JP2007219435A - レンズ装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、小型でありながらも高倍率化が可能なレンズ装置を実現する。
【解決手段】レンズ装置は、第１のレンズ６と該第１のレンズよりも像側に配置された第２のレンズ１８とを光軸方向に移動させて変倍を行うレンズ装置である。光軸回りで回転して第１のレンズを光軸方向に移動させる第１の駆動部材１５と、第２のレンズを単独で光軸方向に移動させる第２の駆動部材１７と、第１の駆動部材を少なくとも回転駆動する駆動機構２０，２６とを有する。第２の駆動部材は、第１の駆動部材の回転により該第１の駆動部材に対して光軸方向に移動される。
【選択図】 図２Ｂ

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に搭載されるレンズ装置に関し、いわゆる沈胴式のレンズ装置に関する。

ズーム倍率が２倍から３倍程度の沈胴式レンズ装置では、カメラ本体に固定される固定筒に対して、いわゆる移動カム環と最も物体側の第１レンズを保持する第１鏡筒とをそれぞれ光軸方向に移動させる２段伸縮構成を採ることが一般的である。例えば、特許文献１には、移動カム環が固定筒に形成されたカム溝により駆動され、第１鏡筒（第１レンズ）とその像側に配置されたバリエータとしての第２鏡筒（第２レンズ）とが移動カム環に形成されたカム溝により駆動される構成が開示されている。

このような構成のレンズ装置における第１鏡筒および第２鏡筒の移動範囲は、固定筒および移動カム環の長さに依存する。そして、ズーム倍率が高いほど第１鏡筒および第２鏡筒の移動範囲を大きくする必要がある。

しかし、最近のカメラでは、小型化だけでなく、より高倍率化が求められており、上述した２段伸縮構成において、光軸方向長さが制限されている移動カム環によって第１鏡筒と第２鏡筒のより大きな移動範囲を作り出すのは困難である。このため、３段伸縮構造のレンズ装置を備えたカメラが提案されている。例えば、特許文献２には、第２鏡筒が移動カム環に設けられた２つのカム溝を乗り換えることで、第２鏡筒のより大きな移動範囲を 実現した３段伸縮構造のレンズ装置が開示されている。

なお、２段伸縮構造のレンズ装置において、レンズの移動範囲を広げるための構成として特許文献３に開示されたものがある。このレンズ装置では、第２鏡筒上にモータが設置され、その回転力がギア列を介してリードスクリューに伝達される。リードスクリューは、第２鏡筒よりも像側に配置された第３鏡筒上に設置されたナットと係合している。リードスクリュウが回転し、第３鏡筒が、光軸方向に移動可能な第２鏡筒に対して光軸方向に移動することで、第３鏡筒の移動量を大きくしている。

特開２００１−３２４６６３号公報(図２〜４等) 特開２００４−０８５９３２公報(段落００３２〜００５０、図６，図１４等) 特開２００４−３２５５５５公報(段落００２５〜００２６、図２等)

しかしながら、特許文献２において開示されたレンズ装置では、第２鏡筒のカム溝の乗り換えをスムーズに行うために、第２鏡筒に設けられた３本のカムフォロアとこれに噛み合う３つのカム溝との間に積極的にガタを持たせている。このガタがあるために、カメラの姿勢によっては第２鏡筒に大きな偏心が生じる可能性が高い。

このような偏心を抑制するために、バネを設けた可動カムフォロアによって第２鏡筒を径方向一方に付勢する調心機構を採用することも可能である。但し、調心機構を備えながらカム溝を乗り換える構成では、可動カムフォロアがカム溝から離脱して再び他のカム溝に係合する際に引っかかりが生じ、伸縮動作がスムーズでなくなるといった問題が生じやすい。

また、特許文献３において開示された構成は、フォーカスレンズとしての第３鏡筒の移動範囲を広げるのに有効な構成であるが、バリエータとしての第２鏡筒の移動範囲を広げる、すなわち高倍率化のための構成ではない。

本発明は、小型でありながらも高倍率化が可能なレンズ装置およびこれを備えた撮像装置を提供することを目的の１つとしている。

本発明の一側面としてのレンズ装置は、第１のレンズと該第１のレンズよりも像側に配置された第２のレンズとを光軸方向に移動させて変倍を行うレンズ装置であって、光軸回りで回転して第１のレンズを光軸方向に移動させる第１の駆動部材と、第２のレンズを単独で光軸方向に移動させる第２の駆動部材と、第１の駆動部材を少なくとも回転駆動する駆動機構とを有する。そして、第２の駆動部材は、第１の駆動部材の回転によって、該第１の駆動部材に対して光軸方向に移動されることを特徴とする。

また、別の本発明の一側面としてのレンズ装置は、第１のレンズと該第１のレンズよりも像側に配置された第２のレンズとを光軸方向に移動させてワイド状態とテレ状態との間で移行可能なレンズ装置であって、光軸回りに回転することによって、第１のレンズを保持する保持部材を光軸方向に移動する第１の駆動部材と、光軸回りに回転することによって、第２のレンズを保持する保持部材を光軸方向に移動する第２の駆動部材とを有する。そして、第１の駆動部材の光軸回りの回転により第２の駆動部材が光軸回りに回転し、ワイド状態においてはテレ状態に比べて第１のレンズと第２のレンズとの相対的位置関係が離れることを特徴とする。

更に、別の本発明の一側面としてのレンズ装置は、第１のレンズと該第１のレンズよりも像側に配置された第２のレンズとを光軸方向に移動させて格納状態と撮影可能状態との間で移行可能なレンズ装置であって、光軸回りに回転することによって、第１のレンズを保持する保持部材を光軸方向に移動する第１の駆動部材と、光軸回りに回転することによって、第２のレンズを保持する保持部材を光軸方向に移動する第２の駆動部材とを有する。そして、第１の駆動部材の光軸回りの回転により第２の駆動部材が光軸回りに回転し、第１の駆動部材と第２の駆動部材との撮影状態における重なり度合いが格納状態における重なり度合いよりも多くないことを特徴とする。

本発明によれば、簡単かつ小型の構成で、第２のレンズの移動ストロークを、該第２の駆動部材の駆動による移動ストロークと第１の駆動部材による第２の駆動部材の移動ストロークとの和とすることができる。したがって、小型化と高倍率化とを両立させたレンズ装置を実現することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

まず、図１２には、本発明の実施例１である３段沈胴（伸縮）式レンズ鏡筒（レンズ装置）を備えた撮像装置としてのデジタルスチルカメラの外観を示している。ここでいう沈胴状態とは、撮像装置にレンズ鏡筒部分が格納される状態をいう。ただし、格納状態は撮像装置に完全にレンズ鏡筒が格納されている状態となることを指すのではなく、レンズ鏡筒の一部が格納状態において一部突出している状態をも含む。

図１２において、１００はカメラであり、１０１はカメラボディである。１０２は該カメラのメインスイッチであり、電源の投入および遮断を切り替えるスイッチである。１０３は撮影スイッチであり、半押し操作によって測光、測距（ＡＦ）等の撮影準備動作を行わせ、全押し操作によって画像の撮影および記録を行わせるスイッチである。

１０４はフラッシュ発光部、１０５はファインダの対物窓、１０６は測光用の受光窓である。１１０は３段沈胴式レンズ鏡筒である。１０７はズームレバーであり、これを回転操作することで、レンズ鏡筒１１０のズーム駆動を行わせることができる。なお、図１２には示さないが、カメラボディ１０１内には、レンズ鏡筒１１０内の撮影光学系により形成された被写体像を光電変換するＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子が搭載されている。

次に、上記レンズ鏡筒の構成について説明する。図１は該レンズ鏡筒の構成を示す分解斜視図であり、図２Ａ〜図２Ｃは該レンズ鏡筒の断面を模式的に示した図である。図２Ａは沈胴状態を、図２Ｂは変倍可能領域のうちワイド撮影状態を、図２Ｃは変倍可能領域のうちテレ撮影状態をそれぞれ示している。

これらの図において、３２はレンズ鏡筒のベース部材であり、その前端部にネジ止め固定される固定筒２７とともにレンズ鏡筒の本体を構成する。ベース部材３２は、前述した撮像素子８０を保持する。また、ベース部材３２は、フォーカスモータ５１と、フォーカスモータ５１によって光軸方向に移動される第３鏡筒２８を保持する。第３鏡筒２８には、フォーカスレンズとしての第３レンズユニット２９が保持されている。

固定筒２７の外周には、駆動環２６が配置されている。駆動環２６の外周部にはギア歯２６ａが形成されており、ここにはズームモータ４１の出力がギア列４２〜４６によって減速されて伝達される。

図９Ａに示すように、ギア４２には３枚の遮光プロペラ４１ａが設けられており、該プロペラ４１ａの回転（遮光と受光）が２つのフォトインタラプタ３６，３７によって検出される。プロペラ４１ａが時計回り方向（ＣＷ）および反時計回り方向（ＣＣＷ）にそれぞれ回転するとき、フォトインタラプタ３６，３７は、図９Ｂに示されるような波形の信号を出力する。この波形の違いを読み取ることで、ズームモータ４１の回転方向を検出することができる。また、波数をカウントすることでレンズ鏡筒の伸縮位置を検知することができる。

図１、図２Ａ〜図２Ｃにおいて、２５は鏡筒カバーであり、ズームギア列４２〜４６や駆動環２６をカバーする役目を果たす。また、ファインダユニット６１の取り付け地板の役目も果たす。

固定筒２７の内径部には、カム溝２７ｂが形成され、さらに該カム溝２７ｂと同じ軌跡を有する貫通溝２７ｃが形成されている。カム溝２７ｂには、第２移動カム環２０の外周面に形成された穴２０ｅに圧入された金属製のフォロアピン２１が係合している。また、貫通溝２７ｃを、第２移動カム環２０の外周部に設けられた突起部２０ａが貫通している。

第２移動カム環２０の突起部２０ａの先端部は、駆動環２６の内周面に形成されたキー溝２６ａと係合している。このため、駆動環２６が回動すると、第２移動カム環２０は固定筒２７のカム溝２７ｂに沿って回動しながら光軸方向に移動する。この駆動環２６と固定筒２７は、第１の進退機構（駆動機構）１０１として機能する。この第１の進退機構１０１としては、固定筒２７に雌ヘリコイドを、駆動環２６に雄ヘリコイドをそれぞれ形成し、回転する駆動環２６を光軸方向に移動させるように構成してもよい。

２３は直進ガイドキーであり、円環部と、該円環部から光軸方向に延びる直進キー部２３ａ，２３ｂとを有する。また、円環部の外縁における周方向３箇所には、互いに形状が異なる曲げ部２３ｄが不等間隔で設けられている。これらの曲げ部２３ｄは、第２移動カム環２０の内周面に周方向に延びるよう形成された溝２０ｄに係合している。

また、円環部の外縁における周方向３箇所には、１２０度ごとの等間隔で、凸部２３ｃが形成されている。これらの凸部２３ｃは、固定筒２７の内周面に光軸方向に延びるように形成されたキー溝２７ａに係合している。このため、直進ガイドキー２３は、第２移動カム環２０が回転しても回転せずに、固定筒２７のキー溝２７ａにガイドされて光軸方向に移動する。

２２は遮光シートであり、直進ガイドキー２３の円環部に取り付けられる。遮光シート２２は、各段のすき間から侵入する外部光を遮断する。

１３は第１直進筒であり、第１鏡筒８を光軸方向にガイドする。第１鏡筒８は、第１レンズユニット６を保持する第１レンズホルダ７を保持している。また、第１直進筒１３の側面には、穴８ｃ，８ｄが周方向における１２０度等間隔で形成されている。

該穴８ｃ，８ｄには、先端にテーパ部１０ｂ，９ｂを有するフォロアピン１０とサブフォロアピン９が内周側から圧入されている。このとき、フォロアピン１０の軸部は、第１鏡筒８の肉厚よりも長く形成されており、該フォロアピン１０の圧入後は、第１鏡筒８の外周面から凸部１０ａが突出する。この凸部１０ａは、第１直進筒１３の内周面に形成されたキー溝１３ａに係合している。これにより、第１鏡筒８は第１直進筒１３に対して光軸方向へ直進ガイドされる。

なお、図１に示すように、第１直進筒１３におけるキー溝１３ａに隣接する部分には、キー溝１３ａと平行に延びる溝が形成されている。この溝の幅は、キー溝１３ａの周方向の幅よりも広くなっており、フォロアピン１０を第１鏡筒８に圧入するための溝等として用いられる。

第１鏡筒８の物体側の面である前面には、レンズ鏡筒が格納されている際の撮影状態にないレンズ面を保護するためのレンズバリアが設けられている。第１鏡筒８に設けられた軸部８ａは、バリア羽根４の裏面に設けられた突起部４ａの中心に形成された軸穴に挿入され、これによりバリア羽根４は開閉方向に回動可能になっている。なお、図１中に示されるバリア羽根４と同一のバリア羽根（図示せず）が、バリア羽根４と光軸位置について１８０度回転対称となるように配置されている。

１５は第１移動カム環（第１の駆動部材）である。第１移動カム環１５の外周部には、周方向不等間隔で突起部１５ｂが形成されており、さらに像側端部には該突起部１５ｂに対して周方向にずれた位置関係となるように突起部１５ａが形成されている。これらの突起部１５ａ，１５ｂとの間には、第１直進筒１３の内周面に形成されたリブ１３ｃが挿入されている。

リブ１３ｃには、突起部１５ｂと同位相で切り欠き部１３ｄが形成されている。これにより、第１直進筒１３に対し、その後方（像側）から第１移動カム環１５を組み込むことができる。突起部１５ｂが不等間隔で形成されているため、第１直進筒１３と第１移動カム環１５とは、互いに組み込み位相以外の位相で相対回転可能であり、かつ一体的に光軸方向に移動可能である。

さらに、第１移動カム環１５の突起部１５ａの先端は、第２移動カム環２０の内周面に形成されたキー溝２０ｂに係合している。これにより、第２移動カム環２０の回転力が第１移動カム環１５に伝達される。

また、図４に示すように、第１直進筒１３の切り欠き部１３ｄの一部は、直進ガイドキー２３のキー部２３ａに幅方向（周方向）にて係合している。これにより、第１直進筒１３は光軸方向にガイドされる。

第１直進筒１３の外周面には、周方向等間隔の３箇所に穴１３ｂが形成されている。この穴１３ｂには、フォロアピン１４が圧入されている。フォロアピン１４は、第２移動カム環２０の内周面に形成されたカム溝２０ｃと係合している。これにより、第２移動カム環２０が回動すると、第１直進筒１３はカム溝２０ｃに沿って光軸方向に駆動される。第２移動カム環２０と直進ガイドキー２３は、第２の進退機構（駆動機構）１０２として機能する。

第１移動カム環１５の外周面と内周面にはそれぞれカム溝１５ｅ，１５ｄが形成されている。外周面側のカム溝（第１のカム部）１５ｅには、第１鏡筒８に圧入されたフォロアピン１０およびサブフォロアピン９のテーパ部１０ｂ，９ｂが係合している。これにより、第１鏡筒８は、第１移動カム環１５が回転することによってカム溝１５ｅに沿って光軸方向に駆動される。第１移動カム環１５と第１直進筒１３は、第３の進退機構１０３として機能する。このように、駆動環２６から伝達された駆動力は、第１の進退機構１０１から第３の進退機構１０３を経て、第１レンズユニット６を保持する第１鏡筒８を進退移動させる。

さらに、第１移動カム環１５の内周面側のカム溝（第２のカム部）１５ｄには、図５および図６に示すように第２直進筒１６の外周面に設けられたカムフォロア部１６ａが係合する。第２直進筒１６の外周には、第３移動カム環（第２の駆動部材）１７が配置されている。第３移動カム環１７は、第２直進筒１６に対して光軸回りで回転可能である。

但し、第３移動カム環１７は、図６および図７に示すように、第２直進筒１６の像側端部に設けられた３箇所の突起１６ｃと、第２直進筒１６の物体側端部に設けられたリブとの間に狭まれている。これにより、第３移動カム環１７と第２直進筒１６とは光軸方向に一体的に移動する。

また、第３移動カム環１７の外周面には突起部１７ａが設けられている。この突起部１７ａは、第１移動カム環１５の内周面に光軸方向に延びるよう形成されたキー溝部１５ｃに係合している。このため、第１移動カム環１５の回転力は、第３移動カム環１７にも伝達される。つまり、駆動環２６から第２移動カム環２０に伝達された回転力は、第１移動カム環１５に伝達されてこれを回転させるとともに、第１移動カム環１５を介して第３移動カム環１７にも伝達されてこれを回転させる。

第２直進筒１６には直進ガイドキー穴１６ｂが形成されており、図５に示すように、ここには直進ガイドキー２３のキー部２３ｂが係合している。これにより、第２直進筒１６は光軸方向にガイドされる。

したがって、第１移動カム環１５の回転に伴い、第２直進筒１６は第１移動カム環１５の内周面に形成されたカム溝１５ｄに沿って光軸方向に移動する。このとき、第３移動カム環１７は、第２直進筒１６と一体的に光軸方向に移動しながら光軸回りで回転する。

１９は第２鏡筒であり、バリエータとしての第２レンズユニット１８、光量を調整する不図示の絞り羽根および不図示のシャッタ羽根を駆動する機構を保持している。第２レンズユニット１８は、撮影光学系において、最も物体側のレンズである第１レンズユニット６の次に像側に配置されるレンズである。

第２鏡筒１９の外周面には、先端にテーパ部を有する２つの固定カムフォロア１９ａと、図３に示すように圧縮バネ３３によって鏡筒径方向外方に付勢された可動カムフォロア３４とが等間隔で設けられている。固定カムフォロア１９ａと可動カムフォロア３４は第３移動カム環１７の内周面に形成されたカム溝１７ｂに係合している。また、これらカムフォロア１９ａ，３４は、第２直進筒１６に光軸方向に延びるように形成された直進ガイド溝１６ｄに係合している。

ここで、図７Ａには、第３移動カム環１７と第２直進筒１６を周方向に展開して模式的に示す。この図において、第３移動カム環１７は、図の左右方向に回転する。第３移動カム環１７の回転により、第２鏡筒１９は、固定フォロア１９ａがカム溝１７ｂに係合していることによって光軸方向に移動する。このとき、第２鏡筒１９は、第２直進筒１６の直進ガイド溝１６ｄによって直進ガイドされる。このように、第２鏡筒１９は、第２直進筒１６と第３移動カム環１７とで構成される第４の進退機構１０４によって光軸方向に駆動される。

このように、本実施例では、第１鏡筒８を光軸方向駆動する第１から第３の進退機構１０１〜１０３までの一連の進退機構の途中に、第２鏡筒１９を光軸方向駆動する第４の進退機構１０４を設けている。

図８Ａ，図８Ｂおよび図８Ｃにはそれぞれ、第１移動カム環１５、第２直進筒１６および第３移動カム環１７の内面を周方向に展開して示している。

図８Ａには、カメラの電源が遮断され、撮影状態からレンズ鏡筒が沈胴（格納）した状態を示している。この状態からメインスイッチ１０２を操作してカメラの電源を投入すると、ズームモータ４１に通電される。ズームモータ４１の回転力は、ズームギア列４２〜４６を介して駆動環２６に伝達され、さらに第２移動カム環２０および第１移動カム環１５へと伝達される。伝達された回転力により、第１移動カム環１５は、図８Ａ中の右方向に移動する。このとき、第１移動カム環１５に設けられたカム溝１５ｄには、第２直進筒１６のカムフォロア部１６ａが係合しており、さらに第２直進筒１６は直進ガイドキー２３によって光軸方向に直進ガイドされている。このため、第２直進筒１６は、カム溝１５ｄに沿って図８Ａ中の下方へと移動する。

また、第３移動カム環１７の外周部に設けられた駆動キー１７ａが第１移動カム環１５のキー溝部１５ｃに係合しているため、第１移動カム環１５の回転力は第３移動カム環１７に伝達される。これにより、第３移動カム環１７は、回転しながら第２直進筒１６とともに光軸方向に移動する。

第２鏡筒１９に設けられた固定カムフォロア１９ａおよび前述したように鏡筒径方向外方に付勢された可動カムフォロア３４は、第３移動カム環１７に形成されたカム溝１７ｂに係合するとともに、第２直進筒１６の直進ガイド溝１６ｄにも係合している。これにより、第２鏡筒１９は、光軸方向へ直進ガイドされながら第３移動カム環１７のカム溝１７ｂに沿って回転方向に駆動される。

こうして、図８Ｂおよび図２Ｂに示すワイド撮影状態へと移行し、カメラの撮影準備が整えられる。

次に、ズームレバー１０７をテレ方向に操作すると、ズームモータ４１にテレ方向に回転させるための通電が行われる。ズームモータ４１からの回転力は、ズームギア列４２〜４６を介して駆動環２６に伝達され、第２移動カム環２０、第１移動カム環１５および第３移動カム環１７へと伝わる。第１移動カム環１５および第３移動カム環１７に形成されたカム溝１５ｄ，１７ｂはいずれも非線形形状を有し、ズーム中に最良の光学特性を得るための第２直進筒１６の精密な位置制御を行う。

こうして、第１鏡筒８および第２鏡筒１９がそれぞれ光軸方向に駆動され、図８Ｃに示すテレ撮影状態へと移行する。

撮影状態におけるワイド状態とテレ状態との移行時の第２鏡筒１９の光軸方向移動量は、第１移動カム環１５のカム溝１５ｄでのリフト量と第３移動カム環１７のカム溝１７ｂでのリフト量の合計に相当する。具体的には、図２Ｂに示すように、ワイド状態では、第１移動カム環１５に対して第３移動カム環１７を大きく像側に移動させることができ、その分第２鏡筒１９を第１鏡筒８から像側に大きく離すことができる。この場合、第１移動カム環１５と第３移動カム環の重なり具合が格納状態に対して少なくなるよう、カム溝１５ｄ、１７ｄを設ける。また、図２Ｃに示すように、テレ状態では、第１移動カム環１５が第３移動カム環１７を囲い込む位置に移動させ、第２鏡筒１９を第１鏡筒８に近接させることができる。この場合、第１移動カム環１５と第３移動カム環の重なり具合がワイド状態に対して多くなるよう、カム溝１５ｄ、１７ｄを設ける。

これは、第２鏡筒１９（第２レンズユニット１８）をカム溝１５ｄ、１７ｂにより決定される一方、第１鏡筒８はカム溝１５ｅにより決定されるから設けることができるのである。すなわち、カム溝１５ｅにより決定される第１鏡筒８に対して第２鏡筒１９を単独で光軸方向駆動するよう、第３移動カム環１７を第１移動カム環１５によって光軸方向に移動する構成にしたためである。
このように、本実施例によれば、仮に第１移動カム環１５に形成したカムのみで第２鏡筒１９を駆動するような場合に比べて、第２鏡筒１９の移動ストロークを拡大することができる。第２鏡筒１９の光軸方向の移動ストロークは、カム溝１５ｄとカム溝１７ｄとの和で決定されるからである。

そして、これにより、第１移動カム環１５も第３移動カム環１７も第２鏡筒１９の移動ストロークに比べて大幅に短い部材として構成することができる、レンズ鏡筒が沈胴している際の小型を図りつつ、撮影光学系の高倍率化を実現することができる。また、カム溝１５ｄ、１７ｂに対してカムフォロアをスムーズに移動させることができ、引っかかり等のないスムーズなズーミングが可能となる。

また、第２鏡筒１９は可動フォロアピン３４による調心機構を備えている。このため、第２鏡筒１９の偏心による光学性能の劣化を回避できる。しかも、本実施例では、すべての鏡筒８，１９の進退機構が高精度に駆動可能なカム駆動機構であるため、安定した光学性能を得ることができる。

図１０Ａ，図１０Ｂおよび図１０Ｃにはそれぞれ、本発明の実施例２である２段沈胴（伸縮）式レンズ鏡筒（レンズ装置）の沈胴状態、ワイド状態およびテレ状態での断面を示している。なお、本実施例において、実施例１と同じ機能を持った部材には実施例１と同一の符号を付す。また、本実施例のレンズ鏡筒も、図１２で示したカメラと同様なカメラに搭載される。

３２はレンズ鏡筒のベース部材であり、その前端部にネジ止め固定される固定筒２７とともにレンズ鏡筒の本体を構成する。ベース部材３２は、実施例１と同様に、撮像素子８０およびフォーカスモータによって光軸方向に駆動される第３鏡筒２８を保持する。第３鏡筒２８には、フォーカスレンズとしての第３レンズユニット２９が保持されている。

固定筒２７の内側には、駆動カム環２００が配置されている。駆動カム環２００には、ギア歯２００ｃが形成されており、不図示のズームギア列と噛み合っている。

該ズームギア列の入力ギヤは、ズームモータ４１の出力軸と連結されている。このため、ズームモータ４１の駆動力は駆動カム環２００に伝達される。

駆動カム環２００の内周面にはカム溝２００ａが形成されている。このカム溝２００ａには、第１直進筒１３に圧入されたフォロアピン１４が係合している。

第１移動カム環１５の外周面には、実施例１と同様の突起部１５ａ，１５ｂが形成されており、該突起部１５ａ，１５ｂとの間には、第１直進筒１３の内周面に形成されたリブ１３ｃが挿入されている。

実施例１と同様に、リブ１３ｃには突起部１５ｂと同位相の切り欠き部１３ｄが形成されているため、第１直進筒１３の後方から第１移動カム環（第１の駆動部材）１５を組み込むことができる。また、第１直進筒１３と第１移動カム環１５は、互いに組み込み位相以外の位相で回転可能、かつ一体的に光軸方向に移動可能である。

第１直進筒１３の切り欠き部１３ｄの一部は、ベース部材３２から延出したガイドキー部３２ａに幅方向（周方向）で係合している。これにより、第１直進筒１３は、駆動カム環２００の回転によって、ベース部材３２に対しては回転することなく光軸方向に駆動される。このように、駆動カム環２００とガイドキー部３２ａは、第１の進退機構（駆動機構）１０５を構成している。

第１移動カム環１５の突起部１５ａの先端は、駆動カム環２００の内周面に光軸方向に延びるよう形成されたキー溝２００ｂに係合している。これにより、駆動カム環２００の回転力が第１移動カム環１５に伝達される。

また、第１移動カム環１５の外周面と内周面にはそれぞれ、カム溝１５ｅ，１５ｄが形成されている。外周面側のカム溝（第１のカム部）１５ｅには、第１レンズユニット６を保持する第１鏡筒８に圧入されたフォロアピン１０およびサブフォロアピン９が係合している。実施例１と同様に、フォロアピン１０の軸部は、第１鏡筒８の肉厚よりも長く、フォロアピン１０の圧入後は、第１鏡筒８の外周面から凸部１０ａが突出する。

この凸部１０ａは、第１直進筒１３の内周面に形成されたキー溝１３ａに係合しており、これにより第１鏡筒８は、第１直進筒１３により光軸方向に直進ガイドされる。

駆動カム環２００が回転すると、第１移動カム環１５も同時に回転する。このとき、第１移動カム環１５の外周面に形成されたカム溝１５ｅに沿って第１直進筒１３が光軸方向に駆動される。このため、第１鏡筒８は光軸方向に駆動される。このように、第１移動カム環１５と第１直進筒１３により第２の進退機構１０６が構成されている。

以上、第１鏡筒８は、第１および第２の進退機構１０５，１０６によって光軸方向駆動される。

第１移動カム環１５の内周面にはカム溝（第２のカム部）１５ｄが形成されており、該カム溝１５ｄには、第２直進筒１６の外周面に設けられたカムフォロア部１６ａが係合する。第２直進筒１６の外周には、第３移動カム環（第２の駆動部材）１７が配置されている。第３移動カム環１７は第２直進筒１６に対して光軸回りで回転可能であるが、実施例１と同様の構成によって、第２直進筒１６と光軸方向には一体的に移動する。

第２直進筒１６には直進ガイドキー穴１６ｂが形成されており、ここにはベース部材３２から光軸方向に延出したガイドキー部３２ｂが係合している。これにより、第２直進筒１６は光軸方向にガイドされる。

第２鏡筒１９は、第２レンズユニット１８、不図示の絞り羽根およびシャッタ羽根を駆動する機構を備えている。第２鏡筒１９の外周部には、先端にテーパ部を有する２つの固定カムフォロア１９ａと、圧縮バネ３３によって鏡筒径方向に付勢された１つの可動カムフォロア３４とが等間隔で設けられている。これらのカムフォロア１９ａ，３４は第３移動カム環１７の内周面に形成されたカム溝１７ｂに係合し、さらに第２直進筒１６に光軸方向に延びるように形成された直進ガイド溝１６ｄに係合している。したがって、第３移動カム環１７が回転すると、第２鏡筒１９はカム溝１７ｂに沿って光軸方向に移動する。このとき、第２鏡筒１９は、第２直進筒１６の直進ガイド溝１６ｄによって光軸方向にガイドされる。

このように、第２鏡筒１９は、第２直進筒１６と第３移動カム環１７とで構成される第３の進退機構１０７によって光軸方向に駆動される。

本実施例における第３移動カム環１７と第２直進筒１６を周方向に展開した形状は、実施例１の図７Ａから図７Ｃと同じである。

本実施例では、第１鏡筒８を光軸方向駆動する第１および第２の進退機構１０５，１０６までの一連の進退機構の途中から分岐するように、第２鏡筒１９を光軸方向駆動する第３の進退機構１０７を設けている。

図１０Ａおよび図８Ａには、カメラの電源が遮断され、レンズ鏡筒が沈胴した状態を示す。この状態からメインスイッチ１０２を操作してカメラの電源を投入すると、ズームモータ４１に通電される。ズームモータ４１の回転力は、ズームギア列４２〜４６を介して駆動カム環２００に伝達され、さらに第1移動カム環１５へと伝達される。伝達された回転力により、第１移動カム環１５は、図８Ａ中の右方向に移動する。このとき、第１移動カム環１５に設けられたカム溝１５ｄには、第２直進筒１６のカムフォロア部１６ａが係合しており、さらに第２直進筒１６は直進ガイドキー２３によって光軸方向に直進ガイドされている。このため、第２直進筒１６は、カム溝１５ｄに沿って図８Ａ中の下方へと移動する。

また、第３移動カム環１７の外周部に設けられた駆動キー１７ａが第１移動カム環１５のキー溝部１５ｃに係合しているため、第１移動カム環１５の回転力は第３移動カム環１７に伝達される。これにより、第３移動カム環１７は、回転しながら第２直進筒１６とともに光軸方向に移動する。

第２鏡筒１９に設けられた固定カムフォロア１９ａおよび前述したように鏡筒径方向外方に付勢された可動カムフォロア３４は、第３移動カム環１７に形成されたカム溝１７ｂに係合するとともに、第２直進筒１６の直進ガイド溝１６ｄにも係合している。これにより、第２鏡筒１９は、光軸方向へ直進ガイドされながら第３移動カム環１７のカム溝１７ｂに沿って回転方向に駆動される。

こうして、図１０Ｂおよび図８Ｂに示すワイド撮影状態へと移行し、カメラの撮影準備が整えられる。

次に、ズームレバー１０７をテレ方向に操作すると、ズームモータ４１にテレ方向に回転させるための通電が行われる。ズームモータ４１からの回転力は、ズームギア列４２〜４６を介して駆動カム環２００に伝達され、第１移動カム環１５および第３移動カム環１７へと伝わる。こうして、第１鏡筒８および第２鏡筒１９がそれぞれ光軸方向に駆動され、図１０Ｃおよび図８Ｃに示すテレ撮影状態へと移行する。

本実施例でも、ワイド状態とテレ状態との間の第２鏡筒１９の単独での光軸方向移動量は、第１移動カム環１５のカム溝１５ｄでのワイド位置とテレ位置との間のリフト量と第３移動カム環１７のカム溝１７ｂでのワイド位置とテレ位置との間のリフト量の合計に相当する。

具体的には、図１０Ｂに示すように、ワイド状態では、第１移動カム環１５に対して第３移動カム環１７を大きく像側に移動させることができ、その分第２鏡筒１９を第１鏡筒８から像側に大きく離すことができる。また、図１０Ｃに示すように、テレ状態では、第１移動カム環１５に対して第３移動カム環１７を概ね重なる位置に移動させ、第２鏡筒１９を第１鏡筒８に近接させることができる。これは、実施例１と同様に、第２鏡筒１９（第２レンズユニット１８）を単独で光軸方向駆動する第３移動カム環１７を第１移動カム環１５によって光軸方向に駆動する構成によるものである。

このように、本実施例においても、仮に第１移動カム環１５に形成したカムのみで第２鏡筒１９を駆動するような場合に比べて、第２鏡筒１９の移動ストロークを拡大することができる。第２鏡筒１９の光軸方向の移動ストロークは、カム溝１５ｄとカム溝１７ｄとの和で決定されるからである。そして、これにより、第１移動カム環１５も第３移動カム環１７も第２鏡筒１９の移動ストロークに比べて大幅に短い部材として構成することができ、レンズ鏡筒の小型を図りつつ、撮影光学系の高倍率化を実現することができる。また、カム溝１５ｄ、１７ｂに対してカムフォロアをスムーズに移動させることができ、引っかかり等のないスムーズなズーミングが可能となる。

さらに、本実施例でも、第２鏡筒１９は可動フォロアピン３４による調心機構を備えている。このため、第２鏡筒１９の偏心による光学性能の劣化を回避できる。しかも、本実施例では、すべての鏡筒８，１９の進退機構が高精度に駆動可能なカム駆動機構であるため、安定した光学性能を得ることができる。

なお、上記各実施例では、第２鏡筒１９を第３移動カム環１７によって光軸方向に駆動する場合について説明したが、本発明では第２鏡筒（第２のレンズ）の駆動機構はこのようなカム機構に限定されない。例えば、図１１に示すように、第２鏡筒１９と第２直進筒１６との間に設けた振動子４１ｂと弾性体レール４１ａにより構成される振動型リニアアクチュエータ（第２の駆動部材）を用いて進退機構を構成してもよい。また、ボイスコイルタイプのリニアアクチュエータやリードスクリュウを備えたモータとラックにより構成されるアクチュエータを用いて進退機構を構成してもよい。

また、本発明は、上記各実施例で説明した３段又は２段伸縮式のレンズ装置に限らず、１段又は４段以上の伸縮式のレンズ装置にも適用することができる。

本発明の実施例１であるレンズ鏡筒の分解斜視図。 実施例１のレンズ鏡筒の沈胴状態での構成を示す断面図。 実施例１のレンズ鏡筒のワイド状態での構成を示す断面図。 実施例１のレンズ鏡筒のテレ状態での構成を示す断面図。 実施例１のレンズ鏡筒における第２鏡筒に設けられた可動カムフォロア機構を示した断面図。 実施例１のレンズ鏡筒を構成する直進ガイドキーと第１直進筒を示した斜視図。 実施例１のレンズ鏡筒を構成する直進ガイドキーと第２直進筒を示した斜視図。 実施例１のレンズ鏡筒を構成する第２直進筒と第３移動カム環を示した斜視図。 実施例１における第２直進筒と第３移動カム環の展開図。 実施例１における第２直進筒と第３移動カム環の断面図。 実施例１における沈胴状態でのカムの関係を示す展開図。 実施例１におけるワイド状態でのカムの関係を示す展開図。 実施例１におけるテレ状態でのカムの位置関係を示す展開図。 実施例１におけるズームモータの回転検出機構を示した図。 図９Ａの回転検出機構の出力を表す図 本発明の実施例２であるレンズ鏡筒の沈胴状態での構成を示す断面図。 実施例１のレンズ鏡筒のワイド状態での構成を示す断面図。 実施例１のレンズ鏡筒のテレ状態での構成を示す断面図。 実施例１，２の変形例を示す断面図。 実施例１，２のレンズ鏡筒を備えたカメラの外観図。

符号の説明

６ 第１レンズユニット
８ 第１鏡筒
１３ 第１直進筒
１５ 第１移動カム環
１６ 第２直進筒
１７ 第２移動カム環
１８ 第２レンズユニット
１９ 第２鏡筒
２０ 第３移動カム環
２３ 直進ガイドキー
２６ 駆動環
２７ 固定筒
２８ 第３鏡筒
２９ 第３レンズユニット
３２ ベース部材
４１ ズームモータ
５１ フォーカスモータ
６１ ファインダユニット
２００ 駆動カム環

Claims (12)

1. 第１のレンズと該第１のレンズよりも像側に配置された第２のレンズとを光軸方向に移動させて変倍を行うレンズ装置であって、
   光軸回りで回転して前記第１のレンズを光軸方向に移動させる第１の駆動部材と、
   前記第２のレンズを単独で光軸方向に移動させる第２の駆動部材と、
   前記第１の駆動部材を少なくとも回転駆動する駆動機構とを有し、
   前記第２の駆動部材は、前記第１の駆動部材の回転によって、該第１の駆動部材に対して光軸方向に移動されることを特徴とするレンズ装置。
2. 第１のレンズと該第１のレンズよりも像側に配置された第２のレンズとを光軸方向に移動させてワイド状態とテレ状態との間で移行可能なレンズ装置であって、
   光軸回りに回転することによって、前記第１のレンズを保持する保持部材を光軸方向に移動させる第１の駆動部材と、
   光軸回りに回転することによって、前記第２のレンズを保持する保持部材を光軸方向に移動させる第２の駆動部材とを有し、
   前記第１の駆動部材の光軸回りの回転により前記第２の駆動部材が光軸回りに回転し、ワイド状態においてはテレ状態に比べて前記第１のレンズと前記第２のレンズとの相対的位置関係が離れることを特徴とするレンズ装置。
3. 前記第１の駆動部材の光軸外側に前記第１の駆動部材を少なくとも回転駆動する駆動機構とを有することを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
4. 第１のレンズと該第１のレンズよりも像側に配置された第２のレンズとを光軸方向に移動させて格納状態と撮影可能状態との間で移行可能なレンズ装置であって、
   光軸回りに回転することによって、前記第１のレンズを保持する保持部材を光軸方向に移動させる第１の駆動部材と、
   光軸回りに回転することによって、前記第２のレンズを保持する保持部材を光軸方向に移動させる第２の駆動部材とを有し、
   前記第１の駆動部材の光軸回りの回転により前記第２の駆動部材が光軸回りに回転し、前記第１の駆動部材と第２の駆動部材との前記撮影状態における重なり度合いが前記格納状態における重なり度合いよりも多くないことを特徴とするレンズ装置。
5. 前記第１の駆動部材と第２の駆動部材との前記撮影状態のワイド状態における重なり度合いが前記格納状態における重なり度合いと前記撮影状態のテレ状態における重なり度合いとよりも少なくなることを特徴とする請求項４に記載のレンズ装置。
6. 前記第１の駆動部材は、前記１のレンズを光軸方向に駆動する第１のカム部と、前記第２の駆動部材を光軸方向に駆動する第２のカム部とを有し、
   前記第１のカム部と前記第２のカム部とが該第１の駆動部材における互いに反対側の面に形成されたカム部材であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のレンズ装置。
7. 前記第２のカム部は、非線形カムであることを特徴とする請求項６に記載のレンズ装置。
8. 前記第２の駆動部材は、前記第２のレンズを駆動するためのカム部を有し、光軸回りで回転するカム部材であることを特徴とする請求項６又は７に記載のレンズ装置。
9. 前記第２の駆動部材と一体的に光軸方向に移動可能であり、かつ該第２の駆動部材の光軸回りでの回転を許容する直進部材を有し、
   前記第１の駆動部材は、前記第２のカム部によって前記直進部材を光軸方向に駆動し、
   前記第２の駆動部材は、前記第１の駆動部材によって回転駆動されることを特徴とする請求項８に記載のレンズ装置。
10. 前記第２の駆動部材は、アクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
11. 前記駆動機構は、前記第１の駆動部材を回転駆動するとともに光軸方向に駆動することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
12. 請求項１から１１のいずれか１つに記載のレンズ装置を備えたことを特徴とする撮像装置。