JP2009069218A - 焦点距離変更可能なレンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズの光軸に対する傾きの調整を行うことができる焦点距離変更可能なレンズ鏡筒を提供すること。
【解決手段】レンズ鏡筒は、レンズと焦点距離変更のため光軸方向に移動するカムフォロア３１ｂと３１ａと３１ｃとを備えた一群枠４と、カムフォロア３１ｂに係合する焦点距離変更のためのカム溝５２c2とカムフォロア３１ｂに係合する焦点距離変更のためのカム溝５２c1とカムフォロア３１ｃに係合する焦点距離変更のためのカム溝５２c3とを備えたカム筒５とを有しており、所定の焦点距離において、カム溝５２c2にはカムフォロア３１ｂを移動させない第一の領域が設けられ、カム溝５２c1にはカムフォロア３１ａを、光軸方向に移動させる第二の領域が設けられ、カム溝５１c3にはカムフォロア３１ｃを、上記第二の領域とは異なる量を光軸方向に移動させる第三の領域が設けられる。
【選択図】図９

Description

本発明は、焦点距離変更可能なレンズ鏡筒の進退機構に関する。

従来の焦点距離変更可能なレンズ鏡筒において、該レンズ鏡筒とフィルム面（または、撮像素子受光面）との離間距離（バックフォーカス）の調整を行う方法として特許文献１に開示のものは、バックフォーカスの調整を容易に行うことが可能な方法を提案したものである。この方法を適用したレンズ鏡筒は、ヘリコイド係合する前群レンズと駆動リングに対してカム溝係合する後群レンズを備えたズームレンズ鏡筒であって、上記カム溝に間隔をもって形成される複数のバックフォーカス調整区間を有している。バックフォーカスの調整を行う場合、カム溝に係合するカムフォロアが各バックフォーカス調整区間に位置しているとき、上記駆動リングの回転位置を微調整することにより、上記各バックフォーカス調整区間位置におけるバックフォーカス調整を行うことができる。
特開平１０−６８８６４号公報

特許文献１に開示された方法を適用したレンズ鏡筒では、ズーミング時に上記カムフォロアが上記カム溝の複数のバックフォーカス調整区間を通過する際、撮像素子の撮像面上の被写体像が振れる。従って、ライブビュー表示画面が見づらくなるといった問題があった。

また、特許文献１に開示されたものには被写体像の片ぼけなどを調整する機構についての言及はなされていない。

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、レンズの光軸方向の位置、あるいは、レンズの光軸に対する傾きの調整を行うことができる焦点距離変更可能なレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

本発明の請求項１記載記載の焦点距離変更可能なレンズ鏡筒は、レンズを保持し、焦点距離変更のため光軸方向に移動する第一のカムフォロアと第二のカムフォロアと第三のカムフォロアとを周面に有する移動枠と、上記第一のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第一のカム溝と上記第二のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第二のカム溝と上記第三のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第三のカム溝とを有し、所定の焦点距離において、上記第一のカム溝、上記第二のカム溝、上記第三のカム溝それぞれには上記第一のカムフォロア、上記第二のカムフォロアを光軸方向に互いに異なる位置に位置させるカム部を有するカム筒とを有する。

本発明の請求項２記載記載の焦点距離変更可能なレンズ鏡筒は、レンズと焦点距離変更のため光軸方向に移動する第一のカムフォロアと第二のカムフォロアと第三のカムフォロアとを周面に有する移動枠と、上記第一のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第一のカム溝と上記第二のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第二のカム溝と上記第三のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第三のカム溝とを有し、所定の焦点距離において、上記第一のカム溝には第一のカムフォロアを該所定の焦点距離の位置で光軸方向に移動させない第一の領域を有し、上記第二のカム溝には上記第二のカムフォロアを、上記第一のカムフォロアが上記第一の領域を移動するのに伴って光軸方向に移動させる第二の領域を有し、上記第三のカム溝には上記第三のカムフォロアを、上記第一のカムフォロアが上記第一の領域を移動するのに伴って、上記第二の領域とは異なる量を光軸方向に移動させる第三の領域を有するカム筒とを有する。

本発明の請求項３記載記載の焦点距離変更可能なレンズ鏡筒は、請求項２記載の焦点距離変更可能なレンズ鏡筒において、上記第一の領域は、上記カム筒の円周上に、円周方向にのみ沿って設けられたカム溝である。

本発明の請求項４記載記載の焦点距離変更可能なレンズ鏡筒は、請求項２記載の焦点距離変更可能なレンズ鏡筒において、上記所定の焦点距離は、最広角の焦点距離である。

本発明の請求項５記載記載の焦点距離変更可能なレンズ鏡筒は、請求項２記載の焦点距離変更可能なレンズ鏡筒において、上記所定の焦点距離は、最望遠の焦点距離である。

本発明の請求項６記載記載の焦点距離変更可能なレンズ鏡筒は、レンズと焦点距離変更のため光軸方向に移動する第一のカムフォロアと第二のカムフォロアと第三のカムフォロアとを周面に有する移動枠と、上記第一のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第一のカム溝と上記第二のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第二のカム溝と上記第三のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第三のカム溝とを有し、所定の焦点距離において、上記第一のカム溝には第一のカムフォロアを該所定の焦点距離の位置で光軸方向に往復移動させる第一の領域を有し、上記第一のカムフォロアが上記第一の領域を移動する動作に伴って上記第二のカム溝には上記第二のカムフォロアを、上記第一のカムフォロアの移動に対して位相がずれた状態で光軸方向に往復移動させる第二の領域を有し、上記第一のカムフォロアが上記第一の領域を移動するのに伴って上記第三のカム溝には上記第三のカムフォロアを、上記第一のカムフォロアの移動と上記第二のカムフォロアの移動とに対し位相がずれた状態で光軸方向に往復移動させる第三の領域を有するカム筒とを有する。

本発明によれば、レンズの光軸方向の位置、あるいは、レンズの光軸に対する傾き調整を行うことができる焦点距離変更可能なレンズ鏡筒を提供することができる。

以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第一の実施形態である焦点距離変更可能なレンズ鏡筒の沈胴状態における光軸上の縦断面図である。図２は、上記レンズ鏡筒のワイド状態における光軸上の縦断面図である。図３は、上記レンズ鏡筒のテレ状態における光軸上の縦断面図である。図４は、上記レンズ鏡筒に組み込まれるカム筒と該カム筒に嵌合する第一群枠とを光軸前方から見た断面図である。なお、図４には後述する第二，三の実施形態のレンズ鏡筒に適用されるカム筒も合わせて示されている。図５は、上記レンズ鏡筒のワイド位置調整状態における撮影レンズの位置の変化を図４のＡ−Ａ断面（縦断面）で示した図である。

なお、撮影レンズの光軸は、図中、「Ｏ」で示す。また、以下の説明では該光軸の被写体側を前方、結像側（撮像素子側）を後方とする。さらに、上記レンズ鏡筒のカム筒の回転方向は、前方側から見た回転方向で示す。また、上記光軸に対して直交する方向のうち、左右方向をＸ方向とし、上下方向をＹ方向とする。

本実施形態のレンズ鏡筒１は、光軸方向の長さが伸長した状態にてズーミングおよびフォーカシングを行う撮影可能状態と上記伸長状態より短縮した非撮影状態、例えば、沈胴状態とに切り替えることができる焦点距離変更可能なレンズ鏡筒である。このレンズ鏡筒１は、図１〜３に示すようにカメラ本体等に固定支持されるの円筒状の固定枠２と、固定枠２の後端面に固定して装着される固定板地板１２と、さらに固定板地板１２の背面に固着されるＣＣＤ固定板１３と、固定板地板１２に支持される光学フィルタ１５と、ＣＣＤ固定板１３に支持される保護ガラス１６w含む撮像素子であるＣＣＤ１４と、固定枠２に光軸方向に進退可能に支持される直進枠３と、固定枠２に支持され、回転、かつ、光軸Ｏ方向に進退移動するカム筒５と、固定枠２により回転規制され、カム筒５とともに進退移動するカム筒／二群枠直進ガイド用フロートキー９と、カム筒５に支持され、光軸方向に進退移動する移動枠である一群枠４と、カム筒５に支持され、光軸方向に進退移動する二群枠６と、二群枠６に保持されて進退移動するシャッタ枠７と、後述するフォーカス駆動機構部１０を介して光軸方向に進退駆動される三群枠８と、ＣＣＤ１４の前方にのskyt前方から後方に向けて順に配される撮影レンズ群であって、一群枠４に保持される一群レンズ２１および二群枠６に保持される二群レンズ２２および三群枠８に保持された三群レンズ２３と、固定板地板１２に固定支持される上記フォーカス駆動機構部１０とを有している。

直進枠３は、固定枠２の直進溝２ｂに嵌入するガイド突部３ａを介して回転規制された状態でカム筒５と光軸方向に一体の状態で進退駆動される。

カム筒５は、円筒状枠部材であって、その後端部が固定枠２の内周に嵌入し、回転、進退可能に支持されている。そして、カム筒５は、固定枠２のヘリコイドねじ（雌）２ａに螺合するヘリコイドねじ（雄）５ａと、外周面５ｅ上に設けられる１２０°間隔の３本からなるカム溝（第二のカム溝）５c1、カム溝（第一のカム溝）５c2，カム溝（第三のカム溝）５c3と、さらに、内周面上に設けられる３本からなるカム溝５d1,５d2,５d3とを有しており、ズーム駆動モータ（図示せず）によりズーム駆動用ギヤ（図示せず）を介して回転駆動され、その回転にともなって固定枠２に設けられた上記ヘリコイドねじ２ａによって光軸方向に進退移動する。

一群枠４は、一群レンズ２１を保持する円筒状枠部材であって、直進枠３とカム筒５の間に嵌入され、かつ、固定枠２の直進溝２ｂに嵌入する突部４ａ(後述するカムフォロア軸嵌入穴の外径)により回転規制された状態で支持されている。そして、一群枠４の内周面４ｂの３分割位置（１２０°間隔）にはカム筒５のカム溝５c1，５c2，５c3に係合する３つのカムフォロア（第二のカムフォロア）３１ａ，カムフォロア（第一のカムフォロア）３１ｂ，カムフォロア（第三のカムフォロア）３１ｃが設けられており（図４）、カム筒５の進退回転にともなって、該カム溝により該カムフォロアを介して光軸方向に進退駆動される。なお、一群枠４の前面部には、一群レンズ２１の前面に位置し、開口部を有する飾り板１１が固着されており、さらに、飾り板１１の内側に上記開口部を開閉可能なレンズバリア２５が配されている。

二群枠６は、二群レンズ２２を保持する円筒状枠部材であって、カム筒５の内周部に嵌入され、フロートキー９によって回転規制された状態支持されている。そして、この二群枠６の外周面の３分割位置（１２０°間隔）にはカム筒５のカム溝５d1，５d2，５d3に係合する３つのカムフォロア３２が設けられており、二群枠６は、カム筒５の進退回転にともなって、該カム溝により該カムフォロアを介して光軸方向に進退移動する。

シャッタ枠７は、二群枠６とともに光軸方向に進退移動し、前面側に開閉駆動されるシャッタ羽根２４を内蔵している。

三群枠８は、三群レンズ２３を保持しており、二群枠６と光学フィルタ１５，ＣＣＤ１４の間に介在した状態で光軸方向ガイド支持部（図示せず）により支持され、フォーカス駆動機構部１０により光軸方向に進退駆動される。

フォーカス駆動機構部１０は、フォーカス駆動モータおよび減速ギヤを含む進退駆動機構部からなり、フォーカシング時に三群枠８を進退駆動する。

次に、上述した構成を有する本実施形態のレンズ鏡筒１の進退動作の概要について説明するが、特に本実施形態のレンズ鏡筒１においては、組み立て後にレンズ鏡筒のワイド状態におけるカム筒５のワイド位置を調整し、設定することにより一群枠４の位置を微調整する。この微調節により図５に示すようにワイド位置状態における一群レンズ２１の位置を変化させて当該レンズ鏡筒１のワイド焦点距離状態でのバックフォーカス量（撮影レンズから結像面までの距離）が調整され、撮像素子１４の撮像面１４ａ上に被写体像が精度よく結像する良好なフォーカシング状態を得ることができる。また、ワイド状態での像面湾曲を改善することもできる。

なお、上記ワイド状態で一群枠４の位置を微調整する代わりに三群枠８の移動位置を微調節して上記ワイド焦点距離状態での良好なフォーカシング状態を得ることも可能であるが、上記ワイド状態では、図２に示すように三群枠８に保持される三群レンズ２３の前後に二群レンズ２２と光学フィルタ１５とが接近している状態であり、その調整範囲が狭く、十分な調整ができない。しかし、本実施形態のレンズ鏡筒１ではワイド状態にて一群枠４の一群レンズ２１の位置を調整することにより三群レンズ２３を移動させることなく上記ワイド焦点距離状態での良好なフォーカシング状態が得られる。

レンズ鏡筒１が沈胴状態に繰り込まれている状態では、図１に示すように直進枠３、一群枠４、カム筒５、二群枠６は、ともに固定枠２の内部に略収納されており、一群レンズ２１、二群レンズ２２、さらに、三群枠８に保持される三群レンズ２３が近接した状態に繰り込まれている。一群枠４のカムフォロア３１ａ等は、それぞれカム筒５のカム溝上の沈胴位置Ｐ0 に移動している。一方、二群枠６のカムフォロア３２は、それぞれカム筒５のカム溝５c1等の沈胴位置Ｑ0 に移動している（後述する図６参照）。

レンズ鏡筒１を撮影可能なワイド位置状態（最広角の焦点距離を与える位置）に繰り出すには、上記ズーム駆動モータによりカム筒５を反時計回りにワイド位置（詳しくは、ワイド基準位置Ｐ1 近傍のワイド調整位置）まで回転駆動する。上記カム筒５の回転によりカム筒５自体が光軸Ｏ方向に繰り出され、同時に直進枠３とフロートキー９も回転規制状態で光軸方向に一体的に繰り出される。

上記カム筒５のワイド調整位置までの回転にともなって、一群枠４のカムフォロア３１ａ等がカム筒５のカム溝５c1等の後述するワイド基準位置Ｐ1近傍の調整ワイド位置に移動する。二群枠６のカムフォロア３２は、カム筒５の上記回転にともなってカム筒５のカム溝５d1等のワイド基準位置Ｑ1近傍に移動する（後述する図６参照）。上記カムフォロア３１ａ等および３２の移動により一群枠４に保持される一群レンズ２１は、図５に示すように調整ワイド位置に、また、二群枠６に保持される二群レンズ２２は、所定のワイド位置にそれぞれ繰り出され、撮像素子撮像面１４ａ上に被写体像が結像される。

一方、三群枠８は、フォーカス駆動機構部１０によって各被写体距離に応じたワイド合焦位置に駆動される。

また、レンズ鏡筒１を撮影可能なテレ状態位置（最望遠の焦点距離を与える位置）に繰り出すには、カム筒５をさらに反時計回りにテレ位置まで回転駆動させる。一群枠４のカムフォロア３１ａ等がカム筒５のカム溝５c1等のテレ位置Ｐ2 に移動する。二群枠６のカムフォロア３２は、カム筒５の上記回転にともなってカム筒５のカム溝５d1等のテレ位置Ｑ2 に移動する（後述する図６参照）。上記カムフォロア３１ａ等および３２の移動により一群枠４および二群枠６は、それぞれのテレ位置に繰り出される。

一方、三群枠８は、フォーカス駆動機構部１０によって各被写体距離に応じたテレ合焦位置に駆動される。

ここで、図６，７を用いてレンズ鏡筒１のワイド位置状態に対応するカム筒５のカム溝５c1，５c2，５c3およびカム溝５d1，５d2，５d3の形状の詳細および該カム溝に係合する各カムフォロアの動き、および、ワイド位置調節方法について説明する。

図６は、カム筒５を外周側から見たときのカム溝形状を示す展開図であって、該カム溝に嵌入するカムフォロアの移動状態を合わせて示している。図７は、カム筒５のワイド基準位置Ｐ1 （相対回転角θ1 ）近傍の調整域Δθ1 のカム溝の形状を示す拡大図であって、図７（Ａ）は、カム形状Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 を示し、図７（Ｂ）は、カム形状Ｈ1 ，Ｈ2 ，Ｈ3 を示している。

なお、レンズ鏡筒１を沈胴状態から撮影可能なワイド、または、テレ状態に繰り出す場合、カム筒５は反時計回りに回転駆動される（図４）。そのとき、一群枠４および二群枠６の上記各カムフォロアは、回転規制されているので、カム筒５の外周面５ｅ上のカム溝を周方向Ｓに沿って相対的に時計回りに移動する。この状態は他の実施形態の場合も同様とする。

以下の説明において、上記カム溝の形状に関するカム筒角（相対回転角）θは、上記繰り出し側の時計回り方向を＋側として説明する。このθは、レンズ鏡筒１が沈胴状態にあるときのカム筒５上のカム溝角度を沈胴位置角度起点θ＝０として、各カムフォロア３１ａ，３１ｂ，３１ｃ、または、カムフォロア３２のカム筒５のカム溝上の係合位置角度を与える。なお、後述する第二、第三の実施形態の場合も同様とする。

カム溝５c1，５c2，５c3上の調整域Δθ1 のカム部のカム形状Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 は、図７（Ａ）に示される。すなわち、カム形状Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 は、同一形状を有しており、カム筒５の光軸方向に直交する周方向Ｓに対して調整域Δθ1 だけが所定のリード角を有する同一形状のカム筋５caに沿ったカム溝になっている。

カム溝５d1，５d2，５d3上の調整域Δθ1 のカム形状Ｈ1 ，Ｈ2 ，Ｈ3 は、図７（Ｂ）に示される。すなわち、カム形状Ｈ1 ，Ｈ2 ，Ｈ3 は、同一形状を有しており、カム筒５の光軸方向に直交する周方向Ｓに対して調整域Δθ1 が平行なカム筋５daに沿ったカム溝になっている。

なお、レンズ鏡筒１がワイド位置状態にあるとき、図６に示すように上記カムフォロア３１ａ，３１ｂ，３１ｃがカム筒５のカム溝５c1，５c2，５c3上のワイド基準位置Ｐ1 の調整域Δθ1 内にある。また、カムフォロア３２は、カム溝５d1，５d2，５d3上のワイド基準位置Ｑ1 の調整域Δθ1 内にある。

ワイド位置調整に際してカム筒５を繰り出し方向（反時計回り）に回転させ、カムフォロア３１ａ，３１ｂ，３１ｃおよび３２をカム溝のワイド基準位置Ｐ1 からさらに移動させ、調整域Δθ1 内の調整位置に位置させた場合、カムフォロア３１ａ，３１ｂ，３１ｃがカム形状Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 に沿ってワイド基準位置から光軸方向に移動する。従って、図５に示すように一群枠４に保持される一群レンズ２１は、光軸方向に移動位置２１Ｂ〜２１Ｃ間の調整された位置に光軸に対して傾くことなく移動する。一方、カムフォロア３２は、調整域Δθ1 内にあり、ワイド基準位置に位置する状態で保持され、二群枠６に保持される二群レンズ２２は、光軸方向に移動することがない。

レンズ鏡筒１の組み立て時において標準の被写体距離におけるテストパターン像を観察しながらもっとも適切なレンズ鏡筒ワイド位置状態（ワイド焦点距離状態）が得られる状態、即ち、所定のバックフォーカス位置に結像する状態でカム筒５のワイド基準位置Ｐ1 近傍の調整域Δθ1 内の調整角度Δθp を特定する。そのときの沈胴位置起点θ＝０からカム筒５のワイド調整回転角度（すなわち、カム筒ワイド基準位置角度データ）θ1 とともに調整角度データΔθp をカメラ制御部（ＣＰＵ、図示せず）を介して制御部メモリ（図示せず）に書き込まれる。

なお、上記調整角度データΔθp は、単一のレンズ鏡筒毎に測定した値を上記制御部メモリに書き込むようにしてもよいが、ワイド位置に影響のある部材、例えば、カム筒５、一群枠４等の生産ロットごとに上記測定を行うような方法を採用することも可能である。

上記組み立て調整後のレンズ鏡筒１をワイド位置状態に繰り出す場合、上記カメラ制御部は、上記メモリに書き込まれたカム筒ワイド基準位置角度データθ1 および調整角度データΔθp を読み出し、上記ズーム駆動モータによりカム筒５をワイド調整角度データθ1 ＋Δθp だけ回転駆動する。この回転により一群枠４はカム溝５c1，５c2，５c3の所定のリード角を有するカム筋５caに沿って移動し、一群レンズ２１は、適切なワイド調整位置に移動する。但し、二群枠６の二群レンズ２２は、上記調整域の範囲、ワイド位置に位置したままである。

なお、レンズ鏡筒１において、ワイド位置状態から他のズーム状態にズーミングを切り替える場合、上記ワイド基準位置Ｐ1 近傍の調整域Δθ1 の範囲にはカム筒５を停止させないように上記カメラ制御部にて制御する。

上述したように本実施形態のレンズ鏡筒１によれば、カム筒５のカム溝５c1，５c2，５c3のワイド位置のリード角傾斜させた調整域Δθ1 を設けて一群枠４のワイド位置を調整することによってワイド位置状態でのバックフォーカス位置を調整することが可能となり、さらに、ワイド位置での像面湾曲の補正も可能となる。

なお、上述したレンズ鏡筒１は、ワイド位置状態におけるバックフォーカス位置の調整を行うものであったが、上述したカム筒のカム溝の調整域をテレ基準位置に配することによってテレ位置状態でのバックフォーカス位置の調整を行うことも可能である。

次に本発明の第二の実施形態のレンズ鏡筒について図４および図８〜１０を用いて説明する。
図８は、本実施形態のレンズ鏡筒のテレ位置調整状態における撮影レンズの位置、傾きの変化を図４のＢ−Ｂ断面（横断面）で示した図である。図９は、本実施形態のレンズ鏡筒に適用されるカム筒５１を外周側から見たときのカム溝形状を示す展開図であって、該カム溝に嵌入するカムフォロアの移動状態を合わせて示している。図１０は、カム筒５１のテレ基準位置近傍の調整域Δθ2 のカム溝の形状を示す拡大図であって、図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれカム形状Ｇ11，Ｇ12，Ｇ13を示し、図１０（Ｄ）は、カム形状Ｈ11，Ｈ12，Ｈ13を示している。

本実施形態のレンズ鏡筒は、第一の実施形態のレンズ鏡筒１に対してカム筒のカム溝形状が異なっており、その他の構成部材は、第一の実施形態のレンズ鏡筒１の場合と同様であり、以下の説明において、カム筒以外は、同一の符号を付し、以下、異なる部分について説明する。

本実施形態のレンズ鏡筒ではテレ状態における撮像素子１４の撮像面１４ａ上に結像する被写体像の片ぼけを調整することができる。

詳しくは、カム筒５１のテレ基準位置Ｐ2 （相対回転角度θ2 ）近傍における３本のカム溝中の左右側（Ｘ側）に位置する２本のカム溝５１c1，５１c3のカム筋を互いに異なる方向に傾斜させる（図４，９）。他の１本のカム溝５１c2のカム筋は、カム筒周方向に一致させる。従って、該テレ基準位置Ｐ2 近傍にてカム筒５１の回転位置を調整することによりカム溝５１c1，５１c3に係合する一群枠４の左右のカムフォロア３１ａ，３１ｃのみを光軸方向前後に移動させることができる（図４，９）。該左右のカムフォロアの前後位置調整により図８（図４のＢ−Ｂ断面）に示すように一群レンズ２１の左右（水平）方向の傾きを変化させ、撮像素子１４の撮像面１４ａに結像する被写体像の左右方向（Ｘ方向）の像の片ぼけが少なくなるように調整することができる。なお、上記Ｘ方向は撮像素子１４の撮像サイズの長手方向である。

本実施形態のレンズ鏡筒のテレ位置状態に対応するカム筒５１のカム溝５１c1，５１c2，５１c3およびカム溝５１d1，５１d2，５１d3の形状の詳細および各カムフォロアの動きとテレ位置での片ぼけ調整方法の詳細について説明する。

カム溝（第二のカム溝）５１c1，カム溝（第一のカム溝）５１c2，カム溝（第三のカム溝）５１c3上のテレ基準位置Ｐ2 の第二の領域、第一の領域、第三の領域である調整域Δθ2 のカム部のカム形状Ｇ11，Ｇ12，Ｇ13は、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示される。

すなわち、中央のカム形状Ｇ12は、カム筒５１の光軸方向に直交する周方向Ｓに対して調整域Δθ2 が平行なカム筋（第一のカム筋）５１ca2に沿ったカム溝になっている。カム形状Ｇ11，Ｇ13は、カム筒５１の光軸方向に直交する周方向Ｓに対して調整域Δθ2 が相反する方向に傾斜するリード角を有するカム筋（第二のカム筋）５１ca1，カム筋（第三のカム筋）５１ca3に沿ったカム溝になっている。

カム溝５１d1，５１d2，５１d3上のテレ基準位置Ｑ2 の調整域Δθ2 のカム形状Ｈ11，Ｈ12，Ｈ13は、図１０（Ｄ）に示される。すなわち、カム形状Ｑ11，Ｑ12，Ｑ13は、同一形状を有しており、カム筒５１の光軸方向に直交する周方向Ｓに対して調整域Δθ2 が平行なカム筋５１daに沿ったカム溝になっている。

本実施形態のレンズ鏡筒がテレ位置状態（最望遠の焦点距離を与える位置）の片ぼけ調整状態では、図９に示すように上記カムフォロア３１ａ，３１ｂ，３１ｃがカム筒５１のカム溝５１c1，５１c2，５１c3上のテレ基準位置Ｐ2 の調整域Δθ2 内のいずれかに位置しており、カムフォロア３２はカム溝５１d1，５１d2，５１d3上のテレ基準位置Ｑ2 の調整域Δθ2 上に位置している。

テレ位置調整に際してカム筒５１を繰り出し方向（反時計回り）に回転し、さらに、カムフォロアがカム溝のテレ基準位置Ｐ2 ，Ｑ2 の調整域Δθ2 内の調整位置に位置するように回転させた場合、カムフォロア３１ａ，３１ｂ，３１ｃのうち、中央のカムフォロア３１ｂは、周方向Ｓと平行なカム形状Ｇ12上を移動するので、光軸方向の位置は変化しない。しかし、左右のカムフォロア３１ａ，３１ｃはカム形状Ｇ11，Ｇ13に沿ってテレ基準位置から光軸方向の互いに異なる方向に同量移動するので、一群枠４は、Ｃ0 点を中心に揺動する。従って、図８に示すように一群枠４に保持される一群レンズ２１単体の光軸がＣ0 点を中心に揺動して光軸ＯＥからＯＦの範囲を変化する。一方、二群枠６は、カムフォロア３２が調整域Δθ2 内で係合しているカム筒５のカム溝のカム形状Ｑ11，Ｑ12，Ｑ13が傾斜していないのでテレ基準位置に止まり、二群枠６に保持される二群レンズ２２は静止している。

なお、上記Ｃ0 点は、カム筒５１がテレ基準位置Ｐ2 の回転位置にあるとき、少なくともカム溝５１d2に嵌入するカムフォロア３１ｂの中心軸の延長線がが光軸に対して垂直に交わる点である。

本実施形態のレンズ鏡筒の組み立て時に標準の被写体距離におけるテストパターン像を観察しながら上記レンズ鏡筒がテレ位置状態（テレ焦点距離状態）にあるとき、カム筒５をテレ基準位置Ｐ2 を中心にして調整域Δθ2 の範囲を回転させ、撮像素子撮像面１４ａでの被写体像の左右の片ぼけが最小になる調整角度Δθp を特定する。そのときの沈胴位置起点θ＝０からカム筒５１のテレ調整回転角度、すなわち、カム筒テレ基準位置角度データθ2 とともに調整角度データΔθp をカメラ制御部（ＣＰＵ、図示せず）を介して制御部メモリ（図示せず）に書き込む必要がある。

なお、上記調整角度データΔθp は、単一のレンズ鏡筒毎に測定した値を上記制御部メモリに書き込むようにしてもよいが、テレ位置での撮像画像に影響のある部材、例えば、カム筒５１、一群枠４等の生産ロットごとに上記測定を行うような方法を採用することも可能である。

上記組み立て調整後、本実施形態のレンズ鏡筒をテレ位置状態に繰り出す場合、上記制御部は、上記メモリに書き込まれたカム筒テレ基準位置角度データθ2 および調整角度データΔθp を読み出し、上記ズーム駆動モータによりカム筒５１をテレ調整角度データθ2 ＋Δθp だけ回転駆動する。この回転により一群枠４はカム溝５１c1，５１c2，５１c3に沿って移動し、一群レンズ２１は、テレ位置に移動し、かつ、片ぼけの生じないような傾きで保持される。但し、二群枠６の二群レンズ２２は、上記調整域の範囲、テレ位置に静止したままである。

なお、本実施形態のレンズ鏡筒において、テレ位置状態から他のズーム状態に切り替える場合、上記テレ基準位置Ｐ2 近傍の調整域Δθ2 の範囲にはカム筒５１を停止させないように制御する。

上述したように本実施形態のレンズ鏡筒によれば、カム筒５１のカム溝５１c1，５１c2，５１c3のうち、カム溝５１c2のテレ基準位置の調整域Δθ2 を光軸と平行なカム溝とし、カム溝５１c1，５１c3のテレ基準位置の調整域Δθ2 を光軸に対して互いに異なる方向に傾斜させることによって一群枠４のテレ位置での片ぼけの生じやすいＸ方向（左右）の傾きを調整し、撮像面１４ａ上の被写体像の片ぼけを抑えことができる。

次に本発明の第三の実施形態のレンズ鏡筒について図４および図１１〜１３を用いて説明する。
図１１は、本実施形態のレンズ鏡筒のテレ位置調整状態における撮影レンズの位置、傾きの変化を図４のＡ−Ａ断面（縦断面）で示した図である。図１２は、本実施形態のレンズ鏡筒に適用されるカム筒５２を外周側から見たときのカム溝形状を示す展開図であって、該カム溝に嵌入するカムフォロアの移動状態を合わせて示している。図１３は、カム筒５２のテレ基準位置近傍の調整域Δθ2 のカム溝の形状を示す拡大図であって、図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれカム形状Ｇ21，Ｇ22，Ｇ23を示し、図１０（Ｄ）は、カム形状Ｈ21，Ｈ22，Ｈ23を示している。

本実施形態のレンズ鏡筒は、第一の実施形態のレンズ鏡筒１に対してカム筒のカム溝形状が異なっており、その他の構成部材は、第一の実施形態のレンズ鏡筒１の場合と同様であり、以下の説明において、カム筒以外は、同一の符号を付し、以下、異なる部分について説明する。

本実施形態のレンズ鏡筒は、テレ状態における撮像素子１４の撮像面１４ａ上に結像する被写体像の片ぼけを少なくするように調整することができることを特徴とする。

詳しくは、カム筒５２のテレ基準位置Ｐ2 （相対回転角度θ2 ）近傍における３本のカム溝中の左右側（Ｘ側）に位置する３本のカム溝５２c1，５２c2，５２c3のカム筋をそれぞれ位相のずれた正弦曲線で形成する（図４，１３）。該テレ基準位置Ｐ2 近傍にてカム筒５２を回転駆動すると、一群枠４がＣ0 点を中心にした歳差運動を行い、一群レンズ２１単体の光軸ＯＨが光軸Ｏまわりに所定の傾斜角度だけ傾いて振れ回る（図１１）。該一群レンズ２１の光軸ＯＨの振れ回り位置を調整することにより撮像素子１４の撮像面１４ａに結像する被写体像の左右（Ｘ）、上下（Ｙ）方向を含む全方向についての像の片ぼけを無くすように調整することができる。

本実施形態のレンズ鏡筒のテレ位置状態に対応するカム筒５２のカム溝５２c1，５２c2，５２c3およびカム溝５２d1，５２d2，５２d3の形状の詳細および各カムフォロアの動き、片ぼけ調整の詳細について説明する。

カム溝（第二のカム溝）５２c1，カム溝（第一のカム溝）５２c2，カム溝（第三のカム溝）５２c3上のテレ基準位置Ｐ2 の第二の領域、第一の領域、第三の領域である調整域Δθ2 のカム部のカム形状Ｇ21，Ｇ22，Ｇ23は、図１３（Ａ）〜（Ｃ）に示される。すなわち、カム形状Ｇ21，Ｇ22，Ｇ23は、それぞれがカム筒５２の光軸方向に直交する周方向Ｓに対して調整域Δθ2 を一周期とした所定の振幅を有し、位相がカムフォロア配設位置に対応して互いに２π／３だけずれた正弦波形曲線からなり、各カムフォロア３１ａ，３１ｂ，３１ｃを位相がずれた状態で光軸方向に往復移動されるカム筋（第二のカム筋）５２ca1、カム筋（第一のカム筋）５２ca2、カム筋（第三のカム筋）５２ca3、に沿ったカム溝になっている。

カム溝５２d1，５２d2，５２d3上のテレ基準位置Ｑ2 の調整域Δθ2 のカム形状Ｈ21，Ｈ22，Ｈ23は、図１３（Ｄ）に示される。すなわち、カム形状Ｈ21，Ｈ22，Ｈ23は、同一形状を有しており、カム筒５２の光軸方向に直交する周方向Ｓに対して調整域Δθ2 が平行なカム筋５２daに沿ったカム溝になっている。

本実施形態のレンズ鏡筒がテレ位置状態（最望遠の焦点距離を与える位置）の片ぼけ調整状態にあるときは、図１２に示すように上記カムフォロア３１ａ，３１ｂ，３１ｃがカム筒５２のカム溝５２c1，５２c2，５２c3上のテレ基準位置Ｐ2 の調整域Δθ2 内のいずれかに位置しており、カムフォロア３２はカム溝５２d1，５２d2，５２d3上のテレ基準位置Ｑ2 の調整域Δθ2 内に位置している。

テレ位置調整に際してカム筒５２を繰り出し方向（反時計回り）に回転させて、さらに、カムフォロアをカム溝のテレ基準位置Ｐ2 ，Ｑ2 の調整域Δθ2 内を移動させた場合、カムフォロア３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、それぞれがカム形状Ｇ21，Ｇ22，Ｇ23位相のずれたカム筋をもつカム溝に係合しているので一群枠４は、Ｃ0 点を中心にした歳差運動を行う。従って、一群枠４に保持される傾斜した一群レンズ２１Ｈの光軸ＯＨは、図１１に示すようにＣ0 点を中心にして全方向に傾斜するようにレンズの傾きを変えることができる。一方、カムフォロア３２が調整域Δθ2 内で係合しているカム溝のカム形状Ｈ21，Ｈ22，Ｈ23が周方向Ｓに沿っているので二群枠６は、テレ基準位置に止まり、二群枠６に保持される二群レンズ２２は静止している。

なお、上記Ｃ0 点は、カム筒５２がテレ基準位置Ｐ2 の回転位置にあるとき、少なくともカム溝５２d2に嵌入するカムフォロア３１ｂの中心軸の延長線が光軸と交わる点である。

本実施形態のレンズ鏡筒の組み立て時に標準の被写体距離におけるテストパターン像を観察しながら上記レンズ鏡筒がテレ位置状態（テレ焦点距離状態）にあるとき、カム筒５をテレ基準位置Ｐ2 を中心にして調整域Δθ2 の範囲を回転させ、撮像素子撮像面１４ａでの被写体像の全方向の片ぼけが最小になる調整角度Δθp を特定する。そのときの沈胴位置起点θ＝０からカム筒５２のテレ調整回転角度、すなわち、カム筒テレ基準位置角度データθ2 とともに調整角度データΔθp をカメラ制御部（ＣＰＵ、図示せず）を介して制御部メモリ（図示せず）に書き込む必要がある。

なお、上記調整角度データΔθp は、単一のレンズ鏡筒毎に測定した値を上記制御部メモリに書き込むようにしてもよいが、テレ位置での撮像画像に影響のある部材、例えば、カム筒５２、一群枠４等の生産ロットごとに上記測定を行うような方法を採用することも可能である。

上記組み立て調整後、本実施形態のレンズ鏡筒をテレ位置状態に繰り出す場合、上記制御部は、上記メモリに書き込まれたカム筒テレ基準位置角度データθ2 および調整角度データΔθp を読み出し、上記ズーム駆動モータによりカム筒５２をテレ調整角度データθ2 ＋Δθp だけ回転駆動する。この回転により一群枠４はカム溝５２c1，５２c2，５２c3に沿って移動し、一群レンズ２１は、テレ位置にてその光軸ＯＨが片ぼけの生じないような傾きで保持される。但し、二群枠６の二群レンズ２２は、上記調整域の範囲、テレ位置に静止したままである。

なお、本実施形態のレンズ鏡筒において、テレ位置状態から他のズーム状態に切り替える場合、上記テレ基準位置Ｐ2 近傍の調整域Δθ2 の範囲にはカム筒５２を停止させないように制御する。

上述したように本実施形態のレンズ鏡筒によれば、カム筒５２のカム溝５２c1，５２c2，５２c3のテレ基準位置の調整域Δθ2 を位相をずらした形状を採用して光軸に対して一群レンズ２１の光軸ＯＨを全方向のいずれかの方向に傾斜させることによって一群枠４のテレ位置での片ぼけが生じないように調整できる。

なお、上述した第二，第三の実施形態のレンズ鏡筒において、ワイド位置状態での被写体像の片ぼけも合わせて調整する必要がある場合には、上述したテレ位置での片ぼけの調整を行う前にワイド位置状態で撮像素子１４を光軸方向に対して片ぼけが生じない角度に機械的に調整して固定する。その後、上述したテレ位置での片ぼけの調整を行う。

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。

本発明によるレンズ鏡筒は、レンズの光軸方向の位置、あるいは、レンズの光軸に対する傾きの調整を行うことができる焦点距離変更可能なレンズ鏡筒として利用することができる。

本発明の第一の実施形態である焦点距離変更可能なレンズ鏡筒の沈胴状態における光軸上の縦断面図である。 図１のレンズ鏡筒のワイド状態における光軸上の縦断面図である。 図１のレンズ鏡筒のテレ状態における光軸上の縦断面図である。 図１のレンズ鏡筒に組み込まれるカム筒と該カム筒に嵌合する第一群枠とを光軸前方から見た断面図である。 図１のレンズ鏡筒のワイド位置調整状態における撮影レンズの位置の変化を図４のＡ−Ａ断面（縦断面）で示した図である。 図１のレンズ鏡筒のカム筒５を外周側から見たときのカム溝形状を示す展開図であって、該カム溝に嵌入するカムフォロアの移動状態を合わせて示している。 図１のレンズ鏡筒のカム筒５のワイド基準位置Ｐ1 近傍の調整域Δθ1 のカム溝の形状を示す拡大図であって、図７（Ａ）は、カム形状Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 を示し、図７（Ｂ）は、カム形状Ｈ1 ，Ｈ2 ，Ｈ3 を示している。 本発明の第二の実施形態のレンズ鏡筒のテレ位置調整状態における撮影レンズの位置、傾きの変化を図４のＢ−Ｂ断面（横断面）で示した図である。 図８のレンズ鏡筒に適用されるカム筒を外周側から見たときのカム溝形状を示す展開図であって、該カム溝に嵌入するカムフォロアの移動状態を合わせて示している。 図９のカム筒のテレ基準位置Ｐ2 近傍の調整域Δθ2 のカム溝の形状を示す拡大図であって、図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれカム形状Ｇ11，Ｇ12，Ｇ13を示し、図１０（Ｄ）は、カム形状Ｈ11，Ｈ12，Ｈ13を示している。 本発明の第三の実施形態のレンズ鏡筒のテレ位置調整状態における撮影レンズの位置、傾きの変化を図４のＡ−Ａ断面（縦断面）で示した図である。 図１１のレンズ鏡筒に適用されるカム筒を外周側から見たときのカム溝形状を示す展開図であって、該カム溝に嵌入するカムフォロアの移動状態を合わせて示している。 図１２のカム筒のテレ基準位置Ｐ2 近傍の調整域Δθ2 のカム溝の形状を示す拡大図であって、図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれカム形状Ｇ21，Ｇ22，Ｇ23を示し、図１０（Ｄ）は、カム形状Ｈ21，Ｈ22，Ｈ23を示している。

符号の説明

４ …一群枠（移動枠）
５，５１，５２…カム筒
５c1，５１c1，５２c1，…カム溝（第二のカム溝）
５c2，５１c2，５２c2，…カム溝（第一のカム溝）
５c3，５１c3，５２c3，…カム溝（第三のカム溝）
３１ａ…カムフォロア（第二のカムフォロア）
３１ｂ…カムフォロア（第一のカムフォロア）
３１ｃ…カムフォロア（第三のカムフォロア）
Ｇ1 ，Ｇ11，Ｇ21…カム形状（第二の領域のカム部）
Ｇ2 ，Ｇ12，Ｇ22…カム形状（第一の領域のカム部）
Ｇ3 ，Ｇ13，Ｇ23…カム形状（第三の領域のカム部）

Claims (6)

1. レンズを保持し、焦点距離変更のため光軸方向に移動する第一のカムフォロアと第二のカムフォロアと第三のカムフォロアとを周面に有する移動枠と、
   上記第一のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第一のカム溝と上記第二のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第二のカム溝と上記第三のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第三のカム溝とを有し、所定の焦点距離において、上記第一のカム溝、上記第二のカム溝、上記第三のカム溝それぞれには上記第一のカムフォロア、上記第二のカムフォロア、上記第三のカムフォロアを光軸方向に互いに異なる位置に位置させるカム部を有するカム筒と、
   を有することを特徴とする焦点距離変更可能なレンズ鏡筒。
2. レンズと焦点距離変更のため光軸方向に移動する第一のカムフォロアと第二のカムフォロアと第三のカムフォロアとを周面に有する移動枠と、
   上記第一のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第一のカム溝と上記第二のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第二のカム溝と上記第三のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第三のカム溝とを有し、所定の焦点距離において、上記第一のカム溝には第一のカムフォロアを該所定の焦点距離の位置で光軸方向に移動させない第一の領域を有し、上記第二のカム溝には上記第二のカムフォロアを、上記第一のカムフォロアが上記第一の領域を移動するのに伴って光軸方向に移動させる第二の領域を有し、上記第三のカム溝には上記第三のカムフォロアを、上記第一のカムフォロアが上記第一の領域を移動するのに伴って、上記第二の領域とは異なる量を光軸方向に移動させる第三の領域を有するカム筒と、
   を有することを特徴とする焦点距離変更可能なレンズ鏡筒。
3. 上記第一の領域は、上記カム筒の円周上に、円周方向に沿って設けられたカム溝であることを特徴とする請求項２記載の焦点距離変更可能なレンズ鏡筒。
4. 上記所定の焦点距離は、最広角の焦点距離であることを特徴とする上記請求項２記載の焦点距離変更なレンズ鏡筒。
5. 上記所定の焦点距離は、最望遠の焦点距離であることを特徴とする上記請求項２記載の焦点距離変更可能なレンズ鏡筒。
6. レンズと焦点距離変更のため光軸方向に移動する第一のカムフォロアと第二のカムフォロアと第三のカムフォロアとを周面に有する移動枠と、
   上記第一のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第一のカム溝と上記第二のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第二のカム溝と上記第三のカムフォロアに係合する焦点距離変更のための第三のカム溝とを有し、所定の焦点距離において、上記第一のカム溝には第一のカムフォロアを該所定の焦点距離の位置で光軸方向に往復移動させる第一の領域を有し、上記第一のカムフォロアが上記第一の領域を移動する動作に伴って上記第二のカム溝には上記第二のカムフォロアを、上記第一のカムフォロアの移動に対して位相がずれた状態で光軸方向に往復移動させる第二の領域を有し、上記第一のカムフォロアが上記第一の領域を移動するのに伴って上記第三のカム溝には上記第三のカムフォロアを、上記第一のカムフォロアの移動と上記第二のカムフォロアの移動とに対し位相がずれた状態で光軸方向に往復移動させる第三の領域を有するカム筒と、
   を有することを特徴とする焦点距離変更可能なレンズ鏡筒。

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