JP2009216998A

JP2009216998A - レンズ装置および撮像装置

Info

Publication number: JP2009216998A
Application number: JP2008060960A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kamoda; 征明鴨田
Original assignee: Tamron Co Ltd
Current assignee: Tamron Co Ltd
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2028-03-11
Also published as: JP5236969B2

Abstract

【課題】大型化することなく使い易いレンズ装置を提供すること。
【解決手段】ズームレンズ装置１００は、広角端と望遠端との間において光軸方向に移動可能な複数のレンズをそれぞれ保持する複数のカム筒を、ズームリング１０３の回転にともなってズームリング１０３の回転方向と同一方向に回転させて光軸方向に移動させてズーム調整をおこなう。またズームレンズ装置１００は、４群摺動枠１１９ａに連結されたフォーカスカム筒１２３を、フォーカスリング１０４の回転にともなってフォーカスリング１０４の回転方向と同一方向に回転させることにより、第５レンズ群（フォーカスレンズ）１２７を光軸方向に移動させてフォーカス調整をおこなう。そして、ズーム調整に際しては、フォーカスレンズを移動させる回転駆動力をズームリング１０３の回転方向とは逆方向に回転させるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、レンズ系の中間にある一部のレンズを光軸方向に前後移動させることによって焦点を合わせるインナーフォーカス方式のレンズ装置およびこのレンズ装置を備えた撮像装置に関する。

従来、カム機構を用いて、レンズを光軸方向に移動させるようにしたレンズ装置があった。カム機構は、レンズを保持する鏡筒に光軸を中心とする螺旋状のカム溝を設けるとともにこのカム溝に挿入されたコマをレンズに取り付け、カム溝に沿ってコマを移動させることによってレンズを光軸方向に前後移動可能とする。

カム機構において、カム溝が設けられた鏡筒の外周側には光軸方向を長手方向とする縦溝が設けられた別の鏡筒が設けられており、コマは縦溝およびカム溝に挿入された状態でレンズに取り付けられている。これによってコマの位置は光軸方向にのみ移動可能となり、レンズは回転することなく光軸方向にのみ移動可能とされる。

このようなレンズ装置には、たとえばレンズを光軸方向に移動させることによってズーム調整やフォーカス調整をおこなうズームレンズ装置がある。ズームレンズ装置は、ズーム調整をおこなう際に回転させるズームリングやフォーカス調整をおこなう際に回転させるフォーカスリングを備えている。

インナーフォーカス方式（内焦式、リアフォーカス方式）のズームレンズ装置には、ズーム成分とフォーカス成分とを併せ持つレンズ（以下、「フォーカスレンズ」という）を備えたものがあった。このようなズームレンズ装置においてフォーカスレンズを移動させるカム機構は、ズーム調整時に移動（ズーム作動）可能とするとともにフォーカス調整に際しても移動（フォーカス作動）可能とするカム溝を備えている。

このようなカム機構を備えたズームレンズ装置には、フォーカスレンズを同一方向（たとえば対物側）に移動させる際にフォーカスレンズを保持する鏡筒（以下、「フォーカスカム筒」という）が回転する回転方向が、ズーム作動時とフォーカス作動時とで逆方向とされているものがあった。このズームレンズ装置におけるフォーカスカム筒は、たとえば対物側を正面とした場合、ズーム作動時には光軸を中心として時計回りに回転し、フォーカス作動時には光軸を中心として反時計回りに回転する。

ズームリングおよびフォーカスリングの回転方向は、レンズ装置の使い易さや製造メーカーの理念などの理由から、慣例的に製造メーカーごとに定められている。このため従来、レンズの有効径より外側にアイドルギアを設け、併用レンズを保持する鏡筒の回転方向をフォーカスリングの回転方向とは逆方向に切り替えることによってズームリングおよびフォーカスリングの回転方向を揃えるようにした技術があった（たとえば、下記特許文献１および特許文献２を参照。）。

特開２００４−２３３４０２号公報特開平９−８０２９４号公報

しかしながら、上述した特許文献１および特許文献２の技術では、レンズの有効径より外側にアイドルギアを設けるスペースを確保するためにレンズ装置の直径が大きくなり、レンズ装置の小型化が難しいという問題があった。

ズームリングおよびフォーカスリングの回転方向を揃えるか否かは、機種や製造メーカーなどによって定められ、ズームリングおよびフォーカスリングの回転方向を揃えたレンズ装置の後継機種はズームリングおよびフォーカスリングの回転方向が揃えられている。

ズームリングおよびフォーカスリングの回転方向は、たとえば製造メーカーが同じであれば一定であることが多い。すなわち、ズームリングおよびフォーカスリングの回転方向が揃っているレンズ装置の製造メーカーは、後継機種においてもズームリングおよびフォーカスリングの回転方向が揃っているレンズ装置を製造する傾向にある。

後継機種においてズームリングの回転方向とフォーカスリングの回転方向とを逆方向とした場合、回転方向が揃っている機種に馴染んだ利用者に違和感や使いづらさを与えることを避けるため、ズームリングおよびフォーカスリングの回転方向は機種あるいは製造メーカーごとに一律とされている背景があった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、大型化することなく使い易いレンズ装置および撮像装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるレンズ装置は、広角端と望遠端との間において光軸方向に移動可能な複数のレンズを備えたズームレンズ装置であって、前記光軸を中心として回転可能なズームリングと、前記複数のレンズをそれぞれ保持する複数のカム筒を前記ズームリングの回転にともなって前記ズームリングの回転方向と同一方向に回転させることにより、前記複数のカム筒を前記光軸方向に移動させることによりズーム調整をおこなうズーム調整機構部と、前記ズームリングとは別部材であって前記光軸を中心として回転可能なフォーカスリングと、前記複数のカム筒のうちの任意のカム筒に連結されたフォーカスカム筒を前記フォーカスリングの回転にともなって前記フォーカスリングの回転方向と同一方向に回転させることにより、前記フォーカスカム筒が保持するフォーカスレンズを前記光軸方向に移動させることによりフォーカス調整をおこなうフォーカス調整機構部と、前記ズーム調整機構部によるズーム調整に際して、前記フォーカスレンズを移動させる回転駆動力を前記ズームリングの回転方向とは逆方向に回転させる逆回転機構部と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、フォーカスリングの回転方向を反転させる機構を設けることなく、フォーカスカム筒をズームリングの回転方向に対して逆方向に回転させることができる。

また、この発明にかかるレンズ装置は、上記の発明において、前記複数のカム筒および前記フォーカスカム筒は、前記光軸に対して略同一方向に傾斜するカム溝を備え、前記逆回転機構部は、前記光軸に対して前記カム溝とは逆方向に傾斜する反転用カム溝を有し、当該反転用カム溝に挿入されたピンを介して前記フォーカスカム筒に連結された連動環を備え、前記フォーカスカム筒の前記光軸方向への移動にともなって前記反転用カム溝に沿って前記ピンをスライドさせることによって前記フォーカスカム筒を前記ズームリングとは逆方向に回転させることを特徴とする。

この発明によれば、広角端と望遠端との間におけるいずれの位置においてもフォーカスリングの回転量に対するフォーカスレンズの移動量を緩やかにすることができる。

また、この発明にかかる撮像装置は、撮像素子および当該撮像素子に外光を入射させるレンズ装置を備える撮像装置であって、前記レンズ装置は広角端と望遠端との間において光軸方向に移動可能な複数のレンズと、前記光軸を中心として回転可能なズームリングと、前記複数のレンズをそれぞれ保持する複数のカム筒を前記ズームリングの回転にともなって前記ズームリングの回転方向と同一方向に回転させることにより、前記複数のカム筒を前記光軸方向に移動させることによりズーム調整をおこなうズーム調整機構部と、前記ズームリングとは別部材であって前記光軸を中心として回転可能なフォーカスリングと、前記複数のカム筒のうちの任意のカム筒に連結されたフォーカスカム筒を前記フォーカスリングの回転にともなって前記フォーカスリングの回転方向と同一方向に回転させることにより、前記フォーカスカム筒が保持するフォーカスレンズを前記光軸方向に移動させることによりフォーカス調整をおこなうフォーカス調整機構部と、前記ズーム調整機構部によるズーム調整に際して、前記フォーカスレンズを移動させる回転駆動力を前記ズームリングの回転方向とは逆方向に回転させる逆回転機構部と、を備えたことを特徴とする。

本発明にかかるレンズ装置および撮像装置によれば、大型化することなく、複数のレンズおよびフォーカスレンズを同じ方向に移動させるためのズームリングおよびフォーカスリングの回転方向を同じ方向とすることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるズームレンズ装置および撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（レンズ装置の概略構成）
まず、この発明にかかる実施の形態のズームレンズ装置の概略構成について説明する。この実施の形態は、広角端（ｗｉｄｅ）と望遠端（ｔｅｌｅ）との間において合焦（フォーカス調整、ピント調整）にかかるレンズ（フォーカスレンズ）を光軸方向に移動することによりフォーカス調整をおこなうズームレンズ装置について説明する。

図１および図２は、この発明にかかる実施の形態のレンズ装置の概略構成を示す断面図である。図１は広角端にあるズームレンズ装置の光軸を通る断面図であり、図２は望遠端にあるズームレンズ装置の光軸を通る断面図である。図３および図４は、この発明にかかる実施の形態のズームレンズ装置の一部を展開して示す平面図である。図３は広角端にあるズームレンズ装置の一部を展開した状態を示し、図４は望遠端にあるズームレンズ装置の一部を展開した状態を示している。

図１〜図４において、ズームレンズ装置１００は、光軸を軸芯とする略円筒形状の鏡筒１０１を備えており、鏡筒１０１における光軸方向（図１〜図４における紙面左右方向）の一端側に設けられたマウント１０２を介して図示を省略する撮像装置の本体に取り付けられる。撮像装置の本体内には、撮像素子が配置されている。撮像素子は、ズームレンズ装置１００を介して受光した外光を光電変換し、入射光量に応じた電気信号を出力する。撮像素子は、具体的には、たとえばＣＣＤなどによって実現される。

鏡筒１０１は、ズームリング１０３とフォーカスリング１０４とを備えている。ズームリング１０３およびフォーカスリング１０４は光軸を軸芯とする環状形状を有しており、光軸を中心として鏡筒１０１に対して相対的に回転可能に設けられている。ズームリング１０３およびフォーカスリング１０４は、鏡筒１０１に対してそれぞれ独立して回転することが可能とされている。

ズームリング１０３の内周側には、縦溝筒１０５が設けられている。縦溝筒１０５は光軸を軸芯とする略円筒形状を有しており、鏡筒１０１に対して位置固定されている。縦溝筒１０５は、光軸方向を長手方向とする縦溝１０５ａと縦溝１０５ｂと縦溝１０５ｃとを備えている。縦溝１０５ａ〜１０５ｃは、縦溝筒１０５の半径方向に縦溝筒１０５を貫通している。

縦溝筒１０５の外周側には、直進筒１０６が設けられている。直進筒１０６は、光軸を軸芯とする略円筒形状を有しており、カム溝１０６ａと直進溝１０６ｂとキー溝１０６ｃとを備えている。カム溝１０６ａおよび直進溝１０６ｂは、直進筒１０６の半径方向に直進筒１０６を貫通している。カム溝１０６ａは、光軸方向に対して傾斜した方向を長手方向としており、傾斜方向は図３および図４において左下から右上方向とされている。

直進筒１０６は、縦溝１０５ａとキー溝１０６ｃとの重複位置に設けられたピン１０７を介して縦溝筒１０５に連結されている。ピン１０７は、縦溝１０５ａに挿入され、キー溝１０６ｃに係合した状態で設けられている。ピン１０７の位置は、縦溝１０５ａとキー溝１０６ｃとの重複位置内をスライドする。これにより直進筒１０６は光軸を中心とする回転はせず光軸方向にのみ移動し、具体的には図１および図２における左側から右側方向あるいは右側から左側方向にのみ移動可能とされる。

直進筒１０６の外周側には、第２カム筒１０８が設けられている。第２カム筒１０８は、光軸を軸芯とする略円筒形状を有しており、光軸を中心として直進筒１０６に対して相対的に回転可能に設けられている。また、第２カム筒１０８は、カム溝１０８ａと直進溝１０８ｂとを備えている。カム溝１０８ａおよび直進溝１０８ｂは、直進筒１０６の半径方向に直進筒１０６を貫通している。カム溝１０８ａは、光軸方向に対して傾斜した方向を長手方向としており、傾斜方向は図３および図４において左下から右上方向とされている。

縦溝筒１０５の内周側には、第１カム筒１０９が設けられている。第１カム筒１０９は、光軸を軸芯とする略円筒形状を有しており、光軸を中心として縦溝筒１０５に対して相対的に回転可能に設けられている。直進筒１０６と縦溝筒１０５と第２カム筒１０８とは、ピン１１０を介して連結されている。

ピン１１０の一端部は直進溝１０６ｂとカム溝１０８ａとの交差位置に挿入されており他端部は縦溝筒１０５における対物側の端部近傍に設けられた溝１１１に挿入されている。溝１１１は縦溝筒１０５の外周面において光軸を中心とする円を形成している。このため、溝１１１に挿入されたピン１１０は、溝１１１内をスライドすることによって光軸を中心とする円周上を移動可能とされている。

縦溝筒１０５に対して第１カム筒１０９が回転すると、溝１１１に挿入されたピン１１０が第１カム筒１０９にともなって回転しようとするが、ピン１１０は直進溝１０６ｂに挿入されているため光軸に交差する方向には移動せず、直進溝１０６ｂ内を光軸方向にのみ移動する。

ピン１１０の位置は、縦溝筒１０５に対する第１カム筒１０９の回転方向に応じて図１および図２における右側から左側あるいは左側から右側に移動する。ピン１１０はカム溝１０８ａにも挿入されているため、ピン１１０が光軸方向に移動する際には直進溝１０６ｂとカム溝１０８ａとの交差位置が光軸に沿って変化し、これにともなって第２カム筒１０８は光軸を中心として回転する。

第２カム筒１０８の外周側には、第２直進筒１１２が設けられている。第２直進筒１１２は、光軸を軸芯とする略円筒形状を有しており、光軸を中心として第２カム筒１０８に対して相対的に回転可能に設けられている。第２直進筒１１２の内周面にはキー溝１１２ａが設けられている。キー溝１１２ａには、直進筒１０６に設けられたカム溝１０６ａと第２カム筒１０８に設けられた直進溝１０８ｂとの交差位置に挿入されたピン１１３の一端が係合している。

カム溝１０６ａと直進溝１０８ｂとの交差位置すなわちピン１１３の位置は、直進筒１０６に対する第２カム筒１０８の回転方向に応じて図１および図２における右側から左側あるいは左側から右側に移動する。ピン１１３の位置は、第１カム筒１０９が時計回り方向に回転する場合に直進溝中を図１および図２における右側から左側方向に移動し、第１カム筒１０９が反時計回り方向に回転する場合に直進溝中を図１および図２における左側から右側方向に移動する。

第２直進筒１１２は、光軸方向におけるピン１１３の位置の移動にともなって第２カム筒１０８に対して光軸を中心として相対的に回転しながら、直進溝１０８ｂに対して光軸方向に相対的に移動する。すなわち直進筒１０６および第２直進筒１１２は、縦溝筒１０５に対して第１カム筒１０９が回転すると、縦溝筒１０５に対して回転することなく、縦溝筒１０５に対して光軸方向に相対的に移動する。

第２直進筒１１２の内周側には、第１レンズ群１１４が設けられている。第１レンズ群１１４は、複数のレンズとこれらのレンズを保持する１群摺動枠１１４ａとを備えている。１群摺動枠１１４ａは光軸を軸芯とする環形状を有しており、第１レンズ群１１４における複数のレンズの外周部分を支持している。第１レンズ群１１４は、第２直進筒１１２に対して固定されており、第２直進筒１１２とともに光軸方向に移動する。

また、第１カム筒１０９は、光軸方向におけるマウント１０２側において、バヨネット嵌合によってズームリング１０３に連結されている。これにより第１カム筒１０９は、ズームリング１０３の回転にともなってズームリング１０３の回転方向と同じ方向に回転する。すなわち、第１カム筒１０９は、ズームレンズ装置１００をマウント１０２側からのぞき込んだ状態で、ズームリング１０３を時計回り方向に回転させた場合に時計回り方向に回転し、ズームリング１０３を反時計回り方向に回転させた場合に反時計回り方向に回転する。

また、第１カム筒１０９は、カム溝１０９ａとカム溝１０９ｂとカム溝１０９ｃとを備えている。カム溝１０９ａ〜１０９ｃは、第１カム筒１０９の半径方向に第１カム筒１０９を貫通している。カム溝１０９ａは、光軸方向に対して傾斜した方向を長手方向としており、光軸方向に対する傾斜方向および傾斜角度が途中で変化するように屈曲した形状を有している。

カム溝１０９ａにおける傾斜方向は傾斜角度が変化する位置を挟んで異なっており、一方の傾斜方向は図３および図４において左下から右上方向に傾斜し、他方の傾斜方向は図３および図４において左上から右下方向に傾斜している。カム溝１０９ｂ、１０９ｃは、光軸方向に対して傾斜した方向を長手方向としており、傾斜方向は図３および図４において左下から右上方向とされている。

第１カム筒１０９の内周側には、第２レンズ群１１５が設けられている。第２レンズ群１１５は、複数のレンズとこれらのレンズを保持する２群摺動枠１１５ａとを備えている。２群摺動枠１１５ａは光軸を軸芯とする環形状を有しており、第２レンズ群１１５における複数のレンズの外周部分を支持している。第２レンズ群１１５は、縦溝１０５ｂとカム溝１０９ａとの交差位置に挿入されたピン１１６の一端部を２群摺動枠１１５ａに固定することによって、縦溝筒１０５および第１カム筒１０９に連結されている。

縦溝筒１０５に対して第１カム筒１０９が回転すると、縦溝１０５ｂとカム溝１０９ａとの交差位置すなわちピン１１６の位置が光軸に沿って変化する。ピン１１６の位置は、縦溝筒１０５に対する第１カム筒１０９の回転方向に応じて図１および図２における右側から左側あるいは左側から右側に移動する。

ピン１１６の位置は、第１カム筒１０９が時計回り方向に回転する場合に縦溝中を図３および図４における左側から右側方向に移動する。また、ピン１１６の位置は、第１カム筒１０９が反時計回り方向に回転する場合に縦溝中を図３および図４における右側から左側方向に移動する。

また、ピン１１６の位置は、第１カム筒１０９が時計回り方向に回転する場合にカム溝１０９ａ中を図３および図４における上側から下側方向に移動し、第１カム筒１０９が反時計回り方向に回転する場合にカム溝中を図３および図４における下側から上側方向に移動する。ピン１１６の位置が移動することにより、第２レンズ群１１５は第１カム筒１０９内を光軸方向に移動する。

また、第１カム筒１０９の内周側には、第３レンズ群１１７が設けられている。第３レンズ群１１７は、複数のレンズとこれらのレンズを保持する３群摺動枠１１７ａとを備えている。３群摺動枠１１７ａは光軸を軸芯とする環形状を有しており、第３レンズ群１１７における複数のレンズの外周部分を支持している。第３レンズ群１１７は、縦溝１０５ｃとカム溝１０９ｂとの交差位置に挿入されたピン１１８の一端部を３群摺動枠１１７ａに固定することによって、縦溝筒１０５および第１カム筒１０９に連結されている。

縦溝筒１０５に対して第１カム筒１０９が回転すると縦溝１０５ｃとカム溝１０９ｂとの交差位置すなわちピン１１８の位置が光軸に沿って変化する。ピン１１８の位置は、縦溝筒１０５に対する第１カム筒１０９の回転方向に応じて図１および図２における右側から左側あるいは左側から右側に移動する。ピン１１８の位置は、第１カム筒１０９が時計回り方向に回転する場合に縦溝１０５ｃ中を図３および図４における左側から右側方向に移動し、第１カム筒１０９が反時計回り方向に回転する場合に縦溝１０５ｃ中を図３および図４における右側から左側方向に移動する。

また、ピン１１８の位置は、第１カム筒１０９が時計回り方向に回転する場合にカム溝１０９ｂ中を図３および図４における上側から下側方向に移動し、第１カム筒１０９が反時計回り方向に回転する場合にカム溝１０９ｂ中を図３および図４における下側から上側方向に移動する。ピン１１８の位置が移動することにより、第３レンズ群１１７は第１カム筒１０９内を光軸方向に移動する。

また、第１カム筒１０９の内周側には、第４レンズ群１１９を構成する４群摺動枠１１９ａが設けられている。４群摺動枠１１９ａは、光軸を軸芯とする環形状を有しており、光軸を中心として第１カム筒１０９に対して相対的に回転可能に設けられている。４群摺動枠１１９ａは、縦溝１１９ｃを備えている。

縦溝１１９ｃは、光軸方向を長手方向とし、４群摺動枠１１９ａの半径方向に４群摺動枠１１９ａを貫通している。４群摺動枠１１９ａは、縦溝１０５ａとカム溝１０９ｃとの交差位置に挿入されたピン１２０の一端部を４群摺動枠１１９ａに固定することによって、縦溝筒１０５および第１カム筒１０９に連結されている。

縦溝筒１０５に対して第１カム筒１０９が回転すると縦溝１０５ａとカム溝１０９ｃとの交差位置すなわちピン１２０の位置が光軸に沿って変化する。ピン１２０の位置は、縦溝筒１０５に対する第１カム筒１０９の回転方向に応じて図１および図２における右側から左側あるいは左側から右側に移動する。

ピン１２０の位置は、第１カム筒１０９が時計回り方向に回転する場合に縦溝１０５ａ中を図３および図４における左側から右側方向に移動し、第１カム筒１０９が反時計回り方向に回転する場合に縦溝１０５ａ中を図３および図４における右側から左側方向に移動する。

また、ピン１２０の位置は、第１カム筒１０９が時計回り方向に回転する場合にカム溝１０９ｃ中を図３および図４における上側から下側方向に移動し、第１カム筒１０９が反時計回り方向に回転する場合にカム溝１０９ｃ中を図３および図４における下側から上側方向に移動する。このように４群摺動枠１１９ａは、第１カム筒１０９とともに光軸周りに回転しながら第１カム筒１０９内を光軸方向に移動する。

４群摺動枠１１９ａの内周側には、第４レンズ群１１９を構成する複数のレンズとこれらのレンズを保持する４群レンズ枠１１９ｂとを備えている。４群レンズ枠１１９ｂは第４レンズ群１１９における複数のレンズの外周部分を支持しており、４群摺動枠１１９ａに対してバヨネット嵌合されている。ピン１２０の位置が移動することにより、第４レンズ群１１９は光軸を中心として回転しながら第１カム筒１０９内を光軸方向に移動する。

４群摺動枠１１９ａの外周側には、第３カム筒１２１が設けられている。第３カム筒１２１は、光軸を軸芯とする環形状を有しており、光軸を中心として４群摺動枠１１９ａに対して相対的に回転可能に設けられている。また、第３カム筒１２１はキー溝１２１ａとカム溝１２１ｂとを備えている。

キー溝１２１ａは光軸方向を長手方向としており、第３カム筒１２１の半径方向に第３カム筒１２１の外周面から光軸側に凹んだ形状を有している。キー溝１２１ａには第１カム筒１０９に取り付けられたピン１２２が係合しており、これにより第３カム筒１２１は第１カム筒１０９の回転にともなって第１カム筒１０９と同じ方向に回転する。カム溝１２１ｂは光軸方向に対して傾斜した方向を長手方向としており、傾斜方向は図３および図４において左下から右上方向とされている。

４群摺動枠１１９ａの内周側には、フォーカスカム筒１２３が設けられている。フォーカスカム筒１２３は、第３カム筒１２１に設けられたカム溝１２１ｂと４群摺動枠１１９ａに設けられた縦溝１１９ｃとの交差位置に挿入されたピン１２４の一端部をフォーカスカム筒１２３に固定することによって、第３カム筒１２１および４群摺動枠１１９ａに連結されている。

カム溝１２１ｂと縦溝１１９ｃとの交差位置すなわちピン１２４の位置は、４群摺動枠１１９ａに対して第３カム筒１２１が回転すると光軸に沿って変化する。これによりフォーカスカム筒１２３は、４群摺動枠１１９ａに対して第３カム筒１２１が回転すると、第３カム筒１２１の回転にともなって４群摺動枠１１９ａ内を光軸方向に移動する。

フォーカスカム筒１２３の内周側には、第５レンズ群（フォーカス群）１２７が設けられている。第５レンズ群１２７は、複数のレンズとこれらのレンズを保持する５群摺動枠１２７ａとを備えている。５群摺動枠１２７ａは光軸を軸芯とする環形状を有しており、第５レンズ群１２７における複数のレンズの外周部分を支持している。

第５レンズ群１２７は、第３カム筒１２１の回転にともなって回転するとともに、光軸方向に移動するフォーカスカム筒１２３とともに光軸方向に移動する。第５レンズ群１２７は、第３カム筒１２１の回転にともなって回転する場合は、フォーカスカム筒１２３における位置は変化しない。

フォーカスカム筒１２３は、フォーカスカム１２３ａを備えている。フォーカスカム１２３ａは、フォーカスカム筒１２３の半径方向にフォーカスカム筒１２３を貫通している。フォーカスカム１２３ａは、光軸方向に対して傾斜した方向を長手方向としており、傾斜方向は図３および図４において左下から右上方向とされている。

４群摺動枠１１９ａとフォーカスカム筒１２３との間には、第２Ｆ連動環１２５が設けられている。第２Ｆ連動環１２５は、バヨネット嵌合によって４群摺動枠１１９ａに連結されている。これにより第２Ｆ連動環１２５は、４群摺動枠１１９ａの光軸方向における移動にともなって第１カム筒１０９内を光軸方向に移動するとともに、４群摺動枠１１９ａの回転にともなって光軸を中心として回転する。

第２Ｆ連動環１２５の内周面には、光軸方向を長手方向とするキー溝１２５ａが設けられている。このキー溝１２５ａには、フォーカスコマ１２６が挿入されている。フォーカスコマ１２６は、フォーカスカム１２３ａに挿入された状態で、一端部が第５レンズ群１２７における５群摺動枠１２７ａに連結されており、他端部がキー溝１２５ａに挿入されている。この実施の形態においては、第５レンズ群１２７によってフォーカスレンズが実現されている。

第２Ｆ連動環１２５の外周側には、第１Ｆ連動環１２８が設けられている。第１Ｆ連動環１２８は環形状を有しており、光軸を中心として第２Ｆ連動環１２５に対して相対的に回転可能に設けられている。第１Ｆ連動環１２８の内周面には、反転用カム１２９が設けられている。反転用カム１２９は、光軸方向に対して傾斜した方向を長手方向としており、傾斜方向は図３および図４において左上から右下方向とされている。反転用カム１２９は、カム溝１０６ａ、１０８ａ、１０９ｂ、１０９ｃおよびフォーカスカム１２３ａの傾斜方向とは反対方向に傾斜している。

反転用カム１２９には、第２Ｆ連動環１２５に取り付けられた第１Ｆ連動ピン１３０が挿入されている。第１Ｆ連動ピン１３０は、反転用カム１２９内をスライド可能とされている。第１Ｆ連動ピン１３０は、４群摺動枠１１９ａの回転にともなって第２Ｆ連動環１２５が回転すると、反転用カム１２９内をスライドしながら反転用カム１２９内に沿って移動する。このとき、第１Ｆ連動環１２８は回転しない。

第１Ｆ連動環１２８の外周側には環状部材１３１が設けられている。環状部材１３１は、一端側にフランジが設けられた環形状を有しており、フランジ部分をフォーカスリング１０４にバヨネット嵌合させることによってフォーカスリング１０４に連結されている。これにより環状部材１３１は、フォーカスリング１０４の回転にともなって光軸を中心としてフォーカスリング１０４と同じ方向に回転する。フォーカスリング１０４および環状部材１３１は、いずれも、光軸方向において固定筒に対して一定の位置で回転する。

第１Ｆ連動環１２８と環状部材１３１とは第１Ｆ連動環１２８の外周面に設けられた突起を環状部材１３１の内周面に当接させることによって連結されている。これにより第１Ｆ連動環１２８は、環状部材１３１の回転にともなって光軸を中心として環状部材１３１と同じ方向に回転する。すなわち第１Ｆ連動環１２８は、フォーカスリング１０４の回転にともなって光軸を中心としてフォーカスリング１０４と同じ方向に回転する。

フォーカスリング１０４が回転すると、環状部材１３１および第１Ｆ連動環１２８が回転する。そして第１Ｆ連動環１２８が回転すると、第１Ｆ連動ピン１３０が反転用カム１２９内をスライドしながら反転用カム１２９内に沿って移動する。第１Ｆ連動ピン１３０は第２Ｆ連動環１２５に取り付けられているため、第１Ｆ連動ピン１３０が反転用カム１２９内に沿って移動すると第２Ｆ連動環１２５が回転する。

第２Ｆ連動環１２５が回転するとキー溝１２５ａも回転するため、キー溝１２５ａに挿入されたフォーカスコマ１２６に光軸を中心とする回転力が加えられる。フォーカスコマ１２６はフォーカスカム１２３ａに挿入されているため、回転力が加えられるとフォーカスカム１２３ａに沿ってスライドする。これによって、５群摺動枠１２７ａすなわち第５レンズ群１２７は光軸を中心として回転しながら光軸方向に移動する。

環状部材１３１の外周側には、リング型超音波モータ１３２が設けられている。リング型超音波モータ１３２は、環形状のステータとロータとを備えている。ステータは圧電素子と圧電素子の円周上にロータ側に突出するように設けられた複数の突起とを備えている。ロータは金属製フランジ状ばねを備えており、ステータの波面に沈み込むように変形する。フランジ状バネの代わりに樹脂材料を用いる超音波モータもある。

リング型超音波モータ１３２において、圧電素子に交流電圧を印加すると、圧電素子には複数次の曲げ進行波が励起され、円周方向に波打つように変形して厚み方向に変位する。圧電素子の変形（変位）は、突起により拡大されてロータに伝達される。たとえば、右向き方向の進行波をステータに励起すると、各突起の先端には左向き方向の楕円振動波が生じる。

ロータは、ステータにおいて波打つように変形する圧電素子の、波頭に位置する突起の先端と接触する。そして、ロータは、突起の先端と波頭で接触することによって、接触位置において左向きに移動する付勢力を突起から受ける。リング型超音波モータ１３２においては、圧電素子すなわちステータに印加する交流電圧の方向を変えることにより、ロータを光軸を中心として時計回りあるいは反時計回り方向に回転させることができる。

リング型超音波モータ１３２は、ロータの回転をＡＦ連動環１３３に伝達する。ＡＦ連動環１３３は、光軸方向においてロータに接触しており、ロータの回転にともなってロータの回転方向と同じ方向に回転する。ＡＦ連動環１３３の回転は、軸受け１３４を介して軸受け１３４が支持する軸１３５に伝達される。軸１３５は、光軸を中心とする円の半径方向を軸芯方向として、先端を環状部材１３１の外周面に当接させている。軸受け１３４を介してＡＦ連動環１３３から伝達された回転力を環状部材１３１に伝達する。

ズームレンズ装置１００においては、ズームリング１０３を回転させ、ズームリング１０３の回転にともなって第１レンズ群１１４から第５レンズ群１２７を光軸方向に移動させることによってズーム調整をおこなう。ズーム調整に際して、光軸に沿って撮像装置側から対物側を見た状態でズームリング１０３を時計回りに回転させた場合、各レンズ群１１４、１１５、１１７、１１９、１２７は広角位置（図１および図３を参照）から望遠位置（図２および図４を参照）に移動する。また、ズーム調整に際して、光軸に沿って撮像装置側から対物側を見た状態でズームリング１０３を反時計回りに回転させた場合、ズームレンズ装置１００における各レンズ群は、望遠位置（図２および図４を参照）から広角位置（図１および図３を参照）に移動する。

ここに、ズーム調整に際して、ズーム調整にかかわる各部によって、複数のレンズ群１１４、１１５、１１７、１１９、１２７をそれぞれ保持する複数のカム筒をズームリング１０３の回転にともなってズームリング１０３の回転方向と同一方向に回転させることにより、複数のカム筒を光軸方向に移動させるズーム調整機構部が実現されている。

ズーム調整に際し、第５レンズ群１２７に対しては第４レンズ群１１９とともに光軸方向に移動しようとする付勢力が作用する。第５レンズ群１２７は第２Ｆ連動環１２５および第１Ｆ連動ピン１３０を介して第１Ｆ連動環１２８に連結されているため、第５レンズ群１２７に対して光軸方向に移動しようとする付勢力が作用すると、第１Ｆ連動ピン１３０が反転用カム１２９内をスライドしながら移動する。

これにより、第５レンズ群１２７は、光軸方向に移動する際には反転用カム１２９に沿って回転しながら第４レンズ群１１９に連れられて光軸方向に移動する。第５レンズ群１２７は、ズーム調整に際して、フォーカスカム筒１２３に対する相対的な位置を変えることなく、光軸を中心として回転しながらフォーカスカム筒１２３とともに光軸方向に移動する。

また、ズームレンズ装置１００においては、フォーカスリング１０４を回転させ、フォーカスリング１０４の回転にともなって第５レンズ群１２７を光軸方向に移動させることによってフォーカス調整をおこなう。フォーカス調整に際して、光軸に沿って撮像装置側から対物側を見た状態でフォーカスリング１０４を時計回りに回転させた場合、第５レンズ群１２７は光軸に沿ってマウント１０２側から第１レンズ群１１４側へ移動する。また、フォーカス調整に際して、光軸に沿って撮像装置側から対物側を見た状態でフォーカスリング１０４を反時計回りに回転させた場合、第５レンズ群１２７は光軸に沿って第１レンズ群１１４からマウント１０２側へ移動する。

ここに、フォーカス調整に際して、フォーカス調整にかかわる各部によって、複数のカム筒のうちの任意のカム筒に連結されたフォーカスカム筒をフォーカスリング１０４の回転にともなってフォーカスリング１０４の回転方向と同一方向に回転させることにより、フォーカスカム筒１２３が保持する第５レンズ群１２７を光軸方向に移動させるフォーカス調整機構部が実現されている。

フォーカス調整に際し、第５レンズ群１２７に対しては、フォーカスリング１０４の回転力が加えられる。第５レンズ群１２７は第２Ｆ連動環１２５および第１Ｆ連動ピン１３０を介して第１Ｆ連動環１２８に連結されているため、フォーカスリング１０４が回転するとその回転方向は第１Ｆ連動環１２８と第２Ｆ連動環１２５との間で逆方向に反転される。これにより、フォーカスリング１０４が回転すると、第２Ｆ連動環１２５はフォーカスリング１０４とは反対方向（逆方向）に回転する。

ここに、第２Ｆ連動環１２５をフォーカスリング１０４とは反対方向（逆方向）に回転させる一連の部材によって、ズーム調整に際して第５レンズ群１２７を移動させる回転駆動力をズームリング１０３の回転方向とは逆方向に回転させる逆回転機構部が実現されている。

第２Ｆ連動環１２５が回転すると、キー溝１２５ａに係合しているフォーカスコマ１２６に対してフォーカスコマ１２６を第２Ｆ連動環１２５の回転方向と同方向に回転させる付勢力が作用する。この付勢力によりフォーカスコマ１２６はフォーカスカム１２３ａに沿って移動し、この結果第５レンズ群１２７は光軸方向に移動する。

この実施の形態のズームレンズ装置１００においては、ズームレンズ装置１００の利用者がフォーカスリング１０４を手で回転させてフォーカス調整をおこなう他に、リング型超音波モータ１３２を用いて自動で（利用者がフォーカスリング１０４を手で回転させることなく）フォーカス調整をおこなうことも可能である。

すなわちフォーカスリング１０４が回転していない場合にも、リング型超音波モータ１３２を駆動してフォーカスカム筒１２３を回転させることによってフォーカス調整をおこなうことができる。いずれの方法でフォーカス調整をおこなう場合にも、フォーカス調整に際してフォーカスリング１０４が回転すると、第２Ｆ連動環１２５はフォーカスリング１０４とは反対方向に回転する。

上述したように、この実施の形態によれば、フォーカスリング１０４の回転方向を反転させる機構を設けることなく、フォーカスカム筒１２３をズームリング１０３の回転方向に対して逆方向に回転させることができる。これによってズームレンズ装置１００を大型化することなく、複数のレンズおよびフォーカスレンズを同一方向に移動させるためのズームリング１０３およびフォーカスリング１０４の回転方向を同一方向とすることができる。

そして、複数のレンズおよびフォーカスレンズを同一方向に移動させるためのズームリング１０３およびフォーカスリング１０４の回転方向を同一方向とすることによって、フォーカスリング１０４を回転させることによるフォーカス調整の感度が過剰に高くなることを抑制することができ、安定したフォーカス調整をおこなうことができるフォーカス調整機構を構成することができる。

また、この実施の形態によれば、ズーム調整にかかるカムとフォーカス調整にかかるカムとをなめらかに繋ぎやすい方向に形成することができるので、広角端と望遠端との間におけるいずれの位置においてもフォーカスリング１０４の回転量に対するフォーカスレンズの移動量を緩やかにすることができる。これによって、広角端と望遠端との間の全域にわたって第５レンズ群１２７をなめらかに移動させることができ、変倍率にかかわらず良好なフォーカス調整をおこなうことができる。

また、この実施の形態のレンズ装置を備えた撮像装置によれば、フォーカスリング１０４の回転方向を反転させる機構を設けることなくフォーカスカム筒１２３をズームリング１０３の回転方向に対して逆方向に回転させることができるので、撮像装置を大型化することなく、レンズ装置における複数のレンズおよび第５レンズ群１２７を同じ方向に移動させるためのズームリング１０３およびフォーカスリング１０４の回転方向を同じ方向とすることができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、レンズ装置および撮像装置を大型化することなく、複数のレンズおよび第５レンズ群１２７を同じ方向に移動させるためのズームリング１０３およびフォーカスリング１０４の回転方向を同じ方向とすることができる。

以上のように、本発明にかかるレンズ装置および撮像装置は、レンズ装置およびレンズ装置を備えた撮像装置に有用であり、特に、レンズ系の中間にある一部のレンズを光軸方向に前後移動させることによって焦点を合わせるインナーフォーカス方式のレンズ装置およびこのレンズ装置を備えた撮像装置に適している。

この発明にかかる実施の形態のレンズ装置の概略構成を示す断面図（その１）である。この発明にかかる実施の形態のレンズ装置の概略構成を示す断面図（その２）である。この発明にかかる実施の形態のズームレンズ装置の一部を展開して示す平面図（その１）である。この発明にかかる実施の形態のズームレンズ装置の一部を展開して示す平面図（その２）である。

符号の説明

１００ズームレンズ装置
１０３ズームリング
１０４フォーカスリング
１２３フォーカスカム筒
１２３ａフォーカスカム
１２７第５レンズ群
１２８第１Ｆ連動環
１２９反転用カム
１３０第１Ｆ連動ピン

Claims

広角端と望遠端との間において光軸方向に移動可能な複数のレンズを備えたズームレンズ装置であって、
前記光軸を中心として回転可能なズームリングと、
前記複数のレンズをそれぞれ保持する複数のカム筒を前記ズームリングの回転にともなって前記ズームリングの回転方向と同一方向に回転させることにより、前記複数のカム筒を前記光軸方向に移動させることによりズーム調整をおこなうズーム調整機構部と、
前記ズームリングとは別部材であって前記光軸を中心として回転可能なフォーカスリングと、
前記複数のカム筒のうちの任意のカム筒に連結されたフォーカスカム筒を前記フォーカスリングの回転にともなって前記フォーカスリングの回転方向と同一方向に回転させることにより、前記フォーカスカム筒が保持するフォーカスレンズを前記光軸方向に移動させることによりフォーカス調整をおこなうフォーカス調整機構部と、
前記ズーム調整機構部によるズーム調整に際して、前記フォーカスレンズを移動させる回転駆動力を前記ズームリングの回転方向とは逆方向に回転させる逆回転機構部と、
を備えたことを特徴とするレンズ装置。
前記複数のカム筒および前記フォーカスカム筒は、前記光軸に対して略同一方向に傾斜するカム溝を備え、
前記逆回転機構部は、前記光軸に対して前記カム溝とは逆方向に傾斜する反転用カム溝を有し、当該反転用カム溝に挿入されたピンを介して前記フォーカスカム筒に連結された連動環を備え、前記フォーカスカム筒の前記光軸方向への移動にともなって前記反転用カム溝に沿って前記ピンをスライドさせることによって前記フォーカスカム筒を前記ズームリングとは逆方向に回転させることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
撮像素子および当該撮像素子に外光を入射させるレンズ装置を備える撮像装置であって、
前記レンズ装置は
広角端と望遠端との間において光軸方向に移動可能な複数のレンズと、
前記光軸を中心として回転可能なズームリングと、
前記複数のレンズをそれぞれ保持する複数のカム筒を前記ズームリングの回転にともなって前記ズームリングの回転方向と同一方向に回転させることにより、前記複数のカム筒を前記光軸方向に移動させることによりズーム調整をおこなうズーム調整機構部と、
前記ズームリングとは別部材であって前記光軸を中心として回転可能なフォーカスリングと、
前記複数のカム筒のうちの任意のカム筒に連結されたフォーカスカム筒を前記フォーカスリングの回転にともなって前記フォーカスリングの回転方向と同一方向に回転させることにより、前記フォーカスカム筒が保持するフォーカスレンズを前記光軸方向に移動させることによりフォーカス調整をおこなうフォーカス調整機構部と、
前記ズーム調整機構部によるズーム調整に際して、前記フォーカスレンズを移動させる回転駆動力を前記ズームリングの回転方向とは逆方向に回転させる逆回転機構部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。