付ける場所を設ける必要があり、配置の自由度が低く、レンズ鏡筒も大型化する傾向になる。また、遮光板が遮光する／しないの切り換わり位置を任意に設定しようとすると、遮光板が長くなってしまい、フォトインタラプタを含めた検出機構が大型化するという問題があった。特に上記特許文献１の装置では、遮光板として大きなスリット板を取り付けるスペースが必要で、レンズ鏡筒が大きくなるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、検出手段の配置の自由度を高めると共に小型化を図ることができるレンズ鏡筒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明のレンズ鏡筒は、共通する光軸方向に移動可能な互いに隣接する第１の光学系及び第２の光学系と、前記第１の光学系及び前記第２の光学系のいずれか一方に設けられた検出部であるフォトインタラプタと他方に設けられた被検出部である遮光部とを有する検出手段と、前記第１の光学系を駆動する駆動手段と、前記第１の光学系の側に移動する前記第２の光学系と当接して前記第２の光学系の前記第１の光学系の側への移動を規制する規制部とを備え、第１の移動区間では、前記フォトインタラプタの発光部から出射した光の光路を前記遮光部が遮光した状態にて前記第１の光学系及び前記第２の光学系が一体に移動し、前記第１の移動区間に隣接する第２の移動区間では、前記第２の光学系が前記規制部に当接することで前記第２の光学系が前記光軸方向に移動せずに前記第１の光学系のみが前記光軸方向に移動し、前記第２の光学系が前記規制部に当接した状態で前記フォトインタラプタの発光部から出射した光の光路から前記遮光部が離脱する情報を用いて前記第１の光学系の前記光軸方向の絶対位置であるリセット位置が求められ、その後、前記リセット位置を基準位置として前記第１の光学系と前記第２の光学系との相対的な位置関係から前記第１の光学系の撮影状態における絶対位置が求められることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、検出手段の配置の自由度を高めると共に小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒が適用される撮像装置において、レンズ鏡筒がＷＩＤＥ位置（広角位置）にある状態を示す要部断面図である。
【図２】ＷＩＤＥ位置にあるレンズ鏡筒を第１レンズ群の光軸方向における被写体側（図１の上側）から見た主要部分の図（正面図）である。
【図３】第３レンズ群の駆動機構を説明するための斜視図である。
【図４】絞り兼シャッタの斜視図である。
【図５】絞り兼シャッタの分解斜視図である。
【図６】レンズ鏡筒がＴＥＬＥ位置（望遠位置）にある状態を示す要部断面図である。
【図７】ＴＥＬＥ位置にあるレンズ鏡筒を第１レンズ群の光軸方向における被写体側から見た主要部分の図（正面図）である。
【図８】レンズ鏡筒がＳＩＮＫ位置（収納位置）にある状態を示す要部断面図である。
【図９】ＳＩＮＫ位置にあるレンズ鏡筒を第１レンズ群の光軸方向における被写体側から見た主要部分の図（正面図）である。
【図１０】カム筒及びプリズムを駆動する機構の一部を分解した斜視図である。
【図１１】プリズムを保持する保持部材とプリズム駆動部の一部を示す平面図である。
【図１２】固定筒の内周側展開図である。
【図１３】プリズムキャリアとプリズムディレイギアとの位相関係、及びトーションバネのチャージ量を説明するための図である。
【図１４】カム筒を駆動する駆動機構の一部を切断した斜視図である。
【図１５】レンズ鏡筒がＳＩＮＫ位置（収納位置）にある状態を第１レンズ群の光軸方向における被写体の反対側から見た主要部分の図（背面図）である。
【図１６】レンズ鏡筒がＳＩＮＫ位置（収納位置）にある状態を示す第３レンズ群の光軸に垂直な方向の要部断面図である。
【図１７】レンズ鏡筒がＷＩＤＥ位置（広角位置）にある状態を第１レンズ群の光軸方向における被写体の反対側から見た主要部分の図（背面図）である。
【図１８】レンズ鏡筒がＴＥＬＥ位置（望遠位置）にある状態を第１レンズ群の光軸方向における被写体の反対側から見た主要部分の図（背面図）である。
【図１９】レンズ鏡筒がＷＩＤＥ位置（広角位置）付近にある状態で第３レンズ群と第４レンズ群とその周辺部を示す斜視図である。
【図２０】フォトインタラプタと遮光板との相対的な関係を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒が適用される撮像装置において、レンズ鏡筒がＷＩＤＥ位置（広角位置）にある状態を示す要部断面図である。本実施の形態では、撮像装置の一例としてデジタルカメラを例示する。図２は、ＷＩＤＥ位置にあるレンズ鏡筒を第１レンズ群の光軸方向における被写体側（図１の上側）から見た主要部分の図（正面図）である。図１７は、レンズ鏡筒がＷＩＤＥ位置（広角位置）にある状態を第１レンズ群の光軸方向における被写体の反対側から見た主要部分の図（背面図）である。
【００１３】
このレンズ鏡筒は、収納位置と撮影位置との間を光軸方向にレンズ群を移動させて撮影倍率を変更するズーム式のレンズ鏡筒とされている。
【００１４】
図１及び図２に示すように、本デジタルカメラは、ズーム式レンズ鏡筒として、第１レンズ群１０、第２レンズ群２０、プリズム６、固定筒６２、カム筒６１、直進ガイド筒６３及びズームボディ（本体）６４を備える。図２では、第１レンズ群１０、第２レンズ群２０、固定筒６２及び直進ガイド筒６３の図示は省略している。
【００１５】
第１レンズ群１０は、１群鏡筒１１に１群レンズ１が保持され、第２レンズ群２０は、２群鏡筒２１に２群レンズ２が保持されて構成されている。１群レンズ１及び２群レンズ２から入射した光束は、プリズム６により１群レンズ１及び２群レンズ２の光軸Ａに対して略９０°の角度で交差する光軸Ｂの方向に屈曲されて、撮像素子８の結像面に導かれる。プリズム６は、光軸Ｂに沿って移動可能に保持部材６０に保持されている。
【００１６】
プリズム６と撮像素子８との間には、プリズム６から撮像素子８に向けて順番に、撮影光量を制御する絞り兼シャッタ９、３群レンズ３、４群レンズ４、及び光学フィルタ７が光軸Ｂに沿って配置されている。
【００１７】
絞り兼シャッタ９は、シャッタ地板９２に固定され、３群レンズ３は、３群地板３１に保持されており、３群地板３１とシャッタ地板９２とを互いにねじ等で結合して一体化することで第３レンズ群（第１の光学系）３０を構成している。第３レンズ群３０がステッピングモータ（駆動手段）３２（図２）の駆動により光軸Ｂに沿って進退することで変倍動作が行われる。
【００１８】
図３は、第３レンズ群３０の駆動機構を説明するための斜視図である。図３に示すように、パルスモータであるステッピングモータ３２の出力軸には、ギア３３が取り付けられている。ギア３３はギア３４と噛合して、リードスクリューであるスクリュー３５を増速回転させる。板バネ３７は、スクリュー３５を片寄せしている板バネである。スクリュー３５には、３群地板３１に取り付けられたラック３６が噛合しており、３群地板３１は、光軸Ｂと平行な２本のガイド軸８６、８７によって光軸Ｂに沿って移動可能に支持されている。従って、スクリュー３５が回転することにより、ラック３６が光軸Ｂ方向の力を受けて移動し、ラック３６と共に第３レンズ群３０が光軸Ｂ方向に移動する。３群レンズ３は３群カバー３８によって覆われる。第３レンズ群３０には、フォトインタラプタ（検出部）３９が一体に設けられている。すなわち、３群カバー３８には、フォトインタラプタ３９が取り付け固定されている（図２、図３）。３群カバー３８は３群地板３１に取り付け固定されており、３群カバー３８とフォトインタラプタ３９とは共に３群地板３１と一体として光軸Ｂ方向に移動する。
【００１９】
図４は絞り兼シャッタ９の斜視図、図５は絞り兼シャッタ９の分解斜視図である。図４及び図５に示すように、絞り兼シャッタ９は、シャッタ地板９２と３群地板３１側に配置されるカバー９６との間に、開口９６ａを開閉する複数の羽根９４、９５が設けられている。カバー９６とシャッタ地板９２とは、ビス９７により互いに固定されている。
【００２０】
ステッピングモータ９１は、絞り兼シャッタ９の複数の羽根９４，９５を開閉駆動するためのアクチュエータであり、ステッピングモータ９１のモータ軸には、モータ軸の軸線に対して直交する方向に延びるレバー９３が取り付けられている。レバー９３の延設方向の両端部には、それぞれ軸９３ａ，９３ｂが突設されている。
【００２１】
軸９３ａは、シャッタ地板９２に形成された円弧状穴９２ａ、羽根９４に形成された長穴９４ａ及びカバー９６に形成された円弧状穴９６ａに挿入され、円弧状穴９２ａ，９６ａに沿って移動可能とされている。また、軸９３ｂは、シャッタ地板９２に形成された円弧状穴９２ｂ、羽根９５に形成された長穴９５ａ及びカバー９６に形成された円弧状穴９６ｂに挿入され、円弧状穴９２ｂ，９６ｂに沿って移動可能とされている。
【００２２】
そして、レバー９３がステッピングモータ９１の駆動により回転すると、羽根９４，９５が互いに逆方向に回動し、羽根９４，９５を往復回動させることで、開口９６ａを開閉する。これにより、開口９６ａを開閉する羽根９４，９５どうしの隙間を調整することで撮影光量を制御する絞り機能を実現し、開口９６ａを開いた状態から閉じた状態に羽根９４，９５を動かすことでシャッタ機能を実現する。
【００２３】
図１９は、レンズ鏡筒がＷＩＤＥ位置（広角位置）付近にある状態で第３レンズ群３０と第４レンズ群とその周辺部を示す斜視図である。図１、図１９に示すように、４群レンズ４は、４群レンズホルダ４１に保持されて第４レンズ群（第２の光学系）４０を構成する。４レンズ群４０は、前述のガイド軸８６、８７により光軸Ｂ方向に沿って移動可能に支持されている。第３レンズ群３０と４レンズ群４０とは同一の光軸Ｂを有して隣接して配置され、共に光軸Ｂに沿って移動可能である。
【００２４】
４群レンズホルダ４１には遮光板（被検出部）４１ａ（図１９）が一体に形成されている。この遮光板４１ａは、フォトインタラプタ３９を遮光するためのものである。フォトインタラプタ３９と遮光板４１ａとで「検出手段」が構成される。ここで、フォトインタラプタ３９は、光を出射するＬＥＤ等でなる発光部（図示せず）と該発光部から発した光を受光する受光センサ３９ａ（図２０）とが対向する構成のものである。受光センサ３９ａによる受光量に応じた電気信号が検出信号として得られる。発光部と受光センサ３９ａとの間を遮光板４１ａによって遮られると受光センサ３９ａは受光しなくなる。
【００２５】
また、図２、図１９に示すように、４群レンズホルダ４１がスリーブ部４１ｄにてガイド軸８７に吊られており、スリーブ部４１ｄから腕部４１ｂが延びている。ズームボディ６４にはストッパ部（規制部）６４ｂが形成されている。
【００２６】
図１９に示すように、コイル型の引張バネ（付勢手段）４３がズームボディ６４の爪６４ｃと４群レンズホルダ４１の爪４１ｃとの間に張架され、両者を引っ張りあっている。引張バネ４３によって光軸Ｂ方向において４群レンズホルダ４１が第３レンズ群３０の側、すなわち、プリズム６の方向に常に付勢されている。撮影時においては、４群レンズホルダ４１の腕部４１ｂがズームボディ６４のストッパ部６４ｂに突き当たった状態となり、図１、図２、図１７等に示された位置に片寄せされる。これにより、４群レンズホルダ４１のプリズム６の方向における移動限界位置が規定される。
【００２７】
第３レンズ群３０がステッピングモータ３２（図２）によって駆動されることにより、第３レンズ群３０と第４レンズ群４０とは、収納位置（ＳＩＮＫ）を初期位置とする移動行程において、途中までは一体に移動する。しかし、それ以降は第４レンズ群４０が停止し、第３レンズ群３０が単独で移動するようになる。ここでいう途中の位置とは、第４レンズ群４０の腕部４１ｂがズームボディ６４のストッパ部６４ｂ（図２等参照）に光軸Ｂ方向において突き当たる位置である。
【００２８】
ＳＩＮＫ位置を初期位置として、第３レンズ群３０がステッピングモータ３２によって駆動される移動行程において、腕部４１ｂがストッパ部６４ｂに当接するまでの間は、引張バネ４３の張力によって第３レンズ群３０と第４レンズ群４０とは当接を維持する。従って、プリズム６の方向に移動するときは、第４レンズ群４０が引張バネ４３の張力によって第３レンズ群３０と一体移動する。そして、腕部４１ｂがストッパ部６４ｂに当接した後は、第４レンズ群４０がその位置で停止し、第３レンズ群３０だけがプリズム６の方向に移動してＴＥＬＥ位置（望遠位置）まで移動する。
【００２９】
一方、逆に、第３レンズ群３０が撮像素子８の方向に移動する行程では、第３レンズ群３０が第４レンズ群４０に当接するまでは第３レンズ群３０が単独で移動する。そして、第４レンズ群４０に当接してからは、引張バネ４３の張力に抗して第３レンズ群３０が第４レンズ群４０を押し、撮像素子８の方向に両者が一体に移動して、ＳＩＮＫ位置まで移動する。
【００３０】
図２０は、フォトインタラプタ３９と遮光板４１ａとの相対的な関係を示す模式的な断面図である。フォトインタラプタ３９は第３レンズ群３０と一体に移動し、遮光板４１ａは第４レンズ群４０と一体に移動するので、第３レンズ群３０と第４レンズ群４０との間の距離によって、遮光板４１ａによるフォトインタラプタ３９の遮光の程度が変化する。受光センサ３９ａへの受光量が閾値を横切ると、フォトインタラプタ３９の受光センサ３９ａの電気的な出力が切り換わり、第３レンズ群３０と第４レンズ群４０との相対的な位置が検知される仕組みになっている。
【００３１】
第３レンズ群３０と第４レンズ群４０との間の距離（図１５、図１７、図１８に示す間隔Ｄ１）は、ＳＩＮＫ位置からＷＩＤＥ位置付近までの領域では一定距離（所定間隔）より短い。この領域では、図２０（ａ）に示すように、遮光板４１ａによってフォトインタラプタ３９内の発光部の光が受光センサ３９ａに入らないように遮光されている。
【００３２】
図２０（ａ）に示す状態は、第３レンズ群３０がＴＥＬＥ位置（望遠位置）の方向に移動する行程において第４レンズ群４０の腕部４１ｂがズームボディ６４のストッパ部６４ｂに当接した少し後の状態である。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）の状態から第３レンズ群３０がさらにプリズム６の方向に移動した状態（リセット位置）を示し、図２０（ｃ）は、第３レンズ群３０がＴＥＬＥ位置まで移動した状態を示す。
【００３３】
図１に示すように、５群レンズ５が５群レンズホルダ５１に保持されて第５レンズ群５０を構成する。図２に示すように、５レンズ群５０は前述のガイド軸８６、８７により光軸Ｂ方向に沿って移動可能に支持されている。ステッピングモータ４２の駆動によりスクリュー４２ａを回転させて第５レンズ群５０を光軸Ｂに沿って進退移動させることで、変倍動作及び合焦動作が行われる。光学フィルタ７は、空間周波数の高い光をカットする為のローパスフィルタ機能と赤外光をカットする機能を有する。
【００３４】
図６はレンズ鏡筒がＴＥＬＥ位置（望遠位置）にある状態を示す要部断面図、図７はＴＥＬＥ位置にあるレンズ鏡筒を第１レンズ群１０の光軸Ａ方向における被写体側から見た主要部分の図（正面図）である。図７では、第１レンズ群１０、第２レンズ群２０、固定筒６２、及び直進ガイド筒６３の図示は省略している。また、図１８はレンズ鏡筒がＴＥＬＥ位置（望遠位置）にある状態を第１レンズ群１０の光軸Ａ方向における被写体の反対側から見た主要部分の図（背面図）である。
【００３５】
図６及び図７に示すように、第１レンズ群１０が光軸Ａに沿って被写体側に前進するとともに、第２レンズ群２０が光軸Ａに沿って後退してプリズム６に接近した位置で停止した状態となって、レンズ鏡筒がＴＥＬＥ位置に位置する。第３レンズ群３０は、ＴＥＬＥ位置になるとき、ステッピングモータ３２の駆動により、光軸Ｂに沿ってプリズム６に向かって移動して該プリズム６に接近した位置で停止する。
【００３６】
ここで第４レンズ群４０はＷＩＤＥ位置（広角位置）となる以前から腕部４１ｂがストッパ部６４ｂに突き当たっているため、移動せずに停止している。そのため第３レンズ群３０は第４レンズ群と離れてステッピングモータ３２の駆動により移動し、フォトインタラプタ３９も第３レンズ群３０と共に移動する。フォトインタラプタ３９を遮光していた遮光板４１ａは移動しないため、ＷＩＤＥ位置からＴＥＬＥ位置方向に第３レンズ群３０が移動し始めると、図２０（ｂ）に示すように、やがて受光センサ３９ａの遮光板４１ａによる遮光が解除される。
【００３７】
本撮像装置の動作の全体を制御する不図示の制御部が設けられる。制御部は、この遮光の切り換わりのタイミングをフォトインタラプタ３９の出力から検出する。制御部は、その位置をリセット位置とし、該位置を基準として以後のステッピングモータ３２のパルスをカウントすることにより、第３レンズ群３０と第４レンズ群４０との相対的な位置関係、ひいては第３レンズ群３０の絶対位置を把握する。
【００３８】
すなわち、リセット位置となったときに、第３レンズ群３０と第４レンズ群４０との間隔Ｄ１が所定間隔となったことがわかる。一方、第４レンズ群４０の腕部４１ｂがストッパ部６４ｂに離接するときの第３レンズ群３０及び第４レンズ群４０の光軸Ｂ方向における位置は既知である。また、第１の区間における間隔Ｄ１も一定で既知である。従って、間隔Ｄ１が所定間隔となったときの第３レンズ群３０の位置を基準として、収納位置からの第３レンズ群３０の絶対位置も把握されることになる。ところで、第３レンズ群３０と第４レンズ群４０との間隔Ｄ１を規定する上で、図１５、図１７、図１８に示した位置は一例であり、これに限定されない。第３レンズ群３０及び第４レンズ群４０の固定的で決められた位置同士の間隔であればよい。
【００３９】
第３レンズ群３０の移動区間のうち、ＳＩＮＫ位置から始まって、腕部４１ｂがストッパ部６４ｂに当接するまでの区間を「第１の区間」と称する。第１の区間は、第３レンズ群３０が第４レンズ群４０と一体となって移動する区間である。また、第３レンズ群３０の移動区間のうち、腕部４１ｂがストッパ部６４ｂに当接状態となっていて第３レンズ群３０が単独で移動する区間を「第２の区間」と称する。第２の区間は、第１の区間に隣接する位置からＴＥＬＥ位置までの区間である。上記したリセット位置は、第２の区間に含まれる。
【００４０】
ところで、第３レンズ群３０がプリズム６の方向に移動する行程において、リセット位置からＴＥＬＥ位置までの間では、フォトインタラプタ３９は遮光されない。
【００４１】
レンズ鏡筒のＴＥＬＥ位置においては、図７に示すように、ステッピングモータ９１は、その光軸Ｂ方向の位置がプリズム６と一致するように、プリズム６の（図７の）下側において光軸Ｂと平行にプリズム６に対して全域が重なる位置に位置する。第５レンズ群５０は、ステッピングモータ４２の駆動により、光軸Ｂに沿って撮像素子８に向かって移動し、ＴＥＬＥ位置においては撮像素子８に接近した位置で停止する。
【００４２】
図８は、レンズ鏡筒がＳＩＮＫ位置（収納位置）にある状態を示す要部断面図である。図９は、ＳＩＮＫ位置にあるレンズ鏡筒を第１レンズ群１０の光軸Ａ方向における被写体側から見た主要部分の図（正面図）である。また、図１５は、レンズ鏡筒がＳＩＮＫ位置（収納位置）にある状態を第１レンズ群１０の光軸Ａ方向における被写体の反対側から見た主要部分の図（背面図）である。図１６は、レンズ鏡筒がＳＩＮＫ位置（収納位置）にある状態を示す第３レンズ群３０の光軸Ｂに垂直な方向の要部断面図である。
【００４３】
図８、図９に示すように、レンズ鏡筒がＳＩＮＫ位置にある状態では、プリズム６、第３レンズ群３０及び第５レンズ群５０は、互いに干渉しないように光軸Ｂに沿って撮像素子８側に移動した状態となる。レンズ鏡筒がＳＩＮＫ位置に沈胴する際、第４レンズ群４０は３レンズ群３０に押されてＳＩＮＫ位置（沈胴位置）まで繰り込まれる。ＷＩＤＥ位置からＳＩＮＫ位置までの間では、フォトインタラプタ３９は遮光板４１ａによってずっと遮光されたままになっている。プリズム６がＳＩＮＫ位置に移動したことで、第２レンズ群２０及び第１レンズ群１０の後方に収納空間が形成される。
【００４４】
ズームボディ６４は２本のガイド軸８６、８７と光学フィルタ７を保持固定している（図９）。図１５に示すように、ガイド軸８６、８７の片側の端部は、カム筒６１内の２群鏡筒２１と重なる位置まで延びており、反対の端部は、光学フィルタ７を保持している位置まで延びている（図２）。
【００４５】
また、ズームボディ６４は、光軸Ａ方向における被写体側に固定筒６２を保持し（図１、図１６）、後述するギア列群を保持している。図１、図６、図８に示すＸ寸法は、ズームボディ６４の固定筒６２やカム筒６１をはじめとする部品を載せている部分より光軸Ａ方向結像面側の寸法である。すなわち、Ｘ寸法は、ズームボディ６４のうち、固定筒６２やカム筒６１を保持している部分の光軸Ａ方向の厚みである。
【００４６】
図１，図６に示すＹ寸法は、光軸Ａ方向における被写体の反対側のズームボディ６４の端から、プリズム６を保持する保持部材６０の端までの寸法である。ズームボディ６４の最低肉厚やクリアランス等を考慮して、Ｙ≧Ｘの関係となっている。
【００４７】
ズームボディ６４に穴６４ａが空いているため、撮影状態においてプリズム６が位置していた空間からさらに奥に、光軸Ａ上で像面方向（被写体の反対側）に穴６４ａによって形成されるＹ寸法分の空間が広がる。ＳＩＮＫ位置となるときには、これらの空間を合わせた収納空間に、第２レンズ群２０及び第１レンズ群１０が光軸Ａに沿って後退して、収納される。
【００４８】
また、図１６に示すように、２群鏡筒２１にはガイド軸８６、８７に干渉しないように対応する溝２１ａ、２１ｂが形成されている。２群レンズ２は、２本のガイド軸８６、８７に挟まれる位置に収納される。ガイド軸８６、８７よりも２群レンズ２の被写体の反対側（図１６の左側）の面が、光軸Ａ方向で結像面方向にＺ寸法分だけ奥の位置となるように２群レンズ２が収納される。ここで、Ｚ寸法は、被写体の反対側におけるズームボディ６４の端とガイド軸８６、８７の端との距離である。
【００４９】
ＳＩＮＫ位置においては、図９に示すように、ステッピングモータ９１は、光軸Ｂ方向における位置がプリズム６と一致するように、プリズム６の図９の下側において光軸Ｂと平行にプリズム６に対して全域が重なる位置に配置される。
【００５０】
次に、固定筒６２、カム筒６１及び直進ガイド筒６３について説明する。固定筒６２の内周部には、カム筒６１の外周部に設けられカムピン（不図示）がカム係合するカム溝６２ａ（図１２参照）が周方向に略等間隔で複数箇所形成されている。カム筒６１の外周部には、後述する駆動ギア６８に噛合するギア部６１ａ（図１０）が形成され、駆動ギア６８から駆動力が伝達されることで、カム筒６１が回転駆動される。このとき、固定筒６２のカム溝６２ａとカム筒６１のカムピンとのカム作用により、カム筒６１は光軸Ａに沿って進退することとなる。また、カム筒６１の内周部には、不図示の１群カム溝及び２群カム溝が形成されている。
【００５１】
図１に示すように、直進ガイド筒６３は、カム筒６１の内周側に配置され、カム筒６１と一体となって回転可能且つ、光軸Ａ方向に移動可能とされている。カム筒６１の半径方向において、カム筒６１と直進ガイド筒６３との間には、第１レンズ群１０の１群鏡筒１１の、被写体の反対側の端部が介在し、第１レンズ群１０の１群鏡筒１１の外周部に設けたカムピンがカム筒６１の１群カム溝とカム係合している。また、直進ガイド筒６３の外周部には、光軸Ａ方向に沿って延びる直進溝（不図示）が形成されており、この直進溝に１群鏡筒１１の内周部に設けた凸部が係合することにより、１群鏡筒１１の回転方向の動きが規制されている。
【００５２】
直進ガイド筒６３の内周側には、第２レンズ群２０が配置され、第１レンズ群１０と同様に、第２レンズ群２０の２群鏡筒２１に設けた不図示のカムピンがカム筒６１の２群カム溝にカム係合する。また、直進ガイド筒６３には、光軸Ａ方向に不図示の貫通溝が設けられており、この貫通溝に２群鏡筒２１のカムピンの根元に配置された係合部が係合することにより、２群鏡筒２１の回転方向の動きが規制されている。
【００５３】
そして、カム筒６１が回転すると、カム筒６１の１群カム溝と１群鏡筒１１のカムピンとのカム作用により、１群鏡筒１１の凸部が直進ガイド筒６３の直進溝を光軸Ａ方向に摺動しながら、１群鏡筒１１がカム筒６１に対して光軸Ａに沿って進退する。従って、カム筒６１が固定筒６２に対して光軸Ａに沿って進退すると、カム筒６１に対して１群鏡筒１１が光軸Ａに沿って進退して１群レンズ１が収納位置と撮影位置（ＷＩＤＥ位置乃至ＴＥＬＥ位置）との間を移動する。２群レンズ２についても、同様の動作によって収納位置と撮影位置との間を移動する。
【００５４】
次に、図１０〜図１４を参照して、カム筒６１及びプリズム６の駆動機構について説明する。図１０は、カム筒６１、及びプリズム６を駆動する機構の一部を分解した斜視図である。図１４は、カム筒６１を駆動する駆動機構の一部を切断した斜視図である。
【００５５】
図１０において、ＳＷモータ６７は、第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０をＳＩＮＫ位置とＷＩＤＥ位置との間で移動させるための駆動源である。ＴＷモータ５３は、第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０をＴＥＬＥ位置とＷＩＤＥ位置との間で移動させるための駆動源である。ＳＷモータ６７及びＴＷモータ５３は、それぞれモータ軸線を光軸Ｂ方向に向け、且つモータ軸をカム筒６１の径方向内側に向けて配置されている。また、ＴＷモータ５３は、ＳＷモータ６７より被写体側に配置されている。ＳＷモータ６７のモータ軸には、ウォームギア５２が圧入され、ＴＷモータ５３のモータ軸には、ウォームギア５４が圧入されている。
【００５６】
図１０、図１４に示すように、ウォームギア５２とウォームギア５４との間には、被写体側（図の上側）から順に光軸Ａと平行にズームリングギア５５、ズームキャリアギア５６及び太陽ギア列５７が同軸配置されている。ＳＷ側斜歯ギア６６は、被写体側の平歯部６６ａと被写体の反対側のはすば歯車である斜歯部６６ｂとを有する。太陽ギア列５７は、３段の平ギアからなる太陽ギア５７ａ、５７ｂ、５７ｃを備え、ＳＷ側斜歯ギア６６の平歯部６６ａに太陽ギア５７ａが噛合し、斜歯部６６ｂにウォームギア５２が噛合している。
【００５７】
ズームキャリアギア５６は、ギア部５６ａ、及びギア部５６ａの被写体側を向く面に周方向に略等間隔で被写体方向に突設された３本の軸部５６ｂを備え（図１４）、３本の軸部５６ｂには、それぞれズーム遊星ギア５８が軸支されている。ＴＷ側斜歯ギア６５は、被写体側の平歯部６５ａと被写体の反対側のはすば歯車である斜歯部６５ｂとを有する。ウォームギア５４にはＴＷ側斜歯ギア６５の斜歯部６５ｂが噛合し、平歯部６５ａには、平ギアを介してギア部５６ａが噛合している。ズーム遊星ギア５８は、ギア５７ｂに噛合するようになっている。
【００５８】
ズームリングギア５５は、内歯ギア５５ａと外歯ギア５５ｂとを備え、内歯ギア５５ａには、ズーム遊星ギア５８が噛合し、外歯ギア５５ｂは、アイドラギア５９を介して駆動ギア６８に噛合し、駆動ギア６８は、カム筒６１のギア部６１ａに噛合する。
【００５９】
次に、プリズム駆動部８０について説明する。図１０、図１４に示すように、プリズム駆動部８０は、太陽ギア列５７の被写体の反対側において、被写体側から順にプリズムキャリア８１、トーションバネ８４及びプリズムディレイギア８２が太陽ギア列５７と同軸に配置されている。プリズムディレイギア８２は、プリズムキャリア８１に回転自在に軸支される。
【００６０】
プリズムキャリア８１の被写体側を向く面には、３本の軸部が周方向に略等間隔で被写体方向に突設されており、これら３本の軸部には、それぞれプリズム遊星ギア８３が軸支されている。プリズム遊星ギア８３は、図１４の下側の太陽ギア５７ｃ及び不図示のギア地板に固定された内歯ギアに噛合するようになっている。
【００６１】
図１３は、プリズムキャリア８１とプリズムディレイギア８２との位相関係、及びトーションバネ８４のチャージ量を説明するための図である。プリズムディレイギア８２のギア部には、プリズム駆動ギア８５が噛合する。プリズムキャリア８１及びプリズムディレイギア８２には、それぞれ掛止部８１ｂ及び掛止部８２ｂが互いに対向する方向に延びて設けられており、掛止部８１ｂは、掛止部８２ｂより径方向内側に配置されている（図１３参照）。
【００６２】
トーションバネ８４は、コイル部と、コイル部の軸方向両端から径方向外側に延びる２本の腕部８４ａ，８４ｂとを備える。２本の腕部８４ａ，８４ｂは、プリズムディレイギア８２及びプリズムキャリア８１の掛止部８２ｂ，８１ｂに掛止される。トーションバネ８４は、組み込み時には、掛止部８２ｂ及び掛止部８１ｂが同位相に配置された状態（図１３（ｂ）参照）で、２本の腕部８４ａ，８４ｂが掛止部８２ｂに掛止されてプリチャージされている。
【００６３】
この状態で、プリズムディレイギア８２の回転を自由にして、プリズムキャリア８１を回転させると、プリズムキャリア８１、プリズムディレイギア８２及びトーションバネ８４は一体的に回転する。一方、プリズムディレイギア８２の回転を規制した状態で、プリズムキャリア８１を回転させると、トーションバネ８４をオーバーチャージしながらプリズムキャリア８１のみが回転する。
【００６４】
図１１は、プリズム６を保持する保持部材６０とプリズム駆動部８０の一部を示す平面図である。
【００６５】
図１１に示すように、保持部材６０には、互いに平行配置されて光軸Ｂ方向に延びる２本のガイド軸８６，８７に移動可能に係合する係合部６０ａ、６０ｂが形成されている。係合部６０ａには、ラックギア６０ｃが形成されており、該ラックギア６０ｃは、プリズム駆動ギア８５と噛合している。このため、プリズム駆動ギア８５が回転すると、保持部材６０がプリズム６と一体となって光軸Ｂに沿って進退する。
【００６６】
次に、図１０、図１４に戻って、カム筒６１及びプリズム６の動作について説明する。
【００６７】
ＳＷモータ６７を駆動してＴＷモータ５３を停止した場合、ＳＷモータ６７から駆動力が太陽ギア列５７に伝達されて該太陽ギア列５７が回転し、ＴＷモータ５３に接続されているズームキャリアギア５６は停止している。そのため、ズーム遊星ギア５８は、公転せず自転のみする。
【００６８】
ここで例えば、太陽ギア５７ｂの歯数を９、ズーム遊星ギア５８の歯数を１０、ズームリングギア５５の内歯ギア５５ａの歯数を３０とすると、太陽ギア列５７の回転は１／３．３３倍に減速されてズームリングギア５５に伝達される。これにより、外歯ギア５５ｂの回転がアイドラギア５９を介して駆動ギア６８に伝達され、駆動ギア６８の回転がカム筒６１のギア部６１ａに伝達されてカム筒６１が回転駆動される。このときのズームリングギア５５の回転方向は、太陽ギア列５７と逆方向となる。
【００６９】
また、このとき、太陽ギア列５７の回転がプリズム遊星ギア８３を経てプリズムキャリア８１に伝達される。ここで、保持部材６０が光軸Ｂ方向に移動可能であれば、トーションバネ８４とプリズムディレイギア８２がプリズムキャリア８１と一体に回転し、保持部材６０を光軸Ｂ方向に進退させる。一方、保持部材６０の光軸Ｂ方向の移動が規制されていれば、プリズムディレイギア８２も回転できないため、トーションバネ８４がオーバーチャージしながらプリズムキャリア８１の回転を吸収する。
【００７０】
一方、ＳＷモータ６７を停止し、ＴＷモータ５３を駆動した場合、ＳＷモータ６７に接続されている太陽ギア列５７は停止し、ＴＷモータ５３に接続されているズームキャリアギア５６は回転する。そのため、ズーム遊星ギア５８は自転と公転をする。ここで例えば、太陽ギア５７ｂの歯数を９、ズーム遊星ギア５８の歯数を１０、ズームリングギア５５の内歯ギア５５ａの歯数を３０とすると、ズームキャリアギア５６の回転は１．３倍に増速されてズームリングギア５５に伝達されて、カム筒６１を回転駆動する。この場合、ズームリングギア５５の回転方向は、ズームキャリアギア５６と同じ方向になる。
【００７１】
また、このとき、太陽ギア列５７が停止しているため、プリズムキャリア８１も停止しており、保持部材６０には駆動力は伝達されない。
【００７２】
ＳＷモータ６７とＴＷモータ５３とを同時に駆動した場合、ズームリングギア５５には、合成された回転数が伝達される。例えば、太陽ギア列５７をＣＷ（時計回り）方向に１ｒｐｍ、ズームキャリアギア５６をＣＷ方向に１ｒｐｍで回転した場合を考える。太陽ギア列５７によってズームリングギア５５に伝達される回転数は、ＣＣＷ（反時計回り）方向に０．３ｒｐｍであり、ズームキャリアギア５６によってズームリングギア５５に伝達される回転数は、ＣＷ方向に１．３ｒｐｍである。従って、これらを合成して、ズームリングギア５５はＣＷ方向に１ｒｐｍで回転する。
【００７３】
また、太陽ギア列５７をＣＷ方向に１．３ｒｐｍ、ズームキャリアギア５６をＣＷ方向に０．３ｒｐｍで回転した場合を考える。太陽ギア列５７によってズームリングギア５５に伝達される回転数は、ＣＣＷ方向に０．３９ｒｐｍであり、ズームキャリアギア５６によってズームリングギア５５に伝達される回転数は、ＣＷ方向に０．３９ｒｐｍである。これらを合成すると、ズームリングギア５５は停止することになる。
【００７４】
以上の説明から、ＳＷモータ６７とＴＷモータ５３の回転数と回転方向を適切に選択することで、カム筒６１を停止させた状態でプリズム６を駆動することができることが分かる。また、ＳＷモータ６７に接続したギア列の減速比は大きく、ＴＷモータ５３に接続したギア列の減速比は小さくなることが分かる。この点については、後述する。
【００７５】
次に、図１２及び図１３を参照して、第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０を光軸Ａ方向に繰り出して、プリズム６を撮影位置に配置する動作について説明する。
【００７６】
図１２は、固定筒６２の内周側展開図である。図１２に示すように、固定筒６２の内周部には、カム筒６１の外周部に設けたカムピンがカム係合するカム溝６２ａが周方向に略等間隔で複数箇所形成されている。また、固定筒６２の後端部には、プリズム６を保持する保持部材６０が光軸Ｂ方向に進退する際に通り抜ける切り欠き６２ｂが形成されている。また、２群鏡筒２１と同様にカム筒６１及び直進ガイド筒６３にはガイド軸８６、８７に対応する位置にそれぞれ溝が切ってあり、干渉しないように切り欠かれている。
【００７７】
レンズ鏡筒がＳＩＮＫ位置にあるとき、カム筒６１のカムピンは、固定筒６２のカム溝６２ａ内で図１２の位置６２ｃに位置する。このとき、プリズムキャリア８１とプリズムディレイギア８２の位相関係は、図１３（ａ）に示すように、トーションバネ８４をオーバーチャージした位相関係にある。この状態において保持部材６０は、トーションバネ８４のチャージ力によって光軸Ｂの退避方向（撮像素子８側）に付勢されているが、不図示のメカ端によって退避方向への移動が規制されている。
【００７８】
レンズ鏡筒を撮影状態にするには、まず、ＳＷモータ６７をカム筒６１の繰り出し方向に回転させる。このとき、カム筒６１のカムピンは、固定筒６２のカム溝６２ａを図１２の右方向に移動する。すると、カム筒６１の回転に伴って、直進ガイド筒６３の直進溝及びカム筒６１の１群カム溝の作用によって、カム溝６２ａのリフトを有する区間で第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０が光軸Ａに沿って繰り出し方向に移動する。
【００７９】
この繰り出し動作の間、プリズムキャリア８１も保持部材６０を撮影位置に繰り出す方向に回転するが、トーションバネ８４がオーバーチャージの状態であるため、プリズムディレイギア８２は停止したままとなる。従って、保持部材６０は、退避位置から動かない。
【００８０】
カム筒６１が光軸Ａ方向に繰り出されて、保持部材６０が撮影位置側に移動できる空間が形成されると、図１３（ｂ）に示すように、プリズムキャリア８１の掛止部８１ｂとプリズムディレイギア８２の掛止部８２ｂとの位相が一致する。
【００８１】
また、ＳＷモータ６７をカム筒６１の繰り出し方向に回転させると、カム筒６１のカムピンは、固定筒６２のカム溝６２ａを図１２の右方向に移動し、同時に保持部材６０が撮影位置に向けて移動する。
【００８２】
そして、カム筒６１がＷＩＤＥ位置に達すると、ＳＷモータ６７をカム筒６１の繰り出し方向に駆動した状態で、ＴＷモータ５３をカム筒６１の繰り込み方向に駆動する。これにより、カム筒６１はＷＩＤＥ位置で停止した状態で保持部材６０のみが光軸Ｂ方向に沿って撮影位置に向けて移動を続ける。
【００８３】
保持部材６０は、撮影位置に達すると、不図示の撮影側ストッパに当接して停止し、保持部材６０の停止と同時に、プリズムディレイギア８２も停止する。このとき、ＳＷモータ６７をさらにカム筒６１の繰り出し方向に駆動し続けることで、プリズムキャリア８１が保持部材６０を撮影位置に繰り出す方向に回転し続けて、トーションバネ８４をオーバーチャージする。トーションバネ８４をある程度オーバーチャージすることで、トーションバネ８４の作用によって保持部材６０が撮影側ストッパ側に付勢されるため、撮影時に保持部材６０の位置や姿勢が安定する効果がある。
【００８４】
トーションバネ８４が所定のオーバーチャージ状態に達した時点で、ＳＷモータ６７とＴＷモータ５３を停止する。
【００８５】
以上の動作によって、第１レンズ群１０、第２レンズ群２０、プリズム６は、ＷＩＤＥ位置に配置される。カム筒６１がＷＩＤＥ位置に達すると、カムピンは、固定筒６２のカム溝６２ａ内の位置６２ｄ（図１２）に位置する。
【００８６】
その後、ステッピングモータ３２を駆動することにより、第３レンズ群３０が、図２０（ｂ）に示したリセット位置まで移動する。このとき第３レンズ群３０の位置がリセットされ、制御部がステッピングモータ３２を逆転させてそのパルスをカウントしながら所定の位置まで第３レンズ群３０を移動させる。
【００８７】
第４レンズ群４０は第３レンズ群３０に対して引張バネ４３により片寄せされているため、ＳＩＮＫ位置から、第４レンズ群４０は第３レンズ群３０と同時に一体として移動を開始する。そして、第４レンズ群４０は腕部４１ｂがストッパ部６４ｂに突き当たるまで、第３レンズ群３０と一体として同じ動きをして光軸Ｂ方向に移動する。この突き当たるまでが上記した第１の区間となる。
【００８８】
腕部４１ｂがストッパ部６４ｂに突き当たった後は第４レンズ群４０は突き当て位置に固定され、移動を続ける第３レンズ群３０とは分離される。この区間が上記した第２の区間となる。
【００８９】
レンズ鏡筒をＷＩＤＥ位置からＳＩＮＫ位置に移動させる場合は、前述と逆の動作を行う。まず、ステッピングモータ４２の駆動により第５レンズ群５０を光軸Ｂ方向に沿って撮像素子８側に退避させる。次にステッピングモータ３２の駆動により第３レンズ群３０を撮像素子８の方向に移動させる。すると、第３レンズ群３０が第４レンズ群４０に近づいていき、フォトインタラプタ３９と遮光板４１ａの遮光状態は、図２０（ｃ）→図２０（ｂ）→図２０（ａ）に示す状態へと移り変わる。フォトインタラプタ３９の受光センサ３９ａは遮光されない状態から遮光された状態に切り換わる。
【００９０】
そして、図２０（ａ）に示す状態からさらにステッピングモータ３２の駆動により第３レンズ群３０を移動させると、第４レンズ群４０に第３レンズ群３０が突き当たり、腕部４１ｂがストッパ部６４ｂから離間する。この位置で第２の区間から第１の区間に切り換わる。
【００９１】
さらに、ステッピングモータ３２の駆動を続けると、第３レンズ群３０は第４レンズ群４０と一体化して光軸Ｂ方向に沿って撮像素子８側に退避させられる。次に、ＴＷモータ５３をカム筒６１の繰り出し方向に駆動しながら、同時にＳＷモータ６７をカム筒６１の繰り込み方向に駆動すると、カム筒６１は回転せずに、プリズムキャリア８１のみが保持部材６０を撮影位置に繰り出す方向に回転する。
【００９２】
そして、上述したトーションバネ８４のオーバーチャージ分だけプリズムキャリア８１が回転して、プリズムキャリア８１の掛止部８１ｂとプリズムディレイギア８２の掛止部８２ｂの位相が一致する。このとき、プリズムディレイギア８２は、プリズムキャリア８１、トーションバネ８４と一体的に保持部材６０を退避位置に繰り込む方向に回転して、保持部材６０が退避方向に移動する。
【００９３】
保持部材６０が退避位置に移動して、カム筒６１の後方に収納可能な空間が形成されると、ＴＷモータ５３が停止して、ＳＷモータ６７のみがカム筒６１を繰り込む方向に駆動を続け、カム筒６１が繰り込みを開始する。保持部材６０は、退避位置まで移動すると、不図示の退避側メカ端に当接して停止し、同時にプリズムディレイギア８２も停止する。
【００９４】
ＳＷモータ６７は、カム筒６１を収納位置まで繰り込むために駆動し続けるので、プリズムキャリア８１は、トーションバネ８４をオーバーチャージしながら、保持部材６０を退避位置に繰り込む方向に回転し続ける。カム筒６１がＳＩＮＫ位置に収納されて、第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０が収納されると、ＳＷモータ６７が停止する。
【００９５】
レンズ鏡筒をＷＩＤＥ位置とＴＥＬＥ位置の間で変倍動作する場合は、ＴＷモータ５３のみを駆動することにより、保持部材６０を光軸Ｂ方向に移動させることなく第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０を光軸Ａ方向に移動させることができる。レンズ鏡筒のＴＥＬＥ位置では、カム筒６１のカムピンは、固定筒６２のカム溝６２ａの位置６２ｅに位置する（図１２参照）。
【００９６】
次に、上述したように、ＳＷモータ６７に接続したギア列の減速比が大きく、ＴＷモータ５３に接続したギア列の減速比が小さいことによる効果について説明する。
【００９７】
通常、ＷＩＤＥ位置からＴＥＬＥ位置までの領域（以下「撮影領域」という。）よりも固定筒６２のカム溝６２ａのリフト角が大きいＳＩＮＫ位置から撮影領域までの領域（以下「沈胴繰り出し領域」という。）の方が、カム筒６１の駆動負荷が大きい。また、沈胴繰り出し領域では、不図示のレンズバリアの作動負荷がさらに加わる場合が多いため、減速比が大きいギア列を用いて、モータのトルクを増幅する必要がある。
【００９８】
一方、撮影領域では、動画等の撮影中にレンズ駆動音が録音されないように、モータの回転数を低く抑える必要がある。このとき、減速比の大きいギア列を用いると、カム筒の回転速度が極端に遅くなってしまう。
【００９９】
本実施の形態では、カム筒６１の駆動負荷が大きい沈胴繰り出し領域では、減速比の大きいギア列を介してＳＷモータ６７の駆動力をカム筒６１に伝達してカム筒６１を駆動する。また、撮影領域では、減速比の小さいギア列を介してＴＷモータ５３の駆動力をカム筒６１に伝達してカム筒６１を駆動する。従って、動画撮影中にモータの駆動音が小さくなるようにＴＷモータ５３を低速回転させても、快適な変倍動作速度を得ることができる。
【０１００】
また、本実施の形態では、ＳＷモータ６７とＴＷモータ５３を異なる種類のモータにすることができる。例えば、ＳＷモータ６７にはＤＣモータを使用し、ＴＷモータ５３にはステッピングモータを使用することができる。ステッピングモータは、ＤＣモータに比べて、低速での安定した制御ができるため、動画撮影中の低速駆動に好適である。
【０１０１】
さらに、ステッピングモータは、駆動方式としてマイクロステップ駆動や２相励磁駆動等が選択できる。マイクロステップ駆動を用いれば、さらに静粛性の高い駆動ができ、２相駆動を用いれば、高トルク駆動ができるため、例えば静粛性が必要な動画撮影中の変倍動作にはマイクロステップ駆動を用い、静止画撮影中の変倍動作には２相駆動を用いると良い。
【０１０２】
また、本実施の形態の駆動機構のギア列の構成は、沈胴繰出し領域及び撮影領域を含む全ての領域において、ＳＷモータ６７とＴＷモータ５３のどちらを駆動してもカム筒６１を駆動することができる。従って、高速の変倍動作が必要な場合はＳＷモータ６７を使用し、低速の変倍動作が必要な場合はＴＷモータ５３を使用するという使い分けも可能である。
【０１０３】
次に、図１０、図１４に戻って、第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０の光軸Ａ方向の位置を検出するためのパルスギア列７０について説明する。
【０１０４】
図１０、図１４に示すように、パルスギア列７０は、遊星ギア列の出力ギアであるズームリングギア５５及びアイドラギア５９に接続されている。パルスギア列７０の最終段のパルス板７１には、複数枚の羽根が設けられており、この羽根が通過した回数をフォトインタラプタ７２によってカウントすることで、カム筒６１の回転量を検出する。パルスギア列７０の増速比とパルス板７１の羽根の枚数は、光学設計によって決まる必要な分解能が得られるように決定される。
【０１０５】
本来、モータの駆動力の伝達にギア列を用いる場合は、滑りによる回転量のロス等がないため、モータの回転量に対してカム筒の回転量は減速比によって線形に決まる。しかし、実際には、ギアのバックラッシュや噛み合い誤差によって、モータの回転量に対するカム筒の回転量はばらつきが生じる。
【０１０６】
ただし、一つのモータで一つのカム筒を駆動する従来のレンズ鏡筒は、一度ギア列を組み立ててしまえば、モータを駆動してもギアの噛み合い関係が不変である。つまり、毎回同じ歯同士が噛み合うため、モータの回転量に対するカム筒の回転量のばらつきの状態は毎回同じである。従って、モータの回転量から計算によってカム筒の回転量を求めても、実際の回転量との誤差は小さい。
【０１０７】
これに対し、本実施の形態のように、遊星ギア列を用いて二つのモータの回転量を合成して一つのカム筒を駆動する場合、一方のモータを回転させると他方のモータとズームリングギア５５の間の噛み合う歯の関係が変化する。
【０１０８】
つまり、カメラの電源をＯＮするごとに、毎回違う歯同士が噛み合うため、モータの回転量に対するカム筒の回転量のばらつきの状態が異なる。そのため、モータの回転量から計算によってカム筒の回転量を求めても、実際の回転量との誤差が大きくなってしまう可能性がある。
【０１０９】
しかし、本実施の形態では、遊星ギア列の出力ギアであるズームリングギア５５とカム筒６１との間のアイドラギア５９から、パルスギア列７０を分岐させているため、パルスギア列７０とカム筒６１のギアの噛み合い関係は不変である。そのため、従来のレンズ鏡筒と同等の誤差で、カム筒６１の回転量を検出することができる。
【０１１０】
以上説明してきたように、本実施の形態では、第３レンズ群３０と第４レンズ群４０が一体となって移動する第１の区間と、第３レンズ群４０のみが移動する第２の区間との切り換わりをフォトインタラプタ３９で検出して位置関係をリセットする。これにより、リセット後の第３レンズ群３０の位置をパルスのカウントで位置制御することが可能になる。また、遮光板４１ａを第４レンズ群４０と一体に設ける構成にすると共に、フォトインタラプタ３９を第３レンズ群３０と一体に動くように構成することで、遮光板４１ａの光軸Ｂ方向の長さを短く設計することができる。そのため、ズームボディ６４等にフォトインタラプタ３９や遮光板４１ａの配置スペースを設ける必要がなくなり、レンズ鏡筒の小型化に寄与する。ひいては、フォトインタラプタ３９及び遮光板４１ａでなる検出手段の小型化も容易で、配置の自由度も高くなる。
【０１１１】
ところで、本発明の構成は、上記実施の形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【０１１２】
例えば、反射光学素子としてプリズム６を例示したが、これに限定されず、例えばミラー等を用いてもよい。また３群地板３１と３群カバー３８は別部材を一体化して例示したが、３群カバー３８がなく、３群地板３１にフォトインタラプタ３９を直接取り付ける構成にしても良い。
【０１１３】
本実施の形態において、フォトインタラプタ３９は第３レンズ群３０に配設し、遮光板４１ａは第４レンズ群４０に配設したが、フォトインタラプタ３９と遮光板４１ａの配設関係をこれとは逆にしてもよい。
【０１１４】
また、検出手段においてフォトインタラプタ３９は、発光部と受光センサ３９ａとが対向する構成であったが、これに限定されず、フォトリフレクタであってもよい。例えば、発光部と受光部とを同じ側に設けると共に、発光部から発した光を反射する反射面を発光部に対向して設け、発光部→反射面→受光部の光路を遮光板４１ａが遮光する構成であってもよい。あるいは、第３レンズ群３０に発光部と受光部とを設けると共に、第４レンズ群４０には反射部を設け、発光部から発した光が反射部で反射して受光部で受光されるように構成してもよい。また、検出手段は、フォトセンサに限られず、磁気や超音波等を利用したものであってもよい。
【０１１５】
本実施の形態では、第１の区間と第２の区間とで、第３レンズ群３０の移動区間の全区間を占めたが、それに限定されるものではない。また、第１の区間と第２の区間との境目は、腕部４１ｂがストッパ部６４ｂに当接する位置で規定されるが、それに限定されるものではない。第３レンズ群３０が第４レンズ群４０と一体となって移動する第１の区間と第３レンズ群３０が単独で移動する第２の区間とが、何らかの機構や制御によって切り換わるように構成されていればよい。
【０１１６】
ところで、第４レンズ群４０をズームボディ６４に対して第３レンズ群３０の側に付勢する付勢手段としては、引張バネ４３を例示したが、これに限定されず、他の形態のバネやゴム等の弾性部材であってもよい。
【０１１７】
本実施の形態では、２つの光学系が所定間隔となったことを検出する機構を説明し、２つの光学系としては、第３レンズ群３０及び第４レンズ群４０を採り上げた。しかし、これらに限定されず、共通する光軸方向に移動可能な互いに隣接する２つの光学系であって、ズーム、沈胴またはフォーカスの少なくとも１つの動作のために移動する各種の光学系に適用が可能である。
【符号の説明】
【０１１８】
３０  第３レンズ群
３２  ステッピングモータ
３９  フォトインタラプタ
４０  第４レンズ群
４１ａ  遮光板
４３  引張バネ
６４  ズームボディ
６４ｂ  ストッパ部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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