WO2021140989A1 - レンズ鏡筒及び光学機器 - Google Patents

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WO2021140989A1
WO2021140989A1 PCT/JP2020/049133 JP2020049133W WO2021140989A1 WO 2021140989 A1 WO2021140989 A1 WO 2021140989A1 JP 2020049133 W JP2020049133 W JP 2020049133W WO 2021140989 A1 WO2021140989 A1 WO 2021140989A1
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WO
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cylinder
lens
optical axis
lens barrel
focus
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PCT/JP2020/049133
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English (en)
French (fr)
Inventor
浜崎拓司
徳川智之
入江俊幸
Original Assignee
株式会社ニコン
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing

Definitions

  • the present invention relates to a lens barrel and an optical device.
  • the lens barrel is required to have good optical performance (for example, Patent Document 1).
  • the lens barrel is a second cylinder having a first cylinder having a first cam groove, a first protrusion engaged with the first cam groove, and a second cam groove.
  • a lens holding frame having a third cylinder having a first straight groove along the optical axis direction, a second cam groove, and a second protrusion engaging with the first straight groove to hold the lens.
  • the lens barrel is a second cylinder having a first cylinder having a first cam groove, a first protrusion engaged with the first cam groove, and a second cam groove.
  • a lens holding frame having a third cylinder having a first straight groove along the optical axis direction, a second cam groove, and a second protrusion engaging with the first straight groove, and holding a lens.
  • the optical device includes the lens barrel.
  • the configuration of the embodiment described later may be appropriately improved, or at least a part thereof may be replaced with another configuration. Further, the configuration requirement without particular limitation on the arrangement is not limited to the arrangement disclosed in the embodiment, and can be arranged at a position where the function can be achieved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a lens barrel according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the fourth lens holding frame.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of the first fixed cylinder and the fourth lens holding frame.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of the zoom correction cam ring.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of the focus cam ring.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of the second fixed cylinder.
  • FIG. 7 is a view of the focus cam ring unfolded and viewed from the inner peripheral side.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of the lens barrel as viewed from above, showing the engagement relationship of each component of the lens barrel.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a lens barrel according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the fourth lens holding frame.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of the first fixed cylinder and the fourth lens holding frame
  • FIG. 9A is a diagram showing a state of each component at the start of the zoom operation
  • FIG. 9B is a diagram for explaining the movement of each component at the time of the zoom operation
  • FIG. 10A is a diagram showing a state of each component at the start of the focus operation
  • FIG. 10B is a diagram for explaining the movement of each component at the time of the focus operation.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the lens barrel 100 according to the embodiment, showing a wide-angle state above the center line and a telephoto state below the center line.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the fourth lens holding frame 164, which will be described later.
  • the cam groove, the straight groove, and the circumferential groove may be omitted in FIGS. 1 and 2.
  • the lens barrel 100 has a first lens group L1, a second lens group L2, a third lens group L3, and a fourth lens group L1, which are sequentially arranged along a common optical axis OA. It includes a lens group L4 and a fifth lens group L5.
  • the solid line indicates the position of the fourth lens group L4 when the photographing distance is infinite
  • the alternate long and short dash line indicates the position of the fourth lens group L4 when the photographing distance is close.
  • the second lens group L2, the third lens group L3, and the fourth lens group L4 are held by the second lens holding frame 162, the third lens holding frame 163, and the fourth lens holding frame 164, respectively.
  • the lens barrel 100 is an inner focus type zoom lens having a fourth lens group L4 as a focus lens, and when the second lens group L2 moves in the optical axis OA direction, the focal distance changes and the fourth lens group is a focus lens.
  • the lens group L4 also moves so as not to change the shooting distance.
  • the shooting distance (focus position) changes. That is, the fourth lens group L4 moves in the optical axis OA direction both during zooming and focusing.
  • the lens barrel 100 includes a fixed barrel 110.
  • a lens mount 117 is fixed to the fixed cylinder 110 so that the lens barrel 100 can be attached to and detached from the camera 1.
  • the fixed cylinder 110 includes a first fixed cylinder 111, a second fixed cylinder 112, and a third fixed cylinder 113.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of the first fixed cylinder 111 and the fourth lens holding frame 164. As shown in FIG. 3, the first fixed cylinder 111 has a straight groove 114 and a circumferential groove 115.
  • the lens barrel 100 includes a zoom interlocking ring 151 that rotates in conjunction with the zoom operation ring 150 described later, and a focus interlocking ring 183 that is rotationally driven by the ultrasonic motor 190.
  • the zoom interlocking ring 151 and the focus interlocking ring 183 are rotatable about the optical axis OA.
  • the lens barrel 100 includes a zoom correction cam ring 170 arranged on the outer peripheral side of the first fixed cylinder 111, and a focus cam ring 180 arranged on the outer peripheral side of the zoom correction cam ring 170.
  • the zoom correction cam ring 170 and the focus cam ring 180 are rotatable with respect to the camera 1.
  • FIG. 4 to 6 are schematic perspective views of the zoom correction cam ring 170, the focus cam ring 180, and the second fixed cylinder 112, respectively. Further, FIG. 7 is a view of the focus cam ring 180 unfolded and viewed from the inner peripheral side.
  • the zoom correction cam ring 170 has a straight groove 171 along the optical axis OA direction. Further, the zoom correction cam ring 170 has a zoom correction cam groove 172 on the inner peripheral surface thereof, and a cam pin 173 projecting on the outer peripheral surface in a direction intersecting the optical axis OA direction. Further, the zoom correction cam ring 170 has a cam pin (not shown) for removing backlash that protrudes in a direction intersecting the optical axis OA direction on the outer peripheral surface thereof.
  • the focus cam ring 180 has a focus cam groove 181 on its inner peripheral surface and a pin 182 on its outer peripheral surface protruding in a direction intersecting the optical axis OA direction.
  • the second fixed cylinder 112 has a circumferential groove 112A.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of the lens barrel 100 as viewed from above, showing the engagement relationship of each component of the lens barrel 100.
  • the positions and dimensions of each component do not always match the actual ones.
  • a zoom operation ring 150 that rotates around the optical axis OA is provided on the outer peripheral side of the third fixed cylinder 113 along the outer peripheral surface of the third fixed cylinder 113.
  • a zoom interlocking ring 151 is provided on the inner peripheral side of the third fixed cylinder 113.
  • the zoom interlocking ring 151 is connected to the zoom operation ring 150 via a pin 152 penetrating the third fixed cylinder 113. Therefore, the zoom interlocking ring 151 rotates in conjunction with the rotation of the zoom operation ring 150.
  • a cam pin 166 projecting in a direction intersecting the optical axis OA direction is provided on the outer peripheral surface of the second lens holding frame 162.
  • the cam pin 166 penetrates the zoom cam groove 191 of the zoom interlocking ring 151 and is slidably fitted in the straight guide groove 192 of the third fixed cylinder 113.
  • the zoom interlocking ring 151 is rotated, the second lens holding frame 162 is moved straight along the zoom cam groove 191 and the straight guide groove 192 in the optical axis OA direction.
  • a pin 153 projecting in a direction intersecting the optical axis OA direction is provided.
  • the pin 153 penetrates the circumferential groove 115 of the first fixed cylinder 111 and engages with the straight groove 171 of the zoom correction cam ring 170 arranged on the outer peripheral side of the first fixed cylinder 111. It fits.
  • a cam pin 165 (see FIGS. 1, 2, and 8) projecting in a direction intersecting the optical axis OA direction is provided on the outer peripheral surface of the fourth lens holding frame 164. As shown in FIG. 8, the cam pin 165 penetrates the straight groove 114 of the first fixed cylinder 111 and engages with the zoom correction cam groove 172 of the zoom correction cam ring 170.
  • the zoom correction cam groove 172 is a cam groove for correcting the position of the fourth lens holding frame 164 in the optical axis OA direction, which changes with the zoom operation, in order to keep the in-focus state during the zoom operation constant.
  • the cam pin 173 of the zoom correction cam ring 170 engages with the focus cam groove 181 of the focus cam ring 180 arranged on the outer peripheral side of the zoom correction cam ring 170.
  • a cam pin (not shown) for removing backlash of the zoom correction cam ring 170 also engages with the focus cam groove 181.
  • the focus cam groove 181 is configured to change the extension amount of the fourth lens group L4 according to the focal length during the focusing operation. Specifically, as shown in FIG. 7, the position where the cam pin 173 engages with the focus cam groove 181 differs between the telephoto side state and the wide side state, and the focus cam groove 181 with respect to the circumferential direction The tilt is different between the tele side and the wide side. More specifically, the inclination of the focus cam groove 181 on the telephoto side is larger than the inclination of the focus cam groove 181 on the wide side. As a result, as shown in FIG.
  • the inclination of the focus cam groove 181 with respect to the circumferential direction may be larger on the wide side than on the tele side.
  • the pin 182 of the focus cam ring 180 engages with the circumferential groove 112A (see FIG. 6) of the second fixed cylinder 112. As a result, the movement of the focus cam ring 180 with respect to the first fixed cylinder 111 in the optical axis OA direction is restricted. That is, the focus cam ring 180 does not move in the direction of the optical axis OA, but only rotates around the optical axis OA.
  • a focus interlocking ring 183 that is rotationally driven by an ultrasonic motor 190 is fixed to the focus cam ring 180.
  • the focus cam ring 180 rotates in conjunction with the rotation of the focus interlocking ring 183.
  • FIG. 9A is a diagram showing a state of each component at the start of the zoom operation
  • FIG. 9B is a diagram for explaining the movement of each component at the time of the zoom operation.
  • the zoom correction cam ring 170 moves through the linear groove 171 that engages with the pin 153 due to the rotation of the zoom interlocking ring 151 around the optical axis OA. Rotate around.
  • the focus cam ring 180 is stationary during the zoom operation, and since the cam pin 173 of the zoom correction cam ring 170 is engaged with the focus cam groove 181 of the focus cam ring 180, it is rotated by the rotation of the zoom interlocking ring 151.
  • the zoom correction cam ring 170 moves in the optical axis OA direction while rotating along the focus cam groove 181 (see arrow AR3) (see arrow AR4).
  • the fourth lens holding frame 164 Since the cam pin 165 is engaged with the zoom correction cam groove 172 of the zoom correction cam ring 170, the fourth lens holding frame 164 is accompanied by the rotational movement of the zoom correction cam ring 170 in the optical axis OA direction (see arrow AR4). Then, it moves along the zoom correction cam groove 172. At this time, since the cam pin 165 of the fourth lens holding frame 164 is also engaged with the straight groove 114 of the first fixed cylinder 111, the rotation around the optical axis OA is restricted, and the fourth lens holding frame 164 It moves in the direction of the optical axis OA without rotating (see arrow AR5).
  • the fourth lens holding frame 164 moves in the optical axis OA direction by the total amount of the movement amount of the zoom correction cam ring 170 in the optical axis OA direction and the movement amount of the zoom correction cam groove 172 in the optical axis OA direction. To do.
  • the fourth lens holding frame 164 can be moved in the optical axis OA direction without rotating the fourth lens holding frame 164 during the zoom operation.
  • FIG. 10A is a diagram showing a state of each component at the start of the focus operation
  • FIG. 10B is a diagram for explaining the movement of each component at the time of the focus operation.
  • the focus cam ring 180 Since the focus cam ring 180 is fixed to the focus interlocking ring 183, the focus cam ring 180 rotates in conjunction with the rotation of the focus interlocking ring 183. At this time, since the zoom interlocking ring 151 is stationary, the rotation of the zoom correction cam ring 170 in which the pin 153 of the zoom interlocking ring 151 is engaged with the straight groove 171 is restricted around the optical axis OA (optical axis). It cannot rotate around the OA), and only the straight motion in the direction of the optical axis OA is possible. Since the cam pin 173 is engaged with the focus cam groove 181, when the focus cam ring 180 rotates, the zoom correction cam ring 170 moves along the focus cam groove 181 without rotating in the optical axis OA direction. (See arrow AR12).
  • the cam pin 165 is engaged with the zoom correction cam groove 172 of the zoom correction cam ring 170 and the straight groove 114 of the first fixed cylinder 111. Therefore, when the zoom correction cam ring 170 moves straight in the optical axis OA direction, the fourth lens holding frame 164 moves integrally with the zoom correction cam ring 170 (see arrow AR13). That is, the zoom correction cam ring 170 moves without rotating in the optical axis OA direction.
  • the fourth lens holding frame 164 can be moved in the optical axis OA direction even during the focusing operation.
  • the lens barrel 100 includes a focus cam ring 180 having a focus cam groove 181, a cam pin 173 that engages with the focus cam groove 181 and a zoom correction cam groove 172.
  • a fourth fixed cylinder 111 having a zoom correction cam ring 170 having a, and a straight groove 114 along the optical axis OA direction, and a cam pin 165 that engages with the zoom correction cam groove 172 and the straight groove 114.
  • a fourth lens holding frame 164 for holding the lens group L4 is provided. As a result, as described above, the fourth lens holding frame 164 can be moved in the optical axis OA direction without rotating during the zoom operation and the focus operation.
  • the inner focus type lens barrel employs a mechanism in which the lens holding frame of the focus lens and the focus lens move in the optical axis direction while rotating during focus operation because of ease of design and the reason that the number of parts is not increased. I often did. If the focus lens moves in the optical axis direction while rotating during the focusing operation, the optical performance may be lower than that of the eccentricity even if the optical performance is ensured by the alignment. Further, an inertial force acts on the lens holding frame, and a large driving force may be required to stop the lens holding frame. In addition, the stopping accuracy of the lens holding frame may deteriorate.
  • the fourth lens holding frame 164 can be moved in the optical axis OA direction without rotating during the zoom operation and the focus operation. Good optical performance can be maintained. Further, since the inertial force of rotation does not act on the fourth lens holding frame 164, deterioration of stopping accuracy can be suppressed. Further, since it is not necessary to provide a large hole in the fixed cylinder 110, the strength of the fixed cylinder 110 can be ensured.
  • the lens barrel 100 can be moved in the optical axis OA direction without rotating the fourth lens holding frame 164 during the zoom operation and the focus operation with the minimum number of parts.
  • the focus operation may be performed manually using the focus operation ring instead of using the ultrasonic motor 190. That is, the focus interlocking ring 183 may be rotated in conjunction with the focus operation ring instead of being rotationally driven by the ultrasonic motor 190.
  • the motor for driving the focus interlocking ring 183 is not limited to the ultrasonic motor 190, and may be any motor capable of rotationally driving the focus interlocking ring 183.
  • the zoom interlocking ring 151 is rotated to perform the zoom operation by rotating the zoom operation ring 150
  • the zoom interlocking ring 151 may be rotated by the motor.
  • the positional relationship between the first fixed cylinder 111, the fourth lens holding frame 164, the zoom correction cam ring 170, and the focus cam ring 180 is not limited to the above embodiment. If the engagement relationship between each cam pin and the cam groove, the straight groove, and the circumferential groove is maintained, the positional relationship of the fourth lens holding frame 164, the zoom correction cam ring 170, and the focus cam ring 180 can be changed. May be good.
  • cam pins 165 and 173 may be, for example, cam followers as long as they are protrusions that engage with the focus cam groove 181 and the zoom correction cam groove 172, respectively.
  • the focus cam ring 180 has the focus cam groove 181 and the zoom correction cam ring 170 has the cam pin 173 has been described, but the present invention is not limited to this, and the focus cam ring 180 has the cam pin 173 and the zoom correction cam
  • the ring 170 may have a focus cam groove 181.
  • the pin 153 of the zoom interlocking ring 151 and the zoom correction cam ring 170 The example in which the straight groove 171 is engaged with the straight groove 171 has been described, but the present invention is not limited to this.
  • the zoom operation ring 150 and the zoom correction cam ring 170 may be directly engaged with each other in a state where they can move relative to each other in the optical axis OA direction without going through the zoom interlocking ring 151.
  • the zoom operation ring 150 and the zoom correction cam ring 170 are directly engaged with each other in a state in which they can move relative to each other in the optical axis OA direction, one has a protrusion or a straight key, and a straight groove that engages with the protrusion is provided. It is conceivable that the other has.

Abstract

良好な光学性能を有するレンズ鏡筒を提供するため、レンズ鏡筒は、第１カム溝を有する第１筒と、前記第１カム溝に係合する第１突部と、第２カム溝と、を有する第２筒と、光軸方向に沿った第１直進溝を有する第３筒と、前記第２カム溝及び前記第１直進溝と係合する第２突部を有し、レンズを保持するレンズ保持枠と、を備える。　

Description

レンズ鏡筒及び光学機器
　本発明は、レンズ鏡筒及び光学機器に関する。
　レンズ鏡筒には、良好な光学性能が求められている（例えば、特許文献１）。
特開２０１６－６２０９６号公報
　第１の態様によれば、レンズ鏡筒は、第１カム溝を有する第１筒と、前記第１カム溝に係合する第１突部と、第２カム溝と、を有する第２筒と、光軸方向に沿った第１直進溝を有する第３筒と、前記第２カム溝及び前記第１直進溝と係合する第２突部を有し、レンズを保持するレンズ保持枠と、を備える。
　第２の態様によれば、レンズ鏡筒は、第１カム溝を有する第１筒と、前記第１カム溝に係合する第１突部と、第２カム溝と、を有する第２筒と、光軸方向に沿った第１直進溝を有する第３筒と、前記第２カム溝及び前記第１直進溝と係合する第２突部を有し、レンズを保持するレンズ保持枠と、を備え、撮影距離を変更すると、前記第１筒は回転し、前記第２筒は光軸方向に移動し、前記レンズ保持枠は回転せずに光軸方向に移動する。
　第３の態様によれば、光学機器は、上記レンズ鏡筒を備える。
　なお、後述の実施形態の構成を適宜改良しても良く、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させても良い。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
図１は、一実施形態に係るレンズ鏡筒の断面図である。 図２は、第４レンズ保持枠付近の拡大断面図である。 図３は、第１固定筒及び第４レンズ保持枠の概略斜視図である。 図４は、ズーム補正カム環の概略斜視図である。 図５は、フォーカスカム環の概略斜視図である。 図６は、第２固定筒の概略斜視図である。 図７は、フォーカスカム環を展開して内周側から見た図である。 図８は、レンズ鏡筒の各構成部品の係合関係を示す、レンズ鏡筒を上方から見た概略透視図である。 図９（Ａ）は、ズーム動作開始時の各構成部品の状態を示す図であり、図９（Ｂ）は、ズーム動作時の各構成部品の動きを説明するための図である。 図１０（Ａ）は、フォーカス動作開始時の各構成部品の状態を示す図であり、図１０（Ｂ）は、フォーカス動作時の各構成部品の動きを説明するための図である。
　以下、一実施形態に係るレンズ鏡筒１００について、図１～図１０（Ｂ）に基づいて、詳細に説明する。図１は、一実施形態に係るレンズ鏡筒１００の断面図であり、中心線より上側にワイド（広角）状態を、下側にテレ（望遠）状態を示している。図２は、後述する第４レンズ保持枠１６４付近の拡大断面図である。なお、簡略化のため、図１及び図２において、カム溝、直進溝、及び周方向溝の図示が省略されている場合がある。
　図１に示すように、本実施形態に係るレンズ鏡筒１００は、共通の光軸ＯＡに沿って順次配列された第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、及び第５レンズ群Ｌ５を備える。なお、図１において、実線は撮影距離が無限の状態における第４レンズ群Ｌ４の位置を示し、二点鎖線は撮影距離が至近の状態における第４レンズ群Ｌ４の位置を示している。第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、及び第４レンズ群Ｌ４はそれぞれ、第２レンズ保持枠１６２、第３レンズ保持枠１６３、及び第４レンズ保持枠１６４に保持されている。
　レンズ鏡筒１００は、第４レンズ群Ｌ４をフォーカスレンズとするインナーフォーカス式のズームレンズであり、第２レンズ群Ｌ２が光軸ＯＡ方向に移動すると焦点距離が変化し、フォーカスレンズである第４レンズ群Ｌ４も撮影距離を変化させないために移動する。第４レンズ群Ｌ４が単独で光軸ＯＡ方向に移動すると、撮影距離（焦点位置）が変化する。つまり、第４レンズ群Ｌ４は、ズーム時及びフォーカス時のいずれにおいても、光軸ＯＡ方向に移動する。
　レンズ鏡筒１００は、固定筒１１０を備える。固定筒１１０には、レンズ鏡筒１００をカメラ１に着脱可能とするレンズマウント１１７が固定されている。固定筒１１０は、第１固定筒１１１と、第２固定筒１１２と、第３固定筒１１３と、を含む。図３は、第１固定筒１１１と第４レンズ保持枠１６４の概略斜視図である。図３に示すように、第１固定筒１１１は、直進溝１１４と周方向溝１１５とを有している。
　また、レンズ鏡筒１００は、後述するズーム操作環１５０に連動して回転するズーム連動環１５１、及び超音波モータ１９０により回転駆動されるフォーカス連動環１８３を備える。ズーム連動環１５１及びフォーカス連動環１８３は、光軸ＯＡを中心に回転可能となっている。
　さらに、レンズ鏡筒１００は、図２に示すように、第１固定筒１１１より外周側に配置されたズーム補正カム環１７０、及びズーム補正カム環１７０より外周側に配置されたフォーカスカム環１８０を備える。ズーム補正カム環１７０及びフォーカスカム環１８０は、カメラ１に対して回転可能となっている。
　図４～図６はそれぞれ、ズーム補正カム環１７０、フォーカスカム環１８０、及び第２固定筒１１２の概略斜視図である。また、図７は、フォーカスカム環１８０を展開して内周側から見た図である。
　図４に示すように、ズーム補正カム環１７０は、光軸ＯＡ方向に沿った直進溝１７１を有する。また、ズーム補正カム環１７０は、その内周面にズーム補正カム溝１７２を有し、外周面に光軸ＯＡ方向と交差する方向に突出するカムピン１７３を有している。さらに、ズーム補正カム環１７０は、その外周面に、光軸ＯＡ方向と交差する方向に突出するガタ取り用のカムピン（不図示）を有している。
　図５に示すように、フォーカスカム環１８０は、その内周面にフォーカスカム溝１８１を有し、外周面に光軸ＯＡ方向と交差する方向に突出するピン１８２を有する。
　図６に示すように、第２固定筒１１２は周方向溝１１２Ａを有する。
　次に、レンズ鏡筒１００の各構成部品の係合関係について、図１～図７及び図８を適宜参照して説明する。図８は、レンズ鏡筒１００の各構成部品の係合関係を示す、レンズ鏡筒１００を上方から見た概略透視図である。なお、図８において、各構成部品の位置及び寸法は、実際のものと必ずしも一致しない。
　図１に示すように、第３固定筒１１３の外周側には、第３固定筒１１３の外周面に沿って、光軸ＯＡ回りに回転するズーム操作環１５０が設けられている。第３固定筒１１３の内周側には、ズーム連動環１５１が設けられている。ズーム連動環１５１は、第３固定筒１１３を貫通するピン１５２を介して、ズーム操作環１５０と連結されている。したがって、ズーム連動環１５１は、ズーム操作環１５０の回転に連動して回転する。
　第２レンズ保持枠１６２の外周面には、光軸ＯＡ方向と交差する方向に突出するカムピン１６６が設けられている。カムピン１６６は、ズーム連動環１５１のズームカム溝１９１を貫通して第３固定筒１１３の直進ガイド溝１９２に摺動移動可能に嵌合している。これにより、第２レンズ保持枠１６２は、ズーム連動環１５１が回転すると、ズームカム溝１９１及び直進ガイド溝１９２に沿って光軸ＯＡ方向に直進移動されるようになっている。
　ズーム連動環１５１のカメラ１側の端部には、光軸ＯＡ方向と交差する方向に突出するピン１５３が設けられている。
　ピン１５３は、図８に示すように、第１固定筒１１１が有する周方向溝１１５を貫通して、第１固定筒１１１の外周側に配置されたズーム補正カム環１７０の直進溝１７１に係合している。
　第４レンズ保持枠１６４の外周面には、光軸ＯＡ方向と交差する方向に突出するカムピン１６５（図１、図２、図８参照）が設けられている。カムピン１６５は、図８に示すように、第１固定筒１１１が有する直進溝１１４を貫通して、ズーム補正カム環１７０のズーム補正カム溝１７２に係合している。ズーム補正カム溝１７２は、ズーム動作中の合焦状態を一定に保つために、ズーム動作に伴い変化する第４レンズ保持枠１６４の光軸ＯＡ方向の位置を補正するためのカム溝である。
　ズーム補正カム環１７０のカムピン１７３は、ズーム補正カム環１７０より外周側に配置されたフォーカスカム環１８０のフォーカスカム溝１８１に係合する。また、ズーム補正カム環１７０のガタ取り用のカムピン（不図示）も、フォーカスカム溝１８１に係合する。
　フォーカスカム溝１８１は、フォーカス動作時に第４レンズ群Ｌ４の繰り出し量を、焦点距離に応じて変化させるよう構成されている。具体的には、図７に示すように、テレ側の状態と、ワイド側の状態とで、カムピン１７３がフォーカスカム溝１８１と係合する位置が異なっており、周方向に対するフォーカスカム溝１８１の傾きをテレ側とワイド側とで異ならせている。より具体的には、テレ側のフォーカスカム溝１８１の傾きが、ワイド側のフォーカスカム溝１８１の傾きよりも大きくなっている。これにより、図１に示すように、第４レンズ群Ｌ４の位置（撮影距離）を至近（二点鎖線参照）から無限（実線参照）へ変更した場合の第４レンズ群Ｌ４の移動量を、ワイド状態とテレ状態とで異ならせることができる。なお、周方向に対するフォーカスカム溝１８１の傾きは、テレ側よりもワイド側を大きくしても良い。
　フォーカスカム環１８０のピン１８２は、第２固定筒１１２が有する周方向溝１１２Ａ（図６参照）に係合する。これにより、フォーカスカム環１８０の第１固定筒１１１に対する光軸ＯＡ方向の移動が規制される。すなわち、フォーカスカム環１８０は、光軸ＯＡ方向には移動せず、光軸ＯＡ回りに回転するのみである。
　また、フォーカスカム環１８０には、超音波モータ１９０により回転駆動されるフォーカス連動環１８３が固定されている。これにより、フォーカスカム環１８０は、フォーカス連動環１８３の回転に連動して回転する。
　以上のように構成されたレンズ鏡筒１００において、ズーム動作時及びフォーカス動作時における各構成部品の挙動について説明する。
（ズーム動作時）
　まず、ズーム動作時について、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）を参照して説明する。図９（Ａ）は、ズーム動作開始時の各構成部品の状態を示す図であり、図９（Ｂ）は、ズーム動作時の各構成部品の動きを説明するための図である。
　図９（Ａ）に示す状態において、ユーザが光軸ＯＡ回りにズーム操作環１５０を回転させる操作を行うことによって、ズーム操作環１５０の回転に連動して、矢印ＡＲ１に示すように、ズーム連動環１５１が光軸ＯＡ回りに回転したものとする。
　このとき、図９（Ｂ）の矢印ＡＲ２で示すように、ズーム連動環１５１の光軸ＯＡ回りの回転により、ピン１５３と係合する直進溝１７１を介してズーム補正カム環１７０が光軸ＯＡ回りに回転する。
　フォーカスカム環１８０はズーム動作時には静止しており、ズーム補正カム環１７０のカムピン１７３が、フォーカスカム環１８０のフォーカスカム溝１８１と係合しているため、ズーム連動環１５１の回転により回転させられたズーム補正カム環１７０は、フォーカスカム溝１８１に沿って回転しながら（矢印ＡＲ３参照）光軸ＯＡ方向に移動する（矢印ＡＲ４参照）。
　第４レンズ保持枠１６４は、カムピン１６５がズーム補正カム環１７０のズーム補正カム溝１７２に係合しているため、ズーム補正カム環１７０の光軸ＯＡ方向の回転移動（矢印ＡＲ４参照）に伴って、ズーム補正カム溝１７２に沿って移動する。このとき、第４レンズ保持枠１６４のカムピン１６５は、第１固定筒１１１の直進溝１１４にも係合しているため、光軸ＯＡ回りの回転が規制され、第４レンズ保持枠１６４は、光軸ＯＡ方向に回転せずに移動する（矢印ＡＲ５参照）。すなわち、第４レンズ保持枠１６４は、ズーム補正カム環１７０の光軸ＯＡ方向の移動量と、ズーム補正カム溝１７２による光軸ＯＡ方向の移動量と、の合計分、光軸ＯＡ方向に移動する。
　このように、本実施形態に係るレンズ鏡筒１００では、ズーム動作時において、第４レンズ保持枠１６４を回転させることなく、光軸ＯＡ方向に移動させることができる。
（フォーカス動作時）
　次に、フォーカス動作時について、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）を参照して説明する。図１０（Ａ）は、フォーカス動作開始時の各構成部品の状態を示す図であり、図１０（Ｂ）は、フォーカス動作時の各構成部品の動きを説明するための図である。
　図１０（Ａ）に示す状態において、超音波モータ１９０によりフォーカス連動環１８３（図１０（Ａ）において不図示）が光軸ＯＡ回りに矢印ＡＲ１１で示す方向に回転駆動させられたものとする。なお、フォーカス動作時、ズーム操作環１５０は第３固定筒１１３との間の摩擦力により静止しているため、ズーム連動環１５１も静止している。
　フォーカスカム環１８０はフォーカス連動環１８３に固定されているため、フォーカス連動環１８３の回転に連動して、フォーカスカム環１８０が回転する。このとき、ズーム連動環１５１は静止しているため、ズーム連動環１５１のピン１５３が直進溝１７１と係合しているズーム補正カム環１７０は、光軸ＯＡ回りの回転が規制され（光軸ＯＡ回りに回転できず）、光軸ＯＡ方向の直進運動のみが可能となっている。そして、カムピン１７３がフォーカスカム溝１８１に係合しているため、フォーカスカム環１８０が回転すると、ズーム補正カム環１７０は、フォーカスカム溝１８１に沿って、光軸ＯＡ方向に回転することなく移動する（矢印ＡＲ１２参照）。
　カムピン１６５は、ズーム補正カム環１７０のズーム補正カム溝１７２と第１固定筒１１１の直進溝１１４とに係合している。そのため、第４レンズ保持枠１６４は、ズーム補正カム環１７０が光軸ＯＡ方向に直進移動すると、ズーム補正カム環１７０と一体となって移動する（矢印ＡＲ１３参照）。すなわち、ズーム補正カム環１７０は、光軸ＯＡ方向に回転することなく移動する。
　このようにして、本実施形態に係るレンズ鏡筒１００では、フォーカス動作時にも、第４レンズ保持枠１６４を回転させることなく光軸ＯＡ方向に移動させることができる。
　以上、詳細に説明したように、本実施形態に係るレンズ鏡筒１００は、フォーカスカム溝１８１を有するフォーカスカム環１８０と、フォーカスカム溝１８１に係合するカムピン１７３と、ズーム補正カム溝１７２と、を有するズーム補正カム環１７０と、光軸ＯＡ方向に沿った直進溝１１４を有する第１固定筒１１１と、ズーム補正カム溝１７２及び直進溝１１４と係合するカムピン１６５を有し、第４レンズ群Ｌ４を保持する第４レンズ保持枠１６４と、を備える。これにより、上述したように、ズーム動作時及びフォーカス動作時に、第４レンズ保持枠１６４を回転させることなく光軸ＯＡ方向に移動させることができる。
　インナーフォーカス式のレンズ鏡筒においては、設計の容易性や、部品点数を増加させないといった理由から、フォーカス動作時にはフォーカスレンズのレンズ保持枠及びフォーカスレンズが回転しながら光軸方向に移動する機構を採用することが多かった。フォーカス動作時にフォーカスレンズが回転しながら光軸方向に移動してしまうと、調芯によって光学性能を確保しても、偏芯より光学性能が低下してしまうおそれがある。さらに、レンズ保持枠に慣性力が働き、レンズ保持枠を停止させるために大きな駆動力が必要となるおそれがある。また、レンズ保持枠の停止精度が悪化するおそれもある。
　また、フォーカスレンズのレンズ保持枠の外周面に設けられたカムピンが固定筒と干渉しないように、固定筒に切り欠き（穴）を設ける必要がある。この切り欠きは、カムピンの周方向の回転及び光軸方向の移動と干渉しないように設ける必要があるため、光軸方向及び周方向に長さを有するかなり大きな切り欠き（穴）となる。その結果、固定筒の強度が低下する。また、切り欠き（穴）の周方向の長さによって、フォーカスレンズの回転角が制限されてしまうこととなる。
　本実施形態に係るレンズ鏡筒１００によれば、ズーム動作時、及びフォーカス動作時に、第４レンズ保持枠１６４を回転させることなく光軸ＯＡ方向に移動させることができるので、調心により得た良好な光学性能を維持することができる。また、第４レンズ保持枠１６４に回転の慣性力が働かないため、停止精度の悪化を抑制することができる。さらに、固定筒１１０に大きな穴を設ける必要がないため、固定筒１１０の強度を確保することができる。
　従来のレンズ鏡筒においても、フォーカスレンズのレンズ保持枠の回転運動を直進運動に変換する機構を追加すれば、フォーカスレンズのレンズ保持枠を回転させずに光軸方向に移動させることは可能である。しかしながら、この場合、部品点数の増加により、レンズ鏡筒の製造コストが増加する。また、部品点数の増加によって部品間のガタが蓄積してしまう。本実施形態に係るレンズ鏡筒１００によれば、最小限の部品点数で、ズーム動作時及びフォーカス動作時に、第４レンズ保持枠１６４を回転させることなく光軸ＯＡ方向に移動させることができる。
　なお、上記実施形態において、フォーカス動作は、超音波モータ１９０を用いて行うのではなく、フォーカス操作環を用いて手動で行うようにしてもよい。すなわち、フォーカス連動環１８３を超音波モータ１９０により回転駆動するのではなく、フォーカス操作環と連動して回転させるようにしてもよい。また、フォーカス連動環１８３を駆動するモータは、超音波モータ１９０に限らず、フォーカス連動環１８３を回転駆動できるモータであればよい。
　上記実施形態では、ズーム操作環１５０を回転させることによりズーム連動環１５１を回転させズーム動作を行う場合について説明したが、モータによりズーム連動環１５１を回転させるようにしてもよい。
　なお、第１固定筒１１１、第４レンズ保持枠１６４、ズーム補正カム環１７０、及びフォーカスカム環１８０の位置関係は、上記実施形態に限られるものではない。各カムピンとカム溝、直進溝、及び周方向溝との係合関係を維持していれば、第４レンズ保持枠１６４、ズーム補正カム環１７０、及びフォーカスカム環１８０の位置関係を変更してもよい。
　また、カムピン１６５及び１７３はそれぞれフォーカスカム溝１８１及びズーム補正カム溝１７２と係合する突部であれば、例えば、カムフォロワ等であってもよい。
　また、フォーカスカム環１８０がフォーカスカム溝１８１を有し、ズーム補正カム環１７０がカムピン１７３を有する例を説明したが、これに限らず、フォーカスカム環１８０がカムピン１７３を有し、ズーム補正カム環１７０がフォーカスカム溝１８１を有しても良い。
　また、ズーム補正カム環１７０がズーム動作時には回転しながら光軸ＯＡ方向に移動し、フォーカス動作時には回転せずに直進移動する構成の一例として、ズーム連動環１５１のピン１５３とズーム補正カム環１７０の直進溝１７１とが係合する例を説明したが、これに限らない。例えば、ズーム連動環１５１を介さずに、ズーム操作環１５０とズーム補正カム環１７０とが光軸ＯＡ方向に相対移動可能な状態で直接に係合しても良い。ズーム操作環１５０とズーム補正カム環１７０とが光軸ＯＡ方向に相対移動可能な状態で直接に係合する例としては、突部又は直進キーを一方が有し、それに係合する直進溝を他方が有することが考えられる。
　上述した実施形態は好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能であり、任意の構成要件を組み合わせてもよい。
１　カメラ
１００　レンズ鏡筒
１１１　第１固定筒
１１２　第２固定筒
１５１　ズーム連動環
１５３　ピン
１６４　第４レンズ保持枠
１６５　カムピン
１７０　ズーム補正カム環
１７１　直進溝
１７２　ズーム補正カム溝
１７３　カムピン
１８０　フォーカスカム環
１８１　フォーカスカム溝
Ｌ４　第４レンズ群
　

Claims (14)

  1. 　第１カム溝を有する第１筒と、
    　前記第１カム溝に係合する第１突部と、第２カム溝と、を有する第２筒と、
    　光軸方向に沿った第１直進溝を有する第３筒と、
    　前記第２カム溝及び前記第１直進溝と係合する第２突部を有し、レンズを保持するレンズ保持枠と、
    を備えるレンズ鏡筒。
  2. 　前記第１筒は、撮影距離を変更すると回転する、
    請求項１に記載のレンズ鏡筒。
  3. 　前記第１筒は、前記第３筒に対して光軸方向に移動しない、
    請求項１または請求項２に記載のレンズ鏡筒。
  4. 　前記第２筒は、撮影距離を変更すると光軸方向に移動する、
    請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
  5. 　前記第２筒は、回転可能である、
    請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
  6. 　第３突部を有し、焦点距離を変更すると回転する回転筒を備え、
    　前記第２筒は、前記第３突部と係合する光軸方向に沿った第２直進溝を有する、
    請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
  7. 　前記第３筒は、固定筒である、
    請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
  8. 　前記第２筒は、前記第３筒より外周側に配置され、
    　前記第１筒は、前記第２筒より外周側に配置される、
    請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
  9. 　前記レンズは、フォーカスレンズである、
    請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
  10. 　焦点距離が望遠側の状態で撮影距離を至近から無限へ変更した場合の前記レンズの光軸方向の移動量と、焦点距離が広角側の状態で撮影距離を至近から無限へ変更した場合の前記レンズの光軸方向の移動量と、は異なる、
    請求項９に記載のレンズ鏡筒。
  11. 　焦点距離が望遠側の状態で前記第１突部が前記第１カム溝と係合する位置と、焦点距離が広角側の状態で前記第１突部が前記第１カム溝と係合する位置と、は異なる、
    請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
  12. 　前記第２筒は、ガタ取り用の第４突部を有し、
    　前記第４突部は、前記第１カム溝内に配置される、
    請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
  13. 　第１カム溝を有する第１筒と、
    　前記第１カム溝に係合する第１突部と、第２カム溝と、を有する第２筒と、
    　光軸方向に沿った第１直進溝を有する第３筒と、
    　前記第２カム溝及び前記第１直進溝と係合する第２突部を有し、レンズを保持するレンズ保持枠と、
    を備え、
    　撮影距離を変更すると、前記第１筒は回転し、前記第２筒は光軸方向に移動し、前記レンズ保持枠は回転せずに光軸方向に移動する、
    レンズ鏡筒。
  14. 　請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備える光学機器。
    　
    　
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