(57)【要約】【課題】手動操作および電動による枠部材の進退駆動が可能であって、駆動モータへの電力供給のための摺動接点を不要とし、高速駆動も可能であるレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】複数群からなる撮影レンズと、上記撮影レンズ周りに回転操作される距離環５０と、距離環５０の回転操作に連動して回転可能なＬＤロータ９と、ＬＤロータ９と接触していて、ＬＤロータ９に対して上記撮影レンズ周りに相対移動可能な振動子３と、上記撮影レンズ周りを所定角度往復可能であり、振動子３を支持している回転枠部材であって、距離環５０が手動により回転させられるときは、ＬＤロータ９と振動子３を介し回転させられ、振動子３が駆動信号により駆動されるときは、ＬＤロータ９に対し振動子３が相対移動して上記撮影レンズ周りに回転して該撮影レンズのうちのフォーカシングレンズを光軸方向に移動させるためのＬＤ枠６とを具備する。【選択図】図３
2009098378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系と、
上記光学系周りに回転操作される操作環と、
上記操作環の回転操作に連動して回転可能な輪転部材と、
上記輪転部材と接触していて、上記輪転部材に対して上記光学系周りに相対移動可能な振動子と、
上記光学系周りを所定角度往復可能であり、上記振動子を支持している回転枠部材であって、上記操作環が手動により回転させられるときは、上記輪転部材と上記振動子を介し回転させられ、上記振動子が駆動信号により駆動されるときは、上記輪転部材に対し上記振動子が相対移動して上記光学系周りに回転して上記光学系の少なくとも一部を光軸方向に移動させるための枠部材と、
を具備することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
上記振動子は、フレキシブルプリント基板により駆動信号を与えられることを特徴とする上記請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
上記振動子は、長方体形状をした駆動素子からなり、複数個が上記枠部材に設けられていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
上記光学系の一部は、焦点調節用の光学系であることを特徴とする上記請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
上記操作環と上記輪転部材との間には変速機構が設けられていることを特徴とする上記請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
さらに上記振動子に上記駆動信号を与える制御を行う制御手段を具備することを上記請求項１記載の特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項７】
上記振動子が駆動されているとき、若しくは、駆動されていないときのいずれにおいても任意に上記操作環を操作可能であることを特徴とする上記請求項１記載の特徴とするレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系を保持する枠部材を進退駆動するレンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレンズ鏡筒にて特別な切り換え操作を行うことなく手動操作および自動操作による焦点調整が可能なものとして特許文献１および２に開示されたレンズ鏡筒がある。特許文献１によるレンズ鏡筒は、図５０のブロック構成図に示すように撮影光学系のフォーカスレンズを進退駆動して合焦を行わせるためのレンズ駆動機構３１５が振動子３１３と移動体（ロータ）３１４からなる超音波モータ（表面波モータ）により回転駆動可能であり、同時に操作部材（手動操作環）３１１により変速機構３１２を介して振動子３１３を駆動して移動体３１４を経てレンズ駆動機構３１５の手動回転操作が可能なように構成されている。
【０００３】
特許文献２によるレンズ鏡筒は、図５１のブロック構成図に示すように撮影光学系のフォーカスレンズを進退駆動して合焦を行わせるためのレンズ駆動機構３２５を振動子３２３と移動体（ロータ）３２４からなる超音波モータ（表面波モータ）により回転駆動可能であり、一方、操作部材（手動操作環）３２１により変速機構３２２を介してレンズ駆動機構３２５を手動回転操作可能なように構成されている。
【特許文献１】特許第３５０１１７６号
【特許文献２】特許第２５９７７０７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１によるレンズ鏡筒においては、操作部材３１１により振動子３１３が回転駆動される構成であることから振動子３１３への電力および駆動信号の供給のために回転摺動接点が不可欠であって構造が複雑化する。また、摺動接点部の摺動抵抗による駆動力損失も大きく、さらに、上記回転摺動接点部の耐久性にも問題があった。
【０００５】
また、特許文献２によるレンズ鏡筒においては、振動子３２３は固定支持されており、上述した上記回転摺動接点は不要である。しかし、振動子３２３とレンズ駆動機構３２５との間に変速機構３２２を配しているのでレンズ駆動機構の回転速度が遅くなり、合焦動作の高速化が難しいといった問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、手動操作と電動とによる枠部材の進退駆動が可能であって、駆動モータへの電力供給が簡単であり、高速駆動も可能であるレンズ鏡筒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】
【０００７】
本発明の請求項１記載のレンズ鏡筒は、光学系と、上記光学系周りに回転操作される操作環と、上記操作環の回転操作に連動して回転可能な輪転部材と、上記輪転部材と接触していて、上記輪転部材に対して上記光学系周りに相対移動可能な振動子と、上記光学系周りを所定角度往復可能であり、上記振動子を支持している回転枠部材であって、上記操作環が手動により回転させられるときは、上記輪転部材と上記振動子を介し回転させられ、上記振動子が駆動信号により駆動されるときは、上記輪転部材に対し上記振動子が相対移動して上記光学系周りに回転して上記光学系の少なくとも一部を光軸方向に移動させるための枠部材とを具備する。
【０００８】
本発明の請求項２記載のレンズ鏡筒は、請求項１記載のレンズ鏡筒において、上記振動子にはフレキシブルプリント基板により駆動信号が与えられる。
【０００９】
本発明の請求項３記載のレンズ鏡筒は、請求項１記載のレンズ鏡筒において、上記振動子は、長方体形状をした駆動素子からなり、複数個が上記枠部材に設けられていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【００１０】
本発明の請求項４記載のレンズ鏡筒は、請求項１記載のレンズ鏡筒において、上記光学系の一部は、焦点調節用の光学系である。
【００１１】
本発明の請求項５記載のレンズ鏡筒は、請求項１記載のレンズ鏡筒において、上記操作環と上記輪転部材との間には変速機構が設けられている。
【００１２】
本発明の請求項６記載のレンズ鏡筒は、請求項１記載のレンズ鏡筒において、さらに上記振動子に上記駆動信号を与える制御を行う制御手段を具備する。
【００１３】
本発明の請求項７記載のレンズ鏡筒は、請求項１記載のレンズ鏡筒において、上記振動子が駆動されているとき、若しくは、駆動されていないときのいずれにおいても任意に上記操作環を操作可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、手動操作と電動による進退駆動とが可能であって、駆動モータへの電力供給構造が簡単であり、高速駆動も可能であるレンズ鏡筒を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態のレンズ鏡筒のレンズ駆動機構駆動システムのブロック構造図である。図２は、本実施形態のレンズ鏡筒の電気制御部のブロック構成図である。
【００１７】
本実施形態のレンズ鏡筒１は、一眼レフカメラに着脱可能なズームレンズ鏡筒であり、ズーミング駆動、および、図１に示すように超音波モータによりレンズ駆動機構３０２を介してフォーカスレンズ群（二群レンズ）の進退駆動が可能である。超音波モータユニット２０６の振動子３は、移動体であるＬＤロータ９に接触しており、振動子３は、レンズ駆動機構（ＬＤ枠、外連動環等）３０２側に連結されている。オートフォーカシング（以下、ＡＦと記載する）時に制御部であるＣＰＵ２５１の制御のもとで超音波モータユニット２０６が駆動され、振動子３が移動体（ＬＤロータ）９に対してレンズ光軸まわりの円周方向に相対回転移動する。振動子３の相対移動によってレンズ駆動機構３０２が回転駆動され、上記フォーカシングレンズ群が合焦位置に移動する。一方、マニュアルフォーカシング（以下、ＭＦと記載する）時には、特に切り換え操作を行うことなく、操作部材（距離環）３０１をレンズ光軸まわりの円周方向に手動回転操作することによって、変速機構（ボール、ボール受け等）２０５を介して移動体（ＬＤロータ）９が回転し、移動体９に接触している振動子３と一体の状態でレンズ駆動機構３０２が回転駆動され、上記フォーカシングレンズ群が進退移動する。
【００１８】
レンズ鏡筒１は、図２のブロック構成図に示すような電気制御システムを有しており、ＣＰＵ２５１のもとで各制御動作が行われる。即ち、ズーミング操作時にはズーム環の回転操作にともなってズームエンコーダ１３０よりズーム移動量がＣＰＵ２５１に取り込まれる。ＡＦ動作時には、図示しないＡＦ検出部により取り込まれた被写体距離情報によるＣＰＵ２５１のＡＦ制御信号に基づき、駆動回路２５２により振動子フレキシブルプリント基板（以下、フレキシブルプリント基板はＦＰＣと記載する）を介して接続された振動子３が駆動され、フォーカスレンズを合焦位置に移動させる。また、ＭＦ操作時には、距離環を回転操作することによりフォーカスレンズを進退駆動せせる。フォーカスレンズの移動量は、第一の距離エンコーダである距離エンコーダ（エンコーダＦＰＣ）１２９による距離データと第二の距離エンコーダである光エンコーダ（ＳＭＤスケール）４４による高分解能の距離データとをＣＰＵ２５１に取り込み、演算される。撮影レンズの絞り羽根は、ＣＰＵ２５１の指示に基づき、絞り駆動アクチュエータ１３２により開閉駆動される。上記絞り羽根の開放状態での初期位置は、絞りリセット位置検出器１３３により検出される。
【００１９】
上述のように本実施形態のレンズ鏡筒１ではＡＦ、ＭＦの動作切り換え操作を行うことなく双方の動作を、常時、行うことが可能である。
【００２０】
以下、本実施形態のレンズ鏡筒１の詳細な構成、作用について、図３〜４９を用いて説明する。  
図３〜１２は、本実施形態のレンズ鏡筒の光軸に沿った断面図および正面図、または、光軸直交断面図であり、そのうち、図３は、図４のＡ−Ａ断面図であって、振動子中心と光軸とフォーカス連動キー中心を通る断面を示す。図４は、図３のレンズ鏡筒の正面図である。図５は、上記レンズ鏡筒のワイド、無限合焦状態での縦断面図である。図６は、上記レンズ鏡筒のテレ、至近合焦状態での縦断面図である。図７は、図４のＢ−Ｂ断面図であって、特にカバー環まわりの詳細断面を示している。図８は、図４のＣ−Ｃ断面図であって、カム駆動リングまわりの詳細断面を示している。図９は、図４のＤ−Ｄ断面図であって、特に二群前後枠、三群枠のカムフォロアを含む詳細断面を示している。図１０は、図４のＥ−Ｅ断面図であって、特にカム枠、２Ｚ枠のカムフォロアを含む詳細断面を示している。図１１は、図７のＦ−Ｆ断面図である。図１２は、図８のＨ−Ｈ断面図である。
【００２１】
図１３〜２４は、上記レンズ鏡筒の各構成部材、ユニットの分解斜視図である。そのうち、図１３，１４は、距離環、変速機構、本枠を含む部材の分解斜視図であって、図１３は、光軸前方側から見た図であり、図１４は、光軸後方側から見た図である。図１５は、超音波モータユニットの分解斜視図である。図１６，１７は、超音波モータユニットの斜視図であって、図１６は、光軸前方側から見た図であり、図１７は、光軸後方側から見た図である。図１８は、図１７のＪ矢視図である。図１９は、図１７のＫ矢視図である。図２０，２１は、距離環、超音波モータユニット、中カバー、ズーム環、ズーム台、後カバーの分解斜視図であって、図２０は、光軸前方側から見た図であり、図２１は、光軸後方側から見た図である。図２２、２３は、１Ｚユニット〜４Ｚユニット、カム環、固定枠、本枠を含む部材の分解斜視図であって、図２２は、光軸前方側から見た図であり、図２３は、光軸後方側から見た図である。図２４は、レンズ鏡筒外装部とカバー環、レンズマウントを含む部材の分解斜視図である。
【００２２】
図２５〜３５は、各構成部材の組み付け状態を説明するための斜視図、または、断面図である。そのうち、図２５，２６は、超音波モータユニットと内外連動環と２Ｚ枠との断面斜視図であって、図２５は、光軸前方より見た図であり、図２６は、光軸後方より見た図である。図２７は、本枠に対して中カバーを固定する部分を示す斜視図である。図２８は、ＬＤ枠の目盛りベース板取り付け部の斜視図である。図２９は、目盛りベース板の斜視図である。図３０は、中カバーの目盛り窓部まわりの斜視図である。図３１は、ＬＤ枠に目盛りベース板を取り付けた状態を示す斜視図である。図３２は、カム枠に取り付けられるカムフォロアの拡大斜視図である。図３３は、図３２のカムフォロアをカム枠に取り付けた状態を示す拡大断面図である。図３４は、固定枠にカム駆動リングとカム枠を組み付けた状態を示す斜視図である。図３５は、２Ｚ枠に取り付けられたカムフォロアを固定枠とカム枠に係合させた状態を示す断面図である。
【００２３】
図３６〜４４は、変速機構と超音波モータユニットの詳細を説明するための断面図である。そのうち、図３６は、変速機構および振動子を含む超音波モータユニットまわりの光軸に沿った断面図である。図３７は、変速機構および超音波モータユニットまわりの光軸に沿った断面図である。図３８は、上記変速機構の変速部まわりの拡大断面図である。図３９は、図３６のＬ−Ｌ断面図であって、超音波モータユニットの振動子取り付け状態を示す。図４０は、超音波モータユニットのＬＤ枠とＬＤボール押さえとのネジ結合部のまわりの断面図である。図４１は、超音波モータユニットのモータ接続用ＦＰＣおよび外連動環回転検出用ＳＭＤセンサ（光センサヘッド）の配置状態を示す断面図である。図４２〜４４は、上記モータＦＰＣの撓み部の屈曲状態を示す断面図であって、図４２は、無限遠合焦時の状態を示し、図４３は、至近距離合焦時の状態を示しており、図４４は、上記外連動環が回転しすぎた状態を示す。
【００２４】
図４５〜４９は、カム枠および他の枠部材のズーミング時、フォーカシング時の進退状態を説明するための図である。そのうち、図４５，４６は、カム枠と内連動環の回転に伴う各枠部材の移動状態を示す模式的斜視図であり、図４５（Ａ）は、ワイド、無限遠合焦状態を示し、図４５（Ｂ）は、ワイド、至近距離合焦状態を示す。図４６（Ａ）は、テレ、無限遠合焦状態を示し、図４６（Ｂ）は、テレ、至近距離合焦状態を示す。図４７は、カム枠の回転に伴う２Ｚ枠の移動状態を示す展開図であり、図４７（Ａ）は、ワイド状態を示し、図４７（Ｂ）は、テレ状態を示している。図４８は、２Ｚ枠の回転角に対するカム枠、２Ｚ枠の移動量の変化を示す線図である。図４９は、カム枠または２Ｚ枠の回転角に対する撮影画角の変化を示す線図である。
【００２５】
なお、レンズ鏡筒の撮影レンズ光軸（以下、光軸と記載する）を各図中「Ｏ」で示し、以下の説明において、光軸の被写体側を前方とし、結像側を後方とする。また、各枠部材の回転方向は、前方側から見たときの回転方向で示す。
【００２６】
本実施形態のレンズ鏡筒１は、図３等に示すように固定部材として本枠３９および該本枠と一体に結合された固定枠５７と、本枠３９の外周部に固定支持される外装枠部材として前カバー４２、中カバー４１、ズーム台４８、後カバー７２と、本枠３９の外周部に回転可能される操作環部材としての距離環５０、ズーム環５３、変速機構２０５、枠部材であるＬＤ枠６を含む超音波モータユニット２０６と、固定枠５７の外周に回動可能に嵌入されるカム枠６０と、本枠３９とカム枠６０との間に挿入される１Ｚユニット２０１と、固定枠５７の内部に挿入されるユニットとして２Ｚユニット２０２、３ＺＳユニット２０３と、４Ｚユニット２０４と、各ユニットに保持される光学系としての一群，二群前／二群後，三群，四群レンズ２１１〜２１５と、さらに、本枠３９の後端部に配されるカバー環やメイン基板やレンズマウント８９等を備えている。
【００２７】
まず、固定枠部材および外装枠部材から説明する。  
固定部材としての本枠３９は、図１３，２２等に示すように円筒形状の枠部材であり、外周部の前方位置に配される光軸方向のキー溝３９ｃと、該溝に連通する周方向の係止溝３９ｅと、外周部に配される係止溝３９ｄと、該溝の近傍に配される回転止め凸部３９ａと、周方向に沿った駆動片挿通溝３９ｂおよび３９ｆとが設けられている（図１４）。
【００２８】
また、本枠３９の外周部にはＬＤ枠６の絶対回転位置検出用エンコーダパターンが形成されたＦＰＣからなる距離エンコーダ１２９が貼付されている。さらに、本枠３９の外周部にはＬＤ枠６（外連動環６５）の回転量を検出するための光センサヘッド（詳細は、後述する）からなるＳＭＤセンサ１３１がＳＭＤ用ＦＰＣ４７に実装された状態でセンサ押さえ４５によりビス１１３を用いて本枠３９に固着される。また、ＳＭＤ用ＦＰＣ４７は、本枠３９の外周に貼付される（図２１）。
【００２９】
固定枠５７は、図２２等に示すように円筒部材であり、外周部の後方部に配される周方向リブ５７ａと、リブ５７ａの近傍に配される周方向に沿った止めピン用円周溝５７ｂと、円筒部に光軸方向に沿った各３本の直進溝５７ｅ，５７ｄと、光軸方向に対して斜行する各３本のカム枠用カム溝５７ｃ、２Ｚカム溝５７ｆと、前端部にビス孔５７ｇとが設けられている。
【００３０】
固定枠５７は、本枠３９の内方に挿入され、本枠３９に後端部を当接させた状態でビスにより固定される。
【００３１】
中カバー４１は、図２０，３０等に示すように筒状枠部材であって、内周部に突出する係合凸部４１ｂと、ストッパ凸部４１ａとがが設けられ、さらに、外周部の開口部に固着される目盛り表示窓４１ｃが配されている。
【００３２】
中カバー４１は、本枠３９の外周に挿入し、図２７に示すように係合凸部４１ｂを係止溝３９ｄにガタが生じない程度の圧入状態で係合させる。ビス１１４を中カバー４１に螺着することによりそのビス頭を本枠３９の回転止め凸部３９ａに当接させることによって中カバー４１は、本枠３９の外周部に径嵌合して固定される。なお、径嵌合とは、２つの枠部材の内、外円周部が嵌合する状態をいう。
【００３３】
距離環５０は、図３，１４等に示すようにリング形状の部材であって、回転操作することにより変速機構２０５、振動子３を介してＬＤ枠６を回動駆動し、フォーカスレンズとなる二群前レンズ２１２、二群後レンズ２１３を進退駆動する操作環である。
【００３４】
距離環５０は、外周にゴムリング５１が装着され、内周部には２つの凸部５０ａと３つの凸部５０ｂが設けられており、本枠３９の外方に挿入され、中カバー４１の先端部にパッキン１４３を挟んだ状態で嵌合させて無制限角度回転可能な状態で組み付けられる。なお、距離環５０の回転操作を滑らかにするためにパッキン１４３の装着部にはグリースを塗布する。
【００３５】
前カバー４２は、図１３等に示すようにリング形状の部材であって、内周に突出する係止用凸部４２ａと、前面円周部に光軸方向のノックピン穴４２ｂが設けられている。
【００３６】
前カバー４２は、飾り環４３を内側に当て付けてビス止めした状態とし、後述するように距離環５０とＭＦボール受け１９，ＭＦボール押さえ１７等が装着された状態の本枠３９の外周に嵌入され、固着される。なお、前カバー４２の後端部外周に距離環５０の前端部を径嵌合させ、回転可能な状態で支持する。前カバー４２と本枠３９の光軸方向の対向面にはゴムパッキン９２が挿入されている（図１４）。
【００３７】
ズーム台４８は、図３，２１等に示すように円筒状の部材であって、後端部に内周側に突出する凸部４８ａが設けられており、外周部にＦＰＣからなるズームエンコーダ１３０が貼付されている（図２０）。
【００３８】
ズーム台４８は、本枠３９の外周部に後方から挿入され、凸部４８ａを本枠３９の後端面の凹部に嵌入させて固定される。
【００３９】
ズーム環５３は、図３，２０に示すように円筒状の部材であって、回動操作することによりカム枠６０を回動駆動して一群，二群前，二群後，三群，四群レンズ２１１〜２１５を光軸方向の各ズーム位置に進退駆動する。
【００４０】
ズーム環５３は、円筒面上に開口部を有し、該開口部にズーム接点８４が挿入され、ズーム接点８４を覆う状態で接点カバー８５が嵌め込まれる。さらに、ズーム駆動片５６が後端部に固着される。
【００４１】
ズーム環５３は、本枠３９の後方側から挿入され、中カバー４１の後端部にパッキン１４２を挟んた状態で所定の角度回転可能に嵌入させて取り付けられる。この取り付け状態でズーム接点８４は、ズーム台４８のズームエンコーダ１３０に接触する。ズーム環５３を回転操作した場合、ズームエンコーダ１３０よりズーム接点８４の絶対位置に対応するズーム位置を示すコード信号が出力される。
【００４２】
また、ズーム駆動片５６は、ズーム環５３の内周後端部にビスにより固着され、先端部がズーム環５３の内周側に突出する。該ズーム駆動片５６は、本枠３９の駆動片挿通溝３９ｂを挿通して、固定枠５７に回動可能に装着されているカム枠駆動リング６１の駆動片係合溝６１ｃに係合する（図１２）。ズーム環５３の回転は、ズーム駆動片５６を介してカム枠駆動リング６１に伝達される。ズーム環５３の回転範囲は、本枠３９の駆動片挿通溝３９ｂの周方向長さにより規制される。
【００４３】
ズーム環５３の外周にはゴムシートからなるズームスペーサ５４が巻きつけられ、その外側にズームゴム５５が被せられる（図２０）。ズームスペーサ５４をズーム環５３で形成しようとすると複雑な肉抜きが必要になって成形金型が高価になる。また、ズームゴム５５で形成しようとすると厚くなりすぎて組み立て困難になる。そこで、安価なゴムシートからなるズームスペーサ５４を用いている。
【００４４】
後カバー７２は、図３，２１等に示すようにリング状の部材であって、後端部に内周側に突出する凸部が設けられ、該凸部にビス挿通穴７２ａが設けられている。この後カバー７２は、ズーム台４８およびズーム環５３が装着された状態で本枠３９の外周部に後方から挿入する。そして、後カバー７２の先端部をズーム環５３の後端部にパッキン１４１を挟んだ状態で嵌合させ、かつ、ズーム台４８を押さえ付けた状態でビスをビス挿通穴７２ａに挿通させて螺着し、本枠３９に固着する。
【００４５】
次に、距離環と超音波モータユニットとの間に配される変速機構２０５について説明する。  
変速機構２０５は、図３，１３，３６等に示すようにＭＦ（マニュアルフォーカス）ロータ１８と、ＭＦボール受け１９と、ＭＦボール押さえ１７と、複数のベアリングボール１００と、距離環バネ４９とからなる差動機構で構成される。この変速機構２０５は、手動操作される距離環５０の回転を減速した状態で超音波モータユニット２０６のＬＤ（レンズ駆動）ロータ９に連結されるＭＦリテーナ１３側に伝達し、また、超音波ユニットモータ２０６の駆動時にはＭＦリテーナ１３を回転規制する負荷抵抗を与える。
【００４６】
ＭＦロータ１８は、リング状の部材であり、距離環５０の内周部に板バネ状の距離環バネ４９とともに相対回転が規制された状態で組み付けられる。距離環バネ４９は、細いリング状の板バネであり、内径側から径方向にＵ字状の切り欠き４９ａを有し、板厚方向に若干折り曲げられている。従って、レンズ光軸方向の変位に対して付勢力を有するバネとなる。また、ＭＦロータ１８は、細いリング状の輪体形状を有していて、外径には光軸方向に沿った溝である摺り割り（キー溝）１８ａが設けられている。さらに、内周部には、転動部材であるボールを受けるための円周溝が設けられている。このようにして距離環バネ４９が距離環５０のボス部５０ａにＵ字状の切り欠き４９ａを係合させて挿入された状態の距離環５０のキー部５０ｂにキー溝１８ａを係合させ、ＭＦロータ１８が距離環５０と距離環バネ４９とともに回転する状態で組み付けられる（図１４）。
【００４７】
ＭＦボール受け１９は、本枠３９の外周に径嵌合して固着されるリング状の部材であり、内周部に突出するキー部１９ａと、外周部にテーパ形状面である傾斜面１９ｄと、光軸方向に沿った２つのノックピン用Ｕ溝１９ｂと、該Ｕ溝を囲むキー部１９ｃとが設けられる（図１３）。
【００４８】
ＭＦボール押さえ１７は、リング状の部材であり、外周部にＭＦボール受け１９の傾斜溝１９ｄとは逆方向のテーパ状の傾斜面１７ｄと、内周部に光軸方向に沿ったキー溝１７ａとが設けられる（図１３）。
【００４９】
変速機構２０５と距離環５０と前カバー４２は、本枠３９の前方外周部に組み付けられる。後述する超音波モータユニット２０６が装着された状態の本枠３９の外周の前方からＭＦボール受け１９を挿入して径嵌合させ、キー部１９ａを本枠３９のキー溝３９ｃに嵌入させる。ＭＦボール押さえ１７のキー溝１７ａをＭＦボール受け１９のキー部１９ｃに係合させてＭＦボール押さえ１７をＭＦボール受け１９の外周に径嵌合させ、後述するベアリングボールを押圧するために光軸方向に摺動可能に結合させる。その結合状態で傾斜面１７ｄと１９ｄとがＶ字状に対向する（図３８）。
【００５０】
続いて、複数のベアリングボール１００を傾斜面１７ｄと１９ｄの間に落とし込み、ＭＦロータ１８の凹状内周部を該ボール１００の外周部に挿入させながら距離環バネ４９が装着された距離環５０をＭＦロータ１８の外周に嵌め込む。さらに、距離環５０の前方側から前カバー４２を挿入し、本枠３９の外周に嵌合させ、係止用凸部４２ａをキー溝３９ｃを経て係止溝３９ｅに係合させる。この係合状態で２本のノックピン１０２を前カバー４２のノックピン穴４２ｂ、さらに、ＭＦボール受け１９のＵ溝１９ｂに嵌入させることにより前カバー４２とＭＦボール受け１９とが一体の状態となり、本枠３９の外周に固着される。該固着状態で前カバー４２の前面部に前蓋５２を貼付してノックピン１０２の抜け出しを防止する。
【００５１】
上述した組み付け状態でＭＦボール押さえ１７は、光軸方向にのみ相対移動可能の状態に保持され、距離環バネ４９による後方側への付勢力を受ける。従って、複数のベアリングボール１００は、距離環バネ４９による付勢力を受けた状態でＭＦロータ１８の凹面内周部と、ＭＦボール押さえの傾斜面１７ｄおよびＭＦボール受け１９の傾斜面１９ｄからなるＶ溝によって三方が挟まれて保持される。さらに、複数のベアリングボール１００は、それぞれ後方側から挿入される超音波モータユニット２０６のＭＦリテーナ１３のＵ溝１３ａに嵌入した状態で保持される。
【００５２】
上述したベアリングボール保持状態で距離環５０を回転操作すると、ベアリングボール１００の公転によりＭＦリテーナ１３と該リテーナに固着されるＬＤロータ受け１０、ＬＤロータ９が回転駆動される。距離環５０とＭＦリテーナ１３との変速比Ｋｒは、図３８の断面図に示すように傾斜面１７ｄ，１９ｄの挟角θ、ベアリングボールの半径Ｒとし、ボールの滑りはほとんどないことから、
Ｋｒ＝Ｈ／（Ｈ＋Ｒ）
であり、Ｈ＝Ｒ・ｓｉｎ（θ／２）であるので、上記変速比は、
Ｋｒ＝ｓｉｎ（θ／２）／（ｓｉｎ（θ／２）＋１）…（１）
となる。
【００５３】
（１）式に示すように変速比Ｋｒは、傾斜面１７ｄ，１９ｄの挟角θで変化する。いま、θ＝９０°とすると、変速比Ｋｒは、０．４１となる。本実施形態の場合、フォーカシング無限遠から至近までのＬＤ枠６の回転角が４１°（ＭＦリテーナ１３の回転角も同じ）であるので、距離環５０の無限遠から至近までの操作回転角は、およそ、９９°となる。
【００５４】
また、距離環５０の回転が上述のように減速された分だけ軽く距離環５０を回転操作することができる。逆にＭＦリテーナ１３側（即ち、ＬＤロータ９側）からみると距離環５０が増速されることになり、ＬＤロータ９に対する距離環５０の回転負荷が上記増速分だけ大きくなり、後述する振動子３によるフォーカシング駆動時に有利に作用する。即ち、振動子３によるＡＦ駆動時にはＬＤロータ９は静止していることが好ましく、距離環５０の回転負荷は大きい方がよい。
【００５５】
次に、超音波モータユニットについて説明する。  
超音波モータユニット２０６は、図３，１５，１６，３６，３９等に示すようにＬＤ（レンズ駆動）枠６と、振動子ホルダ２、振動子３、振動子押圧バネ１１、振動子押さえ板１４、振動子ＦＰＣ４からなる振動子ユニットと、ＬＤロータ９と、ＬＤロータ受け１０と、ＬＤボール押さえ７と、ベアリングボール９９と、ＬＤリテーナ８と、ＭＦリテーナ１３と、超音波モータ接続用のモータＦＰＣ５とからなる。
【００５６】
ＬＤ枠６は、図１５に示すように筒状の枠部材であって、回動駆動されることによってフォーカシングレンズの進退駆動を行う枠部材である。すなわち、ＬＤ枠６は、振動子３の駆動、または、距離環５０の回動操作によって所定角度範囲を往復回動駆動され、その回転は、外、内連動環６５，６３に伝達され、フォーカスレンズとなる二群前レンズ２１２，二群後レンズ２１３を合焦位置に進退駆動させる。
【００５７】
ＬＤ枠６には後端側に光軸の軸対称位置にて外周方向に起立する壁状の一対の振動子取り付け部６ｅと、振動子取り付け部６ｅの間の位置に外周方向に向けて起立する壁状の１つの目盛りベース取り付け部６ｈと、後方端部に外連動環用キー溝６ａと、前方端側外周部にボール押さえ結合ネジ６ｇおよび該結合ネジ近傍に溶剤注入穴６ｂ（図４０）が設けられており、外周部に円弧状（アーチ型）の目盛りベース板１５が取り付けられる。
【００５８】
ＬＤ枠６は、前端部に後述するＬＤボール押さえ７が係合ネジを介して固着された状態で内周部を本枠３９の外周部に径嵌合して回転可能に取り付けられ、前端側がＬＤボール押さえ７を介してＭＦボール受け１９により光軸方向が規制され、後端側が本枠３９の円周リブにより光軸方向が規制された状態で支持される。
【００５９】
ＬＤロータ９は、セラミック材からなるリング状輪転部材である。
【００６０】
ＬＤロータ受け１０は、図１５に示すようにリング形状の枠部材であって、後端面がＬＤロータ９に当接し接着されて一体化される。ＬＤロータ受け１０の前面側にはＬＤリテーナ８により支持されたベアリングボール９９が転動する周方向のＶ溝が設けられている。該Ｖ溝の底部は、光軸方向にあり、従って、ベアリングリングボール９９は、光軸方向に押圧される。さらに、該Ｖ溝を内周に覆うように前方に突出しているリング部１０ｂが設けられている。リング部１０ｂには、後述するＭＦリテーナ１３がビスにより固着される。
【００６１】
ＬＤロータ受け１０の後端面にはＬＤロータ９が熱硬化型のエポキシ接着剤で接着される。この接着は気泡が混入したり、途切れていたりすると超音波モータユニット２０６の性能に影響する。そこで、ＬＤロータ受け１０に接合部内周部に切り欠き状の接着剤溜まり１０ａを設け、接着剤が接着剤溜まり１０ａまではみ出していることを確認することで十分な接着状態になっていることが認識できる。また、接着剤溜まり１０ａが全周の切り欠き形状であることから接着剤が全周に回りやすい。
【００６２】
また、上述したようにＬＤロータ９は、衝撃に弱いセラミック材で形成されているので落下などによる衝撃が加わったとき、各部が変形して他の部材と接触した場合、破損する可能性がある。そこで、図３７に示すようにＬＤロータ受け１０の外径と距離環５０の内径とで形成される隙間Ｃ1 よりもＬＤロータ９の外径と中カバー４１の内径とで形成される隙間Ｃ3 を大きくとり、同時に、ＬＤロータ受け１０の内径とＬＤ枠６の外径とで形成される隙間Ｃ2 よりもＬＤロータ９の内径とＬＤ枠６の外径とで形成される隙間Ｃ4 を大きくとっている。このようにＬＤロータ９まわりのスペースを大きくとることによって上述した落下時等に他の部材と接触させないようにしてＬＤロータ９の破損を防止している。
【００６３】
ＬＤロータ９の後端面（界面）は、後述するようにＬＤ枠６に装着された振動子３の駆動子３ａが当接しており、その摩擦力によって駆動子３ａとＬＤロータ９との間に駆動力が生じることになるが、ＬＤロータ９の外径部近傍には中カバー４１と距離環５０の嵌合部が位置しており、該嵌合部には防滴用パッキン１４３が配され、そこには潤滑用グリースが塗布されている。もし、上記グリースがＬＤロータ９の後端面に付着すると、上記駆動子３ａの駆動力の伝達が不十分になる可能性がある。そこで、図３６，３７に示すようにＬＤロータ９の後端面と、中カバー４１と距離環５０の嵌合部とをできるだけ光軸方向にずらして配置し、上述した不具合の発生を防止している。
【００６４】
ＬＤボール押さえ７は、図１５，４０に示すようにリング状の部材であって、後端面部にベアリングボール９９が転動する周方向のＶ溝がＬＤロータ受け１０のＶ溝と光軸方向に対向するように設けられ、また、後端内周部にＬＤ枠６と螺合する結合ネジ７ｇが設けられている。
【００６５】
ＬＤロータ受け１０とＬＤボール押さえ７のＶ溝によってベアリングボール９９を挟み込んだ状態とする。そのベアリングボール挟み込み状態でＬＤ枠６の先端部にて結合ネジ６ｇとＬＤボール押さえ７の結合ネジ７ｇとを螺着後、該ネジ螺合部はゆるみ防止のために接着され、ＬＤ枠６とＬＤボール押さえ７とが一体化される。
【００６６】
なお、ＬＤ枠６とＬＤボール押さえ７との螺着部を分解する必要が生じたときには、ＬＤ枠６の溶剤注入穴６ｂより溶剤を注入して接着剤を溶解することによって結合ネジ６ｇと７ｇとの螺合をゆるめて分解することができる（図４０）。
【００６７】
ＬＤロータ受け１０のリング部１０ｂの内周部前方側からＭＦリテーナ１３を嵌入し、ビス１１８を挿通させ、上記ＭＦリテーナのビス穴に螺着することによりＬＤロータ受け１０とＭＦリテーナ１３とを一体化する。なお、前述したようにＭＦリテーナ１３の先端部には、光軸方向に複数のＵ溝１３ａが設けられており、それぞれに変速機構２０５のベアリングボール１００が挿入される。
【００６８】
ＬＤボール押さえ７とＬＤロータ受け１０はライフ性や耐衝撃性さらに超音波モータユニット２０６の特性のために金属製であるが、ＬＤリテーナ８は、部品コストが安いこととと共に摺動性に優れる樹脂成型品を用いている。但し、周辺の金属部品と熱膨張係数に差があるため、外気温の変動による膨張や収縮によって周辺の金属部品と干渉しないような寸法になっている。
【００６９】
振動子３は、図３９等に示すように装着状態で一面が光軸との直交面に沿っている直方体形状（長方形）の積層圧電体と、積層圧電体の上記直交面の前面側に光軸周方向に離間して配され、固着される一対の駆動子３ａとからなる。駆動子３ａは、上記積層圧電体に接着固定されるが、その接着状態は、超音波モータとしての性能に大きく影響することからプラズマ洗浄を行った後、熱硬化型のエポキシ接着剤により接着する。振動子３の背面側には振動子３を保持する部材として光軸に沿った（ラジアル方向）断面がコの字形状である振動子ホルダ２が一体成形されて配されている。
【００７０】
前述したＬＤ枠６の外周上に起立する２つの振動子取り付け部６ｅにて一対の振動子３が振動子ホルダ２を介して振動子押圧バネ１１により付勢され、ＬＤロータ９に押圧された状態で取り付けられる。
【００７１】
上記振動子取り付け構造のさらなる詳細について説明する。振動子ホルダ２の背面部中心には凸部２ａが形成されている。この凸部２ａの先端は、微小平面部になっている。駆動子３ａをＬＤロータ９に密着させるためには振動子３の揺動を規制しない状態で凸部２ａを振動子押圧バネ１１に点接触させるように球面で形成することが望ましい。しかし、点接触状態では該凸部が摩滅する可能性がある。そこで、上述のように凸部２ａの先端を微小平面部とし、摩滅を防止している。
【００７２】
振動子ホルダ２の振動子厚み方向（光軸のラジアル方向）は、振動子押さえ板１４とＬＤ枠６とで挟持されるが、駆動子３ａをＬＤロータ９に密着させるために振動子３を光軸方向に移動自在で、かつ、光軸と垂直な軸まわりにも揺動自在に保持する必要がある。従って、円筒形状の部材で振動子ホルダ２の振動子厚み方向を支持することが好ましいと考えられる。しかし、円筒部材で支持した場合、線接触となるので摩耗によりガタが発生する可能性がある。そこで、揺動支持軸部としての振動子ホルダ２の振動子厚み方向の凸部２ｂを小さい角柱形状とする。また、振動子ホルダ２の成形金型をスライド型としないために振動子押さえ板１４の凸部挿入穴に周方向の後端側に逃げ部１４ａを設け、振動子ホルダ２の成形時のバリを逃がすようにしている（図１７）。また、揺動に関しても凸部２ｂの幅と嵌合長は同程度であり、必要な揺動量が微小であることから凸部２ｂが角柱形状でも問題にはならない。
【００７３】
振動子押圧バネ１１は、板バネからなり、両端部に嵌入穴１１ａと長穴１１ｂとが設けられている。ＬＤ枠６の振動子取り付け部６ｅには、周方向に離間した２つのネジ穴６ｉが設けられており、該ネジ部に２本の調整ビス１２を螺合させる。一方の調整ビス１２の先端部１２ａは、振動子押圧バネ１１の嵌入穴１１ａに嵌入させ、他方の調整ビス１２の先端部１２ａは、振動子押圧バネ１１の長穴１１ｂに嵌入させる。振動子押圧バネ１１の中央部に振動子ホルダ２の凸部２ａが当接する（図３９）。なお、調整ビス１２の先端部１２ａの根元部は、円錐形状部１２ｂになっており、嵌入穴１１ａ、長穴１１ｂとの間にガタが生じないようにして、駆動時の異常音の発生を防止している。
【００７４】
振動子３に固着される駆動子３ａは、ＬＤロータ９の後端面に振動子押圧バネ１１の付勢力で密着するようにして当て付けられる。この駆動子３ａの当接力量は、超音波モータとしての性能に大きく影響し、本実施例では１５Ｎ程度が得られるように調整ビス１２のねじ込み量によって調整している。
【００７５】
振動子ＦＰＣ４は、その電極部を振動子３の電極部に互いに当接させた状態で熱硬化型導電性エポキシ接着剤で接着して電気的導通を取っている。また、振動子ＦＰＣ４には振動子３の移動の負荷にならないようにＵ字状のたわみ部４ａが設けてある（図１６，１７）。
【００７６】
モータＦＰＣ５は、振動子ＦＰＣ４と後述するサブ基板７７とを接続するためのＦＰＣであって、振動子ＦＰＣ４に半田接続される接続部５ａと、サブ基板７７とのコネクタ接続片５ｄと、接続部５ａ側とコネクタ接続片５ｄ側の間に配される屈曲しやすい部分５ｃとを有している。そして、ＬＤ枠６の外周部にＦＰＣ嵌合用ボス６ｃにより位置決めされ、ビス９８により固着され、さらに、ＦＰＣ押さえ１３４、および、両面接着テープによりコネクタ側延出部側が本枠３９外周面に固着される（図１５，１７）。そして、該ＦＰＣ５は、ＬＤ枠６と本枠３９との間を屈曲しやすい部分５ｃをＵ字状に屈曲させた状態で繋いでいる。
【００７７】
モータＦＰＣ５の装着状態でフォーカシング駆動時に本枠３９に対してＬＤ枠６が回転する場合、上述したように屈曲しやすい部分５ｃをＵ字状に屈曲（屈曲部５ｂ）させることによりＬＤ枠６の回転動作を可能にしている。図４２，４３は、ＬＤ枠６が無限遠合焦位置と至近距離合焦位置とに回転した状態でのモータＦＰＣ５の屈曲状態を示している。
【００７８】
なお、図４４に示すように屈曲部５ｂと内側の固定部５ｆが離れすぎると、元に戻る際にＦＰＣの平面に戻ろうとする力（コシ）で中間部５ｇが先に撓んでしまい、図４２の状態にならなくなる。そこで、可動範囲内で屈曲部５ｂと内側の固定部５ｆが離れすぎないように内外の固定部５ｆ，５ｅの位置、および、その間のＦＰＣの長さを設定した。
【００７９】
なお、上述した振動子３、駆動子３ａ、振動子ホルダ２、振動子押圧バネ１１、振動子ＦＰＣ４からなる振動子ユニットは、小型のユニットで構成し、汎用性を持たせている。
【００８０】
振動子３において、積層圧電体に対して電極部を介して後述するように駆動電圧が印加されると屈曲振動と縦振動との合成振動を繰り返し、駆動子３ａが周方向に沿った楕円振動を行う。駆動子３ａにはＬＤロータ９が当接しており、上記楕円振動によってＬＤロータ９およびＬＤロータ受け１０に対して振動子３が相対的に周方向に移動する。
【００８１】
距離環５０の静止状態で振動子３が駆動されると、ＬＤロータ９およびＬＤロータ受け１０に対して振動子３が周方向に移動し、ＬＤ枠６が光軸まわりに回動する。ＬＤ枠６の回動は、後述する外、内連動環６５，６３を経て二群後枠２７に伝達され、フォーカシングが行われる。
【００８２】
超音波モータユニット２０６により上述したフォーカシング駆動が行うことできる限界の駆動条件、すなわち、ＬＤロータ側（ＬＤロータ９，ＬＤロータ受け１０，距離環５０等）静止状態でＬＤ枠側（ＬＤ枠６，外、内連動環６５，６３，二群後枠２７等）を回転駆動する条件としては、ＬＤロータ側を回転させるに必要なトルクＴK0よりもＬＤ枠側を回転させるに必要なトルクＴL0よりも大きいことが必要がある。すなわち、
ＴK0＞ＴL0  …（２）
であることが必要である。ＴK0とＴL0は、
ＴK0＝ＴK＋ＩK×αmax  …（３）
ＴL0＝ＴL＋ＩL×αmax  …（４）
により与えられる。但し、ＴKは、ＬＤロータ側を回転させるに必要な摺動部摩擦力やグリース粘性によるトルクである。ＩKは、ＬＤロータ側の光軸上換算の等価慣性モーメントである。ＴLは、ＬＤ枠側を回転させるに必要な摺動部摩擦力やグリース粘性によるトルクである。ＩLは、ＬＤ枠側の光軸上換算の等価慣性モーメントである。αmaxは、ＬＤロータとＬＤ枠とのＡＦ動作時の相対回転運動の最大角加速度である。
【００８３】
また、振動子３が静止している状態でＬＤロータ９と駆動子３ａとの間の摩擦力に抗してＬＤロータ９とＬＤ枠６とを相対的に回転させるのに必要なトルクＴSとして、
ＴS >ＴL＋ＩL×αmax  …（５）
となるようにしている。
【００８４】
ここで、振動子３の動作状態の詳細について説明する。一対の振動子３にはそれぞれ二組の駆動用電極と一組の振動検出用電極が設けられている。二組の駆動用電極に所定の位相差を持った駆動信号を加えると、二つの駆動子３ａの部分に位相差を持った楕円振動が発生する。駆動子３ａは振動子３を介して振動子押圧バネ１１によってＬＤロータ９に押圧されているので、駆動子３ａの上記楕円振動によりＬＤロータ９との摩擦力で振動子３がＬＤロータ９に対して相対的な周方向の力を受ける。ＬＤロータ９に対してＬＤ枠６と一体のＬＤボール押さえ７は、ベアリングボールによって支持されており、光軸中心に回転する。すなわち、ＬＤ枠６が振動子３と共に回転する。そして、外内連動環６５，６３を介して二群前枠２８，二群後枠２７が進退駆動され、フォーカシングが行われる。
【００８５】
一対の振動子３に配される二つの駆動子３ａは、位相差を持った楕円振動をするので交互にＬＤロータ９に対して相対移動することになる。また、一対の振動子３には同一の信号が与えられ、同期して動作をする。なお、上記振動検出用電極から発生する信号はフィードバック制御に用いられる。
【００８６】
ＬＤ枠６には、外周部に起立するベース板取り付け部６ｈが設けられており、該取り付け部６ｈには、周方向に沿った２つの長穴６ｄと２つのビス穴６ｆが配されている（図２８）。また、目盛りベース板１５には円弧状（アーチ型）の板の内周側に光軸に直交する方向に突出する取り付け部に光軸方向前方に突出する２つの回り止め凸部１５ａと、２つの周方向の長穴１５ｃが設けられており、さらに、光軸方向後方に突出するストッパ１５b1，１５b2が設けられている（図２９，３１）。このストッパ１５b1，１５b2は、ＬＤ枠６の無限遠側、または、至近側の回動限度位置にて中カバー４１側のストッパ４１ａと当接してＬＤ枠６の回転を規制するものである。
【００８７】
目盛りベース板１５は、ＬＤ枠６の取り付け部６ｈに当て付けて凸部１５ａを長穴６ｄに挿入し、目盛りベース板１５の周方向位置を調整し（後述するＺＰ調整）、長穴１５ｃに挿通させたビス１０６をビス穴６ｆに螺着することによってＬＤ枠６に固着される（図３１）。目盛りベース板１５の外周面には合焦被写体距離を示す数値が印刷された目盛りシート１６が貼付されており（図１６）、組み付け状態で目盛りシート１６は、中カバー４１の目盛り表示窓４１ｃの内側に位置しており、外部から上記合焦被写体距離を認識することができる（図２０）。
【００８８】
上記ＺＰ調整とは、ズーミングによって発生する各被写体距離に対する合焦位置のずれ、具体的には合焦時に回動駆動されるＬＤ枠６の本枠３９に対する回動位置のずれを抑えるようにフォーカシングにオフセットを加える調整である。その調整方法としては、合焦状態にあるとき、中カバー４１の目盛り表示窓４１ｃに配されている指標線４１ｄに目盛りシート１６の被写体距離値が合致するようにＬＤ枠６に対する目盛りベース板１５の位置を長穴１５ｃにて調整してビス１０６を締め付けることにより調整される。この目盛りベース板１５の位置調整で無限側ストッパ１５b1，至近側ストッパ１５b2の中カバー４１側のストッパ４１ａに対する位置も同時に調整され、ＬＤ枠６の回動可能範囲が後述する適正な範囲に限定される。
【００８９】
無限あるいは至近からＬＤ枠回転規制のためのストッパ４１ａが当接するまでの角度が上記ＺＰ調整によって大きく変わってしまう。本実施形態のレンズ鏡筒１では上記ＺＰ調整の角度は、約±３°度である。無限もしくは至近からストッパまでの角度は温度特性やもろもろの調整誤差を含めて少なくとも約３°が必要になる。つまり、無限もしくは至近までは６°±３°になる。例えば、ある個体では至近からストッパまでは３°であるが他の個体では９°という場合があり得る。ＡＦ、ＭＦともに電気制御をしているレンズ鏡筒ならば制御により停止させるので機械的なストッパの位置はあまり問題にならない。しかし、距離環５０の手動によるＭＦ操作で回転可能な構成である場合、上記ストッパが調整されていない状態であれば、操作性上、使い勝手が悪い。また、光学設計で保証できないところまで使うことができてしまう。そこで、本実施形態のレンズ鏡筒１では前述したように目盛りの調整とストッパの位置調整が同時に行えるようになっている。これによって目盛りベース板１５を調整すれば無限もしくは至近からストッパ作用位置までは自動的に一定の角度になり、調整による個体差は無くなる。ちなみにこの調整量は本実施形態では前述の温度特性や各種の調整誤差分の約３°になっている。
【００９０】
次に、カム枠まわりや外、内連動環の構成について説明する。  
カム枠駆動リング６１とカム枠６０は、図３，２２等に示すようにリング状部材、および、筒状枠部材からなり、固定枠５７の外周部に回転可能、または、回転進退可能に径嵌合する。
【００９１】
カム枠駆動リング６１には円周部にズーム環５３のズーム駆動片５６の先端部が係合する係合溝６１ｃと、前方に突出する３つのカム枠用キー６１ｂと、円周部３箇所に配される止めピン挿入溝６１ｄとが設けられている。
【００９２】
カム枠駆動リング６１は、後部にズーム板バネ８７を挿入した状態で固定枠５７の外周に前方側から嵌合させて挿入し、リブ５７ａに後端面を当接させる。その状態で止めピン６２を挿入溝６１ｄに挿入し、貫通させ、固定枠５７の止めピン用円周溝５７ｂに嵌入させると、カム枠駆動リング６１は、固定枠５７に対して回転可能であって、光軸方向の移動が規制された状態になる。止めピン６２は、挿入溝６１ｄに挿入後は、挿入溝６１ｄの端部の段部６１ａによって抜け出しが規制される（図１２）。
【００９３】
カム枠駆動リング６１が組み付けられた固定枠５７を本枠３９の内周部に挿入し、固定枠５７の後端部を本枠３９に固定し、カム枠駆動リング６１の係合溝６１ｃにズーム環５３のズーム駆動片５６の先端部が係合させると（図１２）、ズーム環５３の回転は、カム枠駆動リング６１に伝達される。
【００９４】
ズーム板バネ８７は、本枠３９の内周段部とカム枠駆動リング６１の外周段部で挟持され、弾性変形した状態に保持される。従って、カム枠駆動リング６１は、ズーム板バネ８７で前方に付勢され、本枠３９に対して所定の摩擦回転力で保持された状態となり、カム枠駆動リング６１とズーム駆動片５６により連結されているズーム環５３は、不用意に回転することがない。
【００９５】
カム枠６０には円周部に各３本の光軸に対して斜行するカム溝として１Ｚカム溝（有底溝）６０ａ、４Ｚカム溝６０ｂ、３ＺＳカム溝６０ｃと、２Ｚ傾斜直線溝（内周面に設けられた有底溝）６０ｄと、後端部に開放する光軸方向のカム枠駆動リング用キー溝６０ｅが設けられている。
【００９６】
カム枠６０は、カム枠駆動リング６１が装着されている固定枠５７の外周に嵌入する。そして、カムフォロア２３を固定枠５７のカム枠用カム溝５７ｃの嵌入させてカム枠６０の内周にカム枠６０の外周側より挿入されるビス９６により固着する。なお、カムフォロア２３は、ネジ穴２３ｂの軸心と直交する方向に沿った平行段部２３ａを有しており（図３２）、カムフォロア２３をカム枠６０に固着するとき、ビス９６を締め上げると段部２３ａがカム枠６０の内周面に食い込むので、ビス螺着時のカムフォロア２３のまわり止めとして機能し、ビス９６の締め付けを確実に行うことができる（図３３）。
【００９７】
カム枠６０のキー溝６０ｅにカム枠駆動リング６１のカム枠用キー６１ｂを係合させてカム枠６０とカム枠駆動リング６１とを連動状態とする。
【００９８】
上述したカム枠装着状態でカム枠駆動リング６１を回動させると、カム枠６０は、カム枠駆動リング６１とキー６１ｂを介して一体回転しながらカムフォロア２３とカム溝５７ｃにより光軸方向に進退移動する。
【００９９】
なお、過酷使用状態で１Ｚ枠２１を光軸前方に引っ張ると、カム枠６０もつられて前方に動き、カム枠用キー６１ｂがカム枠６０のキー溝６０ｅから外れそうになるが、カム枠用キー６１ｂの先端部の片側に光軸方向の微小凸部６１b0を設けているので、キー溝６０ｅから外れることがない（図３４）。
【０１００】
外連動環６５と内連動環６３は、図３，２０，２２等に示すように共にリング形状の部材であり、ＬＤ枠６のフォーカシング時の回転を二群後枠２７に伝達する部材である。
【０１０１】
外連動環６５は、前端部にＬＤ枠の後端に設けられるキー溝６ａ（図１７）に係合する光軸方向に突出した凸状のキー部６５ａを有しており、内周部にＳＭＤスケール４４が貼付され、さらに、距離接点８０がビス止めされる。後端面には内周側に突出するフォーカス駆動片６６がビスにより固着される。
【０１０２】
外連動環６５は、本枠３９の外周に径嵌合し、光軸方向の移動が規制された状態で装着されている。キー部６５ａは、ＬＤ枠の後端に設けられるキー溝６ａ（図１７）に係合させ、フォーカス駆動片６６は、本枠３９の挿通溝３９ｆを挿通させてその先端部６６ａを内駆動環６３の係合溝６３ａに係合させる。
【０１０３】
内連動環６３は、内周部に光軸方向前方に延出した状態のフォーカス連動キー６４がビスおよび接着により固着されている。
【０１０４】
内連動環６３は、固定枠５７の後端外周部に回転可能に嵌入し、光軸方向の移動が規制された状態で装着される。フォーカス連動キー６４は、二群後枠２７の腕部キー溝２７ａに摺動可能に嵌入する。
【０１０５】
ＬＤ枠６の回転は、外連動環６５から内連動環６３にフォーカス駆動片６６によって伝達され、さらに、内連動環６３のフォーカス連動キー６４を介して二群後枠２７に伝達され、フォーカシング駆動が行われる。
【０１０６】
上述した外連動環６５の本枠３９への装着状態で距離接点８０は、本枠３９の距離エンコーダ１２９に接触する。ＬＤ枠６を回転操作して外連動環６５が回転した場合、距離エンコーダ１２９より距離接点８０の絶対位置に対応するＬＤ枠フォーカス回転位置を示すコード信号が出力される。
【０１０７】
また、外連動環６５の内周に貼付されたＳＭＤスケール４４に対向した状態で本枠３９側のＳＭＤセンサ１３１が位置している（図４１）。なお、ＳＭＤスケール４４とＳＭＤセンサ１３１の間の径方向の隙間は、ＳＭＤセンサ１３１が実装されるＳＭＤ用ＦＰＣ４７の裏面に挿入される調整座金４６によって所定の隙間に調整される（図２１）。
【０１０８】
ＳＭＤセンサ１３１は、ＳＭＤスケール４４の２０μｍピッチの白黒パターンによる信号と該パターンに対して９０°の位相差を持った２種類の信号を出力し、５μｍピッチの分解能と回転方向の検出が可能なセンサである。なお、このＳＭＤセンサは、特開２００５−２８３４５７号公報（特に段落００１６〜００２４）にてセンサヘッドとしてその詳細技術が開示されている。また、ＳＭＤセンサ１３１とＳＭＤスケール４４は、他のデバイス、例えば、磁気エンコーダ等で置き換えてもよい。
【０１０９】
ＳＭＤセンサ１３１によって外連動環６５（従って、ＬＤ枠６）の回転角を周長換算５μｍピッチで検出することができる。但し、このＳＭＤセンサ１３１によって得られるのは相対位置データであり、上述した距離エンコーダ１２９による絶対位置パターン信号と併用することで高分解絶対位置を検出することができる。
【０１１０】
次に、各ズームユニットの構成について説明する。  
１Ｚユニット２０１は、図３，２２等に示すように一群レンズ２１１を保持する一群枠２０と、一群枠２０を支持する１Ｚ枠２１と、フィルタ環２４とからなる。
【０１１１】
１Ｚ枠２１は、円筒状の枠部材であり、内周部に光軸方向に沿った３本の直進溝２１ａと、内周後端部に３つのカムフォロア２２が固着されている。１Ｚ枠２１の前端部に一群枠２０がパッキン１４４を挟んだ状態で装着され、さらに、フィルタ環２４が装着される。
【０１１２】
１Ｚ枠２１は、直進溝２１ａに固定枠５７の１Ｚガイドピン５９を摺動可能に係合させた状態でカム枠６０の外周に相対回転可能な状態で径嵌合させる。そして、カムフォロア２２をカム枠６０の１Ｚカム溝６０ａに摺動可能に係合させる。なお、１Ｚガイドピン５９は、固定枠５７の前端部に遮光用固定枠カバー５８とともにビス穴５７ｇに螺合されたビスにより固着されている。上記嵌合状態で１Ｚ枠２１は、回転規制状態でカム枠６０の回転及び進退移動にともなって１Ｚカム溝６０ａにより光軸方向に進退駆動される。
【０１１３】
２Ｚユニット２０２は、図３，２２等に示すように２Ｚ枠３７と、二群前レンズ２１２を保持する二群前枠２８と、二群後レンズ２１３を保持する二群後枠２７とからなる。
【０１１４】
二群後枠２７は、枠部材であり、円周部に各３本の二群前枠用カム溝２７ｂおよび２Ｚカム溝（有底溝）２７ｃと、後方に突出する腕部に設けられる光軸方向に沿ったキー溝２７ａとが設けられている。二群後枠２７のキー溝２７ａには、内連動環６３のフォーカス連動キー６４が摺動可能に嵌入する。
【０１１５】
二群前枠２８は、筒状枠部材であり、後端側外周に３つの二段カムフォロア２９が固着されている。二段カムフォロア２９の内方側（根元部）カムフォロアが二群後枠２７のカム溝２７ｂに係合し、二段カムフォロア２９の外方側（先端部）カムフォロアが固定枠５７の直進溝５７ｄに係合する。この二群前枠２８は、二群後枠２７の内周部に径嵌合され、相対的に進退可能な状態で挿入される。
【０１１６】
２Ｚ枠３７は、リング状の枠部材であり、内周部に３つのカムフォロア３７ｂが一体で形成され、リング後方に突出する凸部３７ａに３つのカムフォロア３８が固着されている。内周側のカムフォロア３７ｂを二群後枠２７のカム溝２７ｃに係合させた状態で２Ｚ枠３７の内周部を二群後枠２７の外周部に径嵌合させる。一方、外周に固着された二段カムフォロア３８の内径側（根元部）を固定枠５７の２Ｚカム溝５７ｆに係合させ、同時に、カムフォロア３８の外径側（先端部）をカム枠６０の２Ｚ用傾斜直線溝６０ｄに係合させた状態で２Ｚ枠３７の外周部を固定枠５７の内周部に径嵌合させる。
【０１１７】
上述した２Ｚユニット２０２の固定枠５７内への組み込み状態で２Ｚ枠３７は、カム枠６０の回転にともなってカムフォロア３８が固定枠５７の２Ｚカム溝５７ｆとカム枠６０の傾斜した２Ｚ用傾斜直線溝６０ｄとにより回転、かつ、光軸方向に進退駆動される。また、内連動環６３が回転しない状態（フォーカス駆動しない状態）では二群後枠２７は、光軸周りの回転が規制された状態にあり、カム枠６０の回転にともなって２Ｚ枠３７のカムフォロア３７ｂによってカム溝２７ｃに沿って進退駆動される。さらに、二群前枠２８は、固定枠５７の直進溝５７ｄにより回転が規制された状態で二群後枠２７のカム溝２７ｂに係合するカムフォロア２９によって進退駆動される。
【０１１８】
なお、２Ｚ枠３７のカムフォロア３８は、ビス９４により固着されるが、図３５に示すようにビス穴３７ｃをゴミ発生防止のためにめくら穴としている。そのため、ビス穴３７ｃのねじ有効長が短くなってしまう。そこで、本実施形態においては上記ねじ有効長を長くとるためにビス穴３７ｃの周囲に突部３７ｄを設けた構造を採用している。そして、このように突部３７ｄを設けたことにより２Ｚ枠３７が固定枠５７の内周にそのままでは嵌入させることができない。そこで、本実施形態においてはビス穴３７ｃが設けられる凸部３７ａ周辺を一旦内側に弾性変形させて固定枠５７内に嵌入させ、その後、外周側からカムフォロア３８をカム溝５７ｆおよび傾斜直線溝６０ｄに挿入してビス止めを行う。
【０１１９】
３ＺＳユニット２０３は、図３，２２等に示すように三群レンズ２１４を保持する三群枠３０と、三群枠３０を保持し、絞り板３４、絞り羽根３３および絞り押さえ板３２を保持する３ＺＳ枠３１と、３ＺＳ枠に支持される絞りアクチュエータ１３２と、絞りアクチュエータＦＰＣ７８とからなる。
【０１２０】
３ＺＳ枠３１は、外周３方向に設けられる腕部に３つのカムフォロア７３が固着され、上記腕部外周を固定枠５７の内周に径嵌合させて組み込まれる。そして、カムフォロア７３を固定枠５７の直進溝５７ｅに嵌入させ、さらに、カム枠６０の３ＺＳカム溝６０ｃに嵌入させる。３ＺＳ枠３１は、カム枠６０の回転にともなって直進溝５７ｅにより回転規制された状態で３ＺＳカム溝６０ｃにより光軸方向に進退駆動される。
【０１２１】
４Ｚユニット２０４は、図３，２２に示すように四群レンズ２１５を保持する四群枠３５と、四群枠３５を保持する４Ｚ枠３６とからなる。４Ｚ枠３６には外周３方向に突出する腕部を有し、該腕部にカムフォロア９３が固着されている。４Ｚ枠３６は、上記腕部外周を固定枠５７の内周に径嵌合させて組みこまれる。そして、カムフォロア９３を固定枠５７の直進溝５７ｄに嵌入させ、さらに、カム枠６０の４Ｚ枠用カム溝６０ｂに嵌入させる。４Ｚ枠３６は、カム枠６０の回転にともなって直進溝５７ｄにより回転規制された状態で４Ｚカム溝６０ｂにより光軸方向に進退駆動される。
【０１２２】
なお、上述した１Ｚ枠２１、２Ｚ枠３７、二群前枠２８、二群後枠２７、３ＺＳ枠３１、４Ｚ枠３６のカム枠６０、または、内連動環６３による回転、進退駆動状態は、図４５，４６の模式図に示される。また、２Ｚ枠３７のカム枠６０による回転、繰り出し状態は、図４７の展開図に示され、カム枠駆動リング６１がｍ0 方向（展開図上）に移動した場合、カム枠６０が回転しながらｍ1 方向に繰り出されるので、カム溝５７ｆと６０ｄによって２Ｚ枠３７は、回転しながら光軸方向に繰り出される。
【０１２３】
次に、鏡筒後端部の構成について説明する。  
鏡筒後端部には、図３，２４等に示すように固定枠５７の後方内周部に外カバー環６７と、内カバー環６８と、メインＦＰＣ７６と、硬質基板からなるサブ基板７７と、メインＦＰＣガイド板７０と、接点台７９と、調整座板８６と、レンズマウント８９とが配されている。
【０１２４】
外カバー環６７は、筒状枠部材であって、前端面６７ｂから外周部前方に突出する３つの凸部６７ｃと、内周部に光軸方向に沿った直進溝６７ａとを有している。外カバー環６７は、レンズマウント８９の後端部にビスにより固着される。
【０１２５】
内カバー環６８は、筒状枠部材であって前端部の外周に突出する凸部６８ａと、後端部の外周に突出する爪部６８ｂとが設けられている。内カバー環６８の外周部にコイルバネからなるカバー環バネ６９を外カバー環の凸部６７ｃ内側の前端面６７ｂに当接させ、かつ、内カバー環６８の凸部６８ａで挟んだ状態で挿入する。該内カバー環６８を外カバー環６７の内周に凸部６８ａを外カバー環６７の直進溝６７ａに係合させた状態で嵌入させる。内カバー環６８は、回転が規制された状態でカバー環バネ６９の付勢力を受けて前方へ付勢される。なお、内カバー環６８を外カバー環６７内に挿入するとき、爪部６８ｂ周辺を一旦、内側に変形させて外カバー環６７の直進溝６７ａの前端に設けられる凸壁面を乗り越えて挿入し、係合させるので内カバー環６８は、外カバー環６７から前方に抜け出さない。
【０１２６】
なお、内カバー環６８の爪部６８ｂが係合する外カバー環６７の直進溝６７ａの外側は、わずかに外周側に凸状とし、成形肉厚を確保している（図１１）。そして、直進溝６７ａの上記外側の凸状部は、メインＦＰＣ７６、サブ基板７７、ＦＰＣガイド板７０等の部材を逃げて位置している。
【０１２７】
４Ｚ枠３６がワイド側に繰り込まれている状態では、内カバー環６８の前端面が４Ｚ枠３６の後端面で押圧され、内カバー環６８は、外カバー環６７の内部に入り込み、また、内カバー環６８内部に四群枠３５が繰り込まれている（図７）。
【０１２８】
４Ｚ枠３６がテレ側に繰り出されている状態では、内カバー環６８の前端面が解放されて、内カバー環６８は、カバー環バネ６９の付勢力により光軸方向前方に移動し、四群枠３５の後端と内カバー環６８の前端とがわずかに重なった状態になる（図６）。なお、ワイド状態とテレ状態との途中で内カバー環６８の前端面と４Ｚ枠３６の後端面と当接、離間状態が切り替わるが、常に４Ｚ枠３６の後端面側の四群枠３５の後端は、内カバー環６８の前端面から離れることがない。
【０１２９】
従って、上述したワイド状態からテレ状態までを含み、レンズマウント８９の後方開口部と四群枠３５の後端との間には鏡筒内部での隙間が生じることがなく、当該部分からの不要光（迷光）が撮像光路中に進入することが防止される。従来のレンズ鏡筒では蛇腹等の伸縮部材が斜行部材が適用されていたが径方向に大きいスペ−スを必要とするので後述するメインＦＰＣ等の配置に不都合が生じていた。本実施形態では、上述のようにカバー環バネ６９で付勢され、相対移動する外カバー環６７と内カバー環６８との二段構造を採用することにより完全な遮光状態で上記各部材を狭いスペースに効率よく配することができる。
【０１３０】
メインＦＰＣ７６にはＣＰＵ２５１等の制御要素とコネクタ７６ａ，７６ｂ，７６ｃとが実装され、サブ基板７７との接続片７６ｄが設けられている。サブ基板７７には他の制御要素とコネクタ７７ａ，７７ｂ，７７ｃとが実装されている。
【０１３１】
メインＦＰＣ７６のコネクタ７６ａには絞りアクチュエータＦＰＣ７８の接続片が接続され、コネクタ７６ｂにはズームエンコーダ１３０のＦＰＣ接続片が接続され、コネクタ７６ｃには距離エンコーダ１２９のＦＰＣ接続片が接続される。さらに、サブ基板７７のコネクタ７７ｂにはモータＦＰＣ５の接続片が接続され、コネクタ７７ｃにはＳＭＤ用ＦＰＣ４７のＦＰＣ接続片が接続される。そして、メインＦＰＣ７６とサブ基板７７とは、コネクタ７７ａで接続される。
【０１３２】
サブ基板７７と接続されたメインＦＰＣ７６は、メインＦＰＣガイド板７０に貼付され、該ガイド板７０は、本枠３９の後端面にビスにより固着される（図３）。サブ基板７７とメインＦＰＣ７６とは、外カバー環６７の外周部と固定枠５７の内周部の空きスペ−スに配される（図１１）。
【０１３３】
レンズマウント８９は、前面側にバックフォーカス調整用の調整座板８６を挟み込み、また、接点台７９を装着した状態で本枠３９の後端面にビスにより固着される。
【０１３４】
ここで、２Ｚ枠駆動用のカム溝の形状について説明する。上述したように２Ｚ枠３７のカムフォロア３７ｂは、ズーミング時およびフォーカシング時に二群後枠２７のカム溝２７ｃ上を移動する。これは、ズーム位置によるフォーカシングの繰り出し量の差を簡単な機構で補正するためであるが、回転角と焦点距離の関係がほぼ一意的に決まってしまうので、以下のような問題がある。すなわち、
（１）フォーカシングの回転量によってズーミングの回転量がおおよそ決まってしまう。つまり、ズーミングの操作角が小さくなって操作性が悪くなる場合がある。  
（２）回転角と焦点距離（つまり、画角）の関係がおおよそ決まってしまうため、本実施例の場合は、図４９に示す２Ｚ枠３７の回転角を基準にした場合の撮影画角の変化Ｇｂのようにワイド近辺の画角変化量が大きく、操作性がよくない。  
（３）場合によってはカム溝の圧力角が非常に大きくなるがフォーカシングの回転角を増やす以外に対策しにくい。通常の設計のように２Ｚ用傾斜直線溝６０ｄを光軸に平行にした場合は、固定枠５７の２Ｚカム溝５７ｆの圧力角が８０°度近くになって動かない。
【０１３５】
そこで、本実施形態では２Ｚ用傾斜直線溝６０ｄを傾斜させた上でそれに合わせて各カムの形状を決めることによって上記問題点を解決している。
【０１３６】
詳しくは、２Ｚ用傾斜直線溝６０ｄを傾斜させることにより（１）項が解決する。本実施形態の場合は、２Ｚ枠３７の回転角が６７°であるのに対してカム枠６０の回転角は、８０°である。同時に（３）項も解決できる。なお、２Ｚ用傾斜直線溝６０ｄを傾斜させることによって相対的な圧力角がおよそ５０°になる。
【０１３７】
（２）項を解決するために、図４８に示すようにカム枠６０基準の２Ｚ枠３７の移動量変化ａ１が漸減するようにカム枠用カム溝５７ｃの形状を設定した。なお、図４８にて移動量変化ａ２は、２Ｚ枠３７の移動量を示し、移動量変化ａ３は、カム枠６０の移動量を示している。カム枠６０と２Ｚ枠３７の角度の差は、光軸方向の相対位置に依存するので、ズーム標準位置付近からテレ位置まではカム枠６０と２Ｚ枠３７の光軸方向の相対位置の変化は略ゼロになり略一体となって回転するのに対してワイド位置に近いほど角度の差が大きくなる。このため、図４９に示すようにカム枠６０（つまり、ズーム操作部材であるズーム環５３）の回転角を基準にした場合の画角の変化Ｇａは、２Ｚ枠３７の回転角を基準にしたときの画角の変化Ｇｂに比べて急激に変化することはない。
【０１３８】
ちなみに本実施形態の場合は、カム枠６０基準の２Ｚ枠３７の移動量は角度の６．６乗に比例するように設定してあるが、これはカム溝５７ｆ以外のカムが極値を持たずに漸減、あるいは、漸増するように選択したものであり、カムが極値を持つとその前後でカムの当て付け面が切り替わって性能が不安定になる場合があるためである。
【０１３９】
上述した構成を有するレンズ鏡筒１のズーミング動作およびフォーカシング動作について、図４５，４６等を用いて説明する。  
ズーミングは、前述したようにズーム環５３を回転操作することによって行われるが、ズーム環５３の回転は、カム枠駆動リング６１に伝達され、キー結合されているカム枠６０が固定枠５７のカム溝５７ｃに沿って回転しつつ光軸方向に直進移動する。１Ｚ枠２１は、直進溝２１ａによって、３ＺＳ枠３１は、固定枠５７の直進溝５７ｅによって、４Ｚ枠３６は、直進溝５７ｄによってそれぞれ回転を規制されている。その回転規制状態で、カム枠６０が回転、進退移動すると１Ｚ枠２１は、カム枠６０のカム溝６０ａに沿って、３ＺＳ枠３１は、カム溝６０ｃに沿って、さらに、４Ｚ枠３６は、カム溝６０ｂに沿ってそれぞれ光軸方向に移動する。上記それぞれ枠部材の移動量は、カム枠６０の移動量とカム溝６０ａ，６０ｂ，６０ｃによる移動量を合成したものになる。
【０１４０】
２Ｚ枠３７は、図４７，４８に示すようにカム枠６０の回転、進退にともなって固定枠５７のカム溝５７ｆとカム枠６０の２Ｚ用傾斜直線溝６０ｄとに係合するカムフォロア３８を介して回転、進退移動する。
【０１４１】
二群後枠２７は、内連動環６３のフォーカス連動キー６４によって回転規制されているので２Ｚ枠３７の回転に従ってカム溝２７ｃに沿って回転せずに光軸方向に直進移動する。
【０１４２】
二群前枠２８は、固定枠５７の直進溝５７ｄによって回転規制されている。ズーミング時には二群後枠２７も回転しないので二群後枠２７との相対回転位置は変わらない。そのため、二群前枠２８と二群後枠２７の光軸方向の相対位置も変わらず、一体となって光軸方向に直進移動する。
【０１４３】
上述したようにズーム環５３の回転操作にともなった１Ｚ枠２１、３ＺＳ枠３１、４Ｚ枠３６、さらに、二群前枠２８、二群後枠２７の進退移動によってズーミングが行われる。
【０１４４】
次にフォーカシング動作について説明する。  
ＡＦ（オートフォーカシング）動作時およびＭＦ（マニュアルフォーカシング）動作時には、振動子３の駆動、または、距離環５０の回転操作によって、内連動環６３が回転する。内連動環６３に固定されたフォーカス連動キー６４は、二群後枠２７にキー嵌合しているので、内連動環６３の回転に従って二群後枠２７が回転する。よって、二群後枠２７は、カム溝２７ｃに沿って回転しつつ光軸方向に直進移動する。二群前枠２８は、前述のように固定枠５７の直進溝５７ｄによって回転規制されているので回転しないため二群後枠２７が回転するとカム溝２７ｂに沿って光軸方向に移動する。二群前枠２８の移動量は、二群後枠２７の移動量とカム溝２７ｂによる移動量を合成したものになる。上述した二群後枠２７、二群前枠２８の進退移動によりフォーカシングが行われる。
【０１４５】
ＬＤ枠６の回転は、内連動環６３に伝達され、二群後枠２７までが常に一体で回転する。また、前述のように二群後枠２７の回転によってフォーカシングが行われることからＬＤ枠６の回転動作がフォーカシング動作そのものと考えてよい。
【０１４６】
そこで、ＡＦ動作時には、超音波モータユニット２０６の振動子３に所定の駆動信号が与えられ、振動子３が取り付けられているＬＤ枠６とＬＤロータ９とは相対的に回転する。このとき、前記（２）式が成立していることからＬＤロータ９側は動かずにＬＤ枠６側が回転し、ＡＦフォーカシングが行われる。
【０１４７】
一方、ＭＦ動作時には、撮影者が距離環５０を回転させると変速機構２０５によって変倍された角度だけＬＤロータ９が回転する。そこで、前記（５）式が成り立つことからＬＤロータ９と振動子３とは摩擦力保持状態で一体に移動し、ＬＤ枠６が回転し、ＭＦによるフォーカシングが行われる。
【０１４８】
なお、ＭＦ駆動時にＬＤ枠６側の目盛りベース板のストッパ１５b1、または、１５b2が中カバー４１側のストッパ４１ａに当てついた後にＬＤロータ９と振動子３の駆動子３ａ間の当接摩擦力よりも大きなトルクが加えられた場合、ＬＤロータ９と駆動子３ａ間で滑りが発生する。その滑りによってＬＤ枠６から二群後枠２７間は回転せずに距離環５０からＬＤロータ９間が回転することになる。この際にＬＤロータ９と駆動子３ａとの摩擦力では各構成部材が破壊しないように各部の強度を設定してある。
【０１４９】
なお、ＡＦ動作とＭＦ動作を同時に行った場合は合成した量だけ二群後枠２７が駆動されフォーカシングが行われる。
【０１５０】
以上、説明したように本実施形態のレンズ鏡筒１によれば、距離環５０の回転操作によるＭＦ動作と振動子３によるＡＦ動作がが可能であって、距離環５０の無限回転操作が可能であると同時に振動子３によるＬＤ枠６の回動は所定の角度範囲内に限定されるので振動子３への駆動電力の供給のための摺動接点を不要とし、高速のフォーカシング駆動が可能なレンズ鏡筒を提供することができる。
【０１５１】
この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
本発明によるレンズ鏡筒は、手動操作と電動とによる枠部材の進退駆動が可能であって、駆動モータへの電力供給が簡単であり、高速駆動も可能なレンズ鏡筒として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明の一実施形態のレンズ鏡筒のレンズ駆動機構駆動システムのブロック構造図である。
【図２】上記実施形態のレンズ鏡筒の電気制御ブロック構成図である。
【図３】上記一実施形態のレンズ鏡筒の振動子中心、光軸、フォーカス連動キー中心を通る断面図（図４のＡ−Ａ断面図）である。
【図４】図３のレンズ鏡筒の正面図である。
【図５】図３のレンズ鏡筒のワイド、無限合焦状態での縦断面図である。
【図６】図３のレンズ鏡筒のテレ、至近合焦状態での縦断面図である。
【図７】図４のＢ−Ｂ断面図であって、特にカバー環まわりの詳細断面を示している。
【図８】図４のＣ−Ｃ断面図であって、カム駆動リングまわりの詳細断面を示している。
【図９】図４のＤ−Ｄ断面図であって、二群前後枠、三群枠のカムフォロア部の詳細断面を示している。
【図１０】図４のＥ−Ｅ断面図であって、カム枠、２Ｚ枠のカムフォロア部の詳細断面を示している。
【図１１】図７のＦ−Ｆ断面図である。
【図１２】図８のＨ−Ｈ断面図である。
【図１３】図３のレンズ鏡筒の距離環、変速機構、本枠を含む部材の分解斜視図であって、光軸前方側から見た図である。
【図１４】図３のレンズ鏡筒の距離環、変速機構、本枠を含む部材の分解斜視図であって、光軸後方側から見た図である。
【図１５】図３のレンズ鏡筒の超音波モータユニットの分解斜視図である。
【図１６】図３のレンズ鏡筒の超音波モータユニットを光軸前方側から見た斜視図である。
【図１７】図３のレンズ鏡筒の超音波モータユニットを光軸後方側から見た図である。
【図１８】図１７のＪ矢視図である。
【図１９】図１７のＫ矢視図である。
【図２０】図３のレンズ鏡筒の距離環、超音波モータユニット、中カバー、ズーム環、ズーム台、後カバーを光軸前方側から見た分解斜視図である。
【図２１】図３のレンズ鏡筒の距離環、超音波モータユニット、中カバー、ズーム環、ズーム台、後カバーを光軸後方側から見た分解斜視図である。
【図２２】図３のレンズ鏡筒の１Ｚユニット〜４Ｚユニット、カム環、固定枠、本枠を光軸前方側から見た分解斜視図である。
【図２３】図３のレンズ鏡筒の１Ｚユニット〜４Ｚユニット、カム環、固定枠、本枠を光軸後方側から見た分解斜視図である。
【図２４】図３のレンズ鏡筒のレンズ鏡筒外装部とカバー環、レンズマウントを光軸後方側から見た分解斜視図である。
【図２５】図３のレンズ鏡筒の超音波モータユニットと内外連動環と２Ｚ枠を光軸前方より見た断面斜視図である。
【図２６】図３のレンズ鏡筒の超音波モータユニットと内外連動環と２Ｚ枠を光軸後方より見た断面斜視図である。
【図２７】図３のレンズ鏡筒の本枠に対して中カバーを固定する部分を示す斜視図である。
【図２８】図３のレンズ鏡筒におけるＬＤ枠の目盛りベース板取り付け部の斜視図である。
【図２９】図３のレンズ鏡筒の目盛りベース板の斜視図である。
【図３０】図３のレンズ鏡筒の中カバーの目盛り窓部まわりの斜視図である。
【図３１】図３のレンズ鏡筒にてＬＤ枠に目盛りベース板を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図３２】図３のレンズ鏡筒のカム枠に取り付けられるカムフォロアの斜視図である。
【図３３】図３２のカムフォロアをカム枠に取り付けた状態を示す断面図である。
【図３４】図３のレンズ鏡筒の固定枠にカム駆動リングとカム枠を組み付けた状態を示す斜視図である。
【図３５】図３のレンズ鏡筒の２Ｚ枠に取り付けられたカムフォロアを固定枠とカム枠に係合させた状態を示す断面図である。
【図３６】図３のレンズ鏡筒の変速機構および振動子を含む超音波モータユニットまわりの光軸に沿った断面図である。
【図３７】図３のレンズ鏡筒の変速機構および超音波モータユニットまわりの光軸に沿った断面図である。
【図３８】図３のレンズ鏡筒の変速機構の変速部まわりの拡大断面図である。
【図３９】図３６のＬ−Ｌ断面図であって、超音波モータユニットの振動子取り付け状態を示す。
【図４０】図３のレンズ鏡筒における超音波モータユニットのＬＤ枠とＬＤボール押さえとのネジ結合部のまわりの断面図である。
【図４１】図３のレンズ鏡筒における超音波モータユニットのモータＦＰＣおよび外連動環回転検出用ＳＭＤセンサ（光センサヘッド）の配置状態を示す断面図である。
【図４２】図３のレンズ鏡筒のモータＦＰＣの撓み部の無限遠合焦状態における屈曲状態を示す断面図である。
【図４３】図３のレンズ鏡筒のモータＦＰＣの撓み部の至近距離合焦状態における屈曲状態を示す断面図である。
【図４４】図３のレンズ鏡筒の外連動環が回転しすぎた状態でのモータＦＰＣの撓み部の屈曲状態を示す断面図である。
【図４５】図３のレンズ鏡筒のカム枠と内連動環の回転に伴う各枠部材のワイド状態での移動状態を示す模式的斜視図であり、図４５（Ａ）は、無限遠合焦状態を示し、図４５（Ｂ）は、至近距離合焦状態を示す。
【図４６】図３のレンズ鏡筒のカム枠と内連動環の回転に伴う各枠部材のテレ状態での移動状態を示す模式的斜視図であり、図４６（Ａ）は、無限遠合焦状態を示し、図４６（Ｂ）は、至近距離合焦状態を示す。
【図４７】図３のレンズ鏡筒のカム枠の回転に伴う２Ｚ枠の移動状態を示す展開図であり、図４７（Ａ）は、ワイド状態を示し、図４７（Ｂ）は、テレ状態を示している。
【図４８】図３のレンズ鏡筒の２Ｚ枠の回転角に対するカム枠、２Ｚ枠の移動量の変化を示す線図である。
【図４９】図３のレンズ鏡筒のカム枠または２Ｚ枠の回転角に対する撮影画角の変化を示す線図である。
【図５０】従来のレンズ鏡筒のブロック構成図である。
【図５１】他の従来のレンズ鏡筒のブロック構成図である。
【符号の説明】
【０１５４】
３  …振動子（駆動素子）
４  …振動子ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）
５  …モータＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）
６  …ＬＤ枠（枠部材）
９  …ＬＤロータ（輪転部材）
５０  …距離環（操作環）
２０５…変速機構
２０６…超音波モータユニット
２１２…二群前レンズ（光学系、焦点調節用光学系）
２１３…二群後レンズ（光学系、焦点調節用光学系）
２５１…ＣＰＵ（制御手段）
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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