JP4804953B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒に関し、特に撮影光路に対して挿脱可能で挿入時に特殊な撮影効果を与える挿入光学要素を有するレンズ鏡筒に関する。

接写用のマクロレンズ、ワイドコンバータ、偏光フィルタなどのフィルタ類のように、使用時に撮影光軸上の位置に挿入され、非使用時には光軸外に離脱される挿入光学系を内蔵したレンズ鏡筒が知られている。

挿入光学要素をレンズ鏡筒に設ける場合、挿入光学要素の挿入時には撮影光学系を構成する他の光学要素（通常撮影光学要素）との干渉を防ぐ必要がある。挿入光学要素との干渉を避けるためには、通常撮影光学要素の光軸方向間隔を広くして挿入用の空隙を予め確保しておけばよい。しかし、こうした挿入空隙を確保することでレンズ鏡筒が大型化してしまうおそれがあった。あるいは、挿入空隙を確保することで通常撮影光学要素の作動範囲が限定され、撮影光学系のスペックが制限されてしまうおそれがあった。

したがって本発明は、撮影状態で撮影光路に対して選択的に挿脱可能な挿入光学要素を備えたレンズ鏡筒において、鏡筒の大型化や撮影光学系のスペックダウンを防ぎつつ通常撮影光学要素と挿入光学要素の干渉を防ぐことを目的とする。

本発明は、通常撮影時に用いる通常撮影光学要素と、該通常撮影光学要素とは別に撮影光軸上に選択的に挿脱され挿入時に撮影効果を与える挿入光学要素を有するレンズ鏡筒に適用されるものである。本発明の一態様では、通常撮影光学要素の少なくとも一部が光軸方向に移動可能な進退光学要素であり、該進退光学要素の光軸方向の最大可動範囲の一部が挿入光学要素の挿入状態の位置と重なるようにした上で、挿入光学要素が撮影光軸上から離脱しているときに、進退光学要素を最大可動範囲で移動させ、挿入光学要素が撮影光軸上に挿入されるときに、該挿入光学要素の挿入状態の位置と重ならないように進退光学要素の光軸方向の移動範囲を最大可動範囲よりも小さく制限する移動範囲変更手段を備えたことを特徴としている。

本発明の別の態様では、通常撮影光学要素として、挿入光学要素と共に光軸方向に移動する一体移動光学要素と、該一体移動光学要素に対して光軸方向に相対移動可能な進退光学要素を有し、一体移動光学要素と進退光学要素を光軸方向に最も接近させた状態で進退光学要素の光軸方向位置が挿入光学要素の挿入状態の位置と重なるようにした上で、挿入光学要素が撮影光軸上から離脱しているときに、一体光学要素を進退光学要素への再接近位置を含む光軸方向の最大可動範囲で移動させ、挿入光学要素が撮影光軸上に挿入されるときに、該挿入光学要素の挿入状態の位置と進退光学要素の移動範囲が重ならないように一体移動光学要素の移動範囲を最大可動範囲よりも小さく制限する移動範囲変更手段を備えたことを特徴としている。

移動範囲変更手段によって進退光学要素の移動範囲を制限する態様では、進退光学要素は、フォーカシングレンズ群とすることができる。また、移動範囲変更手段によって一体移動光学要素の移動範囲を制限する態様では、一体移動光学要素や進退光学要素をズームレンズの構成レンズ群とすることができる。

本発明は様々な挿入光学要素を備えたレンズ鏡筒に適用が可能であり、例えば挿入光学要素としてマクロレンズを備えたレンズ鏡筒に好適である。

以上の本発明によれば、挿入光学要素の挿入時には通常撮影光学要素の作動範囲を制限して挿入光学要素との干渉を防ぎ、挿入光学要素の離脱時には挿入用の空隙を考慮することなく通常撮影光学要素の作動範囲が設定されるので、鏡筒の大型化や撮影光学系のスペックダウンを防ぎつつ通常撮影光学要素と挿入光学要素の干渉を防ぐことができる。

図１及び図２に断面を示すデジタルカメラ７０のズームレンズ鏡筒７１は、カメラボディ７２から被写体側へ繰り出される図１の撮影状態と、カメラボディ７２内に収納される図２の収納（沈胴）状態とになる。図１では、ズームレンズ鏡筒７１の上半断面がテレ端、下半断面がワイド端の撮影状態を示している。図８に示すように、ズームレンズ鏡筒７１は、２群直進案内環１０、カム環１１、第１外筒１２、第２外筒１３、直進案内環１４、第３外筒１５、ヘリコイド環１８、固定環２２といった略同心の複数の環状（筒状）部材を備えており、これらの環状部材の共通中心軸を鏡筒中心軸Ｚ０として図示している。

ズームレンズ鏡筒７１の撮影光学系は、物体側から順に第１レンズ群ＬＧ１、シャッタＳ及び絞りＡ、第２レンズ群ＬＧ２、第３レンズ群ＬＧ３、ローパスフィルタＬＧ４及びＣＣＤ（固体撮像素子）６０を備えており、さらに撮影状態において第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３の間に挿脱可能な挿入光学要素としてマクロレンズ（挿入光学要素）ＭＬを備えている。マクロレンズＭＬを除く第１レンズ群ＬＧ１からＣＣＤ６０までの各光学要素は、撮影状態において共通の撮影光軸（共通光軸）Ｚ１上に位置する通常撮影光学要素を構成している。また、第２レンズ群ＬＧ２は、マクロレンズＭＬと共に撮影光軸Ｚ１に沿う方向に移動する一体移動光学要素を構成し、第３レンズ群ＬＧ３は、第２レンズ群ＬＧ２及びマクロレンズＭＬに対して撮影光軸Ｚ１に沿う方向に相対移動可能な進退光学要素を構成している。撮影光軸Ｚ１は、鏡筒中心軸Ｚ０と平行であり、かつ該鏡筒中心軸Ｚ０に対して下方に偏心している。ズーミングは、第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２を撮影光軸Ｚ１に沿って所定の軌跡で進退させることによって行い、フォーカシングは同方向への第３レンズ群ＬＧ３の移動で行う。なお、以下の説明中で光軸方向という記載は、撮影光軸Ｚ１と平行な方向を意味している。また、以下の説明中での前後方向とは撮影光軸Ｚ１に沿う方向を意味し、被写体側を前方、像面側を後方とする。

図１及び図２に示すように、カメラボディ７２内に固定環２２が固定され、この固定環２２の後部にＣＣＤホルダ２１が固定されている。ＣＣＤホルダ２１上にはＣＣＤ６０とローパスフィルタＬＧ４が支持されており、ＣＣＤホルダ２１の後部には、画像や撮影情報を表示するＬＣＤ２０が設けられている。

ＣＣＤホルダ２１と固定環２２の間には、それぞれが撮影光軸Ｚ１と平行をなすＡＦガイド軸５２と回り止め軸５３が固定されている。第３レンズ群ＬＧ３を保持するＡＦレンズ枠（３群レンズ枠）５１は、ＡＦガイド軸５２に摺動可能に嵌まるガイド孔５１ａと、回り止め軸５３に摺動可能に嵌まる回り止め孔５１ｂを有し、光軸方向に直進案内されている。図１１に示すように、ＡＦレンズ枠５１を駆動させるＡＦモータ１６０は撮影光軸Ｚ１と平行なドライブシャフト１６０ａを有し、このドライブシャフト１６０ａの外周面に形成した送りねじに対してＡＦナット５４が螺合している。ＡＦレンズ枠５１は光軸方向へのガイド溝５１ｍを備え、このガイド溝５１ｍに対してＡＦナット５４の回転規制突起５４ａが摺動可能に嵌まっており、ＡＦナット５４はＡＦモータ１６０のドライブシャフト１６０ａの正逆回転により光軸方向へ進退する。ＡＦレンズ枠５１はさらに、ＡＦナット５４の後方に位置するストッパ突起５１ｎを有する。ＡＦレンズ枠５１は、ＡＦ枠付勢ばね５５によって前方へ付勢されており、ストッパ突起５１ｎがＡＦナット５４に当て付くことによってＡＦレンズ枠５１の前方移動端が決定される。そして、ＡＦモータ１６０のドライブシャフト１６０ａの回転に応じてＡＦナット５４が後方へ移動されると、ＡＦレンズ枠５１はＡＦナット５４に押圧されて後方へ移動される。逆にＡＦナット５４が前方へ移動されると、ＡＦレンズ枠５１は、ＡＦ枠付勢ばね５５の付勢力によってＡＦナット５４に追随して前方へ移動される。以上の構造により、ＡＦレンズ枠５１を光軸方向に進退移動させることができる。

図７に示すように、固定環２２の上部には、ズームモータ１５０と減速ギヤボックス７４が支持されている。減速ギヤボックス７４は内部に減速ギヤ列を有し、ズームモータ１５０の駆動力をズームギヤ２８（図８、図１１〜図１３）に伝える。ズームギヤ２８は、撮影光軸Ｚ１と平行なズームギヤ軸２９によって固定環２２に枢着されている。

図１１及び図１２に示すように、固定環２２の内周面には、撮影光軸Ｚ１に対して傾斜する雌ヘリコイド２２ａ、撮影光軸Ｚ１と平行な３本の直進案内溝２２ｂ、雌ヘリコイド２２ａと平行な３本の斜行溝２２ｃ、及び各斜行溝２２ｃの前端部に連通する周方向への回転摺動溝２２ｄが形成されている。雌ヘリコイド２２ａは、固定環２２前部の無ヘリコイド領域２２ｚ（図１２）には形成されていない。

図１１及び図１３に示すように、ヘリコイド環１８は、雌ヘリコイド２２ａに螺合する雄ヘリコイド１８ａと、斜行溝２２ｃ及び回転摺動溝２２ｄ内に位置される回転摺動突起１８ｂとを外周面に有している。雄ヘリコイド１８ａ上には、ズームギヤ２８と螺合する環状ギヤ１８ｃが形成されている。従って、ズームギヤ２８から環状ギヤ１８ｃへ回転力が与えられたときヘリコイド環１８は、雌ヘリコイド２２ａと雄ヘリコイド１８ａが螺合関係にある状態では回転しながら光軸方向へ進退し、雄ヘリコイド１８ａが無ヘリコイド領域２２ｚに達するまで前方に移動すると、雄ヘリコイド１８ａが雌ヘリコイド２２ａから外れ、回転摺動溝２２ｄと回転摺動突起１８ｂの係合関係によって鏡筒中心軸Ｚ０を中心とする周方向回転のみを行う。斜行溝２２ｃは、雌ヘリコイド２２ａと雄ヘリコイド１８ａが螺合する段階で回転摺動突起１８ｂと固定環２２の干渉を避けるために形成された逃げ溝である。

ヘリコイド環１８の前端部内周面に形成した回転伝達凹部１８ｄ（図１１）に対し、第３外筒１５の後端部から後方に突設した回転伝達突起１５ａ（図１１、図１４）が嵌入されている。図１１において回転伝達凹部１８ｄは一つのみが図示されているが、回転伝達凹部１８ｄと回転伝達突起１５ａはそれぞれ、周方向に位置を異ならせて３箇所設けられており、周方向位置が対応するそれぞれの回転伝達突起１５ａと回転伝達凹部１８ｄは、鏡筒中心軸Ｚ０に沿う方向への相対摺動は可能に結合し、該鏡筒中心軸Ｚ０を中心とする周方向には相対回動不能に結合されている。すなわち、第３外筒１５とヘリコイド環１８は一体に回転する。また、ヘリコイド環１８には、回転摺動突起１８ｂの内径側の一部領域を切り欠いて嵌合凹部１８ｅが形成されており、該嵌合凹部１８ｅに嵌合する嵌合突起１５ｂは、回転摺動突起１８ｂが回転摺動溝２２ｄに係合するとき、同時に回転摺動溝２２ｄに係合する（図３参照）。

第３外筒１５とヘリコイド環１８の間には、互いを光軸方向での離間方向へ付勢する３つの離間付勢ばね２５（図４、図６、図１１及び図１３）が設けられている。離間付勢ばね２５は圧縮コイルばねからなり、その後端部がヘリコイド環１８の前端部に開口するばね挿入凹部１８ｆに収納され、前端部が第３外筒１５のばね当付凹部１５ｃに当接している。この離間付勢ばね２５によって、回転摺動溝２２ｄの前側壁面に向けて嵌合突起１５ｂを押圧し、かつ回転摺動溝２２ｄの後側壁面に向けて回転摺動突起１８ｂを押圧している。

図１１及び図１４に示すように、第３外筒１５の内周面には、内径方向に突出する相対回動案内突起１５ｄと、鏡筒中心軸Ｚ０を中心とする周方向溝１５ｅと、撮影光軸Ｚ１と平行な３本の回転伝達溝１５ｆとが形成されている。相対回動案内突起１５ｄは、周方向に位置を異ならせて複数が設けられている。回転伝達溝１５ｆは、回転伝達突起１５ａに対応する周方向位置に形成されており、その後端部は、回転伝達突起１５ａを貫通して後方へ向け開口されている。また、ヘリコイド環１８の内周面には鏡筒中心軸Ｚ０を中心とする周方向溝１８ｇが形成されている（図４、図６及び図１１参照）。この第３外筒１５とヘリコイド環１８の結合体の内側には直進案内環１４が支持される。図３ないし図６、図１１及び図１５に示すように、直進案内環１４の外周面には光軸方向の後方から順に、外径方向へ突出する３つの直進案内突起１４ａと、それぞれ周方向に位置を異ならせて複数設けた相対回動案内突起１４ｂ及び１４ｃと、鏡筒中心軸Ｚ０を中心とする周方向溝１４ｄとが形成されている。直進案内環１４は、直進案内突起１４ａを直進案内溝２２ｂに係合させることで、固定環２２に対し光軸方向に直進案内される。また第３外筒１５は、周方向溝１５ｅを相対回動案内突起１４ｃに係合させ、相対回動案内突起１５ｄを周方向溝１４ｄに係合させることで、直進案内環１４に対して相対回動可能に結合される。周方向溝１５ｅと相対回動案内突起１４ｃ、周方向溝１４ｄと相対回動案内突起１５ｄはそれぞれ、光軸方向には若干相対移動可能なように遊嵌している。さらにヘリコイド環１８も、周方向溝１８ｇを相対回動案内突起１４ｂに係合させることで、直進案内環１４に対して相対回動可能に結合される。周方向溝１８ｇと相対回動案内突起１４ｂは光軸方向には若干相対移動可能なように遊嵌している。

直進案内環１４には、内周面と外周面を貫通する３つの貫通ガイド溝１４ｅが形成されている。図１５に示すように、各貫通ガイド溝１４ｅは、周方向へ向け形成された平行な前後の周方向溝部１４ｅ-１及び１４ｅ-２と、この両周方向溝部１４ｅ-１及び１４ｅ-２を接続するリード溝部１４ｅ-３とを有する。それぞれの貫通ガイド溝１４ｅに対し、カム環１１の外周面に設けたカム環ローラ３２が嵌まっている。図１０及び図１６に示すように、カム環ローラ３２は、ローラ固定ねじ３２ａを介してカム環１１に固定されており、周方向へ位置を異ならせて３つ設けられている。カム環ローラ３２はさらに、貫通ガイド溝１４ｅを貫通して第３外筒１５の回転伝達溝１５ｆに嵌まっている。図１４に示すように、各回転伝達溝１５ｆの前端部付近には、ローラ付勢ばね１７に設けた３つのローラ押圧片１７ａが嵌っている。ローラ付勢ばね１７は、カム環ローラ３２が周方向溝部１４ｅ-１に係合するときに、ローラ押圧片１７ａによってカム環ローラ３２を後方へ押圧し、カム環ローラ３２と貫通ガイド溝１４ｅ（周方向溝部１４ｅ-１）との間のバックラッシュを取る（図３参照）。

以上の構造から、固定環２２からカム環１１までの繰り出しの態様が理解される。すなわち、図２、図５及び図６に示す鏡筒収納状態において、ズームモータ１５０によってズームギヤ２８を鏡筒繰出方向に回転駆動すると、雌ヘリコイド２２ａと雄ヘリコイド１８ａの関係によってヘリコイド環１８が回転しながら前方に繰り出される。ヘリコイド環１８と第３外筒１５はそれぞれ、周方向溝１４ｄ、１５ｅ及び１８ｇと相対回動案内突起１５ｂ、１４ｃ及び１４ｄの係合関係によって、直進案内環１４に対して相対回動可能かつ回転軸方向（鏡筒中心軸Ｚ０に沿う方向）へは共に移動するように結合されているため、ヘリコイド環１８が回転繰出されると、第３外筒１５も同方向に回転しながら前方に繰り出され、直進案内環１４はヘリコイド環１８及び第３外筒１５と共に前方へ直進移動する。また、第３外筒１５の回転力は回転伝達溝１５ｆとカム環ローラ３２を介してカム環１１に伝達される。カム環ローラ３２は貫通ガイド溝１４ｅにも嵌まっているため、直進案内環１４に対してカム環１１は、リード溝部１４ｅ-３の形状に従って回転しながら前方に繰り出される。前述の通り、直進案内環１４自体も第３外筒１５及びヘリコイド環１８と共に前方に直進移動しているため、結果としてカム環１１には、リード溝部１４ｅ-３に従う回転繰出分と、直進案内環１４の前方への直進移動分とを合わせた光軸方向移動量が与えられる。

以上の回転繰出動作は雄ヘリコイド１８ａと雌ヘリコイド２２ａが螺合している間行われ、このとき回転摺動突起１８ｂは斜行溝２２ｃ内を移動している。ヘリコイド環１８が図１、図３及び図４に示す撮影位置まで繰り出されると、雄ヘリコイド１８ａと雌ヘリコイド２２ａの螺合が解除されて、回転摺動突起１８ｂが斜行溝２２ｃから回転摺動溝２２ｄ内へ入る。すると、ヘリコイドによる回転繰出力が作用しなくなるため、ヘリコイド環１８及び第３外筒１５は、回転摺動突起１８ｂと回転摺動溝２２ｄの係合関係によって光軸方向の一定位置で回動のみを行うようになる。また、回転摺動突起１８ｂが斜行溝２２ｃから回転摺動溝２２ｄ内へ入るのとほぼ同時に、カム環ローラ３２は貫通ガイド溝１４ｅの周方向溝部１４ｅ-１に入る。すると、カム環１１に対しても前方への移動力が与えられなくなり、カム環１１は第３外筒１５の回転に応じて一定位置で回動のみ行うようになる。

ズームギヤ２８を鏡筒収納方向に回転駆動させると、以上と逆の動作が行われる。そして、カム環ローラ３２が貫通ガイド溝１４ｅの周方向溝部１４ｅ-２に入るまでヘリコイド環１８に回転を与えると、各部材が図２、図５及び図６に示す収納位置まで後退する。

続いて、カム環１１より先の構造を説明する。図１１及び図１５に示すように、直進案内環１４の内周面には、撮影光軸Ｚ１と平行な３つの第１直進案内溝１４ｆと６つの第２直進案内溝１４ｇが、それぞれ周方向に位置を異ならせて形成されている。第１直進案内溝１４ｆは、６つのうち３つの第２直進案内溝１４ｇの両側に位置する一対の溝部からなっており、この３つの第１直進案内溝１４ｆに対し、２群直進案内環１０に設けた３つの直進案内突起１０ａ（図１０、図２０）が摺動可能に係合している。一方、第２直進案内溝１４ｇに対しては、第２外筒１３の後端部外周面に突設した６つの直進案内突起１３ａ（図９、図１８）が摺動可能に係合している。したがって、第２外筒１３と２群直進案内環１０はいずれも、直進案内環１４を介して光軸方向に直進案内されている。そして、２群直進案内環１０は、第２レンズ群ＬＧ２を支持する２群レンズ移動枠８を光軸方向に直進案内し、第２外筒１３は、第１レンズ群ＬＧ１を支持する第１外筒１２を光軸方向へ直進案内する。

図１０及び図２０に示すように、第２レンズ群ＬＧ２を直進案内する２群直進案内環１０は、３つの直進案内突起１０ａを接続するリング部１０ｂから前方へ向けて、３つの直進案内キー１０ｃを突出させている。図３及び図５に示すように、リング部１０ｂの外縁部は、カム環１１の後端部内周面に形成した周方向溝１１ｅに対し相対回転は可能で光軸方向の相対移動は不能に係合しており、直進案内キー１０ｃはカム環１１の内側に延出されている。各直進案内キー１０ｃは、撮影光軸Ｚ１と平行な一対のガイド面を側面に有しており、このガイド面を、カム環１１の内側に支持された２群レンズ移動枠８の直進案内溝８ａ（図１０、図２１）に係合させることによって、２群レンズ移動枠８を光軸方向に直進案内している。

カム環１１の内周面には２群案内カム溝１１ａが形成されている。図１７に示すように、２群案内カム溝１１ａは、光軸方向及び周方向に位置を異ならせた前方カム溝１１ａ-１と後方カム溝１１ａ-２からなっている。この２群案内カム溝１１ａに対して、２群レンズ移動枠８の外周面に設けた２群用カムフォロア８ｂが係合している。図２１に示すように、２群用カムフォロア８ｂは、光軸方向及び周方向に位置を異ならせた前方カムフォロア８ｂ-１と後方カムフォロア８ｂ-２からなっており、前方カムフォロア８ｂ-１は前方カム溝１１ａ-１に係合し、後方カムフォロア８ｂ-２は後方カム溝１１ａ-２に係合するように光軸方向及び周方向の間隔が定められている。２群レンズ移動枠８は２群直進案内環１０を介して光軸方向に直進案内されているため、カム環１１が回転すると、２群案内カム溝１１ａの形状に従って、２群レンズ移動枠８が光軸方向へ所定の軌跡で移動する。

２群レンズ移動枠８の内側には、第２レンズ群ＬＧ２を保持する２群レンズ枠６が支持されている。図１０に示すように、２群レンズ枠６は、第２レンズ群ＬＧ２を支持するレンズ筒６ａ、中心に軸孔６ｄが形成された揺動中心筒６ｂ、レンズ筒６ａと揺動中心筒６ｂを接続する揺動アーム６ｃ、レンズ筒６ａから外径方向に延出されたストッパアーム６ｅを有している。ストッパアーム６ｅの後面側にはストッパ突起６ｆが設けられている（図２４、図２５）。２群レンズ枠６におけるレンズ筒６ａと揺動中心筒６ｂは互いの中心軸が平行な筒状体であり、その中心軸は撮影光軸Ｚ１と平行である。揺動中心筒６ｂの軸孔６ｄは、退避回動軸３３に対して相対回動可能に嵌まっている。退避回動軸３３の前端部と後端部はそれぞれ２群レンズ枠支持板３６、３７に支持されており、この前後の２群レンズ枠支持板３６、３７は、支持板固定ビス６６によって２群レンズ移動枠８に固定されている。つまり、２群レンズ枠６は退避回動軸３３を中心として回動（揺動）可能に２群レンズ移動枠８に支持されている。退避回動軸３３は撮影光軸Ｚ１から偏心した位置にあり、２群レンズ枠６は、退避回動軸３３を回動中心として、第２レンズ群ＬＧ２の光軸を撮影光軸Ｚ１と一致させる撮影用位置（図１、図２４ないし図２７、図３２及び図３３）と、第２レンズ群ＬＧ２の光軸を撮影光軸Ｚ１から偏心した位置（退避光軸Ｚ２）にさせる収納用退避位置（図２、図２８及び図２９）との間で回動することができる。図２４ないし図２９に示すように、２群レンズ移動枠８には、ストッパアーム６ｅに当接して２群レンズ枠６を撮影用位置で回動規制する回動規制ピン３５が設けられている。揺動中心筒６ｂの周りにはトーションばねからなる２群レンズ枠戻しばね３９（図１０）が設けられており、この２群レンズ枠戻しばね３９によって、２群レンズ枠６はストッパアーム６ｅを回動規制ピン３５に当接させる方向、すなわち撮影用位置へ回動付勢されている。また、２群レンズ移動枠８に対する２群レンズ枠６の光軸方向でのバックラッシュ除去のため、圧縮コイルばねからなる軸方向押圧ばね３８によって揺動中心筒６ｂが光軸方向前方（２群レンズ枠支持板３６側）に押圧されている。

２群レンズ枠６は、光軸方向には２群レンズ移動枠８と一体に移動する。ＣＣＤホルダ２１には２群レンズ枠６に係合可能な位置にカム突起１９（図１１）が前方に向けて突設されており、２群レンズ移動枠８が収納方向に移動してＣＣＤホルダ２１に接近すると、カム突起１９が２群レンズ枠６を押圧して、２群レンズ枠戻しばね３９の付勢力に抗して収納用退避位置に回動させる（図２８、図２９参照）。

詳細には、図２４ないし図２９に示すように、カム突起１９の先端部には光軸に対して傾斜する退避カム面１９ａが形成され、該退避カム面１９ａに連続する一方の側面には、光軸と平行な退避位置保持面１９ｂが形成されている。カム突起１９は、退避回動軸３３を中心とする円筒の一部をなす湾曲した断面形状を有しており、退避カム面１９ａは、この筒状体の端面にリード面として形成されている。退避カム面１９ａは、撮影光軸Ｚ１に近い側から遠い側へ進むにつれて徐々に光軸方向前方へ突出する形状となっている。また、カム突起１９の下面（凸面）側には、光軸と平行なガイドキー１９ｃが設けられている。２群レンズ枠支持板３６、３７にはそれぞれ、カム突起１９に対応する位置にカム突起挿脱開口３６ａ、３７ａが形成されている。また、２群レンズ枠支持板３７にはさらに、カム突起挿脱開口３７ａの一部にガイドキー１９ｃが進入可能なガイドキー進入溝３７ｂが形成されている。

また、２群レンズ枠６の揺動中心筒６ｂの外周面には、２群レンズ枠戻しばね３９とは別に回転伝達ばね４０が取り付けられている。回転伝達ばね４０は固定ばね端部４０ａと可動ばね端部４０ｂを有するトーションばねであり、固定ばね端部４０ａが２群レンズ枠６の揺動アーム６ｃに固定され、可動ばね端部４０ｂは、２群レンズ枠６が上記の撮影用位置にあるときにカム突起挿脱開口３７ａに臨む位置にある（カム突起１９の前方に位置する）。

以上の構造から、ズームレンズ鏡筒７１の撮影状態から収納状態への移行に際して２群レンズ移動枠８が光軸方向後方に移動してＣＣＤホルダ２１に接近すると、２群レンズ枠支持板３７のカム突起挿脱開口３７ａにカム突起１９が挿入され（図２８、図２９）、カム突起１９の先端部の退避カム面１９ａが回転伝達ばね４０の可動ばね端部４０ｂに当接する。可動ばね端部４０ｂと退避カム面１９ａが当接した状態で２群レンズ枠６が後退すると、退避カム面１９ａの形状に従って可動ばね端部４０ｂを退避回動軸３３の径方向へ押圧する分力が生じ、固定ばね端部４０ａを介して２群レンズ枠６に回動力が伝達される。回動力を受けた２群レンズ枠６は、２群レンズ移動枠８の後退動作に伴い、前述の撮影用位置（図１、図２４ないし図２７、図３２及び図３３）から収納用退避位置（図２、図２８及び図２９）へ向けて、２群レンズ枠戻しばね３９の付勢力に抗して退避回動軸３３を中心として回動する。２群レンズ枠６が収納用退避位置まで回動すると、可動ばね端部４０ｂが退避カム面１９ａを乗り越えて退避位置保持面１９ｂに係合し、以降は２群レンズ移動枠８が後退動作を行っても２群レンズ枠６に退避方向の回動力が与えられなくなる。この２群レンズ枠６の退避回動動作は、２群レンズ枠６が後方のＡＦレンズ枠５１の位置まで後退する前に完了するように設定されており、２群レンズ枠６とＡＦレンズ枠５１が干渉することはない。２群レンズ移動枠８は、２群レンズ枠６が退避位置に達した後も、図２の収納位置に達するまで引き続き後退する。２群レンズ枠６は、可動ばね端部４０ｂが退避位置保持面１９ｂに係合した状態で退避位置に保たれつつ、２群レンズ移動枠８と共に後退する。ズームレンズ鏡筒７１が図２の収納状態まで達すると、図２８及び図２９のようにカム突起１９が２群レンズ枠支持板３６のカム突起挿脱開口３６ａから前方に突出する。

ズームレンズ鏡筒７１が図２の収納状態から図１の撮影状態へ繰り出されるときには、収納動作時とは逆に、カム突起１９の退避カム面１９ａから回転伝達ばね４０の可動ばね端部４０ｂが離れるまで２群レンズ枠６が前方に移動すると、２群レンズ枠戻しばね３９の付勢力によって収納用退避位置から撮影用位置まで２群レンズ枠６が回動される。このとき、２群レンズ枠６のストッパアーム６ｅが回動規制ピン３５に当接し、２群レンズ枠戻しばね３９の付勢方向への２群レンズ枠６の回動端が決まる。すなわち、２群レンズ枠戻しばね３９と回動規制ピン３５によって２群レンズ枠６が撮影用位置に保持される。

なお、回転伝達ばね４０のばね力（硬さ）は、通常の鏡筒収納動作で２群レンズ枠６自体に作用する回転抵抗によっては撓むことなく２群レンズ枠６へ回転力を伝達するように設定されている。すなわち、回転伝達ばね４０の弾性復元力は、２群レンズ枠戻しばね３９が２群レンズ枠６を撮影用位置に保持する付勢力よりも強く設定されている。

図９及び図１８に示すように、第１レンズ群ＬＧ１を直進案内する第２外筒１３の内周面には、周方向に位置を異ならせて３つの直進案内溝１３ｂが光軸方向へ形成されており、各直進案内溝１３ｂに対し、第１外筒１２の後端部付近の外周面に形成した３つの係合突起１２ａが摺動可能に嵌合している。すなわち、第１外筒１２は、直進案内環１４と第２外筒１３を介して光軸方向に直進案内されている。また、第２外筒１３の後端部付近の内周面には周方向への内径フランジ１３ｃが形成され、この内径フランジ１３ｃがカム環１１の外周面に設けた周方向溝１１ｃ（図３、図５、図１０及び図１６）に摺動可能に係合することで、第２外筒１３は、カム環１１に対して相対回転可能かつ光軸方向の相対移動は不能に結合されている。一方、第１外筒１２は、内径方向に突出する３つの１群用ローラ３１を有し、それぞれの１群用ローラ３１が、カム環１１の外周面に３本形成した１群案内カム溝１１ｂ（図１０、図１６）に摺動可能に嵌合している。

第１外筒１２内には、１群調整環２を介して１群レンズ枠１が支持されている。図１、図２及び図９に示すように、１群レンズ枠１には第１レンズ群ＬＧ１が固定され、その外周面に形成した雄調整ねじ１ａが、１群調整環２の内周面に形成した雌調整ねじ２ａに螺合している。１群レンズ枠１と１群調整環２の結合体は第１外筒１２の内側に光軸方向へ移動可能に支持されており、１群抜止環３が第１外筒１２に対して１群調整環２を前方に抜け止めている。

第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の間には、シャッタＳと絞りＡを有するシャッタユニット７６が支持されている。シャッタユニット７６は、２群レンズ移動枠８の内側に固定されている。

以上の構造からなるズームレンズ鏡筒７１は次のように動作する。なお、カム環１１が収納位置から定位置回転状態に繰り出される段階までは既に説明しているので簡潔に述べる。図２の鏡筒収納状態では、ズームレンズ鏡筒７１はカメラボディ７２内に完全に格納されている。この鏡筒収納状態においてデジタルカメラ７０の外面に設けたメインスイッチ７３（図２２）をオンすると、制御回路７５（図２２、移動範囲変更手段）に制御されてズームモータ１５０が鏡筒繰出方向に駆動される。ズームモータ１５０によりズームギヤ２８が回転駆動され、ヘリコイド環１８と第３外筒１５の結合体がヘリコイド（雄ヘリコイド１８ａ、雌ヘリコイド２２ａ）に従って回転繰出される。直進案内環１４は、第３外筒１５及びヘリコイド環１８と共に前方に直進移動する。このとき、第３外筒１５から回転力が付与されるカム環１１は、直進案内環１４の前方への直進移動分と、該直進案内環１４との間に設けたリード構造（カム環ローラ３２、リード溝部１４ｅ-３）による繰出分との合成移動を行う。ヘリコイド環１８とカム環１１が前方の所定位置まで繰り出されると、それぞれの回転繰出構造（ヘリコイド、リード）の機能が解除されて、鏡筒中心軸Ｚ０を中心とした周方向回転のみを行うようになる。

カム環１１が回転すると、その内側では、２群直進案内環１０を介して直進案内された２群レンズ移動枠８が、２群用カムフォロア８ｂと２群案内カム溝１１ａの関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。図２の鏡筒収納状態では、２群レンズ移動枠８内の２群レンズ枠６は、ＣＣＤホルダ２１に突設したカム突起１９の作用によって、撮影光軸Ｚ１から上方へ移動させられた（第２レンズ群が退避光軸Ｚ２上に偏心させられた）収納用退避位置に保持されており、該２群レンズ枠６は、２群レンズ移動枠８がズーム領域まで繰り出される途中でカム突起１９から離れて、２群レンズ枠戻しばね３９の付勢力によって第２レンズ群ＬＧ２の光軸を撮影光軸Ｚ１と一致させる撮影用位置（図１）に回動する。以後、ズームレンズ鏡筒７１を再び収納位置に移動させるまでは、２群レンズ枠６は撮影用位置に保持される。

また、カム環１１が回転すると、該カム環１１の外側では、第２外筒１３を介して直進案内された第１外筒１２が、１群用ローラ３１と１群案内カム溝１１ｂの関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。

すなわち、撮像面（ＣＣＤ受光面）に対する第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の繰出位置はそれぞれ、前者が、固定環２２に対するカム環１１の前方移動量と、該カム環１１に対する第１外筒１２のカム繰出量との合算値として決まり、後者が、固定環２２に対するカム環１１の前方移動量と、該カム環１１に対する２群レンズ移動枠８のカム繰出量との合算値として決まる。ズーミングは、この第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２が互いの空気間隔を変化させながら撮影光軸Ｚ１上を移動することにより行われる。図２の収納位置から鏡筒繰出を行うと、まず図１の下半断面に示すワイド端の繰出状態になり、さらにズームモータ１５０を鏡筒繰出方向に駆動させると、同図の上半断面に示すテレ端の繰出状態となる。図１から分かるように、本実施形態のズームレンズ鏡筒７１は、ワイド端では第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の間隔が大きく、テレ端では、第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２が互いの接近方向に移動して間隔が小さくなる。このような第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の空気間隔の変化は、２群案内カム溝１１ａと１群案内カム溝１１ｂの軌跡によって与えられるものである。このテレ端とワイド端の間のズーム領域（ズーミング使用領域）では、カム環１１、第３外筒１５及びヘリコイド環１８は、前述の定位置回転のみを行い、光軸方向へは進退しない。ズーム領域での変倍動作は、ズームスイッチ９０（図２２）の操作に応じて実行される。

デジタルカメラ７０は、測光測距スイッチ９５とシャッタレリーズスイッチ９６（図２２）を有している。ズームレンズ鏡筒７１がズーム領域にあるとき、測光測距スイッチ９５を操作することにより、測光モジュールによる測光動作と測距モジュールによる測距動作が行われ、得られた被写体輝度情報や被写体距離情報が制御回路７５に入力される。制御回路７５は、被写体距離に応じてＡＦモータ１６０を駆動することにより、第３レンズ群ＬＧ３（ＡＦレンズ枠５１）を撮影光軸Ｚ１に沿って移動させてフォーカシングを実行する。また、シャッタレリーズスイッチ９６を操作することにより、シャッタＳが開いてＣＣＤ６０を介した撮像処理が実行される。この測光測距スイッチ９５とシャッタレリーズスイッチ９６は、共通のシャッタレリーズボタンの半押し操作と全押し操作でそれぞれオンさせることができる。

メインスイッチ７３をオフすると、ズームモータ１５０が鏡筒収納方向に駆動され、ズームレンズ鏡筒７１は上記の繰出動作とは逆の収納動作を行い、図２の収納状態になる。この収納位置への移動の途中で、２群レンズ枠６がカム突起１９によって収納用退避位置に回動され、２群レンズ移動枠８と共に後退する。ズームレンズ鏡筒７１が収納位置まで移動されると、第２レンズ群ＬＧ２は、光軸方向において第３レンズ群ＬＧ３やローパスフィルタＬＧ４と同位置に格納される（鏡筒の径方向に重なる）。この収納時の第２レンズ群ＬＧ２の退避構造によってズームレンズ鏡筒７１の収納長が短くなり、図２の左右方向におけるカメラボディ７２の厚みを小さくすることが可能となっている。

ズームレンズ鏡筒７１はさらに、撮影状態において第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３の間の撮影光路上に挿脱可能なマクロレンズＭＬを有している。マクロレンズＭＬは、２群レンズ枠６と共通の退避回動軸３３を中心として回動可能なマクロレンズ保持枠８０に保持されている。このマクロレンズＭＬの駆動機構を説明する。

図２３に示すように、マクロレンズ保持枠８０は前方支持板８０ａと後方支持板８０ｂからなっており、前方支持板８０ａの一端部に、退避回動軸３３に対して相対回動自在に嵌まる軸孔８０ｃを有している。前方支持板８０ａは、軸孔８０ｃを中心とする円筒突起８０ｃ-１を有しており、後方支持板８０ｂは、軸孔８０ｃに対向する位置に円形孔８０ｃ-２を有している。前方支持板８０ａと後方支持板８０ｂはそれぞれ、軸孔８０ｃを中心とする径方向に延出された揺動アーム８０ｄと、該揺動アーム８０ｄに連続して設けられ円形開口８０ｅを有するレンズ挟持部８０ｆを有している。前方支持板８０ａにはさらに、軸孔８０ｃと反対側の端部に位置するストッパ部８０ｇと、レンズ挟持部８０ｆにおける支持板８０ｂとの対向面側に形成したレンズ保持環部８０ｋとが設けられている。レンズ保持環部８０ｋは、円形開口８０ｅを囲む環状をなしている。前方支持板８０ａと後方支持板８０ｂは、係止爪８０ｈを係止孔８０ｉに係合させた状態で、固定ねじ８０ｊによって互いに固定される。そして、前方支持板８０ａと後方支持板８０ｂを組み合わせた状態で、軸孔８０ｃと円形孔８０ｃ-２に対して退避回動軸３３を挿入することによって、マクロレンズ保持枠８０が退避回動軸３３を中心として回動可能に支持される。

マクロレンズＭＬは、前方支持板８０ａと後方支持板８０ｂのそれぞれの円形開口８０ｅに臨むようにしてレンズ保持環部８０ｋの内側に保持されている。そして、前方支持板８０ａと後方支持板８０ｂのそれぞれのレンズ挟持部８０ｆが、マクロレンズＭＬを前後方向に抜け止めしている。

マクロレンズ保持枠８０には、前方支持板８０ａと後方支持板８０ｂの間にフリクションギヤ８２、アイドルギヤ８３及び回動制御ギヤ８４が設けられている。フリクションギヤ８２にはアイドルギヤ８３が噛合し、アイドルギヤ８３には回動制御ギヤ８４が噛合している。フリクションギヤ８２とアイドルギヤ８３はそれぞれ、前方支持板８０ａに突設した回転軸８２ｘと回転軸８３ｘによって軸支されている。また、回動制御ギヤ８４は、前方支持板８０ａに設けた円筒突起８０ｃ-１に対して回転自在に嵌まっている。円筒突起８０ｃ-１は退避回動軸３３と同心であるため、回動制御ギヤ８４は退避回動軸３３を中心として回転される。回動制御ギヤ８４にはアイドルギヤ８５が噛合しており、アイドルギヤ８５には駆動ギヤ８６が噛合している。アイドルギヤ８５の回転軸８５ｘと駆動ギヤ８６の回転軸８６ｘはそれぞれ、２群レンズ枠支持板３６、３７に形成した軸孔によって支持されている。各ギヤの回転軸８２ｘ、８３ｘ、８５ｘ、８６ｘの軸線はそれぞれ撮影光軸Ｚ１と平行であり、回動制御ギヤ８４の回転中心である円筒突起８０ｃ-１（退避回動軸３３）の軸線も撮影光軸Ｚ１と平行である。したがって、フリクションギヤ８２から駆動ギヤ８６までのギヤ列を構成する各ギヤは、いずれも撮影光軸Ｚ１と平行な回転中心によって回転される。フリクションギヤ８２は、ワッシャばね８２ａによって後方支持板８０ｂ側に押圧付勢されており、所定の大きさの回転抵抗が作用している。

駆動ギヤ８６は、２群レンズ移動枠８に搭載されたマクロレンズ駆動モータ８７（図２２）によって正逆に回転駆動される。マクロレンズ駆動モータ８７は、シャッタＳや絞りＡを駆動するアクチュエータと共に、シャッタユニット７６内に設けられている。図２４、図２６及び図２８に示すように、シャッタユニット７６とマクロレンズ保持枠８０は、２群レンズ枠６を挟んで光軸方向に離間した位置関係にあり、駆動ギヤ８６は、シャッタユニット７６側のマクロレンズ駆動モータ８７から、マクロレンズ保持枠８０側のアイドルギヤ８５へ駆動力を伝達するべく、光軸方向に長いギヤ部材として形成されている。駆動ギヤ８６が回転されると、アイドルギヤ８５を介して回動制御ギヤ８４が回転する。ここで、フリクションギヤ８２はワッシャばね８２ａによって回転抵抗が与えられているため、回動制御ギヤ８４が回転すると、該回動制御ギヤ８４とアイドルギヤ８３が太陽ギヤと遊星ギヤの関係になってアイドルギヤ８３が回動制御ギヤ８４の周面上を移動（公転）する。その結果、駆動ギヤ８６の正逆回転に応じてマクロレンズ保持枠８０が退避回動軸３３を中心として往復回動され、２群レンズ枠６に保持された第２レンズ群ＬＧ２と同様に、マクロレンズＭＬが、撮影光軸Ｚ１上に進出する挿入位置（図２６、図２７、図３０及び図３２）と、退避光軸Ｚ２上へ移動された離脱位置（図２４、図２５、図２８、図２９、図３１及び図３３）とに移動される。具体的には、図３１ないし図３３におけるＫ１方向に駆動ギヤ８６が回転すると、マクロレンズＭＬが撮影光軸Ｚ１上に進出し、Ｋ２方向に駆動ギヤ８６が回転すると、マクロレンズＭＬが退避光軸Ｚ２側へ離脱する。

マクロレンズ保持枠８０がマクロレンズＭＬの挿入位置まで回動されると、図３２に示すように２群レンズ枠６のストッパ突起６ｆに対してストッパ部８０ｇが当接し、挿入方向へのマクロレンズ保持枠８０の回動が規制される。また、マクロレンズ保持枠８０がマクロレンズＭＬの離脱位置まで回動されると、図３３に示すように、２群レンズ移動枠８の内周面に設けたストッパ突起８ｃに対してストッパ部８０ｇが当接し、離脱方向へのマクロレンズ保持枠８０の回動が規制される。

以上の構造により、ズームレンズ鏡筒７１が図１の撮影状態にあるときには、第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２、第３レンズ群ＬＧ３を駆動させるズーミングやフォーカシング用の駆動機構とは独立して、撮影光軸Ｚ１上へのマクロレンズＭＬの挿脱動作（マクロレンズ保持枠８０の回動）を任意に行うことができる。具体的には、撮影状態においてマクロレンズＭＬが撮影光軸Ｚ１から離脱している状態が図２４、図２５及び図３３であり、撮影状態においてマクロレンズＭＬが撮影光軸Ｚ１上に挿入されている状態が図２６、図２７及び図３２である。これらの図から分かるように、マクロレンズ保持枠８０は２群レンズ移動枠８の内側で往復回動しているため、図１に示すワイド端からテレ端までのズーム領域全般において、第３レンズ群ＬＧ３など他の光学要素の作動を妨げることなくマクロレンズＭＬを任意に挿脱移動させることが可能である。そして、マクロレンズＭＬの挿入状態では、マクロレンズＭＬが第２レンズ群ＬＧ２の直後に位置し、第２レンズ群ＬＧ２からの出射光束がマクロレンズＭＬを通って第３レンズ群ＬＧ３に入射する。一方、マクロレンズＭＬの離脱状態では、撮影光束はマクロレンズＭＬを通らない。

デジタルカメラ７０は、マクロレンズＭＬの挿脱操作手段としてマクロレンズ挿入スイッチ８８とマクロレンズ離脱スイッチ８９を備えている（図２２）。マクロレンズ挿入スイッチ８８とマクロレンズ離脱スイッチ８９の操作に応じて、マクロレンズ駆動モータ８７が正転及び逆転駆動される。具体的には、マクロレンズ挿入スイッチ８８を操作すると、マクロレンズ駆動モータ８７によって駆動ギヤ８６が前述のＫ１方向に回転され、マクロレンズ離脱スイッチ８９を操作すると、マクロレンズ駆動モータ８７によって駆動ギヤ８６が前述のＫ２方向に回転される。マクロレンズ駆動モータ８７はパルスモータであり、制御回路７５は、マクロレンズ挿入スイッチ８８のオン信号（マクロレンズ挿入信号）が入力されたときには、マクロレンズ保持枠８０を前述の離脱位置から挿入位置まで回動させるようにマクロレンズ駆動モータ８７の駆動パルス数を制御し、マクロレンズ離脱スイッチ８９のオン信号（マクロレンズ離脱信号）が入力されたときには、マクロレンズ保持枠８０を挿入位置から離脱位置まで回動させるようにマクロレンズ駆動モータ８７の駆動パルス数を制御する。

デジタルカメラ７０が図１の撮影状態にあるとき、制御回路７５は、マクロレンズ挿入スイッチ８８のオン信号に応じて、マクロレンズ駆動モータ８７を挿入方向に駆動させてマクロレンズＭＬ（マクロレンズ保持枠８０）を撮影光軸Ｚ１上に挿入させ、マクロレンズ離脱スイッチ８９のオン信号に応じて、マクロレンズ駆動モータ８７を離脱方向に駆動させてマクロレンズＭＬ（マクロレンズ保持枠８０）を撮影光軸Ｚ１上から退避光軸Ｚ２側へ離脱させる。

マクロレンズ保持枠８０が撮影光軸Ｚ１上の挿入位置にある状態で図１の撮影状態から図２の収納状態への移行信号が出された場合、すなわちマクロレンズ挿入スイッチ８８がオンの状態でデジタルカメラ７０のメインスイッチ７３がオフされた場合、制御回路７５は、マクロレンズ駆動モータ８７を離脱方向に駆動して、マクロレンズＭＬ（マクロレンズ保持枠８０）を撮影光軸Ｚ１上の挿入位置から退避光軸Ｚ２上の離脱位置まで移動させる。制御回路７５は、続いてズームモータ１５０を鏡筒収納方向に駆動し、２群レンズ移動枠８が光軸方向後方へ後退される。すると前述したように、カム突起１９の作用によって、２群レンズ枠６が撮影光軸Ｚ１上の撮影用位置から退避光軸Ｚ２側の収納用退避位置へと退避回動を行う。なお、メインスイッチ７３がオフされたときに既にマクロレンズ保持枠８０が退避光軸Ｚ２上の離脱位置にあるときには、制御回路７５はマクロレンズ駆動モータ８７の駆動を省略してズームモータ１５０による鏡筒収納動作を行わせる。こうして２群レンズ枠６とマクロレンズ保持枠８０の両方が撮影光軸Ｚ１に対して退避された状態が図２８及び図２９である。同図から分かる通り、第２レンズ群ＬＧ２とマクロレンズＭＬは、退避回動軸３３を中心として同方向へ退避移動され、その結果、互いに退避光軸Ｚ２上において前後方向に隣接して位置している。このように第２レンズ群ＬＧ２とマクロレンズＭＬを同方向に退避させることで、互いに別方向へ退避させる場合よりも退避用の駆動スペースを小さくすることができる。また、２群レンズ枠６とマクロレンズ保持枠８０は、退避回動軸３３という共通の回動軸によって軸支されているため、部品点数を少なくして支持構造を簡略化することができる。

制御回路７５は、２群レンズ枠６の退避回動が完了した後も引き続きズームモータ１５０を鏡筒収納方向に駆動させる。すると、２群レンズ移動枠８が２群レンズ枠６とマクロレンズ保持枠８０を伴ってさらに後退し、最終的に図２に示す位置に達する。図２の鏡筒収納状態では、第２レンズ群ＬＧ２が第３レンズ群ＬＧ３及びローパスフィルタＬＧ４と略同じ光軸方向位置（鏡筒径方向に重なる位置）まで後退され、マクロレンズＭＬがＣＣＤ６０と略同じ光軸方向位置（鏡筒径方向に重なる位置）まで後退されている。つまり、実質的に第２レンズ群ＬＧ２とマクロレンズＭＬの厚み分だけズームレンズ鏡筒７１の収納長が短縮されており、これによりデジタルカメラ７０を薄型化することが可能になっている。図２の鏡筒収納状態では、制御回路７５は、マクロレンズ挿入スイッチ８８、マクロレンズ離脱スイッチ８９のいずれの操作信号が入力されてもマクロレンズ駆動モータ８７を駆動させない。

以上の鏡筒収納動作とは逆に、図２の収納状態においてメインスイッチ７３がオンされて図１の撮影状態への移行信号が出された場合、制御回路７５は、ズームモータ１５０を鏡筒繰出方向に駆動して、ズームレンズ鏡筒７１を前述の撮影状態にさせる。収納状態から撮影状態に移行する途中で、２群レンズ枠６が収納用退避位置から撮影用位置へと回動され、第２レンズ群ＬＧ２が撮影光軸Ｚ１上に進出する。この鏡筒繰出動作中においては、制御回路７５がマクロレンズ駆動モータ８７を駆動させず、マクロレンズ保持枠８０は、マクロレンズＭＬを退避光軸Ｚ２上の離脱位置に保ちながら２群レンズ移動枠８と共に光軸方向前方に移動される。

なお、図１の撮影状態から図２の収納状態になる際に、前述したマクロレンズ駆動モータ８７の駆動力ではなく、２群レンズ枠６の退避回動動作によってマクロレンズ保持枠８０を離脱位置へ回動させることができる。すなわち、撮影状態では図３２のように２群レンズ枠６のストッパ突起６ｆがストッパ部８０ｇに当接しており、２群レンズ枠６が退避回動軸３３を中心として同図の時計方向に退避回動することで、ストッパ突起６ｆがストッパ部８０ｇを押圧してマクロレンズ保持枠８０が２群レンズ枠６と共に離脱位置まで回動される。この構成により、仮に何らかのエラーでマクロレンズ駆動モータ８７が正しく駆動されない場合でも、メインスイッチ７３をオフしたときには、マクロレンズＭＬやマクロレンズ保持枠８０を確実に撮影光軸Ｚ１外に離脱させ、後方のＡＦレンズ枠５１やＣＣＤホルダ２１と干渉させることなく確実に鏡筒収納動作を行わせることができる。つまり、鏡筒収納時にマクロレンズ保持枠８０を強制的に離脱回動させることが可能なフェイルセーフ構造を備えている。

挿脱可能なマクロレンズＭＬを備えた以上のズームレンズ鏡筒７１では、マクロレンズＭＬの挿入時に他の光学要素と干渉しないようにする必要がある。具体的には、マクロレンズＭＬは光軸方向には第２レンズ群ＬＧ２と一体に移動し、この第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３の間のスペースに挿入されるため、特にマクロレンズＭＬと第３レンズ群ＬＧ３の干渉を防ぐ必要がある。

図３４は、マクロレンズＭＬと第３レンズ群ＬＧ３の干渉を防ぐ第１の制御形態を示している。撮影状態でのＡＦモータ１６０による第３レンズ群ＬＧ３（ＡＦレンズ枠５１）の可動範囲は、図３４の下半に一点鎖線で示す前方移動端ＬＧ３-Ｆと実線で示す後方移動端ＬＧ３-Ｒの間であり、この可動範囲を最大作動範囲Ｒ１とする。なお、図３４に二点鎖線で示す第３レンズ群ＬＧ３の位置は、ズームレンズ鏡筒７１の収納状態における第３レンズ群ＬＧ３の収納位置であり、この収納位置は撮影時の後方移動端ＬＧ３-Ｒよりも後方に位置している。

デジタルカメラ７０の撮影状態では、ワイド端において最も第２レンズ群ＬＧ２が第３レンズ群ＬＧ３に接近する。図３４から分かるように、撮影光学系をワイド端にさせたときには、第３レンズ群ＬＧ３の前方移動端ＬＧ３-Ｆは、光軸方向においてマクロレンズＭＬとオーバーラップする位置関係にある。換言すれば、第３レンズ群ＬＧ３の光軸方向の最大作動範囲Ｒ１の一部が、マクロレンズＭＬの挿入状態の位置と重なっている。

制御回路７５は、図３４のワイド端撮影状態においてマクロレンズＭＬが退避光軸Ｚ２側に退避されているときには（マクロレンズ離脱スイッチ８９のオン状態では）、前方移動端ＬＧ３-Ｆから後方移動端ＬＧ３-Ｒまでの最大作動範囲Ｒ１で第３レンズ群ＬＧ３を移動させるようにＡＦモータ１６０を制御する。マクロレンズＭＬの退避状態では、撮影光軸Ｚ１上にその挿入空間を確保する必要がないため、第３レンズ群ＬＧ３を前方移動端ＬＧ３-Ｆまで移動させてもマクロレンズＭＬと干渉することがない。また、前方移動端ＬＧ３-Ｆまで移動させても、第３レンズ群ＬＧ３は第２レンズ群ＬＧ２と干渉することもない。一方、図３４のワイド端撮影状態においてマクロレンズＭＬを挿入するときには（マクロレンズ挿入スイッチ８８のオン状態では）、制御回路７５が、ＡＦモータ１６０による第３レンズ群ＬＧ３の作動範囲を最大作動範囲Ｒ１よりも狭い制限作動範囲Ｒ２に切り替えて、第３レンズ群ＬＧ３の移動範囲とマクロレンズＭＬの挿入状態の位置が光軸方向においてオーバーラップしないようにする。具体的には、制限作動範囲Ｒ２では、前方移動端ＬＧ３-Ｆよりも若干後方の制限移動端ＬＧ３-Ｌよりも前方へ移動しないように、第３レンズ群ＬＧ３の移動量（ＡＦ動作範囲）が制御（最大作動範囲Ｒ１よりも小さく制限）される。図３４の上半断面に示すように、第３レンズ群ＬＧ３が制限移動端ＬＧ３-Ｌに位置するときには、マクロレンズＭＬを撮影光軸Ｚ１上に挿入しても、第３レンズ群ＬＧ３とマクロレンズＭＬが互いに干渉しない。

図３５は、マクロレンズＭＬと第３レンズ群ＬＧ３の干渉を防ぐ第２の制御形態を示している。図３５における曲線ＬＧ１-ＱとＬＧ２-Ｑはそれぞれ、撮影状態においてズームモータ１５０を駆動させたときの第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の光軸方向の移動軌跡を示している。図３５から分かるように、第２レンズ群ＬＧ２をワイド端用の最大後退位置ＬＧ２-Ｗ１まで後退させ、第３レンズ群ＬＧ３を最大作動範囲Ｒ１の前方移動端ＬＧ３-Ｆに位置させたとき、すなわち撮影状態で第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３を光軸方向に最も接近させたとき、第３レンズ群ＬＧ３の光軸方向位置がマクロレンズＭＬの挿入状態の位置と重なっている。

前述の図３４の形態では、マクロレンズＭＬの挿脱に応じて第３レンズ群ＬＧ３のＡＦ作動範囲を切り替えているが、図３５の形態では、マクロレンズＭＬの挿脱に応じて撮影状態でのズーム作動範囲を切り替える。すなわち、制御回路７５は、マクロレンズＭＬの離脱状態では、撮影光学系をワイド端にさせるに当たり、図３５にＬＧ２-Ｗ１で示す最大後退位置まで第２レンズ群ＬＧ２を移動させるようにズームモータ１５０を制御する。一方、マクロレンズＭＬを挿入するときには、制御回路７５は、ズームスイッチ９０がワイド端側に操作されても、第２レンズ群ＬＧ２を最大後退位置ＬＧ２-Ｗ１より前方の制限後退位置ＬＧ２-Ｗ２までしか後退させず、撮影光学系がこれよりも広角側に進まないようにズームモータ１５０の作動を制限する。このとき第２レンズ群ＬＧ２と共に第１レンズ群ＬＧ１の作動範囲も制限され、本来のワイド端位置ＬＧ１-Ｗ１よりも後方の制限位置ＬＧ１-Ｗ２で第１レンズ群ＬＧ１が停止される。つまり、図３５の形態では、マクロレンズＭＬの離脱状態では機械的なズーム領域全体を使ったフルズーム範囲Ｆ１（最大可動範囲）で撮影光学系が駆動され、マクロレンズＭＬの挿入状態では、ワイド端側の作動範囲がフルズーム範囲Ｆ１よりも小さく制限された制限ズーム範囲Ｆ２で撮影光学系が駆動される。マクロレンズＭＬは第２レンズ群ＬＧ２と共に光軸方向に移動するので、第２レンズ群ＬＧ２の後方移動端が制限後退位置Ｗ２に制限されることにより、マクロレンズＭＬの後方移動端も前方にシフトされることになる。その結果、図３５の上半断面に示すように、第３レンズ群ＬＧ３を前述の前方移動端ＬＧ３-Ｆ（最大移動範囲Ｒ１）まで移動させても、挿入状態の位置にあるマクロレンズＭＬに対して第３レンズ群ＬＧ３が干渉しない。

デジタルカメラ７０は作動範囲選択スイッチ９１（図２２）を備えており、この作動範囲選択スイッチ９１の操作によって、図３４のようにＡＦ作動範囲を制限するモードと、図３５のようにズーム作動範囲を制限するモードを選択することができる。なお、このような手動選択の代わりに、制御回路７５が自動でモード切り替えを行うようにしてもよい。

以上のように本実施形態では、マクロレンズＭＬの挿入時には、フォーカシングレンズ群である第３レンズ群ＬＧ３の作動範囲や第２レンズ群ＬＧ２を含むズームレンズ群の作動範囲を制限するようにしたので、挿入されるマクロレンズＭＬとの干渉防止用に大きなスペースを予め光学系内に確保しておく必要がなく、レンズ鏡筒の大型化を防ぐことができる。そして、マクロレンズＭＬを挿入しないときには、この作動範囲の制限を解除するので、撮影光学系の本来のスペック（ズーム範囲や合焦範囲）での撮影を行うことができる。

デジタルカメラ７０はさらに、フォーカシング時に被写体がマクロ領域にある（近接撮影状態）か否かを自動判定して、撮影者の手動操作（マクロレンズ挿入スイッチ８８のオン操作）によらずにマクロレンズＭＬを撮影光軸Ｚ１上に自動的に挿入する機能を備えている。

図３６と図３７は、マクロ自動判定の概念を示したグラフである。これらのグラフにおいて、縦軸は、ＣＣＤ６０を介して得られる電子画像のＭＴＦ（Modulation Transfer Function）値、横軸は、フォーカシングレンズ群である第３レンズ群ＬＧ３の移動位置を示している。横軸方向では、第３レンズ群ＬＧ３の位置が左方に進むほど近距離の被写体位置になる。

マクロ自動判定時には、マクロレンズＭＬが退避光軸Ｚ２側に退避されている状態において、制御回路７５がＡＦモータ１６０を駆動させ、第３レンズ群ＬＧ３をその作動範囲全域（図３４、図３５での前方移動端ＬＧ３-Ｆから前方移動端ＬＧ３-Ｒまでの間）で移動させる。この第３レンズ群ＬＧ３の動作は、被写体のコントラストのピーク（ピントピーク）を得るためのスキャン動作であり、スキャン動作の結果、図３６のようなＭＴＦ値が得られたものとする。図３６においてコントラストのピーク値ＰＰは、第３レンズ群ＬＧ３のスキャン範囲よりもさらに近距離側に位置しているが、第３レンズ群ＬＧ３のスキャン動作で得られるＭＴＦデータは図中の実線の領域までであり、実際のピーク値ＰＰを含む二点鎖線の部分はデータとしては得られていない。

制御回路７５は、スキャン動作で得られたＭＴＦデータからピントピークが検出できるか否かを判定する。この判定には、縦軸方向での基準値ＣＲを定めておき、ＭＴＦデータにこの基準値ＣＲを超える値があった場合に、横軸方向における当該ポイントを合焦可能なピントピーク位置（被写体距離）とする手法をとる。図３６の実線部分のＭＴＦデータでは、基準値ＣＲに達する部分が存在しないため、通常撮影光学要素で合焦し得る通常距離ゾーンではピントピークが検出されないと判定される。

通常距離ゾーンでピントピークが検出されない場合の制御として、図３８と図３９のフローチャートを示す。第３レンズ群ＬＧ３によるスキャン動作（ステップＳ１１）と、スキャン動作の結果得られるＭＴＦデータの判定（ステップＳ１２）については前述した通りであり、図３８と図３９で共通している。

図３８のフローチャートは、通常距離ゾーンでのスキャン動作の結果ピントピークが検出されない場合には、被写体が近接距離ゾーン（マクロ位置）にあるとみなして、直ちにマクロレンズＭＬを撮影光軸Ｚ１上に挿入するタイプの制御である。すなわち、ピントピークが検出されない場合（ステップＳ１２のＮ）、制御回路７５はマクロレンズ駆動モータ８７を駆動させてマクロレンズＭＬを撮影光軸Ｚ１上に挿入させる（ステップＳ２１）。そして、マクロレンズＭＬの挿入後に、ＡＦモータ１６０を駆動させて第３レンズ群ＬＧ３を光軸方向に移動させて再度スキャン動作を行わせる（ステップＳ２２）。

図３９のフローチャートは、通常距離ゾーンでのスキャン動作でピントピークが検出されない場合に、さらにＭＴＦデータの内容を読み取って被写体がマクロ位置にあるか否かを判定するタイプの制御である。すなわち、ピントピークが検出されない場合（ステップＳ１２のＮ）、続いてＭＴＦデータの傾向をチェックする（ステップＳ３１）。図３６の実線部分のＭＴＦデータでは、スキャン範囲のうち近距離側に進むほどＭＴＦ値が大きくなっており、スキャン範囲の最も近距離側の位置でＭＴＦ値が最大になっている。制御回路７５は、この傾向から、基準値ＣＲを超える実際のピーク値ＰＰがより近距離側にあると判定して（ステップＳ３１のＹ）、マクロレンズ駆動モータ８７を駆動させてマクロレンズＭＬを撮影光軸Ｚ１上に挿入させる（ステップＳ３２）。そして、マクロレンズＭＬの挿入後に、ＡＦモータ１６０を駆動させて第３レンズ群ＬＧ３に再度スキャン動作を行わせる（ステップＳ３３）。

図３７は、図３８のステップＳ２２や図３９のステップＳ３３における再スキャン動作の結果得られたＭＴＦデータを示している。再スキャン動作時にはマクロレンズＭＬが挿入されて近接撮影状態になっているため、図３６の状態ではスキャン範囲を外れていたコントラストのピーク値ＰＰが、スキャン範囲内に検出されるようになった。制御回路７５は、このピーク値ＰＰに対応する位置で第３レンズ群ＬＧ３を停止させ、合焦状態にさせる。

なお、マクロレンズＭＬを挿入した再スキャンでも、基準値ＣＲを超えるコントラストのピークが検出できない場合、マクロレンズＭＬを撮影光軸Ｚ１上の挿入位置から退避光軸Ｚ２側へ自動的に離脱させるように制御してもよい。

このように、フォーカシングに際してフォーカシングレンズ群（第３レンズ群ＬＧ３）にスキャン動作を行わせ、スキャン動作の結果、コントラストのピーク値がマクロ領域にあると判断される場合には、マクロレンズＭＬを自動挿入するようにしたので、マクロ撮影か否かを撮影者が判断する手間が省かれ、カメラの操作性が向上する。

以上のマクロレンズＭＬの自動挿入動作は、例えば、測光測距スイッチ９５の操作によるＡＦ動作時に行うようにすることができる。あるいは、測光測距スイッチ９５とは別に、マクロレンズＭＬの自動挿入モードに入るための独立した操作部材を設けてもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は図示実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて変更が可能である。例えば、図示実施形態では挿入光学要素の一例としてマクロレンズＭＬを用いているが、本発明は、マクロレンズ以外にも、偏光フィルタを始めとする各種フィルタやワイドコンバータなど、撮影光路に対して挿脱可能な挿入光学要素全般に適用可能である。

また、図示実施形態では、図示実施形態では、マクロレンズＭＬは退避回動軸３３を中心とする回動動作によって光軸上に挿脱されるが、このマクロレンズＭＬに相当する挿入光学要素の駆動態様は回動に限られるものではなく、例えば撮影光軸と直交する方向への直進移動によって挿入光学要素の挿脱動作を行ってもよい。

本発明を適用したデジタルカメラの撮影状態における断面図である。 同デジタルカメラのズームレンズ鏡筒の収納状態の断面図である。 テレ端におけるズームレンズ鏡筒の一部を拡大した断面図である。 ワイド端におけるズームレンズ鏡筒の一部を拡大した断面図である。 収納状態におけるズームレンズ鏡筒の一部を拡大した断面図である。 収納状態におけるズームレンズ鏡筒の一部を拡大した断面図である。 ズームレンズ鏡筒の全体を示す斜視図である。 ズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。 第１レンズ群の支持機構に関する要素の分解斜視図である。 第２レンズ群とマクロレンズの支持機構に関する要素の分解斜視図である。 固定環から第３外筒までの繰出機構に関する要素の分解斜視図である。 固定環の展開平面図である。 ヘリコイド環の展開平面図である。 第３外筒の展開平面図である。 直進案内環の展開平面図である。 カム環の展開平面図である。 カム環の内周面側の２群案内カム溝を透視して示す展開平面図である。 第２外筒の展開平面図である。 第１外筒の展開平面図である。 ２群直進案内環の展開平面図である。 ２群レンズ移動枠の展開平面図である。 デジタルカメラの一部の電気部品の関係を示すブロック図である。 マクロレンズを駆動する機構の分解斜視図である。 ズームレンズ鏡筒が撮影状態にあり、マクロレンズが撮影光軸に対して離脱されている状態を示す後方斜視図である。 図２４に２群レンズ移動枠を加えた後方斜視図である。 ズームレンズ鏡筒が撮影状態にあり、マクロレンズが撮影光軸上に挿入された状態を示す後方斜視図である。 図２６に２群レンズ移動枠を加えた後方斜視図である。 ズームレンズ鏡筒が収納状態にあり、第２レンズ群とマクロレンズが共に撮影光軸に対して退避されている状態を示す後方斜視図である。 図２８に２群レンズ移動枠を加えた後方斜視図である。 マクロレンズが撮影光軸上の挿入位置にあるときのマクロレンズ挿脱機構の正面図である。 マクロレンズが離脱位置にあるときのマクロレンズ挿脱機構の正面図である。 第２レンズ群とマクロレンズが共に撮影光軸上に位置しているときの２群レンズ枠とマクロレンズ保持枠を正面から見た図である。 第２レンズ群が撮影光軸上に位置し、マクロレンズが退避光軸側に退避されているときの２群レンズ枠とマクロレンズ保持枠を正面から見た図である。 マクロレンズ挿入時と離脱時でＡＦ動作範囲の切り替えを行う態様のデジタルカメラの断面図である。 マクロレンズ挿入時と離脱時におけるズーム作動範囲の切り替えを行う態様のデジタルカメラの断面図である。 マクロレンズ自動挿入制御における、マクロレンズ挿入前のフォーカシングレンズのスキャン動作の結果を示すグラフ図である。 マクロレンズ自動挿入制御における、マクロレンズ挿入後のフォーカシングレンズの再スキャン動作の結果を示すグラフ図である。 マクロレンズ自動挿入制御の第１の形態を示すフローチャート図である。 マクロレンズ自動挿入制御の第２の形態を示すフローチャート図である。

符号の説明

６ ２群レンズ枠
８ ２群レンズ移動枠
１０ ２群直進案内環
１１ カム環
１２ 第１外筒
１３ 第２外筒
１４ 直進案内環
１５ 第３外筒
１８ ヘリコイド環
１９ カム突起
２２ 固定環
２８ ズームギヤ
３３ 退避回動軸
５１ ＡＦレンズ枠（３群レンズ枠）
６０ ＣＣＤ
７０ デジタルカメラ
７１ ズームレンズ鏡筒
７２ カメラボディ
７３ メインスイッチ
７５ 制御回路（移動範囲変更手段）
７６ シャッタユニット
８０ マクロレンズ保持枠
８７ マクロレンズ駆動モータ
８８ マクロレンズ挿入スイッチ
８９ マクロレンズ離脱スイッチ
９０ ズームスイッチ
９１ 作動範囲選択スイッチ
９５ 測光測距スイッチ
９６ シャッタレリーズスイッチ
１５０ ズームモータ
１６０ ＡＦモータ
Ａ 絞り（通常撮影光学要素）
Ｓ シャッタ（通常撮影光学要素）
ＬＧ１ 第１レンズ群（通常撮影光学要素）
ＬＧ２ 第２レンズ群（通常撮影光学要素、一体移動光学要素）
ＬＧ３ 第３レンズ群（通常撮影光学要素、進退光学要素）
ＬＧ４ ローパスフィルタ（通常撮影光学要素）
ＭＬ マクロレンズ（挿入光学要素）
Ｚ０ 鏡筒中心軸
Ｚ１ 撮影光軸
Ｚ２ 退避光軸

Claims (5)

1. 通常撮影時に用いる通常撮影光学要素と、該通常撮影光学要素とは別に撮影光軸上に選択的に挿脱され挿入時に撮影効果を与える挿入光学要素を有するレンズ鏡筒において、
   上記通常撮影光学要素の少なくとも一部は光軸方向に移動可能な進退光学要素であり、該進退光学要素の光軸方向の最大可動範囲の一部が上記挿入光学要素の挿入状態の位置と重なること；及び
   上記挿入光学要素が上記撮影光軸上から離脱しているときに、上記進退光学要素を上記最大可動範囲で移動させ、上記挿入光学要素が上記撮影光軸上に挿入されるときに、該挿入光学要素の挿入状態の位置と重ならないように上記進退光学要素の光軸方向の移動範囲を上記最大可動範囲よりも小さく制限する移動範囲変更手段を備えたこと；
   を特徴とするレンズ鏡筒。
2. 請求項１記載のレンズ鏡筒において、上記進退光学要素はフォーカシングレンズ群であるレンズ鏡筒。
3. 通常撮影時に用いる通常撮影光学要素と、該通常撮影光学要素とは別に撮影光軸上に選択的に挿脱され挿入時に撮影効果を与える挿入光学要素を有するレンズ鏡筒において、
   上記通常撮影光学要素は、上記挿入光学要素と共に光軸方向に移動する一体移動光学要素と、該一体移動光学要素に対して光軸方向に相対移動可能な進退光学要素を有し、該一体移動光学要素と進退光学要素を光軸方向に最も接近させたとき、進退光学要素の光軸方向位置が上記挿入光学要素の挿入状態の位置と重なること；及び
   上記挿入光学要素が上記撮影光軸上から離脱しているときに、上記一体光学要素を上記進退光学要素への再接近位置を含む光軸方向の最大可動範囲で移動させ、上記挿入光学要素が上記撮影光軸上に挿入されるときに、該挿入光学要素の挿入状態の位置と上記進退光学要素の移動範囲が重ならないように上記一体移動光学要素の移動範囲を上記最大可動範囲よりも小さく制限する移動範囲変更手段を備えたこと；
   を特徴とするレンズ鏡筒。
4. 請求項３記載のレンズ鏡筒において、上記一体光学要素と上記進退光学要素はズームレンズを構成するレンズ群であるレンズ鏡筒。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載のレンズ鏡筒において、上記挿入光学要素はマクロレンズであるレンズ鏡筒。