(57)【要約】【課題】光学部材の位置合わせ精度を向上させる。【解決手段】レンズ鏡筒であって、互いに係合するカム溝およびカムピンのいずれか一方を有し、光学部材を保持する保持部材と、カム溝およびカムピンの他方を有し、光学部材の光軸と平行な移動方向に保持部材を駆動する駆動部材とを備え、カム溝は、保持部材を駆動する駆動区間と、駆動区間の端部に連通し、光軸と直交する方向に延在する非駆動区間とを有する。上記レンズ鏡筒において、カム溝は、レンズ鏡筒が沈胴状態にある場合に非駆動区間においてカムピンと係合してもよい。【選択図】図５
2014021165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに係合するカム溝およびカムピンのいずれか一方を有し、光学部材を保持する保持部材と、
前記カム溝および前記カムピンの他方を有し、前記光学部材の光軸と平行な移動方向に前記保持部材を駆動する駆動部材と
を備え、
前記カム溝は、前記保持部材を駆動する駆動区間と、前記駆動区間の端部に連通し、前記光軸と直交する方向に延在する非駆動区間とを有するレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記カム溝は、前記レンズ鏡筒が沈胴状態にある場合に前記非駆動区間において前記カムピンと係合する請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記光学部材と異なる他の光学部材を保持しつつ前記保持部材に対して固定される他の保持部材を更に備える請求項１または請求項２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記他の保持部材は、前記保持部材に対して前記光軸と平行な回転軸の廻りに回転される固定部材により前記保持部材に対して固定される請求項３に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記保持部材は、前記保持部材が前記光軸の周りに回転することを規制する場合に係止する係止部を有する請求項４に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズを保持した枠部材に、他のレンズを保持した他の枠部材を更に取り付けた構造を有する光学機器がある（特許文献１参照）。
［特許文献１］  特開２００２−３３３５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
付加する枠部材を固定する場合にねじに加える力がカムに作用して、レンズの調芯等が不調となる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第一態様においては、互いに係合するカム溝およびカムピンのいずれか一方を有し、光学部材を保持する保持部材と、カム溝およびカムピンの他方を有し、光学部材の光軸と平行な移動方向に保持部材を駆動する駆動部材とを備え、カム溝は、保持部材を駆動する駆動区間と、駆動区間の端部に連通し、光軸と直交する方向に延在する非駆動区間とを有するレンズ鏡筒が提供される。
【０００５】
本発明の第二態様においては、上記レンズ鏡筒を備える撮像装置が提供される。
【０００６】
上記発明の概要は、この発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一眼レフカメラ１００の模式的断面図である。
【図２】レンズユニット２００の模式的断面図である。
【図３】レンズユニット２００の光軸に直交する模式的断面図である。
【図４】レンズユニット２００後部の模式的断面図である。
【図５】固定筒２０１の模式的展開図である。
【図６】先側移動枠２０７の模式的展開図である。
【図７】カム筒２９０の模式的展開図である。
【図８】レンズユニット２００後部の模式的断面図である。
【図９】レンズユニット２００後部の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。下記の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。下記の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、一眼レフカメラ１００の模式的断面図である。一眼レフカメラ１００は、レンズユニット２００およびカメラボディ３００を含む。
【００１０】
なお、記載を簡潔にする目的で、下記の説明においては、カメラボディ３００に装着されたレンズユニット２００に対して物体側を、一眼レフカメラ１００の前側または先側と記載する。また、レンズユニット２００に対して物体から遠い側を、一眼レフカメラ１００における後側または背面側と記載する。
【００１１】
レンズユニット２００は、光軸Ｘに沿って配置された第一レンズ群２１０、第二レンズ群２２０、第三レンズ群２３０、第四レンズ群２４０、第五レンズ群２５０および第六レンズ群を含む光学系を有する。第一レンズ群２１０、第二レンズ群２２０、第三レンズ群２３０、第四レンズ群２４０、第五レンズ群２５０および第六レンズ群は、それぞれレンズ保持枠２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２に個別に保持される。
【００１２】
図示のレンズユニット２００は、第一レンズ群２１０、第二レンズ群２２０、第三レンズ群２３０、第四レンズ群２４０、第五レンズ群２５０および第六レンズ群２６０が相互に接近した沈胴状態にある。これにより、レンズユニット２００の光軸Ｘ方向の長さが短縮されて携帯性は向上する。ただし、沈胴状態にあるレンズユニット２００は、光学装置としては使用できない。
【００１３】
レンズユニット２００は、固定筒２０１、ズーム環２０２、直進筒２０３、先筒２０４、カム筒２９０、案内筒２０６、先側移動枠２０７および後側移動枠２０９を含む鏡筒を有する。固定筒２０１は、後端にレンズ側マウント部２０８を有する。レンズ側マウント部２０８をカメラボディ３００前面のボディ側マウント部３６０と結合させることにより、固定筒２０１は、カメラボディ３００に対して結合される。
【００１４】
レンズ側マウント部２０８およびボディ側マウント部３６０の結合は解除できる。よって、カメラボディ３００は、規格に適合するレンズ側マウント部２０８を有する他のレンズユニット２００と組み合わせても使用できる。
【００１５】
ズーム環２０２は、固定筒２０１の外周面に配され、ユーザの操作により、光学系の光軸Ｘを回転軸として回転する。レンズユニット２００におけるズーム環２０２は、レンズユニット２００を伸筒させて沈胴状態を解除する場合に、ユーザにより回転操作される。また、ズーム環２０２は、レンズユニット２００の光学系を変倍させる場合にも、ユーザにより回転操作される。
【００１６】
レンズユニット２００において、第四レンズ群２４０を保持するレンズ保持枠２４２は、先側移動枠２０７に対して移動可能に支持される。レンズ保持枠２４２は、先側移動枠２０７に固定された送りねじ組立体２７０により駆動される。
【００１７】
送りねじ組立体２７０は、ステッピングモータ２７２、送りねじ２７４およびフレーム２７６を有する。フレーム２７６は、ステッピングモータ２７２および送りねじ２７４を一体的に支持すると共に、先側移動枠２０７に対して固定される。ステッピングモータ２７２は、送りねじ２７４を回転駆動する。送りねじ２７４は、ラック部材２７８を介してレンズ保持枠２４２と係合する。
【００１８】
これにより、レンズ保持枠２４２に保持された第四レンズ群２４０を移動させることができる。第四レンズ群２４０が移動した場合、レンズユニット２００の光学系の焦点位置が変化する。よって、カメラボディ３００側からの信号に基づいてステッピングモータ２７２を電気的に制御して、レンズユニット２００を合焦させることができる。
【００１９】
カメラボディ３００は、ボディ側マウント部３６０の後方に配されたミラーユニット３７０を備える。ミラーユニット３７０の下方には合焦光学系３８０が配される。ミラーユニット３７０の上方にはフォーカシングスクリーン３５２が配される。
【００２０】
フォーカシングスクリーン３５２の更に上方にはペンタプリズム３５４が配され、ペンタプリズム３５４の後方にはファインダ光学系３５６が配される。ファインダ光学系３５６の後端は、ファインダ３５０としてカメラボディ３００の背面に露出する。
【００２１】
ミラーユニット３７０の後方には、シャッタユニット３１０、ローパスフィルタ３３２、撮像素子３３０、基板３２０および表示部３４０が順次配される。液晶表示板等により形成される表示部３４０は、カメラボディ３００の背面に表われる。基板３２０には、制御部３２２および画像処理部３２４等が実装される。
【００２２】
ミラーユニット３７０は、メインミラー３７１およびサブミラー３７４を含む。メインミラー３７１は、メインミラー回動軸３７３により軸支されたメインミラー保持部３７２に支持される。
【００２３】
サブミラー３７４は、サブミラー回動軸３７６により軸支されたサブミラー保持部３７５に支持される。サブミラー保持部３７５は、メインミラー保持部３７２に対して回動する。よって、メインミラー保持部３７２が回動した場合、サブミラー保持部３７５もメインミラー保持部３７２と共に変位する。
【００２４】
メインミラー保持部３７２の前端が降下した場合、メインミラー３７１は、レンズユニット２００から入射した入射光束上に斜めに位置する。メインミラー保持部３７２が上昇した場合、メインミラー３７１は、入射光束を避けた位置に退避する。
【００２５】
メインミラー３７１が入射光束上に位置する場合、レンズユニット２００を通じて入射した入射光束は、メインミラー３７１に反射されてフォーカシングスクリーン３５２に導かれる。フォーカシングスクリーン３５２は、レンズユニット２００の光学系と共役な位置に配されて、レンズユニット２００の光学系が形成した像を可視化する。
【００２６】
フォーカシングスクリーン３５２上の像は、ペンタプリズム３５４およびファインダ光学系３５６を通じてファインダ３５０から観察される。ここで、ペンタプリズム３５４を通じて像を観察することにより、ファインダ３５０からは正立正像を観察できる。
【００２７】
測光センサ３９０は、ファインダ光学系３５６の上方に配され、分岐されさた入射光束の一部を受光する。測光センサ３９０は、被写体輝度を検出して、制御部３２２に撮影条件の一部である露出条件を算出させる。
【００２８】
メインミラー３７１は、入射光束の一部を透過するハーフミラー領域を有する。サブミラー３７４は、ハーフミラー領域から入射した入射光束の一部を、合焦光学系３８０に向かって反射する。合焦光学系３８０は、入射した入射光束の一部を焦点検出センサ３８２に導く。これにより、制御部３２２は、レンズユニット２００の光学系を合焦させる場合に移動するレンズの目標位置を決定する。
【００２９】
上記のようなレンズユニット２００およびカメラボディ３００を備える一眼レフカメラ１００においてレリーズボタンが半押しされると、焦点検出センサ３８２および測光センサ３９０が有効になり、被写体像を適切な撮影条件で撮影できる状態になる。
【００３０】
次いで、レリーズボタンが全押しされると、メインミラー３７１およびサブミラー３７４が退避位置に移動して、シャッタユニット３１０が開く。これにより、レンズユニット２００から入射した入射光束は、ローパスフィルタ３３２を通過して、撮像素子３３０に入射する。こうして、レンズユニット２００の光学系により撮像素子３３０の撮像面に形成された画像が撮像される。
【００３１】
図２は、レンズユニット２００の断面図である。図２では、光軸Ｘの図中上側に、広角側に変倍されたレンズユニット２００の断面を示す。また、図２では、光軸Ｘの図中下側に、望遠側に変倍されたレンズユニット２００の断面を示す。
【００３２】
図２において、図１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。ただし、図２は、光軸Ｘを含む断面である点で図１と共通するものの、図１とは異なる断面を示す。よって、共通要素の一部は、図１と異なる形状で描かれる。
【００３３】
レンズユニット２００において、直進筒２０３は、リード部２８１においてズーム環２０２と係合する。直進筒２０３は、固定筒２０１に対する回転が抑制されているので、ズーム環２０２が回転操作された場合、光軸Ｘ方向に並進する駆動力をズーム環２０２から受ける。
【００３４】
カム筒２９０は、それ自体の後端付近に配されたバヨネット爪２８６により、直進筒２０３の後端付近に係合する。バヨネット爪２８６は、直進筒２０３の内面に周方向に延在するバヨネット溝に係合するので、カム筒２９０は、光軸Ｘの周りに回転できる。しかしながら、直進筒２０３が光軸Ｘ方向に並進した場合は、直進筒２０３に連れ従って、カム筒２９０も光軸方向に移動する。換言しれば、カム筒２９０と直進筒２０３とは、光軸Ｘ方向に限って係合されている。
【００３５】
また、カム筒２９０は、それ自体の外周面に固定された連結ピン２８５を通じて、ズーム環２０２内面に光軸Ｘと平行に設けられた直進溝４０５に係合する。これにより、ズーム環２０２が回転操作された場合、カム筒２９０も共に回転する。
【００３６】
既に説明した通り、ズーム環２０２が回転操作された場合、直進筒２０３は光軸Ｘ方向に並進し、カム筒２９０も直進筒２０３に連れ従って並進する。よって、ズーム環２０２が回転操作された場合、カム筒２９０は、光軸Ｘの周りに回転しつつ、光軸Ｘ方向に並進する。
【００３７】
案内筒２０６は、カム筒２９０の内側に位置し、固定筒２０１に結合されて固定される。よって、ズーム環２０２が回転操作された場合、直進筒２０３およびカム筒２９０は、案内筒２０６に対しても並進することになる。案内筒２０６は、光軸Ｘの方向についてレンズユニット２００の前端側に向かって延在するので、カム筒２９０を内面側から支持すると共に、直進筒２０３の後端に設けられたキー２８７と係合する直進溝２８８により、直進筒２０３の回転を規制する。
【００３８】
先筒２０４は、先端に第一レンズ群２１０のレンズ保持枠２１２を支持する。また、先筒２０４は、カムピン２８２等により直進筒２０３およびカム筒２９０に係合して双方から支持される。よって、直進筒２０３およびカム筒２９０が光軸Ｘ方向に並進する場合は、先筒２０４も連れ従って光軸Ｘ方向に並進する。
【００３９】
更に、ズーム環２０２が回転操作された場合、先筒２０４は、回転することなく並進する直進筒２０３と、回転しつつ並進するカム筒２９０との間で駆動されて、直進筒２０３およびカム筒２９０に対しても並進する。これにより、先筒２０４の先端に保持された第一レンズ群２１０は、固定筒２０１から前方に大きく繰り出される。
【００４０】
先側移動枠２０７は、カム筒２９０および案内筒２０６の内側に配され、第三レンズ群２３０および第五レンズ群２５０を保持するレンズ保持枠２３２、２５２を併せて支持する。後側移動枠２０９は、先側移動枠２０７の更に内側に配され、第六レンズ群２６０を保持するレンズ保持枠２６２を支持する。先側移動枠２０７および後側移動枠２０９は、カム筒２９０に係合して、ズーム環２０２が回転操作された場合に、光軸Ｘ方向にそれぞれ移動する。図中には、後側移動枠２０９をカム筒２９０に係合させるカムピン２６４が見えている。
【００４１】
なお、第六レンズ群２６０は、レンズ保持枠２６２の背面側に配された付加レンズ群２６１を更に含む。付加レンズ群２６１は付加レンズ保持枠２６３に保持され、付加レンズ保持枠２６３はレンズ保持枠２６２の背面に固定される。
【００４２】
上記のようなレンズユニット２００においてズーム環２０２が回転操作された場合、第一レンズ群２１０、第二レンズ群２２０、第三レンズ群２３０、第五レンズ群２５０および第六レンズ群２６０がそれぞれ固定筒２０１に対して移動する。これにより、レンズユニット２００に形成された光学系の倍率が変化する。また、レンズユニット２００の変倍の範囲を超えてズーム環２０２が回転操作された場合、レンズユニット２００は縮筒して沈胴状態になる。
【００４３】
図３は、レンズユニット２００の光軸Ｘに直交する断面を示す模式的断面図である。図１および図２と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。レンズユニット２００において、ズーム環２０２、固定筒２０１、先側移動枠２０７、カム筒２９０および後側移動枠２０９は、光軸Ｘに対して互いに同軸に配され、光軸Ｘの廻りに相互に回転する。
【００４４】
レンズユニット２００において、カム筒２９０に固定された連結ピン２８５は、ズーム環２０２の内面に配された直進溝４０５に係合する。これにより、カム筒２９０は、ズーム環２０２と共に回転する。また、カム筒２９０の外周面に設けられたカムピン２９２は、固定筒２０１の内面に配されたカム溝４０２に係合する。
【００４５】
更に、カム筒２９０は、外周面に突出するカムピン２９６と、内周面に設けられたカム溝２９４とを有する。カムピン２９６は、先側移動枠２０７の内周面に形成されたカム溝２５６に係合する。カム溝２９４は、後側移動枠２０９の外周面に固定されたカムピン２６４と係合する。
【００４６】
先側移動枠２０７の直進突起部２５９は、固定筒２０１の内面に配された直進溝４０１に係合する。後側移動枠２０９の直進突起部２６９は、固定筒２０１の内面に配された直進溝４０４に係合する。これにより、先側移動枠２０７および後側移動枠２０９は、固定筒２０１に対する回転を規制される。
【００４７】
カムピン２６４、２９２、２９６、連結ピン２８５およびカム溝２５６、２９４、４０２と、直進突起部２５９、２６９および直進溝４０１、４０４、４０５とは、各々３本ずつがレンズユニット２００の周方向に略等間隔に配される。これにより、カム筒２９０、先側移動枠２０７、カム筒２９０および後側移動枠２０９は、レンズユニット２００の周方向についてバランスよく駆動され、光軸Ｘに対して傾きを生じることが防止される。
【００４８】
また、カム筒２９０において、連結ピン２８５は、レンズユニット２００の周方向についてカムピン２９２の近傍に配される。これにより、連結ピン２８５を駆動した場合に、カムピン２９２との位置のずれにより生じるカム筒２９０の光軸Ｘに対する傾きを抑制できる。同様に、カムピン２６４は、レンズユニット２００の周方向について直進突起部２６９の近傍に配されることが好ましい。
【００４９】
図４は、沈胴状態にあるレンズユニット２００の部分的な断面を示す模式図である。図を簡潔にする目的で形状を単純化しているが、図１および図２と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００５０】
なお、図３に示したように、カムピン２６４、２９２、２９６、連結ピン２８５およびカム溝２５６、２９４、４０２と、直進突起部２５９、２６９および直進溝４０１、４０４、４０５とは、レンズユニット２００の周方向について異なる位置に配される。よって、これらの要素が単一の断面にすべて現れることはない。しかしながら、図４には、各要素の光学Ｘ方向の位置関係を示す目的で、これらの要素を併せて示している。
【００５１】
レンズユニット２００において、先側移動枠２０７の直進突起部２５９と後側移動枠２０９の直進突起部２６９は、互いに独立した直進溝４０１、４０４に個別に係合する。これにより、レンズユニット２００が沈胴状態にある場合、先側移動枠２０７および後側移動枠２０９の後端部分は、光軸Ｘを含む断面において重なることができる。よって、先側移動枠２０７および後側移動枠２０９の後端が固定筒２０１の後面に共に突き当たるまで後退させて、レンズユニット２００の光軸Ｘ方向の長さを短縮できる。
【００５２】
なお、第六レンズ群２６０を保持するレンズ保持枠２６２は、係止穴２６７を有する。係止穴２６７は、レンズ保持枠２６２の背面に配され、光軸Ｘと平行な方向に窪んでいる。また、係止穴２６７は、レンズ保持枠２６２の背面に近づくに従って内径が拡がるテーパ状の断面形状を有する。これにより、係止穴２６７には、レンズユニット２００の後方から工具を容易に挿入できる。
【００５３】
図５は、固定筒２０１の展開図であって、固定筒２０１の内面における直進溝４０１、４０４およびカム溝４０２のレイアウトを示す。図４までと共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。なお、各々３本ずつ設けられている直進溝４０１、４０４およびカム溝４０２のうち、図５にはそれぞれ１本ずつを示す。
【００５４】
固定筒２０１において、直進溝４０１、４０４は、レンズユニット２００の光軸Ｘと平行な方向に配される。よって、直進溝４０１、４０４に係合した直進突起部２５９、２６９は、光軸Ｘ方向の変位を許容されつつ、レンズユニット２００の周方向に変位を規制される。
【００５５】
カム溝４０２は、組み込み区間２９７、駆動区間２９８および非駆動区間２９９を含む。組み込み区間２９７は、光軸Ｘと平行に延在し、固定筒２０１の端面に一端が開口する。組み込み区間２９７の他端は、駆動区間２９８の一端に連通する。これにより、カム溝４０２に係合するカムピン２９２を、カム溝４０２の駆動区間２９８に、光軸Ｘ方向から組み込むことができる。
【００５６】
駆動区間２９８は、組み込み区間２９７と非駆動区間２９９との間で、光軸Ｘに対して傾いたプロファイルを有する。よって、カムピン２９２が駆動区間２９８でカム溝４０２に対して変位した場合、レンズユニット２００においては、カム筒２９０が光軸Ｘ方向に移動する。
【００５７】
駆動区間２９８は、組み込み区間２９７に隣接した変倍区間を含む。変倍区間においてカムピン２９２がカム溝４０２に対して変位した場合、レンズユニット２００の倍率が望遠端から広角端まで変化する。
【００５８】
カム溝４０２の駆動区間においてカムピン２９２が広角端を超えて変位した場合、レンズユニット２００は沈胴状態に向かって縮筒し始める。カム溝４０２の駆動区間２９８に続いて非駆動区間２９９が配されるので、レンズユニット２００が沈胴状態になる、カム溝４０２における沈胴位置をカムピン２９２が通り過ぎると、カムピン２９２は非駆動区間２９９においてカム溝４０２に係合する。
【００５９】
駆動区間２９８の他端に連通して設けられた非駆動区間２９９において、カム溝４０２は、光軸Ｘに対して直交する方向に延在する。よって、カムピン２９２がカム溝４０２の非駆動区間２９９に係合している場合、固定筒２０１に対して回転しても、カム筒２９０は光軸Ｘ方向に駆動されない。また、カムピン２９２が光軸Ｘ方向に変位してカム溝４０２を内側から光軸Ｘ方向に押したとしても、カム筒２９０を回転させる力が生じない。
【００６０】
なお、上記の構造において、カムピン２９２を固定筒２０１に設け、カム溝４０２をカム筒２９０に設けた場合も、上記の例と同じ機能を有する駆動機構を形成できる。また、直進溝４０４を後側移動枠２０９に設け、直進突起部２６９を固定筒２０１に設けた場合も、上記の例と同じ機能を有する駆動機構を形成できる。
【００６１】
また、上記の通り、非駆動区間２９９においては、カム溝４０２はカムピン２９２の駆動に寄与しない。このため、カムピン２９２が変倍区間を抜けてから沈胴位置までに至る区間では、図中に角度θ１で示すようにカム溝４０２の傾きが大きくなり、カム筒２９０に対して要求される一定の駆動量に対してカム筒２９０の実効的な回転量が減少する。
【００６２】
図６は、先側移動枠２０７の展開図であって、先側移動枠２０７の外面における直進突起部２５９およびカム溝２５６のレイアウトを示す。図５までと共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。なお、各々３つずつ設けられている直進突起部２５９およびカム溝２５６のうち、図６にはそれぞれ１つずつを示す。
【００６３】
先側移動枠２０７において、カム溝２５６は、組み込み区間２９７、駆動区間２９８および非駆動区間２９９を含む。組み込み区間２９７は、光軸Ｘと平行に延在し、先側移動枠２０７の端面に一端が開口する。組み込み区間２９７の他端は、駆動区間２９８の一端に連通する。これにより、カム溝２５６に係合するカムピン２９６を、カム溝２５６の駆動区間２９８に、光軸Ｘ方向から組み込むことができる。
【００６４】
駆動区間２９８は、組み込み区間２９７と非駆動区間２９９との間で、光軸Ｘに対して傾いたプロファイルを有する。よって、カムピン２９６が駆動区間２９８でカム溝２５６に対して変位した場合、レンズユニット２００においては、先側移動枠２０７がカム筒２９０に対して光軸Ｘ方向に移動する。
【００６５】
駆動区間２９８は、組み込み区間２９７に隣接した変倍区間を含む。変倍区間においてカムピン２９６がカム溝２５６に対して変位した場合、レンズユニット２００の倍率が望遠端から広角端まで変化する。
【００６６】
カム溝２５６の駆動区間においてカムピン２９６が広角端を超えて変位した場合、レンズユニット２００は沈胴状態に向かって縮筒し始める。なお、カム溝２５６には、非駆動区間２９９は設けられていない。よって、カムピン２９６が変倍区間を抜けてから沈胴位置までに至る区間においても、図中に角度θ２で示すようにカム溝２５６の傾きは大きくならず、先側移動枠２０７に対して要求される一定の駆動量について、カムピン２９６の負荷が小さい。
【００６７】
なお、上記の構造において、カムピン２９６を先側移動枠２０７に設け、カム溝２５６をカム筒２９０に設けた場合も、上記の例と同じ機能を有する駆動機構を形成できる。また、直進溝４０１を先側移動枠２０７に設け、直進突起部２５９を固定筒２０１に設けた場合も、上記の例と同じ機能を有する駆動機構を形成できる。
【００６８】
図７は、カム筒２９０の展開図であって、カム筒２９０の外面におけるカムピン２６４、２９２のレイアウトと、カム筒２９０の内面におけるカム溝２９４のレイアウトとを併せて示す。図５までと共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。なお、各々３つずつ設けられているカムピン２９２、２９６およびカム溝２９４のうち、図７にはそれぞれ１つずつを示す。
【００６９】
カム筒２９０において、カム溝２９４は、組み込み区間２９７、駆動区間２９８および非駆動区間２９９を含む。組み込み区間２９７は、光軸Ｘと平行に延在し、カム筒２９０の端面に一端が開口する。組み込み区間２９７の他端は、駆動区間２９８の一端に連通する。これにより、カム溝２９４に係合するカムピン２６４を、カム溝２９４の駆動区間２９８に、光軸Ｘ方向から組み込むことができる。
【００７０】
駆動区間２９８は、組み込み区間２９７と非駆動区間２９９との間で、光軸Ｘに対して傾いたプロファイルを有する。よって、カムピン２６４が駆動区間２９８でカム溝２９４に対して変位した場合、レンズユニット２００においては、後側移動枠２０９がカム筒２９０に対して光軸Ｘ方向に移動する。
【００７１】
駆動区間２９８は、組み込み区間２９７に隣接した変倍区間を含む。変倍区間においてカムピン２６４がカム溝２９４に対して変位した場合、レンズユニット２００の倍率が望遠端から広角端まで変化する。
【００７２】
カム溝２９４の駆動区間においてカムピン２６４が広角端を超えて変位した場合、レンズユニット２００は沈胴状態に向かって縮筒し始める。カム溝２９４においてカムピン２６４が沈胴位置に到達すると、カム溝２９４は非駆動区間２９９になる。非駆動区間２９９は、光軸Ｘと直交する方向に形成される。よって、カムピン２６４が非駆動区間２９９において変位した場合は、後側移動枠２０９は光軸Ｘ方向に移動しない。
【００７３】
なお、上記の構造において、カムピン２６４をカム筒２９０に設け、カム溝２９４を後側移動枠２０９に設けた場合も、上記の例と同じ機能を有する駆動機構を形成できる。また、上記の通り、非駆動区間２９９においては、カム溝２９４はカムピン２６４の駆動に寄与しない。このため、カムピン２６４が変倍区間を抜けてから沈胴位置までに至る区間では、図中に角度θ３で示すようにカム溝２９４の傾きが大きくなり、後側移動枠２０９に対して要求される一定の駆動量に対してカム筒２９０の実効的な駆動量が減少する。
【００７４】
図８は、レンズユニット２００が伸筒した状態を、図４に示した断面において示す模式的断面図である。図を簡潔にする目的で形状は単純化されているが、図７までと共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００７５】
レンズユニット２００においてズーム環２０２が回された場合、連結ピン２８５により係合するカム筒２９０も共に回転する。また、カム筒２９０は、カムピン２９２が係合する固定筒２０１のカム溝４０２のプロファイルに従って、固定筒２０１に対して光軸Ｘ方向に並進もする。
【００７６】
先側移動枠２０７は、固定筒２０１の直進溝４０１に直進突起部２５９を係合させて回転を規制されている。よって、カム筒２９０が回転しつつ並進した場合、先側移動枠２０７は、カム筒２９０の外面に設けられたカムピン２９６に係合するカム溝２５６のプロファイルに従って駆動されて光軸Ｘ方向に並進する。
【００７７】
更に、上記の通り、カム筒２９０自体が光軸Ｘ方向に並進するので、先側移動枠２０７は、カム筒２９０に対する先側移動枠２０７の移動量に加えて、カム筒２９０の固定筒２０１に対する移動量も合わせて移動する。これにより、レンズユニット２００は、第五レンズ群２５０を大きく移動させることができ、倍率の変化率を大きくできる。
【００７８】
また、後側移動枠２０９は、固定筒２０１の直進溝４０４に直進突起部２６９を係合させて回転を規制されている。よって、カム筒２９０が回転しつつ並進した場合、後側移動枠２０９は、カム筒２９０の内面に形成されたカム溝２９４のプロファイルに従ってカムピン２６４を駆動されて光軸Ｘ方向に並進する。
【００７９】
更に、また、先側移動枠２０７は、内面に形成されたカム溝２５６において、カム筒２９０のカムピン２９６に係合する。これにより、カム筒２９０が回転し且つ並進した場合に、先側移動枠２０７は、カム筒２９０の並進と、カム溝２５６のプロファイルによる駆動とを合わせた駆動量で駆動される。
【００８０】
更に、上記の通り、カム筒２９０自体も光軸Ｘ方向に並進するので、後側移動枠２０９は、カム筒２９０に対する後側移動枠２０９の移動量に加えて、カム筒２９０の固定筒２０１に対する移動量も合わせて移動する。これにより、レンズユニット２００は、第六レンズ群２６０を大きく移動できる。
【００８１】
図９は、レンズユニット２００の組み立て工程の一部であって、付加レンズ群２６１を保持した付加レンズ保持枠２６３を取り付ける過程を、図４と同じ断面において示す模式的断面図である。図を簡潔にする目的で形状は単純化されているが、図８までと共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００８２】
レンズユニット２００の組み立てにおいて、付加レンズ群２６１を保持した付加レンズ保持枠２６３は、第六レンズ群２６０を保持したレンズ保持枠２６２が固定筒２０１に組み込まれた後に、レンズユニット２００の後方からレンズ保持枠２６２に取り付けられる。また、付加レンズ保持枠２６３は、まず、固定筒２０１の内部に既に形成されている他の光学部材に対して付加レンズ群２６１を芯合わせした後、止めねじ２６５をねじ穴２６６に締め込んで調芯後の位置で固定する。
【００８３】
ここで、付加レンズ保持枠２６３は、挿通穴２６８を有する。挿通穴は、付加レンズ群２６１の光軸と平行な方向に付加レンズ保持枠２６３を貫通する。また、挿通穴２６８は、止めねじ２６５の外径よりも大きな内径を有する。よって、止めねじ２６５の先端をねじ穴２６６に僅かにねじ込んだ状態で、付加レンズ保持枠２６３を光軸に交差する方向に移動させて調芯することができる。
【００８４】
また、止めねじ２６５をねじ穴２６６に締め込む場合に、締結工具４０７が止めねじ２６５を押す力が、レンズ保持枠２６２を通じて後側移動枠２０９に作用する場合がある。このような場合、後側移動枠２０９のカムピン２６４がカム筒２９０のカム溝２９４の駆動区間２９８に係合していると、カム筒２９０を駆動して回転させてしまう場合がある。カム筒２９０が回転するとレンズユニット２００の光学系の特性が変化してしまうので、付加レンズ２６１の有効な調整をすることができなくなる。
【００８５】
しかしながら、レンズユニット２００が沈胴状態にある場合、後側移動枠２０９のカムピン２６４は、カム筒２９０のカム溝２９４の非駆動区間２９９に係合している。非駆動区間２９９においては、カム溝２９４は光軸Ｘに対して直交する方向に延在する。よって、カムピン２６４がカム溝２９４を光軸方向に押しても、カム筒２９０を回転させる作用は生じない。
【００８６】
また、レンズユニット２００が沈胴状態にある場合、固定筒２０１に設けられたカム溝４０２においても、カム筒２９０のカムピン２９２は、非駆動区間２９９に係合している。よって、レンズ保持枠２６２を光軸Ｘ方向に押す力が、後側移動枠２０９を通じてカム筒２９０に作用した場合に、固定筒２０１のカム溝４０２によりカム筒２９０を回転させる作用も防止される。
【００８７】
更に、レンズユニット２００においては、レンズ保持枠２６２が係止穴２６７を有する。係止穴２６７に係止工具４０６の先端を挿入することにより、レンズ保持枠２６２が光軸Ｘの廻りを回転することを係止できる。よって、付加レンズ保持枠２６３を固定する止めねじ２６５を締結する場合に、係止工具４０６を係止穴２６７に差し込んでレンズ保持枠２６２の回転を規制することにより、更に確実に第六レンズ群２６０等が光軸Ｘ方向に移動することを防止できる。
【００８８】
なお、係止工具４０６の先端を、先細りのテーパ状に成形しておくことにより、係止穴２６７への挿入を容易にすることができる。また、カム筒２９０が固定筒２０１に対して回転することが防止されていれば、カム筒２９０を押す力が、先側移動枠２０７に作用することはない。よって、先側移動枠２０７のカム溝２５６には非駆動区間２９９は設けなくてもよい。
【００８９】
このように、レンズユニット２００においては、レンズ保持枠２６２に対して付加レンズ保持枠２６３を取り付ける場合に生じる力が、カム筒２９０を回転させることが抑制されている。よって、付加レンズ群２６１を高精度に調芯できる。また、調芯した付加レンズ群２６１を保持する付加レンズ保持枠２６３を止めねじ２６５により固定しても、付加レンズ群２６１の調芯がずれることが防止される。よって、光学性能の高いレンズユニット２００を製造できる。
【００９０】
以上、交換可能なレンズユニット２００を備えた一眼レフカメラ１００を例にあげて説明したが、クイックリターンミラーを備えていないノンフレックスカメラであっても上記の構造を適用できる。また、レンズユニット２００とカメラボディ３００とが一体に形成されたカメラの他、カム機構により駆動する光学部材を備えた望遠鏡、測量器、顕微鏡等においても上記の構造を適用できる。
【００９１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００９２】
１００  一眼レフカメラ、２００  レンズユニット、２０１  固定筒、２０２  ズーム環、２０３  直進筒、２０４  先筒、２０６  案内筒、２０７  先側移動枠、２０９  後側移動枠、２０８  レンズ側マウント部、２１０  第一レンズ群、２１２、２２２、２３２、２３２、２４２、２５２、２６２  レンズ保持枠、２２０  第二レンズ群、２３０  第三レンズ群、２４０  第四レンズ群、２５０  第五レンズ群、２５６、２９４、４０２  カム溝、２５９、２６９  直進突起部、２６０  第六レンズ群、２６１  付加レンズ群、２６３  付加レンズ保持枠、２６４、２８２、２９２、２９６  カムピン、２６５  止めねじ、２６６  ねじ穴、２６７  係止穴、２６８  挿通穴、２９８  駆動区間、２９９  非駆動区間、２７０  送りねじ組立体、２７２  ステッピングモータ、２７４  送りねじ、２７６  フレーム、２７８  ラック部材、２８５  連結ピン、２８６  バヨネット爪、２８７  キー、２８８、４０１、４０４、４０５  直進溝、２９０  カム筒、２９７  組み込み区間、２９８  駆動区間、２９９  非駆動区間、３００  カメラボディ、３１０  シャッタユニット、３２０  基板、３２２  制御部、３２４  画像処理部、３３０  撮像素子、３３２  ローパスフィルタ、３４０  表示部、３５０  ファインダ、３５２  フォーカシングスクリーン、３５４  ペンタプリズム、３５６  ファインダ光学系、３６０  ボディ側マウント部、３７０  ミラーユニット、３７１  メインミラー、３７２  メインミラー保持部、３７３  メインミラー回動軸、３７４  サブミラー、３７５  サブミラー保持部、３７６  サブミラー回動軸、３８０  合焦光学系、３８２  焦点検出センサ、３９０  測光センサ、４０６  係止工具、４０７  締結工具
【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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