(57)【要約】【課題】高倍率であってもズーム動作およびフォーカス動作を滑らかに行えるレンズ鏡筒、レンズ鏡筒の操作方法およびカメラシステムを提供する。【解決手段】第１の移動筒２５と、第２の移動筒５２と、第３の移動筒５３とを有するレンズ鏡筒である。第１の移動筒２５は、フォーカシング動作に対応して規定された第１のカム２５ａを有し、フォーカシング動作に用いられる光学系Ｌ２を保持する。第２の移動筒５２は、第２のカム５２ａを有し、第１の移動筒２５と関連して具備してある。第３の移動筒５３は、ズーミング動作に対応して規定された第３のカム５３ａを有し、固定筒５０に対して移動可能になっている。前記第２のカム５２ａは、第３のカム５３ａの駆動に応じて前記光学系Ｌ２の位置を補正するようになっている。【選択図】図１６
2007188061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカシング動作に対応して規定された第１のカムを有し、前記フォーカシング動作に用いられる光学系を保持する第１の移動筒と、
第２のカムを有し、第１の移動筒と関連して具備してある第２の移動筒と、
ズーミング動作に対応して規定された第３のカムを有し、固定筒に対して移動可能な第３の移動筒とを含み、
前記第２のカムは、前記第３のカムの駆動に応じて前記光学系の位置を補正すること
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
請求項１に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記光学系よりも像面側に前記レンズ鏡筒の振れの影響を除去するバイブレーションリダクションシステムが具備してあるレンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項１に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記第２のカムと前記第３のカムとの合成により、前記ズーミング動作が行われるレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項１に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記第２のカムは、ズーミング動作時に、前記第２のカムの少なくとも一部が前記光学系よりも物体側に位置することがあること
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項５】
第１のカムを有し、フォーカシング動作に用いられる光学系を有する第１の移動筒と、
第２のカムを有し、第１の移動筒を保持する第２の移動筒と、
ズーミング動作に対応して規定された第３のカムを有し、固定筒に対して移動可能な第３の移動筒とを含み、
前記第１の移動筒は、前記光学系のフォーカシング動作時に前記第２の移動筒に対して相対的に移動可能であり、
前記第２のカムは、前記第３のカムと共に前記第３の移動筒の回転角を規定すること
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項５に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記第２のカムは、ズーミング動作時に、前記第２のカムの少なくとも一部が前記光学系よりも物体側に位置することがあること
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項７】
フォーカシング動作に用いられる光学系を保持する第１の移動筒と、
ズーミング動作に対応して前記第１の移動筒を移動可能であり、ズーミング動作時に少なくとも一部が前記光学系よりも物体側に位置することがある第２のカムを有する第２の移動筒とを含むこと
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項８】
請求項７に記載されたレンズ鏡筒であって、
ズーミング動作時に前記第２のカムと協働してズーミング動作量を決定する第３のカムが形成された第３の移動筒を含むレンズ鏡筒。
【請求項９】
フォーカシング動作に用いられる光学系を保持する第１の移動筒と、
前記第１の移動筒の外側に備えられる第２の移動筒と、
ズーミング動作に対応して固定筒に対して移動可能な第３の移動筒とを含み、
前記第２の移動筒は、前記第３の移動筒に対応して移動可能であり、
前記第１の移動筒は、前記フォーカシング動作時に前記第２の移動筒に対して相対的に移動可能であり、前記固定筒と前記第３の移動筒との間に備えられていること
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１０】
請求項９に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記第２のカムは、ズーミング動作時に、前記第２のカムの少なくとも一部が前記光学系よりも物体側に位置することがあること
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１１】
フォーカシング動作に用いられる光学系を保持する第１の移動筒と、
カムを有し、ズーミング動作に対応して固定筒の軸方向に移動可能な第２の移動筒とを含み、
前記第１の移動筒は、前記固定筒とは独立して前記第２の移動筒に対して相対的に移動可能であり、
前記カムは、ズーミング動作に対応して前記第１の移動筒を移動可能であること
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１２】
請求項１１に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記カムは、ズーミング動作時に、前記カムの少なくとも一部が前記光学系よりも物体側に位置することがあること
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１３】
第１のカムを有し、フォーカシング動作に用いられる光学系を保持する第１の移動筒と、
第２のカムを有する第２の移動筒と、
前記第１のカムおよび第２のカムに係合し、ズーミング動作に対応して前記第２のカムに沿った所定の位置に移動するカムピンとを含み、
前記第１の移動筒は、前記フォーカシング動作時に前記第１のカムに沿って前記カムピンに対して回転することにより、前記第２の移動筒に対して相対的に移動すること
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１４】
請求項１３に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記第２のカムは、ズーミング動作時に、前記第２のカムの少なくとも一部が前記光学系よりも物体側に位置することがあること
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１５】
フォーカシング動作に用いられる光学系を保持する第１の移動筒に形成された第１のカムにより前記光学系を移動し、
前記第１の移動筒と関連して具備してある第２の移動筒に設けられた第２のカムと、
固定筒に対して移動可能な第３の移動筒に設けられた第３のカムとを用いてズーム操作時の前記光学系の位置を決めること
を特徴とするレンズ鏡筒の操作方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載されたレンズ鏡筒の操作方法であって、
前記レンズ鏡筒の振れの影響を前記光学系よりも像面側で除去するレンズ鏡筒の操作方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載されたレンズ鏡筒の操作方法であって、
前記第２のカムと前記第３のカムとの合成により、前記ズーム操作を行うレンズ鏡筒の操作方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載されたレンズ鏡筒の操作方法であって、
前記第２のカムの少なくとも一部をズーミング動作時に前記光学系よりも物体側に位置させること
を特徴とするレンズ鏡筒の操作方法。
【請求項１９】
フォーカシング動作に用いられる光学系を第１の移動筒により保持し、
第２の移動筒を前記第１の移動筒に対して相対移動させ、前記第２の移動筒は、前記第１の移動筒の外側にあり、
第３の移動筒をズーミング動作に対応して固定筒に対して移動させ、第２の移動筒は、前記第３の移動筒の移動に対応して移動させ、
前記第１の移動筒を、前記固定筒と前記第３の移動筒との間に備えること
を特徴とするレンズ鏡筒の操作方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載されたレンズ鏡筒の操作方法であって、
前記第２の移動筒に備えられた第２のカムの少なくとも一部をズーミング動作時に前記光学系よりも物体側に位置させること
を特徴とするレンズ鏡筒の操作方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載されたレンズ鏡筒の操作方法であって、
前記第２の移動筒に備えられた第２のカムと前記第３の移動筒に備えられた第３のカムとの合成により、前記ズーミング動作を行うレンズ鏡筒の操作方法。
【請求項２２】
第１の動作時に回転せずに移動し、第２の動作時に回転しながら移動する部材であって、前記第２の動作時の位置を決める第１のカムを有したレンズ枠と、
前記第１の動作により第１の角度回転する筒状の部材であって、第２の角度にわたって形成された第２のカムを有した駆動筒と、
前記第１の動作時に回転せずに移動する筒状の部材であって、前記第１の角度から前記第２の角度を差し引いた第３の角度にわたって形成された第３のカムを有した案内筒と、
前記第１のカムと前記第２のカムと前記第３のカムの全てに係合するカムピンと、
を備えるレンズ鏡筒。
【請求項２３】
請求項２２に記載のレンズ鏡筒において、
前記第１の動作はズーム動作であり、前記第２の動作はフォーカス動作であること、
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２４】
請求項２３に記載のレンズ鏡筒において、
前記第１のカムは、前記レンズ枠に支持されたフォーカスレンズ群の位置を決めること、
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２５】
請求項２４に記載のレンズ鏡筒において、
前記第１のカムは、前記フォーカス動作時に合焦位置を所定量変化させるための前記フォーカスレンズ群の移動量がズーム位置により変化する前記フォーカスレンズ群を前記ズーム位置に応じて移動させるカムであり、
前記ズーム動作により前記カムピンが前記ズーム位置に応じた前記第１のカムの位置に移動すること、
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２６】
請求項２２から請求項２５までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、
前記第２のカム及び／又は前記第３のカムは、非線形のカム形状であること、
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２７】
請求項２２から請求項２６までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、
前記第１のカムと前記第２のカムと前記第３のカム及び前記カムピンは、同一形状のものが複数組設けられており、
前記複数のカムピンを一体に接続するカムピン接続部材を有すること、
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２８】
請求項２７に記載のレンズ鏡筒において、
前記第１の動作時及び前記第２の動作時に移動しない筒状の部材であって、撮影光学系の光軸方向に平行な溝である固定筒直進溝、及び、固定筒カムを有した固定筒を備え、
前記駆動筒は、光軸に平行な駆動筒直進溝を有し、前記案内筒に対して回転可能かつ前記案内筒と一体的に直進するように設けられており、
前記固定筒の内周に移動可能に嵌合し、前記第１の動作時に回転しながら直進する筒状の部材であって、直進方向に直交する溝又はカム溝状に形成されたカム筒溝を有し、前記駆動筒直進溝に係合するとともに前記固定筒カムに係合するカム筒ピンを有したカム筒を備え、
前記案内筒は、前記カム筒溝に係合する案内筒ピンを有すること、
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２９】
請求項２８に記載のレンズ鏡筒において、
前記カムピン接続部材の外径は、前記固定筒の内径よりも小さいこと、
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項３０】
請求項２２から請求項２９までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒により得られる被写体像を撮影する撮影部と、
を備えるカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高倍率のズーム動作が可能なレンズ鏡筒、レンズ鏡筒の操作方法およびカメラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インナーフォーカス方式を採用し、高倍率のズーム動作が可能なレンズ鏡筒の構成例が、例えば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平７−３３３４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の公報に開示されているレンズ鏡筒は、高倍率と称しているものの、近年のレンズ鏡筒に要求されている１０倍を超えるようなズーム倍率を持つレンズ鏡筒では、各レンズ群の移動量が大きすぎ、同様な構成を採用できないという問題があった。
【０００４】
また、近年の高倍率のズームレンズ鏡筒では、上記の公報にも記載されているように、焦点距離の変化に伴う合焦レンズの繰り出し量の補正が行われている。
【０００５】
しかし、この合焦レンズの繰り出し量の補正を行うフォーカスカムの形状を優先して設計を行うと、ズーム動作時に作動するカムの斜面が急斜面になりすぎてしまい、カムを利用したズーム駆動が成り立たなくなってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、高倍率であってもズーム動作およびフォーカス動作を滑らかに行えるレンズ鏡筒、レンズ鏡筒の操作方法およびカメラシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るレンズ鏡筒は、フォーカシング動作に対応して規定された第１のカム（２５ａ）を有し、前記フォーカシング動作に用いられる光学系（Ｌ２）を保持する第１の移動筒（２５）と、第２のカム（５２ａ）を有し、第１の移動筒（２５）と関連して具備してある第２の移動筒（５２）と、ズーミング動作に対応して規定された第３のカム（５３ａ）を有し、固定筒（５０）に対して移動可能な第３の移動筒（５３）とを含み、前記第２のカム（５２ａ）は、前記第３のカム（５３ａ）の駆動に応じて前記光学系（Ｌ２）の位置を補正することを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、前記光学系（Ｌ２）よりも像面側に前記レンズ鏡筒の振れの影響を除去するバイブレーションリダクションシステムが具備してある。
【０００９】
好ましくは、前記第２のカム（５２ａ）と前記第３のカム（５３ａ）との合成により、前記ズーミング動作が行われる。
【００１０】
好ましくは、前記第２のカム（５２ａ）は、ズーミング動作時に、前記第２のカム（５２ａ）の少なくとも一部が前記光学系（Ｌ２）よりも物体側に位置することがある。
【００１１】
本発明の第２の観点に係るレンズ鏡筒は、第１のカム（２５ａ）を有し、フォーカシング動作に用いられる光学系（Ｌ２）を有する第１の移動筒（２５）と、第２のカム（５２ａ）を有し、第１の移動筒（２５）を保持する第２の移動筒（５２）と、ズーミング動作に対応して規定された第３のカム（５３ａ）を有し、固定筒（５０）に対して移動可能な第３の移動筒（５３）とを含み、前記第１の移動筒（２５）は、前記光学系のフォーカシング動作時に前記第２の移動筒（５２）に対して相対的に移動可能であり、前記第２のカム（５２ａ）は、前記第３のカム（５３ａ）と共に前記第３の移動筒（５３）の回転角を規定することを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、前記第２のカム（５２ａ）は、ズーミング動作時に、前記第２のカム（５２ａ）の少なくとも一部が前記光学系（Ｌ２）よりも物体側に位置することがある。
【００１３】
本発明の第３の観点に係るレンズ鏡筒は、フォーカシング動作に用いられる光学系（Ｌ２）を保持する第１の移動筒（２５）と、ズーミング動作に対応して前記第１の移動筒（２５）を移動可能であり、ズーミング動作時に少なくとも一部が前記光学系（Ｌ２）よりも物体側に位置することがある第２のカム（５２ａ）を有する第２の移動筒（５２）とを含むことを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、ズーミング動作時に前記第２のカム（５２ａ）と協働してズーミング動作量を決定する第３のカム（５３ａ）が形成された第３の移動筒（５３）を含む。
【００１５】
本発明の第４の観点に係るレンズ鏡筒は、フォーカシング動作に用いられる光学系（Ｌ２）を保持する第１の移動筒（２５）と、前記第１の移動筒（２５）の外側に備えられる第２の移動筒（５２）と、ズーミング動作に対応して固定筒（５０）に対して移動可能な第３の移動筒（５３）とを含み、前記第２の移動筒（２５）は、前記第３の移動筒（５３）に対応して移動可能であり、前記第１の移動筒（２５）は、前記フォーカシング動作時に前記第２の移動筒（５２）に対して相対的に移動可能であり、前記固定筒（５０）と前記第３の移動筒（５３）との間に備えられていることを特徴とする。
【００１６】
好ましくは、前記第２のカム（５２ａ）は、ズーミング動作時に、前記第２のカム（５２ａ）の少なくとも一部が前記光学系（Ｌ２）よりも物体側に位置することがあることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第５の観点に係るレンズ鏡筒は、フォーカシング動作に用いられる光学系（Ｌ２）を保持する第１の移動筒（２５）と、カム（５２ａ）を有し、ズーミング動作に対応して固定筒（５０）の軸方向に移動可能な第２の移動筒（５２）とを含み、前記第１の移動筒（２５）は、前記固定筒（５０）とは独立して前記第２の移動筒（５２）に対して相対的に移動可能であり、前記カム（５２ａ）は、ズーミング動作に対応して前記第１の移動筒（２５）を移動可能であることを特徴とする。
【００１８】
好ましくは、前記カム（５２ａ）は、ズーミング動作時に、前記カム（５２ａ）の少なくとも一部が前記光学系（Ｌ２）よりも物体側に位置することがある。
【００１９】
本発明の第６の観点に係るレンズ鏡筒は、第１のカム（２５ａ）を有し、フォーカシング動作に用いられる光学系（Ｌ２）を保持する第１の移動筒（２５）と、第２のカム（５２ａ）を有する第２の移動筒（５２）と、前記第１のカム（２５ａ）および第２のカム（５２ａ）に係合し、ズーミング動作に対応して前記第２のカム（５２ａ）に沿った所定の位置に移動するカムピン（１０１）とを含み、前記第１の移動筒（２５）は、前記フォーカシング動作時に前記第１のカム（２５ａ）に沿って前記カムピン（１０１）に対して回転することにより、前記第２の移動筒（５２）に対して相対的に移動することを特徴とする。
【００２０】
好ましくは、前記第２のカム（５２ａ）は、ズーミング動作時に、前記第２のカム（５２ａ）の少なくとも一部が前記光学系（Ｌ２）よりも物体側に位置することがある。
【００２１】
本発明の第１の観点に係るレンズ鏡筒の操作方法は、フォーカシング動作に用いられる光学系（Ｌ２）を保持する第１の移動筒（２５）に形成された第１のカム（２５ａ）により前記光学系（Ｌ２）を移動し、前記第１の移動筒（２５）と関連して具備してある第２の移動筒（５２）に設けられた第２のカム（５２ａ）と、固定筒（５０）に対して移動可能な第３の移動筒（５３）に設けられた第３のカム（５３ａ）とを用いてズーム操作時の前記光学系（Ｌ２）の位置を決めることを特徴とする。
【００２２】
好ましくは、前記レンズ鏡筒の振れの影響を前記光学系（Ｌ２）よりも像面側で除去する。
【００２３】
好ましくは、前記第２のカム（５２ａ）と前記第３のカム（５３ａ）との合成により、前記ズーム操作を行う。
【００２４】
好ましくは、前記第２のカム（５２ａ）の少なくとも一部をズーミング動作時に前記光学系（Ｌ２）よりも物体側に位置させる。
【００２５】
本発明の第２の観点に係るレンズ鏡筒の操作方法は、フォーカシング動作に用いられる光学系（Ｌ２）を第１の移動筒（２５）により保持し、第２の移動筒（５２）を前記第１の移動筒（２５）に対して相対移動させ、前記第２の移動筒（５２）は、前記第１の移動筒（２５）の外側にあり、第３の移動筒（５３）をズーミング動作に対応して固定筒（５０）に対して移動させ、第２の移動筒（５２）は、前記第３の移動筒（５３）の移動に対応して移動させ、前記第１の移動筒（２５）を、前記固定筒（５０）と前記第３の移動筒（５３）との間に備えることを特徴とする。
【００２６】
好ましくは、前記第２の移動筒（５２）に備えられた第２のカム（５２ａ）の少なくとも一部をズーミング動作時に前記光学系（Ｌ２）よりも物体側に位置させる。
【００２７】
好ましくは、前記第２の移動筒（５２）に備えられた第２のカム（５２ａ）と前記第３の移動筒（５３）に備えられた第３のカム（５３ａ）との合成により、前記ズーミング動作を行う。
【００２８】
請求項２２の発明は、第１の動作時に回転せずに移動し、第２の動作時に回転しながら移動する部材であって、前記第２の動作時の位置を決める第１のカム（２５ａ）を有したレンズ枠（２５）と、前記第１の動作により第１の角度（Ａ）回転する筒状の部材であって、第２の角度（Ｂ）にわたって形成された第２のカム（５３ａ）を有した駆動筒（５３）と、前記第１の動作時に回転せずに移動する筒状の部材であって、前記第１の角度から前記第２の角度を差し引いた第３の角度（Ｃ）にわたって形成された第３のカム（５２ａ）を有した案内筒（５２）と、前記第１のカムと前記第２のカムと前記第３のカムの全てに係合するカムピン（１０１）と、を備えるレンズ鏡筒（１）である。
【００２９】
請求項２３の発明は、請求項２２に記載のレンズ鏡筒において、前記第１の動作はズーム動作であり、前記第２の動作はフォーカス動作であること、を特徴とするレンズ鏡筒（１）である。
請求項２４の発明は、請求項２３に記載のレンズ鏡筒において、前記第１のカム（２５ａ）は、前記レンズ枠（２５）に支持されたフォーカスレンズ群（Ｌ２）の位置を決めること、を特徴とするレンズ鏡筒（１）である。
請求項２５の発明は、請求項２４に記載のレンズ鏡筒において、前記第１のカム（２５ａ）は、前記フォーカス動作時に合焦位置を所定量変化させるための前記フォーカスレンズ群（Ｌ２）の移動量がズーム位置により変化する前記フォーカスレンズ群を前記ズーム位置に応じて移動させるカムであり、前記ズーム動作により前記カムピン（１０１）が前記ズーム位置に応じた前記第１のカムの位置に移動すること、を特徴とするレンズ鏡筒（１）である。
請求項２６の発明は、請求項２２から請求項２５までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、前記第２のカム（５３ａ）及び／又は前記第３のカム（５２ａ）は、非線形のカム形状であること、を特徴とするレンズ鏡筒（１）である。
請求項２７の発明は、請求項２２から請求項２６までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、前記第１のカム（２５ａ）と前記第２のカム（５３ａ）と前記第３のカム（５２ａ）及び前記カムピン（１０１）は、同一形状のものが複数組設けられており、前記複数のカムピンを一体に接続する（前記カムピン以外の部材から拘束されない）カムピン接続部材（２８）を有すること、を特徴とするレンズ鏡筒（１）である。
請求項２８の発明は、請求項２７に記載のレンズ鏡筒において、前記第１の動作時及び前記第２の動作時に移動しない筒状の部材であって、撮影光学系の光軸方向に平行な溝である固定筒直進溝（５０ａ）、及び、固定筒カム（５０ｂ）を有した固定筒（５０）を備え、前記駆動筒（５３）は、光軸に平行な駆動筒直進溝（５３ｃ）を有し、前記案内筒（５２）に対して回転可能かつ前記案内筒と一体的に直進するように設けられており、前記固定筒の内周に移動可能に嵌合し、前記第１の動作時に回転しながら直進する筒状の部材であって、直進方向に直交する溝又はカム溝状に形成されたカム筒溝（２４ａ）を有し、前記駆動筒直進溝に係合するとともに前記固定筒カムに係合するカム筒ピン（１００）を有したカム筒（２４）を備え、前記案内筒は、前記カム筒溝に係合する案内筒ピン（１０２）を有すること、を特徴とするレンズ鏡筒（１）である。
請求項２９の発明は、請求項２８に記載のレンズ鏡筒において、前記カムピン接続部材（２８）の外径は、前記固定筒（５０）の内径よりも小さいこと、を特徴とするレンズ鏡筒（１）である。
【００３０】
請求項３０の発明は、請求項２２から請求項２９までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒（１）と、前記レンズ鏡筒により得られる被写体像を撮影する撮影部と、を備えるカメラシステムである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、高倍率であってもズーム動作およびフォーカス動作を滑らかに行えるレンズ鏡筒、レンズ鏡筒の操作方法およびカメラシステムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき詳細に説明する。
ここにおいて、図１は、本発明の一実施形態に係るレンズ鏡筒の広角状態を示す縦断面図である。
図２は、図１に示すレンズ鏡筒の広角状態を図１とは異なる縦断面により示した縦断面図である。
図３は図１に示すレンズ鏡筒の望遠状態を示す断面図である。
図４は図３に示すレンズ鏡筒における固定筒、ズーム駆動筒および第１群筒における望遠状態を示す斜視図である。
図５は図４に示すズーム駆動筒、ズーム用案内筒および駆動ピン保持部材の分解斜視図である。
図６は図４に示すズーム駆動筒およびズーム用案内筒の斜視図である。
図７は図６に示すズーム駆動筒の斜視図である。
図８は図６に示すズーム用案内筒の斜視図である。
図９は図１〜図３に示すフォーカス用レンズ枠の斜視図である。
図１０は図１〜図３に示す駆動ピン保持部材の斜視図である。
図１１は図１〜図３に示す固定筒の斜視図である。
図１２は図１１に示す固定筒の内部に位置するカム筒およびその内部を示す斜視図である。
図１３は図１２に示すカム筒単独の斜視図である。
図１４は、広角端状態における固定筒，ズーム用案内筒，ズーム駆動筒，カム筒，フォーカス用レンズ枠，第１群筒を展開して外周側から見た図である。
図１５は望遠端状態における固定筒，ズーム用案内筒，ズーム駆動筒，カム筒，フォーカス用レンズ枠，第１群筒を展開して外周側から見た図である。
図１６（ａ）は図１４の要部を抽出した展開図であり、図１６（ｂ）は図１５の要部を抽出した展開図である。
図１７（ａ）は図１６（ａ）において３つのカム溝と駆動ピンとを抽出した概略図であり、図１７（ｂ）は図１６（ｂ）において３つのカム溝と駆動ピンとを抽出した概略図である。
図１８（ａ）は光学設計で求めたズーミング広角端（Ｗｉｄｅ）からズーミング望遠端までに各レンズ群が移動する軌跡を示す図であり、図１８（ｂ）は補正後のカム溝形状により実際に各レンズ群がズーミング広角端（Ｗｉｄｅ）からズーミング望遠端（Ｔｅｌｅ）までに移動する軌跡を示す図である。
図１９はズーミング広角端からズーミング望遠端までの各ズーミング位置におけるフォーカス用レンズ枠の移動量を示す図である。
図２０は各ズーミング位置におけるフォーカス用レンズ枠の移動量とフォーカス操作環の回転角度との関係を示すグラフである。
図２１は各ズーミング位置におけるフォーカス用レンズ枠の移動量を、原点をずらして一つの曲線として表したグラフである。
図２２は本実施形態に係るレンズ鏡筒の焦点距離とズーム操作環の回転角度との関係を示すグラフである。
【００３３】
図１〜図３に示すように、本実施形態におけるレンズ鏡筒１は、第１レンズ群Ｌ１，第２レンズ群Ｌ２，第３レンズ群Ｌ３，第４レンズ群Ｌ４の４つのレンズ群により形成される撮影光学系を有し、焦点距離を連続的に変更する動作（ズーム動作）を行える交換レンズである。
【００３４】
第１レンズ群Ｌ１〜第４レンズ群Ｌ４は、いずれもズーム動作によって光軸方向にそれぞれ独立した直進移動を行う。本実施形態のレンズ鏡筒１は、いわゆる内焦式（インナーフォーカス方式）のレンズ鏡筒であり、フォーカス動作時には、第２レンズ群Ｌ２のみが光軸方向に直進移動を行う。第２レンズ群Ｌ２がフォーカス用レンズ（合焦レンズ）に対応する。
【００３５】
本実施形態の撮影光学系は、フォーカス動作時に第２レンズ群Ｌ２の必要な繰り出し量が撮影光学系のズーミング位置（焦点距離）に応じて変化するレンズである。第２レンズ群Ｌ２は、図９に示すフォーカス用レンズ枠２５に固定してあり、このフォーカス用レンズ枠２５には、フォーカスカム溝（フォーカスカムとも称する）２５ａが形成してある。
【００３６】
このフォーカスカム溝２５ａは、撮影光学系のズーミング位置に応じて変化する第２レンズ群Ｌ２の必要な繰り出し量を補正してズーミング位置が変化しても合焦状態を維持すると共に、一定の回転操作量により第２レンズ群Ｌ２の繰り出し動作を行わせるように補正（以下、単に繰り出し量補正とも呼ぶ）する。この繰り出し量補正を、本実施形態のレンズ鏡筒１が実現している。
【００３７】
レンズ鏡筒１は、第１レンズ群Ｌ１〜第４レンズ群Ｌ４を移動可能に保持するために、図１〜図１３に示すように、固定筒５０，ズーム操作環５１，ズーム駆動筒５３，ズーム用案内筒５２，カム筒２４，フォーカス用レンズ枠２５，駆動ピン保持部材２８，フォーカスカムピン（駆動用カムピン）１０１，第１群筒３８等を有している。
【００３８】
固定筒５０は、ズーム動作時およびフォーカス動作時に、図示省略してあるカメラ本体に対して移動しない筒状の部材であって、撮影光学系の光軸方向に平行な溝である固定筒直進溝５０ａと固定筒カム溝５０ｂとを有する。固定筒５０には、レンズマウント４０が固定してあり、レンズマウント４０は、図示省略してあるカメラ本体に着脱自在に装着される。
【００３９】
なお、特に言及しない限り、以下の説明では、固定筒５０を基準として、撮影光学系の光軸Ｘに平行な方向の移動を直進と呼び、また、回転とは、光軸Ｘ周りの回転を指すものとする。また、撮影光学系の光軸Ｘに平行な方向で、レンズマウント４０から遠ざかる方向を前方（物体側）と呼び、レンズマウント４０に近づく方向を後方（像面側）と呼ぶことにする。
【００４０】
ズーム操作環５１は、ズーム動作時に撮影者が直接に手動で操作することにより、回転駆動力を得て回転する部材である。図３に示すように、ズーム操作環５１内周には、光軸方向に平行な溝である複数の直進溝５１ａが周方向に略等間隔に形成してある。本実施形態におけるズーム操作環５１は、広角端から望遠端まで角度α（図１６（ａ），１６（ｂ）および図１７（ａ）参照）の範囲で回転する。
【００４１】
図４〜図８に示すように、ズーム駆動筒５３は、その内周側に配置されたズーム用案内筒５２に対して回転はするが光軸Ｘ方向には移動せず、一体的に直進するように、ズーム用案内筒５２の外周に回転可能に装着してある。ズーム駆動筒５３には、図３に示すように、ズーム操作環５１の内周に形成してある直進溝５１ａにそれぞれ係合する複数の駆動力伝達ピン５３ｂが、ズーム駆動筒５３の後端側外周に周方向略等間隔に形成してある。
【００４２】
これらの駆動力伝達ピン５３ｂを通して、ズーム操作環５１からの回転駆動力がズーム駆動筒５３に伝達され、ズーム操作環５１に従って、ズーム駆動筒５３は、広角端から望遠端まで角度αの範囲で回転する。
【００４３】
図１、図４および図７に示すように、ズーム駆動筒５３は、その後端側外周に、光軸に平行な駆動溝５３ｃを有し、この駆動溝５３ｃには、図１、図４、図１１および図１２に示すカム筒ピン１００が係合している。カム筒ピン１００は、図１２に示すように、カム筒２４に固定してある。
【００４４】
図４および図７に示すように、ズーム駆動筒５３には、複数（図示では３つ）の補正用カム溝５３ａが円周方向に等間隔に形成してある。各補正用カム溝５３ａは、図１７（ａ）に示す角度δの範囲で形成してある。各補正用カム溝５３ａには、図１０に示す駆動ピン保持部材２８の外周位置に略等間隔で形成してある複数（図示では３つ）のフォーカスカムピン１０１のうちの一つが係合する。各補正用カム溝５３ａは、ズーム駆動筒５３の内外周を貫通している。
【００４５】
図６および図７に示すように、ズーム駆動筒５３の光軸方向前方の外周には、複数のカムピン５３ｄが形成してある。各カムピン５３ｄは、図３に示す第１群筒３８の内周側に内外周を貫通しないように形成してある第１群筒カム溝３８ｂに係合する。第１群筒カム溝３８ｂは、光軸Ｘ方向に対して傾斜して形成してある。
【００４６】
図３に示すように、第１群筒３８の内周側には、光軸Ｘに対して平行に第１群筒案内溝３８ａが周方向に略等間隔に複数形成してある。これらの第１群筒案内溝３８ａも、第１群筒カム溝３８ｂと同様に、第１群筒３８の内外周を貫通しない。各第１群筒案内溝３８ａには、図３および図８に示すガイドピン５２ｂが係合する。
【００４７】
ズーム駆動筒５３がズーム用案内筒５２に対して光軸Ｘ回りに回転することで、カムピン５３ｄは、第１群筒カム溝３８ｂを移動し、しかも、回転しないガイドピン５２ｂが第１群筒案内溝３８ａを移動する。そのため、第１群筒３８は、ズーム駆動筒５３およびズーム用案内筒５２に対して、前方に前進移動したり、後退移動したりすることができる。なお、第１群筒３８には、レンズ群Ｌ１が固定してある。
【００４８】
ズーム用案内筒５２には、図８に示すように、複数のズーム用カム溝５２ａが周方向に等間隔で、内外周面を貫通するように形成してある。ズーム用カム溝５２ａは、図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示すように、角度γの範囲で形成してある。本実施形態では、このズーム用カム溝５２ａの角度γと、補正用カム溝５３ａの角度δとの和が、ズーム操作環５１（ズーム駆動筒５３）の回転範囲であり、広角端から望遠端までの角度αに対応する。すなわち、ズーム用カム溝５２ａと補正用カム溝５３ａとは、ズーム駆動筒５３のＸ軸回りの回転角を規定している。
【００４９】
各ズーム用カム溝５２ａには、各補正用カム溝５３ａと共に、図１０に示すフォーカスカムピン１０１が係合する。ズーム用案内筒５２の光軸Ｘ方向の後端側には、図２および図８に示すように、ズーム用案内筒５２の筒状部分よりも内径側に肉厚に形成された後方突起５２ｃが周方向に複数位置で形成してある。
【００５０】
各後方突起５２ｃには、図２に示すように、ズーム用案内筒ピン１０２がボス部１０２ａを介して固定してある。ズーム用案内筒ピン１０２は、図４に示すように、ズーム用案内筒５２の内周側に配置してある固定筒５０の固定筒直進溝５０ａに係合する。したがって、ズーム用案内筒ピン１０２が固定されたズーム用案内筒５２は、固定筒５０に対して回転せずに、固定筒直進溝５０ａに沿って直進するのみである。ズーム用案内筒５２の外周に配置してあるズーム駆動筒５３は、ズーム用案内筒５２に対して光軸Ｘ方向には相対移動せずに光軸Ｘ回りに回転する。
【００５１】
ズーム駆動筒５３が回転することで、駆動溝５３ｃに係合してあるカム筒ピン１００を、固定筒５０に貫通して形成してある固定筒カム溝５０ｂに沿って移動させ、カム筒ピン１００が固定してあるカム筒２４を光軸Ｘ回りに回転させると共に、光軸Ｘ方向に移動させる。カム筒２４には、図１２および図１３に示すように、内外周面を貫通する第３群レンズ用カム溝２４ａおよび第４群レンズ用カム溝２４ｂが形成してある。
【００５２】
第３群レンズ用カム溝２４ａには、図１２に示すように、ズーム用案内筒ピン１０２が係合してある。ズーム用案内筒ピン１０２は、図１〜図３に示す第３レンズ群Ｌ３を保持する第３レンズ保持筒に固定してある。第３レンズ群Ｌ３を保持する第３レンズ保持筒には、不図示の直進ガイド部が設けられ回転が防止されている。そのため、ズーム駆動筒５３の回転によりカム筒ピン１００も回転し、それと共に、カム筒２４も回転させられて光軸方向に移動する際に、第３レンズ群Ｌ３を保持する第３レンズ保持筒は、第３群レンズ用カム溝２４ａの作用により、回転することなく、光軸Ｘ方向に移動する。
【００５３】
カム筒２４に形成してある第４群レンズ用カム溝２４ｂには、カム筒２４の後端側内周に配置された第４レンズ群Ｌ４を保持する第４レンズ保持筒の外周に固定してある第４群用駆動ピンが係合する。また、第４レンズ群Ｌ４を保持する第４レンズ保持筒には、不図示の直進ガイド部が設けられ回転が防止されている。そのため、カム筒２４の回転および直進移動に応じて、第４群レンズ用カム溝２４ｂの作用により、第４レンズ群Ｌ４を保持する第４レンズ保持筒は、回転することなく、光軸Ｘ方向に移動する。
【００５４】
第４レンズ群Ｌ４と第３レンズ群Ｌ３とは、固定筒５０の内周側に配置されるカム筒２４に支持されているため、光軸に対して倒れにくい構造となっている。また、第３レンズ群Ｌ３を保持する第３レンズ保持筒の前方で、第２レンズ群Ｌ２の後方（像面側）には、図１１に示すバイブレーションリダクションシステムＶＲが配置してある。バイブレーションリダクションシステムＶＲは、レンズ鏡筒１の振れの影響を、第２レンズ群Ｌ２の像面側で除去している。
【００５５】
図１〜図３に示すように、固定筒５０の前方の外周側で、ズーム用案内筒５２の内周側には、図９に示すフォーカス用レンズ枠２５が配置してある。フォーカス用レンズ枠２５には、図１〜図３に示すように、第２レンズ群Ｌ２が固定してある。フォーカス用レンズ枠２５には、その周方向等間隔の複数位置に、フォーカスカム溝２５ａが形成してある。各カム溝２５ａは、フォーカス用レンズ枠２５の内外周面を貫通している。
【００５６】
フォーカス用レンズ枠２５の光軸Ｘ方向の後端側には、不図示のフォーカスモータ、あるいはフォーカス操作環５４から選択的に回転駆動力（フォーカス駆動力）を受ける駆動力伝達部２５ｂ（図９参照）を有している。駆動力伝達部２５ｂには、フォーカス駆動力を伝える不図示のピンが係合しているが、ズーム動作時には、この不図示のピンは、フォーカスモータおよびフォーカス操作環５４に付与されている駆動抵抗力により回転しないようになっている。すなわち、ズーム動作時には、フォーカス用レンズ枠２５に保持された第２レンズ群Ｌ２が光軸Ｘ回りに回転することなく光軸Ｘ方向に移動する。
【００５７】
フォーカス用レンズ枠２５の各カム溝２５ａには、フォーカス用レンズ枠２５の内周側に配置してある駆動ピン保持部材２８の外周に形成してあるフォーカスカムピン１０１が係合する。駆動ピン保持部材２８は、固定筒５０に対して何ら連結されておらず、固定筒５０の前方位置で、フローティングの状態にある。
【００５８】
駆動ピン保持部材２８は、図１０に示すように、リング形状であることが好ましいが、その他の形状であっても良い。なお、図１０に示すように、３つのフォーカスカムピン１０１は、駆動ピン保持部材２８に一体的に設けられているため、フォーカスカムピン１０１の倒れの発生やフォーカスカムピン１０１間の位相ずれを防止している。
【００５９】
また、駆動ピン保持部材２８の外径は、固定筒５０の内径よりも小さくなっているので、レンズ鏡筒１の全長が短くなる広角端の状態（図１参照）では、固定筒５０に設けられた切り欠き部５０ｃ（図１１参照）にフォーカスカムピン１０１が入るとともに、固定筒５０内に駆動ピン保持部材２８を収めることができ、レンズ鏡筒をより小型にできる。
【００６０】
駆動ピン保持部材２８に固定してある各フォーカスカムピン１０１は、図３に示すように、フォーカス用レンズ枠２５の各カム溝２５ａを貫通して、その外周側に位置するズーム用案内筒５２のズーム用カム溝５２ａと、その外周に位置するズーム駆動筒５３の補正用カム溝５３ａとに係合する。すなわち、フォーカスカムピン１０１は、３つのカム溝２５ａ，５２ａ，５３ａに同時に係合する。しかも、フォーカスカムピン１０１が形成してある駆動ピン保持部材２８は、固定筒５０，フォーカス用レンズ枠２５，ズーム用案内筒５２およびズーム駆動筒５３に対して独立に回転可能であり、光軸Ｘ方向に移動可能である。
次に、本実施形態のレンズ鏡筒の動作を説明する。
【００６１】
図１〜図３に示すズーム操作環５１を操作してズーム駆動筒５３を回転駆動させると、フォーカスカムピン１０１と、３つのカム溝２５ａ，５２ａ，５３ａとの位置関係は、図１４から図１５の状態、あるいは図１６（ａ）から図１６（ｂ）の状態、あるいは図１７（ａ）から図１７（ｂ）の状態、すなわち広角端状態から望遠端状態に変化する。あるいはその逆の移動もあり得る。
【００６２】
図１に示すズーム操作環５１を用いて、ズーム駆動筒５３を広角端から望遠端まで角度αで回転させるとズーム駆動筒５３の駆動溝５３ｃに係合しているカム筒ピン１００も角度αで回転させられる。カム筒ピン１００は、カム筒２４に設けられており、固定筒カム溝５０ｂにも係合しているので、カム筒２４は、固定筒カム溝５０ｂに従い角度αで回転しながら直進する。
【００６３】
カム筒２４に設けられた第３群レンズ用カム溝２４ａには、ズーム用案内筒ピン１０２が係合しているので、ズーム用案内筒５２および第３レンズ群Ｌ３は、第３群レンズ用カム溝２４ａによる直進方向の移動量とカム筒２４自体の直進移動量とを足した移動量分の直進をする。そして、ズーム用案内筒５２が直進移動するので、その外周に取り付けられているズーム駆動筒５３も回転しながらズーム用案内筒５２と共に直進移動する。
【００６４】
第４レンズ群Ｌ４には、第３レンズ群Ｌ３からの直進ガイドピンにより回転が規制され、かつ、第４群用駆動ピンが、カム筒２４に設けられた第４群レンズ用カム溝２４ｂに係合している。したがって、第４レンズ群Ｌ４は、第４群レンズ用カム溝２４ｂによる直進方向の移動量とカム筒２４自体の直進移動量とを足した移動量分の直進をする。
【００６５】
第１群筒３８は、先に述べたように、第１群筒案内溝３８ａがガイドピン５２ｂにより回転規制され、かつ、カムピン５３ｄと第１群筒カム溝３８ｂとが係合している。したがって、上述のようにズーム用案内筒５２が直進し、ズーム駆動筒５３が回転しながら直進移動すると、第１群筒３８は、ズーム用案内筒５２およびズーム駆動筒５３の直進移動量と第１群筒カム溝３８ｂによる移動量とを足した移動量分の直進を、第１レンズ群Ｌ１と共に行う。
【００６６】
フォーカスカムピン１０１は、ズーム用案内筒５２が直進し、ズーム駆動筒５３が回転しながら直進移動するので、補正用カム溝５３ａとズーム用カム溝５２ａとが交わる位置、言い換えると、補正用カム溝５３ａとズーム用カム溝５２ａとの合成により決まる位置を移動する。すなわち、補正用カム溝５３ａとズーム用カム溝５２ａとの合成、あるいは協働によりズーミング動作が行われ、そのズーミング動作量が決定される。
【００６７】
フォーカス用レンズ枠２５は、先に述べたようにズーム操作時には回転しないように回転規制されているので、フォーカスカムピン１０１の移動に従い回転せずに直進移動する。
【００６８】
ここで、フォーカスカムピン１０１，フォーカスカム溝２５ａ，補正用カム溝５３ａ，ズーム用カム溝５２ａが有する機能について、図１７（ａ）および図１７（ｂ）に基づき説明する。図１７（ａ）は、広角端状態を示し、図１７（ｂ）は、望遠端状態を示している。
【００６９】
フォーカスカム溝２５ａは、第２レンズ群Ｌ２の繰り出し量を補正をするカム溝であると共に、各ズーミング位置で、フォーカシング（合焦）の調整を行うカム溝でもある。図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示すように、フォーカス動作によりフォーカスカムピン１０１が相対的に移動（フォーカス動作で実際に回転するのはフォーカス用レンズ枠２５）する範囲が角度βの範囲であり、広角端から望遠端までの各ズーミング位置で、その角度βは変化しない。
【００７０】
フォーカシングは、フォーカス用レンズ枠２５の光軸Ｘ方向の後端側に設けられた駆動力伝達部２５ｂ（図９参照）に、不図示のフォーカスモータ、あるいはフォーカス操作環５４から選択的に回転駆動力（フォーカス駆動力）を伝達することで行われる。その結果、フォーカス用レンズ枠２５が、フォーカスカムピン１０１に対してフォーカスカム溝２５ａに沿って回転する。そのため、フォーカス用レンズ枠２５は、ズーム用案内筒５２に対して、Ｘ軸方向に相対移動し、第２レンズ群Ｌ２を第１レンズ群Ｌ１に対してＸ軸方向に相対移動させ、フォーカシング動作が可能になる。
【００７１】
ただし、各ズーミング位置での角度βの範囲でのフォーカスカム溝２５ａにおけるフォーカスカムピン１０１に対するカム溝曲線は変化する。たとえば図１９において、広角端のズーミング位置をＺ１とし、望遠端のズーミング位置をＺ５とし、これらの中間位置をＺ２〜Ｚ４とする。
【００７２】
広角端のズーミング位置Ｚ１では、無限距離から至近距離までのフォーカシングのためには、フォーカス調整角度βの範囲で、第２レンズ群Ｌ２を移動量Ｆ１でフォーカシングが可能になる。また、望遠端のズーミング位置Ｚ５では、無限距離から至近距離までのフォーカシングのためには、フォーカス調整角度βの範囲で、第２レンズ群Ｌ２を移動量Ｆ５でフォーカシングが可能になる。また、その中間のズーミング位置Ｚ２〜Ｚ４では、それぞれ無限距離から至近距離までのフォーカシングのためには、フォーカス調整角度βの範囲で、第２レンズ群Ｌ２を、それぞれ移動量Ｆ２〜Ｆ４でフォーカシングが可能になる。このような関係を別のグラフで表したのが、図２０〜図２１である。
【００７３】
このような設計となるように、フォーカスカム溝２５ａを設計するためには、フォーカスカム溝２５ａの形状を、以下のように設計する。すなわち、図１７（ａ）に示すように、広角端側では、フォーカス調整角度β内でフォーカスカムピン１０１が相対移動したとしても、フォーカス用レンズ枠２５（すなわち、第２レンズ群Ｌ２）の光軸方向の移動量が比較的少なくなるように、フォーカスカム溝２５ａの傾斜角度が小さくなるように設計する。
【００７４】
また、図１７（ｂ）に示すように、望遠端側では、フォーカス調整角度β内でフォーカスカムピン１０１が相対移動したとしても、フォーカス用レンズ枠２５（すなわち、第２レンズ群Ｌ２）の光軸方向の移動量が比較的大きくなるように、フォーカスカム溝２５ａの傾斜角度を大きく設計する。
【００７５】
ズーミング倍率が大きくなるに従い、従来では、レンズ群Ｌ１〜Ｌ４を移動させるためのカム溝の長さが長くなり、フォーカスカムピン１０１が係合するフォーカスカム溝２５ａの長さも長く設計する必要があった。しかしながら、レンズ群Ｌ２を保持するフォーカス用レンズ枠２５に形成することができるフォーカスカム溝２５ａの長さには制限があり、あまりに長くすることはできない。
【００７６】
そこで、本実施形態では、前述したように、フォーカスカムピン１０１を、フォーカス用レンズ枠２５、固定筒５０、ズーム駆動筒５３およびズーム用案内筒５２とは独立に軸方向および回転自在とし、しかも、フォーカスカムピン１０１を３つのカム溝２５ａ，５２ａ，５３ａに同時に係合させている。このため、図１〜図３に示すズーム操作環のズーム操作角度αが、ズーム駆動筒５３の回転角に等しく、しかも、そのズーム操作角度αは、ズーム用カム溝５２ａの角度範囲γと、補正用カム溝５３ａの角度範囲δとの合計となる。
【００７７】
すなわち、ズーム用カム溝５２ａの一端側にフォーカスカムピン１０１が位置する場合に、ズーム動作時の広角端位置（Ｗｉｄｅ）を規定し、ズーム用カム溝５２ａの他端側にフォーカスカムピン１０１が位置する場合に、ズーム動作時の望遠位置（Ｔｅｌｅ）を規定する。また、同様に、補正用カム溝５３ａの一端側にフォーカスカムピン１０１が位置する場合に、ズーム動作時の広角位置（Ｗｉｄｅ）を規定し、補正用カム溝５３ａの他端側にフォーカスカムピン１０１が位置する場合に、ズーム動作時の望遠位置（Ｔｅｌｅ）を規定する。
【００７８】
このため、本実施形態では、ズーム駆動筒５３の回転移動角度に対応するズーム操作角度αを比較的に大きくしても、広角端から望遠端までのフォーカスカム溝２５ａ内におけるフォーカスカムピン１０１の移動を小さくすることが可能になり、フォーカスカム溝２５ａの長手方向の長さを短くすることができる。
【００７９】
なお、図３に示すように、ズーム用カム溝５２ａは、ズーミング動作時に、ズーム用カム溝５２ａの少なくとも一部が第２レンズ群Ｌ２よりも前方（物体側）に位置することがある。そのため、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群２との距離を大きく取ることが可能になり、ズーミング倍率を大きくすることが可能になる。
【００８０】
すなわち、ズーム動作によってズーム駆動筒５３は、ズーム操作角度αの範囲で回転するが、補正用カム溝５３ａとズーム用カム溝５２ａとの合成により決まるフォーカスカムピン１０１が移動する角度の範囲は、ズーム操作角度αの範囲より小さく、本実施形態では、ズーム用カム溝５２ａの角度範囲γと同じになる。
【００８１】
また、本実施形態に係るレンズ鏡筒１では、カム溝２５ａ，５２ａ，５３ａに同時に係合するフォーカスカムピン１０１が形成してある駆動ピン保持部材２８を、固定筒５０、フォーカス用レンズ枠２５、ズーム用案内筒５２およびズーム駆動筒５３に対して、フローティング式に配置してある。すなわち、駆動ピン保持部材２８を、固定筒５０、フォーカス用レンズ枠２５、ズーム用案内筒５２およびズーム駆動筒５３に対して、独立に、光軸Ｘ回りに回転自在に且つ光軸Ｘ方向に移動自在に配置してある。そのため、ズーム動作により、固定筒５０に対して、フォーカス用レンズ枠２５、ズーム用案内筒５２およびズーム駆動筒５３が光軸Ｘ方向に大きく移動したとしても、それに追随して駆動ピン保持部材２８も光軸方向に回転しながら移動できる。
【００８２】
その結果、各ズーミング位置でのフォーカス調整を主として行うフォーカスカム溝２５ａの形状を優先して設計したとしても、高倍率のズーム動作を主として行うためのズーム用カム溝５２ａおよび補正用カム溝５３ａの溝形状が急斜面に成りすぎることはなくなる。そのため、高倍率のズームレンズ鏡筒１であってもズーム動作およびフォーカス動作を滑らかに行えると共に、各カム溝２５ａ，５２ａ，５３ａが形成される各筒体２５，５２，５３をコンパクトな構成にすることができ、結果として、レンズ鏡筒１の全体をコンパクトにすることができる。
【００８３】
さらに、本実施形態では、バイブレーションリダクションシステムＶＲを第２レンズ群Ｌ２の像面側に配置したとしても、高倍率を実現するためのカム機構を外側に大きくする必要が無く、その点でも、レンズ鏡筒１の全体をコンパクトにすることができる。また、カム機構が複雑ではないため、部品点数の削減にも寄与する。
【００８４】
特に、本実施形態では、補正用カム溝５３ａの形状を非直線状の非線形とし、補正用カム溝５３ａの長手方向の途中に曲折部を設けることで、ズーム駆動筒５３を広角端から望遠端に回転させる間に、フォーカスカム溝２５ａにおけるフォーカスカムピン１０１の相対位置の動きを微妙に制御することができる。また、非線形にすることで、ズーム倍率を操作するズーム操作環５１の回転角度に対するレンズ群Ｌ１〜Ｌ２の焦点距離の変化割合を、広角モード時と望遠モード時とで微妙に調整することが可能になり、使いやすくなる。
【００８５】
また、本実施形態では、ズーム操作角度αを比較的に大きくできるために、フォーカスカム溝２５ａの曲線をできるだけ緩やかにすることが可能になり、フォーカス動作に要する駆動力を低減することもできる。
【００８６】
フォーカシングを保持しながら、広角端（Wide)から望遠端（Tele)に、あるいはその逆に、ズーム倍率を変化させるためには、光学設計上は、図１〜図３に示すレンズ群Ｌ１〜Ｌ４を、たとえば図１８（ａ）に示す移動軌跡で移動させる必要があるとする。また、光学設計上は、図２２に示す曲線Ｃ２に示すように、ズーム操作角度を０から最大限の角度α＝８０度まで変化させると、ズーム操作角度の各位置（縦軸）で、図示する横軸の焦点距離となるように変化するように設計する。
【００８７】
しかしながら、このような光学上の設計では、実際には、図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示すカム溝５２ａ，５３ａ，２５ａの設計が困難な場合がある。また、図１８（ａ）に示すレンズ群Ｌ２，Ｌ３の移動軌跡では、これらレンズ群Ｌ２，Ｌ３間の距離が狭く、これらのレンズ群Ｌ２，Ｌ３の間に、たとえば図１１に示すバイブレーションリダクションシステムＶＲを配置しにくい場合がある。また、図２２の曲線Ｃ１に示すように、広角端側では、ズーム操作角度の回転角度の変化に対して、焦点距離の変化が少なく、望遠側では、ズーム操作角度の回転角度の変化に対して、焦点距離の変化を大きくしたいなど、使い勝手を向上させたいなどの要請もある。
【００８８】
本実施形態では、図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示すカム溝２５ａ、５２ａ、５３ａの溝形状を実現することにより、ズーム操作角度の回転角度の変化に対して、レンズ群Ｌ１〜Ｌ４の移動軌跡を、図１８（ｂ）に示すような移動軌跡を実現している。その結果として、図２２の曲線Ｃ１で示すズーム操作角度の回転角度の変化に対する焦点距離の変化を実現している。
【００８９】
すなわち、本実施形態では、フォーカスカム溝２５ａの形状を優先して決めているので、仮に、補正用カム溝５３ａを線形なカム形状とした場合、第１レンズ群Ｌ１，第３レンズ群Ｌ３，第４レンズ群Ｌ４の移動量は、広角側よりも望遠側が大きくなる。その結果、固定筒カム溝５０ｂは、望遠付近の勾配が極端に大きくなってしまう。
【００９０】
そこで、本実施形態では、補正用カム溝５３ａを非線形なカム形状として、ズーム操作環５１のズーム操作回転角に対する第１レンズ群Ｌ１，第３レンズ群Ｌ３，第４レンズ群Ｌ４の移動量がズーミング位置によってあまり変化しないようにしている。すなわち、固定筒カム溝５０ｂにおける広角付近で使用する範囲よりも望遠付近で使用する範囲の回転量が見かけ上大きくなるようにしている。そのため、固定筒カム溝５０ｂの勾配が一部で極端に増加することを防止し、どのズーミング位置であっても滑らかに駆動できる。
【００９１】
なお、固定筒カム溝５０ｂの形状を優先して決めたとしても、補正用カム溝５３ａを線形なカム形状としてしまうと、フォーカスカム溝２５ａの勾配が一部で極端に増加する等して、フォーカス精度に悪影響が発生してしまう。したがって、補正用カム溝５３ａは、非線形なカム形状とすることが望ましい。また、ズーム用カム溝５２ａも、非線形にすることが好ましい。
【００９２】
また、本実施形態では、図１２および図１３に示すように、カム筒２４の第３群レンズ用カム溝２４ａを、回転方向に平行な溝とせずに光軸方向へズーム用案内筒ピン１０２を駆動するようなカム形状としたことにより、ズーム用案内筒５２および第３レンズ群Ｌ３を直進させる移動量を、この第３群レンズ用カム溝２４ａに配分している。これにより、固定筒カム溝５０ｂが担うカム筒２４を直進させる移動量を減らすことが可能となり、固定筒カム溝５０ｂの勾配をさらに緩やかにできる。
【００９３】
本実施形態によれば、高倍率の撮影光学系をズーム駆動するレンズ鏡筒であっても、ズーム動作およびフォーカス動作を滑らかに動作できる。
【００９４】
また、駆動ピン保持部材２８の外径は、固定筒５０の内径よりも小さくなっているので、レンズ鏡筒をより小型にできる。
【００９５】
さらに、第１レンズ群Ｌｌと第２レンズ群Ｌ２とは、固定筒５０に嵌合するズーム用案内筒５２に支持されているため光軸に対する倒れが生じにくい構造となっているとともに、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４とは、固定筒５０に嵌合するカム筒２４に支持されているため、光軸に対する倒れが生じにくい構造となっている。そのため、第１レンズ群Ｌｌ〜第４レンズ群Ｌ４の４つのレンズ群が移動する高倍率ズームレンズ鏡筒でありながら全てのレンズ群で光軸に対する倒れが生じにくく、広角から望遠まで良好な光学性能を保つことができる。
（変形例）
【００９６】
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
【００９７】
たとえば、本実施形態において、補正用カム溝５３ａとズーム用カム溝５２ａとにより繰り出し量補正と回転角度変換の両方の動作を行う例を示したが、これに限らず、例えば、これらカム溝５３ａ，５２ａの相互作用により、回転角度変換のみを行うようにしてもよい。
【００９８】
また、本実施形態において、交換レンズの例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、レンズが撮像素子等の撮影部から取り外すことができないレンズ一体型のカメラであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施形態に係るレンズ鏡筒の広角状態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すレンズ鏡筒の広角状態を図１とは異なる縦断面により示した縦断面図である。
【図３】図１に示すレンズ鏡筒の望遠状態を示す断面図である。
【図４】図３に示すレンズ鏡筒における固定筒、ズーム駆動筒および第１群筒における望遠状態を示す斜視図である。
【図５】図４に示すズーム駆動筒、ズーム用案内筒および駆動ピン保持部材の分解斜視図である。
【図６】図４に示すズーム駆動筒およびズーム用案内筒の斜視図である。
【図７】図６に示すズーム駆動筒の斜視図である。
【図８】図６に示すズーム用案内筒の斜視図である。
【図９】図１〜図３に示すフォーカス用レンズ枠の斜視図である。
【図１０】図１〜図３に示す駆動ピン保持部材の斜視図である。
【図１１】図１〜図３に示す固定筒の斜視図である。
【図１２】図１１に示す固定筒の内部に位置するカム筒およびその内部を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示すカム筒単独の斜視図である。
【図１４】広角端状態における固定筒，ズーム用案内筒，ズーム駆動筒，カム筒，フォーカス用レンズ枠，第１群筒を展開して外周側から見た図である。
【図１５】望遠端状態における固定筒，ズーム用案内筒，ズーム駆動筒，カム筒，フォーカス用レンズ枠，第１群筒を展開して外周側から見た図である。
【図１６】（ａ）は図１４の要部を抽出した展開図であり、（ｂ）は図１５の要部を抽出した展開図である。
【図１７】（ａ）は図１６（ａ）において３つのカム溝と駆動ピンとを抽出した概略図であり、（ｂ）は図１６（ｂ）において３つのカム溝と駆動ピンとを抽出した概略図である。
【図１８】（ａ）は光学設計で求めたズーミング広角端からズーミング望遠端までに各レンズ群が移動する軌跡を示す図であり、（ｂ）は補正後のカム溝形状により実際に各レンズ群がズーミング広角端からズーミング望遠端までに移動する軌跡を示す図である。
【図１９】ズーミング広角端からズーミング望遠端までの各ズーミング位置におけるフォーカス用レンズ枠の移動量を示す図である。
【図２０】各ズーミング位置におけるフォーカス用レンズ枠の移動量とフォーカス操作環の回転角度との関係を示すグラフである。
【図２１】各ズーミング位置におけるフォーカス用レンズ枠の移動量を、原点をずらして一つの曲線として表したグラフである。
【図２２】本実施形態に係るレンズ鏡筒の焦点距離とズーム操作環の回転角度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１００】
２５  フォーカス用レンズ枠  ：  ２５ａ  フォーカスカム溝  ：  ５２  ズーム用案内筒  ：  ５２ａ  ズーム用カム溝  ：  ５３    ：  ５３ａ  駆動筒  ：  Ｌ２  第２レンズ群
【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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【図２１】
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【図２２】
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