JP7023912B2 - 光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、複数のレンズ群を移動させてズーミングやフォーカシング等を行う光学機器に関する。

最短撮像距離を短縮したり至近撮像での画質を向上させたりするために、フォーカシング時に複数のレンズ群を移動させる場合がある。特許文献１には、複数のレンズ群のそれぞれを移動させる複数の駆動手段（アクチュエータ）を光軸に平行な直線上に配置した光学機器が開示されている。特許文献２には、複数のレンズ群のそれぞれを移動させる複数のアクチュエータを光軸に直交する面内における光軸を中心とする同一円上に配置した光学機器が開示されている。

特開２００５－２８４１４４号公報 ＷＯ１６／０５１６１７号公報

しかしながら、特許文献１のように複数のアクチュエータを光軸方向に並べて配置すると、各レンズ群が光軸方向での距離が離れている場合にアクチュエータも光軸方向に離す必要があるので、光学機器の小型化を妨げる。また特許文献２のように周方向に複数のアクチュエータを配置すると、これらにより駆動されるレンズ群の間に別の固定レンズ群を配置する場合に該固定群を保持するための位相領域を確保することが困難になる。

本発明は、複数のレンズ群を駆動する複数のアクチュエータ（駆動手段）を有する小型の光学機器を提供する。

本発明の一側面としての光学機器は、光軸方向に配置された複数の光学素子のうち第１の光学素子および第２の光学素子をそれぞれ保持する第１の保持部材および第２の保持部材と、第１の保持部材および第２の保持部材のそれぞれの光軸方向での移動をガイドする第１のガイド部材および第２のガイド部材と、第１の保持部材および第２の保持部材をそれぞれ光軸方向に駆動する第１の駆動手段および第２の駆動手段と、第１および第２の駆動手段を保持するベース部材とを有する。該光学機器を光軸方向から見たとき、光軸を中心とした周方向における３箇所に、複数の光学素子のうち第３の光学素子を保持する第３の保持部材をベース部材に保持させるため又はベース部材を他の部材に保持させるための保持部が設けられ、光軸の位置を通って３箇所の保持部を通る軸をそれぞれ第１の軸、第２の軸および第３の軸とするとき、第１の駆動手段と第１のガイド部材は第１の軸と第２の軸との間の第１の領域において第１のガイド部材が第１の駆動手段よりも第１の軸から離れた位置と第１の軸に近い位置のうち一方の位置に配置され、第２の駆動手段と第２のガイド部材は第１の軸と第３の軸との間の第２の領域において第２のガイド部材が第２の駆動手段よりも一方の位置に配置されている。そして、第１および第２の駆動手段は、光軸方向における少なくとも一部の範囲が互いに重複する二つの領域に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、複数の光学素子を駆動する複数の駆動手段を有する光学機器を小型化することができる。

実施例１の交換レンズを光軸方向から見たときの断面図。 実施例１の交換レンズの広角端での断面図。 実施例１の交換レンズの望遠端での断面図。 実施例１の交換レンズの分解斜視図。 実施例１の交換レンズを第１の軸の方向から見た図。 実施例２の交換レンズを光軸方向から見たときの断面図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図２および図３は、本発明の実施例１である光学機器（レンズ装置）としての交換レンズ１００の構成を示している。図２は広角端にある交換レンズ１００を光軸に平行に切断したときの断面を示し、図３は望遠端にある交換レンズ１００を光軸に平行に切断したときの断面を示している。本実施例の交換レンズ１００は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を備えた不図示の撮像装置としてのカメラ本体に着脱可能に装着される。

交換レンズ１００は、被写体側（前側）から順に配置された第１～第７レンズ群Ｌ１～Ｌ７により構成される撮像光学系を有する。撮像光学系は、不図示の被写体からの光を結像させてカメラ本体内の撮像素子上に被写体像を形成する。第４レンズ群Ｌ４としてのフローティングレンズ群と第６レンズ群Ｌ６としてのフォーカスレンズ群とが光軸方向に移動することでフォーカシング（焦点調節）が行われ、第１～第７レンズ群Ｌ１～Ｌ７が光軸方向に移動することでズーミング（変倍）が行われる。なお、本実施例では交換レンズについて説明するが、光学機器はレンズ一体型撮像装置であってよい。

レンズマウント１１１は、カメラ本体に着脱可能に装着するためのバヨネット部を有し、後側固定筒１１２に対して外装筒１１３を介してビスで固定されている。外装筒１１３は、レンズマウント１１１と後側固定筒１１２との間に挟み込まれて固定されている。前側固定筒１１５は、後側固定筒１１２に対してビスで固定されている。前側固定筒１１５には、不図示のズーム指標や操作スイッチが取り付けられている。案内筒１１６は、後側固定筒１１２に対してビスで固定されている。

案内筒１１６には、各レンズ群を光軸方向にガイドする直進溝部が形成されている。また案内筒１１６にはカム溝部が備えられており、該カム溝部にはカム筒１１７にビスで固定された不図示のカムフォロワが係合している。これにより、カム筒１１７は、ズーミングに際して光軸回りで回転しながら光軸方向に移動（直進）する。カム筒１１７には、ズーミングに際して移動する各レンズ群を直進させるカム溝部が複数形成されている。

ズーム操作筒１１８は、案内筒１１６と径嵌合し、かつバヨネット係合することにより光軸回りで回転可能に保持されている。ユーザのズーム操作によるズーム操作筒１１８の回転は、該ズーム操作筒１１８に形成されたカム溝部と直進筒１２２の外側に設けられたカムフォロワと案内筒１１６の直進溝部の直進ガイド作用によって、直進筒１２２を直進させる。直進筒１２２のカムフォロワは、カム筒１１７のカム溝部にも係合しており、これにより直進筒１２２が直進するとカム筒１１７が光軸回りで回転する。このとき、案内筒１１６に対して回転可能かつ直進可能なカム筒１１７は、直進筒１２２の直進によって回転しながら直進する。

カム筒１１７が案内筒１１６に対して回転および直進すると、後述する後群ユニットにおける光軸を中心とした周方向３箇所に設けられた後群コロ１２３と後述する７群ユニットの周方向３箇所に設けられた７群コロ１２４が案内筒１１６の直進溝部とカム筒１１７のカム溝部に係合していることで、後群ユニットと７群ユニットが光軸方向にそれぞれ別々に駆動される。

このように本実施例の交換レンズ１００では、ズーム操作筒１１８の回転によって、直進筒１２２が直進し（後述するように直進筒１２２に固定された第１レンズ群Ｌ１が光軸方向に移動し）、カム筒１１７が回転および直進することにより第２～第７レンズ群Ｌ２～Ｌ７が光軸方向に移動するという構成を有する。

第１レンズ保持枠１０１は、第１レンズ群Ｌ１を保持し、直進筒１２２にビスにより固定されている。第１レンズ押え環１２５は、その内周部に雌ネジが形成されており、直進筒１２２の外周部に形成された雄ネジと螺合することで固定される。第１レンズ押え環１２５は、第１レンズ群Ｌ１を固定する役割を有する。

直進筒１２２の外周部にはフード取り付け用のバヨネット爪が形成され、内周部にはフィルター等のアクセサリ装着用のネジが形成されている。

第２レンズ保持枠１０２は、第２レンズ群Ｌ２を保持し、防振ユニット１０８の一部を構成している。防振ユニット１０８は、第２レンズ保持枠１０２を光軸に直交する方向（以下、シフト方向という）に移動可能に保持しており、マグネットとコイルにより構成されるシフトアクチュエータによって第２レンズ保持枠１０２をシフト方向に駆動することで像振れを低減する。防振ユニット１０８は、コロを介して案内筒１１６に吊られるかたちで保持されている。

第３レンズ保持枠１０３は、第３レンズ群Ｌ３を保持し、第３レンズ保持枠１０３の周方向３箇所に配置された３つのカムフォロワ（図５中の１２９）を介して後群ベース１２６によって保持されている。第３レンズ保持枠１０３は、後群ベース１２６がズーミングに際して直進することによって光軸方向に移動する。また第３レンズ保持枠１０３は、複数の絞り羽根とこれらを開閉駆動する絞りアクチュエータとにより構成される電磁絞りユニット１１０を保持している。

第１の保持部材としての第４レンズ保持枠１０４は、第１の光学素子としての第４レンズ群Ｌ４を保持し、後群ベース１２６と該後群ベース１２６に固定された第１の後群カバー１２７により前端と後端が保持された第１のガイド部材としてのガイドバー１５３によって直進ガイドされる。第４レンズ群Ｌ４（第４レンズ保持枠１０４）は、後群ベース１２６がズーミングに際して光軸方向に移動することで同方向に移動するとともに、後群ベース１２６に対して第１の駆動手段としての第４レンズ駆動モータユニット１５１によって光軸方向に駆動されることで移動する。

第４レンズ保持枠１０４は、光軸方向での位置を検出するためのスケールを備えている。またスケールに対向する光学センサが、後群ベース１２６にフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を介して固定されている。スケールと光学センサにより位置検出手段が構成される。

第３の保持部材としての第５レンズ保持枠１０５は、第３の光学素子としての第５レンズ群Ｌ５を保持し、第５レンズ保持枠１０５の周方向３箇所に固定された３つのカムフォロワ（保持部）１５９を介して後群ベース１２６により保持されている。第５レンズ保持枠１０５は、後群ベース１２６がズーミングに際して直進することによって光軸方向に移動する。

第２の保持部材としての第６レンズ保持枠１０６は、第２の光学素子としての第６レンズ群Ｌ６を保持し、後群ベース１２６と第１の後群カバー１２７により前端と後端が保持された第２のガイド部材としてのガイドバー１５５によって直進ガイドされる。

モータユニット駆動ベース１３５は、後群ベース１２６に対して光軸方向に移動可能に取り付けられており、７群ベース１０９と光軸方向においてのみ一体となるようにバヨネット係合している。７群ベース１０９に取り付けられた７群ばね１３６の付勢力は、７群ベース１０９とモータユニット駆動ベース１３５との間の光軸方向のガタを除去する。

第６レンズ保持枠１０６は、第２の駆動手段としての第６レンズ駆動モータユニット１５２によってモータユニット駆動ベース１３５に対して光軸方向に駆動される。

第７レンズ保持枠１０７は、第７レンズ群Ｌ７を保持し、７群ベース１０９に螺合して固定されている。第７レンズ保持枠１０７は、ズーミングに際して、７群ベース１０９に設けられた３つのカムフォロワによって７群ベース１０９と共に光軸方向に駆動される。７群ベース１０９と第７レンズ保持枠１０７により７群ユニットが構成される。

本実施例では、第４レンズ駆動モータユニット１５１と第６レンズ駆動モータユニット１５２として、圧電素子を用いた振動型リニアモータを用いている。振動型リニアモータは、モータ固定子１３０と、圧電素子により振動が励起されてモータ固定子１３０に対して光軸方向に移動するモータ可動子１３１と、該モータ可動子１３１とともに光軸方向に移動するモータ出力部とにより構成されている。第４レンズ駆動モータユニット１５１と第６レンズ駆動モータユニット１５２のモータ固定子１３０は、モータユニット駆動ベース１３５に固定されている。モータユニット駆動ベース１３５は、後群ベース１２６とともに、第４レンズ駆動モータユニット１５１と第６レンズ駆動モータユニット１５２を保持するベース部材を構成する。

第４レンズ駆動モータユニット１５１と第６レンズ駆動モータユニット１５２のモータ出力部にはそれぞれ、図１および後群ユニットを分解して示す図４に示すように、該モータ出力部からの駆動力を第４レンズ保持枠１０４または第６レンズ保持枠１０６に伝達する駆動伝達部材であるアーム１３２が係合している。これにより、第４レンズ駆動モータユニット１５１と第６レンズ駆動モータユニット１５２による第４レンズ保持部材１０４と第６レンズ保持部材１０６の光軸方向への駆動が可能となる。ただし、図１および図４には第６レンズ保持枠１０６に対して設けられたアーム１３２のみを示している。

なお、第４レンズ駆動モータユニット１５１と第６レンズ駆動モータユニット１５２として、ステッピングモータを用い、モータ出力部に設けられたリードスクリューにアームを係合させる構成であってもよい。ステッピングモータを使用する場合は、位置検出手段を廃してオープン駆動制御することも可能である。

ズーム操作筒１１８には、案内筒１１６に固定された不図示のズーム位置検出手段である抵抗式リニアセンサ（ポテンショメータ）１３４の可動子を保持する溝部が設けられている。ズーム操作筒１１８の回転量に応じて抵抗式リニアセンサ１３４の出力が変化することで、ズーム位置を検出することが可能である。

フォーカス操作筒１１４は、前側固定筒１１５の外周において光軸方向定位置で回転できるように前側固定筒１１５と後側固定筒１１２により挟持されている。フォーカス操作筒１１４の回転量と方向は、前側固定筒１１５に設けられた光検出素子と、該光検出素子に対向するようにフォーカス操作筒１１４の内周部に設けられた明暗スケールとによって検出される。

多目的操作筒１２１は、後側固定筒１１２の外周において光軸方向定位置で回転できるように後側固定筒１１２と外装筒１１３により挟持されている。多目的操作筒１２１の回転量と方向は、後側固定筒１１２に設けられた光検出素子と、該光検出素子に対向するように多目的操作筒１２１の内周部に設けられた明暗スケールによって検出される。また、多目的操作筒１２１と後側固定筒１１２には、ユーザ操作に対してクリック感を与えるための複数の溝部、該溝部にばねにより付勢されたクリックピンとからなるクリック機構を有している。

制御手段としてのレンズ制御部（制御基板）１１９は、フォーカス駆動制御、絞り駆動制御および防振制御等、交換レンズ１００の動作全体を制御する。レンズ制御部１１９は、ズーミングが行われる際に、該ズーミングにより変動するピント位置と諸収差量が一定値以下に保たれるように第４レンズ群Ｌ４と第６レンズ群Ｌ６の移動（つまりは第４レンズ駆動モータユニット１５１と第６レンズ駆動モータユニット１５２の駆動）を制御する。レンズ制御部１１９は、後側固定筒１１２にビスにより固定されている。

次に、図１、図４および図５を用いて、後群ユニットのより詳しい構成について説明する。図１は光軸方向（前側）から見た後群ユニットを示し、図４は前述したように分解された後群ユニットを示している。図５は後述する第１の軸の方向から見た後群ユニットを示している。

ズーミングに際して直進する後群ベース１２６には、第３から第６レンズ群Ｌ３～Ｌ６が保持される。ただし、図４には第４から第６レンズ群Ｌ４～Ｌ６のみを示している。

前述したように、第４レンズ保持枠１０４が保持する第４レンズ群Ｌ４はフローティング群であり、第４レンズ駆動モータユニット１５１によって光軸方向に駆動される。第４レンズ保持枠１０４のスリーブ部１０４ａはその前後２箇所においてガイドバー１５３に光軸方向に移動可能に係合（嵌合）しており、これにより第４レンズ保持枠１０４の光軸に直交する方向での位置と光軸に対する倒れが阻止されている。また第４レンズ保持枠１０４のＵ溝部１０４ｂは、第１の回転止め部材としての回転止めバー１５４に光軸方向に移動可能に係合している。回転止めバー１５４の前端は後群ベース１２６によって保持され、後端は後群ベース１２６に固定された第２の後群カバー１２８によって保持されている。

第４レンズ駆動モータユニット１５１のモータ出力部には、第４レンズ保持枠１０４に回転可能に取り付けられた前述したアーム１３２が、その回転中心軸回りに配置されたねじりコイルばねであるアーム付勢ばね（付勢手段）１３３の付勢力によって付勢されて係合している。これにより、アーム１３２のモータ出力部に対する係合ガタが除去される。またアーム付勢ばね１３３の付勢力は、第４レンズ保持枠１０４にこれをガイドバー１５３回りで回転する方向に付勢し、溝部１０４ｂを回転止めバー１５４に当接させる。これにより、第４レンズ保持枠１０４の回転ガタが除去される。

第４レンズ保持枠１０４の後群ベース１２６に対する光軸方向での位置は、第４レンズ保持枠１０４に固定された不図示のスケールを後群ベース１２６に固定された第１の位置検出手段としての第４レンズ位置センサ１５７によって読み取ることで検出される。

前述したように、第５レンズ保持枠１０５は、その周方向の３箇所に設けられたフォロワ取り付け部１０５ａに固定された３つのカムフォロワ１５９を介して後群ベース１２６により保持される。

また前述したように、第６レンズ保持枠１０６が保持する第６レンズ群Ｌ６はフォーカス群であり、第６レンズ駆動モータユニット１５２によって光軸方向に駆動される。第６レンズ保持枠１０６のスリーブ部１０６ａはその前後２箇所においてガイドバー１５５に光軸方向に移動可能に係合（嵌合）しており、これにより第６レンズ保持枠１０６の光軸に直交する方向での位置と光軸に対する倒れが阻止されている。また第６レンズ保持枠１０６のＵ溝部１０６ｂが第２の回転止め部材としての回転止めバー１５６に光軸方向に移動可能に係合している。回転止めバー１５６の前端は後群ベース１２６によって保持され、後端は第２の後群カバー１２８によって保持されている。

第６レンズ駆動モータユニット１５２のモータ出力部には、第６レンズ保持枠１０６に回転可能に取り付けられた前述したアーム１３２が、その回転中心軸回りに配置されたねじりアーム付勢ばね１３３の付勢力によって付勢されて係合している。これにより、アーム１３２のモータ出力部に対する係合ガタが除去される。またアーム付勢ばね１３３の付勢力は、第６レンズ保持枠１０６にこれをガイドバー１５５回りで回転する方向に付勢し、Ｕ溝部１０６ｂを回転止めバー１５６に当接させる。これにより、第６レンズ保持枠１０６の回転ガタが除去される。

第６レンズ保持枠１０６の後群ベース１２６に対する光軸方向での位置は、後群ベース１２６に対するモータユニット駆動ベース１３５の位置と、モータユニット駆動ベース１３５に対する第６レンズ駆動モータユニット１５２のモータ可動子１３１の光軸方向での位置とにより決定される。第６レンズ保持枠１０６の後群ベース１２６に対する光軸方向での位置は、第６レンズ保持枠１０６に固定された不図示のスケールを後群ベース１２６に固定された第２の位置検出手段としての第６レンズ位置センサ１５８によって読み取ることで検出される。

なお本実施例では、第４レンズ群Ｌ４がフローティング群で第６レンズ群Ｌ６がフォーカス群であり、フォーカシング時にこれらのレンズ群が移動する場合について説明しているが、一方のレンズ群がズーミングのために移動し、他方のレンズ群がフォーカシングのために移動してもよい。また本実施例では、第６レンズ群Ｌ６がモータユニット駆動ベース１３５に対して移動する場合について説明しているが、モータユニット駆動ベース１３５がなくてもよい。

次に、図１を用いて後群ユニットを構成する部品の配置について説明する。図１に示す第１の軸Ａ１、第２の軸Ａ２および第３の軸Ａ３は、光軸ＡＸの位置を通り、かつ第５レンズ保持枠１０５を後群ベース１２６に保持させるための３つのカムフォロワ１５９の中心を通る直線である。３つのカムフォロワ１５９は、周方向においてほぼ１２０度間隔で配置されており、このため第１から第３の軸Ａ１，Ａ２，Ａ３の周方向にて隣り合う軸同士がなす角度もほぼ１２０度である。

なお、本実施例では、第５レンズ保持枠１０５を後群ベース１２６に保持させるための３つのカムフォロワ１５９の位相と後群ベース１２６（つまりは後群ユニット）を案内筒（他の部材）１１６に保持させるための３つの後群コロ（保持部）１２３とが同一位相に配置されているため、光軸方向視において第１の軸Ａ１、第２の軸Ａ２および第３の軸Ａ３は、光軸ＡＸを通り、かつ３つの後群コロ１２３の中心を通る直線でもある。

また周方向において、第１および第２の軸Ａ１，Ａ２で挟まれた領域を第１の領域ＡＲ１とし、第１および第３の軸Ａ１，Ａ３で挟まれた領域を第２の領域ＡＲ２とする。また、第２および第３の軸Ａ２，Ａ３で挟まれた領域を第３の領域ＡＲ３とする。

第１の領域ＡＲ１には、第４レンズ駆動モータユニット１５１、第４レンズ保持枠１０４に設けられたアーム１３２、これを付勢するアーム付勢ばね１３３および第４レンズ保持枠１０４をガイドするガイドバー１５３が配置されている。ガイドバー１５３は、第４レンズ駆動モータユニット１５１よりも第１の軸Ａ１から離れた位置に配置されている。さらに第１の領域ＡＲ１には、第６レンズ保持枠１０６の回転を阻止する回転止めバー１５６がガイドバー１５３に近接して（すなわち第４レンズ駆動モータユニット１５１よりも第１の軸Ａ１から離れた位置に）配置されている。

第２の領域ＡＲ２には、第６レンズ駆動モータユニット１５２、第６レンズ保持枠１０６に設けられたラッ１３２、これを付勢するアーム付勢ばね１３３および第６レンズ保持枠１０６をガイドするガイドバー１５５が配置されている。ガイドバー１５５は、第６レンズ駆動モータユニット１５２よりも第１の軸Ａ１から離れた位置に配置されている。さらに第２の領域ＡＲ２には、第４レンズ保持枠１０４の回転を阻止する回転止めバー１５４がガイドバー１５５に近接して（すなわち第６レンズ駆動モータユニット１５２よりも第１の軸Ａ１から離れた位置に）配置されている。

本実施例では、第４および第６レンズ駆動モータユニット１５１，１５２のそれぞれにより駆動される第４および第６レンズ群Ｌ４，Ｌ６は、それらの間に第５レンズ群Ｌ５を挟んでいるものの、互いに光軸方向において近接している。このようなレンズ群配置において、上述したように第４レンズ駆動モータユニット１５１と第６レンズ駆動モータユニット１５２を周方向における互いに異なる領域である第１の領域ＡＲ１と第２の領域ＡＲ２に配置することで、図１および図５に示すように、第４レンズ駆動モータユニット１５１と第６レンズ駆動モータユニット１５２を、光軸方向における少なくとも一部の範囲が互いに重複する二つの領域に配置することができる。これにより、第４レンズ駆動モータユニット１５１と第６レンズ駆動モータユニット１５２を光軸方向において全く重複しない二つの領域に配置する場合に比べて後群ユニット（つまりは交換レンズ１００）の光軸方向での小型化を実現することができる。

また、第１の領域ＡＲ１と第２の領域ＡＲ２のそれぞれに、レンズ駆動モータユニットとこれに関連する部品（アーム１３２、アーム付勢ばね１３３およびガイドバー１５３，１５５）を配置することにより、第５レンズ保持枠１０５を保持するためのカムフォロワ１５９が取り付けられるフォロワ取付け部１０５ａを各領域の境界近傍に配置することが可能となり、交換レンズ１００を大型化させることなくフォロワ取付け部１０５ａを確保することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、第４および第６レンズ群Ｌ４，Ｌ６を駆動する第４および第６レンズ駆動モータユニット１５１，１５２を有する交換レンズ１００を小型化することができる。

さらに本実施例においては、第４レンズ駆動モータユニット１５１およびこれに関連する部品と、第６レンズ駆動モータユニット１５２およびこれに関連する部品とが、第１の軸Ａ１に関して線対称に配置されている。ここにいう線対称に配置されているとは完全な線対称に配置されている場合だけでなく、概ね線対称とみなせるように配置されている場合も含まれる。図１には、第４レンズ保持枠１０４に設けられたアーム１３２を付勢するアーム付勢ばね１３３の付勢力によって第４レンズ保持枠１０４に生じるモーメントをＭ１と、第６レンズ保持枠１０６に設けられたアーム１３２を付勢するアーム付勢ばね１３３の付勢力によって第６レンズ保持枠１０６に生じるモーメントＭ２を示している。また、モーメントＭ１によって第４レンズ保持枠１０４のＵ溝部１０４ｂが受ける反力Ｆ１と、モーメントＭ６によって第６レンズ保持枠１０６のＵ溝部１０６ｂが受ける反力Ｆ２も示している。

反力Ｆ１の方向はガイドバー１５３と第４レンズ保持枠１０４のＵ溝部１０４ｂとを結ぶ直線に対して直交する方向であり、反力Ｆ２の方向はガイドバー１５５と第６レンズ保持枠１０６のＵ溝部１０６ｂとを結ぶ直線に対して直交する方向である。このため、第４および第６レンズ保持枠１０４，１０４のそれぞれに関連するアーム１３２とアーム付勢ばね１３３、さらにはＵ溝部１０４ｂ，１０６ｂを第１の軸Ａ１に関して線対称に配置することにより、反力Ｆ１，Ｆ２を互いに同じ方向を向かせることができる。ここにいう同じ方向は、完全に同じ（平行な）方向に限らず、概ね同じ方向とみなせる非平行な方向であってもよい。

アーム付勢ばね１３３の付勢力が、レンズ群とレンズ保持枠の自重よりも小さいとレンズ保持枠の保持にガタが発生することになるが、反力Ｆ１，Ｆ２が同じ方向を向くことにより、一方のアーム付勢ばね１３３にだけ強い付勢力を発生させる必要がなくなる。このため、サイズが大きいばねを用いたり、強い付勢力により発生する大きな荷重に対する強度を確保するためにガイドバーを太くしたりする必要がなく、交換レンズ１００を小型化することができる。また、大きな荷重によってガイドバーとレンズ保持枠（スリーブ部およびＵ溝部）との間の摩擦力が大きくなることも回避でき、レンズ駆動モータユニットの駆動力を増加させたり大型化したりする必要がないので、交換レンズ１００を省電力化したり小型化したりすることができる。

反力Ｆ１，Ｆ２の方向を合わせるためには、第４レンズ保持枠１０４用のガイドバー１５３と第６レンズ保持枠１０６用の回転止めバー１５６を互いに近づけ、第６レンズ保持枠１０６用のガイドバー１５５と第４レンズ保持枠１０４用の回転止めバー１５４を互いに近づけることが好ましい。さらに言えば、一つのガイドバーを第４レンズ保持枠１０４用のガイドバー１５３と第６レンズ保持枠１０６用の回転止めバー１５６として共用し、他の一つのガイドバーを第６レンズ保持枠１０６用のガイドバー１５５と第４レンズ保持枠１０４用の回転止めバー１５４として共用することがより好ましい。

さらに本実施例では、第４および第６レンズ駆動モータユニット１５１，１５２とレンズ制御部１１９とを接続する第１の接続部材としてのフレキシブルプリント基板１６０を第１の軸Ａ１の近傍にて光軸方向に延びるように配置している。具体的には、図１および図５に示すように、第４レンズ駆動モータユニット１５１の接続部１５１ｂと第６レンズ駆動モータユニット１５２の接続部１５２ｂとがそれぞれ周方向において、第１の軸Ａ１側に配置されたフレキシブルプリント基板１６０に向かって延出してフレキシブルプリント基板１６０に接続されている。

このような接続を可能とするために、本実施例では、第４レンズ駆動モータユニット１５１と第６レンズ駆動モータユニット１５２として同一構成のモータユニットを用い、それらの前後を互いに反転させて配置している。これにより、第４および第６レンズ駆動モータユニット１５１，１５２として別々のモータユニットを使用する必要がなくなる。また、第４および第６レンズ駆動モータユニット１５１，１５２とレンズ制御部１１９とを一つのフレキシブルプリント基板１６０で接続することができるので、接続のためのスペースを少なくすることができ、交換レンズ１００を小型化することができる。

また本実施例では、第４レンズ位置センサ１５７と第６レンズ位置センサ１５８とをレンズ制御部１１９に接続する第２の接続部材としてのフレキシブルプリント基板１６１を、図１における第１の軸Ａ１とは反対側の位相領域である第３の領域ＡＲ３に配置している。第４および第６レンズ駆動モータユニット１５１，１５２等が配置された第１および第２の領域ＡＲ１，ＡＲ２に比べて第３の領域ＡＲ３にはスペース的に余裕があるため、第１および第２の領域ＡＲ１，ＡＲ２とは異なる第３の領域ＡＲ３にフレキシブルプリント基板１６１を配置することで、無理のない配置が可能となる。しかも第４および第６レンズ位置センサ１５７，１５８の接続を一つのフレキシブルプリント基板１６１で行うことができるので、接続のためのスペースを少なくすることができ、交換レンズ１００を小型化することができる。

なお、第１から第３の軸Ａ１，Ａ２，Ａ３は、第５レンズ群Ｌ５を保持するため３つのカムフォロワ１５９の中心を通る直線でなくてもよい。例えば、本実施例では３つのカムフォロワ１５９と３つの後群コロ１２３とを同一位相に配置したが、３つの後群コロ１２３を３つのカムフォロワ１５９とは異なる位相に配置して、３つの後群コロ１２３の中心を通る軸を第１から第３の軸としてもよい。さらに、カムフォロワによる保持に代えて、ビス等の固定部材を用いた保持でもよい。

また上記実施例の変形例として、第４および第６レンズ駆動モータユニット１５１，１５２の接続部１５１ｂ，１５２ｂを周方向において第１の軸Ａ１側とは反対側に延出させてもよい。この場合、第４レンズ駆動モータユニット１５１の接続部１５１ｂと第４レンズ位置センサ１５７とをフレキシブルプリント基板に接続し、これをレンズ制御部１１９に接続する。また第６レンズ駆動モータユニット１５２の接続部１５２ｂと第６レンズ位置センサ１５８とを別のフレキシブルプリント基板に接続し、これをレンズ制御部１１９に接続する。ただし、第４および第６レンズ駆動モータユニット１５１，１５２の駆動により発生するノイズが第４および第６レンズ位置センサ１５７，１５８からの信号に与える影響を考慮すると、上記実施例の接続が好ましい。

図６は、本発明の実施例２である交換レンズの光軸方向から見た断面を示している。本実施例の交換レンズの構成要素のうち実施例１と共通するものには、実施例１における符号１００番台の下２桁を同じとした２００番台の符号を付している。図６に示す第１の軸Ａ２１、第２の軸Ａ２２および第３の軸Ａ２３は、光軸ＡＸを通り、かつ第４および第６レンズ群の間に配置された第５レンズ群を後群ベース２２６に保持させるための３つのカムフォロワ２５９の中心を通過する直線である。３つのカムフォロワ２５９は、周方向においてほぼ１２０度間隔で配置されており、このため第１から第３の軸Ａ２１，Ａ２２，Ａ２３の周方向にて隣り合う軸同士がなす角度もほぼ１２０度である。周方向において、第１および第２の軸Ａ２１，Ａ２２で挟まれた領域を第１の領域ＡＲ２１とし、第２１および第３の軸Ａ２１，Ａ２３で挟まれた領域を第２の領域ＡＲ２２とする。また、第２および第３の軸Ａ２２，Ａ２３で挟まれた領域を第３の領域ＡＲ２３とする。

本実施例では、実施例１に対して、第４および第６レンズ駆動モータユニットとガイドバーの配置関係が逆となっている。具体的には、実施例１では、第１および第２の領域ＡＲ１，ＡＲ２のそれぞれにおける第４および第６レンズ駆動モータユニット１５１，１５２より第１の軸Ａ１から離れた位置にガイドバー１５３，１５５が配置されている。これに対して本実施例では、第１および第２の領域ＡＲ２１，ＡＲ２２に第４および第６レンズ駆動モータユニット２５１，２５２が配置され、該第１および第２の領域ＡＲ２１，ＡＲ２２における第４および第６レンズ駆動モータユニット２５１，２５２よりも第１の軸Ａ２１に近い位置にガイドバー２５３，２５５が配置されている。また、第４レンズ位置センサ２５７と第６レンズ位置センサ２５８も、ガイドバー２５３，２５５の配置に合わせて第１の軸Ａ２１の近傍に配置している。

第４レンズ保持枠２０４をガイドするガイドバー２５３，２５４の前端は後群ベース２２６に保持され、後端は後群ベース２２６に固定された不図示の後群カバーにより保持されている。第４レンズ保持枠２０４のスリーブ部２０４ａはガイドバー２５３に係合し、Ｕ溝部２０４ｂは第３の領域ＡＲ２３に配置された回転止めバー２５４に係合している。

一方、第６レンズ保持枠２０６をガイドするガイドバー２５５の前端は後群ベース２２６に保持され、後端は後群カバーにより保持されている。第６レンズ保持枠２０６のスリーブ部２０６ａはガイドバー２５５に係合し、Ｕ溝部２０６ｂは第４レンズ保持枠２０４のＵ溝部２０４ｂと同じく回転止めバー２５４に係合している。すなわち本実施例では、第１の回転止め部材および第２の回転止め部材として、同一部材（単一部材）である回転止めバー２５４を用いている。

その他、実施例１と同様に、第１の領域ＡＲ２１には、第４レンズ駆動モータユニット２５１のモータ可動部に係合するアームとこれを付勢するアーム付勢ばねが配置されている。また第２の領域ＡＲ２２には、第６レンズ駆動モータユニット２５２のモータ可動部に係合するアームとこれを付勢するアーム付勢ばねが配置されている。

このように第１の領域ＡＲ２１と第２の領域ＡＲ２２のそれぞれに、レンズ駆動モータユニットとこれに関連する部品（アーム、アーム付勢ばねおよびガイドバー２５３，２５５）を配置することにより、第５レンズ保持枠２０５を保持するためのカムフォロワ２５９が取り付けられるフォロワ取付け部ａを各領域の境界近傍に配置することが可能となり、交換レンズを大型化させることなくフォロワ取付け部を確保することができる。

本実施例でも、第４および第６レンズ群を駆動する第４および第６レンズ駆動モータユニット２５１，２５２を有する交換レンズを小型化することができる。

なお、本実施例では、第４レンズ位置センサ２５７と第６レンズ位置センサ２５８と不図示のレンズ制御部とを接続するフレキシブルプリント基板２６１を第１の軸Ａ２１の近傍に配置することが望ましい。また第４および第６駆動モータユニット２５１，２５２をレンズ制御部に接続するフレキシブルプリント基板２６０を、第１の軸Ａ２１とは反対側の位相領域である第３の領域ＡＲ２３に配置することが望ましい。これにより、省スペースの配置が可能となる。

また、上記各実施例では各モータユニットが光学素子としてのレンズを駆動する場合について説明したが、絞り等のレンズ以外の光学素子を駆動してもよい。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

１０４ 第４レンズ保持枠
１０５ 第５レンズ保持枠
１０６ 第６レンズ保持枠
１２６ 後群ベース
１５３，１５４，１５５，１５６ ガイドバー
１５１ 第４レンズ駆動モータユニット
１５２ 第６レンズ駆動モータユニット
１１９ レンズ制御部
Ａ１ 第１の軸
Ａ２ 第２の軸
Ａ３ 第３の軸
ＡＲ１ 第１の領域
ＡＲ２ 第２の領域
ＡＲ３ 第３の領域

Claims (9)

1. 光軸方向に配置された複数の光学素子を有する光学機器であって、
   前記複数の光学素子のうち第１の光学素子および第２の光学素子をそれぞれ保持する第１の保持部材および第２の保持部材と、
   前記第１の保持部材および前記第２の保持部材のそれぞれの前記光軸方向での移動をガイドする第１のガイド部材および第２のガイド部材と、
   前記第１の保持部材および前記第２の保持部材をそれぞれ前記光軸方向に駆動する第１の駆動手段および第２の駆動手段と、
   前記第１および第２の駆動手段を保持するベース部材とを有し、
   該光学機器を光軸方向から見たとき、光軸を中心とした周方向における３箇所に、前記複数の光学素子のうち第３の光学素子を保持する第３の保持部材を前記ベース部材に保持させるための保持部または前記ベース部材を他の部材に保持させるための保持部が設けられ、前記光軸と前記３箇所の保持部とを通る軸をそれぞれ第１の軸、第２の軸および第３の軸とするとき、
   前記第１の駆動手段と前記第１のガイド部材は前記第１の軸と前記第２の軸との間の第１の領域において前記第１のガイド部材が前記第１の駆動手段よりも前記第１の軸から離れた位置と前記第１の軸に近い位置のうち一方の位置に配置され、
   前記第２の駆動手段と前記第２のガイド部材は前記第１の軸と前記第３の軸との間の第２の領域において前記第２のガイド部材が前記第２の駆動手段よりも前記一方の位置に配置され、
   前記第１および第２の駆動手段は、前記光軸方向における少なくとも一部の範囲が互いに重複する二つの領域に配置されていることを特徴とする光学機器。
2. 前記光軸方向から見たとき、前記第１の駆動手段および前記第１のガイド部材と、前記第２の駆動手段および前記第２のガイド部材とが、前記第１の軸に関して対称に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記第１の保持部材の前記第１のガイド部材を中心とした回転を阻止する第１の回転止め部材と、
   前記第２の保持部材の前記第２のガイド部材を中心とした回転を阻止する第２の回転止め部材とを有し、
   前記光軸方向から見たとき、前記第１の回転止め部材が前記第２の領域に配置され、前記第２の回転止め部材が前記第１の領域に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
4. 前記光軸方向から見たとき、前記第１の領域において前記第１のガイド部材と前記第２の回転止め部材とが前記第１の駆動手段よりも前記第１の軸から離れた位置と前記第１の軸に近い位置のうち前記一方の位置に配置され、前記第２の領域において前記第２のガイド部材と前記第１の回転止め部材とが前記第２の駆動手段よりも前記一方の位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の光学機器。
5. 前記第１の保持部材および前記第２の保持部材のそれぞれを、前記第１のガイド部材および前記第２のガイド部材を中心として回転させるよう付勢する付勢手段を有し、
   前記光軸方向から見たとき、付勢された前記第１の保持部材が前記第１の回転止め部材から受ける反力と、付勢された前記第２の保持部材が前記第２の回転止め部材から受ける反力とが互いに同じ方向を向いていることを特徴とする請求項３または４に記載の光学機器。
6. 前記第１の保持部材の前記第１のガイド部材を中心とした回転を阻止する第１の回転止め部材と、前記第２の保持部材の前記第２のガイド部材を中心とした回転を阻止する第２の回転止め部材とが単一部材として前記第２の軸と前記第３の軸との間の第３の領域に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
7. 前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段を、該第１および第２の駆動手段を制御する制御手段に接続する第１の接続部材と、
   前記第１の保持部材および前記第２の保持部材のそれぞれの位置を検出する第１の位置検出手段および第２の位置検出手段と、
   前記第１の位置検出手段および前記第２の位置検出手段を前記制御手段に接続する第２の接続部材とを有し、
   前記光軸方向から見たとき、前記第１の接続部材は前記第１の領域および前記第２の領域を通るように配置され、前記第２の接続部材は前記第２の軸と前記第３の軸との間の第３の領域を通るように配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光学機器。
8. 撮像装置に着脱可能であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光学機器。
9. 前記複数の光学素子からの光を受光する撮像素子を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光学機器。

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