(57)【要約】【課題】小型化を図ったレンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒を備える小型の撮像装置を提供する。【解決手段】、光軸方向に移動するフォーカスカム環１３と、フォーカスカム環１３に連動して光軸方向に移動するフォーカスカムフォロア保持環１４と、光軸方向に移動して焦点調整を行うフォーカスレンズ群３２を備え、フォーカスカム環１３とフォーカスフォロア保持環１４は光軸回りに相対回転でき、フォーカスカム環１３又は前記フォーカスカムフォロア保持環１４の一方にはカム溝７６を有する。カム溝７６は、近距離から無限遠の範囲では傾きを有せず、無限遠を越えて無限遠側端位置までの範囲内で傾きを有しており、フォーカスレンズ群３２はフォロア５０がカム溝７６に嵌合している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に移動するフォーカスカム環と、このフォーカスカム環に連動して光軸方向に移動するフォーカスカムフォロア保持環と、光軸方向に移動して焦点調整を行うフォーカスレンズ群を備え、前記フォーカスカム環と前記フォーカスカムフォロア保持環は光軸回りに相対回転でき、前記フォーカスカム環又は前記フォーカスカムフォロア保持環の一方にはカム溝を有し、当該カム溝は近距離から無限遠の範囲では傾きを有せず、無限遠を越えて無限遠側端位置までの範囲内で傾きを有しており、前記フォーカスレンズ群は前記カム溝にカム係合していることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記フォーカスカムフォロア保持環は前記フォーカスカム環の光軸方向の移動により光軸回りに相対回転するようカム係合され、前記カム溝は前記フォーカスカムフォロア保持環が有している請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記フォーカスカム環は前記フォーカスカムフォロア保持環の光軸方向の移動に伴って光軸回りに相対回転するようカム係合され、前記カム溝は前記フォーカスカム環が有している請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
ズーム時に光軸方向に移動しかつ光軸回りに回転するズーム回転繰出し環と、このズーム回転繰出し環の内径側に配設されたフォーカスカム環と、このフォーカスカム環の内径側に配置されたフォーカスカムフォロア保持環と、光軸方向に移動して焦点調整を行うフォーカスレンズ群を備え、前記フォーカスカム環は前記ズーム回転繰出し環により光軸方向に移動し、前記フォーカスカムフォロア保持環は前記フォーカスカム環の光軸方向の移動に連動して光軸方向に移動するとともに、当該フォーカスカム環に相対回転するようカム係合され、前記フォーカスカムフォロア保持環はカム溝を有し、当該カム溝は近距離から無限遠の範囲では傾きを有せず、無限遠を越えて無限遠側端位置までの範囲内で傾きを有しており、前記フォーカスレンズ群は当該カム溝にカム係合していることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項５】
ズーム時に光軸方向に移動しかつ光軸回りに回転するズーム回転繰出し環と、このズーム回転繰出し環の内径側に配設されたフォーカスカム環と、このフォーカスカム環の内径側に配置されたフォーカスカムフォロア保持環と、光軸方向に移動して焦点調整を行うフォーカスレンズ群を備え、前記フォーカスカムフォロア環は前記ズーム回転繰出し環により光軸方向に移動し、前記フォーカスカム環は前記フォーカスカムフォロア環の光軸方向の移動に連動して光軸方向に移動するとともに、当該フォーカスカムフォロア環に相対回転するようカム係合され、前記フォーカスカム環はカム溝を有し、当該カム溝は近距離から無限遠の範囲では傾きを有せず、無限遠を越えて無限遠側端位置までの範囲内で傾きを有しており、前記フォーカスレンズ群は当該カム溝にカム係合していることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項６】
フォーカスレンズ群の光軸方向の変位を検出する第１変位センサと、フォーカス時に操作されるフォーカス操作環の回転変位を検出する第２変位センサを備え、前記第１変位センサと前記第２変位センサの各検出出力により前記フォーカスレンズ群の光軸方向の位置を制御する請求項１ないし５のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
フォーカスカム環又は前記フォーカスカムフォロア保持環の光軸回りの回転角を検出する回転角センサと、フォーカス時に操作されるフォーカス操作環の回転変位を検出する第２変位センサを備え、前記回転角センサと前記第２変位センサの各検出出力により前記フォーカスレンズ群の光軸方向の位置を制御する請求項１ないし５のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
フォーカスレンズ群の光軸方向の変位を検出する第１変位センサと、フォーカス時に操作されるフォーカス操作環の回転変位を検出する第２変位センサと、フォーカスカム環又は前記フォーカスカムフォロア保持環の光軸回りの回転角を検出する回転角センサとを備え、前記第２変位センサと、前記第１変位センサ及び前記回転角センサの各検出出力により前記フォーカスレンズ群の光軸方向の位置を制御する請求項１ないし５のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
【請求項９】
前記フォーカスカムフォロア保持環又は前記フォーカスカム環を回転駆動するアクチュエータを備え、当該アクチュエータは前記フォーカスレンズ群に支持されている請求項１ないし８のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
【請求項１０】
前記フォーカスレンズ群は、光軸方向に配設された複数のレンズ群のうち光軸方向の中間に位置されるレンズ群である請求項９に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載のレンズ鏡筒を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒を用いた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高倍率のインナーフォーカスのズームレンズはズーム広角側においてフォーカスカムの傾きが非常に小さくなり、無限遠を超えた領域側へのフォーカスレンズの移動量を確保するには大きな回転角が必要となる。特に、コントラストＡＦ（オートフォーカス）方式においては、特にレンズ鏡筒ＬＸの広角（ワイド）側においてコントラストのピークが冗長なものになるため、近距離から無限遠まで、さらにこの無限遠を越えた無限遠側端位置ズーム動作可能な端位置）までに至る範囲でフォーカスレンズを移動することが必要となる。
【０００３】
特許文献１では、無限遠を超えた領域側へのフォーカスレンズの移動量を十分に確保する目的で、ズーム駆動手段の回転位置によってフォーカス駆動手段の回転量に対応するフォーカスレンズ群の移動量が異なるようにフォーカスカムを構成している。特に、ズーム駆動手段の回転位置がワイド端にあるときのフォーカス駆動手段におけるＦａｒ（無限遠側端）位置から無限遠の位置までの回転量が、ズーム駆動手段の回転位置が望遠（テレ）端にあるときの回転量よりも大きくなるように、フォーカスカムのカムカーブによるリフト量が設定される機構が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術は、レンズ鏡筒をワイド側に駆動したときに、無限遠位置から無限側端位置までの回転量がテレ側よりも大きくしているので、レンズを移動するために必要なフォーカスカムの回転量が大きくなり、同時にカムのサイズ、例えばカム溝の長さが長くなる。そのため、フォーカスカムの径寸法、あるいは光軸方向の寸法を低減することが難しく、小径あるいは光軸長の短い小型のレンズ鏡筒を得ることが難しい。
【０００６】
本発明の目的は、小型化を図ったレンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒を備える小型の撮像装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のレンズ鏡筒は、光軸方向に移動するフォーカスカム環と、このフォーカスカム環に連動して光軸方向に移動するフォーカスカムフォロア保持環と、光軸方向に移動して焦点調整を行うフォーカスレンズ群を備え、前記フォーカスカム環と前記フォーカスフォロア保持環は光軸回りに相対回転でき、前記フォーカスカム環又は前記フォーカスカムフォロア保持環の一方はカム溝を有し、このカム溝は近距離から無限遠の範囲では傾きを有せず、無限遠を越えて無限遠側端位置までの範囲内で傾きを有しており、前記フォーカスレンズ群は当該カムにカム係合している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば小型のレンズ鏡筒が実現できる。また、本発明によれば小型の撮像装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１のレンズ鏡筒の短焦点状態での光軸に沿った縦断面図。
【図２】実施形態１のレンズ鏡筒の長焦点状態での光軸に沿った縦断面図。
【図３】実施形態１の主要部位の各一部を模式的に示す分解斜視図。
【図４】第３固定環の外観斜視図と展開図。
【図５】ズーム回転繰出し環の外観斜視図と展開図。
【図６】第２ズームカム環の展開図。
【図７】直進環の外観斜視図と展開図。
【図８】第１ズームカム環の外観斜視図と展開図。
【図９】フォーカスカム環の外観斜視図と展開図。
【図１０】フォーカスカムフォロア保持環とフォーカス回転環の外観斜視図と、フォーカスカムフォロア保持環の展開図。
【図１１】２群移動環の外観斜視図。
【図１２】カム溝７６の拡大図。
【図１３】実施形態２のレンズ鏡筒の短焦点状態での光軸に沿った縦断面図。
【図１４】実施形態２のレンズ鏡筒の長焦点状態での光軸に沿った縦断面図。
【図１５】実施形態２の主要部位の各一部を模式的に示す分解斜視図。
【図１６】実施形態２のフォーカスカム環の展開図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施形態１）
次に、本発明の実施の形態について説明する。図１と図２は本発明の実施形態１のレンズ鏡筒ＬＸの光軸Ａｘに沿った断面図であり、それぞれ長焦点（テレ）状態と短焦点（ワイド）状態を示している。なお、図１と図２はそれぞれ異なる角度位置での断面図である。このレンズ鏡筒ＬＸは、一眼レフカメラのズーム交換レンズとして構成されており、ズーム操作環４をレンズ鏡筒の光軸回りに回転操作することにより長焦点（テレ）側と短焦点（ワイド）側にズーミングできる。なお、以降において、回転は光軸回りに回転することである。また、以降における移動は光軸方向に移動することである。焦点合せ（フォーカシング）は内蔵するモータにより自動的に行われるが、フォーカス操作環５を回転操作することによるマニュアル焦点合せも可能とされている。
【００１１】
図３はレンズ鏡筒ＬＸの主要な部位を分解して模式的に示す分解図であり、被写体側の方向から見た図である。図４〜図１１は主要部品を示しており、図４，５，７〜１０において（ａ）は像面側から見た外観斜視図、（ｂ）は展開図である。図１１は外観斜視図である。
【００１２】
図１〜図１１を参照して、前記レンズ鏡筒ＬＸは、被写体側から象面側に向けて、第１レンズ群３１、第２レンズ群３２、第３レンズ群３３、第４レンズ群３４、第５レンズ群３５の順で配列されたズームレンズ鏡筒として構成されている。これら第１ないし第５のレンズ群３１〜３５は、それぞれ単玉レンズあるいは複数の単玉レンズからなる群レンズで構成されているが、図１と図２では簡略化のために１つのレンズとして記載している。また、この実施形態では、これらレンズ群３１〜３５のうち、第２レンズ群３２が焦点合せを行うためのフォーカスレンズ群として構成されている。
【００１３】
前記レンズ鏡筒ＬＸは、外径側から第１固定環２と第２固定環３と第３固定環６が同芯配置されるとともに互いに一体的に連結されている。前記第１固定環２はマウント保持環とも称されており、図示しないカメラボディに装着するためのマウント１が固定されている。前記第２固定環３は、後側の第１支持環３Ａと前側の第２支持環３Ｂとで構成されているが、これらも一体的に連結されている。前記第３固定環６は図４に示す通りであり、第２カム溝６３と第２直進溝６７が設けられている。
【００１４】
前記第２支持環３Ｂの外径側には、第２支持環３Ｂによって光軸方向に移動規制された状態でズーム操作環４が配設されており、ズーム時に撮影者の手操作によって回転操作されるようになっている。このズーム操作環４の回転によりレンズ鏡筒ＬＸの焦点距離がテレからワイドに変化される。
【００１５】
前記第３固定環６の外径側には、内径側から外径側に向けて順に、ズーム回転繰出環７、第２ズームカム環８、１群移動環９、ズーム外筒１０が配置されている。このうち、第２ズームカム環８とズーム外筒１０は連結されており、両者は一体的に回転、移動されるようになっている。
【００１６】
前記ズーム外筒１０にはズーム操作環４の直進溝５１に嵌合する第１フォロア４０が取り付けられており、ズーム外筒１０と第２ズームカム環８は、回転操作されるズーム操作環４の回転と一体的に回転される。また、前記ズーム回転繰出し環７には第２ズームカム環８の第１直進溝６２に嵌合する第３フォロア４２が取り付けられており、ズーム回転繰出し環７は第２ズームカム環８の回転に伴って一体的に回転される。このズーム回転繰出し環７には、図５に示すように、第１結合穴６４と第３カム溝６５が設けられている。また、第２ズームカム環８には、図６に示すように、第１直進溝６２に加えて第１カム溝６１が設けられている。
【００１７】
前記第３固定環６の内径側には光軸方向に移動可能な直進環１１が配置されている。この直進環１１には、図７に示すように、カム溝６６と第５直進溝７４が設けられ、さらに第２嵌合穴６８と、第３，４直進溝７０，７２が設けられている。また、この直進環１１の内径側には、第１ズームカム環１２とフォーカスカム環１３が同じ径位置に配置されている。第１ズームカム環１２は光軸方向の像面側に配置され、フォーカスカム環１３は光軸方向の被写体側に配置されている。
【００１８】
前記直進環１１の被写体側には直進案内環２２が結合されている。この直進環１１と直進案内環２２とで前記第２ズームカム環８を光軸方向に挟持している。直進環１１と直進案内環２２は光軸方向には一体的な構成とされ、第２ズームカム環８は直進環１１と直進案内環２２に対して回転可能とされている。直進案内環２２は外径側に凸部８１を有し、この凸部８１が前記１群移動環９の内径側に設けられている直進溝８２に嵌合しているため、１群移動環９は回転しない。
【００１９】
この１群移動環９には第１レンズ群３１を支持した１群レンズ枠２３が取り付けられている。また、１群移動環９には第２ズームカム環８の第１カム溝６１に嵌合する第２フォロア４１が取り付けられている。これにより、１群移動環９は第２ズームカム環８の回転によって回転することなく光軸方向に移動され、第１レンズ群３１が光軸方向に移動される。
【００２０】
前記第１ズームカム環１２にはズーム回転繰出し環７の第１結合穴６４に嵌合している第４フォロア４３が取り付けられており、第１ズームカム環１２とズーム回転繰出し環７は回転方向及び光軸方向に一体化される。また、前記第３フォロア４２と前記固定環６の第２カム溝６３の嵌合により、第２ズームカム環８の回転によって第１ズームカム環１２とズーム回転繰出し環７は一体的に回転するとともに光軸方向に移動される。この第１ズームカム環１２には、図８に示すように、第４カム溝６９、第５カム溝７１、第６カム溝７３が設けられている。
【００２１】
前記第１ズームカム環１２の内径側には３群移動環２５、４群移動環２７、５群移動環２９が配置されている。３群移動環２５には、第３レンズ群３３を支持した３群レンズ枠２６が取り付けられている。また、この３群移動環２５には、固定環６の第２直進溝６７と直進環１１の第２嵌合穴６８と第１ズームカム環１２の第４カム溝６９に嵌合する第６フォロア４５が取り付けられている。
【００２２】
４群移動環２７には、第４レンズ群３４を支持した４群レンズ枠２８が取り付けられている。また、この４群移動環２７には、直進環１１の第３直進溝７０と第１ズームカム環１２の第５カム溝７１に嵌合する第７フォロア４６が取り付けられている。
【００２３】
５群移動環２９には、第５レンズ群３５を支持した５群レンズ枠３０が取り付けられている。また、この５群移動環２９には、直進環１１の第４直進溝７２と第１ズームカム環１２の第６カム溝７３に嵌合する第８フォロア４７が取り付けられている。
【００２４】
この構成により、第１ズームカム環１２が回転すると、３群移動環２５と４群移動環２７と５群移動環２８がそれぞれ光軸方向に移動され、第３レンズ群３３と第４レンズ群３４と第５レンズ群３５が光軸方向に移動される。
【００２５】
前記フォーカスカム環１３には、ズーム回転繰出し環７の第３カム溝６５と直進環１１のカム溝66に嵌合する第５フォロア４４が取り付けられている。このフォーカスカム環１３は、ズーム回転繰出し環７の回転に伴って光軸方向に移動され、かつ直進環１１の光軸方向の移動に伴って回転される。このフォーカスカム環１３には、図９に示すように、カム溝７５が設けられている。
【００２６】
前記フォーカスカム環１３の内径側にはフォーカスカムフォロア保持環１４とフォーカス回転環１５が同径位置に配置されている。これらフォーカスカムフォロア保持環１４とフォーカス回転環１５は一体的に結合されている。フォーカスカムフォロア保持環１４には、フォーカスカム環１３のカム溝７５に嵌合する第１０フォロア４９が取り付けられている。また、フォーカスカムフォロア保持環１４には、図１０に示すように、カム溝７６が設けられている。
【００２７】
前記フォーカスカムフォロア保持環１４とフォーカス回転環１５の内径側には２群移動環１６が配設されている。この２群移動環１６は、図１１に示すように、被写体側が直進環１１の内径側でそこから像面側に行くにつれ径が細くなり、フォーカス回転環１５とフォーカスカムフォロア保持環１４の内径側に配置されている。この２群移動環１６には、第２レンズ群３２を支持した２群レンズ枠２４が取り付けられている。
【００２８】
また、この２群移動環１６には、直進環１１の第５直進溝７４に嵌合する第９フォロア４８と、フォーカスカムフォロア保持環１４のカム溝７６に嵌合する第１１フォロア５０がそれぞれ取り付けられている。これにより、フォーカスカム環１３の回転に伴ってフォーカスカムフォロア保持環１４とフォーカス回転環１５が光軸方向に移動され、同時に２群移動環１６及び第２群レンズＬ２が光軸方向に移動される。
【００２９】
前記２群移動環１６には、アクチュエータとしてのモータ、ここでは直流駆動型のモータと、このモータの回転力を前記フォーカス回転環１５に伝達して、当該フォーカス回転環１５を回転するためのギア列２０が搭載されている。このギア列２０は例えば減速ギア機構として構成され、この減速ギア機構の最終ギア８４がフォーカス回転環１５の円弧ギア８３に噛合されている。
【００３０】
前記２群移動環６の外径側で、前記第１ズームカム環１２と前記フォーカスカムフォロア保持環１４の内径側にまたがる位置にはスケール保持環１７が配置されている。このスケール保持環１７は第１ズームカム環１２に対して回転方向には結合されていない。図には表れないが、スケール保持環１７は内径側に直進溝を有しており、２群移動環１６に設けられた凸部と嵌合し、第１ズームカム環１２と共に回転しないで光軸方向に移動する。
【００３１】
前記スケール保持環１７の内径面にはスケール１８が取り付けられている。また、この内径面に対向する２群移動環１６の外径面にはサスペンション板５２、センサホルダ５３を介して第１変位センサ１９が取り付けられている。この第１変位センサ１９はスケール１８の移動量、すなわちスケール保持環１７に対する２群移動環１６の相対的な光軸方向の移動量を検出する。
【００３２】
図２に示すように、前記２群移動環１６にはフォーカス抵抗板５４が取り付けられ、前記フォーカス回転環１５にはフォーカスブラシ５５が取り付けられており、回転角センサが構成されている。この回転角センサは、フォーカス回転環１５が回転するとフォーカスブラシ５５とフォーカス抵抗板５４の接触する角度位置が変化し、フォーカス抵抗板５４の端子間抵抗値が変化する。これにより、フォーカス回転環１５の回転方向の移動量、すなわち回転角及びその角度位置を抵抗値の変化として検出する。したがって、フォーカス回転環１５に連結したフォーカスカムフォロア保持環１４の回転角を検出する。
【００３３】
前記フォーカス操作環５は第１固定環２と第２固定環３の間に光軸方向に移動規制された状態で配設され、撮影者の手操作によって回転操作されるようになっている。このフォーカス操作環５は内径側にリングギア３８を有しており、前記第２固定環３に軸支された検出ギア３６に噛合されている。この検出ギア３６はフォーカス操作環５の回転操作に伴って軸転される。この検出ギア３６の軸部には一体的に回転されるパルサー３７が固定されており、第２固定環３には当該パルサー３７の回転角を検出する第２変位センサ３９が配置されている。第２変位センサ３９は、ここではパルサー円盤と、このパルサー円盤の回転角を検出するフォトインタラプタで構成されている。
【００３４】
また、ここでは図示されていないが、前記第２センサ３９とは検出位相が異なる位置、すなわち円周方向の異なる位置に別の１つの第２変位センサが設けられており、これら２つの第２変位センサ３９の検出により、フォーカス操作環５の回転量、回転速度、回転方向が検出できるようになっている。
【００３５】
以上の構成のレンズ鏡筒ＬＸにおけるズーム動作、マニュアルフォーカス動作、オートフォーカス動作について説明する。
【００３６】
（ズーム動作）
ズームの際は、撮影者がズーム操作環４を回転操作すると、ズーム操作環４の直進溝５１と第１フォロア４０との嵌合によりズーム外筒１０が一体的に回転され、これに結合されている第２ズームカム環８も一体的に回転される。さらに第２ズームカム環８の第１直進溝６２と第３フォロア４２との嵌合により、ズーム回転繰出し環７は第２ズームカム環８の回転に伴って一体的に回転され、ズーム回転繰出し環７の第１結合穴６４と第４フォロア４３との嵌合により、第１ズームカム環１２もズーム操作環4と同一回転角度で回転する。このとき、ズーム回転繰出し環７と第１ズームカム環１２は第３固定環６とのカム作用により、回転と同時に光軸方向へ移動する。
【００３７】
第１ズームカム環１２が回転すると、第６フォロア４５と第２直進溝６７及び第４カム溝６９のカム作用により直進環１１が光軸方向に移動し、これと一体の直進案内環２２は一体に光軸方向に移動し、さらに第２ズームカム環８もこれと一体的に光軸方向に移動する。また、これと同時に、３群移動環２６が光軸方向に回転せずに移動し、これに支持されている３群レンズ枠２６及び第３レンズ群３３は光軸方向に移動する
【００３８】
第１ズームカム環１２が回転すると、第７フォロア４６と第３直進溝７０及び第５カム溝７１のカム作用により４群移動環２７が光軸方向に回転せずに移動し、これに支持されている４群レンズ枠２８及び第４レンズ群３４は光軸方向に移動する。
【００３９】
第１ズームカム環１２が回転すると、第８フォロア４７と第４直進溝７２及び第６カム溝７３のカム作用により５群移動環２９が光軸方向に回転せずに移動し、これに支持されている５群レンズ枠３０及び第５レンズ群３５は光軸方向に移動する。
【００４０】
第１ズームカム環１２が回転すると、第６カムフォロア４５と、直進環１１の第２嵌合穴６８との嵌合により、直進環１１は光軸方向に移動する。この直進環１１の移動により、これと一体の直進案内環２２も一体的に移動する。そのため、これら直進環１１と直進案内環２２とで光軸方向に挟まれている第２ズームカム環８は、直進環１１及び直進案内環２２と共に光軸方向に移動する。すなわち、移動しながら前記したように回転する。
【００４１】
第２ズームカム環８が光軸方向に移動しかつ回転すると、第２ズムカム環８の第１カム溝６１と第２フォロア４１とのカム作用により１群移動環９は光軸方向に移動し、これに支持されている１群レンズ枠２３及び第１レンズ群３１は光軸方向に移動する。
【００４２】
前記したように第２ズームカム環８によりズーム回転繰出し環７は回転しながら光軸方向に移動し、これに伴い直進環１１も光軸方向へ移動するが、カム形状の相違によってそれぞれの移動量が異なる。このズーム回転繰出し環７の回転と直進環１１の移動により、フォーカスカム環１３は第５フォロア４４と第３カム溝６５のカム作用、及び当該第５フォロア４４とカム溝６６のカム作用により、ズーム操作環４の回転角度とは異なる角度で回転し、かつ光軸方向に移動する。
【００４３】
フォーカスカム環１３が回転しながら光軸方向に移動すると、第１０フォロア４９とカム溝７５のカム作用により、フォーカスカムフォロア保持環１４が光軸方向に移動され、これに結合されているフォーカス回転環１５が光軸方向に移動される。同時に、２群移動環１６の第１１フォロア５０とフォーカスカムフォロア保持環１４のカム溝７６との嵌合により、２群移動環１６及び第２レンズ群３２は光軸方向に移動する。また、２群移動環１６の第９カムフォロア４８と直進環１１の第５直進溝７４の嵌合により、２群移動環１６は回転しないで光軸方向に移動する。
【００４４】
フォーカスカム環１３が回転したとき、フォーカスカムフォロア保持環１４はアクチュエータ２１に連結されたギア列２０との噛合により回転することはないので、第１０フォロア４９とカム溝７５の嵌合角度位置が変化する。フォーカスカムフォロア保持環１４が回転しないので、第１１フォロア５０とカム溝７６との嵌合位置は変化せず、２群移動環１６はフォーカスカムフォロア保持環１４と光軸方向に一体の状態が保持される。これにより２群移動環１６はフォーカスカム環１３の回転により第５直進溝７４の光軸方向の長さ範囲内でフォーカスカム環１３に対して光軸方向に相対移動され、ズーム動作に際して第２レンズ群３２が移動したときの焦点ずれが補正されて合焦状態が保持される
【００４５】
以上を概括すると、このレンズ鏡筒ＬＸでは、ズーム操作環４を回転操作するとズーム回転繰出し環７が移動しながら回転し、この移動と回転により第１ズームカム環１２とフォーカスカム環１３も移動しながら回転する。第１ズームカム環１２の移動と回転により第３レンズ群３３、第４レンズ群３４、第５レンズ群３５が移動し、同時に第２ズームカム環８が移動しながら回転して１群移動環９を介して第１レンズ群３１を移動する。同時にズーム回転繰出し環７が移動することにより、第５フォロア４４が移動して第２レンズ群３２が移動する。これにより、ズーム動作が行われる。また、第１フォーカスカム環１３の移動と回転により第２レンズ群３２が移動して合焦動作が行われる。
【００４６】
この実施形態１では、第１ズームカム環１２とフォーカスカム環１３は、ズーム回転繰出し環７の内径側の同じ径位置に配置されており、第１ズームカム環１２とフォーカスカム環１３は径方向には重なっていない。具体的には、ズーム回転繰出し環７の内径側に直進環１１を配設し、この直進環１１の内径側の同じ径位置に光軸方向に並んでフォーカスカム環１３と第１ズームカム環１２を配設している。そのため、少なくともフォーカスカム環１３の径方向の厚みに相当する寸法だけレンズ鏡筒を小径に設計することが可能になり、レンズ鏡筒の小径化が実現できる。
【００４７】
（マニュアルフォーカス動作）
マニュアルフォーカスは、撮影者がフォーカス操作環５を回転させると、フォーカス操作環５に噛み合ったＭＦギア３６が回る事によりパルサー３２が回転し、フォーカス操作環５の回転量を検出する。このとき、図示を省略した２つの第２変位センサでの検出により、フォーカス操作環５の回転速度と回転方向を検出する。
【００４８】
フォーカス操作環５の回転に基づいて、すなわち第２変位センサ３９で検出した回転量、回転速度、回転方向に基づいてモータ２１を駆動すると、ギア列２０の最終ギア８４から円弧ギア８３に回転が伝わりフォーカス回転環１５とそれに結合したフォーカスカムフォロア保持環１４が回転する。このときフォーカスカム環１３は回転及び移動しない。
【００４９】
フォーカスカムフォロア保持環１４がフォーカスカム環１３に対して相対回動することにより、第１０フォロア４９とフォーカスカム環１３のカム溝７５とのカム作用によってフォーカスカムフォロア保持環１４は回転しながら光軸方向へ移動する。フォーカスカムフォロア保持環１４が回転すると、２群移動環１６の第９フォロア４８は第５直進溝７４に嵌合して回転しないので、２群移動環１６の第１１フォロア５０とカム溝７６とのカム作用により、２群移動環１６はカム溝７６にならって光軸方向に移動する。
【００５０】
２群移動環１６が光軸方向に移動すると、第１変位センサ１９、サスペンション板５２、センサホルダ５３も光軸方向へ移動するが、スケール保持環１７のスケール１８は２群移動環１６と共には移動しない為、スケール１８と第１変位センサ１９の相対的移動量が第１変位センサ１９より検出されることによりスケール１８の移動量つまり第２レンズ群３２の移動量を検出する
【００５１】
この第１変位センサ１９で検出した２群移動環１６の移動量と、第２変位センサ３９で検出したフォーカス操作環５の回転量、回転速度、回転方向とに基づいてモータ２１のフィードバック制御を行うことにより、２群移動環１６をフォーカス操作環５の操作に対応した光軸方向の位置に制御し、マニュアルフォーカスを実行する。このとき、第１変位センサ１９に代えて、あるいは第１変位センサ１９と共に回転角センサで検出したフォーカスカムフォロア保持環１４の回転角を利用してもよい。
【００５２】
（オートフォーカス動作）
オートフォーカスは、カメラボディで測定した被写体距離に対応する信号をレンズ鏡筒ＬＸに通信し、レンズ鏡筒ＬＸでは当該信号に基づいて所定量、所定速度、所定方向にモータ２１を回転制御する。このときにも、第１変位センサ１９の検出に基づくフィードバック制御によりモータ２１を回転制御することにより、第２レンズ群３２を光軸方向へ移動し、オートフォーカスを実行する。例えば、コントラストＡＦ（オートフォーカス）方式を採用しているカメラ（撮像装置）では、第２レンズ群３２を移動させながら撮像素子でコントラストを算出し、このコントラストを第１変位センサ１９の検出量と紐付け、コントラストがピークとなるように第２レンズ群３２の光軸方向の位置を制御している。
【００５３】
ここで、フォーカスカムフォロア保持環１４のカム溝７６は、図１２に拡大して示すように、近距離点から無限遠点までの使用範囲では傾きを持たず、無限遠点から無限遠側端点までは傾きを持つ形状とされている。これにより、２群移動環１６は、近距離から無限遠まではフォーカスカムフォロア保持環１４と同一量で回転せずに光軸方向に移動し、無限遠を超えてカム溝７６が傾きを持つ範囲ではフォーカスカムフォロア保持環１４の移動量にカム溝７６のカム形状を加えた量だけ移動する。すなわち、近距離から無限遠までの全ての焦点距離、さらにこの無限遠を越えた無限遠側端点までに至る第２レンズ群３２の駆動範囲が確保できる。
【００５４】
したがって、前記したコントラストＡＦ方式を採用しているカメラでは、特にレンズ鏡筒ＬＸのワイド側においてコントラストのピークが冗長なものになるが、このワイド側においても近距離から無限遠まで、さらにこの無限遠を越えた無限遠側端点までに至る範囲で第２レンズ群３２を駆動でき、好適なコントラストＡＦが実現できる。
【００５５】
このように、フォーカスカムフォロア保持環１４は第１０フォロア４９とフォーカスカム環１３のカム溝７５とのカム作用によって回転しながら光軸方向へ移動し、第２レンズ群３２はこの移動に加えてフォーカスカムフォロア保持環１４のカム溝７６によって光軸方向に移動する。これにより、第２レンズ群３２はフォーカスカム環１３の少ない回転量で必要な距離だけ光軸方向に移動することができ、フォーカスカム環１３の径寸法を低減し、あるいは光軸方向の長さを縮小でき、小型のレンズ鏡筒が構成できる。
【００５６】
以上のマニュアルフォーカス動作とオートフォーカス動作のいずれにおいても、２群移動環１６に搭載したモータ２１によりフォーカスカムフォロア保持環１４を回転駆動している。したがって、フォーカスカムフォロア保持環１４とモータ２１とを小型のモータケース２０で連結することができるので、モータ２１をレンズ鏡筒の固定部に搭載し、連結アーム等によりモータ２１とフォーカスカムフォロア保持環１４を連結する構成に比較して、連結アーム等を配設する領域を確保する必要がなく、レンズ鏡筒を小型に構成できる。
【００５７】
また、モータ２１は、光軸方向に配列されている５つのレンズ群３１〜３５の、中間の第２レンズ群３２の２群移動環１６に搭載しているので、レンズ鏡筒ＬＸの光軸方向の中央寄りの位置にモータ２１が配置されることになり、光軸方向の重量バランスがとり易く、さらにはレンズ鏡筒の取り扱いや操作性が改善される。
【００５８】
（実施形態２）
図１３と図１４は本発明の実施形態２の断面図である。この実施形態２は、主に、フォーカスカム環１３、フォーカスカムフォロア保持環１４、フォーカス回転環１５、２群移動環１６の構成が実施形態１と相違している。図１３ではこの相違している構成に関連する部位にハッチングを施しており、以下、これらの構成について説明する。
【００５９】
図１５は要部の模式的な分解斜視図であり、図１６は前記フォーカスカム環１３の展開図である。このフォーカスカム環１３には、カム溝７５とカム溝７６が設けられている。このカム溝７６は、前記実施形態ではフォーカスカムフォロア保持環１４に設けられていたものである。このフォーカスカム環１３の被写体側の同じ径位置にフォーカス回転環１５が配設されており、フォーカスカム環１３に結合されている。また、このフォーカス回転環１５の円弧ギア８４には、モータ２１により駆動されるギアケース２０の最終ギア８３が噛合されている。
【００６０】
前記フォーカスカム環１３の内径側にフォーカスカムフォロア保持環１４が配置されている。このフォーカスカムフォロア保持環１４には第５フォロア４４が取り付けられており、フォーカスカム環１３のカム溝７５と、直進環１１のカム溝６６と、ズーム回転繰出し環７のカム溝６５に嵌合している。実施形態１では、このフォーカスカムフォロア保持環１４にカム溝７６が設けられていたが、このカム溝７６は前記したようにフォーカスカム環１３に設けられているので、実施形態２では設けられていない。
【００６１】
前記２群移動環１６には第１１フォロア５０が取り付けられており、フォーカスカム環１３のカム溝７６と、直進環１１の直進溝７４に嵌合している。また、この２群移動環１６と前記フォーカス回転環１５との間に実施形態１と同様に回転角センサが構成されており、この回転角センサによりフォーカス回転環１５に連結したフォーカスカム環１３の回転角を検出する。
【００６２】
（ズーム動作）
ズームの動作は基本的には実施形態１と同じであるので、実施形態１とは異なる２群移動環１６の動作について説明する。ズーム操作環４の回転操作に伴う第２ズームカム環８の回転により、ズーム回転繰出し環７は回転しながら光軸方向に移動し、これに伴い直進環１１も光軸方向へ移動するが、カム形状の相違によってそれぞれの移動量が異なる。このズーム回転繰出し環７の回転と直進環１１の光軸方向の移動により、フォーカスカムフォロア保持環１４は第５フォロア４４と第３カム溝６５のカム作用、及び当該第５フォロア４４とカム溝６６のカム作用により回転しながら光軸方向に移動する。
【００６３】
フォーカスカムフォロア保持環１４が回転しながら光軸方向に移動すると、２群移動環１６の第１１フォロア５０とフォーカスカム環１３のカム溝７６の嵌合により、フォーカスカム環１３はフォーカスカムフォロア保持環１４の移動により光軸方向に移動する。このとき、フォーカスカム環１３は、フォーカスカムフォロア保持環１４の第５フォロア４４とフォーカスカム環１３のカム溝７５とによる移動分が加えられることにより、フォーカスカムフォロア保持環１４に対する相対的な嵌合角度位置が変化しながら回転する。
【００６４】
これにより２群移動環１６は第５直進溝７４の光軸方向の長さ範囲内でフォーカスカム環１３に対して光軸方向に相対移動され、ズーム動作に際して第２レンズ群３２が光軸方向に移動したときの焦点ずれが補正されて合焦状態が保持される。
【００６５】
この実施形態２においても、第１ズームカム環１２とフォーカスカム環１３は、ズーム回転繰出し環７の内径側、具体的には、ズーム回転繰出し環７の内径側に配設した直進環１１の内径側の同じ径位置に光軸方向に並んでフォーカスカム環１３と第１ズームカム環１２を配設している。これによりレンズ鏡筒を小径に設計することが可能になり、レンズ鏡筒の小径化が実現できる。
【００６６】
（マニュアルフォーカス動作）
フォーカス操作環５の回転、すなわち第２変位センサ３９で検出した回転量、回転速度、回転方向に基づいてモータ２１を駆動すると、ギアケースを介してリングギア２０に回転が伝わりフォーカス回転環１５とそれに結合したフォーカスカム環１３が回転する。このときフォーカスカムフォロア保持環１４は回転及び光軸方向に移動しない。
【００６７】
フォーカスカム環１３がフォーカスカムフォロア保持環１４に対して相対回動することにより、第１１フォロア５０とフォーカスカム環１３のカム溝７６とのカム作用により、さらに第５カムフォロア４４とカム溝７５とのカム作用が加えられて、２群移動環１６はカム溝７６にならって光軸方向に移動する。２群移動環１６が光軸方向に移動する際に、第１変位センサ１９で検出した２群移動環１６の移動量と、第２変位センサ３９で検出したフォーカス操作環５の回転量、回転速度、回転方向とに基づいてモータ２１のフィードバック制御を行うことにより、２群移動環１６をフォーカス操作環５の操作に対応した光軸方向の位置に制御し、マニュアルフォーカスを実行することは実施形態１と同じである。
【００６８】
（オートフォーカス動作）
オートフォーカスも実施形態１と同じであり、カメラボディで測定した被写体距離に対応する信号をレンズ鏡筒ＬＸに通信し、レンズ鏡筒ＬＸでは当該信号に基づいて所定量、所定速度、所定方向にモータ２１を回転制御する。このときにも、第１変位センサ１９の検出に基づくフィードバック制御によりモータ２１を回転制御することにより、第２レンズ群３２を光軸方向へ移動し、オートフォーカスを実行する。このとき、第１変位センサ１９に代えて、あるいは第１変位センサ１９と共に回転角センサで検出したフォーカスカム環１３の回転角を利用してもよい。
【００６９】
ここで、実施形態２では、フォーカスカム環１３のカム溝７６は、図１２で説明した実施形態１と同様に、近距離点から無限遠点までの範囲では傾きを持たず、無限遠点から無限遠側端点までは傾きを持つ形状とされている。このカム溝７６に２群移動環１６の第１１フォロア５０が嵌合されている。したがって、レンズ鏡筒ＬＸのワイド側においても近距離から無限遠、さらにこの無限遠を越えた無限遠側端点までに至る範囲で第２レンズ群３２を駆動でき、コントラストＡＦ方式を採用しているカメラにおいて好適なコントラストＡＦが実現できる。
【００７０】
このように、フォーカスカム環１３はフォーカスカムフォロア保持環１４により光軸方向へ移動し、第２レンズ群３２はこの移動に加えてフォーカスカム環１３が回転したときにカム溝７６によって光軸方向に移動する。これにより、第２レンズ群３２はフォーカスカム環１３の少ない回転量で必要な距離だけ光軸方向に移動することができ、フォーカスカム環１３の径寸法を低減し、あるいは光軸方向の長さを縮小でき、小型のレンズ鏡筒が構成できる。
【００７１】
モータ２１は、光軸方向に配列されている５つのレンズ群３１〜３５の、中間の第２レンズ群３２の２群移動環１６に搭載していることは実施形態１と同じであるので、レンズ鏡筒ＬＸの光軸方向の中央寄りの位置にモータ２１が配置されることになり、光軸方向の重量バランスがとり易く、さらにはレンズ鏡筒の取り扱いや操作性が改善される。
【００７２】
本発明は以上説明した交換レンズ等のレンズ鏡筒に限られるものではなく、カメラボディに一体化されたレンズ鏡筒にも適用できる。また、静止画撮影用カメラのレンズ鏡筒に限られるものではなく、動画撮影用カメラのレンズ鏡筒、さらにデジタル撮像装置用のレンズ鏡筒にも適用できる。さらに、本発明は、このレンズ鏡筒を交換レンズとして、あるいは、装置本体に一体的に組み込んだカメラあるいは動画撮影用の撮像装置として構成された形態を含むものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７３】
１  マウント
２  第１固定環（マウント保持環）
３  第２固定環
３Ａ  第１支持環
３Ｂ  第２支持環
４  ズーム操作環
５  フォーカス操作環
６  第３固定環
７  ズーム回転繰出し環
８  第２ズームカム環
９  １群移動環
１０  外筒
１１  直進環
１２  第１ズームカム環
１３  フォーカスカム環
１４  フォーカスカムフォロア保持環
１５  フォーカス回転環
１６  ２群移動環
１７  スケール保持環
１８  スケール
１９  第１変位センサ
２０  ギア列
２１  アクチュエータ
２２  直進案内環
２３，２４，２６，２８，３０  １〜５群レンズ枠
２５，２７，２９  ３〜５群移動環
３１〜３５  第１〜第５レンズ群
３６  検出ギア
３７  パルサー
３９  第２変位センサ
４０〜５０  第１〜第１１フォロア
５１  第2支持環
５２  サスペンション板
５３  センサホルダ
５４  フォーカス抵抗板（回転角センサ）
５５  フォーカスブラシ（回転角センサ）
６１〜７５  カム溝、直進溝、嵌合穴
８１  凸部
８２  直進溝
８３  円弧ギア
８４  最終ギア
【図１】
2018146812.tif 000003
【図２】
2018146812.tif 000004
【図３】
2018146812.tif 000005
【図４】
2018146812.tif 000006
【図５】
2018146812.tif 000007
【図６】
2018146812.tif 000008
【図７】
2018146812.tif 000009
【図８】
2018146812.tif 000010
【図９】
2018146812.tif 000011
【図１０】
2018146812.tif 000012
【図１１】
2018146812.tif 000013
【図１２】
2018146812.tif 000014
【図１３】
2018146812.tif 000015
【図１４】
2018146812.tif 000016
【図１５】
2018146812.tif 000017
【図１６】
2018146812.tif 000018