(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸を挟んで互いに平行に配置される第１主軸及び第１副軸と、
前記光軸を挟んで互いに平行に配置される第２主軸及び第２副軸と、
前記第１主軸に沿って摺動する第１主ガイド部及び前記第１副軸に沿って摺動する第１副ガイド部を備えた第１レンズ枠と、
前記第２主軸に沿って摺動する第２主ガイド部及び前記第２副軸に沿って摺動する第２副ガイド部を備えた第２レンズ枠と、
複数の第１駆動用マグネットを備え、前記第１レンズ枠を駆動する第１駆動部と、
複数の第２駆動用マグネットを備え、前記第２レンズ枠を駆動する第２駆動部と、
前記第１レンズ枠に備えられた第１位置検出用マグネットの位置を検出して、前記第１レンズ枠の位置を検出する第１位置検出部と、
前記第２レンズ枠に備えられた第２位置検出用マグネットの位置を検出して、前記第２レンズ枠の位置を検出する第２位置検出部と、
を備え、
前記第１主軸及び前記第１副軸は、前記光軸と直交する断面において、前記第２主軸及び前記第２副軸を通る直線上に配置され、かつ、前記第２主軸及び前記第２副軸よりも内径側に配置され、
前記第１主軸及び前記第２主軸は、前記光軸の方向において、少なくとも一部がオーバーラップして配置され、
前記第１位置検出部及び前記第２位置検出部は、前記光軸と直交する断面において、前記第２主軸及び前記第２副軸を通る直線上に配置され、
複数の前記第１駆動用マグネット及び複数の前記第２駆動用マグネットは、前記光軸と直交する断面において、前記第２主軸及び前記第２副軸を通る直線に対して対称に配置される、
レンズ鏡胴。
【請求項２】
前記第１位置検出用マグネットが、前記第１副ガイド部の側に備えられ、
前記第２位置検出用マグネットが、前記第２主ガイド部の側に備えられる、
請求項１に記載のレンズ鏡胴。
【請求項３】
前記第２位置検出用マグネットが、前記第２主ガイド部に備えられる、
請求項２に記載のレンズ鏡胴。
【請求項４】
前記第１レンズ枠の移動ストロークが、前記第２レンズ枠の移動ストロークよりも短い、
請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
【請求項５】
前記第１位置検出部が、ホール素子で構成され、
前記第２位置検出部が、磁気抵抗効果素子で構成される、
請求項４に記載のレンズ鏡胴。
【請求項６】
レンズを保持した状態の前記第１レンズ枠の重量が、レンズを保持した状態の前記第２レンズ枠の重量よりも軽い、
請求項１から５のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
【請求項７】
前記第１主軸の長さが、前記第２主軸の長さよりも短い、
請求項６に記載のレンズ鏡胴。
【請求項８】
前記第１駆動部が、ムービングマグネット型のボイスコイルモータで構成される、
請求項１から７のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
【請求項９】
前記第２駆動部が、ムービングコイル型のボイスコイルモータで構成される、
請求項１から８のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
【請求項１０】
前記第１主軸及び前記第１副軸を備え、前記第１レンズ枠を保持する第１筒と、
前記第２主軸及び前記第２副軸を備え、前記第２レンズ枠を保持する第２筒と、
前記第１筒及び前記第２筒の少なくとも一方を前記光軸に沿って移動させる駆動部と、
を更に備えた請求項１から９のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
【請求項１１】
前記駆動部は、
第１直進溝及び第２直進溝を備えた固定筒と、
第１カム溝及び第２カム溝を備え、前記固定筒に嵌合するカム筒と、
前記第１筒に備えられ、前記第１直進溝及び前記第１カム溝に嵌合する第１カムピンと、
前記第２筒に備えられ、前記第２直進溝及び前記第２カム溝に嵌合する第２カムピンと、
を備え、前記カム筒を前記固定筒に対して相対的に回転させることにより、前記第１筒及び前記第２筒を前記光軸に沿って移動させる、
請求項１０に記載のレンズ鏡胴。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡胴に係り、特に、複数のレンズ群を独立して駆動可能なレンズ鏡胴に関する。
【背景技術】
【０００２】
鏡胴内に複数のリニアアクチュエータを備えることにより、複数のレンズ群を独立して駆動可能なレンズ鏡胴が知られている。【０００３】
たとえば、特許文献１には、鏡胴内に２つのボイスコイルモータ（Voice Coil Motor；ＶＣＭ）を備え、各ＶＣＭによって、２つのレンズ群を独立して駆動するレンズ鏡胴が記載されている。この特許文献１に記載のレンズ鏡胴では、２つのレンズ群を共通の主軸及び共通の副軸に沿って移動自在に支持する構成としている。【０００４】
また、特許文献２には、２つのＶＣＭによって、２つのレンズ群を独立して駆動する構成のレンズ鏡胴において、２つのレンズ群を共通の副軸に沿って移動自在に支持し、かつ、個別に用意した主軸に沿って移動自在に支持する構成が記載されている。この特許文献２に記載のレンズ鏡胴において、個別の主軸は、光軸を中心とする同一円周上に配置される。すなわち、周方向にずらして配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2000-147350号公報
【特許文献２】特開2016-99523号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レンズ群をＶＣＭ等のリニアアクチュエータで駆動する場合において、レンズ群を所望の位置に正確かつスムーズに移動させるためには、主軸に対してレンズ群を安定的に支持する必要がある。このためには、主軸に対するレンズ群側の摺動部の長さ（主軸に沿って摺動する部分の長さ）を十分に確保する必要がある。【０００７】
しかしながら、特許文献１のように、２つのレンズ群が共通の主軸に沿って移動する構成のレンズ鏡胴は、各レンズ群の可動範囲が制限されるといった欠点、及び、各レンズ群の摺動部の長さを長くすると、鏡胴の全長が拡大されるといった欠点などがある。【０００８】
一方、特許文献２のように、各レンズ群の主軸の位置を周方向にずらして配置すると、次のような欠点がある。レンズ群をＶＣＭ等のリニアアクチュエータで駆動する場合、各レンズ群の位置が検出される。位置検出には、一般にホール素子、磁気抵抗効果素子（Magneto Resistive Sensor；ＭＲセンサ）等の磁気センサが使用される。また、磁気センサは、移動の際の安定性の高い主軸（又は副軸）の位置に配置される。特許文献２のように、各レンズ群の主軸の位置を周方向にずらして配置すると、主軸（又は副軸）の位置に磁気センサを配置した場合に、磁気センサが各レンズ群を駆動するＶＣＭの駆動用マグネットに対して非対称な位置に配置される。磁気センサは、磁界による位置検出を行うため、ＶＣＭの駆動用マグネットに対して非対称な位置に配置されると、検出精度が低下するという欠点がある。【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、コンパクトな構成で可動するレンズ群を安定して支持でき、かつ、可動するレンズ群の位置を正確に検出できるレンズ鏡胴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】
【００１０】
上記課題を解決するための手段は、次のとおりである。【００１１】
（１）光軸を挟んで互いに平行に配置される第１主軸及び第１副軸と、光軸を挟んで互いに平行に配置される第２主軸及び第２副軸と、第１主軸に沿って摺動する第１主ガイド部及び第１副軸に沿って摺動する第１副ガイド部を備えた第１レンズ枠と、第２主軸に沿って摺動する第２主ガイド部及び第２副軸に沿って摺動する第２副ガイド部を備えた第２レンズ枠と、複数の第１駆動用マグネットを備え、第１レンズ枠を駆動する第１駆動部と、複数の第２駆動用マグネットを備え、第２レンズ枠を駆動する第２駆動部と、第１レンズ枠に備えられた第１位置検出用マグネットの位置を検出して、第１レンズ枠の位置を検出する第１位置検出部と、第２レンズ枠に備えられた第２位置検出用マグネットの位置を検出して、第２レンズ枠の位置を検出する第２位置検出部と、を備え、第１主軸及び第１副軸は、光軸と直交する断面において、第２主軸及び第２副軸を通る直線上に配置され、かつ、第２主軸及び第２副軸よりも内径側に配置され、第１主軸及び第２主軸は、光軸の方向において、少なくとも一部がオーバーラップして配置され、第１位置検出部及び第２位置検出部は、光軸と直交する断面において、第２主軸及び第２副軸を通る直線上に配置され、複数の第１駆動用マグネット及び複数の第２駆動用マグネットは、光軸と直交する断面において、第２主軸及び第２副軸を通る直線に対して対称に配置される、レンズ鏡胴。【００１２】
本態様によれば、第１レンズ枠及び第２レンズ枠が、第１駆動部及び第２駆動部によって独立して駆動される。また、第１位置検出部及び第２位置検出部によって、各々個別に位置が検出される。【００１３】
第１レンズ枠は、第１主軸及び第１副軸に沿って移動自在に支持され、第２レンズ枠は、第２主軸及び第２副軸に沿って移動自在に支持される。第１レンズ枠の移動をガイドする第１主軸及び第１副軸は、光軸を挟んで互いに平行に配置される。また、第２レンズ枠の移動がガイドする第２主軸及び第２副軸は、光軸を挟んで互いに平行に配置される。したがって、第１レンズ枠の移動をガイドする第１主軸及び第１副軸並びに第２レンズ枠の移動をガイドする第２主軸及び第２副軸は、互いに平行に配置され、かつ、光軸に沿って配置される。更に、これらの軸は、次のように配置される。すなわち、第１主軸及び第１副軸は、光軸と直交する断面において、第２主軸及び第２副軸を通る直線上に配置され、かつ、第２主軸及び第２副軸よりも内径側に配置される。また、第１主軸及び第２主軸は、光軸の方向において、少なくとも一部がオーバーラップして配置される。これにより、コンパクトな構成で可動するレンズ群を安定して支持できる。すなわち、第１主軸及び第１副軸の位置を第２主軸及び第２副軸に対して、径方向にずらして配置することにより、全体として、光軸方向のサイズを拡大させずに、第１主軸及び第２主軸の長さを確保できる。これにより、第１主ガイド部及び第２主ガイド部の長さを確保でき、第１レンズ枠及び第２レンズ枠を安定して支持できる。【００１４】
また、第１レンズ枠の位置を検出する第１位置検出部及び第２レンズ枠の位置を検出する第２位置検出部、並びに、複数の第１駆動用マグネット及び複数の第２駆動用マグネットは、次のように配置される。すなわち、第１位置検出部及び第２位置検出部は、光軸と直交する断面において、第２主軸及び第２副軸を通る直線上に配置される。また、複数の第１駆動用マグネット及び複数の第２駆動用マグネットは、光軸と直交する断面において、第２主軸及び第２副軸を通る直線に対して対称に配置される。これにより、第１駆動用マグネット及び第２駆動用マグネットに対して、第１位置検出部及び第２位置検出部を対称に配置でき、第１レンズ枠及び第２レンズ枠の位置を精度よく検出できる。【００１５】
なお、主軸及び副軸の区別は、次のとおりである。すなわち、レンズ枠をより安定して支持する側の軸が主軸とされる。したがって、主軸及び副軸の区別は、主ガイド部及び副ガイド部との関係で定まる。レンズ枠をより安定してガイドする側のガイド部が主ガイド部であり、主ガイド部が摺動する軸が主軸となる。ガイド部は、摺動する方向の長さが長い方が、より安定してレンズ枠をガイドできる。したがって、摺動する方向の長さが長い方が主ガイド部とされる。【００１６】
（２）第１位置検出用マグネットが、第１副ガイド部の側に備えられ、第２位置検出用マグネットが、第２主ガイド部の側に備えられる、上記（１）のレンズ鏡胴。【００１７】
本態様によれば、第２位置検出部に対して相対的に内側に配置される第１位置検出部の第１位置検出用マグネットが、第１副ガイド部の側に備えられる。また、第１位置検出部に対して相対的に外側に配置される第２位置検出部の第２位置検出用マグネットが、第２主ガイド部の側に備えられる。上記のように、主ガイド部は、構造上、副ガイド部よりも大型化する。第２位置検出部よりも内側に位置する第１位置検出部を、主ガイド部（第１主ガイド部）の側ではなく副ガイド部（第１副ガイド部）の側に配置することにより、径方向のコンパクト化ができる。【００１８】
（３）第２位置検出用マグネットが、第２主ガイド部に備えられる、上記（２）のレンズ鏡胴。【００１９】
本態様によれば、第１位置検出部に対して相対的に外側に配置される第２位置検出部の第２位置検出用マグネットが、第２主ガイド部に備えられる。主ガイド部の部分は、最も安定して移動する部分であるので、この主ガイド部に第２位置検出用マグネットを備えることにより、第２レンズ枠の位置を精度よく検出できる。【００２０】
（４）第１レンズ枠の移動ストロークが、第２レンズ枠の移動ストロークよりも短い、上記（１）から（３）のいずれか一のレンズ鏡胴。【００２１】
本態様によれば、移動ストロークの短い方のレンズ枠（第１レンズ枠）が、内側に配置される主軸（第１主軸）及び副軸（第１副軸）でガイドされる。これにより、内側のガイドの構造を相対的に小型化でき、全体をよりコンパクト化できる。【００２２】
（５）第１位置検出部が、ホール素子で構成され、第２位置検出部が、磁気抵抗効果素子で構成される、上記（４）のレンズ鏡胴。【００２３】
本態様によれば、第１レンズ枠の位置を検出する第１位置検出部がホール素子で構成され、第２レンズ枠の位置を検出する第２位置検出部が磁気抵抗効果素子で構成される。すなわち、移動ストロークの短い方のレンズ枠（第１レンズ枠）の位置をホール素子で検出し、移動ストロークの長い方のレンズ枠（第２レンズ枠）の位置を磁気抵抗効果素子で検出するように構成される。第１レンズ枠は、内側に配置される主軸（第１主軸）及び副軸（第１副軸）でガイドされるので、その位置をホール素子で検出する構成とすることにより、全体の構成をよりコンパクト化できる。【００２４】
（６）レンズを保持した状態の第１レンズ枠の重量が、レンズを保持した状態の第２レンズ枠の重量よりも軽い、上記（１）から（５）のいずれか一のレンズ鏡胴。【００２５】
本態様によれば、重量が軽い方のレンズ枠（第１レンズ枠）が、内側に配置される主軸（第１主軸）及び副軸（第１副軸）でガイドされる。これにより、各レンズ枠を安定して支持しつつ、内側のガイドの構造を相対的に小型化できる。また、これにより、全体をよりコンパクト化できる。【００２６】
（７）第１主軸の長さが、第２主軸の長さよりも短い、上記（６）のレンズ鏡胴。【００２７】
本態様によれば、重量が軽い方のレンズ枠（第１レンズ枠）をガイドする主軸（第１主軸）を、重量が重い方のレンズ枠（第２レンズ枠）の主軸（第２主軸）よりも短くできる。これにより、各レンズ枠を安定して支持しつつ、内側のガイドの構造をより相対的に小型化できる。また、これにより、全体をよりコンパクト化できる。【００２８】
（８）第１駆動部が、ムービングマグネット型のボイスコイルモータで構成される、上記（１）から（７）のいずれか一のレンズ鏡胴。【００２９】
本態様によれば、第１駆動部が、ムービングマグネット型のボイスコイルモータで構成される。したがって、第１駆動部は、第１レンズ枠に駆動マグネット（第１駆動用マグネット）が備えられる。これにより、内側の駆動部（第１駆動部）を相対的に小型化でき、全体をよりコンパクト化できる。【００３０】
（９）第２駆動部が、ムービングコイル型のボイスコイルモータで構成される、上記（１）から（８）のいずれか一のレンズ鏡胴。【００３１】
本態様によれば、第２駆動部が、ムービングコイル型のボイスコイルモータで構成される。したがって、第２駆動部は、第２レンズ枠に駆動用のコイルが備えられる。これにより、第２レンズ枠を軽量化できる。また、これにより、高速で安定した駆動が可能になる。【００３２】
（１０）第１主軸及び第１副軸を備え、第１レンズ枠を保持する第１筒と、第２主軸及び第２副軸を備え、第２レンズ枠を保持する第２筒と、第１筒及び第２筒の少なくとも一方を光軸に沿って移動させる駆動部と、を更に備えた上記（１）から（９）のいずれか一のレンズ鏡胴。【００３３】
本態様によれば、光軸に沿って相対的に移動する第１筒及び第２筒が備えられる。第１レンズ枠は第１筒に保持され、第１筒に対して相対的に移動する。また、第２レンズ枠は第２筒に保持され、第２筒に対して相対的に移動する。なお、駆動部の動力は問わない。したがって、手動でもよい。【００３４】
（１１）駆動部は、第１直進溝及び第２直進溝を備えた固定筒と、第１カム溝及び第２カム溝を備え、固定筒に嵌合するカム筒と、第１筒に備えられ、第１直進溝及び第１カム溝に嵌合する第１カムピンと、第２筒に備えられ、第２直進溝及び第２カム溝に嵌合する第２カムピンと、を備え、カム筒を固定筒に対して相対的に回転させることにより、第１筒及び第２筒を光軸に沿って移動させる、上記（１０）のレンズ鏡胴。【００３５】
本態様によれば、駆動部が、いわゆるカム機構で構成され、カム筒を固定筒に対して相対的に回転させることにより、第１筒及び第２筒が相対的に移動する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、コンパクトな構成で可動するレンズ群を安定して支持でき、かつ、可動するレンズ群の位置を正確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明が適用された交換レンズの一実施形態を示す側面断面図
【図２】図１の２−２断面図
【図３】図１の３−３断面図
【図４】図２及び図３における４−４断面図
【図５】図１に示す交換レンズのテレ端での側面断面図
【図６】ズーム操作した場合の各レンズ群の移動状態を示す図
【図７】第３レンズ群可動保持枠及び第４レンズ群可動保持枠の支持構造を示す断面図
【図８】第３レンズ群前群駆動部の取り付け構造を示す断面図
【図９】第４レンズ群駆動部の取り付け構造を示す断面図
【図１０】交換レンズの電気的構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、添付図面に従って本発明を実施するための好ましい形態について詳説する。
【００３９】
ここでは、本発明をレンズ交換式カメラの交換レンズに適用した場合を例に説明する。
【００４０】
図１は、本発明が適用された交換レンズの一実施形態を示す側面断面図である。図２は、図１の２−２断面図である。図３は、図１の３−３断面図である。図４は、図２及び図３における４−４断面図である。なお、図１は、図２及び図３における１−１断面図に相当する。また、図１は、ワイド端での側面断面図である。図５は、図１に示す交換レンズのテレ端での側面断面図である。
【００４１】
本実施の形態の交換レンズ１は、いわゆるズームレンズであり、手動によるズーム操作によって、焦点距離が連続的に変化する。交換レンズ１は、主として、外装体２と、外装体２に収容される鏡胴本体１０と、で構成される。
【００４２】
［外装体］
外装体２は、円筒形状を有し、その内側に鏡胴本体１０を収容して、鏡胴本体１０の外周部を覆う。外装体２には、フォーカスの操作部材であるフォーカスリング３、ズームの操作部材であるズームリング４及び絞りの操作部材である絞りリング５が備えられる。
【００４３】
［鏡胴本体］
鏡胴本体１０は、レンズ鏡胴の一例である。鏡胴本体１０は、固定筒１２及びカム筒１４を有する。カム筒１４は、固定筒１２の内周部に嵌合されて、固定筒１２の内周部を周方向に回転自在に保持される。
【００４４】
固定筒１２は、その後端部（像面側の端部）にマウント１６を有する。マウント１６は、いわゆるバヨネットマウントで構成される。
【００４５】
カム筒１４は、図示しない連結部材を介してズームリング４と連結される。したがって、ズームリング４を回転させると、その回転に連動して、カム筒１４も回転する。
【００４６】
《レンズ構成》
固定筒１２の内部には、複数のレンズが配置される。具体的には、光軸Ｚに沿って、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４及び第５レンズ群Ｇ５が配置される。各レンズ群は、少なくとも１枚のレンズで構成される。
【００４７】
また、固定筒１２の内部には、絞りＳｔが配置される。絞りＳｔは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に配置される。
【００４８】
図６は、ズーム操作した場合の各レンズ群の移動状態を示す図である。同図において、（Ａ）は、ワイド端でのレンズ配置を示しており、（Ｂ）は、テレ端でのレンズ配置を示している。
【００４９】
同図に示すように、第１レンズ群Ｇ１から第４レンズ群Ｇ４は、ズーム操作により、像面Ｓｉｍに対して移動するレンズ群である。第５レンズ群Ｇ５は、ズーム操作により、像面Ｓｉｍに対して固定のレンズ群である。第１レンズ群Ｇ１は、ズーム操作により移動軌跡ＡＬ１に沿って移動し、第２レンズ群Ｇ２は、ズーム操作により移動軌跡ＡＬ２に沿って移動する。また、第３レンズ群Ｇ３は、ズーム操作により移動軌跡ＡＬ３に沿って移動し、第４レンズ群Ｇ４は、ズーム操作により移動軌跡ＡＬ４に沿って移動する。絞りＳｔは、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
【００５０】
図６に示すように、第３レンズ群Ｇ３は、第３レンズ群前群Ｇ３ａ及び第３レンズ群後群Ｇ３ｂで構成される。第３レンズ群前群Ｇ３ａは、像面湾曲補正用のレンズ群である。第３レンズ群前群Ｇ３ａは、他のレンズ群とは独立して移動可能なレンズ群である。像面湾曲を補正する場合は、この第３レンズ群前群Ｇ３ａを光軸Ｚに沿って移動させる。
【００５１】
また、第４レンズ群Ｇ４は、焦点調節用のレンズ群である。第４レンズ群Ｇ４は、他のレンズ群とは独立して移動可能なレンズ群である。焦点調節する場合は、この第４レンズ群Ｇ４を光軸Ｚに沿って移動させる。
【００５２】
《各レンズ群の保持構造》
〈第１レンズ群〉
図１、図４及び図５に示すように、第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズ群保持枠２０に保持されて、固定筒１２内に配置される。
【００５３】
第１レンズ群保持枠２０には、その外周部に３本の第１レンズ群駆動用カムピン３２が備えられる。３本の第１レンズ群駆動用カムピン３２は、周方向に等間隔に配置される。各第１レンズ群駆動用カムピン３２は、それぞれカム筒１４に備えられた第１レンズ群駆動用カム溝１４Ａ及び固定筒１２に備えられた第１レンズ群駆動用直進溝１２Ａに嵌合される。
【００５４】
以上の構成により、固定筒１２内に第１レンズ群Ｇ１が保持される。また、ズームリング４によってカム筒１４を回転させると、第１レンズ群Ｇ１が、固定筒１２内を光軸Ｚに沿って移動する。
【００５５】
〈第２レンズ群〉
図１、図４及び図５に示すように、第２レンズ群Ｇ２は、第２レンズ群保持枠２２に保持されて、固定筒１２内に配置される。
【００５６】
第２レンズ群保持枠２２には、その外周部に３本の第２レンズ群駆動用カムピン３４が備えられる。３本の第２レンズ群駆動用カムピン３４は、周方向に等間隔に配置される。各第２レンズ群駆動用カムピン３４は、それぞれカム筒１４に備えられた第２レンズ群駆動用カム溝１４Ｂ及び固定筒１２に備えられた第２レンズ群駆動用直進溝１２Ｂに嵌合される。
【００５７】
以上の構成により、固定筒１２内に第２レンズ群Ｇ２が保持される。また、ズームリング４によってカム筒１４を回転させると、第２レンズ群Ｇ２が、固定筒１２内を光軸Ｚに沿って移動する。
【００５８】
なお、図１及び図５に示すように、第２レンズ群保持枠２２には、絞りＳｔを構成する絞りユニット３０が組み付けられる。これにより、絞りＳｔが、固定筒１２内に配置され、かつ、第２レンズ群Ｇ２と共に移動する。
【００５９】
〈第３レンズ群〉
図１、図２、図４及び図５に示すように、第３レンズ群Ｇ３は、第３レンズ群保持枠２４に保持されて、固定筒１２内に配置される。
【００６０】
第３レンズ群保持枠２４は、第３レンズ群ベース保持枠２４Ａと、その第３レンズ群ベース保持枠２４Ａに保持された第３レンズ群可動保持枠２４Ｂと、で構成される。第３レンズ群可動保持枠２４Ｂは、第３レンズ群ベース保持枠２４Ａ内を光軸Ｚに沿って移動可能に保持される。第３レンズ群前群Ｇ３ａは、第３レンズ群可動保持枠２４Ｂに保持される。第３レンズ群後群Ｇ３ｂは、第３レンズ群ベース保持枠２４Ａに保持される。
【００６１】
第３レンズ群ベース保持枠２４Ａには、その外周部に３本の第３レンズ群駆動用カムピン３６が備えられる。３本の第３レンズ群駆動用カムピン３６は、周方向に等間隔に配置される。各第３レンズ群駆動用カムピン３６は、それぞれカム筒１４に備えられた第３レンズ群駆動用カム溝１４Ｃ及び固定筒１２に備えられた第３レンズ群駆動用直進溝１２Ｃに嵌合される。これにより、第３レンズ群ベース保持枠２４Ａが、固定筒１２内に保持される。また、ズームリング４によってカム筒１４を回転させると、第３レンズ群ベース保持枠２４Ａが、固定筒１２内を光軸Ｚに沿って移動する。第３レンズ群ベース保持枠２４Ａは第１筒の一例であり、第３レンズ群駆動用カムピン３６は第１カムピンの一例である。また、第３レンズ群駆動用カム溝１４Ｃは第１カム溝の一例であり、第３レンズ群駆動用直進溝１２Ｃは第１直進溝の一例である。
【００６２】
第３レンズ群ベース保持枠２４Ａ内には、第１主軸４８及び第１副軸５０が備えられる。第１主軸４８及び第１副軸５０は、それぞれ光軸Ｚに沿って配置される。また、第１主軸４８及び第１副軸５０は、光軸Ｚに対して対称に配置される（周方向に１８０°の位置に配置される。）。第１主軸４８及び第１副軸５０の具体的なレイアウトについては、後に詳述する。
【００６３】
第３レンズ群可動保持枠２４Ｂは、第１主軸４８に沿って摺動する第１主ガイド部５２及び第１副軸５０に沿って摺動する第１副ガイド部５４を備える。第３レンズ群可動保持枠２４Ｂは、第１主ガイド部５２及び第１副ガイド部５４を介して、第１主軸４８及び第１副軸５０にスライド自在に支持される。
【００６４】
図７は、第３レンズ群可動保持枠及び第４レンズ群可動保持枠の支持構造を示す断面図である。
【００６５】
同図に示すように、第１主ガイド部５２は、筒形状を有し、その軸方向の両端の摺動部５２Ａを有する。摺動部５２Ａは、第１主軸４８の外径に対応した内径を有する。第１主ガイド部５２は、この両端の摺動部５２Ａが、第１主軸４８に沿って摺動する。
【００６６】
第１副ガイド部５４は、先端にＵ字形状の溝部５４Ａを有する。第１副ガイド部５４は、この溝部５４Ａが第１副軸５０に沿って摺動する。
【００６７】
第３レンズ群可動保持枠２４Ｂは、第１主ガイド部５２が第１主軸４８にスライド自在に支持され、かつ、第１副ガイド部５４が第１副軸５０にスライド自在に支持されることにより、第３レンズ群ベース保持枠２４Ａ内を光軸Ｚに沿って移動自在に支持される。第３レンズ群可動保持枠２４Ｂは、第１レンズ枠の一例である。
【００６８】
なお、第１副ガイド部５４が、第１副軸５０に対して、１つの支点（溝部５４Ａ）で支持されるのに対して、第１主ガイド部５２は、第１主軸４８に対して、２つの支点（両端の摺動部５２Ａ）で支持される。したがって、第１副ガイド部５４よりも第１主ガイド部５２の方が、より安定して第３レンズ群可動保持枠２４Ｂを支持できる。第１主ガイド部５２は、２つの摺動部５２Ａの間隔を長くするほど、安定して第３レンズ群可動保持枠２４Ｂを支持できる。なお、このよう複数の摺動部で支持する構成の場合、最も外側に位置する２つの摺動部の間の距離が実質的なガイド部の長さとなる。
【００６９】
第３レンズ群可動保持枠２４Ｂは、第３レンズ群前群駆動部５６に駆動される。第３レンズ群前群駆動部５６は、第１駆動部の一例である。第３レンズ群前群駆動部５６は、ムービングマグネット型（可動磁石型）のボイスコイルモータ（Voice Coil Motor；ＶＣＭ）で構成される。ムービングマグネット型のＶＣＭとは、ヨークとコイルが作る磁場の中でマグネットが動くタイプのＶＣＭであり、リニアアクチュエータの一つである。第３レンズ群可動保持枠２４Ｂには、この第３レンズ群前群駆動部５６を構成するムービングマグネット型のＶＣＭの複数の駆動用マグネット５６Ａ及び複数のインナーヨーク５６Ｂが備えられる。また、第３レンズ群ベース保持枠２４Ａには、第３レンズ群前群駆動部５６を構成するムービングマグネット型のＶＣＭの駆動用コイル５６Ｃ及び複数のアウターヨーク５６Ｄが備えられる。
【００７０】
図８は、第３レンズ群前群駆動部の取り付け構造を示す断面図である。
【００７１】
同図に示すように、駆動用コイル５６Ｃは、その内周部を第３レンズ群可動保持枠２４Ｂが移動するように取り付けられる。
【００７２】
複数の駆動用マグネット５６Ａは、２つのグループにグループ分けされて配置される。より具体的には、２つのグループが、光軸Ｚを中心として、対称に配置される（周方向に１８０°の間隔で配置され、光軸Ｚを挟んで互いに対向するように配置される。）。本実施の形態では、駆動用マグネット５６Ａを６つ備え、６つの駆動用マグネット５６Ａを２つのグループにグループ分けして配置している。各グループは、３つの駆動用マグネット５６Ａを有し、第３レンズ群可動保持枠２４Ｂの周面に沿って等間隔に配置される。この第３レンズ群前群駆動部５６を構成するＶＣＭの複数の駆動用マグネット５６Ａは、第１駆動用マグネットの一例である。
【００７３】
インナーヨーク５６Ｂは、駆動用マグネット５６Ａに対応して備えられる。各インナーヨーク５６Ｂは、対応する駆動用マグネット５６Ａと一体化されて、第３レンズ群可動保持枠２４Ｂに取り付けられる。
【００７４】
アウターヨーク５６Ｄは、インナーヨーク５６Ｂに対応して備えられる。各アウターヨーク５６Ｄは、駆動用コイル５６Ｃを挟んで、対応するインナーヨーク５６Ｂと対向するように配置される。
【００７５】
以上の構成により、固定筒１２内に第３レンズ群Ｇ３が保持される。また、ズームリング４によってカム筒１４を回転させると、第３レンズ群Ｇ３が、固定筒１２内を光軸Ｚに沿って移動する（第３レンズ群前群Ｇ３ａ及び第３レンズ群後群Ｇ３ｂが、一体となって固定筒１２内を光軸Ｚに沿って移動する。）。更に、第３レンズ群前群駆動部５６を駆動すると、第３レンズ群前群Ｇ３ａが、単独で光軸Ｚに沿って移動する（第３レンズ群前群Ｇ３ａが、独立して光軸Ｚに沿って移動する。）。第３レンズ群前群Ｇ３ａを独立して移動させることにより、像面湾曲の補正が行われる。
【００７６】
〈第４レンズ群〉
図１、図３、図４及び図５に示すように、第４レンズ群Ｇ４は、第４レンズ群保持枠２６に保持されて、固定筒１２内に配置される。
【００７７】
第４レンズ群保持枠２６は、第４レンズ群ベース保持枠２６Ａと、その第４レンズ群ベース保持枠２６Ａに保持された第４レンズ群可動保持枠２６Ｂと、で構成される。第４レンズ群可動保持枠２６Ｂは、第４レンズ群ベース保持枠２６Ａ内を光軸Ｚに沿って移動可能に保持される。第４レンズ群Ｇ４は、第４レンズ群可動保持枠２６Ｂに保持される。
【００７８】
第４レンズ群ベース保持枠２６Ａには、その外周部に３本の第４レンズ群駆動用カムピン３８が備えられる。３本の第４レンズ群駆動用カムピン３８は、周方向に等間隔に配置される。各第４レンズ群駆動用カムピン３８は、それぞれカム筒１４に備えられた第４レンズ群駆動用カム溝１４Ｄ及び固定筒１２に備えられた第４レンズ群駆動用直進溝１２Ｄに嵌合される。これにより、第４レンズ群ベース保持枠２６Ａが、固定筒１２内に保持される。また、ズームリング４によってカム筒１４を回転させると、第４レンズ群ベース保持枠２６Ａが、固定筒１２内を光軸Ｚに沿って移動する。第４レンズ群ベース保持枠２６Ａは、第２筒の一例であり、第４レンズ群駆動用カムピン３８は第２カムピンの一例である。また、第４レンズ群駆動用カム溝１４Ｄは第２カム溝の一例であり、第４レンズ群駆動用直進溝１２Ｄは第２直進溝の一例である。
【００７９】
第４レンズ群ベース保持枠２６Ａ内には、第２主軸５８及び第２副軸６０が備えられる。第２主軸５８及び第２副軸６０は、それぞれ光軸Ｚに沿って配置される。また、第２主軸５８及び第２副軸６０は、光軸Ｚに対して対称に配置される（周方向１８０°の位置に配置される。）。第２主軸５８及び第２副軸６０の具体的なレイアウトについては、後に詳述する。
【００８０】
第４レンズ群可動保持枠２６Ｂは、第２主軸５８に沿って摺動する第２主ガイド部６２及び第２副軸６０に沿って摺動する第２副ガイド部６４を備える。第４レンズ群可動保持枠２６Ｂは、第２主ガイド部６２及び第２副ガイド部６４を介して、第２主軸５８及び第２副軸６０にスライド自在に支持される。
【００８１】
図７に示すように、第２主ガイド部６２は、筒形状を有し、その軸方向の両端の摺動部６２Ａを有する。摺動部６２Ａは、第２主軸５８の外径に対応した内径を有する。第２主ガイド部６２は、この両端の摺動部６２Ａが、第２主軸５８に沿って摺動する。
【００８２】
第２副ガイド部６４は、先端にＵ字形状の溝部６４Ａを有する。第２副ガイド部６４は、この溝部６４Ａが第２副軸６０に沿って摺動する。
【００８３】
第４レンズ群可動保持枠２６Ｂは、第２主ガイド部６２が第２主軸５８にスライド自在に支持され、かつ、第２副ガイド部６４が第２副軸６０にスライド自在に支持されることにより、第４レンズ群ベース保持枠２６Ａ内を光軸Ｚに沿って移動自在に支持される。第４レンズ群可動保持枠２６Ｂは、第２レンズ枠の一例である。
【００８４】
なお、第２副ガイド部６４が、第２副軸６０に対して、１つの支点（溝部６４Ａ）で支持されるのに対して、第２主ガイド部６２は、第２主軸５８に対して、２つの支点（両端の摺動部６２Ａ）で支持される。したがって、第２副ガイド部６４よりも第２主ガイド部６２の方が、より安定して第４レンズ群可動保持枠２６Ｂを支持できる。第２主ガイド部６２は、２つの摺動部６２Ａの間隔を長くするほど、安定して第４レンズ群可動保持枠２６Ｂを支持できる。
【００８５】
第４レンズ群可動保持枠２６Ｂは、第４レンズ群駆動部６６に駆動される。第４レンズ群駆動部６６は、第２駆動部の一例である。第４レンズ群駆動部６６は、複数のムービングコイル型（可動コイル型）のボイスコイルモータ（Voice Coil Motor；ＶＣＭ）６８で構成される。ムービングコイル型のＶＣＭとは、磁石が作る磁場の中でコイルのみが動くタイプのＶＣＭであり、リニアアクチュエータの一つである。
【００８６】
図９は、第４レンズ群駆動部の取り付け構造を示す断面図である。
【００８７】
複数のＶＣＭ６８は、２つのグループにグループ分けされて配置される。より具体的には、２つのグループが、光軸Ｚを中心として、対称に配置される（周方向に１８０°の間隔で配置され、光軸Ｚを挟んで互いに対向するように配置される。）。本実施の形態では、ＶＣＭ６８を４つ備え、４つのＶＣＭ６８を２つのグループにグループ分けして配置している。各グループは、２つのＶＣＭ６８を有し、第４レンズ群可動保持枠２６Ｂの周面に沿って所定の間隔で配置される。
【００８８】
各ＶＣＭ６８は、駆動用コイル６８Ａ、駆動用マグネット６８Ｂ、インナーヨーク６８Ｃ及びアウターヨーク６８Ｄを備える。
【００８９】
各ＶＣＭ６８の駆動用コイル６８Ａは、第４レンズ群可動保持枠２６Ｂに取り付けられる。第４レンズ群可動保持枠２６Ｂは、その外周部にコイル保持部７０を有し、このコイル保持部７０に各ＶＣＭ６８の駆動用コイル６８Ａが保持される。
【００９０】
各ＶＣＭ６８のインナーヨーク６８Ｃ及びアウターヨーク６８Ｄは、駆動用コイル６８Ａを挟んで互いに対向して配置される。インナーヨーク６８Ｃ及びアウターヨーク６８Ｄは、一体で構成される。一体で構成されたインナーヨーク６８Ｃ及びアウターヨーク６８Ｄは、アウターヨーク６８Ｄの部分が、第４レンズ群ベース保持枠２６Ａの内周部に保持されて、所定位置に配置される。
【００９１】
各ＶＣＭ６８の駆動用マグネット６８Ｂは、アウターヨーク６８Ｄの内側に取り付けられて、所定位置に配置される。各ＶＣＭ６８の駆動用マグネット６８Ｂは、複数の第２駆動用マグネットの一例である。
【００９２】
以上の構成により、固定筒１２内に第４レンズ群Ｇ４が保持される。また、ズームリング４によってカム筒１４を回転させると、第４レンズ群Ｇ４が、固定筒１２内を光軸Ｚに沿って移動する。更に、第４レンズ群駆動部６６を駆動すると、第４レンズ群Ｇ４が、独立して光軸Ｚに沿って移動する。第４レンズ群Ｇ４を独立して移動させることにより、焦点調節が行われる。
【００９３】
《各レンズ群の位置検出機構》
ズーム操作によって各レンズ群は、あらかじめ定められた移動軌跡に沿って移動する（図６参照）。したがって、ズームによる各レンズ群の相対的な位置関係は既知である。
【００９４】
一方、第３レンズ群前群Ｇ３ａ及び第４レンズ群Ｇ４については、それぞれ第３レンズ群前群駆動部５６及び第４レンズ群駆動部６６によって、他のレンズ群とは独立して移動させることができる。このため、第３レンズ群前群Ｇ３ａ及び第４レンズ群Ｇ４については、別途、位置が検出される。第３レンズ群前群Ｇ３ａは、第３レンズ群前群位置検出部８０によって、その位置が検出され、第４レンズ群Ｇ４は、第４レンズ群位置検出部９０によって、その位置が検出される。
【００９５】
〈第３レンズ群前群位置検出部〉
第３レンズ群前群位置検出部８０は、第３レンズ群ベース保持枠２４Ａ内での第３レンズ群可動保持枠２４Ｂの位置を検出して、第３レンズ群前群Ｇ３ａの位置を検出する。より具体的には、第３レンズ群ベース保持枠２４Ａ内に設定された基準位置に対する第３レンズ群可動保持枠２４Ｂの位置を検出して、当該基準位置に対する第３レンズ群前群Ｇ３ａの位置を検出する。第３レンズ群前群位置検出部８０は、第１位置検出部の一例である。
【００９６】
第３レンズ群前群位置検出部８０は、図４、図７及び図８に示すように、第３レンズ群可動保持枠２４Ｂに備えられる位置検出用マグネット８２と、その位置検出用マグネット８２の位置を検出する位置検出センサ８４と、で構成される。特に、本実施の形態では、位置検出センサ８４が、磁気センサであるホール素子で構成される。
【００９７】
位置検出センサ８４は、第３レンズ群ベース保持枠２４Ａに備えられる。位置検出センサ８４は、図８に示すように、光軸Ｚと直交する断面において、第１副軸５０の設置位置に配置される。より具体的には、光軸Ｚと第１副軸５０とを通る直線上に配置される。また、位置検出センサ８４は、図４に示すように、光軸Ｚと平行な断面において、第１副軸５０の後方（像面側）に配置される。
【００９８】
位置検出用マグネット８２は、第１位置検出用マグネットの一例である。位置検出用マグネット８２は、第３レンズ群可動保持枠２４Ｂに備えられる。位置検出用マグネット８２は、位置検出センサ８４に近接して配置される。具体的には、図８に示すように、光軸Ｚと直交する断面において、第１副ガイド部５４の設置位置に配置され、かつ、所定の隙間をもって位置検出センサ８４と対向して配置される。この結果、位置検出用マグネット８２及び位置検出センサ８４は、光軸Ｚと直交する断面において、共に光軸Ｚと第１副軸５０とを通る直線上に配置される。
【００９９】
以上の構成の第３レンズ群前群位置検出部８０によれば、第３レンズ群可動保持枠２４Ｂに備えられた位置検出用マグネット８２の位置を位置検出センサ８４で検出することにより、第３レンズ群前群Ｇ３ａの位置が検出される。
【０１００】
〈第４レンズ群位置検出部〉
第４レンズ群位置検出部９０は、第４レンズ群ベース保持枠２６Ａ内での第４レンズ群可動保持枠２６Ｂの位置を検出して、第４レンズ群Ｇ４の位置を検出する。より具体的には、第４レンズ群ベース保持枠２６Ａ内に設定された基準位置に対する第４レンズ群可動保持枠２６Ｂの位置を検出して、当該基準位置に対する第４レンズ群Ｇ４の位置を検出する。第４レンズ群位置検出部９０は、第２位置検出部の一例である。
【０１０１】
第４レンズ群位置検出部９０は、第４レンズ群Ｇ４が基準位置に位置したことを検出する基準位置検出部９２と、第４レンズ群Ｇ４の変位量を検出する変位量検出部９４と、で構成される。第４レンズ群位置検出部９０は、基準位置検出部９２で第４レンズ群Ｇ４が基準位置に位置したことを検出し、基準位置からの変位量を変位量検出部９４で検出して、第４レンズ群Ｇ４の位置を検出する。
【０１０２】
図３及び図９に示すように、基準位置検出部９２は、遮光板９２Ａ及びフォトインタラプタ９２Ｂで構成される。遮光板９２Ａは、第１主ガイド部５２に備えられ、フォトインタラプタ９２Ｂは、第４レンズ群ベース保持枠２６Ａに備えられる。基準位置検出部９２は、フォトインタラプタ９２Ｂによって遮光板９２Ａを検出することにより、第４レンズ群Ｇ４が基準位置に位置したことを検出する。したがって、遮光板９２Ａ及びフォトインタラプタ９２Ｂは、第４レンズ群Ｇ４が基準位置に位置するタイミングで遮光板９２Ａが検出されるように設置される。
【０１０３】
図３、図７及び図９に示すように、変位量検出部９４は、磁気スケール９４Ａと、その磁気スケール９４ＡのＮ極及びＳ極を検出するＭＲセンサ（Magneto Resistive Sensor；磁気抵抗効果素子）９４Ｂと、で構成される。
【０１０４】
磁気スケール９４Ａは、第２位置検出用マグネットの一例である。磁気スケール９４Ａは、バー形状を有し、その長手方向に沿ってＮ極及びＳ極が一定ピッチで着磁された構造を有する。磁気スケール９４Ａは、第２主ガイド部６２に備えられ、かつ、第４レンズ群Ｇ４の移動方向に沿って配置される。すなわち、光軸Ｚに沿って配置される。
【０１０５】
ＭＲセンサ９４Ｂは、図３及び図９に示すように、第４レンズ群ベース保持枠２６Ａに備えられる。ＭＲセンサ９４Ｂは、磁気スケール９４Ａに近接して配置される。より具体的には、図９に示すように、光軸Ｚと直交する断面において、第２主ガイド部６２の設置位置に配置され、かつ、所定の隙間をもって磁気スケール９４Ａと対向して配置される。この結果、磁気スケール９４Ａ及びＭＲセンサ９４Ｂは、光軸Ｚと直交する断面において、共に光軸Ｚと第２主軸５８とを通る直線上に配置される。
【０１０６】
以上の構成の第４レンズ群位置検出部９０によれば、第２主ガイド部６２に備えられた遮光板９２Ａをフォトインタラプタ９２Ｂで検出することにより、第４レンズ群Ｇ４が基準位置に位置したことが検出される。また、磁気スケール９４Ａを介して第２主ガイド部６２の変位量をＭＲセンサ９４Ｂで検出することにより、第４レンズ群Ｇ４の変位量が検出される。フォトインタラプタ９２Ｂで第４レンズ群Ｇ４が基準位置に位置したことを検出し、ＭＲセンサ９４Ｂで基準位置からの変位量を検出することにより、基準位置に対する第４レンズ群Ｇ４の位置が検出される。
【０１０７】
《第３レンズ群前群及び第４レンズ群の駆動系及び位置検出部のレイアウト》
上記のように、第３レンズ群前群Ｇ３ａは、第１主ガイド部５２及び第１副ガイド部５４を介して、第１主軸４８及び第１副軸５０に移動自在に支持される。また、第４レンズ群Ｇ４は、第２主ガイド部６２及び第２副ガイド部６４を介して、第２主軸５８及び第２副軸６０に移動自在に支持される。このように、レンズを主軸及び副軸に沿って移動自在に支持する構成の場合、主軸に対するガイド部（主ガイド部）の長さを長く取ることで、レンズを安定して移動させることができる。
【０１０８】
一方、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、光軸Ｚ上で互いに隣り合うレンズ群である。この場合、第３レンズ群前群Ｇ３ａの移動をガイドする第１主軸４８及び第１副軸５０と、第４レンズ群Ｇ４の移動をガイドする第２主軸５８及び第２副軸６０とを同軸上に配置すると、主軸の長さに制約が生じ、ガイド部の長さを十分に確保できなくなる。
【０１０９】
また、第３レンズ群前群Ｇ３ａの移動をガイドする第１主軸４８及び第１副軸５０と、第４レンズ群Ｇ４の移動をガイドする第２主軸５８及び第２副軸６０と周方向にずらして配置すると、次の問題が生じる。すなわち、各レンズ群の位置を検出するセンサ（位置検出センサ８４及びＭＲセンサ９４Ｂ）は、主軸又は副軸の位置に配置することが、精度上、最も好ましいが、主軸又は副軸の位置を周方向にずらして配置すると、センサに対して、第３レンズ群前群Ｇ３ａ及び第４レンズ群Ｇ４を駆動するＶＣＭの駆動用マグネットが非対称に配置される。この結果、磁気を利用して位置を検出するセンサの精度が低下するという問題がある。
【０１１０】
そこで、本実施の形態の交換レンズ１では、第３レンズ群前群Ｇ３ａ及び第４レンズ群Ｇ４の駆動系及び位置検出部を次のようにレイアウトしている。
【０１１１】
図２に示すように、光軸Ｚと直交する断面において、第４レンズ群Ｇ４の移動をガイドする第２主軸５８及び第２副軸６０が、光軸Ｚを通る直線Ｌ上に配置される。これにより、第２主軸５８及び第２副軸６０が、光軸Ｚを挟んで互いに平行に配置される。なお、ここでの「直線上」には、各軸の中心が、完全に同一直線上に配置される場合の他、実質的に同一直線上に配置されていると認められるものが含まれる。すなわち、ほぼ同一直線上に配置される場合が含まれる。
【０１１２】
また、図２に示すように、光軸Ｚと直交する断面において、第３レンズ群前群Ｇ３ａの移動をガイドする第１主軸４８及び第１副軸５０が、上記直線Ｌ（光軸Ｚを通り、かつ、第２主軸５８及び第２副軸６０を通る直線）上に配置される。これにより、第１主軸４８及び第１副軸５０が、光軸Ｚを挟んで互いに平行に配置される。なお、ここでの「直線上」には、各軸の中心が、完全に同一直線上に配置される場合の他、実質的に同一直線上に配置されていると認められるものが含まれる。すなわち、ほぼ同一直線上に配置される場合が含まれる。
【０１１３】
また、図２に示すように、光軸Ｚと直交する断面において、第１主軸４８及び第１副軸５０が、第２主軸５８及び第２副軸６０よりも内径側に配置され、かつ、図４に示すように、第１主軸４８及び第２主軸５８がオーバーラップして配置される。これにより、光軸Ｚと直交する断面において、同一直線Ｌ上に第１主軸４８、第２主軸５８、第１副軸５０及び第２副軸６０が配置される。
【０１１４】
このように、光軸Ｚと直交する断面において、一方の主軸及び副軸を他方の主軸及び副軸よりも内径側にずらして配置することにより、双方の主軸の長さを長く取ることができる。これにより、双方の主ガイド部の長さを確保でき、各軸にガイドされるレンズを安定して移動させることができる。
【０１１５】
上記のように、第３レンズ群前群Ｇ３ａの位置を検出するための位置検出センサ８４は、第１副軸５０の設置位置に配置され、直線Ｌ上に配置される。また、第４レンズ群Ｇ４の位置を検出するためのＭＲセンサ９４Ｂは、第２主ガイド部６２の設置位置に配置され、直線Ｌ上に配置される。なお、ここでの「直線上」には、実質的に直線上に配置されていると認められる範囲が含まれる。すなわち、ほぼ直線Ｌ上に配置される場合が含まれる。
【０１１６】
また、上記のように、第３レンズ群前群Ｇ３ａを駆動するための第３レンズ群前群駆動部５６は、ＶＣＭで構成され、そのＶＣＭを構成する複数の駆動用マグネット５６Ａ（第１駆動用マグネット）は、光軸Ｚを中心として、対称に配置される。特に、本実施の形態の交換レンズ１では、図２に示すように、光軸Ｚに直交する断面において、上記直線Ｌ（光軸Ｚを通り、かつ、第１主軸４８、第２主軸５８、第１副軸５０及び第２副軸６０を通る直線）に対して、複数の駆動用マグネット５６Ａが対称に配置される。なお、ここでの「対称」には、完全に対称に配置されるほか、実質的に対称に配置されていると認められる範囲が含まれる。すなわち、ほぼ対称に配置される場合が含まれる。
【０１１７】
また、上記のように、第４レンズ群Ｇ４を駆動するための第４レンズ群駆動部６６は、複数のＶＣＭ６８で構成され、その複数のＶＣＭ６８を構成する複数の駆動用マグネット６８Ｂ（第２駆動用マグネット）は、光軸Ｚを中心として、対称に配置される。特に、本実施の形態の交換レンズ１では、図３に示すように、光軸Ｚに直交する断面において、上記直線Ｌ（光軸Ｚを通り、かつ、第１主軸４８、第２主軸５８、第１副軸５０及び第２副軸６０を通る直線）に対して、複数の駆動用マグネット６８Ｂ対称に配置される。なお、ここでの「対称」には、完全に対称に配置されるほか、実質的に対称に配置されていると認められる範囲が含まれる。すなわち、ほぼ対称に配置される場合が含まれる。
【０１１８】
このように、光軸Ｚと直交する断面において、各レンズ群の駆動用マグネットを直線Ｌに対して対称に配置することにより、その直線Ｌ上に配置される位置検出センサ８４及びＭＲセンサ９４Ｂに対して、各レンズ群の駆動用マグネットを対称に配置できる。これにより、主軸又は副軸の位置に磁気センサである位置検出センサ（ホール素子）８４及びＭＲセンサ９４Ｂを設置した場合であっても、精度よく位置を検出できる。
【０１１９】
以上説明したように、本実施の形態の交換レンズ１によれば、第１主軸４８、第１副軸５０、第２主軸５８及び第２副軸６０が、光軸Ｚを通る直線Ｌ上に配置され、かつ、第１主軸４８及び第１副軸５０が第２主軸５８及び第２副軸６０よりも内径側に配置される。これにより、コンパクトな構成で可動するレンズ群を安定して支持できる。すなわち、第１主軸４８及び第１副軸５０の位置を第２主軸５８及び第２副軸６０に対して、径方向にずらして配置することにより、全体として、光軸方向のサイズを拡大させずに、第１主軸４８及び第２主軸５８の長さを確保できる。これにより、第１主ガイド部５２及び第２主ガイド部６２の長さを確保でき、第３レンズ群前群Ｇ３ａ及び第４レンズ群Ｇ４を安定して支持できる。
【０１２０】
また、光軸Ｚと直交する断面において、各レンズ群を駆動する駆動用マグネットが、光軸Ｚを通る直線Ｌに対して対称に配置される。これにより、主軸又は副軸の位置に磁気センサである位置検出センサ（ホール素子）８４及びＭＲセンサ９４Ｂを設置した場合であっても、精度よく位置を検出できる。
【０１２１】
すなわち、本実施の形態の交換レンズ１によれば、全体をコンパクト化しつつ、安定して可動するレンズ群（第３レンズ群前群Ｇ３ａ及び第４レンズ群Ｇ４）を支持でき、かつ、精度よく可動するレンズ群の位置を検出できる。
【０１２２】
［交換レンズの電気的構成］
図１０は、交換レンズの電気的構成を示すブロック図である。
【０１２３】
交換レンズ１は、第３レンズ群前群Ｇ３ａを駆動する第３レンズ群前群駆動部５６、第３レンズ群前群Ｇ３ａの位置を検出する第３レンズ群前群位置検出部８０、第４レンズ群Ｇ４を駆動する第４レンズ群駆動部６６、第４レンズ群Ｇ４の位置を検出する第４レンズ群位置検出部９０、絞りＳｔを駆動する絞り駆動部１１２、交換レンズ１内の温度を検出する温度検出部１１４、フォーカス操作を検出するフォーカス操作検出部１１６、ズーム操作を検出するズーム設定検出部１１８、絞り操作を検出する絞り設定検出部１２０及び交換レンズ１の全体の動作を統括制御するレンズ制御部１１０を備える。
【０１２４】
第３レンズ群前群駆動部５６は、レンズ制御部１１０からの指令に応じて、第３レンズ群前群Ｇ３ａを光軸Ｚに沿って移動させる。
【０１２５】
第３レンズ群前群位置検出部８０は、第３レンズ群前群Ｇ３ａの位置を検出し、その検出結果をレンズ制御部１１０に出力する。
【０１２６】
第４レンズ群駆動部６６は、レンズ制御部１１０からの指令に応じて、第４レンズ群Ｇ４を光軸Ｚに沿って移動させる。
【０１２７】
第４レンズ群位置検出部９０は、上記のように、基準位置検出部９２及び変位量検出部９４で構成される。基準位置検出部９２は、第４レンズ群Ｇ４が基準位置に位置したことを検出する。また、変位量検出部９４は、第４レンズ群Ｇ４の変位量を検出する。基準位置検出部９２によって、第４レンズ群Ｇ４が基準位置に位置したことを検出し、変位量検出部９４によって基準位置からの変位量を検出することにより、第４レンズ群Ｇ４の位置が検出される。
【０１２８】
絞り駆動部１１２は、モータ等のアクチュエータで構成され、絞りユニット３０に備えられる。絞り駆動部１１２は、レンズ制御部１１０からの指令に応じて、絞りＳｔを拡縮させる。
【０１２９】
温度検出部１１４は、交換レンズ１内の温度を検出し、その検出結果をレンズ制御部１１０に出力する。温度検出部１１４は、たとえば、絞りユニット３０に備えられる。
【０１３０】
フォーカス操作検出部１１６は、フォーカスリング３の回転操作量を検出し、その検出結果をレンズ制御部１１０に出力する。レンズ制御部１１０は、フォーカス操作検出部１１６からの出力に基づいて、フォーカスの操作量を検出する。
【０１３１】
ズーム設定検出部１１８は、ズームリング４の設定位置を検出し、その検出結果をレンズ制御部１１０に出力する。レンズ制御部１１０は、ズーム設定検出部１１８からの出力に基づいて、ズームの設定値（焦点距離）を検出する。
【０１３２】
絞り設定検出部１２０は、絞りリング５の設定位置を検出し、その検出結果をレンズ制御部１１０に出力する。レンズ制御部１１０は、絞り設定検出部１２０からの出力に基づいて、絞りの設定値（絞り値）を検出する。
【０１３３】
レンズ制御部１１０は、フォーカスリング３、ズームリング４及び絞りリング５の操作に基づいて、各部の動作を制御する。具体的には、マニュアルフォーカスに設定された場合に、フォーカスリング３の回転操作量に基づいて、第４レンズ群駆動部６６を駆動し、第４レンズ群Ｇ４を移動させる。また、ズームリング４の設定に基づいて、第３レンズ群前群駆動部５６及び第４レンズ群駆動部６６を駆動し、第３レンズ群前群Ｇ３ａ及び第４レンズ群Ｇ４を所定位置に移動させる。これにより、ズーム位置に基づく、像面湾曲が補正される。更に、絞りリング５の設定に基づいて、絞り駆動部１１２を駆動し、絞りＳｔを所定の開口量（絞り値）に設定する。
【０１３４】
また、レンズ制御部１１０は、交換レンズ１が装着されたカメラからの指令に応じて、各部の動作を制御する。たとえば、カメラからのオートフォーカスの情報に基づいて、第４レンズ群駆動部６６を駆動し、第４レンズ群Ｇ４を所定位置に移動させる。また、カメラからの絞りの設定情報に基づいて、絞り駆動部１１２を駆動し、絞りＳｔを所定の開口量に設定する。
【０１３５】
レンズ制御部１１０は、カメラのカメラ制御部１３０と通信し、カメラ制御部１３０から各部の駆動指令を受信する。また、ズームの設定情報、絞りの設定情報、フォーカスの位置情報等をカメラ制御部１３０に送信する。レンズ制御部１１０とカメラ制御部１３０との間の通信は、マウント１６に備えられた端子１６Ａを介して行われる。
【０１３６】
また、レンズ制御部１１０は、温度検出部１１４で検出される温度に基づいて、第３レンズ群前群駆動部５６を駆動し、第３レンズ群前群Ｇ３ａを所定位置に移動させる。これにより、温度変化に基づく像面湾曲が補正される。
【０１３７】
レンズ制御部１１０は、たとえば、ＣＰＵ（CPU：Central Processing Unit）、ＲＯＭ（ROM：Read Only Memory）、ＲＡＭ（RAM：Random Access Memory）を備えたコンピュータで構成され、所定のプログラムを実行することにより、各種の制御機能等を実現する。
【０１３８】
［変形例］
《各レンズ群の位置検出部の構成》
上記実施の形態では、第３レンズ群前群Ｇ３ａの位置をホール素子で検出する構成としているが、第３レンズ群前群Ｇ３ａの位置を検出する構成は、これに限定されるものではない。第４レンズ群Ｇ４と同様に、フォトインタラプタとＭＲセンサとの組み合わせで検出する構成としてもよい。
【０１３９】
また、上記実施の形態では、第４レンズ群Ｇ４の位置をフォトインタラプタとＭＲセンサとの組み合わせで検出する構成としているが、第４レンズ群Ｇ４の位置を検出する構成は、これに限定されるものではない。第３レンズ群前群Ｇ３ａと同様に、ホール素子で検出する構成としてもよい。
【０１４０】
なお、使用するセンサについては、レンズの移動ストロークを考慮して選択することが好ましい。たとえば、移動ストロークが比較的短いレンズ群については、ホール素子を使用して位置を検出し、移動ストロークが比較的長いレンズ群については、ＭＲセンサを使用して位置を検出する構成とすることが好ましい。ホール素子では、絶対位置（所定の基準位置を基準とした位置）を検出できるので、位置検出部の構成をコンパクト化できる。
【０１４１】
上記実施の形態の交換レンズ１では、第３レンズ群前群Ｇ３ａの移動ストロークが、第４レンズ群Ｇ４の移動ストロークよりも短く設定されている。このため、第３レンズ群前群Ｇ３ａの位置をホール素子で検出し、第４レンズ群Ｇ４の位置をＭＲセンサで検出する構成としている。ガイド軸である主軸及び副軸が内径側に配置される第３レンズ群前群Ｇ３ａの位置をホール素子で検出する構成とすることにより、全体の構成をコンパクト化できる。
【０１４２】
《各レンズ群の位置検出部のレイアウト》
上記実施の形態では、第３レンズ群前群Ｇ３ａの位置を検出する構成として、副軸側に位置検出部を配置する構成としているが、主軸側に位置検出部を配置する構成としてもよい。たとえば、第１主ガイド部５２に位置検出用マグネットを配置し、その位置検出用マグネットの位置をホール素子で検出する構成としてもよい。これにより、より安定した移動が可能な主ガイド部で位置を検出でき、より高精度に位置を検出できる。
【０１４３】
なお、上記実施の形態のように、第１副ガイド部５４の側に位置検出用マグネット８２を配置する構成とすることにより、空きスペース（第１副ガイド部５４の後方のスペース）を有効活用して、位置検出部を配置できる。これにより、全体の構成をコンパクト化できる。
【０１４４】
第４レンズ群Ｇ４の位置を検出する構成についても同様であり、副軸側に位置検出部を配置する構成としてもよい。たとえば、第４レンズ群Ｇ４の移動ストロークが短いような場合には、第３レンズ群前群Ｇ３ａと同様に、ホール素子で位置を検出する構成とし、その位置検出部を副軸側に配置してもよい。
【０１４５】
なお、上記実施の形態のように、ＭＲセンサ９４Ｂを用いて第４レンズ群Ｇ４の位置を検出する場合において、その磁気スケール９４Ａを第２主ガイド部６２に備えることにより、高精度に位置を検出できる。すなわち、第２主ガイド部６２は、最も移動が安定した部分なので、この部分に磁気スケール９４Ａを備えることにより、磁気スケール９４Ａを安定して移動させることができる。これにより、高精度に位置を検出できる。
【０１４６】
《各レンズ群の主軸及び副軸のレイアウト》
上記実施の形態では、第３レンズ群前群Ｇ３ａの移動をガイドする第１主軸４８及び第１副軸５０の位置と、第４レンズ群Ｇ４の移動をガイドする第２主軸５８及び第２副軸６０の位置を揃えているが、互いの主軸及び副軸の位置関係は逆転させてもよい。たとえば、上記実施の形態では、図４において、上側に第３レンズ群前群Ｇ３ａ及び第４レンズ群Ｇ４の主軸が配置され、下側に副軸が配置される構成としているが、上側に第３レンズ群前群Ｇ３ａの主軸と第４レンズ群Ｇ４の副軸を配置し、下側に第３レンズ群前群Ｇ３ａの副軸と第４レンズ群Ｇ４の主軸を配置する構成としてもよい。
【０１４７】
《内外の関係》
上記実施の形態では、光軸方向に対して前側のレンズ群（第３レンズ群前群Ｇ３ａ）の主軸及び副軸が、後側のレンズ群（第４レンズ群Ｇ４）の主軸及び副軸の内径側に配置される構造としているが、前側のレンズ群の主軸及び副軸に対して、後側のレンズ群の主軸及び副軸が内径側に配置される構造としてもよい。いずれのレンズ群の主軸及び副軸を内径側に配置するかは、各レンズ群の移動ストローク、重量等を考慮して定めることが好ましい。
【０１４８】
たとえば、移動ストロークについては、ストロークが短い方のレンズ群の主軸及び副軸を内径側に配置することが好ましい。これにより、内側のガイドの構造を相対的に小型化でき、全体をよりコンパクト化できる。上記実施の形態の交換レンズ１では、第３レンズ群前群Ｇ３ａの移動ストロークが、第４レンズ群Ｇ４の移動ストロークよりも短く設定され、第３レンズ群前群Ｇ３ａの主軸及び副軸が、第４レンズ群Ｇ４の主軸及び副軸の内径側に配置されている。これにより、内側に配置される第３レンズ群前群Ｇ３ａのガイドの構造を相対的に小型化できる。
【０１４９】
また、重量については、軽い方のレンズ群の主軸及び副軸を内径側に配置することが好ましい。ここでの重量は、レンズを保持した状態の可動保持枠（第３レンズ群可動保持枠２４Ｂ及び第４レンズ群可動保持枠２６Ｂ）の重量である。軽い方のレンズ群の主軸及び副軸を内径側に配置することにより、内側のガイドの構造を相対的に小型化できる。また、これにより、全体の構成をコンパクト化できる。上記実施の形態の交換レンズ１では、第３レンズ群前群Ｇ３ａが、第４レンズ群Ｇ４よりも軽量とされ、第３レンズ群前群Ｇ３ａの主軸及び副軸が、第４レンズ群Ｇ４の主軸及び副軸の内径側に配置されている。これにより、内側に配置される第３レンズ群前群Ｇ３ａのガイドの構造を相対的に小型化できる。
【０１５０】
また、重量の軽い方のレンズ群の主軸及び副軸を内径側に配置する場合、内側に配置する主軸の長さを外側に配置する主軸の長さよりも相対的に短くすることが好ましい。これにより、内側のガイドの構造をよりコンパクトにできる。
【０１５１】
《駆動部》
上記実施の形態では、第３レンズ群前群駆動部５６をムービングマグネット型のＶＣＭで構成しているが、ムービングコイル型のＶＣＭで構成してもよい。また、上記実施の形態では、第４レンズ群駆動部６６をムービングコイル型のＶＣＭで構成しているが、ムービングマグネット型のＶＣＭで構成してもよい。
【０１５２】
なお、上記実施の形態のように、第３レンズ群前群Ｇ３ａをムービングマグネット型のＶＣＭで駆動する構成とすることにより、第３レンズ群前群Ｇ３ａの駆動部を小型化できる。このことは、上記実施の形態のように、第３レンズ群前群Ｇ３ａの主軸及び副軸が内径側に配置される構成の場合に特に有効に作用する。
【０１５３】
また、上記実施の形態のように、第４レンズ群Ｇ４をムービングコイル型のＶＣＭで駆動する構成とすることにより、第４レンズ群Ｇ４の可動部を軽量化できる。これにより、第４レンズ群Ｇ４をより高速に駆動できる。
【０１５４】
また、各駆動部は、ＶＣＭ以外の電磁アクチュエータ（マグネット及びコイルを主構成要素とし、電磁力を利用して駆動するアクチュエータ）で構成することもできる。
【０１５５】
《レンズ構成》
上記実施の形態では、第１レンズ枠である第３レンズ群可動保持枠２４Ｂ及び第２レンズ枠である第４レンズ群可動保持枠２６Ｂがズームで移動する構成とされているが、本発明は、第１レンズ枠及び第２レンズ枠がズームで移動しないレンズ鏡胴にも適用できる。また、第１レンズ枠及び第２レンズ枠のいずれか一方のレンズ枠がズームで移動するレンズ鏡胴にも適用できる。
【０１５６】
なお、第１レンズ枠及び第２レンズ枠の少なくとも一方がズームで移動する場合、第１主軸及び第２主軸は、必ずしもズームの全域でオーバーラップするように配置する必要はない。第１レンズ枠及び第２レンズ枠が最も近接した状態において、少なくとも一部がオーバーラップすればよい。
【０１５７】
また、上記実施の形態では、第１レンズ枠である第３レンズ群可動保持枠２４Ｂの移動によって像面湾曲を補正し、第２レンズ枠である第４レンズ群可動保持枠２６Ｂの移動によって焦点調節を行うレンズ鏡胴に本発明を適用した場合を例に説明したが、各レンズ枠を移動させる用途は、これに限定されるものではない。たとえば、第１レンズ枠及び第２レンズ枠を各々個別に移動させて焦点調節する場合（いわゆるフローティングフォーカス）にも本発明は適用できる。
【０１５８】
《その他の変形例》
上記実施の形態では、本発明を交換レンズに適用した場合を例に説明したが、本発明は、光学機器に組み込まれたレンズ鏡胴にも適用できる。たとえば、レンズ一体式カメラのレンズ鏡胴にも適用できる。また、本発明は、カメラ以外の光学機器（たとえば、プロジェクタ、顕微鏡、望遠鏡等）にも適用できる。また、カメラについては、デジタルカメラ、銀塩カメラなどスチルカメラの他、ビデオカメラ、テレビカメラ、シネカメラ等にも適用できる。
【符号の説明】
【０１５９】
１  交換レンズ
２  外装体
３  フォーカスリング
４  ズームリング
５  絞りリング
１０  鏡胴本体
１２  固定筒
１２Ａ  第１レンズ群駆動用直進溝
１２Ｂ  第２レンズ群駆動用直進溝
１２Ｃ  第３レンズ群駆動用直進溝
１２Ｄ  第４レンズ群駆動用直進溝
１４  カム筒
１４Ａ  第１レンズ群駆動用カム溝
１４Ｂ  第２レンズ群駆動用カム溝
１４Ｃ  第３レンズ群駆動用カム溝
１４Ｄ  第４レンズ群駆動用カム溝
１６  マウント
１６Ａ  端子
２０  第１レンズ群保持枠
２２  第２レンズ群保持枠
２４  第３レンズ群保持枠
２４Ａ  第３レンズ群ベース保持枠
２４Ｂ  第３レンズ群可動保持枠
２６  第４レンズ群保持枠
２６Ａ  第４レンズ群ベース保持枠
２６Ｂ  第４レンズ群可動保持枠
３０  絞りユニット
３２  第１レンズ群駆動用カムピン
３４  第２レンズ群駆動用カムピン
３６  第３レンズ群駆動用カムピン
３８  第４レンズ群駆動用カムピン
４８  第１主軸
５０  第１副軸
５２  第１主ガイド部
５２Ａ  第１主ガイド部の摺動部
５４  第１副ガイド部
５４Ａ  第１副ガイド部の溝部
５６  第３レンズ群前群駆動部
５６Ａ  駆動用マグネット
５６Ｂ  インナーヨーク
５６Ｃ  駆動用コイル
５６Ｄ  アウターヨーク
５８  第２主軸
６０  第２副軸
６２  第２主ガイド部
６２Ａ  第２主ガイド部の摺動部
６４  第２副ガイド部
６４Ａ  第２副ガイド部の溝部
６６  第４レンズ群駆動部
６８  ＶＣＭ（Voice Coil Motor；ボイスコイルモータ）
６８Ａ  駆動用コイル
６８Ｂ  駆動用マグネット
６８Ｃ  インナーヨーク
６８Ｄ  アウターヨーク
７０  コイル保持部
８０  第３レンズ群前群位置検出部
８２  位置検出用マグネット
８４  位置検出センサ
９０  第４レンズ群位置検出部
９２  基準位置検出部
９２Ａ  遮光板
９２Ｂ  フォトインタラプタ
９４  変位量検出部
９４Ａ  磁気スケール
９４Ｂ  ＭＲセンサ
１１０  レンズ制御部
１１２  絞り駆動部
１１４  温度検出部
１１６  フォーカス操作検出部
１１８  ズーム設定検出部
１２０  絞り設定検出部
１３０  カメラ制御部
ＡＬ１  第１レンズ群の移動軌跡
ＡＬ２  第２レンズ群の移動軌跡
ＡＬ３  第３レンズ群の移動軌跡
ＡＬ４  第４レンズ群の移動軌跡
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
Ｇ３  第３レンズ群
Ｇ３ａ  第３レンズ群前群
Ｇ３ｂ  第３レンズ群後群
Ｇ４  第４レンズ群
Ｇ５  第５レンズ群
Ｌ  光軸と直交する断面において光軸を通る直線
Ｓｉｍ  像面
Ｓｔ  絞り
Ｚ  光軸
【図１】
0006842601.tif 000002
【図２】
0006842601.tif 000003
【図３】
0006842601.tif 000004
【図４】
0006842601.tif 000005
【図５】
0006842601.tif 000006
【図６】
0006842601.tif 000007
【図７】
0006842601.tif 000008
【図８】
0006842601.tif 000009
【図９】
0006842601.tif 000010
【図１０】
0006842601.tif 000011