JP2009063675A - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カム環と第４レンズ群用カム環の連結を第２ズーム連動レバーで行う構成となっているため、スペース効率が非常に悪いものであった。
【解決手段】フォーカス操作によるフォーカスレンズ群の繰り出し量を、ズーム位置に応じて補正するフォーカスカムを用いたレンズ鏡筒に関する。ズーム操作を行うためのズーム操作環２２と、そのズーム操作環２２の回転に基づくズーム操作によりフォーカスレンズ群を駆動するズームカム環１６と、ズーム操作環２２の回転に基づくズーム操作によりフォーカスレンズ群の光軸方向へ移動すると共に、ズームカム環１６と異なる回転速度で回転される１群カム環１５と、を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズ等のレンズ鏡筒及び、そのレンズ鏡筒を備えたデジタル一眼レフカメラ等の撮像装置に関する。

従来の、この種のレンズ鏡筒としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、望遠側と広角側とでフォーカス時の繰り出し量の異なるズームレンズに関するものが記載されている。この特許文献１に記載されたズームレンズは、「インナーフォーカス方式及びリアフォーカス方式のズームレンズにおいて、回転させてズーム操作を行うズーム操作環と、回転させてフォーカス操作を行うフォーカス操作環と、前記ズーム操作環の回転を伝達されると共に、固定部材との間で構成する第１カム機構によって、前記ズーム操作環回転時に回転及び前後移動する回転移動筒と、前記回転移動筒の外周に突設された突設部に係合して前記回転移動筒の回転を伝達される回転筒と、前記回転筒との間で構成される第２カム機構によって、前記回転筒回転時に第１案内部材に直進案内されながら前後移動する第１レンズ群と、前記回転移動筒との間で構成される第３カム機構によって、前記回転移動筒回転時に前後移動する第２レンズ群と、前記フォーカス操作環と一体化され、前記回転移動筒回転時に第２レンズ群を直進案内すると共に、前記フォーカス操作環回転時に第２レンズ群を回転させて第３カム機構の案内によって第２レンズ群を前後移動させる第２案内部材と、から成る」ことを特徴としている。

このような構成を有する特許文献１に記載されたズームレンズによると、ズーム操作時において、ズーム操作環を回転させると、第１カム機構によって回転移動筒が回転しながら前後移動する。更に、回転移動筒が回転すると、第３カム機構により第２レンズ群が、第２案内部材に案内されて直進し所定位置に配置される。そして、回転移動筒の回転は、突設部によって外側の回転筒に伝達され、その回転筒が回転すると、第２カム機構により第１レンズ群が、第１案内部材に案内されて直進し所定位置に配置される。また、フォーカス操作時において、フォーカス操作環を回転させると、第２案内部材が第２レンズ群を回転させ、第３カム機構によって第２レンズ群を、ズーム位置に応じた繰り出し量で前後移動させて合焦させるようになっている。
特開平１１−３１１７３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたズームレンズにおいては、次のような問題が生じていた。即ち、カム環と第４レンズ群用カム環の連結を第２ズーム連動レバーで行う構成となっているため、スペース効率が非常に悪いという点である。この問題が生じる理由の１は、ズーム操作環の回転角度は、通常、７０度〜１２０度程度が一般的であるため、この角度範囲が大きくて丈夫な第２ズーム連動レバーを回動するためには、非常に大きなスペースが必要になる。また、この問題が生じる理由の２は、第１レンズ群の移動量を大きくするためには、カム環の移動量も大きくする必要があるが、第２ズーム連動レバーがカム環に支持されているため、第４レンズ群用カム環の移動量（第３レンズ群の移動量）とその長さ（全長）によって第１レンズ群の移動量が制限される。この制限により、ズームレンズ全体の小型化が妨げられ、光学性能を上げる上で制約になっているためである。

近年のデジタル一眼レフカメラは、目覚しい発展を遂げており、小型化、高画素化、高性能化が進んでいるが、小型化させるためには、通常、少なくても２つのカム環を回転させ、一方のカム環を光軸方向に移動させる構造をとることが多い。これは、レンズの移動量を最大限に取りながら鏡筒のサイズを抑えるためと、ズームトルクを抑えるために、必要不可欠であるからである。このとき、設計段階において課題となるのが、ズーム操作環を回転させたときに、これらのカム環を回転させるための連結機構である。通常、連結機構は、スペースを大きく取ることが多く、そのためのスペースを確保する必要があるからである。
これらの課題を解決し、いかにして小型、高性能、低コストのレンズ鏡筒を設計、製作するかが、非常に重要になってきている。

解決しようとする問題点は、従来のレンズ鏡筒では、第２ズーム連動レバーがカム環に支持されているため、第４レンズ群用カム環の移動量とその長さによって第１レンズ群の移動量が制限され、カム環の移動量を大きくとることができない、という点である。

本発明のレンズ鏡筒は、少なくとも２つのカム筒を備え、操作環の回転に基づく操作により２つのカム筒の作動を介してレンズ群を移動させるレンズ鏡筒において、操作環の回転に基づく操作によりレンズ群の一部を駆動する第１カム筒と、操作環の回転に基づく操作によりレンズ群の一部を光軸方向へ移動すると共に、第１カム筒と異なる回転速度で回転される第２カム筒と、を設けたことを最も主要な特徴とする。

また、本発明の撮像装置は、レンズ鏡筒を備えた撮像装置において、レンズ鏡筒は、少なくとも２つのカム筒を備え、操作環の回転に基づく操作により２つのカム筒の作動を介してレンズ群を移動させるレンズ鏡筒であって、操作環の回転に基づく操作によりレンズ群の一部を駆動する第１カム筒と、操作環の回転に基づく操作によりレンズ群の一部を光軸方向へ移動すると共に、第１カム筒と異なる回転速度で回転される第２カム筒と、を設けたことを特徴としている。

本発明のレンズ鏡筒及び撮像装置によれば、２つのカム筒を連結する機構部品を削減し、全体の小型化を図ることができる。更に、２つのカム筒の回転速度を変化させる自由度があり、カム曲線の最適化を図ることができ、光学性能を向上させ、作動感（フォーカストルク、ズームトルク）も向上することができる。

レンズ鏡筒において、操作環と２つのカム筒を設け、操作環の操作により第２カム筒が光軸方向へ移動すると共に、その回転速度を第１カム筒の回転速度と異ならせることにより、小型化、高品質、低コストに寄与し得るレンズ鏡筒及び撮像装置を、簡単な構成によって実現した。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図１〜図３９は、本発明の実施の形態の例を説明するものである。即ち、図１は本発明のレンズ鏡筒の第１の実施の例を示す断面図、図２は分解斜視図、図３Ａ，Ｂは１群枠の斜視図、図４は１群カム環の斜視図、図５はズームカム環の斜視図、図６は１群カム環の展開図、図７ズームカム環の展開図、図８は固定筒の斜視図、図９は４群カム環の斜視図、図１０は固定筒の展開図、図１１Ａ〜Ｄは固定筒のリード溝の例を示す説明図、図１２は４群カム環の展開図、図１３は３群移動枠の展開図、図１４は４群枠ユニットの斜視図、図１５は３群移動枠の斜視図、図１６Ａはズームカム環と固定筒の組立図、図１６Ｂはズームカム環と固定筒と４群カム環の組立図、図１７は固定枠とズーム操作環の連結状態の説明図、図１８Ａ，Ｂはズーム操作環の斜視図、図１９は１群案内環の展開図、図２０は２群枠組立体の斜視図、図２１はフォーカスカム環の斜視図、図２２は２群移動枠の斜視図、図２３Ａ，Ｂはフォーカスカム環の展開図、図２４は２群移動枠の展開図、図２５Ａ，Ｂ及び図２６はフォーカスカム環等の組立図、図２７Ａ〜Ｃは固定筒とフォーカスカム環と２群玉枠の組立図、図２８Ａ，Ｂはフォーカスカム環と固定筒等の組立図、図２９Ａ，Ｂは固定保持枠の斜視図、図３０はフォーカス作動環等の斜視図、図３１は１群カム環と４群カム環等の組立斜視図、図３２〜図３５は固定筒と２群移動枠とフォーカスカム環との動作の関係を示す説明図、図３６は本発明のレンズ鏡筒を備えた撮像装置の第１の実施の例を示す一眼レフカメラの正面図、図３７は同じく背面図、図３８は同じく縦断面図、図３９は一眼レフカメラの概略構成を示すブロック説明図である。

図１及び図２に示すレンズ鏡筒１０は、本発明のレンズ鏡筒の第１の実施の例を示すものであり、デジタル一眼レフカメラ等に使用される交換レンズとして構成されている。このレンズ鏡筒１０は、複数のレンズやフィルタ等の光学素子によって構成される撮影光学系と、その撮影光学系の各構成要素を固定又は移動可能に支持する環体や枠体等のメカニック系とから構成されている。このメカニック系は、手動操作によって動作されるが、モータやギア等の動力系を設け、メカニック系を自動的に動作させる構成とすることもできる。

図１に示すように、レンズ鏡筒１０の撮影光学系は、被写体側から順に配置されている複数のレンズの組合せからなる第１レンズ群１と、同じく複数のレンズの組合せからなる第２レンズ群２と、１又は２以上のレンズの組合せからなる第３レンズ群３と、同じく複数のレンズの組合せからなる第４レンズ群４との４群レンズ構成とされている。第２レンズ群２と第３レンズ群３と第４レンズ群４の位置調整によってズーミング機能とフォーカシング機能が発揮され、これら第２〜第４レンズ群２〜４を光軸方向に所定量移動することにより、光学系のズーミング動作とフォーカシング動作を実行することができる。

レンズ鏡筒１０のメカニック系は、第１レンズ群１を保持する１群枠１１と、第２レンズ群２を保持する２群枠１２と、第３レンズ群３を保持する３群移動枠１３と、第４レンズ群４を保持する４群枠ユニット１４と、第２カム筒の一具体例を示す１群カム環１５と、第１カム筒の一具体例を示すズームカム環１６と、固定筒１７と、固定保持枠１８と、１群案内環２１と、ズーム操作環２２と、外装カバー２３と、距離環２４と、フォーカスカム環２５等を備えて構成されている。このレンズ鏡筒１０の第４レンズ群４の光軸方向の後方に、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）等からなる撮像素子が配置される。

１群枠１１は、図１及び図３Ａ，Ｂに示すように、筒状をなす鏡筒環３１と、この鏡筒環３１の内側に保持される１群玉枠３２とを備えている。鏡筒環３１は、筒軸方向の一端の直径を他端側よりも大きくした大径部３１ａを有する段付き筒体からなり、この大径部３１ａの内側に１群玉枠３２が着脱可能に取り付けられている。１群玉枠３２は、複数枚のレンズを保持可能な枠体からなり、この１群玉枠３２に、３枚のレンズの組み合わせとして構成された第１レンズ群１が固定されている。鏡筒環３１の大径部３１ａと反対側の端部には、径方向内側に突出する３個の１群カムピン３３と、径方向外側に突出する３個の回転止め凸部３４が設けられている。３個の１群カムピン３３及び３個の回転止め凸部３４は、それぞれが互いに等角度間隔をあけて配置されている。そして、１群カムピン３３と回転止め凸部３４は、周方向に適当な角度をあけて配置されている。

この鏡筒環３１の内側に１群カム環１５が配置され、１群カム環１５の内側にズームカム環１６が配置され、ズームカム環１６の内側に固定筒１７が配置され、固定筒１７の内側にフォーカスカム環２５が配置され、フォーカスカム環２５の内側に３群移動枠１３が配置されている。そして、鏡筒環３１の光軸方向の後方において、フォーカスカム環２５の外側に第３カム筒の一具体例を示す４群カム環２６が配置され、４群カム環２６の外側に遮光筒２７が配置され、遮光筒２７の外側にフォーカス作動環２８が配置されている。また、鏡筒環３１の外側に１群案内環２１が配置され、１群案内環２１の外側に距離環２４が配置され、距離環４の外側にズーム操作環２２と外装カバー２３が配置されている。

１群カム環１５は、図２及び図４に示すように、肉厚の薄い筒体からなり、その肉部を貫通して表裏両面に開口された３つの軸方向溝３６と３つの周方向溝３７と３つのズーム用カム溝３８が設けられている。図６に示すように、３つの軸方向溝３６は、所定の間隔をあけて互いに平行となるよう筒軸方向に延在されている。更に、３つの周方向溝３７は、１群カム環１５の筒軸方向の一側において、所定の間隔をあけて周方向に延在されている。また、３つのズーム用カム溝３８は、隣り合う軸方向溝３６，３６間において、一方の軸方向溝３６の一端から他方の軸方向溝３６の他端に向けて斜め方向へ直線的に延在されている。

ズームカム環１６は、図２及び図５に示すように、肉厚の薄い筒体からなり、その肉部を貫通して表裏両面に開口された３つの直進案内長溝４１と３つの回転案内長溝４２が設けられている。図７に示すように、３つの直進案内長溝４１は、所定の間隔をあけて互いに平行となるように配置されて筒軸方向に延在されている。また、３つの回転案内長溝４２は、隣り合う直進案内長溝４１，４１間において、一方の直進案内長溝４１の一端近傍から他方の直進案内長溝４１の他端に向けて斜め方向へ緩いＳ字曲線を描くように延在されている。そして、直進案内長溝４１及び回転案内長溝４２の各溝において、一方の端部の穴径を少し大きく形成することにより、カムピン等の挿入が容易に行えるようにしている。

更に、ズームカム環１６には、筒軸方向の一端において半径方向外側へ張り出すように形成された外フランジ部１６ａと、筒軸方向の他端において半径方向内側へ張り出すように形成された内フランジ部１６ｂとが設けられている。そして、ズームカム環１６の外フランジ部１６ａの２箇所には、半径方向外側へ突出するズーム連動ピン４３がそれぞれ設けられている。２つのズーム連動ピン４３，４３は、周方向へ所定の角度間隔をあけて（この実施例では１２０度）配置されている。また、ズームカム環１６の内フランジ部１６ｂ側には、３つの連結カムピン４４が半径方向外側へ突出するように設けられている。３つの連結カムピン４４，４４は、周方向へ等角度間隔に配置されている。そして、３つの連結カムピン４４，４４は、１群カム環１５の３つのズーム用カム溝３８，３８にそれぞれ摺動可能に係合されている。

固定筒１７は、図２及び図８に示すように、肉厚の薄い筒体からなり、その肉部を貫通して表裏両面に開口された３つの直進案内溝４０及び３つのカム溝４５と、その肉部の内側にのみ開口された１つのリード溝４６と、内側に突出するように形成された３つの嵌合凸部４７が設けられている。図１０に示すように、３つの直進案内溝４０は、所定の間隔をあけて互いに平行となるように配置されて筒軸方向に延在されている。また、３つのカム溝４５は、隣り合う直進案内溝４０，４０間において、一方の直進案内溝４０の中途部から他方の直進案内溝４０の他端に向けて円弧状の曲線を描くように延在されている。

この固定筒１７の各カム溝４５の凹側に、それぞれ嵌合凸部４７が配置されている。各嵌合凸部４７は、直進案内溝４０に対して所定角度（この実施例では４５度）で傾斜されて螺旋状に中途部まで延在された突条部として形成されている。この嵌合凸部４７の内面は、固定筒１７の筒軸心線と略平行をなすように形成されている。リード溝４６は、１つの嵌合凸部４７と対向するように、固定筒１７の嵌合凸部４７と反対側に開口され、直進案内溝４０に対して所定角度（この実施例では４５度）で傾斜されて螺旋状に中途部まで延在された長溝として形成されている。

固定筒１７のリード溝４６は、４群カム環２６をガイドするもので、後述する４群カム環２６の係合突起２６ａが摺動可能に係合される。このリード溝４６の傾斜角度等を変えることにより、４群カム環２６の回転数を調整することができる。

図１１Ａ〜１１Ｄは、リード溝４６の傾斜角度等を変化させた状態を示すものである。図１１Ａは、リード溝４６の傾斜角度αを、図１０等に示したノーマル状態としたときのもので、このときのリード溝４６の傾斜角度αを基準傾斜角度（この実施例では４５度）αａとする。図１１Ｂは、リード溝４６の傾斜角度αを、ノーマル状態よりも急な傾きの傾斜角度αｂとしたものであり、この場合には４群カム環２６の回転量を小さくすることができる。図１１Ｃは、リード溝４６の傾斜角度αを、ノーマル状態よりも緩い傾きの傾斜角度αｃとしたものであり、この場合には４群カム環２６の回転量を大きくすることができる。また、図１１Ｄは、リード溝４６の傾斜を、略Ｓ字状をなすカム曲線としたもので、この場合には４群カム環２６の回転量を１行程内において増減変化させることができる。

更に、固定筒１７のリード溝４６が開口する側の端部には、半径方向外側に突出する３個の連結アーム４８が設けられている。３個の連結アーム４８は、周方向へ所定の角度間隔をあけて等間隔に配置されている。固定筒１７は、バヨネットによってズームカム環１６に回転可能に連結されており、ズーム操作環２２を回転することにより、ズームカム環１６が回転するようになっている。

４群カム環２６は、図９に示すように、肉厚の薄い筒体からなり、その肉部を貫通して表裏両面に開口された２つの４群カム溝５１と、その肉部の内側にのみ開口された略Ｌ字状をなす２つの４群補助カム溝５２と、上述した係合突起２６ａとを有している。図１２に示すように、２つの４群カム溝５１，５１は、周方向に所定の間隔をあけて配置されており、筒軸方向の一方に凹となるよう周方向へ円弧状に延在されている。また、２つの４群補助カム溝５２，５２は、隣り合う４群カム溝５１，５１間に配置されていて、筒軸方向に延在されて一端に開口された軸方向溝部５２ａと、この軸方向溝部５２ａの内端部から周方向に連続された周方向溝部５２ｂと、この周方向溝部５２ｂの先部において軸方向へ湾曲された湾曲溝部５２ｃとを有している。

４群カム環２６の２つの４群カム溝５１，５１には、２つの４群カムピン５３，５３がそれぞれ摺動可能に係合されている。２つの４群カムピン５３，５３は、１８０度回転変位した位置に配置されており、３群移動枠１３の２つの４群用直進案内溝５４，５４を貫通している。この２つの４群カムピン５３，５３により、３群移動枠１３を介して４群枠ユニット１４が４群カム環２６と連動可能に連結されている。

４群枠ユニット１４は、図１及び図１４に示すように、円筒状の筒体からなる４群移動枠６１と、この４群移動枠６１の内側に保持された４群玉枠６２とを有している。４群玉枠６２は、複数枚のレンズを保持可能な枠体からなり、この４群玉枠６２に、５枚のレンズの組み合わせとして構成された第４レンズ群４が固定されている。更に、４群移動枠６１の外周面において１８０度回転変位した位置に、２つの４群カムピン５３，５３が取り付けられている。

また、３群移動枠１３は、図１及び図１５に示すような構成を有している。即ち、３群移動枠１３は、肉厚の薄い筒体からなり、２つの４群用直進案内溝５４，５４と２つの４群用補助カムピン５５，５５を有している。図１３は、３群移動枠１３の展開図である。２つの４群用直進案内溝５４，５４は、周方向に所定の間隔をあけて配置されていると共に筒軸方向へ平行に延在されており、各４群用直進案内溝５４の近傍に４群用補助カムピン５５がそれぞれ配置されている。

この３群移動枠１３の筒軸方向の一側には、半径方向内側へ突出する内フランジ部１３ａが設けられている。この内フランジ部１３ａには、３群玉枠５６が固定されている。３群玉枠５６は、複数枚のレンズを保持可能な枠体からなり、この３群玉枠５６に、２枚のレンズの組み合わせとして構成された第３レンズ群３が固定されている。この３群移動枠１３の先端部に３群延長環５７が着脱可能に装着されている。

更に、３群移動枠１３の内フランジ部１３ａ側の外周面に、３個の３群ピン５８が周方向へ等間隔に配置されて設けられている。３群ピン５８は、２つのローラ５８ａ，５８ｂと、この２つのローラ５８ａ，５８ｂを貫通して３群移動枠１３に回転自在に支持する取付ねじ５９とからなっている。２つのローラ５８ａ，５８ｂは層状に重ね合わされており、第１のローラ５８ａには固定筒１７とズームカム環１６が対向され、第２のローラ５８ｂには１群カム環１５と１群案内環２１が対向される。そして、３つの３群ピン５８の第２のローラ５８ｂが、１群カム環１５の３つの周方向溝３７にそれぞれ摺動可能に係合されている。

図１６Ａは、ズームカム環１６に固定筒１７を嵌合させて組み合わせた状態を示すものである。ズームカム環１６の内側に固定筒１７が挿入されていて、ズームカム環１６の外フランジ部１６ａに設けた２つのズーム連動ピン４３，４３の近傍に、固定筒１７に設けた３つの連結アーム４８，４８のうちの２つが接近されている。また、図１６Ｂは、ズームカム環１６と固定筒１７との組立体に、更に４群カム環２６を嵌合させて組み合わせた状態を示すものである。固定筒１７のリード溝４６に４群カム環２６の係合突起２６ａが摺動可能に係合されている。

図１７は、ズームカム環１６と固定筒１７とズーム操作環２２との間の連結状態を示す説明図である。ズーム操作環２２は、図１及び図１８Ａ，Ｂに示すように、筒軸方向の中途部に段差を設けた筒体からなり、その小径側の外周面にズームゴムリング６５が嵌合されている。ズームゴムリング６５の外周面には滑り止めのためのローレットが設けられており、このズームゴムリング６５を持って回すことによりズーム操作環２２が回動操作される。また、ズーム操作環２２の内周面には、ズームカム環１６のズーム連動ピン４３を係合保持するためのピン保持部６６が設けられている。

ズーム操作環２２の光軸方向ＯＬの背面側には後部保持環６７が設けられている。後部保持環６７にはレンズマウント６８が固定されており、このレンズマウント６８を介してレンズ鏡筒１０が、一眼レフカメラ等の撮像装置に着脱可能に装着される。ズーム操作環２２の光軸方向ＯＬの前面側には外装カバー２３が配置されている。外装カバー２３には、内部を覗き見るための距離目盛窓６９が設けられている。この距離目盛窓６９から内部の目盛を見ることにより、被写体までの距離を目で見て知ることができる。

図１９は、１群案内環２１の展開図である。１群案内環２１は、肉厚の薄い筒体からなり、その肉部の外側にのみ開口された３つの軸方向案内溝７１と、その肉部及び内側に突出するボス部を貫通する３つの嵌合穴７２を有している。３つの軸方向案内溝７１は、１群案内環２１の外周面において、周方向へ等間隔に配置され、筒軸方向と平行に延在されている。更に、３つの軸方向案内溝７１は、１群案内環２１の筒軸方向の一端にのみ開口されており、その開口部と反対側に、同じく周方向へ等間隔に配置された３つの嵌合穴７２が設けられている。３つの嵌合穴７２には、３つの３群ピン５８の第２のローラ５８ｂがそれぞれ嵌合されている。

図２０は、２群枠１２の組立体を示す図である。この２群枠組立体７４は、２群枠１２とフォーカスカム環２５と２群移動枠７５とを有している。２群枠１２は、複数枚のレンズを保持可能な枠体からなる２群玉枠７６と、この２群玉枠７６に保持された５枚のレンズの組み合わせとして構成された第２レンズ群２とからなっている。

フォーカスカム環２５は、図２１に示すような構成を有している。即ち、フォーカスカム環２５は、肉厚の薄い筒体を有しており、筒軸方向の一端に、半径方向外側に突出する外フランジ部２５ａが設けられている。この外フランジ部２５ａは、２群枠１２をフォーカスカム環２５にねじ止めするためのものである。フォーカスカム環２５の筒軸方向の他端には、背面側に延在されて筒軸方向と平行に突出するフォーカス連動レバー７７が設けられている。フォーカス連動レバー７７には、フォーカス作動環２８が連結される。

更に、フォーカスカム環２５には、図２３Ａ，Ｂに展開して示すように、３つのバリエータカム７８と、３つのＬ字形状に形成された位置規制部７９とが設けられている。フォーカスカム環２５の筒軸方向の一端には、鋸歯状に切り欠かれた３つの切欠き部８１が周方向へ等間隔に設けられている。切欠き部８１は、筒軸方向と平行に延びる垂直部８１ａと、この垂直部８１ａの底部に連続して水平方向に延びる水平部８１ｂと、水平部８１ｂの他端に連続して端面側に斜めに延びる斜面部８１ｃとを有している。

バリエータカム７８の一端は、切欠き部８１の垂直部８１ａに開口されていて、回転角度に応じて切欠き部８１から離れる方向へ湾曲するように形成されている。このバリエータカム７８は、１つが周方向の１／３を超える回転角度１２０度以上に設定されている。そのため、各バリエータカム７８の先端は、隣り合う切欠き部８１の垂直部８１ａより遠い位置まで延在（オーバーラップ）されている。図２３Ａ，Ｂにおいて、符号ＷＩはワイド側無限位置、ＷＮはワイド側近位置、ＴＩはテレ側無限位置、ＴＮはテレ側近位置をそれぞれ示している。

この３つのバリエータカム７８の中間部に対応する位置に３つの位置規制部７９がそれぞれ設けられている。位置規制部７９は、バリエータカム７８の斜面部８１ｃに対向される水平部７９ａと、この水平部７９ａの切欠き部８１の垂直部８１ａ側に連続された垂直部７９ｂと、この垂直部７９ｂの切欠き部８１から離れた側に連続された補強リブ部７９ｃとを有している。位置規制部７９の水平部７９ａは、筒軸方向と垂直をなす面上において周方向へ延在するように設けられている。この水平部７９ａは、フォーカスカム環２５の筒軸方向において、バリエータカム７８の先端部と略同じ位置に設定されている。位置規制部７９の垂直部７９ｂは、筒軸方向と平行をなす方向へ延在するように設けられている。これら水平部７９ａと垂直部７９ｂが、位置規制部７９の実質を構成しており、これらによって後述するようにフォーカスカム環２５の脱落が防止されている。

位置規制部７９の補強リブ部７９ｃは、フォーカスカム環２５を補強して変形を防止するために補強用として設けたものである。この補強リブ部７９ｃは、水平部７９ａや垂直部７９ｂのような受部材としての機能が無いため、フォーカスカム環２５に強度や変形の点に問題が無い場合には、無くてもよいものである。

２群移動枠７５は、図２２に示すような構成を有している。即ち、２群移動枠７５は、リング状をなす枠体によって形成されている。２群移動枠７５には、３つの２群カムピン８４と３つのフォーカスカムピン８５が設けられている。３つの２群カムピン８４は、周方向に等角度間隔をあけて半径方向外側へ突出するように取り付けられている。２群カムピン８４は、固定筒１７のカム溝４５に回転自在且つ摺動可能に係合されるローラ８４ａと、このローラ８４ａを２群移動枠７５に回転自在に支持する取付ねじ８４ｂを有している。

図２４は、２群移動枠７５を展開して示すものである。３つのフォーカスカムピン８５は、周方向に等角度間隔をあけて半径方向内側へ突出するように取り付けられている。フォーカスカムピン８５の頭部はテーパ形状（きのこ形）をなしており、フォーカスカム環２５の３つのバリエータカム７８にそれぞれ摺動可能に係合される。

図２５Ａ，Ｂ及び図２６は、フォーカスカム環２５と２群移動枠７５とフォーカス操作環２８との組立状態を説明するもので、図２５Ａはワイド側無限位置、図２５Ｂはワイド側近位置、図２６はテレ側無限位置、をそれぞれ示している。フォーカス操作環２８は、リング状の本体部を有し、その本体部の外周面の一部にギア部８６と係合突起８７が設けられている。ギア部８６は、オートフォーカスの駆動力を伝動するものである。また、フォーカス操作環２８の本体部の一方の端面には、筒軸方向に突出する摺動軸受８８が設けられている。摺動軸受は、マニュアルフォーカスからの駆動力を伝動するものである。この摺動軸受には、フォーカスカム環２５に設けたフォーカス連動レバー７７が筒軸方向へ摺動可能に保持されている。

図２７Ａ，Ｂ，Ｃ及び図２８Ａ，Ｂは、２群枠組立体７４に固定筒１７を組み立てた状態を示す図である。２群移動枠７５の２群カムピン８４が、固定筒１７のカム溝４５に摺動可能に係合されている。図２７及び図２８Ａは、２群移動枠７５が引き込んだ状態を示し、図２８Ｂは、２群移動枠７５が飛び出した状態を示している。

図２９Ａ，Ｂは、固定保持環１８を示している。この固定保持環１８は筒状の部材からなり、これの外側にズーム操作環２２が回動可能に嵌合されている。

図３０は、フォーカス作動環２８と距離環２４とクラッチユニット９１の組立状態を説明する図である。クラッチユニット９１は、図１に示すように、１群案内環２１の外側であって固定保持環１８及び距離環２４の前側に配置されている。このクラッチユニット９１の前側にフォーカス操作環９２が配置されている。フォーカス操作環９２には、フォーカスゴムリング９３が装着されている。このクラッチユニット９１は、フォーカス操作環９２等を回転させるもので、フォーカス操作環９２を回転させると距離環２４が回転するが、距離環２４を回転させてもフォーカス操作環９２を回転させない構成となっている。

また、フォーカス作動環２８の係合突起８７には、距離環２４に設けた連結アーム９５が移動可能に係合保持されている。更に、フォーカス作動環２８には、フォーカスブラシ９６が取り付けられている。このフォーカスブラシ９６は、図示しないエンコーダと回転接触して電気信号を伝達するものである。図３１は、ズームカム環１６と３群移動枠１３の組立状態を説明する図である。

このような構成を有するレンズ鏡筒１０の動作を、次に説明する。まず、ズーム操作時において、ズーム操作環２２を回転させた場合の動作について説明する。
ズーム操作環２２が回転すると、ズーム連動ピン４３を通してズームカム環１６に回転力が伝達され、ズームカム環１６が回転する。ズームカム環１６が回転すると、固定筒１７の直進案内溝４０と、ズームカム環１６の回転案内長溝４２により、３群ピン５８を介して３群移動枠１３が回転せずに前進する。また、ズームカム環１６の先端部に取り付けられた連結カムピン４４（１群カム環１５の直進案内溝４０と係合）を通して、１群カム環１５に回転力が伝達される。

このとき、３群ピン５８は、１群カム環１５の周方向溝３７に挿入されているため、１群カム環１５は３群移動枠１３と同じ速度で回転しながら前進する。また、１群枠１１は、その回転止め凸部３４により、鏡筒環３１の直進案内溝で回転が規制され、１群カムピン３３が１群カム環１５のカム溝３８によって押し出される。これにより、前述した前進にプラスされて１群カム環１５が大きく繰り出される。

４群カム環２６は、その内径部に４群用補助カムピン５５と係合する４群補助カム溝５２が形成されているため、３群移動枠１３が繰り出されると、４群カム環２６も繰り出される。この４群カム環２６が繰り出されると、その係合突起２６ａが固定筒１７のリード溝４６に係合されているため、４群カム環２６は回転する。即ち、４群カム環２６は、ズームカム環１６及び、１群カム環１５とは異なる速度で回転しながら、３群移動枠１３と異なる速度で繰り出される。よって、リード溝４６及び４群補助カム溝５２を設けたことにより、４群カム環２６の回転速度及び繰り出し速度を任意に設定することができるため、カム設計の自由度が非常に大きくなる。

４群枠ユニット１４は、図１４に示すように、４群カムピン５３が、３群移動枠１３に構成された４群用直進案内溝５４を直進ガイドとし、４群カム環２６に構成された４群カム溝５１によって繰り出される。即ち、４群枠ユニット１４は、４群カム環２６に対して、４群カム溝５１分だけ更に繰り出される。

また、２群移動枠７５は、２群カムピン８４がズームカム環１６の直進案内長溝４１から回転力を得て、固定筒１７に構成されたカム溝４５により、回転しながら繰り出される。フォーカスカム環２５は、フォーカス連動レバー７７が回転止めとなって回転しないが、２群移動枠７５が回転して繰り出される。そのため、フォーカスカム環２５は、２群移動枠７５と共に繰り出され、さらに、バリエータカム７８が２群カムピン８４と接触している位置が変化するため、繰り出される。即ち、フォーカスカム環２５は、カム溝４５による２群移動枠７５の移動量と、バリエータカム７８による移動量とを合成した所定位置に配置される。

このように、ズーム操作をしたときの各部品の繰り出し量と回転速度をまとめると、次のようになる。
ズームカム環１６‥‥‥繰り出し無し、回転速度はズーム操作環２２と同速
３群移動枠１３‥‥‥‥繰り出し速度は回転案内長溝４２による。回転無し
１群カム環１５‥‥‥‥繰り出しは３群移動枠１３と同速、回転速度はズームカム環１６と同速
１群枠１１‥‥‥‥‥‥繰り出し速度はカム溝３８と回転案内長溝４２による。回転無 し
４群カム環２６‥‥‥‥繰り出し速度は回転案内長溝４２と４群補助カム溝５２による。回転速度はリード溝４６と自身の繰り出し速度による。
４群枠ユニット１４‥‥繰り出し速度は回転案内長溝４２と４群カム溝５１と４群補助カム溝５２による。回転無し
２群移動枠７５‥‥‥‥繰り出し速度はカム溝４５による。回転速度はズーム操作環２２と同速
フォーカスカム環２５‥繰り出し速度はカム溝４５とバリエータカム７８による。回転無し

次に、フォーカス操作時において、フォーカス操作環９２を回転させた場合について説明する。
フォーカス操作環９２が回転すると、クラッチユニット９１を介して距離環２４が回転し、距離環２４が回転すると、連結アーム９５で連結されたフォーカス作動環２８が回転する。フォーカス作動環２８が回転すると、フォーカス連動レバー７７を介してフォーカスカム環２５が回転する。フォーカスカム環２５が回転すると、バリエータカム７８の使用位置が変化し、フォーカスカム環２５が光軸方向へ移動する。なお、この実施例においては、フォーカスカム環２５にバリエータカム７８を設け、２群移動枠７５にカムピンを設けた例について説明したが、これとは逆に、フォーカスカム環２５にカムピンを設け、２群移動枠７５にバリエータカム７８を設ける構成としてもよいことは勿論である。

次に、フォーカスカム環２５の位置規制について説明する。
フォーカスカム環２５は、図２０、図２５及び図２６に示すように、３本のフォーカスカムピン８５によって２群移動枠７５に支持されている。この３本のフォーカスカムピン８５は、主に、フォーカスカム環２５のチルト成分（光軸と垂直をなす面に対して傾く方向の成分）を規制する役目を果たす。

仮に、ガタ成分が無い完全に理想的な形状を想定すると、フォーカスカムピン８５はテーパピン（きのこ形状）になっているため、シフト成分（光軸と垂直をなす面に対して平行する方向の成分）も規制されるが、実際にはガタがあり、直進案内もフォーカス連動レバー７７の１箇所だけであるため、シフト成分を規制する受け面が必要となる。このシフト成分を規制するのが、１２０度の間隔で３箇所に設けられたＬ字形状をなす受け面の一具体例を示す位置規制部７９である。この位置規制部７９は、固定筒１７の内面に対向され、３つの嵌合凸部４７と接触される。

次に、位置規制部７９の形状について説明する。
この実施例では、フォーカス操作によるフォーカスレンズ群の繰り出し量を、ズーム位置に応じて補正するようなフォーカスカムを用いた構成のズームレンズに適用している。そのため、バリエータカム７８の周方向の長さが１１０度以上に延在されており、非常に長い構成となっている。このバリエータカム７８の構成の内訳は、例えば、ズーム回転角度が７０度、フォーカス回転角度が４０度で、更に組立時に必要とされる組立分の角度である。

そのため、図２０及び図２３Ａ，Ｂに示すように、１のバリエータカム７８のテレ側近（Ｔ ＮＥＡＲ）位置の端部と、これに隣り合うバリエータカム７８のワイド側無限（Ｗ ＩＮＦ）位置の端部とが重なり合い、オーバーラップＯＲを生じている。このような状態で受け面である位置規制部を作製しようとすると、フォーカスカム（バリエータカム７８）との干渉を避けるためには、光軸方向に逃げるしか方法がない。

しかしながら、この種のレンズ鏡筒において、高倍率で、高い光学性能を維持するためには、第２レンズ群２の移動量を大きくする必要がある。そのため、図２８Ｂに示すように、テレ側近（Ｔ ＮＥＡＲ）位置のときには、フォーカスカム環２５が固定筒１７に対して大きく繰り出すことから、現在の位置規制部７９の水平部７９ａの位置を補強リブ部７９ｃの水平位置まで変移させると、固定筒１７の嵌合凸部４７が外れて抜け出すことになる。

そこで、この実施例においては、テレ側近（Ｔ ＮＥＡＲ）位置のときにも、固定筒１７の嵌合凸部４７から位置規制部７９が外れることがなく、しかも、フォーカスカム（バリエータカム）と干渉しない位置に位置規制部７９の水平部７９ａを設けるようにした。そして、フォーカスカムであるバリエータカム７８と干渉する部分の受け面は、水平部７９ａの一端から光軸方向へ垂直に曲げて垂直部７９ｂを形成し、この垂直部７９ｂで固定筒１７を支持できるようにして、固定筒１７に対してフォーカスカム環２５を光軸方向へ大きく繰り出すことができるようにした。

図３２〜図３５は、ズーム位置及びフォーカス位置における位置規制部７９の作用を説明する図である。これらの図は、固定筒１７とフォーカスカム環２５と２群移動枠７５をそれぞれ展開して重ね合わせ、ワイド側無限（Ｗ ＩＮＦ）位置、ワイド側近（Ｗ ＮＥＡＲ）位置、テレ側無限（Ｔ ＩＮＦ）位置及びテレ側近（Ｔ ＮＥＡＲ）位置の各位置における相互の位置関係を示したものである。

図３２に示すように、ワイド側無限（Ｗ ＩＮＦ）位置では、固定筒１７の嵌合凸部４７が位置規制部７９の全体で接触し、その位置規制部７９の全体で支持されているため、フォーカスカム環２５が外れることがない。更に、図３３に示すように、ワイド側近（Ｗ ＮＥＡＲ）位置では、固定筒１７の嵌合凸部４７が位置規制部７９の全体で接触し、その位置規制部７９の全体で支持されているため、フォーカスカム環２５が外れることがない。

一方、図３４に示すように、テレ側無限（Ｔ ＩＮＦ）位置では、固定筒１７の嵌合凸部４７が位置規制部７９の垂直部７９ｂで接触し、その垂直部７９ｂで支持されているため、フォーカスカム環２５が外れるのを防止することができる。また、図３５に示すように、テレ側近（Ｔ ＮＥＡＲ）位置では、固定筒１７の嵌合凸部４７が位置規制部７９の水平部７９ａで接触し、その水平部７９ａで支持されているため、フォーカスカム環２５が外れることがない。

この図３２〜図３５から明らかなように、位置規制部７９に垂直部７９ｂが無い場合には、テレ側無限（Ｔ ＩＮＦ）位置において、フォーカスカム環２５が固定筒１７の嵌合凸部４７から外れてしまい、フォーカスカム環２５を支持できないことになる。また、フォーカスカム環２５が固定筒１７から外れないようにするために、位置規制部７９の水平部７９ａを周方向に延長すると、バリエータカム７８に干渉してカムの役目を果たすことができなくなる。これを避けるために、位置規制部７９の水平部７９ａを光軸方向へ移すと、テレ側近（Ｔ ＮＥＡＲ）位置において、フォーカスカム環２５が固定筒１７の嵌合凸部４７から外れてしまうことになる。

このような固定筒１７に対するフォーカスカム環２５の外れを防止し、すべての位置において固定筒１７でフォーカスカム環２５を支持できるようにするためには、位置規制部の受け面を曲げて設定するか、レンズ鏡筒全体を大きくするか、或いは、光学性能やスペックを節約し、フォーカス又は第２レンズ群２の移動量を減らす必要がある。これらの観点に基づいて本実施例が構成されており、この実施例に係る位置規制部７９によれば、レンズ鏡筒の小型化、高性能化を実現することができる。なお、この実施例では、位置規制部７９の必須要素部分をＬ字形状に構成したが、必ずしもＬ字形状とする必要はなく、例えば、フォーカスカム環２５のデッドスペースを利用しつつ、フォーカスカム（バリエータカム）と干渉する部分は受け面を曲げて構成してもよいことは勿論である。

次に、前述したような構成を有するレンズ鏡筒が使用される撮像装置の実施の例について説明する。図３６〜図３９は、本発明の撮像装置の一具体例を示すデジタル一眼レフカメラを説明する図である。図３６に示すように、デジタル一眼レフカメラ１００は、カメラ本体部（カメラボディ）１０１を備えている。このカメラ本体部１０１に対して、交換式の撮影レンズユニットであるレンズ鏡筒１０が着脱可能に構成されている。

カメラ本体部１０１は、レンズ鏡筒１０が装着される円環状のマウント部ＭＴを正面略中央に備えている。このマウント部ＭＴの近傍には、レンズ鏡筒１０を着脱するための着脱ボタン１０２が設けられている。また、カメラ本体部１０１は、その正面左上部にモード設定ダイヤル１０３を備えている。モード設定ダイヤル１０３を操作することにより、カメラの各種モード（各種撮影モード（人物撮影モード、風景撮影モード、およびフルオート撮影モード等）、撮影した画像を再生する再生モード、および外部機器との間でデータ交信を行う通信モード等を含む）の設定動作（切替動作）を行うことが可能である。

また、カメラ本体部１０１は、正面左端部に撮影者が把持するためのグリップ部１０４を備えている。グリップ部１０４の上面には露光開始を指示するためのレリーズボタン１０５が設けられている。グリップ部１０４の内部には電池収納室とカード収納室とが設けられている。電池収納室にはカメラの電源として、例えばリチウムイオン電池などの電池が収納されており、カード収納室には撮影画像の画像データを記録するためのメモリカード等の外部記憶装置が着脱可能に収納されるようになっている。

レリーズボタン１０５は、半押し状態（Ｓ１状態）と全押し状態（Ｓ２状態）の２つの状態を検出可能な２段階検出ボタンである。レリーズボタン１０５が半押しされＳ１状態になると、被写体に関する記録用静止画像（本撮影画像）を取得するための準備動作（例えば、ＡＦ制御動作等）が行われる。また、レリーズボタン１０５がさらに押し込まれてＳ２状態になると、本撮影画像の撮影動作｛撮像素子を用いて被写体像（被写体の光像）に関する露光動作を行い、その露光動作によって得られた画像信号に所定の画像処理を施す一連の動作｝が行われる。

図３７において、カメラ本体部１０１の背面略中央上部には、ファインダ窓（接眼窓）１１０が設けられている。撮影者は、ファインダ窓１１０を覗くことによって、レンズ鏡筒１０から導かれた被写体の光像を視認して構図決定を行うことができる。すなわち、光学ファインダを用いて構図決めを行うことが可能である。なお、この実施形態に係るデジタル一眼レフカメラ１００においては、背面モニタ１１１に表示されるライブビュー画像を用いて構図決めを行うことも可能である。また、光学ファインダによる構図決め動作とライブビュー表示による構図決め動作との切換操作は、操作者が切換ダイヤル１０６を回転させることによって実現される。

カメラ本体部１０１の背面の略中央には、背面モニタ１１１が設けられている。背面モニタ１１１は、例えばカラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）として構成される。背面モニタ１１１は、撮影条件等を設定するためのメニュー画面を表示すること、及び再生モードにおいてメモリカードに記録された撮影画像を再生表示することなどが可能である。また、操作者が光学ファインダによる構図決めではなくライブビュー表示による構図決めを選択した場合には、背面モニタ１１１には、撮像素子によって取得された時系列の複数の画像（すなわち動画像）がライブビュー画像として表示される。

背面モニタ１１１の左上部には電源スイッチ（メインスイッチ）１１２が設けられている。電源スイッチ１１２は２点スライドスイッチからなり、接点を左方の「ＯＦＦ」位置に設定すると、電源がオフになり、接点の右方の「ＯＮ」位置に設定すると、電源がオンになる。更に、背面モニタ１１１の右側には方向選択キー１１３が設けられている。この方向選択キー１１３は円形の操作ボタンを有し、この操作ボタンにおける上下左右の４方向の押圧操作と、右上、左上、右下及び左下の４方向の押圧操作とが、それぞれ検出されるようになっている。なお、方向選択キー１１３は、上記８方向の押圧操作とは別に、中央部のプッシュボタンの押圧操作も検出されるようになっている。背面モニタ１１１の左側には、メニュー画面の設定、画像の削除などを行うための複数のボタンからなる設定ボタン群８３が設けられている。

図３８は、に示すように、デジタル一眼レフカメラ１００を縦方向に断面して示すものである。カメラ本体部１０１の内部には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる撮像素子１２０と、主ミラー１２１と、サブミラー１２２と、ペンタミラー１２３と、焦点板１２４と、光学ユニット１２５等が収納されている。これにより、レンズ鏡筒１０を通って入光される被写体の像が、主ミラー１２１とペンタミラー１２３と光学ユニット１２５を介してファインダ窓１１０へと導かれる。このように、主ミラー６１とペンタミラー６５と光学ユニット１２５とを含むファインダ光学系は、撮影光学系からの光束であって主ミラー１２１で反射された光束である観察用光束をファインダ窓１１０へと導くことが可能である。

また、主ミラー１２１を透過した光は、サブミラー１２２で反射されて下方に進路を変更し、ＡＦモジュール１２６へと進入する。ＡＦモジュール１２６及びフォーカス制御部等は、主ミラー１２１及びサブミラー１２２を介して進入してきた光を用いて、ＡＦ動作を実現する。

次に、図３９を参照しながら、デジタル一眼レフカメラ１００の機能の概要について説明する。図３９は、デジタル一眼レフカメラ１００の機能構成を示すブロック図である。デジタル一眼レフカメラ１００は、操作部１３０、全体制御部１４０、フォーカス制御部１４１、ミラー制御部１４２、シャッタ制御部１４３、タイミング制御回路１４４、及びデジタル信号処理回路１５０等を備えている。操作部１３０は、レリーズボタン１０５を含む各種ボタン及びスイッチ等を備えて構成されている。操作部１３０に対するユーザーの入力操作に応答して、全体制御部１４０が各種動作を実現する。

全体制御部１４０は、マイクロコンピュータとして構成されており、主にＣＰＵ、メモリ、及びＲＯＭ等を備えている。全体制御部１４０は、ＲＯＭ内に格納されるプログラムを読み出し、そのプログラムをＣＰＵで実行することによって、各種機能を実現する。例えば、全体制御部１４０は、プログラムの実行により機能的に実現される第１の露出制御部１４６及び第２の露出制御部１４７を有している。第１の露出制御部１４６は、ファインダ用の撮像素子１８０に関する露出制御を実行する。更に、第１の露出制御部１４６は、ＥＶＦモードにおいては、原則として、ファインダ用撮像素子１８０の画像信号に基づいて当該撮像素子１８０の露出制御を実行する。ただし、特定の条件が充足されるとき（換言すれば特定のタイミングが到来したとき）には、測光センサによる測光値に基づいて露出制御における露出制御値を求める。

第２の露出制御部１４７は、撮像素子１２０の露出制御を実行する。更に、第２の露出制御部１４７は、第１の露出制御部１４６によって露出制御が施されたファインダ用撮像素子１８０の画像信号に基づいて被写体に関する測光値（被写体輝度）を求め、当該被写体輝度に基づいて撮像素子１２０の露出制御を実行する。

また、全体制御部１４０は、ＡＦモジュール１２６及びフォーカス制御部１４１等と協動して、フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御動作を行う。全体制御部１４０は、ＡＦモジュール１２６によって検出される被写体の合焦状態に応じて、フォーカス制御部１４１を用いてＡＦ動作を実現する。なお、ＡＦモジュール１２６は、ミラー機構１６０を介して進入してきた光を用いて、位相差方式等の合焦状態検出手法により被写体の合焦状態を検出することが可能である。

フォーカス制御部１４１は、全体制御部１４０から入力される信号に基づいて制御信号を生成しモータＭ１を駆動することによって、レンズ鏡筒１０のレンズ群１９０に含まれるフォーカスレンズを移動する。また、フォーカスレンズの位置は、レンズ鏡筒１０のレンズ位置検出部１９１によって検出され、フォーカスレンズの位置を示すデータが全体制御部１４０に送られる。このように、フォーカス制御部１４１及び全体制御部１４０等は、フォーカスレンズの光軸方向の動きを制御する。

ミラー制御部１４２は、ミラー機構１６０が光路から退避した状態（ミラーアップ状態）とミラー機構１６０が光路を遮断した状態（ミラーダウン状態）との状態切替を制御する。ミラー制御部１４２は、全体制御部１４０から入力される信号に基づいて制御信号を生成し、モータＭ２を駆動することによってミラーアップ状態とミラーダウン状態とを切り替える。シャッタ制御部１４３は、全体制御部１４０から入力される信号に基づいて制御信号を生成し、モータＭ３を駆動することによってシャッタ１７０の開閉を制御する。また、タイミング制御回路１４４は、撮像素子１２０等に対するタイミング制御を行う。

撮像素子（ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等からなる）１２０は、光電変換作用により被写体の光像を電気的信号に変換して、本撮影画像に係る画像信号（記録用の画像信号）を生成する。この撮像素子１２０は、記録画像取得用の撮像素子であるとも表現される。更に、撮像素子１２０は、タイミング制御回路１４４から入力される駆動制御信号（蓄積開始信号及び蓄積終了信号）に応答して、受光面に結像された被写体像の露光（光電変換による電荷蓄積）を行い、当該被写体像に係る画像信号を生成する。また、撮像素子１２０は、タイミング制御回路１４４から入力される読出制御信号に応答して、当該画像信号を信号処理部１５１へ出力する。

また、タイミング制御回路１４４からのタイミング信号（同期信号）は、信号処理部１５１及びＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路１５２にも入力される。撮像素子１２０で取得された画像信号は、信号処理部１５１において所定のアナログ信号処理が施され、当該アナログ信号処理後の画像信号はＡ／Ｄ変換回路１５２によってデジタル画像データ（画像データ）に変換される。この画像データは、デジタル信号処理回路１５０に入力される。

デジタル信号処理回路１５０は、Ａ／Ｄ変換回路１５２から入力される画像データに対してデジタル信号処理を行い、撮像画像に係る画像データを生成する。デジタル信号処理回路１５０は、黒レベル補正回路１５３、ホワイトバランス（ＷＢ）回路１５４、γ補正回路１５５及び画像メモリ１５６を備えている。

黒レベル補正回路１５３は、Ａ／Ｄ変換回路１５２が出力した画像データを構成する各画素データの黒レベルを基準の黒レベルに補正する。ＷＢ回路１５４は、画像のホワイトバランス調整を行う。γ補正回路１５５は、撮像画像の階調変換を行う。画像メモリ１５６は、生成された画像データを一時的に記憶するための、高速アクセス可能な画像メモリであり、複数フレーム分の画像データを記憶可能な容量を有する。

本撮影時には、画像メモリ１５６に一時記憶される画像データは、全体制御部１４０において適宜画像処理（圧縮処理等）が施された後、カードＩ／Ｆ１３２を介してメモリカード１１５に記憶される。また、画像メモリ１５６に一時記憶される画像データは、全体制御部１４０によって適宜ＶＲＡＭ１３１に転送され、画像データに基づく画像が背面モニタ１１１に表示される。これによって、撮影画像を確認するための確認表示（アフタービュー）、及び撮影済みの画像を再生する再生表示等が実現される。

なお、撮像素子１８０は、いわゆるライブビュー画像取得用（動画取得用）の撮像素子としての役割を果たす。撮像素子１８０も、撮像素子１２０と同様の構成を有している。ただし、撮像素子１８０は、ライブビュー用の画像信号（動画像）を生成するための解像度を有していればよく、通常、撮像素子１２０よりも少ない数の画素で構成される。この撮像素子１８０で取得された画像信号に対しても、撮像素子１２０で取得された画像信号と同様の信号処理が施される。即ち、撮像素子１８０で取得された画像信号は、信号処理部１５１で所定の処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路１５２でデジタルデータに変換された後、デジタル信号処理回路１５０で所定の画像処理が施され、画像メモリ１５６に格納される。

また、撮像素子１８０で取得され画像メモリ１５６に格納される時系列の画像データは、全体制御部１４０によって適宜ＶＲＡＭ１３１に順次に転送され、当該時系列の画像データに基づく複数の画像が背面モニタ１１１に順次に表示される。これによって、構図決めを行うための動画的態様の表示（ライブビュー表示）が実現される。

なお、特に、処理の高速化を図るためには、撮像素子１２０に関する画像処理と撮像素子１８０に関する画像処理とは並列的に処理されることが好ましい。そのため、ここでは、タイミング制御回路１４４、信号処理部１５１、Ａ／Ｄ変換回路１５２、及びデジタル信号処理回路１５０等が、それぞれ、２系統の処理回路を有するものとし、両撮像素子１２０，１８０に関する画像処理が並列的に行われるものとする。ただし、これに限定されず、タイミング制御回路１４４、信号処理部１５１、Ａ／Ｄ変換回路１５２、及びデジタル信号処理回路１５０等を、それぞれ、１系統のみ設けておき、撮像素子１２０に関する画像処理と撮像素子１８０に関する画像処理とを、この順序で或いは逆順に、順次に実行するようにしてもよい。

更に、デジタル一眼レフカメラ１００は、通信用Ｉ／Ｆ１３３を有しており、当該インターフェイス１３３の接続先の機器（例えば、パーソナルコンピュータ等）とデータ通信をすることが可能である。また、デジタル一眼レフカメラ１００は、フラッシュ装置１１６、フラッシュ制御回路１１７、及びＡＦ補助光発光部１２７を備えている。フラッシュ装置１１６は、被写体の輝度不足時等に利用される光源である。フラッシュの点灯の有無及び点灯時間等は、フラッシュ制御回路１１７及び全体制御部１４０等によって制御される。ＡＦ補助光発光部１２７は、ＡＦ用の補助光源である。ＡＦ補助光発光部１２７の点灯の有無および点灯時間等は、全体制御部１４０等によって制御される。

次に、このデジタル一眼レフカメラ１００における撮影動作について説明する。
このデジタル一眼レフカメラ１００においては、ファインダ光学系等で構成される光学ファインダ｛光学ビューファインダ（ＯＶＦ）とも称される｝を用いて構図決め（フレーミング）を行うことが可能であると共に、背面モニタ１１１に表示されるライブビュー画像を用いて構図決めを行うことも可能である。なお、撮像素子１８０及び背面モニタ１１１を利用して実現されるファインダ機能は、被写体の光像を電子データに変換した後に可視化するものであることから電子ビューファインダ（ＥＶＦ）とも称される。

操作者は、切換ダイヤル１０６を操作することによって、光学ビューファインダ（ＯＶＦ）を用いて構図決めを行うか、操作者が電子ビューファインダ（ＥＶＦ）を用いて構図決めを行うかを選択することができる。

図３８に示すように、レンズ鏡筒１０から撮像素子１２０に至る光路（撮影光路）上にはミラー機構１６０が設けられており、そのミラー機構１６０は、撮影光学系からの光を上方に向けて反射する主ミラー１２１（主反射面）を有している。この主ミラー１２１は、例えば、その一部または全部がハーフミラーとして構成され、撮影光学系からの光の一部を透過する。また、ミラー機構１６０は、主ミラー１２１を透過した光を下方に反射させるサブミラー１２２（副反射面）をも有している。サブミラー１２２で下方に反射された光は、ＡＦモジュール１２６へと導かれて入射し、位相差方式のＡＦ動作に利用される。

撮影モードにおいて、レリーズボタン１０５が全押し状態Ｓ２にされるまで、換言すれば構図決めの際には、ミラー機構１６０はミラーダウン状態となるように配置される。この際には、レンズ鏡筒１０からの被写体像は、主ミラー１２１で上方に反射され、観察用光束としてペンタミラー１２３に入射する。ペンタミラー１２３は、複数のミラー（反射面）を有しており、被写体像の向きを調整する機能を有している。また、ペンタミラー１２３に入射した後の、観察用光束の進路は、上記の両方式（すなわちＯＶＦ方式及びＥＶＦ方式）のいずれを採用して構図決めを行うかに応じて異なっているが、操作者は、選択した所望の方式によって構図決めを行うことが可能である。

以上説明したが、本発明は、フォーカス操作によるフォーカスレンズ群の繰り出し量を、ズーム位置に応じて補正するフォーカスカムを用いたレンズ鏡筒に限定されるものではなく、通常のズームレンズに適用できることは勿論のこと、ズーム機能だけ、或いは、フォーカス機能だけに利用することができるものである。

本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、前記実施例においては、撮像装置としてデジタル一眼レフカメラを適用した例について説明したが、デジタルビデオカメラ、フィルム式一眼レフカメラ、アナログビデオカメラ、監視カメラその他の撮像装置にも適用できるものである。更に、光学レンズとして４群レンズを用いた例について説明したが、３群レンズであってもよく、また、５群レンズ以上であってもよいことは勿論である。

本発明のレンズ鏡筒の第１の実施の例を示す上半分の断面図である。 本発明のレンズ鏡筒の第１の実施の例を示す分解斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る１群枠を示すもので、図３Ａは前側から見た斜視図、図３Ｂは後側から見た斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る１群カム環（第２カム筒）を示す斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係るズームカム環（第１カム筒）を示す斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る１群カム環（第２カム筒）のカム溝等を示す展開図である。 本発明のレンズ鏡筒に係るズームカム環（第１カム筒）のカム溝等を示す展開図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る固定筒を示す斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る４群カム環（第３カム筒）を示す斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る固定筒のカム溝等を示す展開図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る固定筒のカム溝等のうちリード溝の例を示すもので、図１１Ａはノーマルな傾き角度、図１１Ｂは急な傾き角度、図１１Ｃは緩い傾き角度、図１１Ｄはカム曲線によるそれぞれ展開図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る４群カム環のカム溝等を示す展開図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る３群移動枠の展開図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る４群枠ユニットを示す斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る３群移動枠を示す斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係るズームカム環の組立状態を示すもので、図１６Ａは固定筒との組立状態、図１６Ｂは固定筒と４群カム環との組立状態、のそれぞれ斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る固定筒とズーム操作環との関係を示す説明図である。 本発明のレンズ鏡筒に係るズーム操作環を示すもので、図１８Ａは前側から見た斜視図、図１８Ｂは後側から見た斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る１群案内環のカム溝等を示す展開図である。 本発明のレンズ鏡筒に係るフォーカスカム環の組立状態を示す斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係るフォーカスカム環の斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る２群移動枠の斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係るフォーカスカム環のカム溝等を示すもので、図２３Ａは全体展開図、図２３Ｂは要部拡大図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る２群移動枠の展開図である。 本発明のレンズ鏡筒に係るズーム操作時の状態を説明するもので、図２５Ａはワイド（広角）側の無限位置（ＩＮＦ）、図２５Ｂはワイド（広角）側の近位置（ＮＥＡＲ）の各斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係るズーム操作時の状態を示すもので、テレ（望遠）側の無限位置（ＩＮＦ）の斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る第２レンズ群の組立状態を示すもので、図２７Ａは正面図、図２７Ｂは側面図、図２７Ｃは断面図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る固定筒とフォーカスカム環との位置関係を説明するもので、図２８Ａはワイド（広角）側の無限位置（ＩＮＦ）、図２８Ｂはテレ（望遠）側の近位置（ＮＥＡＲ）の各斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る固定保持枠を示すもので、図２９Ａは前側から見た斜視図、図２９Ｂは後側から見た斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係るフォーカス作動環等を示す斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る１群カム環と４群カム環等の組立状態を示す斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る固定筒と２群移動枠とフォーカスカム環との動作の関係を説明するもので、ワイド（広角）側の無限位置（ＩＮＦ）の展開図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る固定筒と２群移動枠とフォーカスカム環との動作の関係を説明するもので、ワイド（広角）側の近位置（ＮＥＡＲ）の展開図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る固定筒と２群移動枠とフォーカスカム環との動作の関係を説明するもので、テレ（望遠）側の無限位置（ＩＮＦ）の展開図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る固定筒と２群移動枠とフォーカスカム環との動作の関係を説明するもので、テレ（望遠）側の近位置（ＮＥＡＲ）の展開図である。 本発明のレンズ鏡筒を用いた撮像装置の第１の実施の例を示すデジタル一眼レフカメラの正面図である。 本発明のレンズ鏡筒を用いた撮像装置の第１の実施の例を示すデジタル一眼レフカメラの背面図である。 本発明のレンズ鏡筒を用いた撮像装置の第１の実施の例を示すデジタル一眼レフカメラの縦断面図である。 本発明のレンズ鏡筒を用いた撮像装置の第１の実施の例を示すデジタル一眼レフカメラの概略構成を示すブロック説明図である。

符号の説明

１…第１レンズ群、 ２…第２レンズ群、 ３…第３レンズ群、 ４…第４レンズ群、 １０…レンズ鏡筒、 １１…１群枠、 １２…２群枠、 １３…３群移動枠、 １４…４群枠ユニット、 １５…１群カム環（第２カム筒）、 １６…ズームカム環（第１カム筒）、 １７…固定環、 １８…固定保持環、 ２１…１群案内環、 ２２…ズーム操作環、 ２３…外装カバー、 ２４…距離環、 ２５…フォーカスカム環、 ２６…４群カム環（第３カム筒）、 ２８…フォーカス作動環、 ３１…鏡筒環、 ３２…１群玉枠、 ３３…１群ピン、 ３４…回転止め凸部、 ３６…軸方向溝、 ３７…周方向溝、 ３８…カム溝、 ４０…直進案内溝、 ４１…直進案内長溝、 ４２…回転案内長溝、 ４３…ズーム連動ピン、 ４４…連結カムピン、 ４５…カム溝、 ４６…リード溝、 ４７…嵌合凸部、 ４８…連結アーム、 ５１…４群カム溝、 ５２…４群補助カム溝、 ５３…４群カムピン、 ５４…４群用直進案内溝、 ５５…４群用補助カムピン、 ５６…３群玉枠、 ５８…３群ピン、 ６１…４群移動枠、 ６２…４群玉枠、 ７４…２群枠組立体、 ７５…２群移動枠、 ７６…２群玉枠、 ７７…フォーカス連動レバー、 ７８…バリエータカム、 ７９…位置規制部、 ７９ａ…水平部、 ７９ｂ…垂直部、 ８４…２群カムピン、 ８５…フォーカスカムピン、 ８９…連結アーム、 ９１…クラッチユニット、 ９２…フォーカス操作環、 ９５…連結アーム、 １００…デジタル一眼レフカメラ（撮像装置）、 １０１…カメラ本体部

Claims (6)

1. 少なくとも２つのカム筒を備え、操作環の回転に基づく操作により前記２つのカム筒の作動を介してレンズ群を移動させるレンズ鏡筒において、
   前記操作環の回転に基づく操作により前記レンズ群の一部を駆動する第１カム筒と、
   前記操作環の回転に基づく操作により前記レンズ群の一部を光軸方向へ移動すると共に、前記第１カム筒と異なる回転速度で回転される第２カム筒と、を設けた
   ことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記操作環は、ズーム操作を行うためのズーム操作環であり、
   前記第１カム筒は、前記ズーム操作環の回転に基づくズーム操作により前記レンズ群の一部を駆動するズームカム環であり、
   前記第２カム筒は、前記ズーム操作環の回転に基づくズーム操作により前記レンズ群の一部を光軸方向へ移動すると共に、前記第１カム筒と異なる回転速度で回転される１群カム環である
   ことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
3. 前記第１カム筒は、前記操作環と同一の速度で回転し、
   前記第２カム筒は、前記操作環と異なる速度で回転するようにした
   ことを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
4. 前記第２カム筒の回転速度は、前記第１カム筒の回転速度よりも小さい
   ことを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
5. 前記第２カム筒は凸部を有し、
   前記凸部が摺動可能に係合されるリード溝を有する固定筒を設け、当該固定筒を回転不能に保持した
   ことを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
6. レンズ鏡筒を備えた撮像装置において、
   前記レンズ鏡筒は、
   少なくとも２つのカム筒を備え、操作環の回転に基づく操作により前記２つのカム筒の作動を介してレンズ群を移動させるレンズ鏡筒であって、
   前記操作環の回転に基づく操作により前記レンズ群の一部を駆動する第１カム筒と、
   前記操作環の回転に基づく操作により前記レンズ群の一部を光軸方向へ移動すると共に、前記第１カム筒と異なる回転速度で回転される第２カム筒と、を設けた
   ことを特徴とする撮像装置。

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