JP5612318B2 - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒及び撮像装置に関するものである。

下記特許文献１には、複数のレンズの間隔を変化させて光学系の倍率を変化させ、当該光学系の中間のレンズを移動させることにより当該光学系の焦点位置を変化させる内焦式ズームレンズ鏡筒が記載されている。

特開２０００−８９０８６号公報

上記の従来技術のレンズ鏡筒は、多数の部材を組み合わせた複雑な構造を有している。このため、組み立て工数が多く、生産性が高いとはいえない。

本発明の課題は、生産性が高いレンズ鏡筒及び撮像装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。

請求項１に記載の発明は、第１光学系と、前記第１光学系より結像面側に配置された第２光学系と、前記第２光学系より前記結像面側に配置された第３光学系とを含む結像光学系と、前記第１光学系を保持する第１保持部材と、前記第２光学系を保持する第２保持部材と、前記第３光学系を保持する第３保持部材と、前記光軸方向に沿って設けられ、前記第２保持部材に固定され、前記第２保持部材を前記光軸方向に一体的に移動可能に支持する案内軸と、前記第１保持部材と係合するカムを有するカム環と、前記結像光学系の変倍動作時に、前記カム環を回転させることにより前記第１光学系を前記光軸方向に移動させる第１駆動手段と、前記結像光学系の焦点調節時および前記変倍動作時に、前記案内軸を前記光軸方向に駆動することにより前記第２光学系を前記第１光学系とは独立して前記光軸方向に移動させる第２駆動手段と、前記第２光学系の前記結像面側の前記光軸方向の２箇所の異なる位置に設けられ、前記案内軸を前記光軸方向に移動可能に支持する支持部材と、を備え、前記第３光学系は、前記光軸方向において前記２箇所の前記支持部材の間に配置され、前記第２駆動手段は、前記２箇所の前記支持部材のうち前記第２保持部材に遠い側に設けられた支持部材よりも前記第２保持部材に近い側に設けられた支持部材に近い位置であり、かつ、前記２箇所の前記支持部材のうち前記第２保持部材に近い側に設けられた支持部材と前記第３光学系との間の位置に配置されることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレンズ鏡筒であって、前記焦点調節時における前記第２駆動手段による前記第２光学系の駆動量は、前記結像光学系の焦点距離に応じて決定されること、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のレンズ鏡筒であって、前記変倍動作時における前記第２駆動手段による前記第２光学系の駆動量は、前記結像光学系の焦点距離の変化に応じて決定されること、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、前記案内軸を支持する支持部材を備えたこと、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のレンズ鏡筒であって、前記第２駆動手段は、前記案内軸を前記支持部材に対して駆動するリニアアクチュエータを含むこと、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のレンズ鏡筒であって、前記リニアアクチュエータは、前記支持部材の前記第２光学系側に配置されたこと、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、前記第２光学系を保持する保持部材に設けられ、前記第２光学系の移動を案内する第２案内軸と、前記第２案内軸を駆動する第２リニアアクチュエータと、該第リニアアクチュエータを選択的に駆動制御する制御部と、を備えることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、前記結像光学系が広角側端に移動した状態において、前記第３光学系は、前記光軸方向において前記２箇所の前記支持部材の間に配置され、かつ、前記第２駆動手段は、前記２箇所の前記支持部材のうち前記第２保持部材に近い側に設けられた支持部材と前記第３光学系との間の位置に配置されることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、前記第３光学系は、前記第１駆動手段により前記光軸方向に移動し、前記第２駆動手段は、前記第３光学系とは独立しては、前記第２光学系を移動させることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備える撮像装置である。

本発明によれば、生産性が高いレンズ鏡筒及び撮像装置を提供することができる。

本発明に係る一実施形態であるカメラを概念的に示す図である。 図１におけるレンズ鏡筒の拡大図であって、広角側端における断面図である。 レンズ鏡筒の望遠側端における断面図である。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る一実施形態であるカメラ１を概念的に示す図である。
なお、以下の各図には、説明と理解を容易にするために、ＸＹＺ直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸ＯＡを水平として横長の画像を撮影する場合のカメラの位置（以下、正位置という）において撮影者から見て左側に向かう方向をＸプラス方向とし、正位置において上側に向かう方向をＹプラス方向とする。また、正位置において被写体に向かう方向をＺプラス方向とする。このＺプラス方向を前面側、Ｚマイナス方向を背面側ともいう。さらに、光軸ＯＡ（すなわちＺ軸）と平行な方向の移動を「直進」、光軸ＯＡを中心とする回動を「回転」という。

カメラ１は、カメラ本体１０と、レンズ鏡筒１００と、によって構成されている。
レンズ鏡筒１００は、焦点距離を可変調整可能ないわゆるズームレンズである。レンズ鏡筒１００は、撮影光学系を構成する複数のレンズ（Ｌ１〜Ｌ５）と、開口径を変化させて入射光量を調整する絞り装置２２２と、を備えている。また、レンズ鏡筒１００は、カメラマウントＣＭと着脱可能に係合するレンズマウント１１３を備えており、このレンズマウント１１３によってカメラ本体１０に着脱可能に装着される。これにより、カメラ１は、用途に応じて異なるレンズ鏡筒を交換して撮影することができるようになっている。

カメラ本体１０は、クイックリターンミラー１１，ファインダスクリーン１２，ペンタプリズム１３，接眼光学系１４，シャッター１５，撮像素子１６，表示装置１７、制御装置１８、測距センサ１９等を備えている。

クイックリターンミラー１１は、レンズ鏡筒１００によって集光された被写体像の光路を、ファインダスクリーン１２に向けて屈曲させるためにカメラ本体１０内に揺動可能に設けられたミラーである。クイックリターンミラー１１は、レリーズ操作に応じて、被写体光の撮像素子１６への入射を妨げない退避位置（図１中に二点鎖線で示す）に移動する。

また、クイックリターンミラー１１は、一部がハーフミラーとなっており、そのハーフミラー部位と対応する裏面部位に、サブミラー１１Ａが配設されている。サブミラー１１Ａは、クイックリターンミラー１１におけるハーフミラー部位を透過した被写体像光を測距センサ１９に導く。サブミラー１１Ａは、クイックリターンミラー１１の退避位置への移動に伴って、クイックリターンミラー１１の裏面に沿うように移動する。

ファインダスクリーン１２は、クイックリターンミラー１１により反射された被写体像を結像させるスクリーンであり、クイックリターンミラー１１とペンタプリズム１３との間に配置されている。
ペンタプリズム１３は、断面形状が五角形のプリズムであって、カメラ本体１０を横位置に構えた状態の上部に配設されている。ペンタプリズム１３は、ファインダスクリーン１２に結像した像を正立像として接眼光学系１４へと導く。

接眼光学系１４は、ペンタプリズム１３により正立像となった被写体像を、拡大観察するための光学系であり、ペンタプリズム１３の背面側（撮影者側）に配置されている。
シャッター１５は、レリーズ操作に応じて開閉し、撮像素子１６に結像する被写体像光の露光時間を制御する。

撮像素子１６は、レンズ鏡筒１００によって結像された被写体像を電気信号に変換する、たとえば、ＣＣＤ等の光電変換素子である。撮像素子１６は、カメラ本体１０の内部の背面側（図１に示す右側）に、受光面を光軸ＯＡに対して直交させた状態で設けられている。

表示装置１７は、カメラ本体１０の外側の背面側（撮影者側）に設けられた液晶等の表示パネルを備えている。表示装置１７は、表示パネルに撮影画像や、露光時間等の撮影に関する情報等を表示する。
制御装置１８は、ＣＰＵ等を備えて構成され、前述した当該カメラ本体１０の各構成要素およびカメラ本体１０に装着されたレンズ鏡筒１００を統括的に制御する。
測距センサ１９は、サブミラー１１Ａを介して入射された被写体像光から被写体までの距離情報を検出し、その距離情報を制御装置１８に出力する。

カメラ本体１０は、前述したようにレンズ鏡筒１００が一体に結合されてカメラ１を構成する。結合状態では、カメラ本体１０の制御装置１８および図示しない電源が図示しない接続端子を介してレンズ鏡筒１００と接続され、制御装置１８によってレンズ鏡筒１００における後述するリニアアクチュエータ１２５（合焦時およびズーミング時に作動する）や絞り装置２２２等を制御するようになっている。

カメラ１は、撮影時において下記のように作用する。
カメラ本体１０が備える図示しないシャッターボタンが押圧操作（レリーズ操作）されると、クイックリターンミラー１１が退避位置に移動する。シャッター１５は、レリーズ操作に応じて開閉し、撮像素子１６に被写体像光を所定時間露光させる。撮像素子１６は、被写体像光を電気信号に変換して撮像する。撮像素子１６によって撮像された撮像データは、図示しない記録部に記録される。これによって、撮影が行われる。この撮影時において、レンズ鏡筒１００における絞り装置２２２およびリニアアクチュエータ１２５等は、カメラ本体１０の制御装置１８によって制御される。すなわち、制御装置１８は、カメラ本体１０が備える図示しない測光センサによる測光情報に基づいて絞り装置２２２を制御すると共に、オートフォーカス作動時には測距センサ１９からの測距情報に基づいてリニアアクチュエータ１２５を制御する。

つぎに、前述した図１に加えて図２及び図３を参照して、レンズ鏡筒１００についてより詳細に説明する。図２は、図１におけるレンズ鏡筒１００の拡大図であって、広角側端における断面図である。図３は、レンズ鏡筒１００の望遠側端における断面図である。

レンズ鏡筒１００は、前述したように、共通の光軸ＯＡに沿って、順次配列された５群のレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５を備える。レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５は、それぞれ第１レンズ枠１６０，第２レンズ枠１９０，第３レンズ枠７０，第４レンズ枠８０，第５レンズ枠９０に保持される。

なお、レンズ鏡筒１００は、レンズＬ２を合焦レンズとする内焦式ズームレンズであって、各レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５が光軸ＯＡ方向（Ｚ方向）に各々所定量移動することでレンズ鏡筒１００全体としての焦点距離が連続的に変化する。図２はレンズ鏡筒１００が広角端（焦点距離が短い側の端）の状態を示し、図３はレンズ鏡筒１００が望遠端（焦点距離が長い側の端）に変倍された状態を示している。また、レンズＬ２が光軸ＯＡ方向に移動することで、焦点位置が変化する。さらに、レンズＬ４を保持する第４レンズ枠８０は、レンズＬ４を含む光学系の光路径を変化させる絞り装置２２２を備えている。

レンズ鏡筒１００は、カメラ本体１０に対して着脱可能なレンズマウント１１３が固定される固定筒１１０を有する。固定筒１１０の前面側には、互いに同軸な内筒１４０、中筒１５０、外筒１６１およびズーム環１３０が内側からこの順に配置されている。

固定筒１１０内側には、固定筒１１０に対して回転自在なカム筒１７０が配置される。また、カム筒１７０の更に内側には、光軸ＯＡと平行に配された一対のガイドバー１０２，１０４が配置される。

固定筒１１０は、直進溝１１１、カムピン１１２、レンズマウント１１３および支持部１１４を有する。直進溝１１１は、レンズ鏡筒１００の光軸ＯＡ方向に延在する。カムピン１１２は、固定筒１１０の内周面から径方向内側に向かって突出し、後述するカム筒１７０のカム溝１７３に係合する。

レンズマウント１１３をカメラマウントＣＭに係合させることにより、固定筒１１０はカメラ本体１０に対して固定される。カメラ本体１０に固定された固定筒１１０において、固定筒１１０後端のマウント面１１５は、カメラ本体１０におけるカメラマウントＣＭの前面に密接される。これにより、レンズ鏡筒１００全体が、カメラ本体１０に対して位置決めされる。

支持部１１４は、固定筒１１０の内周面から径方向内側に向かって突出してガイドバー１０２，１０４を支持する。図中で上側に配されたガイドバー１０２を支持する支持部１１４は、ガイドバー１０２の外周の形状と相補的な形状の嵌合穴１１６をそれぞれ有する。ガイドバー１０２は、嵌合穴１１６に挿通されて支持される。これにより、ガイドバー１０２は、光軸ＯＡ方向に移動することを許されつつ、他の方向の変位は規制される。

これに対して、図中で下側に配されたガイドバー１０４を支持する支持部１１４は、ガイドバー１０４の径と同じ間隔の平行面を含むＵ字溝１１８を有する。ガイドバー１０４は、Ｕ字溝１１８に挿通されて、光軸ＯＡ方向に移動することを許されつつ、光軸ＯＡと直交する方向の変位を規制される。

一対のガイドバー１０２，１０４は、第２レンズ枠１９０に固定されている。これにより、ガイドバー１０２，１０４は、レンズＬ２を保持した第２レンズ枠１９０の光軸ＯＡ方向への移動を案内する。また、ガイドバー１０４は、第２レンズ枠１９０に保持されたレンズＬ２が、ガイドバー１０２を軸として回転することを規制する。

内筒１４０は、カムフォロワ１４２、逃げ穴１４４、直進溝１４６および係合突起１４８を有する。カムフォロワ１４２は、内筒１４０の後端近傍において、レンズ鏡筒１００の径方向内側に向かって突出する。直進溝１４６は、レンズ鏡筒１００の光軸ＯＡ方向に延在する。係合突起１４８も、レンズ鏡筒１００の径方向外側に向かって突出する。

カムフォロワ１４２は、直進溝１１１を貫通して、後述するカム筒１７０のカム溝１７１に係合する。これにより、カム筒１７０が回転した場合に、内筒１４０は、光軸ＯＡ回りの回転が規制される。また、内筒１４０を光軸ＯＡ方向に移動させる駆動カが、カム溝１７１からカムフォロワ１４２に伝えられる。
逃げ穴１４４は、レンズ鏡筒１００の周方向について直進溝１４６とは異なる位置に配置される。逃げ穴１４４には、後述するカム筒１７０のカムフォロワ１７２が挿通される。

中筒１５０は、カムフォロワ１５２、カム溝１５４、直進溝１５６および係合周溝１５８を有する。カムフォロワ１５２は、レンズ鏡筒１００の径方向外側に向かって突出して、ズーム環１３０の案内溝１３２に係合する。カム溝１５４は、光軸ＯＡに対して傾斜して延在する。
直進溝１５６は、レンズ鏡筒１００の周方向についてカム溝１５４と異なる位置に配置される。直進溝１５６は、光軸ＯＡ方向に延在して、後述するカム筒１７０のカムフォロワ１７２に係合する。

係合周溝１５８は、中筒１５０の内周面に、光軸ＯＡに直交する面に沿って形成される。係合周溝１５８は、内筒１４０の係合突起１４８と係合する。これにより、中筒１５０は、光軸ＯＡ方向については内筒１４０と一体的に移動しつつ、光軸ＯＡ回りについては内筒１４０とは個別に回転自在となる。

外筒１６１は、カムフォロワ１６２を有する。カムフォロワ１６２は、レンズ鏡筒１００の径方向内側に突出して、中筒１５０のカム溝１５４と、内筒１４０の直進溝１４６とに係合する。これにより、中筒１５０が光軸ＯＡ回りに回転した場合に、カムフォロワ１６２は、外筒１６１が光軸ＯＡ回りに回転することを規制しつつ、外筒１６１に光軸ＯＡ方向の駆動力を伝える。
また、外筒１６１は、レンズＬ１を保持する第１レンズ枠１６０に結合される。これにより、外筒１６１が光軸ＯＡ方向に移動した場合は、レンズＬ１も光軸ＯＡに沿って移動する。

カム筒１７０は、固定筒１１０の内側に回転自在に配置される。カム筒１７０は、複数のカム溝１７１，１７３およびカムフォロワ１７２を有する。カム溝１７１，１７３は、それぞれ、光軸ＯＡに対して傾斜して形成される。カム溝１７１は、内筒１４０のカムフォロワ１４２と係合する。カム溝１７３は、固定筒１１０のカムピン１１２と、係合する。

カムフォロワ１７２は、連結部材１７４により径方向外側に突き出され、内筒１４０の逃げ穴１４４を通じて、中筒１５０の直進溝１５６に係合する。これにより、中筒１５０が光軸ＯＡ回りに回転した場合に、カム筒１７０を回転させる駆動力が、カムフォロワ１７２からカム筒１７０に伝達される。

なお、カム筒１７０は、他のレンズＬ３，Ｌ４，Ｌ５を保持する第３レンズ枠７０，第４レンズ枠８０，第５レンズ枠９０を移動させる駆動力を発生するために、図示していない他のカム溝等を更に備える。また、カム筒１７０は、重量の低減等を目的として、カム溝等を形成しない領域を取り除く場合がある。このため、完全な円筒をなすとは限らない。

ズーム環１３０は、固定筒１１０の外周面に沿って、光軸ＯＡの回りに回転するように装着される。また、ズーム環１３０は、案内溝１３２を内周面に有する。案内溝１３２は、光軸ＯＡ方向と平行に直線状に延在する。案内溝１３２は、中筒１５０のカムフォロワ１５２に係合する。これにより、ズーム環１３０が回転操作された場合、中筒１５０も光軸ＯＡの回りに回転する。

ズーム環１３０の内側には、ズーム環移転量検出部１３３が配置される。ズーム環移転量検出部１３３は、外部からの回転操作により回転されたズーム環１３０の回転量を検出して、回転量に応じた回転量信号を後述する鏡筒制御部１２３に送信する。

ズーム環移転量検出部１３３は、たとえば、ズーム環１３０と共に回転するロータリスケールと、ロータリスケールの目盛りを計数する光学センサを用いて形成できる。また、ズーム環１３０と共に回転する磁性体と、当該磁性体の移動により生じる磁界の変化を計測する磁気センサを用いても形成できる。なお、これらの構造は例に過ぎず、他の構造でもよい。

また、レンズ鏡筒１００の外周面において、ズーム環１３０の背面側（図中右方）にはピントリング１２０が配置される。ピントリング１２０は、固定筒１１０の外周面に沿って、光軸ＯＡの回りに回転自在に装着される。

ピントリング１２０の内側には、ピントリング回転量検出部１２１が配置される。
ピントリング回転量検出部１２１は、外部からの回転操作により回転されたピントリング１２０の回転量を検出して、その回転量に応じた回転量信号を後述する鏡筒制御部１２３に送信する。

ピントリング回転量検出部１２１は、たとえば、ピントリング１２０と共に回転するロータリスケールと、ロータリスケールの目盛りを計数する光学センサを用いて形成できる。また、ピントリング１２０と共に回転する磁性体と、当該磁性体の移動により生じる磁界の変化を計測する磁気センサを用いても形成できる。なお、これらの構造は例に過ぎず、他の構造でもよい。

また、レンズ鏡筒１００は、固定筒１１０の内側に、リニアアクチュエータ１２５と、移動量検出部１２７とを備える。
リニアアクチュエータ１２５は、ガイドバー１０２を前面側において支持する支持部１１４の背面側に配設されている。リニアアクチュエータ１２５は、その駆動によってガイドバー１０２を光軸ＯＡ方向に移動させる。

このリニアアクチュエータ１２５によるガイドバー１０２の駆動により、ガイドバー１０２に結合された第２レンズ枠１９０と、ガイドバー１０４および第２レンズ枠１９０に保持されたレンズＬ２が光軸ＯＡ方向に移動する。つまり、リニアアクチュエータ１２５が、ガイドバー１０２を介して第２レンズ枠１９０（すなわちレンズＬ２）を駆動する。このリニアアクチュエータ１２５によるレンズＬ２の移動構成は、他のレンズＬ１，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の移動構成とは機構的に全く独立している。従って、レンズＬ２は、他のレンズＬ１，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５とは無関係に単独で移動し得るようになっている。

リニアアクチュエータ１２５は、後述する鏡筒制御部１２３から出力された駆動信号に応じた駆動量で動作して、ガイドバー１０２を駆動する。つまり、リニアアクチュエータ１２５は、鏡筒制御部１２３によって制御され、レンズＬ２を移動制御する。
本構成のレンズ鏡筒１００においては、焦点距離変更（ズーミング）時および合焦時におけるレンズＬ２の移動は、この鏡筒制御部１２３によって制御されたリニアアクチュエータ１２５によって行われる。
なお、動作していないリニアアクチュエータ１２５は、ガイドバー１０２の光軸ＯＡ方向の移動を規制する。

移動量検出部１２７は、ガイドバー１０２を背面側において支持する支持部１１４の背面側に配設されている。移動量検出部１２７は、リニアアクチュエータ１２５がガイドバー１０２を移動させる場合に動作し、固定筒１１０に対するガイドバー１０２の光軸ＯＡ方向の移動量を検出して、移動量に応じた移動量信号を鏡筒制御部１２３に送信する。

移動量検出部１２７は、たとえば、ガイドバー１０２と一体的に移動するリニアスケールと、そのスケールを計数する光学センサとにより構成される。また、ガイドバー１０２と共に移動する磁性体と、当該磁性体の移動により生じる磁界の変化を計測する磁気センサにとによって構成されるものであっても良い。ただし、これらは一例に過ぎず、他の構成であっても良い。

鏡筒制御部１２３は、ズーム環移転量検出部１３３から入力されるズーム環１３０の回転量情報と、ピントリング回転量検出部１２１から入力されるピントリング１２０の回転量情報と、移動量検出部１２７から入力されるリニアアクチュエータ１２５の移動量情報と、に基づいて、リニアアクチュエータ１２５を駆動制御する。

すなわち、鏡筒制御部１２３は、ズーム環１３０の回転量に対するレンズＬ２の位置を演算する演算情報を備えており、ズーム環１３０の回転時には、ズーム環移転量検出部１３３から入力されるその回転量情報に基づいて、レンズＬ２の位置を演算し、その位置にレンズＬ２を移動させるようにリニアアクチュエータ１２５を駆動する。
また、鏡筒制御部１２３は、ピントリング１２０の回転量に対するレンズＬ２の位置を演算する演算情報を備えており、ピントリング１２０の回転時には、ピントリング回転量検出部１２１から入力されるその回転量情報に基づいて、レンズＬ２の位置を演算し、その位置にレンズＬ２を移動させるようにリニアアクチュエータ１２５を駆動する。

レンズＬ３，Ｌ４，Ｌ５は、それぞれの第３レンズ枠７０，第４レンズ枠８０，第５レンズ枠９０が、ズーム環１３０の回転によって回転操作されるカム筒１７０と連動機構を介して連結されている。連動機構は、既存の駆動機構を任意に選択して利用できる。詳細な説明は省略するが、たとえば、カム筒１７０および固定筒に設けたカム溝および直進溝により、第３レンズ枠７０，第４レンズ枠８０，第５レンズ枠９０を案内して移動させる構成とすることができる。また、ガイドバー１０２，１０４を利用して第３レンズ枠７０，第４レンズ枠８０，第５レンズ枠９０を案内する構造としてもよい。これにより、レンズＬ３，Ｌ４，Ｌ５は、ズーム環１３０の回転操作によって、それぞれ光軸ＯＡ方向に所定の関係で移動される。

外筒１６１およびズーム環１３０の間には、固定筒１１０に対して同軸に装着されたカバー筒１６５が配されている。カバー筒１６５は、外筒１６１に連れ従って進退し得て、外筒１６１およびズーム環１３０の間を封止する。これにより、カバー筒１６５が、レンズ鏡筒１００の内部に塵芥が浸入すること防止する。

上記のように構成されたレンズ鏡筒１００は、ズーム環１３０が回転操作されると、下記のように作用して、図１に示す広角側端と図２に示す望遠側端との間で焦点距離が連続的に変化する。なお、図２においては、図１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。また、図２では、図１で見えていた部材の一部が、当該部材の光軸ＯＡ回りの回転運動により移動して見えなくなっている。

レンズ鏡筒１００は、ズーム環１３０が外部から回転操作されて光軸ＯＡの回りに回転すると、案内溝１３２に係合するカムフォロワ１５２を通じて中筒１５０に回転駆動力が伝達される。中筒１５０が回転すると（図２では、回転により移動したカムフォロワ１５２は見えない）、カム溝１５４から外筒１６１のカムフォロワ１６２に駆動力が伝達される。

駆動力を受けたカムフォロワ１６２は、内筒１４０の直進溝１４６に案内され、直進移動（光軸ＯＡ方向に移動）する。これにより、外筒１６１の先端に結合された第１レンズ枠１６０と、第１レンズ枠１６０に保持されたレンズＬ１とは、一体的に直進移動する。

また、中筒１５０が回転すると、直進溝１５６に係合するカムフォロワ１７２にも回転駆動力が伝達される（図２では、回転により移動した直進溝１５６およびカムフォロワ１７２は見えない）。これにより、カム筒１７０は、固定筒１１０の内周面に沿って、光軸ＯＡの回りに回転する。

カム筒１７０が回転すると、カム溝１７１に係合するカムフォロワ１４２に駆動力が伝達される。カムフォロワ１４２は、固定筒１１０の直進溝１１１に案内されて、直進移動する。これにより、内筒１４０と、係合周溝１５８により内筒１４０に係合する中筒１５０が直進移動する。
また、カム筒１７０が回転すると、カム溝１７３に係合する固定筒１１０のカムピン１１２に駆動され、カム筒１７０自体も直進移動する。

このように、ズーム環１３０が回転操作された場合には、レンズＬ１，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５が移動して相互の間隔が変化する。
また、ズーム環１３０が回転操作されると、鏡筒制御部１２３は、ズーム環移転量検出部１３３から入力されるズーム環１３０の回転量に基づいてリニアアクチュエータ１２５を制御し、レンズＬ２をズーム環１３０の回転に応じた所定位置に移動する。
これらの一連の動作により、レンズ鏡筒１００は延伸または短縮され、レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４およびレンズＬ５の間隔が変化して、光学系全体の焦点距離が変化する。

ここで、ズーム環１３０の回転に応じたレンズＬ２の所定位置とは、ズーム環１３０の回転量に基づく焦点距離の変更に必要な移動量に、合焦距離（ピント位置）を変化させないための合焦調整補正量を加えた量、移動した位置である。
すなわち、レンズＬ２が合焦レンズである本構成のレンズ鏡筒１００では、焦点距離が変化すると、最近接距離から無限遠に至るレンズＬ２の移動距離（合焦移動範囲）が変化する（焦点距離が長くなると移動距離が大きくなる）。このため、鏡筒制御部１２３は、焦点距離の変化時（ズーミング操作時）において、レンズＬ２を、その焦点距離の変化に対応する移動に、さらに、ズーミング操作以前における合焦位置にズレを生じさせないための合焦調整補正を加えた量、移動する。これにより、ズーミング操作によっても、合焦位置は維持されることとなってピントズレを生ずることがない。

また、レンズ鏡筒１００は、ピントリング１２０が回転操作されると、下記のように作用して、合焦距離が変化する。
すなわち、ピントリング１２０が回転操作されると、鏡筒制御部１２３にはピントリング回転量検出部１２１からピントリング１２０の回転量情報が入力される。鏡筒制御部１２３は、このピントリング１２０の回転量情報に基づいて、リニアアクチュエータ１２５を制御する。これにより、レンズＬ２が光軸ＯＡ方向に移動して、合焦距離が変化する。図３中に、移動したレンズＬ２を二点鎖線で示す。

前述したように、リニアアクチュエータ１２５によるレンズＬ２の移動構成は、他のレンズＬ１，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の移動構成とは機構的には全く独立しているため、ピントリング１２０の回転操作時においてレンズＬ２以外のレンズＬ１，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５が移動することはない。

ここで、鏡筒制御部１２３は、焦点距離に拘わらず常に一定のピントリング１２０の回転量（回転角度）で、最近接距離と無限遠との間でレンズＬ２が移動するように、リニアアクチュエータ１２５を制御する。つまり、当該レンズ鏡筒１００では、前述したように、最近接距離から無限遠に至るレンズＬ２の合焦移動範囲（移動量）が焦点距離によって変化するが、鏡筒制御部１２３は、焦点距離に応じてピントリング１２０の回転量に対するレンズＬ２の移動量の割合を変化させ、最近接距離と無限遠との間におけるピントリング１２０の回転量が焦点距離に拘わらず常に一定となるように制御する。

また、鏡筒制御部１２３は、移動量検出部１２７から受信した移動量信号を参照して、発生する駆動信号を補正する。これにより、外乱によるガイドバー１０２の移動量誤差を補正してレンズＬ２を正確に移動させ、レンズ鏡筒１００を迅速且つ高精度に合焦させることができる。

なお、レンズ鏡筒１００が、図１に示すカメラ本体１０の制御装置１８によるオートフォーカス制御によって合焦する場合、ピントリング１２０は回転操作されない。このような場合は、レンズ鏡筒１００を合焦させるために求められるレンズＬ２の移動量が、カメラ本体１０の制御装置１８から要求移動量信号として鏡筒制御部１２３に送信される。要求移動量信号を受信した鏡筒制御部１２３は、要求移動量に見合った駆動信号を発生して、リニアアクチュエータ１２５に供給する。

以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）レンズ鏡筒１００は、合焦レンズであるレンズＬ２が、ガイドバー１０２によって支持され、リニアアクチュエータ１２５によるガイドバー１０２の駆動によって、合焦時およびズーミング時において光軸ＯＡ方向に所定量移動駆動される。これにより、ピントリング１２０の回転による合焦位置調整（ピント調整）時においてレンズＬ２を移動操作するための連動機構、および、ズーム環１３０の回転による焦点距離変更時（ズーミング操作時）においてレンズＬ２を他のレンズＬ１，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５と同期させて移動するためのカムピンおよびカム溝等による連動機構が不要となる。その結果、構成を極めて簡略化でき、コストダウンが可能となる。また、ピントリング１２０およびズーム環１３０の回転力によって機構的にレンズＬ２を移動操作しないため、ピントリング１２０およびズーム環１３０の回転操作トルクが軽減され、操作性が向上する。

（２）レンズ鏡筒１００は、リニアアクチュエータ１２５によるガイドバー１０２の駆動によって、レンズＬ２のみが光軸ＯＡ方向に移動される。このため、リニアアクチュエータ１２５には、大きな駆動トルクは必要なく、小型で低コストに構成できる。

（３）レンズ鏡筒１００において、レンズＬ２を支持するガイドバー１０２を駆動するリニアアクチュエータ１２５は、ガイドバー１０２をその前面側で支持する支持部１１４の背面側に配設されている。これにより、レンズＬ２とリニアアクチュエータ１２５とが接近して配置されるため、ガイドバー１０２をその撓み変形等が小さい部位で駆動でき、駆動抵抗が少なく円滑で効率の良い駆動が可能となる。

（４）レンズ鏡筒１００は、リニアアクチュエータ１２５によるガイドバー１０２の駆動によって、合焦レンズであるレンズＬ２が光軸ＯＡ方向に移動される。これにより、ズーミング時における焦点移動を許容範囲内に収めるために、レンズＬ２の他のレンズＬ１，Ｌ３に対する相対位置を調整する空気間隔調整が、リニアアクチュエータ１２５によるガイドバー１０２の駆動原点位置を調整することで簡単に行える。従来、空気間隔の調整は、レンズＬ２と、このレンズＬ２を保持する保持枠との間に調整ワッシャーを介装することで行っていた。この調整作業は、レンズ鏡筒１００を一度組み立てて調整量を把握した後、対応する厚さの調整ワッシャーを介装して組み立て直すといった極めて面倒なものであった。本構成では、このような調整作業が不要となって調整作業工数を大幅に削減することができ、コストダウンが可能となる。

（変形形態）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態では、レンズ鏡筒１００におけるレンズＬ２は、当該レンズＬ２を光軸ＯＡ方向に移動可能に支持するガイドバー１０２を、リニアアクチュエータ１２５によって移動するように構成されている。しかし、レンズＬ２を移動可能に支持する構成と、レンズＬ２を移動する構成（アクチュエータ）とを、別個に備えた構成としても良い。

（２）本実施形態では、レンズＬ２を光軸ＯＡ方向に移動可能に支持するガイドバー１０２，１０４のうち、一方のガイドバー１０２を、リニアアクチュエータ１２５によって駆動するように構成されている。しかし、他方のガイドバー１０４を第２リニアアクチュエータによって駆動するように構成してもよい。そして、アクチュエータ１２５の駆動等の消費電力が一定以上となったり、レンズＬ２の移動速度が遅くなったりした場合に、第２リニアアクチュエータで他方のガイドバー１０４を駆動させるようにしてもよい。また、ズーミング時は一つのリニアアクチュエータ１２５を駆動させ、フォーカス時はリニアアクチュエータ１２５と、第２のリニアアクチュエータを駆動させるように構成しても良い。

（３）本実施形態では、レンズＬ２を光軸ＯＡ方向に移動可能に支持するガイドバー１０２を移動駆動するリニアアクチュエータ１２５は、ガイドバー１０２をその前面側で支持する支持部１１４の背面側に配設され、ガイドバー１０２の光軸ＯＡ方向の移動量を検出する移動量検出部１２７は、ガイドバー１０２を背面側において支持する支持部１１４の背面側に配設されている。しかし、これらリニアアクチュエータ１２５および移動量検出部１２７の配設位置は、これに限らず、適宜設定可能である。

また、上記実施形態および変形形態は適宜に組み合わせて用いることができるが、各実施形態の構成は図示と説明により明らかであるため、詳細な説明を省略する。さらに、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。

１：カメラ、１０：カメラ本体、１６：撮像素子、１８：制御装置、１００：レンズ鏡筒、１０２，１０４：ガイドバー、１２０：ピントリング、１２１：ピントリング回転量検出部、１２３：鏡筒制御部、１２５：リニアアクチュエータ、１２７：移動量検出部、１３０：ズーム環、１３３：ズーム環回転量検出部、１９０：レンズ枠、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５：レンズ、ＯＡ：光軸

Claims (10)

1. 第１光学系と、前記第１光学系より結像面側に配置された第２光学系と、前記第２光学系より前記結像面側に配置された第３光学系とを含む結像光学系と、
   前記第１光学系を保持する第１保持部材と、
   前記第２光学系を保持する第２保持部材と、
   前記第３光学系を保持する第３保持部材と、
   前記光軸方向に沿って設けられ、前記第２保持部材に固定され、前記第２保持部材を前記光軸方向に一体的に移動可能に支持する案内軸と、
   前記第１保持部材と係合するカムを有するカム環と、
   前記結像光学系の変倍動作時に、前記カム環を回転させることにより前記第１光学系を前記光軸方向に移動させる第１駆動手段と、
   前記結像光学系の焦点調節時および前記変倍動作時に、前記案内軸を前記光軸方向に駆動することにより前記第２光学系を前記第１光学系とは独立して前記光軸方向に移動させる第２駆動手段と、
   前記第２光学系の前記結像面側の前記光軸方向の２箇所の異なる位置に設けられ、前記案内軸を前記光軸方向に移動可能に支持する支持部材と、を備え、
   前記第３光学系は、前記光軸方向において前記２箇所の前記支持部材の間に配置され、
   前記第２駆動手段は、前記２箇所の前記支持部材のうち前記第２保持部材に遠い側に設けられた支持部材よりも前記第２保持部材に近い側に設けられた支持部材に近い位置であり、かつ、前記２箇所の前記支持部材のうち前記第２保持部材に近い側に設けられた支持部材と前記第３光学系との間の位置に配置されること
   を特徴とするレンズ鏡筒。
2. 請求項１に記載のレンズ鏡筒であって、
   前記焦点調節時における前記第２駆動手段による前記第２光学系の駆動量は、前記結像光学系の焦点距離に応じて決定されること、
   を特徴とするレンズ鏡筒。
3. 請求項１または２に記載のレンズ鏡筒であって、
   前記変倍動作時における前記第２駆動手段による前記第２光学系の駆動量は、前記結像光学系の焦点距離の変化に応じて決定されること、
   を特徴とするレンズ鏡筒。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、
   前記案内軸を支持する支持部材を備えたこと、
   を特徴とするレンズ鏡筒。
5. 請求項４に記載のレンズ鏡筒であって、
   前記第２駆動手段は、前記案内軸を前記支持部材に対して駆動するリニアアクチュエータを含むこと、
   を特徴とするレンズ鏡筒。
6. 請求項５に記載のレンズ鏡筒であって、
   前記リニアアクチュエータは、前記支持部材の前記第２光学系側に配置されたこと、
   を特徴とするレンズ鏡筒。
7. 請求項４〜６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、
   前記第２光学系を保持する保持部材に設けられ、前記第２光学系の移動を案内する第２案内軸と、
   前記第２案内軸を駆動する第２リニアアクチュエータと、
   該第リニアアクチュエータを選択的に駆動制御する制御部と、
   を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、
   前記結像光学系が広角側端に移動した状態において、前記第３光学系は、前記光軸方向において前記２箇所の前記支持部材の間に配置され、かつ、前記第２駆動手段は、前記２箇所の前記支持部材のうち前記第２保持部材に近い側に設けられた支持部材と前記第３光学系との間の位置に配置されることを特徴とするレンズ鏡筒。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、
   前記第３光学系は、前記第１駆動手段により前記光軸方向に移動し、
   前記第２駆動手段は、前記第３光学系とは独立しては、前記第２光学系を移動させることを特徴とするレンズ鏡筒。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備える撮像装置。

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